CN116472602A - 安装装置、安装方法及安装控制程序 - Google Patents

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CN116472602A CN202180061427.0A CN202180061427A CN116472602A CN 116472602 A CN116472602 A CN 116472602A CN 202180061427 A CN202180061427 A CN 202180061427A CN 116472602 A CN116472602 A CN 116472602A
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Abstract

安装装置针对要层叠的安装体的载置预定区域的每个假定的载置高度，求出对基于俯视图像而算出的坐标值与基于仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值。校准控制部基于使仰视用拍摄单元与采用沙姆光学系统的俯视用拍摄单元拍摄吻合载置高度而配置的校准标志并输出的俯视图像与仰视图像，运算所述校准值。安装控制部调整安装工具的位置，以使安装体的接触预定面成为载置高度，并基于使仰视用拍摄单元拍摄所得的仰视图像，识别基准位置，调整俯视用拍摄单元的位置，以使焦点面与载置高度成为同一面，并基于使俯视用拍摄单元拍摄载置预定区域所得的俯视图像及与载置高度对应的校准值，识别目标位置。

Description

安装装置、安装方法及安装控制程序
技术领域
本发明涉及一种安装装置、安装方法及安装控制程序。
背景技术
在作为现有安装装置的一例的接合装置中，首先，利用相机从正上方拍摄芯片座等作业对象来确认其位置。接下来，使相机退出，然后使支撑接合工具的头部移动到所述作业对象的正上方来进行接合作业。采用这种结构的接合装置不仅需要作业时间，对作业目标位置的移动误差的累计也会成为问题。因此，想到利用能够从斜方拍摄作业对象的采用了沙姆光学系统的拍摄单元(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-179560号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可是得知，采用沙姆光学系统的拍摄单元就光学系统的构造上的特性来说，周边环境的温度变化所伴随的光学系统元件的微小位移会变成输出图像向平面方向的位移并容易显露出来。输出图像向平面方向的位移会导致应载置半导体芯片的目标位置的算出产生误差，因此，会阻碍将所述半导体芯片高精度地安装于原本的目标位置。特别是于在安装于基板上的半导体芯片之上进而重叠安装其他半导体芯片、也就是所谓的堆叠芯片安装或2.5维安装中，载置各半导体芯片的载置面的高度会变化。在这种情况下，针对所述各高度而误差量有所不同的课题也变得明确。
本发明是为了解决这种问题而完成的，提供一种安装装置等，所述安装装置即便周边环境的温度变化，另外，即便在将多个半导体芯片等安装体重叠安装的情况下，也能够使用采用沙姆光学系统的拍摄单元精确确定载置各安装体的目标位置，并将所述安装体载置并安装于基板上的所述目标位置。
解决问题的技术手段
本发明的第一方式中的安装装置包括：安装工具，捡拾并保持安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装在基板的其他安装体而设定的载置预定区域；俯视用拍摄单元，将光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于载台面而言与安装工具相同一侧俯视拍摄置预定区域；仰视用拍摄单元，用于从相对于载台面而言与俯视用拍摄单元相反一侧仰视拍摄保持在安装工具的状态的安装体；校准控制部，运算对基于俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及安装控制部，将安装体载置、安装于载置预定区域，以使保持在安装工具的安装体的基准位置与载置预定区域的目标位置吻合，校准控制部基于使俯视用拍摄单元与仰视用拍摄单元拍摄吻合载置高度而配置的校准标志并输出的俯视图像与仰视图像，运算载置预定区域的每个假定的载置高度的校准值，安装控制部调整安装工具的位置，以使安装体中与载置预定区域接触的接触预定面成为载置高度，并基于使仰视用拍摄单元拍摄接触预定面并输出的仰视图像，识别基准位置，调整俯视用拍摄单元的位置，以使焦点面与载置高度成为同一面，并基于使俯视用拍摄单元拍摄载置预定区域所得的俯视图像及与载置高度对应的校准值，识别目标位置。
本发明的第二方式中的安装方法是使用安装装置的安装体的安装方法，所述安装装置包括：安装工具，捡拾并保持安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装在基板的其他安装体而设定的载置预定区域；俯视用拍摄单元，将各光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于载台面而言与安装工具相同一侧俯视拍摄置预定区域；以及仰视用拍摄单元，用于从相对于载台面而言与俯视用拍摄单元相反一侧仰视拍摄保持在安装工具的状态的安装体，所述安装方法具有：校准控制步骤，运算对基于俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及安装控制步骤，将安装体载置并安装在载置预定区域，以使保持在安装工具的安装体的基准位置与载置预定区域的目标位置吻合，校准控制步骤基于使俯视用拍摄单元与仰视用拍摄单元拍摄吻合载置高度而配置的校准标志并输出的俯视图像与仰视图像，运算载置预定区域的每个假定的载置高度的校准值，安装控制步骤调整安装工具的位置，以使安装体中与载置预定区域接触的接触预定面成为载置高度，并基于使仰视用拍摄单元拍摄接触预定面并输出的仰视图像，识别基准位置，调整俯视用拍摄单元的位置，以使焦点面与载置高度成为同一面，并基于使俯视用拍摄单元拍摄载置预定区域所得的俯视图像及与载置高度对应的校准值，识别目标位置。
本发明的第三方式中的安装控制程序是控制安装装置的安装控制程序，所述安装装置包括：安装工具，捡拾并保持安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装在基板的其他安装体而设定的载置预定区域；俯视用拍摄单元，将各光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于载台面而言与安装工具相同一侧俯视拍摄置预定区域；以及仰视用拍摄单元，用于从相对于载台面而言与俯视用拍摄单元相反一侧仰视拍摄保持在安装工具的状态的安装体，所述安装控制程序使计算机执行如下步骤：校准控制步骤，运算对基于俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及安装控制步骤，将安装体载置并安装在载置预定区域，以使保持在安装工具的安装体的基准位置与载置预定区域的目标位置吻合，校准控制步骤基于使俯视用拍摄单元与仰视用拍摄单元拍摄吻合载置高度而配置的校准标志并输出的俯视图像与仰视图像，运算载置预定区域的每个假定的载置高度的校准值，安装控制步骤调整安装工具的位置，以使安装体中与载置预定区域接触的接触预定面成为载置高度，并基于使仰视用拍摄单元拍摄接触预定面并输出的仰视图像，识别基准位置，调整俯视用拍摄单元的位置，以使焦点面与载置高度成为同一面，并基于使俯视用拍摄单元拍摄载置预定区域所得的俯视图像及与载置高度对应的校准值，识别目标位置。
发明的效果
通过本发明，能够提供安装装置等，所述安装装置即便周边环境的温度变化，另外，即便在将多个半导体芯片等安装体重叠安装的情况下，也能够使用采用沙姆光学系统的拍摄单元精确确定载置各安装体的目标位置，并将所述安装体载置并安装于基板上的所述目标位置。
附图说明
图1是包含本实施方式的接合装置的倒装芯片接合机的整体结构图。
图2是接合装置的系统结构图。
图3是用于说明沙姆光学系统的说明图。
图4是表示三个拍摄单元拍摄被调整到第一预定面的高度的校准标志的情况的图。
图5是表示三个拍摄单元拍摄被调整到第二预定面的高度的校准标志的情况的图。
图6是表示接合工具捡拾第一半导体芯片的情况的图。
图7是表示第三拍摄单元拍摄第一半导体芯片的情况的图。
图8是示意性地表示第三拍摄单元所输出的仰视图像的图。
图9是表示第一拍摄单元及第二拍摄单元拍摄作为载置预定区域的引线框架的情况的图。
图10是图9的局部立体图。
图11是表示根据第一俯视图像及第二俯视图像算出载置第一半导体芯片的芯片座上的目标坐标为止的顺序的图。
图12是表示接合工具将第一半导体芯片载置并接合于目标位置的情况的图。
图13是表示接合工具退出的情况的图。
图14是表示第三拍摄单元拍摄第二半导体芯片的情况的图。
图15是示意性地表示第三拍摄单元所输出的仰视图像的图。
图16是表示第一拍摄单元及第二拍摄单元拍摄作为载置预定区域的第一半导体芯片的情况的图。
