(57)【要約】【課題】ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができるボンディング方法及び装置を提供する。【解決手段】ボンディング装置は、半導体チップ８のバンプ形成面と、開口５１を有する回路基板５を撮影する上下二視野カメラ３と、基板搭載部１の下方に設置され、基板搭載部１上に搭載された回路基板５の開口５１を含む領域を撮影する下方カメラ４を含む。ボンディングヘッド２を移動させてボンディング処理を行った後、下方カメラ４によって、回路基板５にボンディングされた半導体チップ８の位置補正用パターンを撮影する。そして、位置補正用パターンの位置情報を用いて、ボンディング誤差を演算し、このボンディング誤差を用いて、ボンディング時のボンディングヘッド２の移動量を補正する。【選択図】  図１
2006041006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的な開口を有する回路基板に、半導体チップをフェースダウンボンディングするボンディング方法であって、
ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面のチップ位置認識用マークと位置補正用パターンを含む領域を撮影し、チップ画像データを取得するチップ画像取得ステップと、
前記チップ画像データを用いて、前記チップ位置認識用マークの位置情報を取得するチップ位置情報取得ステップと、
前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口と基板位置認識用マークを含む領域を撮影し、基板表面画像データを取得する基板表面画像取得ステップと、
前記基板画像データを用いて、前記基板位置認識用マークの位置情報を取得する基板表面位置情報取得ステップと、
前記チップ位置情報取得ステップで取得した前記チップ位置認識用マークの位置情報と、前記基板表面位置情報取得ステップで取得した前記基板位置認識用マークの位置情報を用いた演算式により、前記チップ位置認識用マークの位置と前記基板位置認識用マークの位置を所定の位置関係にするための、前記回路基板と前記ボンディングヘッドの相対移動量を算出する移動量算出ステップと、
前記移動量算出ステップで取得した前記相対移動量を利用して、前記回路基板と前記ボンディングヘッドを相対的に移動させ、ボンディングを行うボンディングステップと、
前記ボンディングステップでボンディングされた前記半導体チップの、バンプ形成面の前記位置補正用パターンを含む領域を、前記開口を介して撮影し、ボンディング後チップ画像データを取得する補正用画像取得ステップと、
前記ボンディング後チップ画像データを用いて、ボンディング後の前記位置補正用パターンの位置情報を取得するステップと、
前記位置補正用パターンの位置情報を用いて、ボンディング誤差を演算するボンディング誤差算出ステップと、
前記ボンディング誤差を用いて、前記移動量算出ステップにおける前記演算式を更新する誤差補正ステップを備えるボンディング方法。
【請求項２】
請求項１記載のボンディング方法であって、
前記補正用画像取得ステップ、前記ボンディング誤差取得ステップ、及び前記誤差補正ステップは、複数の半導体チップのボンディングを連続して行う場合、一部の半導体チップのボンディングにおいて実施されるボンディング方法。
【請求項３】
光学的な開口を有する回路基板に、半導体チップをフェースダウンボンディングするボンディング装置であって、
前記回路基板を搭載し、搭載した前記回路基板の前記開口を含む領域を下方から観測可能な基板搭載部と、
前記半導体チップを保持して移動し、前記回路基板の前記開口近傍にボンディングするボンディングヘッドと、
前記半導体チップのバンプ形成面と、前記回路基板の前記半導体チップ搭載面を撮影する上下二視野カメラと、
前記上下二視野カメラを保持し、前記上下二視野カメラを前記ボンディングヘッドと前記基板搭載部との間で移動させるカメラステージと、
前記基板搭載部下方に設置され、前記基板搭載部上に搭載された前記回路基板の前記開口を含む領域を撮影する下方カメラと、
ボンディング動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記カメラステージを移動し、前記上下二視野カメラによって、前記ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面のチップ位置認識用マークと位置補正用パターンを含む領域と、前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口と基板位置認識用マークを含む領域を撮影し、
前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記チップ位置認識用マークの位置情報と前記基板位置認識用マークの位置情報を取得し、
