KR100696211B1 - Bonding apparatus - Google Patents

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KR100696211B1
KR100696211B1 KR1020050087218A KR20050087218A KR100696211B1 KR 100696211 B1 KR100696211 B1 KR 100696211B1 KR 1020050087218 A KR1020050087218 A KR 1020050087218A KR 20050087218 A KR20050087218 A KR 20050087218A KR 100696211 B1 KR100696211 B1 KR 100696211B1
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고헤이 세야마
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

본딩 장치에 있어서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 하는 것이다. Bonding apparatus WHEREIN: Position shift in bonding is made less.

본딩 툴(12)과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터(18)를 사용해서 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구한다. 제2카메라(28)와 제1카메라(26)의 +Xc의 어긋남과, 본딩 툴(12)의 높이 방향의 이동에 의한 +Xn의 어긋남은, 위치 결정에 있어서 △X=(Xn-Xc)를 보정하면 된다. 타겟(32)과 보정용 카메라(30)를 사용하여, 보정용 카메라(30)로부터 본 타겟(32)의 위치인 제1위치편차(X1), 제2카메라(28)로부터 본 타겟(32)의 위치인 제2위치편차(X2), 제1카메라(26)로부터 본 높이(Z2)에 있어서의 칩(10u)의 위치인 제3위치편차(X3), 보정용 카메라(30)로부터 본 높이(Z1)에 있어서의 칩(10d)의 위치인 제4위치편차(X4)에 근거하여, 보정량△X를 구할 수 있다. The position shift in bonding is calculated | required using the tool monitor 18 which moves integrally with the bonding tool 12. FIG. The deviation of + Xc between the second camera 28 and the first camera 26 and the deviation of + Xn due to the movement in the height direction of the bonding tool 12 are ΔX = (Xn-Xc) in positioning. You can correct it. By using the target 32 and the camera 30 for correction, the first position deviation X 1 , which is the position of the target 32 as viewed from the camera 30 for correction, and the target 32 as viewed from the second camera 28, respectively. The second positional deviation X 2 , which is the position, the third positional deviation X 3 , which is the position of the chip 10u at the height Z 2 seen from the first camera 26, and the camera 30 for correction. Based on the fourth positional deviation X 4 , which is the position of the chip 10d at the height Z 1 , the correction amount ΔX can be obtained.

본딩 툴, 본딩 대상물, 측정용 부재, 카메라, 위치 결정 기구, 본딩 장치, 툴 모니터, 타겟, 촬상 데이터, 측정수단, 산출 수단, 보정수단 Bonding tool, bonding object, measuring member, camera, positioning mechanism, bonding apparatus, tool monitor, target, imaging data, measuring means, calculating means, correction means

Description

본딩 장치{BONDING APPARATUS}Bonding Device {BONDING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 원리를 설명하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 실시형태에 있어서의 본딩 장치의 구성도이다. It is a block diagram of the bonding apparatus in embodiment which concerns on this invention.

도 3은 상하 카메라의 내부구성을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of a vertical camera.

도 4는 타겟의 평면도이다. 4 is a plan view of the target.

도 5는 본 발명에 따른 실시형태에 있어서의 본딩 장치의 평면 배치를 모식적으로 도시한 도면이다. It is a figure which shows typically the planar arrangement of the bonding apparatus in embodiment which concerns on this invention.

도 6은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서의 본딩 장치의 측면배치를 모식적으로 도시한 도면이다. It is a figure which shows typically the side arrangement of the bonding apparatus in embodiment which concerns on this invention.

도 7은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제1위치편차로부터 제3위치편차를 구할 때의 측면배치도이다. Fig. 7 is a side elevation view when the third positional deviation is obtained from the first positional deviation in the embodiment according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제1위치편차를 구할 때의 촬상 데이터의 형상을 도시한 도면이다. Fig. 8 is a diagram showing the shape of the captured image data when the first positional deviation is obtained in the embodiment according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제2위치편차를 구할 때의 촬상 데이터의 형상을 도시한 도면이다. Fig. 9 is a diagram showing the shape of the captured image data when the second positional deviation is obtained in the embodiment according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제3위치편차를 구할 때의 촬상 데이터의 형상을 도시한 도면이다. Fig. 10 is a diagram showing the shape of the captured image data when the third positional deviation is obtained in the embodiment according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제4위치편차를 구할 때의 측면배치도이다. Fig. 11 is a side elevation view when the fourth positional deviation is obtained in the embodiment according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 제4위치편차를 구할 때의 촬상 데이터의 형상을 도시한 도면이다. Fig. 12 is a diagram showing the shape of the captured image data when the fourth positional deviation is obtained in the embodiment according to the present invention.

도 13은 본 발명에 따른 실시형태에 있어서 보정량△(X,Y)의 처리를 행해서 위치 결정할 때의 촬상 데이터의 형상을 도시한 도면이다. FIG. 13 is a diagram showing the shape of image pickup data when positioning is performed by processing correction amounts Δ (X, Y) in the embodiment according to the present invention.

도 14는 2개의 카메라의 광축이 어긋나지 않고 있을 때의 칩과 기판과의 위치 결정의 방법을 도시한 도면이다. FIG. 14 is a diagram illustrating a positioning method between a chip and a substrate when the optical axes of two cameras are not shifted. FIG.

도 15는 2개의 카메라의 광축이 어긋났을 때의 칩과 기판과의 위치 결정의 방법을 도시한 도면이다. FIG. 15 is a diagram illustrating a method of positioning a chip and a substrate when the optical axes of two cameras are shifted. FIG.

도 16은 2개의 카메라의 광축이 어긋나지 않았지만, 본딩 툴의 이동에 의한 어긋남이 일어날 때의 칩과 기판과의 위치 결정의 방법을 도시한 도면이다. FIG. 16 is a diagram illustrating a method of positioning a chip and a substrate when the optical axes of the two cameras are not shifted but a shift due to the movement of the bonding tool occurs.

(부호의 설명)(Explanation of the sign)

10, 10u, 10d 칩 12, 12u, 12d 본딩 툴 10, 10u, 10d chip 12, 12u, 12d bonding tool

14 기판 16 캐리어14 boards 16 carriers

17 접속부 18, 18u, 18d 툴 모니터17 connections 18, 18u, 18d tool monitor

20,60 상하 카메라 22, 24, 31 광축 20,60 vertical camera 22, 24, 31 optical axis

26 제1카메라 28 제2카메라26 First Camera 28 Second Camera

30 보정용 카메라 32, 33 타겟30 Calibration camera 32, 33 target

50 본딩 장치 52 공급 스테이션50 bonding devices 52 supply stations

54 타겟 이동기구 62,64 반사경54 Target Shifter 62,64 Reflector

66 양면반사경 90 픽업 포지션66 Duplex Reflector 90 Pickup Position

92 위치 결정·본딩 포지션 94 보정 포지션92 Positioning and Bonding Position 94 Correction Position

96 퇴피 포지션 100 제어 장치부96 evacuation position 100 control unit

102 CPU 104 입력부102 CPU 104 Input

106 출력부 108 기억 장치106 Output 108 Memory

110 본딩 툴 제어부 112 보정용 카메라 제어부110 Bonding tool control unit 112 Camera control unit for correction

114 타겟 제어부 116 상하 카메라 제어부114 Target control unit 116 Up and down camera control unit

120 위치 어긋남 보정부 122 위치 결정부 120 Position shifter 122 Positioner

124 본딩 처리부 130 제1위치편차 측정모듈 124 Bonding Processor 130 First Position Deviation Measurement Module

132 제2위치편차 측정모듈 134 제3위치편차 측정모듈132 2nd position deviation measurement module 134 3rd position deviation measurement module

136 제4위치편차 측정모듈 138 위치 어긋남 산출모듈 136 4th position deviation measurement module 138 Position shift calculation module

150, 156, 162 촬상 데이터 152, 158, 164 십자 패턴 150, 156, 162 Image data 152, 158, 164 Cross pattern

154, 160 타겟의 패턴 166u, 168d 기준 패턴Pattern of 154, 160 target 166u, 168d reference pattern

본 발명은, 본딩 장치에 관한 것이고, 특히, 본딩 툴의 위치와 기판의 위치의 위치 결정 기구를 갖는 본딩 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to a bonding apparatus. Specifically, It is related with the bonding apparatus which has the positioning mechanism of the position of a bonding tool, and the position of a board | substrate.

LSI 등의 칩의 본딩 패드와 기판의 본딩 리드를 접속하는 실장 방법으로서, 와이어 본딩 외에 페이스 다운 본딩이 행해진다. 페이스 다운 본딩은, 칩의 이면측을 본딩 툴에서 보유하고, 보유된 칩의 표면측, 즉 전극 패드가 배열되는 쪽의 면과, 기판의 배선면를 마주 대하고, 칩의 전극 패드의 위치와 기판의 본딩 리드의 위치를 위치 결정하고, 열에너지 또는 초음파 에너지를 사용해서 접속하는 방법이다. 페이스 다운 본딩 장치로서, 플립 칩 본더나 COF(Chip On Film) 본더 등을 사용할 수 있다. As a mounting method for connecting a bonding pad of a chip such as an LSI and a bonding lead of a substrate, face down bonding is performed in addition to wire bonding. The face down bonding holds the back side of the chip in the bonding tool, and faces the surface side of the held chip, i.e., the side on which the electrode pad is arranged, and the wiring surface of the substrate, and the position of the electrode pad of the chip and the substrate. Is a method of positioning the bonding lead and connecting using thermal energy or ultrasonic energy. As the face down bonding apparatus, a flip chip bonder, a chip on film (COF) bonder, or the like can be used.

페이스 다운 본딩에 있어서의 위치 결정에는, 서로 마주 보는 칩의 표면의 전극 패드와 기판 표면의 본딩 리드를 관찰하는 것이 필요하기 때문에, 칩의 위치측정용의 카메라와 기판의 위치측정용의 카메라를 사용할 수 있다. 예를 들면, 기판의 윗쪽에서 본딩 툴을 하강시켜서 칩을 실장할 경우에는, 기판 위치측정용 카메라로서 윗쪽에서 아래쪽을 관찰하는 하향 카메라를 사용하고, 칩 위치측정용 카메라로서는 아래쪽에서 윗쪽을 관찰하는 상향 카메라를 사용한다. For positioning in face-down bonding, it is necessary to observe the electrode pads on the surface of the chip and the bonding leads on the surface of the substrate facing each other. Therefore, a camera for measuring the chip position and a camera for positioning the substrate can be used. Can be. For example, when mounting a chip by lowering a bonding tool from the upper side of a board | substrate, as a board | substrate position measuring camera, the downward camera which observes the upper side from the top is used, and the chip position measuring camera which observes the upper side from the lower side. Use an upward camera.

2개의 카메라에 관한 배치방법의 1개는, 하향 카메라를 기판의 높이 위치보다 윗쪽에 설치하고, 이것과는 별도로 상향 카메라를 기판의 높이 위치보다 하방에 설치할 수 있다. 또, 특허문헌1에는, 2개의 반사면을 갖는 프리즘형 미러를 사용하여, 광선을 프리즘형 미러의 상방과 하방으로 나누어서, 칩 표면과 기판 표면을 동시에 관찰할 수 있는 광학장치가 개시되어 있다. 이 경우에는, 칩과 기판과의 사이에 이 광학장치를 삽입배치하고, 칩과 기판을 동시에 관찰할 수 있다. 이러한 카메라는, 프로브 카메라라고 불리는 것이 있다. One of the arrangement methods regarding two cameras can provide a downward camera above a height position of a board | substrate, and can separate an upward camera below a height position of a board | substrate separately from this. In addition, Patent Document 1 discloses an optical apparatus that can simultaneously observe a chip surface and a substrate surface by dividing light into upper and lower portions of a prism mirror using a prism mirror having two reflecting surfaces. In this case, the optical device can be inserted between the chip and the substrate, and the chip and the substrate can be simultaneously observed. Such a camera is called a probe camera.

어느 방법으로도, 상기의 예로 하면, 칩을 관찰하는 광축은 위를 향하며, 기 판을 관찰하는 광축은 하향이며, 각각의 광축이므로, 이들의 광축이 어긋나면, 위치 결정에 영향을 미치게 하여, 본딩에 있어서의 위치 어긋남의 원인이 된다. 광축의 어긋남은, 예를 들면 본딩 작업에 있어서의 온도 상승 등의 영향이나, 시간경과에 따른 변화에 의해 광학계 등의 설정이 어긋나는 것에 의해 생긴다. 이하에, 광축의 어긋남이 본딩에 있어서의 위치 어긋남에 어떻게 영향을 미치는지 설명한다. In any of the above methods, the optical axis for observing the chip is upward and the optical axis for observing the substrate is downward, and the respective optical axes are shifted, so that if these optical axes are displaced, it affects the positioning. It causes a misalignment in bonding. The deviation of the optical axis is caused by, for example, the setting of the optical system or the like being shifted due to the influence of a temperature rise in the bonding operation or the change with time. The following describes how the deviation of the optical axis affects the positional deviation in bonding.

최초에, 광축이 어긋나지 않고 있을 때의 일반적인 칩과 기판과의 위치 결정의 방법을 도 14에 도시한다. 설명을 단순히 하기 위해서, 도면에 도시하는 X방향의 위치 결정만을 생각한다. 칩(10)은 본딩 툴(12)에 보유되고, 기판(14)은 캐리어(16)에 보유된다. 본딩 툴(12) 및 캐리어(16)는, 각각 도시되지않은 구동장치에 의해 X방향의 임의의 위치로 이동가능하다. 칩(10)과 기판(14)을 관찰하는 상하 카메라(20)는, 칩(10)과 기판(14)의 사이에 배치되고, 상향의 광축(22)을 갖는 제1카메라(26)에 의해 칩(10)의 위치를, 하향의 광축(24)을 갖는 제2카메라(28)에 의해 기판(14)의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 위치 또는 위치간의 거리의 측정시에 각 카메라의 배율을 고려할 필요가 있지만, 이하에서는, 특히 한정하지 않는 한, 카메라에 의해 측정되는 위치간 거리를 실제의 거리, 즉 물체면상의 거리로 환산해서 설명한다. First, a method of positioning a general chip and a substrate when the optical axis is not shifted is shown in FIG. For simplicity of explanation, only the positioning in the X direction shown in the figure is considered. The chip 10 is held in the bonding tool 12 and the substrate 14 is held in the carrier 16. The bonding tool 12 and the carrier 16 are each movable to an arbitrary position in the X direction by a driving device not shown. The up-and-down camera 20 which observes the chip 10 and the board | substrate 14 is arrange | positioned between the chip | tip 10 and the board | substrate 14, by the 1st camera 26 which has an upward optical axis 22. The position of the chip | tip 10 can measure the position of the board | substrate 14 with the 2nd camera 28 which has the optical axis 24 of the downward direction. In addition, although it is necessary to consider the magnification of each camera at the time of measuring a position or the distance between positions, in the following, the distance between positions measured by a camera is converted into an actual distance, ie, the distance on an object surface, unless it limits in particular. Explain.

도 14는, 상향의 광축(22)과 하향의 광축(24)이 정확하게 축 맞춤되어 있는 경우이다. 이 경우에는, 제1카메라(26)의 시야의 중심과 제2카메라(28)의 시야의 중심이 일치하고 있으므로, 그 위치에 각각 칩(10)의 기준위치와 기판(14)의 기준 위치를 맞추면 된다. 본딩을 위한 기준위치로서는, 칩(10)의 전극 패드의 에지 위치와, 그것에 대응하는 기판(14)의 본딩 리드의 에지 위치 등을 선택할 수 있다. 도 14에 있어서, 가령, 상향의 광축(22)을 제1카메라(26)의 시야의 중심위치를 나타내는 것으로 해서 하향의 광축(24)을 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 것으로 한다. 그 상태에서 칩(10)과 기판(14)의 위치를 측정한 바 도 14의 파선으로 도시하는 바와 같이 어긋났다. 이 경우에는, 우선 기판(14)의 기준위치가 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 하향의 광축(24)에 일치할 때까지 캐리어(16)를 이동한다. 그리고, 칩(10)의 기준위치가 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(22)에 일치할 때까지 본딩 툴(12)을 이동한다. 이렇게 해서 칩(10)과 기판(14)이 위치 결정되어, 기타의 원인이 없으면, 본딩에 있어서의 위치 어긋남은 일어나지 않는다. 14 is a case where the upward optical axis 22 and the downward optical axis 24 are exactly aligned. In this case, since the center of the field of view of the first camera 26 and the center of the field of view of the second camera 28 coincide with each other, the reference position of the chip 10 and the reference position of the substrate 14 respectively correspond to the positions thereof. That's right. As a reference position for bonding, the edge position of the electrode pad of the chip 10, the edge position of the bonding lead of the board | substrate 14 corresponding to it, etc. can be selected. In FIG. 14, for example, the upward optical axis 22 indicates the center position of the visual field of the first camera 26, and the downward optical axis 24 indicates the center of the visual field of the second camera 28. . When the position of the chip | tip 10 and the board | substrate 14 was measured in that state, it shifted as shown by the broken line of FIG. In this case, the carrier 16 is first moved until the reference position of the substrate 14 coincides with the downward optical axis 24 representing the center of the field of view of the second camera 28. The bonding tool 12 is moved until the reference position of the chip 10 coincides with the upward optical axis 22 representing the center of the field of view of the first camera 26. In this way, if the chip | tip 10 and the board | substrate 14 are positioned and there is no other cause, the position shift in bonding will not occur.

어떠한 원인으로, 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(22)과 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(24)이 어긋나 버리면, 도 14의 방법으로는 불충분이다. 즉, 기판(14)의 기준위치를 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 하향의 광축(24)에 일치시키고, 더욱이 칩(10)의 기준위치가 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(22)에 일치시켜도, 칩(10)은 원하는 기판(14)의 위치에 본딩되지 않는다. 도 15는, 광축(24)을 기준에 광축(22)이 +Xc 어긋났을 경우에 대해서, 기판(14)의 기준위치를 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 하향의 광축(24)에 일치시킨 상태를 도시한 도면이다. 칩(10)이 파선의 상태의 위치에 있다고 해서, 이것을 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내 는 상향의 광축(22)에 일치시켜도, 그 광축(22)는 광축(24)에 대하여 +Xc 어긋나고 있으므로, 거기에 맞춘 칩(10)의 기준위치는 기판(14)의 기준위치에 대하여 +Xc 어긋나 버린다. If for some reason, the upward optical axis 22 representing the center of the visual field of the first camera 26 and the upward optical axis 24 representing the center of the visual field of the second camera 28 are displaced, the method of FIG. Is insufficient. That is, the reference position of the substrate 14 coincides with the downward optical axis 24 representing the center of the field of view of the second camera 28, and further, the reference position of the chip 10 corresponds to the field of view of the first camera 26. Even if coincident with the upward optical axis 22 representing the center, the chip 10 is not bonded to the position of the desired substrate 14. 15 is a downward optical axis 24 showing the center of the field of view of the second camera 28 as a reference position of the substrate 14 when the optical axis 22 is shifted by + Xc from the optical axis 24 as a reference. It is a figure which shows the state matched to. Even if the chip 10 is in the position of the broken line, even if it coincides with the upward optical axis 22 representing the center of the field of view of the first camera 26, the optical axis 22 is in relation to the optical axis 24. Since the + Xc is shifted, the reference position of the chip 10 fitted therein is + Xc shifted relative to the reference position of the substrate 14.