图17是表示根据第一俯视图像及第二俯视图像算出载置第二半导体芯片的第一半导体芯片上的目标坐标为止的顺序的图。
图18是表示接合工具将第二半导体芯片载置并接合于目标位置的情况的图。
图19是说明半导体芯片的接合顺序的流程图。
图20是说明校准控制步骤的顺序的副流程图。
图21是说明接合控制步骤的顺序的副流程图。
图22是表示在另一实施例中，三个拍摄单元拍摄被调整到第一预定面的高度的校准标志的情况的图。
图23是说明另一实施例中的半导体芯片的接合顺序的流程图。
图24是对又一实施例中的校准单元的校准标志的配置进行说明的图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但并非将权利要求的发明限定于以下实施方式。另外，实施方式中所说明的全部结构未必必须是用于解决课题的手段。此外，在各图中，在具有同一或同样结构的构造物存在多个的情况下，为避免变得烦杂，有时对一部分标注符号，其他省略标注相同符号。
图1是包含作为本实施方式的安装装置的接合装置100的倒装芯片接合机的整体结构图。倒装芯片接合机主要包含接合装置100及芯片供给装置500。芯片供给装置500是将作为安装体的经切割过的半导体芯片310载置在其上表面并供给至接合装置100的装置。具体来说，芯片供给装置500包含拾取机构510及翻转机构520。拾取机构510是将所载置的任意半导体芯片310朝向翻转机构520上推的装置。翻转机构520是将由拾取机构510上推来的半导体芯片310吸附、翻转，由此使其上下方向交换的装置。在本实施方式中，准备第一半导体芯片310a与第二半导体芯片310b这两种作为半导体芯片310。接合装置100是通过下述接合工具120捡拾以经翻转机构520翻转过的状态吸附的第一半导体芯片310a或第二半导体芯片310b，并将其层叠并粘合于引线框架330的装置。在本实施方式中，将第一半导体芯片310a载置并粘合于引线框架330，将第二半导体芯片310b重叠粘合于第一半导体芯片310a上。引线框架330是载置在载台190的基板的一例。
接合装置100主要包括头部110、接合工具120、第一拍摄单元130、第二拍摄单元140、第三拍摄单元150、校准单元170、载台190。头部110支撑接合工具120、第一拍摄单元130、第二拍摄单元140，能够通过头驱动电动机111向平面方向及垂直方向移动。在本实施方式中，平面方向如图示所示，是由X轴方向与Y轴方向规定的水平方向，垂直方向(高度方向)是与X轴方向及Y轴方向正交的Z轴方向。
接合工具120能够通过工具驱动电动机121，相对于头部110向高度方向移动，另外，能够绕着Z轴旋转。接合工具120是安装工具的一例，具有在前端部吸附半导体芯片310的夹头122及对夹头122所吸附的半导体芯片310进行加热的加热器124。接合工具将吸附于夹头122的半导体芯片310载置在规定位置，利用夹头122的前端部进行加压，并且利用加热器124进行加热并粘合。
第一拍摄单元130与第二拍摄单元140是俯视拍摄引线框架330的俯视用拍摄单元。第一拍摄单元130包括第一光学系统131与第一拍摄元件132，且使其光轴朝向接合工具120的下方而倾斜设置在头部110。第一光学系统131与第一拍摄元件132满足沙姆条件而配置，以使与载台190的载台面平行的平面成为焦点面110a。
第二拍摄单元140包括第二光学系统141与第二拍摄元件142，在相对于接合工具120而言与第一拍摄单元130为相反侧，使其光轴朝向接合工具120的下方倾斜设置在头部110。第二光学系统141与第二拍摄元件142满足沙姆条件而配置，以使与载台190的载台面平行的平面成为焦点面110a。此外，在以下的说明中，有时将第一拍摄单元130及第二拍摄单元140总称为“俯视用拍摄单元”。
第三拍摄单元150是用于仰视拍摄保持在接合工具120的夹头122的状态的所述半导体芯片310的仰视用拍摄单元。如图示所示，如果将载台190的载台面作为分割面，则第三拍摄单元150配置在与配置俯视用拍摄单元的空间相反侧的空间。第三拍摄单元150包括第三光学系统151与第三拍摄元件152，且是使其光轴朝向上方而设置。第三拍摄单元150是配置成第三光学系统151及第三拍摄元件152与光轴正交的普通拍摄单元，其焦点面150a与第三拍摄元件152的受光面平行。另外，在以下的说明中，有时将第三拍摄单元150称为“仰视用拍摄单元”。
校准单元170主要包括标志驱动电动机171、标志板172、校准标志173、支撑台174、杆175。校准标志173例如是规定成为十字标记的交点的基准位置的参考标记。标志板172例如是玻璃或透明树脂的薄板，在其一面印刷了校准标志173。也就是说，能够从标志板172的任一面侧观察校准标志173。在本实施方式中，校准标志173印刷于标志板172中与和第三拍摄单元150对向的表面相反侧的表面。此外，只要在标志板172的两面分别印刷两个校准标志173且相互的基准位置在XY方向上不存在偏移，则标志板172也可以不透明。在所述情况下，设定标志板172的厚度，以使与第三拍摄单元150对向的校准标志173收敛于第三拍摄单元150的景深的范围内。另外，校准标志173并不限于印刷，也可以通过贴附封条或标志板172表面的划线等来设置。
标志驱动电动机171使标志板172绕着Z轴回旋，由此使校准标志173向第三拍摄单元150的视野中心附近移动或退出所述视野。另外，标志驱动电动机171使杆175向高度方向进退。标志板172的端部可回旋地紧固在杆175的一端，支撑台174紧固在另一端。第三拍摄单元150固定在支撑台174。也就是说，当标志板172回旋而校准标志173被投入到第三拍摄单元150的视野中时，通过杆175调整两者的间隔，以使校准标志173始终成为第三拍摄单元150的焦点面150a。此外，第三光学系统151将隔着焦点面150a的固定深度范围作为景深，因此只要两者的间隔处于所述景深的范围内，则容许偏移。
标志驱动电动机171通过使杆175向高度方向进退，能够在将第三拍摄单元150的焦点面150a保持在校准标志173的印刷面的状态下调整校准标志173的高度。具体来说，使校准标志173的高度与作为载置第一半导体芯片310a的载置预定面的第一预定面330a(引线框架330的上表面)或作为载置第二半导体芯片310b的载置预定面的第二预定面330b(粘合在引线框架330的第一半导体芯片310a的上表面)对齐。换句话说，标志驱动电动机171通过使杆175向高度方向进退，能够使第三拍摄单元150的焦点面150a与第一预定面330a或第二预定面330b一致。在所述情况下，校准标志173也可以从第三拍摄单元150的视野中退出。
图2是接合装置100的系统结构图。接合装置100的控制系统主要包含运算处理部210、存储部220、输入输出装置230、第一拍摄单元130、第二拍摄单元140、第三拍摄单元150、头驱动电动机111、工具驱动电动机121、标志驱动电动机171。
运算处理部210是进行接合装置100的控制与程序的执行处理的处理器(中央处理器(CPU：Central Processing Unit))。处理器也可以是与专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)或图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)等运算处理芯片联合的结构。运算处理部210读出存储在存储部220中的接合控制程序，执行与接合控制相关的各种处理。
存储部220是非易失性存储媒体，例如包含硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)。存储部220除了能存储接合控制程序以外，还能存储用于控制或运算的各种参数值、函数、对照表等。存储部220特别是存储校准数据221。校准数据221具体在下文中说明，是与下述校准值相关的数据，所述校准值是对于同一观察对象，对基于俯视图像而算出的坐标值与基于仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准。
输入输出装置230例如包含键盘、鼠标、显示器，是受理使用者进行的菜单操作或将信息提示给使用者的装置。例如，运算处理部210也可以将所获取的俯视图像或仰视图像显示在作为输入输出装置230之一的显示器。
第一拍摄单元130从运算处理部210接收拍摄要求信号并执行拍摄，将第一拍摄元件132所输出的第一俯视图像作为图像信号发送给运算处理部210。第二拍摄单元140从运算处理部210接收拍摄要求信号并执行拍摄，将第二拍摄元件142所输出的第二俯视图像作为图像信号发送给运算处理部210。第三拍摄单元150从运算处理部210接收拍摄要求信号并执行拍摄，将第三拍摄元件152所输出的仰视图像作为图像信号发送给运算处理部210。
