JP2019050295A - Die bonding device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示はダイボンディング装置に関し、例えばジャイロセンサを備えるダイボンディング装置に適用可能である。 The present disclosure relates to a die bonding apparatus, and is applicable to, for example, a die bonding apparatus including a gyro sensor.
半導体装置の製造工程の一部に半導体チップ(以下、単にダイという。)を配線基板やリードフレーム等(以下、単に基板という。)に搭載してパッケージを組み立てる工程があり、パッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウェハ(以下、単にウェハという。)からダイを分割する工程と、分割したダイを基板の上に搭載するボンディング工程とがある。ボンディング工程に使用される製造装置がダイボンダ等のダイボンディング装置である。 In the process of assembling a package, there is a process of mounting a semiconductor chip (hereinafter, simply referred to as a die) on a wiring substrate, lead frame or the like (hereinafter, simply referred to as a substrate) Partly, there are a process of dividing a die from a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) and a bonding process of mounting the divided die on a substrate. The manufacturing apparatus used in the bonding process is a die bonding apparatus such as a die bonder.
ダイボンダは、はんだ、金メッキ、樹脂を接合材料として、ダイを基板または既にボンディングされたダイの上にボンディング(搭載して接着)する装置である。ダイを、例えば、基板の表面にボンディングするダイボンダにおいては、コレットと呼ばれる吸着ノズルを用いてダイをウェハから吸着してピックアップし、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。コレットはボンディングヘッドの先端に取り付けられる。ボンディングヘッドはZY駆動軸等の駆動部(サーボモータ)で駆動され、サーボモータはモータ制御装置により制御される。 The die bonder is a device for bonding (mounting and bonding) a die on a substrate or an already bonded die using solder, gold plating, and a resin as a bonding material. In a die bonder for bonding a die to, for example, the surface of a substrate, the die is adsorbed and picked up from the wafer using a suction nozzle called a collet, transported onto the substrate, applied with a pressing force, and heating the bonding material. As a result, the operation (work) of bonding is performed repeatedly. The collet is attached to the tip of the bonding head. The bonding head is driven by a drive unit (servo motor) such as a ZY drive shaft, and the servo motor is controlled by a motor controller.
サーボモータ制御においては、ワークやワークを支持するユニットに機械的衝撃を与えないように滑らかに加減速して、ワークを移動する必要がある。 In servo motor control, it is necessary to smoothly accelerate and decelerate the workpiece or the unit supporting the workpiece so as not to give a mechanical impact to move the workpiece.
ダイボンダなどのダイボンディング装置では、ボンディング精度などを向上させて、装置で生産する製品品質の安定を求められている。一方で、ダイボンディング装置は生産性向上のためにピックアップヘッドやボンディングヘッドを高速で動作しているため、機械的な負荷増大や振動によって装置故障や不良品作りこみなどのリスクが高まってきている。 In a die bonding apparatus such as a die bonder, stability of product quality produced by the apparatus is required by improving bonding accuracy and the like. On the other hand, since the die bonding apparatus operates the pickup head and the bonding head at high speed to improve the productivity, the mechanical load increase and vibration increase the risk such as apparatus failure and defective products. .
しかし、現状では、装置稼働中にボンディングヘッド等の動作軌跡や振動を正確に捉えて事前に異常を検知する手段が無いという問題があった。 However, under the present circumstances, there has been a problem that there is no means for accurately capturing the movement trajectory and vibration of the bonding head or the like and operating in advance while the apparatus is in operation.
本開示の課題は、ボンディングヘッド等の異常を検知する手段を備えるダイボンディング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。
An object of the present disclosure is to provide a die bonding apparatus including means for detecting an abnormality of a bonding head or the like.
Other problems and novel features will be apparent from the description of the present 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、ダイボンディング装置は、ダイ供給部と、基板供給部と、前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、を備える。前記ボンディング部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記ボンディングヘッドの角速度および加速度を検出可能なセンサと、を備える。前記制御部は、前記センサにより得られた結果を用いて振動変位と予め設定された振動変位の閾値とを比較して異常を判断する。
The outline of typical ones of the present disclosure will be briefly described as follows.
That is, the die bonding apparatus bonds the die supply unit, the substrate supply unit, and the die supplied from the die supply unit onto the substrate supplied from the substrate supply unit or onto the die already bonded to the substrate. And a controller for controlling the die supply unit, the substrate supply unit, and the bonding unit. The bonding unit includes a bonding head including a collet for sucking the die, a driving unit including a drive shaft for moving the bonding head, and a sensor capable of detecting an angular velocity and an acceleration of the bonding head. The control unit compares the vibration displacement with a preset threshold value of vibration displacement using the result obtained by the sensor to determine an abnormality.
上記ダイボンディング装置によれば、振動による異常を検出することができる。 According to the above-mentioned die bonding apparatus, an abnormality due to vibration can be detected.
実施形態では、動作中のボンディングヘッドの角速度および加速度をセンサで検出して、現在の動作軌跡を捉えると共に、モータ指令加速度波形や、過去の動作で蓄積してきた振動波形と比較することで、ボンディングヘッド動作の異常診断を可能とする。 In the embodiment, the angular velocity and acceleration of the bonding head in operation are detected by the sensor, and the current movement locus is captured, and compared with the motor command acceleration waveform or the vibration waveform accumulated in the past operation, bonding is performed. Enables abnormal diagnosis of head operation.
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。 Hereinafter, examples and modifications will be described using the drawings. However, in the following description, the same components may be assigned the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted.
