JP2015056593A - ダイボンダ及び半導体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品で使用する基板やダイを使用しないで、コレット交換時のボンディングカメラとコレットとのずれを補正することが可能なダイボンダ及び半導体製造方法を提供する。
【解決手段】コレットを交換したときには、コレットにニードルピンを取付けた状態及び基板にシートを貼り付けた状態で、ニードルピンを取付けたコレットを、記基板に貼り付けたシートに押し付けてダイ接着位置にニードルピンの打痕を作り、ボンドカメラにより打痕の画像を撮像し、画像処理部により、打痕の位置からコレットの先端部の位置座標を算出し、コレットの先端部の位置座標を所定のダイ接着位置の位置座標に位置補正し、その後コレットからニードルピンを外した状態で、基板にボンディングする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ダイボンダ等の半導体製造装置に関わり、信頼度の高いダイボンダ及び半導体製造方法に関する。

ダイ（半導体チップ）を配線基板やリードフレームなどの基板（以下、基板と称する）に搭載してパッケージを組み立てる工程の一部に、ウェハからダイを吸着し基板にボンディングするダイボンディング工程がある。
ダイボンディング工程では、基板のボンディング面に正確にダイをボンディングすることが要求される。

図９は、コレットの交換によって、ボンドカメラの認識中心位置とコレットの接触中心位置がずれることを説明するための模式図である。（ａ）は、側面から見た図であり、（ｂ）は上から見た図である。
図９は、ずれ量を強調して描いている。
コレットの交換は、通常、ボンディングするダイの寸法が変わった場合に行われる。
なお、図９では、ボンドカメラ２０３は斜め方向から基板２１３の所定の領域を撮像しているが、真下を撮像するように設け（後述の図２参照）、コレットがダイボンドする場合には、邪魔にならないように待避するようにしても良い。
ボンドカメラ２０３は、基板２１３に設けられた位置合わせマーク２３５を画像処理によって認識し、認識した位置座標から、ダイをボンディングするためのダイ接着位置（ダイ接着パターン１）の中心位置座標（ｘＣ０，ｙＣ０）を位置５３として決定する。

コレットの先端部がダイを押し付けてボンディングするために、コレット４１０または４１０−０は、基板２１３上に設けられたダイ接着パターン１の高さまで、矢印５５方向に降下する。
コレット交換前には、ボンドカメラ２０３が所定の位置（ｘＣ０，ｙＣ０）として認識している位置５３と、コレット４１０−０が降下する位置（ｘＣ０，ｙＣ０）として認識している位置５４−０は、生産開始の段階で、同じとなるように調整されている。即ち、ボンドカメラの認識座標系とコレットが基板に押し付ける座標系とが一致している。従って、コレット４１０−１が、ボンドカメラ２０３が画像処理して求めた座標値を目標にして矢印５５に示す方向に降下すると、コレット４１０−１の先端部は、基板２１３上の同一の位置５３に降下することができる。
しかし、コレットをコレット４１０−１からコレット４１０に交換すると、コレットの位置は、例えば、矢印５１の方向にずれる。従って、コレット４１０が、ボンドカメラ２０３が画像処理して求めた座標値を目標にして矢印５５に示す方向に降下すると、コレット４１０の先端部は、基板２１３上の別の位置５４に降下してしまい、ダイの接着位置がずれる。即ち、ボンドカメラの認識座標系とコレットが基板に押し付ける座標系は、スケールは同一であるが、原点位置が異なり、厳密にはＸ軸とＹ軸の方向も異なっている。

図９に示したように、ダイを吸着して基板に押し付けるためのコレットを交換したときには、コレットの先端部と、基板のダイ接着位置を撮像するためのボンドカメラとの相対位置がずれる（座標系が違ってくる）。このため、コレットを交換したときには、最初に、これから生産する基板１枚に実際にダイをボンディングしてから、ボンディングの位置ずれを検査して、位置ずれが出ないように、予めボンディングプログラムの位置補正量を変更し、座標系を一致させることで、コレット交換時の位置ずれを補正していた。

