JP2024080318A - 実装装置及び実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な実装を実現することができる実装装置及び実装方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る実装装置１は、ハウジング１１と、ハウジング１１に非接触状態で支持され、ヘッド１３が設けられるスライダー１２と、非接触状態のコイル１７１とヨーク１７２とをそれぞれを備え、コイル１７１がハウジング１１に固定され、ヨーク１７２がスライダー１２に固定される、Ｘ軸方向に駆動される２個、Ｙ軸方向に駆動される３個の、Ｚ軸方向に駆動される１つのＶＣＭ１７を備え、スライダー１２をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の６軸方向に駆動して、チップＷ１とウェハＷ２との相対位置及び平行度を調整した状態で、接合させるボンディングアクチュエータをを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、実装装置及び実装方法に関する。

低消費電力及び高駆動速度を達成するために、半導体デバイス（device）の多層化が進んでいる。ＣｏＣ（Chip on Chip）、ＣｏＷ（Chip on Wafer）といった半導体チップ（Chip）を積層する工程、あるいは半導体パッケージ（Package）を実装する工程であるチップボンディング（Chip Bonding）工程は、従来のワイヤーボンディング（Wire Bonding）を介した接点間連結方式から、フリップチップ（Flip Chip）あるいはシリコン貫通電極（ＴＳＶ）による連結方式に変化している。

既存のワイヤーボンディングを介した接点間連結方式では、数１０μｍのボンディング（Bonding）精度でも十分であったが、バンプ（Bump）とパッド（Pad）との直接接触が行われるフリップチップでは数μｍ、特に、シリコン貫通電極によるチップのボンディングでは、サブμｍの精度が要求される。また、金属を直接接合するため、接合時に高温・高圧力が要求される傾向にある。高精度なチップボンディング装置において、機械的・熱的な構造体の微細な変化は、精度を阻害する要因となる。

さらに、バンプを介さない直接接合においては、数百ｎｍ以下の接合精度が求められる。直接接合では、ウェハの局所的なナノメートルレベルの凹凸も接合精度に影響する。このため、接合面間の距離が均一となるように、面同士の傾きをそろえる必要がある。

特許文献１には、高精度なチップボンディングを目的とした実装装置が記載されている。特許文献１の装置は、ボンディングステージ（Bonding Stage）に保持された下側被接合物と、ボンディングヘッド（Bonding Head）に保持された上側被接合物との間に挿入した上下２視野光学系によって、下側被接合物の接合面上及び上側被接合物の接合面上にあるアライメントマーク（Alignment Mark）を認識する。

上下２視野光学系は、上側を認識するためのカメラ（Camera）と下側を認識するためのカメラが一体となったものであり、接合直前の下側被接合物と上側被接合物との隙間に横から侵入できるように、少なくとも水平面内に駆動軸を持つ。上下２視野光学系による認識結果に基づき被接合物の位置合わせを行い、接合を行う。接合のために退避していた上下２視野光学系を再び挿入し、接合後の上側被接合物の上面にあるアライメントマークを認識する。接合前後の認識結果から実装後の位置ずれを計算し、次の層を接合する際にはその分を差し引いた位置を目標にして実装する。こうすることにより、実装誤差の累積を防いでいる。

しかし、特許文献１の装置のような形態では、ボンディングの高精度化に対して以下のような課題が残る。すなわち、上下２視野光学系は、熱的・機械的応力によって経時的に変形するので、実装前の認識時と実装後の認識時とで同じ光学パラメータ（Parameter）を用いると誤差要因になる。

この課題を解決するための技術として、例えば、特許文献２の装置では、ボンディングステージ上に基準マークを設けている。特許文献２の装置は、実装結果の認識を行う前に基準マークを認識することで、上下２視野光学系の変形（主に熱による伸び）を把握し、実装結果の認識時にオフセットする。これにより、光学系の経時的変化による誤差を抑制している。

しかし、特許文献２では、光学系の誤差を抑えてもボンディングヘッドがチップの認識時とボンディング時で異なる高さになる為、移動に伴う誤差や移動や外乱に伴う振動などで、アライメントで得た結果を基に算出された目標座標に対して誤差が生じるという問題がある。

特開２０１４－０１７４７１号公報 特開２０１７－１８３６２８号公報 特開２０１９－９６８６７号公報

そこで、より高い精度が求められるボンディング設備のボンディングヘッドには、例えば、特許文献３で示されるような静圧軸受が使用され得る。静圧軸受を使用することでチップを保持する可動部が非接触となり、高い運動精度を実現することができる。これにより、高い実装精度を実現することが可能になる。

しかし、静圧軸受の数μｍの軸受隙間内で、外部からの振動や圧力変動によりサブμｍ以下の振れが発生する為、先に述べた、より高精度な数百ｎｍ以下の接合精度を必要とする設備では、精度面で無視することのできない誤差要因となる問題がある。

また、ボンディング設備には、静圧球面軸受を使用した、接合時のチップとウェハの表面の平行を確保する手段が設けられる場合がある。静圧球面軸受は、ウェハ側となるウェハチャック（Wafer Chuck）下部と、チップ側となるボンディングヘッド上部のいずれに設けられてもよい。静圧球面軸受を使用した平行確保手段には、チップとウェハの表面の平行を、チップを吸着する前に、ボンディングヘッドを、ウェハを保持するチャックなどにあらかじめ押し当てて確保する受動型と、センサなどでウェハとチップの平行のずれを検出してピエゾなどの駆動源を用いて逐次調整する能動型がある。より高精度な調整が必要な場合は、能動型が採用される。

しかし、チップとウェハの表面の平行を調整する時、静圧球面軸受の可動部は、静圧によって数μｍ固定部から浮上し、調整後に着座する為、着座移動時に微小な誤差が生じる場合がある。

本発明は、このような上記問題の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、高精度な実装を実現することができる実装装置及び実装方法を提供する。

