JP2006253385A

JP2006253385A - Bonding equipment and method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number: JP2006253385A
Application number: JP2005067333A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Maruyama; 大介丸山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect contamination on a tool surface even if equipment is in operation. SOLUTION: A contamination detecting section 13 detects contamination 8 on the stage surface 2a based on the image of the tool surface 4a picked by an alignment camera 5. When the contamination 8 of a compression tool 4 is detected at the contamination detecting section 13, a tool replacing section 16 replaces a compression tool 4 from which the contamination 8 is detected by a preliminary compression tool 24 and compresses a semiconductor chip C3 to a mounting substrate T by using the replaced preliminary compression tool 24, thus mounting the semiconductor chip C3 to a mounting substrate T. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はボンディング装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、ボンディング時のツール面の汚れの検出方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a bonding apparatus and a semiconductor device manufacturing method, and is particularly suitable for application to a tool surface contamination detection method during bonding.

従来の半導体装置では、ＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）などの接着性フィルムが付着された実装基板上にＩＣチップを圧着することにより、ＩＣチップを実装する方法がある。ここで、ＩＣチップが保持されるツール面に汚れがあると、ＩＣチップが傾くため、ＩＣチップの実装精度が低下する。このため、ボンディング装置を稼動させる前に作業者がツール面を目視で確認し、ツール面が汚れていれば、圧着ツールを交換していた。 In a conventional semiconductor device, there is a method of mounting an IC chip by pressure-bonding the IC chip onto a mounting substrate to which an adhesive film such as an ACF (Anisotropic Conductive Film) is attached. Here, if the tool surface on which the IC chip is held is dirty, the IC chip is inclined, so that the mounting accuracy of the IC chip is lowered. For this reason, before operating the bonding apparatus, the operator visually confirms the tool surface, and if the tool surface is dirty, the crimping tool is replaced.

また、例えば、特許文献１には、本圧着ツールの個数を仮圧着ツールの個数の数倍にすることにより、ＩＣチップのボンディング時に複数の基板を順送りできるようにして、生産性を向上させる方法が開示されている。
特開２００１−６８４８７号公報 Further, for example, Patent Document 1 discloses a method of improving productivity by sequentially feeding a plurality of substrates during bonding of an IC chip by increasing the number of permanent crimping tools to the number of temporary crimping tools. Is disclosed.
JP 2001-68487 A

しかしながら、作業者が圧着ツールの汚れを目視で確認する方法では、ボンディング装置の稼動中にツール面の汚れを発見することができないため、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を完全に防止することができないという問題があった。また、特許文献１に開示された方法では、ボンディング装置の稼動中にツール面の汚れを発見することができないという問題があった。 However, when the operator visually confirms the contamination of the crimping tool, it is impossible to detect the contamination of the tool surface while the bonding machine is in operation, so it is possible to completely prevent the occurrence of bonding defects due to contamination of the tool surface. There was a problem that could not be done. In addition, the method disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is impossible to find dirt on the tool surface during operation of the bonding apparatus.

そこで、本発明の目的は、装置が稼動している場合においても、ツール面の汚れを検出することが可能なボンディング装置および半導体装置の製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bonding apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of detecting tool surface contamination even when the apparatus is in operation.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、実装基板をステージ面上で保持する吸着ステージと、ツール面上に保持されたチップを前記実装基板上に圧着する圧着ツールと、前記ツール面の撮像結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出する汚れ検出手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ツール面上にチップが保持される前にツール面を撮像することで、ツール面の汚れを検出することが可能となる。このため、装置を稼動させながら、ツール面の汚れを発見することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 In order to solve the above-described problem, according to a bonding apparatus according to an aspect of the present invention, a suction stage that holds a mounting substrate on a stage surface and a chip that is held on a tool surface are crimped onto the mounting substrate. And a dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface based on the imaging result of the tool surface.
Accordingly, it is possible to detect contamination on the tool surface by imaging the tool surface before the chip is held on the tool surface. For this reason, it is possible to find dirt on the tool surface while operating the apparatus, and it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to dirt on the tool surface while suppressing a decrease in throughput.

また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、実装基板をステージ面上で保持する吸着ステージと、ツール面上に保持されたチップを前記実装基板上に圧着する圧着ツールと、前記チップおよび前記実装基板の撮像を行うアライメントカメラと、前記アライメントカメラによる撮像結果に基づいて前記吸着ステージまたは前記圧着ツールを駆動することにより、前記チップと前記実装基板との間の位置合わせを行う駆動制御手段と、前記アライメントカメラによる前記ツール面の撮像結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出する汚れ検出手段とを備えることを特徴とする。 Further, according to the bonding apparatus according to one aspect of the present invention, the suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface, the crimping tool that crimps the chip held on the tool surface onto the mounting substrate, and the chip And an alignment camera that images the mounting substrate, and a drive control that aligns the chip and the mounting substrate by driving the suction stage or the crimping tool based on the imaging result of the alignment camera. And a dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface based on the imaging result of the tool surface by the alignment camera.

これにより、チップと実装基板との間の位置合わせを行うためのアライメントカメラを用いることで、ツール面の汚れを検出することが可能となる。このため、ツール面の汚れを検出するためのカメラを別途用意する必要がなくなり、装置の複雑化を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。
また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、実装基板をステージ面上で保持する吸着ステージと、ツール面上に保持されたチップを前記実装基板上に圧着する圧着ツールと、前記チップ面の複数の箇所における焦点深度の検出結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出する汚れ検出手段とを備えることを特徴とする。 Accordingly, it is possible to detect contamination on the tool surface by using an alignment camera for performing alignment between the chip and the mounting substrate. For this reason, it is not necessary to separately prepare a camera for detecting contamination on the tool surface, and the occurrence of bonding failure due to contamination on the tool surface can be reduced while suppressing the complexity of the apparatus.
Further, according to the bonding apparatus according to one aspect of the present invention, the suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface, the crimping tool that crimps the chip held on the tool surface onto the mounting substrate, and the chip And a dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface based on detection results of depth of focus at a plurality of positions on the surface.

これにより、汚れが付着したツール面にチップが保持された時のチップ面の汚れを検出することで、ツール面に汚れが付着しているかどうかを判断することができる。このため、装置を稼動させながら、ツール面の汚れを発見することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 Accordingly, it is possible to determine whether or not the tool surface is contaminated by detecting the contamination of the chip surface when the chip is held on the tool surface to which the contamination has adhered. For this reason, it is possible to find dirt on the tool surface while operating the apparatus, and it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to dirt on the tool surface while suppressing a decrease in throughput.

また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、実装基板をステージ面上で保持する吸着ステージと、ツール面上に保持されたチップを前記実装基板上に圧着する圧着ツールと、前記チップおよび前記実装基板の撮像を行うアライメントカメラと、前記アライメントカメラによる撮像結果に基づいて前記吸着ステージまたは前記圧着ツールを駆動することにより、前記チップと前記実装基板との間の位置合わせを行う駆動制御手段と、前記チップ面の複数の箇所における前記アライメントカメラでの焦点深度の検出結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出する汚れ検出手段とを備えることを特徴とする。 Further, according to the bonding apparatus according to one aspect of the present invention, the suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface, the crimping tool that crimps the chip held on the tool surface onto the mounting substrate, and the chip And an alignment camera that images the mounting substrate, and a drive control that aligns the chip and the mounting substrate by driving the suction stage or the crimping tool based on the imaging result of the alignment camera. And dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface based on detection results of depth of focus by the alignment camera at a plurality of locations on the chip surface.

