ダイボンダ及び半導体製造方法
【課題】１つのシリンジで塗布する場合には、塗布面積が大きい場合には時間がかかる。また、複数のシリンジで塗布する場合には、それぞれのシリンジの違い（圧力さ、ペースト量、等）により、流動性材料を同一の塗布量にすることが難しく、塗布むらや断線が発生し易い。本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、複数のシリンジで塗布作業を短時間とし、かつ、塗布形状が安定した半導体製造方法を提供する
【解決手段】Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成する。
【解決手段】Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及び半導体製造方法に関わり、特に、半導体製造装置におけるダイボンディングや部品マウントに適用する複数ヘッドで描画塗布するペースト塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造プロセスにおいては、ダイボンディング用液状接着剤（例えば、エポキシ系接着剤）、等の流動性材料をプリント基板等の被塗布基板に塗布する。このとき、先に、下方に塗布ノズル（以下、ノズルと称する）があるシリンジにペースト状の接着剤を入れておいて、そこにディスペンサ装置から一定の時間、空気等の加圧気体を供給して、シリンジのノズルから所定量の流動性材料を吐出させることにより、被塗布基板（以下、基板と称する）に接着剤等の流動性材料を塗布する。塗布時には、このノズルを基板に近接させた状態で、シリンジをＸＹ平面内で２次元的に一筆書き走査することによって描画塗布動作を行う（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６８５１号公報
【特許文献２】特開２００３−５３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来のペースト塗布では、１つのシリンジ（シングルノズル）で流動性材料を塗布する方式と複数のシリンジ（例えば、シングルノズルで２つのシリンジ）で流動性材料を塗布する方式とがある。
しかし、１つのシリンジで塗布する場合には、塗布面積が大きい場合には時間がかかる。また、複数のシリンジで塗布する場合には、それぞれのシリンジの違い（圧力さ、ペースト量、等）により、流動性材料を同一の塗布量にすることが難しく、塗布むらや断線が発生し易い。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、複数のシリンジで塗布作業を短時間とし、かつ、塗布形状が安定したダイボンダ及び半導体製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の半導体製造方法は、Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成する半導体製造方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成するものである。
【０００６】
また、上記発明の半導体製造方法において、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のシリンジで塗布作業を短時間とすることが可能となり、かつ、塗布形状が安定したダイボンダ及び半導体製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明に使用するペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明に使用するペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明に使用するダイボンダの一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明に使用するペースト塗布装置における主制御部とその制御系統の一実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明のペースト塗布方法の全体的な動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図５】本発明のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図６】従来のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図７】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図８】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図９】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図１０】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図１１】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、流動性材料の所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法およびペースト塗布装置であって、複数ヘッド（複数シリンジ）で流動性材料の塗布量および形状を安定的に供給し、安定でかつ高速で描画可能なペースト塗布方法を提案する。なお、本書では、１シリンジに１ノズル（シングルノズル）方式のペースト塗布方法について説明する。
また本発明では、複数のシリンジでそれぞれ異なるサブパターンで描画を行い、当該サブパターンを組み合わせて１つのパターン（塗布パターン）を形成する。また本発明では、塗布パターンの交差部分でサブパターンが交差しないペースト塗布方法である。
複数シリンジで別々の異なるサブパターンの描画を分担することで、他のシリンジと同じ塗布量、同じ塗布形状である必要性を低減することができる。
また、複数のシリンジで塗布（描画）処理動作を並列処理でき、高速描画可能となり、生産性が向上する。
さらに、複数のシリンジでも、交差部分の存在する描画パターンに対応でき、描画塗布を並列処理して高速描画可能となるので、生産性が向上する。
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。また、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避けるため、説明を省略するようにした。
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図１Ａと図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、従来のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。図１Ｂは、本発明によるペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。図１Ａは、シリンジの数が１のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図であり、図１Ｂは、複数のシリンジ（例えば、シリンジ数が２）を備えた本発明のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
本書では、まず図１Ａによってペースト塗布装置の概略構成を説明し、図１Ｂによって本発明に使用するペースト塗布装置について説明する。
１００と１００’は本発明のペースト塗布装置、１は架台、２はＺ軸テーブル支持架台、３はＸ軸移動テーブル、４はＸ軸サーボモータ、５はＹ軸移動テーブル、６はＹ軸サーボモータ、７は基板保持機構、８はθ軸移動テーブル、９は基板、１０はＺ軸移動テーブル支持ブラケット、１１はＺ軸移動テーブル、１１ａは支持ベース、１２はＺ軸サーボモータ、１３は流動性材料（ペースト）を収納するシリンジ、１４はノズル支持具、１５は画像認識カメラ、１６は距離計、１７は主制御部、１８は副制御部、１８ａはハードディスク、１８ｂはＤＶＤ、１９はモニタ、２０はキーボード、２１は配線、２６はＺ軸テーブル指示架台をＹ軸方向に移動するためのガイドレールである。ペースト塗布装置１００’は、１つのシリンジ１３を有するタイプである。複数のシリンジで塗布作業を行うには、複数個のペースト塗布装置１００’を用意して行う。
【００１２】
図１Ａのペースト塗布装置１００’において、架台１上には、Ｘ軸移動テーブル３とが設けられ、このＸ軸移動テーブル３上には、これと直交するようにして、Ｙ軸移動テーブル５が設けられている。このＹ軸移動テーブル５は、Ｘ軸移動テーブル３に設けられているＸ軸サーボモータ４の駆動により、Ｘ軸移動テーブル３上をＸ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル５上には、基板保持機構７が設けられている。この基板保持機構７は、Ｙ軸移動テーブル５に取り付けられているＹ軸サーボモータ６の駆動により、Ｙ軸移動テーブル５上をＹ軸方向に移動する。また、基板保持機構７にθ軸移動テーブル８が取り付けられており、図示しないθ軸サーボモータによるθ軸移動テーブル８の回転駆動により、基板保持機構７がθ軸方向（Ｚ軸廻りの回転方向）に回転駆動される。基板９は基板保持機構７に取り付けられ、Ｘ、Ｙ、θ軸の各移動テーブル３、５、８のサーボモータの駆動により、Ｘ、Ｙ軸方向に移動したり、θ軸方向に回転したりして所定の位置に位置決めされる。
【００１３】
