KR20160147045A - 본딩 장치 및 본딩 방법 - Google Patents

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시게루 하야타
레이 안도
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

본딩 장치(10)는 본딩 작업면을 향하여 배치된 탑 카메라(24)와, 탑 카메라(24)와 오프셋을 가지고 배치되는 콜릿(22)을 일체로 유지하면서 이동하는 본딩 헤드(18)와, 콜릿(22)에 유지된 반도체칩(100)의 콜릿(22)에 대한 위치를 검출하기 위해, 콜릿(22)측을 향해 설치된 보톰 카메라(28)와, 보톰 카메라(28)의 시야 내에 배치된 레퍼런스 마크(32)와, 제어부(40)를 구비하고, 제어부(40)는 탑 카메라(24)에서 인식된 마크(32)의 위치에 기초하여 본딩 헤드(18)를 이동시킨 뒤, 보톰 카메라(28)에서 인식된 레퍼런스 마크(32)에 대한 콜릿(22)의 위치에 기초하여 오프셋의 값을 산출한다. 이것에 의해, 전용의 카메라를 설치하지 않고, 본딩 툴과 위치 검출용 카메라의 오프셋을 용이하게 검출할 수 있는 본딩 장치를 제공한다.

Description

본딩 장치 및 본딩 방법{BONDING APPARATUS AND BONDING METHOD}
본 발명은 칩을 기판 위에 본딩하는 본딩 장치 및 본딩 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 등의 칩을 기판 위에 본딩시키는 본딩 장치로서, 종래부터 다이본딩 장치나, 플립 칩 본딩 장치 등이 알려져 있다. 이러한 본딩 장치에서는 콜릿 등의 본딩 툴로 칩을 유지, 이동시키고, 기판 위에 본딩하고 있다. 여기에서, 고정밀도로 본딩을 행하기 위해서는, 본딩 툴에 의해 픽업된 칩의 본딩 툴에 대한 위치나, 당해 칩의 상황(크랙이나 더러움의 유무 등)을 본딩 전에 확인하는 것이 요구된다. 그래서, 종래부터, 다이본딩 장치 등에서는, 본딩 툴의 이동 경로의 바로 아래 위치에, 칩을 픽업한 본딩 툴을 촬상하는 보톰 카메라를 설치하고 있고, 당해 보톰 카메라로 촬상된 화상에 기초하여, 본딩 툴에 대한 칩의 위치나 칩의 상황을 확인하고 있었다.
또한 고정밀도로 본딩을 행하기 위해서는, 기판 위에 있는 칩의 장착 위치도 정확하게 검출하는 것이 요구된다. 그래서, 종래부터, 본딩 툴의 근방에, 작업면측을 향하게 한 위치 검출용 카메라를 설치하고, 당해 위치 검출용 카메라로 기판 상의 칩 장착부를 촬상하고, 얻어진 화상에 기초하여 칩 장착부의 위치를 검출하는 것도 종래부터 제안되어 있다. 일부에서는, 이 위치 검출용 카메라와 본딩 툴을 규정의 오프셋 분량만큼 거리를 두고 본딩 헤드에 배치하는 것이 제안되어 있다. 이러한 본딩 장치에서는, 본딩 툴과 위치 검출용 카메라의 오프셋량이 온도 변화나 마모에 의한 경년 변화 등에 기인하여 변화된다. 이러한 오프셋량의 변화는 본딩 위치의 오차를 초래한다.
그래서, 오프셋량을 검출하기 위한 기술이 특허문헌 1∼6 등에 개시되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 본딩 부품의 위치를 검지하는 위치 검지용 카메라와, 본딩을 행하는 툴이 오프셋 된 본딩 장치에 있어서, 위치 검지용 카메라를 레퍼런스 부재의 상방으로 이동시켜 레퍼런스 부재와 위치 검지용 카메라의 위치 관계를 측정하고, 또 미리 기억된 오프셋량에 따라 툴을 레퍼런스 부재 위로 이동시키고, 레퍼런스 부재와 툴의 위치 관계를 보톰 카메라로 측정하고, 이들 측정결과에 기초하여 정확한 오프셋량을 구하는 기술이 개시되어 있다.
또한 특허문헌 2에는, 레퍼런스 부재로서 카메라 내의 촬상 소자를 사용한 기술이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 3, 4에는, 카메라 간 거리의 어긋남이나, 오프셋량을 보정하기 위해, 위치 검출용 카메라나 보톰 카메라와는 별도로, 전용의 카메라를 설치하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 5, 6에는, 위치 검출용 카메라 및 보톰 카메라에서 얻어진 화상에 기초하여 카메라 간 거리의 어긋남이나 오프셋량을 보정하는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 제2982000호 공보 일본 특허 제4105926호 공보 일본 특허 제4128540호 공보 일본 특허 제5344145호 공보 일본 특허 제2780000호 공보 일본 특개 2006-210785호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그러나, 특허문헌 1, 2의 기술은, 기본적으로, 와이어 본딩 장치에 적용하는 것을 상정하고 있고, 다이본딩 장치나, 플립 칩 본딩 장치와 같이, 반도체 소자 등의 칩을 기판 위에 본딩시키는 본딩 장치에 적용하는 것은 상정되어 있지 않았다. 또한 특허문헌 1, 2의 기술은 모두 오프셋 검출을 위해 전용의 카메라를 설치하는 것을 전제로 하고 있었다.
특허문헌 3, 4의 기술은 칩을 기판 위에 본딩시키는 본딩 장치를 상정하고 있다. 그러나, 특허문헌 3, 4의 기술에서는, 칩 장착 위치를 측정하기 위한 위치 검출용 카메라 및 본딩 툴에 유지된 칩을 측정하기 위한 보톰 카메라와는 별도로, 오프셋량 등의 측정을 위한 전용의 카메라를 더 설치할 필요가 있었다. 특허문헌 5, 6의 기술은 전용의 카메라를 사용하는 구성은 아니지만, 오프셋량 등의 측정을 위해 복잡하고 시간이 걸리는 처리를 실행할 필요가 있었다.