따라서 본딩에서 있어서의 위치 어긋남을 일으키지 않고, 정확한 위치에 본딩을 행하기 위해서는, 어떠한 방법에서 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 광축(24)을 기준으로 하는 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 광축(22)의 어긋난 양(+Xc)을 측정하는 것이 필요하다. 그리고 측정된 어긋난 양(+Xc)에 근거하고, 칩(10)의 기준위치를 제1카메라(26)의 시야의 중심을 기준으로서 -Xc만 보정한 위치에 맞추는 것으로, 2 카메라 사이에서 광축의 어긋남이 있어도 정확한 본딩을 행할 수 있다. Therefore, in order to bond to the correct position without causing positional shift in the bonding, the first camera 26 with reference to the optical axis 24 representing the center of the field of view of the second camera 28 in some way is used. It is necessary to measure the shifted amount (+ Xc) of the optical axis 22 representing the center of the field of view. Based on the measured shift amount (+ Xc), the reference position of the chip 10 is adjusted to the position where only -Xc is corrected based on the center of the field of view of the first camera 26, so that the optical axis Even if there is a misalignment, accurate bonding can be performed.

제1카메라와 제2카메라의 어긋난 양의 측정방법으로서, 특허문헌2에는, 높이가 다른 2개의 표면 또는 기준표면에 각각 기준 마크를 배치하여, 미리 이 높이의 다른 2개의 기준 마크의 사이에 있어서의 위치관계를 조정해서 정렬시키고, 이것을 기준으로 하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 칩 표면과 기판 표면을 동시에 관찰할 수 있는 광학장치를 미리 위치관계를 정렬시킨 2개의 기준 마크의 사이에 삽입하여, 제1카메라와 제2카메라의 어긋난 양을 측정한다.As a measuring method of the shift | offset | difference amount of a 1st camera and a 2nd camera, patent document 2 arrange | positions a reference mark on two surfaces or a reference surface which differ in height, and is previously made between two other reference marks of this height. Disclosed is a method of adjusting and aligning the positional relationship of and aligning the positional relationship. That is, an optical device capable of observing the chip surface and the substrate surface at the same time is inserted between two reference marks in which the positional relationship is aligned in advance, and the amount of deviation of the first camera and the second camera is measured.

또, 특허문헌3에는, 광축이 서로 마주 보는 방향을 갖는 제1인식 카메라와 제2인식 카메라를 갖는 반도체 위치맞춤 장치에 있어서, 제1인식 카메라의 높이와 제2인식 카메라의 높이의 사이에 설치된 타겟을 기준으로, 2개의 인식 카메라에 있어서의 기준위치의 변화를 검출하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 타겟을 끼워서 제 1인식 카메라와 제2인식 카메라를 동축 위로 위치할 수 있도록 이들을 상대적으로 이동시켜, 타겟을 기준으로서 제1인식 카메라와 제2인식 카메라의 기준위치를 측정해 기억한다. 다음에 일반적인 본딩 작업을 행하고, 그 후 다시 전번의 기준위치측정과 같은 측정을 행하여, 그 측정위치가 기억된 기준위치로부터 변화되고 있는지를 보는 것으로, 2개의 인식 카메라에 있어서의 기준위치의 변화를 검출할 수 있다. In addition, Patent Literature 3 discloses a semiconductor positioning device having a first recognition camera and a second recognition camera having directions in which optical axes face each other, wherein the height of the first recognition camera and the height of the second recognition camera are provided. A method of detecting a change in a reference position in two recognition cameras based on a target is disclosed. That is, they are moved relatively so that the first recognition camera and the second recognition camera can be positioned coaxially with the target inserted, and the reference positions of the first recognition camera and the second recognition camera are measured and stored with respect to the target. Next, a general bonding operation is performed, and then the same measurement as in the previous reference position measurement is performed again to see if the measured position is changed from the stored reference position. Can be detected.

(특허문헌1) 일본 특개2001-176934호 공보(Patent Document 1) Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-176934

(특허문헌2) 일본 특공평6-28272호 공보(Patent Document 2) Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-28272

(특허문헌3) 일본 특허 제2780000호(Patent Document 3) Japanese Patent No. 2780000

칩이나 기판에 대한 다핀화 및 세밀화의 경향이 진전됨에 따라, 페이스 다운 본딩 장치에 있어서, 기판 위로 칩을 따라 고정밀도로 배치하는 것이 요구되어 왔다. 기판 위로 칩을 따라 고정밀도로 배치하기 위해서는, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 하는 것이 필요하다. 따라서, 상기한 바와 같이 2 카메라간의 어긋남을 더 정확하게 검출하는 것이 필요하다. As the trend of multipinning and miniaturization for chips or substrates has advanced, it has been required for face down bonding devices to place high precision along the chip over the substrate. In order to precisely arrange the chip along the substrate, it is necessary to reduce the positional shift in the bonding. Therefore, as described above, it is necessary to more accurately detect the deviation between the two cameras.

2 카메라간의 어긋남을 검출하는 종래 기술의 방법 중, 특허문헌2의 방법은, 2개의 타겟이 필요하고, 더욱이 이들 타겟간의 위치관계의 조정정렬 작업을 요하여, 구성이 복잡하고 작업에 시간을 요한다. Among the prior art methods for detecting the deviation between two cameras, the method of Patent Document 2 requires two targets, and further requires adjustment and alignment of the positional relationship between these targets, which is complicated in construction and takes time for the work. .

또, 특허문헌3의 방법은, 정확한 어긋남 검출을 행하기 위해서 인식 카메라의 합초(合焦) 위치가 제약된다. 즉, 이 방법에 있어서는, 타겟을 인식할 때에, 제1인식 카메라의 합초 위치도 제2인식 카메라의 합초 위치도 타겟 위에 있는 것이 필요한 외에, 본딩시의 위치 결정에 있어서는 칩을 인식하는 카메라의 합초 위치는 칩 위로, 기판을 인식하는 카메라의 합초 위치는 기판 위에 있는 것이 필요하다. Moreover, in the method of patent document 3, the in-focus position of a recognition camera is restrict | limited in order to detect an accurate shift | offset. That is, in this method, the focal position of the first recognition camera and the focal position of the second recognition camera need to be on the target when recognizing the target, and the focal point of the camera that recognizes the chip in positioning at the time of bonding. The position needs to be above the chip and the focal position of the camera that recognizes the substrate is on the substrate.

또한 특허문헌2 및 특허문헌3의 방법에서는, 타겟을 사용함으로써 기준위치를 설정할 수 있지만, 타겟 자신의 위치가, 예를 들면 본딩 작업에 있어서의 온도 상승 등의 영향이나, 시간경과에 따른 변화에 의해 어긋날 수 있고, 경우에 따라서는 충분한 위치기준이 되지 않는다. In the methods of Patent Literature 2 and Patent Literature 3, the reference position can be set by using the target, but the position of the target itself is influenced by, for example, the influence of temperature rise in the bonding operation or the change over time. It may shift | deviate and it may not become a sufficient position reference | standard in some cases.

더욱이, 특허문헌2 및 특허문헌3의 방법에서는, 타겟을 사용해서 카메라 사이의 어긋남을 검출하는 처리와, 실제의 본딩 처리가 분리하여, 본딩 작업중의 리얼 타임으로 위치 어긋남을 구할 수 없다. Furthermore, in the methods of Patent Literature 2 and Patent Literature 3, the process of detecting the deviation between the cameras using the target and the actual bonding process are separated, and the positional shift cannot be obtained in real time during the bonding operation.

거기에 더하여, 특허문헌2 및 특허문헌3의 방법에서는, 본딩 작업에 있어서의 본딩 툴의 높이 방향의 이동에 따르는 위치 어긋남에 대처할 수 없다. In addition, the method of patent document 2 and patent document 3 cannot cope with the position shift accompanying the movement of the bonding tool in the height direction in a bonding operation.

이 본딩 툴의 이동에 의한 위치 어긋남은, 다음과 같은 것이다. 즉, 본딩 작업에 있어서, 본딩 툴이 위치 결정 높이로부터 기판상의 본딩 높이까지 광축에 평행하게 이동하지 않을 때는, 본딩에 있어서의 위치 어긋남이 생긴다. 이것에 의하여, 가령, 제1카메라의 광축과 제2카메라의 광축의 어긋난 양(+Xc)이 정확하게 측정할 수 있어서 그 보정을 행하여도, 기판 위로 칩을 정확하게 배치하는 것이 가능하지 않다. 그 형상을 도 16에 도시한다. The position shift by the movement of this bonding tool is as follows. That is, in the bonding operation, when the bonding tool does not move parallel to the optical axis from the positioning height to the bonding height on the substrate, positional shift in bonding occurs. As a result, for example, the amount of deviation (+ Xc) between the optical axis of the first camera and the optical axis of the second camera can be accurately measured, and even if the correction is performed, it is not possible to accurately place the chip on the substrate. The shape is shown in FIG.

도 16에 있어서, 상향의 광축(22)과 하향의 광축(24)이 정확하게 축 맞춤되어 있다. 이 경우에, 본딩 툴(12)이, 기판상의 높이로부터 제1카메라(26)의 합초 위치의 높이까지 광축(22)과 평행하게 이동하면, 도 14에서 설명한 것 같이, 제2카메라(28)의 시야의 중심으로 기판(14)의 기준위치를 맞추고, 이어서 제1카메라(26)의 시야의 중심에 칩(10)의 기준위치와 기판(14)의 기준위치를 맞추면 된다. 지금, 본딩 툴(12)이 기판상의 높이로부터 제1카메라(26)의 합초 위치의 높이까지 이동하는 사이에, 그 위치가 +Xn 어긋나는 것으로 한다. 이 때, 기판(14)의 기준위치를 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 하향의 광축(24)에 일치시키고, 더욱이 칩(10)의 기준위치가 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(22)에 일치시켜도, 칩(10)은 원하는 기판(14)의 위치가 아니라, 기판(14) 위에서 -Xn의 위치에 본딩되어, 본딩에 있어서의 위치 어긋남이 일어난다. In FIG. 16, the upward optical axis 22 and the downward optical axis 24 are accurately aligned. In this case, when the bonding tool 12 moves in parallel with the optical axis 22 from the height on the substrate to the height of the focusing position of the first camera 26, as described in FIG. 14, the second camera 28 The reference position of the substrate 14 is aligned to the center of the field of view, and then the reference position of the chip 10 and the reference position of the substrate 14 are aligned to the center of the field of view of the first camera 26. Now, while the bonding tool 12 moves from the height on a board | substrate to the height of the confocal position of the 1st camera 26, the position shall shift + Xn. At this time, the reference position of the substrate 14 coincides with the downward optical axis 24 representing the center of the field of view of the second camera 28, and the reference position of the chip 10 corresponds to the field of view of the first camera 26. Even if coincident with the upward optical axis 22 representing the center of the chip 10, the chip 10 is bonded at the position of -Xn on the substrate 14 instead of the desired position of the substrate 14, thereby causing a position shift in bonding. .

따라서 기판(14) 위의 정확한 위치에 칩(10)을 배치하기 위해서는, 어떠한 방법으로 본딩 툴(12)의 이동에 의한 어긋난 양, 즉, 기판상의 높이에 있어서의 위치를 기준으로서, 제1카메라(26)의 합초 위치의 높이까지 이동하는 사이에 어긋나는 양(+Xn)을 측정하는 것이 필요하다. 그리고 어긋난 양(+Xn)이 측정되면, 기판(14) 위에서 -Xn의 위치에 본딩되지 않도록, 칩(10)의 기준위치를 제1카메라(26)의 시야의 중심을 기준으로서 +Xn만 보정한 위치에 맞추므로써 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 억제하고, 기판(14) 위의 정확한 위치에 칩(10)을 배치할 수 있다. Therefore, in order to arrange the chip 10 at the correct position on the substrate 14, the first camera is based on the shifted amount of the bonding tool 12 in some way, that is, the position on the substrate height. It is necessary to measure the amount (+ Xn) which is shifted between moving to the height of the in-focus position of (26). When the amount of deviation (+ Xn) is measured, only the reference position of the chip 10 is corrected by reference to the center of the field of view of the first camera 26 so that the reference position of the chip 10 is not bonded to the position of -Xn on the substrate 14. By adjusting to one position, the position shift in bonding can be suppressed and the chip | tip 10 can be arrange | positioned in the exact position on the board | substrate 14.

특허문헌1 및 특허문헌2의 방법에서는, 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양을 알 수 없다. 그러나, 일반적으로는, 시험 본딩을 행함으로써 어긋난 양(+Xn)을 측정할 수 있다. 즉, 어긋난 양(+Xn)을 알 수 없어도, 기판(14)의 기준위치를 제2카메라(28)의 시야의 중심을 나타내는 하향의 광축(24)에 일치시키고, 더욱이 칩(10) 의 기준위치가 제1카메라(26)의 시야의 중심을 나타내는 상향의 광축(22)에 일치시켜서 본딩을 행하면, 상기한 바와 같이, 기판(14) 위에서 칩(10)은 -Xn 벗어난다. 따라서 시험 본딩에 의해 검출되는 어긋난 양의 부호를 반전하면, 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양(+Xn)을 구할 수 있다. In the method of patent document 1 and patent document 2, the shift | offset | difference amount by the movement of a bonding tool is unknown. However, in general, the amount of deviation (+ Xn) can be measured by performing test bonding. That is, even if the shifted amount (+ Xn) is unknown, the reference position of the substrate 14 is made to coincide with the downward optical axis 24 representing the center of the field of view of the second camera 28, and the reference of the chip 10 is further satisfied. When the bonding is performed while the position coincides with the upward optical axis 22 representing the center of the field of view of the first camera 26, as described above, the chip 10 deviates by -Xn from the substrate 14. Therefore, if the sign of the shifted amount detected by the test bonding is reversed, the shifted amount (+ Xn) due to the movement of the bonding tool can be obtained.

그러나, 시험 본딩에 의해 측정할 수 있는 것은, 칩의 이면측의 외형과 기판과의 사이의 어긋난 양이며, 칩의 전극 패드와 기판의 본딩 리드의 사이의 어긋난 양을 정확하게 측정할 수는 없다. 또, 본딩 작업중에 시험 본딩을 행하기 위해서는 기판 및 칩을 낭비할 가능성이 있어서, 오프라인에서 시험 본딩을 행하는 것은 효율이 좋지 않다. However, what can be measured by test bonding is the amount of the shift between the external shape on the back side of the chip and the substrate, and the amount of the shift between the electrode pad of the chip and the bonding lead of the substrate cannot be accurately measured. In addition, in order to perform test bonding during the bonding operation, there is a possibility of waste of the substrate and the chip, and it is not efficient to carry out the test bonding offline.

이렇게, 종래 기술에 있어서는, 2 카메라간의 어긋난 양을 측정하기 위해서는 위치기준에 사용하는 타겟을 포함하는 장치의 구성에 제약이 있고, 또한 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양을 정확하게 측정할 수 없다. 따라서, 본딩에 있어서의 칩과 기판의 위치 결정시에, 이들의 어긋난 양의 보다 정확한 보정이 곤란해서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 없다. 또, 타겟의 위치의 시간경과에 따른 변화에 의해 충분한 정밀도에서 어긋난 양을 검출할 수 없다. 또, 본딩 작업중의 리얼 타임으로 어긋난 양을 구할 수 없다. As described above, in the prior art, in order to measure the amount of deviation between two cameras, the configuration of the apparatus including the target used for the positional reference is restricted, and the amount of deviation due to the movement of the bonding tool cannot be accurately measured. Therefore, at the time of the positioning of the chip | tip and board | substrate in bonding, more accurate correction of these shift | offset | difference amounts is difficult, and position shift in bonding cannot be made smaller. In addition, it is not possible to detect an amount that is out of sufficient precision due to the change over time of the position of the target. In addition, the amount shifted in the real time during the bonding operation cannot be determined.

본 발명의 목적은, 이러한 종래 기술의 과제를 해결하고, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있는 본딩 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 본딩에 있어서의 칩과 기판의 위치 결정시에, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋난 양과 함께 본딩 툴의 이동의 어긋난 양도 보정할 수 있는 본딩 장치를 제공하는 것 이다. 또 다른 목적은, 어긋난 양의 보정에 있어서, 타겟 위치의 시간경과에 따른 변화의 영향을 억제할 수 있는 본딩 장치를 제공하는 것이다. 또, 다른 목적은, 본딩 작업중의 리얼 타임으로 어긋난 양을 구하는 것을 가능하게 하는 본딩 장치를 제공하는 것이다. 이하의 해결 수단의 각각은, 상기 목적의 적어도 1개에 공헌하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art and to provide a bonding apparatus which can reduce the positional shift in bonding. Another object is to provide a bonding apparatus capable of correcting a shifted amount of movement of a bonding tool together with a shifted amount between two cameras for positioning when positioning a chip and a substrate in bonding. Still another object is to provide a bonding apparatus capable of suppressing the influence of the change caused by the passage of time of the target position in correcting the shifted amount. Further, another object is to provide a bonding apparatus that makes it possible to obtain an amount shifted in real time during a bonding operation. Each of the following solutions means contributes to at least one of the said objectives.

(본 발명의 원리)(Principle of the present invention)

이하에, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있는 본 발명의 원리, 특히, 본딩에 있어서의 칩과 기판의 위치 결정시에, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋난 양과 함께 본딩 툴의 이동의 어긋난 양도 보정할 수 있는 원리를 설명한다. 여기에서는, 도 14 내지 도 16에서 설명한 바와 같이, 1차원 방향, 즉 X방향의 위치 결정에 대해서 설명하지만, 1차원의 벡터를 2차원의 벡터로 바꿔 놓고, 2차원의 위치 결정에 확장하는 것은 용이하다. 또, 도 14 내지 도 16과 같이, 위치 또는 위치간의 거리의 측정시에 각 카메라의 배율을 고려할 필요가 있지만, 이하에 있어서도, 특히 한정하지 않는 한, 카메라에 의해 측정되는 위치간 거리를 실제의 거리, 즉 물체면상의 거리로 환산해서 설명한다. Below, the shift of the bonding tool with the shift | offset | difference amount between the two cameras for positioning at the time of the positioning of the chip | substrate and board | substrate in bonding, especially the bonding | bonding of the present invention which can reduce the position shift in bonding less, Explain the principle of transfer correction. Here, as described with reference to Figs. 14 to 16, the positioning in the one-dimensional direction, that is, the X direction will be described. However, replacing the one-dimensional vector with the two-dimensional vector and extending to the two-dimensional positioning It is easy. In addition, although it is necessary to consider the magnification of each camera at the time of measuring a position or the distance between positions like FIG. 14-16, also in the following, unless the restriction | limiting in particular is carried out, The distance, that is, the distance on the object plane will be described.