特開２００５−１４２３８８号公報

しかし、コレット交換時の位置補正のために、実際の製品となり得る基板とダイを使用することは、コストアップにつながっていた。また、コレットの交換時に限らず、コレットの位置の補正が生じることもあるが、このときに実際に基板とダイを使用して位置ずれを検査することは、ダイを無駄に消費するため、コストアップにつながっていた。
特許文献１には、コレット交換時のコレット中心とコレット回転軸との偏芯の補正量を補正するために、コレットを０［°］、１８０［°］等に回転させ、ホームポジジョンのコレット先端の画像をアンダービジョンカメラで取得して補正する技術が開示されている。
しかし、その後に使用するボンディングカメラとコレット間のずれに対しては考慮されていない。
本発明の目的は、製品で使用する基板やダイを使用しないで、コレット交換時のボンディングカメラとコレットとのずれを補正することが可能なダイボンダ及び半導体製造方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のダイボンダは、基板を撮像するボンドカメラと、前記撮像した画像を画像処理し、前記基板の所定のダイ接着位置の位置座標を算出する画像処理部と、前記ダイを吸着して前記基板に押し付ける先端にニードルピンを着脱自在に取り付け可能な取付け部を具備し先端でダイをピックアップし前記基板に押し付けるコレットを備えたボンディングヘッド部と、制御部とを有し、前記コレットがピックアップした前記ダイを前記基板にボンディングするダイボンダであって、前記制御部は、前記コレットを交換したときに、前記取付け部にニードルピンを取付けた状態及び前記基板にシートを貼り付けた状態で、前記ボンディングヘッド部により前記ニードルピンを取付けた前記コレットを、前記基板に貼り付けた前記シートに押し付けて前記ダイ接着位置に前記ニードルピンの打痕を作り、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部の位置座標を算出し、前記コレットの先端部の位置座標を前記所定のダイ接着位置の位置座標に位置補正し、前記コレットから前記ニードルピンを外した状態で、基板にボンディングすることを第１の特徴とする。
このシートは、紙又はプラスチック等、ニードルピンを押し付けることで画像処理によりその位置等を認識できるような跡（打痕）が生じるようなものであればよい。

上記本発明の第１の特徴のダイボンダにおいて、前記基板に前記シートの替りに圧力測定フィルムを張り付けて打痕を作り、打痕により発色又は変色した領域を識別するように画像処理することによって前記コレットの先端部の位置座標を算出することを本発明の第２の特徴とする。この圧力測定フィルムとは、加圧すると発色又は変色するものである。使用するコレット及びボンディングに対応した圧力測定フィルムを用いることで、コレット面積内の圧力分布も分かるため、コレットの位置補正に加えてＸＹ平面に対するコレットの傾きも含めた補正が可能になる。これにより、コレットによるダイへのダメージを減少及び低下させることができる。

上記の目的を達成するために、本発明のダイボンダは、基板を撮像するボンドカメラと、前記撮像した画像を画像処理し、前記基板の所定のダイ接着位置の位置座標を算出する画像処理部と、前記ダイを吸着して前記基板に押し付ける先端でダイをピックアップし前記基板に押し付けるコレットを備えたボンディングヘッド部と、制御部とを有し、前記コレットがピックアップした前記ダイを前記基板にボンディングするダイボンダであって、前記制御部は、前記コレットを交換したときに、前記ボンディングヘッド部により前記ダイ接着位置に、前記コレットを前記基板に貼り付けたシート状の圧力測定フィルムに押し付けて打痕を作り、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、打痕により発色した領域を識別して打痕の位置を算出し、算出した打痕の位置から前記コレットの先端部の位置座標を算出し、前記コレットの先端部の位置座標を前記所定のダイ接着位置の位置座標に位置補正し、前記基板にボンディングすることを本発明の第３の特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明の半導体製造方法は、コレットにニードルピンを取付けた状態及び基板にシートまたはシート状の圧力測定フィルムを貼り付けた状態で、前記ニードルピンを取付けた前記コレットを、前記基板に貼り付けた前記シートまたは前記シート状の圧力測定フィルムに押し付けて前記基板のダイ接着位置に前記ニードルピンの打痕を作る打痕作成ステップと、
前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部が前記基板に押し付けられる位置座標を算出し、算出した位置補正量を登録する位置座標算出ステップと、を備え、
前記コレットを交換したときには、上記ステップを実行して、前記登録された位置補正量を用いて、所定のダイ接着位置の位置座標に前記コレットが移動する位置座標を補正してダイボンディングすることを本発明の第４の特徴とする。