그래서, 본 발명에서는, 칩을 기판 위에 본딩시키는 본딩 장치이며, 오프셋 검출을 위한 전용의 카메라를 설치하지 않고, 본딩 툴과 위치 검출용 카메라의 오프셋을 용이하게 검출할 수 있는 본딩 장치 및 본딩 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 본딩 장치는 칩을 기판 위에 본딩하는 본딩 장치로서, 본딩 작업면을 향하여 배치된 제1 카메라와, 제1 카메라와 오프셋을 가지고 배치되는 본딩 툴을 일체적으로 유지하면서 이동하는 본딩 헤드와, 본딩 툴에 유지된 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출하기 위해, 본딩 툴측을 향하여 설치된 제2 카메라와, 제2 카메라의 시야 내에 배치된 레퍼런스 마크와, 본딩 헤드의 이동을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 제1 카메라에서 인식된 레퍼런스 마크의 위치에 기초하여, 본딩 헤드를 이동시킨 뒤, 제2 카메라에서 인식된 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치에 기초하여 오프셋의 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
다른 바람직한 태양에서는, 제어부에서 산출한 오프셋의 값을 다음 본딩 처리로 피드백하여 본딩한다. 다른 바람직한 태양에서는, 제1 카메라 또는 제2 카메라는, 본딩 헤드의 이동에 따라 촬상 대상물이 카메라의 시야 내를 통과하는 촬상 타이밍에, 당해 카메라에 대응하는 스트로브를 발광시킴으로써 본딩 헤드를 정지시키지 않고 촬상 대상물을 촬상하고, 제어부는 본딩 헤드를 정지시키지 않고 얻어진 촬상 화상에 기초하여 오프셋의 값을 산출한다.
다른 적합한 태양에서는, 제어부는, 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치를 검출하기 위한 제2 카메라에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출한다.
다른 바람직한 태양에서는, 제2 카메라는 적외선을 촬상하는 적외선 카메라이다. 또 다른 바람직한 태양에서는, 레퍼런스 마크는 제2 카메라의 피사계 심도의 단부에 배치된다. 다른 바람직한 태양에서는, 제2 카메라는 시야 내의 초점 위치를 부분적으로 다르게 하는 기구를 구비한다.
다른 본 발명인 본딩 방법은, 본딩 작업면을 향하여 배치된 제1 카메라 및 제1 카메라와 오프셋을 가지고 배치되는 본딩 툴을 일체적으로 유지하면서 이동하는 본딩 헤드와, 본딩 툴에 유지된 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출하기 위해 본딩 툴측을 향하여 설치된 제2 카메라를 구비한 본딩 장치에 의한 본딩 방법으로서, 제1 카메라에서, 제2 카메라의 시야 내에 설치된 레퍼런스 마크의 위치를 인식하는 스텝과, 인식된 레퍼런스 마크의 위치에 기초하여 본딩 헤드를 이동시킨 후, 제2 카메라에서, 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치를 인식하는 스텝과, 인식된 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치에 기초하여 오프셋의 값을 산출하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래의 본딩 장치에서도 설치되어 있지 않았던 본딩 작업면을 향하여 배치된 제1 카메라와 본딩 툴측을 향하여 설치된 제2 카메라로 오프셋을 용이하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태인 본딩 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 보톰 카메라 주변의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 레퍼런스 부재의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 오프셋 측정의 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 오프셋 측정의 원리를 설명하는 도면이다.
도 6은 오프셋 측정의 원리를 설명하는 도면이다.
도 7은 오프셋 측정의 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 본딩 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.
도 9는 다른 본딩 처리의 흐름을 설명하는 플로우차트이다.
도 10은 다른 본딩 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 다른 보톰 카메라 주변의 구성을 도시하는 도면이다.
도 12는 다른 보톰 카메라의 구성을 도시하는 도면이다.
도 13은 다른 보톰 카메라 주변의 구성을 도시하는 도면이다.
도 14는 다른 보톰 카메라에 사용되는 광학 부재의 사시도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시형태인 본딩 장치(10)에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태인 본딩 장치(10)의 구성을 도시하는 도면이다. 이 본딩 장치(10)는 전자부품인 반도체칩(100)(다이)을 기판(104)의 장착부에 위치맞춤 하여 본딩하는 다이본딩 장치이다.
본딩 장치(10)는 칩 공급부(12), 칩을 재치하는 중간 스테이지(14), 기판(104)을 지지하는 본딩 스테이지부(16), 본딩 헤드(18), 당해 본딩 헤드(18)에 Z축 구동 기구(23)를 통하여 부착된 콜릿(22) 및 제1 카메라로서의 탑 카메라(24), 제2 카메라로서의 보톰 카메라(28), 보톰 카메라(28) 근방에 설치된 레퍼런스 부재(30), 본딩 헤드(18)를 이동시키는 XY 테이블(26) 및 본딩 장치(10) 전체의 구동을 제어하는 제어부(40)를 구비하고 있다.
칩 공급부(12)에는, 바둑판눈 형상으로 다이싱되어 잘게 절단된 반도체칩(100)이 이면의 필름에 첩부된 상태의 웨이퍼(102)가 스테이지(20) 위에 재치되어 있다. 이 반도체칩(100)은, 도시하지 않은 이송 헤드에 의해, 중간 스테이지(14)로 이송되고, 재치된다.
본딩 스테이지부(16)는 기판(104)의 장착부에 반도체칩(100)을 본딩하는 스테이지이다. 이 본딩 스테이지부(16)에는, 기판(104)을 수평 방향으로 이동시키는 이동 기구(17)나, 당해 기판(104)을 가열하는 히터(도시 생략) 등이 설치되어 있고, 이것들은 제어부(40)에 의해 구동 제어된다.
본딩 헤드(18)에는, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)가 규정의 오프셋 거리분만큼 떨어져서 부착되어 있다. 콜릿(22)은 중간 스테이지(14)에 재치된 반도체칩(100)을 흡착 지지하여 본딩 스테이지부(16)까지 반송하고, 본딩 스테이지부(16)에 설치된 기판(104)에 본딩하는 본딩 툴이다. 콜릿(22)은, 직방체 형상 또는 원추대 형상이며, 그 중심축은 중간 스테이지(14)나 본딩 스테이지부(16)가 설치된 작업면에 대하여 수직한 연직 방향으로 배치되어 있다. 콜릿(22)은, 본딩 헤드(18)의 이동에 의해, 적어도 중간 스테이지(14)의 바로 위로부터 본딩 스테이지부(16)의 바로 위까지는 이동할 수 있도록 되어 있다. 또한 이 콜릿(22)은 상하 이동을 담당하는 Z축 구동 기구(23) 및 회전 이동을 담당하는 θ축 구동 기구(도시 생략)를 통하여 본딩 헤드(18)에 부착되어 있고, 본딩 헤드(18)에 대하여, Z축으로의 직선 이동 및 Z축 둘레의 회동이 가능하게 되어 있다.
