KR102316869B1 - 반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

밀어 올리기 유닛을 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스로 제어 가능한 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.
반도체 제조 장치는, 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖고, 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어 올리는 밀어 올리기 유닛과, 상기 다이를 흡착하는 콜릿과, 상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하도록 구성되는 제어부를 구비한다.

Description

반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 반도체 제조 장치에 관한 것이며, 예를 들어 밀어 올리기(올림)유닛을 구비하는 다이 본더에 적용 가능하다.
일반적으로, 다이라고 불리는 반도체 칩을, 예를 들어 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 총칭하여 기판이라고 함)의 표면에 탑재하는 다이 본더에 있어서는, 일반적으로 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 다이를 기판 상으로 반송하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복하여 행해진다.
다이 본더 등의 반도체 제조 장치에 의한 다이 본딩 공정 중에는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)로부터 분할된 다이를 박리하는 박리 공정이 있다. 박리 공정에서는, 다이싱 테이프 이면으로부터 밀어 올리기 유닛에 의해 다이를 밀어 올려, 다이 공급부에 보유 지지된 다이싱 테이프로부터, 1개씩 박리하고, 콜릿 등의 흡착 노즐을 사용하여 기판 상으로 반송한다.
예를 들어, 일본 특허 공개 제2005-117019호 공보(특허문헌 1)에 따르면, 다이싱 테이프에 첩부된 복수의 다이 중 박리 대상의 다이를 밀어 올려 다이싱 테이프로부터 박리할 때, 흡착구(吸着駒)(밀어 올리기 유닛)는, 푸셔의 일 구동축에 의해, 복수단의 블록을 피라미드형으로 밀어 올림으로써 다이의 주변으로부터 저 스트레스로 다이싱 테이프로부터 박리하고 있다.
일본 특허 공개 제2005-117019호 공보 일본 특허 공개 제2017-224640호 공보
근년, 다이 적층 패키지나 3D-NAND(3차원 NAND 플래시)의 출현에 의해, 웨이퍼(다이)는 보다 얇아지고 있다. 다이가 얇아지면, 다이싱 테이프의 점착력에 비하여 다이의 강성이 매우 낮아진다. 그 때문에, 예를 들어 수십㎛ 이하의 박 다이를 픽업하기 위해서는 다이에 걸리는 스트레스를 경감시키는 것(저 스트레스화)이 필요하다.
상술한 일 구동축에 의한 복수단의 블록의 밀어 올리기에서는, 각 블록의 밀어 올리기양이 기구적으로 일정하게 제한되어 있기 때문에, 밀어 올리기 동작은 등가속, 등속 동작, 등감속 후, 박리가 충분히 진행될 때까지 일정 시간 대기하는 선형 시퀀스이다. 그러나, 선형 시퀀스는, 다이싱 테이프의 종류, 다이 두께 등의 조건이 바뀐 경우, 블록의 밀어 올리기양이 꼭 최적이라고는 할 수 없다. 또한, 선형 시퀀스에서는 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스가 아닐 가능성이 있다.
본 개시의 과제는 밀어 올리기 유닛을 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스로 제어 가능한 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.
그 밖의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 반도체 제조 장치는, 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖고, 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어 올리는 밀어 올리기 유닛과, 상기 다이를 흡착하는 콜릿과, 상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하도록 구성되는 제어부를 구비한다.
상기 반도체 제조 장치에 따르면, 다이에 대한 저 스트레스성 또는 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스로 제어하는 것이 가능하다.
도 1은, 밀어 올리기 유닛의 주요부의 구성을 설명하는 도면.
도 2는, 밀어 올리기 유닛의 밀어 올리기 시퀀스를 설명하는 도면.
도 3은, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도.
도 4는, 다이 박리 모델을 설명하는 도면.
도 5는, 점착재 모델을 설명하는 도면.
도 6은, 다이 박리 모델의 계산을 설명하는 흐름도.
도 7은, 실시예에 관한 다이 본더를 위에서 본 개념도.
도 8은, 도 7에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면.
도 9는, 도 7의 다이 공급부의 외관 사시도를 도시하는 도면.
도 10은, 도 7의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도.
도 11은, 도 9의 밀어 올리기 유닛의 외관 사시도.
도 12는, 도 11의 제1 유닛의 일부의 상면도.
도 13은, 도 11의 제2 유닛의 일부의 상면도.
도 14는, 도 11의 제3 유닛의 일부의 상면도.
도 15는, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도.
도 16은, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도.
도 17은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시한 도면.
도 18은, 도 7의 다이 본더의 픽업 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 19는, 실시예에 관한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 20은, 비선형 시퀀스와 선형 시퀀스의 수치 예를 설명하는 도면.
도 21은, 각 축에 대한 피드포워드 제어계를 설명하는 블록선도.
도 22는, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 일례를 설명하는 흐름도.
도 23은, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 다른 예를 설명하는 흐름도.
도 24는, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도.
