JP2012248657A - ダイボンダ及びボンディング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型ダイボンダを並びにスループット低下を低減できるダイボンダ及びボンディング方法を提供する。
【解決手段】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３１ｓに前記ダイを載置し、前記プリアライメントステージから前記ダイをボンディングヘッド４１ｐがピックアップし、前記ダイ供給部の上面より上側に設けられた部品認識カメラ４２によって前記ボンディングヘッド４１ｐでピックアップした前記ダイの保持状態を撮像し、前記撮像ステップの撮像結果に基づいて前記ボンディング位置・姿勢を補正して基板にボンディングすることを第１の特徴とする。また、プリアライメントステージ３１ｓに前記ダイを載置する載置位置は、前記基板へのボンディング位置及び前記部品認識カメラ４２の先端面の同じかほぼ同一レベルより相対的に下げ、ダイ供給部の上面より上側に設けることを第２の特徴とする。
【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、スループット低下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、ウェハからダイをピックアップ（吸着）し基板にボンディングするダイボンディング工程がある。
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（装着）する方法（特許文献１）がある。また、ウェハからダイをピックアップ（吸着）したダイの保持状態を部品認識カメラで撮像し、その撮像結果に基づいてボンディング位置・姿勢を補正してボンディングする方法（特許文献２）がある。

特開２００９−２４６２８５号公報 特開２００９−１０５３５２号公報

しかしながら、ウェハを保持しているウェハ供給台を備えたダイ供給部が部品認識カメラと干渉しないように部品認識カメラの外側にダイ供給部を設ける必要がある。特に、ダイ供給部が複数の種類のダイを供給するために複数のウェハを有する場合に、ウェハを移動する必要がある。その場合、それぞれのウェハを保持しているウェハ保持台が部品認識カメラと干渉しないように設けるために、ダイ供給部の設置領域が広くなり、装置として寸法が大きくなってしまう。装置が大きくなると、ダイをピックアップし基板にボンディング（装着）する間の移動距離が長くなり、ボンディングサイクル時間が長くなり、スループットが低下する課題がある。上記、特許文献１、２は上記の課題を認識しておらず、当然その課題に対する解決する手段の開示も示唆もない。

従って、本発明の第１目的は、小型ダイボンダを提供することである。
また、本発明の第１目的は、スループット低下を低減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、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し、ボンディングヘッド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、前記ダイ供給部の上面より上側に設けられた部品認識カメラによって前記ボンディングヘッドでピックアップした前記ダイの保持状態を撮像し、前記撮像ステップの撮像結果に基づいて前記ボンディング位置・姿勢を補正して基板にボンディングすることを第１の特徴とする。

また、本発明は、プリアライメントステージに前記ダイを載置する載置位置は、前記基板へのボンディング位置及び前記部品認識カメラの先端面と同じかほぼ同一レベルより相対的に下げ、前記ウェハの上面より上側に設けることを第２の特徴とする。

さらに、前記ボンディングヘッドが前記ダイをピックアップする受渡位置に前記プリアライメントステージを移動させることを第３の特徴とする。
また、本発明は、前記プリステージの移動は、前記プリアライメントステージの昇降、前記部品認識カメラ側への水平移動のうち少なくとも一方を有することを第４の特徴とする。

さらに、本発明は、前記プリステージの移動は、前記プリステージ昇り移動と、前記プリステージの前記部品認識カメラ側への水平移動とを並行して行うことを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記ボンディングヘッドが前記ダイをピックアップする受渡位置に近接し、その後前記プリアライメントステージから前記ダイをボンディングヘッドがピックアップすることを第６の特徴とする。

さらに、本発明は、前記ダイ供給部は、複数の前記ウェハと、複数の前記ウェハを保持するウェハ保持ステージとを有し、前記ウェハ保持ステージを前記垂直な面内で回転させることを第７の特徴とする。
また、本発明は、複数の前記ウェハのダイのピックアップ位置を移動させることを第８の特徴とする。

従って、本発明によれば、ダイ供給部のウェハ保持台と部品認識カメラとの干渉を避けるように、ダイ供給部を部品認識カメラの設置位置より下部に設けることで小型なダイボンダを提供できる。
また、本発明よれば、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スループット低下を低減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。 本発明の実施形態におけるプリステージとボンディングヘッドの移動パターンを示す図である。 プリアライメント部の詳細構成を示す図で、プリアライメント部がウェハからダイをピックアップした後、プリステージに載置する状態を示す図である。 プリアライメント部の詳細構成を示す図で、各ウェハ保持台のウェハからダイがそれぞれプリステージに載置された後、プリステージが所定の移動ルートを経てボンディングヘッドとの受渡位置に移動した状態を示す図である。 本発明の本実施形態の処理フローの例を示す図である。

