特許 5953022 ボンディング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5953022

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】ボンディング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20160630BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 F

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2011-203954(P2011-203954)

(22)【出願日】2011年9月19日

(65)【公開番号】特開2013-65734(P2013-65734A)

(43)【公開日】2013年4月11日

【審査請求日】2014年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】515085901

【氏名又は名称】ファスフォードテクノロジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】郭 娜

(72)【発明者】

【氏名】金井 昭司

(72)【発明者】

【氏名】牧 浩

(72)【発明者】

【氏名】中村 幸治

(72)【発明者】

【氏名】横森 剛

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１１５９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８３１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイを基板にボンディングする金属製のボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドに取り付けられ、前記ダイを吸着するピックアップ治具と、
前記ボンドヘッドがウェハーテープから前記ダイを剥離する際に生じた静電気を除去するイオナイザーと、
を備えるダイボンダのボンディング方法であって、
（ａ）前記ピックアップ治具にプラスイオンとマイナスイオンを噴射しながら、前記ウェハーテープ上に貼り付けられた前記ダイを前記ピックアップ治具の吸引力で吸い付けることで前記ダイを剥離させて、前記基板にボンディングするステップと、
（ｂ）前記（ａ）ステップを所定回数繰り返した後、ダイの表面電位を測定するステップと、
（ｃ）前記測定した電位から前記イオナイザーが放出するプラスイオンとマイナスイオンとのイオンバランスの適切性を判断し、適切でない場合は前記イオンバランスを調整するステップと、
を備えことを特徴とするボンディング方法。

【請求項2】

請求項１に記載のボンディング方法において、
前記（ｂ）ステップは、前記ボンディングヘッドの移動に応じて、ダイの表面電位を測定することを特徴とするボンディング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はダイボンダに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的にダイボンダでは、ダイ（ワーク）などをウェハーテープから剥離する際に、静電気の発生を抑制し、静電破壊を防止するため、除電装置イオナイザーを使用することである。イオナイザーとは、正イオンと負イオンとを交互に発生させ、対象物を除電するようにしたものである。イオンバランスとは、イオナイザーが発生したプラスイオン、マイナスイオンのバランスというものである。イオンバランスが、ＯＶに近いほど、除電がうまく行うものである。

【0003】

イオナイザーの従来技術としては特許文献１や特許文献２が挙げられる。
この特許文献１は、安定な測定環境にてイオナイザーに帯電量検出機能を追加し、検出した結果でイオンバランスを調整できるようにすることが記載されている。また特許文献２は、被制御空間の絶対湿度を測定するための手段を設けるとともに、絶対湿度の増加により正イオンに対する負イオンの相対的発生量を増し、絶対湿度の減少により負イオンに対する正イオンの相対的発生量を増すようにすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−２８９７９６号公報

【特許文献2】特開平５−９４８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さて、ダイボンダ内部では、湿度などの環境は一定ではなく、常に変化するものである。
また、金属製ボンドヘッドでは、ダイ（ワーク）をウェハーテープから剥離して移動させ、基板にボンディングするものである。この動作で、ワークを基板などにボンディングさせ、ダイボンダというものである。そのため、ダイボンダ内部、環境変化や動作変化が常に発生するものである。

【0006】

ところが、この変化する環境でイオナイザーを使用し、除電すると新たな問題が発生した。
つまり、現状のイオナイザーでは、測定環境の湿度が変化するとイオンバランスが崩し、除電しようとする対象物に対して適切な除電ができず、逆帯電の可能性が高まってしまう。また、金属などの接近より帯電物の帯電量を正確に検出できず、適切なイオンバランスを出さなくなり、除電しようとする対象物を逆帯電する可能性もある。

【0007】

ところがダイボンダ内ボンディング温度が高いため、ボンドヘッド周囲の湿度が変化しやすくなって、ダイ（ワーク）の帯電量も変わってしまう。そのため、ボンドヘッド周囲のイオンバランスが崩し、ダイ（ワーク）の帯電量に応じ、適切に除電できないという問題が発生した。
また、ボンドヘッドでダイ（ワーク）をウェハーテープから剥離する際に静電気が発生しまう。イオナイザーは発生した静電気を除去しようとすると、帯電したダイ（ワーク）の帯電量を正確に検出することが必要である。しかし、金属製ボンドヘッドを接近することで、イオナイザーがダイ（ワーク）の帯電量を正確に検出できず、ダイ（ワーク）の除電ができないという問題も発生した。

【0008】

これに対して、上述した特許文献１では安定な測定環境にてイオナイザーに帯電量検出機能を追加し、検出結果でイオンバランスを調整できることについては記載されているものの、ダイボンダ内部金属製品などの接近による変化する環境にてイオナイザーで帯電物の帯電量に応じて除電することについては何ら記載されていない。また引用文献２もダイボンダ内部、湿度の制御については一切記載れていない。

