KR20230040266A - 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20230040266A
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Abstract

[과제] 검사 결과의 로그 데이터에 기초하여 자기 진단을 행하기 위한 기술을 제공하는 데 있다.
[해결 수단] 다이 본딩 장치는, 기판 상에 페이스트상 접착제를 도포하는 도포 장치와, 기판에 도포된 페이스트상 접착제를 촬상하는 촬상 장치와, 촬상 장치가 촬상한 페이스트상 접착제의 화상에 기초하여 외관 검사를 행하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 페이스트상 접착제를 기판에 도포할 때마다 외관 검사를 행하여, 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 도포 면적 및 페이스트상 접착제의 도포 위치, 또는 그 중 어느 한쪽을 포함하는 데이터를 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고, 외관 검사 시에 취득한 데이터와 해당 외관 검사 시보다 전에 기억 장치에 기록한 로그 데이터에 기초하여 도포된 페이스트상 접착제의 상태가 정상인지 또는 이상인지를 판단하도록 구성된다.

Description

다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{DIE BONDING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 다이 본딩 장치에 관한 것으로, 예를 들어, 수지 페이스트를 접착제로서 사용하는 다이 본더에 적용 가능하다.
다이 본딩 장치로서의 다이 본더는, 수지 페이스트, 땜납, 금 도금 등을 접합 재료로 하여, 반도체 칩(이하, 단순히 다이라고 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등의 기판 또는 이미 본딩된 다이 위에 본딩(적재하여 접착)하는 장치이다. 예를 들어, 다이를 기판의 표면에 본딩하는 다이 본더에 있어서는, 본딩 헤드의 선단에 설치된 콜릿이라고 불리는 흡착 노즐을 사용하여 다이를 웨이퍼로부터 흡착하여 픽업하여, 기판 상의 소정의 위치에 적재하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다는 동작(작업)이 반복하여 행해진다.
예를 들어, 수지를 접합 재료로서 사용하는 경우, Ag(은) 에폭시 및 아크릴 등의 수지 페이스트가 접착제(이하, 페이스트상 접착제라고 함)로서 사용된다. 다이를 기판에 접착하는 페이스트상 접착제는 시린지 내에 봉입되고, 이 시린지가, 기판에 대하여 상하 이동하여 페이스트상 접착제를 사출하여 도포한다. 즉, 페이스트상 접착제를 봉입한 시린지에 의해 페이스트상 접착제가 소정의 위치에 소정량 도포되고, 그 페이스트상 접착제 상에 다이가 압착·베이크되어 접착된다. 시린지의 근방에는 인식 카메라(프리폼 카메라)가 설치되고, 이 인식 카메라로, 페이스트상 접착제가 도포될 위치를 확인하여 위치 결정이 행해짐과 함께, 도포된 페이스트상 접착제가 소정 위치에 소정의 형상으로 소정량만큼 도포되어 있는지가 확인된다.
일본 특허 공개 제2021-44466호 공보
페이스트상 접착제의 외관 검사에 있어서 이상을 검출했을 때, 에러를 발하고 장치는 정지한다. 그러나, 검사 결과는 로그에 남겨 두지 않는다.
본 개시의 과제는, 검사 결과의 로그 데이터에 기초하여 자기 진단을 행하기 위한 기술을 제공하는 데 있다. 기타의 과제와 신규한 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 분명해질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 다이 본딩 장치는, 기판 상에 페이스트상 접착제를 도포하는 도포 장치와, 기판에 도포된 페이스트상 접착제를 촬상하는 촬상 장치와, 촬상 장치가 촬상한 페이스트상 접착제의 화상에 기초하여 외관 검사를 행하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 페이스트상 접착제를 기판에 도포할 때마다 외관 검사를 행하여, 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 도포 면적 및 페이스트상 접착제의 도포 위치, 또는 그 중 어느 한쪽을 포함하는 데이터를 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고, 외관 검사 시에 취득한 데이터와 해당 외관 검사 시보다 전에 기억 장치에 기록한 로그 데이터에 기초하여 도포된 페이스트상 접착제의 상태가 정상인지 또는 이상인지를 판단하도록 구성된다.
상기 다이 본딩 장치에 따르면, 검사 결과의 로그 데이터에 기초하여 자기 진단을 행하는 것이 가능하다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다.
도 2는 도 1에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타내는 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 프리폼부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 실시 형태에 있어서의 기판의 구성예를 나타내는 상면도이다.
도 8은 페이스트상 접착제의 도포 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 페이스트상 접착제의 도포 검사 시의 로그 데이터 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 페이스트상 접착제의 본드 전 검사 시의 로그 데이터 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 페이스트상 접착제의 도포 검사 시의 상태를 도시하는 상면도이다.
도 12는 페이스트상 접착제의 본드 전 검사 시의 상태를 도시하는 상면도이다.
도 13은 도포 횟수와 도포 면적의 추이 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도포 면적에 있어서의 검사 결과 및 로그 데이터에 기초한 이상 요인 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도포 횟수와 도포 위치 Y의 추이를 나타내는 도면이다.
도 16은 도포 위치 및 도포 면적에 있어서의 검사 결과에 기초한 이상 요인 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 도포 횟수와 도포 면적의 추이 예 및 토출 압력의 설정값을 보정하는 이미지를 나타내는 도면이다.
도 18은 도포 횟수와 도포 면적의 추이 예 및 토출 압력의 설정값을 보정하는 이미지를 나타내는 도면이다.
이하, 실시 형태에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이고, 본 개시의 해석을 한정하는 것은 아니다.
실시 형태에 있어서의 다이 본더의 구성에 대하여 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 실시 형태에 있어서의 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 2는 도 1에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 나누어, 기판 S에 실장할 다이 D를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2)와, 중간 스테이지부(3)와, 프리폼부(9)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 전방 측에 배치되고, 본딩부(4)가 안쪽에 배치된다. 여기서, 기판 S에는, 최종 하나의 패키지가 되는, 복수의 제품 에어리어(이하, 어태치먼트 영역 P라고 함)가 형성되어 있다. 예를 들어, 기판 S가 리드 프레임인 경우, 어태치먼트 영역 P는 다이 D가 적재되는 태브를 갖는다.
먼저, 다이 공급부(1)는 기판 S의 어태치먼트 영역 P에 실장할 다이 D를 공급한다. 다이 공급부(1)는 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이 D를 밀어 올리는 점선으로 나타내는 박리 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 축방향으로 이동하고, 픽업할 다이 D를 박리 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는 픽업 헤드(21)와, Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부와, 웨이퍼 인식 카메라(24)를 갖는다. 픽업 헤드(21)는 밀어 올려진 다이 D를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이 D를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. Y 구동부(23)는 픽업 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 웨이퍼 인식 카메라(24)는 웨이퍼(11)로부터 픽업할 다이 D의 픽업 위치를 파악한다.
중간 스테이지부(3)는 다이 D를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이 D를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
프리폼부(9)는 시린지(91)와 구동부(93)와, 촬상 장치(제1 촬상 장치)로서의 프리폼 카메라(94)와, 프리폼 스테이지 FS를 갖는다. 시린지(91)는 반송부(5)에 의해 프리폼 스테이지 FS에 반송되어 온 기판 S에 페이스트상 접착제를 도포한다. 구동부(93)는 시린지(91)를 X축 방향, Y축 방향 및 상하 방향으로 이동시킨다. 프리폼 카메라(94)는 시린지(91)의 도포 위치 등을 파악한다. 프리폼 스테이지 FS는 페이스트상 접착제를 기판 S에 도포할 때 상승되어, 기판 S를 하방으로부터 지지한다. 프리폼 스테이지 FS는 기판 S를 진공 흡착하기 위한 흡착 구멍(도시하지 않음)을 갖고 있어, 기판 S를 고정하는 것이 가능하다.