前記チップ位置認識用マークの位置情報と前記基板位置認識用マークの位置情報を用いた演算式により、前記チップ位置認識用マークの位置と前記基板位置認識用マークの位置を所定の位置関係にするための、前記ボンディングヘッドの移動量を算出し、
前記ボンディングヘッドの移動量に基づいて前記ボンディングヘッドを移動させてボンディング処理を行い、
前記ボンディング処理後に前記下方カメラによって、前記回路基板にボンディングされた前記半導体チップの前記位置補正用パターンを撮影し、
前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、ボンディング後の前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、
前記位置補正用パターンの位置情報を利用してボンディング誤差を演算し、
前記取得したボンディング誤差を用いて、前記移動量取得ステップにおける前記演算式を更新するボンディング装置。
【請求項４】
請求項３記載のボンディング装置であって、
前記制御部は、
前記下方カメラによって、前記ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面の位置補正用パターンを含む領域を撮影し、
前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、
前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、
前記取得した２種類の前記位置補正用パターンの位置情報を用いて、前記上下二視野カメラと前記下方カメラとの撮像位置誤差を求め、
前記撮像位置誤差によって、前記ボンディング誤差を補正するボンディング装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載のボンディング装置であって、
前記制御部は、
前記ボンディング処理前に前記下方カメラによって、前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口を含む領域を撮影し、
前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、前記開口の位置情報を取得し、
前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記開口の位置情報を取得し、
前記取得した２種類の前記開口の位置情報を用いて、前記上下二視野カメラと前記下方カメラとの撮像位置誤差を求め、
前記撮像位置誤差によって、前記ボンディング誤差を補正するボンディング装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１項記載のボンディング装置であって、
前記制御部は、
複数の半導体チップのボンディングを連続して行う場合、前記下方カメラによる撮影、及び前記下方カメラによって取得した画像データを利用した処理を、一部の半導体チップのボンディングにおいて実施するボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップのパターン面を回路基板のパターン面に直接接合するフェースダウンボンディング方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップのパターン面を回路基板のパターン面に直接接合するフェースダウンボンディングにおいては、半導体チップのバンプ（電極部）と回路基板の接続端子とを正確に位置決めすることが重要である。フェースダウンボンディングにおいては、ボンディングすべき半導体チップのバンプ形成面の画像と、半導体チップがボンディングされる回路基板のパターン形成面の画像を撮影し、得られた撮影画像データを利用して位置決めを行っている（特許文献１、２参照）
【０００３】
特許文献１に記載されたフェースダウンボンディング法は、回路基板に位置決め基準となる貫通孔を設けるとともに、半導体素子パターン面上に位置決め基準となる基準パターンを設け、半導体素子パターン面を回路基板に近接させた状態で、半導体素子パターン面上の基準パターンを貫通孔の下方から撮像カメラにより認識し、基準パターンを貫通孔と位置合わせされるように半導体素子の位置を制御するものである。しかし、この方法は、貫通孔の加工精度によってボンディング精度が大きく影響を受ける。
【０００４】
特許文献２に記載されたフリップチップボンダー装置は、赤外線カメラをもちいてチップ上のバンプと基板上のパターンを観察することで位置合わせを行うものである。しかし、この装置は、赤外線を透過する基板にしか適用できず、しかも、基板上のパターンとチップ上のバンプを基板を介して同時に撮影するため、それぞれのパターンの認識精度に限界があり、必ずしも迅速な位置決めができない。
【０００５】
