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TW202437455A - 半導體製造裝置，邊緣的檢測方法及半導體裝置的製造方法 - Google Patents

半導體製造裝置，邊緣的檢測方法及半導體裝置的製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種可精度良好地獲得基準位置的技術。 半導體製造裝置具備辨識相機與照明裝置與控制裝置。前述控制裝置構成為，取得形成於第一構件的位置辨識標記的寬度，藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像，基於前述圖像算出前述邊緣附近的濃淡分布，算出示意前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料，藉由前述照明裝置將照明光對第二構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得圖像，基於該圖像算出形成於前述第二構件的位置辨識標記的邊緣附近的濃淡分布，基於前述學習資料及該濃淡分布算出前述第二構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置。

Description

半導體製造裝置，邊緣的檢測方法及半導體裝置的製造方法
本揭示有關半導體製造裝置，例如可適用於處理具有位置辨識標記的基板之固晶機(die bonder)。
作為半導體裝置的製造工程的一個工程，係拾取從晶圓分割出的晶粒，而拾取的晶粒被固著至基板。例如，可能會以相機拍攝晶粒或基板而取得圖像，基於該圖像進行晶粒或基板的定位。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2022-98312號公報
[發明所欲解決之問題]
例如，上述的定位中，形成於基板或晶粒上的位置辨識標記的邊緣可能會被使用作為基準位置。在此情形下，可能會難以精度良好地獲得邊緣的位置(基準位置)。
本揭示之待解問題在於提供一種可精度良好地獲得基準位置之技術。其他的待解問題與新穎特徵，將由本說明書之記述及所附圖面而明瞭。 [解決問題之技術手段]
若簡單說明本揭示當中代表性者的概要，則如下所述。 亦即，半導體製造裝置具備辨識相機及照明裝置及控制裝置。前述控制裝置構成為，取得形成於第一構件的位置辨識標記的寬度，藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像，基於前述圖像算出前述邊緣附近的濃淡分布，算出示意前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料，藉由前述照明裝置將照明光對第二構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得圖像，基於該圖像算出形成於前述第二構件的位置辨識標記的邊緣附近的濃淡分布，基於前述學習資料及該濃淡分布算出前述第二構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置。 [發明之效果]
按照本揭示，可精度良好地獲得基準位置。
以下運用圖面說明實施方式及變形例。惟以下說明中，遇同一構成要素標註同一符號而可能省略重覆說明。另，圖面為了使說明更加明確，比起實際的態樣，針對各部位的寬度、厚度、形狀等可能以模型化表現。此外，在複數個圖面相互間，各要素的尺寸的關係、各要素的比率等也未必一致。
運用圖1及圖2說明半導體製造裝置的一實施方式即固晶機的構成。圖1為示意實施方式中的固晶機的構成例的概略上視圖。圖2為說明圖1中從箭頭A方向觀看時的概略構成的圖。
固晶機1大體上具有晶圓供給部10、拾取部20、中間平台部30、接合部40、搬送部50、基板供給部60、基板搬出部70、控制部(控制裝置、控制器)80。Y方向為固晶機1的前後方向，X方向為左右方向，Z方向為上下方向。晶圓供給部10配置於固晶機1的前側，接合部40配置於後側。
晶圓供給部10具有晶圓匣升降機11、晶圓保持台12、剝離組件13、晶圓辨識相機14。
