(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023134298
(43)【公開日】2023-09-27
(54)【発明の名称】実装装置、検査装置および半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/52 20060101AFI20230920BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20230920BHJP
【FI】
H01L21/52 F
H01L21/60 311T
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022039755
(22)【出願日】2022-03-14
(71)【出願人】
【識別番号】515085901
【氏名又は名称】ファスフォードテクノロジ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】内藤 大輔
(72)【発明者】
【氏名】横森 剛
(72)【発明者】
【氏名】高柳 健一
【テーマコード(参考)】
5F044
5F047
【Fターム(参考)】
5F044PP17
5F047AA13
5F047AA17
5F047AA19
5F047BA01
5F047BA21
5F047BA34
5F047CA00
5F047FA73
5F047FA77
5F047FA79
(57)【要約】
【課題】検査の安定性を向上させることが可能な技術を提供することにある。
【解決手段】実装装置は、複数の検査対象物の上方に設けられる撮像装置と、撮像装置が複数の検査対象物を同一露光内において撮影して得た画像に基づいて複数の検査対象物を検査するよう構成される制御装置と、を備える。制御装置は、参照対象物を撮像装置の視野中心に配置して参照対象物を撮影して第一の画像データを取得し、第一の画像データに基づいて参照対象物に関する第一のデータを取得し、参照対象物が視野中心から所定距離離れた位置に配置して参照対象物を撮影して第二の画像データを取得し、第二の画像データに基づいて参照対象物に関する第二のデータを取得し、第一のデータおよび第二のデータに基づいて視野中心から所定距離離れた領域における補正係数を算出するよう構成される。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の検査対象物の上方に設けられる撮像装置と、
前記複数の検査対象物の上方に設けられる照明装置と、
前記照明装置が前記複数の検査対象物に照明光を照射して前記撮像装置が前記複数の検査対象物を同一露光内において撮影して得た画像に基づいて前記複数の検査対象物を検査するよう構成される制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
参照対象物を前記撮像装置の視野中心に配置して前記参照対象物を撮影して第一の画像データを取得し、
前記第一の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第一のデータを取得し、
前記参照対象物を前記視野中心から所定距離離れた位置に配置して前記参照対象物を撮影して第二の画像データを取得し、
前記第二の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第二のデータを取得し、
前記第一のデータおよび前記第二のデータに基づいて前記視野中心から前記所定距離離れた領域における補正係数を算出する
よう構成される実装装置。
【請求項2】
請求項1の実装装置において、
前記制御装置は、
前記複数の検査対象物が設けられる領域により決められる基板上の重心を前記視野中心に配置して前記複数の検査対象物を撮影して第三の画像データを取得し、
前記第三の画像データに基づいて前記複数の検査対象物のそれぞれの検査値を算出し、
前記視野中心から前記所定距離離れた領域に位置する前記検査対象物の検査値を前記補正係数により補正する
よう構成される実装装置。
【請求項3】
請求項1の実装装置において、
前記検査対象物および前記参照対象物は基板に塗布されるペーストである実装装置。
【請求項4】
請求項3の実装装置において、
前記第一のデータおよび前記第二のデータは前記ペーストの面積である実装装置。
【請求項5】
請求項3の実装装置において、
前記第一のデータおよび前記第二のデータは前記ペーストの明度である実装装置。
【請求項6】
請求項1の実装装置において、
前記検査対象物および前記参照対象物は基板のアタッチメント領域またはアタッチメント領域に載置された素子である実装装置。
【請求項7】
請求項1の実装装置において、
前記制御装置は、前記撮像装置および前記参照対象物の一方または両方を動かすことにより前記視野中心を移動させるよう構成される実装装置。
【請求項8】
複数の検査対象物の上方に設けられる撮像装置と、
前記複数の検査対象物の上方に設けられる照明装置と、
前記照明装置が前記複数の検査対象物に照明光を照射して前記撮像装置が前記複数の検査対象物を同一露光内において撮影して得た画像に基づいて前記複数の検査対象物を検査するよう構成される制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
参照対象物を前記撮像装置の視野中心に配置して前記参照対象物を撮影して第一の画像データを取得し、
前記第一の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第一のデータを取得し、
前記参照対象物が前記視野中心から所定距離離れた位置に配置して前記参照対象物を撮影して第二の画像データを取得し、
前記第二の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第二のデータを取得し、
前記第一のデータおよび前記第二のデータに基づいて前記視野中心から前記所定距離離れた領域における補正係数を算出する
よう構成される検査装置。
【請求項9】
請求項8の検査装置において、
前記制御装置は、
前記複数の検査対象物が設けられる領域により決められる基板上の重心を前記視野中心に配置して前記複数の検査対象物を撮影して第三の画像データを取得し、
前記第三の画像データに基づいて前記複数の検査対象物のそれぞれの検査値を算出し、
