(57)【要約】【課題】１台のボンディング装置で直接ボンディング法と位置決めボンディング法の双方のボンディングを可能とすることである。【解決手段】直接ボンディングモードと位置決めボンディングモードを選択することができるボンディング装置１０が提供される。直接ボンディングモードは、ボンディングヘッド３０によりチップ１２を供給ステーション２０からピックアップして基板保持部２６に直接搬送し、基板保持部２６においてチップ１２を基板１４に実装するボンディングモードである。位置決めボンディングモードは、ボンディングヘッド３０によりチップ１２を供給ステーション２０からピックアップし位置認識ステーション２４を経由して基板保持部２６に搬送し、位置認識ステーション２４で認識されたチップ位置に応じてチップ１２を位置決めして基板１４に実装するボンディングモードである。【選択図】        図１
2004179517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの供給ステーションと、
チップが実装される基板を保持する基板保持部と、
供給ステーションと基板保持部との間に設けられ、チップを載置し、チップの位置を認識する位置認識ステーションと、
供給ステーションからチップをピックアップし、基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、
直接ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、
選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、
を含み、
制御手段は、
直接ボンディングモードでは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップして基板保持部に直接搬送し、基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングを実行させ、
位置決めボンディングモードでは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めして基板に実装するボンディングを実行させることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボンディング装置において、
位置認識ステーションの配置位置は、
供給ステーションと基板保持部との間に設定された標準位置、または供給ステーションから基板保持部にいたるボンディングヘッドの最短移動軌跡と干渉しない位置に設定された退避位置のいずれかに設定でき、
制御手段は、
直接ボンディングモードでは、位置認識ステーションの配置位置を退避位置に設定することを特徴とするボンディング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のボンディング装置において、
位置認識ステーションの配置位置は、
供給ステーションと基板保持部との間に設定された標準位置、または供給ステーションから基板保持部にいたるボンディングヘッドの最短移動軌跡と干渉しない位置に設定された退避位置のいずれかに設定でき、
制御手段は、
位置決めボンディングモードでは、ボンディングヘッドが供給ステーションからチップをピックアップして位置認識ステーションに載置する前に、位置認識ステーションの配置位置を退避位置から標準位置に設定し、ボンディングヘッドが位置認識ステーションからチップをピックアップした後に、位置認識ステーションの配置位置を標準位置から退避位置に設定することを特徴とするボンディング装置。
【請求項４】
チップの供給ステーションと、チップが実装される基板を保持する基板保持部と、供給ステーションと基板保持部との間に設けられチップを載置しチップの位置を認識する位置認識ステーションと、供給ステーションからチップをピックアップし基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、を含むボンディング装置におけるボンディング方法であって、
直接ボンディングモードまたは位置決めボンディングモードの選択結果を取得する選択取得工程と、
取得したボンディングモードが直接ボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからチップをピックアップして基板保持部に直接搬送する直接搬送工程と、
取得したボンディングモードが位置決めボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めする位置決め搬送工程と、
基板保持部においてチップを基板に実装する実装工程と、
を備えることを特徴とするボンディング方法。
【請求項５】
