JP7575937B2 - 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、例えばテンプレートマッチングにより位置決めするダイボンダに適用可能である。

半導体製造装置の一つであるダイボンダ等のダイボンディング装置は、半導体チップ（以下、単にダイという。）を配線基板やリードフレーム等（以下、単に基板という。）または既にボンディングされたダイの上にボンディング（搭載して接着）する装置である。ダイボンディング装置では、ピックアップヘッドまたはボンディングヘッドでダイを真空吸着し、高速で上昇し、水平移動し、下降して、中間ステージまたは基板に載置する。

ピックアップヘッドまたはボンディングヘッドでダイを真空吸着する場合、確実にダイをピックアップする必要がある。昨今のダイの薄厚化に伴いその要求は高い。そのために、ダイの位置を認識してダイのズレを検出し、そして、ダイまたはボンディングヘッドの位置を補正し、ダイをピックアップする。

ダイの位置を認識する方法として、例えば、ダイの位置合わせマークやワイヤボンディングするためのパッド等のユニークな部分における撮像データと予め倣い動作で得られたテンプレートとをパターンマッチング（テンプレートマッチング）してダイの位置を認識する方法がある。

特開２０１７－１１７９１６号公報

しかし、特許文献１では、ユニークな部分はダイボンダの操作者がＧＵＩ等により選択している。テンプレートマッチングのモデル（ユニークな部分）の登録エリアの決定は人間が判断している。

本開示の課題は、テンプレートマッチングのモデルの登録作業を自動化することが可能な技術を提供することである。

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撮像装置を制御する制御部を備える。制御部は、撮像装置によりウェハを撮像してダイシング溝を検出し、検出したダイシング溝に基づいてダイの中心座標を求めてダイの中心位置の粗位置決めをし、中心座標に基づいてダイの中心を撮像装置の光軸中心に移動し、撮像装置により移動したダイを撮像し、撮像したダイの画像に基づいてダイが有するパッドの位置を検出し、検出したパッドの配置に基づいてユニークなピッチを持つ固有のパッド列を検出し、検出したユニークなパッド列をテンプレートモデルとして登録するよう構成される。

上記ダイボンディング装置によれば、テンプレートマッチングのモデルの登録作業を自動化することが可能である。

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１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１に示すダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。 図１に示す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１に示す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。 倣い動作を説明するためのフローチャートである。 ユニークな部分（選択領域）の例を示す図である。 登録画像および類似画像の例を示す図である。 連続着工動作を説明するためのフローチャートである。 テンプレートモデルの自動登録シーケンスを説明するためのフローチャートである。 図６に示すステップＳ３におけるダイシング溝による粗位置決め方法を示す図である。 パッドの位置を自動検出する方法について説明する図である。 ユニークなパッド配列を見つける方法について説明する図である。 ユニークなパッド配列を見つける方法について説明する図である。 第一変形例におけるウェハ認識カメラ、同軸照明およびウェハを示す図である。 図１５に示す光学系により撮像したウェハの画像を示す図である。 同軸照明の照射光とウェハによる反射光を示す図である。 ダイの輪郭が明瞭である撮像画像を示す図である。 ダイがθ方向に回転している撮像画像を示す図である。 同軸照明の照射領域の調整機構を説明する図である。 ウェハの歯抜け状態を示す図である。 ダイ中心と光軸中心がずれている状態を示す撮像画像である。 第二変形例が対象とするユニークなパッド配列を有しないダイを示す図である。 第二変形例におけるパターンマッチングの説明図である。 第二変形例におけるボンディング処理フローを示す図である。

以下、実施例および変形例について、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、本開示の解釈を限定するものではない。

図１は実施例におけるダイボンダの構成を示す概略上面図である。図２は図１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、基板Ｓに実装するダイＤを供給するダイ供給部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。ここで、基板Ｓには最終１パッケージとなる、一つ又は複数の製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）がプリントされている。

まず、ダイ供給部１は基板ＳのパッケージエリアＰ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ＸＹ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。ここで、ウェハ１１は複数のダイＤに分割されており、ダイＤが後述するダイシングテープ１６によりウェハの外形で保持されているものである。

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軸方向に移動させる各駆動部（不図示）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２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軸方向に移動させる各駆動部（不図示）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２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軸方向に移動させる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。

次に、ダイ供給部１の構成について図３を用いて説明する。図３は図１に示す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（ＸＹ軸方向）に移動するウェハ保持台１２と、上下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、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。

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撮像装置としてのウェハ認識カメラ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第二撮像装置としての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第三撮像装置としての基板認識カメラ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と共に同軸照明２６（図１５参照）等を用いてダイＤの位置決めや表面検査を行う。

次に、制御部８について図４を用いて説明する。図４は図１に示す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、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。

次に、ダイボンディング工程（半導体装置の製造方法）について図５を用いて説明する。図５は図１に示す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。

実施例におけるダイボンディング工程では、まず、ウェハ１１から分割されたダイＤが貼付されたダイシングテープ１６を保持したウェハリング１４をウェハカセット（不図示）に格納し、ダイボンダ１０に搬入する。また、基板Ｓを準備し、ダイボンダ１０に搬入する。

（ウェハローディング：工程Ｐ１）
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。

（ダイ搬送：工程Ｐ２）
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またはダイ表面上の不良マークにより行われる。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。

（ダイ位置決め：工程Ｐ３）
次に、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。詳細は後述するが、制御部８は、取得した画像からピックアップ対象のダイＤ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。

（ダイ表面検査：工程Ｐ４）
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を用いて、ピックアップ対象ダイＤの表面検査を行う。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、後述するダイクラック検査後、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に対する工程Ｐ９以降をスキップし、工程Ｐ２に移動する。

（基板ローディング：工程Ｐ５、基板搬送：工程Ｐ６）
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。

（基板位置決め：工程Ｐ７）
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）へ移動させる。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。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またはボンディング位置の調整を行う。

