JP2020141114A - Semiconductor manufacturing device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は半導体製造装置に関し、例えば突上げユニットを備えるダイボンダに適用可能である。 The present disclosure relates to semiconductor manufacturing equipment and is applicable to, for example, a die bonder including a push-up unit.
一般に、ダイと呼ばれる半導体チップを、例えば、配線基板やリードフレームなど(以下、総称して基板という。)の表面に搭載するダイボンダにおいては、一般的に、コレット等の吸着ノズルを用いてダイを基板上に搬送し、押付力を付与すると共に、接合材を加熱することによりボンディングを行うという動作(作業)が繰り返して行われる。 Generally, in a die bonder in which a semiconductor chip called a die is mounted on the surface of a wiring board, a lead frame, or the like (hereinafter, collectively referred to as a board), the die is generally used by a suction nozzle such as a collet. The operation (work) of transporting the bonding material onto the substrate, applying a pressing force, and heating the bonding material to perform bonding is repeated.
ダイボンダ等の半導体製造装置によるダイボンディング工程の中には、半導体ウェハ(以下、ウェハという。)から分割されたダイを剥離する剥離工程がある。剥離工程では、ダイシングテープ裏面から突上げユニットによってダイを突き上げて、ダイ供給部に保持されたダイシングテープから、1個ずつ剥離し、コレット等の吸着ノズルを使って基板上に搬送する。 Among the die bonding steps by a semiconductor manufacturing apparatus such as a die bonder, there is a peeling step of peeling a die divided from a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer). In the peeling step, the die is pushed up from the back surface of the dicing tape by a push-up unit, peeled one by one from the dicing tape held in the die supply unit, and conveyed onto the substrate using a suction nozzle such as a collet.
例えば、特開2005−117019号公報(特許文献1)によれば、ダイシングテープに貼り付けられた複数のダイのうち剥離対象のダイを突き上げてダイシングテープから剥離する際に、吸着駒(突上げユニット)は、プッシャの一駆動軸により、複数段のブロックをピラミッド状に押し上げることでダイの周辺から低ストレスにダイシングテープから剥離している。 For example, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-117019 (Patent Document 1), when the die to be peeled off is pushed up and peeled off from the dicing tape among a plurality of dies attached to the dicing tape, the suction piece (pushing up). The unit) is peeled from the dicing tape from the periphery of the die with low stress by pushing up the multiple-stage blocks in a pyramid shape by one drive shaft of the pusher.
近年、ダイ積層パッケージや3D−NAND(3次元NANDフラッシュ)の出現によって、ウェハ(ダイ)はより薄くなってきている。ダイが薄くなると、ダイシングテープの粘着力に比べてダイの剛性が極めて低くなる。そのため、例えば、数十μm以下の薄ダイをピックアップするにはダイに掛かるストレスを軽減させること(低ストレス化)が必要である。 In recent years, with the advent of die laminated packages and 3D-NAND (three-dimensional NAND flash), wafers (dies) have become thinner. When the die becomes thin, the rigidity of the die becomes extremely low compared to the adhesive strength of the dicing tape. Therefore, for example, in order to pick up a thin die having a thickness of several tens of μm or less, it is necessary to reduce the stress applied to the die (reduction of stress).
上述の一駆動軸による複数段のブロックの突上げでは、各ブロックの突上げ量が機構的に一定に制限されているため、突上げ動作は等加速、等速動作、等減速の後、剥がれが十分に進行するまで一定時間待機する線形シーケンスである。しかしながら、線形シーケンスは、ダイシングテープの種類、ダイ厚などの条件が変わった場合、ブロックの突き上げ量が最適とは限らない。また、線形シーケンスではダイへの低ストレス性または高速ピックアップ性の観点から最適なシーケンスではない可能性がある。
本開示の課題は突上げユニットをダイへの低ストレス性または高速ピックアップ性の観点から最適なシーケンスで制御可能な半導体製造装置を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
In the above-mentioned push-up of a plurality of blocks by one drive shaft, the push-up amount of each block is mechanically limited to a certain level, so that the push-up operation is peeled off after constant acceleration, constant velocity operation, and constant deceleration. Is a linear sequence that waits for a certain period of time until it progresses sufficiently. However, in the linear sequence, the amount of push-up of the block is not always optimal when the conditions such as the type of dicing tape and the thickness of the die change. In addition, the linear sequence may not be the optimum sequence from the viewpoint of low stress on the die or high-speed pickup.
An object of the present disclosure is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of controlling a push-up unit in an optimum sequence from the viewpoint of low stress on a die or high-speed pickup.
Other challenges and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、半導体製造装置は、ダイシングテープと接触する複数のブロックを有し、ダイを前記ダイシングテープの下から突き上げる突上げユニットと、前記ダイを吸着するコレットと、前記突上げユニットの特性を再現させる剥離モデルに対して、前記ダイの前記ダイシングテープからの剥離量と前記ダイ全体の曲げ応力の目標値に前記剥離モデルの出力を追従するようにフィードバック制御し、前記剥離モデルへの制御入力である突上げ量を前記突上げユニットの前記ブロックの突上げ量とするよう構成される制御部と、を備える。
The following is a brief outline of the representative ones of the present disclosure.
That is, the semiconductor manufacturing apparatus has a plurality of blocks in contact with the dicing tape, and reproduces the characteristics of the push-up unit that pushes up the die from under the dicing tape, the collet that attracts the die, and the push-up unit. The peeling model is feedback-controlled so as to follow the output of the peeling model to the target value of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die, and is a control input to the peeling model. A control unit configured to set the push-up amount to the push-up amount of the block of the push-up unit is provided.
上記半導体製造装置によれば、ダイへの低ストレス性または高速ピックアップ性の観点から最適なシーケンスで制御することが可能である。 According to the above-mentioned semiconductor manufacturing apparatus, it is possible to control with an optimum sequence from the viewpoint of low stress on the die or high-speed pickup.
以下、実施形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments and examples will be described with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be designated by the same reference numerals and repeated description may be omitted. In addition, in order to clarify the description, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment, but this is just an example, and the interpretation of the present invention is used. It is not limited.
まず、突上げユニットについて図1、2を用いて説明する。図1は突上げユニットの要部の構成を示す図であり、図1(a)は図1(b)のA−A線断面図であり、図1(b)は上面図である。図2は突上げユニットの突上げシーケンスを示す図であり、図2(a)は線形シーケンスを示す図であり、図2(b)は第一例の非線形突上げシーケンスを示す図であり、図2(c)は第二例の非線形突上げシーケンスを示す図である。 First, the push-up unit will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a push-up unit, FIG. 1 (a) is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 (b), and FIG. 1 (b) is a top view. FIG. 2 is a diagram showing a thrust sequence of the thrust unit, FIG. 2 (a) is a diagram showing a linear sequence, and FIG. 2 (b) is a diagram showing a nonlinear thrust sequence of the first example. FIG. 2C is a diagram showing a non-linear thrust sequence of the second example.
図1に示すように、突上げユニットTUUは、ピックアップ対象ダイDの外側の周辺に位置するダイシングテープDCTを吸着するドームDMと、ドームDMの開口部に位置する突上げブロック部BLKと、を備える。突上げブロック部BLKは、例えば、三つのブロックBLK1,BLK2,BLK3で構成される。図1(b)に示すように、平面視で矩形枠状のブロックBLK1の内側に矩形枠状のブロックBLK2が位置し、矩形枠状のブロックBLK2の内側に矩形状のブロックBLK3が位置する。図1(a)に示すように、ブロックBLK1がドームDMよりも上に突き上げられ、ブロックBLK2,BLK3はブロックBLK1よりも上に突き上げられている。 As shown in FIG. 1, the push-up unit TUU has a dome DM that adsorbs the dicing tape DCT located on the outer periphery of the die D to be picked up, and a push-up block portion BLK located at the opening of the dome DM. Be prepared. The push-up block portion BLK is composed of, for example, three blocks BLK1, BLK2, and BLK3. As shown in FIG. 1B, the rectangular frame-shaped block BLK2 is located inside the rectangular frame-shaped block BLK1 in a plan view, and the rectangular frame-shaped block BLK3 is located inside the rectangular frame-shaped block BLK2. As shown in FIG. 1A, the block BLK1 is pushed up above the dome DM, and the blocks BLK2 and BLK3 are pushed up above the block BLK1.