上記本発明の第４の特徴の半導体製造方法において、前記登録された位置補正量を用いて、再度前記打痕作成ステップを行って、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部が前記基板に押し付けられる位置座標を算出し、前記位置座標が所定の値を超えた場合には、再度前記打痕作成ステップと前記位置座標算出ステップとを実行することを本発明の第５の特徴とする。

本発明によれば、製品で使用する基板やダイを使用しないで、コレット交換時のボンディングカメラとコレットとのずれを補正することができ、ダイを正確にかつ迅速にボンディングできる信頼性の高いダイボンダ及び半導体製造方法を実現することができる。この結果、実際の製品となり得る基板とダイを使用せず、コレット交換時の位置ずれが補正でき、コストを削減することができる。

本発明の一実施例のダイボンダを上から見た概念図である。 図１のダイボンダ１００のメインフィーダ部１０７付近を拡大したブロック図である。 本発明の位置合わせ機構の制御系の一実施例を説明するための図である。 本発明のダイボンダ１００に使用するコレットの一実施例を説明するための図である。 図４のコレットを用いて、コレット交換時のコレット位置補正を行う一実施例を説明するための模式図である。 図５のフローチャートにおける認識パターン８、９の撮像データの一実施例を示す図である。 図５のフローチャートにおける第１の認識マーク６、第２の認識マーク７の撮像データの一実施例を示す図である。 本発明のダイボンダのコレット変更時の動作手順の一実施例を示すフローチャートである。 本発明のダイボンダのコレット変更時の動作手順の一実施例を示すフローチャートである。 コレットの交換によって、ボンドカメラの認識中心位置とコレットの接触中心位置がずれることを説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、各図の説明において、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。

図１によって、まず、ダイボンダの基本的な構成を説明する。図１は、本発明の一実施例のダイボンダを上から見た概念図である。１００はダイボンダ、１１はウェハ供給部、１２はワーク供給・搬送部、１３はダイボンディング部、２００は制御部である。このように、ダイボンダ１００は、少なくとも、ウェハ供給部１１、ワーク供給・搬送部１２、ダイボンディング部１３、及び制御部２００から成る。
ウェハ供給部１１において、１１１はウェハカセットリフタ、１１２はピックアップ装置である。またワーク供給・搬送部１２において、１２１はスタックローダ、１２２はフレームフィーダ、１２３はアンローダである。またダイボンディング部１３において、１３１はプリフォーム部、１３２はボンディングヘッド部である。

図１において、ウェハカセットリフタ１１１は、ウェハリングが充填されたウェハカセット（図示しない）を有し、順次、ウェハリングをピックアップ装置１１２に供給する。ピックアップ装置１１２は、ピックアップ対象のダイを移送ツールによってウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。
スタックローダ１２１は、ダイを接着する基板をフレームフィーダ１２２に供給する。フレームフィーダ１２２は、基板をフレームフィーダ１２２上の２箇所の処理位置（プリフォーム部およびダイボンディング部それぞれの処理位置）を介してアンローダ１２３に搬送する。アンローダ１２３は、搬送された基板を保管する。
プリフォーム部（ダイ接着剤塗布装置）１３１は、フレームフィーダ１２２により搬送されてきた基板に、ダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部１３２は、ピックアップ装置１１２から、ピックアップ対象のダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ１２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部１３２は、移動したボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布された基板上のボンディングポイントにダイを実装する。
なお、プリフォーム部１３１がないダイボンダでは、ダイの裏面（接着面）に、フィルム状の接着剤が予め付着されているウェハを使用する。
制御部２００は、ダイボンダ１００の各構成機器と相互にアクセスして、各構成機器を制御する。

図２によって、ダイボンダに使用するカメラの基本的な機能について説明する。図２は、本発明のダイボンダの一実施例におけるカメラの機能について説明するための模式的な図であり、図１のダイボンダ１００のメインフィーダ部１０７付近を拡大したブロック図である。図２（ａ）は横方向（Ｙ方向）から見た図、図２（ｂ）は上方向（Ｚ方向）から見た図である。なお、図２においては、ダイボンダにおけるカメラとその撮像画像について説明している。このため、説明に関係のない機能部分（コレット他の構成要素、結線）については、図示および説明を省略している。２３２はプリフォーム部の処理位置、２３３はダイボンディング部処理位置、２１１はピックアップ装置１１２に装着されたウェハリングのウェハ、２０１はピックアップ装置１１２の上からウェハ２１１のダイを撮像するウェハカメラである。また、プリフォーム部の処理位置２３２において、２１２はプリフォーム部２３２に搬入された基板、２０２はプリフォーム部１３１のダイ接着位置（ボンディングポイント）を撮像するプリフォームカメラである。また、ダイボンディング部処理位置２３３において、２１３はボンディングヘッド部の処理位置２３３に搬入された基板、２０３はボンディングヘッド部の処理位置１３２のダイ接着位置を撮像するボンドカメラ、２５１はプリフォーム部の処理位置２３２とダイボンディング部２３３間のピッチである。基板２１２と２１３は、ピッチ２５１の間隔を保ちローダから搬入され、アンローダに搬送される。
上記３台のカメラは、例えば、ＣＣＤ撮像素子若しくはＣＭＯＳ撮像素子を用いたカメラである。

