特許 6276553 ボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法並びにダイボンダ及びボンディング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6276553

(24)【登録日】2018年1月19日

(45)【発行日】2018年2月7日

(54)【発明の名称】ボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法並びにダイボンダ及びボンディング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20180129BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 C

   H01L21/52 F

【請求項の数】16

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-209329(P2013-209329)

(22)【出願日】2013年10月4日

(65)【公開番号】特開2015-76412(P2015-76412A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】515085901

【氏名又は名称】ファスフォードテクノロジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】土屋 邦浩

(72)【発明者】

【氏名】深澤 信吾

(72)【発明者】

【氏名】保坂 浩二

(72)【発明者】

【氏名】山本 啓太

【審査官】 工藤 一光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−６５６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１８６７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８７２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ２１／５２

Ｈ０１Ｌ２１／５８

Ｈ０１Ｌ２１／６０−２１／６０７

Ｈ０５Ｋ１３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハからピックアップしたダイを一旦載置する中間ステージに三角柱の形状を有する三角柱反射鏡の反射面である斜面を上にして載置し、
前記ダイをワークにボンディングするボンディングヘッドを前記斜面の上部において回転させ、
前記ボンディングヘッドの姿勢を規定する前記ボンディングヘッドの回転軸の水平なボンディング面に対する傾斜角を求めるために、少なくとも２箇所の回転位置において前記斜面を介して前記ボンディングヘッドの先端部を撮像し、
前記少なくとも２箇所の回転位置における前記先端部の前記撮像した結果から前記ボンディングヘッドの回転軸の前記傾斜角を求める、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。

【請求項2】

請求項１に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記先端部は前記ダイを吸着保持するコレットである、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記少なくとも２箇所の回転位置は、互いに０度と１８０度の回転した位置である、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。

【請求項4】

請求項１に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法であって、
前記０度の位置では、既に前記回転軸の傾斜は０度に調整されている、
ことを特徴とするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法により前記傾斜角を求め、
求めた前記傾斜角により、前記ワークにボンディングする少なくとも２つのボンディング姿勢の前記傾斜角を補正し、
前記ボンディングヘッドで前記中間ステージから前記ダイをピックアップし、ワークにボンディングする、
ことを特徴とするボンディング方法。

【請求項6】

請求項５に記載のボンディング方法であって、
前記少なくとも２つのボンディング姿勢は、互いに０度、１８０度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするボンディング方法。

【請求項7】

請求項５に記載のボンディング方法であって、
前記少なくとも２つのボンディング姿勢は、互いに０度、９０度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするボンディング方法。

【請求項8】

請求項６または７に記載のボンディング方法であって、
前記０度の位置の回転姿勢は、予め前記傾斜角が０度に補正されている、
ことを特徴とするボンディング方法。

【請求項9】

ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能なアライメント部を備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするダイボンダであって、
前記アライメント部は、前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ、前記中間ステージ上に設けられた三角柱の形状を備え、反射面である斜面を上にして載置された三角柱反射鏡と、前記斜面の上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を、前記斜面を介して撮像する認識カメラとを有し、
制御部は、前記認識カメラの撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正する、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項10】

請求項９に記載のダイボンダであって、
前記ボンディングヘッドは、少なくとも２つのボンディング姿勢で前記ダイを前記ワークにボンディングし、その先端に回転軸の傾斜及び回転中心ズレを補正する姿勢補正手段を備え、
前記制御部は、各前記ボンディング姿勢における前記回転軸の水平なボンディング面に対する傾斜角及び前記回転中心ズレのデータを予め備え、前記データに基づいて前記姿勢補正手段を制御し、前記回転軸の前記傾斜及び前記回転中心ズレを補正する、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項11】

請求項１０に記載のダイボンダであって、
前記少なくとも２つのボンディング姿勢は、互いに０度、１８０度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項12】

請求項１０に記載のダイボンダであって、
前記少なくとも２つのボンディング姿勢は、互いに０度、９０度の位置の回転姿勢である、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項13】

請求項１１または１２に記載のダイボンダであって、
前記０度の位置の回転姿勢は、予め前記傾斜角が０度に補正されている、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項14】

請求項１０に記載のダイボンダであって、
前記姿勢補正手段は、前記ボンディングヘッドの先端部軸を所定の変位で移動させるアクチュエータを有する、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項15】

