JP2002208010A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

画像処理方法および装置

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JP2002208010A JP2001003153A JP2001003153A JP2002208010A JP 2002208010 A JP2002208010 A JP 2002208010A JP 2001003153 A JP2001003153 A JP 2001003153A JP 2001003153 A JP2001003153 A JP 2001003153A JP 2002208010 A JP2002208010 A JP 2002208010A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較対象が回転方向の位置ずれを含んだ姿勢
で配置されている場合にも、回転方向のパターンマッチ
ングを行うことなく、高精度の位置検出を行う。 【解決手段】 基準画像（点線）と、これを角度Ｑだけ
回転させた回転画像（実線）とのパターンマッチングに
基づいて、両者の間の位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）を算出
し、この位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）と、既知である回転
角度Ｑとに基づいて、１ｓｔアライメント点Ａ１を特定
する。この１ｓｔアライメント点Ａ１を基準として、回
転方向の位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対
象を撮像した比較対象画像と、基準画像とのパターンマ
ッチングを行うことで、検出される位置誤差が最小にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理方法および
装置に係り、特に比較対象と基準画像とのパターンマッ
チングを行うことにより比較対象の位置を算出する方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像処理技術においては、比較対象の画
像中に含まれる既知の画像の位置を検出することによっ
て、比較対象の位置を検出するために、既知の画像とし
ての基準画像の一部をテンプレート画像として用いるパ
ターンマッチングが広く用いられている。
【０００３】このパターンマッチングを利用した位置検
出方法を、例えば半導体組立装置であるワイヤボンディ
ング装置を例として説明する。ワイヤボンディング装置
では、半導体チップ上のアルミニウムなどからなるボン
ディングパッドと、半導体チップを囲むように形成され
た導体からなるリードとを結ぶように、金線などからな
るワイヤをボンディングするが、このボンディング動作
に先立って、ボンディングを実行する点であるボンディ
ング点を、パターンマッチングを利用して算出する。
【０００４】まず、図１８に示すように、位置合わせ用
の基準点であるアライメント点を登録する。この登録
は、ＸＹテーブル１の動作によりこれに固定されたカメ
ラ７を半導体チップ１４ａに対し相対的に水平方向に移
動可能とした構造、例えば図１に示すものと同様の構造
のワイヤボンディング装置において、半導体チップ１４
ａを撮像しているカメラ７からの画像をモニタ３９の表
示画面に表示させながら、カメラ７を固定しているＸＹ
テーブル１を移動させることにより視野を移動させ、モ
ニタ３９の表示画面に表示されている視野の中心を示す
クロスマーク３２の中心点３２ａを、半導体チップ１４
ａ上の任意の点に合わせて、手動入力手段３３の入力ス
イッチを押す等の入力動作を行い、その際の中心点３２
ａを中心とする矩形のレチクルマーク４２に囲まれた領
域の画像を、テンプレート画像として記憶すると共に、
そのときのＸＹテーブル１上の座標を、アライメント点
としてデータメモリ３６に記憶する。
【０００５】アライメント点は、検出誤差を最小にする
ために、一般的には半導体チップ１４ａ上の四隅付近の
対角線上から、パッド側について（Ｐａ１ｘ，Ｐａ１
ｙ）、（Ｐａ２ｘ，Ｐａ２ｙ）の２カ所、リード側につ
いて（Ｌａ１ｘ，Ｌａ１ｙ）、（Ｌａ２ｘ，Ｌａ２ｙ）
の２カ所を選択する。
【０００６】次に、個々のパッドＰやリードＬにおける
適宜の位置、一般的には各パッドＰの略中央と、リード
Ｌの幅方向の略中央及びリード端から一定距離の点に、
クロスマーク３２の中心点３２ａを合わせ入力スイッチ
を押すなどして、各ボンディング点の座標をデータメモ
リ３６に記憶する。
【０００７】そしてランタイム（すなわち、製品の生産
時）の処理としては、比較対象となる新たな半導体デバ
イス１４を配置し、ＸＹテーブル１を制御部３４の制御
によって移動させ、登録されているアライメント点Ａ０
の近傍がカメラ７の視野となるようにし（図１９）、カ
メラ７で半導体デバイス１４の画像をとらえ、登録され
ている基準画像を使って、パターンマッチング検出によ
り、比較対象の画像と基準画像との一致量が最大となる
相対位置で基準画像を比較対象の画像と重ね合わせ、そ
の姿勢における中心点３２ａのＸＹテーブル１上の位置
座標と、先にテンプレート画像を登録した際の中心点３
２ａの位置であるアライメント点Ａ０のＸＹテーブル１
上の位置座標、例えば（Ｐａ１ｘ，Ｐａ１ｙ）との間の
位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を求める。同様にして全アラ
イメント点についての位置ずれを算出し、算出した位置
ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を、先にテンプレート画像を登録
した際のアライメント点の位置座標に、例えば（Ｐａ１
ｘ＋ΔＸ，Ｐａ１ｙ＋ΔＹ）のように加算し、得られた
値を新たなアライメント点Ａｍとする。
【０００８】次に、登録時の各パッド、リードのアライ
メント点Ａ０に対する相対位置を守った形で、新たなア
ライメント点Ａｍの位置から各パッド、リード位置を計
算にて求め出して（以下、位置補正と呼ぶ）、実ボンデ
ィング点を求める。そして、この実ボンディング点に対
してボンディング動作を実行する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、比較対象と
なる半導体デバイス１４が、回転方向の位置ずれを含ん
だ姿勢で配置されている場合には、登録された基準画像
を使ったパターンマッチング検出を行っても、高精度な
パッドＰ・リードＬの位置補正ができないという問題点
があった。
【００１０】これは、本来であれば、基準となるパター
ン（図１９におけるパッドＰ）について一致量が最大と
なるように比較対象の画像と基準画像とを重ねれば、基
準となるパターンに対する相対位置で規定される新たな
アライメント点Ａｍの位置は、同じく基準画像における
パッドＰとの相対位置で規定される元のアライメント点
Ａ０の位置と一致すべきところ、図２０に示すように、
比較対象である半導体デバイス１４が回転方向の位置ず
れを含んだ姿勢で配置されている場合には、基準となる
パターン（図２０におけるパッドＰ）について一致量が