図２において、ウェハカメラ２０１は、ピックアップ装置１１２のウェハ２１１のパターン面（表面）を撮像し、パターン認識等の周知の画像処理によって、１つのダイの中心位置と、ピックアップ装置１１２のコレットの先端部の中心位置及び突き上げブロックの中心位置とのずれをなくすように位置補正する。
同様に、プリフォームカメラ２０２は、プリフォーム部２３２の所定のダイ接着位置（ボンディングポイント）を撮像し、パターン認識等の周知の画像処理によって、ダイ接着位置にプリフォーム樹脂が塗布されるように位置ずれ補正を行い、プリフォーム樹脂を塗布する。
また同様に、ボンドカメラ２０３は、ダイボンディング部２３３の所定のダイ接着位置を撮像し、パターン認識等の周知の画像処理によって、ダイ接着位置の中心位置にダイが実装されるようにコレット４１０の位置ずれ補正を行い、ダイを実装する。

次に、図３の位置合わせ機構によって、位置ずれ補正を更に説明する。図３は、本発明の位置合わせ機構の特にカメラの制御系の一実施例を説明するための図である。３０１は画像処理装置、３０２は位置制御装置、３０３はＸ軸駆動部、３０４はＹ軸駆動部、３０５はθ軸駆動部、３０６はＸ軸モータ、３０７はＹ軸モータ、３０８はθ軸モータである。

図３において、カメラ２０３は、基板２１３を撮像し、撮像した画像データを画像処理装置３０１に出力する。
画像処理装置３０１は、入力された画像データを、パターン認識等の周知の画像処理によって解析し、基板２１３に設けられた位置合わせマークによってＸ座標、Ｙ座標およびθ座標のずれを抽出し、ダイ接着パターンの中心位置にボンディングするダイの中心が来るように位置補正量を算出し、算出した位置補正量を位置制御装置３０２に出力する。
位置制御装置３０２は、入力された位置補正量に基づいて、駆動部３０３〜３０５に制御信号を出力する。駆動部３０３〜３０５は、入力された制御信号に基づいてそれぞれのモータ（Ｘ軸モータ３０６、Ｙ軸モータ３０７、およびθ軸モータ３０８）を制御し、Ｘ座標、Ｙ座標、θ（回転）座標を補正する。
上述の実施例では、ボンディングヘッド部１３２についての位置補正を説明した。以下、プリフォーム部１３１、及びピックアップ装置１１２についても同様である。また、画像処理装置３０１及び位置制御装置３０２は、一式であり、ピックアップ装置１１２、プリフォーム部１３１およびボンディングヘッド部１３２をすべて制御する。

さて、本発明の第１の実施例では、コレット交換後の調整作業において、コレットの先端にニードルピンを着脱自在に取り付け可能な構成を備えたものである。
図４と図５によって、本発明の第１の実施例について説明する。図４は、本発明のダイボンダ１００に使用するコレットの一実施例を説明するための図である。（ａ）は側面から見た図であり、（ｂ）は上から見た図である。
図４に示すように、本発明のコレット４１は、従来のコレット４１に加え、ニードルピン４２が嵌合可能なように取付け部４３を設けたものである。取付け部４３は、コレット４１の先端部の縁辺部近くに、下からニードルピン４２が差し込めるように設けられ、ニードルピン４２を嵌合によって固定可能な穴径であって、かつ着脱自在である。

