JP2019087546A - コレット調整装置、コレット調整方法、およびダイボンダ - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の調整スキルに依存すことなく、交換後のコレットを基準の位置及び基準の回転角度に設定でき、交換後のコレットにて安定した作業を行うことが可能なコレット調整装置、コレット調整方法、及びダイボンダ提供する。【解決手段】検出工程にて、コレット交換後におけるコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出することができる。検出工程にて検出したコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を、あらかじめ設定された基準のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度と比較してその差である補正値を、算出工程で算出することができる。算出工程にて算出された補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節工程で調節することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、コレット調整装置、コレット調整方法、およびダイボンダに関するものである。

半導体装置の製造においては、多数個の素子を一括して造り込まれたウエハをダイシングして個々の半導体チップに分離し、これを一個ずつリードフレーム等の所定位置にボンディングするというチップボンディングの手法が採用されている。

従来においては、特許文献１等に記載のように、チップをピックアップ位置においてピップアップ用コレットにてピックアップして、ピップアップ用コレットにて吸着されているチップを中間ステージに供給し、この中間ステージ上に供給されているチップをボンディング用コレットにてピックアップして、ボンディング用コレットにて吸着されているチップをボンディング位置に供給するものがある。

この特許文献１に記載のボンディング装置は、図１３に示すように、半導体ウエハを保持する第１保持手段としてのウエハ保持台１と、シートを保持する第２保持手段としてのシート保持台２と、ウエハ保持台１とシート保持台２との間に配置される中間ステージ３とを備える。

そして、ウエハ保持台１のチップを吸着して中間ステージ３としてのガラス載置台に供給するための吸着器(吸着コレット)５と、中間ステージ３のチップを吸着してシート保持台２に供給するために吸着器（吸着コレット）６とを備える。

各コレット５，６は、Ｙ軸方向に沿って往復動するアーム７，８に付設され、各アーム７，８の本体部７ａ，８ａが、Ｘ軸方向に沿って基台１１上を往復動するブロック体９，１０にＺ軸方向に沿って往復動可能として付設されている。

すなわち、吸着コレット５がピップアップ用コレットとなり、吸着コレット６がボンディング用コレットとなる。このため、吸着コレット５は、各Ｘ・Ｙ・Ｚ軸に沿って移動することができて、ウエハ保持台１のチップを中間ステージ３に供給でき、ボンディング用コレット６は、各Ｘ・Ｙ・Ｚ軸に沿って移動することができて、中間ステージ３上のチップをシート保持台２のボンディング位置のボンディングすることができる。

特開２００６−１３０７３号公報

このようなボンディング装置等では、チップのサイズの相違やコレットの劣化等によりを交換する必要がある。コレットを交換すれば、位置ずれが生じるおそれがあり、この位置ずれが生じれば修正する必要があった。

次に、従来の一般的な位置修正方法を説明する。まず、ピックアップ用コレットにて、チップを中間ステージに供給する。そして、観察用カメラ等にて、中間ステージ上のチップの位置認識を行う。この位置認識を第１データとして、記憶手段等にて記憶させる。次に、ボンディング用コレット（交換済みコレット）にて、この中間ステージ上のチップを吸着して、Ｚ軸に沿って上昇させる。この場合、このコレットの動作をマニュアル操作にて行う。

次に、軸方向に沿って、マニュアル操作にて、ボンディングコレットを下降させて、中間ステージの直前において停止する。その後、コレット側の吸着力をオフ状態とするとともに、中間ステージの吸着力をＯＮ状態とする。これによって、中間ステージにチップを吸着させる。この際、交換したコレットに位置ずれが生じていれば、このチップは中間ステージ上で位置ずれしている。また、チップを中間ステージ上で戻した後は、ボンディングコレットを待機位置に戻す。

この状態で、再度、中間ステージ上でチップの位置認識を行う。この位置認識を第２データとする。そして、この第２データと前回の第１データとを比較する。すなわち、第２データと第１データとの差を演算（計算）し、この演算結果をＸＹθのそれぞれのパラメータに反映させて、ボンディングコレットの位置補正を行うことになる。

前記のような位置合わせ方法（ティーチング作業）では、マニュアル操作を必要とするため、コレット交換後に、オート動作をマニュアル操作に切り換える必要があり、しかも、第２データと第１データとの認識結果の差を演算する必要があった。すなわち、コレット交換後のティーチングの作業時間が大となって、生産性に劣るものとなっていた。しかも、マニュアル操作を行う必要があるので、作業者の調整スキルに依存することになっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、作業者の調整スキルに依存すことなく、交換後のコレットを基準の位置及び基準の回転角度に設定でき、交換後のコレットにて安定した作業（チップピックアップ作業やチップ供給作業）を行うことが可能なコレット調整装置、コレット調整方法、及びダイボンダを提供する。

