JP2019075446A - Semiconductor manufacturing device 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、コレット検査部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 is applicable to, for example, a die bonder including a collet inspection unit.
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(ダイシング工程)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半導体製造装置がダイボンダである。 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 step of dividing a die from a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) (dicing step) and a bonding step of mounting the divided die on a substrate. The semiconductor manufacturing apparatus used in the bonding process is 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、吸着孔を有し、エアを吸引して、ダイを吸着保持する保持具であり、ダイと同程度の大きさを有する。
このようなダイボンダでは、品種(ダイサイズ等)に応じてコレットを交換する、或いは、ダイの表面の傷や汚染を防止するために、ダイの表面に接触するコレットを一定使用ごとに交換する必要がある。コレット交換後は、適切な位置に適切な態勢でコレットを設置する必要がある(例えば、特許文献1)。
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 a holder that has suction holes, sucks air, and holds the die by suction, and has the same size as the die.
In such a die bonder, it is necessary to replace the collet depending on the kind (die size etc.) or to replace the collet in contact with the surface of the die for each constant use in order to prevent scratches and contamination on the surface of the die. There is. After exchanging the collet, it is necessary to install the collet in an appropriate position and in an appropriate position (e.g., Patent Document 1).
特許文献1ではコレットを備えたダイ移動手段(ピックアップヘッドやボンディングヘッド)の移動経路にコレットの複数の箇所が接触する突起を設け、コレットが接触した時の高さに基づきコレットの傾きを判定する。しかし、傾きは判別できるが、コレットの形状異常はわからない。
本開示の課題は、コレットの形状および取付け状態の確認が可能なコレット確認検査部を備える半導体製造装置を提供することである。
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。
In
An object of the present disclosure is to provide a semiconductor manufacturing apparatus including a collet confirmation inspection unit capable of confirming the shape and mounting state of a collet.
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、半導体製造装置は、コレットでダイを吸着しピックアップするヘッドと、前記コレットを確認および検査するコレット検査部と、前記ヘッドおよび前記コレット検査部を制御する制御装置と、を備える。前記コレット検査部は形状検出センサを備える。前記制御装置は、前記形状検出センサにより前記コレットの形状を読み取る。
The outline of typical ones of the present disclosure will be briefly described as follows.
That is, the semiconductor manufacturing apparatus includes a head that sucks and picks up a die with a collet, a collet inspection unit that checks and inspects the collet, and a control device that controls the head and the collet inspection unit. The collet inspection unit includes a shape detection sensor. The control device reads the shape of the collet by the shape detection sensor.
上記半導体製造装置によれば、コレットの形状および取付け状態の確認をすることができる。 According to the above-described semiconductor manufacturing apparatus, the shape and mounting state of the collet can be confirmed.
