JP2018056169A - Flip chip bonder and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はフリップチップボンダに関し、例えば洗浄装置を備えるフリップチップボンダに適用可能である。 The present disclosure relates to a flip chip bonder, and is applicable to, for example, a flip chip bonder including a cleaning device.
一般に、ダイと呼ばれる半導体チップを、例えば、配線基板やリードフレームなど(以下、総称して基板という。)の表面に搭載するダイボンダにおいては、一般的に、コレット等の吸着ノズルを用いてダイを基板上に搬送し、押付力を付与すると共に、接合材を加熱することによりボンディングを行うという動作(作業)が繰り返して行われる。さらに、ダイボンダの中には、ピックアップしたダイ(表面にバンプを備えるダイ)を裏返し(フリップ)して基板に装着するフリップチップボンダがある。 Generally, in a die bonder in which a semiconductor chip called a die is mounted on the surface of, for example, a wiring board or a lead frame (hereinafter collectively referred to as a board), the die is generally used by using a suction nozzle such as a collet. The operation (work) of transporting the substrate onto the substrate, applying a pressing force, and performing bonding by heating the bonding material is repeatedly performed. Furthermore, among the die bonders, there is a flip chip bonder in which a picked up die (a die having a bump on the surface) is flipped over and mounted on a substrate.
ダイボンダには、基板の表面を洗浄するもの(例えば、特開2012−199458号公報(特許文献1))やコレットの吸着面を洗浄するもの(例えば、特開2016−58575号公報(特許文献2))がある。 The die bonder includes a substrate that cleans the surface of the substrate (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-199458 (Patent Document 1)), and a device that cleans the adsorption surface of the collet (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. )).
ウェハの表面に貼付されるバックグラインディングテープやウェハの裏面に貼付されるダイシングテープからの糊残りが発生し、例えばフリップチップボンダではバンプ面(ダイの表面)に糊残りなどが発生し接続不良になる可能性ある。特許文献1および特許文献2のいずれもダイそのものを洗浄するものではない。
本開示の課題はダイを洗浄するフリップチップボンダを提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
Adhesive residue from back grinding tape affixed to the wafer surface or dicing tape affixed to the back surface of the wafer occurs. For example, in a flip chip bonder, adhesive residue or the like remains on the bump surface (die surface). There is a possibility. Neither
An object of the present disclosure is to provide a flip chip bonder for cleaning a die.
Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、フリップチップボンダは、バンプを有するダイを保持するダイ供給部と、基板または既に実装されたダイの上に前記ダイを載置するためのボンディングステージと、前記ダイ供給部から前記ダイをピックアップし上下反転する第一ヘッドと、前記第一ヘッドから前記ダイをピックアップする第二ヘッドと、前記ダイ供給部と前記ボンディングステージとの間に位置する前記ダイをドライアイスで洗浄する洗浄装置と、を備える。
An outline of typical ones of the present disclosure will be briefly described as follows.
That is, the flip chip bonder includes a die supply unit for holding a die having bumps, a bonding stage for placing the die on a substrate or a die already mounted, and picking up the die from the die supply unit A first head that is turned upside down, a second head that picks up the die from the first head, and a cleaning device that cleans the die located between the die supply unit and the bonding stage with dry ice, Is provided.
上記フリップチップボンダによれば、ダイを洗浄することが可能である。 According to the flip chip bonder, it is possible to clean the die.
以下、実施例および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 Hereinafter, examples and modifications will be described with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals and repeated description may be omitted. In order to clarify the description, the drawings may be schematically represented with respect to the width, thickness, shape, etc. of each part as compared to the actual embodiment, but are merely examples, and the interpretation of the present invention is not limited to them. It is not limited.
実施形態に係る半導体製造装置は、ウェハからダイをピックアップした後、基板等のワークまたはダイの上にボンディングする前にダイの表面のみ、裏面のみ、または表面と裏面の両方を洗浄する。ダイの他にコレットや中間ステージを洗浄してもよい。洗浄にはドライアイス(CO2)を用いるのが好ましい。 The semiconductor manufacturing apparatus according to the embodiment cleans only the front surface of the die, only the back surface, or both the front and back surfaces, after picking up the die from the wafer and before bonding onto a workpiece such as a substrate or the die. In addition to the die, the collet and intermediate stage may be washed. Dry ice (CO 2 ) is preferably used for cleaning.
図1は実施例1に係るフリップチップボンダの概略上面図である。図2は、図1において矢印A方向から見たときに、ピックアップヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。
フリップチップボンダ10は、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2、ボンディング部4と、搬送部5、洗浄装置6、基板供給部9Kと、基板搬出部9Hと、各部の動作を監視し制御する制御装置7と、を有する。
FIG. 1 is a schematic top view of the flip chip bonder according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the pickup head and the bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG.
The
まず、ダイ供給部1は、基板Pに実装するダイDを供給する。ダイ供給部1は、ウェハ11を保持するウェハ保持台12と、ウェハ11からダイDを突き上げる点線で示す突き上げユニット13と、を有する。ダイ供給部1は、図示しない駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを突き上げユニット13の位置に移動させる。
First, the die
ピックアップ部2は、ダイ供給部1からダイDを吸着するコレット22と、コレット22を先端に備えダイをピックアップするピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をY方向に移動させるY駆動部23を有する。第一ヘッドであるピックアップヘッド21は、コレット22を昇降、回転、反転及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
The
このような構成によって、ピックアップヘッド21は、ダイをピックアップし、ピックアップヘッド21を180度回転させ、ダイDのバンプ面(表面)を反転させて下面に向け、ダイDをボンディングヘッド41に渡す姿勢にする。
With such a configuration, the
ボンディング部4は、反転したダイDをピックアップヘッド21から受けとり、搬送されてきた基板Pのフラックス上のプレースまたは熱圧着でボンディングし、又は既に基板Pの上にボンディングされたダイの上に積層する形でボンディングする。ボンディング部4は、ピックアップヘッド21と同様にダイDを先端に吸着保持するコレット42を備えるボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部43と、基板Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンディング位置を認識する基板認識カメラ44とを有する。
The
このような構成によって、第二ヘッドであるボンディングヘッド41は、ピックアップヘッド21から反転したダイDを受け取り、アンダビジョンカメラ45の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて基板PにダイDをボンディングする。
With such a configuration, the
洗浄装置6はダイDの裏面を上方から洗浄する第一ノズル61とダイDの表面(バンプがある面)を下方から洗浄する第二ノズル62とを備える。第一ノズル61はウェハ11からダイDをピックアップするピックアップヘッド21のコレット22に保持されるダイDの他にコレット22の洗浄が可能である。第二ノズル62はピックアップヘッド21からダイDをピックアップするボンディングヘッド41のコレット42に保持されるダイDの他にコレット42の洗浄が可能である。
The
搬送部5は、一枚又は複数枚のワーク(図1では4枚)を載置した基板搬送パレット51と、基板搬送パレット51が移動するパレットレール52とを具備し、並行して設けられた同一構造の第1、第2搬送部とを有する。基板搬送パレット51は、基板搬送パレット51に設けられた図示しないナットをパレットレール52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。
The
このような構成によって、基板搬送パレット51は、基板供給部9Kで基板Pを載置し、パレットレール52に沿って基板PにダイDをボンディングする位置(ボンディングステージBS(第一ボンディングステージBS1、第二ボンディングステージBS2))まで移動し、ボンディング後基板搬出部9Hまで移動して、基板搬出部9Hに基板Pを渡す。第1、第2搬送部は、互いに独立して駆動され、一方の基板搬送パレット51に載置された基板PにダイDをボンディング中に、他方の基板搬送パレット51は、基板Pを搬出し、基板供給部9Kに戻り、新たな基板Pを載置するなどの準備を行なう。
With this configuration, the
制御装置7は、フリップチップボンダ10の各部の動作を監視し制御するプログラム(ソフトウェア)を格納するメモリと、メモリに格納されたプログラムを実行する中央処理装置(CPU)と、を備える。例えば、制御装置7は、基板認識カメラ44及びアンダビジョンカメラ45からの画像情報、ボンディングヘッド41の位置などの各種情報を取り込み、ボンディングヘッド41のボンディング動作及び洗浄装置6の洗浄動作など各構成要素の各動作を制御する。
The
図3は図1のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。ダイ供給部1は、ウェハリング14を保持するエキスパンドリング15と、ウェハリング14に保持されウェハリング14に保持され複数のダイDが粘着されたダイシングテープ16を水平に位置決めする支持リング17と、ダイDを上方に突き上げるための突き上げユニット13とを有する。所定のダイDをピックアップするために、突き上げユニット13は、図示しない駆動機構によって上下方向に移動し、ダイ供給部1は水平方向には移動するようになっている。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the main part of the die supply unit of FIG. The
ダイ供給部1は、ダイDの突き上げ時に、ウェハリング14を保持しているエキスパンドリング15を下降させる。その結果、ウェハリング14に保持されているダイシングテープ16は引き伸ばされ、ダイDの間隔は広がる。そのような状態で、突き上げユニット13によりダイ下方よりダイDを突き上げることにより、ダイ供給部1はダイDのピックアップ性を向上させている。
The
次に、実施例1に係るフリップチップボンダの洗浄装置について図4〜6を用いて説明する。図4は図1の洗浄装置のブロック図である。図5は図4の第一ノズルの断面図である。図6は図4の第二ノズルの断面図である。 Next, the flip-chip bonder cleaning apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram of the cleaning apparatus of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the first nozzle of FIG. 6 is a cross-sectional view of the second nozzle of FIG.
