KR102304880B1 - 반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼나 다이의 표면의 평탄도가 유지되어 있지 않은 경우라도 조명의 광을 반사하여 카메라에 입력시키지 않도록 하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
반도체 제조 장치는, 다이를 촬상하는 촬상 장치와, 상기 다이를 상기 촬상 장치의 광학축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 조명 장치와, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 소정의 각도는, 상기 다이가 평탄한 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어도 상기 촬상 장치에 들어가지 않는 각도이다. 상기 제어부는, 상기 다이가 평탄하지 않은 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치, 상기 조명 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성된다.

Description

반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 반도체 제조 장치에 관한 것이며, 예를 들어 다이를 인식하는 카메라를 구비하는 다이 본더에 적용 가능하다.
반도체 장치의 제조 공정의 일부에 반도체 칩(이하, 간단히 다이라 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 간단히 기판이라 함)에 탑재하여 패키지를 조립하는 공정이 있고, 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라 함)로부터 다이를 분할하는 공정(다이싱 공정)과, 분할한 다이를 기판 상에 탑재하는 본딩 공정이 있다. 본딩 공정에 사용되는 반도체 제조 장치가 다이 본더이다.
다이 본더는, 땜납, 금 도금, 수지를 접합 재료로 하여, 다이를 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩(탑재하여 접착)하는 장치이다. 다이를, 예를 들어 기판의 표면에 본딩하는 다이 본더에 있어서는, 콜릿이라 불리는 흡착 노즐을 사용하여 다이를 웨이퍼로부터 흡착하여 픽업하여, 기판 상에 반송하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다는 동작(작업)이 반복하여 행해진다. 콜릿은, 흡착 구멍을 갖고, 에어를 흡인하여, 다이를 흡착 보유 지지하는 보유 지지구이며, 다이와 동일 정도의 크기를 갖는다.
다이를 웨이퍼로부터 픽업하기 전이나 다이를 기판 등에 본딩한 후에 웨이퍼 또는 다이의 크랙 등의 흠집이나 이물의 유무를 검사하기 위해, 조명 장치를 사용하여 카메라에 의해 촬상이 행해진다.
일본 특허 공개 제2017-117916호 공보
일반적으로 미세한 흠집을 검사하는 경우에는 암시야 방식쪽이 좋다. 웨이퍼 표면은 경면에 가까워, 암시야 방식에 의한 검사를 행하기에는, 광을 경사로부터 쏘는 조명 방식인 사광 조명이 좋다. 암시야 방식의 검사에서는 배경이 되는 웨이퍼나 다이 표면이 조명의 광을 반사하여 카메라에 입력시키지 않도록 할 것이 요구된다. 웨이퍼나 다이의 표면의 평탄도가 유지된 경우에 조명의 광을 반사하여 카메라에 입력시키지 않도록 해도, 웨이퍼나 다이에 휨이 있는 등 웨이퍼나 다이의 표면의 평탄도가 유지되지 않은 경우에 조명의 광이 반사되어 카메라에 입력되는 경우가 있다.
본 개시의 과제는, 웨이퍼나 다이의 표면의 평탄도가 유지되지 않은 경우라도 조명의 광을 반사하여 카메라에 입력시키지 않도록 하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
그 밖의 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백하게 될 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 하기와 같다.
즉, 반도체 제조 장치는, 다이를 촬상하는 촬상 장치와, 상기 다이를 상기 촬상 장치의 광학축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 조명 장치와, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 소정의 각도는, 상기 다이가 평탄한 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어도 상기 촬상 장치에 들어가지 않는 각도이다. 상기 제어부는, 상기 다이가 평탄하지 않은 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치, 상기 조명 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성된다.
상기 반도체 제조 장치에 의하면, 웨이퍼나 다이의 표면의 평탄도가 유지되지 않은 경우라도 조명의 광을 반사하여 카메라에 입력시키지 않도록 하는 것이 가능하다.
도 1은 동축 조명을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2는 사광 조명을 모식적으로 도시하는 도면.
도 3은 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면.
도 4는 도 3의 입사각보다도 작은 경우의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면.
도 5는 도 4의 사광 바 조명을 사용한 촬상 화상예를 도시하는 도면.
도 6은 사광 조명의 과제를 설명하는 도면.
도 7은 실시 형태의 기술에 대하여 설명하는 도면.
도 8은 제1 방법을 설명하는 흐름도.
도 9는 제2 방법을 설명하는 흐름도.
도 10은 시야를 이동시켜도 직접광 반사의 영역을 다 제거할 수 없는 경우를 설명하는 도면.
도 11은 실시예의 다이 본더의 구성예를 도시하는 개략 상면도.
도 12는 도 11에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면.
도 13은 도 11의 다이 공급부의 구성을 도시하는 외관 사시도.
도 14는 도 13의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도.
도 15는 기판 인식 카메라의 조명 장치의 배치를 도시하는 도면.
도 16은 도 11의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 17은 도 11의 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도.
도 18은 웨이퍼 인식 카메라에 의해 촬상을 행하는 공정을 중심으로 설명한 흐름도.
도 19는 기판 인식 카메라에 의해 촬상을 행하는 공정을 중심으로 설명한 흐름도.
도 20은 다이의 휨 위치(정반사 영역)의 측정 방법을 설명하는 도면.
도 21은 도 7의 사광 조명과는 광학축에 대하여 경면 대상에 위치하는 사광 조명의 영향을 설명하는 도면.
도 22는 제1 변형예에 있어서의 기판 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도.
도 23은 제2 변형예에 있어서의 기판 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도.
도 24는 제3 변형예에 있어서의 웨이퍼 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 도시하는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
다이의 크랙을 사광 조명의 암시야로 검사할 때, 조명과 카메라(촬상 장치)와 다이의 상대 위치 관계는 검출률을 높게 유지하는 데 있어서 중요하다. 후술하는 바와 같이 사광 조명에서는, 입사각을 가능한 한 다이 표면에 대하여 연직이 되도록 조명 장치를 배치하고, 또한, 입사각을 직접 반사한 광(직접광)이 카메라에 입사하지 않는 최대한의 각도로 하는 것이 좋다. 그것을 초과해 버리면, 다이 표면에서 경면 반사된 광원의 광은 직접광이 되어 카메라에 입사한다. 이 때문에, 크랙 검사에 있어서 다이 표면은 명시야가 된다. 크랙과 배경의 콘트라스트의 확보가 어려워져 버리고, 결과로서 검출률을 악화시켜 버린다.