前記視野中心から前記所定距離離れた領域に位置する前記検査対象物の検査値を前記補正係数により補正する
よう構成される検査装置。
【請求項10】
複数の検査対象物の上方に設けられる撮像装置と、前記複数の検査対象物の上方に設けられる照明装置と、前記照明装置が前記複数の検査対象物に照明光を照射して前記撮像装置が前記複数の検査対象物を同一露光内において撮影して得た画像に基づいて前記複数の検査対象物を検査するよう構成される制御装置と、を備える実装装置に第一の基板を搬入する工程と、
前記第一の基板に参照対象物をアタッチする工程と、
前記参照対象物を前記撮像装置の視野中心に配置して前記参照対象物を撮影して第一の画像データを取得し、前記第一の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第一のデータを取得し、前記参照対象物が前記視野中心から所定距離離れた位置に配置して前記参照対象物を撮影して第二の画像データを取得し、前記第二の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第二のデータを取得し、前記第一のデータおよび前記第二のデータに基づいて前記視野中心から前記所定距離離れた領域における補正係数を算出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項11】
請求項10の半導体装置の製造方法において、さらに、
前記実装装置に第二の基板を搬入する工程と、
前記第二の基板に前記複数の検査対象物をアタッチする工程と、
前記複数の検査対象物が設けられる領域により決められる前記第二の基板上の重心を前記視野中心に配置して前記複数の検査対象物を撮影して第三の画像データを取得し、前記第三の画像データに基づいて前記複数の検査対象物のそれぞれの検査値を算出し、前記視野中心から前記所定距離離れた領域に位置する前記検査対象物の検査値を前記補正係数により補正する工程を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は実装装置に関し、例えば、ペーストを接合材料とするダイボンダに適用可能である。
【背景技術】
【0002】
ダイボンダ等の実装装置は、接合材料を用いて、例えば、素子を基板または素子の上にアタッチする(取り付ける)装置である。接合材料は、例えば、樹脂ペーストやはんだ等である。樹脂ペーストは液体状の接着剤であり、例えば、銀エポキシや銀アクリル等の銀ペーストである。以下、樹脂ペーストを単にペーストという。素子は、例えば、半導体チップ(以下、ダイという。)やMEMS(Micro Electro Mechanical System)等である。基板は、例えば、配線基板や金属薄板で形成されるリードフレーム、ガラス基板等である。
【0003】
例えば、カメラおよび照明装置を用いて取得した画像に基づいて、ペーストが塗布される基板の位置を確認して位置決めが行われたり、基板に塗布されたペーストが所定位置に所定の形状で所定量だけ塗布されているかが確認されたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、検査の安定性を向上させることが可能な技術を提供することにある。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、実装装置は、複数の検査対象物の上方に設けられる撮像装置と、前記撮像装置が前記複数の検査対象物を同一露光内において撮影して得た画像に基づいて前記複数の検査対象物を検査するよう構成される制御装置と、を備える。前記制御装置は、参照対象物を前記撮像装置の視野中心に配置して前記参照対象物を撮影して第一の画像データを取得し、前記第一の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第一のデータを取得し、前記参照対象物が前記視野中心から所定距離離れた位置に配置して前記参照対象物を撮影して第二の画像データを取得し、前記第二の画像データに基づいて前記参照対象物に関する第二のデータを取得し、前記第一のデータおよび前記第二のデータに基づいて前記視野中心から前記所定距離離れた領域における補正係数を算出するよう構成される。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、検査の安定性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】
図1は実施形態におけるダイボンダの概略を示す上面図である。
【
図2】
図2は
図1において矢印A方向から見たときの概略構成を説明する図である。
【
図3】
図3は
図1に示すダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。
【
図4】
図4は
図1に示すダイボンダを用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【
図5】
図5は実施形態におけるプリフォームカメラの視野と基板の位置関係、およびプリフォームカメラと照明装置の位置関係を示す図である。
【
図6】
図6は補正係数を算出する方法を示すフローチャートである。
【
図7】
図7(a)はプリフォームカメラの視野の中心付近に基板に塗布されたペーストがある場合を示す上面図である。
図7(b)および
図7(c)はプリフォームカメラの視野の周辺付近に基板に塗布されたペーストがある場合を示す上面図である。
【
図8】
図8は生産時の処理を示すフローチャートである。
【
図9】
図9は比較例におけるプリフォームカメラの視野と基板との位置関係を示す図である。
【
図10】
図10は第一変形例におけるプリフォームカメラの視野と基板との位置関係を示す図である。
【
図11】
図11(c)はプリフォームカメラの視野の中心付近に基板に塗布されたペーストがある場合を示す上面図である。
図11(a)、
図11(b)、
図11(d)および
図11(e)はプリフォームカメラの視野の周辺付近に基板に塗布されたペーストがある場合を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。
【0010】
実装装置の一態様としての実施形態におけるダイボンダの構成について
図1および
図2を用いて説明する。
【0011】
