JP2003142534A - アライメント方法および装置 - Google Patents

アライメント方法および装置

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JP2003142534A
JP2003142534A JP2001339883A JP2001339883A JP2003142534A JP 2003142534 A JP2003142534 A JP 2003142534A JP 2001339883 A JP2001339883 A JP 2001339883A JP 2001339883 A JP2001339883 A JP 2001339883A JP 2003142534 A JP2003142534 A JP 2003142534A
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Akira Yamauchi
朗 山内
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Toray Engineering Co Ltd
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Toray Engineering Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
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    • H01L2224/757Means for aligning
    • H01L2224/75753Means for optical alignment, e.g. sensors

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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面側又は内部に位置合わせ用の認識マーク
あるいはアライメント基準がある第1の被接合物の認識
マークを、下方の第2の被接合物の認識マークに高精度
で所定の位置合わせを行うことができるアライメント方
法および装置を提供する。 【解決手段】 上面側又は内部に位置合わせ用認識マー
クが設けられた第1の被接合物を、下方に配され第1の
被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の
被接合物に対し、両被接合物間に挿入される2視野の認
識手段を用いて、位置合わせするアライメント方法であ
って、前記第1の被接合物の上面側又は内部の認識マー
クを、第1の被接合物を透過可能な電磁波又は音波にて
認識することを特徴とするアライメント方法および装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、第1の被接合物を
第2の被接合物に対し加熱および/または加圧により接
合する、あるいは第2の被接合物上にマウントする実装
のために、両被接合物を位置合わせするアライメント方
法および装置に関し、とくに、上面側又は内部に位置合
わせ用認識マークが設けられた第1の被接合物を、下方
に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識マークが
付された第2の被接合物に対し位置合わせするアライメ
ント方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被接合物同士を位置合わせするに際して
は、例えば、チップを基板上に実装するために位置合わ
せするに際しては、通常、チップに付されている位置合
わせ用の認識マークと、基板側に付されている位置合わ
せ用の認識マークとをカメラ等の認識手段によって読み
取り、両マークの相対位置関係を所定の精度内に納める
ようにしている。
【0003】このようなアライメントにおいて、上方に
配されるチップの認識マーク付与面と、下方に配される
基板の認識マーク付与面とが対向される場合には、両者
間に認識手段、たとえば2視野の認識手段を挿入し、上
下の認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を
合わせることが可能である。
【0004】ところが、チップの上面に位置合わせ用の
認識マークが付されている場合や、チップ内部にアライ
メント基準が存在する場合(たとえば、アライメント基
準として光素子等の内部に存在する、光を発する活性層
の場合)、チップと基板の認識マークを、間に位置させ
た上記のような2視野の認識手段では読み取ることがで
きなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような問題点に着目し、上面側に位置合わせ用の認識マ
ークあるいは内部に位置合わせ用の認識マークとしての
アライメント基準がある第1の被接合物の認識マーク
を、下方の第2の被接合物の認識マークに精度良く位置
合わせできるようにし、このような形態の第1の被接合