図4に示すように、洗浄装置6は、第一ノズル61と、第二ノズル62と、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63と、圧縮されたエアー(加圧気体)を供給するエアー供給源64と、液体の二酸化炭素と圧縮エアーとが混合されて生成される粉末状のドライアイスを第一ノズル61および第二ノズル62に供給する供給配管65a〜65dと、を備える。洗浄装置6は、さらに、第一ノズル61および第二ノズル62でダイから除去された異物を搬送する排出配管66a〜66cと、異物を回収する集塵ユニット67と、供給配管間および排出配管間に設けられるバルブ68a〜68fと、イオナイザ69と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
第一ノズル61には供給配管65aと排出配管66aとが接続されている。図5に示すように、第一ノズル61は中央部に設けられる円形のエアー吹き出し口61aと、この吹き出し口をリング状に取り囲むようにして設けられるエアー吸い込み口61bと、エアー吹き出し口61aとエアー吸込み口61bとの間に設けられ、ダイDを覆う空間61cと、を備える。これにより、エアー吹き出し口61aから吐出したエアーによって吹き飛ばされた異物は図3の矢印で示すようにエアー吸い込み口61bによってただちに吸引され、最終的には廃棄される。
A
第二ノズル62には供給配管65bと排出配管66bとが接続されている。図6に示すように、第二ノズル62は、第一ノズル61と同様に、中央部に設けられる円形のエアー吹き出し口62aと、この吹き出し口をリング状に取り囲むようにして設けられるエアー吸い込み口62bと、エアー吹き出し口62aとエアー吸込み口62bとの間に設けられ、ダイDを覆う洗浄空間62cと、を備える。
A
第一ノズル61は、供給配管65a、バルブ68a、供給配管65c、65d、バルブ68c、供給配管65eを介して、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63に接続されている。また、第一ノズル61は、供給配管65a、バルブ68a、供給配管65c、65d、バルブ68d、供給配管65fを介して、圧縮されたエアー(圧縮エアー)を供給するエアー供給源64と接続されている。供給配管65cと供給配管65dとの間には、エアー供給源64から供給されたエアーをイオン化するイオナイザ(帯電防止手段)59が設けられている。第一ノズル61は、排出配管66a、バルブ68e、排出配管66cを介して、集塵ユニット67に接続されている。
The
第二ノズル62は、供給配管65b、バルブ68a、供給配管65c、65d、バルブ68c、供給配管65eを介して、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63に接続されている。また、第二ノズル62は、供給配管65b、バルブ68a、供給配管65c、65d、バルブ68d、供給配管65fを介して、圧縮されたエアー(圧縮エアー)を供給するエアー供給源64と接続されている。第二ノズル62は、排出配管66b、バルブ68f、排出配管66cを介して、集塵ユニット67に接続されている。
The
次に、実施例1に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図7を用いて説明する。図7は実施例に係るフリップチップボンダで実施されるボンディング方法を示すフローチャートである。 Next, a bonding method (a semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart illustrating a bonding method performed by the flip chip bonder according to the embodiment.
ステップS1:制御装置7はピックアップするダイDが突き上げユニット13の真上に位置するようにウェハ保持台12を移動し、剥離対象ダイを突き上げユニット13とコレット22に位置決めする。ダイシングテープ16の裏面に突き上げユニット13の上面が接触するように突き上げユニット13を移動する。このとき、制御装置7は、ダイシングテープ16を突き上げユニット13の上面に吸着する。制御装置7は、コレット22を真空引きしながら下降させ、剥離対象のダイDの上に着地させ、ダイDを吸着する。制御装置7はコレット22を上昇させ、ダイDをダイシングテープ16から剥離する。これにより、ダイDはピックアップヘッド21によりピックアップされる。
Step S1: The
ステップS2:制御装置7はピックアップヘッド21を移動させる。
Step S2: The
ステップS3:制御装置7はピックアップヘッド21を180度回転させ、ダイDのバンプ面(表面)を反転させて下面に向け、ダイDをボンディングヘッド41に渡す姿勢にする。
Step S <b> 3: The
ステップS4:ステップS3の後または並行して、制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cをピックアップヘッド21のコレット22が保持しているダイDの上に移動させ、下降させる。
Step S4: After or in parallel with step S3, the
ステップS5:制御装置7は二酸化炭素供給源63から液体の二酸化炭素を供給配管65eに供給すると共に、エアー供給源64からエアーを供給配管65fに供給する。
Step S5: The
制御装置7は、二酸化炭素供給源63から液体の二酸化炭素を供給配管65dに供給し、エアー供給源64からエアーを供給配管65dに供給して混合する。これにより、液体の二酸化炭素の一部が気化して熱を奪い(気化熱)、液体の二酸化炭素の温度が凝固点を下回り、ドライアイス(固体の二酸化炭素)が発生する。このように、液体の二酸化炭素を洗浄空間62cの大気に放出することで得られるドライアイスは、きわめて微細な粉末状となる。
The
この粉末状のドライアイスがエアー吹き出し口61aから噴射されてダイDに衝突するとドライアイスは変形、破砕して、昇華する。ドライアイスの昇華で発生する膨張のエネルギーによって、ダイDの裏面に付着した異物が除去される。除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引され排出配管66a等を介して集塵ユニット67に排出される。なお、液体の二酸化炭素及びエアーの供給量は、ダイDの洗浄に適した分量のドライアイスがエアー吹き出し口61aから噴射されるように調整される。
When this powdery dry ice is sprayed from the
上述したドライアイスは、硬度が低く微細であるため、この洗浄でダイDが傷付くことはない。また、洗浄装置6は、エアー供給源64から供給された圧縮エアーを適切にイオン化するイオナイザ69を供給配管内に備えているので、粉末状のドライアイスの帯電を防止して、ダイDの破損を防ぐことができる。
Since the dry ice described above has a low hardness and is fine, this cleaning does not damage the die D. In addition, the
ステップS6:制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cを上昇させ、ピックアップヘッド21のコレット22が保持しているダイDの上から移動させる。
Step S6: The
ステップS7:制御装置7はピックアップヘッド21のコレット22からボンディングヘッド41のコレット42によりダイDをピックアップし、ダイDを受け渡す。
Step S7: The
ステップS8:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄位置(第二ノズル62の真上)に移動させ、第二ノズル62の洗浄空間62cにボンディングヘッド41のコレット42が保持しているダイDを移動させる。
Step S8: The
ステップS9:制御装置7は、ステップS5と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射させてダイDの表面に付着した異物を除去する。除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引され排出配管66b等を介して集塵ユニット67に排出される。
Step S9: As in step S5, the
ステップSA:制御装置7は、ボンディングヘッド41のコレット42が保持しているダイDを基板P上に移動する。
Step SA: The
ステップSB:制御装置7は、ピックアップヘッド21のコレット22からボンディングヘッド41のコレット42でピックアップしたダイDを基板P上に載置する。
Step SB: The
ステップSC:ステップS8の後または並行して、制御装置7は、ピックアップヘッド21を反転し、コレット22の吸着面を下に向ける。
Step SC: After or in parallel with step S8, the
ステップSD:制御装置7は、ピックアップヘッド21をピックアップ位置に移動させる。
Step SD: The
なお、ステップS1の前に、ウェハ11から分割されたダイDが貼付されたダイシングテープ16を保持したウェハリング14をウェハカセット(不図示)に格納し、フリップチップボンダ10に搬入する。制御装置7はウェハリング14が充填されたウェハカセットからウェハリング14をダイ供給部1に供給する。また、基板Pを準備し、フリップチップボンダ10に搬入する。制御装置7は基板供給部9Kで基板Pを基板搬送パレット51に載置する。
Prior to step
また、ステップSBの後に、制御装置7は基板搬出部9Hで基板搬送パレット51からダイDがボンディングされた基板Pを取り出す。フリップチップボンダ10から基板Pを搬出する。
Further, after step SB, the
フリップチップボンダではバンプ面に糊のこりなどが発生し接続不良になる可能性ある。実施例1では、今後も更に狭ピッチ化するバンプ製品に対して実装直前にドライアイス(CO2)洗浄を行う。これにより、ウェハの表面に貼付されるバックグラインディングテープやウェハの裏面に貼付されるダイシングテープからの糊残りやトレイ内での異物付着を基板への実装前に除去することができる。さらに、バンプにダメージを与えず異物を除去することができる。異物噛み込みによる接続不良を低減することができる。 In the flip chip bonder, glue bumps or the like may occur on the bump surface, resulting in poor connection. In the first embodiment, dry ice (CO 2 ) cleaning is performed immediately before mounting on bump products whose pitch is further reduced in the future. Thereby, the adhesive residue from the back grinding tape stuck on the front surface of the wafer or the dicing tape stuck on the back surface of the wafer and the adhesion of foreign matters in the tray can be removed before mounting on the substrate. Furthermore, foreign matters can be removed without damaging the bumps. Connection failures due to foreign object biting can be reduced.
ダイDがTSV(Trough Silicon Via(Si貫通電極))を有する場合は、裏面に他のダイが積層されるので、ステップS5の洗浄は有効である。ダイDがTSVを有さない等積層しない場合は、ステップS5は実行しなくてもよい。基板側にも洗浄装置を設け同時に基板ランド側も洗浄してもよい。 When the die D has TSV (Trough Silicon Via (Si through electrode)), the other die is laminated on the back surface, so that the cleaning in step S5 is effective. If the die D does not have a TSV and is not stacked, step S5 may not be executed. A cleaning device may also be provided on the substrate side to clean the substrate land side at the same time.
<変形例1>
次に、実施例1に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)の変形例1について図8,9を用いて説明する。図8は図1のフリップチップボンダで実施される変形例1に係るボンディング方法を示すフローチャートである。図8のフローチャートの端子A、Bは図9の端子A、Bに接続される。
<
Next, a first modification of the bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing a bonding method according to the first modification performed by the flip chip bonder of FIG. Terminals A and B in the flowchart of FIG. 8 are connected to terminals A and B of FIG.
変形例1に係るボンディング方法は、実施例に係るボンディング方法に加えて、洗浄装置6の第一ノズル61によってピックアップヘッド21のコレット22の洗浄も実施する。以下、追加になるステップについて説明する。
In the bonding method according to the first modification, in addition to the bonding method according to the embodiment, the
ステップSE:ステップS7後、制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cをピックアップヘッド21のコレット22の上に移動させ、下降させる。
Step SE: After step S7, the
ステップSF:制御装置7は、ステップS5と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射させてコレット22の吸着面の表面に付着した異物を除去する。除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引され排出配管66a等を介して集塵ユニット67に排出される。
Step SF: The
ステップSG:制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cを上昇させ、ピックアップヘッド21のコレット22の上から移動させる。
Step SG: The
<変形例2>
次に、実施例1に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)の変形例2について図10を用いて説明する。図10は図1のフリップチップボンダで実施される変形例2に係るボンディング方法を示すフローチャートである。図10のフローチャートの端子A、Bは図8の端子A、Bに接続される。
<
Next, a second modification of the bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a bonding method according to the second modification performed by the flip chip bonder of FIG. Terminals A and B in the flowchart of FIG. 10 are connected to terminals A and B of FIG.
