JP2004327491A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱による位置設定手段の伸縮が生じても、部品の搭載位置ずれを最小限に抑える。
【解決手段】ＸＹロボット２２ａ、２２ｂがスタート位置から基準ターゲット２４の位置に移動したとき、認識カメラ２０により、この位置基準ターゲット２４像を撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲット２４の位置を算出する標準位置検出手段と、前記ＸＹロボットが前記スタート位置からスタートし、部品搭載ヘッド１９により前記半導体部品をピックアップし、前記基準ターゲット２４の位置に移動したとき、前記認識カメラ２０により前記基準ターゲット２４を撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲット２４の位置を検出する部品搬送時位置検出手段と、この部品搬送時位置検出手段および前記基準位置検出手段によって得られる位置情報を比較して差を算出し、この差情報に基づいて、前記ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの目標位置までの移動量を制御する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型半導体装置に関わる積層基板の製造であって、極薄半導体パッケージを基板に搭載する半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の半導体装置の１つに、極薄半導体パッケージ（以下、ＰＴＰと呼ぶ）が搭載された基板を、積み重ねて製造される積層型半導体装置がある。
【０００３】
この積層型半導体装置の１層を製造する従来の積層型半導体製造装置は、図６に示すように、トレイ供給部５１、仮置きステージ５２、ＮＣＦ（Ｎｏｎ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：ノンコンダクティブフィルム）貼付部５３、外形カット金型部５４、反転アーム５５、３インデックス５６、反転ステージ５７、部品搭載ヘッド５９、ＸＹロボット６２ａ、６２ｂ、基板ステージ６１、ＰＴＰ認識カメラ５８、基板認識カメラ６０から構成される。
【０００４】
図６に示す従来の積層型半導体装置の製造装置は、先ず、積層型半導体装置の製造部材となるＰＴＰ６４が、予めトレイ供給部５１に配列されて供給される。ＸＹロボット６２ａ、６２ｂのボールネジ６３ａ、６３ｂが高速回転して、このボールネジに取り付けられている部品搭載ヘッド５９がＸＹ方向に移動する。この部品搭載ヘッド５９に、ＰＴＰはトレイからピックアップされ、仮置きステージ５２まで搬送されて、仮置きされる。
【０００５】
その後、ＮＣＦ貼付部５３によるＰＴＰチップの裏面にＮＣＦを貼り付け、外形カット金型部５４による補強枠からＰＴＰの打ち抜き、反転アーム５５による金型から打ち抜かれたＰＴＰを反転させる各工程を、３インデックス５６により順次搬送されながら、反転ステージ５７に運ばれる。
【０００６】
反転ステージ５７の上に一時的に仮置きされたＰＴＰは、再び部品搭載ヘッド５９によりピックアップされる。このＰＴＰは、ＸＹロボット６２ａ、６２ｂのボールネジ６３ａ、６３ｂが再び高速回転して、ＰＴＰ認識カメラ５８の位置まで搬送される。この位置で、ピックアップしたＰＴＰの種類、向きを確認するＰＴＰ認識を行なった後、部品搭載ヘッド５９と共に一体となって移動する基板認識カメラ６０が、基板ステージ５１の上に置かれ、ピックアップしたＰＴＰが搭載される積層基板の認識を行なう。基板認識カメラ６０の認識により、基板の位置に精度良く合わせる位置調整が行なわれて、ピックアップされたＰＴＰは、基板の所定の位置に熱圧着される。
【０００７】
なお、部品搭載ヘッド５９と共に移動する基板認識カメラ６０の移動距離は、ＸＹロボット６２ａ、６２ｂのボールネジ６３ａ、６３ｂに接続されるそれぞれのサーボモータの回転角及びそれぞれのボールネジピッチ長により決まり、それぞれ搬送距離、位置調整の距離となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた従来の積層型半導体の半導体製造装置は、装置の内外の雰囲気の温度変化や、ＸＹロボット６２ａ、６２ｂの稼動によるボールネジ６３ａ、６３ｂ自身の摩擦発熱等により、ボールネジ６３ａ、６３ｂが伸縮する。
【０００９】
そのため、このボールネジ６３ａ、６３ｂに取り付けられ、その移動量が両ネジの回転数または回転角で制御されて移動する部品搭載ヘッド５９及び基板認識カメラ６０は、熱的に平衡状態になるまでそれぞれのネジのピッチ長が変化して、停止位置や移動距離が安定しない。
