JP6438826B2 - ボンディング装置及びボンディング方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボンディング装置及びボンディング方法に係わり、特に、信頼性の高い及びボンディング方法に関する。

ダイ(半導体チップ)(以下、単にダイという)を配線基板やリードフレームなどのワークに搭載してパッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウエハ（以下、単にウエハという）からダイを分割する工程と、分割したダイをウェハからピックアップし、基板上に搭載又は既にボンディングしたダイに積層するボンディング工程とがある。

ダイボンダは、ボンディング工程を行う装置である。ダイボンダは、ボンディング工程を行うために、多くの駆動軸を有する。これらの駆動軸は、動作原点を有し、運転を終了させる時、又は電源喪失などで位置不明な時は、各駆動軸を動作原点に戻し、再稼働に備えている。
このような従来技術としては、特許文献１がある。特許文献１の技術は、動作原点位置にいる作業ヘッドをＲＡＭ(Random Accesses Memory)に記憶されている原点位置から移動量分だけ認識カメラを移動させ、作業ヘッドに設けられたノズルセンターを認識カメラで下から認識し、ノズルセンターと認識カメラのセンター位置と差分とを算出し、作業ヘッドの原点を補正している。

特開平１０−０９３２９３号公報

しかしながら、昨今のパッケージの小型・薄型化、ダイの薄型化によるchip on chipの積層技術の発達により、ダイのボンディングはより厳しい一桁オーダーのμmの位置決めが必要になってきている。位置決め精度を高めるためには、ボンディング処理に関与するボンディングヘッド、撮像系、基板の搬送系などの実装ユニットの位置と回転角で規定される姿勢を正確に把握することが重要である。

しかしながら、特許文献１は、ボンディングヘッドの位置ずれを検出できるが、ボンディングヘッドの回転角ずれや認識カメラ自体の姿勢ずれを検出できない。

従って、本発明の目的は、ボンディング処理に関与する実装ユニットの姿勢ずれを考慮した動作原点を設定し（再設定含む。以下同じ。）、実装位置での位置決め精度の高い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、上記目的を達成するために、ダイボンダ装置の稼働時（再稼働時含む。以下同じ。）に、撮像カメラの撮像視野に入る位置であって、ダイを吸着保持するコレットのコレット中心位置からオフセットした位置にボンディングヘッドに設けられたヘッド基準マークと実装位置に基板を搬送する搬送路に設けられた搬送基準マークとを用いて、搬送路の姿勢ずれ即ち基板Ｐの姿勢ずれに対する実装ユニットの姿勢ずれを検出し、動作原点を設定する。その実例を挙げれば、
本発明は、ダイ移送ツールの移動範囲内に設けられた第１の基準マークと、
ダイ移送ツールに設けられた第２の基準マークと、
第１の基準マークを視野範囲内とする認識カメラと、
ダイ移送ツールが、第２の基準マークの位置を、第１の基準マークの位置と一定の関係にある位置に認識カメラの撮像視野内で移動することに基づき、認識カメラの原点若しくはダイ移送ツールの移動原点を補正する補正手段と、
を有するボンディング装置である。

また、本発明は、ダイ移送ツールが、ダイ移送ツールに設けられた第２の基準マークの位置を、ダイ移送ツールの移動範囲内に設けられた第１の基準マークの位置と一定の関係にある位置に、第１の基準マークを撮像視野内とする認識カメラの視野内で移動することに基づき、認識カメラの原点若しくはダイ移送ツールの原点を補正する方法である、
ボンディング方法である。

ここで、ダイ移送ツールは、ダイをボンディングするボンディングヘッドの他、ウェハからピックアップするピックアップヘッド、中間ステージと何か他の場所の間を移動するヘッドを含む。また、一定の関係にある位置は、同じ位置を含む。すなわち、認識カメラが第１の基準マークを撮像している際、その第１の基準マークと同じ位置に第２の基準マークが見えるように、第２の基準マークを備えるダイ移送ツールを移動することを含む。なお、認識カメラは、実装カメラ、ピックアップカメラ等のボンディング装置でダイ若しくは基板を撮像する任意のカメラを含む。さらに、認識カメラの原点の補正とは、１）対象とする基準マークを撮像したカメラが、当該対象とする基準マークを当該カメラの撮像画像の中央に位置するよう当該カメラの位置を補正することを含む他、２）当該カメラで１）のように補正をした結果でも十分中央に当該基準マークが位置づけられない場合若しくは当該画像の中央から一定の閾値の範囲に当該基準マークが位置づけられた後は機械的な制度を求める代わりに内部の認識システムとして当該画像マークを当該画像の中央の位置と記憶手段に記憶することで補正することも含む。

さらに、本発明は、補正手段は、認識カメラの撮像視野内で第１の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、認識カメラの原点を補正する補正手段であってもよい。

