KR102384806B1 - 실장 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

스트로보 노광 인식 촬상에 있어서 진동 영향을 저감하는 것이 가능한 실장 장치를 제공하는 것이다.
실장 장치는, 촬상 대상물에 대하여 상대적 이동하여, 상기 촬상 대상물을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 촬상 대상물에 광을 조사하는 조명 장치를 구비한다. 상기 조명 장치는 상기 촬상 장치의 노광 시간 내에 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하도록 구성된다.

Description

실장 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{MOUNTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 실장 장치에 관한 것이며, 예를 들어 스트로보 조명을 사용하는 실장 장치에 적용 가능하다.
전자 부품 실장 장치에 있어서는, 정밀도가 높은 전자 부품 실장을 행하기 위해, 전자 부품이 흡착 노즐에 흡착 보유 지지되어 실장착부로 이동하는 동안에, 해당 전자 부품을 CCD나 CMOS 등의 촬상 소자를 갖는 디지털 카메라에 의해 촬상하고, 취득한 그 화상 정보를 전기 신호로 변환하고, 화상 처리하여 측정값을 얻고 있다. 그리고, 이 측정값에 기초하여, 전자 부품의 이동 중에, 실장 위치를 보정하여 해당 전자 부품은 프린트 기판에 실장착되고 있다. 이 카메라에 의한 전자 부품의 촬상은, 오차가 적은 높은 정밀도의 화상을 얻기 위해서는, 소정 이상의 광량을 갖는 조명 장치를 사용할 필요가 있고, 일반적으로는, 스트로보에 의한 섬광이나 할로겐 램프에 의한 연속 점등 등의 수단이 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1).
스트로보 조명을 사용한 인식 카메라의 노광(스트로보 노광)에서는, 노광 시간을 수십㎲ 정도로 단시간으로 함으로써 고속의 동작도 촬상할 수 있어, 인식 처리를 가능하게 하고 있다.
일본 특허 공개 제2000-124683호 공보
복수의 축이 동시에 동작하는 장치에 있어서, 인식 촬상 중에 다른 축이 동작한 경우, 동작 진동에 의한 영향으로 촬상한 화상이 정지 위치의 것과 진동하고 있을 때의 것에서 위치가 어긋나는 경우가 있다. 스트로보 노광에서는 고속 처리를 위해 단시간에 고광량의 발광을 주안으로 한 전자 회로 구성으로 되어 있고, 스트로보의 점등 시간의 연장에는 최장 발광 시간의 제약이 있어, 장치의 고유 진동(예를 들어, 수십Hz, 수십ms 등)의 1주기를 초과하여 발광시켜 촬상하는 것은 곤란하다.
본 개시의 과제는, 스트로보 노광 인식 촬상에 있어서 진동 영향을 저감하는 것이 가능한 실장 장치를 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, 실장 장치는, 촬상 대상물에 대하여 상대적으로 이동하여, 상기 촬상 대상물을 촬상하는 촬상 장치와, 상기 촬상 대상물에 광을 조사하는 조명 장치를 구비한다. 상기 조명 장치는 상기 촬상 장치의 노광 시간 내에 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하도록 구성된다.
상기 실장 장치에 의하면, 스트로보 노광에 있어서 진동 영향을 저감할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지 후 단시간에 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면.
도 3은 도 1의 촬상 시스템의 발광 타이밍을 도시하는 도면.
도 4는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지로부터 인식 개시까지 인식 대기 시간을 설정하여 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면.
도 5는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지 후 복수회 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면.
도 6은 제2 실시 형태의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 6의 촬상 시스템의 동작 타이밍을 도시하는 도면.
도 8은 도 6의 촬상 시스템의 발광 타이밍을 도시하는 도면.
도 9는 제1 변형예의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 10은 실시예의 플립 칩 본더의 개략을 도시하는 상면도.
도 11은 도 10에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때, 픽업 플립 헤드 및 트랜스퍼 헤드의 동작을 설명하는 도면.
도 12는 도 10에 있어서 화살표 B 방향으로부터 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면.
도 13은 도 10의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도.
도 14의 (a)는 언더 비전 카메라의 구성을 도시하는 도면이고, 도 14의 (b)는 본드 카메라의 구성을 도시하는 도면.
도 15는 통상 노광의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 16은 도 15의 촬상 시스템의 동작 타이밍을 도시하는 도면.
도 17은 도 10에 있어서 화살표 B 방향으로부터 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면.
도 18은 본드 카메라 및 언더 비전 카메라의 화상을 도시하는 도면.
도 19는 실시예의 플립 칩 본더에서 실시되는 본딩 방법을 설명하는 흐름도.
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 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
<제1 실시 형태>
스트로보 노광의 촬상 시스템에 대하여 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지 후 단시간에 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 3은 도 1의 촬상 시스템의 발광 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지로부터 인식 개시까지 인식 대기 시간을 설정하여 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 5는 도 1의 촬상 시스템의 축 동작 정지 후 복수회 촬상하는 경우의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 스트로보 노광의 촬상 시스템(100S)은, 컨트롤러(101)와, 스트로보 조명 전원(107a, 107b)과, 조명 장치(103)와, 카메라(104a)와 렌즈(104b)를 갖는 촬상 장치(104)와, 인식 처리 장치(105)를 구비한다.
컨트롤러(101)는 촬상 트리거 신호를 카메라(104a)에 출력하고, 카메라(104a)는 촬상 트리거 신호를 수신하여 노광 개시함과 동시에, 노광 개시로부터 설정된 발광 지연 시간에 조명이 점등하도록 조명 트리거 신호(스트로보 트리거)를 스트로보 조명 전원(107a, 107b)에 출력한다. 스트로보 조명 전원(107a, 107b)은 카메라(104a)로부터 조명 트리거 신호를 수취하여, 조명 발광 전류를 조명 장치(103)에 공급한다. 조명 장치(103)는 의사 동축 조명(103a) 및 측방 조명(103b) 등으로 구성된다. 조명 장치(103)는, 다수개의 발광 다이오드를 매트릭스형으로 정렬 배치시키고 그 면발광의 광원에 의해 촬상 대상의 워크(108)를 조명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 조명 장치(103)는 촬상 트리거 신호로부터 발광 지연 시간(Td4) 후, 단발광에 의한 스트로보 점등한다. 컨트롤러(101)는 촬상 트리거 신호를 카메라(104a)에 입력하고, 노광 지연 시간(Td1) 후, 카메라(104a)는 설정된 노광 시간(Tex1)분, 셔터를 개방하여 노광하고, 렌즈(104b)를 통해 촬상 대상의 워크(108)를 촬상한다. 카메라(104a)의 촬상의 완료 후(노광 종료 후 전송 대기 시간(Td2)이 지나고), 카메라(104a)는 화상 데이터를 인식 처리 장치(105)에 전송하고, 완료 대기 시간(Td3) 후, 인식 처리 장치(105)는 화상 데이터에 기초하여 위치 어긋남양 등을 산출한다.
촬상 트리거 신호를 발행하고 나서 인식 계산이 완료될 때까지의 시간을 인식 시간(Tr)이라 하면, Tr은 다음 식과 같이 된다.
Tr=Td1+Tex1+Td2+Ttr+Td3+Trc
여기서, Ttr은 화상 전송 시간, Trc는 인식 계산 시간이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 카메라 셔터를 개방하고 있는 시간인 노광 시간(Tex1)은,
Tex1=Td4+Tem+Tm
이다. 여기서, Tem은 발광 시간, Tm은 노광 여유 시간이다. 발광 지연 시간, 발광 시간 및 발광 강도는 가변값이고, 노광 여유 시간은 고정값이며, 예를 들어 하기의 값이다.
