KR20240043084A - 반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 픽업 시간의 증가를 억제하면서 픽업에 있어서의 정밀도의 향상이 가능한 기술을 제공하는 데 있다. 반도체 제조 장치는, 다이가 보유 지지되는 스테이지와, 상기 다이를 흡착하기 위한 흡인 구멍을 갖는 콜릿이 마련되는 헤드와, 상기 흡인 구멍과 연통하는 배관에 마련되는 유량 센서와, 생산 전에 상관 데이터를 취득하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면으로부터 소정 높이까지 하강시키고, 상기 소정 높이에서, 상기 유량 센서에 의해 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량을 검지하고, 상기 상관 데이터 및 상기 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면에 착지시키기 위한 하강량을 구하도록 구성된다.

Description

반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 개시는 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 예를 들어 본드 헤드의 높이 검출 동작을 행하는 다이 본더에 적용 가능하다.
다이 본더 등의 반도체 제조 장치는, 접합 재료를 사용해서, 예를 들어 소자를 기판 또는 소자 상에 본드(적재해서 접착)하는 장치이다. 접합 재료는, 예를 들어 액상 또는 필름상의 수지나 땜납 등이다. 소자는, 예를 들어 반도체 칩, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 및 유리 칩 등의 다이이다. 기판은, 예를 들어 배선 기판이나 금속 박판으로 형성되는 리드 프레임, 유리 기판 등이다.
예를 들어, 다이 본더에 있어서는, 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 함)로부터 픽업 헤드 또는 본드 헤드에 마련된 콜릿(흡착 노즐)을 사용해서 다이가 픽업된다. 그리고, 본드 헤드에 의해 다이가 기판에 본드된다. 다이 본더에 있어서는, 이 픽업 및 본드를 반복하는 연속 동작이 행해진다.
다이의 픽업 시에 있어서, 목적 위치에 도달하지 않거나 또는 다이에 손상을 입히는 등의 악영향을 억제하기 위해서, 다이를 픽업할 때의 본드 헤드 등의 강하량을 자동적으로 측정하는 것이 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2014-56980호 공보
생산 개시 전에, 특허문헌 1의 기술을 사용하여 측정한 강하량에 기초하여, 생산 중에 있어서 본드 헤드를 강하시킬 경우, 연속 동작 중에 경시적인 변화가 있을 때 상기 강하량이 적절하지 않게 된다. 또한, 생산 중에 있어서, 특허문헌 1의 기술을 사용하여 측정한 강하량에 기초하여 본드 헤드를 강하시킬 경우, 픽업 시간이 증대한다.
본 개시의 과제는, 픽업 시간의 증가를 억제하면서 픽업에 있어서의 정밀도의 향상이 가능한 기술을 제공하는 데 있다. 기타 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 반도체 제조 장치는, 다이가 보유 지지되는 스테이지와, 상기 다이를 흡착하기 위한 흡인 구멍을 갖는 콜릿이 마련되는 헤드와, 상기 흡인 구멍과 연통하는 배관에 마련되는 유량 센서와, 생산 전에 상관 데이터를 취득하는 제어 장치를 구비한다. 상기 제어 장치는, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면으로부터 소정 높이까지 하강시키고, 상기 소정 높이에서, 상기 유량 센서에 의해 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량을 검지하고, 상기 상관 데이터 및 상기 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면에 착지시키기 위한 하강량을 구하도록 구성된다.
본 개시에 의하면, 픽업 시간의 증가를 억제하면서 픽업에 있어서의 정밀도의 향상이 가능하다.
도 1은 다이 본더의 구성예를 도시하는 개략 상면도이다.
도 2는 도 1에서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시하는 웨이퍼 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시하는 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1에 도시하는 본드 헤드의 개략 단면도이다.
도 6은 생산 개시 전의 티칭 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
도 7은 생산 개시 전의 티칭 동작에서 취득하는 유량과 거리의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 7에 도시하는 그래프에 대응하는 표이다.
도 9는 티칭을 행하는 픽업 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
도 10은 티칭을 행하지 않는 픽업 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
도 11은 본드 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
도 12의 (a) 내지 도 12의 (e)는 착지 검출 센서를 사용한 콜릿 높이의 측정 방법을 나타내는 이미지도이다.
도 13은 비교예에서의 픽업 시의 티칭 동작의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
이하, 실시 형태 및 비교예에 대해서, 도면을 사용해서 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해서, 실제 양태에 비해서 각부의 폭, 두께, 형상 등에 대해서 모식적으로 표현되는 경우가 있다. 또한, 복수의 도면의 상호간에 있어서도, 각 요소의 치수 관계, 각 요소의 비율 등은 반드시 일치하는 것은 아니다.
반도체 제조 장치의 일 실시 형태인 다이 본더의 구성에 대해서 도 1 내지 도 3을 사용해서 설명한다. 도 1은 다이 본더의 구성예를 도시하는 개략 상면도이다. 도 2는 도 1에서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시하는 웨이퍼 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
다이 본더(1)는, 크게 구별하여, 웨이퍼 공급부(10)와, 픽업부(20), 중간 스테이지부(30)와, 본딩부(40)와, 반송부(50), 기판 공급부(60)와, 기판 반출부(70)와, 제어부(제어 장치)(80)를 갖는다. Y 방향이 다이 본더(1)의 전후 방향이며, X 방향이 좌우 방향이며, Z 방향이 상하 방향이다. 웨이퍼 공급부(10)가 다이 본더(1)의 전방측에 배치되고, 본딩부(40)가 후방측에 배치된다. 웨이퍼 공급부(10)는 기판(S)에 실장하는 다이(D)를 공급한다. 여기서, 기판(S)에는, 최종적으로 하나의 패키지가 되는, 복수의 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)가 형성되어 있다.
웨이퍼 공급부(10)는, 웨이퍼 카세트 리프터(11)와, 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 박리 유닛(13)과, 웨이퍼 인식 카메라(14)를 갖는다. 웨이퍼 공급부(10)는 기판(S)에 실장하는 다이(D)를 공급한다. 여기서, 기판(S)에는, 최종적으로 하나의 패키지가 되는, 복수의 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)가 형성되어 있다.
