JP2018129401A - Semiconductor manufacturing equipment and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は半導体製造装置に関し、例えばコレットを備えるダイボンダに適用可能である。 The present disclosure relates to a semiconductor manufacturing apparatus and can be applied to, for example, a die bonder including a collet.
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。 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.
ダイボンダ等の半導体製造装置によるダイボンディング工程の中には、半導体ウェハ(以下、ウェハという。)から分割されたダイを剥離する剥離工程がある。剥離工程では、ダイシングテープ裏面から突き上げユニットによってダイを突き上げて、ダイ供給部に保持されたダイシングテープから、1個ずつ剥離し、コレット等の吸着ノズルを使って基板上に搬送する。 In the die bonding process by a semiconductor manufacturing apparatus such as a die bonder, there is a peeling process for peeling a divided die from a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer). In the peeling step, the die is pushed up from the back surface of the dicing tape by the pushing-up unit, peeled off one by one from the dicing tape held in the die supply unit, and conveyed onto the substrate using a suction nozzle such as a collet.
突き上げユニットでダイを突き上げているとき、ダイが変形してコレットの吸着面の下まで撓み、リークが発生することがある。
本開示の課題はダイが変形してもリーク発生により真空吸着力を失わない半導体製造装置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。
When the die is pushed up by the push-up unit, the die may be deformed to be bent below the suction surface of the collet, thereby causing a leak.
An object of the present disclosure is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that does not lose a vacuum adsorption force due to leakage even when a die is deformed.
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、半導体製造装置はウェハを保持するウェハ保持台と前記ウェハ保持台からダイを吸着するコレット部とを備える。前記コレット部はコレットと前記コレットを保持するコレットホルダとを備える。前記コレットは、前記ダイと接する第一部分と、前記コレットホルダに保持される第二部分と、前記第一部分の中央部と前記第二部分の中央部とを連結する第三部分と、前記第一部分と前記第三部分と前記第二部分とを貫通する第一吸引孔と、を備える。前記第一部分は前記ダイの撓みに追従して変形可能である。
An outline of typical ones of the present disclosure will be briefly described as follows.
That is, the semiconductor manufacturing apparatus includes a wafer holding table for holding a wafer and a collet portion for sucking a die from the wafer holding table. The collet portion includes a collet and a collet holder that holds the collet. The collet includes a first part in contact with the die, a second part held by the collet holder, a third part connecting the central part of the first part and the central part of the second part, and the first part And a first suction hole penetrating the third portion and the second portion. The first portion can be deformed following the deflection of the die.
上記半導体製造装置によれば、リークを低減することが可能である。 According to the semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to reduce leakage.
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.
図1は実施例に係るダイボンダの概略を示す上面図である。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。 FIG. 1 is a top view schematically illustrating a die bonder according to an 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.
ダイボンダ10は、大別して、ダイ供給部1と、ピックアップ部2、中間ステージ部3と、ボンディング部4と、搬送部5、基板供給部6と、基板搬出部7と、各部の動作を監視し制御する制御部8と、を有する。
The die
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を突上げユニット13の位置に移動させる。
First, the
ピックアップ部2は、ダイD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方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23と、コレット部22を昇降、回転及びX方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。ピックアップヘッド21は、突き上げられたダイDを先端に吸着保持するコレット部22(図2も参照)を有し、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置する。ピックアップヘッド21は、コレット部22を昇降、回転及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
The
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と、中間ステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32を有する。
The
ボンディング部4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部(図2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、ボンディングヘッド41は、ステージ認識カメラ32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
搬送部5は、一枚又は複数枚の基板P(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。
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6で基板Pを載置し、パレットレール52に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後、基板搬出部7まで移動して、基板搬出部7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6に戻り、新たな基板Pを載置するなどの準備を行なう。
The
With such a configuration, the
制御部8は、ダイボンダ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。
The control unit 8 includes a memory that stores a program (software) that monitors and controls the operation of each unit of the
次に、ダイ供給部1の構成について図3および図4を用いて説明する。図3はダイ供給部の外観斜視図を示す図である。図4はダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。
Next, the configuration of the
ダイ供給部1は、水平方向(XY方向)に移動するウェハ保持台12と、上下方向に移動する突上げユニット13と、を備える。ウェハ保持台12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に保持され複数のダイDが接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、を有する。突上げユニット13は支持リング17の内側に配置される。
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が引き伸ばされダイDの間隔が広がり、突上げユニット13によりダイD下方よりダイDを突き上げ、ダイDのピックアップ性を向上させている。なお、薄型化に伴いダイを基板に接着する接着剤は、液状からフィルム状となり、ウェハ11とダイシングテープ16との間にダイアタッチフィルム(DAF)18と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ダイアタッチフィルム18を有するウェハ11では、ダイシングは、ウェハ11とダイアタッチフィルム18に対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハ11とダイアタッチフィルム18をダイシングテープ16から剥離する。なお、以降では、ダイアタッチフィルム18の存在を無視して、剥離工程を説明する。
The
次に、突き上げユニットについて図5を用いて説明する。図5は図4の突き上げユニットの上面図である。 Next, the push-up unit will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a top view of the push-up unit of FIG.