図５は、図４のコレット４１を用いて、コレット交換時のコレット位置補正を行う一実施例を説明するための模式図である。図５は、図９の模式図と比較して、コレット４１０−１、４１０の替りに、本発明のコレット４１−０、４１を使用し、更に、基板２１３の上面に、紙またはプラスチック等のシートを貼り付けたものである。
このシートは、紙又はプラスチック等、ニードルピンを押し付けることで画像処理によりその位置等を認識できるような跡（打痕）が生じるようなものであればよい。
図５は、図９と同様に、ずれ量を強調して描いている。
図５において、コレットの交換は、通常、ボンディングするダイの寸法が変わった場合、コレットが破損した場合、または、コレットの使用回数が所定数を超えた場合に行われる。
なお、図５では、ボンドカメラ２０３は斜め方向から基板２１３の所定の領域を撮像しているが、真下を撮像するように設け（図２参照）、コレットがダイボンドする場合には、邪魔にならないように待避するようにしても良い。

コレットの先端部がダイを押し付けてボンディングするために、コレット４１０または４１０−０は、基板２１３上に設けられたダイ接着パターン１の表面迄、矢印５５方向に降下する。
コレット交換前には、ボンドカメラ２０３が所定の位置（ｘＣ０，ｙＣ０）として認識している位置４３と、コレット４１−０が降下する位置（ｘＣ０，ｙＣ０）として認識している位置４４−０は、生産開始の段階で、同じ座標系となるように調整されている。従って、コレット４１−１が、ボンドカメラ２０３が画像処理して求めた位置座標値を目標にして矢印５５に示す方向に降下すると、コレット４１−１の先端部は、基板２１３上の同一の位置４３に降下することができる。なお、シート４８は、基板２１３上に設けられた位置合わせマーク２３５が露出するように貼り付けており、ボンドカメラ２０３が撮像した画像に写り込んだこの位置合わせマーク２３５によって、基板２１３上に形成されたパターンの位置を認識可能にしている。

既に説明したように、コレットをコレット４１−０からコレット４１に交換すると、コレットの位置がずれる（図５では、矢印５１の方向にずれる。）。即ち、ボンドカメラの座標系とコレットが基板位押し付ける位置を示す座標系とが異なってしまう。従って、コレット４１が、ボンドカメラ２０３が画像処理して求めた位置座標値で矢印５５に示す方向に降下すると、コレット４１の先端部は、基板２１３上の別の位置４４に降下してしまい、ダイの接着位置がずれる。そこで、コレットの交換の都度、コレットの先端が降下する位置がボンドカメラの位置と一致するように、座標系を調整する必要がある。
本発明では、従来と異なり、ダイをボンディングせず、シート４８を貼りつけた基板２１３にニードルピン４２を取付けたコレット４１を降下させ、ニードルピン４２によってシート４８に打痕４６をつける。即ち、コレット４１を、ニードルピン４３がシート４８に打痕４６ができる高さまで降下させ、その後、コレット４１を待機位置に移動させる。このようにして、複数箇所に打痕をつける。

次に、基板２１３上のシート４８の打痕４６がついた場所をボンドカメラ２０３で撮像する。
撮像した画像データを画像処理することによって、打痕４８のついた箇所の位置座標を求める。
得られた複数の位置座標について、交換前のコレット４１−０の位置座標（ｘＣ０，ｙＣ０）との差を求める。求めた差をコレットの位置補正データとして、以下、製品の生産を行う。

上記実施例によれば、製品で使用する基板やダイを使用しないで、コレット交換時のボンディングカメラとコレットとのずれを補正することができ、ダイを正確かつ迅速にボンディングできる信頼性の高いダイボンダ及び半導体製造方法を実現することができる。この結果、実際の製品となり得る基板とダイを使用せず、コレット交換時の位置ずれが補正でき、コストを削減することができる。
なお、シートは、耐熱性があり、熱膨張係数が基板と同等のものが望ましい。
また、ニードルピンは、コレットにワンタッチで着脱可能で、かつ、着脱を繰り返しても位置ずれが少ない構成であれば更に良い。ただし、ニードルピンの設置位置がコレット先端の本来設置すべき位置から多少ずれていたとしても、取付けるニードルピンが２本以上あれば、相対的にコレットの先端の降下位置が正確に算出できる。例えば、圧痕が１点であれば、ニードルピンの取付け位置がずれていれば、当該コレットのどこかであることが分かるが、正確なコレットの中心位置は分からない。しかし、ニードルピンがつけた圧痕が２点以上あれば、それらの圧痕の位置を元にして、当該コレットの中心位置と回転ずれ角が算出でき、圧痕の数が多ければ多いほど取付位置ずれによる影響が少なくなる。
更に、後述の実施例４で説明するように、位置調整（座標系調整）後、再度同様の作業を実行し、位置ずれの程度が減少したことを確認するようにしても良い。

