KR20150013613A - 본딩 장치 및 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법 - Google Patents

본딩 장치 및 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법 Download PDF

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Abstract

다이본더(100)에 있어서, 반도체 다이(40)를 흡착하는 콜릿(20)의 흡착면 화상과 콜릿(20)에 흡착된 반도체 다이(40)의 화상을 포함하는 전체 화상을 촬상하는 이면 카메라(30)와, 이면 카메라(30)에 의해 취득한 각 화상을 처리하는 화상 처리부(80)를 구비하고, 화상 처리부(80)는 콜릿(20)의 흡착면 화상과 반도체 다이(40)의 화상과의 명도차와, 반도체 다이(40)의 기준 화상에 기초하여 전체 화상 중의 반도체 다이(40)의 화상 영역을 획정하는 화상 영역 획정 수단과, 화상 영역 획정 수단에 의해 획정한 반도체 다이의 화상 영역 내를 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화 비율이 소정의 역치 이상인 경우에, 반도체 다이의 파손이라고 판단하는 파손 검출 수단을 가진다. 이것에 의해, 파손된 반도체 다이가 본딩되는 것을 효과적으로 억제하여, 다이본더(100)에 의해 제조하는 반도체 장치의 품질을 향상시킨다.

Description

본딩 장치 및 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법{BONDING DEVICE, AND METHOD FOR DETECTING BREAKAGE IN SEMICONDUCTOR DIE BY BONDING DEVICE}
본 발명은 본딩하는 반도체 다이의 크랙이나 결손 등의 파손을 검출하는 본딩 장치의 구조와, 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법에 관한 것이다.
반도체 다이를 리드 프레임 등의 회로 기판에 본딩하는 장치로서 다이본더가 많이 사용되고 있다. 다이본더는 다이싱 후의 웨이퍼로부터 반도체 다이를 픽업하는 픽업 스테이지와, 웨이퍼로부터 픽업한 반도체 다이를 회로 기판에 본딩하는 본딩 스테이지를 구비하고, 본딩 툴인 콜릿에 의해 반도체 다이의 픽업과 본딩을 행하는 것이다. 보다 상세하게는 콜릿은 선단에 반도체 다이를 흡착하여 픽업 스테이지 상의 웨이퍼로부터 반도체 다이를 픽업하고, 반도체 다이를 본딩 스테이지 상의 회로 기판의 본딩 위치까지 이송하고, 흡착한 반도체 다이를 회로 기판의 본딩 위치에 눌러 반도체 다이의 본딩을 행한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
본딩시에는 반도체 다이의 위치와 회로 기판의 본딩 위치를 정확하게 맞추는 것이 필요하게 되는 점에서, 예를 들면, 콜릿에 의해 반도체 다이를 픽업 스테이지 상으로부터 본딩 스테이지 상까지 이송할 때에, 콜릿 선단에 흡착된 반도체 다이의 화상을 취득하고, 반도체 다이의 얼라인먼트 마크에 기초하여 반도체 다이와 회로 기판의 상대 위치의 어긋남을 보정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
또, 반도체 다이의 이재(移載) 헤드에 L자 형상의 연접 부재를 통하여 미러와 직사각형 형상의 관통 구멍을 가지는 기준 부재를 고정하고, 이재 헤드에 의해 반도체 다이를 반송할 때에, 반도체 다이를 촬상한 제1 화상 데이터와 기준 부품을 촬상한 제2 화상 데이터를 취득하고, 이 2개의 화상 데이터를 중첩하여, 기준 부품에 대한 반도체 다이의 위치를 검출하고, 검출 결과에 따라 반도체 다이의 회로 기판에 탑재할 위치를 보정하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
WO2005/029574 일본 공개특허공보 2010-040738호 일본 공개특허공보 2007-115851호
그런데, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 시트로부터 반도체 다이를 떼어내어 반도체 다이를 픽업할 때에는 반도체 다이를 변형시키므로 픽업시에 얇은 반도체 다이가 깨지거나 하는 경우가 있었다. 특허문헌 1에는 픽업시에 반도체 다이가 파손하지 않는 것 같은 콜릿, 픽업 방법이 기재되어 있지만, 픽업시에 반도체 다이가 깨져버린 경우의 대처에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또, 특허문헌 2, 3에는 본딩하기 전에 콜릿에 흡착 고정된 반도체 다이의 위치를 검출하고, 정확하게 회로 기판의 소정 위치에 반도체 다이를 본딩하는 것이 기재되어 있지만, 콜릿에 흡착한 반도체 다이에 파손이 있었을 경우의 대처에 대해서는 기재되어 있지 않다. 이 때문에, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래기술의 다이본더에 있어서는, 픽업시에 반도체 다이가 파손되어도 그대로 회로 기판 상에 본딩되어버려, 다이본더에 의해 제조하는 반도체 장치의 불량을 야기해버린다는 문제가 있었다.
