特許 7209680 ダイホルダーモーションテーブルを備えたダイボンドヘッド装置

(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】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】ダイホルダーモーションテーブルを備えたダイボンドヘッド装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20230113BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

【請求項の数】 16

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020207456

(22)【出願日】2020-12-15

(65)【公開番号】P2021097234

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2021-02-10

(31)【優先権主張番号】16/715,383

(32)【優先日】2019-12-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504133796

【氏名又は名称】エーエスエムピーティー・シンガポール・ピーティーイー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】チュン・シュン・ユン

(72)【発明者】

【氏名】パク・キン・リャン

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１２２６１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１４６４４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１６１８９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイボンドヘッド装置であって、
ダイボンドヘッドモーションテーブルに、少なくとも一つの軸線に沿って動かされるよう結合されたダイボンドヘッド本体と、
前記ダイボンドヘッド本体に取り付けられたダイホルダーモーションテーブルと、
半導体ダイを基板に固定するために使用中に動作可能であるダイホルダーであって、前記ダイボンドヘッドモーションテーブルとは独立して、前記ダイホルダーを前記少なくとも一つの軸線に沿って動かすべく前記ダイホルダーモーションテーブルによって位置決め可能であるダイホルダーと、
前記基板の上方に配置され、前記基板上の配置位置を画像化するために使用中に動作可能である画像化デバイスであって、前記ダイホルダーモーションテーブルが該画像化デバイスと前記基板との間の位置に移動できるように構成され、該位置において前記ダイホルダーおよび／または該ダイホルダーに保持された前記半導体ダイの少なくとも一部を画像化すべくさらに動作可能とされて、前記ダイホルダーおよび／または前記半導体ダイの位置および配向の少なくとも一方を提供するとともに、前記ダイホルダーおよび／または前記半導体ダイの位置および配向が前記配置位置に対して調整される、画像化デバイスと、
を具備するダイボンドヘッド装置。

【請求項2】

前記ダイボンドヘッドモーションテーブルは、前記ダイボンドヘッド本体の第１の端部に結合され、かつ、前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記第１の端部から遠位の前記ダイボンドヘッド本体の第２の端部に取り付けられる、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記ダイボンドヘッド本体および前記ダイボンドヘッドモーションテーブルの少なくとも一つに対して前記ダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、平面上の複数の軸線に沿って、前記ダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記ダイボンドヘッドモーションテーブルが前記ダイボンドヘッド本体を変位させるために使用中に動作可能であるよりも高い精度を伴って、前記ダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記ダイボンドヘッドモーションテーブルよりも小さな変位範囲を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体によって保持されるテーブル支持構造体と、前記テーブル支持構造体に対して変位可能な可動構造体とを有する、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記テーブル支持構造体に対して前記可動構造体を変位させるために使用中に動作可能である少なくとも一つのアクチュエータを備える、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記少なくとも一つのアクチュエータは、前記可動構造体を複数の軸線に沿って変位させるために使用中に動作可能である、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記可動構造体を前記テーブル支持構造体と結合すると共に前記テーブル支持構造体に対する前記可動構造体の移動を容易にするために使用中に動作可能であるベアリングおよびフレクシャの少なくとも一つを備える、請求項７に記載の装置。

【請求項11】

前記ダイホルダーモーションテーブルは、前記可動構造体の位置の表示を提供するように動作可能な位置識別機構を含む、請求項７に記載の装置。

【請求項12】

前記位置識別機構は、前記可動構造体および前記テーブル支持構造体に別個に取り付けられた、それぞれの構成要素を有するリニアエンコーダを含む、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記可動構造体は、前記ダイホルダーによって保持された前記半導体ダイの少なくとも一部の画像化のために配置された前記可動構造体を通過する少なくとも一つの検査光経路を含む、請求項７に記載の装置。

【請求項14】

前記検査光経路は前記可動構造体内のボイドを含む、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記ダイボンドヘッドモーションテーブルを使用して前記ダイボンドヘッド本体の位置を操作することにより、前記ダイホルダーを接合位置に近接して配置し、かつ、前記ダイホルダーモーションテーブルを使用して前記ダイホルダーの位置を操作することにより、位置および配向情報の少なくとも一つに応答して前記ダイホルダーによって保持される前記半導体ダイの位置および配向の少なくとも一つを修正するために、使用中に動作可能であるコントローラーを備える、請求項１に記載の装置。

