KR20230096034A - 실장 장치, 실장 방법 및 실장 제어 프로그램 - Google Patents

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코헤이 세야마
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

실장 장치는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을, 적층하는 실장체의 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별로 구한다. 교정 제어부는 해당 교정값을 앙시용 촬상 유닛과 샤임플러그 광학계를 채용하는 부감용 촬상 유닛으로 하여금 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 앙시 화상에 기초하여 연산한다. 실장 제어부는 실장체의 접촉 예정면이 탑재 높이가 되도록 실장 툴의 위치를 조정하여 앙시용 촬상 유닛이 촬상하게 한 앙시 화상에 기초하여 기준 위치를 인식하고, 초점면이 탑재 높이가 동일면이 되도록 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 부감용 촬상 유닛이 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 부감 화상과 탑재 높이에 대응하는 교정값에 기초하여 목표 위치를 인식한다.

Description

실장 장치, 실장 방법 및 실장 제어 프로그램
본 발명은 실장 장치, 실장 방법 및 실장 제어 프로그램에 관한 것이다.
종래의 실장 장치의 일례인 본딩 장치에서는 먼저, 다이 패드 등의 작업 대상을 바로 위에서부터 카메라로 촬상하여 그 위치를 확인한다. 그리고, 카메라를 퇴피시키고나서 본딩 툴을 지지하는 헤드부를 해당 작업 대상의 바로 위로 이동시켜 본딩 작업을 실시하였다. 이러한 구성을 채용하는 본딩 장치는 작업 시간을 필요로 할 뿐만 아니라, 작업 목표 위치에 대한 이동 오차의 축적도 문제가 되었다. 그래서, 작업 대상을 비스듬 방향으로부터 촬상할 수 있는 샤임플러그(sheimflug) 광학계를 채용한 촬상 유닛의 이용을 고려하게 되었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개공보 제2014－179560호
그러나, 샤임플러그 광학계를 채용하는 촬상 유닛은 광학계의 구조상 특성으로부터, 주변 환경의 온도 변화에 따른 광학계 요소의 미세한 변위가 출력 화상의 평면 방향으로의 변위가 되어 나타나기 쉬움을 알게 되었다. 출력 화상의 평면 방향으로의 변위는, 반도체 칩을 탑재해야 할 목표 위치의 산출에 오차를 발생시키고, 따라서, 해당 반도체 칩을 본래의 목표 위치로 정확하게 실장하는 것을 방해하는 결과를 초래한다. 특히, 기판 상에 실장한 반도체 칩 위에 추가로 또다른 반도체 칩을 포개어 실장하는 소위 스택드 다이 실장이나 2.5차원 실장에서는 각각의 반도체 칩을 탑재하는 탑재면의 높이 변화한다. 이와 같은 경우에는 그 높이마다 오차량이 다르다는 과제도 밝혀졌다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 주변 환경의 온도가 변화하더라도, 또한, 반도체 칩 등의 실장체를 복수개 포개어 실장하는 경우일지라도, 샤임플러그 광학계를 채용하는 촬상 유닛을 이용하여 각각의 실장체를 탑재할 목표 위치를 정확하게 결정하고, 해당 실장체를 기판 상의 해당 목표 위치에 탑재하여 실장할 수 있는 실장 장치 등을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에서의 실장 장치는 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 기판에 이미 실장된 다른 실장체에 대해 설정되는 탑재 예상 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과, 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 스테이지면에 대해서 실장 툴과 같은 측으로부터 탑재 예정 영역을 부감(俯瞰)하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과, 실장 툴에 홀딩된 상태의 실장체를 스테이지면에 대해서 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시(仰視)하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛과, 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어부와, 실장 툴에 홀딩된 실장체의 기준 위치가 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 실장체를 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어부를 구비하며, 교정 제어부는 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 교정값을, 부감용 촬상 유닛과 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 앙시 화장에 기초하여 연산하고, 실장 제어부는 실장체 중 탑재 예정 영역으로의 접촉 예정면이 탑재 높이가 되도록 실장 툴의 위치를 조정하여 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 앙시 화상에 기초하여 기준 위치를 인식하며, 초점면이 탑재 높이와 동일 면이 되도록 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 부감용 촬상 유닛이 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 부감 화상과 탑재 높이에 대응하는 교정값에 기초하여 목표 위치를 인식한다.
본 발명의 제2 양태에서의 실장 방법은 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 기판에 이미 실장된 다른 실장체에 대하여 설정되는 탑재 예정 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과, 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 각각의 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 스테이지면에 대해서 실장 툴과 같은 측으로부터 탑재 예정 영역을 부감하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과, 실장 툴에 홀딩된 상태의 실장체를, 스테이지면에 대해서 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛을 구비하는 실장 장치를 이용한 실장체의 실장 방법으로서, 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어 단계와, 실장 툴에 홀딩된 실장체의 기준 위치가 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 실장체를 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어 단계를 가지며, 교정 제어 단계는 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 교정값을, 부감용 촬상 유닛과 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 앙시 화상에 기초하여 연산하고, 실장 제어 단계는 실장체 중 탑재 예정 영역에 대한 접촉 예정면이 탑재 높이가 되도록 실장 툴의 위치를 조정하여 앙시용 촬상 유닛이 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 앙시 화상에 기초하여 기준 위치를 인식하며, 초점면이 탑재 높이와 동일면이 되도록 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 부감용 촬상 유닛이 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 부감 화상과 탑재 높이에 대응하는 교정값에 기초하여 목표 위치를 인식한다.
본 발명의 제3 양태에서의 실장 제어 프로그램은 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 기판에 이미 실장된 다른 실장체에 대해 설정되는 탑재 예정 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과, 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 각각의 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 스테이지면에 대해서 실장 툴과 같은 측으로부터 탑재 예정 영역을 부감하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과, 실장 툴에 홀딩된 상태의 실장체를, 스테이지면에 대해서 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛을 구비하는 실장 장치를 제어하는 실장 제어 프로그램으로서, 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어 단계와, 실장 툴에 홀딩된 실장체의 기준 위치가 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 실장체를 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어 단계를 컴퓨터에 실행시키고, 교정 제어 단계는 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 교정값을, 부감용 촬상 유닛과 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 앙시 화상에 기초하여 연산하고, 실장 제어 단계는 실장체 중 탑재 예정 영역에 대한 접촉 예정면이 탑재 높이가 되도록 실장 툴의 위치를 조정하여 앙시용 촬상 유닛이 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 앙시 화상에 기초하여 기준 위치를 인식하며, 초점면이 탑재 높이와 동일면이 되도록 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 부감용 촬상 유닛이 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 부감 화상과 탑재 높이에 대응하는 교정값에 기초하여 목표 위치를 인식한다.
본 발명에 의해, 주변 환경의 온도가 변화되더라도, 또한, 반도체 칩 등의 실장체를 복수개 포개어 실장하는 경우일지라도, 샤임플러그 광학계를 채용하는 촬상 유닛을 이용해 각각의 실장체를 탑재하는 목표 위치를 정확하게 결정하고, 해당 실장체를 기판상의 해당 목표 위치에 탑재하여 실장할 수 있는 실장 장치 등을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 본딩 장치를 포함하는 플립 칩 본더의 전체 구성도이다.
도 2는 본딩 장치의 시스템 구성도이다.
도 3은 샤임플러그 광학계를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 3개의 촬상 유닛이 제1 예정면의 높이로 조정된 교정 지표를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 3개의 촬상 유닛이 제2 예정면의 높이로 조정된 교정 지표를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본딩 툴이 제1 반도체 칩을 습득하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 제3 촬상 유닛이 제1 반도체 칩을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 제3 촬상 유닛이 출력한 앙시 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 9은 제1 촬상 유닛 및 제2 촬상 유닛이 탑재 예정 영역인 리드 프레임을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 부분 사시도이다.
도 11은 제1 부감 화상 및 제2 부감 화상으로부터 제1 반도체 칩을 탑재하는 다이 패드 상의 목표 좌표를 산출할 때까지의 수순을 나타내는 도면이다.
도 12는 본딩 툴이 제1 반도체 칩을 목표 위치로 탑재하여 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은 본딩 툴이 퇴피하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 14는 제3 촬상 유닛이 제2 반도체 칩을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 15는 제3 촬상 유닛이 출력한 앙시 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 제1 촬상 유닛 및 제2 촬상 유닛이 탑재 예정 영역인 제1 반도체 칩을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 17는 제1 부감 화상 및 제2 부감 화상으로부터 제2 반도체 칩을 탑재하는 제1 반도체 칩 상의 목표 좌표를 산출할 때까지의 수순을 나타내는 도면이다.
도 18은 본딩 툴이 제2 반도체 칩을 목표 위치로 탑재하여 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 19는 반도체 칩의 본딩 수순을 설명하는 플로우 차트이다.
도 20는 교정 제어 단계의 수순을 설명하는 서브 플로우 차트이다.
도 21는 본딩 제어 단계의 수순을 설명하는 서브 플로우 차트이다.
도 22는 다른 실시예에서 3개의 촬상 유닛이 제1 예정면의 높이로 조정된 교정 지표를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 23는 다른 실시예에서의 반도체 칩의 본딩 수순을 설명하는 플로우 차트이다.
도 24는 또다른 실시예에서의 교정 유닛의 교정 지표의 배치에 대해 설명하는 도면이다.
이하, 발명의 실시형태를 통해서 본 발명을 설명하되, 특허 청구 범위에 따른 발명을 이하의 실시형태에 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시형태에서 설명하는 구성 전부가 과제를 해결하기 위한 수단으로서 필수라고는 할 수 없다. 한편, 각 도면에 있어서, 동일 또는 유사한 구성을 갖는 구조물이 복수개 존재할 경우에는 번잡해지는 것을 회피하기 위해, 일부에 부호를 붙이고, 다른 것에 동일 부호를 붙이는 것을 생략하는 경우가 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 실장 장치로서의 본딩 장치(100)를 포함하는 플립 칩 본더의 전체 구성도이다. 플립 칩 본더는 주로 본딩 장치(100)와 칩 공급 장치(500)로 구성된다. 칩 공급 장치(500)는 실장체로서의 다이싱된 반도체 칩(310)을 그 상부면에 탑재하여 본딩 장치(100)로 공급하는 장치이다. 구체적으로는, 칩 공급 장치(500)는 픽업 기구(510) 및 반전 기구(520)를 포함한다. 픽업 기구(510)는 탑재된 임의의 반도체 칩(310)을 반전 기구(520)쪽으로 향하게 하여 밀어올리는 장치이다. 반전 기구(520)는 픽업 기구(510)로 밀어올려진 반도체 칩(310)을 흡착해 반전시킴으로써 그 상하 방향의 방향을 바꾸는 장치이다. 본 실시형형태에서는 반도체 칩(310)으로서 제1 반도체 칩(310a)과 제2 반도체 칩(310b)의 2종류가 준비되어 있다. 본딩 장치(100)는 반전 기구(520)에 의해 반전된 상태로 흡착되어 있는 제1 반도체 칩(310a) 또는 제2 반도체 칩(310b)을 후술하는 본딩 툴(120)에 의해 습득하고, 리드 프레임(330)에 적층하여 접착하는 장치이다. 본 실시형에서는 제1 반도체 칩(310a)을 리드 프레임(330)에 탑재하여 접착하고, 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310a) 위에 중첩시켜 접착한다. 리드 프레임(330)은 스테이지(190)에 탑재되는 기판의 일례이다.
본딩 장치(100)는 주로 헤드부(110), 본딩 툴(120), 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140), 제3 촬상 유닛(150), 교정 유닛(170), 스테이지(190)를 구비한다. 헤드부(110)는 본딩 툴(120), 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140)을 지지하며, 헤드 구동 모터(111)에 의해 평면 방향 및 수직 방향으로 이동 가능하다. 본 실시형태에 있어, 평면 방향은 도시하는 바와 같이 X축 방향과 Y축 방향에서 정해지는 수평 방향이고, 수직 방향(높이 방향)은 X축 방향 및 Y축 방향과 직교하는 Z축 방향이다.
