特許 7145558 半導体装置の製造装置および製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-09-22

(45)【発行日】2022-10-03

(54)【発明の名称】半導体装置の製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20220926BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 311T

H01L21/52 F

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022519920

(86)(22)【出願日】2021-04-16

(86)【国際出願番号】 JP2021015681

(87)【国際公開番号】W WO2021225066

(87)【国際公開日】2021-11-11

【審査請求日】2022-01-11

(31)【優先権主張番号】P 2020082427

(32)【優先日】2020-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 誠

【審査官】河合 俊英

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１６９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－３２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２６００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－８４７４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板が載置されるステージと、
前記ステージに対向する保持面でチップを吸引保持し、前記ステージに対して前記ステージの面方向および法線方向に相対的に移動可能なボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドに設けられた倣い機構であって、凹状球面及び凸状球面の一方を含む固定部材と、凹状球面及び凸状球面の他方を含むとともに前記保持面とともに前記固定部材に対して揺動可能に設けられた可動部材と、を有する倣い機構と、
前記保持面に保持された前記チップの端面または前記保持面である対向面を、前記ステージで保持された基板平面または前記ステージ平面である基準面に倣わすことで、前記対向面を前記基準面に対して平行に調整する倣い処理を実行させるコントローラと、
を備え、前記倣い機構は、前記可動部材の揺動が可能なフリー状態と、前記可動部材の揺動が規制されたロック状態と、に切り替え可能であり、
前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドの軸方向位置が規定の基準位置に達するまで、前記倣い機構を前記フリー状態で前記対向面を前記基準面に当接させたまま前記ボンディングヘッドを前記基準面の面方向に相対的に移動させ、前記軸方向位置が前記基準位置に達した際に前記倣い機構を前記ロック状態に切り替える、
ことを特徴とする半導体装置の製造装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置の製造装置であって、
前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドを、少なくとも基準面に平行な四方向に移動させる、ことを特徴とする半導体装置の製造装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の半導体装置の製造装置であって、
前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドを予め規定した倣いルートに沿って移動させる過程で、前記軸方向位置が前記ステージに最も近づいたときの前記軸方向位置を前記基準位置として特定する、ことを特徴とする半導体装置の製造装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載の半導体装置の製造装置であって、
前記基準位置は、前記ボンディングヘッドおよびステージの配置、または、過去の倣い処理の結果に基づいて予め決定されている、ことを特徴とする半導体装置の製造装置。

【請求項5】

ステージに載置された基板に、倣い機構を有するボンディングヘッドの保持面で吸引保持したチップをボンディングすることで、半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記保持面に保持された前記チップの端面または前記保持面である対向面を、前記ステージで保持された基板平面またはステージ平面である基準面に倣わすことで、前記対向面を前記基準面に対して平行に調整する倣いステップを備えており、
前記倣い機構は、凹状球面及び凸状球面の一方を含む固定部材と、凹状球面及び凸状球面の他方を含むとともに前記保持面とともに前記固定部材に対して揺動可能に設けられた可動部材と、を有し、前記可動部材の揺動が可能なフリー状態と、前記可動部材の揺動が規制されたロック状態と、に切り替え可能であり、
前記倣いステップにおいて、前記ボンディングヘッドの軸方向位置が規定の基準位置に達するまで、前記倣い機構を前記フリー状態で前記対向面を前記基準面に当接させたまま前記ボンディングヘッドを前記基準面の面方向に相対的に移動させ、前記軸方向位置が前記基準位置に達した際に前記倣い機構を前記ロック状態に切り替える、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、倣い機構を有したボンディングヘッドを用いて半導体チップを基板にボンディングすることで、半導体装置を製造する製造装置および製造方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

ボンディングヘッドの先端面（以下「保持面」という）に半導体チップを吸引保持した状態でボンディングヘッドを駆動し、半導体チップを基板にボンディングすることで、半導体装置を製造する技術が従来から広く知られている。かかる半導体装置の製造技術において、半導体チップを基板の表面に良好に接合するためには、保持面が基板の平面に高い精度で平行になっていることが求められる。