【請求項16】

請求項１に記載の前記ダイボンドヘッド装置の前記ダイホルダーを、前記ダイボンドヘッドモーションテーブルを使用して前記ダイボンドヘッド本体の位置を操作することによって、接合位置に近接して配置するステップと、
前記ダイホルダーモーションテーブルを使用して前記ダイホルダーの位置を操作することによって、前記ダイホルダーによって保持されている前記半導体ダイの位置および向きの少なくとも一つを修正するステップと、
その後、前記接合位置で前記半導体ダイを接合するステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ダイを表面に高精度で接合するためのダイボンドヘッド装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高精度の半導体パッケージング機器では、接合中の基板に対するダイの位置などの重要な位置を特定するために、ビジョンシステムがよく使用される。ダイの位置と基板との間のオフセットは、基板上のダイの配置精度を保証するために、ダイ保持ツールを支持しているボンドヘッドの動きによって補償される。

【0003】

しかしながら、基板上のダイ配置の精度およびダイ配置の速度は、既存の装置では制限されることがある。これは、ダイ位置の補償は、通常、ボンドヘッドを保持するダイを制御するモーションテーブルによって実行されるためである。

【0004】

一般に、ボンドヘッドのダイ保持ツールの先端は、ダイボンドヘッドモーションテーブルの制御点に配置されていない。したがって、補償後でも、ビジョンシステムによって認識されるダイ位置はサブミクロンの精度を達成できない可能性がある。

【0005】

従来技術と比較して、より正確で迅速なダイ配置を実現することは有益であろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の目的は、先行技術の上述した問題の少なくともいくつかを克服する装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様によれば、ダイボンドヘッドモーションテーブルに結合されたダイボンドヘッド本体と、ダイボンドヘッド本体に取り付けられたダイホルダーモーションテーブルと、半導体ダイを基板に固定するために使用中に動作可能であるダイホルダーであって、ダイボンドヘッドモーションテーブルとは独立してダイホルダーモーションテーブルによって位置決め可能であるダイホルダーとを備えたダイボンドヘッド装置が提供される。第１の態様は、既存のダイボンドヘッド装置の問題は、基板上のダイの高い配置精度を達成するのが難しいことである、ということを認めている。これは、ダイボンドヘッド本体によって運ばれるダイホルダーとダイボンドヘッド本体を駆動するモーションテーブルとの間の距離が比較的大きくなる可能性がある（これはモーションテーブルの動きがダイホルダーの予期しない位置決めにつながる可能性があることを意味する）という事実に起因し得る。特に、ダイホルダーのサブミクロンの位置決め精度は、モーションテーブルによって駆動される場合には達成できない場合がある。また、モーションテーブルを駆動する制御システムは、ダイホルダーの位置が意図した位置から変化する不安定な動作を引き起こす可能性がある。

【0008】

したがって装置が提供される。当該装置はダイボンドヘッド装置であってもよい。装置はダイボンドヘッド本体を備えてもよい。ダイボンドヘッド本体は、ダイボンドヘッドモーションテーブルに結合されても、それに取り付けられても、あるいはそれによって運搬されてもよい。装置はダイホルダーモーションテーブルを備えてもよい。ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体に結合されても、それに取り付けられても、あるいはそれによって運搬されてもよい。装置はダイホルダーを備えてもよい。ダイホルダーは、ダイホルダーモーションテーブルに結合されても、それに取り付けられても、あるいはそれによって運搬されてもよい。ダイホルダーは、半導体ダイを基板上に固定し、配置し、あるいは位置決めするために使用されてもよい。ダイホルダーは、ダイホルダーモーションテーブルによって位置決めあるいは配置されてもよい。このようにして、一方のモーションテーブルがダイボンドヘッド本体（ダイホルダーを含む）を動かし、第２のモーションテーブルがダイホルダーを動かすデュアルモーションテーブル構成が提供される。これにより、ダイボンドヘッド本体を基板上のダイ配置位置の近くに配置することができ、ダイホルダーモーションテーブルはダイホルダーを配置位置に正確に配置することができる。これにより、ダイホルダー自体とダイホルダーモーションテーブルとの間の距離を短縮できるが、これは、ダイホルダーモーションテーブルの移動はダイホルダーのより正確な位置決めにつながり得ることを意味する。特に、サブミクロンの位置決め精度は、それがダイホルダーモーションテーブルによって駆動されるときにダイホルダーによって達成可能である。また、ダイホルダーモーションテーブルを駆動する制御システムは、ダイホルダーを意図された位置に、より迅速かつ正確に配置することができる。