본딩 툴(120)은 툴 구동 모터(121)에 의해 헤드부(110)에 대해 높이 방향으로 이동 가능하며, 또한, Z축 주위에 회전가능하다. 본딩 툴(120)은 실장 툴의 일례로서, 선단부에 반도체 칩(310)을 흡착하는 콜렛(122)과, 콜렛(122)이 흡착하는 반도체 칩(310)을 가열하는 히터(124)를 갖는다. 본딩 툴(120)은 콜렛(122)에 흡착시킨 반도체 칩(310)을 소정 위치에 탑재하고, 콜렛(122)의 선단부로 가압하면서 히터(124)로 가열하여 접착한다.
제1 촬상 유닛(130)과 제2 촬상 유닛(140)은 리드 프레임(330)을 부감하여 촬상하는 부감용 촬상 유닛이다. 제1 촬상 유닛(130)은 제1 광학계(131)와 제1 촬상 소자(132)를 구비하며, 그 광축을 본딩 툴(120)의 하방으로 향하게 하여 헤드부(110)에 비스듬하게 설치되어 있다. 제1 광학계(131)와 제1 촬상 소자(132)는 스테이지(190)의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면(110a)이 되도록 샤임플러그 조건을 만족하며 배치되어 있다.
제2 촬상 유닛(140)은 제2 광학계(141)와 제2 촬상 소자(142)를 구비하며, 본딩 툴(120)에 대해 제1 촬상 유닛(130)과는 반대측에 그 광축을 본딩 툴(120)의 하방으로 향하게 하여 헤드부(110)에 비스듬하게 설치되어 있다. 제2 광학계(141)와 제2 촬상 소자(142)는 스테이지(190)의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면(110a)이 되도록 샤임플러그 조건을 만족하며 배치되어 있다. 한편, 이하의 설명에서는 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)을 합쳐서 "부감용 촬상 유닛"이라고 칭하는 경우가 있다.
제3 촬상 유닛(150)은 본딩 툴(120)의 콜렛(122)에 홀딩된 상태의 상기 반도체 칩을 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛이다. 도시하는 바와 같이, 제3 촬상 유닛(150)은 스테이지(190)의 스테이지면을 분할면으로 하면, 부감용 촬상 유닛이 배치되는 공간과는 반대측의 공간에 배치되어 있다. 제3 촬상 유닛(150)은 제3 광학계(151)와 제3 촬상 소자(152)를 구비하며, 그 광축을 상방으로 향하게 하여 설치되어 있다. 제3 촬상 유닛(150)은 제3 광학계(151)와 제3 촬상 소자(152)가 광축과 직교하도록 배치된 일반적인 촬상 유닛으로서, 그 초점면(150a)은 제3 촬상 소자(152)의 수광면과 평행하다. 또한, 이하의 설명에서는 제3 촬상 유닛(150)을 "앙시용 촬상 유닛"이라고 칭하는 경우가 있다.
교정 유닛(170)은 주로 지표 구동 모터(171), 지표 플레이트(172), 교정 지표(173), 지지대(174), 로드(175)를 구비한다. 교정 지표(173)는 예를 들어 십자 마크의 교점이라는 기준 위치가 정해진 레퍼런스 마크이다. 지표 플레이트(172)는 예를 들면 유리나 투명 수지의 박판이며, 그 일면에 교정 지표(173)가 인쇄되어 있다. 즉, 교정 지표(173)는 지표 플레이트(172)의 어느 면측으로부터도 관찰할 수 있다. 본 실시형태에서는, 교정 지표(173)는 지표 플레이트(172) 중 제3 촬상 유닛(150)과 마주보는 표면과는 반대측의 표면에 인쇄되어 있다. 또한, 서로의 기준 위치가 XY 방향으로 어긋남 없이 2개의 교정 지표(173)가 지표 플레이트(172)의 양면에 각각 인쇄되어 있으면, 지표 플레이트(172)는 투명하지 않아도 괜찮다. 그 경우, 제3 촬상 유닛(150)과 마주보는 교정 지표(173)가 제3 촬상 유닛(150)의 피사계 심도도의 범위에 들어가도록 지표 플레이트(172)의 두께가 설정된다. 또한, 교정 지표(173)는 인쇄에 국한되지 않고, 실링 접착이나 지표 플레이트(172) 표면의 마킹 등에 의해 마련될 수도 있다.
지표 구동 모터(171)는 지표 플레이트(172)를 Z축 주위로 선회시킴으로써, 교정 지표(173)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야 중심 부근으로 이동시키거나 해당 시야로부터 퇴피시키거나 한다. 또한, 지표 구동 모터(171)는 로드(175)를 높이 방향으로 진퇴시킨다. 로드(175)의 일단에는 지표 플레이트(172)의 단부가 선회가능하게 체결되어 있으며, 타단에는 지지대(174)가 체결되어 있다. 지지대(174)에는 제3 촬상 유닛(150)이 고정되어 있다. 즉, 지표 플레이트(172)가 선회하여 교정 지표(173)가 제3 촬상 유닛(150)의 시야로 투입되면, 항상 교정 지표(173)이 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)이 되도록, 양자의 간격이 로드(175)에 의해 조정되어 있다. 또한, 제3 광학계(151)는 초점면(150a)를 사이에 끼우는 일정 깊이 범위를 시야계 심도로 하므로, 양자의 간격은 그 피사계 심도의 범위이면 어긋남이 허용된다.
지표 구동 모터(171)는 로드(175)를 높이 방향으로 진퇴시킴으로써, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)을 교정 지표(173)의 인쇄면에 유지한 채, 교정 지표(173)의 높이를 조정할 수 있다. 구체적으로는 제1 반도체 칩(310a)을 탑재하는 탑재 예정면인 제1 예정면(330a)(리드 프레임(330)의 상면)이나, 제2 반도체 칩(310b)을 탑재하는 탑재 예정면인 제2 예정면(330b)(리드 프레임(330)에 접착된 제1 반도체 칩(310a)의 상면)에 교정 지표(173)의 높이를 맞출 수 있다, 바꿔말하면, 지표 구동 모터(171)은 로드(175)를 높이 방향으로 진퇴시킴으로써, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)을 제1 예정면(330a)이나 제2 예정면(330b)과 일치시킬 수 있다. 이 경우, 교정 지표(173)는 제3 촬상 유닛(150)의 시야로부터 퇴피되어 있을 수 있다.
도 2는 본딩 장치(100)의 시스템 구성도이다. 본딩 장치(100)의 제어 시스템은 주로 연산 처리부(210), 기억부(220), 입출력 디바이스(230), 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140), 제3 촬상 유닛(150), 헤드 구동 모터(111), 툴 구동 모터(121), 지표 구동 모터(171)에 의해 구성된다.
연산 처리부(210)는 본딩 장치(100)의 제어와 프로그램의 실행 처리를 행하는 프로세서(CPU：Central Processing Unit)이다. 프로세서는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등의 연산 처리 칩과 연계하는 구성일 수도 있다. 연산 처리부(210)는 기억부(220)에 저장된 본딩 제어 프로그램을 판독하여, 본딩 제어에 관한 여러 가지 처리를 실행한다.
기억부(220)는 비휘발성 기억 매체로서, 예를 들면 HDD(Hard Disk Drive)에 의해 구성되어 있다. 기억부(220)는 본딩 제어 프로그램 외에도, 제어나 연산에 이용되는 여러 가지 파라미터값, 함수, 룩업 테이블 등을 저장할 수 있다. 기억부(220)는 특히 교정 데이터(221)를 저장하고 있다. 교정 데이터(221)는 구체적으로는 후술하겠지만, 동일한 관찰 대상에 대해서 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값에 관한 데이터이다.
입출력 디바이스(230)는 예를 들면 키보드, 마우스, 표시 모니터를 포함하며, 사용자에 의한 메뉴 조작을 접수하거나 사용자에게 정보를 제시하거나 하는 디바이스이다. 예를 들면, 연산 처리부(210)는 취득한 부감 화상이나 앙시 화상을 입출력 디바이스(230) 중 하나인 표시 모니터에 표시할 수도 있다.
제1 촬상 유닛(130)은 연산 처리부(210)로부터 촬상 요구 신호를 받아 촬상을 실행하고, 제1 촬상 소자(132)가 출력한 제1 부감 화상을 화상 신호로 하여 연산 처리부(210)로 송신한다. 제2 촬상 유닛(140)은 연산 처리부(210)로부터 촬상 요구 신호를 받아 촬상을 실행하고, 제2 촬상 소자(142)가 출력한 제2 부감 화상을 화상 신호로 해서 연산 처리부(210)로 송신한다. 제3 촬상 유닛(150)은 연산 처리부(210)로부터 촬상 요구 신호를 받아 촬상을 실행하고, 제3 촬상 소자(152)가 출력한 앙시 화상을 화상 신호로 해서 연산 처리부(210)로 송신한다.
헤드 구동 모터(111)는 연산 처리부(210)로부터 구동 신호를 받아 헤드부(110)를 수평면 방향 및 높이 방향으로 이동시킨다. 툴 구동 모터(121)는 연산 처리부(210)로부터 구동 신호를 받아 본딩 툴(120)을 높이 방향으로 이동시키고, Z축 주위로 회전시킨다. 지표 구동 모터(171)는 연산 처리부(210)로부터 구동 신호를 받아 지표 플레이트(172)를 선회시키고, 로드(175)를 높이 방향으로 진퇴시킨다.
연산 처리부(210)는 본딩 제어 프로그램이 지시하는 처리에 따라 여러 가지 연산을 실행하는 기능 연산부로서의 역할도 담당한다. 연산 처리부(210)는 화상 취득부(211), 구동 제어부(212), 교정 제어부(213), 본딩 제어부(214)로서 기능할 수 있다. 화상 취득부(211)는 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140), 제3 촬상 유닛(150)으로 촬상 요구 신호를 송신하고, 제1 부감 화상, 제2 부감 화상, 앙시 화상의 화상 신호를 취득한다. 구동 제어부(212)는 헤드 구동 모터(111), 툴 구동 모터(121), 지표 구동 모터(171)로 제어량에 따른 구동 신호를 송신함으로써, 헤드부(110), 본딩 툴(120), 지표 플레이트(172), 제3 촬상 유닛(150)을 목표 위치로 이동시킨다. 또한, 픽업 기구(510)나 반전 기구(520)로 구동 신호를 송신함으로써, 타겟이 되는 반도체 칩(310)을 밀어올리거나, 흡착시켜서 반전시키거나 한다.
교정 제어부(213)는 화상 취득부(211)나 구동 제어부(212) 등을 제어함으로써, 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 교정값을, 부감용 촬상 유닛과 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표(173)를 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 앙시 화상에 기초하여 연산한다. 구체적으로는 교정 제어부(213)는 교정 지표(173)가 반도체 칩(310)의 탑재 예정 영역과 동일면이 되도록 지표 플레이트(172)의 위치를 조정하고, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)도 해당 탑재 예정 영역과 동일면이 되도록 헤드부(110)의 위치를 조정한다. 또한, 상술한 바와 같이 지표 플레이트(172)의 위치를 조정하면 앙시용 촬상 유닛의 초점면(150a)도 해당 탑재 예정 영역과 동일면이 되므로, 그 조정 후에 앙시용 촬상 유닛에 교정 지표(173)를 촬상시킨다.
