KR102007574B1 - 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이물을 비산시키지 않고, 점착력이 강한 이물도 확실하게 제거 가능한 콜릿의 클리닝이 가능한 다이 본딩 장치를 제공하는 것이다.
다이 본딩 장치는, 선단에 설치한 콜릿의 흡착면에 다이의 소자 형성면측을 흡착시켜 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와, 상기 흡착면의 이물을 제거하는 브러시와 상기 이물을 흡인하는 흡인부와 상기 흡착면을 따라 상기 브러시를 회전시키는 구동부를 갖는 클리닝 장치와, 상기 픽업 헤드와 상기 클리닝 장치를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 브러시의 브러시면은 직사각 형상이다. 상기 제어부는, 상기 브러시와 상기 흡착면을 접촉시켜, 상기 콜릿의 흡착면을 직선 형상으로 또는 상기 콜릿의 흡착면의 중심이 원을 그리듯이 이동시킴과 함께 상기 브러시를 회전시키고, 상기 흡인부에 의해 제거한 이물을 흡인한다.

Description

다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 {DIE BONDING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 다이 본딩 장치에 관한 것이며, 예를 들어 콜릿 클리닝 장치를 구비하는 반도체 제조 장치에 적용 가능하다.
반도체 장치의 제조 공정의 일부에 반도체 칩(이하, 간단히 다이라고 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 간단히 기판이라고 함)에 탑재하여 패키지를 조립하는 공정이 있으며, 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고 함)로부터 다이를 분할하는 공정(다이싱 공정)과, 분할한 다이를 기판 상에 탑재하는 본딩 공정이 있다. 본딩 공정에 사용되는 반도체 제조 장치가 다이 본더 등의 다이 본딩 장치이다.
다이 본더는, 땜납, 금 도금, 수지를 접합 재료로 하여, 다이를 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩(탑재하여 접착)하는 장치이다. 다이를, 예를 들어 기판의 표면에 본딩하는 다이 본더에 있어서는, 콜릿이라고 불리는 흡착 노즐을 사용하여 다이를 웨이퍼로부터 흡착하여 픽업하고, 기판 상에 반송하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복하여 행해진다. 콜릿은 흡착 구멍을 갖고, 에어를 흡인하여, 다이를 흡착 보유 지지하는 보유 지지구이다.
일본 특허 공개 제2016-58575호 공보
상술한 일련의 동작에 있어서, 다이를 콜릿에 흡착시킬 필요가 있기 때문에, 다이와 콜릿의 선단부(흡착면)의 간극에, 예를 들어 다이싱 공정에서 발생한 웨이퍼의 칩 찌꺼기를 주체로 한 이물이 부착되는 경우가 있다. 그 부착량이 소정의 양 이상이 되면 다이의 소자부나 보호막의 파괴, 또는 배선이 단선될 가능성이 있었다.
본 개시의 과제는, 콜릿에 부착되는 이물의 비산을 저감하고, 이물을 제거 가능한 다이 본딩 장치를 제공하는 것이다.
그 밖의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 다이 본딩 장치는, 선단에 설치한 콜릿의 흡착면에 다이의 소자 형성면측을 흡착시켜 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와, 상기 흡착면의 이물을 제거하는 브러시와 상기 이물을 흡인하는 흡인부와 상기 흡착면을 따라 상기 브러시를 회전시키는 구동부를 갖는 클리닝 장치와, 상기 픽업 헤드와 상기 클리닝 장치를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 브러시의 브러시면은 직사각 형상이다. 상기 제어부는, 상기 브러시와 상기 흡착면을 접촉시켜, 상기 콜릿의 흡착면을 직선 형상으로 또는 상기 콜릿의 흡착면의 중심이 원을 그리듯이 이동시킴과 함께 상기 브러시를 회전시키고, 상기 흡인부에 의해 제거한 이물을 흡인한다.
상기 다이 본딩 장치에 따르면, 콜릿에 부착되는 이물의 비산을 저감하고, 이물을 제거할 수 있다.
도 1은, 실시예에 관한 다이 본더의 구성을 도시하는 개략 상면도이다.
도 2는, 도 1의 화살표(A) 방향에서 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은, 도 1의 픽업 장치의 외관 사시도이다.
도 4는, 도 1의 픽업 장치의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 5는, 도 1의 콜릿 클리닝 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은, 도 5의 브러시의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은, 도 1의 다이 본더의 본딩 동작 및 콜릿 클리닝 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 8은, 도 1의 콜릿 클리닝 장치의 브러시 클리닝 및 브러시 교환을 도시하는 흐름도이다.
도 9는, 브러시 클리닝 동작의 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은, 변형예 1에 관한 콜릿 클리닝 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은, 도 10의 브러시 및 브러시 홀더를 도시하는 도면이다.
도 12는, 도 10의 콜릿 클리닝 장치의 콜릿 클리닝 동작을 도시하는 도면이다.
도 13은, 도 10의 콜릿 클리닝 장치의 브러시 클리닝을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 도 10의 콜릿 클리닝 장치의 브러시 교환을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는, 변형예 2에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
도 16은, 변형예 3에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
도 17은, 변형예 4에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
도 18은, 변형예 5에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
도 19는, 변형예 6에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
도 20은, 도 19의 브러시 및 브러시 홀더를 도시하는 도면이다.
도 21은, 변형예 7에 관한 다이 본더의 구성을 도시하는 개략 상면도이다.
도 22는, 도 21의 화살표(G) 방향에서 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
도 23은, 회전하는 브러시의 궤적을 도시하는 모식도이다.
도 24는, 실시 형태에 관한 콜릿 클리닝의 브러시 및 콜릿의 모습을 도시하는 모식도이다.
도 25는, 실시 형태에 관한 콜릿 클리닝의 브러시 및 콜릿의 모습을 도시하는 모식도이다.
도 26은, 실시 형태에 관한 콜릿 클리닝의 브러시 및 콜릿의 모습을 도시하는 모식도이다.
도 27은, 변형예 8에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다.
이하, 실시 형태, 실시예 및 비교예에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복적인 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 형태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
본원 발명자는 브러시를 회전시켜 콜릿을 클리닝하는 것에 대하여 검토하였다. 도 23은 회전하는 브러시의 궤적을 도시하는 모식도이다. 도 23에 도시하는 바와 같이, 회전하는 브러시를 콜릿에 대는 것만으로는 중심부는 브러시의 이동이 적고, 이물을 제거할 수 없는 경우가 있다.
또한, 원형 브러시(브러시면이 원형인 원반형 브러시)인 경우, 콜릿으로부터 제거한 이물은, 그 후 회전하면서 연속적으로 브러시면이 오기 때문에, 브러시에 말려드는(남는) 형태로 된다.
이어서, 실시 형태에 관한 콜릿 클리닝에 대하여 도 24 내지 도 26을 사용하여 설명한다. 도 24 내지 도 26은 실시 형태에 관한 콜릿 클리닝의 브러시 및 콜릿의 이동 모습을 도시하는 모식도이다.
실시 형태에서는, 도 24에 도시하는 바와 같이, 직사각 형상의 브러시를 브러시의 중심을 축으로 회전(자전)시킴과 함께 콜릿을 이동시킴으로써, 브러시의 회전 중심을 콜릿에 대하여 어긋나게(상대적으로 이동하게) 할 수 있으므로, 콜릿 전체의 이물을 제거할 수 있다.
콜릿의 이동은, 좌우(Y 방향) 일방향만, 좌우(Y 방향) 왕복, 전후(X 방향) 일방향만, 전후(X 방향) 왕복, X 방향 및 Y 방향 등의 직선 이동 외에, 도 25에 도시하는 바와 같이, 콜릿의 방향을 바꾸지 않고 콜릿의 중심으로부터 어긋난 축을 중심으로 콜릿을 회전 이동(공전)시켜도 된다. 또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 콜릿을 콜릿의 중심을 축으로 회전(자전)시킴과 함께 브러시를 이동시켜도 된다. 브러시의 이동은 콜릿의 이동과 마찬가지로, 좌우(Y 방향) 일방향만, 좌우(Y 방향) 왕복, 전후(X 방향) 일방향만, 전후(X 방향) 왕복, X 방향 및 Y 방향 등의 직선 이동 외에, 브러시를 공전시켜도 된다.
