KR20210033898A - 다이 본딩 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

고속, 저비용이 요구되는 다이 본딩 장치의 카메라 인식에서의 인식 정밀도를 향상시키는 기술을 제공하는 것이다.
다이 본딩 장치는, 피사체를 촬상하는 카메라와, 상기 카메라 또는 상기 피사체를 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 제어부는, 상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 물체측 화소 분해능 미만에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키고, 상기 카메라로 상기 피사체의 복수의 화상을 취득하고, 상기 복수의 화상에 기초하여 상기 카메라의 화소수보다 많은 화소수의 화상을 얻는다.

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 인식 카메라로 위치 결정이나 검사를 행하는 다이 본더에 적용 가능하다.
반도체 칩(이하, 다이라고 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등의 기판에 탑재하여 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼라고 함)로부터 다이를 분할하는 공정과, 분할한 다이를 기판 상에 본딩하는 공정이 있다. 본딩하는 공정에 사용하는 반도체 제조 장치가 다이 본더 등의 다이 본딩 장치이고, 다이와 기판의 위치 결정이나 검사에는 렌즈나 카메라를 포함하는 광학계가 사용되고 있다.
일본 특허 공개 제2017-117916호 공보
장치에 탑재되는 렌즈나 카메라를 포함하는 광학계의 화소수나 화소 분해능은 광학계의 하드웨어의 스펙으로 결정되고, 그것이 장치의 본딩 정밀도나 검사 정밀도 등의 스펙을 결정하는 데 있어서 지배적 요인 중 하나로 되어 있다. 즉, 보다 고정밀도의 위치 결정 인식, 검사 기능을 얻으려면 카메라의 화소수를 증가시키거나, 또는 광학계의 배율을 높이는 방법이 통상의 수단으로 되어 있어, 비용이 증가하는 요인이 되고 있다.
본 개시의 과제는, 고속, 저비용이 요구되는 다이 본딩 장치의 카메라 인식에서의 인식 정밀도를 향상시키는 기술을 제공하는 것이다.
그 밖의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면 하기와 같다.
즉, 다이 본딩 장치는, 피사체를 촬상하는 카메라와, 상기 카메라 또는 상기 피사체를 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 제어부는, 상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 물체측 화소 분해능 미만에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키고, 상기 카메라로 상기 피사체의 복수의 화상을 취득하고, 상기 복수의 화상에 기초하여 상기 카메라의 화소수보다 많은 화소수의 화상을 얻는다.
본 개시에 따르면, 고속, 저비용이 요구되는 다이 본딩 장치의 카메라 인식에서의 인식 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
도 1은 카메라의 해상도에 대해 설명하는 도면이다.
도 2는 화상 기인에 의한 장치 고정밀도화의 한계 요인에 대해 설명하는 도면이다.
도 3은 카메라와 피사체를 나타내는 도면이다.
도 4는 카메라를 변경하지 않고 저화소의 카메라로 고화소의 화상을 얻는 방법에 대해 설명하는 도면이다.
도 5는 카메라의 화소의 4배의 화소의 화상을 얻는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 고화소 카메라의 좌표 및 농담값, 고화소 카메라의 좌표와 동기시켜 배치된 저화소 카메라의 농담값 및 저화소 카메라를 고화소 카메라의 1화소분 이동시킨 후의 농담값을 나타내는 도면이다.
도 7은 고화소 카메라의 홀수 열의 차분을 나타내는 도면이다.
도 8은 고화소 카메라의 짝수 열의 차분을 나타내는 도면이다.
도 9는 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다.
도 10은 저화소 카메라의 하나의 화소의 농담값을 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 홀수 열의 차분을 나타내는 도면이다.
도 11은 저화소 카메라의 하나의 화소의 농담값을 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 짝수 열의 차분을 나타내는 도면이다.
도 12는 저화소 카메라의 하나의 화소의 농담값을 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다.
도 13은 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다.
도 14는 저화소 카메라의 1화소에 있어서의 Y축 방향의 고화소화 및 X축 방향의 고화소화를 나타내는 도면이다.
도 15는 Y축 방향으로 3배, 4배의 해상도를 얻는 방법을 설명하는 도면이다.
도 16은 저화소 카메라의 1화소에 있어서의 Y축 방향의 4배의 고화소화 및 X축 방향의 4배의 고화소화를 나타내는 도면이다.
도 17은 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/4로 이동시키는 경우에 대해 설명하는 도면이다.
도 18은 16개의 화상의 도입의 개념을 설명하는 도면이다.
도 19는 차분 알고리즘의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 20은 차분 알고리즘의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 고주파 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 22는 차분 처리의 오검출을 설명하는 도면이다.
도 23은 제1 방법의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 24는 제1 방법의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 제2 방법의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 26은 제2 방법의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 27은 실시예의 다이 본더의 구성예를 나타내는 개략 상면도이다.
도 28은 도 27에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 29는 도 27의 다이 공급부의 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 30은 도 29의 다이 공급부의 주요부를 나타내는 개략 단면도이다.
도 31은 도 27의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 32는 도 27의 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도이다.
이하, 실시 형태 및 실시예에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해 모식적으로 나타내는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.
먼저, 카메라의 해상도에 대해 도 1을 사용하여 설명한다. 도 1의 (a)는 카메라 화상을 나타내는 도면이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 기초가 된 실제 공간의 모양에 화소를 적용시킨 것을 나타내는 도면이다. 도 1의 (c) 내지 도 1의 (f)는, 도 1의 (a)의 카메라 화상이 될 수 있는 실제 공간의 모양예를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 1의 각 도면에는 5×5의 화소가 나타나 있다.
카메라의 해상도는 기본적으로 「촬상 화상에 있어서의 단위 거리 내의 화소수」 또는 「화소 분해능」에 의존하고 있고, 그 이상의 고해상도에서의 해석은 무언가의 통계 예측을 행하지 않으면 할 수 없다. 예를 들어, 이하의 도 1의 (a)와 같은 화상을 상정한다. 화상 내의 공간은 화소로 구획되므로, 1화소로 나타낼 수 있는 농담값은 1종류이며, 1화소 내에 모양이 존재하는 일은 없다.
그러나 카메라로 화상을 촬영할 때의 피사체는 실제의 공간에 존재한다는 점에서, 실제의 공간에서는 화소 경계를 따라 물체가 존재하고 있는 것은 아니다. 도 1의 (a)의 기초가 된 피사체는 공간 내에 도 1의 (b)와 같이 존재하고 있다고 생각할 수 있다. 그러나 촬상을 실제 공간으로부터 화상으로의 변환이라고 생각하면 그 데이터는 열화 방향(데이터양이 감소함)이 되기 때문에, 실제 공간으로부터 화상으로의 변환이 되어도, 화상으로부터 실제 공간의 재현은 복수 종류의 케이스를 생각할 수 있고, 화소 단위 이하에서 고해상도로의 재현은 불가능하다. 즉, 도 1의 (a)의 실제 공간에서의 모양은 도 1의 (c) 내지 도 1의 (f) 중 어느 것이어도 된다.
이것은 화상 기인에 의한 장치 고정밀도화의 한계 요인으로 되어 있다. 이에 대해 도 2, 도 3을 사용하여 설명한다. 도 2의 (a)는 실제의 공간을 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 화상 공간을 나타내는 도면이다. 여기서, 도 2의 각 도면은 6×6의 화소를 나타내고 있다. 도 3은 카메라와 피사체를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 위치 결정 조정 작업에 있어서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 구동부로서의 XY 테이블(TBL1)에 카메라(CAM)를 탑재하고 있는 경우, 또는 구동부로서의 XY 테이블(TBL2)에 피사체(OBJ)가 고정되는 스테이지(STG)를 탑재하고 있는 경우, 제어부(CNT)는 카메라(CAM) 또는 피사체(OBJ)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 움직여, 카메라(CAM)의 기준 좌표(예를 들어, 도 2의 (a)의 화살표로 나타내는 화상 중심)에 피사체(OBJ)의 코너(도 2의 (a)의 우측 하단의 백색 직사각형의 좌측 상단의 코너)를 맞추려고 한다. 그러나 제어부(CNT)는, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 화상 공간에서는 피사체(OBJ)의 경계가 명확하게 않아 정확하게 맞출 수 없다. 여기서, 제1 방향인 X축 방향은 제2 방향인 Y축 방향과는 직교하고, 제3 방향인 Z축 방향은 X축 방향 및 Y축 방향에 직교한다.