본딩 제어부(214)는 실장 제어부의 일례이며, 화상 취득부(211)나 구동 제어부(212) 등을 제어함으로써, 본딩 툴(120)에 홀딩된 반도체 칩(310)을 앙시용 촬상 유닛이 촬상하게 하여 출력시킨 앙시 화상에 기초하여 반도체 칩(310)의 기준 위치를 인식한다. 이 때, 본딩 제어부(214)는 해당 반도체 칩(310) 중 탑재 예정 영역으로의 접촉 예정면이 해당 탑재 예정 영역의 탑재 높이와 같아지도록 본딩 툴(120)의 위치를 조정하고, 또한, 앙시용 촬상 유닛의 초점면(150a)도 해당 탑재 예정 영역의 탑재 높이와 같아지도록 조정한다. 그리고, 해당 반도체 칩(310)을 탑재하고자 하는 탑재 예정 영역을 부감용 촬상 유닛이 촬상하게 하여 출력시킨 부감 화상과 상술한 교정값에 기초하여 결정한 목표 위치와 해당 기준 위치가 일치하도록, 본딩 툴(120)이 해당 반도체 칩(310)을 탑재 예정 영역에 탑재시켜 본딩하게 한다. 이 때, 본딩 제어부(214)는 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 탑재 예정 영역의 탑재 높이와 같아지도록 헤드부(110)의 위치를 조정한다. 교정 제어부(213)와 본딩 제어부(214)의 구체적인 제어나 처리에 대해서는 상세히 후술한다.
도 3은 제1 촬상 유닛(130)에 채용되어 있는 샤임플러그 광학계를 설명하기 위한 설명도이다. 제2 촬상 유닛(140)에도 동일한 샤임플러그 광학계가 채용되어 있는데, 여기에서는 대표적으로 제1 촬상 유닛(130)의 샤임플러그 광학계에 대해 설명한다.
도 3에 있어서, 평면(S1)은 스테이지(190)의 스테이지면에 대해서 평행한 초점면(110a)이다. 가상면(S2)은 물측 렌즈군(131a)과 상(像)측 렌즈군(131b)을 구성군으로 하는 제1 광학계(131)의 주 평면을 포함하는 평면이다. 평면(S3)은 제1 촬상 소자(132)의 수광면을 포함하는 평면이다. 본 실시형태에 있어서, 샤임플러그 광학계는 샤임플러그 조건을 만족하며 배치되어 있는 제1 광학계(131)와 제1 촬상 소자(132)를 포함한다. 샤임플러그 조건을 만족하는 배치란, 평면(S1), 가상면(S2), 가상면(S3)이 공통의 직선(P) 상에서 서로 교차하는 배치이다.
조리개(133)는 물측 렌즈군(131a)과 상측 렌즈군(131b)의 사이에 배치되어, 통과하는 광속을 제한한다. 조리개(133)의 지름에 의해, 피사계 심도(DP)를 조정할 수 있다. 따라서, 제1 예정면(330a)이나 제2 예정면(330b)이 이 피사계 심도 내에 위치하면, 제1 촬상 유닛(130)은 후술하는 패드 기준 마크나 적층 기준 마크를 초점 맞춤 상태로 촬상할 수 있다. 이런 의미에 있어서, 초점면(110a)을 제1 예정면(330a), 제2 예정면(33b)에 일치시키는 위치 제어는 피사계 심도(DP)의 범위이면 어긋남이 허용된다.
제2 촬상 유닛(140)은 제1 촬상 유닛(130)과 동일한 구성을 구비하고, 본딩 툴(120)의 중심축을 포함한 YZ 평면에 대해 대칭으로 헤드부(110)에 배설되어 있다. 따라서, 제2 촬상 유닛(140)도 제1 촬상 유닛(130)과 마찬가지로, 패드 기준 마크나 적층 기준 마크를 초점 맞춤 상태로 촬상할 수 있다. 제1 촬상 유닛(130)의 초점면과 제2 촬상 유닛(140)의 초점면은 초점면(110a)에서 일치하는 것이 바람직하지만, 어긋남이 생겼다고 하더라도, 서로의 피사계 심도의 일부가 겹치져 있는 한, 패드 기준 마크나 적층 기준 마크를 함께 초점 맞춤 상태로 촬상할 수 있다.
그런데, 이러한 샤임플러그 광학계를 채용한 촬상 유닛을 채용하면, 본딩 툴(120)의 바로 아래를 비스듬 방향으로부터 관찰할 수 있다. 따라서, 본딩 툴(120)이 반도체 칩(310)을 홀딩하게 하고, 그 탑재 예정 영역의 바로 위로 본딩 툴(120)을 이동시킨 상태에서도 해당 탑재 예정 영역을 부감용 촬상 유닛으로 관찰할 수 있다. 즉, 탑재 예정 영역의 바로 위에 본딩 툴(120)을 이동시키고 나서, 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여, 반도체 칩(310)을 탑재하는 목표 위치를 결정할 수 있다. 그러면, 그 상태로부터 반도체 칩(310)을 목표 위치까지 이동시키면 되기 때문에, 헤드부(110)나 본딩 툴(120)의 이동을 대폭 억제할 수가 있고, 이동에 따른 위치 어긋남의 저감이나 리드 타임의 단축을 구현할 수 있게 되었다.
그러나, 샤임플러그 광학계를 채용하는 촬상 유닛은 광학계나 촬상 소자의 배치 상의 특성으로부터, 광학계나 촬상 소자가 주변 환경의 온도 변화에 따라 약간 변위되는 것만으로, 출력 화상이 평면 방향으로 변위됨을 알게 되었다. 즉, 주변 환경의 온도에 따라, 상(像)이 시프트됨을 알게 되었다. 이러한 현상은 부감 화상에 기초하여 반도체 칩(310)을 탑재하는 목표 위치를 결정할 경우에, 그 목표 위치에 오차를 발생시켜, 해당 반도체 칩을 본래의 목표 위치에 정확하게 본딩하는 것을 방해하는 결과를 초래하게 된다. 특히, 반도체 칩(310)을 가열하는 히터(124)가 본딩 툴(120)에 비치되어 있는 경우에는 샤임플러그 광학계 주변의 온도 변화가 커진다. 또한, 기판 상에 본딩한 반도체 칩 위에 추가로 또다른 반도체 칩을 포개어 본딩하는 소위 스택드 다이 실장이나 2.5차원 실장에서는 각각의 반도체 칩을 탑재하는 탑재면의 높이가 변화한다. 이와 같은 경우에는 그 높이마다 생기는 오차량이 다르다는 과제도 밝혀졌다.
그래서, 본 실시형태에서는 주변 환경의 온도 변화가 상정되는 소정의 타이밍에 교정 처리를 실행하여, 동일한 관찰 대상에 대해서 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을, 탑재가 예정되는 높이마다 산출한다. 그리고, 반도체 칩(310)을 탑재 예정 영역의 목표 위치에 본딩하는 본딩 처리에서는 교정 처리에 의해 산출한 교정값 중 어느 하나를 이용하여 정확한 목표 위치를 결정한다. 이하에, 교정 처리와 본딩 처리를 순서대로 설명한다.
교정 처리는 교정 제어부(213)가 실행을 담당한다. 교정 제어부(213)는 먼저, 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140) 및 제3 촬상 유닛(150)이 교정 지표(173)를 촬상하게 한다. 도 4는 3개의 촬상 유닛이 제1 예정면(330a)의 높이로 조정된 교정 지표(173)를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
도시하는 바와 같이, 교정 제어부(213)는 교정 처리를 개시할 때에, 구동 제어부(212)를 통해서 지표 구동 모터(171)를 구동함으로써, 지표 플레이트(172)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야 안으로 이동시킨다. 지표 플레이트(172)가 제3 촬상 유닛(150)의 시야 안으로 이동되면, 지표 플레이트(172)에 마련된 교정 지표(173)는 지지대(174)에 고정된 제3 촬상 유닛(150)의 시야에 대해서 거의 중심에 위치한다. 또한, 교정 제어부(213)는 지표 구동 모터(171)를 구동함으로써, 교정 지표(173)의 인쇄면이 제1 반도체 칩(310a)를 탑재하는 탑재면인 제1 예정면(330a)과 동일면이 되도록 로드(175)를 상하운동시켜 조정한다. 이 때, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)도 제1 예정면(330a)과 동일면이 된다.
이어서, 교정 제어부(213)는 구동 제어부(212)를 통해서 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제1 예정면(330a)과 일치하도록, 또한 본딩 툴(120)의 바로 아래에 교정 지표(173)가 위치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 한편, 본딩 툴(120)은 부감용 촬상 유닛의 시야에 들어가지 않는 위치로 퇴피되어 있다.
이와 같이 각각이 배치된 상태에서, 교정 제어부(213)는 화상 취득부(211)를 통해, 제1 촬상 유닛(130)으로부터 제1 부감 화상을, 제2 촬상 유닛(140)으로부터 제2 부감 화상을, 제3 촬상 유닛(150)으로부터 앙시 화상을 취득한다. 그리고, 제1 부감 화상과 제2 부감 화상에 각각 찍히는 교정 지표(173)의 상(像)의 화상 좌표로부터, 교정 지표(173)의 삼차원 좌표(Xhra, Yhra, Zhra)를 산출한다. 또, 앙시 화상에 찍히는 교정 지표(173)의 상의 화상 좌표로부터, 교정 지표(173)의 삼차원 좌표(Xsra, Ysra, Zsra)를 산출한다. 만약, 부감용 촬상 유닛이 주변 환경의 온도 변화의 영향을 받고 있지 않고, 본딩 장치(100)의 초기 상태에서 촬상 유닛간의 좌표가 바르게 조정된 상태를 유지하고 있는 것이면, 적어도 Xhra=Xsra, Yhra=Ysra가 될 것이다.
그러나, 상술한 바와 같이 본딩 장치(100)의 사용을 개시하고 조금 경과하면, 부감 화상으로부터 산출되는 삼차원 좌표가 주변 환경의 온도 변화의 영향을 받아 오차를 포함하게 된다. 그러므로, 그 오차인 (ΔXa, ΔYa)를 제1 예정면(333a)에 대한 제1 교정값으로 한다. 구체적으로는, 오차는 차분으로 표시되며, ΔXa=Xsra-Xhra, ΔYa=Ysra-Yhra로 할 수 있다. 이와 같이 제1 예정면(330a)에 대한 제1 교정값을 산출해 두면, 그 후에 부감용 촬상 유닛이 제1 예정면(330a) 위의 어떤 관찰 대상을 촬상하여 그 부감 화상으로부터 산출한 삼차원 좌표가 (Xhta, Yhta, Zhta)이었다고 하면, 제1 교정값을 가미하여 (Xhta+ΔXa, Yhta+ΔYa, Zhta)로 보정할 수 있다. 이 보정된 좌표값은 가령 동일한 관찰 대상을 앙시용 촬상 유닛으로 촬상할 수 있었다고 하여, 그 경우에 얻어진 앙시 화상으로부터 산출되는 좌표값에 대해서 오차가 없다고 할 수 있다. 교정 제어부(213)는 이와 같이 산출한 제1 교정값을 교정 데이터(221)로서 기억부(220)에 저장한다.
계속해서, 교정 제어부(223)는 제2 반도체 칩(310b)을 탑재하는 탑재면인 제2 예정면(330b)에 대한 제2 교정값을 연산한다. 본 실시형태에 있어, 제2 예정면(330b)은 리드 프레임(330)에 접착된 제1 반도체 칩(310a)의 상면이다. 도 5는 3개의 촬상 유닛이 제2 예정면(330b)의 높이로 조정된 교정 지표를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
교정 제어부(213)은 지표 구동 모터(171)를 구동함으로써, 교정 지표(173)의 인쇄면이 제2 반도체 칩(310b)을 탑재하는 탑재면인 제2 예정면(330b)과 동일면이 되도록 로드(175)를 상승시켜 조정한다. 이 때, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)도 제2 예정면(330b)과 동일면이 된다. 교정 제어부(213)는 계속해서, 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제2 예정면(330b)과 일치하도록 헤드부(110)를 상승시킨다.
이와 같이 각각이 배치된 상태에서, 교정 제어부(213)는 화상 취득부(211)를 통해, 제1 촬상 유닛(130)으로부터 제1 부감 화상을, 제2 촬상 유닛(140)로부터 제2 부감 화상을, 제3 촬상 유닛(150)으로부터 앙시 화상을 취득한다. 그리고, 제1 부감 화상과 제2 부감 화상에 각각 찍히는 교정 지표(173)의 상(像)의 화상 좌표로부터, 교정 지표(173)의 3차원 좌표(Xsrb, Ysrb, Zsrb)를 산출한다. 또한, 앙시 화상에 찍히는 교정 지표(173)의 상(像)의 화상 좌표로부터, 교정 지표(173)의 3차원 좌표(Xsrb, Ysrb, Zsrb)를 산출한다.