本発明の第２の実施形態を、図６によって説明する。また、図１〜図４の構成をそのまま適用する。図６は、図５とほぼ同様で、図４のコレット４１を用いて、コレット交換時のコレット位置補正を行う一実施例を説明するための模式図である。図６は、図６と比較して、シート４８の替りに、シート状の圧力測定フィルム４９を基板２１３の上面に貼り付けたものである。
シート状の圧力測定フィルム４９は、圧力が加えられると、フィルムとは別の色（例えば、赤色等）に発色又は変色する。従って、ニードルピンが作る打痕は発色（又は変色）するので、発色（又は変色）した領域と発色（又は変色）していない領域を識別して画像処理するときに分かり易い。即ち、この圧力測定フィルムとは、加圧すると発色又は変色するものである。使用するコレット及びボンディングに対応した圧力測定フィルムを用いることで、コレット面積内の圧力分布も分かるため、コレットの位置補正に加えてＸＹ平面に対するコレットの傾きも含めた補正が可能になる。これにより、コレットによるダイへのダメージを減少及び低下させることができる。

実施例２によれば、実施例１の効果に加え、画像処理の速度と精度が上がり、より位置ずれ補正が精確にできるため、信頼性の高いダイボンダが実現できる。
更に、後述の実施例４で説明するように、位置調整後、再度同様の作業を実行し、位置ずれの程度が減少したことを確認するようにしても良い。

本発明の第３の実施形態を、図７によって説明する。また、図１〜図３の構成をそのまま適用する。図７は、図９とほぼ同様に、従来のコレット４１０を用いて、コレット交換時のコレット位置補正を行う一実施例を説明するための模式図である。図７は、図６と比較して、シート状の圧力測定フィルム４９上に、コレット４１０の先端をそのまま降下させて、シート状の圧力測定フィルム４９に打痕をつけたものである。

実施例３によれば、実施例１２の効果に加え、ニードルピンを取付ける作業と、補正後のニードルピン４２の取はずし（脱着）作業が不要となるため、作業時間を短縮でき、更にコストを削減できる。
更に、後述の実施例４で説明するように、位置調整後、再度同様の作業を実行し、位置ずれを確認するようにしても良い。

本発明の第４の実施形態を、図８Ａ及び図８Ｂによって説明する。また、実施例１〜実施例２の構成をそのまま適用して実行する。図８Ａ及び図８Ｂは、本発明のダイボンダのコレット変更時の動作手順の一実施例を示すフローチャートである。
図８Ａ及び図８Ｂは、ダイボンダ１００の制御部２００が、ダイボンダ内の各機器と相互にアクセスし、それら各機器を制御して実行する。

図８Ａ及び図８Ｂにおいて、まずニードルピン装着ステップＳ１０１では、作業者がコレットを交換し、交換したコレットにニードルピンを装着し、コレット交換後の位置ずれ調整を開始する操作がなされたことを確認する。このため、作業者は、コレット４１−０を新しいコレット４１に交換し、交換したコレット４１にニードルピン４２を取付けた後、上記操作を行う。
この時、通常のダイボンディングが実行できないモード、即ち、図８Ａ及び図８Ｂの動作しか実行できないモードにダイボンダの設定を変更する。

以下、打痕作成ステップＳ１０２〜Ｓ１０５について説明する。
次に、シート貼り付け基板セットステップＳ１０２では、ワーク供給・搬送部１２から基板１４１を搬入する。搬入された基板１４１には、予め作業者等によって、シート４８または圧力測定フィルム４９が貼り付けられている。以下、シート４８が基板１４１上に貼り付けられているとして本フローチャートを説明するが、圧力測定フィルム４９が貼り付けられていても同様である。
次に、ボンディング位置移動ステップＳ１０３では、コレット４１をダイ接着位置１の１つの中心に移動させる。このダイ接着位置は、予め、品種毎に設定されており、通常基板１４１上の複数の箇所が指定されている。
次に、空ボンディングステップＳ１０４では、ニードルピン４２が付いたコレット４１が基板１４１上のシート４８に降下する。この降下を、ダイを吸着しないで通常のボンディングと同様にボンディングプロセスを実行するため、本明細書では、空ボンディングと称する。
次に、空ボンディング終了判定ステップＳ１０５では、予め決められた複数箇所すべてに空ボンディングされたか否かを判定する。すべての空ボンディングが終了していなければ、ボンディング位置移動ステップＳ１０３に戻り、次の空ボンディングするダイ接着位置１に移動して空ダイボンディングすることを繰り返す。また、すべての空ボンディングが終了していれば、画像処理ステップＳ１０６に処理を移行する。