발광 시간=5 내지 107.4㎲(0.2㎲ 간격)
발광 지연 시간=10 내지 112.4㎲(0.2㎲ 간격)
노광 여유 시간=5㎲(고정값)
발광 강도(광량)=512계조
스트로보 노광은, 노광 시간(Tex1)을 20㎲ 정도 등 매우 짧게 설정할 수 있고, 실질적인 노광 시간인 발광 시간도 10㎲ 정도 등 매우 짧게 설정할 수 있어, 이동 중의 인식 촬상에서도 인식 가능해져, 고속화가 가능하다. 여기서, 이동 중의 인식 촬상이란, 촬상 장치(104)가 정지한 상태에서 촬상 대상의 워크(108)가 이동하고 있는 경우, 촬상 대상의 워크(108)가 정지한 상태에서 촬상 장치(104)가 이동하고 있는 경우, 촬상 장치(104) 및 촬상 대상의 워크(108)의 양쪽이 이동하고 있는 경우의 인식 촬상이다.
상술한 바와 같이, 복수의 축이 동시에 동작하는 장치에 있어서, 인식 촬상중에 다른 축이 동작한 경우, 동작 진동에 의한 영향으로 촬상한 화상이 정지 위치의 것과 진동하고 있을 때의 것에서 위치가 어긋나는 경우가 있다.
축 동작 정지 후 단시간에 촬상하면 진동에 의한 인식 어긋남이 발생한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 노광 중의 변위의 평균값이 인식 위치(도 2의 검정색 동그라미)가 되고, 도 2에서는 마이너스의 변위에 위치하여, 인식 어긋남이 발생한다. 즉, 진동 중에 1회의 스트로보 발광으로 촬상하면 위치가 어긋나는 경우가 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 실질적인 노광 시간, 즉, 발광 시간(Tem)을 진동 주기보다도 길게 함으로써, 촬상 화상은 진동에 의한 흔들림이 평균화되어, 진동 영향을 저감하는 것은 가능하다. 예를 들어, 스트로보의 발광 시간이 10㎳ 정도이고, 진동 주기가 10㎳ 이하(진동 주파수가 100Hz 이상)인 경우에는, 진동 영향을 저감하는 것은 가능하다. 그러나, 이동 중의 노광, 촬상에서는 스트로보 조도를 높게 하기 위해 조명 전원 출력이 고전류로 되어, 전원 용량이 부족하기 때문에 장시간 발광을 할 수 없다. 발광 시간은 길어서 100㎲ 정도이고, 진동 주기가 100㎲ 이하(진동 주파수가 10㎑ 이상)이면, 진동 영향을 저감하는 것은 가능하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 축 동작 정지로부터 인식 개시까지 인식 대기 시간(Trw)을 설정하여 진동이 수렴되는 것을 기다리고 나서 노광하는 것이 생각된다. 이에 의해, 진동 주기가 긴 경우라도 진동 영향을 경감하는 것이 가능하다. 단, 긴 진동 주기를 고려하여 인식 대기 시간(Trw)을 길게 설정하는 것이 필요하여, 인식에 시간이 걸린다.
도 5에 도시한 바와 같이, 축 동작 정지 후, 촬상 및 인식 계산을 복수회(N회) 행하고, 그것들의 평균화 처리를 행하는 것도 생각된다. 이에 의해, 긴 인식 대기 시간을 설정하지 않아도, 진동 영향을 경감하는 것이 가능하다. 단, 인식 시간(Tr2)은 도 2, 도 3의 경우의 인식 시간(Tr)의 N배보다 약간 작게 되어, 인식에 시간이 걸린다. 도 5의 경우,
Tr2=N×Tr-(N-1)Td4
가 된다. 여기서, N=2이다.
상술한 제1 실시 형태의 스트로보 노광은 노광 시간 내의 발광은 1회만이므로, 이하, 스트로보 1회 노광이라 한다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태의 스트로보 노광의 촬상 시스템에 대하여 도 6 내지 도 8을 사용하여 설명한다. 도 6은 제2 실시 형태의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 7은 도 6의 촬상 시스템의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다. 도 8은 도 6의 촬상 시스템의 발광 타이밍을 도시하는 도면이며, 도 8의 (a)는 발광 강도를 1/N으로 한 경우이고, 도 8의 (b)는 발광 시간을 1/N으로 한 경우이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태의 촬상 시스템(100)의 구성은 도 1의 촬상 시스템(100S)과 마찬가지이다.
도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(101)는 촬상 트리거 신호를 카메라(104a)에 출력한다. 카메라(104a)는 촬상 트리거 신호로부터 노광 지연 시간(Td1) 후 노광 개시함과 함께 노광 개시로부터 설정된 발광 지연 시간(Td4)이 지나고 연속한 조명 트리거 신호(스트로보 트리거)를 스트로보 조명 전원(107a, 107b)에 출력한다. 스트로보 조명 전원(107a, 107b)은, 조명 트리거 신호로부터 미리 설정된 발광 지연 시간(Td4), 발광 시간(Tem), 광량(발광 강도), 발광 주기(Tep)로 조명 장치(103)의 발광 다이오드를 발광시킨다. 카메라(104a)는 설정된 노광 시간(Tex2)분, 셔터를 개방하여 노광하고, 렌즈(104b)를 통해 촬상 대상의 워크(108)를 촬상한다. 카메라(104a)의 촬상의 완료 후(노광 종료 후 전송 대기 시간(Td2)이 지나고), 카메라(104a)는 화상 데이터를 인식 처리 장치(105)로 전송하고, 완료 대기 시간(Td3) 후, 인식 처리 장치(105)는 화상 데이터에 기초하여 위치 어긋남양 등을 산출한다. 카메라(104a)는 하나의 촬상 트리거 신호의 입력에 대하여 복수의 트리거 신호를 출력한다.
인식 시간(Tr3)은 제1 실시 형태와 마찬가지로 다음 식과 같이 된다.
Tr3=Td1+Tex2+Td2+Ttr+Td3+Trc
단, 제2 실시 형태의 노광 시간(Tex2)은 제1 실시 형태의 노광 시간(Tex1)보다도 길고, 따라서, 제2 실시 형태의 인식 시간(Tr3)은 제1 실시 형태의 인식 시간(Tr)보다도 (Tex2-Tex1)만큼 길어진다.
도 8에 도시한 바와 같이, 노광 시간(Tex2)은,
Tex2=Tem×(N-1)+Td4+Tem+Tm
이다. 또한, 발광 주기는, 현상의 스트로보의 제약으로 10㎳ 이상이다. 예를 들어,
발광 주기=10ms
발광 지연 시간=10㎲
발광 시간=50㎲
노광 여유 시간=5㎲
N=4
로 하면,
Tex2=10ms×(4-1)+10㎲+50㎲+5㎲=30.11ms
가 된다.
상술한 제2 실시 형태의 스트로보 노광은, 노광 시간 내에 복수의 발광이 있으므로, 이하, 스트로보 다중 노광이라 한다.