제1 교정값과 마찬가지로, 제2 예정면(330b)에 대한 교정값을 제2 교정값(ΔXb, ΔYb)으로 하면, ΔXb=Xsrb-Xhrb, ΔYb=Ysrb-Yhrb로 할 수 있다. 이와 같이 제2 예정면(330b)에 대한 제2 교정값을 산출해 두면, 그 후에 부감용 촬상 유닛이 제2 예정면(330b) 위의 어떤 관찰 대상을 촬상하여 그 부감 화상으로부터 산출한 3차원 좌표가 (Xhtb, Yhtb, Zhtb)이었다고 하면, 제2 교정값을 가미하여 (Xhtb+ΔXb, Yhtb+ΔYb, Zhtb)로 보정할 수 있다. 이 보정된 좌표값은 설사 동일한 관찰 대상을 앙시용 촬상 유닛으로 촬상할 수 있었다고 하여, 그 경우에 얻어진 앙시 화상으로부터 산출되는 좌표값에 대해 오차가 없다고 할 수 있다. 교정 제어부(213)는 이와 같이 산출한 제2 교정값을 교정 데이터(212)로서 기억부(220)에 저장한다.
교정 데이터(212)는 더욱 주변 환경의 온도가 변하고 있을 가능성이 있어 다시 한번 교정 처리가 필요하다고 평가될 때까지, 후술하는 본딩 처리에서 참조된다. 바꿔말하면, 제차 교정 처리가 필요하다고 평가되면, 교정 제어부(213)는 상술한 처리를 반복하여 교정값을 갱신한다.
재차 교정 처리가 필요하다고 평가되는 예로서는, 본딩 제어부(214)가 미리 설정된 로트만큼의 반도체 칩(310)의 본딩을 완료하는 타이밍을 생각할 수 있다. 구체적으로는, 칩 공급 장치(500)에 새로운 로트의 반도체 칩(310)이 공급되는 타이밍에 맞춰, 교정 제어부(213)가 교정 처리를 실행하도록 할 수도 있다. 예를 들면, 제1 반도체 칩(310a)의 새로운 로트가 공급되는 타이밍에 제1 교정값을 갱신하고, 제2 반도체 칩(310b)의 새로운 로트가 공급되는 타이밍에 제2 교정값을 갱신할 수도 있다.
또한, 본딩 제어부(214)가 실행하는 본딩 작업의 작업 시간을 기준으로 해도 된다. 예를 들면, 60분간 계속해서 본딩 작업을 실행한 경우에 교정 처리를 실행한다고 정할 수 있다. 더 나아가서는, 헤드부(110)에 부감용 촬상 유닛의 온도를 검출하는 온도 검출부를 마련해 두고, 해당 온도 검출부가 미리 설정된 온도를 검출한 타이밍이어도 된다. 구체적으로는, 복수의 온도를 미리 설정해 두고, 주변 온도가 어느 한 설정 온도를 넘어서 변동되었음이 검출된 경우에 교정 처리를 실행한다. 이와 같이 교정값을 갱신하면, 본딩 처리를 계속하는 기간에 걸쳐, 부감 화상으로부터 산출되는 좌표값의 오차를 일정 범위로 억제하는 것이 가능해진다.
본딩 처리는 본딩 제어부(214)가 실행을 담당한다. 본딩 제어부(214)는 우선, 대상이 되는 반도체 칩(310)을 습득한다. 도 5는 본딩 툴(120)이 반도체 칩(310)을 습득하는 모습을 나타내는 도면이다.
본딩 제어부(214)는 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써 헤드부(110)를 칩 공급 장치(500)의 상부로 이동시키고, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써 본딩 툴(120)을 강하시킨다. 이와 병행하여, 픽업 기구(510)는 칩 공급 장치(500)에 탑재된 반도체 칩(310) 중, 본딩 대상이 되는 제1 반도체 칩(310a) 하나를 반전 기구(520)쪽으로 향하게 하여 밀어올리고, 반전 기구(520)는 해당 제1 도체 칩(310a)을 흡착하여 반전시킨다. 그리고, 강하한 본딩 툴(120)은 해당 제1 반도체 칩(310)을 콜렛(122)에 의해 흡착하여 습득하고, 본딩 툴(120)을 상승시킨다.
본딩 제어부(214)는 지표 플레이트(172)가 제3 촬상 유닛(150)의 시야 내에 위치하는 경우에는 본딩 툴(120)이 제1 반도체 칩(310a)을 습득하는 작업을 전후하여, 지표 플레이트(172)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야로부터 퇴피시킨다. 구체적으로는, 본딩 제어부(214)는 구동 제어부(212)를 통해 지표 구동 모터(171)를 구동함으로써 지표 플레이트(172)를 이동한다. 또한, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)이 제1 예정면(330a)과 일치하고 있지 않은 경우에는, 구동 제어부(212)를 통해 지표 구동 모터(171)을 구동함으로써 로드(175)를 상하운동시켜 초점면(150a)을 제1 예정면(330a)로 일치시킨다.
그 다음, 본딩 제어부(214)는 본딩 툴(120)이 흡착한 제1 반도체 칩(310a)을 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 촬상하게 한다. 도 7은 제3 촬상 유닛(150)이 본딩 툴(120)에 흡착된 반도체 칩(310a)을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다.
본딩 제어부(214)는 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제1 예정면(330a)과 일치하도록, 또한 본딩 툴(120)의 바로 아래에 제3 촬상 유닛(150)이 위치하도록 헤드부(110)을 이동시킨다. 그리고, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 홀딩하고 있는 제1 반도체 칩(310a) 중, 리드 프레임(330)에 대한 접촉 예정면이 제1 예정면(330a)과 일치하도록 본딩 툴(120)을 강하시킨다. 이러한 배치의 조정이 완료하면, 본딩 제어부(214)는 화상 취득부(211)를 통해 본딩 툴(120)에 홀딩된 제1 반도체 칩(310)을 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 촬상하게 한다.
도 8은 제3 촬상 유닛(150)이 본딩 툴(120)에 홀딩된 반도체 칩(310)을 촬상해 출력한 앙시 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다. 한편, 도면 중의 각 피사체 상(像)에는 그대로 대응하는 피사체의 도면 부호를 그대로 붙여 설명한다.
상술한 바와 같이, 본딩 툴(120)은 칩 공급 장치(500)에서 준비된 반도체 칩(310)(제1 반도체 칩(310a), 제2 반도체 칩(310b))을 콜렛(122)에 의해 흡착함으로써 습득되어, 홀딩된다. 이 때, 본딩 툴(120)은 반도체 칩(310)의 중심을 미리 설정된 방향으로 흡착하려고 하지만, 실제로는 이들에 대해서 어긋남을 포함하여 흡착하는 경우도 있다. 그래서, 본딩 제어부(214)는 반도체 칩(310)이 실제로 어떠한 위치에 어떠한 방향으로 홀딩되어 있는지를 확인하여, 해당 반도체 칩(310)을 리드 프레임(330)으로 탑재하기 위한 기준 위치를 인식한다.
도 8에 도시하는 앙시 화상은 제3 촬상 유닛(150)이 제1 반도체 칩(310)을 올려보도록 촬상한 화상이므로, 제1 반도체 칩(310a)을 홀딩하는 콜렛(122)도 찍혀 있다. 그래서, 본딩 제어부(214)는 콜렛(122)의 윤곽인 원을 검출함으로써, 콜렛 중심(123)의 화상 좌표를 산출한다.
또한, 본 실시형태에서의 제1 반도체 칩(310a)은 리드 프레임(330)에 대한 접촉 예정면에 칩 기준 마크(311a)가 마련되어 있고, 본딩 제어부(214)는 앙시 화상에 찍혀 있는 칩 기준 마크(311a)의 화상 좌표를 산출한다. 이와 같이 산출한 콜렛 중심(123)의 화상 좌표와 칩 기준 마크(311a)의 화상 좌표로부터, 본딩 제어부(214)는 제1 반도체 칩(310)이 콜렛(122)에 대해서 실제로 어떠한 위치에 어떠한 방향으로 홀딩되어 있는지를 인식할 수 있다. 예를 들면, 칩 기준 마크(311a)가 마련되어 있는 위치가 제1 반도체 칩(310a)을 리드 프레임(330)의 탑재 예정 영역으로 탑재하기 위한 기준 위치라고 하면, 본딩 제어부(214)는 앙시 화상을 촬상한 시점에서의 제1 반도체 칩(310a)의 기준 위치의 삼차원 좌표를 산출할 수 있다. 따라서, 그 후에 본딩 툴(120)이나 헤드부(110)가 이동되더라도, 콜렛(122)이 해당 제1 반도체 칩(310)을 계속 홀딩하는 한, 기준 위치의 삼차원 좌표를 추적할 수 있다.
본딩 제어부(214)는 기준 위치의 삼차원 좌표를 인식하면, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 홀딩하고 있는 제1 반도체 칩(310a)이 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하는 위치까지 본딩 툴(120)을 상승시킨다. 그리고, 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 본딩 툴(120)이 이로부터 제1 반도체 칩(310a)을 탑재할 탑재 예정 영역인 다이 패드(320)의 바로 위가 되도록, 또한 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제1 예정면(330a)과 일치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 한편, 본딩 툴(120)의 상승과 헤드부(110)의 이동은 병렬적으로 수행해도 무방하다.
도 9는 헤드부(110)와 본딩 툴(120)이 그와 같이 배치된 상태에서, 제1 촬상 유닛(130)과 제2 촬상 유닛(140)이 리드 프레임(330) 상의 탑재 예정 영역을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 도 10은 도 9의 부분 사시도이다. 본 실시형태에서의 리드 프레임(330)은 장래에 잘려나가 하나의 패키지에 수용될 수 있는 단위 영역(322)의 각각에 하나의 다이 패드(320)를 가진다. 도시하는 다이 패드(320)는 제1 반도체 칩(310a)이 탑재되는 탑재 예정 영역이다. 또한, 각각의 단위 영역(322)에는 그 기준 위치를 나타내는 패드 기준 마크(321)가 마련되어 있다.
도 9 및 도 10과 같이 배치된 상태에서, 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)은 각각, 동일한 단위 영역(322)에 포함되는 다이 패드(320)와 패드 기준 마크(321)를 시야 내에 포착하여 초점 맞춤 상태로 촬상할 수 있다. 본딩 제어부(214)는 제1 촬상 유닛(130)이 출력하는 제1 부감 화상과 제2 촬상 유닛(140)이 출력하는 제2 부감 화상을 이용하여, 제1 반도체 칩(310)을 다이 패드(320)에 탑재할 때에 그 기준 위치를 일치시켜야 할 목표 위치의 좌표를 산출한다.
도 11은 제1 부감 화상 및 제2 부감 화상으로부터 제1 반도체 칩(310a)을 탑재할 목표 좌표를 산출할 때까지의 수순을 나타내는 도면이다. 제1 촬상 유닛(130)은 다이 패드(320)에 대해서 패드 기준 마크(321)측에서부터 이들을 촬상하므로, 그 출력 화상인 제1 부감 화상에는 단위 영역(322)이 패드 기준 마크(321)측으로 넓어진 사다리꼴 형상으로 찍힌다. 반대로 제2 촬상 유닛(140)은 다이 패드(320)에 대해서 패드 기준 마크(321)의 반대측으로부터 이들을 촬상하므로, 그 출력 화상인 제2 부감 화상에는 단위 영역(322)이 패드 기준 마크(321)측으로 좁아진 사다리꼴 형상으로 찍힌다.