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 showing a die bonder according to an embodiment. FIG. 2 is a view 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、一つ又は複数の最終1パッケージとなる製品エリア(以下、パッケージエリアPという。)をプリントした基板Sに実装するダイDを供給する供給部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。Y軸方向がダイボンダ10の前後方向であり、X軸方向が左右方向である。ダイ供給部1がダイボンダ10の手前側に配置され、ボンディング部4が奥側に配置される。
The
まず、ダイ供給部1は基板Sのパッケージエリア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 die supply unit 1 supplies a die D to be mounted on the package area P of the substrate S. The die supply unit 1 has a
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 pickup unit 2 includes a
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SのパッケージエリアP上にボンディングし、又は既に基板Sのパッケージエリア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(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Sのパッケージエリア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にダイDをボンディングする。
The
With such a configuration, the
搬送部5は、基板Sを掴み搬送する基板搬送爪51と、基板Sが移動する搬送レーン52と、を有する。基板Sは、搬送レーン52に設けられた基板搬送爪51の図示しないナットを搬送レーン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Sは、基板供給部6から搬送レーン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Sを渡す。
The
With such a configuration, the substrate S moves from the substrate supply unit 6 to the bonding position along 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
ダイボンダ10は、ウェハ11上のダイDの姿勢を認識するウェハ認識カメラ24と、中間ステージ31に載置されたダイDの姿勢を認識するステージ認識カメラ32と、ボンディングステージBS上の実装位置を認識する基板認識カメラ44とを有する。認識カメラ間の姿勢ずれ補正しなければならないのは、ボンディングヘッド41によるピックアップに関与するステージ認識カメラ32と、ボンディングヘッド41による実装位置へのボンディングに関与する基板認識カメラ44である。
The die
制御部8について図3を用いて説明する。図3は制御系の概略構成を示すブロック図である。制御系80は制御部8と駆動部86と信号部87と光学系88とを備える。制御部8は、大別して、主としてCPU(Central Processor Unit)で構成される制御・演算装置81と、記憶装置82と、入出力装置83と、バスライン84と、電源部85とを有する。記憶装置82は、処理プログラムなどを記憶しているRAMで構成されている主記憶装置82aと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているHDDで構成されている補助記憶装置82bとを有する。入出力装置83は、装置状態や情報等を表示するモニタ83aと、オペレータの指示を入力するタッチパネル83bと、モニタを操作するマウス83cと、光学系88からの画像データを取り込む画像取込装置83dと、を有する。また、入出力装置83は、ダイ供給部1のXYテーブル(図示せず)やボンディングヘッドテーブルのZY駆動軸等の駆動部86を制御するモータ制御装置83eと、種々のセンサ信号や照明装置などのスイッチ等の信号部87から信号を取り込み又は制御するI/O信号制御装置83fとを有する。光学系88には、ウェハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32、基板認識カメラ44が含まれる。制御・演算装置81はバスライン84を介して必要なデータを取込み、演算し、ピックアップヘッド21等の制御や、モニタ83a等に情報を送る。
The
制御部8は画像取込装置83dを介してウェハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44で撮像した画像データを記憶装置82に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウェアにより、制御・演算装置81を用いてダイDおよび基板SのパッケージエリアPの位置決め、並びにダイDおよび基板Sの表面検査を行う。制御・演算装置81が算出したダイDおよび基板SのパッケージエリアPの位置に基づいてソフトウェアによりモータ制御装置83eを介して駆動部86を動かす。このプロセスによりウェハ上のダイの位置決めを行い、ピックアップ部2およびボンディング部4の駆動部で動作させダイDを基板SのパッケージエリアP上にボンディングする。使用するウェハ認識カメラ24、ステージ認識カメラ32および基板認識カメラ44はグレースケール、カラー等であり、光強度を数値化する。
The
図4は図3のモータ制御装置の基本的な原理を説明するためのブロック構成図である。モータ制御装置83eはモーションコントローラ210とサーボアンプ220とを備え、サーボモータ230を制御する。モーションコントローラ210は、理想的な指令波形の生成処理を行う理想波形生成部211と、指令波形生成部212と、DAC(Digital to Analog Converter)213と、動作異常診断部214と、を備える。サーボアンプ220は速度ループ制御部221を備える。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the basic principle of the motor control device of FIG. The
図4に示すように、モータ制御装置83eは、モーションコントローラ210とサーボアンプ220とがクローズドループ制御となっている。従って、現在の指令位置と、サーボモータ230から得られる実位置および実速度を使用して、サーボアンプ220の速度ループ制御部221で速度制御を行う。ただし、速度ループ制御部221は、その速度制御を、モーションコントローラ210がサーボモータ230からの実速度および実位置を得て加加速度を制限しながら、指令波形を再生成することによって行っている。なお、理想波形生成部211および指令波形生成部212は、例えば、CPU(Central Processing Unit)とCPUが実行するプログラムを格納するメモリで構成される。
As shown in FIG. 4, in the
例えば、図4において、目標位置、目標速度、目標加速度および目標加加速度はモーションコントローラ210に与えられる。そして、指令波形生成部212には、サーボアンプ220を介して、またはサーボモータ230から直接、実位置および実速度がエンコーダ信号として逐次入力する。
For example, in FIG. 4, the target position, the target velocity, the target acceleration, and the target jerk are applied to the
モーションコントローラ210の理想波形生成部211は、制御・演算装置81から入力された加加速度、加速度、速度及び位置の目標値から、(a)指令加加速度波形(JD)、(b)指令加速度波形(AD)、(c)指令速度波形(VD)、(d)指令位置波形(PD)をそれぞれ生成する。理想波形生成部211は、指令加加速度波形(JD)、指令加速度波形(AD)、指令速度波形(VD)、指令位置波形(PD)を指令波形生成部212に出力し、指令加速度波形(AD)を動作異常診断部214に出力する。
The ideal
指令波形生成部212は、理想波形生成部211から出力される出力信号波形(理想的な位置の指令波形から得られる現在の指令位置)と、サーボモータ230から入力されるエンコーダ信号(実位置)に基づいて、加加速度を制限しながら、今後の指令速度波形を逐次再生成して、DAC213に逐次出力する。例えば、指令波形生成部212は、(1)指令波形入出力処理、(2)エンコーダ信号カウント処理、および(3)指令波形再生処理を行う。
The command
DAC213は、入力されたデジタルの指令値をアナログ信号の速度指令値に変換して、サーボアンプ220の速度ループ制御部221に出力する。なお、エンコーダ信号は、エンコーダシグナルカウンタ(不図示)にて位置偏差量をパルスとして蓄積する。
The
サーボアンプ220の速度ループ制御部221は、モーションコントローラ210から入力される速度指令値と、サーボモータ230から入力されるエンコーダ信号に応じて、サーボモータ230の回転速度を制御する。
The velocity
サーボモータ230は、サーボアンプ220の速度ループ制御部221から入力される回転速度の制御に応じた回転速度で回転し、実位置および実速度をエンコーダ信号としてサーボアンプ220の速度ループ制御部221とモーションコントローラ210の指令波形生成部212に出力する。
The
なお、図4の実施例では、サーボモータ230のカウント値(回転回数および回転角度)からボンディングヘッド等の被駆動体の実位置を算出し、算出された実位置をもとに実速度を算出している。しかし、被駆動体の位置を直接検出する位置検出装置を備え、当該位置検出装置が検出した位置を実位置とするようにしても良い。
In the embodiment of FIG. 4, the actual position of the driven object such as a bonding head is calculated from the count value (rotation number and rotation angle) of the
動作異常診断部214はジャイロセンサ45から角速度およびXYZ方向加速度信号を取り込み、指令波形と比較し、振動変位を抽出する。動作異常診断部214は異常を検出した場合、異常検出信号を指令波形生成部212に出力しサーボモータを停止する。
The operation
ジャイロセンサの取付位置および角速度・加速度検出方法について図5〜7を用いて説明する。図5はジャイロセンサの角速度および加速度の検出方向を示す図である。図6はジャイロセンサの取付位置を示す図である。図7はボンディングヘッドのX軸回転方向の振動を示す図である。 The mounting position of the gyro sensor and the method of detecting the angular velocity and acceleration will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a view showing the detection directions of the angular velocity and the acceleration of the gyro sensor. FIG. 6 is a view showing the mounting position of the gyro sensor. FIG. 7 is a diagram showing the vibration in the X axis rotational direction of the bonding head.