変形例2に係るボンディング方法は、変形例1に係るボンディング方法に加えて、洗浄装置6の第二ノズル62によってボンディングヘッド41のコレット42の洗浄も実施する。以下、追加になるステップについて説明する。
In the bonding method according to the second modification, in addition to the bonding method according to the first modification, the
ステップSH:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄位置(第二ノズル62の真上)に移動させ、第二ノズル62の洗浄空間62cにボンディングヘッド41のコレット42を移動させる。
Step SH: The
ステップSI:制御装置7は、ステップS5と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射させてコレット42の吸着面の表面に付着した異物を除去する。除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引され排出配管66b等を介して集塵ユニット67に排出される。
Step SI: As in step S5, the
ステップSJ:制御装置7は、ボンディングヘッド41のコレット42をダイDの受渡位置に移動させる。
Step SJ: The
変形例1,2ではコレットを洗浄するが、ゴム系コレットを使用する場合、ドライアイス洗浄の低温でも耐寒性があり柔軟性もあるSiゴム系材料、特にFVMQ(商品名:フロロパワー)などを用いることが好ましい。また、コレットに耐寒性のある金属や樹脂を使用するのが好ましい。この場合、特にコレットに結露等が発生しないように、ヒータを組み込んだり洗浄中のダイを保持したコレットやコレット自体に赤外線を照射したりして温度が低下するのを防ぐ機能を設けるのが好ましい。以下の実施例および変形例で、コレットを洗浄する場合にも、上記コレットの材料や結露防止機能を適用するのが好ましい。 In the modified examples 1 and 2, the collet is washed. When a rubber collet is used, a Si rubber material that is cold resistant and flexible even at a low temperature of dry ice washing, particularly FVMQ (trade name: Fluoropower), etc. It is preferable to use it. In addition, it is preferable to use a cold-resistant metal or resin for the collet. In this case, it is preferable to provide a function for preventing the temperature from being lowered by incorporating a heater or irradiating the collet holding the die being cleaned or the collet itself with infrared rays so that condensation does not occur particularly in the collet. . In the following examples and modifications, it is preferable to apply the collet material and the dew condensation prevention function even when the collet is washed.
図11は実施例2に係るフリップチップボンダの概略を示す上面図である。図12は図11において矢印A方向から見たときに、ピックアップフリップヘッド、トランスファヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。 FIG. 11 is a top view schematically illustrating the flip chip bonder according to the second embodiment. FIG. 12 is a diagram for explaining the operations of the pick-up flip head, transfer head, and bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG.
フリップチップボンダ10Aは、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2A、トランスファ部8と、中間ステージ部3と、ボンディング部4Aと、搬送部5、洗浄装置6Aと、基板供給部9Kと、基板搬出部9Hと、各部の動作を監視し制御する制御装置7と、を有する。
The
ピックアップ部2Aは、ダイDをピックアップして反転するピックアップフリップヘッド21Aと、ピックアップフリップヘッド21AをY方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23Aと、コレット22を昇降、回転、反転及びX方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。このような構成によって、第一ヘッドであるピックアップフリップヘッド21Aは、ダイをピックアップし、ピックアップフリップヘッド21Aを180度回転させ、ダイDのバンプを反転させて下面に向け、ダイDを第二ヘッドであるトランスファヘッド81に渡す姿勢にする。
The pick-up
トランスファ部8は、反転したダイDをピックアップフリップヘッド21Aから受けとり、中間ステージ31に載置する。トランスファ部8は、ピックアップフリップヘッド21Aと同様にダイDを先端に吸着保持するコレット82を備えるトランスファヘッド81と、トランスファヘッド81をY方向に移動させるY駆動部83と、を有する。
The
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31を有する。中間ステージ31は図示しない駆動部によりY方向に移動可能である。結露対策として、中間ステージ31にヒータ等の加熱手段を組み込むのが好ましい。以下の実施例および変形例の中間ステージにも同様な結露対策を適用するのが好ましい。
The
ボンディング部4Aは、中間ステージ31からダイDをピックアップし、搬送されてくる基板P上にボンディングし、又は既に基板Pの上にボンディングされたダイの上に積層する形でボンディングする。ボンディング部4Aは、ピックアップフリップヘッド21Aと同様にダイDを先端に吸着保持するコレット42部(図12も参照)を備えるボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部43と、基板Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンディング位置を認識する基板認識カメラ44とを有する。
このような構成によって、第三ヘッドであるボンディングヘッド41は、アンダビジョンカメラ45の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ31からダイDをピックアップし、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて基板PにダイDをボンディングする。
The
With such a configuration, the
洗浄装置6AはダイDの裏面を上方から洗浄する第三ノズル61AとダイDの表面(バンプがある面)を下方から洗浄する第二ノズル62とを備える。第三ノズル61Aは中間ステージ31の上に載置されるダイDの裏面の他に中間ステージ31の上面の上方からの洗浄が可能である。第二ノズル62はボンディングヘッド41のコレット42に保持されるダイDの表面の他にコレット42の吸着面の下方からの洗浄が可能である。
The
次に、実施例2に係る洗浄装置について図13を用いて説明する。図13は洗浄装置のブロック図である。 Next, a cleaning apparatus according to Example 2 will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram of the cleaning apparatus.
洗浄装置6Aは、実施例1の洗浄装置6の第一ノズル61に代えて第三ノズル61Aを備える。洗浄装置6Aは、第二ノズル62と、第三ノズル61Aと、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63と、圧縮されたエアー(加圧気体)を供給するエアー供給源64と、液体の二酸化炭素と圧縮エアーとが混合されて生成される粉末状のドライアイスを第二ノズル62および第三ノズル61Aに供給する供給配管65b〜65d、65gと、を備える。洗浄装置6Aは、さらに、第二ノズル62および第三ノズル61AでダイD等から除去された異物を搬送する排出配管66b〜66dと、異物を回収する集塵ユニット67と、供給配管間および排出配管間に設けられるバルブ68b〜68d、68f〜68hと、イオナイザ69と、を備える。
The
第三ノズル61Aは実施例1の第一ノズル61と同様な構成であり同様な動作で洗浄を行う。
The
次に、実施例2に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図14〜18を用いて説明する。図14は第三ノズルのダイ洗浄時の断面図である。図15は第三ノズルのダイ洗浄終了後の断面図である。図16は第三ノズルの中間ステージ洗浄時の断面図である。図17,18は実施例2に係るフリップチップボンダで実施されるボンディング方法を示すフローチャートである。図17のフローチャートの端子A、Bは実施例1の図9または10の端子A、Bに接続される。図17の端子C、Dは図18の端子C、Dに接続される。 Next, a bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a cross-sectional view of the third nozzle during die cleaning. FIG. 15 is a cross-sectional view of the third nozzle after completion of die cleaning. FIG. 16 is a cross-sectional view of the third nozzle during intermediate stage cleaning. 17 and 18 are flowcharts showing a bonding method performed by the flip chip bonder according to the second embodiment. 17 are connected to the terminals A and B of FIG. 9 or 10 of the first embodiment. Terminals C and D in FIG. 17 are connected to terminals C and D in FIG.
ステップS11:制御装置7は、ステップS1と同様に、ダイDをピックアップフリップヘッド21Aによりピックアップする。
Step S11: The
ステップS12:制御装置7は、ステップS2と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを移動させる。
Step S12: The
ステップS13:制御装置7は、ステップS3と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを180度回転させ、ダイDのバンプ(表面)を反転させて下面に向け、ダイDをトランスファヘッド81に渡す姿勢にする。
Step S13: As in step S3, the
ステップS14:制御装置7は、ステップS7と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aのコレット22からトランスファヘッド81のコレット82によりダイDをピックアップして、ダイDの受渡しが行われる。
Step S14: Similarly to step S7, the
ステップS15:制御装置7は、ピックアップフリップヘッド21Aを反転し、コレット22の吸着面を下に向ける。
Step S15: The
ステップS16:ステップS15の前または並行して、制御装置7はトランスファヘッド81を中間ステージ31に移動する。
Step S16: Before or in parallel with step S15, the
ステップS17:制御装置7はトランスファヘッド81に保持しているダイDを中間ステージ31に載置する。
Step S <b> 17: The
ステップS18:制御装置はトランスファヘッド81をダイDの受渡し位置に移動させる。
Step S18: The control device moves the
ステップS19:ステップS18の後または並行して、制御装置7は中間ステージ31を第三ノズル61Aの下方に移動させる。
Step S19: After or in parallel with step S18, the
ステップS1A:制御装置7は、第三ノズル61Aの洗浄空間61cを中間ステージ31に載置されているダイDの上に移動(下降)させる。
Step S1A: The
ステップS1B:制御装置7は、ステップS5と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射して、ダイDの裏面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図14)。
Step S1B: As in step S5, the
ステップS1C:制御装置7は、図15に示すように、第三ノズル61Aを中間ステージ31から移動(上昇)させる。
Step S1C: As shown in FIG. 15, the
ステップS1D:ステップS1Cの後または並行して、制御装置7は中間ステージ31をボンディングヘッド41との受渡し位置に移動させる。
Step S1D: After or in parallel with step S1C, the
ステップS1E:制御装置7は中間ステージ31からボンディングヘッド41のコレットによりダイDをピックアップして、ダイDの受渡しが行われる。
Step S1E: The
ステップS1F:制御装置7は中間ステージ31を第三ノズル61Aの下方に移動させる。
Step S1F: The
ステップS1G:ステップS1Gの後または並行して、制御装置7は第三ノズル61Aの洗浄空間61cを中間ステージ31の上に移動(下降)させる。
Step S1G: After or in parallel with step S1G, the
ステップS1H:制御装置7は、ステップS1Bと同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射させて中間ステージ31の表面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図16)。
Step S1H: As in step S1B, the
ステップS1I:制御装置7は第三ノズル61Aを中間ステージ31から移動(上昇)させる。
Step S1I: The
ステップS1J:制御装置7は中間ステージ31をトランスファヘッド81との受渡し位置に移動させる。
Step S1J: The
なお、ステップS1E以降のボンディング、第二ノズル62によるダイDの表面の洗浄およびコレット42の洗浄については変形例1(図9)および変形例2(図10)と同様である。また、ステップS11より前の動作は、実施例1のステップS1より前の動作と同様である。また、ボンディング後の基板Pの取出し搬出動作は実施例1と同様である。
The bonding after step S1E, the cleaning of the surface of the die D by the
実施例2に係るフリップチップボンダは、中間ステージ上に洗浄装置を設け、ダイ裏面と中間ステージの両方の洗浄を行う。これにより、積層ボンディングを行うダイの裏面を洗浄し、積層ダイ上異物によるボイド等の防止と、中間ステージ上への異物の蓄積を防止することができる。 The flip chip bonder according to the second embodiment is provided with a cleaning device on the intermediate stage, and performs cleaning of both the back surface of the die and the intermediate stage. Accordingly, it is possible to clean the back surface of the die to be laminated and prevent voids due to foreign matters on the laminated die and prevent foreign matters from accumulating on the intermediate stage.