なお、この実施形態では、基板９をその面方向に移動させてその位置決めを行い、また、流動性材料の塗布を行なう。しかし、ノズルを移動させることにより、同様の位置決めやペースト塗布の制御をすることも可能であることはいうまでもない。さらに、これら移動テーブル３、５、８を駆動する機構全体またはノズルを基板９の面方向に移動させる機構を、総称して、テーブル駆動機構という。
例えば、Ｚ軸テーブル支持架台２がガイドレール２６上でＹ軸方向に移動するようにし、Ｚ軸テーブル支持架台２にＸ軸方向移動用のガイドレール（図示しない）を設け、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０をガイドレールに沿って移動するようにしてＸ軸方向に移動しても良い。なお、駆動部についての図示も周知であり、省略する。
【００１４】
架台１上には、また、Ｚ軸テーブル支持架台２が設けられており、このＺ軸テーブル支持架台２には、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０を介して、Ｚ軸移動テーブル１１が設けられている。Ｚ軸移動テーブル１１上には、支持ベース１１ａがＺ軸方向に移動可能に取り付けられており、Ｚ軸移動テーブル１１に取り付けられているＺ軸サーボモータ１２を駆動することにより、支持ベース１１ａがＺ軸方向（上下方向）に移動する（この駆動系を、以下、ノズル駆動機構という）。この支持ベース１１ａには、ノズル支持具１４を下端部に備えたシリンジ１３や照明の可能な光源を備えた鏡筒を有する画像認識カメラ１５、距離計１６などが取り付けられている。このノズル支持具１４の先端には、図示しないが、ノズルが設けられている。
【００１５】
なお、シリンジ１３は、図示しないリニアガイドの可動部に着脱自在に取り付けられている。また、画像認識カメラ１５は、基板９の位置合わせやペーストパターンの形状認識などのために、基板９に対向するようにして設けられている。
【００１６】
架台１の下部には、主制御部１７が設置されており、この主制御部１７は、配線２１により、別設した副制御部１８と接続されている。副制御部１８は、ハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体を用いた外部記憶装置やモニタ１９、キーボード２０を備えている。
【００１７】
主制御部１７は、各テーブル３、５、１１のサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８のサーボモータなどを制御する。主制御部１７での各種処理のためのデータがキーボード２０から入力され、画像認識カメラ１５で捉えた画像や主制御部１７での処理状況がモニタ１９で表示される。また、キーボード２０から入力されたデータなどは、外部記憶装置であるハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体に記憶保管される。
【００１８】
図１Ｂは、図１Ａが１シリンジであるのに対し、２シリンジを備えたペースト塗布装置である。本発明のペースト塗布装置１００は、２つ以上のノズル（シリンジ）を用いて塗布するため、図１Ｂのように、Ｚ軸テーブル支持架台２、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０、Ｚ軸移動テーブル１１、支持ベース１１ａ、Ｚ軸サーボモータ１２、シリンジ１３、ノズル１３ａ、ノズル支持具１４、画像認識カメラ１５、および距離計１６を２組設けている。
【００１９】
次に、図１Ｂのペースト塗布装置１００の制御方法を、図２によって説明する。図２は、図１Ｂにおける主制御部１７とその制御系統の一具体例を示すブロック図である。８ａはθ軸サーボモータ、１３ａはノズル、１７ａはマイクロコンピュータ、１７ｂはモータコントローラ、１７ｃはデータ通信バス、１７ｄは外部インターフェース、１７ｅは画像処理装置、１７ｆ〜１７ｉはモータドライバ、２２は負圧源、２３は正圧源、２２ａ、２３ａはレギュレータ、２４はバルブユニット、２５は大気、２６はガイドレールである。
なお、Ｚ軸テーブル支持架台２、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０、Ｚ軸移動テーブル１１、支持ベース１１ａ、Ｚ軸サーボモータ１２、シリンジ１３、ノズル１３ａ、ノズル支持具１４、画像認識カメラ１５、および距離計１６に関しての説明は、１組として説明するが、２組がそれぞれ個々に動作可能である。
【００２０】
図２において、主制御部１７は、マイクロコンピュータ１７ａやモータコントローラ１７ｂ、モータドライバ１７ｆ〜１７ｉ、画像認識カメラ１５で得られる映像信号を処理する画像処理装置１７ｅ、副制御部１８との間の信号伝送やレギュレータ２２ａ、２３ａ、バルブユニット２４の制御および距離計１６の測定入力を行なう外部インターフェース１７ｄを内蔵しており、マイクロコンピュータ１７ａやモータコントローラ１７ｂ、外部インターフェース１７ｄ、画像処理装置１７ｅがデータ通信バス１７ｃによって互いに接続されている。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ１７ａには、図示しないが、主演算部や後述する塗布描画を行なうための処理プログラムを格納したＲＯＭ、主演算部での処理結果や外部インターフェース１７ｄおよびモータコントローラ１７ｂからの入力データを格納するＲＡＭ、外部インターフェース１７ｄやモータコントローラ１７ｂとデータをやり取りする入出力部などを備えている。
【００２２】
上記各テーブル３、５、１１を駆動するサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８（図１Ａ）を回転駆動するθ軸サーボモータ８ａには、回転量を検出するエンコーダが内蔵されており、その検出結果を該当するモータドライバ１７ｆ、１７ｇ、１７ｉ、１７ｈに戻して基板９やノズル１３ａの位置制御を行なっている。
【００２３】
サーボモータ４、６、８ａ、１２は、キーボード２０から入力されてマイクロコンピュータ１７ａ内蔵のＲＡＭに格納されているデータに基いて、正逆回転する。これにより、基板保持機構７に保持された基板９が、Ｚ軸移動テーブル１１を介して支持されるノズル１３ａに対し、Ｘ、Ｙ軸方向に任意の距離を移動する。その移動中、シリンジ１３に僅かな気圧が継続して印加されることにより、ノズル１３ａの先端部のペースト吐出口から流動性材料が吐出され、基板９に所望のペーストパターンが塗布描画される。
【００２４】
流動性材料の塗布制御のための吐出圧制御機構は、正圧源２３から供給された圧縮空気の圧力を調整するためのレギュレータ２３ａと、負圧源２２から供給された負圧の空気の圧力を調整するレギュレータ２２ａと、これらレギュレータ２２ａ、２３ａからの圧力の調整された空気配管と大気２５へ開放する配管とを夫々切替制御するためのバルブユニット２４とからなり、この吐出圧制御機構により、バルブユニット２４からシリンジ１３内の流動性材料に所望の圧力が加えられて、吐出圧が制御される構成となっている。
【００２５】
また、基板保持機構７の保持された基板９がＸ、Ｙ軸方向への水平移動中に、距離計１６がノズル１３ａと基板９との間の間隔（以下、ノズル１３ａの高さという）を計測し、この計測結果に基づいて、ノズル１３ａの高さが略一定に維持されるように、Ｚ軸サーボモータ１２が駆動されてノズル１３ａがＺ方向に移動する制御が行なわれる。
なお、ペースト塗布装置１００、１００’は、各軸を駆動するモータにサーボモータを使用したが、ＤＣモータ、リニアモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータ等を使用することもできる。
【００２６】
次に、Ｘ軸移動テーブル及ぶＹ軸移動テーブルを使用せずに、シリンジ１がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動及び回転するダイボンダ１００ｃの概略図を図１Ｃに示す。
ダイボンダ２１０は大別してウェハ供給部２０１と、基板供給・搬送部２０２と、ダイボンディング部２０３と、これ等を制御する制御部（図示なし）とを有する。
ウェハ供給部２０１は、ウェハカセットリフタ２１１とウエハホルダ２１２とを有する。ウェハカセットリフタ２１１は、ウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをウエハホルダ２１２に供給する。ウエハホルダ２１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
基板供給・搬送部２０２はスタックローダ２２１と、フレームフィーダ２２２と、アンローダ２２３とを有する。スタックローダ２２１は、ダイを接着する基板（例えば、リードフレーム）をフレームフィーダ２２２に供給する。フレームフィーダ２２２は、基板をフレームフィーダ２２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２２３に搬送する。アンローダ２２３は、搬送された基板を保管する。
ダイボンディング部２０３はプリフォーム部２３１と、ボンディングヘッド部２３２とを有する。プリフォーム部２３１は、フレームフィーダ２２２により搬送されてきた基板にダイ接着剤を塗布する。プリフォーム部２３１には、シリンジ１３を独立してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動及び回転させるプリフォームヘッド２３１ａを有する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への移動とθ方向への回転は、リニアモータ、サーボモータ、ＤＣモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータなどを用いことができる。ここでは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動にはリニアモータを使用し、θ方向への回転にはサーボモータを使用する場合について説明する。