본딩 제어부(214)는 제1 부감 화상으로부터 패드 기준 마크(321)의 화상 좌표(x1k, y1k)를 결정하고, 또한, 제2 부감 화상으로부터 패드 기준 마크(321)의 화상 좌표(x2k, y2k)를 결정한다. 그리고, 예를 들면 화상 좌표를 삼차원 좌표로 변환하는 변환 테이블을 참조함으로써, 이러한 화상 좌표들로부터 패드 기준 마크(321)의 삼차원 좌표인 지표 좌표(Xk, Yk, Zk)를 산출한다. 이 지표 좌표의 좌표값은 정확한 목표 위치를 산출하기 위한 임시 목표 위치로서, 상술한 바와 같이 주변 환경의 온도 변화의 영향을 받으며 오차를 포함하는 것이다. 따라서, 교정 데이터(221)로부터 제1 교정값(ΔXa, ΔYa)을 판독하여 보정한다. 이와 같이 해서 얻어진 보정 후의 지표 좌표(Xk+ΔXa, Yk+ΔYa, Zk)의 좌표값은 앙시 화상으로부터 산출되는 공간 좌표에 대해서 오차가 없는 것으로 기대할 수 있다.
미리 설정된 다이 패드(320)의 목표 위치와 패드 기준 마크(321)의 상대 위치는 이미 알고 있으므로, 본딩 제어부(214)는 보정된 지표 좌표(Xk+ΔXa, Yk+ΔYa, Zk)로부터 목표 위치의 좌표(XTa, YTa, ZTa)를 정확하게 산출할 수 있다.
목표 위치의 좌표가 확정되면, 제1 반도체 칩(310a)을 해당 목표 위치로 탑재하여 본딩한다. 도 12는 본딩 툴(120)이 제1 반도체 칩(310a)을 목표 위치로 탑재하여 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
본딩 제어부(214)는 상술한 바와 같이, 본딩 툴(120)이나 헤드부(110)의 이동에 대해서 제1 반도체 칩(310a)의 기준 위치의 삼차원 좌표를 추적하여 파악하고 있으며, 이 기준 위치가 다이 패드(320)의 목표 위치와 일치하도록, 제1 반도체 칩(310a)을 이동시킨다. 구체적으로는, 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써 헤드부(110)의 XY 방향의 위치를 미세 조정하며, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써 본딩 툴(120)의 Z축 주위의 회전량을 미세 조정한다. 그리고, 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표와 목표 위치의 X좌표 및 Y좌표가 각각 일치한 상태에서 본딩 툴(120)을 하강시켜서, 제1 반도체 칩(310a)을 다이 패드(320) 상에 탑재한다. 그 후, 제1 반도체 칩(310a)을 콜렛(122)의 선단부로 가압하면서, 히터(124)로 가열하여 다이 패드(320)에 접착한다.
본 실시형태에서는 도 4를 이용해서 설명한 바와 같이, 제1 예정면(330a)에 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)과 교정 지표(173)의 인쇄면을 맞추어 제1 교정값을 산출하고 있다. 즉, 제1 교정값을 산출했을 때의 헤드부(110)의 Z방향의 위치는, 부감용 촬상 유닛이 칩 기준 마크(311a)를 촬상할 때의 헤드부(110)의 Z방향의 위치와 동일하다. 또한, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이, 제1 예정면(330a)에 콜렛(222)에 홀딩된 제1 반도체 칩(310a)의 접촉 예정면을 맞추어 칩 기준 마크(311a)의 3차원 좌표를 산출하고 있다. 즉, 칩 기준 마크(311a)의 3차원 좌표를 산출했을 때의 본딩 툴(120)의 Z방향의 위치는 제1 반도체 칩(310a)을 다이 패드(320)에 탑재할 때의 본딩 툴(120)의 Z방향의 위치와 같다.
따라서, 헤드부(110)나 본딩 툴(120)을 Z방향으로 이동한 경우에 발생할 수 있는, 실제의 3차원 좌표와 인식한 3차원 좌표의 XY 방향에 대한 오차를 고려할 필요가 없다. 예를 들면, 도 9의 상태에서는 본딩 툴(120)은 제1 반도체 칩(310a)을 홀딩하여 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하고 있는데, 이 상태에서의 실제 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표는 본딩 툴(120)을 상하운동시키는 이동기구의 요소간의 유격 등의 영향으로 인해, 본딩 제어부(214)가 인식하고 있는 X좌표 및 Y좌표는 일치하는 경우도 있다. 그러나, 도 12와 같이 제1 반도체 칩(310a)을 제1 예정면(330a)에 탑재할 때의 본딩 툴(120)의 높이는 칩 기준 마크(311a)의 3차원 좌표를 산출했을 때의 본딩 툴(210) 높이와 동일하게 되어, 이동 기구에 따른 오차 요인이 제거된다. 즉, 제1 반도체 칩(310a)을 제1 예정면(330a)에 탑재할 때의 실제 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표는, 본딩 제어부(214)가 확인하고 있는 X좌표 및 Y좌표와 일치하게 된다. 이와 같은 관점에서, 제1 교정값을 산출하는 경우에, 제1 예정면(330a)에 대해 초점면(110a)과 교정 지표(173)의 인쇄면을 일치시키는 것이나, 칩 기준 마크(311a)의 3차원 좌표를 산출하는 경우에, 제1 예정면(330a)에 대해 제1 반도체 칩(310a)의 접촉 예정면을 일치시키는 것이 유효하다.
도 13은 본딩 툴(120)이 퇴피하는 모습을 나타내는 도면이다. 도시하는 바와 같이 반제1 반도체 칩(310a)의 본딩이 완료되면, 본딩 제어부(214)는 구동 제어부(212)를 통해 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 본딩 툴(210)을 상승시킨다.
본딩 제어부(214)는 계속해서, 제2 반도체 칩(310b)을 본딩이 완료된 제1 반도체 칩(310a)에 적층하여 본딩하는 처리를 개시한다. 본딩 제어부(214)는 도 6에 나타내어 설명한 제1 반도체 칩(310a)의 습득과 마찬가지로, 칩 공급 장치(500)에 탑재된 반도체 칩(310) 중, 본딩 대상이 되는 제2 반도체 칩(310b) 하나를 픽업 기구(510)와 반전기구(520)에 의해 반전시켜, 이를 콜렛(122)에 의해 흡착하여 습득한다.
도 14는 제3 촬상 유닛(150)이 본딩 툴(120)에 흡착된 제2 반도체 칩(310b)을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다. 본딩 제어부(214)는 도시한 바와 같이, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)이 제2 반도체 칩(310b)을 탑재하는 탑재 예정면인 제2 예정면(330b)과 일치하도록, 로드(175)를 상승시켜 초점면(150a)을 제2 예정면(330b)로 일치시킨다.
계속해서, 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제2 예정면(330b)과 일치하도록, 또한 본딩 툴(120)의 바로 아래에 제3 촬상 유닛(150)이 위치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 그리고, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 홀딩하고 있는 제2 반도체 칩(310b) 중 적층 대상인 제1 반도체 칩(310a)에 대한 접촉 예정면이 제2 예정면(330b)과 일치하도록, 본딩 툴(120)을 강하시킨다. 이와 같은 배치의 조정이 완료되면, 본딩 제어부(214)는 화상 취득부(211)를 통해 본딩 툴(120)에 홀딩된 제2 반도체 칩(310b)을 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 촬상하게 한다.
도 15는 제3 촬상 유닛(150)이 본딩 툴(120)로 홀딩된 제2 반도체 칩(310b)을 촬상하여 출력한 앙시 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본딩 제어부(214)는 제1 반도체 칩(310a)의 경우와 마찬가지로, 제2 반도체 칩(310b)에 대해서도 콜렛(122)에 대한 흡착 위치와 방향을 확인하여, 해당 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310a)으로 탑재하기 위한 기준 위치를 인식하다.
본딩 제어부(214)는 콜렛(122)의 윤곽인 원을 검출함으로써, 콜렛 중심(123)의 화상 좌표를 산출한다. 또한, 본 실시형태에서의 제2 반도체 칩(310b)은 제1 반도체 칩(310a)에 대한 접촉 예정면에 칩 기준 마크(311b)가 마련되어 있으며, 본딩 제어부(214)는 앙시 화상에 찍혀 있는 칩 기준 마크(311b)의 화상 좌표를 산출한다. 이와 같이 산출한 콜렛 중심(123)의 화상 좌표와 칩 기준 마크(311b)의 화상 좌표로부터, 본딩 제어부(214)는 제2 반도체 칩(310b)이 콜렛(122)에 대하여 실제 어떠한 위치에 어떠한 방향으로 홀딩되어 있는지를 확인할 수 있다. 따라서, 그 후에 본딩 툴(120)이나 헤드부(110)가 이동되더라도, 콜렛(122)이 해당 제2 반도체 칩(310b)을 계속 홀딩할 수 있는 한, 기준 위치의 3차원 좌표를 추적할 수 있다.
본딩 제어부(214)는 기준 위치의 3차원 좌표를 인식하면, 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 홀딩하고 있는 제2 반도체 칩(310b)이 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하는 위치까지 본딩 툴(210)을 상승시킨다. 그리고, 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써, 본딩 툴(120)이 이로부터 제2 반도체 칩(310b)을 탑재하는 대상인 제1 반도체 칩(310a)의 바로 위가 되도록, 또한 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제2 예정면(330b)과 일치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 또한, 본딩 툴(120)의 상승과 헤드부(110)의 이동은 병렬적으로 행할 수도 있다.
도 16은 헤드부(110)와 본딩 툴(120)이 그와 같이 배치된 상태에서, 제1 촬상 유닛(130)과 제2 촬상 유닛(140)이 제1 반도체 칩(310a) 위의 탑재 예정 영역을 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다. 이와 같은 상태에서, 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)은 각각, 대상이 되는 제1 반도체 칩(310a) 위의 탑재 예정 영역을 시야 내로 포착하여 초점 맞춤 상태로 촬상할 수 있다. 본딩 제어부(214)는 제1 촬상 유닛(310)이 출력하는 제1 부감 화상과 제2 촬상 유닛(140)이 출력하는 제2 부감 화상을 이용하여, 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310a)에 탑재할 때에 그 기준 위치를 일치시킬 만한 목표 위치의 좌표를 산출한다.
도 17은 제1 부감 화상 및 제2 부감 화상으로부터 제2 반도체 칩(310b)을 탑재할 목표 좌표를 산출할 때까지의 수순을 나타내는 도면이다. 도시하는 바와 같이 적층하는 제1 반도체 칩(310a)은 이미 리드 프레임(330) 상의 단위 영역(322) 내에 본딩되어 있어, 제1 부감 화상, 제2 부감 화상에는 함께, 제1 반도체 칩(310a) 상면에서 기준 위치를 나타내는 적층 기준 마크(323)이 찍혀 있다.
본딩 제어부(214)는 제1 부감 화상으로부터 적층 기준 마크(323)의 화상 좌표(X1j, Y1j)를 결정하고, 또한, 제2 부감 화상으로부터 적층 기준 마크(323)의 화상 좌표(X2j, Y2j)를 결정한다. 그리고, 이와 같은 화상좌표들로부터 패드 기준 마크(321)의 3차원 좌표인 지표 좌표(Xj, Yj, Zj)를 산출한다. 이 지표 좌표의 좌표값은 정확한 목표 위치를 산출하기 위한 임시 목표 위치이며, 상술한 바와 같이 주변 환경의 온도 변화의 영향을 받아 오차를 포함하는 것이다. 때문에, 교정 데이터(221)로부터 제2 교정값(ΔXb, ΔYb)을 판독하여 보정한다. 이와 같이 하여 얻어진 보정 후의 지표 좌표(Xj+ΔXb, Yj+ΔYb, Zj)의 좌표값은 앙시 화상으로부터 산출되는 공간 좌표에 대해 오차가 없는 것을 기대할 수 있다. 미리 설정된 제1 반도체 칩(310a) 상의 목표 위치와 적층 기준 마크(323)의 상대 위치는 이미 알려져 있으므로, 본딩 제어부(214)는 보정된 지표 좌표(Xj+ΔXb, Yj+ΔYb, Zj)로부터 목표 위치의 좌표(XTb, YTb, ZTb)를 정확하게 산출할 수 잇다.
