CN109103122B - 影像校准的置晶方法及置晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像校准的置晶方法，包含撷取校正基准构件基准位置影像以及晶片位置影像；将校正基准构件基准位置影像与晶片位置影像叠合而得到校正基准构件对晶片相对位置关系信息；背向撷取校正基准构件对基板位置关系影像；依据校正基准构件对基板位置关系影像以及校正基准构件对晶片相对位置关系信息，推算出晶片位置与待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息；校正调整置晶构件与待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使置晶构件所吸取的晶片位置为对准待置晶位置。

Description

影像校准的置晶方法及置晶设备

技术领域

本发明涉及一种置晶方法及置晶设备，特别是涉及一种影像校准的置晶方法及置晶设备。

背景技术

在半导体晶圆级封装的制程中，必须将晶圆切割成复数晶粒，再从中挑出良品，重新配置到基板上以进行后续的加工。在重新配置的过程中，由于精密制程的因素，故对晶粒置放位置、排列的精确度有极为严格的要求，通常要求微米以下甚至更小的精确度。为了确保置晶的高精确度，传统的置晶设备通常在置晶前，通过影像撷取机构拍摄机械手臂放置校正晶片后的状况，以纪录校正晶片在各个待置晶的基板位置误差，重复数次后取得误差平均值,以其各个位置平均误差来补偿实际置晶时晶片与基板的相对位置。

然而，上述方法必须耗费时间地反复多次以建立其各个位置的平均误差以供实际置晶时补偿使用，并且当有新的误差原因(如温度变化产生结构热变形)产生时，无法及时修正误差，而须重新建立各个位置误差表，因此若使用此种方法置晶，无法较有效率且实时地达到更严格的准度及精度的要求。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明的目的即在提供一种影像校准的置晶方法及置晶设备。

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段提供一种影像校准的置晶方法，用于移动置晶设备的置晶构件至待置晶基板的待置晶位置，该置晶设备包括置晶机构、基准影像撷取机构及对位影像撷取机构，该置晶机构包括该置晶构件及位于该置晶构件侧边预定的设置间距的校正基准构件，该置晶方法包含：取晶步骤，利用该置晶构件吸取晶片；基准影像撷取步骤，利用该基准影像撷取感测机构在基准位置自面向该校正基准构件的方向撷取涵盖有该校正基准构件上的标记图案的校正基准构件基准位置影像，以及在该基准位置自面向该置晶构件的方向撷取涵盖有该置晶构件吸取的该晶片的晶片位置影像，其特征在于，通过将该置晶构件移动该设置间距而使该基准影像撷取机构在该基准位置分别撷取该校正基准构件基准位置影像及该晶片位置影像；影像叠合步骤，将该校正基准构件基准位置影像与该晶片位置影像基于该基准位置叠合而得到关于基于该基准位置的该晶片与该校正基准构件之间的相对位置的校正基准构件对晶片相对位置关系信息；对位影像撷取步骤，利用该对位影像撷取机构自与面向该校正基准构件的方向相反的方向撷取涵盖有该校正基准构件上的标记图案及待置晶基板的校正基准构件对基板位置关系影像；计算处理步骤，依据该校正基准构件对基板位置关系影像以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出该置晶构件吸取的该晶片位置与该待置晶基板上的待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息；校正调整步骤，依据该误差关系信息而校正调整该置晶构件与该待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使该置晶构件吸取的该晶片位置为对准该待置晶位置；以及置晶步骤，使该置晶构件执行置晶。

在本发明的实施例中提供一种影像校准的置晶方法，该对位影像撷取步骤在该取晶步骤之前。

在本发明的实施例中提供一种影像校准的置晶方法，该对位影像撷取步骤在该取晶步骤之后。

在本发明的实施例中提供一种影像校准的置晶方法，该计算处理步骤依据该校正基准构件对基板位置关系影像中的该待置晶基板的视觉特征以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出该误差关系信息。

