特許 7360850 アンダーフィル剤塗布装置およびアンダーフィル剤塗布方法

(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】

(24)【登録日】2023-10-04

(45)【発行日】2023-10-13

(54)【発明の名称】アンダーフィル剤塗布装置およびアンダーフィル剤塗布方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20231005BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20231005BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20231005BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20231005BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H01L21/56 E

B05C5/00 101

B05D7/00 H

B05D3/00 C

B05D3/00 D

H01L21/78 L

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019159512

(22)【出願日】2019-09-02

(65)【公開番号】P2021040000

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-07-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120592

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 崇裕

(74)【代理人】

【識別番号】100184712

【弁理士】

【氏名又は名称】扇原 梢伸

(74)【代理人】

【識別番号】100192223

【弁理士】

【氏名又は名称】加久田 典子

(72)【発明者】

【氏名】杉下 芳昭

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１６０５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５８３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７０７４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｂ０５Ｃ ５／００

Ｂ０５Ｄ ７／００

Ｂ０５Ｄ ３／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凸部が形成された半導体装置の凸部形成面にアンダーフィル剤を塗布するアンダーフィル剤塗布装置において、
前記アンダーフィル剤を塗布する塗布手段と、
前記塗布手段と半導体装置とを相対移動させる移動手段と、
前記凸部形成面から前記凸部の頂部までの距離を検出可能な凸部検知手段とを備え、
前記塗布手段は、前記移動手段と相互に連動し、前記凸部検知手段の検知結果を基に、前記凸部において前記凸部形成面から垂直方向に最も離れた頂部を覆うことなく、前記凸部形成面に前記アンダーフィル剤を塗布することを特徴とするアンダーフィル剤塗布装置。

【請求項2】

凸部が形成された半導体装置の凸部形成面にアンダーフィル剤を塗布するアンダーフィル剤塗布方法において、
塗布手段で前記アンダーフィル剤を塗布する塗布工程と、
移動手段で前記塗布手段と半導体装置とを相対移動させる移動工程と、
前記凸部形成面から前記凸部の頂部までの距離を検出する凸部検知工程とを実施し、
前記塗布工程および移動工程では、前記塗布手段が前記移動手段と相互に連動し、前記凸部検知工程での検出結果を基に、前記凸部において前記凸部形成面から垂直方向に最も離れた頂部を覆うことなく、前記凸部形成面に前記アンダーフィル剤を塗布することを特徴とするアンダーフィル剤塗布方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンダーフィル剤塗布装置およびアンダーフィル剤塗布方法に関する。

【背景技術】

【0002】

凸部が形成された半導体装置にアンダーフィル剤を塗布するアンダーフィル剤塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１０８０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された従来のシート貼付装置１０（アンダーフィル剤塗布装置）では、バンプＢＰ（凸部）全体を接着シートＡＤ（アンダーフィル剤）で覆ってしまうので、当該凸部の頂部をアンダーフィル剤から露出させるために表出手段６０を採用しなければならず、設備が大型化するという不都合を生じる。

【0005】

本発明の目的は、設備が大型化することを防止することができるアンダーフィル剤塗布装置およびアンダーフィル剤塗布方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、請求項に記載した構成を採用した。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、凸部の頂部を覆うことなく、凸部形成面にアンダーフィル剤を塗布するので、凸部の頂部をアンダーフィル剤から露出させるための装置を採用しなくてもよく、設備が大型化することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の実施形態の説明図。（Ｃ）～（Ｆ）は、本発明の変形例の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、図を指定することなく方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸と平行な図１（Ａ）中手前方向で「後」がその逆方向とする。

【0010】

本発明のアンダーフィル剤塗布装置ＥＡは、凸部としてのバンプＢＰが形成された半導体装置としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」ともいう）ＷＦの凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布する装置であって、アンダーフィル剤ＡＤを塗布する塗布手段１０と、塗布手段１０とウエハＷＦとを相対移動させる移動手段２０と、凸部形成面ＷＦ１におけるバンプＢＰの位置（以下、単に「バンプ位置」ともいう）を検出する凸部検知手段３０と、アンダーフィル剤ＡＤに硬化処理としての加熱を行う硬化手段４０とを備え、ウエハＷＦを支持するウエハ支持手段５０の上方に配置されている。