또, 최근, 반도체 다이의 두께가 얇아지고, 그 두께는 15μm 내지 50μm정도로 박막화되어 있다. 이와 같이 얇은 반도체 다이를 콜릿으로 흡착할 때, 반도체 다이의 일부가 콜릿의 흡착면으로부터 떠오르거나, 휘거나 하고 있는 경우가 있다. 이 경우, 특허문헌 2, 3에 기재된 바와 같은 방법으로 반도체 다이의 화상을 취득하면, 반도체 다이의 흡착면으로부터의 떠오름이나 휨에 따라 화상의 명도가 연속적으로 변화하기 때문에, 화상으로부터 반도체 다이의 손상을 판별하는 것이 곤란하게 된다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 본딩 장치에 있어서, 파손된 반도체 다이가 본딩되는 것을 효과적으로 억제하여, 본딩 장치에 의해 제조하는 반도체 장치의 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 본딩 장치는, 반도체 다이를 흡착하는 콜릿의 흡착면 화상과 콜릿에 흡착된 반도체 다이의 화상을 포함하는 전체 화상을 촬상하는 카메라와, 카메라에 의해 취득한 각 화상을 처리하는 화상 처리부를 구비하고, 화상 처리부는 콜릿의 흡착면 화상과 반도체 다이의 화상과의 명도차와, 반도체 다이의 기준 화상에 기초하여 전체 화상 중의 반도체 다이의 화상 영역을 획정하는 화상 영역 획정 수단과, 화상 영역 획정 수단에 의해 획정한 반도체 다이의 화상 영역 내를 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화 비율이 소정의 역치 이상인 경우에, 반도체 다이의 파손이라고 판단하는 파손 검출 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 본딩 장치에 있어서, 파손 검출 수단은 화상 획정 수단에 의해 획정한 반도체 다이의 화상 영역의 내측에 검사 영역을 설정하고, 검사 영역 내를 주사하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명의 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법은, 반도체 다이를 흡착하는 콜릿의 흡착면 화상과 콜릿에 흡착된 반도체 다이의 화상을 포함하는 전체 화상을 촬상하는 화상 취득 공정과, 콜릿의 흡착면 화상과 반도체 다이의 화상과의 명도차와, 반도체 다이의 기준 화상에 기초하여 전체 화상 중의 반도체 다이의 화상 영역을 획정하는 화상 영역 획정 공정과, 화상 획정 공정에 의해 획정한 화상 영역 내를 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화 비율이 소정의 역치 이상인 경우에, 반도체 다이의 파손이라고 판단하는 반도체 다이의 파손 검출 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법에 있어서, 파손 검출 공정은 화상 획정 공정에 의해 획정한 반도체 다이의 화상 영역의 내측에 검사 영역을 설정하고, 검사 영역 내를 주사하는 것으로 해도 적합하다.
