JP7128697B2 - 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
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。
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。
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。
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。
ダイボンダなどのダイボンディング装置は、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の品質を安定させることが求められている。特にボンディングヘッドは、生産性向上のために高速に動作させているため、振動によってボンディング精度を悪化させてしまうリスクがある。
しかしながら、現状では、ボンディング精度向上のためには動作速度や加速度を遅くするなど生産性を落とす以外に手段がないという問題があった。
本開示の課題は、ボンディングヘッド動作時の振動を低減することを可能とす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。
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。
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、ダイ供給部から供給されたダイを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、ボンディング部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、前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成する逆位相加算波形算出部と、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する振動抑制用指令波形生成部と、を備える。
すなわち、ダイボンディング装置は、ダイ供給部から供給されたダイを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、ボンディング部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、前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成する逆位相加算波形算出部と、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する振動抑制用指令波形生成部と、を備える。
上記ダイボンディング装置によれば、振動を低減することができる。
実施形態では、事前に取り込んだ動作中のボンディングヘッド振動波形を逆位相にして各モータ軸の指令波形に加算することで、ボンディングヘッド動作時に振動を低減させ、生産性を維持したままボンディング精度の向上を可能とする。
以下、実施例について、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、逆位相加算波形算出部２１４と、振動抑制用指令波形生成部２１５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。
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。
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。
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）を振動抑制用指令波形生成部２１５に出力する。
指令波形生成部２１２は、振動抑制用指令波形生成部２１５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に対して振動抑制された指令位置）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。詳しくは、特許文献１または２に記載される指令波形生成部で構成される。
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。
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。
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。
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。
逆位相加算波形算出部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、振動成分を抽出し、逆位相加算波形を算出する。
振動抑制用指令波形生成部２１５は逆位相加算波形算出部２１４で算出された振動抑制用の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する。
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。
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軸方向加速度（Ｇ）、Ａｙ：Ｙ軸方向加速度（Ｇ）、Ａｚ：Ｚ軸方向加速度（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。
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軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸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軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸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軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸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。
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。
逆位相加算波形生成および振動抑制用指令波形生成の手順について図８～１１を用いて説明する。図８は振動抑制機能なしでの教示動作を説明する図であり、図８（Ａ）はＸ軸指令波形であり、図８（Ｂ）はＹ軸指令波形であり、図８（Ｃ）はＺ軸指令波形で図である。図９は逆位相加算波形の生成を説明する図である。図１０は振動抑制機能ありの動作を説明する図である。図１１は振動抑制機能がある場合の加速度センサからの信号から抽出した波動波形を示す図ある。
教示用の動作として、ボンディングヘッド４１がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の何れか１方向に動作する際の６軸全方向の振動を加速度センサであるジャイロセンサ４５で測定し、逆位相加算波形算出部２１４は測定した波形から振動成分を抽出する。
例えば、Ｚ軸の１方向に動作する場合、図８に示すように、理想波形生成部２１１からＺ軸方向への指令出力があり（Ｚ軸方向への移動があり）、Ｘ軸方向およびＹ軸方向への指令出力がなく（Ｘ軸方向およびＹ軸方向への移動なく）、図８（Ｃ）に示すように、Ｚ軸の指令加速度波形（ＡＤ）のみが出力される。
この場合のジャイロセンサ４５の信号から振動波形は、例えば、図９に示すようなＸ軸方向／Ｙ軸方向／Ｚ軸方向の振動波形になる。ここで、回転方向の振動については、コレット４２の先端部のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の振動に置き換えている。Ｚ軸方向の振動波形の振幅は大きく、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振幅は小さい。逆位相加算波形算出部２１４は図９の振動波形における破線部分の抽出した振動成分をキャンセルするための逆位相加算波形を生成する。
上述の教示用動作および逆位相加算波形生成処理をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の全ての方向で実施する。
教示終了後の動作では、振動抑制用指令波形生成部２１５は、図８に示すような振動抑制機能無効時の各モータ軸の指令波形である理想波形生成部２１１で生成された指令加速度波形（ＡＤ）に、図１０に示すように、逆位相加算波形算出部２１４で算出された逆位相加算波形を加算して、最終的な振動抑制用指令波形をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の全軸分生成する。この結果、図１１に示すようにＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の振動波形の振幅は図９の振動波形よりも小さくなる。
モータ１方向に動作する際は、動作方向のモータ軸だけでなく、その他のモータ軸についてもあらかじめ生成しておいた振動抑制用指令波形でモータを駆動させる。
一方向だけでなくＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の複合動作時でも、逆位相加算波形算出部２１４で算出された各方向動作時の逆位相加算波形を指令波形である指令加速度波形（ＡＤ）に加算させることで、一方向動作と同様に振動を抑えた動作が可能となる。
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１２を用いて説明する。図１２は図１のダイボンダを用いた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。
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。
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。この際、ボンディングヘッド４１はＺ軸上方向の動作、Ｙ軸方向の動作、Ｚ軸下方向の動作を行うが、制御部８は上述の振動抑制用指令波形で駆動部のモータを駆動する。
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。この際、ボンディングヘッド４１はＺ軸上方向の動作、Ｙ軸方向の動作、Ｚ軸下方向の動作を行うが、制御部８は上述の振動抑制用指令波形で駆動部のモータを駆動する。
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。
本実施例は、ボンディングヘッドが指令された方向に動作する際に発生する他方向の振動に対してＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸それぞれのモータ軸に振動抑制用の指令波形をフィードバックすることで、ボンディングヘッドの振動を抑え、結果的にモータの動作速度などを下げることなくボンディング精度の向上が可能となる。
また、ボンディングヘッドの駆動部の中心付近に六軸ジャイロセンサを搭載することで、回転方向も含めた振動を正確に把握することができる。回転方向の振動については、コレット先端部のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の振動に置き換え、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各モータ軸の振動抑制用指令波形を生成して動作させる。最終的にダイを吸着するボンディングヘッドのコレット先端の振動を抑えたボンディング動作が可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および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。