조명의 입사각에 대하여 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한다. 도 1은 동축 조명을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 사광 조명을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 4는 도 3의 입사각보다도 작은 경우의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 5는 도 4의 사광 바 조명을 사용한 촬상 화상예이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 동축 조명에서는, 조명 장치 CEI는 카메라 CMR 및 렌즈 LNS의 광학축 OA 및 하프 미러 HM을 따라서 광이 다이 D의 표면에 조사되도록 구성된다. 여기서, 광학축 OA는 다이 D의 표면에 대하여 대략 수직이며, 입사각은 대략 0도이다. 따라서, 조명 장치 CEI를 사용하여 카메라 CMR로 촬상하면 다이 D의 표면은 크랙에 대하여 명시야가 되고, 반사율도 비슷하여, 콘트라스트를 취하기 어렵고, 결과적으로 검출 감도가 좋아지지 않는다.
도 2에 도시한 바와 같이, 사광 조명에서는, 조명 장치 OBL은 카메라 CMR 및 렌즈 LNS의 광학축 OA에 대해 소정의 각도로 광이 다이 D의 표면에 조사되도록 구성된다. 여기서, 광학축에 대한 입사각을 θ라 한다. 조명 장치 OBL을 사용하여 카메라 CMR로 촬상하면 다이 D의 표면은 크랙에 대하여 암시야가 되고, 반사율도 상이하여, 콘트라스트를 취하기 쉽다. 이 조명 장치 OBL의 입사각이 연직에 가까워질수록(θ가 작아질수록), 크랙과 배경의 콘트라스트차가 커져, 화상 상의 분류(2치화 등)를 행하기 쉬워지고, 결과적으로 검출 감도가 좋아진다.
이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 검사하고 싶은 다이 D의 표면에서 경면 반사한 광 RL이 렌즈 LNS에 직접 입광하지 않도록 배치된다. 이때의 입사각을 θ1이라 한다. 그러나, 조명 장치 OBL의 입사각을 너무 연직에 가까워지게 하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 다이 D의 표면에서 경면 반사한 광 RL이 렌즈 LNS 내에 입광한다. 이때의 입사각을 θ2라 하면, 0<θ2<θ1이다. 이 때문에, 도 5에 도시한 바와 같이, 반사된 에어리어 RA는 명시야가 되어 버려, 검출 감도를 열화시켜 버린다. 따라서 조명 장치, 카메라, 다이의 위치 관계는 중요해진다.
다음에, 사광 조명의 과제에 대하여 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6의 (a)는 적층 스택한 다이에 대한 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 적층 스택한 다이의 확대도이다. 도 6의 (c)는 도 6의 (a)의 적층 스택한 다이의 촬상 화상예이다.
상술한 조명, 카메라, 다이의 위치 관계는 다이의 표면의 평탄도를 어느 정도 평탄하게 한 경우에 성립한다. 그러나, NAND 플래시 등의 적층을 행하는 다이의 종류에 따라서는 평탄도를 유지할 수 없게 된다. 예를 들어, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 다이 D1, D2, D3, D4를 스택시키면서 적층하는 방법의 경우, 하층의 지지가 없는 영역 NSA는 휘어져 올라가는 경우가 있다. 이에 의해, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 조명 장치 OBL의 조사광의 입사각이 도 3과 동일한 θ1이라도, 다이 D4의 휘어져 올라간 영역 WA에 있어서 직접 반사된 광(반사각이 변화되어 버린 광) RL1이 렌즈 LNS에 들어가, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 하층의 지지가 없는 영역 NSA(휘어져 올라간 영역 WA)가 명시야가 되어 버려, 검출 감도를 악화시킨다.
다음에, 상기 과제를 해결하는 실시 형태의 기술에 대하여 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7의 (a)는 적층 스택한 다이에 대한 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 적층 스택한 다이를 시야 중심에서 촬상한 촬상 화상예이다. 도 7의 (c)는 도 7의 (a)의 적층 스택한 다이를 시야 중심으로부터 어긋난 위치에서 촬상한 촬상 화상예이다.
실시 형태에서는, 다이 D의 휘어져 올라간 면의 반사광을 렌즈 LNS에 도입하지 않도록 카메라 CMR, 조명 장치 OBL 및 다이 D 중 적어도 어느 하나를 이동시킨다.
예를 들어, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라 CMR과 조명 장치 OBL을 동시에 동일한 방향(화살표의 방향)으로 움직임으로써, 다이 D의 휘어져 올라간 면에서 반사된 광 RL1을 렌즈에 도입하지 않도록 한다. 여기서, 당초(이동 전)의 조명 장치 OBL, 카메라 CMR, 다이 D(평탄도가 유지되어 있는 것)의 위치 관계는, 도 3에 도시한 바와 같이, 다이 D의 표면에 명시야가 출현하지 않는 위치로 한다.
즉, 도 7의 (a)의 파선으로 나타낸 바와 같이, 조명 장치 OBL, 카메라 CMR, 다이 D가 배치되고, 카메라 CMR의 시야 VF의 중심(광학축 OA)에 다이 D의 중심이 놓인다. 다이 D에 휘어져 오름이 있는 경우, 다이 D의 휘어져 올라간 영역에 있어서 직접 반사된 광 RL1이 렌즈 LNS에 들어가, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 명시야가 되었다.
한편, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 카메라 CMR과 사광 조명 장치 OBL을 이동시켜, 시야 VF의 중심(광학축 OA)을 다이 D의 중심으로부터 어긋나게 함으로써, 다이 D의 휘어져 올라간 영역 WA에 있어서 직접 반사된 광 RL1이 렌즈 LNS에 들어가지 않아, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 명시야가 출현하지 않게 된다.
이동은 카메라 CMR과 조명 장치 OBL을 동시에 행하는 것이 바람직하다. 카메라 CMR과 조명 장치 OBL의 위치 관계를 유지하는 것이 용이하기 때문이다. 다이가 휘어져 있지 않은 영역에 명시야가 출현해 버리지 않도록 하여, 조명 장치 OBL만을 움직여도 되고, 카메라 CMR만을 움직여도 된다.
