JP7377655B2 - ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本開示はダイボンディング装置に関し、例えば認識カメラで位置決めや検査を行うダイボンダに適用可能である。

半導体チップ（以下、ダイという。）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、半導体ウェハ（以下、単にウェハという。）からダイを分割する工程と、分割したダイを基板上にボンディングする工程とがある。ボンディングする工程に用いる半導体製造装置がダイボンダ等のダイボンディング装置であり、ダイと基板との位置決めや検査にはレンズやカメラを含む光学系が用いられている。

特開２０１７－１１７９１６号公報

装置に搭載するレンズやカメラを含む光学系の画素数や画素分解能は光学系のハードウェアのスペックで決まり、それが装置のボンディング精度や検査精度などのスペックを決定する上で支配的要因の一つとなっている。つまり、より高精度の位置決め認識、検査機能を得るにはカメラの画素数を増加させるか、または光学系の倍率を上げる方法が通常の手段となっており、コストが増加する要因となっている。
本開示の課題は、高速、低コストを要求されるダイボンディング装置のカメラ認識での認識精度を向上させる技術を提供することである。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、ダイボンディング装置は、被写体を撮像するカメラと、前記カメラまたは前記被写体を第一方向および前記第一方向と直交する第二方向に移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記駆動部により前記カメラまたは前記被写体を物体側画素分解能未満で前記第一方向及び前記第二方向に移動させ、前記カメラで前記被写体の複数の画像を取得し、前記複数の画像に基づいて前記カメラの画素数よりも多い画素数の画像を得る。

本開示によれば、高速、低コストを要求されるダイボンディング装置のカメラ認識での認識精度を向上させることが可能となる。

カメラの解像度について説明する図である。 画像起因による装置高精度化の限界要因について説明する図である。 カメラと被写体を示す図である。 カメラを変更せずに低画素のカメラで高画素の画像を得る方法について説明する図である。 カメラの画素の４倍の画素の画像を得る方法を示すフローチャートである。 高画素カメラの座標および濃淡値、高画素カメラの座標と同期させて配置された低画素カメラの濃淡値および低画素カメラを高画素カメラの１画素分移動した後の濃淡値を示す図である。 高画素カメラの奇数列の差分を示す図である。 高画素カメラの偶数列の差分を示す図である。 高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。 低画素カメラの一つの画素の濃淡値を０とした場合の高画素カメラの奇数列の差分を示す図である。 低画素カメラの一つの画素の濃淡値を０とした場合の高画素カメラの偶数列の差分を示す図である。 低画素カメラの一つの画素の濃淡値を０とした場合の高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。 高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。 低画素カメラの１画素におけるＹ軸方向の高画素化およびＸ軸方向の高画素化を示す図である。 Ｙ軸方向に３倍、４倍の解像度を得る方法を説明する図である。 低画素カメラの１画素におけるＹ軸方向の４倍の高画素化およびＸ軸方向の４倍の高画素化を示す図である。 カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／４で移動する場合について説明する図である。 １６個の画像の取り込みの概念を説明する図である。 差分アルゴリズムの倣い動作を示すフローチャートである。 差分アルゴリズムの検査動作を示すフローチャートである。 高周波画像の例を示す図である。 差分処理の誤検出を説明する図である。 第一方法の倣い動作を示すフローチャートである。 第一方法の検査動作を示すフローチャートである。 第二方法の倣い動作を示すフローチャートである。 第二方法の検査動作を示すフローチャートである。 実施例のダイボンダの構成例を示す概略上面図である。 図２７において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。 図２７のダイ供給部の構成を示す外観斜視図である。 図２９のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。 図２７のダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。 図２７のダイボンダにおけるダイボンディング工程を説明するフローチャートである。

以下、実施形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

まず、カメラの解像度について図１を用いて説明する。図１（ａ）はカメラ画像を示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の基となった実空間の模様に画素を当てはめたものを示す図である。図１（ｃ）～図１（ｆ）は図１（ａ）のカメラ画像になり得る実空間の模様例を示す図である。ここで、図１の各図は５×５の画素が示されている。

カメラの解像度は基本的に「撮像画像における単位距離内の画素数」または「画素分解能」に依存しており、それ以上の高解像度での解析は何らかの統計予測を行わないとできない。例えば、以下の図１（ａ）のような画像を想定する。画像内の空間は画素で区切られるため、１画素であらわせる濃淡値は１種類であり、１画素内に模様が存在することはない。

しかし、カメラで画像を撮影するときの被写体は実際の空間に存在することから、実際の空間では画素境界にそって物が存在しているわけではない。図１（ａ）のもととなった被写体は空間内に図１（ｂ）のように存在していると考えられる。しかし、撮像を実空間から画像への変換と考えるとそのデータは劣化方向（データ量が減る）になるため、実空間から画像への変換ができても、画像から実空間の再現は複数通りのケースが考えられ、画素単位以下で高解像度での再現は不可能である。すなわち、図１（ａ）の実空間での模様は図１（ｃ）～図１（ｆ）のどれであってもよい。

このことは画像起因による装置高精度化の限界要因となっている。これについて図２、３を用いて説明する。図２（ａ）は実際の空間を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の画像空間を示す図である。ここで、図２の各図は６×６の画素を示している。図３はカメラと被写体を示す図である。

例えば、位置決め調整作業において、図３に示すように、駆動部としてのＸＹテーブルＴＢＬ１にカメラＣＡＭを搭載している場合、または駆動部としてのＸＹテーブルＴＢＬ２に被写体ＯＢＪが固定されるステージＳＴＧを搭載している場合、制御部ＣＮＴはカメラＣＡＭまたは被写体ＯＢＪをＸ軸方向およびＹ軸方向に動かし、カメラＣＡＭの基準座標（例えば、図２（ａ）の矢印で示す画像中心）に被写体ＯＢＪのコーナー（図２（ａ）の右下の白色矩形の左上の角）を合わせようとする。しかし、制御部ＣＮＴは、図２（ｂ）に示すように画像空間では被写体ＯＢＪの境界がはっきりせず正確に合わせることができない。ここで、第一方向であるＸ軸方向は第二方向であるＹ軸方向とは直交し、第三方向であるＺ軸方向はＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する。

カメラの解像度は、他にも位置決め精度、クラックや異物の検査精度、焦点調整精度、エイリシアリング判別（空間周波数）などさまざまダイボンダのスペックを決定付ける支配的要因となっている。

カメラを変更せずに低画素のカメラで高画素の画像を得る方法について図４、５を用いて説明する。図４（ａ）は目的の視野位置にカメラを移動して撮像した画像であり、図４（ｂ）はカメラを図４（ａ）の位置からＹ軸方向に１／２光学分解能分の距離を動かして撮像した画像を示す図であり、図４（ｃ）はカメラを図４（ａ）の位置に戻して撮像した画像を示す図であり、図４（ｄ）はカメラを図４（ａ）の位置からＸ軸方向に１／２光学分解能の距離を動かして撮像した画像であり、図４（ｅ）は図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）の画像から得た高画素の画像である。図５はカメラの画素の４倍の画素の画像を得る方法を示すフローチャートである。

まず、制御部ＣＮＴは、例えばＸＹテーブルＴＢＬ１により目的の視野位置にカメラＣＡＭを移動し（ステップＳ１）、カメラＣＡＭにより被写体ＯＢＪを撮像し、図４（ａ）に示す画像を取得する（ステップＳ２）。ここで、被写体ＯＢＪはダイやダイを載置する基板等である。

次に、制御部ＣＮＴは、ＸＹテーブルＴＢＬ１によりカメラＣＡＭをＹ方向に１／２光学分解能（物体側画素分解能）分の距離を移動し（ステップＳ３）、カメラＣＡＭにより被写体ＯＢＪを撮像し、図４（ｂ）に示す画像を取得する（ステップＳ４）。ここで、画素分解能とは、例えばカメラの撮像センサの一画素あたりの視野の大きさをいう。画素分解能はカメラの画素数が多いほど小さくなる。物体側画素分解能は、画素分解能を撮像レンズの光学倍率で割ったものになる。物体側画素分解能は光学倍率が大きいほど小さくなる。

