(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボンディングツールにチップを保持し、このボンディングツールによって上記チップを基板にボンディングするボンディング方法において、
基準となるボンディングツールのチップを保持する端面を撮像し、その画像をティーチングする工程と、
上記チップをボンディングするボンディングツールの端面を撮像し、その画像をティーチングされた基準となるボンディングツールの端面の画像と比較する工程と、
２つの端面の画像の座標を比較した値の差に基いてチップをピックアップ反転ツールから受け取る際の上記チップをボンディングするボンディングツールの座標を制御する工程と
を具備したことを特徴とするボンディング方法。
【請求項２】
ボンディングツールにチップを保持し、このボンディングツールによって上記チップを基板にボンディングするボンディング装置において、
基準となるボンディングツールのチップを保持する端面を撮像し、その画像をティーチングするとともに、上記チップをボンディングするボンディングツールの端面を撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって撮像された２つの画像を比較し、２つの端面の画像の座標を比較した値の差に基づいてチップをピックアップ反転ツールから受け取る際の上記チップをボンディングするボンディングツールの座標を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするボンディング装置。
【請求項３】
上記ピックアップ反転ツールの上記チップを保持する端面は金属光沢を放たない材料によってコーティングされていることを特徴とする請求項２記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子部品となるチップを基板にボンディングするためのボンディング方法及びボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品としての半導体ウエハから作られたチップを基板にボンディングするボンディング装置としてフリップチップボンダが知られている。フリップチップボンダは、ウエハステージ上にダイシングされて供給された半導体ウエハをウエハ認識カメラで撮像し、その撮像結果からチップの位置ずれを検出し、ピックアップ位置を補正して所定のチップをピックアップ反転ツールによってピックアップする。
【０００３】
ピックアップ反転ツールによるピックアップ時のばらつきは２００〜３００μｍあるが、そのままピックアップ反転ツールによってチップを反転し、ボンディングヘッドのボンディングツールに受け渡す。そして、チップ認識カメラでチップを撮像し、その撮像結果からチップの位置ずれを検出する。
【０００４】
ボンディングステージ上の基板は基板認識カメラで撮像し、その撮像結果から基板の位置ずれを求める。基板及びチップの位置ずれの結果からボンディング位置の補正量を求め、ボンディング位置を補正した後にチップを基板にボンディングするようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＳＡＷ（表面弾性波）デイバイスなどを形成するためのチップは、そのサイズが１〜２ｍｍ角と小さいため、ウエハ認識カメラの倍率を高くする必要がある。
【０００６】
しかしながら、ウエハステージに供給される半導体ウエハは、シートに貼り付けるＸ、Ｙ、θ方向の位置にバラツキがあるため、予めティーチングされたチップの先頭位置に対し、実際のチップの先頭位置がＸＹ方向に数行或いは数列ずれていることがある。その結果、ウエハステージに供給された半導体ウエハのチップの取り残しが生じるということがある。
【０００７】
また、ウエハステージに供給された半導体ウエハのθ方向の位置がずれていると、先頭位置のチップを取り出すことができても、取り出し位置がＸ方向或いはＹ方向に移動するにつれてウエハ認識カメラがチップを認識できなくなるということがある。
【０００８】
