镜面裸片图像识别系统的制作方法

本说明书公开一种技术，该技术涉及从晶圆的多个裸片中，区别于有缺损的镜面裸片和生产裸片来识别形状为与有图案的生产裸片(通常的裸片)相同的四边形状且无图案和缺损的镜面裸片的镜面裸片图像识别系统、基准裸片设定系统及镜面裸片图像识别方法。

背景技术：

通常，在向元件安装机供给裸片(芯片元件)的裸片供给装置中搭载有用于对晶圆的各裸片进行图像识别的相机，但即使能够对由相机拍摄到的晶圆图像的各裸片进行图像识别，也无法准确地判断出图像识别出的裸片是圆形的晶圆的哪个位置的裸片。

因此，如专利文献1(日本特开平11-67876号公报)、专利文献2(日本特开2002-26041号公报)所记载的那样，在晶圆的预定位置设置形成有能够通过图像识别而区别于生产裸片的图案的参考裸片，最初对参考裸片进行图像识别，以该参考裸片的位置为基准位置，来对开始吸附的裸片的位置进行判断。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平11-67876号公报

专利文献2:日本特开2002-26041号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

以往的参考裸片由于形成能够区别于生产裸片的图案，因此成为晶圆的制造成本增加的主要原因。因此，为了减少晶圆的制造成本，存在想要制造不形成参考裸片的晶圆这样的要求。

但是，不形成参考裸片的晶圆需要设置代替参考裸片的基准位置，因此，可想到将无图案的镜面裸片用作参考裸片。

通常，位于晶圆的外周缘的裸片不形成图案，成为镜面裸片，但晶圆的形状为圆形，因此位于晶圆的外周缘的镜面裸片不是形成有图案的生产裸片那样的完整的四边形，而是其一部分由于晶圆的外周缘而有缺损的形状。位于晶圆的外周缘的有缺损的镜面裸片在晶圆的整周存在有多个，因此难以作为参考裸片使用。

因此，在将镜面裸片用作参考裸片的情况下，需要使用无缺损的镜面裸片，因此需要开发从晶圆的多个裸片中，区别于缺损的镜面裸片和生产裸片来识别无缺损的镜面裸片的技术。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，提供一种镜面裸片图像识别系统，从以分割成多个裸片的方式被切割的晶圆的多个裸片中，区别于有缺损的镜面裸片和生产裸片来识别形状为与有图案的生产裸片相同的四边形状且无图案和缺损的镜面裸片，上述镜面裸片图像识别系统具备：相机，将晶圆的至少一部分收于视场内而进行拍摄；及图像处理装置，对由上述相机拍摄到的图像进行处理而从上述图像中的各裸片中区别于其他裸片来识别无缺损的镜面裸片，上述图像处理装置取得上述图像中的包含相当于各裸片的四个角部分和中央部分的区域在内的至少五个区域的亮度，判定是否可视为至少五个区域的亮度恒定，将可视为至少五个区域的亮度恒定的裸片识别为无缺损的镜面裸片。在此，“可视为至少五个区域的亮度恒定”是指处于考虑到照射裸片的照明光的偏差和相机的拍摄条件的偏差等而能够判断为至少五个区域的亮度之差实质上恒定的预定的偏差范围内。

晶圆的裸片的种类为有图案的生产裸片、无图案的镜面裸片中的无缺损的镜面裸片及有缺损的镜面裸片，取得上述各裸片的亮度的至少五个区域是不包含图案的区域、包含图案的区域、包含裸片的缺损的部分的区域中的任一个，这三种区域的亮度互不相同。因此，能够在裸片的至少五个区域中的任一个的区域的亮度与其他区域的亮度不同的情况下，识别为不是无缺损的镜面裸片(也就是说，是生产裸片或者有缺损的镜面裸片)。另外，有缺损的镜面裸片由于至少一个角部分有缺损，因此四个角部分的区域中的包含缺损的角部分的区域的亮度与其他区域的亮度不同。此外，即便裸片的任一个角部分缺损，该裸片的中央部分也会残留而不会缺损。根据这样的关系，只要判断是否可视为包含相当于各裸片的四个角部分和中央部分的区域在内的至少五个区域的亮度恒定，就能够将至少五个区域的亮度视为恒定的裸片识别为无缺损的镜面裸片。