본 발명은 본딩 장치에 있어서, 파손된 반도체 다이가 본딩되는 것을 효과적으로 억제하고, 본딩 장치에 의해 제조하는 반도체 장치의 품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 구성을 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 기준 화상 등록 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 파손 검출 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 기준 화상의 취출 동작을 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 화상 영역 획정 동작을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 화상 영역 획정 동작을 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 검사 영역의 설정 동작을 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 검사 영역의 주사를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 파손 검출시의 주사 방향에 대한 명도의 변화를 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 있어서의 다이본더의 파손 검출시의 주사 방향에 대한 명도의 변화를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하는 본 발명을 본딩 장치 중의 다이본더에 적용한 경우의 실시형태에 대해서 설명하는데, 본 발명은 다이본더에 한정되지 않고, 예를 들면, 플립칩 본더 등의 다른 형식의 본딩 장치에도 적용할 수 있는 것이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 다이본더(100)는 디스펜서 섹션(110)과, 본딩 섹션(120)과, 각 섹션(110, 120)을 통과하여 연장되어 회로 기판(14)을 반송 방향으로 가이드하는 가이드 레일(13)을 구비하고 있다. 회로 기판(14)은 가이드 레일(13)에 가이드되어 디스펜서 섹션(110)에 이송되고, 디스펜서 유닛(19)에 의해 회로 기판(14)에 있어서의 반도체 다이(40)의 본딩 위치(15)에 접착제가 도포된다. 접착제가 도포된 회로 기판(14)은 가이드 레일(13)을 따라 본딩 섹션(120)의 본딩 스테이지(12) 위까지 반송된다. 여기서 회로 기판(14)은 본딩 스테이지(12) 위에 흡착 고정되어, 본딩 스테이지(12)의 내부에 배치되어 있는 히터에 의해 가열된다.
본딩 섹션(120)은 본딩 툴인 콜릿(20)을 동작시키는 본딩 헤드(10)와, 바둑판 형상으로 다이싱되어, 잘게 절단된 사각의 반도체 다이(40)가 이면의 필름에 붙은 상태의 웨이퍼(60)를 고정하는 픽업 스테이지(50)를 구비하고 있다. 픽업 스테이지(50)와 본딩 스테이지(12) 사이에는 콜릿(20)에 흡착된 반도체 다이(40)의 이면(하면)을 촬상하는 이면 카메라(30)가 배치되어 있다.
본 실시형태의 다이본더(100)는 이면 카메라(30)에 의해 취득한 화상을 처리하는 화상 처리부(80)와, 화상을 표시하는 모니터(35)를 구비하고 있다. 화상 처리부(80)는 내부에 프로그램의 실행 등의 정보 처리 및 연산을 행하는 CPU(81)와 기억부(82)와 이면 카메라 인터페이스(87), 모니터 인터페이스(89)를 포함하는 컴퓨터이며, CPU(81)와 기억부(82)와 이면 카메라 인터페이스(87), 모니터 인터페이스(89)는 데이터 버스(88)로 접속되어 있다. 이면 카메라 인터페이스(87)는 이면 카메라(30)와의 사이가 신호선(91)으로 접속되고, 모니터 인터페이스(89)는 모니터(35)와의 사이가 신호선(93)으로 접속되어 있고, 이면 카메라(30)로 취득한 화상 데이터를 화상 처리부(80)에 받아들임과 아울러, 화상을 모니터(35)에 표시할 수 있도록 구성되어 있다. 기억부(82)에는 나중에 설명하는 화상 취득 프로그램(83), 화상 영역 획정 프로그램(84), 파손 검출 프로그램(85), 화상 데이터(86)가 각각 격납되어 있다.
또, 본 실시형태의 다이본더(100)는 디스펜서 섹션(110)의 디스펜서 유닛(19)의 동작 및 본딩 섹션(120)의 본딩 헤드(10)의 동작을 제어하는 제어부(90)를 구비하고 있다. 제어부(90)는 화상 처리부(80)와 마찬가지로, 내부에 CPU와 기억부를 포함하는 컴퓨터이며, 화상 처리부(80), 디스펜서 섹션(110), 본딩 섹션(120)과 데이터 버스(92)로 접속되어 있다.
도 2를 참조하면서, 본 실시형태의 다이본더(100)의 기본 동작에 대해서 설명한다. 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 본딩 헤드(10)에 부착된 본딩 툴인 콜릿(20)은 픽업 스테이지(50)에 있어서 반도체 다이(40)를 픽업한다. 그리고, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)은 본딩 헤드(10)에 의해 길이 방향의 중심선(29)이 이면 카메라(30)의 중심이 되는 위치에 반도체 다이(40)를 이송한다. 콜릿(20)이 이면 카메라(30) 위까지 이동하면, 이면 카메라(30)는 반도체 다이(40)의 하면(이면)의 화상을 취득하고, 나중에 설명하는 바와 같이, 반도체 다이(40)에 크랙 등의 손상이 없는지를 검사한다. 반도체 다이(40)에 손상이 없다고 판단된 경우에는, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)은 본딩 헤드(10)에 의해 본딩 스테이지(12) 위까지 이동되고, 콜릿(20)에 흡착한 반도체 다이(40)의 위치와 회로 기판(14)에 있어서의 반도체 다이(40)의 본딩 위치(15)를 맞춘 후, 반도체 다이(40)를 회로 기판(14)에 눌러서 본딩을 행한다.
