JP5576219B2 - ダイボンダおよびダイボンディング方法 - Google Patents
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Description
また、移送ツールを回転させる回転機構部が摺動抵抗などの機械的抵抗により、指令値に対するリニアリティが悪い場合には、回転角度によってθずれが生じ、移送ツールがダイを正確にピックアップできない問題があった。
そこで、ピックアップ後のダイの裏面からアンダービジョンカメラにより撮像し、ダイの位置を認識することでずれを補正する。しかし、アンダービジョンカメラでの撮像は、ピックアップの都度必要なため、タクトタイム(ピックアップしてからワーク(サブストレートまたはフレーム)へ実装するまでの時間)が長くなり、生産性が低下する。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、ピックアップの精度を上げ、生産性が向上するダイボンダおよびダイボンディング方法を提供することにある。
即ち、本発明のダイボンダは、半導体チップを取り出してワークに実装する移送ツールと、前記移送ツールを回転する回転機構と、前記移送ツールの底面を撮像するカメラと、前記回転機構によって前記移送ツールを所定の回転角度に回転させ、前記回転角度ごとに前記カメラによって前記移送ツールの底面を撮像し、撮像された画像から、前記移送ツールの回転中心を算出し、かつ前記回転角度ごとのθ方向のずれ量をデータベースに登録する画像処理装置と、前記半導体チップを前記ワークに実装する都度、前記データベースに基づいて前記移送ツールの位置補正を行う位置制御装置と、を有するものである。
また上記本発明のダイボンダにおいて、前記データベースには、前記回転角度ごとのX方向、Y方向およびθ方向のずれ量が登録されることを特徴とする。
さらに上記本発明のダイボンダにおいて、前記画像処理装置は、前記回転角度ごとに前記カメラによって撮像された前記移送ツールの前記底面の画像の任意の1点についての回転軌跡から、前記移送ツールの回転中心を算出することを特徴とする。
さらに、本発明のダイボンディング方法は、前記回転角度ごとに前記カメラによって撮像された前記移送ツールの前記底面の画像の任意の1点についての回転軌跡から、前記移送ツールの回転中心を算出するものである。
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、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避けるため、説明を省略する。
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。
スタックローダ121は、ダイを接着するワーク(サブストレートまたは基板)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、ワーク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、搬送されたワークを保管する。
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ワークに、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ワーク上のボンディングポイントにダイを実装する。なお、ダイの裏面(接着面)には、フィルム状の接着剤が予め付着されている。
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。
同様に、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、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移送ツール等の位置ずれ補正を行い、ダイを実装する。
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、ウェハおよびダイの所定の箇所の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、ピックアップの中心位置にピックアップ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、ピックアップ装置112についての位置補正を説明した。以下、プリフォーム部131およびボンディングヘッド部132についても同様である。また、画像処理装置301および位置制御装置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。
図4(a)において、予め、カメラ407が、移送ツール403の下側(裏側:Z方向)から移送ツール403の底面を撮像する。この時、回転機構408で移送ツール403を回転させながら撮像する。なお、この時移送ツール403は、ダイ402をピックアップしていない。
そして、移送ツール403の底面の任意の一点の座標軌跡から、回転中心Otを算出する(図4(c)参照。)。この時、画像処理装置301は、位置制御装置を介して、回転機構408に回転量指令値を出力し、回転機構408は、当該回転量指令値に従って移送ツール403を回転する(図3および図4(b)参照。)。回転機構408は、移送ツール403を回転機構の最小分解能単位で回転させるか、若しくは所定の角度毎に360度回転させる。その回転量指令値とアンダービジョンカメラ407で認識した回転後の位置とから、それぞれの角度における実際の回転量(実回転量)の誤差を補正するデータテーブルを作成する。作成されたデータテーブルは、画像処理装置301または位置制御装置302に保存する。
この処理動作は、画像処理装置(図3参照)が制御する。