카메라의 해상도는, 그 밖에도 위치 결정 정밀도, 크랙이나 이물의 검사 정밀도, 초점 조정 정밀도, 에일리어싱 판별(공간 주파수) 등 다양한 다이 본더의 스펙을 결정짓는 지배적 요인으로 되어 있다.
카메라를 변경하지 않고 저화소의 카메라로 고화소의 화상을 얻는 방법에 대해 도 4, 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4의 (a)는 목적의 시야 위치로 카메라를 이동시켜 촬상한 화상이고, 도 4의 (b)는 카메라를 도 4의 (a)의 위치로부터 Y축 방향으로 1/2 광학 분해능분의 거리를 움직여 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 4의 (c)는 카메라를 도 4의 (a)의 위치로 복귀시켜 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 4의 (d)는 카메라를 도 4의 (a)의 위치로부터 X축 방향으로 1/2 광학 분해능의 거리를 움직여 촬상한 화상이고, 도 4의 (e)는 도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 4의 (c) 및 도 4의 (d)의 화상으로부터 얻은 고화소의 화상이다. 도 5는 카메라의 화소의 4배의 화소의 화상을 얻는 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 제어부(CNT)는, 예를 들어 XY 테이블(TBL1)에 의해 목적의 시야 위치로 카메라(CAM)를 이동시키고(스텝 S1), 카메라(CAM)에 의해 피사체(OBJ)를 촬상하여, 도 4의 (a)에 나타내는 화상을 취득한다(스텝 S2). 여기서, 피사체(OBJ)는 다이나 다이를 적재하는 기판 등이다.
다음으로, 제어부(CNT)는, XY 테이블(TBL1)에 의해 카메라(CAM)를 Y 방향으로 1/2 광학 분해능(물체측 화소 분해능)분의 거리를 이동시키고(스텝 S3), 카메라(CAM)에 의해 피사체(OBJ)를 촬상하여, 도 4의 (b)에 나타내는 화상을 취득한다(스텝 S4). 여기서, 화소 분해능이란, 예를 들어 카메라의 촬상 센서의 1화소당 시야의 크기를 말한다. 화소 분해능은 카메라의 화소수가 많을수록 작아진다. 물체측 화소 분해능은, 화소 분해능을 촬상 렌즈의 광학 배율로 나눈 것이 된다. 물체측 화소 분해능은 광학 배율이 클수록 작아진다.
다음으로, 제어부(CNT)는, XY 테이블(TBL1)에 의해 카메라(CAM)를 Y축 방향으로 -1/2 광학 분해능분의 거리를 이동시키고(원래의 위치로 복귀)(스텝 S5), 조명값, 노광 시간 등이 동일한 노광 조건에서 다시 카메라(CAM)에 의해 피사체(OBJ)를 촬상하여, 도 4의 (c)에 나타내는 화상을 취득한다(스텝 S6).
다음으로, 제어부(CNT)는, XY 테이블(TBL1)에 의해 카메라(CAM)를 X축 방향으로 -1/2 광학 분해능분의 거리를 이동시키고(스텝 S7), 카메라(CAM)에 의해 피사체(OBJ)를 촬상하여, 도 4의 (d)에 나타내는 화상을 취득한다(스텝 S8).
다음으로, 제어부(CNT)는, 취득한 4개의 화상에 기초하여 후술하는 연산을 행하여, 도 4의 (e)에 나타내는 화상을 얻는다(스텝 S9).
실시 형태에서는, 저화소 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능보다 높은 정밀도로 이동시켜, 고화소 카메라의 화상(이하, 고화소 카메라라고 함)을 재현한다. 이것을 위해서는, 하기의 조건을 충족할 필요가 있다.
조건 1: 카메라의 취득 명도는 이상값으로 한다(노이즈의 영향이 없음). 피사체나 카메라를 일단 정지시키고, 다화상 촬영에 의한 화상 평균화를 행함으로써, 전자 회로 기인, 포톤 노이즈 기인의 노이즈는 제거할 수 있다. 또한, 고정 패턴 노이즈도 사전에 모든 화소의 고정 패턴의 값을 조사해 둠으로써 보정할 수 있다.
조건 2: 노광 시간, 조명 출력에 대해 취득 명도는 비례 변화로 한다. 수광 감도의 리니어리티가 좋은 카메라를 선택한다. 이에 의해, 화상 내의 명도를 설정할 수 있다.
조건 3: 서브 픽셀 내의 피사체의 존재 비율은, 그 화소에 점유되는 면적에 대해 비례하여 화소의 휘도값을 정하는 것으로 한다. 충분히 해상도가 좋은 광학계를 사용한다. 디스토션, 셰이딩이 없는 광학계를 사용한다. 화소 점유율과 수광 레벨에 대해서는 렌즈 집광에 대한 고강도 함수로 치환되며, 일반적으로는 sinc 함수(사인 함수를 그 변수로 나누어 얻어지는 초등 함수)로 근사시킬 수 있다.
조건 4: 카메라는 고정밀도로 광축에 대해 직교면 상에서 이동시킬 수 있는 것으로 한다. 장치로 말하면 XY 평면 상을 고정밀도로 이동시킬 수 있다. 카메라의 물체측 화소 분해능보다 고정밀도로 위치 제어할 수 있는 XY 테이블에 의해 미동 동작한다. 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능 미만에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시켜, 고화소의 화상을 얻는다. 예를 들어, 카메라의 물체측 화소 분해능은 15㎛ 정도이고, XY 테이블의 위치 결정 정밀도는 0.5 내지 1㎛ 정도이다. 따라서, 물체측 화소 분해능의 1/15 내지 1/30 정도까지의 이동 피치로 하는 것이 가능하다.
제어부(CNT)는 취득한 화상을 화상 처리 연산할 수 있다. 제어부(CNT)에 있어서의 연산 방법에 대해 도 6 내지 도 13을 사용하여 설명한다. 도 6은 고화소 카메라의 좌표 및 농담값, 고화소 카메라의 좌표와 동기시켜 배치된 저화소 카메라의 농담값 및 저화소 카메라를 고화소 카메라의 1화소분 이동시킨 후의 농담값을 나타내는 도면이다. 도 7은 고화소 카메라의 홀수 열의 차분을 나타내는 도면이다. 도 8은 고화소 카메라의 짝수 열의 차분을 나타내는 도면이다. 도 9는 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다. 도 10은 저화소 카메라의 하나의 화소를 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 홀수 열의 차분을 나타내는 도면이다. 도 11은 저화소 카메라의 하나의 화소를 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 짝수 열의 차분을 나타내는 도면이다. 도 11은 저화소 카메라의 하나의 화소를 0으로 한 경우의 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다. 도 13은 고화소 카메라의 농담값의 산정값을 나타내는 도면이다.
우선은 1차원으로 설명한다. 고해상도 카메라(화소수가 많은 고화소 카메라)의 화소의 좌표(H1 내지 H30)와 농담값(256계조)은, 예를 들어 도 6과 같다. 고해상도 카메라의 절반의 화소수밖에 없는 저해상도 카메라(화소수가 적은 저화소 카메라)를 좌표 동기시켜 배치하면 저화소 카메라의 농담값은 도 6에 나타내는 바와 같이 된다. 여기서, H1 내지 H30의 좌표의 농담값을 H1 내지 H30으로 하고, 저해상도 카메라의 좌표 및 그 농담값을 La1 내지 La15로 한다.
최초의 가정으로부터, 저화소 카메라의 하나의 화소의 농담값은, 그 화소 내의 고화소 카메라의 복수의 화소의 평균값이며,
Figure pat00001
즉,
Figure pat00002
이다. 여기서, n＝1 내지 30이다.
저화소 카메라를 고화소 카메라의 1화소분(저화소 카메라의 1/2 화소분)의 거리를 이동시키면 도 6에 나타내는 농담값이 된다. 여기서, 이동 후의 좌표 및 그 농담값을 Lb1 내지 Lb14로 한다.
H1 내지 H3에 착안하여,
Figure pat00003
Figure pat00004
이므로,
Figure pat00005
즉,
Figure pat00006
이 된다. 여기서, n＝1 내지 14이다.
