JP6374189B2

JP6374189B2 - ダイボンダ及びボンディング方法

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Publication number: JP6374189B2
Application number: JP2014053699A
Authority: JP
Inventors: 良彦大堀; 谷　由貴夫; 由貴夫谷
Original assignee: ファスフォードテクノロジ株式会社
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: JP2015177110A

Description

本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に係わり、処理時間を短縮できるスループットの高いダイボンダ及びボンディング方法に関する。

半導体製造装置の一つに半導体チップ(ダイ)をリードフレームなどの基板にボンディングするダイボンダがある。ダイボンダでは、ボンディングヘッドでダイを真空吸着し、高速で上昇し、水平移動し、下降して基板に実装する。

例えば、ボンディングヘッドでダイを実装する場合、ダイサイズの微小化に伴い、実装精度が厳しくなってきている。そのために、従来は、ボンディングヘッドによるダイの実装(ボンディング)工程により生じる振動によりダイの実装精度が低下することを防ぐため、ボンディングヘッドの振動の減衰時間を考慮して時間的余裕をもって評価し、ダイの実装を行っていた。

このような、ダイボンダとしては、特許文献１がある。

特開２００２−１８４８３６号公報

しかしながら、従来技術では、振動の減衰時間を考慮した時間的余裕を持って、振動の減衰時間を見越して予め設定した所定の時間を待ってからボンディング等の動作を開始していたために、実装時間が長くなり、スループット（タクトタイム）の低下をもたらしていた。この種の評価は、ボンディングヘッドまたピックアップヘッドによってダイをピックアップする時や、搬送されてきたダイをカメラによって位置認識する時等にも行われ、ダイボンダ全体としてもスループットを低下させる一因となっていた。

従って、本発明の目的は、上記課題を鑑みてなされたもので、スループットを向上させることができるダイボンダ及びボンディング方法を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、ウェハからダイをピックアップし、搬送されてきたワークにダイをボンディングするダイボンダまたはボンディング方法であって、被駆動体を駆動部で駆動し、該被駆動体の振動を振動計で検出し、振動計が検出した振動の検出結果に基づいて、被駆動体による処理動作を制御することを特徴とする。

また、本発明の制御は、振動が所定の値以下になった時に、被駆動体の処理動作を開始させてもよい。
さらに、本発明は、被駆動体がダイをワークに装着するボンディングヘッドであり、処理動作の開始がワークにダイを装着する直前で停止しているボンディングヘッドがダイをワークに装着するために降下する動作の開始であってもよい。

また、本発明は、被駆動体がダイをウェハまたは中間ステージからピックアップするピックアップヘッドであり、処理動作の開始がウェハからダイをピックアップする直前で停止しているピックアップヘッドを前記ダイに向かって降下する動作の開始であってもよい。
さらに、本発明は、被駆動体がダイまたはワークの位置を検出する光学系であり、処理動作の開始は、光学系がダイまたはワークを撮像する動作の開始であってもよい。

また、本発明は、被駆動体の処理動作により生ずる振動と干渉する他の被駆動体の他の振動を検出し、制御手段が、被駆動体の処理動作により生ずる振動及び他の被駆動体の処理動作により生ずる振動がそれぞれ所定の値以下になった時に、被駆動体の処理動作を開始させてもよい。
さらに、本発明は、複数の被駆動体のそれぞれの振動を検出し、それぞれの被駆動体の振動の検出結果に基づいて、複数の被駆動体の各処理が互いに干渉しないように学習し、各処理のタイムチャートを作成し、タイムチャートに基づいて各処理を行ってもよい。

本発明によれば、スループットを向上させることができるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

本発明のダイボンダの第１の実施形態を上から見た概念図である。ダイボンダの第１の実施形態におけるボンディイングヘッド、ニードル、ウェハリング、それらのよる光学系の構成図及びの黒色の４角形で示す加速度センサの配置を示す図である。本発明のダイボンダの第２の実施形態を上から見た概念図である。各動作を制御する制御系の概略構成図で、第１の実施形態を例として示す図である。第１、第２の実施形態においてボンディングするときの状況を模式的に示す図でもある。第１、第２の実施形態においてダイをピックアップするときの状況を模式的に示す図で、ウェハ部光学系でピックアップするダイの位置を検出する状態を示す図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明のダイボンダ１０の第１の実施形態１０Ａを上から見た概念図である。ダイボンダは大別してウェハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３とを有する。

ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１と、ピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１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ピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２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。

ワーク供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有し、ワーク（リードフレーム等の基板Ｂ）を矢印方向に搬送する。基板Ｂは単独でまたはパレットＰ(図２参照)で搬送される。スタックローダ２１は、ダイをボンディングするワークをフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、ワークをフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送されたワークを保管する。
ダイボンディング部３はプリフォーム部(ペースト塗布ユニット)３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１はフレームフィーダ２２により搬送されてきたワーク、例えばリードフレームにニードル３６(図２参照)でダイ接着剤を塗布する。

ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２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２２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３２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ワーク上にダイをボンディング（実装）する。

ボンディングヘッド部３２は、ボンディングヘッド３５(図２参照)をＺ(高さ)方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させるＺＹ駆動軸６０と、Ｘ方向に移動させＸ駆動軸７０とを有する。ＺＹ駆動軸６０は、矢印Ｃで示すＹ方向、即ちボンディングヘッドをピックアップ装置１２内のピックアップ位置とボンディングポイントとの間を往復するＹ駆動軸５５と、ダイをウェハからピックアップする又は基板Ｂにボンディングするために昇降させるＺ駆動軸５０とを有する。Ｘ駆動軸７０は、ＺＹ駆動軸６０全体を、ワークを搬送する方向であるＸ方向に移動させる。
なお、ダイをワークに対して回転させるθ駆動軸は省略している。

図２は、本実施形態におけるボンディイングヘッド３５、ニードル３６、ウェハリング１６、それらの光学系３８の構成図及びの黒色の４角形で示す振動計の一種である加速度センサの配置を示す図である。光学系３８は、ニードル３６の塗布位置を把握するプリフォーム部光学系３３と、ボンディングヘッド３５が搬送されてきた基板Ｂにボンディングするボンディング位置を把握するボンディング部光学系３４と、ボンディングヘッド３５がウェハ１４からピックアップするダイＤのピックアップ位置を把握するウェハ部光学系１５とを有する。各部光学系は、対象に対して照明する照明装置とカメラを有する。ウェハ１４において網目状にダイシングされたダイＤは、ウェハリング１６に固定されたダイシングテープ１７に固定されている。以下の説明では、振動計として加速度センサを例に説明するが、振動を検知することができるものであれば、加速度センサに限定されるものではない。

加速度センサは、ボンディングヘッド３５と、ニードル３６と、ウェハリング１６と、プリフォーム部光学系３３と、ボンディング部光学系３４と、ウェハ部光学系１５と、フレームフィーダ２２等の被駆動体に接着剤や両面テープ、ボルト等で被駆動体の振動を感度良く検知できるように被駆動体の振動が大きい先端部や先端部に近い部位等に密着するように固定させており、それぞれの符号に添え字ｓで示されている。各加速度センサは、Ｘ、Ｙ及びＺ方向の振動を検出する能力を有する。

この構成によって、それぞれの加速度センサにより検出された被駆動体の振動を監視しながら、振動が所定のレベル（値）に減衰した時に、ボンディングヘッド３５によるダイＤのピックアップ、ニードル３６によるダイ接着剤塗布、ボンディングヘッド３５によるダイＤの基板Ｂへのボンディング等の動作を開始する指示をすることにより、ボンディング動作等をより早く行うことができる。しかも、スループットが向上するのみならず、ダイのボンディングやピックアップ、接着剤の塗布等、それぞれの処理を振動が減衰したタイミングで実行することにより、それぞれの処理における振動の影響が低減され、正確に或いは確実にそれぞれの処理を行うことができる。また、ダイボンディング時や接着剤塗布時の振動や位置精度不足、ボンディングヘッド３５等のチルトに起因するダイの接着状態不良や塗布不良、を低減できる。なお、加速度センサが検知する振動を監視する際には、搭載する加速度センサの仕様により監視すべき出力値は異なるが、例えば、±１．５Ｇ（重力加速度）のレンジで加速度を測定することが可能である加速度センサを搭載した場合は、加速度センサから出力された出力電圧の値（閾値）が、加速度０．３０Ｇに相当する２４０ｍＶとなった時に、ダイボンディング等を開始する指示を行うことにより、一定のボンディング精度を維持することが可能である。もちろん、要求されるボンディング精度・接着剤の塗布精度等に応じて加速度センサにおける閾値を変更することで、様々な仕様のボンディング精度等に対応可能である。

図３は、本発明のダイボンダ１０の第２の実施形態１０Ｂを上から見た概念図である。実施形態１０Ａは、ボンディングヘッド３５がウェハ１４からダイＤを吸着してピックアップし、吸着したそのダイＤを基板Ｂに装着するダイボンダである。

一方、実施形態１０Ｂは、ウェハ１４からダイＤをピックアップする専用のピックアップヘッド８５がピックアップしたダイＤを一度中間ステージ８に載置し、ボンディングヘッド３５が中間ステージ８に載置されたダイＤをピックアップし、ピックアップしたダイＤを基板Ｂにボンディングするダイボンダである。このダイボンダには、ピックアップヘッド８５にも加速度センサ８５を設けている。なお、８０は、ピックアップヘッド８５のＹ駆動軸である。また、ボンディングヘッド３５及びピックアップヘッド８５のＸ、Ｚ及びθ駆動軸は省略している。
なお、図３における符号は、実施形態１０Ａと同じ機能を有するものは同じ符号を示している。