도 25는, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 설명하는 흐름도.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
우선, 밀어 올리기 유닛에 대하여 도 1, 2를 사용하여 설명한다. 도 1은, 밀어 올리기 유닛의 주요부의 구성을 도시하는 도면이며, 도 1의 (a)는 도 1의 (b)의 A-A선 단면도이고, 도 1의 (b)는 상면도이다. 도 2는, 밀어 올리기 유닛의 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이며, 도 2의 (a)는 선형 시퀀스를 도시하는 도면이고, 도 2의 (b)는 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이고, 도 2의 (c)는 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 밀어 올리기 유닛(TUU)은, 픽업 대상 다이(D)의 외측 주변에 위치하는 다이싱 테이프(DCT)를 흡착하는 돔(DM)과, 돔(DM)의 개구부에 위치하는 밀어 올리기 블록부(BLK)를 구비한다. 밀어 올리기 블록부(BLK)는, 예를 들어 3개의 블록(BLK1, BLK2, BLK3)으로 구성된다. 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아 직사각형 프레임상의 블록(BLK1)의 내측에 직사각형 프레임상의 블록(BLK2)이 위치하고, 직사각형 프레임상의 블록(BLK2)의 내측에 직사각 형상의 블록(BLK3)이 위치한다. 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 블록(BLK1)이 돔(DM)보다 위로 밀어 올려지고, 블록(BLK2, BLK3)은 블록(BLK1)보다 위로 밀어 올려져 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 블록의 밀어 올리기 동작은, 등가속, 등속 동작, 등감속 후, 박리가 충분히 진행될 때까지 일정 시간 대기하는 선형 밀어 올리기 시퀀스로 행해지고 있다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛(TUU)의 블록의 밀어 올리기양은 시간에 비례하여 증가하고, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하고, 다이(D)가 다이싱 테이프(DCT)로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 여기서, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 시간을 tgmax라고 한다. 또한, 도 2의 (a)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.
발명자의 검토에서는, 다이는, 박리 처음에는 다이싱 테이프로부터 천천히 박리되고, 박리가 진행됨에 따라 박리 진행이 가속되는 비선형의 거동을 나타낸다. 선형 시퀀스로는 다이에 대한 저 스트레스성, 고속 픽업성의 관점에서 최적의 시퀀스가 아닐 가능성이 있다.
그래서, 실시 형태에서는, 다이의 박리에 맞추어 밀어 올리기 중의 속도를 가변으로 한 비선형 밀어 올리기 시퀀스로 밀어 올리기를 행한다. 이것을 실현하기 위해, 밀어 올리기 유닛을 피드백 제어함으로써 행한다. 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기 속도, 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하다.
이어서, 피드백 제어에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3의 (a)는 일반적인 피드백 제어계를 도시하는 블록선도이고, 도 3의 (b)는 실시 형태의 밀어 올리기 유닛의 제어계를 도시하는 블록선도이다.
도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 일반적인 피드백 제어(PID 제어)계는, 제어 대상, 센서 및 PID 제어기로 구성된다. PID 제어기(C(s))는, 제어 대상(G(s))으로부터 센서로 측정된 출력(제어량: y(s))과 추종시키고 싶은 목표값(r(s))의 편차 신호(e(s))에 대하여, 비례 연산(P), 적분 연산(I) 및 미분 연산(D)의 3개의 동작을 조합하여, 제어 대상에 대한 입력(조작량: u(s))을 결정한다.
제어 대상인 밀어 올리기 유닛의 제어량으로서는 다이(D)의 다이싱 테이프(DCT)로부터의 박리량 및 다이(D) 전체의 굽힘 응력이다. 이들은, 센서에 의한 측정은 곤란하다.
그래서, 실시 형태에서는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 박리 모델에 대하여 피드백 제어계를 구성한다. 실시 형태에서는, 박리 모델(Gm(s))에 대하여, 목표 입력(r(s))으로 박리량 및 다이 전체의 굽힘 응력을 부여하고, 밀어 올리기양을 제어 입력(u(s))으로 하여 박리 모델(Gm(s)), 실제 밀어 올리기 대상(G(s))의 각각에 부여한다. 출력(y(s))을 목표 입력(r(s))에 추종시키도록 PID 제어기인 보상기(C(s))를 구성함으로써 박리 모델(Gm(s))의 거동에 따라 제어 입력(u(s))인 밀어 올리기양을 조정한다.
상기에서 생성된 밀어 올리기양을 실제 밀어 올리기 대상(G(s))에 부여함으로써, 박리 모델(Gm(s))이 실제 밀어 올리기 대상(G(s))의 특성을 충분히 재현할 수 있는 경우, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))은 박리 모델(Gm(s))을 사용한 피드백 제어계에서 설계한 박리 결과가 얻어진다.
박리 모델은 발명자의 검토에서 얻은 하기 특성을 갖는다.
(1) 일정 이상의 밀어 올리기양으로 박리가 개시된다.
(2) 박리 개시로부터 박리 진행에 따라, 박리 진행이 가속된다(박리 진행에 수반하여, 박리 진행이 가속되는 것은 다이가 근원에 접근할수록 곡률이 커져, 복원력 wr로 되는 모멘트가 커지기 때문임).
(3) 박리 강도가 높은 다이싱 테이프에서는 밀어 올리기양을 많이, 점성이 있는 다이싱 테이프에서는 밀어 올리기 시간을 많이 취한다(다이싱 테이프의 점착재의 파라미터를 바꿈으로써 박리가 개시되는 밀어 올리기양, 박리가 진행되는 속도가 바뀜).
이어서, 박리 모델에 대하여 도 4 내지 도 6을 사용하여 설명한다. 도 4는, 도 1의 (a)의 파선부의 다이 박리 모델을 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 밀어 올리기 전, 도 4의 (b)는 밀어 올릴 때, 도 4의 (c)는 점착재 파단 발생 시를 도시하는 도면이다. 도 5는, 점착재 모델을 도시하는 도면이다. 도 6은, 다이 박리 모델의 계산 플로우를 도시하는 도면이다.
