(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準座標系において、半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間のコレット移動経路内に光センサを配置し、該光センサの上方が、コレットまたはその装着部の縁部の座標を検知する検知域となり、
水平面沿いの一方向に設定座標値に従ってコレットを移動させながら、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはその装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、該光センサが両縁部の夫々の座標を検知することにより、両縁部の中心である第一中央位置の座標値を検出し、
水平面沿いの前記一方向に直交する方向に設定座標値に従ってコレットを移動させながら、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはその装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、該光センサが両縁部の夫々の座標を検知することにより、両縁部の中心である第二中央位置の座標値を検出し、
検出された前記第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正することを特徴とするコレット位置検出方法。
【請求項２】
前記光センサにより、コレットの吸引孔の縁部を検知することを特徴とする請求項１に記載のコレット位置検出方法。
【請求項３】
前記光センサにより、コレットの外周縁部またはコレット装着部の縁部を検知することを特徴とする請求項１に記載のコレット位置検出方法。
【請求項４】
前記第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の検出座標値を求めた後、コレットをコレット回転軸回りに９０度回転し、回転後のコレットまたはその装着部の縁部を対象とし、前記第一中央位置の検出と同様にして、コレット中心に対して対称位置にある縁部の中心である第三中央位置の座標値を検出し、前記第二中央位置と同様にして、コレット中心に対して対称位置にある縁部の中心である第四中央位置の座標値を検出し、
検出された前記第三中央位置及び第四中央位置からコレット中心の座標値を求め、該座標値と、前記第一中央位置及び第二中央位置に基づく前記検出座標値との差に基づいてコレット回転の偏心量を求め、該偏心量に対応してコレット、コレット装着部または前記コレット回転軸の偏心補正を行なうことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコレット位置検出方法。
【請求項５】
基準座標系において、半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間のコレット移動経路内に配置された光センサと、
水平面沿いの一方向及び該方向に直交する方向に設定座標値に従ってコレットを移動させると共に、この移動に基づいて得られる検出値を演算する制御部とを備え、
前記光センサの上方が、コレットまたはその装着部の縁部の座標を検知する検知域となり、
前記制御部は、前記一方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、両縁部の夫々の座標値信号を前記光センサが発し、各々の座標値を第一検出値として記録すると共に、前記一方向に直交する方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、両縁部の夫々の座標値信号を前記光センサが発し、各々の座標値を第二検出値として記録し、前記第一検出値及び第二検出値からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正することを特徴とするコレット位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを吸着して移送するコレットの位置検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、リードフレーム等の基板に半導体チップ（ペレット）をマウントする際に、半導体チップを吸着して移送するコレットが使用される。コレットは、通常、駆動機構を備えたボンディングヘッドに支持され、半導体チップが並列するピックアップステージから、基板への接合を行なうボンディングステージへ半導体チップを移送する。
【０００３】
コレットによる半導体チップの吸着及びマウントの位置を正確にするために、ＣＣＤカメラ等による画像認識の下に、コレットを設定座標に従って移動させると共に、実際のコレット位置の検出を行ない、その検出座標に基づいて設定座標の補正を行なうという手法が採られている。