後述実施例１乃至４においては、図２、図３に示した加速度センサは、必ずしも全て必要でない場合もあり、逆にその他の構成要素、例えば、ボンドヘッド３５ｓやボンド光学系３４ｓ、ウェハ光学系１５ｓの他に、ワーク搬送用の爪であるフレームフィーダ２２、ワークを固定するためのボンディングステージ２２ｂに必要ならば設けてもよい。

図４は上述した動作を制御する制御系４０の概略構成図で、実施形態１０Ａを例として示す図である。制御系４０は、大別して、主としてＣＰＵで構成される制御・演算部４１と、記憶装置４２と、入出力装置４３と、バスライン４４と、電源部４５とを有する。記憶装置４２は、処理プログラムなどを記憶しているＲＡＭで構成されている主記憶装置４２ａと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶している、ＨＤＤや不揮発性メモリ等の記憶媒体で構成されている補助記憶装置４２ｂとを有する。入出力装置４３は、装置状態や情報等を表示するモニタ４３ａと、オペレータの指示を入力するタッチパネル４３ｂと、モニタを操作するマウス４３ｃと、光学系３８からの画像データを取り込む画像取込装置４３ｄと、ピックアップ装置１２のＸＹテーブル(図示せず)やＺＹ駆動軸６０等のモータ６５を制御するモータ制御装置４３ｅと、加速度センサの信号や照明装置などのスイッチ等の信号部６６から信号を取り込み又は制御するＩ／Ｏ信号制御装置４３ｆとを有する。制御・演算部４１はバスライン４４を介して、例えば、加速度センサから出力された加速度と相関する電圧値等の必要なデータを取込み、例えば、加速度センサから出力された出力電圧が８００ｍＶである場合は加速度が１Ｇであるとして処理・演算する。その後、添え字ｓを有する加速度センサから出力された値を常時もしくは定期的に監視し、その出力値が、予め設定した加速度センサの出力値に対する閾値（例えば、加速度が０．３Ｇに相当する電圧値）よりも小さくなったタイミングでダイボンディング等を開始する等の信号を出力する処理を行う。そして、ダイボンディングやダイピックアップ等の処理動作中の加速度が予め設定された所定の閾値を超えないようにボンディングヘッド３５等の制御を行う。この閾値は、ダイボンディングに要求される精度に応じて変更することができる。上記処理と並行もしくは前後して、モニタ４３ａ等に各部に搭載された添え字ｓを有する加速度センサの出力電圧値もしくはその出力電圧値を加速度に変換したデータや情報を送信する。

次に、本発明の実施形態の特徴である加速度センサの活用例を説明する。
(実施例１)
第１の実施例は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいて、ボンディングヘッド３５に加速度センサ３５ｓを設け、ボンディング時間、すなわちスループットを短縮できる例である。図５は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいてボンディングするときの状況を模式的に示す図でもある。

ボンディングヘッド３５は、その先端側に加速度センサ３５ｓを有する。加速度センサ３５ｓを可能な限りボンディングヘッド３５の先端近くに設けることによってボンディングヘッドの振動を感度よく検出できる。その結果、振動の減衰も正確に検知することができ、動作を開始するタイミングも正確に判断・制御でき、また、振動が減衰したタイミングを見極めた上で精度よくダイをボンディングできる。その為には、加速度センサは小型の方が望ましく、例えば、メムス(ＭＥＭＳ: Micro Electro Mechanical Systems)センサを用いるとよい。

多連リードフレームＢｔは、フレームフィーダ２２によってボンディングステージ２２ｂ上のボンディング位置に搬送され、その後、ボンディング部光学系３４によって、リードフレームＢ(Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３)の上にあるボンディング位置が検出される。そのボンディング位置の情報に基づいて、ボンディングヘッド３５は、Ｙ駆動軸５５、Ｘ駆動軸７０あるいはθ駆動軸によってボンディング位置の真上に移動する。

ボンディングヘッド３５がボンディング位置の真上にきた時、基本的には、フレームフィーダ２２が停止し、ボンディング部光学系３４によって既にボンディング位置が検出され、ボンディングヘッド３５は、正確にボンディングできる状態になっている。

この時、ボンディングヘッド３５は、Ｚ駆動軸５０によって、コレット３５ｃで吸着したダイＤをリードフレームＢ上のボンディング位置の直前（略真上）まで降下させる。このタイミングで、加速度センサ３５ｓが、ボンディングヘッドの先端の振動を検知・監視する。そして、その振動レベルが所定の範囲内、例えば、加速度が０．５Ｇ以下（出力電圧４００ｍＶ以下）に収まったと検知・判断されたら、ボンディングヘッド３５は、即時にダイＤを降下させて、リードフレームＢに押圧しながらボンディングする。

