KR20150036254A - 압착 장치 및 압착 방법 - Google Patents

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토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

기판에 접착제를 통해 가압착된 복수의 칩을 실장 어긋남을 발생시키는 일 없이 기판에 일괄 압착하는 것이 가능한 압착 장치 및 압착 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로는, 칩이 압착되는 기판의 이면을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지와, 가압착한 칩의 표면을 덮는 탄성 시트와, 상기 기판 스테이지의 외주에 위치하고, 상기 탄성 시트를 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단과, 상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하는 감압 수단과, 탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 부여하는 본딩 헤드를 구비하고 있는 압착 장치 및 압착 방법을 제공한다.

Description

압착 장치 및 압착 방법 {CRIMPING DEVICE AND CRIMPING METHOD}
기판에 접착제를 통해 가압착된 복수의 칩을 기판에 일괄 압착하는 압착 장치 및 압착 방법에 관한 것이다.
최근, LSI 칩의 고집적화·고밀도화의 요구에 대해, 웨이퍼 레벨로 CSP(Chip Size Package)를 제조하는 방법이 행해지고 있다. 웨이퍼 레벨 CSP에서는, 회로가 형성된 실리콘 웨이퍼에 대해 플립 칩을 압착한 후, 다이싱하여 CSP를 제조하고 있다. 웨이퍼와 플립 칩은, 열경화성 수지나 이방 도전성 접착제 등의 접착제를 사용하여 미리 가압착(가접속)되어 있다. 가압착 후, 웨이퍼 상의 복수의 플립 칩은, 소정 시간의 가압과 소정 온도에서 가열 및 냉각이 행해져 압착이 완료된다.
예를 들어, 특허문헌 1에서는, 웨이퍼 레벨로 CSP를 제조하는 압착 장치로서, 원통 형상의 실린더와, 그 일측을 밀폐하도록 설치된 베이스와, 실린더의 타측의 덮개와, 실린더의 내부를 이동하는 금속제의 피스톤으로 구성되어 있는 압착 장치를 개시하고 있다. 이 압착 장치에서는, 피스톤이 이동함으로써, 실린더 내의 밀폐 공간의 용적이 축소된다. 베이스에는 인터포저가 절연성 접착 필름에 의해 실리콘 웨이퍼에 가접속되어 설치되고, 시트 부재가 가접속된 실리콘 웨이퍼를 덮고 있다. 또한, 베이스에는 가열 히터가 매립되어 있다. 그리고, 실린더 내에 가압된 압축 가스를 도입하여, 가접속된 실리콘 웨이퍼를 시트 부재를 통해 전면적으로 가압하고, 가열 히터를 통전하여, 절연성 접착 필름을 용융시켜 실리콘 웨이퍼의 각 전극과 인터포저의 각 전극을 전기적으로 접속하여 CSP 접속체를 제조하고 있다.
일본 특허 공개 제2000-195903호 공보
이러한 장치에서는, 가압된 압축 가스를 이용하여 비접촉 상태에서 가접속체에 압력을 가하므로, 실리콘 웨이퍼 및 인터포저에 대해 큰 압력을 균일하게 가할 수 있다. 한편, 시트 부재로 덮인 가접속된 실리콘 웨이퍼에는, 도 11에 도시하는 바와 같이 상면 및 측면으로부터 압력 F가 가해지고 있다. 그로 인해, 접착제(4)가 가열되어 연화되어 가는 과정에서 상면과 측면에 작용하는 힘의 밸런스를 잃어, 실리콘 웨이퍼(2)의 각 전극과 칩(3)(예를 들어, 인터포저)의 각 전극의 사이에서 실장 어긋남이 발생할 우려가 있다.