또한, 오버 노광을 방지하기 위해, 제2 실시 형태의 스트로보 다중 노광의 노광 총 광량을 제1 실시 형태의 스트로보 1회 노광의 광량과 동일하게 한다. 스트로보 1회의 광량은 발광 시간 및 발광 강도를 조정하여 행한다. 예를 들어, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 1회의 노광 시간에서 N회 발광하는 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 시간을 스트로보 1회 노광의 발광 시간과 동일하게 하는 경우에는, 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 강도를 스트로보 1회 노광의 발광 강도의 1/N으로 한다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 1회의 노광 시간에서 N회 발광하는 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 강도를 스트로보 1회 노광의 발광 강도와 동일하게 하는 경우에는, 1회의 발광 시간을 1/N으로 한다. 또한, 예를 들어 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 시간을 스트로보 1회 노광의 발광 시간의 5배로 하는 경우에는, 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 강도를 스트로보 1회 노광의 발광 강도의 1/5N으로 한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 1회의 노광 시간 내에 복수회(본 예에서는 4회) 스트로보를 점등시킨다. 1매의 화상에 복수회의 스트로보 점등분의 화상이 다중으로 노광되어, 1매의 화상 내에서 진동 성분이 평균화된다. 이를 위해서는, 카메라의 셔터를 개방하고 있는 시간(노광 시간) 내에 진동 주기(Top)의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 노광한다. 이에 의해, 축 동작이나 타축 동작에 의한 진동, 외란에 의한 진동 등에 의한 인식 어긋남을 저감하는 것이 가능하다.
제2 실시 형태에서는, 1회의 촬상 중에 복수회 스트로보를 발광시키고, 다중 노광에 의해 평균화함으로써, 동작축 정지 후의 진동이나 인식 대상축 이외의 축 동작에 의해 발생하는 진동 영향 등의 외란 영향을 저감하는 것이 가능하다. 또한, 인식 대상 동작축이 정지 후 인식 개시하는 시간을 단축하는 것이 가능하다. 또한, 1회의 촬상, 데이터 전송으로 완료되기 때문에 전송 시간과 인식 계산의 처리 시간을 단축할 수 있어, 통상의 스트로보 1회 노광을 복수회 촬상하는 것보다 고속화하는 것이 가능하다. 또한, 충분한 조도의 극단 시간 발광이 가능한 스트로보 조명에 의해 실질적인 노광 시간(발광하고 있는 동안의 노광 시간)을 짧게 하여, 이동 중 인식도 가능하다.
<변형예>
이하, 실시 형태의 대표적인 변형예에 대하여, 몇 가지 예시한다. 이하의 변형예의 설명에 있어서, 상술한 실시 형태에서 설명되고 있는 것과 마찬가지의 구성 및 기능을 갖는 부분에 대해서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 부호가 사용될 수 있는 것으로 한다. 그리고 이러한 부분의 설명에 대해서는, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 상술한 실시 형태에 있어서의 설명이 적절히 원용될 수 있는 것으로 한다. 또한, 상술한 실시 형태의 일부, 및, 복수의 변형예의 전부 또는 일부가, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 적절히, 복합적으로 적용될 수 있다.
(제1 변형예)
도 9는 제1 변형예의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
제2 실시 형태에서는, 복수회의 스트로보 발광을 행하기 위한 트리거 신호를 카메라(104a)에서 생성하고 있지만, 카메라(104a)의 외부의 펄스 제너레이터에서 생성해도 된다. 제1 변형예의 촬상 시스템(100A)의 카메라(104a)는 입력된 촬상 트리거 신호를 펄스 생성 회로(109)에 출력하고, 펄스 생성 회로(109)는 입력된 촬상 트리거 신호에 기초하여 소정 간격으로 소정수의 트리거 신호를 출력한다.
(제2 변형예)
제2 실시 형태에서는, 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 시간을 스트로보 1회 노광의 발광 시간과 동일하게 하는 경우에는, 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 강도를 스트로보 1회 노광의 발광 강도의 1/N으로 하고 있지만, 스트로보 다중 노광의 1회의 발광 강도를 스트로보 1회 노광의 발광 강도와 마찬가지로 해도 된다. 이에 의해, 이물 검출을 위한 외견 검사에 있어서, 1회의 노광으로 조도가 부족한 어두운 대상의 인식에서도 복수회 스트로보 노광하여 밝기를 확보하여 인식 가능해진다.
(제3 변형예)
제1 실시 형태의 촬상 시스템(100S)과 제2 실시 형태의 촬상 시스템(100)을 조합해도 된다. 제3 변형예의 촬상 시스템은 촬상 시스템(100S)의 스트로보 1회 노광의 기능(스트로보 1회 노광 모드)과 촬상 시스템(100)의 스트로보 다중 노광의 기능(스트로보 다중 노광 모드)을 구비한다.
제3 변형예의 촬상 시스템은, 스트로보 1회 노광 모드에서는, 카메라(104a)가 컨트롤러(101)로부터의 촬상 트리거 신호에 기초하여, 단발의 트리거 신호를 출력하고, 촬상 시스템(100S)과 마찬가지로 동작한다. 스트로보 다중 노광 모드에서는, 카메라(104a)가 컨트롤러(101)로부터의 촬상 트리거 신호에 기초하여, 연속의 트리거 신호를 출력하고, 촬상 시스템(100)과 마찬가지로 동작한다.
[실시예]
이하, 상술한 실시 형태의 실장 장치의 일례인 플립 칩 본더에 적용한 예에 대하여 설명한다. 또한, 플립 칩 본더는, 예를 들어 칩 면적을 초과하는 넓은 영역에 재배선층을 형성하는 패키지인 팬 아웃형 웨이퍼 레벨 패키지(Fan Out Wafer Level Package: FOWLP) 등의 제조에 사용된다.
도 10은 실시예의 플립 칩 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 11은 도 10에 있어서 화살표 A 방향으로부터 보았을 때, 픽업 플립 헤드 및 트랜스퍼 헤드의 동작을 설명하는 도면이다. 도 12는 도 10에 있어서 화살표 B 방향으로부터 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다. 도 13은 도 10의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 플립 칩 본더(10)는, 크게 나누어, 다이 공급부(1)와, 제1 픽업부(2a)와, 제2 픽업부(2b), 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a)와, 제2 트랜스퍼 스테이지부(3b)와, 제1 본딩부(4a)와, 제2 본딩부(4b)와, 반송부(5)와, 기판 공급부(6K)와, 기판 반출부(6H)와, 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 제어 장치(7)를 구비한다. 또한, 제2 픽업부(2b), 제2 트랜스퍼 스테이지부(3b) 및 제2 본딩부(4b)는, 각각 픽업되는 다이 D를 지나 Y축 방향으로 신장되는 선에 대하여 제1 픽업부(2a), 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a) 및 제1 본딩부(4a)와 거울 대상으로 배치되고, 마찬가지로 구성되어, 마찬가지로 동작한다. 제2 픽업부(2b), 제2 트랜스퍼 스테이지부(3b) 및 제2 본딩부(4b)의 각 구성 요소의 부호 「b」는 제1 픽업부(2a), 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a) 및 제1 본딩부(4a)의 각 요소의 부호 「a」에 대응한다.