一態様に係る実装装置は、
第１被接合部材を保持するヘッドと、
第２被接合部材を保持するステージと、
前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合面の位置及び平行度のずれを検出するセンサと、検出された位置及び平行度のずれに基づいて、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整するボンディングアクチュエータとを有し、
前記ボンディングアクチュエータは、
固定部と、
前記固定部に非接触状態で支持され、前記ヘッドが設けられる可動部と、
非接触状態の駆動部と移動部とをそれぞれ備え、前記駆動部が前記固定部に固定され、前記移動部が前記可動部に固定される、Ｘ軸方向に駆動される少なくとも２個のＸ１軸モータ、Ｙ軸方向に駆動される少なくとも３個のＹ１軸モータ、Ｚ軸方向に駆動される少なくとも１つのＺ１軸モータと、
前記可動部をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の６軸方向に駆動して、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整した状態で、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材とを接合させる制御部とを有するものである。
ただし、水平面内の直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平面に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれに対する回転方向をＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚとする。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記可動部の移動量を検出可能な、少なくとも１つの検出器をさらに有し、前記制御部は、検出された移動量に基づいて前記可動部を駆動して、前記第１被接合部材及び前記第２被接合部材の相対位置及び平行度を調整するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記検出器は、
Ｘ軸方向において対向するように配置され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出する一対のＹＺ軸用二次元エンコーダと、
Ｙ軸方向において対向するように配置され、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出する一対のＸＺ軸用二次元エンコーダと、
を含み、
前記制御部は、前記ＹＺ軸用二次元エンコーダと前記ＸＺ軸用二次元エンコーダの検出値を用いて前記可動部の姿勢を把握して、前記可動部の６軸方向の姿勢制御を行うものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記ＹＺ軸用二次元エンコーダと前記ＸＺ軸用二次元エンコーダは、それぞれ、
前記可動部の１つの剛体に取り付けられたＹＺ軸用二次元エンコーダスケール、ＸＺ軸用二次元エンコーダスケールと、
前記ＹＺ軸用二次元エンコーダスケール、ＸＺ軸用二次元エンコーダスケールを読み取るセンサーヘッドと、を有しており、
前記制御部は、前記第１被接合部材が保持される位置と前記センサーヘッドとの位置関係に応じて、前記第１被接合部材の位置に対する、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータの制御量を算出して、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータを一括制御するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記可動部は、エアシリンダを介して前記固定部に支持されているものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記可動部は、前記移動部が固定される本体部と、前記本体部と前記エアシリンダとを接続する複数のヒンジを有するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記エアシリンダの気室の圧力を検出可能な圧力センサをさらに有するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータは、それぞれの前記駆動部と前記移動部との間のギャップの範囲内において、駆動方向以外の軸方向に受動的に移動するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記Ｚ１軸モータは、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の相対位置及び平行度の調整を行うとともに、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合時に加圧するものである。

他の態様に係る実装装置は、上記実装装置において、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ及び前記Ｚ１軸モータは、それぞれマグネットとコイルとを含み、前記マグネットは前記移動部に配置され、前記コイルは前記駆動部に配置されるものである。

一態様に係る実装方法は、
第１被接合部材をヘッドによって保持させるステップと、
第２被接合部材をステージによって保持させるステップと、
前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合面の位置及び平行度のずれを検出するステップと、
固定部と、前記固定部に非接触状態で支持され、前記ヘッドが設けられる可動部と、非接触状態の駆動部と移動部とをそれぞれ備え、前記駆動部が前記固定部に固定され、前記移動部が前記可動部に固定される、Ｘ軸方向に駆動される少なくとも２個のＸ１軸モータ、Ｙ軸方向に駆動される少なくとも３個のＹ１軸モータ、Ｚ軸方向に駆動される少なくとも１つのＺ１軸モータとを有するボンディングアクチュエータにより、検出された接合面の位置及び平行度のずれに基づいて、前記可動部をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の６軸方向に駆動して、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整した状態で、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材とを接合させる。
ただし、水平面内の直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平面に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれに対する回転方向をＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚとする。

本発明により、高精度な実装を実現することができる実装装置及び実装方法を提供することができる。

実施形態１に係る実装装置の概略構成を示す図である。 図１の実装装置に用いられるボンディングヘッドの概略構成を示す図である。 図２のスライダーの構成を説明する図である。 図２のエアシリンダの構成を示す図である。 図２のＶＣＭの構成を説明する図である。 図５のＶＩ－ＶＩ断面を示す図である。 図２のエンコーダの構成の一部を説明する図である。 図２のヒンジ部分を拡大する図である。 ヒンジの動作について説明する図である。 図２のエンコーダの検出値について説明する図である。 制御部の機能構成を説明するブロック図である。 実施形態に係る実装方法を例示したフローチャートである。

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

実施形態は、半導体チップや、インターポーザ（Interposer）のような中継部品を積層して接合する３次元の実装装置（チップボンダー（Chip Bonder）又はダイボンダー（Die Bonder）に関する。特に、実施形態は、チップをアライメントし、ボンディングするためのボンディングヘッドに関する。

上述したように、静圧軸受や球面軸受を用いてＸＹ精度の再現性やチップとウェハの平行を確保する場合、直接接合で必要とされる数百ｎｍ以下のＸＹ精度や、平行性を確保することは困難であった。これは、静圧軸受の場合は、エアギャップ（Air Gap）内の微小な振動、球面軸受の場合は調整・固定の動作による誤差等によるものである。直接接合では、接合面同士の平行性が、バンプ接続の場合よりも重要性が高い。そこで、発明者らは、以下の構成を考案した。

図１は、実施形態に係る実装装置１の概略構成を示す図である。実装装置１は、上下２視野光学系を用いて上側及び下側の被接合物の位置合わせを行い実装する３次元実装装置である。ここでは、下側の被接合物としてのウェハＷ２上に、上側の被接合物としてのチップＷ１を接合する例が示されている。なお、これらの被接合物は例示であり、被接合物は、ウェハ、ダイ、インターポーザ等の部材であってもよい。