【0009】

本発明の目的は、ダイボンダ内部の環境変化や動作変化に応じ、帯電物を適切に除電して、製品の品質を向上させたダイボンダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記目的を達成するために、ウェハーテープ上のダイ（ワーク）と、ボンディングヘッドを備え、このボンドヘッドで前記ウェハーテープから剥離しようとした前記ダイ（ワーク）に向いて、前記ワークを剥離する際に生じた静電気を除去するイオナイザーを設けたものである。

【0011】

また上記目的を達成するために、好ましくは、前記ワークの電位を検出する電位検出装置を前記ワークの近傍に設けたものである。

【0012】

また上記目的を達成するために、好ましくは、前記イオナイザーは前記電位検出装置からの出力を入力とする制御装置を備えたものである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ダイボンダ内部、環境変化や動作変化に応じ、実際の環境にてダイ（ワーク）の表面電位によって適切なイオンバランスを調整し、除電して製品の品質を向上させたダイボンダを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施例１に係るダイボンダを上から見た概念図である。

【図2】本発明の実施例１に係るダイボンダを上から見た概念図である。

【図3】本発明の実施例１に係るボンドヘッド、突き上げユニット、イオナイザーの概略断面図である。

【図4】本発明の一実施例に係るピックアップ治具と突き上げユニットの概念図である。

【図5】本発明に係る実施例の動作を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。

【実施例1】

【0016】

図１は本発明の実施例１に係るダイボンダを上から見た概念図である。
図１において、ダイボンダは大別するとウェハー供給部１と、基板供給・搬送部２と、ダイボンディング部３とを有する。基板供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フィーダ２２と、アンローダ２３とを有する。スタックローダ２１によりフィーダ２２に供給された基板）は、フィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送される。

【0017】

ダイボンディング部３は、プリフォーム部３１とボンディングヘッド部３２とを有する。このダイボンディング部３の前工程となるプリフォーム部３１は、フィーダ２２により搬送されてきた基板に接着剤を塗布する部分である。ボンディングヘッド部３２は、ダイ（ワーク）供給ユニット１２からダイ（ワーク）をピックアップして上昇し、平行移動してフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そこで、ボンディングヘッド部３２は、ダイ（ワーク）を下降させてフィーダ２２により搬送されてきた基板にボンディングする。

【0018】

ウェハー供給部１は、ウェハーカセットリフタ１１とダイ（ワーク）供給ユニット１２とを有する。ウェハーカセットリフタ11は、ダイシングしたウェハーをウェハーテープに固定させたリングが充填されたウェハーカセット(図示せず）を有し、順次ダイシングしたウェハーをウェハーテープに固定させたリングをダイ（ワーク）供給ユニット１２に供給する。そして、突き上げユニット２６を剥離しようとするワークを突きあげて、ボンディングヘッド部３２は前記突き上げたダイ（ワーク）をピックアップする。

【0019】

図２は本発明に係るダイボンダの上面図である。なお、図１と同じ番号は同一物を示すので、その説明は省略する。
図２において、ウェハーテーブル１３上にはダイシングしたウェハーを固定したウェハーテープ２４が搭載されている。ボンディングヘッド部３２は２４のターゲットダイ（ワーク）２８部（詳細は後述する）がピックアップされ、ピックアップされたダイ（ワーク）を基板（図示せず）上にボンディングするものである。ダイ（ワーク）２８をウェハーテープ２４から剥離する場合にピックアップ治具２５が用いられる。

【0020】

ダイは突き上げユニット２６（詳細は図３で説明する）によって確実に剥離されるようになっている。この剥離動作を照明ユニット２９によって照らされ、安全かつ正確な作業ができるようになっている。

【0021】

図３はピックアップ治具と突き上げユニットの断面図である。
図３において、ボンディングヘッド３３に取り付けられたピックアップ治具２５には複数の吸着穴２５ａが設けられており、この吸着穴２５ａの一端はボンドヘッドなどに介して真空供給源（図示せず）と連通しているため真空供給源によりダイ３４は吸着穴２５ａに吸着する。ダイ３４がピックアップ治具２５の吸着穴２５ａに吸着すると、ウェハーテープ２４ａからダイ３４が剥がされる。この剥離作業をより確実に行うため、ウェハーテープ２４ａの下方には突き上げユニット２６が設けられている。