목표 위치의 좌표가 확정되면, 제2 반도체 칩(310b)을 해당 목표 위치로 탑재하여 본딩한다. 도 18은 본딩 툴(120)이 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310a)의 목표 위치로 탑재하여 본딩하는 모습을 나타내는 도면이다.
본딩 제어부(214)는 상술한 바와 같이, 본딩 툴(120)이나 헤드부(110)의 이동에 대해 제2 반도체 칩(310b)의 기준 위치의 3차원 좌표를 추적하여 파악하고 있으며, 이 기준 위치가 제1 반도체 칩(310a)의 목표 위치와 일치하도록, 제2 반도체 칩(310b)을 이동시킨다. 구체적으로는 구동 제어부(212)를 통해 헤드 구동 모터(111)를 구동함으로써 헤드부(110)의 XY방향의 위치를 미세조정하고, 툴 구동 모터(121)를 구동하는 것에 본딩 툴(120)의 Z축 주위의 회전량을 미세조정한다. 그리고, 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표와 목표 위치의 X좌표 및 Y좌표가 각각 일치한 상태에서 본딩 툴(120)을 하강시켜, 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310a) 상에 탑재한다. 그 후, 제2 반도체 칩(310b)을 콜렛(122)의 선단부로 가압하면서, 히터(124)로 가열하여, 제1 반도체 칩(310a)에 접착한다.
본 실시형태에서는 도 5를 이용하여 설명한 바와 같이, 제2 예정면(330b)에 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)과 교정 지표(173)의 인쇄면을 맞춰 제2 보정값을 산출하고 있다. 즉, 제2 교정값을 산출했을 때의 헤드부(110)의 Z방향의 위치는 부감용 촬상 유닛이 칩 기준 마크(311b)를 촬상할 때의 헤드부(110)의 Z방향의 위치와 동일하다. 또한, 도 14 및 도 15를 이용하여 설명한 바와 같이, 제2 예정면(330b)에 콜렛(122)으로 홀딩된 제2 반도체 칩(310b)의 접촉 예정면을 맞추어 칩 기준 마크(311b)의 3차원 좌표를 산출하고 있다. 즉, 칩 기준 마크(311b)의 3차원 좌표를 산출했을 때의 본딩 툴(120)의 Z방향의 위치는 제2 반도체 칩(310b)을 제1 반도체 칩(310b)에 탑재할 때의 본딩 툴(120)의 Z방향의 위치와 동일하다.
따라서, 헤드부(110)나 본딩 툴(120)을 Z방향으로 이동한 경우에 발생할 수 있는, 실제의 3차원 좌표와 인식한 3차원 좌표의 XY방향에 대한 오차를 고려할 필요가 없다. 예를 들면, 도 16의 상태에서는 본딩 툴(120)은 제2 반도체 칩(310b)을 홀딩하여 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하고 있는데, 이 상태에서의 실제 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표는 본딩 툴(120)을 상하운동시키는 이동기구의 요소간의 유격 등의 영향으로 인해, 본딩 제어부(214)가 인식하고 있는 X좌표 및 Y좌표는 일치하지 않는 경우도 있다. 그러나, 도 18과 같이 제2 반도체 칩(310b)을 제2 예정면(330b)에 탑재할 때의 본딩 툴(210) 높이는 칩 기준 마크(311b)의 3차원 좌표를 산출했을 때의 본딩 툴(120) 높이와 동일하게 되며, 이동 기구에 따른 오차 요인이 제거된다. 즉, 제2 반도체 칩(310b)을 제2 예정면(330b)에 탑재할 때의 실제 기준 위치의 X좌표 및 Y좌표는 본딩 제어부(214)가 인식하고 있는 X좌표 및 Y좌표와 일치하게 된다. 이와 같은 관점에서, 제2 교정값을 산출하는 경우에 제2 예정면(330b)에 대해 초점면(110a)과 교정 지표(173)의 인쇄면을 일치시키는 것이나, 칩 기준 마크(311b)의 3차원 좌표를 산출하는 경우에 제2 예정면(330b)에 대해 제2 반도체 칩(310b)의 접촉 예정면을 일치시키는 것이 유효하다.
제2 반도체 칩(310b)의 본딩이 완료되면, 본딩 제어부(214)는 구동 제어부(212)를 통해 툴 구동 모터(121)를 구동함으로써, 본딩 툴(120)을 상승시킨다. 추가로 새로운 반도체 칩(310)(제1 반도체 칩(310a), 제2 반도체 칩(310b))을 본딩하는 경우에는 다시 도 6의 상태로 되돌아가 처리를 반복한다.
이어, 이상 설명한 교정 처리와 본딩 처리를 포함하는 전체 본딩 수순을 플로우 차트를 따라 정리한다. 도 19는 반도체 칩(310)의 본딩 수순을 설명하는 플로우 차트이다.
교정 제어부(213)는, 단계 S11에서 교정 처리를 실행하기 위해 교정 제어 단계를 개시한다. 자세하게는 나중에 서브 플로우로서 설명한다. 한편, 촬상 유닛간의 좌표가 바르게 조정된 초기 상태에서부터 본딩 처리를 개시하는 경우에는, 최초의 교정 제어 단계를 스킵해도 상관없다.
교정 제어부(213)가 교정 제어 단계의 실행을 마치면, 단계 S12로 진행하여, 본딩 제어부(214)는 본딩 처리를 실시하기 위해 본딩 제어 단계를 개시한다. 상세하게는 나중에 서브 플로우로서 설명한다.
본딩 제어부(214)가 본딩 제어 단계의 실행을 마치면, 단계 S13으로 진행하여, 교정 제어부(213)는 그 시점에서의 본딩 장치(100)의 상태가 미리 설정된 교정 타이밍의 조건을 만족하는지의 여부를 판단한다. 미리 설정되는 교정 타이밍의 조건은 재차 교정 처리가 필요하다고 생각할 수 있는 조건이 설정된다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, 처리가 완료된 로트 수나, 본딩 작업의 작업 시간, 온도 검출부에 의해 검출되는 온도 등이 설정 조건의 후보가 된다.
단계 S13에서, 교정 제어부(213)가 조건을 만족한다고 판단한 경우에는, 단계 S11로 되돌아간다. 만족하지 못한다고 판단한 경우에는, 단계 S14로 진행한다. 단계 S14로 진행한 경우에는, 본딩 제어부(214)는 예정된 모든 본딩 처리가 완료되었는지의 여부를 판단한다. 본딩 처리해야 할 반도체 칩(310)이 남아 있다고 판단하면, 단계 S12로 되돌아가고, 모든 본딩 처리가 완료되었다고 판단하면 일련의 처리를 종료한다.
도 20은 교정 제어 단계의 수순을 설명하는 서브 플로우 챠트이다. 교정 제어 단계에서는 주로, 도 4 및 도 5를 이용해 설명한 처리를 실행한다. 교정 제어부(213)는 단계 S1101에서, 카운터(n)에 '1'을 대입한다. 계속해서, 단계 S1102에서, 지표 플레이트(172)를 이동하여 교정 지표(173)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야 중심으로 투입한다.
단계 S1103으로 진행하여, 교정 제어부(213)는 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)과 교정 지표(173)의 인쇄면이 제n 예정면과 일치하도록, 이들 높이를 조정한다. 예를 들면 n=1이면 제1 예정면(330a)과 일치하도록 조정한다. 이어지는 단계 S1104에서, 교정 지표(173)의 인쇄면이 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)의 초점면(110a)이 되도록, 또한, 본딩 툴(120)의 바로 아래에 교정 지표(173)가 위치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다.
교정 제어부(213)는 단계 S1105에서, 화상 취득부(211)를 통해 각 촬상 유닛으로 하여금 촬상을 하게 하고, 제1 촬상 유닛(130)으로부터 제1 부감 화상을, 제2 촬상 유닛(140)으로부터 제2 부감 화상을, 제3 촬상 유닛(150)으로부터 앙시 화상을 취득한다. 그리고, 이어지는 단계 S1006에서, 제1 부감 화상과 제2 부감 화상에 각각 찍히는 교정 지표(173)의 상(像)의 화상 좌표에 기초하여 교정 지표(173)의 삼차원 좌표를 산출하고, 앙시 화상에 찍히는 교정 지표(173)의 상(像)에 기초하여 교정 지표(173)의 삼차원 좌표를 산출한다. 교정 제어부(213)는 이와 같이 산출된 각각의 삼차원 좌표 중, XY 평면 방향의 차분을 제n 예정면에 대한 제n 교정값으로서 산출한다. 산출한 교정값은 교정 데이터(221)로서 기억부(220)로 저장한다.
교정 제어부(213)는 단계 S1107로 진행하여, 카운터(n)를 인크리먼트(increment)한다. 그리고, 단계 S1108에서, 인크리먼트 후의 카운터(n)이 예정 적층 총수(n0)를 상회했는지의 여부를 확인한다. 상술한 본 실시형태에서는 리드 프레임(330) 위에 제1층이 되는 제1 반도체 칩(310a)을 본딩하고, 그 위에 제2층이 되는 제2 반도체 칩(310b)을 본딩하므로, 예정 적층 총수는 '2'이다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있지 않으면 단계 S1103으로 되돌아가 인크리먼트된 n에 대응하는 제2 교정값의 산출을 실행한다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있으면 단계 S1109로 진행한다.
교정 제어부(213)는 단계 S1109에서, 지표 플레이트(172)를 이동하여 교정 지표(173)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야로부터 퇴피시킨다. 교정 지표(173)의 퇴피가 완료되면, 메인 플로우로 되돌아간다. 한편, 교정 지표(173)의 퇴피는 이어지는 본딩 처리 중에 해도 된다.
도 21은 본딩 제어 단계의 수순을 설명하는 서브 플로우 챠트이다. 본딩 제어 단계에서는 주로, 도 6 내지 도 18을 이용하여 설명한 처리를 실행한다. 본딩 제어부(214)는 단계 S1201에서, 카운터(n)에 '1'을 대입한다.
단계 S1202로 진행하며, 헤드부(110)를 칩 공급 장치(500)의 상부로 이동시키고 본딩 툴(120)을 강하시킨다. 그리고, 칩 공급 장치(500)에 탑재된 반도체 칩(310) 중, 제n층으로서 탑재할 제n 반도체 칩을 픽업 기구(510)와 반전 기구(520)에 의해 반전시키고, 이것을 콜렛(122)에 의해 흡착하여 습득한다. 예를 들면 n=1이면, 제1 반도체 칩(310a)을 습득한다. 제n 반도체 칩을 습득하면, 본딩 툴(120)을 상승시킨다.
본딩 제어부(214)는 단계 S1202에서, 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)이 제n 예정면과 일치하도록 제3 촬상 유닛(150)의 높이를 조정한다. 이어지는 단계 1204에서, 제n 예정면이 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)의 초점면(110a)이 되도록, 또한 본딩 툴(120)의 바로 아래에 제3 촬상 유닛(150)이 위치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 추가로, 단계 S1205에서, 홀딩하고 있는 제n 반도체 칩 중 적층 대상에 대한 접촉 예정면이 제n 예정면과 일치하도록 본딩 툴(120)을 강하시킨다.
이러한 배치의 조정이 완료되면, 본딩 제어부(214)는 단계 S1206에서, 본딩 툴(120)에 홀딩된 제n 반도체 칩의 접촉 예정면을 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 촬상하게 한다. 그리고, 단계 S1207에서, 제3 촬상 유닛(150)이 출력한 앙시 화상을 취득하고, 찍혀 있는 칩 기준 마크의 화상 좌표 등에 기초하여 제n 반도체 칩의 기준 위치의 삼차원 좌표를 인식한다.