ダイボンダ10は、大別して、基板Sに実装するダイDを供給するダイ供給部1と、ピックアップ部2と、中間ステージ部3と、プリフォーム部9と、ボンディング部4と、搬送部5と、基板供給部6と、基板搬出部7と、各部の動作を監視し制御する制御部(制御装置)8と、を有する。Y軸方向がダイボンダ10の前後方向であり、X軸方向が左右方向である。ダイ供給部1がダイボンダ10の前側に配置され、ボンディング部4が後側に配置される。ここで、基板Sには、最終的に一つのパッケージとなる、複数の製品エリア(以下、アタッチメント領域Pという。)が形成されている。例えば、基板Sがリードフレームである場合、アタッチメント領域PはダイDが載置されるタブを有する。
【0012】
ダイ供給部1は、ウエハ11を保持するウエハ保持台12と、ウエハ11からダイDを剥離する点線で示す剥離ユニット13と、を有する。ウエハ保持台12は図示しない駆動手段によってXY方向に移動し、ピックアップするダイDを剥離ユニット13の位置に移動する。剥離ユニット13は図示しない駆動手段によって上下方向に移動する。ウエハ11はダイシングテープ16上に接着されており、複数のダイDに分割されている。ウエハ11が貼付されたダイシングテープ16は図示しないウエハリングに保持されている。
【0013】
ピックアップ部2は、ピックアップヘッド21と、Y駆動部23と、コレット22を昇降、回転及びX軸方向移動させる図示しない各駆動部と、ウエハ認識カメラ24と、を有する。ピックアップヘッド21は、剥離されたダイDを先端に吸着保持するコレット22を有し、ダイ供給部1からダイDをピックアップし、中間ステージ31に載置する。Y駆動部23はピックアップヘッド21をY軸方向に移動させる。ウエハ認識カメラ24はウエハ11からピックアップするダイDのピックアップ位置を把握する。
【0014】
中間ステージ部3は、ダイDを一時的に載置する中間ステージ31と、中間ステージ31上のダイDを認識する為のステージ認識カメラ32と、を有する。
【0015】
プリフォーム部9はシリンジ91と駆動部93と、撮像装置としてのプリフォームカメラ94と、プリフォームステージ96と、を有する。シリンジ91は搬送部5によりプリフォームステージ96に搬送されてきた基板Sにペーストを塗布(アタッチ)する。駆動部93はシリンジ91をX軸方向、Y軸方向および上下方向に移動させる。プリフォームカメラ94はシリンジ91の塗布位置等を把握する。プリフォームステージ96はペーストを基板Sに塗布する際に上昇させられ、基板Sを下方から支える。プリフォームステージ96は基板Sを真空吸着するための吸着孔(不図示)を有し、基板Sを固定することが可能である。
【0016】
ボンディング部4は、ボンドヘッド41と、Y駆動部43と、基板認識カメラ44と、ボンドステージ46と、を有する。ボンドヘッド41はピックアップヘッド21と同様にダイDを先端に吸着保持するコレット42を有する。Y駆動部43はボンドヘッド41をY軸方向に移動させる。基板認識カメラ44は基板Sのアタッチメント領域Pの位置認識マーク(図示せず)を撮像し、ボンド位置を認識する。ボンドステージ46は、基板SにダイDが載置される際、上昇させられ、基板Sを下方から支える。ボンドステージ46は基板Sを真空吸着するための吸着孔(不図示)を有し、基板Sを固定することが可能である。このような構成によって、ボンドヘッド41は、ステージ認識カメラ32の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ31からダイDをピックアップする。そして、ボンドヘッド41は、基板認識カメラ44の撮像データに基づいて、搬送されてくる基板Sのペーストが塗布されたアタッチメント領域P上にダイDをボンド(載置して接着)する。
【0017】
搬送部5は、基板Sを掴み搬送する基板搬送爪51と、基板Sが移動する搬送路としての搬送レーン52と、を有する。基板Sは、搬送レーン52に設けられた基板搬送爪51の図示しないナットを搬送レーン52に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。このような構成によって、基板Sは、基板供給部6から搬送レーン52に沿って塗布位置を経由してボンド位置まで移動し、ボンド後、基板搬出部7まで移動して、基板搬出部7に基板Sを渡す。
【0018】
ダイボンダ10の制御系について
図3を用いて説明する。
【0019】
制御系80は制御部8と駆動部86と信号部87と光学系88とを備える。制御部8は、大別して、主としてCPU(Central Processing Unit)で構成される制御・演算装置81と、記憶装置82と、入出力装置83と、バスライン84と、電源部85とを有する。記憶装置82は、処理プログラムなどを記憶しているRAM(Random Access Memory)等で構成されている主記憶装置82aと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているHDD(Hard Disk Drive)等で構成されている補助記憶装置82bとを有する。入出力装置83は、装置状態や情報等を表示するモニタ83aと、オペレータの指示を入力するタッチパネル83bと、モニタを操作するマウス83cと、光学系88からの画像データを取り込む画像取込装置83dと、を有する。また、入出力装置83は、駆動部86と、駆動部86を制御するモータ制御装置83eと、信号部87から信号を取り込み又は制御するI/O信号制御装置83fとを有する。
【0020】
駆動部86には、ダイ供給部1のXYテーブル(図示せず)、
図1に示すピックアップヘッド21のZY駆動軸であるY駆動部23、シリンジ91のZY駆動軸である駆動部93およびボンドヘッド41のZY駆動軸であるY駆動部43等が含まれる。信号部87には、種々のセンサ信号や照明装置などの明るさを制御するスイッチやボリューム等が含まれる。光学系88には、
図1または
図2に示すウエハ認識カメラ24、プリフォームカメラ94、ステージ認識カメラ32、基板認識カメラ44が含まれる。制御・演算装置81はバスライン84を介して必要なデータを取込み、演算し、ボンドヘッド41等の制御や、モニタ83a等に情報を送る。
【0021】
