KR102540780B1 - 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

동축 조명 및 사광 조명의 상호 간섭을 저감하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
다이 본딩 장치는, 다이에 촬상 장치의 광축을 따라서 광을 조사하는 제1 조명 장치와, 제1 조명 장치의 상방에 위치하고, 다이에 광축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 제2 조명 장치를 구비한다. 제2 조명 장치는, 제2 발광부와, 상기 제2 발광부로부터 발해지는 제2 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재를 구비한다. 광로 제어 부재에 의해 광로가 제한된 제2 조사광이 제1 조명 장치의 통 내를 통과하여 다이의 상면에 조사되도록 배치된다.

Description

다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{DIE BONDING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 개시는 다이 본딩 장치에 관한 것으로, 예를 들어 다이를 인식하는 카메라를 구비하는 다이 본더에 적용 가능하다.
다이 본더 등의 다이 본딩 장치는, 땜납, 금 도금, 수지를 접합 재료로서, 반도체 칩(이하, 단순히 다이라고 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 단순히 기판이라고 함) 또는 이미 본딩된 다이 위에 본딩(탑재해서 접착)하는 장치이다. 다이를, 예를 들어, 기판의 표면에 본딩하는 다이 본더에 있어서는, 콜릿이라고 불리는 흡착 노즐을 사용하여 다이를 웨이퍼로부터 흡착하여 픽업하고, 기판 상에 반송하고, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복되어 행해진다.
다이를 웨이퍼로부터 픽업하기 전 등에 있어서의 다이의 크랙 등의 흠집이나 이물의 유무를 검사하는 외관 검사(표면 검사)나 다이의 위치 결정을 위해, 조명 장치를 사용하여 카메라에 의해 촬상이 행해진다. 카메라에 의한 촬상 화상에서의 외관 검사 기능이나 위치 결정 기능을 설계하는 경우, 그 조명 구성은 「배경을 밝게 하여 보고 싶은 것을 어둡게 한다」 명시야 방식과, 「배경을 어둡게 하여, 보고 싶은 것을 밝게 한다」 암시야 방식이 있다.
일반적으로 미세한 흠집을 검사하는 경우는 암시야 방식의 쪽이 좋다. 웨이퍼 표면은 경면에 가깝고, 암시야 방식에 의한 검사를 행하기 위해서는, 카메라와 동일한 광축에 대하여 피사체에 비스듬히 광을 조사하는 조명 방식인 사광 조명이 사용된다. 크랙의 경우, 사광 조명의 입사각은 광축에 가능한 한 가까운(입사각을 가능한 한 0도에 근접시키는) 쪽이 크랙을 빛나게 하기 쉽다. 또한, 암시야 방식의 검사에서는 배경이 되는 웨이퍼나 다이 표면이 조명의 광을 반사해서 카메라에 입력시키지 않도록 하는 것이 요구된다.
한편, 위치 결정이나 이물의 유무를 검사하는 외관 검사를 행하는 경우는, 명시야 방식의 쪽이 좋다. 명시야 방식에서는, 카메라와 동일한 광축에서 피사체에 광을 조사하는 조명 방식인 동축 낙사 조명 또는 동축 조명(이하, 동축 조명이라고 총칭함)이 사용된다.
일본 특허 공개 제2020-13841호 공보
조명 장치로서 사광 조명과 동축 조명의 양쪽을 마련하여 그 한쪽만을 사용하는 경우, 사광 조명 및 동축 조명의 상호 간섭이 염려된다.
본 개시의 과제는, 동축 조명 및 사광 조명의 상호 간섭을 저감하는 것이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 개시 중 대표적인 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.
즉, 다이 본딩 장치는, 다이에 촬상 장치의 광축을 따라서 광을 조사하는 제1 조명 장치와, 제1 조명 장치의 상방에 위치하고, 다이에 광축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 제2 조명 장치를 구비한다. 제2 조명 장치는, 제2 발광부와, 상기 제2 발광부로부터 발해지는 제2 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재를 구비한다. 광로 제어 부재에 의해 광로가 제한된 제2 조사광이 제1 조명 장치의 통 내를 통과하여 다이의 상면에 조사되도록 배치된다.
상기 다이 본딩 장치에 의하면, 동축 조명이 사광 조명에 미치는 영향을 저감하는 것이 가능하다.
도 1의 (a)는 카메라 및 다이 크랙 검사용의 사광 조명의 배치를 도시하는 도면이다. 도 1의 (b)는 카메라 및 다이 위치 결정용의 동축 조명의 배치를 도시하는 도면이다.
도 2는 사광 조명을 동축 조명의 상방에 배치한 경우의 사광 조명의 광로를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시되는 사광 조명의 광로 중 하프 미러를 투과하는 광로를 도시하는 도면이며, 도 3의 (a)는 크랙 영역을 조사하는 경우의 도면이며, 도 3의 (b)는 크랙이 없는 영역을 조사하는 경우의 도면이다.
도 4는 도 2에 도시되는 사광 조명의 광로 중 동축 조명의 발광부를 비추는 광로를 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 크랙 영역을 조사하는 경우의 도면이며, 도 4의 (b)는 크랙이 없는 영역을 조사하는 경우의 도면이다.
도 5는 암시야 화상과 명시야 화상의 합성 이미지를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시 형태에 있어서의 다이 본딩 장치의 카메라 및 촬상 대상의 다이에 화상 촬영용의 광을 조사하는 조명 장치의 배치를 도시하는 도면이다.
도 7의 (a)는 도 2에 도시되는 조명 장치에 있어서의 광로를 도시하는 도면이며, 도 7의 (b)는 도 6에 도시되는 조명 장치에 있어서의 광로를 도시하는 도면이다.
도 8의 (a)는 사광 조명의 발광부에 설치한 루버를 도시하는 사시도이다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 사광 조명을 설치한 상태에 있어서의 광로를 도시하는 정면도이다. 도 8의 (c)는 사광 조명의 발광부에 설치한 허니콤 루버를 도시하는 사시도이다. 도 8의 (d)는 사광 조명의 발광부에 설치한 후드를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 사광 조명 및 동축 조명의 양쪽에 편광 필터를 설치한 경우의 광로를 도시하는 도면이다.
도 10의 (a)는 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명의 창틀 구조의 변경을 도시하는 상면도이며, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 단면도이다.
도 11은 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명의 발광부의 배치 변경을 도시하는 단면도이다.
도 12는 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명을 렌즈 경통 내의 동축 조명에 변경한 경우의 조명 장치의 배치를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시예의 다이 본더의 구성예를 나타내는 개략 상면도이다.