突上げユニット13は、大別して、突上げブロック部131と、突上げブロック部131を取り囲む周辺部132とを有する。突上げブロック部131は第1ブロック131aと、第1ブロック131aの内側に位置する第2ブロック131bとを有している。周辺部132は複数の吸引孔132aを有する。
The push-
次に、本願発明者らが検討した技術(以下、比較例という。)について図6,7を用いて説明する。図6は比較例に係るコレット部と突き上げユニットとを示す縦断面図である。図7は図6のコレット部の下面図である。 Next, a technique (hereinafter referred to as a comparative example) studied by the inventors of the present application will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a collet portion and a push-up unit according to a comparative example. FIG. 7 is a bottom view of the collet portion of FIG.
図6に示すようにコレット部22Rは、ラバーチップ25Rと、ラバーチップ25Rを保持するラバーチップホルダー24Rと、を有する。ラバーチップ25Rには真空吸引孔251Rが設けられる。ラバーチップホルダー24Rの中央に真空吸引孔26Rがあり、ラバーチップホルダー24Rのラバーチップ25Rの上面側に真空吸引溝27Rがある。図7に示すように、ラバーチップ25Rは平面視でダイDと同様な矩形状であり、ダイDと同程度の大きさをしている。ラバーチップ25Rの厚さは5mm程度である。なお、突上げユニット13は実施例の突上げユニット13と同じものである。
As shown in FIG. 6, the
比較例に係るピックアップ動作はダイシングテープ16上の目的とするダイD(剥離対象ダイ)が突上げユニット13とコレット部22Rに位置決めされるところから開始する。位置決めが完了すると突上げユニット13の吸引孔132aや隙間131c、131dを介して真空引きすることによって、ダイシングテープ16が突上げユニット13の上面に吸着される。その状態でコレット部22RがダイDのデバイス面に向けて真空引きしながら降下し、着地する。ここで、突上げユニット13の主要部である突上げブロック部131が上昇すると、ダイDはコレット部22Rと突上げブロック部131に挟まれたまま上昇するが、ダイシングテープ16の周辺部は突上げブロック部131の周辺部132に真空吸着されたままなので、ダイDの周辺で張力が生じ、その結果、ダイD周辺でダイシングテープ16が剥離されることになる。しかし、一方この時、ダイD周辺は下側に応力を受け、湾曲することになる。そうするとコレット下面との間に隙間ができ、空気がコレット部22Rの真空吸引系に流入する(リークが発生する)ことになる。一度リークしダイDが離れると吸着面よりも下まで撓んだダイDを再び保持することができない。
The pickup operation according to the comparative example starts when the target die D (separation target die) on the dicing
配線基板上に複数枚のダイを三次元的に実装する積層パッケージでは、パッケージ厚の増加を防ぐために、ダイの厚さを約20μmよりも薄くする(例えば、10〜15μmにする)ことが要求されるので、ダイが撓みやすい。 In a stacked package in which a plurality of dies are three-dimensionally mounted on a wiring board, the die thickness is required to be thinner than about 20 μm (for example, 10 to 15 μm) in order to prevent an increase in package thickness. As a result, the die is easily bent.