【０００４】
従来、コレットの位置検出は、例えば、ピックアップステージ上の半導体チップの一つにシールテープ等の軟質なシートを貼り付け、コレットを設定座標に従ってシート上に移動させた後、シートに押し付けてコレット下面の圧痕をシートに形成し、その圧痕の座標を画像上で検出することにより行なっていた。
【０００５】
しかしながら、この方法では、半導体チップを所定の設定座標にセットし、圧痕形成用のシートを貼り付け、画像による座標認識をしながらコレットをシート上の所定位置に移動させた上でシートに押し付け、画像上で圧痕の座標を検出するという多くの手間を必要としていた。また、作業者が画像を見ながら座標を検出するので、習熟度等による個人差が精度に影響することがあった。
【０００６】
さらに、画像上での位置認識は、画素（ＣＣＤカメラのピクセル）のサイズが分解能の限界となり（例えば１０〜２０μｍ程度）、それ以上の精度を得るのが困難であった。特に、大形チップ用の大きなコレットはラバー製のものが多く、この場合は大きな圧力を掛けなければ明確な圧痕が形成されない。
【０００７】
一方、小形チップについては、角錐コレットを用いた方法が提案されている（特許文献１）。これは、ニードルを植設したニードル台をステージ上に取り付け、コレットをニードル台上方から下降させて、コレットの錐体状凹部にニードルを接触させ、コレットまたはステージを直交Ｘ，Ｙ方向に移動させて凹部への接触時の位置を画像上で認識することにより、カメラセンタに対するコレットセンタの位置を検出するというものである。
【０００８】
しかしながら、この方法においては、ニードル台を付加する必要があり、Ｘ，Ｙ各方向でのニードル接触を慎重に行なうために手間を要するという欠点があった。また、前述と同様に、画像上での位置認識は、画素サイズが分解能の限界となり、それ以上の精度を得るのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３０９７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、これら従来技術の問題を解決し、簡便に且つ精度上の制限を受け難い状態でコレットの位置を検出し得るコレット位置検出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】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、基準座標系において、半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間のコレット移動経路内に光センサを配置し、該光センサの上方が、コレットまたはその装着部の縁部の座標を検知する検知域となり、水平面沿いの一方向に設定座標値に従ってコレットを移動させながら、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはその装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、該光センサが両縁部の夫々の座標を検知することにより、両縁部の中心である第一中央位置の座標値を検出し、水平面沿いの前記一方向に直交する方向に設定座標値に従ってコレットを移動させながら、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはその装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、該光センサが両縁部の夫々の座標を検知することにより、両縁部の中心である第二中央位置の座標値を検出し、検出された前記第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正することを特徴とするコレット位置検出方法を提供するものである。
【００１２】
本発明はまた、上記目的を達成するため、基準座標系において、半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間のコレット移動経路内に配置された光センサと、水平面沿いの一方向及び該方向に直交する方向に設定座標値に従ってコレットを移動させると共に、この移動に基づいて得られる検出値を演算する制御部とを備え、前記光センサの上方が、コレットまたはその装着部の縁部の座標を検知する検知域となり、前記制御部は、前記一方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、両縁部の夫々の座標値信号を前記光センサが発し、各々の座標値を第一検出値として記録すると共に、前記一方向に直交する方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が、前記光センサの検知域を通過するときに、両縁部の夫々の座標値信号を前記光センサが発し、各々の座標値を第二検出値として記録し、前記第一検出値及び第二検出値からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正するものである。