도 14는 도 13에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 15는 도 13에 도시되는 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 16은 도 13에 도시되는 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 17은 도 13의 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도이다.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대해서, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복된 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해서 모식적으로 표시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 개시의 해석을 한정하는 것은 아니다.
본 개시자들이 본 개시에 앞서 검토한 기술에 대해서 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 1의 (a)는 카메라 및 다이 크랙 검사용의 사광 조명의 배치를 도시하는 도면이다. 도 1의 (b)는 카메라 및 다이 위치 결정용의 동축 조명의 배치를 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 다이(D)에 있어서의 표면의 크랙을 검사하는 경우, 명시야로 되지 않는 상태를 유지하면서, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 카메라(101)의 광축에 대한 입사각(θ)을 가능한 한 0도에 근접시킨 사광 조명(102)을 사용하고, 검사 영역 내의 휘도의 불균일을 억제하는 것이 바람직하다.
한편, 다이 본딩 장치는 크랙 검사용의 조명 외에, 다이(D)의 위치 결정을 행하기 위한 조명이 필요하며, 다이 표면의 변형이나 휨에 대하여 로버스트하게 하기 위해, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 조명의 조사 범위가 카메라(101)의 시야보다도 크고, 발광부(103a)가 면 발광 광원에 의해 구성되는 동축 조명(103)을 사용하는 것이 바람직하다. 동축 조명(103)은 발광부(103a) 외에, 하프 미러(반투과경)(103b)를 내부에 구비한 통으로서의 경통(103c)으로 구성되어 있다.
다이 위치 결정용의 동축 조명(103)을 구비한 광학계에, 입사각을 가능한 한 0도에 근접시켜 사광 조명(102)을 설치하고자 하면, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 사광 조명(102)을 동축 조명(103)의 하방에 설치한 경우, 사광 조명(102)에 의해 동축 조명(103)의 조사광이 차단되는 차광 에어리어 LSA가 존재해 버린다. 이에 의해, 동축 조명(103)의 조사 에어리어가 좁아져, 다이(D)의 휨에 대한 로버스트성을 손상시키므로, 사광 조명(102)은 동축 조명(103) 위에 설치하는 것이 바람직하다.
사광 조명을 동축 조명의 상방에 배치한 경우의 과제에 대해서 도 2 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 2는 사광 조명을 동축 조명의 상방에 배치한 경우의 사광 조명의 광로를 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시되는 사광 조명의 광로 중 하프 미러를 투과하는 광로를 도시하는 도면이며, 도 3의 (a)는 크랙 영역을 조사하는 경우의 도면이며, 도 3의 (b)는 크랙이 없는 영역을 조사하는 경우의 도면이다. 도 4는 도 2에 도시되는 사광 조명의 광로 중 동축 조명의 발광부를 비추는 광로를 도시하는 도면이며, 도 4의 (a)는 크랙 영역을 조사하는 경우의 도면이며, 도 4의 (b)는 크랙이 없는 영역을 조사하는 경우의 도면이다. 도 5는 암시야 화상과 명시야 화상의 합성 이미지를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시되는 조명 장치는, 도 1의 (b)에 도시되는 사광 조명(102)을 동축 조명(103)의 상방에 배치한 것 이외는 도 1의 (b)의 조명 장치와 마찬가지의 구성이다. 또한, 사광 조명(102)은 도 1의 (a)와 마찬가지로 카메라(101)의 근방에 배치된다.
여기서, 사광 조명(102)은 평행광 광원으로서 포탄형 LED를 사용했다고 해도 조사 각도의 외측으로 누설광이 발생하는 경우가 있다. 또한, 크랙 검출을 위한 사광 조명(102)은 광원의 휘도 불균일을 억제할 필요가 있고, 사용하는 LED 조명의 휘도 불균일을 억제하기 위해서, 예를 들어 확산판을 사용하는 경우가 있다.
또한, 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면은 외부로부터의 광을 반사 또는 확산시켜, 하프 미러(103b)에 조사하는 경우가 있다. 동축 조명은 휘도의 불균일을 방지의 목적뿐만 아니라 대상물(다이)을 선명하게 촬상하기 위해, 확산광이 유효하며, 그로 인해 면 발광 광원 앞에 확산판을 마련하는 경우가 있다. 확산판 그 자체는 발광하지 않지만, 의사적인 발광면으로 간주할 수 있다. 확산판의 구성에 있어서 아크릴계 등의 투과형 이외에 난반사면을 갖는 반사형도 마찬가지이다. 확산판은 다른 광원으로부터의 광에 의해 의사 발광을 일으키기 쉬운 경향이 있으며, 확산판 이외에도, 파장 커트 등을 목적으로 하는 색 필터 등에 의해서도 확산판과 유사한 현상으로 되는 경우도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 사광 조명(102)을 동축 조명(103)의 상방에 설치한 경우, 사광 조명(102)만을 점등시키면, 사광 조명(102)의 발광부(102a)로부터의 조사광의 광로는, 도 2에 도시되는 화살표와 같이, 누설광이나 확산판 등에 의해 확장된다. 발광부(102a)로부터의 조사광에는, 하프 미러(103b)를 투과해서 다이(D)를 조사하는 광, 경통(103c)의 내면에 도달하는 광, 발광부(103a)에 도달하는 광이 있다. 여기서, 본 명세서에서는, 원래 의도한 방향과 다른 방향을 향한 광을 미광이라고 하고, 발광부(103a)에 도달하는 광은 미광이다. 여기서, 경통(103c)은 통 형상의 성형품이며, 소정 개소 이외로부터의 광의 침입 및 내면에서의 광의 반사를 방지하는 구조로 되어 있다. 따라서, 경통(103c)의 내면에 도달하는 광은 미소한 난반사를 제외하고 반사되지 않는다.
도 2에 있어서 화살표로 나타내어지는 광로를 통과하는 광 중, 사광 조명(102)으로부터 하프 미러(103b)를 투과하고, 다이(D)를 조사하는 광은, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 크랙 CR에 광축에 대하여 비스듬히 조사되면 크랙 CR에 있어서 산란하는 광 중 광축을 따라서 반사하는 반사광이 카메라(101)에 입광함으로써, 크랙 영역을 밝게 한다. 한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 크랙이 없는 영역에 광축에 대하여 비스듬히 조사되면 광축에 대하여 대칭으로 반사하는 반사광은 카메라(101)에 입광하지 않음으로써, 정상적인 영역을 어둡게 하는 암시야의 조사로 된다.
