(57)【要約】【課題】検査装置等の別の装置を必要とせず、かつ、位置補正作業時間が短縮できる位置補正方法を提供し、複数のボンディングヘッドのどれを使用しても同じ位置にボンディング可能なダイボンダを提供する。【解決手段】第１エリアで第１の基板に第１のダイをボンディングし、第１の基板にダイボンディングした第１のダイの位置を第２のエリアで認識して記憶部に登録し、第２のエリアで第２のダイをボンディングし、第２の基板にダイボンディングした第２のダイの位置を第２のエリアで認識し、記憶部に登録された第１のダイの位置と第２のダイの位置の差分を計算し、計算した差分を位置補正条件に加え、第１エリアでボンディングするダイの位置と第２エリアでボンディングするダイの位置を位置合わせする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のボンディングヘッドを有するダイボンダにおいて、第１エリアで第１の基板に第１のダイをボンディングする第１のボンディングステップ、該第１の基板にダイボンディングした第１のダイの位置を第２のエリアで認識して記憶部に登録する第１のダイ認識ステップ、前記第２のエリアで第２のダイをボンディングする第２のボンディングステップ、該第２の基板にダイボンディングした第２のダイの位置を前記第２のエリアで認識する第２のダイ認識ステップ、前記記憶部に登録された前記第１のダイの位置と前記第２のダイの位置の差分を計算する差分計算ステップ、及び、該計算した差分を位置補正条件に加える位置補正ステップを備え、前記第１エリアでボンディングするダイの位置と前記第２エリアでボンディングするダイの位置を位置合わせすることを特徴とする複数ボンディングヘッド位置合わせ方法。
【請求項２】
請求項１記載の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法において、前記ダイボンダの前記第１のエリアは前記第２のエリアより上流に位置することを特徴とする複数ボンディングヘッド位置合わせ方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法において、前記ダイの位置の位置合わせを品種登録データに記録することを特徴とする複数ボンディングヘッド位置合わせ方法。
【請求項４】
ダイをピックアップして第１の基板にボンディングする第１のボンディングヘッドと前記第１のボンディングヘッドの位置を認識するための第１の光学系を有する第１エリア、ダイをピックアップして第２の基板にボンディングする第２のボンディングヘッドと前記第２のボンディングヘッドの位置を認識するための第２の光学系を有する第２エリア、及びダイボンダの各機器を制御する制御部を少なくとも備え、ダイを基板にボンディングするダイボンダにおいて、
前記制御部は、前記第１エリアで前記第１の基板に前記第１のダイをボンディングする第１のボンディングステップ、前記第１の基板にダイボンディングした前記第１のダイの位置を前記第２のエリアで認識して記憶部に登録する第１のダイ認識手段、前記第２のエリアで前記第２のダイをボンディングする第２のボンディング手段、前記第２の基板にダイボンディングした前記第２のダイの位置を前記第２のエリアで認識する第２のダイ認識手段、前記記憶部に登録された前記第１のダイの位置と前記第２のダイの位置の差分を計算する差分計算手段、及び、該計算した差分を位置補正条件に加える位置補正手段を備え、前記第１エリアでボンディングするダイの位置と前記第２エリアでボンディングするダイの位置を位置合わせすることを特徴とするダイボンダ。
【請求項５】
請求項４記載のダイボンダにおいて、前記ダイボンダの前記第１のエリアは前記第２のエリアより上流に位置することを特徴とするダイボンダ。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載のダイボンダにおいて、前記制御部は、さらに、前記ダイの位置の位置合わせを品種登録データに記録することを特徴とするダイボンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイボンダ等の半導体製造装置に関わり、特に、２つ以上のボンディングヘッドを有するダイボンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの基板搬送レーンに対し、２つ以上のボンディングヘッド及び光学系を有するダイボンダでは、異なるボンディングヘッドをそれぞれ使用して１つの基板にボンディングすることがある。
特許文献１には、同一基板にモールドされた完成電子部品とベアチップとを混載状態で搭載するボンダ（複合実装機）についての技術が開示されている。そして、完成電子部品を実装するためのヘッドユニットとベアチップ（ダイ）を実装するためのヘッドユニットと２種類のヘッドユニットが必要であることを開示しているが、両ヘッドユニット同士の位置補正については開示されていない。