チップの供給ステーションと、チップが実装される基板を保持する基板保持部と、供給ステーションと基板保持部との間に設けられチップを載置しチップの位置を認識する位置認識ステーションと、供給ステーションからチップをピックアップし基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、を含むボンディング装置におけるボンディングプログラムであって、
制御手段に、
直接ボンディングモードまたは位置決めボンディングモードの選択結果を取得する選択取得処理手順と、
取得したボンディングモードが直接ボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップして基板保持部に直接搬送する直接搬送処理手順と、
取得したボンディングモードが位置決めボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めする位置決め搬送処理手順と、
基板保持部においてチップを基板に実装する実装処理手順と、
を実行させることを特徴とするボンディングプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディング装置、ボンディング方法及びボンディングプログラムに係り、特に、チップを基板に実装するボンディング装置、ボンディング方法及びボンディングプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエファに形成されたＬＳＩチップ等を、リードフレームや回路基板等に位置決めして実装するためにボンディング装置が用いられる。ボンディング装置は、半導体ウエファに形成されたチップをピックアップして基板上に搬送し、基板に設けられたアイランドと呼ばれる部分にチップを実装する。基板のアイランドとチップを接合するには、例えば金メッキを施したアイランドを用い、基板とチップを所定の温度に加熱して、チップの底面のシリコンとアイランドの金との間の金−シリコン共晶を用いる方法や、熱硬化樹脂を用いてアイランドとチップの底面を接着する方法等が用いられる。
【０００３】
ボンディング装置は、例えば特許文献１に開示されているように、粘着シートに貼付けられた複数個のチップを保持したウエファリングをＸ−Ｙテーブルに搭載し、チップを１個ずつ吸着ヘッドでチップの位置認識ステーションに一旦移送し、位置認識ステーションにチップを置いて、画像認識等でチップの位置検出を行い、チップの傾きや、ピックアップによる位置ずれを検出することが行われる。その後、ボンディングヘッドによりチップをピックアップし、先ほど検出されたチップの位置検出に基づいて、所定のアイランドに位置決めして配置できるよう、ボンディングヘッドの動きを補正して、チップを基板に搬送し、ダイボンディングを行う。この方法を、以後位置決めボンディング法と呼ぶことにする。
【０００４】
この位置決めボンディング法によれば、チップを一旦位置認識ステーションに移して、そこでチップの位置（Ｘ，Ｙ，θ）を検出し、改めてボンディングヘッドでその位置のチップをピックアップするので、検出されたチップ位置に合わせて正確なボンディング位置決めが可能となる。一方で、チップをウエファからピックアップしてから一旦位置認識ステーションに置き、その後基板にチップを搬送するため、ボンディング作業のサイクルタイムが長くなる。また、ウエファから位置認識ステーションへ移すだけのピックアップヘッドと、（Ｘ，Ｙ，θ）の調整を行うボンディングヘッドとの２種類のヘッドを設けていたので、装置が複雑で部品点数も多くコストアップとなり、また大型化して装置スペースが大きくなる。
【０００５】
そこで、ボンディングの高速化の要求とともに、直接ボンディング法が考えられ用いられるようになった。直接ボンディング法は、先ほどの例において、チップを搭載したＸ−Ｙテーブルにおいてチップの位置を認識し、ボンディングヘッドでもってチップをピックアップし、先ほど認識されたチップの位置に基づいて、所定のアイランドに位置決めして配置できるよう、ボンディングヘッドの動きを算出して、チップを直接基板に搬送し、ダイボンディングを行う。
【０００６】
したがって、直接ボンディング法によれば、チップを一旦位置認識ステーションに移すことがなく、また１個のボンディングヘッドでＸ−Ｙテーブルから直接基板にチップを搬送するので、ボンディング作業のサイクルタイムが短縮できるとともに、装置の構成が簡単となり小型化が図れる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２６８０５０号公報
【特許文献２】
特開平２−３９５４５号公報
【特許文献３】
特開平１１−２７４２４０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、現在では高速ボンディング装置の主流は直接ボンディング方式のものとなってきている。
【０００９】
また、例えばチップの裏面に粘着テープが貼られたまま、ピックアップし、基板にこの粘着テープを利用して固定するボンディング等の場合も、位置決めボンディング法では位置認識ステーションに一旦置いてしまうと再度ピックアップするのが困難になるが、直接ボンディング法の場合はそのような問題が生じない利点もある。
