(57)【要約】  上下二視野カメラ２０によって基準用チップ１２の上面の画像と補正用チップ１３の下面の画像と取得して各チップ１２，１３の各位置を計算する第１のチップ位置計算工程と、各チップの各位置から計算した各チップ間のズレ量に基づいて各チップ間の離間距離が所定のオフセット量となる位置に基準用チップを移動させた後、補正用チップ１３を吸着ステージ１１に載置する第２のチップ移動工程と、補正用チップ１３の上面の画像を取得して補正用チップ１３の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、基準用チップの位置と補正用チップの第２位置とに基づいて所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含む。これにより、実装位置の経時的な位置ズレを抑制し実装品質の向上を図る。
2015119274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装ステージと、
前記実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、
上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、
前記基準用チップと前記補正用チップの位置を移動させると共に、前記上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を含む実装装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、前記基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、
前記補正用チップと前記基準用チップとの間に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記基準用チップ上面の画像と前記補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、
前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とから前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算した前記ズレ量に基づいて前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が前記所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に前記基準用チップを移動させた後、前記実装ステージ上に前記補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、
前記補正用チップの上に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記実装ステージ上に載置された前記補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、
前記第１のチップ位置計算工程によって計算した前記基準用チップのＸＹ方向位置と、前記第２のチップ位置計算工程によって計算した前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて前記所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含み、各工程を実施可能に構成した、請求項１に記載の実装装置。
【請求項３】
実装装置のオフセット量補正方法であって、
実装ステージと、前記実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、前記基準用チップと前記補正用チップの位置を移動させると共に、前記上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を備える実装装置を準備する工程と、
前記補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、前記基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、
前記補正用チップと前記基準用チップとの間に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記基準用チップ上面の画像と前記補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、
前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とから前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算した前記ズレ量に基づいて前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が前記所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に前記基準用チップを移動させた後、前記実装ステージ上に前記補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、