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１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、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Ｙ駆動軸４３のほか、先端に複数設けられた吸着ノズル４１ａを昇降する図示しないヘッド昇降手段を有する。

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。この動作をプリステージ３１上の４個のダイに対して同時に又は個別に行なう。

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。

なお、本実施形態のダイボンダにおいて、直線的に移動させる駆動機構にもボールネジ／ナット方式など採用している。また、搬送部等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。

最後に、本発明の課題と共に、本課題を解決するプリアライメント部３の構成と動作を説明する。
まず、本発明の課題とプリアライメント部３の動作を図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。

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。
また、ダイ供給部１を有したダイボンダの小型化の結果、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。

処理時間を短縮するために、第２に、ピックアップ部２による載置時のプリステージ３１の載置位置３１ｓを設定する。第１の方法は、図３（ａ）に示すように、ボンディングヘッド４１と部品認識カメラ４２及び基板Ｐとの位置関係を従来技術と同様にし、言い換えれば、前記基板へのボンディング位置及び前記部品認識カメラの先端面の位置は同じかほぼ同一レベルにし、ピックアップ部２による載置時のプリステージ３１の位置を前記２つの位置に対して相対的に下げ、ダイ供給部１の上面より上側に設ける。第２の方法は、図３（ｂ）に示すように、プリステージ３１の載置位置３１ｓを前記基板へのボンディング位置及び前記部品認識カメラの先端面の位置と同じかほぼ同一レベルにする方法である。第３の方法は、プリステージ３１の載置位置３１ｓを第１の方法と第２の方法の中間位置に設ける方法である。第２及び第３では、ピックアップヘッド２１の動作範囲を広くする必要がある。

処理時間を短縮するために、第３に、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をプリステージ３１及びボンディング４１に分担させて、処理時間を短縮する。図４は、第１の方法を主体に示したプリステージ３１とボンディングヘッド４１の移動パターンを示す。

次に、図４を用いて具体的にプリステージ３１とボンディングヘッド４１の動作を上記第１の方法を主体に説明する。図４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４（ａ）から図４（ｆ）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４（ａ）から図４（ｃ）は、上記第１の方法の典型的な例を示し、ピックアップヘッド２１がプリステージ３１にダイＤを搭載する処理時間が、ボンディングヘッド４１がダイＤをピックアップし基板Ｐにボンディングする処理時間より大幅に短い場合に適した例である。この場合は、プリステージ３１が部品認識カメラ４２側に水平方向に移動すると共に、ボンディングヘッド４１の水平移動レベルまで上昇する。図４（ａ）は、プリステージ３１が部品認識カメラ４２側に水平に移動し、その後ボンディングヘッド４１の水平移動レベルに上昇するパターンを示す。図４（ｂ）は、逆にプリステージ３１がボンディングヘッド４１の水平移動レベルに上昇し、その後部品認識カメラ４２側に水平に移動するパターンを示す。図４（ｃ）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側に水平に移動するパターンを示す。また図４（ａ）から図４（ｃ）において、例えばプリステージ３１が移動する間にボンディングヘッドも移動する。

図４（ｄ）から図４（ｅ）は、ピックアップヘッド２１がプリステージ３１にダイＤを搭載する処理時間とボンディングヘッド４１がダイＤをピックアップし基板Ｐにボンディングする処理時間とが拮抗する場合の示す例である。この場合は、ボンディングヘッド４１もプリステージ３１と共に、受渡位置４１ｐに向けて移動する。図４（ｄ）は、プリステージ３１がボンディングヘッド４１の水平移動レベル上昇し、その上昇した載置位置３１ｐにボンディングヘッド４１がさらに水平移動するパターンである。図４（ｄ）において、ピックアップヘッドの昇降範囲を広くすることで受渡位置３１ｐを載置位置３１ｓとすれば上述した第２の方法となる。

図４（ｅ）は、プリステージ３１とボンディングヘッド４１共に、図４（ｃ）のように水平に移動しながら上昇或いは下降するパターンである。図４（ｅ）は、図４（ｄ）と同様に受渡位置３１ｐを載置位置３１ｓすれば上述した第３の方法となる。