웨이퍼 카세트 리프터(11)는, 복수의 웨이퍼 링(WR)이 격납되는 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)를 웨이퍼 반송 높이까지 상하 이동시킨다. 도시하지 않은 웨이퍼 수정 슈트에 의해 웨이퍼 카세트 리프터(11)로부터 공급되는 웨이퍼 링(WR)의 얼라인먼트가 행해진다. 도시하지 않은 웨이퍼 익스트랙터에 의해 웨이퍼 링(WR)을 웨이퍼 카세트로부터 취출해서 웨이퍼 보유 지지대(12)에 공급하거나, 웨이퍼 보유 지지대(12)로부터 취출해서 웨이퍼 카세트에 수납하거나 한다.
웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(WR)을 보유 지지하는 익스팬드 링(121)과, 웨이퍼 링(WR)에 보유 지지되어 다이싱 테이프(DT)를 수평하게 위치 결정하는 지지 링(122)을 갖는다. 박리 유닛(13)은 지지 링(122)의 내측에 배치된다.
다이싱 테이프(DT) 상에 웨이퍼(W)가 접착(첩부)되어 있고, 그 웨이퍼(W)는 복수의 다이(D)로 분할되어 있다. 다이싱 테이프(DT)는 가시광에 대하여 투명하다. 웨이퍼(W)와 다이싱 테이프(DT)의 사이에 다이 어태치 필름(DAF)이라고 불리는 필름상의 접착 재료(DF)를 첩부하고 있다. 접착 재료(DF)는 가열함으로써 경화한다.
웨이퍼 보유 지지대(12)는 도시하지 않은 구동부에 의해 XY 방향으로 이동하여, 픽업하는 다이(D)를 박리 유닛(13)의 위치로 이동시킨다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는 도시하지 않은 구동부에 의해 XY 평면 내에서 웨이퍼 링(WR)을 회전시킨다. 박리 유닛(13)은 도시하지 않은 구동부에 의해 상하 방향으로 이동한다. 박리 유닛(13)은 다이싱 테이프(DT)로부터 다이(D)를 박리한다.
웨이퍼 인식 카메라(14)는, 웨이퍼(W)로부터 픽업하는 다이(D)의 픽업 위치를 파악하거나, 다이(D)의 표면 검사를 하거나 한다.
픽업부(20)는, 픽업 헤드(21)와, Y 구동부(23)를 갖는다. 픽업 헤드(21)에는, 박리된 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)이 마련된다. 픽업 헤드(21)는 웨이퍼 공급부(10)로부터 다이(D)를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. Y 구동부(23)는 픽업 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 픽업부(20)는, 픽업 헤드(21)를 승강, 회전 및 X 방향 이동시키는 각 구동부(도시하지 않음)를 갖는다.
중간 스테이지부(30)는, 다이(D)가 적재되는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(34)를 갖는다. 중간 스테이지(31)는 적재된 다이(D)를 흡착하는 흡인 구멍을 구비한다. 적재된 다이(D)는 중간 스테이지(31)에 일시적으로 보유 지지된다. 중간 스테이지(31)는 다이(D)가 적재되는 적재 스테이지임과 함께, 다이(D)가 픽업되는 픽업 스테이지이기도 하다.
본딩부(40)는, 본드 헤드(41)와, Y 구동부(43)와, 기판 인식 카메라(44)와, 본드 스테이지(46)를 갖는다. 본드 헤드(41)에는 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿부(42)가 마련된다. Y 구동부(43)는 본드 헤드(41)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 기판 인식 카메라(44)는 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하여, 본드 위치를 인식한다. 본드 스테이지(46)는, 기판(S)에 다이(D)가 적재될 때, 상승되어서, 기판(S)을 하방으로부터 지지한다. 본드 스테이지(46)는 기판(S)을 진공 흡착하기 위한 흡인구(도시하지 않음)를 가져, 기판(S)을 고정하는 것이 가능하다. 본드 스테이지(46)는 기판(S)을 가열하는 가열부(도시하지 않음)를 갖는다. 본딩부(40)는, 본드 헤드(41)를 승강, 회전 및 X 방향 이동시키는 각 구동부(도시하지 않음)를 갖는다.
이와 같은 구성에 의해, 본드 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(34)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치·자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업한다. 그리고, 본드 헤드(41)는, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본드하거나, 또는 이미 기판(S)의 패키지 에어리어(P) 상에 본드된 다이 상에 적층하는 형태로 본드한다.
반송부(50)는, 기판(S)을 파지해서 반송하는 반송 갈고리(51)와, 기판(S)이 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판(S)은, 반송 레인(52)에 마련된 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 X 방향으로 이동한다. 이와 같은 구성에 의해, 기판(S)은, 기판 공급부(60)로부터 반송 레인(52)을 따라 본드 위치까지 이동하고, 본드 후, 기판 반출부(70)까지 이동하여, 기판 반출부(70)에 기판(S)을 전달한다.
기판 공급부(60)는, 반송 지그에 격납되어서 반입된 기판(S)을 반송 지그로부터 취출해서 반송부(50)에 공급한다. 기판 반출부(70)는, 반송부(50)에 의해 반송된 기판(S)을 반송 지그에 격납한다.
제어부(80)는, 다이 본더(1)의 각 부의 동작을 감시해서 제어하는 프로그램(소프트웨어) 및 데이터를 저장하는 기억 장치와, 기억 장치에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)와, 입출력 장치(도시하지 않음)를 구비한다. 입출력 장치는, 화상 도입 장치(도시하지 않음), 모터 제어 장치(도시하지 않음) 및 I/O 신호 제어 장치(도시하지 않음) 등을 갖는다. 화상 도입 장치는, 웨이퍼 인식 카메라(14), 스테이지 인식 카메라(34) 및 기판 인식 카메라(44)로부터의 화상 데이터를 도입한다. 모터 제어 장치는, 웨이퍼 공급부(10)의 구동부, 픽업부(20)의 구동부, 본딩부(40)의 Y 구동부(43)나 Z 구동부(47) 등을 제어한다. I/O 신호 제어 장치는, 후술하는 착지 검출 센서(417)나 유량 센서(482) 등의 다양한 센서 신호를 도입하거나 또는 조명 장치 등의 스위치 등의 신호부를 제어한다.
반도체 장치의 제조 공정의 일부에 다이를 기판에 탑재해서 패키지를 조립하는 공정이 있다. 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 웨이퍼로부터 다이를 분할하는 다이싱 공정과, 분할한 다이를 기판 상에 탑재하는 다이 본딩 공정이 있다. 다이 본더(1)를 사용한 다이 본딩 공정(반도체 장치의 제조 방법)에 대해서 도 4를 사용해서 설명한다. 도 4는 도 1에 도시하는 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하의 설명에서, 다이 본더(1)를 구성하는 각 부의 동작은 제어부(80)에 의해 제어된다.
