特許 7517922 ダイボンディング装置および半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】ダイボンディング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 20060101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

H01L21/52 C

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020158133

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052009

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-05-24

(73)【特許権者】

【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】小橋 英晴

(72)【発明者】

【氏名】高野 晴之

(72)【発明者】

【氏名】中島 宜久

(72)【発明者】

【氏名】内藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】糸井 勇太

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００４８１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２１／４４７－２１／４４９

Ｈ０１Ｌ２１／５２

Ｈ０１Ｌ２１／５８ －２１／６０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の撮像装置と、
前記複数の撮像装置のそれぞれに設けられた複数のレンズと、
第一照明装置と、
前記第一照明装置と種類の異なる第二照明装置と、
前記複数の撮像装置、前記第一照明装置および前記第二照明装置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第一照明装置から光を照射して前記複数の撮像装置により撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第一結合画像を取得し、
前記第二照明装置から光を照射して前記複数の撮像装置により撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第二結合画像を取得し、
前記第一結合画像と前記第二結合画像とを和算合成するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項2】

請求項１のダイボンディング装置において、
前記第一照明装置は同軸照明であり、前記第二照明装置は二方向斜光バー照明であるダイボンディング装置。

【請求項3】

請求項１のダイボンディング装置において、
前記制御部は、射影変換により前記第一結合画像および前記第二結合画像を生成するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項4】

請求項１のダイボンディング装置において、
前記複数の撮像装置は、搬送される基板の上方に前記基板の幅方向に沿って一列に固定配設され、
前記制御部は、前記基板の上に位置する前記幅方向に沿った一列の複数のアタッチメント領域の撮像対象物を前記複数の撮像装置で撮像するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項5】

請求項４のダイボンディング装置において、
前記制御部は、前記基板を当該基板の長さ方向に搬送して次の列の複数のアタッチメント領域の前記撮像対象物を前記複数の撮像装置で撮像するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項6】

請求項５のダイボンディング装置において、
前記撮像対象物は前記基板に塗布されたペースト状接着剤であるダイボンディング装置。

【請求項7】

請求項５のダイボンディング装置において、
前記撮像対象物は前記基板または既にボンディングされたダイの上にボンディングされたダイであるダイボンディング装置。

【請求項8】

基板の上方に前記基板の幅方向に沿って一列に固定配設された複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置のそれぞれに設けられた複数のレンズと、第一照明装置と、前記第一照明装置と種類の異なる第二照明装置と、を備えるダイボンディング装置に前記基板を搬入する搬入工程と、
前記基板の上に位置する複数のアタッチメント領域の撮像対象を撮像する撮像工程と、
を含み、
前記撮像工程は、
前記第一照明装置から光を照射して前記複数の撮像装置により前記幅方向に沿った一列の複数のアタッチメント領域の撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第一結合画像を取得する工程と、
前記第二照明装置から光を照射して前記複数の撮像装置により前記幅方向に沿った一列の複数のアタッチメント領域の前記撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第二結合画像を取得する工程と、
前記第一結合画像と前記第二結合画像とを和算合成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。

【請求項9】

請求項８の半導体装置の製造方法において、
前記第一照明装置は同軸照明であり、前記第二照明装置は二方向斜光バー照明である半導体装置の製造方法。

【請求項10】

請求項８の半導体装置の製造方法において、
射影変換により前記第一結合画像および前記第二結合画像を生成する半導体装置の製造方法。

【請求項11】

請求項８の半導体装置の製造方法において、
前記撮像工程は、前記基板を当該基板の長さ方向に搬送して次の列の複数のアタッチメント領域の撮像対象物を前記複数の撮像装置で撮像する半導体装置の製造方法。

【請求項12】

請求項８から１１の何れか１項の半導体装置の製造方法において、
さらに、前記基板にペースト状接着剤を塗布する工程を備え、
前記撮像対象物は塗布された前記ペースト状接着剤である半導体装置の製造方法。