これにより、チップと実装基板との間の位置合わせを行うためのアライメントカメラを用いることで、汚れが付着したツール面にチップが保持された時のチップ面の汚れを検出することが可能となり、ツール面に汚れが付着しているかどうかを判断することができる。このため、ツール面の汚れを検出するためのカメラを別途用意する必要がなくなり、装置の複雑化を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 This makes it possible to detect dirt on the chip surface when the chip is held on the tool surface to which dirt has adhered, by using an alignment camera for positioning between the chip and the mounting substrate. It is possible to determine whether the tool surface is contaminated. For this reason, it is not necessary to separately prepare a camera for detecting contamination on the tool surface, and the occurrence of bonding failure due to contamination on the tool surface can be reduced while suppressing the complexity of the apparatus.

また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、実装基板をステージ面上で保持する吸着ステージと、ツール面上に保持されたチップを前記実装基板上に圧着する圧着ツールと、所定位置に基準面が配置された基準テーブルと、前記基準面に配置された荷重センサと、前記荷重センサに荷重がかかるまで前記圧着ツールを前記基準面上に移動させた時の前記圧着ツールの移動量に基づいて、前記ツール面の汚れを検出する汚れ検出手段とを備えることを特徴とする。 In addition, according to the bonding apparatus according to one aspect of the present invention, the suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface, the crimping tool that crimps the chip held on the tool surface onto the mounting substrate, and a predetermined position A reference table in which a reference surface is arranged, a load sensor arranged on the reference surface, and a movement amount of the crimping tool when the crimping tool is moved onto the reference surface until a load is applied to the load sensor. And a dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface.

これにより、ツール面を基準面上に接触させることで、ツール面に汚れが付着しているかどうかを判断することが可能となる。このため、装置を稼動させながら、ツール面の汚れを発見することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。
また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、予備の圧着ツールを貯蔵するツールストッカと、前記ツール面の汚れが検出された圧着ツールを前記予備の圧着ツールと交換するツール交換部とを備えることを特徴とする。 Accordingly, it is possible to determine whether or not dirt is attached to the tool surface by bringing the tool surface into contact with the reference surface. For this reason, it is possible to find dirt on the tool surface while operating the apparatus, and it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to dirt on the tool surface while suppressing a decrease in throughput.
Further, according to the bonding apparatus according to one aspect of the present invention, a tool stocker that stores a spare crimping tool, a tool exchange unit that replaces the crimping tool in which contamination on the tool surface is detected, with the spare crimping tool, and It is characterized by providing.

これにより、圧着ツールに付着した汚れを除去することなく、チップを実装基板上に実装することが可能となり、圧着ツールに付着した汚れを除去するために、ボンディング装置を停止させる必要がなくなる。このため、圧着ツールに付着した汚れを容易に除去できない場合においても、ボンディング装置の稼働効率の低下を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 Accordingly, the chip can be mounted on the mounting substrate without removing the dirt attached to the crimping tool, and it is not necessary to stop the bonding apparatus in order to remove the dirt attached to the crimping tool. For this reason, even when the dirt adhering to the crimping tool cannot be easily removed, it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to the dirt on the tool surface while suppressing a decrease in the operating efficiency of the bonding apparatus.

また、本発明の一態様に係るボンディング装置によれば、前記汚れが検出された圧着ツールのツール面を洗浄する洗浄手段をさらに備えることを特徴とする。
これにより、予備の圧着ツールを用いてボンディング動作を行わせながら、汚れが検出された圧着ツールのツール面を洗浄することが可能となる。このため、ボンディング装置の稼働効率の低下を抑制しつつ、ツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することが可能となるとともに、汚れが付着した圧着ツールを再利用することが可能となる。 Moreover, according to the bonding apparatus which concerns on 1 aspect of this invention, it further has the washing | cleaning means which wash | cleans the tool surface of the crimping | compression-bonding tool by which the said dirt was detected.
Accordingly, it is possible to clean the tool surface of the crimping tool in which the contamination is detected while performing the bonding operation using the spare crimping tool. For this reason, it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to dirt on the tool surface while suppressing a decrease in the operating efficiency of the bonding apparatus, and it is possible to reuse the crimping tool with dirt attached Become.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、圧着ツールのツール面の撮像結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出するステップと、前記ツール面の汚れが検出された圧着ツールを予備の圧着ツールと交換するステップと、吸着ステージ上に実装基板を搬送するステップと、前記交換された圧着ツールにてチップを保持するステップと、前記圧着ツールにて保持されたチップを前記実装基板上に圧着するステップとを備えることを特徴とする。 Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention, the step of detecting dirt on the tool surface based on the imaging result of the tool surface of the crimping tool, and the dirt on the tool surface are detected. A step of exchanging the crimping tool with a spare crimping tool, a step of transporting the mounting substrate onto the suction stage, a step of holding the chip with the replaced crimping tool, and a chip held by the crimping tool. And crimping on the mounting substrate.

これにより、ツール面に汚れのない状態で、実装基板上にチップを実装することが可能となるとともに、ツール面に汚れが付着している場合においても、ボンディング装置の稼動停止時間を短くすることができる。このため、スループットの低下を抑制しつつ、実装基板上でのチップの実装精度を向上させることができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、吸着ステージのステージ面上に実装基板を搬送するステップと、圧着ツールのツール面上にチップを保持するステップと、前記ツール面上に保持されたチップの複数の箇所における焦点深度の検出結果に基づいて、前記ツール面の汚れを検出するステップと、前記ツール面の汚れが検出された圧着ツールを予備の圧着ツールと交換するステップと、前記交換された圧着ツールにてチップを保持するステップと、前記圧着ツールにて保持されたチップを前記実装基板上に圧着するステップとを備えることを特徴とする。 This makes it possible to mount the chip on the mounting board with no dirt on the tool surface, and shorten the operation stop time of the bonding equipment even when the tool surface is contaminated. Can do. For this reason, the mounting accuracy of the chip on the mounting substrate can be improved while suppressing a decrease in throughput.
Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention, the step of transporting the mounting substrate onto the stage surface of the suction stage, the step of holding the chip on the tool surface of the crimping tool, and the tool surface The step of detecting dirt on the tool surface based on the detection result of the depth of focus at a plurality of positions of the tip held on the tip, and replacing the crimping tool in which the dirt on the tool surface is detected with a spare crimping tool A step of holding the chip with the exchanged crimping tool, and a step of crimping the chip held with the crimping tool onto the mounting substrate.

これにより、ツール面に汚れのない状態で、実装基板上にチップを実装することが可能となるとともに、ツール面に汚れが付着している場合においても、ボンディング装置の稼動停止時間を短くすることができる。このため、スループットの低下を抑制しつつ、実装基板上でのチップの実装精度を向上させることができる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、所定位置に配置された基準面上に圧着ツールを移動させるステップと、前記基準面上に配置された荷重センサに荷重がかかるまで前記圧着ツールを前記基準面上に移動させた時の前記圧着ツールの移動量に基づいて、前記ツール面の汚れを検出するステップと、前記ツール面の汚れが検出された圧着ツールを予備の圧着ツールと交換するステップと、吸着ステージ上に実装基板を搬送するステップと、前記交換された圧着ツールにてチップを保持するステップと、前記圧着ツールにて保持されたチップを前記実装基板上に圧着するステップとを備えることを特徴とする。 This makes it possible to mount the chip on the mounting board with no dirt on the tool surface, and shorten the operation stop time of the bonding equipment even when the tool surface is contaminated. Can do. For this reason, the mounting accuracy of the chip on the mounting substrate can be improved while suppressing a decrease in throughput.
According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the step of moving the crimping tool onto the reference surface arranged at a predetermined position, and the load is applied to the load sensor arranged on the reference surface. Detecting the dirt on the tool surface based on the amount of movement of the crimping tool when the crimping tool is moved onto the reference surface until the crimping tool has been detected. A step of exchanging with the crimping tool; a step of transporting the mounting substrate onto the suction stage; a step of holding the chip with the replaced crimping tool; and the chip held with the crimping tool on the mounting substrate. And a step of crimping.