制御部8は画像取込装置83dを介して光学系88で撮像した画像データを記憶装置82に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウェアにより、制御・演算装置81を用いてダイDおよび基板Sの位置決め、ペースト状接着剤の塗布パターンの検査並びにダイDおよび基板Sの表面検査を行う。制御・演算装置81が算出したダイDおよび基板Sの位置に基づいてソフトウェアによりモータ制御装置83eを介して駆動部86を動かす。このプロセスによりウエハ11上のダイDの位置決めを行い、ダイ供給部1およびボンディング部4の駆動部で動作させダイDを基板S上にボンドする。光学系88で使用する認識カメラは光強度や色を数値化する。
【0022】
ダイボンダ10を用いた半導体装置の製造工程の一工程であるボンド工程(半導体装置の製造方法)について
図4を用いて説明する。以下の説明において、ダイボンダ10を構成する各部の動作は制御部8により制御される。
【0023】
(ウエハ搬入工程(工程S1))
ウエハリング(不図示)がダイボンダ10に搬入される。搬入されたウエハリングがダイ供給部1に供給される。ここで、ウエハリングにはウエハ11から分割されたダイDが貼付されたダイシングテープ16が保持されている。
【0024】
(基板搬入工程(工程S2))
基板Sが格納されたマガジン(不図示)がダイボンダ10に搬入される。搬入されたマガジンは基板供給部6に供給される。基板供給部6で基板Sが基板搬送爪51に取り付けられる。
【0025】
(ピックアップ工程(工程S3))
工程S1後、所望するダイDをダイシングテープ16からピックアップできるようにウエハ保持台12が動かされる。ウエハ認識カメラ24によりダイDが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイDの位置決めおよび表面検査が行われる。
【0026】
位置決めされたダイDは剥離ユニット13およびピックアップヘッド21によりダイシングテープ16から剥離される。ダイシングテープ16から剥離されたダイDは、ピックアップヘッド21に設けられたコレット22に吸着、保持されて、中間ステージ31に搬送されて載置される。
【0027】
ステージ認識カメラ32により中間ステージ31の上のダイDが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイDの位置決めおよび表面検査が行われる。画像データが画像処理されることによって、ダイボンダ10のダイ位置基準点からの中間ステージ31上のダイDのずれ量(X、Y、θ方向)が算出されて位置決めが行われる。なお、ダイ位置基準点は、予め、中間ステージ31の所定の位置を装置の初期設定として保持されている。画像データが画像処理されることによって、ダイDの表面検査が行われる。
【0028】
ダイDを中間ステージ31に搬送したピックアップヘッド21はダイ供給部1に戻される。上述した手順に従って、次のダイDがダイシングテープ16から剥離され、以後同様の手順に従ってダイシングテープ16から1個ずつダイDが剥離される。
【0029】
(プリフォーム工程(工程S4))
S2工程後、搬送部5により基板Sがプリフォームステージ96に搬送される。プリフォームカメラ94により塗布前の基板Sの表面が撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてペーストを塗布すべき面が確認される。塗布すべき面に問題なければ、プリフォームステージ96により支持された基板Sのペーストが塗布される位置が確認されて位置決めされる。位置決めはボンディング部4と同様にパターンマッチングなどで行われる。
【0030】
ペーストがシリンジ91の先端のノズルから射出され、ノズルの軌跡に従って塗布される。塗布したい形状に駆動部93によりXYZ軸でシリンジ91が駆動され、シリンジ91の軌跡によって×印形状や十字形状など、自由な軌跡を描いて塗布(描画)される。
【0031】
プリフォームカメラ94により塗布されたペーストが撮影される。撮影によって取得された画像に基づいてペーストが正確に塗布されているかどうかが確認されて、塗布されたペーストの検査(外観検査)が行われる。すなわち、外観検査では、塗布されたペーストが所定位置に所定の形状で所定量だけ塗布されているかが確認される。検査内容は、例えば、ペーストの有無、塗布面積、塗布形状(不足、はみ出し)などである。検査は二値化処理にてペーストの領域を分離後に画素数を数える方法のほか、差分による比較、パターンマッチングによるスコアを比較する方法などで行われる。
【0032】
(ボンド工程(工程S5))
塗布に問題なければ搬送部5により基板Sがボンドステージ46に搬送される。ボンドステージ46上に載置された基板Sが基板認識カメラ44により撮影され、撮影によって画像データが取得される。画像データが画像処理されることによって、ダイボンダの基板位置基準点からの基板Sのずれ量(X、Y、θ方向)が算出される。なお、基板位置基準点は、予め、ボンディング部4の所定の位置を装置の初期設定として保持されている。
【0033】
工程S3において算出された中間ステージ31上のダイDのずれ量からボンドヘッド41の吸着位置が補正されてダイDがコレット42により吸着される。中間ステージ31からダイDを吸着したボンドヘッド41によりボンドステージ46に支持された基板Sの所定箇所にダイDがボンド(アタッチ)される。基板認識カメラ44により基板SにボンドされたダイDが撮影され、撮影により取得された画像データに基づいてダイDが所望の位置にアタッチされたかどうか等の検査が行われる。
【0034】
ダイDを基板Sにボンドしたボンドヘッド41は中間ステージ31に戻される。上述した手順に従って、次のダイDが中間ステージ31からピックアップされ、基板Sにボンドされる。これが繰り返されて基板Sのすべてのアタッチメント領域PにダイDがアタッチされる。
【0035】
(基板搬出工程(工程S6))
ダイDがボンドされた基板Sが基板搬出部7に搬送される。基板搬出部7で基板搬送爪51からダイDがボンドされた基板Sが外されてマガジンに格納される。ダイボンダ10から基板Sが格納されたマガジンが搬出される。
【0036】
上述したように、ダイDは、基板S上に実装され、ダイボンダ10から搬出される。ダイDが実装された基板Sがワイヤボンディング工程に搬送され、ダイDの電極はAuワイヤ等を介して基板Sの電極と電気的に接続される。基板Sがモールド工程に搬送され、ダイDとAuワイヤとがモールド樹脂(図示せず)で封止されることによって、パッケージが完成する。
【0037】
プリフォーム部9の光学系について