晶圓匣升降機11使供複數個晶圓環WR存放的晶圓匣(未圖示)上下移動至晶圓搬送高度。晶圓修正滑道(未圖示)進行從晶圓匣升降機11供給的晶圓環WR之校準。晶圓抽取器(未圖示)將晶圓環WR從晶圓匣取出而供給至晶圓保持台12，或從晶圓保持台12取出而收納至晶圓匣。
在切割膠帶DT上黏著(貼附)有晶圓W，該晶圓W被分割成複數個晶粒D。切割膠帶DT被保持於晶圓環WR。晶圓W例如為半導體晶圓，晶粒D為半導體晶片。在晶圓W與切割膠帶DT之間貼附有稱為晶粒黏結薄膜(DAF；Die Attach Film)的膜狀的接著材料DF。接著材料DF藉由加熱會硬化。
晶圓保持台12藉由未圖示的驅動部而於XY方向移動，使拾取的晶粒D移動至剝離組件13的位置。此外，晶圓保持台12藉由未圖示的驅動部而於XY平面內使晶圓環WR旋轉或做XY移動。剝離組件13藉由未圖示的驅動部而於上下方向移動。剝離組件13從切割膠帶DT將晶粒D剝離。
晶圓辨識相機14掌握從晶圓W拾取的晶粒D的拾取位置，或做晶粒D的表面檢查。
拾取部20具有拾取頭21、Y驅動部23。在拾取頭21設有將被剝離的晶粒D吸附保持於先端之筒夾22。拾取頭21從晶圓供給部10拾取晶粒D，載置於中間平台31。Y驅動部23使拾取頭21於Y軸方向移動。拾取部20具有使拾取頭21升降、旋轉及做X方向移動之各驅動部(未圖示)。
中間平台部30，具有供晶粒D載置的中間平台31、用來辨識中間平台31上的晶粒D的平台辨識相機34。中間平台31具備吸附被載置的晶粒D的吸引孔。被載置的晶粒D暫時性地被保持於中間平台31。中間平台31為供晶粒D載置的載置平台，並且也是供晶粒D拾取的拾取平台。
接合部40具有固著頭41、Y驅動部43、基板辨識相機44、固著平台46。在固著頭41設有將晶粒D吸附保持於先端之筒夾42。Y驅動部43使固著頭41於Y軸方向移動。基板辨識相機44拍攝基板S的後述的位置辨識標記M，辨識固著位置。這裡，在基板S形成有最終會成為一個封裝的複數個製品區域(以下稱封裝區域P)。基板S例如為藉由配線基板或金屬薄板而形成的引線框等。位置辨識標記M設於每一封裝區域P。固著平台46，於晶粒D被載置於基板S時會使其上昇而將基板S從下方支撐。固著平台46具有用來將基板S真空吸附的吸引口(未圖示)，而可固定基板S。固著平台46具有將基板S加熱的加熱部(未圖示)。接合部40具有使固著頭41升降、旋轉及做X方向移動之各驅動部(未圖示)。
藉由這樣的構成，固著頭41基於平台辨識相機34的拍攝資料而修正拾取位置或姿勢，從中間平台31拾取晶粒D。然後，固著頭41基於基板辨識相機44的拍攝資料而固著於基板S的封裝區域P上，或在已被固著於基板S的封裝區域P上的晶粒之上以層積的方式固著。
搬送部50具有抓握而搬送基板S的搬送爪51、供基板S移動的搬送道52。基板S，是藉由沿著搬送道52而設置的未圖示的滾珠螺桿來驅動設於搬送道52的搬送爪51的未圖示的螺帽，藉此於X方向移動。藉由這樣的構成，基板S從基板供給部60沿著搬送道52移動至固著位置，固著後，移動至基板搬出部70，將基板S交給基板搬出部70。
基板供給部60，將被存放而搬入至搬送治具的基板S從搬送治具取出，供給至搬送部50。基板搬出部70將藉由搬送部50搬送的基板S存放於搬送治具。
接下來，運用圖3說明控制部80。圖3為示意圖1所示固晶機的控制系統的概略構成的方塊圖。
控制系統8具備控制部(控制裝置)80、驅動部86、訊號部87、光學系統88等。控制部80大體上具有主要由CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)所構成的控制/演算裝置81、記憶裝置82、輸出入裝置83、匯流排線84、電源部85。記憶裝置82具有主記憶裝置82a及輔助記憶裝置82b。主記憶裝置82a由記憶著處理程式等的RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)所構成。輔助記憶裝置82b由記憶著控制所必要的控制資料或圖像資料等的HDD(Hard Disk Drive；硬碟)或SSD(Solid State Drive；固態硬碟)等所構成。