（基板表面検査：工程Ｐ８）
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を用いて、基板ＳのパッケージエリアＰの表面検査を行う。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の該当タブに対する工程Ｐ１３以降の処理をスキップし、基板着工情報に不良登録を行う。

（ダイハンドリング：工程Ｐ９、中間ステージ載置：工程Ｐ１０）
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。

（ダイ位置検査：工程Ｐ１１）
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。制御部８は、ステージ認識カメラ３２によってダイＤの主面（上面）を撮影し、画像を取得する。詳細は後述するが、制御部８は、取得した画像からダイＤの位置ずれ量を算出して位置を測定する。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。

（ダイ表面検査：工程Ｐ１２）
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を用いて、ダイＤの表面検査を行う。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、ダイクラック検査後、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に対する工程Ｐ１３以降の処理をスキップし、工程Ｐ２に移動する。

（ダイアタッチ：工程Ｐ１３）
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。

（ダイと基板の相対位置検査：工程Ｐ１４）
次に、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。詳細は後述するが、制御部８は、取得した画像からダイＤの位置ずれ量を算出して位置を測定する。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。

（ダイと基板の表面検査：工程Ｐ１５）
制御部８は、基板認識カメラ４４によって取得した画像を用いて、ダイＤの表面検査を行う。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（工程Ｐ２）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。スキップ処理またはエラー停止では、基板着工情報に不良登録を行って、工程Ｐ２に移動する。

（基板搬送：工程Ｐ１６、基板アンローディング：工程Ｐ１７）
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。

（ウェハアンローディング：工程Ｐ１８）
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）。着工カテゴリすべてのダイ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。

上述したように、ダイＤは、ダイアタッチフィルム１８を介して基板Ｓ上に実装され、ダイボンダから搬出される。その後、ワイヤボンディング工程でＡｕ等ワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。積層品の場合は、続いて、ダイＤが実装された基板Ｓがダイボンダに再搬入されて基板Ｓ上に実装されたダイＤの上にダイアタッチフィルム１８を介して第２のダイＤが積層され、ダイボンダから搬出された後、ワイヤボンディング工程でＡｕワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。第２のダイＤは、前述した方法でダイシングテープ１６から剥離された後、ペレット付け工程に搬送されてダイＤの上に積層される。上記工程が所定回数繰り返された後、基板Ｓをモールド工程に搬送し、複数個のダイＤとＡｕワイヤとをモールド樹脂（図示せず）で封止することによって、積層パッケージが完成する。

ダイ位置決めの方法について図６から図９を用いて説明する。図６は倣い動作を説明するためのフローチャートである。図７はユニークな部分（選択領域）の例を示す図である。図８は登録画像および類似画像の例を示す図である。図９は連続着工動作を説明するためのフローチャートである。

ダイ位置決めアルゴリズムは、主に、二つ以上のテンプレートモデルを用いたパターンマッチング（テンプレートマッチングを用いたサーチアルゴリズム）を用い、一般に知られている正規化相関式での演算とする。その結果を一致率とする。テンプレートマッチングはリファレンス学習の倣い動作と連続着工動作がある。

まず、倣い動作について図６を用いて説明する。倣い動作は、図５に示すダイボンディング工程における連続着工に先立って予め行われる動作である。

（ステップＳ１）
制御部８は、工程Ｐ２と同様に、リファレンス用ウェハをピックアップ位置に搬送する。

（ステップＳ２）
制御部８はウェハ認識カメラ２４によりリファレンス用ウェハを撮像して画像を取得する。

（ステップＳ３）
詳細は後述するが、制御部８はステップＳ２において取得した画像に基づいてリファレンス用ウェハのダイシング溝、すなわち、ダイの輪郭を利用してダイの粗位置決めを行う。そして、検出したダイの位置をピックアップポイント、すなわち、ウェハ認識カメラ２４の視野中心（光軸中心）に移動させる。

（ステップＳ４）
制御部８はウェハ認識カメラ２４によりリファレンス用ウェハを再度撮像して、図７に示す画像ＰＣｒを取得する。

（ステップＳ５）
制御部８は後述する方法により画像ＰＣｒ内から、図７に示すようなユニークな部分ＵＡをテンプレートモデルとして選択する。

（ステップＳ６）
制御部８は選択されたユニークな部分（選択領域）ＵＡとリファレンス用ウェハとの位置関係（座標）を記憶装置８２に保存する。

（ステップＳ７）
制御部８は選択領域の画像（テンプレート画像）ＰＴおよび基準となるワーク画像とその座標を記憶装置８２に保存する。

次に、図５に示すダイボンディング工程における連続着工動作について図９を用いて説明する。

（ステップＳ１１）
制御部８は、図５に示す工程Ｐ２において説明したように、連続着工用に部材としての製品用ウェハをピックアップ位置に搬送する。中間ステージ３１におけるダイ位置検査においては、図５に示す工程Ｐ１０において説明したように、連続着工用に部材としてのダイＤを中間ステージ３１に載置する。ダイと基板の相対位置検査においては、図５に示す工程Ｐ１３において説明したように、連続着工用に部材としてのダイＤを基板Ｓにダイボンディングする。

図５に示す工程Ｐ３におけるダイ位置決め、工程Ｐ１１におけるダイ位置検査および工程Ｐ１４におけるダイと基板の相対位置検査は下記に示すステップＳ１２～Ｓ１４のよって行われる。

（ステップＳ１２）
工程Ｐ３においては、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４により製品用ウェハを撮像して、図８に示す画像ＰＣｎを取得する。工程Ｐ１１においては、制御部８はステージ認識カメラ３２により中間ステージ３１上のダイＤを撮像して、図８に示す画像ＰＣｎを取得する。工程Ｐ１４においては、制御部８は基板認識カメラ４４により基板Ｓ上のダイＤを撮像して、図８に示す画像ＰＣｎを取得する。

（ステップＳ１３）
図８に示すように、制御部８は倣い動作で保存していたテンプレート画像ＰＴと製品用ダイの取得画像ＰＣｎとを比較し、最も類似した部分の画像ＰＴｎの座標を算出する。