実施例2に係る洗浄装置のノズルは粉末状のドライアイスの吹き出し・吸引を行う。ノズルのドライアイス吹き出し洗浄エリアは、搭載されるダイの最大サイズ以上のエリアである。洗浄装置はボンディングヘッド動作に干渉しない位置まで上昇、退避する機能を持つ。また、中間ステージとは別にダイを載置する洗浄ステージを設けて、洗浄装置のノズルを洗浄ステージおよび中間ステージの位置まで移動可能な構造としてもよい。実施例2によれば、ダイ裏面と中間ステージの両方を1つの機構の洗浄装置で洗浄することができる。 The nozzle of the cleaning apparatus according to the second embodiment blows out and sucks powdered dry ice. The nozzle dry ice blowing and washing area is an area that is larger than the maximum size of the mounted die. The cleaning device has a function of ascending and retracting to a position where it does not interfere with the bonding head operation. Moreover, it is good also as a structure which provides the washing | cleaning stage which mounts die | dye separately from an intermediate | middle stage, and can move the nozzle of a washing | cleaning apparatus to the position of a washing | cleaning stage and an intermediate | middle stage. According to the second embodiment, both the back surface of the die and the intermediate stage can be cleaned by the cleaning device having one mechanism.
なお、中間ステージ31の他に第三ノズル61Aは位置を移動可能とし、必要とするスループットに応じて中間ステージ31を複数のユニット数を設けるようにしてもよい。
In addition to the
図19は実施例3に係るフリップチップボンダの概略を示す上面図である。図20は図19において矢印A方向から見たときに、ピックアップフリップヘッド、トランスファヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。 FIG. 19 is a top view schematically illustrating the flip chip bonder according to the third embodiment. FIG. 20 is a diagram for explaining the operations of the pick-up flip head, transfer head, and bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG.
フリップチップボンダ10Bは、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2A、トランスファ部8と、洗浄装置6Bを有する中間ステージ部3Bと、ボンディング部4Aと、搬送部5、基板供給部9Kと、基板搬出部9Hと、各部の動作を監視し制御する制御装置7と、を有する。
The
中間ステージ部3Bは、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31Bと、中間ステージ31B上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32と、を有する。中間ステージ31Bは洗浄装置6Bの第五ノズル62BとダイDが載置されるシャッタ(ステージ)SSとで構成される。
The
洗浄装置6Bは、中間ステージ31BのシャッタSSを開閉移動することにより、トランスファヘッド81のコレット82に保持されたダイDの表面、コレット82の下面(吸着面)およびボンディングヘッド41のコレット42の下面(吸着面)を下方から洗浄する。
The
次に、実施例3に係る洗浄装置について図21を用いて説明する。図21は洗浄装置のブロック図である。 Next, a cleaning apparatus according to Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a block diagram of the cleaning apparatus.
洗浄装置6Bは、第五ノズル62Bと、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63と、圧縮されたエアー(加圧気体)を供給するエアー供給源64と、液体の二酸化炭素と圧縮エアーとが混合されて生成される粉末状のドライアイスを第五ノズル62Bに供給する供給配管65b、65c、65dと、を備える。洗浄装置6Bは、さらに、第五ノズル62Bでダイから除去された異物を搬送する排出配管66b、66cと、異物を回収する集塵ユニット67と、供給配管間および排出配管間に設けられるバルブ68b、68c、68d、68fと、イオナイザ69と、を備える。
The
第五ノズル62Bは実施例1の第二ノズル62と同様な構成であり同様な動作で洗浄を行う。
The
次に、実施例3に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図22〜29を用いて説明する。図22は第四ノズルのダイ洗浄時の断面図である。図23は第五ノズルのダイ洗浄終了後の断面図である。図24は第五ノズルのトランスファヘッドのコレット洗浄時の断面図である。図25は第五ノズルのボンディングヘッドのコレット洗浄時の断面図である。図26〜29は実施例3に係るフリップチップボンダで実施されるボンディング方法を示すフローチャートである。図26のフローチャートの端子E、Fは図27の端子E、Fに接続される。図27の端子G〜Lは図28の端子G〜Lに接続される。 Next, a bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a cross-sectional view of the fourth nozzle during die cleaning. FIG. 23 is a cross-sectional view of the fifth nozzle after completion of die cleaning. FIG. 24 is a cross-sectional view of the transfer head of the fifth nozzle during collet cleaning. FIG. 25 is a cross-sectional view of the fifth nozzle bonding head during collet cleaning. 26 to 29 are flowcharts illustrating a bonding method performed by the flip chip bonder according to the third embodiment. Terminals E and F in the flowchart of FIG. 26 are connected to terminals E and F of FIG. The terminals G to L in FIG. 27 are connected to the terminals G to L in FIG.
ステップS21:制御装置7は、ステップS1と同様に、ダイDをピックアップフリップヘッド21Aによりピックアップする。
Step S21: The
ステップS22:制御装置7は、ステップS12と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを移動させる。
Step S22: The
ステップS23:制御装置7は、ステップS13と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを180度回転させ、ダイDのバンプ(表面)を反転させて下面に向け、ダイDをトランスファヘッド81に渡す姿勢にする。
Step S23: Similarly to step S13, the
ステップS24:制御装置7は、ステップS14と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aのコレット22からトランスファヘッド81のコレット82によりダイDをピックアップして、ダイDの受渡しが行われる。
Step S24: Similarly to step S14, the
ステップS25:制御装置7は、ピックアップフリップヘッド21Aを反転し、コレット22の吸着面を下に向ける。
Step S25: The
ステップS26:ステップS25の前または並行して、制御装置7はトランスファヘッド81を中間ステージ31Bの上方に移動する。
Step S26: Before or in parallel with step S25, the
ステップS27:制御装置7は洗浄装置6Bの第五ノズル62BのシャッタSSを閉める。
Step S27: The
ステップS28:ステップS27の後または並行して、制御装置7はトランスファヘッド81を下降させる。
Step S28: After or in parallel with step S27, the
ステップS29:制御装置7はトランスファヘッド81に保持しているダイDを中間ステージ31Bに載置する。
Step S29: The
ステップS2A:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させてダイDからコレット82を上昇させる(図22)。
Step S2A: The
ステップS2I:制御装置7はボンディングヘッド41を下降させ、中間ステージ31B上のダイDをピックアップする。このとき、トランスファヘッド81は移動退避されている。
Step S2I: The
ステップS2J:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させる。
Step S2J: The
ステップS2B:ステップS2Aの後または並行して、並びにステップS2Jの後または並行して、制御装置7は洗浄装置6Bの第五ノズル62BのシャッタSSを開ける。
Step S2B: After or in parallel with step S2A and after or in parallel with step S2J, the
ステップS2K:制御装置7はボンディングヘッド41を下降させてコレット42により保持しているダイDを洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S2K: The
ステップS2C:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、ダイDの裏面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図23)。
Step S2C: As in step S6, the
ステップS2L:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させて第五ノズル62BからダイDを移動(上昇)させる。
Step S2L: The
ステップS2M:制御装置7はボンディングヘッド41をボンディングステージ上に移動する。
Step S2M: The
ステップS2N:制御装置7は、中間ステージ31Bからボンディングヘッド41のコレット42でピックアップしたダイDをダイボンディングステージ上の基板P上に搭載する。
Step S2N: The
ステップS2D:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させてコレット82を洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S2D: The
ステップS2E:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット82の下面(吸着面)に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図24)。
Step S2E: Similarly to step S6, the
ステップS2F:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させる。
Step S2F: The
ステップS2G:制御装置7はトランスファヘッド81をトランスファヘッド受渡し位置に移動させる。
Step S2G: The
ステップS2O:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの上に移動させる。
Step S2O: The
ステップS2P:制御装置7はボンディングヘッド41のコレット42を下降させて第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S2P: The
ステップS2H:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット42の下面(吸着面)に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図25)。
Step S2H: As in step S6, the
ステップS2Q:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させ移動退避させる。
Step S2Q: The
なお、ステップS21より前の動作は、実施例1のステップS1より前の動作と同様である。また、ステップS2Nの後の基板Pの取出し搬出動作は実施例1と同様である。 The operation before step S21 is the same as the operation before step S1 of the first embodiment. The operation of taking out and carrying out the substrate P after step S2N is the same as that in the first embodiment.
実施例3に係るフリップチップボンダは、中間ステージに洗浄装置機能を設ける。中間ステージは粉末状のドライアイスの吹き出し・吸引を行うノズルと、さらにその上部にダイを載置できるシャッタとを設ける。シャッタを閉じてシャッタの上にダイを設置する。その後、ボンディングヘッドでダイを受け取り、中間ステージのシャッタを開けて、ピックアップされボンディングヘッドのコレットに保持されたダイの裏面をドライアイス洗浄機能で洗浄する。ボンディングヘッド移動している時にドライアイス洗浄機能でトランスファヘッドのコレットの吸着面を洗浄する。その後、ボンディングを終えたボンディングヘッドのコレットの吸着面の洗浄も行うことができる。 The flip chip bonder according to the third embodiment is provided with a cleaning device function in the intermediate stage. The intermediate stage is provided with a nozzle that blows and sucks powdered dry ice, and a shutter on which a die can be placed. Close the shutter and place the die on the shutter. Thereafter, the die is received by the bonding head, the shutter of the intermediate stage is opened, and the back surface of the die picked up and held in the collet of the bonding head is cleaned by the dry ice cleaning function. When the bonding head is moving, the transfer head collet suction surface is cleaned with the dry ice cleaning function. Thereafter, the suction surface of the collet of the bonding head after the bonding can be cleaned.
実施例3によれば、1つのドライアイス洗浄機能で、ダイの表面、トランスファヘッドのコレットの吸着面およびボンドヘッドのコレットの吸着面を洗浄することができる。これにより、異物の蓄積を防止することができ、さらにウェハ表面の異物付着リスクを低減することができる。 According to the third embodiment, it is possible to clean the die surface, the collet suction surface of the transfer head, and the collet suction surface of the bond head with one dry ice cleaning function. Thereby, accumulation of foreign matter can be prevented, and further, the risk of foreign matter adhesion on the wafer surface can be reduced.
<変形例3>
次に、実施例3の変形例(変形例3)に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図22〜25、29、30を用いて説明する。図29、30は図19のフリップチップボンダで実施される変形例3に係るボンディング方法を示すフローチャートである。
<
Next, a bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in a flip chip bonder according to a modification of the third embodiment (modification 3) will be described with reference to FIGS. 29 and 30 are flowcharts showing a bonding method according to the third modification implemented by the flip chip bonder of FIG.
変形例3に係るボンディング方法は、実施例3に係るボンディング方法のステップS21〜S25はと、同様であるが、その他のステップが異なる。図29のフローチャートの端子E、Fは図26の端子E、Fに接続される。図29の端子M〜Oは図30の端子M〜Oに接続される。変形例3に係るボンディング方法のステップS24より後のステップを以下説明する。 The bonding method according to the third modification is the same as steps S21 to S25 of the bonding method according to the third embodiment, but other steps are different. Terminals E and F in the flowchart of FIG. 29 are connected to terminals E and F of FIG. Terminals M to O in FIG. 29 are connected to terminals M to O in FIG. A step after step S24 of the bonding method according to the modified example 3 will be described below.
