KR102506283B1 - Die bonding apparatus and manufacturing method of semiconductor apparatus - Google Patents
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Abstract
복수의 촬상 대상물의 촬상 조건의 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.
다이 본딩 장치는, 기판을 반송하는 반송로와, 반송로의 상방에 기판의 폭 방향을 따라 일렬로 고정 배치된 복수의 촬상 장치와, 기판 상에 위치하는 폭 방향을 따른 일렬의 복수의 어태치먼트 영역을 복수의 촬상 장치로 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 취득한 복수의 화상에 기초하여 합성 화상을 생성하고, 합성 화상에 기초하여 어태치먼트 영역의 촬상 대상물을 인식하도록 구성되는 제어부를 구비한다. 각 촬상 장치의 촬상 시야는 기판 상에서 중복되고, 중복된 촬상 시야는 어태치먼트 영역보다 크게 구성된다.An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the uniformity of imaging conditions of a plurality of imaging objects.
The die bonding device includes a conveyance path for conveying a substrate, a plurality of imaging devices fixedly arranged in a line along the width direction of the substrate above the conveyance path, and a plurality of attachment regions positioned on the substrate in a line along the width direction. is imaged with a plurality of imaging devices to acquire a plurality of images, generate a composite image based on the acquired plurality of images, and recognize an object to be captured in the attachment area based on the composite image. The imaging fields of each imaging device overlap on the substrate, and the overlapping imaging fields are larger than the attachment area.
Description
본 개시는 다이 본딩 장치에 관한 것이며, 예를 들어 복수의 인식 카메라로 어태치먼트 영역을 촬상하는 다이 본더에 적용 가능하다.The present disclosure relates to a die bonding device, and is applicable to, for example, a die bonder that images an attachment area with a plurality of recognition cameras.
반도체 장치의 제조 공정의 일부에 반도체 칩(이하, 간단히 다이라고 함)을 배선 기판이나 리드 프레임 등(이하, 간단히 기판이라고 함)에 적재하여 패키지를 조립하는 공정이 있으며, 패키지를 조립하는 공정의 일부에, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고 함)로부터 다이를 분할하는 공정(다이싱 공정)과, 분할한 다이를 기판 상에 적재하는 본딩 공정이 있다. 본딩 공정에 사용되는 반도체 제조 장치가 다이 본더 등의 다이 본딩 장치이다.Part of the semiconductor device manufacturing process includes a step of assembling a package by mounting a semiconductor chip (hereinafter simply referred to as a die) on a wiring board or a lead frame (hereinafter simply referred to as a board). Partly includes a process of dividing dies from a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) (dicing process) and a bonding process of mounting the divided dies on a substrate. A semiconductor manufacturing device used in the bonding process is a die bonding device such as a die bonder.
다이 본더는 수지 페이스트, 땜납, 금 도금 등을 접합 재료로 하여, 다이를 기판 또는 이미 본딩된 다이 상에 본딩(적재하여 접착)하는 장치이다. 예를 들어, 다이를 기판의 표면에 본딩하는 다이 본더에 있어서는, 본딩 헤드의 선단에 설치된 콜릿이라고 불리는 흡착 노즐을 사용하여 다이를 웨이퍼로부터 흡착하여 픽업하고, 기판 상의 소정의 위치에 적재하여, 압박력을 부여함과 함께, 접합재를 가열함으로써 본딩을 행한다고 하는 동작(작업)이 반복하여 행해진다.A die bonder is a device for bonding (loading and adhering) a die onto a substrate or an already bonded die using resin paste, solder, gold plating, or the like as a bonding material. For example, in a die bonder that bonds a die to the surface of a substrate, a die is adsorbed and picked up from a wafer using an adsorption nozzle called a collet provided at the tip of a bonding head, and the die is placed on a predetermined position on the substrate and pressed. While applying, the operation (work) of performing bonding by heating the bonding material is repeatedly performed.
수지를 접합 재료로서 사용하는 경우, Ag 에폭시 및 아크릴 등의 수지 페이스트가 접착제(이하, 페이스트상 접착제라고 함)로서 사용된다. 다이를 기판에 접착하는 페이스트상 접착제는 시린지 내에 봉입되며, 이 시린지가 기판에 대하여 상하 이동하여 페이스트상 접착제를 사출하여 도포한다. 즉, 페이스트상 접착제를 봉입한 시린지에 의해 페이스트상 접착제가 소정의 위치에 소정량 도포되고, 그 페이스트상 접착제 상에 다이가 압착ㆍ베이크되어 접착된다. 시린지의 근방에는 인식 카메라가 설치되며, 이 인식 카메라로 페이스트상 접착제가 도포되는 위치를 확인하여 위치 결정이 행해지며, 또한 도포된 페이스트상 접착제가 소정 위치에 소정의 형상으로 소정량만큼 도포되어 있는지가 확인된다.When using resin as a bonding material, resin pastes such as Ag epoxy and acrylic are used as adhesives (hereinafter referred to as paste adhesives). A pasty adhesive for adhering the die to the substrate is enclosed in a syringe, and the syringe moves up and down with respect to the substrate to inject and apply the pasty adhesive. That is, a paste-like adhesive is applied in a predetermined amount to a predetermined position by a syringe in which the paste-like adhesive is sealed, and a die is pressed and baked on the paste-like adhesive to adhere. A recognition camera is installed near the syringe, and positioning is performed by confirming the position where the pasty adhesive is applied with this recognition camera, and whether the applied pasty adhesive is applied in a predetermined amount in a predetermined shape at a predetermined position. is confirmed
또한, 본딩 헤드의 근방에는 인식 카메라가 설치되며, 이 인식 카메라로 다이가 본딩되는 기판의 위치를 확인하여 위치 결정이 행해지고, 또한 본딩된 다이가 소정 위치에 본딩되어 있는지가 확인된다.Further, a recognition camera is installed near the bonding head, and positioning is performed by confirming the position of the substrate to which the die is bonded with the recognition camera, and furthermore, it is confirmed whether the bonded die is bonded to a predetermined position.
비(非)텔레센트릭 렌즈를 사용한 하나의 촬상 장치로 복수의 촬상 대상물을 촬상하면, 촬상 장치의 바로 밑에서부터 이격된 촬상 대상물은 비스듬하게 촬상됨으로써, 입체 형상의 측면을 보게 된다.When a plurality of imaging objects are imaged with one imaging device using a non-telecentric lens, the imaging objects spaced apart from directly below the imaging device are imaged obliquely, so that the three-dimensional side view is seen.
본 개시의 과제는, 복수의 촬상 대상물의 촬상 조건의 균일성을 향상시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 데 있다.An object of the present disclosure is to provide a technique capable of improving the uniformity of imaging conditions of a plurality of imaging objects.
그 밖의 과제와 신규의 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.Other problems and novel features will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.
본 개시 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 하기와 같다.A brief outline of representative ones of the present disclosure is as follows.
즉, 다이 본딩 장치는, 기판을 반송하는 반송로와, 상기 반송로의 상방에 상기 기판의 폭 방향을 따라 일렬로 고정 배치된 복수의 촬상 장치와, 상기 기판 상에 위치하는 상기 폭 방향을 따른 일렬의 복수의 어태치먼트 영역을 상기 복수의 촬상 장치로 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 취득한 복수의 상기 화상에 기초하여 합성 화상을 생성하고, 상기 합성 화상에 기초하여 상기 어태치먼트 영역의 촬상 대상물을 인식하도록 구성되는 제어부를 구비한다. 각 촬상 장치의 촬상 시야는 상기 기판 상에서 중복되며, 중복된 상기 촬상 시야는 상기 어태치먼트 영역보다 크게 구성된다.That is, the die bonding device includes a conveyance path for conveying a substrate, a plurality of imaging devices fixedly arranged in a row along the width direction of the substrate above the conveyance path, and a plurality of imaging devices positioned on the substrate along the width direction. Acquiring a plurality of images by capturing a plurality of attachment areas in a row with the plurality of imaging devices, generating a composite image based on the acquired plurality of images, and recognizing an object to be captured in the attachment region based on the composite image. and a control unit configured to do so. The imaging fields of each imaging device overlap on the substrate, and the overlapping imaging fields are larger than the attachment area.
상기 다이 본딩 장치에 따르면, 복수의 촬상 대상물의 촬상 조건의 균일성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.According to the die bonding apparatus, it becomes possible to improve the uniformity of imaging conditions of a plurality of imaging objects.
도 1의 (a)는 통상 시야 광학계를 도시하는 사시도이고, 도 1의 (b)는 광시야 광학계를 도시하는 사시도이다.
도 2의 (a)는 매크로 렌즈를 사용한 광시야 광학계의 개념도이고, 도 2의 (b)는 텔레센트릭 렌즈를 사용한 광시야 광학계의 개념도이다.
도 3의 (a)는 페이스트의 입체 형상의 이미지를 도시하는 도면이고, 도 3의 (b)는 기판을 매크로 렌즈로 와이드 에어리어로 보았을 때의 페이스트 위의 휘선을 도시하는 도면이다.
도 4의 (a)는 실시 형태의 촬상 장치의 다연화에 대하여 설명하는 상면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 측면도이다.
도 5는 실시 형태의 촬상 장치에 사용하는 조명 장치에 대하여 설명하는 도면이다.
도 6은 복수의 촬상 장치의 촬상 시야의 중복에 대하여 설명하는 상면도이다.
도 7은 도 6에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 측면도이다.
도 8은 촬상 시야의 중복량에 대하여 설명하는 도면이다.
도 9는 이미지 모자이킹과 좌표 매핑을 설명하는 도면이다.
도 10은 캘리브레이션 플레이트를 사용한 이미지 모자이킹과 좌표 변환을 설명하는 모식도이다.
도 11은 디스토션을 설명하는 도면이다.
도 12는 아핀 변환 및 사영 변환의 변환 행렬의 식을 나타내는 도면이다.
도 13은 기판의 타깃 모델에 의한 이미지 모자이킹과 좌표 변환을 설명하는 도면이다.
도 14는 촬상 장치의 경시 변위의 영향을 설명하는 도면이다.
도 15는 공간 재보정을 설명하는 도면이다.
도 16은 캘리브레이션 플레이트의 높이를 바꾸는 방법을 설명하는 도면이다.
도 17은 슈트에 마련하는 마커를 설명하는 도면이다.
도 18은 변형예에 있어서의 촬상 장치의 다연화에 대하여 설명하는 사시도이다.
도 19는 실시예에 있어서의 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다.
도 20은 도 19에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.
도 21은 도 19의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.
도 22는 도 19의 다이 본더의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
도 23은 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.FIG. 1(a) is a perspective view showing a normal field optical system, and FIG. 1(b) is a perspective view showing a wide field optical system.
FIG. 2 (a) is a conceptual diagram of a wide-field optical system using a macro lens, and FIG. 2 (b) is a conceptual diagram of a wide-field optical system using a telecentric lens.
Fig. 3(a) is a diagram showing a three-dimensional image of the paste, and Fig. 3(b) is a diagram showing bright lines on the paste when the substrate is viewed from a wide area with a macro lens.
Fig. 4 (a) is a top view explaining the diversification of the imaging device of the embodiment, and Fig. 4 (b) is a side view when viewed from the direction of arrow A in Fig. 4 (a).
5 is a diagram explaining a lighting device used in the imaging device of the embodiment.
6 is a top view illustrating overlapping of imaging fields of view of a plurality of imaging devices.