上述したように、従来のブロックの突上げ動作は、等加速、等速動作、等減速の後、剥がれが十分に進行するまで一定時間待機する線形突上げシーケンスで行われている。図2(a)に示すように、線形突上げシーケンスでは、突上げユニットTUUのブロックの突上げ量は時間に比例して増加し、突上げ量の最大値(hgmax)に達した後は、突上げ動作は停止し、ダイDがダイシングテープDCTから剥離するのを待つシーケンスである。ここで、突上げ量の最大値(hgmax)に達した時間をtgmaxとする。なお、図2(a)に示される時間軸の右端後に内側のブロックの突き上げが行われる。 As described above, the conventional block push-up operation is performed in a linear push-up sequence in which after constant acceleration, constant velocity operation, constant deceleration, and then waiting for a certain period of time until peeling progresses sufficiently. As shown in FIG. 2A, in the linear push-up sequence, the push-up amount of the block of the push-up unit TUU increases in proportion to time, and after reaching the maximum value (h gmax ) of the push-up amount. , The push-up operation is stopped, and the sequence waits for the die D to peel off from the dicing tape DCT. Here, the time when the maximum value (h gmax ) of the thrust amount is reached is defined as t gmax . The inner block is pushed up after the right end of the time axis shown in FIG. 2A.
発明者の検討では、ダイは、剥がれ始めはダイシングテープからゆっくり剥がれ、剥がれが進行するに従い剥離進行が加速する非線形な挙動を示す。線形シーケンスではダイへの低ストレス性、高速ピックアップ性の観点から最適なシーケンスではない可能性がある。 According to the inventor's examination, the die slowly peels off from the dicing tape at the beginning of peeling, and exhibits a non-linear behavior in which the peeling progress accelerates as the peeling progresses. The linear sequence may not be the optimum sequence from the viewpoint of low stress on the die and high-speed pickup.
そこで、実施形態では、ダイの剥がれに合わせて突上げ中の速度を可変にした非線形突上げシーケンスで突上げを行う。これを実現するため、突上げユニットをフィードバック制御することにより行う。突上げユニットのブロックの突上げ速度、突上げ量をプログラマブルに設定可能である。 Therefore, in the embodiment, the thrust is performed by a non-linear thrust sequence in which the speed during the thrust is variable according to the peeling of the die. In order to realize this, it is performed by feedback control of the push-up unit. The push-up speed and push-up amount of the push-up unit block can be set programmable.
次に、フィードバック制御について図3を用いて説明する。図3(a)は一般的なフィードバック制御系を示すブロック線図であり、図3(b)は実施形態の突上げユニットの制御系を示すブロック線図である。 Next, feedback control will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a block diagram showing a general feedback control system, and FIG. 3B is a block diagram showing a control system of the push-up unit of the embodiment.
図3(a)に示すように、一般的なフィードバック制御(PID制御)系は、制御対象、センサおよびPID制御器から構成される。PID制御器(C(s))は、制御対象(G(s))からセンサで測定された出力(制御量:y(s))と追従させたい目標値(r(s))との偏差信号(e(s))に対して、比例演算(P)、積分演算(I)および微分演算(D)の三つの動作を組み合わせて、制御対象への入力(操作量:u(s))を決定する。 As shown in FIG. 3A, a general feedback control (PID control) system is composed of a controlled object, a sensor, and a PID controller. In the PID controller (C (s)), the deviation between the output (control amount: y (s)) measured by the sensor from the control target (G (s)) and the target value (r (s)) to be followed. Input to the controlled object by combining the three operations of proportional operation (P), integral operation (I), and differential operation (D) with respect to the signal (e (s)) (operation amount: u (s)). To determine.
制御対象である突上げユニットの制御量としてはダイDのダイシングテープDCTからの剥離量およびダイD全体の曲げ応力である。これらは、センサでの測定は困難である。 The control amount of the push-up unit to be controlled is the amount of peeling of the die D from the dicing tape DCT and the bending stress of the entire die D. These are difficult to measure with a sensor.
そこで、実施形態では、図3(b)に示すように、剥離モデルに対してフィードバック制御系を構成する。実施形態では、剥離モデル(Gm(s))に対して、目標入力(r(s))に剥離量およびダイ全体の曲げ応力を与え、突上げ量を制御入力(u(s))として剥離モデル(Gm(s))、実突上げ対象(G(s))それぞれに与える。出力(y(s))を目標入力(r(s))に追従するようにPID制御器である補償器(C(s))を構成することで剥離モデル(Gm(s))の挙動に応じて制御入力(u(s))である突き上げ量を調整する。 Therefore, in the embodiment, as shown in FIG. 3B, a feedback control system is configured for the peeling model. In the embodiment, for the peeling model (Gm (s)), the peeling amount and the bending stress of the entire die are given to the target input (r (s)), and the pushing amount is used as the control input (u (s)) for peeling. It is given to each of the model (Gm (s)) and the actual thrust target (G (s)). By configuring the compensator (C (s)), which is a PID controller, so that the output (y (s)) follows the target input (r (s)), the behavior of the peeling model (Gm (s)) can be changed. The push-up amount, which is the control input (u (s)), is adjusted accordingly.
上記で生成した突上げ量を実突上げ対象(G(s))に与えることで、剥離モデル(Gm(s))が実突上げ対象(G(s))の特性を十分再現できている場合、実突上げ対象(G(s))は剥離モデル(Gm(s))を用いたフィードバック制御系で設計した剥離結果が得られる。 By giving the amount of push-up generated above to the actual push-up target (G (s)), the peeling model (Gm (s)) can sufficiently reproduce the characteristics of the actual push-up target (G (s)). In this case, the actual thrust target (G (s)) is the peeling result designed by the feedback control system using the peeling model (Gm (s)).
剥離モデルは発明者の検討で得ている下記特性を有する。
(1)一定以上の突上げ量で剥離が開始する。
(2)剥離開始から剥離進行にしたがって、剥離進行が加速する(剥離進行に伴い、剥離進行が加速するのはダイが根元に近づくほど曲率が大きくなり、復元力wrとなるモーメントが大きくなるためである。)。
(3)剥離強度の高いダイシングテープでは突上げ量を多く、粘りのあるダイシングテープでは突上げ時間を多く取る(ダイシングテープの粘着材のパラメータを変えることで剥離が開始する突上げ量、剥離が進行する速度が変わる。)。
The peeling model has the following characteristics obtained by the inventor's study.
(1) Peeling starts when the amount of push-up exceeds a certain level.
(2) in accordance with the peeling proceeds from the release start, peeling progresses accelerates (with the peeling progresses, the die of the peeling progresses accelerates becomes larger as the curvature closer to the root, the moment to be resilience w r increases Because.).
(3) A dicing tape with high peeling strength requires a large amount of push-up, and a sticky dicing tape takes a long time to push up (the amount of push-up and peeling that start peeling by changing the parameters of the adhesive material of the dicing tape). The speed of progress changes.)
次に、剥離モデルについて図4〜6を用いて説明する。図4は図1(a)の破線部のダイ剥離モデルを示す図であり、図4(a)は突上げ前、図4(b)は突上げ時、図4(c)は粘着材破断発生時を示す図である。図5は粘着材モデルを示す図である。図6はダイ剥離モデルの計算フローを示す図である。 Next, the peeling model will be described with reference to FIGS. 4 to 6. 4A and 4B are views showing a die peeling model of the broken line portion of FIG. 1A, FIG. 4A is before pushing up, FIG. 4B is when pushing up, and FIG. 4C is breaking the adhesive material. It is a figure which shows the time of occurrence. FIG. 5 is a diagram showing an adhesive material model. FIG. 6 is a diagram showing a calculation flow of the die peeling model.