一方、ピックアップ反転ツールからボンディングツールに受け渡されたチップを基板にボンディングする際、タクトタイムを速くするため、上記ボンディングツールは所定の高さ位置まで高速下降させ、その位置から低速度で等速下降させるようにしている。ボンディングツールが高速下降から等速下降に切換わる高さ位置、つまりサーチ開始高さは通常、基板に対してチップが０．５ｍｍ程度上方の位置に設定されている。ところが、ボンディングステージに供給された基板は素材のうねりや熱影響などによって変形することがあるため、上記サーチ開始高さは基板の最大変形量以上の高さに設定されている必要がある。その結果、基板の変形量によって、サーチ開始高さにかなりの差が生じるため、サーチ開始高さが高い箇所ではボンディングを行なうためのタクトタイムが長くなり、生産性の低下を招くということがあった。
【０００９】
タクトタイムを短くするため、サーチ高さを低くすると、基板の変形量が大きな部分では高速下降中にチップが基板に接触してしまう虞がある。さらに、基板が変形していることで、サーチ高さにバラツキが生じるため、ボンディング位置によってチップが基板に接触する際に生じる衝撃のバラツキが大きくなるということもある。
【００１０】
この発明は、ボンディングされるチップが小さくても確実にボンディングできるようにしたチップのボンディング方法及びボンディング装置を提供することにある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１の発明は、ボンディングツールにチップを保持し、このボンディングツールによって上記チップを基板にボンディングするボンディング方法において、
基準となるボンディングツールのチップを保持する端面を撮像し、その画像をティーチングする工程と、
上記チップをボンディングするボンディングツールの端面を撮像し、その画像をティーチングされた基準となるボンディングツールの端面の画像と比較する工程と、
２つの端面の画像の座標を比較した値の差に基いてチップをピックアップ反転ツールから受け取る際の上記チップをボンディングするボンディングツールの座標を制御する工程と
を具備したことを特徴とするボンディング方法にある。
【００１６】
請求項２の発明は、ボンディングツールにチップを保持し、このボンディングツールによって上記チップを基板にボンディングするボンディング装置において、
基準となるボンディングツールのチップを保持する端面を撮像し、その画像をティーチングするとともに、上記チップをボンディングするボンディングツールの端面を撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって撮像された２つの画像を比較し、２つの端面の画像の座標を比較した値の差に基づいてチップをピックアップ反転ツールから受け取る際の上記チップをボンディングするボンディングツールの座標を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするボンディング装置にある。
【００１７】
請求項３の発明は、上記ピックアップ反転ツールの上記チップを保持する端面は金属光沢を放たない材料によってコーティングされていることを特徴とする請求項２記載のボンディング装置にある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１乃至図１７はこの発明の第１の実施の形態を示す。
【００２２】
図１は実装装置を示し、この実装装置は電子部品の供給部としてのウエハステージ１を備えている。このウエハステージ１はベース２ａ上に順次設けられたＸＹテーブル２及びθテーブル３を有し、θテーブル３上には電子部品としての多数のチップ４に分割され図示しないシートに貼着された半導体ウエハ５が載置される。
【００２３】
上記チップ４はピックアップ反転ユニット７によって取り出される。このピックアップ反転ユニット７はＬ字状のピックアップ反転ツール８を有する。このピックアップ反転ツール８は、先端部にチップ４を真空吸着するノズル９を有し、基端部はＺテーブル１１に設けられた取付け部１２に同図に実線で示す状態から鎖線で示す状態、つまり水平方向に１８０度の範囲で回転駆動されるよう取付けられている。上記Ｚテーブル１１はＺガイド１３に沿ってＺ方向に駆動されるようになっている。