最大となるように比較対象の画像と基準画像とを重ねて
も、元のアライメント点Ａ０と、新たなアライメント点
Ａｍとが一致しないためである。
【００１１】また、比較対象である半導体デバイス１４
等の姿勢の回転による影響を受けにくい点をアライメン
ト点とすればよいが、そのようなアライメント点をオペ
レータが探し出すことは困難である。この比較対象の回
転方向の位置ずれに起因する誤差は、パッドＰ間あるい
はリードＬ間のピッチが十分大きければ問題にならない
が、近年のファインピッチ化、すなわちパッドＰやリー
ドＬ間のピッチの精細化に対応する上では、大きな問題
となる。
【００１２】他方、基準画像を回転させながら、比較対
象の画像とのパターンマッチングを行う方法も種々提案
されており（例えば、特開平９−１０２０３９号公
報）、これによれば回転方向の位置ずれを考慮した位置
検出が可能であるが、回転方向に数度刻みのパターンマ
ッチングを、視野内の多くのポイントについて実行しな
ければならず、演算量が膨大になるため認識スピードが
遅く、実用的でない。
【００１３】そこで本発明の目的は、比較対象が回転方
向の位置ずれを含んだ姿勢で配置されている場合にも、
演算量が膨大となりがちな回転方向のパターンマッチン
グを行うことなく、高精度の位置検出を実現できる手段
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１の本発明は、あらか
じめ入力されている基準画像を回転させた回転画像と前
記基準画像とのパターンマッチングを実行する工程と、
前記パターンマッチングの結果に基づいて、回転方向の
位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象を撮像
した比較対象画像と前記基準画像とのパターンマッチン
グで検出される前記比較対象の位置の誤差が最小になる
ような耐回転基準点を特定する工程と、前記耐回転基準
点を基準として、前記比較対象画像と前記基準画像との
位置合わせを行い、前記比較対象の位置を算出する工程
と、を含むことを特徴とする画像処理方法である。
【００１５】第１の本発明では、あらかじめ入力されて
いる基準画像を回転させた回転画像と前記基準画像との
パターンマッチングを実行する。このパターンマッチン
グの結果に基づいて、回転方向の位置ずれを含んだ姿勢
で配置されている比較対象を撮像した比較対象画像と前
記基準画像とのパターンマッチングで検出される前記比
較対象の位置の誤差が最小になるような耐回転基準点を
特定する。そして、特定した耐回転基準点を基準とし
て、前記比較対象画像と前記基準画像との位置合わせを
行い、前記比較対象の位置を算出する。
【００１６】このように第１の本発明では、あらかじめ
回転画像と基準画像とのパターンマッチングを実行する
ことで、耐回転基準点を求めるので、この耐回転基準点
を基準として比較対象画像と基準画像との位置合わせを
行った場合に、比較対象の位置の検出誤差を低減でき、
これにより比較対象が回転方向の位置ずれを含んだ姿勢
で配置されている場合にも、演算量が膨大となりがちな
回転方向のパターンマッチングを行うことなく、高精度
の位置検出を実現できる。
【００１７】第２の本発明は、あらかじめ入力されてい
る基準画像を回転させた回転画像と前記基準画像とのパ
ターンマッチングに基づいて、両者の間の位置ずれ量を
算出する工程と、前記回転の角度と前記位置ずれ量とに
基づいて、回転方向の位置ずれを含んだ姿勢で配置され
ている比較対象を撮像した比較対象画像と前記基準画像
とのパターンマッチングで検出される前記比較対象の位
置の誤差が最小になるような耐回転基準点を特定する工
程と、前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象画
像と前記基準画像との位置合わせを行い、前記比較対象
の位置を算出する工程と、を含むことを特徴とする画像
処理方法である。
【００１８】第２の本発明では、基準画像を回転させた
回転画像と前記基準画像とのパターンマッチングに基づ
いて、両者の間の位置ずれ量を算出し、前記回転の角度
と前記位置ずれ量とに基づいて、耐回転基準点を特定す
る。すなわち、回転画像と前記基準画像とのパターンマ
ッチングによって得られる位置ずれ量と、既知である回
転の角度とを用いて、耐回転基準点を特定することがで
きる。
【００１９】第３の本発明は、あらかじめ入力されてい
る基準画像を回転させた回転画像と前記基準画像との一
致量を、前記基準画像内の複数の異なる回転中心点につ
いてそれぞれ演算する工程と、前記複数の異なる回転中
心点のうち前記一致量が最大値から所定範囲内にある回
転中心点またはその近傍領域内の点を、回転方向の位置
ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象を撮像した
比較対象画像と前記基準画像とのパターンマッチングで
検出される前記比較対象の位置の誤差が最小になるよう
な耐回転基準点として特定する工程と、前記耐回転基準
点を基準として、前記比較対象画像と前記基準画像との
位置合わせを行い、前記比較対象の位置を算出する工程
と、を含むことを特徴とする画像処理方法である。
【００２０】第３の本発明では、基準画像を回転させた
回転画像と前記基準画像との一致量を、前記基準画像内
の複数の異なる回転中心点についてそれぞれ演算し、前
記複数の異なる回転中心点のうち一致量が最大値から所
定範囲内にある回転中心点またはその近傍領域内の点
を、耐回転基準点として特定するので、これによって比
較対象の姿勢における回転方向の位置ずれの影響を低減
できる。
【００２１】第４の本発明は、第１ないし第３のいずれ
かの本発明の画像処理方法であって、単一の前記比較対
象について少なくとも２つの前記耐回転基準点を特定
し、前記位置合わせにあたり前記少なくとも２つの耐回
転基準点を単一の画像フレームに含ませることを特徴と
する画像処理方法である。
【００２２】第４の本発明では、単一の比較対象につい
て少なくとも２つの耐回転基準点を特定し、かつ、比較
対象と基準画像との位置合わせにあたり、前記少なくと
も２つの耐回転基準点を単一の画像フレームに含ませる
ので、上記第１ないし第３の本発明による効果に加え、
位置合わせの際の画像の取り込みを１回で済ませること
ができ、位置検出工程の作業効率を向上できる。
【００２３】第５の本発明は、第１ないし第４のいずれ
かの本発明の画像処理方法であって、前記耐回転基準点
を基準として、前記比較対象における加工処理点を算出
する工程を更に含むことを特徴とする画像処理方法であ
る。
【００２４】第５の本発明では、耐回転基準点を基準と
して、比較対象における加工処理点を算出するので、耐
回転基準点の位置が高精度に求められる結果として、加
工処理点の位置検出をも高精度化できる。
【００２５】第６の本発明は、第５の本発明の画像処理
方法であって、単一の前記比較対象について２つの前記
耐回転基準点を特定し、これら２つの耐回転基準点に接
し前記２つの耐回転基準点を結ぶ直線を直径とする円の
外側に存在する前記加工処理点を算出することを特徴と
する画像処理方法である。
【００２６】第６の本発明では、単一の前記比較対象に
ついて、２つの耐回転基準点に囲まれる領域の外側に存