따라서, 기판에 접착제를 통해 가압착된 복수의 칩을 실장 어긋남을 발생시키는 일 없이 기판에 일괄 압착하는 것이 가능한 압착 장치 및 압착 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은,
기판 상에 복수의 칩을 위치 정렬한 후, 수지를 통해 가압착한 칩을, 일괄 압착하는 압착 장치이며,
칩이 압착되는 기판의 이면을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지와,
상기 가압착한 칩의 표면을 덮는 탄성 시트와,
상기 기판 스테이지의 외주에 위치하고, 상기 탄성 시트를 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단과,
상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하는 감압 수단과,
탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 부여하는 본딩 헤드를 구비하고 있는 압착 장치이다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명에 있어서,
상기 탄성 시트를 낱장으로 공급하는 시트 공급 수단을 구비한 압착 장치이다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 기재된 발명에 있어서,
상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 구비한 압착 장치이다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서,
상기 본딩 헤드와 상기 기판 스테이지에 가열 및 냉각 수단을 구비한 압착 장치이다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서,
상기 본딩 헤드의 가압면이 상기 기판 스테이지에 대해 평행한 상태를 유지하면서 하강시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 압착 장치이다.
청구항 6에 기재된 발명은,
기판 상에 복수의 칩을 위치 정렬한 후, 수지를 통해 가압착한 칩을, 일괄 압착하는 압착 방법이며,
칩이 압착되는 기판의 이면을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지와,
상기 가압착한 칩의 표면을 덮는 탄성 시트와,
상기 기판 스테이지의 외주에 위치하고, 상기 탄성 시트를 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단과,
상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하는 감압 수단과,
탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 부여하는 본딩 헤드를 구비하고,
칩이 가압착된 기판을 기판 스테이지에 설치하는 공정과,
탄성 시트를 가압착한 칩의 표면에 덮고, 탄성 시트를 보유 지지하는 공정과,
상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하로 하는 공정과,
본딩 헤드를 소정의 높이까지 하강시키고, 탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 소정 시간 부여하는 공정을 갖는 압착 방법이다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 6에 기재된 발명에 있어서,
탄성 시트를 낱장으로 공급하고, 일괄 압착의 동작마다 탄성 시트를 교환하는 공정을 갖는 압착 방법이다.
청구항 8에 기재된 발명은, 청구항 6 또는 7에 기재된 발명에 있어서,
상기 탄성 시트에, 내열 온도 350℃ 이상, 열수축률이 350℃에서 0.1％ 이하 및 열전도율이 1W/m·K 이상이라고 하는 특성을 구비한 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 압착 방법이다.
청구항 9에 기재된 발명은, 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서,
탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 소정 시간 부여하는 공정에 있어서, 본딩 헤드와 기판 스테이지에 구비된 가열 및 냉각 수단을 동작시키는 공정을 포함하는 압착 방법이다.
청구항 10에 기재된 발명은, 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서,
상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 불활성 가스 분위기로 하는 공정을 포함하는 압착 방법이다.
청구항 11에 기재된 발명은, 청구항 6 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 본딩 헤드의 가압면이 상기 기판 스테이지에 대해 평행한 상태를 유지하면서 하강시키는 것을 특징으로 하는 압착 방법이다.
본 발명의 압착 장치 및 압착 방법에 따르면, 본딩 헤드가 탄성 시트를 통해 소정의 가압력으로 칩을 압박하고 있으므로, 접착제가 용융될 때 칩과 기판이 위치 어긋남 되는 일 없이 압착되게 된다. 또한, 국소적으로 밀폐 공간을 형성하여, 감압하로 치환할 수 있으므로, 대규모의 챔버 구조를 필요로 하는 일 없이, 간이적인 구조로 범프의 산화를 방지하면서 일괄 압착할 수 있다.
또한 접착제가 가열 경화될 때 발생하는 아웃 가스에 의한 보이드도 감압하에서 본딩함으로써, 보이드를 억제하면서 일괄 압착할 수 있다.
또한, 탄성 시트를 통해 압착하고 있으므로, 가압착된 칩에 높이 편차가 있어도, 실장 어긋남을 발생시키는 일 없이 기판에 일괄 압착할 수 있다.
