JP6667326B2 - ダイボンダおよびボンディング方法 - Google Patents

ダイボンダおよびボンディング方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6667326B2
JP6667326B2 JP2016053169A JP2016053169A JP6667326B2 JP 6667326 B2 JP6667326 B2 JP 6667326B2 JP 2016053169 A JP2016053169 A JP 2016053169A JP 2016053169 A JP2016053169 A JP 2016053169A JP 6667326 B2 JP6667326 B2 JP 6667326B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die
unit
waveform
bonding
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016053169A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017168693A (ja
JP2017168693A5 (ja
Inventor
牧 浩
浩 牧
高野 隆一
隆一 高野
英晴 小橋
英晴 小橋
Original Assignee
ファスフォードテクノロジ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ファスフォードテクノロジ株式会社 filed Critical ファスフォードテクノロジ株式会社
Priority to JP2016053169A priority Critical patent/JP6667326B2/ja
Priority to TW105135965A priority patent/TWI598968B/zh
Priority to KR1020160153596A priority patent/KR101923274B1/ko
Priority to CN201611028983.5A priority patent/CN107204302B/zh
Publication of JP2017168693A publication Critical patent/JP2017168693A/ja
Publication of JP2017168693A5 publication Critical patent/JP2017168693A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6667326B2 publication Critical patent/JP6667326B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67144Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67712Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations the substrate being handled substantially vertically
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Description

本発明は、ダイボンダおよびボンディング方法に関する。
ダイボンダは、半導体チップ(ペレット、ダイ)(以下、単にダイという)を基板にボンディングする装置である。ダイボンダは、円形状のダイシングテープに貼付され、個々のダイにダイシングされた半導体ウェハを搬送するXYステージ、半導体ウェハからダイを中間ステージ(アライメント部)に移動するピックアップヘッド、中間ステージから基板へダイを搬送しボンディングを行うボンディングヘッド等々各構成要素を移動するために、多くの駆動軸を有する(例えば、特許文献1)。
特開2014−179555号公報
従来のダイボンダでは、不良品が発生するまで装置動作の不具合が分からなかった。そこで、装置動作の不具合によるボンディング不良を防止するために、ダイボンダのプリメンテナンスを定期的に、或いは生産数に応じて実施していた。しかしながら、この方法では、不良を完全に防止するためには安全裕度を大きくとる必要があるため、メンテナンス回数が多くなり、スループットが低下する。
本発明の目的は、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダおよびボンディング方法を提供することにある。
上記目的を達成するための一実施形態として、ダイ供給部と、基板供給部と、前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、ダイ供給部と基板供給部とボンディング部とを制御する制御部と、を有するダイボンダにおいて、
前記ボンディング部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像可能な第1撮像手段とを備え、
前記制御部は、前記第1撮像手段により得られた結果を用いて第1再現性波形、第1振動波形及び第1追従性波形の少なくとも一者を算出するものであることを特徴とするダイボンダとする。
また他の実施形態として、ダイ供給部と、アライメント部と、前記ダイ供給部のダイをピックアップし前記アライメント部へ搬送するピックアップ部と、基板供給部と、前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上に前記ダイをボンディングするボンディング部と、各部を制御する制御部と、を有するダイボンダにおいて、