次に、実施例に係るコレット部について図8〜12を用いて説明する。図8は実施例に係るコレット部を説明する断面図であり、吸盤コレットを装着前の状態を示す図である。図9は実施例に係るコレット部を説明する断面図であり、吸盤コレットを装着後の状態を示す図である。図10は実施例に係るコレットホルダを説明する図であり、図10(A)は(B)のA1−A2線の断面図、(B)は平面図、(C)は吸盤コレットを挿入し支持部のみを表している平面図である。図11は実施例に係る吸盤コレット(ダイサイズが大きい場合)を説明する図であり、図11(A)は(B)のA1−A2線の断面図、(B)は平面図である。図12は実施例に係る吸盤コレット(ダイサイズが小さい場合)を説明する図であり、図12(A)は(B)のA1−A2線の断面図、(B)は平面図である。 Next, the collet part which concerns on an Example is demonstrated using FIGS. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the collet portion according to the embodiment, and is a view showing a state before the suction cup collet is mounted. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the collet portion according to the embodiment, and is a view showing a state after the suction cup collet is mounted. 10A and 10B are diagrams illustrating the collet holder according to the embodiment. FIG. 10A is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 10B, FIG. 10B is a plan view, and FIG. It is a top view showing only a support part. 11A and 11B are diagrams for explaining the suction cup collet (when the die size is large) according to the embodiment. FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 11B, and FIG. 12A and 12B are diagrams for explaining the suction cup collet (when the die size is small) according to the embodiment. FIG. 12A is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 12B, and FIG.
コレット部22は、吸盤コレット221と、吸盤コレット221を保持するコレットホルダ222と、を有する。
The
吸盤コレット221は、例えばシリコンゴムで構成され、ダイDを吸着する吸盤部(第一部分)221aと、コレットホルダ222に挿入される保持部(第二部分)221bと、真空吸引孔(第一吸引孔)221cが設けられる連結部(第三部分)221dと、を有する。吸盤部221aはダイDと同様な矩形状であり、ダイDよりも小さい。吸盤部221aの厚さは0.5〜1mmである。
The
コレットホルダ222は、保持部221bが挿入される空間部222aと、空間部222aから上方に伸びる管状部222bと、吸盤部221aの周辺部を押さえる外周部222cと、保持部221bの固定および解除を行うレバー222dと、を有する。管状部222bの中央に真空吸引孔(第二吸引孔)222eがあり、真空吸引孔221cと接続するように構成される。レバー222dとその回転軸にバネ222fが取り付けられ、バネ222fの付勢力によって矢印の方向にレバー222dが付勢される。
The
吸盤コレット221をコレットホルダ222に入れてレバー222dを放すとバネ222fの力で吸盤コレット221が保持される。レバー222dを握ると簡単に吸盤コレット221を取り外すことができる。図10(C)に示すように、吸盤コレット221の保持部221bの側面がガイドとなって横方向およびθ方向位置合わせが自動で行われる。なお、図10(C)は保持部221bがレバー222dで固定される前の状態を示している。
When the
吸盤コレット221(吸盤部221a)の底面の外周はダイDと同様な矩形状であり、ダイDと同程度の大きさである。吸盤部221aの底面の外周はダイDよりも若干大きめにしたり、若干小さめにしたりしてもよい。図11に示すように、ダイDのサイズが大きい場合、吸盤部221aを大きくし、図12に示すように、ダイDのサイズが小さい場合、吸盤部221aを小さくする。コレットホルダ222はダイDの大きさに関係なく共通とし、ダイDのサイズ変更に対しては吸盤コレット221の吸盤部221aの大きさのみを変更した吸盤コレットを準備することで対応可能である。なお、図11ではコレットホルダ222の底面の面積は吸盤部221aの底面の面積と同程度の大きさであるが、図12では吸盤部221aの底面の面積はコレットホルダ222の底面の面積よりも小さい。また、保持部221bは平面視で矩形状であり、図11、12では、保持部221bの上面の面積は吸盤部221aの底面の面積よりも小さい。連結部221dの横断面は環状であり、環状の外径は保持部221bよりも小さい。
The outer periphery of the bottom surface of the suction cup collet 221 (
次に、実施例に係るコレット部によるピックアップ動作について図5、13、14を用いて説明する。図13は実施例に係るコレット部と突き上げユニットとの断面図である。図14はピックアップ動作の処理フローを示すフローチャートである。 Next, the pickup operation by the collet portion according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view of the collet portion and the push-up unit according to the embodiment. FIG. 14 is a flowchart showing the processing flow of the pickup operation.