（ステップＳ１４）
制御部８は画像ＰＴｎの座標とリファレンス用ウェハで測定した座標とを比較し、製品用ダイの位置（画像ＰＴｎとテンプレート画像ＰＴとのオフセット）を算出する。

なお、ステップＳ１１とステップＳ１２の間に、倣い動作におけるステップＳ２およびステップＳ３と同様の粗位置決めを行ってもよい。

次に、図６におけるステップＳ２～Ｓ５に示すテンプレートモデルの自動登録シーケンスについて図１０から図１１を用いて説明する。図１０はテンプレートモデルの自動登録シーケンスを説明するためのフローチャートである。図１１はダイシング溝（ダイシングライン）による粗位置決め方法を示す図である。

本実施例は、ダイシング溝の精度（ダイシング溝の精度によって得られるダイの位置の精度）が、パッドピッチよりも悪いことを前提としている。本実施例の基本的考え方は、（Ａ）ダイシング溝を検出してダイの位置を粗位置決めし（ステップＳ２１）、（Ｂ）粗位置決め位置に基づいてダイと光軸の位置合わせを行い（ステップＳ２２）、（Ｃ）粗位置決め位置に基づいてパッド位置を自動検出し（ステップＳ２３）、（Ｄ）検出したパッド位置に基づいてユニークなパッド配列を自動検出し、ユニークなパッド配列領域をユニークな部分（選択領域）として登録する（ステップＳ２４）。

（ステップＳ２１：ダイの粗位置決め）
制御部８はウェハ認識カメラ２４によりウェハを撮像し（ステップＳ２）、ウェハのダイシング溝、すなわち、ダイの輪郭を検出する。検出したダイシング溝を利用してダイの粗位置決めを行う（ステップＳ３）。

図１１に示すように、制御部８はウェハ認識カメラ２４から得られた撮像データから目的とするダイＤｍを囲むダイシング溝ＤＬｘ，ＤＬｙを検出し、ダイＤｍの中心位置Ｄｃの粗位置決めをする。ここで、中心位置Ｄｃの座標を（ｘｄ，ｙｄ）とする。

（ステップＳ２２：ダイと光軸の位置合わせ）
制御部８は、ステップＳ２１において検出したダイの位置に基づいてダイＤｍをピックアップポイント、すなわち、視野中心（光軸中心）に移動させる（ステップＳ３）。例えば、図１１に示すように、ダイＤｍの中心位置Ｄｃと十字で示す光軸中心ＯＡＣとのずれがある場合、制御部８はダイＤｍの中心位置Ｄｃと光軸中心ＯＡＣとが合うよう矢印の方向にダイＤｍを移動させる。

（ステップＳ２３：パッド位置の自動検出）
制御部８はウェハ認識カメラ２４によりダイを撮像し、撮像した画像からダイに設けられているパッド位置を検出する。パッド位置は、例えば、ブロブの面積、アスペクト比、形状、ダイの淵に対する位置、パッド間の配置等から求める。

テンプレートモデルの領域は誤検出を防ぐために他の領域と比べユニークな模様を有していなければならない。ダイＤの表面に形成されたパッド部分は最も位置精度が良い模様となり得るため、本実施例では、パッドを自動で検出してモデル登録する。なお、ダイ全体撮像はダイ表面検査などに必須であり、その倍率でのパッドの画像では四角いか否かを単純に判断することは難しい。また、ウェハ上は同一のダイが配置しており、単独のダイでユニークな模様を有する部分を選んでも、隣接するダイに類似な模様がある場合があり、誤検出する虞がある。

パッドの位置を自動検出する方法について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）はランダムに配置されたパッドを示す図であり、図１２（ｂ）は整列配置されたパッドを示す図であり、図１２（ｃ）は四辺に配置されたパッドを示す図であり、図１２（ｄ）はパッドおよびパッドに接続された配線の画像を示す図である。

（Ｃ－１）テンプレートマッチング
パッドの平均的形状をモデル画像として作成し、それを基にテンプレートマッチングを行い、スコアと座標で判断する。

（Ｃ－１－１）
一例として、ウェハの品種毎にウェハ認識カメラ２４により撮像してパッド画像を収集する。それらのパッドの画像を平均化合成し平均的なパッド画像を得る。同一品種のウェハ間においてバラツキが小さい場合、有効である。実画像を合成するのはプローブ痕の影響を考慮するためである。ここで、プローブ痕とは、デバイス製造プロセスの前工程の最後でウェハ上にデバイス機能が正しく実現できていることを確認するウェハテストにおいてプローブ針がパッドに接触されてできる痕である。平均的なパッド画像をテンプレートモデルに登録してパッドを検出する。パッドであるか否かの判断はスコアに閾値を設けて行うなどがある。閾値以上の場所が見つかればその位置をパッドの候補位置とし、その座標を取得する。

（候補位置検出後の判定）
ダイＤは平面視で四角形の形状しており、ダイの中央付近にパッドが配置されるセンターパッドの製品を除けば、パッドＤｐはダイＤの周囲に配置される。また、パッドＤｐは、四角形を形成する四辺の少なくとも一辺の近傍に配置される。

パッドＤｐは、図１２（ａ）に示すように、ランダムに並ぶことはない。図１２（ｂ）に示すように、パッドＤｐは、ピッチは異なっていてもダイの輪郭に沿って１列または２列に並んでいるケースがほとんどである。ここで、図１２（ｂ）では、パッドＤｐはＸ軸方向に沿って延伸するダイＤの輪郭のうち図面上の上側に配されている。