【請求項13】

請求項８から１１の何れか１項の半導体装置の製造方法において、
さらに、前記基板または既にボンディングされたダイの上にダイをボンディングする工程を備え、
前記撮像対象物はボンディングされた前記ダイである半導体装置の製造方法。

【請求項14】

搬送される基板の上方に前記基板の幅方向に沿って移動可能に配設される撮像装置と、
前記撮像装置に設けられたレンズと、
第一照明装置と、
前記第一照明装置と種類の異なる第二照明装置と、
前記撮像装置、前記第一照明装置および前記第二照明装置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第一照明装置から光を照射して前記撮像装置により撮像対象物を撮像し、撮像した画像の明るさを補正した第一補正画像を取得し、
前記第二照明装置から光を照射して前記撮像装置により前記撮像対象物を撮像し、撮像した画像の明るさを補正した第二補正画像を取得し、
前記第一補正画像と前記第二補正画像とを和算合成して合成画像を生成するよう構成され、
前記制御部は、前記撮像装置を移動させて、前記基板の上に位置する前記幅方向に沿った一列の複数のアタッチメント領域の撮像対象物を順次撮像するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項15】

請求項１４のダイボンディング装置において、
前記制御部は、
前記第一照明装置から光を照射して前記撮像装置により前記撮像対象物を順次撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正した第一補正画像を取得し、
前記第二照明装置から光を照射して前記撮像装置により前記撮像対象物を順次撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正した第二補正画像を取得するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項16】

請求項１４のダイボンディング装置において、
前記制御部は、前記基板を当該基板の長さ方向に搬送して次の列の複数のアタッチメント領域を前記撮像装置で撮像するよう構成されるダイボンディング装置。

【請求項17】

請求項１４のダイボンディング装置において、
前記第一照明装置は同軸照明であり、前記第二照明装置は二方向斜光バー照明であるダイボンディング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はダイボンディング装置に関し、例えば複数の種類の照明装置から同時に照明光を照射するダイボンダに適用可能である。

【背景技術】

【0002】

ダイボンディング装置としてのダイボンダは、樹脂ペースト、はんだ、金メッキ等を接合材料として、半導体チップ（以下、単にダイという。）を配線基板やリードフレーム等（以下、単に基板という。）または既にボンディングされたダイの上にボンディング（載置して接着）する装置である。例えば、ダイを基板の表面にボンディングするダイボンダにおいては、ボンディングヘッドの先端に取り付けられたコレットと呼ばれる吸着ノズルを用いてダイをウェハから吸着してピックアップし、基板上の所定の位置に載置し、押付力を付与すると共に、接合材を加熱することによりボンディングを行うという動作（作業）が繰り返して行われる。

【0003】

例えば、樹脂を接合材料として使用する場合、樹脂ペーストが接着剤（以下、ペースト状接着剤という。）として使用される。ペースト状接着剤はシリンジ内に封入され、このシリンジが、基板に対して上下動してペースト状接着剤を射出して塗布する。シリンジの近傍には認識カメラが取り付けられ、この認識カメラで、ペースト状接着剤が塗布される位置を確認して位置決めが行われ、また塗布されたペースト状接着剤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。

【0004】

また、ボンディングヘッドの近傍には認識カメラが取り付けられ、この認識カメラで、ダイがボンディングされる基板の位置を確認して位置決めが行われ、またボンディングされたダイが所定位置にボンディングされているかが確認される。

【0005】

また、ダイボンダでは、装置照明システムは品種の多様性、プロセスへの対応、位置決めや検査等のアルゴリズムの違いを網羅するため、１つの認識カメラに対し複数の種類の照明装置を搭載することがある。例えば、同軸照明と斜光照明が搭載され、同時に照明光が照射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－１４７２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したように、複数の種類の照明装置から同時に照射光が照射される場合があるが、各照明装置の特性が異なることに起因して撮像画像の明度を補正することが困難である。