도 2에 있어서 화살표로 나타내어지는 광로를 통과하는 광 중, 사광 조명(102)으로부터 동축 조명(103) 내의 발광부(103a)를 비추는 광(미광)은 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 발광부(103a)에 있어서 산란한다. 이 산란한 광 중 광축에 대하여 직각(수평)으로 반사하는 광은 하프 미러(103b)에서 반사해서 광축을 따라서 다이(D)에 조사된다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 크랙 CR에 조사된 광은 산란해서 광축을 따른 반사광이 없어져 카메라(101)에 입광하지 않으므로 크랙 CR을 어둡게 한다. 한편, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 크랙이 없는 영역에 조사된 광은 광축을 따라서 반사하는 반사광은 카메라(101)에 입광하므로 정상적인 영역을 밝게 하는 명시야의 조사로 된다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 사광 조명의 조사에 의한 암시야에서는, 크랙 CR의 명도와 다이(D)의 표면의 명도의 명도차가 크다. 이에 반해, 도 4에 있어서 설명된 미광을 광원으로 하는 동축 조명에 의한 명시야에 있어서는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 명시야에 있어서의 크랙 CR의 명도와 다이(D)의 표면의 명도의 명도차는, 암시야에 있어서의 그것에 비해, 확산 및 반사의 과정을 거치고 있는 만큼 명도차가 적어진다. 도 5의 (a)에 도시되는 암시야를 형성하는 조사와 도 5의 (b)에 도시되는 명시야를 형성하는 조사가 합성되면, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 크랙 CR(크랙 영역)과 다이(D)의 표면(정상적인 영역)의 명도차가 저하된 화상이 취득된다. 따라서, 명도차가 작은 크랙의 검출이나, 크랙 길이의 정확한 측정을 곤란하게 한다.
그래서, 실시 형태에서는, 사광 조명의 발광부로부터의 조명광을 동축 조명의 발광부의 발광면에 닿지 않도록 사광 조명의 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재를 조명 장치에 마련하여 미광을 삭감한다.
실시 형태에 있어서의 다이 본딩 장치의 구성에 대해서 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은 실시 형태에 있어서의 다이 본딩 장치의 카메라 및 촬상 대상의 다이에 화상 촬영용의 광을 조사하는 조명 장치의 배치를 도시하는 도면이다.
실시 형태에 있어서의 다이 본딩 장치(100)는 카메라(101)와, 제1 조명 장치로서의 동축 조명(103)과, 제2 조명 장치로서의 사광 조명(102)과, 제어 장치(110)를 구비한다.
카메라(101)는 그 선단에 대물 렌즈(101a)가 설치되고, 이 대물 렌즈(101a)를 통하여 다이(D)의 주면의 화상을 촬영하는 구성으로 되어 있다. 대물 렌즈(101a)의 주위 근방에는 링 조명 또는 바 조명 등의 사광 조명(102)이 설치되어 있고, 사광 조명(102)은 크랙 검사용의 조명 장치이다.
카메라(101)와 다이(D) 사이에는, 면 발광 광원을 갖는 제1 발광부로서의 발광부(103a) 및 하프 미러(반투과경)(103b)를 내부에 구비한 경통(103c)으로 구성되는 동축 조명(103)이 배치되어 있다. 여기서, 면 발광 광원은, 면형의 발광면보다 균일한 조사를 행하는 광원이며, 칩 LED를 면 실장한 박형 플랫 광원 또는 확산판에 의해 조사광이 균일화되는 구조를 갖는다. 발광부(103a)로부터의 제1 조사광으로서의 조사광은, 하프 미러(103b)에 의해 카메라(101)와 동일한 광축에서 반사되고, 다이(D)에 조사된다. 카메라(101)와 동일한 광축에서 다이(D)에 조사된 그 산란광은 다이(D)에서 반사하고, 그 중의 정반사광이 하프 미러(103b)를 투과하여 카메라(101)에 도달하고, 다이(D)의 영상을 형성한다. 따라서, 동축 조명(103)을 사용하여 카메라(101)로 촬상하면 다이(D)의 표면은 크랙에 대하여 명시야가 된다.
또한, 발광부(103a)는 면 발광 광원의 하프 미러(103b)측의 면에 확산판을 구비해도 된다. 확산판은 광원으로부터 나오는 광을 확산하고, 조명 불균일을 저감시키는 유백색 등의 색의 판상 부품이다. 이 경우, 면 발광 광원으로부터의 조사광은, 확산판을 투과함으로써 산란광이 되고, 그 산란광은 하프 미러(103b)에 의해 카메라(101)와 동일한 광축에서 반사되고, 다이(D)에 조사된다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 그 자체로 조사 면적이 커지는 면 발광 조명으로부터의 조사광을 다이(D)의 주면에 조사하고 있다. 그 때문에, 다이(D)의 주면보다도 큰 면적에 면 발광 광원으로부터의 조사광을 조사하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 다이(D)에서 반사하고 경통(103c) 내를 진행하는 정반사 광은, 큰 면적으로 카메라(101)에 입사하게 되고, 다이(D)의 화상이 부분적으로 선명하지 않게 되어 버리는 것을 방지할 수 있으므로, 픽업 대상의 다이(D)가 픽업 위치에 정확하게 배치되어 있는지 여부를 용이하게 판정하는 것이 가능하게 된다.
사광 조명(102)은 카메라(101)의 광축에 대해 소정의 각도로 광이 다이(D)의 표면에 조사되도록 설치되어 있다. 사광 조명(102)을 사용하여 카메라(101)로 촬상하면 다이(D)의 표면은 크랙에 대해 암시야가 되고, 반사율도 다르고, 콘트라스트(명도차)를 취하기 쉽다. 이 사광 조명(102)의 입사각이 연직에 가까워질수록, 크랙과 배경의 콘트라스트 차가 커지고, 화상 상의 분류(2치화 등)를 행하기 쉬워져, 결과적으로 검출 감도가 좋아진다.
사광 조명(102)의 입사각을 연직에 가깝게 하기 위하여, 사광 조명(102)은 동축 조명(103)의 상방이며, 카메라(101)에 근접하여 마련되고, 사광 조명(102)으로부터의 제2 조사광으로서의 조사광은 경통(103c) 내를 통과하여 다이(D)에 조사된다. 여기서, 사광 조명(102)의 제2 발광부로서의 발광부(102a)의 발광면에 광로 제어 부재(104)가 설치되어 있다.
실시 형태에 있어서의 조명 장치의 효과에 대해서 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7의 (a)는 도 2에 도시되는 조명 장치에 있어서의 광로를 도시하는 도면이며, 도 7의 (b)는 도 6에 도시되는 조명 장치에 있어서의 광로를 도시하는 도면이다.