또한, 탄성 시트를 국소적으로 형성한 챔버의 상부 덮개와 겸용함으로써 접착제에 의해 가압착된 칩을 일괄 압착할 때, 칩의 주변으로부터 밀려나온 접착제가 본딩 헤드측에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본딩 헤드와 기판 스테이지로부터의 상하 가열, 냉각에 의해 접착제의 경화와 범프 접합을 일괄적으로 행할 수 있다. 또한, 탄성 시트를 낱장으로 공급함으로써, 고속으로 웨이퍼의 교환을 용이하게 하여 연속적으로 압착을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 압착 장치의 개략 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 문형 프레임의 수직 기둥부의 배치를 설명하는 상면도이다.
도 3은 시트를 인출하여 칩 상면에 배치한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 4는 시트를 절단하여 흡착 보유 지지한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 5는 본딩 헤드가 하강한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 6은 시트로 둘러싸인 공간을 감압한 상태를 도시하는 측면도이다.
도 7은 압착 장치의 동작 흐름도이다.
도 8은 기판 스테이지 상에 웨이퍼 대신에 로드셀을 배치한 상태의 상면도이다.
도 9는 문형 프레임의 수직 기둥부의 높이를 모니터링하는 장치의 교정을 설명하는 도면이다.
도 10은 문형 프레임의 수직 기둥부의 높이를 모니터링하는 장치의 교정을 설명하는 도면이다.
도 11은 종래의 압착 장치의 문제점을 설명하는 개략 측면도이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태의 압착 장치의 측면도이다. 도 1에 있어서, 압착 장치(1)를 향해 좌우 방향을 X축, 전후 방향을 Y축, X축과 Y축으로 구성되는 XY 평면에 직교하는 축을 Z축(상하 방향), Z축 주위를 θ축으로 한다.
압착 장치(1)는, 칩(3)이 접착제(4)를 통해 가압착된 웨이퍼(2)를 본압착하는 가압 수단(20)과, 웨이퍼(2)를 보유 지지하는 기판 스테이지(40)와, 본압착시에 칩(3)을 덮는 시트(5)를 공급하는 시트 공급 수단(50)과, 시트(5)를 기판 스테이지(4)의 외주에서 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단(60)과, 웨이퍼(2) 상에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단(70)으로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서 설명하는 웨이퍼(2)에는, 미리 칩(3)이 웨이퍼(2) 상의 소정 위치에 위치 정렬되고, 접착제를 사용하여 접합되어 있는 것으로 한다[이후, 칩(3)이 웨이퍼(2)에 가압착되어 있다고 표기함].
가압 수단(20)은, 문형 프레임(21)과, 문형 프레임(21)의 수평 빔부(21a)에 설치된 본딩 헤드 지지부(22)와, 원통형의 본딩 헤드(23)로 구성되어 있다. 문형 프레임(21)의 수직 기둥부(21b)는, 강성이 높은 가이드 구조로 되어 있고, 강성 가이드(21c)로 지지되어 있다. 수직 기둥부(21b)는 상하로 신축 가능하게 되어 있고, 도시하지 않은 상하 구동 수단과 연결되어 있다. 상하 구동 수단에 의한 수직 기둥부(21b)의 승강 동작에 의해, 본딩 헤드(23)가 Z 방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 강성 가이드(21c)는 베이스(6)에 기립 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 문형 프레임(21)은 4개의 수직 기둥부(21b)와, 각각의 수직 기둥부(21b)를 지지하는 4개의 강성 가이드(21c)를 구비하고 있다. 그 배치를 상면으로부터 본 XY 평면으로 나타낸 것이 도 2이며, 4개의 수직 기둥부[21b(21b1, 21b2, 21b3, 21b4)]와, 각각을 지지하는 4개의 강성 가이드[21c(21c1, 21c2, 21c3, 21c4)]가 배치되어 있다. 이 4개의 수직 기둥부(21b)의 높이 조정을 행함으로써, 문형 프레임(21)의 수평 빔부(21a)의, 기판 스테이지(40)에 대한 평행도가 확보된다.