另外，也可以是，将图像中的各裸片分割成各包含一个角部分的四个区域，取得四个区域的亮度，判定是否可视为四个区域的亮度恒定，将可视为四个区域的亮度恒定的裸片识别为无缺损的镜面裸片。

在该情况下，也可以从晶圆的所有裸片中搜索无缺损的镜面裸片，但大体知道晶圆中的无缺损的镜面裸片存在的位置。

因此，也可以构成为，上述图像处理装置具备搜索范围指定部，指定对晶圆中的无缺损的镜面裸片进行搜索的搜索范围。通过指定搜索无缺损的镜面裸片的搜索范围，能够缩短搜索无缺损的镜面裸片的处理时间。

在该情况下，也可以是，作业者操作搜索范围指定部来指定搜索范围，或者基于包含晶圆的各裸片是生产裸片还是无缺损的镜面裸片的信息的晶圆映射数据来自动地指定搜索范围。

然而，当在取得无缺损的镜面裸片的亮度的区域附着有刮痕或污渍时，即便为无缺损的镜面裸片，也有可能附着有刮痕或污渍的区域的亮度与其他区域的亮度不同，因此有可能不识别为无缺损的镜面裸片。

作为其对策，也可以是，在无法从存在于由上述搜索范围指定部指定的搜索范围内的裸片中识别出无缺损的镜面裸片的情况下，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一并重新搜索无缺损的镜面裸片。这样一来，在取得无缺损的镜面裸片的亮度的区域附着有刮痕或污渍而无法识别出无缺损的镜面裸片的情况下，通过变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一，而将取得亮度的区域变更为几乎能够忽略刮痕或污渍的影响的区域，从而有可能能够识别出无缺损的镜面裸片。

另外，也可以是，在由上述搜索范围指定部指定的搜索范围内识别出的无缺损的镜面裸片的数量多于实际存在的无缺损的镜面裸片的数量的情况下，上述图像处理装置针对识别为无缺损的镜面裸片的裸片，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一并重新搜索无缺损的镜面裸片。例如，在取得生产裸片的亮度的所有区域形成有相同的图案，因此在将生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片的情况下，在搜索范围内识别出的无缺损的镜面裸片的数量多于实际存在的无缺损的镜面裸片的数量。在这样的情况下，通过针对识别为无缺损的镜面裸片的裸片，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一，而有可能能够将误识别为无缺损的镜面裸片的生产裸片正常地识别为不是无缺损的镜面裸片(生产裸片或者有缺损的镜面裸片)。

附图说明

图1是表示实施例1的裸片供给装置的外观立体图。

图2是顶起单元及其周边部分的外观立体图。

图3是晶圆托板的外观立体图。

图4是表示裸片供给装置的控制系统的结构的框图。

图5是对从裸片的图像取得亮度的五个区域进行说明的图。

图6是表示拍摄晶圆中的包含无缺损的镜面裸片的部分而得到的图像的一例的图。

图7是表示拍摄晶圆中的包含有缺损的镜面裸片的部分而得到的图像的一例的图。

图8是对变更取得亮度的区域的尺寸并重新搜索无缺损的镜面裸片的情况下的一例进行说明的图。

图9是对将生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片的情况下的第一例进行说明的图。

图10是对将生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片的情况下的第二例进行说明的图。

图11是对从实施例2的裸片的图像取得亮度的四个区域进行说明的图。

具体实施方式

以下，对两个实施例1、2进行说明。

实施例1

以下，使用图1至图10来对实施例1进行说明。

首先，使用图1至图4来对裸片供给装置11的结构概略地进行说明。

裸片供给装置11具备料仓保持部22(托盘塔)、托板拉出台23、xy移动机构25、托板拉出机构26及顶起单元28(参照图2)等，设将托板拉出台23安设成插入到元件安装机(未图示)的状态。