突上げ中のダイDの一辺を突上げ中のブロックBLK2の端面で固定された片持ち梁と考える。このとき、ダイDはダイシングテープDCTの粘着材によって図4(a)に示すように等分布荷重が加わっているとする。 One side of the die D being pushed up is considered to be a cantilever beam fixed by the end face of the block BLK2 being pushed up. At this time, it is assumed that an evenly distributed load is applied to the die D by the adhesive material of the dicing tape DCT as shown in FIG. 4 (a).
突上げ量(h)だけブロックBLK2を突き上げた時、剥離が開始するまでの間ダイDは図4(b)に示すように変形すると考える。 When the block BLK2 is pushed up by the push-up amount (h), the die D is considered to be deformed as shown in FIG. 4B until the peeling starts.
ここで、
w:単位面積に加わる粘着材の貼付け力[N]
L:ブロックBLK1の幅[mm]
h:ブロックBLK2の突上げ量[mm]
b:ブロックBLK2の一辺の長さ[mm]
E:ダイのヤング率[N/mm2]
δx:ダイ端部からxの位置のたわみ量
とする。
here,
w: Adhesive adhesive force applied to the unit area [N]
L: Width of block BLK1 [mm]
h: Push-up amount of block BLK2 [mm]
b: Length of one side of block BLK2 [mm]
E: Young's modulus of die [N / mm 2 ]
δx: The amount of deflection at the position x from the end of the die.
さらにダイDを固定している粘着材をモデル化する。図5は粘着剤モデル(三要素モデル)を示す図である。 Furthermore, the adhesive material fixing the die D is modeled. FIG. 5 is a diagram showing an adhesive model (three-element model).
ダイDの曲げに対する反力(wr)を受けることで減衰定数(C2)により時間をかけて変形する。ばね定数(K1、K2)に対して反力(wr)が大きい場合、変位(ε1、ε2)が所定の変形量に達した時、粘着材が破断するものとする。変位(ε1)が限界値に達した場合は界面破壊、変位(ε2)が限界値に達した場合は凝集破壊が起こるものとする。 By receiving the reaction force ( wr ) against the bending of the die D, it is deformed over time due to the damping constant (C 2 ). When the reaction force ( wr ) is large with respect to the spring constants (K 1 , K 2 ), the adhesive material shall be broken when the displacement (ε 1 , ε 2 ) reaches a predetermined deformation amount. When the displacement (ε 1 ) reaches the limit value, interfacial fracture occurs, and when the displacement (ε 2 ) reaches the limit value, cohesive fracture occurs.
粘着材に破壊が発生したとき、ダイDは図4(c)に示すような形状になるので、破壊していない部分(非破壊部)だけに等分布荷重がかかっているものとしてwを再計算する。 When the adhesive material is broken, the die D has a shape as shown in FIG. 4 (c), so w is re-established assuming that an evenly distributed load is applied only to the non-broken part (non-destructed part). calculate.
ダイ剥離モデルの計算について図6を用いて説明する。
破壊していない最端(非破壊部先端)の位置をxmin、非破壊部先端のたわみ量をδxminとして、E、h、L、w、xminを用いてδxminを計算し、δxmin、E、h、L、xminを用いて更新する荷重(w)を計算する(ステップS1)。
The calculation of the die peeling model will be described with reference to FIG.
Position x min endmost not destroyed (nondestructive tip), the deflection amount of nondestructive tip as .delta.x min, the .delta.x min was calculated using E, h, L, w, a x min, .delta.x The load (w) to be updated is calculated using min , E, h, L, and x min (step S1).
さらに非破壊部先端のxminに生じる反力(wr)はxmin−xmin+1間のモーメントとして、計算する(ステップS2)。 Further, the reaction force ( wr ) generated at x min at the tip of the non-destructive portion is calculated as a moment between x min −x min + 1 (step S2).
非破壊部先端のxminでの粘着材の変形量(ε1)をwr、K1を用いて計算し、変形量(ε1)をwr、K1、C2を用いて計算する(ステップS3)。変形量が所定値を超えているかどうか(粘着材が破壊したかどうか)を判断する(ステップS4)。
Deformation amount of adhesive in the non-destructive tip of x min the (ε 1) w r, calculated using the K 1, the amount of deformation (epsilon 1) calculated using w r,
xminで粘着材の破壊が発生した場合、xminを計算上の刻み幅のΔxだけ増加させる(ステップS5)。
以上、破壊が起こらなくなるまで繰り返す。
If destruction of the adhesive occurs at x min, it is increased by Δx stride on calculating the x min (step S5).
This is repeated until no destruction occurs.
次に、時間を刻み幅のΔtだけ増加させ、xminでの粘着材の変形量をwr、ε1、ε2、K1、C2を用いて計算する(ステップS6)。 Next, the time is increased by Δt of the step width, and the amount of deformation of the adhesive material at x min is calculated using w r , ε 1 , ε 2 , K 1 , and C 2 (step S6).
xminにおけるダイDのたわみ(δxmin)を粘着材が変形した量(ε1、ε2)だけ減少させて、分布荷重(w)を再計算し全体のたわみを更新する。 The deflection (δ x min ) of the die D at x min is reduced by the amount of deformation of the adhesive material (ε 1 , ε 2 ), the distributed load (w) is recalculated, and the total deflection is updated.
非線形シーケンスと定速上昇突上げシーケンス(線形シーケンス)との計算結果(数値例)について図20を用いて説明する。図20(a)は線形シーケンスの突上げ量と剥離量を示す図であり、図20(b)は線形シーケンスのダイ曲げストレスを示す図である。図20(c)は非線形シーケンスの突上げ量と剥離量を示す図であり、図20(d)は非線形シーケンスのダイ曲げストレスを示す図である。 The calculation result (numerical example) of the non-linear sequence and the constant-speed rising push-up sequence (linear sequence) will be described with reference to FIG. FIG. 20A is a diagram showing a push-up amount and a peeling amount of the linear sequence, and FIG. 20B is a diagram showing the die bending stress of the linear sequence. FIG. 20 (c) is a diagram showing the amount of push-up and the amount of peeling of the nonlinear sequence, and FIG. 20 (d) is a diagram showing the die bending stress of the nonlinear sequence.
線形シーケンスでは、
突上げ量が300μm、突上げ速度が1mm/秒
とする。
In a linear sequence,
The push-up amount is 300 μm, and the push-up speed is 1 mm / sec.
非線形シーケンスでは、剥離モデルに対して、
L=0.5mm、b=10mm、E=185000N/mm2、ダイ厚=20μm、K1=20N/mm、K2=1.5N/mm、C2=0.01N/(mm/s)、許容粘着材伸び量=0.6mmの条件で、
C(s)=Kp+Ki/s+Kds
Kp=[1,0]、Ki=[0,0]、Kd=[0,0]
r(s)=[0.5,0](剥離量=0.5mm、ダイ曲げストレス=0)
として、作成。ただし、Gm(s)とG(s)との誤差は無いものとする。
In the non-linear sequence, for the peeling model,
L = 0.5 mm, b = 10 mm, E = 185000 N / mm 2 , die thickness = 20 μm, K1 = 20 N / mm, K2 = 1.5 N / mm, C2 = 0.01 N / (mm / s), allowable adhesion Under the condition of material elongation = 0.6 mm
C (s) = K p + K i / s + K d s
K p = [1,0], K i = [0,0], K d = [0,0]
r (s) = [0.5,0] (peeling amount = 0.5 mm, die bending stress = 0)
Created as. However, it is assumed that there is no error between Gm (s) and G (s).
図20(a)(b)に示すように、線形シーケンスでは剥離時間は0.65秒、最大ストレスは10MPaである。図20(c)(d)に示すように、非線形シーケンスでは剥離時間は0.58秒、最大ストレス8.5MPaであり、剥離時間、最大ストレスとも線形シーケンスよりも効果的である。 As shown in FIGS. 20A and 20B, the peeling time is 0.65 seconds and the maximum stress is 10 MPa in the linear sequence. As shown in FIGS. 20 (c) and 20 (d), the non-linear sequence has a peeling time of 0.58 seconds and a maximum stress of 8.5 MPa, and both the peeling time and the maximum stress are more effective than the linear sequence.