ステップS36:制御装置7はトランスファヘッド81を中間ステージ31Bの上方に移動する。
Step S36: The
ステップS37:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させてコレット82により保持しているダイDを洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S37: The
ステップS38:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、ダイDの裏面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図23)。
Step S38: As in step S6, the
ステップS39:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させて第五ノズル62BからダイDを移動(上昇)させる。
Step S39: The
ステップS3A:ステップS39後、制御装置7は洗浄装置6Bの第五ノズル62BのシャッタSSを閉める。
Step S3A: After step S39, the
ステップS3B:ステップS3Aの後または並行して、制御装置7はトランスファヘッド81を下降させる。
Step S3B: After or in parallel with step S3A, the
ステップS3C:制御装置7はトランスファヘッド81に保持しているダイDを中間ステージ31Bに載置する。
Step S3C: The
ステップS3D:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させてダイDからコレット22を上昇させ(図22)、トランスファヘッド81を中間ステージ31Bの上方から移動退避させる。
Step S3D: The
ステップS3K:ステップ3D後、制御装置7はボンディングヘッド41を下降させ、中間ステージ31B上のダイDをピックアップする。このとき、トランスファヘッド81は移動退避されている。
Step S3K: After step 3D, the
ステップS3L:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させる。
Step S3L: The
ステップS3E:ステップ3K後、制御装置7は洗浄装置6Bの第五ノズル62BのシャッタSSを開ける。
Step S3E: After step 3K, the
ステップS3M:制御装置7はボンディングヘッド41をボンディングステージ上に移動する。
Step S3M: The
ステップS3N:制御装置7は、中間ステージ31Bからボンディングヘッド41のコレット42でピックアップしたダイDをダイボンディングステージ上の基板P上に搭載する。
Step S3N: The
ステップS3F:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させてコレット82を洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S3F: The
ステップS3G:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット82の下面(吸着面)に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図24)。
Step S3G: As in step S6, the
ステップS3H:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させる。
Step S3H: The
ステップS3J:制御装置7はトランスファヘッド81をトランスファヘッド受渡し位置に移動させる。
Step S3J: The
ステップS3O:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄装置6Bの第五ノズル62Bの上に移動させる。
Step S3O: The
ステップS3P:制御装置7はボンディングヘッド41のコレット42を下降させて第五ノズル62Bの洗浄空間62cに入れる。
Step S3P: The
ステップS3I:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット42の下面(吸着面)に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図25)。
Step S3I: As in step S6, the
ステップS3Q:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させ移動退避させる。
Step S3Q: The
なお、ステップS21より前の動作は、実施例1のステップS1より前の動作と同様である。また、ステップS3Nの後の基板Pの取出し搬出動作は実施例1と同様である。 The operation before step S21 is the same as the operation before step S1 of the first embodiment. The operation of taking out and carrying out the substrate P after step S3N is the same as that in the first embodiment.
変形例3に係るフリップチップボンダは、中間ステージに洗浄装置機能を設ける。中間ステージは粉末状のドライアイスの吹き出し・吸引を行うノズルと、さらにその上部にダイを載置できるシャッタとを設ける。中間ステージのシャッタを開けて、ピックアップされトランスファヘッドのコレットに保持されたダイの表面をドライアイス洗浄機能で洗浄後、シャッタを閉じてシャッタの上にダイを設置する。その後、ボンディングヘッドでダイを受け取り、移動している時にシャッタを再び明開けてドライアイス洗浄機能でトランスファヘッドのコレットの吸着面を洗浄する。その後、ボンディングを終えたボンディングヘッドのコレットの吸着面の洗浄も行うことができる。 The flip chip bonder according to the modified example 3 is provided with a cleaning device function in the intermediate stage. The intermediate stage is provided with a nozzle that blows and sucks powdered dry ice, and a shutter on which a die can be placed. After the shutter of the intermediate stage is opened and the surface of the die picked up and held on the collet of the transfer head is cleaned by the dry ice cleaning function, the shutter is closed and the die is placed on the shutter. Thereafter, the die is received by the bonding head, and when moving, the shutter is opened again, and the suction surface of the transfer head collet is cleaned by the dry ice cleaning function. Thereafter, the suction surface of the collet of the bonding head after the bonding can be cleaned.
図31は実施例4に係るフリップチップボンダの概略を示す上面図である。図32は図31において矢印A方向から見たときに、ピックアップフリップヘッド、トランスファヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。 FIG. 31 is a top view schematically illustrating a flip chip bonder according to the fourth embodiment. FIG. 32 is a diagram for explaining the operations of the pickup flip head, transfer head, and bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG.
フリップチップボンダ10Cは、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2C、中間ステージ部3Cと、ボンディング部4Aと、搬送部5、洗浄装置6Cと、基板供給部9Kと、基板搬出部9Hと、各部の動作を監視し制御する制御装置7と、を有する。
The
ピックアップ部2Cは、ピックアップ部2Aの構成に加え、ダイDの裏面およびコレット22の上面(吸着面)を認識する為のステージ認識カメラ24と、を有する。
In addition to the configuration of the
中間ステージ部3Cは、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31と、中間ステージ31を認識するステージ認識カメラ32と、ダイDの裏面およびコレット22の下面(吸着面)を認識する為のアンダビジョンカメラ33と、を有する。
The
洗浄装置6Cは中間ステージ31の上に載置されたダイDの裏面および中間ステージ31の表面を上方から洗浄し、ピックアップフリップヘッド21Aのコレット22に保持されたダイDの裏面およびコレット22の下面(吸着面)を上方から洗浄することが可能である。また、洗浄装置6Cはトランスファヘッド81のコレット82に保持されたダイDの表面およびコレット82の下面(吸着面)を下方から洗浄し、ボンディングヘッド41のコレット42に保持されたダイDの表面およびコレット42の下面(吸着面)を下方から洗浄することが可能である。
The
次に、実施例4に係る洗浄装置について図33を用いて説明する。図33は洗浄装置のブロック図である。
Next, a cleaning apparatus according to
洗浄装置6Cは、第一ノズル61と、第二ノズル62と、第三ノズル61Aと、第四ノズル62Cと、液体の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給源63と、圧縮されたエアー(加圧気体)を供給するエアー供給源61と、液体の二酸化炭素と圧縮エアーとが混合されて生成される粉末状のドライアイスを第一ノズル61、第二ノズル62、第三ノズル61Aおよび第四ノズル62Cに供給する供給配管65a〜65d、65g、65hと、を備える。洗浄装置6Cは、さらに、第一ノズル61、第二ノズル62、第三ノズル61Aおよび第四ノズル62Cでダイから除去された異物を搬送する排出配管66a〜66eと、異物を回収する集塵ユニット67と、供給配管間および排出配管間に設けられるバルブ68a〜68jと、イオナイザ69と、を備える。
The
第四ノズル62Cは第二ノズル62と同様な構成であり同様な動作で洗浄を行う。
The
次に、実施例4に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図35〜38を用いて説明する。図34は第四ノズルのダイ洗浄時の断面図である。図35は第四ノズルのトランスファヘッドのコレット洗浄時の断面図である。図36〜38は実施例4に係るフリップチップボンダで実施されるボンディング方法を示すフローチャートである。図36のフローチャートの端子E、Fは図37の端子E、Fに接続される。図37の端子A、Bは図38の端子A、Bに接続される。 Next, a bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in the flip chip bonder according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 34 is a cross-sectional view of the fourth nozzle during die cleaning. FIG. 35 is a cross-sectional view of the transfer head of the fourth nozzle during collet cleaning. 36 to 38 are flowcharts illustrating a bonding method performed by the flip chip bonder according to the fourth embodiment. Terminals E and F in the flowchart of FIG. 36 are connected to terminals E and F of FIG. Terminals A and B in FIG. 37 are connected to terminals A and B in FIG.