輸出入裝置83具有顯示固晶機1的裝置狀態或資訊等的監視器83a、輸入操作者的指示的觸控面板83b、操作監視器的滑鼠83c、擷取來自光學系統88的圖像資料的圖像擷取裝置83d。輸出入裝置83更具有馬達控制裝置83e、I/O訊號控制裝置83f。馬達控制裝置83e，控制晶圓供給部10的XY桌台或接合部40的固著頭桌台的ZY驅動軸等的驅動部86。I/O訊號控制裝置83f從訊號部87擷取訊號，或控制訊號部87。訊號部87包含種種的感測器、控制照明裝置等的亮度的控制的開關或調節器等。控制/演算裝置81透過匯流排線84擷取而演算必要的資料，而做拾取頭21等的控制、或對監視器83a等送出資訊。
控制部80透過圖像擷取裝置83d而將藉由光學系統88拍攝的圖像資料保存於記憶裝置82。光學系統88中包含晶圓辨識相機14、平台辨識相機34及基板辨識相機44。光學系統88中使用的相機將光強度或顏色予以數值化。藉由基於保存的圖像資料而編寫的軟體，控制/演算裝置81進行晶粒D及基板S的封裝區域P的定位、以及晶粒D及基板S的表面檢查。控制/演算裝置81基於算出的晶粒D及基板S的封裝區域P的位置而藉由軟體透過馬達控制裝置83e驅動驅動部86。藉由此程序，控制/演算裝置81進行晶圓上的晶粒的定位，令晶圓供給部10、拾取部20及接合部40的驅動部動作而將晶粒D固著於基板S的封裝區域P上。晶圓辨識相機14、平台辨識相機34及基板辨識相機44亦稱為辨識相機。
利用圖4說明運用固晶機1之半導體裝置的製造工程的一部分(半導體裝置的製造方法)。圖4為示意運用圖1所示固晶機之半導體裝置的製造方法的流程圖。以下的說明中，構成固晶機1的各部的動作受到控制部80控制。
(晶圓搬入工程：工程S1) 晶圓環WR被供給至晶圓匣升降機11的晶圓匣。被供給的晶圓環WR再被供給至晶圓保持台12。
(基板搬入工程：工程S2) 存放有基板S的搬送治具被供給至基板供給部60。在基板供給部60從搬送治具取出基板S，基板S被固定於搬送爪51。
(拾取工程：工程S3) 工程S1後，晶圓保持台12被移動以便能夠從切割膠帶DT拾取所需的晶粒D。藉由晶圓辨識相機14拍攝晶粒D，基於藉由拍攝而取得的圖像資料進行晶粒D的定位及表面檢查。藉由圖像資料受到圖像處理，算出從固晶機的晶粒位置基準點起算之晶圓保持台12上的晶粒D的偏差量(X、Y、θ方向)，進行定位。另，晶粒位置基準點，是事先保持著晶圓保持台12的規定的位置作為裝置的初始設定。藉由將圖像資料做圖像處理，進行晶粒D的表面檢查。
定位後的晶粒D藉由剝離組件13及拾取頭21而從切割膠帶DT被剝離。從切割膠帶DT被剝離的晶粒D，被設於拾取頭21的筒夾22吸附、保持，搬送至中間平台31而載置。
藉由平台辨識相機34拍攝中間平台31上的晶粒D，基於藉由拍攝而取得的圖像資料進行晶粒D的定位及表面檢查。藉由圖像資料受到圖像處理，算出從固晶機的晶粒位置基準點起算之中間平台31上的晶粒D的偏差量(X、Y、θ方向)，決定位置的修正值，進行定位。另，晶粒位置基準點，是事先保持著中間平台31的規定的位置作為裝置的初始設定。藉由將圖像資料做圖像處理，進行晶粒D的表面檢查。
已把晶粒D搬送至中間平台31的拾取頭21被送返晶粒供給部10。遵照上述的手續，下一個晶粒D從切割膠帶DT被剝離，以後遵照同樣的手續從切割膠帶DT一個個地剝離晶粒D。
(固著工程：工程S4) 基板S藉由搬送部50被搬送至固著平台46。被載置於固著平台46上的基板S藉由基板辨識相機44而被拍攝，基於藉由拍攝而取得的圖像資料進行基板S的定位及表面檢查。藉由圖像資料受到圖像處理，算出從固晶機1的晶粒位置基準點起算之基板S的偏差量(X、Y、θ方向)。另，基板位置基準點，是事先保持著接合部40的規定的位置作為裝置的初始設定。藉由圖像資料受到圖像處理，進行基板S的表面檢查。
從工程S3中算出的中間平台31上的晶粒D的偏差量來修正固著頭41的吸附位置，而藉由筒夾42吸附晶粒D。藉由從中間平台31吸附了晶粒D的固著頭41，晶粒D被固著於固著平台46上支撐的基板S的規定處。這裡，基板S的規定處，為基板S的封裝區域P，或已載置有晶粒D而以追加的形式固著晶粒D時的區域，或層積固著的晶粒D的固著區域。藉由基板辨識相機44拍攝已被固著於基板S的晶粒D，基於藉由拍攝而取得的圖像資料進行晶粒D是否已被固著於所需的位置等的檢查。
已將晶粒D固著於基板S的固著頭41被送返中間平台31。遵照上述的手續，下一個晶粒D從中間平台31被拾取，被固著於基板S。反覆這樣而在基板S的所有的封裝區域P固著晶粒D。
(基板搬出工程：工程S5) 已固著晶粒D的基板S被搬送至基板搬出部70。在基板搬出部70從搬送爪51取出基板S，存放於搬送治具。從固晶機1搬出存放有基板S的搬送治具。
