JP2014045011A - Substrate support system - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、チップを基板上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板を支持して加熱する基板側加熱手段とを有する基板支持システムに関する。 The present invention relates to a substrate support system having an optical system for positioning a chip at a predetermined position on a substrate by image recognition, and substrate side heating means for supporting and heating the substrate.
チップオンウェハ(ウェハ上に多数のチップを接合する技術)では、チップを保持するボンディング部が、個々のチップをウェハ上の所定の接合位置に対して位置決めし接合する。チップのバンプ(金属突起)とこれに対応するウェハの金属部とが接合されて電気的導電性が確立されることにより、チップとウェハとの間で電気信号の授受が可能になる。この接合において、チップのバンプ(金属突起)を加熱して、チップとウェハの金属部の原子を十分に拡散させることで、チップとウェハ間での電気的導電性を十分に確保することが必要である。 In chip-on-wafer (a technique for bonding a large number of chips on a wafer), a bonding unit that holds the chips positions and bonds each chip to a predetermined bonding position on the wafer. By connecting the bumps (metal protrusions) of the chip and the corresponding metal parts of the wafer to establish electrical conductivity, electrical signals can be exchanged between the chip and the wafer. In this bonding, it is necessary to ensure sufficient electrical conductivity between the chip and the wafer by heating the bumps (metal protrusions) of the chip and sufficiently diffusing the atoms of the metal part of the chip and the wafer. It is.
従来、チップと基板両サイドに金属ヒータを設けて加熱するため、(先行文献1)チップと基板の位置合わせのための画像認識手段はチップと基板の間に挿入して位置合わせ後、退避して接合する方法がとられていた。しかし、本方式ではアライメント時にチップと基板との間に2視野カメラが挿入されうるだけの距離が必要となり、1チップあたりの接合に時間が長くなるため生産性が落ち、かつ、アライメント位置から接合位置までの間にZ軸(ウェハの接合面に対して垂直方向)の位置ずれが起きやすく精度上も不利であった。 Conventionally, since metal heaters are provided on both sides of the chip and the substrate for heating, (Prior Document 1) An image recognition means for aligning the chip and the substrate is inserted between the chip and the substrate and then retracted after the alignment. The method of joining was taken. However, this method requires a distance that allows a two-field camera to be inserted between the chip and the substrate during alignment, which increases the time required for bonding per chip, and reduces the productivity. The position shift of the Z axis (perpendicular to the bonding surface of the wafer) is likely to occur until the position, which is disadvantageous in terms of accuracy.
そのため、先行文献2に示すような、赤外線を透過しながら、接合時の位置決めの高精度化をはかる方法が提案された。しかし、従来、バンプの加熱は、ボンディング部内に設けたヒータなどにより、チップを加熱することで行われている。しかし、この場合においてウェハが加熱されていないことから問題が生じる場合がある。たとえば、チップのバンプは十分な温度に到達していてもウェハの金属部は室温近傍にあるので、接触時にはチップのバンプとウェハの金属部との間には温度差が生じている。接触後、チップのバンプから熱が流れることにより、ウェハの金属部の温度は上昇するが、熱はウェハの他の部分へも拡散するので、金属部の原子を十分に拡散させるほど上がらないという問題がある。またさらには、加熱されたチップが次々にウェハに接触することで、ウェハを支持する基板支持体が蓄熱し、徐々にその温度が上昇するという経時変化が起きる。これにより、同じウェハに接合されるチップ間でも、たとえば最初に接合されたチップと最後に接合されたチップとの間で、接合により形成された界面の接合強度や電気的導電性に不均一性が生じるという問題がある。 Therefore, as shown in the prior art document 2, there has been proposed a method for increasing the positioning accuracy during bonding while transmitting infrared rays. However, conventionally, the bump is heated by heating the chip with a heater or the like provided in the bonding portion. In this case, however, a problem may arise because the wafer is not heated. For example, even if the bumps of the chip reach a sufficient temperature, the metal part of the wafer is near room temperature, so that a temperature difference occurs between the bumps of the chip and the metal part of the wafer at the time of contact. After contact, heat flows from the bumps of the chip, causing the temperature of the metal part of the wafer to rise, but heat also diffuses to other parts of the wafer, so that the atoms in the metal part do not rise sufficiently to diffuse. There's a problem. Still further, when the heated chips contact the wafer one after another, the substrate support that supports the wafer accumulates heat, and the temperature changes gradually with time. As a result, even between chips bonded to the same wafer, for example, between the first bonded chip and the last bonded chip, the bonding strength and electrical conductivity of the interface formed by bonding are not uniform. There is a problem that occurs.
ウェハを加熱するためには、ウェハの支持体に電気ヒータを組み込むことが考えられるが、この際にも問題が生じる場合がある。すなわち、チップオンウェハで各チップをウェハ上の所定の位置に位置決めしなければならないが、この位置決めには、ウェハの支持体に設けられた電気ヒータが邪魔になる場合がある。例えば、チップのウェハに対する位置決めは、チップ、ウェハ及びウェハの支持体をウェハ面に対して垂直方向に透過する光を用いて、予めチップとウェハに設けられたマークを画像認識してチップとウェハの位置を測定し、これらマーク同士の相対位置を補正するようにチップのウェハに対する位置を決めることで行われる。この場合、光はウェハを垂直方向に透過しなければならないが、ウェハの支持体に組み込まれた電気ヒータはこの光の光路を妨害するという問題がある。 In order to heat the wafer, it is conceivable to incorporate an electric heater in the support of the wafer. However, there may be a problem also in this case. That is, each chip must be positioned at a predetermined position on the wafer by a chip-on-wafer, and this positioning may be disturbed by an electric heater provided on the wafer support. For example, the positioning of the chip with respect to the wafer is performed by recognizing a mark provided in advance on the chip and the wafer by using light passing through the chip, the wafer and the wafer support in a direction perpendicular to the wafer surface. Is measured, and the position of the chip with respect to the wafer is determined so as to correct the relative position of these marks. In this case, the light must pass through the wafer in the vertical direction, but there is a problem that the electric heater incorporated in the wafer support obstructs the optical path of this light.
上記課題を解決するために、本願発明は、チップの基板に対する位置決めに用いられる光の光路を妨害せずに、基板を加熱できる基板支持体を備える基板支持システムを提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a substrate support system including a substrate support capable of heating a substrate without interfering with an optical path of light used for positioning a chip with respect to the substrate.
上記の技術的課題を解決するために、本願発明に係る基板支持システムは、チップを基板上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、基板支持面を有し、当該基板支持面上に基板を支持して加熱する基板側加熱手段とを有し、光学システムは、基板支持面に対してほぼ垂直方向に、少なくとも基板側加熱手段を光が透過し、光が伝播するように構成された発光装置と受光装置と、チップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとを認識することによりチップと基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置を有し、基板側加熱手段は、基板支持面とヒータ面とを表裏に有する第一透明絶縁層と、第一透明絶縁層のヒータ面上に設けられ、通電により発熱する透明導電層と、を備えるようにしたものである。本願発明によれば、基板を支持し加熱する基板側加熱手段(基板支持体)をほぼ垂直方向に透過する光を用いてチップを基板に対して精度良く位置決めすることができるとともに、ヒータである透明導電層の通電による発熱により基板を加熱することでチップと基板との良好な接合を効率よく得ることができる。 In order to solve the above technical problem, a substrate support system according to the present invention includes an optical system for positioning a chip at a predetermined position on a substrate by image recognition, and a substrate support surface. A substrate side heating means for supporting and heating the substrate on the surface, and the optical system transmits light through at least the substrate side heating means in a direction substantially perpendicular to the substrate support surface. An image recognition device for measuring a relative position error between a chip and a substrate by recognizing a light-emitting device and a light-receiving device configured as described above, and a chip-side mark attached to the chip and a substrate-side mark attached to the substrate The substrate side heating means includes a first transparent insulating layer having a substrate support surface and a heater surface on the front and back, a transparent conductive layer provided on the heater surface of the first transparent insulating layer, and generating heat when energized, I prepared to Than is. According to the present invention, the chip can be positioned with respect to the substrate with high accuracy by using the light transmitted through the substrate-side heating means (substrate support) that supports and heats the substrate in a substantially vertical direction, and is a heater. By heating the substrate by heat generated by energization of the transparent conductive layer, good bonding between the chip and the substrate can be efficiently obtained.
本願発明において、「基板」(ウェハとも称する。)は、板状の半導体を含むが、これに限定されず、半導体以外にも、ガラス、セラミックス、金属、プラスチックなどの材料、又はこれらの複合材料により形成されていてもよく、円形、長方形等の種々の形状に形成される。 In the present invention, the “substrate” (also referred to as a wafer) includes a plate-shaped semiconductor, but is not limited thereto, and other than the semiconductor, a material such as glass, ceramics, metal, plastic, or a composite material thereof. It may be formed by various shapes such as a circle and a rectangle.
本願発明において、「チップ」とは、半導体部品を含む成型加工半導体の板状部品、パッケージされた半導体集積回路(IC)などの電子部品等を示す広い概念の用語として与えられる。「チップ」には、一般に「ダイ」と呼ばれる部品や、基板よりも寸法が小さくて、複数個を当該基板に接合できるほどの大きさを有する部品又は小型の基板も含まれる。また、基板とチップが同サイズでも構わない。例えばチップも基板もウェハであり、ウェハとウェハとを接合する際の互いに対する位置決めも本発明に含まれる。また、電子部品以外に、光部品、光電子部品、機械部品も含まれる。さらにまた、「チップ」とは半導体チップに限らず、ガラスやレンズであったり、小片状の部材をいう。基板とは回路基板に限らず、チップ(小片状の部材)を搭載するベース部材をいう。 In the present invention, the term “chip” is given as a broad term indicating a molded semiconductor plate-like component including a semiconductor component, an electronic component such as a packaged semiconductor integrated circuit (IC), and the like. The “chip” includes a component generally called a “die”, a component having a size smaller than that of the substrate, and a size that allows a plurality of components to be bonded to the substrate, or a small substrate. Further, the substrate and the chip may be the same size. For example, both the chip and the substrate are wafers, and positioning with respect to each other when bonding the wafers to each other is also included in the present invention. In addition to electronic components, optical components, optoelectronic components, and mechanical components are also included. Furthermore, the “chip” is not limited to a semiconductor chip, but refers to glass, a lens, or a small piece member. The substrate is not limited to a circuit board, but refers to a base member on which a chip (small piece member) is mounted.