본딩 헤드(23)는, 칩(3)이 실장된 웨이퍼(2)의 칩측으로부터 가열하는 히터(43) 및 가열된 본딩 헤드(23)를 냉각하는 냉각부(45)를 구비하고 있다.
기판 스테이지(40)는, 웨이퍼(2)의 이면(2b)을 흡착 보유 지지하는 흡인 구멍(41)과, 웨이퍼(2)를 가열하는 히터(42)와, 가열된 기판 스테이지(40)를 냉각하는 냉각부(44)를 구비하고 있다. 흡인 구멍(41)은 도시하고 있지 않은 흡인 파이프를 통해 흡인 펌프와 접속되어 있다.
웨이퍼(2)의 고정 수단은, 기계적으로 기판 스테이지(40)에 클램프하는 방식이나 정전 척 방식 등 강고하게 고정되는 것이면, 흡인 구멍(41)을 사용한 흡착 방식이 아니어도 된다.
기판 스테이지(40)의 외주에는 시트 보유 지지 수단(60)이 설치되어 있다. 시트 보유 지지 수단(60)은 내벽(61)과 외벽(62)을 기판 스테이지(40)의 외주를 따라 기립 설치하고, 내벽(61)과 외벽(62) 사이에 끼인 공간인 흡인 스페이스(63)에서 시트 보유 지지 수단(60)의 상부에 설치된 시트(5)를 흡인하는 구성으로 되어 있다. 내벽(61)과 외벽(62)은 기판 스테이지(40)에 칩(3)의 가압착된 웨이퍼(2)가 설치된 높이보다 높은 위치까지 신장되어 있다.
시트 보유 지지 수단(60)은, 기계적으로 내벽(61)에 강고하게 클램프하는 방법이면, 흡인 스페이스(63)를 사용한 흡착 방식이 아니어도 된다. 예를 들어, 본딩 헤드(23)와 내벽(61) 사이에 끼워 넣어 클램프하는 방식이면, 본딩 헤드(23)의 하강과 동시에 클램프할 수 있으므로 기구가 간략화된다.
내벽(61)과 기판 스테이지(40) 사이에는 감압 수단(80)이 설치되어 있다. 감압 수단(80)은 감압구(81)가 설치되고, 진공 펌프에 의해 시트 보유 지지 수단(60)과 탄성 시트(5)와 기판 스테이지(40)에 의해 형성된 밀폐 공간을 진공 흡인함으로써 감압할 수 있도록 되어 있다.
또한 내벽(61)과 기판 스테이지(40) 사이에는 가스 공급 수단(70)이 설치되어 있다. 가스 공급 수단(70)은 공급구(71)가 설치되고, 공급구(71)로부터 불활성 가스인 질소(N2)가 공급되도록 되어 있다. 도면 중, 시트 보유 지지 수단(60)과 가스 공급 수단(70), 감압 수단(80)은 사선으로 나타냈다.