ステップS51:制御装置7は、ステップS1と同様に、ダイDをピックアップフリップヘッド21Aによりピックアップする。
Step S51: The
ステップS52:制御装置7は、ステップS2と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを移動させる。
Step S52: The
ステップS53:制御装置7は、ステップS3と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aを180度回転させ、ダイDのバンプ(表面)を反転させて下面に向け、ダイDをトランスファヘッド81に渡す姿勢にする。
Step S53: As in step S3, the
ステップS54:ステップS53の後または並行して、制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cをピックアップフリップヘッド21Aのコレット22が保持しているダイDの上に移動させ、下降させる。
Step S54: After or in parallel with step S53, the
ステップS55:制御装置7は、ステップS5と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射させてダイDの裏面に付着した異物を除去する。除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引され排出配管66a等を介して集塵ユニット67に排出される。
Step S55: As with step S5, the
ステップS56:制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cを上昇させ、ピックアップヘッド21のコレット22が保持しているダイDの上から移動させる。
Step S56: The
ステップS57:制御装置7は、ステップS7と同様に、ピックアップフリップヘッド21Aのコレット22からトランスファヘッド81のコレット82によりダイDをピックアップして、ダイDの受渡しが行われる。
Step S57: The
ステップS58:ステップS57後、制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cをピックアップフリップヘッド21Aのコレット22の上に移動させ、下降させる。
Step S58: After step S57, the
ステップS59:制御装置7は、ステップS5と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射させてコレット22の吸着面の表面に付着した異物を除去する。除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引され排出配管66a等を介して集塵ユニット67に排出される。
Step S59: As in step S5, the
ステップS5A:制御装置7は第一ノズル61の洗浄空間61cを上昇させ、ピックアップフリップヘッド21Aのコレット22の上から移動させる。
Step S5A: The
ステップS5B:制御装置7は、ピックアップフリップヘッド21Aを反転し、コレット22の吸着面を下に向ける。
Step S5B: The
ステップS42:ステップ57の後、制御装置7はトランスファヘッド81を中間ステージ31に移動する。
Step S <b> 42: After step 57, the
ステップS43:制御装置7はトランスファヘッド81に保持しているダイDを中間ステージ31に載置する。
Step S43: The
ステップS44:ステップ4Cの後、制御装置7は第三ノズル61Aの洗浄空間61cを中間ステージ31に載置されているダイDの上に移動(下降)させる。
Step S44: After step 4C, the
ステップS45:制御装置7は、ステップS3と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射して、ダイDの表面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図14)。
Step S45: Similarly to step S3, the
ステップS46:制御装置7は、図15に示すように、第三ノズル61Aを中間ステージ31から移動(上昇)させる。
Step S46: The
ステップS47:制御装置7は中間ステージ31からボンディングヘッド41のコレットによりダイDをピックアップする。
Step S47: The
ステップS48:制御装置7はステージ認識カメラ32によって中間ステージ31の洗浄が必要かどうかを判断する。YESの場合はステップS49に移動し、NOの場合はステップ43に戻る。
Step S48: The
ステップS49:制御装置7は第三ノズル61Aの洗浄空間61cを中間ステージ31の上に移動(下降)させる。
Step S49: The
ステップS4A:制御装置7は、ステップS15と同様に、ドライアイスをエアー吹き出し口61aから噴射させて中間ステージ31の表面に付着した異物を除去して洗浄すし、除去された異物はエアー吸込み口61bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図14)。
Step S4A: As in step S15, the
ステップS4B:制御装置7は第三ノズル61Aを中間ステージ31から移動(上昇)させる。
Step S4B: The
ステップS4C:制御装置7はトランスファヘッド81をアンダビジョンカメラ33の上方に移動させ、コレット82の下面(吸着面)を撮像する。
Step S4C: The
ステップS4D:制御装置7はコレット22の下面(吸着面)の撮像画像から洗浄が必要かどうかを判断する。YESの場合はステップS4Eに移動し、NOの場合はステップS41に戻る。
Step S4D: The
ステップS4E:制御装置7はトランスファヘッド81を洗浄装置の上方に移動させ、下降させてコレット82を第四ノズル62Cの洗浄空間62cに入れる。
Step S4E: The
ステップS4F:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット82の吸着面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図34)。
Step S4F: As in step S6, the
ステップS4G:制御装置7はボンディングヘッド41をアンダビジョンカメラ45の上方に移動させ、ボンディングヘッド41のコレット42に保持されているダイDの下面(表面)を撮像する。
Step S4G: The
ステップS4H:制御装置7はボンディングヘッド41のコレット42に保持されているダイDの下面(表面)の撮像画像から洗浄が必要かどうかを判断する。YESの場合はステップS4Iに移動し、NOの場合はステップS4Kに移動する。
Step S4H: The
ステップS4I:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄装置の上方に移動させ、下降させてダイDを第二ノズル62の洗浄空間62cに入れる。
Step S <b> 4 </ b> I: The
ステップS4J:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、ダイDの表面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される。
Step S4J: As in step S6, the
ステップS4K:制御装置7はボンディングヘッド41を上昇させて第二ノズル62からダイDを移動(上昇)させ、ボンディングヘッド41をボンディングステージに移動させる。
Step S4K: The
ステップS4L:制御装置7はボンディングヘッド41を下降させ、ボンディングヘッド41に保持しているダイDを基板P上に搭載する
ステップS4M:制御装置7はボンディングヘッド41をアンダビジョンカメラ45の上方に移動させ、コレット42の下面(吸着面)を撮像する。
Step S4L: The
ステップS4N:制御装置7はボンディングヘッド41のコレット42の下面(吸着面)の撮像画像から洗浄が必要かどうかを判断する。YESの場合はステップS4Oに移動し、NOの場合はステップS47に移動する。
Step S4N: The
ステップS4O:制御装置7はボンディングヘッド41を洗浄装置の上方に移動させ、下降させてコレット42を第二ノズル62の洗浄空間に入れる。
Step S <b> 4 </ b> O: The
ステップS4P:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレット42の下面(吸着面)に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される。
Step S4P: As in step S6, the
なお、ステップS51より前の動作は、実施例1のステップS1より前の動作と同様である。また、ステップS4Lの後の基板Pの取出し搬出動作は実施例1と同様である。 The operation before step S51 is the same as the operation before step S1 of the first embodiment. The operation of taking out and carrying out the substrate P after step S4L is the same as that in the first embodiment.
実施例4によれば、ウェハよりダイをピックアップ時に発生したダイ表面及び裏面異物、それにより蓄積する中間ステージ上異物、ダイ搬送中にコレットに付着するピックアップヘッドと、ボンディングヘッドの両方を洗浄することで、積層ボンディングを行うダイの表面、裏面の異物を大幅に低減することができる。 According to the fourth embodiment, both the front and back surface foreign matter generated during picking up the die from the wafer, the foreign matter accumulated on the intermediate stage, the pick-up head adhering to the collet during die transportation, and the bonding head are cleaned. Thus, the foreign matter on the front surface and back surface of the die to be laminated can be significantly reduced.
<変形例4>
次に、実施例4の変形例(変形例4)に係るフリップチップボンダにおいて実施されるボンディング方法(半導体装置の製造方法)について図34、35、39〜41を用いて説明する。図39〜41は図31のフリップチップボンダで実施される変形例4に係るボンディング方法を示すフローチャートである。
<
Next, a bonding method (semiconductor device manufacturing method) performed in a flip chip bonder according to a modification of the fourth embodiment (modification 4) will be described with reference to FIGS. 39 to 41 are flowcharts showing a bonding method according to the fourth modification implemented by the flip chip bonder of FIG.
変形例4に係るボンディング方法は、実施例4に係るボンディング方法のステップS51〜S54はと、同様であるが、その他のステップが異なる。図39のフローチャートの端子E、Fは図36の端子E、Fに接続され、図39の端子G、Hは図40のG、Hに接続され、図40の端子C、Dは図41のC、Dに接続される。
The bonding method according to the
変形例4に係るボンディング方法のステップS57より後のステップを以下説明する。 A step after step S57 of the bonding method according to the modified example 4 will be described below.
ステップS61:制御装置7はトランスファヘッド81を洗浄装置6Cの第四ノズル62Cの上方に移動する。
Step S61: The
ステップS62:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させてコレット82により保持しているダイDを洗浄装置6Cの第四ノズル62Cの洗浄空間62cに入れる。
Step S62: The
ステップS63:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、ダイDの表面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図33)。
Step S63: As in step S6, the
ステップS64:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させて第四ノズル62CからダイDを移動(上昇)させる。
Step S64: The
ステップS65:制御装置7はトランスファヘッド81を中間ステージ31の上方に移動させる。
Step S65: The
ステップS66:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させる。
Step S66: The
ステップS67:制御装置7はトランスファヘッド81に保持しているダイDを中間ステージ31に載置する。
Step S <b> 67: The
ステップS68:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させてダイDからコレット22を上昇させる。
Step S68: The
ステップS69:制御装置7はトランスファヘッド81を洗浄装置6Cの第四ノズル62Cの上方に移動する。
Step S69: The
ステップS6A:制御装置7はトランスファヘッド81を下降させてコレット82を洗浄装置6Cの第四ノズル62Cの洗浄空間62cに入れる。
Step S6A: The
ステップS6B:制御装置7は、ステップS6と同様に、粉末状のドライアイスをエアー吹き出し口62aから噴射して、コレットの吸着面に付着した異物を除去して洗浄し、除去された異物はエアー吸込み口62bから吸引されて集塵ユニット67に排出される(図33)。
Step S6B: As with step S6, the
ステップS6C:制御装置7はトランスファヘッド81を上昇させて第四ノズル62CからダイDを移動(上昇)させる。
Step S6C: The
ステップS6D:制御装置7はトランスファヘッド81をダイDの受渡し位置に移動させる。
Step S6D: The
ステップS68の後、図40のステップS44以降を行う。変形例4のステップS44〜S4Bは実施例4のステップS44〜S4Bと同様である。また、図40のステップ47の後、図41のステップS4K以降を行う。変形例4のステップS4K〜S4Pは実施例4のステップS4K〜S4Pと同様である。
After step S68, step S44 and subsequent steps in FIG. 40 are performed. Steps S44 to S4B of the fourth modification are the same as steps S44 to S4B of the fourth embodiment. Also, after
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態、実施例および変形例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, examples and modifications. However, the present invention is not limited to the above examples and modifications, and various modifications can be made. Needless to say.
例えば、実施例および変形例では、洗浄装置は液体の二酸化炭素と圧縮エアーとを混合して粉末状のドライアイスを生成することを説明したが、これに限定されるものではなく、ペレタイザで液体の二酸化炭素からペレット状のドライアイスを形成し、粉砕機でこのペレット状のドライアイスから粉砕状のドライアイス(粒砕状のドライアイス)を形成し、粉砕状のドライアイスを所定の圧力のキャリアガスでノズルに供給するようにしてもよい。 For example, in the embodiment and the modification, it has been described that the cleaning apparatus mixes liquid carbon dioxide and compressed air to generate powdered dry ice, but the present invention is not limited to this, and the pelletizer is liquid. Pelletized dry ice is formed from carbon dioxide, and pulverized dry ice (granulated dry ice) is formed from the pelletized dry ice with a pulverizer. You may make it supply a nozzle with carrier gas.
また、実施例および変形例ではダイ全体を覆うノズルで覆って洗浄することを説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ幅の横長ノズルがダイ長分スキャンして洗浄するようにしてもよい。また、細いノズルが複数でダイ全体をカバーして洗浄するようにしてもよい。また、細いノズルがダイ全体をスキャンして洗浄するようにしてもよい。 Further, in the embodiment and the modified example, it has been described that the cleaning is performed by covering the entire die with the nozzle, but the present invention is not limited to this. Also good. Further, a plurality of thin nozzles may cover and clean the entire die. A thin nozzle may scan and clean the entire die.
また、実施例1、2、4では、洗浄装置が複数のノズルを備えていることを説明したが、これに限定されるものではなく、1つのノズルを備える洗浄装置を複数設けるようにしてもよい。 In the first, second, and fourth embodiments, it has been described that the cleaning device includes a plurality of nozzles. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of cleaning devices including one nozzle may be provided. Good.
また、実施例4および変形例4では洗浄前にアンダビジョンカメラで洗浄が必要かどうかを判断して洗浄していることを説明したが、これに限定されるものではなく、洗浄装置でボンディング前に洗浄したダイの裏面をアンダビジョンカメラで確認し、所定の異物数以上の場合、再び清浄を実施した後ボンディングを行うようにしてもよい。また、アンダビジョンカメラでダイの裏面を確認し、異物がなくなるまで洗浄を行うようにしてもよい。また、アンダビジョンカメラでコレットを確認し、異物がなくなるまで洗浄を行うようにしてもよい。これにより、異物のあるダイを積層実装することがないので、製品不良を低減することができる。 Further, in the fourth embodiment and the fourth modification, it has been described that the cleaning is performed by determining whether the undervision camera needs to be cleaned before the cleaning, but the present invention is not limited to this, and the cleaning device is used before the bonding. The back surface of the die that has been cleaned may be confirmed with an undervision camera. If the number of foreign objects is greater than a predetermined number, cleaning may be performed again and then bonding may be performed. Alternatively, the back surface of the die may be confirmed with an undervision camera, and cleaning may be performed until there is no foreign matter. Further, the collet may be confirmed with an undervision camera, and cleaning may be performed until there is no foreign matter. As a result, die having foreign matter is not stacked and mounted, so that product defects can be reduced.