ジャイロセンサ45には3軸角速度検出および3軸加速度の検出が可能な6軸ジャイロセンサを用いる。図5に示すように、ジャイロセンサ45の角速度および加速度の検出(振動検出)方向は、Ax:X方向加速度(G)、Ay:Y方向加速度(G)、Az:Z方向加速度(G)、Gx:X軸角速度(deg/s)、Gy:Y軸角速度(deg/s)、Gz:Z軸角速度(deg/s)である。
As the
図6に示すように、ジャイロセンサ45を、ボンディングヘッド41が駆動するX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点に近いボンディングヘッド41の中心Oの付近(以下、単に、ボンディングヘッド中心という。)に設置する。例えば、X方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点はボンディングヘッド41の裏側(図面の裏側)に位置し、中心Oはボンディングヘッド41の重心である。ジャイロセンサ45はボンディングヘッド41の表側(図面の手前側)に設置される。よって、ジャイロセンサ45はX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点およびボンディングヘッド41の中心Oよりも手前に位置するが、ボンディングヘッド中心に位置するという。ジャイロセンサ45から取得した加速度波形とモータ指令加速度波形との差分からボンディングヘッドの振動波形を抽出することが可能となる。
As shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、ジャイロセンサ45にてボンディングヘッド41の回転方向の振動(Gx)についても正確に捉えることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the vibration (Gx) in the rotational direction of the
ボンディングヘッドの異常診断の手順について図8〜15を用いて説明する。図8はボンディングヘッドの駆動方向およびZ軸角速度を示す図である。図9は図8の状態における角速度波形および回転角度を示す図であり、図9(A)はZ軸回転方向の角速度波形を示す図であり、図9(B)は図9(A)の波形を積分した回転角度波形を示す図である。図10はボンディングヘッドの駆動方向およびY方向加速度を示す図である。図11は図10の状態における加速度波形、加速度指令波形および差分加速度を示す図であり、図11(A)はY方向の加速度波形を示す図であり、図11(B)はY方向の加速度指令波形を示す図であり、図11(C)は図11(A)と図11(B)の波形の差分波形を示す図ある。図12は差分速度および変位を示す図であり、図12(A)は図11(C)の波形を積分したY方向の差分速度波形を示す図であり、図12(B)は図12(A)の波形を積分したY方向の変位波形を示す図である。図13はボンディングヘッドのY方向駆動時のX方向の振動変位とY方向の振動変位との合成波形を示す図である。図14は3軸方向の最大変位と3軸回転方向の最大変位の例を示す図である。図15は振動変位のばらつきと閾値を示す図である。 The procedure of the abnormality diagnosis of the bonding head will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram showing the driving direction of the bonding head and the Z-axis angular velocity. FIG. 9 is a diagram showing an angular velocity waveform and a rotation angle in the state of FIG. 8, FIG. 9 (A) is a diagram showing an angular velocity waveform in the Z axis rotation direction, and FIG. 9 (B) is a diagram of FIG. It is a figure which shows the rotation angle waveform which integrated the waveform. FIG. 10 is a diagram showing the driving direction and Y-direction acceleration of the bonding head. FIG. 11 is a diagram showing an acceleration waveform, an acceleration command waveform and a differential acceleration in the state of FIG. 10, FIG. 11 (A) is a diagram showing an acceleration waveform in the Y direction, and FIG. 11 (B) is an acceleration in the Y direction FIG. 11 (C) is a diagram showing a command waveform, and FIG. 11 (C) is a diagram showing a differential waveform of the waveforms of FIG. 11 (A) and FIG. 11 (B). FIG. 12 is a diagram showing differential velocity and displacement, FIG. 12 (A) is a diagram showing a differential velocity waveform in the Y direction obtained by integrating the waveform of FIG. 11 (C), and FIG. It is a figure which shows the displacement waveform of the Y direction which integrated the waveform of A). FIG. 13 is a diagram showing a composite waveform of vibration displacement in the X direction and vibration displacement in the Y direction when the bonding head is driven in the Y direction. FIG. 14 is a view showing an example of the maximum displacement in three axial directions and the maximum displacement in three axial rotational directions. FIG. 15 is a diagram showing variations in vibration displacement and threshold values.
(a1)動作異常診断部214はジャイロセンサ45から取得した角速度信号波形を積分して回転方向の振動変位を求める。図8に示すように、ボンディングヘッド41のY方向駆動時に、Z軸回転方向の角速度信号を測定して、図9(A)に示すようなZ軸回転方向の角速度信号波形(Gz(deg/s)を得る。このZ軸回転方向の角速度信号を積分して、図9(B)に示すようなZ軸回転角度(deg)を算出して、Z軸回転方向の振動変位を求める。同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX軸回転方向の振動変位とY軸回転方向の振動変位を求める。
(A1) The operation
(a2)動作異常診断部214はジャイロセンサ45から取得した加速度信号波形と指令加速度波形との差分からボンディングヘッド41の振動成分の波形を抽出し、振動変位を求める。図10に示すように、ボンディングヘッド41のY方向駆動時にY方向の加速度信号を測定して、図11(A)に示すようなY方向の加速度信号波形(Ay)を得る。この加速度信号波形(Ay)と、図11(B)に示すような指令加速度波形(AD)との差分を算出して、図11(C)に示すような差分加速波形(ΔAy)を算出する。この差分加速波形(ΔAy)を積分して、図12(A)に示すような差分速度(ΔVy)を算出する。さらに、この差分速度(ΔVy)を積分して、図12(B)に示すようなY方向の振動変位(Dy)を求める。同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向の振動変位とZ方向の振動変位を求める。
(A2) The operation
(a3)動作異常診断部214は上記(a1)で求めたX軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向(3軸回転方向)の振動変位より3軸回転方向の振動変位の合成波形を算出し、(a2)で求めたX方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向(3軸方向)の振動変位より、3軸方向の振動変位の合成波形を算出する。図13では図示を容易にするため、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向振動変位とY方向振動変位の合成波形を示している。
(A3) The operation
(a4)動作異常診断部214はボンディングヘッドの3軸方向の振動変位の合成波形、および3軸回転方向の振動変位の合成波形から、図14に示すような3軸方向の振動変位の最大変位(MD)と3軸回転方向の振動変位の最大変位(RMD)を求める。 (A4) From the composite waveform of vibration displacement in the three axial directions of the bonding head and the composite waveform of vibration displacement in the three axial rotational directions of the bonding head, the maximum displacement of the vibration displacement in three axial directions as shown in Determine the maximum displacement (RMD) of vibration displacement in (MD) and triaxial rotational directions.
(a5)動作異常診断部214は上記(a2)で求めたボンディング動作中の振動変位の合成波形と同様の波形を事前に複数回測定(算出)して(a4)と同様の最大変位を求めて蓄積しておき、通常のボンディング工程における上記(a2)で測定(算出)した振動変位と比較する。
(A5) The operation
(a6)動作異常診断部214は通常のボンディング工程における上記(a4)で測定(算出)した合成波形の3軸方向の最大変位(MD)および3軸回転方向の最大変位(RMD)の少なくとも一つが、図15に示すような事前に設定した閾値を超えている場合は指令波形生成部212に異常検出信号を出力してサーボモータ230を停止させ、ボンディングヘッド41の動作が異常であることをモニタ83aに表示する。
(A6) The operation
(a7)異常検出時、動作異常診断部214はX方向、Y方向、Z方向およびX軸回転方向、Y軸回転方向、Z軸回転方向それぞれに分割した動作波形で異常原因の特定を行う。
(A7) At the time of abnormality detection, the operation
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。
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S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Sを基板搬送爪51に取り付ける。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device using the die bonder according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device.