【００１０】
例えば、カメラによる認識時に、所定の回転数・回転角で移動しても、ピッチ長が伸長して既定の停止位置から外れているにも関わらず、部材の位置がずれていると判断したり、目的の位置への移動に対するサーボモータへの算出した指令値が正しくないことがある。したがって、ＰＴＰを基板に搭載するときに、これらが誤差要因となり、オフセットずれが発生する問題があった。
【００１１】
特に、取り扱い基板サイズが例えば３４０ｍｍ×２５５ｍｍ程度の大判であると、ＰＴＰのマウントエリアも大きくなり、必然的に搭載ヘッドの移動距離も長くなるので、ボールネジの伸縮による影響を受け易く、大きな問題点となっていた。
【００１２】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、雰囲気温度の変化や装置自体の発熱によるボールネジの伸縮が生じても、ＰＴＰの搭載おけるオフセットずれを最小限に抑え、位置ずれ不良を原因とする歩留り低下を防ぐことのできる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体製造装置は、スタート位置、目標位置およびこれらの位置の中間に配置された基準ターゲットが設けられた２次元のＸＹワークエリア内を走行するＸＹロボットと、このＸＹロボットにより案内され、半導体部品をピックアップし、これを前記目標位置において開放する部品搭載ヘッドと、この部品搭載ヘッドと共に前記ＸＹロボットに案内され、前記基準ターゲット及び前記目標位置を撮像する認識カメラと、この認識カメラが捉えた画像を処理して、前記ＸＹロボットの走行を制御する画像処理ロボット制御装置とから成り、前記画像処理ロボット制御装置は、前記ＸＹロボットが前記スタート位置から前記基準ターゲットの位置に移動したとき、前記認識カメラにより、この位置基準ターゲット像を撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲットの位置を算出する標準位置検出手段と、前記ＸＹロボットが前記スタート位置からスタートし、前記部品搭載ヘッドにより前記半導体部品をピックアップし、前記基準ターゲットの位置に移動したとき、前記認識カメラにより前記基準ターゲットを撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲットの位置を検出する部品搬送時位置検出手段と、この部品搬送時位置検出手段および前記基準位置検出手段によって得られる位置情報を比較して位置ずれ情報を算出し、この位置ずれ情報に基づいて、前記ＸＹロボットの目標位置までの移動量を制御するものである。
【００１４】
さらに、本発明の半導体製造装置は、前記画像処理ロボット制御装置は、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出するものである。
【００１５】
さらに、本発明の半導体製造装置は、前記画像処理ロボット制御装置は、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品を複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出するものである。
【００１６】
さらに、本発明の半導体製造装置は、前記画像処理ロボット制御装置は、前記算出した位置ずれ情報を予め設定した基準と比較し、前記位置ずれ情報がこの基準より大きい場合、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出し、前記位置ずれ情報が前記基準以下の場合に、前記部品搬送時位置検出手段により、予め設定する複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出するものである。
【００１７】
さらに、本発明の半導体製造装置は、前記画像処理ロボット制御装置は、前記位置ずれ情報と比較する前記基準が、０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３・・・＜Ｄｎの区分に分割され、前記複数回のピックアップする回数が、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３・・・Ｋｎに前記区分のそれぞれに対応し、Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３＞・・・＞０の関係で設定されて、前記算出した位置ずれ情報をこの区分した基準と比較し、前記部品搬送時位置検出手段により、前記対応する複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出するものである。