도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)은 표면에 반도체 다이(40)를 흡착하는 흡착 홈(22)이 설치되어 있는 고무제의 콜릿 본체(21)와, 콜릿 본체(21)가 부착되어 있는 원판 형상이며 금속제의 콜릿 홀더(23)와, 콜릿 홀더(23)로부터 뻗는 샤프트(24)와, 샤프트(24)가 고정되는 콜릿 섕크(25)를 구비하고 있다. 콜릿 섕크(25)는 본딩 헤드(10)에 부착되어 있다. 콜릿 홀더(23), 샤프트(24)의 중심에는 콜릿 본체(21)의 흡착 홈(22)에 연통하는 구멍(27)이 설치되어 있고, 도시하지 않는 진공 장치에 접속되고, 이것에 의해, 반도체 다이(40)는 도 2(d)에 있어서 콜릿 본체(21)의 하측의 면이 되고 있는 흡착면(26)에 반도체 다이(40)를 흡착 고정한다.
이상, 도 1, 도 2를 참조하여 설명한 다이본더에 의해 반도체 다이(40)의 크랙이나 결손 등의 파손을 검출하는 동작에 대해서 설명한다. 파손 검출을 행하기 위해서는, 콜릿(20)의 흡착면(26)에 흡착되어 있는 반도체 다이(40)를 촬상했을 때에, 취득한 화상 중의 반도체 다이(40)를 나타내는 영역 또는 화상 중의 위치를 획정하는 것이 필요하게 된다. 이 때문에, 실제의 본딩을 행하기 전에, 모델 반도체 다이를 사용하여 기준 화상을 등록해 두는 것이 필요하다. 이하, 기준 화상의 등록 동작에 대해서 도 3 및 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 3의 스텝 S101에 나타내는 바와 같이, 도 1에 나타내는 제어부(90)는 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 본딩 헤드(10)를 동작시켜 본딩 헤드(10)에 부착된 콜릿(20)을 픽업 스테이지(50)에 이동시키고, 콜릿(20)에 도 5에 나타내는 모델 반도체 다이(42)를 흡착시킨다. 모델 반도체 다이(42)는 실제로 본딩을 행하는 도 6 이후에 나타내는 실제 반도체 다이(41)와 동일한 형식, 크기의 반도체 다이(40)로서, 사전에 깨짐이나 빠짐 등의 파손이 없는 것을 확인한 것이다. 모델 반도체 다이(42)를 콜릿(20)의 흡착면(26)에 흡착시키는 경우에는, 예를 들면, 모델 반도체 다이(42)를 픽업 스테이지(50) 위에 배치한 판 위에 두고, 변형시키지 않고 흡착만으로 픽업하여, 픽업시에 모델 반도체 다이(42)가 파손하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
도 3의 스텝 S102에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)에 모델 반도체 다이(42)를 흡착시키면 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 콜릿(20)을 이면 카메라(30)의 상측으로 이동시키고, 도 3의 스텝 S103에 나타내는 바와 같이, 이면 카메라(30)에 의해 도 5에 나타내는 바와 같이 모델 반도체 다이(42), 콜릿 본체(21), 콜릿 홀더(23)를 포함하는 전체 화상(70)을 취득한다. 전체 화상(70)은 이면 카메라(30)의 시야의 화상이면 되고, 모니터(35)에 표시되는 화상이어도 된다. 전체 화상(70)에 있어서, 고무제의 콜릿 본체(21)는 검은 화상으로서 취득되고, 광이 반사하는 금속 평면인 모델 반도체(42)의 표면과 콜릿 홀더(23)의 면은 흰 화상으로서 취득된다. 따라서, 오퍼레이터는 도 5에 나타내는 바와 같이 전체 화상(70) 중의 명도차로부터 용이하게 전체 화상(70) 중의 모델 반도체 다이(42)의 위치와 영역을 육안에 의해 판단할 수 있다.