【００２４】
上記半導体ウエハ５はウエハステージ１の上方に配置されたウエハ認識カメラ１４によって撮像される。このウエハ認識カメラ１４の撮像信号に基づいて上記ピックアップ反転ツール８によってピックアップされるチップ４の位置決めが行われる。つまり、θテーブル３のＸ、Ｙ及びθ方向の位置決めが行われるようになっている。
【００２５】
θテーブル３からチップ４を吸着して図１に実線で示す状態に反転したピックアップ反転ツール８は受け渡し認識カメラ１５によって撮像される。この受け渡し認識カメラ１５によって撮像されたチップ４は、受け渡し認識カメラ１５の撮像結果に基づいてボンディングヘッド１６のボンディングツール１７に受け渡される。
【００２６】
なお、上記ボンディングツール１７の外径寸法は、ボンディングツール１７によりチップ４を安定した状態で吸着保持できるよう、チップ４を吸着する部分は上記チップ４の外径寸法と同等あるいはわずかに大小をつけて設定されている。この実施の形態ではわずかに大きく設定されている。
【００２７】
上記ボンディングヘッド１６はベース１８を有する。このベース１８上には図１に矢印で示すようにＸテーブル１９がＸ方向に沿って駆動可能に設けられている。このＸテーブル１９にはＹテーブル２１がＹ方向に沿って駆動可能に設けられている。このＹテーブル２１にはＺテーブル２２がＺ方向に駆動可能に設けられている。このＺテーブル２２にはθテーブル２３が設けられ、このθテーブル２３には上記ボンディングツール１７が設けられている。
【００２８】
したがって、上記ボンディングツール１７はＸ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動可能になっている。
【００２９】
ボンディングツール１７に受け渡されたチップ４は部品認識カメラ２４によって撮像される。さらに、ボンディングツール１７に吸着されたチップ４が実装される基板２５は基板認識カメラ２６によって撮像される。
【００３０】
上記基板２５はＸ方向に駆動可能なボンディングステージ２７上に載置されている。上記基板認識カメラ２６は、ガイド２８にＹ方向に沿って設けられたＹテーブル２９に、Ｚ方向に沿って駆動可能に設けられている。したがって、上記基板認識カメラ２６は、ボンディングステージ２７上の基板２５に対して相対的にＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動可能になっている。
【００３１】
図２は制御系のブロック図で、同図中３１はメインコントローラである。このメインコントローラ３１には画像認識制御部３２を介して上記ウエハ認識カメラ１４、受け渡し認識カメラ１５、部品認識カメラ２４及び基板認識カメラ２６が接続されている。各カメラからの撮像信号は上記画像認識制御部３２で処理されて上記メインコントローラ３１に入力されるようになっている。
【００３２】
さらに、上記メインコントローラ３１には、ウエハステージ１の駆動を制御するウエハステージ制御部３３、ピックアップ反転ユニット７の駆動を制御するピックアップ制御部３４、ボンディングステージ２７の駆動を制御するボンディングステージ制御部３５及び基板認識カメラ２６の駆動を制御するカメラ移動制御部３６が接続されている。
【００３３】
図３（ａ），（ｂ）はピックアップ反転ツール８のノズル９にチップ４が吸着された状態を示しており、上記ノズル９はステンレスなどの金属によって形成され、その吸着面９ａには例えばセラミックスなどの酸化物９ｂがコーティングされている。
【００３４】
上記ノズル９の吸着面９ａにセラミックをコーティングすることで、この吸着面９ａの反射率を低下させたり、耐摩耗性の向上を図ることができる。このように、金属光沢をもたない材料或いは金属表面に比べて反射率の低い材料によってノズル９の吸着面やその近傍を形成することによって、上記ノズル９に吸着されたチップ４が図３（ａ）に鎖線で示すように吸着面９ａからずれて吸着されることで、その吸着面９ａの一部が露出しても、その吸着面９ａの反射率が低いため、受け渡し認識カメラ１５によってチップ４の認識を確実に行なうことができる。