次に、制御部ＣＮＴは、ＸＹテーブルＴＢＬ１によりカメラＣＡＭをＹ軸方向に－１／２光学分解能分の距離を移動し（元の位置に戻し）（ステップＳ５）、照明値、露光時間等の同じ露光条件で再度、カメラＣＡＭにより被写体ＯＢＪを撮像し、図４（ｃ）に示す画像を取得する（ステップＳ６）。

次に、制御部ＣＮＴは、ＸＹテーブルＴＢＬ１によりカメラＣＡＭをＸ軸方向に－１／２光学分解能分の距離を移動し（ステップＳ７）、カメラＣＡＭにより被写体ＯＢＪを撮像し、図４（ｄ）に示す画像を取得する（ステップＳ８）。

次に、制御部ＣＮＴは、取得した四つの画像に基づいて後述する演算を行い、図４（ｅ）に示す画像を得る（ステップＳ９）。

実施形態では、低画素カメラまたは被写体を物体側画素分解能より高い精度で移動させ、高画素カメラの画像（以下、高画素カメラという）を再現する。このためには、下記の条件を満たす必要がある。

条件１：カメラの取得明度は理想値とする（ノイズの影響がない）。被写体やカメラを一旦停止させ、多画像撮影による画像平均化を行うことで、電子回路起因、フォトンノイズ起因のノイズは除去することができる。また、固定パターンノイズも事前に全ての画素の固定パターンの値を調査しておくことで補正することができる。

条件２：露光時間、照明出力に対して取得明度は比例変化とする。受光感度のリニアリティーの良いカメラを選択する。これにより、画像内の明度を設定することができる。

条件３：サブピクセル内の被写体の存在割合は、その画素に占有する面積に対して比例して画素の輝度値を決めるものとする。十分に解像度の良い光学系を用いる。ディストーション、シェーディングのない光学系を用いる。画素占有率と受光レベルについてはレンズ集光に対する高強度関数で置き換えられ、一般にはsinc関数（正弦関数をその変数で割って得られる初等関数）で近似できる。

条件４：カメラは高精度で光軸に対して直交面上で移動することができるとする。装置で言えばＸＹ平面状を高精度で移動することができる。カメラの物体側画素分解能より高精度で位置制御できるＸＹテーブルにより微動動作する。カメラまたは被写体を物体側画素分解能未満でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、高画素の画像を得る。例えば、カメラの物体側画素分解能は１５μｍ程度であり、ＸＹテーブルの位置決め精度は０．５～１μｍ程度である。よって、物体側画素分解能の１／１５～１／３０程度までの移動ピッチとすることが可能である。

制御部ＣＮＴは取得した画像を画像処理演算することができる。制御部ＣＮＴにおける演算方法について図６～１３を用いて説明する。図６は高画素カメラの座標および濃淡値、高画素カメラの座標と同期させて配置された低画素カメラの濃淡値および低画素カメラを高画素カメラの１画素分移動した後の濃淡値を示す図である。図７は高画素カメラの奇数列の差分を示す図である。図８は高画素カメラの偶数列の差分を示す図である。図９は高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。図１０は低画素カメラの一つの画素を０とした場合の高画素カメラの奇数列の差分を示す図である。図１１は低画素カメラの一つの画素を０とした場合の高画素カメラの偶数列の差分を示す図である。図１１は低画素カメラの一つの画素を０とした場合の高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。図１３は高画素カメラの濃淡値の算定値を示す図である。

先ずは一次元で説明する。高解像度カメラ（画素数が多い高画素カメラ）の画素の座標（Ｈ１～Ｈ３０）と濃淡値（２５６階調）は、例えば図６のとおりとする。高解像度カメラの半分の画素数しかない低解像度カメラ（画素数が少ない低画素カメラ）を座標同期させて配置すると低画素カメラの濃淡値は図６に示すようになる。ここで、Ｈ１～Ｈ３０の座標の濃淡値をＨ１～Ｈ３０とし、低解像度カメラの座標およびその濃淡値をＬａ１～Ｌａ１５とする。

最初の仮定から、低画素カメラの一つの画素の濃淡値は、その画素内の高画素カメラの複数の画素の平均値であり、
Ｌａ１＝（Ｈ１＋Ｈ２）／２ ・・・（１）
つまり、
Ｌａ_ｎ＝（Ｈ_２ｎ－１＋Ｈ_２ｎ）／２ ・・・（２）
である。ここで、ｎ＝１～３０である。

低画素カメラを高画素カメラの１画素分（低画素カメラの１／２画素分）の距離を移動させると図６に示す濃淡値になる。ここで、移動後の座標およびその濃淡値をＬｂ１～Ｌｂ１４とする。

Ｈ１からＨ３に着眼して、
Ｌａ１＝（Ｈ１＋Ｈ２）／２ ・・・（３）
Ｌｂ１＝（Ｈ２＋Ｈ３）／２ ・・・（４）
であるので、
２×（Ｌｂ１－Ｌａ１）＝Ｈ３－Ｈ１ ・・・（５）
つまり、
２×（Ｌｂ_ｎ－Ｌａ_ｎ）＝Ｈ_２ｎ＋１－Ｈ_２ｎ－１ ・・・（６）
となる。ここで、ｎ＝１～１４である。

式（６）よりＬａ_ｎとＬｂ_ｎの差分をとると高画素カメラの濃淡値の奇数列の差分、すなわち、相対値がわかる。図７の右端欄に式（６）より求めた（Ｈ_２ｎ＋１－Ｈ_２ｎ－１）の値を示している。ここで、小数点以下は切り捨てて計算している。

低画素カメラで高画素カメラの値を類推する際、高画素カメラの元値はわからないのでＨ１の明度（濃淡値）を一旦Ｈ１と仮定する。式（６）に示すように、奇数列の相対性がわかっているので、高画素カメラの濃淡値の算定値は図９に示すようになる。ただし、各奇数列は負数になるわけではないので、Ｈ１は最低でも７２以上でなければならない。

同様に、式（７）より、Ｌａ_ｎ＋１とＬｂ_ｎの差分をとると高画素カメラの偶数列の差分（相対性）もわかる。
２×（Ｌａ_ｎ＋１－Ｌｂ_ｎ）＝Ｈ_{２（ｎ＋１）}－Ｈ_２ｎ ・・・（７）

図８の右端欄に式（７）より求めた（Ｈ_{２（ｎ＋１）}－Ｈ_２ｎ）の値を示している。ここで、小数点以下は切り捨てて計算している。低画素カメラで類推した高画素カメラの濃淡値の偶数列の算定値は、図９に示すようになる。

これらのことから、Ｈ１とＨ２の値がわかれば、高画素カメラの全ての値がわかることになる。さらに、式（２）（３）に示す連立方程式を用いれば、Ｈ１のみ確定すればＨ２の値がわかるので、結果として全てのＨ_ｎの値を確定できることを示している。これは式（２）（３）に示す連立方程式の変数の種類がｎ（＝３）個存在するのに対し、式の数がｎ－１（＝２）個しか作成できないため、ｎ個の変数Ｈ_ｎいずれかの１つが確定しない限り、全ての変数は領域を持ってしまうことに相当する。低画素カメラで高画素カメラの画像生成を行うための方程式の次元数と既知の濃淡値の種類の関係は上記であるがゆえに、低画素カメラで高画素カメラの画像を再現できない理由となる。

しかし、実際の現場とすれば、カメラの制御を握っているため、追加画像を取得できるという条件をつける。図５のステップＳ６において、低画素カメラにおいてカメラの露光時間または照明を調整し、いずれかの画素の濃淡値が０になる条件で再度画像を取るとする。