또한, 직사각 형상 브러시의 주변에 흡인부를 설치하면, 브러시로 제거한 이물은 그 후 브러시면이 없기 때문에 브러시 외주의 흡인부의 흡인에 의해 흡입되어 브러시면으로부터도 이격되고, 이물의 재부착도 방지할 수 있다.
또한, 원형 브러시의 직경과 직사각 형상 브러시의 긴 변의 길이가 동일한 경우, 직사각 형상 브러시 쪽이 브러시부의 면적이 작으므로 흡인 면적(흡인부가 흡인하는 브러시부의 면적)을 작게 할 수 있어, 효율적으로 흡인할 수 있다.
<실시예>
도 1은 실시예에 관한 다이 본더의 개략 상면도이다. 도 2는, 도 1에 있어서 화살표(A) 방향에서 보았을 때, 본딩 헤드(41)의 동작을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 구별하여, 기판(P)에 실장하는 다이(D)를 공급하는 다이 공급부(1)와, 다이 공급부(1)로부터 다이를 픽업하고, 픽업된 다이(D)를 기판(P) 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩하는 본딩부(4)와, 콜릿(6)의 다이 흡착면의 이물을 클리닝하는 콜릿 클리닝 장치(60)와, 기판(P)을 본딩 위치로 반송하는 반송부(5)와, 반송부(5)에 기판(P)을 공급하는 기판 공급부(9K)와, 실장된 기판(P)을 수취하는 기판 반출부(9H)와, 각 부의 동작을 감시하여 제어하는 제어부(7)를 갖는다.
우선, 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 픽업 장치(12)와 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어올리는 점선으로 나타내는 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 방향(수평 방향)으로 이동하고, 픽업하는 다이(D)를 밀어올림 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
본딩부(4)는, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 픽업하고, 반송되어 온 기판(P)에 본딩하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 반송되고 있던 기판(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하고, 본딩해야 할 다이(D)의 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)와, 웨이퍼(11)로부터 픽업한 다이(D)의 자세를 검출하는 다이 자세 인식 카메라(45)를 갖는다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본딩 헤드(41)는 그 선단에 콜릿(6)을 착탈 가능하게 보유 지지하는 콜릿 홀더(6h)를 갖는다. 콜릿(6)은, 본딩 헤드(41)를 통하여 흡인 펌프(도시하지 않음)에 접속되는 흡착 구멍(도시하지 않음)을 갖고, 흡착 구멍에서 다이(D)를 흡착 보유 지지한다. 콜릿(6)은, 평면으로 보아 사각 형상이며, 다이(D)와 동일 정도의 크기이다.
콜릿 클리닝 장치(60)는, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 픽업하는 픽업 위치와, 다이를 적재 가압하여 본딩하는 본딩 위치의 사이에 설치되고, 후술하는 바와 같이, 브러시(61)로 콜릿(6)의 다이(D)의 흡착면의 이물을 제거하고, 클리닝한다.
이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 다이 자세 인식 카메라(45)의 촬상 데이터에 기초하여 다이(D)의 자세를 보정하고, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판(P)에 다이를 본딩하고, 다시 웨이퍼(11)의 픽업 위치로 복귀되는, 도 2에 있어서 가는 파선으로 나타내는 본딩 동작을 행한다.
또한, 본딩 헤드(41)는, 적절한 시기, 예를 들어 일련의 본딩 동작을 개시한 후, 동작 중 혹은 종료 후에, 콜릿 클리닝 장치(60)의 위치로 이동하고, 콜릿(6)의 클리닝을 행하는 굵은 파선으로 나타내는 클리닝 동작을 행한다.
따라서, 콜릿 클리닝 장치(60)의 적합한 설치 위치는, 본딩 동작 중인 본딩 헤드(41)의 이동 루트의, 방해가 되지 않는 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 본딩 동작의 방해가 되거나, 또는 설치 장소가 충분히 취해지지 않을 때에는, 통상의 루트의 양단 외측, 또는 통상의 루트의 기판의 반송 방향으로 오프셋한 위치여도 된다. 요는, 본딩 헤드(41)의 가동 범위에 설치되면 된다.
반송부(5)는, 1매 또는 복수매의 기판(도 1에서는 4매)을 적재한 기판 반송 팔레트(51)와, 기판 반송 팔레트(51)가 이동하는 팔레트 레일(52)을 구비하고, 병행하여 설치된 동일 구조의 제1, 제2 반송부를 갖는다. 기판 반송 팔레트(51)는, 기판 반송 팔레트(51)에 설치된 너트(도시하지 않음)를 팔레트 레일(52)을 따라 설치된 볼 나사(도시하지 않음)로 구동함으로써 이동한다.
이러한 구성에 의해, 기판 반송 팔레트(51)는, 기판 공급부(9K)에서 기판(P)이 적재되고, 팔레트 레일(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후 기판 반출부(9H)까지 이동하여, 기판 반출부(9H)에 기판(P)을 전달한다. 제1, 제2 반송부는, 서로 독립하여 구동되고, 한쪽의 기판 반송 팔레트(51)에 적재된 기판(P)에 다이(D)를 본딩 중에, 다른 쪽의 기판 반송 팔레트(51)는, 기판(P)을 반출하고, 기판 공급부(9K)로 복귀되어, 새로운 기판(P)을 적재하는 등의 준비를 행한다.
제어부(7)는, 다이 본더(10)의 각 부의 동작을 감시하여 제어하는 프로그램(소프트웨어)을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한다. 제어부(7)는, 기판 인식 카메라(44) 및 다이 자세 인식 카메라(45)로부터의 화상 정보, 본딩 헤드(41)의 위치 등의 각종 정보를 도입하고, 본딩 헤드(41)의 본딩 동작 및 클리닝 동작, 그리고 콜릿 클리닝 장치(60)의 클리닝 동작 등 각 구성 요소의 각 동작을 제어한다.
이어서, 도 3 및 도 4를 사용하여 픽업 장치(12)의 구성을 설명한다. 도 3은 도 1의 픽업 장치의 외관 사시도를 도시하는 도면이다. 도 4는 도 1의 픽업 장치의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다. 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 픽업 장치(12)는 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되고 복수의 다이(D)가 접착된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)과, 지지 링(17)의 내측에 배치되고 다이(D)를 상방으로 밀어올리기 위한 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 밀어올림 유닛(13)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 상하 방향으로 이동하도록 되어 있고, 수평 방향으로는 픽업 장치(12)가 이동하도록 되어 있다.
픽업 장치(12)는, 다이(D)의 밀어올림 시에, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하고 있는 익스팬드 링(15)을 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되어 있는 다이싱 테이프(16)가 잡아늘여져 다이(D)의 간격을 넓히고, 밀어올림 유닛(13)에 의해 다이 하방으로부터 다이(D)를 밀어올려 행하여, 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다. 다이(D)(웨이퍼(11))와 다이싱 테이프(16)의 사이에 다이 어태치 필름(이하, DAF라고 약칭함)(18)이라고 불리는 필름상의 접착 재료를 부착하고 있다. DAF(18)를 갖는 웨이퍼(11)에서는, 다이싱은 웨이퍼(11)(다이(D))와 DAF(18)에 대하여 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는, 웨이퍼(11)와 DAF(18)를 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다.