如上述般，晶粒D被組裝於基板S上，從固晶機1搬出。其後，例如存放有已安裝晶粒D的基板S之搬送治具被搬送至打線接合工程，晶粒D的電極透過Au打線等與基板S的電極電性連接。然後，基板S被搬送至模塑工程，將晶粒D與Au打線藉由模塑樹脂(未圖示)密封，藉此完成半導體封裝。
層積固著的情形下，接續打線接合工程，載置存放有已安裝晶粒D的基板S之搬送治具被搬入固晶機，晶粒D被層積於安裝於基板S上的晶粒D之上。然後，從固晶機搬出後，打線接合工程中透過Au打線與基板S的電極電性連接。比第二段更上方的晶粒D，是藉由上述的方法從切割膠帶DT被剝離後，被搬送至接合部而層積於晶粒D之上。上述工程被反覆規定次數後，基板S被搬送至模塑工程，將複數個晶粒D與Au打線藉由模塑樹脂(未圖示)密封，藉此完成層積封裝。
接著，運用圖5說明接合部40的光學系統。圖5為示意接合部的光學系統的一例的圖。
基板辨識相機44，具備相機本體441與被裝配於相機本體441的對物透鏡442。相機本體441，構成為通過對物透鏡442拍攝基板S的主面或被固著於基板S的晶粒D的主面的圖像。在對物透鏡442與基板S等之間配置有照明裝置45，該照明裝置45內部具備面發光照明(光源)451及半反射鏡(半透射鏡、光束分離器)452。來自面發光照明451的照射光，藉由半反射鏡452被反射往和基板辨識相機44同一光軸，而照射至基板S等。往和基板辨識相機44同一光軸而照射到基板S等的該光，會在基板S等反射，當中的正反射光穿透半反射鏡452而到達基板辨識相機44，形成基板S等的影像。亦即，照明裝置45具有同軸落射照明(同軸照明)的機能。
接著，運用圖6說明用於定位等的基準位置。圖6為示意設於基板的位置辨識標記及接合中心的圖。
接合晶粒時有時候會運用接合座標的圖面。該圖面中，接合中心CB的座標有時候會藉由和構成位置辨識標記M的基準引腳(lead)的緣(邊緣、邊界)相距的距離(dx、dy)來表現。此時，引腳寬度(W LD)的記載有時候不會在圖面中。
此情形下，在固晶機必須將此位置辨識標記M的邊緣藉由圖像處理而測定並檢測引腳寬度及引腳中心，以掌握基準位置的座標。
但，基板辨識相機44為了進行接合位置的辨識，或者晶粒或基板S的表面檢查，必須要有涵括至少一個封裝區域P的廣視野，故會使用相對較低倍率的透鏡。亦即，基板辨識相機44並不是拍攝位置辨識標記M及其周邊這樣窄視野的相機，故不使用高倍率的透鏡。因此，當前基板辨識相機44的像素解析力，頂多為10～15μm/pixel程度。這裡，基板辨識相機44的像素數例如為500萬像素，即使運用2000萬像素的相機，像素解析力也頂多為5μm/pixel程度。
運用圖7及圖8說明當基於這樣的像素解析力大的基板辨識相機44拍攝出的圖像來檢測基準引腳的邊緣的情形下的問題點。圖7為示意基準引腳的亮度與距離之關係的圖表。圖8為示意邊緣附近的圖像的圖。
藉由基板辨識相機44拍攝出的圖像中的邊緣，可能如圖7所示般上升(rising)不為垂直，而成為跨數個像素的暈散BL(亦即存在明暗分布)。此暈散BL是因有邊緣邊界和像素邊界不一致的情形所造成。當真正的邊緣ED位於像素邊界的情形下圖像僅會有白與黑的像素，但當位於像素邊界以外的區域的情形下，會如圖8所示般出現灰階(中間值)的像素的區域(暈散BL)。
是故，即使藉由基板辨識相機44拍攝位置辨識標記M的邊緣而欲以圖像處理求出真正的邊緣ED的位置，也會因為此暈散BL的存在而無法求出正確的邊緣的位置。由於暈散BL的存在，按照邊緣檢測的一般的演算方法(梯度法或拉普拉斯法所做的微分處理等)會導致相對於真正的邊緣ED的位置帶有一定的偏離(殘留偏差)。因此，無法精度良好地算出邊緣。故，無法精度良好地算出圖6所示的從引腳寬度(W LD)及基準引腳的中心線CL到邊緣為止的距離(W C=W LD/2)。
運用圖9說明本實施方式中的真正的邊緣ED的位置的算出方法的概要。圖9為示意邊緣的位置的算出方法的流程圖。
本揭示者發現，暈散BL的分布與真正的邊緣ED的位置有相關性。鑑此，實施方式中，對於作為第一構件的參考用基板S的位置辨識標記M，事先令其學習真正的邊緣ED的位置與暈散BL的分布之關係(步驟S31)。然後，藉由該學習而得到的學習資料、以及基於對作為第二構件的製品用基板S的位置辨識標記M拍攝取得的圖像而測定出的暈散BL的分布，預測(算出)真正的邊緣ED的位置(步驟S32)。
