(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な機構によりピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動路とが重ならず、ピックアップノズルとボンディングツールが衝突することを防止できるボンディング装置を提供する。【解決手段】ボンディング装置１に以下の手段を採用する。第１に、チップ供給部と、中継ステージ７と、ボンディングステージ２０と、ピックアップノズル１２と、ピックアップノズル移動手段と、ボンディングツール２１と、ボンディングツール移動手段とを備えたボンディング装置１とする。第２に、中継ステージ７のチップ載置部のピックアップノズル１２により載置される載置位置とボンディングツール２１により取り上げられる取上位置とを、ピックアップノズル１２の移動路とボンディングツール２１の移動路とが干渉しない異なる位置とする。第３に、中継ステージ７をチップ載置部が載置位置Ａと取上位置Ｂとの間で往復移動可能に構成する。【選択図】図３
2007158102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップを一個ずつ供給する供給部と、チップを載置可能なチップ載置部を有する中継ステージと、基板を載置するボンディングステージと、チップを吸着保持可能なピックアップノズルと、ピックアップノズルをピックアップ位置と中継ステージの間で移動させるピックアップノズル移動手段と、チップを吸着保持すると共に基板にボンディングするボンディングツールと、ボンディングツールを中継ステージとボンディングステージの間で移動させるボンディングツールの移動手段とを備えたボンディング装置において、
中継ステージのチップ載置部のピックアップノズルにより載置される載置位置とボンディングツールにより取り上げられる取上位置とを、前記ピックアップノズルの移動手段によるピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動手段によるボンディングツールの移動路とが干渉しない異なる位置とし、
前記中継ステージを、チップ載置部がピックアップノズルにより載置される載置位置とボンディングツールにより取り上げられる取上位置との間で往復移動可能に構成したことを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
ピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動路とが平行に設けられたものである請求項1記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップを基板にボンディングするボンディング装置に関するものであり、詳しくはピックアップしたチップを、チップ供給部からボンディングを行うボンディングステージに搬送する間に、中継ステージを設けたボンディング装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピックアップノズルでピックアップしたチップを、チップ供給部からボンディングツールによりボンディングを行うボンディングステージに受け渡す間に、中継ステージを設けたボンディング装置は、特許文献１に示されるように従来より存在した。しかし、この種の装置では、多くの場合、図４に示されるようにピックアップノズルとボンディングツールが同一ライン上に並んでしまう。従って、中継ステージのチップ載置位置上が、ピックアップノズルとボンディングツールの両方の移動範囲となる。
【０００３】
そのため、中継ステージのチップ載置位置上で、ピックアップノズルとボンディングツールが衝突する危険があり、両者が衝突しないように動作タイミングを制御する必要や、リミットスイッチやセンサなどを用いた機械的な安全装置を設ける必要があった。従ってボンディング装置の構造が複雑になったり、制御が複雑なものとなってしまう難点を有していた。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６９２４４号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ピックアップノズルにより載置される中継ステージ上の載置位置とボンディングツールにより取り上げられる中継ステージ上の取上位置とを異なる位置とし、載置位置と取上位置との間で中継ステージを往復移動可能にし、簡単な機構によりピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動路とが重ならず、ピックアップノズルとボンディングツールが衝突することを防止できるボンディング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】