식(6)으로부터 Lan과 Lbn의 차분을 취하면 고화소 카메라의 농담값의 홀수 열의 차분, 즉, 상대값을 알 수 있다. 도 7의 우측 끝 란에 식(6)으로부터 구한 (H2n+1－H2n-1)의 값을 나타낸다. 여기서, 소수점 이하는 버림하고 계산하였다.
저화소 카메라로 고화소 카메라의 값을 유추할 때, 고화소 카메라의 원래 값은 모르기 때문에 H1의 명도(농담값)를 일단 H1로 가정한다. 식(6)에 나타내는 바와 같이, 홀수 열의 상대성을 알고 있으므로, 고화소 카메라의 농담값의 산정값은 도 9에 나타내는 바와 같이 된다. 단, 각 홀수 열은 음수가 되는 것은 아니므로, H1은 최저라도 72 이상이어야 한다.
마찬가지로, 식(7)로부터, Lan+1과 Lbn의 차분을 취하면 고화소 카메라의 짝수 열의 차분(상대성)도 알 수 있다.
Figure pat00007
도 8의 우측 끝 란에 식(7)로부터 구한 (H2(n+1)－H2n)의 값을 나타내고 있다. 여기서, 소수점 이하는 버림하고 계산하였다. 저화소 카메라로 유추한 고화소 카메라의 농담값의 짝수 열의 산정값은, 도 9에 나타내는 바와 같이 된다.
이러한 사실들로부터, H1과 H2의 값을 알면, 고화소 카메라의 모든 값을 알 수 있게 된다. 또한, 식(2), (3)에 나타내는 연립 방정식을 사용하면, H1만 확정하면 H2의 값을 알 수 있으므로, 결과적으로 모든 Hn의 값을 확정할 수 있음을 나타내고 있다. 이것은 식(2), (3)에 나타내는 연립 방정식의 변수의 종류가 n(＝3)개 존재하는 것에 비해, 식의 수를 n-1(＝2)개밖에 작성할 수 없기 때문에, n개의 변수 Hn 중 어느 하나가 확정되지 않는 한, 모든 변수는 영역을 가져 버리는 것에 상당한다. 저화소 카메라로 고화소 카메라의 화상 생성을 행하기 위한 방정식의 차원수와 기지의 농담값의 종류의 관계는 상기와 같으므로, 저화소 카메라로 고화소 카메라의 화상을 재현할 수 없는 이유가 된다.
그러나 실제의 현장이라고 한다면, 카메라의 제어를 쥐고 있으므로, 추가 화상을 취득할 수 있다고 하는 조건을 붙인다. 도 5의 스텝 S6에서, 저화소 카메라에 있어서 카메라의 노광 시간 또는 조명을 조정하여, 어느 화소의 농담값이 0이 되는 조건에서 다시 화상을 취하는 것으로 한다.
도 10, 도 11에 나타내는 경우는, La4＝0으로 되어 있다. 여기서, La4는 저화상 카메라에 있어서의 최초의 촬상에 있어서 농담값이 가장 작은 좌표이다. 이때, H7과 H8은 모두 0 또는 어느 한쪽을 1로 하여 데이터를 거의 확정할 수 있다. La4＝0인 경우, 식(6)으로부터 구한 (H2n+1－H2n-1)의 값을 도 10의 우측 끝 란에, 식(7)로부터 구한 (H2(n+1)－H2n)의 값을 도 11의 우측 끝 란에 나타내고 있다. 여기서, 소수점 이하는 버림하고 계산하였다.
저화소 카메라로 유추한 고화소 카메라의 농담값은, 도 12에 나타내는 바와 같이 된다. 이때, H1을 0으로 가정하였을 때의 H7은 -86이 되고, 이 값을 H1에 피드백한다. 즉, H1＝86으로 한다. 그렇게 하면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 농담값을 오차 1 내지 2로 구할 수 있다.
즉, 저화소 카메라를 물체측 화소 분해능의 1/2의 정밀도로 이동시킬 수 있고, 또한 어느 화소가 0 또는 255가 되는 조명값이나 노광 시간을 설정하면, 고화소 카메라의 화상을 유추할 수 있게 된다. 이때, 오차가 1 내지 2가 되어 버리는 이유는 고화소 카메라의 인접하는 화소를 저화소 카메라의 1화소의 값으로 치환할 때의 평균 계산에서 발생하는 0.5를 캐스트(정수화)해 버리는 것에 기인한다. 따라서, 저화소 카메라의 계조 설정을 8비트로부터 9비트 이상으로 변경함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 또한, 현재의 카메라의 대부분은 10 내지 12비트 정도의 설정을 갖고 있다. 이 때문에, 조명값의 증감으로 더욱 세밀하게 1화소 내의 화소 경계 위치를 구할 수 있다.
이상은 1차원에 있어서의 설명인데, 2차원(평면)으로의 전개에 대해 도 14를 사용하여 설명한다. 도 14는 저화소 카메라의 1화소에 있어서의 Y축 방향의 고화소화 및 X축 방향의 고화소화를 나타내는 도면이다.
상술한 바와 같이, 저화소 카메라로 화상을 취득하여 하나의 화소 LaY1을 얻는다. 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/2로 Y축 방향으로 이동시켜 화상을 취득하여 화소 LbY1을 얻는다. 상술한 방법에 의해 고화소화하여 2개의 화소 HY1, HY2를 얻는다. 화소 LaY1을 화소 LaX1로 하여, 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/2로 X축 방향으로 이동시켜 화상을 취득하여 화소 LbX1을 얻는다. 상술한 방법과 마찬가지로 고화소화하여 2개의 화소 HX1, HX2를 얻는다. 화소 HX1의 농담값과 화소 HY1의 농담값을 평균하여 화소 HX1Y1을 산출하고, 화소 HX1의 농담값과 화소 HY2의 농담값을 평균하여 화소 HX1Y2를 산출하고, 화소 HX2의 농담값과 화소 HY1의 농담값을 평균하여 화소 HX2Y1을 산출하고, 화소 HX2의 농담값과 화소 HY2의 농담값을 평균하여 화소 HX2Y2를 산출한다. 이에 의해, 저화소 카메라의 4배의 해상도의 화상을 얻을 수 있다.
카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/2로 이동시켜 Y축 방향으로 2배의 해상도 및 X축 방향으로 2배의 해상도, 즉, 4배의 해상도를 얻는 방법에 대해 설명을 하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 이에 대해, 도 15, 도 16을 사용하여 설명한다. 도 15는 Y축 방향으로 3배, 4배의 해상도를 얻는 방법을 설명하는 도면이며, 도 15의 (a)는 물체측 화소 분해능의 1/3씩의 Y축 방향의 이동을 나타내는 도면이고, 도 15의 (b)는 물체측 화소 분해능의 1/4씩의 Y축 방향의 이동을 나타내는 도면이고, 도 15의 (c)는 물체측 화소 분해능의 1/N씩의 Y축 방향의 이동을 나타내는 도면이다. 도 16은 저화소 카메라의 1화소에 있어서의 Y축 방향의 4배의 고화소화 및 X축 방향의 4배의 고화소화를 나타내는 도면이다.
도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 분할 동작을 3분의 1, 즉, 물체측 화소 분해능의 1/3을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 Y축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, Y축 방향으로 3배의 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 물체측 화소 분해능의 1/3을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 X축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, X축 방향으로 3배의 해상도를 얻을 수 있다. 도 14와 마찬가지로 하여 저화소 카메라의 9배의 해상도를 얻을 수 있다.
또한, 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 분할 동작을 4분의 1, 즉, 물체측 화소 분해능의 1/4을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 Y축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, Y축 방향으로 4배의 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 물체측 화소 분해능의 1/4을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 X축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, X축 방향으로 4배의 해상도를 얻을 수 있다.