物であっても高精度で所定の位置合わせを行うことがで
きるアライメント方法および装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るアライメント方法は、上面側又は内部
に位置合わせ用認識マークが設けられた第1の被接合物
を、下方に配され第1の被接合物との位置合わせ用認識
マークが付された第2の被接合物に対し、両被接合物間
に挿入される2視野の認識手段を用いて、位置合わせす
るアライメント方法であって、前記第1の被接合物の上
面側又は内部の認識マークを、第1の被接合物を透過可
能な電磁波又は音波にて認識することを特徴とする方法
からなる。すなわち、本発明においては、第1の被接合
物の位置合わせ用認識マークは、下面から直接、可視光
にて観察することができない部位、つまり、第1の被接
合物の上面側又は内部に設けられている。
【0007】上記において、「上面側又は内部に位置合
わせ用認識マークが設けられた」とは、前述の如く、第
1の被接合物の上面そのものに位置合わせ用認識マーク
が付される場合の他、第1の被接合物の内部に、位置合
わせ用認識マークに相当するアライメント基準が設けら
れている場合を含む。たとえば、アライメント基準とし
て光素子等の内部に存在する、光を発する活性層を含
む。
【0008】上記第1の被接合物は、例えばチップから
なり、第2の被接合物は、例えば基板からなる。ただ
し、本発明においてチップとは、例えば、ICチップ、
半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど種
類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全ての形態
を示す。また、本発明において基板とは、例えば、樹脂
基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーな
ど種類や大きさに関係なくチップと接合させる側の全て
の形態を示す。
【0009】本発明に係るアライメント方法において
は、電磁波源又は音波源の位置は、第1の被接合物の上
方の位置とすることもでき、下方の位置とすることもで
きる。すなわち、上記電磁波又は音波を、第1の被接合
物の上方から第1の被接合物に向けて照射し、第1の被
接合物の透過光を下方の2視野の認識手段によって検知
することにより第1の被接合物の上面側又は内部の認識
マークを認識することができる。あるいは、上記電磁波
又は音波を、2視野の認識手段から上方の第1の被接合
物に向けて照射し、第1の被接合物に入射した後第1の
被接合物の認識マークまたは第1の被接合物の上部の反
射板でで反射し再び第1の被接合物を透過してきた反射
光を2視野の認識手段によって検知することにより第1
の被接合物の上面側又は内部の認識マークを認識するこ
ともできる。
【0010】第1の被接合物を透過可能な電磁波として
は、例えば、赤外光、X線、紫外光などが挙げられる。
【0011】本発明に係るアライメント装置は、上面側
又は内部に位置合わせ用認識マークが設けられた第1の
被接合物を、下方に配され第1の被接合物との位置合わ
せ用認識マークが付された第2の被接合物に対し、両被
接合物間に挿入される2視野の認識手段を用いて、位置
合わせするアライメント装置であって、前記第1の被接
合物に対し、該第1の被接合物の上面側又は内部の認識
マークを前記2視野の認識手段により認識するための第
1の被接合物を透過可能な電磁波又は音波を照射する手
段を有することを特徴とするものからなる。
【0012】電磁波又は音波を照射する手段は、第1の
被接合物の上方に位置する手段、たとえば、第1の被接
合物を保持するツールに内蔵された手段あるいはそのツ
ール内を通して外部の電磁波源又は音波源からの電磁波
又は音波を導波可能な手段等から構成することもできる
し、第1の被接合物の下方に位置する手段、たとえば、
上記2視野の認識手段に内蔵された手段あるいはその2
視野の認識手段内を通して外部の電磁波源又は音波源か
らの電磁波又は音波を導波可能な手段等から構成するこ
ともできる。
【0013】このような本発明に係るアライメント方法
および装置においては、第1の被接合物の上面側又は内
部に位置合わせ用認識マークが設けられていても、該第
1の被接合物を透過する電磁波又は音波を用いてその上
面側又は内部の認識マークを認識できるので、従来と同
様、第1の被接合物と第2の被接合物との間に挿入され
る2視野の認識手段により、両被接合物の認識マークを
認識できるようになり、第1の被接合物の下面側に位置
合わせ用認識マークが付されている場合と同様に、望ま
しい高精度のアライメントが可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一
実施態様に係るアライメント装置を示しており、本実施
態様では、チップ実装装置におけるアライメント装置1
として構成されている。つまり、上面に位置合わせ用の
認識マーク4が付された第1の被接合物としてのチップ
2を、下方に配されチップ2との位置合わせ用の認識マ
ーク5が付された第2の被接合物としての基板3に、両
