JP2012248778A - ダイボンダ及びボンディング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本本発明は、短時間で確実にダイをプリスアライメントテージからピックアップできるダイボンダ及びボンディング方法を提供することである。
【解決手段】
本発明は、ウェハからダイをピックアップし、プリアライメントステージに前記ダイを載置し、ボンディングヘッドに設けられた吸着ノズルが前記プリアライメントステージから前記ダイをピックアップし、前記ダイの前記プリアライメントステージでの載置状態を撮像し、前記撮像結果に基づいて、前記プリアライメントステージに載置された前記２個以上の前記ダイのうち複数の前記ダイを一括して吸着できるかの一括吸着可否を判断し、前記一括吸着可否の判断に基づいて前記ダイを吸着してピックアップして基板にボンディングすることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ダイボンダ及びボンディング方法に係わり、処理時間を低減できるダイボンダ及びボンディング方法に関する。

ダイ（半導体チップ）を配線基板やリードフレームなどの基板に搭載してパッケージを組み立てる工程の一部に、ウェハからダイを吸着してピックアップし基板にボンディングするダイボンディング（装着）工程がある。
ダイボンディング工程を行う方法として、ピックアップしたダイを一度プリアライメントステージ（第1の作業ステージ）に載置し、ボンディングヘッドでプリアライメントステージから再度ダイをピックアップし、第２の作業ステージの搬送されてきた基板にボンディングする方法（特許文献１）がある。プリアライメントステージにはダイを吸引保持するための吸引孔が設けられている。従来は、プリスアライメントテージがダイの寸法（縦の長さ×横の長さ）に対応した一つの吸引孔、又は複数のダイの寸法に対応して径の異なる吸引孔を一つずつ有し、ボンディングヘッドがプリスアライメントテージに吸引保持されたダイを一個ずつ吸着してピックアップしていた。

特開２００９−２４６２８５号公報

しかしながら、1個ずつ吸着していると処理時間が長くなり、サイクルタイム（スループット）が上がらない。一方、プリアライメントステージに吸引保持されているダイの位置姿勢も様々であり、複数のダイを同時にピックアップできるとは限らない。

従って、本発明の目的は、短時間で確実にダイをプリスアライメントテージからピックアップできるダイボンダ及びボンディング方法を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、ウェハを保持するダイ供給部と、前記ウェハからダイをピックアップしプリアライメントステージに前記ダイを載置するピックアップヘッドを有するピックアップ部と、２個以上の前記ダイを載置した前記プリアライメントステージから前記ダイを吸着ノズルで吸着してピックアップし基板にボンディングするボンディングヘッドを有するボンディングヘッド部と、前記ダイの前記プリアライメントステージでの載置状態を撮像する載置部品認識カメラを有するプリアライメント部と、を有し、前記載置部品認識カメラの撮像結果に基づいて、前記プリアライメントステージに載置された前記２個以上の前記ダイのうち複数の前記ダイを一括して吸着できるかの一括吸着可否を判断し、前記一括吸着可否の判断に基づいて前記ボンディングヘッドを制御し複数の前記ダイを一括吸着する一括吸着制御手段を有することを第１の特徴とする。

また、本発明は、ダイ供給部に保持されたウェハからダイをピックアップし、プリアライメントステージに前記ダイを載置する第１のピックアップステップと、ボンディングヘッドに設けられた吸着ノズルが前記プリアライメントステージから前記ダイをピックアップする第２のピックアップステップと、前記ダイの前記プリアライメントステージでの載置状態を撮像する撮像ステップと、前記撮像結果に基づいて、前記プリアライメントステージに載置された前記２個以上の前記ダイのうち複数の前記ダイを一括して吸着できるかの一括吸着可否を判断し、前記一括吸着可否の判断に基づいて前記ボンディングヘッドを制御する一括吸着制御ステップと、を有することを第２の特徴とする。

さらに、前記プリアライメントステージは、前記ダイを吸引保持する吸引孔を前記ダイの個数分設け、複数の前記吸引孔を前記ボンディングする方向に直線線上に設けたことを第３の特徴とする。
また、本発明は、複数の前記吸引孔の径は同じ径であり、同一のピッチに設けられたことを第４の特徴とする。

さらに、本発明は、前記吸引孔とは異なった径の吸引孔を前記ピッチで前記直線線上に複数個設けたことを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記吸引孔とは異なった径の吸引孔を前記一直線線上と平行に離間した異なった直線線上に複数個設けたことを第６の特徴とする。

さらに、本発明は、前記一括吸着可否の判断は、前記ダイの寸法が所定以下のものに対しては行なわないことを第７の特徴とする。
また、本発明は、前記一括吸着可否の判断は、前記吸着ノズルの中心軸と前記撮像で得られた前記ダイの中心位置との位置ズレに基づく吸着条件に基づいて行われることを第８の特徴とする。

