JPH0288908A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位置検出装置に関し、特に半導体装置組立時の
ダイボンディング工程において半導体ダイの位置合せ作
業に用いる位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体ダイの位置検出装置は、第７図に
示すように、シート１上に多数はぼ整列して配置された
半導体ダイ３の全体像を比較的低倍率の光学系９ｂを介
して撮像カメラ４で撮像し１．撮像カメラ４からの画像
信号を２値パターン信号に変換して、第８図に示すよう
に、モニタ１７上に２値化画像１８として表示していた
。

半導体ダイ３の２値化画像１８は光学系９ｂのズームレ
ンズにより半導体ダイ３のサイズが変ってもモニタ１７
の視野内に収まるように調整され、モニタ１７の視野内
の破線２１の線分と半導体ダイ３の２値化画像１８の外
縁との交点２２゜２３．２４，２５，２６．２７の位置
座標から半導体ダイ３の中心位置座標及び基準線２８．
との傾き角θ３を計算する。

このようにして得られた中心位置座標及び傾き角θ１に
したがって半導体ダイ３を載置する図示しないテーブル
を動かし半導体ダイ３を基準位置に合せることができる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の位置検出装置では、２値化画像は少くと
も１つの半導体ダイかモニタ視野内に完全に収められる
大きさであることが想定されている。

従って、半導体ダイの１辺の長さが１〜１０ｍｍという
ように広範囲にわたる対象に対しては、光学系のズーム
レンズの倍率を変更して、常に読取り図形の大きさを一
定に保つなどの手段が必要になるという欠点がある。

又、半導体ダイの１辺の長さが１０朋を越えるものにつ
いては、ズームレンズの倍率をかなり低く設定しなけれ
ばならず、分解能はコレットが半導体ダイをピックアッ
プする為の必要最小限の精度（約０．１ｍｍ＞を得られ
なくなるという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の位置検出装置は、上面に複数の半導体ダイをほ
ぼ整列させて配置し位置制御情報に応じて横軸及び縦軸
の基準線に沿って平行移動と指定角度の回転を行うテー
ブルと、前記半導体ダイの表面に形成された配線パター
ンのうち選択された第１及び第２の配線パターンをそれ
ぞれ第１及び第２の標準パターンとし前記半導体ダイの
うち選択された半導体ダイ表面を前記第１及び第２の配
線パターンを目標中心として結像する第１及び第２の光
学系と、前記結像された像を撮像して画像信号を出力す
る撮像カメラと、前記画像信号を２値画像パターン信゛
号に変換するＡ−Ｄ変換器と、前記２値画像パターン信
号と前記第１及び第２の標準パターンに対応する標準パ
ターン信号とを比較しその比較結果にしたがって両パタ
ーン位置間の位置誤差情報を出力するパターンマツチン
グ部と、前記位置誤差情報に基づき前記２値パターン信
号の前記標準パターン信号に対する位置偏差量を算出し
て前記位置制御情報を出力する制御部とを含んで構成さ
れる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
第１図の第１の実施例の光学系の側面図である。

第１図及び第２図に示すように、複数の半導体ダイ３を
ほぼ整列して配置したシート１を上面に載置し供給され
る位置制御情報に応じて横軸及び縦軸の基準線に沿って
平行移動と指定される角度の回転を行うテーブル２と、
半導体ダイ３の表面に形感された配線パターンのうち選
択された中心間の距離ｌの第１及び第２の配線パターン
をそれぞれ第１及び第２の標準パターンとして半導体ダ
イ３のうち選択された半導体ダイ表面を距離ｌをもって
ピックアップして結像する第１及び第２の光学系として
の光学系９と、その像を撮像して画像信号を出力する撮
像カメラ４と、画像信号をディジタル変換して２値画像
パターン信号を出力するＡ−Ｄ変換器５と、２値画像パ
ターン信号の第１及び第２の配線パターンに対応する信
号と第１及び第２の標準パターンに対応する標準パター
ン信号ＰＤとを比較して第１及び第２の配線パターンに
対応する信号と標準パターン信号ＰＤとの位置誤差情報
を出力するパターンマツチング部６と、位置誤差情報に
基づき第１及び第２の配線パターンに対応する信号の標
準パターン信号ＰＤに対する位置偏差量を算出して位置
制御情報を出力する制御部７とを含む。

第１図及び第２図において、シート１をテープル２上に
固定し、シート１上の半導体グイ３表面の拡大像を光学
系９を介して撮像カメラ４が撮像し、撮像カメラ４から
の画像信号をＡ−Ｄ変換器５でディジタル化して２値画
像パターン信号を得る。

次に、第３図は第１図の第１の実施例の動作を説明する
ためのモニタ上に表示された標準パターン信号のパター
ン像図、第４図は第１図の第１の実施例の動作を説明す
るためのモニタ上に表示された２値画像パターン信号の
パターン像図である。

第３図に示すように、標準パターン信号ＰＤに対応する
パターン像Ｐ　１　＋　Ｐ　２を得るための標準パター
ンは半導体グイ３上の配線パターンのうち特徴を有する
第１及び第２の配線パターンを選択しており、第２図に
示す距離ｌによって設定できる。なお、距離ｌは第２図
に図示しない調整器により変更できる。