【００３５】
上記ボンディングツール１７は定期的に、或いは損傷が生じた場合などに新たなものに交換される。ボンディングツール１７を交換すると、交換されたツールの端面(吸着面)のＸＹ方向の位置が種々の条件によって変化し、それによりチップ４の基板２５へのボンディング位置に誤差が生じる虞がある。
【００３６】
そこで、図４(ａ)に示すように、予め基準となるボンディングツール１７を部品認識カメラ２４で撮像し、その画像からツール１７の２つの角部１７ａ，１７ｂのＸＹ座標をティーチングしておく。
【００３７】
ボンディングツール１７を交換したならば、図４（ｂ）に示すように、そのツール１７を部品認識カメラ２４で撮像し、その画像からツール１７の２つの角部１７ａ，１７ｂのＸＹ座標をティーチングされたツール１７の角部１７ａ，１７ｂのＸＹ座標と比較する。そして、その比較した値の差に応じてチップ４をノズル９から受け取るときの座標を補正する。
【００３８】
それによって、ボンディングツール１７を交換することで、交換されたツール１７の端面のＸＹ座標にずれが生じても、そのずれによってツール１７に対するチップ４の位置に誤差が生じるのを防止することができる。
【００３９】
θテーブル３に供給される半導体ウエハ５は多数のチップ４に分割され、シート(図示せず)に貼り付けられている。半導体ウエハ５をシートに貼り付ける際、バラツキがあり、しかもチップ４のサイズが小さくなると、ピックアップ反転ツール８によってθテーブル３から最初に取り出すチップ４の位置（先頭位置）がずれてしまうことがある。
【００４０】
そこで、以下のようにして先頭位置のチップ４を認識する。まず、図５乃至図７はティーチングを示すフローチャートである。図５はチップ４のサイズとチップ４のピッチをティーチングするフローチャートで、Ｓ１では図８（ａ）に示す画像Ｇ１のように、半導体ウエハ認識カメラ１４により、ピックアップ反転ツール８によって最初に取り出される部分の複数のチップ４を撮像する。このとき、その画像Ｇ１は、少なくとも回路パターンが形成されていないミラーチップ４ａを含むようにする。
【００４１】
つぎに、Ｓ２では画像Ｇ１上のＸ方向に沿う線分の２点の座標ＴＰ１（Ｘ１，Ｙ１）、ＴＰ２（Ｘ２，Ｙ２）を入力し、この２点の座標から半導体ウエハ５のＸ方向の画像認識制御部３２における座標系に対する傾きθを０になるよう補正する。図８（ｂ）は画像Ｇ１において、半導体ウエハ５の傾きθが０度に補正された状態を示している。
【００４２】
Ｓ３では、図９に示すように画像Ｇ１における先頭位置のチップ４の左上の座標ＣＰ１（Ｘ１，Ｙ１）を登録し、Ｓ４では上記チップ４の右下の座標ＣＰ２（Ｘ２，Ｙ２）を登録する。Ｓ５では先頭位置のチップ４の右下に位置するチップ４の左上の座標ＣＰ３（Ｘ３，Ｙ３）を登録する。
【００４３】
以上のように３点の座標を登録することで、図９にＧ２で示す画像のように、チップ４のＸ方向のサイズＸｓ、Ｙ方向のサイズＹｓ及びＸ方向のチップピッチＸｐ、Ｙ方向のチップピッチＹｐが算出される。
【００４４】
図６はチップ認識の認識パターンを登録するフローチャートで、Ｓ６では図１０に示す画像Ｇ３のように半導体ウエハ認識カメラ１４によって任意の位置の複数個のチップ４（ミラーチップ４ａを含む）を撮像する。Ｓ７では半導体ウエハ５のＸ方向（チップ４の短辺方向）の起き純位置に対する傾きθを図５のフローチャートの場合と同様に補正する。
【００４５】
Ｓ８では、登録するチップ４外形角部を示すの左上の座標ＴＣＰ１（Ｘ１，Ｙ１）が登録され、Ｓ９ではチップ４外形角部を示す右下の座標ＴＣＰ２（Ｘ２，Ｙ２）が登録される。一方、Ｓ１０では上記チップ４全体の形状が認識パターンとして登録される。これによって、チップ４全体を示す画像におけるチップ４の外形の角部の座標が認識可能となる。
【００４６】
図７はチップ４の先頭位置検出用認識パターンのティーチングのフローチャートで、Ｓ１１では図１１（ａ）に画像Ｇ４  で示すようにウエハ認識カメラ１４によって半導体ウエハ５の先頭付近のミラーチップ４ａを含む複数個のチップ４が一括して撮像される。