【０００６】
第１の発明は、上記課題を解決するため、ボンディング装置に以下の手段を採用する。
第１に、チップを一個ずつ供給する供給部と、チップを載置可能なチップ載置部を有する中継ステージと、基板を載置するボンディングステージと、チップを吸着保持可能なピックアップノズルと、ピックアップノズルをピックアップ位置と中継ステージの間で移動させるピックアップノズル移動手段と、
チップを吸着保持すると共に基板にボンディングするボンディングツールと、ボンディングツールを中継ステージとボンディングステージの間で移動させるボンディングツールの移動手段とを備えたボンディング装置とする。
第２に、中継ステージのチップ載置部のピックアップノズルにより載置される載置位置とボンディングツールにより取り上げられる取上位置とを、前記ピックアップノズルの移動手段によるピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動手段によるボンディングツールの移動路とが干渉しない異なる位置とする。
第３に、前記中継ステージを、チップ載置部がピックアップノズルにより載置される載置位置とボンディングツールにより取り上げられる取上位置との間で往復移動可能に構成したことを特徴とするボンディング装置とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に、ピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動路とが平行に設けられたものとすることを付加したボンディング装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、チップが、ピックアップノズルにより載置される載置位置とボンディングツールにより取り上げられる取上位置とを異なる位置とし、載置位置と取上位置との間で中継ステージを往復移動可能にしたので、簡単な機構によりピックアップノズルの移動路とボンディングツールの移動路とが重ならずピックアップノズルとボンディングツールが衝突することを防止できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、ボンディング装置１の全体を示す概略平面図であり、図２は、同概略正面図である。本実施例におけるボンディング装置１は、ウエハシートに貼り付けられたウエハを分割して形成されたチップ２を、順次基板となるウエハ基板４へボンディングする装置である。実施例におけるウエハ基板４は８インチウエハ基板が用いられている。
【００１０】
ボンディング装置１は、図１及び図２に示されるように、ウエハリング供給部５とチップ供給部６と中継ステージ７とボンディング部８と図示されていない基板側ウエハ供給部とによりなる。
【００１１】
ウエハリング供給部５は、リングフレームの内側に張り付けられた粘着性を有するウエハシート１１上面に多数に分割された薄型ＩＣチップが貼り付けられたウエハリング３が上下に多数収納されたマガジン１３を有し、ウエハ搬送装置９によりウエハリング３をマガジン１３より取り出し、該ウエハリング３をチップ供給部６のウエハステージ１０へ搬送する。
【００１２】
チップ供給部６は、ウエハリング３を位置決め固定するウエハステージ１０と、該ウエハステージ１０をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させ位置決めを行うためのウエハステージ移動機構と、チップ２を一個ずつ供給するためウエハステージ１０上のチップ２を突き上げる突き上げ部材２５を有する突上装置１５と、チップ２を吸着保持可能なピックアップノズル１２と、ピックアップノズル１２をチップ供給部６のピックアップ位置と中継ステージ７の間で移動させるピックアップノズル移動装置１４と、ピックアップノズル１２により取り上げようとするチップ２の位置を検出する第１のカメラ１６を有している。
【００１３】
尚、実施例でのウエハステージ１０の位置決めのためのウエハステージ移動機構は、Ｘ軸方向（チップ２の搬送方向と同方向）及びＹ軸方向（Ｘ軸と直交する方向）のみであるが、θ軸方向（回転方向）の位置決め移動機構（回転機構）を備えたものでもよい。ピックアップノズル移動装置１４は、Ｚ軸移動機構（昇降機構）とＸ軸移動機構（チップ２の搬送方向）を有している。