【０００３】
しかし、各ボンディングヘッドは、それぞれが、ボンディングヘッドテーブル及び光学系テーブルを備える。従って、それぞれの固有の違いによって、異なるボンディングヘッドは、対象とする１つの基板の同じ位置にボンディングできない。
このため、対象とする１つの基板の同じ位置にボンディングするために、検査装置等によって、各ボンディングヘッドでボンディングした基板について測定し、位置ずれを補正する必要がある。そして、この位置合わせによる位置補正は、新たに品種登録する都度行わなくてはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２０１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位置補正を省略すると、ボンディングヘッド毎にボンディング位置がずれ、装置のボンディング位置精度が低下する。位置精度の低下は、精密な位置精度を必要とする製品を扱うダイボンダのような装置では、大きな問題となる。
しかし、上述のように、新たに品種登録する都度、検査装置等によって、各ボンディングヘッドでボンディングした基板について位置を測定し、測定した位置情報から位置合わせによる補正を行っていた。このため、検査装置等、ボンディング位置を測定するための別の装置が必要になること、及び、品種登録毎に、この工程が必要になり時間がかかっていた。
本発明は、上記のような問題に鑑み、検査装置等の別の装置を必要とせず、かつ、位置補正作業時間が短縮できる位置補正方法を提供し、複数のボンディングヘッドのどれを使用しても同じ位置にボンディング可能なダイボンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法は、複数のボンディングヘッドを有するダイボンダにおいて、第１エリアで第１の基板に第１のダイをボンディングする第１のボンディングステップ、該第１の基板にダイボンディングした第１のダイの位置を第２のエリアで認識して記憶部に登録する第１のダイ認識ステップ、前記第２のエリアで第２のダイをボンディングする第２のボンディングステップ、該第２の基板にダイボンディングした第２のダイの位置を前記第２のエリアで認識する第２のダイ認識ステップ、前記記憶部に登録された前記第１のダイの位置と前記第２のダイの位置の差分を計算する差分計算ステップ、及び、該計算した差分を位置補正条件に加える位置補正ステップを備え、前記第１エリアでボンディングするダイの位置と前記第２エリアでボンディングするダイの位置を位置合わせすることを本発明の第１の特徴とする。
【０００７】
上記本発明の第１の特徴の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法において、前記ダイボンダの前記第１のエリアは前記第２のエリアより上流に位置することを本発明の第２の特徴とする。
【０００８】
上記本発明の第１の特徴または第２の特徴の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法において、前記ダイの位置の位置合わせを品種登録データに記録することを本発明の第３の特徴とする。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明のダイボンダは、ダイをピックアップして第１の基板にボンディングする第１のボンディングヘッドと前記第１のボンディングヘッドの位置を認識するための第１の光学系を有する第１エリア、ダイをピックアップして第２の基板にボンディングする第２のボンディングヘッドと前記第２のボンディングヘッドの位置を認識するための第２の光学系を有する第２エリア、及びダイボンダの各機器を制御する制御部を少なくとも備え、ダイを基板にボンディングするダイボンダにおいて、前記制御部は、前記第１エリアで前記第１の基板に前記第１のダイをボンディングする第１のボンディングステップ、前記第１の基板にダイボンディングした前記第１のダイの位置を前記第２のエリアで認識して記憶部に登録する第１のダイ認識手段、前記第２のエリアで前記第２のダイをボンディングする第２のボンディング手段、前記第２の基板にダイボンディングした前記第２のダイの位置を前記第２のエリアで認識する第２のダイ認識手段、前記記憶部に登録された前記第１のダイの位置と前記第２のダイの位置の差分を計算する差分計算手段、及び、該計算した差分を位置補正条件に加える位置補正手段を備え、前記第１エリアでボンディングするダイの位置と前記第２エリアでボンディングするダイの位置を位置合わせすることを本発明の第４の特徴とする。
【００１０】
上記本発明の第４の特徴のダイボンダにおいて、前記ダイボンダの前記第１のエリアは前記第２のエリアより上流に位置することを本発明の第５の特徴とする。