プリフォームヘッド２３１ａには２つのシリンジ１３があって、２つのシリンジ１３はそれぞれ独立に駆動することができる。プリフォームヘッド２３１ａはモータコントローラ１７ｂ（図２）によって、２つのシリンジ１３を図５、図７〜図１１に示す塗布方法で塗布できるように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動する各リニアモータ及びθ方向に回転するサーボモータを制御する。
ボンディングヘッド部２３２は、ウエハホルダ２１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２２上のボンディング位置まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部２３２は、ボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングする。
【００２７】
図３は、本発明に使用するペースト塗布装置１００の全体的な動作を示すフローチャートである。以下、図１Ａおよび図２も参照して、この実施形態の動作を説明する。
図３において、まず、電源を投入すると、ステップＳ１００では、ペースト塗布装置の初期設定が実行される。
【００２８】
この初期設定工程の後、ステップＳ２００では、サーボモータ４、６、８ａ、１２を駆動することにより、基板保持機構７をＸ、Ｙ、θ軸方向に移動させて所定の基準位置に位置決めする。また、これと同時に、ノズル１３ａも、そのペースト吐出口がペースト塗布を開始する位置（即ち、流動性材料塗布開始点）となるように、所定の原点位置に設定される。さらに、流動性材料のパターンデータや基板位置データ、流動性材料吐出終了位置データなどの設定を行なう。なお、先に述べたように、これら各データの入力はキーボード２０から行なわれ、入力されたデータはマイクロコンピュータ１７ａに内蔵されたＲＡＭに格納される。
【００２９】
次に、ステップＳ３００では、基板９を基板吸着機構７に搭載して保持させ、続いて、基板予備位置決め処理を行なう。
この基板予備位置決め処理では、基板保持機構７に搭載された基板９の位置決め用マークを画像認識カメラ１５で撮影し、その撮影画像から位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて、基板９のθ軸方向での傾きを検出し、これに応じてサーボモータ８ａを駆動し、このθ軸方向の傾きも補正する。
なお、シリンジ１３内の流動性材料の残り量（内容量）が少ない場合には、次のペースト塗布作業の途中で流動性材料の途切れがないようにするために、前もってシリンジ１３をノズル１３ａとともに交換する。シリンジ１３やノズル１３ａを交換した場合には、Ｘ、Ｙ軸面での位置ずれが生ずることがある。この位置ずれをなくすために、基板９でのパターンを形成しない領域で交換した新たなノズル１３ａを用いて十字マークの描画を行ない、この十字マークを画像認識カメラ１５で撮影して、その撮影画像から十字マークの交点の重心位置を画像処理で求める。そして、この重心位置と基板９上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出し、その算出結果をノズル１３ａの流動性材料吐出口の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）として、マイクロコンピュータ１７ａに内蔵のＲＡＭに格納する。これにより、基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）を終了する。
ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）は、後に行なうパターンの塗布描画動作時、ノズル１３ａの位置ずれを補正するために用いるものである。
【００３０】
次に、ステップＳ４００では、流動性材料のパターン描画処理を行なう。
このパターン描画処理では、塗布開始位置にノズル１３ａの流動性材料吐出口を位置付けるために、基板９を移動させ、ノズル１３ａの位置の比較および調整移動を行なう。このために、まず、先の基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）で得られてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）が、予め設定されたノズル１３ａの位置ずれ量の許容範囲（△Ｘ，△Ｙ）にあるか否かの判断を行なう。
位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）がこの許容範囲内（△Ｘ≧ｄｘおよび△Ｙ≧ｄｙ）にあれば、そのままとし、許容範囲外（△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）であれば、この位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を基に、基板９を移動させることにより、ノズル１３ａの流動性材料吐出口と基板９の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル１３ａを所望位置に位置決めする。
【００３１】
次に、Ｚ軸サーボモータ１２を動作させて、ノズル１３ａの高さを流動性材料のパターン描画高さに設定する。ノズルの初期移動距離データに基づいてノズル１３ａを初期移動距離分下降させる。続いて、基板９の表面高さを距離計１４で測定することにより、ノズル１３ａの高さが流動性材料のパターンを描画する高さに設定されているか否かを確認する。描画高さに設定できていない場合には、ノズル１３ａを微小距離下降させ、以下、基板９の表面高さの計測とノズル１３ａの微小距離下降とを交互に繰り返し行ない、ノズル１３ａの高さをパターンを塗布描画するための高さに設定する。また、シリンジ１３が交換されていないときには、ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）のデータはないので、パターン描画処理に入ると、直ちに上記のノズル１３ａの高さ設定を行なう。
【００３２】
以上の処理が終了すると、次に、マイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納された流動性材料のパターンデータに基づいて、サーボモータ４、６が駆動される。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板２８に対向した状態で、このパターンデータに応じて、基板９がＸ、Ｙ方向に移動する。そして、これとともに、正圧源２３からレギュレータ２３ａとバルブユニット２４を介してシリンジ１３に所定の吐出圧が印加され、当該シリンジ１３のノズル１３ａのペースト吐出口からのペーストの吐出が開始される。これにより、基板９への塗布描画が開始される。
【００３３】
そして、これとともに、先に説明したように、マイクロコンピュータ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力し、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
【００３４】
そして、これと共に、先に説明したように、マイクロコンピュータ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力子、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
【００３５】
ステップＳ５００では、塗布描画を終了した基板を排出する。
ステップＳ６００では、全ての基板について、塗布作業が終了したか否かを判定する。否であればステップＳ２００に戻る。また、全ての基板について塗布作業が終了した場合には、装置の電源をオフする。
【００３６】
次に、図４と図５によって、従来のペースト塗布方法と本発明による塗布方法について説明する。図４は、従来のペースト塗布方法について説明するための図であり、図５は本発明のペースト塗布方法について説明するための図である。
なお、シリンジのノズルの先端部のペースト吐出口から流動性材料が吐出され、基板に所望のパターンが塗布描画されることを、以下、シリンジでパターンを描画塗布するとして説明する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、シリンジ４０２で、始点４０から、矢印４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８の順に描画塗布すると、パターン４０３が形成される。また、高速化のため、図４（ｂ）に示すように、別のシリンジ４２２で、始点４０から、矢印４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８の順に、図４（ａ）と同一パターンを描画塗布しようとすると、パターン４２３が形成される。
しかし、パターン４０３の描画塗布には、液面ｈ０とペースト残量が多いシリンジを用いており、パターン４２３の描画塗布には、液面ｈ２と流動性材料の残量が少ないシリンジを用いているため、パターン４０３は塗布量が多く、パターン４２３は塗布量が少なくなる。
【００３８】
