KR102126173B1 - 본드 아암 자동 정렬을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬하기 위한 방법 뿐 아니라, 상기 방법을 실행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 방법은 본드 아암에 가동식으로 결합된 본드 헤드를 통해서 길이방향 축 둘레의 제 1 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들을 포함하는, 상기 회전시키는 단계; 상기 복수의 회전 각도 위치들의 각각에서 상기 본드 아암의 회전을 정지시키는 단계; 상기 각각의 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계; 그리고 상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 포함한다.

Description

본드 아암 자동 정렬을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATIC BOND ARM ALIGNMENT}
본 개시물은 일반적으로 본드 아암 자동 정렬을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 개시물은 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬시키기 위한 방법 및 그러한 방법을 실행하는 시스템의 다양한 실시예들을 기술하고 있다.
플립 칩 접합은 반도체 디바이스들, 구성요소들 또는 다이들을 회로 보드, 웨이퍼 또는 기판에 상호접속하기 위한 공정이다. 반도체 디바이스들은 반도체 디바이스들의 상단면 상의 칩 패드들 상에 놓여진 솔더 범프들을 가진다. 반도체 디바이스들은 그 다음 상단면이 아래를 향하도록 액추에이터 또는 플립 아암에 의해서 플립 오버(flip over)되고, 칩 패드들은 기판의 패드면과 정렬된다. 본드 아암은 반도체 디바이스들을 기판 상으로 접합시키기 위해 이동하고, 솔더는 상호접속을 완료하기 위해 재유동한다.
플립 칩 접합 공정에서, 반도체 디바이스들 및 기판 사이의 기울기 각도 즉, 본드 아암 기울기의 제어는 중요하다. 도 1a에 도시된 이상적인 접합 공정에서, 본드 아암(100)은 솔더 범프(22)를 갖는 반도체 디바이스(20)를 기판(30)의 패드면(32)을 향하여 작동 또는 변위시키고, 상기 기판(30)은 앤빌 또는 접합 지지부(202)의 앤빌면 또는 접합 지지면(200) 상에 놓여진다. 솔더 범프(22)는 패드면(32)과 균일하게 접합될 수 있고 반도체 디바이스(20) 및 패드면(32) 사이의 전기 접속은 완료된다. 그러나, 도 1b에 도시된 비 이상적인 접합 프로세스에서, 솔더 범프(22)는 패드면(32)과 균일하게 접합되지 않는다. 그러므로, 본드 아암 기울기가 적절하게 제어되지 않거나 또는 본드 아암 기울기의 허용가능한 범위가 달성될 수 없다면, 도 1b에 도시된 솔더 범프(22)의 불균일한 평탄도와 같은 문제가 발생할 수 있어서, 반도체 디바이스(20) 및 패드면(32) 사이의 콜드 조인트(cold joint)의 위험성을 증가시킨다.
본드 아암을 제어하는 기존의 방법은 본드 지지부(202), 구체적으로 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 배향을 수동으로 조정해야 한다. 조정은 x축 및 y축 둘레로 본드 아암(100)을 선회시켜서, 본드 아암(100)이 접합 지지면(200)을 향하여 다르게 향한다. 조정 후에, 본드 아암(100)은 스크류에 의해서 기계적으로 고정될 수 있고, 본드 아암 기울기는 측정되고 평가될 수 있다. 측정된 본드 아암 기울기가 사전규정된 사양을 만족, 충족 또는 순응할 때까지, 반복된 조정이 필요할 수 있다. 더우기, 사전규정된 사양은 엄격할 수 있고 공구 교체, 예를 들어 본드 콜릿의 교체 후에, 본드 아암 기울기의 미세 조정이 요구될 수 있다.
기존의 조정 방법과 연계된 하나의 문제는 기울기 측정이 따르는 기계적 및 수동적 조정의 반복 공정은 정량적이고 시간 소모적이다. 예를 들어, 측정의 오류 방향 또는 오류 판독의 기계적 조정으로 인하여 인간 실수의 위험성이 있다.
그러므로, 상술한 문제들 및/또는 단점들 중 적어도 하나를 처리 또는 제거하기 위하여, 상술한 종래 기술에 대한 적어도 하나의 개선 및/또는 장점이 있는, 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬시키기 위한 방법 및 시스템을 제공할 필요가 있다.
본 개시물의 제 1 양태에 따라서, 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은: 상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 본드 헤드를 통해서 길이방향 축 둘레의 제 1 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들을 포함하는, 상기 회전시키는 단계; 상기 복수의 회전 각도 위치들의 각각에서 상기 본드 아암의 회전을 정지시키는 단계; 상기 각각의 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계; 그리고 상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 포함한다.
본 개시물의 제 2 양태에 따라서, 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬하기 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은: 접합 공정을 실행하기 위한 접합 장치로서, 상기 본드 아암; 상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 본드 헤드; 및 상기 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 상기 접합 지지면을 포함하는, 상기 접합 장치를 포함하고; 그리고 상기 시스템은 상기 접합 장치에 연결된 컴퓨팅 디바이스로서, 프로세서 및 컴퓨터 판독가능한 지시들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함하는, 상기 컴퓨팅 디바이스를 추가로 포함하고; 상기 지시들이 실행될 때, 상기 프로세서는: 상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 상기 본드 헤드를 통해서 길이방향 축 둘레의 제 1 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들을 포함하는, 상기 회전시키는 단계; 상기 복수의 회전 각도 위치들의 각각에서 상기 본드 아암의 회전을 정지시키는 단계; 상기 각각의 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계; 그리고 상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 포함하는 단계들을 실행한다.
본 개시물의 상기 하나 이상의 양태들의 장점은 본드 아암의 정렬이 최소의 사용자 개입으로 자동으로 실행될 수 있다는 것이다. 이러한 오정렬된 본드 아암의 정렬 또는 조정에 대한 이러한 자동 접근 방법은 필요한 시간을 상당히 감소시키고 플립 칩 접합 공정이 더욱 효율적으로 될 수 있다. 본드 아암 기울기의 허용가능한 범위가 확인될 수 없을때에만, 사용자 개입이 필요하기 때문에, 모든 공구 교체와 같은 기계적 조정의 시행착오 접근 방법이 제거되거나 또는 상당히 감소된다. 다른 장점은 솔더 범프들이 기판과 균일하게 접합될 수 있기 때문에 상당히 균일한 범프 평탄도가 달성될 수 있고 반도체 디바이스 및 기판 사이의 전기 접속이 완료된다. 또다른 장점은 접합 공정 중에 반도체 디바이스 및 패드면 사이의 콜드 조인트의 위험성들이 상당히 완화된다.
따라서, 본 개시물에 따른 접합 지지면에 대한 본드 아암의 자동 정렬을 위한 방법 및 시스템이 여기에 개시된다. 본 개시물의 다양한 특징, 양태 및 장점은 본 개시물의 실시예들에 따라서 첨부된 도면과 함께 비제한적인 예를 통해서 본 개시물의 실시예들의 하기 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1a는 이상적인 회전 각도 위치를 갖는 접합 장치의 측면도.
도 1b는 비 이상적인 회전 각도 위치를 갖는 접합 장치의 측면도.
도 2a는 접합 장치의 측면도.
도 2b는 도 2a의 접합 장치의 전면도.
도 3a는 확대 본드 아암 기울기를 갖는 도 2a의 접합 장치의 본드 아암의 개략도.
도 3b는 길이방향 축 둘레의 회전에 의해서 정렬된 도 3a의 본드 아암의 개략도.
도 4a는 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬시키기 위한 방법의 흐름도.
도 4b는 도 4a의 방법에 있는 본드 아암의 레볼루션을 도시한 도면.
도 5a는 도 4a의 방법의 제 1 선택 공정의 흐름도.
도 5b는 도 5a의 제 1 선택 공정에서 본드 아암의 제 1 레볼루션을 도시한 도면.
도 6a는 도 2a의 접합 장치의 기준 핀 및 본드 아암의 측면도.