本发明为解决现有技术的问题所采用的另一技术手段提供一种置晶设备，包含：置晶机构，包括置晶构件及位于该置晶构件侧边预定的设置间距的校正基准构件，该置晶构件用以吸取晶片以及执行置晶；基准影像撷取机构，经设置而在基准位置自面向该校正基准构件的方向撷取涵盖有该校正基准构件上的标记图案的校正基准构件基准位置影像，以及在该基准位置自面向该置晶构件的方向撷取涵盖有该置晶构件吸取的该晶片的晶片位置影像；移动单元，动力连接该置晶机构；对位影像撷取机构，经设置而自与面向该校正基准构件的方向相反的方向撷取涵盖有该校正基准构件上的标记图案及待置晶基板的校正基准构件对基板位置关系影像；控制***，包括：移动单元，动力连接该置晶机构，该移动单元将该置晶构件移动该设置间距而使该基准影像撷取机构在该基准位置分别撷取该校正基准构件基准位置影像及该晶片位置影像；影像叠合单元，讯号连接该基准影像撷取机构，将该校正基准构件基准位置影像与该晶片位置影像基于该基准位置叠合而得到关于基于该基准位置的该晶片与该校正基准构件之间的相对位置的校正基准构件对晶片相对位置关系信息；计算处理单元，讯号连接该影像叠合单元及该对位影像撷取机构，该计算处理单元经设置而依据该校正基准构件对基板位置关系影像以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出该置晶构件吸取的该晶片位置与该待置晶基板上的待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息；以及校正调整单元，讯号连接该计算处理单元及该移动单元，该校正调整单元经设置而依据该误差关系信息而校正调整该置晶构件与该待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使该置晶构件吸取的该晶片位置为对准该待置晶位置。

在本发明的实施例中提供一种置晶设备，该校正基准构件为光罩或具有影像特征标志的透光构件。

在本发明的实施例中提供一种置晶设备，该校正调整单元依据该误差关系信息，控制该移动单元细微调整该置晶构件，使该该置晶构件吸取的该晶片位置为对准该待置晶位置。

在本发明的实施例中提供一种置晶设备，还包括承载该待置晶基板的移动载台，该移动载台讯号连接该校正调整单元，该校正调整单元依据该误差关系信息，细微调整该移动载台以使该置晶构件吸取的该晶片位置为对准该待置晶位置。

在本发明的实施例中提供一种置晶设备，还包括标记，设置于该待置晶基板，该计算处理单元依据该校正基准构件对基板位置关系影像中的该待置晶基板的该标记的影像以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出该误差关系信息。

经由本发明所采用的技术手段，可精确地移动置晶构件至待置晶基板的各个待置晶位置，藉此大幅提高置晶(待置晶基板B有标记)或排列(待置晶基板B无标记)精度及准度。

本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1为显示根据本发明第一实施例的影像校准的置晶方法的流程图。

图2及图3为显示根据本发明的实施例的基准影像撷取的示意图。

图4为显示根据本发明的实施例的校正基准构件对晶片相对位置关系信息的示意图。

图5为显示根据本发明的实施例的置晶设备的示意图。

图6为显示根据本发明的实施例的推算晶片位置与待置晶位置之间的误差关系信息的示意图。

图7为显示根据本发明第二实施例的影像校准的置晶方法的流程图。

附图标记

100 置晶设备

1 置晶机构

11 置晶构件

12 校正基准构件

2 基准影像撷取机构

3 对位影像撷取机构

4 控制***

41 移动单元

42 影像叠合单元

43 计算处理单元

44 校正调整单元

5 移动载台

B 待置晶基板

D 晶片

L 设置间距

S101 取晶步骤

S102 基准影像撷取步骤

S103 影像叠合步骤

S104 对位影像撷取步骤

S105 计算处理步骤

S106 校正调整步骤

S107 置晶步骤

具体实施方式

以下根据图1至图7，而说明本发明的实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明的实施例的一种。

参阅图1所示，并配合参阅图2至图6，本实施例的说明如下。本发明实施例的影像校准的置晶方法，用于移动置晶设备100的置晶构件11至待置晶基板B的待置晶位置。置晶设备100包含置晶机构1、基准影像撷取机构2、对位影像撷取机构3及控制***4。本实施例的影像校准的置晶方法包含取晶步骤S101、基准影像撷取步骤S102、影像叠合步骤S103、对位影像撷取步骤S104、计算处理步骤S105、校正调整步骤S106及置晶步骤S107。