次に、上述したフィードバック制御系で生成した剥離モデルを用いた各軸に対するフィードフォワード制御について図21〜23を用いて説明する。図21は各軸に対するフィードフォワード制御系を説明する図であり、図21(a)はブロックBLK1に対するブロック線図であり、図21(b)はブロックBLK2に対するブロック線図であり、図21(c)はブロックBLK3に対するブロック線図である。図22は各ブロックの突上げ制御の一例を示すフローチャートである。図23は各ブロックの突上げ制御の他例を示すフローチャートである。 Next, feedforward control for each axis using the peeling model generated by the feedback control system described above will be described with reference to FIGS. 21 to 23. 21A and 21B are diagrams for explaining a feedforward control system for each axis, FIG. 21A is a block diagram for block BLK1, and FIG. 21B is a block diagram for block BLK2. c) is a block diagram for block BLK3. FIG. 22 is a flowchart showing an example of push-up control of each block. FIG. 23 is a flowchart showing another example of the push-up control of each block.
図21(a)(b)(c)の各構成および動作は基本的には図3(b)と同様であるが、制御入力(u(s))はコントローラであるブロックBLK1,BLK2,BLK3用のモータドライバに入力され、実突上げ対象(G(s))であるブロックBLK1,BLK2,BLK3の突上げ動作を制御する。 The configurations and operations of FIGS. 21 (a), (b), and (c) are basically the same as those of FIGS. 3 (b), but the control input (u (s)) is the controller blocks BLK1, BLK2, and BLK3. It is input to the motor driver for controlling the push-up operation of the blocks BLK1, BLK2, and BLK3 which are the actual push-up targets (G (s)).
図21(a)に示すように、図3(b)と同様に、ブロックBLK1用の剥離モデル(Gm(s))が生成される。これが図22、23のステップS11のブロックBLK1の剥離モデル生成である。生成されたブロックBLK1用の剥離モデル(Gm(s))は、ブロックBLK2用の目標入力(r(s))となる。 As shown in FIG. 21 (a), a peeling model (Gm (s)) for the block BLK1 is generated in the same manner as in FIG. 3 (b). This is the generation of the peeling model of the block BLK1 in steps S11 of FIGS. 22 and 23. The generated peeling model (Gm (s)) for the block BLK1 serves as a target input (r (s)) for the block BLK2.
図21(b)に示すように、図3(b)と同様に、ブロックBLK2用の剥離モデル(Gm(s))が生成される。これが図22、23のステップS21のブロックBLK2の剥離モデル生成である。生成されたブロックBLK2用の剥離モデル(Gm(s))は、ブロックBLK3用の目標入力(r(s))となる。 As shown in FIG. 21 (b), a peeling model (Gm (s)) for the block BLK2 is generated in the same manner as in FIG. 3 (b). This is the generation of the peeling model of the block BLK2 in steps S21 of FIGS. 22 and 23. The generated peeling model (Gm (s)) for the block BLK2 serves as a target input (r (s)) for the block BLK3.
図21(c)に示すように、図3(b)と同様に、ブロックBLK3用の剥離モデル(Gm(s))が生成される。これが図22、23のステップS31のブロックBLK3の剥離モデル生成である。 As shown in FIG. 21 (c), a peeling model (Gm (s)) for the block BLK3 is generated in the same manner as in FIG. 3 (b). This is the generation of the peeling model of the block BLK3 in steps S31 of FIGS. 22 and 23.
図22のフローでは、各ブロックの剥離モデルを生成しながら各ブロックの突上げ制御を行う。すなわち、ステップS11のブロックBLK1の剥離モデル生成後、ステップS21のブロックBLK2の剥離モデル生成と並行して、ブロックBLK1の突上げ動作を行う(ステップS12)。次に、ステップS21のブロックBLK2の剥離モデル生成後、ステップS31のブロックBLK3の剥離モデル生成と並行して、ブロックBLK2の突上げ動作を行う(ステップS22)。最後に、ステップS31のブロックBLK3の剥離モデル生成後、ブロックBLK3の突上げ動作を行う(ステップS32)。 In the flow of FIG. 22, push-up control of each block is performed while generating a peeling model of each block. That is, after the release model of the block BLK1 in step S11 is generated, the block BLK1 is pushed up in parallel with the generation of the release model of the block BLK2 in step S21 (step S12). Next, after generating the peeling model of the block BLK2 in step S21, the block BLK2 is pushed up in parallel with the generation of the peeling model of the block BLK3 in step S31 (step S22). Finally, after the peeling model of the block BLK3 in step S31 is generated, the block BLK3 is pushed up (step S32).
図23のフローでは、すべてのブロックの剥離モデルを生成した後、各ブロックの突上げ制御を行う。すなわち、ブロックBLK1の剥離モデルを生成し(ステップS11)、ブロックBLK2の剥離モデルを生成し(ステップS21)、ブロックBLK3の剥離モデルを生成する(ステップS31)。その後、ブロックBLK1の突上げ動作行い(ステップS12)、ブロックBLK2の突上げ動作を行い(ステップS22)、ブロックBLK3の突上げ動作を行う(ステップS32)。 In the flow of FIG. 23, after the peeling model of all the blocks is generated, the push-up control of each block is performed. That is, a peeling model of the block BLK1 is generated (step S11), a peeling model of the block BLK2 is generated (step S21), and a peeling model of the block BLK3 is generated (step S31). After that, the block BLK1 is pushed up (step S12), the block BLK2 is pushed up (step S22), and the block BLK3 is pushed up (step S32).
次に、上述したフィードバック制御系で生成した剥離モデルを用いた各軸に対するフィードバック制御について図24、25を用いて説明する。図24はフィードバック制御系を説明するブロック線図である。図25は各ブロックの突上げ制御を説明するフローチャートである。 Next, feedback control for each axis using the peeling model generated by the above-mentioned feedback control system will be described with reference to FIGS. 24 and 25. FIG. 24 is a block diagram illustrating a feedback control system. FIG. 25 is a flowchart illustrating the push-up control of each block.
図24の制御系において、フィードバック制御系で生成する剥離モデルは図3(b)と同様であるが、制御入力(u(s))はコントローラであるブロックBLK1,BLK2,BLK3用のモータドライバに入力され、実突上げ対象(G(s))であるブロックBLK1,BLK2,BLK3の突上げ動作を制御し、センサにより確認した剥がれ具合を制御入力(u(s))にフィードバックする。 In the control system of FIG. 24, the peeling model generated by the feedback control system is the same as that of FIG. 3 (b), but the control input (u (s)) is applied to the motor driver for the blocks BLK1, BLK2, and BLK3 which are controllers. The push-up operation of the blocks BLK1, BLK2, and BLK3 that are input and are the actual push-up targets (G (s)) is controlled, and the peeling condition confirmed by the sensor is fed back to the control input (u (s)).
図25に示すように、図22と同様に、ブロックBLK1用の剥離モデル(Gm(s))が生成される(ステップS11)。制御入力(u(s))はコントローラであるブロックBLK1用のモータドライバに入力され、実突上げ対象(G(s))であるブロックBLK1の突上げ動作を制御する(ステップS12)。センサにより剥がれ具合を確認し(ステップS13)、シミュレーション結果通り非破壊部先端(xmin)での粘着材が破壊しているかどうかを判定する(ステップS14)。NOの場合は、ステップS11に戻り、再度ブロックBLK1用の剥離モデル(Gm(s)を生成する。 As shown in FIG. 25, a peeling model (Gm (s)) for the block BLK1 is generated in the same manner as in FIG. 22 (step S11). The control input (u (s)) is input to the motor driver for the block BLK1 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK1 which is the actual pushing target (G (s)) (step S12). The degree of peeling is confirmed by a sensor (step S13), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive portion (x min ) is broken according to the simulation result (step S14). If NO, the process returns to step S11, and the peeling model (Gm (s)) for the block BLK1 is generated again.