前記ピックアップ部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたピックアップヘッドと、前記ピックアップヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像可能な撮像手段とを備え、
前記制御部は、前記撮像手段により得られた結果を用いて再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を算出するものであることを特徴とするダイボンダとする。
また他の実施形態として、ダイボンディング工程と、ダイボンディング工程が終了した後の待機中或いはダイボンディング工程の最中であってダイを含むウェハの交換時にダイボンダの自己診断を行う工程とを有するダイボンディング方法において、
前記自己診断は、
ボンディングヘッド或いはピックアップヘッドを移動する駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像する工程と、
撮像により得られた結果を用いて再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を算出する工程と、
再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を用いて、ダイボンダのプレメンテナンスの時期を判定する工程と、
を有することを特徴とするボンディング方法とする。
本発明によれば、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダおよびボンディング方法を提供することができる。
本発明の各実施例に係るダイボンダの一例を示す概略全体上面図である。 図1に示す矢印A方向から見たピックアップヘッド、ボンディングヘッド等の動きを説明するための概略側面図である。 本発明の各実施例に係るダイボンダにおける自己診断用カメラと認識点との関係を説明するための概略側面図であり、(a)はカメラが固定部に設置され認識点が駆動部に設定されている場合、(b)は認識点が固定部に設定されカメラが駆動軸に設置されている場合を示す。 本発明の各実施例に係るボンディング方法における生産(ボンディング)と自己診断との関係を説明するためのフロー図である。 本発明の各実施例に係るダイボンダにおける自己診断用カメラと診断駆動軸との位置関係を説明するための表である。 本発明の第1の実施例に係るボンディング方法における再現性の観点からの自己診断フロー図である。 図5Aにより得られた自己診断結果の一例(正常の場合)である。 図5Aにより得られた自己診断結果の一例(異常の場合)である。 本発明の第2の実施例に係るボンディング方法における振動の観点からの自己診断フロー図である。 図6Aにより得られた自己診断結果の一例(正常の場合)である。 図6Aにより得られた自己診断結果の一例(異常の場合)である。 図6Aにより得られた自己診断結果の他の例(正常の場合)である。 図6Aにより得られた自己診断結果の他の例(異常の場合)である。 図6Aにより得られた自己診断結果の他の例(正常の場合)である。 図6Aにより得られた自己診断結果の他の例(異常の場合)である。 本発明の第3の実施例に係るボンディング方法における追随性の観点からの自己診断フロー図である。 図7Aにより得られた自己診断結果の一例(正常の場合)である。 図7Aにより得られた自己診断結果の一例(異常の場合)である。
発明者等は、プリメンテナンスの時期を精度よく判断する方法について検討した結果、駆動軸の動作の状態を診断することにより、その時期を判断できるとの知見を得た。本発明はこの新たな知見に基づいて生まれたものである。具体的には、可動部、例えばボンディングヘッドの駆動軸の任意の箇所を認識点とし、固定した認識カメラによりその動作状態を診断する。
これにより、プリメンテナンスの時期を正確に判断することができ、品質を低下することなく、スループットの向上を図ることができる。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図1は本発明の実施例に係るダイボンダ10の概略上面図である。図2は、図1の矢印Aから見たピックアップヘッドやボンディングヘッド及びその周辺部における概略構成とその動作を説明するための概略側面図である。
ダイボンダ10は、単一の搬送レーンと単一のボンディングヘッドを有するダイボンダである。ダイボンダ10は、大別して、配線を含む基板Pに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ダイ供給部1からダイをピックアップするピックアップ部2と、ピックアップされたダイDを中間的に一度載置するアライメント部3と、アライメント部のダイDをピックアップし基板P又は既にボンディングされたダイDの上にボンディングするボンディング部4と、基板Pを実装位置に搬送する搬送部5、搬送部5に基板Pを供給する基板供給部6と、実装された基板Pを受け取る基板搬出部7と、各部の動作を監視し制御する制御部8とを有する。
まず、ダイ供給部1は、複数のグレードのダイDを有するウェハ11を保持するウェハ保持台12とウェハ11からダイDを突き上げる点線で示す突き上げユニット13とを有する。ダイ供給部1において、ウェハ保持台12はその下部に配置された図示しない駆動手段によってXY方向に移動され、ダイDをウェハ11からピックアップする際に所定のダイが突き上げユニット13と平面的に重なる位置となるように移動される。