【００１０】
しかし、直接ボンディング法では、ピックアップ時の位置ずれのために高精度の位置決め精度が困難と言う課題がある。例えば粘着シートに貼付けられた複数個のチップを保持したウエファリングを用いる場合等では、粘着シート上でチップの位置認識をしても、粘着シートからピックアップ時に位置ずれが生じてしまう。このようにピックアップ時の位置ずれによって位置決めの精度が制限され、現在のところ、標準的な位置決め精度は、例えば±２５ミクロンメートル程度である。
【００１１】
近年、ＬＳＩの規模が大きくなり、チップサイズが大きくなるにつれ、相対的にボンディングの位置決め精度の高精度化が要求され、場合によっては、直接ボンディング法の標準的な位置決め精度では対応が困難となってきている。
【００１２】
また、例えば、ＬＳＩチップを積層するいわゆるスタックドＩＣ等では、この直接ボンディング法の標準的な位置決め精度以上の精度を要求されることがある。
【００１３】
さらに、電子部品の軽薄短小化に伴い、チップの厚さがごく薄となり、例えば厚みが１００ミクロンメートルをはるかに下回る薄さになってくると、粘着シートからチップをピックアップする際に、チップの反り等が発生し、粘着シート上のチップ位置に基づいて位置決めを算出するのでは、十分な精度が得られない。
【００１４】
このような場合、位置決めボンディング法によるボンディング装置を用いればよいが、上記のように現在では直接ボンディング法が適用できるチップのほうが数が多い。したがって、位置決めボンディング法専用のボンディング装置を用いても、装置稼動率がよくならない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、１台で直接ボンディング法と位置決めボンディング法の双方のボンディングを可能とするボンディング装置及びボンディング方法及びボンディングプログラムを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るボンディング装置は、チップの供給ステーションと、チップが実装される基板を保持する基板保持部と、供給ステーションと基板保持部との間に設けられ、チップを載置し、チップの位置を認識する位置認識ステーションと、供給ステーションからチップをピックアップし、基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、直接ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、を含み、制御手段は、直接ボンディングモードでは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップして基板保持部に直接搬送し、基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングを実行させ、位置決めボンディングモードでは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めして基板に実装するボンディングを実行させることを特徴とする。
【００１７】
上記構成により、１個のボンディングヘッドを用いて供給ステーションからチップをピックアップし、基板にチップを搬送し、基板にチップを実装する。そして、直接ボンディングモードと位置決めボンディングモードの選択を行い、選択されたボンディングモードに従って、ボンディングヘッドの搬送経路を制御し、チップのボンディングを実行する。したがって、１台で直接ボンディング法と位置決めボンディング法の双方のボンディングが可能となる。また、ボンディングヘッド１つで直接ボンディング法と位置決めボンディング法の双方のボンディングが可能となり、装置の構成が比較的簡単で、コストアップを抑えることができる。
【００１８】
また、本発明に係るボンディング装置において、位置認識ステーションの配置位置は、供給ステーションと基板保持部との間に設定された標準位置、または供給ステーションから基板保持部にいたるボンディングヘッドの最短移動軌跡と干渉しない位置に設定された退避位置のいずれかに設定でき、制御手段は、直接ボンディングモードでは、位置認識ステーションの配置位置を退避位置に設定することが好ましい。
【００１９】
上記構成により、直接ボンディングモードにおいて、位置認識ステーションがボンディングヘッドの最短移動軌跡に干渉する場合には、位置認識ステーションを退避位置に設定して退避させる。このことで、位置認識ステーションを備えていても、それを迂回する必要がなく、直接ボンディングモードにおける高速ボンディング性能を確保できる。すなわち、位置認識ステーションの位置を、位置決め精度を重視するときは標準位置に、ボンディングのサイクルタイムの高速性を重視するときは退避位置にそれぞれ設定できる。
【００２０】