또한, 카메라 CMR 및/또는 조명 장치 OBL의 이동 대신에, 촬상 대상물인 피사체를 움직여도 된다. 예를 들어, 다이싱 테이프 상에서 다이가 휘어져 있는 경우에 다이싱 테이프를 움직이거나, 본드 스테이지 상에서 기판을 움직이거나 한다.
또한, 카메라 CMR과 조명 장치 OBL을 이동하는 경우에는 밝게 빛나고 있는 면과 반대 방향으로 하는 것이 바람직하다. 피사체를 이동하는 경우에는 밝게 빛나고 있는 면과 동일한 방향으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 시야는 다이 사이즈의 2배 정도를 갖는 것이 바람직하다.
다이의 휨을 고려하여 카메라 위치, 조명 위치 또는 피사체 위치를 변경한다. 검사 감도를 유지하기 위해서는, 경면 반사된 직접광을 수용하지 않는 최대한의 입사각으로 하는 것이 바람직하고, 피사체의 변형에 맞추어 위치 조정할 수 있게 되기 때문에, 다이 크랙 검사의 검사 감도에 있어서, 다이의 휨의 영향으로의 악화를 최소한으로 억제하는 것이 가능하다.
또한, 사광 조명은 통상 대면 페어로 되어 구성되며, 예를 들어 2방향의 사광 바 조명 또는 4방향의 사광 바 조명이 사용된다. 도 7의 (a)의 사광 조명과는 광학축 OA에 대하여 경면 대상에 위치하는 사광 조명(이하, 반대측 사광 조명이라 함)의 영향에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 도 21의 (a)는 시야 이동 전의 휨이 있는 다이에 대한 반대측 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 21의 (b)는 휨이 없는 다이에 대한 반대측 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 21의 (c)는 시야 이동 전후의 휨이 있는 다이에 대한 반대측 사광 조명의 입사광 및 반사광의 모습을 모식적으로 도시하는 도면이다.
대면 페어로 되어 있는 사광 조명은 지금까지의 설명에 의한 시야 이동을 행하면, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 휨이 없는 다이 D에서는 직접 반사된 광(이하, 정반사광이라 함)이 카메라에 입사되고, 결과로서 다이 D가 하얗게 찍혀 버린다. 그러나, 도 21의 (c)에 도시한 바와 같이, 휨이 있는 다이 D에서는 그 반사광의 기울기도 커지기 때문에, 영향을 받기 어렵다. 또한, 조명이 4방향인 경우, 직교 방향의 광원은 원래 이 휨의 영향은 받지 않는다.
다음에, 촬상 대상물에 대하여 시야를 상대적으로 이동하는 경우의 방법에 대하여 도 8, 도 9를 사용하여 설명한다. 도 8은 제1 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 9는 제2 방법을 설명하는 흐름도이다.
제1 방법은 휨에 의한 휨에 의한 조사광의 직접 반사가 있는지를 확인하고 나서 다이 D에 대한 시야를 상대적으로 이동하는 방법이다. 직접광 반사가 발생하였을 때 상대적인 시야 이동 및 재검사를 행한다. 직접 반사광이 발생한 다이 상의 위치로부터 시야의 이동 방향을 결정한다. 휘어져 올라가는 위치가 불분명한 웨이퍼 상의 다이에서의 대응에 적합하다. 여기서, 상대적인 시야 이동이란, 카메라 CMR 및 다이 D 중 적어도 하나를 이동함으로써, 다이 D에 대한 카메라 CMR의 시야가 이동하는 것이다. 상대적인 시야 이동에 의해, 카메라 CMR의 시야 중심과 다이 D의 중심이 어긋난다.
도 8에 도시한 바와 같이, 부재 반송(스텝 S11), 패턴 매칭 등에 의한 다이 위치 결정(스텝 S12) 후, 카메라 CMR에 내장되는 조도계를 사용하여 다이 D의 표면 조도를 확인하고, 광원의 직접광의 경면 반사(조사광의 직접 반사)의 유무를 확인한다(스텝 S13). 광원의 직접광의 경면 반사가 있는 경우에는, 상대적인 시야 이동을 행한다(스텝 S14). 광원의 직접광의 경면 반사가 없는 경우에는, 다이 D의 크랙 및 이물의 검사를 행한다(스텝 S15). 또한, 다이 크랙 검사를 먼저 발동하고 나서 광원광의 직접 반사가 있는지를 확인해도 된다. 또한, 카메라 CMR과 다른 조도계를 설치하여 다이 D의 표면 조도를 확인하도록 해도 된다.
제2 방법은 다이가 적층되는 경우에는 휨 방향이 결정되어 있어, 다이의 적층 단수로부터 먼저 모델링 등으로 이동량 오프셋을 결정해 두고, 사전에 상대적인 시야 이동을 행해 두는 방법이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 부재 반송(스텝 S11), 패턴 매칭 등에 의한 다이 위치 결정(스텝 S12) 후, 위치 결정 다이의 단수에 기초하여 상대적인 시야 이동을 행한다(스텝 S24). 하층의 다이는 휨이 적어지고, 상층의 다이는 휨이 커지기 때문에, 상층이 됨에 따라 이동량을 증가시킨다. 그 후, 다이 D의 크랙 및 이물의 검사를 행한다(스텝 S25). 이 방법은 또한 광원광의 직접 반사가 있는지의 확인 처리를 추가하여 이동량을 재조정해도 된다.
또한, 상대적인 시야 이동을 행해도 직접광 반사의 영역을 다 제거할 수 없는 경우가 있다. 이것에 대하여 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10의 (a)는 시야 이동 전의 촬상 화상이다. 도 10의 (b)는 시야 이동 후의 촬상 화상이다.
도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 시야 이동 전에는, 하얗게 칠해진 영역(검사 불가 영역)이 링형으로 출현하고 있다. 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 시야 이동 후에는, 하얗게 칠해진 영역(검사 불가 영역)이 감소되어 있지만, 다이의 구석에 남아 있다. 하얗게 칠해진 영역은, 매번 마스크로서 취급하여, 시야를 상대적으로 이동시켜, 토탈로서 검사 에어리어를 확보한다. 예를 들어, 도 10의 (a)의 검사 불가 영역을 마스크하여 검사함으로써, 다이의 코너의 검사 가능 영역을 검사 에어리어로서 확보할 수 있고, 도 10의 (b)의 검사 불가 영역을 마스크함으로써, 도 10의 (a)의 검사 불가 영역을 검사 에어리어로서 확보할 수 있다. 따라서, 다이 전체를 검사 에어리어로서 확보하는 것이 가능해진다.