前記補正用チップの上に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記実装ステージ上に載置された前記補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、
前記第１のチップ位置計算工程によって計算した前記基準用チップのＸＹ方向位置と、前記第２のチップ位置計算工程によって計算した前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて前記所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含むこと、を特徴とする実装装置のオフセット量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装装置の構造及びその実装装置のオフセット量補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板あるいは他の半導体チップの上に半導体チップをボンディング（実装）するボンディング装置が多く用いられている。この中には、半導体チップの電極面と反対側の面を接着剤等で基板に固定するダイボンディング装置や、ウェハからピックアップした半導体チップを反転させて、半導体チップの電極面を基板等に接合し、半導体の電極と基板の電極とを直接接合するフリップチップボンディング装置等が用いられている。フリップチップボンディング装置では、半導体チップと基板の電極とを直接接合するので、半導体チップの電極の位置と基板の電極の位置とを正確に合わせることが必要となってくる。このため、フリップチップボンディング装置では、ボンディングツールと基板との間に上下二視野カメラを進出させて、ボンディングツールに吸着された半導体チップの画像と、基板の画像とを同時に撮像し、撮像した二つの画像から、半導体チップと基板との相対位置を検出し、ボンディングステージをＸＹ方向に移動させたり、ボンディングヘッドを回転させたりして、基板の位置と半導体チップの位置を合わせる方法が用いられている（例えば、特許文献１、段落０００３〜０００４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３７１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フリップチップボンディング装置（実装装置）では、例えば、半導体チップの電極の表面あるいは基板の電極の表面に金属のバンプを形成しておき、高温のボンディングツールによって半導体チップを基板に押圧するとともに加熱して金属を溶融させた後、その金属を凝固させることによって半導体チップの電極と基板の電極とを接合する方法が用いられる。このため、フリップチップボンディング装置は、ボンディング動作を継続していると、ボンディング装置の各構成部品や、上下二視野カメラの温度が上昇し、上下二視野カメラに測定誤差が発生したり、ボンディング装置の動作の誤差が大きくなったりすることにより、経時的に半導体チップと基板との位置ズレが発生し、ボンディング精度が低下してしまう場合があった。しかし、接合面は半導体チップと基板との間になっていることから、所定のボンディング時間、或いは回数の後、ボンディングした半導体チップを基板から剥がして半導体チップの電極が基板の電極の所定の位置に接合されているかどうかを確認したり（破壊検査）、Ｘ線装置等を用いて写真撮影によって接合位置を確認したり（Ｘ線による非破壊検査）することが行われている。【０００５】
しかし、製品の破壊検査やＸ線による非破壊検査は、フリップチップボンディング装置の稼働中に連続して行うことができないことから、不良品の発見が遅れ、結果として製品の不良率を高めてしまう場合がある。【０００６】
そこで、本発明は、実装装置において、実装位置の経時的な位置ズレを抑制し、実装品質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実装装置は、実装ステージと、実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、基準用チップと補正用チップの位置を移動させると共に、上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を含むことを特徴とする。【０００８】
本発明の実装装置において、制御部は、補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、補正用チップと基準用チップとの間に上下二視野カメラを進出させて、上下二視野カメラによって基準用チップ上面の画像と補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、基準用チップのＸＹ方向位置と補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、基準用チップのＸＹ方向位置と補正用チップのＸＹ方向位置とから基準用チップと補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算したズレ量に基づいて基準用チップと補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に基準用チップを移動させた後、実装ステージ上に補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、補正用チップの上に上下二視野カメラを進出させて、上下二視野カメラによって実装ステージ上に載置された補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、第１のチップ位置計算工程によって計算した基準用チップのＸＹ方向位置と、第２のチップ位置計算工程によって計算した補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含み、各工程を実施可能に構成してもよい。【０００９】