【００１３】
本発明に係るコレット位置検出方法は、基準座標系において、半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間の所定の座標に光センサを配置し、水平面沿いにコレットを移動させながら、光センサでコレットまたはコレット装着部の座標値を検出する。コレットの移動は、設定座標値に従って水平面沿いの一方向に行ない、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が検知域を通過するのを光センサで検知することにより、両縁部の中心である第一中央位置の座標値を検出する。コレットの移動はまた、設定座標値に従って水平面沿いの前記一方向に直交する方向に行ない、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部が検知域を通過するのを光センサで検知することにより、両縁部の中心である第二中央位置の座標値を検出する。そして、検出された第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正する。
【００１４】
したがって、コレットを半導体チップのピックアップステージとボンディングステージとの間の移動経路に従って移動させるという簡単な操作に基づいてコレットの正確な位置検出を行なうことができる。
【００１５】
コレットは、通常、半導体チップ吸着のために軸線方向に延びる断面円形または正方形の吸引孔を備えている。また、コレットの水平方向の外周縁部は、所定の一方向及びこれに直交する方向の各中心線に対して線対称である。コレット装着部は、例えばコレットホルダのように、コレットをコレットアームに装着し、中心位置がコレット中心の座標位置と正確に一致する部分であり、その縁部は、所定の一方向及びこれに直交する方向の各中心線に対して線対称である。したがって、これらの箇所が光センサの検知域を通過する毎に検知することにより、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部を検知することができる。本発明では、この縁部の検知を、水平面沿いの一方向、及び該一方向に直交する方向に行ない、各々で検知されるコレットまたはコレット装着部の縁部の中心を第一中央位置及び第二中央位置とし、これらの位置からコレット中心の検出座標値を求める。コレット中心の座標は設定値として基準座標系で決められているが、コレットホルダ部品の精度上の誤差やコレットの傾き等により、ずれを生じている場合がある。このずれ量によっては、ピックアップ時及びボンディング時のコレットの位置精度が十分に得られない場合がある。
これに対し、上記のように、コレット中心の検出座標値を求め、検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正することにより、コレットの座標を正確化することができ、設定値と検出値とを整合させてずれを解消乃至緩和することができる。
【００１６】
制御部は、コレットの位置決めのための制御を行ない、この制御は高精度（例えば１〜数μｍ）で行なうので、光センサの検出精度を高くしておけば、コレット中心の検出値も同レベルの高精度で得られ、検出精度の制限を受け難い。また、検出には作業者による認識作業を必要としないので、個人差に影響されることなく、高い精度を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係るコレット位置検出装置は、上記検出方法を実施するために、光センサと制御部とを備える。この制御部は、前記一方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部の座標値信号を光センサが発したときに、各々の座標値を第一検出値として記録すると共に、前記一方向に直交する方向へのコレットの移動により、コレット中心に対して対称位置にあるコレットまたはコレット装着部の縁部の座標値信号を光センサが発したときに、各々の座標値を第二検出値として記録し、前記第一検出値及び第二検出値からコレット中心の検出座標値を求め、該検出座標値に基づいてコレットの設定座標値を補正する。この補正により、コレットの座標を正確化することができ、設定値と検出値とを整合させてずれを解消乃至緩和することができる。これにより、上記本発明方法と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明によれば、簡便に且つ精度上の制限を受け難い状態でコレットの位置を検出し得るコレット位置検出方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るコレット位置検出装置の斜視図である。