【００１８】
さらに、本発明の半導体製造装置は、前記画像処理ロボット制御装置は、前記算出した位置ずれ情報を予め設定した基準と比較し、前記位置ずれ情報がこの基準より大きい場合、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出し、前記位置ずれ情報が前記基準以下の場合に、前記基準ターゲットの位置を検出を行なわないものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の半導体製造装置の第１の実施形態を示す平面図である。
【００２１】
この実施形態は、ＰＴＰ２５を供給するトレイ供給部１１と、このトレイからピックアップされたＰＴＰを一時仮置きする仮置きステージ１２を備える。また、本実施形態は、ＰＴＰにＮＣＦ（ノンコンダクティブフィルム）を貼り付けるＮＣＦ貼付部１３と、ＰＴＰを補強枠から打ち抜く打ち抜き金型部１４と、金型から打ち抜かれたＰＴＰを反転させる反転アーム１５と、ＰＴＰをこのＮＣＦ貼付部１３、打ち抜き金型部１４、反転アーム１５のそれぞれに搬送する３インデックス１６を備え、打ち抜き反転させたＰＴＰを一時仮置きする反転ステージ１７も備える。
【００２２】
さらに、本実施形態には、この反転ステージ１７からＰＴＰをピックアップし、基板に搬送して、熱圧着を行なう部品搭載ヘッド１９と、ＰＴＰの熱圧着の前に基板を認識する基板位置認識カメラ２０を備え、この部品搭載ヘッド１９及び基板位置認識カメラ２０を一体にして移動するボールネジ２３ａ、２３ｂを備えたＸＹロボット２２ａ、２２ｂも備える。
【００２３】
さらに、本実施形態は、基板をセットする基板ステージ２１と、ＰＴＰを搭載前に認識するＰＴＰ認識カメラ１８と、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの走行範囲で半導体製造装置１０の基台または床に固定して設けた位置基準ターゲット２４と、図示していないＸＹロボット制御手段、及び本発明の半導体製造装置１０の全体の工程を管理する本体制御装置とから構成されている。
【００２４】
上述の位置基準ターゲット２４は、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの移動する範囲の内側で、環境温度やボールネジの作動状態に影響されない場所に固定して設けられる。例えば、図１に図示するボールネジ２３ａの左端で、ボールネジ２３ｂの下端にあたる位置を、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの始点基準Ｓ（０、０）とし、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂのワークエリアのほぼ中央の距離座標（Ｘｔ、Ｙｔ）であるティーチング位置Ｔに、この位置基準ターゲット２４は据付られる。
【００２５】
また、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂのボールネジ２３ａ、２３ｂの熱膨張などの熱特性の安定な常温の始動時などに、ボールネジ２３ａ、２３ｂを始点基準から基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）で回転して、基板位置認識カメラ２０をこの位置基準ターゲット２４の上方まで移動し、位置基準ターゲット２４を撮影して、そのターゲット像を、例えば撮影画像の中央に位置させる所定の認識基準位置ターゲット像とする、ボールネジ２３ａ、２３ｂの回転角で表すターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）が予め設定される。
【００２６】
このターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）は、常温におけるボールネジ２３ａ、２３ｂのネジ山間の距離である基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）で、始点基準Ｓ（０、０）から位置基準ターゲット２４の位置（Ｘｔ，Ｙｔ）までの距離に対応するそれぞれボールネジ２３ａ、２３ｂのティーチング回転角θＴｘ＝２πＸｔ／Ｐ０ｘ、及びθＴｙ＝２πＹｔ／Ｐ０ｙの回転を行って、位置基準ターゲット２４の上に基板位置認識カメラ２０を移動した位置である。
【００２７】