본딩부(4)는 본딩 헤드(41)와, Y 구동부(43)와, 제2 촬상 장치로서의 기판 인식 카메라(44)와, 본딩 스테이지 BS를 갖는다. 본딩 헤드(41)는 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이 D를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)을 갖는다. Y 구동부(43)는 본딩 헤드(41)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 기판 인식 카메라(44)는 기판 S의 어태치먼트 영역 P의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하여, 본딩 위치를 인식한다. 본딩 스테이지 BS는, 기판 S에 다이 D가 적재될 때, 상승되어, 기판 S를 하방으로부터 지지한다. 본딩 스테이지 BS는 기판 S를 진공 흡착하기 위한 흡착 구멍(도시하지 않음)을 갖고 있어, 기판 S를 고정하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치·자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업한다. 그리고, 본딩 헤드(41)는 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여, 반송되어 오는 기판 S의 페이스트상 접착제가 도포된 어태치먼트 영역 P 위에 다이 D를 본딩한다.
반송부(5)는 기판 S를 파지하여 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판 S가 이동하는 반송로로서의 반송 레인(52)을 갖는다. 기판 S는, 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 S는, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여, 기판 반출부(7)에 기판 S를 전달한다.
다음으로, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은 도 1에 나타내는 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
다이 공급부(1)는 수평 방향(XY 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 박리 유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 고정된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 웨이퍼(11)에 있어서 망상으로 다이싱된 다이 D는, 다이싱 테이프(16)에 접착 고정되어 있다. 박리 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.
다이 공급부(1)는 다이 D를 밀어 올릴 때, 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 D의 간격이 넓어지고, 박리 유닛(13)에 의해 다이 D 하방으로부터 다이싱 테이프(16)를 밀어 올리거나 수평 이동시키거나 하여, 다이 D의 픽업성을 향상시키고 있다.
다이 본더(10)의 제어계에 대하여 도 4를 사용하여 설명한다. 도 4는 도 1에 나타내는 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제어계(80)는 제어부(8)와 구동부(86)와 신호부(87)와 광학계(88)를 구비한다. 제어부(8)는, 크게 나누어, 주로 CPU(Central Processing Unit)로 구성되는 제어·연산 장치(81)와, 기억 장치(82)와, 입출력 장치(83)와, 버스 라인(84)과, 전원부(85)를 갖는다. 기억 장치(82)는 처리 프로그램 등을 기억하고 있는 RAM(Random Access Memory) 등으로 구성되어 있는 주기억 장치(82a)와, 제어에 필요한 제어 데이터나 화상 데이터 등을 기억하고 있는 HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있는 보조 기억 장치(82b)를 갖는다. 입출력 장치(83)는 장치 상태나 정보 등을 표시하는 모니터(83a)와, 오퍼레이터의 지시를 입력하는 터치 패널(83b)과, 모니터를 조작하는 마우스(83c)와, 광학계(88)로부터의 화상 데이터를 도입하는 화상 도입 장치(83d)를 갖는다. 또한, 입출력 장치(83)는 다이 공급부(1)의 XY 테이블(도시하지 않음)이나 본딩 헤드 테이블의 ZY 구동축 등의 구동부(86), 구동부(93)를 제어하는 모터 제어 장치(83e)와, 다양한 센서 신호나 조명 장치 등의 스위치 등의 신호부(87)로부터 신호를 도입 또는 제어하는 I/O 신호 제어 장치(83f)를 갖는다. 광학계(88)에는, 도 1 또는 도 2에 나타내는 웨이퍼 인식 카메라(24), 프리폼 카메라(94), 스테이지 인식 카메라(32), 기판 인식 카메라(44)가 포함된다. 제어·연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 통해 필요한 데이터를 도입하고, 연산하여, 본딩 헤드(41) 등의 제어나, 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 통해 광학계(88)로 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어·연산 장치(81)를 사용하여 다이 D 및 기판 S의 위치 결정, 페이스트상 접착제의 도포 패턴의 검사 그리고 다이 D 및 기판 S의 표면 검사를 행한다. 제어·연산 장치(81)가 산출한 다이 D 및 기판 S의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 통해 구동부(86)를 움직이게 한다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼(11) 상의 다이 D의 위치 결정을 행하고, 다이 공급부(1) 및 본딩부(4)의 구동부로 동작시켜 다이 D를 기판 S 위에 본딩한다. 광학계(88)에서 사용하는 인식 카메라는 그레이스케일 카메라, 컬러 카메라 등이고, 밝기(광 강도)나 색을 수치화한다.
다음으로, 실시 형태에 관한 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는 도 1에 나타내는 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
(스텝 S51: 웨이퍼·기판 반입 공정)
웨이퍼(11)로부터 분할된 다이 D가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 격납하여, 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 S를 준비하여, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판 S를 기판 반송 갈고리(51)에 설치한다.
(스텝 S52: 픽업 공정)
제어부(8)는 웨이퍼 보유 지지대(12)에 의해 원하는 다이 D를 웨이퍼 링(14)으로부터 픽업할 수 있도록 웨이퍼 링(14)을 이동시키고, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 촬상한 데이터에 기초하여 위치 결정 및 표면 검사를 행한다. 제어부(8)는 위치 결정된 다이 D를 박리 유닛(13)에 의해 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 이에 병행하여, 제어부(8)는 픽업 헤드(21)를 픽업 대상인 다이 D의 바로 위까지 하강시키고, 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 다이 D를 픽업 헤드(21)의 콜릿(22)에 의해 진공 흡착한다. 그리고, 제어부(8)는 픽업 헤드(21)를 상승 동작, 평행 이동 동작 및 하강 동작을 행하여 중간 스테이지(31)의 소정 개소에 다이 D를 적재한다. 이때, 제어부(8)는 중간 스테이지(31)의 도시하지 않은 흡착 구멍에 의해 다이 D를 흡착하여, 픽업 헤드(21)로부터 이격시킨다. 이렇게 하여, 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 다이 D는, 콜릿(22)에 흡착, 보유 지지되고, 중간 스테이지(31)에 반송되어 적재된다.
제어부(8)는 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 중간 스테이지(31) 상의 다이 D를 촬상하여, 다이 D의 위치 결정을 행함과 함께, 표면 검사를 행한다. 제어부(8)는 화상 처리에 의해, 다이 본더의 다이 위치 기준점으로부터의 중간 스테이지(31) 상의 다이 D의 어긋남양(X, Y, θ 방향)을 산출한다. 또한, 다이 위치 기준점은, 미리, 중간 스테이지(31)의 소정의 위치를 장치의 초기 설정으로서 보유하고 있다. 그리고, 제어부(8)는 화상 처리에 의해, 다이 D의 표면 검사를 행한다.
