JP6694404B2 - ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
すなわち、ダイボンディング装置は、被駆動体を駆動し実位置をエンコード信号として出力するモータと、前記モータを制御し前記被駆動体を目標位置に制御してダイを基板に実装するモータ制御装置と、を備える。前記モータ制御装置は、加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の理想的な指令波形を生成する理想波形生成部と、前記理想的な指令波形を読み出し、目標指令位置、並びに、加加速度微分値、加加速度、加速度、速度、および位置の指令波形を再生成し、再生成された速度の指令波形を出力する指令波形生成部と、前記再生成された速度の指令波形をアナログデータに変換するDACと、を備える。
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。
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。
まず、以下のように、加加速度微分値波形の幅(K)を算出する。
TN>(TC×n)から、加加速度微分値加算波形の形状を固定するため、nは16の倍数とする。
即ち、TN>(TC×16×K)とし、加加速度微分値波形の幅(K)は、
K<(TN/(TC×16))とする。
次に、以下の式から、加加速度微分値加算波形の大きさ(ΔJC)を算出する。
ΔJC=(1/16)×(P/K3×TC3)
{手順(3)}
次に、加加速度微分値加算波形(ΔC1〜ΔCn)を生成する。
偏差量を補償するための加加速度微分値加算波形(ΔC1〜ΔCn)は、下記のようになる。なお、ここで、xは、1〜nのx番目の波形を意味する。
x/K≦1の時、ΔCx=ΔJC
x/K≦2の時、ΔCx=0
x/K≦3の時、ΔCx=−ΔJC
x/K≦4の時、ΔCx=0
x/K≦5の時、ΔCx=−ΔJC
x/K≦6の時、ΔCx=0
x/K≦7の時、ΔCx=ΔJC
x/K≦8の時、ΔCx=0
x/K≦9の時、ΔCx=−ΔJC
x/K≦10の時、ΔCx=0
x/K≦11の時、ΔCx=ΔJC
x/K≦12の時、ΔCx=0
x/K≦13の時、ΔCx=−ΔJC
x/K≦14の時、ΔCx=0
x/K≦15の時、ΔCx=−ΔJC
x/K≦16の時、ΔCx=0
例えば、K=1の場合には、加加速度微分値加算波形(ΔC1〜ΔCn)は、以下のようになる。
ΔC1〜ΔCn={ΔJC,0,−ΔJC,0,−ΔJC,0,ΔJC,0,−ΔJC,0,ΔJC,0,ΔJC,0,−ΔJC,0}
即ち、ΔC1=ΔJC、ΔC2=0、ΔC3=−ΔJC、ΔC4=0、ΔC5=−ΔJC、ΔC6=0、ΔC7=ΔJC、ΔC8=0、ΔC9=−ΔJC、ΔC10=0、ΔC11=ΔJC、ΔC12=0、ΔC13=ΔJC、ΔC14=0、ΔC15=−ΔJC、ΔC16=0である。
加加速度微分値制限部428は、再生成された指令加加速度微分値波形(ΔJD”1〜ΔJD”n)が上限(または下限)を超えないかどうかについて図16を用いて確認する。図16において、加加速度微分値上限(ΔJmax)および加加速度微分値下限(−ΔJmax)はあらかじめ定められている。
ステップS601では、エンコーダカウント値から現在の実位置(PA0)を取得する。
ステップS602では、実位置(PA0)と現在の指令位置(PD’0)から偏差量(Perr)を算出する。
ステップS603では、指令出力周期n回で、偏差量(Perr)が将来的に“0”になるような加加速度微分値加算波形(ΔC1〜ΔCn)を生成する。
ステップS605では、再生成した指令加加速度微分値波形(ΔJD”1〜ΔJD”n)を指令加加速度波形(JD’1〜JD’n)に加算して、指令出力周期n回分の全ての指令加加速度波形(JD”1〜JD”n)を再生成する。
ステップS606では、指令出力周期1回分手前からの指令加速度波形(AD’0〜AD’n−1)と再生成した指令加加速度波形(JD”1〜JD”n)から、指令出力周期n回分の全ての指令加速度波形(AD”1〜AD”n)を再生成する。
ステップS607では、指令加速度波形(AD”1〜AD”n)の再生成(ステップS606)と同様な方法で指令速度波形(VD”1〜VD”n)を再生成する。
ステップS608では、指令加速度波形(AD”1〜AD”n)の再生成(ステップS606)、または指令速度波形(VD”1〜VD”n)の再生成(ステップS607)と同様な方法で指令位置波形(PD”1〜PD”n)を再生成する。
ステップS610では、再生成した加加速度波形(JD”1〜JD”n)が上限(Jmax)未満か否かを確認する。上限(Jmax)を超える場合にはステップS614に処理を移行し、上限未満の場合にはステップS611に処理を移行する。
ステップS611では、再生成した加速度波形(AD”1〜AD”n)が上限(Amax)未満か否かを確認する。上限(Amax)を超える場合にはステップS614に処理を移行し、上限未満の場合にはステップS612に処理を移行する。
ステップS612では、再生成した速度波形(VD”1〜VD”n)が上限(Vmax)未満か否かを確認する。上限(Vmax)を超える場合にはステップS614に処理を移行し、上限未満の場合にはステップS613に処理を移行する。
ステップS615では、次回の速度指令値(VD”1〜VD”n)をDAC312から出力させ、図17,18の処理を終了し、次の指令出力周期タイミングの動作に移行する。
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。
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。
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。
図21は変形例1に係る指令波形入出力部と指令波形再生成処理部の構成を示すブロック図である。
上記実施例では、指令波形復元部42Cが前回の指令波形を復元したが、図21に示すように、変形例1では、指令波形再生成処理部420がNG情報を出力し、指令波形入出力部410がNG情報に応じて、保存していた前回の指令波形を現在の指令波形として復元するようにしても良い。
実施例では回転するモータ(サーボモータ)について説明したが、回転するモータ以外のリニアモータにも適用することができる。具体的には、図4において、サーボモータ130をリニアモータに置き換える(以下、変形例2に係るモータ制御装置という。)。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、リニアモータから入力されるエンコーダ信号に応じて、リニアモータの移動速度を制御する。