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 using the drawings. However, in the following description, the same components may be assigned the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted. Note that the drawings may be schematically represented as to the width, thickness, shape, etc. of each portion in comparison with the actual embodiment in order to clarify the description, but this is merely an example, and the interpretation of the present invention is not limited. 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 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
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
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と、コレット検査部90と、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、ボンディングステージBS上に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S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X方向に移動する。
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
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
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 die
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。ダイアタッチフィルム18は加熱することで硬化する。
The die
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
次に、コレットおよびコレットを保持するコレットホルダについて図5〜7を用いて説明する。図5〜7は図1のダイボンダで使用するコレットおよびコレットホルダを説明するための図である。図5はピックアップヘッド、コレットホルダおよびコレットの断面図である。図6はコレットホルダの上面図である。図7はコレットの下面図である。以下、ピックアップヘッド21のコレット22について説明するが、ボンディングヘッド41のコレット42も同様である。
Next, the collet and the collet holder for holding the collet will be described with reference to FIGS. 5-7 is a figure for demonstrating the collet and collet holder which are used by the die bonder of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the pickup head, the collet holder and the collet. FIG. 6 is a top view of the collet holder. FIG. 7 is a bottom view of the collet. Hereinafter, although the
コレットホルダ25は、中心にピックアップヘッド21の吸引孔21aに連通する吸引孔25aと、コレット22を固定する磁石25bと、を備える。コレットホルダ25は四辺の各中央付近に切り欠け(爪逃げ)251cを有し、コレット交換治具がコレットを把持できるようになっている。磁石25bによってコレット22を吸引してコレット22を取付けることができるように、コレットホルダ25の開口部は下方ほど広いテーパ状になっている。
The
コレット22は磁石にて固定できる様にシリコンゴム等の弾性体22aの裏面にステンレス鋼(SUS(磁性))22bを溶着し、4辺をコレットホルダ25に保持され、ダイDを吸着するために吸引孔251aに連通する複数の吸引孔221を備える。弾性体22aの表面にはダイDと接触して保持する保持部22cを有する。保持部22cは弾性体22aと一体的に形成され、ダイDと同程度の大きさである。
The
コレット22は、ウェハ11からダイDをピックアップする際、ダイDの表面に着地するが、その際、圧力を受ける。その後、コレット22によって吸着したダイDをピックアップヘッド21の移動により、中間ステージ31上に搬送する。この搬送されたダイDは、中間ステージ31上に着地する。コレット42は、中間ステージ31からダイDをピックアップし、コレット42によって吸着したダイDをボンディングヘッド41の移動により、基板S上に搬送する。この搬送されたダイDは、基板S上に着地し、ボンディングヘッド41から、鉛直方向に、接合のための荷重(数N〜数十N)を受ける。即ち、ダイボンダは、かかる工程を繰り返すことにより製品を量産する。
When picking up the die D from the
そのため、シリコンゴムなどで形成されたコレット22の弾性体22a等は、上述した工程を繰り返すことにより、徐々に変形し(所謂、つぶれる)、ある程度の生産量に達すると、交換することが必要となる。当該交換の際には、コレット単体で、又は、コレットホルダと一体で行うが、その際、新たに交換したコレットとコレットとの接合部、又は、ヘッドとホルダの接合部において、誤差(所謂、「ガタツキ」)が生じてしまう。
Therefore, the
ダイボンダでは、コレットは一定使用毎に交換する必要がある。また、コレット交換後は、適切な位置に適切な態勢でコレットを設置する必要がある。 In the die bonder, the collet needs to be replaced after every constant use. In addition, after replacing the collet, it is necessary to install the collet in an appropriate position and in an appropriate position.
次に、交換前や交換後にコレットを確認・検査するコレット検査部について図8〜10を用いて説明する。図8はコレット検査部を説明する図であり、図8(A)はコレットおよびコレット検査部の模式的側面図であり、図8(B)は指紋センサの模式的斜視図である。図9は図8の指紋センサを説明する図である。図10は図8の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図である。以下、ピックアップヘッド21のコレット22について説明するが、ボンディングヘッド41のコレット42も同様である。
Next, a collet inspection unit that confirms and inspects the collet before and after replacement will be described using FIGS. FIG. 8 is a view for explaining the collet inspection unit, FIG. 8 (A) is a schematic side view of the collet and the collet inspection unit, and FIG. 8 (B) is a schematic perspective view of the fingerprint sensor. FIG. 9 is a diagram for explaining the fingerprint sensor of FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the detection of the inclination of the collet by the fingerprint sensor of FIG. Hereinafter, although the
コレット検査部90は、形状検出センサである指紋センサ91と、支持板92と、検出回路93と、を備える。検出回路93はケーブル94を介して指紋センサ91と、を接続する。
The
一般的に、指紋センサは接触した部分の細かい凹凸まで検出可能であり、光学方式、静電容量方式、電界強度方式等がある。指紋は、指表面の凹凸で成り立っており、凸部は隆線、凹部は谷線と呼ばれる。平均的な指紋の凹凸は高さ約50μm、隆線の間隔は約400μmで、約50μm間隔で指紋を検出し電気信号に変換している。例えば、静電容量方式では、指紋の隆線や谷線の凹凸に応じて指とセンサの距離が変化し、静電容量も変化するという特性を利用する。 In general, the fingerprint sensor can detect even fine bumps and dips of the contacting portion, and there are an optical method, a capacitance method, an electric field strength method, and the like. The fingerprint is composed of irregularities on the surface of the finger, and the convex part is called a ridge and the concave part is called a valley. The average fingerprint unevenness is about 50 μm in height and about 400 μm between ridges, and the fingerprint is detected at about 50 μm intervals and converted into an electrical signal. For example, in the capacitance method, the characteristic is used that the distance between the finger and the sensor changes in accordance with the unevenness of the ridges and valleys of the fingerprint and the capacitance also changes.