밀어 올림 중인 다이(D)의 한 변이 밀어 올림 중인 블록(BLK2)의 단부면에 고정된 외팔보라고 생각하자. 이때, 다이(D)는 다이싱 테이프(DCT)의 점착재에 의해 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이 등분포 하중이 가해지고 있다고 하자.
밀어 올리기양(h)만큼 블록(BLK2)을 밀어 올렸을 때, 박리가 개시될 때까지의 동안 다이(D)는 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이 변형된다고 생각하자.
여기서,
w: 단위 면적에 가해지는 점착재의 첩부력[N]
L: 블록(BLK1)의 폭[mm]
h: 블록(BLK2)의 밀어 올리기양[mm]
b: 블록(BLK2)의 한 변의 길이[mm]
E: 다이의 영률[N/㎟]
δx: 다이 단부로부터 x의 위치의 휨양
이라고 한다.
또한 다이(D)를 고정하고 있는 점착재를 모델화한다. 도 5는, 점착제 모델(3 요소 모델)을 도시하는 도면이다.
다이(D)의 굽힘에 대한 반력(wr)을 받음으로써 감쇠 상수(C2)에 의해 시간을 갖고 변형된다. 용수철 상수(K1, K2)에 대하여 반력(wr)이 큰 경우, 변위(ε1, ε2)가 소정의 변형량에 도달하였을 때, 점착재가 파단되는 것으로 한다. 변위(ε1)가 한계값에 도달한 경우에는 계면 파괴, 변위(ε2)가 한계값에 도달한 경우에는 응집 파괴가 일어나는 것으로 한다.
점착재에 파괴가 발생하였을 때, 다이(D)는 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같은 형상으로 되므로, 파괴되지 않은 부분(비파괴부)에만 등분포 하중이 걸리고 있는 것으로서 w를 재계산한다.
다이 박리 모델의 계산에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다.
파괴되지 않은 최단(비파괴부 선단)의 위치를 xmin, 비파괴부 선단의 휨양을 δxmin으로 하여, E, h, L, w, xmin을 사용하여 δxmin을 계산하고, δxmin, E, h, L, xmin을 사용하여 갱신할 하중(w)을 계산한다(스텝 S1).
또한 비파괴부 선단의 xmin에 생기는 반력(wr)은 xmin-xmin+1 사이의 모멘트로서 계산한다(스텝 S2).
비파괴부 선단의 xmin에서의 점착재의 변형량(ε1)을 wr, K1을 사용하여 계산하고, 변형량(ε1)을 wr, K1, C2를 사용하여 계산한다(스텝 S3). 변형량이 소정값을 초과하였는지 여부(점착재가 파괴되었는지 여부)를 판단한다(스텝 S4).
xmin에서 점착재의 파괴가 발생한 경우, xmin을 계산 상의 단위 폭인 Δx만큼 증가시킨다(스텝 S5).
이상, 파괴가 일어나지 않게 될 때까지 반복한다.
이어서, 시간을 단위 폭인 Δt만큼 증가시켜, xmin에서의 점착재의 변형량을 wr, ε1, ε2, K1, C2를 사용하여 계산한다(스텝 S6).
xmin에 있어서의 다이(D)의 휨(δxmin)을 점착재가 변형된 양(ε1, ε2)만큼 감소시켜, 분포 하중(w)을 재계산하고 전체의 휨을 갱신한다.
비선형 시퀀스와 정속 상승 밀어 올리기 시퀀스(선형 시퀀스)의 계산 결과(수치 예)에 대하여 도 20을 사용하여 설명한다. 도 20의 (a)는 선형 시퀀스의 밀어 올리기양과 박리량을 도시하는 도면이고, 도 20의 (b)는 선형 시퀀스의 다이 굽힘 스트레스를 도시하는 도면이다. 도 20의 (c)는 비선형 시퀀스의 밀어 올리기양과 박리량을 도시하는 도면이고, 도 20의 (d)는 비선형 시퀀스의 다이 굽힘 스트레스를 도시하는 도면이다.
선형 시퀀스에서는,
밀어 올리기양이 300㎛, 밀어 올리기 속도가 1mm/초
인 것으로 한다.
비선형 시퀀스에서는, 박리 모델에 대하여,
L=0.5mm, b=10mm, E=185000N/㎟, 다이 두께=20㎛, K1=20N/mm, K2=1.5N/mm, C2=0.01N/(mm/s), 허용 점착재 신장량=0.6mm의 조건에서,
C(s)=Kp+Ki/s+Kd s
Kp=[1, 0], Ki=[0, 0], Kd=[0, 0]
r(s)=[0.5, 0](박리량=0.5mm, 다이 굽힘 스트레스=0)
으로 하여 작성. 단, Gm(s)와 G(s)의 오차는 없는 것으로 한다.
도 20의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 선형 시퀀스에서는 박리 시간은 0.65초, 최대 스트레스는 10MPa이다. 도 20의 (c), (d)에 도시하는 바와 같이, 비선형 시퀀스에서는 박리 시간은 0.58초, 최대 스트레스는 8.5MPa이며, 박리 시간, 최대 스트레스 모두 선형 시퀀스보다 효과적이다.