例えば、実施例では、ボンディングヘッドをＸ軸／Ｙ軸／Ｚ軸駆動する場合について説明したが、ボンディングヘッドが移動する際に振動するＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚ方向の最大回転量と同等以上の回転機構を有する場合、ジャイロセンサで検出した回転方向の振動の逆方向の回転動作を指令波形に加算することで、ボンディング動作中の振動を抑制させるようにしてもよい。
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。この場合、ピックアップヘッドをボンディングヘッドと同様に制御する。
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、Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の加速度センサ設けてもよい。
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、それぞれ二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。
例えば、実施例では、ボンディングヘッドをＸ軸／Ｙ軸／Ｚ軸駆動する場合について説明したが、ボンディングヘッドが移動する際に振動するＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚ方向の最大回転量と同等以上の回転機構を有する場合、ジャイロセンサで検出した回転方向の振動の逆方向の回転動作を指令波形に加算することで、ボンディング動作中の振動を抑制させるようにしてもよい。
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。この場合、ピックアップヘッドをボンディングヘッドと同様に制御する。
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、Ｘ軸／Ｙ軸／Ｚ軸の加速度センサ設けてもよい。
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、それぞれ二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。
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：制御部
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：逆位相加算波形算出部
２１５：振動抑制用指令波形生成部
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
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：制御部
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：逆位相加算波形算出部
２１５：振動抑制用指令波形生成部
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
Claims (12)
- ダイ供給部から供給されたダイを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、
ボンディング部を制御する制御部と、
を備え、
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加速度を検出可能なセンサと、
を備え、
前記制御部は、
前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成する逆位相加算波形算出部と、
前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する振動抑制用指令波形生成部と、
を備えるダイボンディング装置。 - 請求項１のダイボンディング装置において、
前記センサは角速度および加速度を検出可能であり、
前記逆位相加算波形算出部は、前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の六軸全方向の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成するダイボンディング装置。 - 請求項２のダイボンディング装置において、
前記逆位相加算波形算出部は、前記センサで測定した回転方向の振動については、前記コレットの先端部の前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動に置き換え、
振動抑制用指令波形生成部は、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動抑制用指令波形を生成するダイボンディング装置。 - 請求項１または３のダイボンディング装置において、
前記制御部は、さらに、
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、
前記振動抑制用指令波形と前記駆動部からの実位置を示す信号とに基づいて、加加速度を制限しながら、指令速度波形を再生成し、再生成された指令速度波形を出力する指令波形生成部と、
を備えるダイボンディング装置。 - 請求項１または２のダイボンディング装置において、
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、
前記ピックアップヘッドが前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の何れか一方向に動作する際の六軸全方向の振動を前記第二センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成する逆位相加算波形算出部と、
前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する振動抑制用指令波形生成部と、
を備えるダイボンディング装置。 - （ａ）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、
（ｂ）基板を準備搬入する工程と、
（ｃ）ダイをピックアップする工程と、
（ｄ）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、
前記（ｄ）工程は、
ボンディングヘッドの加速度を検出可能な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を制御し、
前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の六軸全方向の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成し、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する半導体装置の製造方法。 - （ａ）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、
（ｂ）基板を準備搬入する工程と、
（ｃ）ダイをピックアップする工程と、
（ｄ）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、
前記（ｄ）工程は、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の測定結果に基づいて前記ボンディングヘッドの動作を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項７の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記ボンディングヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の六軸全方向の振動を前記センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成し、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する半導体装置の製造方法。 - 請求項８の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）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（ｄ）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６の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記ダイシングテープ上のダイをピックアップヘッドでピックアップする工程と、
（ｃ２）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と、
を備え、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記中間ステージに載置されたダイを前記ボンディングヘッドでピックアップする工程と、
（ｄ２）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（ｄ１）工程は、前記ピックアップヘッドの加速度を検出可能な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を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項７の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、
（ｃ１）前記ダイシングテープ上のダイをピックアップヘッドでピックアップする工程と、
（ｃ２）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と、
を備え、
前記（ｄ）工程は、
（ｄ１）前記中間ステージに載置されたダイを前記ボンディングヘッドでピックアップする工程と、
（ｄ２）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（ｄ１）工程は、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の測定結果に基づいて前記ピックアップヘッドの動作を制御する半導体装置の製造方法。 - 請求項１０または１１の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記ピックアップヘッドがＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の何れか一方向に動作する際の六軸全方向の振動を前記第二センサで測定し、測定した振動波形から前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の振動成分を抽出し、抽出した振動成分をキャンセルするための前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を生成し、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の指令波形に前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向および前記Ｚ軸方向の逆位相加算波形を加算して振動抑制用指令波形を生成する半導体装置の製造方法。
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