実施例では指紋センサ91は指紋に代えてコレットの形状(外形サイズ、真空吸引孔および/または真空吸引溝のレイアウト、摩耗、異物付着)を検出する。指紋センサ91に例えば静電容量方式を用いる場合、図9に示すように、コレット22の保持部22cの表面と指紋センサ91のプレート内91a内の電極91bとの間の静電容量を検出して、コレットの形状を画像化する。指紋センサ91は静電容量方式以外の指紋センサを使用できることはいうまでもない。
In the embodiment, the
検出回路93はケーブル94から入力された信号を増幅器(不図示)で増幅し、A/D変換器(不図示)でデジタル信号に変換して信号処理回路(不図示)で処理する。
The
コレット22の保持部22cの表面に磨耗、異物付着がある場合、コレットの形状が異なったものとして検出される。
When the surface of the holding
指紋センサ91はコレットの形状の他に、取付け状態(傾き)の確認を行うことができる。例えば、図10に示すように、コレット22に傾きがある場合、コレット22の保持部22cの一部しか指紋センサ91に接触しないので、コレットの形状が異なったものとして検出される。
The
コレット22が指紋センサ91に接触する直前の速度は、コレット22が指紋センサ91から十分離れた位置を移動する際の速度と比べて、遅く移動できるようにする。これにより、コレット22が指紋センサ91に接触する直前は、コレット22が指紋センサ91に接触した際の衝突によるコレット22の損傷、指紋センサ91の損傷、Z駆動部に対する負担を顕現するメリットがあることに加えて、コレット22が指紋センサ91から十分離れた位置を移動する際は、コレット22が指紋センサ91に接触する直前の速度よりも早い速度で移動できることで、本件コレット22の位置の測定を迅速に実施できる利点がある。
The speed immediately before the
また、コレット22が指紋センサ91に接触する際は、一定の力、例えば1N以下の力で、接触を検出できるようになっている。これは、コレット22と指紋センサ91の接触を正確かつ高精度に検出できればよい。但し、接触の力が強すぎないことで、コレット22または指紋センサ91を破壊しないように構成できる。
Further, when the
コレット検査部90は中間ステージ部3(中間ステージ31の近辺)に配置しているが、中間ステージ31の上に設置してもよいし、中間ステージ部3の外部であってもボンディングヘッド41とピックアップヘッド21の双方がアクセスできる位置に設置してもよい。すなわち、ボンディングヘッド41とピックアップヘッド21のコレットの両方を確認検査することができる位置に配置すればよい。また、コレット検査部90は、ボンディングヘッド41とピックアップヘッド21の双方がアクセスできる位置に移動可能に設置し、ボンディングヘッド41とピックアップヘッド21のコレットの両方を確認検査することができるようにしてもよい。
The
次に、ボンディング動作について図11、12を用いて説明する。図11、12は図1のダイボンダにおけるボンディング方法の一例を示すフローチャートである。図11のフローチャートの端子Aは図12のフローチャートの端子Aに繋がり、図12のフローチャートの端子Bは図11のフローチャートの端子Bに繋がる。以下、ピックアップヘッド21のコレット22について説明するが、ボンディングヘッド41のコレット42も同様である。
Next, the bonding operation will be described with reference to FIGS. 11 and 12 are flowcharts showing an example of a bonding method in the die bonder of FIG. Terminal A of the flowchart of FIG. 11 is connected to terminal A of the flowchart of FIG. 12, and terminal B of the flowchart of FIG. 12 is connected to terminal B of the flowchart of FIG. Hereinafter, although the
まず、制御部8は、ボンディングの初期化を行う(ステップS1)。ここでは、制御部8は、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41の位置の初期化、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の位置の初期化等の初期化プロセスの一つとして、正しい位置におけるコレット22の形状を読み取り登録する。具体的には、制御部8はコレット22をコレット検査部90上へ移動し、指紋センサ91に接触させてコレット22の保持部22cの形状を読み取って制御部8内のメモリ等の記憶手段(不図示)に記憶する。
First, the