【0022】

この突き上げユニット２６はダイ３４の外周を突き上げる突き上げ部２６ａとダイ（ワーク）３４の中央部を突き上げる中央突き上げ部２６ｂが備えられている。

【0023】

ところで、図３に示したピックアップ治具はダイ（ワーク）をウェハーテープから剥離したときに静電気が発生しまう。ダイ（ワーク）や基板などに静電破壊を防止するため、近傍に設置されているイオナイザーを使用して、ダイ（ワーク）とピックアップ治具を除電する。
このイオナイザーでは、環境の湿度などに影響され、崩すことになるものである。特にダイボンダ装置の内部、ボンドヘッド周囲の湿度が変化しやすいため、ダイ（ワーク）を剥離際に生じた静電気をうまく除去できず、静電気を溜まってしまうことが発生する。
また、金属製ボンドヘッドの接近により、イオナイザーではイオンバランスを崩して、ダイ（ワーク）を除電できなくなる。

【0024】

このような課題を解決する一手段として、引用文献２のような帯電物周囲環境の湿度を測定し、イオンバランスを制御できることが分かっている。また、引用文献1のようなイオナイザーを採用することで帯電物の除電が有効であることが分かっている。これは、静電気にはマイナスイオンとプラスイオンからなることが分かっていることから、静電気を帯びた対象物の周囲空気をイオナイザーでイオン化させ、発生させたイオンバランスにより生じた静電気を中和させるものである。

【0025】

そもそも、イオンバランスは環境変化或いは動作変化によってイオンバランスが崩す。したがって、本発明の発明者らはダイ（ワーク）の帯電量を常に測定し、その測定結果をイオナイザーの調整にフィードバックすることを種々検討した結果、以下のごとき実施例を得た。

【0026】

以下、本発明の一実施例を図４、図５にしたがって説明する。

【0027】

図４は本発明の一実施例に係るピックアップ治具と突き上げユニットの概念図である。
図５は本実施例のフロー図である。

【0028】

図４において、ダイ（ワーク）３４がボンドヘッド３２にピックアップされ、上昇したダイ（ワーク）３４がピックアップされた時に静電気を生じた。生じた静電気を近傍に設置されているイオナイザー３６で除去しようとしている。

【0029】

本図では、このイオナイザー３６はイオンバランスを噴射するものであり、常にピックアップ治具２５に向かってイオンバランスを噴射する角度で傾斜して配置されている。

【0030】

設定されていたボンディング回数を到達した後、ダイ（ワーク）３４は電位検出器３６によって電位量が検出するようになっている。検出された電位によって、イオナイザーの除電効果を判断する。検出された電位が異常の場合、イオンバランス調整をなったら、次のボンディングを行うことになる。

【0031】

図５において、
（１）ウェハーテープ上に貼り付けられたダイ（ワーク）をピックアップ治具の吸引力で吸い付けることでダイを剥離させて、基板にボンディングする。繰り返し動作（１０１）
（２）設定する回数を到達（１０２）
（３）ダイ（ワーク）表面電位を測定（１０３）
（４）測定した電位値からイオンバランスの適切性を判断（１０４）
（５）正常の場合は問題なしとして（１０１）に戻る。（１０５）
（６）異常場合はオンバランスの調整を行ったら（１０３）に戻る。（１０６）
このように、本実施例ではダイ３４の電位状況に応じてイオナイザー３６を制御するため、より正確な除電ができるものである。

【実施例2】

【0032】

実施例１では環境変化に応じたダイ（ワーク）で電位を検出してイオナイザーに反映させることを説明したが、本実施例では可動部となる金属のボンディングヘッドの動作環境に応じた電位の変化を常に検出することを説明する。つまり、金属の可動部となるボンディングヘッドの位置にイオンバランスが変わってしまう。

【0033】

そこで本発明の発明者らはボンディングヘッドの移動に応じて、ダイ（ワーク）の電位を検出してイオナイザーの制御にフィードバックをかけるようにしたものである。
図４において、ダイ（ワーク）３４の帯電量を検出して、イオナイザー３６に制御し、適切なイオンバランスを出すことになる。ボンディングヘッド３３の影響を除いて、ダイ（ワーク）の除電を行うことである。

【0034】

このように、本実施例によればボンドヘッド３３の動作変化或いは周辺の環境変化によって電位を正確に検出してイオナイザー３６の制御に反映できるため正確な除電ができる。

【0035】

以上のごとく、本発明は環境変化或いはボンディングヘッドの動作変化を排除してダイ（ワーク）の帯電状態に合わせたイオンバランスを提供して除電することができる。

【符号の説明】

【0036】

１…ウェハー供給部、２…基板供給・搬送部、３…ダイボンディング部、１１…ウェハーカセットリフタ、１２…ウェハーテーブル、２１…スタックドーダ、２２…ローダ、２３…アンローダ、２４…ウェハー、２４ａ…ウェハーテープ、２４ｂ…ワーク、２５…ピックアップ治具、２５ａ…貫通穴、２６…突き上げユニット、２６ａ…突き上げ部、２６ｂ…中央突き上げ部、３０…搬送シュート、３１…プリフォーム部、３２…ボディングヘッド部、３２a…ボンディングヘッド、３６…イオナイザー、３６ａ…電位検出装置、３６ｂ…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】