ピックアップ部2は、突き上げユニット13で突き上げられたダイDを先端に吸着保持するコレット22を有し、ダイDをピックアップし、アライメント部3に載置するピックアップヘッド21と、ピックアップヘッド21をY方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23とを有する。ピックアップは、ウェハ11の有する複数の電気的特性の異なるダイのグレードを示す分類マップに基づいて行う。分類マップは制御部8に予め記憶されている。なお、ピックアップヘッド21は、コレット22を昇降及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有し、図2に矢印で示すように上下左右に移動可能である。
アライメント部3は、ダイDを一時的に載置するアライメントステージ31と、アライメントステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32とを有する。
ボンディング部4は、ピックアップヘッド21と同じ構造を有し、アライメントステージ31からダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Pにボンディングするボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41の先端に装着されダイDを吸着保持するコレット42と、ボンディングヘッド41をY方向に移動させるY駆動部43と、搬送されてきた基板Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンディングすべきダイDのボンディング位置を認識する基板認識カメラ44と、を有する。BSはボンディング領域を示す。なお、ボンディングヘッド41は、コレット42を昇降及びX方向移動させる図示しない各駆動部を有し、図2に矢印で示すように上下左右に移動可能である。
このような構成によって、ボンディングヘッド41は、ステージ認識カメラ32の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、アライメントステージ31からダイDをピックアップし、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて基板PにダイDをボンディングする。
搬送部5は、一枚又は複数枚の基板P(図1では15枚)を載置した基板搬送パレット9を2本の搬送シュートを備える一つの搬送レーン51を有する。例えば、基板搬送パレット9は2本搬送シュートに設けられた図示しない搬送ベルトで移動する。
このような構成によって、基板搬送パレット9は、基板供給部6で基板Pを載置され、搬送ショートに沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後基板搬出部7まで移動する。なお、その後基板搬出部7から基板供給部6へ向けて移動することにより、基板の別の領域へダイをボンディングしたり、ダイの上へ更にダイをボンディングすることもできる。基板供給部6と基板搬出部7との間を複数回往復し、ダイを多層にダイボンディングすることもできる。
本実施例は、ボンディングヘッド41の移動距離を短くし処理時間を短縮するためにアライメントステージ31を設けているが、ライメントステージ31を設けず直接ボンディングヘッド41でウェハからダイDをピックアップする構成としてもよい。また、コレットを回転する駆動部を設け、ピックアップしたダイの上下を反転可能なフリップヘッドとすることもできる。また、ピックアップ部とアライメント部とボンディング部を含む実装部及び搬送レーンを複数組備えたダイボンダであってもよい。
図1に示すダイボンダ10では、ダイ供給部1ではウェハ保持台12や突き上げユニット13に駆動部が設けられている。また、ピックアップ部2及びボンディング部4にはそれぞれ、ピックアップヘッドの駆動部及びボンディングヘッドの駆動部が設けられている。また、搬送部5には、搬送ベルト駆動部が設けられている。
駆動部診断用カメラ120は、図3(a)に示すように、ダイボンダ10の本体に固定し、駆動軸或いは駆動軸に固定された移動部材150に設定した認識点200を観察することにより駆動部の診断を行った。この場合、既設のカメラを駆動部診断カメラ(撮像手段)として利用(兼用)することが可能となり、ダイボンダの装置構成の複雑化を抑制し、また、コスト増を抑制することができる。但し、図3(b)に示すように、駆動用診断カメラ120を、ダイボンダを駆動軸或いは駆動軸に固定された移動部材150に取り付け、ダイボンダ10の本体或いは本体に固定された固定部材160に設定した認識点200を観察することにより駆動部の診断を行うこともできる。符号130はレンズを示す。
図4Aは、本実施例に係るボンディング方法における生産(ボンディング)と駆動軸の自己診断との関係を説明するためのフロー図である。駆動軸に対する自己診断は、生産が終了し次の生産が開始されるまでの待機中(生産待ちの状態)に行うことができる。また、生産中は、ダイ供給部に供給されたウェハのダイが終了し次のウェハと交換する間、又はマガジンを交換する間などボンディングヘッドや光学系が待機状態の時に行うことができる。
本実施例では、ボンディングの品質に影響を与える可能性の大きなボンディングヘッドの駆動部には駆動部診断カメラを設けてプリメンテナンスの時期の診断を行った。全ての駆動部を診断するための駆動部診断カメラを設けることが望ましいが、コストを考慮してボンディングの品質に影響を与えそうな駆動部(ボンディングヘッドの駆動部又はピックアップヘッドの駆動部、或いはその両者)に絞ることができる。また、1台の駆動部診断カメラにより複数の駆動部(例えば、ピックアップヘッドの駆動部とボンディングヘッドの駆動部)を撮像することができる。図4Bは、本実施例に係るダイボンダにおける自己診断用カメラと診断駆動軸との位置関係を説明するための表である。アンダービジョンカメラ(固定)は、駆動例えばボンディングヘッド先端やピックアップ先端のコレット(コレットに吸着しているダイ等の部材でも可)に設定した認識点を下方から直接的に撮像するものである。ボンド光学系カメラ(可動)やアライメント光学系カメラ(固定)は、間接的にボンドヘッドの駆動軸やピックアップヘッドの駆動軸を診断することができる。