탑 카메라(24)는 본딩 스테이지부(16)에 지지된 기판(104)의 장착부의 위치를 측정하기 위한 카메라이다. 탑 카메라(24)는 연직 방향 하향의 광축을 가지고 있고, 기판(104) 등이 재치되는 작업면측을 촬상할 수 있다. 이 탑 카메라(24)는, 뒤에 상세히 설명하는 바와 같이, 오프셋 거리의 측정에도 사용된다. 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)가 부착되는 본딩 헤드(18)는 XY 테이블(26)에 부착되어 있고, XY방향으로 이동 가능하게 되어 있다.
보톰 카메라(28)는, 콜릿(22)의 이동 경로의 바로 아래, 즉, 중간 스테이지(14)와 본딩 스테이지부(16) 사이에 고정 설치되어 있다. 이 보톰 카메라(28)는 연직 상향의 광축을 가지고 있다. 바꾸어 말하면, 보톰 카메라(28)는 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)와 대향하여 배치되어 있고, 콜릿(22)의 선단면(바닥면)을 촬상할 수 있다.
보톰 카메라(28)의 근방에는, 레퍼런스 부재(30)가 고정 설치되어 있다. 레퍼런스 부재(30)는, 뒤에 상세히 설명하는 바와 같이, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)의 오프셋 거리를 측정할 때에 기준이 되는 부재이며, 표리 양면의 동일 위치에 동일 형상의 레퍼런스 마크(32)를 설치한 것이다. 레퍼런스 부재(30)는 당해 레퍼런스 부재(30)가 보톰 카메라(28)에 의한 콜릿(22)의 촬상을 저해하지 않고, 또한 레퍼런스 마크(32)가 보톰 카메라(28)의 시야 내에 있도록 하는 위치에 설치되어 있다.
보다 구체적으로는, 레퍼런스 부재(30)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 레퍼런스 마크(32)가 보톰 카메라(28)의 피사계 심도의 하측 단부(보톰 카메라(28)측단부)에 위치하도록 설치된다. 이러한 위치에 설치하는 것은 콜릿(22)과의 간섭을 방지하기 위해서이다. 즉, 본 실시형태에서는, 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치 측정 및 오프셋 거리 측정을 위해, 보톰 카메라(28)로 콜릿(22)을 촬영한다. 이 때, 콜릿(22)은 보톰 카메라(28)의 피사계 심도의 중앙 높이 부근까지 하강한다. 이 하강하는 콜릿(22)과의 간섭을 피하면서도, 보톰 카메라(28)에 의한 레퍼런스 마크(32)의 인식을 가능하게 하기 위하여, 본 실시형태에서는, 레퍼런스 마크(32)를 보톰 카메라(28)의 피사계 심도의 하측 단부에 위치시키고 있다. 여기에서, 일반적으로, 보톰 카메라(28)는 저배율이며, 피사계 심도가 넓기 때문에, 심도 내에 있어서의 콜릿(22)과 레퍼런스 부재(30)의 간섭을 방지할 수 있다. 또한 레퍼런스 마크(32)를 피사계 심도로부터 벗어난 곳에 설치한 경우이어도, 포커스가 없는 흐릿한 화상으로 기준이 되는 레퍼런스 마크(32)의 화상을 등록해 두면, 후술하는 오프셋 거리의 측정 정밀도의 열화는 억제할 수 있다.
레퍼런스 마크(32)의 형상은, 카메라 시야 내에서의 위치 및 자세를 카메라에서 인식할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 레퍼런스 마크(32)는 도 3(a)에 도시하는 바와 같은 직사각형 블록으로 구성되는 직사각형 형상 마크이어도 되고, 도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 직사각형 블록 내에 형성된 십자 형상의 관통 구멍으로 구성되는 십자 형상 마크이어도 된다. 또한 유리에 크롬 도금 등으로 십자 형상의 패턴을 붙인 마크이어도 된다. 또한, 보톰 카메라의 렌즈 자체에 크롬 도금 등으로 십자 형상의 패턴을 붙인 마크이어도 된다. 또한 도 3에 있어서, 부호 54는 보톰 카메라(28)로 콜릿(22)을 촬상했을 때 얻어지는 화상(이하 「제2 화상(54)」이라고 함)의 모식도이다.
또한 양호한 본딩 처리를 위해서는, 레퍼런스 부재(30)가 보톰 카메라(28)에 의한 콜릿(22)의 인식을 저해하지 않고, 또한, 레퍼런스 마크(32)가 보톰 카메라(28)의 시야 내에 위치할 필요가 있다. 그 때문에 레퍼런스 마크(32)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 보톰 카메라(28)의 시야의 단부 근방에 위치하는 것이 바람직하다.
이러한 본딩 장치(10)에서는, 중간 스테이지(14)에 재치된 반도체칩(100)을 콜릿(22)으로 흡인 유지하고, 기판(104)의 장착부에 본딩한다. 이 때, 장착의 위치 정밀도를 담보하기 위해, 본딩에 앞서, 콜릿(22)에 흡인 유지된 반도체칩(100)의 콜릿(22)에 대한 위치를 보톰 카메라(28)에서, 또한 기판(104) 위의 장착부의 위치를 탑 카메라(24)에서 각각 인식한다. 그리고, 각각의 카메라(24, 28)에서 인식한 위치에 기초하여 콜릿(22)과 기판(104)을 이동시켜 위치맞춤 한 다음, 반도체칩(100)을 기판(104)의 장착부에 본딩한다.
여기에서, 종래, 이러한 콜릿(22)과 기판(104)의 위치맞춤은 콜릿(22)과 탑 카메라(24)의 오프셋 거리가 항상 일정하다는 전제에서 행해지고 있었다. 그러나, 실제로는, 오프셋 거리는 온도 변화나 경년 변화에 의해 미묘하게 변화된다. 그리고, 오프셋 거리가 미리 규정된 오프셋 기준거리(D)로부터 변화되면, 당해 변화량분의 오차가 생기게 되어, 본딩의 위치 정밀도 악화를 초래하고 있었다.