【0009】

一実施形態では、ダイボンドヘッドモーションテーブルはダイボンドヘッド本体の第１の端部に結合され、ダイホルダーモーションテーブルは、第１の端部から遠位のダイボンドヘッド本体の第２の端部に取り付けられる。したがって、ダイボンドヘッドモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体の一端に向かって配置されてもよく、一方、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体の他端に向かって配置されてもよい。これは、ダイボンドヘッドモーションテーブルによるダイボンドヘッドの不正確な配置が、ダイホルダーの近くに配置されたダイホルダーモーションテーブルによって修正され得ることを意味する。

【0010】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体およびダイボンドヘッドモーションテーブルの少なくとも一つに対してダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である。したがって、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体および／またはダイボンドヘッドモーションテーブルに対するダイホルダーの位置を変更することができる。

【0011】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、平面上の複数の軸線に沿ってダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である。したがって、ダイホルダーモーションテーブルは、平面の一方または両方の軸線に沿って、ダイホルダーを変位または移動させることができる。

【0012】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルと共通の少なくとも一つの軸線に沿って、ダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である。ダイボンドヘッドモーションテーブルは、平面上の複数の軸線に沿って、かつ、その平面を横切る軸線に沿って、ダイボンドヘッド本体を変位させることができる。ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルと同じ軸線の一つ以上に沿って、ダイホルダーを変位させることができる。

【0013】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルがダイボンドヘッド本体を変位させるために使用中に動作可能であるよりも高い精度を伴って、ダイホルダーを変位させるために使用中に動作可能である。したがって、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルがダイボンドヘッド本体を位置決めするよりも正確にダイホルダーを位置決めすることができる。

【0014】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルよりも小さい変位範囲を有する。したがって、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッドモーションテーブルよりも狭い範囲の移動位置を有することができる。

【0015】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体によって保持されるテーブル支持構造体と、このテーブル支持構造体に対して変位可能な可動構造体とを有する。したがって、ダイボンドヘッドモーションテーブルは、ダイボンドヘッド本体に取り付けられるテーブル支持体または固定構造体と、テーブル支持構造体に対して可動である可動または変位可能な構造体とを有することができる。

【0016】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、テーブル支持構造体に対して可動構造体を変位させるために使用中に動作可能である少なくとも一つのアクチュエータを備える。したがって、操作されるとテーブル支持構造体に対して可動構造体を移動または再配置する一つ以上のアクチュエータを設けることができる。

【0017】

一実施形態では、少なくとも一つのアクチュエータは、複数の軸線に沿って可動構造体を変位させるために使用中に動作可能である。したがって、アクチュエータを使用して、平面上の一つ以上の軸線に沿って可動構造体を移動させることができる。

【0018】

一実施形態では、少なくとも一つのアクチュエータは、可動構造体を少なくとも一つの軸線の周りで回転させるために使用中に動作可能である。したがって、アクチュエータを使用して、平面を横切って延びる軸線の周りで可動構造体を回転または旋回させることができる。

【0019】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、可動構造体をテーブル支持構造体と結合するベアリングおよびフレクシャの少なくとも一つを含み、テーブル支持構造体に対する可動構造体の移動を容易にするために使用中に動作可能である。したがって、ベアリングおよび／またはフレクシャカップリングを提供して、テーブル支持構造体に対する可動構造体の移動を支援または可能にすることができる。

【0020】

一実施形態では、ダイホルダーモーションテーブルは、可動構造体の位置の表示を提供するように動作する位置識別機構を含む。したがって、可動構造体の所在または位置を識別するのを助けるための情報を提供できる識別機構を設けることができる。

【0021】

一実施形態では、ダイホルダーは可動構造体によって運ばれる。したがって、ダイホルダーは、可動構造体に取り付けられるか、または可動構造体によって支持されてもよい。

【0022】

一実施形態では、ダイホルダーは、基板に面するように可動構造体上に配置される。したがってダイホルダーは、基板に向かって運ばれると、それが、基板に接してダイホルダーによって保持されたダイに当接するように配置することができる。

【0023】

一実施形態では、位置識別機構は、可動構造体およびテーブル支持構造体に別個に取り付けられた、それぞれの構成要素を有するリニアエンコーダを含む。したがって、テーブル支持構造体に対する可動構造体の位置情報を提供するために、一つ以上のリニアエンコーダを設けることができる。