다이싱 시에, 주로 웨이퍼(실리콘 Si)의 Si 찌꺼기의 이물이 발생하고, 박리 공정 시에 콜릿(6)에 부착된다. 콜릿(6)의 흡착면은 다이(D)의 소자 형성면과 접촉하기 때문에, 그 부착량이 소정의 양 이상이 되면 다이의 소자부나 보호막의 파괴, 또는 배선이 단선될 가능성이 있다.
이어서, 콜릿 클리닝 장치(60)에 대하여 설명한다.
도 5는, 도 1의 콜릿 클리닝 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치를 도 1에 있어서 화살표(A) 방향에서 본 도면이다. 도 5의 (b)는, 도 5의 (a)에 있어서, 콜릿 클리닝 장치를 화살표(B) 방향에서 본 도면이다. 도 5의 (c), 도 5의 (d)는, 각각 도 5의 (a), 도 5의 (b)에 대응하는 도면이며, 본딩 헤드(41)가 강하하여, 브러시(61)에 접촉하고, 클리닝 동작의 상태를 도시하는 도면이다. 도 6은 브러시의 구성을 도시하는 도면이다. 도 6의 (a)는 상면도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 있어서 화살표(A1) 방향에서 본 측면도이고, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 있어서 화살표(A2) 방향에서 본 측면도이다.
콜릿 클리닝 장치(60)는, 콜릿(6)의 다이(D)의 흡착면을 클리닝하는 브러시(61), 브러시(61)의 하부에 설치된 브러시(61) 내의 실리콘(Si) 찌꺼기 등의 제거한 이물을 흡인하는 흡인부(63), 브러시(61) 및 흡인부(63)를 고정하고, 내부에 너트(62n)를 갖는 이동 프레임부(62)와, 브러시(61)를 이동하는 구동부(65)와, 이들 구성 요소를 다이 본더(10)의 기구부(도시하지 않음)에 고정하는 고정부(66)를 갖는다.
브러시(61)는 극세 금속 브러시가 바람직하며, 모재의 금속으로서는, SUS(스테인리스강)와 같은 유연성이 있는 것이 바람직하다. 또한, 브러시(61)의 모재의 직경으로서는, 어느 정도 탄력을 유지할 수 있는 직경이 바람직하다. SUS와 같은 유연성이 있다면, 선 직경이 10㎛ 내지 수백 ㎛ 정도여도 된다.
보다 구체적으로는, 브러시(61)는, 예를 들어 선 직경 30㎛, 길이 6mm의 SUS제 와이어를 직사각 형상의 브러시대(61B)에, 예를 들어 격자상이나 지그재그상으로 식모하여, 평면으로 보아 직사각 형상의 브러시부(61H)를 구성한다. 직사각 형상은, 각이 둥그스름해지고, 적어도 긴 변이 콜릿(6)의 폭의 형상을 갖는다. 긴 변 방향의 브러시 유효부의 길이(LB)는 적어도 콜릿(6)의 폭의 길이를 갖는다. 요는, 전술한 바와 같이 와이어의 소정의 탄력을 갖도록 와이어의 선 직경, 길이 및 직사각형의 짧은 변의 길이를 결정한다. 소정의 탄력은, 또는 와이어의 선 직경, 길이 및 직사각 형상의 짧은 변의 길이는, 미리 실험적으로 구해 둠으로써 결정할 수 있다. 또한, 브러시(61)의 짧은 변의 연장 방향은 브러시(61)의 이동 방향(Y 방향)이고, 브러시(61)의 브러시 유효부의 짧은 변의 길이(폭(WE))는 콜릿(6)의 Y 방향의 길이보다 짧으며, 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직하다. 제거한 이물이 브러시(61)의 이동에 의해, 다시 콜릿(6)에 부착되는 것을 피하기 위해서이다.
브러시(61)는, 콜릿(6)의 다이(D)의 흡착면에 가압해도 제거율이 향상되지 않고, 가볍게 접촉하는 정도(브러시부(61H)를 콜릿(6)에 접촉시키고 나서의 브러시(61)의 압입량은 0 내지 1mm 정도)가 바람직하다. 브러시(61)는 도전성의 금속이라면, 브러시(61)를 접지함으로써, 콜릿(6)에 대전되어 있는 전하를 제거(제전)할 수 있다. 브러시대(61B)는 위에서부터 아래로 관통하는 구멍을 다수 갖고, 흡인부(63)와 연통되어 있다.
흡인부(63)는, 이동 프레임부(62) 내에 형성되고, 구동용의 볼 조인트(65b)의 양측에 형성된 흡인 구멍부(63a)와, 2개의 흡인 구멍부(63a)를 연결하는 연결부(63b)와, 흡인 펌프(도시하지 않음)로부터 배치된 유연한 접속 배관(63h)과, 접속 배관이 접속되는 접속 마개(63s)를 갖는다.
구동부(65)는, 이동 프레임부(62)에 고정된 너트(62n)와 걸림 결합하고, 고정부(66)에 지지된 볼 조인트(65b)와, 볼 조인트를 회전시키는 모터(65m)와, 이동 프레임부(62)에 형성된 오목 형상부가 미끄럼 이동하는 고정부(66)의 양측에 설치되고 2개인 가이드 레일(65g)을 갖는다.
본딩 헤드(41)에 의한 기판(P)에의 본딩 동작 및 콜릿 클리닝 장치(60)에 의한 콜릿(6)의 클리닝 동작에 대하여 도 2, 도 7, 도 8을 사용하여 설명한다. 도 7은 도 1의 다이 본더의 본딩 동작 및 콜릿 클리닝 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 8은 도 1의 콜릿 클리닝 장치의 브러시 클리닝 및 브러시 교환을 도시하는 흐름도이다. 도 9의 (a), 도 9의 (b)는, 각각 도 5의 (c), 도 5의 (d)에 대응하는 도면이며, 본딩 헤드가 강하하여 브러시에 접촉하고, 브러시 클리닝 동작의 상태를 도시하는 도면이다.
우선, 본딩에 앞서는 동작 및 종료 후의 동작에 대하여 설명한다. 웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 부착된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 격납하고, 다이 본더(10)로 반입한다. 제어부(7)는 웨이퍼 링(14)이 충전된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급한다. 또한, 기판(P)을 준비하고, 다이 본더(10)로 반입한다. 제어부(7)는 기판 공급부(9K)에서 기판(P)을 기판 반송 팔레트(51)에 적재한다.
본딩 종료 후, 제어부(7)는 기판 반출부(9H)에서 기판 반송 팔레트(51)로부터 다이(D)가 본딩된 기판(P)을 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판(P)을 반출한다.
이어서, 본딩 동작에 대하여 설명한다. 통상은, 도 2에 있어서 가는 파선으로 나타내는 본딩 동작이 반복하여 행해진다. 본딩 동작에서는, 제어부(7)는 웨이퍼(11)로부터 밀어올림 유닛(13)에 의해 밀어올려진 다이(D)를 본딩 헤드(41)의 선단에 장착된 콜릿(6)에 의해 흡착하고, 픽업한다(스텝 B1). 픽업된 다이(D)가 본딩 위치로 이동하는 도중에, 제어부(7)는 다이 자세 인식 카메라(45)로 다이(D)의 자세를 인식하고, 인식 결과에 기초하여 본딩 헤드(41)에 의해 콜릿(6)을 회전시켜 다이(D)의 자세를 보정한다(스텝 B2). 제어부(7)는 팔레트 레일(52)로 반송된 기판(P)에 다이(D)를 본딩한다(스텝 B3). 제어부(7)는 본딩 헤드(41)를 웨이퍼(11)로부터 다이(D)의 픽업 위치로 복귀시킨다(스텝 B4).