また、本発明は、補正手段は、認識カメラの撮像視野内で第２の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、ダイ移送ツールの原点を補正する補正手段であってもよい。

さらに、本発明は、第１の基準マークは、第１−１の基準マークと第１−２の基準マークの２つの基準マークであり、いずれも基板を搬送する搬送路に設けられ、２つの第１の基準マークに基づき、ダイ移送ツールの原点を補正する補正手段と、を有してもよい。

また、本発明は、補正手段は、認識カメラが第１−１の基準マーク及び第１−２の基準マークを撮像することにより、認識カメラの原点を補正する手段であってもよい。

さらに、本発明は、補正手段は、認識カメラが撮像する第１−１の基準マーク位置に第２の基準マークを一致させるようダイ移送ツールを移動し、認識カメラが撮像する第１−２の基準マークの位置に第２の基準マークを一致させるようダイ移送ツールを移動することによって、ダイ移送ツールの原点を補正する手段であってもよい。

また、本発明は、認識カメラの原点の補正は、認識カメラの認識システムの位置ずれ若しくは方向ずれの補正であり、ダイ移送ツールの原点の補正は、ダイ移送ツールの位置ずれ若しくは方向ずれの補正であってもよい。

さらに、本発明は、第１の基準マークは、基板を搬送する搬送路若しくは中間ステージに備えられているボンディング装置であってもよい。ここで、第１の基準マークは、搬送路上の場合は、基板が搬送される通路の脇の部分、脇の周辺などが挙げられ、中間ステージ上の場合は、中間ステージ及びその脇の部分を含む。いずれにせよ、ダイ移送ツールの移動範囲内に設けられればよい。

また、本発明は、補正方法は、認識カメラの撮像視野内で第１の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、認識カメラの移動原点を補正する補正方法であってもよい。

さらに、本発明は、補正方法は、認識カメラの撮像視野内で第２の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、ダイ移送ツールの移動原点を補正する補正方法であってもよい。

また、本発明は、補正方法は、基板を搬送する搬送路に設けられ、第１−１の基準マークと第１−２の基準マークの２つの基準マークである第１の基準マークに基づき、ダイ移送ツールの原点を補正する補正方法であってもよい。

さらに、本発明は、補正方法は、認識カメラが第１−１の基準マーク及び第１−２の基準マークを撮像することにより、認識カメラの原点を補正する方法であってもよい。

また、本発明は、補正方法は、認識カメラが撮像する第１−１の基準マーク位置に第２の基準マークを一致させるようダイ移送ツールを移動し、認識カメラが撮像する第１−２の基準マークの位置に第２の基準マークを一致させるようダイ移送ツールを移動することによって、ダイ移送ツールの原点を補正する方法であってもよい。

さらに、本発明は、認識カメラの原点の補正は、認識カメラの認識システムの位置ずれ若しくは方向ずれの補正であり、ダイ移送ツールの原点の補正は、ダイ移送ツールの位置ずれ若しくは方向ずれの補正であってもよい。

また、本発明は、第１の基準マーク若しくは第２の基準マークは、基板を搬送する搬送路若しくは中間ステージに備えられているボンディング方法であってもよい。

本発明によれば、ボンディング処理に関与する実装ユニットの姿勢ずれを考慮した動作原点を再設定し、実装位置での位置決め精度の高いダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

本発明に好適なダイボンダの第１の実施形態における本発明の第１の実施例の主要部の概略側面図である。 搬送路における実装撮像カメラ、ボンディングヘッドの状態を示す図である。 第１の実施例におけるボンディングヘッドの構造を模式的に示す図である。 実装撮像カメラとボンディングヘッドの姿勢ずれを検出するための実装撮像カメラとボンディングヘッドの動作を示す図である 図４に示す動作によって得られた結果を示し、(ａ)は実装撮像カメラの検出結果を示す図で、(ｂ)はボンディングヘッドの検出結果を示す図である。 実装撮像カメラのＸ駆動軸を搬送基準マークの位置に動作させ、搬送基準マークを姿勢ずれによる再設定された動作原点としたときの図を示す図である。 撮像カメラの姿勢ずれの検出処理フローを示す図である。 処理によって得られた中間ステージ撮像カメラのボンディイングヘッドに対する姿勢ずれの検出結果を示す図である。 本発明に好適なダイボンダの第２の実施形態の主要部の概略側面図で、本発明の第４の実施例である。

以下に本発明の一実施形態を、図面等を用いて説明する。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
なお、本書では、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、説明の重複をできるだけ避ける。

図１は、本発明に好適なダイボンダの第１の実施形態における本発明の第１の実施例の主要部の概略側面図である。本ダイボンダ１００は、ピックアップヘッド１３でピックアップしたダイＤを一度中間ステージ(保持位置)２２に載置し、載置したダイＤを本実施例の移送ツールであるボンディングヘッド２３で再度ピックアップし、実装位置に搬送されてきた基板Ｐにボンディングし、実装する装置である。

