TWI573204B - 搭載微小球珠之工件的修復裝置 - Google Patents

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TWI573204B
TWI573204B TW102119952A TW102119952A TWI573204B TW I573204 B TWI573204 B TW I573204B TW 102119952 A TW102119952 A TW 102119952A TW 102119952 A TW102119952 A TW 102119952A TW I573204 B TWI573204 B TW I573204B
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扇田政和
池田和生
石崎康隆
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澁谷工業股份有限公司
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Description

搭載微小球珠之工件的修復裝置
本發明係關於一種搭載微小球珠之工件的修復裝置的改良，該修復裝置可檢測出在頂面上以既定圖案形成之複數個搭載部位分別由搭載機構搭載了微小球珠的工件中的搭載錯誤，並將其修正。
關於在工件頂面上以既定圖案形成之複數個搭載部位分別搭載微小球珠的機構，如專利文獻1所記載的搭載裝置已為人所習知。然後，關於對以該等搭載機構搭載了微小球珠的工件進行修復的裝置，或是檢測出搭載錯誤的裝置，如專利文獻2~5所記載的裝置亦已為人所習知。該等專利文獻2~5所記載的裝置，均係利用1台照相機的影像檢測出搭載錯誤，並進行修復。
然而，近年來，由於微小球珠的間距或徑長不斷縮小，以1台照相機拍攝工件整體的影像，其解析度不足，欲取得關於搭載錯誤的充分位置資訊以進行高精度的修復有其困難。若為了避免這個問題，而提高解析度並使用拍攝整體的影像，則檢測出搭載錯誤的過程又會花費太多時間。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-153336號公開專利公報
[專利文獻2]日本專利第3271461號專利公報
[專利文獻3]日本特開2009-177015號公開專利公報
[專利文獻4]日本特開2006-349441號公開專利公報
[專利文獻5]日本特開2008-251983號公開專利公報
為了解決上述問題，本發明提供一種修復裝置，其以下述構件組合成搭載錯誤檢査機構：第1檢査機構，其從整體影像取得概略位置資訊；以及第2檢査機構，其從包含第1檢査機構所檢測到的搭載錯誤在內的既定區域的既定區域影像取得詳細位置資訊；藉此無須花費太多時間便可取得精密的搭載錯誤的位置資訊，且使修正搭載錯誤的修正機構可根據第2檢査機構所取得之詳細位置資訊修正該搭載錯誤，如是即使是微小球珠以狹小間距排列的工件也能夠以高精度進行修復。
為了解決上述問題，第1發明於搭載微小球珠之工件的修復裝置採用以下的機構。
第1，搭載微小球珠之工件的修復裝置具備：搬運機構，用以搬運工件，在該工件頂面上以既定圖案形成的複數個搭載部位，分別由搭載機構搭載了微小球珠；搭載錯誤檢査機構，其拍攝該搬運機構上的工件，從所拍攝的影像檢測出在該工件的搭載部位中有無微小球珠的搭載錯誤，並取得該搭載錯誤的位置資訊；以及修正機構，其根據該搭載錯誤檢査機構的檢査結果，修正該搭載錯誤。