Step S11: The
ステップS12:制御部8は分割したダイをウェハからピックアップする。
ステップS13:制御部8は、ピックアップしたダイを基板S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Sにボンディングする。ステップS13と並行して、上記ボンディングヘッドの異常診断を行う。
Step S12: The
Step S13: The
ステップS14:制御部8は基板搬出部7で基板搬送爪51からダイDがボンディングされた基板Sを取り出す。ダイボンダ10から基板Sを搬出する。
Step S14: The
実施例では、6軸ジャイロセンサをボンディングヘッド中心に設置する。ボンディングヘッド動作中は、6軸ジャイロセンサから取得した角速度からボンディングヘッド回転方向の振動波形を抽出すると共に、ジャイロセンサから取得した加速度波形とモータ指令加速度波形との差分からボンディングヘッドの振動波形を抽出する。上記抽出した振動波形から算出した振動の変位と、事前に複数回測定して蓄積した振動の変位を比較することで、現在のボンディングヘッド動作の振動に変化があるかどうかを確認し、装置の異常を検出する。今回測定した振動の変位が事前に与えた閾値を超えている場合は、モータを停止後に装置が異常を報告する。上記機能を用いてボンディングヘッドを動作させることで、ボンディングヘッドの異常診断が実現可能となる。 In the embodiment, a six-axis gyro sensor is placed at the center of the bonding head. During operation of the bonding head, the vibration waveform of the bonding head rotation direction is extracted from the angular velocity obtained from the 6-axis gyro sensor, and the vibration waveform of the bonding head is extracted from the difference between the acceleration waveform obtained from the gyro sensor and the motor command acceleration waveform. Do. By comparing the displacement of the vibration calculated from the extracted vibration waveform with the displacement of the accumulated vibration measured a plurality of times in advance, it is confirmed whether or not there is a change in the vibration of the current bonding head operation. Detect abnormalities. If the displacement of the vibration measured this time exceeds the threshold given in advance, the device reports an abnormality after stopping the motor. By operating the bonding head using the above functions, it is possible to realize abnormality diagnosis of the bonding head.
実施例によれば、ボンディングヘッドの振動を捉えることが可能となる。また、ボンディングヘッド中心付近にジャイロセンサを設置することで、ボンディングヘッド回転方向の振動についても正確に捉えることができる。 According to the embodiment, it is possible to capture the vibration of the bonding head. Further, by installing the gyro sensor in the vicinity of the center of the bonding head, it is possible to accurately capture the vibration in the rotational direction of the bonding head.
また、ボンディングヘッドのモータ指令加速度波形や、過去の動作で蓄積してきた振動波形と比較し、現在の振動の変位が事前に与えた閾値を超えているか動作を判断させることで、ボンディングヘッドの異常診断を行う。これにより、装置故障や不良品作りこみなどを事前に防ぐことが可能となる。 Also, by comparing the motor command acceleration waveform of the bonding head and the vibration waveform accumulated in the past operation, the bonding head abnormality is determined by determining whether the current displacement of the vibration exceeds the threshold given in advance. Make a diagnosis. As a result, it is possible to prevent in advance device failure and defective products.
さらに、1つのセンサで回転方向も含めた振動変位を算出することができる。また異常検出時はX、Y、Z方向およびX軸、Y軸、Z軸回転方向の各方向の振動変位に分割することで異常の原因を特定することも可能となる。 Furthermore, vibration displacement including the rotation direction can be calculated by one sensor. Further, at the time of abnormality detection, it is also possible to identify the cause of the abnormality by dividing it into vibration displacement in each of X, Y, Z directions and X axis, Y axis, and Z axis rotational directions.
<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 representative modifications will be illustrated. In the following description of the modified example, the same reference numerals as those in the above-described embodiment may 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 suitably used in the range which is not technically contradictory. In addition, part of the above-described embodiment and all or part of the plurality of modified examples may be applied in combination as appropriate as long as there is no technical contradiction.
(変形例1)
図17は図10の状態における加速度波形、速度および位置を示す図であり、図17(A)はY方向の加速度波形を示す図であり、図17(B)は図17(A)の波形を積分したY方向の速度波形を示す図であり、図17(C)は図17(B)の波形を積分したY方向の位置波形を示す図ある。
(Modification 1)
FIG. 17 is a diagram showing an acceleration waveform, velocity and position in the state of FIG. 10, FIG. 17 (A) is a diagram showing an acceleration waveform in the Y direction, and FIG. 17 (B) is a waveform of FIG. 17 (C) is a diagram showing a position waveform in the Y direction obtained by integrating the waveform shown in FIG. 17 (B).
実施例では、上記(a2)においてボンディングヘッド41のY方向駆動時にY方向の振動変位をジャイロセンサ45から取得した加速度信号波形と指令加速度波形との差分から求めているが、変形例1では、ボンディングヘッド41の動作軌跡と指令位置波形との差分から求める。
In the embodiment, the vibration displacement in the Y direction at the time of driving the
(b1)動作異常診断部214は、実施例の(a1)と同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX軸回転方向の振動変位とY軸回転方向とZ軸回転方向の振動変位を求める。
(B1) Similar to (a1) in the embodiment, the operation
(b2)動作異常診断部214はジャイロセンサ45から取得した加速度信号波形をもとに、ボンディングヘッド41の動作軌跡を算出する。図10に示すように、ボンディングヘッド41のY方向駆動時にY方向の加速度信号を測定して、図17(A)に示すようなY方向の加速度信号波形(Ay)を得る。このY方向の加速度信号(Ay)を積分して、図17(B)に示すようなY方向の速度(Vy)を算出する。さらに、このY方向の速度(Vy)を積分して、図17(C)に示すようなY方向の位置(Py)を算出して、Y方向の動作軌跡を求める。同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向の動作軌跡とZ方向の動作軌跡を求める。
(B2) Based on the acceleration signal waveform acquired from the
(b3)動作異常診断部214は求めた動作軌跡と指令位置波形(PD)との差分からボンディングヘッド41の振動成分の波形を抽出し、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のY方向の振動変位を求める。同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向の振動変位とZ方向の振動変位を求める。
(B3) The operation
(b4)以降の処理は実施例の(a3)以降の処理と同様である。 The processes after (b4) are the same as the processes after (a3) of the embodiment.
変形例1では、ボンディングヘッドを駆動するX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点に近いボンディングヘッド中心付近に6軸ジャイロセンサを設置する。ボンディングヘッド動作中は、6軸ジャイロセンサから取得した角速度からボンディングヘッド回転方向の振動波形を抽出すると共に、ジャイロセンサから取得した加速度波形に基づいて、ボンディングヘッドの動作軌跡を算出し、動作軌跡とモータ指令位置波形との差分からボンディングヘッドの振動波形を抽出する。上記抽出した振動波形から算出した振動の変位と、事前に複数回測定して蓄積した振動の変位を比較することで、現在のボンディングヘッド動作の振動に変化があるかどうかを確認し、装置の異常を検出する。今回測定した振動の変位が事前に与えた閾値を超えている場合は、モータを停止後に装置が異常を報告する。上記機能を用いてボンディングヘッドを動作させることで、ボンディングヘッドの異常診断が実現可能となる。 In the first modification, a six-axis gyro sensor is installed in the vicinity of the center of the bonding head near the intersection of drive axes in the X, Y, and Z directions for driving the bonding head. While the bonding head is in operation, the vibration waveform in the bonding head rotation direction is extracted from the angular velocity obtained from the 6-axis gyro sensor, and the movement locus of the bonding head is calculated based on the acceleration waveform obtained from the gyro sensor. The vibration waveform of the bonding head is extracted from the difference from the motor command position waveform. By comparing the displacement of the vibration calculated from the extracted vibration waveform with the displacement of the accumulated vibration measured a plurality of times in advance, it is confirmed whether or not there is a change in the vibration of the current bonding head operation. Detect abnormalities. If the displacement of the vibration measured this time exceeds the threshold given in advance, the device reports an abnormality after stopping the motor. By operating the bonding head using the above functions, it is possible to realize abnormality diagnosis of the bonding head.