【００４７】
Ｓ１２では図５に示すティーチングの場合と同様、半導体ウエハ５のθ補正が行なわれる。Ｓ１３ではティーチングを行なう者が取り出し開始位置に設定したいと思う先頭チップ４外形角部を示すの左上の座標ＦＣＰ１（Ｘ１，Ｙ１）が登録され、Ｓ１４ではチップ４の外形角部を示す右下の座標ＦＣＰ２（Ｘ２，Ｙ２）が登録される。
【００４８】
一方、Ｓ１５では先頭位置認識パターンが登録される。先頭位置認識パターンは誤検出しない形状、たとえば図１１（ｂ）に示すように先頭チップ４ｂの左側にある４つのミラーチップを含み領域４ａの画像を取り込み、これを認識パターンとして登録する。これにより、この認識パターンを示す画像の中心位置に対するＦＣＰ１またはＦＣＰ２との相対位置が計算される。
【００４９】
このようにしてティーチングが終了したならば、つぎに、実際にウエハステージ１からチップをピックアップ反転ツール８によって取り出す場合について説明する。その場合、半導体ウエハ５のθ補正、半導体ウエハ５の先頭位置の検出、先頭位置チップ４の検出及び不良チップの検出の手順で行なわれる。
【００５０】
まず、図１２に示すように、Ｓ１６では図１３に画像Ｇ５で示すように半導体ウエハ５の中心付近の複数のチップ４を撮像して二値化下画像を、図２に示すメインコントローラ３１に取り込む。Ｓ１７では上記画像Ｇ５からチップの長辺方向の画像認識制御部３２の座標系に対する傾き角度Δθを検出し、Ｓ１８ではそのΔθに基づきθテーブル３を回転させて半導体ウエハ５の傾きを一次補正する。
【００５１】
Ｓ１９では、図１４（ａ）に示すようにθテーブル３をＸＹテーブル２によってチップピッチＹｐずつ数ピッチに分けて−Ｙ方向に移動させて＋Ｙ方向の末端に位置するチップ４（＋Ｙ）を検出する。Ｓ２０ではθテーブル３をＸＹテーブル２によってチップピッチＹｐずつ数ピッチに分けて＋Ｙ方向に移動させてチップ４（＋Ｙ）と同列上にある−Ｙ方向の末端にあるチップ４（−Ｙ）を検出する。このとき、Ｓ２１に示すようにＹ方向にチップ４を検出できなかった場合は、θテーブル３を元の位置に戻した後、Ｓ２２に示すようにＸ方向のチップ４を検出して、チップ４（＋Ｙ）とチップ４（−Ｙ）の代用とする。
【００５２】
Ｓ２３では、図１４（ｂ）に示すように、チップ４（＋Ｙ）と、チップ４（−Ｙ）との中心位置、つまり一対のチップ中心位置（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）から半導体ウエハ５の画像処理制御部３２の座標系に対する傾き角度Δθ１を検出し、Ｓ２４ではθステージ３を作動させて傾き角度Δθ１が０となるよう補正する。
【００５３】
半導体ウエハ５の傾き角度をＳ１８で粗調整しただけでは精度が出ず、Ｓ２４で精密調整するだけでは半導体ウエハ５が傾き過ぎていると、Ｙ方向一端と他端とのチップ４を検出するときに、違う列のチップ４を誤検出してしまうことがある。粗調整と精密調整との両方を行うことで、半導体ウエハ５の傾き角度Δθ１を確実かつ精密に調整することができる。
【００５４】
Ｓ２５ではθテーブル３をＸＹ方向に移動して半導体ウエハ５の先頭位置がウエハ認識カメラ１４の視野内になるよう移動し、Ｓ２６では半導体ウエハ５の先頭付近の４つのミラーチップを含む領域４ａや複数のチップ４を含む領域をウエハ認識カメラ１４で撮像し、画像認識で登録したパターン４ａとの画像マッチングを行ない、この画像におけるパターン４ａに相当する先頭のチップ４ｂの画像認識処理部３２の座標系に対するＸＹ方向のずれ量を検出する。Ｓ２７では領域に中心座標及びＦＣＰ１、ＦＣＰ２を用いて先頭チップ４ｂを特定するとともに、ＸＹステージ２を動作してθテーブル３を移動させ、チップ４の先頭位置を補正する。以上で先頭チップ４ｂの位置出しが終了する。
【００５５】