第2，該搭載錯誤檢査機構由以下構件所構成：第1檢査機構，其拍攝該工件的整個頂面，同時從該拍攝到的整體影像檢測出搭載錯誤，並取得關於該搭載錯誤的概略位置資訊；以及第2檢査機構，其根據該第1檢査機構所取得之概略位置資訊，拍攝在該工件的頂面之中的包含該第1檢査 機構所檢測到的搭載錯誤在內的既定區域，同時從該拍攝到的既定區域影像取得關於該搭載錯誤的詳細位置資訊。
第3，該修正機構根據該第2檢査機構所取得之詳細位置資訊修正該搭載錯誤。
第2發明，係於第1發明附加以下機構的搭載微小球珠之工件的修復裝置。
第1，上述搬運機構係由複數搬運平台以及在該等搬運平台之間移載工件的移載機構所構成。
第2，上述第1檢査機構係設置於該複數搬運平台之中的上游側的搬運平台。
第3，上述第2檢査機構以及修正機構係設置於該第1檢査機構所設置之搬運平台的下游側的搬運平台。
第3發明，係於第1或第2發明附加以下機構的搭載微小球珠之工件的修復裝置。
第1，該第1檢査機構所拍攝之整體影像，係搭載錯誤在可檢測出的概略程度的影像。
第2，第2檢査機構所拍攝之既定區域影像，係可取得上述修正機構進行修正所必要之位置資訊的詳細程度的影像。
第1發明，使搭載錯誤檢査機構由以下構件所構成：第1檢査機構，其從工件的整體影像檢測出搭載錯誤，並取得關於該搭載錯誤的概略位置資訊；以及第2檢査機構，其根據該概略位置資訊，拍攝包含搭載錯誤在內的既定區域，同時從該拍攝到的既定區域影像取得關於該搭載錯誤的詳細位置資訊；藉此比起對全體總括取得詳細位置資訊的情況而言，更能夠以較短時間取得精密的搭載錯誤的位置資訊。
又，修正搭載錯誤的修正機構，係根據第2檢査機構所取得之詳細位 置資訊修正搭載錯誤，藉此即使是微小球珠以狹小間距排列的工件，也能夠以高精度進行修復。
第2發明的功效如下：第1檢査機構係設置於複數搬運平台之中的上游側的搬運平台，第2檢査機構以及修正機構係設置於第1檢査機構所設置之搬運平台的下游側的搬運平台，藉此便可使第1檢査機構與第2檢査機構同時動作，進而使裝置的處理能力提高。
1‧‧‧修復裝置
2‧‧‧晶圓供給站
3‧‧‧第1檢査站
4‧‧‧修復站
5‧‧‧供給用匣盒
6‧‧‧對準器
7‧‧‧第1晶圓機械臂
8‧‧‧晶圓
9‧‧‧搬運台
10‧‧‧對準照相機
11‧‧‧線感測器
12‧‧‧第2晶圓機械臂
13‧‧‧區域照相機
14‧‧‧焊接球珠
15‧‧‧修復頭
16‧‧‧接合處
17‧‧‧轉印銷
18‧‧‧助焊劑轉印頭
19‧‧‧搭載錯誤球珠除去頭
20‧‧‧球珠供給部
21‧‧‧助焊劑托盤
23‧‧‧除去球珠載置部
24‧‧‧搬運台
25‧‧‧横向移動裝置
26‧‧‧第1横向移動體
27‧‧‧第2横向移動體
28‧‧‧控制部
29‧‧‧纜線
30‧‧‧第1搬運平台
31‧‧‧第2搬運平台
32‧‧‧第3晶圓機械臂
33‧‧‧排出用匣盒
34‧‧‧晶圓排出站
40‧‧‧整體影像
41‧‧‧概略位置
42‧‧‧詳細位置
43‧‧‧既定區域
14A‧‧‧雙球珠
14B‧‧‧額外球珠
14C‧‧‧尺寸錯誤球珠
圖1係搭載微小球珠之工件的修復裝置的概略俯視說明圖
圖2係表示同上修復裝置的修復站的前視說明圖
圖3係線照相機的拍攝範圍的說明圖
圖4係區域照相機的拍攝範圍的說明圖
圖5係表示焊接球珠的搭載錯誤情況的說明圖，(a)係表示遺漏球珠，(b)係表示雙球珠，(c)係表示額外球珠，(d)係表示尺寸錯誤球珠。