上記本発明の第４の特徴または第５の特徴のダイボンダにおいて、前記制御部は、さらに、前記ダイの位置の位置合わせを品種登録データに記録することを本発明の第６の特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査装置等の別の装置を必要とせず、かつ、位置補正作業時間が短縮できる位置補正方法を実現し、複数のボンディングヘッドのどれを使用しても同じ位置にボンディング可能なダイボンダを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の２ヘッドダイボンダの一実施例のブロック構成を説明するための平面図である。
【図２】２ヘッドダイボンディングにおける位置合わせの問題点を説明するための平面図である。
【図３】２ヘッドダイボンディングにおける位置合わせの問題点を説明するための平面図である。
【図４】２ヘッドダイボンディングにおける位置合わせの問題点を説明するための平面図である。
【図５】２ヘッドダイボンディングにおける位置合わせの問題点を説明するための平面図である。
【図６】本発明の複数ヘッドダイボンダの一実施例のブロック構成を説明するための平面図である。
【図７】本発明の２ヘッドダイボンダにおける２つのヘッドの位置合わせを行う２ボンディングヘッド位置合わせ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の複数ヘッドダイボンダの制御系の構成の一実施例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態について、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。
また、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、説明を省略する。
【００１４】
図１によって、本発明のダイボンダの一実施例の構成を説明する。図１は、本発明の２ヘッドダイボンダの一実施例のブロック構成を説明するための平面図である。１００はダイボンダ、１０は搬送レーン、２０は第１エリア、２１は第１エリア１０のボンディングヘッド、２２は第１エリア１０の光学系、３０は第２エリア、３１は第２エリアのボンディングヘッド、及び、３２は第２エリアの光学系、７０はダイボンダ内の各機器を制御する制御部である。
図１のダイボンダ１００において、搬送レーン１０は、第１エリア２０と第２エリア２０に上流側から基板５０を搬入し、実装された基板を下流側から搬出する。即ち、基板５０は、上流側の第１エリア２０から下流側の第２エリア３０を通って搬出される。基板５０は、例えば、複数の子基板を均等に配置した多数個取りのワーク基板である。
【００１５】
第１エリア２０は、ダイをピックアップして基板５０にダイをボンディングするボンディングヘッド２１を有する。また、第１エリア２０は、ダイの位置認識及び基板５０の位置認識、並びに、ボンディングするために位置補正をしてダイを精密に位置決めする光学系２２を有する。
また、第２エリア３０は、第１のエリア２０の下流にあり、ダイをピックアップして基板５０にダイをボンディングするボンディングヘッド３１と、ダイの位置認識及び基板５０の位置認識、並びに、ボンディングするために位置補正をしてダイを精密に位置決めする光学系３２を有する。
【００１６】
図２〜図５は、２ヘッドダイボンディングにおける位置合わせの問題点を説明するための平面図である。５０、５０−０、５０−１及び５０−２は基板、５１は、基板５０、５０−１または５０−１における子基板、４１は第１ボンディング系２０によって基板５０−１にダイボンディングされたダイ、４２は第２ボンディング系３０によって基板５０−１にダイボンディングされたダイである。また、５０−１’は、第１ボンディング系２０によってダイボンディングされた基板５０−１に、さらに第２ボンディング系３０によってダイボンディングされた基板である。
【００１７】
２ヘッドダイボンダ１００において、まず、基板５０が第１エリア２０に搬入する前で待機している。この基板５０は、まだダイが未実装である。そして第１エリア２０には、別の基板５０−１があり、ダイボンディング中である。さらに、第２エリア３０にも別の基板５０−２がダイボンディング中である。
２ヘッドダイボンダでは、下流側のボンディング系である第２エリア（第２ボンディング系）３０でのボンディング作業が終了すると、上流側のボンディング系である第１エリア２０でまだ作業中であっても、第１エリア（第１ボンディング系）２０にあった基板５を第２エリアに搬送する。
【００１８】