次に、自己診断のフローについて図5Aを用いて説明する。図5Aは、本実施例に係るボンディング方法における再現性の観点からの自己診断フロー図である。
まず、制御部8によりボンディングヘッド41のコレット42に設定した認識位置(認識点200)に移動する(ステップS501)。認識点の動きが減衰するのを待ち(ステップS502)、十分停止したと判断される100ms後に認識点の停止位置を駆動部診断カメラでの撮像で認識する(ステップS503)。次いで、ボンディングヘッドを一定量移動し(ステップS504)、動きが減衰するのを待って(ステップS505)、再び認識位置(認識点200)に移動し認識点の動きが減衰するのを待ち認識点の停止位置を駆動部診断カメラでの撮像で認識を行うステップS501〜ステップS505を所定の回数繰り返し所定回数の認識結果を入手した。前記繰り返し所定回数は、統計として10回以上の設定が望ましい。
引き続き、認識結果を算出した。まず、再現性の認識結果を用いて制御部8により、最大値と最小値とを算出し(ステップS506)、更に、波形を作成した(ステップS507)。
算出された認識結果に基づいて、自己診断判定を行った(ステップS508)。最大値/最小値のばらつきの範囲が駆動、駆動機構の分解能に相当する範囲の場合には正常と判定され、この分解能よりも大きな範囲の場合には異常と判断される。なお、この精度範囲は事前に制御部に記憶されており、自己判定の際に用いられる。正常の場合にはダイボンダは生産に入る(ステップS509)。又、生産待ちとなる。異常の場合には警報が出され、修理依頼となる(ステップS510)。以上の自己診断動作は、オペレータの診断指示に従い、又図4Aの“待機中”か“ウェハ交換”の認識に基づいて制御部8により自動的に行われる。
図5Bに再現性に対する自己診断結果が正常の場合の波形を示す。動作回数が100回の場合であっても認識結果が±1.0μmの範囲内となっている。一方、図5Cに再現性に対する自己診断結果が異常の場合の波形を示す。動作回数が100回の場合、認識結果は±3.0μmとなる。再現性に対する異常の原因としては、摩耗や緩み(陽炎)等があげられる。また、陽炎は、防止用エアブロー不足による認識ばらつきがあげられる。このように、再現性に対する自己診断を行うことにより、プリメンテナンス時期を判断することが可能である。これにより、故障の増大の防止や精度など品質低下の防止が可能となる。
以上本実施例によれば、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダおよびボンディング方法を提供することができる。特に、再現性波形によりネジ等の部品の摩耗を診断することができる。
本発明の第2の実施例に係るボンディング方法について、図6Aから図6Gを用いて説明する。なお、用いたダイボンダは図1と同様である。また、実施例1に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。
図6Aは、本実施例に係るボンディング方法における振動の観点からの自己診断フロー図である。本実施例では認識点の動きが減衰していく状況を往復運動停止後、指令終了から1msずつタイミングを遅らせて認識点の停止位置(振動位置)を駆動部診断カメラでの撮像による認識で確認した。
まず、制御部8によりボンディングヘッド41のコレット42に設定した認識位置(認識点200)を移動する(ステップS601)。認識位置(認識点200)移動終了直後に認識点の停止位置(振動位置)を駆動部診断カメラでの撮像で認識する(ステップS602、S603)。次に、ボンディングヘッドを一定量移動し(ステップS604)、動きが減衰するのを待って(ステップS605)、再び認識位置(認識点200)に移動し、引き続き、ステップS601〜ステップS605を所定の回数繰り返し、繰り返す毎に、認識位置(認識点200)移動終了から前回よりも+1msずつタイミングを遅らせて認識点の停止位置(振動位置)を駆動部診断カメラでの撮像で認識する。前記所定の回数は50〜200msのデータが取得できる回数を設定した。また、前記認識位置移動終了後の測定タイミングは、求める精度やストロークにより+5msや+10ms単位で遅らせる測定でも構わない。
引き続き、認識結果を算出した。まず、再現性の認識結果を用いて制御部8により、最大値と最小値とを算出し(ステップS606)、次に、波形を作成した(ステップS607)。次いで、振動の周波数を算出し(ステップS608)、振動の減衰時間を算出した(ステップS609)。
算出された認識結果に基づいて、自己診断判定を行った(ステップS610)。正常と判定された場合にはダイボンダは生産に入る(ステップS611)。又、生産待ちとなる。異常と判定された場合には警報が出され、修理依頼となる(ステップS612)。以上の自己診断動作は、オペレータの診断指示に従い、又図4Aの“待機中”か“ウェハ交換”の認識に基づいて制御部8により自動的に行われる。
図6B及び図6Cに振動に対する自己診断結果が正常及び異常の場合の波形の一例を示す。正常の場合には、図6Bに示すように認識結果のばらつきが所定の範囲内となっている。一方、振動軸の固定が不十分の場合には異常となり、図6Cに示すような波形となり許容範囲から外れる。
また、図6D及び図6Eに自己診断結果が正常及び異常の場合の波形の他の例を示す。正常の場合には、制御部に事前に記憶された周波数と減衰時間と一致するように減衰(減衰振動)する。一方、剛性低下等がある場合には異常となり、図6Eに示すように事前に記憶されたデータに対して減衰遅延が生じ、また異なる周波数となる。更に、初期の振幅が大きくなることもある。