최초에, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋난 양과 함께 본딩 툴의 이동의 어긋난 양이 존재할 경우에 있어서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 없애기 위해서, 칩과 기판의 위치 결정에 대해서 보정해야 할 보정량△X을 밝힌다. 각 요소의 배치, 어긋난 양 및 보정량에 대해서 도 14 내지 도 16과 같은 좌표계와 기호를 사용 하면, 상기한 바와 같이, 2 카메라의 어긋난 양(+Xc)에 대한 보정량은 -Xc이며, 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양(+Xn)에 대한 보정량은 +Xn이다. 그리고, 이 2개이 함께 존재할 때는, 도 15에 더 +Xn의 본딩 툴의 이동에 의한 어긋남이 일어난 경우에도, 도 16에 더 +Xc의 광축 어긋남이 일어났을 경우라도 같은 결론이 되는 것으로부터도 이해할 수 있고, 그 경우의 보정해야 할 보정량은, (-Xc+Xn)이다. 따라서, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋난 양과 함께 본딩 툴의 이동의 어긋난 양이 존재할 경우에 있어서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 없애기 위해서 필요한 위치 결정에 대한 보정량△X는, 다음의 식(1)에서 주어진다. First, in the case where the shift amount of the bonding tool shifts with the shift amount between the two cameras for positioning, in order to eliminate the shift in the bonding, the amount of correction to be corrected for the positioning of the chip and the substrate DELTA X Reveals. Using the coordinate system and symbols as shown in Figs. 14 to 16 for the arrangement, the shifted amount and the correction amount of each element, as described above, the correction amount for the shifted amount (+ Xc) of the two cameras is -Xc. The correction amount for the shifted amount (+ Xn) due to the shift is + Xn. And when these two exist together, even if the shift | offset | difference by the movement of the bonding tool of + Xn occurs further in FIG. 15, even if the optical axis shift | offset of + Xc occurs in FIG. 16, it is understood from the same conclusion. The correction amount to be corrected in that case is (-Xc + Xn). Therefore, when there exists an amount of shift | offset of the movement of a bonding tool with the amount of shift | offset between two cameras for positioning, the correction amount (DELTA) X required for positioning in order to eliminate the position shift in bonding is following Formula (1) Is given in

△X= -Xc+Xn…(1)ΔX = −Xc + Xn... (One)

본 발명에 따른 본딩 장치는, 기판과 본딩 툴에 보유된 칩의 위치 결정을 행하는 기능에 더해서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하기 위한 보정량△X를 구하는 보정기능을 갖는다. 즉, 위치 결정 및 본딩을 행하는 위치 결정·본딩 포지션과 달리, 보정량△X를 요구하기 위한 보정 포지션이 설정된다. 보정 포지션에는, 보정용의 위치기준인 타겟과, 보정용 카메라가 설치되고, 칩의 위치를 측정하는 제1카메라와, 기판의 위치를 측정하는 제2카메라는, 보정 포지션으로 이동가능하다. 그리고, 본딩 툴(12)에는, 이것과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터(18)가 접속되어, 본딩 툴(12)은 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 상하로 이동하여, 툴 모니터(18)는 보정 포지션에서 상하이동한다. The bonding apparatus according to the present invention has a correction function for obtaining a correction amount ΔX for correcting the positional shift in bonding in addition to the function of positioning the chip held in the substrate and the bonding tool. In other words, unlike the positioning and bonding positions for positioning and bonding, a correction position for requesting the correction amount DELTA X is set. The correction position is provided with a target which is a position reference for correction, a correction camera, a first camera for measuring the position of the chip, and a second camera for measuring the position of the substrate, which can be moved to the correction position. The tool monitor 18 which moves in unison with this is connected to the bonding tool 12, and the bonding tool 12 moves up and down in positioning and bonding position, and the tool monitor 18 corrects. Shanghai to the position.

도 1은, 위치 결정·본딩 포지션 및 보정 포지션에 있어서의 각 요소의 위치관계를 도시한 도면이다. 도 14 내지 도 16에서 공통인 요소에는 동일의 부호를 붙였다. 좌표계는, 본딩이 이루어지는 본딩면에 평행한 면을 XY면이라고 하고, 본딩 툴(12)이 상하방향으로 이동하는 방향을 XY면에 수직한 Z방향으로서, X축과 Z축을 나타낸다. 도 1에 있어서는, 보정 포지션을 상세하게 나타내고, 위치 결정·본딩 포지션은, 보정 포지션보다 X축 방향에 먼 위치로 나타낸다. 1 is a diagram showing the positional relationship of the elements in the positioning / bonding position and the correction position. The elements common to FIGS. 14 to 16 are denoted by the same reference numerals. In the coordinate system, the plane parallel to the bonding surface on which the bonding is made is called the XY plane, and the direction in which the bonding tool 12 moves in the vertical direction is the Z direction perpendicular to the XY plane, and represents the X axis and the Z axis. In FIG. 1, the correction position is shown in detail, and a positioning and bonding position are shown by the position farther from an X-axis direction than a correction position.

Z축 방향의 높이(Z1과 Z2)는 각각, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서의 기판(14)의 높이와 본딩 툴(12)에 보유되는 칩(10)의 높이이다. 또한, 위치결정 ·본딩 포지션에 있어서 위치 결정을 행할 때는 상하 카메라(20)가 그 포지션으로 이동하고, 제1카메라(26)의 합초 위치는 본딩 툴에 보유되는 칩의 면 위로, 즉 Z2의 높이의 곳에 설정되어, 제2카메라(28)의 합초 위치는 기판의 면 위로, 즉 Z1의 높이의 곳에 설정된다. The heights Z 1 and Z 2 in the Z-axis direction are the height of the substrate 14 and the height of the chip 10 held in the bonding tool 12 in the positioning and bonding positions, respectively. In addition, when positioning in the positioning and bonding position, the upper and lower cameras 20 move to the position, and the focusing position of the first camera 26 is on the surface of the chip held in the bonding tool, that is, Z 2 . Set at the height, the focusing position of the second camera 28 is set on the surface of the substrate, that is, at the height of Z 1 .

도 1에 있어서는, 본딩 툴(12)에 보유되는 칩(10)의 높이와, 툴 모니터(18)의 선단부의 높이는 같다. 즉, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 칩(10)이 높이(Z1)에 있을 때는, 보정 포지션에 있어서 툴 모니터(18)의 선단은 높이(Z1)에 있어서, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 칩(10)이 높이(Z2)에 있을 때는, 보정 포지션에 있어서 툴 모니터(18)의 선단은 높이(Z2)에 있다. 따라서, 툴 모니터(18)의 선단의 움직임은, 위치 결정·본딩 포지션과 보정 포지션과의 사이의 거리를 두고 있지만, 본딩 툴(12)에 보유되는 칩(10)의 움직임과 같다. 즉, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서의 칩(10)의 위치의 변화는, 그대로 보정 포지션에서 툴 모니터(18) 의 움직임을 측정하는 것으로 리얼 타임으로 취득할 수 있다. In FIG. 1, the height of the chip | tip 10 held by the bonding tool 12 and the height of the front-end | tip part of the tool monitor 18 are the same. That is, when the chip 10 is at the height Z 1 in the positioning / bonding position, the tip of the tool monitor 18 is at the height Z 1 in the correction position in the positioning / bonding position. When the chip 10 is at the height Z 2 , the tip of the tool monitor 18 is at the height Z 2 in the correction position. Therefore, the movement of the tip of the tool monitor 18 is equal to the movement of the chip 10 held in the bonding tool 12 although the distance between the positioning and bonding position and the correction position is set. That is, the change of the position of the chip 10 in a positioning and bonding position can be acquired in real time by measuring the movement of the tool monitor 18 as it is in a correction position.

도 1에 나타나 있는 바와 같이, 보정 포지션이 있는 소정위치에, 보정용 카메라(30)와 보정용의 위치기준인 타겟(32)이 배치된다. 타겟(32)은, 높이(Z1)의 위치 즉 기판(14)의 본딩 높이와 같은 높이의 위치에 설치된다. 보정용 카메라(30)는 타겟(32)을 관찰할 수 있고, 타겟(32)을 합초 위치로서 타겟(32)의 하방에서 위를 향해 배치된다. 또한, 도 1에 있어서, 타겟(32)은, 수평면, 즉 XY면 내에 길이방향 축을 갖는 기준 핀을 사용하고, 그 선단을 보정용의 위치기준으로 하는데, 보정용의 위치기준으로서는, 보정용 카메라(30) 및 제2카메라(28)의 쌍방으로부터 위치기준을 촬상할 수 있는 것으로 하면 된다. As shown in FIG. 1, the correction camera 30 and the target 32 which are the positional standards for correction | amendment are arrange | positioned in the predetermined position with a correction position. The target 32 is provided at a position at the height Z 1 , that is, at the same height as the bonding height of the substrate 14. The camera 30 for correction | amendment can observe the target 32, and is arrange | positioned upward from the lower side of the target 32 as a focal point position. In addition, in FIG. 1, the target 32 uses the reference pin which has a longitudinal axis in a horizontal plane, ie, an XY plane, and makes the front end into the position reference for correction, As a position reference for correction, the correction camera 30 And what is necessary is just to be able to image a position reference | standard from both of the 2nd cameras 28.

다음에, 보정량△X를 구하기 위한 각 요소의 동작과 그 때의 X축상의 위치관계를 설명한다. 보정량△X를 구하는 처리는, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서의 본딩 처리와 평행하게 동시적으로 보정 포지션에서 행하여진다. 최초에, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서, 높이(Z2)에 있는 칩(10u)과, 높이(Z1)에 있는 기판(14)과의 위치를 상하 카메라(20)에서 측정한다. 즉, 본딩 툴(12)을 기판(14)으로부터 윗쪽에 끌어 올리고, 칩(10)의 면의 높이를 Z2로 한다. 상기한 바와 같이, 이 높이에 제1카메라(26)의 합초 위치가 있어서, 정확히 칩(10u)을 촬상하는데 적합하다. 또한, 첨자u는, 높이(Z2)에 있는 것을 나타내고, 후술하는 높이(Z1)에 있을 때에는 첨자d를 첨부해서 구별하기 위해서다. 이 때, 툴 모니터(18)는, 본딩 툴(12u)에 보유된 칩(10u)의 높이와 같은 Z2의 위치에 있다. Next, the operation of each element for obtaining the correction amount [Delta] X and the positional relationship on the X axis at that time will be described. The process of calculating correction amount (DELTA) X is performed simultaneously in a correction position in parallel with the bonding process in a positioning and bonding position. First, in the positioning and bonding position, the position of the chip 10u at the height Z 2 and the substrate 14 at the height Z 1 is measured by the up-and-down camera 20. That is, pulling up the bonding tool 12 to the upper side from the substrate 14 and the height of the surface of the chip 10 to Z 2. As described above, there is a focusing position of the first camera 26 at this height, which is suitable for accurately photographing the chip 10u. Further, the subscript u is, indicates that the height (Z 2), when in the height (Z 1) which will be described later wihaeseoda to identify and attach a subscript d. At this time, the tool monitor 18 is at the position of Z 2 equal to the height of the chip 10u held in the bonding tool 12u.

그 상태에서, 제1카메라(26)와 제2카메라(28)를 일조(一組)로서 위치 결정·본딩 포지션으로부터 소정 거리 이동해서 보정 포지션에 옮기고, 제2카메라(28) 및 보정용 카메라(30)로 타겟(32)을 촬상하여, 제1카메라(26)에서 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)를 촬상한다. In this state, the first camera 26 and the second camera 28 are moved as a pair from the positioning and bonding position by a predetermined distance to be moved to the correction position, and the second camera 28 and the camera 30 for correction. ), The target 32 is imaged, and the tool monitor 18u at the height Z 2 is captured by the first camera 26.

다음에, 각 요소의 위치관계를 계산하기 위해서, 좌표계는 도 1에 나타나 있는 바와 같이 지면의 오른쪽방향을 +X방향으로 하고, 각 요소의 위치는, 각 카메라의 촬상 중심을 기준으로 고려하는 것으로 한다. 도 1에는, 이하에 설명하는 X1, X2, X3, X4, Xc, Xn을 벡터로서, 그 정방향을 화살표로 가리켰다. 여기에서, 제2카메라(28)의 촬상 중심을 나타내는 광축(24)의 위치를 Xb로 하고 이것을 기준으로 각 요소의 X축상의 위치관계를 나타내는 것으로 한다. 지금, X2를 광축(24)의 위치(Xb)로부터 본 타겟(32)의 선단위치까지의 거리라고 하면, 타겟(32)의 선단위치는, Xb+X2이다. X2는 제2카메라(28)의 촬상 데이터로부터 구할 수 있다. Next, in order to calculate the positional relationship of each element, as shown in FIG. 1, the coordinate system sets the right direction of the paper to the + X direction, and the position of each element is considered based on the imaging center of each camera. do. In FIG. 1, X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Xc, and Xn described below are indicated as arrows, and the forward direction thereof is indicated by an arrow. Here, let the position of the optical axis 24 which shows the imaging center of the 2nd camera 28 be X b , and let it show the positional relationship on the X axis of each element based on this. If X 2 is the distance from the position X b of the optical axis 24 to the tip position of the target 32, the line unit value of the target 32 is X b + X 2 . X 2 can be obtained from the imaging data of the second camera 28.

또한 X1을 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 나타내는 광축(31)으로부터 본 타겟(32)의 선단위치까지의 거리라고 하면, 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 나타내는 광축(31)의 위치는, Xb+X2-X1이다. X1의 부호가 마이너스가 되고 있는 것은, 도 1의 예로 벡터X1의 정방향의 방향이 -X방향이기 때문이다. X3은 보정용 카메라 (30)의 촬상 데이터로부터 구할 수 있다. Further, when X 1 is the distance from the optical axis 31 indicating the imaging center of the correction camera 30 to the tip position of the target 32, the position of the optical axis 31 indicating the imaging center of the correction camera 30 is , X b + X 2 -X 1 . The sign of X 1 is negative because the positive direction of the vector X 1 is the -X direction in the example of FIG. 1. X 3 can be obtained from the imaging data of the camera 30 for correction.

또, Xc를 제2카메라(28)의 촬상 중심을 나타내는 광축(24)으로부터 본 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 광축(22)까지의 거리라고 하면, 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 광축(22)의 위치는, Xb+Xc이다. 그리고, X3을 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 상향의 광축(22)으로부터 본 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치까지의 거리라고 하면, 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치는, Xb+Xc+X3이다. X3은 제1카메라(26)의 촬상 데이터로부터 구할 수 있다. Moreover, supposing Xc is the distance from the optical axis 24 which shows the imaging center of the 2nd camera 28 to the optical axis 22 which shows the imaging center of the 1st camera 26, imaging of the 1st camera 26 is carried out. The position of the optical axis 22 which shows the center is Xb + Xc. Then, when said distance to the reference position of the tool monitor (18u) in the height (Z 2), the X 3 from the optical axis 22 of the upstream showing an imaging center of the first camera 26 and a height (Z 2 ), The reference position of the tool monitor 18u is X b + X c + X 3 . X 3 can be obtained from the imaging data of the first camera 26.

이들의 처리가 종료하면, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 본딩이 행해지는데, 그 전에, 제1카메라(26)와 제2카메라(28) 및 타겟(32)을 적당히 퇴피시킨다. 그리고, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서, 본딩 툴(12)을 내리고, 기판(14)의 높이(Z1)와 같은 높이에, 본딩 툴(12d)에 보유된 칩(10d)의 높이를 가져 와서, 기판(14)에 칩(10d)을 접촉시켜, 가압 가열 등에 의해 본딩을 행한다. When these processes are complete | bonded, bonding is performed in a positioning / bonding position, but before that, the 1st camera 26, the 2nd camera 28, and the target 32 are retracted suitably. In the positioning and bonding position, the bonding tool 12 is lowered and the height of the chip 10d held in the bonding tool 12d is brought to the same height as the height Z 1 of the substrate 14. The chip 10d is brought into contact with the substrate 14 to be bonded by pressure heating or the like.

이 때, 본딩 툴(12)의 Z축방향의 이동에 의한 위치 어긋남(Xn)이 생기지만, 그 위치 어긋남(Xn)은, 툴 모니터(18)의 움직임에 충실히 반영된다. 즉, 위치 어긋남(Xn)을 발생한 높이(Z1)에 있어서의 칩(10d)의 위치에 대응하여, 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)도 Xn의 위치 어긋남을 보인다. 그 상태에서, 툴 모니터(18d)를 보정용 카메라(30)로 촬상한다. X4를 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 나타내는 광축(31)으로부터 본 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 기준위치까지의 거리라고 하면, 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 기준위치는, Xb+X2-X1+X4이다. X4는 보정용 카메라(30)의 촬상 데이터로부터 구할 수 있다. At this time, the position shift Xn occurs due to the movement in the Z-axis direction of the bonding tool 12, but the position shift Xn is faithfully reflected in the movement of the tool monitor 18. That is, in response to the position of the chip 10d at the height Z 1 where the position shift Xn occurs, the tool monitor 18d at the height Z 1 also shows the position shift of Xn. In that state, the tool monitor 18d is picked up by the correction camera 30. When the X 4 as the distance to the reference position of the tool monitor (18d) in the height (Z 1) from the optical axis 31 represents the image sensing center of the calibration camera 30, the tool according to the height (Z 1) The reference position of the monitor 18d is X b + X 2 -X 1 + X 4 . X 4 can be obtained from the imaging data of the camera 30 for correction.

여기에서, 본딩 툴(12)의 이동에 의한 위치 어긋남(Xn), 즉 이것과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터(18)의 이동에 의한 위치 어긋남(Xn)을, 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 기준위치(Xb+X2-X1+X4)로부터 본 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치까지의 거리라고 하면, 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치는, Xb+X2-X1+X4+Xn이다. Here, the position shift Xn due to the movement of the bonding tool 12, that is, the position shift Xn due to the movement of the tool monitor 18 moving in unison with this, is measured at the height Z 1 . Suppose the distance from the reference position (X b + X 2 -X 1 + X 4 ) of the tool monitor 18d to the reference position of the tool monitor 18u at the height Z 2 as seen from the height Z 2 . The reference position of the tool monitor 18u in is X b + X 2 -X 1 + X 4 + Xn.

조금전에 제1카메라(26)에 의해 얻어진 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치는, Xb+Xc+X3이므로, 이것을 Xb+X2-X1+X4+Xn과 같게 해서,Since the reference position of the tool monitor 18u at the height Z 2 obtained by the first camera 26 is X b + X c + X 3 , this is X b + X 2- X 1 + X. Equal to 4 + x n ,

Xb+Xc+X3=Xb+X2-X1+X4+Xn X b + X c + X 3 = Xb + X 2 -X 1 + X 4 + X n

이 되고, 더욱이, Xc=X2-X1+X4+Xn-X3 And, moreover, X c = X 2 -X 1 + X 4 + X n -X 3

이 된다. Becomes

여기에서, 보정량△X=-Xc+Xn을 도출하면, 식(2)가 된다. Here, if the correction amount DELTA X = -X c + X n is derived, equation (2) is obtained.

-Xc+Xn=△X=X3-(X2-X1+X4)…(2)-X c + X n = DELTA X = X 3- (X 2 -X 1 + X 4 ). (2)

식(2)의 우측의 성분인 X3, X2, X1, X4는, 각각 촬상 데이터로부터 요청되는 위치 어긋난 양이므로, 보정량△X=-Xc+Xn은, 각 촬상 데이터에 기초하여 구할 수 있 다. 이렇게, 본 발명의 구성에 의하면, 2 카메라의 어긋난 양(+Xc)과 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양(+Xn)을 독립하여 측정하지 않아도, 툴 모니터(18)의 이동을 이용해서 얻어지는 4개의 위치 어긋난 양의 측정으로부터, 필요한 보정량△X를 구할 수 있다. Since X 3 , X 2 , X 1 , and X 4 , which are components on the right side of the formula (2), are positions shift amounts requested from the imaging data, respectively, the correction amount ΔX = −X c + X n is based on the respective imaging data. Can be obtained. To do this, the structure according to the present invention, the second amount is deviated in the camera (+ X c) and the bonding amount is deviated due to the movement of the tool (+ X n) do not need an independent measure of, a tool by using the movement of the monitor 18 The necessary correction amount (DELTA) X can be calculated | required from the measurement of the four position shift amounts obtained.

또한 X3, X2, X1, X4는, 1개의 위치기준과, 본딩 툴(12)과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터(18)상의 기준위치를 이용함으로써 각각의 카메라의 촬상 데이터로부터 구할 수 있다. 따라서, 종래 기술과 같이, 미리 위치관계를 조정 정렬된 2개의 타겟을 사용할 필요도 없고, 또는 타겟에 대한 제1카메라 및 제2카메라의 합초 위치에 대한 제약도 없다. Further, X 3 , X 2 , X 1 , and X 4 are obtained from the imaging data of each camera by using one position reference and a reference position on the tool monitor 18 which moves in unison with the bonding tool 12. Can be. Therefore, as in the prior art, there is no need to use two targets in which the positional relationship is adjusted in advance, or there is no restriction on the focusing position of the first camera and the second camera with respect to the target.