更に、エンコーダカウンタ機能を有するモータなどモータ全般にも適用することが可能である。
例えば、実施例では、指令波形入出力部は、速度指令値を出力してモータを制御していた。しかし、速度指令値の代わりに加速度指令値を出力してモータを制御しても良い。その結果、位置の制御だけでなく、荷重制御も可能となる。
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。
Claims (11)
- 被駆動体を駆動し実位置をエンコーダ信号として出力するモータと、
前記モータを制御し前記被駆動体を目標位置に制御してダイを基板に実装するモータ制御装置と、
を備え、
前記モータ制御装置は、
加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の理想的な指令波形を生成する理想波形生成部と、
前記理想的な指令波形を読み出し、目標指令位置、並びに、加加速度微分値、加加速度、加速度、速度、および位置の指令波形を再生成し、再生成された速度の指令波形を出力する指令波形生成部と、
前記再生成された速度の指令波形をアナログデータに変換するDACと、
を備え、
前記理想波形生成部は、
加加速度、加速度、速度および位置の目標値から加加速度、加速度、速度および位置の第一の指令波形を順次積分して生成する第一波形生成部と、
一定の時間を定め、範囲をずらしながら平均をとっていく移動平均法によって前記第一波形生成部で生成された位置の第一指令波形から位置の理想的な指令波形を生成する移動平均処理部と、
前記位置の理想的な指令波形から順次微分して速度、加速度、加加速度および加加速度微分値の理想的な指令波形を生成する第二波形生成部と、
を備え、
前記指令波形生成部は、
前記エンコーダ信号による実位置と前記目標指令位置とに基づいて加加速度微分値の加算波形を生成し、前記生成された加加速度微分値の加算波形を前回の指令出力タイミングで再生成された加加速度微分値の指令波形に加算して、加加速度微分値の指令波形を再生成し、さらに加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を再生成する指令波形再生成処理部と、
前記生成された位置、速度、加速度、加加速度および加加速度微分値の理想的な指令波形と、前記再生成された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形と、を保存する指令波形入出力部と、
を備えるダイボンディング装置。 - 請求項1において、
前記指令波形生成部は、
前記再生成された加加速度微分値の指令波形を前回の指令出力タイミングで再生成された加加速度の指令波形に加算して、加加速度の指令波形を再生成し、
前記再生成された加加速度の指令波形を前回の指令出力タイミングで再生成された加速度の指令波形に加算して、加速度の指令波形を再生成し、
前記再生成された加速度の指令波形を前回の指令出力タイミングで再生成された速度の指令波形に加算して、速度の指令波形を再生成し、
前記再生成された速度の指令波形を前回の指令出力タイミングで再生成された位置の指令波形に加算して、位置の指令波形を再生成するダイボンディング装置。 - 請求項2において、
前記指令波形再生成処理部は、前記エンコーダ信号による実位置と前記目標指令位置との差である偏差量から加加速度微分値の加算波形を生成する加加速度微分値加算波形生成部を有するダイボンディング装置。 - 請求項3において、
前記指令波形再生成処理部は、さらに、加加速度微分値制限部を有し、
前記加加速度微分値制限部は、前記再生成された加加速度微分値の指令波形が、所定の加加速度微分値上限値超または加加速度微分値下限値未満の場合にNG情報を前記指令波形入出力部に出力し、
前記指令波形入出力部は、前記NG情報が入力された場合には、
前記前回の指令出力タイミングで再生成された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を復元し、
復元された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を、再生成した加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形とし、再生成された速度の指令波形を前記DACに出力するダイボンディング装置。 - 請求項3において、
前記指令波形再生成処理部は、さらに、
前記再生成された加加速度微分値の指令波形が、所定の加加速度微分値上限値超または加加速度微分値下限値未満の場合にNG情報を出力する加加速度微分値制限部と、
前記NG情報が入力された場合には、前記前回の指令出力タイミングで再生成された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を復元し前記指令波形入出力部に出力する指令波形復元部と、
を備え、
前記指令波形入出力部は、復元された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を、再生成した加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形とし、再生成された速度の指令波形を前記DACに出力するダイボンディング装置。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記指令波形生成部は、再生成された加加速度微分値、加加速度、加速度、速度および位置の指令波形を新たな指令波形として保存するダイボンディング装置。 - 請求項1において、
前記モータはサーボモータであるダイボンディング装置。 - 請求項1において、
前記被駆動体はボンディングヘッドおよびピックアップヘッドのうちの少なくとも一つであるダイボンディング装置。 - (a)請求項1乃至5のいずれかのダイボンディング装置を準備する工程と、
(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、
を備える半導体装置の製造方法。 - 請求項9において、
前記(d)工程は前記ダイシングテープ上のダイを前記被駆動体である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。 - 請求項9において、
前記(d)工程は、
(d1)前記ダイシングテープ上のダイを前記被駆動体である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前記被駆動体である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。
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