JP6276553B2 - ボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法並びにダイボンダ及びボンディング方法 - Google Patents
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Description
ボンディング工程を行う方法として、ピックアップしたダイを一度部品載置テーブル(中間ステージ)に載置し、ボンディングヘッドで部品載置テーブルから再度ダイをピックアップし、搬送されてきた基板にボンディングする方法(特許文献1)がある。一方、FlashメモリやモバイルRAM(Random Access Memory)などにおいて、回転させない(0度の)ダイと180度回転させたダイとを積層してボンディングする要求がある。特許文献1のようなダイを一度載置する技術において、180度回転させたダイを積層する要求に答えるために、ボンディングヘッドを180度回転させてボンディングしていた。
本発明は、ウェハからピックアップしたダイを一旦載置する中間ステージに三角柱の形状を有する三角柱反射鏡の反射面である斜面を上にして載置し、前記ダイをワークにボンディングするボンディングヘッドを前記斜面の上部において回転させ、前記ボンディングヘッドの姿勢を規定する前記ボンディングヘッドの回転軸の傾斜角を求めるために、少なくとも2箇所の回転位置において前記斜面を介して前記ボンディングヘッドの先端部を撮像し、前記少なくとも2箇所の回転位置における前記先端部の前記撮像した結果から前記ボンディングヘッドの前記回転軸の前記傾斜角を求めることを特徴とする。
また、前記0度の位置の回転姿勢は、予め傾斜角を0度0度に調整してもよい。
(実施形態1)
図1は本発明の第1の実施形態であるステージダイボンダ10の概略上面図である。図2は、図1において矢印A方向から見た本実施形態の特徴を示す構成とその動作を説明する図である。
ステージダイボンダ10は、大別して、基板Pに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ダイ供給部1からダイをピックアップするピックアップ部2と、ピックアップされたダイDを中間的に一度載置するアライメント部3とを有する。また、ステージダイボンダ10は、アライメント部のダイDをピックアップし基板P又は既にボンディングされたダイの上にボンディングするボンディング部4と、基板Pを実装位置に搬送する搬送部5、搬送部5に基板を供給する基板供給部6と、実装された基板6を受け取る基板搬出部7と、各部の動作を監視し制御する制御部8と、を有する。
図3は、姿勢把握手段9Hの第1の実施例を示し、図2において矢印Bの方向から姿勢把握手段9Hをみた図である。姿勢把握手段9Hは、中間ステージ31に設けられた斜面9H1sに反射面を有する直角三角柱である三角柱反射鏡9H1と、処理作業時において中間ステージ31に載置されたダイDの位置ズレや回転ズレを検知するステージ認識カメラ32を備える検出光学系9H2からなる。実施例1では、三角柱反射鏡9H1は、実際に処理作業に入る前にボンディングヘッド41の姿勢を把握するのに用いされ、処理作業中は中間ステージ31から取り除かれる。
図5からボンディングヘッド41の回転軸θの傾斜角Kθ及び回転中心ズレを求めることができる。回転中心ズレは、図5に示すように、円Eの中心位置Hcの座標で示されるボンディングヘッド41の回転中心の位置ズレと、中心線LとX軸又はY軸となす角度Δθで示されるボンディングヘッド41の回転ズレとを有する。回転中心の位置ズレ及び回転ズレは、ボンディグヘッド41の傾斜がなければ、ボンディングヘッド41の水平軸X、Y及回転軸θを補正することで調整することができる。
従って、上記に示した手順を何回か行い、Kθが0度0度に近づくように手動又は機械的に調整する。
図8は、ボンディングヘッド41の姿勢把握手段9Hの第2の実施例を示す図である。
実施例2では、破線で示す基本となるコレット42の姿勢42αを0度とし、その姿勢をオフラインで調整し、0度姿勢に対する所定の角度、例えば実線で示すコレット42の180度回転した姿勢42βを補正する。
実施例2では、傾斜角Kθを求めなくとも、Xβ、Yβがそれぞれ0度になるようにX軸姿勢補正手段9AXとY軸姿勢補正手段9AYとを制御すればよい。
図9は本発明の第2の実施形態であるステージダイボンダ20を図1に示す実施形態1の矢印A方向から見た時の実施形態2の構成とその動作を説明する図である。
11:ウェハ 13:突き上げユニット
2:ピックアップ部 21:ピックアップヘッド
22:コレット 3:アライメント部
31:中間ステージ 32:ステージ認識カメラ
32a:照射手段 4:ボンディング部
41:ボンディングヘッド 42:コレット
42α、42β:コレット画像 43:ボンディングヘッドのY駆動部
44:基板認識カメラ 5:搬送部
6:基板供給部 7:基板搬出部
8:制御部 9A:姿勢補正手段
9H:姿勢把握手段 9H1:三角柱反射鏡
9H2:検出光学系 10、20:ステージダイボンダ
D:ダイ
E:ボンディングヘッドを回転させた時に形成される円
Hα、Hβ:ボンディングヘッドを回転させた時のコレットの中心位置
L:ボンディングヘッドを回転させた時に形成される円の直径
Lθ:傾斜支点からコレット中位置までの距離
P:基板 S:回転軸の傾斜支点
θ:ボンディングヘッドの回転軸 Kθ:回転軸の傾斜角
Claims (16)
- ウェハからピックアップしたダイを一旦載置する中間ステージに三角柱の形状を有する三角柱反射鏡の反射面である斜面を上にして載置し、
前記ダイをワークにボンディングするボンディングヘッドを前記斜面の上部において回転させ、
前記ボンディングヘッドの姿勢を規定する前記ボンディングヘッドの回転軸の水平なボンディング面に対する傾斜角を求めるために、少なくとも2箇所の回転位置において前記斜面を介して前記ボンディングヘッドの先端部を撮像し、