Fig. 7 is a side view when viewed from the direction of arrow A in Fig. 6;
8 is a diagram explaining the overlapping amount of the imaging field.
9 is a diagram illustrating image mosaicing and coordinate mapping.
10 is a schematic diagram illustrating image mosaicing and coordinate conversion using a calibration plate.
11 is a diagram explaining distortion.
12 is a diagram showing expressions of transformation matrices of affine transformation and projective transformation.
13 is a diagram explaining image mosaicing and coordinate transformation by a target model of a substrate.
Fig. 14 is a diagram explaining the influence of the displacement of the imaging device with the passage of time.
15 is a diagram illustrating spatial recalibration.
16 is a diagram for explaining a method of changing the height of a calibration plate.
Fig. 17 is a diagram explaining a marker provided in a chute.
Fig. 18 is a perspective view illustrating diversification of imaging devices in a modified example.
Fig. 19 is a top view schematically showing a die bonder in the embodiment.
FIG. 20 is a diagram explaining the operation of the pickup head and bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG. 19 .
Fig. 21 is a schematic sectional view showing a main part of the die supply section in Fig. 19;
Fig. 22 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system of the die bonder of Fig. 19;
23 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device.
이하, 실시 형태, 변형예 및 실시예에 대하여, 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하의 설명에 있어서, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여 반복 설명을 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제의 양태에 비하여, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례로서, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments, modifications, and examples will be described using drawings. However, in the following description, the same reference numerals are assigned to the same components, and repeated explanations are omitted in some cases. In addition, in order to make explanation more clear, although the width, thickness, shape, etc. of each part may be schematically expressed compared with an actual aspect, it is only an example and does not limit the interpretation of this invention.
우선, 본 개시자들이 검토한 기술에 대하여 도 1 내지 도 3을 사용하여 설명한다. 도 1의 (a)는 통상 시야 광학계를 도시하는 사시도이고, 도 1의 (b)는 광시야 광학계를 도시하는 사시도이다.First, the technology examined by the present initiators will be described using FIGS. 1 to 3 . FIG. 1(a) is a perspective view showing a normal field optical system, and FIG. 1(b) is a perspective view showing a wide field optical system.
기판(S)의 위치 결정, 어태치먼트(다이 본딩 또는 페이스트 도포), 검사를 순차적으로 행하는 동작에 있어서, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 저해상도의 촬상 장치(CML)를 사용한 통상 시야 광학계를 사용하면, 하나의 어태치먼트 영역(AA)보다 조금 큰 영역밖에 촬상하지 못하므로, 어태치먼트 영역(AA)의 수만큼의 촬상 및 화상 인식이 필요하다. 여기서, 일례로서 기판(S)에는 1열에 6개의 어태치먼트 영역(AA)을 갖고, 5열의 어태치먼트 영역을 갖는 예를 나타내고 있다. 저해상도의 촬상 장치란, 하나의 어태치먼트 영역보다 조금 큰 영역만 충분한 해상도로 촬상할 수 있는 촬상 장치이며, 예를 들어 해상도가 약 30만 내지 약 130만 화소인 촬상 장치이다.In the operation of sequentially performing positioning of the substrate S, attachment (die bonding or paste application), and inspection, as shown in FIG. 1 (a), a normal field of view optical system using a low-resolution imaging device (CML) When is used, since only an area slightly larger than one attachment area AA can be imaged, imaging and image recognition as many as the number of attachment areas AA are required. Here, as an example, the substrate S has six attachment regions AA in one row, and an example in which five rows of attachment regions are provided is shown. A low-resolution imaging device is an imaging device that can image only an area slightly larger than one attachment area with sufficient resolution, and has a resolution of about 300,000 to about 1,300,000 pixels, for example.
그 때문에, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 촬상 장치(CML)를 기판(S)의 폭 방향(Y축 방향)으로 이동시켜, 그 열에 있어서의 다른 어태치먼트 영역의 촬상 및 화상 인식을 행하고, 그 화상 인식에 기초하는 처리를 행한다고 하는 동작을 반복하여 행할 필요가 있다. 또한, 1열의 촬상 후에는 기판(S)을 기판 반송 방향(X축 방향)으로 이동시켜 다음 열의 촬상을 행한다.Therefore, as shown in Fig. 1 (a), the imaging device CML is moved in the width direction (Y-axis direction) of the substrate S, and imaging and image recognition of other attachment regions in the row are performed. It is necessary to repeat the operation of performing processing based on the image recognition. After imaging of one row, the substrate S is moved in the substrate transport direction (X-axis direction), and imaging of the next row is performed.
따라서, 촬상 장치(CML)의 지지 부재(도시하지 않음)를 기판(S)의 폭 방향으로 이동시키는 이동 기구가 필요하게 되며, 촬상 장치(CML)의 지지 기구가 복잡화 및 대형화되고, 고가가 된다. 또한, 촬상 장치(CML)의 폭 방향으로의 이동 시간때문에, 또한 지지 부재의 이동에 수반하여 발생하는 진동에 의한 촬상 장치(CML)의 흔들림이 수렴될 때까지의 촬상의 대기 시간이 필요하기 때문에, 다이 본더를 고속화할 수 없다. 또는, 진동을 방지하기 위해서는 진동 방지 기구가 필요하게 되어, 추가로 다이 본더가 고가가 된다. 또한, 어태치먼트 영역의 상공이며 촬상 장치의 하방을 왕복 동작하는 기구부가 있는 경우에는, 당해 기구부에 의해 촬상 시야가 차폐되지 않는 타이밍을 가늠하여 촬상할 필요가 있다. 이 촬상 타이밍을 확보함으로써 다이 본더를 고속화할 수 없다.Therefore, a moving mechanism for moving the supporting member (not shown) of the imaging device CML in the width direction of the substrate S is required, and the supporting mechanism of the imaging device CML is complicated, enlarged, and expensive. . In addition, because of the movement time of the imaging device CML in the width direction, and because the waiting time for imaging is required until the shaking of the imaging device CML due to the vibration generated along with the movement of the supporting member converges, , the die bonder cannot be speeded up. Alternatively, a vibration prevention mechanism is required to prevent vibration, and the die bonder becomes expensive. In addition, when there is a mechanical part that reciprocates in the sky above the attachment area and below the imaging device, it is necessary to determine the timing at which the imaging field of view is not blocked by the mechanical part to perform imaging. The speed of the die bonder cannot be increased by securing this imaging timing.
한편, 기판의 반송 후의 어태치먼트마다 그것을 반복하는 것이 아니라, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 고해상도의 촬상 장치(CMH)를 사용한 광시야 광학계를 사용하면, 전단의 위치 결정 또는 후단의 검사를 기판(S)의 전체 어태치먼트 영역(전체 탭 일괄) 또는 기판의 폭 방향의 적어도 1열의 어태치먼트 영역에서 촬상하여 인식하는 것은 처리 시간의 효율화로 되어, 상술한 문제점은 해결할 수 있다. 여기서, 고해상도의 촬상 장치란, 적어도 기판(S)의 폭 방향 1열분의 전체 영역을 일괄하여 충분한 해상도로 촬상할 수 있는 촬상 장치이며, 예를 들어 해상도가 약 500만 화소 이상인 촬상 장치이다. 1열에는 복수의 어태치먼트 영역이 포함되며, 예를 들어 4개의 어태치먼트 영역이 포함된다.On the other hand, instead of repeating it for each attachment after conveying the substrate, as shown in FIG. By imaging and recognizing in the entire attachment area (all tabs) of the substrate S or in at least one row of attachment areas in the width direction of the substrate, the efficiency of the processing time can be improved, and the above-mentioned problems can be solved. Here, the high-resolution imaging device is an imaging device that can collectively image the entire area of at least one column in the width direction of the substrate S with sufficient resolution, and has, for example, a resolution of about 5 million pixels or more.
그러나, 광시야 광학계(와이드 에어리어 카메라)에는 이하의 문제점이 있다. 이 문제점에 대하여 도 2 및 도 3을 사용하여 설명한다. 도 2의 (a)는 매크로 렌즈를 사용한 광시야 광학계의 개념도이고, 도 2의 (b)는 텔레센트릭 렌즈를 사용한 광시야 광학계의 개념도이다. 도 3의 (a)는 페이스트의 입체 형상의 이미지를 도시하는 도면이고, 도 3의 (b)는 기판을 매크로 렌즈로 와이드 에어리어로 보았을 때의 페이스트 위의 휘선을 도시하는 도면이다.However, the wide-field optical system (wide area camera) has the following problems. This problem is explained using FIGS. 2 and 3 . FIG. 2 (a) is a conceptual diagram of a wide-field optical system using a macro lens, and FIG. 2 (b) is a conceptual diagram of a wide-field optical system using a telecentric lens. Fig. 3(a) is a diagram showing a three-dimensional image of the paste, and Fig. 3(b) is a diagram showing bright lines on the paste when the substrate is viewed from a wide area with a macro lens.
(1) 텔레센트릭성의 확보(1) Securing telecentricity
매크로 렌즈의 배율을 단순하게 내리는 것만으로도 와이드 에어리어로 되지만, 시야의 중심으로부터 벗어날수록 경사 상방에서 본 상태로 되어, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 시야 중심의 촬상 대상물(OBC)에서는 측면은 보이지 않지만, 좌측의 촬상 대상물(OBL)에서는 우측면이 보이고, 우측의 촬상 대상물(OBR)에서는 좌측면이 보여, 입체 형상의 측면을 보게 된다. 또한, 촬상 대상물(OBL)의 높이에 따라 배율이 변화해 버려, 높이가 바뀌어 버리면 예를 들어 얼라인먼트가 어려워진다. 예를 들어, 기판에 도포된 페이스트나 기판에 적층된 다이는 개소에 따라 높이가 다르다.A wide area is obtained simply by lowering the magnification of the macro lens, but the more it moves away from the center of the field of view, the more obliquely upward the view is. , the side is not visible, but the right side is visible in the left image pickup object OBL, and the left side is visible in the right image pickup object OBR, so that the side surface of the three-dimensional shape is seen. Moreover, magnification changes according to the height of the imaging target OBL, and when the height changes, alignment becomes difficult, for example. For example, a paste applied to a substrate or a die stacked on a substrate has a different height depending on a location.
이들 문제점은 텔레센트릭 렌즈를 사용함으로써 해소하는 것이 가능하다. 텔레센트릭 렌즈는 평행광을 집광하므로 모든 촬상 대상물에 있어서 측면은 보이지 않게 된다. 그러나, 그 경우, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 일반적으로는 보고 싶은 시야보다 큰 구경의 렌즈가 필요하게 되며, 예를 들어 한 변이 100mm인 정사각형의 시야를 확보하려고 하면, 그의 대각인 141mm 이상의 구경이 필요하게 되고, 그것에 수반하여 초점 거리도 길어져 버린다. 이러한 대형 렌즈를 다이 본딩 장치에 실장하는 것은 효율성의 관점에서 바람직하지 않다.It is possible to solve these problems by using a telecentric lens. Since the telecentric lens condenses parallel light, the sides are invisible for all imaging objects. However, in that case, as shown in (b) of FIG. 2, generally a lens with an aperture larger than the desired field of view is required. An aperture of 141 mm or more is required, and the focal length also becomes long along with it. Mounting such a large lens on a die bonding apparatus is not desirable from the viewpoint of efficiency.