これにより、ツール面に汚れのない状態で、実装基板上にチップを実装することが可能となるとともに、ツール面に汚れが付着している場合においても、ボンディング装置の稼動停止時間を短くすることができる。このため、スループットの低下を抑制しつつ、実装基板上でのチップの実装精度を向上させることができる。 This makes it possible to mount the chip on the mounting board with no dirt on the tool surface, and shorten the operation stop time of the bonding equipment even when the tool surface is contaminated. Can do. For this reason, the mounting accuracy of the chip on the mounting substrate can be improved while suppressing a decrease in throughput.

以下、本発明の実施形態に係るボンディング装置および半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るボンディング装置の概略構成を示すブロック図、図２は、図１のボンディング装置における圧着ツールの交換方法を示すブロック図、図３および図４は、図１のボンディング装置によるボンディング方法を示すブロック図である。 Hereinafter, a bonding apparatus and a semiconductor device manufacturing method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a method for replacing a crimping tool in the bonding apparatus of FIG. 1, and FIGS. It is a block diagram which shows the bonding method by the bonding apparatus of FIG.

図１において、支持台１上には、図３の実装基板Ｔをステージ面２ａ上で吸着保持する吸着ステージ２が設置けられている。なお、支持台１には、吸着ステージ２を加熱する加熱機構を設けることができる。また、吸着ステージ２上には、図３の半導体チップＣ１〜Ｃ３をツール面４ａ上で吸着保持しながら、半導体チップＣ１〜Ｃ３を実装基板Ｔ上に圧着する圧着ツール４が設けられている。 In FIG. 1, a suction stage 2 that holds the mounting substrate T of FIG. 3 on the stage surface 2 a is installed on the support base 1. The support 1 can be provided with a heating mechanism for heating the suction stage 2. On the suction stage 2, there is provided a crimping tool 4 for crimping the semiconductor chips C1 to C3 onto the mounting substrate T while sucking and holding the semiconductor chips C1 to C3 of FIG. 3 on the tool surface 4a.

そして、圧着ツール４上には吸着ユニット３が配置され、圧着ツール４は吸着ユニット３にて吸着保持されている。なお、吸着ユニット３には、圧着ツール４を加熱する加熱機構を設けることができる。ここで、吸着ユニット３には、圧着ツール４を吸引するための吸引孔３ａが形成されている。また、吸着ユニット３および圧着ツール４には、半導体チップＣ１〜Ｃ３を吸引するための吸引孔３ｂおよび吸引孔４ｄがそれぞれ形成されている。 The suction unit 3 is arranged on the crimping tool 4, and the crimping tool 4 is sucked and held by the suction unit 3. The suction unit 3 can be provided with a heating mechanism for heating the crimping tool 4. Here, a suction hole 3 a for sucking the crimping tool 4 is formed in the suction unit 3. The suction unit 3 and the crimping tool 4 are formed with suction holes 3b and suction holes 4d for sucking the semiconductor chips C1 to C3, respectively.

また、吸着ユニット３は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）制御に基づいて吸着ユニット３を３軸方向に駆動する駆動部１５が設けられている。
さらに、吸着ステージ２と圧着ツール４との間には、実装基板Ｔと半導体チップＣ１〜Ｃ３との間の位置合わせを行うために、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ１〜Ｃ３を撮像するアライメントカメラ５が設けられている。ここで、アライメントカメラ５には、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ１〜Ｃ３にそれぞれ焦点を合わせるためのレンズ６、７が設けられている。 Further, the suction unit 3 is configured to be able to move in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A driving unit 15 that drives the suction unit 3 in the three-axis direction based on three-axis NC (Numerical Control) control is provided.
Further, an alignment camera 5 that images the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3 in order to perform alignment between the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3 between the suction stage 2 and the crimping tool 4. Is provided. Here, the alignment camera 5 is provided with lenses 6 and 7 for focusing on the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3, respectively.

また、アライメントカメラ５は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ制御に基づいてアライメントカメラ５を３軸方向に駆動する駆動部１４が設けられている。
また、ボンディング装置には、予備の圧着ツール２４を貯蔵するツールストッカ２１が設けられるとともに、汚れ８が検出された圧着ツール４のツール面４ａを洗浄する洗浄ユニット２３が設けられている。また、ツールストッカ２１には、圧着ツール４のツール面４ａを検査する検査カメラ２５が設置され、検査カメラ２５にはツール面４ａに焦点を合わせるためのレンズ２６が設けられている。 In addition, the alignment camera 5 is configured to be movable in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A drive unit 14 that drives the alignment camera 5 in the triaxial direction based on the triaxial NC control is provided.
In addition, the bonding apparatus is provided with a tool stocker 21 for storing a spare crimping tool 24 and a cleaning unit 23 for cleaning the tool surface 4a of the crimping tool 4 where the dirt 8 is detected. The tool stocker 21 is provided with an inspection camera 25 for inspecting the tool surface 4a of the crimping tool 4, and the inspection camera 25 is provided with a lens 26 for focusing on the tool surface 4a.

さらに、ボンディング装置には、吸着ユニット３およびアライメントカメラ５の駆動制御を行う駆動制御部１１が設けられ、駆動制御部１１には画像認識部１２、汚れ検出部１３およびツール交換部１６が設けられている。ここで、画像認識部１２は、アライメントカメラ５にて撮像された実装基板Ｔおよび半導体チップＣ１〜Ｃ３上のアライメントマークを認識することにより、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ１〜Ｃ３の位置をそれぞれ判断することができる。そして、駆動制御部１１は、画像認識部１２にて認識された実装基板Ｔおよび半導体チップＣ１〜Ｃ３の位置に基づいて、吸着ユニット３をｘ、ｙ方向に移動させることにより、実装基板Ｔと半導体チップＣ１〜Ｃ３との間の位置合わせを行うことができる。 Further, the bonding apparatus is provided with a drive control unit 11 that performs drive control of the suction unit 3 and the alignment camera 5, and the drive control unit 11 is provided with an image recognition unit 12, a dirt detection unit 13, and a tool exchange unit 16. ing. Here, the image recognition unit 12 determines the positions of the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3 by recognizing the alignment marks on the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3 imaged by the alignment camera 5, respectively. can do. The drive control unit 11 moves the suction unit 3 in the x and y directions based on the positions of the mounting substrate T and the semiconductor chips C1 to C3 recognized by the image recognition unit 12, thereby Position alignment between the semiconductor chips C1 to C3 can be performed.

また、汚れ検出部１３は、アライメントカメラ５にて撮像されたツール面４ａの画像に基づいてステージ面２ａの汚れ８を検出することができる。なお、アライメントカメラ５にてツール面４ａを撮像する場合、ツール面４ａにおいて半導体チップＣ１〜Ｃ３がそれぞれ圧着されるチップ領域４ｂの周囲を検査領域４ｃとして設定することができる。例えば、チップ領域４ｂの外側の０．３ｍｍ程度の範囲内を検査領域４ｃとして設定することができる。また、検査領域４ｃにおける各辺の中心部には汚れ８が付着し易いことから、査領域４ｃにおける各辺の中心部は必ず検査することが好ましい。また、ツール交換部１６は、汚れ検出部１３にて汚れ８が検出された圧着ツール４を予備の圧着ツール２４と交換することができる。 Further, the dirt detection unit 13 can detect the dirt 8 on the stage surface 2 a based on the image of the tool surface 4 a captured by the alignment camera 5. In addition, when imaging the tool surface 4a with the alignment camera 5, the circumference | surroundings of the chip | tip area | region 4b to which the semiconductor chips C1-C3 are each crimped | bonded in the tool surface 4a can be set as the test | inspection area | region 4c. For example, the range of about 0.3 mm outside the chip region 4b can be set as the inspection region 4c. In addition, since the dirt 8 easily adheres to the center of each side in the inspection region 4c, it is preferable to always inspect the center of each side in the inspection region 4c. Further, the tool exchanging unit 16 can exchange the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected by the dirt detecting unit 13 with a spare crimping tool 24.