請求項１４に記載のダイボンダであって、
前記アクチュエータは、ピエゾ素子又は超磁歪素子のいずれかである、
ことを特徴とするダイボンダ。

【請求項16】

ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能な中間ステージを備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするボンディング方法であって、
前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ上に設けられた三角柱反射鏡の反射面である斜面を介して前記斜面の上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を撮像し、
撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正する、
ことを特徴とするボンディング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法並びにダイボンダ及びボンディング方法に係わり、特にダイを精度よく積層可能にするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法並びに製品品質の高いダイボンダ及びボンディング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ダイ(半導体チップ)(以下、単にダイという)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、半導体ウェハ（以下、単にウェハという）からダイを分割する工程と、分割したダイを基板上に搭載又は既にボンディングしたダイに積層するボンディング工程とがある。
ボンディング工程を行う方法として、ピックアップしたダイを一度部品載置テーブル(中間ステージ)に載置し、ボンディングヘッドで部品載置テーブルから再度ダイをピックアップし、搬送されてきた基板にボンディングする方法(特許文献１)がある。一方、ＦｌａｓｈメモリやモバイルＲＡＭ（Random Access Memory）などにおいて、回転させない（０度の）ダイと１８０度回転させたダイとを積層してボンディングする要求がある。特許文献１のようなダイを一度載置する技術において、１８０度回転させたダイを積層する要求に答えるために、ボンディングヘッドを１８０度回転させてボンディングしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２４６２８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ボンディングヘッドを回転させると回転軸の傾き又は回転軸とコレットとの傾きによりボンディング面が傾斜する。例え、０度の回転姿勢で調整できても、１８０度の回転姿勢では傾きが発生する。その結果、他の姿勢でダイをピックアップした場合、ダイの割れ又は欠けの発生するおそれがある。

【0005】

また、既にボンディングしたダイに対して１８０度回転してダイを積層してボンディングすると、ダイとダイとの間の接着層にボイドが発生するおそれがある。また、傾きによる回転中心ズレが発生し、積層精度が低下する。結局、これ等の要因により製品の品質が低下する。さらに、ダイを回転することなく単純に基板にボンディングしても同様に傾斜が発生し、１８０度回転してダイを積層する場合ほど厳しくはないが、同様な課題が存在する。

【0006】

また、中間ステージを有するダイボンダ(以下、単にステージダイボンダという)を、中間ステージを用いず、ボンディンヘッドでピックアップし、単純に基板やリードフレームなどのワークにボンディングするダイボンダ(以下、単に単一ヘッドダイボンダという)として用いる場合がある。

【0007】

ステージダイボンダでは、ボンディングヘッドがピックアップしたダイの姿勢を中間ステージの載置状態で把握し、ボンディング姿勢を補正する。一方、単一ヘッドダイボンダでは、ボンディングヘッドがピックアップしたダイ姿勢を下から見るアンダーヴィジョン手段ＵＮＶを用いてボンディング姿勢を補正する。従って、ステージダイボンダを単一ヘッドダイボンダとして用いるときは、中間ステージをアンダーヴィジョン手段ＵＮＶと交換するか、少なくともアンダーヴィジョン手段ＵＮＶを新たに設置する必要がある。狭い環境の中で、前者の交換作業をするのは大変であり、時間がかかり、後者はスペースを確保するのが難しいのが現状である。

【0008】

従って、本発明の第１の目的は、ダイを精度よく積層可能にするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法を提供することにある。

【0009】

また、本発明の第２の目的は、既にボンディングしたダイに対して他の姿勢でダイを積層しても、製品品質の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。

【0010】

さらに、本発明の第３の目的は、中間ステージを有するダイボンダを、中間ステージを有しないダイボンダに容易に使用可能なダイボンダ又はボンディング方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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、ウェハからピックアップしたダイを一旦載置する中間ステージに三角柱の形状を有する三角柱反射鏡の反射面である斜面を上にして載置し、前記ダイをワークにボンディングするボンディングヘッドを前記斜面の上部において回転させ、前記ボンディングヘッドの姿勢を規定する前記ボンディングヘッドの回転軸の傾斜角を求めるために、少なくとも２箇所の回転位置において前記斜面を介して前記ボンディングヘッドの先端部を撮像し、前記少なくとも２箇所の回転位置における前記先端部の前記撮像した結果から前記ボンディングヘッドの前記回転軸の前記傾斜角を求めることを特徴とする。

