JP2007142009A

JP2007142009A - ボンディング装置

Info

Publication number: JP2007142009A
Application number: JP2005331271A
Authority: JP
Inventors: Kitsuto Cho; 屹東趙
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】ウェーハの傾角θを自動認識／自動補正することができるボンディング装置を提供する。
【解決手段】ウェーハ画像からチップを示すチップ画像４２とチップ外側の背景画像４３とからなる二値化画像２１を形成し（Ｓ２）、背景画像４３で包囲されたチップ画像４２の輪郭を検出してチップ輪郭５１とし、その位置座標等のデータを記憶する（Ｓ３）。各チップ輪郭５１の位置座標を用いて対応するチップ４の画像６１をウェーハ画像１３から検出し、各チップ４の画像６１をエッジ認識して当該チップ４の画像６１のエッジ６２を検出するとともに（Ｓ４）、ウェーハの傾角θを算出する（Ｓ５）。
【選択図】図３

Description

本発明は、チップの認識を行うボンディング装置に関する。

従来、半導体等のチップをリードフレーム等にボンディングする際には、ボンディング装置が用いられていた。

このボンディング装置は、ウェーハからピックアップしたチップをリードフレーム等にボンディングするように構成されている。このボンディング装置には、ウェーハリングがセットされるように構成されており、該ウェーハリングには、ウェーハシートが張設されている。このウェーハシート上には、ウェーハが貼着されており、該ウェーハは、ダイシングされている。これにより、前記ウェーハには、ダイシングされてなるストリートが縦横に形成されており、各ストリートによってチップが形成されている。

このウェーハリングがセットされた前記ボンディング装置では、前記ウェーハの画像を取得するとともに、このウェーハ画像を画像処理することによってチップの傾きを算出するように構成されている。これにより、算出された傾角に基づいてウェーハテーブルを回転することで、セットされたウェーハのθ補正を行っていた。

図４は、ウェーハをθ補正の手順を示す図であり、ボンディング装置のウェーハテーブルにウェーハリングがセットされた際には、オペレータがウェーハ８０１の中心付近のチップ８０２を目視しながら手動で前記ウェーハテーブルを回動して傾きを補正する。この状態において、中心部に配置された前記チップ８０２の画像を取得し、このチップ８０２画像をテンプレート８０３として記憶する。

そして、ウェーハを交換した際には、記憶した前記テンプレート８０３を用いてセットされたウェーハのチップ８０２とパターンマッチングを行い、チップ８０２の傾角θを算出するとともに、この傾角に基づいてウェーハテーブルを回動することによって、ウェーハのθ補正を行っていた。

しかしながら、このようなボンディング装置にあっては、オペレータによるティーチング作業が必要であった。

また、始動時には、手動によりθ補正を行わなければならなかった。

これらから、θ補正に手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、θ検出とθ補正を自動的に行うことができるボンディング装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１のボンディング装置にあっては、セットされたウェーハのウェーハ画像を取得して前記ウェーハがダイシングされてなるチップの平面方向での回転角を求め、この回転角に基づいて前記ウェーハの傾角を取得するボンディング装置において、前記ウェーハ画像を濃淡に基づいて二値化して前記チップを示すチップ画像及び前記チップの外側を示す背景画像とに分別した二値化画像を形成する二値化画像形成手段と、前記二値化画像の前記背景画像で包囲された前記チップ画像における輪郭をチップ輪郭として取得するチップ輪郭取得手段と、前記チップ輪郭に基づいて前記傾角を算出する傾角算出手段と、を備えている。

すなわち、セットされたウェーハの傾角を求める際には、前記ウェーハのウェーハ画像を濃淡に基づいて二値化してチップを示すチップ画像及び前記チップの外側を示す背景画像とに分別した二値化画像を形成する。そして、この二値化画像の前記背景画像で包囲された前記チップ画像における輪郭をチップ輪郭として取得するとともに、このチップ輪郭に基づいて傾角を算出する。

これにより、前記チップを示すチップ画像と前記チップの外側を示す背景画像とに分別された前記二値化画像を用いることによって前記チップ輪郭が容易に求められ、このチップ輪郭に基づいて前記傾角が算出される。