(웨이퍼 반입 공정: 공정 S1)
웨이퍼 링(WR)이 웨이퍼 카세트 리프터(11)의 웨이퍼 카세트에 공급된다. 공급된 웨이퍼 링(WR)이 웨이퍼 보유 지지대(12)에 공급된다. 또한, 웨이퍼(W)는, 미리 프로버 등의 검사 장치에 의해 다이마다 검사되어, 다이마다 양호, 불량을 나타내는 웨이퍼 맵 데이터가 생성되어 있어, 제어부(80)의 기억 장치에 기억된다.
(기판 반입 공정: 공정 S2)
기판(S)이 격납된 반송 지그가 기판 공급부(60)에 공급된다. 기판 공급부(60)에서 반송 지그로부터 기판(S)이 취출되어, 기판(S)이 반송 갈고리(51)에 고정된다.
(픽업 공정: 공정 S3)
공정 S1 후, 원하는 다이(D)를 다이싱 테이프(DT)로부터 픽업할 수 있도록 웨이퍼 보유 지지대(12)가 움직여진다. 웨이퍼 인식 카메라(14)에 의해 다이(D)가 촬영되고, 촬영에 의해 취득된 화상 데이터에 기초하여 다이(D)의 위치 결정 및 표면 검사가 행해진다. 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 다이 본더의 다이 위치 기준점으로부터의 웨이퍼 보유 지지대(12) 상의 다이(D)의 어긋남양(X, Y, θ 방향)이 산출되어 위치 결정이 행해진다. 또한, 다이 위치 기준점은, 미리 웨이퍼 보유 지지대(12)의 소정 위치를 장치의 초기 설정으로 해서 보유되어 있다. 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 다이(D)의 표면 검사가 행해진다.
위치 결정된 다이(D)는, 박리 유닛(13) 및 픽업 헤드(21)에 의해 다이싱 테이프(DT)로부터 박리된다. 다이싱 테이프(DT)로부터 박리된 다이(D)는, 픽업 헤드(21)에 마련된 콜릿(22)에 흡착, 보유 지지되어, 중간 스테이지(31)에 반송되어서 적재된다.
스테이지 인식 카메라(34)에 의해 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)가 촬영되고, 촬영에 의해 취득된 화상 데이터에 기초하여 다이(D)의 위치 결정 및 표면 검사가 행해진다. 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 다이 본더의 다이 위치 기준점으로부터의 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)의 어긋남양(X, Y, θ 방향)이 산출되어 위치 결정이 행해진다. 또한, 다이 위치 기준점은, 미리 중간 스테이지(31)의 소정 위치를 장치의 초기 설정으로 해서 보유되어 있다. 화상 데이터를 화상 처리함으로써, 다이(D)의 표면 검사가 행해진다.
다이(D)를 중간 스테이지(31)에 반송한 픽업 헤드(21)는 웨이퍼 공급부(10)로 되돌려진다. 상술한 수순에 따라서, 다음 다이(D)가 다이싱 테이프(DT)로부터 박리되고, 이후 마찬가지의 수순에 따라서 다이싱 테이프(DT)로부터 1개씩 다이(D)가 박리된다.
(본드 공정: 공정 S4)
반송부(50)에 의해 기판(S)이 본드 스테이지(46)에 반송된다. 본드 스테이지(46) 상에 적재된 기판(S)이 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상되고, 촬영에 의해 화상 데이터가 취득된다. 화상 데이터가 화상 처리됨으로써, 다이 본더(1)의 기판 위치 기준점으로부터의 기판(S)의 어긋남양(X, Y, θ 방향)이 산출된다. 또한, 기판 위치 기준점은, 미리 본딩부(40)의 소정 위치를 장치의 초기 설정으로 해서 보유되어 있다.
공정 S3에서 산출된 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)의 어긋남양으로부터 본드 헤드(41)의 흡착 위치가 보정되어 다이(D)가 콜릿부(42)에 의해 흡착된다. 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 흡착한 본드 헤드(41)에 의해 본드 스테이지(46)에 지지된 기판(S)의 소정 개소에 다이(D)가 본드된다. 기판 인식 카메라(44)에 의해 기판(S)에 본드된 다이(D)가 촬영되고, 촬영에 의해 취득된 화상 데이터에 기초하여 다이(D)가 원하는 위치에 본드되었는지 여부 등의 검사가 행해진다.
다이(D)를 기판(S)에 본드한 본드 헤드(41)는 중간 스테이지(31)로 되돌려진다. 상술한 수순에 따라서, 다음 다이(D)가 중간 스테이지(31)로부터 픽업되어, 기판(S)에 본드된다. 이것이 반복되어서 기판(S)의 모든 패키지 에어리어(P)에 다이(D)가 본드된다.
(기판 반출 공정: 공정 S5)
다이(D)가 본드된 기판(S)이 기판 반출부(70)에 반송된다. 기판 반출부(70)에서 반송 갈고리(51)로부터 기판(S)이 취출되어 반송 지그에 격납된다. 다이 본더(1)로부터 기판(S)이 격납되어 있는 반송 지그가 반출된다.
상술한 바와 같이, 다이(D)는, 기판(S) 상에 실장되어, 다이 본더(1)로부터 반출된다. 그 후, 예를 들어 다이(D)가 실장된 기판(S)이 격납된 반송 지그가 와이어 본딩 공정에 반송되고, 다이(D)의 전극은 Au 와이어 등을 통해서 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 그리고, 기판(S)이 몰드 공정에 반송되어, 다이(D)와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 반도체 패키지가 완성된다.
적층 본드할 경우는, 와이어 본딩 공정에 이어서, 다이(D)가 실장된 기판(S)이 적재 격납된 반송 지그가 다이 본더에 반입되어 기판(S) 상에 실장된 다이(D) 상에 다이(D)가 적층되고, 다이 본더로부터 반출된 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 통해서 기판(S)의 전극과 전기적으로 접속된다. 제2단째보다 위의 다이(D)는, 상술한 방법으로 다이싱 테이프(DT)로부터 박리된 후, 본딩부에 반송되어 다이(D) 상에 적층된다. 상기 공정이 소정 횟수 반복된 후, 기판(S)이 몰드 공정에 반송되어, 복수개의 다이(D)와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 적층 패키지가 완성된다.