【0008】

本開示の課題は、複数の種類の照明装置の照度補正が可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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、ダイボンディング装置は、複数の撮像装置と、第一照明装置と、第二照明装置と、複数の撮像装置、第一照明装置および第二照明装置を制御する制御部と、を備える。制御部は、第一照明装置から光を照射して複数の撮像装置により撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第一結合画像を取得し、第二照明装置から光を照射して複数の撮像装置により撮像対象物を撮像し、撮像した複数の画像の明るさをそれぞれ補正し、補正した複数の画像を結合した第二結合画像を取得し、第一結合画像と第二結合画像とを和算合成するよう構成される。

【発明の効果】

【0010】

上記ダイボンディング装置によれば、複数の種類の照明装置の照度補正が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は撮像装置の多連化について説明する上面図である。

【図2】図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの側面図である。

【図3】図３は多連化された撮像装置に用いる照明装置を示す図である。

【図4】図４は多連化された撮像装置の撮像画像の合成を説明するフローチャートである。

【図5】図５は多連化した撮像装置において複数種類の照明を同時照射する場合の問題点を説明する撮像画像を示す図である。

【図6】図６は使用する照明の組み合わせによる視野内平均明度の減衰率または増幅率の例を示す図である。

【図7】図７は実施形態における画像合成を説明するフローチャートである。

【図8】図８は他の実施形態における撮像装置および照明装置を示す図である。

【図9】図９は他の実施形態における画像合成を説明するフローチャートである。

【図10】図１０は実施例におけるダイボンダの概略を示す上面図である。

【図11】図１１は図１０において矢印Ａ方向から見たときに、ピックアップヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。

【図12】図１２は図１０に示すダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。

【図13】図１３は図１０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14】図１４は図１０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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態および実施例について、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。

【0013】

まず、本開示者らが検討した技術について図１～図３を用いて説明する。図１は撮像装置の多連化について説明する上面図である。図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの側面図である。図３は多連化された撮像装置に用いる照明装置を示す図であり、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す断面とは異なる面の断面図である。

【0014】

例えば、図１に示すように、基板Ｓの上方に基板Ｓの幅方向（Ｙ軸方向）に複数の撮像装置１０１～１０３を一列に並べて固定的に配設する。図２に示すように、これら撮像装置１０１～１０３は同じ高さで水平方向に所定間隔をあけており、各撮像装置１０１～１０３の光軸は互いに平行かつ基板Ｓに対して垂直とされる。

【0015】

図１および図２では、一例として撮像装置を三台設け、基板Ｓの一列にアタッチメント領域を六個設けた例を示しており、撮像装置のピッチがアタッチメント領域のピッチよりも大きくなっている。ここで、基板Ｓは、例えば、図１に示すように、矩形状、かつ平板状で、縦横に多数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６，ＡＡ２１～ＡＡ２６，ＡＡｎ１～ＡＡｎ６を有している。基板Ｓは、例えば、搬送方向（Ｘ軸方向）の長さは幅方向（Ｙ軸方向）の長さよりも長く構成されている。

【0016】

撮像装置１０１～１０３はアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を撮像する。ここで、撮像装置１０１～１０３のそれぞれの撮像視野ＩＡ１～ＩＡ３は重複している。また、基板Ｓを搬送方向（Ｘ軸方向）に移動することにより残りの列の撮像対象物を順次撮像する。撮像装置を多連化することで撮像対象物のほぼ直上で撮像でき、撮像視野内の照明の均一性を向上させて検査することができる。また、撮像装置を多連化することで撮像装置を動かす必要が無くなり、広視野光学系と同じ処理効率を得ることができる。

【0017】

多連化した撮像装置は各々が同様の照明系を持つのが好ましい。例えば、図３（ａ）に示すように、撮像装置１０１～１０３と基板Ｓとの間には、面発光面（光源）１２１ａ、ハーフミラー（半透過鏡）１２１ｂを内部に備えた同軸照明１２１および斜光照明としての二方向の斜光バー照明１２２が配置されている。