(2) 시야 내에 있어서의 균일한 조명의 조사(2) Irradiation of uniform illumination within the field of view
비텔레센트릭 렌즈를 사용하여 와이드 에어리어를 확보하려고 한 경우, 시야의 끝 쪽에서는 비스듬하게 위에서 보는 상태로 된다. 이것이 시야의 우측단과 좌측단, 또는 상단과 하단에서는 방향이 반대로 되기 때문에, 조명의 조사 방향이 불균일해지기 쉽다. 또한 텔레센트릭광을 사용한 평행광을 조사한 경우라도, 촬상 시야 내에서 균일하게 조사된 화상을 얻기가 어려워진다. 예를 들어, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 십자 형상으로 기판에 도포된 페이스트상 접착제(PA)는 중심 부분이 높고, 선단 부분은 낮게 형성된다. 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같은 페이스트상 접착제가 도포된 기판을 매크로 렌즈로 와이드 에어리어로 본 경우, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 촬상 시야의 중앙부는 촬상 대상물을 바로 위에서 보기 때문에 밝지만, 주변부는 비스듬하게 보기 때문에 어둡고, 또한 페이스트상 접착제의 높이가 균일하지 않으므로, 페이스트상 접착제(PA) 상의 휘선이 이동해 버린다. 여기서, 도 3의 (b)의 화상 중심에 촬상 장치의 시야 중심이 위치한다. 기판(S)에는 1열에 6개의 어태치먼트 영역인 탭(TB)이 있고, 7열 도시되어 있다. 기판(S)의 우측의 4열의 탭(TB)에는 페이스트상 접착제(PA)가 도포되어 있다.When an attempt is made to secure a wide area by using a non-telecentric lens, the end of the field of view is viewed obliquely from above. Since the directions are reversed at the right end and left end of the visual field, or at the top and bottom ends, the irradiation direction of the illumination tends to be non-uniform. Further, even when collimated light using telecentric light is irradiated, it becomes difficult to obtain a uniformly irradiated image within the imaging field. For example, as shown in Fig. 3(a), the paste adhesive PA applied to the substrate in a cross shape has a high center portion and a low tip portion. When the substrate coated with the pasty adhesive as shown in Fig. 3 (a) is viewed from a wide area with a macro lens, as shown in Fig. 3 (b), the center of the imaging visual field is directly above the object to be imaged. Although it is bright when viewed, the peripheral portion is dark because it is viewed obliquely, and since the height of the pasty adhesive is not uniform, the bright line on the pasty adhesive PA shifts. Here, the center of the field of view of the imaging device is located at the center of the image in FIG. 3(b). The substrate S has tabs TB, which are six attachment regions, in one column, and seven columns are shown. A paste-like adhesive PA is applied to the tabs TB in four rows on the right side of the substrate S.
다음에, 상술한 문제점을 해결하는 실시 형태에 대하여 도 4 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4의 (a)는 실시 형태의 촬상 장치의 다연화에 대하여 설명하는 상면도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 측면도이다. 도 5는 실시 형태의 촬상 장치에 사용하는 조명 장치에 대하여 설명하는 도면이며, 도 5의 (a)는 조명 장치의 단면도, 도 5의 (b)는 측면도이다.Next, an embodiment that solves the above problems will be described using FIGS. 4 to 5 . Fig. 4 (a) is a top view explaining the diversification of the imaging device of the embodiment, and Fig. 4 (b) is a side view when viewed from the direction of arrow A in Fig. 4 (a). Fig. 5 is a diagram explaining a lighting device used in the imaging device of the embodiment, Fig. 5 (a) is a cross-sectional view of the lighting device, and Fig. 5 (b) is a side view.
상술한 문제점을 해결하는 실시 형태로서 촬상 장치의 다연화(스테레오화)를 행한다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 상방에 기판(S)의 폭 방향(Y축 방향)으로 복수의 촬상 장치(CM1 내지 CM4)를 일렬로 배열하여 고정적으로 배치한다. 여기서, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각은, 촬상 장치(CML)와 동일 정도 이상의 해상도의 촬상 장치이며, 기판(S)의 폭 방향 1열분의 전체 영역을 일괄하여 충분한 해상도로 촬상할 수 없는 촬상 장치이다. 또한, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각은 텔레센트릭 렌즈를 사용해도 되지만, 매크로 렌즈 등의 비텔레센트릭 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 촬상 장치(CM1 내지 CM4)는 동일한 높이로 수평 방향으로 소정 간격을 두고 있고, 각 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 광축은 서로 평행이고, 또한 기판(S)에 대하여 수직으로 된다. 또한, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 광축은, 촬상 시야에 있어서의 초점 흐려짐이 허용되는 범위에서, 기판(S)에 대한 수직선으로부터 약간 경사지게 해도 된다.As an embodiment to solve the above-mentioned problem, multiple imaging devices (stereoization) are performed. For example, as shown in FIG. 4 , a plurality of imaging devices CM1 to CM4 are arranged in a row above the substrate S in the width direction (Y-axis direction) of the substrate S and fixedly arranged. . Here, each of the imaging devices CM1 to CM4 is an imaging device having a resolution equal to or higher than that of the imaging device CML, and the entire area of one column in the width direction of the substrate S cannot be collectively imaged with sufficient resolution. It is an imaging device. In addition, each of the imaging devices CM1 to CM4 may use a telecentric lens, but it is preferable to use a non-telecentric lens such as a macro lens. These imaging devices CM1 to CM4 are spaced at predetermined intervals in the horizontal direction at the same height, and the optical axes of each imaging device CM1 to CM4 are parallel to each other and perpendicular to the substrate S. Further, the optical axes of the imaging devices CM1 to CM4 may be slightly inclined from the perpendicular to the substrate S within a range in which defocusing in the imaging visual field is permitted.
본 실시 형태에서는 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각은 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14)의 촬상 대상물을 촬상한다. 또한, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각의 촬상 시야(IA1 내지 IA4)는 중복되어 있지 않다. 또한, 기판(S)을 반송 방향(Y축 방향)으로 이동시킴으로써 남은 열의 촬상 대상물을 순차적으로 촬상한다. 촬상 장치를 다연화함으로써 촬상 대상물의 거의 바로 위에서 촬상할 수 있어, 촬상 시야 내의 조명의 균일성을 향상시켜 검사할 수 있다. 또한, 촬상 장치를 다연화함으로써 촬상 장치를 움직일 필요가 없어지고, 광시야 광학계와 동일한 처리 효율을 얻을 수 있다.In this embodiment, each of the imaging devices CM1 to CM4 captures an image of an object in the attachment areas AA11 to AA14. In addition, the respective imaging visual fields IA1 to IA4 of the imaging devices CM1 to CM4 do not overlap. Furthermore, by moving the board|substrate S in the conveyance direction (Y-axis direction), imaging objects of the remaining rows are sequentially imaged. By diversifying the imaging devices, an image can be captured almost directly above the object to be imaged, and the uniformity of illumination within the imaging field can be improved and inspection can be performed. Further, by diversifying the imaging devices, there is no need to move the imaging devices, and the same processing efficiency as that of the wide-field optical system can be obtained.
여기서, 기판(S)은, 예를 들어 도 4의 (a) (b)에 도시하는 바와 같이, 직사각 형상 또한 평판상이며, 종횡으로 다수의 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14, AA21 내지 AA24, …)을 갖고 있다. 기판(S)은 반송 방향(X축 방향)의 길이는 폭 방향(Y축 방향)의 길이보다 길게 구성되어 있다.Here, the substrate S has a rectangular shape and a flat plate shape, for example, as shown in (a) (b) of FIG. has The length of the board|substrate S in the conveyance direction (X-axis direction) is comprised longer than the length in the width direction (Y-axis direction).
다연화된 촬상 장치는 각각이 동일한 조명계를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)와 기판(S) 사이에는, 면 발광 조명(광원)(SL), 하프 미러(반투과경)(HM)를 내부에 구비한 조명 장치(LD)가 배치되어 있다. 면 발광 조명(SL)으로부터의 조사광은, 하프 미러(HM)에 의해 촬상 장치(CM1 내지 CM4)와 동일한 광축에서 반사되어, 기판(S)의 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14)의 촬상 대상물에 조사된다. 촬상 장치(CM1 내지 CM4)와 동일한 광축에서 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14)의 촬상 대상물에 조사된 그 산란광은, 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14)의 촬상 대상물에서 반사되고, 그 중의 정반사광이 하프 미러(HM)를 투과하여 촬상 장치(CM1 내지 CM4)에 도달하고, 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA14)의 촬상 대상물의 영상을 형성한다. 즉, 조명 장치(LD)는 동축 낙사 조명(동축 조명)의 기능을 갖는다.It is preferable that the multiplexed imaging devices each have the same illumination system. For example, as shown in (a) of FIG. 5 , between the imaging devices CM1 to CM4 and the substrate S, a surface light source (light source) SL and a half mirror (semi-transmissive mirror) HM ) is disposed inside the lighting device LD. Illuminated light from the surface emitting illumination SL is reflected on the same optical axis as the imaging devices CM1 to CM4 by the half mirror HM, and irradiated onto the object to be imaged in the attachment areas AA11 to AA14 of the substrate S do. The scattered light irradiated to the imaging target in the attachment areas AA11 to AA14 on the same optical axis as the imaging devices CM1 to CM4 is reflected from the imaging target in the attachment areas AA11 to AA14, and the specularly reflected light among them is reflected by the half mirror ( HM) to reach the imaging devices CM1 to CM4, and form images of objects to be captured in the attachment areas AA11 to AA14. That is, the lighting device LD has a function of coaxial fall-out illumination (coaxial illumination).
도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 면 발광 조명(SL) 및 하프 미러(HM)의 Y축 방향의 길이는 기판(S)의 폭 방향에 있어서의 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 촬상 시야 전체보다 조금 넓게 구성되어 있고, 면 발광 조명(SL)은 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각 촬상 시야보다 조금 넓은 발광 에어리어(SL1 내지 SL4)로 분할되어, 개별적으로 점등/소등 가능하게 되어 있다. 동축 조명 장치의 발광 에어리어가 나뉘어져 있으므로, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)마다 조광하는 것이 가능하다. 이에 의해, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 촬상 시야의 모든 에어리어에서의 조명의 균일성을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 후술하는 바와 같이 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 촬상 시야의 각각이 중복되는 경우에는, 발광 에어리어(SL1 내지 SL4)도 중복된다.As shown in (b) of FIG. 5, the Y-axis length of the surface emitting illumination SL and the half mirror HM is equal to the length of the imaging devices CM1 to CM4 in the width direction of the substrate S. It is configured slightly wider than the entire field of view, and the surface light emitting illumination SL is divided into light emitting areas SL1 to SL4 that are slightly wider than the imaging fields of each of the imaging devices CM1 to CM4, and can be individually turned on/off. . Since the light emitting areas of the coaxial lighting devices are divided, it is possible to adjust light for each of the imaging devices CM1 to CM4. This makes it possible to improve the uniformity of illumination in all areas of the imaging field of view of the imaging devices CM1 to CM4. In addition, as will be described later, when each of the imaging fields of the imaging devices CM1 to CM4 overlaps, the light emitting areas SL1 to SL4 also overlap.