よって、取得した座標に基づいて、パッドの候補位置の集団において縦（Ｙ軸方向）または横（Ｘ軸方向）のずれがないものの集団を選ぶ。また、パッドの候補位置はダイＤの端から所定の範囲にあるものを選ぶ。例えば、ダイサイズが１～５ｍｍ等小さい場合はダイＤの端からダイサイズの１０～２０％以内の領域にある１列の候補位置をパッド位置とする。ダイサイズが５ｍｍよりも大きい場合はダイＤの端から所定距離（Ｌ）以内の領域にある１列または２列の候補位置をパッド位置とする。ここで、Ｌは、例えば、１００～４００μｍである。なお、本実施例では、図１２（ｃ）に示すように、パッドＤｐの配置はダイＤの四辺に沿って並び、各辺二列までを想定している。

（Ｃ－１－２）
他例として、ウェハの品種毎にウェハ認識カメラ２４により撮像して代表のパッドを複数種類にて事前にモデル登録しておく。各モデルでサーチを行い、候補件数が多い物の結果を用いる。同一品種のウェハ間においてバラツキが大きい場合、有効である。実画像を代表にするのはプローブ痕の影響を考慮するためである。候補件数が多いパッドの候補位置とし、その座標を取得する。候補位置検出後の判定には（Ｃ－１－１）と同じ処理を用いる。

（Ｃ－２）２値化
グレー画像を任意の閾値を基準として、０と１に変換する２値化処理を行い、ブロブ解析により、浮かび上がったブロブの面積、アスペクト比、座標から判断する。２値化は（Ｃ－１－１）の（候補位置検出後の判定）に述べるパッド候補の位置条件の範囲内（ダイの端領域内）において判別分析法などを用いて２値化を行う。ここで、判別分析法は、黒に近い画素クラス（濃度値が０に近いクラス）に属する画素と白に近い画素クラス（濃度値が最大値に近いクラス）に属する画素は、ある閾値の左右に分かれて分布するが、その分布の分離度が大きくなるように閾値を決定する方法である。候補位置が検出されなかったときは閾値を測定領域の平均明度の１０％程度ずつ可変して繰り返し、候補位置が見つかるまで行う。パッドサイズは２０～１５０μｍとし、斜めに傾いたものは排除する。アスペクト比は正方形から１：２までのものとする。ここで、近接するダイの端部が延伸する方向に沿う方向が１、ダイの端部と交わる方向に沿う方向が２である。

図１２（ｄ）に示すように、パッドＤｐに接続する配線ＷＬが写りこむ場合があるのでモフォロジィのオープニング（１画素分縮める処理である収縮をＮ回行った後、１画素分膨らませる処理である膨張をＮ回行うこと）やクロージング、ダイレーション、エロージョンなどの方法で配線ＷＬを消去してから検出する処理をリトライなどで組み込む。検出した候補位置は（Ｃ１－１－１）における候補位置検出後の判定に示す条件を満たしているかを確認してパッドとみなすか否かを決定する。

（Ｃ－３）機械学習
機械学習にて判断する。パッドの画像およびそうでない領域の画像を学習させ、パッドの位置を検出する。

（ステップＳ２４：ユニークなパッド配列領域の選択）
固有のパッドは同じ大きさのため、ユニークな形状ではない。そこで、実施例では、複数パッドの配置を利用してユニークなパッド配列を用いる。制御部８はパッド間の配置からユニークな配列領域を選びテンプレートモデルとして自動登録する。

ユニークなパッド配列を見つける方法について図１３および図１４を用いて説明する。図１３（ａ）はパッド間距離がユニークなパッド配置例を示す図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示すパッド配置におけるパッド間距離のヒストグラムである。図１４（ａ）はユニークなパッド間距離がないパッド配置例を示す図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示すパッド配置におけるパッド間距離のヒストグラムである。

直線状に並んだパッドの候補位置リストを用いる。例えばパッドがＸ方向に直線状に並んでいるのであればＸ方向のパッド間距離をデータリスト化し、そのヒストグラムを作成する。

図１３（ａ）に示すパッド配列では、図１３（ｂ）に示すように、パッド間距離が最小であるパッドピッチＫ１の度数は９、次に短いパッド間距離のパッドピッチＫ２の度数は２、パッドピッチＫ２の次に短いパッド間距離のパッドピッチＫ４の度数は１、パッドピッチＫ４の次に短いパッド間距離のパッドピッチＫ６の度数は２である。

ヒストグラムにおいて度数が１になっているパッド間は基本的ユニークな領域とみなすことができる。よって、パッド間距離のパッドピッチＫ４である二つのパッドが含まれる領域がモデルエリア候補位置ＭＡＰとなる。

図１４（ａ）に示すパッド配列では、図１４（ｂ）に示すように、パッド間距離が最小であるパッドピッチＫ１の度数は１０、次に短いパッド間距離のパッドピッチＫ２の度数は２、パッドピッチＫ２の次に短いパッド間距離のパッドピッチＫ６の度数は２である。

図１４（ａ）に示すパッド配列では、度数が１の領域はない。度数が１の領域がなかった場合、度数の少ない領域から順次候補位置を定めていき、隣接パッドまたは最小パッドピッチの領域を含んだ領域を候補位置として、常に検索エリア内に類似パターンがないかを調査し、無ければその領域をモデル領域とする。度数の最小が２種類以上あるのであれば、パッド間距離が短いほうを優先する。よって、パッド間距離のパッドピッチＫ２である二つのパッド、隣接パッドおよび最小ピッチＫ１の領域が含まれる領域がモデルエリア候補位置ＭＡＰ１となる。また、パッド間距離のパッドピッチＫ２である二つのパッドおよび隣接パッドの領域が含まれる領域がモデルエリアＭＡＰ２となる。

＜変形例＞
以下、実施例の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

（第一変形例）
ダイシングテープ１６はピックアップ工程でたるみが無くなるよう、支持リング１７へ押し付けることで張力を得、平面維持される。これらの処理をエキスパンド処理と呼ぶ。エキスパンド処理されたウェハ１１は２００～３００μｍ未満の厚さの場合、そのエキスパンド張力によってダイＤに反りが発生する。２０１１年頃のウェハ１１の厚さが１００μｍ程度の場合は、例えば、照明照度を調整することにより、ダイシング溝の検出は可能である。しかし、近年の数十μｍ、例えば、２０μｍの超極薄ウェハはエキスパンド処理をしなくてもダイは反りあがり、図１５に示すように、エキスパンド処理を行うとダイは反り上りが激しくなる。したがって、従来の照明システムにおいて照明照度を調整しても、ダイシング溝とダイの周縁との明度差が取れず、ダイシング溝、すなわち、ダイの輪郭がはっきりしなくなることがある。その結果、ダイシング溝の検出が困難となり、ダイの粗位置決めが困難になる。