本発明のコレット調整装置は、チップを吸着してピックアップするコレットにおけるＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調整するコレット調整装置であって、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出するコレット検出手段と、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度の基準値を設定する設定手段と、この設定手段にて設定された基準値とコレット検出手段によるコレット交換後の検出値との差である補正値を算出する演算手段と、この演算手段にて算出した補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を前記基準値に合わせる調節手段とを備えたものである。

本発明のコレット調整装置によれば、コレット検出手段にて、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出することができ、演算手段にて、コレット検出手段にて検出値と、設定手段にて設定された基準値とから補正値を算出することができる。そして、この補正値に基づいて、調節手段にてコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節することができる。

基準値を、Ｘ方向に延びるＸ方向基準線とＹ方向に延びるＹ方向基準線との少なくともいずれかの基準線で構成することができる。また、基準線は、光透過型センサの光軸を利用することができる。

本発明のダイボンダは、ピックアップポジションにてコレットでチップをピックアップし、このピックアップしたチップをボンディングポジションに搬送して、そのボンディングポジションにてチップをボンディングするダイボンダであって、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、前記コレット調整装置にてコレットの調整を行うものである。

ダイボンダとして、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間にチップが搬送される中間ステージを有し、この中間ステージにおいて前記コレット調整装置にてコレットの調整を行うものであってもよい。

ダイボンダとして、ピックアップポジション、ボンディングポジション、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間の中間ステージの内少なくとも一つでのコレットの調整が可能であってもよい。

前記コレットはボンディングアームのヘッド部に着脱自在に取付けられ、前記調節手段は、少なくともこのボンディングアームの駆動機構を含むことが好ましい。

本発明のコレット調整方法は、チップを吸着してピックアップするコレットにおけるＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調整するコレット調整方法であって、コレット交換後におけるコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出する検出工程と、この検出工程にて検出したコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を、あらかじめ設定された基準のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度と比較してその差である補正値を算出する算出工程と、算出工程にて算出された補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節する調節工程とを備え、前記全工程が自動化されているものである。

本発明のコレット調整方法によれば、検出工程にて、コレット交換後におけるコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出することができる。検出工程にて検出したコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を、あらかじめ設定された基準のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度と比較してその差である補正値を、算出工程で算出することができる。算出工程にて算出された補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節工程で調節することができる。

コレットをその軸心廻りに回転させて、基準値を決定するためのＸ方向基準線又はＹ方向基準線からなる基準線に近接する一つのコーナ部がこの基準線に接触するまでの回転角度と、コレットをその軸心廻りに回転させて、基準線に近接する他のコーナ部が基準線に接触するまでの回転角度とを検出し、前記２つの回転角度に基づいて、基準線に対して、一対の前記コーナ部を結ぶコレットの一つの辺が平行となる回転角度を演算し、この回転角度の演算値に基づいてコレットを回転させるものであってもよい。

このように設定することによって、コレットの一つの辺を基準線と平行な状態となるように回転させることができる。これによって、コレット軸心廻りの回転角度を基準の角度に合わせることができる。

コレット軸心廻りの回転角度を調整した後、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置を調整するのが好ましい。このように設定することによって、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置の調整を開始する際には、コレットは、コレット軸心廻りの回転角度が基準の角度に調整されている。すなわち、コレットの一つの辺が、基準線に対して平行となっているので、安定してＸ−Ｙ座標に対する位置を調整することができる。

コレットの一つの辺が基準線に対して平行になっている状態において、この一つの辺の基準線に対するずれ量を演算し、このずれ量に基づいてコレットを平行移動させることができる。

Ｘ方向に延びるＸ方向基準線又はＹ方向に延びるＹ方向基準線であり、いずれか一方の基準線を用いて、この基準線に対する位置調整を行った後、コレットをその軸心廻りに時計廻り又は反時計廻りに９０°回転させて、前記いずれか一方の基準線を用いてこの基準線に対する位置調整を行うことができる。このように設定することによって、Ｘ−Ｙ座標に対する位置ずれ調整を、Ｘ方向基準線とＹ方向基準線とのいずれか一方の基準線を用いて行うことができ、装置の簡略化を図ることができる。

本発明のコレット調整装置及びコレット調整方法では、交換後のコレットを、基準の位置及び基準の回転角度に合わせることができ、交換後のコレットにて安定した作業（チップピックアップ作業やチップ供給作業）を行うことが可能となる。しかも、作業者の調整スキルに依存することなく安定してコレットを、短時間で調整することができる。

