KR20140128357A - 다이본더 및 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치의 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
본딩 툴(24)과, 스트로브(34)와, 카메라(32)와, 섕크(20)를 포함하고, 본딩 툴(24)은 반도체 다이(30)를 흡착하는 선단의 흡착면(27)과, 선단의 흡착면 (27)보다 굵은 베이스부와, 흡착면(27)과 베이스부를 연결하고, 길이 방향 중심선에 대하여 경사진 경사면을 가지고, 카메라(32)는 흡착면(27)에 흡착된 반도체 다이(30)의 화상과 섕크(20)의 화상과 본딩 툴(24)의 경사면의 화상을 동시에 취득하고, 섕크(20)는 본딩 툴(24)의 베이스부에 인접하고, 흡착면(27)으로부터 본딩 툴(24)의 길이 방향으로 카메라(32)의 초점 심도보다 떨어져 배치되고, 본딩 툴(24)과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 스트로브(34)로부터의 광을 반사한다. 이것에 의해, 다이본더에 있어서 간편한 구성으로 효과적으로 본딩 툴과 반도체 다이와의 위치 어긋남을 검출한다.
Description
본 발명은 다이본더의 구조 및 본딩 툴과 본딩 툴의 선단에 흡착된 반도체 다이와의 상대 위치의 검출 방법에 관한 것이다.
반도체 다이를 리드 프레임 등의 회로 기판에 본딩하는 장치로서 다이본더가 많이 사용되고 있다. 다이본더는 본딩 스테이지 상에 흡착 고정한 회로 기판의 표면을 향하여 본딩 툴의 선단에 흡착 유지한 반도체 다이를 강하시켜, 반도체 다이를 회로 기판 상에 본딩하는 것이다.
다이본더에서는 본딩 툴에 흡착된 반도체 다이의 위치를 회로 기판의 본딩 위치에 맞춘 상태에서 반도체 다이를 회로 기판에 누르는 것이 필요하게 된다. 이 때문에, 본딩 툴에 의해 반도체 다이를 이송할 때에, 본딩 툴에 흡착된 반도체 다이의 이면의 화상을 취득하고, 반도체 다이 이면의 얼라인먼트 마크에 기초하여 반도체 다이와 회로 기판과의 상대 위치를 맞추는 방법이 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 화상을 취득할 때에 반도체 다이의 이송을 일시정지할 필요가 있어, 택트타임이 길어져버린다는 문제가 있었다. 그래서, 반도체 다이의 이동재치 헤드에 L자 형상의 연접 부재를 사이에 두고 미러와 직사각형 형상의 관통 구멍을 가지는 기준 부재를 고정하고, 이동재치 헤드에 의해 반도체 다이를 반송할 때에, 반송을 일시정지하지 않고, 반도체 다이를 촬상한 제1화상 데이터와 기준 부품을 촬상한 제2 화상 데이터를 취득하고, 이 2개의 화상 데이터를 중첩하여, 기준 부품에 대한 반도체 다이의 위치를 검출하고, 검출 결과에 따라서 반도체 다이의 회로 기판에 탑재하는 위치를 보정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
그런데, 특허문헌 2에 기재된 종래기술에서는, 기준 부재를 본딩에 지장이 없는 위치에 배치하는 것이 필요하게 되는 점에서 기준 부재로부터 카메라까지의 광로와 이동재치 헤드의 선단에 흡착된 반도체 다이까지의 광로를 별개의 광로로 하는 것이 필요하게 된다. 한편, 기준 부재의 화상과 이동재치 헤드의 선단에 흡착된 반도체 다이의 화상을 동시에 촬상하기 위해서는 2개의 광로를 하나로 정리하도록 광로를 구성하는 것이 필요하게 된다. 또, 기준 부재로부터 카메라까지의 광로 길이와 반도체 다이의 표면으로부터 카메라까지의 광로 길이를 동일하게 하여 기준 부재와 반도체 다이와의 화상의 핀트가 맞도록 하는 것이 필요하게 된다. 이것을 위해, 광학계에 하프 미러나 프리즘을 다용하는 것이 필요하게 되고, 광학계의 구성이 복잡해져버린다는 문제가 있었다.
또, 특허문헌 2에 기재된 종래기술은, 기준 부재를 연접 부재에 의해 이동재치 헤드에 부착하고 있는 점에서, 이동재치 헤드의 왕복 이동에 의해 기준 부품이 진동하고, 이것에 의한 검출 오차에 의해 반도체 다이의 위치 어긋남이 생기는 경우가 있다는 문제가 있었다(특허문헌 2, 단락 0096 참조).