ダイボンダ１００は、ウェハ上のダイＤの姿勢を認識する供給ステージ撮像カメラ１１と、中間ステージ２２に載置されたダイＤの姿勢を認識する中間ステージ撮像カメラ２１と、アタッチステージ３２上の実装位置を認識する本実施例の認識カメラである実装撮像カメラと３１とを有する。なお、本実施例では、中間ステージ撮像カメラ２１が本発明におけるピックアップ撮像カメラとなる。

また、ダイボンダ１００は、中間ステージ２２に設けられた旋回駆動装置２５と、中間ステージ２２とアタッチステージ３２の間に設けられたアンダビジョンカメラ４１と、アタッチステージ３２に設けられた加熱装置３４と、制御装置５０と、を有する。

アンダビジョンカメラ４１はボンディングヘッド２３が移動中に吸着しているダイＤの状態を真下から観察し、加熱装置３４はダイＤをピックアップまたは実装し易くするためにそれぞれのステージ３２を加熱する。

制御装置５０、図示しないＣＰＵ(Central processor unit)、制御プログラム格納するＲＯＭ(Read only memory)やデータ格納するＲＡＭ(Random access memory)、コントロールバスをなど有し、ダイボンダ１００を構成する各要素を制御し、以下に述べる実装制御を行う。

本実施例でボンディング処理に関与する実装ユニットは、搬送系を構成するアタッチステージ３２も含む搬送路６０、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３、中間ステージ撮像カメラ２１及び中間ステージ２２である。実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３及び中間ステージ撮像カメラ２１は、実装位置を有する図2に示す実装面３２ｍに平行な面内をＸ、Ｙ方向に移動させるＸＹ駆動軸を有し、実装面３２ｍに直交する軸に対して回転する回転軸を有さない。中間ステージ２２は、中間ステージ面２２ｍを実装面３２ｍに平行な面で中間ステージ２２を回転させる旋回駆動装置２５を有する。

なお、本実施例におけるＹ方向とは、ボンディングヘッド２３が、中間ステージ２２とアタッチステージ３２と間を移動する方向であり、Ｘ方向とは、実装面３２ｍに平行面内でＹ方向と直交する方向である。

ダイボンダでは、装置を稼働する時は、上記の駆動軸を動作原点に復帰させる処理を行う。実装ユニットにおいて原点復帰させる駆動軸は、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３中間ステージ撮像カメラ２１のＸ、Ｙ駆動軸と、中間ステージ２２の回転軸である。Ｘ、Ｙ駆動軸の位置は、例として図１に示すボンディングヘッド２３、実装撮像カメラ３１のＹ方向の位置をそれぞれリニアスケール２６、３６で検出される。また、旋回駆動装置２５は、図示しない回転角検出器を有する。

動作原点復帰の例としてボンディングヘッド２３のＹ駆動軸について図２を用いて説明する。図２は、搬送路６０における実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３の状態を示す図である。

ボンディングヘッド２３のＹ駆動軸の位置は、リニアスケール２６で検出される。
その端部側付近にフォトマイクロセンサ２７などを設けて併用することもある。ボンディングヘッド２３をフォトマイクロセンサ２７などで検出することやリニアスケール２６上の原点を検出することにより動作原点復帰を行う。同様にボンディングヘッド２３のＸ駆動軸に対しても動作原点復帰を行う。なお、リニアスケール以外にもボールネジと回転モータのエンコーダの使用によりＹ駆動軸の位置を検出することができる。但し、リニアスケールのみでも原点位置を検出することもできる。ボンディングヘッド２３のＸＹ駆動軸と同様に、実装撮像カメラ３１、中間ステージ撮像カメラ２１のそれぞれのＸＹ駆動軸に対して動作原点復帰を行う。また、中間ステージ２２の回転軸に対しても光センサなどを用いて動作原点復帰を行う。なお。３７は、実装撮像カメラ３１のＹ駆動軸のフォトマイクロセンサである。同様にボンディングヘッド２３のＸ駆動軸に対しても動作原点復帰を行う。ボンディングヘッド２３のＸＹ駆動軸と同様に、実装撮像カメラ３１、中間ステージ撮像カメラ２１のそれぞれのＸＹ駆動軸に対して動作原点復帰を行う。また、中間ステージ２２の回転軸に対しても光センサなどを用いて動作原点復帰を行う。なお。３７は、実装撮像カメラ３１のＹ駆動軸のフォトマイクロセンサである。

しかしながら、稼働する前後において、実装ユニット間に姿勢ずれが生じる。特に、実装に直接関与する搬送路６０、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３に姿勢ずれがあると、ダイＤを実装位置に精度よく実装できない。

そこで、基板Ｐの姿勢ずれをもたらしている搬送路６０に対するボンディングヘッド２３、実装撮像カメラ３１の姿勢ずれを検出し、これら３者の相関位置を定め、実装位置における位置決め精度を向上させる。