상술한 본딩 동작 시에 있어서, 소정의 본딩 횟수마다, 스텝 B4의 픽업 위치로 복귀되는 동작을 향하는 도중에 있어서, 제어부(7)는 콜릿(6)의 흡착면을 다이 자세 인식 카메라(45)로 촬상하고, 콜릿(6)의 클리닝의 필요 여부를 판단한다(스텝 J1, J2). 이 클리닝의 필요 여부 판단은, 본딩마다 콜릿을 클리닝하는 것이 아니라, 가능한 한 클리닝의 횟수를 적게 하고, 클리닝 시간의 단축(스루풋의 향상)을 하기 위해서이다. 필요 여부의 판단은, 흡착면 중 일부 소정의 영역에 있어서의 Si 찌꺼기 등의 이물의 수 또는 크기 등을 판단하여 행한다. 소정의 영역이란, 예를 들어 단차가 있는 더럽혀지기 쉬운 영역을 지정한다. 물론 흡착면의 전체 영역에서 판단해도 된다. 화상 처리에 시간이 걸리는 경우에는, 일단 촬상하고, 다음의 본딩 처리 후 또는 다다음의 본딩 처리 후 등까지 화상 처리를 행하여, 콜릿(6)의 클리닝 필요 여부를 판단해도 된다. 제어부(7)는 콜릿(6)의 클리닝 불필요라고 판단하면, 스텝 B4로 이행한다.
제어부(7)는 콜릿(6)의 클리닝 필요라고 판단하면, 도 2에 도시하는 굵은 파선으로 나타내는 클리닝 동작에 들어간다. 제어부(7)는 콜릿(6)(본딩 헤드(41))을 콜릿 클리닝 장치(60)의 상부로 이동하여 강하시켜, 도 5의 (c), (d)에 도시하는 바와 같이, 브러시(61)에 접촉시킨다(스텝 C1). 그 후, 제어부(7)는, 본딩 헤드(41)를 콜릿(6)의 중심을 축으로 하여 회전 동작시키고, 모터(65m)를 제어하여 브러시(61)를, 예를 들어 화살표(C)에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 1 왕복, 필요하다면 수 왕복 이동시켜 콜릿의 흡착면을 클리닝한다(스텝 C2). 또한, 편도 동작만으로 소정의 클린도가 얻어진다면 편도 동작만이어도 된다. 그 후, 제어부(7)는 본딩 헤드(41)를 상승시켜, 다이(D)의 픽업 위치로 복귀되고(스텝 C3), 본딩 동작으로 복귀된다.
제어부(7)는 상기 플로우를 예정하고 있는 다이수를 본딩할 때까지 반복한다(스텝 J3).
또한, 콜릿(6)의 클리닝을 반복하면, 브러시(61)에 콜릿(6)으로부터 제거한 이물이 모인다. 그래서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제어부(7)는 브러시(61)의 클리닝 또는 교환의 필요 여부를 판단한다(스텝 J4, J5). 브러시(61)의 클리닝의 필요 여부의 판단은, 예를 들어 콜릿(6)의 클리닝 동작이 소정 횟수 실시되었는지 여부로 판단(스텝 J4)한다. 브러시(61)의 교환의 필요 여부의 판단은, 예를 들어 브러시(61)의 클리닝이 소정 횟수 실시되었는지 여부로 판단한다(스텝 J5). 스텝 J4의 판단이 불필요인 경우에는 스텝 C3으로 복귀되고, 스텝 J4의 판단이 필요인 경우에는 스텝 J5로 진행한다. 스텝 J5의 판단이 불필요인 경우에는 브러시(61)를 클리닝하고(스텝 C4), 필요인 경우에는 브러시(61)를 교환하고(스텝 C5), 도 7의 스텝 C1로 이행한다. 브러시(61)의 클리닝은, 예를 들어 도 9에 도시하는 바와 같이, 브러시(61) 상에 브러시, 요철을 갖는 판 또는 평판 등으로 구성된 브러시 클리닝판(6C)을 장착한 본딩 헤드(41)를 이동시키고, 흡인부(63)에서 흡인을 행하면서 브러시(61)를 직선 이동함과 함께, 브러시 클리닝판(6C)을 회전시켜(콜릿 클리닝 장치(60)에서 콜릿의 클리닝 동작과 마찬가지의 동작을 행하여) 실시한다.
상기 플로우에 있어서, 소정의 본딩 횟수마다, 바꿔 말하면 웨이퍼(11)로부터 다이(D)의 소정의 픽업 횟수마다, 촬상 데이터를 기초로 콜릿(6)의 클리닝의 필요 여부를 판단하였지만, 판단하지 않고 소정의 픽업 횟수마다 정기적으로 행해도 된다. 또한, 상기 플로우에 있어서 촬상 데이터를 기초로 소정의 본딩 횟수마다 콜릿(6)의 클리닝의 필요 여부를 판단하였지만, 그 후 매회 클리닝의 필요 여부를 판단하지 않고, 안전 사이드, 택트 타임의 향상의 관점에서, 그 후의 판단 사이클을 소정의 본딩 횟수보다 짧게 해도 된다.
또한, 콜릿(6)의 클리닝을 행하는 타이밍으로서는, 다이가 복수행에 걸쳐 보유 지지되어 있는 웨이퍼(11) 상의 다이의 행이 바뀔 때마다, 또는 2행 간격으로 콜릿 클리닝을 자동적으로 실행하도록 해도 된다. 또한, 작업자가, 필요할 때 다이 본더를 조작하여 수시로 실행하도록 해도 된다.
또한, 상기 설명에서는, 콜릿(6)의 클리닝 동작 시에 본딩 헤드(41)를 강하시켜 클리닝시켰지만, 콜릿 클리닝 장치(60)을 상승시켜 클리닝해도 된다.
실시예에 따르면, 콜릿(6)의 회전 운동과 브러시(61)의 직선 운동을 조합함으로써 이물을 제거할 수 있다. 또한, 흡인부(63)를 설치함으로써, 제거한 이물을 회수할 수 있고, 안전하게 기판에 다이를 본딩할 수 있다. 또한, 브러시(61)에 금속을 사용함으로써 콜릿(6)을 제전할 수 있고, 다이의 정전 파괴를 방지할 수 있다.
<변형예>
이하, 대표적인 변형예에 대하여, 몇 가지를 예시한다. 이하의 변형예의 설명에 있어서, 상술한 실시예에서 설명되어 있는 것과 마찬가지의 구성 및 기능을 갖는 부분에 대해서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 부호가 사용될 수 있는 것으로 한다. 그리고 이러한 부분의 설명에 대해서는 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 상술한 실시예에 있어서의 설명이 적절히 원용될 수 있는 것으로 한다. 또한, 상술한 실시예의 일부, 및 복수의 변형예의 전부 또는 일부가, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 적절히, 복합적으로 적용될 수 있다.
(변형예 1)
실시예에서는 콜릿(6)을 회전시켜 브러시(61)를 직선 이동시켰지만, 변형예 1에서는 콜릿(6)을 직선 이동시켜 브러시(61)를 회전시킨다.
도 10은, 변형예 1에 관한 콜릿 클리닝 장치를 도시하는 도면이다. 도 10의 (a)는, 도 1에 있어서 화살표(A) 방향에서 본 도면이다. 도 10의 (b)는, 도 10의 (a)에 있어서 화살표(A3) 방향에서 본 도면이다. 도 11의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치의 브러시 및 브러시 홀더의 상면도이다. 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)의 A4-A5선에 있어서의 단면도이다. 도 11의 (c)는, 도 11의 (a)의 A6-A7선에 있어서의 단면도이다. 도 12는 도 10의 (a)에 대응하는 도면이며, 콜릿 클리닝 장치의 본체를 상승시켜 픽업 헤드에 접촉시키고, 클리닝 동작의 상태를 도시하는 도면이다.
콜릿 클리닝 장치(60)는, 브러시(61)와 브러시(61)를 보유 지지하는 브러시 홀더(64)와 구동부(65)와 고정부(66)에 지지된 승강 장치(67)를 구비한다.