【0012】

また、前記少なくとも２箇所の回転位置は、互いに０度と１８０度の回転した位置であってもよい。

【0013】

さらに、本発明は、上記の記載のボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法により前記回転軸の姿勢を規定する傾斜角を求め、求めた前記傾斜角により、前記ワークにボンディングする少なくとも２つのボンディング姿勢の前記傾斜角を補正することを特徴とする。

【0014】

また、本発明は、ウェハからダイをピックアップヘッドでピックアップし一旦中間ステージに載置し、ボンディングヘッドで前記中間ステージから前記ダイをワークにボンディングする制御部を有するダイボンダであって、前記ボンディングヘッドは、少なくとも２つのボンディング姿勢で前記ダイを前記ワークにボンディングし、その先端に回転軸の傾斜及び前記回転中心ズレを補正する姿勢補正手段を備え、前記制御部は、各前記ボンディング姿勢における前記回転軸の前記傾斜及び前記位置ズレのデータを予め備え、前記データに基づいて前記姿勢補正手段を制御し、前記回転軸の前記傾斜及び前記位置ズレを補正することを特徴とする。

【0015】

さらに、前記少なくとも２つのボンディング姿勢は、互いに０度、１８０度の位置又は互いに０度、９０度の位置の回転姿勢であってもよい。
また、前記０度の位置の回転姿勢は、予め傾斜角を０度０度に調整してもよい。

【0016】

さらに、本発明は、ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能なアライメント部を備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするダイボンダであって、前記アライメント部は、前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ、前記中間ステージ上に設けられた三角柱の形状を備え、反射面である斜面を上にして載置された三角柱反射鏡と、前記斜面上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を、前記斜面を介して撮像する認識カメラとを有し、前記制御部は、前記認識カメラの撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正することを特徴とする。

【0017】

また、ウェハからピックアップしたダイを一旦載置可能な中間ステージを備え、ボンディングヘッドで前記ダイをワークにボンディングするボンディング方法であって、前記ダイを一旦載置可能な中間ステージ上に設けられた三角柱反射鏡の反射面である斜面を介して前記斜面上部にきた前記ボンディングヘッドの前記ダイの装着状態を撮像し、撮像結果によって、前記ボンディングヘッドのボンディング姿勢を補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

従って、本発明によれば、ダイを精度よく積層可能にするボンディングヘッドの回転軸の姿勢検出方法を提供できる。

【0019】

また、本発明によれば、既にボンディングしたダイに対して他の姿勢でダイを積層しても、製品品質の高いダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。

【0020】

さらに、本発明によれば、中間ステージを有するダイボンダを、中間ステージを載置機能と用いないダイボンダに容易に使用可能なダイボンダ又はボンディング方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態１であるダイボンダ１０の概略上面図である。

【図2】図１において矢印Ａ方向から見た本実施形態の特徴を示す構成とその動作を説明する図である。

【図3】、姿勢把握手段の第１の実施例を示し、図２において矢印Ｂの方向から姿勢把握手段９Ｈをみた図である。

【図4】ボンディングヘッドが中間ステージの中心位置の位置にくるように制御され、ボンディングヘッドのコレットの画像を示した図である。

【図5】図４に示す状態からボンディングヘッドを１８０度回転させ、同様にコレットの中心位置を求め、０度と１８０度の中心位置を結ぶ中心線を直径とした円を示した図である。

【図6】事前に０度、１８０度におけるボンディングヘッドの回転軸の傾斜角を許容範囲内に収めることができた場合の、ボンディングフローを示す図である。

【図7】本発明の実施形態１における姿勢補正手段を示す図である。

【図8】ボンディングヘッドの姿勢把握手段の第２の実施例を示す図である。

【図9】本発明の第２の実施形態であるダイボンダを図１に示す実施形態１の矢印Ａ方向から見た時の実施形態２の構成とその動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
(実施形態１)
図１は本発明の第１の実施形態であるステージダイボンダ１０の概略上面図である。図２は、図１において矢印Ａ方向から見た本実施形態の特徴を示す構成とその動作を説明する図である。
ステージダイボンダ１０は、大別して、基板Ｐに実装するダイＤを供給するダイ供給部１と、ダイ供給部１からダイをピックアップするピックアップ部２と、ピックアップされたダイＤを中間的に一度載置するアライメント部３とを有する。また、ステージダイボンダ１０は、アライメント部のダイＤをピックアップし基板Ｐ又は既にボンディングされたダイの上にボンディングするボンディング部４と、基板Ｐを実装位置に搬送する搬送部５、搬送部５に基板を供給する基板供給部６と、実装された基板６を受け取る基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。