ステップS1:制御部8はピックアップするダイDが突上げユニット13の真上に位置するようにウェハ保持台12を移動し、剥離対象ダイを突上げユニット13とコレット部22に位置決めする。ダイシングテープ16の裏面に突上げユニット13の上面が接触するように突上げユニット13を移動する。このとき、図13(A)に示すように、制御部8は、突上げブロック部131の各ブロック131a、131bが周辺部132の表面と同一平面を形成するようにし、周辺部132の吸引孔132aとブロック間の隙間131c、131dを介して真空引きすることによってダイシングテープ16を突上げユニット13の上面に吸着する。
Step S1: The controller 8 moves the
ステップS2:図13(A)に示すように、制御部8は、コレット部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に押し付けて真空吸引孔221cを有する吸盤部221aおよび真空吸引孔221cによってダイDを吸着する。
Step S2: As shown in FIG. 13 (A), the control unit 8 lowers the
ステップS3:制御部8は、突上げユニット13の主要部である突上げブロック部131の第1ブロック131aおよび第2ブロック131bを上昇させる。これにより、ダイDはコレット部22と突上げブロック部131に挟まれたまま上昇するが、ダイシングテープ16の周辺部は突上げブロック部131の周辺部132に真空吸着されたままなので、ダイDの周辺で張力が生じ、その結果、ダイD周辺でダイシングテープ16が剥離されることになる。しかし、一方この時、図13(B)に示すように、ダイD周辺は下側に応力を受け、湾曲することになるが、吸盤部221aは薄くて柔らかいのでダイDの撓みに合わせて吸盤コレット221の吸盤部221aが追従してリークの発生が抑制される。このとき、吸盤部221aの周辺部はコレットホルダ222の底面から離れている。なお、突上げブロック部131の突上げ高さは比較例の突上げ高さよりも小さい。
Step S3: The controller 8 raises the
ステップS4:制御部8はコレット部22を上昇させる。これにより、図13(C)に示すように、ダイDはダイシングテープ16から剥離される。
Step S4: The control unit 8 raises the
ステップS5:制御部8は突上げブロック部131の各ブロック131a、131bが周辺部132の表面と同一平面を形成するようにし、周辺部132の吸引孔132aと、ブロック間の隙間131c、131dとによるダイシングテープ16の吸着を停止する。制御部8はダイシングテープ16の裏面から突上げブロック部131の上面が離れるように突上げユニット13を移動する。
Step S5: The control unit 8 causes the
制御部8はステップS1〜S5を繰り返して、ウェハ11の良品のダイをピックアップする。
The controller 8 repeats steps S1 to S5 to pick up a good die on the
なお、実施例に係るコレット部はピックアップヘッド21に装着され、ダイ供給部1からダイDをピックアップして中間ステージ31に載置するが、基板P等にボンディングするボンディングヘッドのコレットとしても使用することができる。図15はコレット部と基板との断面図である。図15に示すように、吸盤コレット221の吸盤部221aの上面がコレットホルダ222の底面(外周部222cおよびレバー222dの底面)と接するため基板P等へのボンディングが可能である。
The collet unit according to the embodiment is mounted on the
次に、実施例に係るダイボンダを用いた半導体装置の製造方法について図16を用いて説明する。図16は半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the die bonder according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device.
ステップS11: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、ダイボンダ10に搬入する。制御部8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、ダイボンダ10に搬入する。制御部8は基板供給部6で基板Pを基板搬送パレット51に載置する。
Step S11: The
ステップS12:制御部8はステップS1〜S5によって分割したダイをウェハからピックアップする。 Step S12: The control unit 8 picks up the die divided in steps S1 to S5 from the wafer.
ステップS13:制御部8は、ピックアップしたダイを基板P上に搭載又は既にボンディングしたダイの上に積層する。制御部8はウェハ11からピックアップしたダイDを中間ステージ31に載置し、ボンディングヘッド41で中間ステージ31から再度ダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Pにボンディングする。
Step S13: The controller 8 stacks the picked up die on the substrate P mounted or already bonded. The control unit 8 places the die D picked up from the
ステップS14:制御部8は基板搬出部7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。ダイボンダ10から基板Pを搬出する。
Step S <b> 14: The control unit 8 takes out the substrate P to which the die D is bonded from the
実施例に係るコレットは、コレット中心部のみ真空吸引孔を設け、残り外周部は変形しやすい吸盤構造を備える。また、コレットホルダからワンタッチでコレットを取り外し可能な構造を備える。 The collet according to the embodiment is provided with a vacuum suction hole only at the center of the collet, and the remaining outer peripheral portion has a suction cup structure that is easily deformed. Moreover, the structure which can remove a collet from a collet holder by one-touch is provided.
リークによるコレット保持力の低下を防ぐことができるため、低い突き上げ高さでピックアップが可能になる。中心部のみ真空吸引孔を設けるため、ダイサイズに依存した構造設計が不要である。上方向変形を防止するホルダ構造により、ボンディングに使用することが可能である。突上げ量を小さくできるため、ダイの低ストレス化が可能である。 Since it is possible to prevent a decrease in collet holding force due to a leak, it is possible to pick up at a low push-up height. Since the vacuum suction hole is provided only at the center, no structural design depending on the die size is required. The holder structure that prevents the upward deformation can be used for bonding. Since the push-up amount can be reduced, the stress of the die can be reduced.