도 6b는 도 6a의 본드 아암의 콜릿면의 저면도.
도 6c는 도 4a의 방법으로부터 접합 지지면에 대한 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 흐름도.
도 7a는 도 4a의 방법의 제 2 선택 공정의 흐름도.
도 7b는 도 7a의 제 2 선택 공정에서 본드 아암의 제 2 레볼루션을 도시한 도면.
도 8a는 도 4a의 방법의 본드 아암의 부분 레볼루션을 도시한 도면.
도 8b는 도 5a의 제 1 선택 공정 후의 제 3 선택 공정의 흐름도.
도 8c는 도 7a의 제 2 선택 공정 후의 제 3 선택 공정의 흐름도.
도 8d는 다른 제 3 선택 공정의 흐름도.
도 9는 제 1 선택 공정, 제 2 선택 공정 및 제 3 선택 공정의 흐름도.
본 개시물에서, 특정 도면 또는 이에 대응하는 설명 자료에서의 참조 설명에서의 주어진 요소의 설명 또는 특정 요소 번호의 고려 또는 사용은 다른 도면 또는 관련 설명 자료에서 식별된 동일한, 등가물, 또는 유사한 요소 또는 요소 번호를 포함할 수 있다. 도면 또는 관련 텍스트에서 "/"의 사용은 다르게 명시하지 않는다면 "및/또는"을 의미하는 것으로 이해된다. 본원에서 특정 수치 값 또는 값 범위의 암시는 대략 수치 또는 값 범위를 포함하거나 암시하는 것으로 이해된다. 간략화 및 명료성을 위해, 본 개시물의 실시예의 설명은 도면에 따라 접합 지지면에 대해 본드 아암을 자동으로 정렬하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 도면은 축척대로 그려지지 않을 수도 있고, 특정 크기 및/또는 치수를 나타내거나 결정하는데 의존하지 않을 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 개시물의 양태들이 본원에 제공된 실시예와 관련하여 설명될 것이지만, 이들은 본 개시물을 이들 실시예로 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해할 것이다. 반대로, 본 개시물은 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 개시물의 범주 내에 포함되는 본원에 기술된 실시예에 대한 대안, 수정 및 등가물을 포함하도록 의도된다. 또한, 이하의 상세한 설명에서, 본 개시물의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 세부 사항이 제시된다. 그러나, 당 기술 분야에 종사하는 사람, 즉 당업자는 특정 세부 사항없이 및/또는 특정 실시예의 양태들의 조합으로부터 발생하는 다수의 세부 사항들로 본 개시물이 실시될 수 있음을 인식할 것이다. 많은 경우에, 잘 알려진 시스템, 방법, 절차 및 구성요소는 본 개시물의 실시예의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.
본 개시물의 대표적 또는 예시적 실시예들에는, 플립 칩 접합 공정을 실행하기 위한 접합 장치(10)가 제공된다. 도 2a를 참조할 때, 접합 장치(10)는 본드 헤드(102)에 가동식으로 결합된 본드 아암 또는 액추에이터(100)를 포함한다. 콜릿(104)은 반도체 디바이스 또는 다이를 유지하기 위한 본드 아암(100)의 단부 부분에 배치된다. 접합 장치(10)는 콜릿(104)을 향하고/반대편에 있는 접합 지지면(200) 또는 앤빌면을 갖는 앤빌 또는 접합 지지부(202)를 추가로 포함한다. 기준 핀(204)은 콜릿(104)과 결합하기 위하여 접합 지지부(202)의 전방 트랙(206)에 설치 또는 고정된다. 기준 핀(204)은 대안으로 또는 추가로 접합 지지부(202)의 후방 트랙(208)에 설치 또는 고정될 수 있다.
접합 지지면(200)에 대하여 본드 아암(100)을 레일 안내하는 배향은 본드 헤드(102)를 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 본드 헤드(102)는 접합 지지면(200)을 향하여 지향되는 본드 아암(100)을 레일 안내하는 배향을 변경하기 위하여 y축 둘레로 선회 또는 회전될 수 있다. 도 2b를 참조할 때, 본드 아암(100)은 또한 고정 스크류(106)의 조정 즉, 풀림 또는 조임에 의해서 y축 둘레로 선회 또는 회전될 수 있다. 본드 아암(100)은 또한 고정 스크류(106)의 조정에 의해서 x축 둘레로 선회 또는 회전될 수 있다. 따라서, 본드 아암 기울기 즉, 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)는 본드 아암(100)을 조정함으로써 변화될 수 있다. 이상적으로, 기울기 각도(α)는 본드 아암(100) 및 접합 지지면(200) 사이의 각도(α')가 정확하게 90°가 되도록 제로 또는 0°이고, 여기서 α' = 90°- α이다.
일부 실시예들에서, 본드 아암(100)은 본드 헤드(102)에 직각이 아닐 수 있다. 즉, 본드 아암(100) 및 본드 헤드(102) 사이의 결합 각도(β)는 정확히 90°가 아닐 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b는 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 여러 확대된 본드 아암 기울기들 및 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 차후 정렬을 각각 도시한다. 본드 헤드(102)의 하면(112)은 접합 지지면(200)과 평행하지만, 결합 각도(β)는 접합 지지면에 대해서 90°가 아니다. 구체적으로 본드 아암(100) 및 본드 헤드(102) 사이의 결합부 또는 조인트에서, 하면(112)과 직각이고 하면을 통과하는 길이방향 축(110)이 있다. 본드 아암(100)은 도 3b에 도시된 것과 같이, 접합 지지면(200)을 향하여 지향되는 본드 아암(100)의 방향을 변경하기 위하여 길이방향 축(110) 둘레에 회전할 수 있고, 결합 각도(β)는 90°에 더 가깝고 기울기 각도(α)는 0°에 더 가깝다.
따라서, 본드 아암(100)은 복수의 회전 각도 위치들을 통해서 길이방향 축(110) 둘레를 회전할 수 있다. 이들 회전 각도 위치들 중 일부는 다른 회전 각도 위치들보다 0°에 더 가까운 기울기 각도(α)가 될 수 있다. 도 4a의 흐름도 및 도 4b에 있는 본드 아암(100)의 회전 경로 또는 레볼루션(50)을 참조하는 여러 실시예들에서, 접합 공중 중에 기판(30)을 지지하기 위한 접합 지지면(200)에 대하여 본드 아암(100)을 자동 정렬하기 위한 방법(300)이 있다. 넓게, 상기 방법(300)은:
a. 상기 본드 아암(100)에 가동식으로 결합된 본드 헤드(102)를 통해서 길이방향 축(110) 둘레의 제 1 레볼루션(50)을 위해 상기 본드 아암(100)을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션(50)은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들(40)을 포함하는, 상기 회전시키는 단계(302);
b. 각각의 상기 복수의 회전 각도 위치들(40)에서 상기 본드 아암(100)의 회전을 정지시키는 단계(304);
c. 상기 각각의 회전 각도 위치(40)에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면(200)에 대한 상기 본드 아암(100)의 기울기 각도를 결정하는 단계(306); 그리고
d. 상기 본드 아암(100)이 상기 접합 지지면(200)과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 회전 각도 위치(40)를 선택하는 단계(308)를 포함한다.
본드 아암(100)이 접합 지지면(200)에 대해서 오정렬되면, 상기 방법(300)은 상기 본드 아암(100)이 상기 접합 지지면(200)에 대해서 실질적으로 직각으로 정렬될 때까지 상기 본드 아암(100)을 정렬 또는 조정하도록 실행된다. 본드 아암(100)이 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 선택된 회전 각도 위치(40)로 회전되면, 상기 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 정렬은 실질적으로 직각인 것으로 고려된다. 선택된 회전 각도 위치(40)에서, 본드 아암(100)은 접합 지지면(200)과 정확하게 직각으로 정렬될 수 없다는 것을 이해할 것이다.