反りのあるダイのダイシングの溝を検出する方法について図１５から図１９を用いて説明する。図１５は第一変形例におけるウェハ認識カメラ、同軸照明およびウェハを示す図である。図１６はウェハの撮像画像を示す図である。図１７は同軸照明の照射光とウェハによる反射光を示す図である。図１８はダイの輪郭が明瞭である撮像画像を示す図である。図１９はダイがθ方向に回転している撮像画像を示す図である。

まず、照明装置について図１５を用いて説明する。照明装置として同軸照明を用いる。ウェハ認識カメラ２４にはレンズ２５（対物レンズ）が取り付けられ、レンズ２５を通してダイＤの主面の画像を撮影する構成となっている。レンズ２５とダイＤとの間には、発光部２７およびハーフミラー（半透過鏡）２８を内部に備えた同軸照明２６が配置されている。発光部２７の面発光光源２７ａからの照射光は、ハーフミラー２８によってウェハ認識カメラ２４と同じ光軸ＯＡで反射され、ウェハ１１に照射される。ウェハ認識カメラ２４と同じ光軸でウェハ１１に照射されたその散乱光は、ウェハ１１で反射し、そのうちの正反射光がハーフミラー２８を透過してウェハ認識カメラ２４に達し、ウェハ１１の映像を形成する。

ウェハ１１内に格子状に並んだダイＤにおいて、同軸照明２６とウェハ認識カメラ２４およびレンズ２５の光軸ＯＡがおおよそあっている場合、図１６に示すように、光軸ＯＡの直下にあるダイＤｍは周囲のダイに対して明るくなる。これは、反りのあるダイが凹面鏡のような性質を持つためで、光軸ＯＡの直下にあるダイＤｍと周囲のダイでは照射した照明光の反射方向が大きく異なり、ダイＤｍ以外のダイでは反り部分の反射光はウェハ認識カメラ２４に来ないためである。

このように、ダイの輪郭形状を浮かび上がらせるためには、照明光の照射範囲を調整する必要がある。図１５に示すように、ウェハ認識カメラ２４は被写体としてのダイＤｍの直上に位置し、同軸照明２６の面発光光源２７ａは光軸ＯＡから水平方向に離れて位置する。しかし、図１７に示すように、見かけ上の面発光光源２７ｖはハーフミラー２８によって被写体から見て直上にある。

ダイの反りがない場合は、照明の最大発光面サイズ（ＥＳｍａｘ）は最大ダイサイズ（ＤＳｍａｘ）の２倍程度にする。ダイサイズに応じて発光面サイズを調整し、調整した発光面サイズ（ＥＳＡ）はダイサイズの２倍程度にする。

一方、ダイの反りがある場合は、その程度およびダイサイズに応じて発光面サイズを調整し、調整した発光面サイズ（ＥＳＡ）はダイサイズの１～３倍程度にする。そのため照明の最大発光面サイズ（ＥＳｍａｘ）もそれに応じて大きくする。

図１８に示すようにダイの輪郭形状を浮かび上がらせることができれば、二次微分処理などに代表する種々のエッジ検出処理を用いることでダイＤｍの外周部分の各辺Ｄｏ１、Ｄｏ２，Ｄｏ３，Ｄｏ４の座標を求めることができる。ここで、画像処理におけるエッジとは、対象物と背景の境界点を指しており、この境界点が連なることで対象物の輪郭を形成する。対象物の輪郭は明から暗または暗から明へ濃度値が連続的に変化している。二次微分処理は濃度変化の二次微分がゼロクロスする位置をエッジとして定義する方式である。

例えば、辺Ｄｏ１に対して、Ｙ軸方向に沿って延伸する第一検出線を設定し、第一検出線上のどこにエッジがあるかを検出する。第一検出線から得られるエッジのＹ座標を辺Ｄｏ１の位置とする。辺Ｄｏ２に対して、Ｘ軸方向に沿って延伸する第二検出線を設定し、第二検出線上のどこにエッジがあるかを検出する。第二検出線から得られるエッジのＸ座標を辺Ｄｏ２の位置とする。辺Ｄｏ３に対して、第一検出線上のどこにエッジがあるかを検出する。第一検出線から得られるエッジのＹ座標を辺Ｄｏ３の位置とする。辺Ｄｏ４に対して、第二検出線上のどこにエッジがあるかを検出する。第二検出線から得られるエッジのＸ座標を辺Ｄｏ４の位置とする。

図１９に示すように、外周部分の各辺Ｄｏ１～Ｄｏ４の検査ポイントを１点だけではなく、複数点にて検出し、最小二乗法や平均化手法などを用いればダイＤｍがθ方向に回転していても各辺Ｄｏ１～Ｄｏ４の位置と方向を求めることができる。ダイＤｍの４辺Ｄｏ１～Ｄｏ４が求まれば、例えば、各対辺の中心線の交点をダイ中心とすることができ、ダイＤｍの中心座標を求めることができる。

光軸ＯＡの中心に位置するダイの輪郭をエッジ検出で取得できるようにするには、図１７に示すように、遮蔽領域ＳＡによりダイサイズに合わせて照射領域ＩＡのサイズを設定する。図１５に示すウェハ１１の最も外側のダイの外側の反りにおいて反射する光が入らないように照射領域ＩＡを設定する。例えば、図１６においては白線四角形の外側が遮蔽領域ＳＡになるようにする。汎用ダイボンダにおいて、ダイサイズは１種ではないケースが多いため、光軸ＯＡにあわせて同心円（同心方形）状に照射領域（発光領域ＬＡまたは遮蔽領域ＳＡ）を調整できる機構をもつ。