運用圖10至圖13說明步驟S31的教導(teaching)動作的細節。圖10為示意教導方法的流程圖。圖11為模型化地示意位置辨識標記附近的一部分的顯微鏡照片的圖。圖12為模型化地示意位置辨識標記附近的一部分的藉由基板辨識相機拍攝出的圖像的圖。圖13為示意位置辨識標記的距離與濃淡值之關係的圖表。
(步驟S311) 控制部80，取得形成於參考用基板S的位置辨識標記M的引腳寬度(W H)。例如如圖11所示，藉由離線的顯微鏡測定形成於參考用基板S的位置辨識標記M的引腳的兩邊緣的位置，以測定引腳寬度(W H)。或，亦可在固晶機1搭載比基板辨識相機44還高倍率的相機，控制部80藉由該相機拍攝參考用基板S而取得圖像，對取得的圖像藉由邊緣檢測算出位置辨識標記M的引腳的兩邊緣的位置，以測定引腳寬度(W H)。然後，控制部80取得測定出的引腳寬度(W H)而存放於記憶裝置82。
當運用固晶機1上搭載的相機的情形下，該相機較佳是正確地調整和基板辨識相機44的偏位量(offset)。如此，便可直接反映後述的引腳邊緣的偏位量值。
當上述的圖面中記載有引腳寬度的情形下，亦可使用圖面記載的引腳寬度來取代欲測定的引腳寬度(W H)。
(步驟S312) 控制部80，藉由照明裝置45將照明光照射至參考用基板S，並且藉由基板辨識相機44拍攝參考用基板S，取得圖12所示的圖像。
(步驟S313) 控制部80，藉由對於步驟S312中取得的圖像之邊緣檢測(圖像處理)，測定位置辨識標記M的引腳中心C M的位置與引腳寬度(W L)。此測定依以下方式進行。控制部80，藉由邊緣檢測算出引腳的兩側的邊緣的位置。控制部80，從兩側的邊緣的位置算出引腳的中心線C L的位置，從二個引腳的中心線C L的交點算出引腳中心C M的位置。控制部80，從兩側的邊緣的位置算出引腳寬度(W L)。另，位置辨識標記M的引腳的圖像，其成對的邊緣係左右對稱地具有相同偏位量。故藉由圖像處理求出的邊緣的中間線C L能夠正確地示意引腳中央。
另，如圖12所示，邊緣資料可設計成從1像素的線A L上檢測，亦可藉由帶狀地平均化而成的投影(帶狀的區域A S中的Y方向的複數個像素的濃淡值的平均值)檢測。
(步驟S314) 控制部80，算出步驟S311中取得的引腳寬度(W H)與步驟S313中測定出的引腳寬度(W L)之差分(ΔW=W H-W L)。然後，控制部80將該差分(ΔW)的一半登錄(保存於記憶裝置82)作為引腳邊緣的檢測的偏差量，亦即偏位量值(Oe= ΔW/2)。
(步驟S315) 控制部80，處理步驟S312中取得的圖像，算出如圖7及圖13所示般的位置辨識標記M的距離與濃淡值之關係(濃淡分布)。這裡，距離為像素數。
(步驟S316) 控制部80判定是否已取得規定數的圖像。當尚未取得規定數的圖像的情形下，移動至步驟S317。當已取得規定數的圖像的情形下，移動至步驟S318。
(步驟S317) 控制部80將基板S(基準引腳)對基板辨識相機44相對地例如朝X方向微小移動。這裡，微小移動的移動量為比基板辨識相機44的像素解析力(1像素)還小的量，例如1μm。可以移動基板S，亦可移動基板辨識相機44。微小移動的移動量為驅動基板辨識相機44的驅動部或驅動基板S的驅動部的最小解析力以上的量。控制部80反覆步驟S312～S317，直到取得規定數的圖像。
(步驟S318) 控制部80，基於步驟S311中取得的引腳寬度、步驟S314中對規定數的每一圖像算出的偏位量值(Oe)及步驟S315中對規定數的每一圖像算出的濃淡分布(圖13)，作成邊緣的位置與濃淡分布之關係(學習資料)。然後，控制部80將學習資料保存於記憶裝置82作為資料庫。
控制部80，基於藉由基板辨識相機44對作為第二構件的參考用基板S或製品用基板S的位置辨識標記M拍攝取得的圖像，算出位置辨識標記M的濃淡分布。然後，控制部80從算出的濃淡分布及步驟S318中資料庫化的濃淡分布反推而算出真正的邊緣ED的位置。控制部80，基於算出的真正的邊緣ED的位置而算出基準位置。
由於是教導基板辨識相機44與作為構件的基板S的微妙的位置關係的差異所造成的偏位量，故即使有微妙的位置關係的差異仍可更正確地檢測邊緣。
較佳是，對基準引腳的每一種類作成步驟S318中的資料庫。