그리고, 제어부(8)는 다이 D를 중간 스테이지(31)에 반송한 픽업 헤드(21)를 다이 공급부(1)로 되돌린다. 상기한 수순에 따라, 다음 다이 D가 다이싱 테이프(16)로부터 박리되고, 이후 마찬가지의 수순에 따라 다이싱 테이프(16)로부터 1개씩 다이 D가 박리된다.
(스텝 S53: 본딩 공정)
제어부(8)는 반송부(5)에 의해 기판 S를 프리폼 스테이지 FS에 반송한다. 제어부(8)는 프리폼 카메라(94)에 의해 도포 전의 기판 S의 표면의 화상을 취득하여 페이스트상 접착제를 도포해야 할 면을 확인한다. 도포해야 할 면에 문제가 없으면, 제어부(8)는 프리폼 스테이지 FS에 의해 지지된 기판 S의 페이스트상 접착제가 도포될 위치를 확인하여 위치 결정한다. 위치 결정은 본딩 헤드부와 마찬가지로 패턴 매칭 등으로 행한다. 시린지(91)로부터 페이스트상 접착제를 도포한다. 제어부(8)는 페이스트상 접착제를 시린지(91)의 선단 노즐로부터 사출하여, 노즐의 궤적을 따라 도포한다. 제어부(8)는 시린지(91)를 도포하고 싶은 형상으로 구동부(93)에 의해 XYZ축으로 구동하고, 그 궤적에 의해 x표 형상이나 십자 형상 등, 자유로운 궤적을 그려서 도포(묘화)한다. 제어부(8)는, 도포 후 페이스트상 접착제가 정확하게 도포되어 있는지를 프리폼 카메라(94)로 재차 확인하여, 도포된 페이스트상 접착제를 검사한다. 즉, 외관 검사에서는, 도포된 페이스트상 접착제가 소정 위치에 소정의 형상으로 소정량만큼 도포되어 있는지가 확인된다. 검사 내용은, 예를 들어, 페이스트상 접착제의 유무, 도포 면적, 도포 형상(부족, 비어져 나옴) 등이다. 검사는 2치화 처리로 페이스트상 접착제의 영역을 분리 후에 화소수를 세는 방법 외에, 차분에 의한 비교, 패턴 매칭에 의한 스코어를 비교하는 방법 등으로 행한다.
도포에 문제가 없으면, 제어부(8)는 반송부(5)에 의해 기판 S를 본딩 스테이지 BS에 반송한다. 그리고, 제어부(8)는 본딩 스테이지 BS 위에 적재된 기판 S를 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한다. 제어부(8)는 화상 처리에 의해, 다이 본더의 기판 위치 기준점으로부터의 기판 S의 어긋남양(X, Y, θ 방향)을 산출하고 있다. 또한, 기판 위치 기준점은, 미리, 기판 체크부의 소정의 위치를 장치의 초기 설정으로서 보유하고 있다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상 데이터에 기초하여 도포된 페이스트상 접착제를 검사해도 된다.
제어부(8)는 스텝 S52에 있어서 산출한 다이 D의 어긋남양으로부터 본딩 헤드(41)의 흡착 위치를 보정하여 다이 D를 콜릿(42)에 의해 흡착한다. 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 흡착한 본딩 헤드(41)를 상승, 평행 이동 및 하강을 행하여 본딩 스테이지 BS에 지지된 기판 S의 소정 개소에 다이 D를 어태치한다. 그리고, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상 데이터에 기초하여 다이 D가 원하는 위치에 본딩되었는지 여부 등의 검사를 행한다.
(스텝 S54: 기판 반출 공정)
제어부(8)는 다이 D가 본딩된 기판 S를 기판 반출부(7)에 반송한다. 제어부(8)는 기판 반출부(7)에서 기판 반송 갈고리(51)로부터 다이 D가 본딩된 기판 S를 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판 S를 반출한다.
상술한 바와 같이, 다이 D는, 기판 S 상에 실장되어, 다이 본더로부터 반출된다. 그 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어 등을 통해 기판 S의 전극과 전기적으로 접속된다. 그 후, 기판 S를 몰드 공정에 반송하여, 다이 D와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 패키지가 완성한다.
프리폼부에 있어서의 페이스트상 접착제의 도포에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 프리폼부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 프리폼부(9)는 시린지(91), 구동부(93), 프리폼 카메라(94), 시린지 홀더(95), 디스펜서(96), 공기압을 공급하는 배관(97) 및 프리폼 스테이지 FS를 구비한다. 시린지(91), 구동부(93), 시린지 홀더(95), 디스펜서(96) 및 배관(97)은 도포 장치를 구성한다.
페이스트상 접착제를 기판 S에 도포할 때, 하부의 선단에 도포 노즐(92)이 있는 시린지(91)에 페이스트상 접착제를 넣어 두고, 에어 펄스 방식의 디스펜서(96)로부터 일정 시간, 공기 등의 가압 기체를 시린지(91)의 상부로부터 공급하여, 소정량의 페이스트상 접착제를 토출시킨다. 도포 시에는, 이 도포 노즐(92)을 기판에 근접시킨 상태에서, 시린지(91)를 XY 평면 내에서 2차원적으로 일필휘지 주사(묘화 동작)한다(일반적으로 중심에서 시작되어 중심으로 되돌아간다).
디스펜서(96)는 정압원에 접속되는 압축 공기 공급 포트(96a)와, 부압원에 접속되는 진공용 배기 포트(96b)와, 시린지에 공급된 압축 공기를 배기하는 배기 포트(96c)와, 에어 제어 출력 포트(96d)를 구비한다.
디스펜서(96)의 동작을 설명한다. 압축 공기 공급 포트(96a)로부터 도입된 압축 공기는 토출용 레귤레이터(도시하지 않음)로 적절한 압력으로 조정되어 밸브 유닛(도시하지 않음)을 통해, 에어 제어 출력 포트(96d)로부터 송출된다. 에어 제어 출력 포트(96d)의 내부에는 출력을 모니터하기 위한 압력 센서(96e)가 있다. 시린지(91)에 공급된 압축 공기는 밸브 유닛(도시하지 않음)을 통해 배기 포트(96c)로부터 강제적으로 배기된다. 또한, 토출하지 않을 때는 페이스트상 접착제의 무게로 드리핑이 발생하지 않도록 미약한 진공을 공급할 필요가 있다. 이 진공은 진공용 레귤레이터(도시하지 않음)를 통해 압축 공기 공급 포트(96a)로부터의 압축 공기를 적절한 압력(부압)으로 하여 진공용 배기 포트(96b)로부터 배출된다. 이 부압은 밸브 유닛(도시하지 않음)으로 제어되어 에어 제어 출력 포트(96d)에 연결되어 있다.
페이스트상 접착제의 토출 프로세스에 대하여 설명한다. 페이스트상 접착제는 시린지(91)에 수용되어 있다. 처음에, 제어부(8)의 지시에 의해, 구동부(93)가 시린지 홀더(95)를 강하시킴으로써, 도포 노즐(92)의 선단은 비교적 높은 위치로부터 강하하여 토출 개시 타이밍에 기판 S의 상면으로부터 소정의 높이(노즐 높이(Hn))에 이른다. 노즐 높이(Hn)는, 예를 들어 100 내지 200㎛이다. 여기서, 제어부(8)의 지시에 의해 디스펜서(96)로부터 압축 공기가 배관(97)을 통하여 공급되면, 시린지(91) 내의 공기압이 급속히 상승하여, 서서히 토출이 개시된다. 그에 동기하여, 묘화 동작이 개시된다. 즉, 구체적으로는, 제어부(8)의 지시에 의해 구동부(93)가 시린지 홀더(95)를 이동시킴으로써 도포 노즐(92)이 2차원적으로 수평 이동한다. 도포 노즐(92)은 일반적으로 첫머리의 위치로 돌아와 있고, 거기에서 묘화 동작을 종료한다. 그에 동기하여, 제어부(8)의 지시에 의해 디스펜서(96)로부터의 압축 공기의 공급이 정지되면, 시린지(91) 내의 공기압은 급속히 강하하지만, 토출은 서서히 약해져 정지한다. 정지함과 거의 동시에, 제어부(8)의 지시에 의해 구동부(93)가 도포 노즐(92)을 상승시킨다.