さらに、本発明は、前記位置ズレを一括吸着できるダイの個数を増やすように補正することを第９の特徴とする。
また、本発明は、前記補正は、各ダイの位置ズレの平均値をとり、前記平均値分、前記プリステージと前記ボンディングヘッドとを相対的に移動させることを第１０の特徴とする。

従って、本発明によれば、プリアライメントステージから同時にピックアップできるダイを判断することで、短時間で確実にダイをプリスアライメントテージからピックアップできるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

本発明の実施形態であるダイボンダの概略図を示す図である。 本発明の実施形態であるウェハ保持台の動作を模式的に示す図である。 図２に示す４台のウェハ保持台（ウェハ）のうち格子状に示したウェハを有するウェハ保持台の部品認識カメラとの関係を示す図である。 プリアライメント部の詳細構成を示す図である。 図４に示すＸ、Ｙ、Ｚ駆動軸によるプリステージの移動ルート例を示す図である。 プリステージ及びボンディングヘッドの実施形態を示す図である。 プリステージの吸引部３８の模式的構成を示す。 載置位置におけるプリステージの動きを大寸法のダイの例で示した図である。 プリステージにおけるダイの載置状態の例を示した図である。 吸着可否の判定結果に基づいて、一度に吸着できるダイに対応する吸着ノズルの組合せの例を示す図である。 プリステージの他の実施形態を示す図である。 本実施形態の処理フローを示す図である。

図１は本発明の実施形態であるダイボンダ１００の概略図を示す図である。図１（ａ）は、ダイボンダ１００の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）において矢印Ａから見た正面図である。
ダイボンダ１００は、大別して、複数のウェハ１１（図１では４枚）を保持する４つのウェハ保持台１２とウェハ１１からダイＤを突き上げる点線で示す突き上げユニット１３とを有するダイ供給部１と、突き上げユニット１３で突き上げられたダイＤを吸着してピックアップし、プリアライメントステージ（以下、単にプリステージという）３１に載置するピックアップ部２と、プリステージ３１を有し、ダイＤを複数個載置（図示せず）したプリステージ３１を図１（ａ）に示すＸ、Ｙ方向及び図１（ｂ）に示すＺ方向に移動させるプリアライメント部３と、プリステージ３１上のダイＤをボンディングヘッド４１でピックアップし、ボンディングヘッド４１のダイＤの保持状態を部品認識カメラ４２で撮像し、その撮像結果に基づいてボンディング位置・姿勢を補正して搬送されてきた基板Ｐにボンディングするボンディング部４と、複数（４）枚の基板Ｐを搬送する基板搬送パレット５１に基板を供給する基板供給部６、基板搬送パレット５１を基板供給部６からボンディング位置を経由して基板搬出部７まで搬送する搬送部５と、ダイＤがボンディング（装着）された基板Ｐを基板搬送パレット５１から受け取り基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。

次に、実施形態のダイボンダ１００の各部の構成と動作を図１を主体により詳細に説明する。
まず、ダイ供給部１を説明する。図２はウェハ保持台１２の動作を模式的に示す図である。ウェハ保持台１２はウェハ保持ステージ１４（図１（ａ）参照）の４辺側に固定されている。ウェハ保持ステージ１４は、図１（ｂ）に示す保持部基台１７に設けられたＸＹ駆動部１５により図２（ａ）に示すＹ方向の移動例のようにＸ、Ｙ方向に移動し、さらにＸＹ駆動部１５上に設けられた回転駆動部１６により図２（ｂ）示すよう回転可能に設けられている。一方、突き上げユニット１３は、保持部基台１７の所定位置に基本的には固定され、その位置に存在するウェハ１１のダイＤを突き上げる。基本的とは、微調整機構を有することもあることを示す。

上記の構成のうち回転駆動部１６によってウェハ１１（ウェハ保持台１２）を選択し、ＸＹ駆動部１５によって選択されたウェハ上の所定位置のダイＤを突き上げユニット１３の上部に移動させる。本実施形態では４枚のウェハから１個ずつダイをピックアップするから、まず、ピックアップされるダイの位置、即ちダイ供給部をピックアップヘッド２１に垂直な面内で移動させるＸＹ駆動部（２方向移動手段）１５で決め、その後９０度ずつウェハ保持台１２を順次回転させて４枚のウェハからダイＤを順次ピックアップする。この場合、回転したときにピックアップ位置においてダイＤが同一姿勢になうように各ウェハをウェハ保持台に載置することが望ましい。次に、隣接するダイをピックアップできるようにウェハ保持ステージ１４をＸＹ駆動部１５で移動する。その後、これ等動作を繰り返して行う。
上記実施形態では、ダイのピックアップ位置をＸＹ駆動部１５で決めたが、ＸＹ方向に突き上げユニット１３を移動させる突き上げユニット移動手段を設けて突き上げユニット１３を移動させてもよい。