在する加工処理点を算出するので、従来のように２つの
アライメント点に囲まれる領域の内側に存在する加工処
理点を算出する構成に比べ、２つの耐回転基準点の撮像
の間のカメラと比較対象との相対移動距離を小さくする
ことができ、特に第４の本発明のように２つの耐回転基
準点を単一の画像フレームに含ませる場合には、２つの
耐回転基準点の撮像の間におけるカメラと比較対象との
相対移動距離をゼロにすることができる。したがって、
第５の本発明の効果に加え、位置検出工程の作業効率を
向上できる。
【００２７】第７の本発明は、あらかじめ入力されてい
る基準画像を回転させた回転画像と前記基準画像とのパ
ターンマッチングを実行する試行処理手段と、前記パタ
ーンマッチングの結果に基づいて、回転方向の位置ずれ
を含んだ姿勢で配置されている比較対象を撮像した比較
対象画像と前記基準画像とのパターンマッチングで検出
される前記比較対象の位置の誤差が最小になるような耐
回転基準点を特定する基準点算出手段と、前記耐回転基
準点を基準として、前記比較対象画像と前記基準画像と
の位置合わせを行い、前記比較対象の位置を算出する位
置検出手段と、を含むことを特徴とする画像処理装置で
ある。第７の本発明では、第１の本発明と同様の効果を
得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞本発明の実施形
態を以下に図面に従って説明する。図１は本発明の実施
形態に係るワイヤボンダの概略構成を示す。図１におい
て、ＸＹテーブル１に搭載されたボンディングヘッド２
には、ボンディングアーム３が設けられ、ボンディング
アーム３の先端部にはツール４が取り付けられている。
ボンディングアーム３はＺ軸モータ（図示せず）により
上下方向に駆動される。ボンディングアーム３の上方に
は、ワイヤＷを保持するクランパ５が設けられており、
ワイヤＷの下端はツール４に挿通されている。本実施形
態におけるツール４はキャピラリである。
【００２９】ボンディングヘッド２にはカメラアーム６
が固定されており、カメラアーム６にはカメラ７が固定
されている。カメラ７は、半導体チップ１４ａ等が搭載
された半導体デバイス１４を撮像するものである。ＸＹ
テーブル１は、その近傍に設置され２個のパルスモータ
等からなるＸＹテーブル用モータ（図示せず）により、
水平方向の互いに直交する座標軸方向であるＸ方向およ
びＹ方向に、正確に移動できるように構成されている。
以上は周知の構造である。
【００３０】ＸＹテーブル１は、マイクロプロセッサな
どからなる制御部３４の指令により、モータ駆動部３０
およびＸＹテーブル用モータを介して駆動される。カメ
ラ７により撮像された画像は、変換されて電気信号であ
る画像データとなり、画像処理部３８により処理され、
制御部３４を経由して演算処理部３７に入力される。演
算処理部３７では、後述する位置検出に係る演算を含む
各種の演算が実行され、制御メモリ３５では、そのよう
な演算のためのプログラムやデータが一時的に保持され
る。制御部３４には、手動入力手段３３およびモニタ３
９が接続されている。手動入力手段３３は、少なくとも
ＸＹ方向の方向指示機能と入力ボタンによるセット信号
入力機能とを備えたマウス入力装置などのポインティン
グデバイス、および文字入力機能を備えた周知のキーボ
ードが好適である。
【００３１】モニタ３９は、ＣＲＴもしくは液晶表示装
置などからなり、その表示画面には、カメラ７により撮
像された画像や、関連する座標値・倍率などの数値、後
述する各種の文字メッセージなどが、制御部３４の出力
に基づいて表示される。位置検出工程においては、表示
画面には、図４に示すように、視野の中心を示すクロス
マーク３２と、このクロスマーク３２を囲む視野内の領
域を示すものとして表示・記憶される矩形のレチクルマ
ーク４２とが表示される。クロスマーク３２における縦
線と横線との交点は中心点３２ａである。
【００３２】データメモリ３６は、データ読み出し・書
き込み可能な周知のメモリやハードディスク装置などか
ら構成される。データメモリ３６の記憶領域にはデータ
ライブラリ３６ａが格納されており、このデータライブ
ラリ３６ａには、後述するテンプレート画像、相関値な
どの過去の値やこれらの初期状態であるデフォルト値、
および本装置の他の動作に用いられる各種の設定値が記
憶されており、また制御部３４からの信号により各種の
設定値が後述のとおり記憶される。
【００３３】本実施形態では、まず新規の半導体デバイ
ス１４についての登録の処理として、アライメント点の
登録と、各ボンディング点の登録とが行われ、次に、ラ
ンタイムにおける処理として、パターンマッチングを用
いた位置検出が行われる。
【００３４】図２は、新規の半導体デバイス１４につい
ての登録の処理を示すフロー図である。まず、制御部３
４の出力によりＸＹテーブル１が駆動され、カメラ７が
１ｓｔアライメント点となるべき点の近傍に移動される
（Ｓ１０２）。すると図４に示すように、移動した姿勢
におけるクロスマーク３２の中心点３２ａの位置は、基
準撮像点の座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１）として、制御部３４
の出力によりデータメモリ３６に記憶される（Ｓ１０
４）。また、この位置で半導体デバイス１４がカメラ７
によって撮像され、電気信号に変換された画像データ
は、画像処理部３８で処理され、基準画像としてデータ
メモリ３６のデータライブラリ３６ａに記憶される（Ｓ
１０６）。基準画像のうち、レチクルマーク４２で囲ま
れる領域は、後述する位置検出の工程においてテンプレ
ート画像として用いられる。図４において実線で、また
図５ないし図８において点線で示される正立姿勢の画像
が、基準画像に相当する。なお、中心点３２ａの位置で
ある基準撮像点（Ｘｐ１，Ｙｐ１）は、本発明による改
良前のアライメント点に相当する。
【００３５】次に、演算処理部３７において、基準画像
を＋Ｑ°（度）だけ回転させる処理が行われる（Ｓ１０
８）。この回転は、例えば図５におけるレチクルマーク
４２の左下隅の点Ｏを中心に行われる。このような回転
の処理の実行の結果として得られた画像を、以下「回転
画像」という。図５および図６、ならびに後述する図７
及び図８において、実線で描かれた傾斜した姿勢の画像
が、回転画像である。
【００３６】次に、回転画像と基準画像とのパターンマ
ッチングの処理として、回転画像における基準画像との
最一致点が、正規化相関演算を利用して検索される（Ｓ
１１０）。具体的には、次の数１において算出される回
転画像と基準画像との相関値Ｒが、回転画像の領域内の
各画素について、あるいは回転画像の領域内で離散的に
設けられた各基準点について演算され、相関値Ｒが最大
となる点が検索され前記最一致点として求まる。
【００３７】
【数１】 ここで、Ｒ：相関値、Ｎ：回転画像内の画素数、Ｉ：回
転画像内の各位置の輝度値、Ｍ：回転画像の輝度値であ
る。
【００３８】また、このようにして求められた最一致点
の座標（Ｘ１，Ｙ１）が、データメモリ３６に記憶され
る（Ｓ１１２、図６）。
【００３９】次に、演算処理部３７において、基準画像
を−Ｑ°（度）だけ回転させる処理が行われる（Ｓ１１
４、図７）。この回転は、ステップＳ１０８の場合と同
様に、レチクルマーク４２の左下隅の点Ｏを中心に行わ