【0003】

保持面を、簡易な手順で、基板に対して平行にするために、ボンディングヘッドに倣い機構を搭載した製造装置も知られている。ここで、倣い機構とは、凹状球面及び凸状球面の一方を含む固定部材と、凹状球面及び凸状球面の他方を含む可動部材と、を有しており、可動部材が固定部材に対して三次元的に揺動できるものである。倣い機構は、可動部材の揺動が可能なフリー状態と、可動部材の揺動が規制されたロック状態と、に切り替え可能である。

【0004】

特許文献１には、こうした倣い機構を搭載したボンディングヘッドが開示されている。特許文献１では、倣い機構をフリーにした状態で、ボンディングヘッドで保持した第２の対象物を、ステージ上に保持された第１の対象物に当接させ、押圧することで、第２の対象物の当接面を第１の対象物の面に対して平行に調整している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３９１９６８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の技術によれば、簡易な手順で、ボンディングヘッドの保持面を、ステージに対して、ある程度平行にできる。しかしながら、ボンディングヘッドの保持面またはボンディングヘッドで保持された第２の対象物を、ステージまたはステージで保持された第１の対象物に、単純に押し当てただけの場合、摩擦の影響などにより、保持面が完全に平行にならない場合があった。つまり、従来の技術では、ボンディングヘッドの保持面をステージの平面に対して高精度で平行に調整することは難しかった。

【0007】

そこで、本明細書では、簡易な手順で、ボンディングヘッドの保持面をステージの平面に対して高精度で平行に調整できる半導体装置の製造装置および製造方法を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書で開示する半導体装置の製造装置は、基板が載置されるステージと、前記ステージに対向する保持面でチップを吸引保持し、前記ステージに対して前記ステージの面方向および法線方向に相対的に移動可能なボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドに設けられた倣い機構であって、凹状球面及び凸状球面の一方を含む固定部材と、凹状球面及び凸状球面の他方を含むとともに前記保持面とともに前記固定部材に対して揺動可能に設けられた可動部材と、を有する倣い機構と、前記保持面に保持された前記チップの端面または前記保持面である対向面を、前記ステージで保持された基板平面または前記ステージ平面である基準面に倣わすことで、前記対向面を前記基準面に対して平行に調整する倣い処理を実行させるコントローラと、を備え、前記倣い機構は、前記可動部材の揺動が可能なフリー状態と、前記可動部材の揺動が規制されたロック状態と、に切り替え可能であり、前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドの軸方向位置が規定の基準位置に達するまで、前記倣い機構を前記フリー状態で前記対向面を前記基準面に当接させたまま前記ボンディングヘッドを前記基準面の面方向に相対的に移動させ、前記軸方向位置が前記基準位置に達した際に前記倣い機構を前記ロック状態に切り替える、ことを特徴とする。

【0009】

この場合、前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドを、少なくとも基準面に平行な四方向に移動させてもよい。

【0010】

また、前記コントローラは、前記倣い処理において、前記ボンディングヘッドを予め規定した倣いルートに沿って移動させる過程で、前記軸方向位置が前記ステージに最も近づいたときの前記軸方向位置を前記基準位置として特定してもよい。

【0011】

また、前記基準位置は、前記ボンディングヘッド１４およびステージの配置、または、過去の倣い処理の結果に基づいて予め決定されてもよい。

【0012】

本明細書で開示する半導体装置の製造方法は、ステージに載置された基板に、倣い機構を有するボンディングヘッドの保持面で吸引保持したチップをボンディングすることで、半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、前記保持面に保持された前記チップの端面または前記保持面である対向面を、前記ステージで保持された基板平面または前記ステージ平面である基準面に倣わすことで、前記対向面を前記基準面に対して平行に調整する倣いステップを備えており、前記倣い機構は、凹状球面及び凸状球面の一方を含む固定部材と、凹状球面及び凸状球面の他方を含むとともに前記保持面とともに前記固定部材に対して揺動可能に設けられた可動部材と、を有し、前記可動部材の揺動が可能なフリー状態と、前記可動部材の揺動が規制されたロック状態と、に切り替え可能であり、前記倣いステップにおいて、前記ボンディングヘッドの軸方向位置が規定の基準位置に達するまで、前記倣い機構を前記フリー状態で前記対向面を前記基準面に当接させたまま前記ボンディングヘッドを前記基準面の面方向に相対的に移動させ、前記軸方向位置が前記基準位置に達した際に前記倣い機構を前記ロック状態に切り替える、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本明細書で開示する技術によれば、簡易な手順でボンディングヘッドの保持面をステージの平面に対して高精度で平行に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】半導体装置の製造装置の構成を示す図である。