図１５に示す同軸照明における照射領域の調整機構について図２０を用いて説明する。図２０（ａ）は遮蔽板により照射領域を調整する場合を示す図であり、図２０（ｂ）は面発光光源により照射領域を調整する場合を示す図であり、図２０（ｃ）は液晶パネルにより照射領域を調整する場合を示す図である。

反りに合わせた照射領域ＩＡになるよう、図２０（ａ）に示すように、品種ごとに適正サイズの遮蔽板２７ｂを面発光光源２７ａの前（ハーフミラー２８側）に置く。ここで、ウェハ厚やＤＡＦの種類により反る量が異なるため、最初に品種ごとに適正サイズを調査しておく。

図２０（ｂ）に示すように、発光領域ＬＡのサイズを可変できるよう、面発光光源２７ａを複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成し、ＬＥＤを同心円または同心状の四角形に配置し、中心からの距離で点灯を制御する。

図２０（ｃ）に示すように、面発光光源２７ａの前に液晶パネル２７ｃをかぶせて遮蔽領域ＳＡをフレキシブル化する。液晶パネル２７ｃは図示しない領域制御の制御部を有する。

また、上記はダイＤｍが光軸ＯＡ下にあることを前提に説明しているが、そうでない場合について図２１および図２２を用いて説明する。図２１はウェハの歯抜け状態を示す図である。図２２はダイ中心と光軸中心がずれている状態を示す撮像画像である。

光軸ＯＡの直下がダイとダイの境界に位置していたり、図２１に示すように、ダイシングテープ１６の上に一部のダイが存在しない歯抜けウェハの歯抜け部に位置していたりする場合は、光軸ＯＡの直下にダイＤｍが位置するように微調整を自動または手動で行うものとする。

また、図２２に示すように、ダイＤｍの中心と十字で示す光軸中心ＯＡＣとのずれが大きい場合もダイＤｍの輪郭がはっきりしなくなる場合がある。その場合、輪郭のはっきりしている方（図では左側）を徐々に光軸中心ＯＡＣに近づけるよう矢印の方向に移動させて再度輪郭検出を行うリトライ処理などを行うことで自動化できる。ここで、最初のダイＤｍと光軸ＯＡの位置合わせは自動でなくても手動でもよい。

（第二変形例）
ダイシング溝の検出などによる粗位置決めにてパッドピッチより正確にダイの位置を事前に位置決めできる場合、実施例のように、パッドの配置（パッド配列）を気にすることなく単独パッドまたは少数のパッドを含むモデルにしてよい。ダイの粗位置決めをランタイム時（連続着工時）に行えば、テンプレートモデルは粗位置決めの精度の範囲内にてユニークでなくてもよい。

第二変形例の基本的考え方は、ダイシング溝の精度（ダイシング溝の精度によって得られるダイの位置の精度）が、一般的にパッドピッチ（Ｋ）よりも良いことに基づいて得られたものである。また、第二変形例の基本的考え方は、ダイシング溝を検出してダイの位置を粗位置決めし、粗位置決め位置に基づいて検索エリアを設定し、予め決められたテンプレートとのマッチング処理により、ダイの位置を精細位置決めする。

第二変形例は、図７に示すようなユニークなパット配列やアライメントマークなどのユニークな部分がないダイＤを対象とし、図２３に示すようにユニークでない一定のピッチで配列されたパッド配列Ｐｒを用いてダイＤの位置を検出する。以下、第二変形例のおけるダイＤの位置の検出方法について図１１、図２４を用いて説明する。

図２４は第二変形例におけるパターンマッチングの説明図である。図２４は、図２３に示す領域Ｒ１内を切り出した位置において、粗位置決めに基づいて得られる検索エリアでパターンマッチングを行い、所定の精度を有する精細位置決め方法を示す図である。図２４（ａ）は検索エリアのサイズを示す図であり、図２４（ｂ）はテンプレートのサイズを示す図であり、図２４（ｃ）は位置ズレを示す図である。

まず、図１１に示すように、実施例における倣い動作のステップＳ２と同様に、ウェハ認識カメラ２４から得られた撮像データから目的とするダイＤｍを囲むダイシング溝ＤＬｘ，ＤＬｙを検出し、ダイＤｍの中心位置Ｄｃの粗位置決めをする。ここで、中心位置Ｄｃの座標を（ｘｄ，ｙｄ）とする。

次に、図２４（ａ）に示すように、パターンマッチングする検索エリアＫｇのサイズ（Ｘｋ×Ｙｋ）を、図２４（ｂ）で示す、パッドＤｐを含むテンプレートＴｐのサイズ（Ｘｔ×Ｙｔ）よりもそれぞれＸ、Ｙ方向に高々パッドピッチ（Ｋ）分広く取る。これにより、検索エリアＫｇにテンプレートが一義的に入ることになる。ここで、検索エリアＫｇのＸ方向の長さをＸｋ、Ｙ方向の長さをＹｋとする。テンプレートＴｐのＸ方向の長さをＸｔ、Ｙ方向の長さをＹｔとする。検索エリアＫｇにテンプレートが一義的に入ることで、テンプレートマッチングでウェハ認識カメラ２４から得られた撮像データにおけるテンプレートの中心位置Ｔｃを検出できる。ここで、中心位置Ｔｃの座標を（ｘｔ，ｙｔ）とする。なお、上述では、検索エリアＫｇを高々パッドピッチ（Ｋ）分広く取るといったが、パッドピッチ（Ｋ）分以下、ダイシング溝の精度（ダイシング溝の精度によって得られるダイの位置の精度）以上の間で広く取る。言い換えれば、検索エリアＫｇを、テンプレートＴｐのサイズのＸ、Ｙ方向のそれぞれに対して、パッド配列Ｐｒにおける規則的なパターン配列のピッチより小さく、且つダイシング溝（ダイシング溝の精度によって得られるダイの位置）の精度よりも大きな長さを加えたエリアとする。