図１０、１１に示す場合は、Ｌａ４＝０となっている。ここで、Ｌａ４は低画像カメラにおける最初の撮像において濃淡値が一番小さい座標である。このとき、Ｈ７とＨ８はともに０またはいずれか一方が１としてデータをほぼ確定できる。Ｌａ４＝０の場合の、式（６）より求めた（Ｈ_２ｎ＋１－Ｈ_２ｎ－１）の値を図１０の右端欄に、式（７）より求めた（Ｈ_{２（ｎ＋１）}－Ｈ_２ｎ）の値を図１１の右端欄に示している。ここで、小数点以下は切り捨てて計算している。

低画素カメラで類推した高画素カメラの濃淡値は、図１２に示すようになる。このとき、Ｈ１を０と仮定したときのＨ７は－８６となり、この値をＨ１にフィードバックする。すなわ、Ｈ１＝８６とする。そうすると、図１３に示すように、濃淡値を誤差１～２で求めることができる。

つまり、低画素カメラを物体側画素分解能の１／２の精度で移動させることができ、かついずれかの画素が０または２５５となる照明値か露光時間を設定すれば、高画素カメラの画像を類推できることとなる。このとき、誤差が１～２になってしまう理由は高画素カメラの隣接する画素を低画素カメラの１画素の値に置き換えるときの平均計算で発生する０．５をキャスト（整数化）してしまうことに起因する。よって、低画素カメラの階調設定を８ビットから９ビット以上に変更することでこの問題を解決することができる。なお、現在のカメラのほとんどは１０から１２ビット程度の設定を持っている。このため、照明値の増減でさらに細かく１画素内の画素境界位置を求めることができる。

以上は一次元における説明であるが、二次元（平面）への展開について図１４を用いて説明する。図１４は低画素カメラの１画素におけるＹ軸方向の高画素化およびＸ軸方向の高画素化を示す図である。

上述したように、低画素カメラで画像を取得して一つの画素Ｌａ_Ｙ１を得る。カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／２でＹ軸方向に移動して画像を取得して画素Ｌｂ_Ｙ１を得る。上述した方法により高画素化して二つの画素Ｈ_Ｙ１，Ｈ_Ｙ２を得る。画素Ｌａ_Ｙ１を画素Ｌａ_Ｘ１として、カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／２でＸ軸方向に移動して画像を取得して画素Ｌｂ_Ｘ１を得る。上述した方法と同様に高画素化して二つの画素Ｈ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２を得る。画素Ｈ_Ｘ１の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ１の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ１Ｙ１を算出し、画素Ｈ_Ｘ１の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ２の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ１Ｙ２を算出し、画素Ｈ_Ｘ２の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ１の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ２Ｙ１を算出し、画素Ｈ_Ｘ２の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ２の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ２Ｙ２を算出する。これにより、低画素カメラの４倍の解像度の画像を得ることができる。

カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／２で移動してＹ軸方向に２倍の解像度およびＸ軸方向に２倍の解像度、すなわち、４倍の解像度を得る方法について説明をしたが、これに限定されるものではない。これについて図１５、１６を用いて説明する。図１５はＹ軸方向に３倍、４倍の解像度を得る方法を説明する図であり、図１５（ａ）は物体側画素分解能の１／３ずつのＹ軸方向の移動を示す図であり、図１５（ｂ）は物体側画素分解能の１／４ずつのＹ軸方向の移動を示す図であり、図１５（ｃ）は物体側画素分解能の１／ＮずつのＹ軸方向の移動を示す図である。図１６は低画素カメラの１画素におけるＹ軸方向の４倍の高画素化およびＸ軸方向の４倍の高画素化を示す図である。

図１５（ａ）に示すように、分割動作を３分の１、すなわち、物体側画素分解能の１／３を移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＹ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｙ軸方向に３倍の解像度を得ることができる。また、物体側画素分解能の１／３を移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＸ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｘ軸方向に３倍の解像度を得ることができる。図１４と同様にして低画素カメラの９倍の解像度を得ることができる。

また、図１５（ｂ）に示すように、分割動作を４分の１、すなわち、物体側画素分解能の１／４を移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＹ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｙ軸方向に４倍の解像度を得ることができる。また、物体側画素分解能の１／４を移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＸ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｘ軸方向に４倍の解像度を得ることができる。

図１６に示すように、低画素カメラで画像を取得して一つの画素Ｌａ_Ｙ１を得る。カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／４ずつＹ軸方向に移動して画像を取得して画素Ｌｂ_Ｙ１，Ｌｃ_Ｙ１，Ｌｄ_Ｙ１を得る。上述した演算処理と同様に高画素化して四つの画素Ｈ_Ｙ１，Ｈ_Ｙ２，Ｈ_Ｙ３，Ｈ_Ｙ４を得る。画素Ｌａ_Ｙ１を画素Ｌａ_Ｘ１として、カメラまたは被写体を物体側画素分解能の１／４ずつＸ軸方向に移動して画像を取得して画素Ｌｂ_Ｘ１を得る。上述した演算処理と同様に高画素化して四つの画素Ｈ_Ｘ１，Ｈ_Ｘ２，Ｈ_Ｘ３，Ｈ_Ｘ４を得る。画素Ｈ_Ｘ１の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ１の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ１Ｙ１を算出し、画素Ｈ_Ｘ１の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ２の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ１Ｙ２を算出し、画素Ｈ_Ｘ２の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ１の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ２Ｙ１を算出し、画素Ｈ_Ｘ２の濃淡値と画素Ｈ_Ｙ２の濃淡値とを平均して画素Ｈ_Ｘ２Ｙ２を算出する。同様にして、画素Ｈ_Ｘ３Ｙ１，Ｈ_Ｘ４Ｙ１，Ｈ_Ｘ３Ｙ２，Ｈ_Ｘ４Ｙ２，Ｈ_Ｘ１Ｙ３，Ｈ_Ｘ２Ｙ３，Ｈ_Ｘ１Ｙ３，Ｈ_Ｘ１Ｙ２，Ｈ_Ｘ３Ｙ３，Ｈ_Ｘ４Ｙ３，Ｈ_Ｘ３Ｙ４，Ｈ_Ｘ４Ｙ４を算出する。これにより、低画素カメラの１６倍の解像度の画像を得ることができる。

また、図１５（ｃ）に示すように、分割動作をＮ分の１、すなわち、物体側画素分解能の１／Ｎを移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＹ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｙ軸方向にＮ倍の解像度を得ることができる。また、物体側画素分解能の１／Ｎを移動ピッチとしてカメラまたは被写体をＸ軸方向に移動してカメラ画像を取得し、同様の演算処理を行うことにより、Ｘ軸方向にＮ倍の解像度を得ることができる。図１６と同様にして低画素カメラのＮ^２倍の解像度を得ることができる。

カメラまたは被写体を物体側画素分解能分の１／４の距離で移動する場合について図１７、１８を用いて説明する。図１７（ｂ）は目的の視野位置にカメラを移動して撮像した画像であり、図１７（ｃ）はカメラを図１７（ｂ）の位置からＹ軸方向に１／４物体側画素分解能分の距離を動かして撮像した画像を示す図であり、図１７（ｄ）はカメラを図１７（ｃ）の位置からＹ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を動かして撮像した画像を示す図であり、図１７（ａ）はカメラを図１７（ｂ）の位置から－Ｙ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を動かして撮像した画像を示す図であり、図１７（ｆ）はカメラを図１８（ｂ）の位置に戻して撮像した画像を示す図であり、図１７（ｇ）はカメラを図１７（ｆ）の位置からＸ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を動かして撮像した画像であり、図１７（ｈ）はカメラを図１７（ｇ）の位置からＸ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を動かして撮像した画像であり、図１７（ｅ）はカメラを図１７（ｆ）の位置から－Ｘ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を動かして撮像した画像であり、図１７（ｉ）は図１７（ａ）～図１７（ｈ）の画像から得た高画素の画像である。