本発明の実装装置のオフセット量補正方法は、実装ステージと、実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、基準用チップと補正用チップの位置を移動させると共に、上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を備える実装装置を準備する工程と、補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、補正用チップと基準用チップとの間に上下二視野カメラを進出させて、上下二視野カメラによって基準用チップ上面の画像と補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、基準用チップのＸＹ方向位置と補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、基準用チップのＸＹ方向位置と補正用チップのＸＹ方向位置とから基準用チップと補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算したズレ量に基づいて基準用チップと補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に基準用チップを移動させた後、実装ステージ上に補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、補正用チップの上に上下二視野カメラを進出させて、上下二視野カメラによって実装ステージ上に載置された補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、第１のチップ位置計算工程によって計算した基準用チップのＸＹ方向位置と、第２のチップ位置計算工程によって計算した補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含むこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、実装装置において、実装位置の経時的な位置ズレを抑制し、実装品質の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における実装装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施形態における実装装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すフローチャートの補正シーケンスの詳細を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態における実装装置の動作を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態における上下二視野カメラの視野を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、実装装置の一例として、ボンディング装置に発明を適用した場合について説明する。発明は、ボンディング装置以外の電子部品の実装装置に適用できることはいうまでもない。図１に示す様に、本実施形態の実装装置であるボンディング装置１００は、基板１５またはその上に半導体チップがボンディングされる第１の半導体チップを吸着する実装ステージであるボンディングステージ１０と、第２の半導体チップ１４を吸着して基板１５またはボンディングステージ１０に吸着された第１の半導体チップの上に第２の半導体チップ１４をボンディングするボンディングツール３０と、基板１５または第１の半導体チップの上面の画像と第２の半導体チップ１４の下面の画像とを同時に撮像可能な上下二視野カメラ２０とを備えている。
【００１３】
ボンディングステージ１０は図示しないＸＹ駆動機構を含み、ＸＹ方向に移動する。また、ボンディングヘッド３２は、フレーム１６に取り付けられたＺ方向ガイドによって上下方向に移動し、Ｚ方向モータ３３によって上下方向及びＺ軸回りの回転方向（Ｚ方向、θ方向）に駆動される。実装ツールであるボンディングツール３０はボンディングヘッド３２に取り付けられたシャンク３１に固定されており、ボンディングヘッド３２と共に上下方向（基板１５と接離方向）に移動する。上下二視野カメラ２０は、内部に２つの撮像素子と光学系を備え、図１に示すように、同軸上で基板１５の上面と第２の半導体チップ１４の下面の画像とを同時に撮像できる。また、上下二視野カメラ２０には、温度センサ１７が取り付けられている。ボンディングステージ１０の横には、基準用チップ１２と補正用チップ１３とを吸着可能な吸着ステージ１１が取りつけられている。吸着ステージ１１は、ボンディングステージ１０と共にＸＹ方向に移動可能である。基準用チップ１２と補正用チップ１３とは、実際の半導体チップではなく、ガラスチップであり、図４にハッチングで示す様に、上面からも下面からも視認することができる位置マークが入っているものである。図４（ａ）に示す様に、基準用チップ１２と補正用チップ１３とは、吸着ステージ１１の上にＹ方向に所定のオフセット量ａだけ離間して載置されている。