본드 아암(100)은 하면(112)이 가능한 방법(300)을 실행하기 전에 접합 지지면(200)과 평행하지만, 인간의 결핍 및/또는 제조 결함들은 유사 정도를 제한할 수 있고, 그에 의해서 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)에 영향을 미친다. 본드 아암(100)의 회전은 서보모터 또는 스테퍼 모터 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 기구에 의해서 구동될 수 있다. 회전 각도 위치(40)는 사전 규정되고 제 1 레볼루션(50) 즉 360°회전을 가로질러 분포된다. 회전 각도 위치(40)는 바람직하게는 연속적인 회전 각도 위치(40)들의 모든 쌍 사이의 간격이 동일하도록 균일하게 분포된다. 제 1 레볼루션(50)에 대한 사전 규정된 회전 각도 위치(40)들의 수가 상이할 수 있고 동일 간격으로 균일하게 분포되지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 추가로, 임의의 쌍의 회전 각도 위치(40)들 사이의 각도 분리도 역시 상이할 수 있고, 예를 들어 90°또는 22.5°이고 모든 구별 쌍에 대해서 동일하지 않을 수 있다. 단계(306)에서 기울기 각도 계산 공정의 반복 수들은 회전 각도 위치(40)들의 수와 대응한다.
제 1 선택 공정(400)
방법(300)의 일 실시예는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 기술된다. 방법(300)은 접합 지지면(200)에 대하여 본드 아암(100)을 자동 정렬시키기 위한 제 1 선택 공정(400)을 포함한다. 제 1 선택 공정(400)은 상기 본드 아암(100)에 가동식으로 결합된 본드 헤드(102)를 통해서 길이방향 축(110) 둘레의 제 1 레볼루션(50a)을 위해 상기 본드 아암(100)을 회전시키는 단계(402)로서, 상기 제 1 레볼루션(50a)은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들(40)을 포함하는, 상기 회전시키는 단계(402)를 포함한다. 예를 들어 도면부호 40a 및 40b 사이 또는 도면부호 40b 및 40c 사이의 연속적인 회전 각도 위치들(40a-40h)의 모든 쌍이 개별적으로 45°가 되도록, 360°의 제 1 레볼루션(50a)은 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)로 경계 표시된다. 표 1은 도 4b 및 도 5b를 참조하여 기준 라인(RL)으로부터의 각각의 각도 분리들 및 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)을 제시한다.
표 1: 제 1 선택 공정(400)에서의 회전 각도 위치들
회전 각도 위치 기준 라인(RL)로부터의 각도 분리
40a 0°/360°
40b 45°
40c 90°
40d 135°
40e 180°
40f 225°
40g 270°
40h 315°
제 1 선택 공정(400)은 복수의 회전 각도 위치들(40a-40h)의 각각에서 본드 아암(100)의 회전을 정지시키는 단계(404), 및 각각의 회전 각도 위치들(40a-40h)을 각각 정지시키는 동안 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)를 결정하는 단계(406)를 추가로 포함한다. 특히, 단계(406)에서, 기울기 각도(α)는 기울기 각도 계산 공정(500)으로부터 결정된다. 제 1 레볼루션(50a)에서, 본드 아암(100)은 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)을 통해서 회전한다. 회전 각도 위치들(40a-40h)의 각각에서, 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행하기 위해서 회전이 정지 또는 일시 중지된다.
비록 본드 아암(100)이 회전이 개시되기 전에 즉시 그리고 회전이 종료된 후에 즉시 정지 상태로 잔류하지만, 본드 아암(100)의 이들 정지 위치들은 단계(404)에서 정지되는 것으로 해석될 수 있다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 회전이 개시되기 전에 즉, 다른 7개의 회전 각도 위치들(40b-40h) 직전에 제 1 정지에서 0°의 각도 분리에 대응하는 회전 각도 위치들(40a)에서 실행될 수 있다. 대안으로, 기울기 각도 계산 공정(500)은 회전이 종료된 직후 즉, 다른 7개의 회전 각도 위치들(40b-40h) 직후에 최종 정지에서 360°의 각도 분리에 대응하는 회전 각도 위치(40a)에서 마지막으로 실행될 수 있다.
기울기 각도 계산 공정(500)
도 6a 및 도 6b를 참조할 때, 기울기 각도 계산 공정(500)은 접합 지지면(200)과 직각으로 배열된 기준 핀(204)으로 본드 아암(100) 상의 3개 이상의 구별 지점들(114)의 높이를 탐색하는 단계를 포함한다. 특히, 3개 이상의 구별 지점들(114)은 본드 아암(100)의 단부 부분에 배치된 콜릿(104)의 콜릿면(116) 상에서 사전 규정된다. 적어도 3개의 구별 지점들(114)은 콜릿면(116) 상의 평면을 규정하기 위하여 필요하다는 것을 이해할 것이다. 바람직하게는, 3개 이상의 구별 지점들(114)은 반도체 디바이스(20)를 접촉 및 유지하는데 사용된 콜릿면(116)의 주변 영역(118)에 위치한다. 또한, 콜릿면(116) 상의 3개 이상의 구별 지점들(114)은 콜릿면(116) 상의 편차의 경우에 평면 규정을 더욱 정확하게 할 것이다.
기울기 각도 계산 공정(500)은 기준 핀(204)이 콜릿면(116) 상의 3개 이상의 구별 지점들(114)과 각각 결합하도록, 기준 핀(204)에 대하여 본드 아암(100)을 변위시키거나 또는 작동시키는 단계를 포함한다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 콜릿면(116) 상의 3개 이상의 구별 지점들(114)의 탐색된 높이들에 기초하여 접합 지지면(200)에 대해서 콜릿면(116)의 평면 경사를 계산하는 단계를 추가로 포함한다. 이상적으로, 모두 3개 이상의 구별 지점들(114)의 탐색된 높이들은 동일하여, 콜릿면(116)이 기준 핀(204)과 직각이고 접합 지지면(200)과 평행하다. 접합 지지면(200)에 대한 콜릿면(116)의 평면 경사는 제로이다. 그러나, 적어도 하나의 구별 지점(114)이 다른 것들보다 상이한 탐색 높이를 가지면, 평면 경사는 제로가 아니다.
기울기 각도 계산 공정(500)의 일 실시예는 도 6c를 추가로 참조하여 기술된다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 콜릿면(116) 상에 사전 규정된 4개 구별 지점들(114a-114d)이 있다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 콜릿면(116)이 기준 핀(204), 예를 들어 바로 위를 향할 때까지 기준 핀(204)을 향하여 x-y 평면을 따라 본드 아암(100)을 변위시키는 단계(502)를 포함한다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 제 1 구별 지점(114a)이 기준 핀(204)의 팁(204a)을 직접 향할 때까지 x-y 평면을 따라 본드 아암(100)을 변위시키는 단계(504)를 추가로 포함한다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 기준 핀(204)의 팁(204a)이 제 1 구별 지점(114a)과 결합 또는 접촉할 때까지 z-축을 따라서 본드 아암(100)을 변위시키는 단계(506)를 추가로 포함한다. z-축을 따른 본드 아암(100)의 변위 즉, 기준 핀(204)의 팁(204a)을 향하여 z-축을 따라서 제 1 구별 지점(114a)에 의해 이동한 거리는 예를 들어, 접합 장치(10)에 접속된 컴퓨팅 디바이스에 의해서 단계(508)에서 계산된다. 후속 단계(510)에서, 접합 지지면(200)에 대한 제 1 구별 지점(114a)의 탐색된 높이는 기준 핀(204)의 높이를 알 때 z-축을 따른 제 1 구별 지점(114a)의 변위로부터 계산된다. 기울기 각도 계산 공정(500)은 단계(508)에서 계산된 동일 변위에 대한 z축을 따라서 반대 방향으로 본드 아암(100)을 변위시키는 단계(512)를 추가로 포함한다.