도 16에 나타내는 바와 같이, 저화소 카메라로 화상을 취득하여 하나의 화소 LaY1을 얻는다. 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/4씩 Y축 방향으로 이동시켜 화상을 취득하여 화소 LbY1, LcY1, LdY1을 얻는다. 상술한 연산 처리와 마찬가지로 고화소화하여 4개의 화소 HY1, HY2, HY3, HY4를 얻는다. 화소 LaY1을 화소 LaX1로 하여, 카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능의 1/4씩 X축 방향으로 이동시켜 화상을 취득하여 화소 LbX1을 얻는다. 상술한 연산 처리와 마찬가지로 고화소화하여 4개의 화소 HX1, HX2, HX3, HX4를 얻는다. 화소 HX1의 농담값과 화소 HY1의 농담값을 평균하여 화소 HX1Y1을 산출하고, 화소 HX1의 농담값과 화소 HY2의 농담값을 평균하여 화소 HX1Y2를 산출하고, 화소 HX2의 농담값과 화소 HY1의 농담값을 평균하여 화소 HX2Y1을 산출하고, 화소 HX2의 농담값과 화소 HY2의 농담값을 평균하여 화소 HX2Y2를 산출한다. 마찬가지로 하여, 화소 HX3Y1, HX4Y1, HX3Y2, HX4Y2, HX1Y3, HX2Y3, HX1Y3, HX1Y2, HX3Y3, HX4Y3, HX3Y4, HX4Y4를 산출한다. 이에 의해, 저화소 카메라의 16배의 해상도의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 도 15의 (c)에 나타내는 바와 같이, 분할 동작을 N분의 1, 즉, 물체측 화소 분해능의 1/N을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 Y축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, Y축 방향으로 N배의 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 물체측 화소 분해능의 1/N을 이동 피치로 하여 카메라 또는 피사체를 X축 방향으로 이동시켜 카메라 화상을 취득하고, 마찬가지의 연산 처리를 행함으로써, X축 방향으로 N배의 해상도를 얻을 수 있다. 도 16과 마찬가지로 하여 저화소 카메라의 N2배의 해상도를 얻을 수 있다.
카메라 또는 피사체를 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리로 이동시키는 경우에 대해 도 17, 도 18을 사용하여 설명한다. 도 17의 (b)는 목적의 시야 위치로 카메라를 이동시켜 촬상한 화상이고, 도 17의 (c)는 카메라를 도 17의 (b)의 위치로부터 Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능분의 거리를 움직여 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 17의 (d)는 카메라를 도 17의 (c)의 위치로부터 Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 움직이게 하여 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 17의 (a)는 카메라를 도 17의 (b)의 위치로부터 -Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 움직여 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 17의 (f)는 카메라를 도 17의 (b)의 위치로 복귀시켜 촬상한 화상을 나타내는 도면이고, 도 17의 (g)는 카메라를 도 17의 (f)의 위치로부터 X축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 움직여 촬상한 화상이고, 도 17의 (h)는 카메라를 도 17의 (g)의 위치로부터 X축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 움직여 촬상한 화상이고, 도 17의 (e)는 카메라를 도 17의 (f)의 위치로부터 -X축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 움직여 촬상한 화상이고, 도 17의 (i)는 도 17의 (a) 내지 도 17의 (h)의 화상으로부터 얻은 고화소의 화상이다.
먼저, Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 Y축 방향의 화소수를 4배로 고화소화하고, 그 후, X 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 X축 방향의 화소수를 4배로 고화소화하여 평면으로 전개하고, 4배한 Y축 방향의 화소수와 4배한 X축 방향의 화소수에 의해 16배로 고화소화한다. X축 방향으로 고화소화하고 나서 Y축 방향으로 고화소화해도 된다.
구체적으로는, 먼저, 도 17의 (b)의 화상을 얻고, 다음으로 Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (c)의 화상을 얻고, 또한 Y축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (d)의 화상을 얻고, 도 17의 (b)의 위치로부터 Y축 방향의 반대 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (a)의 화상을 얻는다. 다음으로, 도 17의 (b)와 동일한 위치에 있어서, 조명값 또는 노광 시간을 설정하여, 도 17의 (f)에 나타내는 바와 같은 어느 화소의 농담값이 0이 되는 화상을 얻는다. 다음으로, X축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (g)의 화상을 얻고, 또한 X축 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (h)의 화상을 얻고, 도 17의 (b)의 위치로부터 X축 방향의 반대 방향으로 1/4 물체측 화소 분해능의 거리를 이동하여 도 17의 (e)의 화상을 얻는다. 마지막으로, 상술한 8개의 화상에 기초하여 연산을 행하여, 도 17의 (i)에 나타내는 화상을 얻는다. X축 방향으로 화소수를 4배함과 함께 Y축 방향으로 화소수를 4배(화소수를 16배)하기 위해서는, 2×4＝8회의 화상 판독과 그것에 수반되는 이동 7회를 필요로 한다.
X축 방향의 화소수 및 Y축 방향의 화소수 각각을 N배(화소수를 N2배)하는 도입 횟수는 2N, 이동 횟수는 2N-1이다. 또한, 정밀도를 중시하는 경우는, Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/N의 거리의 이동마다, X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/N의 거리의 이동을 행하여 N2개의 화상을 도입해도 된다. 이 경우의 도입 횟수는 N2, 이동 횟수는 N2-1이다.
Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리의 이동마다, X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리 이동을 행하여 42(＝16)개의 화상을 도입하는 예에 대해 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18은 16개의 화상의 도입의 개념을 설명하는 도면이다. 도 18의 (a)는 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩의 이동을 나타내는 도면이고, 도 18의 (b)는 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리의 이동 후, Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩의 이동을 나타내는 도면이고, 도 18의 (c)는 또한 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리의 이동 후, Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩의 이동을 나타내는 도면이고, 도 18의 (d)는 또한 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리의 이동 후, Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩의 이동을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 18의 (a)의 굵은 테두리로 나타내는 목적의 시야 위치로 카메라를 이동시켜 촬상하여 화상을 취득한다(숫자 1). 그 후, 카메라를 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩 3회 이동시켜 촬상하여 3개의 화상을 취득한다(숫자 2 내지 4).
다음으로, 도 18의 (b)에 나타내는 바와 같이, 카메라를 굵은 테두리로부터 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리를 이동시켜 촬상하여 화상을 취득한다(숫자 5). 그 후, 카메라를 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩 3회 이동시켜 촬상하여 3개의 화상을 취득한다(숫자 6 내지 8).
다음으로, 도 18의 (c)에 나타내는 바와 같이, 카메라를 굵은 테두리로부터 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/2의 거리를 이동시켜 촬상하여 화상을 취득한다(숫자 9). 그 후, 카메라를 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩 3회 이동시켜 촬상하여 3개의 화상을 취득한다(숫자 10 내지 12).
다음으로, 도 18의 (d)에 나타내는 바와 같이, 카메라를 굵은 테두리로부터 X축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 3/4의 거리를 이동시켜 촬상하여 화상을 취득한다(숫자 13). 그 후, 카메라를 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능분의 1/4의 거리씩 3회 이동시켜 촬상하여 3개의 화상을 취득한다(숫자 14 내지 16).
이와 같이 하여 16회의 화상을 도입에 의해, 16(＝42)개의 화상을 취득한다. 이 경우의 이동 횟수는 15(＝42-1)이다.
실시 형태에 따르면, 카메라의 해상도보다도 고해상도 화상을 얻을 수 있으므로, 고정밀도 위치 결정이 가능해진다. 즉, 템플릿 모델을 미동 화상으로 생성하고, 고해상도 화상 공간에서 위치 결정 처리를 행하여, 정규화 상관 서치에서 널리 사용되고 있는 2차 근사에 의한 위치 결정 계산의 정밀도를 높일 수 있다. 즉, 통상은 저해상도의 카메라 인식 시스템으로 저비용 및 고속으로 처리를 실시하지만, 착공 제품의 변경이나 일정 기간마다 실시하는 검사 등 고정밀도를 요구하는 것이며 처리 시간에 영향이 적은 것은 고정밀도로 실시하는 등, 비용과 고정밀도를 양립하는 것이 가능해진다.
또한, 카메라의 해상도보다도 고해상도 화상을 얻을 수 있으므로, 크랙 검출 후에 크랙 폭의 측정이 가능해진다.