また、図6F及び図6Gに自己診断結果が正常及び異常の場合の波形の他の例を示す。正常の場合には、図6Fに示すように大きな変動は見られない。一方、緩み(ガタ)やトルク低下等がある場合には異常となり、図6Gに示すように遅延時間が生じる。
このように、再現性に対する自己診断を行うことにより、プリメンテナンス時期を判断することが可能である。
以上本実施例によれば、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダを提供することができる。特に、振動波形によりネジ等の部品の摩耗の他、部品の剛性低下を診断することができる。
本発明の第3の実施例に係るボンディング方法について、図7Aから図7Cを用いて説明する。なお、用いたダイボンダは図1と同様である。また、実施例1又は2に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。
図7Aは、本実施例に係るボンディング方法における追随性の観点からの自己診断フロー図である。本実施例では、ストロークを少しずつ変化させ(ここでは、1μm)、充分に停止した状態での停止位置を駆動部診断カメラでの撮像による認識で確認した。
まず、制御部8によりボンディングヘッド41のコレット42に設定した認識位置(認識点200)を登録された初期位置に移動する(ステップS701)。次に、認識点の動きが減衰するのを待って(ステップS702)、十分停止したと判断される100ms後に認識点の停止位置を駆動部診断カメラでの撮像で認識する(ステップS703)。次いで、ボンディングヘッドを一定量移動し(ステップS704)、動きが減衰するのを待ち(ステップS705)先の認識位置(認識点200)よりも+1μm移動した指令位置に移動し、認識点の動きが減衰するのを待ち、この指令位置から認識点を駆動部診断カメラでの撮像で認識する。次に、ボンディングヘッドを一定量移動し(ステップS704)、動きが減衰するのを待って(ステップS705)、さらに前の指令位置よりも+1μm移動した指令位置に移動しステップS701〜ステップS705を所定の回数繰り返し、繰り返し毎に、指令位置を前回よりも1μmピッチで移動させ、十分に停止した状態で認識点の位置を駆動部診断カメラでの撮像で認識した。本実施例では高精度を目的としてボンディングヘッドの指定位置のストローク変化量を1μmとしているが、求める精度やストロークにより5μm、10μm単位の位置移動でも構わない。
引き続き、認識結果の実/指令差分を算出する。まず、再現性の認識結果を用いて制御部8により、指令位置と駆動部診断カメラでの撮像により認識された実際の認識点の位置との差分を算出した(ステップS706)。次に、最大値と最小値とを算出し(ステップS707)、波形を作成した(ステップS708)。
算出された実/指令差分算出結果に基づいて、自己診断判定を行った(ステップS709)。最大値/最小値のばらつきの範囲が、駆動、駆動機構の分解能(実施例1で示した再現性の場合と同様)、及び加工精度に相当する範囲の場合には正常と判定され、この分解能や加工精度よりも大きな範囲の場合には異常と判断される。なお、これらの精度範囲は事前に制御部に記憶されており、自己判定の際に用いられる。正常の場合にはダイボンダは生産に入る(ステップS710)。又、生産待ちとなる。異常の場合には警報が出され、修理依頼となる(ステップS711)。以上の自己診断動作は、オペレータの診断指示に従い、又図4Aの“待機中”か“ウェハ交換”の認識に基づいて制御部8により自動的に行われる。
図7Bに追従性に対する自己診断結果が正常の場合の波形を示す。この場合には、実/指令差分算出結果が±1.0μmの範囲内となっている。一方、図7Cに追従性に対する自己診断結果が異常の場合の波形を示す。この場合、実/指令差分算出結果が±1.0μmを超えている。追従性に対する異常の原因としては、ねじの摩耗やスケール等機器の異常等による制御性の低下があげられる。このように、追従性に対する自己診断を行うことにより、プリメンテナンス時期を判断することが可能である。特に、追従波形によりネジ等の部品の摩耗の他、スケール等機器の異常を診断することができる。
なお、自己診断は、オペレータの指示より或いは事前に設定により、再現性の観点、振動の観点、追従性の観点或いはそれらの組み合わせが選択され実行される。
以上本実施例によれば、ダイボンダの装置構成を複雑化することなく、プリメンテナンス時期を判断可能なダイボンダおよびボンディング方法を提供することができる。
以上のように本発明の実施例について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
1…ダイ供給部、11…ウェハ、12…ウェハ保持台、13…突き上げユニット、2…ピックアップ部、21…ピックアップヘッド、22…コレット、23…ピックアップのY駆動部、3…アライメント部、31…アライメントステージ、32…ステージ認識カメラ、4…ボンディング部、41…ボンディングヘッド、42…コレット、43…ボンディングヘッドのY駆動部、44…基板認識カメラ、5…搬送部、51…搬送レーン、6…基板供給部、7…基板搬出部、8…制御部、9…基板搬送パレット、10…ダイボンダ、120…カメラ、130…レンズ、150…駆動軸或いは駆動軸に固定された移動部材、160…装置本体又は装置本体に固定された固定部材、200…認識点、BS…ボンディング領域、D…ダイ(半導体ペレット)、P…基板。

Claims (10)