【0023】

まず、ダイ供給部１は、ウェハ１１を保持するウェハ保持台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は図示しない駆動手段によってＸＹ方向に移動し、ピックアップするダイＤを突き上げユニット１３の位置に移動させる。

【0024】

ピックアップ部２は、突き上げユニット１３で突き上げられたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２(図２も参照)を有し、ダイＤをピックアップし、アライメント部３に載置するピックアップヘッド２１と、ピックアップヘッド２１をＹ方向に移動させるピックアップヘッドのＹ駆動部２３とを有する。ピックアップヘッド２１は、コレット２２を昇降、回転及びＸ方向移動させる図視しない各駆動部を有する。

【0025】

アライメント部３は、ダイＤを一時的に載置する中間ステージ３１と、中間ステージ３１上のダイＤを認識する為のステージ認識カメラ３２とを有する。

【0026】

ボンディング部４は、ピックアップヘッドと同じ構造を有し、中間ステージ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、Ｙ駆動軸４３の他、Ｘ駆動軸及び図２に示す回転軸θを有する。

【0027】

このような構成によって、ボンディングヘッド４１は、ステージ認識カメラ３２の撮像データに基づいてピックアップするダイＤの位置ズレ・回転ズレを補正し、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板ＰにダイＤをボンディングする。

【0028】

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とを具備し、並行して設けられた同一構造の第１、第２搬送部とを有する。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。

【0029】

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で基板を載置され、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。

【0030】

次に、図２を用いて本実施形態１のステージダイボンダ１０の動作を説明する。まず、破線で示すように、ピックアップ２１がウェハ１１から突き上げユニット１３で突き上げられた第１のダイＤをピックアップし、中間ステージ３１に載置する。次に、ボンディングヘッド４１は、中間ステージ３１においてピックアップヘッド２１と干渉しないことを確認し、実線で示すように、中間ステージ３１から載置された第１のダイＤをピックアップし、基板Ｐ上又は既にボンディングされたダイＤ上にボンディングする。この間、ピックアップヘッド２１は、再度ウェハ１１から第２のダイＤをピックアップし、ボンディングヘッド４１と干渉しないことを確認し、中間ステージ３１に載置する。ボンディングヘッド４１は、第１のダイＤをボンディングした後、ボンディングヘッドの姿勢を１８０度回転させ、１８０度の回転姿勢で第２のダイＤをピックアップし、第１のダイＤ上にボンディングする。この動作を必要な回数繰り返す。なお、上記では、ボンディングヘッド４１は１８０度回転したが、ダイＤが正方形の場合は９０度、さらに１８０度回転する場合もあり得る。勿論、場合によっては、回転角度は他の角度でもよい。

【0031】

しかしながら、課題で示したように、ボンディングヘッドを回転させると回転軸の傾斜又は回転軸とコレット４２との傾きによりボンディング面が傾斜する。その結果、他の姿勢でダイをピックアップした場合、ダイの割れ又は欠けの発生、或いはダイとダイとの間にボイドが発生するおそれがある。また、傾斜による回転中心ズレが発生し、積層精度が低下する。

【0032】

そこで、本実施形態では、ボンディングヘッド４１の０度、１８０度におけるボンディング姿勢を予め把握し、ボンディングヘッド４１の姿勢を補正する。以下の説明では、ボンディングヘッド４１の姿勢とは、水平なボンディング面に対するボンディングヘッド４１の回転軸の傾斜角及び回転中心ズレを示す。

【0033】

以下、ボンディングヘッド４１の姿勢把握手段９Ｈと、姿勢把握手段の検出結果に基づいてボンディングヘッド４１の姿勢を補正する姿勢補正手段９Ａとからなる姿勢把握補正手段の実施例を説明する。