そこで、本発明では、図５（ａ）に示すように、シリンジ５０２で、矢印５３１に沿って一方のサブパターンを描画塗布し、シリンジ５０３で矢印５２１、次に矢印５２２に沿って他方のサブパターンを描画塗布する。この結果、領域５０１内にパターン５０４が形成される。
同様に、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）と同一のパターンを描画塗布しようとする。この場合、シリンジ５０２で、矢印５３１に沿って一方のサブパターンを描画塗布し、シリンジ５０３で矢印５２１、次に矢印５２２に沿って他方のサブパターンを描画塗布する。この結果、領域５０１内に描画塗布されたパターン５０４とほぼ同一の塗布量のパターン５２４が領域５２１内に形成される。
【００３９】
次に、図６、図７、図８、図９、および図１０によって、従来のペースト塗布方法と本発明による、描画塗布する場合の交差部分の塗布方法について説明する。図６は、従来のペースト塗布方法について説明するための図であり、図７〜図１０は、本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【００４０】
図６において、図６（ａ）に示すように、従来は、シリンジで矢印６１に沿って描画塗布すると、一方のサブパターン６０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図６（ｂ）に示すように、描画塗布すると、他方のサブパターン６０３が形成される。
しかし、サブパターン６０３の描画塗布時には、すでに、サブパターン６０２が形成されているため、図６（ｃ）に示すように、交差部分または交差後に断線６４４が発生し、塗布描画されたサブパターンが、サブパターン６４２と６４２’とに分離する。
【００４１】
そこで、図７の本発明の一実施例では、図６（ａ）と同様に、図７（ａ）で示すように、シリンジで、矢印７１に沿って描画塗布すると、サブパターン７０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図７（ｂ）に示すように、矢印７２と矢印７３に示すように描画塗布する。この経路は、図６（ｂ）の矢印６２と同一である。しかし、本発明の一実施例では、サブパターン７０２と交差する部分では描画塗布をしない。即ち、経路を矢印７２と矢印７３と交差部分で分離して描画塗布する。
この結果、図７（ｃ）に示すように、サブパターン７０３の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４２】
また、図８の本発明の一実施例では、シリンジで、図８（ａ）に示すように、矢印８１に沿って描画塗布すると、サブパターン８０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図８（ｂ）に示すように、矢印８２に示すように描画塗布する。この矢印８１と８２の経路は、×字状の交差部分で、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状の経路としたものである。この結果、本発明の一実施例では、サブパターン８０２とサブパターン８０３の交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、最終的に形成されたパターン８４２では断線が発生しない。このため、図８（ｃ）に示すように、パターン８４２の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４３】
また図９の本発明の一実施例では、シリンジで、図９（ａ）に示すように、矢印８１’に沿って描画塗布すると、サブパターン８０２’が形成される。次に、異なるシリンジで、図９（ｂ）に示すように、矢印８２’に示すようにサブパターン８０３’を描画塗布する。この矢印８１’と８２’の経路は、×字状の交差部分で、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状または逆「く」の字状の経路としたものであり、図８の経路８１および８２と比べて、交差部分の距離を離したものである。この結果、本発明の一実施例では、サブパターン８０２’とサブパターン８０３’の交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、出来上がったパターン８４２’では断線が発生しない。このため、図９（ｃ）に示すように、パターン８４２’の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４４】
また図１０の本発明の一実施例では、シリンジで、図１０（ａ）に示すパターン１０１を形成する描画塗布する場合のサブパターンの一実施例を、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）で示している。
図１０（ｂ）に示すように、矢印１１１、１１２、および１１３のサブパターンを組み合わせることで、パターン１０１’が形成される。また、図１０（ｃ）に示すように、矢印１２１、１２２、および１２３のサブパターンを組み合わせることで、パターン１０１’’が形成される。
この結果、本発明の一実施例では、それぞれのサブパターンの交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、出来上がったパターン１０１（１０１’、１０１’’）では断線が発生しない。
【００４５】
図１１の本発明の一実施例を示す。本実施例は、２つのシリンジ１３のノズル径が異なる場合である。ノズル径が細いシリンジ１３でパターンＡを塗布する。次に、ノズル径が太いシリンジ１３で、塗布されたパターンＡに重ねてパターンＢを塗布する。このとき、バターンＢはパターンＡを完全に重ねるのではなく、先端の一部分を重ね内容にしてもよい。接着面から接着剤がはみ出すことなく、接着剤の塗布量を制御することができる。接着剤の塗布量をパターンの組み合わせで制御することもできる。
ノズル径に代わって、２つのシリンジ間で接着剤を塗布する際の圧力を変えて、異なる塗布量を塗布するようにしてもよい。
【００４６】
さらに、図７の実施例では、それぞれ別のシリンジで描画塗布することによって、高速化が実現可能となる。また図８の実施例でも、それぞれ別のシリンジで描画塗布することによって、高速化が実現可能となる。
なお、図７および図８の実施例において、経路７１と、経路７２および７３を同一のシリンジで描画塗布しても良い。また、経路８１と、経路８２を同一のシリンジで描画塗布しても良い。
【００４７】
上述のように、本発明によれば、複数ノズル（複数シリンジ）で別々の経路の描画塗布を分担することで、塗布量および形状が安定的に供給可能なペースト塗布方法を提供することができる。
また、本発明によれば、描画経路の交差部分で交差をしないようにすることで、パターンの断線が発生せず、塗布量および形状が安定的に供給可能なペースト塗布方法を提供することができる。
さらに、複数のシリンジで描画塗布することで、生産性が向上する。
【００４８】
またさらに、複数のシリンジで別々の描画経路を分担させることで、それぞれのシリンジで厳密に同じ量および形状である必要が低くなる。従って、ノズル、圧力、速度、高さ、およびパターン形状等の諸パラメータを、使用するシリンジ間で厳密に揃える必要がなくなり、かつ、段取り作業の工数や作業者の熟練度を必要としなくなる。
また、それぞれのシリンジで別々のパターンを描画塗布することになるので、ノズル径、圧力、速度を、それぞれ別々に設定することができ、描画塗布の自由度が増大する。例えば、１つのシリンジを基板の凹凸などの穴埋めに使用することも可能となる。また、例えば、複雑な形状の塗布パターンを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、ダイボンディング用液状接着剤またはマウンタ用液状接着剤をプリント基板等の被塗布基板に塗布する他、例えば、ＬＥＤ、ＬＳＩ等の半導体素子における、チップコーティング用等の充填剤を塗布する製造装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１００’：ペースト塗布装置、 １：架台、 ２：Ｚ軸テーブル支持架台、 ３：Ｘ軸移動テーブル、 ４：Ｘ軸サーボモータ、 ５：Ｙ軸移動テーブル、６：Ｙ軸サーボモータ、 ７：基板保持機構、 ８：θ軸移動テーブル、 ８ａ：θ軸サーボモータ、 ９：基板、 １０：Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット、 １１：Ｚ軸移動テーブル、 １１ａ：支持ベース、 １２：Ｚ軸サーボモータ、 １３：シリンジ、 １３ａ：ノズル、 １４：ノズル支持具、 １５：画像認識カメラ、 １６：距離計、 １７：主制御部、 １７ａ：マイクロコンピュータ、 １７ｂ：モータコントローラ、 １７ｃ：データ通信バス、 １７ｄ：外部インタフェース、 １７ｅ：画像処理装置、 １７ｆ〜１７ｉ：モータドライバ、 １８：副制御部、 １８ａ：ハードディスク、 １８ｂ：ＤＶＤ、 １９：モニタ、 ２０：キーボード、 ２１：配線、 ２６：ガイドレール、 ２２：負圧源、 ２２ａ、２３ａ：レギュレータ、 ２３：正圧源、 ２４：バルブユニット、 ２５：大気。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ及び半導体製造方法に関わり、特に、半導体製造装置におけるダイボンディングや部品マウントに適用する複数ヘッドで描画塗布するペースト塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体装置（または半導体集積回路装置）の製造プロセスにおいては、ダイボンディング用液状接着剤（例えば、エポキシ系接着剤）、等の流動性材料をプリント基板等の被塗布基板に塗布する。このとき、先に、下方に塗布ノズル（以下、ノズルと称する）があるシリンジにペースト状の接着剤を入れておいて、そこにディスペンサ装置から一定の時間、空気等の加圧気体を供給して、シリンジのノズルから所定量の流動性材料を吐出させることにより、被塗布基板（以下、基板と称する）に接着剤等の流動性材料を塗布する。塗布時には、このノズルを基板に近接させた状態で、シリンジをＸＹ平面内で２次元的に一筆書き走査することによって描画塗布動作を行う（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６８５１号公報