YESの場合は、生成されたブロックBLK1用の剥離モデル(Gm(s))は、ブロックBLK2用の目標入力(r(s))となり、ブロックBLK2用の剥離モデル(Gm(s))が生成される(ステップS21)。制御入力(u(s))はコントローラであるブロックBLK2用のモータドライバに入力され、実突上げ対象(G(s))であるブロックBLK2の突上げ動作を制御する(ステップS22)。センサにより剥がれ具合を確認し(ステップS23)、シミュレーション結果通り非破壊部先端(xmin)での粘着材が破壊しているかどうかを判定する(ステップS24)。NOの場合は、ステップS21に戻り、再度ブロックBLK2用の剥離モデル(Gm(s)を生成する。 If YES, the generated peeling model (Gm (s)) for block BLK1 becomes the target input (r (s)) for block BLK2, and the generated peeling model (Gm (s)) for block BLK2 is generated. (Step S21). The control input (u (s)) is input to the motor driver for the block BLK2 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK2 which is the actual pushing target (G (s)) (step S22). The degree of peeling is confirmed by a sensor (step S23), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive portion (x min ) is broken according to the simulation result (step S24). If NO, the process returns to step S21, and the peeling model (Gm (s)) for the block BLK2 is generated again.
YESの場合は、生成されたブロックBLK2用の剥離モデル(Gm(s))は、ブロックBLK3用の目標入力(r(s))となり、ブロックBLK3用の剥離モデル(Gm(s))が生成される(ステップS31)。制御入力(u(s))はコントローラであるブロックBLK3用のモータドライバに入力され、実突上げ対象(G(s))であるブロックBLK3の突上げ動作を制御する(ステップS32)。センサにより剥がれ具合を確認し(ステップS33)、シミュレーション結果通り非破壊部先端(xmin)での粘着材が破壊しているかどうかを判定する(ステップS34)。NOの場合は、ステップS13に戻り、再度ブロックBLK3用の剥離モデル(Gm(s)を生成する。YESの場合は、突上げ制御を終了する。 If YES, the generated peeling model (Gm (s)) for block BLK2 becomes the target input (r (s)) for block BLK3, and the generated peeling model (Gm (s)) for block BLK3 is generated. (Step S31). The control input (u (s)) is input to the motor driver for the block BLK3 which is a controller, and controls the pushing operation of the block BLK3 which is the actual pushing target (G (s)) (step S32). The degree of peeling is confirmed by a sensor (step S33), and it is determined whether or not the adhesive material at the tip of the non-destructive portion (x min ) is broken according to the simulation result (step S34). If NO, the process returns to step S13, and the peeling model (Gm (s)) for the block BLK3 is generated again. If YES, the push-up control is terminated.
各軸の制御はフィードフォワード制御およびフィードバック制御の併用で実施してもよい。 The control of each axis may be performed by the combined use of feedforward control and feedback control.
次に、非線形突上げシーケンス例について図2(b)(c)を用いて説明する。
図2(b)に示すように、第一例の非線形突上げシーケンスでは、突上げユニットのブロックの突上げ量は時間には必ずしも比例しないで増加し、突上げ量の最大値(hgmax)に達した後は、突上げ動作は停止しないで減少しながら、ダイがダイシングテープから剥離するのを待つシーケンスである。図において、上に凸となる変曲点を有する。第一例の非線形突上げシーケンスのtgmaxは図2(a)の線形突上げシーケンスのtgmaxよりは早い、すなわち、突上げ速度は速い。なお、図2(b)に示される時間軸の右端後に内側のブロックの突き上げが行われる。
Next, an example of the nonlinear thrust sequence will be described with reference to FIGS. 2 (b) and 2 (c).
As shown in FIG. 2B, in the non-linear thrust sequence of the first example, the thrust amount of the block of the thrust unit increases not necessarily in proportion to the time, and the maximum value of the thrust amount (h gmax ). After reaching, the push-up operation is a sequence of waiting for the die to peel off from the dicing tape while decreasing without stopping. In the figure, it has an inflection point that is convex upward. The t gmax of the nonlinear thrust sequence of the first example is faster than the t gmax of the linear thrust sequence of FIG. 2 (a), that is, the thrust speed is faster. The inner block is pushed up after the right end of the time axis shown in FIG. 2 (b).
図2(c)に示すように、第二例の非線形突上げシーケンスでは、突上げユニットのブロックの突上げ量は時間には必ずしも比例しないで増加し、突上げ量の極大値(hlmax)に達した後は、突上げ動作は停止しないで一旦減少して極小値(hlmin)に達した後、増加しながら、ダイがダイシングテープから剥離するのを待つシーケンスである。ここで、突上げ量の極大値(hlmax)に達した時間をtlmaxとし、突上げ量の極小値(hlmin)に達した時間をtlminとする。図において、上に凸となる変曲点と下に凸となる変曲点を有する。第二例の非線形突上げシーケンスのtlmaxは図2(a)の線形突上げシーケンスのtgmaxよりは早い、すなわち、突上げ速度は速い。なお、図2(c)に示される時間軸の右端後に内側のブロックの突き上げが行われる。 As shown in FIG. 2 (c), in the non-linear thrust sequence of the second example, the thrust amount of the block of the thrust unit increases not necessarily in proportion to the time, and the maximum value of the thrust amount ( hlmax ). After reaching the limit, the push-up operation does not stop, but decreases once to reach the minimum value ( hlmin ), and then increases while waiting for the die to peel off from the dicing tape. Here, the time has reached the tossing of the maximum value (h lmax) and t lmax, the time has reached the tossing of the minimum value (h lmin) and t lmin. In the figure, it has an inflection point that is convex upward and an inflection point that is convex downward. The t lmax of the nonlinear thrust sequence of the second example is faster than the t gmax of the linear thrust sequence of FIG. 2 (a), that is, the thrust speed is faster. The inner block is pushed up after the right end of the time axis shown in FIG. 2 (c).
図7は実施形態に係るダイボンダの概略を示す上面図である。図8は図7において矢印A方向から見たときに、ピックアップヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。 FIG. 7 is a top view showing an outline of the die bonder according to the embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the pickup head and the bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG. 7.