このように、新たに装填された微小サイズのチップ４が複数形成されている半導体ウエハ５について、最初にピックアップすべきチップを画像認識によって確実に検出できるようにしたことで、従来のように、チップピッチを用いた見込み送りをした際に生じるピックアップ開始位置のずれを無くすことができ、取りこぼしなく自動的にボンディングを開始することを可能にしている。この際、ミラーチップを含む認識パターンによって半導体ウエハ周縁の特定部位を把握するとともに、予めティーチングされていたこの特定部位に対する相対的な位置関係にあるチップをピックアップの開始位置と設定することにより、ピックアップ開始位置の確実な探索を可能にしている。
【００５６】
つぎに、図１５のフローチャートで示すボンディング時の動作について詳述する。
【００５７】
まず、Ｓ２８において、ピックアップしようとするチップが画像処理制御部３２の座標系の原点付近（モニタ画面中心付近）にくるよう、ＸＹテーブル２を送り制御する。このときの送り制御は、チップピッチＸｐ、Ｙｐを用いて行なう。このとき、モニタには図１６のＧ６に示すような画像が現れる。
【００５８】
つぎに、Ｓ２９において、予め決めておいた認識範囲に基づき、モニタ中心付近のチップ４−１を含む隣接する３チップ４−２，４−３，４−４について、予めＳ１０にてティーチングしていたチップ上の認識パターンを用いてパターンマッチングを行なう。
【００５９】
Ｓ３０においては、Ｓ２９のパターンマッチングの結果得られた認識パターンにマッチする部分に相当する部位の中心座標を、メモリ空間中の結果格納エリアに取り込む。
【００６０】
Ｓ３１においては、結果格納エリアに取り込まれた中心座標のピッチが、チップピッチＸｐ（認識範囲がＹ方向に長い場合はチップピッチＹｐ）の整数倍近傍に存在するか確認する。この結果、チップピッチの整数倍近傍でない座標値を有するマッチング結果については、ピックアップ対象とは考えない。
【００６１】
つづいて、Ｓ３２においては、不良チップ検出を行なう。半導体ウエハはすでにチップの良否が検査によって明らかにされており、ボンディング装置には、不良チップにはマーキングが施された状態で装填されている。このマーキングを画像処理によって抽出し、マーキングされているチップについて、ピックアップ動作の対象から外す処理を行なう。まず、認識範囲内の画像を二値化処理し、この中に黒丸画像Ｂ「●」を検出する。黒丸画像Ｂ画検出された場合は、ティーチングされているチップの座標から想定されるチップの大きさの範囲内におけるこの黒丸画像Ｂの在否を判定し、Ｓ３１において得られた中心座標に対応するように結果格納エリアに格納する。存在する場合は、ピックアップの対象とは考えない。
【００６２】
Ｓ３３においては、Ｓ３１及びＳ３２において、ピックアップの対象として考えられない中心座標を除いた中心座標に対応するチップを、画像処理制御部３２の座標系の原点に送るとともに、予めティーチングされているチップ画像を用いてＸＹΘ３軸の微細な位置決めが行なわれ、ボンディング動作が行なわれる。
【００６３】
Ｓ３４においては、Ｓ３１及びＳ３２において判定した結果、Ｓ３３においてピックアップしたチップのほかにボンディングの対象とすべきチップがあるかどうかを確認する。この結果、認識範囲内に他にピックアップ可能なチップがある場合は、そのチップを画像処理制御部３２の座標系の原点に送り、認識範囲内にピックアップ可能なチップがない場合は、認識範囲外に隣接するチップを画像処理制御部３２の座標系の原点近傍にくるように送る。すなわち、図１６に示すＧ６  がモニタに表示された場合、チップ４−１がＳ３３においてピックアップされボンディングされたあとは、チップ４−３がＸＹテーブルの駆動により、モニタ中心に送られる。Ｓ３４のステップの後、Ｓ２９以降の工程を繰り返すことにより、良品のチップのみがボンディングされることとなる。
【００６４】
このように、チップサイズとチップピッチの登録、チップの先頭位置の検出に用いる認識パターンの登録及び、先頭位置チップ検出用認識パターンの登録を行なうようにしたから、半導体ウエハ５の先頭位置のチップ４から正常なチップは取り残しなく、ピックアップ反転ツール８によってピックアップすることが可能となる。
【００６５】
