CN108986167A - 置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种置晶设备的校正方法，用于校正置晶设备的持取构件在置晶平面中各个预定位置的误差，该校正方法包含使影像感测构件撷取含有基准校正构件的基准位置影像的基准校正影像撷取步骤、撷取显示出持取构件与基准校正构件的相对位置关系的对位影像的对位影像撷取步骤、以及图像处理计算步骤，计算出持取构件在位置对应于基准校正构件的状态下，持取构件与预定位置之间的差值，并对应产生持取构件对应该预定位置的补偿校正值。本发明并提供一种使用该校正方法的置晶设备。

Description

置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备

技术领域

本发明涉及一种置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备，特别是相涉及一种校正在置晶平面中各个预定位置的误差的置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备。

背景技术

在半导体晶圆级封装的制程中，必须将晶圆切割成复数晶粒，再从中挑出良品，重新配置到基板上以进行后续的加工。在重新配置的过程中，由于精密制程的因素，故对晶粒置放位置、排列的精确度有极为严格的要求，通常要求微米以下甚至更小的精确度。为了确保置晶的高精确度，传统的置晶设备通常在机械手臂前加装一个与机械手臂连动的影像感测构件，由于影像感测构件与机械手臂之间的位置差距为已知，故利用影像感测构件所拍摄的影像可推算出机械手臂的位置。

然而，实际上机械手臂与影像感测构件之间的位置差距并不总是保持恒定，机械手臂在移动一段距离后，实际位置往往与预定位置之间存有误差，因而导致机械手臂与影像感测构件之间的位置差距在置晶平面上的各处都有所不同。且这个位置差距会随着温度(热膨胀造成置晶设备结构变形)、设备状况(例如移动轴的平滑程度)而波动。因此，导致机械手臂与影像感测构件之间在置晶平面上的各个置晶位置都出现程度不一的误差，且这个误差难以被测量而无法校正，导致影像感测构件无法正确、精确地推算出机械手臂的位置，进而使得置放的晶粒无法排列整齐。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明的目的即在提供一种校正在置晶平面中的误差的置晶设备的校正方法及使用该方法的置晶设备。

本发明为解决已知技术的问题所采用的技术手段提供一种置晶设备的校正方法，用于校正置晶设备的持取构件在置晶平面中各个预定位置的误差，该置晶设备包括置晶机构及对位机构，该置晶机构包括该持取构件及影像感测构件，该对位机构包括对位影像感测构件及设于该置晶平面的基准校正构件，其中该持取构件用以持取晶粒或标记件，该校正方法包含：基准校正影像撷取步骤，在该影像感测构件于预定位置而位置对应该基准校正构件的状态下，该影像感测构件撷取含有该基准校正构件的基准位置影像；对位影像撷取步骤，使该持取构件位置对应于该基准校正构件，并利用该对位影像感测构件，在该持取构件位置对应于该基准校正构件的状态下，撷取显示出该持取构件持取的该标记件与该基准校正构件的相对位置关系的对位影像；以及图像处理计算步骤，比对该对位影像与该基准位置影像，计算出该持取构件在位置对应于该基准校正构件的状态下，该持取构件件与该预定位置之间的差值，并对应产生该持取构件对应该预定位置的补偿校正值。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备的校正方法，为依序进行该基准校正影像撷取步骤、该对位影像撷取步骤以及该图像处理计算步骤。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备的校正方法，依序进行该对位影像撷取步骤、该基准校正影像撷取步骤以及该图像处理计算步骤。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备的校正方法，于该图像处理计算步骤后还包括逐序校正步骤，依照该持取构件的置晶顺序，在各个预定位置重复该基准校正影像撷取步骤、该对位影像撷取步骤以及该图像处理计算步骤，而依序计算该持取构件在各个预定位置的补偿校正值。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备的校正方法，于该逐序校正步骤后还包括置晶步骤，使该影像感测构件撷取实际待置晶区域影像并以影像辨识决定待置晶位置，而使该持取构件持取该晶粒以依据该待置晶位置所对应的补偿校正值置晶。