以下，針對圖式的實施例與實施態樣一併說明。
圖1係搭載微小球珠之工件的修復裝置的概略俯視說明圖，圖2係表示同一修復裝置的修復站的前視說明圖。圖1中符號1為修復裝置，修復裝置1具備：晶圓供給站2；配置了本發明之第1檢査機構的第1檢査站3；配置了本發明之第2檢査機構以及修正機構的修復站4；以及晶圓排出站34。
晶圓供給站2具備：供給用匣盒5、對準器6以及第1晶圓機械臂7。在頂面上以既定圖案形成之複數個搭載部位分別由搭載機構一併搭載了微小球珠的工件，亦即晶圓8，以水平狀態縱向並排複數片的方式收納於供給用匣盒5。該收納之晶圓8即為搭載錯誤的檢査對象。
對準器6，係檢測出從供給用匣盒5移載過來的晶圓8的切口或定向平面，並使晶圓8朝既定方向對齊的構件。
第1晶圓機械臂7將晶圓8從供給用匣盒5移送到對準器6，且將其從對準器6移載至在第1檢査站3的第1搬運平台30的起始位置待機的搬運台9。
第1檢査站3，係取得晶圓8上的搭載錯誤及其概略位置41的資訊的站台，具備：設有搬運台9的第1搬運平台30、對準照相機10以及線感測器11。在此之概略位置41的資訊係本發明的概略位置資訊。
在本發明中成為上游側的搬運平台的第1搬運平台30，具備使載置著晶圓8的搬運台9朝Y軸方向(圖1中的上下方向)移動的Y軸移動機構，搬運台9設有朝θ軸方向(旋轉方向)旋轉的旋轉機構。對準照相機10，係具有二維視野的照相機，拍攝晶圓8上的對準記號等標誌，以取得晶圓8的姿勢資訊。
線感測器11，係本發明的第1檢査機構，其拍攝晶圓8的整個頂面，同時從所拍攝到的整體影像40檢測出搭載錯誤並取得關於該搭載錯誤的概略位置41的資訊。該線感測器11所拍攝的整體影像40，係搭載錯誤在可檢測出的概略程度的影像。
線感測器11，具體而言係具有將1畫素並排成1列的視野的感測器，視野長度如圖3所示的為晶圓8的X方向(圖3中左右方向)的全寬的約4分之1左右，在第1檢査站3使第1搬運平台30的搬運台9朝Y軸方向(圖3中上下方向)往返2次，在每次通過均使線感測器11的位置朝X軸方向偏移，將整體影像40分成4次的分割影像拍攝。
線感測器11的影像的處理程序，係比較拍攝影像中的焊接球珠14與 預先登錄的基準影像中的焊接球珠，以檢測出搭載錯誤。
在第1檢査站3與修復站4之間，設置了第2晶圓機械臂12作為本發明的移載機構。第2晶圓機械臂12將通過第1檢査站3的晶圓8移載至修復站4。具體而言，係從第1檢査站3的第1搬運平台30的搬運台9移載至修復站4的第2搬運平台31的搬運台24。
修復站4，係取得搭載錯誤的詳細位置42的資訊，同時對該搭載錯誤進行修復的站台，如圖1以及圖2所示的，修復站4具備：構為本發明的第2檢査機構的區域照相機13；構成本發明的修正機構的修復頭15、助焊劑轉印頭18、搭載錯誤球珠除去頭19、球珠供給部20、助焊劑托盤21、除去球珠載置部23；成為本發明的下游側的搬運平台的第2搬運平台31。
第2搬運平台31具備可載置晶圓8的搬運台24以及使搬運台24朝Y軸方向(圖1中上下方向)移動的Y軸移動機構，搬運台24具有朝θ軸方向旋轉的旋轉機構以及升降機構。
在第2搬運平台31的中途位置的上方，配置了沿著與第2搬運平台31的搬運方向正交的方向横切而過的横向移動裝置25。横向移動裝置25裝備了第1横向移動體26以及第2横向移動體27，區域照相機13以及修復頭15以可上下升降的方式安裝於第1横向移動體26，助焊劑轉印頭18以及搭載錯誤球珠除去頭19以可上下升降的方式安裝於第2横向移動體27。另外，區域照相機13與修復站4所設置之控制部28透過纜線29連接。