上記のことを実現するために、本実施例では次の２種類の基準マークを有する。
第１に、搬送路６０の動作原点からの姿勢ずれを検出すために設けられた搬送基準マークＨＭである。本実施例では、図２に示すように、搬送路６０の両側凸部にＨＭ１,ＨＭ２を設ける。搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２は、実装撮像カメラ３１とボンディングヘッド２３がＹ方向に移動する線に沿って、かつ、実装撮像カメラ３１に撮像範囲に入るように設けられる。搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２は、搬送路６０とコントラストが採れ、撮像カメラの分解能で弁別できるほどの形状を有していればよい。なお、搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２をアタッチステージ３２上に所定距離離間した位置に設けてもよい。

第２に、ボンディンヘッド２３に設けられたヘッド基準マークＢＭである。図３(ａ)は、本実施例でおけるボンディングヘッド２３の構造を模式的に示す図である。基準マークＢＭは、ボンディングヘッド２３を真上から撮像したときに、ダイＤを吸着保持するコレット２３Ｃの中心位置２３cpが撮像カメラの撮像視野の中心位置と一致するように、コレット２３Ｃの中心位置２３cpからオフセットした位置に設けられている。また、撮像カメラの撮像面からヘッド基準マークＢＭまでの距離Ｌは、図３(ｂ)に示す撮像カメラの焦点距離ＷＤとなる位置になる距離、即ちL１＋Ｌ２＋Ｌ３となる。さらに、ヘッド基準マークＢＭは、マーク部２３ｍとコントラストが採れ、撮像カメラの分解能で弁別できるほどの形状を有していればよい。例えば、黒点マークの他、マーク部２３ｍに切欠きマークを設けてもよいし、マーク部２３ｍにＸ方向又はＹ方向に平行な直線マークを設けてもよい。

次に、ボンディングヘッド２３の構造を説明する。ボンディングヘッド２３は、ダイＤを吸着保持するコレット２３Ｃと、コレット２３Ｃを昇降させ、実装面３２ｍに平行な２次元面上を移動する本体２３Ｈと、ヘッド基準マークＢＭを有する撮像カメラ姿勢ずれ検出部２３Ｋとを有する。ボンディングヘッド２３は、コレットを実装面３２ｍに平行面で旋回させる旋回軸を有していない。

撮像カメラ姿勢ずれ検出部２３Ｋは、本体２３Ｈから延在し、ヘッド基準マークＢＭが設けられたマーク部２３ｍと、ヘッド基準マークＢＭの像をコレット２３Ｃの中心位置２３cpを通り、実装面３２ｍに直交する中心軸２３ｊ上に導く光学系２３ｏを有する。なお、図３(ａ)に示す中心位置２３cpは、紙面に平行な辺上に便宜上示している。

本実施例では、光学系２３ｏは、本体２３Ｈの上部に設けられた２つのプリズム２３p1、２３p2と、それらを本体２３Ｈに支持する光学系支持部２３ｓとを有する。プリズム２３p2は、その光軸が中心軸２３ｊと一致するように設けられている。光学系としては、例えば他に、一端をヘッド基準マークＢＭに面し、他端を前記プリズム２３p2の位置で撮像カメラの撮像面に面するように設けられたファイバースコープを用いてもよい。

まず、搬送路６０を基準とした実装撮像カメラ３１とボンディングヘッド２３の姿勢ずれの検出方法と、実装撮像カメラ３１のボンディングヘッド２３に対する姿勢ずれの検出方法を図４、図５を用いて説明する。

図４は、実装撮像カメラ３１とボンディングヘッド２３の姿勢ずれを検出するための実装撮像カメラ３１とボンディングヘッド２３の動作を示す図である。図５は、図４に示す動作によって得られた結果を、搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２を結ぶ破線で示す基準マーク直線ＨＭＬを基準に、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３に対して示した図である。図５(ａ)は実装撮像カメラ３１の結果を、図５(ｂ)はボンディングヘッド２３の結果を示す図である。図５(ａ)、図５(ｂ)におけるＨＭＭの位置は、搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２の中点であり、仮想の搬送基準マークＨＭＭを示す。

図４(ａ)に示すように、実装撮像カメラ３１の撮像視野の中心位置が搬送基準マークＨＭ１の中心位置と一致するように実装撮像カメラ３１を移動させ、図５(ａ)に示す実装撮像カメラ３１の搬送基準マークＨＭ１からの位置(Ｘcg1，Ｙcg1)を得る。その後、図４(ｂ)に示すように、ヘッド基準マークＢＭの中心位置が実装撮像カメラ３１の撮像視野の中心位置に一致するようにボンディングヘッド２３を移動させ、図５(ｂ)に示すボンディングヘッド２３の搬送基準マークＨＭ１からの位置(Ｘbg1，Ｙbg1)を得る。