이어서, 상술한 피드백 제어계에서 생성한 박리 모델을 사용한 각 축에 대한 피드포워드 제어에 대하여 도 21 내지 도 23을 사용하여 설명한다. 도 21은, 각 축에 대한 피드포워드 제어계를 설명하는 도면이고, 도 21의 (a)는 블록(BLK1)에 대한 블록선도이고, 도 21의 (b)는 블록(BLK2)에 대한 블록선도이고, 도 21의 (c)는 블록(BLK3)에 대한 블록선도이다. 도 22는, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 일례를 도시하는 흐름도이다. 도 23은, 각 블록의 밀어 올리기 제어의 다른 예를 도시하는 흐름도이다.
도 21의 (a), (b), (c)의 각 구성 및 동작은 기본적으로는 도 3의 (b)와 마찬가지이지만, 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어한다.
도 21의 (a)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S11의 블록(BLK1)의 박리 모델 생성이다. 생성된 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK2)용 목표 입력(r(s))으로 된다.
도 21의 (b)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성이다. 생성된 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK3)용 목표 입력(r(s))으로 된다.
도 21의 (c)에 도시하는 바와 같이, 도 3의 (b)와 마찬가지로, 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다. 이것이 도 22, 23의 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성이다.
도 22의 플로우에서는, 각 블록의 박리 모델을 생성하면서 각 블록의 밀어 올리기 제어를 행한다. 즉, 스텝 S11의 블록(BLK1)의 박리 모델 생성 후, 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성과 병행하여, 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S12). 이어서, 스텝 S21의 블록(BLK2)의 박리 모델 생성 후, 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성과 병행하여, 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S22). 마지막으로, 스텝 S31의 블록(BLK3)의 박리 모델 생성 후, 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S32).
도 23의 플로우에서는, 모든 블록의 박리 모델을 생성한 후, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 행한다. 즉, 블록(BLK1)의 박리 모델을 생성하고(스텝 S11), 블록(BLK2)의 박리 모델을 생성하고(스텝 S21), 블록(BLK3)의 박리 모델을 생성한다(스텝 S31). 그 후, 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 행하고(스텝 S12), 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 행하고(스텝 S22), 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 행한다(스텝 S32).
이어서, 상술한 피드백 제어계에서 생성한 박리 모델을 사용한 각 축에 대한 피드백 제어에 대하여 도 24, 25를 사용하여 설명한다. 도 24는, 피드백 제어계를 설명하는 블록선도이다. 도 25는, 각 블록의 밀어 올리기 제어를 설명하는 흐름도이다.
도 24의 제어계에 있어서, 피드백 제어계에서 생성하는 박리 모델은 도 3의 (b)와 마찬가지이지만, 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1, BLK2, BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어하고, 센서에 의해 확인한 박리 상태를 제어 입력(u(s))에 피드백한다.
도 25에 도시하는 바와 같이, 도 22와 마찬가지로, 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S11). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK1)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK1)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S12). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S13), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S14). "아니오"인 경우에는, 스텝 S11로 되돌아가서, 다시 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))을 생성한다.
"예"인 경우에는, 생성된 블록(BLK1)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK2)용 목표 입력(r(s))으로 되고, 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S21). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK2)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK2)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S22). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S23), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S24). "아니오"인 경우에는, 스텝 S21로 되돌아가서, 다시 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s)을 생성한다.
"예"인 경우에는, 생성된 블록(BLK2)용 박리 모델(Gm(s))은, 블록(BLK3)용 목표 입력(r(s))으로 되고, 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))이 생성된다(스텝 S31). 제어 입력(u(s))은 컨트롤러인 블록(BLK3)용 모터 드라이버에 입력되고, 실제 밀어 올리기 대상(G(s))인 블록(BLK3)의 밀어 올리기 동작을 제어한다(스텝 S32). 센서에 의해 박리 상태를 확인하고(스텝 S33), 시뮬레이션 결과대로 비파괴부 선단(xmin)에서의 점착재가 파괴되었는지 여부를 판정한다(스텝 S34). "아니오"인 경우에는, 스텝 S13으로 되돌아가서, 다시 블록(BLK3)용 박리 모델(Gm(s))을 생성한다. "예"인 경우에는, 밀어 올리기 제어를 종료한다.
각 축의 제어는 피드포워드 제어 및 피드백 제어의 병용으로 실시해도 된다.
이어서, 비선형 밀어 올리기 시퀀스 예에 대하여 도 2의 (b), (c)를 사용하여 설명한다.
도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기양은 시간에는 반드시 비례하지는 않고 증가하며, 밀어 올리기양의 최댓값(hgmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하지 않고 감소하면서, 다이가 다이싱 테이프로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 도면에 있어서, 위로 볼록해지는 변곡점을 갖는다. 제1 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax는 도 2의 (a)의 선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax보다는 빠른, 즉 밀어 올리기 속도는 빠르다. 또한, 도 2의 (b)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.
도 2의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스에서는, 밀어 올리기 유닛의 블록의 밀어 올리기양은 시간에는 반드시 비례하지는 않고 증가하며, 밀어 올리기양의 극대값(hlmax)에 도달한 후에는, 밀어 올리기 동작은 정지하지 않고 일단 감소하여 극소값(hlmin)에 도달한 후, 증가하면서, 다이가 다이싱 테이프로부터 박리되는 것을 기다리는 시퀀스이다. 여기서, 밀어 올리기양의 극대값(hlmax)에 도달한 시간을 tlmax라고 하고, 밀어 올리기양의 극소값(hlmin)에 도달한 시간을 tlmin이라고 한다. 도면에 있어서, 위로 볼록해지는 변곡점과 아래로 볼록해지는 변곡점을 갖는다. 제2 예의 비선형 밀어 올리기 시퀀스의 tlmax는 도 2의 (a)의 선형 밀어 올리기 시퀀스의 tgmax보다는 빠른, 즉 밀어 올리기 속도는 빠르다. 또한, 도 2의 (c)에 도시되는 시간축의 우측단 후에 내측 블록의 밀어 올리기가 행해진다.