오퍼레이터는 도 3의 스텝 S104에 나타내는 바와 같이, 모니터(35)에 표시된 전체 화상(70) 중의 모델 반도체 다이(42)의 윤곽에 모델 반도체 다이(42)와 마찬가지의 형상, 크기, 즉, 모델 반도체 다이(42)의 설계 치수의 외형 형상과 마찬가지의 형상의 레티클(74)(도 5 중에서 일점쇄선으로 나타내는 프레임선)을 맞추고, 모델 반도체 다이(42)의 영역을 모니터(35)의 화면 상에서 획정한다(도 3에 나타내는 모델 반도체 다이의 화상 영역 공정). 다음에 오퍼레이터는 모델 반도체 다이(42)의 좌상(左上)의 각부와 우하(右下)의 각부에 각각 사각의 기준 화상 프레임(73)을 배치하고, 그리고, 도 3의 스텝 S105에 나타내는 바와 같이, 기준 화상 프레임(73) 중에 포착된 기준 화상(45, 46)을 각각 좌상 기준 화상(45), 우하 기준 화상(46)으로서 등록한다(기준 화상 등록). 도 5에 나타내는 바와 같이, 좌상 기준 화상(45)은 화상의 우하측에 모델 반도체 다이(42)의 좌상의 각부가 들어가고, 우하 기준 화상(46)은 화상의 좌상에 모델 반도체 다이(42)의 우하의 각부가 들어 있는 것이다.
각 기준 화상(45, 46)의 등록이 종료되면, 다이본더(100)는 도 4에 나타내는 플로우차트에 따라, 반도체 다이(40)의 본딩을 행해간다. 이하의 설명에서는 기준 화상 작성에 사용한 모델 반도체 다이(42)와 구별하여, 실제 반도체 다이(41)로서 설명한다. 도 2(a) 내지 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 제어부(90)는 도 4의 스텝 S201에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)에 의해 픽업 스테이지(50) 위에 흡착 고정되어 있는 웨이퍼(60)로부터 1개의 실제 반도체 다이(41)를 흡착시키고, 도 4의 스텝 S202에 나타내는 바와 같이, 이면 카메라(30) 위까지 이동시킨다. 화상 처리부(80)는 화상 취득 프로그램(83)을 실행하고, 도 4의 스텝 S203에 나타내는 바와 같이, 이면 카메라(30)에 의해 도 6에 나타내는 바와 같은 전체 화상(70)을 취득한다(화상 취득 공정). 앞서 설명한 바와 같이, 전체 화상(70)에 있어서, 고무제의 콜릿 본체(21)는 검은 화상으로서 취득되고, 광이 반사하는 금속 평면인 실제 반도체 다이(41)의 표면과 콜릿 홀더(23)의 면은 흰 화상으로서 취득된다. 화상 처리부(80)는 화상 영역 획정 프로그램(84)을 실행하고, 도 4의 스텝 S204에 나타내는 바와 같이, 화상 처리부(80)는 앞서 취득한 좌상 기준 화상(45) 중의 각부와 전체 화상(70)의 명도 분포를 대비하여 그 중의 화상이 일치하는 장소를 검색한다. 그리고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 실제 반도체 다이(41)의 좌상의 콜릿 본체(21)와의 사이의 경계선(44)과 좌상 기준 화상(45)의 각부의 화상(명도 분포)이 맞는 위치를 전체 화상(70) 중의 실제 반도체 다이(41)의 좌상의 각의 위치라고 인정한다. 또, 앞서 취득한 우하 기준 화상(46) 중의 각부와 전체 화상(70) 중의 경계선(44)이 일치하는 장소를 검색하고, 실제 반도체 다이(41)의 우하의 콜릿 본체(21)와의 사이의 경계선(44)과 우하 기준 화상(46)의 각부의 화상(명도 분포)이 맞는 위치를 전체 화상(70)의 실제 반도체 다이(41)의 우하의 각의 위치라고 인정한다. 그리고, 인정한 각 각부에 위치에 기초하여, 도 7에 나타내는 바와 같이, 전체 화상(70) 중의 실제 반도체 다이(41)의 위치와 영역(도 7에 나타내는 흰 실제 반도체 다이(41)의 영역)을 획정한다(화상 영역 획정 공정). 획정된 실제 반도체 다이(41)의 영역은 좌상의 각부와 우하의 각부에 의해 그 위치가 획정되고, 모델 반도체 다이(42) 또는 설계 치수에 의해 그 영역의 사이즈가 획정된다.