また、特許文献１，２に記載されたボンディング技術においては、認識用の照明やボンディングのためのヒータによる熱の影響で、位置決め精度が変化する。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１０５６９号公報
【特許文献２】特許２８２８５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができるボンディング方法及び装置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】
【０００８】
本発明のボンディング方法は、光学的な開口を有する回路基板に、半導体チップをフェースダウンボンディングするボンディング方法であって、ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面のチップ位置認識用マークと位置補正用パターンを含む領域を撮影し、チップ画像データを取得するチップ画像取得ステップと、前記チップ画像データを用いて、前記チップ位置認識用マークの位置情報を取得するチップ位置情報取得ステップと、前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口と基板位置認識用マークを含む領域を撮影し、基板表面画像データを取得する基板表面画像取得ステップと、前記基板画像データを用いて、前記基板位置認識用マークの位置情報を取得する基板表面位置情報取得ステップと、前記チップ位置情報取得ステップで取得した前記チップ位置認識用マークの位置情報と、前記基板表面位置情報取得ステップで取得した前記基板位置認識用マークの位置情報を用いた演算式により、前記チップ位置認識用マークの位置と前記基板位置認識用マークの位置を所定の位置関係にするための、前記回路基板と前記ボンディングヘッドの相対移動量を算出する移動量算出ステップと、前記移動量算出ステップで取得した前記相対移動量を利用して、前記回路基板と前記ボンディングヘッドを相対的に移動させ、ボンディングを行うボンディングステップと、前記ボンディングステップでボンディングされた前記半導体チップの、バンプ形成面の前記位置補正用パターンを含む領域を、前記開口を介して撮影し、ボンディング後チップ画像データを取得する補正用画像取得ステップと、前記ボンディング後チップ画像データを用いて、ボンディング後の前記位置補正用パターンの位置情報を取得するステップと、前記位置補正用パターンの位置情報を用いて、ボンディング誤差を演算するボンディング誤差算出ステップと、前記ボンディング誤差を用いて、前記移動量算出ステップにおける前記演算式を更新する誤差補正ステップを備えるものである。
【０００９】
本発明によれば、ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができる。
【００１０】
本発明のボンディング方法は、前記補正用画像取得ステップ、前記ボンディング誤差取得ステップ、及び前記誤差補正ステップが、複数の半導体チップのボンディングを連続して行う場合、一部の半導体チップのボンディングにおいて実施されるものを含む。本発明によれば、誤差補正のための処理時間を減少させることができ、ボンディング前後の位置ずれの補正を効率よく行うことができる。
【００１１】
本発明のボンディング装置は、光学的な開口を有する回路基板に、半導体チップをフェースダウンボンディングするボンディング装置であって、前記回路基板を搭載し、搭載した前記回路基板の前記開口を含む領域を下方から観測可能な基板搭載部と、前記半導体チップを保持して移動し、前記回路基板の前記開口近傍にボンディングするボンディングヘッドと、前記半導体チップのバンプ形成面と、前記回路基板の前記半導体チップ搭載面を撮影する上下二視野カメラと、前記上下二視野カメラを保持し、前記上下二視野カメラを前記ボンディングヘッドと前記基板搭載部との間で移動させるカメラステージと、前記基板搭載部下方に設置され、前記基板搭載部上に搭載された前記回路基板の前記開口を含む領域を撮影する下方カメラと、ボンディング動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記カメラステージを移動し、前記上下二視野カメラによって、前記ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面のチップ位置認識用マークと位置補正用パターンを含む領域と、前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口と基板位置認識用マークを含む領域を撮影し、前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記チップ位置認識用マークの位置情報と前記基板位置認識用マークの位置情報を取得し、前記チップ位置認識用マークの位置情報と前記基板位置認識用マークの位置情報を用いた演算式により、前記チップ位置認識用マークの位置と前記基板位置認識用マークの位置を所定の位置関係にするための