在以能够上下移动的方式收纳在裸片供给装置11的料仓保持部22内的料仓(未图示)中，装载有多层安设有晶圆30的晶圆托板32，在生产中，通过托板拉出机构26而将料仓内的晶圆托板32向托板拉出台23上拉出，或使托板拉出台23上的晶圆托板32向料仓内返回。如图3所示，晶圆30粘贴在能够伸缩的切割片34上，并呈格子状地形成有切割槽36而被分割成多个裸片31。切割片34以扩展的状态安装于具有圆形的开口部的切割框33，切割框33通过螺纹固定等而安装于托板主体35。

晶圆30的大部分的裸片31是形成有图案的生产裸片，晶圆30的预定位置的裸片31为了用作基准裸片(参考裸片)而成为未形成有图案的镜面裸片。用作基准裸片的镜面裸片设置于晶圆30的多个部位，将为与生产裸片相同的四边形状且无缺损的镜面裸片用作基准裸片。位于晶圆30的外周缘的裸片31未形成有图案而成为镜面裸片，但如图3所示，晶圆30的形状是圆形，因此位于晶圆30的外周缘的镜面裸片未成为生产裸片那样的完整的四边形，而是成为其一部分由于晶圆30的外周缘而缺损的形状。

顶起单元28(参照图2)构成为能够在晶圆托板32的切割片34下方的空间区域内沿xy方向(水平前后左右方向)移动。并且，利用顶起筒37的顶起销(未图示)将切割片34中的要拾取(吸附)的裸片31的粘贴部分从其下方局部顶起，从而使该裸片31的粘贴部分从切割片34局部剥离，而使裸片31上浮成容易拾取的状态。

如图1所示，在xy移动机构25中组装有吸附头41和相机42，上述相机42将晶圆30的至少一部分收于视场内而进行拍摄，并构成为通过该xy移动机构25而吸附头41和相机42一体地沿xy方向移动。吸附切割片34上的裸片31的吸嘴(未图示)以可上下移动的方式置于吸附头41。相机42能够通过从上方拍摄切割片34上的裸片31并处理该拍摄图像，而识别出相机42的视场内的裸片31的位置，但无法准确地判断图像识别出的裸片31是圆形的晶圆30的哪个位置的裸片31。

因此，在本实施例1中，在晶圆30的多个裸片31中，将无缺损的镜面裸片设为基准裸片，最初，通过后述的方法对该无缺损的镜面裸片进行图像识别，以该无缺损的镜面裸片的位置为基准位置，来判断开始吸附的生产裸片的位置。

裸片供给装置11的控制部45(参照图4)以计算机作为主体而构成，控制xy移动机构25、顶起单元28、托板拉出机构26等的动作，并且连接有显示由相机42拍摄到的晶圆30的图像(参照图6、图7)的显示装置51及作业者操作的键盘、鼠标、触摸面板等输入装置52。

此外，裸片供给装置11的控制部45也作为图像处理装置发挥作用，通过后述的方法，最初，从晶圆30的多个裸片31中，对无缺损的镜面裸片进行图像识别，以该无缺损的镜面裸片的位置为基准位置来推定开始吸附的生产裸片的位置，将推定出的该生产裸片的位置作为目标拍摄裸片位置，通过相机42拍摄该生产裸片，对其图像进行处理而识别出该生产裸片的位置，通过吸附头41的吸嘴来吸附并拾取该生产裸片。并且，以进行了这次吸附动作的生产裸片的识别位置为基准推定下次吸附的生产裸片的位置，将推定出的下次的生产裸片的位置作为目标拍摄裸片位置，通过相机42来拍摄该下次的生产裸片而识别出该下次的生产裸片的位置，通过吸附头41的吸嘴来吸附并拾取该下次的生产裸片，通过反复进行上述处理，而以预定顺序吸附切割片34上的裸片31。