페이스트상 접착제의 도포 공정에 대하여 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8은 페이스트상 접착제의 도포 공정을 나타내는 흐름도이다.
(도포: 스텝 S1)
먼저, 페이스트상 접착제의 도포에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은 실시 형태에 있어서의 기판의 구성예를 나타내는 상면도이다.
제어부(8)는 격자형으로 어태치먼트 영역 P가 배열된 기판 S의 우측 상단의 1열째 1행째의 어태치먼트 영역 P로부터 하측 방향으로 순차적으로 페이스트상 접착제를 시린지(91)에 의해 도포한다. 그리고, 제어부(8)는 우측 하단의 1열째 4행째의 어태치먼트 영역 P로의 페이스트상 접착제의 도포 후, 우측으로부터 2열째의 최상의 위치(1행째)로부터 하측 방향으로 순차적으로 페이스트상 접착제 PA를 도포한다. 그리고, 제어부(8)는, 그 후, 마찬가지로, 3열째, 4열째, ··· , 8열째로 도포한다.
(외관 검사: 스텝 S2)
다음으로, 페이스트상 접착제의 외관 검사에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 제어부(8)는 기판 S의 하나의 어태치먼트 영역 P에 페이스트상 접착제를 도포할 때마다 프리폼 카메라(94)를 사용하여 도포된 페이스트상 접착제를 촬상하고, 촬상된 화상에 기초하여 외관 검사를 실시한다. 즉, 제어부(8)는 기판 S 내의 어떤 열 번호(Column No.) 단위로 행 번호(Row No.)마다, 페이스트상 접착제를 도포한 후에 상술한 외관 검사를 실시한다.
(검사 결과의 보존: 스텝 S3)
다음으로, 외관 검사 등의 검사 결과의 보존에 대하여 도 9 내지 도 12를 사용하여 설명한다. 도 9는 페이스트상 접착제의 도포 검사 시의 로그 데이터 예를 나타내는 도면이다. 도 10은 페이스트상 접착제의 본드 전 검사 시의 로그 데이터 예를 나타내는 도면이다. 도 11은 페이스트상 접착제의 도포 검사 시의 상태를 도시하는 상면도이다. 도 12는 페이스트상 접착제의 본드 전 검사 시의 상태를 도시하는 상면도이다.
(a) 프리폼부
제어부(8)는, 도 9에 도시한 바와 같은, 열 번호(열 No.) 및 행 번호(행 No.)마다 페이스트상 접착제를 도포한 날짜 및 시각과 함께, 프리폼 카메라(94)에 의해 촬상한 화상에 기초한 검사 결과(측정값) 및 설정 조건을 로그 데이터로서 기억 장치(82)에 기억한다.
기억할 검사 결과는, 페이스트상 접착제의 도포 위치(면적의 무게 중심 위치)의 X 좌표(도포 위치 X) 및 Y 좌표(도포 위치 Y), 페이스트상 접착제의 면적(도포 면적), 페이스트상 접착제의 제1 위치에 있어서의 도포 폭(도포 폭 1) 및 제2 위치에 있어서의 도포 폭(도포 폭 2)이다. 또한, 기억할 검사 결과는, 페이스트상 접착제의 도포 전에 있어서의 기판 S의 인식 위치의 X 좌표(기판 인식 위치 X) 및 Y 좌표(기판 인식 위치 Y)이다. 페이스트상 접착제의 도포 위치 및 페이스트상 접착제의 면적 검사 결과는 그것들 중 어느 한쪽만을 기억하도록 해도 된다.
상기의 검사 결과는, 제어부(8)가, 도 11에 도시한 바와 같은 도포된 페이스트상 접착제 PA 또는 기판 S를 프리폼 카메라(94)에 의해 촬상하여 화상 처리에 의해 산출한다. 페이스트상 접착제 PA의 도포 위치는 화소의 무게 중심 위치(C)이고, 페이스트상 접착제 PA의 도포 면적(CA)은 화소수이고, 도포 폭 1(W1) 및 도포 폭 2(W2)는 화소수이다.
그리고, 기억할 설정 조건은 페이스트상 접착제의 도포 조건, 예를 들어, 노즐 높이, 토출 압력, 토출 시간이다. 그리고, 이외에 기억할 측정값 등은, 토출 압력 측정값, 토출 시간 측정값, 구동부(93)의 테이블 실제 동작 시간, 등록 시의 페이스트상 접착제 PA의 화상, 이상 발생 시의 페이스트상 접착제 PA의 화상이다. 여기서, 등록 시란, 장치 가동 전의 조정이 끝나고, 페이스트상 접착제의 도포 상태가 규격의 범위에 들어가거나, 또는 목표값과 동등해져서, 생산을 개시하는 타이밍을 말한다. 규격의 범위란, 도포량이 규정 범위 내인 것, 또는 다이 본드를했을 때 페이스트상 접착제의 다이로부터의 비어져 나옴 양이나 두께, 혹은 형상이 프로세스의 규격을 충족시키고 있는 것을 말한다. 또한, 토출 압력은 디스펜서(96)로부터 출력되는 압력 신호(PRS)에 의해 측정한다. 토출 시간은 디스펜서(96)로부터 출력되는 토출 신호(DSC)를 계측함으로써 측정한다.
(b) 본딩부
제어부(8)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 열 번호 및 행 번호마다, 본드 전 검사 날짜 및 본드 전 검사 시각과 함께, 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상에 기초한 검사 결과(측정값)를 로그 데이터로서 기억 장치(82)에 기억한다. 여기서, 본드 전이란, 페이스트상 접착제가 도포된 기판 S가 프리폼 스테이지 FS로부터 본딩 스테이지 BS에 반송되어, 다이 D를 본딩하기 직전을 말한다.
기억할 검사 결과는, 기판 인식 카메라(44)로 촬상하여 화상 처리에 의해 산출한, 본드 전의 페이스트상 접착제 PB의 면적(본드 전 도포 면적), 본드 전의 페이스트상 접착제 PB의 제1 위치에 있어서의 폭(본드 전 도포 폭 1) 및 제2 위치에 있어서의 도포 폭(본드 전 도포 폭 2)이다.
상기의 검사 결과는, 제어부(8)가, 도 12에 도시한 바와 같은 도포된 페이스트상 접착제 PB를 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상하여 화상 처리에 의해 산출한다. 본드 전 도포 면적(CAB)은 화소수이고, 본드 전 도포 폭 1(WB1) 및 본드 전 도포 폭 2(WB2)는 화소수이다. 본드 전 도포 면적(CAB), 본드 전 도포 폭 1(WB1) 및 본드 전 도포 폭 2(WB2)는 도 9에 나타내는 도포 면적(CA), 도포 폭 1(W1) 및 도포 폭 2(W2)보다도 커지는 경우가 있다. 이지(梨地) 처리된 기판 또는 점도가 작은 페이스트상 접착제의 경우, 페이스트상 접착제는 경과 시간과 함께 퍼져 나가기 때문이다.