まず、Ｙ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動してＹ軸方向の画素数を４倍に高画素化し、その後、Ｘ方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動してＸ軸方向の画素数を４倍に高画素化して平面へ展開し、４倍したＹ軸方向の画素数と４倍にしたＸ軸方向の画素数とにより１６倍に高画素化する。Ｘ軸方向に高画素化してからＹ軸方向に高画素化してもよい。

具体的には、まず、図１７（ｂ）の画像を得て、次に、Ｙ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ｃ）の画像を得て、さらに、Ｙ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ｄ）の画像を得て、図１７（ｂ）の位置からＹ軸方向の反対方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ａ）の画像を得る。次に、図１７（ｂ）と同じ位置において、照明値または露光時間を設定して、図１７（ｆ）に示すような何れかの画素の濃淡値が０になる画像を得る。次に、Ｘ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ｇ）の画像を得て、さらに、Ｘ軸方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ｈ）の画像を得て、図１７（ｂ）の位置からＸ軸方向の反対方向に１／４物体側画素分解能の距離を移動して図１７（ｅ）の画像を得る。最後に、上述した八つの画像に基づいて演算を行い、図１７（ｉ）に示す画像を得る。Ｘ軸方向で画素数を４倍にすると共にＹ軸方向で画素数を４倍（画素数を１６倍）にするには、２×４＝８回の画像取り込みとそれに伴う移動７回を必要とする。

Ｘ軸方向の画素数およびＹ軸方向の画素数のそれぞれをＮ倍（画素数をＮ^２倍）する取込回数は２Ｎ、移動回数は２Ｎ－１である。なお、精度を重視する場合は、Ｙ軸方向に物体側画素分解能分の１／Ｎの距離の移動ごとに、Ｘ軸方向に物体側画素分解能分の１／Ｎの距離の移動を行ってＮ^２個の画像を取り込んでもよい。この場合の取込回数はＮ^２、移動回数はＮ^２－１である。

Ｙ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離の移動ごとに、Ｘ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離の移動を行って４^２（＝１６）個の画像を取り込む例について図１８を用いて説明する。図１８は１６個の画像の取り込みの概念を説明する図である。図１８（ａ）はＹ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつの移動を示す図であり、図１８（ｂ）はＸ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離の移動後、Ｙ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつの移動を示す図であり、図１８（ｃ）はさらにＸ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離の移動後、Ｙ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつの移動を示す図であり、図１８（ｄ）はさらにＸ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離の移動後、Ｙ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつの移動を示す図である。

まず、図１８（ａ）の太枠で示す目的の視野位置にカメラを移動して撮像して画像を取得する（数字の１）。その後、カメラをＹ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつ三回移動して撮像して三つの画像を取得する（数字の２～４）。

次に、図１８（ｂ）に示すように、カメラを太枠からＸ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離を移動して撮像して画像を取得する（数字の５）。その後、カメラをＹ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつ三回移動して撮像して三つの画像を取得する（数字の６～８）。

次に、図１８（ｃ）に示すように、カメラを太枠からＸ軸方向に物体側画素分解能分の１／２の距離を移動して撮像して画像を取得する（数字の９）。その後、カメラをＹ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつ三回移動して撮像して三つの画像を取得する（数字の１０～１２）。

次に、図１８（ｄ）に示すように、カメラを太枠からＸ軸方向に物体側画素分解能分の３／４の距離を移動して撮像して画像を取得する（数字の１３）。その後、カメラをＹ軸方向に物体側画素分解能分の１／４の距離ずつ三回移動して撮像して三つの画像を取得する（数字の１４～１６）。

このようにして１６回の画像を取り込みにより、１６（＝４^２）個の画像を取得する。この場合の移動回数は１５（＝４^２－１）である。

実施形態によれば、カメラの解像度よりも高解像度画像を得ることができるので、高精度位置決めが可能になる。すなわち、テンプレートモデルを微動画像で生成し、高解像度画像空間で位置決め処理を行い、正規化相関サーチで広く用いられている２次近似による位置決め計算の精度を上げることができる。すなわち、通常は低解像度のカメラ認識システムで低コスト及び高速で処理を実施するが、着工製品の変更や一定期間毎に実施する検査など高精度を要求するもので処理時間に影響が少ないものは高精度で実施するなど、コストと高精度を両立することが可能となる。

また、カメラの解像度よりも高解像度画像を得ることができるので、クラック検出後にクラック幅の測定が可能になる。

また、カメラの解像度よりも高解像度画像を得ることができるので、クラック検査において閾値境界付近のグレーゾーンにおいて詳細検査が可能になる。これにより、簡易検査で生産性を維持しつつ、グレーゾーンのみ再検査処理を発動させることで歩留まりを保つことが可能になる。

また、カメラを用いた倣いを行う際に、エッジ決定時の精度を向上することが可能になる。例えば光学ヘッドの原点倣いはカメラ画像からフィーダシュート部のケガキ線を位置合わせするが、このような装置のいずれかのエッジをカメラで合わせる際の精度を向上することが可能になる。

また、微細画像を入手できるので、カメラのフォーカスのズレによるボヤケを１画素未満で比較することが可能になる。これにより、カメラの焦点調整に応用することが可能になる。

また、周期性模様を撮像した際に空間周波数からなるエイリシアリング現象かどうかを判別することが可能になる。

また、ダイの回路部分のクラック検査感度を向上させることが可能になる。これについて以下説明する。

ダイクラックなどで用いている差分アルゴリズムは差分実施時に、背景画像の位置の再現性がさほど高くない場合（動いてしまう場合）、画素ピッチに近い高周波画像では、その微妙なずれ量によって、背景画像の写り方にずれが生じてしまい、差分画像処理にて変化量を抽出することが難しくなる。これについて以下説明する。

まず、差分アルゴリズムについて図１９、２０を用いて説明する。図１９は差分アルゴリズムの倣い動作を示すフローチャートである。図２０は差分アルゴリズムの検査動作を示すフローチャートである。

まず、倣い動作について説明する。基準ダイの搬送および選択を行う（ステップＳ１）。ウェハカメラの場合はピッチ動作を行い、ボンドカメラの場合はボンディングを行う。ダイ位置決め用の照明とシャッタ時間（露光時間）を調整する（ステップＳ２）。カメラ画像内のダイの位置の微調整（Ｘ、Ｙ、θ動作）を目視調整、エッジ検出などを使用して行う（ステップＳ３）。カメラ画像を取得し（ステップＳ４）、ダイの位置検出用のパターンマッチングテンプレート画像の領域を選択して保存する（ステップＳ５）。次に、ダイクラック用の照明とシャッタ時間を調整する（ステップＳ６）。カメラ画像を取得し（ステップＳ７）、ダイの位置検出用の差分画像処理用テンプレート画像の領域を選択して保存する（ステップＳ８）。

次に、検査動作について説明する。着工ダイの搬送を行う（ステップＳ１１）。ウェハカメラの場合はピッチ動作を行い、ボンドカメラの場合はボンディングを行う。ダイ位置決め用の照明とシャッタ時間に切り換える（ステップＳ１２）。カメラ画像を取得し（ステップＳ１３）、パターンマッチングによりダイ位置を検出する（ステップＳ１４）。次に、ダイクラック用の照明とシャッタ時間に切り換える（ステップＳ１５）。カメラ画像を取得し（ステップＳ１６）、ダイの位置検出座標に合わせて、差分画像処理用テンプレートとステップＳ１６で取得したカメラ画像（検査画像）との差分処理を行う（ステップＳ１７）。

差分アルゴリズムを利用したダイクラック検出は、差分処理するときにダイの位置を正確に合わせないと、ずれた部分が差異として検出されてしまう。しかし、いくら同じ製品であっても各々のワークが次々に入れ替わっていく生産時の場合、その位置をサブピクセルで合わせこむことは困難である。