本願発明において、「チップ」と「基板」は入れ替わってもよい。例えば、これらは、第一対象物、第二対象物として表されてもよい。 In the present invention, “chip” and “substrate” may be interchanged. For example, these may be represented as a first object and a second object.
本願発明において、透明絶縁層と透明導電層の「透明」とは、使用される光が上記画像認識のために十分に当該透明絶縁層と当該透明導電層さらにはチップを透過できる程度に「透明」であるという意味である。 In the present invention, “transparent” of the transparent insulating layer and the transparent conductive layer is “transparent” to such an extent that the light used can sufficiently pass through the transparent insulating layer and the transparent conductive layer and further the chip for the image recognition. "Means.
本願発明において、「光」とは、透明絶縁層と透明導電層を形成する材料を透過できる波長を有する電磁波を意味するものであり、可視光や赤外光を含む。光の波長や強度は、透明絶縁層と透明導電層などの使用される光が透過する部位の光学特性に応じて選択される。 In the present invention, “light” means an electromagnetic wave having a wavelength capable of transmitting the material forming the transparent insulating layer and the transparent conductive layer, and includes visible light and infrared light. The wavelength and intensity of light are selected according to the optical characteristics of the portion through which light to be used such as the transparent insulating layer and the transparent conductive layer is transmitted.
上記基板支持システムにおいて、透明導電層に電流を流すための、互いに平行に設けられた一対の電極を更に有するようにしてもよい。これにより、基板を均等に加熱し、基板表面に亘り均一な温度に保つことができる。 The substrate support system may further include a pair of electrodes provided in parallel to each other for flowing a current through the transparent conductive layer. Thereby, a board | substrate can be heated uniformly and it can maintain at a uniform temperature over the board | substrate surface.
上記基板支持システムにおいて、透明導電層と第一透明絶縁層とを貫通する基板吸着孔を備えるようにしてもよい。これにより、真空吸着により基板を基板支持表面に密着性高く固定することができる。その結果、基板側加熱手段から基板への熱の伝導効率が上がるとともに、熱の伝導が基板表面に亘りより均一になる。また、接合時の基板の基板支持面上での位置ずれを防ぐこともできるので、高精度な位置決めを維持して接合することが可能となる。 The substrate support system may include a substrate suction hole that penetrates the transparent conductive layer and the first transparent insulating layer. Thereby, a board | substrate can be fixed to a board | substrate support surface with high adhesiveness by vacuum suction. As a result, the efficiency of heat conduction from the substrate-side heating means to the substrate increases, and the heat conduction becomes more uniform across the substrate surface. In addition, since it is possible to prevent positional displacement of the substrates on the substrate support surface during bonding, it is possible to perform bonding while maintaining high-precision positioning.
上記基板支持システムにおいて、透明導電層を第一透明絶縁層と挟み込むように配置された第二透明絶縁層を更に備えるようにしてもよい。これにより、基板側加熱手段の強度を上げ又は維持することができるので、第一透明基板を比較的薄くすることができる。その結果、熱源である透明導電層と支持される基板との間の距離を小さくすることができ、基板を効率よく加熱するとともに、基板の温度の制御性を高めることができる。 The substrate support system may further include a second transparent insulating layer disposed so as to sandwich the transparent conductive layer with the first transparent insulating layer. Thereby, since the intensity | strength of a board | substrate side heating means can be raised or maintained, a 1st transparent substrate can be made comparatively thin. As a result, the distance between the transparent conductive layer as a heat source and the substrate to be supported can be reduced, the substrate can be efficiently heated, and the controllability of the temperature of the substrate can be improved.
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面上に開けられた透孔と、第一透明絶縁層の側面に開けられた透孔とを連結する貫通孔が設けられてよい。これにより、第二透明絶縁層を支持する構造や位置決めに用いられる光の光路と干渉しないように、側面に基板吸着を行う真空システムなどの構成を配置することができる。 The said board | substrate support system WHEREIN: The through-hole which connects the through-hole opened on the board | substrate support surface of a 1st transparent insulating layer, and the through-hole opened in the side surface of a 1st transparent insulating layer may be provided. Thus, a structure such as a vacuum system for adsorbing the substrate on the side surface can be arranged so as not to interfere with the structure for supporting the second transparent insulating layer and the optical path of light used for positioning.
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面上に設けられた静電容量層と、当該静電容量層上に設けられた第三透明絶縁層と、を更に有するようにしてもよい。第三透明絶縁層は、直接基板に接して、当該基板を支持する。これにより、静電容量層を帯電させて静電チャック作用により基板を吸着することができる。また、貫通孔(吸着孔)が不要になるので、基板の全面に亘り、チップの位置決めに用いられる光を透過させることが可能になる。また、貫通孔が不要になるので、静電容量層を貫通する穴に起因する電流の不均一な流れがなくなるので、第一透明絶縁層を全面に亘り均一に加熱することが可能となる。 The substrate support system may further include a capacitance layer provided on the substrate support surface of the first transparent insulation layer, and a third transparent insulation layer provided on the capacitance layer. Good. The third transparent insulating layer directly contacts the substrate and supports the substrate. Thereby, the electrostatic capacity layer can be charged and the substrate can be adsorbed by the electrostatic chuck action. Further, since a through hole (suction hole) is not required, light used for positioning the chip can be transmitted over the entire surface of the substrate. In addition, since the through hole is not necessary, the non-uniform flow of current due to the hole penetrating the capacitance layer is eliminated, so that the first transparent insulating layer can be uniformly heated over the entire surface.
上記基板支持システムにおいて、第一透明絶縁層の基板支持面側に配置され、チップを保持し、基板側加熱手段に支持された基板面上に取り付けるボンディングヘッドであって、基板支持面に対してほぼ垂直方向に光を伝播させるための光ガイドを有するボンディングヘッドを更に有するようにしてもよい。これにより、チップを基板(ウェハ)上の所定の位置に正確に位置決めした上で、チップウェハ間の電気的接続を確実に確立することができる。 In the above substrate support system, the bonding head is disposed on the substrate support surface side of the first transparent insulating layer, holds the chip, and is mounted on the substrate surface supported by the substrate side heating means. A bonding head having a light guide for propagating light in a substantially vertical direction may be further included. As a result, the electrical connection between the chip wafers can be reliably established after the chips are accurately positioned at predetermined positions on the substrate (wafer).
上記基板支持システムにおいて、ボンディングヘッドは、保持されたチップを加熱するように構成されてもよい。これにより、チップと基板との接合部をチップ側と基板側との両方から加熱できるので、接合部での機械的強度や電気伝導度をさらに上げることができる。 In the substrate support system, the bonding head may be configured to heat the held chip. Thereby, since the junction part of a chip | tip and a board | substrate can be heated from both a chip | tip side and a board | substrate side, the mechanical strength and electrical conductivity in a junction part can be raised further.
上記基板支持システムが、チップと基板とを相対的に移動させて、光学システムにおいて認識されるチップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとの間の相対位置誤差を補正する位置決めする位置決め機構を更に備えるようにしてもよい。これにより、基板側加熱手段(基板支持体)上に支持された基板面上の所定の位置に精度良くチップを位置決めすることができる。 The substrate support system moves the chip and the substrate relatively to correct the relative position error between the chip side mark attached to the chip recognized by the optical system and the substrate side mark attached to the substrate. A positioning mechanism for positioning may be further provided. Thereby, the chip can be accurately positioned at a predetermined position on the substrate surface supported on the substrate side heating means (substrate support).
本願発明によれば、基板側加熱手段(基板支持体)をほぼ垂直方向に透過する光を用いてチップを基板に対して高速に、かつ、精度良く位置決めすることができるとともに、基板を加熱することでチップと基板との良好な接合を効率よく得ることができる。 According to the present invention, it is possible to position the chip with respect to the substrate at high speed and with high accuracy using light that passes through the substrate-side heating means (substrate support) in a substantially vertical direction, and to heat the substrate. As a result, it is possible to efficiently obtain good bonding between the chip and the substrate.
以下、添付の図面を参照して本願発明に係る基板支持システムの実施形態を説明するが、まず、基板支持システムが使用されるチップ実装システム(電子部品実装システム)について説明する。このチップ実装システム1は、基板(チップ実装対象の基板)の複数の平面位置において単層又は多層のチップを積層して実装するシステムである。
Hereinafter, embodiments of a substrate support system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, a chip mounting system (electronic component mounting system) in which the substrate support system is used will be described. The
<1.チップ実装システムの説明>
図1は、チップ実装システム1の概略構成を示す平面図である。なお、図1等においては、便宜上、XYZ直交座標系を用いて方向等を示している。
<1. Explanation of chip mounting system>
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the
図1に示すチップ実装システム1は、基板に取り付け又は接合される各チップCPを個別に供給するチップ供給装置10と、チップ供給装置10から供給された各チップCPを基板に取り付け又は接合するCOW(Chip On Wafer)ボンディング装置30と、基板に取り付けられたチップCPを一回の接合で他の基板に接合するWOW(Wafer On Wafer)ボンディング装置50と、チップや基板あるいはチップが接合された基板などを外部からチップ実装システム内部へ搬入し、内部から外部へ搬出する搬出入部90と、COWボンディング装置30、WOW(Wafer On Wafer)ボンディング装置50、搬出入部90との間でチップや基板等を搬送する搬送部70を有して構成されている。
A
たとえば、このチップ実装システム1は、対象の基板WA上に第1層の複数のチップCP1を接合することができる。また、チップ実装システム1は、基板WA上に配置された第1層の複数のチップCP1上に第2層の複数のチップCP2等をさらに積層して接合することも可能である。
For example, the
以下、チップ実装システム1が有する、チップ供給装置10、COWボンディング装置30、WOWボンディング装置50、搬送部70及び搬出入部90の各々についてより詳しく説明する。
Hereinafter, each of the
<2.チップ供給装置10>
図2に示すチップ供給装置10は、ダイシングされたウェハから各チップCPを突き上げて取り出す突上部11と、取り出されたチップの向きを一旦保持しその向きを変える反転機構を有するダイピッカ131、ダイピッカ131からチップを受け取りCOWボンディング装置30からチップ供給装置10内に延びるチップ搬送部39にチップを載置するチップ移載装置13を有して構成されている。
<2.