【0011】

塗布手段１０は、ホース１１Ａを介してアンダーフィル剤ＡＤを送る供給ポンプやバキューム装置等の供給機器１１と、ホース１１Ａから送られてきたアンダーフィル剤ＡＤを排出口１２Ａから排出する塗布ヘッド１２とを備え、移動手段２０と相互に連動し、バンプＢＰにおいて凸部形成面ＷＦ１から垂直方向に最も離れた頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布するように構成されている。
なお、本実施形態の塗布手段１０は、アンダーフィル剤ＡＤにおいて凸部形成面ＷＦ１から垂直方向に最も離れた頂面ＡＤ１と、頂部ＢＰ１との間に所定の間隔ＳＰを空けて、アンダーフィル剤ＡＤを塗布するように構成されている。
また、本実施形態のアンダーフィル剤ＡＤは、加熱によって硬化が促進されるものが採用されている。すなわち、本実施形態のアンダーフィル剤ＡＤは、流動性に富む液体またはジェル状体で供給機器１１から塗布ヘッド１２へ送られ、当該塗布ヘッド１２によって凸部形成面ＷＦ１に塗布された後、加熱されることで流動性が低下し、固体または固体に近いジェル状体に変化して硬化するものが採用されている。

【0012】

移動手段２０は、それぞれのスライダ２１Ａ、２２Ａを前後方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ２１、２２と、各スライダ２１Ａ、２２Ａに支持され、スライダ２３Ａを左右方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ２３と、スライダ２３Ａに支持され、上下方向に移動可能な出力軸２４Ａで塗布ヘッド１２を支持する駆動機器としての直動モータ２４とを備えている。

【0013】

凸部検知手段３０は、カメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等からなる検知機器３１を備えている。
なお、凸部検知手段３０は、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置および、凸部形成面ＷＦ１からバンプＢＰの頂部ＢＰ１までの距離（以下、単に「バンプ高さ」ともいう）も検出可能に設けられている。また、本実施形態の塗布手段１０は、凸部検知手段３０の検知結果を基に、アンダーフィル剤ＡＤを塗布するように構成されている。

【0014】

硬化手段４０は、スライダ４１Ａを左右方向に移動させる駆動機器としてのリニアモータ４１と、支持アーム４２を介してスライダ４１Ａに支持された加熱機器４３とを備えている。加熱機器４３は、コイルヒータやヒートパイプの加熱側等の熱源４３Ａを備えている。なお、熱源４３Ａは、ウエハＷＦの前後方向の最大長さよりも長い領域がその熱付与領域とされている。

【0015】

ウエハ支持手段５０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段によって吸着保持が可能な支持面５１Ａを有する支持テーブル５１を備えている。

【0016】

以上のアンダーフィル剤塗布装置ＥＡの動作を説明する。
先ず、図１（Ａ）中実線で示す初期位置に各部材が配置されたアンダーフィル剤塗布装置ＥＡに対し、当該アンダーフィル剤塗布装置ＥＡの使用者（以下、単に「使用者」という）が、操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない操作手段を介して自動運転開始の信号を入力する。次いで、使用者または、多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、図１（Ａ）中実線で示すように、ウエハＷＦを支持テーブル５１上に載置すると、ウエハ支持手段５０が図示しない減圧手段を駆動し、支持面５１ＡでのウエハＷＦの吸着保持を開始する。

【0017】

その後、凸部検知手段３０が検知機器３１を駆動し、バンプ位置、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置およびバンプ高さを検出する。なお、リニアモータ２３の初期位置は、ウエハＷＦの上方から後方向に退避した位置となっている。次に、凸部検知手段３０の検知結果を基にして、塗布手段１０および移動手段２０が供給機器１１、塗布ヘッド１２、各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４を駆動し、相互に動作タイミングを取り合って、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布する。この際、塗布手段１０は、図１（Ｂ）に示すように、アンダーフィル剤ＡＤの頂面ＡＤ１と、バンプＢＰの頂部ＢＰ１との間に所定の間隔ＳＰを空けて、凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布する。また、塗布手段１０は、図１（Ｂ）に示すように、凸部形成面ＷＦ１からアンダーフィル剤ＡＤの頂面ＡＤ１までの距離（以下、単に「アンダーフィル剤高さ」ともいう）と、バンプ高さとが同じ高さとなるように、凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布する。なお、移動手段２０の駆動が開始されると、硬化手段４０がリニアモータ４１および熱源４３Ａを駆動し、図１（Ａ）中二点鎖線で示すように、塗布ヘッド１２の右方への移動に同期させて加熱機器４３を右方へ移動させる。これにより、凸部形成面ＷＦ１に塗布されたアンダーフィル剤ＡＤに熱が付与され、当該アンダーフィル剤ＡＤの硬化が促進される。

【0018】

そして、アンダーフィル剤ＡＤの塗布が完了すると、塗布手段１０および移動手段２０が供給機器１１、塗布ヘッド１２、各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４の駆動を停止する。次いで、アンダーフィル剤ＡＤの硬化が完了すると、硬化手段４０が熱源４３Ａの駆動を停止した後、リニアモータ４１を駆動し、加熱機器４３を初期位置に復帰させる。その後、移動手段２０が各リニアモータ２１～２３および直動モータ２４を駆動し、塗布ヘッド１２を初期位置に復帰させた後、ウエハ支持手段５０が図示しない減圧手段の駆動を停止し、支持面５１ＡでのウエハＷＦの吸着保持を解除する。次に、使用者または図示しない搬送手段が、アンダーフィル剤ＡＤが塗布されたウエハＷＦを支持面５１Ａ上から取り去って次の工程に搬送し、以降上記同様の動作が繰り返される。