図４（ｆ）は、図４（ａ）から図４（ｃ）とは異なり、ボンディングヘッド４１がダイＤをピックアップし基板Ｐにボンディングする処理時間が、ピックアップヘッド２１がプリステージ３１にダイＤを搭載する処理時間より短い場合を示す例である。この場合は、図４（ａ）から図４（ｃ）に示したプリステージ３１の移動とは異なりボンディングヘッド４１が移動するパターンが考えられる。図４（ｆ）は、その例として図４（ｃ）に対応してボンディングヘッド４１が移動するパターンを示す。即ち、プリステージ３１が移動せず、ボンディングヘッド４１がプリステージ３１側に水平に移動しながら、プリステージ３１の上部のレベルまで下降するパターンを示す。

図４（ｅ）、図４（ｆ）においては、ボンディングヘッド４部は、ボンディングヘッド４１がプリステージ３１からダイＤをピックアップし基板Ｐにボンディングするのに必要な昇降ストロークに、さらにプリステージ３１の受渡位置３１ｓに近接するのに必要なストロークを有する昇降手段が必要である。

次に、図１に戻って、図４（ａ）から図４（ｅ）に示すプリアライメント部３の構成を説明する。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する載置部品認識カメラ３５と、を有する。

図５、図６は、プリアライメント部３の詳細構成を示す図である。図５は、プリアライメント部３がウェハ１１からダイＤをピックアップした後、プリステージ３１に載置する状態を示す図である。図６は、各ウェハ保持台１２のウェハ１１からダイ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４（ｃ）に示す移動ルートを経て、ボンディングヘッド４１との受渡位置３１ｐに移動した状態を示す図である。図５（ａ）、図６（ａ）はプリアライメント部３の上面図を示し、図５（ｂ）、図６（ｂ）は、それぞれ図５（ａ）、図６（ａ）に示す矢印Ｊの方向から見た側面図を示す。

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。

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。なお、Ｘ駆動軸３３は必ずしも必要ではないが、初期設定時の微調整や、構成上必要な場合に有用である。

図５、図６に示したプリアライメント部３の駆動部によって、図４の図４（ａ）から図４（ｅ）に示すプリステージ３１の動きを実現できる。

一方、図４の図４（ｄ）から図４（ｆ）に示すボンディングヘッド４１の動きは、ボンディングヘッド４１のＹ方向、Ｚ方向の動作範囲をそれぞれ又は両方を広くすることで実現できる。

最後に、以上説明した本実施形態の処理フローを図４（ｃ）の例を基に図７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、ピックアップ部２によってウェハ１１からダイＤをピックアップし、プリステージ３１に載置する（Ｓ２）。そして、Ｓ２の処理を４台（全て）のウェハ保持台の１２のウェハ１１に対して実施したかを判断する（Ｓ３）。実施していなければ、回転駆動部１６を制御してウェハ保持ステージ１４を９０度回転させて、Ｓ２に行く。

実施していれば、次の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（Ｓ５）、Ｓ１１に行く。プリアライメント部３では、プリステージ３１を、例としてＹ駆動軸３３及びＺ駆動軸３２を共に制御しながら図４（ｃ）に示す曲線を描きながら受渡位置３１ｐに移動する（Ｓ６）。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（Ｓ７）。

次に、ボンディングヘッド４１により４つのダイＤをピックアップする（Ｓ８）。その後、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、所定のダイＤ又は基板Ｐに対し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Ｓ７の処理は、Ｓ９終了後からＳ３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Ｓ２〜Ｓ４の処理を行えばよい。

以上説明した実施形態によれば、部品認識カメラ４２をプリステージの上側に設け、プリステージ３１を介して確実にウェハ１１からダイＤをピックアップし基板Ｐにボンディングすることができる。

次の図４に示した様々な方法の選び方について説明する。図７の処理フローから分かるように、ボンディングヘッド４１の単独の処理時間ＴＢは、Ｓ７とＳ９の処理に要する時間である。一方、プリステージ３１の関与する処理時間ＴＰは、Ｓ６とＳ１０のプリステージ３１の処理時間と、プリステージ３１にダイＤを載置するＳ２からＳ４の制約時間の合計である。
ＴＢとＴＰの大小関係により全体の処理時間が短くなるように図４におけるパターン選択するする。