다음에, 복수의 촬상 장치의 촬상 시야의 중복에 대하여 도 6 내지 도 8을 사용하여 설명한다. 도 6은 복수의 촬상 장치의 촬상 시야의 중복에 대하여 설명하는 상면도이다. 도 7은 도 6에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때의 측면도이다. 도 8은 촬상 시야의 중복량에 대하여 설명하는 도면이다.Next, overlapping of imaging fields of view of a plurality of imaging devices will be described using FIGS. 6 to 8 . 6 is a top view illustrating overlapping of imaging fields of view of a plurality of imaging devices. Fig. 7 is a side view when viewed from the direction of arrow A in Fig. 6; 8 is a diagram explaining the overlapping amount of the imaging field.
상술한 실시 형태에서는 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각의 촬상 시야(IA1 내지 IA4)는 중복되어 있지 않은 예를 나타내고 있다. 그러나, 촬상 장치의 다연화를 행할 때 다양한 제품 피치(어태치먼트 영역의 피치)와 촬상 장치의 피치가 반드시 동일하게 되는 것은 아니므로, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 촬상 시야 사이를 어느 정도 중복시키는 것이 바람직하다.In the embodiment described above, an example in which the imaging visual fields IA1 to IA4 of the imaging devices CM1 to CM4 do not overlap has been shown. However, since the pitches of various products (pitch of the attachment area) and the pitch of the imaging devices are not necessarily the same when diversifying the imaging devices, as shown in Figs. It is desirable to overlap.
도 6 및 도 7에서는, 일례로서 촬상 장치를 4대 마련하고, 기판(S)의 1열에 어태치먼트 영역을 6개 마련한 예를 도시하고 있으며, 촬상 장치의 피치가 어태치먼트 영역의 피치보다 크게 되어 있다. 이 때문에, 인접하는 촬상 장치의 촬상 시야를 중복시켜, 예를 들어 하나의 촬상 장치의 촬상 시야에는 2개 이상의 촬상 대상물이 포함되도록 한다. 따라서, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각은 촬상 장치(CML)보다 높은 해상도의 촬상 장치이다. 촬상 장치(CM1 내지 CM4)의 각각은 기판(S)의 폭 방향 1열분의 전체 영역을 일괄하여 충분한 해상도로 촬상할 수 없는 촬상 장치이지만, 기판(S)의 폭 방향 1열분의 전체 영역을 일괄하여 충분한 해상도로 촬상할 수 있는 촬상 장치여도 된다. 여기서, 기판(S)은, 예를 들어 도 6에 도시하는 바와 같이 직사각 형상 또한 평판상이며, 종횡으로 다수의 어태치먼트 영역(AA11 내지 AA16, AA21 내지 AA26, ~)을 갖고 있다. 기판(S)은 반송 방향(X축 방향)의 길이는 폭 방향(Y축 방향)의 길이보다 길게 구성되어 있다.6 and 7 show an example in which four imaging devices are provided and six attachment regions are provided in one column of the substrate S as an example, and the pitch of the imaging devices is larger than the pitch of the attachment regions. For this reason, imaging visual fields of adjacent imaging devices are overlapped, so that, for example, two or more imaging targets are included in the imaging field of one imaging device. Accordingly, each of the imaging devices CM1 to CM4 is an imaging device having a higher resolution than the imaging device CML. Each of the imaging devices CM1 to CM4 is an imaging device that cannot capture the entire area of the substrate S for one row in the width direction collectively with sufficient resolution, but the entire area for one column of the width direction of the substrate S is collectively It may be an imaging device capable of capturing an image with sufficient resolution. Here, the board|substrate S has a rectangular shape and flat plate shape, for example, as shown in FIG. 6, and has many attachment areas AA11 to AA16, AA21 to AA26, ... vertically and horizontally. The length of the board|substrate S in the conveyance direction (X-axis direction) is comprised longer than the length in the width direction (Y-axis direction).
촬상 시야의 중복 영역(OVL)은, 최대 사이즈의 촬상 대상물이 포함되는 크기이면 된다(최대 제품 사이즈를 유지하면 됨). 이에 의해, 모든 촬상 대상물은 어느 촬상 시야에 그 촬상 대상물의 전체가 들어간다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 중복 영역(OVL)은 촬상 대상물(OB2)이 들어가는 크기이면 되며, 예를 들어 서브스트레이트 기판이라면 최대 탭 사이즈의 중복량이 있다면, 모든 탭은 어느 시야에 그 탭의 전경이 들어간다.The overlapping area OVL of the imaging visual field should just be the size in which the imaging target of the largest size is included (it is sufficient to maintain the maximum product size). As a result, all of the imaging objects are included in a certain imaging field. As shown in Fig. 8, the overlapping area OVL only needs to have a size where the imaging object OB2 can fit. For example, in the case of a substrate substrate, if there is an overlapping amount of the maximum tab size, all tabs are in a certain field of view, the foreground of the tab goes in
복수의 촬상 화상의 합성에 대하여 도 9 내지 도 15를 사용하여 설명한다. 도 9는 이미지 모자이킹과 좌표 매핑을 설명하는 도면이다. 도 10은 캘리브레이션 플레이트를 사용한 이미지 모자이킹과 좌표 변환을 설명하는 모식도이다. 도 11은 디스토션을 설명하는 도면이다. 도 12는 아핀 변환 및 사영 변환의 변환 행렬의 식을 나타내는 도면이다. 도 13은 기판의 타깃 모델에 의한 이미지 모자이킹과 좌표 변환을 설명하는 도면이다. 도 14는 다연 리드 프레임의 탭 상에 페이스트상 접착제를 도포한 상태를 복수의 촬상 장치로 촬상한 화상이며, 도 14의 (a)는 경시 변이가 없는 경우의 촬상 화상이고, 도 14의 (b)는 경시 변이가 있는 경우의 촬상 화상이다. 도 15는 공간 재보정을 설명하는 도면이며, 도 15의 (a)는 공간 재보정 전의 상태를 도시하는 도면이고, 도 15의 (b)는 공간 재보정 후의 상태를 도시하는 도면이다.Synthesis of a plurality of captured images will be described using FIGS. 9 to 15 . 9 is a diagram illustrating image mosaicing and coordinate mapping. 10 is a schematic diagram illustrating image mosaicing and coordinate conversion using a calibration plate. 11 is a diagram explaining distortion. 12 is a diagram showing expressions of transformation matrices of affine transformation and projective transformation. 13 is a diagram explaining image mosaicing and coordinate transformation by a target model of a substrate. Fig. 14 is an image captured with a plurality of imaging devices of a state in which a paste-like adhesive is applied on tabs of a multiple lead frame, Fig. 14 (a) is a captured image when there is no shift with time, and Fig. 14 (b) ) is a captured image in the case where there is a temporal shift. Fig. 15 is a diagram explaining spatial re-correction, Fig. 15 (a) is a diagram showing a state before spatial re-correction, and Fig. 15 (b) is a diagram showing a state after spatial re-correction.
중복량을 억제하기 위해, 제어부(CNT)는 복수의 촬상 장치로 촬상한 화상을 이미지 모자이킹 등으로 합성한다. 일반적인 이미지 모자이킹은 복수의 화상을 원활하게 서로 연결시키려고 하기 때문에, 그 상태에서는 화상의 캘리브레이션을 잃어 버리는 경우가 있다.In order to suppress the amount of overlap, the control unit CNT combines images captured by a plurality of imaging devices by image mosaicking or the like. Since general image mosaicing attempts to smoothly connect a plurality of images, calibration of images may be lost in that state.
그래서, 실시 형태에서는 복수대의 촬상 장치로 촬상한 화상의 합성에 있어서,So, in the embodiment, in the synthesis of images captured by a plurality of imaging devices,
(A) 다이 본딩 장치의 출하 시 또는 조정 시에는 캘리브레이션 플레이트를 사용한 이미지 모자이킹과 좌표 변환을 행하고,(A) At the time of shipment or adjustment of the die bonding device, image mosaicing and coordinate conversion using a calibration plate are performed,
(B) 다이 본딩 장치의 미세 조정 시 또는 연속 운전 중에는 기판의 타깃 모델에 의한 이미지 모자이킹과 슈트 상에 배치한 타깃 모델에 의한 좌표 변환을 행한다.(B) During fine adjustment or continuous operation of the die bonding apparatus, image mosaicing by the target model of the substrate and coordinate transformation by the target model disposed on the chute are performed.
상기 (A)에 대하여 도 9 내지 도 12를 사용하여 설명한다.The above (A) will be described using FIGS. 9 to 12 .
도 9에 도시하는 바와 같이, 제어부(CNT)는, 다이 본딩 장치의 조정 시에 다연화된 촬상 장치의 모든 촬상 시야를 커버하는 스케일로 되는 좌표 마커(CMRK)를 비추고, 중복 영역(OVL) 범위에 들어가는 좌표 마커(CMRK)의 동일 교점(IP)을 기준으로 화상을 사영 변환이나 아핀 변환 등에 의한 좌표 변환을 하여, 각 촬상 장치간의 화상을 원활하게 서로 연결시킨 1매의 화상(합성 화상)을 얻는다. 여기서, 좌표 마커(CMRK)는, 조정 지그로서 캘리브레이션 플레이트를 준비하고, 그 플레이트에 마킹하여 사용하는 것이며, 좌표 마커(CMRK)는 예를 들어 격자상의 것이다. 좌표 변환 시에는 전체 공간의 위치 관계를 보증하는 마커가 필요하게 된다. 도 9에 도시하는 바와 같은 합성 시야 전체를 커버하는 좌표 마커(CMRK)가 있으면, 사영 변환 등의 좌표 변환 시에는 전체 공간의 위치 관계를 보증할 수 있고, 각 교점 피치에서 화상 공간 좌표와 실제 공간 좌표의 매칭은 가능하다.As shown in Fig. 9, when adjusting the die-bonding device, the control unit CNT projects a coordinate marker CMRK having a scale covering all the imaging fields of the multiplexed imaging device, and the overlapping area OVL range Coordinate transformation by projective transformation or affine transformation is performed on the image based on the same intersection point (IP) of the coordinate marker (CMRK) in get Here, the coordinate marker CMRK is used by preparing a calibration plate as an adjustment jig and marking the plate, and the coordinate marker CMRK is, for example, a lattice shape. In the case of coordinate conversion, a marker that guarantees the positional relationship of the entire space is required. If there is a coordinate marker CMRK that covers the entire synthetic visual field as shown in Fig. 9, the positional relationship of the entire space can be guaranteed during coordinate transformation such as projection transformation, and image space coordinates and real space coordinates at each intersection pitch. Matching of coordinates is possible.
도 10에 도시하는 바와 같이, 제어부(CNT)는, 격자상의 모양을 갖는 1개의 큰 캘리브레이션 플레이트(CP)를 예를 들어 3대의 촬상 장치에 의해 시야를 나누어 촬상한다. 3대의 촬상 장치는 인접하는 서로의 촬상 장치에 의해 어느 정도 시야가 중복되는 중복 영역(OV12, OV23)을 갖는다. 중복 영역(OV12, OV23) 내의 격자 모양의 교점(IP)이 흑점으로 도시되어 있다.As shown in Fig. 10, the control unit CNT captures an image of one large calibration plate CP having a grid-like pattern by dividing the field of view with, for example, three imaging devices. The three imaging devices have overlapping regions OV12 and OV23 in which fields of view overlap to some extent by adjacent imaging devices. A lattice-shaped intersection IP in the overlapping regions OV12 and OV23 is shown as a black dot.