【特許文献２】特開２００３−５３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来のペースト塗布では、１つのシリンジ（シングルノズル）で流動性材料を塗布する方式と複数のシリンジ（例えば、シングルノズルで２つのシリンジ）で流動性材料を塗布する方式とがある。
しかし、１つのシリンジで塗布する場合には、塗布面積が大きい場合には時間がかかる。また、複数のシリンジで塗布する場合には、それぞれのシリンジの違い（圧力さ、ペースト量、等）により、流動性材料を同一の塗布量にすることが難しく、塗布むらや断線が発生し易い。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、複数のシリンジで塗布作業を短時間とし、かつ、塗布形状が安定したダイボンダ及び半導体製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の半導体製造方法は、Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成する半導体製造方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成するものである。
【０００６】
また、上記発明の半導体製造方法において、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しないことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数のシリンジで塗布作業を短時間とすることが可能となり、かつ、塗布形状が安定したダイボンダ及び半導体製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明に使用するペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明に使用するペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明に使用するダイボンダの一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明に使用するペースト塗布装置における主制御部とその制御系統の一実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明のペースト塗布方法の全体的な動作を示すフローチャートである。
【図４】従来のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図５】本発明のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図６】従来のペースト塗布方法について説明するための図である。
【図７】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図８】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図９】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図１０】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【図１１】本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、流動性材料の所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法およびペースト塗布装置であって、複数ヘッド（複数シリンジ）で流動性材料の塗布量および形状を安定的に供給し、安定でかつ高速で描画可能なペースト塗布方法を提案する。なお、本書では、１シリンジに１ノズル（シングルノズル）方式のペースト塗布方法について説明する。
また本発明では、複数のシリンジでそれぞれ異なるサブパターンで描画を行い、当該サブパターンを組み合わせて１つのパターン（塗布パターン）を形成する。また本発明では、塗布パターンの交差部分でサブパターンが交差しないペースト塗布方法である。
複数シリンジで別々の異なるサブパターンの描画を分担することで、他のシリンジと同じ塗布量、同じ塗布形状である必要性を低減することができる。
また、複数のシリンジで塗布（描画）処理動作を並列処理でき、高速描画可能となり、生産性が向上する。
さらに、複数のシリンジでも、交差部分の存在する描画パターンに対応でき、描画塗布を並列処理して高速描画可能となるので、生産性が向上する。
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。また、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避けるため、説明を省略するようにした。
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図１Ａと図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、従来のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。図１Ｂは、本発明によるペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。図１Ａは、シリンジの数が１のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図であり、図１Ｂは、複数のシリンジ（例えば、シリンジ数が２）を備えた本発明のペースト塗布装置の一実施例を示す斜視図である。
本書では、まず図１Ａによってペースト塗布装置の概略構成を説明し、図１Ｂによって本発明に使用するペースト塗布装置について説明する。
１００と１００’は本発明のペースト塗布装置、１は架台、２はＺ軸テーブル支持架台、３はＸ軸移動テーブル、４はＸ軸サーボモータ、５はＹ軸移動テーブル、６はＹ軸サーボモータ、７は基板保持機構、８はθ軸移動テーブル、９は基板、１０はＺ軸移動テーブル支持ブラケット、１１はＺ軸移動テーブル、１１ａは支持ベース、１２はＺ軸サーボモータ、１３は流動性材料（ペースト）を収納するシリンジ、１４はノズル支持具、１５は画像認識カメラ、１６は距離計、１７は主制御部、１８は副制御部、１８ａはハードディスク、１８ｂはＤＶＤ、１９はモニタ、２０はキーボード、２１は配線、２６はＺ軸テーブル指示架台をＹ軸方向に移動するためのガイドレールである。ペースト塗布装置１００’は、１つのシリンジ１３を有するタイプである。複数のシリンジで塗布作業を行うには、複数個のペースト塗布装置１００’を用意して行う。
【００１２】
図１Ａのペースト塗布装置１００’において、架台１上には、Ｘ軸移動テーブル３とが設けられ、このＸ軸移動テーブル３上には、これと直交するようにして、Ｙ軸移動テーブル５が設けられている。このＹ軸移動テーブル５は、Ｘ軸移動テーブル３に設けられているＸ軸サーボモータ４の駆動により、Ｘ軸移動テーブル３上をＸ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル５上には、基板保持機構７が設けられている。この基板保持機構７は、Ｙ軸移動テーブル５に取り付けられているＹ軸サーボモータ６の駆動により、Ｙ軸移動テーブル５上をＹ軸方向に移動する。また、基板保持機構７にθ軸移動テーブル８が取り付けられており、図示しないθ軸サーボモータによるθ軸移動テーブル８の回転駆動により、基板保持機構７がθ軸方向（Ｚ軸廻りの回転方向）に回転駆動される。基板９は基板保持機構７に取り付けられ、Ｘ、Ｙ、θ軸の各移動テーブル３、５、８のサーボモータの駆動により、Ｘ、Ｙ軸方向に移動したり、θ軸方向に回転したりして所定の位置に位置決めされる。
【００１３】
なお、この実施形態では、基板９をその面方向に移動させてその位置決めを行い、また、流動性材料の塗布を行なう。しかし、ノズルを移動させることにより、同様の位置決めやペースト塗布の制御をすることも可能であることはいうまでもない。さらに、これら移動テーブル３、５、８を駆動する機構全体またはノズルを基板９の面方向に移動させる機構を、総称して、テーブル駆動機構という。
例えば、Ｚ軸テーブル支持架台２がガイドレール２６上でＹ軸方向に移動するようにし、Ｚ軸テーブル支持架台２にＸ軸方向移動用のガイドレール（図示しない）を設け、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０をガイドレールに沿って移動するようにしてＸ軸方向に移動しても良い。なお、駆動部についての図示も周知であり、省略する。
【００１４】