다음에, 화상 처리부(80)는 파손 검출 프로그램(85)을 실행하고, 도 4의 스텝 S206, 도 8에 나타내는 바와 같이, 획정한 실제 반도체 다이(41)의 화상 영역의 주위를 제외한 내측의 부분을 검사 영역(43)으로서 설정한다. 검사 영역(43)은 실제 반도체 다이(41)의 윤곽 내측에 있고, 예를 들면, 실제 반도체 다이(41)의 화상 영역의 주위로부터 10픽셀정도의 영역을 제외한 영역이다.
다음에, 화상 처리부(80)는 도 4의 스텝 S207에 나타내는 바와 같이, 도 9에 나타내는 검사 영역(43) 중을 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화를 취득하여 기억부(82) 중에 저장한다. 주사는 예를 들면 도 9에 나타내는 화살표선(75)과 같이 실제 반도체 다이(41)의 횡방향을 따라, 1픽셀 또는 수픽셀을 1그룹으로 하여 각 픽셀 또는 그룹마다 명도를 취득한다. 또, 도 9에 나타내는 화살표선(76)과 같이 실제 반도체 다이(41)의 종방향으로 주사하여 명도를 취득한다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 화살표선(75)으로 나타내는 실제 반도체 다이(41)의 횡방향의 주사는 실제 반도체 다이(41)의 단면의 위치(P1)로부터 조금 내측으로 들어간 검사 영역(43)의 일단의 시점(P2)과 실제 반도체 다이(41)의 반대측의 단면의 위치(P5)로부터 조금 내측으로 들어간 검사 영역(43)의 타단의 종점(P4) 사이에서 행해진다. 실제 반도체 다이(41)의 표면은 매끄러우며 광을 잘 반사하는 점에서, 통상은 흰 화상(명도가 높은 화상)이며, 크랙(48)이 없는 부분에서는 명도는 급격하게 변화하지 않는다. 그리고, 도 4의 스텝 S208에 나타내는 바와 같이, 도 10의 위치(P3)에 나타내는 바와 같이, 주사 방향의 명도가 급속히 저하하거나, 급속히 상승하거나 한 경우와 같이, 명도의 주사 방향의 변화가 역치를 넘을 정도로 큰 경우에는, 도 4의 스텝 S209에 나타내는 바와 같이 크랙(48)이 있다고 판단하고, 콜릿(20)이 흡착하고 있는 실제 반도체 다이(41)에는 크랙(48)이 존재하고 있다고 판단한다. 그리고, 도 4의 스텝 S210에 나타내는 바와 같이, 화상 처리부(80)는 다이본더(100)를 정지하는 신호를 제어부(90)에 출력하면, 제어부(90)는 다이본더(100)를 정지시킨다.
본 실시형태와 같이, 검사 영역(43)을 실제 반도체 다이(41)의 화상 영역의 경계보다 조금 내측으로 함으로써, 화상 영역의 에지에 있어서의 명도의 차를 크랙 또는 깨짐이라고 인식해버리는 것 같은 오검출을 저감하여, 정확하게 파손의 검출을 행할 수 있다.
도 4의 스텝 S208에서, 명도의 변화가 소정의 역치 이상이 아닌 경우, 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 실제 반도체 다이(41)가 콜릿(20)의 흡착면(26)보다 조금 떠올라 있는 것 같은 상태에서도, 화살표선(75)으로 나타내는 실제 반도체 다이(41)의 횡방향의 주사시에, 도 11의 위치(P6)로부터 위치(P4)에 걸쳐 명도가 완만하게 변화하고 있는 것 같은 부분에서는, 크랙이 있었다고 판단하지 않으므로, 화상 중의 명도에 완만한 변화가 있는 경우에는, 파손이 있다고 하여 다이본더(100)를 정지시키지 않아, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 것이다. 그리고, 도 4의 스텝 S211에 나타내는 바와 같이, 콜릿(20)에 흡착되어 있는 콜릿에 파손이 없다고 판단하면, 화상 처리부(80)는 제어부(90)에 본딩의 허가 신호를 송신한다. 제어부(90)는 도 4의 스텝 S212에 나타내는 바와 같이, 이 신호를 수신하는 본딩 헤드(10), 콜릿(20)을 본딩 스테이지(12) 위까지 이동시키고, 실제 반도체 다이(41)의 위치와 회로 기판(14)의 반도체 다이의 본딩 위치(15)를 맞춘 후, 도 4의 스텝 S213, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 실제 반도체 다이(41)를 회로 기판(14) 위에 눌러서 본딩을 행한다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 다이본더(100)는 파손한 실제 반도체 다이(41)가 본딩되는 것을 효과적으로 억제하여, 다이본더(100)에 의해 제조하는 반도체 장치의 품질을 향상시킬 수 있다는 효과를 나타낸다.