그래서, 본 발명은 간편한 구성으로 효과적으로 본딩 툴과 반도체 다이와의 위치 어긋남을 검출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다이본더는 본딩 툴과, 광원과, 카메라와, 반사체를 포함하고, 본딩 툴은 반도체 다이를 흡착하는 선단의 흡착면과, 선단의 흡착면보다 굵은 베이스부와, 흡착면과 베이스부를 연결하고, 길이 방향 중심선에 대하여 경사진 경사면을 구비하고, 광원은 본딩 툴의 흡착면측에 배치되고, 카메라는 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 반사체의 화상과 본딩 툴의 경사면의 화상을 동시에 취득하고, 반사체는 본딩 툴의 베이스부에 인접하고, 흡착면으로부터 본딩 툴의 길이 방향으로 카메라의 초점 심도보다 떨어져 배치됨과 아울러, 본딩 툴과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 광원으로부터의 광을 적어도 본딩 툴의 흡착면측에 반사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다이본더는 또한 화상처리부를 포함하고, 화상처리부는 카메라에 의해 취득한 반사체의 화상과, 카메라에 의해 취득한 본딩 툴의 경사면의 화상과, 카메라에 의해 취득한 반도체 다이의 화상을 처리하고, 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 다이본더에 있어서, 반사체는 본딩 툴을 파지하는 섕크 또는 본딩 툴에 부착한 링 또는 본딩 툴의 베이스부에 인접하는 단차부이며, 본딩 툴의 길이 방향 중심선에 대하여 수직인 반사면을 가지고, 반사면은 섕크의 흡착면측의 단면 또는 링의 흡착면측의 단면 또는 단차부의 단면인 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 다이본더에 있어서, 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치는 본딩 툴의 길이 방향 중심선의 흡착면 상의 위치와 반도체 다이의 중심의 흡착면 상의 위치 사이의 어긋남량 또는 흡착면 상의 기준축에 대한 반도체 다이의 경사 각도 중 어느 한쪽 또는 양쪽인 것으로 해도 적합하다
본 발명의 다이본더는 또한 이동 기구와, 제어부를 포함하고, 이동 기구는 본딩 툴을 이동시키고, 제어부는 이동 기구에 의해 본딩 툴을 이동시키고, 본딩 툴이 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 광원을 발광시키고, 본딩 툴을 이동시키면서 카메라에 의해 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 본딩 툴의 경사면의 화상과 반사체의 화상을 동시에 취득하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 다이본더는 또한 이동 기구와, 제어부를 포함하고, 이동 기구는 본딩 툴을 이동시키고, 제어부는 이동 기구에 의해 본딩 툴의 위치를 변화시킴과 아울러, 화상처리부가 검출한 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치에 기초하여 본딩 툴의 위치를 보정하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 위치 검출 방법은 다이본더에 있어서, 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서, 화상 취득 공정과, 상대 위치 검출 공정을 포함하고, 다이본더는 반도체 다이를 흡착하는 선단의 흡착면과, 선단의 흡착면보다 굵은 베이스부와, 흡착면과 베이스부를 연결하고, 길이 방향 중심선에 대하여 경사진 경사면을 가지는 본딩 툴과, 본딩 툴의 흡착면측에 배치되는 광원과, 본딩 툴과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 광원으로부터의 광을 본딩 툴의 흡착면측에 반사하는 반사체와, 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 반사체의 화상과 본딩 툴의 경사면의 화상을 동시에 취득하는 카메라를 구비하고, 반사체가 본딩 툴의 베이스부에 인접하고, 흡착면으로부터 본딩 툴의 길이 방향으로 카메라의 초점 심도보다 떨어져 배치되고, 본딩 툴의 길이 방향 중심선에 대하여 수직인 반사면을 포함하고, 화상 취득 공정은 카메라에 의해 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 반사체의 화상과 본딩 툴의 경사면의 화상을 동시에 취득하고, 상대 위치 검출 공정은 카메라에 의해 취득한 반사체의 화상과, 카메라에 의해 취득한 본딩 툴의 경사면의 화상과, 카메라에 의해 취득한 반도체 다이의 화상으로부터 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 위치 검출 방법에 있어서, 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치는 본딩 툴의 길이 방향 중심선의 흡착면 상의 위치와 반도체 다이의 중심의 흡착면 상의 위치 사이의 어긋남량 또는 흡착면 상의 기준축에 대한 반도체 다이의 경사 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽인 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 위치 검출 방법에 있어서, 다이본더는 또한 본딩 툴을 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 화상 취득 공정은 이동 기구에 의해 본딩 툴 이동시키고, 본딩 툴이 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 광원을 발광시키고, 본딩 툴을 이동시키면서 카메라에 의해 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 반사체의 화상과 본딩 툴의 경사면의 화상을 동시에 취득하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명은 간편한 구성으로 효과적으로 본딩 툴과 반도체 다이와의 위치 어긋남을 검출할 수 있다는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 제어 시스템의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 섕크의 상세를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 섕크의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 화상을 2치화 처리하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 화상을 2치화 처리한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 링의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 섕크의 상세를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 섕크의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 화상을 2치화 처리하는 공정을 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 화상을 2치화 처리한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴과 링의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 다이본더의 본딩 툴의 구조와, 카메라에 의해 포착한 화상을 나타내는 설명도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 다이본더(10)는 섕크(20)를 통하여 본딩 툴(24)이 부착되는 본딩 헤드(15)와, 본딩 헤드(15)를 Y방향으로 가이드하는 가이드 레일(11)과, 본딩 헤드(15)를 Y방향으로 이동시키는 Y방향 이동 기구(13)와, 가이드 레일(11)과 본딩 헤드(15)를 X방향으로 이동시키는 X방향 이동 기구(12)와, 본딩 헤드(15)의 하측에 설치된 카메라(32)와, 광원인 스트로브(34)와, 카메라(32)와 스트로브(34)가 접속되는 화상처리부(40)와, X, Y방향 이동 기구(12, 13)가 접속되는 제어부(50)를 구비하고 있다. 본딩 툴(24)은 선단에 반도체 다이(30)를 흡착하는 흡착면(27)을 가지고, 스트로브(34)는 발광한 광을 본딩 툴(24)의 방향을 향하게 하는 반사경(35)을 구비하고 있다. 본딩 헤드(15)는 내부에 본딩 툴(24)을 Z방향으로 이동시키는 Z방향 이동 기구(16)와, 본딩 툴(24)을 θ방향으로 회전 이동시키는 θ방향 이동 기구(17)를 구비하고 있고, 각 이동 기구(16, 17)는 각각 제어부(50)에 접속되어 있다. 제어부(50)는 이 X, Y, Z, θ방향의 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)를 동작시킴으로써, 본딩 툴(24)을 X, Y, Z, θ의 각 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 또한, 도 1 중의 좌표축에 나타내는 바와 같이, 지면에 수평 방향이 Y방향, 지면의 상하 방향이 Z방향, 지면에 수직 방향이 X방향, Z축 둘레의 회전 방향이 θ방향이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 화상처리부(40)는 내부에 신호, 데이터의 처리를 행하는 CPU(41)와, 데이터나 프로그램을 기억하는 메모리(42)를 구비하는 컴퓨터이다. 메모리(42)는 나중에 설명하는 화상 취득 프로그램(43), 상대 위치 검출 프로그램(44), 제어 데이터(45)를 내부에 격납하고 있다. 또, 화상처리부(40)는 카메라(32), 스트로브(34)와의 접속을 행하는 카메라 인터페이스(47), 스트로브 인터페이스(48)를 구비하고 있다. 또, 화상처리부(40)는 다른 컴퓨터인 제어부(50)와의 사이에서 데이터 통신을 행하기 위한 데이터 버스 인터페이스(46)를 구비하고 있다. CPU(41), 메모리(42), 각 인터페이스(47, 48)와 데이터 버스 인터페이스(46)는 화상처리부(40) 내부의 데이터 버스(49)에 의해 접속되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제어부(50)는 화상처리부(40)와 마찬가지로, 내부에 신호, 데이터의 처리를 행하는 CPU(51)와, 데이터나 프로그램을 기억하는 메모리(52)를 구비하는 컴퓨터이며, 데이터 버스 인터페이스(56)와 통신 라인(60), 화상처리부(40)의 데이터 버스 인터페이스(46)를 통하여 화상처리부(40)의 CPU(41), 메모리(42)와 접속되어 있다. 메모리(52)는 나중에 설명하는 위치 제어 프로그램(53), 보정 프로그램(54), 제어 데이터(55)를 내부에 격납하고 있다. 또, 제어부(50)는 X, Y, Z, θ방향의 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)와의 접속을 행하는 이동 기구 인터페이스(57)를 구비하고 있다. CPU(51), 메모리(52), 이동 기구 인터페이스(57)와 데이터 버스 인터페이스(56)는 제어부(50) 내부의 데이터 버스(59)에 의해 접속되어 있다.