头驱动电动机111自运算处理部210接收驱动信号，使头部110向水平面方向及高度方向移动。工具驱动电动机121自运算处理部210接收驱动信号，使接合工具120向高度方向移动并绕着Z轴旋转。标志驱动电动机171自运算处理部210接收驱动信号，使标志板172回旋，使杆175向高度方向进退。
运算处理部210也承担作为功能运算部的作用，所述功能运算部根据接合控制程序所指示的处理执行各种运算。运算处理部210能作为图像获取部211、驱动控制部212、校准控制部213、接合控制部214发挥功能。图像获取部211向第一拍摄单元130、第二拍摄单元140、第三拍摄单元150发送拍摄要求信号，获取第一俯视图像、第二俯视图像、仰视图像的图像信号。驱动控制部212向头驱动电动机111、工具驱动电动机121、标志驱动电动机171发送与控制量对应的驱动信号，由此使头部110、接合工具120、标志板172、第三拍摄单元150向目标位置移动。另外，向拾取机构510及翻转机构520发送驱动信号，由此将成为目标的半导体芯片310上推，或将所述半导体芯片310吸附并翻转。
校准控制部213控制图像获取部211或驱动控制部212等，由此，基于使俯视用拍摄单元与仰视用拍摄单元拍摄吻合载置高度而配置的校准标志173并输出的俯视图像与仰视图像，运算载置预定区域的每个假定的载置高度的校准值。具体来说，校准控制部213调整标志板172的位置，以使校准标志173与半导体芯片310的载置预定区域成为同一面，调整头部110的位置，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a也与所述载置预定区域成为同一面。另外，如果如上所述那样调整标志板172的位置，则仰视用拍摄单元的焦点面150a也与所述载置预定区域成为同一面，因此在所述调整后，使仰视用拍摄单元拍摄校准标志173。
接合控制部214是安装控制部的一例，基于通过控制图像获取部211及驱动控制部212等，使仰视用拍摄单元拍摄保持在接合工具120的半导体芯片310并输出的仰视图像，识别半导体芯片310的基准位置。此时，接合控制部214调整接合工具120的位置，以使所述半导体芯片310中与载置预定区域接触的接触预定面变得与所述载置预定区域的载置高度相等，另外，进行调整，以使仰视用拍摄单元的焦点面150a也变得与所述载置预定区域的载置高度相等。接下来，使接合工具120将所述半导体芯片310载置并接合于载置预定区域，以使所述基准位置与基于使俯视用拍摄单元拍摄要载置所述半导体芯片310的载置预定区域并输出的俯视图像和所述校准值而确定的目标位置吻合。此时，接合控制部214调整头部110的位置，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a变得与载置预定区域的载置高度相等。关于校准控制部213与接合控制部214的具体控制及处理，稍后进行详细说明。
图3是用于说明第一拍摄单元130所采用的沙姆光学系统的说明图。第二拍摄单元140中也采用了同样的沙姆光学系统，但这里代表性地对第一拍摄单元130的沙姆光学系统进行说明。
在图3中，平面S1是相对于载台190的载台面平行的焦点面110a。假想面S2是包含将物侧透镜组131a与像侧透镜组131b作为结构组的第一光学系统131的主平面的平面。平面S3是包含第一拍摄元件132的受光面的平面。在本实施方式中，沙姆光学系统包含满足沙姆条件而配置在第一光学系统131与第一拍摄元件132。所谓满足沙姆条件而配置，指的是平面S1、假想面S2、假想面S3在共同的直线P上相互交叉的配置。
光圈133配置在物侧透镜组131a与像侧透镜组131b之间，限制通过的光束。能通过光圈133的直径来调整景深DP。因此，只要第一预定面330a或第二预定面330b位于所述景深内，第一拍摄单元130便能够以聚焦状态拍摄下述座基准标记或层叠基准标记。在所述意义下，使焦点面110a与第一预定面330a、第二预定面330b一致的位置控制只要在景深DP的范围内，则容许偏移。
第二拍摄单元140包括与第一拍摄单元130同样的结构，相对于包含接合工具120的中心轴的YZ平面而言对称地配设于头部110。因此，第二拍摄单元140与第一拍摄单元130同样地，也能够以聚焦状态拍摄座基准标记或层叠基准标记。第一拍摄单元130的焦点面与第二拍摄单元140的焦点面优选在焦点面110a一致，但即便产生偏移，只要相互的景深的一部分重合，也能够都以聚焦状态拍摄座基准标记或层叠基准标记。
且说，如果采用这种采用了沙姆光学系统的拍摄单元，则能够从斜方向对接合工具120的正下方进行观察。因此，即便在使半导体芯片310保持于接合工具120，并使接合工具120移动至所述载置预定区域的正上方的状态下，也能够利用俯视用拍摄单元对所述载置预定区域进行观察。也就是说，能使接合工具120移动至载置预定区域的正上方，然后基于俯视用拍摄单元所输出的俯视图像，确定载置半导体芯片310的目标位置。如此一来，只要使半导体芯片310从所述状态移动至目标位置即可，因此能大幅抑制头部110及接合工具120的移动，从而能减少移动所伴随的位置偏移及能缩短准备时间。
可是，得知采用沙姆光学系统的拍摄单元就光学系统或拍摄元件的配置上的特性来说，只要光学系统或拍摄元件随着周边环境的温度变化略微位移，便会导致输出图像向平面方向位移。也就是说，得知像会因周边环境的温度而偏移。这种现象在基于俯视图像来确定载置半导体芯片310的目标位置的情况下，会导致所述目标位置产生误差，从而阻碍将所述半导体芯片高精度地接合于原本的目标位置。特别是在接合工具120包括对半导体芯片310进行加热的加热器124这样的情况下，沙姆光学系统周围的温度变化变大。另外，于在接合于基板上的半导体芯片之上进而重叠接合其他半导体芯片、也就是所谓的堆叠芯片安装或2.5维安装中，载置各半导体芯片的载置面的高度会变化。在这种情况下，针对所述各高度而产生的误差量有所不同的课题也变得明确。
因此，在本实施方式中，在假定周边环境的温度变化的规定时点执行校准处理，对于同一观察对象，针对预定载置的各高度，算出对基于俯视图像而算出的坐标值与基于仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值。接下来，在将半导体芯片310接合于载置预定区域的目标位置的接合处理中，使用通过校准处理而算出的任一校准值确定精确的目标位置。以下，依序对校准处理及接合处理进行说明。
校准处理是由校准控制部213来执行。校准控制部213首先，使第一拍摄单元130、第二拍摄单元140及第三拍摄单元150拍摄校准标志173。图4是表示三个拍摄单元拍摄被调整到第一预定面330a的高度的校准标志173的情况的图。
如图示所示，校准控制部213开始校准处理时，经由驱动控制部212驱动标志驱动电动机171，由此，使标志板172移动至第三拍摄单元150的视野内。当标志板172移动至第三拍摄单元150的视野内时，设置在标志板172的校准标志173相对于固定在支撑台174的第三拍摄单元150的视野而言，位于大致中心。进而，校准控制部213通过驱动标志驱动电动机171，上下调整杆175，以使校准标志173的印刷面与作为载置第一半导体芯片310a的载置面的第一预定面330a成为同一面。此时，第三拍摄单元150的焦点面150a也与第一预定面330a成为同一面。
接下来，校准控制部213经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第一预定面330a一致且使校准标志173位于接合工具120的正下方。此外，接合工具120退出至不进入俯视用拍摄单元的视野中的位置。
在如上所述那样配置了各元件的状态下，校准控制部213经由图像获取部211，从第一拍摄单元130获取第一俯视图像，从第二拍摄单元140获取第二俯视图像，从第三拍摄单元150获取仰视图像。接下来，根据分别拍进第一俯视图像与第二俯视图像中的校准标志173的像的图像坐标，算出校准标志173的三维坐标(Xhra、Yhra、Zhra)。另外，根据拍进仰视图像中的校准标志173的像的图像坐标，算出校准标志173的三维坐标(Xsra、Ysra、Zsra)。只要俯视用拍摄单元未受周边环境的温度变化的影响，而保持了在接合装置100的初始状态下拍摄单元间的坐标被准确调整过的状态，则应该至少变成Xhra＝Xsra、Yhra＝Ysra。
可是，如上所述，当开始使用接合装置100并经过一会时，根据俯视图像而算出的三维坐标会受到周边环境的温度变化的影响而包含误差。因此，将作为所述误差的(ΔXa、ΔYa)作为针对第一预定面330a的第一校准值。具体来说，误差是以差量的形式表示，可设为ΔXa＝Xsra-Xhra、ΔYa＝Ysra-Yhra。只要如上所述那样预先算出针对第一预定面330a的第一校准值，其后由俯视用拍摄单元拍摄第一预定面330a上的某一观察对象并根据所述俯视图像而算出的三维坐标为(Xhta、Yhta、Zhta),便可加上第一校准值来修正为(Xhta+ΔXa、Yhta+ΔYa、Zhta)。可以说所述修正过的坐标值相对于可由仰视用拍摄单元拍摄相同观察对象并根据在所述情况下获得的仰视图像而算出的坐标值而言，不存在误差。校准控制部213将如上所述那样算出的第一校准值作为校准数据221存储在存储部220中。