본딩 제어부(214)는 단계 S1208에서, 홀딩하고 있는 제n 반도체 칩이 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하는 위치까지 본딩 툴(120)을 상승시키는 동시에, 본딩 툴(120)이 이로부터 제n 반도체 칩을 탑재할 탑재 예정 영역의 바로 위가 되도록 헤드부(110)를 이동시킨다. 이어지는 단계 S1209에서, 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제n 예정면과 일치하도록 헤드부(110)의 높이를 조정한다.
이러한 배치의 조정이 완료되면, 본딩 제어부(214)는 단계 S1210에서, 패드 기준 마크(321)나 적층 기준 마크(323) 등의 기준 마크를 포함하는 탑재 예정 영역 부근을 제1 촬상 유닛(130)과 제2 촬상 유닛(140)으로 하여금 촬상하게 한다. 그리고, 단계 S1211에서, 제1 촬상 유닛(130)이 출력한 제1 부감 화상과 제2 촬상 유닛(140)이 출력한 제2 부감 화상을 취득하고, 찍혀 있는 기준 마크의 화상 좌표 및 제n 교정값 등에 기초하여 목표 위치의 삼차원 좌표를 산출한다.
목표 위치가 확정되면, 단계 S1212로 진행하며, 본딩 제어부(214)는 제n 반도체 칩의 기준 위치가 해당 목표 위치와 일치하도록 헤드부(110)와 본딩 툴(120)을 이동시키고, 제n 반도체 칩(310)을 탑재 예정 영역에 탑재한다. 그 후, 제n 반도체 칩을 가압/가열하여 본딩을 완료시킨다. 제n 반도체 칩의 본딩이 완료되면, 본딩 툴(120)을 상승시킨다.
본딩 제어부(214)는 단계 S1213으로 진행하며, 카운터(n)를 인크리먼트한다. 그리고, 단계 S1214에서, 인크리먼트 후의 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회했는지의 여부를 확인한다. 상술한 본 실시형태에서는 리드 프레임(330) 상에 제1층이 되는 제1 반도체 칩(310a)을 본딩하고, 그 위에 제2층이 되는 제2 반도체 칩(310b)을 본딩하므로, 예정 적층 총수는 '2'이다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있지 않으면 단계 S1202로 되돌아가 인크리먼트된 n에 대응하는 제n 반도체 칩의 본딩을 실행한다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있으면 메인의 플로우로 되돌아간다.
이상 설명한 본 실시형태에서는 교정 처리와 본딩 처리를 분리하여, 본딩 장치(100)의 상태가 미리 설정된 교정 타이밍의 조건을 만족하는 경우에 교정 처리를 실행하였다. 따라서, 한 번 교정 처리를 실행하면 산출한 교정값을 기억부(220)에 홀딩해 두고, 다음에 교정 처리를 실행할 때까지 행하는 본딩 처리에서는 해당 교정값을 매회 계속 참조한다. 그러나, 교정 처리를 일련의 본딩 처리에 끼워넣어, 각각의 제n 반도체 칩을 본딩 처리하는 그 처리 공정 중에 그 때마다 제n 교정값을 갱신하는 처리 수순이어도 무방하다. 그러한 다른 실시예에 대해 이하에 설명한다. 한편, 이하의 다른 실시예에서는 본딩 장치의 구성 자체는 상술한 실시예와 마찬가지이므로 그 설명을 생략하고, 주로 처리 수순이 다른 부분에 대해 설명한다.
도 22는 다른 실시예에서 3개의 촬상 유닛이 제1 예정면(330a)의 높이로 조정된 교정 지표(173)를 촬상하는 모습을 나타내는 도면이다. 본 실시예에서는 제n 반도체 칩의 습득 처리와, 제3 촬상 유닛(150)에 의한 제n 반도체 칩의 촬상 처리의 사이에, 제n 교정값을 산출하는 교정 처리를 실행한다.
도 22는 보다 구체적으로는, 콜렛(122)이 본딩 대상이 되는 제1 반도체 칩(310a)을 홀딩하면서, 부감용 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피하고 있는 모습을 나타내고 있다. 콜렛(122)이 홀딩하는 제1 반도체 칩(310a)은 점선으로 나타낸 바와 같이, 이 후에 리드 프레임(330) 상의 탑재 예정 영역에 탑재되어 본딩된다. 그 밖의 모습은, 도 4에 도시하는 3개의 촬상 유닛이 교정 지표(173)를 촬상하는 모습과 마찬가지이다. 구체적으로는, 헤드부(110)의 위치는 부감용 촬상 유닛의 초점면(110a)이 제1 예정면(330a), 및 제1 예정면과 일치하도록 높이가 조정된 교정 지표(173)의 인쇄면과 일치하도록 조정되어 있다. 또한, 교정 지표(173)는 각각의 촬상 유닛의 시야 중심 부근에 배치되어 있다.
교정 제어부(213)는 각 촬상 유닛으로 하여금 촬상을 실시하게 해서 얻은 제1 부감 화상, 제2 부감 화상 및 앙시 화상에 기초하여, 상술한 바와 같이 제1 교정값을 산출한다. 교정 제어부(213)가 제1 교정값을 산출하면, 본딩 제어부(214)는 계속해서 본딩 툴(120)을 강하시켜서, 도 7를 이용하여 설명한 제3 촬상 유닛(150)에 의한 제1 반도체 칩(310a)의 촬상 이후의 처리를 실행한다. 한편, 제1 교정값을 산출하는 처리와 제1 반도체 칩(310a)의 기준 위치를 산출하는 처리는 역순이어도 상관없다. 이와 같이, 본딩 처리에 동기하여 실행된 교정 처리에서 산출된 제1 교정값은, 그 본딩 처리에서 본딩하는 제1 반도체 칩(310a)의 위치 정합에 한해서 이용된다.
제2 반도체 칩(310b)을 본딩처리하는 경우도 마찬가지이며, 제2 반도체 칩(310b)의 습득 처리와, 제3 촬상 유닛(150)에 의한 제2 반도체 칩(310b)의 촬상 처리 사이에, 제2 교정값을 산출하는 교정 처리를 실행한다. 교정 제어부(213)는 각 촬상 유닛이 촬상을 하게 하여 얻은 제1 부감 화상, 제2 부감 화상 및 앙시 화상에 기초하여 제2 교정값을 산출하면, 계속해서 본딩 툴(120)을 강하시키고, 도 14를 이용하여 설명한 제3 촬상 유닛(150)에 의한 제2 반도체 칩(310b)의 촬상 이후의 처리를 실행한다. 이와 같이, 본딩 처리에 동기하여 실행된 교정 처리에 있어서 산출된 제2 교정값은 그 본딩 처리에서 본딩하는 제2 반도체 칩(310b)의 위치 정합에 한해 이용된다.
이와 같이, 본딩 제어부(214)가 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 제n 반도체 칩을 촬상하게 하는 처리에 동기하여, 교정 제어부(213)가 각 촬상 유닛으로 하여금 높이가 조정된 교정 지표를 촬상하게 하고, 제n 교정값을 갱신하면, 제n 교정값을 산출한 시점과 해당 제n 교정값을 이용하는 시점의 시간 간격을 단축할 수 있다. 따라서, 주변 환경의 온도 변화에 대해서 보다 정확한 위치 정합을 구현하는 것을 기대할 수 있다.
도 23은 이 다른 실시예에서의 반도체 칩(310)의 본딩 수순을 설명하는 플로우 차트이다. 도 19 내지 도 21을 이용하여 설명한 처리 수순과 동일한 처리 수순에 대해서는, 동일한 단계 번호를 부여함으로써 그 처리 내용의 설명을 생략한다. 상술한 바와 같이, 본 실시예는 교정 처리를 매회의 본딩 처리에 끼워넣은 처리 수순이므로, 주로 처리의 흐름에 대해 설명한다.
본딩 제어부(214)는 단계 S1201에서, 카운터(n)에 '1'을 대입한다. 단계 S1202로 진행하여, 칩 공급 장치(50)에 탑재된 반도체 칩(310) 중, 제n층으로서 탑재할 제n 반도체 칩을 콜렛(122)에 의해 흡착하여 습득하다. 단계 S1201에 전후하여, 혹은 단계 S1201과 병행하여, 교정 제어부(213)는 지표 플레이트(172)를 이동하여 교정 지표(173)를 제3 촬상 유닛(150)의 시야 중심으로 투입하는 단계 (S1102)를 실행한다.
이어, 단계 S1103으로 진행하여, 교정 제어부(213)는 제3 촬상 유닛(150)의 초점면(150a)과 교정 지표(173)의 인쇄면아 제n 예정면과 일치하도록, 이들 높이를 조정한다. 그리고, 단계 S1104에서, 교정 지표(173)의 인쇄면이 제1 촬상 유닛(130) 및 제2 촬상 유닛(140)의 초점면(110a)이 되도록, 또한 본딩 툴(120)의 바로 아래에 교정 지표(173)가 위치하도록 헤드부(110)를 이동시킨다.
이어지는 단계 S1105에서, 교정 제어부(213)는 제1 촬상 유닛(130), 제2 촬상 유닛(140) 및 제3 촬상 유닛(150)으로 하여금 촬상을 실행하게 해서, 다시 단계 S1106에서 제n 교정값을 산출한다. 제n 교정값을 산출하면, 단계 S1109로 진행하며, 교정 지표(173)를 각 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피시킨다.
교정 제어부(213)가 교정 지표(173)를 퇴피시키면, 본딩 제어부(214)는 제n반도체 칩(310)의 접촉 예정면을 제n 예정면과 일치할 때까지 강하시키는 단계 S1205를 실행한다. 단계 S1205에서 단계 S1212까지는, 도 21을 이용해 설명한 처리 수순과 동일하다. 한편, 단계 S1209에서 목표 위치를 결정하는 연산에서 이용되는 교정값은 단계 S1205에 앞서 실행된 단계 S1106에서 산출된 제n 교정값이다.
본딩 제어부(214)는 단계 S1212 내지 단계 S1213로 진행하면, 카운터(n)를 인크리먼트한다. 그리고, 단계 S1214에서, 인크리먼트 후의 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)을 상회했는지의 여부를 확인한다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있지 않으면 단계 S1202로 되돌아가 인크리먼트된 n에 대응하는 제n 반도체 칩의 본딩을 실행한다. 카운터(n)가 예정 적층 총수(n0)를 상회하고 있으면 단계 S14로 진행한다.
본딩 제어부(214)는 단계 S14로 진행하면, 예정된 모든 본딩 처리가 완료되었는지의 여부를 판단한다. 본딩 처리할만한 반도체 칩이 남아 있다고 판단하면 단계 1201로 되돌아가며, 모든 본딩 처리가 완료되었다고 판단하면 일련의 처리를 종료한다.
이상 설명한 본 실시형태에서는, 각 촬상 유닛이 교정 지표(173)를 더 좋은 조건에서 촬상할 수 있도록 하기 위해서, 각 촬상 유닛의 시야의 중심 부근으로 교정 지표(173)를 이동시켰다. 그 때문에, 본딩 처리에서는 교정 지표(173)를 각 촬상 유닛의 시야로부터 퇴피시키는 작업이 필요로 되었다. 또한, 제n 교정값을 산출하기 위해서는 교정 지표(173)의 인쇄면을 제n 예정면과 일치시키는 작업이 필요하였다.
따라서, 이와 같은 교정 지표(173)의 퇴피 작업이나 높이 조정 작업을 생략할 수 있는 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 24는 다른 실시예에서의 교정 유닛(170')의 교정 지표의 배치에 대해 설명하는 도면이다.
예를 들면 각 촬상 유닛이, 시야 주변부의 수차가 위치 산출의 오차 요인이 되지 않을 정도의 성능을 지닌 광학계를 구비하는 것이면, 교정 지표를 시야 주변부에 상시 관찰할 수 있도록 배치할 수도 있다. 즉, 교정값의 산출에 끼치는 영향이 거의 없고, 본딩 처리시의 반도체 칩(310)의 접촉 예정면을 제3 촬상 유닛(150)에서 촬상하는 경우에 방해가 되지 않는 것이라면, 교정 지표는 각 촬상 유닛의 시야 주변부에 상시 배치될 수 있다.