본드 헤드(41)의 구성에 대해서 도 5를 사용해서 설명한다. 도 5는 도 1에 도시하는 본드 헤드의 개략 단면도이다.
본드 헤드(41)는 Y 구동부(43)의 스테이지에 탑재되는 Z 구동부(47)에 연결된다. 본드 헤드(41)에는 콜릿부(42)가 마련된다. 콜릿부(42)는 선단에 고무 등의 탄성체를 포함하는 콜릿(421) 및 콜릿(421)을 설치하는 콜릿 홀더(422)를 갖는다. 본드 헤드(41)는, 가동부(411), 볼 부시(412), 접촉편(413), 헤드 지지부(414), 압축 스프링(416) 및 착지 검출 센서(417)를 갖는다. 콜릿부(42)는 가동부(411)를 통해서 진공 흡인계(48)에 접속된다.
헤드 지지부(414)의 상부에는 헤드 지지부(414)와 일체적으로 형성되는 센서 지지부(414a)가 마련된다. 센서 지지부(414a)는 가동부(411)가 삽입되어서 배치되는 개구부(414b)를 갖는다. 헤드 지지부(414)의 측부에는, 후술하는 승강 구동부(474)가 연결된다. 헤드 지지부(414)의 하부에는, 그 개구부(412a)가 거의 수직으로 연신되는 볼 부시(412)가 마련된다. 이 볼 부시(412)의 개구부(412a)에 삽입되는 가동부(411)가 거의 수직으로 승강 가능하게 지지되어 있다.
가동부(411)의 거의 중간 위치에는, 접촉편(413)이 수평하게 설치되어 있다. 이 접촉편(413)의 상면과 센서 지지부(414a)의 하면의 사이에는, 압축 스프링(416)이 마련되고, 이 압축 스프링(416)에 의해 접촉편(413)을 통해서 콜릿부(42)가 하방으로 가압되어 있다. 압축 스프링(416) 대신에 실린더에 의해 콜릿부(42)를 하방으로 가압하도록 해도 된다.
착지 검출 센서(417)는, 본딩 시에 기계적으로 착지를 검출하는 검출기이며, 센서 지지부(414a)를 관통해서 설치된다. 그리고, 콜릿(421)의 하단부면(421a)이 다른 부재에 접촉해서 상승하지 않은 상태에서는, 착지 검출 센서(417)의 하단부면(417a)과 접촉편(413)의 상면의 사이에는, 소정의 간극(ds)이 형성되어 있다. 착지 검출 센서(417)는, 그 간극의 거리를 검지하는 갭 센서이다.
Z 구동부(47)는, Y 구동부(43)에 탑재되는 스테이지(471)와, 스테이지(471)에 대하여 승강하는 Z축(472)을 갖는다. 스테이지(471)에는, 승강 구동부(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 승강 구동부는, 예를 들어 서보 모터 또는 스텝 모터, 볼 나사, 너트 및 캠 등을 포함한다. Z축(472)은, 승강 구동부에 의해, 상하 방향으로 배치된 스테이지(471)를 따라 승강한다.
콜릿(421)에는, 하단부면(421a)에 일단부가 개구된 흡인 구멍이 마련되어 있다. 콜릿(421)의 흡인 구멍의 타단부는, 콜릿 홀더(422)의 흡인 구멍, 가동부(411)의 흡인 구멍 및 가동부(411)의 상부에 설치된 배관(481)에 연통하고 있다.
배관(481)은 진공 공급원(도시하지 않음)에 연통하고 있다. 배관(481)에는, 진공 공급원에 의한 에어의 흡인 유량을 검지하는 유량 센서(482) 및 밸브(483)가 마련되어 있다. 배관(481)에는 배관(484)이 연결되고, 배관(484)은 에어 공급원(도시하지 않음)에 연통하고 있다. 배관(484)에는 밸브(485)가 마련되어 있다. 진공원 및 에어 공급원은 다이 본더(1)의 진공 흡인계(48)에 포함되어도 되고, 다이 본더(1) 밖에 마련되어도 된다. 공장의 진공 공급원 및 에어 공급원을 사용하는 경우는, 진공 흡인계(48)에 압력 조정기를 마련하는 것이 바람직하다.
밸브(485)가 폐쇄되고 밸브(483)가 개방됨으로써, 배관(481), 가동부(411)의 흡인 구멍, 콜릿 홀더(422)의 흡인 구멍 및 콜릿(421)의 흡인 구멍을 통해서 에어가 흡인되어, 콜릿(421)의 하단부면(421a)에 흡착력이 발생한다. 밸브(483)가 폐쇄되고 밸브(485)가 개방됨으로써, 배관(481), 가동부(411)의 흡인 구멍, 콜릿 홀더(422)의 흡인 구멍 및 콜릿(421)의 흡인 구멍을 통해서 에어가 분출된다.
(생산 개시 전의 티칭 동작)
상기와 같이 구성된 다이 본더(1)에서는, 실제로 픽업 및 본드를 행하는 연속 동작 전(생산 개시 전)에 있어서, 티칭 동작에 의해 이하의 정보 취득이 행해진다.
(1) 픽업 높이 정보(PHD)의 취득
제어부(80)는 생산 중의 연속 동작에 있어서 픽업할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(픽업 높이(h5))를 나타내는 픽업 높이 정보(PHD)를 취득한다.
(2) 상관 데이터(CD)의 취득
제어부(80)는, 콜릿(421)의 하단부면(421a)이 흡인하는 유량과, 콜릿(421)의 하단부면(421a)과 중간 스테이지(31)에 적재되어 있는 다이(D)의 상면의 사이의 거리의 상관 데이터(CD)를 취득한다.
(3) 유량 측정 높이 정보(FHD)의 취득
제어부(80)는, 실제로 다이(D)를 픽업할 때 티칭 동작을 행하는 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(유량 측정 높이(h4))를 나타내는 유량 측정 높이 정보(FHD)를 취득한다.
(4) 본드 높이 정보(BHD)
본드할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(본드 높이(h6))를 나타내는 본드 높이 정보(BHD)를 취득한다.