架台１上には、また、Ｚ軸テーブル支持架台２が設けられており、このＺ軸テーブル支持架台２には、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０を介して、Ｚ軸移動テーブル１１が設けられている。Ｚ軸移動テーブル１１上には、支持ベース１１ａがＺ軸方向に移動可能に取り付けられており、Ｚ軸移動テーブル１１に取り付けられているＺ軸サーボモータ１２を駆動することにより、支持ベース１１ａがＺ軸方向（上下方向）に移動する（この駆動系を、以下、ノズル駆動機構という）。この支持ベース１１ａには、ノズル支持具１４を下端部に備えたシリンジ１３や照明の可能な光源を備えた鏡筒を有する画像認識カメラ１５、距離計１６などが取り付けられている。このノズル支持具１４の先端には、図示しないが、ノズルが設けられている。
【００１５】
なお、シリンジ１３は、図示しないリニアガイドの可動部に着脱自在に取り付けられている。また、画像認識カメラ１５は、基板９の位置合わせやペーストパターンの形状認識などのために、基板９に対向するようにして設けられている。
【００１６】
架台１の下部には、主制御部１７が設置されており、この主制御部１７は、配線２１により、別設した副制御部１８と接続されている。副制御部１８は、ハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体を用いた外部記憶装置やモニタ１９、キーボード２０を備えている。
【００１７】
主制御部１７は、各テーブル３、５、１１のサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８のサーボモータなどを制御する。主制御部１７での各種処理のためのデータがキーボード２０から入力され、画像認識カメラ１５で捉えた画像や主制御部１７での処理状況がモニタ１９で表示される。また、キーボード２０から入力されたデータなどは、外部記憶装置であるハードディスク１８ａやＤＶＤ１８ｂなどの記憶媒体に記憶保管される。
【００１８】
図１Ｂは、図１Ａが１シリンジであるのに対し、２シリンジを備えたペースト塗布装置である。本発明のペースト塗布装置１００は、２つ以上のノズル（シリンジ）を用いて塗布するため、図１Ｂのように、Ｚ軸テーブル支持架台２、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０、Ｚ軸移動テーブル１１、支持ベース１１ａ、Ｚ軸サーボモータ１２、シリンジ１３、ノズル１３ａ、ノズル支持具１４、画像認識カメラ１５、および距離計１６を２組設けている。
【００１９】
次に、図１Ｂのペースト塗布装置１００の制御方法を、図２によって説明する。図２は、図１Ｂにおける主制御部１７とその制御系統の一具体例を示すブロック図である。８ａはθ軸サーボモータ、１３ａはノズル、１７ａはマイクロコンピュータ、１７ｂはモータコントローラ、１７ｃはデータ通信バス、１７ｄは外部インターフェース、１７ｅは画像処理装置、１７ｆ〜１７ｉはモータドライバ、２２は負圧源、２３は正圧源、２２ａ、２３ａはレギュレータ、２４はバルブユニット、２５は大気、２６はガイドレールである。
なお、Ｚ軸テーブル支持架台２、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０、Ｚ軸移動テーブル１１、支持ベース１１ａ、Ｚ軸サーボモータ１２、シリンジ１３、ノズル１３ａ、ノズル支持具１４、画像認識カメラ１５、および距離計１６に関しての説明は、１組として説明するが、２組がそれぞれ個々に動作可能である。
【００２０】
図２において、主制御部１７は、マイクロコンピュータ１７ａやモータコントローラ１７ｂ、モータドライバ１７ｆ〜１７ｉ、画像認識カメラ１５で得られる映像信号を処理する画像処理装置１７ｅ、副制御部１８との間の信号伝送やレギュレータ２２ａ、２３ａ、バルブユニット２４の制御および距離計１６の測定入力を行なう外部インターフェース１７ｄを内蔵しており、マイクロコンピュータ１７ａやモータコントローラ１７ｂ、外部インターフェース１７ｄ、画像処理装置１７ｅがデータ通信バス１７ｃによって互いに接続されている。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ１７ａには、図示しないが、主演算部や後述する塗布描画を行なうための処理プログラムを格納したＲＯＭ、主演算部での処理結果や外部インターフェース１７ｄおよびモータコントローラ１７ｂからの入力データを格納するＲＡＭ、外部インターフェース１７ｄやモータコントローラ１７ｂとデータをやり取りする入出力部などを備えている。
【００２２】
上記各テーブル３、５、１１を駆動するサーボモータ４、６、１２やθ軸移動テーブル８（図１Ａ）を回転駆動するθ軸サーボモータ８ａには、回転量を検出するエンコーダが内蔵されており、その検出結果を該当するモータドライバ１７ｆ、１７ｇ、１７ｉ、１７ｈに戻して基板９やノズル１３ａの位置制御を行なっている。
【００２３】
サーボモータ４、６、８ａ、１２は、キーボード２０から入力されてマイクロコンピュータ１７ａ内蔵のＲＡＭに格納されているデータに基いて、正逆回転する。これにより、基板保持機構７に保持された基板９が、Ｚ軸移動テーブル１１を介して支持されるノズル１３ａに対し、Ｘ、Ｙ軸方向に任意の距離を移動する。その移動中、シリンジ１３に僅かな気圧が継続して印加されることにより、ノズル１３ａの先端部のペースト吐出口から流動性材料が吐出され、基板９に所望のペーストパターンが塗布描画される。
【００２４】
流動性材料の塗布制御のための吐出圧制御機構は、正圧源２３から供給された圧縮空気の圧力を調整するためのレギュレータ２３ａと、負圧源２２から供給された負圧の空気の圧力を調整するレギュレータ２２ａと、これらレギュレータ２２ａ、２３ａからの圧力の調整された空気配管と大気２５へ開放する配管とを夫々切替制御するためのバルブユニット２４とからなり、この吐出圧制御機構により、バルブユニット２４からシリンジ１３内の流動性材料に所望の圧力が加えられて、吐出圧が制御される構成となっている。
【００２５】
また、基板保持機構７の保持された基板９がＸ、Ｙ軸方向への水平移動中に、距離計１６がノズル１３ａと基板９との間の間隔（以下、ノズル１３ａの高さという）を計測し、この計測結果に基づいて、ノズル１３ａの高さが略一定に維持されるように、Ｚ軸サーボモータ１２が駆動されてノズル１３ａがＺ方向に移動する制御が行なわれる。
なお、ペースト塗布装置１００、１００’は、各軸を駆動するモータにサーボモータを使用したが、ＤＣモータ、リニアモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータ等を使用することもできる。
【００２６】
次に、Ｘ軸移動テーブル及ぶＹ軸移動テーブルを使用せずに、シリンジ１がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動及び回転するダイボンダ１００ｃの概略図を図１Ｃに示す。
ダイボンダ２１０は大別してウェハ供給部２０１と、基板供給・搬送部２０２と、ダイボンディング部２０３と、これ等を制御する制御部（図示なし）とを有する。
ウェハ供給部２０１は、ウェハカセットリフタ２１１とウエハホルダ２１２とを有する。ウェハカセットリフタ２１１は、ウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをウエハホルダ２１２に供給する。ウエハホルダ２１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
基板供給・搬送部２０２はスタックローダ２２１と、フレームフィーダ２２２と、アンローダ２２３とを有する。スタックローダ２２１は、ダイを接着する基板（例えば、リードフレーム）をフレームフィーダ２２２に供給する。フレームフィーダ２２２は、基板をフレームフィーダ２２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２２３に搬送する。アンローダ２２３は、搬送された基板を保管する。
ダイボンディング部２０３はプリフォーム部２３１と、ボンディングヘッド部２３２とを有する。プリフォーム部２３１は、フレームフィーダ２２２により搬送されてきた基板にダイ接着剤を塗布する。プリフォーム部２３１には、シリンジ１３を独立してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動及び回転させるプリフォームヘッド２３１ａを有する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への移動とθ方向への回転は、リニアモータ、サーボモータ、ＤＣモータ、振動モータ、ステッピングモータ、ユニバーサルモータなどを用いことができる。ここでは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向に移動にはリニアモータを使用し、θ方向への回転にはサーボモータを使用する場合について説明する。
プリフォームヘッド２３１ａには２つのシリンジ１３があって、２つのシリンジ１３はそれぞれ独立に駆動することができる。プリフォームヘッド２３１ａはモータコントローラ１７ｂ（図２）によって、２つのシリンジ１３を図５、図７〜図１１に示す塗布方法で塗布できるように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動する各リニアモータ及びθ方向に回転するサーボモータを制御する。
ボンディングヘッド部２３２は、ウエハホルダ２１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２２上のボンディング位置まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部２３２は、ボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上にダイをボンディングする。
【００２７】
図３は、本発明に使用するペースト塗布装置１００の全体的な動作を示すフローチャートである。以下、図１Ａおよび図２も参照して、この実施形態の動作を説明する。