また、本発明に係るボンディング装置において、位置認識ステーションの配置位置は、供給ステーションと基板保持部との間に設定された標準位置、または供給ステーションから基板保持部にいたるボンディングヘッドの最短移動軌跡と干渉しない位置に設定された退避位置のいずれかに設定でき、制御手段は、位置決めボンディングモードでは、ボンディングヘッドが供給ステーションからチップをピックアップして位置認識ステーションに載置する前に、位置認識ステーションの配置位置を退避位置から標準位置に設定し、ボンディングヘッドが位置認識ステーションからチップをピックアップした後に、位置認識ステーションの配置位置を標準位置から退避位置に設定することが好ましい。
【００２１】
上記構成により、位置決めボンディングモードにおけるボンディングヘッドの動作の復路、すなわち基板にチップを実装して再びチップの供給ステーションに戻る際に、位置認識ステーションは退避位置に設定されている。したがって、位置認識ステーションを備えていても、ボンディングヘッドの復路は、それを迂回する必要がなく、最短移動軌跡に取って移動でき、位置決めボンディングモードにおいてボンディングの高速化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るボンディング方法は、チップの供給ステーションと、チップが実装される基板を保持する基板保持部と、供給ステーションと基板保持部との間に設けられチップを載置しチップの位置を認識する位置認識ステーションと、供給ステーションからチップをピックアップし基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、を含むボンディング装置におけるボンディング方法であって、直接ボンディングモードまたは位置決めボンディングモードの選択結果を取得する選択取得工程と、取得したボンディングモードが直接ボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからチップをピックアップして基板保持部に直接搬送する直接搬送工程と、取得したボンディングモードが位置決めボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めする位置決め搬送工程と、基板保持部においてチップを基板に実装する実装工程と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係るボンディングプログラムは、チップの供給ステーションと、チップが実装される基板を保持する基板保持部と、供給ステーションと基板保持部との間に設けられチップを載置しチップの位置を認識する位置認識ステーションと、供給ステーションからチップをピックアップし基板保持部においてチップを基板に実装するボンディングヘッドと、ボンディングモードと位置決めボンディングモードとの選択を行う選択手段と、選択されたボンディングモードに従って、チップのボンディングを制御する制御手段と、を含むボンディング装置におけるボンディングプログラムであって、制御手段に、直接ボンディングモードまたは位置決めボンディングモードの選択結果を取得する選択取得処理手順と、取得したボンディングモードが直接ボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップして基板保持部に直接搬送する直接搬送処理手順と、取得したボンディングモードが位置決めボンディングモードのときは、ボンディングヘッドによりチップを供給ステーションからピックアップし位置認識ステーションを経由して基板保持部に搬送し、位置認識ステーションで認識されたチップ位置に応じてチップを位置決めする位置決め搬送処理手順と、基板保持部においてチップを基板に実装する実装処理手順と、を実行させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、ボンディング装置１０のブロック図である。以下では、チップ１２は、粘着テープ上に整列されたものとし、チップ１２が実装される相手側は基板１４として説明するが、ボンディングはチップの裏面を基板のアイランドに接合するいわゆる裏面ダイボンディングであってもよく、またチップの表面に設けられたバンプを用いて基板上の配線パターンに接合するフェースダウンボンディングであってもよく、また、ＬＳＩチップの上にさらに別のＬＳＩチップを積層して接合するいわゆるスタックドＩＣにおけるボンディングでもよい。チップは、半導体ウエファをダイシングして個々のチップに切り出したままのものであってもよく、例えばＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）等のパッケージングが施された小型電子部品であってもよい。基板は、回路基板の他、例えばリードフレーム等であってもよく、あるいはスタックドＩＣにおけるように他のＬＳＩチップであってもよい。
【００２５】
ボンディング装置１０は、大別して、チップを基板に接合するボンディングを実行する装置本体１６と、装置本体１６に接続され、装置本体１６の各構成要素の動作を制御する制御ブロック１８から構成される。
