JP5789389B2 - ダイボンダ及び半導体製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、1つのシリンジで塗布する場合には、塗布面積が大きい場合には時間がかかる。また、複数のシリンジで塗布する場合には、それぞれのシリンジの違い(圧力さ、ペースト量、等)により、流動性材料を同一の塗布量にすることが難しく、塗布むらや断線が発生し易い。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、複数のシリンジで塗布作業を短時間とし、かつ、塗布形状が安定したダイボンダ及び半導体製造方法を提供することにある。
また本発明では、複数のシリンジでそれぞれ異なるサブパターンで描画を行い、当該サブパターンを組み合わせて1つのパターン(塗布パターン)を形成する。また本発明では、塗布パターンの交差部分でサブパターンが交差しないペースト塗布方法である。
複数シリンジで別々の異なるサブパターンの描画を分担することで、他のシリンジと同じ塗布量、同じ塗布形状である必要性を低減することができる。
また、複数のシリンジで塗布(描画)処理動作を並列処理でき、高速描画可能となり、生産性が向上する。
さらに、複数のシリンジでも、交差部分の存在する描画パターンに対応でき、描画塗布を並列処理して高速描画可能となるので、生産性が向上する。
本書では、まず図1Aによってペースト塗布装置の概略構成を説明し、図1Bによって本発明に使用するペースト塗布装置について説明する。
100と100’は本発明のペースト塗布装置、1は架台、2はZ軸テーブル支持架台、3はX軸移動テーブル、4はX軸サーボモータ、5はY軸移動テーブル、6はY軸サーボモータ、7は基板保持機構、8はθ軸移動テーブル、9は基板、10はZ軸移動テーブル支持ブラケット、11はZ軸移動テーブル、11aは支持ベース、12はZ軸サーボモータ、13は流動性材料(ペースト)を収納するシリンジ、14はノズル支持具、15は画像認識カメラ、16は距離計、17は主制御部、18は副制御部、18aはハードディスク、18bはDVD、19はモニタ、20はキーボード、21は配線、26はZ軸テーブル指示架台をY軸方向に移動するためのガイドレールである。ペースト塗布装置100’は、1つのシリンジ13を有するタイプである。複数のシリンジで塗布作業を行うには、複数個のペースト塗布装置100’を用意して行う。
例えば、Z軸テーブル支持架台2がガイドレール26上でY軸方向に移動するようにし、Z軸テーブル支持架台2にX軸方向移動用のガイドレール(図示しない)を設け、Z軸移動テーブル支持ブラケット10をガイドレールに沿って移動するようにしてX軸方向に移動しても良い。なお、駆動部についての図示も周知であり、省略する。
なお、Z軸テーブル支持架台2、Z軸移動テーブル支持ブラケット10、Z軸移動テーブル11、支持ベース11a、Z軸サーボモータ12、シリンジ13、ノズル13a、ノズル支持具14、画像認識カメラ15、および距離計16に関しての説明は、1組として説明するが、2組がそれぞれ個々に動作可能である。
なお、ペースト塗布装置100、100’は、各軸を駆動するモータにサーボモータを使用したが、DCモータ、リニアモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータ等を使用することもできる。
ダイボンダ210は大別してウェハ供給部201と、基板供給・搬送部202と、ダイボンディング部203と、これ等を制御する制御部(図示なし)とを有する。
ウェハ供給部201は、ウェハカセットリフタ211とウエハホルダ212とを有する。ウェハカセットリフタ211は、ウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず)を有し,順次ウェハリングをウエハホルダ212に供給する。ウエハホルダ212は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
基板供給・搬送部202はスタックローダ221と、フレームフィーダ222と、アンローダ223とを有する。スタックローダ221は、ダイを接着する基板(例えば、リードフレーム)をフレームフィーダ222に供給する。フレームフィーダ222は、基板をフレームフィーダ222上の2箇所の処理位置を介してアンローダ223に搬送する。アンローダ223は、搬送された基板を保管する。
ダイボンディング部203はプリフォーム部231と、ボンディングヘッド部232とを有する。プリフォーム部231は、フレームフィーダ222により搬送されてきた基板にダイ接着剤を塗布する。プリフォーム部231には、シリンジ13を独立してX方向、Y方向、Z方向及びθ方向に移動及び回転させるプリフォームヘッド231aを有する。X方向、Y方向、Z方向への移動とθ方向への回転は、リニアモータ、サーボモータ、DCモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータなどを用いことができる。ここでは、X方向、Y方向、Z方向及びθ方向に移動にはリニアモータを使用し、θ方向への回転にはサーボモータを使用する場合について説明する。
プリフォームヘッド231aには2つのシリンジ13があって、2つのシリンジ13はそれぞれ独立に駆動することができる。プリフォームヘッド231aはモータコントローラ17b(図2)によって、2つのシリンジ13を図5、図7〜図11に示す塗布方法で塗布できるように、X方向、Y方向、Z方向に移動する各リニアモータ及びθ方向に回転するサーボモータを制御する。
ボンディングヘッド部232は、ウエハホルダ212からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ222上のボンディング位置まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部232は、ボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングする。
図3において、まず、電源を投入すると、ステップS100では、ペースト塗布装置の初期設定が実行される。
この基板予備位置決め処理では、基板保持機構7に搭載された基板9の位置決め用マークを画像認識カメラ15で撮影し、その撮影画像から位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて、基板9のθ軸方向での傾きを検出し、これに応じてサーボモータ8aを駆動し、このθ軸方向の傾きも補正する。