図１に示すように、実装装置１は、ボンディングヘッド１０、ボンディングステージ２０、上下２視野光学系３０を備えている。実装装置１の各構成は、ベースフレーム（Base Frame）４０に配置され得る。ベースフレーム４０は、実装装置１の基準構造である。ベースフレーム４０は、例えば、基台４１、上枠４２及び側枠４３を有する直方体状である。側枠４３は、基台４１上に上枠４２を支持する。なお、ベースフレーム４０は、実装装置１の各構成を配置させることができれば、他の形状でもよい。

ベースフレーム４０の下部には、アクティブアイソレータ（Active Isolator）５０が設置されていてもよい。アクティブアイソレータ５０は、実装装置１の設置場所の外乱による振動を除去する除振装置である。アクティブアイソレータ５０としては、例えば、加速度計、変位センサ、アクチュエータ、ダンパ等を備えるものを用いることができる。アクティブアイソレータ５０は、比較的高周波の振動をダンパによって減衰させることができるとともに、ベースフレーム４０の振動を検出し、アクチュエータによりその振動を相殺するようにベースフレーム４０を移動させて制振することができる。

ここで、実装装置１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標軸系を導入する。図１に示す例では、基台４１の上面に直交する方向をＺ軸方向とし、基台４１の上面に平行な面内における直交する２方向を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向とする。＋Ｚ軸方向を上方とし、－Ｚ軸方向を下方とする。なお、上方及び下方は、実装装置１の説明の便宜上のものであり、実際に実装装置１を使用する際に配置される方向を限定するものではない。
以下、実装装置１の各構成を説明する。

＜ボンディングヘッド＞
ボンディングヘッド１０は、チップＷ１を保持してウェハＷ２に接合する、ボンディングツール（Bonding Tool）として機能する。ボンディングヘッド１０は、図１においては図示しないヘッド及びボンディングアクチュエータ（Bonding Actuator）を有している。ヘッドは、例えば、吸着機構（不図示）を含み、チップＷ１を吸着して保持することができる。

ボンディングアクチュエータは、ヘッドをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ平行移動させる。また、ボンディングアクチュエータは、ヘッド１３を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに対する回転方向（Ｔｘ、Ｔｙ及びＴｚ方向）に回転移動させる。すなわち、ボンディングアクチュエータは、ヘッドを６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、及びＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向）に駆動することができる。これにより、ボンディングヘッド１０は、上側のチップＷ１及び下側のウェハＷ２の相対位置及び平行度を調整する。また、ボンディングヘッド１０は、チップＷ１とウェハＷ２とを接合させることができる。ボンディングヘッド１０に設けられたボンディングアクチュエータの構成については、後に詳述する。

＜ボンディングステージ＞
ボンディングステージ２０は、ウェハＷ２を保持する。ボンディングステージ２０は、ウェハチャック２１及び駆動機構２２を有している。ウェハチャック２１は、ウェハＷ２を吸着して保持する。駆動機構２２は、基台４１に固定されている。駆動機構２２は、ウェハチャック２１をＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動させる。これにより、ボンディングステージ２０は、ウェハＷ２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることができる。なお、駆動機構２２は、ウェハチャック２１をＺ軸方向に平行移動させてもよいし、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに対する回転方向に回転移動させてもよい。

＜上下２視野光学系＞
上下２視野光学系３０は、チップＷ１とウェハＷ２との間に挿入され、チップＷ１及びウェハＷ２を同時に撮影する。なお、上下２視野光学系３０は、上側のチップＷ１と下側のウェハＷ２との間に挿入され、上側のチップＷ１及び下側のウェハＷ２を同時に撮影することに限定されない。例えば、左側のチップＷ１と右側のウェハＷ２との間に挿入され、左側のチップＷ１及び右側のウェハＷ２を同時に撮影してもよい。つまり、上下２視野光学系３０は、上下だけでなく、左右等、反対方向の２方向を同時に撮影し得る。

上下２視野光学系３０は、光学部３１及び駆動機構３２を有している。駆動機構３２は、ベースフレーム４０に固定されている。駆動機構３２は、例えば、上枠４２に固定され得る。駆動機構３２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向に光学部３１を平行移動させる。なお、駆動機構３２は、光学部３１を、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに対する回転方向に回転移動させてもよい。

上下２視野光学系３０は、チップＷ１に形成された第１アライメントマーク及びウェハＷ２に形成された第２アライメントマークを同時に撮像して、画像を生成するイメージセンサ（不図示）を含み得る。また、上下２視野光学系３０は、チップＷ１の第１接合面と、ウェハＷ２の第２接合面との間の平行度を検出するセンサを備え得る。このセンサは、例えば、検出光としてレーザ光を用いるオートコリメータである。ボンディングヘッド１０及びボンディングステージ２０の少なくともいずれかは、イメージセンサから取得した画像及びセンサにより検出された平行度に基づいて、チップＷ１及びウェハＷ２の相対位置及び平行度を調整したうえで、チップＷ１とウェハＷ２とを接合させる。

なお、チップＷ１とウェハＷ２のアライメントマークの撮影、及び、これらの接合面間の平行度を検出することができれば、上下２視野光学系３０以外の光学系を採用することも可能である。

ここで、実装装置１の動作について説明する。まず、チップＷ１が、例えばロボット（Robot）によってボンディングヘッド１０に搬送され、下部のヘッドにより真空クランプ（Vacuum Clamp）される。また、ウェハＷ２が、例えばロボットによってウェハチャック２１に搬送され、真空クランプされる。そして、駆動機構２２が、ウェハＷ２内のチップＷ１を接合する対象部位がボンディングヘッド１０の下部にくるように、ボンディングステージ２０を移動させる。

チップＷ１とウェハＷ２とをそれぞれクランプした後、上下２視野光学系３０がチップＷ１とウェハＷ２のアライメントマークやパッド等に基づき、ボンディングの目標位置を算出する。また、上下２視野光学系３０は、チップＷ１とウェハＷ２の相対的な傾き（接合面間の平行度）を検出し、ボンディングヘッド１０がボンディングする時の傾斜角を算出する。すなわち、上下２視野光学系３０は、ボンディング時のボンディングヘッド１０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向及びＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の値を演算する。