校准控制部213接下来运算针对第二预定面330b的第二校准值，所述第二预定面330b是载置第二半导体芯片310b的载置面。在本实施方式中，第二预定面330b是粘合在引线框架330的第一半导体芯片310a的上表面。图5是表示三个拍摄单元拍摄被调整到第二预定面330b的高度的校准标志的情况的图。
校准控制部213通过驱动标志驱动电动机171，使杆175上升来进行调整，以使校准标志173的印刷面与载置第二半导体芯片310b的载置面也就是第二预定面330b成为同一面。此时，第三拍摄单元150的焦点面150a也与第二预定面330b成为同一面。接下来，校准控制部213经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此使头部110上升，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第二预定面330b一致。
在如上所述那样配置了各元件的状态下，校准控制部213经由图像获取部211，从第一拍摄单元130获取第一俯视图像，从第二拍摄单元140获取第二俯视图像，从第三拍摄单元150获取仰视图像。接下来，根据分别拍进第一俯视图像与第二俯视图像中的校准标志173的像的图像坐标，算出校准标志173的三维坐标(Xhrb、Yhrb、Zhrb)。另外，根据拍进仰视图像中的校准标志173的像的图像坐标，算出校准标志173的三维坐标(Xsrb、Ysrb、Zsrb)。
与第一校准值同样地，如果将针对第二预定面330b的校准值设为第二校准值(ΔXb、ΔYb)，则可设为ΔXb＝Xsrb-Xhrb、ΔYb＝Ysrb-Yhrb。只要如上所述那样预先算出针对第二预定面330b的第二校准值，其后由俯视用拍摄单元拍摄第二预定面330b上的某一观察对象并根据所述俯视图像而算出的三维坐标为(Xhtb、Yhtb、Zhtb)，便可加上第二校准值后修正为(Xhtb+ΔXb、Yhtb+ΔYb、Zhtb)。可以说所述修正过的坐标值相对于可由仰视用拍摄单元暂时拍摄相同观察对象，并根据在所述情况下获得的仰视图像而算出的坐标值而言，不存在误差。校准控制部213将如上所述那样算出的第二校准值作为校准数据221存储在存储部220中。
在评价为周边环境的温度可能会进一步变化而需要再一次校准处理之前，在下述接合处理中参照校准数据221。换句话说，如果评价为需要再一次校准处理，则校准控制部213重复进行所述处理并更新校准值。
作为评价为需要再一次校准处理的例子，想到接合控制部214完成预先设定的批次量的半导体芯片310的接合的时点。具体来说，也可以对应于向芯片供给装置500供给新批次的半导体芯片310的时点，使校准控制部213执行校准处理。例如，可以在供给新批次的第一半导体芯片310a的时点更新第一校准值，在供给新批次的第二半导体芯片310b的时点更新第二校准值。
另外，也可以将接合控制部214所执行的接合作业的作业时间作为标准。例如，能规定在持续执行60分钟接合作业的情况下执行校准处理。进而，还可以是在头部110设置检测俯视用拍摄单元的温度的温度检测部，并由所述温度检测部检测到预先设定的温度的时点。具体来说，预先设定多个温度，在检测到周边温度已跨过任一设定温度变动的情况下执行校准处理。只要如上所述那样更新校准值，便能够遍及持续进行接合处理的期间，将根据俯视图像而算出的坐标值的误差控制在一定范围。
接合处理是由接合控制部214来执行。接合控制部214首先捡拾成为对象的半导体芯片310。图6是表示接合工具120捡拾第一半导体芯片310a的情况的图。
接合控制部214经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动至芯片供给装置500的上部，驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120下降。与此同时，拾取机构510将载置在芯片供给装置500的半导体芯片310中成为接合对象的一个第一半导体芯片310a朝向翻转机构520上推，翻转机构520吸附所述第一半导体芯片310a并使其翻转。接下来，经下降的接合工具120通过夹头122吸附并捡拾所述第一半导体芯片310a，使接合工具120上升。
接合控制部214在标志板172位于第三拍摄单元150的视野内的情况下，在接合工具120捡拾第一半导体芯片310a的作业前后，使标志板172从第三拍摄单元150的视野中退出。具体来说，接合控制部214经由驱动控制部212驱动标志驱动电动机171，由此移动标志板172。另外，在第三拍摄单元150的焦点面150a与第一预定面330a不一致的情况下，经由驱动控制部212驱动标志驱动电动机171，由此使杆175上下来使焦点面150a与第一预定面330a一致。
接下来，接合控制部214使第三拍摄单元150拍摄接合工具120所吸附的第一半导体芯片310a。图7是表示第三拍摄单元150拍摄吸附于接合工具120的第一半导体芯片310a的情况的图。
接合控制部214经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第一预定面330a一致，且使第三拍摄单元150位于接合工具120的正下方。接下来，驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120下降，以使所保持的第一半导体芯片310a中与引线框架330接触的接触预定面和第一预定面330a一致。完成这种配置的调整后，接合控制部214经由图像获取部211使第三拍摄单元150拍摄保持在接合工具120的第一半导体芯片310a。
图8是示意性地表示第三拍摄单元150拍摄保持在接合工具120的第一半导体芯片310a并输出的仰视图像的图。此外，对图中的各被摄体像直接标注对应的被摄体的编号来进行说明。
如上所述，接合工具120利用夹头122吸附由芯片供给装置500准备的半导体芯片310(第一半导体芯片310a、第二半导体芯片310b)，由此捡拾、保持所述半导体芯片。此时，设接合工具120以预先设定的方向吸附半导体芯片310的中心，但实际上也存在包含偏移来吸附所述半导体芯片的情况。因此，接合控制部214确认半导体芯片310实际上以什么方向被保持在什么位置，识别用于将所述半导体芯片310载置在引线框架330的基准位置。
图8所示的仰视图像是第三拍摄单元150仰视拍摄第一半导体芯片310a所得的图像，因此，保持第一半导体芯片310a的夹头122也被拍到。因此，接合控制部214通过检查作为夹头122的轮廓的圆，来算出夹头中心123的图像坐标。
另外，本实施方式中的第一半导体芯片310a在与引线框架330接触的接触预定面设置了芯片基准标记311a，接合控制部214算出仰视图像中所拍到的芯片基准标记311a的图像坐标。接合控制部214能够根据如上所述那样算出的夹头中心123的图像坐标与芯片基准标记311a的图像坐标，来识别第一半导体芯片310a相对于夹头122而言，实际以什么方向保持在什么位置。例如，如果将设置了芯片基准标记311a的位置作为用于将第一半导体芯片310a载置在引线框架330的载置预定区域的基准位置，则接合控制部214能够算出拍摄仰视图像的时点的第一半导体芯片310a的基准位置的三维坐标。因此，即便其后接合工具120或头部110移动，只要夹头122继续保持所述第一半导体芯片310a，便能够追踪基准位置的三维坐标。
当接合控制部214识别出基准位置的三维坐标时，驱动工具驱动电动机121，由此，使接合工具120上升至所保持的第一半导体芯片310a从俯视用拍摄单元的视野中退出的位置为止。接下来，驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动，以使接合工具120此后成为载置第一半导体芯片310a的载置预定区域也就是芯片座的正上方，且使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第一预定面330a一致。此外，接合工具120的上升与头部110的移动也可以并列进行。
图9是表示在头部110与接合工具120如上所述那样配置的状态下，第一拍摄单元130与第二拍摄单元140拍摄引线框架330上的载置预定区域的情况的图。另外，图10是图9的局部立体图。本实施方式中的引线框架330在将来被切出并收纳在一个封装中的各单位区域322具有一个芯片座320。图示的芯片座320是载置第一半导体芯片310a的载置预定区域。另外，在各单位区域322设置了表示所述基准位置的座基准标记321。
在如图9及图10那样配置的状态下，第一拍摄单元130及第二拍摄单元140分别能够在视野内捕捉到同一单位区域322中所包含的芯片座320与座基准标记321并以聚焦状态进行拍摄。接合控制部214使用第一拍摄单元130所输出的第一俯视图像与第二拍摄单元140所输出的第二俯视图像，算出将第一半导体芯片310a载置在芯片座320时应使所述基准位置吻合的目标位置的坐标。