A
具体的には、突上部(突上ニードル)11による突き上げ動作を伴ってダイピッカ131に保持されたチップCP(フェイスアップ状態)が、反転機構を有するダイピッカ131によって上下反転されて、チップ供給機135に受け渡されフェイスダウン状態で保持される。チップCPは、フェイスダウン状態でチップ搬送部39によって位置PG3で受け取られる。
Specifically, the chip CP (face-up state) held by the
また、上記各実施形態では、チップ供給装置10において、フェイスアップ状態の各チップCPを有するチップ基板WCから当該各チップが切り出され、各チップがそのままフェイスアップ状態で基板WA上に供給される場合が例示されているが、これに限定されない。
Further, in each of the above embodiments, in the
たとえば、「フェイスダウン状態」の各チップCPを有するチップ基板WCから当該各チップCPが切り出されて供給されるようにしてもよい。この場合、チップ供給装置10において、フェイスダウン状態で切り出された各チップCPの上下を反転させてフェイスアップ状態で各チップCPをCOWボンディング装置30に供給するようにしてもよい。あるいは、各チップCPは、フェイスダウン状態のままでCOWボンディング装置30に供給されるようにしてもよい。
For example, each chip CP may be cut out and supplied from the chip substrate WC having each chip CP in the “face-down state”. In this case, in the
<3.COWボンディング装置30>
図2に示すCOWボンディング装置30は、基板が載置され位置決め機構を有するステージ31と、チップCPを基板WA上に取り付けるヘッド33Hを有するボンディング部33と、チップ供給装置10から供給されるチップCPをボンディング部33まで搬送する回転式のチップ搬送部39と、発光装置である光源47と、受光装置である撮像部(或いはカメラ)35と画像認識装置(位置認識部)46(図15又は図16を参照)とを有する光学システムと、を有して構成されている。
<3.
The
COWボンディング装置30は、チップ供給装置10から供給された複数のチップCPの各々を基板WA上に位置決めして配置する装置(アライメント装置とも称される)である。たとえば、COWボンディング装置30は、基板WA上に、複数のチップ(電子部品)CPをその接合面が下側を向いた状態(フェイスダウン状態)で平面的に配置(平面配置)する。
The
図2に示すように、フェイスアップ状態のチップCPが、反転機構を有するダイピッカ131によって上下反転されて、フェイスダウン状態でCOWボンディング装置30に供給されるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the chip CP in the face-up state may be turned upside down by the
<3−1.チップ搬送部39>
チップ搬送部39は、チップ搬送装置13から受渡位置PG3でチップCPを受け取り、中心軸AX周りの回転動作によって当該チップCPをボンディング部33のヘッド部33Hの直下位置PG5にまで搬送する。チップCPは、このような搬送動作を経て、フェイスダウン状態で受渡位置PG5に到達する。
<3-1.
The
<3−2.ボンディング部33>
ボンディング部33は、チップCPを基板WA上に載置する部分であり、チップマウンタとも称される。
<3-2.
The
図3に示すように、ボンディング部33は、Z軸方向移動部材331と上側円盤部材332とピエゾアクチュエータ333と下側円盤部材334とミラー固定用部材336とミラー(光路変更部材)337とヘッド部(ボンディングヘッドとも称する)33Hとを有して構成され、更にZ方向駆動部34(不図示)、θ方向回動部36、θ方向駆動部37、ベアリング38等をも有する。
As shown in FIG. 3, the
Z軸方向移動部材331の下端には、上側円盤部材332が固定されている。また、上側円盤部材332の下側には、下側円盤部材334が配置されている。上側円盤部材332と下側円盤部材334とは、3本のピエゾアクチュエータ333を介して接続されている。さらに、下側円盤部材334の下面側には、ヘッド部33Hが固定されている。このように、Z軸方向移動部材331は、上側円盤部材332、ピエゾアクチュエータ333、および下側円盤部材334等を介して、ヘッド部33Hに接続されている。
An
<ヘッド部33H>
ヘッド部33Hは、チップCPを吸着して保持する保持部材であり、チップ保持部材(電子部品保持部材)とも称される。
<
The
ヘッド部33Hは、チップCPを保持するために、真空吸着機構を備えていてもよい。たとえば、ヘッド部33HのチップCPに接する部位に真空吸着孔(図示せず)を設け、当該真空吸着孔を真空引きするように、ヘッド部33Hが構成されうる。これにより、ヘッド部33Hは、チップ供給装置10においてチップCPを受け取るときには真空引きされた真空吸着孔によりチップCPを保持することができる。したがって、ヘッド部33Hは、チップCPを十分な力で吸着した状態で、チップ供給装置10からCOWボンディング装置30へ搬送することができる。そして、チップCPを基板WAに取り付けるときには、当該真空引きを解除し真空吸着孔内の圧力を大気圧と同等または大気圧より高くすることで、ヘッド部33HはチップCPを離すことができる。
The
ヘッド部33Hは、図4にも示すように、チップツール411とヘッド本体部413とを有している。チップツール411は、撮影光(赤外光等)を透過する部材(シリコン(Si)等)で形成される。また、ヘッド本体部413は、例えばセラミックヒータ等を内蔵して形成される。なお、セラミックヒータは、(コイルヒータ等に比べて)急速な加熱処理を施すことが可能である。また、ヘッド本体部413は、撮影光を透過(通過)させるための中空部(孔部)415,416を有している。各中空部415,416は、撮影光を透過する透過部分(スリット部分とも称される)であり、ヘッド本体部413を鉛直方向に貫通するように設けられている。詳細には、各中空部415,416は、上面視において楕円形状を有している。2つの中空部415,416は、上面視略正方形形状を有するヘッド本体部413の対角部分において、軸BXを中心に点対称に配置されている(図5も参照)。なお、撮影光を透過させるため、下側円盤部材334の対応部分等にも孔部(中空部)が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
3本のピエゾアクチュエータ333(図3)のそれぞれのZ方向における伸縮の程度を制御することによって、水平面に対する下側円盤部材334(ひいてはヘッド部33H)の傾き角度が調整される。たとえば、地平面に対する下側円盤部材334(およびヘッド部33H)の平行調整動作を行うことが可能である。なお、3本のピエゾアクチュエータ333は、撮像部35に入射される光の光路を遮らない位置(平面位置)に配置されている(図6も参照)。
By controlling the degree of expansion and contraction in the Z direction of each of the three piezoelectric actuators 333 (FIG. 3), the inclination angle of the lower disk member 334 (and thus the
また、上側円盤部材332(図3)にはミラー(光路変更部材)337が設けられている。詳細には、ミラー337は、ミラー固定用部材336を介して上側円盤部材332に固定され、上側円盤部材332と下側円盤部材334との間の空隙に配置されている。このように、ミラー337は、Z軸方向移動部材331に接続されて設けられている。また、ミラー337は、斜め下方向き45度の傾斜角度を有する傾斜平面を2つ有している。ミラー337は、これらの傾斜平面を用いて、撮像部35に入射される光の光路の向きを変更する光路変更部材である。
Further, the upper disk member 332 (FIG. 3) is provided with a mirror (optical path changing member) 337. Specifically, the
<Z方向駆動部34>
Z方向駆動部(Z方向駆動機構とも称する)34は、サーボモータおよびボールネジ等を有している。Z方向駆動部34は、θ方向回動部36(回動部材361(後述))の上端側に設けられ、ボンディング部33(詳細にはZ軸方向移動部材331)をZ方向(鉛直方向)に駆動する。Z方向駆動部34によってZ軸方向移動部材331がZ方向に移動されると、当該移動動作に伴って、ボンディング部33の下端側のヘッド部33HもZ方向に移動する。すなわち、ヘッド部33Hは、Z方向駆動部34によってZ方向(基板に対するチップの積層方向などとも称される)において駆動される。
<Z
The Z-direction drive unit (also referred to as Z-direction drive mechanism) 34 has a servo motor and a ball screw. The Z-
<θ方向回動部36>
θ方向回動部36は、略円筒形状の回動部材361を有している。回動部材361は、COWボンディング装置30の本体上部において、鉛直方向(Z方向)には固定され且つ回転軸BX周りには回転可能となるように設置されている。回動部材361は、COWボンディング装置30の上部側の筐体部分に設けられたθ方向駆動部37によって、回転軸BXを中心に回転される。θ方向駆動部(θ方向駆動機構とも称する)37は、サーボモータおよびギア機構等を有している。
<Θ
The θ-
また、略円筒形状の回動部材361の内部空間には、ベアリング38を介して、ボンディング部33のZ軸方向移動部材331が配置されている。
Further, a Z-axis
図7は、図3のI−I断面における断面図である。図7にも示すように、Z軸方向移動部材331は、略八角形の断面を有する棒状部材(略八角柱形状部材)である。また、略円筒状の外周面を有する回動部材361は、その内周側においては略八角柱形状の孔(空隙)を有している。そして、当該孔にはZ軸方向移動部材331が挿入されて配置されている。また、回動部材361の内周面とZ軸方向移動部材331との間には、ベアリング38が設けられている。詳細には、Z軸方向移動部材331の8つの側面のうち、1つおきの4つの側面にそれぞれベアリング38が設けられている。各ベアリング38は、Z方向に伸延されて配置されている。このような構成により、Z軸方向移動部材331は、回動部材361の内周面に対して鉛直方向(Z方向)においては滑らかに摺動することが可能である。
7 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. As shown also in FIG. 7, the Z-axis
また、略八角柱形状部材のZ軸方向移動部材331は、上記4つの側面でベアリング38を介して回動部材361の内側面に対して接触しており、水平方向においては回動部材361に対して相対移動しない。したがって、Z軸方向移動部材331は、回動部材361の回転軸BXを中心とする回転動作に伴って、回動部材361とともに回転する。すなわち、Z軸方向移動部材331と回動部材361とは同期して回転軸BXを中心として回転する。ひいては、ボンディング部33とθ方向回動部36とは同期して回転軸BX周りに回転する。
The Z-axis
<3−3.光源47>
図2においては、発光装置である光源47は、ステージ31の下側、すなわちステージ31に関してボンディング部33と反対側に配置されている。取り付けられるチップCPを保持するボンディング部33が取り付け位置に十分に近づくと、光源47から発せられた光が、基板WAとチップCPとヘッド部33Hのチップツール411を透過して、ボンディング部の中空部(孔部)415,416を通過して、撮像部35a,35bで受光される。
<3-3.