【0024】

一実施形態では、可動構造体は、ダイホルダーによって保持された半導体ダイの少なくとも一部の画像化のために配置された、可動構造体を通過する少なくとも一つの検査光経路を含む。したがって、半導体ダイの位置は、可動構造体に設けられた検査光経路を介して画像化することによって特定することができる。

【0025】

一実施形態では、検査光経路は可動構造体内のボイドを含む。

【0026】

一実施形態では、装置は、半導体ダイの位置および配向情報の少なくとも一つを提供するために、ダイホルダーによって保持される半導体ダイの少なくとも一部を画像化するために使用中に動作可能な少なくとも一つの画像化デバイスを備える。したがって、画像化デバイスは、半導体ダイを画像化して、半導体ダイに関連する位置および／または配向情報を提供することができる。

【0027】

一実施形態では、装置は、ダイボンドヘッドモーションテーブルを使用してボンドヘッド本体の位置を操作することによってダイホルダーを接合位置に近接して配置し、かつ、ダイホルダーモーションテーブルを使用してダイホルダー位置を操作することにより位置および配向情報の少なくとも一つに応答してダイホルダーによって保持される半導体ダイの位置および配向の少なくとも一つを修正するために、使用中に動作可能なコントローラーを備える。したがって、ボンドヘッド本体を接合位置の近くに配置するためにダイボンドヘッドモーションテーブルを動作させることができ、そしてダイホルダーモーションテーブルはダイホルダーを接合位置に、より正確に配置することができる。

【0028】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様のダイボンドヘッド装置のダイホルダーを、ダイボンドヘッドモーションテーブルを使用してボンドヘッド本体位置を操作することによって接合位置に近接して配置するステップと、ダイホルダーモーションテーブルを使用してダイヘッド位置を操作することにより、ダイホルダーによって保持された半導体ダイの位置および配向の少なくとも一つを修正するステップと、接合位置で半導体ダイを接合するステップとを含む方法が提供される。

【0029】

上記およびその他の特徴、態様および利点は、説明セクション、特許請求の範囲および添付の図面に関して、よりよく理解されるであろう。

【0030】

以下、本発明の実施形態を単なる例として添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の第１実施形態に係るダイボンドヘッド装置の概略図である。

【図2】第１実施形態に係るダイボンドヘッド装置の側面図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係るダイボンドヘッド装置の側面図である。

【図4】第１実施形態に係る可動平面テーブルおよびテーブル支持構造体の平面図である。

【図5】第１実施形態に係る可動平面テーブルおよびテーブル支持構造体の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図面では、同様の部品は同様の参照符号で示されている。

【0033】

実施形態をさらに詳細に説明する前に、最初に概要を提供する。実施形態は、モーションテーブルに取り付けられた本体を有する装置を提供し、さらなるモーションテーブルがホルダーを搭載する本体に取り付けられている。二つのモーションテーブルは、互いに独立して動作可能であり、ホルダーを所望の位置に配置する。一般に、ホルダーを搭載したモーションテーブルの位置制御は、本体を搭載したモーションテーブルの位置制御よりも正確である。この二つのモーションテーブルの解決策は、単一のモーションテーブルを使用して可能となる場合よりも、より正確かつ迅速にホルダーを位置決めするのに役立つ。例えば、一実施形態は少なくとも一つのモーションテーブルシステムを含む。モーションテーブルシステムは、Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向ならびに（通常はＺ軸を中心とする）回転方向の移動を可能にするミニモーションテーブルと、ＸＹ方向のミニモーションテーブル用のエンコーダスケールと、ミニモーションテーブル用のエンコーダ読み取りヘッドとを含む。ミニモーションテーブルはボンドヘッドモジュールに取り付けられており、かつ、ＸＹアクチュエータ、例えばボイスコイルモーターと、エアベアリングと、ＸＹスケールとを含む。読み取りヘッドは、例えば光学システムなどの別のモジュールに取り付けられる。ミニモーションテーブルの位置は光学システム上の基準読み取りヘッドで制御されるため、ミニモーションテーブルの位置は光学システムに対して制御される。したがって、光経路を介して光学システムによって視認されかつ特定されるミニモーションテーブルの位置は、ミニモーションテーブルおよびビジョンシステムが異なる横方向の振動を受けても、リアルタイムで維持される。したがって、ミニモーションテーブルの位置は、常にビジョンシステムが視認している場所に置かれる。このような解決策は、ダイを接合位置に置く前に、ダイと接合位置との間の相対オフセットの補正中のダイの位置および配向の精度を改善することができる。