次に、制御部8は、ピックアップヘッド21でダイDをウェハ11からピックアップし、中間ステージ31に載置し、ボンディングヘッド41でダイDを中間ステージ31からピックアップし、基板S等に実装する実装動作を行う(ステップS2)。次に、制御部8は、実装動作を所定数実施したかを判断する(ステップS3)。制御部8は、所定数実施していれば処理を終了する。制御部8は、所定数実施していなければ、実施動作をコレット22の確認が必要な数または時間である確認設定値(装置生産数または装置稼働時間が所定値)を越えたかどうかを判断する(ステップS4)。ここで、コレット22の確認設定値とコレット42の確認設定値は異なっていてもよい。確認設定値を越えていなければ、ステップS2に戻り実装動作を行う。確認設定値を越えていれば、制御部8は、コレット22の保持部22cの消耗度等把握するため、コレットの照合を行なう。すなわち、制御部8は、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41により、コレット22をコレット検査部90へ移動させ(ステップS5)、コレット検査部90によりコレット22の保持部22cの形状を読み取る(ステップS6)。制御部8は、コレット22の保持部22cの形状がステップS1の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する(ステップS7)。YESの場合、ステップS2に戻り実装動作を行う。NOの場合、コレット22を交換する(ステップS8)。
Next, the
コレット22の交換は操作者が人為的に交換する手動でもよいし、コレット自動交換技術により交換をしてもよい。
The
次に、制御部8は、ピックアップヘッド21によりコレット検査部90上にコレット22を移動し接触させて(ステップS9)、コレット検査部90によりコレット22の形状を読み取る(ステップSA)。コレット22の形状がステップS1の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する(ステップSB)。YESの場合、ステップS2に戻り実装動作を行う。NOの場合、制御部8は異常を通知する(ステップSC)。この場合、例えば、制御部8はコレット画像を表示し、パターンが綺麗なコレットの形状の場合は、操作者がコレットの品種間違いと判断し、正しいコレットに手動または自動交換する。パターンがコレットの形状をしていない場合は、操作者がコレット傾き等の取付不良と判断し、コレット22をコレットホルダ25に手動または自動で再取付けする。
Next, 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13を用いて説明する。図13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 of manufacturing a semiconductor device using the die bonder according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing a method of 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を搬送レーン52に載置する。
Step S11: The
ステップS12:制御部8はウェハリング14に保持されたダイシングテープ16からダイDをピックアップする。
Step S12: The
ステップS13:制御部8はピックアップしたダイDを基板Sのパッケージエリア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。より具体的には、制御部8はダイシングテープ16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のパッケージエリアPにボンディングする。
Step S13: The
ステップS14:制御部8は基板搬送爪51で基板Sを基板搬出部7まで移動して基板搬出部7に基板Sを渡しダイボンダ10から基板Sを搬出する(基板アンローディング)。
Step S14: The
実施例では、光学方式指紋センサまたは静電容量式指紋センサ等の指紋センサを用いることにより、接触した部分の細かい凹凸まで検出可能で高精度にコレットの形状(磨耗、異物付着)や取付け状態(傾き)を検出することができる。また、指紋登録と同様にコレットの形状を容易に登録することができる。コレット自動交換で使用する複数の種類のコレットを指紋認識で登録し、自動交換後の確認を容易に行うことができる。コレットの異常による製品不良を未然に防止することができる。 In the embodiment, by using a fingerprint sensor such as an optical fingerprint sensor or a capacitive fingerprint sensor, it is possible to detect even the fine irregularities of the contacting portion and the shape of the collet (abrasion, foreign matter adhesion) and the attachment state (highly accurate) Slope) can be detected. Also, the shape of the collet can be easily registered as in fingerprint registration. A plurality of types of collets used in automatic collet exchange can be registered by fingerprint recognition, and confirmation after automatic exchange can be easily performed. It is possible to prevent in advance product defects due to collet abnormalities.