In FIG. 2, the
光源47は、その発する光の光軸がステージ31の基板WAを支持する面(後述の基板支持面501)に垂直方向になるように配置されるのが好ましい。あるいは、上記光軸が、少なくともチップが取り付けられようとする基板WAの基板支持面501の面方向に対して垂直方向となるように、光源47が配置されることが好ましい。これにより、基板WA側のマークとチップCP側のマークとの間の、基板支持面501に平行方向の相対位置誤差の測定精度を上げることができる。
The
光源47の光軸は、基板WAの基板支持面501に対して所定の角度を持つように設定されてもよい。たとえば、複数のチップについて、光軸が基板支持面に対して同じ角度をなすように光源47を配置することで、基板WA側のマークMC2とチップCP側のマークMC1との間の、基板支持面501に平行方向の相対位置誤差の測定精度を上げるようにしてもよい。
The optical axis of the
光源47の発する光として、例えば、可視光や赤外光を用いることができる。チップCPのマークMC1等の目印が形成されている部位がケイ素(Si)などの可視光の透過を制限する材料で形成されている場合には、赤外光を上記光として使用することが好ましい。
As light emitted from the
使用される光が可視光又は赤外光の場合には、上記透明絶縁層は、ガラスで形成されてもよい。たとえば、透明絶縁層は、二酸化ケイ素(SiO2)を主成分とするガラスで形成されてもよい。しかし、透明絶縁層の材料はガラスに限定されない。透明絶縁層の材料と厚さなどの特性は、適宜選択されうる。たとえば、材料として、樹脂やプラスチックなどを採用することもでき、厚さとして、一般的に薄膜とよばれるような形状に透明絶縁層が形成されてもよい。 When the light used is visible light or infrared light, the transparent insulating layer may be formed of glass. For example, the transparent insulating layer may be formed of glass containing silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component. However, the material of the transparent insulating layer is not limited to glass. Properties such as the material and thickness of the transparent insulating layer can be appropriately selected. For example, resin or plastic can be used as the material, and the transparent insulating layer may be formed in a shape generally called a thin film as the thickness.
<3−4.撮像部35>
θ方向回動部36の回動部材361には、2つの撮像部35(35a,35b)が接続されている。詳細には、撮像部35aは、カメラZ方向駆動部363およびカメラF方向駆動部365等を介して回動部材361に接続されており、撮像部35bは、カメラZ方向駆動部363およびカメラF方向駆動部365等を介して回動部材361に接続されている。
<3-4.
Two imaging units 35 (35a, 35b) are connected to the
撮像部35(詳細には35a,35b)は、マークMC1,MC2(後述)に関する光像を画像データとして取得する。画像認識装置(位置認識部)46は、撮像部35による撮影画像に基づいて、各チップCPの基板WA上での位置を認識する。詳細には、位置認識部46は、マークMC1,MC2とを用いて、基板WAの基板平面に平行な方向における各チップの位置(基板WAに平行な面内における各チップCPと基板WAとの相対位置関係)を認識する。
The imaging unit 35 (specifically, 35a and 35b) acquires an optical image related to marks MC1 and MC2 (described later) as image data. The image recognition device (position recognition unit) 46 recognizes the position of each chip CP on the substrate WA based on the image taken by the
各撮像部35a,35bは、それぞれ、撮像センサ351とレンズ部352とを有している。これにより、ヘッド部33Hに保持されたチップCP内に配置されるマークMC1(MC1a,MC1b)と、当該チップCPに対向配置された基板WA内に配置されるマークMC2(MC2a,MC2b)とを含む画像データが取得される。より詳細には、撮像部35aは、マークMC1aとマークMC2aとを含む画像データを取得し、撮像部35bは、マークMC1bとマークMC2bとを含む画像データを取得する。撮像部35a,35bは、それぞれ取得した画像データを位置認識部46に送信する。
Each
なお、この実施形態においては、透過光による画像データが取得される場合が例示されているが、これに限定されず、反射光による画像データが取得されるようにしてもよい。たとえば、各撮像部35a,35bは、同軸照明系を有するように構成されてもよい。当該同軸照明系の光源(出射部とも称される)から出射された照明光(例えば赤外光)の反射光に関する画像データを取得する。なお、各撮像部35a,35bの各同軸照明系から水平方向に出射された照明光は、ミラー(光路変更部材)337(図3)で反射されて、その進行方向が鉛直下向きに変更される。そして、当該光は、ヘッド部33Hに保持されたチップCPと当該チップCPに対向配置された基板WAとを含む撮影対象部分に向けて進行し、当該撮影対象部分(基板表面又は基板側支持面)で反射される。また、当該撮影対象部分からの反射光は、上方に向けて進行した後、ミラー(光路変更部材)337で再び反射されて、その進行方向が水平方向に変更されて、各撮像部35a,35bへと到達する。
In this embodiment, the case where image data by transmitted light is acquired is illustrated, but the present invention is not limited to this, and image data by reflected light may be acquired. For example, each
<Z方向同期移動およびフォーカス調整>
撮像部35a,35bは、それぞれ、カメラF方向駆動部365(図3)によってフォーカス方向に駆動されることによって、各撮像部35a,35bによる各撮影画像の合焦状態がそれぞれ調整される。
<Z-direction synchronous movement and focus adjustment>
The
また、撮像部35a,35bは、それぞれ、カメラZ方向駆動部363(図3)によってZ方向(鉛直方向)に駆動される。
The
基本的には、撮像部35a,35bは、それぞれ、Z軸方向移動部材331のZ方向移動量と撮像部35a,35bの各Z方向移動量とが同一となるように、Z軸方向移動部材331のZ方向の移動に同期して、各カメラZ方向駆動部363によってZ方向に移動される。これによれば、Z軸方向移動部材331(ひいてはヘッド部33H)がZ方向に移動しても、撮像部35a,35bの撮影対象範囲は、それぞれ、移動の前後で不変である。
Basically, the
<Z方向非同期移動(撮影範囲変更)>
ただし、撮像部35a,35bの各Z方向移動量がZ軸方向移動部材331のZ方向移動量と異なるように、撮像部35a,35bは各カメラZ方向駆動部363によってZ方向に移動されることもある。これによれば、各撮像部35a,35bとミラー337とのZ方向における相対位置がそれぞれ変化し、各撮像部35a,35bによる撮影対象範囲がそれぞれ変更される。
<Asynchronous movement in Z direction (change of shooting range)>
However, the
<θ方向同期回転>
また、撮像部35a,35bは、回動部材361(図3)に接続されており、回動部材361と共に回転する。
<Θ direction synchronous rotation>
The
上述のように、回動部材361とZ軸方向移動部材331とは同期して回転する。さらに、各撮像部35a,35bは回動部材361に接続(θ方向には固定)され、ミラー337はZ軸方向移動部材331に接続(固定)されている。したがって、2つの撮像部35a,35bとミラー337とは共に回動部材361に同期して回転する。その結果、回転動作の前後において、水平面に平行な面内での2つの撮像部35a,35bとミラー337との相対的な位置関係は不変である。したがって、回動部材361の回転動作の前後のいずれにおいても、ミラー337による光路変更を伴う画像(ミラー直下位置付近の画像)を撮像部35a,35bに導くことができる。
As described above, the rotating
また、ヘッド部33Hの中空部(透過部分)415,416も、回動部材361の回転に同期して軸BX周りに回転する。これによれば、チップの形状等に応じて、各撮像部35a,35bの撮影範囲を柔軟に変更することが可能である。
Further, the hollow portions (transmission portions) 415 and 416 of the
たとえば、図5に示すように、略正方形形状を有するチップCP(且つその対角部分にマークMC1a,MC1bを有する)に対しては、各撮像部35a,35bが当該チップの対角線上に配置されればよい。より詳細には、各撮像部35a,35bの共通の光軸CX(図4も参照)が矩形状チップCPの或る一辺に対して約45度傾斜する位置にまで、回動部材361をθ方向に回動する。これによって、中空部415,416を通過する撮影光を用いて、マークMC1a,MC1b(およびMC2a,MC2b)を含む画像を撮影することができる。なお、撮影画像内において中空部415,416に対応する部分は、有効な撮影部分であるとも表現される。一方、中空部415,416以外に対応する部分(撮影光が透過できない部分)は、無効な撮影部分であるとも表現される。
For example, as shown in FIG. 5, for the chip CP having a substantially square shape (and having the marks MC1a and MC1b on the diagonal portions), the
また、図8に示すように、横長の矩形形状を有するチップCP(且つその対角部分にマークMC1a,MC1bを有する)に対しては、各撮像部35a,35bの共通の光軸CXが矩形状チップCPの横方向の辺に対して45度よりも浅い角度(例えば約25度)傾斜する位置にまで、回動部材361をθ方向に回動する。これによって、中空部(透過部分)415,416を透過する撮影光を用いて、マークMC1a,MC1b(およびMC2a,MC2b)を含む画像を撮影することができる。図8における回動部材361の回転角度θと図5における回動部材361の回転角度θとは、角度α異なる。
Further, as shown in FIG. 8, for the chip CP having a horizontally long rectangular shape (and having the marks MC1a and MC1b on the diagonal portions), the common optical axis CX of the
このように、チップ上のマーク位置に応じて、回動部材361のθ方向の回転角度を変更することによって、より適切に各マークを撮影することが可能である。
Thus, it is possible to photograph each mark more appropriately by changing the rotation angle of the
なお、ヘッド部33Hを回動部材361とは独立してθ方向に回転させることも考えられる。ただし、その場合には、中空部415,416以外の部分で撮影光が遮光されてしまうことがある。すなわち、有効な撮影部分内にチップ上の各マークを収めることが困難である。一方、上述のように、ヘッド部33Hの中空部(透過部分)415,416が、回動部材361の回転に同期して、撮像部35a,35bおよびミラー337と共に軸BX周りに回転することによれば、有効な撮影部分の面積を維持しつつ、チップ上の様々な位置に設けられたマークに比較的容易に対応することが可能である。
It is also conceivable to rotate the
<3−5.ステージ31>
図9にも示すように、ステージ31は、位置決め機構として、X方向移動部311とY方向移動部313と基板支持体315とX方向駆動部(X方向駆動機構)321とY方向駆動部(Y方向駆動機構)323とを備えている。
<3-5.