실제 픽업 동작을 행할 때는, 제어부(80)는, 생산 개시 전의 티칭 동작에서 취득한 상관 데이터(CD) 및 유량 측정 높이 정보(FHD)를 사용하여, 티칭 동작을 정기적으로 행한다. 이 티칭 동작에 의해 본드 헤드(41)의 하강량 보정 정보(DCD)를 취득한다. 픽업 동작에서는, 티칭 동작에 이어서, 취득한 하강량 보정 정보(DCD)를 사용해서 본드 헤드(41)의 구동을 제어한다. 본드 동작을 행할 때는, 제어부(80)는, 하강량 보정 정보(DCD) 및 본드 높이 정보(BHD)를 사용하여, 본드 헤드(41)의 구동을 제어한다.
다이 본더(1)에서의 생산 개시 전의 티칭 동작에 대해서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 도 6은 생산 개시 전의 티칭 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다. 도 7은 생산 개시 전의 티칭 동작에서 취득하는 유량과 거리의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 7은 도 6에 나타내는 그래프에 대응하는 표이다.
(스텝 S11)
제어부(80)는, 고속 하강 개시 높이(h1)에 있어서, 본드 헤드(41)를 중간 스테이지(31)에 적재되어 있는 다이(D)의 상방으로 움직여서 콜릿(421)의 하단부면(421a)을 다이(D)의 상면에 대향시킨다. 다이(D)는, 픽업 헤드(21)에 의해 미리 중간 스테이지(31) 상에 적재되어 있다. 고속 하강 개시 높이(h1)는 본드 헤드(41)가 중간 스테이지(31)와 본드 스테이지(46)의 사이를 수평 이동할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이이며, Z축(472)이 그 Z 방향에서의 기계 원점에 있을 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(원점 높이(h0))보다도 낮게 설정되어 있다.
(스텝 S12)
제어부(80)는, 저속 하강 개시 높이(h2)까지 고속으로 본드 헤드(41)를 하강시킨다. 저속 하강 개시 높이(h2)는 본드 헤드(41)의 저속 하강을 개시할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이이다.
(스텝 S13)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)의 하강을 정지시키고, 저속 개시 전 타이머를 기동시킨다(스텝 S131).
저속 개시 전 타이머가 소정의 시간 경과 후, 제어부(80)는, 밸브(485)를 개방해서 에어의 분출을 개시시킨다(스텝 S132). 이때, 밸브(483)는 닫혀 있다. 저속 개시 전 타이머가 0으로 설정되어 있는 경우는, 대기 시간 없이 스텝 S132가 행해진다.
(스텝 S14)
소정 시간 경과 후, 제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다(스텝 S141).
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 소정량(Δz1)만큼 하강시키고(스텝 S142), 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량(FR)을 측정한다(스텝 S143). 소정량(Δz1)은, 예를 들어 승강 구동부(474)의 제어 분해능의 몇배의 양이다.
제어부(80)는, 유량 센서(482)에 의해 검지한 유량(FR)을 확인하여, 유량(FR)이 소정의 역치(FRt) 이하인지 여부를 확인한다(스텝 S144). 역치(FRt)는, 콜릿(421)의 하단부면(421a)이 다이(D)에 접촉했다고 간주할 수 있는 값으로서 미리 설정되는 값이다.
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 될 때까지 스텝 S142 내지 S144의 처리를 반복한다.
유량 측정 종료 후, 제어부(80)는 밸브(483)를 닫아 흡인을 정지시킨다(스텝 S145).
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 되는 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(픽업 높이(h5))에서의 Z축(472)의 Z 방향에서의 기계 원점으로부터의 오프셋양을 픽업 높이 정보(PHD)로서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S146).
(스텝 S15)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 픽업 높이(h5)로부터 소정 거리만큼 높은 높이인 측정 개시 높이(h3)까지 상승시킨다. 측정 개시 높이(h3)는 상관 데이터의 측정을 개시할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이이다. 측정 개시 높이(h3)는 저속 하강 개시 높이(h2)보다도 낮은 높이이다.
(스텝 S16)
제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다(스텝 S161).
제어부(80)는, 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량(FR)을 측정한다(스텝 S162).
제어부(80)는, 측정한 유량(FR) 및 유량을 측정했을 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(hc)를 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S163).
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 소정량(Δz2)만큼 하강시키고(스텝 S164), 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량(FR)을 측정한다(스텝 S165). 소정량(Δz2)은 Δz1보다도 작은 값이며, 예를 들어 승강 구동부(474)의 제어 분해능의 양이다.
제어부(80)는, 측정한 유량(FR) 및 유량을 측정했을 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(hc)를 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S166).
제어부(80)는, 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이가 픽업 높이(h5)로 될 때까지, 스텝 S164 내지 S166의 처리를 반복한다.
제어부(80)는, 메모리에 기억된, 유량(FR) 및 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(hc)에 기초하여, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같은, 유량(FR)과 거리(d)의 상관 데이터를 작성해서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S167). 거리(d)는 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(hc)와 다이(D)의 상면의 높이(픽업 높이(h5))의 차이다.
제어부(80)는, 다이(D)의 상면의 높이(픽업 높이(h5))보다 소정 거리(dp)만큼 높은 유량 측정 높이(h4=h5+dp)를 설정하고, Z축(472)의 Z 방향에서의 기계 원점으로부터의 오프셋양을 유량 측정 높이 정보(FHD)로서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S168). 도 7에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 dp=15㎛로 한다. 이때의 유량(FRp)은 -0.14L/min이다.
픽업 높이(h5)에서의 Z축(472)의 Z 방향에서의 기계 원점으로부터의 오프셋양에 중간 스테이지(31) 상에 적재되는 다이(D)의 표면과 본드 스테이지(46)에 적재되는 기판(S)의 표면의 Z 방향의 거리의 차를 가감한 것을 본드 높이 정보(BHD)로서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S169).
(픽업 동작: 티칭 동작 유)
생산 중에 티칭 동작을 행하는 다이(D)의 픽업 동작에 대해서 도 9를 사용해서 설명한다. 도 9는 티칭을 행하는 픽업 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
픽업 동작에서의 스텝 S11 내지 S13은 생산 개시 전의 티칭 동작과 마찬가지이다. 이하, 생산 개시 전의 티칭 동작과 다른 점에 대해서 설명한다. 또한, 도 9에 도시하는 티칭 동작은 생산 중 이외, 즉, 생산 개시 전이나 생산 종료 후에 행해도 된다.
(스텝 S24)
소정 시간 경과 후, 제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다. 제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 유량 측정 높이 정보(FHD)가 나타내는 유량 측정 높이(h4)까지 저속으로 본드 헤드(41)를 하강시킨다.
(스텝 S25)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)의 하강을 정지시키고, 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량을 측정한다.