[실시예]
도 11은 실시예의 다이 본더의 구성을 도시하는 개략 상면도이다. 도 12는 도 11에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 나누어, 하나 또는 복수의 최종 1패키지가 되는 제품에어리어(이하, 패키지 에어리어 P라 함)를 프린트한 기판 S에 실장하는 다이 D를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2), 중간 스테이지부(3)와, 본딩부(4)와, 반송부(5), 기판 공급부(6)와, 기판 반출부(7)와, 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 제어부(8)를 갖는다. Y축 방향이 다이 본더(10)의 전후 방향이며, X축 방향이 좌우 방향이다. 다이 공급부(1)가 다이 본더(10)의 전방측에 배치되고, 본딩부(4)가 후방측에 배치된다.
먼저, 다이 공급부(1)는 기판 S의 패키지 에어리어 P에 실장하는 다이 D를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이 D를 밀어올리는 점선으로 나타내는 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 방향으로 이동하여, 픽업하는 다이 D를 밀어올림 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는, 다이 D를 픽업하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X 방향 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 밀어올려진 다이 D를 선단에 흡착 유지하는 콜릿(22)(도 12도 참조)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이 D를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X 방향 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.
중간 스테이지부(3)는, 다이 D를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이 D를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 반송되어 오는 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩하거나, 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩된 다이 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이 D를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 12도 참조)을 구비하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하여, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)와, 기판 인식 카메라(44)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 구동하는 XY 구동부(45)를 갖는다.
이와 같은 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치·자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판 S에 다이 D를 본딩한다.
반송부(5)는, 기판 S를 파지하여 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판 S가 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판 S는, 반송 레인(52)에 마련된 기판 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라서 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 이동한다.
이와 같은 구성에 의해, 기판 S는, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라서 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여, 기판 반출부(7)에 기판 S를 건네준다.
제어부(8)는, 다이 본더(10)의 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 프로그램(소프트웨어)을 저장하는 메모리와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한다.
다음에, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 13, 도 14를 사용하여 설명한다. 도 13은 도 11의 다이 공급부의 구성을 도시하는 외관 사시도이다. 도 14는 도 13의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
다이 공급부(1)는, 수평 방향(XY 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 밀어올림 유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되며 복수의 다이 D가 접착된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 밀어올림 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.
다이 공급부(1)는, 다이 D의 밀어올림 시에, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하고 있는 익스팬드 링(15)을 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되고 있는 다이싱 테이프(16)가 잡아늘여져 다이 D의 간격이 확대되고, 밀어올림 유닛(13)에 의해 다이 D 하방으로부터 다이 D를 밀어올려, 다이 D의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 박형화에 수반하여 다이를 기판에 접착하는 접착제는, 액상으로부터 필름형으로 되어, 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16) 사이에 다이 어태치 필름(DAF)(18)이라 불리는 필름형 접착 재료를 첩부하고 있다. 다이 어태치 필름(18)을 갖는 웨이퍼(11)에서는, 다이싱은, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)에 대하여 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)을 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 또한, 이후에서는, 다이 어태치 필름(18)의 존재를 무시하고, 설명한다.
다이 본더(10)는, 웨이퍼(11) 상의 다이 D의 자세와 위치를 인식하는 웨이퍼 인식 카메라(24)와, 중간 스테이지(31)에 적재된 다이 D의 자세와 위치를 인식하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 스테이지 BS 상의 실장 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다. 인식 카메라간의 자세 어긋남을 보정해야만 하는 것은, 본딩 헤드(41)에 의한 픽업에 관여하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 헤드(41)에 의한 실장 위치로의 본딩에 관여하는 기판 인식 카메라(44)이다. 본 실시예에서는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)와 함께 후술하는 조명 장치를 사용하여 다이 D의 표면 검사를 행한다.
다음에, 표면 검사의 조명에 대하여 도 15를 사용하여 설명한다. 도 15는 기판 인식 카메라의 조명 장치의 배치를 도시하는 도면이다.
기판 인식 카메라(44)를 다이 D의 표면에 대하여 수직으로 배치한다. 즉, 광학축을 다이 D의 표면에 대하여 수직으로 한다. 사광 조명 장치(46)는 사광 바 조명 장치(46a, 46b)에 의한 2방향의 사광 조명이며, 광학축에 대하여 소정의 각도(θ1)로 다이 D에 조사한다. 기판 인식 카메라(44) 및 사광 조명 장치(46a, 46b)는 가동부(45a)에 고정되며, 가동부(45a)는 X 구동부(45b)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하고, X 구동부(45b)는 Y 구동부(45c)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다. 여기서, 입사각(θ1)은 도 6과 마찬가지이다. 제어부(8)는 XY 구동부(45)에 의해 기판 인식 카메라(44)와 사광 조명 장치(46)를 이동시켜, 시야 중심을 다이 D의 중심으로부터 어긋나게 함으로써, 다이 D의 휘어져 올라간 영역에 있어서 직접 반사된 광이 기판 인식 카메라(44)에 들어가지 않아, 명시야가 출현하지 않게 하는 것이 가능해진다.
웨이퍼 인식 카메라(24) 및 스테이지 인식 카메라(32)의 조명 장치도 기판 인식 카메라(44)의 조명 장치와 마찬가지이다. 단, 웨이퍼 인식 카메라(24)와 그 조명 장치 및 스테이지 인식 카메라(32)와 그 조명 장치는 XY 구동부(45)와 마찬가지의 구동부에 의해 이동하도록 구성하지 않아도 된다. 제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)와 그 조명 장치를 이동시키지 않고, 웨이퍼 보유 지지대(12) 또는 중간 스테이지(31)를 이동시켜, 시야 중심을 다이 D의 중심으로부터 어긋나게 함으로써, 다이 D의 휘어져 올라간 영역에 있어서 직접 반사된 광이 웨이퍼 인식 카메라(24) 또는 스테이지 인식 카메라(32)에 들어가지 않아, 명시야가 출현하지 않게 하는 것이 가능해진다.