본 실시형태의 다이본더(10)의 X, Y, Z, θ의 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)는 각각 본딩 툴(24)의 선단의 X, Y, Z, θ의 각 방향의 위치를 나타내는 신호를 출력하도록 구성되어 있고, 제어부(50)는 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)의 신호로부터 본딩 툴(24)의 선단의 X, Y, Z, θ의 각 방향의 위치를 취득한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본딩 툴(24)은 반도체 다이(30)를 흡착하는 선단의 흡착면(27)과, 선단의 흡착면(27)보다 굵은 베이스부(25)와, 흡착면(27)과 베이스부(25)를 연결하고, 길이 방향 중심선(90)에 대하여 경사진 경사면인 경사 곡면(26)을 가지고 있다. 선단의 흡착면(27)은 반도체 다이(30)의 크기와 대략 동일한 크기이며, 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)에 대하여 수직인 평면으로 되어 있다. 이 때문에, 흡착면(27)에 흡착된 반도체 다이(30)의 이면도 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)에 대하여 수직인 평면이 된다.
본딩 툴(24)의 베이스부(25)는 선단의 흡착면(27)보다 굵고, 섕크(20)에 고정되는 원기둥형이며, 경사 곡면(26)은 흡착면(27)으로부터 베이스부(25)를 향하여 깔때기 형상으로 퍼지는 곡면이다. 또, 섕크(20)는 내주측에 본딩 툴(24)의 베이스부(25)의 외주면이 끼워맞춰지는 원통형으로 되어 있고, 그 하측 또는 흡착면(27)의 측의 단면(21)은 본딩 툴(24)의 길이 방향 또는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)에 수직인 평면이며, 그 표면이 경면 마무리되어 있다. 섕크(20)는 본딩 툴(24)과 끼워맞춰져 있으므로, 본딩 툴(24)과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 베이스부(25)에 인접하는 위치에 배치되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 카메라(32)는 본딩 툴(24)이 직상의 소정의 위치로 이동해왔을 때에 본딩 툴(24)에 흡착된 반도체 다이(30)의 이면(Z방향 하측의 면)에 핀트가 맞는 것 같은 위치에 배치되고, 반도체 다이(30)의 이면의 샤프한 화상을 취득할 수 있도록 조정되어 있다. 즉, 카메라(32)는 카메라(32)의 렌즈와 반도체 다이(30)의 이면과의 광로 길이(L1)가 카메라(32)의 렌즈의 초점 거리가 되도록 조정되어 있다.
한편, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26), 섕크(20)의 단면(21)은 반도체 다이(30)를 흡착하는 흡착면(27)으로부터 길이 방향으로 떨어져 배치되고, 카메라(32)의 렌즈로부터 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26), 섕크(20)의 단면(21)까지의 광로 길이는 광로 길이(L2, L3)로 되어 있다. 한편, 카메라(32)의 렌즈의 초점 심도(D)는 반도체 다이(30)의 두께보다 조금 긴 정도이므로, 각 광로 길이(L2, L3)는 각각 광로 길이(L1)에 초점 심도(D)를 더한 길이보다 길게 되어 있다. 이 때문에, 카메라(32)에 의해 반도체 다이(30)의 이면의 화상과 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 화상과 섕크(20)의 단면(21)의 화상을 동시에 취득하는 경우, 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)과 섕크(20)의 단면(21)은 핀트가 맞지 않는 상태가 되고, 취득하는 경사 곡면(26)의 화상과 단면(21)의 화상은 다소 흐릿한 화상이 된다.
다음에, 본 실시형태의 다이본더(10)의 동작에 대해서 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 다이본더(10)의 제어부(50)는 위치 제어 프로그램(53)을 실행하여 X, Y, Z, θ방향의 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)를 구동하여 픽업 스테이지(36) 상에 놓여 있는 다이싱이 끝난 웨이퍼 상에 본딩 툴(24)을 이동시키고, 본딩 툴(24)의 선단의 흡착면(27)에 반도체 다이(30)를 흡착한다. 그리고, 도 3에 나타내는 궤적(38)과 같이 본딩 헤드(15)를 본딩 스테이지(37) 상에 이동시키고, 본딩 헤드(15)를 본딩 스테이지(37) 상에 흡착 고정시킨 회로 기판 상에 강하시켜, 반도체 다이(30)를 회로 기판 상에 본딩한다. 이것이 다이본더(10)의 기본 동작이다.
제어부(50)의 CPU(51)는 위치 제어 프로그램(53)을 실행하고, 본딩 툴(24)을 픽업 스테이지(36)로부터 본딩 스테이지(37)에 이동시키는 동안, X, Y, Z, θ의 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)의 신호로부터 본딩 툴(24)의 선단의 X, Y, Z, θ의 각 방향의 위치를 검출하고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 본딩 툴(24)이 카메라(32)의 직상의 소정의 위치에 와서, 카메라(32)의 렌즈의 중심 위치에 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)이 합쳐진 상태가 되면 스트로브(34)를 발광시키는 트리거 신호를 출력한다. 이 트리거 신호는 데이터 버스 인터페이스(56, 46), 통신 라인(60)에 의해 화상처리부(40)에 전달된다. 또한, 소정의 위치는 미리 위치 제어 프로그램(53) 중에 설정되어 있는 위치이다.