次に、ピックアップ部２は、突き上げユニット１３で突き上がられたダイを吸着してピックアップするピックアップヘッド２１と、ピックアップヘッド２１をＸ方向に移動させるＸ駆動軸２２と、ウェハ１１のアライメントマーク（図示せず）を撮像し、ピックアップすべきダイＤの位置を認識するウェハ認識カメラ２３（図１（ｂ）参照）と、を有する。Ｘ駆動軸２２によってピックアップヘッド２１は、ダイＤの突き上げ位置とプリステージ３１間を往復し、４個のダイをプリステージ３１にプリステージの長手（Ｙ）方向に列状に配置する。

次に、プリアライメント部３を説明する前にボンディング部４等を説明する。ボンディング部４は、プリステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてきた基板Ｐにボンディングするボンディングヘッド４１と、ボンディングヘッド４１のダイＤの保持状態を撮像する部品認識カメラ４２と、ボンディングヘッド４１をＹ方向に移動させるＹ駆動軸４３と、搬送されていた基板Ｐの位置認識マーク（図示せず）を撮像し、ボンディングすべきダイＤのボンディング位置を認識する基板認識カメラ４４と、を有する。ボンディングヘッド４１は、後述する図１０に示すように、先端に複数のダイ（本実施形態では４個）を吸着してピックアップするための複数（本実施形態では４本）の吸着ノズル４６と、複数の吸着ノズル４６をそれぞれを独立して昇降し、回転させ、Ｘ方向に移動させる図示しないノズル昇降駆動軸、ノズル旋回駆動軸及びノズルＸ駆動軸を有する。なお、Ｘ駆動軸をボンディング部４に設け、ボンディングヘッド４１全体をＸ方向に移動させてもよい。

このような構成によって、ボンディングヘッド４１は、プリステージ３１からダイＤをピックアップし、Ｙ駆動軸に沿って移動中に部品認識カメラ４２でダイＤの保持状態を撮像し、その撮像結果に基づいてボンディング位置・姿勢を補正して、基板ＰにダイＤをボンディングする。

次に、部品認識カメラ４２とダイ供給部１との関係を図２及び図３を用いて説明する。図３は、図２（ａ）に示す４台のウェハ保持台１２（ウェハ１１）のうち格子状に示したウェハ１１を有するウェハ保持台１２と部品認識カメラ４２とのＹ方向における関係を示す図である。ウェハ保持台１２（ウェハ１１）は、図２を用いて既に説明したようにＸ、Ｙ方向に移動する。

従来では、図３（ｃ）に示すように、ボンディングヘッド４１は、ダイＤのピックアップ・ボンディングに必要な最低限の上下移動し、プリステージ３１と基板Ｐとの間を矢印Ｇに示すように水平往復移動していた。そのために、部品認識カメラ４２は、ボンディングヘッド４１にピックアップされているダイＤの保持状態を監視するために、プリステージ３１と基板Ｐより下のウェハ保持台１２と同じかほぼ同一レベルになるように配置していた。ほぼ同一レベルとは、ボンディングヘッド４１の水平往復移動に差し支えないようにその移動レベルに近接した位置をいう。

一方、図３（ａ）、図３（ｂ）示す本実施形態では、第１に、ダイ供給部１の小型化を図るために、部品認識カメラ４２を前記ダイ供給部１と干渉しないように前記ダイ供給部の上面より上側の高い位置に設置する。その結果、４台のウェハ保持台１２が互いに隣接する位置まで最大狭くすることができる。例えば、部品認識カメラ４２を４台のウェハ保持台１２の中心位置の上部に配置した時の１台のウェハ保持台１２による効果が図３に示すようにΔαであるとすれば、この１台のウェハ保持台１２に対向したウェハ保持台１２による効果も同様にΔαであり、この結果、ダイ供給部１のＸ、Ｙ方向の幅をそれぞれ２Δα小さくできる。その他の構成部の兼ね合いがあるので必ずしも２Δα分小さくできると限らないが、少なくとも図２（ａ）に示す格子状の位置のＹ方向のΔαの効果は奏する。

ダイ供給部１の小型化の結果、ダイＤをウェハ１１からピックアップし基板Ｐへのボンディングする間の処理時間の短縮をできる
以上説明した本実施形態によれば、ウェハ保持台を部品認識カメラとの干渉を避けるように、部品認識カメラの設置位置より下部に設けることでダイボンダを小型にすることができる。
また、以上説明した本実施形態によれば、ウェハ保持台を部品認識カメラとの干渉を避けるように、部品認識カメラ４２の設置位置より下部に設けることで処理時間を低減できる。

以上の説明では、ウェハ保持台１２（ウェハ１１）を４台設ける場合を説明したが、１台でも、さらに、２台、３台又は５台以上でも同様な手段で同様な効果を奏することができる。

搬送部５は、一枚又は複数枚の基板（図１では４枚）を載置した基板搬送パレット５１と、基板搬送パレット５１が移動するパレットレール５２とを具備する同一構造の第１、第２搬送部とが並行して設けられている。基板搬送パレット５１は、基板搬送パレットに設けられた図示しないナットをパレットレール５２に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。