如上所述，在晶圆30的裸片31中混合有有图案的生产裸片、无图案的镜面裸片中的无缺损的镜面裸片及有缺损的镜面裸片，因此在将无缺损的镜面裸片用作基准裸片的情况下，需要从晶圆30的多个裸片31中，区别于有缺损的镜面裸片和生产裸片来识别出无缺损的镜面裸片。

因此，在本实施例1中，裸片供给装置11的控制部45取得图像中的包含相当于各裸片31的四个角部分和中央部分的区域在内的至少五个区域的亮度，判定是否可视为至少五个区域的亮度恒定，将可视为至少五个区域的亮度恒定的裸片31识别为无缺损的镜面裸片。

具体而言，如图5所示，裸片供给装置11的控制部45将图像识别出的各裸片31呈格子状地分割成九个部分，取得相当于各裸片31的四个角部分的区域即左上、右上、左下、右下这四个区域及与相当于各裸片31的中央部分的区域合计五个区域的亮度，并对这五个区域的亮度进行比较，判定是否可视为五个区域的亮度恒定，将可视为五个区域的亮度恒定的裸片31识别为无缺损的镜面裸片。在此，“可视为五个区域的亮度恒定”是指处于考虑到照射裸片31的照明光的偏差和相机42的拍摄条件的偏差等而能够判断为五个区域的亮度之差实质上恒定的预定的偏差范围内。

如图5至图7所示，晶圆30的裸片31的种类为有图案的生产裸片、无图案的镜面裸片中的无缺损的镜面裸片及有缺损的镜面裸片，取得上述各裸片31的亮度的五个区域是不包含图案的区域、包含图案的区域、包含裸片31的缺损的部分的区域的任一个，这三种区域的亮度互不相同。因此，在裸片31的五个区域的任一个区域的亮度与其他区域的亮度不同的情况下，识别为不是无缺损的镜面裸片(也就是说，是生产裸片或者有缺损的镜面裸片)。

例如，图5所例示的裸片31在左上的区域形成有图案，左上的区域的亮度与其他区域的亮度不同，因此被识别为不是无缺损的镜面裸片。

图6所例示的晶圆30的右下的裸片31没有缺损，在五个区域全部未形成有图案，因此可视为五个区域的亮度恒定，被识别为无缺损的镜面裸片。

图7所例示的晶圆30的右下的裸片31的右下的角部分缺损，因此右下的区域的亮度与其他区域的亮度不同，被识别为不是无缺损的镜面裸片。

这样，有缺损的镜面裸片的至少一个角部分缺损，因此四个角部分的区域中的包含缺损的角部分的区域的亮度与其他区域的亮度不同。此外，即便裸片31的任一个角部分缺损，该裸片31的中央部分也残留而不会缺损。根据这样的关系，如本实施例1那样，只要判定是否可视为各裸片31的相当于四个角部分和中央部分的五个区域的亮度恒定，就能够将可视为五个区域的亮度恒定的裸片31识别为无缺损的镜面裸片。

在该情况下，可以从晶圆30的所有裸片31中搜索无缺损的镜面裸片，但晶圆30的裸片31的数量较多，因此当从晶圆30的所有裸片31中搜索无缺损的镜面裸片时，搜索无缺损的镜面裸片的处理时间变长。另外，大体知道晶圆30中的无缺损的镜面裸片存在的位置。

因此，在本实施例1中，裸片供给装置11的控制部45搭载有指定对晶圆30中的无缺损的镜面裸片进行搜索的搜索范围的功能(搜索范围指定部)。能够通过指定搜索无缺损的镜面裸片的搜索范围，而缩短搜索无缺损的镜面裸片的处理时间。

在该情况下，作业者可以一边观察显示于显示装置51的晶圆30的图像一边操作输入装置52(搜索范围指定部)来指定搜索范围，或者也可以是裸片供给装置11的控制部45自动地指定搜索范围。例如，在包含晶圆30的各裸片31的种类(合格裸片、不良裸片等)的信息的晶圆映射数据包含无缺损的镜面裸片的信息的情况下，裸片供给装置11的控制部45也可以基于晶圆映射数据而自动地指定搜索范围。