これについて、図２１、２２を用いて説明する。図２１は高周波画像の例を示す図である。図２１（ａ）はダイの回路形成面を示す図であり、図２１（ｂ）は基板の一つのパッケージエリアを示す図である。図２２は差分処理の誤検出を説明する図である。図２２（ａ）はテンプレート画像を示す図であり、図２２（ｂ）は検査画像を示す図であり、図２２（ｃ）は差分結果を示す図である。

図２１に示すような画素ピッチに近い高周波な模様をもつ領域（高周波画像）では、物体側画素分解能未満のわずかなズレで、背景画像の写り方にずれが生じてしまい、撮像される画像の濃淡が大きく変わってしまい、このような回路部分での差分画像処理にて変化量を抽出することが難しくなり、差分アルゴリズムを適用させることを困難にしている。

例えば、図２２（ａ）に示す倣い時に取得したテンプレート画像と図２２（ｂ）に示す検査時に取得した検査画像にわずかな位置ズレが生じると、図２２（ｃ）に示すような背景のエッジ部分などが差異として誤検出されてしまう。

被写体とカメラの位置関係の１画素未満のズレにより写り方が変化することから、被写体の位置決めを行った際に、サブピクセルレベルでのズレ量をフィードバックさせてカメラまたは被写体を移動させればよい。しかし、その方法だと毎製品の検査時に微動処理が入ることになり、処理時間としては遅くなってしまう。

そこで、倣い動作時に１画素範囲内で微動させた画像を全て保持すればよい。保持画像は大量になるが、差分を発動させるときは検査対象の被写体をパターンマッチングなどで位置決めして、そのズレ量を算出し、保持画像のなかでズレ量の最も近い画像を選択して、差分を発動させれば、微動による影響の少ない画像の組合せで検査を行うことができる。これにより回路部分の検査感度を高く保つことができる。

第一方法のダイクラック検出について図２３、２４を用いて説明する。図２３は第一方法の倣い動作を示すフローチャートである。図２４は第一方法の検査動作を示すフローチャートである。

第一方法の倣い動作のステップＳ１～Ｓ８は図１９の倣い動作と同様である。カメラまたは被写体をＸＹテーブルで移動する（ステップＳ１０Ａ）。ＸＹテーブルの移動距離（移動ピッチ）は「画素分解能／分割数」であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に「画素分解能／分割数」ピッチで順次移動させる。これにより、「分割数×分割数」分のテンプレートが保存される。ここでの「画素分解能」は物体側画素分解能である。

第一方法の検査動作のステップＳ１１～Ｓ１６は図２０の検査動作と同様である。ステップＳ１７Ａでダイの位置検出座標にあわせて、「分割数×分割数」あるテンプレート画像の中からズレ量の適正な画像を選択して、これを差分画像処理用テンプレートとしてステップＳ１６で取得したカメラ画像（検査画像）と差分処理を行う。

１画素の移動範囲内で微動させた全ての画像をテンプレートとして保持することが可能である。例えば、物体側画素分解能の１０分の１の精度でテンプレートを保持するのであれば、物体側画素分解能に対して、例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ１／１０画素ずつ視野または被写体を動かした画像をテンプレートとして保持すると、保存する画像は１０×１０の１００枚となる。

位置決めアルゴリズムで被写体の位置をサブピクセルレベルで正確に把握することが可能である。また、画素単位における小数点レベルでの位置ズレ量に応じて、保持しているテンプレートから最も位置が合っている画像（差分適用時に最も背景の差異が出ない画像）を選択して差分処理を行うことが可能である。

物体側画素分解能の１０分の１の精度でテンプレート保持するのであれば１０の二乗枚数必要になるのでメモリ容量を大量に消費してしまう。そこで、メモリ容量を削減する第二方法のダイクラック検出について図２５、２６を用いて説明する。図２５は第二方法の倣い動作を示すフローチャートである。図２６は第二方法の検査動作を示すフローチャートである。

第二方法の倣い動作のステップＳ１～Ｓ８は第一方法の倣い動作と同様である。カメラまたは被写体をＸＹテーブルで移動する（ステップＳ１０Ｂ）。ＸＹテーブルの移動距離（移動ピッチ）は「画素分解能／分割数」であり、Ｘ軸方向に「画素分解能／分割数」ピッチで順次移動させ、Ｙ軸方向「画素分解能／分割数」ピッチで順次移動させる。これにより、「分割数×２」分のテンプレートが保存される。ここでの「画素分解能」は物体側画素分解能である。

第二方法の検査動作のステップＳ１１～Ｓ１６は第一方法の検査動作と同様である。ステップＳ１７Ｂでダイの位置検出座標にあわせて、「分割数×２」あるテンプレート画像の中からズレ量の適正な画像を選択して、これを差分画像処理用テンプレートとしてステップＳ１６で取得したカメラ画像（検査画像）と差分処理を行う。

例えば、物体側画素分解能の１０分の１の精度でテンプレートを保持するのであれば、物体側画素分解能に対して、例えば、Ｘ軸方向に１／１０画素ずつ視野または被写体を動かした画像をテンプレートとして保持し、Ｙ軸方向に１／１０画素ずつ視野または被写体を動かした画像をテンプレートとして保持すると、保存する画像は１０×２の２０枚となる。これにより、第一方法よりもメモリ容量を削減することが可能になる。

図２７は実施例のダイボンダの構成を示す概略上面図である。図２８は図２７において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。

ダイボンダ１０は、大別して、ダイ供給部１と、ピックアップ部２、中間ステージ部３と、ボンディング部４と、搬送部５、基板供給部６と、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。Ｙ軸方向がダイボンダ１０の前後方向であり、Ｘ軸方向が左右方向である。ダイ供給部１がダイボンダ１０の手前側に配置され、ボンディング部４が奥側に配置される。

まず、ダイ供給部１は一つ又は複数の最終１パッケージとなる製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）をプリントした基板Ｓに実装するダイＤを供給する。ダイ供給部１は、ウェハ１１を保持するウェハ保持台１２と、ウェハ１１からダイＤを突き上げる点線で示す突上げユニット１３と、を有する。ダイ供給部１は図示しない駆動手段によってＸ軸およびＹ軸方向に移動し、ピックアップするダイＤを突上げユニット１３の位置に移動させる。

ピックアップ部２は、ダイＤを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Ｙ軸方向に移動させるピックアップヘッドのＹ駆動部２３と、コレット２２を昇降、回転及びＸ軸方向移動させる図示しない各駆動部と、を有する。ピックアップヘッド２１は、突き上げられたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２（図２８も参照）を有し、ダイ供給部１からダイＤをピックアップし、中間ステージ３１に載置する。ピックアップヘッド２１は、コレット２２を昇降、回転及びＸ軸方向移動させる図示しない各駆動部を有する。

中間ステージ部３は、ダイＤを一時的に載置する中間ステージ３１と、中間ステージ３１上のダイＤを認識する為のステージ認識カメラ３２を有する。

ボンディング部４は、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてくる基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンディングし、又は既に基板ＳのパッケージエリアＰの上にボンディングされたダイの上に積層する形でボンディングする。ボンディング部４は、ピックアップヘッド２１と同様にダイＤを先端に吸着保持するコレット４２（図２８も参照）を備えるボンディングヘッド４１と、ボンディングヘッド４１をＹ方向に移動させるＹ駆動部４３と、基板ＳのパッケージエリアＰの位置認識マーク（図示せず）を撮像し、ボンディング位置を認識する基板認識カメラ４４と、基板認識カメラ４４をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹ駆動部４５と、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、ステージ認識カメラ３２の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板ＳにダイＤをボンディングする。

搬送部５は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１と、基板Ｓが移動する搬送レーン５２と、を有する。基板Ｓは、搬送レーン５２に設けられた基板搬送爪５１の図示しないナットを搬送レーン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Ｓは、基板供給部６から搬送レーン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Ｓを渡す。

制御部８は、ダイボンダ１０の各部の動作を監視し制御するプログラム（ソフトウェア）を格納するメモリと、メモリに格納されたプログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、を備える。