<실시예>
도 7은, 실시 형태에 관한 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 8은, 도 7에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 구별하여, 1개 또는 복수의 최종 1 패키지로 되는 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)를 프린트한 기판(S)에 실장할 다이(D)를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2)와, 중간 스테이지부(3)와, 본딩부(4)와, 반송부(5)와, 기판 공급부(6)와, 기판 반출부(7)와, 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 제어부(8)를 갖는다. Y축 방향이 다이 본더(10)의 전후 방향이고, X축 방향이 좌우 방향이다. 다이 공급부(1)가 다이 본더(10)의 전방측에 배치되고, 본딩부(4)가 안측에 배치된다.
우선, 다이 공급부(1)는 기판(S)의 패키지 에어리어(P)에 실장할 다이(D)를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어 올리는 점선으로 나타내는 밀어 올리기 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY축 방향으로 이동하여, 픽업할 다이(D)를 밀어 올리기 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는, 다이(D)를 픽업하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 밀어 올려진 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)(도 10도 참조)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이(D)를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.
중간 스테이지부(3)는, 다이(D)를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 오는 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩하거나, 또는 이미 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본딩된 다이 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 2도 참조)을 구비하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하고, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다.
이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치ㆍ자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판에 다이(D)를 본딩한다.
반송부(5)는, 기판(S)을 파지 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판(S)이 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판(S)은, 반송 레인(52)에 마련된 기판 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 이동한다.
이러한 구성에 의해, 기판(S)은, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여, 기판 반출부(7)에 기판(S)을 전달한다.
제어부(8)는, 다이 본더(10)의 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 프로그램(소프트웨어)을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한다.
이어서, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 도 9는, 도 7의 다이 공급부의 외관 사시도를 도시하는 도면이다. 도 10은, 도 7의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
다이 공급부(1)는, 수평 방향(XY축 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 밀어 올리기 유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(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)을 갖는다. 밀어 올리기 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.
다이 공급부(1)는, 다이(D)의 밀어 올림 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 잡아 늘여져 다이(D)의 간격이 확대되고, 밀어 올리기 유닛(13)에 의해 다이(D) 하방으로부터 다이(D)를 밀어 올려, 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 다이를 기판에 접착하는 접착제는, 액상으로부터 필름상으로 되고, 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16)의 사이에 다이 어태치 필름(DAF)(18)이라고 불리는 필름상의 접착 재료를 첩부하고 있다. 다이 어태치 필름(18)을 갖는 웨이퍼(11)에서는, 다이싱은, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)에 대하여 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)을 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 또한, 이후에서는, 다이 어태치 필름(18)의 존재를 무시하고, 박리 공정을 설명한다.
이어서, 밀어 올리기 유닛(13)에 대하여 도 11 내지 도 16을 사용하여 설명한다. 도 11은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛의 외관 사시도이다. 도 12는, 도 11의 제1 유닛의 일부의 상면도이다. 도 13은, 도 11의 제2 유닛의 일부의 상면도이다. 도 14는, 도 11의 제3 유닛의 일부의 상면도이다. 도 15는, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도이다. 도 16은, 도 11의 밀어 올리기 유닛의 종단면도이다.
밀어 올리기 유닛(13)은, 제1 유닛(13a)과, 제1 유닛(13a)이 장착되는 제2 유닛(13b)과, 제2 유닛(13b)이 장착되는 제3 유닛(13c)을 구비한다. 제2 유닛(13b) 및 제3 유닛(13c)은 품종에 상관없이 공통 부분이며, 제1 유닛(13a)은 품종마다 교체 가능한 부분이다.
제1 유닛(13a)은 블록(A1 내지 A4)을 갖는 블록부(13a1)와, 복수의 흡착 구멍을 갖는 돔 헤드(13a2)와, 흡인 구멍(13a3)과, 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)을 갖고, 제2 유닛(13b)의 동심원상의 블록(B1 내지 B4)의 상하 운동을 동심 사각상의 4개의 블록(A1 내지 A4)의 상하 운동으로 변환시킨다. 4개의 블록(A1 내지 A4)은 독립적으로 상하 운동이 가능하다. 동심 사각상의 블록(A1 내지 A4)의 평면 형상은 다이(D)의 형상에 맞도록 구성된다. 다이 사이즈가 큰 경우에는, 동심 사각상의 블록의 수는 4개보다 많이 구성된다. 이것은, 제3 유닛의 복수의 출력부 및 제2 유닛의 동심원상의 블록이 서로 독립적으로 상하 이동함(상하 이동하지 않음)으로써 가능하게 되어 있다. 4개의 블록(A1 내지 A4)의 밀어 올리기 속도, 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하다.