本発明のコレット調整装置の全体簡略ブロック図である。 前記コレット調整装置の検出手段としてのセンサを保持する治具の簡略平面図である。 本発明のダイボンダを示し、（ａ）はピックアップ工程を示す簡略図であり、（ｂ）はボンディング工程を示す簡略図である。 本発明のコレット調整方法の作業工程図である。 本発明のコレット調整方法の作業工程における回転角度調整のフローチャート図である。 本発明のコレット調整方法の作業工程における位置調整のフローチャート図である。 回転角度調整の方法を示し、（ａ）は基準線に対して非接触状態の調整開始前のコレットの簡略図であり、（ｂ）はコレットを反時計廻りに回転させた簡略図であり、（ｃ）はコレットを時計廻りに回転させた簡略図である。 基準線に対して接触状態の調整開始前のコレットの簡略図である。 位置調整の方法を示し、（ａ）は基準線に対して非接触状態の調整開始前のコレットの簡略図であり、（ｂ）はコレットを平行移動させて一の長辺を基準線に合わせた状態の簡略図であり、（ｃ）はコレットを平行移動させて他の長辺を基準線に合わせた状態の簡略図であり、（ｄ）はコレットを平行移動させてコレットの短手方向の中間部位を基準線Ｌ１上に配置した状態の簡略図である。 位置調整の方法を示し、（ａ）はコレットを９０°回転させた状態であって、基準線に対して非接触状態の調整開始前のコレットの簡略図であり、（ｂ）はコレットを９０°回転させた後、コレットを平行移動させて一の短辺を基準線に合わせた状態の簡略図であり、（ｃ）はコレットを平行移動させて他の短辺を基準線に合わせた状態の簡略図であり、（ｄ）はコレットを平行移動させてコレットの長手方向の中間部位を基準線Ｌ１上に配置した状態の簡略図である。 位置調整の方法を示し、（ａ）は基準線に対して接触状態の調整開始前のコレットの簡略図であり、（ｂ）はコレットを基準線側へ平行移動させた簡略図である。 位置調整の方法を示し、（ａ）はコレットを９０°回転させた状態であって、基準線に対して接触状態の調整開始前のコレットの簡略図であり、（ｂ）はコレットを９０°回転させた後、コレットを基準線側へ平行移動させた簡略図である。 中間ステージを有する従来のダンボンダの簡略斜視図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。

図３は本発明に係るダイボンダ（ボンディング装置）を示し、このボンディング装置は、チップ２１をピックアップ位置Ａにおいてピップアップ用コレット２２にてピックアップして、ピップアップ用コレット２２にて吸着されているチップ２１を中間ステージ２３に供給し、この中間ステージ２３上に供給されているチップ２１をボンディング用コレット２４にてピックアップして、ボンディング用コレット２４にて吸着されているチップを基板２５等のボンディング位置Ｂに供給するものである。なお、ピックアップ位置Ａのチップ２１は、ウエハ２６から多数に分割されてなる。

ピップアップ用コレット２２は、コレットホルダを介してアーム（図示省略）が接続され、このアームがピックアップ側搬送手段（図示省略）にて、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動することができる。この場合、ピックアップ側搬送手段としては、ロボットアーム機構やＸＹＺθ軸ステージ等で構成できる。また、コレット２２は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ２１が真空吸引され、このコレット２２の下端面にチップ２１が吸着する。この真空吸引（真空引き）が解除されれば、コレット２２からチップ２１が外れる。ピップアップ用コレット２２としては、吸着面がフラットなフラットコレットであっても、吸着時にチップのエッジを案内するテーパ部を有する角錐コレットであってもよい、チップの２辺で吸着するタイプであっても、チップの４辺で吸着するタイプであってもよい。なお、このピップアップ用コレット２２の真空引きには、真空ポンプやエジェクタ等の真空発生器を使用する。

ピップアップ用コレット２２は、図３（ａ）の示す移動が可能となっている。すなわち、待機位置、つまり、ピックアップ位置Ａと中間ステージ２３との中間位置の上部位置から、矢印Ｃ１方向に沿ってピックアップ位置Ａの上方位置までの移動、この位置から矢印Ｄ１方向に沿って下降して、ピックアップ位置Ａにおけるチップ２１を吸着するための移動、この位置から矢印Ｄ２方向に沿って上昇してピックアップ位置Ａの上方位置までの移動、この位置から矢印Ｃ２方向に沿って待機位置まで戻す移動が可能である。また、待機位置から矢印Ｃ３方向に沿って中間ステージ２３の上方位置までの移動、この位置から矢印Ｄ３方向に沿って下降して、中間ステージ２３上のチップ供給位置へチップを供給するための移動、この位置から矢印Ｄ４方向に沿って上昇して中間ステージ２３の上方位置までの移動、この位置から矢印Ｃ４方向に沿って待機位置まで戻す移動が可能である。なお、ピックアップ位置Ａの上方位置には、ＣＣＤカメラ等の観察用カメラ（図示省略）が配置され、ピックアップ時の位置認識を用いることができる。

ボンディング用コレット２４は、コレットホルダを介してアーム（図示省略）が接続され、このアームがボンディング側コレット搬送手段にて、Ｘ、Ｙ、Ｚ及びθ方向に駆動することができる。このボンディング側コレット搬送手段も、ロボットアーム機構やＸＹＺθ軸ステージ等で構成できる。また、コレット２４としても、吸着面がフラットなフラットコレットであっても、吸着時にチップのエッジを案内するテーパ部を有する角錐コレットであってもよい、チップの２辺で吸着するタイプであっても、チップの４辺で吸着するタイプであってもよい。なお、コレット２４の真空引きには、真空ポンプやエジェクタ等の真空発生器を使用する。