또한, 카메라의 해상도보다도 고해상도 화상을 얻을 수 있으므로, 크랙 검사에 있어서 역치 경계 부근의 그레이존에 있어서 상세 검사가 가능해진다. 이에 의해, 간이 검사에서 생산성을 유지하면서, 그레이존만 재검사 처리를 발동시킴으로써 수율을 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 카메라를 사용한 모방을 행할 때, 에지 결정 시의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 예를 들어 광학 헤드의 원점 모방은 카메라 화상으로부터 피더 슈트부의 스크라이빙 라인을 위치 정렬하는데, 이러한 장치의 어느 에지를 카메라로 맞출 때의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 미세 화상을 입수할 수 있으므로, 카메라의 포커스의 어긋남에 의한 블러를 1화소 미만에서 비교하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 카메라의 초점 조정에 응용하는 것이 가능해진다.
또한, 주기성 모양을 촬상하였을 때에 공간 주파수로 이루어지는 에일리어싱 현상인지 여부를 판별하는 것이 가능해진다.
또한, 다이의 회로 부분의 크랙 검사 감도를 향상시키는 것이 가능해진다. 이에 대해 이하에 설명한다.
다이 크랙 등에서 사용하고 있는 차분 알고리즘은 차분 실시 시에, 배경 화상의 위치의 재현성이 그다지 높지 않은 경우(움직여 버리는 경우), 화소 피치에 가까운 고주파 화상에서는, 그 미묘한 어긋남양에 의해, 배경 화상의 찍히는 방식에 어긋남이 발생해 버려, 차분 화상 처리에서 변화량을 추출하는 것이 어려워진다. 이에 대해 이하에 설명한다.
먼저, 차분 알고리즘에 대해 도 19, 도 20을 사용하여 설명한다. 도 19는 차분 알고리즘의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 20은 차분 알고리즘의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 모방 동작에 대해 설명한다. 기준 다이의 반송 및 선택을 행한다(스텝 S1). 웨이퍼 카메라의 경우는 피치 동작을 행하고, 본드 카메라의 경우는 본딩을 행한다. 다이 위치 결정용 조명과 셔터 시간(노광 시간)을 조정한다(스텝 S2). 카메라 화상 내의 다이의 위치 미세 조정(X, Y, θ 동작)을 육안 조정, 에지 검출 등을 사용하여 행한다(스텝 S3). 카메라 화상을 취득하고(스텝 S4), 다이의 위치 검출용 패턴 매칭 템플릿 화상의 영역을 선택하여 보존한다(스텝 S5). 다음으로, 다이 크랙용 조명과 셔터 시간을 조정한다(스텝 S6). 카메라 화상을 취득하고(스텝 S7), 다이의 위치 검출용 차분 화상 처리용 템플릿 화상의 영역을 선택하여 보존한다(스텝 S8).
다음으로, 검사 동작에 대해 설명한다. 착공 다이의 반송을 행한다(스텝 S11). 웨이퍼 카메라의 경우는 피치 동작을 행하고, 본드 카메라의 경우는 본딩을 행한다. 다이 위치 결정용 조명과 셔터 시간으로 전환한다(스텝 S12). 카메라 화상을 취득하고(스텝 S13), 패턴 매칭에 의해 다이 위치를 검출한다(스텝 S14). 다음으로, 다이 크랙용 조명과 셔터 시간으로 전환한다(스텝 S15). 카메라 화상을 취득하고(스텝 S16), 다이의 위치 검출 좌표에 맞추어, 차분 화상 처리용 템플릿과 스텝 S16에서 취득한 카메라 화상(검사 화상)의 차분 처리를 행한다(스텝 S17).
차분 알고리즘을 이용한 다이 크랙 검출은, 차분 처리할 때에 다이의 위치를 정확하게 맞추지 않으면, 어긋난 부분이 차이로서 검출되어 버린다. 그러나 아무리 동일한 제품이라도 각각의 워크가 차례차례 교체되어 가는 생산 시의 경우, 그 위치를 서브 픽셀로 맞추는 것은 곤란하다.
이에 대해, 도 21, 도 22를 사용하여 설명한다. 도 21은 고주파 화상의 예를 나타내는 도면이다. 도 21의 (a)는 다이의 회로 형성면을 나타내는 도면이고, 도 21의 (b)는 기판의 하나의 패키지 에어리어를 나타내는 도면이다. 도 22는 차분 처리의 오검출을 설명하는 도면이다. 도 22의 (a)는 템플릿 화상을 나타내는 도면이고, 도 22의 (b)는 검사 화상을 나타내는 도면이고, 도 22의 (c)는 차분 결과를 나타내는 도면이다.
도 21에 나타내는 바와 같은 화소 피치에 가까운 고주파의 모양을 갖는 영역(고주파 화상)에서는, 물체측 화소 분해능 미만의 근소한 어긋남으로, 배경 화상의 찍히는 방식에 어긋남이 발생해 버려, 촬상되는 화상의 농담이 크게 바뀌어 버리고, 이러한 회로 부분에서의 차분 화상 처리에서 변화량을 추출하는 것이 어려워져, 차분 알고리즘을 적용시키는 것을 곤란하다.
예를 들어, 도 22의 (a)에 나타내는 모방 시에 취득한 템플릿 화상과 도 22의 (b)에 나타내는 검사 시에 취득한 검사 화상에 근소한 어긋남이 발생하면, 도 22의 (c)에 나타내는 바와 같은 배경의 에지 부분 등이 차이로서 오검출되어 버린이다.
피사체와 카메라의 위치 관계의 1화소 미만의 어긋남에 의해 찍히는 방식이 변화된다는 점에서, 피사체의 위치 결정을 행하였을 때, 서브 픽셀 레벨에서의 어긋남양을 피드백시켜 카메라 또는 피사체를 이동시키는 것이 좋다. 그러나 그 방법으로는 제품마다의 검사 시에 미동 처리가 행해지게 되어, 처리 시간으로서는 느려져 버린다.
그래서 모방 동작 시에 1화소 범위 내에서 미동시킨 화상을 모두 유지하는 것이 좋다. 유지 화상은 대량이 되지만, 차분을 발동시킬 때는 검사 대상의 피사체를 패턴 매칭 등으로 위치 결정하여, 그 어긋남양을 산출하고, 유지 화상 중에서 어긋남양이 가장 가까운 화상을 선택하여, 차분을 발동시키면, 미동에 의한 영향이 적은 화상의 조합으로 검사를 행할 수 있다. 이에 의해 회로 부분의 검사 감도를 높게 유지할 수 있다.
제1 방법의 다이 크랙 검출에 대해 도 23, 도 24를 사용하여 설명한다. 도 23은 제1 방법의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 24는 제1 방법의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
제1 방법의 모방 동작의 스텝 S1 내지 S8은 도 19의 모방 동작과 마찬가지이다. 카메라 또는 피사체를 XY 테이블에서 이동시킨다(스텝 S10A). XY 테이블의 이동 거리(이동 피치)는 「화소 분해능/분할수」이며, X축 방향 및 Y축 방향으로 「화소 분해능/분할수」 피치로 순차 이동시킨다. 이에 의해, 「분할수×분할수」분의 템플릿이 보존된다. 여기서의 「화소 분해능」은 물체측 화소 분해능이다.
제1 방법의 검사 동작의 스텝 S11 내지 S16은 도 20의 검사 동작과 마찬가지이다. 스텝 S17A에서 다이의 위치 검출 좌표에 맞추어, 「분할수×분할수」인 템플릿 화상 중에서 어긋남양이 적정한 화상을 선택하여, 이것을 차분 화상 처리용 템플릿으로 하여 스텝 S16에서 취득한 카메라 화상(검사 화상)과 차분 처리를 행한다.
1화소의 이동 범위 내에서 미동시킨 모든 화상을 템플릿으로서 유지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 물체측 화소 분해능의 10분의 1의 정밀도로 템플릿을 유지하는 것이면, 물체측 화소 분해능에 대해, 예를 들어 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 1/10 화소씩 시야 또는 피사체를 움직인 화상을 템플릿으로서 유지하면, 보존되는 화상은 10×10의 100매가 된다.
위치 결정 알고리즘으로 피사체의 위치를 서브 픽셀 레벨로 정확하게 파악하는 것이 가능하다. 또한, 화소 단위에 있어서의 소수점 레벨에서의 위치 어긋남양에 따라서, 유지하고 있는 템플릿에서 가장 위치가 맞는 화상(차분 적용 시에 가장 배경의 차이가 나지 않는 화상)을 선택하여 차분 처리를 행하는 것이 가능하다.