우선, 제어부(CNT)는, 아핀 변환 혹은 사영 변환에 의해 인접하는 촬상 장치 중 어느 것을 기준으로 다른 한쪽의 촬상 장치의 화상의 화소 좌표를 변환한다. 여기서는 예로서 기준 화상이 화상(IV1), 변환 화상을 화상(IV2)으로서 설명한다. 변환은 서로의 변환되는 화상에 있어서의 교점(IP)의 좌표(흑점 좌표)가 대응하는 기준 화상에 있어서의 교점(IP)의 좌표(흑점 좌표)에 맞도록, 아핀 변환 혹은 사영 변환의 변환 행렬의 각 파라미터를 산출한다. 여기서, 일반적으로 아핀 변환의 변환 행렬은 도 12의 식 (1)에 나타내고, 사영 변환의 행렬식은 도 12의 식 (2)에 나타낸다. 변환 행렬의 산출에는 일반적으로 3점의 좌표가 있으면 되는데, 변환을 일의적이 아니라, 격자상의 격자 무늬에 상당하는 부분별로 행함으로써 보다 정확한 변환이 가능하게 되므로, 격자 무늬마다 변환을 행하는 것이 바람직하다.First, the controller CNT transforms the pixel coordinates of an image of one of the adjacent imaging devices with respect to one of the adjacent imaging devices by affine transformation or projection transformation. Here, as an example, the reference image is described as the image IV1 and the converted image as the image IV2. Transformation is a transformation matrix of affine transformation or projection transformation so that the coordinates (sunspot coordinates) of intersections (IP) in the mutually transformed image match the coordinates (sunspot coordinates) of intersections (IP) in the corresponding reference image. Calculate each parameter of Here, in general, the transformation matrix of the affine transformation is shown in Equation (1) in FIG. 12, and the determinant of the projective transformation is shown in Equation (2) in FIG. It is generally necessary to have three coordinates to calculate the transformation matrix, but it is preferable to perform transformation for each grid pattern because more accurate transformation is possible by performing the transformation not uniquely, but for each part corresponding to the lattice pattern on the lattice. .
기준으로 되는 화상(IV1)이 도 11에 도시하는 바와 같은 통형 혹은 실패(絲卷)형 등으로 대표되는 디스토션을 갖고 있는 경우에는 먼저 시야 내에 들어가는 캘리브레이션 플레이트(CP)의 모든 교점(IP)을 사용하여 원화상을 정립하는 직교 좌표계에 맞춘 화상으로 변환하여 디스토션 보정을 해 두는 것이 바람직하다(제1 디스토션 보정). 이에 의해 중복 영역(OV12, OV23) 이외에도 단순한 배율 맞춤에 의해 합성 화상에 도입할 수 있다.In the case where the reference image IV1 has distortion represented by a cylindrical shape or a threaded shape as shown in FIG. 11, all intersections IP of the calibration plate CP that fall within the field of view are used first. It is preferable to perform distortion correction by converting the original image into an image conforming to the orthogonal coordinate system to be erected (first distortion correction). In this way, other than the overlapping areas OV12 and OV23, it is possible to introduce them into the composite image by simple scaling.
좌표 맞춤은 화소 좌표계에서 행하기 때문에, 화상(IV2)의 변환 후의 좌표는 정수값으로 되는 것이 요구되지만, 아핀 변환이나 사영 변환으로 변환된 화소는, 반드시 그 장소에 수렴되는 것은 아니며, 변환 후 좌표가 중간값으로 되는 경우가 있다. 그때에는 변환 후의 화상의 각 좌표는, 근접하는 변환 후의 좌표의 농담값으로부터 최근린법이나 바이리니어법, 바이큐빅법 등으로 대표되는 농담값 보간을 행한다.Since coordinate alignment is performed in the pixel coordinate system, the coordinates after transformation of the image IV2 are required to be integer values, but the pixels transformed by affine transformation or projection transformation do not necessarily converge to that location, and the coordinates after transformation may be an intermediate value. In this case, each coordinate of the transformed image is interpolated from the grayscale value of the adjacent transformed coordinate, represented by a nearest-nearest method, a bilinear method, or a bicubic method.
상기 (B)에 대하여 도 13 내지 도 15를 사용하여 설명한다.The above (B) will be described using FIGS. 13 to 15.
생산 가동 전의 조정 작업에 있어서의 변환은 시야 내 화상 공간에 있어서 좌표의 기준을 나타내는 캘리브레이션 플레이트(CP)의 교점(IP)이 다수 또한 등피치로 배치되어 있기 때문에, 화상 공간과 실좌표 공간의 끼워맞춤이 비교적 용이하다. 이에 비해, 연속 운전 중 혹은 간이 조정에서는 캘리브레이션 플레이트(CP)를 사용하지 않고 화상 합성과 좌표 맞춤을 행한다. 화상 합성은 서로 동일한 장소를 나타내는 위치를 알면 되므로, 기판 상의 위치 결정용 타깃 마크(TM) 등을 이용한다. 위치 결정용 타깃 마크(TM)는 어태치먼트(본딩 혹은 페이스트) 시의 탭의 위치 결정 공정으로서 템플릿 모델의 등록이 이루어지고 있기 때문에 그것을 이용한다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 화상의 중복 영역(OV12, OV23)에 복수의 탭이 들어가는 경우에는 인접하는 탭의 위치 결정용 타깃 마크(TM)를 사용하여 3점 이상의 포인트를 확보한다. 중복 영역에 하나의 탭밖에 들어가지 않는 경우에는 하나의 탭에 미리 3점의 위치 결정용 타깃 마크(TM)를 템플레이트 이미지 모델로서 등록해 둔다.Conversion in the adjustment work before production operation is performed because a large number of intersections (IP) of the calibration plate (CP) that indicate the reference of coordinates in the image space within the field of view are arranged at an equal pitch, so that the image space and the real coordinate space are fit. this is relatively easy In contrast, during continuous operation or simple adjustment, image synthesis and coordinate alignment are performed without using the calibration plate CP. Since image synthesis only requires knowing the positions indicating the same places, a target mark TM for positioning on the substrate or the like is used. The target mark TM for positioning is used because the registration of the template model is performed as a process for determining the position of the tab at the time of attachment (bonding or paste). As shown in Fig. 13, when a plurality of taps enter the overlapping areas OV12 and OV23 of the image, three or more points are secured using target marks TM for positioning of adjacent taps. When only one tap enters the overlapping area, three positioning target marks TM are previously registered as a template image model in one tap.
이 방법이면 화상간의 좌표 맞춤에 의한 합성은 가능하지만 실공간과의 위치 맞춤은 불가능하다. 어느 화상을 기준으로 하여 맞춘다고 해도, 먼저 좌표 공간과의 끼워맞춤을 행하지 않고, 그대로 합성하면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 기준 화상으로서의 화상(IV1)에 인접하는 화상(IV2) 및 화상(IV2)에 인접하는 화상(IV3)은 화상(IV1)의 디스토션의 영향을 받게 된다. 디스토션에 의한 어긋남은 화상(IV1)으로부터 순차적으로 인접해 가면, 가장 먼 위치의 화상(IV3)이 가장 증폭된다. 이 증폭량을 억제하기 위해, 슈트(SCT) 상의 기지의 좌표에 마커(SMRK)를 설치하고, 설치한 마커(SMRK)의 좌표를 다시 화상으로부터 측정함으로써, 합성 후의 화상으로 일괄 반환한다. 이 화상의 디스토션은 촬상 장치의 렌즈에 의존하기 때문에, 최초의 변환 시의 변환(제1 디스토션 보정)을 실시 후에 화상 합성을 행하여, 전체의 좌표를 맞추기 위해 슈트(SCT) 상의 마커(SMRK)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(CNT)는 좌표 마커(CMRK)를 사용하여 실공간과 화상 공간의 보정을 행한 후, 반송로로서의 슈트(SCT) 상에 별도 마련한 마커(SMRK)의 좌표를 파악한다. 여기서, 슈트(SCT)는 기판(S)의 폭 방향의 양단부의 외측에 위치한다.In this method, synthesis by matching coordinates between images is possible, but alignment with real space is impossible. Even if any image is to be matched as a reference, if it is synthesized as it is without performing fitting with the coordinate space first, as shown in FIG. 11, an image IV2 adjacent to the image IV1 as a reference image and an image ( The image IV3 adjacent to the image IV2) is affected by the distortion of the image IV1. When the displacement due to distortion is successively adjacent to the image IV1, the image IV3 at the farthest position is most amplified. In order to suppress this amount of amplification, markers SMRK are placed at known coordinates on the suit SCT, and the coordinates of the markers SMRK are measured again from the image, thereby collectively returning the synthesized image. Since the distortion of this image depends on the lens of the imaging device, image synthesis is performed after the transformation (first distortion correction) at the time of the first transformation, and the markers SMRK on the suit SCT are placed to match the overall coordinates. It is preferable to use That is, after correcting the real space and the image space using the coordinate marker CMRK, the control unit CNT grasps the coordinates of the marker SMRK separately provided on the chute SCT as a transport path. Here, the chute SCT is located on the outer side of both ends of the width direction of the board|substrate S.
상술한 바와 같이, 좌표 마커(CMRK)는 다이 본딩 장치에 의한 생산 가동 전에 조정 작업으로서 맞춰넣는다. 그러나, 착공이 진행됨에 따라, 촬상 장치의 자발열과 그의 포화 상태나, 촬상 장치간의 열분포의 변동에 의해, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각 촬상 장치의 촬상 시야는 약간 각각의 경시 변위를 갖는 경우가 있다. 여기서, 촬상 장치(CM2)의 촬상 시야(IA2) 내의 화상은 촬상 장치(CM1)의 촬상 시야(IA1) 내의 화상에 대하여 우측으로 어긋나 있다. 즉, 촬상 장치(CM2)는 우측으로 변위되어 있다. 또한, 사각형의 프레임으로 둘러싼 개소는 각 탭의 좌측 하단의 모퉁이부 부근을 나타내고 있다. ㎛ 단위의 정밀도가 요구되는 다이 본딩 장치에서는 이 어긋남을 무시할 수 없다. 착공 중이라도 그들 미세한 어긋남을 보정할 필요가 있다. 이하에 그 미세한 어긋남을 보정하는 방법에 대하여 도 15를 사용하여 설명한다.As described above, the coordinate markers CMRK are aligned as an adjustment operation before the production run by the die bonding apparatus. However, as the groundbreaking progresses, the imaging field of each imaging device slightly changes as shown in FIG. It may have displacement with time. Here, the image within the imaging visual field IA2 of the imaging device CM2 is shifted to the right with respect to the image within the imaging visual field IA1 of the imaging device CM1. That is, the imaging device CM2 is displaced to the right. In addition, the location surrounded by the rectangular frame indicates the vicinity of the lower left corner of each tab. This shift cannot be ignored in a die bonding apparatus that requires micrometer-level precision. Even in the middle of construction, it is necessary to compensate for these subtle discrepancies. A method of correcting the slight shift will be described below with reference to FIG. 15 .
상술한 바와 같이, 연속 착공 중에 촬상 장치간의 어긋남이 발생하면 기지의 피치를 갖는 기판(S)의 탭간 피치에 차이가 발생하는 경우가 있다. 제어부(CNT)는 이 기지의 탭간 피치를 정기적으로 측정함으로써 촬상 장치의 열 등의 요인에 의한 고유의 변위를 검출한다. 또한, 제어부(CNT)는 기지의 슈트(SCT) 상의 마커(SMRK)간의 거리를 정기적으로 측정함으로써도 촬상 장치의 열 등의 요인에 의한 고유의 변위를 검출한다.As described above, when a shift between imaging devices occurs during continuous construction, a difference may occur in the pitch between tabs of the substrate S having a known pitch. The controller CNT detects the inherent displacement due to factors such as heat of the imaging device by periodically measuring this known pitch between taps. In addition, the control unit CNT also detects the inherent displacement due to factors such as heat of the imaging device by periodically measuring the distance between the markers SMRK on the known chute SCT.