ダイボンダ10は、大別して、一つ又は複数の最終1パッケージとなる製品エリア(以下、パッケージエリアPという。)をプリントした基板Sに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ピックアップ部2、中間ステージ部3と、ボンディング部4と、搬送部5、基板供給部6と、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。Y軸方向がダイボンダ10の前後方向であり、X軸方向が左右方向である。ダイ供給部1がダイボンダ10の手前側に配置され、ボンディング部4が奥側に配置される。
The
まず、ダイ供給部1は基板SのパッケージエリアPに実装するダイDを供給する。ダイ供給部1は、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上げユニット13と、を有する。ダイ供給部1は図示しない駆動手段によってXY軸方向に移動し、ピックアップするダイDを突上げユニット13の位置に移動させる。
First, the
ピックアップ部2は、ダイDをピックアップ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軸方向に移動させるピックアップヘッドのY駆動部23と、コレット22を昇降、回転及びX軸方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。ピックアップヘッド21は、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(図10も参照)を有し、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置する。ピックアップヘッド21は、コレット22を昇降、回転及びX軸方向移動させる図示しない各駆動部を有する。
The
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31と、中間ステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32を有する。
The
ボンディング部4は、中間ステージ31からダイDをピックアップし、搬送されてくる基板SのパッケージエリアP上にボンディングし、又は既に基板SのパッケージエリアPの上にボンディングされたダイの上に積層する形でボンディングする。ボンディング部4は、ピックアップヘッド21と同様にダイDを先端に吸着保持するコレット42(図2も参照)を備えるボンディングヘッド41と、ボンディングヘッド41をY軸方向に移動させるY駆動部43と、基板SのパッケージエリアPの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、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。
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、中間ステージ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にダイDをボンディングする。
The
With such a configuration, the
搬送部5は、基板Sを掴み搬送する基板搬送爪51と、基板Sが移動する搬送レーン52と、を有する。基板Sは、搬送レーン52に設けられた基板搬送爪51の図示しないナットを搬送レーン52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。
このような構成によって、基板Sは、基板供給部6から搬送レーン52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まで移動して、基板搬出部7に基板Sを渡す。
The
With such a configuration, the substrate S moves from the
制御部8は、ダイボンダ10の各部の動作を監視し制御するプログラム(ソフトウェア)を格納するメモリと、メモリに格納されたプログラムを実行する中央処理装置(CPU)と、を備える。
The
次に、ダイ供給部1の構成について図9および図10を用いて説明する。図9は図7のダイ供給部の外観斜視図を示す図である。図10は図7のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。
Next, the configuration of the
ダイ供給部1は、水平方向(XY軸方向)に移動するウェハ保持台12と、上下方向に移動する突上げユニット13と、を備える。ウェハ保持台12は、ウェハリング14を保持するエキスパンドリング15と、ウェハリング14に保持され複数のダイDが接着されたダイシングテープ16を水平に位置決めする支持リング17と、を有する。突上げユニット13は支持リング17の内側に配置される。
The
ダイ供給部1は、ダイDの突き上げ時に、ウェハリング14を保持しているエキスパンドリング15を下降させる。その結果、ウェハリング14に保持されているダイシングテープ16が引き伸ばされダイDの間隔が広がり、突上げユニット13によりダイD下方よりダイDを突き上げ、ダイDのピックアップ性を向上させている。なお、ダイを基板に接着する接着剤は、液状からフィルム状となり、ウェハ11とダイシングテープ16との間にダイアタッチフィルム(DAF)18と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ダイアタッチフィルム18を有するウェハ11では、ダイシングは、ウェハ11とダイアタッチフィルム18に対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハ11とダイアタッチフィルム18をダイシングテープ16から剥離する。なお、以降では、ダイアタッチフィルム18の存在を無視して、剥離工程を説明する。
The
次に、突上げユニット13について図11〜16を用いて説明する。図11は実施例に係る突上げユニットの外観斜視図である。図12は図11の第1ユニットの一部の上面図である。図13は図11の第2ユニットの一部の上面図である。図14は図11の第3ユニットの一部の上面図である。図15は図11の突上げユニットの縦断面図である。図16は図11の突上げユニットの縦断面図である。
Next, the push-up
突上げユニット13は、第1ユニット13aと、第1ユニット13aが装着される第2ユニット13bと、第2ユニット13bが装着される第3ユニット13cと、を備える。第2ユニット13bおよび第3ユニット13cは品種に関係なく共通な部分で、第1ユニット13aは品種ごとに取替可能な部分である。
The push-up
第1ユニット13aはブロックA1〜A4を有するブロック部13a1と、複数の吸着孔を有するドームヘッド13a2と、吸引孔13a3と、ドーム吸着の吸引孔13a4と、を有し、第2ユニット13bの同心円状のブロックB1〜B4の上下運動を同心四角状の4つのブロックA1〜A4の上下運動に変換する。4つのブロックA1〜A4は独立に上下運動が可能である。同心四角状のブロックA1〜A4の平面形状はダイDの形状に合うように構成される。ダイサイズが大きい場合は、同心四角状のブロックの数は4つよりも多く構成される。これは、第3ユニットの複数の出力部および第2ユニットの同心円状のブロックが互いに独立に上下動する(上下動しない)ことにより可能となっている。4つのブロックA1〜A4の突上げ速度、突上げ量をプログラマブルに設定可能である。
The
第2ユニット13bは、円管状のブロックB1〜B6と、外周部13b2と、を有し、第1ユニット13aの円周上に配置される出力部C1〜C6の上下運動を同心円状の6つのブロックB1〜B6の上下運動に変換する。6つのブロックB1〜B6は独立に上下運動が可能である。ここで、第1ユニット13aは4つのブロックA1〜A4しか有さないので、ブロックB5,B6は使用されない。
The
第3ユニット13cは中央部13c0と6つの周辺部13c1〜13c6とを備える。中央部13c0は上面の円周上に等間隔に配置され独立して上下する6つの出力部C1〜C6を有する。周辺部13c1〜13c6はそれぞれ出力部C1〜C6を互いに独立に駆動可能である。周辺部13c1〜13c6はそれぞれモータM1〜M6を備え、中央部13c0にはモータの回転をカムまたはリンクによって上下動に変換するプランジャ機構P1〜P6を備える。プランジャ機構P1〜P6は出力部C1〜C6に上下動を与える。なお、モータM2、M5およびプランジャ機構P2、P5は図示されていない。ここで、第1ユニット13aは4つのブロックA1〜A4しか有さないので、周辺部13c5,13c6は使用されない。よって、モータM5,M6、プランジャ機構P5,P6、出力部C5,C6は使用されない。
The
次に、突上げユニットとコレットとの関係について図17を用いて説明する。図17は実施例に係る突上げユニットとピックアップヘッドのうちコレット部との構成を示した図である。 Next, the relationship between the push-up unit and the collet will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a push-up unit and a collet portion of the pickup head according to the embodiment.
図17に示すようにコレット部20は、コレット22と、コレット22を保持するコレットホルダー25と、それぞれに設けられダイDを吸着するための吸引孔22v、25vとを有する。コレット22のダイを吸着する吸着面はダイDと略同じ大きさである。
As shown in FIG. 17, the
第1ユニット13aは上面周辺部にドームヘッド13a2を有する。ドームヘッド13a2は複数の吸着孔HLと空洞部CVとを有し、吸引孔13a3から吸引して、コレット22でピックアップされるダイDの周辺のダイDdをダイシングテープ16を介して吸引する。図17ではブロック部13a1の周囲に吸着孔HLを一列のみ示しているが、ピックアップ対象でないダイDdを安定し保持するために複数列設けている。同心四角状のブロックA1〜A4の各ブロックの間の隙間A1v、A2v、A3vおよび第1ユニット13aのドーム内の空洞部を介してドーム吸着の吸引孔13a4から吸引して、コレット22でピックアップされるダイDをダイシングテープ16を介して吸引する。吸引孔13a3からの吸引と吸引孔13a4からの吸引は独立に行うことができる。
The
本実施例の突上げユニット13は、第1ユニットのブロックの形状、ブロックの数を変更することにより、種々のダイに適用可能であり、例えばブロック数が6つの場合は、ダイサイズが20mm□以下のダイに適用可能である。第3ユニットの出力部の数、第2ユニットの同心円状のブロックの数および第1ユニットの同心四角状のブロックの数を増やすことにより、ダイサイズが20mm□より大きいダイにも適用可能である。
The push-up
次に、上述した構成による突上げユニット13によるピックアップ動作について図18を用いて説明する。図18はピックアップ動作の処理フローを示すフローチャートである。
Next, the pickup operation by the push-up
ステップPS1:制御部8はピックアップするダイDが突上げユニット13の真上に位置するようにウェハ保持台12を移動し、ダイシングテープ16の裏面に第3ユニットの上面が接触するように突上げユニット13を移動する。このとき、図19に示すように、制御部8は、ブロック部13a1の各ブロックA1〜A4がドームヘッド13a2の表面と同一平面を形成するようにし、ドームヘッド13a2の吸着孔HLと、ブロック間の隙間A1v、A2v、A3vとによってダイシングテープ16を吸着する。
Step PS1: The
ステップPS2:制御部8は、コレット部20を下降させ、ピックアップするダイDの上に位置決めし、吸引孔22v、25vによってダイDを吸着する。
Step PS2: The
ステップPS3:制御部8は、ブロック部13a1のブロックを外側から順次上昇させて剥離動作を行う。ここで、制御部8は、実施形態の剥離モデルを用いたフィードフォワード制御を行う。すなわち、制御部8はモータM4でプランジャ機構P4を駆動し、最も外側のブロックA4のみを数十μmから数百μm上昇させた後下降させて停止させる。上昇および下降速度は一定ではない。この結果、ブロックA4の周辺においてダイシングテープ16が盛り上がった突上げ部分が形成され、ダイシングテープ16とダイアタッチフィルム18の間に微小な空間、即ち剥離起点ができる。この空間によりアンカー効果、即ちダイDにかかるストレスが大幅に低減し、以後の剥離動作を確実に行うことができる。次に、制御部8はモータM3でプランジャ機構P3を駆動し、2番目に外側のブロックA3のみをブロックA4よりも高く上昇させ停止させる。次に、制御部8はモータM2でプランジャ機構P2を駆動し、3番目に外側のブロックA2のみをブロックA3よりも高く上昇させ停止させる。最後に、制御部8はモータM1でプランジャ機構P1を駆動し、最も内側のブロックA1のみをブロックA2よりも高く上昇させ停止させる。
Step PS3: The
ステップPS4:制御部8はコレットを上昇させる。ステップS3の最後の状態では、ダイシングテープ16とダイDとの接触面積はコレットの上昇により剥離できる面積となり、コレット22の上昇によりダイDを剥離することができる。
Step PS4: The
ステップPS5:制御部8はブロック部13a1の各ブロックA1〜A4がドームヘッド13a2の表面と同一平面を形成するようにし、ドームヘッド13a2の吸着孔HLと、ブロック間の隙間A1v、A2v、A3vとによるダイシングテープ16の吸着を停止する。制御部8はダイシングテープ16の裏面から第1ユニットの上面が離れるように突上げユニット13を移動する。
Step PS5: The
制御部8はステップPS1〜PS5を繰り返して、ウェハ11の良品のダイをピックアップする。
The
次に、実施例に係るダイボンダを用いた半導体装置の製造方法について図19を用いて説明する。図19は図7の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 Next, a method of manufacturing a semiconductor device using a die bonder according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a flowchart showing a manufacturing method of the semiconductor device of FIG.
