JPS62203349A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明のｔｉ′ｆ綱な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体製造分野等で用いられる位置合
わせ装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、位置合わせ装；ｉ！Ｊ＋においζ、慎重゛あ
わせ対象物を真空吸着にて固定した位置合わせ対象物の
載置手段を、画像処理によって×、Ｙ及びθｈ−向に夫
々移動させることによって、位置合わせ対象物の４．１
７　通’、修市を自動的に行なえるようにしたものであ
る。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造において、半導体チップを所定の基体
にダイボンディングする工程では正値に位置合わせして
ボンディングすることが車間である。例えは半導体レー
ザ装置においては、第６し１にンバずようにホトダイオ
ード（１）上にレーザダイオード（２）を形成して成る
極小半導体チップ（３）を外部導出端子（４）を有する
基台（５１ｊ：の放熱体を兼ねる取付はブロック（６）
にダイボンディングし′（構成されるが、このとき半導
体チップ（３）は取付はブｒ：Ｉ　７り（６）に対して
正（Ｉｔ：な位置にボンディングされなければならない
。従来は人が目で見て位：ｉ！Ｊ１合わせを行い、マニ
ュアル操作でボンディングを行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とごろで、半導体製造分野では−１−述のよ・プな極小
半導体チップのボンディングの自動化が望まれている。

この場合、中間のステージで−↓Ｌ半導体チップの位置
修正をｔｒわないと商精度にボンディングできない、従
来の位置修［Ｅは例えば４里方式の所謂機械的手段によ
ってなされていたが、極小半導体チップでは小さく且つ
壊れ易いためにこのような機械的手段によって位置修正
することができない。

本発明は、上述の点に鑑み、小さく　、ＬＬつ壊れ易い
極小物の位置修正をも川流にした位置合わせ装置を１に
供するものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、位ｐ１合わせス・１象物（３）を、真空吸着
にて保持固定した状態で載置ｊ°る載置手段（２１）と
、載置手段（２１）の−上方に設けられた位置合わせ対
象物に対するイ１装置認識手段（４１）と、位ｉａ認晶
手段（４１）と接続された画像処理手段と、画像処理手
段により載置手段をＸ、Ｙ及びθ方間に夫々移動させる
手段（２４）　、　　（２５）　、　　＜３４ｙ　、　
　（ｚｇ）及び（４２）を有し°（成る。

〔作用〕

位置合わせ対象物（３）が載置手段り２１）の面上に真
空吸着に゛Ｃ載置固定される。この対象物（３）の位：
Ｈが上方の位置３１り識手段（４■）によっ°（認識さ
れると共に、画像処理手段で画像処理が行われて対象物
（３）の正しい位置に対する変位量が計算される。

この変位量に基づいて移動手段（２４）　、　　（２５
）　。

（２Ｂ）　、　　（３４）　　（４２）が早動し、載；
６手段（２■）自身が対象物（３）を載置固定した状態
でＸ、Ｙ、（１ｈ′向に移動して対象物（３）の位置修
止が行われる。