이 변위를 검출하였을 때, 제어부(CNT)는 기판(S) 상의 위치 결정용 타깃 마크(TM) 등의 특징 마커를 사용하여 화상을 합성 변환하는 사영 변환 행렬이나 아핀 변환 행렬을 재계산한다. 이때, 구한 사영 변환 행렬이나 아핀 변환 행렬은 화상의 연결은 가능하지만, 도 15의 (a)에 도시하는 바와 같이, 화상 공간과 실공간의 매칭이 되어 있지 않은 상태로 되는 경우가 있다. 그 때문에, 제어부(CNT)는 최초로 측정하였던 슈트(SCT) 상의 마커(SMRK)를 사용하여, 그 좌표를 기준으로 재변환을 행한다. 이에 의해, 도 15의 (b)에 도시하는 바와 같은 합성 화상을 얻는다.When this displacement is detected, the control unit CNT recalculates a projection transformation matrix or an affine transformation matrix for synthesizing and transforming images using feature markers such as target marks TM for positioning on the substrate S. At this time, the obtained projective transformation matrix or affine transformation matrix can be connected to images, but as shown in FIG. 15(a), the image space and the real space may not match. Therefore, the control unit CNT uses the marker SMRK on the chute SCT measured for the first time and performs reconversion based on the coordinates. In this way, a composite image as shown in Fig. 15(b) is obtained.
또한, 기판(P)의 두께(기판(P)의 상면의 높이)에 따라 배율이 변화되어 버려, 높이가 바뀌어 버리면 얼라인먼트가 어려워진다. 기판의 두께의 영향을 경감하기 위한 방법을 도 16 및 도 17을 사용하여 설명한다.Moreover, the magnification changes depending on the thickness of the substrate P (the height of the upper surface of the substrate P), and alignment becomes difficult when the height changes. A method for reducing the influence of the thickness of the substrate will be described using FIGS. 16 and 17 .
도 16은 캘리브레이션 플레이트의 높이를 바꾸는 방법을 설명하는 도면이며, 도 16의 (a)는 기판이 어태치먼트 스테이지 상으로 반송되어 적재된 상태를 도시하는 단면도이고, 도 16의 (b)는 캘리브레이션 플레이트의 상하 이동을 도시하는 단면도이다. 도 17은 슈트에 마련하는 마커를 설명하는 도면이며, 도 17의 (a)는 기판이 어태치먼트 스테이지 상으로 반송되어 적재된 상태를 도시하는 단면도이고, 도 17의 (b)는 마커가 마련된 슈트의 상면도이고, 도 17의 (b)는 다른 예에 있어서의 마커가 마련된 슈트의 단면도이다.16 is a diagram explaining a method of changing the height of the calibration plate, FIG. 16 (a) is a cross-sectional view showing a state in which a substrate is transported and loaded onto an attachment stage, and FIG. 16 (b) is a view of the calibration plate It is a cross-sectional view showing vertical movement. Fig. 17 is a view explaining markers provided in the chute, Fig. 17 (a) is a cross-sectional view showing a state in which substrates are transported and loaded onto an attachment stage, and Fig. 17 (b) is a chute provided with markers. It is a top view, and FIG. 17(b) is a cross-sectional view of a chute provided with a marker in another example.
제어부(CNT)는, 높이 변위에 대응하기 위해, 캘리브레이션 플레이트(CP)를 상하로 미동시켜 높이마다 사영 변환 행렬을 얻는다. 제어부(CNT)는 기지의 기판의 두께나 페이스트 높이, 다이 두께 등으로부터 얼라인먼트 패턴 위치나 검사 시야 위치의 예상 높이를 산출하여, 높이마다 유지하고 있는 어느 사영 변환 행렬을 사용할지 자동 선택한다. 제어부(CNT)는 인접하는 촬상 장치간의 중복 영역에서 기판 상의 동일 포인트의 인식을 행하고, 높이를 측정한다. 제어부(CNT)는 그 측정값으로부터 사용할 사영 변환 행렬을 자동 선택한다.In order to respond to the height displacement, the control unit CNT finely moves the calibration plate CP up and down to obtain a projection transformation matrix for each height. The control unit CNT calculates the expected height of the alignment pattern position or inspection field position from the known substrate thickness, paste height, die thickness, etc., and automatically selects which projection transformation matrix maintained for each height to be used. The controller CNT recognizes the same point on the substrate in the overlapping area between adjacent imaging devices, and measures the height. The control unit CNT automatically selects a projection transformation matrix to be used from the measurement value.
구체적으로는, 최초의 캘리브레이션 플레이트(CP)에 의한 보정 시에, 도 16의 (b)에 도시하는 바와 같이, 캘리브레이션 플레이트(CP)를 설치하고 있는 어태치먼트 스테이지(AS)를 상하 이동시켜, 캘리브레이션 플레이트(CP)의 교점의 좌표를 어태치먼트 스테이지(AS)의 높이마다 측정한다. 어태치먼트 스테이지의 상하 이동 기구는, ㎛ 단위의 상하 이동이 가능하게 구성되어 있다.Specifically, at the time of correction by the first calibration plate CP, as shown in Fig. 16(b), the attachment stage AS having the calibration plate CP is moved up and down to The coordinates of the intersections of (CP) are measured for each height of the attachment stage AS. The vertical movement mechanism of the attachment stage is configured to be capable of vertical movement in μm units.
또한, 슈트(SCT) 상에 설치하는 마커(SMRK)는, 기판(P)의 상면의 높이와 동일한 높이로 하는 것이 바람직하다. 도 17의 (a) (b)에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 슈트(SCT)에 깊이 및 직경이 다른 홀(구멍)을 성형한다. 마커(SMRK)를 나타내는 홀은, 도 17의 (c)에 도시하는 바와 같이 깊이마다 개별적으로 마련해도 된다. 마커(SMRK)는 기판(P)의 상면과 높이가 맞다면 홀이 아니어도 된다.Moreover, it is preferable to set the marker SMRK installed on the chute SCT at the same height as the height of the upper surface of the board|substrate P. As shown in Fig. 17 (a) (b), holes (holes) having different depths and diameters are formed in the chute SCT, for example. The hole representing the marker SMRK may be individually provided for each depth as shown in FIG. 17(c). The marker SMRK may not be a hole as long as it is flush with the upper surface of the substrate P.
실시 형태에 따르면, 이하의 하나 또는 복수의 효과를 갖는다.According to the embodiment, it has one or more of the following effects.
(a) 각 촬상 대상물을 거의 바로 위에서 볼 수 있으므로, 단순한 저배율 광학계에서 발생하는 시야의 깊은 곳에서의 화상의 높이 방향의 경사를 방지하는 것이 가능하다.(a) Since each imaging target can be viewed from almost directly above, it is possible to prevent an inclination in the height direction of an image in a deep field of view that occurs in a simple low-magnification optical system.
(b) 촬상 장치의 열 등의 요인에 의한 고유의 변위를 검출할 수 있고, 촬상 장치간의 보정을 다이 본더의 운전 동작 중에 실시할 수 있으므로, 촬상 장치의 경시 변위의 영향을 경감하는 것이 가능하다.(b) Since the inherent displacement due to factors such as heat of the imaging device can be detected, and correction between the imaging devices can be performed during the driving operation of the die bonder, it is possible to reduce the influence of the displacement of the imaging device over time. .
(c) 높이 변위에 대응할 수 있고, 기판의 품종에 따른 두께의 변화의 영향을 받지 않게 되므로, 품종의 차이의 영향을 경감하는 것이 가능하다.(c) Since it can cope with height displacement and is not affected by the change in thickness depending on the type of substrate, it is possible to reduce the influence of the difference in type.
(d) 적어도 상기 (a) 내지 (c) 중 어느 것에 의해, 위치 결정 정밀도의 안정화, 검사의 안정화가 가능하다.(d) Stabilization of positioning accuracy and stabilization of inspection are possible by at least any one of the above (a) to (c).
<변형예><Example of modification>
이하, 실시 형태의 대표적인 변형예에 대하여 예시한다. 이하의 변형예의 설명에 있어서, 상술한 실시 형태에서 설명되어 있는 것과 마찬가지의 구성 및 기능을 갖는 부분에 대해서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 부호가 사용될 수 있는 것으로 한다. 그리고 이러한 부분의 설명에 대해서는, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 상술한 실시 형태에 있어서의 설명이 적절하게 원용될 수 있는 것으로 한다. 또한, 상술한 실시 형태의 일부, 및 변형예의 전부 또는 일부가, 기술적으로 모순되지 않는 범위 내에 있어서, 적절하게 복합적으로 적용될 수 있다.Hereinafter, representative modifications of the embodiments will be illustrated. In the description of the modified example below, it is assumed that the same reference numerals as those in the above-described embodiment can be used for parts having the same configuration and function as those described in the above-described embodiment. And regarding the explanation of these parts, it is assumed that the explanation in the above-mentioned embodiment can be appropriately used within the range which is not technically contradictory. In addition, all or some of the above-described embodiments and modified examples can be appropriately applied in combination within a range that is not technically contradictory.
도 18은 변형예에 있어서의 촬상 장치의 다연화에 대하여 설명하는 사시도이다. 실시 형태에서는, 기판(S)의 폭 방향의 1열의 촬상 대상물을 복수의 촬상 장치로 촬상하는 예를 설명하였지만, 기판(S)의 길이 방향으로도 복수의 촬상 장치를 배치하여, 즉 복수의 촬상 장치를 격자상으로 배치하여, 복수열의 촬상 대상물을 촬상하도록 해도 된다.Fig. 18 is a perspective view illustrating diversification of imaging devices in a modified example. In the embodiment, an example has been described in which imaging objects in a row in the width direction of the substrate S are imaged with a plurality of imaging devices, but a plurality of imaging devices are also disposed in the longitudinal direction of the substrate S, that is, a plurality of imaging devices. The devices may be arranged in a lattice form to capture images of a plurality of columns of objects to be imaged.
예를 들어, 도 18에 도시하는 바와 같이, 4열의 촬상 장치군(CM10 내지 CM40)이 배치되고, 각 촬상 장치군은 각각 일렬로 배치된 실시 형태의 4대의 촬상 장치(CM1 내지 CM4)를 가지며, 16대의 촬상 장치가 격자상으로 배치된다. 여기서, 기판(S)에는 1열 6개의 촬상 대상부가 5열 배치되어 있고, 인접하는 촬상 장치의 촬상 시야는 중복되어 있다.For example, as shown in FIG. 18 , four rows of imaging device groups CM10 to CM40 are arranged, and each imaging device group has four imaging devices CM1 to CM4 of the embodiment arranged in a row, respectively. , 16 imaging devices are arranged in a grid pattern. Here, on the substrate S, 6 imaging target units per column are arranged in 5 rows, and the imaging fields of adjacent imaging devices overlap.