시트 공급 수단(50)은, 롤 형상의 시트(5)를 공급하는 시트 권출부(51)와, 시트 권출부(51)로부터 권출된 시트(5)를 파지하는 시트 파지부(53)와, 시트(5)를 인출하는 시트 인출부(52)와, 인출된 시트(5)를 절단하는 시트 절단부(54)로 구성되어 있다. 시트 권출부(51)는 문형 프레임(21)의 측부에 배치되어 있다. 시트 인출부(52)는 문형 프레임(21)의 내부를, 시트(5)를 파지하면서 X 방향(수평 방향)으로 이동하고, 칩(3)이 가압착 완료된 웨이퍼(2)의 상부에 시트(5)를 덮도록 되어 있다. 시트 절단부(54)는 시트 파지부(53)와 시트 인출부(52) 사이에 위치하고, 인출된 시트(5)를 시트 파지부(53)와 시트 인출부(52)로 파지한 상태에서 절단하도록 되어 있다. 시트 인출부(52)와 시트 파지부(53)는, 시트(5)를 파지한 상태에서, Z 방향(상하 방향)으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 시트(5)의 재질로서 불소계 수지가 일반적이지만, 본 실시 형태와 같은 일괄 압착 용도에 있어서, 불소계 수지의 내열 온도, 열수축률, 열전도율은 충분한 특성이라고는 할 수 없다. 즉, 일괄 압착 용도에서는 히터(43)의 온도가 최고 350℃에 달하는 경우가 있으므로 내열성이 부족하여, 열수축에 의해 주름이 발생하여 실장 어긋남으로 될 가능성이 있고, 열전도율이 낮기 때문에 칩을 소정 온도로 가열하기 위한 히터(43)의 설정 온도가 높아진다고 하는 문제가 있다. 이로 인해, 시트(5)에 요구되는 특성으로서, 내열 온도가 350℃ 이상(불소계 수지는 260℃ 정도), 열수축률이 350℃에서 0.1％ 이하(불소계 수지는 260℃에서 2％ 전후), 열전도율이 1W/m·K 이상(불소계 수지는 0.3W/m·K)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이러한 압착 장치(1)를 이용하여 칩(3)을 웨이퍼(2)에 본압착하는 압착 방법에 대해, 도 3∼도 6의 압착 장치(1)의 측면도와, 도 7의 흐름도를 이용하여 설명한다.
우선, 본딩 헤드(23)가 상승한 상태에서, 칩(3)이 가압착된 웨이퍼(2)를 기판 스테이지(40)에 설치한 상태로부터 설명을 개시한다(스텝 SP01).
다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 시트 권출부(51)로부터 시트(5)를 인출한다. 시트(5)의 인출에는, 시트 인출부(52)가 사용된다. 시트 인출부(52)는 시트(5)를 파지하고, 시트 보유 지지 수단(60)을 넘도록 X 방향(수평 방향)으로 이동한다. 시트 인출부(52)가 X 방향으로 이동함으로써, 칩(3)이 가압착되어 있는 웨이퍼(2)의 상면측이, 시트(5)로 덮이게 된다. 또한, 시트(5)는 본딩 헤드(23)와 웨이퍼(2) 사이를 통과하도록 인출된다. 시트 파지부(53)와, 시트 인출부(52)가 시트를 파지한 상태에서, 하강하여 칩(3)의 상면에 시트(5)를 세트한다(스텝 SP02).
다음으로, 시트 절단부(54)가 시트(5)를 절단하고, 시트 인출부(52)는 원래 있었던 위치(대기 위치)로 복귀한다(도 4). 시트 보유 지지 수단(60)의 흡인 스페이스(63)에 접속되어 있는 도시하고 있지 않은 흡인 펌프가 작동하여, 시트(5)를 흡인한다(스텝 SP03). 이와 같이, 시트(5)를 낱장으로 공급함으로써, 고속으로 웨이퍼의 교환을 용이하게 하여 연속적으로 압착을 행할 수 있다.
다음으로, 본딩 헤드(23) 및 기판 스테이지(40)에 설치되어 있는 히터(42, 43)를 승온하지 않은 상태에서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 본딩 헤드(23)가 하강하여 시트(5)를 통해 칩(2)을 웨이퍼(3)에 가압한다. 본딩 헤드(23)의 하강시에는, 도시하고 있지 않은 승강 수단에 의해, 도 2에 도시하는 4개의 수직 기둥부[21b(21b1, 21b2, 21b3, 21b4)]의 높이가 항상 균일해지도록 모니터링하면서 행하여, 본딩 헤드(23)의 가압면에 경사가 발생하지 않도록 제어한다. 구체적으로는, 4개의 수직 기둥부(21b)의 최대값과 최소값이 소정의 편차 이내(예를 들어, 웨이퍼 사이즈가 300㎜인 경우는 3㎛)로 되도록 제어를 행하고, 본딩 헤드(23)의 가압면이 칩(2)에 접촉한 후에는 웨이퍼(2) 상에 탑재된 모든 칩(3)에 소정의 하중이 가해지도록 가압한다(스텝 SP04). 이와 같이 평행 상태를 유지하면서 가압을 행함으로써, 이후의 스텝에서 가열하여 가압을 행할 때, 접착제가 연화될 때에도 수평 분력이 발생하지 않아, 수평 분력에 기인한 실장 어긋남을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6과 같이, 시트(5)와 기판 스테이지(40)와 시트 보유 지지 수단(60)의 내벽(61)으로 둘러싸인 공간의 공기를 감압 수단(80)에 의해 흡인함으로써 진공 상태로 한다(스텝 SP05).