【0018】

同軸照明１２１の面発光面１２１ａからの照射光は、ハーフミラー１２１ｂによって撮像装置１０１～１０３と同じ光軸で反射され、基板Ｓのアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物に照射される。撮像装置１０１～１０３と同じ光軸でアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物に照射されたその散乱光は、アタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物で反射し、そのうちの正反射光がハーフミラー１２１ｂを透過して撮像装置１０１～１０３に達し、アタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物の画像を形成する。図３（ｂ）に示すように、面発光面１２１ａおよびハーフミラー１２１ｂのＹ軸方向の長さは基板Ｓの幅方向における撮像装置１０１～１０３の撮像視野全体よりも少し広く構成されている。

【0019】

斜光バー照明１２２は発光面１２２ａを有し、斜め上方から撮像対象物を照射する照明であり、同軸照明１２１の両側に配置されている。斜光バー照明１２２はＹ軸方向の長さは基板Ｓの幅方向における撮像装置１０１～１０３の撮像視野全体よりも少し広く構成されている。

【0020】

次に、複数の撮像装置および複数の照明を使用して一つの画像を得る方法について図４を用いて説明する。図４は画像合成を説明するフローチャートである。

【0021】

制御部２００は、同軸照明１２１および斜光バー照明１２２の両方により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を照射する（ステップＳ１）。制御部２００は、複数の撮像装置１０１～１０３により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１５の撮像対象物を撮像する（ステップＳ２）。制御部２００は複数の撮像装置１０１～１０３で撮像した画像を射影変換やアフィン変換等による座標変換をして、各撮像装置間の画像を滑らかにつなぎ合わせた一枚の結合画像を得る（ステップＳ３）。

【0022】

次に、多連化した撮像装置において複数種類の照明を同時照射する場合の問題点について図５および図６を用いて説明する。図５は多連化した撮像装置において複数種類の照明を同時照射する場合の問題点を説明する撮像画像を示す図であり、図５（ａ）は図３に示す同軸照明のみの照射時における撮像画像を示す図であり、図５（ｂ）は図３に示す斜光バー照明のみの照射時における撮像画像を示す図である。図６は図５に示すレンズおよび照明における使用する照明の組み合わせによる視野内平均明度の減衰率または増幅率の例を示す図である。

【0023】

各撮像装置間の特性および各レンズ間の特性を合わせ、かつ、発光面内の照度を均一にしても、多連化した撮像装置の各撮像装置の位置に対する照明の位置は同じではない（撮像装置と照明の相対位置関係が異なる）ので各撮像装置の視野内の明るさには差異が生じてしまう。すなわち、多連化した撮像装置では各撮像装置の視野内の明るさが異なるため、撮像した画像の補正が必要となる。しかし、同じ視野内で同軸照明を反射しやすい領域と斜光照明を反射しやすい領域とが混在する。このため、図５（ａ）に示す同軸照明１２１のみの照射時と図５（ｂ）に示す斜光バー照明１２２のみの照射時との明るさが異なり、その補正値が異なる。この結果、同軸照明１２１と斜光バー照明１２２とを同時に使用した場合の補正値を求めることが難しい。ここで、図５では、各撮像装置の視野の境界線が示されている。

【0024】

さらに、上述した照明起因の明るさの違い以外にレンズ１１１～１１３のばらつきによる明るさの違いも生じる。レンズの個体差として開口数、Ｆ値（Ｆ number）、作動距離（Working Distance：ＷＤ）、焦点距離など加工上のばらつきが原因でレンズの明るさは数％程度異なることがあり得る。開口数の違いは拡散光の集光量に影響する。このレンズのばらつき起因と照明系の原因で発生する画像間の明るさのばらつきは、図６に示すように、その視野内減衰率または増幅率が各々異なる。

【0025】

同軸照明１２１および斜光バー照明１２２を同時に照射して撮像すると、画像の明るさが図６に示す視野内減衰率または増幅率に従った変化率で増減し、各変化率を混在させた画像を撮像するため、画像取得後に明るさを補正することが困難になる。