ボンディングヘッド１０は、上下２視野光学系３０によって算出されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向及びＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の値に基づいて、その姿勢を制御し、ウェハＷ２にチップＷ１をボンディングする。また、ボンディングヘッド１０は、チップＷ１に応じて、ボンディング荷重を制御することができる。

＜ボンディングアクチュエータ＞
上記のボンディングを行うためのボンディングヘッド１０に設けられたボンディングアクチュエータについて、図面を参照して詳細に説明する。図２は、実施形態に係るボンディングヘッド１０の概略構成を示す図である。図３は、図２のスライダー１２を抜き出した図である。図４は、図２のエアシリンダ１４を抜き出した図である。

図２に示すように、ボンディングヘッド１０は、主な構成として、固定部となるハウジング（Housing）１１、可動部となるスライダー（Slider）１２を含む。ハウジング１１は、少なくとも底面（－Ｚ側の面）が解放された箱状の部材である。図２に示す例では、ハウジング１１は、底面に加えて、±Ｙ側の側面が解放されている。すなわち、ハウジング１１は、±Ｘ側の２つの側面と、これら２つの側面を接続する上側面（＋Ｚ側の面）を備える枠体である。

スライダー１２は、ハウジング１１内に収容されている。スライダー１２の先端には、チップＷ１の吸着機構を備えるヘッド１３が設けられている。ヘッド１３は、ハウジング１１の底面側から突出している。

スライダー１２は、静圧軸受であるエアシリンダ（Air Cylinder）１４を介して非接触状態で浮上支持されている。図４に示すように、エアシリンダ１４は、シリンダ本体１４１と、シリンダロッド（Cylinder Rod）１４２と、エアベアリング１４３を含む、エアベアリングシリンダ（Air Bearing Cylinder）である。

シリンダ本体１４１は円筒型であり、ハウジング１１の上面（＋Ｚ側の面）に設けられている。シリンダ本体１４１内には、スライダー１２の上面に設けられたシリンダロッド１４２が摺動可能に取り付けられている。エアベアリング１４３は、シリンダ本体１４１の内側において、シリンダロッド１４２の周囲を囲むように設けられている。レギュレータによりエアベアリング１４３にエアを供給することで、エアがシリンダ本体１４１とシリンダロッド１４２との間に介在する。これにより、接触式のエアシリンダにおいて発生する、内部シールに用いられるＯリング（O Ring）等の弾性体の抵抗による推力のばらつきを排除することができる。

図４に示すように、エアシリンダ１４は上部気室１４４及び下部気室１４５を有する。上部気室１４４には、例えば、エアの流量を手動で調整するレギュレータ（Regulator）が接続されている。上部気室１４４は、レギュレータにより一定圧に制御される。一方、下部気室１４５には、例えば、電空レギュレータが接続される。電空レギュレータは、エアの流量を調整して、下部気室１４５の圧力を調整することができる。

エアベアリング１４３により、シリンダ本体１４１とシリンダロッド１４２との間にエアを介在させた状態で、下部気室１４５の圧力を調整することで、シリンダロッド１４２がシリンダ本体１４１と非接触でＺ軸方向に移動（上下動）する。

エアシリンダ１４は、下部に設けられるスライダー１２等の自重に対応する力を発生させ、その自重をキャンセルすることが可能である。また、エアシリンダ１４は、チップＷ１に、チップＷ１とウェハＷ２のボンディングに必要な圧力（ボンディング荷重）を印加することが可能である。なお、ボンディング荷重は、以下に説明するＺ軸方向のＶＣＭ１７ａにより印加することも可能であり、エアシリンダ１４とＶＣＭ１７ａの両方により印加することも可能である。

また、ボンディングヘッド１０は、エアシリンダ１４のそれぞれの気室の圧力を検出する圧力センサ（pressure sensor）を備えている。これにより、エアシリンダ１４の各気室の圧力を監視することができる。なお、エアシリンダ１４は上述したような複動型であってもよく、単動型であってもよい。また、エアシリンダ１４は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｔｚ方向も含む２自由度のものが好ましい。

上述したように、実施形態ではエアベアリングを用いているため、非接触駆動であり、接触式のエアシリンダのように摩擦による力が発生することがない。しかし、接触点がないため、荷重を加えたときにボンディングヘッド１０の姿勢が崩れ、搭載するチップＷ１の位置がずれたり、チップＷ１とウェハＷ２の平行状態が変わったりする恐れがある。このため、ボンディング荷重の制御中も姿勢に変化がないように姿勢制御を行う必要がある。

そこで、ボンディング荷重を加える際は、スライダー１２の重量をボンディング荷重として加えられるように、電空レギュレータで自重キャンセルを行っている下部気室１４５の圧力を下げることが好ましい。これにより、上部気室１４４の圧力を高くして荷重制御を行うより、ヒンジ１５、１６への負担が少なく、ボンディングヘッド１０の姿勢の保持性能を確保しやすくなる。

また、スライダー１２の重量が必要なボンディング荷重に対して小さい場合は、電空レギュレータで自重キャンセルを行っている下部気室１４５の圧力を下げるとともに、上部気室１４４の圧力を高くして、ボンディング荷重を調整することが可能である。

図２、３を参照すると、ボンディングヘッド１０は、複数のＶＣＭ（Voice Coil Motor）を含む。ここでは、６つのＶＣＭ１７ａ～１７ｆが設けられた例が示されている。なお、図２において、６つのＶＣＭ１７ａ～１７ｆのうちのいくつかは、他の部材に隠れた状態となっている。ＶＣＭ１７ａ～１７ｆは、それぞれ非接触状態の駆動部となるコイル１７１ａ～１７１ｆと、移動部となるヨーク１７２ａ～１７２ｆを備える。ＶＣＭ１７ａ～１７ｆ、コイル１７１ａ～１７１ｆの符号は、ヨーク１７２ａ～１７２ｆの設けられた位置に対応するため、図中の表記を省略している。