れる。
【００４０】次に、回転画像と基準画像とのパターンマ
ッチングの処理として、回転画像における基準画像との
最一致点が、上記数１の正規化相関演算を利用して検索
される（Ｓ１１６）。具体的には、数１において算出さ
れる回転画像と基準画像との相関値Ｒが、回転画像の領
域内の各画素について、あるいは回転画像の領域内で離
散的に設けられた各基準点について演算され、相関値Ｒ
が最大となる点が検索され、前記最一致点が求まる。
【００４１】また、このようにして求められた最一致点
の座標（Ｘ２，Ｙ２）が、データメモリ３６に記憶され
る（Ｓ１１８、図８）。
【００４２】そして、このようにして求められた最一致
点の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、既知の回
転角度であるＱ（度）とを用いて、本発明における耐回
転基準点としての１ｓｔアライメント点が求められる
（Ｓ１２０）。この演算は、次の数２および数３により
近似的に行われ、１ｓｔアライメント点は、上記点Ｏを
基準とし半径ｒおよび角度αを用いて表した極座標形式
で算出される。
【００４３】
【数２】 α＝ｔａｎ-1｛（Ｘ２−Ｘ１）／（Ｙ１−Ｙ２）｝
【数３】ｒ＝√｛（Ｘ２−Ｘ１）2＋（Ｙ２−Ｙ１）2｝
／２ｓｉｎＱ なお、数２は、図９に示すとおり、角度Ｑが微小である
場合に、図９における∠Ｏ・Ａ１・Ａｍ１の角度が、直
角で近似できることを利用したものである。つまり、い
ま、Ａ１からＸ軸（図９においては、点線で示されるレ
チクルマーク４２の底辺）に下ろした垂線の脚をＢ点と
し、∠Ａｍ１・Ａ１・Ｂをθとすると、上記近似から、
（∠Ｏ・Ａ１・Ｂ）≒９０−θであり、他方、∠Ａ１・
Ｂ・Ｏは直角であるから、∠Ａ１・Ｏ・Ｂの角度αは、
α≒θと近似することができる。他方、角度θはθ＝ｔ
ａｎ-1(Ｘ１／Ｙ１）で求められるから、これらより、
α≒ｔａｎ-1（Ｘ１／Ｙ１）が得られる。数２はこれ
を、正負の角度＋Ｑ，−Ｑについて求めて得られる座標
（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）を用いた式に直したも
のである。なお、本実施形態において、正負の角度＋
Ｑ，−Ｑに分けてパターンマッチングを行うこととした
のは、角度Ｑが大きすぎると（例えば５°を越えると）
パターンマッチングの精度が落ち、誤認識が生ずるから
である。
【００４４】また、数３は、回転角度Ｑが微小である場
合に、角度Ｑを挟んだ長さの互いに等しい線分の先端間
の距離がｒ・ｓｉｎＱで近似できることを利用したもの
である。つまり、基準画像を用いたパターンマッチング
は幾何学的には平行移動として行われるから、パターン
マッチングにおける検出点（最一致点）Ｏ２と、元の画
像中心マークの位置である点Ｏ１との距離（Ｏ１Ｏ２）
は、パターンマッチングされた姿勢の基準画像における
パッドの画像の中心点Ａｍ１と、元の姿勢の基準画像に
おけるパッドＰの画像の中心点Ａ１との距離（Ａ１Ａｍ
１）と等しい。ここで、上記近似より、（Ａ１Ａｍ１）
≒ｒ・ｓｉｎＱである。したがって、ｒ・ｓｉｎＱ≒
（Ｏ１Ｏ２）が成立し、他方、この式の右辺に、（Ｏ１
Ｏ２）＝√｛（Ｘ１）2＋（Ｙ１）2｝を代入し、両辺を
ｓｉｎＱで除することにより、ｒ≒√｛（Ｘ１）2＋
（Ｙ１）2｝／ｓｉｎＱが得られる。数３はこれを正負
の角度＋Ｑ，−Ｑについて求めて得られる座標（Ｘ１，
Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）を用いた式に直したものであ
る。
【００４５】さて、以上のようにして、数２および数３
により得られるαおよびｒを、直交座標系に変換し、か
つ点Ｏの座標を（ＸＣ１，ＹＣ１）とすると、点Ｏを基
準とした１ｓｔアライメント点の座標（ＡＸ１，ＡＹ
１）は、（ＡＸ１，ＡＹ１）＝（ＸＣ１＋ｒ・ｃｏｓ
α，ＹＣ１＋ｒ・ｓｉｎα）で表すことができる。この
１ｓｔアライメント点は、回転方向の位置ずれを含んだ
姿勢で配置されている比較対象を撮像した比較対象画像
と、基準画像とのパターンマッチングで検出される前記
比較対象の位置の誤差が、最小になるような耐回転基準
点である。なお、利用するパターン（本実施形態では、
パッドＰ）が正方形や円形のように点対称の図形である
場合には、そのパターンの中心点（本実施形態では、パ
ッドＰの中心点Ａ１）が１ｓｔアライメント点となる。
【００４６】そして、算出された１ｓｔアライメント点
Ａ１の座標（ＡＸ１，ＡＹ１）は、データメモリ３６に
記憶される（Ｓ１２２）。
【００４７】次に、ステップＳ１０２〜Ｓ１２２と同様
の処理が、２ｎｄアライメント点について行われ（Ｓ１
２４）、求められた２ｎｄアライメント点Ａ２の座標
（ＡＸ２，ＡＹ２）がデータメモリ３６に記憶される。
この２ｎｄアライメント点Ａ２は図示していない。
【００４８】次に、各ボンディング点の座標が登録され
る（Ｓ１２６）。この各ボンディング点の座標の登録
は、１ｓｔアライメント点Ａ１・２ｎｄアライメント点
Ａ２として選択されたパッドＰ以外の、個々のパッドＰ
やリードＬについて、それらの適宜の位置、典型的には
各パッドＰやリードＬの略中央の点に視野を移動させ、
クロスマーク３２の中心点３２ａを合わせて手動入力手
段３３の入力スイッチを押すなどして、各ボンディング
点の座標をデータメモリ３６に記憶させることによって
行われる。なお、このようなマニュアル的な入力方法に
代えて、各パッドＰやリードＬの略中央の点を画像処理
により求め、これらの座標値をデータメモリ３６に記憶
することとしてもよい。以上が、新規の半導体デバイス
１４についての登録の際の処理である。
【００４９】ランタイムの処理は、図３および図１０に
示すとおりである。まず、比較対象となる新たな半導体
デバイス１４を配置し、ＸＹテーブル１を制御部３４の
出力によって動作させ、カメラ７の視野の中心点が１ｓ
ｔアライメント点を登録した際の撮像点の位置（Ｘｐ
１，Ｙｐ１）と一致するように、カメラ７を移動させる
（Ｓ２０２）。そして、この位置から、比較対象である
半導体デバイス１４をカメラ７で撮像することにより、
比較対象画像が取得される。
【００５０】次に、比較対象画像と、登録されている基
準画像とのパターンマッチングの処理として、比較対象
における基準画像との最一致点が、正規化相関演算を利
用して検索される（Ｓ２０４）。この演算は、上記数１
と同様の正規化相関の式によって行われ、比較対象画像
と基準画像との相関値Ｒが、比較対象画像の領域内の各
画素について、あるいは比較対象画像の領域内で離散的
に設けられた各基準点について演算され、相関値Ｒが最
大となる点が検索される。
【００５１】次に、求められた最一致点、つまり比較対
象画像と基準画像との一致量が最大となる相対位置で、
基準画像を比較対象画像と重ね合わせ（図１０）、その
姿勢におけるクロスマーク３２の中心点３２ａの位置座
標（Ｘｍ１，Ｙｍ１）と、先に基準画像を登録した際の
クロスマーク３２の中心点の位置である撮像点の座標
（Ｘｐ１，Ｙｐ１）との間の位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）
を求める。
【００５２】パターンマッチングは幾何学的には平行移