브러시 홀더(64)는, 직사각 형상의 저면부(64a)와, 긴 변측의 측면부(64d, 64e)와, 짧은 변측의 측면부(64b, 64c)와, 저면부(64a)의 짧은 변측에 설치되어 브러시대(61B)의 저면을 지지하는 볼록부(64f)와, 네 코너에 설치되어 브러시대(61B)의 측면을 지지하는 볼록부(64g)와, 저면부(64a)의 중앙으로부터 하방으로 연장되는 배관부(64h)를 갖는다. 이에 의해, 브러시(61)의 긴 변측의 측면과 브러시 홀더(64)의 긴 변측의 측면부(64d, 64e)의 사이에 형성되는 간극 및 브러시(61)의 저면과 브러시 홀더(64)의 저면부(64a)의 사이에 형성되는 간극에 의해 흡인부(63)의 일부가 형성된다.
바꾸어 말하면, 흡인부(63)는, 브러시 홀더(64)의 내측과 브러시(61)의 사이에 형성되고, 브러시(61)의 양측에 형성된 흡인 홈(63c)과, 2개의 흡인 홈(63c)을 연결하는 연결부(63d)(배관부(64h))와, 흡인 펌프(도시하지 않음)로부터 배치된 유연한 접속 배관(63h)과, 접속 배관이 접속되는 접속 마개(63s)를 갖는다.
구동부(65)는, 브러시 홀더(64)와 걸림 결합된 회전축과, 회전축을 회전시키는 모터와, 연결부(63d)를 접속 마개(63s)에 접속하는 배관을 갖는다.
변형예 1의 콜릿 클리닝 장치(60)의 실시예와 상이한 주된 점은, 다음의 3가지 점이다.
첫 번째, 실시예에서는 콜릿(6)을 회전시키고 브러시(61)를 직선 이동시켜 흡착면의 이물을 제거한 것에 비해, 변형예 1에서는 브러시(61)를 회전시켜 본딩 헤드(41)를 도 16에 도시하는 화살표(J) 방향으로 좌우로 이동시켜 흡착면의 이물을 제거하고 있다는 점이다. 화살표(J) 방향은 본딩 헤드(41)가 클리닝의 목적과는 별개의 다른 목적(통상의 본딩)으로 좌우로 이동하는 방향(Y 방향)이며, 클리닝을 실시함으로써, 쓸데없는 기능을 부여할 필요는 없다.
두 번째, 실시예에서는 본딩 헤드(41)가 강하하여 콜릿(6)의 흡착면을 브러시(61)에 접촉시킨 것에 비해, 변형예 1에서 H 방향으로 승강 기능을 갖는 승강 장치(67)에 의해 브러시(61)를 상승시켜 콜릿(6)의 흡착면에 브러시(61)를 접촉시키고 있다는 점이다. 브러시(61)에 승강 기능을 부여함으로써, 본딩 헤드(41)가 브러시(61)의 상방으로 이동한 것에 맞추어, 브러시(61)의 승강을 실시하여 본딩 헤드(41)에 접촉시킬 수 있고, 스루풋의 향상이 가능하다. 또한, 두 번째 점은, 변형예 1에 있어서 구동축을 저감시키기 위해, 실시예와 마찬가지로 본딩 헤드(41)를 강하시켜도 된다.
세 번째, 실시예에서는 흡인부(63)의 흡인 구멍부(63a)는 브러시대(61B)에 형성된 구멍인 것에 비해, 변형예 1에서는 브러시 홀더(64)와 브러시대(61B)의 사이에 형성된 가늘고 긴 홈이다.
이어서, 변형예 1에 관한 콜릿 클리닝 장치(60)에 의한 콜릿(6)의 클리닝 동작에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 또한, 본딩 동작은 실시예와 마찬가지이다.
제어부(7)는 콜릿(6)의 클리닝 필요라고 판단하면, 도 2에 도시하는 굵은 파선으로 나타내는 클리닝 동작에 들어간다. 제어부(7)는 콜릿(6)(본딩 헤드(41))을 콜릿 클리닝 장치(60)의 상부로 이동하고, 승강 장치(67)를 제어하여 브러시(61)를 상승시켜, 도 12에 도시하는 바와 같이, 콜릿(6)에 브러시(61)를 접촉시킨다(스텝 C1). 그 후, 제어부(7)는, 구동부(65)를 제어하여 브러시(61)를 회전 동작시킴과 함께, 본딩 헤드(41)를 제어하여 콜릿(6)을, 화살표(J)로 나타내는 바와 같이, 예를 들어 1 왕복, 필요하면 수 왕복 이동시켜 콜릿의 흡착면을 클리닝한다(스텝 C2). 또한, 편도 동작만으로 소정의 클린도가 얻어진다면 편도 동작만이어도 된다. 그 후, 제어부(7)는 본딩 헤드(41)를 상승시켜, 다이(D)의 픽업 위치로 복귀되고(스텝 C3), 본딩 동작에 복귀된다.
이어서, 브러시 클리닝(스텝 C4)에 대하여 도 13을 사용하여 설명한다. 도 13은 변형예 1에 관한 콜릿 클리닝 장치의 브러시의 클리닝을 설명하기 위한 도면이다. 도 13의 (a)는 도 11의 (b)에 대응하는 도면이며, 브러시에 브러시 클리닝판을 접촉시켜 브러시 클리닝 동작의 상태를 도시하는 단면도이다. 도 13의 (b)는, 도 11의 (c)에 대응하는 도면이며, 브러시에 브러시 클리닝판을 접촉시켜 브러시 클리닝 동작의 상태를 도시하는 단면도이다.
브러시의 안까지 도달하는 빗 형상의 돌기나 브러시, 홈 등의 표면 돌기가 붙은 브러시 클리닝판(6C)을 콜릿(6)과 마찬가지로 본딩 헤드(41)의 브러시 클리닝용 홀더(6Ch)에 장전하고, 콜릿 클리닝 동작을 시킨다. 브러시 클리닝용 홀더(6Ch)는 브러시 홀더(64)보다 약간 크게 되어 있다. 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제어부(7)는, 구동부(65)를 제어하여 브러시(61)의 긴 변 방향을 X 방향(짧은 변 방향을 Y 방향)에 맞춘 후, 본딩 헤드(41)를 제어하여 브러시 클리닝판(6C)을 상하 방향(Z 방향) 및 좌우 방향(Y 방향)으로 짧은 간격으로 이동시킴과 함께, 흡인부(63)로부터 배기하여, 브러시 클리닝을 행한다. 브러시 클리닝판(6C)을 브러시 클리닝용 홀더(6Ch)의 하단보다 하방으로 돌출시켜 구성하고, 제어부(7)는, 콜릿 클리닝과 마찬가지로, 구동부(65)를 제어하여 브러시(61)를 회전시킴과 함께, 본딩 헤드(41)를 제어하여 브러시 클리닝판(6C)을 Y 방향으로 이동시켜, 흡인부(63)로부터 배기하면서 브러시 클리닝을 행해도 된다.
통상, 브러시(61)의 안(브러시부(61H)의 브러시대 부근(모의 근원))에 모이는 이물이 많으며, 이것을 유효하게 제거할 수 있다.
이어서, 브러시 교환(스텝 C5)에 대하여 도 14를 사용하여 설명한다. 도 14는 변형예 1에 관한 클리닝 장치의 브러시 교환을 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 (a)는 도 11의 (b)에 대응하는 도면이며, 브러시에 교환 아암을 파지시켜 브러시 교환 동작의 상태를 도시하는 단면도이다. 도 14의 (b)는, 도 11의 (c)에 대응하는 도면이며, 브러시에 교환 아암을 파지시켜 브러시 교환 동작의 상태를 도시하는 단면도이다. 도 14의 (c)는 도 14의 (b)에 대응하는 도면이며, 교환 아암의 정면도이다.