화상처리부(40)의 CPU(41)는 이 트리거 신호가 입력되면, 화상 취득 프로그램(43)을 실행한다. CPU(41)는 스트로브(34)를 발광시키는 지령을 출력한다. 이 지령에 의해, 스트로브 인터페이스(48)로부터 발광 신호가 스트로브(34)에 출력되어, 스트로브(34)가 발광한다. 또, 화상처리부(40)는 트리거 신호가 입력되면, 스트로브(34)의 발광과 동기시켜 카메라 인터페이스(47)를 통과시켜 카메라(32)로부터의 화상의 취입을 행한다. 그리고, 취입된 화상은 화상처리부(40)의 메모리(42)에 격납된다. 또한, 화상의 취입은 본딩 툴(24)을 이동시키면서(이동을 정지시키지 않고) 행한다.
스트로브(34)가 발광하면 스트로브(34)로부터의 광은 도 4(a)에 나타내는 화살표 71, 73, 75와 같이 본딩 툴(24)의 흡착면(27)의 측으로부터 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26), 반도체 다이(30)의 이면, 섕크(20)의 단면(21)에 입사한다. 섕크(20)의 단면(21)에 입사한 광의 일부는, 도 4에 나타내는 화살표 72와 같이, 본딩 툴(24)의 길이 방향 또는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)을 따른 방향(Z방향 마이너스측)을 향하여 반사되고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본딩 툴(24)의 하측(흡착면(27)측)의 카메라(32)에 입사한다. 따라서, 본 실시형태에서는 섕크(20)는 반사체이며, 섕크(20)의 단면(21)은 반사면이다. 또, 반도체 다이(30)의 이면 또는 하측의 면(Z방향 마이너스측의 면)에 입사한 광의 일부는, 도 4(a)에 나타내는 화살표 75와 같이, 본딩 툴(24)의 길이 방향 또는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)을 따른 방향(Z방향 마이너스측)을 향하여 반사되고, 본딩 툴(24)의 하측(흡착면(27)측)의 카메라(32)에 입사한다.
한편, 도 4의 화살표 73에 나타내는 바와 같이 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)에 입사한 광은, 도 4(a)에 나타내는 화살표 74와 같이, 수평 방향 등 본딩 툴(24)의 길이 방향과 상이한 방향 또는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)을 따른 방향과 상이한 방향을 향하여 반사된다.
그러면, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 카메라(32)의 시야(33)에는 스트로브(34)로부터의 광이 카메라(32)를 향하여 반사하는 단면(21)의 명도가 높은(하얀) 링 형상의 화상(81)(반사체의 화상)과, 스트로브(34)로부터의 광이 카메라(32)를 향하여 반사하지 않는 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 명도가 낮은(검은 또는 회색의) 원형의 화상(82)과, 원형의 화상(82) 중에 위치하는 스트로브(34)로부터의 광이 카메라(32)를 향하여 반사하는 반도체 다이(30)의 이면의 명도가 높은(하얀) 사각의 화상(84)이 포착된다. 화상처리부(40)는 카메라(32)에 의해 이 3개의 화상(81, 82, 84)을 동시에 취득하고, 메모리(42)에 격납한다. 또한, 도 4(b)에 파선으로 나타내는 본딩 툴(24)의 선단의 화상(83)은 반도체 다이(30)의 화상에 가려져 카메라(32)에는 포착되지 않는다.
앞서 설명한 바와 같이, 카메라(32)의 핀트는 반도체 다이(30)의 이면에 맞도록 조정되어 있으므로, 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)은 샤프한 화상이다. 그러나, 섕크(20)의 단면(21), 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)은 반도체 다이(30)의 이면으로부터 카메라(32)의 초점 심도(D)보다 크게 Z방향으로 어긋나 있는 점에서, 단면(21)의 명도가 높은(하얀) 링 형상의 화상(81)과, 경사 곡면(26)의 명도가 낮은(검은 또는 회색의) 원형의 화상(82)은 희미한 화상으로 되어 있다.