これによって、ボンディング用コレット２４は、図３（ｂ）に示す移動が可能となっている。ボンディング位置Ｂと中間ステージ２３との中間位置の上部位置から、矢印Ｅ１方向に沿って中間ステージ２３の上方位置までの移動、この位置から矢印Ｆ１方向に沿って下降して、中間ステージ２３上のチップ２１を吸着するための移動、この位置から矢印Ｆ２方向に沿って上昇して中間ステージ２３の上方位置までの移動、この位置から矢印Ｅ２方向に沿って待機位置まで戻す移動が可能である。また、待機位置から矢印Ｅ３方向に沿ってボンディング位置Ｂの上方位置までの移動、この位置から矢印Ｆ３方向に沿って下降して、ボンディング位置Ｂへチップ２１を供給するための移動、この位置から矢印Ｆ４方向に沿って上昇してボンディング位置Ｂの上方位置までの移動、この位置から矢印Ｅ４方向に沿って待機位置まで戻す移動が可能である。

ところで、このようなダイボンダにおいては、チップ２１のサイズの相違やコレット２２（２４）劣化等によりコレット２２（２４）を交換する必要がある。このため、このボンディング装置には、交換後のコレット２２（２４）におけるＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調整するコレット調整装置を備えている。

各コレット調整装置は、図１に示すように、コレット２２（２４）のＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出するコレット検出手段３０と、コレット２２（２４）のＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット中心（軸心）Ｏ廻りの回転角度θの基準値を設定する設定手段３１と、この設定手段３１にて設定された基準値とコレット検出手段３０によるコレット交換後の検出値との差である補正値を算出する演算手段３２と、この演算手段３２にて算出した補正値に基づいて交換後のコレット２２（２４）のＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心Ｏ廻りの回転角度θを基準値に合わせる調節手段３３とを備える。

コレット検出手段３０、３０は、図２に示すように、ピックアップ用コレット２２の位置及び回転角度を検出するためのピックアップ用検出センサ３５Ａ，３５Ｂと、ボンディング用コレット２４の位置及び回転角度を検出するためのボンディング用検出センサ３６Ａ，３６Ｂとを備える。

検出センサ３５Ａ、３６Ａは、設定手段３１の基準値を構成するための基準線Ｌ、この場合、Ｘ方向基準線Ｌ１を設定するものであり、検出センサ３５Ｂ、３６Ｂは、設定手段３１の基準値を構成するための基準線Ｌ、この場合、Ｙ方向基準線Ｌ２を設定するものである。このため、検出センサ３５Ａ、３６Ａが設定手段３１を構成することができる。そして、各センサ３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ，３６Ｂは、光透過型のセンサを用いている。すなわち、各センサ３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ，３６Ｂは、投光器３５Ａ１，３５Ｂ１，３６Ａ１、３６Ｂ１と、受光器３５Ａ２，３５Ｂ２，３６Ａ２、３６Ｂ２とを備え、投光・受光器間の光軸を検出物体（この場合、コレット２２，２４）が遮ることで、投光器３５Ａ１，３５Ｂ１，３６Ａ１、３６Ｂ１からの光が受光器３５Ａ２，３５Ｂ２，３６Ａ２、３６Ｂ２に入光しないことになる。このため、基準線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）としては、検出センサ３５Ａ、３６Ａの光軸を利用している。

この場合、検出センサ３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは、中間ステージ２３に着脱自在に取付られる治具３７に装着されている。治具３７は、ピックアップ用の検出センサ３５Ａ，３５Ｂが装着されるピックアップ側の第１部３８と、ボンディング用検出センサ３６Ａ，３６Ｂが装着されるボンディング側の第２部３９とを備える。

治具３７として、第１部３８と第２部３９とが同一高さであっても、相違する高さであってもよい。高さが相違する場合、ピックアップ側がボンディング側よりも低くても、逆にボンディング側がピックアップ側よりも低くてもよい。ダイボンダには、ウエハ２６からピックアップする位置を固定し、ウエハのダイ（チップ２１）を全てピックアップするためにウエハを移動させるタイプがある。そのようなタイプでは、ウエハ２６の移動範囲がボンディング位置の下部まで広がることになる。このため、ピックアップ位置よりも高い位置にボンディング位置が配置される。そこで、治具３７として、第１部３８と第２部３９とに高低差（この場合、ピックアップ側の第１部３８をボンディング側の第２部よりも低位置とした。）を設けた。

演算手段３２としては。例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。記憶手段としての記憶装置がこの演算手段３２に接続される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

ピックアップ用コレット２２側の調整手段３３は、ピックアップ側コレット搬送手段にて構成でき、ボンディング用コレット２４側の調整手段３３は、ボンディング側コレット搬送手段にて構成できる。