本发明为解决已知技术的问题所采用的另一技术手段提供一种置晶设备，用于在置晶平面置晶，该置晶设备包含：置晶机构，包括持取构件及影像感测构件，该持取构件用以持取晶粒或标记件；对位机构，包括基准校正构件及对位影像感测构件，该对位影像感测构件在光路上对应该基准校正构件，其中在该影像感测构件于预定位置而位置对应该基准校正构件的状态下，该影像感测构件撷取含有该基准校正构件的基准位置影像；以及校正系统，包括：移动控制单元，连接该持取构件，该移动控制单元经配置而使该持取构件移动至该预定位置而使该持取构件位置对应于该基准校正构件；对位影像撷取控制单元，连接该对位影像感测构件，在该持取构件位置对应于该基准校正构件的状态下，该对位影像撷取控制单元经配置而使该对位影像感测构件撷取显示出该持取构件持取的该标记件与该基准校正构件的相对位置关系的对位影像；以及图像处理计算控制单元，连接该对位影像感测构件、该影像感测构件及该移动控制单元，该图像处理计算控制单元比对该对位影像与该基准位置影像，计算出该持取构件在位置对应于该基准校正构件的状态下，该持取构件与该预定位置之间的差值，并对应产生该持取构件对应该预定位置的补偿校正值。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备，该基准校正构件为光罩或具有影像特征标志的透光构件。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备，该基准校正构件的上表面与该置晶平面齐平。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备，该对位影像感测构件设置为直接朝向该基准校正构件以直接撷取该对位影像。

在本发明的一实施例中提供一种置晶设备，该对位机构还包括反射镜，设置为与该基准校正构件夹一倾斜角度以使该对位影像感测构件透过该反射镜撷取该对位影像。

经由本发明所采用的技术手段，可精确地校正持取构件在置晶平面中的各个预定位置的误差，而能根据各位置的误差进行补偿校正，使持取构件在预定位置的误差能被弥补，由此大幅提高置晶的精确度。

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1为显示根据本发明一实施例的置晶设备的校正方法的流程图。

图2为显示根据本发明的实施例的置晶设备的影像感测构件撷取基准位置影像的示意图。

图3为显示根据本发明的对位影像感测构件撷取对位影像的示意图。

图4为显示根据本发明的实施例的基准位置影像的示意图。

图5为显示根据本发明的实施例的对位影像的示意图。

图6为显示根据本发明的实施例的图像处理计算步骤的假想示意图。

图7为显示根据本发明另一实施例的置晶设备的示意图。

附图标记

100 置晶设备

100a 置晶设备

1 置晶机构

11 持取构件

111 标记件

12 影像感测构件

2 对位机构

21 基准校正构件

22 对位影像感测构件

22a 对位影像感测构件

23 反射镜

2a 对位机构

3 校正系统

31 移动控制单元

32 对位影像撷取控制单元

33 图像处理计算控制单元

F 置晶平面

M1 基准位置影像

M2 对位影像

S101 基准校正影像撷取步骤

S102 对位影像撷取步骤

S103 图像处理计算步骤

具体实施方式

以下根据图1至图7，而说明本发明的实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明的实施例的一种。

参阅图1所示，并配合参阅图2至图6，本实施例的说明如下。本发明实施例的置晶设备的校正方法，用于校正置晶设备100的持取构件11在置晶平面F中各个预定位置的误差。置晶设备100包括置晶机构1、对位机构2及校正系统3。本实施例的校正方法包含基准校正影像撷取步骤S101、对位影像撷取步骤S102及图像处理计算步骤S103。

置晶机构1包括持取构件11及影像感测构件12，持取构件11用以持取晶粒或标记件111。在本实施例中，持取构件11为吸取式的真空吸嘴，标记件111为具有标记图案的光罩，但本发明不限于此。

对位机构2包括基准校正构件21及对位影像感测构件22，对位影像感测构件22在光路上对应基准校正构件21。基准校正构件21为光罩或具有影像特征标志的透光构件，在本实施例中，基准校正构件21的上表面与置晶平面F齐平，且基准校正构件21为透光。

校正系统3包括移动控制单元31、对位影像撷取控制单元32及图像处理计算控制单元33。移动控制单元31连接持取构件11，对位影像撷取控制单元32连接对位影像感测构件22，图像处理计算控制单元33连接对位影像感测构件22、影像感测构件12及移动控制单元31。

接着说明本发明实施例的置晶设备100如何执行该校正方法。

参考图2，于基准校正影像撷取步骤S101，在影像感测构件12于预定位置而位置对应基准校正构件21的状态下，影像感测构件12撷取含有基准校正构件21的基准位置影像M1。基准校正构件21于影像感测构件12的视野即如图4所示。

于对位影像撷取步骤S102，如图3所示，移动控制单元31经配置而使持取构件11移动从而使持取构件11位置对应基准校正构件21。在本实施例中，移动控制使持取构件11移动到前述的预定位置而位置对应基准校正构件21。在本实施例中，为利用线性光学尺或位置编码器等方式得知持取构件11当下的位置，而使持取构件11自待命位置或前一个位置移动到该预定位置，且本发明不限于此。通过本次移动，使持取构件11将标记件111在Z方向上迭于基准校正构件21的上方而贴于置晶平面F。然而，由于机械震动、温度、摩擦力等总总原因，持取构件11移动至该预定位置时通常会出现程度不一的误差，而无法完美重合影像感测构件12的预定位置。因此，接下来的步骤便要计算持取构件11与该预定位置之间的差值。