그래서, 일부에서는, 오프셋 측정을 위해 전용의 카메라를 설치하거나, 복잡한 공정을 마련하거나 하여, 오프셋 거리를 측정하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 종래의 기술에서는, 전용의 카메라 추가에 수반되는 비용 증가나, 복잡하고 시간이 걸리는 공정 추가에 수반되는 처리 시간의 장기화 등의 문제가 있었다.
그래서, 본 실시형태에서는, 종래의 본딩 장치(10)에서도 탑재되어 있었던 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)에서 얻어지는 화상에 기초하여 오프셋 거리의 측정을 행한다. 또한 이러한 오프셋 거리 측정을 통상의 본딩 공정과 병행하여 행함으로써 처리 시간의 장기화 방지도 도모하고 있다. 이 오프셋 거리 측정의 흐름 설명 전에, 본 실시형태에서의 오프셋 거리 측정의 원리에 대해 도 4, 도 5 등을 참조하여 간단하게 설명한다.
우선, 오프셋 거리를 측정하기 위해, 제어부(40)는 미리 오프셋 기준거리(D)와, 제1 기준 위치와, 제2 기준 위치를 기억하고 있다. 오프셋 기준거리(D)는 콜릿(22)과 탑 카메라(24)의 설계상 또는 현재의 오프셋 거리이다. 원래라면, 오프셋 거리는 이 기준거리(D)가 되어야 하지만, 실제는, 온도 변화나 경년 변화에 의해 약간의 오차(Δo)가 생긴다.
제1 기준 위치는, 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 탑 카메라(24)를 보톰 카메라(28)의 바로 위에 위치시킨 상태, 즉, 탑 카메라(24)의 광축과 보톰 카메라(28)의 광축이 일치하는 상태에서, 탑 카메라(24)에 의해 얻어지는 화상 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 위치이다. 또한, 이하에서는, 이 탑 카메라(24)로 보톰 카메라(28)측을 촬상했을 때에 얻어지는 화상을 제1 화상(52)이라고 부른다. 이 제1 화상(52)은 탑 카메라(24)의 조명을 사용하여 반사형의 조명(동축 조명 등) 방식으로 촬상해도 되고, 보톰 카메라(28)의 동축 조명을 사용하여 백라이트 방식으로 촬상해도 된다.
제2 기준 위치는, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 콜릿(22)을 보톰 카메라(28)의 바로 위에 위치시킨 상태, 즉, 콜릿(22)의 중심축과 보톰 카메라(28)의 광축이 일치하는 상태에서, 보톰 카메라(28)에 의해 얻어지는 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치이다. 제2 화상(54)은 보톰 카메라(28)의 조명을 사용하여 반사형의 조명(동축 조명 등) 방식으로 촬상해도 된다.
다음으로 도 5에 도시하는 바와 같이, 콜릿(22)과 탑 카메라(24)의 오프셋 거리가 D+Δo의 경우를 생각한다. 이 경우에 있어서, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 탑 카메라(24)를 보톰 카메라(28)의 대략 바로 위로 이동시키고, 제1 화상(52)을 취득한다. 이 때, 탑 카메라(24)의 광축과 보톰 카메라(28)의 광축 사이에 어긋남량(Δa)이 있는 경우, 제1 화상(52) 내에 있어서의 레퍼런스 마크(32)는 제1 기준 위치로부터 Δa만큼 어긋나게 된다. 이 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)은 제1 화상(52)을 해석함으로써 취득할 수 있다.
그런 다음, 이 상태로부터, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 탑 카메라(24) 및 콜릿(22)을 오프셋 기준거리(D)만큼 이동시켰다고 가정한다. 이 때, 탑 카메라(24) 및 콜릿(22)의 오프셋 거리가 오프셋 기준거리(D)이면(즉 오차(Δo)가 없으면), 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치도 제2 기준 위치에서 보아 Δa만큼 어긋나고, 제2 화상(54) 내에서, 콜릿(22)은 파선의 직사각형(22_1)과 같이 보일 것이다. 그러나, 오프셋 거리에 오차량(Δo)이 생긴 경우, 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치는 제2 기준 위치에서 보아 Δb=Δo-Δa만큼 어긋나게 된다. 이 콜릿(22)의 어긋남량(Δb)은 제2 화상(54)을 해석함으로써 취득할 수 있다. 그리고, 제1 화상(52) 및 제2 화상(54)으로부터 얻어지는 Δa 및 Δb를 가산함으로써 오프셋 거리의 오차량(Δo)이 얻어진다(Δo=Δa+Δb).
또한, 도 5에 예시한 예에서는, 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)을 해소하지 않은 상태 그대로 본딩 헤드(18)를 오프셋 기준거리(D)만큼 이동시키고 있기 때문에, 오프셋 거리의 오차량(Δo)은 Δo=Δa+Δb가 된다. 그러나, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 오프셋 기준거리(D)분의 이동에 앞서, 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)이 제로가 되도록, 즉, 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)가 제1 기준 위치에 위치하도록, 본딩 헤드(18)를 이동시킨 후, 본딩 헤드(18)를 오프셋 기준거리(D)만큼 이동시켜도 된다. 이 경우, 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치 어긋남량(Δb)이, 그대로, 오차량(Δo)이 된다.
또한 도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 화상(52) 취득 후의 본딩 헤드(18)의 이동량을 오프셋 기준거리(D)로 하는 것이 아니고, 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)을 고려한 거리, 즉, D-Δa로 해도 된다. 이 경우도, 거리(D-Δa)만큼 이동한 후에, 얻어지는 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치 어긋남량(Δb)이, 그대로, 오차량(Δo)이 된다.
여기에서, 지금까지의 설명에서 명확한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 오프셋 거리 측정에 있어서, 반드시, 보톰 카메라(28)로 콜릿(22)을 촬상하여, 제2 화상(54)을 얻고 있다. 본 실시형태에서는, 이 제2 화상(54)의 취득을, 콜릿(22)에 의한 반도체칩(100)의 픽업 후, 또한, 반도체칩(100)의 기판(104)에의 본딩 전, 즉, 콜릿(22)이 반도체칩(100)을 흡인 유지하고 있는 동안에 행한다. 그리고, 얻어진 제2 화상(54)에 기초하여 오프셋 거리뿐만 아니고, 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치도 측정한다. 바꾸어 말하면, 본 실시형태에서는, 한 번의 촬상 처리로, 오프셋 거리의 측정과 반도체칩(100)의 위치 측정을 동시에 행한다. 이것에 의해, 오프셋 거리 측정을 위해 추가되는 특별한 공정을 줄일 수 있어, 처리 시간의 장기화를 방지할 수 있다.