〔実施例〕

以Ｆ、図面を参照して本発明による位置合わせ装置の一
例を半導体チップの自動ボンディング装置に通用した場
合について説明する。

第５図は自動ボンディング装置の概略図をボずもので、
（１１）はボンディングすべき半導体チップ（３）の供
給部、（ｉ２）は半導体チップ（３）を位置合わせする
本発明に係る位置合わせ装置、即ら位：６合わせステー
ジ、（１３）は半導体チップ（３）をボンディングする
相手側の基体（１４）を載置した基体載置部を小才。例
えば半導体チップ（３）が前述の第６図のレーザダイオ
ード（２）及びホトダイオード（１）からなる場合には
、基体（１４）は基台（５）と一体の取付はブロック（
６）となる。又、（１５）は半導体チップ（３）を真空
吸着で保持してチップ供給部（１１）より位置合わせス
テージ（１２）に搬送するための搬送手段、（【６）は
、位置合わせステージ（１２）１−の半導体チップ（３
）を真空吸着で保持して基体載置部（１３）ｌに搬送し
、基体（１４）に対してグイボンディングするためのボ
ンディングヘッド部をボし、これら搬送手１’！（１５
）及びボンディングヘッド部（１６）は固定基材（Ｉ８
）上を矢印ａ方向に往復運りＪし得るｒ＋Ｊ勤基板基板
７）に所定間隔を置いて固定される。この場合、ＩＮ送
手段（１５）がチップ供給部（１１）に対応した位置に
あるとき、ボンディングヘッド部（■６）が位置合わせ
ステージ（１２）に対応した位置にあり、１股送手段（
１５）が位置合わせステージ（１２）に対応した位置に
あるときはボンディングヘッド部（１６）が基体載置部
（１３）に対応した位置にあるように、搬送手段（■５
）及びボンディングヘッド１１１〜（１６）と、チップ
供給部（１１）　、位置合わせステージ（１２）及び載
置部（１３）との位置関係が選定される。この自動ボン
ディング装置（１９）においては、ｉ１Ｊ動ＪＪ：、仮
（１７）によって１股送手段（１５）がチップ供給部（
１１）と位置合わせステージ（１２）間を１−「復動し
、ボンディングヘッド部（１６）が位置合わせステージ
（■２）と基体載ｉｉ！／部（１３）間を往復動するよ
うになされている。そして、先ずチップ供給部（１１）
ヒの１つの半導体チップ（３）が搬送手段（１５）によ
−）で真空吸着されて位置合わせステージ（１２）に１
１！Ｉ送される。搬送された半導体チップ（３）は位置
合わせステージ（１２）において＋ＥＬい位置に位置合
わせされる。次にボンディングヘッド部（１６）によっ
て位置合わせステージ（１２）上の半導体ナツプ（３）
が真空吸着されζ載（８部（１３）上に１股送され、次
いで基体（１４）に対してダイボンディングされる。

次に、本発明に係る位置合わせステージ（１２）の機構
について詳述する。第１図、第２図及び第３図は位置合
わせステージ（１２）の平面図、一部断面とするＩＥ而
面及び一部断面とする側面図を示す。同図において、（
２１）は半導体チップ（３）を載置する載置手段即ち；
ζテープ本体を示し、このステージ本体（２１）の上面
（ａ置部）の中央に吸引口（２２）が設けられ、半導体
チップ（３）がこの吸引口（２２）を閉塞するように載
置された（々、真空吸着にて保持固定されるように構成
される。ステージ本体（２１）はステージ支持体（２３
）、’６１のクロスローラテーブル（２４）及び第２の
クロスローラテーブル（２５）を介して基台（２６）に
固着される。第２のクロスロ−ラテーブル（２５）はス
テージ本体（２１）を第１図においてＸ方向に移動せし
めるも０）　’ｔ？、固定部（２５ａ）と１＋Ｊ動部（
２５ｂ）からなり、固定部（２５ａ）が基台（２６）に
固定される。第１のクロスローラテーブル（２４）はス
テージ本体（２１）を第１図におい゛ζＸ方向に移動せ
しめるもので、固定部（２４ａ）とｒ＋Ｊ動部（２４ｂ
　）とから形成され、ＮＪ動部（２４ｂ　）がステージ
支持体く２３）に固着されると共に、固定部（２４ｉ１
１）が支持＆（２７）を介して第２のクロスローラテー
ブル（２４）のＩＩＪ動部（２４ｂ）に固着される。（
２８）は基台（２６）上の他部に支持され、第２のりＩ
コスローラテーブル（２５）をｉｉＪ勅するための第２
のパルスモークで、このモータ軸（２８ａ）に第２の偏
心カム（２９）が一体に取付けられ、この第２の偏心カ
ム（２９）がｉ＋Ｊ動部（２５ｂ）と一体の支持板（２
７）に取着された第２のカムフォロア（３０）に転接す
れる。そし′ζ第２クロスローラテーブル（２５）の固
定部（２４ａ）側の基台（２６）に設けた固定軸（３１
）と、可動部（２５ｂ）側に設けた軸（３２）との間に
スプリング（３３）が介装され、第２のパルス七−夕（
２８）の回転駆動により第２の偏心カム（２９）が回動
し、第２のカムフォロア（３０）と共に第２のクロスロ
ーラテープ（２５）の口Ｊ動■１（２５ｂ）がＸ方向に
移動するごとによってステージ本体（２１）がＸ方向に
移動するようになされる。