動として行われるから、この位置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）
は、１ｓｔアライメント点Ａ１の位置ずれ量に等しいは
ずである。したがって、算出された位置ずれ量（Ｘ１，
Ｙ１）は、１ｓｔアライメント点Ａ１の位置ずれ量とし
て用いて良いことになる。そこで、位置ずれ量（Ｘ１，
Ｙ１）を、撮像時の半導体デバイス１４における１ｓｔ
アライメント点Ａ１に対する、新たな半導体デバイス１
４における１ｓｔアライメント点Ａ１の位置ずれ量とし
て、データメモリ３６に記憶する（Ｓ２０６）。なお、
この場合の新たな半導体デバイス１４における１ｓｔア
ライメント点Ａ１の位置座標は（ＡＸ１＋Ｘ１，ＡＹ１
＋Ｙ１）である。
【００５３】次に、２ｎｄアライメント点Ａ２について
も、ステップＳ２０２ないしＳ２０６で１ｓｔアライメ
ント点Ａ１について行ったものと同様の処理を実行し、
得られた位置ずれ量（Ｘ２，Ｙ２）を、撮像時の半導体
チップ１４ａにおけるアライメント点に対する、新たな
半導体デバイス１４におけるアライメント点Ａ２の位置
ずれ量として、データメモリ３６に記憶する（Ｓ２１
２）。なお、この場合の新たな半導体デバイス１４にお
ける２ｎｄアライメント点Ａ２の位置座標は（ＡＸ２＋
Ｘ２，ＡＹ２＋Ｙ２）である。
【００５４】次に、先にステップＳ１２６で登録されて
いる各ボンディング点の座標に基づき、１ｓｔアライメ
ント点Ａ１および２ｎｄアライメント点Ａ２に対する相
対位置を守った形で、新たな半導体デバイス１４におけ
る１ｓｔアライメント点Ａ１および２ｎｄアライメント
点Ａ２の位置から各パッドＰ、リードＬの位置を計算に
て求め出して（位置補正）、実ボンディング点を求め
る。
【００５５】そして、この実ボンディング点に対してボ
ンディング動作を実行する（Ｓ２１６）。具体的には、
制御部３４の出力によりＸＹテーブル１を駆動してツー
ル４を各実ボンディング点に移動してボンディングを行
う。
【００５６】以上のとおり、本実施形態では、回転画像
と基準画像とのパターンマッチングを実行し（Ｓ１１
０）、このパターンマッチングの結果に基づいて、回転
方向の位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象
を撮像した比較対象画像と基準画像とのパターンマッチ
ングで検出される前記比較対象の位置の誤差が最小にな
るような耐回転基準点としての１ｓｔアライメント点Ａ
１・２ｎｄアライメント点Ａ２を特定する（Ｓ１２
０）。そして、特定した１ｓｔアライメント点Ａ１・２
ｎｄアライメント点Ａ２を基準として、比較対象画像と
基準画像との位置合わせを行い（Ｓ２０４・Ｓ２１
０）、比較対象の位置を算出する。
【００５７】このように本実施形態では、あらかじめ回
転画像と基準画像とのパターンマッチングを実行するこ
とで、耐回転基準点としての１ｓｔアライメント点Ａ１
・２ｎｄアライメント点Ａ２を求めるので、この１ｓｔ
アライメント点Ａ１・２ｎｄアライメント点Ａ２を基準
として比較対象画像と基準画像との位置合わせを行った
場合に、比較対象の位置の検出誤差を低減でき、これに
より、比較対象が回転方向の位置ずれを含んだ姿勢で配
置されている場合にも、演算量が膨大となりがちな回転
方向のパターンマッチングを行うことなく、高精度の位
置検出を実現できる。
【００５８】また本実施形態では、回転画像と基準画像
とのパターンマッチングに基づいて、両者の間の位置ず
れ量（Ｘ１，Ｙ１）（Ｘ２，Ｙ２）を算出し（Ｓ１１
０，Ｓ１１６）、回転の角度Ｑと前記位置ずれ量（Ｘ
１，Ｙ１）（Ｘ２，Ｙ２）とに基づいて、耐回転基準点
としての１ｓｔアライメント点Ａ１・２ｎｄアライメン
ト点Ａ２を特定する（Ｓ１２０）。すなわち、回転画像
と基準画像とのパターンマッチングによって得られる位
置ずれ量（Ｘ１，Ｙ１）（Ｘ２，Ｙ２）と、既知である
回転の角度Ｑとを用いて、１ｓｔアライメント点Ａ１・
２ｎｄアライメント点Ａ２を特定することができる。
【００５９】また本実施形態では、１ｓｔアライメント
点Ａ１・２ｎｄアライメント点Ａ２を基準として、比較
対象における加工処理点としての各ボンディング点の位
置を算出するので、１ｓｔアライメント点Ａ１・２ｎｄ
アライメント点Ａ２の位置が高精度に求められる結果と
して、各ボンディング点の位置検出をも高精度化でき
る。
【００６０】なお、本実施形態では、ランタイムの処理
において、新たな半導体デバイス１４を撮像する際に、
１ｓｔアライメント点Ａ１や２ｎｄアライメント点Ａ２
にカメラ７を位置させるのではなく、各アライメント点
の登録時の撮像点にカメラ７を位置させることとした
（Ｓ２０２，Ｓ２０８）。これは、図１１に示すよう
に、レチクルマーク４２に囲まれた領域が基準画像とし
て用いられるところ、アライメント点Ａｎがレチクルマ
ーク４２内の周縁付近にあった場合、仮にステップＳ２
０２・Ｓ２０８でアライメント点Ａｎにカメラ７の視野
の中心点を位置させることとすると、この場合に有効に
利用できる基準画像が、その姿勢における視野（図１１
において一点鎖線で示される領域）と前記基準画像との
重複部分（図１１においてハッチングで示される領域）
に限られてしまい、基準画像として有効に利用できる領
域が狭くなってしまうからである。しかしながら、この
不都合を除いて相当程度の検出精度を実現できるため、
ステップＳ２０２・Ｓ２０８でアライメント点Ａｎにカ
メラ７の視野の中心点を位置させる構成を採用すること
は可能であり、そのような構成も本発明の範疇に属する
ものである。
【００６１】また、上記実施形態では、基準画像のう
ち、矩形のレチクルマーク４２で囲まれる領域をテンプ
レート画像として用いる構成とし、基準画像内における
テンプレート画像の数を１つとしたが、このような構成
に代えて、単一の基準画像における複数の部分について
テンプレート画像を作成し、複数のテンプレート画像を
用いる構成としてもよい。例えば、図１２に示すよう
に、クロスマーク３２およびレチクルマーク４２で上下
左右に仕切られた計４つの領域のうち、目印となるパッ
ドＰが含まれる３つの領域を、それぞれ小基準画像ｒ
１，ｒ２，ｒ３とする。そして、上記第１実施形態にお
けるステップＳ１０８ないしＳ１２０と同様の処理によ
り、各パッドＰにおける耐回転基準点としての中心点Ａ
ｒ１ないしＡｒ３を求め、ランタイムの処理では、新た
な半導体デバイス１４における中心点Ａｒ１ないしＡｒ
３の位置ずれ量をそれぞれ算出することとするのが好適
である。このような場合には、単一の基準画像について
単一のテンプレート画像を用いる場合に比して、検出精
度を向上できることは明らかであり、このような構成も
本発明の範疇に属する。
【００６２】また、上記実施形態では、近似式である数
２および数３を用いてアライメント点の位置座標を算出
することとしたが、このような構成に代えて、これと異
なる数式によってアライメント点を求める構成としても
よいことは勿論である。また、あらかじめ最一致点の座
標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、回転角度である
Ｑ（度）と、アライメント点の位置座標との関係を示し
たテーブルを用意し、入力された最一致点の座標（Ｘ
１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、回転角度であるＱ