광로 제어 부재(104)를 마련함으로써, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은, 전체 방향의 확산광을 방지할 수 있고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 사광 조명(102)으로부터 조사된 대부분의 광은 하프 미러(103b)를 투과하여 직접 다이(D)를 조사하게 된다.
이에 의해, 동축 조명의 상방에 사광 조명을 설치하여, 사광 조명만을 점등시켜도, 사광 조명이 동축 조명 내의 발광면을 비추는 미광을 억제할 수 있다. 그 결과, 미광을 광원으로 하는 동축 조명의 발생을 저감하고, 어둡게 하고자 하는 배경을 보다 어둡게 함으로써 콘트라스트를 두드러지게 하여, 크랙의 검출을 용이하게 할 수 있다. 또한, 그 외 경통 측면 등 미소한 난반사광도 방지할 수 있다.
광로 제어 부재(104)의 구체예에 대해서 도 8을 사용하여 설명한다. 도 8의 (a)는 사광 조명의 발광부에 설치한 루버를 도시하는 사시도이다. 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 사광 조명을 설치한 상태에 있어서의 광로를 도시하는 정면도이다. 도 8의 (c)는 사광 조명의 발광부에 설치한 허니콤 루버를 도시하는 사시도이다. 도 8의 (d)는 사광 조명의 발광부에 설치한 후드를 도시하는 사시도이다. 또한, 광로 제어 부재(104)는 사광 조명(102)의 발광부(102a)에 설치될 뿐만 아니라, 동축 조명(103)의 발광부(103a)에 설치해도 되고, 양쪽에 설치해도 된다.
(a) 시야각 제어 필름(필터)
시야각 제어 필름은 프라이버시 필름, 엿봄 방지 필름, 광로 제어 필름이라고도 불리고, 퍼스컴 등의 디스플레이에 사용되는 것이다. 예를 들어, 시야각 제어 필름은 사광 조명(102)의 발광부(102a)의 발광면에 첩부 등에 의해 설치된다. 이 부재는, 작은 공간으로 임의의 방향의 미광을 방지할 수 있다.
(b) 차광 루버
도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 발광부(102a)의 발광면(102b)에 예를 들어 수직으로 소정의 간격으로 평행하게 마련되는 복수의 평판형의 부재로 이루어지는 루버(104a)를 마련한다. 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 확산광의 조사각이 제한된다. 금속제의 차광 루버를 사용함으로써, 내환경성을 높일 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같은 복수의 평판형의 부재로 이루어지는 루버 외에, 그 단면이 다각형 또는 원형 등의 복수의 부재로 이루어지는 루버이어도 된다. 예를 들어, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 복수의 육각 기둥의 부재로 이루어지는 허니콤 루버(104b)(루버 전체에서 벌집 모양을 나타냄)이어도 된다. 또한, 루버의 각 부재간의 영역이 광을 투과하는 재료로 충전되어 있어도 된다.
(c) 파이버 옵틱 플레이트
파이버 옵틱 플레이트는 미세한 (수㎛)의 광 파이버를 다발로 한 광학 디바이스로, 입사된 광이나 상(이미지)을 직접 출사면에 유도할 수 있다. 사광 조명(102)의 발광부(102a)의 발광면에 파이버 옵틱 플레이트가 설치된다. 이에 의해, 작은 공간으로 전체 방향의 확산광 등에 의해 발생하는 미광을 방지할 수 있다.
(d) 광학 렌즈
광학 렌즈는 광을 굴절시켜 발산 또는 집속시키기 위한 광학 소자이다. 사광 조명(102)의 발광부(102a)의 발광면에 굴절에 의해 집광하여 광의 방향을 좁히는 광학 렌즈를 설치한다. 이에 의해, 사광 조명의 광을 집약하고, 미광을 방지할 수 있다. 또한, 사광 조명의 휘도를 상승시킬 수 있다.
(e) 프레넬 렌즈
프레넬 렌즈는, 예를 들어, 상기 (d)의 광학 렌즈가 갖는 곡면을 일련의 동심원상의 홈으로 치환한 것이다. 이들의 홈이 굴절면으로서 개별적으로 작용하고, 평행 광선의 광로를 굽혀서 소정의 초점 위치에 광을 모은다. 이에 의해, 프레넬 렌즈는 물리 치수적으로 얇은 형상이면서도, 광학 렌즈와 마찬가지로 광을 1점에 모을 수 있다. 사광 조명(102)의 발광부(102a)의 발광면에 굴절에 의해 집광하여 광의 방향을 좁히는 프레넬 렌즈가 설치된다. 이에 의해, 사광 조명(102)의 광을 집약하고, 미광을 방지할 수 있다. 또한, 사광 조명(102)의 휘도를 상승시킬 수 있다. 또한, 홈이 평행 직선상이며, 광은 직선 상에 집광하는 리니어 프레넬 렌즈를 사용하게 해도 된다.
(f) 조명 후드
도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 발광부(102a)의 발광면(102b)에 광 확산에 대한 차폐 구조를 갖는 후드를 설치한다. 이에 의해, 사광 조명의 휘도를 떨어뜨리는 일 없이 동축 조명(103) 내의 발광면에 대한 조사를 삭감할 수 있다.
사광 조명(102) 및 동축 조명(103)의 양쪽에 설치하는 광로 제어 부재에 대해서 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9는 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 사광 조명 및 동축 조명의 양쪽에 편광 필터를 설치한 경우의 광로를 도시하는 도면이다.
(g) 편광 필터
사광 조명(102)의 발광부(102a)의 발광면에 제1 광로 제어 부재로서의 편광 필터(105a)를 설치함과 함께, 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 제2 광로 제어 부재로서의 편광 필터(105b)를 설치한다. 편광 필터(105a) 및 편광 필터(105b)는 직선 편광, 원 편광 또는 타원 편광의 편광 필터이며, 서로 편광 방향을 직교시키고 있다. 이에 의해, 사광 조명(102)의 조사 에어리어를 좁히는 일 없이, 미광을 광원으로 하는 동축 조명광을 방지할 수 있다.
발광부(102a)에 광로 제어 부재(104)를 설치하는 것이 아니라, 동축 조명(103)의 구조 등에 의해, 사광 조명(102)의 산란광을 차폐하여 사광 조명(102)의 조사광의 광로를 제어해도 된다.
(h) 차광 루버
동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 상기 (b)에서 설명한 차광 루버나 상기 (f)에서 설명한 후드를 설치하고, 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 사광 조명(102)의 광이 조사되지 않도록 한다. 이에 의해, 사광 조명(102)의 휘도를 저하시키지 않고, 사광 조명(102)으로부터 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 대한 미광을 방지할 수 있다.