另外，在第1横向移動體26的移動範圍內，設置了收納著修復用的焊接球珠的球珠供給部20，在第2横向移動體27的移動範圍內，設置了助焊劑托盤21以及除去球珠載置部23。
第1横向移動體26所安裝之區域照相機13，係具有二維視野的照相機，用於晶圓的姿勢資訊的取得，搭載錯誤的詳細位置資訊的取得，修復 的成功與否的確認。晶圓的姿勢資訊的取得，係以在修復站4的第2搬運平台31的起始位置拍攝搬運台24所載置之晶圓8上的對準記號等標誌的方式進行。
本發明之詳細位置資訊，亦即搭載錯誤的詳細位置42的資訊，以如下方式取得。首先，區域照相機13，根據第1檢査機構亦即線感測器11所取得的概略位置41的資訊，拍攝在晶圓8的頂面之中的包含線感測器11所檢測到之搭載錯誤在內的既定區域43。
該拍攝到的影像係可取得為了進行修正所必要的位置資訊的高解析度影像。從該拍攝到的既定區域43的影像可取得關於該搭載錯誤的詳細位置42的資訊。
第1横向移動體26所安裝之修復頭15，由吸附保持1個焊接球珠14的吸嘴所構成。修復頭15，藉由第1横向移動體26的移動而朝圖1以及圖2的左右方向(横方向)移動，在必要位置停止，進行搭載修復用的焊接球珠14的這個動作。
第2横向移動體27所安裝之助焊劑轉印頭18，使用位於其前端的轉印銷17，進行將助焊劑轉印於晶圓8的修復部位的接合處16的這個動作。
第2横向移動體27所安裝之搭載錯誤球珠除去頭19，於棒狀的金屬構件的前端設置黏著部，可從晶圓8將搭載錯誤的焊接球珠以該黏著部黏起，藉此將其從修復部位除去。
另外，搭載錯誤球珠除去頭19以及助焊劑轉印頭18朝圖1以及圖2的左右方向(横方向)移動，在必要位置停止，進行搭載錯誤的焊接球珠的除去以及助焊劑的轉印等各個動作。
設置於第1横向移動體26的移動範圍內的球珠供給部20，以修復頭 15可拾起1個焊接球珠14的方式將修復用的焊接球珠14逐一地分顆釋出。
設置於第2横向移動體27的移動範圍內的助焊劑托盤21儲存著助焊劑。將轉印銷17的前端浸漬於該助焊劑托盤內所儲存的助焊劑之中。設置於第2横向移動體27的移動範圍內的除去球珠載置部23，將搭載錯誤球珠除去頭19所黏著除去的焊接球珠14再次除下。
修復站4的下游配置了晶圓排出站34。晶圓排出站34具備排出用匣盒33以及第3晶圓機械臂32。第3晶圓機械臂32，係將已經修復好的晶圓8以及判定並無搭載錯誤而從修復站4排出的晶圓8收納到排出用匣盒33的機構。
以下，說明本實施例之修復裝置1的動作。
首先，在晶圓供給站2，利用第1晶圓機械臂7，從供給用匣盒5將未處理的晶圓8取出，移載至對準器6並檢測出晶圓8的切口或定向平面，以將其位置對準既定方向，之後將晶圓8移載到第1搬運平台30的搬運台9(圖1中以虛線表示)上。
在第1檢査站3，移載了晶圓8的搬運台9，沿著Y軸移動到對準照相機10以及線感測器11所配置之位置下，然後使對準照相機10沿著X軸移動，利用對準照相機10對晶圓8進行拍攝，以識別出晶圓8的姿勢。此時，利用搬運台9調整晶圓8的θ軸方向的位置。
之後，以第1檢査站3的線感測器11掃描晶圓8並拍攝整體影像40，對該整體影像40進行影像處理以特定出搭載錯誤的發生部位。亦即，線感測器11拍攝晶圓8的整個頂面，同時從該拍攝到的整體影像40檢測出搭載錯誤，以取得關於該搭載錯誤的概略位置41的資訊。