As shown in FIG. 9, the
ステージ31は、XY方向駆動機構により、X方向およびY方向に移動可能である。これにより、ボンディング部33とステージ31との相対位置関係を変更することが可能であり、ひいては基板WA上における各チップCPiの位置を調整することが可能である。
The
COWボンディング装置30のベース部材301(図示せず)上には、X方向駆動部(X方向駆動機構)321を介してX方向移動部311が配置されている。X方向駆動部321は、リニアモータおよびスライドレール等を有しており、X方向移動部311をベース部材301に対してX方向に駆動する。図9においては、それぞれX方向に伸びる2つのX方向駆動部321がY方向に所定距離離間して設けられている。
On the base member 301 (not shown) of the
X方向移動部311上には、Y方向駆動部(Y方向駆動機構)323を介してY方向移動部313が配置されている。Y方向駆動部323は、リニアモータおよびスライドレール等を有しており、Y方向移動部313をX方向移動部311に対してY方向に駆動する。図9においては、それぞれY方向に伸びる2つのY方向駆動部323がX方向に所定距離離間して設けられている。
On the X direction moving unit 311, a Y direction moving unit 313 is arranged via a Y direction driving unit (Y direction driving mechanism) 323. The Y
Y方向移動部313には基板支持体315が固定されている。基板支持体315は、X方向駆動部321およびY方向駆動部323の駆動に応じて、X方向およびY方向に駆動される。
A
また、X方向移動部311の中央部分には矩形状の中空部(孔部)312が設けられてもよい。同様に、Y方向移動部313の中央部分には矩形状の中空部(孔部)314が設けられてもよい。さらに、基板支持体315の中央部分には円形状の中空部(孔部)316が設けられてもよい。そして、基板支持体315はガラスなどの使用される光に対して透明な材料により形成されることが好ましい。これにより、チップCPの基板WAに対する位置あわせの際に、基板支持体315を基板支持面に垂直方向に透過する光を使用することができる。
Further, a rectangular hollow portion (hole portion) 312 may be provided in the central portion of the X direction moving portion 311. Similarly, a rectangular hollow portion (hole portion) 314 may be provided at the central portion of the Y-direction moving portion 313. Furthermore, a circular hollow portion (hole portion) 316 may be provided in the central portion of the
<3−6.チップ位置調整用マークMC>
アライメントマークMC1,MC2は、チップCP(電子部品)の位置を調整するためのマークであり、チップ位置調整用マーク(あるいは部品位置調整用マーク)とも称される。ここでは、1つのチップCPの位置合わせのために、各チップに2つのマークMC1a,MC1bがマークMC1として設けられ(図10)、基板WA上に2つのマークMC2a,MC2bがマークMC2として設けられる(図10)。また、チップCPにおけるマークMC1の付与部分、および基板におけるマークMC2の付与部分は、撮影光(例えば可視光、赤外光等)を透過する材料で構成される。
<3-6. Chip position adjustment mark MC>
The alignment marks MC1 and MC2 are marks for adjusting the position of the chip CP (electronic component), and are also referred to as chip position adjustment marks (or component position adjustment marks). Here, in order to align one chip CP, two marks MC1a and MC1b are provided as marks MC1 on each chip (FIG. 10), and two marks MC2a and MC2b are provided as marks MC2 on the substrate WA. (FIG. 10). The mark MC1 application portion of the chip CP and the mark MC2 application portion of the substrate are made of a material that transmits imaging light (eg, visible light, infrared light, etc.).
この2種類のマークMC1,MC2は、互いに異なる形状(より詳細には、互いに重複しない形状)を有している。たとえば、図10に示すように、マークMC1(詳細にはマークMC1a,MC1b)としては、比較的小さな径を有する円形状のものが用いられる。一方、図11に示すように、マークMC2(詳細にはマークMC2a,MC2b)としては、比較的大きな径を有する円形状のものが用いられる。 The two types of marks MC1 and MC2 have different shapes (more specifically, shapes that do not overlap each other). For example, as shown in FIG. 10, a circular shape having a relatively small diameter is used as the mark MC1 (specifically, the marks MC1a and MC1b). On the other hand, as shown in FIG. 11, a circular shape having a relatively large diameter is used as the mark MC2 (specifically, the marks MC2a and MC2b).
これらのマークは、金属の蒸着により形成されてもよい。基板WA上に蒸着された金属の厚さは、数十μm程度の厚さであれば、基板WAの基板支持面上への吸着に問題は生じない。蒸着された金属が光を吸収するので、光路に沿って伝播する光の強度は低下する。したがって、マークは撮像部35で撮像する明視野像の中では暗く現れる。
These marks may be formed by metal deposition. If the thickness of the metal deposited on the substrate WA is about several tens of μm, there is no problem in the adsorption of the substrate WA onto the substrate support surface. Since the deposited metal absorbs light, the intensity of light propagating along the optical path decreases. Therefore, the mark appears dark in the bright field image captured by the
あるいは、上記マークは、基板WA又はチップの表面へのエッチングにより形成されてもよい。エッチングにより生じた段差では、光が乱反射し、光路に沿って伝播する光の強度は低下する。したがって、上記段差に対応するマークの輪郭が撮像部35で撮像する明視野像の中では暗く現れる。
Alternatively, the mark may be formed by etching the surface of the substrate WA or the chip. At the level difference caused by the etching, light is irregularly reflected, and the intensity of light propagating along the optical path is reduced. Therefore, the contour of the mark corresponding to the step appears dark in the bright field image captured by the
マークMC1aは、各チップCPにおける第1の基準位置(平面位置)(図10では左方手前側)に設けられ、マークMC1bは、各チップCPにおける第2の基準位置(平面位置)(図10では右方奥側)に設けられる。また、マークMC2aは、基板WAにおいて、各チップCPの第1の基準位置に対応する正規の位置(平面位置)に設けられ、マークMC2bは、基板WAにおいて各チップCPの第2の基準位置に対応する正規の位置(平面位置)に設けられる。端的に言えば、マークMC2aはマークMC1aの対応位置に設けられ、マークMC2bはマークMC1bの対応位置に設けられる。なお、各チップCPと基板WAとの相対角度を良好に調整するため、マークMC1a,MC1bは、各チップCPにおいて、互いに離間した位置(たとえば、チップCPの両端部付近)に設けられることが好ましい。マークMC2a,MC2bも同様である。 The mark MC1a is provided at the first reference position (planar position) (left front side in FIG. 10) in each chip CP, and the mark MC1b is the second reference position (planar position) in each chip CP (FIG. 10). Then, it is provided on the right back side. Further, the mark MC2a is provided at a normal position (planar position) corresponding to the first reference position of each chip CP on the substrate WA, and the mark MC2b is positioned at the second reference position of each chip CP on the substrate WA. It is provided at the corresponding regular position (planar position). In short, the mark MC2a is provided at a position corresponding to the mark MC1a, and the mark MC2b is provided at a position corresponding to the mark MC1b. In order to satisfactorily adjust the relative angle between each chip CP and the substrate WA, the marks MC1a and MC1b are preferably provided at positions separated from each other (for example, near both ends of the chip CP). . The same applies to the marks MC2a and MC2b.
また、マークMC1a,MC1bは、それぞれ、フェイスダウン状態のチップCPの下側の面(金属バンプが形成されている面、あるいは基板WAに対向する面)上に設けられている。ただし、これに限定されず、マークMC1a,MC1bは、それぞれ、フェイスダウン状態のチップCPの上側の面(金属バンプが形成されている面と反対側の面)上に設けられても良く、あるいは、チップCPの内部に埋め込まれて設けられても良い。 Further, the marks MC1a and MC1b are respectively provided on the lower surface (the surface on which the metal bumps are formed or the surface facing the substrate WA) of the chip CP in the face-down state. However, the present invention is not limited to this, and the marks MC1a and MC1b may be provided on the upper surface (the surface opposite to the surface on which the metal bumps are formed) of the chip CP in the face-down state, or Alternatively, the chip CP may be embedded in the chip CP.
<各実施形態の説明>
以降、基板支持体315の他に光学システムと基板を加熱する手段(ヒータ)とを有する基板支持システムの各実施形態について説明する。
<Description of each embodiment>
Hereinafter, each embodiment of a substrate support system having an optical system and means (heater) for heating the substrate in addition to the
<4.第一実施形態>
図13を参照して、本願発明の第一実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板側加熱手段(基板支持体)315(500)について説明する。図13は、平面図である図14(後述)のA−Aにおける断面図を示す。
<4. First embodiment>
With reference to FIG. 13, the board | substrate side heating means (board | substrate support body) 315 (500) used for the board | substrate support system which concerns on 1st embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 13 is a sectional view taken along line AA of FIG. 14 (described later), which is a plan view.