【００１４】
ボンディングステージ１０と、ボンディングヘッド３２を駆動するＺ方向モータ３３とは、制御部４０の指令によって駆動される。また、上下二視野カメラ２０、温度センサ１７も制御部４０に接続され、上下二視野カメラ２０で撮像した画像および温度センサ１７で検出した温度データは、制御部４０に入力され、画像処理及び演算処理が行われる。制御部４０は、画像処理や演算を行うＣＰＵ４１と、制御プログラム５９、制御データ５８等を格納する記憶部４２と、ボンディングステージ１０、Ｚ方向モータ３３、上下二視野カメラ２０が接続される機器インターフェース４３と、を備えており、ＣＰＵ４１と記憶部４２と機器インターフェース４３とがデータバス４４で接続されているコンピュータである。制御部４０の記憶部４２には、後で説明する、第１、第２のチップ移動プログラム５１，５２、第１、第２の画像取得プログラム５３，５４、第１、第２のチップ位置計算プログラム５５，５６、補正量計算プログラム５７が格納されている。なお、図１において、紙面左右方向をボンディング装置１００のＸ方向、上下方向をＺ方向、紙面垂直方向をＹ方向として説明する。
【００１５】
以上のように構成されたボンディング装置１００の動作について図２から図５を参照して説明する。図２のステップＳ１０１に示す様に、制御部４０は、図１に示す温度センサ１７から上下二視野カメラ２０の温度を取得し、図２のステップＳ１０２に示すように、前回補正動作実施からの温度変化（温度差）が所定の設定値を超えているかどうか判断する。そして、上下二視野カメラ２０の温度変化が所定の設定値よりも大きい場合には、制御部４０は、図２のステップＳ１０３に移動して図３に示す補正シーケンスを実行する。
【００１６】
上下二視野カメラ２０の温度変化が所定の設定値を超えている場合には、図４、図５に示す上下二視野カメラ２０の光軸２０ｃがずれたり傾いたりして、上下二視野カメラ２０に計測誤差が発生していることが考えられる。また、同時に、ボンディング装置１００のフレーム１６やボンディングステージ１０の温度が上昇し、その位置がずれて来ている場合などが考えられる。そして、この２つの位置ズレによって図１に示す第２の半導体チップ１４のボンディング位置（実装位置）が所定の位置からずれてしまい、第２の半導体チップ１４の電極と基板１５の電極とを正確に接合できないことがある。上下二視野カメラ２０は基本的にはフレーム１６に取り付けられていることから、第２の半導体チップ１４をボンディングする際に発生する位置ズレ（誤差）の内、上記の２つの原因により発生する各誤差（位置ズレ）を別々に計測、把握することは困難で有るものの、最終的に発生する位置ズレ誤差を捉え、それを補正することができればボンディング位置（実装位置）のずれを修正には十分である。本実施形態は、上記のように、最終的に発生するボンディングの位置ズレを捉え、それを補正することでボンディング位置（実装位置）のずれ（ボンディング位置（実装位置）の誤差）を修正するものである。
【００１７】
以下の説明では、便宜上、上下二視野カメラ２０の中心軸或いは、上下の光軸２０ｃの位置、傾斜は変化せず、フレームやボンディングステージ１０が熱により移動しているという仮定の上で説明する。最終的には、以下に説明する本実施形態のボンディング装置１００が取得する補正量ｓは、上下二視野カメラ２０の計測誤差による位置ズレと機械部品の温度変化により発生する位置ズレとの合計の位置ズレ量を補正する補正量である。
【００１８】
図３のステップＳ２０１に示す様に、制御部４０は、図１に示す第１のチップ移動プログラム５１（第１のチップ移動工程）を実行する。制御部４０は、４（ａ）に示すように、所定のオフセット量ａ（所定の離間距離ΔＹ）で吸着ステージ１１の上に載置されている基準用チップ１２と補正用チップ１３のうち、補正用チップ１３の上にボンディングツール３０を降下させてボンディングツール３０によって補正用チップ１３を吸着し、図４（ｂ）に示すように、補正用チップ１３をピックアップする。
【００１９】
次に、制御部４０は、図３のステップＳ２０２に示すように、吸着ステージ１１をＹ方向に所定のオフセット量ａだけ移動させる。すると、図４（ｃ）に示す様に、補正用チップ１３は、基準用チップ１２の直上に移動する。しかし、実際には、機械部品の熱影響等により、基準用チップ１２の中心と補正用チップ１３の中心位置は、図４（ｃ）に示すように、Ｙ方向に若干ずれている（第１のチップ移動プログラム５１（第１のチップ移動工程）の終了）。
【００２０】
次に、制御部４０は、図１に示す第１の画像取得プログラム５３（第１の画像取得工程）を実行する。制御部４０は、図４（ｄ）に示す様に、ボンディングツール３０に吸着された補正用チップ１３と吸着ステージ１１の上に載置された基準用チップ１２との間に上下二視野カメラ２０を進出させる。先に述べたように、この説明では、便宜上、上下二視野カメラ２０の光軸、検出、位置は、変化していないものとしているので、上下二視野カメラ２０はその光軸２０ｃがボンディング装置１００の原点から絶対位置Ｙ０の位置に進出している。次に、制御部４０は、上下二視野カメラ２０の下側カメラによって基準用チップ１２の上面の画像を撮像し、上側カメラによって補正用チップ１３の画像を撮像する。図４（ｄ）に示すように、基準用チップ１２の中心１２ｃのＹ方向位置は、上下二視野カメラ２０の光軸２０ｃから距離ｂだけマイナス側にずれており、補正用チップ１３の中心位置は、上下二視野カメラ２０の光軸２０ｃの位置からＹ方向プラスに向かって距離ｃだけずれている。したがって、図５（ａ）に示す様に、上側カメラの視野２０ａでは、補正用チップ１３の位置は、上下二視野カメラ２０の中心軸２０ｃ（上下二視野カメラ２０の光軸）から図中の右側によった位置となり、その中心１３ｃも視野２０ａの中心軸２０ｃから距離ｃだけ右に寄った位置に見える。また、図５（ｂ）に示す様に、下側カメラの視野２０ｂでは、基準用チップ１２の位置は、上下二視野カメラ２０の中心軸２０ｃから図中の左側によった位置となり、その中心１２ｃも視野２０ｂの中心軸２０ｃ（上下二視野カメラ２０の光軸）から距離ｂだけ左側によった位置となっている（第１の画像取得プログラム５３（第１の画像取得工程）の終了）。