置晶机构1包括置晶构件11及位于置晶构件11侧边预定的设置间距L的校正基准构件12，置晶构件11用以吸取晶片D以及执行置晶。在本实施例中，置晶构件11为吸取式的机械手臂，但本发明不限于此。在本实施例中，校正基准构件12为光罩或具有影像特征标志的透光构件。

控制***4包括：移动单元41、影像叠合单元42、计算处理单元43及校正调整单元44。移动单元41动力连接置晶机构1。影像叠合单元42讯号连接基准影像撷取机构2。计算处理单元43讯号连接影像叠合单元42及对位影像撷取机构3。校正调整单元44讯号连接计算处理单元43及移动单元41。

接着说明本发明实施例的置晶设备100如何执行该置晶方法。

于取晶步骤S101，利用置晶构件11吸取晶片D。

接着于基准影像撷取步骤S102，参考图2，利用基准影像撷取机构2在基准位置自校正基准构件12的对向方向(与校正基准构件12相向的方向，即，面向校正基准构件12的方向)撷取涵盖有校正基准构件12上的标记图案的校正基准构件基准位置影像；以及参考图3，在该基准位置自置晶构件11的对向方向撷取涵盖有置晶构件11吸取的晶片D的晶片位置影像。详细来说，通过将置晶构件1移动设置间距L而使固定不动的基准影像撷取机构2在该基准位置分别撷取该校正基准构件基准位置影像及该晶片位置影像。在本实施例中，乃先撷取该校正基准构件基准位置影像，置晶构件1移动设置间距L后再撷取该晶片位置影像；然而本发明不限于此，在另一个例子中，亦可以先撷取该晶片位置影像，置晶构件1移动设置间距L后再撷取该校正基准构件基准位置影像。

接着于影像叠合步骤S103，参考图4，影像叠合单元42将该校正基准构件基准位置影像与该晶片位置影像叠合而得到关于基于该基准位置的晶片D与校正基准构件12之间的相对位置的校正基准构件对晶片相对位置关系信息。在本实施例中，校正基准构件12的表面具有九宫格的标记图案；晶片D的表面具有特定的视觉外观(在本实施例中以圆圈作为表示)，但本发明不限于此，校正基准构件12的表面的图案、排列方式亦可以为其他的标记形式，而晶片D的表面也可以是其他种类的视觉外观。

如图5所示，接着通过移动单元41使置晶机构1移动而与待置晶基板B相向。在本实施例中，待置晶基板B与地面平行，置晶机构1移动到待置晶基板B的上方，然而本发明不限于此，待置晶基板B也可以与地面垂直的方式而设置。于对位影像撷取步骤S104，对位影像撷取机构3经设置而自校正基准构件12的背向方向(与对向方向相反的方向，即，与面向校正基准构件12的方向相反的方向)撷取涵盖有校正基准构件12及待置晶基板B的校正基准构件对基板位置关系影像。对位影像撷取机构3也可进一步包括至少一反射镜及一影像撷取构件，利用反射镜改变光路途径而使设置于其他位置的影像撷取构件自校正基准构件12的背向方向撷取涵盖有校正基准构件12及待置晶基板B的校正基准构件对基板位置关系影像。

接着于计算处理步骤S105，计算处理单元43依据该校正基准构件对基板位置关系影像以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出置晶构件11吸取的晶片D当前的位置与待置晶基板B上的待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息。举例来说，如图6所示，左上方的黑色粗框为校正基准构件对基板位置关系影像中的待置晶位置，也就是晶片D预计要放置的位置。由于“校正基准构件对基板位置关系影像”以及“校正基准构件对晶片相对位置关系信息”都有校正基准构件12的影像，因此可通过“校正基准构件对晶片相对位置关系信息”而推得在“校正基准构件对基板位置关系影像”中晶片D相对于校正基准构件12的虚拟位置(如虚线所示)。又由于“校正基准构件对晶片相对位置关系信息”经由影像叠合而推算，故将晶片D的虚拟位置倒推回设置间距L即为晶片D的当前的真实位置。最后，再计算出晶片D当前的位置与待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息。值得注意的是，上述举例的计算方法仅为方便阐述本发明的精神，本发明的计算处理步骤并不限于此，熟悉本领域的技术人员自可利用其他计算方法依据校正基准构件对基板位置关系影像以及校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出置晶构件12吸取的晶片D的位置与待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息。