また、請求項２のボンディング装置においては、前記チップ輪郭の位置を示す座標を用いて対応するチップの画像を多値化画像である前記ウェーハ画像から検出し、このチップの画像をエッジ認識して当該チップのエッジを検出するとともに、このチップのエッジを用いてチップの傾角を求める多値化画像処理手段をさらに備えている。

すなわち、二値化画像にて取得されたチップ輪郭の位置を示す座標を用いて、対応するチップの画像を多値化画像であるウェーハ画像から検出するとともに、このチップの画像をエッジ認識して当該チップのエッジと傾角を検出する。

このように、二値化前のウェーハ画像で検出されたチップのエッジを用いてチップの傾角が算出される。

また、多値化画像であるウェーハ画像からチップエッジを求める際には、前記チップ画像と前記背景画像とを分別した二値化画像より求められたチップ輪郭の座標を用いてエッジ認識を行う。このため、エッジ認識は正しく行われる。

以上説明したように本発明の請求項１のボンディング装置にあっては、チップを示すチップ画像とその外側を示す背景画像とに分別された二値化画像を用いることによって、チップ輪郭を容易に求めることができ、このチップ輪郭に基づいてウェーハの傾角を算出することができる。

このため、初期段階にてオペレータによる傾角補正が必要であった従来と比較して、自動化が可能となり、作業性が向上する。また、チップ形状をテンプレート化するといったオペレータによるティーチング作業も不要となる。

また、請求項２のボンディング装置においては、二値化画像にて取得されたチップ輪郭の位置を示す座標を用いて、対応するチップの画像を多値化画像であるウェーハ画像から検出するとともに、このチップの画像をエッジ認識して当該チップのエッジと傾角を検出する。

そして、前記ウェーハ画像からチップの輪郭を求める際には、前記チップ画像と前記背景画像とを分別した二値化画像で求められたチップ輪郭の座標を用いて、その座標に位置するチップの画像をエッジ認識することによって行われる。このため、エッジ認識を、より高精度に行うことができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるボンディング装置１を示すブロック図であり、該ボンディング装置１は、ウエーハリング２に張設されたウェーハシート３上のチップ４をピックアップして図外のリードフレーム上へ移送してボンディングする装置である。

なお、前記ウェーハシート３上には、ウェーハ５が貼着されており、該ウェーハ５は、ダイシングされている。これにより、前記ウェーハ５には、ダイシングされてなるストリート６，・・・が縦横に形成されており、各ストリート６，・・・によって前記チップ４，・・・が形成されている。

このボンディング装置１は、ウェーハテーブル１１にセットされた前記ウェーハシート３上のウェーハ５の画像を取得するカメラ１２を備えている。このカメラ１２は、前記ウェーハシート３上のウェーハ５を撮影したウェーハ画像１３（図２参照）を取得できるように構成されており、このカメラ１２で取得された前記ウェーハ画像１３は、画像処理部１４へ出力されるように構成されている。

該画像処理部１４は、マイコンを中心に構成されており、前記カメラ１２からのウェーハ画像１３を処理して、各画素を濃淡値に基づいて二値化したデータからなる二値化画像２１を（図２参照）を形成するように構成されている。前記画像処理部１４は、前記ウェーハ画像１３を画像処理することによって、例えばチップ４の平面方向での回転角等のチップの状態を検査できるように構成されている。

また、この画像処理部１４は、ウェーハテーブルコントロール部３１に信号を出力するように構成されており、該ウェーハテーブルコントロール部３１は、前記画像処理部１４からの信号に基づいて前記ウェーハテーブル１１を回転及び移動することにより、例えば前記画像処理部１４からの信号に基づいて、前記ウェーハテーブルを回転して、ウェーハ５のストリート６の延在方向を当該装置が認識するＸ軸及びＹ軸に合わせられるように構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態にかかるボンディング装置１の動作を、図３に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記カメラ１２から多値化画像からなる前記ウェーハ画像１３を取得した前記画像処理部１４では、前記ウェーハ画像１３から前記二値化画像２１を形成する際に用いる最適閾値を算出し（Ｓ１）、前記ウェーハ画像１３の総ての画素を、その濃淡に基づいて前記最適閾値を用いて白色データ（明色データ）又は黒色データ（暗色データ）のいずれかに二値化して、前記二値化画像２１を形成する（Ｓ２）。