【００２６】
装置本体１６において、チップの供給ステーション２０は、チップ１２を整列して搭載したテーブルで、例えば粘着シートに貼付けられた複数個のチップ１２を保持したウエファリングを搭載したＸ−Ｙテーブル等で構成することができる。供給ステーション２０に備えられる突き上げピン機構２２は、ボンディング対象のチップをテーブルから上方に突き上げ、ピックアップしやすくする機構である。Ｘ−Ｙテーブルの移動及び突き上げ機構の動作は、後述する制御ブロック１８の制御の下で行われる。
【００２７】
位置認識ステーション２４は、後述する移動カメラ３６の視野内に設けられ、その高さ位置を通常位置と退避位置の２つの位置に設定可能なテーブルである。通常位置または退避位置の設定は、後述する制御ブロック１８の制御の下で行われる。
【００２８】
基板保持部２６は、チップ１２を実装する相手側の基板１４を保持する部材で、例えば基板キャリア等で構成することができる。
【００２９】
ヘッドユニット２８は、ボンディングヘッド３０を備え、ガイドレール３２の延伸する方向（Ｘ方向とする）に沿って、供給ステーション２０の位置から基板保持部２６の位置までの間でボンディングヘッドを移動させる機能を有するヘッド保持体である。
【００３０】
ボンディングヘッド３０は、先端コレットを備え、例えば真空吸引等の手段によりチップをコレットに保持する機能を有する部材である。また、ボンディングヘッド３０は、ヘッドユニット２８に対し、ガイドレールの延伸する方向に直交する方向（Ｙ方向とする）及び鉛直な方向（Ｚ方向とする）に移動し、また昇降軸周りに回転（角度をθとする）する機能も有する。
【００３１】
したがって、ヘッドユニット２８のＸ方向の自由度、ヘッドユニット２８に対するボンディングヘッド３０のＹ方向とＺ方向の自由度、及びθ方向の自由度により、コレットに保持されたチップは、任意の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、ＸＹ平面内の任意の傾き（θ）を取ることができる。ヘッドユニット２８の動作及びボンディングヘッド３０の動作は、後述する制御ブロック１８の制御の下で行われる。
【００３２】
固定カメラ３４は、供給ステーション２０を視野にいれて、供給ステーション２０の上におけるチップの位置を認識するカメラである。認識されたチップの位置は、後述する制御ブロック１８に入力され、ボンディングヘッド３０によりピックアップされるチップにあわせ、供給ステーション２０のＸＹ方向の移動を制御するのに利用される。
【００３３】
移動カメラ３６は、ガイドレール３８に沿って位置認識ステーション２４と基板保持部２６との間を移動可能なカメラである。位置認識ステーション２４の位置にあるときは、位置認識ステーション２４に置かれたチップの位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，θ１）を検出し、基板保持部２６の位置にあるときは、基板１４のアイランドの位置情報（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２，θ２）や、アイランドに実装されたチップの位置情報（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３，θ３）を検出する。それらのデータは後述の制御ブロック１８に入力され、ボンディングヘッドの動きの算出や、ボンディングの検査等に用いられる。
【００３４】
制御ブロック１８は、上記の装置本体１６の各構成要素を全体として制御する機能を有し、例えば一般的なコンピュータにより構成することができる。制御動作は、ボンディングプログラム等のソフトウエアをコンピュータに実行させることで実現できる。また、必要に応じ制御ブロックの一部を専用の電子回路等のハードウエアで構成することもできる。
【００３５】
制御ブロック１８は、ＣＰＵ４０と、固定カメラ３４及び移動カメラの動作を制御するカメラ制御部４２と、ヘッドユニット２８及びボンディングヘッド３０の動作を制御するボンディングヘッド制御部４４と、突き上げピン機構２２を含めた供給ステーション２０の動作を制御する供給ステーション制御部４６と、位置認識ステーション２４の位置設定を制御する位置認識ステーション制御部４８と、キーボードや選択スイッチ等により例えばボンディングモードの選択等を入力する入力部５０と、外部記憶装置５２を備える。
【００３６】
ＣＰＵ４０の中の選択処理部６０は、ボンディングモードの選択結果を受取る機能を有する。ボンディングモードの選択は、入力部５０からオペレータにより入力されてもよく、また、例えば供給ステーション２０においてチップサイズあるいはチップの厚さ等を検出し、あるいは基板保持部２６においてチップが実装される相手方が回路基板か他のＬＳＩチップか等の識別を行い、あらかじめ設定された判断基準に従って、自動的にボンディングモードを選択処理してもよい。
【００３７】