<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.
図14は変形例に係るコレット検査部を説明する図であり、図14(A)はコレットおよびコレット検査部の模式的側面図であり、図14(B)は指紋センサの模式的斜視図である。図15は図14の指紋センサよるコレットの傾きの検出を説明する図である。以下、ピックアップヘッド21のコレット22について説明するが、ボンディングヘッド41のコレット42も同様である。
FIG. 14 is a view for explaining a collet inspection unit according to a modification, FIG. 14 (A) is a schematic side view of the collet and the collet inspection unit, and FIG. 14 (B) is a schematic perspective view of a fingerprint sensor. is there. FIG. 15 is a diagram for explaining the detection of the inclination of the collet by the fingerprint sensor of FIG. Hereinafter, although the
コレット検査部90Aは、実施例のコレット検査部90の指紋センサ91、支持板92および検出回路93に加えて圧力センサ95a、95b、95cを備える。検出回路93Aはケーブル94を介して指紋センサ91と接続する他に、ケーブル97a、97b、97cおよび出力部96a、96b、96cを介して圧力センサ95a、95b、95cを接続する。圧力センサ95a、95b、95cは3点で指紋センサ91を支持する。
The
検出回路93Aは、実施例の検出回路93と同様にケーブル94から入力された信号を増幅して信号処理する他に、ケーブル97a、97b、97cから入力された信号を増幅器(不図示)で増幅し、A/D変換器(不図示)でデジタル信号に変換して信号処理回路(不図示)で処理する。
The
圧力センサ95a、95b、95cは、例えば、それぞれ、感圧素子であるピエゾ素子で構成さされる。
Each of the
即ち、上述した構成になるコレット検査部90Aによれば、何らかの原因でコレット22が傾斜した場合、3個の圧力センサ95a、95b、95cからの出力にアンバランスが生じる。そこで、これら3個の圧力センサ95a、95b、95cからの出力により、例えば、その重心点を求め、本来の(傾斜していない場合の)重心点からの外れた距離(乖離度)を求めることにより、コレット22の傾斜を、容易に、検出することが可能である。
That is, according to the
次に、ボンディング動作について図16、17を用いて説明する。図16、17は図1のダイボンダにおけるボンディング方法の他例を示すフローチャートである。図16のフローチャートの端子Aは図17のフローチャートの端子Aに繋がり、図17のフローチャートの端子Bは図16のフローチャートの端子Bに繋がる。以下、ピックアップヘッド21のコレット22について説明するが、ボンディングヘッド41のコレット42も同様である。
Next, the bonding operation will be described with reference to FIGS. 16 and 17 are flow charts showing another example of the bonding method in the die bonder of FIG. The terminal A of the flowchart of FIG. 16 is connected to the terminal A of the flowchart of FIG. 17, and the terminal B of the flowchart of FIG. 17 is connected to the terminal B of the flowchart of FIG. Hereinafter, although the
ステップS1〜S5は図11の実施例と同様である。 Steps S1 to S5 are the same as in the embodiment of FIG.