この結果、図２４（ｃ）に示すように、検索エリアＫｇの中心位置Ｋｃ、即ち位置ズレが無い時のテンプレートの中心位置Ｔｃから補正値である位置ズレ（ΔＸ、ΔＹ）を検出できる。ここで、中心位置Ｋｃの座標を（ｘｋ，ｙｋ）とする。

この処理を図２３に示すよう、他の１箇所、可能ならば領域Ｒ１の対角位置の領域Ｒ２にある位置で求めることにより回転ズレΔθも求めることができる。

テンプレートＴｐが一義的に入るテンプレートの条件として、検索エリアＫｇ内で同一又は類似のパターン（模様）が生じないことである。即ち、テンプレートＴｐは、そのサイズがパッドＤｐのサイズより大きく、２つ以上のパッドＤｐに跨って形成されている。図２４においてパッドＤｐに跨って関与する数は３である。

次に、以上説明した第二変形例におけるダイの詳細位置決め処理フローを図２５に示すケースについて図２４を用いて説明する。

まず、パターンマッチングの検索エリアＫｇを二箇所設定する。例えば、図２３に示す領域Ｒ1、Ｒ２に図２４（ａ）に示す検索エリアＫｇを設定する（ステップＳ３１）。図１１に示すように、制御部８は、ピックアップするダイＤｍを囲むダイシング溝ＤＬｘ、ＤＬｙをウェハ認識カメラ２４により撮像して画像（撮像データ）を取得する（ステップＳ３２）。そして、制御部８は、ステップＳ３２において得られた撮像データからダイシング溝ＤＬｘ、ＤＬｙを検出し、ダイの中心位置Ｄｃ（ｘｄ、Ｙｄ）の粗位置決めする（ステップＳ３３）。制御部８は、ステップＳ２３において検出したダイＤｍの位置に基づいてダイＤｍをピックアップポイント、すなわち、視野中心（光軸中心）に移動させる（ステップＳ３４）。

次に、制御部８は、ウェハ認識カメラ２４により目的とするダイＤｍを撮像して画像を取得する（ステップＳ３５）。その後、制御部８は、ステップＳ２３で求めたダイの中心位置Ｄｃの粗位置決めに基づいて、ステップＳ３１で定めた２箇所の検索エリアを切り出し、予め定めた図２４（ｂ）に示すテンプレートＴｐでマッチング処理し、２箇所の検索エリアＫｇにおける精細位置決めをする（ステップＳ３６）。この場合は、最も高いスコアの位置を精細位置決め位置の精細座標とする。

精細位置決め結果を再確認するために、２箇所の検索エリアの精細座標の相対的な関係がステップＳ３１の設定時と所定の範囲で同じであることを確認する（ステップＳ３７）。その後、２箇所の精細位置決め位置の精細座標から目的とする回転も含めたダイＤｍの中心位置（Ｘ,Ｙ,θ）を求める。なお、検索エリアの再確認の回数は、より精度を高めるのであれば３箇所以上でも構わない（ステップＳ３８）。

実施例および変形例によれば、以下に示す一つまたは複数の効果が得られる。

（１）ダイシング溝を検出することにより、倣いを行わなくてもダイの中心座標を算出することができる。

（２）ダイの中心座標を算出することにより、ダイ中心をカメラ中心（光軸中心）またはピックアップポイントへ移動させることができる。

（３）ダイシング溝を検出することにより、ダイのサイズを取得することができる。

（４）ダイの中心座標とダイのサイズ（形状）を取得することにより、パッドの候補の判定条件を設定することができる。

（５）テンプレートマッチングまたは２値化により、形状またはブロブの面積、アスペクト比、位置（座標）に基づいてパッドの候補を検出することができる。

（６）パッドが直線的に並んでいると仮定すると、上記（４）のパッドの候補の判定条件を用いることにより上記（５）のパッドの候補がパッドであるか否かを識別することができる。

（７）直線状に並んでいるパッドの配置としてのパッドピッチを求めることにより、ユニークなピッチを持つ固有のパッド配列を識別して検出することができる。

（８）検出したパッド配列がユニークであるので、テンプレートモデルとして自動登録することができる。

（９）テンプレートモデルを自動登録することにより、倣い動作を自動化することができる。

（１０）自動化により人間の作業によるばらつきを無くすことができるため、人による判断工程をなくすことで品質を安定化することができる。装置スペックとしての品質として位置決めの安定性、装置の安定稼働などと装置が生産する製品品質として精度などがある。

（１１）同軸照明においてダイサイズに合わせて照射領域のサイズを設定することにより、薄くて反り上がっているダイのダイシング溝を検出することができる。

（１２）品種ごとにユニークなパッドの配置を事前に登録することができるので、撮像装置によりパッドの配置を検出することにより、品種データを選択することができる。よってウェハをローディングすれば品種データを自動で選択することができる。

以上、本開示者らによってなされた開示を実施例および変形例に基づき具体的に説明したが、本開示は、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。

１０・・・ダイボンダ（ダイボンディング装置）
２４・・・ウェハ認識カメラ（撮像装置）
８・・・制御部
１１・・・ウェハ
Ｄ・・・ダイ

Claims (17)