このような構成によって、基板搬送パレット５１は、基板供給部６で基板Ｐが載置され、パレットレール５２に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後基板搬出部７まで移動して基板搬出部７に基板Ｐを渡す。第１、第２搬送部は、互いに独立して駆動され、一方の基板搬送パレット５１に載置された基板ＰにダイＤをボンディング中に、他方の基板搬送パレット５１は、基板Ｐを搬出し、基板供給部６に戻り、新たな基板を載置するなどの準備を行なう。

次に、プリアライメント部３の構成と動作を説明する。
図４は、プリアライメント部３の詳細構成を示す図である。図４は、破線で示す載置位置３１ｓで各ウェハ保持台１２のウェハ１１からピックアップされたダイＤがそれぞれプリステージ３１に載置された後、プリステージ３１が、例えば図５に示す移動ルートを経て、ボンディングヘッド４１がプリステージ３１からダイＤを吸着しピックアップする受渡位置４１ｐ（後述する図５参照）に対応した位置、即ち一点鎖線で示す受渡位置３１ｐ（後述する図５参照）に移動した状態を示す図である。図４（ａ）はプリアライメント部３の上面図を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す矢印Ｊの方向から見た側面図を示す。

プリアライメント部３は、ピックアップ２１によりピックアップされたダイＤを載置するプリステージ３１と、プリステージ３１を昇降させるＺ駆動軸（プリステージ昇降手段）３２と、Ｚ駆動軸３２を水平である図１（ａ）の紙面上下（Ｙ）方向に移動させるＹ駆動軸（プリステージ水平移動手段）３３と、Ｙ駆動軸３３を図１（ａ）の紙面左右（Ｘ）方向に移動させるＸ駆動軸３４と、ダイＤのプリステージ３１への載置状態を撮像し、載置されたダイＤの位置・姿勢を検出する載置部品認識カメラ３５とを有する。

本実施形態のＺ駆動軸３２、Ｙ駆動軸３３及びＸ駆動軸３４は、基本的に同一構成を有する。各軸は、それぞれ各符号に、添え字ｍで示す駆動モータと、駆動モータで駆動される添え字ｂで示すボールネジと、ボールネジ上を移動する添え字ｎで示すナットと、ナットを含有し被駆動体に連結される添え字ｓで示す連結体と、連結体の摺動走行路となる添え字ｄで示す走行基台とを有する。但し、Ｘ駆動軸３４の走行基台３４ｄはダイボンダ１００の構成部材に固定され、Ｚ駆動軸３２は連結体を設けずナット３２ｎが被駆動体である直接プリステージ３１に連結されている。

なお、本実施形態のダイボンダにおいて、上述したように直線的に移動させる駆動機構にボールネジ／ナット方式を採用している。また、これらの駆動機構としては、上記のボールネジ／ナット方式に限らず、リニアモータ方式を用いてもよい。

これらの３つの駆動軸のうちＺ駆動軸３２は、ボールネジ３２ｂによって移動するナット３２ｎに固定された被駆動体であるプリステージ３１を走行基台３２ｄに沿って軸方向に昇降させる。Ｙ駆動軸３３は、プリステージ３１を保持したＺ駆動軸３３全体を被駆動体とし、ボールネジ３３ｂによって走行基台３２ｄに固定され、ナット３３ｎを内部に有する連結体３３ｓを走行基台３３ｄに沿ってＹ方向に移動させる。さらに、Ｘ駆動軸３４は、プリステージ３１、Ｚ駆動軸３３を保持したＹ駆動軸３３全体を被駆動体とし、ボールネジ３４ｂによって走行基台３３ｄに固定され、ナット３４ｎを内部に有する連結体３４ｓを走行基台３４ｄに沿ってＸ方向に移動させる。

図５は、図４に示すＸ、Ｙ、Ｚ駆動軸によるプリステージ３１の移動ルート例を示す。図５において、実線または二点鎖線はプリステージ３１を、破線はボンディングヘッド４１を示す。また、プリステージ３１の添え字ｓは、前述したようにピックアップヘッド２１による載置位置３１ｓを示す。同じく添え字ｐはボンディングヘッド４１によるピックアップ位置である受渡位置を示し、同じく添え字ｃは載置位置３１ｓから受渡位置へ３１ｐの中継位置を示す。また、ボンディングヘッド４１の添え字ｐは、プリステージ３１からの受渡位置を示し、同じく添え字ｃは受渡位置４１ｐから基板Ｐへの中継位置を示す。

図５（ａ）から図５（ｄ）に示すように、ボンディングヘッド４１がダイＤをピックアップするプリステージ３１の受渡位置３１ｐは、ボンディングヘッド４１がダイＤの保持状態を撮像する必要があるために、部品認識カメラ４２よりピックアップ位置側にあるという条件を満たす必要がある。