【００１４】
中継ステージ７は、チップ２を載置可能なチップ載置テーブル１７が形成されており、中継ステージ７をＹ軸方向（図１中上下方向）へと移動させる中継ステージ移動装置１８と、第２のカメラ１９を備えている。中継ステージ７のチップ載置テーブル１７には、位置合わせのためのθ軸駆動機構を有すると共に、図示されていない吸引装置と接続されたチップ吸着部が形成されており、ピックアップノズル１２により載置されたチップ２の下面を吸着して保持する。
【００１５】
中継ステージ７のチップ載置テーブル１７の位置は、ピックアップノズル１２によりチップ２が載置される載置位置Ａと、ボンディングツール２１によりチップ２が取り上げられる取上位置Ｂとで、異なる位置に設定されている。具体的には図３に示されるように、ピックアップノズル１２及びボンディングツール２１の移動方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に、ピックアップノズル１２及びボンディングツール２１の走行ライン（移動路）を干渉しない程度に離れた位置に載置位置Ａ及び取上位置Ｂが設定される。このように設定することにより、ピックアップノズル１２が載置位置Ａに、ボンディングツール２１が取上位置Ｂに同時に位置するように移動しても衝突することがない。尚、図３中Ａが載置位置であって、Ｂが取上位置である。
【００１６】
該中継ステージ７は、中継ステージ移動装置１８により、往復移動可能とされている。その範囲は、チップ載置テーブル１７の位置が、載置位置Ａと取上位置Ｂの間で往復移動する範囲である。実施例での中継ステージ７のこの移動はＹ軸方向への移動によっているが、回転によって行ってもよい。
【００１７】
尚、中継ステージ７の上方には、第２のカメラ１９が固定して設置されている。実施例では第２のカメラ１９は、中継ステージ７のチップ載置テーブル１７移動範囲の取上位置Ｂの上方に設置される。すなわち、ピックアップノズル１２によりチップ２が載置される載置位置Ａと、ボンディングツール２１によりチップ２が取り上げられる取上位置Ｂとの間であればよい。
【００１８】
第２のカメラ１９は、ボンディングツール２１にチップ２を受け渡す前に、該チップ２の画像認識を行い、画像認識に基づきチップ２の外観検査や受渡時での位置の補正を行う。この受渡時での位置の補正は、ボンディングツール２１に対して相対的にチップ２をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ軸方向に移動させればよいが、実施例では、中継ステージ移動装置１８によるＹ軸方向への移動、及びチップ載置テーブルのθ軸駆動機構によるθ軸方向の移動と、ボンディングツール移動装置２２によるＸ軸方向への移動によっている。
【００１９】
ボンディング部８は、ウエハ基板４を載置するボンディングステージ２０と、チップ２を吸着保持すると共にウエハ基板４に加熱圧着によりボンディングするボンディングツール２１と、ボンディングツール２１を中継ステージ７とボンディングステージ２０の間で移動させるボンディングツール移動装置２２と、第３のカメラ２３を備えている。
【００２０】
ボンディングステージ２０には、位置合わせのためのＸ軸駆動テーブル２６、Ｙ軸駆動テーブル２７及びθ軸駆動テーブル２８が備わっている。ボンディングツール移動装置２２は、中継ステージ７とボンディングステージ２０間の移動のためのＸ軸駆動機構と、チップ取上動作とボンディング動作のためのＺ軸駆動機構（昇降機構）を有している。
【００２１】
ボンディングツール２１は、下端面にチップ２を吸着保持可能になっており、中継ステージ７のチップ載置テーブル１７からチップ２を取り上げる際に、チップ２上面に付けられたアライメントマークを隠さないように取り上げるようになっている。第３のカメラ２３は、ボンディングツール２１のＺ軸駆動機構とは別のＺ軸駆動機構を有している。第３のカメラ２３は、チップ認識の高さと基板認識の高さを調整するため上下動する。ウエハ基板４にチップ２をボンディングした後の認識には、チップ２が薄い場合には、チップ２の厚さの半分の距離上昇した高さでチップ２及びウエハ基板４のマークを観察することによって行う。チップ２が厚いときには別々にマークを観察することになる。ボンディングツール移動装置２２によるボンディングツール２１の移動路は、上述したピックアップノズル移動装置１４によるピックアップノズル１２の移動路より奥側に平行に設けられている。