다음에 이 본딩 장치(10)에 의한 본딩의 흐름에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 본 실시형태의 본딩 장치(10)에 의한 본딩의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 도 8은 도 6에서 설명한 원리를 이용하여 오프셋 거리를 취득하는 경우의 본딩 처리의 흐름이다.
반도체칩(100)을 기판(104) 상에 본딩할 때는, 우선, 제어부(40)는 본딩 헤드(18)를 이동시켜, 콜릿(22)을 중간 스테이지(14)의 바로 위에 위치시킨다(S10). 그 상태에서, 콜릿(22)을 하강시켜, 당해 콜릿(22)의 선단에서 반도체칩(100)을 흡인 유지하고, 픽업한다(S12). 그리고, 반도체칩(100)을 흡인 유지할 수 있으면, 간섭 방지를 위해, 콜릿(22)을 규정의 높이까지 상승시킨다.
다음에 제어부(40)는, 본딩 헤드(18)를 이동시켜 탑 카메라(24)를 보톰 카메라(28)의 바로 위, 즉, 레퍼런스 부재(30) 위에 위치시킨다(S14). 그리고, 이 상태에서, 탑 카메라(24)로 보톰 카메라(28)측을 촬상하고, 제1 화상(52)을 취득한다(S16). 제어부(40)는 이 제1 화상(52)에 기초하여 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)을 연산한다. 그리고, 이 얻어진 Δa에 기초하여 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)가, 제1 기준 위치에 위치하도록, 즉, 도 7(b)의 상태가 되도록, 본딩 헤드(18)를 이동시킨다(S18).
제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)이 제로가 되면, 계속해서, 제어부(40)는 본딩 헤드(18)를 규정의 오프셋 기준거리(D)만큼 이동시킨다(S20). 이 이동에 의해, 콜릿(22)이 보톰 카메라(28)의 거의 바로 위에 위치하게 된다. 이 상태가 되면, 보톰 카메라(28)에 의해 콜릿(22)을 촬상하고, 제2 화상(54)을 취득한다(S22). 또한, 이 촬상 시는, 콜릿(22)을 보톰 카메라(28)의 피사계 심도의 대략 중앙 높이까지 하강시킨다. 제어부(40)는 이 제2 화상(54)에 기초하여 오프셋 거리의 오차량(Δo) 및 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치 어긋남량 등을 산출한다(S24). 이 경우, 오프셋 거리의 오차량(Δo)은, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 얻어진 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치 어긋남량(Δb)이 된다(Δo=Δb). 또한 제어부(40)는, 종래기술과 마찬가지로, 얻어진 제2 화상(54)에 기초하여 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치 어긋남량의 연산이나, 반도체칩(100)의 양부 판단 등도 행한다. 화상 해석의 결과, 반도체칩(100)에 크랙 등의 결함이 생겼다고 판단할 수 있었을 경우에는, 당해 반도체칩(100)의 본딩 처리를 중지한다. 반도체칩(100)에 결함이 없는 경우, 제어부(40)는, 이 때 얻어진 오프셋 거리의 오차량(Δo) 및 반도체칩(100)의 위치 어긋남량 등을 기억해 둔다.
계속해서, 제어부(40)는 탑 카메라(24)를 기판(104)의 장착부 위로 이동시킨다(S26). 그리고, 탑 카메라(24)에서 얻어진 화상에 기초하여 장착부의 정확한 위치를 산출한다. 계속해서, 제어부(40)는 본딩 헤드(18)를 이동시켜, 콜릿(22)을 장착부의 바로 위까지 이동시킨다(S28). 이 이동 제어 시에는, 스텝 S24에서 얻어진 오프셋 거리의 오차량(Δo) 및 반도체칩(100)의 위치 어긋남량을 고려하여, 콜릿(22)이 장착부의 바로 위에 위치하도록 보정한다. 그리고 최종적으로, 콜릿(22)을 기판(104) 근방까지 하강시켜, 반도체칩(100)을 기판(104)의 장착부에 본딩한다(S30). 하나의 반도체칩(100)의 본딩이 완료되면, 스텝 S10으로 돌아가고, 다음의 반도체칩(100)의 본딩을 행한다. 또한, 다음 본딩 처리에서는, 측정에 의해 얻어진 실제 오프셋 거리, 즉, 규정의 오프셋 거리(D)에, 오차량(Δo)을 가산한 D+Δo를 새로운 오프셋 거리(D=D+Δo)로서 피드백시키는 것이 바람직하다.
이상의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 본딩 장치(10)에 종래부터 설치되어 있는 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)로 촬상된 화상에 기초하여 오프셋 거리의 오차량(Δo)를 산출하고 있다. 따라서, 오프셋 측정을 위해 전용의 카메라를 설치할 필요가 없어, 본딩 장치(10)의 비용 상승을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 본 실시형태에서는, 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치 어긋남 등의 연산을 위해 필수가 되는 보톰 카메라(28)에 의한 콜릿(22)의 촬상 공정이, 그대로, 오프셋 거리의 오차량(Δo)의 연산을 위해 필수가 되는 보톰 카메라(28)에 의한 콜릿(22)의 촬상 공정으로 되고 있다. 바꾸어 말하면, 원래 필수 공정을 이용하여 오프셋 거리의 오차량(Δo)의 측정을 행하고 있기 때문에, 처리 시간의 장기화도 효과적으로 방지할 수 있다.
다음에 다른 본딩 처리의 흐름에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는 도 7에서 설명한 원리를 이용하여 오프셋 거리를 취득하는 경우의 본딩 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
이 본딩 처리에서는, 탑 카메라(24)로 제1 화상(52)을 취득(S16)한 후, 탑 카메라(24)를 제1 기준 위치에 위치시키는 미세 조정 공정(S18)은 없고, 제1 화상(52) 내에서의 레퍼런스 마크(32)의 어긋남량(Δa)을 연산(S32)하면, 바로, 본딩 헤드를 D-Δa만큼 이동시키고 있다(S34). 그리고, 그 후 얻어지는 제2 화상(54) 내에서의 콜릿(22)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 위치 어긋남량(Δb)을 오프셋의 오차량(Δo)으로서 산출하고 있다.