次に、実装撮像カメラ３１とボンディングヘッド２３を順次搬送基準マークＨＭ２上に移動させ、搬送基準マークＨＭ１上の処理を搬送基準マークＨＭ２上に対しても行い、図５(ａ)、図５(ｂ)にそれぞれ示す実装撮像カメラ３１の搬送基準マークＨＭ２からの位置(Ｘcg2，Ｙcg2)、ボンディングヘッド２３の搬送基準マークＨＭ１からの位置(Ｘbg2，Ｙbg2)を得る。Ｘは基板Ｐの搬送方向を正とし、Ｙはボンディングヘッド２３がその動作原点から中間ステージ２２に向かう方向を正とする。

図５に示す結果から、ボンディングヘッド２３の基準マーク直線ＨＭＬに対する回転角ずれは、時計回りを正としてθbgとなり、実装撮像カメラ３１の搬送基準マークＨＭ１とＨＭ２とを結ぶ基準マーク直線ＨＭＬに対する回転角ずれは、時計回りを正としてθcgとなる。また、実装撮像カメラ３１のボンディングヘッド２３に対する回転角ずれθbcは、時計回りを正としてθbg−θcgとなる。それぞれの回転角ずれは、必ずしも時計方向を正とする必要がない。要は同一回りに対して正とする必要がある。以下の説明でも回転角ずれは時計方向を正として行う。

仮に、ボンディングヘッド２３が回転軸を有していれば、回転軸を基準マーク直線ＨＭＬ上に動作原点として移動させ、回転角ずれ−θbgだけ回転させれば、ボンディングヘッド２３の移動軌跡Ｂｒが基準マーク直線ＨＭＬと一致する。本実施例では、ボンディングヘッド２３が回転軸を有していないので、後述する中間ステージ２２の回転によって行われる。

図６は、ボンディングヘッド２３のＸ駆動軸の動作原点を搬送基準マークＨＭ１に再設定した例である。図６において、当初又は前回の姿勢ずれ検出時の搬送基準マークＨＭ１、ＨＭ２間の距離をＬとすれば、今回の姿勢ずれ検出時ではΔＹｂ伸びたことになる。しかし、ΔＹｂは実装撮像カメラ３１が実装位置にきた時に、実装位置が視野範囲からずれるほど大きくはないので実際のボンディング時に実装撮像カメラ３１で得られる像から補正できる。なお、Ｘ駆動軸の動作原点は、搬送基準マークＨＭ１に限らずＨＭ２でも中点であるＨＭＭでもよい。

実装撮像カメラ３１についても図６に示すボンディングヘッド２３と同じ説明ができるので省略する。実装撮像カメラ３１に移動軌跡は、ボンディングヘッド２３の移動軌跡Ｂｒと基準マーク直線ＨＭＬと一致する。実装撮像カメラ３１の動作原点は、ボンディングヘッド２３の動作原点の搬送基準マークＨＭ１と必ずしも一致しなくてもよい。

実装撮像カメラ３１についても図６に示すボンディングヘッド２３と同じ説明ができるので省略する。実装撮像カメラ３１の再設定された位置の動作原点は、搬送基準マークＨＭ１であり、回転角の動作原点は、中間ステージ２２の回転によって実装撮像カメラの搬送路６０に対する回転角ずれθcgを補正し、当初の動作原点に維持する。

次に、ボンディングヘッド２３を介して中間ステージ撮像カメラ２１の姿勢ずれ原点復帰を図７、図８を用いて説明する。図７は、中間ステージ撮像カメラの姿勢ずれの検出処理フローを示す図である。図８は、処理によって得られた中間ステージ撮像カメラ２１のボンディイングヘッド２３に対する姿勢ずれの検出結果を示す図である。

図７の検出フローを実施する前に、動作原点に復帰をしても、中間ステージ撮像カメラ２１の視野中心位置２１ｃが中間ステージ２２の回転軸と一致していない、即ち姿勢ずれがある場合は、中間ステージ撮像カメラ２１を移動し一致させる。

まず、図８に示すように、ボンディングヘッド２３を中間ステージ撮像カメラ２１の撮像視野の中心位置２１cを通る一点鎖線上にＹ方向に平行移動させ、ヘッド基準マークＢＭの撮像ＢＭ１を得る(Ｓ１)。その後、ボンディングヘッド２３をＸ方向に所定距離平行移動させ、その時のヘッド基準マークＢＭの撮像ＢＭ２を得る(Ｓ２)。所定距離平行移動は、Ｙ方向であってもよい。