然而，如图8所示，当在取得无缺损的镜面裸片的亮度的区域附着有刮痕或污渍时，即便是无缺损的镜面裸片，附着有刮痕或污渍的区域的亮度也有可能与其他区域的亮度不同，因此有可能不被识别为无缺损的镜面裸片。

因此，在本实施例1中，裸片供给装置11的控制部45在无法从存在于指定的搜索范围内的裸片31中识别出无缺损的镜面裸片的情况下，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一并重新搜索无缺损的镜面裸片。在图8所示的例子中，通过缩小取得亮度的区域的尺寸，而将取得亮度的区域变更为几乎能够忽略刮痕或污渍的影响的区域，从而能够识别出无缺损的镜面裸片。

另外，如图9所示，即使为生产裸片，当在取得亮度的五个区域全部形成有相同的图案时，可视为五个区域的亮度恒定，因此会将该生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片。

另外，如图10所示，即使为生产裸片，当仅在不取得亮度的区域形成有图案而在取得亮度的五个区域未形成有图案时，可视为五个区域的亮度恒定，因此会将该生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片。

当如图9、图10的例子那样，将生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片时，识别出的出缺损的镜面裸片的数量多于实际存在的无缺损的镜面裸片的数量。

因此，在本实施例1中，在指定的搜索范围内识别出的无缺损的镜面裸片的数量多于实际存在的无缺损的镜面裸片的数量的情况下，裸片供给装置11的控制部45针对识别为无缺损的镜面裸片的裸片，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量的至少之一并重新搜索无缺损的镜面裸片。这样一来，在将生产裸片误识别为无缺损的镜面裸片的情况下，变更取得亮度的区域的尺寸、区域的位置、区域的数量中的至少之一，从而有可能能够将误识别为无缺损的镜面裸片的生产裸片正常地识别为不是无缺损的镜面裸片(也就是说，生产裸片或者有缺损的镜面裸片)。

在以上说明的本实施例1中，取得与由相机42拍摄到的晶圆30的图像中的相当于各裸片的四个角部分和中央部分的五个区域的亮度，判定是否可视为上述五个区域的亮度恒定，将可视为上述五个区域的亮度恒定的裸片识别为无缺损的镜面裸片，因此能够从晶圆30的多个裸片31中识别出无缺损的镜面裸片。由此，能够将无缺损的镜面裸片用作基准裸片(基准裸片)，能够以无缺损的镜面裸片的位置作为基准来判断开始吸附的裸片31的位置。

另外，在本实施例1中，取得相当于各裸片31的四个角部分和中央部分的五个区域的亮度，但也可以是，除了上述五个区域以外，还追加取得亮度的区域，取得六个以上的区域的亮度。

实施例2

接下来，使用图11来对实施例2进行说明。其中，对与上述实施例1实质上相同的部分标注相同附图标记而省略或者简化说明，主要针对不同部分进行说明。

在上述实施例1中，取得包含相当于各裸片31的四个角部分和中央部分的区域在内的至少五个区域的亮度，但在本实施例2中，如图11所示，将图像中的各裸片31分割成各包含一个角部分的四个区域，取得四个区域的亮度，判定是否可视为四个区域的亮度恒定，将可视为四个区域的亮度恒定的裸片31识别为无缺损的镜面裸片。

这样也能够得到与上述实施例1相同的效果。

另外，本发明不限于上述实施例1、2，也可以适当地变更裸片供给装置11的结构、晶圆托板32的结构等，能够在不脱离主旨的范围内进行各种变更来实施，这是不言而喻的。

附图标记说明

11…裸片供给装置；30…晶圆；31…裸片；32…晶圆托板；34…切割片；37…顶起筒；41…吸附头；42…相机；45…控制部(图像处理装置、搜索范围指定部)；52…输入装置(搜索范围指定部)。