(이상 발생 판단: 스텝 S4)
제어부(8)는, 도포 면적이 도포 면적의 상한값(CAmax)을 초과하는 경우 또는 도포 면적의 하한값(CAmin)을 하회하는 경우, 도포 면적이 이상이라고 판단한다. 또한, 제어부(8)는, 도포 위치가 도포 위치의 상한값(CPmax)을 초과하는 경우 또는 도포 위치의 하한값(CPmin)을 하회하는 경우, 도포 위치가 이상이라고 판단한다.
(자기 진단: 스텝 S5)
제어부(8)는 로그 데이터에 기초하여 자기 진단을 행한다.
먼저, 제어부(8)는 외관 검사 시의 검사 데이터와 그 외관 검사 시보다 전에 취득한 로그 데이터를 비교하여 경향을 파악하여 이상의 종류를 판단한다.
(a) 도포 면적
도포 면적의 로그 데이터에 기초한 이상 검출에 대하여 도 13을 사용하여 설명한다. 도 13은 도포 횟수와 도포 면적의 추이 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 각 행마다의 페이스트상 접착제의 도포 횟수를 횡축에, 도포 면적의 데이터를 종축에 나타내는 그래프이다. 연속적으로 사용하면, 시린지(91) 내의 페이스트상 접착제의 수두차에 의해 도포 면적이 서서히 감소한다. 또한, 페이스트상 접착제의 경시 변화에 의한 점도 변화에 따라 도포 면적이 서서히 감소한다. 이들 경우에는, 도포 면적은, 도면에 나타내는 파선으로 나타내는 직선 ML을 따라 거의 균일하게 변화한다(도포 면적의 변화량이 거의 균일하다). 여기서, 직선 ML은 이상이 발생하기 전까지 기록된 로그 데이터에 기초하여 최소 제곱법에 의해 산출한 근사 직선이다. 균일하게 변화한다는 것은, 직선 ML에 대하여 평행한 점선의 직선으로 나타내는 소정 범위 상한 UL과 점선의 직선으로 나타내는 소정 범위 하한 LL 사이에서 변화하는 것이다.
제어부(8)는, 도포 면적이 소정 범위 상한 UL을 초과하고, 또한 도포 면적의 상한값(CAmax)을 초과하는 경우, 또는 도포 면적이 소정 범위 하한 LL을 하회하고, 또한 도포 면적의 하한값(CAmin)을 하회하는 경우, 돌발적인 이상(ERR1)이라고 판단한다. 제어부(8)는, 도포 면적이 소정 범위 상한 UL 이하, 또한 소정 범위 하한 LL 이상이고, 도포 면적의 상한값(CAmax)을 초과하는 경우, 또는 도포 면적이 소정 범위 하한 LL을 하회하는 경우, 경시적 변화에 의한 이상(ERR2)이라고 판단한다.
도포 횟수 11회째의 도포 면적은, 도포 면적의 하한값(CAmin)을 하회하고 있으므로 이상이며, 소정 범위 하한 LL을 하회하고 있으므로, 돌발적인 이상(ERR1)이다. 도포 횟수 33회째의 도포 면적은, 도포 면적의 하한값(CAmin)을 하회하고 있으므로 이상이며, 소정 범위 상한 UL 이하 또한 소정 범위 하한 LL 이상이므로, 경시적 변화에 의한 이상(ERR2)이다. 여기서, 도포 면적의 상한값(CAmax)은 495(pix), 하한값(CAmin)은 465(pix)이다. 여기서, pix는 화소수이다.
이러한 로그 데이터를 사용함으로써, 균일하게 변화하여 도포 면적의 하한값(CAmin)을 초과하는 경우의 이상(ERR2)과 돌발적으로 도포 면적의 하한값(CAmin)을 초과하는 경우의 이상(ERR1)을 구별할 수 있다.
(돌발적인 이상)
제어부(8)는 돌발적인 이상이라고 판단하는 경우, 예를 들어, 후술하는 로그 데이터 및 검사 결과로부터 작성한 매트릭스 표에 기초하여 이상 요인을 추정한다. 제어부(8)는 이상 요인이 도포 장치의 고장이라고 판단하는 경우에는, 설정 토출 압력과 측정 토출 압력 간의 차, 및 설정 토출 시간과 측정 토출 시간 간의 차의 확인의 경고를 한다. 제어부(8)는 이상 요인이 기타 이상이라고 판단하는 경우, 페이스트상 접착제의 교환 후의 기포 혼입(페이스트상 접착제의 교환 작업 이력)의 확인의 경고를 한다.
로그 데이터 및 검사 결과로부터 이상 요인을 추정하는 방법에 대하여 도 14를 사용하여 설명한다. 도 14는 도포 면적에 있어서의 검사 결과 및 로그 데이터에 기초한 이상 요인 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 이상(에러) 발생 시의 측정 데이터 및 설정 데이터와 이상 발생 전의 로그 데이터를 비교한 매트 리크스 표이고, 제어부(8)는 이 표에 기초하여 이상 요인을 추정한다.
예를 들어, 도 14에 있어서의 4행째 내지 6행째에 나타낸 바와 같이, 제어부(8)는 이상 발생 시에 있어서 도포 면적을 측정했을 때의 설정 토출 압력 또는 설정 토출 시간 또는 설정 노즐 높이와, 로그 데이터의 설정 토출 압력 또는 설정 토출 시간 또는 설정 노즐 높이를 비교한다. 그리고, 그 결과가 크게 다른(변화 있음의) 경우, 제어부(8)는 설정 틀림(설정 변경에 의한 에러)이라고 판단한다. 또한, 도 14에 있어서의 1행째 또는 2행째에 나타낸 바와 같이, 이상 발생 시와 로그 데이터가 동일한 설정인(변화 없음의) 경우에는, 제어부(8)는 디스펜서(96)의 이상, 배관(97)의 부품 또는 시린지(91)의 이상이라고 판단한다. 여기서, 배관(97)의 부품 또는 시린지(91)의 이상은, 예를 들어, 막힘 또는 누설이다.
도 14에 있어서의 3행째에 나타낸 바와 같이, 측정 토출 시간이 이상 발생 시와 로그 데이터에서 크게 다른 경우에는, 제어부(8)는 묘화 시간에 변화가 있어 구동부(93)의 제어 이상이라고 판단한다. 토출 시간이 아니라 구동부(93)의 XY축의 동작 시간을 측정해도 되고, 이 동작 시간에 변화가 있으면 구동부(93)의 이상이라고 판단한다.
또한, 도시하고 있지 않지만, 설정 토출 시간에 대하여 측정 토출 시간이 크게 변화하면, 디스펜서(96)의 이상이라고 판단해도 된다. 또한, 상술한 등록 시에 보존된 페이스트상 접착제의 화상과 이상 발생 시에 보존된 페이스트상 접착제의 화상을 비교함으로써 더욱 요인의 추정에 도움이 되게 해도 된다.