選択されるボンディングモードには、直接ボンディングモードと位置決めボンディングモードがある。直接ボンディングモードは、ボンディングヘッド３０によりチップ１２を供給ステーション２０からピックアップして基板保持部２６に直接搬送し、基板保持部２６においてチップ１２を基板１４に実装するボンディングモードである。位置決めボンディングモードは、ボンディングヘッド３０によりチップ１２を供給ステーション２０からピックアップし位置認識ステーション２４を経由して基板保持部２６に搬送し、位置認識ステーション２４で認識されたチップ位置に応じてチップ１２を位置決めして基板１４に実装するボンディングモードである。
【００３８】
直接搬送処理部６２は、直接ボンディングモードのボンディングを実行させるために、ボンディングヘッド制御部４４や位置認識ステーション制御部４８を等を制御し、ボンディングヘッドの（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）の動きを設定し、位置認識ステーションを退避位置に設定する処理を実行する機能を有する。
【００３９】
位置決め搬送処理部６４は、位置決めボンディングモードのボンディングを実行させるために、ボンディングヘッド制御部４４や位置認識ステーション制御部４８を等を制御し、ボンディングヘッドの（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）の動きを設定し、位置認識ステーションを通常位置に設定する処理を実行する機能を有する。
【００４０】
実装処理部６６は、基板保持部２６においてチップを基板に実装する処理を実行する機能を有する。
【００４１】
上記構成のボンディング装置１０の動作を、図２のフローチャートを用い、必要に応じ装置本体１６における各構成要素の動きを示すところの、図３から図１０（位置決めボンディングモード）と、図１１（直接ボンディングモード）により説明する。
【００４２】
ボンディングの準備ができると、まずボンディングモードの選択の入力処理を行う（Ｓ１０）。入力は、入力部５０を用いてオペレータが手入力してもよく、制御ブロックが内蔵するボンディングモード判断プログラムに従って自動的に入力されてもよい。ボンディングモード選択の基準は、例えば、チップサイズが比較的小さく、チップの厚みが標準的なときはボンディング処理の高速性を重視して直接ボンディングモードを選択し、チップサイズが相当大きく、あるいはチップの厚みがボンディングヘッドの吸着により変形する程度の薄さのときは、位置決め精度を重視して位置決めボンディングモードを選択する等とすることができる。また、チップの裏面に粘着テープ等がついたままでボンディングする場合には、直接ボンディングモードを選択するものとできる。
【００４３】
次に、入力されたボンディングモードが、位置決めボンディングモードか直接ボンディングモードかの判断処理を行う（Ｓ１２）。位置決めボンディングモードであると判断されたときは、Ｓ１４からＳ２４の工程に進み、直接ボンディングモードであると判断されたときは、Ｓ３０からＳ３６の工程に進む。
【００４４】
位置決めボンディングモードにおいては、位置決めボンディング処理条件設定をまず行う（Ｓ１４）。例えば位置決めボンディングを実行するプログラムが読み出され、装置本体１６の各構成要素の初期値が設定される。
【００４５】
位置決めボンディングモードの処理手順の最初は、チップのピックアップである（Ｓ１６）。まず図３に示すように、供給ステーション２０に搭載された特定のチップ１２ａを、基板保持部２６に保持される基板１４の特定のアイランドに実装するものとすると、固定カメラ３４の視野の基準位置にチップ１２ａが来るように、供給ステーション２０がＸＹ方向に移動される。
【００４６】
次に、図４に示すように、ヘッドユニット２８が供給ステーション２０の真上に移動し、ボンディングヘッド３０の位置がちょうど固定カメラ３４の視野の基準位置に一致するところで位置決めされて停止する。その位置で、供給ステーション２０の突き上げピン機構２２が駆動されて、チップ１２ａが上方に突き上げられ、そこにボンディングヘッド３０が下降し、ボンディングヘッド３０の先端のコレットにより、チップ１２ａが例えば真空吸引によりピックアップされる。
【００４７】
ピックアップされたチップ１２ａは、位置認識ステーションに搬送される（Ｓ１８）。図５に示すように、ヘッドユニット２８はガイドレール３２に沿って位置認識ステーション２４の真上に移動し、定められた基準位置で停止する。その間、ボンディングヘッド３０は、チップ１２ａを保持している。位置認識ステーション２４の高さは、通常供給ステーション２０の高さより高く設定されているので、ヘッドユニット２８の移動中にボンディングヘッド３０は上昇する。もちろん、供給ステーション２０の位置においてボンディングヘッド３０がチップ１２ａをピックアップした後上昇を行い、十分な高さまで上がってから、ヘッドユニット２８をガイドレール３２に沿って移動させることもできるが、この場合は、搬送時間が長くなる。ヘッドユニット２８が位置認識ステーション２４の真上の基準位置で停止すると、ボンディングヘッド３０は、やや下降して、チップ１２ａを位置認識ステーションの上に置く。