図５（ａ）から図５（ｃ）は、プリステージ３１が移動する例を、図５（ｄ）はプリステージ３１と共にボンディングヘッドが図４（ｂ）に示す位置よりさらにウェハ側に移動する例を示す。例えば、図５（ｃ）ではプリステージ３１がボンディングヘッド４１の水平移動レベルに上昇しながら部品認識カメラ４２側に水平に移動し、ボンディングヘッド４１との受渡位置３１ｐに移動する例である。

さらに、以上説明した本実施形態によれば、プリアライメントステージとボンディンヘッドとを協調して受渡位置に移動させることで処理時間を低減できる。

図６はプリステージ３１及びボンディングヘッド４１の実施形態を示す。図６（ａ）はプリステージ３１を上部から見た図を示す。図６（ｂ）はボンディンヘッド４１を下から見た図を模式的に示した図である。本実施例では、プリステージ３１は、必要な吸引径が異なる２種類の寸法のダイＤを吸引保持できるように、２つの径の異なる吸引孔３６、３７をそれぞれ複数個（本実施形態では４個）有する。ダイＤの寸法が異なっていても、１種類の吸引孔で吸引できれば、ダイＤの寸法が異なった最高４種類のダイを１種類の吸引孔３６又は３７で吸引できる。また、２つの径の異なる吸引孔３６、３７は、それぞれボンディングヘッド４１の吸着ノズル４６のピッチに合わせて、同一中心線（直線線上）３１ｓ上に同一ピッチＰで設けられている。２つの径の異なる吸引孔３６、３７を同一中心線３１ｓ上に配置する理由は、ボンディングヘッド４１の複数の吸着ノズル４６は直線線上に配置され、それぞれの吸着ノズル４６の間隔が変わらないので、必要な吸引孔の径が変わっても多くの場合は、Ｘ方向のプリステージ３１又はボンディングヘッド４１の位置調整をしなくても済むからである。なお、図６において添え字ｊは、吸引孔又は吸着ノズル４６の中心軸を示す。

図７は、プリステージ３１の吸引部３８の構成を模式的に示す。図７では図の煩雑さを避けるために、図６（ａ）に示す吸引孔３６に対する部分だけを示している。吸引部３８は各吸引孔３６に接続されたフレキシブル配管３８ｈと、弁３８ｂと、真空排気装置３８ｓとを有する。そこで、載置部品認識カメラ３５で部品の載置が確認される、或いは時間的に載置されたと判断したときに弁３８ｂを開き、ダイＤを吸引保持ずる。この制御は制御部８が行なう。

図８は、載置位置３１ｓにおけるプリステージ３１の動きを吸引孔３６を用いる大寸法のダイＤの例で示した図である。前述したようにダイＤはピックアップヘッド２１により各ウェハ保持台１２のウェハ１１から順に１個ずつピックアップされ、載置位置３１ｓのプリステージ３１に載置される。ピックアップヘッド２１はＹ方向の駆動軸を有していないので、プリステージ３１はダイＤが載置される度に、図４に示すＹ駆動軸３３により、吸引孔３６ａ〜３６ｄの吸引孔の中心軸３６ａｊ〜３６ｄｊがピックアップヘッド２１の移動軸２１ｓ上にくるように移動する。例えば、図８（ａ）でダイＤａを載置した後、図８（ｂ）になるように、図６に示すピッチＰだけプリステージ３１をポンディング側に移動する。その後ピックアップヘッド２１によりダイＤｂが載置される。以下同様に、図８（ｃ）、図８（ｄ）に示す状態になるようにプリステージ３１を移動し、ダイＤｃ，Ｄｄが載置が実施される。

本実施形態では、ダイＤを１個ずつピックアップするのでなく、プリステージ３１から可能な限り複数のダイＤを一括して吸着してピックピックし、ピックアップする処理時間の短縮を図ることが一つの特徴である。

図９はプリステージ３１上のダイＤの載置状態の例を分かり易く誇張的に示した図である。本実施形態では、吸引孔３６と先端が同じピッチＰで配置された図６（ｂ）に示す吸着ノズル４６を有するボンディングヘッド４１で、図９に示す状態のダイＤを吸着してピックアップする。即ち、ボンディングヘッド４１に設けられた吸着ノズル４６はその中心軸４６ｊがプリステージ３１の吸引孔３６の中心軸３６ｊが一致するように受渡位置４１ｐに移動する。図９（ａ）のようにダイＤが全くずれてなく載置されていれば、ダイＤの中心位置Ｄｏはプリステージ３１の吸引孔３６の中心軸３６ｊと一致する。即ち３者の中心軸及び中心位置は一致する。この場合は、全ての４個のダイＤを一括して吸着できるピックアップできる。

しかし、図９（ｂ）に示すようにダイＤが吸引孔３６ｊからずれた位置に回転した姿勢で載置される、又は、図９（ｃ）に示すようにダイＤが吸引孔３６ｊに対して全体的にずれる、或いは、載置状態は図９（ａ）であっても、プリステージ３１と吸着ノズル４６が相対的にずれる場合がある。従って、載置されたダイＤのうちどのダイＤが一括して吸着できるかの一括吸着可否の判断をする必要がある。