又、第４図に示すように、２値画像パターン信号に対応
するパターン像１０．１１（パターン像１０．１１はそ
れぞれ第２図の光学系９の２個の対物し、ンズ１２のそ
れぞれに対応している）が得られる。なお、破線は標準
パターン信号ＰＤに対応するパターン像ｐ、、Ｐ２であ
る。

再び第１図に戻り、パターンマツチング部６はパターン
像Ｐ、、Ｐ２に対応する標準パターン信号ＰＤに対して
、パターン像１０．１１内の第１及び第２の配線パター
ンに対応する２値画像パターン信号を比較し、一致の度
合が所定の基準値より高い点の存在有無を調べ、存在す
るときはパターン像１０．１１の第１及び第２の配線パ
ターンに対する標準パターンの位置を求める。なお、パ
ターン像Ｐ、、Ｐ２に対応する標準パターン信号ＰＤ及
びパターン像１０．１１に対応する２値画像パターン信
号は、パターンマツチング部６に同時に入力される。

制御部７はパターン像１０．１１内のパターン像ｐ１．
ｐ２の位置から半導体グイ３の中心位置座標及び基準線
２８１からの傾き角θを計算する。

このようにして得られた制御部７からの中心位１座標及
び傾き角θの情報から、制御部７は位置制御情報をテー
ブル２に供給し、テーブル２の位置を移動させる。

第５図はテーブルを位置制御して得られた半導体ダイか
らの２値画像パターン信号をモニタ１７上に表示したパ
ターン像図である。

なお、シート１上の個々の半導体ダイ３に対してその位
置を検出することにより、シート１上のすべての半導体
ダイ３の位置の検出を行うように、制御部７は予め設定
されたシーケンスにしたがってテーブル２を移動し、各
半導体ダイ３ごとに上記の位置検出を行うように制御す
る。

第６図は本発明の第２の実施例に用いる光学系の側面図
である。

第６図に示すように、第２の実施例では２個の光学系９
．にそれぞれ撮像カメラ４を別個に結合して、半導体ダ
イ３上の２つの場所の配線パターンをそれぞれの画像信
号としてピックアップする点が上述した第１図の第１の
実施例と異なる。

第２の実施例では、光学系が分離されているので、光学
系の構成が単純になり、かつ半導体グイ表面の標準パタ
ーンとしての第１及び第２の配線パターンの選択に対す
る光学系の設定が容易になる利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体ダイの予め選定さ
れた一部表面パターンの２箇所を比較的高倍率で読取る
ことにより、従来高精度の位置検出が困難であった、例
えば、１辺の長さが１０市を越えるような半導体ダイに
対しても、従来と同様な画像入力時間で、より高精度な
位置検出ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
第１図の第１の実施例の光学系の側面図、第３図は第１
図の第１の実施例１の動作を説明するためのモニタ上に
表示された標準パターン信号のパターン像図、第４図は
第１図の第１の実施例の動作を説明するためのモニタ上
に表示された２値画像パターン信号のパターン像図、第
５図はテーブルを位置制御して得られた半導体グイから
の２値画像パターン信号をモニタ上に表示したパターン
像図、第６図は本発明の第２の実施例に用いる光学系の
側面図、第７図は従来の位置検出装置の一例に用いる光
学系の側面図、第８図は第７図の位置検出装置の動作を
説明するためのモニタ上に表示された２値画像パターン
信号のパターン像図である。 １・・・シート、２・・・テーブル、３・・・半導体ダ
イ、４・・・撮像カメラ、５・・・Ａ−Ｄ変換器、６・
・・パターンマツチング部、７・・・制御部、８・・・
落射照明器、９．９−．９ｂ・・・光学系、１０．１１
・・・２値画像パターン信号に対応するパターン像、１
２．・・・対物レンズ、１３・・・ミラー　１４・・・
プリズム、１５・・・レンズ、１６・・・コンデンサレ
ンズ、１７・・・モニタ、１８・・・２値化画像、１９
・・・ハーフミラ−２０・・・同軸照明器、２１・・・
破線、２２，２３゜２４．２５．２６．２７・・・交点
、２８−．２８ｂ・・・基準線、Ｐ　１　＊　Ｐ　２・
・・標準パターン信号に対応するパターン像、ＰＤ・・
・標準パターン信号、θ。 θ１・・・傾き角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面に複数の半導体ダイをほぼ整列させて配置し位置制
   御情報に応じて横軸及び縦軸の基準線に沿って平行移動
   と指定角度の回転を行うテーブルと、前記半導体ダイの
   表面に形成された配線パターンのうち選択された第１及
   び第２の配線パターンをそれぞれ第１及び第２の標準パ
   ターンとし前記半導体ダイのうち選択された半導体ダイ
   表面を前記第１及び第２の配線パターンを目標中心とし
   て結像する第１及び第２の光学系と、前記結像された像
   を撮像して画像信号を出力する撮像カメラと、前記画像
   信号を２値画像パターン信号に変換するＡ−Ｄ変換器と
   、前記２値画像パターン信号と前記第１及び第２の標準
   パターンに対応する標準パターン信号とを比較しその比
   較結果にしたがって両パターン位置間の位置誤差情報を
   出力するパターンマッチング部と、前記位置誤差情報に
   基づき前記２値パターン信号の前記標準パターン信号に
   対する位置偏差量を算出して前記位置制御情報を出力す
   る制御部とを含むことを特徴とする位置検出装置。