【００４８】
位置認識ステーション２４の位置は、図３から図９に示すように、位置決めボンディングモード全体を通して、供給ステーション２０と基板保持部２６との間の位置である標準位置に設定されている。供給ステーション２０と基板保持部２６との間の位置とは、ＸＹＺの座標において、供給ステーション２０と基板保持部２６との間の位置という意味で用いている。言い換えれば、供給ステーション２０と基板保持部２６との間を最短距離でボンディングヘッドが移動しようとするときは、その移動軌跡が位置認識ステーションの標準位置と干渉する。
【００４９】
位置認識ステーション２４の上に置かれたチップ１２ａは、移動カメラ３６によってチップ位置が認識される（Ｓ２０）。図６に示すように、移動カメラ３６はガイドレール３８に沿って移動し、位置認識ステーション２４の真上の基準位置で停止し、その位置でチップ１２ａの位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，θ１）を検出する。このとき、ヘッドユニット２８は、移動カメラ３６の視野を妨げない位置に退避している。
【００５０】
チップ１２ａの位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１，θ１）が検出されると、図７に示すように、ヘッドユニット２８は、再び位置認識ステーションの真上の基準位置に移動し、ボンディングヘッド３０によってチップ１２ａをピックアップする。
【００５１】
次に、ボンディングヘッド３０の位置決めを調整し、基板保持部２６へチップ１２ａを搬送する（Ｓ２２）。具体的には、別途得られている基板１４における所定のアイランドの位置情報（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２，θ２）と比較し、所定のアイランドの位置にチップ１２ａを正確に位置決めして搬送するために必要なボンディングヘッド３０の移動量（Ｘ２−Ｘ１，Ｙ２−Ｙ１，Ｚ２−Ｚ１）と回転角度（θ２−θ１）を算出する。このデータを用いて、当初設定されていたボンディングヘッド３０の移動量を調整し、かつ必要な角度回転を行って、基板保持部２６の真上にチップ１２ａを搬送する。このボンディングヘッド３０の位置決め調整により、チップ１２ａは、所定のアイランド上に正確に位置決めされて搬送される。その様子を図８に示す。
【００５２】
所定のアイランド上に正確にチップが位置決めされて搬送されると、チップ１２ａが基板１４に実装される（Ｓ２４）。実装は、粘着テープにより接合されてもよく、接着剤で接合することもでき、金−シリコン共晶法を用いてもよい。
【００５３】
チップ１２ａの基板１４への実装が完了すると、図８に示すように、固定カメラ３４により次のチップ１２ｂが認識され、これに基づき、供給ステーション２０がＸＹ方向に移動されて、固定カメラ３４の視野の基準位置にチップ１２ｂが来るようにセットされる。
【００５４】
次に、図９に示すようにヘッドユニット２８は、供給ステーション２０の方に移動して、再び図３の状態に戻り、引き続き次のチップ１２ｂのボンディングが行われる。ヘッドユニット２８が基板保持部２６の真上から移動すると、アイランドに実装されたチップの位置情報（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３，θ３）が移動カメラ３６により検出され、ボンディングの精度が検査される。
【００５５】
このようにして、一連の位置決めボンディングモードの処理が制御され、ボンディングが実行される。１個のチップを基板に実装する際の、位置決めボンディングモードにおけるボンディングヘッド３０の動きをまとめたものを図１０に示す。
【００５６】
次に、直接ボンディングモードについて説明する。入力されたボンディングモードが、直接ボンディングモードであると判断されたときは、Ｓ３０からＳ３６の工程に進む。装置本体１６の各要素の動きを図１１に示す。
【００５７】
直接ボンディングモードにおいては、まず直接ボンディングを実行するプログラムが読み出され、装置本体１６の各構成要素の初期値が設定される（Ｓ３０）。ここでは、位置認識ステーションの配置位置が、標準位置でなく退避位置に設定される。退避位置とは、ボンディングヘッドが、供給ステーションから基板保持部へ向けて最短距離で移動したときに、その移動軌跡と干渉しない位置である。例えば、図１１に示すように、標準の高さの標準位置２４Ｓより十分な量だけ下降した低い位置を退避位置２４Ｔとできる。
【００５８】