为方便理解，在图6中所示的待置晶位置(黑色粗框)落在“校正基准构件对基板位置关系影像”之内；然而本发明不限于此，待置晶位置也可能落在“校正基准构件对基板位置关系影像”之外。在本发明中，可以由影像辨识而决定前述的待置晶位置，也可以由其他定位方法而决定出待置晶位置，因此待置晶位置并不限定在“校正基准构件对基板位置关系影像”之内。

在本实施例中，于计算处理步骤S105，依据该校正基准构件对基板位置关系影像中的待置晶基板B的视觉特征以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出该误差关系信息。换句话说，在待置晶基板B没有对位标记的情况下，仍可通过待置晶基板B的视觉特征而推算出该误差关系信息。

在另一个例子中，置晶设备100还包括标记，设置于待置晶基板B的表面，标记可以预先设置在各个待置晶位置的周围以标示出各个待置晶位置。计算处理单元43依据该校正基准构件对基板位置关系影像中的待置晶基板B的表面的标记的影像以及该校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出该误差关系信息。

再于校正调整步骤S106，校正调整单元44依据该误差关系信息而校正调整置晶构件11与待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使置晶构件11吸取的晶片D位置为对准待置晶位置。在本实施例中，校正调整单元44依据该误差关系信息，控制移动单元41细微调整置晶构件11的位置，使置晶构件11吸取的晶片D位置为对准待置晶位置。如图5所示，置晶设备100也可进一步包括承载待置晶基板B的移动载台5，讯号连接校正调整单元44。校正调整单元44依据该误差关系信息，细微调整移动载台5以使置晶构件11吸取的晶片D位置为对准待置晶位置。

最后于置晶步骤S107，移动单元41使置晶构件11执行置晶。

值得注意的是，在本实施例中，对位影像撷取步骤S104在取晶步骤S101之后，且依序为取晶步骤S101、基准影像撷取步骤S102、影像叠合步骤S103、对位影像撷取步骤S104、计算处理步骤S105、校正调整步骤S106及置晶步骤S107。然而本发明不限于此，对位影像撷取步骤S104也可以在取晶步骤S101及基准影像撷取步骤S102之后，而在影像叠合步骤S103之前。此外，在本发明第二个实施例中，如图7所示，对位影像撷取步骤S104在取晶步骤S101之前，且依序为对位影像撷取步骤S104、取晶步骤S101、基准影像撷取步骤S102、影像叠合步骤S103、计算处理步骤S105、校正调整步骤S106及置晶步骤S107。换句话说，本发明并不局限“校正基准构件基准位置影像”、“晶片位置影像”、及“校正基准构件对基板位置关系影像”三个影像的撷取先后顺序，只要能在基准影像撷取步骤S102后进行影像叠合步骤S103，以及在影像叠合步骤S103及对位影像撷取步骤S104后进行计算处理步骤S105、校正调整步骤S106即可。

综上所述，本发明的置晶方法及置晶设备，相对先前技术，可大幅提高置晶(待置晶基板B有标记)或排列(待置晶基板B无标记)的精度及准度。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，本领域技术人员当可依据以下所界定申请专利范围以及上述的说明而作其他的修改，从而这些修改仍应是为本发明的发明精神而在本发明的权利范围中。

Claims (9)

1.一种影像校准的置晶方法，用于移动置晶设备的置晶构件至待置晶基板的待置晶位置，所述的置晶设备包括置晶机构、基准影像撷取机构及对位影像撷取机构，所述的置晶机构包括所述的置晶构件及位于所述的置晶构件侧边预定的设置间距的校正基准构件，所述的置晶方法包含：

取晶步骤，利用所述的置晶构件吸取晶片；

基准影像撷取步骤，利用所述的基准影像撷取机构在基准位置自面向所述的校正基准构件的方向撷取涵盖有所述的校正基准构件上的标记图案的校正基准构件基准位置影像，以及在所述的基准位置自面向所述的置晶构件的方向撷取涵盖有所述的置晶构件吸取的所述的晶片的晶片位置影像，其特征在于，通过将所述的置晶构件移动所述的设置间距而使所述的基准影像撷取机构在所述的基准位置分别撷取所述的校正基准构件基准位置影像及所述的晶片位置影像；