(스텝 S26)
제어부(80)는, 메모리에 기억된 상관 데이터(CD)에 기초하여 유량 측정 높이 정보(FHD)에 대응하는 유량(FRp)과 스텝 S25에서 측정한 유량(FRm)을 비교한다. 양자는 일치하는 경우, 제어부(80)는 유량 측정 높이 정보(FHD)가 나타내는 유량 측정 높이(h4)만큼 본드 헤드(41)를 하강시킨다.
유량(FRp)과 유량(FRm)이 일치하지 않는 경우, 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(h)가 변동하고 있다(h=h4+α(α는 정 또는 부의 수)). 제어부(80)는 상관 데이터(CD)로부터 측정한 유량(FRm)에 대응하는 거리(dm)를 구하여, 거리(dm)만큼 본드 헤드(41)를 하강시킨다. dm은 dp에 대하여 보정된 하강량이며, dm=dp-α이다. α는 보정량이다.
(스텝 S27)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)에 의해 다이(D)를 픽업한다.
(픽업 동작: 티칭 동작 무)
상술한 픽업 동작 시의 티칭은 매회 행하지 않고, 소정 기간이 경과 후에 정기적으로 행한다. 티칭을 행하지 않는 다이(D)의 픽업 동작에 대해서 도 10을 사용해서 설명한다. 도 10은 티칭을 행하지 않는 픽업 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
티칭을 행하지 않는 픽업 동작에서의 스텝 S11 내지 S13은, 도 9에 도시하는 티칭을 행하는 픽업 동작과 마찬가지이다. 이하, 티칭을 행하는 픽업 동작과 다른 점에 대해서 설명한다.
(스텝 S34)
소정 시간 경과 후, 제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다. 제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 픽업 높이 정보(PHD)가 나타내는 위치(픽업 높이(h5))까지 저속(예를 들어, 10㎛/min)으로 본드 헤드(41)를 하강시킨다.
(본드 동작)
다이(D)의 본드 동작에 대해서 도 11을 사용해서 설명한다. 도 11은 본드 동작에서의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
본드 동작에서의 스텝 S41 내지 S43은 생산 개시 전의 티칭 동작에서의 S11 내지 S131과 마찬가지이다.
(스텝 S44)
제어부(80)는, 메모리에 기억된 본드 높이 정보(BHD) 및 픽업 동작에서의 스텝 S27에서 구한 하강량(dp 또는 dm)에 기초하여, 본드 헤드(41)를 본드 높이(h7)가 되는 위치까지 저속(예를 들어, 5㎛/min)으로 본드 헤드(41)를 하강시켜서, 다이(D)를 기판(S)에 착지시킨다.
(스텝 S45)
제어부(80)는, 다이(D)가 기판(S)에 맞닿은 후에도, 소정량만큼 본드 헤드(41)를 하강시킨다. 이때, 다이(D)의 맞닿음 후에 하강시킨 소정량 분만큼 콜릿부(42)가 퇴피하지만, 압축 스프링(416)에 의해 압박력이 부여되어 있으므로, 콜릿부(42)에 흡착 보유 지지된 다이(D)에는 압박 하중이 작용한 상태가 된다. 이 상태를 미리 설정된 본드 시간만큼 유지함으로써, 다이(D)가 기판(S)에 접착된다.
본드 헤드(41)에서는, 본드 헤드(41)를 하강시켜, 착지 검출 센서(417)가 하단부면(417a)과 접촉편(413)의 상면의 사이가 소정의 간극(소정 간격)으로 된 것을 검출했을 때, 다이(D)와 기판(S)이 접촉했다고 판단한다. 또한, 착지 검출 센서(417)는 통상, 변위 센서 등을 사용하여, 안정적으로 검출시키기 위해서, 기준 콜릿의 본래의 착지 위치로부터 수십㎛ 정도의 감도 차를 취해서(압입한 상태에서)검출하도록 소정 간격이 설정된다.
또한, 착지 검출 센서(417)를 사용해서 콜릿 높이를 측정하는 것이 가능하다. 착지 검출 센서(417)를 사용한 콜릿 높이의 측정 방법에 대해서 도 12의 (a) 내지 도 12의 (e)를 사용해서 설명한다. 도 12의 (a) 내지 도 12의 (e)는, 착지 검출 센서를 사용한 콜릿 높이의 측정 방법을 나타내는 이미지도이다.
도 12의 (a)는 기준 콜릿의 착지 위치를 나타낸다. 제어부(80)는, 사전 티칭에 의해 장치측의 리니어 스케일에서의 기준 콜릿의 착지 위치(ho)를 원점으로서 기억한다.
도 12의 (b) 및 도 12의 (d)는 기준 콜릿과 측정 대상 콜릿의 높이가 동일한 경우를 나타낸다. 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제어부(80)는, 사전에 설정된 착지점 상방의 위치(hs)로부터, 소정 피치(p)로 착지 검출 센서(417)를 확인하면서 본드 헤드(41)를 하강시킨다. 여기서, hs는 리니어 스케일의 지시값이며, 예를 들어 hs=100㎛이다. 또한, 예를 들어 p=5㎛이다.
착지 검출 센서(417)는, 도 12의 (d)에 도시하는 바와 같이, 기준 콜릿의 본래의 착지 위치로부터 ha의 감도 차를 취해서(압입한 상태에서) 착지를 검출하도록, 소정 간격(do)이 설정된다. 즉, do=ds-(ho-ha)이다. 여기서, ds는, 착지하지 않았을 때의 착지 검출 센서(417)의 하단부면(417a)과 접촉편(413)의 상면의 간극이다. 예를 들어, ha는 수십㎛로 설정된다.
제어부(80)는, 착지 검출 센서(417)가 착지를 검출했을(do=ds-(ho-ha)) 때의 리니어 스케일의 지시값을 판독해서 콜릿 높이를 측정한다. 사전 티칭 시와 콜릿(421)의 높이가 변하지 않았을 경우, 리니어 스케일의 값은 감도차로서 설정된 ha와 동일해진다.
도 12의 (c) 및 도 12의 (e)는, 기준 콜릿과 측정 대상 콜릿의 높이가 다른 경우를 나타낸다. 사전 티칭 시와 콜릿(421)의 높이가 변했을 경우, 도 12의 (e)에 도시하는 바와 같이, 착지 검출 센서(417)의 하단부면(417a)과 접촉편(413)의 상면의 간극이 소정 간격(do)으로 되도록 본드 헤드(41)를 하강시킨 경우, 예를 들어 리니어 스케일의 값이 hb로 될 때, 도 12의 (c)에 도시하는 바와 같이, 콜릿(421)의 높이는 (Δh=hb-ha)만큼 높게 되어 있는 것을 알 수 있다.