次に、位置座標算出ステップＳ１０６〜Ｓ１０７について説明する。
画像処理ステップＳ１０６では、ボンドカメラ２０３は、空ダイボンディング後に残った打痕が写り込んだ画像を撮像し、画像処理装置３０１がその画像を画像処理して、打痕の位置に基づいて、コレット４１の中心位置を算出し、移動させた位置座標との差を算出し、位置補正量として登録する。そして、以降、この登録された位置補正量で、コレット４１が移動する位置座標を補正してダイボンディングを行う。
この段階で、位置補正量の算出が終了し、位置補正量が登録されたので、本番の製品の生産を開始しても良いが、更に精確なダイボンディングが必要な製品を期すために、以下のステップＳ１２１〜Ｓ１２８（図８Ｂ参照）を実行するようにしても良い。

即ち、シート貼り付け基板セットステップＳ１２１では、ワーク供給・搬送部１２から基板１４１を搬入する。搬入されたきばん１４１には、予め作業者によって、シート４８（または圧力測定フィルム４９）が貼り付けられている。
以下、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理が、ステップＳ１２２〜Ｓ１２５でも同様に実行される。

即ち、ボンディング位置移動ステップＳ１２２では、コレット４１をダイ接着位置１の１つの中心に移動させる。このダイ接着位置は、予め、品種毎に設定されており、通常基板１４１上の複数の箇所が指定されている。
次に、空ボンディングステップＳ１２３では、ニードルピン４２が付いたコレット４１が基板１４１上のシート４８に降下する。この降下を、ダイを吸着しないで通常のボンディングと同様にボンディングプロセスを実行するため、本明細書では、空ボンディングと称する。
次に、空ボンディング終了判定ステップＳ１２４では、予め決められた複数箇所すべてに空ボンディングされたか否かを判定する。すべての空ボンディングが終了していなければ、ボンディング位置移動ステップＳ１２２に戻り、次の空ボンディングするダイ接着位置１に移動して空ダイボンディングすることを繰り返す。また、すべての空ボンディングが終了していれば、画像処理ステップＳ１２５に処理を移行する。
画像処理ステップＳ１２５では、ボンドカメラ２０３は、空ダイボンディング後に残った打痕が写り込んだ画像を撮像し、画像処理装置３０１がその画像を画像処理して、打痕の位置に基づいて、コレット４１の中心位置を算出し、移動させた位置座標との差を算出する。

次に、位置ずれ量判定ステップＳ１２７では、前のステップで算出した位置ずれ量が所定の閾値Ｔｈ以下であるか否かを判定する。所定の閾値Ｔｈ超であれば、再度シート貼り付け基板セットステップＳ１０２に戻り、再度位置ずれ調整を行う。また、所定の閾値Ｔｈ以下であれば、ダイボンディングステップＳ１５０の処理に移行し、製品の生産を開始する（または、製品の生産が開始可能なことを、図示しない表示装置に表示し、かつ、通常のダイボンディングが実行できるモードにダイボンダの設定を変更する。

実施例４によれば、コレットの交換直後に、手順に誤りなく、位置補正が実行でき、画像処理の速度と精度が上がり、より位置ずれ補正が精確にできるため、信頼性の高いダイボンダが実現できる。
なお、ニードルピンがない場合でも、空ボンディング後の打痕について画像処理を行い補正できることは言うまでもない。