図８に示すように、ヘッド基準マークＢＭをＸ方向に平行して移動させたにも拘らず、ヘッド基準マークＢＭ１，ＢＭ２を結び直線が傾斜していることは、中間ステージ撮像カメラ２１がボンディングヘッド２３に対して傾斜していることを示し、即ち回転角ずれθabを得る(Ｓ３)。ヘッド基準マークＢＭ１はコレット２３Ｃの中心位置２３cｐ上にあることから、ＢＭ１と実装撮像カメラ３１の撮像視野の中心位置２１ｃとのずれが、中間ステージ撮像カメラ３１のボンディングヘッド３１に対する位置ずれとなり、位置ずれ(Ｘab、０)を得る(Ｓ４)。なお、ヘッド基準マークＢＭがＸ方向又はＹ方向に直線形状の直線マークの場合は、Ｓ２を行うことなく、直線マークに対する中間ステージ撮像カメラ２１の撮像視野の中心位置２１cを通る一点鎖線の傾きによって回転角ずれθabを得ることができる。

その後、中間ステージ２２を回転させ各実装ユニットの回転角ずれを補正するが、回転によって位置ずれが生じないように、各ユニットのＸ位置が直線上に乗るように姿勢ずれ原点位置を補正する。具体的には、ボンディングヘッド２３及び実装撮像カメラ３１の位置の原点位置を−Ｘab移動させる。この結果、中間ステージ撮像カメラ２１の位置動作原点は、ボンディングヘッド２３、実装撮像カメラ３１の位置の動作原点と一致し、搬送基準マークＨＭ１からＸabずれた位置となる。

回転角ずれの補正は、中間ステージ撮像カメラ２１による回転角ずれθabだけでなく、搬送路６０の搬送基準マークＨＭによって得られる実装撮像カメラの回転角ずれθcg、ボンディングヘッド２３の実装撮像カメラ３１に対する回転角ずれθbcを合わせた回転角ずれに対して行う必要がある。それ故、中間ステージ撮像カメラ２１の搬送路６０に対する全回転角ずれθagは、式(1)、又は、式(２)となる。中間ステージ２２を−θag回転させ、動作原点再設定に対する回転角ずれの補正を行う。

θag＝θcg＋θbc＋θab （１）
＝θcg＋(θbg−θcg)＋θab
＝θbg＋θab （２）
以上説明した動作原点設定後、ダイＤの実装処理を行う。

なお、式(２)によれば、ボンディングヘッド２３が回転軸を有すれば、すべての実装ユニットの搬送路６０に対する回転角ずれを補正できることを示している。

なお、本実施例では、搬送基準マークＨＭを好適な場所として搬送路６０に設けた。すなわち、搬送路上に基準マークがある場合は、ダイを基板にボンディングする位置である搬送路で補正が出来るため、より精度が高く補正できるが、実装位置の姿勢ずれを検出できる場所であってダイ移送ツールの一例であるボンディングヘッドが移動できる範囲内であれば、例えば、中間ステージ、及びその周辺等、どこでもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、実装ユニットの搬送路６０に対する姿勢ずれ、即ち搬送路６０に正しい姿勢で載置された基板Ｐに対する各実装ユニットの姿勢ずれを補正でき、実装位置における位置決め精度を向上させることができる。

次に、姿勢ずれの検出方法の第２の実施例を説明する。第１の実施例では、ボンディングヘッド２３の搬送路６０に対する姿勢ずれ検出を、実装撮像カメラ３１の搬送路６０に対する姿勢ずれ検出を２つの搬送基準マークＨＭに対して同時に行ったが、本実施例では、まず、実装撮像カメラ３１の搬送路６０に対する姿勢ずれ検出をまず行い、次にボンディングヘッド２３の実装撮像カメラ２１に対する姿勢ずれを検出する。

本実施例における実装撮像カメラ３１の姿勢ずれ検出は、第１の実施例と実施の仕方は同じである。また、ボンディングヘッド２３の実装撮像カメラ２１に対する姿勢ずれ検出は、図８に示す中間ステージ撮像カメラのボンディングヘッド２３に対する姿勢ずれ検出処理と同様に行う。即ち、図８に対する説明において、中間ステージ撮像カメラを実装撮像カメラ３１に置き換える。まず、図８に示すように、ボンディングヘッド２３を撮像撮像カメラ３１の撮像視野の中心位置３１cを通る一点鎖線上にＹ方向に平行移動させ、ヘッド基準マークＢＭの撮像ＢＭ１を得る(Ｓ１１)。その後、ボンディングヘッド２３をＸ方向に所定距離平行移動させ、その時のヘッド基準マークＢＭの撮像ＢＭ２を得る(Ｓ１２)。所定距離平行移動は、Ｙ方向であってもよい。

図８に示すように、ヘッド基準マークＢＭをＸ方向に平行して移動させたにも拘らず、ヘッド基準マークＢＭ１，ＢＭ２を結び直線が傾斜していることは、実装撮像カメラ３１がボンディングヘッド２３に対して傾斜していることを示し、即ち回転角ずれを得ることができる(Ｓ１３)。ヘッド基準マークＢＭ１はコレット２３Ｃの中心位置２３cｐ上にあることから、ＢＭ１と実装撮像カメラ３１の撮像視野の中心位置３１ｃとのずれが、実装撮像カメラ３１のボンディングヘッド３１に対する位置ずれとなる。但し、第１の実施例では、中間ステージ撮像カメラ２１のボンディングヘッド２３に対する姿勢ずれであるので対し、本実施例では、ボンディングヘッド２３の実装撮像カメラ３１に対する姿勢ずれを検出する。