在影像處理中，首先將整體影像二值化，找出搭載物，並算出搭載物的面積、形狀(真圓度)。然後，將面積過大或過小者、形狀未達既定之真 圓度者判定為搭載錯誤，並取得其位置座標作為概略位置41。藉由此處理，檢測出雙球珠14A、尺寸錯誤球珠14C。
接著，將預先登錄好的基準影像，根據晶圓8的姿勢與整體影像40疊合，檢查基準影像中的基準球珠與整體影像40中的焊接球珠14的對應關係。藉由此處理，檢測出遺漏球珠、額外球珠14B。
在此階段，當搭載錯誤的數量為零時，便判定為不需要修復並使其通過修復站4。另外，所謂遺漏球珠係指如圖5(a)所示的於應搭載接合處16沒有焊接球珠14的情況，所謂雙球珠14A係指如圖5(b)所示的焊接球珠14與焊接球珠14A連接的2顆以上的球珠互相連接的情況，所謂額外球珠14B係指如圖5(c)所示的於應搭載接合處以外的部位搭載了焊接球珠14B的情況，所謂尺寸錯誤球珠14C係指如圖5(d)所示的搭載了尺寸大小不同的焊接球珠14C的情況。
當在第1檢査站3的檢査結束時，第1搬運平台30的搬運台9沿著Y軸移動，將晶圓8搬運到結束位置。受到搬運的晶圓8，被第2晶圓機械臂12移載到修復站4的第2搬運平台31的搬運台24。
在修復站4，藉由搬運台24與第1横向移動體26的移動使晶圓8位於區域照相機13的下方，同時以區域照相機13拍攝晶圓8上的對準記號等標誌，取得晶圓8的姿勢資訊。此時，調整晶圓8的θ軸方向的位置。之後，以區域照相機13拍攝使第1檢査站3的線感測器11所發現的搭載錯誤位於視野中心的既定區域43的放大影像，取得詳細位置42的資訊。
以下，分成遺漏球珠的情況、雙球珠14A以及尺寸錯誤球珠14C的情況、額外球珠14B的情況這3個情況進行說明。
遺漏球珠的處理，係將預先登錄好的基準影像根據區域照相機13所取得之晶圓8的姿勢與既定區域43的放大影像疊合，檢查基準影像中的基準 球珠與放大影像中的焊接球珠14的對應關係，再次確認係為遺漏球珠，同時取得搭載修復用的焊接球珠14的接合處16的位置資訊(詳細位置資訊)。另外，在以2值化所找出的部位當中，將具有既定面積與真圓度者判定為接合處16。
接著，使第2横向移動體27移動，讓轉印銷17位於助焊劑托盤21的上方，將轉印銷17的前端浸漬於助焊劑托盤21，使助焊劑附著於轉印銷17的前端部。然後，使轉印銷17的位置對準區域照相機13所確認的接合處16的助焊劑轉印部位的上方，將助焊劑塗布於作為修復對象的接合處16。
修復頭15從球珠供給部20取出1個修復用的焊接球珠14，根據從區域照相機13所拍攝之既定區域43的放大影像所算出的詳細位置42的資訊，將修復用的焊接球珠14搭載於作為修復對象的接合處16。之後，用區域照相機13取得以修復部位為視野中心的放大影像，與基準影像作比較，藉此確認修復是否成功。
雙球珠14A以及尺寸錯誤球珠14C的處理，係將預先登錄好的基準影像根據區域照相機13所取得之晶圓8的姿勢與既定區域43的放大影像疊合，檢查基準影像中的基準球珠與放大影像中的焊接球珠14的對應關係，再度確認焊接球珠14的面積或形狀(真圓度)之後，將面積過大或過小者、形狀未達既定真圓度者判定為搭載錯誤的雙球珠14A或尺寸錯誤球珠14C，並取得應被除去之搭載錯誤的焊接球珠的座標資訊(詳細位置資訊)。
以搭載錯誤球珠除去頭19將搭載錯誤的雙球珠14A或尺寸錯誤球珠14C除去之後，再度以區域照相機13拍攝，確認除去是否成功。亦即，用區域照相機13取得以除去部位為視野中心的放大影像並與預先登錄好的基準影像作比較，若其消失便判定已成功除去。