또한 상기와 같은 구성의 타겟(32)을 사용함으로써, 어긋난 양의 보정에 있어서, 타겟 위치의 시간경과에 따른 변화의 영향을 억제할 수 있다. 즉, 제1에, 타겟(32)의 선단위치의 측정은, 보정 포지션에 있어서 보정용 카메라(30) 및 제2카메라(28)에 의해 행하여지지만, 이것은 같은 타겟(32)의 선단위치를 상하방향으로부터 촬상하는 것으로 처리할 수 있으므로, 대략 동시에 실행할 수 있다. 이외에 타겟(32)의 측정은 필요없으므로, 타겟 툴(32)의 위치는, 이 2개의 촬상처리의 사이에서 대부분 변화되지 않고, 따라서, 타겟(32)의 위치에 있어서의 시간경과에 따른 변화의 영향을 억제할 수 있다. Moreover, by using the target 32 of the above structure, in the correction of the shift | offset | difference amount, the influence of the change according to the passage of time of a target position can be suppressed. That is, first, the measurement of the tip position of the target 32 is performed by the correction camera 30 and the second camera 28 in the correction position, but this is the line unit value of the same target 32 in the vertical direction. Image processing can be performed by imaging from the camera, so that the processing can be performed at substantially the same time. In addition, since the measurement of the target 32 is not necessary, the position of the target tool 32 is not largely changed between these two imaging processes, and therefore, the change of the change over time in the position of the target 32 is determined. The influence can be suppressed.

또, 제2에, 타겟(32)의 선단위치의 촬상처리가 끝나면, 타겟(32)의 선단위치가 구해지고, 이 계산값을 보존해서 이후의 위치 어긋남 산출에 사용하므로, 타겟 (32)은 적당한 위치에 퇴피해도 상관없다. 즉, 본딩 작업의 온도의 영향 등을 받지 않는 곳에 타겟(32)을 퇴피시켜, 타겟(32)의 선단위치의 재현정밀도에 영향을 미치게 하지 않도록 할 수 있다. Secondly, when the imaging process of the tip position of the target 32 is completed, the tip position of the target 32 is obtained, and the calculated value is stored and used for the subsequent misalignment calculation. You may evacuate to a suitable position. In other words, the target 32 can be retracted out of the place where the temperature of the bonding operation is not affected, or the like, so as not to affect the reproduction accuracy of the tip position of the target 32.

또, 상기한 바와 같이 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 이동하는 본딩 툴(12)과 일체로 접속되는 툴 모니터(18)를 보정 포지션에서 이동하는 구성으로 하므로, 위치 결정·본딩 포지션에 있어서 본딩을 행하면서, 보정 포지션에서 평행하게 동시적으로, 위치 어긋남을 구할 수 있다. 이렇게, 본딩 작업중의 리얼 타임으로 어긋난 양을 구할 수 있다. Moreover, since the tool monitor 18 connected integrally with the bonding tool 12 moving in a positioning / bonding position is set to move in a correction position as mentioned above, bonding is performed in a positioning / bonding position. At the same time, the position shift can be obtained simultaneously and in parallel in the correction position. In this way, the amount shifted in real time during the bonding operation can be obtained.

또한, X1의 측정에 있어서, 본딩 툴의 높이 위치를 기판(14)의 높이 위치(Z1)로 하지 않아도, 촬상 데이터로부터 X3, X2, X1, X4가 구해져 식(2)를 계산할 수 있다. 상기한 바와 같이, X3, X2, X1, X4를 구하는데는, 종래 기술과 같은 장치상의 제약이 없으므로, 이 경우에도 식(2)의 계산값에 기초하여 위치 결정의 보정을 행하면, 종래에 비해서 더 정확하게 보정을 행할 수 있어서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 억제할 수 있다. In addition, in the measurement of X 1 , even if the height position of the bonding tool is not set to the height position Z 1 of the substrate 14, X 3 , X 2 , X 1 , and X 4 are obtained from the imaging data and the equation (2) is obtained. ) Can be calculated. As described above, since X 3 , X 2 , X 1 , and X 4 are not limited in the same apparatus as in the prior art, even in this case, the correction of the positioning is performed based on the calculated value of Equation (2). Since the correction can be performed more accurately than in the related art, the positional shift in bonding can be suppressed more.

다만, 본딩 툴의 높이 위치를 기판(14)의 높이 위치(Z1)로 하지 않을 경우에는, 본딩 툴의 상하방향의 이동에 의한 어긋남에 따르는 보정이 충분하지 않아서, 더 바람직하게는 시험 본딩을 병용하는 것이 된다. 예를 들면, 식(2)에서 요청된 보정량에 기초하여 위치 결정을 보정하고, 더욱이 이 보정을 행한 상태에서 시험 본딩을 행하고, 이 보정 후에 있어서의 본딩 툴의 상하방향의 이동에 의한 어긋남 에 따르는 보정량을 별도로 구한다. 이렇게 시험 본딩을 병용하는 것으로, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 더욱 억제할 수 있다. However, when the height position of the bonding tool is not set to the height position Z 1 of the substrate 14, the correction due to the shift due to the vertical movement of the bonding tool is not sufficient, and more preferably test bonding is performed. It is used together. For example, the positioning is corrected based on the correction amount requested in Equation (2), and furthermore, test bonding is performed while the correction is performed, and the deviation caused by the shift of the bonding tool in the vertical direction after the correction is caused. Obtain the correction amount separately. By using test bonding together in this way, position shift in bonding can be further suppressed.

(과제해결 수단)(Solution Solution)

본 발명에 관한 본딩 장치는, 본딩 툴 또는 본딩 툴에 보유된 본딩 대상물 또는 본딩 툴에 보유된 측정용 부재의 적어도 1개을 본딩 툴에 관한 대상물로서, 본딩 툴에 관한 대상물의 위치를 측정하는 제1카메라와 기판의 위치를 측정하는 제2카메라를 포함하는 위치 결정 기구를 가지고 있고, 위치 결정 기구에 의하여, 본딩 툴에 보유된 본딩 대상물을 본딩 작업면에 배치된 기판의 결정된 위치에 위치 결정해서 본딩을 행하는 본딩 장치에 있어서, 위치 결정 기구는, 더욱이, 본딩 툴과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터이며, 본딩 툴과 미리 정해진 위치관계를 유지하고, 본딩 대상물의 이동과 같은 이동을 행하는 툴 모니터와, 위치기준을 가지고 양측으로부터 관찰가능한 타겟과, 타겟의 일방측에 미리 정해진 위치관계로 배치되는 보정용 카메라와, 보정용 카메라에 의하여, 타겟을 촬상하고, 촬상 데이터에서 타겟의 위치기준과 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제1위치편차를 구하는 제1측정수단과, 미리 정해진 위치관계에서 제2카메라를 타겟의 타방측에 배치하고, 제2카메라에 의해 타겟을 촬상하고, 촬상 데이터에서 타겟의 위치기준과 제2카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제2위치편차를 구하는 제2측정수단과, 미리 정해진 위치관계에서 제1카메라를 툴 모니터에 대향하고, 제1카메라에 의해 툴 모니터를 촬상하고, 촬상 데이터에서 툴 모니터의 기준위치와 제1카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제3위치편차를 구하는 제3측정수단과, 미리 정해진 위치관계에서 툴 모니터를 타겟의 타방에 배치하고, 보정용 카메라에 의하여, 툴 모니터를 촬상하고, 촬상 데이터에서 툴 모니터의 기준위치와 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제4위치편차를 구하는 제4측정수단과, 제1위치편차와 제2위치편차와 제3위치편차와 제4위치편차에 근거하여, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 산출하는 산출 수단과, 산출 결과에 근거해서 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 보정수단을 구비하고, 제1측정수단에 있어서의 타겟의 촬상과, 제2측정수단에 있어서의 타겟의 촬상은, 대략 동시에 행하여지는 것을 특징으로 한다.The bonding apparatus which concerns on this invention is a bonding tool or the 1st which measures the position of the object with respect to a bonding tool by making the at least one of the bonding object hold | maintained by the bonding tool, or the measuring member held by the bonding tool as an object regarding a bonding tool. It has a positioning mechanism which includes a camera and a 2nd camera which measures a position of a board | substrate, The positioning mechanism holds the bonding object hold | maintained by a bonding tool at the determined position of the board | substrate arrange | positioned at the bonding work surface, and bonds In the bonding apparatus for performing the positioning, the positioning mechanism is further a tool monitor which moves in unison with the bonding tool, maintains a predetermined positional relationship with the bonding tool, and performs a movement such as movement of the bonding object; A target which can be observed from both sides with a positional reference, a correction camera arranged at a predetermined positional relationship on one side of the target, and a beam A first measuring means for imaging the target by the camera for obtaining a first position deviation between the target position reference and the image pickup reference position of the correction camera in the image pickup data, and the second camera in a predetermined positional relationship. A second measuring means arranged on the other side and picking up a target by a second camera and obtaining a second positional deviation between the target position reference and the image pickup reference position of the second camera in the image pickup data; A third measurement that opposes the first camera at the tool monitor, captures the tool monitor with the first camera, and obtains a third positional deviation between the reference position of the tool monitor and the imaging reference position of the first camera in the imaging data; The tool monitor is disposed on the other side of the target in a predetermined positional relationship with the means, and the tool monitor is picked up by the camera for correction, and the reference position of the tool monitor in the imaging data. Position shift in bonding on the basis of the fourth measuring means for obtaining a fourth positional deviation between the imaging reference positions of the correction camera and the first positional deviation, the second positional deviation, the third positional deviation and the fourth positional deviation; Calculation means for calculating a value and correction means for correcting the positional shift in bonding based on the calculation result, and imaging of the target in the first measurement means and imaging of the target in the second measurement means include: And is carried out at about the same time.

또, 본 발명에 따른 본딩 장치에 있어서, 본딩 툴이 상하이동해서 본딩 동작을 행하는 본딩 포지션과, 툴 모니터가 상하이동하는 곳에 설치되고, 본딩 툴의 본딩 동작에 따라 제1위치편차로부터 제4위치편차를 구하기 위한 각 촬상이 행해지는 보정 포지션과, 본딩 포지션에 있어서의 본딩 툴의 이동 및 보정 포지션에 있어서의 툴 모니터의 이동을 방해하지 않는 위치에 제1카메라 및 제2카메라를 퇴피시키는 퇴피 포지션이 설치되는 것이 바람직하다. Moreover, in the bonding apparatus which concerns on this invention, a bonding position in which a bonding tool performs a bonding operation | movement by shanghai-dong, and a tool monitor are provided in a place where shanghai-dong is carried out, and a 4th position from a 1st position deviation according to the bonding operation of a bonding tool. A retraction position for retracting the first camera and the second camera at a position that does not disturb the movement of the bonding tool in the bonding position and the movement of the bonding tool in the bonding position and the movement of the tool monitor in the correcting position. It is preferable to be installed.

또한 제1측정수단 및 제2측정수단 및 제3측정수단은, 본딩 툴이 기판보다 끌어 올려져 있는 위치에 있을 때, 각각 제1위치편차, 제2위치편차, 제3위치편차를 구하고, 제4측정수단은, 본딩 툴이 기판의 높이의 위치에 있을 때 제4위치편차를 구하는 것이 바람직하다. Further, the first measuring means, the second measuring means and the third measuring means obtain the first position deviation, the second position deviation, and the third position deviation, respectively, when the bonding tool is in the position where the bonding tool is lifted up from the substrate. The fourth measuring means preferably obtains the fourth positional deviation when the bonding tool is at the position of the height of the substrate.

또한 본 발명에 따른 본딩 장치에 있어서, 타겟의 촬상 데이터 또는 거기에 근거하는 데이터를 기억하는 기억수단을 갖추고, 타겟은, 그 촬상 데이터 또는 거기에 근거하는 데이터가 기억된 후에, 촬상위치로부터 퇴피 가능한 것이 바람직하 다. In the bonding apparatus according to the present invention, there is provided a storage means for storing the imaging data of the target or the data based thereon, and the target can be evacuated from the imaging position after the imaging data or the data based thereon is stored. It is preferable.

또한 타겟은, 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 배치되는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that a target is arrange | positioned at the height substantially equal to the height in which a board | substrate is arrange | positioned.

또, 제4측정수단은, 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 본딩 툴에 관한 대상물을 배치했을 때의 툴 모니터의 위치를 사용해서 제4위치편차를 구하는 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable that a 4th measuring means calculate | requires a 4th positional deviation using the position of the tool monitor at the time of arrange | positioning the object with respect to a bonding tool at the height substantially equal to the height where a board | substrate is arrange | positioned.

상기 구성에 의하여, 제1카메라와 제2카메라를 갖는 위치 결정 기구는, 그 위치 어긋남을 보정하기 위해서, 더욱이 위치기준을 갖는 타겟과, 보정용 카메라를 구비하고, 본딩 툴과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터를 사용한다. 그리고, 타겟의 위치기준과 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제1위치편차와, 타겟의 위치기준과 제2카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제2위치편차와, 툴 모니터의 기준위치와 제1카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제3위치편차와, 툴 모니터의 기준위치와 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제4위치편차를 구한다. 제1위치편차로부터 제4위치편차는, 본 발명의 원리에서 설명한 X1, X2, X3, X4에 대응하므로, 이들에 기초하여 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구해서 그것을 보정한다. 따라서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있다. According to the above configuration, the positioning mechanism having the first camera and the second camera further includes a target having a position reference, a correction camera, and a tool which moves in unison with the bonding tool in order to correct the position shift. Use a monitor. The first positional deviation between the target positional reference and the imaging reference position of the camera for correction, the second positional deviation between the target positional reference and the imaging reference position of the second camera, the reference position of the tool monitor and the first positional deviation The third positional deviation between the imaging reference positions of one camera and the fourth positional deviation between the reference position of the tool monitor and the imaging reference position of the camera for correction is obtained. Since the fourth positional deviation from the first positional deviation corresponds to X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 described in the principles of the present invention, the positional shift in bonding is calculated and corrected based on these. Therefore, positional shift in bonding can be made smaller.

이 때, 타겟은 제2카메라와 보정용 카메라에 의하여 촬상되지만, 이 촬상을 대략 동시에 행하므로, 보정작업을 행하는 사이에 있어서의 타겟의 위치의 시간경과에 따른 변화가 촬상 데이터에 근거하는 위치편차의 산출에 영향을 주는 것을 억 제할 수 있다. 예를 들면, 본딩 장치가 히터 등을 갖추고 있을 경우 등은, 높은 환경온도에 의해 보정작업을 행하는 사이에 있어서도 타겟의 위치가 변화될 것이 다. 그러한 시간경과에 따른 변화에 관해서도, 타겟에 필요한 촬상의 모두를, 대략 동시에 행함으로써, 촬상 데이터의 취득시각의 차에 의한 영향을 없앨 수 있다. At this time, the target is picked up by the second camera and the correction camera, but the imaging is performed at substantially the same time. Therefore, the change in the position of the target over time during the correction operation is based on the positional deviation based on the image data. Influences on output can be suppressed. For example, in the case where the bonding apparatus is provided with a heater or the like, the position of the target will change even during the correction operation by the high environmental temperature. Regarding such a change over time, by performing all of the imaging required for the target at about the same time, the influence due to the difference in the acquisition time of the imaging data can be eliminated.

또한 본딩 툴이 이동하는 본딩 포지션과, 툴 모니터가 이동하는 보정 포지션과, 제1카메라, 제2카메라의 퇴피 포지션을 설치하고, 본딩 툴의 본딩 동작에 따라 각 촬상을 행하는 것으로 했으므로, 본딩 동작과 리얼 타임으로 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구할 수 있다. Since the bonding position to which the bonding tool is moved, the correction position to which the tool monitor is moved, and the retracted positions of the first and second cameras are provided, the imaging operation is performed according to the bonding operation of the bonding tool. Position shift in bonding can be obtained in real time.

또, 본딩 툴이 끌어 올려져 있는 위치에 있을 때와, 기판의 높이 위치에 있을 때를 이용해서, 각 위치편차를 구하는 것으로 했으므로, 본딩 동작에서 있어서의 본딩 툴의 실제의 위치에 그대로 대응해서 위치 어긋남을 구할 수 있다. 또, 타겟는, 촬상 데이터 등이 기억된 후에 촬상위치로부터 퇴피하는 것으로 했으므로, 제4위치편차를 구할 때에, 본딩 툴에 관한 대상물의 높이 위치의 설정에 방해되지않고, 예를 들면, 타겟의 촬상위치의 높이에 본딩 툴에 관한 대상물의 높이를 정확하게 설정하는 것도 가능해 진다. 더욱이, 타겟을 본딩 툴로부터 충분히 떼어 놓아서 퇴피시킴으로써, 예를 들면 본딩 툴이 고온의 경우 등에 있어서의 온도의 영향이 타겟에 미치지 못하게 할 수 있다. In addition, since each position deviation is calculated | required using when the bonding tool is in the raised position, and when it is at the height position of a board | substrate, it positions in correspondence with the actual position of the bonding tool in a bonding operation. The deviation can be obtained. In addition, since the target is to be retracted from the imaging position after the imaging data and the like are stored, when the fourth position deviation is obtained, the target does not interfere with the setting of the height position of the object with respect to the bonding tool, for example, the imaging position of the target. It is also possible to accurately set the height of the object with respect to the bonding tool at the height of. Furthermore, by retracting the target sufficiently from the bonding tool and retracting, it is possible to prevent the influence of temperature, for example, when the bonding tool is at a high temperature, from reaching the target.

또, 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 타겟을 배치한다. 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 본딩 툴에 관한 대상물을 배치했을 때의 툴 모니터의 위치를 사용해서 제4위치편차를 구한다. 이것에 의하여, 본 발명의 원리에서 설명한 것 같이, 툴 모니터의 측정을 통해서, 본딩 툴의 높이 방향의 이동에서 의한 어긋남(+Xn)과, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋남(+Xc)이 함께 존재할 때의 보정량△X=-Xc+Xn을 구하고, 이들을 보정한다. 따라서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있다. Moreover, a target is arrange | positioned at the height substantially equal to the height where a board | substrate is arrange | positioned. The fourth positional deviation is obtained using the position of the tool monitor when the object relating to the bonding tool is placed at a height approximately equal to the height at which the substrate is placed. Thereby, as explained in the principle of the present invention, the deviation (+ Xn) due to the movement in the height direction of the bonding tool and the deviation (+ Xc) between the two cameras for positioning are measured through the measurement of the tool monitor. The correction amount ΔX = -Xc + Xn when present is found, and these are corrected. Therefore, positional shift in bonding can be made smaller.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(The best mode for carrying out the invention)

이하에 도면을 사용해서 본 발명에 따른 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 도 14 내지 도 16 및 도 1과 같은 요소에는 동일의 부호를 붙였다. 이하에 있어서, 본딩 장치는, 범프를 갖는 LSI칩을 필름 기판에 페이스 다운 본딩하는 COF(Chip On Film) 본딩 장치로서 설명하지만, 칩은 LSI칩이외의 반도체소자 또는 전자 디바이스라도 되고, 기판은 가라에포 기판, 필름의 개구영역에 본딩 리드를 장출한 테이프 기판 등을 사용해도 된다. COF(Chip On Film) 본딩 장치는, 본딩 툴을 가열하여, 그 열에 의해 범프와 기판이 본딩되는 것으로서 설명하지만, 그 밖에 기판측을 가열해도 되고, 본딩 툴과 기판의 쌍방을 가열하는 것으로 해도 된다. 또한 초음파 에너지를 병용해서, 가열온도를 낮게 하는 본딩 장치라도 된다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which concerns on this invention is described in detail using drawing. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected to the element similar to FIGS. 14-16 and FIG. In the following, the bonding apparatus is described as a COF (Chip On Film) bonding apparatus for face-down bonding an LSI chip having a bump to a film substrate, but the chip may be a semiconductor device or an electronic device other than the LSI chip, and the substrate is thin. You may use an epo substrate, a tape substrate, etc. which extended the bonding lead to the opening area | region of a film. Although a COF (Chip On Film) bonding apparatus heats a bonding tool and demonstrates that a bump and a board | substrate are bonded by the heat | fever, it may heat the board | substrate side elsewhere, and may heat both a bonding tool and a board | substrate. . Moreover, the bonding apparatus which uses ultrasonic energy together and lowers a heating temperature may be sufficient.