ステップBS11:ウェハ11から分割されたダイDが貼付されたダイシングテープ16を保持したウェハリング14をウェハカセット(不図示)に格納し、ダイボンダ10に搬入する。制御部8はウェハリング14が充填されたウェハカセットからウェハリング14をダイ供給部1に供給する。また、基板Sを準備し、ダイボンダ10に搬入する。制御部8は基板供給部6で基板Sを基板搬送爪51に取り付ける。
Step BS11: The
ステップBS12:制御部8は上述したようにダイDを剥離し、剥離したダイDをウェハ11からピックアップする。このようにして、ダイアタッチフィルム18と共にダイシングテープ16から剥離されたダイDは、コレット22に吸着、保持されて次工程(ステップBS13)に搬送される。そして、ダイDを次工程に搬送したコレット22がダイ供給部1に戻ってくると、上記した手順に従って、次のダイDがダイシングテープ16から剥離され、以後同様の手順に従ってダイシングテープ16から1個ずつダイDが剥離される。
Step BS12: The
ステップBS13:制御部8はピックアップしたダイを基板S上に搭載又は既にボンディングしたダイの上に積層する。制御部8はウェハ11からピックアップしたダイDを中間ステージ31に載置し、ボンディングヘッド41で中間ステージ31から再度ダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Sにボンディングする。
Step BS13: The
ステップBS14:制御部8は基板搬出部7で基板搬送爪51からダイDがボンディングされた基板Sを取り出す。ダイボンダ10から基板Sを搬出する。
Step BS14: The
上述したように、ダイDは、ダイアタッチフィルム18を介して基板S上に実装され、ダイボンダから搬出される。その後、ワイヤボンディング工程でAuワイヤを介して基板Sの電極と電気的に接続される。続いて、ダイDが実装された基板Sがダイボンダに搬入されて基板S上に実装されたダイDの上にダイアタッチフィルム18を介して第2のダイDが積層され、ダイボンダから搬出された後、ワイヤボンディング工程でAuワイヤを介して基板Sの電極と電気的に接続される。第2のダイDは、前述した方法でダイシングテープ16から剥離された後、ペレット付け工程に搬送されてダイDの上に積層される。上記工程が所定回数繰り返された後、基板Sをモールド工程に搬送し、複数個のダイDとAuワイヤとをモールド樹脂(図示せず)で封止することによって、積層パッケージが完成する。
As described above, the die D is mounted on the substrate S via the die attach
上述したように、基板上に複数個のダイを三次元的に実装する積層パッケージを組み立てに際しては、パッケージ厚の増加を防ぐために、ダイの厚さを20μm以下まで薄くすることが要求される。一方、ダイシングテープの厚さは100μm程度であるから、ダイシングテープの厚みは、ダイの厚みの4〜5倍にもなっている。 As described above, when assembling a laminated package in which a plurality of dies are three-dimensionally mounted on a substrate, it is required to reduce the die thickness to 20 μm or less in order to prevent an increase in the package thickness. On the other hand, since the thickness of the dicing tape is about 100 μm, the thickness of the dicing tape is 4 to 5 times the thickness of the die.
このような薄いダイをダイシングテープから剥離させようとすると、ダイシングテープの変形に追従したダイの変形がより顕著に発生しやすくなるが、本実施形態のダイボンダではダイシングテープからダイをピックアップする際のダイの損傷を低減することができる。 When an attempt is made to peel off such a thin die from the dicing tape, the deformation of the die following the deformation of the dicing tape is more likely to occur. However, in the die bonder of the present embodiment, when the die is picked up from the dicing tape. Damage to the die can be reduced.
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments and examples, but the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and can be variously modified. Not to mention.
例えば、第1ユニットの複数のブロックは同心四角状のものについて説明したが、同心円形状や同心楕円形状のものであってもよいし、四角状ブロックを平行に並べて構成してもよい。 For example, although the plurality of blocks of the first unit have been described as having a concentric square shape, they may have a concentric circular shape or a concentric elliptical shape, or the square blocks may be arranged in parallel.
また、実施例ではピックアップ対象ダイと周辺ダイを同じタイミングで吸着/解放したが、ピックアップ対象ダイと周辺ダイを別々のタイミングで吸着/解放を行ってもよい。これにより、より確実な剥離を行うことができる。 Further, in the embodiment, the pickup target die and the peripheral die are attracted / released at the same timing, but the pickup target die and the peripheral die may be attracted / released at different timings. As a result, more reliable peeling can be performed.
また、実施例では各段のブロックは順次突き上げたが、各段が独立し各々別々の動作が可能であるので突上げ/引き下げ両方向の動作を混在してもよい。 Further, in the embodiment, the blocks of each stage are pushed up in sequence, but since each stage is independent and can perform different operations, both push-up / pull-down operations may be mixed.
また、実施例では、ダイアタッチフィルムを用いる例を説明したが、基板に接着剤を塗布するプリフォーム部を設けてダイアタッチフィルムを用いなくてもよい。 Further, in the examples, the example of using the die attach film has been described, but it is not necessary to provide the preform portion for applying the adhesive to the substrate and not use the die attach film.
また、実施例では、ダイ供給部からダイをピックアップヘッドでピックアップして中間ステージに載置し、中間ステージに載置されたダイをボンディングヘッドで基板にボンディングするダイボンダについて説明したが、これに限定されるものではなく、ダイ供給部からダイをピックアップする半導体製造装置に適用可能である。
例えば、中間ステージとピックアップヘッドがなく、ダイ供給部のダイをボンディングヘッドで基板にボンディングするダイボンダにも適用可能である。
また、中間ステージがなく、ダイ供給部からダイをピックアップしダイピックアップヘッドを上に回転してダイをボンディングヘッドに受け渡しボンディングヘッドで基板にボンディングするフリップチップボンダに適用可能である。
また、中間ステージとボンディングヘッドがなく、ダイ供給部からピックアップヘッドでピックアップしたダイをトレイ等に載置するダイソータに適用可能である。
Further, in the embodiment, a die bonder in which the die is picked up from the die supply unit by the pickup head and placed on the intermediate stage, and the die placed on the intermediate stage is bonded to the substrate by the bonding head has been described, but the present invention is limited to this. It is applicable to semiconductor manufacturing equipment that picks up dies from the die supply unit.