（第３図参照）。又、（３４）は第１のクロスローラテ
ーブル（２４）をｒｉＪ　！７１するための第１のパル
スモータで、このモータ軸（３４ａ）に第１の偏心カム
（３５）が一体に取付けられ、この第１の偏心カム（３
５）がｉ１Ｊ動部（２４ｂ）と一体のステージ支持体（
２３）に取着された第１のカムフォロア（３６）に転接
される。そして、第１のクロスローラテーブル（２４）
の固定部（２４ａ　）側の支持板（２７）に設けた固定
軸（３７）と、ｒＩＪ動部（２４ｂ　）側に設けた輔（
３８）との間にスプリング（３９）が介装され、第１の
パルスモータ（３４）の回転駆動により第１の偏心カム
（３５）が回動し第１のカムフォロア（３６）と共に第
１のクロスローラテーブル（２４）の可動部（２４ｂ　
）がＸ方向に移動することによってステージ本体（２１
）がＸ方向に移動するようになされる（第２図参照）、
又、ステージ本体（２【）には、これをθ方向即ち軸心
を中心に回転せしめる第３のパルスモータ（４２）が直
結されている。

そして、ステージ本体（２１）の上方位置にステージ本
体（２１）上に保持固定された半導体千ノブ（３）の位
置を認識するだめの位置認識手段例えばＣＣＤカメラ（
４１）が配され、さらに図丞せざるもごのＣＣＤカメラ
（４１）に画像処理手段が接続される。

なお、（４４）はマイクロフォトセンザである。

次に、かかる構成の位置合わせステージ（１２）のり１
作を説明する。搬送手段（［５）によっ−ζ■つの半導
体チップ（３）が位置合わせステージ（１２）のステー
ジ本体（２１）Ｊ：に載置される。この後、半導体チッ
プ（３）は真空吸着され゛ζステージ本体（２１）の面
上に保持固定される。次でＣＣＤカメラ（４１）をｉ＋
ＩＩＬ′で画像処理が行われ、半導体チップ（３）の位
置ずれ、即ち変位量が計算され、これに基づいζ、第１
及び第２のパルスモータ（３４）及び（２８）が駆動し
、第１のクロスローラテーブル（２４）及び第２のクロ
スローラテーブル（２５）によりステージ本体（２１）
がＸ方向及びＸ方向に移動して半導体チップ（３）のＸ
方向、Ｘ方向の位置修ｌトが行われる。同時に第４図に
示す如く第３のパル；（モータ（４２）の駆動によりス
テージ本体（２１）がθ方向に回動し、半導体チップ（
３）の回転方向の位ｉ１￥修Ｅにが行われる。

かかる構成によれば、半導体チップ（３）を位置合わせ
ステージ（１２）に真空吸着にて保持固定したのち、Ｃ
ＣＤカメラ（４１）を通して画像処理を行いながらステ
ージ本体（２１）自体をｘ、　　ｙ、　　θ方向に勅か
して半導体チップ（３）の位置（＋１止を行うようにし
たので、小さく壊われ易い極小半導体チップ（３）を、
シ・要とする位置修正を容易に行うことができる。

尚、」−例では自動ボンディング装通′内の半導体装ツ
ブの位置合わせに通用したが、その他、半導体チップ以
外の位置合わせ対象物の位置合わせにも適用できる。

〔発明の効果〕

不発ＩＪｊ　ｌこまれば、位置合わせ対象物が載置手段
上に真空吸着により載置固定された状態で画像処［ＩＪ
（によって載置手段自身を動かして位置合わせ対象物の
ｘ、ｙ、　　θ方向の位置修［ヒを行うようにしたこと
により、対象物とし′ζ小さく且つ壊ねれ易いものの位
置合わせができる。従っ゛（例えば極小半導体チップの
自動ボンディング装置内のイ）シ置合わせステージに通
用して好適ならしめ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位１６′合わせ装；６の実施例を
示す平面図、第２図はその一部［Ｉｊｒ向とする市面図
、第３図はその一部断面とする側面図、第４図ば４ｕ１
作説明に供する図、第５図はボンディング装置の概略図
、第６図は本装置が通用される半導体装置の例を不す側
面図である。 （３）は半導体チップ、（１１）はチップ供給部、（１
２）は位置合わせステージ、（１３）は基体載置部、（
１４）は基体、（２１）はステージ本体、（２４）は第
１のクロスローラテーブル、（２５）は第２のクロスロ
ーラテーブル、（２Ｂ）　　（３４）　　（４２）はパ
ルスモータ、（４■）はカメラである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 位置合わせ対象物を、真空吸着にて保持固定した状態で
   載置する載置手段と、 前記載置手段の上方に設けられた前記位置合わせ対象物
   に対する位置認識手段と、 前記位置認識手段と接続された画像処理手段と、前記画
   像処理手段により前記載置手段をＸ，Ｙ及びθ方向に夫
   々移動させる手段とを有して成る位置合わせ装置。