すなわち、ツール面４ａの汚れ８を確認する場合、駆動制御部１１は、アライメントカメラ５を吸着ステージ２と圧着ツール４との間に移動させる。そして、アライメントカメラ５が吸着ステージ２と圧着ツール４との間に配置されると、アライメントカメラ５は、ツール面４ａ上の検査領域４ｃを撮像する。そして、汚れ検出部１３は、アライメントカメラ５にて撮像された画像に基づいてツール面４ａ上の汚れ８があるかどうかを判断する。そして、汚れ検出部１３にてツール面４ａ上の汚れ８が検出されると、図２に示すように、ツール交換部１６は、吸着ユニット３をｘ、ｙ方向に駆動させることにより、ツールストッカ２１の空き領域に吸着ユニット３を移動させる。そして、ツール交換部１６は、吸着ユニット３がツールストッカ２１の空き領域に移動されると、吸着ユニット３をｚ方向に駆動させることにより、汚れ８が検出された圧着ツール４をツールストッカ２１の空き領域に配置する。そして、ツール交換部１６は、汚れ８が検出された圧着ツール４をツールストッカ２１の空き領域に配置すると、吸引孔３ａの真空引きを解除することにより、汚れ８が検出された圧着ツール４をツールストッカ２１上で切り離す。そして、ツール交換部１６は、汚れ８が検出された圧着ツール４をツールストッカ２１上で切り離すと、吸着ユニット３をｘ、ｙ、ｚ方向に駆動させることにより、予備の圧着ツール２４上に吸着ユニット３を移動させる。そして、ツール交換部１６は、予備の圧着ツール２４上に吸着ユニット３を移動させると、吸引孔３ａの真空引きを起動することにより、予備の圧着ツール２４を吸着ユニット３に保持させる。そして、ツール交換部１６は、予備の圧着ツール２４を吸着ユニット３に保持させると、吸着ユニット３をｘ、ｙ、ｚ方向に駆動させることにより、吸着ユニット３を元の位置に移動させる。 That is, when confirming the dirt 8 on the tool surface 4 a, the drive control unit 11 moves the alignment camera 5 between the suction stage 2 and the crimping tool 4. When the alignment camera 5 is disposed between the suction stage 2 and the crimping tool 4, the alignment camera 5 images the inspection area 4c on the tool surface 4a. Then, the dirt detection unit 13 determines whether there is dirt 8 on the tool surface 4 a based on the image captured by the alignment camera 5. When the dirt 8 on the tool surface 4a is detected by the dirt detector 13, the tool changer 16 drives the suction unit 3 in the x and y directions as shown in FIG. The suction unit 3 is moved to 21 empty areas. Then, when the suction unit 3 is moved to an empty area of the tool stocker 21, the tool exchange unit 16 drives the suction unit 3 in the z direction so that the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected is moved to the tool stocker 21. Place in free space. Then, when the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected is arranged in the empty area of the tool stocker 21, the tool exchanging unit 16 releases the vacuuming of the suction hole 3a, so that the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected is removed. Cut off on the tool stocker 21. Then, when the tool replacement unit 16 cuts the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected on the tool stocker 21, the tool replacement unit 16 drives the suction unit 3 in the x, y, and z directions to suck the tool on the spare crimping tool 24. Move unit 3. Then, when the suction unit 3 is moved onto the spare crimping tool 24, the tool changer 16 starts the vacuum suction of the suction hole 3a, thereby holding the spare crimping tool 24 in the suction unit 3. And if the tool exchange part 16 hold | maintains the spare crimping | compression-bonding tool 24 in the adsorption | suction unit 3, it will move the adsorption | suction unit 3 to an original position by driving the adsorption | suction unit 3 to x, y, z direction.

そして、ボンディング装置は、汚れ８が検出された圧着ツール４を予備の圧着ツール２４に交換すると、図３に示すように、接着層Ｆ１〜Ｆ５が塗布された実装基板Ｔを吸着ステージ２ａ上に搬送する。そして、半導体チップＣ１、Ｃ２が接着層Ｆ１、Ｆ２をそれぞれ介して実装基板Ｔ上に実装された状態で、半導体チップＣ３を実装基板Ｔ上に実装するものとすると、接着層Ｆ３がステージ面２上に配置されるように実装基板Ｔを搬送する。そして、接着層Ｆ３がステージ面２ａ上に配置されると、駆動制御部１１はアライメントカメラ５を吸着ステージ２と圧着ツール２４との間に移動させる。 Then, when the bonding tool 4 in which the dirt 8 is detected is replaced with a spare pressure bonding tool 24, the bonding apparatus places the mounting substrate T coated with the adhesive layers F1 to F5 on the suction stage 2a as shown in FIG. Transport. When the semiconductor chip C3 is mounted on the mounting substrate T in a state where the semiconductor chips C1 and C2 are mounted on the mounting substrate T via the adhesive layers F1 and F2, respectively, the adhesive layer F3 is formed on the stage surface 2. The mounting substrate T is transported so as to be arranged on the top. When the adhesive layer F 3 is disposed on the stage surface 2 a, the drive control unit 11 moves the alignment camera 5 between the suction stage 2 and the crimping tool 24.

そして、アライメントカメラ５が吸着ステージ２と圧着ツール２４との間に配置されると、アライメントカメラ５は、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ３上のアライメントマークをそれぞれ撮像する。そして、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ３上のアライメントマークがアライメントカメラ５にてそれぞれ撮像されると、画像認識部１２は、アライメントカメラ５にて撮像された実装基板Ｔおよび半導体チップＣ３上のアライメントマークをそれぞれ認識することにより、実装基板Ｔおよび半導体チップＣ３の位置をそれぞれ判断する。そして、駆動制御部１１は、画像認識部１２にて認識された実装基板Ｔおよび半導体チップＣ３の位置に基づいて、吸着ユニット３をｘ、ｙ方向に移動させることにより、実装基板Ｔと半導体チップＣ３との間の位置合わせを行うことができる。 When the alignment camera 5 is disposed between the suction stage 2 and the crimping tool 24, the alignment camera 5 images the alignment marks on the mounting substrate T and the semiconductor chip C3. Then, when the alignment marks on the mounting substrate T and the semiconductor chip C3 are respectively imaged by the alignment camera 5, the image recognition unit 12 performs alignment marks on the mounting substrate T and the semiconductor chip C3 imaged by the alignment camera 5. Respectively, the positions of the mounting substrate T and the semiconductor chip C3 are determined. Then, the drive control unit 11 moves the suction unit 3 in the x and y directions based on the positions of the mounting substrate T and the semiconductor chip C3 recognized by the image recognition unit 12, and thereby the mounting substrate T and the semiconductor chip. Alignment with C3 can be performed.

そして、実装基板Ｔと半導体チップＣ３との間の位置合わせが完了すると、図４に示すように、駆動制御部１１は、アライメントカメラ５をｘ、ｙ方向に駆動させることにより、アライメントカメラ５を吸着ステージ２と圧着ツール２４との間から外に移動させる。そして、駆動制御部１１は、アライメントカメラ５が吸着ステージ２と圧着ツール２４との間から外に移動されると、半導体チップＣ３を圧着ツール２４にて保持させたまま、吸着ユニット３をｚ方向に下降させることにより、接着層Ｆ３を介して半導体チップＣ３を実装基板Ｔに圧着させ、半導体チップＣ３を実装基板Ｔ上に実装する。 When the alignment between the mounting substrate T and the semiconductor chip C3 is completed, the drive control unit 11 drives the alignment camera 5 in the x and y directions as shown in FIG. The suction stage 2 and the crimping tool 24 are moved outside. Then, when the alignment camera 5 is moved from between the suction stage 2 and the crimping tool 24, the drive control unit 11 moves the suction unit 3 in the z direction while holding the semiconductor chip C3 by the crimping tool 24. The semiconductor chip C3 is pressure-bonded to the mounting substrate T via the adhesive layer F3, and the semiconductor chip C3 is mounted on the mounting substrate T.