【0026】

次に、図３に示す複数の撮像装置および複数種類の照明を使用して一つの画像を得る実施形態における方法について図３および図７を用いて説明する。図７は実施形態における画像合成を説明するフローチャートである。

【0027】

被写体（撮像対象物）および撮像システム（撮像装置、レンズおよび照明装置）が静止状態であることを前提として、各レンズ（撮像装置）と照明の組み合わせで各々画像を撮像し、各照明の撮像画像ごとにレンズ間の明るさをデジタル補正し、照明ごとの画像を射影変換等にて合成したのち、各照明での結合画像を和算合成する。これにより、射影変換等による均一な結合画像（合成画像）を得ることができる。以下、より詳細に説明する。

【0028】

制御部２００は、同軸照明１２１のみにより複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の複数の撮像対象物に照射する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の状態で、制御部２００は、複数の撮像装置１０１～１０３により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を撮像する（ステップＳ１２）。制御部２００は、ステップＳ１２において複数の撮像装置１０１～１０３により撮像した複数の撮像画像の明るさが一様になるように各撮像画像に明るさに応じた所定係数を乗算等してデジタル補正する（ステップＳ１３）。制御部２００は、ステップＳ１３において補正した複数の画像を、ステップＳ３と同様に、斜影変換やアフィン変換等による座標変換をして、各撮像装置間の補正した画像を滑らかにつなぎ合わせた一枚の画像（第一結合画像）を得る（ステップＳ１４）。

【0029】

制御部２００は、斜光バー照明１２２のみにより複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の複数の撮像対象物に照射する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の状態で、制御部２００は、複数の撮像装置１０１～１０３により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を撮像する（ステップＳ１６）。制御部２００は、ステップＳ１６において複数の撮像装置１０１～１０３により撮像した複数の撮像画像の明るさが一様になるように各撮像画像に明るさに応じた所定係数を乗算等してデジタル補正する（ステップＳ１７）。制御部２００は、ステップＳ１７において補正した複数の画像を、ステップＳ３と同様に、斜影変換やアフィン変換等による座標変換をして、各撮像装置間の補正した画像を滑らかにつなぎ合わせた一枚の画像（第二結合画像）を得る（ステップＳ１８）。

【0030】

制御部２００は、ステップＳ１４において取得した第一結合成画像とステップＳ１８において取得した第二結合画像との対応する位置における画素値をそれぞれ加算する和算合成して画像（合成画像）を得る（ステップＳ１９）。

【0031】

なお、ステップＳ１１～Ｓ１４とステップＳ１５～Ｓ１８とは何れを先に行ってもよい。また、ステップＳ１１，Ｓ１２とステップＳ１５，Ｓ１６を並行して行わなければよく、ステップＳ１３，Ｓ１４とステップＳ１７，Ｓ１８とは並行したり前後したりして行ってもよい。

【0032】

これにより、均一な結合画像を得ることができる。撮像装置間の画像の結合を行っても明度を一様にできるため撮像装置間の明度の補正精度が改善できる。検査感度、位置決め精度を向上させることができる。撮像装置の機差、レンズの機差および照明に対する位置の差に起因する明度を補正することができる。

【0033】

また、実施形態では、複数の撮像装置の例を説明したが、複数の撮像装置に限定されるものではなく、一つの撮像装置において二つ以上の複数の照明を同時に照射するものに適用可能である。その一例について図８を用いて説明する。図８は他の実施形態における撮像装置および照明装置を示す図であり、図８（ａ）は断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す断面とは異なる面の断面図である。

【0034】

例えば、図８（ｂ）に示すように、基板Ｓの上方に基板Ｓの幅方向（Ｙ軸方向）に移動可能な撮像装置１０１を配設する。基板Ｓは、図１に示す基板Ｓと同様に、一列にアタッチメント領域を六個設けている。

【0035】

撮像装置１０１は、Ｙ軸方向に移動することにより、アタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を順次撮像する。また、基板Ｓを搬送方向（Ｙ軸方向）に移動することにより残りの列の撮像対象物を順次撮像する。