  1. ダイ供給部と、基板供給部と、前記ダイ供給部から供給されたダイを前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上にボンディングするボンディング部と、前記ダイ供給部と前記基板供給部と前記ボンディング部とを制御する制御部と、を有するダイボンダにおいて、
    前記ボンディング部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたボンディングヘッドと、
    前記ボンディングヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像可能な第1撮像手段とを備え、
    前記制御部は、
    前記第1撮像手段により得られた結果を用いて第1再現性波形、第1振動波形及び第1追従性波形の少なくとも一者を算出し、
    前記第1再現性波形、前記第1振動波形及び前記第1追従性波形の少なくとも一者を用いて自己診断判定を行い、
    前記第1再現性波形のばらつきの範囲が事前に登録された前記駆動部の分解能の精度の範囲の場合に正常と判定し、
    前記第1振動波形の周波数、減衰時間或いは振幅が、事前に登録された周波数、減衰時間或いは振幅と一致した場合に正常と判定し、
    前記第1追従性波形のばらつきの範囲が事前に登録された前記駆動部の分解能或いは加工性精度の範囲内の場合に正常と判定するよう構成されることを特徴とするダイボンダ。
  2. 請求項1に記載のダイボンダにおいて、
    算出された前記第1再現性波形、前記第1振動波形及び前記第1追従性波形の少なくとも一者は、プレメンテナンスの時期を判定するために用いられるものであることを特徴とするダイボンダ。
  3. 請求項1に記載のダイボンダにおいて、
    前記第1撮像手段は、前記ボンディングヘッドに備えられたコレットに設けられた認識点を撮像するものであることを特徴とするダイボンダ。
  4. 請求項1に記載のダイボンダにおいて、
    前記ダイボンダは、さらに、前記ダイ供給部と前記ボンディング部との間にピックアップ部とアライメント部とを有し、
    前記ピックアップ部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたピックアップヘッドと、
    前記ピックアップヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像可能な第2撮像手段とを備え、
    前記制御部は、前記第2撮像手段により得られた結果を用いて第2再現性波形、第2振動波形及び第2追従性波形の少なくとも一者を算出するものであることを特徴とするダイボンダ。
  5. 請求項4に記載のダイボンダにおいて、
    算出された前記第2再現性波形、前記第2振動波形及び前記第2追従性波形の少なくとも一者は、プレメンテナンスの時期を判定するために用いられるものであることを特徴とするダイボンダ。
  6. 請求項4に記載のダイボンダにおいて、
    前記第2撮像手段は、前記ピックアップヘッドに備えられたコレットに設けられた認識点を撮像するものであることを特徴とするダイボンダ。
  7. 請求項4に記載のダイボンダにおいて、
    前記第1撮像手段と前記第2撮像手段とは同じものであることを特徴とするダイボンダ。
  8. 請求項3に記載のダイボンダにおいて、
    前記制御部は、
    前記認識点を往復運動後、停止した状態で停止位置の再現性を前記第1撮像手段による認識で確認された結果を用いて前記第1再現性波形を算出し、
    前記認識点の往復運動停止後、指令終了から所定の時間ずつタイミングを遅らせて停止位置の振動を前記第1撮像手段による認識で確認された結果を用いて前記第1振動波形を算出し、
    前記認識点を所定のストロークだけ変化させ、停止後に停止位置を前記第1撮像手段による認識で確認された結果を用いて前記第1追従性波形を算出するよう構成されることを特徴とするダイボンダ。
  9. ダイ供給部と、アライメント部と、前記ダイ供給部のダイをピックアップし前記アライメント部へ搬送するピックアップ部と、基板供給部と、前記基板供給部から供給された基板又は前記基板に既にボンディングされたダイ上に前記ダイをボンディングするボンディング部と、前記ダイ供給部と前記アライメント部と前記ピックアップ部と前記基板供給部と前記ボンディング部とを制御する制御部と、を有するダイボンダにおいて、
    前記ピックアップ部は、前記ダイを吸着するコレットを備えたピックアップヘッドと、前記ピックアップヘッドを移動する駆動軸を備えた駆動部と、前記駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像可能な撮像手段とを備え、
    前記制御部は、
    前記撮像手段により得られた結果を用いて再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を算出し、
    前記再現性波形、前記振動波形及び前記追従性波形の少なくとも一者に基づいて自己診断判定を行い、
    前記再現性波形のばらつきの範囲が事前に登録された前記駆動部の分解能の精度の範囲の場合に正常と判定し、
    前記振動波形の周波数、減衰時間或いは振幅が、事前に登録された周波数、減衰時間或いは振幅と一致した場合に正常と判定し、
    前記追従性波形のばらつきの範囲が事前に登録された前記駆動部の分解能或いは加工性精度の範囲内の場合に正常と判定するよう構成されることを特徴とするダイボンダ。
  10. ダイボンディング工程と、ダイボンディング工程が終了した後の待機中或いはダイボンディング工程の最中であってダイを含むウェハの交換時にダイボンダの自己診断を行う工程とを有するダイボンディング方法において、
    前記自己診断は、
    ボンディングヘッド或いはピックアップヘッドを移動する駆動軸の動きを直接的或いは間接的に撮像する工程と、