【図2】倣い機構の構成を示す図である。

【図3】倣い処理の原理を説明する図である。

【図4】倣いルートの一例を示す図である。

【図5】倣いルートの他の例を示す図である。

【図6】倣い処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】他の例の倣い処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して半導体装置の製造装置１０の構成について説明する。図１は、製造装置１０の構成を示す図である。図１に示すように、製造装置１０は、基板１００が載置されるステージ１２と、半導体チップ１０２を吸引保持するボンディングヘッド１４と、を備えている。

【0016】

ステージ１２は、基板１００を吸引保持可能であり、その内部には、基板１００を加温するためのヒータ（図示せず）が搭載されている。このステージ１２の加温および吸引は、後述するコントローラ３４で制御される。本例のステージ１２は、その鉛直方向および水平方向の位置が不変の固定ステージであるが、場合によっては、ステージ１２を鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に可動としてもよい。

【0017】

ボンディングヘッド１４は、ステージ１２と対向して配置されており、ステージ１２に対して水平方向および鉛直方向に移動可能となっている。このボンディングヘッド１４の移動を実現するために、移動機構２６が設けられている。移動機構２６は、例えば、モータや油圧シリンダ等の駆動源と、当該駆動源の動きをボンディングヘッド１４に伝達する直動機構やギヤ等の伝達機構と、を有している。この移動機構２６の駆動は、コントローラ３４により制御される。

【0018】

ボンディングヘッド１４は、その先端面である保持面２０において、半導体チップ１０２を吸引保持できる。そのため、ボンディングヘッド１４の先端部には、半導体チップ１０２を吸引保持するための吸引孔（図示せず）が形成されており、当該吸引孔は、エア配管３１を介して真空源３０に連結されている。また、ボンディングヘッド１４の先端部には、保持した半導体チップ１０２を加熱するためのヒータ２４が、内蔵されている。このヒータ２４は、ヒータ駆動部２８により、制御される。

【0019】

ボンディングヘッド１４は、保持面２０で半導体チップ１０２を吸引保持したうえで、当該半導体チップ１０２を基板１００表面に載置し、加圧加熱することで、半導体チップ１０２を基板１００にボンディングする。ここで、近年では、半導体プロセスの微細化により、半導体装置は、高集積化を果たしてきた。かかる高集積化を可能にするためには、基板１００と、当該基板１００に接合される半導体チップ１０２と、の平行度を高精度に保つ必要がある。こうした平行調整の手段として、従来では、ゴニオステージと呼ばれる手動の角度調整機器や、シムを挟んで傾きを微調整する方法等が提案されてきた。しかし、こうした従来の平行調整手段は、高いスキルと多大な調整時間を必要としていた。

【0020】

そこで、本例のボンディングヘッド１４は、簡易な手順で平行調整を可能とするために、倣い機構２２を搭載している。倣い機構２２は、球面空気静圧軸受４４（図２参照）を内蔵した空気圧機器である。以下では、ボンディングヘッド１４のうち、この倣い機構２２より上側を「上部１４ｕ」と呼び、下側を「下部１４ｄ」と呼ぶ。

【0021】

図２は、この倣い機構２２の構成の一例を示す図である。倣い機構２２は、固定部材４０と、当該固定部材４０に対して可動の可動部材４２と、ホルダ４３と、を有している。この固定部材４０および可動部材４２で、球面空気静圧軸受４４が構成される。固定部材４０の上端は、ボンディングヘッド１４の上部１４ｕに固定されている。固定部材４０の底面は、凹状の半球面となっている。また、固定部材４０には、エアを供給または吸引するためのエア通路４６が形成されている。このエア通路４６は、固定部材４０の側面から、底面（すなわち凹状半球面）まで貫通している。固定部材４０の側面には、このエア通路４６と、倣い機構駆動部３２と、を流体連結するためのエア配管４７（図１参照）が接続されている。