なお、シリンジ13内の流動性材料の残り量(内容量)が少ない場合には、次のペースト塗布作業の途中で流動性材料の途切れがないようにするために、前もってシリンジ13をノズル13aとともに交換する。シリンジ13やノズル13aを交換した場合には、X、Y軸面での位置ずれが生ずることがある。この位置ずれをなくすために、基板9でのパターンを形成しない領域で交換した新たなノズル13aを用いて十字マークの描画を行ない、この十字マークを画像認識カメラ15で撮影して、その撮影画像から十字マークの交点の重心位置を画像処理で求める。そして、この重心位置と基板9上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出し、その算出結果をノズル13aの流動性材料吐出口の位置ずれ量(dx,dy)として、マイクロコンピュータ17aに内蔵のRAMに格納する。これにより、基板予備位置決め処理(ステップS400)を終了する。
ノズル13aの位置ずれ量(dx,dy)は、後に行なうパターンの塗布描画動作時、ノズル13aの位置ずれを補正するために用いるものである。
このパターン描画処理では、塗布開始位置にノズル13aの流動性材料吐出口を位置付けるために、基板9を移動させ、ノズル13aの位置の比較および調整移動を行なう。このために、まず、先の基板予備位置決め処理(ステップS400)で得られてマイクロコンピュータ17aのRAMに格納されたノズル13aの位置ずれ量(dx,dy)が、予め設定されたノズル13aの位置ずれ量の許容範囲(△X,△Y)にあるか否かの判断を行なう。
位置ずれ量(dx,dy)がこの許容範囲内(△X≧dxおよび△Y≧dy)にあれば、そのままとし、許容範囲外(△X<dxまたは△Y<dy)であれば、この位置ずれ量(dx,dy)を基に、基板9を移動させることにより、ノズル13aの流動性材料吐出口と基板9の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル13aを所望位置に位置決めする。
ステップS600では、全ての基板について、塗布作業が終了したか否かを判定する。否であればステップS200に戻る。また、全ての基板について塗布作業が終了した場合には、装置の電源をオフする。
なお、シリンジのノズルの先端部のペースト吐出口から流動性材料が吐出され、基板に所望のパターンが塗布描画されることを、以下、シリンジでパターンを描画塗布するとして説明する。
しかし、パターン403の描画塗布には、液面h0とペースト残量が多いシリンジを用いており、パターン423の描画塗布には、液面h2と流動性材料の残量が少ないシリンジを用いているため、パターン403は塗布量が多く、パターン423は塗布量が少なくなる。
同様に、図5(b)に示すように、図5(a)と同一のパターンを描画塗布しようとする。この場合、シリンジ502で、矢印531に沿って一方のサブパターンを描画塗布し、シリンジ503で矢印521、次に矢印522に沿って他方のサブパターンを描画塗布する。この結果、領域501内に描画塗布されたパターン504とほぼ同一の塗布量のパターン524が領域521内に形成される。
しかし、サブパターン603の描画塗布時には、すでに、サブパターン602が形成されているため、図6(c)に示すように、交差部分または交差後に断線644が発生し、塗布描画されたサブパターンが、サブパターン642と642’とに分離する。
この結果、図7(c)に示すように、サブパターン703の描画塗布時には、断線が発生しない。
図10(b)に示すように、矢印111、112、および113のサブパターンを組み合わせることで、パターン101’が形成される。また、図10(c)に示すように、矢印121、122、および123のサブパターンを組み合わせることで、パターン101’’が形成される。
この結果、本発明の一実施例では、それぞれのサブパターンの交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、出来上がったパターン101(101’、101’’)では断線が発生しない。
ノズル径に代わって、2つのシリンジ間で接着剤を塗布する際の圧力を変えて、異なる塗布量を塗布するようにしてもよい。
なお、図7および図8の実施例において、経路71と、経路72および73を同一のシリンジで描画塗布しても良い。また、経路81と、経路82を同一のシリンジで描画塗布しても良い。
また、本発明によれば、描画経路の交差部分で交差をしないようにすることで、パターンの断線が発生せず、塗布量および形状が安定的に供給可能なペースト塗布方法を提供することができる。
さらに、複数のシリンジで描画塗布することで、生産性が向上する。
また、それぞれのシリンジで別々のパターンを描画塗布することになるので、ノズル径、圧力、速度を、それぞれ別々に設定することができ、描画塗布の自由度が増大する。例えば、1つのシリンジを基板の凹凸などの穴埋めに使用することも可能となる。また、例えば、複雑な形状の塗布パターンを実現することができる。
Claims (4)
- X軸およびY軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成し、前記基板にダイをボンディングする半導体製造方法であって、
複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して1つのパターンを形成し、
前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しない
ことを特徴とする半導体製造方法。 - 請求項1記載の半導体製造方法において、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状の経路とすることを特徴とする半導体製造方法。
- ダイがボンディングされる基板に接着剤を塗布する複数のシリンジと前記複数のシリンジを駆動する駆動機構とを有するプリフォーム機構と、
前記駆動機構を個別に駆動することができ、前記複数のシリンジが複数の異なる塗布パターンで前記接着剤を塗布するように制御する制御部と、
接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングするボンディングヘッド部と、
を有し、
前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しないようにするダイボンダ。 - 請求項3のダイボンダにおいて、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状の経路とすることを特徴とするダイボンダ。
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