、前記ボンディングヘッドの移動量を算出し、前記ボンディングヘッドの移動量に基づいて前記ボンディングヘッドを移動させてボンディング処理を行い、前記ボンディング処理後に前記下方カメラによって、前記回路基板にボンディングされた前記半導体チップの前記位置補正用パターンを撮影し、前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、ボンディング後の前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、前記位置補正用パターンの位置情報を利用してボンディング誤差を演算し、前記取得したボンディング誤差を用いて、前記移動量取得ステップにおける前記演算式を更新するものである。
【００１２】
本発明によれば、ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができる。また、二視野カメラを移動させるだけで位置決めのための画像データの取得を取得することができ、ボンディングの位置決めを迅速に行うことができる。
【００１３】
本発明のボンディング装置は、前記制御部が、前記下方カメラによって、前記ボンディングヘッドに保持された前記半導体チップの、バンプ形成面の位置補正用パターンを含む領域を撮影し、前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記位置補正用パターンの位置情報を取得し、前記取得した２種類の前記位置補正用パターンの位置情報を用いて、前記上下二視野カメラと前記下方カメラとの撮像位置誤差を求め、前記撮像位置誤差によって、前記ボンディング誤差を補正するものであるものを含む。本発明によれば、画像データを取得するためのカメラの設置位置のずれ補正を効率的に行うことができる。
【００１４】
本発明のボンディング装置は、前記制御部が、前記ボンディング処理前に前記下方カメラによって、前記回路基板の、前記半導体チップをボンディングすべき面の前記開口を含む領域を撮影し、前記下方カメラによって取得した画像データを利用して、前記開口の位置情報を取得し、前記上下二視野カメラによって取得した画像データを利用して、前記開口の位置情報を取得し、前記取得した２種類の前記開口の位置情報を用いて、前記上下二視野カメラと前記下方カメラとの撮像位置誤差を求め、前記撮像位置誤差によって、前記ボンディング誤差を補正するものであるものを含む。本発明によれば、画像データを取得するためのカメラの設置位置のずれ補正を効率的に行うことができる。
【００１５】
本発明のボンディング装置は、前記制御部が、複数の半導体チップのボンディングを連続して行う場合、前記下方カメラによる撮影、及び前記下方カメラによって取得した画像データを利用した処理を、一部の半導体チップのボンディングにおいて実施するものであるものを含む。本発明によれば、誤差補正のための処理時間を減少させることができ、ボンディング時の位置ずれの補正を効率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができるボンディング方法及び装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態のボンディング装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、要部側面図である。このボンディング装置は、基板搭載部１、ボンディングヘッド２、上下二視野カメラ３、下方カメラ４を含んで構成される。
【００１９】
基板搭載部１は、回路基板５を搭載するものであり、搭載した回路基板５を下方から観測可能となるように、可視光が透過可能な材料で形成される。部分的に貫通孔を形成してもよい。また、内部に回路基板５を加熱するためのステージ加熱部１１を備える。回路基板５は、フィルム６に載置されて搬送ロール７により搬送され、基板搭載部１の所定位置にセットされる。
【００２０】
ボンディングヘッド２は、回路基板１にボンディングする半導体チップ８を吸着して、回路基板１に対する位置決めを行うものであり、概略的に示す駆動機構２ａ、２ｂ、２ｃ、及び２ｄにより、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への移動、及びＺ軸と平行なθ軸を中心に回転可能となっている。また、半導体チップ８を加熱するためのヘッド加熱部２２を備える。
【００２１】
上下二視野カメラ３は、半導体チップ８のバンプ形成面８１と、回路基板５の半導体チップ搭載面５２を撮影するもので、カメラステージ３ａ、３ｂにより、ボンディングヘッド８と基板搭載部１との間でＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となっている。下方カメラ４は、基板搭載部１の下方に設置され、基板搭載部５上に搭載された回路基板５を下方から撮影するものである。
【００２２】