図３に示すように、ヨーク１７２ａ～１７２ｆはスライダー１２側に設けられている。一方、コイル１７１ａ～１７１ｆは、ハウジング１１側において、スライダー１２に固定されたヨーク１７２ａ～１７２ｆのそれぞれ対応する位置に設けられている。すなわち、駆動部であるコイル１７１が固定部であるハウジング１１に固定され、移動部であるヨーク１７２が可動部であるスライダー１２に固定される。複数のＶＣＭ１７ａ～１７ｆ、複数のコイル１７１ａ～１７１ｆ、複数のヨーク１７２ａ～１７２ｆを個別に呼称する必要がない場合には、まとめてＶＣＭ１７、コイル１７１、ヨーク１７２と表記する。

ＶＣＭ１７は、１つの方向に直動運動をする１軸モータである。これらのＶＣＭ１７ａ～１７ｆのうち、２つのＶＣＭ１７ｃ、１７ｅはＸ軸方向に駆動するＸ１軸モータであり、３つのＶＣＭ１７ｂ、１７ｄ、１７ｆはＹ軸方向に駆動するＹ１軸モータであり、１つのＶＣＭ１７ａはＺ軸方向に駆動するＺ１軸モータである。なお、１軸モータとしては、ＶＣＭのような電磁力を駆動源としたリニアモータに限定されず、他の構成の直動機構を採用することも可能である。また、ボンディングヘッド１０は、Ｘ１軸モータが少なくとも２個、Ｙ１軸モータが少なくとも３個、Ｚ１軸モータが少なくとも１つ備えていればよく、この構成に限定されない。

図５は、Ｘ軸方向に駆動される２つのＶＣＭ１７ｃ、１７ｅ、Ｙ軸方向に駆動される３つのＶＣＭ１７ｂ、１７ｄ、１７ｆの構成を説明する図である。ここでは、これらを代表してＶＣＭ１７ｄの構成が示されている。また、図６は、図５のＶＩ－ＶＩ断面を示す図である。

図５、６に示すように、ヨーク１７２ｄは、断面がＵ字形の部材である。ヨーク１７２ｄは、一般的に透磁率の高い金属からなる。ヨーク１７２ｄの対向する２つの面には、それぞれマグネット１７３ｄが磁気吸着によって固定されている。コイル１７１ｄは導線からなり、通電することで電流方向に依存する磁場を生成する。マグネット１７３ｄによって形成される磁気回路中で、コイル１７１ｄに通電することで所定の駆動方向に駆動される。

また、コイル１７１ｄは、Ｚ軸方向に延びている。これにより、Ｚ軸方向に駆動されるＶＣＭ１７ａによりスライダー１２がＺ方向に移動した場合でも、Ｘ軸又はＹ軸の駆動方向への駆動力を維持することが可能である。Ｚ軸方向に駆動されるＶＣＭ１７ａによる、他のＶＣＭ１７ｂ～１７ｆの移動方向を従動方向とする。なお、それぞれのＶＣＭ１７は、非接触となるコイル１７１とヨーク１７２のギャップの範囲内で、制御方向以外の軸方向にも受動的に移動することも可能である。

このように、移動部であるヨーク１７２側にマグネット１７３が配置される、いわゆる「ムービングマグネット方式」を採用することが好ましい。この場合、ヨーク１７２側への電源供給は不要であり、配線を設ける必要がない。ただし、非接触給電が可能である場合には、ボンディングアクチュエータの可動部の質量を抑えるために、コイルを可動部側に配置し、ヨーク及びマグネットを固定部側に配置してもよい。

なお、上述したように、Ｚ軸方向に駆動されるＶＣＭ１７ａは、スライダー１２の位置調整だけでなく、チップＷ１をウェハＷ２にボンディングする時に加圧が必要な場合に、チップＷ１に圧力を印加することが可能な推力を有することが望ましい。

また、図２、３を参照すると、スライダー１２を構成する本体部１９の中央部には、エンコーダ１８が設けられている。エンコーダ１８は、スライダー１２の移動量を検出可能な検出器である。なお、エンコーダ１８は、少なくとも１つ設けられていればよく、複数設けられていてもよい。ここでは、エンコーダ１８は、スライダー１２に設けられた２Ｄ（二次元）エンコーダスケール（2D Encoder Scale）を含むリニアエンコーダである。２Ｄエンコーダスケールは、ハウジング１１側に設けられる図示しないセンサーヘッド（Sensor Head）により読み取られる。

図７は、図２のエンコーダ１８の構成の一部を説明する図である。図７では、エンコーダ１８を構成する、２Ｄエンコーダスケールとセンサーヘッドとのレイアウトが示されている。２Ｄエンコーダスケールとセンサーヘッドとで、１つの位置検出センサを構成する。

図７に示すように、エンコーダ１８は、一対のＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１、一対のＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２、Ｘ軸センサーヘッド１８３、Ｙ軸センサーヘッド１８４、Ｚ軸センサーヘッド１８５を含む。一対のＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１、一対のＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２は、いずれも１つの剛体に取り付けられている。図３に示す例では、シリンダロッド１４２の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って延在する、四角柱状部材１９１の４つの側面にそれぞれ設けられている。

ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１は、Ｙ軸方向において対向するように配置され、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出するために用いられる。ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１は、Ｘ方向の幅方向に沿って配置されるとともに、Ｚ方向に延在するように設置されている。１つのＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１に対して、Ｘ軸センサーヘッド１８３とＺ軸センサーヘッド１８５の２つのセンダーヘッドが設けられている。

ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２は、Ｘ軸方向において対向するように配置され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出するために用いられる。ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２は、Ｙ方向の幅方向に沿って配置されるとともに、Ｚ方向に延在するように設置されている。１つのＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２に対して、Ｙ軸センサーヘッド１８４とＺ軸センサーヘッド１８５の２つのセンサーヘッドが設けられている。

センサーヘッドは、例えば、エンコーダスケール１８１、１８２をそれぞれ挟むように配置された発光部と受光部とを備えた光センサであり得る。また、ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１、ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２は、例えば、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向に一定の間隔で繰り返し形成された透過部と遮光部とを有し得る。センサーヘッドによって得られるパルス状の信号のカウント数から駆動量（スライダー１２の相対移動量）が検出される。