도 2는 COF용의 본딩 장치(50)의 구성도이다. 본딩 장치(50)는, 칩(10)의 뒷측을 흡인 등으로 보유하는 본딩 툴(12)과, 본딩 툴(12)과 접속부(17)를 통해서 일체로서 이동하는 툴 모니터(18)와, 기판(14)을 보유해서 반송하는 캐리어(16)와, 칩(10)을 공급하는 공급 스테이션(52)과, 기판(14)과 칩(10)과의 위치를 검출하는 상하 카메라(60)와, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하기 위해서 사용할 수 있 는 보정용 카메라(30)와, 타겟 이동기구(54)에 보유된 위치기준으로서의 타겟(32)과, 이들의 요소의 동작을 제어하는 제어 장치부(100)를 구비한다. 2 is a configuration diagram of a bonding device 50 for COF. The bonding apparatus 50 includes a bonding tool 12 for holding the back side of the chip 10 by suction or the like, a tool monitor 18 that moves integrally through the bonding tool 12 and the connecting portion 17, and a substrate. A carrier 16 for holding and conveying 14, a supply station 52 for supplying the chip 10, an up-and-down camera 60 for detecting a position between the substrate 14 and the chip 10, Correcting camera 30 that can be used to correct positional shift in bonding, target 32 serving as the position reference held by target moving mechanism 54, and a control device unit for controlling the operation of these elements. 100 is provided.

칩(10)은 LSI칩이며, 그 각 인출력단자의 패드에는 금을 주성분으로 하는 범프가 설치되어 있다. 기판(14)은, 전자부품용 플라스틱필름에 도체 패턴이 배선되어 있는 필름 기판으로, 칩(10)의 범프가 접속되는 배선 패턴 부분에는, 주석을 주성분으로 하는 금속층이 설치된다. 이 주석을 주성분으로 하는 금속층 위에 금을 주성분으로 하는 범프를 위치 결정하여, 약 500℃ 정도의 온도에서 가압하는 것으로, 본딩을 행할 수 있다. 즉, COF용의 본딩 장치(50)는, 칩(10)과 기판(4)과의 사이의 위치 결정과, 가열 가압에 의해 칩(10)을 기판(14)에 본딩하는 기능을 갖는 본딩 장치이다. The chip 10 is an LSI chip, and bumps containing gold as a main component are provided on the pads of the in-output terminals. The board | substrate 14 is a film board | substrate with which the conductor pattern is wired to the plastic film for electronic components, The metal layer which has tin as a main component is provided in the wiring pattern part to which the bump of the chip 10 is connected. Bonding can be performed by positioning a bump containing gold as a main component on the metal layer containing tin as a main component and pressing it at a temperature of about 500 ° C. That is, the bonding apparatus 50 for COF has the function of bonding the chip | tip 10 to the board | substrate 14 by positioning between the chip | tip 10 and the board | substrate 4, and heating pressurization. to be.

본딩 툴(12)은, 선단에 칩 유지부분을 갖는 4각뿔형상의 부재로서, 중심으로는 칩 유지부분에 통하는 진공흡인 구멍이 설치되고, 제어 장치부(100)의 제어에 의해 칩 유지부분에 있어서 칩(10)의 흡인 유지를 행할 수 있다. 또,본딩 툴(12)은, 내부에 히터를 내장하고, 예를 들면 칩(10)을 약 500℃ 정도로 가열할 수 있다. 온도의 제어도 제어 장치부(100)에 의해 행하여진다. The bonding tool 12 is a quadrangular pyramid-shaped member having a chip holding portion at its tip, and is provided with a vacuum suction hole through the chip holding portion at the center thereof, and is controlled at the chip holding portion under the control of the control device 100. Therefore, suction holding of the chip 10 can be performed. In addition, the bonding tool 12 may incorporate a heater therein and heat the chip 10 at about 500 ° C, for example. The control of the temperature is also performed by the controller 100.

본딩 툴(12)은, 도시되지않은 이동기구에 탑재되어 있고, 제어 장치부(100)의 제어하에서, 도 2에 도시하는 X,Y,Z방향으로 이동할 수 있다. 구체적으로는, 공급 스테이션(52)으로부터 칩(10)을 픽업하는 위치인 픽업 포지션(90)과, 칩(10)과 기판(14)과의 사이의 위치 결정을 행하여, 그 후 본딩을 행하는 위치인 위치 결정·본딩 포지션(92)과의 사이를 이동할 수 있다. 각각의 포지션에 있어서, 본딩 툴(12)은 Z방향의 상하이동을 행할 수 있어서, 각 포지션 사이에 있어서 수평이동 또는 기울기 이동을 행할 수 있는다. The bonding tool 12 is mounted in a moving mechanism (not shown) and can move in the X, Y, and Z directions shown in FIG. 2 under the control of the control device unit 100. Specifically, the position where the pick-up position 90 which is the position which picks up the chip 10 from the supply station 52, and the chip 10 and the board | substrate 14 are positioned, and the bonding is performed after that It can move between the in-position and bonding positions 92. In each position, the bonding tool 12 can perform the shank movement of Z direction, and can perform a horizontal movement or inclination movement between each position.

툴 모니터(18)는, 본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 위치의 움직임을 보정 포지션(94)에서 재현하는 기능을 갖는 부재이다. 보정 포지션(94)은, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구하는 포지션이다. 툴 모니터(18)는, 접속부(17)를 통해서 본딩 툴(12)과 일체화하고, 따라서, 본딩 툴(12)이 위치 결정·본딩 포지션(92)에서 상하 이동함에 따라서 보정 포지션(94)에 있어서 상하동한다. The tool monitor 18 is a member having a function of reproducing the movement of the position of the chip 10 held in the bonding tool 12 at the correction position 94. The correction position 94 is a position which calculates the position shift in bonding. The tool monitor 18 integrates with the bonding tool 12 via the connecting portion 17, and therefore, in the correction position 94 as the bonding tool 12 moves up and down at the positioning and bonding position 92. It moves up and down.

툴 모니터(18)는, 개략 본딩 툴(12)을 보다 소형으로 한 형상으로, 그 선단은 구형형상으로, 칩(10)의 높이와 대략 같게 설정된다. 선단은 평탄한 면으로 가공되고, 필요하면 적당한 기준 마크를 형성해도 된다. 툴 모니터(18)의 선단은, 이외의 것이어도, 칩(10)의 위치의 변화를 충실에 재현할 수 있는 치수, 형상으로 하면 된다. 예를 들면, 반구상의 선단으로 할 수 있다. 이러한 툴 모니터(18)는, 금속재료 또는 세라믹 재료 등을 소정의 가공을 실시해서 사용할 수 있다. The tool monitor 18 has a shape in which the rough bonding tool 12 is made smaller, and its tip is spherical in shape and is set substantially equal to the height of the chip 10. The tip is processed into a flat surface, and may form an appropriate reference mark if necessary. What is necessary is just to set it as the dimension and shape which can reproduce faithfully the change of the position of the chip | tip 10 even if it is other than the front-end | tip of the tool monitor 18. FIG. For example, it can be set as a hemispherical tip. Such a tool monitor 18 can use a metal material, a ceramic material, etc. by predetermined process.

캐리어(16)는, 기판(14)을 보유하는 치구로, 도시되지않은 컨베이어 등의 반송 기구에 의해 Y방향으로 반송된다. 반송의 제어는, 제어 장치부(100)에 의해 행하여지고, 기판(14)은 공급구멍으로부터 반송되어서 위치 결정·본딩 포지션(92)에 멈춘다. 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서 칩(10)과 기판(14)의 사이의 위치 결정 및 칩(10)의 본딩이 행하여진 후는, 반출구를 향해서 반송되고, 동시에 다음 기판이 반송되어 와서 위치 결정·본딩 포지션(92)에 멈춘다. The carrier 16 is a jig holding the substrate 14 and is conveyed in the Y direction by a conveyance mechanism such as a conveyor (not shown). The control of conveyance is performed by the control apparatus part 100, and the board | substrate 14 is conveyed from a supply hole and stops at the positioning and bonding position 92. FIG. After the positioning between the chip 10 and the substrate 14 and the bonding of the chip 10 are performed in the positioning and bonding position 92, the substrate is conveyed toward the discharge port and the next substrate is conveyed at the same time. It comes to a stop at the positioning and bonding position 92.

상하 카메라(60)는, 내부에 2대의 카메라를 구비하는 광학부품이다. 도 3에 상하 카메라(60)의 내부구성을 도시한다. 상하 카메라(60)는, 적당한 하우징의 내부에 제1카메라(26)와, 제2카메라(28)와, 반사경(62,64)과, 양면반사경(66)을 구비한다. 제1카메라(26)와 제2카메라(28)는, CCD(Charge Coupled Device)를 갖는 촬상장치로서, 그 개구부가 함께 +X축 방향으로 향할 수 있고, 상하 카메라(60)의 X방향의 중심축에 대하여 대칭의 위치에 배치된다. 반사경(62,64)은, 그 반사면이 각각 X축에 대하여 Z축을 축으로서 -45도 및 +45도의 경사를 갖고, 상하 카메라(60)의 X방향의 중심축에 대하여 대칭에 배치된다. 양면반사경(66)은, 양면반사면이, XY면에 대하여 45도의 경사를 갖고, 상하 카메라(60)의 X방향의 중심축과 반사경(62)과 반사경(64)을 잇는 선이 교차하는 위치에 배치된다. The up-and-down camera 60 is an optical component provided with two cameras inside. 3 shows an internal configuration of the vertical camera 60. The upper and lower cameras 60 include a first camera 26, a second camera 28, reflectors 62 and 64, and a double-sided reflector 66 inside a suitable housing. The first camera 26 and the second camera 28 are imaging devices having a Charge Coupled Device (CCD), the openings of which can be directed together in the + X-axis direction, and the center of the X-direction of the up-and-down camera 60 in the X-direction. It is placed in a position symmetrical about the axis. The reflecting mirrors 62 and 64 have inclinations of -45 degrees and +45 degrees with respect to the X axis with respect to the X axis, respectively, and are disposed symmetrically with respect to the central axis of the X direction of the up-and-down camera 60. The double-sided reflector 66 has a 45-degree inclination with respect to the XY plane, and the position where the center axis in the X direction of the up-and-down camera 60 intersects the line connecting the reflector 62 and the reflector 64. Is placed on.

이러한 내부구성의 상하 카메라(60)의 작용을 설명한다. 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 광축은, 그 개구부로부터 +X방향을 향하여, 반사경(62)에서 90도 방향이 변경되어서 -Y방향을 향하여, 양면반사경(66)의 상측 반사면에서 90도 방향이 변경되어 +Z방향을 향한다. 즉, 상향의 광축(22)이 되어서, 상하 카메라(60)의 외부를 향한다. 한편, 제2카메라(28)의 촬상 중심을 나타내는 광축은, 그 개구부로부터 +X방향을 향하고, 반사경(62)에서 90도 방향이 변경되어서 +Y방향을 향하고, 양면반사경(66)의 하측 반사면에서 90도 방향이 변경되어 -Z방향을 향한다. 즉, 하향의 광축(24)이 되어서, 상하 카메라(60)의 외부를 향한다. The operation of the upper and lower cameras 60 of such an internal configuration will be described. The optical axis representing the imaging center of the first camera 26 is changed from the opening portion to the + X direction, the 90 degree direction is changed in the reflecting mirror 62, and toward the -Y direction, on the upper reflecting surface of the double-sided reflecting mirror 66. The 90 degree direction is changed to face the + Z direction. That is, it becomes the upward optical axis 22, and faces the exterior of the up-and-down camera 60. FIG. On the other hand, the optical axis indicating the imaging center of the second camera 28 faces the + X direction from the opening, the 90 degree direction is changed in the reflecting mirror 62 to the + Y direction, and the lower half of the double-sided reflecting mirror 66. The 90 degree direction changes from the slope to the -Z direction. That is, it becomes the downward optical axis 24 and faces the exterior of the up-and-down camera 60.

이렇게, 상하 카메라(60)는, 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 광축(22)을 상향으로, 제2카메라(28)의 촬상 중심을 나타내는 광축(24)을 하향으로, 외부를 향하는 기능을 갖는다. 상하 카메라(60)는, 미리 광축(22)과 광축(24)에 방 향이 반대여서, 그 축이 조립시에는 일치하도록 하우징내에 조립할 수 있다. Thus, the up-and-down camera 60 faces the optical axis 22 which shows the imaging center of the 1st camera 26 upward, and the optical axis 24 which shows the imaging center of the 2nd camera 28 downward. Has the function. The up-and-down camera 60 has a direction opposite to the optical axis 22 and the optical axis 24 in advance, and can be assembled in the housing so that the axes coincide with each other when assembling.

제1카메라(26)와 제2카메라(28)를 같은 성능의 것으로 할 때는, 상하 카메라(60)의 높이 위치는, 기판(14)의 높이 위치(Z1)와, 기판(14)과의 위치 결정에 있어서의 칩(10)의 높이 위치(Z2)의 중간의 높이 위치에 설정된다. 그리고, 기판(14)과 본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 위치 결정에 있어서는, 제1카메라(26)가 칩(10)의 표면에 합초하여, 제2카메라(28)가 기판(14)의 표면에 합초하도록, 전체의 광학계가 설계된다. When the first camera 26 and the second camera 28 have the same performance, the height position of the upper and lower cameras 60 is the height position Z 1 of the substrate 14 and the substrate 14. It is set at the mid-height position of the height position (Z 2) of the chip 10 in the positioning. In the positioning of the chip 10 held by the substrate 14 and the bonding tool 12, the first camera 26 is in focus with the surface of the chip 10, and the second camera 28 is a substrate. The whole optical system is designed to focus on the surface of (14).

상하 카메라(60)는, 통상은 본딩 작업의 방해가 안되는 퇴피 포지션(96)에 퇴피하고 있어서, 제어 장치부(100)의 제어에 의해, 그 위치로부터 X방향으로 이동가능하다. 구체적으로는, 위치 결정·본딩 포지션(92) 및 보정 포지션(94)으로 이동할 수 있다. The up-and-down camera 60 is evacuated to the retracted position 96 which normally does not interfere with a bonding operation, and can move to the X direction from the position by control of the control apparatus part 100. FIG. Specifically, it can move to the positioning and bonding position 92 and the correction position 94. FIG.

보정용 카메라(30)는, CCD를 갖는 촬상장치에서, 보정 포지션(94)에 배치된다. 그 개구부는 위를 향하고, 즉 +Z방향을 향하고, 그 높이 위치는, 기판(14)의 표면의 높이(Z1)에 합초 위치가 오도록 설정된다. 또는, 보정용 카메라(30)를 텔레센트릭 광학계로 해도 된다. The camera 30 for correction is arrange | positioned in the correction position 94 in the imaging device which has a CCD. The opening faces upward, that is, in the + Z direction, and the height position is set so that the focusing position is at the height Z 1 of the surface of the substrate 14. Alternatively, the correction camera 30 may be a telecentric optical system.

타겟(32)은, 타겟 이동기구(54)에 보유되고, 선단이 위치기준이 되는 기준 핀이다. 타겟(32)은, 와이어 본딩에 사용할 수 있는 캐필러리와 같이, 선단이 끝이 가늘게 된 테이퍼형상의 핀으로, 선단은, 예를 들면 직경 15μm정도의 원형면 또는 반구 형상으로 정확하게 마무리된 것을 사용할 수 있다. 타겟(32)은, 그 길 이방향 축이 XY평면에 평행하게 배치된다. 타겟(32)의 길이방향 축의 방향은, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 예를 들면 Y축과 평행하게 할 수 있다. 이러한 타겟(32)은, 금속재료나 세라믹재료를 소정의 형상으로 가공한 것을 사용할 수 있다. The target 32 is a reference pin held by the target movement mechanism 54 and whose tip is the position reference. The target 32 is a tapered pin with a tapered tip, such as a capillary that can be used for wire bonding, and the tip is precisely finished in a circular or hemispherical shape having a diameter of about 15 μm, for example. Can be used. The target 32 is arranged such that its longitudinal axis is parallel to the XY plane. The direction of the longitudinal axis of the target 32 can be made parallel to the Y axis, for example, as shown in FIG. As the target 32, a metal material or a ceramic material processed into a predetermined shape can be used.

타겟 이동기구(54)는, 타겟(32)을 제어 장치부(100)의 제어하에서, Z방향으로 이동시키는 기구로서, 예를 들면 모터 등을 사용할 수 있다. 타겟(32)의 이동범위는, 기판(14)의 높이 위치(Z1)와, 보정용 카메라(30)의 상부 사이이다. The target moving mechanism 54 is a mechanism for moving the target 32 in the Z direction under the control of the control device unit 100, and for example, a motor or the like can be used. The movement range of the target 32 is between the height position Z 1 of the substrate 14 and the upper portion of the correction camera 30.

타겟은, 보정용 카메라(30)와 제2카메라(28)의 쌍방으로부터 위치기준으로서 관찰할 수 있으면, 기준 핀 형상 이외의 것에서도 된다. 다른 예로서, 도 4에 도시하는 엷은 투명판 위에 위치기준이 되는 크로스 헤어 패턴이 설치된 타겟(33)을 사용해도 된다. 이 타겟(33)은, 엷은 플라스틱판, 엷은 유리판 등의 엷은 투명판에, 에칭 등으로 크로스 헤어 패턴을 설치한 것이다. 위치기준은, 충분한 정밀도로 측정할 수 있는 안정한 패턴이면, 크로스 헤어 패턴 이외의 패턴이라도 된다. 크로스 헤어 패턴 등의 위치기준은, 타겟(33)의 윗면, 즉 본딩 툴(12)을 서로 마주보는 면에 설치하고, 그 높이 위치를 기판(14)의 높이 위치(Z1)에 설정하는 것이 좋다. 그 밖의 타겟으로서, 예를 들면, 타겟(32)의 모재를 엷게 불투명한 판으로 하여, 그 양면에 위치기준을 설치한 것이라도 된다. The target may be other than the reference pin shape as long as the target can be observed as a position reference from both the correction camera 30 and the second camera 28. As another example, you may use the target 33 in which the cross hair pattern used as a position reference | standard is provided on the thin transparent board shown in FIG. The target 33 is provided with a cross hair pattern by etching or the like on a thin transparent plate such as a thin plastic plate or a thin glass plate. The position reference may be a pattern other than the cross hair pattern as long as it is a stable pattern that can be measured with sufficient accuracy. The position reference of the cross hair pattern or the like is that the upper surface of the target 33, that is, the bonding tool 12 is provided on the surface facing each other, and the height position is set at the height position Z 1 of the substrate 14. good. As another target, for example, the base material of the target 32 may be used as a thinly opaque plate, and a position reference may be provided on both surfaces thereof.

다음에 제어 장치부(100)의 구성을 설명한다. 제어 장치부(100)는, 본딩 장치를 구성하는 각 요소를 제어하는 기능을 갖추고, 특히 상하 카메라(60) 내부의 제1카메라(26)와 제2카메라(28) 및 보정용 카메라(30)로부터 촬상 데이터를 취득하 고, 이들의 데이터에 기초하여 위치 결정 및 위치 결정에 있어서의 보정을 행하는 기능을 갖는 장치로, 일반적인 컴퓨터로 구성할 수 있다. Next, the structure of the control apparatus part 100 is demonstrated. The control device 100 has a function of controlling each element constituting the bonding device, and in particular, from the first camera 26 and the second camera 28 and the correction camera 30 inside the upper and lower cameras 60. A device having a function of acquiring the imaging data and correcting the positioning and the correction in the positioning based on these data can be configured by a general computer.