（度）とに基づいて、上記テーブルからアライメント点
の位置座標を読み出す構成としてもよい。
【００６３】＜第２実施形態＞次に、第２実施形態につ
いて説明する。第２実施形態は、第１実施形態と同様
に、基準画像を回転させた回転画像と、前記基準画像と
のパターンマッチングに基づいて、耐回転基準点である
１ｓｔアライメント点Ａ１・２ｎｄアライメント点Ａ２
を特定するものであるが、特に、回転させた回転画像と
基準画像との一致量を、前記基準画像内の複数の異なる
回転中心点についてそれぞれ演算し、前記複数の異なる
回転中心点のうち一致量が比較的に大きい回転中心点
を、耐回転基準点として特定するものである。なお、以
下の各実施形態における機械的構成は、上記第１実施形
態のものと同様であるので、その詳細な説明は省略す
る。
【００６４】第２実施形態の動作について、図１３のフ
ロー図に従って説明する。まず、制御部３４の出力によ
りＸＹテーブル１が駆動され、カメラ７が１ｓｔアライ
メント点となるべき点の近傍に移動される（Ｓ３０
２）。移動した姿勢におけるクロスマーク３２の中心点
の位置は、基準撮像点の座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１）とし
て、制御部３４の出力によりデータメモリ３６に記憶さ
れる（Ｓ３０４）。また、この位置で半導体デバイス１
４がカメラ７によって撮像され、電気信号に変換された
画像データは、画像処理部３８で処理され、基準画像と
してデータメモリ３６に記憶される（Ｓ３０６）。基準
画像のうち、矩形のレチクルマーク４２で囲まれる領域
は、後述する位置検出の工程においてテンプレート画像
として用いられる。以上の処理は、上記第１実施形態に
おけるステップＳ１０２ないしＳ１０６と同様である。
【００６５】次に、演算処理部３７において、基準画像
を＋Ｑ°（度）だけ回転させる処理が行われる（Ｓ３０
８）。この回転は、基準画像内の複数の異なる回転中心
点であるサンプリング点のそれぞれについて行われる。
このサンプリング点は、例えば図１４におけるサンプリ
ング点Ｓｐ１１ないしＳｐ４６の４行６列が設定されて
いる。
【００６６】次に、回転画像と基準画像とのパターンマ
ッチングの処理として、第１のサンプリング点Ｓｐ１１
に回転の処理の実行の結果として得られた回転画像と、
基準画像との相関値が、上記数１と同様の正規化相関演
算の式によって算出される（Ｓ３１０）。
【００６７】これらステップＳ３０８およびＳ３１０
は、基準画像内の全てのサンプリング点Ｓｐ１１ないし
Ｓｐ４６についての相関値が算出されるまで繰り返され
る（Ｓ３１２・Ｓ３１４）。
【００６８】そして、全てのサンプリング点Ｓｐ１１な
いしＳｐ４６のうち、算出された相関値が最大となる点
が、１ｓｔアライメント点Ａ１として選択され、その座
標（ＡＸ１，ＡＹ１）がデータメモリ３６に登録（記
憶）される（Ｓ３１６）。
【００６９】ここで、図１４に示される例では、全ての
サンプリング点Ｓｐ１１ないしＳｐ４６のうち、サンプ
リング点Ｓｐ２２における相関値が最大となる。したが
って、この場合にはサンプリング点Ｓｐ２２が、１ｓｔ
アライメント点Ａ１として登録されることになる。
【００７０】次に、ステップＳ３０２〜Ｓ３１６と同様
の処理が、２ｎｄアライメント点について行われ（Ｓ３
１８）、求められた２ｎｄアライメント点Ａ２の座標
（ＡＸ２，ＡＹ２）がデータメモリ３６に記憶される。
なお、２ｎｄアライメント点Ａ２は図示していない。
【００７１】次に、各ボンディング点の座標が登録され
る（Ｓ３２０）。この各ボンディング点の座標の登録
は、上記第１実施形態における場合と同様に、例えば、
１ｓｔアライメント点Ａ１・２ｎｄアライメント点Ａ２
として選択されたパッドＰ以外の、個々のパッドＰやリ
ードＬについて、それらの適宜の位置、典型的には各パ
ッドＰやリードＬの略中央の点に視野を移動させ、クロ
スマーク３２を合わせて手動入力手段３３の入力スイッ
チを押すなどして、各ボンディング点の座標をデータメ
モリ３６に記憶させること等によって行われる。以上
が、新規の半導体デバイス１４についての登録の際の処
理である。
【００７２】以後のランタイムの処理は、上記第１実施
形態のもの（図３）と同様である。
【００７３】以上のとおり、第２実施形態では、回転画
像と基準画像との一致量である相関値を、基準画像内の
複数の異なる回転中心点であるサンプリング点Ｓｐ１１
ないしＳｐ４６についてそれぞれ演算し、サンプリング
点Ｓｐ１１ないしＳｐ４６のうち相関値が最大となるサ
ンプリング点Ｓｐ２２を、耐回転基準点である１ｓｔア
ライメント点Ａ１として特定するので、これによって比
較対象の姿勢における回転方向の位置ずれの影響を低減
できる。
【００７４】なお、第２実施形態では、サンプリング点
Ｓｐ１１ないしＳｐ４６のうち相関値が最大となるサン
プリング点Ｓｐ２２を、１ｓｔアライメント点Ａ１とし
て選択する構成としたが、このサンプリング点Ｓｐ２２
そのものを１ｓｔアライメント点Ａ１とする構成に代え
て、その近傍の点を１ｓｔアライメント点として選択す
る構成としても、相当程度の位置検出精度を実現でき
る。例えば、相関値が高いサンプリング点を上位から複
数（例えば所定個数や、所定の値の範囲に含まれるもの
全て）選択し、これらサンプリング点の位置座標の平均
値をアライメント点としたり、選択された複数のサンプ
リング点の位置座標に基づいて相関値が最大となる点の
位置座標を計算により推定し、この点をアライメント点
とする構成としてもよい。
【００７５】また、本実施形態では、サンプリング点の
数を増やすほど検出精度が高まるが、サンプリング点が
基準画像内に２個以上ありさえすれば、従来のように基
準画像内のクロスマーク３２の中心点３２ａの位置座標
を無条件にアライメント点とする構成に比べて、検出精
度を向上できる。例えば、図１５に示すように、基準画
像となるべきレチクルマーク４２に囲まれた領域を上下
左右に各２等分し、分割された領域の計４つの中心点
を、それぞれサンプリング点Ｓｐ１１ないしＳｐ２２と
する構成としてもよい。この場合には、サンプリング点
Ｓｐ１１ないしＳｐ２２のうち相関値が最大となるサン
プリング点（図１５の例では、サンプリング点Ｓｐ１
１）をアライメント点Ａ１とするのが好適である。この
ような構成では、サンプリング点の数を図１４のように
多数設ける場合に比して検出精度は劣るが、従来のよう
に基準画像内のクロスマーク３２の中心点の位置座標を
無条件にアライメント点とする構成に比べて、検出精度
を向上することができる。
【００７６】さらに、サンプリング点の位置座標をその
ままアライメント点とすることは必須でなく、例えば図
１５におけるレチクルマーク４２の四隅の頂点をサンプ
リング点としてそれぞれ相関値を求めると共に、レチク
ルマーク４２に囲まれた領域を上下左右に各２等分し、
分割された領域の計４つの中心点をアライメント点の候
補とし、相関値が最大となるサンプリング点が含まれる
４分割領域の中心点を、アライメント点として選択する
構成としてもよい。
【００７７】＜第３実施形態＞次に、第３実施形態につ
いて説明する。第３実施形態は、単一の比較対象につい
て少なくとも２つのアライメント点を特定し、かつ、比
較対象と基準画像との位置合わせにあたり、前記少なく