착지 검출 센서(417)는, 다이(D)를 보유 지지한 상태에서 높이를 검출할 수 있다. 또한, 스텝 S26에서 구한 보정된 하강량에 기초하여 콜릿 높이를 구하고, 유량 센서를 사용하여 측정된 콜릿 높이와 착지 검출 센서를 사용하여 측정된 콜릿 높이에 어긋남이 있을 경우는, 소정 간격(do)을 교정하도록 해도 된다. 이 교정은 정기적으로 행해도 된다.
본 실시 형태를 보다 명확하게 하기 위해서 비교예에 대해서 도 13을 사용하여 설명한다. 도 13은 비교예에서의 픽업 시의 티칭 동작의 본드 헤드의 높이를 도시하는 도면이다.
비교예에서의 스텝 S11 내지 S13은 생산 개시 전의 티칭 동작과 마찬가지이다. 이하, 생산 개시 전의 티칭 동작과 다른 점에 대해서 설명한다.
(스텝 S54)
소정 시간 경과 후, 제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다(스텝 S541).
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 소정량(Δz1)만큼 하강시키고(스텝 S542), 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량(FR)을 측정한다(스텝 S543). 소정량(Δz1)은, 예를 들어 10㎛이다.
제어부(80)는, 유량 센서(482)에 의해 검지한 유량(FR)을 확인하여, 유량(FR)이 소정의 역치(FRt) 이하인지 여부를 확인한다(스텝 S544). 역치(FRt)는, 콜릿(421)의 하단부면(421a)이 다이(D)에 접촉했다고 간주할 수 있는 값으로서 미리 설정되는 값이다.
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 될 때까지 스텝 S542 내지 S544의 처리를 반복한다.
유량 측정 종료 후, 제어부(80)는 밸브(483)를 닫아 흡인을 정지시킨다(스텝 S545).
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 되는 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(픽업 높이(h5))에서의 Z축(472)의 Z 방향에서의 기계 원점으로부터의 오프셋양을 픽업 높이 정보(PHD)로서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S546).
(스텝 S55)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 픽업 높이(h5)부터 소정 거리만큼 높은 높이(h3')까지 상승시킨다. 높이(h3')는 자세한 서치를 개시할 때의 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이이다. 높이(h3')는 저속 하강 개시 높이(h2)보다도 낮은 높이이다.
(스텝 S56)
제어부(80)는, 밸브(485)를 닫고 밸브(483)를 개방해서 에어의 흡인을 개시시킨다(스텝 S561).
제어부(80)는, 본드 헤드(41)를 소정량(Δz1)만큼 하강시키고(스텝 S562), 유량 센서(482)에 의해 콜릿(421)이 흡인하는 유량(FR)을 측정한다(스텝 S563). 소정량(Δz1)은, 예를 들어 2㎛이다.
제어부(80)는, 유량 센서(482)에 의해 검지한 유량(FR)을 확인하여, 유량(FR)이 소정의 역치(FRt) 이하인지 여부를 확인한다(스텝 S564). 역치(FRt)는, 콜릿(421)의 하단부면(421a)이 다이(D)에 접촉했다고 간주할 수 있는 값으로서 미리 설정되는 값이다.
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 될 때까지 스텝 S562 내지 S564의 처리를 반복한다.
제어부(80)는, 유량(FR)이 역치(FRt) 이하로 되는 콜릿(421)의 하단부면(421a)의 높이(픽업 높이(h5))에서의 Z축(472)의 Z 방향에서의 기계 원점으로부터의 오프셋양을 픽업 높이 정보(PHD)로서 제어부(80)의 메모리에 기억한다(스텝 S565).
(스텝 S57)
제어부(80)는, 본드 헤드(41)에 의해 다이(D)를 픽업한다.
비교예에서는, 본드 헤드(41)의 하강 및 유량 측정을 대략적인 서치(스텝 S54)와 자세한 서치(스텝 S56)로 나누어서 2회 행한다. 이에 반해, 실시 형태에서는, 일정 높이까지 하강한(스텝 S24) 후, 유량 측정을 한번만 행한다(스텝 S24). 그 후, 상관 데이터로부터 얻어진 보정값만큼 하강한다(스텝 S26). 실시 형태는 비교예에 대하여, 유량 측정의 횟수가 매우 적어지므로, 본드 헤드(41)의 하강 시간은 짧아지고, 픽업 시간이 짧아진다.
실시 형태에 따르면, 하기의 하나 또는 복수의 효과가 얻어진다.
(a) 연속 동작 중(생산 중)의 유량 센서에 의한 높이 티칭 시간을 단축하는 것이 가능하다.
(b) 제품 품종에 대응하는 콜릿종(사이즈, 구멍 직경 등)마다 상관 데이터를 보존함으로써, 예를 들어 콜릿을 교환할 때마다 생산 개시 전의 높이 티칭 동작에 의한 상관 데이터 작성을 행할 필요가 없어진다. 가령 콜릿 제조 시의 높이의 변동이 있어도, 픽업 시의 티칭에 의해 높이를 보정할 수 있기 때문이다.
(c) 픽업 시의 티칭을 매회 행함으로써, 비교적 단시간에 유량에 의한 고정밀도의 착지 검출을 행할 수 있다. 이에 의해, 착지 전에 본드 헤드의 하강 속도를 저속화(상기 저속 하강의 1/10 정도의 속도)해서 착지 시의 충격을 저감하는 저충격 모드가 불필요하게 된다. 이 때문에, 처리 시간의 저감도 가능하다.
(d) 본드 헤드에 탑재하는 착지 검출 센서의 검출 위치의 확인을 행함으로써, 이 위치를 픽업 시에 검출한 유량에 의한 높이 검출 데이터에 의해 착지 검출 센서의 교정을 행하는 것이 가능해진다.
(e) 상기 (d)에 의해 착지 검출 센서의 교정을 정기적으로 행하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 스루풋에 영향 없이 착지 검출 센서의 감도 어긋남을 정기적으로 교정하여, 경시적으로 안정적인 본딩을 행하는 것이 가능해진다.