교정 유닛(170')은 제n 예정면의 각각에 대응하느 복수의 교정 지표가 제3 촬상 유닛(150)의 시야 주변부에 고정되어 마련되어 있다. 구체적으로는 예를 들면 제1 지표 플레이트(172a)가, 그 상면이 제1 예정면과 일치하도록, 제3 촬상 유닛(150)의 시야 주변부의 일영역에 고정하여 마련되어 있으며, 해당 상면에 제1 교정 지표(173a)가 인쇄되어 있다. 제2 교정 지표(173b)가 인쇄된 제2 지표 플레이트(172b)나, 제3 교정 지표(173c)가 인쇄된 제3 지표 플레이트(172c)도 각각 제2 예정면, 제3 예정면에 대응하도록, 제3 촬상 유닛(150)의 시야 주변부의 일영역에 고정하여 마련되어 있다. 또한, 각 교정 지표는 각 촬상 유닛이 촬상하는 부감 화장, 앙시 화상에서 각각의 상이 서로 중첩되지 않도록 간격이 조정되어 있다. 한편, 여기에서는 예정 적층 총수가 '3'인 경우에 대한 구성을 설명하였는데, 교정 지표는 예정 적층 총수에 따라 마련된다. 이와 같이 구성된 교정 유닛(170')을 사용하면, 교정 지표의 퇴피 작업이나 높이 조정 작업을 생략할 수 있으므로, 교정 유닛의 구성을 간략화하거나 본딩 처리에 필요한 리드 타임의 단축에도 기여한다.
또한, 이상 설명한 본 실시형태에서는 부감용 촬상 유닛이 제1 촬상 유닛(130)과 제2 촬상 유닛(140)의 2개를 포함하는 구성이었지만, 부감용 촬상 유닛은 각각이 샤임플러그 광학계를 채용하는 3개 이상의 촬상 유닛을 포함하도록 구성할 수도 있다. 또한, 이상 설명한 본 실시형태에서는 제1 부감 화상과 제2 부감 화상의 시차를 이용하여 대상물의 삼차원 좌표를 산출했지만, 부감용 촬상 유닛을 이용하여 삼차원 좌표를 산출하는 수법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 샤임플러그 광학계를 채용하는 부감용 촬상 유닛은 1개로 하고, 다른 보조 수단을 사용하도록 할 수도 있다. 예를 들면, 헤드부(110)에 패턴 투광이 가능한 투광부를 마련하고, 관찰면에서 관찰되는 투광 패턴의 형상을 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상으로 해석함으로써, 대상물의 삼차원 좌표를 산출하도록 해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 플립 칩 본더에 대해 설명했으나, 이에 한정되지 않고 다이 본더, 전자 부품을 기판 등에 실장하는 표면 실장기, 그 밖의 실장 장치에 적용하는 것이 가능하다.
100: 본딩 장치 110: 헤드부
110a: 초점면 111: 헤드 구동 모터
120: 본딩 툴 121: 툴 구동 모터
122: 콜렛 123: 콜렛 중심
124: 히터 130: 제1 촬상 유닛
131: 제1 광학계 131a: 물(物)측 렌즈군
131b: 상(像)측 렌즈군 132: 제1 촬상 소자
133: 조리개 140: 제2 촬상 유닛
141: 제2 광학계 142: 제2 촬상 소자
150: 제3 촬상 유닛 151: 제3 광학계
152: 제3 촬상 소자 170, 170': 교정 유닛
171: 지표 구동 모터 172: 지표 플레이트
172a: 제1 지표 플레이트 172b: 제2 지표 플레이트
172c: 제3 지표 플레이트 173: 교정 지표
173a: 제1 교정 지표 173b: 제2 교정 지표
173c: 제3 교정 지표 174: 지지대
175: 로드 190: 스테이지
210: 연산 처리부 211: 화상 취득부
212: 구동 제어부 213: 교정 제어부
214: 본딩 제어부 220: 기억부
221: 교정 데이터 230: 입출력 디바이스
310: 반도체 칩 310a: 제1 반도체 칩
310b: 제2 반도체 칩 311a: 칩 기준 마크
311b: 칩 기준 마크 320: 다이 패드
321: 패드 기준 마크 322: 단위 영역
323: 적층 기준 마크 330: 리드 프레임
330a: 제1 예정면 330b: 제2 예정면
500: 칩 공급 장치 510: 픽업 기구
520: 반전 기구

Claims (10)

  1. 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 상기 기판에 이미 실장된 다른 상기 실장체에 대해 설정되는 탑재 예상 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과,
    상기 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 상기 스테이지면에 대해서 상기 실장 툴과 같은 측으로부터 상기 탑재 예정 영역을 부감하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과,
    상기 실장 툴에 홀딩된 상태의 상기 실장체를, 상기 스테이지면에 대해서 상기 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛과,
    상기 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 상기 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어부와,
    상기 실장 툴에 홀딩된 상기 실장체의 기준 위치가 상기 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 상기 실장체를 상기 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어부를 구비하며,
    상기 교정 제어부는 상기 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 상기 교정값을, 상기 부감용 촬상 유닛과 상기 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 상기 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 상기 부감 화상과 상기 앙시 화장에 기초하여 연산하고,
    상기 실장 제어부는 상기 실장체 중 상기 탑재 예정 영역에 대한 접촉 예정면이 상기 탑재 높이가 되도록 상기 실장 툴의 위치를 조정하여 상기 앙시용 촬상 유닛이 상기 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 상기 앙시 화상에 기초하여 상기 기준 위치를 인식하며, 상기 초점면이 상기 탑재 높이와 동일면이 되도록 상기 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 상기 부감용 촬상 유닛이 상기 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 상기 부감 화상과 상기 탑재 높이에 대응하는 상기 교정값에 기초하여 상기 목표 위치를 인식하는 실장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    연산하는 상기 교정값에 따라 상기 교정 지표를 대응하는 상기 탑재 높이로 조정하는 조정 기구를 구비하는 실장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교정 지표는 상정되는 상기 탑재 높이에 따라 복수개 마련되어 있는 실장 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 제어부는 상기 실장 제어부가 미리 설정된 로트 만큼의 상기 실장체의 실장을 완료할 때마다, 상기 탑재 높이별 상기 교정값을 연산하여 갱신하는 실장 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 제어부는 상기 실장 제어부가 실행하는 실장 작업의 작업 시간에 기초하여, 상기 탑재 높이별 상기 교정값을 연산하여 갱신하는 실장 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부감용 촬상 유닛의 온도를 검출하는 온도 검출부를 구비하고,
    상기 교정 제어부는 상기 온도 검출부이 미리 설정된 온도를 검출한 경우에, 상기 탑재 높이별 상기 교정값을 연산하여 갱신하는 실장 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 교정 제어부는 상기 실장 제어부가 상기 실장체의 상기 접촉 예정면을 상기 앙시용 촬영 유닛으로 하여금 촬상하게 하는 처리에 동기시켜 상기 부감용 촬상 유닛과 상기 앙시용 촬상 유닛이 상기 교정 지표를 촬상하게 하고, 상기 실장체의 상기 탑재 높이에 대응하는 상기 교정값을 연산하는 실장 장치.
  8. 제1항 내제 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부감용 촬상 유닛은 각각의 상기 초점면이 일치하도록 조정된 제1 촬상 유닛과 제2 촬상 유닛을 포함하며,
    상기 실장 제어부는 상기 제1 촬상 유닛이 상기 탑재 예정 영역을 촬상하게 하여 출력시킨 제1 부감 화상과, 상기 제2 촬상 유닛이 상기 탑재 예정 영역을 촬상하게 하여 출력시킨 제2 부감 화상에 기초하여 산출한 임시 목표 위치를 상기 교정값에 의해 보정하여 상기 목표 위치를 인식하는 실장 장치.
  9. 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 상기 기판에 이미 실장된 다른 상기 실장체에 대하여 설정되는 탑재 예정 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과, 상기 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 각각의 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 상기 스테이지면에 대해서 상기 실장 툴과 같은 측으로부터 상기 탑재 예정 영역을 부감하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과, 상기 실장 툴에 홀딩된 상태의 상기 실장체를 상기 스테이지면에 대해서 상기 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛을 구비하는 실장 장치를 이용한 상기 실장체의 실장 방법으로서,
    상기 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 상기 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어 단계와,
    상기 실장 툴에 홀딩된 상기 실장체의 기준 위치가 상기 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 상기 실장체를 상기 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어 단계를 가지며,
    상기 교정 제어 단계는 상기 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 상기 교정값을, 상기 부감용 촬상 유닛과 상기 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 상기 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 상기 부감 화상과 상기 앙시 화상에 기초하여 연산하고,
    상기 실장 제어 단계는 상기 실장체 중 상기 탑재 예정 영역에 대한 접촉 예정면이 상기 탑재 높이가 되도록 상기 실장 툴의 위치를 조정하여 상기 앙시용 촬상 유닛이 상기 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 상기 앙시 화상에 기초하여 상기 기준 위치를 인식하며, 상기 초점면이 상기 탑재 높
    이와 동일면이 되도록 상기 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 상기 부감용 촬상 유닛이 상기 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 상기 부감 화상과 상기 탑재 높이에 대응하는 상기 교정값에 기초하여 상기 목표 위치를 인식하는 실장 방법.
  10. 실장체를 습득해 홀딩하고, 스테이지에 탑재된 기판 또는 상기 기판에 이미 실장된 다른 상기 실장체에 대해 설정되는 탑재 예정 영역으로 탑재하여 실장하는 실장 툴과, 상기 스테이지의 스테이지면에 평행한 평면이 초점면이 되도록 각각의 광학계와 촬상 소자가 샤임플러그 조건을 만족하며 배치된, 상기 스테이지면에 대해서 상기 실장 툴과 같은 측으로부터 상기 탑재 예정 영역을 부감하여 촬상하기 위한 부감용 촬상 유닛과, 상기 실장 툴에 홀딩된 상태의 상기 실장체를, 상기 스테이지면에 대해서 상기 부감용 촬상 유닛과는 반대측으로부터 앙시하여 촬상하기 위한 앙시용 촬상 유닛을 구비하는 실장 장치를 제어하는 실장 제어 프로그램으로서,
    상기 부감용 촬상 유닛이 출력하는 부감 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과 상기 앙시용 촬상 유닛이 출력하는 앙시 화상에 기초하여 산출되는 좌표값과의 차분을 교정하는 교정값을 연산하는 교정 제어 단계와,
    상기 실장 툴에 홀딩된 상기 실장체의 기준 위치가 상기 탑재 예정 영역의 목표 위치와 일치하도록 상기 실장체를 상기 탑재 예정 영역에 탑재시켜 실장시키는 실장 제어 단계를
    컴퓨터에 실행시키고,
    상기 교정 제어 단계는 상기 탑재 예정 영역이 상정되는 탑재 높이별 상기 교정값을, 상기 부감용 촬상 유닛과 상기 앙시용 촬상 유닛으로 하여금 상기 탑재 높이에 맞춰 배치된 교정 지표를 촬상하게 하여 출력시킨 상기 부감 화상과 상기 앙시 화상에 기초하여 연산하고,
    상기 실장 제어 단계는 상기 실장체 중 상기 탑재 예정 영역에 대한 접촉 예정면이 상기 탑재 높이가 되도록 상기 실장 툴의 위치를 조정하여 상기 앙시용 촬상 유닛이 상기 접촉 예정면을 촬상하게 하여 출력시킨 상기 앙시 화상에 기초하여 상기 기준 위치를 인식하며, 상기 초점면이 상기 탑재 높이와 동일면이 되도록 상기 부감용 촬상 유닛의 위치를 조정하여 상기 부감용 촬상 유닛이 상기 탑재 예정 영역을 촬상하게 한 상기 부감 화상과 상기 탑재 높이에 대응하는 상기 교정값에 기초하여 상기 목표 위치를 인식하는 실장 제어 프로그램.
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