とも２つのアライメント点を、単一の画像フレームに含
ませるものである。第３実施形態の機械的構成は、上記
第１実施形態のものと同様であるので、その詳細な説明
は省略する。
【００７８】図１６に示すとおり、第３実施形態では、
半導体チップ１４ａにおけるパッドＰの位置に対して内
側の領域に、２つの基準パターンＤ，Ｅを備えた半導体
デバイス１４を使用する。本実施形態では、これら基準
パターンＤ，Ｅにおける各中心点Ｄｃ，Ｅｃが、それぞ
れ１ｓｔアライメント点Ａ１および２ｎｄアライメント
点Ａ２として用いられる。また、パッドＰの各中心点
が、ボンディング点となる。すなわち、２つの基準パタ
ーンＤ，Ｅの中心点Ｄｃ，Ｅｃ（アライメント点Ａ１，
Ａ２）に接し、かつ両中心点を結ぶ直線を直径とする円
の外側に、加工処理点としてのボンディング点が存在す
る。
【００７９】第３実施形態の動作について説明する。図
１７において、まず、制御部３４の出力によりＸＹテー
ブル１が駆動され、カメラ７が、１ｓｔアライメント点
となるべき点および２ｎｄアライメント点となるべき点
（中心点Ｄｃ，Ｅｃ）をその視野内に含む位置、具体的
には基準パターンＤ，Ｅがレチクルマーク４２に囲まれ
るような位置に移動される（Ｓ４０２）。移動した姿勢
におけるクロスマーク３２の中心点の位置は、基準撮像
点の座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１）として、制御部３４の出力
によりデータメモリ３６に記憶される（Ｓ４０４）。ま
た、この位置で半導体デバイス１４がカメラ７によって
撮像され、電気信号に変換された画像データは、画像処
理部３８で処理され、基準画像としてデータメモリ３６
に記憶される（Ｓ４０６）。
【００８０】ここで、このようにして取得された基準画
像において、矩形のレチクルマーク４２で囲まれる領域
は、クロスマーク３２によって上下左右に各２等分され
る。この分割された計４つの領域のうち、目印となる基
準パターンＤ，Ｅが含まれる２つの領域を、それぞれ小
基準画像Ｔｄ，Ｔｅとする。
【００８１】そして、上記第１実施形態におけるステッ
プＳ１０８ないしＳ１２６と同様の処理により、各基準
パターンＤ，Ｅにおける耐回転基準点としての中心点Ｄ
ｃ，Ｅｃを求める（Ｓ４０８ないしＳ４２６）。ただ
し、２ｎｄアライメント点となるべき点である中心点Ｅ
ｃを含む基準パターンＥの画像は、先にステップＳ４０
６における撮像の際に既に取得されているので、ステッ
プＳ４２４では、基準パターンＥの撮像を再度は行わな
い。すなわち、１度の半導体デバイス１４の撮像によ
り、基準パターンＤ，Ｅの両方についての画像が取得さ
れる。
【００８２】ランタイムの処理では、上記第１実施形態
と同様の処理（図３）が行われる。すなわち、新たな半
導体デバイス１４における中心点Ｄｃ，Ｅｃの位置ずれ
量がそれぞれ算出され、各ボンディング点である各パッ
ドＰの中心点の位置座標が位置補正され、ボンディング
が実行される。
【００８３】以上のとおり、第３実施形態では、単一の
比較対象である半導体デバイス１４について、２つの耐
回転基準点である基準パターンＤ，Ｅの各中心点Ｄｃ，
Ｅｃ（アライメント点Ａ１，Ａ２）を特定し、かつ、比
較対象と基準画像との位置合わせにあたり、基準パター
ンＤ，Ｅの各中心点Ｄｃ，Ｅｃを単一の画像フレームで
あるカメラ７の視野中のレチクルマーク４２に囲まれた
領域内に含ませるので、基準パターンＤ，Ｅのそれぞれ
について別個に画像の取り込みを行うことなく、位置合
わせの際の画像の取り込みを１回で済ませることができ
（Ｓ４０６）、位置検出工程の作業効率を向上できる。
【００８４】また第３実施形態では、単一の比較対象で
ある半導体デバイス１４について、２つの耐回転基準点
である基準パターンＤ，Ｅの各中心点Ｄｃ，Ｅｃ（アラ
イメント点Ａ１，Ａ２）を特定し、かつ、これら基準パ
ターンＤ，Ｅの各中心点Ｄｃ，Ｅｃに接し両中心点を結
ぶ直線を直径とする円（図１６において一点鎖線で示さ
れる）の外側に存在するボンディング点を算出すること
としたので、従来のように２つのアライメント点に囲ま
れる領域の内側に存在するボンディング点を算出する構
成に比べ、基準パターンＤ，Ｅの撮像の間のカメラ７と
半導体デバイス１４との相対移動距離を小さくすること
ができ、特に、第３実施形態では基準パターンＤ，Ｅを
単一の画像フレームであるカメラ７の視野中のレチクル
マーク４２に含ませたので、基準パターンＤ，Ｅの撮像
の間におけるカメラ７と半導体デバイス１４との相対移
動距離をゼロにすることができる。したがって、位置検
出工程の作業効率を向上でき、特に大型の半導体デバイ
スに対するボンディングに好適である。
【００８５】なお、上記各実施形態では、基準画像と回
転画像との一致量、あるいは基準画像と入力された画像
との一致量を評価する指標として、相関値を用いたが、
このような構成は例示にすぎず、本発明における一致量
としては、一致する度合いを評価するための他の種々の
公知の方法を採用でき、例えば残差を用いる方法でもよ
い。また、２値画像同士の一致量を評価する場合には、
値の一致するピクセルを１、一致しないピクセルを０と
カウントする方法によるカウント値を、一致量として用
いることができる。
【００８６】また、上記各実施形態では、パッドＰや基
準パターンＤ，Ｅを利用してアライメント点を算出する
こととしたが、アライメント点がパッドＰや基準パター
ンＤ，Ｅを利用して定められることは必須でなく、半導
体デバイス１４に現れる検出可能なユニークな形状であ
れば他のパターン、とくに半導体チップ１４ａの一部の
形状や、複数のパターンのユニークな配列、もしくはそ
れらの組み合わせを利用することも可能である。また、
上記各実施形態では、主としてパッドＰにおけるボンデ
ィング点を算出する工程について説明したが、同様の工
程をリードＬやその他の部材におけるボンディング点の
算出において実行することも、勿論可能である。
【００８７】また、上記各実施形態では本発明をワイヤ
ボンディング装置に適用した例について説明したが、本
発明は他の種類の半導体製造装置や、パターンマッチン
グを用いた他の装置における位置検出について広く適用
でき、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るボンディング装置の
概略構成を示すブロック図である。
【図２】 第１実施形態における新規半導体デバイスの
登録処理の一例を示すフロー図である。
【図３】 第１実施形態におけるランタイムにおける処
理の一例を示すフロー図である。
【図４】 第１実施形態における基準画像を示す説明図
である。
【図５】 第１実施形態における回転画像（正方向）を
示す説明図である。
【図６】 第１実施形態における回転画像（正方向）に
対するパターンマッチングの工程を示す説明図である。
【図７】 第１実施形態における回転画像（逆方向）を
示す説明図である。
【図８】 第１実施形態における回転画像（逆方向）に
対するパターンマッチングの工程を示す説明図である。
【図９】 第１実施形態におけるアライメント点の算出
方法を示す説明図である。
【図１０】 第１実施形態における比較対象画像と基準
画像とのパターンマッチングの工程を示す説明図であ
る。