【図２】図１に示した装置におけるコレット及び光センサを示す縦断面図である。
【図３】図２に示した光センサの出力の説明図である。
【図４】図３の出力に関する説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るコレット位置検出装置であって、コレット回転の偏心補正を行なうための装置の斜視図である。
【図６】図５に示したコレットの下面図であり、(a) は回転前、(b) は回転後の状態を示している。
【図７】図５の装置によるコレット回転の偏心補正の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコレット位置検出装置の斜視図である。
【００２１】
このコレット位置検出装置１は、ボンディング装置２に設けられている。ボンディング装置２は、機台３、ピックアップステージ４、ボンディングステージ５、搬送装置６、ボンディングヘッド７等を備えている。ピックアップステージ４及びボンディングステージ５は、機台３のほぼ水平な作業面に配置されている。搬送装置６は、レール６１に沿って基板Ｓをボンディング装置２の間口方向（図の左右方向）に搬送する。ボンディングヘッド７は、機台の前後方向に延び、機台後部に設けた駆動装置（電動モータ）７０により後端部を駆動されてボンディング装置間口方向に往復動する。ボンディングヘッド７の前端部には、上下方向に延びるボンディングアーム８が支持されている。
【００２２】
ボンディングアーム８は、所定位置への動作のために、ボンディングヘッド７により上下動自在に支持された第一中間部材８１と、第一中間部材８１材により前後動自在に支持された第二中間部材８２と、第二中間部材８２から下方へ延びるコレットアーム８３と、該コレットアーム８３の下端に支持されたコレット８０とを備えている。これらの駆動のためにボンディングアーム８は、ボンディングヘッド７に支持され第一中間部材８１を上下方向に駆動する駆動装置（電動モータ）８５と、ボンディングヘッド７に支持され第二中間部材８２を前後方向に駆動する駆動装置（電動モータ）８６とを備えている。コレット８０及びコレットアーム８３には軸線方向に延びる吸引孔８０１が形成されており、第二中間部材８２には、吸引孔８０１に連通するポート８２１が設けられ、該ポートに吸引チューブ８２２が接続されている。
【００２３】
半導体チップを保持するウェーハリングをピックアップステージ４に対して供給及び排出するための供給装置及び排出装置が、ピックアップステージ４の上流側及び下流側に設けられている。ボンディングステージ５の上流側には、基板Ｓをストッカから基板Ｓを搬送装置６へ移行させるローダ、基板への接着剤塗布等を行なうプリフォーム部等が設けられ、ボンディングステージ５の下流側には、搬送装置６の終端部から機台３外へ基板Ｓを移行させるアンローダが設けられている。これらは、通常のボンディング装置に用いられるものであるので、ここでは説明及び図示を省略する。
【００２４】
ピックアップステージ４は、ウェーハテーブル４１を備えており、供給装置から供給されたウェーハリングを保持し、コレット８０が半導体チップＴを１個ずつ吸着して保持シートから剥離する操作を可能とする。ウェーハテーブル４１は、機台３の間口方向及び前後方向、すなわち図１に示すＸ方向及びＹ方向における設定位置へ移動を行なうための駆動機構を備えており、ピックアップステージ４とボンディングステージ５との間を往復動するコレット８０が、半導体チップＴを順次吸着して移送するのを可能とする。コレット８０及びウェーハテーブル４１のＸ，Ｙ方向への移動は、機台３の下部に設けられた制御部３１による制御の下に行なわれ、制御部３１は、機台３の所定位置を原点とする基準座標系に基づいて位置制御を行なう。なお、コレット８０による吸着を円滑にするために、ピックアップステージ４では、例えば、突上げ針により半導体チップＴを突き上げて保持シートから部分的に剥離した状態とする等、公知の種々の手段を採用することができる。
【００２５】
ボンディングステージ５は、多数の基板Ｓを保持する保持板Ｈを、固定状態に保持し、コレット８０が一列の基板Ｓに半導体チップＴを移送した後に、次の列へ保持板Ｈを送るという操作を繰り返し、保持板Ｈ上の各基板Ｓに半導体チップＴをボンディングするのを可能とする。ボンディングステージ５におけるこの送り動作も、制御部３１により基準座標系に基づいて行なわれる。
【００２６】