제2 유닛(13b)은, 원관상의 블록(B1 내지 B6)과, 외주부(13b2)를 갖고, 제1 유닛(13a)의 원주 상에 배치되는 출력부(C1 내지 C6)의 상하 운동을 동심원상의 6개의 블록(B1 내지 B6)의 상하 운동으로 변환시킨다. 6개의 블록(B1 내지 B6)은 독립적으로 상하 운동이 가능하다. 여기서, 제1 유닛(13a)은 4개의 블록(A1 내지 A4)밖에 갖지 않으므로, 블록(B5, B6)은 사용되지 않는다.
제3 유닛(13c)은 중앙부(13c0)와 6개의 주변부(13c1 내지 13c6)를 구비한다. 중앙부(13c0)는 상면의 원주 상에 등간격으로 배치되고 독립적으로 상하 운동하는 6개의 출력부(C1 내지 C6)를 갖는다. 주변부(13c1 내지 13c6)는 각각 출력부(C1 내지 C6)를 서로 독립적으로 구동 가능하다. 주변부(13c1 내지 13c6)는 각각 모터(M1 내지 M6)를 구비하고, 중앙부(13c0)에는 모터의 회전을 캠 또는 링크에 의해 상하 이동으로 변환시키는 플런저 기구(P1 내지 P6)를 구비한다. 플런저 기구(P1 내지 P6)는 출력부(C1 내지 C6)에 상하 이동을 부여한다. 또한, 모터(M2, M5) 및 플런저 기구(P2, P5)는 도시되어 있지 않다. 여기서, 제1 유닛(13a)은 4개의 블록(A1 내지 A4)밖에 갖지 않으므로, 주변부(13c5, 13c6)는 사용되지 않는다. 따라서, 모터(M5, M6), 플런저 기구(P5, P6), 출력부(C5, C6)는 사용되지 않는다.
이어서, 밀어 올리기 유닛과 콜릿의 관계에 대하여 도 17을 사용하여 설명한다. 도 17은, 실시예에 관한 밀어 올리기 유닛과 픽업 헤드 중 콜릿부의 구성을 도시한 도면이다.
도 17에 도시하는 바와 같이 콜릿부(20)는, 콜릿(22)과, 콜릿(22)을 보유 지지하는 콜릿 홀더(25)와, 각각에 마련되고 다이(D)를 흡착하기 위한 흡인 구멍(22v, 25v)을 갖는다. 콜릿(22)의 다이를 흡착하는 흡착면은 다이(D)와 대략 동일한 크기이다.
제1 유닛(13a)은 상면 주변부에 돔 헤드(13a2)를 갖는다. 돔 헤드(13a2)는 복수의 흡착 구멍(HL)과 공동부(CV)를 갖고, 흡인 구멍(13a3)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)의 주변 다이(Dd)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 도 17에서는 블록부(13a1)의 주위에 흡착 구멍(HL)을 1열만 도시하고 있지만, 픽업 대상이 아닌 다이(Dd)를 안정하게 보유 지지하기 위해 복수열 마련하고 있다. 동심 사각상의 블록(A1 내지 A4)의 각 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v) 및 제1 유닛(13a)의 돔 내의 공동부를 통하여 돔 흡착의 흡인 구멍(13a4)으로부터 흡인하여, 콜릿(22)으로 픽업되는 다이(D)를 다이싱 테이프(16)를 통하여 흡인한다. 흡인 구멍(13a3)으로부터의 흡인과 흡인 구멍(13a4)으로부터의 흡인은 독립적으로 행할 수 있다.
본 실시예의 밀어 올리기 유닛(13)은, 제1 유닛의 블록의 형상, 블록의 수를 변경함으로써, 여러 가지 다이에 적용 가능하며, 예를 들어 블록수가 6개인 경우에는, 다이 사이즈가 20mm□ 이하인 다이에 적용 가능하다. 제3 유닛의 출력부의 수, 제2 유닛의 동심원상의 블록의 수 및 제1 유닛의 동심 사각상의 블록의 수를 증가시킴으로써, 다이 사이즈가 20mm□보다 큰 다이에도 적용 가능하다.
이어서, 상술한 구성에 의한 밀어 올리기 유닛(13)에 의한 픽업 동작에 대하여 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18은, 픽업 동작의 처리 플로우를 도시하는 흐름도이다.
스텝 PS1: 제어부(8)는 픽업할 다이(D)가 밀어 올리기 유닛(13)의 바로 위에 위치하도록 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동하고, 다이싱 테이프(16)의 이면에 제3 유닛의 상면이 접촉하도록 밀어 올리기 유닛(13)을 이동한다. 이때, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제어부(8)는, 블록부(13a1)의 각 블록(A1 내지 A4)이 돔 헤드(13a2)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 하고, 돔 헤드(13a2)의 흡착 구멍(HL)과, 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v)에 의해 다이싱 테이프(16)를 흡착한다.
스텝 PS2: 제어부(8)는, 콜릿부(20)를 하강시켜, 픽업할 다이(D) 위에 위치 결정하고, 흡인 구멍(22v, 25v)에 의해 다이(D)를 흡착한다.