【0022】

可動部材４２は、固定部材４０に対して三次元的に揺動可能に保持されている。可動部材４２の下端は、ボンディングヘッド１４の下部１４ｄに固定されており、可動部材４２は、保持面２０とともに揺動可能となっている。また、可動部材４２の上面は、固定部材４０の凹状半球面に対応する凸状半球面となっている。ホルダ４３は、可動部材４２の揺動を妨げないように、可動部材４２を保持している。

【0023】

こうした倣い機構２２は、固定部材４０の凹状半球面から圧縮空気を噴出させることで、可動部材４２を固定部材４０から離間させて、非接触状態で支持する。これにより、可動部材４２の摺動抵抗が大幅に低下し、極めて軽い力で精密に回転運動することが可能となる。また、圧縮空気の供給を停止し、可動部材４２を真空吸引することで、可動部材４２を所定の姿勢に固定できる。以下では、圧縮空気を噴出し、可動部材４２の揺動を許容した状態を「フリー状態」、可動部材４２を真空吸引し、可動部材４２の揺動を規制した状態を「ロック状態」と呼ぶ。

【0024】

こうした倣い機構２２のフリー状態およびロック状態の切り替は、倣い機構駆動部３２により行われる。倣い機構駆動部３２は、圧縮空気を供給するためのコンプレッサや、真空吸引するための真空源等を有している。また、倣い機構駆動部３２の駆動は、コントローラ３４により制御される。

【0025】

コントローラ３４は、製造装置１０の各部の駆動を制御する。具体的には、コントローラ３４は、移動機構２６やヒータ駆動部２８、真空源３０等を駆動して、半導体チップ１０２を基板１００にボンディングする実装処理を実行する。また、本例のコントローラ３４は、この実装処理に先立って、保持面２０に保持された半導体チップ１０２の端面または保持面２０を、ステージ１２で保持された基板１００平面またはステージ１２平面に倣わすことで、両者を平行に調整する倣い処理も実行する。なお、以下では、保持面２０に保持された半導体チップ１０２の端面または保持面２０を「対向面５０」と呼び、ステージ１２で保持された基板１００平面またはステージ１２平面を「基準面１１０」と呼ぶ。

【0026】

こうしたコントローラ３４は、各種演算を実行するプロセッサと、データおよびプログラムを記憶するメモリと、を有したコンピュータである。本例のコントローラ３４は、半導体チップ１０２の実装処理に先立って、保持面２０をステージ１２平面に対して平行になるように調整する倣い処理を実行する。以下、この倣い処理について説明する。

【0027】

図３は、倣い処理の原理を示すイメージ図である。図３では、保持面２０を対向面５０とし、ステージ１２平面を基準面１１０としている。一般に、装置には軸や面の傾きのズレが存在する。こうしたズレに起因して、対向面５０が基準面１１０に対して傾く場合がある。図３の例では、ボンディングヘッド１４の上部１４ｕの軸Ａが、理想の軸Ａ＊に対して傾いている。

【0028】

こうした傾きを補正するために、近年、倣い機構２２の利用が提案されている。具体的には、倣い機構２２をフリー状態にしたうえで、保持面２０を基準面１１０に当接することで、保持面２０の平行調整を行うことが提案されている。フリー状態の場合、可動部材４２は、極めて小さな力で揺動できる。そのため、理論上は、図３の左に示すように、対向面５０全体が基準面１１０に接触し、対向面５０が基準面１１０に平行になる姿勢まで可動部材４２が揺動する。そして、平行になった時点で、倣い機構２２をロック状態に切り替え、可動部材４２の揺動を規制すれば、対向面５０の基準面１１０に対する平行度を高精度に保つことができる。

【0029】

しかしながら、現実的には、僅かな抵抗や配管等の自重等の影響により、図３の右に示すように、対向面５０を基準面１１０に当接させただけでは、対向面５０の傾きを完全に解消することができず、平行オフセットが残留することがある。平行オフセットが残留した状態で倣い機構２２をロックした場合、対向面５０の基準面１１０に対する平行度を高精度に維持することができない。