기울기 각도 계산 공정(500)은 모두 4개 구별 지점들(114a-114d)에 대한 탐색된 높이들이 계산되었는지를 결정하는 단계(514)를 추가로 포함한다. 만약, 아니라면, 단계(514)가 잔여 구별 지점들(114a-114d)의 각각에 대한 단계들(504,506,508,510)을 반복하도록 실행된다. 본 예에서, 단계들(504,506,508,510)은 잔여 3개의 구별 지점들(114b-114d)에 대해서 반복된다.
모두 4개 구별 지점들(114a-114d)에 대한 모든 탐색된 높이들이 계산된 후에, 단계(514)는 4개 구별 지점들(114a-114d)의 탐색된 높이들에 기초하여 접합 지지면(200)에 대한 콜릿면(116)의 평면 경사를 계산하는 단계(516)로 진행한다. 기울기 각도(α)는 평면 경사에 기초하여 후속 단계(518)에서 계산될 수 있다. 이상적으로, 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α) 및 콜릿면(116)의 평면 경사는 제로이다. 따라서, 단계 기울기 각도 계산 공정(500)은 회전 각도 위치들(40a-40h)의 각각에 대한 기울기 각도(α) 및 콜릿면(116)의 평면 경사를 계산한다.
모두 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)에 대한 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행한 후에, 단계(406)는 모두 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)로부터 모든 기울기 각도들(α) 중에서 최소 기울기 각도(α1)를 결정하는 단계(408)로 진행한다. 제 1 선택 공정(400)은 최소 기울기 각도(α1)가 사전 규정된 사양을 만족시키는지를 결정하는 단계(410)를 추가로 포함한다. 사전 규정된 사양은 접합 지지면(200)에 대한 콜릿면(116)의 허용가능한 평면 경사에 한계값을 제공한다. 예를 들어, 사전 규정된 사양은 1㎛/㎜일 수 있고, 이는 수평 변위의 모든 1㎜에 대한 1㎛의 수직 변위를 의미하도록 해석된다. 각도 용어에서, 1㎛/㎜의 사전 규정된 사양은 0.001 래디안 또는 0.0573°의 각도에 대응한다. 사전 규정된 사양은 접합 공정 및/또는 접합 장치(10)의 요구조건 또는 작동 억제조건에 따라서 변화될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
최소 기울기 각도(α1)는 α1의 값이 0.0573°를 초과하지 않으면, 사전 규정된 사양, 예를 들어, 1㎛/㎜ 또는 0.0573°를 만족, 충족시키거나 또는 순응한다. 만약, 최소 기울기 각도(α1)가 사전 규정된 사양을 만족시키면, 단계(410)는 최소 기울기 각도(α1)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 [40a-40h 중 하나로부터의] 회전 각도 위치를 선택하는 단계(412)로 진행한다. 이러한 선택된 회전 각도 위치들(40a-40h)에서, 본드 아암(100)은 사전 규정된 사양이 만족되도록 접합 지지면(200)에 실질적으로 직각이다. 제 1 선택 공정(400)은 단계(412) 후에 종료할 수 있고 선택된 회전 각도 위치는 접합 공정에 대해서 사용될 수 있다. 선택적으로, 단계(412)는 선택된 회전 각도 위치에서 제 3 선택 공정(700)을 실행하는 단계(414)로 진행할 수 있다.
반대로, 최소 기울기 각도(α1)가 사전 규정된 사양을 만족시키지 않으면, 이는 모두 8개의 회전 각도 위치들(40a-40h)로부터 기울기 각도들(α) 중 어느 것도 사전 규정된 사양을 만족시키지 않는 것을 의미한다. 접합 공정에 대한 [40a-40h 중 하나로부터의] 적당한 회전 각도 위치는 제 1 선택 공정(400)으로부터 발견될 수 없다. 단계(410)는 제 2 선택 공정(600)을 실행하는 단계(416)로 진행할 수 있다. 대안으로, 제 2 선택 공정(600) 대신에, 제 3 선택 공정(700)은 비록 기울기 각도(α)가 사전 규정된 사양을 만족시키지 않아도 최소 기울기 각도(α1)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 [40a-40h 중 하나로부터의] 회전 각도 위치에서 실행될 수 있다.
제 2 선택 공정(600)
제 2 선택 공정(600)은 도 7a 및 도 7b를 참조하여 기술된다. 제 2 선택 공정(600)은 제 2 레볼루션(50b)에 대한 본드 아암(100)을 길이방향 축(110) 둘레로 회전시키는 단계(602)를 포함하고, 제 2 레볼루션(50b)은 [또한 제 1 회전 각도 위치들(40)을 참조함] 제 1 레볼루션(50a)의 사전 규정된 회전 각도 위치들(40)로부터 상이한 복수의 제 2 회전 각도 위치들(60)을 포함한다. 제 2 회전 각도 위치들(60)은 제 1 회전 각도 위치들(40) 중 어느 것과 일치하지 않은 상태에서 제 2 레볼루션(50b) 즉, 360°회전을 가로질러 한정되고 분포된다. 특히, 각각의 제 2 회전 각도 위치(60)는 실질적으로 한 쌍의 연속적 제 1 회전 각도 위치들(40)을 분할하거나 또는 사이에 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 360°의 제 2 레볼루션(50b)은 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)로 경계 표시되어서, 모든 쌍의 연속적 제 2 회전 각도 위치들(60) 예를 들어 도면부호 60a 및 60b 사이 또는 도면부호 60b 및 60c 사이는 45°이격된다. 표 2는 도 7b를 참조하여 기준 라인(RL)으로부터의 각각의 각도 분리들 및 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)을 제시한다.
표 2: 제 2 선택 공정(600)에서의 제 2 회전 각도 위치들
제 2 회전 각도 위치 기준 라인(RL)로부터의 각도 분리
60a 22.5°
60b 67.5°
60c 112.5°
60d 157.5°
60e 202.5°
60f 247.5°
60g 292.5°
60h 337.5°
유사하게, 제 2 회전 각도 위치들(60)이 모든 쌍의 연속적 제 2 회전 각도 위치들(60)이 동일하도록 균일하게 분포될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 제 2 레볼루션(50b)에 대한 사전 규정된 제 2 회전 각도 위치들(60)의 수는 상이하다는 것 예를 들어, 4 또는 16이고 동일 간격으로 균일하게 분포되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 추가로, 임의의 쌍의 연속적 제 2 회전 각도 위치들(60) 사이의 각도 분리는 또한 상이하다는 것 예를 들어 90°또는 22.5°이고 모든 구별 쌍에 대해서 동일하지 않다.
제 2 선택 공정(600)은 복수의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)의 각각에서 본드 아암(100)의 회전을 정지시키는 단계(604) 및 각각의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)에서 각각의 정지 중에 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)를 결정하는 단계(606)를 추가로 포함한다. 특히, 단계(606)에서, 기울기 각도(α)는 기울기 각도 계산 공정(500)으로부터 결정된다.
모두 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)에 대한 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행한 후에, 제 2 선택 공정(600)은 모두 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)로부터 모든 기울기 각도들(α) 중 최소 기울기 각도(α2)를 결정하는 단계(608)로 진행한다. 제 2 선택 공정(600)은 최소 기울기 각도(α2)가 사전 규정된 사양을 만족시키는지를 결정하는 단계(610)를 추가로 포함한다.
최소 기울기 각도(α2)가 사전 규정된 사양을 만족시키면, 단계(610)는 최소 기울기 각도(α2)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 [60a-60h 중 하나로부터의] 제 2 회전 각도 위치를 선택하는 단계(612)로 진행한다. 이러한 선택된 회전 각도 위치에서, 본드 아암(100)은 사전 규정된 사양이 만족되도록 접합 지지면(200)에 실질적으로 직각이다. 제 2 선택 공정(600)은 단계(612) 후에 종료할 수 있고 선택된 회전 각도 위치는 접합 공정에 대해서 사용될 수 있다. 선택적으로, 단계(612)는 선택된 회전 각도 위치에서 제 3 선택 공정(700)을 실행하는 단계(614)로 진행할 수 있다.