次に、供給ステーション２０からチップ１２ｃをボンディングヘッド３０によりピックアップする（Ｓ３２）。この前に、固定カメラ３４により、チップ１２ｃの位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）を検出しておく。チップ１２ｃについての位置情報の検出の仕方、チップ１２ｃのピックアップの仕方は、位置決めボンディングモードで説明した方法と同様な方法で行うことができる。
【００５９】
そして、ピックアップしたチップ１２ｃを、直接基板保持部２６へ搬送する（Ｓ３４）。この搬送は、先ほど検出されたチップ１２ｃの位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ）に基づき、別途得られている基板１４における所定のアイランドの位置情報と比較し、所定のアイランドの位置にチップ１２ｃを正確に位置決めして搬送するために必要なボンディングヘッド３０の移動量と回転角度を算出して行う。
【００６０】
この算出により、チップ１２ｃは、所定のアイランド上に位置決めされて搬送される。所定のアイランド上にチップ１２ｃが位置決めされて搬送されると、チップ１２ａが基板１４に実装される（Ｓ３６）。
【００６１】
このようにして、一連の直接ボンディングモードの処理が制御され、ボンディングが実行される。図１１に示すように、直接ボンディングモードにおいては、位置認識ステーション２４は退避位置にある。したがって、あたかも位置認識ステーション２４を備えていないボンディング装置と同様に、ボンディングヘッド３０は、供給ステーション２０と基板保持部２６との間を最短距離で移動し、高速なボンディング処理を行うことができる。
【００６２】
図１２は、位置決めボンディングモードにおいて、より高速なボンディング処理を行うことができる他の実施の形態を説明する図である。この実施の形態では、位置認識ステーション２４の配置位置が、ボンディングヘッド３０の移動に連動して設定される。具体的には、ボンディングヘッド３０が供給ステーション２０からチップ１２をピックアップして位置認識ステーション２４に載置する前に、位置認識ステーションの配置位置を退避位置２４Ｔから標準位置２４Ｓに設定し、ボンディングヘッド３０が位置認識ステーション２４からチップ１２をピックアップした後に、位置認識ステーションの配置位置を標準位置２４Ｓから退避位置２４Ｔに設定する。
【００６３】
図１２には、ボンディングヘッド３０の動作の復路、すなわち基板１４にチップ１２を実装して再び供給ステーション２０に戻るときの様子を示してある。このときには、既に位置認識ステーション２４の配置位置が退避位置２４Ｔに設定されている。このように、ボンディング装置が位置認識ステーションを備えていても、ボンディングヘッドの復路は、それを迂回する必要がなく、最短移動軌跡に取って移動でき、位置決めボンディングモードにおいてボンディングの高速化を図ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明に係るボンディング装置及びボンディング方法及びボンディングプログラムによれば、１台のボンディング装置で直接ボンディング法と位置決めボンディング法の双方のボンディングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるボンディング装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態におけるボンディング方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図８】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図９】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態における位置決めボンディングモードのときのボンディングヘッドの動きをまとめて示した図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態における直接ボンディングモードのときの各構成要素についてその動きを説明する図である。
【図１２】位置決めボンディングモードにおいて、より高速なボンディング処理を行うことができる他の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１０  ボンディング装置
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  チップ
１４  基板
２０  供給ステーション
２４  位置認識ステーション
２４Ｓ  標準位置
２４Ｔ  退避位置
２６  基板保持部
２８  ヘッドユニット
３０  ボンディングヘッド
３４  固定カメラ
３６  移動カメラ
４０  ＣＰＵ
６０  選択処理部
６２  直接搬送処理部
６４  位置決め搬送処理部
６６  実装処理部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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