Ｘ軸センサーヘッド１８３、Ｙ軸センサーヘッド１８４の検出値から、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｔｚ方向の移動量が検出され得る。Ｚ軸センサーヘッド１８５の検出値から、Ｚ軸方向及び、Ｔｙ、Ｔｘ方向の移動量が検出され得る。

なお、この例では、エンコーダ１８はスライダー１２の相対的な変位量を検出するものであるが、スライダー１２の移動量を検出する検出器として、スライダー１２の絶対的な位置を検出するものを用いてもよい。後述する制御部は、エンコーダ１８で検出された検出値を用いて、ボンディングアクチュエータのスライダー１２の姿勢を把握して、スライダー１２の６軸方向の姿勢制御を行うことができる。

スライダー１２は、上述したシリンダロッド１４２、ヨーク１７２、エンコーダスケール１８１、１８２に加えて、ヒンジ１５、１６、本体部１９を含む。本体部１９は、略枠状の部材である。ヨーク１７２ｂ、１７２ｃは、本体部１９の＋Ｘ側の外側面に配置されており、ヨーク１７２ｄ、１７２ｅ、１７２ｆは、本体部１９の－Ｘ側の外側面に配置されている。また、ヨーク１７２ａは、本体部１９の上側面に配置されている。

また、シリンダロッド１４２と本体部１９との間には、ヒンジ１５、１６が設けられている。図８は、図２のヒンジ１５、１６が設けられた部分を拡大する図である。また、図１３は、ヒンジ１５、１６の動作について説明する図である。

図８に示すように、ヒンジ１５は、シリンダロッド１４２の下面に取り付けられている。ヒンジ１５は、シリンダロッド１４２の長手方向（Ｚ軸方向）に沿って延在するチルト軸を備えており、チルト軸を中心に回転可能である。チルト軸は、図９において、シリンダロッド１４２を通る一点鎖線で示されている。

ヒンジ１５の下部には、チルト軸を中心とする正方形状の板状部材１９２が設けられている。この板状部材１９２と本体部１９の上面との間には、４本のヒンジ１６が設けられている。これらのヒンジ１６は、チルト軸を中心に対称に配置されている。ヒンジ１６は、シリンダロッド１４２に対する本体部１９の平行移動を可能とする。

図９に示すように、ヒンジ１５、１６は、下方の本体部１９等の、Ｚ軸方向を除く５軸方向（Ｘ、Ｙ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向）の移動量に対応する弾性変形が可能である。ヒンジ１５、ヒンジ１６は、エアシリンダ１４の自由度と本体部１９の自由度との差を補う連結部である。

この連結部として、スライダー１２の移動量が微小である場合に、その移動量に対して転がり方向の円周長さが十分大きいボールやニードルを用いた転がり機構を用いると、潤滑剤が転がり機構の接触部に供給されにくくなり、フレッチング（Fretting）が発生しやすくなる。また、この連結部として滑り機構を用いる場合には、相対する２面の間に静止摩擦力や動摩擦力の変化が生じ、チップＷ１とウェハＷ２の相対位置や平行度を調整するような非常に高い精度が要求される場合には望ましくない。このため、連結部としては、上述した弾性変形が可能なヒンジ機構を採用することが好ましい。

また、ヒンジ１５、１６は、エアシリンダ１４でボンディング荷重を印加する時や、Ｚ軸方向に移動する際の加速度や自重による負荷に対して、座屈しない強度を有する。なお、ヘッド１３によるチップＷ１の吸着に必要な負圧の印加にはエアチューブ（Air Tube）を用い、スライダー１２を制御する上で、テンション（引張応力）を無視できるようにしたレイアウトとすることが可能である。また、エアシリンダ１４にバキュームポート（Vacuum Port）を設け、シリンダロッド１４２、ヒンジ１５、１６等の構成部品に真空経路を設けることにより、外乱を排除してヘッド１３にチップＷ１の吸着のための負圧を印加することも可能である。

上記の構成を備えるボンディングヘッド１０では、図３に示すように、円柱状のシリンダロッド１４２の中心、ヒンジ１５のチルト軸、４本のヒンジ１６をＺ軸方向から見た時にこれらの配置位置を頂点とする四角形の中心、ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１及びＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２が配置される四角柱状の部材の中心、ヘッド１３の中心は、Ｚ軸に平行な同一の直線状に配置される。

ここで、図１０、１１、１２を参照して、ボンディングヘッド１０による実装方法について説明する。図１０は、図２のエンコーダの検出値について説明する図である。図１０の上段には、図２のエンコーダ部分を上方から見た図が示されており、下段には、エンコーダ部分をＸ軸方向から見た図が示されている。図１１は、制御部の機能構成を説明するブロック図である。図１２は、実施形態に係る実装方法を例示したフローチャートである。

エンコーダ１８は、上述の通り、Ｘ、Ｙ軸方向及びＴｚ方向を検出するための４つの位置検出センサ、Ｚ軸方向及びＴｘ、Ｔｙ方向を検出するための４つの位置検出センサの、合計８つの位置検出センサを含む。

図１０に示すように、制御対象であるスライダー１２の四角柱状部材１９１の各側面には、ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１、ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２が取り付けられている。四角柱状部材１９１は剛体であり、熱の影響を受けにくい低熱膨張の素材からなる。Ｘ軸センサーヘッド１８３、Ｙ軸センサーヘッド１８４、Ｚ軸センサーヘッド１８５もまた、同じく低熱膨張の素材に完全に固定されている。このため、ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１及びＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２と、Ｘ軸センサーヘッド１８３、Ｙ軸センサーヘッド１８４及びＺ軸センサーヘッド１８５の位置関係は変化しにくい。

なお、各位置検出センサ同士の位置関係は、既知又は事前に測定してあるものとする。また、制御対象の重心位置と各スケールの相対的な距離も既知であるものとする。なお、制御対象とは、ヨーク、エンコーダスケール等が設けられたスライダー１２全体を指すものとする。