従って、図２に示すように、第２エリア（第２ボンディング系）３０でのボンディング作業が終了すると、ボンディングが終了した基板５０−２は、下流に搬出される。この時、図３に示すように、第１エリア（第１ボンディング系）２０の基板５０−１では、矢印３０１で示した基板５０−１の拡大図のように、ダイ４１は子基板５１のすべてにはボンディングされていない状態である。
しかし、図３に示すように、第２エリアにあった基板５０−２がボンディングを終了し搬出された場合には、上記の矢印３０１で示した基板５０−１が第２エリアに搬送される。
また、第１エリア２０では、基板５０−１が第２エリア３０に搬出された場合には、図４に示すように、上流に待機していた基板５０が搬入される（基板５０−０）
そして、このようにして、第２ボンディング系３０の基板待ちによる停止時間をなるべく短くし、生産性を高めている。
【００１９】
しかし、このために、同一の基板５０に、第１ボンディング系２０でボンディングしたダイと第２ボンディング系３０でボンディングしたダイが混載し、しかも混載する割合も一定ではない。そこで、ボンディングを高精度に実現するには、第１ボンディング系２０と第２ボンディング系３０間の位置合わせが必要になる。
図５は、上述の図２〜図４を使って説明した、基板５０−１のダイのボンディング結果を示す図である。図５によって示すように、第１エリア２０でボンディングされた子基板５０−１上のダイ４１のボンディング位置と、第２エリア３０でボンディングされた子基板５０−１上のダイ４２のボンディング位置がずれる。
【００２０】
このように、基板５０内のボンディングされたダイの位置がずれてしまうことは、製品の品質上非常に問題になってくる。
特に、ダイを数層にわたって積層する製品では、この位置ずれが製品の品質どころか、歩留まりに影響してくる恐れがある。
従って、複数のボンディングヘッドを有するダイボンダにおいては、複数のボンディングヘッド同士のボンディング位置が一致するように補正するための位置補正が必須である。
【００２１】
図６と図７によって本発明の位置合わせ方法の一実施例を説明する。図６は、本発明の複数ヘッドダイボンダの一実施例の簡単なブロック構成を説明するための平面図である。また図７は、本発明の２ヘッドダイボンダにおける２つのヘッドの位置合わせを行う２ボンディングヘッド位置合わせ処理の手順を説明するためのフローチャートである。６００はダイボンダ、６０は搬送レーン、２０（０）は第１エリア、２０（１）は第２エリア、２０（２）は第３エリア、・・・、２０（Ｋ）は第Ｋエリアである。
図６のダイボンダ６００において、搬送レーン６０は、第１エリア２０（１）、第２エリア２０（２）、・・・、第Ｎエリア２０（Ｋ）に上流側から基板を搬入し、実装された基板を下流側から搬出する（Ｋは２以上の自然数）。即ち、基板は、上流側の第１エリア２０から下流側の第Ｋエリア２０（Ｋ）を通って搬出される。基板は、図示していないが、例えば、複数の子基板を均等に配置した多数個取りのワーク基板である。また、第１エリア２０（１）、第２エリア２０（２）、・・・、第Ｋエリア２０（Ｋ）の各エリアは、それぞれ、ダイをピックアップして基板にダイをボンディングするボンディングヘッド２１を有する。
【００２２】
図６の本発明の複数ヘッドダイボンダによって、図７の本発明の複数ボンディングヘッド位置合わせ方法について説明する。この処理動作は、制御部７０がダイボンダ６００の各機器を制御して実行する。なお、基板は、新規に品種登録する基板である。
ダイボンディング（０）ステップＳ７０１では、第１エリア２０（０）で基板（０）にダイボンディングする。
次に、パラメータＮ初期化ステップＳ７０２では、パラメータＮを１に設定する（Ｎ＝１）。
次に、次のボンディングヘッド有無判定ステップＳ７０３では、パラメータＮが複数ヘッドダイボンダ６００のボンディングヘッド数Ｋより大きいか否かを判定する。パラメータＮがボンディングヘッド数Ｋより大きければステップＳ７０４の処理に移行する。パラメータＮがボンディングヘッド数Ｋより小さければ本処理を終了する。
次に、ダイ位置認識ステップＳ７０４では、ダイボンディング（０）ステップＳ７０１でダイをボンディングした基板（０）について、第Ｎエリアの光学系によって画像解析処理してダイの位置を認識し、認識したダイの位置を制御部７０の記憶部（後述する）に登録する。
【００２３】
次に、ダイボンディング（Ｎ）ステップＳ７０５では、第Ｎエリア２０（Ｎ）で別の基板（Ｎ）にダイボンディングする。
次に、ダイ位置認識ステップＳ７０６では、ダイボンディング（Ｎ）ステップＳ７０５でダイをボンディングした基板（Ｎ）について、第Ｎエリアの光学系によって画像解析処理してダイの位置を認識する。
次に、差分計算ステップＳ７０７では、ダイ位置認識ステップＳ７０６で認識したダイの位置と、ダイ位置認識ステップＳ７０４で記憶部に登録されたダイの位置の差分を計算する。