전용 교환 아암(6Ah)은, 브러시대(61B)의 긴 변측의 양측면과 브러시 홀더(64)의 측면부(64d, 64e)의 사이의 흡인 홈(63c)에 삽입 가능한 파지부를 구비하고, 브러시 클리닝용 홀더(6Ch)와 마찬가지로, 본딩 헤드(41)에 장전되어, 브러시(61)를 교환한다.
제어부(7)는 구동부(65)를 제어하여 브러시(61)의 긴 변 방향을 X 방향(짧은 변 방향을 Y 방향)에 맞추고, 본딩 헤드(41)를 제어하여 전용 교환 아암(6Ah)의 파지부를 X 방향에 맞춘 후, 본딩 헤드(41)를 제어하여 파지부를 흡인 홈(63c)에 삽입하여 브러시대(61B)를 파지하고, 브러시(61)를 브러시 홀더(64)로부터 뽑아 내어, 브러시(61)를 교환한다.
전용 교환 아암(6Ah)은 콜릿 타입의 지그(콜릿과 교환 가능한 브러시 핸들링 지그)이며, 본딩 헤드(41)를 이용하여 교환할 수 있다.
이상 설명한 콜릿 클리닝 장치의 변형예 1에 따르면, 브러시(61)를 회전시켜 흡인부를 사용함으로써, 이물을 주위에 비산시키지 않고, 보다 이물을 제거할 수 있다. 또한, 브러시(61)를 클리닝 또는 교환할 수 있다.
(변형예 2)
변형예 2에 관한 브러시는 에어 블로우 기능을 구비한다. 도 15는 변형예 2에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이며, 도 11의 (c)에 대응하는 단면도이다.
변형예 2에 관한 브러시(61)의 브러시대(61B)는 에어를 분출하는 복수의 구멍(61a)과 구멍(61a)과 접속되는 공동부(61b)와 공동부(61b)에 에어를 공급하는 배관(61c)을 구비한다. 연결부(63d) 중에 배관(61c)이 연장되어 있는 것을 제외하고, 변형예 2에 관한 브러시 홀더(64)는 변형예 1과 마찬가지이다.
변형예 2에 관한 구동부(65)는, 브러시 홀더(64)와 걸림 결합된 회전축과, 회전축을 회전시키는 모터와, 연결부(63d)를 접속 마개(63s)에 접속하는 배관과, 배관(61c)를 에어 공급부에 접속하는 배관을 갖는다.
제어부(7)는, 콜릿 클리닝 또는 브러시 클리닝 시에, 에어 공급부를 제어하여 브러시의 식모부(브러시대(61B)의 복수의 구멍(61a))로부터 에어 블로우한다. 이에 의해, 브러시부(61H)(브러시부(61H)의 안(식모부))에 이물이 부착되기 어렵게 할 수 있다.
(변형예 3)
변형예 3에 관한 브러시는 수직면을 따라 회전함으로써 브러시면의 새로운 면을 교환한다. 도 16은 변형예 3에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다. 도 16의 (a)는, 도 11의 (b)에 대응하는 단면도이다. 도 16의 (b)는, 도 11의 (c)에 대응하는 단면도이다.
브러시(61)의 브러시대(61B)는 가로로 긴 직육면체상이며, 직육면체의 긴 변 방향을 따르는 방향의 중심축(회전축 막대(61C))을 축으로서 회전 가능하다. 브러시대(61B)의 4면에 브러시부(61H)가 형성되어 있다.
브러시 홀더(64)의 측면부(64b, 64c)는 회전축 막대(61C)를 회전 가능하게 지지한다. 따라서, 브러시 홀더(64)는, 변형예 1의 볼록부(64f, 64g)를 구비하고 있지 않다.
흡인부(63)는, 변형예 1, 2와 마찬가지로, 브러시 홀더(64)의 내측과 브러시(61)의 사이에 형성되고, 브러시(61)의 양측에 형성된 흡인 홈(63c)과, 2개의 흡인 홈(63c)을 연결하는 연결부(63d)를 갖는다. 변형예 3에 관한 클리닝 장치는, 브러시 및 브러시 홀더를 제외하고, 변형예 1과 마찬가지이다. 또한, 변형예 3에 관한 클리닝 장치의 콜릿 클리닝 동작 및 브러시 클리닝 동작은, 동작 변형예 1과 마찬가지이다.
제어부(7)는, 도시하지 않은 구동부를 제어하여 회전축 막대(61C)를 회전시키고, 브러시 교환(브러시면을 교환)한다(스텝 C5).
로터리식으로 복수면을 회전시켜 브러시가 더럽혀질 때마다 새로운 면으로 청소를 행한다. 브러시(61)의 회전의 필요 여부는 소정의 클리닝 횟수로 판단해도 되고, 클리닝 인식 카메라로 브러시의 오염을 확인하도록 해도 된다. 변형예 3에서는 브러시는 4면으로서 설명하였지만, 2면이어도 3면, 5면 이상이어도 된다.
(변형예 4)
변형예 3에서는 브러시를 클리닝하는 특별한 기구를 갖지 않았지만, 변형예 4에서는 브러시를 클리닝하는 기구를 갖는다. 도 17은 변형예 4에 관한 콜릿 클리닝 장치를 설명하는 도면이다. 도 17의 (a)는, 도 16의 (a)에 대응하는 단면도이다. 도 17의 (b)는, 도 16의 (b)에 대응하는 단면도이다.
변형예 4에 관한 클리닝 장치는, 브러시 홀더(64)의 측면부(64b, 64c)의 내측에, 돌기 또는 브러시부(62C)를 설치한다. 이 이외는, 변형예 3과 마찬가지의 구성이다. 콜릿 클리닝 동작은 변형예 1과 마찬가지이다. 제어부(7)는 도시하지 않은 구동부를 제어하여 브러시(61)의 회전축 막대(61C)를 회전시키고, 새로운 면을 드러낼 때마다 브러시(61)의 브러시부(61H)를 브러시 홀더(64)의 내측에 설치한 돌기 또는 브러시부(64C)로 클리닝하고, 클리닝된 브러시로 다시 콜릿 클리닝을 행한다. 그 때 흡인부(63)로부터 배기를 행한다. 또한, 브러시(61) 및 브러시 홀더(64)의 구조를 변형예 2와 마찬가지로 하여 에어를 분출하는 구조로 하고, 브러시 클리닝 시, 더 에어 블로우도 행해도 된다. 변형예 1과 마찬가지의 브러시 클리닝을 더 행해도 된다.
(변형예 5)
변형예 5의 브러시(61)의 브러시부(61H)의 모 길이(HH)는 실시예 및 변형예 1보다 길게 하고 있다. 변형예 5에 관한 콜릿 클리닝 장치에 대하여 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치의 브러시의 상면도이다. 도 18의 (b)는, 도 18의 (a)의 B1-B2선에 있어서의 단면도이다. 도 18의 (c)는, 도 18의 (a)의 B3-B4선에 있어서의 단면도이다.
변형예 5의 브러시(61)의 브러시부(61H)의 모 길이(HH)는 10mm 정도이고, 이에 수반하여 브러시 홀더(64)의 높이도 높게 하고 있다. 브러시부(61H)의 상단은 브러시 홀더(64)의 상단보다 높고, 브러시대(61B)의 상단에서부터 브러시 홀더(64)의 상단까지의 높이를 HF라고 하면, HH와 HF의 차는, 예를 들어 1 내지 2mm 정도이다. 이 이외는, 변형예 1과 마찬가지의 구성이다.
변형예 5에 따르면, HH와 HF의 간극이 좁고, 효율적으로 배기가 가능하게 되어 이물을 주위에 비산시키지 않고, 보다 이물을 제거할 수 있다. 또한, 통상, 브러시(61)의 안(브러시부(61H)의 브러시대 부근(모의 근원))에 모이는 이물이 많으며, 이 부분이 브러시 홀더의 안에 배치되기 때문에, 더 이물의 비산을 방지하면서 효율적으로 이것을 제거할 수 있다.