次に、図４は、前記のように構成したコレット調整装置にて行う作業工程を示す。すなわち、本発明に係るコレット調整方法は、コレット交換後におけるコレット２２（２４）のＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出する検出工程４１と、この検出工程４１にて検出したコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を、あらかじめ設定された基準のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度と比較してその差である補正値を算出する算出工程４２と、算出工程４２にて算出された補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節する調節工程４３とを備える。この場合、これらの全工程は自動化されている。

図５と図６とは、本発明に係るコレット調整方法のフローチャート図を示す。この場合、コレット２２が図７（ａ）に示すように、基準線（Ｘ方向基準線Ｌ１であって、検出センサ３５Ａの投光器３５Ａ１から投光された光）に対して、非接触で、基準線Ｌ１に対してある角度（不明な角度であって、後述する回転角度θ）で傾斜している状態とする。

この状態で、コレット２２をその軸心Ｏを中心にコレット搬送手段にて矢印ＣＣＷ方向に回転させて、図７（ｂ）に示すように、基準線Ｌ１に近接するコレット２２の一つのコーナ部２２ａが接触する状態とする。この場合、投光器３５Ａ１から投光された光がコーナ部２２ａにて遮られ、受光器３５Ａ２に入光しない。そして、この回転角度θ１が検知される構成となっている。次に、コレット２２をその軸心Ｏを中心にコレット搬送手段にて矢印ＣＷ方向に回転させて、図７（ｃ）に示すように、基準線Ｌ１に近接するコレット２２の他のコーナ部２２ｂが接触する状態とする。この投光器３５Ａ１から投光された光がコーナ部２２ｂにて遮られ、受光器３５Ａ２に入光しない。そして、この回転角度θ２が検知される構成となっている。これによって、図５のステップＳ１（回転角度を検出する）が完了する。

図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態までの回転角度をθ１とし、図７（ａ）に示す状態から図７（ｃ）に示す状態までの回転角度をθ２としたとき、コレット２２の一つの辺２２ｃ１（コーナ部２２ａとコーナ部２２ｂとを結ぶ辺）が基準線Ｌ１と平行になる角度は、（θ１＋θ２）／２で求めることができる。具体的には、θ１が−３０°とし、θ２が＋６０°であれば、（−３０°＋６０°）／２＝＋１５°となる。これによって、補正値（つまり、コレットをＣＷ方向に１５°回転）を求めることができる。すなわち、ステップＳ２（補正値を算出する）が完了する。

その後は、この補正値を有するか否かを判断する。前記具体例では、補正値として＋１５°を得たが、コレット交換後において、コレット２２の一つの辺２２ｃ１が基準線Ｌ１と平行状態であれば、補正値は０となる。具体的には、コレット２２をその軸心Ｏ廻りにＣＣＷ方向に回転させる角度θ１が−３０°であれば、コレット２２をその軸心Ｏ廻りにＣＷ方向に回転させる角度θ２は＋３０°である。このため、（θ１＋θ２）／２が０°となって、補正値を有しないことになる。

このため、ステップＳ３で補正値を有するか否かを判断する。そして、補正値があれば、ステップＳ４へ移行し、基準値に合わせる。すなわち、補正値に従って、コレット２２をその軸心Ｏを中心に回転させることになる。この場合、図７（ａ）に示す状態からコレット２２をその軸心Ｏを中心にコレット搬送手段にて矢印ＣＷ方向に１５°回転させればよい。その後は、Ａへ移行する。また、ステップＳ３で補正値を有しない場合は、Ａへ移行する。

なお、図８に示すように、コレット交換後に、この投光器３５Ａ１から投光された光がコレット２２にて遮られ、受光器３５Ａ２に入光しない場合、コレットをＹ方向に平行移動させることによって、図７（ａ）に示すように、基準線Ｌ１に接触しない状態とすることができる。これによって、前記の工程によって、θ１及びθ２を検出して、基準線Ｌ１と平行になる回転角度θを算出することができる。

このように、コレット２２の一つの辺２２ｃ１（コーナ部２２ａとコーナ部２２ｂとを結ぶ辺）が基準線Ｌ１と平行となる状態とできる。その後は、交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置を調整することになる。

すなわち、図６に示すように、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置を検出する（ステップＳ５）。この場合、図９（ａ）に示すように、コレット２２の一つの辺２２ｃ１（コーナ部２２ａとコーナ部２２ｂとを結ぶ長辺）が基準線Ｌ１と平行となる状態となっている。この状態では、基準線Ｌ１がコレット２２に遮られていない状態となっているので、コレット２２の一つの辺２２ｃ１を基準線Ｌ１に接近させる。そして、図９（ｂ）に示すように、コレット２２の一つの辺２２ｃ１を基準線Ｌ１を通過すれば、基準線Ｌ１がコレット２２に遮られて、光が受光器３５Ａ２に入光しなくなる。このため、この移動距離がコレット２２の一つの辺２２ｃ１が基準線Ｌ１からずれている寸法となる。この寸法をＨ１とすれば、一つの辺（長辺２２ｃ１）が基準線Ｌ１と直交するＹ方向に寸法Ｈ１だけ図面上の右方向にずれていることが分かる。