다음에, 제어부(8)에 대하여 도 16을 사용하여 설명한다. 도 16은 도 11의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
제어계(80)는 제어부(8)와 구동부(86)와 신호부(87)와 광학계(88)를 구비한다. 제어부(8)는, 크게 나누어, 주로 CPU(Central Processor Unit)로 구성되는 제어·연산 장치(81)와, 기억 장치(82)와, 입출력 장치(83)와, 버스 라인(84)과, 전원부(85)를 갖는다. 기억 장치(82)는, 처리 프로그램 등을 기억하고 있는 RAM으로 구성되어 있는 주기억 장치(82a)와, 제어에 필요한 제어 데이터나 화상 데이터 등을 기억하고 있는 HDD나 SSD 등으로 구성되어 있는 보조 기억 장치(82b)를 갖는다. 입출력 장치(83)는, 장치 상태나 정보 등을 표시하는 모니터(83a)와, 오퍼레이터의 지시를 입력하는 터치 패널(83b)과, 모니터를 조작하는 마우스(83c)와, 광학계(88)로부터의 화상 데이터를 도입하는 화상 도입 장치(83d)를 갖는다. 또한, 입출력 장치(83)는, 다이 공급부(1)의 XY 테이블(도시하지 않음)이나 본딩 헤드 테이블의 ZY 구동축, 기판 인식 카메라의 XY 구동축 등의 구동부(86)를 제어하는 모터 제어 장치(83e)와, 다양한 센서 신호나 조명 장치 등의 스위치 등의 신호부(87)로부터 신호를 도입하거나 또는 제어하는 I/O 신호 제어 장치(83f)를 갖는다. 광학계(88)에는, 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32), 기판 인식 카메라(44)가 포함된다. 제어·연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 통해 필요한 데이터를 도입하고, 연산하여, 픽업 헤드(21) 등의 제어나, 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 통해 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)로 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어·연산 장치(81)를 사용하여 다이 D 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 결정, 및 다이 D 및 기판 S의 표면 검사를 행한다. 제어·연산 장치(81)가 산출한 다이 D 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 통해 구동부(86)를 움직이게 한다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼 상의 다이의 위치 결정을 행하고, 픽업부(2) 및 본딩부(4)의 구동부로 동작시켜 다이 D를 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩한다. 사용하는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)는 그레이스케일, 컬러 등이며, 광 강도를 수치화한다.
다음에, 다이 본딩 공정에 대하여 도 17 내지 도 19를 사용하여 설명한다. 도 17은 도 11의 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도이다. 도 18은 웨이퍼 인식 카메라에 의해 촬상을 행하는 공정을 중심으로 나타낸 흐름도이다. 도 19는 기판 인식 카메라에 의해 촬상을 행하는 공정을 중심으로 나타낸 흐름도이다.
실시예의 다이 본딩 공정에서는, 먼저, 도 17에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하고 있는 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트로부터 취출하여 웨이퍼 보유 지지대(12)에 적재하고, 웨이퍼 보유 지지대(12)를 다이 D의 픽업이 행해지는 기준 위치까지 반송한다(웨이퍼 로딩(공정 P1)). 다음에, 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 취득한 화상으로부터, 웨이퍼(11)의 배치 위치가 그 기준 위치와 정확하게 일치하도록 미세 조정(얼라인먼트)을 행한다.
다음에, 제어부(8)는, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 수평으로 보유 지지함으로써, 최초에 픽업되는 다이 D를 픽업 위치에 배치한다(다이 반송(공정 P2)). 또한, 다이 D의 픽업 위치는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의한 다이 D의 인식 위치이기도 하다. 웨이퍼(11)는, 미리 프로버 등의 검사 장치에 의해, 다이마다 검사되어, 다이마다 양호, 불량을 나타내는 맵 데이터가 생성되고, 제어부(8)의 기억 장치(82)에 기억된다. 픽업 대상이 되는 다이 D가 양품인지, 불량품인지의 판정은 맵 데이터에 의해 행해진다. 제어부(8)는, 다이 D가 불량품인 경우에는, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음에 픽업되는 다이 D를 픽업 위치에 배치하고, 불량품의 다이 D를 스킵한다.
다음에, 도 18에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 출력을 다이 위치 결정용 값으로 설정한다(스텝 S31). 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상의 다이 D의 주면(상면)을 촬영하고, 화상을 취득한다(스텝 S32). 취득한 화상으로부터 픽업 대상의 다이 D의 상기 픽업 위치로부터의 위치 어긋남양을 산출하고, 다이 D의 위치를 측정한다(스텝 S33). 제어부(8)는, 이 위치 어긋남양을 기초로 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동시켜, 픽업 대상의 다이 D를 픽업 위치에 정확하게 배치한다(다이 위치 결정(공정 P3)).
다음에, 도 18에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 출력을 다이 크랙 검사용 값으로 변경한다(스텝 S41). 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상의 다이 D의 주면을 촬영하고, 화상을 취득한다(스텝 S42). 제어부(8)는, 후술하는 바와 같이, 취득한 화상으로부터, 다이 D의 표면 농담을 확인하여, 정반사되고 있는 영역의 유무를 검출한다(스텝 S43). 정반사 영역이 있는 경우, 제어부(8)는, 정반사 영역의 방향으로 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동시킨다(스텝 S44). 또한, 조명 장치가 웨이퍼 인식 카메라(24)와는 상이한 구동 테이블에 실려 있는 경우에는, 조명 장치만을 움직여도 된다. 조명 장치가 바 타입의 사광 조명인 경우, 영향을 주고 있는 측을 소등시켜도 된다. 제어부(8)는 다시, 카메라 화상을 취득한다. 스텝 S43에 있어서, 정반사 영역이 없는 경우에는 다이 크랙 및 이물 검사(표면 검사)를 행한다(공정 P4). 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 다이 D의 공정 P9 이후를 스킵하고, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음에 픽업되는 다이 D를 픽업 위치에 배치한다.
제어부(8)는, 기판 공급부(6)에서 기판 S를 반송 레인(52)에 적재한다(기판 로딩(공정 P5)). 제어부(8)는, 기판 S를 파지하여 반송하는 기판 반송 갈고리(51)를 본딩 위치까지 이동시킨다(기판 반송(공정 P6)).
다음에, 도 19에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 본딩 대상의 패키지 에어리어 P의 촬상 위치(본딩 탭 촬상 위치)로 이동한다(스텝 S71). 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 기판 위치 결정용 값으로 설정한다(스텝 S72). 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 기판 S를 촬영하고, 화상을 취득한다(스텝 S73). 취득한 화상으로부터 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 어긋남양을 산출하여 위치를 측정한다(스텝 S74). 제어부(8)는, 이 위치 어긋남양을 기초로 기판 S를 이동시켜, 본딩 대상의 패키지 에어리어 P를 본딩 위치에 정확하게 배치하는 위치 결정을 행한다(기판 위치 결정(공정 P7)).