图11是表示根据第一俯视图像及第二俯视图像算出载置第一半导体芯片310a的目标坐标为止的顺序的图。第一拍摄单元130是针对芯片座320，从座基准标记321侧对它们进行拍摄，因此单位区域322是以向座基准标记321侧扩张的梯形状被拍进作为芯片座320的输出图像的第一俯视图像中。反之，第二拍摄单元140是针对芯片座320，从座基准标记321的相反侧对它们进行拍摄，因此单位区域322是以向座基准标记321侧缩窄的梯形状被拍进作为芯片座320的输出图像的第二俯视图像中。
接合控制部214根据第一俯视图像确定座基准标记321的图像坐标(x1k、y1k)，另外，根据第二俯视图像确定座基准标记321的图像坐标(x2k、y2k)。接下来，通过参照例如将图像坐标变更成三维坐标的变更表，来根据所述图像坐标算出作为座基准标记321的三维坐标的标志坐标(Xk、Yk、Zk)。所述标志坐标的坐标值是用于算出精确的目标位置的临时目标位置，如上所述那样会受到周边环境的温度变化的影响而包含误差。因此，从校准数据221中读出第一校准值(ΔXa、ΔYa)后进行修正。可期待如上所述那样算出的修正后的标志坐标(Xk+ΔXa、Yk+ΔYa、Zk)的坐标值相对于根据仰视图像而算出的空间坐标而言不存在误差。
因为已知预先设定的芯片座320的目标位置与座基准标记321的相对位置，所以接合控制部214能够根据经修正过的标志坐标(Xk+ΔXa、Yk+ΔYa、Zk)精确地算出目标位置的坐标(XTa、YTa、ZTa)。
确定了目标位置的坐标后，将第一半导体芯片310a载置并接合于所述目标位置。图12是表示接合工具120将第一半导体芯片310a载置并接合于目标位置的情况的图。
接合控制部214如上所述那样，相对于接合工具120或头部110的移动追踪掌握第一半导体芯片310a的基准位置的三维坐标，使第一半导体芯片310a移动，以使所述基准位置与芯片座320的目标位置吻合。具体来说，经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此对头部110的XY方向的位置进行微调，驱动工具驱动电动机121，由此对接合工具120绕着Z轴的旋转量进行微调。接下来，在基准位置的X坐标及Y坐标与目标位置的X坐标及Y坐标分别一致的状态下使接合工具120下降，将第一半导体芯片310a载置在芯片座320上。然后，利用夹头122的前端部对第一半导体芯片310a进行加压，并且利用加热器124进行加热，而将所述第一半导体芯片310a粘合于芯片座320。
在本实施方式中，如使用图4所说明那样，使俯视用拍摄单元的焦点面110a与校准标志173的印刷面与第一预定面330a对齐并算出第一校准值。也就是说，算出第一校准值时的头部110的Z方向的位置与俯视用拍摄单元拍摄芯片基准标记311a时的头部110的Z方向的位置相同。另外，如使用图7及图8所说明那样，使保持于夹头122的第一半导体芯片310a的接触预定面与第一预定面330a对齐并算出芯片基准标记311a的三维坐标。也就是说，算出芯片基准标记311a的三维坐标时的接合工具120的Z方向的位置与将第一半导体芯片310a载置在芯片座320时的接合工具120的Z方向的位置相同。
因此，无须考虑在Z方向上移动头部110或接合工具120的情况下可能会产生的实际三维坐标与已识别的三维坐标相对于XY方向的误差。例如，在图9的状态下，接合工具120保持第一半导体芯片310a并从俯视用拍摄单元的视野中退出，但也存在所述状态下的实际基准位置的X坐标及Y坐标因使接合工具120上下的移动机构的元件间的间隙等的影响，而与接合控制部214所识别的X坐标及Y坐标并不一致的情况。可是，如图12那样将第一半导体芯片310a载置在第一预定面330a时的接合工具120高度变得与算出芯片基准标记311a的三维坐标时的接合工具120高度相同，因移动机构而产生的误差因素被去除。也就是说，将第一半导体芯片310a载置在第一预定面330a时的实际基准位置的X坐标及Y坐标变得与接合控制部214所识别的X坐标及Y坐标一致。就这种观点来说，在算出第一校准值的情况下，有效的是使焦点面110a与校准标志173的印刷面相对于第一预定面330a而言一致，在算出芯片基准标记311a的三维坐标的情况下，有效的是使第一半导体芯片310a的接触预定面相对于第一预定面330a而言一致。
图13是表示接合工具120退出的情况的图。如图示所示，第一半导体芯片310a的接合完成后，接合控制部214经由驱动控制部212驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120上升。
接下来，接合控制部214开始将第二半导体芯片310b层叠并接合于已完成接合的第一半导体芯片310a的处理。接合控制部214与使用图6而说明的第一半导体芯片310a的捡拾同样地，通过拾取机构510与翻转机构520使载置在芯片供给装置500的半导体芯片310中成为接合对象的一个第二半导体芯片310b翻转，并通过夹头122吸附并捡拾所述第二半导体芯片310b。
图14是表示第三拍摄单元150拍摄吸附于接合工具120的第二半导体芯片310b的情况的图。接合控制部214如图示所示那样，使杆175上升，以使第三拍摄单元150的焦点面150a与载置第二半导体芯片310b的载置预定面也就是第二预定面330b一致，从而使焦点面150a与第二预定面330bー致。
接下来，经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第二预定面330b一致，且使第三拍摄单元150位于接合工具120的正下方。接下来，驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120下降，以使所保持的第二半导体芯片310b中与作为层叠对象的第一半导体芯片310a接触的接触预定面和第二预定面330b一致。完成这种配置的调整后，接合控制部214经由图像获取部211，使第三拍摄单元150拍摄保持在接合工具120的第二半导体芯片310b。
图15是示意性地表示第三拍摄单元150拍摄保持在接合工具120的第二半导体芯片310b并输出的仰视图像的图。接合控制部214与第一半导体芯片310a的情况同样地，关于第二半导体芯片310b，也是确认相对于夹头122的吸附位置与方向，识别用于将所述第二半导体芯片310b载置在第一半导体芯片310a的基准位置。
接合控制部214检测作为夹头122的轮廓的圆，由此算出夹头中心123的图像坐标。另外，本实施方式中的第二半导体芯片310b在与第一半导体芯片310a接触的接触预定面设置了芯片基准标记311b，接合控制部214算出仰视图像中所拍到的芯片基准标记311b的图像坐标。接合控制部214能够根据如上所述那样算出的夹头中心123的图像坐标与芯片基准标记311b的图像坐标，识别第二半导体芯片310b相对于夹头122，实际上以什么方向保持在什么位置。因此，即便其后接合工具120或头部110移动，只要夹头122继续保持所述第二半导体芯片310b，便能够追踪基准位置的三维坐标。
接合控制部214识别出基准位置的三维坐标后，驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120上升至所保持的第二半导体芯片310b从俯视用拍摄单元的视野中退出的位置为止。接下来，驱动头驱动电动机111，由此使头部110移动，以使接合工具120此后成为载置第二半导体芯片310b的对象也就是第一半导体芯片310a的正上方，且使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第二预定面330b一致。此外，接合工具120的上升与头部110的移动也可以并列进行。
图16是表示在头部110与接合工具120如上所述那样配置的状态下，第一拍摄单元130与第二拍摄单元140拍摄第一半导体芯片310a上的载置预定区域的情况的图。在这种状态下，第一拍摄单元130及第二拍摄单元140分别能够在视野内捕捉到成为对象的第一半导体芯片310a上的载置预定区域并以聚焦状态进行拍摄。接合控制部214使用第一拍摄单元130所输出的第一俯视图像与第二拍摄单元140所输出的第二俯视图像，算出将第二半导体芯片310b载置在第一半导体芯片310a时应使所述基准位置吻合的目标位置的坐标。
图17是表示根据第一俯视图像及第二俯视图像算出载置第二半导体芯片310b的目标坐标为止的顺序的图。如图示所示，进行层叠的第一半导体芯片310a已接合于引线框架330上的单位区域322内，在第一俯视图像、第二俯视图像中均拍到了在第一半导体芯片310a上表面表示基准位置的层叠基准标记323。