도 18에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 제1열째의 전체 촬상 대상물뿐만 아니라, 제2열째 이후의 몇 열째까지의 전체 촬상 대상물을 병행하여 촬상하여, 합성한 화상을 인식할 수 있으므로, 기판(S)을 이동시켜 촬상하는 횟수가 실시 형태보다 적게 하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 18, not only all the imaging objects in the first row of the substrate S, but also all the imaging objects in the second and subsequent rows are captured in parallel, and the synthesized image can be recognized. It is possible to make the frequency|count of imaging by moving the board|substrate S smaller than embodiment.
[실시예][Example]
상술한 실시 형태를 적용한 실시예에 대하여 이하에 설명한다. 도 19는 실시예에 있어서의 다이 본더의 개략을 도시하는 상면도이다. 도 20은 도 19에 있어서 화살표 A 방향에서 보았을 때, 픽업 헤드 및 본딩 헤드의 동작을 설명하는 도면이다.Examples to which the above-described embodiments are applied will be described below. Fig. 19 is a top view schematically showing a die bonder in the embodiment. FIG. 20 is a diagram explaining the operation of the pickup head and bonding head when viewed from the direction of arrow A in FIG. 19 .
다이 본더(10)는, 크게 구별하여, 기판(S)에 실장하는 다이(D)를 공급하는 다이 공급부(1)와, 픽업부(2)와, 중간 스테이지부(3)와, 프리폼부(9)와, 본딩부(4)와, 반송부(5)와, 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 전방측에 배치되고, 본딩부(4)가 안측에 배치된다. 여기서, 기판(S)에는 최종 1패키지로 되는, 복수의 제품 에어리어(이하, 패키지 에어리어(P)라고 함)가 형성되어 있다. 예를 들어, 기판(S)이 리드 프레임인 경우, 패키지 에어리어(P)는 다이(D)가 적재되는 탭을 갖는다.The die bonder 10 is largely divided into a
우선, 다이 공급부(1)는 기판(S)의 패키지 에어리어(P)에 실장하는 다이(D)를 공급한다. 다이 공급부(1)는, 웨이퍼(11)를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 웨이퍼(11)로부터 다이(D)를 밀어올리는 점선으로 나타내는 박리 유닛(13)을 갖는다. 다이 공급부(1)는 도시하지 않은 구동 수단에 의해 XY축 방향으로 이동하여, 픽업할 다이(D)를 박리 유닛(13)의 위치로 이동시킨다.First, the
픽업부(2)는, 다이(D)를 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 구동부와, 웨이퍼(11)로부터 픽업하는 다이(D)의 픽업 위치를 파악하는 웨이퍼 인식 카메라(24)를 갖는다. 픽업 헤드(21)는, 밀어올려진 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(22)(도 14도 참조)을 가지며, 다이 공급부(1)로부터 다이(D)를 픽업하여, 중간 스테이지(31)에 적재한다. 픽업 헤드(21)는 콜릿(22)을 승강, 회전 및 X축 방향으로 이동시키는 도시하지 않은 각 구동부를 갖는다.The pick-up
중간 스테이지부(3)는, 다이(D)를 일시적으로 적재하는 중간 스테이지(31)와, 중간 스테이지(31) 상의 다이(D)를 인식하기 위한 스테이지 인식 카메라(32)를 갖는다.The
프리폼부(9)는 시린지(91)와 시린지(91)를 Y 방향 및 Z 방향으로 이동시키는 구동부(93)와, 시린지(91)의 도포 위치 등을 파악하는 촬상 장치로서의 접착제 인식 카메라(94)를 갖는다. 여기서, 접착제 인식 카메라(94)는, 예를 들어 실시 형태의 다연화된 촬상 장치(CM1 내지 CM4)이며, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)는 각각 조명 장치(LD)를 사용하여 촬상하도록 구성되어 있다. 프리폼부(9)는 반송부(5)에 의해 반송되어 온 기판(S)에 시린지(91)로 에폭시 수지 등의 페이스트상 접착제를 도포한다. 시린지(91)는 내부에 페이스트상 접착제가 봉입되어 있고, 공기압에 의해 페이스트상 접착제가 노즐 선단으로부터 기판(S)으로 압출되어 도포되도록 구성되어 있다. 기판(S)이, 예를 들어 복수개의 단위 리드 프레임이 가로 일렬로 배열되어 일련으로 연속 설치되어 있는 다연 리드 프레임인 경우에는, 단위 리드 프레임의 탭마다 페이스트상 접착제를 도포한다.The
본딩부(4)는, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 오는 기판(S)의 페이스트상 접착제가 도포된 패키지 에어리어(P) 상에 본딩한다. 본딩부(4)는, 픽업 헤드(21)와 마찬가지로 다이(D)를 선단에 흡착 보유 지지하는 콜릿(42)(도 20도 참조)을 구비하는 본딩 헤드(41)와, 본딩 헤드(41)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y 구동부(43)와, 기판(S)의 패키지 에어리어(P)의 위치 인식 마크(도시하지 않음)를 촬상하고, 본딩 위치를 인식하는 기판 인식 카메라(44)를 갖는다. 여기서, 기판 인식 카메라(44)는, 예를 들어 실시 형태의 다연화된 촬상 장치(CM1 내지 CM4)이며, 촬상 장치(CM1 내지 CM4)는 각각 조명 장치(LD)를 사용하여 촬상하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 본딩 헤드(41)는, 스테이지 인식 카메라(32)의 촬상 데이터에 기초하여 픽업 위치ㆍ자세를 보정하고, 중간 스테이지(31)로부터 다이(D)를 픽업하여, 기판 인식 카메라(44)의 촬상 데이터에 기초하여 기판에 다이(D)를 본딩한다.The
반송부(5)는, 기판(S)을 파지하고 반송하는 기판 반송 갈고리(51)와, 기판(S)이 이동하는 반송 레인(52)을 갖는다. 기판(S)은, 반송 레인(52)에 마련된 기판 반송 갈고리(51)의 도시하지 않은 너트를 반송 레인(52)을 따라 마련된 도시하지 않은 볼 나사로 구동함으로써 이동된다. 이러한 구성에 의해, 기판(S)은, 기판 공급부(6)에서부터 반송 레인(52)을 따라 본딩 위치까지 이동하고, 본딩 후, 기판 반출부(7)까지 이동하여 기판 반출부(7)에 기판(S)을 전달한다.The
다음에, 다이 공급부(1)의 구성에 대하여 도 21을 사용하여 설명한다. 도 21은 도 19의 다이 공급부의 주요부를 도시하는 개략 단면도이다.Next, the configuration of the
다이 공급부(1)는, 수평 방향(XY축 방향)으로 이동하는 웨이퍼 보유 지지대(12)와, 상하 방향으로 이동하는 박리 유닛(13)을 구비한다. 웨이퍼 보유 지지대(12)는, 웨이퍼 링(14)을 보유 지지하는 익스팬드 링(15)과, 웨이퍼 링(14)에 고정된 다이싱 테이프(16)를 수평으로 위치 결정하는 지지 링(17)을 갖는다. 웨이퍼(11)에 있어서 그물눈상으로 다이싱된 다이(D)는, 다이싱 테이프(16)에 접착 고정되어 있다. 박리 유닛(13)은 지지 링(17)의 내측에 배치된다.The
다이 공급부(1)는, 다이(D)의 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 신장되어 다이(D)의 간격이 확대되고, 박리 유닛(13)에 의해 다이(D) 하방으로부터 다이싱 테이프(16)를 밀어올리거나 수평 이동하거나 하여, 다이(D)의 픽업성을 향상시키고 있다.The
도 22에 도시하는 바와 같이, 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)로 구성되는 제어ㆍ연산 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 주기억 장치(82a)와, 제어에 필요한 제어 데이터나 화상 데이터 등을 기억하고 있는 HDD로 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 등의 구동부(86)를 제어하는 모터 제어 장치(83e)와, 여러 가지 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, 도 20에 도시하는 웨이퍼 인식 카메라(24), 접착제 인식 카메라(94), 스테이지 인식 카메라(32), 기판 인식 카메라(44)가 포함된다. 제어ㆍ연산 장치(81)는 버스 라인(84)을 통하여 필요한 데이터를 도입하고, 연산하여, 본딩 헤드(41) 등의 제어나, 모니터(83a) 등에 정보를 보낸다.As shown in FIG. 22, the
제어부(8)는 화상 도입 장치(83d)를 통하여 광학계(88)에서 촬상한 화상 데이터를 기억 장치(82)에 보존한다. 보존한 화상 데이터에 기초하여 프로그램한 소프트웨어에 의해, 제어ㆍ연산 장치(81)를 사용하여 다이(D) 및 기판(S)의 위치 결정, 페이스트상 접착제의 도포 패턴의 검사 그리고 다이(D) 및 기판(S)의 표면 검사를 행한다. 제어ㆍ연산 장치(81)가 산출한 다이(D) 및 기판(S)의 위치에 기초하여 소프트웨어에 의해 모터 제어 장치(83e)를 통하여 구동부(86)를 동작시킨다. 이 프로세스에 의해 웨이퍼(11) 상의 다이(D)의 위치 결정을 행하고, 다이 공급부(1) 및 다이 본딩부(4)의 구동부에서 동작시켜 다이(D)를 기판(S) 상에 본딩한다. 광학계(88)에서 사용하는 인식 카메라는 그레이 스케일, 컬러 카메라 등이며, 광 강도를 수치화한다.The
다음에, 실시예에 관한 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 도 23을 사용하여 설명한다. 도 23은 도 19의 다이 본더를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.Next, a semiconductor device manufacturing method using the die bonder according to the embodiment will be described with reference to FIG. 23 . FIG. 23 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device using the die bonder of FIG. 19 .