화상처리부(40)의 CPU(41)는 상대 위치 검출 프로그램(44)을 실행한다. 이하의 설명에서는, 화상의 명도는 256계조(명도 0~명도 255)로서 설명한다. 카메라(32)에 의해 취득한 화상은 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 단면(21)의 명도 255의 링 형상의 화상(81)(반사체의 화상)과, 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 명도 0의 원형의 화상(82)(경사면의 화상)과, 반도체 다이(30)의 이면의 명도 255의 사각의 화상(84)을 포함하고 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 링 형상의 화상(81)과, 원형의 화상(82)은 카메라(32)의 핀트가 어긋나 있으므로, 희미한 화상으로 되어 있다. 이 때문에, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 화상(81)의 명도는 외주부에서는 선 a로 나타내는 바와 같이 명도 255이지만, 원형의 화상(82)에 근접함에 따라 핀트가 맞지 않기 때문에 검은 화상(82)의 일부가 섞여 들어가, 선 b에 나타내는 바와 같이 조금씩 명도가 저하되어 온다. 그리고, 화상(82)의 영역 중에 들어가면, 급속히 명도가 저하하고, 화상(82)의 내부 영역에서는 명도는 0 근방이 된다. 그리고, 선 c로 나타내는 바와 같이, 명도 0의 상태는 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)까지 계속된다. 카메라(32)의 핀트는 반도체 다이(30)의 이면에 맞고 있으므로, 화상(84)은 샤프한 윤곽을 가지고 있다. 또, 반도체 다이(30)의 이면은 스트로브(34)의 광을 반사하고 있으므로 명도는 명도 255로 되어 있다. 따라서, 화상의 명도는 선 d로 나타내는 바와 같이 화상(84)의 에지에 있어서 명도 0으로부터 명도 255까지 대략 수직으로 상승한다. 그리고, 화상(84)의 영역에서는 선 e로 나타내는 바와 같이, 명도 255로 일정하게 된다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 화상처리부(40)의 CPU(41)는 미리 세트해 둔 2치화 역치를 사용하여, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 화상(82)의 둥근 외형 기준선(91)과, 화상(84)의 사각의 외형 기준선(92)을 취득한다. 2치화 역치는 스트로브(34)의 광의 상태, 촬영 위치 등의 조건이 기준 조건인 경우에, 본딩 툴(24)의 베이스부(25)의 외형과 대략 동일한 직경의 원형의 선을 화상(82)의 둥근 외형 기준선(91)으로서 취득할 수 있도록 미리 시험 등으로 정해두는 것이다. 화상(81)과 화상(82)은 동심에 배치되어 있는 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)과 섕크(20)의 단면(21)의 화상이므로, 도 5에 선 a 내지 선 e로 나타내는 각 영역의 명도의 변화는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선의 둘레에 대상이 된다. 따라서, 스트로브(34)의 광의 상태, 촬영 위치 등의 조건이 기준 조건과 어긋난 경우에도 화상(81)과 화상(82) 사이의 명도의 변화 곡선은 도 5(a)의 일점쇄선 b'과 같이 좌우 대상(본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선의 둘레에 대상)이 되므로, 도 5(b)에 나타내는 2치화 역치를 사용하여 취득하는 둥근 외형 기준선(91')은 본딩 툴(24)의 베이스부(25)의 외형보다 작은 직경의 본딩 툴(24)의 외형과 동심원이 된다. 이 때문에, 스트로브(34)의 광의 상태, 촬영 위치 등의 조건이 기준 조건과 어긋난 경우에도 둥근 외형 기준선(91, 91')의 중심은 모두 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선의 위치와 일치한다.
또한, 반도체 다이(30)의 이면에는 핀트가 맞고 있으며, 화상(84)의 에지에서는 대략 수직으로 명도가 변화하므로, 스트로브(34)의 광의 상태, 촬영 위치 등의 조건이 기준 조건과 어긋난 경우에도 화상(84)의 사각의 외형 기준선(92)의 크기는 거의 바뀌지 않는다.
즉, 본 실시형태에서는 스트로브(34)의 광을 반사하고 있는 단면(21)의 링 형상의 화상(81)은 명도가 높고, 반대로 스트로브(34)의 광을 반사하고 있지 않은 경사 곡면(26)의 원형의 화상(82)은 명도가 낮아, 그 명도차가 매우 크게 되어 있다. 이 때문에, 단면(21), 경사 곡면(26)의 본딩 툴(24)의 길이 방향의 위치가 반도체 다이(30)의 이면으로부터 초점 심도(D)보다 떨어져 있고, 샤프한 화상을 취득할 수 없어도, 각 화상(81, 82)의 명도차가 큰 것을 이용하여, 확실하게 본딩 툴(24)의 외형과 동심원의 원형의 외형 기준선(91)을 추출할 수 있다. 또, 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)을 샤프한 에지를 이용하여 확실하게 사각의 외형 기준선(92)을 추출할 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 화상처리부(40)는 처리한 화상으로부터 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)의 위치와, 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)의 위치를 검출하고, 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)을 통과하고 카메라(32)의 시야(33)의 X방향을 향하는 X방향 기준선(94)과, 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)을 통과하고 카메라(32)의 시야(33)의 Y방향을 향하는 Y방향 기준선(93)을 설정한다. 또, 화상처리부(40)는 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)을 통과하고 사각의 외형 기준선(92)의 X방향 기준선(94)에 가까운 변에 평행인 X방향 계측선(96)과 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)을 통과하고 사각의 외형 기준선(92)의 Y방향 기준선(93)에 가까운 변에 평행인 Y방향 계측선(95)을 설정한다. 그리고, 화상처리부(40)는 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)의 위치와 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)의 위치의 X방향, Y방향 각각의 어긋남량(ΔX, ΔY)을 구한다. 또, 화상처리부(40)는 X방향 기준선(94)과 X방향 계측선(96)과의 θ방향의 각도차 또는 Y방향 기준선(93)과 Y방향 계측선(95)과의 θ방향의 각도차로부터 사각의 외형 기준선(92)의 θ방향의 회전 각도 어긋남(Δθ)을 검출한다.
앞서 설명한 바와 같이, 원형의 외형 기준선(91)은 본딩 툴(24)과 상대적으로 위치가 어긋나지 않는 섕크(20)의 단면(21)의 내측의 외형선과 동심원이며, 또한 본딩 툴(24)의 외형선과 동심원이기도 한 점에서, 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)의 위치는 도 4(a)에 나타내는 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)의 중심위치이며, 사각의 외형 기준선(92)은 반도체 다이(30)의 외형의 에지인 점에서 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)은 반도체 다이(30)의 중심 위치가 된다. 따라서, 원형의 외형 기준선(91)과 사각의 외형 기준선(92)의 X, Y방향의 각 어긋남량(ΔX, ΔY)은 본딩 툴(24)의 중심 위치와 반도체 다이(30)의 중심 위치와의 X, Y방향의 각 어긋남량이 된다.
마찬가지로 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)을 통과하고 카메라(32)의 시야(33)의 X방향을 향하는 X방향 기준선(94)과, 원형의 외형 기준선(91)의 중심(97)을 통과하고 카메라(32)의 시야(33)의 Y방향을 향하는 Y방향 기준선(93)은 본딩 툴(24)의 흡착면(27) 상의 기준선이며, 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)을 통과하고 사각의 외형 기준선(92)의 X방향 기준선(94)에 가까운 변에 평행인 X방향 계측선(96)과 사각의 외형 기준선(92)의 중심(98)을 통과하고 사각의 외형 기준선(92)의 Y방향 기준선(93)에 가까운 변에 평행인 Y방향 계측선(95)은 본딩 툴(24)의 흡착면(27) 상의 기준선에 대한 반도체 다이(30)의 경사 각도를 나타내는 선이 된다. 따라서, X방향 기준선(94)과 X방향 계측선(96)과의 θ방향의 각도차 또는 Y방향 기준선(93)과 Y방향 계측선(95)과의 θ방향의 각도차로부터 구해지는 사각의 외형 기준선(92)의 θ방향의 회전 각도 어긋남(Δθ)은 본딩 툴(24)의 흡착면(27) 상의 기준축에 대한 반도체 다이(30)의 경사 각도가 된다. 그리고, 본딩 툴(24)의 중심 위치와 반도체 다이(30)의 중심 위치와의 X, Y방향의 각 어긋남량과, 본딩 툴(24)의 흡착면(27) 상의 기준축에 대한 반도체 다이(30)의 경사 각도는 본딩 툴(24)과 반도체 다이(30)의 상대 위치이다.