【図１１】 第１実施形態における比較対象画像の取得
の際のカメラの位置と基準画像の有効な領域との関係を
示す説明図である。
【図１２】 第１実施形態の変形例を示す説明図であ
る。
【図１３】 第２実施形態における新規半導体デバイス
の登録処理の一例を示すフロー図である。
【図１４】 第２実施形態におけるサンプリング点の設
定を示す説明図である。
【図１５】 第２実施形態の変形例におけるサンプリン
グ点の設定を示す説明図である。
【図１６】 第３実施形態に用いられる半導体デバイス
を示す平面図である。
【図１７】 第３実施形態における新規半導体デバイス
の登録処理の一例を示すフロー図である。
【図１８】 従来におけるアライメント点の設定工程を
示す説明図である。
【図１９】 従来における比較対象画像と基準画像との
パターンマッチングの工程を示す説明図である。
【図２０】 従来の方法における位置検出誤差の発生原
因を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル ２ ボンディングヘッド ４ ツール ５ クランパ ７ カメラ １４ 半導体デバイス １４ａ 半導体チップ ３２ クロスマーク ３２ａ 中心点 ３３ 手動入力手段 ３４ 制御部 ３６ データメモリ ３６ａ データライブラリ ３７ 演算処理部 ３８ 画像処理部 ３９ モニタ ４２ レチクルマーク Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａｎ，Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３，Ｄ
ｃ，Ｅｃ アライメント点 Ｌ リード Ｐ パッド Ｓｐ１１〜Ｓｐ４６ サンプリング点 Ｗ ワイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/60 ３０１ Ｈ０１Ｌ 21/60 ３０１Ｌ Ｆターム(参考） 2F065 AA03 BB02 CC17 DD03 FF42 JJ03 JJ26 MM03 MM04 QQ24 QQ29 QQ39 QQ42 RR05 SS03 SS13 2G051 AA51 AB20 AC21 CA04 DA07 EA12 EA14 EC03 EC06 ED12 5B057 AA03 BA02 CA12 CA16 CD03 DA07 DB02 DC33 5F044 DD05 DD07 5L096 CA02 FA69 GA08 HA08 JA03 JA09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 あらかじめ入力されている基準画像を回
    転させた回転画像と前記基準画像とのパターンマッチン
    グを実行する工程と、 前記パターンマッチングの結果に基づいて、回転方向の
    位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象を撮像
    した比較対象画像と前記基準画像とのパターンマッチン
    グで検出される前記比較対象の位置の誤差が最小になる
    ような耐回転基準点を特定する工程と、 前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象画像と前
    記基準画像との位置合わせを行い、前記比較対象の位置
    を算出する工程と、 を含むことを特徴とする画像処理方法。
  2. 【請求項２】 あらかじめ入力されている基準画像を回
    転させた回転画像と前記基準画像とのパターンマッチン
    グに基づいて、両者の間の位置ずれ量を算出する工程
    と、 前記回転の角度と前記位置ずれ量とに基づいて、回転方
    向の位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象を
    撮像した比較対象画像と前記基準画像とのパターンマッ
    チングで検出される前記比較対象の位置の誤差が最小に
    なるような耐回転基準点を特定する工程と、 前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象画像と前
    記基準画像との位置合わせを行い、前記比較対象の位置
    を算出する工程と、 を含むことを特徴とする画像処理方法。
  3. 【請求項３】 あらかじめ入力されている基準画像を回
    転させた回転画像と前記基準画像との一致量を、前記基
    準画像内の複数の異なる回転中心点についてそれぞれ演
    算する工程と、 前記複数の異なる回転中心点のうち前記一致量が最大値
    から所定範囲内にある回転中心点またはその近傍領域内
    の点を、回転方向の位置ずれを含んだ姿勢で配置されて
    いる比較対象を撮像した比較対象画像と前記基準画像と
    のパターンマッチングで検出される前記比較対象の位置
    の誤差が最小になるような耐回転基準点として特定する
    工程と、 前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象画像と前
    記基準画像との位置合わせを行い、前記比較対象の位置
    を算出する工程と、 を含むことを特徴とする画像処理方法。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の画
    像処理方法であって、 単一の前記比較対象について少なくとも２つの前記耐回
    転基準点を特定し、 前記位置合わせにあたり前記少なくとも２つの耐回転基
    準点を単一の画像フレームに含ませることを特徴とする
    画像処理方法。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の画
    像処理方法であって、 前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象における
    加工処理点を算出する工程を更に含むことを特徴とする
    画像処理方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像処理方法であっ
    て、 単一の前記比較対象について２つの前記耐回転基準点を
    特定し、 これら２つの耐回転基準点に接し前記２つの耐回転基準
    点を結ぶ直線を直径とする円の外側に存在する前記加工
    処理点を算出することを特徴とする画像処理方法。
  7. 【請求項７】 あらかじめ入力されている基準画像を回
    転させた回転画像と前記基準画像とのパターンマッチン
    グを実行する試行処理手段と、 前記パターンマッチングの結果に基づいて、回転方向の
    位置ずれを含んだ姿勢で配置されている比較対象を撮像
    した比較対象画像と前記基準画像とのパターンマッチン
    グで検出される前記比較対象の位置の誤差が最小になる
    ような耐回転基準点を特定する基準点算出手段と、 前記耐回転基準点を基準として、前記比較対象画像と前
    記基準画像との位置合わせを行い、前記比較対象の位置
    を算出する位置検出手段と、 を含むことを特徴とする画像処理装置。
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