이러한 구성으로 함으로써, 탑 카메라의 위치를 미세 조정하는 공정(S18)을 생략할 수 있어, 처리 시간을 보다 단축할 수 있다. 특히, 탑 카메라(24)의 위치를 미세 조정하는 공정이 불필요한 이 구성에 의하면, 콜릿(22)에 의한 반도체칩(100)의 픽업(S12)과, 탑 카메라(24)에 의한 제1 화상(52)의 취득(S16)을 병행하여 행하는 것도 가능하게 된다. 즉, 제1 화상(52)을 취득할 때는, 당연히, 본딩 헤드(18)는 정지해 있지 않으면 안 된다. 이와 같이, 제1 화상(52) 취득을 위해서만, 본딩 헤드(18)를 정지시키는 것은 처리 시간의 장기화를 초래한다. 한편, 반도체를 픽업시킬 때는, 본딩 헤드(18)는 반드시 정지시키지 않으면 안 된다. 이 본딩 헤드(18)를 반드시 정지시키는 픽업 기간에, 탑 카메라(24)에 의한 제1 화상(52)의 취득을 행하면 불필요한 처리 시간이 걸리지 않아, 처리 시간의 장기화를 효과적으로 방지할 수 있다. 그래서, 콜릿(22)을 중간 스테이지(14)의 바로 위에 위치시켰을 때, 탑 카메라(24)의 바로 아래에 보톰 카메라(28)가 위치하도록 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)의 위치를 설정하고, 반도체칩(100)의 픽업과 제1 화상(52)의 취득을 병행하여 행해도 된다. 이러한 구성으로 하면, 본딩 헤드(18)는 종래의 본딩 처리와 동일한 움직임을 하는 것 뿐이며, 오프셋 측정을 위해 전용의 처리 시간은 불필요하게 된다.
또한, 지금까지의 설명에서는, 칩 공급부(12)로부터 공급되는 반도체칩(100)을 일시적으로 중간 스테이지(14)에 재치하는 중간 스테이지(14) 방식의 본딩 장치(10)만을 예로 들었지만, 본 실시형태의 기술은 웨이퍼(102)로부터 픽업한 반도체칩(100)을 직접 기판(104)에 본딩하는 다이렉트 픽업 방식의 본딩 장치(10)에 적용해도 된다. 또한 지금까지의 설명에서는, 다이본딩 장치를 예시하고 있지만, 본 실시형태의 기술은, 칩 형상의 부품을 취급하는 본딩 장치이면, 다른 본딩 장치, 예를 들면, 플립 칩 본딩 장치에 적용해도 된다. 또한 반도체칩뿐만 아니라 MEMS 디바이스, 바이오 디바이스, 반도체 패키지 등의 어떤 개별 조각을 다른 물건에 배열 설치하는 것과 같은 프로세스에서도 적용할 수 있다.
도 10은 본 실시형태의 기술을 적용한 다이렉트 픽업 방식의 다이본딩 장치(10)의 개략 구성도이다. 이 다이본딩 장치(10)는, 도 1의 본딩 장치(10)와 달리, 중간 스테이지(14)가 생략되어 있다. 웨이퍼(102)는 다이싱 테이프 등의 설치되어 있고, 이 다이싱 테이프의 이면에는, 밀어올림 유닛(60)이 설치되어 있다. 콜릿(22)은 이 밀어올림)에 의해 상방으로 밀어올려진 반도체칩(100)을 흡인 유지하고, 기판(104) 위로 반송한다. 이 웨이퍼(102)로부터 기판(104)으로의 이동 도중에, 보톰 카메라(28) 및 레퍼런스 부재(30)를 설치해 두도록 해도 된다.
또한 지금까지의 설명에서는, 제1 화상, 제2 화상을 취득하기 위해, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)를 각각 보톰 카메라(28)의 바로 위에서 일시 정지시키는 예를 설명했다. 그러나, 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)의 조명을 스트로브 발광시킴으로써, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)를 정지시키지 않고, 제1 화상, 제2 화상을 취득하도록 해도 된다.
예를 들면, 탑 카메라(24)가 보톰 카메라(28)의 바로 위를 통과하는 타이밍(즉 촬상 대상물인 레퍼런스 부재(30)가 탑 카메라(24)의 시야 내를 통과하는 촬상 타이밍)에, 탑 카메라(24)에 내장된 조명을 스트로브 발광시킴과 아울러, 탑 카메라(24)로 촬상하여, 제1 화상을 취득한다. 또한 콜릿(22)이 보톰 카메라(28)의 바로 위를 통과하는 타이밍(즉 촬상 대상물인 콜릿(22)이 보톰 카메라(28)의 시야 내를 통과하는 촬상 타이밍)에, 보톰 카메라(28)에 내장된 조명을 스트로브 발광시킴과 아울러, 보톰 카메라(28)로 촬상하여, 제2 화상을 취득한다. 이 때, 스트로브 발광 시간(t1)은 1μs 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 이러한 단시간에서의 발광을 행하기 위해, 카메라(24, 28)의 조명으로서, LED 조명을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 카메라(24, 28)의 노광 시간(t2)을 스트로브 발광 시간(t1)보다도 길게 해 두면, 스트로브 발광되어 있는 시간(t1)의 동안만큼, 실질적인 노광되게 된다. 바꾸어 말하면, 스트로브 발광의 타이밍만 조정함으로써 제1 화상 및 제2 화상의 취득 타이밍을 조정할 수 있다.
또한 제1 화상 및 제2 화상을 취득할 때에 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)에 내장된 각 조명을 스트로브 발광시키는 트리거로서, 제어부(40)는 XY 테이블에 부착된 인코더로부터 본딩 헤드(18)의 콜릿(22)의 위치를 검출함으로써, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)가 보톰 카메라(28)의 바로 위를 각각 통과하는 타이밍을 취득하고 있다. 이것에 의해, 장치의 통상의 본딩 시퀸스에서 택트 타임에 영향을 주지 않아, 콜릿(22)과 탑 카메라(24)와의 오프셋량의 변화를 취득하여 보정할 수 있다.