本願発明の第一実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体500は、基板WAを支持する基板支持面501と透明導電層503が設けられるヒータ面502とを有する透明絶縁層504と、ヒータとして当該ヒータ面502に配置される透明導電層503とを有して構成される。すなわち、基板支持体(基板側加熱手段)500は、ヒータである透明導電層503と、当該透明導電層と支持される基板との間に透明絶縁層504とを有して構成される。
A
透明導電層503に電流が流れる際に生じるジュール熱は、基板支持体500を介し、基板支持体500に接触する基板WAに伝わる。これにより、基板WAは加熱される。
Joule heat generated when a current flows through the transparent
透明絶縁層504は、基板支持面501とヒータ面502とがほぼ平行である板状に構成されることが好ましい。これにより、透明絶縁層504の表面に亘り基板支持面501とヒータ面502との間の距離がほぼ等しいので、透明導電層503で発生した熱を基板支持面501に均等に伝導させることができる。その結果、基板WAを均等に加熱することができる。
The transparent
チップCPの基板WA上への位置決めは、基板支持体500の基板支持面501又はヒータ面502にほぼ垂直方向に光を透過させることで行われる。したがって、上記光は、所定の基板支持体に対して、チップCPの位置決めのためにマーク等の目印を画像認識するために十分な波長と強度を有していることが必要である。また、透明絶縁層501と透明導電層503の「透明」とは、使用される光が上記画像認識のために十分に当該透明絶縁層501と当該透明導電層503さらにはチップCPを透過できる程度に「透明」であるという意味である。すなわち、使用される光の特性と、透明絶縁層501及び透明導電層503の光学特性とは、互いに相対的な関係により定められる。
The positioning of the chip CP on the substrate WA is performed by transmitting light in a direction substantially perpendicular to the
図13に示す板状の透明絶縁層504は、所定の機械的強度を有して、基板支持体504の基板支持システムへの取付けや取外し、基板WAの基板支持体504への取付け取外しなどの一般的な工程において、変形や破損などの問題が起きない程度の、十分な機械的強度を有するように形成されてもよい。例えば、透明絶縁層504がガラスで形成され、平面方向の寸法が数百mmである場合には、厚さが20mm程度とすることができる。
The plate-like transparent
板状の透明絶縁層504は、基板WAを支持する基板支持面501とは反対側の面であって、電極503が形成されるヒータ面502を有して構成されている。当該ヒータ面502には、透明導電層503が形成される。当該透明導電層503は、種々の透明導電膜又は透明導電酸化膜(TCO、Transparent Conductive Oxide)から適宜選択される材料により構成されることができる。例えば、ITO(Indium Tin Oxide(酸化インジウムスズ、又はスズドープ酸化インジウム))や酸化スズが採用されることが好ましい。
The plate-like transparent
透明導電層503は、スパッタリング、真空蒸着、ゾルゲル法、クラスタービーム蒸着、パルスレーザ堆積(PLD)など種々の手法を用いて、種々の加熱や雰囲気条件で形成されうる。
The transparent
透明導電層503の厚さは、例えば数十nmから数μmであることが好ましいが、これに限られない。透明導電層503の厚さは、基板支持体の目的とする加熱温度、印加される電流電圧値、使用される材料の抵抗率、面積、透明絶縁層その他の部材の熱特性などの条件に応じて相対的に定められる。厚さに応じて、シート抵抗率は、例えば、数Ω/sqから100Ω/sqを超える値になりえる。
The thickness of the transparent
図14は、図13で示す基板支持体315(500)の平面図を示している。ここでは、透明導電層503は、透明絶縁層504のヒータ面502上に、基板WAが取り付けられるより十分に広い領域に亘って形成されている。さらに、ほぼ長方形又は正方形の透明絶縁層504が用いられ、透明導電層503は当該透明絶縁層504のヒータ面502(図14においては裏面)のほぼ全面に亘って形成されている。すなわち、当該透明導電層503は、ほぼ長方形又は正方形の平面形状に形成されている。
FIG. 14 shows a plan view of the substrate support 315 (500) shown in FIG. Here, the transparent
図14に示すように、一対の電極505,506が、当該透明導電層503の対向する一対の辺にそれぞれ形成される。すなわち、線状に形成された電極505,506は平行又は距離が一定となるように形成される。
As shown in FIG. 14, a pair of
これらの電極505,506には、透明導電層503に電力を提供する電源(図示せず)が接続される。電源は、直流電源でも交流電源でもよい。この電源は、基板支持面501や基板WAの測定された温度に基づいて、電極505,506に印加する電圧とこれに流す電流を調節できるように構成されていることが好ましい。これにより、透明導電層503の発熱量が調節されて、基板支持面501又は基板WAが所定の温度となるように加熱され、あるいはその温度が維持される。
A power source (not shown) that supplies power to the transparent
透明導電層503の対向辺上に、一対の互いに平行な電極を設けることにより、当該一対の電極505,506間の電位がほぼ一定となり、流れる電流の電流密度が透明導電層503のほぼ全面にわたり一定となる。その結果、透明導電層503の単位面積当たりの発熱量が、透明導電層503面上の場所によらずほぼ一定となるので、透明絶縁層504および基板WAを均一に加熱することができる。
By providing a pair of parallel electrodes on opposite sides of the transparent
図13又は図14においては、電極505,506は、透明導電層503の対向辺上に、一対の互いに平行な電極として形成されたが、これに限られない。透明導電層503がほぼ同一の電気的性質の物質により、ほぼ同じ厚さで形成されている場合は、透明導電層503の各箇所でほぼ同一の電流密度で電流が流れるように、電極を形成されればよい。あるいは、透明導電層503の各箇所でほぼ同じ熱量が単位時間内に発生するように電極が形成されればよい。
In FIG. 13 or FIG. 14, the
また、図13及び図14に示すように、基板支持体500には透明絶縁層504と透明導電層503とを貫通する貫通孔507が開けられ、基板支持面501上にこれらの貫通孔507を繋ぐ溝508が円形に掘られている。この貫通孔507を介して、基板支持体500のヒータ面502側に真空システム(図示せず)を設けて、基板WAを透明絶縁層504の基板支持面501上に真空吸着により固定することができる。例えば、機械加工やエッチング法などを用いて、貫通孔507は直径が1mm程度の円筒の形状に形成され、溝508は幅1mm程度で0.5mmから1mm程度の深さで円状に形成されている。この貫通孔507、溝508、及び貫通孔に連結される真空システムは、チップCPを基板WAに取り付ける工程において、マークの位置を画像認識する際に、光路の妨げとならない位置に設けられるのが好ましい。上記貫通孔507や溝508は、例えばチップCPが取り付けられない基板WAのエッジ(縁)に近い領域に対応する、基板支持面501上の位置に設けられるのが好ましい。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
真空吸着孔である上記貫通孔507は、複数個、基板支持面上に均等に配置されることが好ましい。これにより、基板WAを均等な力で基板支持面501上に真空吸着により固定することができる。
It is preferable that a plurality of the through
真空吸着孔(貫通孔507)や溝508の形状、寸法及び配置は、図14に示す配置に限定されず、他の配置が適宜採用されてもよい。
The shape, size, and arrangement of the vacuum suction holes (through holes 507) and the
図15は、図13及び図14に示す基板支持体500と、チップCPを基板WA上の所定の位置に画像認識により位置決めするための光学システムと、チップCPを搬送し加熱しつつ基板WA上に取り付けることができるように構成されたボンディング部33とを有する基板支持システムを模式的に示す側面図である。図15において、光学システムは、発光装置である光源47と、ミラー337と、受光装置である撮像部35a,35bと、当該撮像部35a,35bに接続された位置認識部(画像認識装置)46とを有して構成されている。
15 shows the
ボンディング部33の先端にあるヘッド部33Hには、ヒータ(例えばセラミックヒータ)が内蔵されているのが好ましい。これによりボンディング部33がチップCPを保持している間に、チップCPを加熱することができる。例えば、チップ供給装置10からチップCPを受け取り、基板WA上部まで搬送する間に、チップCPを加熱することができる。チップの加熱により、基板WAとの接合に寄与するチップCPの金属バンプ部の温度を上げることができる。
It is preferable that a heater (for example, a ceramic heater) is built in the
金属バンプ部がスズ―銀系のハンダ材料で形成されている場合には、ヒータにより金属バンプ部の温度が摂氏215度(215℃)程度の溶融温度付近の温度となるように加熱するのが好ましい。 When the metal bump portion is formed of a tin-silver solder material, the heater is heated so that the temperature of the metal bump portion is about 215 degrees Celsius (215 ° C.). preferable.