물체측 화소 분해능의 10분의 1의 정밀도로 템플릿 유지하는 것이면 10의 제곱 매수 필요해지므로 메모리 용량을 대량으로 소비해 버린다. 그래서 메모리 용량을 삭감하는 제2 방법의 다이 크랙 검출에 대해 도 25, 도 26을 사용하여 설명한다. 도 25는 제2 방법의 모방 동작을 나타내는 흐름도이다. 도 26은 제2 방법의 검사 동작을 나타내는 흐름도이다.
제2 방법의 모방 동작의 스텝 S1 내지 S8은 제1 방법의 모방 동작과 마찬가지이다. 카메라 또는 피사체를 XY 테이블에서 이동시킨다(스텝 S10B). XY 테이블의 이동 거리(이동 피치)는 「화소 분해능/분할수」이며, X축 방향으로 「화소 분해능/분할수」 피치로 순차 이동시키고, Y축 방향 「화소 분해능/분할수」 피치로 순차 이동시킨다. 이에 의해, 「분할수×2」분의 템플릿이 보존된다. 여기서의 「화소 분해능」은 물체측 화소 분해능이다.
제2 방법의 검사 동작의 스텝 S11 내지 S16은 제1 방법의 검사 동작과 마찬가지이다. 스텝 S17B에서 다이의 위치 검출 좌표에 맞추어, 「분할수×2」인 템플릿 화상 중에서 어긋남양이 적정한 화상을 선택하여, 이것을 차분 화상 처리용 템플릿으로 하여 스텝 S16에서 취득한 카메라 화상(검사 화상)과 차분 처리를 행한다.
예를 들어, 물체측 화소 분해능의 10분의 1의 정밀도로 템플릿을 유지하는 것이면, 물체측 화소 분해능에 대해, 예를 들어 X축 방향으로 1/10 화소씩 시야 또는 피사체를 움직이게 한 화상을 템플릿으로서 유지하고, Y축 방향으로 1/10 화소씩 시야 또는 피사체를 움직이게 한 화상을 템플릿으로서 유지하면, 보존되는 화상은 10×2의 20매가 된다. 이에 의해, 제1 방법보다 메모리 용량을 삭감하는 것이 가능해진다.
실시예
도 27은 실시예의 다이 본더의 구성을 나타내는 개략 상면도이다. 도 28은 도 27에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
다이 본더(10)는, 크게 구별하여, 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 방향이고, X축 방향이 좌우 방향이다. 다이 공급부(1)가 다이 본더(10)의 앞쪽에 배치되고, 본딩부(4)가 안쪽에 배치된다.
먼저, 다이 공급부(1)는 하나 또는 복수의 최종 1패키지가 되는 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어 P라고 함)를 프린트한 기판 S에 실장하는 다이 D를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이 D를 밀어올리는 점선으로 나타내는 밀어올림 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 X축 및 Y축 방향으로 이동하고, 픽업할 다이 D를 밀어올림 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.
픽업부(2)는, 다이 D를 픽업하는 픽업 헤드(21)와, 픽업 헤드(21)를 Y축 방향으로 이동시키는 픽업 헤드의 Y 구동부(23)와, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 밀어올려진 다이 D를 선단에 흡착 유지하는 콜릿(22)(도 28도 참조)을 갖고, 다이 공급부(1)로부터 다이 D를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는, 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.
중간 스테이지부(3)는, 다이 D를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이 D를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 반송되어 오는 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩하거나, 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P 상에 본딩된 다이 상에 적층하는 형태로 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이 D를 선단에 흡착 유지하는 콜릿(42)(도 28도 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 촬상하여, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)와, 기판 인식 카메라(44)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 구동시키는 XY 구동부(45)를 갖는다. 이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치·자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판 S에 다이 D를 본딩한다.
반송부(5)는, 기판 S를 파지하여 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 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동시킴으로써 이동한다. 이러한 구성에 의해, 기판 S는, 기판 공급부(6)로부터 반송 레인(52)을 따라 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.
다음으로, 다이 공급부(1)의 구성에 대해 도 29, 도 30을 사용하여 설명한다. 도 29는 도 27의 다이 공급부의 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 도 30은 도 29의 다이 공급부의 주요부를 나타내는 개략 단면도이다.
다이 공급부(1)는, 수평 방향(X축 및 Y축 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향(Z축 방향)으로 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 D가 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 D의 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 잡아늘여져 다이 D의 간격이 확대되고, 밀어올림 유닛(13)에 의해 다이 D 하방으로부터 다이 D를 밀어올려, 다이 D의 픽업성을 향상시키고 있다. 또한, 박형화에 수반하여 다이를 기판에 접착하는 접착제는, 액상으로부터 필름상이 되어, 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 대해 행해진다. 따라서, 박리 공정에서는, 웨이퍼(11)와 다이 어태치 필름(18)을 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다. 또한, 이후에서는, 다이 어태치 필름(18)의 존재를 무시하고, 설명한다.
다이 본더(10)는, 웨이퍼(11) 상의 다이 D의 자세와 위치를 인식하는 웨이퍼 인식 카메라(24)와, 중간 스테이지(31)에 적재된 다이 D의 자세와 위치를 인식하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 스테이지 BS 상의 실장 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다. 인식 카메라 사이의 자세 어긋남을 보정해야 하는 것은, 본딩 헤드(41)에 의한 픽업에 관여하는 스테이지 인식 카메라(32)와, 본딩 헤드(41)에 의한 실장 위치의 본딩에 관여하는 기판 인식 카메라(44)이다. 본 실시예에서는 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)와 함께 후술하는 조명 장치를 사용하여 다이 D의 표면 검사를 행한다.
다음으로, 제어부(8)에 대해 도 31을 사용하여 설명한다. 도 31은 도 27의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
제어계(80)는 제어부(8)와 구동부(86)와 신호부(87)와 광학계(88)를 구비한다. 제어부(8)는, 크게 구별하여, 주로 CPU(Central Processor Unit)으로 구성되는 제어·연산 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 주 기억 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, 스테이지 인식 카메라 및 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 도입 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. 제어·연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 통해 필요한 데이터를 도입하고, 연산하여, 픽업 헤드(21) 등의 제어나, 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 통해 웨이퍼 인식 카메라(24), 스테이지 인식 카메라(32) 및 기판 인식 카메라(44)로 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어·연산 장치(81)를 사용하여 다이 D 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 결정, 그리고 다이 D 및 기판 S의 표면 검사를 행한다. 제어·연산 장치(81)가 산출한 다이 D 및 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 통해 구동부(86)를 움직인다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼 상의 다이의 위치 결정을 행하고, 픽업부(2) 및 본딩부(4)의 구동부에서 동작시켜 다이 D를 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. 조명 시스템은, 목적에 의해 동축 조명 등의 낙사 조명 및 사광 링 조명·사광 바 조명 등의 사광 조명 등의 복수종에 의한 조합으로 시스템을 구축하고 있다. 조명의 광원 색은 단색 이외에 백색 등이 있다. 조명의 광원은 출력 조절을 선형 변화로 행할 수 있는 것을 사용한다. 주로 LED의 펄스 조광 듀티로 광량 조절하는 시스템 등이 바람직하다.
다음으로, 다이 본딩 공정에 대해 도 32를 사용하여 설명한다. 도 32는 도 27의 다이 본더에 있어서의 다이 본딩 공정을 설명하는 흐름도이다.
(공정 P1: 웨이퍼 로딩)
실시예의 다이 본딩 공정에서는, 먼저, 도 32에 나타내는 바와 같이, 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 D의 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.
(공정 P2: 다이 반송)
다음으로, 제어부(8)는, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시키고, 수평으로 유지함으로써, 처음에 픽업될 다이 D를 픽업 위치에 배치한다. 또한, 다이 D의 픽업 위치는 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의한 다이 D의 인식 위치이기도 하다. 웨이퍼(11)는, 미리 프로버 등의 검사 장치에 의해 다이마다 검사되고, 다이마다 양호, 불량을 나타내는 맵 데이터가 생성되어, 제어부(8)의 기억 장치(82)에 기억된다. 픽업 대상이 되는 다이 D가 양품인지, 불량품인지의 판정은 맵 데이터에 의해 행해진다. 제어부(8)는, 다이 D가 불량품인 경우는, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음으로 픽업될 다이 D를 픽업 위치에 배치하고, 불량품인 다이 D를 스킵한다.