여기에서, 탑 카메라(24) 및 콜릿(22)의 이동속도를 v, 탑 카메라(24) 및 보톰 카메라(28)의 배율을 β로 한 경우, 카메라(24, 28)의 촬상 소자에 있어서의 화상의 셔터가 움직이는 일량(Δa)은 Δa=β×v×t1이 된다. 셔터가 움직이는 일량(Δa)이 1화소 미만이 되도록, 이동속도(v)나 스트로브 발광 시간(t1)을 조정하면, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)를 정지시킨 경우와 동등한 화상이 얻어진다. 또한, 가령 셔터가 움직이는 일량(Δa)이 1화소 이상이었다고 해도, 각종 패러미터(β, v, t1)의 값이 기지이면, 그 셔터가 움직이는 일량(Δa)의 평균값을 취함으로써, 그 셔터가 움직이는 일을 보정하여, 참값을 구하는 것은 용이하게 가능하게 된다. 그 결과, 콜릿(22) 및 탑 카메라(24)를 정지시키지 않고, 제1 화상 및 제2 화상을 취득할 수 있기 때문에, 장치의 처리 시간을 보다 단축시킬 수 있다.
또한 지금까지의 설명에서는, 하나의 반도체칩(100)의 본딩 처리 때마다 오프셋 측정을 행하고 있는 예를 들었지만, 오프셋 측정은 매회 행하지 않아도 되고, 특정 타이밍에만 행해도 된다. 예를 들면, 오프셋 측정은 규정의 시간이 경과했을 때나, 규정의 개수분의 칩의 본딩이 종료했을 때, 본딩 장치의 기동 시, 웨이퍼(102)의 교환 시에만 행하도록 해도 된다.
또한 지금까지의 설명에서는, 콜릿(22)보다도 반도체칩(100) 쪽이 작은 경우만을 예시했지만, 반도체칩(100)이 콜릿(22)의 바닥면보다도 커, 콜릿(22)의 바닥면 전체가 반도체칩(100)으로 덮이는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 콜릿(22)에 대한 반도체칩(100)의 위치 어긋남량이나, 레퍼런스 마크(32)에 대한 콜릿(22)의 위치 어긋남량(Δb)을 검출할 수 없다. 그래서, 이러한 문제를 피하기 위해, 보톰 카메라(28)를 적외선 카메라(특히 근적외선 카메라)로 하고, 적외 광원으로 콜릿(22)을 인식하도록 해도 된다. 근적외선은 반도체칩(100)의 소재인 실리콘을 어느 정도 투과하기 때문에, 적외선 카메라를 사용함으로써 반도체칩(100)으로 덮인 콜릿(22)의 형상도 인식할 수 있다. 또한 적외선 카메라를 사용함으로써 반도체칩(100)의 표면의 크랙뿐만 아니라, 칩 내부의 크랙도 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한 본 실시형태에서는, 콜릿(22)과 레퍼런스 부재(30)의 간섭 방지를 위해, 레퍼런스 마크(32)를 보톰 카메라(28)의 피사계 심도의 단부에 배치하고 있다. 그러나, 카메라에 따라서는, 충분한 피사계 심도가 얻어지지 않아, 레퍼런스 부재(30)와 콜릿(22) 사이의 거리를 충분히 확보할 수 없는 경우도 있다. 이러한 문제를 피하기 위해, 보톰 카메라(28)를 2개의 워킹 디스턴스(초점 위치)를 갖는 더블 포커스 구성이어도 된다. 더블 포커스 구성으로 하기 위해서는, 예를 들면, 보톰 카메라(28)의 촬상 소자와 피사체 사이에, 워킹 디스턴스(초점 위치)를 변화시키는 광학 부재를 부분적으로 배치 또는 제거하면 된다.
예를 들면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 보톰 카메라(28)의 커버 유리(55)의 일부에 구멍 또는 절결을 설치하고, 레퍼런스 마크(32)에 대향하는 부분의 커버 유리(55)를 제거해도 된다. 여기에서, 워킹 디스턴스(초점 위치)는, 커버 유리(55)를 투과하는 경우 쪽이, 커버 유리(55)를 투과하지 않는 경우에 비해 길어진다. 그 때문에 도 11과 같은 구성으로 한 경우, 보톰 카메라(28)의 시야 중, 커버 유리(55)가 설치된 대부분은 커버 유리(55)가 설치되지 않은 부분(레퍼런스 마크(32)의 대향 부분)에 비해 초점 위치를 보톰 카메라(28)로부터 떼어 놓을 수 있다. 구체적으로는, 커버 유리(55)의 두께를 d, 굴절률을 n으로 한 경우, 워킹 디스턴스(초점 위치)가 연장되는 양(a)은 a≒d(1-1/n)이 된다. 따라서, 예를 들면, 커버 유리(55)의 두께(d)=1.5mm, 굴절률(n)=1.52이면, 워킹 디스턴스(초점 위치)는 a≒0.5mm 연장된다. 즉, 커버 유리(55)의 영향을 받지 않는 레퍼런스 마크(32)와, 커버 유리(55)의 영향을 받는 콜릿(22)을 각각 워킹 디스턴스(초점 위치)에 설치했다고 해도, 양자는 거리(a)만큼 떨어지게 된다. 그 결과, 양자의 간섭을 방지하면서도, 레퍼런스 마크(32) 및 콜릿(22)의 양자에 포커스를 맞추는 것이 가능하게 된다.
또한 다른 형태로서, 도 12에 도시하는 바와 같이, 촬상 소자(56)의 전면을 부분적으로 덮는 커버 유리(55)를 설치해도 된다. 이 경우, 렌즈의 후측 주평면으로부터 촬상 소자(상면)까지의 거리(S*)는 b≒d(1-1/n)만큼 짧아진 것과 동일하다. 이 경우, 물체면의 위치의 변화량(a)은, 배율을 β라고 하면, a≒b/β2이 된다. 따라서, 예를 들면, 배율(β)=0.7, 커버 유리의 두께(d)=1mm, 굴절률(n)=1.52라고 하면, a≒0.69가 된다. 따라서, 이 경우에도, 커버 유리(55)의 영향을 받지 않는 레퍼런스 마크(32)와, 커버 유리(55)의 영향을 받는 콜릿(22)을 각각 워킹 디스턴스(초점 위치)에 설치했다고 해도, 양자는 거리(a)만큼 떼어 놓을 수 있어, 양자의 간섭을 방지할 수 있다.