運用圖14及圖15說明利用算出的基準位置之定位的方法例。圖14為示意獨特的區域的例子的圖。圖15為示意登錄圖像及類似圖像的例子的圖。
定位演算法，主要是運用利用樣板模型之圖案比對(利用樣板匹配之搜尋演算法)，訂為藉由一般周知的正規化相關式之演算。將其結果訂為一致率。樣板匹配包含參考學習(reference learning)的教導動作與製品組裝的生產動作。
以基板定位為例來說明。教導動作，為在圖4所示固晶工程之前事先進行的動作。
控制部80藉由基板辨識相機44拍攝參考用基板S而取得如圖14所示般的圖像PCr。圖像PCr亦可為步驟S312中取得的圖12所示的圖像。
固晶機的操作者運用人機介面(觸控面板83b或滑鼠83c)從圖像PCr內選擇包含特徵性的圖案之獨特區域UA。這裡，獨特區域UA的特徵性的圖案，例如為位置辨識標記M。位置辨識標記M示意十字形狀的例子，惟不限定於此。例如，亦可使用形成於基板S的配線當中的具有特徵性的圖案(例如L字狀的圖案)的配線(引腳)或圖14所示的圓形引腳來作為位置辨識標記M。
控制部80將被選擇的獨特區域UA與參考用基板S之位置關係(座標)保存於記憶裝置82。例如，相對於位置辨識標記M的基準位置之參考用基板S的接合中心C B的位置座標(參照圖6)被保存。
控制部80將作為基準的獨特區域UA的圖像(以下稱樣板圖像PT)與其座標保存於記憶裝置82。例如，樣板圖像PT中包含位置辨識標記M的圖像。被保存的樣板圖像PT的座標為基準位置(參照圖6)，該基準位置例如為基於藉由圖9及圖10所示方法而被算出的位置辨識標記M的中心C M的位置座標及構成位置辨識標記M的基準引腳的引腳寬度而被算出。
接著，說明圖4所示固晶工程中的生產動作。
工程S4中，控制部80藉由基板辨識相機44拍攝製品用基板S，而取得如圖15所示的圖像PCn。
如圖15所示，控制部80將已藉由教導動作而保存的樣板圖像PT與製品用基板S的取得圖像PCn比較，算出最類似的部分的圖像PTn的座標。控制部80，基於藉由基板辨識相機44對製品用基板S的位置辨識標記M拍攝取得的圖像，算出位置辨識標記M的濃淡分布。然後，控制部80從算出的濃淡分布及步驟S318中資料庫化的濃淡分布反推而算出真正的邊緣ED的位置。控制部80，基於算出的真正的邊緣ED的位置而算出圖像PTn的座標。
控制部80將圖像PTn的座標與在參考用基板S測定出的座標比較，而算出製品用基板S的位置(圖像PTn與樣板圖像PT之偏位量)。
本實施方式中，能夠從上述的方法正確地取得引腳邊界。如此便可得知示意基板S上的基準位置(此情形下引腳邊界成為基準)與圖像之相關位置的向量。利用此便可進行與圖案比對中使用的樣板模型之向量相關。按照圖案比對所做的定位處理雖可得知「登錄的圖像自登錄時起算在畫面內移動了多少」，但並沒有以未滿1像素的精度進行與被攝體的特定的基準位置建立關聯的能力。但，按照本實施方式則可達成。
換言之，按照實施方式，可將圖案比對或邊緣檢測的基準點(樣板圖像PT的座標)高精度地對齊實際邊緣基準(基準引腳的邊緣)的位置。如此，圖案比對的樣板模型(樣板圖像PT)與實際邊緣便可以未滿1像素的精度達成向量連結。如此，便可更正確地決定樣板模型內的基準位置。
按照實施方式，當使模型資料(例如樣板圖像PT)作為配方資料而在裝置(固晶機)間移動時，藉由偏位量值(Oe)可減低基準點參差。如此，便可減低移植後再教導時產生的偏位量參差。即使是同一裝置(固晶機)內亦可減低再教導時產生的偏位量參差。
此外，邊緣部分的圖像的濃淡分布會受到透鏡特性(圓形開口)或照明特性(發光面的位置、形狀)所左右，因此難以藉由圖像處理一般程式庫予以泛用化。故，基於濃淡分布的邊緣檢測是基於一般式的解，對於固有的硬體並未校準，而導致帶有固有的偏位量。邊緣的濃淡傾斜，例如取決於艾瑞盤(Airy disc)的形狀的差異。
此外，被攝體有著各式各樣的邊緣，邊緣會發光或發黑。因此，邊緣不限於單純的2種濃淡值的邊界。亦即，基準引腳的邊緣不限於單純且銳利的濃淡邊界。基於濃淡分布的邊緣檢測是取決於基準引腳的邊緣的種類。
基板辨識相機44(相機本體441及透鏡442)及照明裝置45，於學習時及生產時為同一裝置。此外，參考用基板S與製品用基板S為同種之物。亦即，運用基板辨識相機44及照明裝置45拍攝參考用基板S及製品用基板S，故可配合透鏡442的特性、照明裝置45的特性及被攝體的組合而取得偏位量。如此，構件及裝置的硬體因素所引起的偏位量便可教導。