しかも、不良マークである黒画素Ｂが付けられたチップ４は、画像認識によって判別し、ピックアップ反転ツール８によってピックアップするのを防止しすることができる。
【００６６】
また、チップの画像認識を行なって、チップとボンディング装置のピックアップツールのピックアップ位置（上記実施の形態では画像処理制御部の座標系の原点）との位置決めを行なう際、ピックアップ位置にあるチップのみを認識するのでなく、これに隣接する複数のチップについて、同時に認識させ、一様にパターンマッチングを行い、ボンディング対象となるものとならないものとの区別を行って、ボンディングが後については、ボンディング対象とならないものをスキップするようにして送り制御できるようにしたので、予め不良と分かっているチップについても良品のチップと同様にピックアップ位置に位置決めする必要がなくなったため、位置決めの回数を減らすことができ、ボンディングに要する工数を減らすことが可能となった。
【００６７】
また、この不良チップの認識を行なう工程は、ボンディングするチップの精密な位置決めに伴う画像認識処理工程と同時撮像する画像を用いて行われるため、機構を動かす工程を増やすこと無く実施することを可能にしている。
【００６８】
以上のように、ピックアップ反転ツール８によってθテーブル３からピックアップされたチップ４は、受け渡し認識カメラ１５で位置が認識された後、その認識位置に基づいてボンディングツール１７に受け渡される。
【００６９】
ボンディングツール１７に受け渡されたチップ４は、部品認識カメラ２４によって位置が認識された後、基板認識カメラ２６の認識に基づく基板２５の所定の位置に位置決めされてボンディングされる。
【００７０】
チップ４を基板２５にボンディングする際、ボンディングツール１７はサーチ開始高さまで高速下降し、それ以後は等速降下して上記チップ４を基板２５にボンディングする。
【００７１】
図１に示すボンディングステージ２７上に載置された基板２５は熱影響などを受けて変形する虞があり、変形している場合には高速下降から等速降下に移行するサーチ開始高さが、チップ４のボンディング位置によって異なってくるため、基板２５の変形量が少ない部分ではサーチ開始高さが必要以上に高くなり、ボンディングのタクトタイムが長くなるということがある。
【００７２】
図１７（ａ），（ｂ）に示すように、最初のボンディング時におけるサーチ開始高さをｓ１とし、ボンディングされたチップ４の高さをｔ１とすると、（ｔ１−ｓ１）がボンディングツール１７のサーチ高さ（距離）ΔＡとなる。
【００７３】
最初のチップ４のボンディングを行なったならば、２番目のボンディングのサーチ開始高さｓ２は、最初にボンディングされたチップ４の高さｔ１から予め設定されたサーチ高さΔｌだけ上方の位置とする。３番目のボンディングのサーチ高さｓ３は、２番目にボンディングされたチップ４の高さｔ２から予め設定されたサーチ高さΔｌだけ上方の位置とする。
【００７４】
このように、サーチ開始高さｓ１、ｓ２、…を、前回にボンディングされたチップ４の高さｔ１、ｔ２、…を基準とし、その高さｔ１、ｔ２、…よりも予め設定されたサーチ高さΔｌだけ上方にしてボンディングを行なう。
【００７５】
それによって、基板２５が変形していても、サーチ高さΔｌのバラツキを小さくすることができるから、従来のように基板２５が変形している場合に、サーチ高さが極端に大きくなってタクトタイムが長くなったり、ボンディング位置によってチップ４が基板２５に接触するときの衝撃が一定しないなどのことを防止することができる。
【００７６】
なお、図１７（ａ）では説明の都合上、基板２５の変形量を大きくしているため、３番目のボンディングの後の、４番目のボンディングではサーチ開始高さｓ４とチップ４の高さｔ４との差がサーチ高さΔｌに対して大幅に小さくなっているが、通常、基板２５はなだらかに変形しているから、実際のサーチ高さが予め設定されたサーチ高さΔｌに対して極端に小さくなるということはない。
【００７７】
（第２の実施の形態）
上記一実施の形態では、ボンディングツール１７に吸着されたチップ４を撮像する部品認識カメラ２４と、基板２５を撮像する基板認識カメラ２６とを別体としたが、図１８（ａ），（ｂ）に示すように一体型としてボンディングステージ２７に載置された基板２５と、ボンディングツール１７に吸着されたチップ４とを同時に撮像するようにしてもよい。