図7において、ステップS701では、移送ツールの回転中心Ot(Xt,Yt)を算出する(図4〜図6参照)。
ステップS702では、回転量指令値0度の時の実際の回転量をカメラから取得した移送ツールの底面の画像から算出し、データテーブルに登録する。
ステップS703では、移送ツールをk度回転する(k度は、例えば、回転機構の最小分解能である。)。
ステップS704では、回転量指令値k度の時の実際の回転量をカメラから取得した移送ツールの底面の画像から算出し、データテーブルに登録する。
ステップS705では、360度分の回転量のデータがすべてデータベースに登録されたか否かを判定する。すべての回転量のデータが登録されていれば、この処理を終了し、否であればステップS703に戻る。
カメラ405は、ウェハ401のピックアップ対象のダイ402の表面を撮像し、撮像した画像を画像処理装置301に出力する。画像処理装置301は、撮像されたダイ402の画像を画像処理することによって、ダイ402の中心位置(Xd,Yd,θd)を算出する。
さらに画像処理装置301は、算出したダイ402の中心位置に予め算出していた移送ツール403の回転中心(Xp,Yp,θp)を合わせる。その際、予め算出したθ回転のデータテーブルを元に、θ補正を施して、ウェハ401からピックアップ対象のダイ402をピックアップする。
このように、移送ツール403は、カメラ405が撮像した画像に基づいて、ウェハ401上(ポイントP0)に移動してダイ402をピックアップする。ピックアップ後、移送ツール403は、ポイントP2に移動する。
さらに画像処理装置301は、算出したワーク404の中心位置に予め算出していた移送ツール403の回転中心(Xp,Yp,θp)を合わせる。その際、予め算出したθ回転のデータテーブルを元に、θ補正を施して、ウェハ401からピックアップ対象のダイ402をピックアップする。
その後、カメラ406でサブストレート基板404を認識して実装する位置の中心を算出して、移送ツール403の回転中心(Xp,Yp,θp)と実装する位置の中心(Xm,Ym,θm)を合わせてウェハからピックアップしたダイをワーク404に実装する。
なお、図4(b)は、図4(a)のポイントP1の位置に移送ツール403および移送ツール403の回転中心軸409が移動して停止している図である。このとき、カメラ407は、移送ツール403を下側から撮像可能な位置に設けられている。
上記のように、移送ツール403の回転軌跡から、まず、移送ツール403の回転中心Otを算出し、算出した回転中心Otを中心として、回転機構の最小分解能単位で回転させるか、若しくは所定の角度毎に360度回転させ、回転量指令値とカメラ407で認識した回転後の位置とから、それぞれの角度における実回転量の誤差を補正するデータテーブルを作成することができる。
図8に一例を示すように、固定部801と交換部802との間には、機械的な隙間が必ず存在するので、固定具804で固定すると、交換部802および底面部803の中心は、回転中心と一致しない。
なお、本発明の上記実施例において、ダイを吸着するための吸着機構は、煩雑となるため、移送ツールに図示していない。
また、移送ツールの回転時の軌跡をカメラで測定することにより、移送ツールの回転機構のリニアリティを補正するための回転時の位置補正データテーブルを作成し、ワークの回転補正を正確に行う機能を備えた。
さらに、ウェハからピックアップしたダイの裏面および移送ツールの状態をカメラにより検査する機能を備えた。
さらに、上記実施例によれば、ウェハからダイをピックアップして、アンダービジョンカメラでダイの裏面を撮像し、画像処理によって回転位置補正をする作業を省略でき、ワークにダイを実装することができ、生産性が高くしかも信頼性の高いダイボンダおよびダイボンディング方法を提供できる。
Claims (4)
- 半導体チップを取り出してワークに実装する移送ツールと、
前記移送ツールを回転する回転機構と、
前記移送ツールの底面を撮像するカメラと、
前記回転機構によって前記移送ツールを所定の回転角度に回転させ、前記回転角度ごとに前記カメラによって前記移送ツールの底面を撮像し、撮像された画像から、前記移送ツールの回転中心を算出し、かつ前記回転角度ごとのθ方向のずれ量をデータベースに登録する画像処理装置と、
前記データベースには、前記回転角度ごとのX方向、Y方向およびθ方向のずれ量が登録され、
前記半導体チップを前記ワークに実装する都度、前記データベースに基づいて前記移送ツールの位置補正を行う位置制御装置と、
を有することを特徴とするダイボンダ。 - 請求項1記載のダイボンダにおいて、前記画像処理装置は、前記回転角度ごとに前記カメラによって撮像された前記移送ツールの前記底面の画像の任意の1点についての回転軌跡から、前記移送ツールの回転中心を算出することを特徴とするダイボンダ。
- 移送ツールによって半導体チップを取り出してワークに実装し、
回転機構によって前記移送ツールを回転し、
前記移送ツールの底面をカメラによって撮像し、
前記回転機構によって前記移送ツールを所定の回転角度に回転させ、前記回転角度ごとに前記カメラによって前記移送ツールの底面を撮像し、撮像された画像から、前記移送ツールの回転中心を算出し、かつ前記回転角度ごとのθ方向のずれ量をデータベースに登録し、
前記データベースには、前記回転角度ごとのX方向、Y方向およびθ方向のずれ量が登録され、
前記半導体チップを前記ワークに実装する都度、前記データベースに基づいて前記移送ツールの位置補正を行うことを特徴とするダイボンディング方法。 - 請求項3記載のダイボディング方法において、前記移送ツールの回転中心を、前記回転角度ごとに前記カメラによって撮像された前記移送ツールの前記底面の画像の任意の1点についての回転軌跡から算出することを特徴とするダイボンディング方法。
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