(i) 창틀 구조
도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명(103)의 구조 변경에 대해서 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10의 (a)는 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명(103)의 창틀 구조의 변경을 도시하는 상면도이며, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 단면도이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 동축 조명(103)의 상면 천장(103d)에 마련된 창(103e)(또는 창틀 부분)의 사이즈를 조정하여, 천장(103d)이 광 확산을 차폐한다. 여기서, 창(103e)은 사광 조명(102)의 조사광 및 카메라(101)에 입광하는 광을 투과한다. 이에 의해, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 파선 화살표에 의해 나타내어지는 광로가 없어지고, 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 사광 조명(102)의 광이 조사되지 않도록 할 수 있다. 천장(103d)은 발광부(102a)로부터의 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재로서 기능한다. 이에 의해, 구성 부품이 적어져, 저비용화할 수 있다.
(j) 발광부의 위치 조정(후퇴)
도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명(103)의 구조 변경에 대해서 도 11을 사용하여 설명한다. 도 11은 도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명(103)의 발광부의 배치 변경을 도시하는 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 동축 조명(103)의 발광부(103a)를 하프 미러(103b)로부터 멀리하여 마련한다. 그 결과, 천장(103d)이 광 확산을 차폐함으로써, 도 11에 도시된 바와 같이, 동축 조명(103)의 발광부(103a)의 발광면에 사광 조명(102)의 광이 조사되지 않도록 할 수 있다. 천장(103d)은 발광부(102a)로부터의 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재로서 기능한다. 이에 의해, 구성 부품이 적어져, 저비용화할 수 있다.
(k) 발광면의 구성
동축 조명(103)의 발광면에 액정 패널을 사용하고, 동축 조명(103)의 소등 시의 반사광과 점등 시의 발광광의 휘도차가 극단적으로 커지도록 한다. 이에 의해, 사광 조명(102)의 조사 에어리어를 좁히는 일 없이, 미광을 광원으로 하는 동축 조명광을 방지할 수 있다.
(l) 렌즈 경통 내의 동축 조명
도 6에 도시되는 실시 형태에 있어서의 동축 조명 대신에 렌즈 경통 내에 동축 조명을 사용한 예에 대해서 도 12를 사용하여 설명한다. 도 12는 렌즈 경통 내의 동축 조명을 사용한 경우의 조명 장치의 배치를 도시하는 도면이다.
렌즈 경통(106c) 내에 면 발광 광원으로 구성되는 광원부(106a) 및 하프 미러(106b)와, 텔레센트릭 렌즈를 마련한 동축 조명 렌즈(106)를 카메라(101) 아래에 설치한다. 광원부(106a)로부터의 조사광은, 하프 미러(106b)에 의해 카메라(101)와 동일한 광축에서 반사되고, 다이(D)에 조사된다. 카메라(101)와 동일한 광축에서 다이(D)에 조사된 그 산란광은 다이(D)에서 반사하고, 그 중 정반사광이 하프 미러(106b)를 투과하여 카메라(101)에 도달하고, 다이(D)의 영상을 형성한다.
동축 조명 렌즈(106)의 동축 조명의 조사 범위는 동축 조명(103)보다도 좁아진다. 일반적으로, 동축 조명의 조사 범위가 좁으면 다이의 휨에 대하여 약해진다. 그러나, 휨에 대한 내구력은 광원에서 본 조사각은 그다지 문제가 되지 않고, 피사체에서 본 광원의 발광면의 시야각(크기)에 의존한다. 텔레센트릭 렌즈의 주광선은 일반적으로 영상 공간 및 또는 피사체 공간에 있어서 광축에 평행하다. 피사체에서 보아 완전한 평행광은 점 광원이며, 렌즈의 내부에 점의 광원이 보인다. 이에 반해, 텔레센트릭 렌즈 내의 광원에 점 광원보다도 큰 사이즈의 면 발광 광원을 마련함으로써, 피사체에서 보아 시야각이 큰(발광면을 갖는) 평행광을 받을 수 있다. 따라서, 동축 조명 렌즈(106)는 동축 조명(103)과 동등한 휨에 대한 내구력을 가질 수 있다.
사광 조명(102)은 동축 조명 렌즈(106)의 근방 주변이며, 동축 조명의 조사광을 차단하지 않는 위치에 마련한다. 이에 의해, 사광 조명을 동축 조명의 상방에 배치할 필요가 없고, 차광 조명의 조사광이 동축 조명의 경통 내를 통과하지 않으므로, 동축 조명의 발광면에 조사되는 미광을 완전히 없앨 수 있다.
또한, 사광 조명(102)으로서 1개 또는 그 이상의 바 조명을 사용하는 경우는, 하나의 바 조명이 일방향으로 조사되고, 다른 쪽의, 바 조명이 다른 방향으로 조사되는 페어의 바 조명이어도 되고, 서로 다른 4 방향으로 조사되는 4개의 바 조명이어도 된다.
[실시예]
도 13은 실시예의 다이 본더 구성을 도시하는 개략 상면도이다. 도 14는 도 13에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는 크게 구별하여, 1개 또는 복수의 최종 1 패키지가 되는 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어 P라고 함)를 프린트한 기판 S에 실장하는 다이(D)를 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 안측에 배치된다.
먼저, 다이 공급부(1)는 기판 S의 패키지 에어리어 P에 실장되는 다이(D)를 공급한다. 다이 공급부(1)는 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어올리는 점선으로 나타내는 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY 방향으로 이동하고, 픽업하는 다이(D)를 밀어올림 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는 다이(D)를 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(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)(도 14도 참조)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이(D)를 픽업하고, 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(D)를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
본딩부(4)는 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하고, 반송되어 오는 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩하고, 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩된 다이의 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 14도 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 촬상하고, 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 위치ㆍ자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하고, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판 S에 다이(D)를 본딩한다.
반송부(5)는 기판 S를 파지 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 전달한다.
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 대해서 도 15를 사용하여 설명한다. 도 15는 도 13에 도시되는 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 지지되고 복수의 다이(D)가 접착된 다이싱 테이프(16)를 수평하게 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 밀어올림 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.
다이 공급부(1)는 다이(D)의 밀어올림 시에, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하고 있는 익스팬드 링(15)을 하강시킨다. 그 결과, 웨이퍼 링(14)에 보유 지지되어 있는 다이싱 테이프(16)가 늘어나서 다이(D)의 간격이 확대되고, 밀어올림 유닛(13)에 의해 다이(D) 하방으로부터 다이(D)를 밀어올려, 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 박형화에 수반하여 다이를 기판에 접착하는 접착제는 액상으로부터 필름상이 되고, 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16) 사이에 다이 어태치 필름(DAF)(18)이라고 불리는 필름상의 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.