<変形例>
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
<Modification>
Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. In the following description of the modified examples, the same reference numerals as those in the above-described embodiments can be used for portions having the same configurations and functions as those described in the above-described embodiments. And about description of this part, the description in the above-mentioned Example shall be used suitably in the range which is not technically consistent. In addition, a part of the above-described embodiments and all or a part of the plurality of modified examples can be appropriately combined in a range not technically inconsistent.
(変形例1)
実施例では、ダイシングテープ16からダイDを剥離する際に突上げユニット13を用いているが、突上げユニット13の代わりにコレットの吸着をアシストする他の手段を用いてもよい。この手段を用いた変形例5に係るダイボンダについて図17、18を用いて説明する。
(Modification 1)
In the embodiment, the push-up
図17は変形例1にダイボンダの概念を説明するための断面図であり、図17(A)は図13(A)に、図17(B)は図13(B)に、図17(C)は図13(C)に対応する。図18は変形例に係るダイボンダのアシスト手段を説明するための断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining the concept of a die bonder in
図17(A)に示すように、制御部8は、コレット部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に押し付けて真空吸引孔221cを有する吸盤部221aおよび真空吸引孔221cによってダイDを吸着する。
As shown in FIG. 17A, the control unit 8 lowers the
図17(B)に示すように、制御部8は、ダイDを吸着したコレット部22を上昇させる際に、突上げブロック部131の上昇と同様なアシスト手段によりダイシングテープ16を変形させる。
As shown in FIG. 17B, the controller 8 deforms the dicing
図17(C)に示すように、制御部8はコレット部22を上昇させ、ダイDをダイシングテープ16から剥離させる。
As shown in FIG. 17C, the control unit 8 raises the
図18(A)に示すように、制御部8はコレット部22の上昇と同時に風船構造13Aを膨らませダイDをアシストする。
As shown in FIG. 18 (A), the control unit 8 assists the die D by inflating the
図18(B)に示すように、制御部8はコレット部22のコレット上昇と同期しアシストブロック13Bを上昇させる。アシストブロック13Bは例えば突上げユニット13の第2ブロック131bと同様な構造として同様な動作をさせる。
As shown in FIG. 18B, the control unit 8 raises the
図18(C)に示すように、ターゲットのダイD下のダイシングテープ16がある程度変形可能となるように、制御部8はダイDの外周部のみを吸着部13Cで吸着保持する。吸着部13Cは例えば突上げユニット13の周辺部132と同様な構造とし同様な動作をさせる。
As shown in FIG. 18C, the control unit 8 sucks and holds only the outer peripheral portion of the die D with the
(変形例2)
図19は変形例2に係る吸盤コレットを説明する図であり、図19(A)は(B)、(C)(D)のA1−A2線の断面図、図19(B)、(C)、(D)は平面図である。変形例2に係る吸盤コレット221Bは、吸盤コレット221BとダイDとの吸着力を安定的確保するため、吸盤部221a2の底部に吸着力で潰れない幅と高さの溝VT2を備える。溝VT2は真空吸引孔221cから放射状に伸びるように形成される。これにより中央の真空吸引孔221cからの吸着真空が吸盤部221a2と接するダイDを吸着し真空吸引孔221cの周辺で吸着真空の流路が塞がれる場合があっても溝VT2から外周部に吸着真空が導かれ安定的にダイを吸着し続けることができる。なお、溝の形状は、図19(B)に示すものに限定されるものではなく、図19(C)、図19(D)に示す形状のものであってもよい。図19(C)では、真空吸引孔221cを中心とする同心円状の溝が、真空吸引孔221cを通る横方向および縦方向の直線の溝と接続されて溝VT2が形成される。図19(D)では、真空吸引孔221cと接続される溝が格子状に配置されて溝VT2が形成される。
(Modification 2)
FIG. 19 is a view for explaining the suction cup collet according to the modified example 2. FIG. 19 (A) is a cross-sectional view taken along line A1-A2 in FIGS. 19 (B), 19 (B), 19 (C). ), (D) are plan views. The suction cup collet 221B according to the modified example 2 includes a groove VT2 having a width and a height that is not crushed by the suction force at the bottom of the suction cup part 221a2 in order to stably secure the suction force between the suction cup collet 221B and the die D. The groove VT2 is formed to extend radially from the
(変形例3)