次に、補正ステップＳ７０８では、第Ｎエリアの実装（ボンディング）位置に、差分計算ステップＳ７０７で計算した差分を位置補正条件に加える。
次に、品種登録ステップＳ７０９では、補正ステップＳ７０８で求めた位置補正条件を品種登録データに記録する。
次に、パラメータＮ加算ステップＳ７１０では、パラメータＮに１を加えて（Ｎ＝＋１）、ダイ位置認識ステップＳ７０４の処理に移行する。
【００２４】
図８は、本発明の複数ヘッドダイボンダの制御系の構成の一実施例を示すブロック図である。８１は制御部７０のＣＰＵ（Central Processing Unit）、８２は制御部７０の記憶部、８３は入出力装置、８４はモニタ装置、８５はインタフェースである。また、２３（０）、２３（１）、２３（２）、・・・、２３（Ｋ）は画像処理部、２４（０）、２４（１）、２４（２）、・・・、２４（Ｋ）は表示部である。下記の図８の説明では、第１エリア２０（０）、第２エリア２０（１）、第３エリア２０（３）、・・・、第Ｋエリア２０（Ｋ）を代表して、エリア２０と称する。同様に、ボンディングヘッド２１（０）、２１（１）、２１（２）、・・・、２１（Ｋ）を代表して、ボンディングヘッド２１と称する。また同様に、光学系２２（０）、２２（１）、２２（２）、・・・、２２（Ｋ）を代表して、光学系２２と称する。さらに同様に、画像処理部２３（０）、２３（１）、２３（２）、・・・、２３（Ｋ）を代表して、画像処理部２３と称する。また同様に、表示部２４（０）、２４（１）、２４（２）、・・・、２４（Ｋ）を代表して、表示部２４と称する。
【００２５】
図８において、記憶部８２は、ダイボンダの動作プログラム、及び品種毎に動作プログラムに基づいてダイボンディングするための品種データ、及び、品種データを登録するための品種データ登録プログラムを少なくとも格納している。なお、適宜格納している品種データは、操作員の操作に応じて、適宜格納される。
【００２６】
ＣＰＵ８１は、記憶部８２に記憶された品種登録データに基づき、ダイボンディングの動作プログラム若しくは品種データ登録プログラム、または操作員が操作する入出力装置から指令に応じて、ダイボンダ内の各機器を制御する。モニタ装置８３は、前述の動作プログラムや種データ登録プログラム、または操作員の操作に応じて入出力装置８４から与えられる指令に従って画像を画面に表示する。エリア２０は、それぞれ、ボンディングヘッド２１、光学系２２、画像処理部２３及び表示部２４を備える。各画像処理部２３は、それぞれ、所属する光学系２２から送られてくる画像を解析し、処理結果を制御部７０に送信する。各表示部２４は、それぞれ、所属する光学系２２若しくは画像処理部２３、または制御部７０から送られてくる画像を表示する。
インタフェース８５は、制御部７０、モニタ装置８３、入出力装置８４、及び各エリア２０間を接続するインタフェースである。
【００２７】
上述の図６及び図７の実施例によれば、複数ヘッドダイボンダにおいて、同一位置にボンディング可能な位置補正データを迅速に計算することができる。また、そのために、他の検査装置を必要としない。さらに、品種登録に要する時間を大幅に低減できる。
なお、上記実施例では、基板にボンディングするダイの数は１であるが複数であっても良いことは勿論である。また、ダイを積層するボンディングでも良い。
【００２８】
本発明は、複数のボンディングヘッドを備えるダイボンダ及びフリップチップボンダに最適の位置合わせ方法である。
また、ダイボンダに限らず、ワイヤボンダにも適用可能であり、特に、１つの基板に複数のサイズの異なるダイを実装するダイボンダやワイヤボンダに適用すると効果が大きい。また、ダイを積層するダイボンダや、積層したダイにボンディングするワイヤボンダに適用すると効果が大きい。
さらに、ダイボンダにおける接着剤塗布工程または自動吐出装置において、複数回の塗布を行う場合の位置合わせにも最適である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：搬送レーン、  ２０：第１エリア、２０（０）：第１エリア、  ２０（１）：第２エリア、  ２０（２）：第３エリア、  ２０（Ｋ）：第Ｎエリア、  ２１：ボンディングヘッド、  ２２：光学系、  ２３：画像処理部、  ２４：表示部、  ３０：第２エリア、  ３１：ボンディングヘッド、  ３２：光学系、  ４１、４２：ダイ、  ５０、５０−０、５０−１、５０−２：基板、  ５１：子基板、  ６０：搬送レーン、  ７０：制御部、  ８１：ＣＰＵ、  ８２：記憶部、  ８３：入出力装置、  ８４：モニタ装置、  ８５：インタフェース、  １００：ダイボンダ、  ６００：ダイボンダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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