다음에, 도 17에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 취득한 화상으로부터, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 표면 검사를 행한다(공정 P8). 여기서, 제어부(8)는, 표면 검사로 문제가 있는지를 판정하고, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 표면 화상을 눈으로 보아 확인하거나, 더 고감도의 검사나 조명 조건 등을 변화시킨 검사를 행하고, 문제가 있는 경우에는 스킵 처리하고, 문제가 없는 경우에는 다음 공정의 처리를 행한다. 스킵 처리는, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 해당 탭으로의 공정 P10 이후를 스킵하고, 기판 착공 정보에 불량 등록을 행한다.
제어부(8)는, 다이 공급부(1)에 의해 픽업 대상의 다이 D를 정확하게 픽업 위치에 배치한 후, 콜릿(22)을 포함하는 픽업 헤드(21)에 의해 다이 D를 다이싱 테이프(16)로부터 픽업하여(다이 핸들링(공정 P9)), 중간 스테이지(31)에 적재한다(공정 P10). 제어부(8)는, 중간 스테이지(31)에 적재한 다이의 자세 어긋남(회전 어긋남)의 검출을 스테이지 인식 카메라(32)로 촬상하여 행한다(다이의 위치 검사(공정 P11)). 제어부(8)는, 자세 어긋남이 있는 경우에는 중간 스테이지(31)에 마련된 선회 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 실장 위치를 갖는 실장면에 평행한 면에서 중간 스테이지(31)를 선회시켜 자세 어긋남을 보정한다.
제어부(8)는, 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 취득한 화상으로부터, 다이 D의 표면 검사를 행한다(공정 P12). 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P13)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 그 다이를 도시하지 않은 불량품 트레이 등에 적재하여, 다이 D의 공정 P13 이후를 스킵하고, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음에 픽업되는 다이 D를 픽업 위치에 배치한다.
제어부(8)는, 콜릿(42)을 포함하는 본딩 헤드(41)에 의해 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 기판 S의 패키지 에어리어 P 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩되어 있는 다이에 다이 본딩한다(다이 어태치((공정 P13)).
다음에, 도 19에 도시한 바와 같이, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 본딩 후의 다이 D의 촬상 위치로 이동시킨다(스텝 S141). 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 다이 위치 결정용 값으로 설정한다(스텝 S142). 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이 D를 촬영하고, 화상을 취득한다(스텝 S143). 취득한 화상으로부터 다이 D의 위치를 측정한다(스텝 S144). 제어부(8)는, 다이 D를 본딩한 후, 그 본딩 위치가 정확하게 되어 있는지를 검사한다(다이와 기판의 상대 위치 검사(공정 P14)). 이때, 다이의 위치 정렬과 마찬가지로 다이의 중심과, 탭의 중심을 구하여, 상대 위치가 올바른지를 검사한다.
다음에, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 다이 크랙 검사용 촬상 위치로 이동시킨다(스텝 S151). 적층 제품의 경우, 상단을 쌓음에 따라 오프셋시키는 방향은 사전에 결정되어 있다. 그 경우에는 휨 방향도 결정되어 있기 때문에, 사전에 휨 방향에 대해, 정반사되지 않는 시야 이동량을 티칭해 두고 검사 시에는 처음부터 그 오프셋을 포함하는 위치로 이동시키면, 반사의 유무를 확인한 후의 시야 이동의 발동 횟수를 적게 할 수도 있다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 다이 크랙 검사용 값으로 변경한다(스텝 S152). 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이 D를 촬영하고, 화상을 취득한다(스텝 S153). 제어부(8)는, 후술하는 바와 같이, 취득한 화상으로부터 다이 D의 표면 농담을 확인하여, 정반사되고 있는 영역의 유무를 검출한다(스텝 S154). 정반사 영역이 있는 경우, 제어부(8)는 정반사 영역과 반대 방향으로 기판 인식 카메라(44)를 이동시킨다(스텝 S155). 또한, 후술하는 제2 변형예와 같이 조명 장치가 기판 인식 카메라(44)와는 다른 구동의 테이블에 실려 있는 경우에는, 조명 장치만을 움직여도 된다. 조명 장치가 바 타입의 사광 조명인 경우, 영향을 주고 있는 측을 소등시켜도 된다. 제어부(8)는, 다시, 카메라 화상을 취득한다. 스텝 S154에 있어서, 정반사 영역이 없는 경우에는 다이 크랙 및 이물 검사(다이 D 및 기판 S의 표면 검사)를 행한다(공정 P15). 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리에서는, 기판 착공 정보에 불량 등록을 행한다.
이후, 마찬가지의 수순에 따라서 다이 D가 1개씩 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩된다. 1개의 기판의 본딩이 완료되면, 기판 반송 갈고리(51)로 기판 S를 기판 반출부(7)까지 이동하여(기판 반송(공정 P16)), 기판 반출부(7)에 기판 S를 전달한다(기판 언로딩(공정 P17)).
이후, 마찬가지의 수순에 따라서 다이 D가 1개씩 다이싱 테이프(16)로부터 박리된다(공정 P9). 불량품을 제외한 모든 다이 D의 픽업이 완료되면, 그들 다이 D를 웨이퍼(11)의 외형으로 보유 지지하고 있던 다이싱 테이프(16) 및 웨이퍼 링(14) 등을 웨이퍼 카세트로 언로딩한다(공정 P18).
다음에, 다이의 휨 위치(정반사 영역)의 측정 방법에 대하여 도 20을 사용하여 설명한다. 도 20의 (a)는 다이의 검사 화상이다. 도 20의 (b)는 다이의 레퍼런스 화상이다. 도 20의 (c)는 도 20의 (a)의 검사 화상과 도 20의 (b)의 레퍼런스 화상의 차분 화상이다. 도 20의 (d)는 도 20의 (c)의 차분 화상을 2치화한 화상이다. 도 20의 (e)는 다이의 휨의 유무의 판단을 설명하는 도면이다.