第２の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を奏することができる。

さらに、姿勢ずれ検出方法の第３の実施例を説明する。第１、第２の実施例では、一定距離離れた２つの搬送基準マークを用いて、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３搬送路６０に対する姿勢ずれを検出した。第３の実施例は、アタッチステージ３２を含めた搬送路６０に設けられた１つの搬送基準マークＨＭ、例えばヘッド基準マークＨＭ１を用いて行う。

第３の実施例では、１つの搬送基準マークＨＭに対して実装撮像カメラ３１をＸ方向又はＹ方向に平行に移動させ、その時の１つの搬送基準マークＨＭの軌跡から、搬送路６０に対する実装撮像カメラ３１に対する姿勢ずれを検出する。即ち、図７、図８において撮像カメラに対するボンディングヘッド２３の有するヘッド基準マークＢＭを移動させたが、本実施例では、固定された搬送基準マークＨＭに対して実装撮像カメラ３１を移動させて、実装撮像カメラ３１の搬送路６０に対する姿勢ずれを検出する。その後のボンディングヘッド２３の実装撮像カメラ３１に対する姿勢ずれ検出を、実施例２と同様に行う。

第３の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を奏することができる。

次に、本発明の第４の実施例を説明する。第４の実施例は、本発明に好適なダイボンダの第２の実施形態であり、図９を用いて説明する。第２の実施形態のダイボンダ２００は、第１の実施例とは異なり、中間ステージ２２がなく、ボンディングヘッド２３が、ウェハ（保持位置）Ｗから直接ダイＤをピックアップし、アタッチテーブル３２の実装位置に直接ボンディングする装置である。

第２の実施形態では、供給ステージ１２上のウェハＷ上のダイＤの姿勢を確認する供給ステージ撮像カメラ１１がピックアップ撮像カメラとなる。即ち、実装ユニットを構成するのは、搬送路６０のほか、実装撮像カメラ３１、ボンディングヘッド２３及び供給ステージ撮像カメラ１１となる。

第２の実施形態では、供給ステージ撮像カメラ１１を第1の実施形態の中間ステージ撮像カメラ２１と、供給ステージ１２を第1の実施形態の中間ステージ２２とすることにより、実施例1乃至３を適用することができる。

第４の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を奏することができる。

次に、本発明の第５の実施例を説明する。第５の実施例は、本発明に好適なダイボンダの第３の実施形態である。第３の実施形態は、フリップチップボンダである。フリップチップボンダは、ダイＤをウェハＷからピックアップし、受け渡しのために反転させると共に、実装位置を有する実装面３２ｍに平行な面内で回転可能なピックアップヘッド１３を有し、ボンディングヘッド２３がピックアップヘッド１３でダイＤを反転した位置(保持位置)でダイＤを吸着保持し、実装位置にボンディングする。反転した位置が実施例１の中間ステージ２２に対応する。それ以外の構成は、ダイボンダの実施形態１と同じである。従って、実施例１乃至３をダイボンダの本実施形態３に適用できる。

第５の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を奏することができる。

１１：供給ステージ撮像カメラ １２：供給ステージ
１３：ピックアップヘッド ２１：中間ステージ撮像カメラ
２１ｃ：中間ステージ撮像カメラの撮像視野の中心位置
２２：中間ステージ ２３：ボンディングヘッド
２３Ｃ：コレット ２３cp：コレットの中心位置
２３ｊ：コレット中心軸 ２３ｍ：マーク部
２３ｏ；光学系 ２３p1、２３p2：プリズム
２３ｓ：光学系支持部 ２３Ｋ：撮像カメラ姿勢ずれ検出部
２３Ｈ：ボンディングヘッドの本体 ２５：旋回駆動装置
２６: リニアスケール ２７：タッチセンサ
３１：実装撮像カメラ
３１ｃ：実装撮像カメラの撮像視野の中心位置
３２：アタッチステージ ３２ｍ：実装面
３４：加熱装置 ３６：リニアスケール
３７：フォトマイクロセンサ ４１：アンダビジョンカメラ
６０：搬送路 １００，２００：ダイボンダ
Ｄ：ダイ(半導体チップ) ＢＭ、ＢＭ１、ＢＭ２：ヘッド基準マーク
ＨＭ、ＨＭ１、ＨＭ２：搬送基準マーク ＨＭＬ：基準マーク直線
Ｐ：基板 Ｗ：ウェハ
θag：中間ステージ撮像カメラの搬送路に対する全回転角ずれ
θab:中間ステージ撮像カメラのボンディングヘッドに対する回転角ずれ
θbc：ボンディングヘッドの実装撮像カメラに対する回転角ずれ
θbg：ボンディングヘッドの基準マーク直線に対する回転角ずれ、
θcg：実装撮像カメラの基準マーク直線に対する回転角ずれ