    撮像により得られた結果を用いて再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を算出する工程と、
    再現性波形、振動波形及び追従性波形の少なくとも一者を用いて、ダイボンダのプレメンテナンスの時期を判定する工程と、
    を有し、
    前記撮像する工程は、前記ボンディングヘッド或いは前記ピックアップヘッドに備えられたコレットに設けられた認識点を撮像する工程であり、
    前記再現性波形は、前記認識点を往復運動後、停止した状態で停止位置の再現性を前記撮像する工程による認識で確認された結果を用いて算出され、
    前記振動波形は、前記認識点の往復運動停止後、指令終了から所定の時間ずつタイミングを遅らせて停止位置の振動を前記撮像する工程による認識で確認された結果を用いて算出され、
    前記追従性波形は、前記認識点を所定のストロークだけ変化させ、停止後に停止位置を前記撮像する工程による認識で確認された結果を用いて算出されることを特徴とするボンディング方法。
JP2016053169A 2016-03-17 2016-03-17 ダイボンダおよびボンディング方法 Active JP6667326B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016053169A JP6667326B2 (ja) 2016-03-17 2016-03-17 ダイボンダおよびボンディング方法
TW105135965A TWI598968B (zh) 2016-03-17 2016-11-04 Die bonder and bonding methods
KR1020160153596A KR101923274B1 (ko) 2016-03-17 2016-11-17 다이 본더 및 본딩 방법
CN201611028983.5A CN107204302B (zh) 2016-03-17 2016-11-18 芯片贴装机以及芯片贴装方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016053169A JP6667326B2 (ja) 2016-03-17 2016-03-17 ダイボンダおよびボンディング方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017168693A JP2017168693A (ja) 2017-09-21
JP2017168693A5 JP2017168693A5 (ja) 2019-04-18
JP6667326B2 true JP6667326B2 (ja) 2020-03-18

Family

ID=59904684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016053169A Active JP6667326B2 (ja) 2016-03-17 2016-03-17 ダイボンダおよびボンディング方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6667326B2 (ja)
KR (1) KR101923274B1 (ja)
CN (1) CN107204302B (ja)
TW (1) TWI598968B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7018341B2 (ja) * 2018-03-26 2022-02-10 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
US11069555B2 (en) 2018-09-03 2021-07-20 Assembleon B.V. Die attach systems, and methods of attaching a die to a substrate
JP7291586B2 (ja) * 2019-09-19 2023-06-15 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
KR102377825B1 (ko) * 2020-03-06 2022-03-23 세메스 주식회사 다이 이송 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치
KR102377826B1 (ko) * 2020-03-06 2022-03-23 세메스 주식회사 다이 이송 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치
KR102654727B1 (ko) * 2021-07-21 2024-04-03 세메스 주식회사 다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치
WO2024018937A1 (ja) * 2022-07-21 2024-01-25 ボンドテック株式会社 接合方法および接合装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2635889B2 (ja) * 1992-06-24 1997-07-30 株式会社東芝 ダイボンディング装置
JP2006156550A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Tsukuba Seiko Co Ltd ダイボンディング装置
JP5150155B2 (ja) * 2007-02-23 2013-02-20 株式会社東芝 リニアアクチュエータおよびリニアアクチュエータを利用した装置