ボンディングヘッド３５の先端の振動が減衰するまでの時間は、ボンディングヘッド３５の構成や、ダイサイズなどによって異なるが、従来は、例えば、ボンディングヘッド３５が基板Ｂ直前で停止したときの振動が所定レベル以下に達したときの減衰時間が約０．８０ｓであると実験的に知られている場合は、減衰時間のバラつきなどを加味して、０．３３ｓ程度の余裕時間を持たせて、これらの時間の和である約１．１３ｓの予め設定された時間を待ってからボンディングしていた。

一方、本実施例１では、加速度センサ３５ｓによって、振動が所定のレベルにまで減衰したことを検知したらすぐにボンディング動作を開始できるので、余裕時間分、例えば少なくとも０．３３ｓの期待値をもってボンディング時間を短縮できる。さらに、実験的にはボンディングヘッド３５が基板Ｂ直前で停止して振動が所定レベル以下に減衰するまで時間が約０．８０ｓを下回る場合、すなわち、振動が０．６０ｓで減衰した場合は、ボンディングヘッド３５が基板Ｂ直前で停止してから０．６０ｓ経過後すぐに、ボンディング動作を開始することが可能である。

実施形態１０Ａのニードル３６、実施形態１０Ｂのピックアップヘッド８５(図３参照)にそれぞれ加速度センサを設けることによって、以下の実施例で説明しないダイ接着材の塗布処理、ボンディング３５による中間ステージ８(図３参照)からのダイＤのピックアップ処理、ピックアップヘッド８５により中間ステージへの載置処理等において、実施例１で説明したボンディングヘッド３５のボンディング処理と同様に、それぞれの処理時間を短縮できる。

(実施例２)
第２実施例は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいて、ボンディング部光学系３４及びフレームフィーダ２２に設けた加速度センサ３４ｓ、２２ｓを活用し、ボンディング位置の検出時間を短縮できる例である。

図５において、多連リードフレームＢｔは、フレームフィーダ２２によってボンディングステージ２２ｂ上のボンディング位置に搬送される。ボンディング部光学系３４は、駆動軸３４ｄによって制御・駆動され、個々のリードフレームＢの上方を順次移動しながらダイＤがボンディングされるそれぞれのボンディング位置を検出する。駆動軸３４ｄは、ボンディング部光学系３４をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ駆動軸３４ｘ、Ｙ駆動軸３４ｙを有する。

ボンディング位置を正確に検出するためには、特に最初のリードフレームＢ１に対しては、フレームフィーダ２２とボンディング部光学系３４が共に振動レベルが所定の範囲内、例えば、フレームフィーダ２２とボンディング部光学系３４のそれぞれにおける加速度が０．３０Ｇ以下（出力電圧２４０ｍＶ以下）等に収まっていることが重要である。どちらか一方の振動レベルが所定の範囲を超える場合は、ボンディング部光学系３４から得られる画像は、所定の位置誤差以上をもって検出される等、画像が振動によりブレてしまうことにより正確にボンディング位置を検出できない。

そこで、加速度センサ３４ｓ、２２ｓにより検出されるボンディング部光学系３４とフレームフィーダ２２の振動レベルが所定の範囲内に入ったらすぐに画像を取得し、正確なボンディング位置を検出する。ここで、ボンディング部光学系３４と、ボンディング部光学系３４によって撮像される対象（被写体）であるリードフレームＢを搬送するフレームフィーダ２２の双方に、加速度センサ３４ｓ、２２ｓを搭載することにより、ボンディング部光学系３４が振動しているのか、それとも撮像対象であるフレームフィーダ２２上のリードフレームＢが振動しているのか、またそれぞれの振動がどの程度であるのか、を検出できる。それにより、ボンディング部光学系３４かフレームフィーダ２２のいずれか一方の振動が未だ減衰していない段階にボンディング動作を開始してしまうことが精度悪化の原因となり、ボンディング精度が低減することを防ぐことができる。従来は、実施例１で述べたように、フレームフィーダ２２、ボンディング部光学系３４のそれぞれの振動減衰時間に対してそれぞれの余裕時間分を設定・加算して、フレームフィーダ２２、またはボンディング部光学系３４のそれぞれの構成における振動減衰時間と余裕時間の和の長い方で規定される時間を待って、画像を取り込んでいる。従って、フレームフィーダ２２における振動減衰時間が０．９ｓで余裕時間が０．４ｓであり、ボンディング部光学系３４における振動減衰時間が０．７ｓで余裕時間が０．２ｓである場合は、フレームフィーダ２２とボンディング部光学系３４のそれぞれの構成における振動減衰時間と余裕時間の和は、１．３ｓ、０．９ｓとなることから、振動が所定の範囲まで減衰するまでの時間が長いフレームフィーダ２２の振動が減衰するまでの時間を待って、画像を取り込むこととなる。