(경시적 변화에 의한 이상)
제어부(8)는 경시적 변화에 의한 이상이라고 판단하는 경우, 페이스트상 접착제의 잔량 적음 또는 페이스트상 접착제의 점도 변화의 경고를 한다. 페이스트상 접착제의 점도 변화(열화)의 판단에 대해서는 이하 설명한다.
프리폼 카메라(94)에 의해 취득한 페이스트상 접착제의 도포 폭(도포 폭 1, 도포 폭 2)과 기판 인식 카메라(44)에 의해 취득한 페이스트상 접착제의 도포 폭(본드 전 도포 폭 1, 본드 전 도포 폭 2) 간의 차이와, 반송 경과 시간의 데이터(동일한 반송 시간의 데이터 비교)로부터 페이스트상 접착제의 열화(점도 변화)를 파악한다. 프리폼 카메라(94)에 의한 인식에 있어서의 페이스트상 접착제의 도포 폭은 동일해도, 기판 인식 카메라(44)에 의한 인식(동일한 반송 시간의 데이터)에 있어서의 페이스트상 접착제의 도포 폭이 다르면, 페이스트상 접착제의 점도 변화를 상정할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 나타내는 도포 폭(W1, W2)과 도 12에 나타내는 본드 전 도포 폭(WB1, WB2)을 비교한다. 그리고, 그 변화율(WB1/W1, WB2/W2)이 로그 데이터로서 기록되어 있는 도포 폭과 본드 전 도포 폭으로부터 산출한 변화율과 비교하여 크게 바뀌는 경우에는 페이스트상 접착제의 열화라고 판단한다. 단, 페이스트상 접착제의 도포 시각과 본드 전의 검사 시각의 차가 동등한 것의 로그 데이터로 비교한다.
또한, 페이스트상 접착제의 도포 형상이 도포 폭의 측정이 곤란한 경우에는 도포 면적(CA)과 본드 전 도포 면적(CAB)을 비교한다. 그리고, 그 변화율(CAB/CA)이 로그 데이터에 기초하여 산출한 변화율과 비교하여 크게 바뀌는 경우에는 페이스트상 접착제의 열화라고 판단한다.
(b) 도포 위치
도포 위치의 로그 데이터에 기초한 이상 검출에 대하여 도 15를 사용하여 설명한다. 도 15는 도포 횟수와 도포 위치 Y의 추이를 나타내는 도면이다.
도 15는 각 행마다의 도포 횟수를 횡축에, 도포 위치 Y의 데이터를 종축에 나타내는 그래프이다. 도포 위치 Y는, 도면에 나타내는 일점 파선으로 나타내는 직선 ML을 따라 거의 균일하게 변화하고 있다. 여기서, 직선 ML은 이상이 발생하기 전까지 기록된 로그 데이터에 기초하여 최소 제곱법에 의해 산출한 근사 직선이다. 균일하게 변화한다는 것은, 직선 ML에 대하여 평행한 점선의 직선으로 나타내는 소정 범위 상한 UL과 점선의 직선으로 나타내는 소정 범위 하한 LL과의 사이에서 변화하는 것이다.
제어부(8)는, 도포 위치가 소정 범위 상한 UL을 초과하고, 또한 도포 위치의 상한값(CPmax)을 초과하는 경우, 또는 도포 위치가 소정 범위 하한 LL을 하회하고, 또한 도포 위치의 하한값(CPmin)을 하회하는 경우, 돌발적인 이상(ERR1)이라고 판단한다. 제어부(8)는, 도포 위치가 소정 범위 상한 UL 이하, 또한 소정 범위 하한 LL 이상이고, 도포 위치의 상한값(CPmax)을 초과하는 경우, 또는 도포 위치가 소정 범위 하한 LL을 하회하는 경우, 경시적 변화에 의한 이상(ERR2)이라고 판단한다.
도포 횟수 11회째의 도포 위치 Y는, 도포 위치 Y의 하한값(CPmin)을 하회하고 있으므로 이상이며, 소정 범위 하한 LL을 하회하고 있으므로, 돌발적인 이상(ERR1)이다. 도포 횟수 33회째의 도포 위치 Y는, 도포 위치 Y의 하한값(CPmin)을 하회하고 있으므로 이상이며, 소정 범위 상한 UL 이하 또한 소정 범위 하한 LL 이상이므로, 경시적 변화에 의한 이상(ERR2)이다. 여기서, 도포 위치의 상한값(CPmax)은 755(pix), 하한값(CPmin)은 -75(pix)이다. 또한, ERR2는 소정 범위 하한 LL도 하회하고 있다.
제어부(8)는, 돌발적인 이상이라고 판단하는 경우, 이상 요인이 부품 느슨함 등에 의한 돌발적인 위치 변화라고 판단하고, 그 취지를 경고한다.
제어부(8)는, 경시적 변화에 의한 이상이라고 판단하는 경우, 구동부(93)의 데이불의 연속 가동에 의한 신장에 의한 도포 위치의 변화의 경고를 한다.
페이스트상 접착제의 도포 전의 기판 S의 인식 위치(기판 인식 위치 X, 기판 인식 위치 Y)와 도포 후의 도포 위치(도포 위치 X, 도포 위치 Y) 간의 데이터의 차로부터, 구동부(93)의 테이블 또는 반송부(5)의 기판 반송 기구의 이상을 판단한다. 기판 S의 위치는 정상이고, 도포 위치가 어긋나 있는 경우, 구동부(93)의 테이블의 동작 이상이라고 판단할 수 있다.
또한, 도포 면적의 이상의 유무와 함께 이상 요인을 추정하는 방법에 대하여 도 16을 사용하여 설명한다. 도 16은 도포 위치 및 도포 면적에 있어서의 검사 결과에 기초한 이상 요인 예를 나타내는 도면이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 도포 면적의 검사 결과가 정상이지만, 도포 위치 X 또는 도포 위치 Y가 크게 변동된 경우에는 시린지(91)의 고정 위치 변화나 구동부(93)의 테이블 고장이라고 판단한다. 도포 면적의 검사 결과가 이상이며, 도포 위치 X 또는 도포 위치 Y가 크게 변동된 경우에는, 도포 면적의 에러 발생의 요인을 확인한다.
(보정: 스텝 S6)
도포 면적의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정을 행하는 방법에 대하여 도 17을 사용하여 설명한다. 도 17은 도포 횟수와 도포 면적의 추이예 및 토출 압력의 설정값을 보정하는 이미지를 나타내는 도면이다.
현 상황의 도포 면적 데이터를 로그 데이터와 비교하여, 도포 면적 데이터가 균일하게 변화하는 경우에는, 측정한 도포 면적의 변화량이 0에 가까워지도록 토출 압력 또는 토출 시간의 설정을 변경(증감)하여 규정의 도포 면적을 유지하도록 해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어, 하기와 같이 행한다.
보정 계산의 샘플링수를 N으로 한다. 도면에서는 N=8의 경우가 나타내어져 있다.
N개의 샘플링수에 달하면 그것들로부터 최소 제곱법 등에 의해 도면의 점선에 나타내는 근사 직선을 계산하고, 그 근사 직선의 기울기(A)를 계산한다.