【0019】

以上のような実施形態によれば、バンプＢＰの頂部ＢＰ１を覆うことなく、凸部形成面ＷＦ１にアンダーフィル剤ＡＤを塗布するので、バンプＢＰの頂部ＢＰ１をアンダーフィル剤ＡＤから露出させるための装置を採用しなくてもよく、設備が大型化することを防止することができる。

【0020】

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、凸部検知手段は、凸部形成面における凸部の位置を検出可能なものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（その他の手段および工程も同じ）。

【0021】

塗布手段１０は、インクジェットプリンタを採用し、当該インクジェットプリンタのインクジェットヘッドでアンダーフィル剤ＡＤを塗布するように構成してもよいし、３Ｄプリンタを採用し、当該３Ｄプリンタのプリントヘッドでアンダーフィル剤ＡＤを塗布するように構成してもよいし、粉末の樹脂や金属等に接着剤を吹き付けて塗布し、それをアンダーフィル剤とするものを採用してもよいし、樹脂や金属を溶かして焼結させて塗布し、それをアンダーフィル剤とするものを採用してもよいし、刷毛、布、スポンジ等でアンダーフィル剤ＡＤを塗布したり、圧縮エアをバルブの開閉で制御し、アンダーフィル剤ＡＤを吹き飛ばして塗布したりするもの等、どのようなものを使用してもよい。
塗布手段１０は、例えば、図１（Ｃ）に示すように、バンプＢＰにアンダーフィル剤ＡＤを塗布しないように当該アンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよいし、図１（Ｄ）に示すように、頂面ＡＤ１と頂部ＢＰ１との間に間隔ＳＰを空けないようにアンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよいし、図１（Ｅ）に示すように、バンプＢＰを避けた凸部形成面ＷＦ１の一部にアンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよいし、アンダーフィル剤高さがバンプ高さよりも低くなるようにアンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよいし、アンダーフィル剤高さがバンプ高さよりも高くなるように、アンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよい。
塗布手段１０は、図１（Ｆ）に示すように、ウエハＷＦを切断する切断予定領域ＣＬにアンダーフィル剤ＡＤが位置しないように、当該アンダーフィル剤ＡＤを塗布してもよい。このようにすることで、ウエハＷＦを切断する切断刃等の切断手段ＣＭにアンダーフィル剤ＡＤが付着することを防止したり、切断されるアンダーフィル剤ＡＤが塵埃となって飛び散ることを防止したりすることができる。

【0022】

移動手段２０は、塗布手段１０を移動させずにまたは移動させつつ、ウエハＷＦを移動させてもよいし、２体のリニアモータ２１、２２のうち一方を採用しなくてもよいし、リニアモータ２１～２３に代えて所謂ＸＹテーブルを採用してもよいし、リニアモータ２１～２３および直動モータ２４に代えて、例えば、２軸～６軸または７軸等の多関節ロボットを採用してもよいし、供給機器１１、ホース１１Ａおよび塗布ヘッド１２を合わせた塗布手段１０全体とウエハＷＦとを相対移動させる構成でもよいし、一度の塗布でアンダーフィル剤ＡＤが所定の状態で塗布されるように塗布手段１０を移動させてもよいし、積み重ねるように塗布することでアンダーフィル剤ＡＤが所定の状態で塗布されるように塗布手段１０を移動させてもよい。

【0023】

凸部検知手段３０は、３Ｄスキャナを採用してもよいし、バンプ位置を検知するバンプ位置検知手段と、バンプＢＰの頂部ＢＰ１の位置を検知する頂部検知手段と、バンプ高さを検知するバンプ高さ検知手段とをそれぞれ別々に設けてもよいし、それらの内少なくとも２つを１つのもので構成してもよいし、バンプ位置検知手段、頂部検知手段およびバンプ高さ検知手段のうち少なくとも１つが備わっていなくてもよいし、本発明のアンダーフィル剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよく、アンダーフィル剤塗布装置ＥＡに凸部検知手段３０が備わっていない場合、例えば、塗布手段１０が移動手段２０と相互に連動し、予め記憶された動作を行ってアンダーフィル剤ＡＤを塗布すればよい。