Claims (16)

1. ダイ移送ツールの移動範囲内に設けられた第１の基準マークと、
   前記ダイ移送ツールに設けられた第２の基準マークと、
   前記第１の基準マークを視野範囲内とする認識カメラと、
   前記ダイ移送ツールが、前記第２の基準マークの位置を、前記第１の基準マークの位置と一定の関係にある位置に前記認識カメラの撮像視野内で移動することに基づき、前記認識カメラの原点または前記ダイ移送ツールの原点を補正する補正手段と、
   を有するボンディング装置。
2. 前記補正手段は、前記認識カメラの撮像視野内で前記第１の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、前記認識カメラの原点を補正する手段である、
   請求項１記載のボンディング装置。
3. 前記補正手段は、前記認識カメラの撮像視野内で前記第２の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、前記ダイ移送ツールの原点を補正する手段である、
   請求項１記載のボンディング装置。
4. 前記第１の基準マークは、第１−１の基準マークと第１−２の基準マークの２つの基準マークであり、
   前記補正手段は、前記第１−１の基準マークおよび第１−２の基準マークに基づき、前記ダイ移送ツールの原点を補正する手段である、
   請求項１記載のボンディング装置。
5. 前記補正手段は、前記認識カメラが前記第１−１の基準マークおよび前記第１−２の基準マークを撮像することにより、前記認識カメラの原点を補正する手段である、
   請求項４記載のボンディング装置。
6. 前記補正手段は、前記認識カメラが撮像する前記第１−１の基準マーク位置に前記第２の基準マークを一致させるよう前記ダイ移送ツールを移動し、前記認識カメラが撮像する前記第１−２の基準マークの位置に前記第２の基準マークを一致させるよう前記ダイ移送ツールを移動することによって、前記ダイ移送ツールの原点を補正する手段である、
   請求項４または５記載のボンディング装置。
7. 前記認識カメラの原点の補正は、前記認識カメラの認識システムの位置ずれまたは方向ずれの補正であり、
   前記ダイ移送ツールの原点の補正は、前記ダイ移送ツールの位置ずれまたは方向ずれの補正である、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載のボンディング装置。
8. 前記第１の基準マークは、基板を搬送する搬送路または中間ステージに備えられている、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のボンディング装置。
9. ダイ移送ツールが、前記ダイ移送ツールに設けられた第２の基準マークの位置を、前記ダイ移送ツールの移動範囲内に設けられた第１の基準マークの位置と一定の関係にある位置に、前記第１の基準マークを撮像視野内とする認識カメラの視野内で移動することに基づき、前記認識カメラの原点または前記ダイ移送ツールの原点を補正する補正方法を有する、
   ボンディング方法。
10. 前記補正方法は、前記認識カメラの撮像視野内で前記第１の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、前記認識カメラの移動原点を補正する方法である、
    請求項９記載のボンディング方法。
11. 前記補正方法は、前記認識カメラの撮像視野内で前記第２の基準マークが移動したことによる軌跡に基づき、前記ダイ移送ツールの移動原点を補正する方法である、
    請求項９記載のボンディング方法。
12. 前記補正方法は、基板を搬送する搬送路に設けられ、第１−１の基準マークと第１−２の基準マークの２つの基準マークである前記第１の基準マークに基づき、前記ダイ移送ツールの原点を補正する方法である、
    請求項９記載のボンディング方法。
13. 前記補正方法は、前記認識カメラが前記第１−１の基準マークおよび前記第１−２の基準マークを撮像することにより、前記認識カメラの原点を補正する方法である、
    請求項１２記載のボンディング方法。
14. 前記補正方法は、前記認識カメラが撮像する前記第１−１の基準マーク位置に前記第２の基準マークを一致させるよう前記ダイ移送ツールを移動し、前記認識カメラが撮像する前記第１−２の基準マークの位置に前記第２の基準マークを一致させるよう前記ダイ移送ツールを移動することによって、前記ダイ移送ツールの原点を補正する方法である、
    請求項１２または１３記載のボンディング方法。
15. 前記認識カメラの原点の補正は、前記認識カメラの認識システムの位置ずれまたは方向ずれの補正であり、
    前記ダイ移送ツールの原点の補正は、前記ダイ移送ツールの位置ずれまたは方向ずれの補正である、
    請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のボンディング方法。
16. 前記第１の基準マークまたは前記第２の基準マークは、基板を搬送する搬送路または中間ステージに備えられている、請求項９乃至１５のいずれか１項に記載のボンディング方法。

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