먼저, 다이 공급부(1)는, 워크의 일례인 기판 P에 실장하는 다이 D를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 분할된 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이 D를 밀어올리는 밀어올림 유닛(13)과, 웨이퍼 링 공급부(18)를 구비한다. 다이 공급부(1)는, 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 방향으로 이동하여, 픽업하는 다이 D를 밀어올림 유닛(13)의 위치로 이동시킨다. 웨이퍼 링 공급부(18)는, 웨이퍼 링(14)이 수납된 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)를 갖고, 순차적으로 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급하고, 새로운 웨이퍼 링으로 교환한다. 웨이퍼 링(14)이 수납된 웨이퍼 카세트는 플립 칩 본더(10)의 외부로부터 웨이퍼 링 공급부(18)에 공급된다. 다이 공급부(1)는, 원하는 다이 D를 웨이퍼 링(14)으로부터 픽업할 수 있도록, 픽업 포인트로, 웨이퍼 링(14)을 이동시킨다. 웨이퍼 링(14)은, 웨이퍼(11)가 고정되고, 다이 공급부(1)에 설치 가능한 지그이다.
제1 픽업부(2a)는 픽업되는 다이 D에 대하여 기판 공급부(6K)측에 위치한다. 제1 픽업부(2a)는, 다이 D를 픽업하여 반전하는 픽업 플립 헤드(21a)와, 콜릿(22a)(도 11 참조)을 승강, 회전, 반전 및 X축 방향으로 이동시키는 구동부(23a)와, 다이 D를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(26a)(도 11 참조)을 갖는 픽업 헤드(25a)와, 픽업 헤드(25a)를 승강 및 X축 방향으로 이동시키는 구동부(27a)를 구비한다. 픽업되는 다이 D의 바로 위에 웨이퍼 인식 카메라(24)가 마련되고, 제1 픽업부(2a)와 제2 픽업부(2b)에 공용된다. 이와 같은 구성에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 픽업 플립 헤드(21a)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 촬상 데이터에 기초하여 다이 D를 픽업하고, 픽업 플립 헤드(21a)를 180도 회전시켜, 다이 D의 범프를 반전시켜 하면을 향하게 하고, 다이 D를 픽업 헤드(25a)에 건네주는 자세로 한다. 픽업 헤드(25a)는 반전된 다이 D를 픽업 플립 헤드(21a)로부터 수취하여, 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a)에 적재한다.
제1 트랜스퍼 스테이지부(3a)는, 다이 D를 일시적으로 적재하는 트랜스퍼 스테이지(31a1, 31a2)와, 언더 비전 카메라(제1 촬상 장치)(34a)와, 언더 비전 보정 마크(35a)를 구비한다. 트랜스퍼 스테이지(31a1, 31a2)는 도시하지 않은 구동부에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다.
제1 본딩부(4a)는 픽업되는 다이 D에 대하여 기판 공급부(6K)측에 위치한다. 제1 본딩부(4a)는, 트랜스퍼 스테이지(31a1, 31a2)로부터 다이 D를 픽업하여, 반송되어 오는 기판 P 상에 본딩한다. 제1 본딩부(4a)는, 본딩 헤드(41a)와, 본딩 헤드(41a)를 Z축 방향으로 이동시키는 본드 헤드 테이블(45a)과, 본드 헤드 테이블(45a)을 Y축 방향으로 이동시키는 갠트리 테이블(Y 빔)(43a)과, 갠트리 테이블(43a)을 X축 방향으로 이동시키는 한 쌍의 X 빔(도시하지 않음)과, 기판 P의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하여, 본딩 위치를 인식하는 본드 카메라(제2 촬상 장치)(44a)를 구비한다. 갠트리 테이블(43a)은 실장 스테이지 BS(도 12 참조) 상에 걸치도록 Y축 방향으로 신장하고 그 양단이 각각 X축 방향으로 이동 가능하게 한 쌍의 X 빔에 지지되어 있다. 다이 D가 기판 P에 본딩될 때, 기판 P는 실장 스테이지 BS에 흡착 고정되어 있다. 본드 카메라(44a)는 본드 헤드 테이블(45a)에 마련되어 있다. 도 12에 도시한 바와 같이, 본딩 헤드(41a)는 4개의 다이 D를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42a1, 42a2, 42a3, 42a4)을 각각 갖는 본딩 헤드(41a1, 41a2, 41a3, 41a4)를 구비한다.
이와 같은 구성에 의해, 본딩 헤드(41a)는, 트랜스퍼 스테이지(31a1, 31a2)로부터 다이 D를 픽업하고, 언더 비전 카메라(34a) 및 본드 카메라(44a)로 본딩 헤드가 다이 D를 보유 지지하는 위치를 촬상한다. 이 촬상 데이터에 기초하여 본딩 위치 결정 보정 위치를 산출하고, 본딩 헤드를 이동하여 기판 P에 다이 D를 본딩한다.
반송부(5)는, 기판 P가 X축 방향으로 이동하는 반송 레일(51, 52)을 구비한다. 반송 레일(51, 52)은 평행하게 마련된다. 이와 같은 구성에 의해, 기판 공급부(6K)로부터 기판 P를 반출하고, 반송 레일(51, 52)을 따라서 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후 기판 반출부(6H)까지 이동하여, 기판 반출부(6H)에 기판 P를 건네준다. 기판 P에 다이 D를 본딩하는 중에, 기판 공급부(6K)는 새로운 기판 P를 반출하고, 반송 레일(51, 52) 상에서 대기한다. 기판 P는 플립 칩 본더(10)의 외부로부터 기판 공급부(6K)에 반입되고, 다이 D가 적재된 기판 P는 기판 반출부(6H)로부터 플립 칩 본더(10)의 외부로 반출된다.
제어 장치(7)는, 플립 칩 본더(10)의 각 부의 동작을 감시하고 제어하는 프로그램(소프트웨어)이나 데이터를 저장하는 기억 장치(메모리)와, 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한다. 제어 장치(7)는, 실시 형태의 컨트롤러(101)나 인식 처리 장치(105) 등을 구비한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되며 복수의 다이 D가 점착된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)과, 다이 D를 상방으로 밀어올리기 위한 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 소정의 다이 D를 픽업하기 위해, 밀어올림 유닛(13)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상하 방향으로 이동하고, 다이 공급부(1)는 수평 방향으로는 이동하도록 되어 있다.
언더 비전 카메라 및 본드 카메라의 구성에 대하여 도 14를 사용하여 설명한다. 도 14의 (a)는 언더 비전 카메라의 구성을 도시하는 도면이고, 도 14의 (b)는 본드 카메라의 구성을 도시하는 도면이다.
언더 비전 카메라(34a)는, 카메라 본체(344a)와 렌즈(344b)를 갖는 촬상 장치(344)와, 의사 동축 조명(343a)과 링 조명(343b)을 갖는 조명 장치(343)를 구비한다. 언더 비전 카메라(34a)는 상방의 다이 D를 바로 아래로부터 촬상하도록 위를 향하여 마련되어 있다. 카메라 본체(344a) 및 조명 장치(343)는, 실시 형태의 촬상 시스템(100)의 카메라 본체(104a) 및 조명 장치(103)와 마찬가지로 제어된다. 즉, 언더 비전 카메라(34a)는, 제어 장치(7)의 지시에 의해 실시 형태의 스트로보 1회 노광 또는 스트로보 다중 노광에 의해 다이 D를 촬상하는 것이 가능하다. 언더 비전 카메라(34b)는 언더 비전 카메라(34a)와 마찬가지의 구성이다.