図１に示すボンディング装置は、図示を省略する制御部によって制御される。制御部は、回路基板５の搬送、半導体チップの吸着及び移動、上下視野カメラ３の移動及び撮影、下方カメラの撮影、撮影画像処理を含むボンディング装置全体の動作を制御する。
【００２３】
図３に、図１に示すボンディング装置を用いてボンディングを行う場合の概略動作フローを示す。
【００２４】
搬送される回路基板１は、光学的な開口５１を有し、この開口５１を塞ぐように半導体チップ１にボンディングされる。ここで、光学的な開口５１は、所定波長の光、例えば可視光が透過できる開口であり、機械的な開口であっても所定波長を透過する材料で形成された窓部であってもよい。図４に、回路基板１の一例を示す。図４は、半導体チップ８をボンディングすべき半導体チップ搭載面５２を示したもので、開口５１の周囲に配線パターン５３が形成されるとともに、基板位置認識用マーク５ａ、５ｂが開口５１の対角線上に形成される。
【００２５】
図５に、回路基板１にボンディングする半導体チップ８のバンプ形成面を示す。半導体チップ８の周縁部にはバンプ８１が形成されるとともに、対角線上にチップ位置認識用マーク８ａ、８ｂが形成される。バンプ８１は、回路基板１の配線パターン５３に対応するものであり、チップ位置認識用マーク８ａ、８ｂは、基板位置認識用マーク５ａ、５ｂと対応し、回路基板１との位置決めに利用されるものである。また、半導体チップは、バンプ形成面に位置補正用パターン８ｃを有する。位置補正用パターン８ｃは、半導体チップ８が回路基板５にボンディングされたときに、開口５１を通して認識できる位置に形成されるもので、特別にパターンを形成しても半導体素子形成時のパターンを利用してもよい。
【００２６】
図２に戻って、ステップＳ１０１で、搬入ロールを駆動して回路基板５を搬入し、基板搭載部１にセットする。セットする位置は、回路基板５の開口５１を、下方カメラ４で撮影できる位置である。
【００２７】
ステップＳ１０２では、半導体チップ８の準備を行う。具体的には、図示しない半導体チップ供給台に用意された半導体チップ８を、ボンディングヘッド２で吸着保持し、基板搭載部１の上方に移動させる。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２を実施順序は、逆でもよいし、同時でもよい。
【００２８】
次いで、カメラステージ３ａ、３ｂを駆動して上下二視野カメラ３をボンディングヘッド２と基板搭載部１の間に移動させ、半導体チップ８のバンプ面と回路基板５の半導体チップ搭載面５２の撮影を行う（ステップＳ１０３）。図６に、上下二視野カメラ３と半導体チップ８及び回路基板５の位置関係を示す。図６に示すように、上下二視野カメラ３は、半導体チップ８のバンプ形成面全体と、回路基板５半導体チップ搭載領域全体が同時に撮影できる位置に移動される。
【００２９】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で撮影した画像データに基づいて、半導体チップ８のチップ位置認識用マーク８ａ、８ｂの位置情報と、回路基板５の基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置情報を取得する。上下二視野カメラ３と半導体チップ８及び回路基板５との距離と、上下二視野カメラ３の撮影倍率が既知である場合、撮影画像データに基づく画面におけるマーク位置の座標から、マークのＸ座標及びＹ座標を求めることができる。ここでの位置情報は、絶対位置情報である必要はなく、チップ位置認識用マーク８ａ、８ｂの位置と基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置との誤差を修正できる値であればよい。
【００３０】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で取得した位置情報を利用して、ボンディングヘッド２の移動量を求める。具体的には、チップ位置認識用マーク８ａ、８ｂのＸＹ座標と基板位置認識用マーク５ａ、５ｂのＸＹ座標を一致させるための、Ｘ軸方向、Ｙ方向、及びθ軸方向の移動量を求める。なお、この例では回路基板５の位置が固定であるので、ボンディングヘッド２の移動量を求めたが、回路基板５の位置を移動可能である場合は、回路基板５の移動量も合わせて求めてもよい。要は、回路基板５とボンディングヘッド８の相対位置が変更できればよい。また、ボンディング位置を、チップ位置認識用マーク８ａ、８ｂと基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置が一致する位置であるとしたが、両マークが所定の位置関係である位置であればよい。
【００３１】
移動量演算の一例を、図８を用いて概念的に説明する。図８（ａ）は、回路基板５を撮影した画像の一例であり、図８（ｂ）は、半導体チップ８を撮影した画像の一例である。  マーク５ａとマーク５ｂを結ぶ線分の中心５Ｎと、マーク８ａとマーク８ｂを結ぶ線分の中心８Ｎを利用して移動量を求める。図８（ｃ）は、回路基板５の撮影画像に半導体チップ８の撮影画像を合成した状態を概念的に示す図である。