또한 워킹 디스턴스(초점 위치)를 변화시키는 것이 아니고, 레퍼런스 마크(32)까지의 광로를 굴곡시키는 광학 부재를 레퍼런스 부재(30)로서 배치해도 된다. 도 13은 이 경우에 있어서의 보톰 카메라(28)의 구성도이며, 도 14는 당해 보톰 카메라(28)에 배치되는 광학 부재(58)의 사시도이다. 이 예의 광학 부재(58)는 보톰 카메라(28)의 광축에 대하여 45°의 반사면을 갖는 프리즘 또는 미러(58a)와, 내부에 레퍼런스 마크(32)가 형성된 유리 블럭(58b)을 가지고 있다. 유리 블럭(58b)의 내부에는, 레퍼런스 마크(32)로서 기능하는 점 형상 마크가 연직 방향에 동일한 간격으로 복수 나열되어 있다. 이 점 형상 마크는, 예를 들면, 펨트초 레이저 등의 초단 펄스레이저를 사용함으로써 유리 블럭(58b) 내에 형성할 수 있다. 이 광학 부재(58)를 보톰 카메라(28)의 시야 단부에 배치하면, 촬상 소자로부터 레퍼런스 마크(32)까지의 광로가 굴곡된다. 그리고, 이것에 의해, 레퍼런스 부재(30)를 본래의 워킹 디스턴스(초점 위치)로부터 옮겨서 배치하는 것이 가능하게 되어, 콜릿(22)과 레퍼런스 부재(30)와의 간섭을 방지할 수 있다. 또한 도 14에 도시하는 바와 같이, 레퍼런스 마크(32)인 점 형상 마크를 연직 방향으로 나란히 배치하면, 탑 카메라(24)의 포커스 위치가 변화되어도, 어느 쪽인가의 점 형상 마크에 포커스를 맞출 수 있다.
또한 간섭을 방지하기 위해서는, 레퍼런스 부재(30)를 가동식으로 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들면, 레퍼런스 부재(30)를, 미리 퇴피 위치에 퇴피시킨 상태에서, 콜릿(22)을 보톰 카메라(28)의 워킹 디스턴스(초점 위치)까지 하강시켜 화상 촬상을 행하고, 그 후, 콜릿(22)을 상승시킨 상태에서 레퍼런스 부재(30)를 퇴피 전의 기준 위치까지 이동시켜 화상 촬상을 행한다. 그리고, 얻어진 2개의 화상을 합성하여, 레퍼런스 부재(30)의 레퍼런스 마크(32)에 대한 콜릿(22)의 위치를 특정하도록 해도 된다.
어쨌든, 본 실시형태에 의하면, 신규한 카메라를 추가하지 않고, 또한 별도 복잡하고 시간이 걸리는 공정을 추가하지 않고, 콜릿(22)과 탑 카메라(24)의 오프셋량의 변화를 취득할 수 있다.
10 본딩 장치 12 칩 공급부
14 중간 스테이지 16 본딩 스테이지부
17 이동 기구 18 본딩 헤드
20 스테이지 22 콜릿
23 Z축 구동 기구 24 탑 카메라
26 XY 테이블 28 보톰 카메라
30 레퍼런스 부재 32 레퍼런스 마크
40 제어부 52 제1 화상
54 제2 화상 55 커버 유리
56 촬상 소자 58 광학 부재
60 밀어올림 유닛 100 반도체칩
102 웨이퍼 104 기판

Claims (8)

  1. 칩을 기판 위에 본딩하는 본딩 장치로서,
    본딩 작업면을 향하여 배치된 제1 카메라와,
    상기 제1 카메라와 오프셋을 가지고 배치되는 본딩 툴을 일체로 유지하면서 이동하는 본딩 헤드와,
    상기 본딩 툴에 유지된 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출하기 위해, 상기 본딩 툴측을 향하여 설치된 제2 카메라와,
    상기 제2 카메라의 시야 내에 배치된 레퍼런스 마크와,
    상기 본딩 헤드의 이동을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 카메라에서 인식된 레퍼런스 마크의 위치에 기초하여 상기 본딩 헤드를 이동시킨 뒤, 상기 제2 카메라에서 인식된 레퍼런스 마크에 대한 상기 본딩 툴의 위치에 기초하여 상기 오프셋의 값을 산출하는 본딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에서 산출한 상기 오프셋의 값을 다음 본딩 처리에 피드백하여 본딩하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 카메라 또는 제2 카메라는, 상기 본딩 헤드의 이동에 따라 촬상 대상물이 카메라의 시야 내를 통과하는 촬상 타이밍에, 당해 카메라에 대응하는 스트로브를 발광시킴으로써, 상기 본딩 헤드를 정지시키지 않고 상기 촬상 대상물을 촬상하고,
    상기 제어부는, 상기 본딩 헤드를 정지시키지 않고 얻어진 촬상 화상에 기초하여, 상기 오프셋의 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 레퍼런스 마크에 대한 상기 본딩 툴의 위치를 검출하기 위한 제2 카메라에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 상기 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 카메라는 적외선을 촬상하는 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 마크는 상기 제2 카메라의 피사계 심도의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 카메라는 시야 내의 초점 위치를 부분적으로 다르게 하는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  8. 칩을 기판 위에 본딩하는 본딩 방법으로서,
    본딩 작업면을 향하여 배치된 제1 카메라 및 상기 제1 카메라와 오프셋을 가지고 배치되는 본딩 툴을 일체로 유지하면서 이동하는 본딩 헤드와,
    상기 본딩 툴에 유지된 칩의 본딩 툴에 대한 위치를 검출하기 위해 상기 본딩 툴측을 향하여 설치된 제2 카메라
    를 구비하는 본딩 장치를 준비하는 스텝과,
    상기 제1 카메라에서 상기 제2 카메라의 시야 내에 설치된 레퍼런스 마크의 위치를 인식하는 스텝과,
    상기 인식된 레퍼런스 마크의 위치에 기초하여 상기 본딩 헤드를 이동시킨 후, 상기 제2 카메라에서, 상기 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치를 인식하는 스텝과,
    상기 인식된 레퍼런스 마크에 대한 본딩 툴의 위치에 기초하여 상기 오프셋의 값을 산출하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
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