(変形例2)
図18は変形例2に係るジャイロセンサの取付位置を示す図である。
(Modification 2)
FIG. 18 is a view showing the mounting position of the gyro sensor according to the second modification.
実施例では、ジャイロセンサ45を、ボンディングヘッド41が駆動するX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点に近いボンディングヘッド41の中心Oの付近に設置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ボンディングヘッド41のコレット42の先端からボンディングヘッド41の上端までの間のセンサ取付が可能な場所に設置することができる。
In the embodiment, the case where the
図18に示すように、ジャイロセンサ45をボンディングヘッド41のコレット42の先端またはコレット42の先端付近に設置した場合は、ボンディング精度に影響する振動を直接捉えることが可能となる。
As shown in FIG. 18, when the
変形例2では、6軸ジャイロセンサをボンディングヘッドのコレット先端またはコレット先端付近に設置する。これにより、ボンディング精度に影響する振動(Y方向駆動時のX方向の加速度信号(Ax)およびY方向の加速度信号)を直接捉え、事前に複数回測定して蓄積した振動の変位を比較することで、装置の異常を検出する。 In the second modification, a six-axis gyro sensor is placed near the collet tip or collet tip of the bonding head. By this, the vibration (the acceleration signal in the X direction (Ax) and the acceleration signal in the Y direction at the time of driving in the Y direction) directly affecting the bonding accuracy is directly captured, measured in advance a plurality of times, and the displacements of the stored vibrations are compared. To detect an abnormality of the device.
(c1)図18に示すように、ボンディングヘッド41のY方向駆動時にX方向の加速度信号(Ax)およびY方向の加速度信号(Ay)を測定する。
(C1) As shown in FIG. 18, when the
(c2)動作異常診断部214は測定した加速度信号(Ay)と指令加速度波形との差分からボンディングヘッド41の振動成分の波形を抽出し、Y方向の振動変位を求める。同様に、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向の振動変位を求める。
(C2) The operation
(c3)動作異常診断部214は上記(c2)で求めたX方向の振動変位およびY方向の振動変位の振動変位より、図13に示すような振動変位の合成波形を算出する。
(C3) The operation
(c4)動作異常診断部214はボンディングヘッドの2軸方向の振動変位の合成波形から、2軸方向の振動変位の最大変位(MD)を求める。
(C4) The operation
(c5)動作異常診断部214は上記(c4)で求めたボンディング動作中の振動変位の合成波形と同様の波形を事前に複数回測定(算出)して蓄積しておき、通常のボンディング工程における上記(c3)で測定(算出)した振動変位と比較する。
(C5) The operation
(c6)動作異常診断部214は通常のボンディング工程における上記(c4)で測定(算出)した合成波形の2軸方向の最大変位(MD)が、図15に示すような事前に設定した閾値を超えている場合は指令波形生成部212に異常検出信号を出力してサーボモータ230を停止させ、ボンディングヘッド41の動作が異常であることをモニタ83aに表示する。
(C6) The operation
(c7)異常検出時、動作異常診断部214はX方向、Y方向それぞれに分割した動作波形で異常原因の特定を行う。
(C7) At the time of abnormality detection, the operation
(変形例3)
図19は変形例3に係る異常判断方法を示す図である。図19では図示を容易にするため、ボンディングヘッド41のY方向駆動時のX方向振動変位とY方向振動変位の合成波形を示している。
(Modification 3)
FIG. 19 is a diagram showing an abnormality determining method according to the third modification. FIG. 19 shows a composite waveform of the X-direction vibration displacement and the Y-direction vibration displacement when the
実施例および変形例1、2では合成波形の最大変位に対して単一の閾値を持たせて異常診断しているが、複数回測定した標準的なXYZ方向振動変位の軌跡およびX軸Y軸Z軸回転方向振動変位の軌跡から一定距離離れた場合に異常と判断する方法でも良い。この方法では、合成波形から最大変位を求める必要がない。これを実施例に適用すると下記のとおりである。なお、変形例3は変形例1、2にも適用することができる。 In the embodiment and the first and second modifications, although a single threshold value is given to the maximum displacement of the composite waveform to make an abnormality diagnosis, a locus of X-Y-direction vibration displacement and X-axis Y-axis measured in multiple times A method may be used in which it is determined that an abnormality occurs when a certain distance is separated from the locus of vibration displacement in the Z-axis rotational direction. In this method, it is not necessary to determine the maximum displacement from the composite waveform. It is as follows when this is applied to an Example. The third modification can be applied to the first and second modifications.
(d1)動作異常診断部214は実施例の(a1)と同様な処理を行う。
(D1) The operation
(d2)動作異常診断部214は実施例の(a2)と同様な処理を行う。
(D2) The operation
(d3)動作異常診断部214は実施例の(a3)と同様な処理を行う。
(D3) The operation
(d4)動作異常診断部214は上記(d2)で求めたボンディング動作中の振動変位の合成波形と同様の波形を事前に複数回測定(算出)して蓄積しておき、通常のボンディング工程における上記(d2)で測定(算出)した振動変位と比較する。
(D4) The operation
(d5)動作異常診断部214は通常のボンディング工程における上記(d4)で測定(算出)した合成波形が、図19に示すような事前に設定した閾値を超えている場合は指令波形生成部212に異常検出信号を出力してサーボモータ230を停止させ、ボンディングヘッド41の動作が異常であることをモニタ83aに表示する。
(D5) If the combined waveform measured (calculated) in (d4) in the normal bonding process exceeds the threshold set in advance as shown in FIG. The abnormality detection signal is output to stop the
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、上記実施形態、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。
例えば、実施例では、ボンディングヘッドをY軸駆動する場合について説明したが、Z軸駆動する場合にも適用することができる。
また、実施例では、ボンディングヘッドにジャイロセンサを設けた例を説明したが、これに限定されるものではなく、ピックアップヘッドにジャイロセンサを設けてもよい。
また、実施例では、振動の変位を求めて異常診断を行っているが、振動の変位だけでなくフーリエ変換などで周波数成分などを特定し、過去の動作に対して周波数ごとの振動レベルを比較して異常診断を行ってもよい。
また、ボンドヘッドテーブル、ピックアップヘッドテーブル(X、Y、Z駆動部)のボンディング装置架台取り付け部にジャイロセンサを設け、各ヘッドの動作による振動データ以外の振動データを取得し、各ヘッドのデータとの差分を用いて異常診断を行ってもよい。
また、各ヘッドの静止中の振動データをリファレンスデータとしてもよい。これにより、各ヘッドの動作によるデータのみでの解析が可能となり、より高精度な異常診断を行うことができる。
また、基板認識カメラ、ステージ認識カメラ、ウェハ認識カメラにジャイロセンサを設け、ボンディング精度異常が発生した場合の異常原因をヘッドの動作か、カメラ側の異常かの診断を行うようにしてもよい。
また、実施例ではピックアップヘッドおよびボンディングヘッドをそれぞれ1つ備えているが、それぞれ2つ以上であってもよい。また、実施例では中間ステージを備えているが、中間ステージがなくてもよい。この場合、ピックアップヘッドとボンディングヘッドは兼用してもよい。
また、実施例ではダイの表面を上にしてボンディングされるが、ダイをピックアップ後ダイの表裏を反転させて、ダイの裏面を上にしてボンディングしてもよい。この場合、中間ステージは設けなくてもよい。この装置はフリップチップボンダという。
As mentioned above, although the invention made by the present inventor was concretely explained based on an embodiment, an example, and modification, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, an example, and modification, and variously changed It goes without saying that it is possible.