認識マーク4、5を基準に位置合わせした後実装する装
置に構成されている。チップ2は、その上面側からツー
ル6に吸着により保持される。吸着は、たとえば、ツー
ル6内に設けられ、ツール6の下面に開口した吸引孔7
を通しての空気吸引によって行われる。ただしこのチッ
プの保持手段は、吸着保持手段だけでなく、静電気によ
る静電保持手段、磁石や磁場などによる磁気保持手段、
複数の可動ツメによってチップを挟む機械的手段、単数
の可動ツメによってチップを押さえる手段など、どのよ
うな手段であってもよい。
【0015】基板3は、その下面側からステージ8に保
持されている。このステージ8による基板3の保持手段
としても、吸着保持手段、静電保持手段、磁気保持手
段、複数の可動ツメあるいは単数の可動ツメによる機械
的手段など、どのような手段であってもよい。ステージ
8は、本実施態様では、水平方向(X、Y方向)と回転
方向(θ方向)に位置および姿勢制御できるようになっ
ており、それに伴って、チップ2に対する基板3の相対
位置が調整される。チップ2を保持しているツール6
は、本実施態様では、上下方向(Z方向)に移動制御で
きるようになっており、それに伴って、チップ2が基板
3に対して加圧されるようになっている。また、加圧と
ともに、ツール6に内蔵されたヒータ(図示略)により
加熱を行うことができるようにしてもよい。
【0016】上方のチップ2と下方の基板3との間に
は、上下方向に視野を有する2視野の認識手段9が、進
退可能(挿入、退避可能に)に配される。下方の基板3
に付された位置合わせ用の認識マーク5は、2視野の認
識手段9により直接認識することができる。
【0017】そして、本実施態様では、チップ2を透過
可能な電磁波として赤外光が用いられている。この赤外
光を用いるために、チップ2を保持するツール6内、あ
るいはその上方の部材内に、赤外光の光源10が設けら
れている。赤外光の光源は外部に配置された外部光源と
し、その光源からの赤外光を、チップ2を透過させて下
方に向けて照射できるように、ツール6内に導光手段
(図示略)、たとえば、ライトガイドを設けた構造とす
ることもできる。
【0018】上記赤外光光源10からの赤外光11は、
下方に向けて照射され、チップ2を透過した赤外光が、
2視野の認識手段9に到達するようになっている。この
とき、チップ2の上面側認識マーク4が、透過した赤外
光の検知により、2視野の認識手段9によって認識され
る。
【0019】したがって、位置合わせ用の認識マーク4
がチップ2の上面側に付されていても、透過赤外光を介
して、その認識マーク4を直接的に認識できるようにな
る。つまり、従来のチップ下面側に付されている認識マ
ークを直接読み取る場合と同じように、上面側の認識マ
ーク4を直接的に認識できるようになる。
【0020】この認識は、チップ2の内部にアライメン
ト基準が設けられている場合にあっても、たとえば光素
子等において内部にアライメント基準としての光を発す
る活性層が設けられている場合にあっても、同様に透過
赤外光を介して、その内部アライメント基準を直接的に
認識することができる。
【0021】このように、上方からの透過赤外光によ
り、チップ2の上面側認識マーク4あるいは内部アライ
メント基準を直接的に認識することができる結果、従来
方法と同様に、単にチップ2と基板3の間に2視野の認
識手段9を挿入することにより、上下の認識マーク4、
5を直接的に認識することができ、両認識マーク4、5
の認識位置に基づいて、チップ2と基板3を高精度で位
置合わせできる。したがって、容易に、高精度のアライ
メントが可能となり、それに続く高精度の実装が可能と
なる。
【0022】また、図1に示した態様では、赤外光の光
源10をチップ2の上方に配するようにしたが、下方に
配することも可能である。たとえば図2に別の実施態様
に係るアライメント装置21を示すように、2視野の認
識手段22に赤外光の光源を内蔵するか、または、外部
光源からの赤外光を2視野の認識手段22中を通して導
光できるようにして、2視野の認識手段22から上方に
向けて赤外光23を照射できるようにした構成とするこ
ともできる。
【0023】この場合、2視野の認識手段22から上方
に向けて照射された赤外光23は、上方のチップ2に到
達した後チップ2に入射してチップ2中を透過し、チッ
プ2の認識マーク又は上部の反射板を反射面として反射
され、その反射光24が2視野の認識手段22によって
検知される。この赤外光の透過および反射により、チッ
プ2の上面側認識マーク4あるいは内部アライメント基
準の位置が2視野の認識手段22により認識される。
【0024】したがって、図2に示した態様において
も、図1に示した態様と同様に、赤外光により、チップ
2の上面側認識マーク4あるいは内部アライメント基準
を直接的に認識することができるようになり、その結
果、従来方法と同様に、単にチップ2と基板3の間に2
視野の認識手段22を挿入することにより、上下の認識
マーク4、5を直接的に認識することができ、両認識マ
ーク4、5の認識位置に基づいて、チップ2と基板3を
高精度で位置合わせできる。したがって、容易に、高精