제어부(8)는, 도 20의 (a)의 다이의 검사 화상과 도 20의 (b)의 다이의 레퍼런스 화상의 차분을 산출하여 차분 화상을 산출한다. 도 20의 (c)에 도시한 바와 같이, 차분 화상의 정반사 영역 이외는 검게 되고, 정반사 영역은 하얗게 되어, 경계 영역은 희미해진다. 제어부(8)는, 차분 화상을 어떤 농담 역치를 기초로 2치화하여, 도 20의 (d)에 도시한 화상을 얻는다. 이때의 화상의 테두리 부근에, 예를 들어 도 20의 (e)에 도시한 바와 같은 4개의 검사 영역을 형성한다. 각 검사 영역에서 일정한 면적 역치 이상으로 백색 영역이 존재하고 있으면 휨이 있다고 판단하고, 그 백색 영역의 위치로부터 휨 방향을 판단한다. 이 경우, 다이의 하측이 휘어져 있다고 판단한다.
크랙의 표면 검사는, 다이 위치 인식을 행하는 장소인 다이 공급부, 중간 스테이지 및 본딩 스테이지 중 적어도 1개소에서 행해도 되지만, 모든 개소에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 다이 공급부에서 행하면, 빨리 크랙을 검출할 수 있다. 중간 스테이지에서 행하면, 다이 공급부에서 검출할 수 없었던 크랙 또는 픽업 공정 이후에서 발생한 크랙(본딩 공정보다도 전에 현재화되지 않은 크랙)을 본딩 전에 검출할 수 있다. 또한, 본딩 스테이지에서 행하면, 다이 공급부 및 중간 스테이지에서 검출할 수 없었던 크랙(본딩 공정보다도 전에 현재화되지 않은 크랙) 또는 본딩 공정 이후에서 발생한 크랙을, 다음 다이를 적층하는 본딩 전에, 또는 기판 배출 전에 검출할 수 있다.
<변형예>
이하, 대표적인 변형예에 대하여, 몇 가지 예시한다. 이하의 변형예의 설명에 있어서, 상술한 실시예에서 설명되고 있는 것과 마찬가지의 구성 및 기능을 갖는 부분에 대해서는, 상술한 실시예와 마찬가지의 부호가 사용될 수 있는 것으로 한다. 그리고 이러한 부분의 설명에 대해서는, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 상술한 실시예에 있어서의 설명이 적절히 원용될 수 있는 것으로 한다. 또한, 상술한 실시예의 일부, 및, 복수의 변형예의 전부 또는 일부가, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 적절히, 복합적으로 적용될 수 있다.
(제1 변형예)
도 22는 제1 변형예에 있어서의 기판 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도이다.
실시예의 경우, 사광 조명 장치(46)는 2방향의 사광 바 조명이지만, 도 22에 도시한 바와 같이, 4방향의 사광 바 조명이어도 된다. 사광 조명 장치(46)는, 사광 바 조명 장치(46a 내지 46c) 및 사광 바 조명 장치(46c)와 기판 인식 카메라(44)에 대하여 반대측에 위치하는 사광 바 조명 장치(도시하지 않음)가 기판 인식 카메라(44)에 측면에 설치되어 구성된다. 기판 인식 카메라(44)는 가동부(45a)에 고정되고, 가동부(45a)는 X 구동부(45b)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하고, X 구동부(45b)는 Y 구동부(45c)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다.
도 22의 (b)에 도시한 바와 같이, 다이 D를 Y 축 방향으로 어긋나게 하여 적층하는 경우, Y축의 정측(도면에 있어서의 우측)에 다이 D의 휘어져 올라간 영역에 의한 직접 반사가 발생하므로, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44) 및 사광 조명 장치(46)를 화살표의 방향(Y축의 부측(도면에 있어서의 좌측))으로 이동시켜 다이 D를 촬상한다.
도 22의 (c)에 도시한 바와 같이, 다이 D를 X축 방향으로 오프셋하여 적층하는 경우, X축의 부측(도면에 있어서의 우측)에 다이 D의 휘어져 올라간 영역에 의한 직접 반사가 발생하므로, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44) 및 사광 조명 장치(46)를 화살표의 방향(X축의 정측(도면에 있어서의 좌측))으로 이동시켜 다이 D를 촬상한다.
(제2 변형예)
도 23은 제2 변형예에 있어서의 기판 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도이다.
실시예 및 제1 변형예의 경우, 사광 조명 장치(46)는 기판 인식 카메라(44)와 동일한 위치 관계로 이동하도록 구성되어 있지만, 도 23에 도시한 바와 같이, 기판 인식 카메라(44)와는 독립적으로 이동하도록 구성해도 된다. 사광 조명 장치(46)의 사광 바 조명 장치(46a 내지 46d)는 가동부(47a)에 고정되고, 가동부(47a)는 X 구동부(47b)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하고, X 구동부(47b)는 Y 구동부(47c)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다. 기판 인식 카메라(44)는 가동부(45a)에 고정되고, 가동부(45a)는 X 구동부(45b)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하고, X 구동부(45b)는 Y 구동부(45c)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다.
(제3 변형예)
도 24는 제3 변형예에 있어서의 웨이퍼 인식 카메라 및 조명 장치를 도시하는 모식 사시도이다.
실시예의 경우, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 장치는 사광 조명 장치(46)와 마찬가지로 2방향의 사광 바 조명이지만, 도 24에 도시한 바와 같이, 4방향의 사광 바 조명이어도 된다. 사광 조명 장치(26)는, 사광 바 조명 장치(26a 내지 26d)로 구성된다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는 X 구동부(19b)에 고정되고, X 구동부(19b)는 X축 방향으로 이동 가능하고, X 구동부(19b)는 Y 구동부(19c)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다.
또한, 다방향의 사광 바 조명의 반사광의 영향을 주고 있는 측을 소등시키도록 해도 된다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 실시예에서는 사광 조명 장치로서 2방향의 사광 바 조명을 사용하는 예를 설명하였지만, 4방향의 사광 바 조명을 사용해도 되고, 1방향의 사광 바 조명을 사용해도 된다.
또한, 실시예에서는 미리 카메라 화상 인식으로 다이의 휨 위치(정반사 영역)의 측정을 행하였지만, 레이저 변위계 등의 센서를 사용하여 휨의 방향을 검출하고, 그것에 기초하여 조명 장치나 카메라를 동작시키도록 해도 된다. 또한, 격자형 모양을 다이 표면에 투영하고, 그 격자의 흐트러짐 상태에 의해 휨 방향을 판단해도 된다.