図２に示すように、機台３の上壁３０に光センサ９が設けられている。光センサ９の位置は、半導体チップのピックアップステージ４とボンディングステージ５との間とすることにより、コレット８０の移動距離を短くすることができ、このためには、通常のコレット移動経路内に光センサ９を配置するのが望ましい。光センサ９は、例えば、発光素子及び受光素子を備えたものとされ、検知域に位置する物体の有無に応じて、発光素子からの光の反射光が受光素子に到達するか否かで出力の高低を異ならせ、物体の有無の検知を可能とする。コレット８０は、この実施形態では、上部の円筒状部分８０２及び下部の円錐台状部分８０３からなり、断面円形に形成されている。また、吸引孔８０１も断面円形に形成されている。したがって、コレット８０が光センサ９に対してＸ方向及びＹ方向に移動したときの光センサ９の出力は、図３に示すように、コレット８０の壁部が光センサ９の上方に差し掛かったときに高く、吸引孔８０１が光センサ９上方に位置するときに低く、再びコレット８０の壁部が光センサ９上方に位置する間は高く、コレット８０が光センサ９を通過すると低くなる。なお、この実施形態では、コレット８０が、下部に円錐台状部分８０３を備えているので、この部分での反射光は、乱反射光の一部として光センサ９に到達する。その結果、円錐台状部分８０３での反射光による光センサ９への入力は、コレット下端面での反射光よるものよりは小さいが、吸引孔及びコレット外からの入力より明らかに高い値が得られる。
【００２７】
制御部３１は、Ｘ方向へのコレット８０の移動により、コレット８０の吸引孔８０１の縁部が光センサ９上を通過する毎に各々の座標値を第一検出値として記録する。同様に、制御部３１は、Ｙ方向へのコレット８０の移動により、コレット８０の吸引孔８０１の縁部が光センサ９上を通過する毎に各々の座標値を第二検出値として記録する。
【００２８】
こうして記録された座標値に基づいてコレット中心の座標値を求めるために、制御部３１には演算部３１０が設けられている。吸引孔８０１は、下端縁部が円形であるのでコレット中心を通る直線に対して線対称をなす。これに基づき、演算部３１０は、２つの第一検出値からその中央の第一中央位置の座標値を求め、２つの第二検出値からその中央の第二中央位置の座標値を求め、第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の座標値を求め、これをコレット中心の検出座標値とする。そして、予め定められたコレット中心の設定座標値をこの検出座標値に基づいて補正する。この補正は、例えば、設定座標値と検出座標値との差の分だけ基準座標の原点を移動させることにより行なうことができる。これに伴って、コレットによる半導体チップのピックアップ位置の座標値も補正される。光センサ９は、基準座標に対して正確な設定位置となるように治具等を用いて位置決めすることができる。この場合は、コレット中心の座標値を補正することにより、基準座標の原点位置の補正も行なわれる。これらの補正により、その後の制御部３１によるコレット８０の制御位置を短時間で適正化することができる。
【００２９】
光センサ９によって検知されるコレット端面が、円形の吸引孔８０１のようにＸ軸及びＹ軸に関して線対称をなす形状の場合は、検知位置がコレット中心から若干ずれていても、正確な補正値を得ることができる。すなわち、図４に示すように、Ｘ軸及びＹ軸方向にコレット中心Ｏを通る直線Ｘ０，Ｙ０に対し、光センサの検知位置がＸ１にずれを生じたとき、検知される第一検出値Ｐ１，Ｐ２は、間隔ｄが吸引孔８０１の直径Ｄより小さくなるが、ｄ／２により求められるＹ軸方向の中心は、Ｙ０として求められ、上記ずれは検出値に影響しない。これは、光センサの検知位置がＹ軸方向にずれているときも同様である。これにより、制御位置の適正化が確実に得られる。
【００３０】
特に、制御部３１は、コレットの位置決めのための制御機構を用いており、この制御機構は、例えば１〜数μｍという高レベルの精度で位置制御を行なう。したがって、光センサの検知精度をこれに匹敵する程度に高くしておくことにより、上記検出座標値及び補正値も制御機構と同様の高レベルで得られ、高精度の制御適正化が可能となる。したがって、コレットの位置検出について、精度上の制限を受け難い。また、検出には作業者による認識作業を必要としないので、個人差に影響されることなく、高い精度を得ることができる。
【００３１】
図５は、本発明方法を実施する装置の実施形態において、コレット回転の偏心補正を行なう例を示している。この例では、ボンディングヘッド７の上部にコレット回転用の駆動装置８７（電動モータ）が設けられ、該駆動装置８７及び上下駆動用の駆動装置８５の各々の上に装着されたプーリ８８ａ及び８８ｂ並びにこれらに巻き掛けられたベルト８８ｃが連動装置８８を構成している。プーリ８８ａはコレットアーム８３に結合されており、駆動装置８７の回転は、連動装置８８及びコレットアーム８３を介してコレット８０ａをコレットアーム８３の軸線（コレット回転軸線）回りに回転させる。コレット８０ａは、上部８０４及び該上部より幅の狭い下部８０５からなり、断面矩形に形成されている。他の構成は、先の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【００３２】