본드 카메라(44a)는, 카메라 본체(444a)와 렌즈(444b)를 갖는 촬상 장치(444)와, 의사 동축 조명(443a)과 측방 조명(443b)을 갖는 조명 장치(443)를 구비한다. 본드 카메라(44a)는 하방의 언더 비전 보정 마크(35a), 다이 D 및 기판 P를 위로부터 촬상하도록 아래를 향하여 마련되어 있다. 카메라 본체(444a) 및 조명 장치(443)는, 실시 형태의 촬상 시스템(100)의 카메라(104a) 및 조명 장치(103)와 마찬가지로 제어된다. 즉, 본드 카메라(44a)는, 실시 형태의 스트로보 1회 노광 또는 스트로보 다중 노광에 의해 언더 비전 보정 마크(35a), 다이 D 및 기판 P를 촬상하는 것이 가능하다. 본드 카메라(44b)는 본드 카메라(44a)와 마찬가지의 구성이다.
또한, 웨이퍼 인식 카메라(24)는, 본드 카메라(44a)와 마찬가지의 구성이지만, 통상 노광에 의해 웨이퍼(11)(다이 D)를 촬상하지만, 언더 비전 카메라(34a)나 본드 카메라(44a)와 마찬가지로, 스트로보 노광이나 스트로보 다중 노광 가능한 시스템으로 치환하는 것도 가능하다.
상시 점등 조명을 사용하여 카메라 셔터로 노광 제어하는 통상 노광의 촬상 시스템에 대하여 도 15, 도 16을 사용하여 설명한다. 도 15는 통상 노광의 촬상 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 도 16은 도 15의 촬상 시스템의 동작 타이밍을 도시하는 도면이다.
통상 노광의 촬상 시스템(100R)은, 컨트롤러(101)와, 조명 전원(102a, 102b)과, 조명 장치(103)와, 카메라(104a)와 렌즈(104b)를 갖는 촬상 장치(104)와, 인식 처리 장치(105)를 구비한다.
컨트롤러(101)는 조명 ON/OFF 및 조도 설정 등의 제어 신호를 조명 전원(102a, 102b)에 출력하고, 조명 전원(102a, 102b)은 조명 발광 전류를 조명 장치(103)에 공급한다. 조명 장치(103)는 의사 동축 조명(103a) 및 측방 조명(링 조명 또는 4방향 바 조명 등)(103b) 등으로 구성된다. 조명 장치(103)는, 복수개의 발광 다이오드를 매트릭스형으로 정렬 배치시키고 그 면발광의 광원에 의해 촬상 대상의 워크(108)를 조명한다.
조명 장치(103)는 상시 점등 혹은 인식 노광 전에 점등한다. 컨트롤러(101)는 촬상 트리거 신호를 카메라(104a)에 입력하고, 노광 지연 시간(Td1) 후, 카메라(104a)는 설정된 노광 시간(Tex3)분, 셔터를 개방하여 노광하고, 렌즈(104b)를 통해 촬상 대상의 워크(108)를 촬상한다. 카메라(104a)의 촬상의 완료 후(노광 종료 후, 전송 대기 시간(Td2)이 지나고), 카메라(104a)는 화상 데이터를 인식 처리 장치(105)에 전송하고, 인식 처리 장치(105)는 화상 데이터에 기초하여 위치 어긋남양 등을 산출한다.
인식 시간(Tr4)은 제1 실시 형태와 마찬가지로 다음 식과 같이 된다.
Tr4=Td1+Tex3+Td2+Ttr+Td3+Trc
단, 노광 시간(Tex3)은 제1 실시 형태의 노광 시간(Tex1)보다도 길고, 따라서, 인식 시간(Tr3)은 제1 실시 형태의 인식 시간(Tr)보다도 (Tex3-Tex1)만큼 길어진다.
상술한 바와 같이, 복수의 축이 동시에 동작하는 장치에 있어서, 인식 촬상중에 다른 축이 동작한 경우, 동작 진동에 의한 영향으로 촬상한 화상이 정지 위치의 것과 진동하고 있을 때의 것에서 위치가 어긋나는 경우가 있다. 그러나, 도 16에 도시한 바와 같이, 노광 시간을 길게 함으로써, 촬상 화상은 진동에 의한 흔들림이 평균화되어, 진동 영향을 저감하는 것은 가능하다. 또한, 노광 시간을 10㎳ 이상 확보함으로써, 100Hz 이상의 동작 진동은 촬상에서 평균화되어, 진동 영향을 저감하는 것은 가능하다.
다음에, 언더 비전 보정에 대하여 도 17, 도 18을 사용하여 설명한다. 도 17은 도 10에 있어서 화살표 B 방향으로부터 보았을 때, 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이며, 도 17의 (a)는 첫번째의 본딩 헤드 및 그것에 대응하는 언더 비전 보정 마크를 촬상하는 상태를 도시하는 도면이고, 도 17의 (b)는 두번째의 본딩 헤드 및 그것에 대응하는 언더 비전 보정 마크를 촬상하는 상태를 도시하는 도면이며, 도 17의 (c)는 세번째의 본딩 헤드 및 그것에 대응하는 언더 비전 보정 마크를 촬상하는 상태를 도시하는 도면이고, 도 17의 (d)은 네번째의 본딩 헤드 및 그것에 대응하는 언더 비전 보정 마크를 촬상하는 상태를 도시하는 도면이다. 도 18의 (a)는 본드 카메라에 의한 언더 비전 보정 마크의 촬상 화상을 도시하는 도면이며, 도 18의 (b)는 언더 비전 카메라에 의한 다이의 촬상 화상을 도시하는 도면이고, 도 18의 (c)는 본드 카메라에 의한 기판 상의 레퍼런스 마크의 촬상 화상이다. 또한, 도 18의 촬상 화상은 설명을 용이하게 하기 위해 외주를 흑색, 내부를 백색으로 나타내고 있다.
언더 비전 보정 마크(35a)는 언더 비전 카메라(34a)를 사이에 두고 기판 P와는 반대측에 마련된다. 도 17에 도시한 바와 같이, 언더 비전 보정 마크(35a)는, 광을 차광하는 플레이트(35a5)의 하방에 배치된 LED 등의 광원(35a6 내지 35a9)을 플레이트(35a5)가 갖는 핀 홀(35a1 내지 35a4)에 조사하여 구성되는 점 광원에 의한 마크가 형성된다. 4개의 핀 홀(35a1 내지 35a4)은 4개의 콜릿(42a1 내지 42a4)에 대응하는 위치에 4개 배치되어 있다. 따라서, 4개의 핀 홀(35a1 내지 35a4)은 4개의 언더 비전 보정 마크를 구성한다. 또한, 4개의 언더 비전 보정 마크를 개개로 참조하는 경우에는, 부호 35a1 내지 35a4를 사용한다.
본드 카메라(44a)가 언더 비전 보정 마크(35a)를 촬상하는 경우, 언더 비전 카메라(34a)에 본드 카메라(44a)의 조명 장치(443)로부터 발해지는 광이 입사하고, 언더 비전 카메라(34a)의 인식에 영향을 미치지 않도록 본드 카메라(44a)의 조명 장치(443)는 소등된다. 이에 의해, 후술하는 언더 비전 카메라(34a)에 의한 콜릿(42a)의 촬상에 대한 영향을 저감할 수 있다.