【0024】

硬化手段４０は、ウエハＷＦの前後方向の最大長さよりも短い領域がその熱付与領域とされた熱源４３Ａを採用し、当該熱源４３Ａを左右および前後方向に移動させて凸部形成面ＷＦ１に塗布されたアンダーフィル剤ＡＤを加熱してもよいし、加熱機器４３を移動させずにまたは移動させつつウエハＷＦを移動させ、凸部形成面ＷＦ１に塗布されたアンダーフィル剤ＡＤを加熱してもよいし、凸部形成面ＷＦ１に塗布されたアンダーフィル剤ＡＤを全体的に一括で加熱してもよいし、塗布ヘッド１２の右方への移動に同期させることなく加熱機器４３を移動させ、アンダーフィル剤ＡＤを加熱してもよいし、アンダーフィル剤ＡＤを加熱する時間やその熱量が、当該アンダーフィル剤ＡＤの特性、特質、性質、材質、組成および構成等によって任意に決定されてもよいし、硬化処理として、例えば、熱湯や熱風等による加熱でもよいし、熱の付与以外に、例えば、紫外線、赤外線、可視光線、音波、Ｘ線またはガンマ線等の電磁波を付与したり、雰囲気や強制冷却した気体等を送風したりしてもよく、アンダーフィル剤ＡＤの特性、特質、性質、材質、組成および構成等を考慮し、当該アンダーフィル剤ＡＤを硬化させることができる処理であればどのような処理を行ってもよいし、電磁波、熱または冷風等をアンダーフィル剤ＡＤに集中して付与する集光板や収集板等の集中手段を採用してもよいし、電磁波の発生源として、レーザ、ＬＥＤランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等を採用してもよいし、公知の電磁波発生装置を採用してもよいし、それらを適宜に組み合わせたものを採用してもよく、どのようなものを採用してもよいし、本発明のアンダーフィル剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

【0025】

ウエハ支持手段５０は、吸着保持ができなくてもよいし、本発明のアンダーフィル剤塗布装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

【0026】

アンダーフィル剤ＡＤは、液体樹脂でもよいし、粉末樹脂でもよいし、金属でもよいし、紫外線、赤外線、可視光線、音波、Ｘ線またはガンマ線等の電磁波や、熱湯や熱風等の熱、冷却または、自然乾燥や送風による乾燥等、どのような処理で硬化するものが採用されてもよいし、硬化処理によって硬化が促進されるものでなくてもよいし、硬化処理を施さなくても硬化するものでもよい。
アンダーフィル剤ＡＤは、半導体装置に塗布した後、接着力があってもよいし、接着力がなくてもよいし、硬化してもよいし、硬化しなくてもよい。
アンダーフィル剤ＡＤを塗布した半導体装置を他のものに取り付ける場合、接着力のあるアンダーフィル剤ＡＤの接着力で他のものに取り付けてもよいし、アンダーフィル剤ＡＤに接着力がないときには、アンダーフィル剤ＡＤの頂面ＡＤ１や、バンプＢＰの頂点ＰＢ１に公知の接着剤を設けたり、バンプＢＰを溶融させたりして他のものに取り付けてもよいし、例えば、紫外線、赤外線、可視光線、音波、Ｘ線またはガンマ線等の電磁波を付与したり、加熱したり、強制冷却した気体や雰囲気を送風したりしてアンダーフィル剤ＡＤを一時的に溶融させて他のものに取り付けてもよい。

【0027】

本発明における半導体装置の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、半導体装置の形状は、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよいし、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハであってもよい。
上記の実施形態では、半導体装置としてウエハＷＦを例示したが、当該半導体装置は、半導体ウエハＷＦが所謂ダイシング工程を経て個片化された個々の半導体チップであってもよいし、半導体ウエハや半導体チップが取り付けられる回路基板、樹脂基板、リードフレーム等であってもよい。なお、半導体装置が回路基板、樹脂基板、リードフレーム等である場合、凸部は電極、接点または端子とすることができる。

【0028】

前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、２軸または３軸以上の関節を備えた多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる。
前記実施形態において、支持（保持）手段や支持（保持）部材等の被支持部材（被保持部材）を支持（保持）するものが採用されている場合、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等で被支持部材を支持（保持）する構成を採用してもよいし、切断手段や切断部材等の被切断部材を切断または、被切断部材に切込や切断線を形成するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、カッター刃、レーザカッタ、イオンビーム、火力、熱、水圧、電熱線、気体や液体等の吹付け等で切断するものを採用したり、適宜な駆動機器を組み合わせたもので切断するものを移動させて切断するようにしたりしてもよい。

【符号の説明】

【0029】

ＥＡ アンダーフィル剤塗布装置
１０ 塗布手段
２０ 移動手段
３０ 凸部検知手段
４０ 硬化手段
ＡＤ アンダーフィル剤
ＡＤ１ 頂面
ＢＰ バンプ（凸部）
ＢＰ１ 頂部
ＣＬ 切断予定領域
ＳＰ 間隔
ＷＦ 半導体ウエハ（半導体装置）
ＷＦ１ 凸部形成面

【図1】