JPWO2009119193A1 (ja) * 2008-03-28 2011-07-21 芝浦メカトロニクス株式会社 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2012069733A (ja) 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd ダイボンダの治工具管理方法、および、ダイボンダ
JP5666246B2 (ja) * 2010-10-29 2015-02-12 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ ダイボンダ装置およびダイボンダ方法
JP5713787B2 (ja) * 2011-04-28 2015-05-07 芝浦メカトロニクス株式会社 電子部品の実装装置
KR101850738B1 (ko) * 2011-05-19 2018-04-24 주식회사 탑 엔지니어링 실시간 동작 데이터의 ui화면을 구성하는 다이본더
JP5771466B2 (ja) * 2011-07-12 2015-09-02 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ及びダイボンダの接合材供給方法
JP5989313B2 (ja) 2011-09-15 2016-09-07 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ及びボンディング方法
JP2014011287A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Ohashi Seisakusho:Kk 半導体チップの送り装置
JP2015056596A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ ダイボンダ及びダイボンダの構成方法
JP6324778B2 (ja) * 2014-03-18 2018-05-16 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダの実装位置補正方法並びにダイボンダ及びボンディング方法
JP2015195261A (ja) * 2014-03-31 2015-11-05 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ及び半導体製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107204302A (zh) 2017-09-26
TWI598968B (zh) 2017-09-11
KR20170108786A (ko) 2017-09-27
CN107204302B (zh) 2020-06-30
JP2017168693A (ja) 2017-09-21
KR101923274B1 (ko) 2018-11-28
TW201810457A (zh) 2018-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6667326B2 (ja) ダイボンダおよびボンディング方法
CN109494173B (zh) 芯片贴装装置和半导体器件的制造方法
JP5139569B1 (ja) 基板搬送装置、基板搬送方法および表面実装機
JP4974864B2 (ja) 部品吸着装置および実装機
JP6374189B2 (ja) ダイボンダ及びボンディング方法
JP4648964B2 (ja) マーク認識システム、マーク認識方法および表面実装機
JP4728293B2 (ja) 部品移載装置
JP2009010177A5 (ja)
JP6773891B2 (ja) 部品実装機、ノズル高さ制御方法
JP7286456B2 (ja) 加工装置の制御方法
JP2010192817A (ja) ピックアップ方法及びピックアップ装置
WO2018169006A1 (ja) ステージ装置及び複合ステージの制御装置
KR102276898B1 (ko) 다이 본딩 장치, 및 반도체 장치의 제조 방법
CN114823414A (zh) 芯片贴装装置及半导体器件的制造方法
JP7291586B2 (ja) ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法
JP6651312B2 (ja) 装着ヘッドの検査装置
JP2007042766A (ja) 電子部品の実装装置および実装方法
JP2011023424A (ja) 電子部品の実装装置及び実装方法
JP2024130456A (ja) 半導体製造装置、ヘッドテーブルおよび半導体装置の製造方法
JP2024087682A (ja) 半導体製造装置、ピックアップ装置および半導体装置の製造方法
CN118342491A (zh) 接合装置、接合方法及计算机可读存储介质
JP2022021436A (ja) 部品実装機
JPH08148511A (ja) ダイボンダ
JP2018041914A (ja) 基板作業装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190228

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191011

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191210

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6667326

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250