接合控制部214根据第一俯视图像确定层叠基准标记323的图像坐标(x1j、y1j)，另外，根据第二俯视图像确定层叠基准标记323的图像坐标(x2j、y2j)。接下来，根据所述图像坐标算出作为座基准标记321的三维坐标的标志坐标(Xj、Yj、Zj)。所述标志坐标的坐标值是用于算出精确的目标位置的临时目标位置，如上所述那样会受到周边环境的温度变化的影响而包含误差。因此，从校准数据221中读出第一校准值(ΔXb、ΔYb)后进行修正。可期待如上所述那样算出的修正后的标志坐标(Xj+ΔXb、Yj+ΔYb、Zj)的坐标值相对于根据仰视图像而算出的空间坐标而言不存在误差。因为已知预先设定的第一半导体芯片310a上的目标位置与层叠基准标记323的相对位，所以接合控制部214能够根据经修正过的标志坐标(Xj+ΔXb、Yj+ΔYb、Zj)精确算出目标位置的坐标(XTb、YTb、ZTb)。
确定目标位置的坐标后，将第二半导体芯片310b载置并接合于所述目标位置。图18是表示接合工具120将第二半导体芯片310b载置并接合于第一半导体芯片310a的目标位置的情况的图。
接合控制部214如上所述那样，相对于接合工具120或头部110的移动，追踪掌握第二半导体芯片310b的基准位置的三维坐标，使第二半导体芯片310b移动，以使所述基准位置与第一半导体芯片310a的目标位置吻合。具体来说，经由驱动控制部212驱动头驱动电动机111，由此对头部110的XY方向的位置进行微调，驱动工具驱动电动机121，由此对接合工具120绕着Z轴的旋转量进行微调。接下来，在基准位置的X坐标及Y坐标与目标位置的X坐标及Y坐标分别一致的状态下使接合工具120下降，将第二半导体芯片310b载置在第一半导体芯片310a上。然后，利用夹头122的前端部对第二半导体芯片310b进行加压，并且利用加热器124进行加热，而将所述第二半导体芯片310b粘合于第一半导体芯片310a。
在本实施方式中，如使用图5所说明那样，使俯视用拍摄单元的焦点面110a及校准标志173的印刷面与第二预定面330b对齐，算出第二校准值。也就是说，算出第二校准值时的头部110的Z方向的位置与俯视用拍摄单元拍摄芯片基准标记311b时的头部110的Z方向的位置相同。另外，如使用图14及图15所说明那样，使保持在夹头122的第二半导体芯片310b的接触预定面与第二预定面330b对齐，算出芯片基准标记311b的三维坐标。也就是说，算出芯片基准标记311b的三维坐标时的接合工具120的Z方向的位置与将第二半导体芯片310b载置在第一半导体芯片310a时的接合工具120的Z方向的位置相同。
因此，无须考虑使头部110或接合工具120在Z方向上移动的情况下可能会产生的实际三维坐标与所识别的三维坐标相对于XY方向的误差。例如，在图16的状态下，接合工具120保持第二半导体芯片310b从俯视用拍摄单元的视野中退出，但也存在所述状态下的实际基准位置的X坐标及Y坐标因使接合工具120上下的移动机构的元件间的间隙等的影响，而与接合控制部214所识别的X坐标及Y坐标并不一致的情况。可是，如图18所示，将第二半导体芯片310b载置在第二预定面330b时的接合工具120高度与算出芯片基准标记311b的三维坐标时的接合工具120高度变得相同，因移动机构而产生的误差因素被去除。也就是说，将第二半导体芯片310b载置在第二预定面330b时的实际基准位置的X坐标及Y坐标与接合控制部214所识别的X坐标及Y坐标一致。就这种观点来说，在算出第二校准值的情况下，有效的是使焦点面110a与校准标志173的印刷面相对于第二预定面330b而言一致，在算出芯片基准标记311b的三维坐标的情况下，有效的是使第二半导体芯片310b的接触预定面相对于第二预定面330b而言一致。
第二半导体芯片310b的接合完成后，接合控制部214经由驱动控制部212驱动工具驱动电动机121，由此使接合工具120上升。在进一步接合新的半导体芯片310(第一半导体芯片310a、第二半导体芯片310b)的情况下，再次返回到图6的状态来重复进行处理。
继而，沿着流程图对包含以上所说明的校准处理与接合处理的整个接合顺序进行汇总。图19是说明半导体芯片310的接合顺序的流程图。
校准控制部213在步骤S11中，开始应进行校准处理的校准控制步骤。详细内容稍后作为副流程进行说明。此外，在从准确调整了拍摄单元间的坐标的初始状态开始接合处理的情况下，也可以跳过最初的校准控制步骤。
校准控制部213结束校准控制步骤的执行时，进入步骤S12，接合控制部214开始应进行接合处理的接合控制步骤。详细内容稍后作为副流程进行说明。
接合控制部214结束接合控制步骤的执行时，进入步骤S13，校准控制部213判断所述时点的接合装置100的状态是否满足预先设定的校准时点的条件。作为预先设定的校准时点的条件，设定认为可能需要再一次的校准处理的条件。例如，如上所述，已完成处理的批次数量或接合作业的作业时间、由温度检测部所检测到的温度等成为设定条件的候补。
在步骤S13中，在校准控制部213判断为满足条件的情况下，返回到步骤S11中。在判断为不满足条件的的情况下，进入步骤S14中。在进入到步骤S14中的情况下，接合控制部214判断所预定的所有接合处理是否已完成。如果判断为还剩余应进行接合处理的半导体芯片310，则返回到步骤S12中，如果判断为所有接合处理均已完成，则结束一系列处理。
图20是说明校准控制步骤的顺序的副流程图。在校准控制步骤中，主要执行使用图4及图5所说明的处理。校准控制部213在步骤S1101中，将“1”代入计数器n中。接下来，在步骤S1102中，移动标志板172而将校准标志173投入到第三拍摄单元150的视野中心。
进入步骤S1103，校准控制部213调整第三拍摄单元150与校准标志173的高度，以使第三拍摄单元150的焦点面150a和校准标志173的印刷面与第n预定面一致。例如进行调整，以使如果n＝1，则与第一预定面330a一致。在后续步骤S1104中，使头部110移动，以使校准标志173的印刷面成为第一拍摄单元130及第二拍摄单元140的焦点面110a，且使校准标志173位于接合工具120的正下方。
校准控制部213在步骤S1105中，经由图像获取部211使各拍摄单元进行拍摄，从第一拍摄单元130获取第一俯视图像，从第二拍摄单元140获取第二俯视图像，从第三拍摄单元150获取仰视图像。接下来，在后续步骤S1106中，基于分别拍进第一俯视图像与第二俯视图像中的校准标志173的像的图像坐标，算出校准标志173的三维坐标，基于拍进仰视图像中的校准标志173的像，算出校准标志173的三维坐标。校准控制部213算出如上所述那样算出的各三维坐标中XY平面方向的差量作为针对第n预定面的第n校准值。将所算出的校准值作为校准数据221存储到存储部220中。
校准控制部213进入步骤S1107，使计数器n递增。接下来，在步骤S1108中，确认递增后的计数器n是否超出预定层叠总数n0。在所述本实施方式中，在引线框架330上接合成为第一层的第一半导体芯片310a，在其上接合成为第二层的第二半导体芯片310b，因此预定层叠总数为“2”。如果计数器n未超出预定层叠总数n0，便返回到步骤S1103中，执行与经递增的n对应的第n校准值的算出。如果计数器n超出预定层叠总数n0，则进入步骤S1109。
校准控制部213在步骤S1109中，移动标志板172，使校准标志173从第三拍摄单元150的视野中退出。完成校准标志173的退出后，返回到主要流程中。此外，校准标志173的退出也可以在后续接合处理中进行。
图21是说明接合控制步骤的顺序的副流程图。在接合控制步骤中，主要执行使用图6至图18所说明的处理。接合控制部214在步骤S1201中，将“1”带入计数器n中。
进入步骤S1202，使头部110移动至芯片供给装置500的上部，使接合工具120下降。接下来，通过拾取机构510与翻转机构520使载置在芯片供给装置500的半导体芯片310中作为第n层而载置的第n半导体芯片翻转，并通过夹头122吸附并捡拾所述第n半导体芯片。例如如果n＝1，则捡拾第一半导体芯片310a。捡拾第n半导体芯片后，使接合工具120上升。
接合控制部214在步骤S1203中，调整第三拍摄单元150的高度，以使第三拍摄单元150的焦点面150a与第n预定面一致。在后续步骤S1204中，使头部110移动，以使第n预定面成为第一拍摄单元130及第二拍摄单元140的焦点面110a且使第三拍摄单元150位于接合工具120的正下方。进而在步骤S1205中，使接合工具120下降，所保持的第n半导体芯片中与层叠对象接触的接触预定面和第n预定面一致。
完成这种配置的调整后，接合控制部214在步骤S1206中，使第三拍摄单元150拍摄保持在接合工具120的第n半导体芯片的接触预定面。接下来，在步骤S1207中，获取第三拍摄单元150所输出的仰视图像，并基于所拍到的芯片基准标记的图像坐标等，识别第n半导体芯片的基准位置的三维坐标。
接合控制部214在步骤S1208中，使接合工具120上升至所保持的第n半导体芯片从俯视用拍摄单元的视野中退出的位置，并且使头部110移动，以使接合工具120此后成为载置第n半导体芯片的载置预定区域的正上方。在后续步骤S1209中，调整头部110的高度，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第n预定面一致。