そのために、本実施形態では、図９（ｄ）に示すように、ダイＤの載置状態を載置部品認識カメラ３５で撮像してダイＤの位置を認識し、必要な場合はプリステージ３１を移動させて、ボンディングヘッド４１で一括して吸着しピックアップできるダイＤを求めてピックアップする。載置部品認識カメラ３５による撮像は、各ダイＤの載置毎に撮像してもよいし、最後に４個一括で撮像してもよい。しかし、各載置後の方が次のダイの処理のときに撮像データを制御部８の処理部で処理できるので処理時間の短縮点からは望ましい。

次に、個々のダイＤを吸着できるかの吸着条件を図９（ｅ）を用いて説明する。吸着ノズル４６で吸着できるためには、吸着ノズル４６の先端４６ｈがダイＤと完全に接触できる条件を満足する必要がある。

図９（ｅ）は、吸着ノズル４６がダイＤの端部でダイＤを吸着している状態を示し、即ちダイＤが吸着ノズル４６から最も離れた位置（ΔＸ、ΔＹ）で吸着された状態を示している。ダイＤが吸着ノズル４６の中心軸４６ｊの周りを一回転した範囲内、即ち半径Ｒを有する破線で示す円内にダイＤの中心位置Ｄｏがあれば、吸着ノズル４６はダイＤを吸着できることになる。即ち、吸着条件は、ダイＤの中心位置Ｄｏが吸着ノズル４６の中心位置４６ｃから半径Ｒ内にあることである。半径Ｒは、√（ΔＸ^２＋ΔＹ^２）となり、ダイＤが正方形であればΔＹ√２となる。

個々のダイＤの中心位置ＤｏはダイＤの寸法から、個々の吸着ノズル４６の中心軸４６ｊは吸着ノズルの先端径から先端の肉厚を考慮して求めることができる。そこで、半径Ｒは処理するダイＤ及び当該ダイＤを吸着ノズル４６に対してそれらの設計データから予め求め、例えば制御部８が有する記憶部に格納しておくことができる。

どのダイＤを一括吸着できるかの一括吸着可否の判断処理は、制御部８に設けられた一括吸着制御プログラム（一括吸着制御手段）によって行われ、次のようになる。まず、ダイＤの中心位置Ｄｏを撮像データから得る。次に、吸着ノズルの中心軸４６ｊをボンディングヘッド４１の位置から得る。その後、両者の位置ズレを得、場合によってその位置ズレを補正する。次に、位置ズレによる半径が吸着条件を満足するダイＤの組合せ、即ち一括吸着できるダイＤを判断する。

図１０は、上記処理に基づいて、一括して吸着できるダイＤの組合せ、即ち対応する吸着ノズル４６の組合せの例を示す図である。図１０（ａ）は、４個のダイＤとも吸着条件を満足し、４本の吸着ノズルで４個のダイＤを全体一括して吸着してピックアップできる例である。

図１０（ｂ）は、吸着ノズル４６ａ、４６ｂ、４６ｄの３本で対応する位置に載置されているダイＤを一括して吸着してピックアップし、その後、Ｘ駆動軸３４、Ｙ駆動軸３３によりプリステージ３１をＸ、Ｙ方向に移動させて、ダイＤｃを吸着ノズル４６ｃに対する吸着条件を満足する位置に移動させ、ダイＤｃを吸着する。図１０（ｃ）は、取り敢えず、吸着ノズル４６ｂ、４６ｄで２個一括吸着する。その後、ダイＤａ、Ｄｃの位置ズレを補正することによって、残り２個の一括吸着の可否を判断して処理をする。図１０（ｄ）は従来どおり一個ずつ吸着するする例である。

一括吸着処理できる個数を、又は図１０（ｃ）のように一括吸着処理できる回数を増やすために、撮像データから得られた位置ズレを補正する、或いはある種の工夫をする。その例を以下に説明する。第１の方法は、各ダイの位置ズレの平均値をとり、その平均値を補正し、平均値を補正した後に前述吸着条件で一括吸着の可否を判断する。例えば、図９（ｃ）に示すように全てダイが左の方向に位置ズレしている場合は、プリステージ３１を平均値分移動させて位置ズレを補正することによって、全てのダイＤの一括吸着が可能なる例である。

第２の方法は、一つのダイＤの位置ズレが大きい場合、そのダイＤを外して、残り３個のダイＤで一括吸着の可否を判断する。第３の方法は、ボンディングヘッド４１を活用することである。以上の説明では、基本的には、一括吸着できないダイＤが吸着条件を満足するようにプリステージ３１でずれを補正した。しかし、図９（ｂ）に示すように、ダイＤの姿勢が回転している場合には、吸着ノズル４６を旋回させて、一括吸着できる可能を高める。