この装置は、次のようにして使用される。先ず、先の実施形態において説明したのと同様にして、コレット中心の設定座標値を検出座標値に基づいて補正する。すなわち、制御部３１は、コレット８０ａのＸ方向への移動により、コレット８０ａの吸引孔８０１の縁部が光センサ上を通過する毎に各々の座標値を第一検出値として記録し、Ｙ方向への移動により、吸引孔８０１の縁部が光センサ上を通過する毎に各々の座標値を第二検出値として記録する。
【００３３】
そして、演算部３１０は、２つの第一検出値からその中央の第一中央位置の座標値を求め、２つの第二検出値からその中央の第二中央位置の座標値を求め、第一中央位置及び第二中央位置からコレット中心の座標値を求め、これをコレット中心の第一検出座標値（Ｘ１，Ｙ１）とする。そして、予め定められたコレット中心の設定座標値をこの第一検出座標値に基づいて補正する。
【００３４】
図６は、コレット８０ａの下面を示しており、(a) は回転前、(b) は回転後の状態を示している。ここでは、回転前にコレット中心Ｏｃとコレット回転軸の回転中心Ｒとが、Ｘ軸、Ｙ軸方向に各々、Ｘｃ，Ｙｃだけずれており、回転後はコレット中心Ｏｃ’と回転中心ＲとがＸｃ’，Ｙｃ’だけずれている状態を想定する。このずれ量の相違は、コレット中心Ｏｃとコレット回転中心Ｒとが偏心していることに起因する。
【００３５】
さらに、図７に示すように、設定座標系の原点Ｏｓに対するコレット中心の座標値（ＸＯｃ、ＹＯｃ）が、第一検出座標値（Ｘ１，Ｙ１）として検知され、正しい原点Ｏｓ’は、原点Ｏｓに対して（ＸＯｃ−Ｘ１、ＹＯｃ−Ｙ１）だけずれている状態を想定する。この場合は、ずれに対し、第一検出座標値（Ｘ１，Ｙ１）に基づいて原点Ｏｓの設定座標値を（ＸＯｃ−Ｘ１、ＹＯｃ−Ｙ１）だけ補正すればよい。
【００３６】
次に、駆動装置８７及び連動装置８８により、コレット８０ａをコレット回転軸回りに９０度回転する。この回転後に、コレット８０ａの吸引孔８０１の縁部を対象とし、先の実施形態における第一中央位置と同様にして、コレット中心に対して対称位置にある縁部の中心である第三中央位置の座標値を検出する。また、第二中央位置と同様にして、コレット中心に対して対称位置にある縁部の中心である第四中央位置の座標値を検出する。そして、検出された第三中央位置及び第四中央位置から回転後のコレット中心Ｏｃ’の座標値を求め、第二検出座標値（Ｘ２，Ｙ２）とする（座標の基準は補正後の原点Ｏｓ’である）。そして第二検出座標値（Ｘ２，Ｙ２）と第一検出座標値（Ｘ１，Ｙ１）との差に基づいてコレット回転の偏心量を求める。これは、例えば、以下のようにして行なう。
【００３７】
図７は、回転中心Ｒの回りにコレット８０ａを９０度回転した状態を一点鎖線の円で示している。以下の偏心補正の計算上、初期の原点Ｏｓからの回転中心ＲまでのＸ軸及びＹ軸方向の距離を各々Ｘｒ、Ｙｒとする。図６について説明した通り、回転中心Ｒから回転後のコレット中心Ｏｃ’のＸ軸及びＹ軸方向の距離は、各々Ｘｃ’、Ｙｃ’である。
【００３８】
この状態において、以下の関係が成り立つ（図７参照）：
・Ｘｒ、Ｙｒ、Ｘｃ’、Ｙｃ’は未知の値であるが、コレット８０ａの回転が９０度であるので、ハッチングを施した２つの四角形が同一形状であり、
Ｘｃ’＝Ｙｃ＝Ｙ１−Ｙｒ
Ｙｃ’＝Ｘｃ＝Ｘｒ−Ｘ１
・設定座標系の原点ＯｓからＯｓ’への補正量：
ＸＯｃ−Ｘ１，ＹＯｃ−Ｙ１  ……式(1)
・回転前におけるコレット中心Ｏｃに対する回転中心Ｒの偏心量：
Ｘｃ，Ｙｃ＝（Ｘｒ−Ｘ１），（Ｙ１−Ｙｒ）……式(2)
・回転後のコレット中心Ｏｃ’の第二検出座標値：Ｘ２，Ｙ２
という関係である。
【００３９】
ここで、Ｘ２，Ｙ２は、図７に示す関係から、
Ｘ２＝Ｘｒ＋Ｘｃ’＝Ｘｒ＋（Ｙ１−Ｙｒ）……式(3)
Ｙ２＝Ｙｒ＋Ｙｃ’＝Ｙｒ＋（Ｘｒ―Ｘ１）……式(4)
式(3)＋式(4) により、
Ｘ２＋Ｙ２＝２Ｘｒ−Ｘ１＋Ｙ１
したがって、Ｘｒ＝１／２（Ｘ１＋Ｘ２−Ｙ１＋Ｙ２）……式(5)
式(3)−式(4) により、
Ｘ２−Ｙ２＝−２Ｙｒ＋Ｘ１＋Ｙ１
したがって、Ｙｒ＝１／２（Ｘ１−Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）……式(6)
偏心量Ｘｃ，Ｙｃを示す式(2)に、上記式(5), 式(6)を代入して、
Ｘｃ＝Ｘｒ−Ｘ１＝１／２（Ｘ１＋Ｘ２−Ｙ１＋Ｙ２）−Ｘ１
＝１／２｛（Ｘ２−Ｘ１）＋（Ｙ２−Ｙ１）｝
Ｙｃ＝Ｙ１−Ｙｒ＝Ｙ１−１／２（Ｘ１−Ｘ２＋Ｙ１＋Ｙ２）
＝１／２｛（Ｘ２−Ｘ１）−（Ｙ２−Ｙ１）｝
となる。
【００４０】
したがって、回転前におけるコレット中心Ｏｃに対する回転中心Ｒの偏心量（Ｘ，Ｙ座標）は、