다이 본더(10)는 웨이퍼(11) 상의 다이(D)의 자세와 위치를 인식하는 웨이퍼 인식 카메라(24)와, 중간 스테이지(31)에 적재된 다이(D)의 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 보정하지 않으면 안되는 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 실시 형태에 있어서의 동축 조명(103) 및 사광 조명(102)을 사용하여 다이(D)의 위치 결정이나 표면 검사를 행한다.
다음에, 제어부(8)에 대해서 도 16을 사용하여 설명한다. 도 16은 도 13에 도시되는 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 구별하여, 주로 CPU로 구성되는 제어ㆍ연산 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 도입하고 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. 제어ㆍ연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 개재하여 필요한 데이터를 도입하고, 연산하고, 픽업 헤드(21) 등의 제어나, 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 개재하여 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어ㆍ연산 장치(81)를 사용하여 다이(D) 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 결정, 그리고 다이(D) 및 기판 S의 표면 검사를 행한다. 제어ㆍ연산 장치(81)가 산출한 다이(D) 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 개재하여 구동부(86)를 움직이게 한다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼 상의 다이의 위치 결정을 행하고, 픽업부(2) 및 본딩부(4)의 구동부로 동작시키고 다이(D)를 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩한다. 사용하는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)는 그레이 스케일, 컬러 등이며, 광 강도를 수치화한다.
다음에, 다이 본딩 공정(반도체 장치의 제조 방법)에 대해서 도 17을 사용하여 설명한다. 도 17은 도 13에 도시되는 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도이다.
실시예에 있어서의 다이 본딩 공정에서는, 먼저, 웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 저장하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 또한, 기판 S를 준비하고, 다이 본더(10)에 반입한다.
(웨이퍼 로딩:공정 P1)
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(D)의 픽업이 행해지는 기준 위치까지 반송한다. 이어서, 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.
(다이 반송:공정 P2)
다음에, 제어부(8)는 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시키고, 수평하게 보유 지지함으로써, 최초로 픽업되는 다이(D)를 픽업 위치에 배치한다. 또한, 다이(D)의 픽업 위치는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의한 다이(D)의 인식 위치이기도 하다. 웨이퍼(11)는 미리 프로버 등의 검사 장치에 의해, 다이마다 검사되고, 다이마다 양호, 불량을 나타내는 맵 데이터가 생성되고, 제어부(8)의 기억 장치(82)에 기억된다. 픽업 대상이 되는 다이(D)가 양품인지, 불량품인지의 판정은 맵 데이터에 의해 행해진다. 제어부(8)는 다이(D)가 불량품인 경우는, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시키고, 다음에 픽업되는 다이(D)를 픽업 위치에 배치하고, 불량품의 다이(D)를 스킵한다.
(다이 위치 결정:공정 P3)
다음에, 제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 장치를 다이 위치 결정용의 조명 장치에 설정한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 점등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 소등한다. 제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상의 다이(D)의 주면(상면)을 촬영하고, 화상을 취득한다. 취득한 화상으로부터 픽업 대상의 다이(D)의 상기 픽업 위치로부터의 위치 어긋남량을 산출하고, 다이(D)의 위치를 측정한다. 제어부(8)는 이 위치 어긋남량을 기초로 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동시키고, 픽업 대상의 다이(D)를 픽업 위치에 정확하게 배치한다.
(다이 표면 검사:공정 P4)
이어서, 제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 취득한 화상을 사용하여, 픽업 대상 다이(D)의 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는, 후술하는 다이 크랙 검사 후, 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 다이(D)에 대한 공정 P9 이후를 스킵하고, 공정 P2로 이동한다.
제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 장치를 다이 크랙 검사용의 조명 장치로 변경한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 소등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 점등한다. 제어부(8)는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상의 다이(D)의 주면을 촬영하고, 화상을 취득하여, 다이 크랙 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 다이(D)에 대한 공정 P9 이후의 처리를 스킵하고, 공정 P2로 이동한다.
(기판 로딩:공정 P5, 기판 반송:공정 P6)
제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판 S를 반송 레인(52)에 적재한다. 제어부(8)는 기판 S를 파지 반송하는 기판 반송 갈고리(51)를 본딩 위치까지 이동시킨다.
(기판 위치 결정:공정 P7)
다음에, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)를 본딩 대상의 패키지 에어리어 P의 촬상 위치(본딩 탭 촬상 위치)로 이동한다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)의 조명 장치를 기판 위치 결정용의 조명 장치에 설정한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 점등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 소등한다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 기판 S를 촬영하고, 화상을 취득한다. 취득한 화상으로부터 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 어긋남량을 산출하여 위치를 측정한다. 제어부(8)는 이 위치 어긋남량을 기초로 기판 S를 이동시키고, 본딩 대상의 패키지 에어리어 P를 본딩 위치에 정확하게 배치하는 위치 결정을 행한다.
(기판 표면 검사:공정 P8)
이어서, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 취득한 화상을 사용하여, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 표면 검사에 의해 문제가 있는지 여부를 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, 또한 고감도의 검사나 조명 조건 등을 바꾼 검사를 행하고, 문제가 있는 경우는 스킵 처리하고, 문제가 없는 경우는 다음 공정의 처리를 행한다. 스킵 처리는, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 해당 탭에 대한 공정 P13 이후의 처리를 스킵하고, 기판 착공 정보에 패키지 에어리어 P의 표면이 불량하다는 취지의 정보를 등록한다.
(다이 핸들링:공정 P9, 중간 스테이지 적재:공정 P10)
제어부(8)는 다이 공급부(1)에 의해 픽업 대상의 다이(D)를 정확하게 픽업 위치에 배치한 후, 콜릿(22)을 포함하는 픽업 헤드(21)에 의해 다이(D)를 다이싱 테이프(16)로부터 픽업하고, 중간 스테이지(31)에 적재한다.
(다이 위치 검사:공정 P11)
제어부(8)는 중간 스테이지(31)에 적재한 다이의 자세 어긋남(회전 어긋남)의 검출을 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 촬상하여 행한다. 제어부(8)는 자세 어긋남이 있는 경우는 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.
(다이 표면 검사:공정 P12)
제어부(8)는 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 취득한 화상을 사용하여, 다이(D)의 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는, 다이 크랙 검사 후, 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(D)에 대한 공정 P13 이후의 처리를 스킵하고, 공정 P2로 이동한다.