【0036】

図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、撮像装置１０１と基板Ｓとの間には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す同軸照明１２１および二方向の斜光バー照明１２２と同様の照明装置が配置されている。

【0037】

次に、図８に示す撮像装置および複数種類の照明を使用する他の実施形態における方法について図８および図９を用いて説明する。図９は他の実施形態における画像合成を説明するフローチャートである。

【0038】

制御部２００は、同軸照明１２１のみにより複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の複数の撮像対象物に照射する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の状態で、制御部２００は、撮像装置１０１により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の撮像対象物を順次撮像する（ステップＳ２２）。制御部２００は、ステップＳ２２において撮像装置１０１により撮像した複数の撮像画像の明るさが一様になるように各撮像画像に明るさに応じた所定係数を乗算等してデジタル補正して複数の補正された画像（第一補正画像）を得る（ステップＳ２３）。

【0039】

制御部２００は、斜光バー照明１２２のみにより複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１６の複数の撮像対象物に照射する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の状態で、制御部２００は、撮像装置１０１により複数のアタッチメント領域ＡＡ１１～ＡＡ１５の撮像対象物を順次撮像する（ステップＳ２６）。制御部２００は、ステップＳ１２において撮像装置１０１により撮像した複数の撮像画像の明るさが一様になるように各撮像画像に明るさに応じた所定係数を乗算等してデジタル補正して複数の補正された画像（第二補正画像）を得る（ステップＳ２７）。

【0040】

制御部２００は、ステップＳ２３において取得した複数の第一補正画像とステップＳ２７において取得した複数の第二補正画像とをそれぞれ和算合成して複数の画像（合成画像）を得る（ステップＳ２９）。

【0041】

なお、ステップＳ２１～Ｓ２３とステップＳ２５～Ｓ２７とは何れを先に行ってもよい。また、ステップＳ２１，Ｓ２２とステップＳ２５，Ｓ２６を並行して行わなければよく、ステップＳ２３とステップＳ２７とは並行したり前後したりして行ってもよい。

【実施例】

【0042】

上述した実施形態を適用した実施例について以下説明する。図１０は実施例におけるダイボンダの概略を示す上面図である。図１１は図１０において矢印Ａ方向から見たときに、ピックアップヘッド及びボンディングヘッドの動作を説明する図である。

【0043】

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の手前側に配置され、ボンディング部４が奥側に配置される。ここで、基板Ｓには、最終一パッケージとなる、複数の製品エリア（以下、パッケージエリア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、パッケージエリアＰはダイＤが載置されるタブを有する。

【0044】

まず、ダイ供給部１は基板ＳのパッケージエリアＰに実装するダイＤを供給する。ダイ供給部１は、ウェハ１１を保持するウェハ保持台１２と、ウェハ１１からダイＤを突き上げる点線で示す剥離ユニット１３と、を有する。ダイ供給部１は図示しない駆動手段によってＸＹ軸方向に移動し、ピックアップするダイＤを剥離ユニット１３の位置に移動させる。

【0045】

ピックアップ部２は、ダイＤをピックアップするピックアップヘッド２１と、ピックアップヘッド２１をＹ軸方向に移動させるピックアップヘッドの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、ウェハ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ウェハ認識カメラ２４と、を有する。ピックアップヘッド２１は、突き上げられたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２（図１１も参照）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。ピックアップヘッド２１は、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を有する。

【0046】

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。

【0047】

プリフォーム部９はシリンジ９１とシリンジ９１をＹ方向およびＺ方向に移動させる駆動部９３と、シリンジ９１の塗布位置等を把握する撮像装置としての接着剤認識カメラ９４と、を有する。ここで、接着剤認識カメラ９４は、例えば実施形態の多連化された撮像装置１０１～１０３と同様であり、接着剤認識カメラ９４は実施形態における同軸照明１２１および二方向の斜光バー照明１２２を用いて撮像するように構成されている。プリフォーム部９は搬送部５により搬送されてきた基板Ｓにシリンジ９１でエポキシ樹脂等のペースト状接着剤を塗布する。シリンジ９１は内部にペースト状接着剤が封入されており、空気圧によりペースト状接着剤がノズル先端から基板Ｓに押し出されて塗布されるように構成されている。基板Ｓが、例えば、複数個の単位リードフレームが横一列に並べられて一連に連設されている多連リードフレームの場合は、単位リードフレームのタブごとにペースト状接着剤を塗布する。