화상처리부(40)는 본딩 툴(24)에 대한 반도체 다이(30)의 X, Y, θ방향의 각 어긋남량(ΔX, ΔY, Δθ)을 검출하면, 그 데이터를 데이터 버스 인터페이스(46, 56), 통신 라인(60)을 통과시켜 제어부(50)에 송신한다. 제어부(50)의 CPU(51)는 보정 프로그램(54)을 실행하고, 본딩 툴(24)을 도 3에 나타내는 본딩 스테이지(37)로 이동시킬 때까지의 동안에 각 이동 기구(12, 13, 16, 17)에 의해 검출하는 본딩 툴(24)의 선단의 위치를 수신한 X, Y, θ방향의 각 어긋남량(ΔX, ΔY, Δθ)만큼 보정하여, 본딩 스테이지(37) 상의 회로 기판에 정확한 위치, 방향에서 반도체 다이(30)를 본딩할 수 있다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 다이본더(10)는 본딩 툴(24)을 파지하고 있는 섕크(20)의 단면(21)의 화상(81)과, 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 화상(82)의 명도차, 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)과 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 화상(82)과의 명도차를 이용하여 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)의 중심 위치, 반도체 다이(30)의 중심 위치를 검출하므로, 단면(21), 경사 곡면(26)이 반도체 다이(30)의 이면으로부터 초점 심도(D)보다 크게 어긋나 있고, 각 화상(81, 82)이 샤프하지 않은 경우에도 확실하게 본딩 툴(24)과 반도체 다이(30)의 상대 위치를 검출할 수 있다. 이 때문에, 섕크(20)의 단면(21)을 경면 마무리하여 반사면으로 한다는 간편한 구성으로, 복잡한 광학계를 사용하지 않아도 효과적으로 반도체 다이의 위치 어긋남을 검출할 수 있다. 또, 섕크(20)는 본딩 툴(24)을 파지하는 것이며, 본딩 툴(24)과 상대적인 이동이 없으므로, 본딩 툴(24), 섕크(20), 반도체 다이(30)의 화상을 취득할 때에 본딩 툴(24)의 이동을 정지할 필요가 없어, 택트타임을 단축할 수 있다. 또한, 섕크(20)는 본딩 헤드(15)로부터 돌출되어 있지 않으므로, 본딩 헤드(15)의 이동에 의해 진동이 발생하지 않고, 간편한 구성으로 효과적으로 반도체 다이의 위치 어긋남을 검출할 수 있다.
본 실시형태에서는 본딩 툴(24)의 경사면은 깔때기 형상의 경사 곡면(26)인 것으로 하여 설명했지만, 경사면은 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)에 대하여 경사져 있고, 스트로브(34)로부터의 광을 길이 방향 중심선(90)을 따른 방향으로 반사하지 않는 것 같은 면이면 어떠한 형상이어도 되고, 예를 들면, 흡착면(27)과 베이스부(25)를 비스듬히 연결하는 테이퍼면이어도 된다.
또, 본 실시형태에서는 본딩의 동작 중에 위치 어긋남량을 검출하고, 그 보정을 행하는 것으로서 설명했지만, 본 발명은 본딩의 동작 중의 보정 뿐만아니라, 예를 들면, 실제품의 본딩 전의 트레이닝 또는 티칭에 있어서, 미리 위치 어긋남을 측정하고 그 결과에 따라 본딩 툴(24)의 오프셋량을 설정할 때에도 적용할 수 있다. 그 경우에는 화상을 취득할 때에 본딩 툴(24)의 이동을 정지시키고, 정지 상태에서 촬상한 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26), 섕크(20), 반도체 다이(30)의 각 화상(81, 82, 84)과 본딩 툴(24)의 이동을 정지하지 않고 취득한 각 화상(81, 82, 84)을 조합하여 어긋남량, 오프셋량을 설정하도록 해도 된다.
또, 본 실시형태에서는 본딩 툴(24)과 본딩 툴(24)의 흡착면(27)에 흡착된 반도체 다이(30)와의 상대 위치에 기초하여 본딩 툴(24)의 위치를 보정하는 것으로 설명했지만, 본딩 툴(24)의 길이 방향 중심선(90)의 위치 검출 결과를 이용하여, 본딩 툴(24)과 픽업 스테이지(36) 또는 본딩 스테이지(37) 사이의 상대 위치를 보정하고, 다이본더(10)의 온도 변화에 따른 픽업 위치 또는 본딩 위치의 어긋남량을 보정하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 본딩 툴(24)과 픽업 스테이지(36) 또는 본딩 스테이지(37) 사이의 위치 어긋남의 이동 평균을 구하고, 이 이동 평균값의 변화의 경향에 기초하여 어긋남량의 보정 방향을 결정하도록 해도 된다.
다음에, 도 7, 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 7에 나타내는 실시형태는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시형태의 섕크(20)의 하측에 본딩 툴(24)의 베이스부(25)의 외주에 끼워져 고정되는 링(22)을 부착한 것이다. 링(22)의 하측의 단면(23)은 경면 마무리되어 스트로브(34)로부터의 광을 반사할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는 링(22)이 반사체이며, 단면(23)이 반사면이며, 링(22)은 베이스부(25)에 인접하여 배치되어 있다.