【0030】

本例では、残留平行オフセットをより確実に低減するために、倣い機構２２をフリー状態にした状態で、対向面５０を基準面１１０に当接させたままボンディングヘッド１４を基準面１１０の面方向に相対的に移動させる。この移動により、可動部材４２の揺動が誘発され、対向面５０が基準面１１０に対して平行になりやすくなる。

【0031】

すなわち、図３の右に示すような残留平行オフセットがある状態から、図３の左に示すような完全平行になるように可動部材４２が揺動する際には、対向面５０の基準面１１０との接点Ｐが外側方向（図３右図における右方向）に滑ることになる。この滑りを誘発するようにボンディングヘッド１４を水平方向、特に、接点Ｐからみて外側方向に移動させることで、可動部材４２が揺動しやすくなり、結果として、対向面５０が基準面１１０に対して平行になりやすい。

【0032】

ここで、図３から明らかな通り、完全平行になった場合、残留平行オフセットがある状態に比べて、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚが、ステージ１２側に近づく。したがって、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚは、対向面５０の平行度を反映することになる。

【0033】

そこで、本例では、倣い機構２２をフリー状態にした状態で、ボンディングヘッド１４を基準面１１０の面方向に相対的に移動させた際に、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚを観察し、この軸方向位置Ｐｚが、規定の基準位置Ｐｚｄｅｆに達した際に、倣い機構２２をロック状態に切り替える。ここで、基準位置Ｐｚｄｅｆは、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させる過程で特定してもよいし、ステージ１２およびボンディングヘッド１４の配置等から予め決めておいてもよい。いずれにしても、対向面５０全体が基準面１１０に接触したと判断できる軸方向位置Ｐｚが基準位置として設定される。

【0034】

また、対向面５０の傾きの向きに応じて、当該傾きを減少できるボンディングヘッド１４の移動方向は、異なる。例えば、図３の右図では、対向面５０は右下がりに傾いている。この場合、ボンディングヘッド１４を右方向に移動させた方が、左方向に移動させるよりも、残留オフセットを低減できる可能性が高い。しかしながら、対向面５０の傾きの向きを事前に把握することは難しい。そこで、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させる際には、少なくとも、基準面１１０と平行な４方向に移動させる。例えば、＋Ｘ方向、－Ｘ方向、＋Ｙ方向、－Ｙ方向にボンディングヘッド１４を移動させる。このように４方向に移動させることで、対向面５０がいずれの向きに傾いていても、当該傾きをより確実に解消できる。

【0035】

図４は、ボンディングヘッド１４を移動させる際のルート（以下「倣いルート６０」と呼ぶ）の一例を示す図である。図４の例では、倣いルート６０は、ステージ１２の中心から外側に向かう矩形の渦巻き状となっている。ただし、倣いルート６０の形態は、適宜変更されてもよく、例えば図５に示すように、一筆書きの十文字状でもよい。いずれにしても、こうした倣いルート６０は、予め、コントローラ３４の記憶部に記憶されている。

【0036】

次に、対向面５０を基準面１１０に対して平行調整する倣い処理の流れについて説明する。図６は、倣い処理の流れを示すフローチャートである。倣い処理を実行する場合、ボンディングヘッド１４は、何らかのチップ部材を保持していてもよいし、保持していなくてもよい。チップ部材を保持している場合には、当該チップ部材の底面が、対向面５０となる。また、チップ部材を保持していない場合には、ボンディングヘッド１４の保持面２０が、対向面５０となる。同様に、ステージ１２も、基板１００を保持していてもよいし、保持していなくてもよい。基板１００を保持している場合には、当該基板１００の上面が、保持していない場合には、ステージ１２の上面が、それぞれ、基準面１１０となる。

【0037】

倣い処理を実行する際、コントローラ３４は、まず、倣い機構駆動部３２を駆動して、倣い機構２２をフリー状態に切り替える（Ｓ１０）。続いて、コントローラ３４は、移動機構２６を駆動して、対向面５０が基準面１１０に当接するまで、ボンディングヘッド１４を降下させる（Ｓ１２）。この当接の有無は、例えば、基準面１１０からの反力を検出して判断してもよいし、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚの変動から判断してもよい。