1. ダイを囲むダイシング溝を有するウェハを撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記撮像装置により前記ウェハを撮像して前記ダイシング溝を検出し、
   前記検出したダイシング溝に基づいて前記ダイの中心座標を求めて前記ダイの中心位置の粗位置決めをし、
   前記中心座標に基づいて前記ダイの中心を前記撮像装置の光軸中心に移動し、
   前記撮像装置により前記移動したダイを撮像し、撮像したダイの画像に基づいて前記ダイが有するパッドの位置を検出し、
   検出したパッドの配置に基づいてユニークなピッチを持つ固有のパッド列を検出し、
   検出した固有のパッド列をテンプレートモデルとして登録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、
   前記制御部は、前記検出したダイシング溝の位置または前記検出したダイシング溝に基づいて取得した前記ダイのサイズに基づいてパッドが配置されるパッド配置領域を算出するよう構成されるダイボンディング装置。
3. 請求項２のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、
   テンプレートマッチングによりパッドの候補位置の座標を検出し、
   前記検出した座標に基づいてパッドが直線的に並んでいるか否か、パッドの候補位置がパッド配置領域内にあるか否かを識別するよう構成されるダイボンディング装置。
4. 請求項２のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、
   前記パッド配置領域内において撮像したダイの画像の２値化処理を行い、
   ブロブの面積およびアスペクト比に基づいてパッドを認識し、前記認識したパッドの位置の座標を検出するよう構成されるダイボンディング装置。
5. 請求項３または４のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、第一方向に沿って直線状に並んでいる場合、前記第一方向のパッド間距離をデータリスト化し、前記パッド間距離のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムに基づいてユニークなピッチを持つ固有のパッド列を検出するよう構成されるダイボンディング装置。
6. 請求項５のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、前記ヒストグラムにおいて度数が１になっているパッド間距離のパッドをユニークなピッチを持つ固有のパッド列とし、前記パッド列をテンプレートモデルとして登録するよう構成されるダイボンディング装置。
7. 請求項５のダイボンディング装置において、
   前記制御部は、
   前記ヒストグラムにおいて度数が１になっているパッド間距離のパッドがない場合、度数の少ない領域から順次候補位置を定めていき、隣接パッドまたは最小パッド間距離の領域を含んだ領域をユニークなピッチを持つ固有のパッド列として、検索エリア内に類似パターンがないかを調査し、無ければ前記パッド列をテンプレートモデルとして登録し、
   度数の最小が２種類以上ある場合は、パッド間距離が短いほうを優先してユニークなピッチを持つ固有のパッド列とし、前記パッド列をテンプレートモデルとして登録するよう構成されるダイボンディング装置。
8. 請求項１のダイボンディング装置において、
   前記ウェハはリファレンスサンプル用のウェハであり、
   前記制御部は、
   前記撮像装置により前記リファレンスサンプル用のウェハとは異なる製品ウェハの上のダイを撮像し、
   前記撮像した製品ウェハの上のダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の精細位置決め位置を定めるよう構成されるダイボンディング装置。
9. 請求項１のダイボンディング装置において、さらに、
   中間ステージと、
   前記中間ステージの上に載置されるダイを撮像する第二撮像装置と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第二撮像装置により撮像したダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の位置決め位置を定めるよう構成されるダイボンディング装置。
10. 請求項１のダイボンディング装置において、
    さらに、基板または既に前記基板にボンディングされているダイの上に載置されるダイを撮像する第三撮像装置を備え、
    前記制御部は、前記第三撮像装置により撮像したダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の位置決め位置を定めるよう構成されるダイボンディング装置。
11. 請求項１のダイボンディング装置において、
    さらに、前記ウェハに照明光を照射する照明装置を備え、
    前記照明装置は面発光光源を有する発光部と前記発光部から発せられる照明光を前記ダイの上面に照射する半透過鏡とを備え、前記ダイに前記撮像装置の光軸に沿って前記照明光を照射するよう構成されるダイボンディング装置。
12. 請求項１１のダイボンディング装置において、
    前記照明装置の前記発光部は前記面発光光源の前面に、照射領域を設定する遮蔽板または液晶パネルを備えるダイボンディング装置。
13. 請求項１１のダイボンディング装置において、
    前記照明装置の前記発光部の前記面発光光源は複数のＬＥＤで構成され、
    前記制御部は、前記複数のＬＥＤの点灯および消灯により照射領域を設定するよう構成されるダイボンディング装置。
14. （ａ）ダイを囲むダイシング溝を有するリファレンス用ウェハを撮像する撮像装置と、前記リファレンス用ウェハに照明光を照射する照明装置と、前記撮像装置および前記照明装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記撮像装置により前記リファレンス用ウェハを撮像して前記ダイシング溝を検出し、前記検出したダイシング溝に基づいて前記ダイの中心座標を求めて前記ダイの中心位置の粗位置決めをし、前記中心座標に基づいて前記ダイの中心を前記撮像装置の光軸中心に移動し、前記撮像装置により前記移動したダイを撮像し、撮像したダイの画像に基づいて前記ダイが有するパッドの位置を検出し、検出したパッドの配置に基づいてユニークなピッチを持つ固有のパッド列を検出し、検出したユニークなパッド列をテンプレートモデルとして登録したダイボンディング装置に基板を搬入する工程と、
    （ｂ）ダイを囲むダイシング溝を有する製品用ウェハが貼付されたダイシングテープを保持するウェハリングホルダを搬入する工程と、
    （ｃ）前記製品用ウェハのダイをピックアップする工程と、
    （ｄ）前記ピックアップしたダイを前記基板または既に前記基板にボンディングされているダイ上にボンディングする工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。
15. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程は、前記撮像装置により撮像した製品用ウェハの上のダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の位置決め位置を定め、前記位置決め位置に基づいて前記ダイのピックアップする位置を補正する工程を含む半導体装置の製造方法。
16. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程は、
    前記ピックアップされた前記ダイを中間ステージに載置する工程と、
    第二撮像装置により撮像した前記中間ステージの上のダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の位置決め位置を定め、前記位置決め位置に基づいて前記ダイのピックアップする位置を補正する工程と、
    を含み、
    前記（ｄ）工程は前記中間ステージに載置されたダイをピックアップする半導体装置の製造方法。
17. 請求項１４の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｄ）工程は、第三撮像装置により撮像した、前記基板または既に前記基板にボンディングされているダイの上のダイの検索エリアを切り出し、前記検索エリアと前記テンプレートモデルとのマッチング処理を行ない前記中心位置の位置決め位置を定め、前記位置決め位置に基づいて前記ダイのピックアップする位置を補正する工程と、
    を含む半導体装置の製造方法。

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