なお、２、３番目のリードフレームＢ２、Ｂ３に対しては、フレームフィーダ２２は既に停止しているので、ボンディング部光学系３４の加速度センサ３４ｓのみを監視すればよい。また、上述で例示したフレームフィーダ２２とボンディング部光学系３４の減衰時間とは逆に、１番目のリードフレームＢ１においても、ボンディング部光学系３４による振動の減衰時間が、フレームフィーダ２２による減衰時間に比べ長ければ、ボンディング部光学系３４の加速度センサ３４ｓのみを監視してもよい。

従って、実施例２においても、実施例１と同様に、ボンディング部光学系３４によるボンディング位置を正確に検出でき、検出処理において期待値として余裕時間分処理時間を短縮できる。また、常にフレームフィーダ２２とボンディング部光学系３４の振動を検知することにより、装置構成や動作環境・運転状況によっては、ボンディング精度を維持したまま余裕時間分以上の時間を短縮することも可能である。

(実施例３)
第３実施例は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいて、ボンディングヘッド３５もしくはピックアップヘッド８５によってダイＤをピックアップするときに、ウェハ部光学系１５とウェハリング１６に設けた加速度センサ１５ｓ、１６ｓを活用し、ピックアップ位置検出時間を短縮できる例である。

図６は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいて、ピックアップヘッド８５によってダイＤをピックアップするときの状況を模式的に示す図で、ウェハ部光学系１５が、ピックアップヘッド８５によってピックアップされるダイＤの位置を検出する状態を示す図である。ピックアップは、実施形態１０Ａではボンディングヘッド３５で、実施形態１０Ｂではピックアップヘッド８５で行うが、基本的には同じ動作である。図６では、代表して、ピックアップヘッド８５の例を記している。

ピックアップ装置１２は、ウェハユニット５１と、ピックアップヘッド８５の先端部にあるコレット８５ｃがダイＤを吸着し易くするためにウェハのダイＤを突き上げる突き上げユニット５２と、これらを固定する基台５３とを有する。ウェハユニット５１は、ウェハ１４を保持するウェハリング１６と、ウェハリング１６をリードフレーム等である基板と平行な面でθ回転させる回転駆動機構１６ａとを有する。

突き上げユニット５２は、ダイＤを突き上げる突き上げ部５４ａを昇降(Ｚ方向に移動)させる突き上げ機構(図示せず）をその内部に有する駒５４、駒５４を基台５３上でＸＹ方向に移動させるＸＹ駆動部５４ｂと、駒５４をＺ方向に移動させるＺ駆動部及び基板と平行な面でθ回転させるθ回転駆動部とを具備するＺθ駆動部５４ｃを有する。

ピックアップヘッド８５もＺθ駆動部５４ｃと同様にＺ方向に移動させるＺ駆動部及び基板と平行な面でθ回転させるθ回転駆動部とを具備する。即ち、ピックアップヘッド８５及び駒５４は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の３次元自由度とθ回転のθ自由度の４自由度を持ち、ウェハユニット５１はθ回転の自由度を持つ。
また、ウェハ部光学系１５は、ボンディング光学系３４の駆動軸３４ｄ(図５参照)と同様にＸ、Ｙ方向に移動させる駆動軸１５ｄ(図３参照)を有する。

このような構成において、ウェハ部光学系１５がダイＤｐのピックアップ位置を検出するために、まず、回転駆動機器１６ａがウェハリング１６を回転させ、予め定められた位置にピックアップするダイＤｐを移動させる。この移動と前後してウェハ部光学系１５が駆動軸１５ｄによってピックアップ位置の上に移動し、ダイＤｐを撮像し、ダイＤｐの正確なピックアップ位置を検出する。ダイＤｐのピックアップ位置を正確かつ迅速に検出するためには、実施例２と同様に、ウェハリング１６、ウェハ部光学系１５の振動レベル（加速度）が共に所定の範囲内、例えば、加速度０．７０Ｇ以下（出力電圧値５６０ｍＶ以下／加速度センサの検出レンジが±１．５Ｇの場合）に収まったら、ウェハ部光学系１５によって、撮像することが重要である。ウェハリング１６またはウェハ部光学系１５のどちらか一方の振動レベルが所定の範囲内でなければ、ウェハ部光学系１５から得られる画像は、所定の位置誤差以上をもって検出される。

そこで、実施例３は、実施例２と同様に、加速度センサ１５ｓ、１６ｓが共に所定の振動レベル範囲内に入ったら、従来例と異なり、即時に画像を取得するので、正確なピックアップ位置をより短時間で検出できる。