다음으로, 본딩 헤드(23) 및 기판 스테이지(40)에 설치되어 있는 히터(42, 43)가 승온되어 접착제(4)의 가열 경화가 개시된다(스텝 SP06). 이때의 칩(3)의 범프와 웨이퍼(2)의 회로면에 형성된 전극의 접속도 동시에 행해진다. 이와 같이, 본딩 헤드(23)가 시트(5)를 통해 소정의 가압력으로 칩(2)을 가압하고 있으므로, 접착제가 용융될 때 칩(2)과 기판(3)이 위치 어긋남 되는 일 없이 압착되게 된다. 또한 감압하에서 행하므로, 접착제가 가열 경화될 때 발생하는 아웃 가스에 의한 보이드가 억제되어 품질이 좋은 접합 상태로 된다.
범프나 전극이 산화되기 쉬운 재질(예를 들어, 구리 등)인 경우에는, 진공 흡인 후에 가스 공급 수단(70)의 공급구(71)로부터 불활성 가스를 공급하여 시트(5)와 기판 스테이지(40)와 시트 보유 지지 수단(60)의 내벽(61)으로 둘러싸인 공간을 불활성 가스로 치환한다. 칩(2)이 가압착된 웨이퍼(2)의 주변 전체가 불활성 가스 분위기로 되어, 칩(2)의 전극의 산화가 방지된다(스텝 SP07).
이와 같이, 본딩 헤드(23)가 시트(5)를 통해 소정의 가압력으로 칩(2)을 가압하고 있으므로, 접착제가 용융될 때에 칩(2)과 기판(3)이 위치 어긋남 되는 일 없이 압착되게 된다.
가압력 및 가열 온도는 압착되는 칩수나, 범프수 및 접착제의 경화 반응이나 범프의 용융 온도에 따라서, 각각 임의의 타이밍에 다단계로 제어할 수 있도록 되어 있다.
다음으로, 소정 시간의 가압과 가열이 행해진 후, 본딩 헤드(23)가 상승하고 본압착이 완료된다(스텝 SP08).
또한, 이상의 스텝 SP01∼SP08과는 별도로, 문형 프레임(21)은 4개의 수직 기둥부[21b(21b1, 21b2, 21b3, 21b4)]의 높이 모니터링을 행할 때의 오차를 저감시키기 위해, 소정의 주기로 높이 모니터링 기능의 교정을 행할 필요가 있다. 구체예로서는, 도 8에 도시하는 바와 같이 웨이퍼 대신에 동일 사양의 4개의 로드셀(91, 92, 93, 94)을 배치한 기판 스테이지(40)에, 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이 본딩 헤드(23)를 접근시켜, 양면이 평행 상태로 가장 접근한 단계에서 제로점 설정을 행하는 방법이 있다. 즉, 양면이 로드셀을 사이에 두고 평행 상태로 밀착되었는지 여부를, 4개의 로드셀 각각이 검지하는 가압력의 최대값과 최소값이 소정의 편차 이내에서 평형 상태에 있는지 여부로 판단한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 로드셀을 높이 모니터링 기능의 교정을 행할 때, 기판 스테이지(41) 상에 배치하였지만, 기판 스테이지(41)와 히터(42) 사이에 상설해 두어도 된다. 또한, 문형 프레임(21)의 수직 기둥부(21b) 및 각각의 수직 기둥부(21b)를 지지하는 강성 가이드(21c)가 4개인 경우로 하였지만, 4개에 한정되는 것은 아니며, 3개 혹은 5개 이상이어도 된다.