所除去之搭載錯誤的焊接球珠，被搭載錯誤球珠除去頭19載置於除去球珠載置部23。另外，在除去時，除去銷有可能連正規的球珠也除去，此 時會判定其係為遺漏球珠的情況。取得遺漏球珠的位置資訊，以修復頭15將焊接球珠14搭載於該位置，再度以區域照相機13拍攝，確認修復是否成功。
額外球珠14B的處理，係將預先登錄好的基準影像根據以區域照相機13所取得的晶圓8的姿勢與既定區域43的放大影像疊合，檢查基準影像中的基準球珠與放大影像中的焊接球珠的對應關係，再次確認係為額外球珠14B，同時取得額外球珠14B的位置資訊。
以搭載錯誤球珠除去頭19將額外球珠14B除去之後，與雙球珠14A或尺寸錯誤球珠14C的情況相同，再度以區域照相機13拍攝，確認除去是否成功。在除去時搭載錯誤球珠除去頭19有可能連正規的焊接球珠14也除去，此時，會與基準影像作比較，判定係為遺漏球珠的情況，並以修復頭15再次進行搭載。
在修復站4的處理結束，搬運到第2搬運平台31的末端的晶圓8，被第3晶圓機械臂32移到排出用匣盒33收納。
1‧‧‧修復裝置
2‧‧‧晶圓供給站
3‧‧‧第1檢査站
4‧‧‧修復站
5‧‧‧供給用匣盒
6‧‧‧對準器
7‧‧‧第1晶圓機械臂
8‧‧‧晶圓
9‧‧‧搬運台
10‧‧‧對準照相機
11‧‧‧線感測器
12‧‧‧第2晶圓機械臂
13‧‧‧區域照相機
15‧‧‧修復頭
18‧‧‧助焊劑轉印頭
19‧‧‧搭載錯誤球珠除去頭
20‧‧‧球珠供給部
21‧‧‧助焊劑托盤
23‧‧‧除去球珠載置部
24‧‧‧搬運台
25‧‧‧横向移動裝置
30‧‧‧第1搬運平台
31‧‧‧第2搬運平台
32‧‧‧第3晶圓機械臂
33‧‧‧排出用匣盒
34‧‧‧晶圓排出站

Claims (2)

  1. 一種搭載微小球珠之工件的修復裝置，其特徵為包含：搬運機構，用以搬運工件，在該工件頂面上以既定圖案形成的複數個搭載部位，分別由搭載機構搭載了微小球珠；搭載錯誤檢査機構，其拍攝該搬運機構上的工件，從所拍攝到的影像檢測出在該工件的搭載部位之中有無微小球珠的搭載錯誤，同時取得該搭載錯誤的位置資訊；以及修正機構，其根據該搭載錯誤檢査機構的檢査結果，修正該搭載錯誤；於搭載微小球珠之工件的修復裝置中，該搭載錯誤檢査機構係由以下構件所構成：第1檢査機構，其拍攝該工件的整個頂面，同時從該拍攝到的整體影像檢測出搭載錯誤，並取得關於該搭載錯誤的概略位置資訊；以及第2檢査機構，其根據該第1檢査機構所取得之概略位置資訊，拍攝在該工件的頂面之中的包含該第1檢査機構所檢測到的搭載錯誤在內的既定區域，並從該拍攝到的既定區域影像取得關於該搭載錯誤的詳細位置資訊；該修正機構，根據該第2檢査機構所取得之詳細位置資訊，修正該搭載錯誤，其中，該搬運機構係由複數搬運平台以及在該等搬運平台之間移載工件的移載機構所構成，該第1檢査機構係設置於該複數搬運平台之中的上游側的搬運平台，該第2檢査機構以及修正機構係設置於該第1檢査機構所設置之搬運平台的下游側的搬運平台。
  2. 如申請專利範圍第1項之搭載微小球珠之工件的修復裝置，其中，該第1檢査機構所拍攝到的整體影像，係在可檢測出搭載錯誤的概略程度的影像，該第2檢査機構所拍攝到的既定區域影像，係可取得該修正機構進行修正所必要之位置資訊的詳細程度的影像。
TW102119952A 2012-06-06 2013-06-05 搭載微小球珠之工件的修復裝置 TWI573204B (zh)

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