また、図９（ａ）に示す状態から、コレット２２をＣＷ方向又はＣＣＷ方向にその軸心Ｏ廻りに９０°回転させる。この状態では、図１０（ａ）に示すように、コレットの一方の短辺２２ｄ１が、基準線Ｌ１から寸法Ｈ２だけ離間した状態で基準線Ｌ１と平行状態となっていれば、基準線Ｌ１がコレット２２に遮られていない状態となっている。その後は、コレット２２の短辺２２ｄ１を基準線Ｌ１に接近させる。

図１０（ｂ）に示すように、コレット２２の短辺２２ｄ１を基準線Ｌ１が通過すれば、基準線Ｌ１がコレット２２に遮られて、光が受光器３５Ａ２に入光しなくなる。このため、この移動距離がコレット２２の短辺２２ｄ１が基準線Ｌ１からずれている寸法となる。この寸法をＨ２とすれば、短辺２２ｄ１が基準線Ｌ１と直交するＹ方向に寸法Ｈ２だけ図面上の右方向にずれていることが分かる。

このため、コレット２２の一つの辺（長辺）２２ｃ１がＸ方向に延びるものであれば、コレット２２の一の短辺２２ｄ１がＹ方向に延びるものとなって、前記Ｈ１はＹ方向に対するずれを示し、前記Ｈ２がＸ方向に対するずれを示す。これに対して、長辺２２ｃ１がＹ方向に延びるものであれば、短辺２２ｄ１がＸ方向に延びるものとなって、前記Ｈ１はＸ方向に対するずれを示し、前記Ｈ２がＹ方向に対するずれを示す。これによって、図６のステップＳ６（補正値を算出する）が完了する。

その後は、ステップＳ７へ移行して、補正値を有するか否かを判断する。前記図９（ａ）では、Ｈ１だけ基準線Ｌ１より長辺２２ｃ１がずれており、前記図１０（ａ）では、Ｈ２だけ基準線Ｌ１よりも短辺２２ｄ１がずれていたが、図９（ａ）において、長辺２２ｃ１が基準線Ｌ１にずれず、かつ、前記図１０（ａ）において、短辺２２ｄ１が基準線Ｌ１にずれていなければ、コレット２２は、Ｘ方向にもＹ方向にも位置ずれしていない状態であって、補正値が算出されない。

このため、ステップＳ７で補正値を有する場合、ステップＳ８へ移行して、補正値に従って、Ｘ方向及び／又はＹ方向にも位置ずれを修正（調整）して（基準値に合わせて）、調整作業を終了する。また、ステップＳ７で補正値を有さない場合、位置ずれを修正（調整）する必要がないので、調整作業を終了する。

ところで、コレット交換時に、図１１（ａ）に示すように、投光器３５Ａ１からの光がコレットにて遮られている場合がある。このような場合、この状態から、矢印方向へ、図１１（ｂ）に示すように、投光器３５Ａ１からの光を受光器３５Ａ２にて受光できるようになるまで平行移動させて、この距離（寸法）Ｈ３で、辺２２ｃ１が基準線Ｌ１より位置ずれしていることが分かる。

また、コレットを９０°回転させた状態で、図１２（ａ）に示すように、投光器３５Ａ１からの光がコレット２２にて遮られている場合がある。このような場合、この状態から、矢印方向へ、図１２（ｂ）に示すように、投光器３５Ａ１からの光を受光器３５Ａ２にて受光できるようになるまで平行移動させて、この距離（寸法）Ｈ４、辺２２ｄ１が基準線Ｌ１より位置ずれしている量である。

このため、コレット交換時に、投光器３５Ａ１からの光がコレット２２にて遮られている場合であっても、Ｘ方向及び／又はＹ方向にも位置ずれを検出して、そのずれを調整することができる。

ところで、図９（ａ）に示す状態から、矢印α方向に寸法Ｈ１だけ、コレット２２を移動させることによって、図９（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す状態とできる。そして、この状態からコレット２２をさらに同一方向（矢印α方向）に移動させて、この辺２２ｃ１に対向する辺（長辺２２ｃ２）を基準線Ｌ１に合わせた状態とする。これによって、このコレット２２の短辺２２ｄ１（２２ｄ２）の長さＷ１を検出することができる。そこで、この図９（ｃ）の状態から矢印αと反対の矢印β方向へＷ１／２だけ移動させることによって、図９（ｄ）に示すように、コレット２２を短手方向の中間部位を基準線Ｌ１上に配置できる。

また、図１０（ａ）に示す状態から、矢印α方向に寸法Ｈ２だけ、コレット２２を基準線Ｌ１側へ移動させることによって、図１０（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す状態とできる。そして、この状態からコレット２２をさらに同一方向（矢印α方向）に移動させて、この辺２２ｄ１に対向する辺（短辺２２ｄ２）を基準線Ｌ１に合わせた状態とする。これによって、このコレット２２の長辺２２ｃ１（２２ｃ２）の長さＷ２を検出することができる。そこで、この図１０（ｃ）の状態から矢印αと反対の矢印β方向へＷ２／２だけ移動させることによって、図１０（ｄ）に示すように、コレット２２を長手方向の中間部位を基準線Ｌ１上に配置できる。