制御部8は、コレット22の消耗度等把握するため、コレットの照合を行なう。すなわち、制御部8は、ピックアップヘッド21、ボンディングヘッド41により、コレット22をコレット検査部90へ移動させ(ステップS5)、コレット検査部90によりコレット22の高さ・形状を読み取る(ステップS6A)。
The
制御部8は、コレット22の保持部22cのコレット高さまたは高さのバラツキは所定値を超えているかどうかを判断する(ステップS7A)。NOの場合、ステップS7に移り、YESの場合、ステップS8に移る。
The
ステップS7では、制御部8は、コレット22の保持部22cの形状がステップS1の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する。YESの場合、ステップS2に戻り実装動作を行う。NOの場合、ステップS8に移る。
In step S7, the
ステップS8では、コレット22を交換する。コレット22の交換は操作者が人為的に交換する手動でもよいし、コレット自動交換技術により交換をしてもよい。
In step S8, the
次に、制御部8は、ピックアップヘッド21によりコレット検査部90上にコレット22を移動し接触させて(ステップS9)、コレット検査部90によりコレット22の保持部22cの高さ・形状を読み取る(ステップSAA)。
Next, the
制御部8は、コレット22の保持部22cのコレット高さまたは高さのバラツキは所定値を超えているかどうかを判断する(ステップSBA)。第一所定値以下の場合、ステップSBに移り、第一所定値超えているが第二所定値以下の場合、ステップSDに移り、第二所定値を越えている場合、ステップS8に戻り、コレット22を再取付する。
The
ステップSDでは、制御部8は、高さのバラツキに基づいて、ピックアップヘッド21を動かしてコレット22の傾きを調整する。
In step SD, the
ステップSBでは、制御部8は、コレット22の形状がステップS1の初期化で事前に登録した形状かどうかを判断する(ステップSB)。YESの場合、ステップS2に戻り実装動作を行う。NOの場合、制御部8はコレットの品種間違いと判断し、ステップS8に戻り正しいコレットに交換する。
In step SB, the
変形例では、指紋センサ91の下に複数の圧力センサを組込んで、コレットの形状(外形サイズ、真空吸引孔および/または真空吸引溝のレイアウト、摩耗、異物付着)と共に、コレットの取付け状態(傾き角度、高さ)を確認する。これにより、コレットの異常に関する要素(取付け位置、傾き、磨耗、異物付着)等の全てが1度に検出することができる。傾き角度が所定値以下である場合、コレットの傾きをヘッドで調整し、傾き角度が所定値超である場合、コレットを再取付することで、コレットの交換およびその確認も自動で行うことができる。コレットの消耗度を自動的に把握し、更にはコレット自動交換機能を付加することで一連の動作が全て自動になることで、人件費のコスト削減、ヒューマンエラー低減による品質向上を図ることが可能となる。
In the modification, a plurality of pressure sensors are incorporated under the
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施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。 Although the invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified.
例えば、実施例では、コレット22は弾性体22a、ステンレス鋼22bおよび保持部22cで構成される例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、弾性体のみで構成されるものであってもよい。また、実施例では、コレットには吸引孔を有する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、吸引溝を有するものであってもよい。
For example, in the embodiment, an example in which the
また、実施例では、形状検出センサとして指紋センサを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、複数のセンサをコレットの表面の凹凸等の形状の検査に必要なピッチで格子状や千鳥状の2次元に設置したパネル状またはシート状のセンサであればよい。 In the embodiment, although an example using a fingerprint sensor as a shape detection sensor has been described, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of sensors may be used to inspect a shape such as unevenness on the surface of a collet The sensor may be a panel-like or sheet-like sensor installed in a two-dimensional lattice or zigzag shape.