【００３２】
図８（ｃ）におけるマーク８ａ、８ｂ、８Ｎの位置は、半導体チップ８の撮影画像データをそのまま（倍率の調整が必要な場合は調整している。）、回路基板５の撮影画像データに合成して得た画像である。符号Ｄ１で示す誤差は、上下二視野カメラ３の上カメラと下カメラの設置誤差に基づく誤差（後述するボンディング誤差が重畳されている場合もある。）である。したがって、移動量は、中心５Ｎと中心８Ｎとの距離に基づいて求めるのではなく、符号Ｄ２で示す誤差に基づいて求める。具体的には、それぞれの画像データに基づく画像における中心５Ｎ及び中心８Ｎの座標に所定の演算を施すことによって求める。
【００３３】
なお、図８の例は、上下二視野カメラ３の設置誤差に回転方向（θ軸周り）の誤差がなく、基板搭載台１上の回転基板５の位置と、ボンディングヘッド２による半導体基板８の保持位置との間に、回転方向の誤差がない場合であるが、回転方向の誤差がある場合は、回転軸の移動量も必要となる。また、上下二視野カメラ３の設置誤差は、ボンディング装置によるボンディング処理の前に求めて登録しておく。
【００３４】
ステップＳ１０５でボンディングヘッド２の移動量が得られると、その移動量に基づいて、駆動機構２ａ、２ｂ、２ｄを駆動し、駆動機構２ｃを駆動してボンディングヘッド２を下降し、ヘッド加熱部２２、及びステージ加熱部１１から熱を加えてボンディングを行う（ステップＳ１０６）。
【００３５】
次いで、下方カメラ４を用いて、基板搭載部１の下方から回路基板５の開口を含む領域を撮影する（ステップＳ１０７）。図９に、下方カメラ４によって撮影した画像を示す。  なお、図９において、半導体チップ８及び位置認識用マーク５ａ、５ｂ、８ａ、８ｂは、推定画像である。
【００３６】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で撮影した画像データに基づいて位置補正用パターン８ｃの位置情報、具体的には、位置補正用パターン８ｃの１又は複数の角部近傍の位置情報を取得する。ここでの位置情報は、絶対位置情報である必要はなく、基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置との相対位置を認識できる位置情報であればよい。この位置情報は、上下二視野カメラ３の下カメラと下方カメラ４との設置位置誤差を予め求めておくことによって、演算できる。すなわち、上下二視野カメラ３により回路基板５の撮影によって、基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置情報が取得されているので、下方カメラ４による画像データにおける位置補正用パターン８ｃの位置によって、基板位置認識用マーク５ａ、５ｂの位置に対する相対位置（例えば、マーク５ａ、５ｂの中心５Ｎに対する相対位置）を認識することができる。
【００３７】
続いて、ステップＳ１０９でボンディング誤差の演算を行う。ボンディング誤差は、ボンディング後のバンプ８１の位置と、接続すべき配線パターン５３との接続点の位置との誤差であり、ボンディング時の熱の影響等により生じるものである。半導体チップ８の位置補正用パターン８ｃと、チップ位置認識用マーク８ａ、８ｂの相対位置が一定であるとすると、誤差なくボンディングされた場合の基板位置認識用マーク５ａ、５ｂと位置補正用パターン８ｃとの相対位置も一定となる。この相対位置とステップＳ１０８で位置補正用パターン８ｃの位置情報に基づいて、ボンディング誤差を求める。
【００３８】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で求めたボンディング誤差に基づいて、ステップＳ１０５における移動量演算式を変更する。具体的には、図８（ｃ）で説明した誤差Ｄ１の値を変更する。
【００３９】
そして、ステップＳ１１１でボンディングの終了した回路基板を搬出した後、ボンディング処理を継続するかどうかを判断し（ステップＳ１１２）、すべての半導体チップ８のボンディングが終了するまで同様の処理を繰り返す。
【００４０】
なお、図３のフローでは、１つの半導体チップ８のボンディングを行うごとに、ボンディング誤差を求めるものとしたが、一部の半導体チップ（例えば一定間隔で）のボンディング時にのみ、行うようにしてもよい。その場合、ステップＳ１０７からＳ１１０の処理は、特定の半導体チップの処理時のみ行われる。また、ボンディング誤差に基づいて移動量演算式を変更する場合も、複数回の誤差を統計処理した値で変更するようにしてもよい。
【００４１】
また、上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置位置に誤差を事前に検出し、その誤差は、ボンディング処理中に変化しないものとして説明したが、ボンディング処理中の誤差の変化を検出し、補正することもできる。