また、実施例4および変形例4ではピックアップフリップヘッドのコレットの洗浄前にカメラで洗浄が必要かどうかを判断していていないが、洗浄が必要かどうかを判断して洗浄するようにしてもよい。 In the fourth embodiment and the fourth modification, it is not determined whether or not the camera needs to be cleaned before cleaning the collet of the pickup flip head. However, the cleaning may be performed by determining whether or not the cleaning is necessary. .
また、実施例4および変形例4ではピックアップフリップヘッドのコレットに保持されているダイDの裏面を洗浄していないが、第一ノズルで洗浄するようにしてもよい。この場合、カメラで洗浄が必要かどうかを判断して洗浄するようにしてもよい。 In the fourth embodiment and the fourth modification, the back surface of the die D held by the collet of the pickup flip head is not washed, but may be washed by the first nozzle. In this case, it may be cleaned by determining whether or not cleaning is necessary with a camera.
また、実施例4および変形例4ではダイの裏面を第一ノズルおよび第三ノズルで2回洗浄を行っているが、いずれか一方の洗浄であってもよいし、第一ノズルでの洗浄後、洗浄が必要かどうかを判断して必要な場合に第三ノズルで洗浄をするようにしてもよい。
In Example 4 and
また、実施例1、変形例1、変形例2、実施例2、実施例3および変形例3は、実施例4および変形例4とは異なり、基板認識カメラやアンダビジョンカメラで撮像を行っていないが、実施例4および変形例4と同様に撮像を行って、撮像情報に基づいて、洗浄の要否を判断するようにしてもよい。 Further, unlike the fourth embodiment and the fourth modification, the first embodiment, the first modification, the second modification, the second embodiment, the third embodiment, and the third modification are imaged by a board recognition camera or an undervision camera. However, it is also possible to perform imaging in the same manner as in the fourth embodiment and the fourth modification, and determine whether or not cleaning is necessary based on imaging information.
また、実施例および変形例では、静電気対策、イオナイザを通してドライアイスを吹き出すことを説明したが、これに限定されるものではなく、ノズルや中間ステージを導電性材(金属、カーボン樹脂等)で構成し、アースを行ってもよい。イオナイザとアースする導電性材料の両方を行ってもよい。 Also, in the examples and modifications, it was explained that measures against static electricity and blowing out dry ice through an ionizer are not limited to this, but the nozzle and intermediate stage are made of a conductive material (metal, carbon resin, etc.). And grounding may be performed. Both an ionizer and a grounding conductive material may be used.
また、実施例1および変形例1、2では、ダイ供給部からダイをピックアップヘッドでピックアップしフリップ(反転)してボンディングヘッドにダイを受渡しボンディングヘッドで基板にボンディングするフリップチップボンダについて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ供給部からダイをピックアップヘッドでピックアップし、中間ステージに載置し、中間ステージに載置されたダイを中間ステージで反転させ別の中間ステージに受け渡し、ボンディングヘッドでピックアップして基板にボンディングするようにしてもよい。 In the first embodiment and the first and second modifications, the flip chip bonder is described in which the die is picked up from the die supply unit by the pickup head and flipped (reversed), and the die is delivered to the bonding head and bonded to the substrate by the bonding head. , Not limited to this, pick up the die from the die supply unit with a pickup head, place it on the intermediate stage, invert the die placed on the intermediate stage on the intermediate stage, and deliver it to another intermediate stage, It may be picked up by a bonding head and bonded to the substrate.
また、フリップしたダイをボンドするボンディングヘッドは、ボンディング時間と洗浄時間が長くなる場合、複数のボンディングヘッドを設け交互にチップ洗浄、ボンディング及びコレット洗浄を実施してもよい。 In addition, a bonding head for bonding a flipped die may be provided with a plurality of bonding heads to alternately perform chip cleaning, bonding, and collet cleaning when bonding time and cleaning time become long.
また、実施例および変形例では、フリップチップボンダについて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ供給部からダイをピックアップして反転しトレイ等に載置するダイソータに適用可能である。 In the embodiments and the modified examples, the flip chip bonder has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a die sorter that picks up a die from a die supply unit, turns it over, and places it on a tray or the like.
1:ダイ供給部
11:ウェハ
2:ピックアップ部
21:ピックアップヘッド
22:コレット
3:中間ステージ部
31:中間ステージ
4:ボンディング部
41:ボンディングヘッド
42:コレット
6:洗浄装置
7:制御装置
10:フリップチップボンダ
D:ダイ
P:基板
1: Die supply unit 11: Wafer 2: Pickup unit 21: Pickup head 22: Collet 3: Intermediate stage unit 31: Intermediate stage 4: Bonding unit 41: Bonding head 42: Collet 6: Cleaning device 7: Control device 10: Flip Chip bonder D: Die P: Substrate
Claims (33)
バンプを有するダイを保持するダイ供給部と、
基板または既に実装されたダイの上に前記ダイを載置するためのボンディングステージと、
前記ダイを吸着するコレットを有する第一ヘッドと、
前記ダイを吸着するコレットを有する第二ヘッドと、
前記ダイ供給部と前記ボンディングステージとの間に位置する前記ダイをドライアイスで洗浄する洗浄装置と、
を備え、
前記第一ヘッドは前記ダイ供給部から前記ダイをピックアップし上下反転し、
前記第二ヘッドは前記第一ヘッドから前記ダイをピックアップする。 Flip chip bonder
A die supply unit for holding a die having bumps;
A bonding stage for placing the die on a substrate or an already mounted die;
A first head having a collet that adsorbs the die;
A second head having a collet for adsorbing the die;
A cleaning device for cleaning the die located between the die supply unit and the bonding stage with dry ice;
With
The first head picks up the die from the die supply unit and flips it upside down,
The second head picks up the die from the first head.
前記洗浄装置は前記ドライアイスを吹き出す第一ノズルを有し、
前記第一ノズルは前記第一ヘッドがピックアップした前記ダイの前記バンプを有する面と反対の裏面を洗浄する。 The flip chip bonder of claim 1,
The cleaning device has a first nozzle that blows out the dry ice,
The first nozzle cleans the back surface opposite to the surface having the bumps of the die picked up by the first head.
前記洗浄装置は前記ドライアイスを吹き出す第二ノズルを有し、
前記第二ノズルは前記第二ヘッドが前記第一ヘッドからピックアップした前記ダイの前記バンプを有する表面を洗浄する。 The flip chip bonder according to claim 1 or 2,
The cleaning device has a second nozzle that blows out the dry ice,
The second nozzle cleans the surface of the die having the bumps picked up from the first head by the second head.
前記第一ノズルは前記第一ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 2,
The first nozzle cleans the collet of the first head.
前記第二ノズルは前記第二ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 3,
The second nozzle cleans the collet of the second head.
前記第二ヘッドは前記ダイを前記基板または既に実装されたダイの上に載置するボンディングヘッドである。 The flip chip bonder of claim 1,
The second head is a bonding head that mounts the die on the substrate or the already mounted die.
前記第二ヘッドによって前記ダイが載置される中間ステージと、
前記ダイを吸着するコレットを有する第三ヘッドと、
を備え、
前記第三ヘッドは前記中間ステージから前記ダイをピックアップし前記基板または既に実装されたダイの上に載置し、
前記洗浄装置はドライアイスを吹き出す第三ノズルを有し、
前記第三ノズルは前記中間ステージに載置された前記ダイの前記バンプを有する面と反対の裏面を洗浄する。 The flip chip bonder of claim 1, further comprising:
An intermediate stage on which the die is placed by the second head;
A third head having a collet that adsorbs the die;
With
The third head picks up the die from the intermediate stage and places it on the substrate or the already mounted die,
The cleaning device has a third nozzle for blowing out dry ice,
The third nozzle cleans the back surface opposite to the surface having the bumps of the die placed on the intermediate stage.
前記洗浄装置は、さらに、ドライアイスを吹き出す第二ノズルを有し、
前記第二ノズルは前記第三ヘッドが前記中間ステージからピックアップした前記ダイの前記バンプを有する表面を洗浄する。 The flip chip bonder of claim 7,
The cleaning device further includes a second nozzle that blows dry ice,
The second nozzle cleans the surface of the die having the bumps picked up from the intermediate stage by the third head.
前記第三ノズルは前記中間ステージの上面を洗浄する。 The flip chip bonder according to claim 7 or 8,
The third nozzle cleans the upper surface of the intermediate stage.
前記第二ノズルは前記第三ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 8,
The second nozzle cleans the collet of the third head.
前記中間ステージは、前記第二ヘッドから前記ダイを渡受する位置と、前記第三ノズルの位置と、前記第三ヘッドと前記ダイ渡受する位置と、を移動可能である。 The flip chip bonder of claim 7,
The intermediate stage is movable between a position where the die is transferred from the second head, a position of the third nozzle, and a position where the die is transferred with the third head.
前記中間ステージを複数設け、それぞれが移動中干渉しない経路で前記第一ヘッドから前記ダイを渡受する位置と、前記第三ノズルの位置と、前記第三ヘッドと前記ダイ渡受する位置と、を移動可能である。 The flip chip bonder of claim 7,
A plurality of the intermediate stages, each of which passes the die from the first head in a path that does not interfere during movement, the position of the third nozzle, the position of the third head and the die passing, Is movable.
前記中間ステージに載置された前記ダイの裏面および前記中間ステージを撮像するステージ認識カメラを備え、
前記第三ノズルは、前記ステージ認識カメラの撮像情報に基づいて、前記中間ステージに載置された前記ダイ裏面および前記中間ステージを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 9, further comprising:
A stage recognition camera that images the back surface of the die placed on the intermediate stage and the intermediate stage;
The third nozzle cleans the back surface of the die and the intermediate stage placed on the intermediate stage based on imaging information of the stage recognition camera.
前記第三ヘッドに保持された前記ダイの表面および前記第三ヘッドのコレットを撮像する第一アンダビジョンカメラを備え、
前記第二ノズルは、前記第一アンダビジョンカメラの撮像情報に基づいて、前記第三ヘッドに保持された前記ダイの表面および前記第三ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 10, further comprising:
A first undervision camera that images the surface of the die held by the third head and the collet of the third head;
The second nozzle cleans the surface of the die and the collet of the third head held by the third head based on imaging information of the first undervision camera.
前記洗浄装置は、さらに、ドライアイスを吹き出す第四ノズルを有し、
前記第四ノズルは前記第二ヘッドが前記ダイを前記第一ヘッドからピックアップした前記ダイの表面を洗浄する。 The flip chip bonder of claim 8,
The cleaning device further includes a fourth nozzle that blows dry ice,
The fourth nozzle cleans the surface of the die where the second head picks up the die from the first head.