完成这种配置的调整后，接合控制部214在步骤S1210中，使第一拍摄单元130与第二拍摄单元140拍摄包含成为座基准标记321或层叠基准标记323等基准标记的载置预定区域附近。接下来，在步骤S1211中，获取第一拍摄单元130所输出的第一俯视图像与第二拍摄单元140所输出的第二俯视图像，并基于所拍到的基准标记的图像坐标及第n校准值等，算出目标位置的三维坐标。
确定目标位置后，进入步骤S1212，接合控制部214使头部110与接合工具120移动，以使第n半导体芯片的基准位置与所述目标位置吻合，将第n半导体芯片载置在载置预定区域。然后，对第n半导体芯片进行加压/加热，结束接合。第n半导体芯片的接合完成后，使接合工具120上升。
接合控制部214进入步骤S1213，使计数器n递增。接下来，在步骤S1214中，确认递增后的计数器n是否超出预定层叠总数n0。在所述本实施方式中，在引线框架330上接合成为第一层的第一半导体芯片310a，在其上接合成为第二层的第二半导体芯片310b，因此预定层叠总数为“2”。如果计数器n未超出预定层叠总数n0，便返回到步骤S1202中，执行与经递增的n对应的第n校准值的算出。如果计数器n超出预定层叠总数n0，则返回到主要流程中。
在以上所说明的本实施方式中，将校准处理与接合处理分离，在接合装置100的状态满足预先设定的校准时点的条件的情况下，执行校准处理。因此，将执行一次校准处理后算出的校准值保持在存储部220中，在执行下一次校准处理之前进行的接合处理中，每次都是继续参照所述校准值。但也可以是如下处理顺序，也就是将校准处理组入一系列接合处理中，且在对各第n半导体芯片进行接合处理的所述处理步骤中，每次更新第n校准值。以下对如上所述的另一实施例进行说明。此外，在以下的另一实施例中，接合装置的结构本身与所述实施例相同，因此省略其说明，而主要对处理顺序不同的部分进行说明。
图22是表示在另一实施例中，三个拍摄单元拍摄被调整到第一预定面330a的高度的校准标志173的情况的图。在本实施例中，在第n半导体芯片的捡拾处理与由第三拍摄单元150所进行的第n半导体芯片的拍摄处理之间，执行算出第n校准值的校准处理。
更具体来说，图22表示夹头122保持成为接合对象的第一半导体芯片310a，并且从俯视用拍摄单元的视野中退出的情况。夹头122所保持的第一半导体芯片310a如虚线所示，此后被载置并接合于引线框架330上的载置预定区域。其他情况与图4所示的三个拍摄单元拍摄校准标志173的情况同样。具体来说，头部110的位置被调整，以使俯视用拍摄单元的焦点面110a与第一预定面330a、及校准标志173的印刷面一致，所述校准标志173的高度被调整，以使与第一预定面一致。另外，校准标志173配置在各拍摄单元的视野中心附近。
校准控制部213基于使各拍摄单元进行拍摄而获得的第一俯视图像、第二俯视图像及仰视图像，如上所述那样算出第一校准值。校准控制部213算出第一校准值后，接合控制部214接下来使接合工具120下降，执行使用图7所说明的由第三拍摄单元150进行的第一半导体芯片310a的拍摄之后的处理。此外，算出第一校准值的处理与算出第一半导体芯片310a的基准位置的处理也可以反过来。在如上所述那样与接合处理同步执行的校准处理中算出的第一校准值只限用于在所述接合处理中进行接合的第一半导体芯片310a的定位。
对第二半导体芯片310b进行接合处理的情况也同样，在第二半导体芯片310b的捡拾处理与由第三拍摄单元150进行的第二半导体芯片310b的拍摄处理之间，执行算出第二校准值的校准处理。校准控制部213基于使各拍摄单元进行拍摄而获得的第一俯视图像、第二俯视图像及仰视图像算出第二校准值后，接下来使接合工具120下降，执行使用图14所说明的由第三拍摄单元150进行的第二半导体芯片310b的拍摄之后的处理。在如上所述那样与接合处理同步执行的校准处理中算出的第二校准值只限用于在所述接合处理中进行接合的第二半导体芯片310b的定位。
如上所述，只要校准控制部213与接合控制部214使第三拍摄单元150拍摄第n半导体芯片的处理同步地，使各拍摄单元拍摄高度经调整过的校准标志，并更新第n校准值，便能够缩短算出第n校准值的时点与使用所述第n校准值的时点的时间间隔。因此，可期待相对于周边环境的温度变化实现更精确的定位。
图23是说明其他实施例中的半导体芯片的接合顺序的流程图。对与使用图19至图21所说明的处理顺序相同的处理顺序，标注相同步骤编号，由此省略其处理内容的说明。如上所述，本实施例是将校准处理组入至每一次接合处理中的处理顺序，因此，主要对处理的流程进行说明。
接合控制部214在步骤S1201中，将“1”代入计数器n中。进入步骤S1202，通过夹头122吸附并捡拾载置在芯片供给装置500的半导体芯片310中作为第n层而载置的第n半导体芯片。校准控制部213在步骤S1201前后或与步骤S1201并列地执行移动标志板172而将校准标志173投入第三拍摄单元150的视野中心的步骤S1102。
接下来进入步骤S1103，校准控制部213调整第三拍摄单元150与校准标志173的高度，以使第三拍摄单元150的焦点面150a和校准标志173的印刷面与第n预定面一致。然后在步骤S1104中，使头部110移动，以使校准标志173的印刷面成为第一拍摄单元130及第二拍摄单元140的焦点面110a，且使校准标志173位于接合工具120的正下方。
在后续步骤S1105中，校准控制部213使第一拍摄单元130、第二拍摄单元140及第三拍摄单元150执行拍摄，进而在步骤S1106中，算出第n校准值。算出第n校准值后，进入步骤S1109，使校准标志173从各拍摄单元的视野中退出。
校准控制部213使校准标志173退出后，接合控制部214执行使第n半导体芯片的接触预定面下降至与第n预定面一致的步骤S1205。从步骤S1205到步骤S1212为止，与使用图21所说明的处理顺序同样。此外，在步骤S1211中，确定目标位置的运算中所使用的校准值是在步骤S1205之前执行的步骤S1106中所算出的第n校准值。
接合控制部214从步骤S1212进入步骤S1213时，使计数器n递增。接下来，在步骤S1214中，确认递增后的计数器n是否超出预定层叠总数n0。如果计数器n未超出预定层叠总数n0，便返回到步骤S1202中，执行与经递增的n对应的第n校准值的算出。如果计数器n超出预定层叠总数n0，则进入步骤S14。
接合控制部214进入步骤S14中时，判断所预定的所有接合处理是否已完成。如果判断为剩余了应进行接合处理的半导体芯片，则返回到步骤S1201中，如果判断为所有接合处理均已完成，则结束一系列处理。
在以上所说明的本实施方式中，为了使各拍摄单元能够在相对好的条件下拍摄校准标志173，使校准标志173移动至各拍摄单元的视野的中心附近。因此，在接合处理中，需要使校准标志173从各拍摄单元的视野中退出的作业。另外，为了算出第n校准值，需要使校准标志173的印刷面与第n预定面一致的作业。
因此，对能够省略这种校准标志173的退出作业及高度调整作业的另一实施例进行说明。图24是对另一实施例中的校准单元170'的校准标志的配置进行说明的图。
例如只要各拍摄单元包括如下光学系统，便可配置成能够在视野周边部始终观察到校准标志，所述光学系统具有视野周边部的像差不会成为位置算出的误差因素这一程度的性能。也就是说，只要几乎不会对校准值的算出造成影响，在由第三拍摄单元150拍摄接合处理时的半导体芯片的接触预定面的情况下不会成为阻碍，则校准标志也能够常设在各拍摄单元的视野周边部。
校准单元170'将与第n预定面分别对应的多个校准标志固定设置在第三拍摄单元150的视野周边部。具体来说，例如第一标志板172a固定设置在第三拍摄单元150的视野周边部的一区域，以使其上表面与第一预定面一致，在所述上表面印刷了第一校准标志173a。印刷了第二校准标志173b的第二标志板172b或印刷了第三校准标志173c的第三标志板172c也固定设置在第三拍摄单元150的视野周边部的一区域，以使分别与第二预定面、第三预定面对应。此外，各校准标志的间隔被调整，以使在各拍摄单元所拍摄的俯视图像、仰视图像中各自的像不会相互重合。此外，此处对预定层叠总数为“3”的情况进行了说明，但校准标志是对应于预定层叠总数而设置。只要使用如上所述那样构成的校准单元170'，便能够省略校准标志的退出作业及高度调整作业，因此也有助于使校准单元的结构简略化，缩短接合处理所需的准备时间。
另外，在以上所说明的本实施方式中，俯视用拍摄单元是包含第一拍摄单元130与第二拍摄单元140这两者的结构，但俯视用拍摄单元也可以构成为包含分别采用沙姆光学系统的三个以上的拍摄单元。另外，在以上所说明的本实施方式中，是利用第一俯视图像与第二俯视图像的视差算出对象物的三维坐标，但并不限于使用俯视用拍摄单元算出三维坐标的方法。例如也可以构成为将采用沙姆光学系统的俯视用拍摄单元设为一个，并使用其他辅助手段。例如，也可以在头部110设置能够进行图案投光的投光部，在俯视用拍摄单元所输出的俯视图像中对在观察面所观察到的投光图案的形状进行分析，由此算出对象物的三维坐标。另外，在本实施方式中，对倒装芯片接合机进行了说明，但并不限定于此，也能够应用于黏晶机、将电子零件安装于基板等的表面安装机、其他安装装置。