これにより、圧着ツール４に付着した汚れ８を除去することなく、予備の圧着ツール２４を用いて半導体チップＣ３を実装基板Ｔ上に実装することが可能となり、圧着ツール４に付着した汚れを除去するために、ボンディング装置を停止させる必要がなくなる。このため、圧着ツール４に付着した汚れ８を容易に除去できない場合においても、ボンディング装置の稼働効率の低下を抑制しつつ、ツール面４ａの汚れ８に起因するボンディング不良の発生を低減することができる。なお、接着層Ｆ３を介して半導体チップＣ３を実装基板Ｔに圧着させた時に、接着層Ｆ３が盛り上がることで、接着層Ｆ３が圧着ツール２４のツール面２４ａに付着すると、ツール面２４ａの汚れとなる。そして、ツール面２４ａに付着した接着層Ｆ３が硬化すると、圧着ツール２４のツール面２４ａに付着した接着層Ｆ３を除去することが困難になる。 As a result, it is possible to mount the semiconductor chip C3 on the mounting substrate T using the spare crimping tool 24 without removing the dirt 8 adhered to the crimping tool 4, and the dirt adhered to the crimping tool 4 is removed. Therefore, it is not necessary to stop the bonding apparatus. For this reason, even when the dirt 8 attached to the crimping tool 4 cannot be easily removed, it is possible to reduce the occurrence of bonding failure due to the dirt 8 on the tool surface 4a while suppressing a decrease in the operating efficiency of the bonding apparatus. it can. When the semiconductor chip C3 is pressure-bonded to the mounting substrate T via the adhesive layer F3, the adhesive layer F3 rises so that the adhesive layer F3 adheres to the tool surface 24a of the crimping tool 24. Become. When the adhesive layer F3 attached to the tool surface 24a is cured, it becomes difficult to remove the adhesive layer F3 attached to the tool surface 24a of the crimping tool 24.

また、図２において、汚れ８が検出された圧着ツール４がツールストッカ２１に搬送されると、洗浄ユニット２３は圧着ツール４に付着した汚れ８を洗浄する。なお、圧着ツール４に付着した汚れ８の洗浄方法としては、例えば、ブラシ、研磨プレートあるいはスキージなどを用いることができ、洗浄ユニット２３はこれらの道具を用いることで、ツール面２４ａ上で硬化した接着層Ｆ３を擦り取ることができる。そして、検査カメラ２５は、圧着ツール４に付着した汚れ８が洗浄されると、圧着ツール４のツール面４ａを検査することで、圧着ツール４が再利用可能かどうかを判断することができる。 In FIG. 2, when the crimping tool 4 in which the dirt 8 is detected is conveyed to the tool stocker 21, the cleaning unit 23 cleans the dirt 8 attached to the crimping tool 4. For example, a brush, a polishing plate, or a squeegee can be used as a cleaning method for the dirt 8 attached to the crimping tool 4, and the cleaning unit 23 is cured on the tool surface 24a by using these tools. The adhesive layer F3 can be scraped off. Then, when the dirt 8 attached to the crimping tool 4 is cleaned, the inspection camera 25 can determine whether the crimping tool 4 can be reused by inspecting the tool surface 4a of the crimping tool 4.

これにより、予備の圧着ツール２４を用いてボンディング動作を行わせながら、汚れ８が検出された圧着ツール４のツール面４ａを洗浄することが可能となる。このため、ボンディング装置の稼働効率の低下を抑制しつつ、ツール面４ａの汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することが可能となるとともに、汚れ８が付着した圧着ツール４を再利用することが可能となる。 Accordingly, it is possible to clean the tool surface 4a of the crimping tool 4 where the dirt 8 is detected while performing the bonding operation using the spare crimping tool 24. For this reason, while suppressing the fall of the operating efficiency of a bonding apparatus, it becomes possible to reduce generation | occurrence | production of the bonding defect resulting from the stain | pollution | contamination of the tool surface 4a, and reuse the crimping | compression-bonding tool 4 to which the dirt | gum 8 adhered. Is possible.

なお、上述した実施形態では、アライメントカメラ５にてツール面４ａの汚れ８を撮像することにより、ツール面４ａに汚れ８があるかどうかを判断する方法について説明したが、予めツール面４ａ上に所定のパターンを形成しておき、その所定のパターンが汚れ８に隠れて見えなくなったかどうかを判断することにより、ツール面４ａに汚れ８があるかどうかを判定してもよい。ここで、ツール面４ａ上に形成されるパターンとしては、例えば、所定間隔で配置された平行線や格子線などを用いることができる。また、これらの平行線や格子線などの間隔は、例えば、０．５ｍｍ程度に設定することができる。 In the above-described embodiment, the method for determining whether or not the tool surface 4a has the dirt 8 by imaging the dirt 8 on the tool surface 4a with the alignment camera 5 has been described. It may be determined whether or not the tool surface 4 a has the dirt 8 by forming a predetermined pattern and judging whether or not the predetermined pattern is hidden behind the dirt 8. Here, as a pattern formed on the tool surface 4a, for example, parallel lines or grid lines arranged at a predetermined interval can be used. Moreover, the space | interval of these parallel lines, a lattice line, etc. can be set to about 0.5 mm, for example.

また、実装基板Ｔとしては、例えば、両面基板、多層配線基板、ビルドアップ基板、テープ基板またはフィルム基板などを用いることができ、実装基板Ｔの材質としては、例えば、ポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ＢＴレジン、アラミドとエポキシのコンポジットまたはセラミックなどを用いることができる。また、半導体チップＣ１〜Ｃ３を実装基板Ｔ上に実装する方法としては、例えば、ＡＣＦ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）接合、ＮＣＦ（ＮｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）接合、ＡＣＰ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）接合、ＮＣＰ（ＮｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）接合などを用いることができる。 Further, as the mounting substrate T, for example, a double-sided substrate, a multilayer wiring substrate, a build-up substrate, a tape substrate, or a film substrate can be used, and as the material of the mounting substrate T, for example, polyimide resin, glass epoxy resin, BT resin, aramid and epoxy composite, ceramic, or the like can be used. Further, as a method of mounting the semiconductor chips C1 to C3 on the mounting substrate T, for example, an ACF (Anisotropic Conductive Film) junction, an NCF (Nonconductive Conductive Film) junction, an ACP (Anisotropic Conductive Paste) junction, an NCPN on junction junction, an NCPN on junction junction, an NCPN Etc. can be used.

また、上述した実施形態では、ターゲットマーク２ｃ、４ｃの焦点深度の差異を検出するためにアライメントカメラ５を用いる方法について説明したが、ターゲットマーク２ｃ、４ｃの焦点深度の差異を検出するための専用のカメラを設けるようにしてもよい。
図５は、本発明の第２実施形態に係るボンディング装置の概略構成を示すブロック図である。 In the above-described embodiment, the method of using the alignment camera 5 to detect the difference in depth of focus between the target marks 2c and 4c has been described. However, the method for exclusive use for detecting the difference in depth of focus between the target marks 2c and 4c has been described. You may make it provide the camera of.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図５において、支持台３１上には、実装基板Ｔ１１をステージ面上で吸着保持する吸着ステージ３２が設置けられている。また、吸着ステージ３２上には、半導体チップＣ１１〜Ｃ１３をツール面上で吸着保持しながら、半導体チップＣ１１〜Ｃ１３を実装基板Ｔ１１上に圧着する圧着ツール３４が設けられている。
そして、圧着ツール３４上には吸着ユニット３３が配置され、圧着ツール３４は吸着ユニット３３にて吸着保持されている。ここで、吸着ユニット３３には、圧着ツール３４を吸引するための吸引孔３３ａが形成されている。また、吸着ユニット３３および圧着ツール３４には、半導体チップＣ１１〜Ｃ１３を吸引するための吸引孔３３ｂおよび吸引孔３４ｄがそれぞれ形成されている。 In FIG. 5, an adsorption stage 32 that adsorbs and holds the mounting substrate T 11 on the stage surface is installed on the support base 31. On the suction stage 32, a crimping tool 34 for crimping the semiconductor chips C11 to C13 onto the mounting substrate T11 while the semiconductor chips C11 to C13 are sucked and held on the tool surface is provided.
The suction unit 33 is disposed on the crimping tool 34, and the crimping tool 34 is sucked and held by the suction unit 33. Here, the suction unit 33 is formed with a suction hole 33 a for sucking the crimping tool 34. The suction unit 33 and the crimping tool 34 are respectively formed with suction holes 33b and suction holes 34d for sucking the semiconductor chips C11 to C13.