【0034】

(実施例１)
図３は、姿勢把握手段９Ｈの第１の実施例を示し、図２において矢印Ｂの方向から姿勢把握手段９Ｈをみた図である。姿勢把握手段９Ｈは、中間ステージ３１に設けられた斜面９Ｈ１ｓに反射面を有する直角三角柱である三角柱反射鏡９Ｈ１と、処理作業時において中間ステージ３１に載置されたダイＤの位置ズレや回転ズレを検知するステージ認識カメラ３２を備える検出光学系９Ｈ２からなる。実施例１では、三角柱反射鏡９Ｈ１は、実際に処理作業に入る前にボンディングヘッド４１の姿勢を把握するのに用いされ、処理作業中は中間ステージ３１から取り除かれる。

【0035】

ステージ認識カメラ３２は、中間ステージ３１が視野の障害とならないように、斜め配置されている。検出光学系９Ｈ２は、斜光照明である照射手段３２ａを有する。照射手段３２ａは、実施例１ではステージ認識カメラ３２の側部周囲に設けたれた複数のＬＥＤ(発光ダイオード)で構成されている。なお、中間ステージ３１上の光量が十分であれば、必ずしも照射手段３２ａは必要ない。

【0036】

また、ステージ認識カメラ３２の撮像側にテレセントリックレンズを設けてもよい。テレセントリックレンズにより、斜光による像の歪を補正でき、より正確に姿勢補正ができる。

【0037】

図４は、ボンディングヘッド４１が中間ステージ３１の中心位置Ｃの位置にくるように制御され、ボンディングヘッド４１のコレット４２の画像４２αを示した図である。画像４２αは、三角柱反射鏡９Ｈ１の反射面である斜面９Ｈ１ｓを介して撮像される。コレット４２の中心位置Ｈα(Ｘα，Ｙα)は、コレット４２の対角点Ａ、Ｂの中心位置として求めることができる。

【0038】

図５は、図４に示す状態からボンディングヘッド４１を１８０度回転させ、同様にコレット４２の中心位置Ｈβを求め、ＨαとＨβを結ぶ中心線を直径Ｌとした円Ｅを示した図である。
図５からボンディングヘッド４１の回転軸θの傾斜角Ｋθ及び回転中心ズレを求めることができる。回転中心ズレは、図５に示すように、円Ｅの中心位置Ｈｃの座標で示されるボンディングヘッド４１の回転中心の位置ズレと、中心線ＬとＸ軸又はＹ軸となす角度Δθで示されるボンディングヘッド４１の回転ズレとを有する。回転中心の位置ズレ及び回転ズレは、ボンディグヘッド４１の傾斜がなければ、ボンディングヘッド４１の水平軸Ｘ、Ｙ及回転軸θを補正することで調整することができる。

【0039】

一方、傾斜角Ｋθは、ボンディンヘッド４１の回転軸θの傾斜支点Ｓ（例えば、後述する図７(ａ)を参照）からコレット４２の中心位置Ｈまでの距離Ｌθとすれば、式(１)によって求めるができる。

【0040】

Ｋθ＝（Ｌ/２）／Ｌθ （１）
従って、上記に示した手順を何回か行い、Ｋθが０度０度に近づくように手動又は機械的に調整する。

【0041】

この調整によって、傾斜角Ｋθを許容範囲内に収めることができれば、中間ステージ３１に載置されたダイＤの回転中心ズレ（位置ズレ及び回転ズレ）を検知し、それらを補正すればよい。

【0042】

図６は、事前に０度、１８０度におけるボンディングヘッド４１の回転軸θの傾斜角Ｋθを許容範囲内に収めることができた場合の、ボンディングフローを示す図である。図６において、左側にピックアップヘッド２１の動作を、右側にボンディングヘッド４１の動作を示す。

【0043】

まず、ピックアップヘッド２１により、ダイＤをウェハ１１からピックアップし（ＰＳ１）、ボンディングヘッド４１との干渉がないことを確認し(ＰＳ２)、中間ステージ３１に載置し、載置後ダイ供給部１に移動する(ＰＳ３)。