도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 카메라(32)는 조금 흐릿한 명도가 높은(하얀) 링 형상의 링(22)의 단면(23)의 화상(86)과, 조금 흐릿한 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 명도가 낮은(검은 또는 회색의) 화상(82)과, 명도가 높은(하얀) 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)을 취득하고, 단면(23)의 화상(86)과 경사 곡면(26) 화상(82)과의 원형의 외형 기준선(91)과, 경사 곡면(26) 화상(82)과 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)과의 사각의 외형 기준선(92)을 추출하고, 본딩 툴(24)과 반도체 다이(30)의 상대 위치를 검출한다. 본 실시형태의 효과는 앞서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시형태와 마찬가지이다.
도 8(a)에 나타내는 다른 실시형태는, 본딩 툴(24)의 베이스부(25)에 단차를 형성하고, 그 단차부(28)의 하측의 하면(29)을 경면 마무리로 하여 스트로브(34)로부터의 광을 반사할 수 있도록 한 것이다. 본 실시형태에서는, 본딩 툴(24)의 단차부(28)가 반사체이며, 단차부(28)의 하면(29)이 반사면이며, 하면(29)은 베이스부(25)에 인접하여 배치되어 있다.
도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 카메라(32)는 조금 흐릿한 명도가 높은(하얀) 링 형상의 단차부(28)의 하면(29)의 화상(88)과, 조금 흐릿한 본딩 툴(24)의 경사 곡면(26)의 명도가 낮은(검은 또는 회색의) 화상(82)과, 명도가 높은(하얀) 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)을 취득하고, 하면(29)의 화상(88)과 경사 곡면(26) 화상(82)과의 원형의 외형 기준선(91)과, 경사 곡면(26) 화상(82)과 반도체 다이(30)의 이면의 화상(84)과의 사각의 외형 기준선(92)을 추출하고, 본딩 툴(24)과 반도체 다이(30)와의 상대 위치를 검출한다. 본 실시형태의 효과는 앞서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시형태와 마찬가지이다.
본 발명은 이상 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 청구의 범위에 의해 규정되어 있는 본 발명의 기술적 범위 내지 본질로부터 일탈하지 않는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것이다.
10…다이본더 11…가이드 레일
12…X방향 이동 기구 13…Y방향 이동 기구
15…본딩 헤드 16…Z방향 이동 기구
17…θ방향 이동 기구 20…섕크
21, 23…단면 22…링
24…본딩 툴 25…베이스부
26…경사 곡면 27…흡착면
28…단차부 29…하면
30…반도체 다이 32…카메라
33…시야 34…스트로브
35…반사경 36…픽업 스테이지
37…본딩 스테이지 38…궤적
40…화상처리부 41, 51…CPU
42, 52…메모리 43…화상 취득 프로그램
44…상대 위치 검출 프로그램 45, 55…제어 데이터
46, 56…데이터 버스 인터페이스 47…카메라 인터페이스
48…스트로브 인터페이스 49, 59…데이터 버스
50…제어부 53…위치 제어 프로그램
54…보정 프로그램 57…이동 기구 인터페이스
60…통신 라인 71~76…화살표
81~89…화상 90…길이 방향 중심선
91…원형의 외형 기준선 92…사각의 외형 기준선
93…Y방향 기준선 94…X방향 기준선
95…Y방향 계측선 96…X방향 계측선
97, 98…중심 D…초점 심도
L1~L3…광로 길이 ΔX, ΔY, Δθ…어긋남량
12…X방향 이동 기구 13…Y방향 이동 기구
15…본딩 헤드 16…Z방향 이동 기구
17…θ방향 이동 기구 20…섕크
21, 23…단면 22…링
24…본딩 툴 25…베이스부
26…경사 곡면 27…흡착면
28…단차부 29…하면
30…반도체 다이 32…카메라
33…시야 34…스트로브
35…반사경 36…픽업 스테이지
37…본딩 스테이지 38…궤적
40…화상처리부 41, 51…CPU
42, 52…메모리 43…화상 취득 프로그램
44…상대 위치 검출 프로그램 45, 55…제어 데이터
46, 56…데이터 버스 인터페이스 47…카메라 인터페이스
48…스트로브 인터페이스 49, 59…데이터 버스
50…제어부 53…위치 제어 프로그램
54…보정 프로그램 57…이동 기구 인터페이스
60…통신 라인 71~76…화살표
81~89…화상 90…길이 방향 중심선
91…원형의 외형 기준선 92…사각의 외형 기준선
93…Y방향 기준선 94…X방향 기준선
95…Y방향 계측선 96…X방향 계측선
97, 98…중심 D…초점 심도
L1~L3…광로 길이 ΔX, ΔY, Δθ…어긋남량
Claims (12)
- 본딩 툴,
광원,
카메라, 및
반사체를 포함하고,
상기 본딩 툴은 반도체 다이를 흡착하는 선단의 흡착면과, 선단의 상기 흡착면보다 굵은 베이스부와, 상기 흡착면과 상기 베이스부를 연결하고, 길이 방향 중심선에 대하여 경사진 경사면을 구비하고,
상기 광원은 상기 본딩 툴의 상기 흡착면측에 배치되고,
상기 카메라는 상기 흡착면에 흡착된 상기 반도체 다이의 화상, 상기 반사체의 화상, 및 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상을 동시에 취득하고,
상기 반사체는 상기 본딩 툴의 상기 베이스부에 인접하고, 상기 흡착면으로부터 상기 본딩 툴의 길이 방향으로 상기 카메라의 초점 심도보다 떨어져 배치됨과 아울러, 상기 본딩 툴과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 상기 광원으로부터의 광을 적어도 상기 본딩 툴의 상기 흡착면측에 반사하는 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 1 항에 있어서,
또한 화상처리부를 포함하고,
상기 화상처리부는
상기 카메라에 의해 취득한 상기 반사체의 화상, 상기 카메라에 의해 취득한 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상, 및 상기 카메라에 의해 취득한 상기 반도체 다이의 화상을 처리하고, 상기 본딩 툴과 상기 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사체는 상기 본딩 툴을 파지하는 섕크, 상기 본딩 툴에 부착한 링 또는 상기 본딩 툴의 상기 베이스부에 인접하는 단차부이며, 상기 본딩 툴의 길이 방향 중심선에 대하여 수직인 반사면을 가지고,
상기 반사면은 상기 섕크의 상기 흡착면측의 단면, 상기 링의 상기 흡착면측의 단면 또는 상기 단차부의 단면인 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 2 항에 있어서,
상기 반사체는 상기 본딩 툴을 파지하는 섕크, 상기 본딩 툴에 부착한 링 또는 상기 본딩 툴의 상기 베이스부에 인접하는 단차부이며, 상기 본딩 툴의 길이 방향 중심선에 대하여 수직인 반사면을 가지고,