図5を用いて説明する。
【0038】
プリフォームカメラ94と基板Sとの間には、照明装置95が配置されている。プリフォームカメラ94および照明装置95はY方向に沿って移動可能であり、基板SはX方向に沿って移動可能である。プリフォームカメラ94が移動する場合は、照明装置95はプリフォームカメラ94と共に移動する。ここで、一例として基板Sには一列(Y方向)に三個のアタッチメント領域を有し、X方向に三列のアタッチメント領域を有する例を示している。照明装置95は、例えば、面発光照明(光源)、ハーフミラー(半透過鏡)を内部に備える同軸落射照明(同軸照明)である。プリフォームカメラ94、照明装置95および制御部8は検査装置を構成する。
【0039】
プリフォームカメラ94の視野CV内に複数のアタッチメント領域が位置するようにプリフォームカメラ94および基板Sを移動する。例えば、プリフォームカメラ94の視野CV内に基板Sのアタッチメント領域P1,P2,P3が位置するようにプリフォームカメラ94が配置される。このとき、アタッチメント領域P1,P3の中心から等距離に位置するアタッチメント領域P2の中心(アタッチメント領域P1,P2,P3の重心)が視野CVの中心に位置するのが好ましい。照明装置95の照明領域IAはプリフォームカメラ94の視野CVよりも広くなるよう設定されている。
【0040】
一つのカメラで基板に塗布された複数のペーストやボンドされた複数のダイを同時に(同一露光内で)撮影して検査する場合、カメラの視野内の照度分布の均一性が要求される。しかし、一般的に、視野の中央付近における一つのアタッチメント領域内は照度分布の均一性は保たれるが、視野の周辺付近に位置するアタッチメント領域では中央付近と照度差が生ずることがある。このため、例えば、塗布されたペーストの面積を画像処理により算出する場合、ペーストが視野の中央付近に位置するときと周辺付近に位置するときとで面積が異なってしまう場合がある。
【0041】
本実施形態では、視野の中央付近に位置する参照対象物の画像データおよび視野の周辺付近に位置する参照対象物の画像データに基づいて補正係数を算出しておき、算出してある補正係数に基づいて視野周辺に位置する検査対象物の検査値を補正する。
【0042】
参照対象物をペーストとする補正係数の算出例について
図6および
図7(a)から
図7(c)を用いて説明する。
【0043】
(ステップS10)
図7(a)に示すように、制御部8は、シリンジ91により基板Sの任意の一つのアタッチメント領域に参照対象物としてのペーストを塗布する。以下、アタッチメント領域PoにペーストPAoが塗布される例について説明する。
【0044】
(ステップS11)
制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Poの中心に位置するように、基板Sおよびプリフォームカメラ94の一方または両方を動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図5におけるアタッチメント領域P2の位置に対応する。
【0045】
(ステップS12)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第一の画像データ)を取得する。
【0046】
(ステップS13)
制御部8は、ステップS12において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの中央付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第一のデータとしての面積(Ao)を算出して取得する。ここで、面積は外観検査の検査値の一例である。
【0047】
(ステップS14)
図7(b)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Paの中心に位置するように、プリフォームカメラ94を動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図5におけるアタッチメント領域P1の位置に対応する。
【0048】
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0049】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS12において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Aa)を算出して取得する。
【0050】
(ステップS17)
図5に示すように、プリフォームカメラ94の視野CV内に三つのアタッチメント領域P1,P2,P3が位置するようにプリフォームカメラ94が配置される。よって、本例では、撮影、画像取得および面積算出の処理が三回必要である(所定回数は三回である)。ここまで、二回の処理が行われているので、ステップS14に戻る。
【0051】
(ステップS14)
図7(c)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Pbの中心に位置するように、プリフォームカメラ94を動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図5におけるアタッチメント領域P3の位置に対応する。
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0052】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS14において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Ab)を算出して取得する。
【0053】
(ステップS17)
ここまで、撮影、画像取得および面積算出の処理は三回行われたので、ステップS18に進む。
【0054】
(ステップS18)
制御部8は、視野CVの中心付近のペーストPAoの面積であるAoと、視野CVの周辺付近のペーストPAoの面積であるAaおよびAbと、に基づいて、アタッチメント領域ごとに補正係数を算出する。
【0055】
例えば、
図7(b)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCa、