ＴＢがＴＰより十分に大きければ、プリステージ３１が受渡位置に移動する図４（ａ）から図４（ｃ）のパターンを選択する。逆に、ＴＰがＴＢより十分に大きければ、ボンディングヘッド４１が受渡位置に移動する図４（ｆ）のようなパターンを選択する。ＴＢとＴＰが略拮抗していればその拮抗度合いに応じて、プリステージ３１とプリステージ３１とが互いに受渡位置に移動する図４（ｄ）、図４（ｅ）のようなパターンを選択する。なお、図４に示すパターンは一例であり、その他様なパターンが存在する。

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小型なダイボンダを提供できる。
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スループット低下を低減できるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

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スループット低下を低減できるダイボンダ及びボンディング方法を提供できる。

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
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
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 (17)

1. ウェハを保持するダイ供給部と、
   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、
   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ボンディングするボンディングヘッドと、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とを有するボンディングヘッド部と、
   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ダイボンダ。
2. 前記ピックアップ部による前記ダイの載置時のプリステージの載置位置は、前記基板へのボンディング位置及び前記部品認識カメラの先端面と同じかほぼ同一レベルより相対的に下げ、前記ウェハの上面より上側に設けることを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
3. 前記プリアライメントステージと、前記プリアライメントステージを前記ボンディングヘッドが前記ダイをピックアップする受渡位置に移動させるプリステージ移動手段とを具備するプリアライメント部を有することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
4. 前記プリステージ移動手段は、前記プリアライメントステージを昇降させるプリステージ昇降手段、前記部品認識カメラ側に水平方向に往復移動させるプリステージ水平移動手段のうち少なくとも一方を有することを特徴とする請求項２に記載のダイボンダ。
5. 前記ボンディングヘッド部は、前記ボンディングヘッドが前記プリステージから前記ダイをピックアップし前記基板にボンディングするのに必要な昇降ストロークに、さらに前記ボンディングヘッドが前記ダイをピックアップする受渡位置に近接するのに必要なストロークを備える昇降手段を有することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
6. 前記ダイ供給部は、複数の前記ウェハと、複数の前記ウェハを保持するウェハ保持ステージと、前記ウェハ保持ステージを前記垂直な面内で回転させる回転駆動部とを有することを特徴とする請求項１に記載のダイボンダ。
7. 前記ダイ供給部は、それぞれの前記ウェハのダイのピックアップ位置を移動させるピックアップ位置移動手段を有することを特徴とする請求項６に記載のダイボンダ。
8. 前記ピックアップ位置移動手段は、前記ダイ供給部を前記ピックアップヘッドに垂直な面内で移動させる２方向移動手段、又は前記ダイを前記ウェハから突き上げる突き上げユニットを移動させる突き上げユニット移動手段であることを特徴とする請求項７に記載のダイボンダ。
9. 前記ピックアップ部による前記ダイの載置時のプリステージの載置位置は、前記基板へのボンディング位置、前記部品認識カメラの先端面と同じかほぼ同一レベル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。
10. 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、
    前記ダイ供給部の上面より上側に設けられた部品認識カメラによって前記ボンディングヘッドでピックアップした前記ダイの保持状態を撮像する撮像ステップと
    前記撮像ステップの撮像結果に基づいて前記ボンディング位置・姿勢を補正して基板にボンディングするボンディングステップと、
    を有するボンディング方法。
11. 前記ボンディングヘッドが前記ダイをピックアップする受渡位置に前記プリアライメントステージを移動させるプリステージ移動ステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
12. 前記プリステージ移動ステップは、前記プリアライメントステージを昇降させるプリステージ昇降ステップ、前記部品認識カメラ側に水平に往復移動させるプリステージ水平移動ステップのうち少なくとも一方を有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. 前記プリステージ移動ステップは、前記プリステージ昇降ステップによる昇り移動と、プリステージ水平移動ステップによる前記部品認識カメラ側への水平移動とを並行して行う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が前記ダイをピックアップする受渡位置に近接する近接ステップを実施し、その後第２のピックアップステップを実施することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
15. 前記ダイ供給部は、複数の前記ウェハと、複数の前記ウェハを保持するウェハ保持ステージを有し、前記ウェハ保持ステージを前記垂直な面内で回転させる回転ステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
16. 複数の前記ウェハのダイのピックアップ位置を移動させるピックアップ位置移動ステップを有することを特徴とする請求項１０に記載のボンディング方法。
17. 前記ピックアップ位置移動ステップは、前記ダイ供給部を前記ピックアップヘッドに垂直な面内で移動させるステップ、又は前記ダイを前記ウェハから突き上げる突き上げユニットを移動させる突き上げユニット移動ステップで行うことを特徴とする請求項１６に記載のボンディング方法。

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