前記第四ノズルは前記第二ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 8,
The fourth nozzle cleans the collet of the second head.
前記第二ヘッドのコレットを撮像する第二アンダビジョンカメラを備え、
前記第四ノズルは、前記第二アンダビジョンカメラの撮像情報に基づいて、前記第二ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 16, further comprising:
A second undervision camera for imaging the collet of the second head;
The fourth nozzle cleans the collet of the second head based on imaging information of the second undervision camera.
前記洗浄装置は、さらに、ドライアイスを吹き出す第一ノズルおよび第二ノズルを備え、
前記第一ノズルは前記第一ヘッドがピックアップした前記ダイの裏面および前記第一ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder according to claim 14 or 17,
The cleaning device further includes a first nozzle and a second nozzle that blow dry ice,
The first nozzle cleans the back surface of the die picked up by the first head and the collet of the first head.
前記第一ヘッドのコレットおよび前記第一ヘッドが保持しているダイの裏面を撮像する第二ステージ認識カメラを備え、
前記第一ノズルは、前記第二ステージ認識カメラの撮像情報に基づいて、前記第一ヘッドのコレットおよび前記第一ヘッドが保持しているダイの裏面を洗浄する。 The flip chip bonder of claim 18, further comprising:
A second stage recognition camera for imaging the collet of the first head and the back surface of the die held by the first head;
The first nozzle cleans the collet of the first head and the back surface of the die held by the first head based on the imaging information of the second stage recognition camera.
前記第二ヘッドによって前記ダイが載置される中間ステージと、
前記中間ステージから前記ダイをピックアップし前記基板または既に実装されたダイの上に載置する第三ヘッドと、
を備え、
前記第三ヘッドは前記ダイを吸着するコレットを有し、
前記洗浄装置はドライアイスを吹き出す第五ノズルを有し、
前記中間ステージは前記第五ノズルの上に開閉可能なステージを備えて構成され、
前記ステージが閉じているとき前記ダイが該ステージに載置され、
前記ステージが開いているとき前記第五ノズルは前記第二ヘッドに保持されている前記ダイの前記バンプを有する表面、前記ダイが取り除かれている前記第二ヘッドのコレット、前記第三ヘッドが前記中間ステージからピックアップした前記ダイの表面および前記第三ヘッドのコレットを洗浄する。 The flip chip bonder of claim 1, further comprising:
An intermediate stage on which the die is placed by the second head;
A third head that picks up the die from the intermediate stage and places it on the substrate or an already mounted die;
With
The third head has a collet that adsorbs the die;
The cleaning device has a fifth nozzle that blows dry ice,
The intermediate stage includes a stage that can be opened and closed on the fifth nozzle,
When the stage is closed, the die is placed on the stage;
When the stage is open, the fifth nozzle is a surface having the bumps of the die held by the second head, the collet of the second head from which the die is removed, and the third head is The surface of the die picked up from the intermediate stage and the collet of the third head are washed.
(a)バンプを有するダイを保持するウェハリングを準備する工程と、
(b)前記ダイを実装する基板を準備する工程と、
(c)前記ウェハリングから前記ダイをピックアップし上下反転する工程と、
(d)前記(c)工程後、前記ダイをドライアイスで洗浄する工程と、
(e)前記(c)工程後、前記ダイをピックアップする工程と、
(f)前記(d)工程後、前記ダイを前記基板または既に実装されたダイの上に載置する工程と、
を備える。 The manufacturing method of the semiconductor device is as follows:
(A) preparing a wafer ring for holding a die having bumps;
(B) preparing a substrate on which the die is mounted;
(C) picking up the die from the wafer ring and turning it upside down;
(D) after the step (c), washing the die with dry ice;
(E) after the step (c), the step of picking up the die;
(F) after the step (d), placing the die on the substrate or a die that has already been mounted;
Is provided.
前記(c)工程はコレットを有する第一ヘッドで前記ダイをピックアップし、
前記(e)工程はコレットを有する第二ヘッドで前記ダイを第一ヘッドからピックアップし、
前記(f)工程は、前記第二ヘッドで前記ダイを前記基板または既に実装されたダイの上に載置する。 In the manufacturing method of the semiconductor device of Claim 21,
The step (c) picks up the die with a first head having a collet,
In the step (e), the die is picked up from the first head by a second head having a collet,
In the step (f), the die is placed on the substrate or the already mounted die by the second head.
前記(d)工程は、
(d1)前記第一ヘッドがピックアップした前記ダイの裏面を洗浄する工程と、
(d2)前記第二ヘッドが前記第一ヘッドからピックアップした前記ダイの前記バンプを有する表面を洗浄する工程と、
を備える。 In the manufacturing method of the semiconductor device of Claim 22,
The step (d)
(D1) cleaning the back surface of the die picked up by the first head;
(D2) the second head cleaning the surface having the bumps of the die picked up from the first head;
Is provided.
前記(d)工程は、さらに、
(d3)前記第一ヘッドのコレットを洗浄する工程
を備える。 24. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 23.
The step (d) further includes
(D3) A step of cleaning the collet of the first head is provided.
前記(c)工程はコレットを有する第一ヘッドで前記ダイをピックアップし、
前記(e)工程はコレットを有する第二ヘッドで前記ダイを前記第一ヘッドからピックアップし中間ステージに載置し、
前記(f)工程はコレットを有する第三ヘッドで前記ダイを前記中間ステージからピックアップし載置する。 In the manufacturing method of the semiconductor device of Claim 21,
The step (c) picks up the die with a first head having a collet,
In the step (e), the die is picked up from the first head by a second head having a collet and placed on an intermediate stage.
In the step (f), the die is picked up from the intermediate stage and placed by a third head having a collet.
前記(d)工程は、
(d1)前記中間ステージに載置された前記ダイの前記バンプを有する面と反対の裏面を洗浄する工程と、
(d2)前記中間ステージのダイ載置面を洗浄する工程と、
を備える。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 25,
The step (d)
(D1) cleaning a back surface opposite to the surface having the bumps of the die placed on the intermediate stage;
(D2) cleaning the die placement surface of the intermediate stage;
Is provided.
前記中間ステージは開閉可能なステージを備え、
前記(d)工程は、
(d1)前記ステージを開いた状態で前記第二ヘッドに保持されている前記ダイの前記バンプを有する面と反対の裏面を洗浄する工程と、
(d2)前記ステージが閉じた状態で前記ダイを該ステージに載置する工程と、
(d3)前記ステージを開いた状態で前記第二ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する工程と、
(d4)前記ステージを開いた状態で前記第三ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する工程と、
を備える。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 25,
The intermediate stage includes a stage that can be opened and closed,
The step (d)
(D1) cleaning the back surface opposite to the surface having the bumps of the die held by the second head with the stage opened;
(D2) placing the die on the stage with the stage closed;
(D3) cleaning the suction surface of the collet of the second head with the stage opened;
(D4) cleaning the suction surface of the collet of the third head with the stage opened;
Is provided.
前記(d)工程は、さらに、
(d3)前記第三ヘッドのコレットが保持している前記ダイの前記バンプを有する表面を洗浄する工程と、
(d4)前記第三ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する工程と、
を備える。 27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 26.
The step (d) further includes
(D3) cleaning the surface having the bumps of the die held by the collet of the third head;
(D4) cleaning the collet suction surface of the third head;
Is provided.
前記(d)工程は、さらに、
(d5)前記第二ヘッドのコレットが保持している前記ダイの表面を洗浄する工程と、
(d6)前記第二ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する工程と、
を備える。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28.
The step (d) further includes
(D5) cleaning the surface of the die held by the collet of the second head;
(D6) cleaning the suction surface of the collet of the second head;
Is provided.
前記(d)工程は、さらに、
(d7)前記第一ヘッドのコレットが保持している前記ダイの裏面を洗浄する工程と、
(d8)前記第一ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する工程と、
を備える。 30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 29.
The step (d) further includes
(D7) cleaning the back surface of the die held by the collet of the first head;
(D8) cleaning the collet suction surface of the first head;
Is provided.
前記(d)工程は、さらに、
(d9)前記中間ステージの載置面側を撮像する工程と、
(d10)前記第三ヘッドのコレットの下面側を撮像する工程、
を備え、
前記(d2)工程は、前記(d9)工程の撮像情報に基づいて、前記中間ステージを洗浄し、
前記(d3)工程は、前記(d10)工程の撮像情報に基づいて、前記第三ヘッドのコレットが保持している前記ダイの表面を洗浄し、
前記(d4)工程は、前記(d10)工程の撮像情報に基づいて、前記第三ヘッドのコレットの吸着面を洗浄する。 28. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 27.
The step (d) further includes
(D9) imaging the placement surface side of the intermediate stage;
(D10) imaging the lower surface side of the collet of the third head;
With
In the step (d2), the intermediate stage is washed based on the imaging information in the step (d9),
In the step (d3), based on the imaging information in the step (d10), the surface of the die held by the collet of the third head is cleaned.
In the step (d4), the suction surface of the collet of the third head is cleaned based on the imaging information in the step (d10).
前記(d)工程は、さらに、
(d11)前記第二ヘッドのコレットが保持している前記ダイの表面を撮像する工程と、
(d12)前記第二ヘッドのコレットの吸着面を撮像する工程と、
を備え、
前記(d5)工程は、前記(d11)工程の撮像情報に基づいて、前記第二ヘッドのコレットが保持している前記ダイの表面を洗浄し、
前記(d6)工程は、前記(d12)工程の撮像情報に基づいて、前記第二ヘッドのコレットを洗浄する。 30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 29.
The step (d) further includes
(D11) imaging the surface of the die held by the collet of the second head;
(D12) imaging the suction surface of the collet of the second head;
With
In the step (d5), based on the imaging information in the step (d11), the surface of the die held by the collet of the second head is cleaned.
In the step (d6), the collet of the second head is washed based on the imaging information in the step (d12).
前記(d)工程は、さらに、
(d13)前記第一ヘッドのコレットが保持している前記ダイの裏面を撮像する工程と、
(d14)前記第一ヘッドのコレットの吸着面を撮像する工程と、
を備え、
前記(d7)工程は、前記(d13)工程の撮像情報に基づいて、前記第一ヘッドのコレットが保持しているダイの表面を洗浄し、
前記(d8)工程は、前記(d14)工程の撮像情報に基づいて、前記第一ヘッドのコレットを洗浄する。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 30, wherein
The step (d) further includes
(D13) imaging the back surface of the die held by the collet of the first head;
(D14) imaging the collet suction surface of the first head;
With
The step (d7) cleans the surface of the die held by the collet of the first head based on the imaging information of the step (d13),
In the step (d8), the collet of the first head is washed based on the imaging information in the step (d14).
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