구체적으로는, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의 위치 결정 처리와 본딩 처리를 행하는 기능과, 이것에 연동해서, 보정 포지션(94)에 있어서, 상하 카메라(60)의 동작을 제어하여, 보정용 카메라(30)와 상하 카메라(60)의 3개의 카메라로부터 필요한 촬상 데이터를 취득하여, 이들의 데이터를 처리해서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 산출하는 기능을 갖는다. 또, 타겟이동기구(54) 동작의 제어에 의하여, 타겟(32)을 촬상이 끝난 후 퇴피시키는 기능을 갖는다. 여기에서, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의 기능은, 상하 카메라(60)와 본딩 툴(12)로 필요할 경우 캐리어(16)의 동작을 제어하여, 상하 카메라(60)로부터 필요한 촬상 데이터를 취득하여, 보정 포지션(94)에 있어서 산출된 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하도록, 기판(14)과 본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 상대적인 위치 결정을 행하여, 본딩 작업을 실행시키는 기능을 포함한다. 이들의 기능에 대응하는 처리를 행하기 위해서는, 소프트웨어를 사용할 수 있고, 대응하는 위치 어긋남 보정 프로그램 및 본딩 프로그램을 실행하는 것으로 소정의 처리를 행할 수 있다. 처리의 일부를 하드웨어로 실행시킬 수도 있다. Specifically, in conjunction with the function of performing the positioning process and the bonding process in the positioning and bonding position 92, and in conjunction with this, the operation of the upper and lower cameras 60 is controlled, It has a function of acquiring necessary imaging data from three cameras of the correction camera 30 and the up-and-down camera 60, processing these data, and calculating the position shift in bonding. The target movement mechanism 54 has a function of evacuating the target 32 after the imaging is completed by controlling the operation of the target movement mechanism 54. Here, the function in the positioning and bonding position 92 controls the operation of the carrier 16 when necessary by the up-and-down camera 60 and the bonding tool 12, and the imaging data required from the up-and-down camera 60 is performed. , The relative positioning of the chip 10 held by the substrate 14 and the bonding tool 12 is performed to correct the positional shift in the bonding calculated at the correction position 94 to perform the bonding operation. Contains the function to execute. In order to perform the processing corresponding to these functions, software can be used, and predetermined processing can be performed by executing a corresponding position shift correction program and a bonding program. Some of the processing may be performed in hardware.

제어 장치부(100)는, CPU(102)와, 키보드 등의 입력부(104)와, 표시반(盤) 등의 디스플레이인 출력부(106)와, 기억 장치(108)와, 본딩 툴(12)의 동작을 제어하는 본딩 툴 제어부(110)와, 보정용 카메라(30)의 촬상동작을 제어해서 촬상 데이터를 받아들이는 보정용 카메라 제어부(112)와, 타겟(32)의 상하이동을 제어하는 타겟 제어부(114)와, 상하 카메라(60)의 동작을 제어하여, 그 내부의 제1카메라(26)와 제2카메라(28)의 촬상동작을 제어해서 촬상 데이터를 받는 상하 카메라 제어부(116)를 포함하여, 이들은 내부 버스에서 서로 맺어진다. The control unit 100 includes a CPU 102, an input unit 104 such as a keyboard, an output unit 106 that is a display such as a display panel, a storage device 108, and a bonding tool 12. A bonding control unit 110 for controlling the operation of the control unit, a correction camera control unit 112 for controlling the imaging operation of the correction camera 30 to receive the imaging data, and a target control unit for controlling the movement of the target 32. And an upper and lower camera controller 116 which controls the operation of the upper and lower cameras 60 and controls the imaging operation of the first camera 26 and the second camera 28 therein to receive the imaging data. Thus, they are joined together in an internal bus.

CPU(102)는, 위치 어긋남 보정부(120)와, 위치 결정부(122)와, 본딩 처리부(124)를 포함한다. 위치 어긋남 보정부(120) 안의 제1위치편차 측정모듈(130) 내지 위치 어긋남 산출모듈(138)은, 본 발명의 원리에서 설명한 X1, X2, X3, X4에 해당하는 4개의 위치편차 벡터를 산출하여, 2차원의 보정량△(X,Y)을 구하는 기능을 갖는다. 이들에 대해서, 도 5 내지 도 13을 사용하여 설명한다. The CPU 102 includes a position shift correction unit 120, a positioning unit 122, and a bonding processing unit 124. The first position deviation measurement module 130 to the position shift calculation module 138 in the position shift correction unit 120 include four positions corresponding to X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 described in the principles of the present invention. The deviation vector is calculated to obtain a two-dimensional correction amount? (X, Y). These are demonstrated using FIGS. 5-13.

도 5는, 본딩 장치(50)의 구성요소 중, 상하 카메라(60), 캐리어(16)에 보유된 기판(14), 타겟(32)과 그 하부에 있는 보정용 카메라(30) 및 칩(10)을 보유한 본딩 툴(12)과, 이것에 일체가 되어서 접속되는 툴 모니터(18)의 평면배치를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 6은, 이들의 구성요소의 측면배치를 모식적으로 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은, 본딩 장치(50)의 초기 상태를 도시한다. 즉, 기판(14)은 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서, 타겟(32) 및 보정용 카메라(30)는 보정 포지션(94)에 설치되어 있다. 또, 상하 카메라(60)는 퇴피 포지션(96)에 있어서, 본딩 툴(12)은 픽업 포지션(90) 등에 있어도 좋지만, 초기 상태인 것을 나타내기 위해서 위치 결정·본딩 포지션(92)의 이웃에 후퇴하고 있는 것이다. FIG. 5 shows the top and bottom cameras 60, the substrate 14 held in the carrier 16, the target 32, and the calibration camera 30 and the chip 10 underneath the components of the bonding apparatus 50. Is a diagram schematically showing a planar arrangement of a bonding tool 12 having a) and a tool monitor 18 connected integrally thereto. Fig. 6 is a diagram schematically showing the side arrangement of these components. 5 and 6 show an initial state of the bonding apparatus 50. That is, in the positioning and bonding position 92, the board | substrate 14 is provided in the correction position 94 with the target 32 and the camera 30 for correction | amendment. In addition, the upper and lower cameras 60 may be in the retracted position 96, and the bonding tool 12 may be in the pickup position 90 or the like. However, the upper and lower cameras 60 retreat to the neighboring position of the positioning and bonding position 92 to indicate that the initial state. I'm doing it.

이 초기 상태로부터, CPU(102)의 본딩 처리부(124)의 기능에 의하여, 우선 위치 결정·본딩 포지션(92)에 본딩 툴(12)이 이동된다. 그것과 함께, 높이(Z2)에 끌어 올릴 수 있고, 이어서 위치 결정부(122)의 기능에 의해 상하 카메라(60)가 위치 결정·본딩 포지션(92)에 배치되고, 제2카메라(28) 및 제1카메라(26)에 의하여, 기판(14)과, 본딩 툴(12u)에 보유된 칩(10u)의 위치가 각각 측정되어, 전에 취득한 위치 어긋남 보정량△X(X,Y)을 사용해서 위치 결정이 행하여진다. 이 때, 보정 포지션(94)에 있어서는, 본딩 툴(12u)의 이동에 연동하고, 높이(Z2)에 툴 모니터(18u)의 선단이 위치한다. 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의, 본딩 툴(12), 툴 모니터(18), 상하 카메라(60)의 배치상태를 도 6에 있어서 파선으로 도시했다. 또한, 보정량△X(X,Y)을 사용해서 위치 결정의 상세한 것은 후술한다. From this initial state, the bonding tool 12 is first moved to the positioning and bonding position 92 by the function of the bonding processing unit 124 of the CPU 102. At the same time, it can be pulled up to the height Z 2 , and then, by the function of the positioning unit 122, the upper and lower cameras 60 are disposed in the positioning and bonding position 92, and the second camera 28 is provided. And the positions of the substrate 14 and the chip 10u held in the bonding tool 12u by the first camera 26, respectively, and are measured using the previously obtained position shift correction amount ΔX (X, Y). Positioning is performed. At this time, in the correction position 94, the tip of the tool monitor 18u is positioned at the height Z 2 in conjunction with the movement of the bonding tool 12u. The arrangement | positioning state of the bonding tool 12, the tool monitor 18, and the up-and-down camera 60 in the positioning and bonding position 92 is shown with the broken line in FIG. In addition, the detail of positioning is mentioned later using correction amount (DELTA) X (X, Y).

거기에 계속해서, 제1위치편차 측정모듈(130), 제2위치편차 측정모듈(132), 제3위치편차 측정모듈(134)에 의하여, 보정 포지션(94)에 있어서의 위치 어긋남 산출을 위한 처리가 행하여진다. 이들의 처리는 거의 동시에 행하여지지만, 편의상 제1위치편차 측정모듈(130)로부터 제2위치편차 측정, 제3위치편차 측정의 순서로 처리가 행하여지는 것으로서 설명한다. Subsequently, the first position deviation measurement module 130, the second position deviation measurement module 132, and the third position deviation measurement module 134 are used to calculate the position shift in the correction position 94. The process is performed. Although these processes are performed at substantially the same time, it is explained that the processes are performed in the order of the second position deviation measurement and the third position deviation measurement from the first position deviation measurement module 130 for convenience.

이들의 처리 때문에, 상하 카메라(60)가 보정 포지션(94)으로 이동되고, 타겟(32)이 기판(14)의 높이(Z1)의 높이에 설정된다. 구체적으로는, 제어 장치부(100)의 기능, 특히 최초에 보정에 관한 처리를 행하는 제1위치편차 측정모듈(130)의 기능에 의하여, 다음이 실행된다. 즉, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주어, 상하 카메라(60)를 보정 포지션(94)에 이동시킨다. 상하 카메라(60)의 높이 위치는, 제1카메라(26)가 상기한 바와 같이 툴 모니터(18u)의 선단면의 높이(Z2)에 합초하여, 제2카메라(28)는 기판(14)의 높이(Z1)에 합초하도록 설정된다. 더욱이 타겟 제어부(114)에 지령을 주어, 타겟 이동기구(54)를 구동해서 타겟(32)을 기판(14)의 높이 위치인 Z1의 높이에 세팅한다. 도 7은, 그렇게 해서 설정된 보정 포지션(94)에 있어서의 각 요소의 배치상황을 도시한 도면이다. Because of these processes, the upper and lower cameras 60 are moved to the correction position 94, and the target 32 is set to the height of the height Z 1 of the substrate 14. Specifically, the following is executed by the function of the control device unit 100, in particular, by the function of the first position deviation measurement module 130 that first performs a process relating to correction. That is, a command is given to the up-and-down camera control unit 116 to move the up-and-down camera 60 to the correction position 94. The height position of the up-and-down camera 60 is in combination with the height Z 2 of the front end surface of the tool monitor 18u as described above, so that the second camera 28 is the substrate 14. It is set to focus on the height Z 1 of . Further, the target control unit 114 is commanded to drive the target moving mechanism 54 to set the target 32 at the height of Z 1 , which is the height position of the substrate 14. FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of elements in the correction position 94 thus set.

그 상태에 있어서, 제1위치편차 측정모듈(130)은, 더욱이, 타겟(32)을 보정용 카메라(30)로 촬상시켜, 그 촬상 데이터에 기초하여 제1위치편차를 구하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 보정용 카메라 제어부(112)에 지령을 주어, 촬상 지시를 내게 하고, 촬상 데이터를 취득시켜, 취득한 촬상 데이터를 제1위치편차 측정모듈(130)에 전송시킨다. 그리고, 전송된 촬상 데이터에 기초하여 제1위치편차를 구한다. In this state, the first position deviation measurement module 130 further has a function of imaging the target 32 with the correction camera 30 and calculating the first position deviation based on the captured image data. Specifically, a command is given to the correction camera control unit 112 to issue an imaging instruction, to acquire the imaging data, and to transmit the acquired imaging data to the first position deviation measurement module 130. Then, the first positional deviation is obtained based on the transferred image data.

도 8은, 보정용 카메라(30)에 의해 촬상된 촬상 데이터로부터 제1위치편차(X1,Y1)를 구하는 형상을 설명하는 도면이다. 촬상 데이터는, 실제로는 보정용 카메라(30)가 상향(+Z방향)으로 타겟(32)과 칩(10)을 촬상한 데이터이지만, 도 8에서는 설명의 편의상, 보정 포지션(94)의 윗쪽에서 보았을 때의 데이터로 변환해서 도시했다. 마찬가지로, 이하의 도 10, 도 12 등의 촬상 데이터에 있어서도 보정 포지션(94)의 윗쪽에서 보았을 때의 데이터에 통일해서 도시했다. 도 8의 촬상 데이터(150)에 있어서, 시야의 중앙에 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(152)이 있어서, 그 좌측밑에, 기판(14)의 높이 위치(Z1)에 있어서의 타겟(32)의 촬상된 패턴(154)이 있다. 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패 턴(152)의 교점은, 보정용 카메라(30)의 촬상 기준위치이며, 타겟의 패턴(154)의 선단은, 타겟(32)의 위치기준(P0)을 도시하는 것이다.8 is a view from the image pickup data obtained by the correction camera 30 describes the image to obtain the first position deviation (X 1, Y 1). Although the imaging data is actually the data which the correction camera 30 image | photographed the target 32 and the chip 10 in the upward direction (+ Z direction), In FIG. 8, it was seen from the upper side of the correction position 94 for convenience of description. It shows the data converted to the time. Similarly, also in the imaging data of FIG. 10, FIG. 12, etc. below, it showed uniformly to the data when it sees from the upper side of the correction position 94. As shown in FIG. In the imaging data 150 of FIG. 8, there is a cross pattern 152 showing the imaging center of the correction camera 30 at the center of the field of view, and at the lower left of the substrate 14 at the height position Z 1 of the substrate 14. There is an image picked up pattern 154 of the target 32. The intersection of the cross pattern 152 showing the imaging center of the correction camera 30 is the imaging reference position of the correction camera 30, and the tip of the target pattern 154 is the position reference of the target 32 ( P 0 ).

제1위치편차(X1,Y1)는, 십자 패턴(152)의 교점을 기준위치로서, 기준위치에서, 타겟의 패턴(154)의 위치기준(P0)을 향하는 벡터로 주어진다. 1차원의 경우에는, 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 나타내는 광축(31)의 위치로부터 본 타겟(32)의 위치기준까지의 거리가 되고, 본 발명의 원리에서 설명한 X1이 된다. The first positional deviations X1 and Y1 are given as the reference position at the intersection point of the cross pattern 152 as a vector toward the position reference P 0 of the pattern 154 of the target at the reference position. For one-dimensional, then the distance to the reference position of the target 32 from the position of the optical axis 31 represents the image sensing center of the correction camera 30, and X 1 is described in the principles of the invention.

제2위치편차 측정모듈(132)은, 보정 포지션(94)의 도 7의 상태에 있어서, 타겟(32)을 제2카메라(28)에서 촬상시켜, 그 촬상 데이터에 기초하여 제2위치편차를 구하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주고, 제2카메라(28)에 촬상 지시를 내게 하여, 촬상 데이터를 취득시켜, 취득한 촬상 데이터를 제2위치편차 측정모듈(132)에 전송시킨다. 그리고, 전송된 촬상 데이터에 기초하여 제2위치편차를 구한다. In the state of FIG. 7 of the correction position 94, the 2nd position deviation measuring module 132 picks up the target 32 with the 2nd camera 28, and makes the 2nd position deviation based on the imaging data. Has the function to obtain. Specifically, a command is given to the upper and lower camera control unit 116, an imaging instruction is sent to the second camera 28, the imaging data is acquired, and the acquired imaging data is transmitted to the second position deviation measurement module 132. . Then, the second positional deviation is obtained based on the transferred image data.

도 9는, 제2카메라(28)에 의해 촬상된 촬상 데이터로부터 제2위치편차(X2,Y2)를 구하는 형상을 설명하는 도면이다. 도 9의 촬상 데이터(156)에 있어서, 시야의 중앙에 제2카메라(28)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(158)이 있어서, 그 우상에 타겟(32)의 촬상된 패턴(160)이 있다. 제2카메라(28)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(158)의 교점은, 제2카메라(28)의 촬상 기준위치이며, 타겟의 패턴(160)의 선단은, 타겟(32)의 위치기준(P1)을 도시하는 것이다. 9 is a second diagram from the image pickup data obtained by the camera 28 is described for the shape to obtain a second position deviation (X 2, Y 2). In the imaging data 156 of FIG. 9, there is a cross pattern 158 showing the imaging center of the second camera 28 at the center of the field of view, and the image 160 of the target 32 is imaged on the upper right side thereof. have. The intersection of the cross pattern 158 showing the imaging center of the second camera 28 is the imaging reference position of the second camera 28, and the tip of the target pattern 160 is the reference of the position of the target 32. (P1) is shown.

제2위치편차(X2,Y2)는, 제2카메라(28)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(158)의 교점을 기준위치로서, 기준위치로부터, 타겟의 패턴(160)의 위치기준(P1)을 향하는 벡터로 주어진다. 1차원의 경우에는, 제2카메라(28)의 촬상 중심을 나타내는 광축(24)의 위치로부터 본 타겟(32)의 위치기준까지의 거리가 되어, 본 발명의 원리에서 설명한 X2가 된다. The second positional deviations X 2 and Y 2 are based on the intersection of the cross pattern 158 showing the imaging center of the second camera 28 as a reference position, from the reference position to the position reference of the pattern 160 of the target. Given as a vector towards (P 1 ). For one-dimensional, the second is the distance to the reference position of the target 32 from the position of the optical axis (24) indicating the image pickup center of the second camera 28, and the X 2 described in the principles of the invention.

제3위치편차 측정모듈(134)은, 보정 포지션(94)의 도 7의 상태에 있어서, 툴 모니터(18u)의 선단을 제1카메라(26)에서 촬상시켜, 그 촬상 데이터에 기초하여 제3위치편차를 구하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주고, 제1카메라(26)에 촬상 지시를 내게 하고, 촬상 데이터를 취득시키고, 취득한 촬상 데이터를 제3위치편차 측정모듈(134)에 전송시킨다. 그리고, 전송된 촬상 데이터에 기초하여 제3위치편차를 구한다. In the state of FIG. 7 of the correction position 94, the 3rd position deviation measuring module 134 picks up the tip of the tool monitor 18u with the 1st camera 26, and based on the imaging data, It has the function to find the positional deviation. Specifically, a command is given to the upper and lower camera control unit 116, an imaging instruction is given to the first camera 26, the imaging data is acquired, and the acquired imaging data is transmitted to the third position deviation measurement module 134. . Then, the third positional deviation is obtained based on the transferred image data.

도 10은, 제1카메라(26)에 의해 촬상된 촬상 데이터로부터 제3위치편차(X3,Y3)를 구하는 형상을 설명하는 도면이다. 도 10의 촬상 데이터(162)에 있어서, 시야의 중앙에 제1카메라(26)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(164)이 있어서, 그 우상에, 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 촬상된 기준 패턴(166u)의 에지가 있다. 여기에서 상기한 바와 같이, 첨자의 u는, 후술의 제4위치편차를 구할 때의 칩과 높이 위치가 다른 것을 구별하기 위해서 사용하고 있다. 툴 모니터(18u)의 기준 패턴으로서는, 후술하는 제4위치편차 측정의 때와 같은 것을 사용할 수 있 으면 된다. 예를 들면 툴 모니터(18)의 선단면에 새긴 특정한 형상 패턴, 또는 툴 모니터(18)의 특정한 에지 형상 패턴을 사용할 수 있다. 제1카메라(26)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(164)의 교점은, 제1카메라(26)의 촬상 기준위치이며, 툴 모니터의 기준 패턴(166u)의 에지는, 툴 모니터(18u)의 기준위치를 도시하는 것이다. 10 is a view for explaining the first to obtain a third position error (X 3, Y 3) from the image pickup data obtained by the camera (26) shape. In the imaging data 162 of FIG. 10, there is a cross pattern 164 showing the imaging center of the first camera 26 at the center of the field of view, and on the upper right, a tool monitor at the height Z 2 ( 18u) is the edge of the captured reference pattern 166u. As described above, the subscript u is used to distinguish between the chip and the height position when determining the fourth positional deviation described later. As a reference pattern of the tool monitor 18u, the same thing as the case of the 4th position deviation measurement mentioned later may be used. For example, the specific shape pattern carved in the front end surface of the tool monitor 18, or the specific edge shape pattern of the tool monitor 18 can be used. The intersection of the cross pattern 164 showing the imaging center of the 1st camera 26 is the imaging reference position of the 1st camera 26, and the edge of the reference pattern 166u of the tool monitor is the tool monitor 18u. It shows the reference position of.