【0038】

対向面５０が基準面１１０に当接すれば、コントローラ３４は、倣い機構２２をフリー状態に維持したまま、移動機構２６を駆動して、ボンディングヘッド１４を倣いルート６０に沿って移動させる（Ｓ１４）。この移動の際、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚは、移動機構２６に設けられた位置センサにより検出される。コントローラ３４は、この位置センサで検出された軸方向位置Ｐｚを、定期的に検出し、記憶部に記憶する（Ｓ１６）。

【0039】

規定の倣いルート６０に沿った移動が完了すれば（Ｓ１８でＹｅｓ）、コントローラ３４は、記憶部に記憶されている軸方向位置Ｐｚのうち、最小となる（すなわちステージ１２に最も近づく）最下点高さＰｚｍｉｎを特定し、この最下点高さＰｚｍｉｎを基準位置Ｐｚｄｅｆとして設定する（Ｓ２０）。続いて、コントローラ３４は、ボンディングヘッド１４の現在の軸方向位置Ｐｚが、基準位置Ｐｚｄｅｆであるか否かを判定する（Ｓ２２）。現在の軸方向位置Ｐｚが、基準位置Ｐｚｄｅｆの場合（Ｓ２２でＹｅｓ）には、コントローラ３４は、残留平行オフセットが解消されたと判断し、倣い機構駆動部３２を駆動して、倣い機構２２をロック状態に切り替える（Ｓ２６）。一方、現在の軸方向位置Ｐｚが、基準位置Ｐｚｄｅｆに出していない場合（Ｓ２２でＮｏ）、コントローラ３４は、移動機構２６を駆動して、ボンディングヘッド１４を基準面１１０と平行な方向に移動させる（Ｓ２４）。この時の移動ルートは、倣いルート６０と同じでもよいし、異なっていてもよい。いずれにしても、移動の結果、現在の軸方向位置Ｐｚが基準位置Ｐｚｄｅｆに達すれば（Ｓ２２でＹｅｓ）、倣い機構２２をロック状態に切り替える（Ｓ２６）。

【0040】

以上の説明から明らかなとおり、本例では、対向面５０を基準面１１０に当接させた後も、フリー状態を維持したまま、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させる。その結果、摩擦や配管の自重等に起因して生じていた残留平行オフセットをより確実に軽減でき、対向面５０の基準面１１０に対する平行度を高く維持することができる。また、本例では、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させる過程で得られた軸方向位置Ｐｚに基づいて、基準位置Ｐｚｄｅｆを設定している。その結果、ボンディングヘッド１４とステージ１２の配置が経年変化等に起因して設計時と変化したとしても、適切な基準位置Ｐｚｄｅｆを設定することができる。

【0041】

次に、他の例の倣い処理の流れについて説明する。図７は、他の例の倣い処理の流れを示すフローチャートである。この倣い処理では、コントローラ３４は、予め、基準位置Ｐｚｄｅｆを設定し、記憶部に記憶している。この基準位置Ｐｚｄｅｆは、ステージ１２およびボンディングヘッド１４の配置関係、すなわち、両者の設計上の寸法値および位置から決定してもよい。また、他の形態として、基準位置Ｐｚｄｅｆは、過去の倣い処理の結果から決定してもよい。例えば、図６の手順で過去に行った倣い処理の際に得られた最下点高さＰｚｍｉｎを基準位置Ｐｚｄｅｆとして設定してもよい。

【0042】

倣い処理を実行する際には、図６の例と同様に、コントローラ３４は、倣い機構２２をフリー状態に切り替えたうえで、対向面５０が基準面１１０に当接するまで、ボンディングヘッド１４を下降させる（Ｓ３０）。続いて、コントローラ３４は、規定の倣いルート６０に沿って、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させる（Ｓ３４）。このとき、コントローラ３４は、定期的に、ボンディングヘッド１４の軸方向位置Ｐｚを検出する（Ｓ３６）とともに、検出された軸方向位置Ｐｚを基準位置Ｐｚｄｅｆと比較する（Ｓ３８）。