このため、コレット２２の位置ずれ調整としては、基準線Ｌ１に、辺２２ｃ１，２２ｃ２，２２ｄ１，２２ｄ２に合わせようにしても、基準線Ｌ１に、コレット２２を短手方向の中間部位及び／又はコレット２２を長手方向の中間部位を合わせるようにしてもよい。

図５から図１２では、ピックアップ側のコレット調整（Ｘ−Ｙ座標に対する位置調整及びコレット軸心廻りの回転角度調整）について説明したが、ボンディング側も、ピックアップ側のコレット調整装置と同様のコレット調整装置を備えているので、詳細な説明は省略するが、ピックアップ側の作業工程と同様の作業工程を行うことができる。これによって、ボンディング側のコレット調整（Ｘ−Ｙ座標に対する位置調整及びコレット軸心廻りの回転角度調整）も可能である。

このように、ピックアップ側及びボンディング側のコレット調整（Ｘ−Ｙ座標に対する位置調整及びコレット軸心廻りの回転角度調整）を行うことができる。調整後が、センサ３５，３６が搭載された治具を中間ステージ２３から取り外せば、このダイボンダ（ボンディング装置）による作業を行うことができる。

前記実施形態では、基準線Ｌとして、Ｘ方向基準線Ｌ１を用いたが、Ｘ方向基準線Ｌ１と直交するＹ方向基準線Ｌ２を用いても同様の位置調整を行うことができる。また、Ｘ方向基準線Ｌ１及びＹ方向基準線Ｌ２の両基準線Ｌ１，Ｌ２を用いるようにしてもよい。この場合、Ｘ方向基準線Ｌ１に対してもＹ方向基準線Ｌ２に対しても同じ作業を行うようにしても、まずＸ方向基準線Ｌ１又はＹ方向基準線Ｌ２を用いて、その基準線に対する位置ずれを検出した後、コレットを回転させることなく、前記位置ずれを検出した基準線とは相違する基準線を用いて、Ｘ方向のずれおよびＹ方向のずれを検出することができる。

本発明のコレット調整装置では、コレット検出手段３０にて、コレット２２（２４）のＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心Ｏ廻りの回転角度を検出することができ、演算手段３２にて、コレット検出手段３０にて検出値と、設定手段３１にて設定された基準値とから補正値を算出することができる。そして、この補正値に基づいて、調節手段３３にてコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心Ｏ廻りの回転角度θを調節することができる。

このため、交換後のコレット２２（２４）を、基準の位置及び基準の回転角度に合わせることができ、交換後のコレット２２（２４）にて安定した作業（チップピックアップ作業やチップ供給作業）を行うことが可能となる。しかも、作業者の調整スキルに依存することなく安定してコレットを、短時間で調整することができる。図４に示す検出工程４１と算出工程４２と調節工程４３との全工程を自動化することができ、このように自動化することによって、正確な調整を安定してより短時間で行うことができる。

Ｘ方向基準線Ｌ１又はＹ方向基準線Ｌ２のいずれか一方の基準線を用いて、Ｙ方向又はＸ方向に対して位置合わせを行った後、コレット２２（２４）をその中心（軸心）Ｏ廻りに時計廻り又は反時計廻りに９０°回転させて、前記基準線Ｌと同じ基準線Ｌを用いてコレット調整方法を行うことができる。このように設定することによって、Ｘ−Ｙ座標に対する位置ずれ調整を、Ｘ方向基準線Ｌ１とＹ方向基準線Ｌ２とのいずれか一方の基準線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を用いて行うことができ、装置の簡略化を図ることができる。

基準線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）は、光透過型センサ３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの光軸を利用することができるので、その設定が容易であり、しかも、正確に基準線を形成することができる。また、実施形態のように、検出センサ３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが、中間ステージ２３に着脱自在に取付られる治具３７に装着されるものでは、装置設置及び取り外しの容易化を図ることができ、しかも、基準値（基準線）の設定を正確に行うことができる。

また、段差のある治具３７を用いることによって、ピックアップ位置とボンディング位置との高低差があるボンディング装置に対応して、各コレット２２，２４の位置及び回転角度を調整することができる。

ところで、前記実施形態では、中間ステージ２３を有するダイボンダ（ボンディング装置）に対して、その中間ステージ２３上で、コレット２２（２４）を調整するものであった。しかしながら、このようなダイボンダ（ボンディング装置）において、ピックアップ位置上で、ピックアップ側のコレットの調整を行うようにしても、ボンディング位置上で、ボンディング側のコレットの調整を行うようにしてもよい。この場合、中間ステージ上と、ピックアップ位置上と、ボンディング位置上とで、コレットの調整を行っても、ピックアップ位置上およびボンディング位置上のみでコレットの調整を行ってもよい。