符号的说明
100：接合装置
110：头部
110a：焦点面
111：头驱动电动机
120：接合工具
121：工具驱动电动机
122：夹头
123：夹头中心
124：加热器
130：第一拍摄单元
131：第一光学系统
131a：物侧透镜组
131b：像侧透镜组
132：第一拍摄元件
133：光圈
140：第二拍摄单元
141：第二光学系统
142：第二拍摄元件
150：第三拍摄单元
151：第三光学系统
152：第三拍摄元件
170、170'：校准单元
171：标志驱动电动机
172：标志板
172a：第一标志板
172b：第二标志板
172c：第三标志板
173：校准标志
173a：第一校准标志
173b：第二校准标志
173c：第三校准标志
174：支撑台
175：杆
190：载台
210：运算处理部
211：图像获取部
212：驱动控制部
213：校准控制部
214：接合控制部
220：存储部
221：校准数据
230：输入输出装置
310：半导体芯片
310a：第一半导体芯片
310b：第二半导体芯片
311a、311b：芯片基准标记
320：芯片座
321：座基准标记
322：单位区域
323：层叠基准标记
330：引线框架
330a：第一预定面
330b：第二预定面
500：芯片供给装置
510：拾取机构
520：翻转机构

Claims (10)

1.一种安装装置，包括：
安装工具，捡拾并保持安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装于所述基板的其他所述安装体而设定的载置预定区域；
俯视用拍摄单元，将光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与所述载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于所述载台面而言与所述安装工具相同的一侧俯视拍摄所述载置预定区域；
仰视用拍摄单元，用于从相对于所述载台面而言与所述俯视用拍摄单元相反的一侧仰视拍摄保持在所述安装工具的状态的所述安装体；
校准控制部，运算对基于所述俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于所述仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及
安装控制部，将所述安装体载置并安装于所述载置预定区域，以使保持在所述安装工具的所述安装体的基准位置与所述载置预定区域的目标位置吻合，
所述校准控制部基于使所述俯视用拍摄单元与所述仰视用拍摄单元拍摄吻合所述载置高度而配置的校准标志并输出的所述俯视图像与所述仰视图像，运算所述载置预定区域的每个假定的载置高度的所述校准值，
所述安装控制部调整所述安装工具的位置，以使所述安装体中与所述载置预定区域接触的接触预定面成为所述载置高度，基于使所述仰视用拍摄单元拍摄所述接触预定面并输出的所述仰视图像，识别所述基准位置，调整所述俯视用拍摄单元的位置，以使所述焦点面与所述载置高度成为同一面，基于使所述俯视用拍摄单元拍摄所述载置预定区域所得的所述俯视图像及与所述载置高度对应的所述校准值，识别所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的安装装置，包括：
调整机构，根据所运算的所述校准值将所述校准标志调整到对应的所述载置高度。
3.根据权利要求1所述的安装装置，其中
所述校准标志对应于所假定的所述载置高度设置了多个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的安装装置，其中
所述校准控制部在每当所述安装控制部完成预先设定的批次量的所述安装体的安装时，运算并更新各所述载置高度的所述校准值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的安装装置，其中
所述校准控制部基于所述安装控制部所执行的安装作业的作业时间，来运算并更新各所述载置高度的所述校准值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的安装装置，包括：
温度检测部，检测所述俯视用拍摄单元的温度，
所述校准控制部在所述温度检测部检测到预先设定的温度的情况下，运算并更新各所述载置高度的所述校准值。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的安装装置，其中
所述校准控制部与所述安装控制部使所述仰视用拍摄单元拍摄所述安装体的所述接触预定面的处理同步地，使所述俯视用拍摄单元与所述仰视用拍摄单元拍摄所述校准标志，并运算与所述安装体的所述载置高度对应的所述校准值。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的安装装置，其中
所述俯视用拍摄单元包含第一拍摄单元与第二拍摄单元，所述第一拍摄单元与第二拍摄单元被调整为各自的所述焦点面一致，
所述安装控制部通过所述校准值，对基于使所述第一拍摄单元拍摄所述载置预定区域并输出的第一俯视图像与使所述第二拍摄单元拍摄所述载置预定区域并输出的第二俯视图像而算出的临时目标位置进行修正后识别所述目标位置。
9.一种安装方法，其是使用安装装置的安装体的安装方法，所述安装装置包括：安装工具，捡拾并保持所述安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装于所述基板的其他所述安装体而设定的载置预定区域；俯视用拍摄单元，将各光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与所述载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于所述载台面而言与所述安装工具相同一侧俯视拍摄所述载置预定区域；以及仰视用拍摄单元，用于从相对于所述载台面而言与所述俯视用拍摄单元相反一侧仰视拍摄保持在所述安装工具的状态的所述安装体，
所述安装方法具有：
校准控制步骤，运算对基于所述俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于所述仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及
安装控制步骤，将所述安装体载置并安装于所述载置预定区域，以使保持在所述安装工具的所述安装体的基准位置与所述载置预定区域的目标位置吻合，
所述校准控制步骤基于使所述俯视用拍摄单元与所述仰视用拍摄单元拍摄吻合所述载置高度而配置的校准标志并输出的所述俯视图像与所述仰视图像，运算所述载置预定区域的每个假定的载置高度的所述校准值，
所述安装控制步骤调整所述安装工具的位置，以使所述安装体中与所述载置预定区域接触的接触预定面成为所述载置高度，基于使所述仰视用拍摄单元拍摄所述接触预定面并输出的所述仰视图像，识别所述基准位置，调整所述俯视用拍摄单元的位置，以使所述焦点面与所述载置高度成为同一面，基于使所述俯视用拍摄单元拍摄所述载置预定区域所得的所述俯视图像及与所述载置高度对应的所述校准值，识别所述目标位置。
10.一种安装控制程序，其控制安装装置，所述安装装置包括：安装工具，捡拾并保持安装体，将其载置并安装于载置在载台的基板或相对于已经安装于所述基板的其他所述安装体而设定的载置预定区域；俯视用拍摄单元，将各光学系统与拍摄元件满足沙姆条件而配置，以使与所述载台的载台面平行的平面成为焦点面，且用于从相对于所述载台面而言与所述安装工具相同一侧俯视拍摄所述载置预定区域；以及仰视用拍摄单元，用于从相对于所述载台面而言与所述俯视用拍摄单元相反一侧仰视拍摄保持在所述安装工具的状态的所述安装体，
所述安装控制程序使计算机执行如下步骤：
校准控制步骤，运算对基于所述俯视用拍摄单元所输出的俯视图像而算出的坐标值与基于所述仰视用拍摄单元所输出的仰视图像而算出的坐标值的差量进行校准的校准值；以及
安装控制步骤，将所述安装体载置并安装于所述载置预定区域，以使保持在所述安装工具的所述安装体的基准位置与所述载置预定区域的目标位置吻合，
所述校准控制步骤基于使所述俯视用拍摄单元与所述仰视用拍摄单元拍摄吻合所述载置高度而配置的校准标志并输出的所述俯视图像与所述仰视图像，运算所述载置预定区域的每个假定的载置高度的所述校准值，
所述安装控制步骤调整所述安装工具的位置，以使所述安装体中与所述载置预定区域的接触接触预定面成为所述载置高度，基于使所述仰视用拍摄单元拍摄所述接触预定面并输出的所述仰视图像，识别所述基准位置，调整所述俯视用拍摄单元的位置，以使所述焦点面与所述载置高度成为同一面，基于使所述俯视用拍摄单元拍摄所述载置预定区域所得的所述俯视图像及与所述载置高度对应的所述校准值，识别所述目标位置。
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