반대로, 최소 기울기 각도(α2)가 사전 규정된 사양을 만족시키지 않으면, 이는 모두 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h)로부터 기울기 각도들(α) 중 어느 것도 사전 규정된 사양을 만족시키지 않는 것을 의미한다. 접합 공정에 대한 [60a-60h 중 하나로부터의] 적당한 회전 각도 위치는 제 1 선택 공정(400) 및 제 2 선택 공정(600)으로부터 발견될 수 없다. 단계(610)는 비록 기울기 각도(α)가 사전 규정된 사양을 만족시키지 않아도 최소 기울기 각도(α2)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 [60a-60h 중 하나로부터의] 회전 각도 위치에서 제 3 선택 공정(700)을 실행하는 단계(616)로 진행할 수 있다. 만약 [제 1 선택 공정(400)으로부터의] α1이 [제 2 선택 공정(600)으로부터의]α2보다 작으면, 제 3 선택 공정(700)은 대신에 최소 기울기 각도(α1)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 회전 각도 위치 즉, 제 1 선택 공정(400)으로부터 제 1 회전 각도 위치들(40a-40h) 중 하나의 위치에서 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
제 3 선택 공정(700)
제 3 선택 공정(700)은 도 8a를 참조하여 기술된다. 상술한 바와 같이, 제 3 선택 공정(700)은 제 1 선택 공정(400) 및/또는 제 2 선택 공정(600)에서 선택적으로 실행되거나 또는 만약 적당한 회전 각도 위치가 발견될 수 없다면 제 2 선택 공정(600) 후에 실행될 수 있다. 제 3 선택 공정(700)은 더욱 적당한 회전 각도 위치를 발생하도록 추구하고 또한 미세 선회 공정으로서 기술될 수 있다. 넓게, 제 3 선택 공정(700)은 선택된 회전 각도 위치(40/60)를 포함하는 회전 각도 범위 내에 함께 더 인접하는 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70)을 가로질러 본드 아암(100)을 회전시키는 단계를 포함한다. 제 3 회전 각도 위치들(70)이 함께 더욱 인접할 때, 이들은 또한 더욱 미세한 회전 각도 위치들(70)로서 기술될 수 있다. 추가로, 선택된 회전 각도 위치(40/60)는 제 1 선택 공정(400) 또는 제 2 선택 공정(600)으로부터 미리 선택된, 사전 선택된 회전 각도 위치(40/60)로 기술될 수 있다. 최적의 회전 각도 위치가 제 1 선택 공정(400) 및 제 2 선택 공정(600) 후에 발견될 수 없다면, 제 3 선택 공정(700)은 선택적으로 실행될 수 있다. 최소 기울기 각도(α)를 갖는 회전 각도 위치(40/60)는 제 3 선택 공정(700)에 대한 채택된 회전 각도 위치로서 결정될 수 있다. 회전 각도 범위 및 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70)은 길이방향 축(110) 둘레에서 회전 경로 또는 부분 레볼루션(50c)을 따라 잔류한다.
제 3 선택 공정(700)은 각각의 제 3 회전 각도 위치들(70)에서 각각의 정지 중에 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 특히, 기울기 각도(α)는 기울기 각도 계산 공정(500)으로부터 결정된다. 만약, 제 3 회전 각도 위치들(70) 중 하나가 사전 선택된 회전 각도 위치(40/60)의 기울기 각도(α)보다 작은 기울기 각도(α)를 가진다면, 제 3 선택 공정(700)은 사전 선택된 회전 각도 위치(40/60)를 제 3 회전 각도 위치들(70) 중 하나로 교체한다. 따라서, 제 3 회전 각도 위치들(70) 중 하나는 그 다음 선택된 회전 각도 위치들(70)이 된다. 다르게는, 제 3 선택 공정(700)은 사전 선택된 회전 각도 위치(40/60)를 유지한다.
도 8b를 참조할 때, 단계(414)에서 실행된 제 3 선택 공정(700)의 제 1 예에서, 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)[기준 라인(RL)으로부터의 135°]는 사전 규정된 사양을 만족시키는 최소 기울기 각도(α1)에 대응하는 기울기 각도(α)를 가진다. 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)로부터 개시되는, 제 3 선택 공정(700)은 길이방향 축(110) 둘레의 부분 레볼루션에 대해서 본드 아암(100)을 회전시키는 단계(702)를 포함하고, 부분 레볼루션은 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)를 포함하는 회전 각도 범위 내에서 함께 더 인접하는 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70)을 포함한다.
사전 선택된 회전 각도 위치(40d)는 실질적으로 회전 각도 범위를 분할하거나 또는 사이에 있고 회전 각도 범위는 인접한 회전 각도 위치들(40c,40e)의 부근을 향하여 연장되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 제 1 레볼루션(50a)에 대한 회전 각도 위치(40)가 45°간격에 있을 때, 회전 각도 범위는 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)로부터 즉, 기준 라인(RL)에 대해서 115°내지 155°로부터 ±20°일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
회전 각도 범위는 제 1 레볼루션(50a)에 대한 간격보다 더욱 미세하거나 또는 작은 간격으로 경계 표시될 수 있다. 예를 들어, 회전 각도 범위는 5°간격으로 경계 표시되어서, 결과적으로 8개의 제 3 또는 더욱 미세한 회전 각도 위치들(70a-70h)[사전 선택된 회전 각도 위치(40d)를 배제함]이 얻어질 수 있다. 표 3은 기준 라인(RL)으로부터의 각각의 각도 분리들 및 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)을 제시한다.
표 3: 제 1 선택 공정(400) 이후에 제 3 선택 공정(700)의 제 3 회전 각도 위치들
제 3 회전 각도 위치 기준 라인(RL)로부터의 각도 분리
70a 115°
70b 120°
70c 125°
70d 130°
70e 140°
70f 145°
70g 150°
70h 155°
제 3 선택 공정(700)은 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)의 각각에서 본드 아암(100)의 회전을 정지시키는 단계(704) 및 각각의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)에서 각각의 정지 중에 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)를 결정하는 단계(706)를 추가로 포함한다. 특히, 단계(706)에서, 기울기 각도(α)는 기울기 각도 계산 공정(500)으로부터 결정된다.
모두 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)에 대한 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행한 후에, 제 3 선택 공정(700)은 모두 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h) 중에서 모든 기울기 각도들(α) 중 최소 기울기 각도(α3)를 결정하는 단계(708)로 진행한다. 제 3 선택 공정(700)은 최소 기울기 각도(α3)가 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)의 최소 기울기 각도(α1)보다 작은지를 결정하는 단계(710)를 추가로 포함한다. 만약 예이면, 단계(710)는 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)를 선택된 회전 각도 위치로서 최소 기울기 각도(α3)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h) 중 하나로 교체하는 단계(712)로 진행한다. α1이 사전 규정된 사양을 만족시키면, 그 다음 α1보다 작은 α3도 역시 사전 규정된 사양을 만족시킨다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 이러한 선택된 회전 각도 위치[(70a-70h) 중 하나]에서, 본드 아암(100)은 접합 지지면(200)에 실질적으로 직각으로 정렬된다.
반대로, 단계(710)가 최소 기울기 각도(α3)가 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)의 최소 기울기 각도(α1)보다 작지 않다는 사실을 결정하면, 그 때 단계(710)는 선택된 회전 각도 위치로서 사전 선택된 회전 각도 위치(40d)를 보유하는 단계(714)로 진행한다.
도 8c를 참조할 때, 단계(614)에서 실행된 제 3 선택 공정(700)의 제 2 예에서, 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)[기준 라인(RL)으로부터의 157.5°]는 사전 규정된 사양을 만족시키는 최소 기울기 각도(α2)에 대응하는 기울기 각도(α)를 가진다. 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)로부터 개시되는, 제 3 선택 공정(700)은 길이방향 축(110) 둘레의 부분 레볼루션에 대해서 본드 아암(100)을 회전시키는 단계(702)를 포함하고, 부분 레볼루션은 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)를 포함하는 회전 각도 범위 내에서 함께 더 인접하는 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)을 포함한다.