【００２２】
以下、図面に従って実施例のボンディング装置１の動作について説明する。まず、ウエハリング供給部５よりウエハリング３をウエハ搬送装置９が取り出し、搬送し、チップ供給部６のウエハステージ１０に載置する。そして、ウエハステージ移動機構によりウエハリング３からの取り出し対象チップ２が、第１のカメラ１６の下方になるように移動する。他方、ボンディングステージ２０には、基板側ウエハ供給部から取り出されたウエハ基板４が載置され、ボンディングステージ２０により、取り出し対象チップ２がボンディングされる位置で第３のカメラ２３の下方になるよう移動している。
【００２３】
取り出し対象のチップ２は、第１のカメラ１６により画像検査された後、ピックアップノズル１２が、ピックアップノズル移動装置１４により対象チップ２の上方に移動して、下降し、チップ２を吸着する。ピックアップノズル１２がチップ２を吸着した状態で、突上装置１５がチップ２を上方へ突き上げると共に、突き上げ高さに応じてピックアップノズル１２が上昇する。そして、突上装置１５よりウエハシート１１による粘着力が弱められた後、ピックアップノズル１２が上昇することによりチップ２は完全にウエハシート１１から剥離される。その後、ピックアップノズル１２は、中継ステージ７のチップ載置テーブル１７の上方へ移動し、下降し、チップ２をチップ載置テーブル１７に載置する。
【００２４】
中継ステージ７は、中継ステージ移動装置１８により、チップ載置テーブル１７をピックアップノズル１２によるチップ２の載置位置ＡからＹ軸方向の異なる位置（この位置を取上位置Ｂという）に移動する。この取上位置Ｂで第２のカメラ１９によりチップ載置テーブル１７上のチップ２の画像検査を行う。
【００２５】
他方、ボンディングツール２１は、ボンディングツール移動装置２２により取上位置Ｂ上方に移動して下降し、取上位置Ｂに載置されているチップ２を吸着保持し、上昇し、ボンディングステージ２０上方に移動する。このときピックアップノズル１２は、ウエハステージ１０側に移動し、次のチップ２のピックアップ動作に入っている。
【００２６】
その後、ボンディングツール２１はウエハ基板４上のボンディング位置に移動して、所定の設定高さまで下降し、第３のカメラ２３によりチップ２上面のマーク及びウエハ基板４上面のマークを順に画像認識して、ボンディングステージ２０によりチップ２とウエハ基板４が位置合せされた後、チップ２をウエハ基板４に加熱圧着してボンディングを行う。このとき中継ステージ７はＹ軸方向に移動し、チップ載置テーブル１７は載置位置Ａへ移動している。一つのチップ２のボンディング終了後、次のボンディングのためにボンディングツール２１は、上昇し中継ステージ７へと戻る。この動作を繰り返すことにより、ウエハ基板４に所定のチップ２の搭載が完了すると、該ウエハ基板４は次の工程へと移送される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施例にかかるボンディング装置の全体を示す概略平面図
【図２】同概略正面図
【図３】本実施例のピックアップヘッド及びボンディングヘッドの移動路を示す説明図
【図４】従来のピックアップヘッド及びボンディングヘッドの移動路を示す説明図
【符号の説明】
【００２８】
１．．．．．．ボンディング装置
２．．．．．．チップ
３．．．．．．ウエハリング
４．．．．．．ウエハ基板
５．．．．．．ウエハリング供給部
６．．．．．．チップ供給部
７．．．．．．中継ステージ
８．．．．．．ボンディング部
９．．．．．．ウエハ搬送装置
１０．．．．．ウエハステージ
１１．．．．．ウエハシート
１２．．．．．ピックアップノズル
１３．．．．．マガジン
１４．．．．．ピックアップノズル移動装置
１５．．．．．突上装置
１６．．．．．第１のカメラ
１７．．．．．．チップ載置テーブル
１８．．．．．中継ステージ移動装置
１９．．．．．第２のカメラ
２０．．．．．ボンディングステージ
２１．．．．．．ボンディングツール
２２．．．．．ボンディングツール移動装置
２３．．．．．．第３のカメラ
２５．．．．．突き上げ部材
２６．．．．．Ｘ軸駆動テーブル
２７．．．．．Ｙ軸駆動テーブル
２８．．．．．θ軸駆動テーブル
Ａ．．．．．．載置位置
Ｂ．．．．．．取上位置
【図１】
2007158102.tif 000003
【図２】
2007158102.tif 000004
【図３】
2007158102.tif 000005
【図４】
2007158102.tif 000006