또한, 실시예에서는 다이 위치 인식 후에 다이 외관 검사 인식을 행하고 있지만, 다이 외관 검사 인식 후에 다이 위치 인식을 행해도 된다.
또한, 실시예에서는 웨이퍼의 이면에 DAF가 첩부되어 있지만, DAF는 없어도 된다.
또한, 실시예에서는 픽업 헤드 및 본딩 헤드를 각각 1개 구비하고 있지만, 각각 2개 이상이어도 된다. 또한, 실시예에서는 중간 스테이지를 구비하고 있지만, 중간 스테이지가 없어도 된다. 이 경우, 픽업 헤드와 본딩 헤드는 겸용해도 된다.
또한, 실시예에서는 다이의 표면을 위로 하여 본딩되지만, 다이를 픽업한 후 다이의 표리를 반전시켜, 다이의 이면을 위로 하여 본딩해도 된다. 이 경우, 중간 스테이지는 마련되지 않아도 된다. 이 장치는 플립 칩 본더라 한다.
또한, 실시예에서는 본딩 헤드를 구비하지만, 본딩 헤드가 없어도 된다. 이 경우에는, 픽업된 다이는 용기 등에 적재된다. 이 장치는 픽업 장치라 한다. 또한, 이 경우의 크랙의 표면 검사는 픽업된 다이를 적재한 용기 등에서도 실시해도 된다.
10 : 다이 본더(반도체 제조 장치)
8 : 제어부
D : 다이
S : 기판
CMR : 카메라(촬상 장치)
OBL : 조명 장치
OA : 광학축
VF : 시야

Claims (17)

  1. 다이를 촬상하는 촬상 장치와,
    상기 다이를 상기 촬상 장치의 광학축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 조명 장치와,
    상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 소정의 각도는, 상기 다이가 평탄한 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어도 상기 촬상 장치에 들어가지 않는 각도이며,
    상기 제어부는, 상기 다이가 평탄하지 않은 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치, 상기 조명 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성되는 반도체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 장치와 상기 조명 장치의 위치 관계는 고정되어 있고,
    상기 제어부는, 상기 다이가 상기 촬상 장치의 시야의 중심보다도 어긋나도록 상기 촬상 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성되는 반도체 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다이의 표면 조도를 확인하고, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되었다 판단하는 경우, 상기 촬상 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성되는 반도체 제조 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다이의 휨을 검출하는 수단을 마련하고,
    상기 제어부는, 상기 휨을 검출한 경우, 검출한 상기 휨 방향의 전후 어느 것, 또는 전후 양쪽으로 상기 촬상 장치의 시야를 이동시키는 반도체 제조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 다이는 다이 상에 적층되는 다이이며,
    상기 제어부는, 적층되는 단수에 기초하여 상기 촬상 장치의 시야를 이동시키도록 구성되는 반도체 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 촬상 장치의 시야를 이동시키는 방향은, 상기 다이 상에 적층되는 상기 다이의 오프셋되는 방향과 동일 방향에서 전후 어느 것, 또는 전후 양쪽으로 이동시키는 반도체 제조 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 촬상 장치의 시야를 이동시켜도 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되는 경우, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되지 않는 영역이 상기 다이의 전체 영역이 되도록 상기 촬상 장치의 시야 중심과 상기 다이의 중심을 어긋나게 하면서 촬상하도록 구성되는 반도체 제조 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 다이가 첩부된 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링 홀더를 갖는 다이 공급부를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 사용하여 상기 다이싱 테이프에 부착된 상기 다이를 촬상하는 반도체 제조 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 본딩 헤드를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 사용하여 상기 기판 또는 다이 상에 본딩된 다이를 촬상하는 반도체 제조 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와,
    상기 픽업된 다이가 적재되는 중간 스테이지를 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 사용하여 상기 중간 스테이지 상에 적재된 다이를 촬상하는 반도체 제조 장치.
  11. (a) 다이를 촬상하는 촬상 장치와, 상기 다이를 상기 촬상 장치의 광학축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 조명 장치와, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 소정의 각도는, 상기 다이가 평탄한 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어도 상기 촬상 장치에 들어가지 않는 각도이며, 상기 제어부는, 상기 다이가 평탄하지 않은 경우에, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치, 상기 조명 장치 및 상기 다이 중 적어도 하나를 이동시키도록 구성되는 반도체 제조 장치에 기판을 반입하는 공정과,
    (b) 다이가 첩부된 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링 홀더를 반입하는 공정과,
    (c) 상기 다이를 픽업하는 공정과,
    (d) 상기 픽업한 다이를 상기 기판 또는 이미 상기 기판에 본딩되어 있는 다이 상에 본딩하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 (c) 공정은 상기 픽업된 다이를 중간 스테이지에 적재하고,
    상기 (d) 공정은 상기 중간 스테이지에 적재된 다이를 픽업하는 반도체 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    (f) 상기 (c) 공정 전에, 상기 다이의 표면 조도를 확인하고, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되었다고 판단하는 경우, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 다이의 중심과 상기 촬상 장치의 시야 중심을 어긋나게 하여 상기 다이의 표면 검사를 행하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    (g) 상기 (d) 공정 후에, 상기 다이의 표면 조도를 확인하고, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되었다고 판단하는 경우, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치의 시야의 중심과 상기 다이의 중심을 어긋나게 하여 상기 다이의 표면 검사를 행하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    (g) 상기 (d) 공정 후에, 상기 촬상 장치의 시야의 중심을 상기 다이의 중심으로부터 상기 다이가 적층되는 단수에 기초한 양을 어긋나게 하여 상기 다이의 표면 검사를 행하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    (h) 상기 (c) 공정 후이며 상기 (d) 공정 전에, 상기 다이의 표면 조도를 확인하고, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되었다고 판단하는 경우, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 들어가지 않도록 상기 촬상 장치의 시야의 중심과 상기 다이의 중심을 어긋나게 하여 상기 다이의 표면 검사를 행하는 공정을 더 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제13항, 제14항, 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이를 상기 촬상 장치의 중심으로부터 시야를 이동시켜도 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되는 경우, 상기 조명 장치로부터 조사되는 광이 상기 다이에서 직접 반사되어 상기 촬상 장치에 입사되지 않는 영역이 상기 다이의 전체 영역이 되도록 상기 촬상 장치의 시야 중심과 상기 다이의 중심을 어긋나게 하면서 촬상하는 반도체 장치의 제조 방법.
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