Ｘｃ，Ｙｃ＝１／２｛（Ｘ２−Ｘ１）＋（Ｙ２−Ｙ１）｝，１／２｛（Ｘ２−Ｘ１）−（Ｙ２−Ｙ１）｝
となり、第一検出座標値（Ｘ１，Ｙ１）及び第二検出座標値（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて偏心量が求められる。したがって、この偏心量に対応してコレット若しくはコレット装着部の中心、またはコレット回転軸の偏心補正を行なえばよい。
上記いずれの実施形態においても、検出精度上の問題を生じない場合は、光センサとして、ＣＣＤカメラのような画像データを出力するものを用い、画像から検出座標値を得るようにすることもできる。また、光センサによる検知は、反射光に代えて、透過光を対象として行なうこともできる。この場合は、コレット（またはコレット装着部）に対して一方の側及び他方の側に発光素子及び受光素子を対向するように配置し、発光素子から発せられた光が遮られるか否かによって、検知域におけるコレット（またはコレット装着部）の通過を検知可能とすることができる。
【００４１】
コレット中心の検出及びこれに基づく設定座標値の補正は、コレットの装着や交換を行なった直後に行なうことにより、以後の制御位置の適正化を行なうことができる。また、その検出や補正を、ウェーハリングの交換時や基板の補充時等に行なうことにより、ボンディング装置の処理時間の増大を皆無または最小限にすることができる。
【００４２】
なお、コレット中心を検出するために光センサにより検知されるコレット位置は、水平面沿いの一方向及びこれに直交する方向において、コレット中心を通る直線に対して線対称をなす位置であればよく、円形の他、正方形等の多角形の吸引孔とすることができ、また、コレットの外周縁またはコレット装着部が、円形、正方形等の多角等、コレット中心を通る直線に対して線対称をなす場合は、これを検知対象とすることもできる。コレット装着部は、コレットをコレットアームに装着し、中心位置がコレット中心の座標位置と正確に一致する部分であり、例えば、コレットアームにおけるコレットホルダとすることができる。この場合は、コレットホルダの外周部等の縁部を検知対象とする。
【００４３】
コレットの吸引孔を検知対象とする場合は、コレットが半導体チップを吸着していないときに検出を行なう。これは、前述のようにウェーハリング交換直後等に行なうのが望ましく、コレットが半導体チップの移送を繰り返している段階では、コレットの復路、すなわちボンディングステージからピックアップステージへの移動時に行なうこともできる。或いは、吸引孔を検知対象とする検知は、コレットの吸引孔を開放状態として該吸引孔を経る吸引流量の測定する際に行なうこともできる。また、コレットの外周縁またはコレット装着部の縁部を検知対象とした場合は、半導体チップがこれらの部分より小さければ、半導体チップを吸着した状態でも、コレット中心の検出を行なうことができる。いずれの場合もコレット中心の検出を複数回行なって、その平均値を求めることにより、検出精度をより高くすることができる。
【００４４】
光センサによる検出は、コレットを光センサに近づけた状態で行なうのが望ましい。こうすることにより、コレット等の検知対象に僅かに生じ得る不可避的な傾斜がある場合でも、高い検出精度を保証することができる。
【００４５】
コレットは、ボンディングを半田で行なう場合等、高温で使用されることがある。この場合は、熱膨張により設定座標値からのずれを生じやすいが、このコレット中心の検出及び補正によれば、熱による影響を回避または抑制して検出座標値を得て、設定座標値の補正を行なうことができる。
【００４６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、光センサの配置は、コレットが通常の処理操作においてピックアップステージとボンディングステージとの間の移動経路内とすることにより、移動距離及び検出時間を短くすることができるが、位置検出のタイミングをコレットの処理操作外のときとする等、余裕時間がある時とすれば、移動経路から或る程度離れていても、検出時間が全体の処理時間に影響するのを回避乃至緩和することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１：      コレット位置検出装置
２：      ボンディング装置
４：      ピックアップステージ
５：      ボンディングステージ
６：      搬送装置
９：      光センサ
３１：    制御部
８０：    コレット
８０１：  吸引孔
Ｏ：      コレット中心
Ｓ：      基板
Ｐ１，Ｐ２：第一検出値
Ｔ：      半導体チップ
【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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