1 : 실장 장치
2 : 웨이퍼
3 : 칩
4 : 접착제
5 : 시트
6 : 베이스
20 : 가압 수단
21 : 문형 프레임
21a : 문형 프레임(21)의 수평 빔부
21b : 문형 프레임(21)의 수직 기둥부
21c : 강성 실린더
22 : 본딩 헤드 지지부
23 : 본딩 헤드
40 : 기판 스테이지
41 : 흡인 구멍
42 : 히터
43 : 히터
44 : 냉각부
45 : 냉각부
50 : 시트 공급 수단
51 : 시트 권출부
52 : 시트 인출부
53 : 시트 파지부
54 : 시트 절단부
60 : 시트 보유 지지 수단
61 : 내벽
62 : 외벽
63 : 흡인 스페이스
70 : 가스 공급 수단
71 : 공급구
80 : 감압 수단
81 : 감압구
91 : 로드셀
92 : 로드셀
93 : 로드셀
94 : 로드셀

Claims (11)

  1. 기판 상에 복수의 칩을 위치 정렬한 후, 수지를 통해 가압착한 칩을, 일괄 압착하는 압착 장치이며,
    칩이 압착되는 기판의 이면을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지와,
    상기 가압착한 칩의 표면을 덮는 탄성 시트와,
    상기 기판 스테이지의 외주에 위치하고, 상기 탄성 시트를 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단과,
    상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하는 감압 수단과,
    탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 부여하는 본딩 헤드를 구비하고 있는, 압착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 시트를 낱장으로 공급하는 시트 공급 수단을 구비한, 압착 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간에 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 수단을 구비한, 압착 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본딩 헤드와 상기 기판 스테이지에 가열 및 냉각 수단을 구비한, 압착 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본딩 헤드의 가압면이 상기 기판 스테이지에 대해 평행한 상태를 유지하면서 하강시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는, 압착 장치.
  6. 기판 상에 복수의 칩을 위치 정렬한 후, 수지를 통해 가압착한 칩을, 일괄 압착하는 압착 방법이며,
    칩이 압착되는 기판의 이면을 흡착 보유 지지하는 기판 스테이지와,
    상기 가압착한 칩의 표면을 덮는 탄성 시트와,
    상기 기판 스테이지의 외주에 위치하고, 상기 탄성 시트를 보유 지지하는 시트 보유 지지 수단과,
    상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하는 감압 수단과,
    탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 부여하는 본딩 헤드를 구비하고,
    칩이 가압착된 기판을 기판 스테이지에 설치하는 공정과,
    탄성 시트를 가압착한 칩의 표면에 덮고, 탄성 시트를 보유 지지하는 공정과,
    상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 감압하로 하는 공정과,
    본딩 헤드를 소정의 높이까지 하강시키고, 탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 소정 시간 부여하는 공정을 갖는, 압착 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    탄성 시트를 낱장으로 공급하고, 일괄 압착의 동작마다 탄성 시트를 교환하는 공정을 갖는, 압착 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 탄성 시트에, 내열 온도 350℃ 이상, 열수축률이 350℃에서 0.1％ 이하 및 열전도율이 1W/m·K 이상이라고 하는 특성을 구비한 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는, 압착 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄성 시트를 통해 기판 상의 칩에 소정의 가압력을 소정 시간 부여하는 공정에 있어서, 본딩 헤드와 기판 스테이지에 구비된 가열 및 냉각 수단을 동작시키는 공정을 포함하는, 압착 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트 보유 지지 수단과 상기 탄성 시트와 상기 기판 스테이지에 의해 형성된 밀폐 공간을 불활성 가스 분위기로 하는 공정을 포함하는, 압착 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본딩 헤드의 가압면이 상기 기판 스테이지에 대해 평행한 상태를 유지하면서 하강시키는 것을 특징으로 하는, 압착 방법.
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