図7(c)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCbとすると、Ca、Cb下記の式(1)、(2)により算出される。ここで、補正係数をCa
図5に示すアタッチメント領域P1の補正係数である。また、補正係数をCb
図5に示すアタッチメント領域P3の補正係数である。
【0056】
Ca=Ao/Aa ・・・(1)
Cb=Ao/Ab ・・・(2)
【0057】
上述したステップS10~S18は生産における連続動作の前に実施され、補正係数(Ca,Cb)は、例えば、制御部8の記憶装置82に格納される。
【0058】
次に、生産における連続動作について
図5および
図8を用いて説明する。
図8は生産時の処理を示すフローチャートである。プリフォーム工程(工程S4)において、以下の処理を行う。
【0059】
(ステップS20)
制御部8は、シリンジ91により基板Sの各アタッチメント領域に検査対象物としてのペーストを塗布する。
【0060】
(ステップS21)
制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域P2の中心に位置するように、基板Sおよびプリフォームカメラ94の一方または両方を動かす。
【0061】
(ステップS22)
制御部8は、プリフォームカメラ94により視野CV内のアタッチメント領域P1~P3の上のペーストPA1~PA3を撮影して画像(第三の画像データ)を取得する。
【0062】
(ステップS23)
制御部8は、ステップS22において取得した画像からペーストPA1,PA2,PA3の外観検査の検査値としての面積(MA1,MA2,MA3)を算出して取得する。
【0063】
(ステップS24)
制御部8は、ペーストPA1,PA3の面積(MA1,MA3)を補正係数(Ca,Cb)に基づいて補正する。ここで、ペーストPA2は視野CVの中心付近に位置するので、ペーストPA2の面積(MA2)の補正は行われない。
【0064】
アタッチメント領域P1のペーストPA1の補正面積をCA1、アタッチメント領域P3のペーストPA3の補正面積をCA3とすると、CA1、CA3は下記の式(3)、(4)により算出される。
【0065】
CA1=MA1*Ca ・・・(3)
CA3=MA3*Cb ・・・(4)
【0066】
上述した一列目の複数のアタッチメント領域の検査が終了すると、基板SをX方向に移動して二列目の複数のアタッチメント領域の検査を一列目の複数のアタッチメント領域の検査と同様に行う。二列目の複数のアタッチメント領域の検査が終了すると、基板SをX方向にさらに移動して三列目の複数のアタッチメント領域の検査を一列目の複数のアタッチメント領域の検査と同様に行う。基板Sの移動に代えてプリフォームカメラ94を移動するようにしてもよい。
【0067】
図5では、一列に配置されるすべてのアタッチメント領域が同一視野CV内に入る例を示している。一列に配置されるすべてのアタッチメント領域が同一視野CV内に入らない場合は、プリフォームカメラ94をY方向に沿って移動して視野CVを移動して検査する。
【0068】
(比較例)
比較例による外観検査について
図9を用いて説明する。
【0069】
実施形態では、Y方向の一列に配置される複数のアタッチメント領域を撮影して外観検査する例を説明したが、一つのアタッチメント領域ごとに撮影して外観検査することが考えられる。比較例におけるプリフォーム部の光学系の構成は
図4に示す実施形態の光学系と同様である。
【0070】
比較例では、プリフォームカメラ94の視野CVの中央付近にアタッチメント領域P1が位置するようにプリフォームカメラ94を移動してペーストPA1を撮影する。続いて、プリフォームカメラ94の視野CVの中央付近にアタッチメント領域P2が位置するようにプリフォームカメラ94を移動してペーストPA2を撮影する。続いて、プリフォームカメラ94の視野CVの中央付近にアタッチメント領域P3が位置するようにプリフォームカメラ94を移動してペーストPA3を撮影する。
【0071】
常に一つのアタッチメント領域が視野の中央付近に配置されるので、照度分布の均一性は保たれる。しかし、比較例では、三つのペーストPA1~PA3を撮影するには三回のプリフォームカメラ94の撮影が必要である。一方、実施形態では、三つのペーストPA1~PA3の撮影は一回のみである。よって、実施形態では、比較例に比べて撮影回数が減少するので検査時間を減少させることができる。
【0072】
実施形態では、下記の一つまたは複数の効果を有する。
【0073】
(1)光源の輝度分布等に起因する各アタッチメント領域での照度分布の影響を受けず、安定した検査結果が得られる。
【0074】
(2)検査が安定することにより、生産性向上につながる。
【0075】
(3)視野内の複数の検査対象物を同時(同一露光内)に撮影することにより、検査時間を短縮することができ、生産能力が向上する。
【0076】
<変形例>
以下、実施形態の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施形態の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【0077】
(第一変形例)
第一変形例による外観検査について
図10を用いて説明する。
【0078】
実施形態では、Y方向の一列に配置される複数のアタッチメント領域を撮影して外観検査する例を説明したが、Y方向およびX方向にマトリクス状の配置される複数のアタッチメント領域を撮影して外観検査するようにしてもよい。
【0079】
例えば、プリフォームカメラ94の視野CV内に基板Sのアタッチメント領域P1,P2,P4,P5が位置するようにプリフォームカメラ94が配置される。このとき、アタッチメント領域P1,P2,P4,P5の各領域の中心から等距離の位置(以下、基板位置SCという。)が視野CVの中心に位置するのが好ましい。基板位置SCはアタッチメント領域P1,P2,P4,P5の重心である。
【0080】
【0081】
(ステップS10)
図11(c)に示すように、制御部8は、シリンジ91により基板Sの任意の一つのアタッチメント領域にペーストを塗布する。以下、アタッチメント領域PoにペーストPAoが塗布される例について説明する。
【0082】
(ステップS11)