제어부(8)는 스테이지 인식 카메라(32)의 조명 장치를 다이 크랙 검사용의 조명 장치로 변경한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 소등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 점등한다. 제어부(8)는 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 중간 스테이지(31)에 적재한 다이(D)의 주면을 촬영하고, 화상을 취득하여, 다이 크랙 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P13)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 다이(D)에 대한 공정 P13 이후의 처리를 스킵하고, 공정 P2로 이동한다.
(다이 어태치:공정 P13)
제어부(8)는 콜릿(42)을 포함하는 본딩 헤드(41)에 의해 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하고, 기판 S의 패키지 에어리어 P 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩되어 있는 다이에 다이 본딩한다.
(다이와 기판의 상대 위치 검사:공정 P14)
다음에, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)의 조명 장치를 다이 위치 결정용의 조명 장치에 설정한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 점등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 소등한다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이(D)를 촬영하고, 화상을 취득한다. 취득한 화상으로부터 다이(D)의 위치를 측정한다. 제어부(8)는 다이(D)를 본딩한 후, 그 본딩 위치가 정확하게 이루어져 있는지를 검사한다. 이때, 다이의 위치 정렬과 마찬가지로 다이의 중심과, 탭의 중심을 구하고, 상대 위치가 올바른지를 검사한다.
(다이와 기판의 표면 검사:공정 P15)
제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 취득한 화상을 사용하여, 다이(D)의 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(공정 P2)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리에서는, 기판 착공 정보에 패키지 에어리어 P의 표면이 불량하다는 취지의 정보를 등록하여, 공정 P2로 이동한다.
이어서, 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)의 조명 장치를 다이 크랙 검사용의 사광 조명으로 설정한다. 예를 들어, 제어부(8)는 실시 형태에 있어서의 위치 결정용의 동축 조명(103)을 소등하고, 다이 크랙 검사용의 사광 조명(102)을 점등한다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이(D)를 촬영하고, 화상을 취득하여, 다이 크랙 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는 다이(D)의 표면에 문제 없음으로 판정한 경우에는 다음 공정(공정 P2)으로 진행하지만, 문제 있음으로 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리에서는, 기판 착공 정보에 패키지 에어리어 P의 표면이 불량하다는 취지의 정보를 등록하여, 공정 P2로 이동한다.
(기판 반송:공정 P16, 기판 언로딩:공정 P17)
이후, 마찬가지의 수순에 따라서 다이(D)가 1개씩 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩된다. 1개의 기판의 본딩이 완료되면, 기판 반송 갈고리(51)로 기판 S를 기판 반출부(7)까지 이동하여, 기판 반출부(7)에 기판 S를 전달한다.
(웨이퍼 언로딩:공정 P18)
이후, 마찬가지의 수순에 따라서 다이(D)가 1개씩 다이싱 테이프(16)로부터 박리된다(공정 P9). 불량품을 제외하는 모든 다이(D)의 픽업이 완료되면, 그들 다이(D)를 웨이퍼(11)의 외형으로 보유 지지하고 있었던 다이싱 테이프(16) 및 웨이퍼 링(14) 등을 웨이퍼 카세트로 언로딩한다.
상술한 바와 같이, 다이(D)는, 다이 어태치 필름(18)을 개재하여 기판 S 상에 실장되고, 다이 본더로부터 반출된다. 그 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 개재하여 기판 S의 전극과 전기적으로 접속된다. 적층품의 경우는, 계속해서, 다이(D)가 실장된 기판 S가 다이 본더에 재반입되어 기판 S 상에 실장된 다이(D) 상에 다이 어태치 필름(18)을 개재하여 제2 다이(D)가 적층되고, 다이 본더로부터 반출된 후, 와이어 본딩 공정에서 Au 와이어를 개재하여 기판 S의 전극과 전기적으로 접속된다. 제2 다이(D)는, 전술한 방법으로 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 후, 펠릿 구비 공정에 반송되어 다이(D) 상에 적층된다. 상기 공정이 소정 횟수 반복된 후, 기판 S를 몰드 공정에 반송하고, 복수개의 다이(D)와 Au 와이어를 몰드 수지(도시하지 않음)로 밀봉함으로써, 적층 패키지가 완성된다.
크랙의 표면 검사는, 다이 위치 인식을 행하는 장소인 다이 공급부, 중간 스테이지 및 본딩 스테이지의 적어도 1군데에서 행해도 되지만, 모든 개소에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 다이 공급부에서 행하면, 빨리 크랙을 검출할 수 있다. 중간 스테이지에 행하면, 다이 공급부에서 검출할 수 없었던 크랙 또는 픽업 공정 이후에서 발생한 크랙(본딩 공정보다도 전에 현재화하지 않았던 크랙)을 본딩 전에 검출할 수 있다. 또한, 본딩 스테이지에 행하면, 다이 공급부 및 중간 스테이지에서 검출할 수 없었던 크랙(본딩 공정보다도 전에 현재화하지 않았던 크랙) 또는 본딩 공정 이후에서 발생한 크랙을, 다음 다이를 적층하는 본딩 전에 또는 기판 배출 전에 검출할 수 있다.
이상, 본 개시자들에 의해 이루어진 개시를 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 개시는, 상기 실시 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니라, 여러가지 변경 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 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 픽업 후 다이의 표리를 반전시켜서, 다이의 이면을 위로 하여 본딩해도 된다. 이 경우, 중간 스테이지는 마련하지 않아도 된다. 이 장치는 플립 칩 본더라고 한다.
또한, 실시예에서는 본딩 헤드를 구비하지만, 본딩 헤드가 없어도 된다. 이 경우는, 픽업된 다이는 용기 등에 적재된다. 이 장치는 픽업 장치라고 한다. 또한, 이 경우의 크랙의 표면 검사는 픽업된 다이를 적재한 용기 등에서도 실시해도 된다.
또한, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라서 본딩 위치까지 기판 S를 이동할 때까지의 사이에 프리폼 카메라(프리 검사 카메라)를 더 마련해도 된다. 프리 검사 카메라는 적층 제품의 세컨드 패스 이후에 본드 완료된 다이의 표면(이물 및 크랙)을 검사하는 것을 가능하게 한다. 크랙 검사는 사광 조명을 사용고, 그 이외의 외관 검사는 동축 조명을 사용한다.
또한, 본딩 위치로부터 반송 레인(52)을 따라서 기판 반출부(7)까지 기판 S를 이동할 때까지의 사이에 애프터 검사 카메라를 더 마련해도 된다. 애프터 검사 카메라는 본딩 사이클과 분리하여 본드 완료된 다이의 표면을 검사하는 것을 가능하게 한다. 크랙 검사는 사광 조명을 사용하고, 그 이외의 외관 검사는 동축 조명을 사용한다. 이에 의해, 생산성을 높이는 것이 가능하다.