度のアライメントが可能になり、それに続く高精度の実
装が可能となる。
【0025】上記実施態様では、チップ2を透過可能な
電磁波として赤外光を使用したが、この他にも、X線、
紫外光などの電磁波を使用可能であり、さらに、音波も
使用可能である。すなわち、第1の被接合物を透過可能
な電磁波または音波であれば、どうのような形態であっ
てもよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアラ
イメント方法および装置によれば、上面側又は内部に位
置合わせ用の認識マークあるいはアライメント基準があ
る第1の被接合物を、下方の第2の被接合物に対してア
ライメントする場合であっても、第1の被接合物の上面
側認識マークあるいは内部アライメント基準を容易にか
つ直接的に位置認識できるようになり、両被接合物の認
識マーク検知に基づいて、容易に高精度で所定の位置合
わせを行うことができるようになる。
【0027】また、基本的に2視野の認識手段を用いる
ので、第1の被接合物をヒートツールで保持でき、第1
の被接合物側から加熱できる構成を採ることができる。
また、ツールで第1の被接合物を直接真上から加圧する
こともでき、望ましくないモーメントがかかることも防
止できる。また、2視野の認識手段により上下の被接合
物の認識マークに対し個別に焦点を合わせることができ
るので、認識精度の向上も可能となる。さらに、上下の
被接合物の認識マークを実質的に同じ位置にて合わせる
ことも可能になり、位置合わせの精度を一層向上するこ
とも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係るアライメント装置の
概略構成図である。
【図2】本発明の別の実施態様に係るアライメント装置
の概略構成図である。
【符号の説明】
1、21 アライメント装置 2 第1の被接合物としてのチップ 3 第2の被接合物としての基板 4 チップの上面側認識マーク 5 基板の認識マーク 6 ツール 7 吸引孔 8 ステージ 9、22 2視野の認識手段 10 赤外光光源 11 赤外光 23 照射された赤外光 24 赤外光の反射光

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上面側又は内部に位置合わせ用認識マー
    クが設けられた第1の被接合物を、下方に配され第1の
    被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の
    被接合物に対し、両被接合物間に挿入される2視野の認
    識手段を用いて、位置合わせするアライメント方法であ
    って、前記第1の被接合物の上面側又は内部の認識マー
    クを、第1の被接合物を透過可能な電磁波又は音波にて
    認識することを特徴とするアライメント方法。
  2. 【請求項2】 前記電磁波又は音波を、第1の被接合物
    の上方から第1の被接合物に向けて照射し、第1の被接
    合物の透過波を下方の2視野の認識手段によって検知す
    ることにより前記第1の被接合物の上面側又は内部の認
    識マークを認識する、請求項1のアライメント方法。
  3. 【請求項3】 前記電磁波又は音波を、2視野の認識手
    段から上方の第1の被接合物に向けて照射し、第1の被
    接合物に入射した後第1の被接合物の認識マークまたは
    第1の被接合物の上部の反射板で反射し再び第1の被接
    合物を透過してきた反射光を2視野の認識手段によって
    検知することにより前記第1の被接合物の上面側の認識
    マークを認識する、請求項1のアライメント方法。
  4. 【請求項4】 上面側又は内部に位置合わせ用認識マー
    クが設けられた第1の被接合物を、下方に配され第1の
    被接合物との位置合わせ用認識マークが付された第2の
    被接合物に対し、両被接合物間に挿入される2視野の認
    識手段を用いて、位置合わせするアライメント装置であ
    って、前記第1の被接合物に対し、該第1の被接合物の
    上面側又は内部の認識マークを前記2視野の認識手段に
    より認識するための第1の被接合物を透過可能な電磁波
    又は音波を照射する手段を有することを特徴とするアラ
    イメント装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006173190A (ja) * 2004-12-13 2006-06-29 Hitachi Chem Co Ltd 半導体装置の製造方法及びicチップ配列用支持材
JP2008244255A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Casio Comput Co Ltd 熱圧着ツールとそれを用いる熱圧着装置
WO2010050500A1 (ja) 2008-10-30 2010-05-06 三菱重工業株式会社 アライメント装置制御装置およびアライメント方法

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