図３において、まず、電源を投入すると、ステップＳ１００では、ペースト塗布装置の初期設定が実行される。
【００２８】
この初期設定工程の後、ステップＳ２００では、サーボモータ４、６、８ａ、１２を駆動することにより、基板保持機構７をＸ、Ｙ、θ軸方向に移動させて所定の基準位置に位置決めする。また、これと同時に、ノズル１３ａも、そのペースト吐出口がペースト塗布を開始する位置（即ち、流動性材料塗布開始点）となるように、所定の原点位置に設定される。さらに、流動性材料のパターンデータや基板位置データ、流動性材料吐出終了位置データなどの設定を行なう。なお、先に述べたように、これら各データの入力はキーボード２０から行なわれ、入力されたデータはマイクロコンピュータ１７ａに内蔵されたＲＡＭに格納される。
【００２９】
次に、ステップＳ３００では、基板９を基板吸着機構７に搭載して保持させ、続いて、基板予備位置決め処理を行なう。
この基板予備位置決め処理では、基板保持機構７に搭載された基板９の位置決め用マークを画像認識カメラ１５で撮影し、その撮影画像から位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて、基板９のθ軸方向での傾きを検出し、これに応じてサーボモータ８ａを駆動し、このθ軸方向の傾きも補正する。
なお、シリンジ１３内の流動性材料の残り量（内容量）が少ない場合には、次のペースト塗布作業の途中で流動性材料の途切れがないようにするために、前もってシリンジ１３をノズル１３ａとともに交換する。シリンジ１３やノズル１３ａを交換した場合には、Ｘ、Ｙ軸面での位置ずれが生ずることがある。この位置ずれをなくすために、基板９でのパターンを形成しない領域で交換した新たなノズル１３ａを用いて十字マークの描画を行ない、この十字マークを画像認識カメラ１５で撮影して、その撮影画像から十字マークの交点の重心位置を画像処理で求める。そして、この重心位置と基板９上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出し、その算出結果をノズル１３ａの流動性材料吐出口の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）として、マイクロコンピュータ１７ａに内蔵のＲＡＭに格納する。これにより、基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）を終了する。
ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）は、後に行なうパターンの塗布描画動作時、ノズル１３ａの位置ずれを補正するために用いるものである。
【００３０】
次に、ステップＳ４００では、流動性材料のパターン描画処理を行なう。
このパターン描画処理では、塗布開始位置にノズル１３ａの流動性材料吐出口を位置付けるために、基板９を移動させ、ノズル１３ａの位置の比較および調整移動を行なう。このために、まず、先の基板予備位置決め処理（ステップＳ４００）で得られてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）が、予め設定されたノズル１３ａの位置ずれ量の許容範囲（△Ｘ，△Ｙ）にあるか否かの判断を行なう。
位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）がこの許容範囲内（△Ｘ≧ｄｘおよび△Ｙ≧ｄｙ）にあれば、そのままとし、許容範囲外（△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）であれば、この位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）を基に、基板９を移動させることにより、ノズル１３ａの流動性材料吐出口と基板９の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル１３ａを所望位置に位置決めする。
【００３１】
次に、Ｚ軸サーボモータ１２を動作させて、ノズル１３ａの高さを流動性材料のパターン描画高さに設定する。ノズルの初期移動距離データに基づいてノズル１３ａを初期移動距離分下降させる。続いて、基板９の表面高さを距離計１４で測定することにより、ノズル１３ａの高さが流動性材料のパターンを描画する高さに設定されているか否かを確認する。描画高さに設定できていない場合には、ノズル１３ａを微小距離下降させ、以下、基板９の表面高さの計測とノズル１３ａの微小距離下降とを交互に繰り返し行ない、ノズル１３ａの高さをパターンを塗布描画するための高さに設定する。また、シリンジ１３が交換されていないときには、ノズル１３ａの位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）のデータはないので、パターン描画処理に入ると、直ちに上記のノズル１３ａの高さ設定を行なう。
【００３２】
以上の処理が終了すると、次に、マイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納された流動性材料のパターンデータに基づいて、サーボモータ４、６が駆動される。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板２８に対向した状態で、このパターンデータに応じて、基板９がＸ、Ｙ方向に移動する。そして、これとともに、正圧源２３からレギュレータ２３ａとバルブユニット２４を介してシリンジ１３に所定の吐出圧が印加され、当該シリンジ１３のノズル１３ａのペースト吐出口からのペーストの吐出が開始される。これにより、基板９への塗布描画が開始される。
【００３３】
そして、これとともに、先に説明したように、マイクロコンピュータ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力し、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
【００３４】
そして、これと共に、先に説明したように、マイクロコンピュータ１７ａは、距離計１６からノズル１３ａの高さの実測データを入力子、この実測データから基板９の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてノズル駆動機構（Ｚ軸サーボモータ１２）を動作させる。これにより、ノズル１３ａの高さが設定値に略一定に維持される。
【００３５】
ステップＳ５００では、塗布描画を終了した基板を排出する。
ステップＳ６００では、全ての基板について、塗布作業が終了したか否かを判定する。否であればステップＳ２００に戻る。また、全ての基板について塗布作業が終了した場合には、装置の電源をオフする。
【００３６】
次に、図４と図５によって、従来のペースト塗布方法と本発明による塗布方法について説明する。図４は、従来のペースト塗布方法について説明するための図であり、図５は本発明のペースト塗布方法について説明するための図である。
なお、シリンジのノズルの先端部のペースト吐出口から流動性材料が吐出され、基板に所望のパターンが塗布描画されることを、以下、シリンジでパターンを描画塗布するとして説明する。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、シリンジ４０２で、始点４０から、矢印４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８の順に描画塗布すると、パターン４０３が形成される。また、高速化のため、図４（ｂ）に示すように、別のシリンジ４２２で、始点４０から、矢印４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８の順に、図４（ａ）と同一パターンを描画塗布しようとすると、パターン４２３が形成される。
しかし、パターン４０３の描画塗布には、液面ｈ０とペースト残量が多いシリンジを用いており、パターン４２３の描画塗布には、液面ｈ２と流動性材料の残量が少ないシリンジを用いているため、パターン４０３は塗布量が多く、パターン４２３は塗布量が少なくなる。
【００３８】
そこで、本発明では、図５（ａ）に示すように、シリンジ５０２で、矢印５３１に沿って一方のサブパターンを描画塗布し、シリンジ５０３で矢印５２１、次に矢印５２２に沿って他方のサブパターンを描画塗布する。この結果、領域５０１内にパターン５０４が形成される。
同様に、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）と同一のパターンを描画塗布しようとする。この場合、シリンジ５０２で、矢印５３１に沿って一方のサブパターンを描画塗布し、シリンジ５０３で矢印５２１、次に矢印５２２に沿って他方のサブパターンを描画塗布する。この結果、領域５０１内に描画塗布されたパターン５０４とほぼ同一の塗布量のパターン５２４が領域５２１内に形成される。
【００３９】
次に、図６、図７、図８、図９、および図１０によって、従来のペースト塗布方法と本発明による、描画塗布する場合の交差部分の塗布方法について説明する。図６は、従来のペースト塗布方法について説明するための図であり、図７〜図１０は、本発明のペースト塗布方法の一実施例について説明するための図である。
【００４０】
図６において、図６（ａ）に示すように、従来は、シリンジで矢印６１に沿って描画塗布すると、一方のサブパターン６０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図６（ｂ）に示すように、描画塗布すると、他方のサブパターン６０３が形成される。