【0044】

一方、ボンディングヘッド４１は、中間ステージ３１からピックアップするダイＤを０度／１８０度姿勢でピックアップするかを判断する(ＢＳ１)。判断結果に基づいて、ボンディングヘッド４１は、０度又は１８０度の姿勢をとり（ＢＳ２，ＢＳ３）。ボンディングヘッド４１がピックアップヘッドとの干渉のないことを確認するとともに(ＢＳ４)、中中間ステージ３１上のダイの位置ズレ・回転ズレ（回転中心ズレ）を認識し（ＢＳ５）、ボンディングヘッド４１のピックアップ姿勢を補正し(ＢＳ６)、ダイＤを中間ステージからピックアップする(ＢＳ７)。ボンディングヘッド４１は、ボンディング位置に移動し、位置ズレ・回転ズレ（回転中心ズレ）を元に戻し、ボンディング姿勢にする(ＢＳ８)。その後、ダイＤを基板又は既にボンディングされているダイＤの上にボンディングし、ボンディング位置上部に戻る(ＢＳ９)。この処理を所定の個数のダイをボンディングするまで行う(ＢＳ１０)。

【0045】

上述のように、傾斜角Ｋθを許容範囲内に収めることができれば、中間ステージ３１上のダイの位置ズレ・回転ズレによる補正以外は、即ちボンディングの０度、１８０度位置による補正は不必要である。

【0046】

以上説明したボンディングフローによれば、事前に得られたボンディングヘッド４１の回転軸の傾斜及び回転中心ズレに基づいてボンディングヘッド４１の姿勢を補正することによって、ダイＤを割れ、欠けることなく、またボイドの発生を抑えて正確に積層することできる。

【0047】

しかしながら、傾斜角Ｋθの許容範囲を小さくなるようにオフラインで調整することは難しい。

【0048】

図７は、本実施形態における姿勢補正手段９Ａを示す図である。図７(ａ)は、ボンディングヘッド４１の先端に設けられた姿勢補正手段９Ａを矢印Ｈ(図２参照)で示す横から見たときの立体図を示し、図７(ｂ)は上面図を示す。姿勢補正手段９Ａは、ボンディングヘッド４１の先端部軸４１ｊをＸ軸に平行に押し、コレット４２(ボンディングヘッド４１)のＸ方向の位置を微調整するＸ軸姿勢補正手段９ＡＸと、先端部軸４１ｊをＹ軸に平行に押しコレット４１ｃのＹ方向の位置を微調整するＹ軸姿勢補正手段９ＡＹとを有する。なお、４１ｈは、先端部軸４１ｊの先に設けられたコレット保持部である。

【0049】

Ｘ軸姿勢補正手段９ＡＸとＹ軸姿勢補正手段９ＡＹは、それぞれアクチュエータを有するアクチュエータ部９ＡＸａ、９ＡＹａとアクチュエータ部を支持する支持棒９ＡＸｓ、９ＡＹｓとを有する。また、Ｘ軸姿勢補正手段９ＡＸとＹ軸姿勢補正手段９ＡＹは、ボンディングヘッド４１の昇降部（図示せず）に姿勢補正手段９Ａを調整可能に固定する微調整機構固定部９Ａｋに取り付けられている。

【0050】

本実施例では、ボンディンヘッド４１の回転軸θの傾斜支点Ｓは、微調整機構固定部９Ａｋの直下にあり、式（１）により、傾斜角Ｋθを求めることができる。

【0051】

また、本実施例では、アクチュエータとしてピエゾ素子を用いて、必要移動量に対応する電圧を印加して目的の位置への微調整を行う。アクチュエータとしては、ピエゾ素子の他、超磁歪素子等が考えられる。なお、アクチュエータの電圧等の制御量と補正量との関係を予め求めておく。また、より正確に行うために、実施例１で述べた傾斜角Ｋθの検出を更に行い更なる微調整を行ってもよい。

【0052】

姿勢補正手段９Ａの実施例１では、調整方向がボンディング面に平行であり、それぞれがＸ軸、Ｙ軸に分担しているために、取り付けが容易であり、また調整もし易い利点がある。

【0053】

このような構成によって、式（１）で示した傾斜角Ｋθを、Ｘ軸成分ＫθｘとＹ軸成分Ｋθｙに分解し、それぞれＸ軸姿勢補正手段９ＡＸとＹ軸姿勢補正手段９ＡＹを用いて補正する。