【００２１】
次に、制御部４０は、図１に示す第１のチップ位置計算プログラム５５（第１のチップ位置計算工程）を実行する。制御部４０は、基準用チップ１２の画像、補正用チップ１３の画像を処理し、上下二視野カメラ２０の中心軸（光軸）２０ｃからの距離ｂ，ｃを求める。次に制御部４０は、基準用チップ１２におけるボンディング装置１００の原点からのＹ方向絶対位置Ｙ１と、補正用チップ１３におけるボンディング装置１００の原点からのＹ方向絶対位置Ｙ２（補正用チップの第１位置）とを計算する。Ｙ方向絶対位置Ｙ１は、図４（ｄ）、図５（ｂ）に示す様に、Ｙ１＝Ｙ０−ｂであり、Ｙ方向絶対位置Ｙ２は、図４（ｄ）、図５（ｂ）に示す様に、Ｙ２＝Ｙ０＋ｃである（第１のチップ位置計算プログラム５５（第１のチップ位置計算工程）の終了）。
【００２２】
次に、制御部４０は、図１に示す第２のチップ移動プログラム５２（第２のチップ移動工程）を実行する。まず、制御部４０は、基準用チップ１２の中心１２ｃと補正用チップ１３の中心１３ｃとのズレ量ΔＹｅを所定のオフセット量ａとするために必要な補正用チップ１３の中心１３ｃの移動量を計算する。図４（ｄ）、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、基準用チップ１２の中心１２ｃと補正用チップ１３の中心１３ｃとはズレ量ΔＹｅ（＝ｂ＋ｃ）だけずれているから、各中心１２ｃ，１３ｃの間の距離を所定のオフセット量ａとするためには、図４（ｅ）に示す基準用チップ１２の中心１２ｃの位置（Ｙ方向の絶対位置Ｙ１）を基準として補正用チップ１３をＹ方向プラス側に（ａ−ΔＹｅ）＝ａ´だけ移動させるか、或いは、逆に、図４（ｅ）に示すように、基準用チップ１２の中心１２ｃの位置（基準位置）をＹ方向マイナス側に（ａ−ΔＹｅ）＝ａ´だけ移動させればよい。制御部４０は、図３のステップＳ２０４、図４（ｅ）に示すように、吸着ステージ１１をＹ方向マイナス側に（ａ−ΔＹｅ）＝ａ´だけ移動させる。すると、図４（ｄ）に示すように、基準用チップ１２の中心１２ｃのＹ方向の絶対位置は、Ｙ３＝Ｙ１−ａ＋ΔＹｅとなる。補正用チップ１３の中心１３ｃのＹ方向絶対位置は変化せず、Ｙ２＝Ｙ１＋ΔＹｅであるから、基準用チップ１２と補正用チップ１３とのＹ方向の離間距離ΔＹは、ΔＹ＝Ｙ２−Ｙ３＝Ｙ２＝Ｙ１＋ΔＹｅ−（Ｙ１−ａ＋ΔＹｅ）＝ａとなり、ボンディングツール３０に吸着されている補正用チップ１３を吸着ステージ１１の上に載置すると基準用チップ１２の中心１２ｃと補正用チップ１３の中心１３ｃとの離間距離ΔＹは所定のオフセット量ａとなるはずである。そして、制御部４０は、図３のステップＳ２０５、図４（ｄ）に示すように、ボンディングツール３０を降下させて補正用チップ１３を吸着ステージ１１の表面に載置する（第２のチップ移動プログラム５２（第２のチップ移動工程）の終了）。
【００２３】
上記の動作は、別の言い方をすると、基準用チップ１２の中心１２ｃと補正用チップ１３の中心１３ｃとのズレ量ΔＹｅ＝（ｂ＋ｃ）を補正したものであるから、オフセット量ａがゼロであった場合には、基準用チップ１２の中心１２ｃと補正用チップ１３の中心１３ｃが一致した状態で重ね合されていることとなる。
【００２４】
次に、制御部４０は、図１に示す第２の画像取得プログラム５４（第２の画像取得工程）を実行する。制御部４０は、ボンディングツール３０を上昇させた後、図４（ｅ）に示すように、再度、上下二視野カメラ２０の中心軸２０ｃ（光軸）がボンディング装置１００の原点から絶対位置Ｙ０の位置となるように進出させる。次に、制御部４０は、図３のステップＳ２０６に示すように、上下二視野カメラ２０の下側カメラによって吸着ステージ１１の上に載置した補正用チップ１３の上面を撮像し、図１に示す第２のチップ位置計算プログラム５６（第２のチップ位置計算工程）を実行し、撮像した画像を処理して載置した補正用チップ１３の中心１３ｃのＹ方向絶対位置Ｙ４（補正用チップ１３の第２位置）を計算する。
【００２５】
先に述べたように、上記の動作は、オフセット量ａをもって仮想的に基準用チップ１２の上に補正用チップ１３を重ね合わせる動作であるから、吸着ステージ１１の上に載置された補正用チップ１３を下側カメラで撮像した際には、先に、補正用チップ１３の中心１３ｃは基準用チップ１２を下側カメラで撮像した際の基準用チップ１２の中心１２ｃと同様、Ｙ方向の絶対位置がＹ１となっているはずである。しかし、実際には、測定された補正用チップ１３の中心１３ｃのＹ方向の絶対位置（補正用チップ１３の第２位置）Ｙ４は、Ｙ０から距離ｄだけ離れた位置で、そのＹ方向絶対位置（補正用チップ１３の第２位置）Ｙ４は、Ｙ４＝Ｙ０＋ｄとなる。このＹ１（基準用チップ１２の最初のＹ方向の絶対位置）とＹ４（補正用チップ１３の第２のＹ方向の絶対位置）との差は、基準用チップ１２の上に補正用チップ１３を重ね合わせた際のズレ量であり、上下二視野カメラ２０の光軸２０ｃのズレ量や機械部品の熱膨張により発生するズレの合計ズレ量となる。そこで、制御部４０は、図３のステップＳ２０７に示すように、Ｙ１（基準用チップ１２の最初のＹ方向の絶対位置）とＹ４（補正用チップ１３の第２のＹ方向の絶対位置）との差（Ｙ１−Ｙ４）を補正量ｓとしてオフセット量ａを補正し、図３のステップＳ２０８に示すように、オフセット量ａをａ＝ａ＋ｓ＝ａ＋（Ｙ１−Ｙ４）に更新する（図１に示す補正量計算プログラム５７（補正量計算工程）の実行）。