また、吸着ユニット３３は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ制御に基づいて吸着ユニット３３を３軸方向に駆動する駆動部４５が設けられている。
さらに、吸着ステージ３２と圧着ツール３４との間には、実装基板Ｔ１１と半導体チップＣ１１〜Ｃ１３との間の位置合わせを行うために、実装基板Ｔ１１および半導体チップＣ１１〜Ｃ１３を撮像するアライメントカメラ３５が設けられている。ここで、アライメントカメラ３５には、実装基板Ｔ１１および半導体チップＣ１１〜Ｃ１３にそれぞれ焦点を合わせるためのレンズ３６、３７が設けられている。 Further, the suction unit 33 is configured to be movable in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A drive unit 45 that drives the suction unit 33 in the triaxial direction based on the triaxial NC control is provided.
Further, an alignment camera 35 that images the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13 in order to align the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13 between the suction stage 32 and the crimping tool 34. Is provided. Here, the alignment camera 35 is provided with lenses 36 and 37 for focusing on the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13, respectively.

また、アライメントカメラ３５は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ制御に基づいてアライメントカメラ３５を３軸方向に駆動する駆動部４４が設けられている。
さらに、ボンディング装置には、吸着ユニット３３およびアライメントカメラ３５の駆動制御を行う駆動制御部４１が設けられ、駆動制御部４１には画像認識部４２、汚れ検出部４３およびツール交換部４６が設けられている。ここで、画像認識部４２は、アライメントカメラ３５にて撮像された実装基板Ｔ１１および半導体チップＣ１１〜Ｃ１３上のアライメントマークを認識することにより、実装基板Ｔ１１および半導体チップＣ１１〜Ｃ１３の位置をそれぞれ判断することができる。そして、駆動制御部４１は、画像認識部４２にて認識された実装基板Ｔ１１および半導体チップＣ１１〜Ｃ１３の位置に基づいて、吸着ユニット３３をｘ、ｙ方向に移動させることにより、実装基板Ｔ１１と半導体チップＣ１１〜Ｃ１３との間の位置合わせを行うことができる。 In addition, the alignment camera 35 is configured to be movable in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A drive unit 44 that drives the alignment camera 35 in the triaxial direction based on the triaxial NC control is provided.
Further, the bonding apparatus is provided with a drive control unit 41 that performs drive control of the suction unit 33 and the alignment camera 35, and the drive control unit 41 is provided with an image recognition unit 42, a dirt detection unit 43, and a tool exchange unit 46. ing. Here, the image recognition unit 42 determines the positions of the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13 by recognizing the alignment marks on the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13 captured by the alignment camera 35, respectively. can do. Then, the drive control unit 41 moves the suction unit 33 in the x and y directions based on the positions of the mounting substrate T11 and the semiconductor chips C11 to C13 recognized by the image recognition unit 42. Positioning between the semiconductor chips C11 to C13 can be performed.

また、汚れ検出部４３は、アライメントカメラ３５にて撮像された半導体チップＣ１３面の焦点深度の差異に基づいて、圧着ツール３４のツール面の汚れ３８を検出することができる。また、ツール交換部４６は、汚れ検出部４３にて汚れ３８が検出された圧着ツール３４を予備の圧着ツールと交換することができる。
すなわち、圧着ツール３４のツール面に付着した汚れ３８を確認する場合、接着層Ｆ１１〜Ｆ１５が塗布された実装基板Ｔ１１を吸着ステージ３２上に搬送する。そして、半導体チップＣ１１、Ｃ１２が接着層Ｆ１１、Ｆ１２をそれぞれ介して実装基板Ｔ１１上に実装された状態で、半導体チップＣ１３を実装基板Ｔ１１上に実装するものとすると、駆動制御部４１は、アライメントカメラ３５を吸着ステージ３２と圧着ツール３４との間に移動させる。そして、アライメントカメラ３５が吸着ステージ３２と圧着ツール３４との間に配置されると、汚れ検出部４３は、半導体チップＣ１３に形成されたアライメントマークを撮像させながら、アライメントマークに焦点が合うようにアライメントカメラ３５をｚ方向に駆動部４４にて駆動させる。そして、汚れ検出部４３は、アライメントカメラ３５が駆動部４４にて駆動されると、半導体チップＣ１３に形成されたアライメンマークにそれぞれ焦点が合うようにアライメントカメラ３５がｚ方向にそれぞれ駆動された時の駆動量を駆動部４４から取得する。そして、汚れ検出部４３は、アライメントカメラ３５がｚ方向にそれぞれ駆動された時の駆動量を駆動部３４から取得すると、それらの駆動量の差分に基づいて、圧着ツール３４のツール面上の汚れ３８があるかどうかを判断する。そして、汚れ検出部４３にてツール面上の汚れ３８が検出されると、ツール交換部４６は、汚れ３８が検出された圧着ツール３４を予備の圧着ツールに交換することができる。 Further, the dirt detector 43 can detect the dirt 38 on the tool surface of the crimping tool 34 based on the difference in the focal depth of the surface of the semiconductor chip C13 imaged by the alignment camera 35. Further, the tool exchanging unit 46 can exchange the crimping tool 34 in which the dirt 38 is detected by the dirt detecting unit 43 with a spare crimping tool.
That is, when the dirt 38 attached to the tool surface of the crimping tool 34 is confirmed, the mounting substrate T11 coated with the adhesive layers F11 to F15 is transferred onto the suction stage 32. When the semiconductor chip C13 is mounted on the mounting substrate T11 in a state where the semiconductor chips C11 and C12 are mounted on the mounting substrate T11 via the adhesive layers F11 and F12, respectively, the drive control unit 41 performs alignment. The camera 35 is moved between the suction stage 32 and the crimping tool 34. When the alignment camera 35 is disposed between the suction stage 32 and the crimping tool 34, the dirt detection unit 43 focuses on the alignment mark while imaging the alignment mark formed on the semiconductor chip C13. The alignment camera 35 is driven by the drive unit 44 in the z direction. When the alignment camera 35 is driven by the driving unit 44, the dirt detection unit 43 is driven when the alignment camera 35 is driven in the z direction so that the alignment marks formed on the semiconductor chip C13 are in focus. Are obtained from the drive unit 44. Then, when the dirt detection unit 43 acquires the driving amount when the alignment camera 35 is driven in the z direction from the driving unit 34, the dirt detection unit 43 acquires the dirt on the tool surface of the crimping tool 34 based on the difference between the driving amounts. Whether or not there is 38 is determined. When the dirt detection unit 43 detects the dirt 38 on the tool surface, the tool exchange part 46 can exchange the crimping tool 34 from which the dirt 38 is detected with a spare crimping tool.