제3위치편차(X3,Y3)는, 제1카메라(26)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(164)의 교점을 기준위치로서, 기준위치로부터, 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준 패턴(166u)의 에지를 향하는 벡터로 주어진다. 1차원의 경우에는, 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 광축(22)의 위치로부터 본 높이(Z2)에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준위치까지의 거리가 되어, 본 발명의 원리에서 설명한 X3이 된다. The third position deviation X 3 , Y 3 is a tool at the height Z 2 from the reference position with the intersection of the cross pattern 164 showing the imaging center of the first camera 26 as a reference position. It is given as a vector facing the edge of the reference pattern 166u of the monitor 18u. For one dimension, is the length of the to the reference position of the first camera 26, the tool monitor (18u) in the height (Z 2) from the position of the optical axis 22 represents the image sensing center of the of the present invention X 3 is explained in principle.

상기에 있어서, 제1위치편차를 구하는 처리와, 제2위치편차를 구하는 처리는, 함께 높이(Z1)에 있는 타겟(32)의 촬상처리를 포함한다. 타겟(32)은, 본 발명의 원리에서 설명한 것 같이, 제1카메라(26)의 광축(22)과 제2카메라의 광축(24)의 사이의 위치 어긋남(Xc)과, 본딩 툴(12)이 상하할 때의 위치 어긋남(Xn)에 대응하는 툴 모니터의 위치 어긋남(Xn)을 구할 때의 위치기준이 되는 것이므로, 위치 어긋남 보정 처리의 사이에 있어서 그 위치가 변화되지 않는 것이 요구된다. In the above, the process of calculating the first positional deviation and the process of calculating the second positional deviation include the imaging process of the target 32 at the height Z 1 . As described in the principles of the present invention, the target 32 includes the position shift Xc between the optical axis 22 of the first camera 26 and the optical axis 24 of the second camera, and the bonding tool 12. Since it becomes a position reference | standard when calculating the position shift Xn of the tool monitor corresponding to this position shift Xn at the time of up-down, it is calculated | required that the position does not change between position shift correction processes.

실제로는, 타겟(32)을 보유하는 타겟이동기구(54)의 유지의 시간경과에 따른 변화나, 고온의 본딩 툴(12)로부터의 열로, 타겟(32)의 위치는 위치 어긋남 보정 처리의 사이에 보정 처리에 영향을 미치게 하는 정도의 변화를 생길 수가 있다. 거기에서, 제1위치편차를 구하기 위한 타겟(32)의 촬상처리와, 제2위치편차를 요구하기 위한 타겟(32)의 촬상처리는, 동시에 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상하 카메라 제어부(116)로부터의 제2카메라(28)에 대한 촬상 지시와, 보정용 카메라 제어부(112)로부터의 보정용 카메라(30)에 대한 촬상 지시를, 가능하면 동시에, 동시 처리를 할 수 없을 때는, 가능한 한 근접한 시간경과에서 행한다. 그리고, 촬상한 데이터를 기억 장치(108) 등에 일단 기억하고, 그 후, 각 위치편차를 구하는 화상 데이터 처리 및 필요한 연산처리를 행한다. In practice, the position of the target 32 is changed during the position shift correction processing due to the change in the time course of the holding of the target moving mechanism 54 holding the target 32 and the heat from the high temperature bonding tool 12. This can cause a change in the degree that affects the correction process. There, it is preferable to simultaneously perform the imaging process of the target 32 for obtaining the 1st position deviation, and the imaging process of the target 32 for requesting the 2nd position deviation. Specifically, simultaneous image processing instruction for the second camera 28 from the upper and lower camera control unit 116 and the imaging instruction for the camera 30 for correction from the camera control unit 112 for correction are simultaneously and simultaneously performed. If this is not possible, it should be done in as close a time as possible. Then, the captured data is stored once in the storage device 108 or the like, and thereafter, image data processing for obtaining each positional deviation and necessary arithmetic processing are performed.

제1위치편차로부터 제3위치편차를 구하는 처리에 계속해서, 적어도 제1위치편차로부터 제3위치편차를 구하기 위한 각 촬상 처리가 끝나면, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서 본딩 처리가 행하여져, 보정 포지션(94)에 있어서 제4위치편차를 구하는 처리가 행하여진다. 본딩 처리에 있어서는, 본딩 툴(12)이 기판을 향해서 하강하지만, 보정 포지션에 있어서도 툴 모니터(18)가 하강한다. 따라서, 우선 보정 포지션(94)에 있어서 툴 모니터(18)의 하강을 방해하지 않는 처리를 행한 후, 본딩 툴(12)의 하강 처리가 행하여진다. Subsequent to the processing for obtaining the third positional deviation from the first positional deviation, after each imaging process for obtaining the third positional deviation from at least the first positional deviation, bonding processing is performed at the positioning / bonding position 92, In the correction position 94, a process for finding the fourth positional deviation is performed. In the bonding process, the bonding tool 12 lowers toward the substrate, but the tool monitor 18 also lowers in the correction position. Therefore, first, a process that does not disturb the lowering of the tool monitor 18 in the correction position 94 is performed, and then the lowering process of the bonding tool 12 is performed.

구체적으로는, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주어, 상하 카메라(60)를 퇴피 포지션(96)에 이동시킨다. 그리고, 타겟 제어부(114)에 지령을 주어, 타겟 이동기구(54)를 구동해서 타겟(32)을 보정용 카메라(30)의 상부측에 가깝도록 강하시킨다. 그 후에 본딩 툴 제어부(110)에 지령을 주고, 본딩 툴(12)의 높이가, 기 판(14)의 높이인 Z1에 칩(10)의 본딩면이 이르도록 강하시킨다. 그 후, 가압가열에 의해 본딩이 행하여진다. 또한, 본딩의 상세한 것은 후술한다. 이 때, 보정 포지션(94)에 있어서는, 본딩 툴(12d)의 이동에 연동해서, 높이(Z1)에 툴 모니터(18d)의 선단이 위치한다. 도 11은, 그렇게 해서 설정된 보정 포지션(94)에 있어서의 각 요소의 배치상황을 도시한 도면이다. Specifically, the upper and lower camera control unit 116 is instructed to move the upper and lower cameras 60 to the retracted position 96. Then, the target control unit 114 is instructed to drive the target moving mechanism 54 to lower the target 32 closer to the upper side of the correction camera 30. Thereafter, a command is given to the bonding tool control unit 110, and the bonding tool 12 is lowered so that the bonding surface of the chip 10 reaches the Z 1 , which is the height of the substrate 14. Thereafter, bonding is performed by pressure heating. In addition, the detail of bonding is mentioned later. At this time, in the correction position 94, the tip of the tool monitor 18d is positioned at the height Z 1 in conjunction with the movement of the bonding tool 12d. Fig. 11 is a diagram showing the arrangement status of each element in the correction position 94 thus set.

타겟(32)을 기판(14)의 높이인 Z1로부터 보정용 카메라(30)의 상부측에 가까이 하는 것 같이 강하시키는 것은, 1개에는 높이(Z1)에 본딩 툴(12)이 강하하는데 방해가 되지않도록 하기 위해서다. 이에 따라 칩(10)의 본딩면이 높이(Z1)에 정확하게 설정할 수 있다. 더 1개의 목적은, 강하하는 본딩 툴(12)로부터 타겟(32)을 가능한 한 떼어 놓고, 고온의 본딩 툴(12)로부터의 열의 영향을 퇴피중이여도 보다 적게 하기 위해서다. 또, 보정용 카메라(30)의 상부측에 가까이 하는 것은, 이렇게 하여도, 보정용 카메라(30)의 합초 위치로부터 타겟(32)이 맞지 않는 것으로, 보정용 카메라(30)에 의한 본딩 툴(12)의 촬상을 방해하지 않기 때문이다. 또, 타겟(32)의 퇴피를 수평방향의 이동이 아니고, 높이 방향의 이동에 의해 행하는 것으로 한 것은, 타겟(32)의 퇴피의 전후에 있어서의 XY평면 내의 위치의 재현성이, 수평방향의 이동 방법과 비교하면, 더 좋기 때문이다. Dropping the target 32 as close to the upper side of the correction camera 30 as possible from the height Z 1 of the substrate 14 prevents the bonding tool 12 from descending at a height Z 1 . In order not to As a result, the bonding surface of the chip 10 can be set accurately at the height Z 1 . One more object is to separate the target 32 as much as possible from the descending bonding tool 12 and to reduce the influence of heat from the high temperature bonding tool 12 even if it is evacuating. Moreover, even if it is close to the upper side of the correction | amendment camera 30, even if it does in this way, the target 32 will not match from the confocal position of the correction | amendment camera 30, and the bonding tool 12 of the correction camera 30 This is because it does not interfere with imaging. In addition, the evacuation of the target 32 is performed by the movement in the height direction instead of the movement in the horizontal direction, so that the reproducibility of the position in the XY plane before and after the evacuation of the target 32 is the movement in the horizontal direction. Compared to the method, because it is better.

거기에 계속해서, 제4위치편차 측정모듈(136)은, 더욱이, 툴 모니터(18d)의 선단을 보정용 카메라(30)로 촬상시켜, 그 촬상 데이터에 기초하여 제4위치편차를 구하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 보정용 카메라 제어부(112)에 지령을 주고, 보정용 카메라(30)에 촬상지시를 내게 하여, 촬상 데이터를 취득시켜, 취득한 촬상 데이터를 제4위치편차 측정모듈(134)에 전송시킨다. 그리고, 전송된 촬상 데이터에 기초하여 제4위치편차를 구한다. Subsequently, the fourth position deviation measurement module 136 further has a function of imaging the tip of the tool monitor 18d with the correction camera 30 to obtain a fourth position deviation based on the captured image data. . Specifically, a command is given to the correction camera control unit 112, an image capturing instruction is issued to the correction camera 30, the image capturing data is acquired, and the captured image data is transmitted to the fourth position deviation measurement module 134. Then, the fourth positional deviation is obtained based on the transferred image data.

도 12는, 보정용 카메라(30)에 의해 촬상된 촬상 데이터로부터 제4위치편차(X4,Y4)을 추구하는 형상을 설명하는 도면이다. 도 12의 촬상 데이터(150)에 있어서, 시야의 중앙에 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(152)이 있다. 이것은 도 8에 있어서의 보정용 카메라(30)의 시야의 경우와 같다. 그리고, 그 우상에, 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 촬상된 기준 패턴(168d)의 에지가 있다. 여기에서 첨자의 d는, 상기의 제3위치편차를 구할 때의 칩과 높이 위치가 다른 것을 구별하기 위해서 사용하고 있다. 툴 모니터(18d)의 기준 패턴으로서는, 상기의 제3위치편차 측정의 때와 같은 것을 사용한다. 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(152)의 교점은, 보정용 카메라(30)의 촬상 기준위치이며, 툴 모니터의 기준 패턴(168d)의 에지는, 툴 모니터(18d)의 기준위치를 도시하는 것이다. 또한, 도 8에서 측정한 타겟(32)의 위치기준(P0)을 참고하기 위해 나타냈다. FIG. 12: is a figure explaining the shape which pursues 4th positional deviation X4, Y4 from the imaging data picked up by the correction camera 30. FIG. In the imaging data 150 of FIG. 12, there is a cross pattern 152 showing the imaging center of the correction camera 30 at the center of the field of view. This is the same as the case of the field of view of the correction camera 30 in FIG. And, in the upper right, the edge of the tool monitor the captured reference pattern (168d) in (18d) of the height (Z 1). Here, the subscript d is used to distinguish between the chip and the height position when the above third positional deviation is obtained. As a reference pattern of the tool monitor 18d, the same thing as that of the said 3rd positional deviation measurement is used. The intersection of the cross pattern 152 showing the imaging center of the correction camera 30 is the imaging reference position of the correction camera 30, and the edge of the reference pattern 168d of the tool monitor is the reference of the tool monitor 18d. To show the location. Also, shown in order to refer to the reference position (P 0) of the target 32 it is measured in Fig.

제4위치편차(X4,Y4)는, 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 도시하는 십자 패턴(152)의 교점을 기준위치로서, 기준위치로부터, 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 기준 패턴(168d)의 에지를 향하는 벡터로 주어진다. 1차원의 경우에는, 보정용 카메라(30)의 촬상 중심을 나타내는 광축(31)의 위치로부터 본 높이(Z1)에 있어서의 툴 모니터(18d)의 기준위치까지의 거리가 되고, 본 발명의 원리에서 설명한 X4가 된다. The fourth position deviation X 4 , Y 4 is a tool monitor at the height Z 1 from the reference position using the intersection of the cross pattern 152 showing the imaging center of the correction camera 30 as a reference position. It is given as a vector facing the edge of the reference pattern 168d of 18d. For one-dimensional, then the distance from the position of the optical axis 31 represents the image sensing center of the calibration camera 30 to the reference position of the tool monitor (18d) in the height (Z 1), the principles of the present invention X 4 is explained.

이렇게 하여, 본딩 처리와 평행하게 리얼 타임에 요청된 제1위치편차(X1,Y1), 제2위치편차(X2,Y2), 제3위치편차(X3,Y3) 및 제4위치편차(X4,Y4)는, 위치 어긋남 산출모듈(138)에 보내진다. 위치 어긋남 산출모듈(138)은, 이들의 데이터를 사용해서 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 보정량△(X,Y)을 구하는 기능을 갖는다. 보정량△(X,Y)은, 본 발명의 원리에서 설명한 식(2)를 2차원에 확장한 (3)식에서 주어진다. In this way, the first positional deviations (X 1 , Y 1 ), the second positional deviations (X 2 , Y 2 ), the third positional deviations (X 3 , Y 3 ), and the first requested in real time in parallel with the bonding process. The four positional deviations X 4 and Y 4 are sent to the position shift calculation module 138. The position shift calculation module 138 has a function of calculating the correction amounts Δ (X, Y) for correcting the position shift in bonding using these data. Correction amount (DELTA) (X, Y) is given by Formula (3) which extended Formula (2) demonstrated by the principle of this invention to two dimensions.

△(X,Y)=(X3,Y3)-[(X2,Y2)-(X1,Y1)+(X4,Y4)]…(3)Δ (X, Y) = (X 3 , Y 3 )-[(X 2 , Y 2 )-(X 1 , Y 1 ) + (X 4 , Y 4 )]. (3)

다음에, 위치 결정부(122)는, 본딩에 있어서의 위치 어긋남이 없도록, 상기한 바와 같이 해서 요청된 보정량△(X,Y)을 사용해서, 기판(14)과 칩(10)을 위치 결정하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 다음의 본딩 작업에 반영된다. 즉, 보정량△(X,Y)이 구해지고, 본딩 처리도 종료하면, 본딩 처리부(124)는, 본딩 툴 제어부(110)에 지령을 주어, 칩 유지를 해제해서 본딩 툴(12)을 상승시킨다. 따라서, 칩(10)은 기판(14) 위로 본딩된 채 남는다. 그리고, 본딩 툴(12)을 픽업 포지션(90)에 이동시켜, 소정의 시퀸스로 다음 새로운 칩(10)을 공급 스테이션(52)으로부터 픽업하고, 다시 위치 결정·본딩 포지션(92)에 되돌아온다. 또한 도시되지않은 캐리어 제어부에 지시를 주어, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서 본딩 완료의 기판(14)을 배출시켜, 새로운 기판(14)을 공급시킨다. Next, the positioning part 122 positions the board | substrate 14 and the chip 10 using the correction amount (DELTA) (X, Y) requested as mentioned above so that there may be no positional shift in bonding. Has the function to Specifically, it is reflected in the next bonding operation. That is, when correction amount (DELTA) (X, Y) is calculated | required and a bonding process is complete | finished, the bonding processing part 124 gives a command to the bonding tool control part 110, releases chip holding, and raises the bonding tool 12. FIG. . Thus, the chip 10 remains bonded over the substrate 14. Then, the bonding tool 12 is moved to the pickup position 90, the next new chip 10 is picked up from the supply station 52 in a predetermined sequence, and returned to the positioning / bonding position 92 again. In addition, an instruction is given to a carrier controller (not shown) to discharge the bonded substrate 14 in the positioning and bonding position 92 so as to supply a new substrate 14.

그리고, 본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 표면의 높이 위치를 Z2로 설정한다. 또, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주고, 상하 카메라(60)도 위치 결정·본딩 포지션(92)에 이동시킨다. 그리고, 상하 카메라(60)에 포함되는 제1카메라(26) 및 제2카메라(28)에 촬상 지시를 내리고, 제1카메라(26)에 대하여,본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 촬상과, 제2카메라(28)에 기판(14)의 촬상을 행하고, 그들의 촬상 데이터를 위치 결정부(122)에 전송시킨다. 전송된 촬상 데이터와, 조금전에 요청된 보정량△(X,Y)에 근거하여, 위치 어긋남을 보정하고, 그 결과를 본딩 툴 제어부(110)에 지령을 주고, 그것에 따라서, 기판(14)의 기준위치와, 본딩 툴(12)에 보유된 칩(10)의 기준위치를 위치 결정한다. 또한, 위치 결정의 때의 칩(10)을 보유하는 본딩 툴(12)과, 기판(14)과, 상하 카메라(60)의 위치관계는, 상기 도 6에 있어서 파선으로 도시했다. Then, the height position of the surface of the chip 10 held in the bonding tool 12 is set to Z 2 . Moreover, a command is given to the up-and-down camera control part 116, and the up-and-down camera 60 is also moved to the positioning and bonding position 92. FIG. Then, the imaging instruction is given to the first camera 26 and the second camera 28 included in the up and down camera 60, and the chip 10 held in the bonding tool 12 with respect to the first camera 26. Imaging of the substrate 14 is performed by the second camera 28 and the imaging data is transmitted to the positioning unit 122. Based on the transferred image data and the correction amount Δ (X, Y) requested a while ago, the position shift is corrected, and the result is commanded to the bonding tool control unit 110, whereby the reference of the substrate 14 The position and the reference position of the chip 10 held in the bonding tool 12 are positioned. In addition, the positional relationship of the bonding tool 12 holding the chip 10 at the time of positioning, the board | substrate 14, and the up-and-down camera 60 is shown with the broken line in FIG.

도 13은, 제1카메라(26)의 시야의 안에서, 보정량△(X,Y)의 처리를 행해서 위치 결정하는 형상을 설명하는 도면이다. 현실에는, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의 제1카메라(26)의 시야에 있어서의 칩(10u)의 기준 패턴과, 보정 포지션(94)에 있어서의 제1카메라(26)의 시야에 있어서의 툴 모니터(18u)의 기준 패턴이 같지 않은 것이 많지만, 설명의 편의상, 이들을 동일이라고 한다. 즉, 보정 포지션(94)으로부터 위치 결정·본딩 포지션(92)에 이동했을 때, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의 제1카메라(26)의 촬상 데이터가, 보정 포지션(94)에 있어서의 도 10과 같게 한다. FIG. 13: is a figure explaining the shape which positions and processes correction amount (DELTA) (X, Y) in the visual field of the 1st camera 26. FIG. In reality, the reference pattern of the chip 10u in the field of view of the first camera 26 in the positioning and bonding position 92, and the field of view of the first camera 26 in the correction position 94. Although the reference patterns of the tool monitor 18u in FIG. 8 are not the same in many cases, for convenience of explanation, these are called the same. That is, when moving from the correction position 94 to the positioning bonding position 92, the imaging data of the 1st camera 26 in the positioning bonding position 92 is corrected in the correction position 94. FIG. To be equal to FIG. 10.