For example, in the embodiment, the case where the bonding head is driven in the Y axis is described, but the embodiment can also be applied in the case where the bonding head is driven in the Z axis.
In the embodiment, an example in which a gyro sensor is provided in the bonding head has been described. However, the present invention is not limited to this, and a gyro sensor may be provided in the pickup head.
In addition, in the embodiment, the displacement of the vibration is determined to perform the abnormality diagnosis, but not only the displacement of the vibration but also the frequency component etc. are specified by Fourier transform and the vibration level for each frequency is compared with the past operation. You may make an abnormality diagnosis.
In addition, a gyro sensor is provided on the bonding head mount of the bond head table and pickup head table (X, Y, Z drive unit), and vibration data other than vibration data due to the operation of each head is acquired. An abnormality diagnosis may be performed using the difference of
Alternatively, vibration data of the respective heads at rest may be used as reference data. This makes it possible to analyze data only by the operation of each head, and perform abnormality diagnosis with higher accuracy.
In addition, a gyro sensor may be provided in the substrate recognition camera, the stage recognition camera, and the wafer recognition camera to diagnose whether the abnormality caused by the bonding accuracy is an operation of the head or an abnormality on the camera side.
Further, although one pickup head and one bonding head are provided in the embodiment, two or more may be provided. Moreover, although the intermediate stage is provided in the embodiment, the intermediate stage may not be provided. In this case, the pickup head and the bonding head may be combined.
Also, in the embodiment, the die is bonded with the front side up, but after picking up the die, the front and back of the die may be reversed and the die may be bonded with the back side up. In this case, the intermediate stage may not be provided. This device is called a flip chip bonder.
10:ダイボンダ
1:ダイ供給部
11:ウェハ
13:突上げユニット
2:ピックアップ部
21:ピックアップヘッド
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:制御装置
83e:モータ制御装置
210:モーションコントローラ
211:理想波形生成部
212:指令波形生成部
213:DAC
214:動作異常診断部
220:サーボアンプ
221:速度ループ制御部
230:サーボモータ
D:ダイ
S:基板
10: Die bonder
1: Die supply unit 11: Wafer 13: Push-up unit 2: Pickup unit 21: Pickup head 3: Intermediate stage unit 31: Intermediate stage 4: Bonding unit 41: Bonding head 8:
214: operation abnormality diagnosis unit 220: servo amplifier 221: speed loop control unit 230: servo motor D: die S: substrate
Claims (14)
基板供給部と、
前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、
ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、
を有し、
前記ボンディング部は、
前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、
前記ボンディングヘッドの角速度および加速度を検出可能なセンサと、
を備え、
前記制御部は、前記センサにより得られた結果を用いて振動変位と予め設定された振動変位の閾値とを比較して異常を判断するダイボンディング装置。 A die supply unit,
A substrate supply unit,
A bonding unit for bonding a die supplied from the die supply unit onto a substrate supplied from the substrate supply unit or a die already bonded to the substrate;
A control unit that controls the die supply unit, the substrate supply unit, and the bonding unit;
Have
The bonding unit is
A bonding head comprising a collet for adsorbing the die;
A drive unit provided with a drive shaft for moving the bonding head;
A sensor capable of detecting an angular velocity and an acceleration of the bonding head;
Equipped with
The said control part is a die bonding apparatus which judges abnormality by comparing the vibration displacement and the threshold value of vibration displacement preset based on the result obtained by the said sensor.
前記センサはボンディングヘッドが駆動するX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点に近いボンディングヘッド中心付近に設置され、
前記制御部は、
(a)ボンディングヘッド動作中は、前記センサから取得した角速度から前記ボンディングヘッド回転方向の振動波形を抽出すると共に、
(b)前記センサから取得した加速度波形とモータ指令加速度波形との差分から前記ボンディングヘッドの振動波形を抽出し、
(c)前記抽出した振動波形から算出した振動の変位と事前に複数回測定して蓄積した振動の変位に基づいて設定される閾値とを比較することで、現在のボンディングヘッド動作の振動に変化があるかどうかを確認して装置の異常を判断する
ダイボンディング装置。 In claim 1,
The sensor is installed near the center of the bonding head near the intersection of drive axes of the bonding head in the X, Y, and Z directions.
The control unit
(A) During operation of the bonding head, the vibration waveform in the rotational direction of the bonding head is extracted from the angular velocity obtained from the sensor, and
(B) extracting the vibration waveform of the bonding head from the difference between the acceleration waveform obtained from the sensor and the motor command acceleration waveform;
(C) The vibration of the current bonding head is changed by comparing the displacement of the vibration calculated from the extracted vibration waveform with the threshold set based on the displacement of the vibration measured and accumulated a plurality of times in advance Check if there is a die bonding device to determine the device abnormality.
前記センサは前記ボンディングヘッドが駆動するX方向、Y方向、Z方向の駆動軸の交点に近いボンディングヘッド中心付近に設置され、
前記制御部は、
(a)ボンディングヘッド動作中は、前記センサから取得した角速度から前記ボンディングヘッド回転方向の振動波形を抽出すると共に、前記センサから取得した加速度波形をもとに、前記ボンディングヘッドの動作軌跡を算出し、
(b)前記ボンディングヘッドの動作軌跡とモータ指令位置波形との差分から前記ボンディングヘッドの振動波形を抽出し、
(c)前記抽出した振動波形から算出した振動の変位と事前に複数回測定して蓄積した振動の変位に基づいて設定される閾値とを比較することで、現在のボンディングヘッド動作の振動に変化があるかどうかを確認して装置の異常を判断する
ダイボンディング装置。 In claim 1,
The sensor is installed near the center of the bonding head near an intersection of drive axes in the X, Y, and Z directions driven by the bonding head.
The control unit
(A) During operation of the bonding head, the vibration waveform of the bonding head rotation direction is extracted from the angular velocity obtained from the sensor, and the movement trajectory of the bonding head is calculated based on the acceleration waveform obtained from the sensor ,
(B) extracting the vibration waveform of the bonding head from the difference between the movement trajectory of the bonding head and the motor command position waveform;
(C) The vibration of the current bonding head is changed by comparing the displacement of the vibration calculated from the extracted vibration waveform with the threshold set based on the displacement of the vibration measured and accumulated a plurality of times in advance Check if there is a die bonding device to determine the device abnormality.
前記センサは前記コレットが取り付けられるボンディングヘッドの下部に設置され、
前記制御部は、
(a)ボンディングヘッド動作中は、前記センサから取得した加速度波形とモータ指令加速度波形との差分から前記ボンディングヘッドの振動波形を抽出し、
(b)前記抽出した振動波形から算出した振動の変位と事前に複数回測定して蓄積した振動の変位に基づいて設定される閾値とを比較することで、現在のボンディングヘッド動作の振動に変化があるかどうかを確認して装置の異常を判断する
ダイボンディング装置。 In claim 1,
The sensor is installed under the bonding head to which the collet is attached,
The control unit
(A) During operation of the bonding head, the vibration waveform of the bonding head is extracted from the difference between the acceleration waveform obtained from the sensor and the motor command acceleration waveform,
(B) The vibration of the current bonding head is changed by comparing the displacement of the vibration calculated from the extracted vibration waveform with the threshold set based on the displacement of the vibration measured and accumulated a plurality of times in advance Check if there is a die bonding device to determine the device abnormality.