(변형예 6)
변형예 1에서는 브러시(61)와 함께 흡인 홈(63c)(브러시 홀더(64))을 회전시켰지만, 변형예 6에서는 흡인부(63)(프레임부(62))를 회전시키지 않고 브러시(61)를 회전시킨다. 도 19는 변형예 6에 관한 콜릿 클리닝 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 19의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치를 도 1에 있어서 화살표(A) 방향에서 본 도면이다. 도 19의 (b)는, 도 19의 (a)에 있어서, 콜릿 클리닝 장치를 화살표(B5) 방향에서 본 도면이다. 도 19의 (c), 도 19의 (d)는, 각각 도 19의 (a), 도 19의 (b)에 대응하는 도면이며, 콜릿 클리닝 장치의 본체를 상승시켜 본딩 헤드(41)에 접촉시키고, 클리닝 동작의 상태를 도시하는 도면이다. 도 20의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치의 상면도이다. 도 20의 (b)는, 도 20의 (a)에 있어서 화살표(B6) 방향에서 본 도면이다. 도 20의 (c)는, 도 20의 (a)에 있어서 화살표(B7) 방향에서 본 도면이다.
변형예 6에 관한 콜릿 클리닝 장치(60)는, 브러시(61)와 프레임부(62)와 구동부(65)와 고정부(66)에 지지된 승강 장치(67)와 흡인부(63)를 구비한다.
브러시 홀더(64)는, 직사각 형상의 저면부(64a)와, 긴 변측의 측면부(64d, 64e)와, 짧은 변측의 측면부(64b, 64c)와, 저면부(64a)의 중앙으로부터 하방으로 연장되는 접속부(64j)를 갖는다. 브러시 홀더(64)의 긴 변측의 측면부(64d, 64e)는, 브러시(61)의 교환을 위해, 브러시대(61B)의 일부가 노출되어 있다. 브러시 홀더(64)의 짧은 변측의 측면부(64b, 64c)는, 브러시(61)의 교환을 위해, 브러시대(61B)의 일부가 노출되어 있어도 되고, 노출되어 있지 않아도 된다.
흡인부(63)는, 원통상의 프레임부(62)의 내측과, 원기둥상의 구동부(65)의 사이에 형성되고, 흡인 펌프(도시하지 않음)로부터 배치된 유연한 접속 배관(63h)과, 접속 배관이 접속되는 접속 마개(63s)를 갖는다. 변형예 1에서는 브러시 홀더(64) 및 흡인부(63)(흡인 홈(63c))는 브러시(61)와 함께 회전하지만, 변형예 6에서는 프레임부(62) 및 흡인부(63)는 회전하지 않는다. 구동부(65)는, 브러시(61)와 걸림 결합된 회전축과, 회전축을 회전시키는 모터를 갖는다.
변형예 6에 관한 본딩 동작, 콜릿 클리닝 동작, 브러시 클리닝 동작 및 브러시 교환 동작은 변형예 1과 마찬가지이다.
(변형예 7)
변형예 7에서는 다이 공급부(1)와 본딩부(4)의 사이에 픽업부(2)를 구비한다. 도 21은, 변형예 7에 관한 다이 본더의 구성을 도시하는 개략 상면도이다. 도 22는, 도 21에 있어서 화살표(G) 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드(41)의 동작을 설명하는 도면이다.
변형예 7에 관한 다이 본더(10)는, 실시예에 관한 다이 본더(10)에, 본딩 헤드(41)와는 별도로 웨이퍼(11)로부터 픽업하는 픽업부(2)와, 픽업한 다이(D)를 일단 적재하는 중간 스테이지(31)를 더 설치한 구성을 갖는다. 또한, 변형예 7에 관한 다이 본더(10)는, 콜릿 클리닝 장치(60)를 중간 스테이지(31)와 다이(D)의 픽업 위치의 사이에 갖는다. 콜릿 클리닝 장치(60)는 실시예, 변형예 1 내지 6, 8 중 어느 콜릿 클리닝 장치여도 된다.
픽업 헤드(21)의 콜릿(6)에 웨이퍼(11)로부터 이물 등이 부착되므로, 상술한 바와 같이 콜릿 클리닝 장치(60)는, 중간 스테이지(31)와 다이(D)의 픽업 위치의 사이에 설치되어 있다. 또한, 중간 스테이지(31)가 존재하는 다이 본더에 있어서, 본딩 헤드(41)에 관해서도, 마찬가지로 콜릿 클리닝을 행할 필요가 있는 경우에는, 중간 스테이지(31)와 다이(D)의 본딩의 위치의 사이에 설치해도 된다.
픽업부(2)는, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 픽업하고, 중간 스테이지(31)에 적재하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 본딩 헤드(41)와 동일 구조를 갖고, Y 구동부(23) 외에 콜릿(6)을 승강, 회전 및 X 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.
실시예에서는 다이 자세 인식 카메라를 사용하여 이물의 정도를 감시하였지만, 변형예 7에서는 중간 스테이지(31)에 다이(D)를 적재할 때에는, 본딩할 때와 같이 정확한 다이의 자세를 얻을 필요가 없으므로, 변형예 7에서는, 이물 정도를 화상으로서 감시하지 않고, 이물 정도의 감시를 픽업 헤드(21)에 의한 웨이퍼(11)로부터의 다이(D)의 픽업 횟수로 행한다. 물론, 실시예와 마찬가지로, 픽업 헤드의 콜릿(6)의 흡착면을 촬상하는 수단을 설치하여, 촬상 결과에 기초하여 클리닝의 필요 여부를 판단해도 된다.
(변형예 8)
변형예 8의 브러시(61)에서는, 브러시부(61H)의 중앙부의 일부를 제거하고 있다. 변형예 8에 관한 콜릿 클리닝 장치에 대하여 도 27을 사용하여 설명한다. 도 27의 (a)는, 콜릿 클리닝 장치의 브러시 및 브러시 홀더의 상면도이다. 도 27의 (b)는, 도 27의 (a)의 A4-A5선에 있어서의 단면도이다. 도 27의 (c)는, 도 27의 (a)의 A6-A7선에 있어서의 단면도이다.
변형예 1 내지 6의 브러시를 회전시키는 방식에 있어서는, 도 27에 도시하는 바와 같이, 회전 브러시의 중앙부(회전 중심부)의 브러시부(61H) 및 브러시대(61B)를 소정의 폭으로 제거하는 것이, 청소 시에 콜릿(6)에 손상을 주지 않기 때문에 유효하다. 이것은, 중심부에 있어서는 다른 브러시 접촉부에 비하여, 4회전 시에 연속적으로 브러시가 접촉하기 때문에 손상이 가속되는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 브러시를 제거하는 소정의 폭(LW)은, 통상 1 내지 6mm 정도가 바람직하다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태, 실시예 및 변형예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태, 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 실시예에서는 브러시의 클리닝의 필요 여부의 판단 및 브러시 교환의 필요 여부의 판단은 클리닝 실시의 횟수로 판단하도록 하고 있지만, 클리닝 장치의 상방에 브러시 인식 카메라를 설치하고, 브러시를 촬상하여 클리닝의 필요 여부를 판단하도록 해도 된다.
또한, 실시예에서는 콜릿에 접촉시키고 나서의 브러시의 압입량을 0 내지 1mm 정도로 하고 있지만, 압입량으로 관리를 행하는 것이 아니라, 브러시를 누르는 부분에 압력 센서를 설치하고, 적정 압박으로 압력 관리 및 압박 제어를 행하도록 해도 된다.
또한, 콜릿에 평행으로 브러시를 접촉할 수 있도록, 브러시 부분 또는 회전 부분 전체를 유연하게 고정하고, 콜릿에 추종할 수 있도록 해도 된다.
또한, 실시예에서는 웨이퍼의 이면에 DAF가 부착되어 있지만, DAF는 없어도 된다.