このとき、前記チップ４には、図２に示したように、パターン４１，・・・が形成されており、前記ステップＳ１では、二値化した前記二値化画像２１において、このパターン４１，・・・が消えるような前記最適閾値を設定する。これにより、前記二値化画像２１を、前記チップ４を示す白色データ（明色データ）からなるチップ画像４２と、前記チップ４，・・・の外側に設けられた前記ストリート６，・・・等で構成された黒色データ（暗色データ）からなる背景画像４３，・・・とで構成する。

そして、この二値化画像２１において、前記背景画像４３で包囲された前記チップ画像４２を検出し、各チップ画像４２と前記背景画像４３との間に形成された輪郭を検出して四辺からなるチップ輪郭５１とするとともに、各チップ輪郭５１の位置座標等のデータを記憶する（Ｓ３）。このとき、黒色データ（暗色データ）からなる前記背景画像４３で包囲された白色データ（明色データ）からなるチップ画像４２のみを対象とする。

次に、各チップ輪郭５１の位置座標を用いて対応するチップ４の画像６１を多値化画像である前記ウェーハ画像１３から検出し、各チップ４の画像６１をエッジ認識して当該チップ４の画像６１のエッジ６２を検出する（Ｓ４）。

そして、エッジ認識により、例えば下辺を構成する直線式のデータから当該装置のウェーハテーブル１１に対する各チップ４の平面方向での回転角αをそれぞれ算出し、前記各チップ輪郭５１総ての回転角αの平均値を演算して、その演算値をウェーハ５の傾角θ、すなわち、前記ウェーハテーブル１１に対する前記ウェーハリング２平面でのθ方向のズレ角を求める（Ｓ５）。

このようにして求められた前記傾角θ分の回動信号を前記ウェーハテーブルコントロール部３１に出力して、前記ウェーハテーブル１１を前記傾角θ分回動することによって、前記ウェーハテーブル１１のθ方向のズレを補正した後（Ｓ６）、メインルーチンへ戻ってチップ４のボンディングを開始する。

このように、前記チップ４を示すチップ画像４２とその外側を示す背景画像４３とに分別された二値化画像２１を用いることによって、チップ輪郭５１を容易に求めることができ、このチップ輪郭５１に基づいてウェーハ５の傾角θを算出することができる。

そして、前記ウェーハ画像１３から前記チップ４１のエッジ６２を求める際には、前記チップ画像４２と前記背景画像４３とを分別した前記二値化画像２１から求められたチップ輪郭５１の位置座標を用い、その位置座標に存在するチップ４の画像をエッジ認識する。
このため、エッジ認識を、より高精度に行うことができる。

本発明の一実施の形態の示すブロック図である。同実施の形態のウェーハ画像と二値化画像とを示す説明図である。同実施の形態の動作を示すフローチャートである。従来例での動作を示す説明図である。

符号の説明

１ボンディング装置
２ウェーハリング
４チップ
５ウェーハ
１３ウェーハ画像
１４画像処理部
２１二値化画像
４２チップ画像
４３背景画像
５１チップ輪郭
６２エッジ

Claims

セットされたウェーハのウェーハ画像を取得して前記ウェーハがダイシングされてなるチップの平面方向での回転角を求め、この回転角に基づいて前記ウェーハの傾角を取得するボンディング装置において、
前記ウェーハ画像を濃淡に基づいて二値化して前記チップを示すチップ画像及び前記チップの外側を示す背景画像とに分別した二値化画像を形成する二値化画像形成手段と、
前記二値化画像の前記背景画像で包囲された前記チップ画像における輪郭をチップ輪郭として取得するチップ輪郭取得手段と、
前記チップ輪郭に基づいて前記傾角を算出する傾角算出手段と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。
前記チップ輪郭の位置を示す座標を用いて対応するチップの画像を多値化画像である前記ウェーハ画像から検出し、このチップの画像をエッジ認識して当該チップのエッジを検出するとともに、このチップのエッジを用いてチップの傾角を求める多値化画像処理手段をさらに備えたことを特徴とした請求項１記載のボンディング装置。