しかし、サブパターン６０３の描画塗布時には、すでに、サブパターン６０２が形成されているため、図６（ｃ）に示すように、交差部分または交差後に断線６４４が発生し、塗布描画されたサブパターンが、サブパターン６４２と６４２’とに分離する。
【００４１】
そこで、図７の本発明の一実施例では、図６（ａ）と同様に、図７（ａ）で示すように、シリンジで、矢印７１に沿って描画塗布すると、サブパターン７０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図７（ｂ）に示すように、矢印７２と矢印７３に示すように描画塗布する。この経路は、図６（ｂ）の矢印６２と同一である。しかし、本発明の一実施例では、サブパターン７０２と交差する部分では描画塗布をしない。即ち、経路を矢印７２と矢印７３と交差部分で分離して描画塗布する。
この結果、図７（ｃ）に示すように、サブパターン７０３の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４２】
また、図８の本発明の一実施例では、シリンジで、図８（ａ）に示すように、矢印８１に沿って描画塗布すると、サブパターン８０２が形成される。次に、異なるシリンジで、図８（ｂ）に示すように、矢印８２に示すように描画塗布する。この矢印８１と８２の経路は、×字状の交差部分で、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状の経路としたものである。この結果、本発明の一実施例では、サブパターン８０２とサブパターン８０３の交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、最終的に形成されたパターン８４２では断線が発生しない。このため、図８（ｃ）に示すように、パターン８４２の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４３】
また図９の本発明の一実施例では、シリンジで、図９（ａ）に示すように、矢印８１’に沿って描画塗布すると、サブパターン８０２’が形成される。次に、異なるシリンジで、図９（ｂ）に示すように、矢印８２’に示すようにサブパターン８０３’を描画塗布する。この矢印８１’と８２’の経路は、×字状の交差部分で、描画塗布するための経路を曲げて「く」の字状または逆「く」の字状の経路としたものであり、図８の経路８１および８２と比べて、交差部分の距離を離したものである。この結果、本発明の一実施例では、サブパターン８０２’とサブパターン８０３’の交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、出来上がったパターン８４２’では断線が発生しない。このため、図９（ｃ）に示すように、パターン８４２’の描画塗布時には、断線が発生しない。
【００４４】
また図１０の本発明の一実施例では、シリンジで、図１０（ａ）に示すパターン１０１を形成する描画塗布する場合のサブパターンの一実施例を、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）で示している。
図１０（ｂ）に示すように、矢印１１１、１１２、および１１３のサブパターンを組み合わせることで、パターン１０１’が形成される。また、図１０（ｃ）に示すように、矢印１２１、１２２、および１２３のサブパターンを組み合わせることで、パターン１０１’’が形成される。
この結果、本発明の一実施例では、それぞれのサブパターンの交差部分では、描画塗布経路が互いに交差しないように描画塗布を行うことができる。即ち、出来上がったパターン１０１（１０１’、１０１’’）では断線が発生しない。
【００４５】
図１１の本発明の一実施例を示す。本実施例は、２つのシリンジ１３のノズル径が異なる場合である。ノズル径が細いシリンジ１３でパターンＡを塗布する。次に、ノズル径が太いシリンジ１３で、塗布されたパターンＡに重ねてパターンＢを塗布する。このとき、バターンＢはパターンＡを完全に重ねるのではなく、先端の一部分を重ね内容にしてもよい。接着面から接着剤がはみ出すことなく、接着剤の塗布量を制御することができる。接着剤の塗布量をパターンの組み合わせで制御することもできる。
ノズル径に代わって、２つのシリンジ間で接着剤を塗布する際の圧力を変えて、異なる塗布量を塗布するようにしてもよい。
【００４６】
さらに、図７の実施例では、それぞれ別のシリンジで描画塗布することによって、高速化が実現可能となる。また図８の実施例でも、それぞれ別のシリンジで描画塗布することによって、高速化が実現可能となる。
なお、図７および図８の実施例において、経路７１と、経路７２および７３を同一のシリンジで描画塗布しても良い。また、経路８１と、経路８２を同一のシリンジで描画塗布しても良い。
【００４７】
上述のように、本発明によれば、複数ノズル（複数シリンジ）で別々の経路の描画塗布を分担することで、塗布量および形状が安定的に供給可能なペースト塗布方法を提供することができる。
また、本発明によれば、描画経路の交差部分で交差をしないようにすることで、パターンの断線が発生せず、塗布量および形状が安定的に供給可能なペースト塗布方法を提供することができる。
さらに、複数のシリンジで描画塗布することで、生産性が向上する。
【００４８】
またさらに、複数のシリンジで別々の描画経路を分担させることで、それぞれのシリンジで厳密に同じ量および形状である必要が低くなる。従って、ノズル、圧力、速度、高さ、およびパターン形状等の諸パラメータを、使用するシリンジ間で厳密に揃える必要がなくなり、かつ、段取り作業の工数や作業者の熟練度を必要としなくなる。
また、それぞれのシリンジで別々のパターンを描画塗布することになるので、ノズル径、圧力、速度を、それぞれ別々に設定することができ、描画塗布の自由度が増大する。例えば、１つのシリンジを基板の凹凸などの穴埋めに使用することも可能となる。また、例えば、複雑な形状の塗布パターンを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、ダイボンディング用液状接着剤またはマウンタ用液状接着剤をプリント基板等の被塗布基板に塗布する他、例えば、ＬＥＤ、ＬＳＩ等の半導体素子における、チップコーティング用等の充填剤を塗布する製造装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１００’：ペースト塗布装置、 １：架台、 ２：Ｚ軸テーブル支持架台、 ３：Ｘ軸移動テーブル、 ４：Ｘ軸サーボモータ、 ５：Ｙ軸移動テーブル、６：Ｙ軸サーボモータ、 ７：基板保持機構、 ８：θ軸移動テーブル、 ８ａ：θ軸サーボモータ、 ９：基板、 １０：Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット、 １１：Ｚ軸移動テーブル、 １１ａ：支持ベース、 １２：Ｚ軸サーボモータ、 １３：シリンジ、 １３ａ：ノズル、 １４：ノズル支持具、 １５：画像認識カメラ、 １６：距離計、 １７：主制御部、 １７ａ：マイクロコンピュータ、 １７ｂ：モータコントローラ、 １７ｃ：データ通信バス、 １７ｄ：外部インタフェース、 １７ｅ：画像処理装置、 １７ｆ〜１７ｉ：モータドライバ、 １８：副制御部、 １８ａ：ハードディスク、 １８ｂ：ＤＶＤ、 １９：モニタ、 ２０：キーボード、 ２１：配線、 ２６：ガイドレール、 ２２：負圧源、 ２２ａ、２３ａ：レギュレータ、 ２３：正圧源、 ２４：バルブユニット、 ２５：大気。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成することを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造方法において、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しないことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項３】
接着剤を塗布する複数のシリンジと前記複数のシリンジ駆動する駆動機構とを有するプリフォーム機構と、
前記駆動機構を個別に駆動することができ、前記複数のシリンジが複数の異なる塗布パターンで前記接着剤を塗布するように制御する制御部と、
を有するダイボンダ。
【請求項１】
Ｘ軸およびＹ軸方向に任意の距離を相対的に水平移動する基板に流動性材料で所定のパターンを描画塗布して形成するペースト塗布方法であって、複数のシリンジそれぞれが異なるサブパターンを描画塗布して１つのパターンを形成することを特徴とする半導体製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造方法において、前記複数のシリンジが描画塗布するパターンは、少なくともそれぞれのパターンの交差部分で描画パターンを交差しないことを特徴とする半導体製造方法。
【請求項３】
接着剤を塗布する複数のシリンジと前記複数のシリンジ駆動する駆動機構とを有するプリフォーム機構と、
前記駆動機構を個別に駆動することができ、前記複数のシリンジが複数の異なる塗布パターンで前記接着剤を塗布するように制御する制御部と、
を有するダイボンダ。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９９４５５（Ｐ２０１２−１９９４５５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３５２４（Ｐ２０１１−６３５２４）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
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