また、変形例では、圧力センサを用いたが、感圧シートや変位センサであってもよい。また、変形例では圧力センサを3つ備えている例を説明したが、これに限定ものではなく、例えば4つ以上であってもよい。 Moreover, although the pressure sensor was used in the modification, a pressure-sensitive sheet or a displacement sensor may be used. Moreover, although the example which provided three pressure sensors was demonstrated in the modification, it is not limited to this, For example, four or more may be sufficient.
また、指紋センサ(プレート)の表面を自動で清掃するようにしてもよい。 In addition, the surface of the fingerprint sensor (plate) may be cleaned automatically.
また、ピックアップ部とアライメント部とボンディング部を含む実装部及び搬送レーンを複数組備えたダイボンダであってもよいし、ピックアップ部とアライメント部とボンディング部を含む実装部を複数組備え、搬送レーンは一つ備えてもよい。 In addition, it may be a die bonder including a plurality of sets of mounting units including a pickup unit, an alignment unit, and a bonding unit, and a transfer lane, or a plurality of sets of mounting units including a pickup unit, an alignment unit, and a bonding unit. One may be provided.
また、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。 Moreover, although the example using a die attach film was demonstrated in the Example, it is not necessary to provide the preform part which apply | coats an adhesive agent to a board | substrate, and to use a die attach film.
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 picks up the die from the die supply unit by the pick-up head and places it on the intermediate stage and bonds the die placed on the intermediate stage to the substrate by the bonding head. However, the present invention is applicable to a semiconductor manufacturing apparatus that picks up a die from a die supply unit.
For example, the present invention is also applicable to a die bonder in which the die of the die supply unit is bonded to a substrate by a bonding head without an intermediate stage and a pickup head.
Further, the present invention is applicable to a flip chip bonder which has no intermediate stage, picks up the die from the die supply unit, rotates the die pick up head and transfers the die to the bonding head and bonds it to the substrate with the bonding head.
Further, the present invention is applicable to a die sorter in which there is no intermediate stage and no bonding head, and a die picked up by a pickup head from a die supply unit is placed on a tray or the like.
10・・・ダイボンダ
1・・・ダイ供給部
2・・・ピックアップ部
21・・・ピックアップヘッド
22・・・コレット
25・・・コレットホルダ
3・・・アライメント部
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
5・・・搬送部
51・・・基板搬送爪
8・・・制御装置
90・・・コレット検査部
91・・・指紋センサ
92・・・支持板
93・・・検出回路
94・・・ケーブル
D・・・ダイ
S・・・基板
P・・・パッケージエリア
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記コレットを確認および検査するコレット検査部と、
前記ヘッドおよび前記コレット検査部を制御する制御装置と、
を備え、
前記コレット検査部は形状検出センサを備え、
前記制御装置は、前記形状検出センサにより前記コレットの形状を読み取る半導体製造装置。 With a head that sucks and picks up the die with the collet,
A collet inspection unit for confirming and inspecting the collet;
A control device that controls the head and the collet inspection unit;
Equipped with
The collet inspection unit includes a shape detection sensor,
The control device reads the shape of the collet by the shape detection sensor.
前記制御装置は、前記形状検出センサにより予め所定の位置におけるコレットの形状を読み取って記憶したデータと、検査時に前記形状検出センサにより前記コレットの形状を読み取ったデータとを比較し、前記コレットの異常を検出する半導体製造装置。 In claim 1,
The control device compares data stored by reading the shape of the collet at a predetermined position by the shape detection sensor in advance with data obtained by reading the shape of the collet by the shape detection sensor at the time of inspection, and the abnormality of the collet Semiconductor manufacturing equipment to detect
前記コレットの異常は、コレットの摩耗、異物付着、傾きまたは品種間違いである半導体製造装置。 In claim 2,
The semiconductor manufacturing apparatus in which the abnormality of the said collet is wear of a collet, foreign material adhesion, inclination, or a form error.