(공정 P3: 다이 위치 결정)
다음으로, 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 출력을 다이 위치 결정용 값으로 설정한다. 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상 다이 D의 주면(상면)을 촬영하여, 화상을 취득한다. 그때, 웨이퍼 보유 지지대(12)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능의 1/N씩 이동시켜 고화소화한다. 취득한 화상으로부터 픽업 대상 다이 D의 상기 픽업 위치로부터의 위치 어긋남양을 산출하여, 다이 D의 위치를 측정한다. 제어부(8)는, 이 위치 어긋남양을 기초로 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 이동시켜, 픽업 대상 다이 D를 픽업 위치에 정확하게 배치한다.
(공정 P4: 다이 표면 검사)
이어서, 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)의 조명 출력을 다이 크랙 검사용 값으로 변경한다. 제어부(8)는, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 픽업 대상 다이 D의 주면을 촬영하여 화상을 취득하고, 다이 크랙 및 이물 검사(표면 검사)를 행한다. 그때, 도 22에 나타내는 모방 동작으로 취득한 템플릿 화상을 사용하여 도 23의 검사 동작에 의해 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음이라고 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음이라고 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 다이 D의 공정 P9 이후를 스킵하고, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음으로 픽업될 다이 D를 픽업 위치에 배치한다.
(공정 P5: 기판 로딩, 공정 P6: 기판 반송)
제어부(8)는, 기판 공급부(6)에 의해 기판 S를 반송 레인(52)에 적재한다. 제어부(8)는, 기판 S를 파지하여 반송하는 기판 반송 갈고리(51)를 본딩 위치까지 이동시킨다.
(공정 P7: 기판 위치 결정)
다음으로, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 본딩 대상인 패키지 에어리어 P의 촬상 위치(본딩 탭 촬상 위치)로 이동시킨다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 기판 위치 결정용 값으로 설정한다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 기판 S를 촬영하여, 화상을 취득한다. 이때, 기판 인식 카메라(44)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능의 1/N씩 이동시켜 고화소화한다. 취득한 화상으로부터 기판 S의 패키지 에어리어 P의 위치 어긋남양을 산출하여 위치를 측정한다. 제어부(8)는, 이 위치 어긋남양을 기초로 기판 S를 이동시켜, 본딩 대상인 패키지 에어리어 P를 본딩 위치에 정확하게 배치하는 위치 결정을 행한다.
(공정 P8: 기판 표면 검사)
다음으로, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 취득한 화상으로부터, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 표면 검사를 행한다. 그때, 예를 들어 도 25에 나타내는 모방 동작으로 취득한 템플릿 화상을 사용하여 도 26의 검사 동작에 의해 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 표면 검사에서 문제가 있는지 여부를 판정하여, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 표면에 문제 없음이라고 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음이라고 판정한 경우에는, 표면 화상을 육안으로 확인하거나, 또한 고감도의 검사나 조명 조건 등을 바꾼 검사를 행하여, 문제가 있는 경우는 스킵 처리하고, 문제가 없는 경우는 다음 공정의 처리를 행한다. 스킵 처리는, 기판 S의 패키지 에어리어 P의 해당 탭으로의 공정 P10 이후를 스킵하고, 기판 착공 정보에 불량 등록을 행한다.
(공정 P9: 다이 핸들링, 공정 P10: 중간 스테이지 적재)
제어부(8)는, 다이 공급부(1)에 의해 픽업 대상 다이 D를 정확하게 픽업 위치에 배치한 후, 콜릿(22)을 포함하는 픽업 헤드(21)에 의해 다이 D를 다이싱 테이프(16)로부터 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다.
(공정 P11: 다이의 위치 검사)
제어부(8)는, 중간 스테이지(31)에 적재한 다이의 자세 어긋남(회전 어긋남)의 검출을 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 촬상하여 행한다. 이때, 스테이지 인식 카메라(32)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능의 1/N씩 이동시켜 고화소화한다. 제어부(8)는, 자세 어긋남이 있는 경우는 중간 스테이지(31)에 마련된 선회 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 실장 위치를 갖는 실장면에 평행인 면으로 중간 스테이지(31)를 선회시켜 자세 어긋남을 보정한다.
(공정 P12: 다이의 표면 검사)
제어부(8)는, 스테이지 인식 카메라(32)에 의해 취득한 화상으로부터, 다이 D의 표면 검사를 행한다. 그때, 예를 들어 도 25에 나타내는 모방 동작으로 취득한 템플릿 화상을 사용하여 도 26의 검사 동작에 의해 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음이라고 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P13)으로 진행하지만, 문제 있음이라고 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리는, 그 다이를 도시하지 않은 불량품 트레이 등에 적재하여, 다이 D의 공정 P13 이후를 스킵하고, 웨이퍼(11)가 적재된 웨이퍼 보유 지지대(12)를 소정 피치로 피치 이동시켜, 다음으로 픽업될 다이 D를 픽업 위치에 배치한다.
(공정 P13: 다이 어태치)
제어부(8)는, 콜릿(42)을 포함하는 본딩 헤드(41)에 의해 중간 스테이지(31)로부터 다이 D를 픽업하여, 기판 S의 패키지 에어리어 P, 또는 이미 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩되어 있는 다이에 다이 본딩한다.
(공정 P14: 다이와 기판의 상대 위치 검사)
다음으로, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 본딩 후의 다이 D의 촬상 위치로 이동시킨다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 다이 위치 결정용 값으로 설정한다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이 D를 촬영하여, 화상을 취득한다. 이때, 기판 인식 카메라(44)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 물체측 화소 분해능의 1/N씩 이동시켜 고화소화한다. 취득한 화상으로부터 다이 D의 위치를 측정한다. 제어부(8)는, 다이 D를 본딩한 후, 그 본딩 위치가 정확하게 이루어져 있는지를 검사한다. 이때, 다이의 위치 정렬과 마찬가지로 다이의 중심과, 탭의 중심을 구하여, 상대 위치가 정확한지를 검사한다.
(공정 P15: 다이 D 및 기판 S의 표면 검사)
이어서, 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)를 다이 크랙 검사용 촬상 위치로 이동시키는 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)의 조명 출력을 다이 크랙 검사용 값으로 변경한다. 제어부(8)는, 기판 인식 카메라(44)에 의해 다이 D를 촬영하여, 화상을 취득하고, 다이 크랙 및 이물 검사를 행한다. 그때, 예를 들어 도 25에 나타내는 모방 동작으로 취득한 템플릿 화상을 사용하여 도 27의 검사 동작에 의해 표면 검사를 행한다. 여기서, 제어부(8)는, 다이 D의 표면에 문제 없음이라고 판정한 경우에는 다음 공정(후술하는 공정 P9)으로 진행하지만, 문제 있음이라고 판정한 경우에는, 스킵 처리 또는 에러 정지한다. 스킵 처리에서는, 기판 착공 정보에 불량 등록을 행한다.
(공정 P16: 기판 반송, 공정 P17: 기판 언로딩)
이후, 마찬가지의 순서에 따라서 다이 D가 1개씩 기판 S의 패키지 에어리어 P에 본딩된다. 하나의 기판의 본딩이 완료되면, 기판 반송 갈고리(51)에 의해 기판 S를 기판 반출부(7)까지 이동시켜, 기판 반출부(7)에 기판 S를 전달한다.
(공정 P18: 웨이퍼 카세트에 언로딩)
이후, 마찬가지의 순서에 따라서 다이 D가 1개씩 다이싱 테이프(16)로부터 박리된다(공정 P9). 불량품을 제외한 모든 다이 D의 픽업이 완료되면, 그 다이 D들을 웨이퍼(11)의 외형으로 유지하고 있었던 다이싱 테이프(16) 및 웨이퍼 링(14) 등을 웨이퍼 카세트에 언로딩한다.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 실시 형태 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 실시예에서는, 위치 정렬 및 표면 검사에 있어서 고화소화나 복수 화소 취득을 적용하는 예를 설명하였지만, 위치 정렬 및 표면 검사 중 어느 한쪽만의 적용이어도 된다.
또한, 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 하나 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 반전시켜, 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.