For example, it can be applied to a die bonder that does not have an intermediate stage and a pickup head and bonds a die of a die supply unit to a substrate with a bonding head.
Further, there is no intermediate stage, and it can be applied to a flip-chip bonder that picks up a die from a die supply unit, rotates the die pickup head upward, delivers the die to the bonding head, and bonds the die to the substrate by the bonding head.
Further, it is applicable to a die sorter in which a die picked up by a pickup head from a die supply unit is placed on a tray or the like without an intermediate stage and a bonding head.
11:ウェハ
13:突上げユニット
16:ダイシングテープ
22:コレット
8:制御部
10:ダイボンダ
D:ダイ
11: Wafer 13: Push-up unit 16: Dicing tape 22: Collet 8: Control unit 10: Die bonder D: Die
Claims (15)
前記ダイを吸着するコレットと、
前記突上げユニットの特性を再現させる剥離モデルに対して、前記ダイの前記ダイシングテープからの剥離量と前記ダイ全体の曲げ応力の目標値に前記剥離モデルの出力を追従するようにフィードバック制御し、前記剥離モデルへの制御入力である突上げ量を前記突上げユニットの前記ブロックの突上げ量とするよう構成される制御部と、
を備える半導体製造装置。 A push-up unit having a plurality of blocks in contact with the dicing tape and pushing the die from under the dicing tape,
A collet that adsorbs the die and
For the peeling model that reproduces the characteristics of the push-up unit, feedback control is performed so that the output of the peeling model follows the target values of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die. A control unit configured so that the push-up amount, which is a control input to the peeling model, is the push-up amount of the block of the push-up unit.
A semiconductor manufacturing apparatus including.
前記剥離モデルは、前記ブロックの突上げ量、前記ブロックの幅および前記ダイのヤング率に基づいて計算されるダイシングテープの粘着材の貼付力と、前記粘着材の粘着材モデルと、に基づいて計算される前記粘着材の変形量を含む半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The peeling model is based on the adhesive force of the dicing tape, which is calculated based on the amount of push-up of the block, the width of the block, and the Young's modulus of the die, and the adhesive model of the adhesive. A semiconductor manufacturing apparatus including the calculated amount of deformation of the adhesive material.
前記粘着材モデルはばね定数および減衰定数を含む半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 2,
The adhesive model is a semiconductor manufacturing apparatus including a spring constant and a damping constant.
前記剥離モデルは、
突上げ量が所定値以上で剥離を開始する特性と、
剥離開始から剥離進行に従って剥離進行が加速する特性と、
前記粘着材のパラメータを変えることで剥離が開始する突上げ量および剥離進行する速度が変わる特性と、
を有する半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 3,
The peeling model is
The characteristic that peeling starts when the amount of push-up is equal to or more than the specified value,
The characteristic that the peeling progress accelerates from the start of peeling to the progress of peeling,
By changing the parameters of the adhesive material, the amount of push-up at which peeling starts and the speed at which peeling progresses change, and
Semiconductor manufacturing equipment.
前記制御部は、前記複数のブロックのうちの外側のブロックを上昇させて突上げ量の極大値に達した後、前記突上げ量を減少させ、前記外側のブロックの隣の内側のブロックを上昇させるよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The control unit raises the outer block of the plurality of blocks to reach the maximum value of the push-up amount, then reduces the push-up amount and raises the inner block next to the outer block. Semiconductor manufacturing equipment configured to allow.
前記制御部は、前記複数のブロックのうちの外側のブロックを上昇させて突上げ量の極大値に達した後、前記突上げ量を減少させて突上げ量の極小値に達した後、前記突上げ量を増加させ、前記外側のブロックの隣の内側のブロックを上昇させるよう構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The control unit raises the outer block of the plurality of blocks to reach the maximum value of the push-up amount, and then reduces the push-up amount to reach the minimum value of the push-up amount. A semiconductor manufacturing apparatus configured to increase the amount of push-up and raise the inner block next to the outer block.
前記突上げユニットは、前記複数の前記ブロックに対応して独立の複数の駆動軸を持ち、前記ブロックの突上げ速度および突上げ量をプログラマブルに設定可能に構成される半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The push-up unit is a semiconductor manufacturing apparatus having a plurality of independent drive shafts corresponding to the plurality of blocks, and having a programmable push-up speed and push-up amount of the blocks.
前記ダイはさらに前記ダイと前記ダイシングテープとの間にダイアタッチフィルムを備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1,
The die is a semiconductor manufacturing apparatus further provided with a die-attach film between the die and the dicing tape.
前記コレットが装着されるピックアップヘッドを備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 1, further
A semiconductor manufacturing apparatus including a pickup head to which the collet is mounted.
前記ピックアップヘッドでピックアップされるダイを載置する中間ステージと、
前記中間ステージに載置されるダイを基板または既にボンディングされているダイの上にボンディングするボンディングヘッドと、
を備える半導体製造装置。 In the semiconductor manufacturing apparatus of claim 9, further
An intermediate stage on which the die picked up by the pickup head is placed, and
A bonding head that bonds the die mounted on the intermediate stage onto a substrate or a die that has already been bonded.
A semiconductor manufacturing apparatus including.
を準備する工程と、
(b)前記突き上げユニットで前記ダイを突き上げて前記コレットで前記ダイをピックアップする工程と、
を備え、
前記(b)工程は、前記突上げユニットの特性を再現させる剥離モデルに対して、前記ダイの前記ダイシングテープからの剥離量と前記ダイ全体の曲げ応力の目標値に前記剥離モデルの出力を追従するようにフィードバック制御し、前記剥離モデルへの制御入力である突上げ量を前記突上げユニットの前記ブロックの突上げ量として前記ダイを突き上げる半導体装置の製造方法。 (A) The dicing tape is held in a semiconductor manufacturing apparatus having a plurality of blocks in contact with the dicing tape and including a push-up unit for pushing up the die from under the dicing tape and a collet for sucking the die. The process of bringing in the wafer ring and
And the process of preparing
(B) A step of pushing up the die with the push-up unit and picking up the die with the collet.
With
In the step (b), the output of the peeling model follows the target values of the peeling amount of the die from the dicing tape and the bending stress of the entire die with respect to the peeling model that reproduces the characteristics of the push-up unit. A method for manufacturing a semiconductor device in which feedback control is performed so that the die is pushed up by using a push-up amount which is a control input to the peeling model as a push-up amount of the block of the push-up unit.
前記(b)工程は、前記複数のブロックのうちの外側のブロックを上昇させて突上げ量の極大値に達した後、前記突上げ量を減少させ、前記外側のブロックの隣の内側のブロックを上昇させる半導体装置の製造方法。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11,
In the step (b), the outer block of the plurality of blocks is raised to reach the maximum value of the push-up amount, and then the push-up amount is reduced, and the inner block next to the outer block is reached. A method of manufacturing a semiconductor device that raises the temperature.
前記(b)工程は、前記複数のブロックのうちの外側のブロックを上昇させて突上げ量の極大値に達した後、前記突上げ量を減少させて突上げ量の極小値に達した後、前記突上げ量を増加させ、前記外側のブロックの隣の内側のブロックを上昇させる半導体装置の製造方法。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11,
In the step (b), the outer block of the plurality of blocks is raised to reach the maximum value of the push-up amount, and then the push-up amount is reduced to reach the minimum value of the push-up amount. , A method for manufacturing a semiconductor device, which increases the amount of push-up and raises the inner block next to the outer block.
(c)前記ダイを基板または既にボンディングされているダイの上にボンディングする工程を備える半導体装置の製造方法。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, further
(C) A method for manufacturing a semiconductor device including a step of bonding the die onto a substrate or a die that has already been bonded.
前記(b)工程はさらに前記ピックアップしたダイを中間ステージに載置する工程を有し、
前記(c)工程はさらに前記中間ステージから前記ダイをピックアップする工程を有する半導体装置の製造方法。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 14,
The step (b) further includes a step of placing the picked-up die on an intermediate stage.
The step (c) is a method for manufacturing a semiconductor device, further comprising a step of picking up the die from the intermediate stage.
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