影像叠合步骤，将所述的校正基准构件基准位置影像与所述的晶片位置影像叠合而得到关于基于所述的基准位置的所述的晶片与所述的校正基准构件之间的相对位置的校正基准构件对晶片相对位置关系信息；

对位影像撷取步骤，利用所述的对位影像撷取机构自与面向所述的校正基准构件的方向相反的方向撷取涵盖有所述的校正基准构件上的标记图案及待置晶基板的校正基准构件对基板位置关系影像；

计算处理步骤，依据所述的校正基准构件对基板位置关系影像以及所述的校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置与所述的待置晶基板上的待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息；

校正调整步骤，依据所述的误差关系信息而校正调整所述的置晶构件与所述的待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置为对准所述的待置晶位置；以及

置晶步骤，使所述的置晶构件执行置晶。

2.如权利要求1所述的影像校准的置晶方法，其特征在于，所述的对位影像撷取步骤在所述的取晶步骤之前。

3.如权利要求1所述的影像校准的置晶方法，其特征在于，所述的对位影像撷取步骤在所述的取晶步骤之后。

4.如权利要求1所述的影像校准的置晶方法，其特征在于，所述的计算处理步骤依据所述的校正基准构件对基板位置关系影像中的所述的待置晶基板的视觉特征以及所述的校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出所述的误差关系信息。

5.一种置晶设备，包含：

置晶机构，包括置晶构件及位于所述的置晶构件侧边预定的设置间距的校正基准构件，所述的置晶构件用以吸取晶片以及执行置晶；

基准影像撷取机构，经设置而在基准位置自面向所述的校正基准构件的方向撷取涵盖有所述的校正基准构件上的标记图案的校正基准构件基准位置影像，以及在所述的基准位置自面向所述的置晶构件的方向撷取涵盖有所述的置晶构件吸取的所述的晶片的晶片位置影像；

对位影像撷取机构，经设置而自与面向所述的校正基准构件的方向相反的方向撷取涵盖有所述的校正基准构件上的标记图案及待置晶基板的校正基准构件对基板位置关系影像；

控制***，包括：

移动单元，动力连接所述的置晶机构，所述的移动单元将所述的置晶构件移动所述的设置间距而使所述的基准影像撷取机构在所述的基准位置分别撷取所述的校正基准构件基准位置影像及所述的晶片位置影像；

影像叠合单元，讯号连接所述的基准影像撷取机构，将所述的校正基准构件基准位置影像与所述的晶片位置影像叠合而得到关于基于所述的基准位置的所述的晶片与所述的校正基准构件之间的相对位置的校正基准构件对晶片相对位置关系信息；

计算处理单元，讯号连接所述的影像叠合单元及所述的对位影像撷取机构，所述的计算处理单元经设置而依据所述的校正基准构件对基板位置关系影像以及所述的校正基准构件对晶片相对位置关系信息，而推算出所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置与所述的待置晶基板上的待置晶位置之间的包含位置及/或角度误差的误差关系信息；以及

校正调整单元，讯号连接所述的计算处理单元及所述的移动单元，所述的校正调整单元经设置而依据所述的误差关系信息而校正调整所述的置晶构件与所述的待置晶位置之间的相对位置及/或相对角度，使所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置为对准所述的待置晶位置。

6.如权利要求5所述的置晶设备，其特征在于，所述的校正基准构件为光罩或具有影像特征标志的透光构件。

7.如权利要求5所述的置晶设备，其特征在于，所述的校正调整单元依据所述的误差关系信息，控制所述的移动单元细微调整所述的置晶构件，使所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置为对准所述的待置晶位置。

8.如权利要求5所述的置晶设备，其特征在于，还包括承载所述的待置晶基板的移动载台，所述的移动载台讯号连接所述的校正调整单元，所述的校正调整单元依据所述的误差关系信息，细微调整所述的移动载台以使所述的置晶构件吸取的所述的晶片位置为对准所述的待置晶位置。

9.如权利要求5所述的置晶设备，其特征在于，还包括标记，设置于所述的待置晶基板，所述的计算处理单元依据所述的校正基准构件对基板位置关系影像中的所述的待置晶基板的所述的标记的影像以及所述的校正基准构件对晶片相对位置关系信息而推算出所述的误差关系信息。

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