前記制御装置が前記コレットの異常を検出した場合、前記コレットを交換する半導体製造装置。 In claim 3,
The semiconductor manufacturing apparatus which replaces | exchanges the said collet, when the said control apparatus detects the abnormality of the said collet.
前記コレット検査部は、さらに、前記形状検出センサの下に前記コレットの高さまたは高さのバラツキを検出するセンサを少なくとも3つ有する半導体製造装置。 In claim 2,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the collet inspection unit further includes at least three sensors for detecting height or variations in height of the collet under the shape detection sensor.
前記制御装置は、前記コレットの高さのバラツキが第一所定値以下である場合、前記コレットの取付けは正常と判断し、前記コレットの高さのバラツキが前記第一所定値より大きくかつ第二所定値以下である場合、前記コレットの傾き調整要と判断し、前記コレットの高さのバラツキが前記第二所定値より大きい場合、前記コレットの取付けは異常と判断する半導体製造装置。 In claim 5,
When the variation in height of the collet is equal to or less than a first predetermined value, the control device determines that the attachment of the collet is normal, and the variation in height of the collet is larger than the first predetermined value and the second The semiconductor manufacturing apparatus determines that it is necessary to adjust the inclination of the collet when it is equal to or less than a predetermined value, and determines that the attachment of the collet is abnormal when the variation in height of the collet is larger than the second predetermined value.
前記センサは、圧力センサ、感圧シートまたは変位センサである半導体製造装置。 In claim 6,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the sensor is a pressure sensor, a pressure-sensitive sheet or a displacement sensor.
前記形状検出センサは指紋センサである半導体製造装置。 In claim 1,
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the shape detection sensor is a fingerprint sensor.
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を有するダイ供給部と、
前記ダイシングテープに貼付されたダイをピックアップするピックアップヘッドと、
前記ピックアップヘッドでピックアップした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ピックアップした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するボンディングヘッドと、
を備え、
前記ヘッドは、前記ピックアップヘッドおよび前記ボンディングヘッドの少なくともいずれか一方である半導体製造装置。 In claim 1, further,
A die supply unit having a wafer ring for holding a dicing tape to which a die is attached;
A pickup head for picking up a die attached to the dicing tape;
An intermediate stage on which a die picked up by the pickup head is placed;
A bonding head for bonding a die picked up from the intermediate stage onto a substrate or a die already bonded;
Equipped with
The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the head is at least one of the pickup head and the bonding head.
前記コレット検査部は、前記ピックアップヘッドと前記ボンディングヘッドの両方の移動範囲内に位置し、
前記制御装置は、前記ピックアップヘッドおよび前記ボンディングヘッドを前記コレット検査部に移動させ、前記ピックアップヘッドのコレットおよび前記ボンディングヘッドのコレットを検査する半導体製造装置。 In claim 9,
The collet inspection unit is located within the movement range of both the pickup head and the bonding head.
The control device moves the pickup head and the bonding head to the collet inspection unit, and inspects a collet of the pickup head and a collet of the bonding head.
(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、
を備える、
半導体装置の製造方法。 (A) preparing a semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 10;
(B) carrying in a wafer ring 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;
Equipped with
Semiconductor device manufacturing method.
前記(d)工程は前記ダイシングテープに貼付されたダイを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 11,
In the step (d), a die attached to the dicing tape is picked up by a bonding head,
The step (e) bonds a die picked up by the bonding head onto the substrate or a die already bonded.
Semiconductor device manufacturing method.
前記(d)工程は、
(d1)前記ダイシングテープに貼付されたダイを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、
を有し、
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、
を備える、
半導体装置の製造方法。 In claim 11,
In the step (d),
(D1) picking up the die attached to the dicing tape with a pick-up head;
(D2) placing a die picked up by the pickup head on an intermediate stage;
Have
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
Semiconductor device manufacturing method.
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
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