これにより、汚れ３８が付着した圧着ツール３４のツール面に半導体チップＣ１３が保持された時のチップ面の汚れを検出することで、圧着ツール３４のツール面に汚れ３８が付着しているかどうかを判断することができる。このため、装置を稼動させながら、圧着ツール３４のツール面の汚れを発見することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、圧着ツール３４のツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 Thus, by detecting the dirt on the chip surface when the semiconductor chip C13 is held on the tool surface of the crimping tool 34 to which the dirt 38 is adhered, it is determined whether the dirt 38 is adhered to the tool surface of the crimping tool 34. Judgment can be made. For this reason, it is possible to detect the contamination of the tool surface of the crimping tool 34 while operating the apparatus, and suppress the occurrence of bonding failure due to the contamination of the tool surface of the crimping tool 34 while suppressing a decrease in throughput. can do.

図６は、本発明の第３実施形態に係るボンディング装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、支持台５１上には、実装基板をステージ面上で吸着保持する吸着ステージ５２が設置けられている。また、吸着ステージ５２上には、半導体チップをツール面上で吸着保持しながら、半導体チップを実装基板上に圧着する圧着ツール５４が設けられている。 FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 6, a suction stage 52 that holds the mounting substrate on the stage surface by suction is installed on the support base 51. On the suction stage 52, there is provided a crimping tool 54 that crimps the semiconductor chip onto the mounting substrate while sucking and holding the semiconductor chip on the tool surface.

そして、ボンディング装置には、圧着ツール３４を吸着ステージ５２上で吸着保持する吸着ユニット３３が設けられている。ここで、吸着ユニット５３には、圧着ツール５４を吸引するための吸引孔５３ａが形成されている。また、吸着ユニット５３および圧着ツール５４には、半導体チップを吸引するための吸引孔５３ｂおよび吸引孔５４ｄがそれぞれ形成されている。 The bonding apparatus is provided with a suction unit 33 that sucks and holds the crimping tool 34 on the suction stage 52. Here, the suction unit 53 is formed with a suction hole 53 a for sucking the crimping tool 54. The suction unit 53 and the crimping tool 54 are respectively formed with suction holes 53b and suction holes 54d for sucking the semiconductor chip.

また、吸着ユニット５３は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ制御に基づいて吸着ユニット５３を３軸方向に駆動する駆動部６５が設けられている。
さらに、吸着ステージ５２と圧着ツール５４との間には、実装基板と半導体チップとの間の位置合わせを行うために、実装基板および半導体チップを撮像するアライメントカメラ５５が設けられている。ここで、アライメントカメラ５５には、実装基板および半導体チップにそれぞれ焦点を合わせるためのレンズ５６、５７が設けられている。 Further, the suction unit 53 is configured to be movable in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A driving unit 65 that drives the suction unit 53 in the three-axis direction based on the three-axis NC control is provided.
Further, an alignment camera 55 that images the mounting substrate and the semiconductor chip is provided between the suction stage 52 and the crimping tool 54 in order to perform alignment between the mounting substrate and the semiconductor chip. Here, the alignment camera 55 is provided with lenses 56 and 57 for focusing on the mounting substrate and the semiconductor chip, respectively.

また、アライメントカメラ５５は、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向の３軸方向に移動できるように構成されている。そして、３軸ＮＣ制御に基づいてアライメントカメラ５５を３軸方向に駆動する駆動部６４が設けられている。
また、ボンディング装置には、所定位置に基準面が配置された基準テーブル６６が設置され、基準テーブル６６の基準面には、荷重を検出する荷重センサ６３が搭載されている。 In addition, the alignment camera 55 is configured to be movable in the three axial directions of the x direction, the y direction, and the z direction. A drive unit 64 that drives the alignment camera 55 in the triaxial direction based on the triaxial NC control is provided.
In the bonding apparatus, a reference table 66 having a reference surface arranged at a predetermined position is installed, and a load sensor 63 for detecting a load is mounted on the reference surface of the reference table 66.

さらに、ボンディング装置には、吸着ユニット５３およびアライメントカメラ５５の駆動制御を行う駆動制御部６１が設けられ、駆動制御部６１には画像認識部６２、汚れ検出部６３およびツール交換部６６が設けられている。ここで、画像認識部６２は、アライメントカメラ５５にて撮像された実装基板および半導体チップ上のアライメントマークを認識することにより、実装基板および半導体チップの位置をそれぞれ判断することができる。そして、駆動制御部６１は、画像認識部６２にて認識された実装基板および半導体チップの位置に基づいて、吸着ユニット５３をｘ、ｙ方向に移動させることにより、実装基板と半導体チップとの間の位置合わせを行うことができる。 Further, the bonding apparatus is provided with a drive control unit 61 that performs drive control of the suction unit 53 and the alignment camera 55, and the drive control unit 61 is provided with an image recognition unit 62, a dirt detection unit 63, and a tool exchange unit 66. ing. Here, the image recognition unit 62 can determine the positions of the mounting substrate and the semiconductor chip by recognizing the alignment marks on the mounting substrate and the semiconductor chip captured by the alignment camera 55. Then, the drive control unit 61 moves the suction unit 53 in the x and y directions based on the positions of the mounting substrate and the semiconductor chip recognized by the image recognition unit 62, and thereby between the mounting substrate and the semiconductor chip. Can be aligned.

また、汚れ検出部６３は、荷重センサ６３に荷重がかかるまで圧着ツール５４を所定の高さから基準面上に下降させた時の圧着ツール５４の移動量に基づいて、圧着ツール５４のツール面の汚れ５８を検出することができる。また、ツール交換部６６は、汚れ検出部６３にて汚れ５８が検出された圧着ツール５４を予備の圧着ツールと交換することができる。 In addition, the dirt detection unit 63 determines the tool surface of the crimping tool 54 based on the amount of movement of the crimping tool 54 when the crimping tool 54 is lowered from the predetermined height onto the reference surface until a load is applied to the load sensor 63. The dirt 58 can be detected. Further, the tool exchanging unit 66 can exchange the crimping tool 54 in which the dirt 58 is detected by the dirt detecting unit 63 with a spare crimping tool.

すなわち、圧着ツール３４のツール面に付着した汚れ５８を確認する場合、汚れ検出部６３は、吸着ユニット５３をｘ、ｙ方向に駆動することにより、圧着ツール５４を基準テーブル６６上の所定の高さに移動させる。そして、汚れ検出部６３は、圧着ツール５４を基準テーブル６６上の所定の高さに移動させると、圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させる。そして、汚れ検出部６３は、圧着ツール５４を下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されると、その時の圧着ツール５４の下降量を駆動部６５から取得する。ここで、汚れ検出部６３は、汚れ５８が付着する前の圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されるまでの圧着ツール５４の下降量を予め保持することができる。 That is, when the dirt 58 attached to the tool surface of the crimping tool 34 is confirmed, the dirt detector 63 drives the suction unit 53 in the x and y directions, thereby bringing the crimping tool 54 into a predetermined height on the reference table 66. To move. Then, when the dirt detection unit 63 moves the crimping tool 54 to a predetermined height on the reference table 66, the dirt detection unit 63 lowers the crimping tool 54 onto the reference table 66. Then, when the load sensor 63 detects a load when the crimping tool 54 is lowered, the dirt detection unit 63 acquires the lowering amount of the crimping tool 54 at that time from the driving unit 65. Here, the dirt detection unit 63 holds in advance the lowering amount of the crimping tool 54 until the load is detected by the load sensor 63 when the crimping tool 54 before the dirt 58 adheres is lowered onto the reference table 66. can do.