사전 선택된 회전 각도 위치(60d)는 실질적으로 회전 각도 범위를 분할하거나 또는 사이에 있고 회전 각도 범위는 인접한 회전 각도 위치들(60c,60e)의 부근을 향하여 연장되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)가 제 1 선택 공정(400) 후에 실행되는 제 2 선택 공정(600)의 결과이므로, 회전 각도 범위는 최인접 제 1 회전 각도 위치들, 구체적으로 40d[기준 라인(RL)으로부터 135°] 및 40e[기준 라인(RL)으로부터 180°]의 부근을 향하여 추가로 연장되지 않아야 한다.
이와 같이, 이 제 2 예에 대한 회전 각도 범위는 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)로부터 ±10°즉, 기준 라인(RL)에 대한 147.5° 내지 167.5°와 같이, 제 1 예보다 좁아진다. 회전 각도 범위는 제 1 예에 대한 간격들보다 더욱 미세하거나 또는 작은 간격으로 경계 표시될 수 있다. 회전 각도 범위는 2.5°간격으로 경계 표시되어서, 결과적으로 8개의 제 3 또는 더욱 미세한 회전 각도 위치들(70a-70h)[사전 선택된 회전 각도 위치(60d)를 배제함]이 얻어질 수 있다. 표 4는 기준 라인(RL)으로부터의 각각의 각도 분리들 및 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)을 제시한다.
표 4: 제 2 선택 공정(600) 이후에 제 3 선택 공정(700)의 제 3 회전 각도 위치들
제 3 회전 각도 위치 기준 라인(RL)로부터의 각도 분리
70a 147.5°
70b 150°
70c 152.5°
70d 155°
70e 160°
70f 162.5°
70g 165°
70h 167.5°
제 3 선택 공정(700)은 복수의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)의 각각에서 본드 아암(100)의 회전을 정지시키는 단계(704) 및 각각의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)에서 각각의 정지 중에 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 기울기 각도(α)를 결정하는 단계(706)를 추가로 포함한다. 특히, 단계(706)에서, 기울기 각도(α)는 기울기 각도 계산 공정(500)으로부터 결정된다.
모두 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h)에 대한 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행한 후에, 제 3 선택 공정(700)은 모두 8개의 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h) 중에서 모든 기울기 각도들(α) 중 최소 기울기 각도(α3)를 결정하는 단계(708)로 진행한다. 제 3 선택 공정(700)은 최소 기울기 각도(α3)가 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)의 최소 기울기 각도(α2)보다 작은지를 결정하는 단계(710)를 추가로 포함한다. 만약 예이면, 단계(710)는 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)를 선택된 회전 각도 위치로서 최소 기울기 각도(α3)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 제 3 회전 각도 위치들(70a-70h) 중 하나로 교체하는 단계(712)로 진행한다. α2가 사전 규정된 사양을 만족시키면, 그 다음 α2보다 작은 α3도 역시 사전 규정된 사양을 만족시킨다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 이러한 선택된 회전 각도 위치[(70a-70h) 중 하나]에서, 본드 아암(100)은 또한 접합 지지면(200)에 실질적으로 직각으로 정렬된다.
반대로, 단계(710)가 최소 기울기 각도(α3)가 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)의 최소 기울기 각도(α2)보다 작지 않다는 사실을 결정하면, 그 때 단계(710)는 선택된 회전 각도 위치로서 사전 선택된 회전 각도 위치(60d)를 보유하는 단계(714)로 진행한다.
도 8d를 참조할 때, 단계(616)에서 실행된 제 3 선택 공정(700)의 제 3 예에서, 제 3 선택 공정(700)은 채택된 회전 각도 위치(40/60)를 결정하는 단계(701)를 포함한다. 모든 회전 각도 위치들(40a-40h 및 60a-60h)로부터의 기울기 각도들(α) 중 어느 것도 사전 규정된 사양을 만족시키지 않기 때문에, 이들 중 하나가 채택된 회전 각도 위치(40/60)로서 결정된다. 주목하게는, 8개의 제 1 회전 각도 위치들(40a-40h) 중 하나는 최소 기울기 각도(α1)에 대응하고 8개의 제 2 회전 각도 위치들(60a-60h) 중 하나는 최소 기울기 각도(α2)에 대응한다. 예를 들어, 제 1 회전 각도 위치(40d)는 최소 기울기 각도(α1)를 가지며 제 2 회전 각도 위치(60d)는 최소 기울기 각도(α2)를 가진다. α1이 α2보다 작으면, 단계(701)는 제 1 회전 각도 위치(40d)를 채택된 회전 각도 위치(40d)로서 결정한다. α2가 α1보다 작으면, 단계(701)는 제 2 회전 각도 위치(60d)를 채택된 회전 각도 위치(60d)로서 결정한다.
채택된 회전 각도 위치(40d 또는 60d)로부터 개시되는, 제 3 선택 공정(700)의 단계들(702,704,706)은 상술한 예들을 기초하여 당업자에 의해서 쉽게 이해되는 바와 같이 실행된다. 제 3 각도 위치들(70)은 채택된 회전 각도 위치를 포함하는 회전 각도 범위 내에 잔류한다. 모든 제 3 각도 위치들(70)에 대한 기울기 각도 계산 공정(500)을 실행한 후에, 제 3 선택 공정(700)은 모든 제 3 각도 위치들(70)로부터 모든 기울기 각도들(α) 중 최소 기울기 각도(α3)를 결정하는 단계(708)로 진행한다. 제 3 선택 공정(700)은 최소 기울기 각도(α3)가 사전 규정된 사양을 만족시키는지를 결정하는 단계(709)를 추가로 포함한다. 만약 예이면, 단계(709)는 선택된 회전 각도 위치로서 최소 기울기 각도(α3)에 대응하는 기울기 각도(α)를 갖는 제 3 각도 위치(70)를 선택하는 단계(711)로 진행한다.
최소 기울기 각도(α3)가 사전 규정된 사양을 만족시키지 않으면, 이는 적당한 회전 각도 위치가 제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및 제 3 선택 공정(700) 이후에 발견될 수 없다는 것을 의미한다. 본드 아암(100)은 접합 지지면(200)과 실질적으로 직각으로 정렬될 수 없다. 따라서, 접합 공정은 불균일한 범프 평탄도, 불완전한 전기 접속 및/또는 콜드 조인트의 위험성이 커질 때 진행될 수 없다. 단계(709)는 접합 장치(10)에 접속된 컴퓨팅 디바이스에 메시지를 표시하는 단계(713)로 진행된다. 메시지는 회전 각도 위치들(40,60,70) 중 어느 것도 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도(α)를 갖지 않기 때문에, 접합 공정을 실행하기 위한 적당한 회전 각도 위치는 발견될 수 없다는 것을 접합 장치(10)의 사용자에게 알린다. 사용자는 그 다음 도 2b에 대해서 상술한 바와 같이, 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 배향을 변경하기 위하여 접합 장치(10), 특히 본드 아암(100) 및/또는 본드 헤드(102)를 수동으로 조정하도록 요구될 수 있다.
제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및 제 3 선택 공정(700)의 흐름도
도 9의 흐름도는 제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및 제 3 선택 공정(700)을 포함하는 방법(300)을 요약한다. 방법(300)은 유리하게는, 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 자동 정렬을 제공한다. 특히, 본드 아암(100)은 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도(α)를 갖는 선택된 회전 각도 위치로 정렬되어서, 본드 아암(100)이 접합 지지면(200)과 실질적으로 정렬된다. 상술한 바와 같이, 도 3a는 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 확대된 본드 아암 기울기를 개략적으로 도시한다. 도 3a에 도시된 회전 각도 위치에서, 기울기 각도(α)는 대략 30°에서 더 크고, 이는 사전 규정된 사양을 만족시키지 않으며 여기서 본드 아암(100)은 접합 지지면(200)과 실질적인 직각으로 정렬되지 않는다. 도 3b는 방법(300)에 의한 정렬 후에 본드 아암(100)의 확대된 본드 아암 기울기를 개략적으로 도시한다. 도 3b에 도시된 회전 각도 위치에서, 기울기 각도(α)는 실질적으로 0°에 가깝고 사전 규정된 사양을 만족시켜서, 본드 아암(100)은 접합 지지면(200)과 실질적으로 직각으로 정렬된다.