Ｙ軸方向において対向する２つのＸ軸センサーヘッド１８３は、Ｓｘ１、Ｓｘ２の検出値を出力するものとする。また、Ｘ軸方向において対向する２つのＹ軸センサーヘッド１８４は、Ｓｙ１、Ｓｙ２の検出値を出力するものとする。また、２つのＸ軸センサーヘッド１８３によりそれぞれＳｚ１、Ｓｚ２の検出値が出力され、２つのＹ軸センサーヘッド１８４によりそれぞれＳｚ３、Ｓｚ４の検出値が出力されるものとする。

図１１に示すように、制御対象の６軸方向の姿勢制御を行う制御部６０は、座標変換部（Coordinate converter）６１、ＳＩＳＯ（Single Input Single Output）コントローラ６２、フォースコンバータ６３、座標生成部６４、演算部６５を含む。以下、図１１、１２を参照しながら、実施形態に係る実装方法について説明するとともに、制御部６０の構成を説明する。

図１２に示すように、まず、チップＷ１とボンディングヘッド１０によって保持させ、ウェハＷ２をボンディングステージ２０に保持させ（Ｓ１１）、ボンディングステージ２０を移動させることで、チップＷ１をウェハＷ２の実装領域へ移動させる（Ｓ１２）。そして、上下２視野光学系３０を用いて、チップＷ１とウェハＷ２の位置ずれ、平行度ずれが検出され（Ｓ１３）、チップＷ１の目標位置（Chip Position）が決定される（Ｓ１４）。

その後、ボンディング上述したボンディングアクチュエータによる、チップＷ１とウェハＷ２の相対位置、平行度の調整が行われる（Ｓ１５）。具体的には、図１１に示す座標変換部６１は、チップＷ１の目標位置の座標を、制御対象の目標重心位置（CG position）の座標に変換する。ＳＩＳＯコントローラ６２は、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を行い、制御対象の重心が目標重心位置に移動するための、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向及びＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の制御信号（ＸＣｔｒｌ、ＹＣｔｒｌ、ＺＣｔｒｌ、ＴｘＣｔｒｌ、ＴｙＣｔｒｌ、ＴｚＣｔｒｌ）を生成する。

フォースコンバータ６３は、制御信号に基づき、ＶＣＭ１７等の駆動部への指令信号を生成する。例えば、フォースコンバータ６３は、制御対象の重心位置を制御する制御信号を、ＶＣＭ１７の位置（VCM position）を示す指令信号へと変換する。この指令信号は、ボンディングヘッド１０の各ＶＣＭ１７に送信される。

指令信号に基づいてＶＣＭ１７が駆動され制御対象が移動すると、エンコーダ１８の各位置検出センサにより検出値が出力される。これらの検出値は、座標生成部６４に供給される。座標生成部６４は、これらの検出値（エンコーダ位置（Encoder position）に基づき制御対象の現在の重心位置の座標（CG coordinate）を算出する。演算部６５は、現在の重心位置と目標の重心位置との差分を求め、この差分を適用して、ＶＣＭ１７等の駆動部への指令信号を生成するサーボループ（Servo Loop）を制御する。

なお、制御対象のＺ軸方向の位置は、センサーヘッドに対して可変である。センサーヘッドに対する制御対象の重心位置が変化すると、チップＷ１の目標位置での振れ量も変化するので、Ｚ軸の位置からチップＷ１の位置ずれ量を推定し、制御信号を算出する。サーボループ内では複数のＶＣＭ１７の制御をそれぞれ行うのではなく、１つのサーボループ内で６つのＶＣＭ１７の指令信号を逐次算出している。

すなわち、制御部６０は、ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８１と、Ｘ軸センサーヘッド１８３及びＺ軸センサーヘッド１８５との関係、ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール１８２と、Ｙ軸センサーヘッド１８４及びＺ軸センサーヘッド１８５との関係に基づき、チップＷ１の目標位置から、各ＶＣＭ１７の駆動部への指令を生成する。

各センサーヘッドの値だけで６自由度の制御を行う場合、最終的なチップＷ１の目標位置がオフセットしているため、正確な位置の把握が困難である。しかし、上述の本実施形態の方法によれば、各ＶＣＭ１７の位置の干渉による発振をフィルタ等で抑えることが容易になり、制御性能が向上し、より精度の高い制御を行うことができるようになる。

図１２に戻ると、ボンディングヘッド１０は、チップＷ１とウェハＷ２とを接合させる（Ｓ１６）。具体的には、例えば、エアシリンダ１４、スライダー１２をＺ軸方向に駆動するＶＣＭ１７ａの少なくともいずれかにより、チップＷ１とウェハＷ２のボンディングに必要な圧力を印加して、チップＷ１とウェハＷ２とを接合させる。このようにして、チップＷ１及びウェハＷ２を含む半導体装置を製造することができる。

以上説明したように、ボンディングヘッド１０に、静圧軸受、ヒンジ機構、複数の非接触駆動源を設け、複数の位置検出センサを配置することで、６自由度の位置決めを高精度に実施することが可能となる。これにより、チップＷ１とウェハＷ２との相対位置、平行度の調整を高精度に行うことができる。

例えば、ボンディングステージ２０としてＸＹＺ軸ステージが用いられる場合、Ｘ軸ステージにＹ軸ステージが搭載され、Ｙ軸ステージにさらにＺ軸ステージが搭載されて構成するように、多軸を分割した構造にして、それぞれを機械的に接続することで多軸制御を行う技術がある。しかし、このような技術は複雑な構成であり、機械的なひずみが生じると最終的な可動部の運動精度が悪化すると考えられる。また、これを回避するために、可動部を常時監視できるようにレーザ干渉計等を用いることが考えられるが、装置構成をコンパクトにすることが困難となる。

これに対し、実施形態では、位置検出センサ（エンコーダ１８）と、モータ（ＶＣＭ１７）が可動部（スライダー１２）に取り付けられている。また、可動部は非接触駆動され、摩擦による外乱も生じない。このため、可動部の制御性が向上し、高精度な実装を実現することが可能である。また、実施形態に係るボンディングヘッド１０は、構造的にコンパクト化が容易であり、剛性を高めることも可能である。

本発明は、上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態１の各構成は、適宜省略及び相互に組み合わせることができる。