さらに、ピックアップ部を備え、
前記ピックアップ部は、
前記ダイを吸着するコレットを備えたピックアップヘッドと、
前記ピックアップヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、
前記ピックアップヘッドの角速度および加速度を検出可能な第二センサと、
を備え、
前記制御部は、前記第二センサにより得られた結果を用いて振動変位と予め設定された振動変位の閾値とを比較して異常を判断するダイボンディング装置。 In claim 1,
Furthermore, it has a pickup unit,
The pickup unit is
A pickup head comprising a collet for adsorbing the die;
A drive unit provided with a drive shaft for moving the pickup head;
A second sensor capable of detecting an angular velocity and an acceleration of the pickup head;
Equipped with
The said control part is a die bonding apparatus which judges abnormality, comparing the vibration displacement and the threshold value of vibration displacement preset based on the result obtained by said 2nd sensor.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(a1)前記測定したX軸回転方向の角速度信号、Y軸回転方向の角速度信号およびZ軸回転方向の角速度信号をそれぞれ積分して、X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を算出し、
(b1)前記測定したX方向、Y方向およびZ方向の加速度波形と指令加速度波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を合成した第一合成波形と、前記算出したX方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を合成した第二合成波形を算出し、
(c2)前記第一合成波形から前記X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位の第一最大変位を算出し、前記第二合成波形から前記X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位の第二最大変位を算出し、
(c3)前記第一最大変位と事前に複数回測定して蓄積した最大変位に基づいて設定される閾値と比較し、前記第二最大変位と事前に複数回測定して蓄積した最大変位に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 2,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(A1) The measured angular velocity signal in the X-axis rotation direction, the angular velocity signal in the Y-axis rotation direction, and the angular velocity signal in the Z-axis rotation direction are integrated to generate vibration displacement in the X-axis rotation direction and vibration displacement in the Y-axis rotation direction. Calculate the vibration displacement in the Z-axis and Z-axis rotation directions,
(B1) The waveform of the vibration component is extracted from the difference between the measured acceleration waveform in the X, Y and Z directions and the commanded acceleration waveform, and the vibration displacement in the X direction, the vibration displacement in the Y direction and the vibration displacement in the Z direction Calculate
(C1) A first composite waveform obtained by combining the calculated vibration displacement in the X axis rotation direction, the vibration displacement in the Y axis rotation direction, and the vibration displacement in the Z axis rotation direction, the calculated vibration displacement in the X direction, and the Y direction Calculate a second composite waveform combining vibration displacement and vibration displacement in the Z direction,
(C2) The first maximum displacement of the vibration displacement in the X axis rotational direction, the vibration displacement in the Y axis rotational direction and the vibration displacement in the Z axis rotational direction is calculated from the first composite waveform, and the X from the second composite waveform Calculate the second maximum displacement of vibration displacement in the direction, vibration displacement in the Y direction, and vibration displacement in the Z direction,
(C3) Based on the first maximum displacement and a threshold set based on the maximum displacement measured and accumulated a plurality of times in advance and compared with the second maximum displacement and the maximum displacement measured and accumulated a plurality of times in advance Die bonding equipment to compare with the set threshold.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(a1)前記測定したX軸回転方向の角速度信号、Y軸回転方向の角速度信号およびZ軸回転方向の角速度信号をそれぞれ積分して、X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を算出し、
(b1)前記測定したX方向、Y方向およびZ方向の加速度波形を積分して、X方向、Y方向およびZ方向の動作軌跡を算出し、
(b2)前記算出したX方向、Y方向およびZ方向の動作軌跡と指令位置波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を合成した第一合成波形と、前記算出したX方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を合成した第二合成波形を算出し、
(c2)前記第一合成波形から前記X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位の第一最大変位を算出し、前記第二合成波形から前記X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位の第二最大変位を算出し、
(c3)前記第一最大変位と事前に複数回測定して蓄積した最大変位に基づいて設定される閾値と比較し、前記第二最大変位と事前に複数回測定して蓄積した最大変位に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 3,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(A1) The measured angular velocity signal in the X-axis rotation direction, the angular velocity signal in the Y-axis rotation direction, and the angular velocity signal in the Z-axis rotation direction are integrated to generate vibration displacement in the X-axis rotation direction and vibration displacement in the Y-axis rotation direction. Calculate the vibration displacement in the Z-axis and Z-axis rotation directions,
(B1) integrating the measured acceleration waveforms in the X, Y, and Z directions to calculate motion trajectories in the X, Y, and Z directions;
(B2) The waveform of the vibration component is extracted from the difference between the calculated motion trajectory in the X, Y and Z directions and the command position waveform, and the vibration displacement in the X direction, the vibration displacement in the Y direction and the vibration displacement in the Z direction Calculate
(C1) A first composite waveform obtained by combining the calculated vibration displacement in the X axis rotation direction, the vibration displacement in the Y axis rotation direction, and the vibration displacement in the Z axis rotation direction, the calculated vibration displacement in the X direction, and the Y direction Calculate a second composite waveform combining vibration displacement and vibration displacement in the Z direction,
(C2) The first maximum displacement of the vibration displacement in the X axis rotational direction, the vibration displacement in the Y axis rotational direction and the vibration displacement in the Z axis rotational direction is calculated from the first composite waveform, and the X from the second composite waveform Calculate the second maximum displacement of vibration displacement in the direction, vibration displacement in the Y direction, and vibration displacement in the Z direction,
(C3) Based on the first maximum displacement and a threshold set based on the maximum displacement measured and accumulated a plurality of times in advance and compared with the second maximum displacement and the maximum displacement measured and accumulated a plurality of times in advance Die bonding equipment to compare with the set threshold.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(b1)前記測定したX方向、Y方向の加速度波形と指令加速度波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位およびY方向の振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX方向の振動変位およびY方向の振動変位を合成した合成波形を算出し、
(c2)前記合成波形から前記X方向の振動変位およびY方向の振動変位の最大変位を算出し、
(c3)前記最大変位と事前に複数回測定して蓄積した最大変位に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 4,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(B1) Extract the waveform of the vibration component from the difference between the measured acceleration waveform in the X and Y directions and the commanded acceleration waveform, and calculate the vibration displacement in the X direction and the vibration displacement in the Y direction,
(C1) calculating a combined waveform obtained by combining the calculated X-direction vibration displacement and Y-direction vibration displacement;
(C2) calculating the maximum displacement of the vibration displacement in the X direction and the vibration displacement in the Y direction from the combined waveform,