また、駒５４が回転駆動機器１６ａの回転動作と前後して移動する場合にも、駒５４の移動による振動が最終的にはウェハリング１６の振動となるので、加速度センサ１５ｓ、１６ｓにより振動を検出・監視すればよい。勿論、駒５４のＸＹ駆動部５４ｂに加速度センサを設けてもよい。

従って、実施例３においても、実施例１と同様に、ウェハ部光学系１５によるピックアップ位置検出処理において、期待値として少なくとも余裕時間分の処理時間を短縮できる。しかも、実施例２と同様にピックアップ位置を正確に検出できる。

(実施例４)
第４実施例は、実施形態１０Ａ、１０Ｂにおいて、ボンディングヘッド３５もしくはピックアップヘッド８５がダイＤをピックアップするときに、ボンディングヘッド３５もしくはピックアップヘッド８５と駒５４のＺθ駆動部５４ｃに設けた加速度センサ３５ｓもしくは８５ｓ、５４ｓを活用し、ピックアップ処理時間を短縮できる例である。実施例４も図６を用いて説明する。

実施例３で説明した、ピックアップ位置検出処理後、ウェハ部光学系１５はピックアップヘッド８５と干渉しない位置に移動し、ピックアップヘッド８５はピックアップ位置に移動し、ピックアップ位置にあるダイＤｐのＺ方向の直前（真上）の位置（高さ）まで下降する。ピックアップヘッド８５が下降するときには、ダイＤｐのθ方向の回転ずれを調整するため、ピックアップヘッド８５のθ軸も駆動する。これらの動きに前後して、突き上げ部５４ｂがダイＤｐに接触する直前まで上昇させる。その後、突き上げ部５４ｂをさらに上昇させてダイＤｐに接触させて突き上げ、ピックアップヘッド８５の先端部にあるコレット８５ｃでダイＤｐを吸着・保持して、ピックアップする。

ピックアップヘッド８５でダイＤｐを正確かつ確実にピックアップするためには、少なくとも、ピックアップヘッド８５に設けた加速度センサ８５ｓが検出するピックアップヘッド８５の振動レベルが所定の範囲内に収まることが重要である。特に、ピックアップヘッド８５と突き上げ部５４ａを同時に移動させて行う場合は、ピックアップヘッド８５とＺθ駆動部５４ｃに設けた加速度センサ８５ｓと５４ｓが検出する振動レベルが共に所定の範囲内に収まった後にピックアップ動作を開始することが重要である。ピックアップヘッド８５または突き上げ部５４ａのどちらか一方の振動レベルが所定の範囲内に収まっていなければ、ピックアップ位置ズレが発生し、確実にピックアップできない場合がある。

そこで、ピックアップヘッド８５と駒５４の突き上げ部５４ａとを同時に動作させて行う場合には、加速度センサ８５ｓ、５４ｓが検出する振動レベル（加速度）が共に所定の範囲内、例えば、搭載される加速度センサにより異なるが、加速度０．５０Ｇ以下（出力電圧４００ｍＶ以下）に収まったら、従来例と異なり、即時にピックアップヘッド８５の降下動作と突き上げ部５４ｃによる突き上げ動作を開始し、ダイＤｐをピックアップする。

すなわち、従来例と異なり、ピックアップヘッド８５の移動及びダイＤｐに接する直前の位置までの降下動作を妨げずに突き上げ部５４ａによる突き上げ動作を先行させ、その後、ピックアップヘッド８５を降下させるときには、加速度センサ８５ｓが検出するピックアップヘッド８５の振動レベルが所定の範囲内に収まったら、すぐにダイＤｐをピックアップする。

従って、実施例４においても、実施例１と同様に、ピックアップ処理において、期待値として余裕時間分の処理時間を短縮できる。しかも、実施例４において、ピックアップヘッド８５によって、ダイＤｐを確実にピックアップできる。

(実施例５)
今まで説明した実施例１乃至４は、ボンディング処理やピックアップ処理等、それぞれ独立した動作において、ボンディング精度を維持したまま、それぞれの処理時間を短縮する効果について述べた。しかしながら、各処理は完全に独立して動作することはできないが、例えば下記に示すように、ある処理が動作中に他の処理が行われ、それぞれの動きにより生じる振動がダイボンダ全体に影響する、振動の干渉状態になり得る場合がある。

第１の例は、実施形態１、２のダイボンダ１０Ａ、１０Ｂにおいて、ダイＤをウェハ１４からピックアップする処理中に、基板Ｂがフレームフィーダ２２で搬送される場合である。その場合、フレームフィーダ２２の振動が実施例２、３のピックアップ処理に影響する場合がある。

第２の例は、実施形態２のダイボンダ１０Ｂにおいて、ボンディングヘッド３５が実施例１で示したボンディング処理中に、ピックアップヘッド８５がＸ、Ｙ方向に移動、または駒５４がＸ，Ｙ方向に移動する場合がある。その場合、ピックアップヘッド８５、駒５４の移動が、実施例１で示したようなボンディング処理に影響する場合がある。