図20は変形例3に係る吸盤コレットを説明する図であり、図20(A)は(B)のA1−A2線の断面図、図20(B)は平面図である。変形例3に係る吸盤コレット221Cは、吸盤部221a3の底部の外周部に設けられる吸着力を確保するため空間SPと、中央付近に設けられる吸着時のダイDの位置を維持するブロック部BLKと、を備える。ブロック部BLKは四つの矩形状のブロックBLと各ブロックBLの間に外周部の空間SPに吸着真空を導く四つの溝VT3を備える。これにより吸着時のダイDの変形をできるだけ防止した状態で安定的にダイDを吸着することができる。ブロック部BLの材質は、全体として吸着盤221a3の柔軟性を確保し吸着した外周部の追従性を確保した上で、中央部の変形を防止するために、吸着盤221a3より硬度の高い材質を使用してもよい。
(Modification 3)
20A and 20B are views for explaining a suction cup collet according to
(変形例4)
図21は変形例4に係る吸盤コレットを説明する図であり、図21(A)は(B)のA1−A2線の断面図、図21(B)は平面図である。変形例4に係る吸盤コレット221Dは、吸着面(溝)の面積を広く確保するため、吸盤部221a4の底部に複数の細長い楕円状の隔壁PWを備える。隔壁PWを中央の真空吸引孔221cから放射状に伸びるように(スポーク状に)形成し、溝VT4を形成する。その構成間隔は隔壁PWの強度と真空度を勘案し、隔壁PWが変形しない間隔で設けるようにする。これにより、ダイに対する吸着力をさらに向上し外周追従性も確保することができる。
(Modification 4)
21A and 21B are diagrams for explaining a suction cup collet according to
(変形例5)
図22は変形例5に係る吸盤コレットを説明する断面図であり、図22(A)は(B)のA1−A2線の断面図、図22(B)は平面図である。変形例5に係る吸盤コレット221Eでは、変形例4の細長い楕円状の隔壁PWの代わりに、角錐状(例えば四角錐)のピンQPで構成する。吸盤コレット221Eでは、吸盤部221a5の底部に角錐状のピンQPをアレイ状に設けて溝VT5を形成している。これにより、変形例4と同様な効果を得ることができる。
(Modification 5)
22 is a cross-sectional view for explaining a suction cup collet according to
(変形例6)
図23は変形例6に係る吸盤コレットを説明する断面図であり、図23(A)は(B)のA1−A2線の断面図、図23(B)は平面図である。変形例6に係る吸盤コレット221Fは、弾性材の板とゴムシートとの二層で構成する吸盤部221a6を備える。すなわち、吸盤部221a6は上層部PLと下層部SHとを有する。上層部PLは弾性材の板(金属板または樹脂板)であり、例えばバネ弾性のある金属板で板厚0.03〜0.3mm程度で構成される。また、保持部221bおよび連結部221dも上層部PLと同様の部材で構成される。下層部SHはゴム状の弾性体であり、例えばゴムシートであり、実施例と同様なシリコンゴムで構成される。
(Modification 6)
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a suction cup collet according to Modification 6. FIG. 23A is a cross-sectional view taken along line A1-A2 of FIG. 23B, and FIG. The
なお、上層部PLは下層部SHより小さく構成し、外周部をゴムのみとすることにより、追従性をより得られやすくすることができる。 In addition, the upper layer part PL can be made smaller than the lower layer part SH and the outer peripheral part can be made of only rubber, so that followability can be more easily obtained.
以上、本発明者によってなされた発明を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 and the modified examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modified examples, and various modifications can be made. Not too long.
例えば、変形例3、4、5の吸盤部のダイ吸着面を、変形例6と同様に、弾性材の板にゴムシートをブロック状、楕円形状、角錐状に貼り付けることにより吸着真空を導く溝VT3、VT4、VT5を構成してもよい。 For example, as in the case of the sixth modification, the suction surface of the suction part of the suction cups of the third, fourth, and fifth modifications is guided by adhering a rubber sheet to the elastic plate in a block shape, an elliptical shape, or a pyramid shape. The grooves VT3, VT4, and VT5 may be configured.
また、変形例6において、上層部PLの外周部のみに下層部であるゴム材を貼り付けて吸盤部221a6を構成してもよい。これにより、吸盤コレット221を安価に精度良く構成することができる。
Further, in Modification 6, the sucker portion 221a6 may be configured by attaching a rubber material as a lower layer portion only to the outer peripheral portion of the upper layer portion PL. Thereby, the
また、変形例6において、上層部PLは弾性材の板ではなくピアノ線等の弾性のある線材を傘のように放射状に構成し、それにゴム材の下層部SLを貼り付けて吸盤部221a4を構成してもよい。 Further, in the modified example 6, the upper layer portion PL is not a plate of elastic material but is composed of elastic wire such as piano wire in a radial manner like an umbrella, and a lower layer portion SL of rubber material is pasted on the suction portion 221a4. It may be configured.