기울기(A)를 고려하여 토출 압력이나 토출 시간 등의 설정을 변경한다. 기울기(A)가 상한을 초과하는 경우(A>Amax)에는 토출 압력 또는 토출 시간 분을 저감시키고, 기울기(A)가 하한을 하회하는 경우(A<Amin)에는 토출 압력 또는 토출 시간 분을 증가시킨다. 여기서, Amax는 기울기(A)의 상한값이고, Amin은 기울기(A)의 하한값이다. 도면에서는 A<Amin의 경우이고, 토출 압력을 증가시켜 도면의 실선에 나타내는 근사 직선의 기울기(A)를 증가시키도록 하고 있다.
도포 위치의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정은 도포 면적의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정과 마찬가지로 행한다. 현 상황의 도포 위치 데이터를 비교하여 균일하게 변화하는 경우에는, 측정한 도포 위치의 변화량이 0에 가까워지도록 도포 위치의 설정을 변경하여 규정의 도포 위치를 유지하도록 한다.
도포 면적의 로그 데이터에 기초한 설정값의 다른 보정 방법에 대하여 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18은 도포 횟수와 도포 면적의 추이예 및 토출 압력의 설정값을 보정하는 이미지를 나타내는 도면이다.
현 상황의 도포 면적 데이터를 비교하여 균일하게 변화하는 경우에는, 상하한값의 내측으로 보정 역치를 설정하고 그 보정 역치를 초과한 경우에 토출 압력 또는 토출 시간의 설정을 변경하여 규정의 도포 면적을 유지하도록 한다.
도포 면적의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정 방법은 측정한 도포 면적(MCA)과 등록한 도포 면적(RCA) 간의 편차가 기준 범위 내에 있도록 토출 압력 또는 토출 시간을 증감하여 설정을 보정한다. 이때, 도포 면적의 상한값(CAmax) 및 하한값(CAmin)은 별도로 토출량 보정을 개시하는 판단 기준이 되는 도포 면적의 보정 상역치(CCAmax) 및 보정 하역치(CCAmin)를 마련한다. 여기서, 도면에서는, 도포 면적의 보정 상역치(CCAmax)는 490(pix), 보정 하역치(CCAmin)는 470(pix)이다. 도포 면적의 상한값(CAmax)은 495(pix), 하한값(CAmin)은 465(pix)이다.
MCA<CCAmin, 또한 CAmin<MCA의 경우, 토출 압력 또는 토출 시간을 증가시킨다. CCAmax<MCA, 또한 MCA<CAmax의 경우, 토출 압력 또는 토출 시간을 저감시킨다. 토출 압력 또는 토출 시간 등의 증감 제어는, 측정한 도포 면적(MCA)이 등록한 도포 면적(RCA)에 도달하면 종료한다. 도면에서는, 도포 횟수가 26회째에 있어서, 도포 면적의 보정 하역치(CCAmin)를 초과(하회)하므로, 토출 압력을 증가시키고 있다.
도포 위치의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정은 도포 면적의 로그 데이터에 기초한 설정값의 보정과 마찬가지로 행한다. 현 상황의 도포 위치 데이터를 비교하여 균일하게 변화하는 경우에는, 상하한값의 내측으로 보정 역치를 설정하고 그 보정 역치를 초과한 경우에 도포 위치의 설정을 변경하여 규정의 도포 위치를 유지하도록 한다. 측정한 도포 위치(MCP)와 등록한 도포 위치(RCP) 간의 편차가 기준 범위 내에 있도록 도포 위치의 X 좌표 또는 Y 좌표를 증감하여 설정을 보정한다. 이때, 도포 위치의 상한값(CPmax) 및 하한값(CPmin)은 별도로 도포 위치의 보정을 개시하는 판단 기준이 되는 도포 위치의 보정 상역치(CCPmax) 및 보정 하역치(CCPmin)를 마련한다.
MCP<CCPmin, 또한 CPmin<MCP의 경우, 도포 위치의 설정을 증가시킨다. CCPmax<MCP, 또한 MCP<CPmax의 경우, 도포 위치의 설정을 저감시킨다.
본 실시 형태에 따르면, 외관 검사 결과(도포 면적, 도포 위치 등)와 그때의 설정 데이터를 로그 데이터로서 기록하므로, 다른 조건을 합친 비교 가능하게 되기 때문에, 기판에 도포된 페이스트상 접착제의 도포 이상(외관 검사 이상)의 위치와 그때의 조건, 사용할 페이스트상 접착제, 도포 장치의 기구의 이상을 자기 진단할 수 있다. 또한, 그 판단으로부터 도포량이나 도포 위치의 설정 데이터의 보정을 할 수 있다. 본드 정밀도 개선 및 장치 고장 저감(프리 메인터넌스 시기의 판단)이 가능하게 된다.
이상, 본 개시자들에 의해 이루어진 개시를 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 페이스트상 접착제의 토출량의 자동 조정을 행하는 경우에는, 정상 상태를 유지하기 위한 토출 압력 등의 설정의 추이를 로그 데이터로부터 파악하여, 사용할 페이스트상 접착제의 경시 열화(점도 변화)를 판단하도록 해도 된다.
또한, 실시 형태에서는, 다이 공급부(1)와 본딩부(4) 사이에 중간 스테이지부(3)를 마련하고, 픽업 헤드(21)로 다이 공급부(1)로부터 픽업한 다이 D를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 재차 다이 D를 픽업하여, 반송되어 온 기판 S에 본딩하는 예를 설명했지만, 본딩 헤드(41)로 다이 공급부(1)로부터 픽업한 다이 D를 기판 S에 본딩하도록 해도 된다.