【0034】

ダイボンドヘッド装置
図１は、本発明の第１実施形態に係るダイボンドヘッド装置を概略的に示している。ダイボンドヘッドモーションテーブル２が設けられ、それに対してダイボンドヘッド本体１が一端付近に取り付けられている。ダイボンドヘッドモーションテーブル２は、通常、ダイボンドヘッド本体１をＸ，ＹおよびＺ軸に沿って変位させるように構成されている。ダイホルダーモーションテーブル３が設けられ、これもまた、ダイボンドヘッド本体１の別の端部付近でダイボンドヘッド本体１に取り付けられている。ダイホルダーモーションテーブル３は、Ｘ軸およびＹ軸に沿った移動と、Ｚ軸周りの回転を可能にする。ダイホルダーモーションテーブル３は、ダイホルダー４および位置エンコーダスケール５を搭載している。ダイホルダーモーションテーブル３は、ダイボンドヘッド本体１を介してダイボンドヘッドモーションテーブル２に効果的に取り付けられている。光学システム７はモーションテーブルに搭載されている。光学システム７は、エンコーダスケール５を読み取るエンコーダ読み取りヘッド６を搭載している。

【0035】

動作中、光学システム７は、通常、光学システムモーションテーブルを使用して、ダイ（図示せず）が基板（図示せず）上に配置される配置位置に位置決めされる。光学システム７は、基板上の配置位置を画像化する。ダイボンドヘッドモーションテーブル２は、ダイボンドヘッド本体１をピックアップ位置に移動させ、ダイホルダー４を使用してダイをピックアップする。ダイ（これはダイホルダー４によって保持されている）をピックアップした後、ダイボンドヘッドモーションテーブル２は、配置位置において光学システム７の近傍にボンドヘッド本体１（およびそれと共にダイホルダーモーションテーブル３およびダイを保持するダイホルダー４）を位置決めする。光学システム７、特にエンコーダ読み取りヘッド６は、ダイを保持するダイホルダー４が配置位置に近いときに、エンコーダスケール５の現在の示度を検出する。次に、ダイボンドヘッドモーションテーブル２は、ダイボンドヘッド本体１の移動を停止し、代わりに、ダイホルダーモーションテーブル３が作動させられて、ダイホルダーモーションテーブル３およびダイを保持するダイホルダー４を配置位置へと位置決めする。ダイホルダーモーションテーブル３の制御は、エンコーダスケール５を読み取るときにエンコーダ読み取りヘッド６によって提供されるフィードバックによって達成される。正しい位置になると、ダイホルダー４は、正しい配置位置で基板上にダイを配置することができる。

【0036】

ダイボンドヘッドモーションテーブル２（これはダイボンドヘッド本体１の位置を移動させる）および別個の独立して制御されるダイホルダーモーションテーブル３（これはダイホルダー４の位置を調整する）を有することにより、ダイのより正確な位置決めを達成することができる。特に、ダイホルダーモーションテーブル３なしでは、ダイのサブミクロンの配置精度を達成するのが難しいことがわかっている。これは、高い位置精度を達成しようとすると、ダイボンドヘッドモーションテーブル２の動きにより、ダイボンドヘッド本体１（およびそれと共にダイホルダー４）の位置が（光学システム７によって検出される）意図された位置から変化する可能性があるためである。これにより、続いて、ダイボンドヘッドモーションテーブル２を再び作動させ、ダイボンドヘッド本体１（およびそれと共にダイホルダー４）をさらに移動させて、（依然としてダイホルダー４の位置を意図された位置から変化させる可能性がある）変動を修正することができる。この問題は、ダイボンドヘッド本体１の屈曲またはダイボンドヘッド本体１の動きを引き起こす熱効果によって悪化する可能性がある。しかしながら、別個のモーションテーブルを提供することにより、配置位置でのダイホルダー４の位置決めを、より正確かつ迅速に達成することができる。特に、ダイホルダーモーションテーブル３のサイズおよび動作変位は、ダイボンドヘッドモーションテーブル２のそれよりも大幅に小さくてもよく、これは、ダイホルダーモーションテーブル３の位置をより正確に制御することができ、そしてそれはダイボンドヘッド本体１が被る機械的および熱的影響を受け難いことを意味する。