本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ダイボンダ（ボンディング装置）として、中間ステージを有さないものもある。このような場合、１個のコレットを用いて、ピックアップ位置でチップを吸着し、ボンディング位置で、ピックアップ位置で吸着したチップをボンディングすることになる。このため、このような場合、ピックアップ位置上とボンディング位置上との少なくともいずれか一方でコレットの調整を行うようにできる。

コレット２２，２４の外形形状として、前記実施形態では矩形（長方形）であったが、正方形であっても、三角形であっても、５角形以上の多角形であってもよい。

２１ チップ
２２ ピップアップ用コレット
２２ａ コーナ部
２２ｂ コーナ部
２２ｃ１ 一つの辺
２３ 中間ステージ
２４ ボンディング用コレット
３０ コレット検出手段
３１ 設定手段
３２ 演算手段
３３ 調節手段
３５Ａ，３５Ｂ ピックアップ用検出センサ
３６Ａ，３６Ｂ ボンディング用検出センサ
４１ 検出工程
４２ 算出工程
４３ 調節工程
Ｌ 基準線
Ｌ１ Ｘ方向基準線
Ｌ２ Ｙ方向基準線
Ｏ コレット中心（軸心）
θ、θ１、θ２ 回転角度

Claims (12)

1. チップを吸着してピックアップするコレットにおけるＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調整するコレット調整装置であって、
   コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出するコレット検出手段と、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度の基準値を設定する設定手段と、この設定手段にて設定された基準値とコレット検出手段によるコレット交換後の検出値との差である補正値を算出する演算手段と、この演算手段にて算出した補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を前記基準値に合わせる調節手段とを備えたことを特徴とするコレット調整装置。
2. 前記基準値は、Ｘ方向に延びるＸ方向基準線とＹ方向に延びるＹ方向基準線との少なくともいずれかの基準線で構成されることを特徴とする請求項１に記載のコレット調整装置。
3. 前記基準線は、光透過型センサの光軸を利用することを特徴とする請求項２に記載のコレット調整装置。
4. ピックアップポジションにてコレットでチップをピックアップし、このピックアップしたチップをボンディングポジションに搬送して、そのボンディングポジションにてチップをボンディングするダイボンダであって、ピックアップポジションからボンディングポジションのいずれかの位置で、前記請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコレット調整装置にてコレットの調整を行うことを特徴とするダイボンダ。
5. ピックアップポジションとボンディングポジションとの間にチップが搬送される中間ステージを有し、この中間ステージにおいて前記請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のコレット調整装置にてコレットの調整を行うことを特徴とするダイボンダ。
6. ピックアップポジション、ボンディングポジション、ピックアップポジションとボンディングポジションとの間の中間ステージの内少なくとも一つでのコレットの調整が可能であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のダイボンダ。
7. 前記コレットはボンディングアームのヘッド部に着脱自在に取付けられ、前記調節手段は、少なくともこのボンディングアームの駆動機構を含むことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載のダイボンダ。
8. チップを吸着してピックアップするコレットにおけるＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調整するコレット調整方法であって、
   コレット交換後におけるコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を検出する検出工程と、この検出工程にて検出したコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を、あらかじめ設定された基準のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度と比較してその差である補正値を算出する算出工程と、算出工程にて算出された補正値に基づいて交換後のコレットのＸ−Ｙ座標に対する位置及びコレット軸心廻りの回転角度を調節する調節工程とを備え、前記全工程が自動化されていることを特徴とするコレット調整方法。
9. コレットをその軸心廻りに回転させて、基準値を決定するための基準線に近接する一つのコーナ部がこの基準線に接触するまでの回転角度と、コレットをその軸心廻りに回転させて、基準線に近接する他のコーナ部が基準線に接触するまでの回転角度とを検出し、前記２つの回転角度に基づいて、基準線に対して、一対の前記コーナ部を結ぶコレットの一つの辺が平行となる回転角度を演算し、この回転角度の演算値に基づいてコレットを回転させることを特徴とする請求項８に記載のコレット調整方法。
10. コレット軸心廻りの回転角度を調整した後、コレットのＸ−Ｙ座標に対する位置を調整することを特徴とする請求項８に記載のコレット調整方法。
11. コレットの一つの辺が基準線に対して平行になっている状態において、この一つの辺の基準線に対するずれ量を演算し、このずれ量に基づいてコレットを平行移動させることを特徴とする請求項８に記載のコレット調整方法。
12. 前記基準線は、Ｘ方向に延びるＸ方向基準線又はＹ方向に延びるＹ方向基準線であり、いずれか一方の基準線を用いて、前記請求項１１に記載のコレット調整方法を行った後、コレットをその軸心廻りに時計廻り又は反時計廻りに９０°回転させて、前記いずれか一方の基準線を用いて前記請求項１１に記載のコレット調整方法を行うことを特徴とするコレット調整方法。

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