次に、ダイ供給部１の構成について図２９、３０を用いて説明する。図２９は図２７のダイ供給部の構成を示す外観斜視図である。図３０は図２９のダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。

ダイ供給部１は、水平方向（Ｘ軸およびＹ軸方向）に移動するウェハ保持台１２と、上下方向（Ｚ軸方向）に移動する突上げユニット１３と、を備える。ウェハ保持台１２は、ウェハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウェハリング１４に保持され複数のダイＤが接着されたダイシングテープ１６を水平に位置決めする支持リング１７と、を有する。突上げユニット１３は支持リング１７の内側に配置される。

ダイ供給部１は、ダイＤの突き上げ時に、ウェハリング１４を保持しているエキスパンドリング１５を下降させる。その結果、ウェハリング１４に保持されているダイシングテープ１６が引き伸ばされダイＤの間隔が広がり、突上げユニット１３によりダイＤ下方よりダイＤを突き上げ、ダイＤのピックアップ性を向上させている。なお、薄型化に伴いダイを基板に接着する接着剤は、液状からフィルム状となり、ウェハ１１とダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）１８と呼ばれるフィルム状の接着材料を貼り付けている。ダイアタッチフィルム１８を有するウェハ１１では、ダイシングは、ウェハ１１とダイアタッチフィルム１８に対して行なわれる。従って、剥離工程では、ウェハ１１とダイアタッチフィルム１８をダイシングテープ１６から剥離する。なお、以降では、ダイアタッチフィルム１８の存在を無視して、説明する。

ダイボンダ１０は、ウェハ１１上のダイＤの姿勢と位置を認識するウェハ認識カメラ２４と、中間ステージ３１に載置されたダイＤの姿勢と位置を認識するステージ認識カメラ３２と、ボンディングステージＢＳ上の実装位置を認識する基板認識カメラ４４とを有する。認識カメラ間の姿勢ずれを補正しなければならないのは、ボンディングヘッド４１によるピックアップに関与するステージ認識カメラ３２と、ボンディングヘッド４１による実装位置へのボンディングに関与する基板認識カメラ４４である。本実施例ではウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４と共に後述する照明装置を用いてダイＤの表面検査を行う。

次に、制御部８について図３１を用いて説明する。図３１は図２７のダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。

制御系８０は制御部８と駆動部８６と信号部８７と光学系８８とを備える。制御部８は、大別して、主としてＣＰＵ（Central Processor Unit）で構成される制御・演算装置８１と、記憶装置８２と、入出力装置８３と、バスライン８４と、電源部８５とを有する。記憶装置８２は、処理プログラムなどを記憶しているＲＡＭで構成されている主記憶装置８２ａと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているＨＤＤやＳＳＤ等で構成されている補助記憶装置８２ｂとを有する。入出力装置８３は、装置状態や情報等を表示するモニタ８３ａと、オペレータの指示を入力するタッチパネル８３ｂと、モニタを操作するマウス８３ｃと、光学系８８からの画像データを取り込む画像取込装置８３ｄと、を有する。また、入出力装置８３は、ダイ供給部１のＸＹテーブル（図示せず）やボンディングヘッドテーブルのＺＹ駆動軸、ステージ認識カメラおよび基板認識カメラのＸＹ駆動軸等の駆動部８６を制御するモータ制御装置８３ｅと、種々のセンサ信号や照明装置などのスイッチ等の信号部８７から信号を取り込み又は制御するＩ／Ｏ信号制御装置８３ｆとを有する。光学系８８には、ウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２、基板認識カメラ４４が含まれる。制御・演算装置８１はバスライン８４を介して必要なデータを取込み、演算し、ピックアップヘッド２１等の制御や、モニタ８３ａ等に情報を送る。

制御部８は画像取込装置８３ｄを介してウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４で撮像した画像データを記憶装置８２に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウェアにより、制御・演算装置８１を用いてダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置決め、並びにダイＤおよび基板Ｓの表面検査を行う。制御・演算装置８１が算出したダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置に基づいてソフトウェアによりモータ制御装置８３ｅを介して駆動部８６を動かす。このプロセスによりウェハ上のダイの位置決めを行い、ピックアップ部２およびボンディング部４の駆動部で動作させダイＤを基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンディングする。使用するウェハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４はグレースケール、カラー等であり、光強度を数値化する。照明システムは、目的により同軸照明等の落射照明および斜光リング照明・斜光バー照明等の斜光照明等の複数種による組み合わせでシステムを構築している。照明の光源色は単色以外に白等がある。照明の光源は出力調節を線形変化にて行えるものを用いる。主としてＬＥＤのパルス調光デューティーにて光量調節するシステムなどが好ましい。

次に、ダイボンディング工程について図３２を用いて説明する。図３２は図２７のダイボンダにおけるダイボンディング工程を説明するフローチャートである。

（工程Ｐ１：ウェハローディング）
実施例のダイボンディング工程では、まず、図３２に示すように、制御部８は、ウェハ１１を保持しているウェハリング１４をウェハカセットから取り出してウェハ保持台１２に載置し、ウェハ保持台１２をダイＤのピックアップが行われる基準位置まで搬送する。次いで、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４によって取得した画像から、ウェハ１１の配置位置がその基準位置と正確に一致するように微調整（アライメント）を行う。

（工程Ｐ２：ダイ搬送）
次に、制御部８は、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、水平に保持することによって、最初にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置する。なお、ダイＤのピックアップ位置はウェハ認識カメラ２４によるダイＤの認識位置でもある。ウェハ１１は、予めプローバ等の検査装置により、ダイ毎に検査され、ダイ毎に良、不良を示すマップデータが生成され、制御部８の記憶装置８２に記憶される。ピックアップ対象となるダイＤが良品であるか、不良品であるかの判定はマップデータにより行われる。制御部８は、ダイＤが不良品である場合は、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、次にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置し、不良品のダイＤをスキップする。

（工程Ｐ３：ダイ位置決め）
次に、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４の照明出力をダイ位置決め用の値に設定する。制御部８は、ウェハ認識カメラ２４によってピックアップ対象のダイＤの主面（上面）を撮影し、画像を取得する。その際に、ウェハ保持台１２をＸ軸方向およびＹ軸方向に物体側画素分解能の１／Ｎずつ移動して高画素化する。取得した画像からピックアップ対象のダイＤの上記ピックアップ位置からの位置ずれ量を算出し、ダイＤの位置を測定する。制御部８は、この位置ずれ量を基にウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を移動させ、ピックアップ対象のダイＤをピックアップ位置に正確に配置する。

（工程Ｐ４：ダイ表面検査）
次いで、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４の照明出力をダイクラック検査用の値に変更する。制御部８は、ウェハ認識カメラ２４によってピックアップ対象のダイＤの主面を撮影して画像を取得し、ダイクラックおよび異物検査（表面検査）を行う。その際、図２２に示す倣い動作で取得したテンプレート画像を用いて図２３の検査動作により表面検査を行う。ここで、制御部８は、ダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、スキップ処理またはエラー停止する。スキップ処理は、ダイＤの工程Ｐ９以降をスキップし、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、次にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置する。

（工程Ｐ５：基板ローディング、工程Ｐ６：基板搬送）
制御部８は、基板供給部６で基板Ｓを搬送レーン５２に載置する。制御部８は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１をボンディング位置まで移動させる。

（工程Ｐ７：基板位置決め）
次に、制御部８は、基板認識カメラ４４をボンディング対象のパッケージエリアＰの撮像位置（ボンディングタブ撮像位置）へ移動する。制御部８は、基板認識カメラ４４の照明出力を基板位置決め用の値に設定する。制御部８は、基板認識カメラ４４によって基板Ｓを撮影し、画像を取得する。この際に、基板認識カメラ４４をＸ軸方向およびＹ軸方向に物体側画素分解能の１／Ｎずつ移動して高画素化する。取得した画像から基板ＳのパッケージエリアＰの位置ずれ量を算出して位置を測定する。制御部８は、この位置ずれ量を基に基板Ｓを移動させ、ボンディング対象のパッケージエリアＰをボンディング位置に正確に配置する位置決めを行う。