１ 実装装置
１０ ボンディングヘッド
１１ ハウジング
１２ スライダー
１３ ヘッド
１４ エアシリンダ
１４１ シリンダ本体
１４２ シリンダロッド
１４３ エアベアリング
１４４ 上部気室
１４５ 下部気室
１５ ヒンジ
１６ ヒンジ
１７ ＶＣＭ
１７１ コイル
１７２ ヨーク
１７３ マグネット
１８ エンコーダ
１８１ ＸＺ軸用２Ｄエンコーダスケール
１８２ ＹＺ軸用２Ｄエンコーダスケール
１８３ Ｘ軸センサーヘッド
１８４ Ｙ軸センサーヘッド
１８５ Ｚ軸センサーヘッド
１９ 本体部
１９１ 四角柱状部材
１９２ 板状部材
２０ ボンディングステージ
２１ ウェハチャック
２２ 駆動機構
３０ 上下２視野光学系
３１ 光学部
３２ 駆動機構
４０ ベースフレーム
４１ 基台
４２ 上枠
４３ 側枠
５０ アクティブアイソレータ
５１ 支持部
５２ ベース
６０ 制御部
６１ 座標変換部
６２ ＳＩＳＯコントローラ
６３ フォースコンバータ
６４ 座標生成部
６５ 演算部
Ｗ１ チップ
Ｗ２ ウェハ

Claims (11)

1. 第１被接合部材を保持するヘッドと、
   第２被接合部材を保持するステージと、
   前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合面の位置及び平行度のずれを検出するセンサと、
   検出された位置及び平行度のずれに基づいて、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整するボンディングアクチュエータとを有し、
   前記ボンディングアクチュエータは、
   固定部と、
   前記固定部に非接触状態で支持され、前記ヘッドが設けられる可動部と、
   非接触状態の駆動部と移動部とをそれぞれ備え、前記駆動部が前記固定部に固定され、前記移動部が前記可動部に固定される、Ｘ軸方向に駆動される少なくとも２個のＸ１軸モータ、Ｙ軸方向に駆動される少なくとも３個のＹ１軸モータ、Ｚ軸方向に駆動される少なくとも１つのＺ１軸モータと、
   前記可動部をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の６軸方向に駆動して、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整した状態で、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材とを接合させる制御部と
   を有する、
   実装装置。
   ただし、水平面内の直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平面に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれに対する回転方向をＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚとする。
2. 前記可動部の移動量を検出可能な、少なくとも１つの検出器をさらに有し、
   前記制御部は、検出された移動量に基づいて前記可動部を駆動して、前記第１被接合部材及び前記第２被接合部材の相対位置及び平行度を調整する、
   請求項１に記載の実装装置。
3. 前記検出器は、
   Ｘ軸方向において対向するように配置され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出する一対のＹＺ軸用二次元エンコーダと、
   Ｙ軸方向において対向するように配置され、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の位置を検出する一対のＸＺ軸用二次元エンコーダと、
   を含み、
   前記制御部は、前記ＹＺ軸用二次元エンコーダと前記ＸＺ軸用二次元エンコーダの検出値を用いて前記可動部の姿勢を把握して、前記可動部の６軸方向の姿勢制御を行う、
   請求項２に記載の実装装置。
4. 前記ＹＺ軸用二次元エンコーダと前記ＸＺ軸用二次元エンコーダは、それぞれ、
   前記可動部の１つの剛体に取り付けられたＹＺ軸用二次元エンコーダスケール、ＸＺ軸用二次元エンコーダスケールと、
   前記ＹＺ軸用二次元エンコーダスケール、ＸＺ軸用二次元エンコーダスケールを読み取るセンサーヘッドと、を有しており、
   前記制御部は、前記第１被接合部材が保持される位置と前記センサーヘッドとの位置関係に応じて、前記第１被接合部材の位置に対する、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータの制御量を算出して、前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータを一括制御する、
   請求項３に記載の実装装置。
5. 前記可動部は、エアシリンダを介して前記固定部に支持されている、
   請求項１に記載の実装装置。
6. 前記可動部は、前記移動部が固定される本体部と、前記本体部と前記エアシリンダとを接続する複数のヒンジを有する、
   請求項５に記載の実装装置。
7. 前記エアシリンダの気室の圧力を検出可能な圧力センサをさらに有する、
   請求項５に記載の実装装置。
8. 前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ、前記Ｚ１軸モータは、それぞれの前記駆動部と前記移動部との間のギャップの範囲内において、駆動方向以外の軸方向に受動的に移動する、
   請求項１に記載の実装装置。
9. 前記Ｚ１軸モータは、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の相対位置及び平行度の調整を行うとともに、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合時に加圧する、
   請求項１に記載の実装装置。
10. 前記Ｘ１軸モータ、前記Ｙ１軸モータ及び前記Ｚ１軸モータは、それぞれマグネットとコイルとを含み、
    前記マグネットは前記移動部に配置され、前記コイルは前記駆動部に配置される、
    請求項１に記載の実装装置。
11. 第１被接合部材をヘッドによって保持させるステップと、
    第２被接合部材をステージによって保持させるステップと、
    前記第１被接合部材と前記第２被接合部材の接合面の位置及び平行度のずれを検出するステップと、
    固定部と、前記固定部に非接触状態で支持され、前記ヘッドが設けられる可動部と、非接触状態の駆動部と移動部とをそれぞれ備え、前記駆動部が前記固定部に固定され、前記移動部が前記可動部に固定される、Ｘ軸方向に駆動される少なくとも２個のＸ１軸モータ、Ｙ軸方向に駆動される少なくとも３個のＹ１軸モータ、Ｚ軸方向に駆動される少なくとも１つのＺ１軸モータとを有するボンディングアクチュエータにより、検出された接合面の位置及び平行度のずれに基づいて、前記可動部をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、Ｔｘ、Ｔｙ、Ｔｚ方向の６軸方向に駆動して、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材との相対位置及び平行度を調整した状態で、前記第１被接合部材と前記第２被接合部材とを接合させる、
    実装方法。
    ただし、水平面内の直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、水平面に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれに対する回転方向をＴｘ、Ｔｙ、Ｔｚとする。

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