(f) 픽업 시에 검출한 유량에 의한 높이 검출 데이터에 의해 본드 시의 착지 위치에 피드백을 행하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 본드 시의 높이 정밀도를 안정적으로 실시하여, 충격 하중의 저감을 도모하는 것이 가능해진다. 콜릿의 설치 상태 또는 경시 변화에 의해 콜릿의 하단부면과 각 스테이지의 거리는 변동되어버리는 경우가 있다. 그러나, 픽업 스테이지(웨이퍼 보유 지지대, 중간 스테이지)나 본드 스테이지의 표면 위치는 기지이다. 그리고, 콜릿의 하단부면과 픽업 스테이지의 표면 거리를 정확하게 알 수 있으므로, 콜릿 하단부면과 본드 스테이지의 표면 위치도 정확하게 알 수 있게 된다. 즉, 콜릿 높이의 제어를 정밀하게 행할 수 있으므로 본드 시의 충격을 방지하는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 개시자들에 의해 이루어진 개시를 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 다양하게 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 실시 형태에서는, 콜릿으로부터의 흡인 유량에 기초하여 픽업 높이 등을 티칭하는 예를 설명했지만, 콜릿이 분출하는 에어 유량에 기초하여 픽업 높이 등을 티칭하도록 해도 된다.
실시 형태에서는, 픽업 시에 유량 센서를 사용해서 티칭하는 예를 설명했지만, 유량 센서와 착지 검출 센서를 병용해도 된다.
또한, 실시 형태에서는, 중간 스테이지로부터 다이를 픽업하여, 본드 스테이지에 보유 지지된 기판에 본드하는 본드 헤드의 예를 설명했다. 이것에 한정되는 것이 아니라, 웨이퍼 보유 지지대로부터 다이를 픽업하여, 중간 스테이지에 적재하는 픽업 헤드에도 적용할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼 보유 지지대가 제1 스테이지이며, 중간 스테이지가 제2 스테이지이다.
실시 형태에서는, 픽업 헤드에 의해 웨이퍼로부터 픽업한 다이를 중간 스테이지에 적재하고, 본드 헤드에 의해 중간 스테이지로부터 다이를 픽업하는 예에 대해서 설명했다. 이것에 한정되는 것이 아니라, 픽업 헤드 및 중간 스테이지를 구비하지 않고, 본드 헤드에 의해 웨이퍼로부터 픽업한 다이를 기판에 본드하는 다이렉트 본드에도 적용할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼 보유 지지대가 제1 스테이지이며, 본드 스테이지가 제2 스테이지이다.
또한, 실시 형태에서는 웨이퍼의 이면에 DAF가 첩부되어 있지만, DAF는 없어도 된다.
또한, 실시 형태에서는 픽업 헤드 및 본드 헤드를 각각 1개 구비하고 있지만, 각각 2개 이상이어도 된다.
실시 형태에서는, 다이 본더를 예로 들어 설명했지만, 플립 칩 본더나 칩 마운터에도 적용할 수 있다.
1: 다이 본더(반도체 제조 장치)
31: 중간 스테이지(스테이지)
41: 본드 헤드(헤드)
421: 콜릿
421a: 하단부면
481: 배관
482: 유량 센서
80: 제어부(제어 장치)
D: 다이

Claims (11)

  1. 다이가 보유 지지되는 스테이지와,
    상기 다이를 흡착하기 위한 흡인 구멍을 갖는 콜릿이 마련되는 헤드와,
    상기 흡인 구멍과 연통하는 배관에 마련되는 유량 센서와,
    생산 전에, 상기 콜릿의 하단부면과 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면의 거리와, 상기 유량 센서에 의해 검지된 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량의 상관 데이터를 취득하도록 구성되는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면으로부터 제1 소정 높이까지 하강시키고,
    상기 제1 소정 높이에서, 상기 유량 센서에 의해 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량을 검지하고,
    상기 상관 데이터 및 상기 제1 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면에 착지시키기 위한 하강량을 구하는 티칭 동작을 행하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 생산 중에 있어서, 상기 티칭 동작을 행하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 생산 전에 있어서,
    상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면으로부터 상기 제1 소정 높이보다도 높은 제2 소정 높이로 설정하고,
    상기 콜릿의 하단부면을 상기 제2 소정 높이로부터 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면 높이까지 하강시키고, 다시 제1 소정 높이까지 상승시켜, 상기 상관 데이터를 취득하는 티칭 동작을 행하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 티칭 동작을 소정 횟수의 픽업 동작마다 행하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 또한, 상기 다이 또는 상기 다이가 적재되는 기판이 적재되는 제2 스테이지를 구비하는, 반도체 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 상관 데이터 및 상기 제1 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 기판, 상기 기판에 적재되는 다이, 또는 상기 제2 스테이지의 상면에 착지시키기 위한 하강량을 구하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 스테이지는 웨이퍼 보유 지지부이며,
    상기 제2 스테이지는 본드 스테이지이며,
    상기 헤드는 본드 헤드인, 반도체 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 헤드는 착지 검출 센서를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 상관 데이터 및 상기 제1 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 착지 검출 센서의 검출 위치를 확인하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 헤드는 착지 검출 센서를 구비하고,
    상기 제어 장치는 또한, 상기 티칭 동작에 있어서 상기 착지 검출 센서에 의해 상기 콜릿의 높이를 측정하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 유량 센서에 의해 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍으로부터 분출되는 기체의 유량을 검지하도록 구성되는, 반도체 제조 장치.
  11. 다이가 보유 지지되는 스테이지와, 다이를 흡착하기 위한 흡인 구멍을 갖는 콜릿이 마련되는 헤드와, 상기 흡인 구멍과 연통하는 배관에 마련되는 유량 센서와, 생산 전에, 상기 콜릿의 하단부면과 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면의 거리와, 상기 유량 센서에 의해 검지된 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량의 상관 데이터를 취득하도록 구성되는 제어 장치를 구비하는 반도체 제조 장치에 웨이퍼를 반입하는 공정과,
    상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면으로부터 제1 소정 높이까지 하강시키고, 상기 제1 소정 높이에서, 상기 유량 센서에 의해 상기 콜릿의 상기 흡인 구멍을 흐르는 기체의 유량을 검지하고, 상기 상관 데이터 및 상기 제1 소정 높이에서 검지된 유량에 기초하여, 상기 콜릿의 하단부면을 상기 스테이지에 보유 지지된 다이의 상면에 착지시키기 위한 하강량을 구하는 공정
    을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
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