스텝 PS3: 제어부(8)는, 블록부(13a1)의 블록을 외측으로부터 순차적으로 상승시켜 박리 동작을 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 실시 형태의 박리 모델을 사용한 피드포워드 제어를 행한다. 즉, 제어부(8)는 모터(M4)로 플런저 기구(P4)를 구동하여, 가장 외측의 블록(A4)만을 수십㎛ 내지 수백㎛ 상승시킨 후 하강시켜 정지시킨다. 상승 및 하강 속도는 일정하지 않다. 이 결과, 블록(A4)의 주변에 있어서 다이싱 테이프(16)가 솟아오른 밀어 올리기 부분이 형성되고, 다이싱 테이프(16)와 다이 어태치 필름(18)의 사이에 미소한 공간, 즉 박리 기점이 생긴다. 이 공간에 의해 앵커 효과, 즉 다이(D)에 걸리는 스트레스가 대폭 저감되어, 이후의 박리 동작을 확실하게 행할 수 있다. 이어서, 제어부(8)는 모터(M3)로 플런저 기구(P3)를 구동하여, 2번째로 외측인 블록(A3)만을 블록(A4)보다 높게 상승시켜 정지시킨다. 이어서, 제어부(8)는 모터(M2)로 플런저 기구(P2)를 구동하여, 3번째로 외측인 블록(A2)만을 블록(A3)보다 높게 상승시켜 정지시킨다. 마지막으로, 제어부(8)는 모터(M1)로 플런저 기구(P1)를 구동하여, 가장 내측의 블록(A1)만을 블록(A2)보다 높게 상승시켜 정지시킨다.
스텝 PS4: 제어부(8)는 콜릿을 상승시킨다. 스텝 PS3의 마지막 상태에서는, 다이싱 테이프(16)와 다이(D)의 접촉 면적은 콜릿의 상승에 의해 박리될 수 있는 면적으로 되고, 콜릿(22)의 상승에 의해 다이(D)를 박리할 수 있다.
스텝 PS5: 제어부(8)는 블록부(13a1)의 각 블록(A1 내지 A4)이 돔 헤드(13a2)의 표면과 동일 평면을 형성하도록 하고, 돔 헤드(13a2)의 흡착 구멍(HL)과, 블록간의 간극(A1v, A2v, A3v)에 의한 다이싱 테이프(16)의 흡착을 정지한다. 제어부(8)는 다이싱 테이프(16)의 이면으로부터 제1 유닛의 상면이 이격되도록 밀어 올리기 유닛(13)을 이동시킨다.
제어부(8)는 스텝 PS1 내지 PS5를 반복하여, 웨이퍼(11)의 양품의 다이를 픽업한다.
이어서, 실시예에 관한 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 19를 사용하여 설명한다. 도 19는, 도 7의 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
스텝 BS11: 웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 저장하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 웨이퍼 링(14)이 충전된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급한다. 또한, 기판(S)을 준비하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판(S)을 기판 반송 갈고리(51)에 설치한다.
스텝 BS12: 제어부(8)는 상술한 바와 같이 다이(D)를 박리하고, 박리한 다이(D)를 웨이퍼(11)로부터 픽업한다. 이와 같이 하여, 다이 어태치 필름(18)과 함께 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 다이(D)는, 콜릿(22)에 흡착, 보유 지지되어 다음 공정(스텝 BS13)으로 반송된다. 그리고, 다이(D)를 다음 공정으로 반송한 콜릿(22)이 다이 공급부(1)로 되돌아가면, 상기한 수순에 따라, 다음 다이(D)가 다이싱 테이프(16)로부터 박리되고, 이후 마찬가지의 수순에 따라 다이싱 테이프(16)로부터 1개씩 다이(D)가 박리된다.
스텝 BS13: 제어부(8)는 픽업한 다이를 기판(S) 상에 탑재 또는 이미 본딩한 다이 상에 적층한다. 제어부(8)는 웨이퍼(11)로부터 픽업한 다이(D)를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 다시 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 온 기판(S)에 본딩한다.
스텝 BS14: 제어부(8)는 기판 반출부(7)에서 기판 반송 갈고리(51)로부터 다이(D)가 본딩된 기판(S)을 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판(S)을 반출한다.
상술한 바와 같이, 다이(D)는, 다이 어태치 필름(18)을 통하여 기판(S) 상에 실장되고, 다이 본더로부터 반출된다. 그 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 통하여 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 이어서, 다이(D)가 실장된 기판(S)이 다이 본더에 반입되어 기판(S) 상에 실장된 다이(D) 상에 다이 어태치 필름(18)을 통하여 제2 다이(D)가 적층되고, 다이 본더로부터 반출된 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 통하여 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 제2 다이(D)는, 전술한 방법으로 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 후, 펠릿 부착 공정으로 반송되어 다이(D) 상에 적층된다. 상기 공정이 소정 횟수 반복된 후, 기판(S)을 몰드 공정으로 반송하고, 복수개의 다이(D)와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 적층 패키지가 완성된다.
상술한 바와 같이, 기판 상에 복수개의 다이를 3차원적으로 실장하는 적층 패키지의 조립 시에는, 패키지 두께의 증가를 방지하기 위해, 다이의 두께를 20㎛ 이하까지 얇게 할 것이 요구된다. 한편, 다이싱 테이프의 두께는 100㎛ 정도이기 때문에, 다이싱 테이프의 두께는, 다이의 두께의 4 내지 5배로도 된다.
이러한 얇은 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키려고 하면, 다이싱 테이프의 변형에 추종한 다이의 변형이 보다 현저하게 발생하기 쉬워지지만, 본 실시 형태의 다이 본더에서는 다이싱 테이프로부터 다이를 픽업할 때의 다이의 손상을 저감할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 제1 유닛의 복수의 블록은 동심 사각상인 것에 대하여 설명하였지만, 동심원 형상이나 동심 타원 형상의 것이어도 되고, 사각상 블록을 평행으로 배열하여 구성해도 된다.