【００４２】
上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置誤差を求める１つの方法は、ボンディングヘッド２に保持された状態の半導体チップ８を、上下二視野カメラ３と下方カメラ４で撮影し、取得した２つの画像データに基づいて、位置補正パターン８ｃの位置情報を取得し、これらの位置情報の誤差を上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置位置の誤差とする方法である。この方法を採用する場合、図３のフローにおいて、ステップＳ１０１の回路基板５の搬入に先立ってステップＳ１０２の半導体チップ８の準備を行う。そして、この状態で、上下二視野カメラ３と下方カメラ４による半導体チップ８の撮影を行い、設置位置の誤差を求める。そして、この誤差は、図３のステップＳ１１０の移動演算式の更新において反映される。
【００４３】
このように、半導体チップ８を準備した状態で、位置補正パターン８ｃの画像を上下二視野カメラ３と下方カメラ４で撮影すると、半導体チップ８の位置補正用パターン８ｃとチップ位置認識用マーク８ａ、８ｂの相対位置が変化する場合でも、確実にボンディング誤差を算出することができる。
【００４４】
上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置誤差を求める他の方法は、搬入された回路基板５の開口５１を含む領域を下方カメラ４で撮影するものである。この時点で、上下二視野カメラ３によっても回路基板５が撮影されているので、両撮影画像データを照合することにより、上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置位置の誤差を求める。具体的には、両画像データに基づいて開口５１の位置情報を求め、それらの位置情報の誤差を上下二視野カメラ３と下方カメラ４の設置位置の誤差とする。この方法を採用する場合、図３のステップＳ１０３の撮影時に、下方カメラ４による撮影も合わせて行い、得られた画像データに基づいて設置誤差を求める。そして、この誤差は、図３のステップＳ１１０の移動演算式の更新において反映される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、半導体チップに形成した位置補正用パターンの位置と回路基板との相対位置を、ボンディング後に求めることにより、ボンディング前後の位置ずれを自動的に補正し、高精度のフェースダウンボンディングを行うことができるボンディング方法及び装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態のボンディング装置の概略構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態のボンディング装置の概略構成を示す要部側面図
【図３】本発明の実施の形態のボンディング装置を用いてボンディングを行う場合の概略動作フローを示す図
【図４】本発明の実施の形態のボンディング装置を用いてボンディングを行う回路基板の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態のボンディング装置を用いてボンディングを行う半導体チップのバンプ形成面を示す図
【図６】本発明の実施の形態のボンディング装置における上下二視野カメラと半導体チップ及び回路基板の位置関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態のボンディング装置における下方カメラと半導体チップ及び回路基板の位置関係を示す図
【図８】本発明の実施の形態のボンディング装置におけるボンディングヘッドの移動量演算の一例を説明する図
【図９】本発明の実施の形態のボンディング装置における下方カメラの撮影画像の一例を示す図
【符号の説明】
【００４７】
１・・・基板搭載部
１１・・・ステージ加熱部
２・・・ボンディングヘッド
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・駆動機構
２２・・・ヘッド加熱部
３・・・上下二視野カメラ
３ａ、３ｂ・・・カメラステージ
４・・・下方カメラ
５・・・回路基板
５１・・・開口
５２・・・半導体チップ搭載面
５３・・・配線パターン
５ａ、５ｂ・・・基板位置認識用マーク
６・・・フィルム
７・・・搬送ロール
８・・・半導体チップ
８１・・・バンプ
８ａ、８ｂ・・・チップ位置認識用マーク
【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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【図９】
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