１：ダイ接着パターン、 １１：ウェハ供給部、 １２：ワーク供給・搬送部、 １３：ダイボンディング部、 ４１、４１−０：コレット、 ４２：ニードルピン、 ４３：取付け部、 ４６：打痕、 ４８：シート、 ４９：圧力測定フィルム、 ５１、５５：矢印、 ５３：ボンドカメラの認識中心位置、 ５４：コレットの接触中心位置、 １００：ダイボンダ、 １１１：ウェハカセットリフタ、 １１２：ピックアップ装置、 １２１：スタックローダ、 １２２：フレームフィーダ、 １２３：アンローダ、 １３１：プリフォーム部、 １３２：ボンディングヘッド部、 ２００：制御部、 ２０１：ウェハカメラ、 ２０２：プリフォームカメラ、 ２０３：ボンドカメラ、 ２１１：ウェハ、 ２１２、２１３：基板、 ２３２：プリフォーム部の処理位置、 ２３３：ダイボンディング部処理位置、２３５：位置合わせマーク、 ２５１：ピッチ、 ３０１：画像処理装置、 ３０２は位置制御装置、 ３０３：Ｘ軸駆動部、 ３０４：Ｙ軸駆動部、 ３０５：θ軸駆動部、 ３０６：Ｘ軸モータ、 ３０７：Ｙ軸モータ、 ３０８：θ軸モータ、 ４１０、４１０−０：コレット。

Claims (5)

1. 基板を撮像するボンドカメラと、前記撮像した画像を画像処理し、前記基板の所定のダイ接着位置の位置座標を算出する画像処理部と、前記ダイを吸着して前記基板に押し付ける先端にニードルピンを着脱自在に取り付け可能な取付け部を具備し先端でダイをピックアップし前記基板に押し付けるコレットを備えたボンディングヘッド部と、制御部とを有し、前記コレットがピックアップした前記ダイを前記基板にボンディングするダイボンダであって、
   前記制御部は、前記取付け部にニードルピンを取付けた状態及び前記基板にシートを貼り付けた状態で、前記ボンディングヘッド部により前記ニードルピンを取付けた前記コレットを、前記基板に貼り付けた前記シートに押し付けて前記ダイ接着位置に前記ニードルピンの打痕を作り、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部の位置座標を算出し、前記コレットの先端部の位置座標を前記所定のダイ接着位置の位置座標に位置補正し、
   前記コレットから前記ニードルピンを外した状態で、基板にボンディングすることを特徴とするダイボンダ。
2. 請求項１記載のダイボンダにおいて、前記基板に前記シートの替りに圧力測定フィルムを張り付けて打痕を作り、打痕により発色又は変色した領域を識別するように画像処理することによって前記コレットの先端部の位置座標を算出することを特徴とするダイボンダ。
3. 基板を撮像するボンドカメラと、前記撮像した画像を画像処理し、前記基板の所定のダイ接着位置の位置座標を算出する画像処理部と、前記ダイを吸着して前記基板に押し付ける先端でダイをピックアップし前記基板に押し付けるコレットを備えたボンディングヘッド部と、制御部とを有し、前記コレットがピックアップした前記ダイを前記基板にボンディングするダイボンダであって、
   前記制御部は、前記ボンディングヘッド部により前記ダイ接着位置に、前記コレットを前記基板に貼り付けたシート状の圧力測定フィルムに押し付けて打痕を作り、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、打痕により発色又は変色した領域を識別して打痕の位置を算出し、算出した打痕の位置から前記コレットの先端部の位置座標を算出し、前記コレットの先端部の位置座標を前記所定のダイ接着位置の位置座標に位置補正し、
   前記基板にボンディングすることを特徴とするダイボンダ。
4. コレットにニードルピンを取付けた状態及び基板にシートまたはシート状の圧力測定フィルムを貼り付けた状態で、前記ニードルピンを取付けた前記コレットを、前記基板に貼り付けた前記シートまたは前記シート状の圧力測定フィルムに押し付けて前記基板のダイ接着位置に前記ニードルピンの打痕を作る打痕作成ステップと、
   ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部が前記基板に押し付けられる位置座標を算出し、算出した位置補正量を登録する位置座標算出ステップと、を備え、
   前記コレットを交換したときには、上記ステップを実行して、前記登録された位置補正量を用いて、所定のダイ接着位置の位置座標に前記コレットが移動する位置座標を補正してダイボンディングすることを特徴とする半導体製造方法。
5. 請求項４記載の半導体製造方法において、前記登録された位置補正量を用いて、再度前記打痕作成ステップを行って、前記ボンドカメラにより前記打痕の画像を撮像し、前記画像処理部により、前記打痕の位置から前記コレットの先端部が前記基板に押し付けられる位置座標を算出し、前記位置座標が所定の値を超えた場合には、再度前記打痕作成ステップと前記位置座標算出ステップとを実行することを特徴とする半導体製造方法。

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