本願発明においては、透明導電層503からの発熱により、基板支持体500を介して、チップCPが取り付けられる基板WAの表面を適切な温度に加熱することができる。例えば、基板WAの表面に形成された金属バンプ部がスズ―銀系のハンダ材料で形成されている場合には、摂氏215度(215℃)程度の温度に加熱し維持することが好ましい。
In the present invention, the surface of the substrate WA to which the chip CP is attached can be heated to an appropriate temperature via the
金属バンプ部の加熱がヘッド部33Hの加熱にのみより行われる場合と異なり、基板WA側をも加熱することが可能になるので、互いに接合される金属バンプ部と基板の接合部との両方を接触前に適切な温度に加熱し、当該加熱された金属バンプ部と基板の接合部とを接触させることで、良好な電気伝導度を有する接合界面を形成することができる。
Unlike the case where the heating of the metal bump portion is performed only by the heating of the
本願発明に係る基板支持システムを使用することにより、例えば、基板WAが厚さ500μmのシリコン(Si)基板、透明絶縁層504の材料の厚さが20mm、透明導電層503の材料がITO、厚さが約200nmであるときに、約5分程度で、基板WA表面の温度は215℃に到達することができる。また、基板支持体500の表面の温度を測定しつつフィードバック制御を行うことで、基板WA表面の温度を±0.5℃程度の範囲内に保つことができる。さらにまた、透明導電層503に電流を供給する電極505,506は互いに平行に設けられているので、基板WAの表面の温度のばらつき(不均一性)を±0.5℃程度の範囲内に保つことができる。
By using the substrate support system according to the present invention, for example, the substrate WA is a 500 μm thick silicon (Si) substrate, the transparent insulating
<COW工程>
COWボンディング装置30は、上述のように、撮像部35と接続された位置認識部46を備えている。位置認識部46は、水平方向におけるチップCPと基板WAとの相対位置(詳細にはX,Y,θ)を認識する処理部である。
<COW process>
As described above, the
各チップCPと基板WAとの位置合わせ動作(アライメント動作)は、位置認識部46により、各チップCPと基板WAとに付された2組のマーク(MC1a,MC2a)及び(MC1b,MC2b)の位置を認識することによって実行される。このアライメント動作は、下降期間の一部の期間等において実行される。特に、チップCPと基板WAとの両者が非常に近接した状態(当該両者間の距離が例えば数十マイクロメートル〜数マイクロメートル程度)で、アライメント動作が実行されることが好ましい。
The positioning operation (alignment operation) between each chip CP and the substrate WA is performed by the
図15に示すように、位置認識部46は、ヘッド部33Hによって保持された各チップCP(CP1)が基板WAに対向する状態において、光源(発光装置とも称される)47から出射された光(例えば可視光、赤外光)の透過光に関する画像データを用いて、基板WAにおけるチップCPの位置を認識する。なお、図15においては、撮像部35a,35bが基板WAの上側においてチップCPよりもさらに上方にから当該チップと基板に附されたマーク等を撮影している様子、が概念的に示されている。
As shown in FIG. 15, the
図15に示すように、光源47から出射された光は、透明導電層503、透明絶縁層504のマークを含む領域、基板WAを透過した後、チップCPとシリコン(Si)製のボンディング部33のヘッド部33Hを透過し、ボンディング部33の中空部415を通過し、撮像部35a,35bの撮像素子で受光される。これにより、各チップと基板WAとに関する光像を含む画像が画像データGaとして取得される。すなわち、2種類のマークMC1a,MC2aを同時に読み取った撮影画像Gaが取得される。位置認識部46は、当該撮影画像Gaに基づいて各チップと基板WAとに付された或るマーク(MC1a,MC2a)の位置とマーク(MC1b,MC2b)の位置とを認識するとともに、当該マークMC1a,MC2aの相互間の位置ずれ量(Δxa,Δya)とマークMC1b,MC2bの相互間の位置ずれ量(Δxb,Δyb)とを求める(図12参照)。
As shown in FIG. 15, the light emitted from the
位置認識部46は、これら2組のマークの位置ずれ量(Δxa,Δya),(Δxb,Δyb)に基づいて、水平方向(X方向、Y方向およびθ方向)における各チップCPと基板WAとの相対的位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)を算出する。ここで、値ΔxはX方向における両者CP,WAの相対的な位置ずれであり、値ΔyはY方向における両者CP,WAの相対的な位置ずれである。また、値Δθはθ方向(回転方向)における両者CP,WAの相対的な位置ずれ(相対姿勢誤差とも称される)である。両者CP,WAの相対的位置ずれ量(Δx,Δy,Δθ)は、当該両者CP,WAの相対位置誤差であるとも表現される。
Based on the positional deviation amounts (Δxa, Δya), (Δxb, Δyb) of these two sets of marks, the
そして、位置認識部46により認識された当該相対的ずれ量が低減されるように、ステージ31が2つの並進方向(X方向およびY方向)に駆動(並進駆動)されるとともに、θ方向回動部36およびボンディング部33がθ方向に駆動(回転駆動)される。これにより、基板WA上とチップCPとが相対的に移動され、上記の位置ずれ量が補正される。
The
このようにして、(X方向、Y方向およびθ方向に関する)チップCPのアライメント動作が実行される。 In this way, the alignment operation of the chip CP (with respect to the X direction, the Y direction, and the θ direction) is executed.
その後、チップCPを保持したヘッド部33Hがさらに下降し、当該チップCPが基板WA上の所定の水平位置に載置される(図15)。
Thereafter, the
このようにして、チップCPおよび基板WAに関する、位置認識動作(位置ずれ計測動作)と位置合わせ用の駆動動作(位置ずれの補正動作)とが実行され、チップCPが基板WAに対して位置決めされて載置又は取り付けられる。 In this way, the position recognition operation (position displacement measurement operation) and the alignment driving operation (position displacement correction operation) are performed on the chip CP and the substrate WA, and the chip CP is positioned with respect to the substrate WA. Mounted or attached.
さらに、2つ目以降のチップの載置動作も同様にして実行される。これにより、図15に示すように、複数のチップCPが基板WA上の所定の平面位置に位置決めされて載置される。このように、2種類のマークMC1,MC2を用いることによって、複数のチップCPのそれぞれが基板WAの基板平面(主平面)に平行な方向(X,Y,θ)において位置決めされ、複数のチップCPのそれぞれが基板に載置される。 Further, the second and subsequent chip mounting operations are executed in the same manner. As a result, as shown in FIG. 15, the plurality of chips CP are positioned and placed at predetermined plane positions on the substrate WA. As described above, by using the two types of marks MC1 and MC2, each of the plurality of chips CP is positioned in a direction (X, Y, θ) parallel to the substrate plane (main plane) of the substrate WA. Each of the CPs is placed on the substrate.
上記の実施例では、基板WA上に1層のチップCPが取り付けられたが、さらに、当該第1層のチップCP上に、第2層のチップCPを積層して取り付けることや、さらに当該第2層のチップCP上に第3層、第4層等のチップCPを積層を取り付けることが可能である(図16)。 In the above embodiment, the one-layer chip CP is attached on the substrate WA. However, the second-layer chip CP may be stacked and attached on the first-layer chip CP. It is possible to attach a stack of chips CP of the third layer, the fourth layer, etc. on the two-layer chip CP (FIG. 16).
図16に示すように、例えば、画像認識により、基板WAのマークと基板WAに既に取り付けられているチップCPのマークに対して、取り付けられるチップCPのマークを位置決めすることで、取り付けられるチップCPの所定の位置への位置決めを行うことができる。 As shown in FIG. 16, for example, by attaching the mark of the chip CP to be attached to the mark of the substrate WA and the mark of the chip CP already attached to the substrate WA by image recognition, the chip CP to be attached is positioned. Can be positioned at a predetermined position.
透明導電層503の通電加熱により、一旦取り付けられたチップCPは、取り付けられた時の温度をほぼ保持することができる。さらに、ヘッド部33Hにより、取り付けられるチップCPを取付け前に加熱しておくことで、既に取り付けられたチップCPの接合面と新しく取り付けられるチップCPの金属バンプ部とが適切な温度である状態で、チップの基板上への取り付け又は載置を行うことが可能になる。これにより、積層されるチップCPの層の数を増やしても、良好なチップの実装が可能になる。
The chip CP once attached can be kept substantially at the temperature when it is attached by energizing and heating the transparent
また、上記実施形態においては、チップCPが基板WAの表面上の所定のボンディング位置(X、Y)に配置された状態(詳細には、ほぼ正規のボンディング位置に配置された状態)で、位置計測動作が行われる。これによれば、位置計測後のXY方向における移動量が微小(ゼロに近い値)であるため、正確なアライメント動作(位置合わせ動作)を行うことが可能である。特に、チップCPが所定のボンディング位置から大きく離れた状態で当該チップCPの位置が計測され、その位置計測結果に基づいて、チップCPがボンディング位置へ移動した後にチップ位置と基板位置との微調整が行われる場合に比べて、正確なアライメント動作を行うことが可能である。 In the above embodiment, the position of the chip CP in a state where the chip CP is disposed at a predetermined bonding position (X, Y) on the surface of the substrate WA (specifically, a state where the chip CP is disposed at a substantially regular bonding position). A measurement operation is performed. According to this, since the movement amount in the XY direction after the position measurement is very small (value close to zero), it is possible to perform an accurate alignment operation (position alignment operation). In particular, the position of the chip CP is measured in a state where the chip CP is far away from a predetermined bonding position, and fine adjustment between the chip position and the substrate position is performed after the chip CP moves to the bonding position based on the position measurement result. It is possible to perform an accurate alignment operation compared to the case where the above is performed.