【0048】

ボンディング部４は、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてくる基板Ｓのペースト状接着剤が塗布されたパッケージエリアＰ上にボンディングする。ボンディング部４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（図１１も参照）を備えるボンディングヘッド４１と、ボンディングヘッド４１をＹ軸方向に移動させるＹ駆動部４３と、基板ＳのパッケージエリアＰの位置認識マーク（図示せず）を撮像し、ボンディング位置を認識する基板認識カメラ４４と、を有する。ここで、基板認識カメラ４４は三台のカメラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃで構成されており、例えば実施形態の多連化された撮像装置１０１～１０３と同様であり、基板認識カメラ４４は実施形態における同軸照明１２１および二方向の斜光バー照明１２２を用いて撮像するように構成されている。このような構成によって、ボンディングヘッド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をピックアップし、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板にダイＤをボンディングする。

【0049】

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に沿ってボンディング位置まで移動し、ボンディング後、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。

【0050】

次に、ダイ供給部１の構成について図１２を用いて説明する。図１２は図１０に示すダイ供給部の主要部を示す概略断面図である。

【0051】

ダイ供給部１は、水平方向（ＸＹ軸方向）に移動するウェハ保持台１２と、上下方向に移動する剥離ユニット１３と、を備える。ウェハ保持台１２は、ウェハリング１４を保持するエキスパンドリング１５と、ウェハリング１４に固定されたダイシングテープ１６を水平に位置決めする支持リング１７と、を有する。ウェハ１１において網目状にダイシングされたダイＤは、ダイシングテープ１６に接着固定されている。剥離ユニット１３は支持リング１７の内側に配置される。

【0052】

ダイ供給部１は、ダイＤの突き上げ時に、ウェハリング１４を保持しているエキスパンドリング１５を下降させる。その結果、ウェハリング１４に保持されているダイシングテープ１６が引き伸ばされダイＤの間隔が広がり、剥離ユニット１３によりダイＤ下方からダイシングテープ１６を突上げたり水平移動したりして、ダイＤのピックアップ性を向上させている。

【0053】

ダイボンダ１０の制御系について図１３を用いて説明する。図１３は図１０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。

【0054】

図１１に示すように、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 Processor 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、ダイ供給部１のＸＹテーブル（図示せず）やボンディングヘッドテーブルのＺＹ駆動軸等の駆動部８６を制御するモータ制御装置８３ｅと、種々のセンサ信号や照明装置などのスイッチ等の信号部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。光学系８８には、図１１に示すウェハ認識カメラ２４、図１０に示す接着剤認識カメラ９４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ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、ボンディングヘッド４１等の制御や、モニタ８３ａ等に情報を送る。

【0055】

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ェハ１１上のダイＤの位置決めを行い、ダイ供給部１およびダイボンディング部４の駆動部で動作させダイＤを基板Ｓ上にボンディングする。光学系８８で使用する認識カメラはグレースケール、カラーカメラ等であり、光強度を数値化する。

【0056】

次に、実施例に係るダイボンダを用いた半導体装置の製造方法について図１４を用いて説明する。図１４は図１０の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。

【0057】

（ステップＳ５１：ウェハ・基板搬入工程）
ウェハ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を保持したウェハリング１４をウェハカセット（不図示）に格納し、ダイボンダ１０に搬入する。制御部８はウェハリング１４が充填されたウェハカセットからウェハリング１４をダイ供給部１に供給する。また、基板Ｓを準備し、ダイボンダ１０に搬入する。制御部８は基板供給部６で基板Ｓを基板搬送爪５１に取り付ける。