100…다이 본딩 장치
101…카메라(촬상 장치)
102…사광 조명(제2 조명 장치)
102a…발광부(제2 발광부)
103…동축 조명(제1 조명 장치)
103a…발광부(제1 발광부)
103b…하프 미러(반투과경)
103c…경통(통)
104…광로 제어 부재
110…제어 장치
D…다이

Claims (18)

  1. 다이를 촬상하는 촬상 장치와,
    상기 다이에 상기 촬상 장치의 광축을 따라서 광을 조사하는 제1 조명 장치와,
    상기 제1 조명 장치의 상방에 위치하고, 상기 다이에 상기 광축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 제2 조명 장치와,
    상기 촬상 장치, 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 제어하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제1 조명 장치는, 통 내에, 면 발광 광원을 갖는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부로부터 발해지는 제1 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하는 반투과경을 구비하고,
    상기 제2 조명 장치는, 제2 발광부와, 상기 제2 발광부로부터 발해지는 제2 조사광의 광로를 제한하는 광로 제어 부재를 구비하고, 상기 광로 제어 부재에 의해 광로가 제한된 상기 제2 조사광이 상기 통 내를 통과하여 상기 다이의 상면에 조사되도록 배치되고,
    상기 제어 장치는, 상기 다이의 크랙을 검사하는 경우, 상기 제1 조명 장치를 소등함과 함께, 상기 제2 조명 장치를 점등하고, 상기 제2 조명 장치로부터 상기 제2 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광로 제어 부재는, 광로 제어 필름 또는 차광 루버 또는 파이버 옵틱 플레이트 또는 광학 렌즈 또는 프레넬 렌즈 또는 조명 후드인 다이 본딩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조명 장치는, 또한, 상기 제1 발광부의 상기 반투과경측에 설치되고, 상기 제2 조명 장치로부터의 상기 제2 조사광의 광로를 제한하는 제1 광로 제어 부재를 구비하는 다이 본딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광로 제어 부재는, 차광 루버 또는 조명 후드 또는 광로 제어 필름인 다이 본딩 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광로 제어 부재는 제1 편광 필터이며, 상기 광로 제어 부재는 상기 제1 편광 필터와 투과축이 직교하는 제2 편광 필터인 다이 본딩 장치.
  6. 다이를 촬상하는 촬상 장치와,
    상기 다이에 상기 촬상 장치의 광축을 따라서 광을 조사하는 제1 조명 장치와,
    상기 제1 조명 장치의 상방에 위치하고, 상기 다이에 상기 광축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 제2 조명 장치와,
    상기 촬상 장치, 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 제어하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제1 조명 장치는, 통 내에, 면 발광 광원을 갖는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부로부터 발해지는 제1 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하는 반투과경을 구비하고,
    상기 제2 조명 장치는, 제2 발광부를 구비하고, 상기 제2 발광부로부터 조사되는 제2 조사광이 상기 통 내를 통과하여 상기 다이의 상면에 조사되도록 배치되고,
    상기 제1 조명 장치는, 또한, 상기 제2 발광부로부터 조사되는 상기 제2 조사광의 일부를 차단하는 차광부 또는 상기 제2 발광부로부터 조사되는 상기 제2 조사광의 광로를 제한하는 제1 광로 제한 부재를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 다이의 크랙을 검사하는 경우, 상기 제1 조명 장치를 소등함과 함께, 상기 제2 조명 장치를 점등하고, 상기 제2 조명 장치로부터 상기 제2 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차광부는 상기 제1 발광부의 상기 반투과경측에 설치된 차광 루버 또는 조명 후드 또는 광로 제어 필름인 다이 본딩 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 통은 창을 갖는 천장을 구비하고,
    상기 차광부는, 상기 제2 발광부로부터 조사되는 상기 제2 조사광이 상기 제1 발광부에 입광되지 않도록 형성된 상기 창을 갖는 상기 천장인 다이 본딩 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 통은 창을 갖는 천장을 구비하고,
    상기 차광부는 상기 천장이며,
    상기 제1 발광부는, 상기 제2 발광부로부터 조사되는 상기 제2 조사광이 입광되지 않는 위치에 배치되는 다이 본딩 장치.
  10. 다이를 촬상하는 촬상 장치와,
    상기 다이에 상기 촬상 장치의 광축을 따라서 광을 조사하는 제1 조명 장치와,
    상기 제1 조명 장치의 하단보다도 상방에 위치하고, 상기 다이에 상기 광축에 대하여 소정의 각도로 광을 조사하는 제2 조명 장치와,
    상기 촬상 장치, 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 제어하는 제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제1 조명 장치는, 통 내에, 렌즈와, 면 발광 광원을 갖는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부로부터 발해지는 제1 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하는 반투과경을 구비하고,
    상기 제2 조명 장치는, 제2 발광부를 구비하고, 상기 제2 발광부로부터 조사되는 제2 조사광이 상기 통 내를 통과하지 않고 상기 다이의 상면에 조사되도록 배치되고,
    상기 제어 장치는, 상기 다이의 크랙을 검사하는 경우, 상기 제1 조명 장치를 소등함과 함께, 상기 제2 조명 장치를 점등하고, 상기 제2 조명 장치로부터 상기 제2 조사광을 상기 다이의 상면에 조사하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이가 첩부된 다이싱 테이프를 보유 지지하는 웨이퍼 링 홀더를 갖는 다이 공급부를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 다이싱 테이프에 첩부된 상기 다이를 촬상하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이를 기판 또는 이미 본딩되어 있는 다이 위에 본딩하는 본딩 헤드를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 기판 또는 이미 상기 기판에 본딩되어 있는 상기 다이 위에 본딩된 상기 다이를 촬상하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이를 픽업하는 픽업 헤드와,
    상기 픽업된 다이가 적재되는 중간 스테이지
    를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 중간 스테이지 위에 적재된 다이를 촬상하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  14. (a) 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 다이 본딩 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 위에 본딩하는 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (c) 공정은 상기 픽업된 상기 다이를 중간 스테이지에 적재하는 공정을 포함하고,
    상기 (d) 공정은 상기 중간 스테이지에 적재된 다이를 픽업하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 (c) 공정은 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 다이싱 테이프에 첩부된 상기 다이를 촬상하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 (d) 공정은 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 기판 또는 이미 상기 기판에 본딩되어 있는 상기 다이 위에 본딩된 상기 다이를 촬상하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 (d) 공정은 상기 촬상 장치 및 상기 제1 조명 장치 및 상기 제2 조명 장치를 사용하여 상기 중간 스테이지 위에 적재된 상기 다이를 촬상하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
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