（工程Ｐ８：基板表面検査）
次いで、制御部８は、基板認識カメラ４４によって取得した画像から、基板ＳのパッケージエリアＰの表面検査を行う。その際、例えば、図２５に示す倣い動作で取得したテンプレート画像を用いて図２６の検査動作により表面検査を行う。ここで、制御部８は、表面検査で問題があるかどうかを判定し、基板ＳのパッケージエリアＰの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、表面画像を目視で確認するか、さらに高感度の検査や照明条件などを変えた検査を行い、問題がある場合はスキップ処理し、問題がない場合は次工程の処理を行う。スキップ処理は、基板ＳのパッケージエリアＰの該当タブへの工程Ｐ１０以降をスキップし、基板着工情報に不良登録を行う。

（工程Ｐ９：ダイハンドリング、工程Ｐ１０：中間ステージ載置）
制御部８は、ダイ供給部１によってピックアップ対象のダイＤを正確にピックアップ位置に配置した後、コレット２２を含むピックアップヘッド２１によってダイＤをダイシングテープ１６からピックアップし、中間ステージ３１に載置する。

（工程Ｐ１１：ダイの位置検査）
制御部８は、中間ステージ３１に載置したダイの姿勢ずれ（回転ずれ）の検出をステージ認識カメラ３２にて撮像して行う。この際に、ステージ認識カメラ３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に物体側画素分解能の１／Ｎずつ移動して高画素化する。制御部８は、姿勢ずれがある場合は中間ステージ３１に設けられた旋回駆動装置（不図示）によって実装位置を有する実装面に平行な面で中間ステージ３１を旋回させて姿勢ずれを補正する。

（工程Ｐ１２：ダイの表面検査）
制御部８は、ステージ認識カメラ３２によって取得した画像から、ダイＤの表面検査を行う。その際、例えば、図２５に示す倣い動作で取得したテンプレート画像を用いて図２６の検査動作により表面検査を行う。ここで、制御部８は、ダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ１３）へ進むが、問題ありと判定した場合には、スキップ処理またはエラー停止する。スキップ処理は、そのダイを図示しない不良品トレーなどに載置して、ダイＤの工程Ｐ１３以降をスキップし、ウェハ１１が載置されたウェハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、次にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置する。

（工程Ｐ１３：ダイアタッチ）
制御部８は、コレット４２を含むボンディングヘッド４１によって中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、基板ＳのパッケージエリアＰまたは既に基板ＳのパッケージエリアＰにボンディングされているダイにダイボンディングする。

（工程Ｐ１４：ダイと基板の相対位置検査）
次に、制御部８は、基板認識カメラ４４をボンディング後のダイＤの撮像位置へ移動する。制御部８は、基板認識カメラ４４の照明出力をダイ位置決め用の値に設定する。制御部８は、基板認識カメラ４４によってダイＤを撮影し、画像を取得する。この際に、基板認識カメラ４４をＸ軸方向およびＹ軸方向に物体側画素分解能の１／Ｎずつ移動して高画素化する。取得した画像からダイＤの位置を測定する。制御部８は、ダイＤをボンディングした後、そのボンディング位置が正確になされているかを検査する。このとき、ダイの位置合わせと同様にダイの中心と、タブの中心を求め、相対位置が正しいかを検査する。

（工程Ｐ１５：ダイＤおよび基板Ｓの表面検査）
次いで、制御部８は、基板認識カメラ４４をダイクラック検査用撮像位置へ移動させる制御部８は、基板認識カメラ４４の照明出力をダイクラック検査用の値に変更する。制御部８は、基板認識カメラ４４によってダイＤを撮影し、画像を取得し、ダイクラックおよび異物検査を行う。その際、例えば、図２５に示す倣い動作で取得したテンプレート画像を用いて図２７の検査動作により表面検査を行う。ここで、制御部８は、ダイＤの表面に問題なしと判定した場合には次工程（後述する工程Ｐ９）へ進むが、問題ありと判定した場合には、スキップ処理またはエラー停止する。スキップ処理では、基板着工情報に不良登録を行う。

（工程Ｐ１６：基板搬送、工程Ｐ１７：基板アンローディング）
以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつ基板ＳのパッケージエリアＰにボンディングする。１つの基板のボンディングが完了すると、基板搬送爪５１で基板Ｓを基板搬出部７まで移動して、基板搬出部７に基板Ｓを渡す。

（工程Ｐ１８：ウェハカセットへアンローディング）
以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつダイシングテープ１６から剥がされる（工程Ｐ９）。不良品を除くすべてのダイＤのピックアップが完了すると、それらダイＤをウェハ１１の外形で保持していたダイシングテープ１６およびウェハリング１４等をウェハカセットへアンローディングする。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、実施例では、位置合わせおよび表面検査において高画素化や複数画素取得を適用する例を説明したが、位置合わせおよび表面検査のいずれか一方のみの適用であってもよい。

また、実施例ではダイ位置認識の後にダイ外観検査認識を行っているが、ダイ外観検査認識の後にダイ位置認識を行ってもよい。

また、実施例ではウェハの裏面にＤＡＦが貼付されているが、ＤＡＦはなくてもよい。

また、実施例ではピックアップヘッドおよびボンディングヘッドをそれぞれ１つ備えているが、それぞれ２つ以上であってもよい。また、実施例では中間ステージを備えているが、中間ステージがなくてもよい。この場合、ピックアップヘッドとボンディングヘッドは兼用してもよい。

また、実施例ではダイの表面を上にしてボンディングされるが、ダイをピックアップ後ダイの表裏を反転させて、ダイの裏面を上にしてボンディングしてもよい。この場合、中間ステージは設けなくてもよい。この装置はフリップチップボンダという。

また、実施例ではボンディングヘッドを備えるが、ボンディングヘッドがなくてもよい。この場合は、ピックアップされたダイは容器等に載置される。この装置はピックアップ装置という。さらに、この場合のクラックの表面検査はピックアップされたダイを載置した容器等でも実施してもよい。

ＯＢＪ・・・被写体
ＣＡＭ・・・カメラ
ＴＢＬ１，ＴＢＬ２・・・ＸＹテーブル（駆動部）
ＣＮＴ・・・制御部

Claims (13)