【0037】

コレット基準マーク
図２は、本発明の第１実施形態によるダイボンドヘッド装置の側面図である。構成は図１に示されているものと同様であり、この図は、光学システム７Ａおよびダイホルダーモーションテーブル３Ａの配置に焦点を合わせている。図からわかるように、ダイホルダーモーションテーブル３Ａはダイボンドヘッド本体１Ａに接続されている。ダイホルダーモーションテーブル３Ａは、ダイボンドヘッド本体１Ａに固定されたテーブル支持構造体２０Ａと、テーブル支持構造体２０Ａに対して可動である可動平面テーブル３０Ａとを有する。テーブル支持構造体２０Ａに対する可動平面テーブル３０Ａの移動を容易にするために、いくつかのエアベアリング１１Ａが設けられる。多数のミニＸＹコイル９Ａが可動平面テーブル３０Ａ上に設けられるが、これらは、テーブル支持構造体２０Ａ上に設けられる対応する数のミニＸＹ磁石１０Ａと相互作用する。光学システム７Ａの視野に面する表面上には、いくつかのエンコーダスケール５Ａが配置される。

【0038】

ダイホルダー（コレット）４Ａは、可動平面テーブル３０Ａの主面上に配置され、その上にダイ１６Ａが配置される基板１７Ａに面している。ダイホルダー４Ａは、ダイ１６Ａをピックアップして所定の位置に保持するように動作可能である。ダイホルダー４Ａは、可動平面テーブル３０Ａの開口４０Ａを通して光学システムが認識可能である、いくつかのコレット基準マーク１９Ａを有する。光学システム７Ａは、コレット基準マーク１９Ａを画像化するカメラ５０Ａを有する。読み取りヘッド６Ａは光学システム７Ａに取り付けられている。

【0039】

動作中、光学システム７Ａは、そのモーションテーブルによって位置決めされ、ダイが配置される位置で基板１７Ａ上の基板基準マーク１８Ａを画像化する。換言すれば、基板１７Ａの目標接合位置は、調整および配置のためにダイボンドヘッド本体１Ａがそこに移動させられる前に、光学システム７Ａを使用して、基板基準マーク１８Ａによって特定される。

【0040】

ダイボンドヘッド本体１Ａは、ピックアップ位置でダイをピックアップするように位置決めされる。次に、ダイボンドヘッドモーションテーブル２Ａは、ダイボンドヘッド本体１Ａを配置位置の近くに移動させる。これにより、可動平面テーブル３０Ａは光学システム７Ａの視野１２Ａに入る。ダイボンドヘッドモーションテーブル２Ａの制御下でのダイボンドヘッド本体１Ａの動きが停止すると、光学システム７Ａは、コレット基準マーク１９Ａを画像化することによってダイ１６Ａの位置を特定する。ミニＸＹコイル９Ａは、エンコーダ読み取りヘッド６Ａからのフィードバックおよびコレット基準マーク１９Ａの画像化に依存して、可動平面テーブル３０Ａを正しい位置へと変位させるために適切に給電される。ダイ１６Ａが配置位置において正しく位置決めされかつ／または配向されると、ダイボンドヘッド本体１Ａを基板１７Ａに向かってＺ方向に変位させることにより、ダイ１６Ａは基板１７Ａ上に配置される。

【0041】

換言すれば、ダイホルダーモーションテーブル３Ａは、読み取りヘッド６Ａによって提供される情報に基づいて制御される。したがって、ダイホルダーモーションテーブル３Ａ上のダイ１６Ａおよびダイホルダー４Ａは、光学システム７Ａに対して制御される、それらの位置を有する。ダイ１６Ａの位置は、光経路１２Ａおよびコレット基準マーク１９Ａを画像化するための開口１４Ａの形態のモーションテーブル中空特徴部を介して、光学システム７Ａによって認識される。ボンドヘッドモーションテーブル２Ａおよびフレーム光学システム７Ａが相対位置において独立した横方向の変動を受けている場合でさえ、位置はサブミクロンレベルの精度にリアルタイムで維持され得る。最悪の場合、フレーム光学システム７Ａは、ダイホルダーモーションテーブル３Ａの位置が異なる基準フレームで制御されるように、第２のモーションテーブル上に着座することができる。したがって、ダイボンドヘッドモーションテーブル２Ａおよび光学システムは、既知の位置関係を伴わずに、二つの異なる基準フレーム内に配置されることがある。この不確実性を取り除くために、ダイボンドヘッドモーションテーブル２Ａの位置は、フレーム光学システム７Ａに取り付けられた読み取りヘッド６Ａ、または光学システムモーションテーブルが移動可能である場合は光学システムモーションテーブルを参照して、さらに制御することができる。ダイホルダーモーションテーブル３ＡがＸＹ方向に移動してビジョンシステムによって認識された誤差を補償した後、ダイ１６Ａの位置は、フレーム光学システム７Ａによって再び認識されるターゲット領域内で移動する。次に、ダイホルダーモーションテーブル３Ａがダイ１６Ａを駆動し、サブミクロンレベルの結合精度を達成することができる。