【００２６】
以上で制御部４０は、図２のステップＳ１０３に示す補正シーケンスを終了し、図３のステップＳ１０４に示すようにボンディングを継続する。そして、図２のステップＳ１０５に示すように、ボンディングが全て終了したかどうかを確認し、全てのボンディングが終了して生産停止であれば、ボンディング装置１００を停止し、生産終了でなければ、図２のステップＳ１０１に戻って上下二視野カメラ２０の温度を監視する。
【００２７】
また、制御部４０は、ボンディングサイクル数のカウントも行っており、図２のステップＳ１０６に示すように、ボンディングサイクル数が所定の閾値に達した場合には、上下二視野カメラ２０の温度の変化が所定の設定値を超えていなくとも、図２のステップＳ１０３に示す補正シーケンスを行う。
【００２８】
以上説明した補正シーケンスは、オフセット量がａの場合の上下二視野カメラ２０の光軸２０ｃのズレ量や機械部品の熱膨張により発生するズレの合計ズレ量を計測し、そのズレ量を補正量ｓとしてオフセット量ａを補正することにより、ボンディング装置１００におけるボンディング位置（実装位置）の経時的な位置ズレを効果的に抑制し、ボンディング品質（実装品質）の向上を図ることができるという効果を奏する。また、本実施形態では、Ｙ１（基準用チップ１２の最初のＹ方向の絶対位置）とＹ４（補正用チップ１３の第２のＹ方向の絶対位置）との差（Ｙ１−Ｙ４）を補正量ｓとしてオフセット量ａを補正量ｓとしてオフセット量ａを補正することとして説明したが、例えば、（Ｙ１−Ｙ４）の１／２を補正量ｓとしてオフセット量ａを補正したり、（Ｙ１−Ｙ４）と補正量ｓとの割合を時間あるいは、ボンディング回数、補正回数等によって変化させたりしてもよい。
【００２９】
以上の説明では、吸着ステージ１１をＸＹ方向に移動させることによって補正量ｓの算出を行うこととして説明したが、基準用チップ１２と補正用チップ１３とをＸＹ方向に相対的にオフセット量ａだけ移動できればよいので、ボンディングヘッド３２がＸＹ方向に移動可能なボンディング装置では、吸着ステージ１１に代えてボンディングヘッド３２をＸＹ方向に移動させるようにして補正量ｓを計算するようにしてもよい。また、本実施形態は、フリップチップボンディング装置、ダイボンディング装置等ボンディング装置一般に適用可能なものである。また、上記の実施形態では、Ｙ方向について補正量ｓを求めることとして説明したが、Ｘ方向についても同様である。また、吸着ステージを斜め方向に移動させてＸＹ方向の補正量ｓを同時に求めるようにしてもよい。
【００３０】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することのない全ての変更及び修正を包含するものである。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ボンディングステージ、１１  吸着ステージ、１２  基準用チップ、１２ｃ，１３ｃ  中心、１３  補正用チップ、１４  第２の半導体チップ、１５  基板、１６  フレーム、１７  温度センサ、２０  上下二視野カメラ、２０ａ，２０ｂ  視野、２０ｃ  光軸（中心軸）、３０  ボンディングツール、３１  シャンク、３２  ボンディングヘッド、３３  Ｚ方向モータ、４０  制御部、４１  ＣＰＵ、４２  記憶部、４３  機器インターフェース、４４  データバス、５１，５２  第１、第２チップ移動プログラム、５３，５４  第１、第２画像取得プログラム、５５，５６  第１、第２のチップ位置計算プログラム、５７  補正量計算プログラム、５８  制御データ、５９  制御プログラム。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月16日(2015.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装ステージと、
前記実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、
上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、
前記基準用チップと前記補正用チップの位置を移動させると共に、前記上下二視野カメラの画像を処理する制御部とを含み、
前記制御部は、
所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させた前記補正用チップと前記基準用チップとの間に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記基準用チップ上面の画像と前記補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、