実施例では、ダイアタッチフィルムを用いる例を説明したが、基板に接着剤を塗布するプリフォーム部を設けてダイアタッチフィルムを用いなくてもよい。 In the embodiment, an example using a die attach film has been described. However, it is not necessary to use a die attach film by providing a preform portion for applying an adhesive to a substrate.
また、実施例では、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て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ボンディングヘッドで基板にボンディングするダイ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する半導体製造装置に適用可能である。
例えば、中間ステージとピックアップヘッドがなく、ダイ供給部のダイをボンディングヘッドで基板にボンディングするダイボンダにも適用可能である。
また、中間ステージがなく、ダイ供給部からダイをピックアップしダイピックアップヘッドを上に回転してダイをボンディングヘッドに受け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適用可能である。
また、中間ステージとボンディングヘッドがなく、ダイ供給部からピックアップヘッドでピックアップしたダイをトレイ等に載置するダイソータに適用可能である。
In the embodiment, the die bonder for picking up the die from the die supply unit with the pickup head and placing it on the intermediate stage and bonding the die placed on the intermediate stage to the substrate with the bonding head has been described. However, the present invention can be applied to a semiconductor manufacturing apparatus that picks up a die from a die supply unit.
For example, the present invention can be applied to a die bonder that does not have an intermediate stage and a pickup head and bonds a die of a die supply unit to a substrate with a bonding head.
Further, the present invention can be applied to a flip chip bonder that has no intermediate stage, picks up a die from a die supply unit, rotates the die pickup head upward, transfers the die to the bonding head, and bonds the die to the substrate with the bonding head.
Further, the present invention can be applied to a die sorter in which a die picked up by a pickup head from a die supply unit is placed on a tray or the like without an intermediate stage and a bonding head.
1:ダイ供給部
11:ウェハ
13:突上げユニット
16:ダイシングテープ
2:ピックアップ部
21:ピックアップヘッド
22:コレット部
221:吸盤コレット
221a:吸盤部
221b:保持部
221c:真空吸引孔
221d:連結部
222:コレットホルダ
222a:空間部
222b:管状部
222c:周辺部
222d:レバー
222e:真空吸引孔
222f:バネ
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
8:制御部
10:ダイボンダ
D:ダイ
P:基板
1: Die supply unit 11: Wafer 13: Push-up unit 16: Dicing tape 2: Pickup unit 21: Pickup head 22: Collet unit 221:
Claims (19)
ウェハを保持するウェハ保持台と、
前記ウェハ保持台からダイを吸着するコレット部と、
を備え、
前記コレット部は、
コレットと、
前記コレットを保持するコレットホルダと、
を備え、
前記コレットは、
前記ダイと接する第一部分と、
前記コレットホルダに保持される第二部分と、
前記第一部分の中央部と前記第二部分の中央部とを連結する第三部分と、
前記第一部分と前記第三部分と前記第二部分とを貫通する第一吸引孔と、
を備え、
前記第一部分は前記ダイの撓みに追従して変形可能である。 Semiconductor manufacturing equipment
A wafer holder for holding the wafer;
A collet portion for adsorbing a die from the wafer holder;
With
The collet part is
Collet,
A collet holder for holding the collet;
With
The collet is
A first portion in contact with the die;
A second portion held by the collet holder;
A third part connecting the central part of the first part and the central part of the second part;
A first suction hole penetrating the first part, the third part and the second part;
With
The first portion can be deformed following the deflection of the die.
前記第一部分の上面は前記コレットホルダの底面に接し、前記ダイの撓みに追従して変形する場合は第一部分の周辺部は前記コレットホルダの底面から離れるようにされる。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The upper surface of the first portion is in contact with the bottom surface of the collet holder, and when the die is deformed following the bending of the die, the peripheral portion of the first portion is separated from the bottom surface of the collet holder.
前記第一部分および第二部分は平面視で矩形状であり、
前記第二部分の上面の面積は前記第一部分の底面の面積よりも小さい。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The first part and the second part are rectangular in plan view,
The area of the upper surface of the second part is smaller than the area of the bottom surface of the first part.
前記コレットはシリコンゴムで構成される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The collet is made of silicon rubber.
前記第一部分の厚さは0.5〜1mmである。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4.