방법(300)의 여러 공정 및 단계들은 전자적으로 또는 컴퓨팅 디바이스를 통해서 실행되기 때문에, 적당한 또는 최적의 회전 각도 위치는 최소의 사용자 개입으로 자동으로 실행될 수 있다. 방법(300)을 실행하기 위한 접합 장치(10)의 여러 구성요소들의 작동 및 변위는 당업자에게 공지된 바와 같이, 자동 기구 및/또는 로봇에 의해서 실행될 수 있다. 오정렬된 본드 아암의 본드 아암 정렬 또는 조정에 대한 자동 접근방안은 필요한 시간을 상당히 감소시키고 접합 공정은 더욱 효율적으로 될 수 있다. 특히, 방법(300)은 제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및/또는 제 3 선택 공정(700)의 사전 세팅된 여러 파라미터들로 10분 미만의 최대 필요한 시간으로 신속하다. (사전 규정된 사양을 만족시키는) 본드 아암 기울기의 허용가능한 범위가 발견될 수 없을 때만 단지 사용자 개입이 필요하기 때문에, 모든 공구 교체와 같은 기계적 조정의 시행착오 접근방안이 제거되거나 또는 상당히 감소된다.
선택된 회전 각도 위치는 차후에 플립 칩 접합 공정을 실행하기 위한 본드 아암(100)의 준비 위치로서 사용되었다. 다시 도 1a를 참조할 때, 선택된 회전 각도 위치에서 접합 공정을 실행함으로써, 본드 아암(100)에서 콜릿(104)의 콜릿면(116)에서 유지된 반도체 디바이스(20)는 접합 지지면(200) 상에 배치되거나 또는 지지되는 기판(30)의 패드면(32)에 균일하게 접합될 수 있다. 실질적으로 균일한 범프 평탄도는 솔더 범프(22)가 패드면(32)과 균일하게 접합될 수 있을 때 달성될 수 있고, 반도체 디바이스(20) 및 패드면(32) 사이의 전기 접속이 완성된다. 더우기, 접합 공정 중에 패드면(32) 및 반도체 디바이스(20) 사이의 콜드 조인트의 위험성은 제거되거나 또는 적어도 상당히 완화된다.
선택된 회전 각도 위치는 본드 아암(100)이 실질적으로 접합 지지면(200)에 직각이 되게 하고 그리고 대응하게 콜릿면(116)이 접합 지지면(200)과 실질적으로 평행할 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 콜릿(104)은 원형이고 접합 지지면(200)으로부터 투시한 원형 콜릿면(116)의 배향은 기울기 각도(α)와 비교할 때 중요하지 않다. 원형 콜릿면(116)은 그 중심 둘레를 회전할 때 실질적으로 불변 상태로 잔류한다. 그러나, 일부 다른 실시예들에서, 콜릿(104)은 다른 형상을 가질 수 있고 콜릿면(116)은 그 중심 둘레를 회전할 때 불변이 아니다. 예를 들어, 콜릿(104)은 직사각형이고 직사각형 콜릿면(116)의 배향은 더욱 중요해진다. 직사각형 콜릿(104)과 함께 접합 공정을 실행하기 위하여, 적어도 2개의 기준이 만족되어야 한다:
i. 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도(α); 및
ii. 접합 지지면(200)과 정렬된 직사각형 콜릿면(116).
적당한 또는 최적의 회전 각도 위치를 발견하기 위하여 길이방향 축(110) 둘레를 본드 아암(100)이 회전하는 동안, 직사각형 콜릿면(116)의 배향은 변경될 수 있고 콜릿면(116)에 유지된 반도체 디바이스(20)의 배향과 오정렬될 수 있다. 따라서, 선택된 회전 각도 위치에서, 기울기 각도(α)가 사전 규정된 사양을 만족시킬 수 있지만, 직사각형 콜릿(104)이 반도체 디바이스(20)의 배향과 오정렬될 수 있다. 하나의 가능한 해결방안은 접합 지지면(200)에 대한 본드 아암(100)의 위치 및 배향을 유지하면서, 반도체 디바이스(20)의 배향과 정렬되도록 직사각형 콜릿(104)을 선회 또는 회전시키도록 추가로 모터를 사용하는 것이다. 따라서, 본드 아암(100)은 직사각형 콜릿(104)이 본드 아암(100)에 대해서 선회/회전되는 동안 고정 상태로 잔류된다.
다른 가능한 해결방안은 직사각형 콜릿(104)이 반도체 디바이스(20)의 배향과 항상 정렬 상태로 잔류하도록 직사각형 콜릿(104)을 고정하는 것이다. 방법(300)은 직사각형 콜릿(104)이 본드 아암(100)에 대해서 고정된 후에 실행된다. 여기서, 방법(300) 중에, 단지 본드 아암(100)은 직사각형 콜릿(104)이 반도체 디바이스(20)의 배향과 정렬 상태로 잔류하는 동안 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도(α)를 갖는 회전 각도 위치를 발견하도록 이동하거나 또는 회전된다. 직사각형 콜릿(104)은 가이드 핀과 같은 로킹 기구에 의해서 고정될 수 있다.
제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및 제 3 선택 공정(700)을 포함하는 방법(300)은 접합 장치(10) 및 이에 접속된 컴퓨팅 디바이스를 포함하는 시스템에서 실행될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 프로세서 및 컴퓨터 판독형 지시들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함하고, 상기 지시들이 실행될 때, 프로세서는 방법(300)의 여러 단계들을 실행한다. 따라서, 방법(300)은 연산 방법(300)으로 기술될 수 있다. 프로세서는 대안으로 메모리 또는 메모리 디바이스와 통신하는 CPU 또는 중앙 프로세서로 기술될 수 있다. 메모리는 본 개시물의 실시예들에 따른 방법(300)의 여러 단계들을 실행하기 위하여 프로세서에 의해서 작동되는 비일시적인 컴퓨터 판독형 지시들을 저장한다. 메모리는 일부 내용에서 컴퓨터 판독형 매체 및/또는 비일시적인 컴퓨터 판독형 매체로서 기술될 수 있다. 비일시적인 컴퓨터 판독형 매체는 모든 컴퓨터 판독형 매체를 포함하고, 유일한 예외는 본질적으로 일시적인 전파 신호이다.