【００７８】
その場合、最初に図１８（ａ）に示すように基板認識カメラ２６による基板２５の第１の認識点の取り込みと、部品認識カメラ２４によるチップ４の第１の認識点の取り込みとを同時に行なう。つまり、ティーチングデータに基づいて、基板認識カメラ２６をその視野に基板２５の第１の認識点が入るよう位置決すると、部品認識カメラ２４の視野にチップの第１の認識点が入るよう、ボンディングツール１７が位置決めされる。
【００７９】
つぎに、図１８（ｂ）に示すように基板認識カメラ２６による基板２５の第２の認識点の取り込みと、部品認識カメラ２４によるチップ４の第２の認識点の取り込みとを同時に行なう。その場合も、ティーチングデータに基づいて、基板認識カメラ２６とボンディングツール１７とが位置決めされる。
【００８０】
そして、基板２５とチップ４との第１、第２の認識点が認識されると、そのデータに基づいて基板２５の所定の位置にチップ４が位置決めされた後、上記ボンディングツール１７が下降してボンディングが行なわれる。
【００８１】
このように、基板２５の第１の認識点と、チップ４の第１の認識点との位置情報の取り込みを同時に行ない、また基板２５の第２の認識点と、チップ４の第２の認識点との位置情報の取り込みも同時に行なうようにしたことで、ボンディング時にチップ４を基板２５に対して位置決めするために要する認識時間を短縮することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、半導体ウエハに形成された多数のチップを順次取り出してボンディングを行なう際に、微細なチップを確実かつ速くボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るボンディング装置の概略的構を示す斜視図。
【図２】図２は制御系のブロック図。
【図３】（ａ）はピックアップ反転ツールの先端面の平面図、（ｂ）は側面図。
【図４】（ａ）はボンディングツールが基準位置にあるときの画像、（ｂ）はボンディングツールを交換したときの画像。
【図５】チップサイズ及びチップピッチをティーチングするときのフローチャート。
【図６】チップ認識パターンを登録するときのフローチャート。
【図７】先頭位置検出用パターンを登録するときのフローチャート。
【図８】（ａ），（ｂ）は半導体ウエハのθ補正をするときの説明図。
【図９】チップのサイズとピッチを求めるときの説明図。
【図１０】チップ認識パターンをティーチングするときの説明図。
【図１１】（ａ），（ｂ）は先頭位置を検出するためのパターンをティーチングする説明図。
【図１２】ティーチングに基づいて半導体ウエハのθ補正、先頭位置の検出を行なうためのフローチャート。
【図１３】半導体ウエハのθを粗調整するときの説明図。
【図１４】（ａ），（ｂ）は半導体ウエハのθを精密調整するときの説明図。
【図１５】チップ位置の検出と、不良マークの検出を行なうフローチャート。
【図１６】チップ位置の検出と、不良マークの検出を行なうときの説明図。
【図１７】（ａ），（ｂ）は複数のチップを順次ボンディングするときのサーチ開始高さを設定するための説明図。
【図１８】（ａ），（ｂ）はこの発明の第２の実施の形態を示す基板とチップとの基準位置を撮像するときの説明図。
【符号の説明】
１…ウエハステージ
３…θテーブル
４…チップ
５…半導体ウエハ
８…ピックアップ反転ツール
９…ノズル
１４…ウエハ認識カメラ
１５…受け渡し認識カメラ
２４…部品認識カメラ
２５…基板
２６…基板認識カメラ
３１…メインコントローラ
３２…画像認識制御部
３３…ウエハステージ制御部
３４…ピックアップ制御部
３５…ボンディングステージ制御部
３６…カメラ移動制御部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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