이 경우, 제1카메라(26)의 촬상 중심을 나타내는 십자 패턴(164)의 교점과, 칩(10u)(툴 모니터(18u))의 기준위치인 기준 패턴(166u)의 에지의 사이가, 제3위치편차(X3,Y3)만 떨어져 있다. 지금, 설명을 간단하게 하기 위해서, 기판(14)의 기준위치는 제2카메라(28)의 촬상 중심과 일치하고 있는 것으로 한다. 이 경우, 제1카메라(26)의 촬상 중심과 칩(10)의 기준위치의 위치 결정은, 제3위치편차(X3,Y3) 만큼을 보정하는 것이 아니고, 제1카메라(26)의 촬상 중심으로부터 보아서, 보정량△(X,Y)의 위치에 칩(10)의 기준위치를 이동시켜서 행한다. 이렇게 하는 것으로, 식(3)을 따른 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 위치 결정을 행할 수 있다.In this case, the intersection between the intersection of the cross pattern 164 indicating the imaging center of the first camera 26 and the edge of the reference pattern 166u which is the reference position of the chip 10u (tool monitor 18u) is first. Only three positional deviations (X 3 , Y 3 ) are apart. Now, for the sake of simplicity, it is assumed that the reference position of the substrate 14 coincides with the imaging center of the second camera 28. In this case, the positioning of the imaging center of the first camera 26 and the reference position of the chip 10 does not correct only the third positional deviations X 3 and Y 3 , but rather the correction of the first camera 26. From the imaging center, the reference position of the chip 10 is moved to the position of the correction amounts Δ (X, Y). By doing in this way, the positioning which correct | amends the position shift in bonding according to Formula (3) can be performed.

보정량△(X,Y)과의 관계를 도시하기 위해서, 도 13에, 도 8, 도 9, 도 12에서 각각 요청된 제1위치편차(X1 ,Y1), 제2위치편차(X2, X2), 제4위치편차(X4, X4)도 맞춰서 도시했다. 또한, 기판(14)의 기준위치가 제2카메라(28)의 촬상 중심에 일치하지 않고 있을 때는, 그 불일치 만큼만 제1카메라(26)의 기준위치를 비켜 놓는 것으로 같은 보정을 행할 수 있다. In order to show the relationship with the correction amounts Δ (X, Y), the first position deviations X 1 , Y 1 and second position deviations X 2 requested in FIGS. 13, 8, 9, and 12, respectively, are shown in FIG. 13. , X 2 ) and the fourth positional deviation (X 4 , X 4 ) are also shown. When the reference position of the substrate 14 does not coincide with the imaging center of the second camera 28, the same correction can be performed by moving the reference position of the first camera 26 only by the mismatch.

본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 위치 결정을 행한 뒤, 본딩 처리부(124)는, 칩(10)을 기판(14)에 본딩하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 다음 몇 개의 기능을 포함한다. 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서 상기의 위치 결정이 행하여진 후, 상하 카메라 제어부(116)에 지령을 주고, 상하 카메라(60)를 퇴피 포지션(96)에 퇴피시킨다. 다음에 본딩 툴 제어부(110)에 지령을 주어, 칩(10)을 보 유한 본딩 툴(12)을 강하시키고, 기판(14)에 칩(10)의 범프를 접촉시켜, 가압 가열에 의해 본딩을 행하게 한다. 본딩 처리가 종료하면, 본딩 툴(12)의 진공흡인을 멈추고 본딩 툴(12)을 상승시킨다. After performing the positioning to correct the positional shift in the bonding, the bonding processing unit 124 has a function of bonding the chip 10 to the substrate 14. Specifically, the following several functions are included. After the above positioning is performed in the positioning and bonding position 92, the upper and lower camera control unit 116 is instructed, and the upper and lower camera 60 is retracted to the retracted position 96. Next, a command is given to the bonding tool control unit 110, the bonding tool 12 holding the chip 10 is dropped, the bumps of the chip 10 are brought into contact with the substrate 14, and bonding is performed by pressure heating. To do it. When the bonding process is finished, vacuum suction of the bonding tool 12 is stopped and the bonding tool 12 is raised.

이렇게, 본딩 툴(12)과 일체로서 이동하여, 보정 포지션(94)에서 이동하는 툴 모니터(18)를 사용하므로, 위치 결정·본딩 포지션(92)에 있어서의 본딩 처리와 평행하게 리얼 타임으로 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구할 수 있다. 따라서, 전체의 본딩 처리를 고속에 할 수 있어서, 또 본딩의 위치 결정을 정밀도 좋게 행할 수 있다. Thus, since the tool monitor 18 which moves integrally with the bonding tool 12 and moves in the correction position 94 is used, bonding is performed in real time in parallel with the bonding process in the positioning and bonding position 92. The positional shift in a can be calculated | required. Therefore, the entire bonding process can be performed at high speed, and the positioning of the bonding can be performed with high accuracy.

또, 타겟(32)의 촬상처리를 대략 동시에 행하도록 하는 것으로, 위치기준인 타겟(32)의 보정 처리의 사이에 있어서의 위치의 시간경과에 따른 변화의 영향을 억제할 수 있다. 즉, 일단 타겟(32)의 위치에 관한 데이터 수집이 끝나면, 그 데이터에 의하여, 환경 또는 시간적으로 변화하지 않는 가상적으로 보편적인 타겟(32)의 위치를 정할 수 있다. 그리고, 이후는, 이 가상적인 타겟(32)의 위치에 기초하여 위치 어긋남의 보정량을 구할 수 있다. In addition, by carrying out the imaging process of the target 32 substantially simultaneously, the influence of the change with the passage of time of the position between the correction processes of the target 32 which is a positional reference can be suppressed. That is, once data collection about the position of the target 32 is completed, the position of the virtually universal target 32 which does not change in the environment or time can be determined by the data. Subsequently, a correction amount of position shift can be obtained based on the position of this virtual target 32.

또, 이와 같이 일단 가상적인 타겟(32)의 위치가 정해지면, 타겟(32)을 임의의 곳에 퇴피시켜도 된다. 따라서, 툴 모니터(18)를 기판(14)의 높이(Z1)의 위치에 하강시키는 것을 방해하지 않는 곳에 타겟(32)을 퇴피시킬 수 있다. 이것으로, 제4위치편차를 구할 때에, 툴 모니터(18), 나아가서는 칩(10)을 보유한 본딩 툴(12)을 기판(14)의 높이(Z1)의 위치에 정확하게 하강시킬 수 있다. 또, 이로써 타겟 (32)이 고온의 본딩 툴(12)에 가까이 가서, 그 위치정밀도를 열화시킬 일도 없다. In addition, once the position of the virtual target 32 is determined in this way, the target 32 may be evacuated to an arbitrary position. Therefore, the target 32 can be retracted where it does not prevent the tool monitor 18 from descending to the position of the height Z 1 of the substrate 14. As a result, when the fourth positional deviation is obtained, the tool monitor 18 and the bonding tool 12 having the chip 10 can be accurately lowered to the position of the height Z 1 of the substrate 14. Moreover, the target 32 does not go near the high temperature bonding tool 12 by this, and it does not deteriorate the position precision.

따라서, 본딩에 있어서의 칩과 기판의 위치 결정시에, 2 카메라간의 어긋난 양 및 본딩 툴의 이동에 의한 어긋난 양을 정확하게 보정해서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있다. Therefore, at the time of positioning a chip and a board | substrate in bonding, the amount of shift | offset | difference between two cameras and the amount of shift | offset | difference by the movement of a bonding tool can be corrected correctly, and the position shift in bonding can be made smaller.

상기 구성에 의하여, 제1카메라와 제2카메라를 갖는 위치 결정 기구는, 그 위치 어긋남을 보정하기 위해서, 더욱이 위치기준을 갖는 타겟과, 보정용 카메라를 구비하고, 본딩 툴과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터를 사용한다. 그리고, 타겟의 위치기준과 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제1위치편차와, 타겟의 위치기준과 제2카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제2위치편차와, 툴 모니터의 기준위치와 제1카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제3위치편차와, 툴 모니터의 기준위치와 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제4위치편차를 구한다. 제1위치편차로부터 제4위치편차는, 본 발명의 원리에서 설명한 X1, X2, X3, X4에 대응하므로, 이들에 기초하여 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구해서 그것을 보정한다. 따라서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있다. According to the above configuration, the positioning mechanism having the first camera and the second camera further includes a target having a position reference, a correction camera, and a tool which moves in unison with the bonding tool in order to correct the position shift. Use a monitor. The first positional deviation between the target positional reference and the imaging reference position of the camera for correction, the second positional deviation between the target positional reference and the imaging reference position of the second camera, the reference position of the tool monitor and the first positional deviation The third positional deviation between the imaging reference positions of one camera and the fourth positional deviation between the reference position of the tool monitor and the imaging reference position of the camera for correction is obtained. Since the fourth positional deviation from the first positional deviation corresponds to X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 described in the principles of the present invention, the positional shift in bonding is calculated and corrected based on these. Therefore, positional shift in bonding can be made smaller.

이 때, 타겟은 제2카메라와 보정용 카메라에 의하여 촬상되지만, 이 촬상을 대략 동시에 행하므로, 보정작업을 행하는 사이에 있어서의 타겟의 위치의 시간경과에 따른 변화가 촬상 데이터에 근거하는 위치편차의 산출에 영향을 주는 것을 억제할 수 있다. 예를 들면, 본딩 장치가 히터 등을 갖추고 있을 경우 등은, 높은 환경온도에 의해 보정작업을 행하는 사이에 있어서도 타겟의 위치가 변화될 것이 있다. 그러한 시간경과에 따른 변화에 관해서도, 타겟에 필요한 촬상의 모두를, 대략 동시에 행함으로써, 촬상 데이터의 취득시각의 차에 의한 영향을 없앨 수 있다. At this time, the target is picked up by the second camera and the correction camera, but the imaging is performed at substantially the same time. Influence on output can be suppressed. For example, in the case where the bonding apparatus is provided with a heater or the like, the position of the target may change even during the correction operation by the high environmental temperature. Regarding such a change over time, by performing all of the imaging required for the target at about the same time, the influence by the difference in the acquisition time of the imaging data can be eliminated.

또한 본딩 툴이 이동하는 본딩 포지션과, 툴 모니터가 이동하는 보정 포지션과, 제1카메라, 제2카메라의 퇴피 포지션을 설치하고, 본딩 툴의 본딩 동작에 따라 각 촬상을 행하는 것으로 했으므로, 본딩 동작과 리얼 타임으로 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 구할 수 있다. Since the bonding position to which the bonding tool is moved, the correction position to which the tool monitor is moved, and the retracted positions of the first and second cameras are provided, the imaging operation is performed according to the bonding operation of the bonding tool. Position shift in bonding can be obtained in real time.

또, 본딩 툴이 끌어 올려져 있는 위치에 있을 때와, 기판의 높이 위치에 있을 때를 이용해서, 각 위치편차를 구하는 것으로 했으므로, 본딩 동작에서 있어서의 본딩 툴의 실제의 위치에 그대로 대응해서 위치 어긋남을 구할 수 있다. 또, 타겟는, 촬상 데이터 등이 기억된 후에 촬상위치로부터 퇴피하는 것으로 했으므로, 제4위치편차를 구할 때에, 본딩 툴에 관한 대상물의 높이 위치의 설정에 방해되지않고, 예를 들면, 타겟의 촬상위치의 높이에 본딩 툴에 관한 대상물의 높이를 정확하게 설정하는 것도 가능해 진다. 더욱이, 타겟을 본딩 툴로부터 충분히 떼어 놓아서 퇴피시킴으로써, 예를 들면 본딩 툴이 고온의 경우 등에 있어서의 온도의 영향이 타겟에 미치지 못하게 할 수 있다. In addition, since each position deviation is calculated | required using when the bonding tool is in the raised position, and when it is at the height position of a board | substrate, it positions in correspondence with the actual position of the bonding tool in a bonding operation. The deviation can be obtained. In addition, since the target is to be retracted from the imaging position after the imaging data and the like are stored, when the fourth position deviation is obtained, the target does not interfere with the setting of the height position of the object with respect to the bonding tool, for example, the imaging position of the target. It is also possible to accurately set the height of the object with respect to the bonding tool at the height of. Furthermore, by retracting the target sufficiently from the bonding tool and retracting, it is possible to prevent the influence of temperature, for example, when the bonding tool is at a high temperature, from reaching the target.

또, 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 타겟을 배치한다. 기판이 배치되는 높이와 대략 같은 높이에 본딩 툴에 관한 대상물을 배치했을 때의 툴 모니터의 위치를 사용해서 제4위치편차를 구한다. 이것에 의하여, 본 발명의 원리에서 설명한 것 같이, 툴 모니터의 측정을 통해서, 본딩 툴의 높이 방향의 이동에서 의한 어긋남(+Xn)과, 위치 결정용의 2 카메라간의 어긋남(+Xc)이 함께 존재할 때의 보정량△X=-Xc+Xn을 구하고, 이들을 보정한다. 따라서, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보다 적게 할 수 있다. Moreover, a target is arrange | positioned at the height substantially equal to the height where a board | substrate is arrange | positioned. The fourth positional deviation is obtained using the position of the tool monitor when the object relating to the bonding tool is placed at a height approximately equal to the height at which the substrate is placed. Thereby, as explained in the principle of the present invention, the deviation (+ Xn) due to the movement in the height direction of the bonding tool and the deviation (+ Xc) between the two cameras for positioning are measured through the measurement of the tool monitor. The correction amount ΔX = -Xc + Xn when present is found, and these are corrected. Therefore, positional shift in bonding can be made smaller.

Claims (6)

본딩 툴 또는 본딩 툴에 보유된 본딩 대상물 또는 본딩 툴에 보유된 측정용 부재 중 적어도 하나를 본딩 툴에 관한 대상물로 하여, 상기 본딩 툴에 관한 대상물의 위치를 측정하는 제1카메라와 기판의 위치를 측정하는 제2카메라를 포함하는 위치 결정 기구를 가지고 있고, 위치 결정 기구에 의하여, 본딩 툴에 보유된 본딩 대상물을 본딩 작업면에 배치된 기판의 결정된 위치에 위치 결정해서 본딩을 행하는 본딩 장치에 있어서,The position of the first camera and the substrate for measuring the position of the object with respect to the bonding tool, using at least one of the bonding tool or the bonding object held in the bonding tool or the measuring member held in the bonding tool as the object for the bonding tool. In the bonding apparatus which has a positioning mechanism containing a 2nd camera to measure, and performs a bonding by positioning by the positioning mechanism the bonding object hold | maintained by a bonding tool at the determined position of the board | substrate arrange | positioned on a bonding work surface, and bonding. , 위치 결정 기구는, 더욱이,Positioning mechanism, moreover, 본딩 툴과 일체가 되어서 이동하는 툴 모니터이며, 본딩 툴과 미리 정해진 위치관계를 유지하고, 본딩 대상물의 이동과 같은 이동을 행하는 툴 모니터와,A tool monitor which moves in unison with a bonding tool, maintains a predetermined positional relationship with the bonding tool, and performs a movement such as movement of a bonding object; 위치기준을 가지고 양측으로부터 관찰가능한 타겟과,A target that can be observed from both sides with positional criteria, 타겟의 일방측에 미리 정해진 위치관계로 배치되는 보정용 카메라와,A camera for correction arranged in a predetermined positional relationship on one side of the target, 보정용 카메라에 의하여, 타겟을 촬상하고, 촬상 데이터에서 타겟의 위치기준과 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제1위치편차를 구하는 제1측정수단과,First measuring means for picking up the target by the correction camera and obtaining a first positional deviation between the target position reference and the image pickup reference position of the correction camera in the image pickup data; 미리 정해진 위치관계에서 제2카메라를 타겟의 타방측에 배치하고, 제2카메라에 의해 타겟을 촬상하고, 촬상 데이터에서 타겟의 위치기준과 제2카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제2위치편차를 구하는 제2측정수단과,The second camera is placed on the other side of the target in a predetermined positional relationship, the target is imaged by the second camera, and the second positional deviation between the positional reference of the target and the imaging reference position of the second camera in the imaging data. The second measuring means obtained; 미리 정해진 위치관계에서 제1카메라를 툴 모니터에 대향하고, 제1카메라에 의해 툴 모니터를 촬상하고, 촬상 데이터에서 툴 모니터의 기준위치와 제1카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제3위치편차를 구하는 제3측정수단과,The first camera is opposed to the tool monitor in a predetermined positional relationship, the tool monitor is picked up by the first camera, and the third positional deviation between the reference position of the tool monitor and the imaging reference position of the first camera is captured in the imaging data. Third measurement means to obtain, 미리 정해진 위치관계에서 툴 모니터를 타겟의 타방측에 배치하고, 보정용 카메라에 의하여, 툴 모니터를 촬상하고, 촬상 데이터에서 툴 모니터의 기준위치와 보정용 카메라의 촬상 기준위치의 사이의 제4위치편차를 구하는 제4측정수단과,The tool monitor is arranged on the other side of the target in a predetermined positional relationship, the tool monitor is picked up by the correction camera, and the fourth positional deviation between the reference position of the tool monitor and the pick-up reference position of the correction camera is captured in the image data. The fourth measuring means obtained; 제1위치편차와 제2위치편차와 제3위치편차와 제4위치편차에 근거하여, 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 산출하는 산출 수단과,Calculating means for calculating a positional shift in bonding based on the first positional deviation, the second positional deviation, the third positional deviation, and the fourth positional deviation; 산출 결과에 근거해서 본딩에 있어서의 위치 어긋남을 보정하는 보정수단을 구비하고,And correction means for correcting the positional shift in bonding based on the calculation result, 제1측정수단에 있어서의 타겟의 촬상과, 제2측정수단에 있어서의 타겟의 촬상은, 동시에 행하여지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.Bonding apparatus characterized in that imaging of the target in a 1st measuring means and imaging of the target in a 2nd measuring means are performed simultaneously. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 본딩 툴이 상하이동해서 본딩 동작을 행하는 본딩 포지션과,A bonding position where the bonding tool is in motion and performs a bonding operation; 툴 모니터가 상하이동하는 곳에 설치되어, 본딩 툴의 본딩 동작에 따라 제1위치편차로부터 제4위치편차를 구하기 위해 각 촬상이 이루어지는 보정 포지션과,A correction position in which the tool monitor is installed in the east and east, where each imaging is performed to obtain a fourth position deviation from the first position deviation in accordance with the bonding operation of the bonding tool; 본딩 포지션에 있어서의 본딩 툴의 이동 및 보정 포지션에 있어서의 툴 모니터의 이동을 방해하지 않는 위치에 제1카메라 및 제2카메라를 퇴피시키는 퇴피 포지션이 설치되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.A bonding apparatus for retracting the first camera and the second camera at a position which does not prevent movement of the bonding tool in the bonding position and movement of the tool monitor in the correction position. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 제1측정수단 및 제2측정수단 및 제3측정수단은, 본딩 툴이 기판보다 끌어 올려져 있는 위치에 있을 때에, 각각 제1위치편차, 제2위치편차, 제3위치편차를 구하고,The first measuring means, the second measuring means and the third measuring means obtain the first position deviation, the second position deviation, and the third position deviation, respectively, when the bonding tool is at the position where the bonding tool is lifted up from the substrate, 제4측정수단은, 본딩 툴이 기판의 높이의 위치에 있을 때에 제4위치편차를 구하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.The fourth measuring means obtains the fourth positional deviation when the bonding tool is at the position of the height of the substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 타겟의 촬상 데이터 또는 거기에 근거하는 데이터를 기억하는 기억수단을 구비하고,Storage means for storing the imaging data of the target or data based thereon; 타겟은, 그 촬상 데이터 또는 거기에 근거하는 데이터가 기억된 후에, 촬상위치로부터 퇴피 가능한 것을 특징으로 하는 본딩 장치.The target device can be retracted from an imaging position after the imaging data or the data based thereon is stored. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 타겟은, 기판이 배치되는 높이와 같은 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.The target is arranged at the same height as the height of the substrate is placed bonding apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 제4측정수단은, 기판이 배치되는 높이와 같은 높이에 본딩 툴에 관한 대상물을 배치했을 때의 툴 모니터의 위치를 이용해서 제4위치편차를 구하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.The fourth measuring means obtains the fourth positional deviation using the position of the tool monitor when the object relating to the bonding tool is placed at the same height as the height at which the substrate is placed.
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