1. 被写体を撮像するカメラと、
   前記カメラまたは前記被写体を第一方向および前記第一方向と直交する第二方向に移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記駆動部により前記カメラまたは前記被写体を物体側画素分解能未満で前記第一方向及び前記第二方向に移動させ、前記カメラで前記被写体の複数の画像を取得し、前記複数の画像に基づいて前記カメラの画素数よりも多い画素数の画像を得るよう構成され、
   前記制御部は、
   前記カメラと前記被写体との位置関係が第一状態にあるとき、前記カメラにより前記被写体の第一画像を取得し、
   前記第一状態において、前記第一画像の何れかの画素の濃淡値が最小値または最大値になるよう前記カメラの露光時間または照明を調整して前記被写体の第二画像を取得し、
   前記駆動部により前記カメラまたは前記被写体を前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第三画像を取得し、
   前記駆動部により前記カメラまたは前記被写体を前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第二方向を１／Ｎに分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第四画像を取得し、
   前記第二画像と（Ｎ－１）個の前記第三画像に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ個の第一画素を算出し、
   前記第二画像と（Ｎ－１）個の前記第四画像に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ個の第二画素を算出し、
   Ｎ個の前記第一画素およびＮ個の前記第二画素に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ^２個の画素を算出するよう構成されるダイボンディング装置。
2. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記カメラの物体側画素分解能をＲμｍとし、前記駆動部の位置決め精度をＬμｍとすると、
   Ｒ／Ｎ＞Ｌ
   の関係を有するダイボンディング装置。
3. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記被写体はダイシングテープ上のダイまたは基板または基板上に載置されたダイまたは既に基板上載置されたダイの上に載置されるダイであるダイボンディング装置。
4. ダイを撮像するカメラと、
   前記カメラまたは前記ダイを第一方向および前記第一方向と直交する第二方向に移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記駆動部により前記カメラまたは前記ダイを物体側画素分解能未満で前記第一方向及び前記第二方向に移動させ、前記カメラで前記ダイの複数の画像を得るよう構成され、
   前記制御部は、
   前記カメラと第一ダイとの位置関係が第一状態にあるとき、前記カメラにより前記第一ダイの第一画像を取得し、
   前記駆動部により前記カメラまたは前記第一ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第二画像を取得し、
   前記第一状態において、前記第一ダイの第三画像を取得し、
   前記駆動部により前記カメラまたは前記第一ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第二方向を１／Ｎに分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第四画像を取得するよう構成され、
   前記制御部は、
   前記第一ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第一ダイまたは前記カメラを移動し、
   ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイを撮像してダイ位置検出用のパターンマッチングテンプレート画像を取得し、
   ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイの前記第一画像、（Ｎ－１）個の前記第二画像、第三画像および（Ｎ－１）個の前記第四画像を取得することにより（２×Ｎ）個のダイ位置検出用の差分画像処理用テンプレート画像を取得するよう構成されるダイボンディング装置。
5. 請求項４のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、
   第二ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第二ダイまたは前記カメラを移動し、
   ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイを撮像して前記パターンマッチングテンプレート画像を用いてパターンマッチングにより前記第二ダイのダイ位置を検出し、
   ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイの画像を取得し、
   前記検出した前記第二ダイのダイ位置に合わせて、（２×Ｎ）個の前記差分画像処理用テンプレート画像を用いてズレ量の適正な画像を再生して、再生した前記差分画像処理用テンプレート画像と差分処理を行うよう構成されるダイボンディング装置。
6. ダイを撮像するカメラと、
   前記カメラまたは前記ダイを第一方向および前記第一方向と直交する第二方向に移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記駆動部により前記カメラまたは前記ダイを物体側画素分解能未満で前記第一方向及び前記第二方向に移動させ、前記カメラで前記ダイの複数の画像を得るよう構成され、
   前記制御部は、
   前記カメラと第一ダイとの位置関係が第一状態にあるとき、前記カメラにより前記第一ダイの第一画像を取得し、
   前記駆動部により前記カメラまたは前記第一ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向および前記第二方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ ^２ －１）個の第二画像を取得するよう構成され、
   前記制御部は、
   前記第一ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第一ダイまたは前記カメラを移動し、
   ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイを撮像してダイ位置検出用のパターンマッチングテンプレート画像を取得し、
   ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイの前記第一画像および（Ｎ^２－１）個の第二画像を取得することによりＮ^２個のダイ位置検出用の差分画像処理用テンプレート画像を取得するよう構成されるダイボンディング装置。
7. 請求項６のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、
   第二ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第二ダイまたは前記カメラを移動し、
   ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイを撮像して前記パターンマッチングテンプレート画像を用いてパターンマッチングにより前記第二ダイのダイ位置を検出し、
   ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイの画像を取得し、
   前記検出した前記第二ダイのダイ位置に合わせて、Ｎ^２個の前記差分画像処理用テンプレート画像を用いてズレ量の適正な画像を再生して、再生した前記差分画像処理用テンプレート画像と差分処理を行うよう構成されるダイボンディング装置。
8. ダイをピックアップするピックアップ工程と、
   ピックアップした前記ダイを基板にボンディングするボンディング工程と、
   を備え、
   前記ピックアップ工程または前記ボンディング工程は、
   カメラまたは前記ダイを物体側画素分解能未満で第一方向及び第二方向に移動させ、前記カメラで前記ダイの複数の画像を取得し、前記複数の画像に基づいて前記カメラの画素数よりも多い画素数の画像を取得して位置合わせを行う位置合わせ工程を備え、
   前記位置合わせ工程は、
   前記カメラと前記ダイとの位置関係が第一状態にあるとき、前記カメラにより前記ダイの第一画像を取得し、
   前記第一状態において、前記第一画像の何れかの画素の濃淡値が最小値または最大値になるよう前記カメラの露光時間または照明を調整して前記ダイの第二画像を取得し、
   前記カメラまたは前記ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第三画像を取得し、
   前記カメラまたは前記ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第二方向を１／Ｎに分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第四画像を取得し、
   前記第二画像と（Ｎ－１）個の前記第三画像に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ個の第一画素を算出し、
   前記第二画像と（Ｎ－１）個の前記第四画像に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ個の第二画素を算出し、
   Ｎ個の前記第一画素およびＮ個の前記第二画素に基づいて前記カメラの１画素当たりＮ^２）個の画素を算出する半導体装置の製造方法。
9. ダイを撮像するカメラと、前記カメラまたは前記ダイを第一方向および前記第一方向と直交する第二方向に移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記カメラにより第一ダイを撮像してダイ位置検出用のパターンマッチングテンプレート画像を取得し、前記カメラまたは前記第一ダイを物体側画素分解能未満で前記第一方向及び前記第二方向に移動させて複数個のダイ位置検出用の差分画像処理用テンプレート画像を取得しているダイボンディング装置に基板を搬入する工程と、
   前記基板に載置される第二ダイのクラックを検査する検査工程と、
   検査された前記第二ダイを前記基板に載置する工程と、
   を備え、
   前記検査工程は、
   前記第二ダイと前記カメラとの位置関係を第一状態にするよう前記第二ダイまたは前記カメラを前記駆動部により移動する工程と、
   ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイを撮像して前記パターンマッチングテンプレート画像を用いてパターンマッチングにより前記第二ダイのダイ位置を検出する工程と、
   ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第二ダイの画像を取得する工程と、
   前記検出した前記第二ダイのダイ位置に合わせて、複数個の前記差分画像処理用テンプレート画像を用いてズレ量の適正な画像を再生して、再生した前記差分画像処理用テンプレート画像と差分処理を行う工程と、
   を備える半導体装置の製造方法。
10. 請求項９の半導体装置の製造方法において、
    前記制御部は、
    前記カメラと前記第一ダイとの位置関係が前記第一状態にあるとき、前記カメラにより前記第一ダイの第一画像を取得し、
    前記カメラまたは前記第一ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第二画像を取得し、
    前記第一状態において、前記第一ダイの第三画像を取得し、
    前記カメラまたは前記第一ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第二方向を１／Ｎに分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ－１）個の第四画像を取得する半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０の半導体装置の製造方法において、
    前記制御部は、
    前記第一ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第一ダイまたは前記カメラを移動し、
    ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイを撮像して前記パターンマッチングテンプレート画像を取得し、
    ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイの前記第一画像、（Ｎ－１）個の前記第二画像、前記第三画像および（Ｎ－１）個の前記第四画像を取得することにより（２×Ｎ）個の前記差分画像処理用テンプレート画像を取得する半導体装置の製造方法。
12. 請求項９の半導体装置の製造方法において、
    前記制御部は、
    前記カメラと前記ダイとの位置関係が第一状態にあるとき、前記カメラにより前記ダイの第一画像を取得し、
    前記カメラまたは前記ダイを前記第一状態から前記カメラの物体側画素分解能の前記第一方向および前記第二方向を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）に分割した距離ずつ移動して前記カメラにより（Ｎ^２－１）個の第二画像を取得する半導体装置の製造方法。
13. 請求項１２の半導体装置の製造方法において、
    前記制御部は、
    前記第一ダイと前記カメラとの位置関係を前記第一状態にするよう前記第一ダイまたは前記カメラを移動し、
    ダイ位置決め用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイを撮像して前記パターンマッチングテンプレート画像を取得し、
    ダイクラック検査用の照明および露光時間を調整して前記カメラにより前記第一ダイの前記第一画像および（Ｎ^２－１）個の第二画像を取得することによりＮ^２個の前記差分画像処理用テンプレート画像を取得する半導体装置の製造方法。

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