図11(c)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Poの中心に位置するように、プリフォームカメラ94および基板Sを動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図10における基板位置SCに対応する。
【0083】
(ステップS12)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第一の画像データ)を取得する。
【0084】
(ステップS13)
制御部8は、ステップS12において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの中央付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第一のデータとしての面積(Ao)を算出して取得する。
【0085】
(ステップS14)
図11(a)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Po,Pb,Pc,Pdの各領域の中心により決められる重心の基板位置SCaに位置するように、プリフォームカメラ94および基板Sを動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図10におけるアタッチメント領域P4の位置に対応する。
【0086】
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0087】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS15において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Aa)を算出して取得する。
【0088】
(ステップS17)
図10に示すように、プリフォームカメラ94の視野CV内に四つのアタッチメント領域P1,P2,P4,P5が位置するようにプリフォームカメラ94が配置される。また、四つのアタッチメント領域P1,P2,P4,P5の中心にはアタッチメント領域が配置されない。よって、本例では、撮影、画像取得および面積算出の処理が五回必要である(所定回数は五回である)。ここまで、二回の処理が行われているので、ステップS14に戻る。
【0089】
(ステップS14)
図11(b)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Po,Pd,Pe,Pfの各領域の中心により決められる重心の基板位置SCbに位置するように、基板Sを動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図7におけるアタッチメント領域P1の位置に対応する。
【0090】
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0091】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS15において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Ab)を算出して取得する。
【0092】
(ステップS17)
ここまで、三回の処理が行われているので、ステップS14に戻る。
【0093】
(ステップS14)
図11(d)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Po,Pa,Pb,Phの各領域の中心により決められる重心の基板位置SCdに位置するように、プリフォームカメラ94および基板Sを動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図10におけるアタッチメント領域P5の位置に対応する。
【0094】
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0095】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS15において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Ad)を算出して取得する。
【0096】
(ステップS17)
ここまで、四回の処理が行われているので、ステップS14に戻る。
【0097】
(ステップS14)
図11(e)に示すように、制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域Po,Pf,Pg,Phの各領域の中心により決められる重心の基板位置SCeに位置するように、基板Sを動かす。視野CVの中心を基準にしたアタッチメント領域Poの位置は、
図10におけるアタッチメント領域P2の位置に対応する。
【0098】
(ステップS15)
制御部8は、プリフォームカメラ94によりアタッチメント領域Poの上のペーストPAoを撮影して画像(第二の画像データ)を取得する。
【0099】
(ステップS16)
制御部8は、ステップS15において取得した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの第二のデータとしての面積(Ae)を算出して取得する。
【0100】
(ステップS17)
ここまで、撮影、画像取得および面積算出の処理は五回行われたので、ステップS18に進む。
【0101】
(ステップS18)
制御部8は、視野CVの中心付近のペーストPAoの面積であるAoと、視野CVの周辺付近のペーストPAoの面積であるAa、Ab、AdおよびAeと、に基づいて、アタッチメント領域ごとに補正係数を算出する。
【0102】
例えば、
図11(a)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCa、
図11(b)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCb、
図11(d)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCd、
図11(e)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCe、とすると、Ca、Cb、Cd、Ceは下記の式(5)~(8)により算出される。
【0103】
Ca=Ao/Aa ・・・(5)
Cb=Ao/Ab ・・・(6)
Cd=Ao/Ad ・・・(7)