【0042】

ダイ基準マーク
図３は、本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は、ダイホルダー４Ｂが上記のダイホルダー４Ａよりも小さいことを除いて（これはダイ基準マーク１５Ｂが光学システム７Ｂによって直接画像化されることを可能にする）、図２に示されるものと同一である。これは、ダイ１６Ｂを基板１７Ｂと位置合わせするためにミニＸＹコイル９Ｂに通電することによって可動平面テーブル３０ＢをＺ軸の周りに回転させることによって、Ｚ軸の周りのダイ１６Ｂの回転オフセットを許容する。

【0043】

図４は、光学システム７Ｂによって観察されるような可動平面テーブル３０Ｂの平面図であり、これは、開口１４Ｂの形態のモーションテーブル中空特徴部を通してダイ１６Ｂのダイ基準マーク１５Ｂを画像化するように構成される。図からわかるように、ミニＸＹ磁石１０ＢおよびミニＸＹコイル９Ｂは、可動平面テーブル３０Ｂの両側に配置されて、Ｘ軸およびＹ軸に沿った（エアベアリング１１Ｂによって支援される）それらの動きを容易にすると共にＺ軸を中心とした可動平面テーブル３０Ｂの回転を可能とする。可動平面テーブル３０Ｂの現在の位置に関するフィードバックがエンコーダスケール５Ｂによって提供される。

【0044】

図５は、可動平面テーブルおよびテーブル支持構造体の代替構成を示している。この構成では、エアベアリングを有する代わりに、一つ以上のフレクシャ１１Ｃが設けられ、これは、可動平面テーブル３０Ｃがテーブル支持構造体２０Ｃに対して移動することを可能にしながら、テーブル支持構造体２０Ｃ内で可動平面テーブル３０Ｃを支持する。

【0045】

本発明について特定の実施形態を参照して詳細に説明しきたが、他の実施形態も可能である。特に可動平面テーブルは、ボイスコイルモーターまたは圧電アクチュエータによって作動させることができる。

【0046】

したがって、特許請求の範囲の精神および範囲は本明細書に含まれる実施形態の説明に限定されるべきではない。

【符号の説明】

【0047】

１ ダイボンドヘッド本体
１Ａ ダイボンドヘッド本体
２ ダイボンドヘッドモーションテーブル
２Ａ ダイボンドヘッドモーションテーブル
３ ダイホルダーモーションテーブル
３Ａ ダイホルダーモーションテーブル
４ ダイホルダー
４Ａ ダイホルダー
４Ｂ ダイホルダー
５ 位置エンコーダスケール
５Ａ エンコーダスケール
５Ｂ エンコーダスケール
６ ヘッド
６Ａ ヘッド
７ 光学システム
７Ａ 光学システム
７Ｂ 光学システム
９Ａ ミニＸＹコイル
９Ｂ ミニＸＹコイル
１０Ａ ミニＸＹ磁石
１０Ｂ ミニＸＹ磁石
１１Ａ エアベアリング
１１Ｂ エアベアリング
１１Ｃ フレクシャ
１２Ａ 視野（光経路）
１４Ａ 開口
１４Ｂ 開口
１５Ｂ ダイ基準マーク
１６Ａ ダイ
１６Ｂ ダイ
１７Ａ 基板
１７Ｂ 基板
１８Ａ 基板基準マーク
１９Ａ コレット基準マーク
２０Ａ テーブル支持構造体
２０Ｃ テーブル支持構造体
３０Ａ 可動平面テーブル
３０Ｂ 可動平面テーブル
３０Ｃ 可動平面テーブル
４０Ａ 開口
５０Ａ カメラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】