以上雖已基於實施方式具體地說明了由本揭示者創作之揭示，惟本揭示不限定於上述實施方式，當然可做種種變更。
例如，實施方式中，雖說明了基板的定位，惟亦可套用至晶粒的定位或晶粒與基板之相對位置的檢查。例如，可以將形成於晶粒D的接合墊的邊緣的位置對齊製品的位置，而達成比相機的像素解析力還高精度地做測定。如此，便可將作為位置辨識標記的接合墊(基準墊)的邊緣訂為基準而做定位。此外，即使只有形成於基板的基準引腳與形成於晶粒的基準墊的邊緣間偏位量，仍可高精度地決定接合位置。
具有帶狀圖樣的引腳或圓形引腳的中心，亦可藉由反覆做微動與檢測而從圖表的繪線推導出近似線，藉由增大樣本的統計近似來求出實際中心。如此，便可除去微動所造成的波動(fluctuation)的影響。
亦可一面變更照明輸出、曝光時間一面求出資料庫。此情形下，較佳是做平均化或近似以便除去亮度的變動所造成的影響。
為了從邊緣周圍的濃淡值除去噪訊成分，亦可運用藉由多重曝光之平均化。
此外，實施方式中雖說明運用晶粒黏結薄膜的例子，惟亦可在基板設置塗布接著劑之預成型(preform)部而不使用晶粒黏結薄膜。
此外，實施方式中說明了藉由拾取頭從晶圓供給部拾取晶粒而載置於中間平台，將被載置於中間平台的晶粒藉由接合頭接合至基板之固晶機。但，不限定於此，可套用至從晶粒供給部拾取晶粒的固晶裝置。
例如，亦可套用至沒有中間平台及拾取頭，而是藉由接合頭將晶圓供給部的晶粒接合至基板之固晶機。
此外，亦可套用至沒有中間平台，而是從晶圓供給部拾取晶粒，將晶粒拾取頭朝上旋轉而將晶粒遞交至接合頭，藉由接合頭接合至基板之覆晶固晶機。
1:固晶機(半導體製造裝置) 44:基板辨識相機 45:照明裝置 80:控制部(控制裝置)
[圖1]圖1為示意實施方式中的固晶機的構成例的概略上視圖。 [圖2]圖2為說明圖1中從箭頭A方向觀看時的概略構成的圖。 [圖3]圖3為示意圖1所示固晶機的控制系統的概略構成的方塊圖。 [圖4]圖4為示意運用圖1所示固晶機之半導體裝置的製造方法的流程圖。 [圖5]圖5為示意接合部的光學系統的一例的圖。 [圖6]圖6為示意設於基板的校準標記及接合中心的圖。 [圖7]圖7為示意基準引腳的亮度與距離之關係的圖表。 [圖8]圖8為示意邊緣附近的圖像的圖。 [圖9]圖9為示意邊緣的位置的算出方法的流程圖。 [圖10]圖10為示意學習方法的流程圖。 [圖11]圖11為模型化示意位置辨識標記附近的一部分的顯微鏡照片的圖。 [圖12]圖12為模型化示意位置辨識標記附近的一部分的藉由基板辨識相機拍攝出的圖像的圖。 [圖13]圖13為示意位置辨識標記的距離與濃淡值之關係的圖表。 [圖14]圖14為示意獨特的區域的例子的圖。 [圖15]圖15為示意登錄圖像及類似圖像的例子的圖。

Claims (11)

  1. 一種半導體製造裝置，具備辨識相機、照明裝置、控制裝置， 前述控制裝置構成為， 取得形成於第一構件的位置辨識標記的寬度， 基於取得的寬度算出邊緣的位置， 藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像， 基於前述圖像算出邊緣附近的濃淡分布， 算出示意已算出的前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料， 藉由前述照明裝置將照明光對第二構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得圖像， 基於該圖像算出形成於前述第二構件的位置辨識標記的邊緣附近的濃淡分布， 基於前述學習資料及該濃淡分布算出前述第二構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置。
  2. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置，構成為取得藉由離線的顯微鏡測定出的前述第一構件的前述位置辨識標記的寬度。
  3. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置構成為， 藉由比前述辨識相機還高倍率的相機拍攝前述第一構件而取得圖像， 基於該圖像算出前述第一構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置， 基於藉由前述相機取得的前述邊緣的位置取得前述第一構件的前述位置辨識標記的寬度。