8: 제어부
10: 다이 본더(다이 본딩 장치)
41: 본딩 헤드
94: 프리폼 카메라(제1 촬상 장치)
D: 다이
FS: 프리폼 스테이지(제1 스테이지)
S: 기판

Claims (16)

  1. 기판을 지지하는 제1 스테이지와,
    상기 기판 상에 페이스트상 접착제를 도포하는 도포 장치와,
    상기 기판 및 상기 기판에 도포된 상기 페이스트상 접착제를 촬상하는 제1 촬상 장치와,
    상기 페이스트상 접착제가 도포된 상기 기판 상에 다이를 탑재하는 본딩 헤드와,
    상기 제1 촬상 장치가 촬상한 상기 페이스트상 접착제의 제1 화상에 기초하여 제1 외관 검사를 행하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    페이스트상 접착제를 기판에 도포할 때마다 외관 검사를 행하여, 상기 제1 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 도포 면적 및 페이스트상 접착제의 도포 위치, 또는 그 중 어느 한쪽을 포함하는 데이터를 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고,
    외관 검사 시에 취득한 상기 데이터와 해당 외관 검사 시보다 전에 상기 기억 장치에 기록한 상기 로그 데이터에 기초하여 도포된 페이스트상 접착제의 상태가 정상인지 또는 이상인지를 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 로그 데이터에 기초하여, 상기 도포 면적 또는 상기 도포 위치, 혹은 그 양쪽의 추이를 나타내는 근사 직선을 계산하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있는지 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 상기 소정 범위 내로부터 벗어나고, 또한 정상 범위로부터 벗어나는 경우, 돌발적인 이상이라고 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도포 장치는 상기 페이스트상 접착제를 격납하는 시린지와 상기 시린지로부터 상기 페이스트상 접착제를 토출하기 위해 가압 기체를 공급하는 디스펜서를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 로그 데이터로서, 추가로, 상기 가압 기체의 토출 압력의 설정값, 상기 가압 기체의 토출 시간의 설정값, 상기 토출 압력의 측정값 및 상기 토출 시간의 측정값을 상기 기억 장치에 기록하고,
    상기 도포 면적의 돌발적인 이상을 검출하고, 상기 토출 압력의 설정값과 상기 토출 압력의 측정값이 상이할 때, 또는 상기 토출 시간의 설정값과 상기 토출 시간의 측정값이 상이할 때, 상기 디스펜서의 이상이라고 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 페이스트상 접착제가 도포된 상기 기판을 제2 스테이지에 반송하는 반송 장치와,
    상기 제2 스테이지에 반송된 상기 기판의 상기 페이스트상 접착제를 촬상하는 제2 촬상 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 제2 촬상 장치가 촬상한 상기 페이스트상 접착제의 화상에 기초하여 제2 외관 검사를 행하고,
    상기 로그 데이터로서, 추가로, 상기 제1 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 도포 폭 및 상기 제2 촬상 장치에 의해 촬상한 제2 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 본드 전 도포 폭을 상기 기억 장치에 기록하고,
    외관 검사 시의 상기 도포 폭과 상기 본드 전 도포 폭과의 변화율과 해당 외관 검사 시보다 전에 상기 기억 장치에 기록한 로그 데이터로서의 도포 폭과 등록 전 도포 폭과의 변화율에 기초하여 페이스트상 접착제가 열화되었는지 여부를 판단하도록
    구성되는 다이 본딩 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 페이스트상 접착제가 도포된 상기 기판을 본딩 스테이지에 반송하는 반송 장치와,
    상기 본딩 스테이지에 반송된 상기 기판의 상기 페이스트상 접착제를 촬상하는 제2 촬상 장치를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 제2 촬상 장치가 촬상한 상기 페이스트상 접착제의 화상에 기초하여 제2 외관 검사를 행하고,
    상기 로그 데이터로서, 추가로, 상기 제2 촬상 장치에 의해 촬상한 제2 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 본드 전 도포 면적을 상기 기억 장치에 기록하고,
    외관 검사 시의 상기 도포 면적과 상기 본드 전 도포 면적과의 변화율과 해당 외관 검사 시보다 전에 상기 기억 장치에 기록한 로그 데이터로서의 도포 면적과 등록 전 도포 면적과의 변화율에 기초하여 페이스트상 접착제가 열화되었는지 여부를 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 제1 촬상 장치에 의해 상기 페이스트상 접착제가 도포되기 전에 상기 기판을 촬상하여 제3 화상을 취득하고,
    상기 로그 데이터로서, 상기 제3 화상으로부터 산출한 기판 인식 위치를 상기 기억 장치에 기록하고,
    상기 페이스트상 접착제의 도포 위치가 이상이라고 판단한 경우, 상기 기판 인식 위치 및 상기 도포 위치에 기초하여 이상 요인을 판단하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 도포 장치는 상기 페이스트상 접착제를 격납하는 시린지와 상기 시린지로부터 상기 페이스트상 접착제를 토출하기 위해 가압 기체를 공급하는 디스펜서와 상기 시린지를 이동시키는 구동부를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 도포 면적이 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있고, 또한 정상 범위로부터 벗어나는 경우, 상기 시린지 내의 페이스트상 접착제의 잔량이 적거나, 또는 점도가 변화한 것을 경고하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 도포 위치가 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있고, 또한 정상 범위로부터 벗어나는 경우, 상기 구동부의 연속 동작에 의한 신장에 의한 이상을 경고하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이상은, 페이스트 접착제의 도포 위치 어긋남인 다이 본딩 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 도포 장치는 상기 페이스트상 접착제를 격납하는 시린지와 상기 시린지로부터 상기 페이스트상 접착제를 토출하기 위해 가압 기체를 공급하는 디스펜서와 상기 시린지를 이동시키는 구동부를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    추가로, 상기 가압 기체의 토출 압력의 설정값, 상기 가압 기체의 토출 시간의 설정값 및 상기 도포 위치의 설정값을 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있고, 또한 정상 범위 내에 있는 경우, 변화량이 0에 근접하도록 토출 압력의 설정값 또는 상기 토출 시간의 설정값 또는 상기 도포 위치의 설정값을 보정하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    N회의 외관 검사마다, 상기 로그 데이터의 상기 도포 면적에 기초하여 최소 제곱법에 의해 상기 근사 직선을 계산하여 그 기울기를 산출하고,
    상기 기울기가 소정의 최대 기울기보다도 큰 경우, 토출 압력의 설정값 또는 토출 시간의 설정값을 저감시키고,
    상기 기울기가 소정의 최소 기울기보다도 작은 경우, 토출 압력의 설정값 또는 토출 시간의 설정값을 증가시키도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 정상 범위의 상한값 및 하한값의 내측으로 보정 역치를 설정하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 도포 면적이 상기 보정 역치를 초과하고, 또한 상기 하한값을 초과하지 않는 경우, 토출 압력의 설정값 또는 토출 시간의 설정값을 증가시키고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 도포 면적이 상기 보정 역치를 초과하고, 또한 상기 상한값을 초과하지 않는 경우, 토출 압력의 설정값 또는 토출 시간의 설정값을 저감시키도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  13. 기판 상에 페이스트상 접착제를 도포하는 도포 공정과,
    페이스트상 접착제를 상기 기판에 도포할 때마다, 촬상 장치에 의해 상기 기판에 도포된 상기 페이스트상 접착제를 촬상하여 화상을 취득하고, 상기 화상에 기초하여 외관 검사를 행하는 검사 공정과,
    상기 페이스트상 접착제가 도포된 상기 기판 상에 다이를 본딩하는 탑재 공정
    을 포함하고,
    상기 검사 공정은,
    상기 화상으로부터 산출한 페이스트상 접착제의 도포 면적 및 페이스트상 접착제의 도포 위치, 또는 그 중 어느 한쪽을 포함하는 데이터를 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고,
    외관 검사 시에 취득한 상기 데이터와 해당 외관 검사 시보다 전에 기록한 상기 로그 데이터에 기초하여 도포된 페이스트상 접착제가 정상인지 또는 이상인지를 판단하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 검사 공정은,
    상기 로그 데이터에 기초하여, 상기 도포 면적 또는 상기 도포 위치, 혹은 그 양쪽의 추이를 나타내는 근사 직선을 계산하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있는지 판단하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 검사 공정은, 상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 상기 소정 범위 내로부터 벗어나고, 또한 정상 범위로부터 벗어나는 경우, 돌발적인 이상이라고 판단하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 도포하는 공정은, 상기 페이스트상 접착제를 격납하는 시린지와 상기 시린지로부터 상기 페이스트상 접착제를 토출하기 위해 가압 기체를 공급하는 디스펜서를 갖는 도포 장치에 의해 행하고,
    상기 검사 공정은,
    추가로, 상기 가압 기체의 토출 압력의 설정값, 상기 가압 기체의 토출 시간의 설정값 및 상기 도포 위치의 설정값을 로그 데이터로서 기억 장치에 기록하고,
    상기 외관 검사 시에 취득한 상기 데이터가 상기 근사 직선에 대하여 소정 범위 내에 있고, 또한 정상 범위 내에 있는 경우, 변화량이 0에 근접하도록 토출 압력의 설정값 또는 상기 토출 시간의 설정값 또는 상기 도포 위치의 설정값을 보정하는 반도체 장치의 제조 방법.
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