본딩 헤드(41a) 및 본드 카메라(44a)가 Y축 방향으로 이동하면서, 본드 카메라(44a)는 언더 비전 보정 마크(35a)를 촬상하여 인식하고, 도 18의 (a)에 도시한 바와 같이, 초기에 등록된 언더 비전 보정 마크(35a)의 위치(마크 초기 위치)와 본드 카메라(44a)로 인식된 언더 비전 보정 마크(35a)의 위치의 어긋남을 인식하고, (dXmark, dYmark)를 산출한다. 언더 비전 카메라(34a)의 중심에 콜릿(42a)을 위치 결정하였을 때, 본드 카메라로 언더 비전 보정 마크(35a)를 촬상하고, 위치를 계측하여 마크 초기 위치를 등록해 둔다. 본드 카메라(44a)에 의한 언더 비전 보정 마크(35a)의 촬상과 동시에, 언더 비전 카메라(34a)는 콜릿(42a)에 흡착 보유 지지된 다이 D의 탑재면을 촬상하여 인식하고, 도 18의 (b)에 도시한 바와 같이, 언더 비전 카메라(34a)의 중심으로부터 다이 D의 위치를 인식 계측하여 (dXdie, dYdie)를 산출한다. (dXmark, dYmark)와 (dXdie, dYdie)의 결과로부터, 언더 비전 보정 마크(35a)의 위치에 대한 콜릿(42a)에 흡착 보유 지지된 다이 D의 위치를 산출한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본딩 헤드(41a)에 4개의 탑재된 콜릿(42a1 내지 42a4)에 대하여 각각 흡착 보유 지지된 다이 D를 언더 비전 카메라(34a) 상으로 이동시켜, 다이 D를 촬상하여, 위치를 인식하고, 콜릿(42a1 내지 42a4)에 대하여 각각 언더 비전 카메라(34a)로 인식하는 위치에 대응하는 언더 비전 보정 마크(35a1 내지 35a4)를, 언더 비전 카메라(34a)로 다이 D를 인식 촬상함과 동시에 본드 카메라(44a)로 촬상 인식한다. 이하, 상세하게 설명한다.
먼저, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 첫번째의 본딩 헤드(41a1)의 콜릿(42a1)에 흡착 보유 지지된 다이 D를 언더 비전 카메라(34a) 상으로 이동시켜, 다이 D를 촬상하여 위치를 인식함과 함께, 콜릿(42a1)에 흡착 보유 지지된 다이 D에 대하여 언더 비전 카메라(34a)로 인식하는 위치에 대응하는 언더 비전 보정 마크(35a1)를 본드 카메라(44a)로 촬상하여 위치를 인식한다.
다음에, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 두번째의 본딩 헤드(41a2)의 콜릿(42a2)에 흡착 보유 지지된 다이 D를 언더 비전 카메라(34a) 상으로 이동시켜, 다이 D를 촬상하여 위치를 인식함과 함께, 콜릿(42a2)에 흡착 보유 지지된 다이 D에 대하여 언더 비전 카메라(34a)로 인식하는 위치에 대응하는 언더 비전 보정 마크(35a2)를 본드 카메라(44a)로 촬상하여 위치를 인식한다.
다음에, 도 17의 (c)에 도시한 바와 같이, 세번째의 본딩 헤드(41a3)의 콜릿(42a3)에 흡착 보유 지지된 다이 D를 언더 비전 카메라(34a) 상으로 이동시켜, 다이 D를 촬상하여 위치를 인식함과 함께, 콜릿(42a3)에 흡착 보유 지지된 다이 D에 대하여 언더 비전 카메라(34a)로 인식하는 위치에 대응하는 언더 비전 보정 마크(35a3)를 본드 카메라(44a)로 촬상하여 위치를 인식한다.
다음에, 도 17의 (d)에 도시한 바와 같이, 네번째의 본딩 헤드(41a4)의 콜릿(42a4)에 흡착 보유 지지된 다이 D를 언더 비전 카메라(34a) 상으로 이동시켜, 다이 D를 촬상하여 위치를 인식함과 함께, 콜릿(42a4)에 흡착 보유 지지된 다이 D에 대하여 언더 비전 카메라(34a)로 인식하는 위치에 대응하는 언더 비전 보정 마크(35a4)를 본드 카메라(44a)로 촬상하여 위치를 인식한다.
언더 비전 카메라(34a)에 의한 다이 D의 위치 인식 완료 후, 도 17에 도시한 바와 같이, 본딩 헤드(41a)는 다이 D를 흡착 보유 지지한 상태에서 실장 스테이지 BS에 흡착 고정되어 있는 기판 P로 이동하여, 기판 P의 소정의 위치에 다이 D를 본딩한다. 그때, 본드 카메라(44a)로 기판 P에 마련된 레퍼런스 마크 RM을 촬상하여 인식하고, 도 18의 (c)에 도시한 바와 같이 본드 카메라(44a)의 중심으로부터 본 기판 P 상의 레퍼런스 마크 RM의 위치를 인식 계측하여 (dXRM, dYRM)을 산출한다. 이 레퍼런스 마크 RM의 위치로부터 다이 D를 본드하는 위치를 산출할 때, 앞서 구한 언더 비전 보정 마크(35a)의 위치에 대한 콜릿(42a)에 흡착 보유 지지된 다이 D의 위치를 더하여 본드 위치를 산출한다. 즉, 각 인식 결과를 본딩하는 목표 위치 결정 좌표로부터 뺌으로써 (Xbond, Ybond)를 산출한다.
Xbond=dXRM-dXdie-dXmark
Ybond=dYRM-dYdie-dYmark
이에 의해, 본딩 헤드의 위치 결정 오차나, 동작 진동에 의한 본딩 헤드 위치 결정 위치의 어긋남 등의 영향을 상쇄할 수 있어, 항상 언더 비전 보정 마크(35a)를 기준으로 하여 다이 D의 위치를 산출하고, 레퍼런스 마크 RM으로부터 본드 위치를 맞추는 것이 가능해진다. 이 예에서는 각 콜릿에서 본딩하는 위치에 헤드를 위치 결정하였을 때, 본드 카메라로 촬상 가능한 시야 내에 레퍼런스 마크 RM을 설치하고, 이것을 인식함으로써 본드 위치를 보정하는 방법을 설명하였지만, 본딩 시에 위치 결정 위치를 보정하는 방법으로서, 본드하는 기판에 미리 마련된 얼라인먼트 마크나, 기판 상의 각 본딩 위치에 개별로 마련된 마크, 혹은 이미 본드된 다이 등을 기준으로 하여 본드 카메라로 촬상 인식 계산하고, 언더 비전 보정 마크의 인식 결과와 아울러 본드 위치를 보정함으로써 마찬가지의 효과가 얻어진다.
다음에, 실시예의 플립 칩 본더에 있어서 실시되는 본딩 방법(반도체 장치의 제조 방법)에 대하여 도 19를 사용하여 설명한다. 도 19는 실시예의 플립 칩 본더에서 실시되는 본딩 방법을 설명하는 흐름도이다. 제1 픽업부(2a), 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a) 및 제1 본딩부(4a)측을 중심으로 설명하지만, 제2 픽업부(2b), 제2 트랜스퍼 스테이지부(3b) 및 제2 본딩부(4b)측도 마찬가지이다. 또한, 제2 픽업부(2b), 제2 트랜스퍼 스테이지부(3b) 및 제2 본딩부(4b)는 제1 픽업부(2a), 제1 트랜스퍼 스테이지부(3a) 및 제1 본딩부(4a)와 간섭하지 않는 범위에서 병행하여 동작한다.
플립 칩 본더(10)에서 반도체 장치를 제조하는 경우, 웨이퍼 링(14)이 수납된 웨이퍼 카세트는 플립 칩 본더(10)의 외부로부터 웨이퍼 링 공급부(18)에 공급된다. 또한, 기판 P는 플립 칩 본더(10)의 외부로부터 기판 공급부(6K)에 반입된다. 다이 D가 실장된 기판 P는 기판 반출부(6H)로부터 플립 칩 본더(10)의 외부로 반출된다. 플립 칩 본더(10) 내의 동작에 대하여 이하 설명한다.