前記基準用チップの中心と前記補正用チップの中心とのＸＹ方向の離間距離が前記所定のオフセット量となる前記実装ステージ上のＸＹ方向の位置に積載し、積載された前記補正用チップの上面の画像を前記上下二視野カメラによって取得する第２の画像取得手段と、
前記第１の画像取得手段によって取得した画像、及び前記第２の画像取得手段によって取得した画像に基づいて前記所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含み、各工程を実施可能に構成した実装装置。
【請求項２】
実装ステージと、
前記実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、
上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、
前記基準用チップと前記補正用チップの位置を移動させると共に、前記上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、前記基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、
前記補正用チップと前記基準用チップとの間に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記基準用チップ上面の画像と前記補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、
前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とから前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算した前記ズレ量に基づいて前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が前記所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に前記基準用チップを移動させた後、前記実装ステージ上に前記補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、
前記補正用チップの上に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記実装ステージ上に載置された前記補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、
前記第１のチップ位置計算工程によって計算した前記基準用チップのＸＹ方向位置と、前記第２のチップ位置計算工程によって計算した前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて前記所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含み、各工程を実施可能に構成した実装装置。
【請求項３】
実装装置のオフセット量補正方法であって、
実装ステージと、前記実装ステージ上に載置された基準用チップおよび補正用チップと、上下の画像を同時に撮像する上下二視野カメラと、前記基準用チップと前記補正用チップの位置を移動させると共に、前記上下二視野カメラの画像を処理する制御部と、を備える実装装置を準備する工程と、
前記補正用チップをピックアップして所定のオフセット量だけＸＹ方向に移動させ、前記基準用チップの直上に位置させる第１のチップ移動工程と、
前記補正用チップと前記基準用チップとの間に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記基準用チップ上面の画像と前記補正用チップ下面の画像とを同時に取得する第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程により取得した画像を処理し、前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とを計算する第１のチップ位置計算工程と、
前記基準用チップのＸＹ方向位置と前記補正用チップのＸＹ方向位置とから前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向のズレ量を計算し、計算した前記ズレ量に基づいて前記基準用チップと前記補正用チップとのＸＹ方向の離間距離が前記所定のオフセット量となるＸＹ方向の位置に前記基準用チップを移動させた後、前記実装ステージ上に前記補正用チップを載置する第２のチップ移動工程と、
前記補正用チップの上に前記上下二視野カメラを進出させて、前記上下二視野カメラによって前記実装ステージ上に載置された前記補正用チップの上面の画像を取得する第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程によって取得した画像を処理し、前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置を計算する第２のチップ位置計算工程と、
前記第１のチップ位置計算工程によって計算した前記基準用チップのＸＹ方向位置と、前記第２のチップ位置計算工程によって計算した前記補正用チップのＸＹ方向の第２位置とに基づいて前記所定のオフセット量の補正量を計算する補正量計算工程と、を含むこと、を特徴とする実装装置のオフセット量補正方法。
【国際調査報告】
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