The thickness of the first part is 0.5-1 mm.
前記コレットはバネ弾性のある金属板または樹脂板にゴム状の弾性体を貼付けて構成される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The collet is constituted by attaching a rubber-like elastic body to a metal plate or resin plate having spring elasticity.
前記金属板の厚さは0.03〜0.3mmである。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6.
The metal plate has a thickness of 0.03 to 0.3 mm.
前記金属板の大きさは前記ゴム状の弾性体より小さい。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 6 or 7,
The metal plate is smaller than the rubber-like elastic body.
前記第一部分は底部に吸着力で潰れない幅と高さの溝を備える。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The first portion includes a groove having a width and a height that are not crushed by an adsorption force at the bottom.
前記第一部分は、
外周部に位置する吸着力を確保するため吸引部の空間と、
中央付近に位置し、吸着時のダイの位置を維持する複数のブロックと、
前記複数のブロックの間に位置し、前記外周部の空間に吸着真空を導く溝と、
を備える。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The first part is
To secure the suction force located on the outer periphery, the space of the suction part,
Multiple blocks that are located near the center and maintain the position of the die during suction,
A groove that is located between the plurality of blocks and guides an adsorption vacuum to the space of the outer periphery;
Is provided.
前記第一部分は、
複数の細い長い楕円状の隔壁と、
前記隔壁の間の溝と、
を備え、
前記複数の隔壁は前記第一吸引孔からスポーク状に配置される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The first part is
A plurality of thin, long oval bulkheads;
A groove between the partition walls;
With
The plurality of partition walls are arranged in a spoke shape from the first suction hole.
前記コレットホルダは、
前記第一部分の周辺部を押さえる外周部と、
前記第二部分が挿入される空間部と、
前記空間部から上方に伸びる管状部と、
前記第二部分の固定および解放を行うレバーと、
を備え、
前記管状部の中央に第二吸引孔を備え、前記第一吸引孔と接続するように構成される。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The collet holder is
An outer periphery that holds the periphery of the first part; and
A space into which the second part is inserted;
A tubular portion extending upward from the space portion;
A lever for fixing and releasing the second part;
With
A second suction hole is provided at the center of the tubular portion, and is configured to be connected to the first suction hole.
前記コレットホルダは、さらにバネを備え、
前記バネの付勢力によって前記レバーが前記第二部分を固定し、
前記バネの付勢力に反する力を前記レバーに加えることにより前記第二部分を解放するようにされる。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 12,
The collet holder further includes a spring,
The lever fixes the second part by the biasing force of the spring,
The second portion is released by applying a force against the biasing force of the spring to the lever.
前記ダイをダイシングテープの下から吸着し突き上げる突上げユニットと、
前記コレットが装着されるピックアップヘッドと、
を備える。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a push-up unit that sucks and pushes up the die from below a dicing tape;
A pickup head to which the collet is attached;
Is provided.
前記ピックアップヘッドでピックアップされるダイを載置する中間ステージと、
前記中間ステージに載置されるダイを基板または既にボンディングされているダイの上にボンディングするボンディングヘッドと、
を備える。 15. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 14, further comprising:
An intermediate stage for mounting a die picked up by the pickup head;
A bonding head for bonding a die placed on the intermediate stage onto a substrate or an already bonded die;
Is provided.
前記ダイはさらに前記ダイと前記ダイシングテープとの間にダイアタッチフィルムを備える。 The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1.
The die further includes a die attach film between the die and the dicing tape.
(a)請求項1乃至16のいずれか一つの半導体製造装置を準備する工程と、
(b)ダイを有するダイシングテープを保持するウェハリングを準備する工程と、
(c)前記コレット部で前記ダイをピックアップする工程と、
を備える。 The manufacturing method of the semiconductor device is as follows:
(A) preparing a semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 16,
(B) preparing a wafer ring for holding a dicing tape having a die;
(C) picking up the die at the collet part;
Is provided.
(d)基板を準備する工程と、
(e)前記ダイを前記基板または既にボンディングされているダイの上にボンディングする工程を備える。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 17, further comprising:
(D) preparing a substrate;
(E) bonding the die onto the substrate or an already bonded die.
前記(c)工程はさらに前記ピックアップしたダイを中間ステージに載置する工程を有し、
前記(e)工程はさらに前記中間ステージから前記ダイをピックアップする工程を有する。 In the manufacturing method of the semiconductor device of Claim 18,
The step (c) further includes a step of placing the picked-up die on an intermediate stage,
The step (e) further includes a step of picking up the die from the intermediate stage.
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