両対象物CP,WAが近接した状態で当該両対象物に付されたマークMC1a,MC2aを1つの撮像部35aで同時に撮像した画像Gaが取得されてもよい。この場合、両対象物の相対位置を非常に正確に求めることが可能である。画像Gbについても同様である。
An image Ga obtained by simultaneously imaging the marks MC1a and MC2a attached to both the objects CP and WA with the one
また、2つの撮像部35a,35bを用いて、2つの撮影画像Ga,Gbが同時に撮像されてもよい。この場合、1つの撮像部を移動して2つの撮影画像Ga,Gbを撮像する場合に比べて、2つの撮影画像Ga,Gbを高速に撮像することが可能である。したがって、アライメント動作の高速化を図ることができる。
In addition, two captured images Ga and Gb may be captured simultaneously using the two
<5.第二実施形態>
図17は、本願発明の第二実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体500bの側面図である。図17に示すように、透明導電層503は、基板WAを支持する透明絶縁層(第一透明絶縁層504)と、第二透明絶縁層509とにより、これらの透明絶縁層の間に挟み込まれるように配置されている。
<5. Second embodiment>
FIG. 17 is a side view of a
本実施形態において、透明導電層503は、第二透明絶縁層509上に形成することが好ましい。この場合、比較的厚い第二透明絶縁層509上に透明導電層503を形成し、透明導電層503上に、比較的薄い第一透明絶縁層504を形成することができる。しかし、透明導電層503の形成方法は、これに限られない。透明導電層503は、第一透明絶縁層504と第二透明絶縁層509の間に配置されていればよい。
In the present embodiment, the transparent
これにより、透明導電層503が、第二透明絶縁層509により、雰囲気との接触による汚染や酸化などから保護されるとともに、他の部品との誤った接触による機械的損傷からも保護される。
As a result, the transparent
さらにまた、第一実施形態における一枚の透明絶縁層によって与えられる基板支持体と同等の機械的強度を保ちつつ、基板の加熱特性を向上させることができる。すなわち、第二透明絶縁層509を比較的厚くし、第一透明絶縁層504を比較的薄くして、基板支持体500bの総合的な厚さを保つことで、基板支持体500b全体の機械的強度を保つことができる。あるいは、複合材料構造であるので、厚さを保ちつつ機械的強度を上げることも可能である。またさらには、これらの厚さを調節することで、基板支持体500bの全体の機械的強度を適切な値に設定することもできる。
Furthermore, the heating characteristics of the substrate can be improved while maintaining the same mechanical strength as that of the substrate support provided by the single transparent insulating layer in the first embodiment. That is, the second transparent insulating
さらには、機械的強度による厚さの制限を緩和することで、第一透明絶縁層504を薄くすることができる。したがって、熱を発する透明導電層503と加熱される基板WAとの物理的距離を短くすることができる。その結果、加熱レスポンス(加熱応答)を向上することができる。さらには、第二透明絶縁層509をガラス等の比較的熱伝導性の低い材料で形成することで、透明導電層503により発生した熱の雰囲気などの外部への損失量を低減することができる。これにより、効率的に基板WAを加熱することが可能になる。
Furthermore, the first transparent insulating
本願発明に係る基板支持システムを使用することにより、例えば、基板WAが厚さ500μmのシリコン基板、第一透明絶縁層504の材料がガラス、厚さが0.5mm、第二透明絶縁層504の材料がガラス、厚さが20mm、透明導電層503の材料がITO、厚さが200nmであるときには、数秒以下の時間内に、基板WAをその表面の温度が215℃に到達するように加熱することができる。所定の基板の種類について、基板支持体500bの表面の温度を測定しつつフィードバック制御を行うことで、基板支持面501の温度を±0.5℃程度の範囲に保つことができる。さらにまた、透明導電層503に電流を供給する電極は互いに平行に設けられているので、透明絶縁層上の温度のばらつきを±0.5℃程度の範囲内に保つことができる
By using the substrate support system according to the present invention, for example, the substrate WA is a silicon substrate having a thickness of 500 μm, the material of the first transparent insulating
本実施形態により、図17に示すように、基板を真空吸着するための貫通孔507を、第一透明絶縁層501の基板支持面501から、第一透明絶縁層501の中を貫通して、第一透明絶縁層501の側部へと貫通するように設けてもよい。これにより、基板支持システムにおける基板支持体500bの下部の空間の設計の自由度が上がる。例えば、真空システム(図示せず)を基板支持体500bの側部に配置することで、光学システムの発光装置(光源)又は受光装置(撮像装置、カメラ)などの配置を比較的自由に行うことができる。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 17, a through
<6.第三実施形態>
図18は、本願発明の第三実施形態に係る基板支持システムに用いられる基板支持体500cの側面図である。基板支持体500cは、その内部に電極510を有して構成されている。図18に示すように、第一透明絶縁層504の基板支持面501上に静電容量層510が形成され、この静電容量層510を挟み込むように、誘電体の透明絶縁層(第三透明絶縁層512)が取り付けられている。
<6. Third Embodiment>
FIG. 18 is a side view of a
本実施形態において、静電容量層510は、第一透明絶縁層509上に形成することが好ましい。しかし、静電容量層510の形成方法は、これに限られない。静電容量層51は、第一透明絶縁層504と第三透明絶縁層509の間に配置されていればよい。
In the present embodiment, the
静電容量層510は、画像認識のために光が十分に透過できる程度に透明であることが必要である。
The
電極511への電圧の印加により静電容量層510に蓄積された電荷が、シリコン(Si)などで形成された基板WAの基板支持体側の表面に反対電荷を出現させ、これらの電荷の対が引き合うことで基板は基板支持体に吸着される。すなわち、基板支持体500cは、静電気により基板を支持する機構(静電チャック)として機能することができる。
The charge accumulated in the
図19は、図18で示す基板支持体の平面図を示している。静電容量層510は、透明絶縁層の面積全体に亘って形成される必要はなく、図19に示すように、基板が取り付けられる領域に対応する箇所に設けられていればよい。図18及び図19では、2つの電極からなる静電容量層510が示されている。2つの電極に、それぞれに対して反対の電圧を掛けることで、互いに異なる電荷が蓄積される。しかし、静電容量層510の形状は、図18及び図19に示した形状に限定されない。例えば、静電容量層510は、基板WAが取り付けられる領域に対応する箇所に、1つの電極からなるように構成されてもよい。
FIG. 19 shows a plan view of the substrate support shown in FIG. The
静電容量層510は、金属により形成されてもよいが、他の導電性を有する材料を使用して形成されてもよい。また、静電容量層510は、画像認識に使用される光が十分透過することができる光学特性を有していることが好ましい。例えば、ITOや酸化スズなどからなる金属を、薄膜として形成することで、十分な画像認識を行うことができる。
The
本実施形態によれば、基板支持体に基板吸着孔などの貫通孔を設けることなく、基板を基板支持体に固定しつつ加熱することが可能になる。 According to this embodiment, it is possible to heat the substrate while fixing the substrate to the substrate support without providing a through hole such as a substrate suction hole in the substrate support.
他の実施例として、図20に示すように第二実施形態と同様に、透明導電層503は、基板WAを支持する透明絶縁層(第一透明絶縁層504)と、第二透明絶縁層509とにより、これらの透明絶縁層の間に挟み込まれるように配置されてもよい。これにより、第二実施形態と同様に、透明導電層503を第二透明絶縁層509により保護し、効率的に基板を加熱することが可能になる。
As another example, as shown in FIG. 20, as in the second embodiment, the transparent
例えば、第一透明絶縁層504、第二透明絶縁層509及び第三透明絶縁層512をガラスで形成し、第二透明絶縁層509の厚さを20mmとし、第一透明絶縁層504及び第三透明絶縁層512の厚さを0.5mmとすることができる。
For example, the first transparent insulating
第三透明絶縁層512の厚さを薄くすることで、静電気による基板の基板支持体への吸着力を大きくすることができる。
By reducing the thickness of the third transparent insulating
図17に示されている基板支持体500cや図19に示されている基板支持体500dにおいては、静電容量層510と透明導電層503とは、基板支持面501から下方向、すなわち基板WAから遠ざかる方向に、静電容量層510、透明導電層503の順に配置されている。これは、静電気力は比較的近距離でのみ高い力を及ぼすことから、静電容量層510はなるべく基板WA又は基板支持面501に近い位置に配置することが好ましいからである。しかしながら、静電容量層510、透明導電層503の配置関係は、上記実施例に限定されない。十分な静電気力により基板WAを基板支持体500c又は500dに吸着することができるのであれば、基板支持面501から下方向、すなわち基板WAから遠ざかる方向に、透明導電層503、静電容量層510の順に配置されてもよい。
In the
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。 As mentioned above, although several embodiment and the Example of this invention were described, these embodiment and an Example demonstrate this invention exemplarily. The scope of the claims encompasses many modifications to the embodiments without departing from the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments and examples disclosed herein are presented for purposes of illustration and should not be considered as limiting the scope of the present invention.
1 チップ実装システム1
10 チップ供給装置
30 COWボンディング装置
31 ステージ
33 ボンディング部
33H ヘッド部(ボンディングヘッド)
35a,35b 撮像部(受光装置)
39 チップ搬送部
46 位置認識部(画像認識装置)
47 光源(発光装置)
50 WOWボンディング装置
70 搬送部
71 搬送ロボット
90 搬出入部
131 ダイピッカ
135 チップ供給機
315,500 基板支持体(基板側加熱手段)
337 ミラー(光路変更部材)
413 ヘッド本体部
415,416 中空部(孔部)
501 基板支持面
502 ヒータ面
503 透明導電層(ヒータ)
504 透明絶縁層
505,506 電極
507 貫通孔(基板吸着孔)
508 溝
509 第二透明絶縁層
510 静電容量層
511 電極
512 第三透明絶縁層
MC1,MC2 マーク
1
DESCRIPTION OF
35a, 35b Imaging unit (light receiving device)
39
47 Light source (light emitting device)
50
337 Mirror (light path changing member)
413
501
504 Transparent insulating
508
Claims (9)
前記光学システムは、前記基板支持面に対してほぼ垂直方向に、少なくとも前記基板側加熱手段を光が透過し、光が伝播するように構成された発光装置と受光装置と、チップに附されたチップ側マークと基板に附された基板側マークとを認識することによりチップと基板との間の相対位置誤差を測定する画像認識装置を有し、
前記基板側加熱手段は、
基板支持面とヒータ面とを表裏に有する第一透明絶縁層と、
前記第一透明絶縁層の前記ヒータ面上に設けられ、通電により発熱する透明導電層と、
を備える、基板支持システム。 A substrate support system comprising: an optical system for positioning a chip at a predetermined position on a substrate by image recognition; and a substrate side heating unit having a substrate support surface and supporting and heating the substrate on the substrate support surface. Because
The optical system is attached to a chip, a light emitting device and a light receiving device configured to transmit light through and propagate at least the substrate side heating means in a direction substantially perpendicular to the substrate support surface. An image recognition device that measures a relative position error between the chip and the substrate by recognizing the chip side mark and the substrate side mark attached to the substrate;
The substrate side heating means includes
A first transparent insulating layer having a substrate support surface and a heater surface on the front and back,
A transparent conductive layer provided on the heater surface of the first transparent insulating layer and generating heat when energized;
A substrate support system comprising:
当該静電容量層上に設けられ、基板を接触して支持する第三透明絶縁層と、
を更に有する、請求項1、2及び4のいずれか一項に記載の基板支持システム。 A capacitance layer provided on the substrate support surface of the first transparent insulating layer;
A third transparent insulating layer provided on the capacitance layer and supporting the substrate in contact;
5. The substrate support system according to claim 1, further comprising:
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