【0043】

比較の結果、軸方向位置Ｐｚが基準位置Ｐｚｄｅｆを超えている場合、コントローラ３４は、ステップＳ３４に戻り、ボンディングヘッド１４の面方向の移動を継続する。一方、軸方向位置Ｐｚが、基準位置Ｐｚｄｅｆ以下の場合、コントローラ３４は、残留平行オフセットが解消されたと判断し、倣い機構駆動部３２を駆動して、倣い機構２２をロック状態に切り替える（Ｓ４０）。

【0044】

以上の説明から明らかなとおり、本例でも、対向面５０を基準面１１０に当接させた後も、フリー状態を維持したまま、ボンディングヘッド１４を面方向に移動させるため、対向面５０の基準面１１０に対する平行度を高く維持することができる。また、本例では、軸方向位置Ｐｚが、予め設定された基準位置Ｐｚｄｅｆに達した時点で、ボンディングヘッド１４の面方向移動を停止する。その結果、図６の処理に比べて、比較的、早期に倣い処理を完了することができる。

【0045】

なお、これまで説明した構成は、いずれも一例であり、フリー状態のままボンディングヘッド１４を面方向に移動させ、軸方向位置Ｐｚが規定の基準位置Ｐｚｄｅｆに達した際にロック状態に切り替えるのであれば、その他の構成は適宜、変更されてもよい。例えば、上記の例では、ボンディングヘッド１４を、基準面１１０に平行な４方向に移動させているが、必ずしも４方向に移動させる必要はない。

【0046】

例えば、対向面５０の傾きの向きが予め予測できる場合には、予測された傾きを解消し得る方向にのみ、ボンディングヘッド１４を移動させてもよい。すなわち、可動部材４２および倣い機構２２の下部１４ｄには、エアを供給または吸引するための配管や、電気配線等が接続されている。こうした配管および電気配線の重さにより、倣い機構２２は、フリー状態に切り替えた直後は、一方向に大きく傾くことがある。こうした大きな傾きが、残留平行オフセットの原因となりやすい。この配管および電気配線に起因する残留平行オフセットの場合、対向面５０の傾きの向きは、配管および電気配線の位置から、予測できる。そこで、配管および電気配線の位置から対向面５０の傾きの向きを予測し、予測された傾きを解消し得る方向、すなわち、右下がりの場合は右方向にのみ移動させるようにしてもよい。また、４方向に移動させる場合でも、対向面５０の傾きの向きを予測しておき、最初に、この予測された傾きを解消し得る方向に移動させるようにしてもよい。かかる構成とすることで、初期の動きで、残存する傾きを大幅に低減できるため、図７の処理であれば、処理に要する時間を短縮できる。

【0047】

また、上述した説明では、倣い機構２２の固定部材４０が凹状球面を、可動部材４２が凸状球面を有しているが、これらは、逆でもよく、固定部材４０が凸状球面を、可動部材４２が凹状球面を有してもよい。また、上述の説明では、ボンディングヘッド１４が移動する構成となっているが、ボンディングヘッド１４に替えて、または、加えて、ステージ１２が動くのでもよい。また、図３の例では、保持面２０を対向面５０としているが、倣い処理において、保持面２０にチップ部材、例えば、平行調整専用のチップ部材を保持させておき、このチップの端面を対向面５０として取り扱ってもよい。同様に、図３の例では、ステージ１２の上面を基準面１１０としているが、倣い処理において、ステージ１２に基板１００、例えば、平行調整専用の基板１００を保持させておき、この基板１００の上面を基準面１１０として取り扱ってもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０ 製造装置、１２ ステージ、１４ ボンディングヘッド、２０ 保持面、２２ 倣い機構、２４ ヒータ、２６ 移動機構、２８ ヒータ駆動部、３０ 真空源、３１ エア配管、３２ 倣い機構駆動部、３４ コントローラ、４０ 固定部材、４２ 可動部材、４３ ホルダ、４４ 球面空気静圧軸受、５０ 対向面、６０ 倣いルート、１００ 基板、１０２ 半導体チップ、１１０ 基準面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】