컴퓨팅 디바이스는 사용자에게 메시지들을 표시, 예를 들어 경보 및 통지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 단계(713)에서, 메시지는 적당한 회전 각도 위치가 플립 칩 접합 공정을 실행하기 위해 발견될 수 없다는 것을 사용자에게 통보하도록 표시된다. 컴퓨팅 디바이스는 사용자가 반응을 입력하도록 프롬프트(prompt)를 제공하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 선택적인 단계들(414,614)에서와 같이 사용자가 제 3 선택 공정(700)을 지속되는지를 결정하도록 신속하게 조치할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 사용자 입력, 예를 들어, 방법(300)의 여러 스테이지들 또는 더욱 구체적으로 제 1 선택 공정(400), 제 2 선택 공정(600) 및 제 3 선택 공정(700)의 여러 단계들에서 예/아니오 선택사항을 선택하게 요구하도록 추가로 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
전술한 상세한 설명에서, 접합 지지면에 대해 본드 아암을 자동으로 정렬하기 위한 방법 및 시스템과 관련하여 본 개시물의 실시예가 제공된 도면을 참조하여 설명된다. 본원의 다양한 실시예의 설명은 단지 본 개시물의 명시적 또는 특정 표현을 불러내거나 제한하기 위한 것이 아니라 본 개시물의 비제한적인 실시예를 예시하기 위한 것이다. 본 개시물은 선행 기술과 관련된 언급된 문제점 및 쟁점 중 적어도 하나를 처리하는 역할을 한다. 본 개시물의 일부 실시예만이 본원에 개시되어 있지만, 당업자가 본 개시물 내용을 고려하여 본 개시물의 범위를 벗어나지 않고 개시된 실시예를 다양한 변경하고 그리고/또는 변형시킬 수 있음이 당업자에게는 명백할 것이다. 그러므로, 이하의 청구범위의 범주뿐만 아니라 개시물의 범위는 본원에 기술된 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (11)

  1. 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬하기 위한 방법에 있어서,
    상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 본드 헤드를 통해서 길이방향 축 둘레의 제 1 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들을 포함하는, 상기 회전시키는 단계;
    상기 복수의 회전 각도 위치들의 각각에서 상기 본드 아암의 회전을 정지시키는 단계;
    상기 각각의 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계; 그리고
    상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이방향 축 둘레의 제 2 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계를 포함하는 제 2 선택 공정을 실행하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제 2 레볼루션은 상기 제 1 레볼루션의 사전 규정된 회전 각도 위치들과 상이한 복수의 제 2 회전 각도 위치들을 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 선택 공정은 상기 각각의 제 2 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 선택 공정은 상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 상기 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 제 2 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 선택된 회전 각도 위치를 포함하는 회전 각도 범위 내에서 함께 더욱 인접한 복수의 제 3 회전 각도 위치들을 가로질러 상기 본드 아암을 회전시키는 단계를 포함하는 제 3 선택 공정을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 선택 공정은 각각의 더 미세한 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기울기 각도를 결정하는 단계는 상기 접합 지지면에 직각으로 배열된 기준 핀으로 상기 본드 아암의 콜릿면 상에 있는 3개 이상의 구별 지점들의 높이들을 탐색하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기울기 각도를 결정하는 단계는 상기 기준 핀이 상기 콜릿면 상의 각각의 3개 이상의 구별 지점들과 결합하도록, 상기 본드 아암을 상기 기준 핀에 대해서 변위시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기울기 각도를 결정하는 단계는 상기 콜릿면 상의 3개 이상의 구별 지점들의 탐색된 높이들에 기초하여 상기 접합 지지면에 대한 상기 콜릿면의 평면 경사를 계산하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 사전 규정된 사양은 상기 접합 지지면에 대한 상기 콜릿면의 허용가능한 평면 경사에 대하여 한계값을 제공하는 방법.
  11. 접합 지지면에 대해서 본드 아암을 자동 정렬하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    접합 공정을 실행하기 위한 접합 장치로서,
    상기 본드 아암;
    상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 본드 헤드; 및
    상기 접합 공정 중에 기판을 지지하기 위한 상기 접합 지지면을 포함하는, 상기 접합 장치를 포함하고; 그리고
    상기 시스템은 상기 접합 장치에 연결된 컴퓨팅 디바이스로서, 프로세서 및 컴퓨터 판독가능한 지시들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함하는, 상기 컴퓨팅 디바이스를 추가로 포함하고; 상기 지시들이 실행될 때, 상기 프로세서는:
    상기 본드 아암에 가동식으로 결합된 상기 본드 헤드를 통해서 길이방향 축 둘레의 제 1 레볼루션을 위해 상기 본드 아암을 회전시키는 단계로서, 상기 제 1 레볼루션은 복수의 사전규정된 회전 각도 위치들을 포함하는, 상기 회전시키는 단계;
    상기 복수의 회전 각도 위치들의 각각에서 상기 본드 아암의 회전을 정지시키는 단계;
    상기 각각의 회전 각도 위치에서의 각각의 정지 중에 상기 접합 지지면에 대한 상기 본드 아암의 기울기 각도를 결정하는 단계; 그리고
    상기 본드 아암이 상기 접합 지지면과 실질적인 직각으로 정렬되도록, 사전 규정된 사양을 만족시키는 기울기 각도를 갖는 상기 본드 아암의 회전 각도 위치를 선택하는 단계를 포함하는 단계들을 실행하는 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101972363B1 (ko) * 2014-08-13 2019-08-16 가부시키가이샤 신가와 실장 장치 및 측정 방법
KR101949591B1 (ko) * 2017-05-24 2019-02-19 주식회사 프로텍 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 장치
KR101966528B1 (ko) * 2017-06-30 2019-04-08 주식회사 프로텍 경사 리드를 구비한 연성 소재 부품 본딩 방법
US11121113B2 (en) * 2020-01-16 2021-09-14 Asm Technology Singapore Pte Ltd Bonding apparatus incorporating variable force distribution
CN112992735B (zh) * 2021-02-07 2021-09-10 锋睿领创(珠海)科技有限公司 半导体键合位姿补偿修复方法、装置及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000124232A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Toshiba Corp 平行度測定装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3022613B2 (ja) * 1991-02-27 2000-03-21 株式会社カイジョー ワイヤボンディング装置
EP1063186A1 (en) * 1997-12-03 2000-12-27 Nikon Corporation Substrate transferring device and method
US6135702A (en) * 1998-06-03 2000-10-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus for automated loading of wafer cassette
US6739036B2 (en) * 2000-09-13 2004-05-25 Fuji Machine Mfg., Co., Ltd. Electric-component mounting system
JP2002204096A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Fuji Mach Mfg Co Ltd 電気部品装着システムおよび電気部品装着方法
JP4620285B2 (ja) * 2001-05-14 2011-01-26 富士機械製造株式会社 電気部品装着システムの運転方法
JP4616514B2 (ja) * 2001-06-07 2011-01-19 富士機械製造株式会社 電気部品装着システムおよびそれにおける位置誤差検出方法
KR100393231B1 (ko) * 2001-08-16 2003-07-31 삼성전자주식회사 이온주입장치에서의 회전축과 회전체의 연결시스템
JP2003068695A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
DE10147922A1 (de) * 2001-09-28 2003-04-30 Siemens Dematic Ag Bestückkopf zum Halten von Bauteilen
CH696615A5 (de) * 2003-09-22 2007-08-15 Esec Trading Sa Verfahren für die Justierung des Bondkopfs eines Die Bonders.
JP3993157B2 (ja) * 2003-10-23 2007-10-17 株式会社新川 ボンディング装置
US8293043B2 (en) * 2006-07-24 2012-10-23 Asm Assembly Automation Ltd Automatic level adjustment for die bonder
JP2008213129A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Seiko Epson Corp 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム
JP4497176B2 (ja) * 2007-06-06 2010-07-07 パナソニック株式会社 電子部品のボンディング装置
EP2975475B1 (en) * 2007-11-02 2019-05-08 Makino Milling Machine Co. Ltd. Method for preparing error map and numerically controlled machine tool having error map preparation function
SG173943A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-29 Ah Yoong Sim Rotary die bonding apparatus and methodology thereof
JP4880055B2 (ja) * 2010-06-04 2012-02-22 株式会社新川 電子部品実装装置及びその方法
JP4808283B1 (ja) * 2010-06-30 2011-11-02 株式会社新川 電子部品実装装置及び電子部品実装方法
JP5277266B2 (ja) * 2011-02-18 2013-08-28 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ ダイボンダ及び半導体製造方法
DE102012014558B4 (de) * 2012-07-24 2014-02-20 Datacon Technology Gmbh Kinematisches Haltesystem für einen Bestückkopf einer Bestückvorrichtung
WO2016067427A1 (ja) * 2014-10-30 2016-05-06 富士機械製造株式会社 部品実装機
JP6141814B2 (ja) * 2014-10-30 2017-06-07 信越半導体株式会社 研磨装置
JP6470054B2 (ja) * 2015-01-26 2019-02-13 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダおよびボンディング方法
CN104966687B (zh) * 2015-06-30 2017-08-25 北京中电科电子装备有限公司 一种键合头装置
JP6710518B2 (ja) * 2015-12-03 2020-06-17 東京エレクトロン株式会社 搬送装置及び補正方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000124232A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Toshiba Corp 平行度測定装置

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Publication number Publication date
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