상기 반사면은 상기 섕크의 상기 흡착면측의 단면, 상기 링의 상기 흡착면측의 단면 또는 상기 단차부의 단면인 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 2 항에 있어서,
상기 본딩 툴과 상기 반도체 다이와의 상대 위치는 상기 본딩 툴의 길이 방향 중심선의 상기 흡착면 상의 위치와 상기 반도체 다이의 중심의 상기 흡착면 상의 위치 사이의 어긋남량 또는 상기 흡착면 상의 기준축에 대한 상기 반도체 다이의 경사 각도 중 어느 한쪽 또는 양쪽인 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 1 항에 있어서,
또한 이동 기구와
제어부를 포함하고,
상기 이동 기구는 상기 본딩 툴을 이동시키고,
상기 제어부는 상기 이동 기구에 의해 상기 본딩 툴을 이동시키고, 상기 본딩 툴이 상기 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 상기 광원을 발광시키고, 상기 본딩 툴을 이동시키면서 상기 카메라에 의해 상기 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상과 상기 반사체의 화상을 동시에 취득하는 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 2 항에 있어서,
또한 이동 기구와
제어부를 포함하고,
상기 이동 기구는 상기 본딩 툴을 이동시키고,
상기 제어부는 상기 이동 기구에 의해 상기 본딩 툴을 이동시키고, 상기 본딩 툴이 상기 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 상기 광원을 발광시키고, 상기 본딩 툴을 이동시키면서 상기 카메라에 의해 상기 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상과 상기 반사체의 화상을 동시에 취득하는 것을 특징으로 하는 다이본더. - 제 2 항에 있어서,
또한 이동 기구와
제어부를 포함하고,
상기 이동 기구는 상기 본딩 툴을 이동시키고,
상기 제어부는 상기 이동 기구에 의해 상기 본딩 툴의 위치를 변화시킴과 아울러, 상기 화상처리부가 검출한 상기 본딩 툴과 상기 반도체 다이와의 상대 위치에 기초하여 상기 본딩 툴의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 다이본더. - 다이본더에 있어서, 본딩 툴과 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서,
화상 취득 공정과
상대 위치 검출 공정
을 포함하고,
상기 다이본더는 상기 반도체 다이를 흡착하는 선단의 흡착면과, 선단의 상기 흡착면보다 굵은 베이스부와, 상기 흡착면과 상기 베이스부를 연결하고, 길이 방향 중심선에 대하여 경사진 경사면을 가지는 본딩 툴과, 상기 본딩 툴의 흡착면측에 배치되는 광원과, 상기 본딩 툴과의 사이에서 상대적으로 이동하지 않고, 상기 광원으로부터의 광을 상기 본딩 툴의 상기 흡착면측에 반사하는 반사체와, 상기 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 상기 반사체의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상을 동시에 취득하는 카메라를 구비하고, 상기 반사체가 상기 본딩 툴의 상기 베이스부에 인접하고, 상기 흡착면으로부터 상기 본딩 툴의 길이 방향으로 상기 카메라의 초점 심도보다 떨어져 배치되고, 상기 본딩 툴의 길이 방향 중심선에 대하여 수직인 반사면을 포함하고,
상기 화상 취득 공정은 상기 카메라에 의해 상기 흡착면에 흡착된 상기 반도체 다이의 화상과 상기 반사체의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상을 동시에 취득하고,
상기 상대 위치 검출 공정은 상기 카메라에 의해 취득한 상기 반사체의 화상과, 상기 카메라에 의해 취득한 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상과, 상기 카메라에 의해 취득한 상기 반도체 다이의 화상으로부터 상기 본딩 툴과 상기 반도체 다이와의 상대 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 본딩 툴과 상기 반도체 다이와의 상대 위치는 상기 본딩 툴의 길이 방향 중심선의 상기 흡착면 상의 위치와 상기 반도체 다이의 중심의 상기 흡착면 상의 위치 사이의 어긋남량 또는 상기 흡착면 상의 기준축에 대한 상기 반도체 다이의 경사 각도의 어느 한쪽 또는 양쪽인 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 다이본더는 또한 상기 본딩 툴을 이동시키는 이동 기구를 구비하고,
상기 화상 취득 공정은 상기 이동 기구에 의해 상기 본딩 툴 이동시키고, 상기 본딩 툴이 상기 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 상기 광원을 발광시키고, 상기 본딩 툴을 이동시키면서 상기 카메라에 의해 상기 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 상기 반사체의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상을 동시에 취득하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 다이본더는 또한 상기 본딩 툴을 이동시키는 이동 기구를 구비하고,
상기 화상 취득 공정은 상기 이동 기구에 의해 상기 본딩 툴 이동시키고, 상기 본딩 툴이 상기 반도체 다이의 픽업 위치로부터 본딩 위치와의 사이의 소정의 위치에 이르렀을 때에 상기 광원을 발광시키고, 상기 본딩 툴을 이동시키면서 상기 카메라에 의해 상기 흡착면에 흡착된 반도체 다이의 화상과 상기 반사체의 화상과 상기 본딩 툴의 상기 경사면의 화상을 동시에 취득하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
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JPJP-P-2012-156409 | 2012-07-12 | ||
PCT/JP2013/060853 WO2014010282A1 (ja) | 2012-07-12 | 2013-04-10 | ダイボンダおよびボンディングツールと半導体ダイとの相対位置の検出方法 |
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---|---|
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JP3784739B2 (ja) * | 2002-03-18 | 2006-06-14 | シャープ株式会社 | ダイボンド装置 |
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JP5059518B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2012-10-24 | Juki株式会社 | 電子部品実装方法及び装置 |
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