前記少なくとも2箇所の回転位置における前記先端部の前記撮像した結果から前記ボンディングヘッドの回転軸の前記傾斜角を求める、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。 - 請求項1に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記先端部は前記ダイを吸着保持するコレットである、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。 - 請求項1または2に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記少なくとも2箇所の回転位置は、互いに0度と180度の回転した位置である、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。 - 請求項1に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記0度の位置では、既に前記回転軸の傾斜は0度に調整されている、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法により前記傾斜角を求め、
求めた前記傾斜角により、前記ワークにボンディングする少なくとも2つのボンディング姿勢の前記傾斜角を補正し、
前記ボンディングヘッドで前記中間ステージから前記ダイをピックアップし、ワークにボンディングする、
ことを特徴とするボンディング方法。 - 請求項5に記載のボンディング方法であって、
前記少なくとも2つのボンディング姿勢は、互いに0度、180度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするボンディング方法。 - 請求項5に記載のボンディング方法であって、
前記少なくとも2つのボンディング姿勢は、互いに0度、90度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするボンディング方法。 - 請求項6または7に記載のボンディング方法であって、
前記0度の位置の回転姿勢は、予め前記傾斜角が0度に補正されている、
ことを特徴とするボンディング方法。 - ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能なアライメント部を備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするダイボンダであって、
前記アライメント部は、前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ、前記中間ステージ上に設けられた三角柱の形状を備え、反射面である斜面を上にして載置された三角柱反射鏡と、前記斜面の上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を、前記斜面を介して撮像する認識カメラとを有し、
制御部は、前記認識カメラの撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正する、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項9に記載のダイボンダであって、
前記ボンディングヘッドは、少なくとも2つのボンディング姿勢で前記ダイを前記ワークにボンディングし、その先端に回転軸の傾斜及び回転中心ズレを補正する姿勢補正手段を備え、
前記制御部は、各前記ボンディング姿勢における前記回転軸の水平なボンディング面に対する傾斜角及び前記回転中心ズレのデータを予め備え、前記データに基づいて前記姿勢補正手段を制御し、前記回転軸の前記傾斜及び前記回転中心ズレを補正する、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項10に記載のダイボンダであって、
前記少なくとも2つのボンディング姿勢は、互いに0度、180度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項10に記載のダイボンダであって、
前記少なくとも2つのボンディング姿勢は、互いに0度、90度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項11または12に記載のダイボンダであって、
前記0度の位置の回転姿勢は、予め前記傾斜角が0度に補正されている、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項10に記載のダイボンダであって、
前記姿勢補正手段は、前記ボンディングヘッドの先端部軸を所定の変位で移動させるアクチュエータを有する、
ことを特徴とするダイボンダ。 - 請求項14に記載のダイボンダであって、
前記アクチュエータは、ピエゾ素子又は超磁歪素子のいずれかである、
ことを特徴とするダイボンダ。 - ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能な中間ステージを備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするボンディング方法であって、
前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ上に設けられた三角柱反射鏡の反射面である斜面を介して前記斜面の上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を撮像し、
撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正する、
ことを特徴とするボンディング方法。
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