第３の例は、実施形態２のダイボンダ１０Ｂにおいて、ピックアップヘッド８５が実施例３、４で示したピックアップ位置検出またはピックアップ処理中に、ボンディングヘッド８５がＸ、Ｙ方向に移動する場合がある。その場合、ボンディングヘッド３５の移動が、実施例３、４で示したピックアップ位置検出またはピックアップ処理に影響する場合がある
上記のような場合は、関連した場所の加速度センサも監視して処理を行わなければならないし、その監視する加速度センサの数も多くなり、従来では、その分余裕時間を長くとる必要である。

本発明では、振動の発生に関連する構成に加速度センサを搭載する数が多くなればなるほど、ボンディング精度を維持したまま、振動源の特定や振動減衰時間の予測・監視、さらには各処理に要する時間の短縮効果が大きくなる。

(実施例６)
また、実施例５で示した例において、例えば各処理の重要度を設定し、干渉する処理関係の振動源の移動を遅延させて重ならないように学習させて、干渉する処理を減少させて、全体として処理タイムチャートを確立することにより、処理時間を短縮できる。

また、一般的に全ての加速度センサを監視することによって、ある処理と干渉する処理関係の振動源を見つけることができる。

従って、各処理の能力、例えばボンディングヘッドの移動速度、移動長さ等に基づいて、各処理のタイムチャートを詳細に決めなくても、干渉関係にある処理を検索しながら各処理を進めて行き、各処理のタイムチャートを確立できる。最初は処理時間が長くなるが、処理を進めていくに連れて全体として処理時間を短くでき、スル―プットを向上できる。また、運転状況が変わることにより振動が減衰する時間も変化するので、運転状況の変化に応じて処理時間を最適化し、スループットを向上させることができる。

以上のように本発明の実施形態における実施例を説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：ウェハ供給部２：ワーク供給・搬送部
３：ダイボンディング部１０、１０Ａ、１０Ｂ：ダイボンダ
１２：ピックアップ装置１４：ウェハ
１５：ウェハ部光学系１５ｓ：ウェハ部光学系の加速度センサ
１６：ウェハリング１６ｓ：ウェハリングの加速度センサ
２２：フレームフィーダ２２ｓフレームフィーダの加速度センサ
３１：プリフォーム部３２：ボンディングヘッド部
３３：プリフォーム光学系３３ｓ：リフォーム光学系の加速度センサ
３４：ボンディング部光学系３４ｓ：ボンディング部光学系の加速度センサ
３５：ボンディングヘッド３５ｓ：ボンディングヘッドの加速度センサ
３６：ニードル３６ｓ：ニードルの加速度センサ
３８：光学系４０：制御系
４１：制御・演算部４２：記憶装置
５０：Ｚ駆動軸５１：ウェハユニット
５２：突き上げユニット５４：駒
５４ａ：突き上げ部５４ｃ：Ｚθ駆動部
５４ｓ：Ｚθ駆動部の加速度センサ
５５；Ｙ駆動軸６０：ＺＹ駆動軸
８０Ｙ駆動軸８５：ピックアップヘッド
８５ｓ：ピックアップヘッドの加速度センサ
Ｂ：基板(リードフレーム) Ｄ：ダイ
Ｄｐ：ピックアップするダイ