  4. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置，構成為取得受提供的圖面中記載的前述位置辨識標記的寬度。
  5. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置構成為， 基於藉由前述辨識相機取得的前述圖像算出前述第一構件的前述位置辨識標記的中心與寬度， 將取得的前述寬度與算出的前述寬度之差分的一半登錄作為前述位置辨識標記的邊緣的檢測的偏差量。
  6. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置構成為， 將前述辨識相機對前述第一構件相對地以比前述辨識相機的像素解析力還小的量移動，而藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像， 基於前述圖像算出前述邊緣附近的濃淡分布， 算出示意前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料。
  7. 如請求項1記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置構成為， 將藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得的前述位置辨識標記的圖像訂為樣板圖像， 前述樣板圖像的座標，是基於算出的前述位置辨識標記的邊緣的位置而被算出。
  8. 如請求項7記載之半導體製造裝置，其中， 前述控制裝置構成為， 取得藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得的圖像當中的和前述樣板圖像最類似的部分的圖像， 算出取得的前述最類似的部分的圖像中的邊緣附近的濃淡分布， 基於前述學習資料及該濃淡分布算出邊緣的位置， 前述最類似的部分的圖像的座標，是基於算出的前述邊緣的位置而被算出。
  9. 如請求項1至8中任一項記載之半導體製造裝置，其中， 前述位置辨識標記為基準引腳或基準墊。
  10. 一種邊緣的檢測方法，係具備辨識相機、照明裝置、控制裝置之半導體製造裝置中的邊緣的檢測方法， 取得形成於第一構件的位置辨識標記的寬度， 基於取得的寬度算出邊緣的位置， 藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像， 基於前述圖像算出邊緣附近的濃淡分布， 算出示意已算出的前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料， 藉由前述照明裝置將照明光對第二構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得圖像， 基於該圖像算出形成於前述第二構件的位置辨識標記的邊緣附近的濃淡分布， 基於前述學習資料及該濃淡分布算出前述第二構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置。
  11. 一種半導體裝置的製造方法，具有： 對半導體製造裝置搬入第二構件之工程，其中該半導體製造裝置具備辨識相機、照明裝置、控制裝置，該控制裝置構成為，取得形成於第一構件的位置辨識標記的寬度，基於取得的寬度算出邊緣的位置，藉由前述照明裝置將照明光對前述第一構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第一構件而取得圖像，基於前述圖像算出邊緣附近的濃淡分布，算出示意已算出的前述邊緣的位置與前述濃淡分布之關係的學習資料；及 將晶粒固著於作為前述第二構件的基板之固著工程； 前述固著工程，係 藉由前述照明裝置將照明光對第二構件照射，並且藉由前述辨識相機拍攝前述第二構件而取得圖像， 基於該圖像算出形成於前述第二構件的位置辨識標記的邊緣附近的濃淡分布， 基於前述學習資料及該濃淡分布算出前述第二構件的前述位置辨識標記的邊緣的位置。
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