(C3) A die bonding apparatus for comparing the maximum displacement with a threshold set based on the maximum displacement measured and accumulated a plurality of times in advance.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(a1)前記測定したX軸回転方向の角速度信号、Y軸回転方向の角速度信号およびZ軸回転方向の角速度信号をそれぞれ積分して、X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を算出し、
(b1)前記測定したX方向、Y方向およびZ方向の加速度波形と指令加速度波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を合成した第一合成波形と、前記算出したX方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を合成した第二合成波形を算出し、
(c2)前記第一合成波形と事前に複数回測定して蓄積した合成波形に基づいて設定される閾値と比較し、前記第二合成波形と事前に複数回測定して蓄積した合成波形に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 2,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(A1) The measured angular velocity signal in the X-axis rotation direction, the angular velocity signal in the Y-axis rotation direction, and the angular velocity signal in the Z-axis rotation direction are integrated to generate vibration displacement in the X-axis rotation direction and vibration displacement in the Y-axis rotation direction. Calculate the vibration displacement in the Z-axis and Z-axis rotation directions,
(B1) The waveform of the vibration component is extracted from the difference between the measured acceleration waveform in the X, Y and Z directions and the commanded acceleration waveform, and the vibration displacement in the X direction, the vibration displacement in the Y direction and the vibration displacement in the Z direction Calculate
(C1) A first composite waveform obtained by combining the calculated vibration displacement in the X axis rotation direction, the vibration displacement in the Y axis rotation direction, and the vibration displacement in the Z axis rotation direction, the calculated vibration displacement in the X direction, and the Y direction Calculate a second composite waveform combining vibration displacement and vibration displacement in the Z direction,
(C2) Based on the first combined waveform and a threshold set based on the combined waveform measured and stored a plurality of times in advance, and compared to the second combined waveform and the combined waveform measured and stored a plurality of times in advance Die bonding equipment to compare with the set threshold.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(a1)前記測定したX軸回転方向の角速度信号、Y軸回転方向の角速度信号およびZ軸回転方向の角速度信号をそれぞれ積分して、X軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を算出し、
(b1)前記測定したX方向、Y方向およびZ方向の加速度波形を積分して、X方向、Y方向およびZ方向の動作軌跡を算出し、
(b2)前記算出したX方向、Y方向およびZ方向の動作軌跡と指令位置波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX軸回転方向の振動変位、Y軸回転方向の振動変位およびZ軸回転方向の振動変位を合成した第一合成波形と、前記算出したX方向の振動変位、Y方向の振動変位およびZ方向の振動変位を合成した第二合成波形を算出し、
(c2)前記第一合成波形と事前に複数回測定して蓄積した合成波形に基づいて設定される閾値と比較し、前記第二合成波形と事前に複数回測定して蓄積した合成波形に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 3,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(A1) The measured angular velocity signal in the X-axis rotation direction, the angular velocity signal in the Y-axis rotation direction, and the angular velocity signal in the Z-axis rotation direction are integrated to generate vibration displacement in the X-axis rotation direction and vibration displacement in the Y-axis rotation direction. Calculate the vibration displacement in the Z-axis and Z-axis rotation directions,
(B1) integrating the measured acceleration waveforms in the X, Y, and Z directions to calculate motion trajectories in the X, Y, and Z directions;
(B2) The waveform of the vibration component is extracted from the difference between the calculated motion trajectory in the X, Y and Z directions and the command position waveform, and the vibration displacement in the X direction, the vibration displacement in the Y direction and the vibration displacement in the Z direction Calculate
(C1) A first composite waveform obtained by combining the calculated vibration displacement in the X axis rotation direction, the vibration displacement in the Y axis rotation direction, and the vibration displacement in the Z axis rotation direction, the calculated vibration displacement in the X direction, and the Y direction Calculate a second composite waveform combining vibration displacement and vibration displacement in the Z direction,
(C2) Based on the first combined waveform and a threshold set based on the combined waveform measured and stored a plurality of times in advance, and compared to the second combined waveform and the combined waveform measured and stored a plurality of times in advance Die bonding equipment to compare with the set threshold.
前記センサは、
X軸回転方向、Y軸回転方向およびZ軸回転方向の角速度と、
X方向、Y方向およびZ方向の加速度と、
を測定し、
前記制御部は、
(b1)前記測定したX方向、Y方向の加速度波形と指令加速度波形との差分から振動成分の波形を抽出し、X方向の振動変位およびY方向の振動変位振動変位を算出し、
(c1)前記算出したX方向の振動変位およびY方向の振動変位を合成した合成波形を算出し、
(c2)前記合成波形と事前に複数回測定して蓄積した合成波形に基づいて設定される閾値と比較する
ダイボンディング装置。 In claim 4,
The sensor is
Angular velocity in X-axis rotation direction, Y-axis rotation direction and Z-axis rotation direction,
Acceleration in the X, Y and Z directions,
Measure
The control unit
(B1) Extract the waveform of the vibration component from the difference between the measured acceleration waveform in the X and Y directions and the commanded acceleration waveform, and calculate the vibration displacement in the X direction and the vibration displacement in the Y direction,
(C1) calculating a combined waveform obtained by combining the calculated X-direction vibration displacement and Y-direction vibration displacement;
(C2) A die bonding apparatus for comparing the composite waveform with a threshold set based on the composite waveform measured and accumulated a plurality of times in advance.
(b)ダイが貼付されたダイシングテープを保持するウェハリングホルダを搬入する工程と、
(c)基板を準備搬入する工程と、
(d)ダイをピックアップする工程と、
(e)前記ピックアップしたダイを前記基板または既にボンディングされたダイの上にボンディングする工程と、
(f)前記センサによる測定結果を用いて異常診断を行う工程と、
を備え、
前記(f)工程は、前記(e)工程と並行して前記センサの測定結果に基づいて前記ボンディングヘッドの動作の振動の異常の有無を検出する半導体装置の製造方法。 (A) preparing a die bonding apparatus according to any one of claims 1 to 11;
(B) carrying in a wafer ring holder for holding a dicing tape to which a die is attached;
(C) preparing and loading a substrate;
(D) picking up the die;
(E) bonding the picked up die onto the substrate or the already bonded die;
(F) performing an abnormality diagnosis using a measurement result by the sensor;
Equipped with
The step (f) is a method of manufacturing a semiconductor device which detects the presence or absence of an abnormality in the operation of the bonding head based on the measurement result of the sensor in parallel with the step (e).
前記(d)工程は前記ダイシングテープ上のダイを前記ボンディングヘッドでピックアップし、
前記(e)工程は前記ボンディングヘッドで前記ピックアップしたダイを前記基板または既にボンディングされたダイの上にボンディングする半導体装置の製造方法。 In claim 12,
The step (d) picks up the die on the dicing tape with the bonding head,
The step (e) is a method of manufacturing a semiconductor device in which the die picked up by the bonding head is bonded onto the substrate or the die already bonded.
前記(d)工程は、
(d1)前記ダイシングテープ上のダイを前記ピックアップヘッドでピックアップする工程と、
(d2)前記ピックアップヘッドでピックアップしたダイを中間ステージに載置する工程、
を備え、
前記(e)工程は、
(e1)前記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ピックアップする工程と、
(e2)前記ボンディングヘッドでピックアップしたダイを前記基板に載置する工程と、
を備え、
前記(f)工程は、(d2)工程と並行して前記第二センサの測定結果に基づいて前記ピックアップヘッドの動作の振動の異常の有無を検出する半導体装置の製造方法。 In claim 12,
In the step (d),
(D1) picking up a die on the dicing tape with the pickup head;
(D2) placing a die picked up by the pickup head on an intermediate stage;
Equipped with
In the step (e),
(E1) picking up a die placed on the intermediate stage with a bonding head;
(E2) placing a die picked up by the bonding head on the substrate;
Equipped with
The step (f) is a method of manufacturing a semiconductor device that detects the presence or absence of an abnormal vibration of the operation of the pickup head based on the measurement result of the second sensor in parallel with the step (d2).
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