そして、汚れ５８が付着した圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されるまでの圧着ツール５４の下降量と、汚れ３８が付着する前の圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されるまでの圧着ツール５４の下降量とを比較し、汚れ５８が付着した圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されるまでの圧着ツール５４の下降量と、汚れ５８が付着する前の圧着ツール５４を基準テーブル６６上に下降させた時に荷重センサ６３にて荷重が検出されるまでの圧着ツール５４の下降量との比較結果に基づいて、圧着ツール５４のツール面上の汚れ５８があるかどうかを判断する。そして、汚れ検出部６３にてツール面上の汚れ５８が検出されると、ツール交換部４６は、汚れ５８が検出された圧着ツール５を予備の圧着ツールに交換することができる。 Then, when the crimping tool 54 to which the dirt 58 is attached is lowered onto the reference table 66, the lowering amount of the crimping tool 54 until the load is detected by the load sensor 63, and the crimping tool 54 before the dirt 38 is attached. Is compared with the descending amount of the crimping tool 54 until the load is detected by the load sensor 63, and the crimping tool 54 to which the dirt 58 is adhered is lowered onto the reference table 66. Sometimes the load sensor 63 detects the load until the load sensor 63 detects the load, and the load sensor 63 detects the load when the crimping tool 54 before the dirt 58 adheres is lowered onto the reference table 66. Based on the result of comparison with the lowering amount of the crimping tool 54 until the end, it is determined whether there is dirt 58 on the tool surface of the crimping tool 54. When the dirt detection unit 63 detects the dirt 58 on the tool surface, the tool exchange part 46 can exchange the crimping tool 5 from which the dirt 58 has been detected with a spare crimping tool.

これにより、圧着ツール５４のツール面を基準テーブル６６の基準面上に接触させることで、圧着ツール５４のツール面に汚れ５８が付着しているかどうかを判断することが可能となる。このため、装置を稼動させながら、圧着ツール５４のツール面の汚れを発見することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、圧着ツール５４のツール面の汚れに起因するボンディング不良の発生を低減することができる。 As a result, the tool surface of the crimping tool 54 is brought into contact with the reference surface of the reference table 66, whereby it is possible to determine whether or not the dirt 58 is attached to the tool surface of the crimping tool 54. For this reason, it is possible to detect the contamination of the tool surface of the crimping tool 54 while operating the apparatus, and to reduce the occurrence of bonding failure due to the contamination of the tool surface of the crimping tool 54 while suppressing a decrease in throughput. can do.

本発明の第１実施形態に係るボンディング装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図１のボンディング装置の圧着ツールの交換方法を示すブロック図。The block diagram which shows the replacement | exchange method of the crimping | compression-bonding tool of the bonding apparatus of FIG. 図１のボンディング装置によるボンディング方法を示すブロック図。The block diagram which shows the bonding method by the bonding apparatus of FIG. 図１のボンディング装置によるボンディング方法を示すブロック図。The block diagram which shows the bonding method by the bonding apparatus of FIG. 本発明の第２実施形態に係るボンディング装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the bonding apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るボンディング装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the bonding apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１、３１、５１支持台、２、３２、５２吸着ステージ、２ａステージ面、３、３３、５３吸着ユニット、３ａ、３ｂ、４ｄ、２４ｄ、３３ａ、３３ｂ、３４ｄ、５３ａ、５３ｂ、５４ｄ吸引孔、４、２４、３４、５４圧着ツール、４ａ、２４ａツール面、４ｂチップ領域、４ｃ検査領域、５、３５、５５アライメントカメラ、６、７、２６、３６、３７、５６、５７レンズ、８、３８、５８汚れ、１１、４１、６１駆動制御部、１２、４２、６２画像認識部、１３、４３、６３汚れ検出部、１４、１５、４４、４５、６４、６５駆動部、１６、４６、６６ツール交換部、２１ツールストッカ、２３洗浄ユニット、２５検査カメラ、Ｔ、Ｔ１１実装基板、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１１〜Ｃ１３半導体チップ、Ｆ１〜Ｆ５、Ｆ１１〜Ｆ１５接着層、６６基準セル、６７荷重センサ 1, 31, 51 Support base, 2, 32, 52 Suction stage, 2a Stage surface 3, 33, 53 Suction unit, 3a, 3b, 4d, 24d, 33a, 33b, 34d, 53a, 53b, 54d Suction hole, 4, 24, 34, 54 Crimping tool, 4a, 24a Tool surface, 4b Tip area, 4c Inspection area, 5, 35, 55 Alignment camera, 6, 7, 26, 36, 37, 56, 57 Lens, 8, 38 58, Dirt, 11, 41, 61 Drive control unit, 12, 42, 62 Image recognition unit, 13, 43, 63 Dirt detection unit, 14, 15, 44, 45, 64, 65 Drive unit, 16, 46, 66 Tool changer, 21 Tool stocker, 23 Cleaning unit, 25 Inspection camera, T, T11 Mounting substrate, C1-C3, C11-C13 Semiconductor chip, F1-F5 F11~F15 adhesive layer, 66 a reference cell, 67 load sensor

Claims

A suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface;
A crimping tool for crimping the chip held on the tool surface onto the mounting substrate;
A bonding apparatus comprising: a dirt detection unit that detects dirt on the tool surface based on an imaging result of the tool surface.

A suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface;
A crimping tool for crimping the chip held on the tool surface onto the mounting substrate;
An alignment camera for imaging the chip and the mounting substrate;
Drive control means for performing alignment between the chip and the mounting substrate by driving the suction stage or the crimping tool based on the imaging result by the alignment camera;
A bonding apparatus comprising: a dirt detection unit that detects dirt on the tool surface based on a result of imaging the tool surface by the alignment camera.

A suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface;
A crimping tool for crimping the chip held on the tool surface onto the mounting substrate;
A bonding apparatus comprising: a dirt detection unit that detects dirt on the tool surface based on detection results of depth of focus at a plurality of locations on the chip surface.

A suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface;
A crimping tool for crimping the chip held on the tool surface onto the mounting substrate;
An alignment camera for imaging the chip and the mounting substrate;
Drive control means for performing alignment between the chip and the mounting substrate by driving the suction stage or the crimping tool based on the imaging result by the alignment camera;
A bonding apparatus comprising: a dirt detecting unit that detects dirt on the tool surface based on detection results of depth of focus by the alignment camera at a plurality of locations on the chip surface.

A suction stage that holds the mounting substrate on the stage surface;
A crimping tool for crimping the chip held on the tool surface onto the mounting substrate;
A reference table in which a reference plane is arranged at a predetermined position;
A load sensor disposed on the reference plane;
And a dirt detecting means for detecting dirt on the tool surface based on a moving amount of the crimping tool when the crimping tool is moved onto the reference surface until a load is applied to the load sensor. Bonding equipment.

A tool stocker for storing spare crimping tools;
The bonding apparatus according to claim 1, further comprising: a tool exchanging unit that exchanges the crimping tool in which contamination on the tool surface is detected with the spare crimping tool.

The bonding apparatus according to claim 6, further comprising a cleaning unit that cleans a tool surface of the crimping tool in which the dirt is detected.

Detecting dirt on the tool surface based on the imaging result of the tool surface of the crimping tool;
Replacing a crimping tool in which contamination of the tool surface is detected with a spare crimping tool;
Transporting the mounting board onto the suction stage;
Holding the tip with the replaced crimping tool;
And a step of crimping the chip held by the crimping tool onto the mounting substrate.

Transporting the mounting substrate onto the stage surface of the suction stage;
Holding the chip on the tool surface of the crimping tool;
Detecting dirt on the tool surface based on detection results of depth of focus at a plurality of locations of the tip held on the tool surface;
Replacing a crimping tool in which contamination of the tool surface is detected with a spare crimping tool;
Holding the tip with the replaced crimping tool;
And a step of crimping the chip held by the crimping tool onto the mounting substrate.

Moving the crimping tool onto a reference surface placed in place;
Detecting dirt on the tool surface based on the amount of movement of the crimping tool when the crimping tool is moved onto the reference surface until a load is applied to the load sensor disposed on the reference surface;
Replacing a crimping tool in which contamination of the tool surface is detected with a spare crimping tool;
Transporting the mounting board onto the suction stage;
Holding the tip with the replaced crimping tool;
And a step of crimping the chip held by the crimping tool onto the mounting substrate.