스텝 S1: 제어 장치(7)는 픽업하는 다이 D가 밀어올림 유닛(13)의 바로 위에 위치하도록 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동하고, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 촬상 데이터에 기초하여 박리 대상 다이를 밀어올림 유닛(13)과 콜릿(22a)에 위치 결정한다. 다이싱 테이프(16)의 이면에 밀어올림 유닛(13)의 상면이 접촉하도록 밀어올림 유닛(13)을 이동한다. 이때, 제어 장치(7)는, 다이싱 테이프(16)를 밀어올림 유닛(13)의 상면에 흡착한다. 제어 장치(7)는 콜릿(22a)을 진공화하면서 하강시키고, 박리 대상의 다이 D 상에 착지시켜, 다이 D를 흡착한다. 제어 장치(7)는 콜릿(22a)을 상승시켜, 다이 D를 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 이에 의해, 다이 D는 픽업 플립 헤드(21a)에 의해 픽업된다.
스텝 S2: 제어 장치(7)는 픽업 플립 헤드(21a)를 이동시킨다.
스텝 S3: 제어 장치(7)는 픽업 플립 헤드(21a)를 180도 회전시켜, 다이 D의 범프면(표면)을 반전시켜 하면을 향하게 하여, 다이 D를 픽업 헤드(25a)에 건네주는 자세로 한다.
스텝 S4: 제어 장치(7)는 픽업 플립 헤드(21a)의 콜릿(22a)으로부터 픽업 헤드(25a)의 콜릿(26a)에 의해 다이 D를 픽업하여, 다이 D의 전달이 행해진다.
스텝 S5: 제어 장치(7)는, 픽업 플립 헤드(21a)를 반전하여, 콜릿(22a)의 흡착면을 아래로 향하게 한다.
스텝 S6: 스텝 S5 전 또는 병행하여, 제어 장치(7)는 픽업 헤드(25a)를 트랜스퍼 스테이지(31a1)로 이동한다.
스텝 S7: 제어 장치(7)는 픽업 헤드(25a)에 보유 지지되어 있는 다이 D를 트랜스퍼 스테이지(31a1)에 적재한다.
스텝 S8: 제어 장치(7)는 픽업 헤드(25a)를 다이 D의 전달 위치로 이동시킨다. 제어 장치(7)는 스텝 S1 내지 S8을 소정 횟수(실시예에서는 4회) 반복한다.
스텝 S9: 스텝 S8 후 또는 병행하여, 제어 장치(7)는 트랜스퍼 스테이지(31a1)를 본딩 헤드(41a)와의 전달 위치로 이동시킨다.
스텝 SA: 제어 장치(7)는 본드 카메라(44a)에 의해 트랜스퍼 스테이지(31a1)에 보유 지지된 다이 D를 촬상함과 함께, 트랜스퍼 스테이지(31a1)로부터 본딩 헤드(41a)의 콜릿(42a)에 의해 복수(실시예에서는 4개)의 다이 D를 일괄하여 픽업하여, 다이 D의 전달이 행해진다.
스텝 SB: 제어 장치(7)는, 본딩 헤드(41a1, 41a2, 41a3, 41a4)의 콜릿(42a1, 42a2, 42a3, 42a4)이 보유 지지하고 있는 4개의 다이 D를 트랜스퍼 스테이지(31a1)로부터 기판 P 상으로 이동한다. 이때, 본드 카메라(44a)를 이동시키면서 언더 비전 보정 마크(35a)를 촬상함과 함께, 언더 비전 카메라(34a)로 이동하고 있는 4개의 다이 D를 촬상한다. 갠트리 테이블(43a)은 X축 방향으로 이동함과 함께 본딩 헤드(41a)는 Y축 방향으로 이동한다.
스텝 SC: 제어 장치(7)는, 본드 카메라(44a)에 의해 기판을 촬상하고, 본드 카메라(44a)에 의해 촬상한 언더 비전 보정 마크(35a)의 데이터, 언더 비전 카메라(34a)에 의해 촬상한 다이 D의 데이터 및 본드 카메라(44a)에 의해 촬상한 기판의 데이터에 기초하여, 트랜스퍼 스테이지(31a1)로부터 본딩 헤드(41a1, 41a2, 41a3, 41a4)의 콜릿(42a1, 42a2, 42a3, 42a4)으로 픽업한 4개의 다이 D를 일괄하여 기판 P 상에 적재한다.
스텝 SD: 제어 장치(7)는 본딩 헤드(41a1, 41a2, 41a3, 41a4)를 트랜스퍼 스테이지(31a2)와의 전달 위치로 이동시킨다.
스텝 SE: 제어 장치(7)는 트랜스퍼 스테이지(31a1)를 픽업 헤드(25a)와의 전달 위치로 이동시킨다.
또한, 상기 플로우에서는, 트랜스퍼 스테이지(31a1)를 사용한 예이지만, 트랜스퍼 스테이지(31a2)를 사용한 경우도 마찬가지이다.
플립 칩 본더(10)에서는, 다이 및 기판의 촬상에 있어서, 10㎲ 정도로 극단 시간의 발광 스트로보를 사용함으로써, 촬상 대상인 다이 및 기판의 이동 중에 노광 촬상(플라이 스캔에 의한 인식)하여, 생산성을 향상시키는 것이 가능하였지만, 극단 시간의 스트로보 1회 노광에서는 진동 등 외란 영향에 의한 인식 어긋남의 영향이 있어, 고정밀도의 본딩에는 지장을 초래하는 경우가 있다. 그러한 경우에 본 발명에서 제안한 사례와 같은 스트로보 다중 노광에 의해, 10㎳ 이상 카메라로 노광하고, 노광 시간 내에 스트로보를 복수회 발광시켜, 촬상 시의 진동 영향에 의한 인식 어긋남을 저감하여 인식 보정에 오차가 포함되어 정밀도 악화되는 것을 억제할 수 있어, 고정밀도의 본딩 동작을 제공하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
실시 형태에서는 컨트롤러(101)가 촬상 트리거 신호를 카메라(104a)에 출력하는 예를 설명하였지만, 인식 처리 장치(105)가 노광 개시 커맨드를 카메라(104a)에 출력하고, 노광 개시 커맨드를 수신한 카메라(104a)가 노광 개시함과 함께 카메라(104a)로부터 스트로보 조명 전원(107a, 107b)에 조명 트리거 신호를 출력하도록 해도 된다.
또한, 실시 형태 및 실시예에서는 조명 장치는 의사 동축 조명과 링 조명으로 구성되는 예에 대하여 설명하였지만, 의사 동축 조명과 링 조명 중 어느 하나의 조명이나 다른 하나의 조명, 그것들을 조합한 조명으로 구성해도 된다.
또한, 실시예에서는 본딩 헤드(실장 헤드)가 4개인 예를 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 하나 또는 복수의 본딩 헤드여도 된다.
또한, 실시예에서는 반전 기구를 픽업 플립 헤드에 마련하고, 트랜스퍼 헤드로 픽업 플립 헤드로부터 다이를 수취하여 중간 스테이지에 적재하고, 중간 스테이지를 이동하는 예를 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다이를 픽업하여 반전한 픽업 플립 헤드를 이동하도록 해도 되고, 다이의 표리를 회전할 수 있는 스테이지 유닛에 픽업한 다이 D를 적재하고, 스테이지 유닛을 이동하도록 해도 된다.