Claims

ウェハからダイをピックアップし、搬送されてきたワークに前記ダイをボンディングするダイボンダであって、
所定の処理を行う被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する駆動部と、
前記被駆動体は該被駆動体の振動を検出する振動計を有し、かつ、
前記振動計が検出した振動の検出結果に基づいて、前記被駆動体による処理動作を制御する制御手段を有し、
前記被駆動体の前記処理動作により生ずる振動と干渉する他の被駆動体に設けられ、前記他の被駆動体の前記処理動作により生ずる他の振動を検出する他の振動計を有し、
前制御手段は、前記被駆動体の前記処理動作により生ずる振動及び前記他の被駆動体の前記処理動作により生ずる他の振動のそれぞれが共に所定の値以下になった時に、前記被駆動体又は前記他の被駆動体の動作を開始させる、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記被駆動体は、前記ダイを前記ワークに装着するボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ワークに前記ダイを装着する直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイを前記ワークに装着するために降下する動作の開始である、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記被駆動体は、前記ダイをウェハからピックアップするピックアップヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ウェハから前記ダイをピックアップする直前で停止している前記ピックアップヘッドが前記ダイに向かって降下する動作の開始である、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記被駆動体は、前記ダイを中間ステージからピックアップするボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記中間ステージから前記ダイをピックアップする直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイに向かって降下する動作の開始である、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項１に記載のダイボンダであって、
前記被駆動体は、前記ダイまたは前記ワークの位置を検出する光学系であり、
前記処理動作の開始は、前記光学系が前記ダイまたは前記ワークを撮像する動作の開始である、
ことを特徴とするダイボンダ。
ウェハからダイをピックアップし、搬送されてきたワークに前記ダイをボンディングするダイボンダであって、
所定の処理を行う被駆動体と、
前記被駆動体を駆動する駆動部と、
前記被駆動体は該被駆動体の振動を検出する振動計を有し、かつ、
前記振動計が検出した振動の検出結果に基づいて、前記被駆動体による処理動作を制御する制御手段を有し、
複数の前記被駆動体のそれぞれが前記振動計を有し、
前記制御手段は、それぞれの前記振動計が検出した複数の前記被駆動体のそれぞれの前記処理動作により生ずる複数の振動の検出結果に基づいて、複数の前記振動が互いに干渉しないように、一又は二以上の前記被駆動体による前記処理動作を制御する、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項６に記載のダイボンダであって、
前記制御手段は、複数の前記振動が互いに干渉しないように複数の前記振動が生ずるパターンを学習し、複数の前記被駆動体の前記処理動作のタイムチャートを作成し、前記タイムチャートに基づいて複数の前記被駆動体の前記処理動作を制御する、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項７に記載のダイボンダであって、
前記制御手段は、前記振動が所定の値以下になった時に、前記被駆動体の前記処理動作を開始させる、
ことを特徴とするダイボンダ。
請求項８に記載のダイボンダであって、
前記被駆動体は、前記ダイを前記ワークに装着するボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ワークに前記ダイを装着する直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイを前記ワークに装着するために降下する動作の開始である、
ことを特徴とするダイボンダ。
ウェハからダイをピックアップし、搬送されてきたワークに前記ダイをボンディングするボンディング方法であって、
被駆動体を駆動部により駆動し、該被駆動体の駆動により生ずる振動を検出し、検出された前記振動の検出結果に基づいて、前記被駆動体による処理動作を制御し、
前記被駆動体の前記処理動作により生ずる振動と干渉する他の被駆動体の動作により生ずる他の振動を検出し、
前記動作の開始は、前記被駆動体の前記処理動作により生ずる振動及び前記他の被駆動体の前記処理動作により生ずる他の振動のそれぞれが共に所定の値以下になった時に、前記被駆動体又は前記他の被駆動体の動作を開始させる、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１０に記載のボンディング方法であって、
前記被駆動体は、前記ダイを前記ワークに装着するボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ワークに前記ダイを装着する直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイを前記ワークに装着するために降下する動作の開始である、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１０に記載のボンディング方法であって、
前記被駆動体は、前記ダイをウェハからピックアップするピックアップヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ウェハから前記ダイをピックアップする直前で停止している前記ピックアップヘッドが前記ダイに向かって降下する動作の開始である、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１０に記載のボンディング方法であって、
前記被駆動体は、前記ダイを中間ステージからピックアップするボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記中間ステージから前記ダイをピックアップする直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイに向かって降下する動作の開始である、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１０に記載のボンディング方法であって、
前記被駆動体は、前記ダイまたは前記ワークの位置を検出する光学系であり、
前記処理動作の開始は、前記光学系が前記ダイまたは前記ワークを撮像する動作の開始である、
ことを特徴とするボンディング方法。
ウェハからダイをピックアップし、搬送されてきたワークに前記ダイをボンディングするボンディング方法であって、
被駆動体を駆動部により駆動し、該被駆動体の駆動により生ずる振動を検出し、検出された前記振動の検出結果に基づいて、前記被駆動体による処理動作を制御し、
複数の前記被駆動体のそれぞれの前記処理動作により生ずる複数の前記振動を検出し、複数の前記振動の検出結果に基づいて、複数の前記振動が互いに干渉しないように、一又は二以上の前記被駆動体による前記処理動作を制御する、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１５に記載のボンディング方法であって、
前記制御は、複数の前記振動が互いに干渉しないように複数の前記振動が生ずるパターンを学習し、複数の前記被駆動体の前記処理動作のタイムチャートを作成し、前記タイムチャートに基づいて複数の前記被駆動体の前記処理動作を制御する、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１６に記載のボンディング方法であって、
前記制御は、前記振動が所定の値以下になった時に、前記被駆動体の前記処理動作を開始させる、
ことを特徴とするボンディング方法。
請求項１７に記載のボンディング方法であって、
前記被駆動体は、前記ダイを前記ワークに装着するボンディングヘッドであり、
前記処理動作の開始は、前記ワークに前記ダイを装着する直前で停止している前記ボンディングヘッドが前記ダイを前記ワークに装着するために降下する動作の開始である、
ことを特徴とするボンディング方法。