OBJ: 피사체
CAM: 카메라
TBL1, TBL2: XY 테이블(구동부)
CNT: 제어부

Claims (20)

  1. 피사체를 촬상하는 카메라와,
    상기 카메라 또는 상기 피사체를 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 구동부와,
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 물체측 화소 분해능 미만에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키고, 상기 카메라에 의해 상기 피사체의 복수의 화상을 취득하고, 상기 복수의 화상에 기초하여 상기 카메라의 화소수보다 많은 화소수의 화상을 얻도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 상기 피사체의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 피사체의 제1 화상을 취득하고,
    상기 제1 상태에 있어서, 상기 제1 화상의 어느 화소의 농담값이 최솟값 또는 최댓값이 되도록 상기 카메라의 노광 시간 또는 조명을 조정하여 상기 피사체의 제2 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제3 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제2 방향을 1/N로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제4 화상을 취득하고,
    상기 제2 화상과 (N-1)개의 상기 제3 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N개의 제1 화소를 산출하고,
    상기 제2 화상과 (N-1)개의 상기 제4 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N개의 제2 화소를 산출하고,
    N개의 상기 제1 화소 및 N개의 상기 제2 화소에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N2개의 화소를 산출하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 상기 피사체의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 피사체의 제1 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 피사체를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N2-1)개의 제2 화상을 취득하고,
    상기 제1 화상과 (N2-1)개의 상기 제2 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N2개의 화소를 산출하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 카메라의 물체측 화소 분해능을 R㎛라고 하고, 상기 구동부의 위치 결정 정밀도를 L㎛라고 하면,
    R/N＞L
    의 관계를 갖는 다이 본딩 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 피사체는 다이싱 테이프 상의 다이 또는 기판 또는 기판 상에 적재된 다이 또는 이미 기판 상에 적재된 다이 상에 적재되는 다이인 다이 본딩 장치.
  6. 다이를 촬상하는 카메라와,
    상기 카메라 또는 상기 다이를 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 구동부와,
    상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 다이를 물체측 화소 분해능 미만에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시키고, 상기 카메라에 의해 상기 다이의 복수의 화상을 얻도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 제1 다이의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제2 화상을 취득하고,
    상기 제1 상태에 있어서, 상기 제1 다이의 제3 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제2 방향을 1/N로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제4 화상을 취득하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제1 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이를 촬상하여 다이 위치 검출용 패턴 매칭 템플릿 화상을 취득하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 상기 제1 화상, (N-1)개의 상기 제2 화상, 제3 화상 및 (N-1)개의 상기 제4 화상을 취득함으로써 (2×N)개의 다이 위치 검출용 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 취득하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제2 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 상기 제2 다이를 촬상하여 상기 패턴 매칭 템플릿 화상을 사용하여 패턴 매칭에 의해 상기 제2 다이의 다이 위치를 검출하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제2 다이의 화상을 취득하고,
    상기 검출한 상기 제2 다이의 다이 위치에 맞추어, (2×N)개의 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 사용하여 어긋남양이 적정한 화상을 재생하여, 재생한 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상과 차분 처리를 행하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 제1 다이의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 구동부에 의해 상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N2-1)개의 제2 화상을 취득하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제1 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이를 촬상하여 다이 위치 검출용 패턴 매칭 템플릿 화상을 취득하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 상기 제1 화상 및 (N2-1)개의 제2 화상을 취득함으로써 N2개의 다이 위치 검출용 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 취득하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제2 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 상기 제2 다이를 촬상하여 상기 패턴 매칭 템플릿 화상을 사용하여 패턴 매칭에 의해 상기 제2 다이의 다이 위치를 검출하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제2 다이의 화상을 취득하고,
    상기 검출한 상기 제2 다이의 다이 위치에 맞추어, N2개의 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 사용하여 어긋남양이 적정한 화상을 재생하여, 재생한 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상과 차분 처리를 행하도록 구성되는 다이 본딩 장치.
  13. 다이를 픽업하는 픽업 공정과,
    픽업한 상기 다이를 기판에 본딩하는 본딩 공정
    을 구비하고,
    상기 픽업 공정 또는 상기 본딩 공정은,
    카메라 또는 상기 다이를 물체측 화소 분해능 미만에서 제1 방향 및 제2 방향으로 이동시키고, 상기 카메라에 의해 상기 다이의 복수의 화상을 취득하고, 상기 복수의 화상에 기초하여 상기 카메라의 화소수보다 많은 화소수의 화상을 취득하여 위치 정렬을 행하는 위치 정렬 공정을 구비하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 위치 정렬 공정은,
    상기 카메라와 상기 다이의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 제1 상태에 있어서, 상기 제1 화상의 어느 화소의 농담값이 최솟값 또는 최댓값이 되도록 상기 카메라의 노광 시간 또는 조명을 조정하여 상기 다이의 제2 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제3 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제2 방향을 1/N로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제4 화상을 취득하고,
    상기 제2 화상과 (N-1)개의 상기 제3 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N개의 제1 화소를 산출하고,
    상기 제2 화상과 (N-1)개의 상기 제4 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N개의 제2 화소를 산출하고,
    N개의 상기 제1 화소 및 N개의 상기 제2 화소에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N2개의 화소를 산출하는 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 위치 정렬 공정은,
    상기 카메라와 상기 다이의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N2-1)개의 제2 화상을 취득하고,
    상기 제1 화상과 (N2-1)개의 상기 제2 화상에 기초하여 상기 카메라의 1화소당 N2개의 화소를 산출하는 반도체 장치의 제조 방법.
  16. 다이를 촬상하는 카메라와, 상기 카메라 또는 상기 다이를 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 카메라에 의해 제1 다이를 촬상하여 다이 위치 검출용 패턴 매칭 템플릿 화상을 취득하고, 상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 물체측 화소 분해능 미만에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 이동시켜 복수 개의 다이 위치 검출용 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 취득하고 있는 다이 본딩 장치에 기판을 반입하는 공정과,
    상기 기판에 적재되는 제2 다이의 크랙을 검사하는 검사 공정과,
    검사된 상기 제2 다이를 상기 기판에 적재하는 공정
    을 구비하고,
    상기 검사 공정은,
    상기 제2 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 제1 상태로 하도록 상기 제2 다이 또는 상기 카메라를 상기 구동부에 의해 이동시키는 공정과,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제2 다이를 촬상하여 상기 패턴 매칭 템플릿 화상을 사용하여 패턴 매칭에 의해 상기 제2 다이의 다이 위치를 검출하는 공정과,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제2 다이의 화상을 취득하는 공정과,
    상기 검출한 상기 제2 다이의 다이 위치에 맞추어, 복수 개의 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 사용하여 어긋남양이 적정한 화상을 재생하여, 재생한 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상과 차분 처리를 행하는 공정
    을 구비하는 반도체 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 상기 제1 다이의 위치 관계가 상기 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제2 화상을 취득하고,
    상기 제1 상태에 있어서, 상기 제1 다이의 제3 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 제1 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제2 방향을 1/N로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N-1)개의 제4 화상을 취득하는 반도체 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제1 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이를 촬상하여 상기 패턴 매칭 템플릿 화상을 취득하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 상기 제1 화상, (N-1)개의 상기 제2 화상, 상기 제3 화상 및 (N-1)개의 상기 제4 화상을 취득함으로써 (2×N)개의 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 취득하는 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라와 상기 다이의 위치 관계가 제1 상태에 있을 때, 상기 카메라에 의해 상기 다이의 제1 화상을 취득하고,
    상기 카메라 또는 상기 다이를 상기 제1 상태로부터 상기 카메라의 물체측 분해능의 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 1/N(N은 2 이상의 정수)로 분할한 거리씩 이동시켜 상기 카메라에 의해 (N2-1)개의 제2 화상을 취득하는 반도체 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 다이와 상기 카메라의 위치 관계를 상기 제1 상태로 하도록 상기 제1 다이 또는 상기 카메라를 이동시키고,
    다이 위치 결정용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이를 촬상하여 상기 패턴 매칭 템플릿 화상을 취득하고,
    다이 크랙 검사용 조명 및 노광 시간을 조정하여 상기 카메라에 의해 상기 제1 다이의 상기 제1 화상 및 (N2-1)개의 제2 화상을 취득함으로써 N2개의 상기 차분 화상 처리용 템플릿 화상을 취득하는 반도체 장치의 제조 방법.
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