第４の方法は、例えば、第２の方法で示した場合において、位置ズレの大きいダイＤのプリステージ３１による全体の位置補正で補正できない部分を対応する吸着ノズル４６で補正する。しかし、この場合は、各吸着ノズル４６を単独でＸ、Ｙ方向に移動できる駆動軸を有する必要がある。第４の方法に関連して、プリステージ３１による補正をボンディングヘッド４１で行なってもよい。

以上説明した本実施形態によれば、プリステージ３１におけるダイＤの載置状態（位置・姿勢）を撮像し、一括吸着を行なうことで、ボンディングヘッド４１によるプリステージ３１からダイＤのピックアップ処理時間を短縮することができる。

上記の実施形態では一括吸着することを説明した。しかしながら、ダイＤの寸法が大きい場合は、例えば１．０ｍｍ角以上のものに対しては、確実に吸着できるために一括吸着の可否の判断を行なわないとしてもよい。また、一括吸着の可否の判断をするか否かは、部品の種類や寸法に応じて作業者が判断するようにしてもよい。

図１１はプリステージ３１の他の実施形態を示す。図１１（ａ）は吸引孔３６、３７を４個ではなくＮ個設けた例である。図１１（ｂ）は、吸引孔の違う径３６Ａから３６Ｄを径毎に平行にずらしてＸ方向に一列に並べた例である。吸引孔の径の選択はプリステージ３１をＸ駆動軸３４でＸ方向に移動させて行なう。本例はプリステージ３１を交換することなしに必要とする吸引孔の異なる複数種類のダイを複数個処理することが可能である。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示した径の違う吸引孔をよりコンパクトにした例である。図１１（ｃ）の場合は吸引部３８をよりコンパクトに構成する必要がある。図１１（ｄ）は、吸引孔、即ち３種類のダイＤの寸法の差が大きい場合に、ボンディングヘッド４１の吸着ノズル４６の間隔に合わせて、吸引孔３６Ａ間のピッチＰ１と間を吸引孔３６Ｂ間のピッチＰ２が異なる例である。本例では吸引孔３６Ａと吸引孔３６Ｂ間のピッチＰ２も異なっている。図１１（ｄ）の場合は特殊な例であるが、要はボンディングヘッド４１の吸着ノズル４６の間隔と必要とする吸引孔の径に基づいてピッチを決めることで、吸着ノズル４６を不要な動作させずピックアップできる。

最後に、以上説明した本実施形態の処理フローを図１２を用いて説明する。
まず、ＸＹ駆動部１５、回転駆動部１６の少なくとも一方を制御して、所定のダイＤが突き上げユニット１３の位置にくるようにウェハ保持ステージ１４を初期位置に設定する（ステップ1（以下Ｓ１と表記。以下同様））。次に、図８を用いて説明した処理フローにより、プリステージ３１にダイＤを載置し、吸引保持し、ダイの載置状態を撮像する（Ｓ２）。

次に並行して３つ処理を行う。ダイ供給部１では、次に隣接したダイＤがピックアップされるようにウェハ保持ステージ１４をＸＹ移動し（Ｓ３）、Ｓ１１に行く。プリアライメント部３では、プリステージ３１を、例えばＹ駆動軸３３及びＺ駆動軸３２を共に制御し図５（ｃ）に曲線を描きながら受渡位置３１ｐに移動する（Ｓ４）。ボンディング部４では、ボンディングヘッド４１を受渡位置４１ｐに移動する（Ｓ５）。

次に、図９、図１０及びそれらを用いて説明したて判定方法及び手順により、一括吸着の可否の処理を行ない（Ｓ６）、一括吸着の可否結果に基づきダイＤのピックアップ手順を定める（Ｓ７）。ぞして、その手順に従いボンディングヘッド４１でプリステージ３１からダイＤをピックアップする（Ｓ８）。

ピックアップ動作が終了すると、次に、ボンディングヘッド４１はボンディング位置に移動し、搬送部５により搬送されてきた基板Ｐに４つのダイＤを順次ボンディングする（Ｓ９）。一方、プリステージ３１はＳ８後、載置位置に移動する（Ｓ１０）。Ｓ１１では、ダイのボンディングが１枚の基板毎に終了し、所定の基板枚数に対しダイのボンディングを全て実施したかを判断し、実施していなければＳ２に戻り、実施していれば処理を終了する。

以上の処理フローにおいて分かり易くプリステージ３１とボンディングヘッド４１の動きを示したが実際はより複雑である。基本的には、プリステージ３１とボンディングヘッド４１とが同一の処理をするＳ８を除けば、互いに自由に処理できる。例えば、ボンディングヘッド４１のＳ９の処理は、Ｓ９終了後からＳ２終了前までに行えばよい。また、ボンディングのＳ９の処理の間に、プリステージ３１の処理Ｓ１０及びピックアップ２１の処理Ｓ２を行えばよい。