在持取构件11位置对应于基准校正构件21的状态下，对位影像撷取控制单元32经配置而使对位影像感测构件22撷取显示出持取构件11持取的标记件111与基准校正构件21的相对位置关系的对位影像M2(如图5所示)。

如图5所示，在本实施例中，标记件111的表面具有复数个排列的圆圈形标记图案；如图4及图5所示，基准校正构件21的表面在本实施例中为网格状的图案，但本发明不限于此，标记件111及基准校正构件21的图案、排列方式亦可以为其他的标记样式。

参考图6，接着于图像处理计算步骤S103，图像处理计算控制单元33比对对位影像M2与基准位置影像M1，计算出持取构件11在位置对应于基准校正构件21的状态下，持取构件11与该预定位置之间的差值，该差值包含位置及角度误差，并对应产生持取构件11于对应该预定位置的补偿校正值。举例来说，如图6所示，米字标记为表示预定位置(可为影像感测构件12内建的比对基准点，也可以是基准位置影像M1中特定位置的像素，或经影像辨识的特定区域)若圆圈标记与米字标记位置为重合，代表持取构件11与预定位置之间没有误差。而图6显示为圆圈标记与米字标记之间有部分位差，代表该预定位置与持取构件11之间存有误差，这个差值(包含位置及角度)可通过计算圆圈标记与米字标记之间的位差及角度而得知。

图像处理计算步骤S103的精神为，由于影像感测构件12无法直接拍摄持取构件11而得知持取构件11的真实位置，故利用透光的基准校正构件21当作比对的基准点，将基准位置影像M1与对位影像M2中的基准校正构件21迭合，即可推算出持取构件11在位置对应于基准校正构件21的状态下在影像感测构件12原先的视野中的位置，而算出该预定位置与持取构件11之间的差值，并对应产生持取构件11对应该预定位置的补偿校正值。

补偿校正值可为包含X、Y方向及角度的数值，例如，经影像分析得到预定位置与持取构件11之间的误差数值为在XY平面上的(-1,-1,-0.1°)，则对应产生补偿校正值为(1,1,0.1°)。

然而本发明不限于此，可以通过各种可能的图像处理及计算方式比对基准位置影像M1与对位影像M2，算出预定位置与持取构件11之间的误差，进而计算出持取构件11对应该预定位置的补偿校正值。

参考图2及图3，进一步地，在本实施例中，对位机构2还包括反射镜23，设置为与基准校正构件21夹一倾斜角度以使对位影像感测构件12透过反射镜23撷取对位影像M2。通过这样的设置，可以折迭对位机构2在Z方向上的长度，而有利于置晶设备100缩减体积。

如图7所示，进一步地，在另一个实施例中，置晶设备100a的对位机构2a仅包括基准校正构件21及对位影像感测构件22a。基准校正构件21与前一实施例完全相同，而对位影像感测构件22a设置为直接朝向基准校正构件21以直接撷取对位影像M2。通过这样的设置，可以减少组件的数量而降低生产成本。

进一步地，在本实施例的校正方法中，于图像处理计算步骤S103后还包括逐序校正步骤及于逐序校正步骤后的置晶步骤。

逐序校正步骤依照持取构件11的置晶顺序，在各个预定位置重复基准校正影像撷取步骤S101、对位影像撷取步骤S102以及图像处理计算步骤S103。而图像处理计算控制单元33依序计算持取构件11在各个预定位置的补偿校正值。

举例来说，根据置晶顺序，各个预定位置的补偿校正值可例如下表所示。

[表1]

接着于置晶步骤，可将对位机构2撤去并换上预备置晶的基板。图像处理计算控制单元33使影像感测构件12撷取该基板上的实际待置晶区域影像并以影像辨识决定待置晶位置，而使持取构件11持取晶粒以依据该待置晶位置所对应的补偿校正值置晶。例如以影像辨识决定的待置晶位置的坐标为(100,100)，则对应的补偿校正值为(+0.1,+0.2,0.01°)，持取构件11以(+0.1,+0.2,0.01°)补偿位置及角度并执行置晶。又由于基准校正构件21的上表面与置晶平面F齐平，而置晶平面F就是对位机构2撤去后在同一位置所摆放的置晶基板的表面，故由前述对位影像撷取步骤S102至图像处理计算步骤S103所计算出来的误差是完全符合实际置晶情况，而不会受到持取构件11在Z方向上的变化的影响。