(스텝 S51: 웨이퍼ㆍ기판 반입 공정)(Step S51: Wafer/substrate loading process)
웨이퍼(11)로부터 분할된 다이(D)가 첩부된 다이싱 테이프(16)를 보유 지지한 웨이퍼 링(14)을 웨이퍼 카세트(도시하지 않음)에 저장하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 웨이퍼 링(14)이 충전된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼 링(14)을 다이 공급부(1)에 공급한다. 또한, 기판(S)을 준비하고, 다이 본더(10)에 반입한다. 제어부(8)는 기판 공급부(6)에서 기판(S)을 기판 반송 갈고리(51)에 설치한다.The
(스텝 S52: 픽업 공정)(Step S52: pick-up process)
제어부(8)는, 웨이퍼 보유 지지대(12)에 의해 원하는 다이(D)를 웨이퍼 링(14)으로부터 픽업할 수 있도록 웨이퍼 링(14)을 이동시키고, 웨이퍼 인식 카메라(24)에 의해 촬상한 데이터에 기초하여 위치 결정 및 표면 검사를 행한다. 제어부(8)는 위치 결정된 다이(D)를 박리 유닛(13)에 의해 다이싱 테이프(16)로부터 박리한다.The
제어부(8)는 박리된 다이(D)를 픽업 헤드(21)에 의해 웨이퍼(11)로부터 픽업한다. 이와 같이 하여, 다이싱 테이프(16)로부터 박리된 다이(D)는, 픽업 헤드(21)의 콜릿(22)에 흡착, 보유 지지되어 다음 공정(스텝 BS13)으로 반송된다. 그리고, 다이(D)를 다음 공정으로 반송한 콜릿(22)이 다이 공급부(1)로 되돌아오면, 상기한 수순에 따라, 다음 다이(D)가 다이싱 테이프(16)로부터 박리되고, 이후 마찬가지의 수순에 따라 다이싱 테이프(16)로부터 1개씩 다이(D)가 박리된다.The
(스텝 S53: 본딩 공정)(Step S53: Bonding process)
제어부(8)는 접착제 인식 카메라(94)에 의해 도포 전의 기판(S)의 표면의 화상을 취득하여 페이스트상 접착제를 도포해야 할 면을 확인한다. 도포해야 할 면에 문제가 없으면, 제어부(8)는 반송부(5)에 의해 반송된 기판(S)에 시린지(91)로부터 페이스트상 접착제를 도포한다. 기판(S)이 다연 리드 프레임인 경우에는 모든 탭에 페이스트상 접착제를 도포한다. 제어부(8)는, 도포 후 페이스트상 접착제가 정확하게 도포되어 있는지를 접착제 인식 카메라(94)로 다시 확인하고, 도포된 페이스트상 접착제를 검사한다. 도포에 문제가 없으면, 제어부(8)는 반송부에 의해 기판(S)을 본딩 스테이지(BS)로 반송하고, 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상 데이터에 기초하여 위치 결정을 행한다.The
제어부(8)는 웨이퍼(11)로부터 픽업 헤드(21)에 의해 픽업한 다이(D)를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 다시 다이(D)를 픽업하여, 위치 결정된 기판(S)에 본딩한다. 제어부(8)는 기판 인식 카메라(44)에 의해 촬상한 화상 데이터에 기초하여 다이(D)가 원하는 위치에 본딩되었는지 여부 등의 검사를 행한다.The
(스텝 S54: 기판 반출 공정)(Step S54: Substrate unloading process)
제어부(8)는 기판 반출부(7)에서 기판 반송 갈고리(51)로부터 다이(D)가 본딩된 기판(S)을 취출한다. 다이 본더(10)로부터 기판(S)을 반출한다.The
이상, 본 개시자들에 의해 이루어진 발명을 실시 형태, 변형예 및 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시 형태, 변형예 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 변경 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.In the above, the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiments, modifications, and examples, but the present disclosure is not limited to the above embodiments, modifications, and examples, and various changes are possible. needless to say
예를 들어, 실시예에서는 프리폼부에서 기판에 페이스트상 접착제를 도포하는 예를 설명하였지만, 다이를 기판에 접착하는 접착제는, 시린지(91)에 의해 도포되는 페이스트상 접착제 대신에 웨이퍼(11)와 다이싱 테이프(16) 사이에 첩부하는 다이 어태치 필름(DAF)이라고 불리는 필름상의 접착 재료를 사용해도 된다. DAF는 기판(S) 상의 다이 상에 다이가 몇 매 적재되어 구성되는 적층 패키지에 적합하다.For example, in the embodiment, an example in which a paste adhesive is applied to a substrate in the preform unit has been described, but the adhesive for adhering the die to the substrate is applied to the
또한, 실시예에서는 다이 공급부(1)와 본딩부(4) 사이에 중간 스테이지부(3)를 마련하고, 픽업 헤드(21)로 다이 공급부(1)로부터 픽업한 다이(D)를 중간 스테이지(31)에 적재하고, 본딩 헤드(41)로 중간 스테이지(31)로부터 다시 다이(D)를 픽업하여, 반송되어 온 기판(S)에 본딩하는 예를 설명하였지만, 본딩 헤드(41)로 다이 공급부(1)로부터 픽업한 다이(D)를 기판(S)에 본딩하도록 해도 된다.Further, in the embodiment, an
10: 다이 본더(다이 본딩 장치)
AA: 어태치먼트 영역
CM1 내지 CM4: 촬상 장치
CNT: 제어부
S: 기판
SCT: 슈트(반송로)10: die bonder (die bonding device)
AA: attachment area
CM1 to CM4: imaging device
CNT: control part
S: substrate
SCT: chute (return route)
Claims (23)
상기 반송로의 상방에 상기 기판의 폭 방향을 따라 일렬로 고정 배치된 복수의 촬상 장치와,
상기 기판 상에 위치하는 상기 폭 방향을 따른 일렬의 복수의 어태치먼트 영역을 상기 복수의 촬상 장치로 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 취득한 복수의 상기 화상에 기초하여 합성 화상을 생성하고, 상기 합성 화상에 기초하여 상기 어태치먼트 영역의 촬상 대상물을 인식하도록 구성되는 제어부
를 구비하고,
각 촬상 장치의 촬상 시야는 상기 기판 상에서 중복되고, 중복된 상기 촬상 시야는 상기 어태치먼트 영역보다 크게 구성되고,
상기 반송로는, 상기 기판의 폭 방향의 양단의 외측에 각각 복수의 기준 마커를 갖고,
상기 기판은 소정의 간격으로 배치되는 복수의 탭을 갖고,
상기 제어부는, 상기 탭의 간격 또는 상기 기준 마커의 간격을 상기 촬상 장치로 측정하여, 상기 촬상 장치간의 변위를 검출하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.A conveyance path for conveying the substrate;
a plurality of imaging devices fixedly arranged in a line above the conveyance path along the width direction of the substrate;
A plurality of attachment regions in a row along the width direction located on the substrate are imaged with the plurality of imaging devices to acquire a plurality of images, a composite image is generated based on the plurality of acquired images, and the composite image A control unit configured to recognize an object to be captured in the attachment area based on
to provide,
imaging fields of each imaging device overlap on the substrate, and the overlapping imaging fields are larger than the attachment area;
The transport path has a plurality of fiducial markers on the outside of both ends of the substrate in the width direction, respectively;
The substrate has a plurality of tabs disposed at predetermined intervals,
The die bonding device, wherein the control unit is configured to measure an interval of the tab or an interval of the fiducial marker with the imaging device to detect a displacement between the imaging devices.
상기 제어부는, 상기 좌표 마커를 비추고, 중복된 상기 촬상 시야에 들어가는 상기 좌표 마커의 동일 교점을 기준으로 화상을 사영 변환하여, 각 촬상 장치간의 화상을 서로 연결시켜 상기 합성 화상을 생성하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.3. The method of claim 2, wherein the coordinate markers are scales on a grid covering all fields of view of the imaging device,
Wherein the control unit illuminates the coordinate markers, projects images based on the same intersection of the coordinate markers entering the overlapping imaging fields of view, and connects images between respective imaging devices to generate the synthesized image. die bonding device.
상기 제어부는, 상기 촬상 장치간의 변위를 검출한 경우, 상기 특징 마커에 기초하여 화상을 합성 변환하는 사영 변환 행렬을 재계산하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.The method of claim 1, wherein the substrate further has feature markers,
wherein the control unit is configured to recalculate a projection transformation matrix for synthesizing and transforming an image based on the feature marker, when displacement between the imaging devices is detected.
상기 기판의 두께 또는 페이스트 높이 또는 다이 두께로부터 얼라인먼트 패턴 위치 또는 검사 시야 위치의 예상 높이를 산출하고, 산출한 예상 높이에 기초하여 높이마다 유지하고 있는 상기 사영 변환 행렬 중 어느 것을 선택하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.The method of claim 6, wherein the control unit finely moves the substrate up and down to obtain a projection transformation matrix for each height,
A die configured to calculate an expected height of an alignment pattern position or an inspection field position from a thickness of the substrate or a paste height or a die thickness, and select one of the projection transformation matrices maintained for each height based on the calculated expected height. bonding device.
상기 제어부는, 복수의 상기 조명 장치를 독립적으로 조광하도록 구성되는, 다이 본딩 장치.The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 8, further comprising a plurality of lighting devices provided corresponding to each of the plurality of imaging devices,
wherein the controller is configured to independently dim a plurality of the lighting devices.
상기 탭의 간격 또는 상기 기준 마커의 간격을 상기 촬상 장치로 측정하여, 상기 촬상 장치간의 변위를 검출하는 공정과,
상기 기판 상에 위치하는 상기 폭 방향을 따른 일렬의 복수의 상기 탭을 상기 복수의 촬상 장치로 촬상하여 복수의 화상을 취득하고, 취득한 복수의 상기 화상에 기초하여 합성 화상을 생성하고, 상기 합성 화상에 기초하여 상기 탭의 촬상 대상물을 인식하는 공정과,
상기 기판을 당해 기판의 길이 방향으로 반송하여 다음 열의 복수의 탭을 상기 복수의 촬상 장치로 촬상하는 공정
을 구비하는, 반도체 장치의 제조 방법.A conveyance path for conveying substrates having a plurality of tabs disposed at predetermined intervals, a plurality of imaging devices fixedly arranged in a row along the width direction of the substrate above the conveyance path, and each of the plurality of imaging devices A plurality of lighting devices are provided corresponding to the image pickup devices, the imaging fields of each imaging device overlap on the substrate, the overlapping imaging fields are configured to be larger than the tab, and the transport path is configured to have a width direction of the substrate A step of carrying the substrate into a die bonding device having a plurality of fiducial markers on the outside of both ends, respectively;
measuring the distance between the tabs or the fiducial marker with the imaging device and detecting displacement between the imaging devices;
A plurality of tabs in a row along the width direction located on the substrate are imaged with the plurality of imaging devices to acquire a plurality of images, a composite image is generated based on the plurality of acquired images, and the composite image a process of recognizing an imaging target of the tab based on;
a step of conveying the substrate in the longitudinal direction of the substrate and imaging a plurality of tabs in a next row with the plurality of imaging devices;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising:
상기 좌표 마커를 비추고, 중복된 상기 촬상 시야에 들어가는 상기 좌표 마커의 동일 교점을 기준으로 화상을 사영 변환하여, 각 촬상 장치간의 화상을 서로 연결시켜 상기 합성 화상을 생성하는, 반도체 장치의 제조 방법.16. The method of claim 15, wherein the coordinate markers are scales on a grid covering all fields of view of the imaging device,
The method of manufacturing a semiconductor device comprising generating the synthesized image by illuminating the coordinate markers, subjecting images to projective transformation based on the same intersection of the coordinate markers entering the overlapping imaging fields of view, and linking images between image pickup devices.
상기 촬상 장치간의 변위를 검출한 경우, 상기 특징 마커에 기초하여 화상을 합성 변환하는 사영 변환 행렬을 재계산하는, 반도체 장치의 제조 방법.15. The method of claim 14, wherein the substrate further has feature markers;
and recalculating a projective transformation matrix for synthesizing and transforming an image based on the feature markers when displacement between the imaging devices is detected.
상기 기판의 두께 또는 페이스트 높이 또는 다이 두께로부터 얼라인먼트 패턴 위치 또는 검사 시야 위치의 예상 높이를 산출하고, 산출한 예상 높이에 기초하여 높이마다 유지하고 있는 상기 사영 변환 행렬 중 어느 것을 선택하는, 반도체 장치의 제조 방법.The method of claim 19, wherein the substrate is moved up and down to obtain a projection transformation matrix for each height,
A semiconductor device comprising: calculating an expected height of an alignment pattern position or an inspection visual field position from the substrate thickness, paste height, or die thickness, and selecting one of the projection transformation matrices held for each height based on the calculated expected height. manufacturing method.
상기 촬상 대상물은 도포된 상기 페이스트상 접착제인, 반도체 장치의 제조 방법.The method according to any one of claims 14 to 16 and 18 to 21, further comprising a step of applying a paste adhesive to the substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the imaging target is the applied paste adhesive.
상기 촬상 대상물은 본딩된 상기 다이인, 반도체 장치의 제조 방법.
The method according to any one of claims 14 to 16 and 18 to 21, further comprising a step of bonding a die onto the substrate or an already bonded die,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the imaging target is the bonded die.
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