또한, 실시예에서는, 플립 칩 본더에 적용한 예에 대하여 설명하지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 반도체 칩(다이)을 기판 등에 본딩하는 다이 본더나 패키지된 반도체 장치 등을 기판에 실장하는 칩 마운터(표면 실장기) 등에도 적용할 수 있다.
100: 촬상 시스템
101: 컨트롤러
103: 조명 장치
104: 촬상 장치
105: 인식 처리 장치
107: 스트로보 조명 전원
108: 워크(촬상 대상)

Claims (17)

  1. 제1 촬상 대상물에 대하여 상대적으로 이동하여, 상기 제1 촬상 대상물을 촬상하는 제1 촬상 장치와,
    상기 제1 촬상 대상물에 광을 조사하는 제1 조명 장치를 구비하고,
    상기 제1 조명 장치는 상기 제1 촬상 장치의 노광 시간 내에 실장 장치의 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하도록 구성되는 실장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조명 장치에 조명 발광 전류를 공급하는 스트로보 조명 전원을 더 구비하고,
    상기 제1 촬상 장치는 촬상 트리거 신호에 기초하여 노광을 개시함과 함께 상기 스트로보 조명 전원에 공급하는 스트로보 트리거 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 스트로보 조명 전원은 상기 스트로보 트리거 신호에 기초하여 주기적으로 상기 조명 발광 전류를 상기 제1 조명 장치에 공급하도록 구성되는 실장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조명 장치에 조명 발광 전류를 공급하는 스트로보 조명 전원과,
    트리거 신호에 기초하여 상기 스트로보 조명 전원에 공급하는 스트로보 트리거 신호를 생성하는 펄스 발생 회로를 더 구비하고,
    상기 제1 촬상 장치는 촬상 트리거 신호에 기초하여 노광을 개시함과 함께 상기 스트로보 조명 전원에 공급하는 스트로보 트리거 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 스트로보 조명 전원은 상기 스트로보 트리거 신호에 기초하여 주기적으로 상기 조명 발광 전류를 상기 제1 조명 장치에 공급하도록 구성되는 실장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 촬상 대상물에 대하여 상대적 이동하여, 상기 제2 촬상 대상물을 촬상하는 제2 촬상 장치와,
    상기 제2 촬상 대상물에 광을 조사하는 제2 조명 장치를 더 구비하고,
    상기 제2 조명 장치는 상기 제2 촬상 장치의 노광 시간 내에 실장 장치의 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하도록 구성되는 실장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 촬상 대상물은 다이이며,
    상기 다이를 반송하는 제1 실장 헤드를 더 구비하고,
    상기 제1 촬상 장치는 고정되며, 이동하는 상기 제1 실장 헤드에 보유 지지된 상기 다이를 하방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 촬상 대상물은 보정 마크이며,
    상기 제2 촬상 장치는, 상기 제1 실장 헤드에 탑재되며, 상기 제1 촬상 장치가 이동하는 상기 제1 실장 헤드에 보유 지지된 상기 다이를 촬상할 때 상기 보정 마크를 상방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 촬상 장치는 상기 다이가 적재되는 기판을 상방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다이를 반송하는 트랜스퍼 스테이지를 더 구비하고,
    상기 제2 촬상 장치는 상기 트랜스퍼 스테이지에 보유 지지된 상기 다이를 상방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 조명 장치는 의사 동축 조명과 측방 조명을 구비하고,
    상기 제2 조명 장치는 의사 동축 조명과 측방 조명을 구비하는 실장 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    실장 스테이지와,
    상기 실장 스테이지 상에 걸치도록 제1 방향으로 신장되며 그 양단이 각각 제2 방향으로 이동 가능하게 지지되는 제1 빔과,
    상기 실장 스테이지 상에 걸치도록 상기 제1 방향으로 신장되며 그 양단이 각각 상기 제2 방향으로 이동 가능하게 상기 실장 스테이지 상에 지지되는 제2 빔을 더 구비하고,
    상기 제1 실장 헤드는 상기 제1 방향으로 이동 가능하게 상기 제1 빔에 지지되도록 구성되는 실장 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    다이 공급부로부터 상기 다이를 픽업하여 반전하는 플립 픽업 헤드와,
    상기 제1 방향으로 자유자재로 이동 가능하며 상기 플립 픽업 헤드로 픽업한 상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드를 더 구비하고,
    상기 트랜스퍼 스테이지는 상기 제2 방향으로 자유자재로 이동 가능하며, 상기 픽업 헤드가 픽업한 상기 다이가 적재되고,
    상기 제1 실장 헤드는 상기 트랜스퍼 스테이지에 적재된 상기 다이를 픽업하여, 상기 실장 스테이지 상의 상기 기판에 적재하도록 구성되는 실장 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 촬상 장치는 상기 제1 실장 헤드가 상기 다이를 상기 트랜스퍼 스테이지로부터 상기 실장 스테이지로 반송할 때 상기 다이를 하방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 촬상 장치는 상기 제1 실장 헤드가 상기 다이를 상기 트랜스퍼 스테이지로부터 상기 실장 스테이지로 반송할 때 상기 보정 마크를 상방으로부터 촬상하도록 구성되는 실장 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 이동 가능하게 상기 제2 빔에 지지되는 제2 실장 헤드를 더 구비하고,
    상기 제2 실장 헤드는 상기 트랜스퍼 스테이지와는 상이한 트랜스퍼 스테이지에 적재된 다이를 픽업하여, 상기 실장 스테이지 상의 상기 기판에 적재하도록 구성되는 실장 장치.
  15. 다이를 촬상하는 제1 촬상 장치와, 기판을 촬상하는 제2 촬상 장치와, 상기 다이에 광을 조사하는 제1 조명 장치와, 상기 기판에 광을 조사하는 제2 조명 장치와, 상기 다이를 반송하는 실장 헤드를 구비하는 실장 장치에 상기 기판을 반입하는 공정과,
    상기 실장 헤드에 의해 상기 다이가 반송되고 있을 때 상기 제1 촬상 장치가 상기 다이를 하방으로부터 촬상하는 제1 촬상 공정과,
    상기 제2 촬상 장치가 상기 기판을 상방으로부터 촬상하는 제2 촬상 공정과,
    상기 제1 촬상 공정 및 제2 촬상 공정에서 촬상된 데이터에 기초하여 상기 다이를 상기 기판에 적재하는 공정
    을 구비하고,
    상기 제1 촬상 공정은 상기 제1 조명 장치가 상기 제1 촬상 장치의 노광 시간 내에 실장 장치의 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하여 상기 다이를 촬상하고,
    상기 제2 촬상 공정은 상기 제2 조명 장치가 상기 제2 촬상 장치의 노광 시간 내에 실장 장치의 진동 주기의 1/2 이하의 주기로 복수회 스트로보 발광하여 상기 기판을 촬상하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 촬상 공정은, 상기 제1 촬상 장치가 상기 다이를 촬상함과 함께, 상기 제2 촬상 장치가 언더 비전 보정 마크를 촬상하여, 상기 다이의 상기 제1 촬상 장치에 대한 위치 결정 위치를 인식 보정하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    웨이퍼 링을 반입하는 공정과,
    상기 웨이퍼 링 중의 다이를 촬상하는 제3 촬상 공정을 더 구비하고,
    상기 제3 촬상 공정에서는 노광 시간 내는 항시 조명하여 상기 다이를 촬상하는 반도체 장치의 제조 방법.
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