值得注意的是，在本实施例中为依序进行基准校正影像撷取步骤S101、对位影像撷取步骤S102以及图像处理计算步骤S103作为说明；然而本发明不限于此，亦可以为依序进行对位影像撷取步骤S102、基准校正影像撷取步骤S101以及图像处理计算步骤S103。换句话说，基准校正影像撷取步骤S101及对位影像撷取步骤S102之间的顺序可调换，只要能分别撷取到基准位置影像M1及对位影像M2，以执行图像处理计算步骤S103。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，对于本领域技术人员当可依据权利要求所界定范围以及上述的说明而作其他的修改，因此这些修改仍应是为本发明的发明精神而在本发明的权利范围中。

Claims (10)

1.一种置晶设备的校正方法，用于校正置晶设备的持取构件在置晶平面中各个预定位置的误差，所述的置晶设备包括置晶机构及对位机构，所述的置晶机构包括所述的持取构件及影像感测构件，所述的对位机构包括对位影像感测构件及设于所述的置晶平面的基准校正构件，其特征在于，所述的持取构件用以持取晶粒或标记件，所述的校正方法包含：

基准校正影像撷取步骤，在所述的影像感测构件于预定位置而位置对应所述的基准校正构件的状态下，所述的影像感测构件撷取含有所述的基准校正构件的基准位置影像；

对位影像撷取步骤，使所述的持取构件位置对应于所述的基准校正构件，并利用所述的对位影像感测构件，在所述的持取构件位置对应于所述的基准校正构件的状态下，撷取显示出所述的持取构件持取的所述的标记件与所述的基准校正构件的相对位置关系的对位影像；以及

图像处理计算步骤，比对所述的对位影像与所述的基准位置影像，计算出所述的持取构件在位置对应于所述的基准校正构件的状态下，所述的持取构件与所述的预定位置之间的差值，并对应产生所述的持取构件对应所述的预定位置的补偿校正值。

2.权利要求1所述的置晶设备的校正方法，其特征在于，为依序进行所述的基准校正影像撷取步骤、所述的对位影像撷取步骤以及所述的图像处理计算步骤。

3.如权利要求1所述的置晶设备的校正方法，其特征在于，为依序进行所述的对位影像撷取步骤、所述的基准校正影像撷取步骤以及所述的图像处理计算步骤。

4.如权利要求1所述的置晶设备的校正方法，其特征在于，于所述的图像处理计算步骤后还包括逐序校正步骤，依照所述的持取构件的置晶顺序，在各个预定位置重复所述的基准校正影像撷取步骤、所述的对位影像撷取步骤以及所述的图像处理计算步骤，而依序计算所述的持取构件在各个预定位置的补偿校正值。

5.如权利要求4所述的置晶设备的校正方法，其特征在于，于所述的逐序校正步骤后还包括置晶步骤，使所述的影像感测构件撷取实际待置晶区域影像并以影像辨识决定待置晶位置，而使所述的持取构件持取所述的晶粒以依据所述的待置晶位置所对应的补偿校正值置晶。

6.一种置晶设备，用于在置晶平面置晶，所述的置晶设备包含：

置晶机构，包括持取构件及影像感测构件，所述的持取构件用以持取晶粒或标记件；

对位机构，包括基准校正构件及对位影像感测构件，所述的对位影像感测构件在光路上对应所述的基准校正构件，其特征在于，在所述的影像感测构件于预定位置而位置对应所述的基准校正构件的状态下，所述的影像感测构件撷取含有所述的基准校正构件的基准位置影像；以及

校正系统，包括：

移动控制单元，连接所述的持取构件，所述的移动控制单元经配置而使所述的持取构件移动而使所述的持取构件位置对应于所述的基准校正构件；

对位影像撷取控制单元，连接所述的对位影像感测构件，在所述的持取构件位置对应于所述的基准校正构件的状态下，所述的对位影像撷取控制单元经配置而使所述的对位影像感测构件撷取显示出所述的持取构件持取的所述的标记件与所述的基准校正构件的相对位置关系的对位影像；以及

图像处理计算控制单元，连接所述的对位影像感测构件、所述的影像感测构件及所述的移动控制单元，所述的图像处理计算控制单元比对所述的对位影像与所述的基准位置影像，计算出所述的持取构件在位置对应于所述的基准校正构件的状态下，所述的持取构件与所述的预定位置之间的差值，并对应产生所述的持取构件对应所述的预定位置的补偿校正值。

7.如权利要求6所述的置晶设备，其特征在于，所述的基准校正构件为光罩或具有影像特征标志的透光构件。

8.如权利要求6所述的置晶设备，其特征在于，所述的基准校正构件的上表面与所述的置晶平面齐平。

9.如权利要求6所述的置晶设备，其特征在于，所述的对位影像感测构件设置为直接朝向所述的基准校正构件以直接撷取所述的对位影像。

10.如请求项6所述的置晶设备，其特征在于，所述的对位机构还包括反射镜，设置为与所述的基准校正构件夹倾斜角度以使所述的对位影像感测构件透过所述的反射镜撷取所述的对位影像。