【0058】

（ステップＳ５２：ピックアップ工程）
制御部８は、ウェハ保持台１２により所望するダイＤをウェハリング１４からピックアップできるようにウェハリング１４を移動し、ウェハ認識カメラ２４により撮像したデータに基づいて位置決めおよび表面検査を行う。制御部８は位置決めされたダイＤを剥離ユニット１３によりダイシングテープ１６から剥離する。

【0059】

制御部８は剥離されたダイＤをピックアップヘッド２１によりウェハ１１からピックアップする。このようにして、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のコレット２２に吸着、保持されて次工程（ステップＳ５３）に搬送される。そして、ダイＤを次工程に搬送したコレット２２がダイ供給部１に戻ってくると、上記した手順に従って、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。

【0060】

（ステップＳ５３：ボンディング工程）
制御部８は接着剤認識カメラ９４により塗布前の基板Ｓの表面の画像を取得してペースト状接着剤を塗布すべき面を確認する。塗布すべき面に問題なければ、制御部８は搬送部５により搬送された基板Ｓにシリンジ９１からペースト状接着剤を塗布する。基板Ｓが多連リードフレームの場合はすべてのタブにペースト状接着剤を塗布する。制御部８は、塗布後ペースト状接着剤が正確に塗布されているかを接着剤認識カメラ９４で再度確認し、塗布されたペースト状接着剤を検査する。塗布に問題なければ、制御部８は搬送部により基板ＳをボンディングステージＢＳに搬送し、基板認識カメラ４４により撮像した画像データに基づいて位置決めを行う。

【0061】

制御部８はウェハ１１からピックアップヘッド２１によりピックアップしたダイＤを中間ステージ３１に載置し、ボンディングヘッド４１で中間ステージ３１から再度ダイＤをピックアップし、位置決めされた基板Ｓにボンディングする。制御部８は基板認識カメラ４４により撮像した画像データに基づいてダイＤが所望の位置にボンディングされたかどうか等の検査を行う。

【0062】

（ステップＳ５４：基板搬出工程）
制御部８は基板搬出部７で基板搬送爪５１からダイＤがボンディングされた基板Ｓを取り出す。ダイボンダ１０から基板Ｓを搬出する。

【0063】

以上、本開示者らによってなされた発明を実施形態、および実施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実施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。

【0064】

例えば、実施形態では、同軸照明と斜光バー照明を照射する例を説明したが、これに限定されるものではなく、異なる種類の照明に適用可能である。例えば、斜光リング照明、四方向斜光バー照明、ドーム照明、透過照明等であってもよい。

【0065】

また、実施形態では、二つの照明装置の例を説明したが、二つの照明装置に限定されるものではなく、三つ以上の複数の照明を同時に照射するものに適用可能である。

【0066】

また、実施例では、接着剤認識カメラ９４および基板認識カメラ４４は、実施形態の多連化された撮像装置１０１～１０３と同様の例を説明したが、他の実施形態の多連化されていない撮像装置１０１と同様であってもよい。

【0067】

また、実施例では、プリフォーム部で基板にペースト状接着剤を塗布する例を説明したが、ダイを基板に接着する接着剤は、シリンジ９１によって塗布されるペースト状接着剤に代えてウェハ１１とダイシングテープ１６との間に貼り付けるダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と呼ばれるフィルム状の接着材料を用いてもよい。ＤＡＦは基板Ｓの上のダイの上にダイを何枚も載置されて構成される積層パッケージに適している。

【0068】

また、実施例では、ダイ供給部１とボンディング部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、ボンディングヘッド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にボンディングする例を説明したが、ボンディングヘッド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にボンディングするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１０・・・ダイボンダ（ダイボンディング装置）
１０１～１０３・・・撮像装置
１１１～１１３・・・レンズ
１２１・・・同軸照明（第一照明装置）
１２２・・・斜光バー照明（第二照明装置）
２００・・・制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】