Ce=Ao/Ae ・・・(8)
【0104】
ここで、補正係数をCaは
図10に示すアタッチメント領域P4の補正係数である。また、補正係数をCbは
図10に示すアタッチメント領域P1の補正係数である。また、補正係数をCdは
図10に示すアタッチメント領域P5の補正係数である。また、補正係数をCeは
図10に示すアタッチメント領域P2の補正係数である。
【0105】
本変形例において上述したステップS10~S18は生産における連続動作の前に実施され、補正係数(Ca、Cb、Cd、Ce)は制御部8の記憶装置82に格納される。
【0106】
次に、連続動作について
図8および
図10を用いて説明する。
【0107】
(ステップS20)
制御部8は、シリンジ91により基板Sの各アタッチメント領域にペーストを塗布する。
【0108】
(ステップS21)
制御部8は、プリフォームカメラ94の視野CVの中心がアタッチメント領域P2の中心に位置するように、基板Sおよびプリフォームカメラ94の一方または両方を動かす。
【0109】
(ステップS22)
制御部8は、プリフォームカメラ94により視野CV内のアタッチメント領域P1,P2,P4,P5の上のペーストPA1,PA2,PA4,PA5を撮影して画像(第三の画像データ)を取得する。
【0110】
(ステップS23)
制御部8は、ステップS22において取得した画像からペーストPA1,PA2,PA4,PA5の外観検査の検査値としての面積(MA1,MA2,MA4,MA5)を算出して取得する。
【0111】
(ステップS24)
制御部8は、ペーストPA1,PA2,PA4,PA5の面積(MA1,MA2,MA4,MA5)を補正係数(Ca、Cb、Cd、Ce)に基づいて補正する。
【0112】
アタッチメント領域P1のペーストPA1の補正面積をCA1、アタッチメント領域P2のペーストPA2の補正面積をCA2、アタッチメント領域P4のペーストPA4の補正面積をCA4、アタッチメント領域P5のペーストPA5の補正面積をCA5とすると、CA1、CA2、CA4、CA5は下記の式(9)~(12)により算出される。
【0113】
CA1=MA1*Ca ・・・(9)
CA2=MA2*Cb ・・・(10)
CA4=MA4*Cd ・・・(11)
CA5=MA5*Ce ・・・(12)
【0114】
(第二変形例)
実施形態では、視野の中央付近のペースト画像の面積および視野の周辺付近のペースト画像の面積に基づいて補正係数を算出しておき、算出してある補正係数に基づいて視野周辺のペースト画像の検査値(面積)を補正する例を説明した。第二変形例では、視野の中央付近のペースト画像の明度および視野の周辺付近のペースト画像の明度に基づいて補正係数を算出する。以下、実施形態と異なる点を中心に補正係数を算出方法について説明する。
【0115】
実施形態のステップS13においては、制御部8は、プリフォームカメラ94により撮影した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの中央付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの面積(Ao)を取得している。第二変形例では、制御部8はペーストPAoの面積(Ao)に代えてペーストPAoの中心付近の明度(Bo)を算出して取得する。
【0116】
実施形態のS16ステップにおいては、制御部8は、プリフォームカメラ94により撮影した画像からプリフォームカメラ94の視野CVの周辺付近に位置するアタッチメント領域Po上のペーストPAoの面積(Aa)および面積(Ac)を取得している。第二変形例では、制御部8はペーストPAoの面積(Aa)および面積(Ac)に代えてペーストPAoの中心付近の明度(Ba)および明度(Bc)を取得する。
【0117】
実施形態のS18ステップにおいては、制御部8は、Ao、Aa、Abに基づいて、アタッチメント領域ごとに補正係数を算出している。第二変形例では、制御部8はAo、Aa、Abに代えてBo、Ba、Bbに基づいて、アタッチメント領域ごとに補正係数を算出する。
【0118】
例えば、
図7(b)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCa、
図7(c)に示すアタッチメント領域Poにおける補正係数をCbとすると、Ca、Cbは下記の式(13)、(14)により算出するようにされる。ここで、補正係数をCaは
図5に示すアタッチメント領域P1の補正係数である。また、補正係数をCbは
図5に示すアタッチメント領域P3の補正係数である。
【0119】
Ca=Bo/Ba ・・・(13)
Cb=Bo/Bb ・・・(14)
【0120】
以上、本開示者らによってなされた開示を実施形態および変形例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
【0121】
例えば、実施形態では、Y方向の一行に配置される複数のアタッチメント領域を撮影して外観検査する例を説明したが、X方向の一行に配置される複数のアタッチメント領域を撮影して外観検査するようにしてもよい。
【0122】
また、実施形態では、ペーストを検査対象とする例を説明したが、はんだ等の接合材料やダイ、基板を検査対象としてもよい。
【0123】
また、実施形態では、外観検査の検査値をペーストの塗布面積とする例を説明したが、ペーストの塗布幅、ペーストの形状等であってもよい。
【0124】
また、実施形態では、照明装置として同軸照明を例に説明したが、照明装置は斜光照明やドーム照明、リング照明等であってもよい。
【0125】
また、実施形態では、基板SにペーストPAを塗布する例を説明したが、既にボンドされたダイにペーストを塗布するようにしてもよい。
【0126】
また、実施形態では、ダイ供給部1とボンド部4との間に中間ステージ部3を設け、ピックアップヘッド21でダイ供給部1からピックアップしたダイDを中間ステージ31に載置し、ボンドヘッド41で中間ステージ31から再度ダイDをピックアップし、搬送されてきた基板Sにボンドする例を説明したが、ボンドヘッド41でダイ供給部1からピックアップしたダイDを基板Sにボンドするようにしてもよい。
【符号の説明】
【0127】
8・・・制御部(制御装置)
10・・・ダイボンダ(実装装置)
94・・・プリフォームカメラ(撮像装置)
95・・・照明装置
PA・・・ペースト
S・・・基板