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 것이며, 예를 들면, 다이본더에 한정되지 않고 플립칩 본더 등의 다른 형식의 본딩 장치에도 적용할 수 있는 것이다.
10…본딩 헤드 12…본딩 스테이지
13…가이드 레일 14…회로 기판
15…본딩 위치 19…디스펜서 유닛
20…콜릿 21…콜릿 본체
22…흡착 홈 23…콜릿 홀더
24…샤프트 25…콜릿 섕크
26…흡착면 27…구멍
29…중심선 30…이면 카메라
35…모니터 40…반도체 다이
41…실제 반도체 다이 42…모델 반도체 다이
43…검사 영역 44…경계선
45…좌상 기준 화상 46…우하 기준 화상
48…크랙 50…픽업 스테이지
60…웨이퍼 70…전체 화상
73…기준 화상 프레임 74…레티클
80…화상 처리부 81…CPU
82…기억부 83…화상 취득 프로그램
84…화상 영역 획정 프로그램 85…파손 검출 프로그램
86…화상 데이터 87…이면 카메라 인터페이스
88, 92…데이터 버스 89…모니터 인터페이스
90…제어부 91, 93…신호선
100…다이본더 110…디스펜서 섹션
120…본딩 섹션

Claims (4)

  1. 본딩 장치로서,
    반도체 다이를 흡착하는 콜릿의 흡착면 화상과 콜릿에 흡착된 반도체 다이의 화상을 포함하는 전체 화상을 촬상하는 카메라; 및
    상기 카메라에 의해 취득한 각 화상을 처리하는 화상 처리부;
    를 구비하고,
    상기 화상 처리부는,
    상기 콜릿의 흡착면 화상과 반도체 다이의 화상의 명도차와, 상기 반도체 다이의 기준 화상에 기초하여 상기 전체 화상 중의 상기 반도체 다이의 화상 영역을 획정하는 화상 영역 획정 수단; 및
    상기 화상 영역 획정 수단에 의해 획정한 상기 반도체 다이의 상기 화상 영역 내를 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화 비율이 소정의 역치 이상인 경우에, 상기 반도체 다이의 파손이라고 판단하는 파손 검출 수단;
    을 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파손 검출 수단은 상기 화상 획정 수단에 의해 획정한 상기 반도체 다이의 화상 영역의 내측에 검사 영역을 설정하고, 상기 검사 영역 내를 주사하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  3. 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법으로서,
    반도체 다이를 흡착하는 콜릿의 흡착면 화상과 콜릿에 흡착된 상기 반도체 다이의 화상을 포함하는 전체 화상을 촬상하는 화상 취득 공정;
    상기 콜릿의 흡착면 화상과 반도체 다이의 화상과의 명도차와, 상기 반도체 다이의 기준 화상에 기초하여 상기 전체 화상 중의 상기 반도체 다이의 화상 영역을 획정하는 화상 영역 획정 공정; 및
    상기 화상 획정 공정에 의해 획정한 상기 화상 영역 내를 주사하고, 주사 방향의 명도의 변화 비율이 소정의 역치 이상인 경우에, 반도체 다이의 파손이라고 판단하는 반도체 다이의 파손 검출 공정;
    을 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파손 검출 공정은 상기 화상 획정 공정에 의해 획정한 상기 반도체 다이의 화상 영역의 내측에 검사 영역을 설정하고, 상기 검사 영역 내를 주사하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치에 의한 반도체 다이의 파손 검출 방법.
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