또한, 실시예에서는 픽업 대상 다이와 주변 다이를 동일한 타이밍에 흡착/해방하였지만, 픽업 대상 다이와 주변 다이를 별개의 타이밍에 흡착/해방을 행해도 된다. 이에 의해, 보다 확실한 박리를 행할 수 있다.
또한, 실시예에서는 각 단의 블록은 순차적으로 밀어 올렸지만, 각 단이 독립적으로 각각 별개의 동작이 가능하므로 밀어 올리기/끌어 내리기 양방향의 동작을 혼재시켜도 된다.
또한, 실시예에서는, 다이 어태치 필름을 사용하는 예를 설명하였지만, 기판에 접착제를 도포하는 프리폼부를 마련하고 다이 어태치 필름을 사용하지 않아도 된다.
또한, 실시예에서는, 다이 공급부로부터 다이를 픽업 헤드로 픽업하여 중간 스테이지에 적재하고, 중간 스테이지에 적재된 다이를 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 다이 본더에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 다이 공급부로부터 다이를 픽업하는 반도체 제조 장치에 적용 가능하다.
예를 들어, 중간 스테이지와 픽업 헤드가 없고, 다이 공급부의 다이를 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 다이 본더에도 적용 가능하다.
또한, 중간 스테이지가 없고, 다이 공급부로부터 다이를 픽업하여 다이 픽업 헤드를 위로 회전시켜 다이를 본딩 헤드에 전달하여 본딩 헤드로 기판에 본딩하는 플립 칩 본더에 적용 가능하다.
또한, 중간 스테이지와 본딩 헤드가 없고, 다이 공급부로부터 픽업 헤드로 픽업한 다이를 트레이 등에 적재하는 다이 소터에 적용 가능하다.
11: 웨이퍼
13: 밀어 올리기 유닛
16: 다이싱 테이프
22: 콜릿
8: 제어부
10: 다이 본더
D: 다이

Claims (15)

  1. 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖고, 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어 올리는 밀어 올리기 유닛과,
    상기 다이를 흡착하는 콜릿과,
    상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하도록 구성되는 제어부
    를 구비하는, 반도체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박리 모델은, 상기 블록의 밀어 올리기양, 상기 블록의 폭 및 상기 다이의 영률에 기초하여 계산되는 다이싱 테이프의 점착재의 첩부력과, 상기 점착재의 점착재 모델에 기초하여 계산되는 상기 점착재의 변형량을 포함하는, 반도체 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 점착재 모델은 용수철 상수 및 감쇠 상수를 포함하는, 반도체 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 박리 모델은,
    밀어 올리기양이 소정값 이상에서 박리를 개시하는 특성과,
    박리 개시로부터 박리 진행에 따라 박리 진행이 가속되는 특성과,
    상기 점착재의 파라미터를 바꿈으로써 박리가 개시되는 밀어 올리기양 및 박리 진행 속도가 바뀌는 특성
    을 갖는, 반도체 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜 밀어 올리기양의 극소값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 증가시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밀어 올리기 유닛은, 상기 복수의 상기 블록에 대응하여 독립적인 복수의 구동축을 갖고, 상기 블록의 밀어 올리기 속도 및 밀어 올리기양을 프로그래머블하게 설정 가능하게 구성되는, 반도체 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다이는 상기 다이와 상기 다이싱 테이프의 사이에 다이 어태치 필름을 더 구비하는, 반도체 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 콜릿이 장착되는 픽업 헤드를 더 구비하는, 반도체 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 픽업 헤드로 픽업되는 다이를 적재하는 중간 스테이지와,
    상기 중간 스테이지에 적재되는 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 본딩 헤드
    를 더 구비하는, 반도체 제조 장치.
  11. (a) 다이싱 테이프와 접촉하는 복수의 블록을 갖고, 다이를 상기 다이싱 테이프의 밑에서 밀어 올리는 밀어 올리기 유닛과, 상기 다이를 흡착하는 콜릿을 구비하는 반도체 제조 장치에, 상기 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링을 반입하는 공정
    을 준비하는 공정과,
    (b) 상기 밀어 올리기 유닛으로 상기 다이를 밀어 올려 상기 콜릿으로 상기 다이를 픽업하는 공정
    을 구비하고,
    상기 (b) 공정은, 상기 밀어 올리기 유닛의 특성을 재현시키는 박리 모델에 대하여, 상기 다이의 상기 다이싱 테이프로부터의 박리량과 상기 다이 전체의 굽힘 응력의 목표값에 상기 박리 모델의 출력을 추종시키도록 피드백 제어하고, 상기 박리 모델에 대한 제어 입력인 밀어 올리기양을 상기 밀어 올리기 유닛의 상기 블록의 밀어 올리기양으로 하여 상기 다이를 밀어 올리는, 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (b) 공정은, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키는, 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 (b) 공정은, 상기 복수의 블록 중 외측의 블록을 상승시켜 밀어 올리기양의 극대값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 감소시켜 밀어 올리기양의 극소값에 도달한 후, 상기 밀어 올리기양을 증가시켜, 상기 외측의 블록의 인접하는 내측의 블록을 상승시키는, 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    (c) 상기 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 공정을 더 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (b) 공정은 상기 픽업한 다이를 중간 스테이지에 적재하는 공정을 더 갖고,
    상기 (c) 공정은 상기 중간 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하는 공정을 더 갖는, 반도체 장치의 제조 방법.
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