또한, 실시예에서는 픽업 헤드 및 본딩 헤드를 각각 하나 구비하고 있지만, 각각 2개 이상이어도 된다. 또한, 실시예에서는 중간 스테이지를 구비하고 있지만, 중간 스테이지가 없어도 된다. 이 경우, 픽업 헤드와 본딩 헤드는 겸용해도 된다.
또한, 실시예에서는 다이의 표면을 위로 하여 본딩되지만, 다이를 픽업 후 다이의 표리를 반전시켜, 다이의 이면을 위로 하여 본딩해도 된다. 이 경우, 중간 스테이지는 설치하지 않아도 된다. 이 장치는 플립 칩 본더라고 한다. 플립 칩 본더에도 적용하는 경우, 콜릿의 흡착면이 위로 향하는 경우가 있으므로, 클리닝 장치를 픽업하는 헤드의 가동 범위의 상측에 설치해도 된다. 즉, 클리닝 장치를, 흡착면에 대면하도록 설치한다.
1: 다이 공급부
2: 픽업부
21: 픽업 헤드
31: 중간 스테이지
4: 본딩부
41: 본딩 헤드
44: 기판 인식 카메라
45: 다이 자세 인식 카메라
6: 콜릿
7: 제어부
10: 다이 본더
11: 웨이퍼
12: 픽업 장치
13: 밀어올림 유닛
18: 다이 어태치 필름(DAF)
60: 콜릿 클리닝 장치
61: 브러시
62: 프레임부
63: 흡인부
64: 브러시 홀더
65: 구동부
67: 승강 장치
D: 다이
P: 기판

Claims (20)

  1. 선단에 설치한 콜릿의 흡착면에 다이의 소자 형성면측을 흡착시켜 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와,
    상기 흡착면의 이물을 제거하는 브러시와 상기 이물을 흡인하는 흡인부와 상기 흡착면을 따라 상기 브러시를 회전시키는 구동부를 갖는 클리닝 장치와,
    상기 픽업 헤드와 상기 클리닝 장치를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 클리닝 장치는, 상기 브러시를 보유 지지하는 브러시 홀더를 더 갖고,
    상기 브러시는, 상기 콜릿과 접촉하는 브러시부와, 상기 브러시부를 보유 지지하는 브러시대를 갖고,
    상기 흡인부는 상기 브러시 홀더와 상기 브러시대의 사이의 간극으로 구성되고,
    상기 브러시의 브러시면은 직사각 형상이고,
    상기 제어부는, 상기 브러시와 상기 흡착면을 접촉시켜, 상기 콜릿의 흡착면을 직선 형상으로 또는 상기 콜릿의 흡착면의 중심이 원을 그리듯이 이동시킴과 함께 상기 브러시를 회전시키고, 상기 흡인부에 의해 제거한 이물을 흡인하는, 다이 본딩 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 브러시는, 상기 브러시대를 상기 흡착면과는 수직인 면을 따라 회전시키는 회전축을 갖고,
    상기 브러시대의 복수의 면에 브러시부를 갖는, 다이 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 브러시 홀더가 상기 브러시대와 대향하는 면에 상기 브러시부를 클리닝하는 돌기 또는 브러시부를 갖는, 다이 본딩 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브러시대는 상기 브러시부에 에어를 분출하는 구멍을 갖는, 다이 본딩 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 클리닝 장치는, 상기 픽업 헤드의 가동 범위에 설치되어 있는, 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 클리닝 장치는, 상기 다이의 상기 웨이퍼로부터 픽업하는 픽업 위치와 상기 다이를 적재하는 위치의 사이로서, 상기 흡착면의 이물을 제거할 때에 상기 흡착면에 대면하는 위치에 설치되는, 다이 본딩 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 콜릿 또는 상기 브러시가 승강하여 상기 흡착면에 상기 브러시를 접촉시키고, 상기 브러시의 압입량을 0mm 초과 1mm 이하로 하는, 다이 본딩 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 브러시는 10㎛ 이상 1000㎛ 미만의 선 폭을 갖는 금속의 브러시를 복수 묶어 구성되는, 다이 본딩 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 브러시는, 상기 흡착면에 한 변의 길이를 긴 변으로 하는 브러시부를 갖는, 다이 본딩 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 픽업 헤드는, 본딩 헤드를 겸하고, 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 직접 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩하는, 다이 본딩 장치.
  12. 제1항에 있어서, 픽업한 다이를 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩하는 본딩 헤드를 더 구비하고,
    상기 픽업 헤드는 중간 스테이지에 상기 다이를 한번 적재하고, 상기 본딩 헤드는 상기 중간 스테이지로부터 해당 다이를 픽업하고, 상기 기판에 본딩하는, 다이 본딩 장치.
  13. 선단에 설치한 콜릿의 흡착면에 다이의 소자 형성면측을 흡착시켜 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와,
    상기 흡착면의 이물을 제거하는 브러시와 상기 이물을 흡인하는 흡인부와 상기 흡착면을 따라 상기 브러시를 회전시키는 구동부를 갖는 클리닝 장치와,
    상기 픽업 헤드와 상기 클리닝 장치를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 브러시의 브러시면은 직사각 형상이고,
    상기 브러시의 회전 중심부에는 소정의 폭으로 브러시면이 없는 부분을 형성하고,
    상기 제어부는, 상기 브러시와 상기 흡착면을 접촉시켜, 상기 콜릿의 흡착면을 직선 형상으로 또는 상기 콜릿의 흡착면의 중심이 원을 그리듯이 이동시킴과 함께 상기 브러시를 회전시키고, 상기 흡인부에 의해 제거한 이물을 흡인하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소정의 폭은 1 내지 6mm로 하는, 다이 본딩 장치.
  15. (a) 제1항, 제3항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 다이 본딩 장치를 준비하는 공정과,
    (b) 다이가 부착된 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링 홀더를 반입하는 공정과,
    (c) 기판을 준비 반입하는 공정과,
    (d) 다이를 픽업하는 공정과,
    (e) 상기 픽업한 다이를 상기 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩하는 공정과,
    (f) 상기 클리닝 장치에 의해 상기 콜릿을 클리닝하는 공정을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, (g) 상기 브러시를 클리닝하는 공정을 더 구비하고,
    상기 (g) 공정은,
    (g1) 돌기 또는 브러시부를 갖는 브러시 클리닝판을 상기 픽업 헤드에 장착하는 공정과,
    (g2) 상기 브러시 클리닝판과 상기 브러시를 접촉시키는 공정과,
    (g3) 상기 픽업 헤드 또는 상기 브러시를 이동시킴과 함께, 상기 흡인부에 의해 흡인하여 상기 브러시를 클리닝하는 공정을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, (h) 상기 브러시를 교환하는 공정을 더 구비하고,
    상기 (h) 공정은,
    (h1) 브러시 교환 지그를 상기 픽업 헤드에 장착하는 공정과,
    (h2) 상기 브러시 교환 지그에 의해 상기 브러시를 파지하여 상기 브러시 홀더로부터 취출하는 공정을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, (h) 상기 브러시를 교환하는 공정을 더 구비하고,
    상기 (h) 공정은, 상기 회전축을 회전시켜 브러시면을 교환하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 (d) 공정은 상기 다이싱 테이프 상의 상기 다이를 상기 픽업 헤드로 픽업하고,
    상기 (e) 공정은 상기 픽업 헤드로 픽업한 다이를 상기 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 (d) 공정은,
    (d1) 상기 다이싱 테이프 상의 다이를 픽업 헤드로 픽업하는 공정과,
    (d2) 상기 픽업 헤드로 픽업한 다이를 중간 스테이지에 적재하는 공정을 갖고,
    상기 (e) 공정은,
    (e1) 상기 중간 스테이지에 적재된 다이를 본딩 헤드로 픽업하는 공정과,
    (e2) 상기 본딩 헤드로 픽업한 다이를 상기 기판에 적재하는 공정을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
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