以上説明した実施形態の処理フローによれば、ダイＤを１個ずつピックアップするのでなく、プリステージ３１から可能な限り複数のダイＤを一括して吸着してピックピックすることで、ピックアップする処理時間の短縮することができる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：ダイ供給部 １１：ウェハ
１２：ウェハ保持台 １３：突き上げユニット
１４：ウェハ保持ステージ １５：ＸＹ駆動部
１６：回転駆動部 ２：ピックアップ部
２１：ピックアップヘッド ２２：Ｘ駆動軸
２３：ウェハ認識カメラ ２４：ピックアップ用ノズルストッカ
３：プリアライメント部
３１：プリアライメントステージ（プリステージ）
３２：Ｚ駆動軸 ３３：Ｙ駆動軸
３４：Ｘ駆動軸 ３５：載置部品認識カメラ
３６、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ、３７：吸引孔
３８：吸引部 ４：ボンディング部
４１：ボンディングヘッド ４２：部品認識カメラ
４３：Ｙ駆動軸 ４４：基板認識カメラ
４５：ボンディングヘッド用ノズルストッカ ４６：吸着ノズル
５：搬送部 ５１：基板搬送パレット
５２：パレットレール ６：基板供給部
７：基板搬出部 ８：制御部
１００：ダイボンダ Ｄ：ダイ
Ｐ：基板

Claims (14)

1. ウェハを保持するダイ供給部と、
   前記ウェハからダイをピックアップしプリアライメントステージに前記ダイを載置するピックアップヘッドを有するピックアップ部と、
   ２個以上の前記ダイを載置した前記プリアライメントステージから前記ダイを吸着ノズルで吸着してピックアップし基板にボンディングするボンディングヘッドを有するボンディングヘッド部と、
   前記ダイの前記プリアライメントステージでの載置状態を撮像する載置部品認識カメラを有するプリアライメント部と、
   を有し、前記載置部品認識カメラの撮像結果に基づいて、前記プリアライメントステージに載置された前記２個以上の前記ダイのうち複数の前記ダイを一括して吸着できるかの一括吸着可否を判断し、前記一括吸着可否の判断に基づいて前記ボンディングヘッドを制御し複数の前記ダイを一括吸着する一括吸着制御手段を有することを特徴とするダイボンダ。
2. 前記プリアライメントステージは、前記ダイを吸引保持する吸引孔を前記ダイの個数分設け、複数の前記吸引孔を前記ボンディングする方向に直線線上に設けたことを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
3. 複数の前記吸引孔の径は同じ径であり、同一のピッチに設けられたことを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。
4. 前記吸引孔とは異なった径の吸引孔を前記ピッチで前記直線線上に複数個設けたことを特徴とする請求項３に記載のダイボンダ。
5. 前記吸引孔とは異なった径の吸引孔を前記一直線線上と平行に離間した異なった直線線上に複数個設けたことを特徴とする請求項３に記載のダイボンダ。
6. 前記一括吸着可否の判断は、前記ダイの寸法が所定以上のものに対しては行なわないことを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
7. 前記一括吸着可否の判断は、前記吸着ノズルの中心軸と前記撮像で得られた前記ダイの中心位置との位置ズレに基づく吸着条件に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
8. 前記ボンディングヘッド部は、前記ボンディングヘッドによる前記ダイの保持状態を撮像する部品認識カメラを有し、前記部品認識カメラを前記ダイ供給部の上面より上側に設けたことを特徴とする請求項１のダイボンダ。
9. ダイ供給部に保持されたウェハからダイをピックアップし、プリアライメントステージに前記ダイを載置するピックアップステップと、
   ボンディングヘッドに設けられた吸着ノズルが前記プリアライメントステージから前記ダイをピックアップし、基板に前記ダイを装着するボンディングステップと、
   前記ダイの前記プリアライメントステージでの載置状態を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像結果に基づいて、前記プリアライメントステージに載置された前記２個以上の前記ダイのうち複数の前記ダイを一括して吸着できるかの一括吸着可否を判断し、前記一括吸着可否の判断に基づいて前記ボンディングヘッドを制御する一括吸着制御ステップと、
   を有するボンディング方法。
10. 前記一括吸着可否の判断は、前記ダイの寸法が所定以上のものに対しては行なわないことを特徴とする請求項９に記載のボンディング方法。
11. 前記一括吸着可否の判断は、前記吸着ノズルの中心軸と前記撮像で得られた前記ダイの中心位置との位置ズレに基づく吸着条件に基づいて行われることを特徴とする請求項９に記載のボンディング方法。
12. 前記位置ズレを一括吸着できるダイの個数を増やすように補正することを特徴とする
    請求項１１に記載のボンディング方法。
13. 前記補正は、各ダイの位置ズレの平均値をとり、前記平均値分、前記プリステージと前記ボンディングヘッドとを相対的に移動させることを特徴とする請求項１２に記載のボンディング方法。
14. 前記ボンディングヘッドによる前記ダイの保持状態を撮像する第２の撮像ステップを有することを特徴とする請求項９に記載のボンディング方法。

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