【0054】

姿勢補正手段９Ａとしては、上記の方法に限らず、ボンディングヘッド４１の先端に設けられ、傾斜角を微調整できる手段であればよい。

【0055】

以上説明した姿勢補正手段９Ａによれば、確実にボンディングヘッドの回転軸の傾斜を補正できる。

【0056】

（実施例２）
図８は、ボンディングヘッド４１の姿勢把握手段９Ｈの第２の実施例を示す図である。
実施例２では、破線で示す基本となるコレット４２の姿勢４２αを０度とし、その姿勢をオフラインで調整し、０度姿勢に対する所定の角度、例えば実線で示すコレット４２の１８０度回転した姿勢４２βを補正する。

【0057】

そのために、破線で示す０度姿勢をとった後、その場でボンディングヘッド４１を１８０度回転させ、実施例１と同様にコレット４２の中心位置Ｈβを求める。実施例では、回転中心ズレがないので、傾斜角Ｋθは、式（２）に基づいて求めることができる。

【0058】

Ｋθ＝（Ｌ/２）／Ｌθ＝√(Ｘβ^２＋Ｙβ^２)／Ｌθ （２）
実施例２では、傾斜角Ｋθを求めなくとも、Ｘβ、Ｙβがそれぞれ０度になるようにＸ軸姿勢補正手段９ＡＸとＹ軸姿勢補正手段９ＡＹとを制御すればよい。

【0059】

以上説明した姿勢把握手段９Ｈの実施例２においても、ボンディングヘッド４１の回転軸θの傾斜角Ｋθを検出することができる。

【0060】

（実施形態２）
図９は本発明の第２の実施形態であるステージダイボンダ２０を図１に示す実施形態１の矢印Ａ方向から見た時の実施形態２の構成とその動作を説明する図である。

【0061】

実施形態２のステージダイボンダ２０は、実施形態１に示したステージダイボンダ１０を、ボンディングヘッド４１がダイ供給部１からダイＤをピックアップし、基板Ｐやリードフレームなどのワークにボンディングする単一ヘッドボンダとして用いたものである。実施形態２の実施形態１と異なる点は、処理作業中に図３に示す姿勢把握手段９Ｈを構成するために常に三角柱反射鏡９Ｈ１を中間ステージ３１に設けた点である。従って、図９において、矢印Ｃの方から見れば図３に示す構成となる。

【0062】

通常の単一ヘッドボンダでは、中間ステージ３１がなく、ボンディングヘッド４１がピックアップしたダイＤの姿勢を把握し、ボンディング姿勢を補正するために、下からダイＤの姿勢を把握するアンダーヴィジョンシステム(ＵＮＶ)を設けている。これに対して、ステージダイボンダ２０では、ＵＮＶの替わりに姿勢把握手段９Ｈを用いる。従って、実施形態２では、姿勢把握手段９Ｈはボンディングヘッド４１の姿勢把握に用いられるのではなく、ボンディングヘッド４１でピックアップされたダイＤの姿勢を把握することに用いられる。

【0063】

以上に説明した実施形態２によれば、中間ステージ３１に三角柱反射鏡９Ｈ１を設けることで、ボンディングヘッドでダイをピックアップしボンディングする単一ヘッドダイボンダとして用いることができる。

【0064】

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。

【符号の説明】

【0065】

１：ダイ供給部 １２：ウェハ保持台
１１：ウェハ １３：突き上げユニット
２：ピックアップ部 ２１：ピックアップヘッド
２２：コレット ３：アライメント部
３１：中間ステージ ３２：ステージ認識カメラ
３２ａ：照射手段 ４：ボンディング部
４１：ボンディングヘッド ４２：コレット
４２α、４２β：コレット画像 ４３：ボンディングヘッドのＹ駆動部
４４：基板認識カメラ ５：搬送部
６：基板供給部 ７：基板搬出部
８：制御部 ９Ａ：姿勢補正手段
９Ｈ：姿勢把握手段 ９Ｈ１：三角柱反射鏡
９Ｈ２：検出光学系 １０、２０：ステージダイボンダ
Ｄ：ダイ
Ｅ：ボンディングヘッドを回転させた時に形成される円
Ｈα、Ｈβ：ボンディングヘッドを回転させた時のコレットの中心位置
Ｌ：ボンディングヘッドを回転させた時に形成される円の直径
Ｌθ：傾斜支点からコレット中位置までの距離
Ｐ：基板 Ｓ：回転軸の傾斜支点
θ：ボンディングヘッドの回転軸 Ｋθ：回転軸の傾斜角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】