本実施形態によるＰＴＰを所定の基板に搭載する動作及び作用は、先ず、図示していない本体制御装置により、対象のＰＴＰが、これを供給するトレイ供給部１１から、ＸＹロボット２２ａのボールネジ２３ａに取り付けられた部品搭載ヘッド１９によりピックアップされ、仮置きステージ１２に一旦搬送されて、一時仮置きされる。
【００２８】
次に、この仮置きされたＰＴＰは、３インデックス１６により次工程のＮＦＣ貼付部１３へ搬送されて、このＰＴＰのチップ裏面にＮＣＦを貼り付ける。
【００２９】
次に、ＮＣＦが貼着されたＰＴＰは、再び３インデックス１６により打ち抜き金型部１４に搬送されて、補強枠からＰＴＰを打ち抜く。打ち抜かれたＰＴＰは、再びインデックス１６により反転アーム１５に搬送されて、ここで反転されて、反転ステージ１７に仮置きされ、ここで基板に搭載できる状態になって待機する。
【００３０】
すなわち、熱圧着するＰＴＰをトレーから分離し、反転ステージ１７に準備するここまでの手順は、従来の積層型半導体の半導体製造装置と同様に行われる。
【００３１】
さらに、本実施形態により、反転ステージ１７に仮置きされたＰＴＰは、本体制御装置に組み込まれた画像処理ロボット制御装置に組み込まれた図２のフロー図に示す手順により処理される。
【００３２】
本実施形態の図２に示す手順の概略は、先ず、反転ステージ１７に仮置きされたＰＴＰが、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂに取り付けられた部品搭載ヘッド１９により再びピックアップされる。次いで、この部品搭載ヘッド１９と一体に取り付けられた基板位置認識カメラ２０により、位置基準ターゲット２４の位置ずれ量を検出し、このずれ量を基に一連のボールネジ２３ａ、２３ｂの伸縮を補正する手順が行われる。
【００３３】
次に、補正されたピッチから算出された移動量を指令されたＸＹロボット２２ａ、２２ｂが、基板位置認識カメラ２０と共に取り付けられた部品搭載ヘッド１９を、基板ステージ２１に設定された対象の基板の位置まで移動して、当該ＰＴＰをこの基板の所定の配置位置に圧着する。これ等の動作は、本体制御装置の制御をもとに画像処理ロボット制御装置のＸＹロボット制御手段が制御する。
【００３４】
本実施形態で行われるボールネジ２３ａ、２３ｂの伸縮を補正するピッチ補正、この補正により移動量を算出する手順を含むＰＴＰの熱圧着の工程の詳細は、図２に示すように、先ず、ステップＳ２１で反転ステージ１７に仮置きされたＰＴＰを、部品搭載ヘッド１９がピックアップする。
【００３５】
次に、ステップＳ２２により、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂのボールネジ２３ａ、２３ｂを操作して、位置基準ターゲット２４の上方に基板位置認識カメラ２０を移動する。
【００３６】
このステップＳ２２における部品搭載ヘッド１９及び基板位置認識カメラ２０の移動は、図示していないＸＹロボット制御手段により行なわれて、予め設定した基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）で位置基準ターゲット２４の距離座標（Ｘｔ、Ｙｔ）であるティーチング位置Ｔに対応するターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）に基板位置認識カメラ２０を移動する。
【００３７】
このターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）における、ターゲット像の位置ずれ検知の詳細を、次に示す。
【００３８】
図３は、本実施形態において基板位置認識カメラ２０が位置基準ターゲット２４の上方に移動した状態を示し、同図（ａ）は側方からの概念図を、同図（ｂ）及び（ｃ）は基板位置認識カメラ２０の取り込み画像を模式的に示した図である。
【００３９】
ステップ２２において、移動した基板位置認識カメラ２０が、位置基準ターゲット２４を撮影する。この撮影されたターゲット像は、始動時の基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）のターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）では、図３（ｂ）に示すように、取り込み画像３０の中央に位置する認識基準位置ターゲット像３４の位置からずれた例えばターゲット像３５として検知される。
【００４０】
すなわち、この半導体製造装置が置かれる場所の周囲温度の変化や、ボールネジ２３ａ、２３ｂの走行摩擦熱などによる熱膨張が生じる。したがって、例えば、図３（ａ）に示すように、本半導体製造装置のＸＹロボットのＸ軸のボールネジ２３ａが、矢印３１の方向に伸長し、Ｙ軸のボールネジ２３ｂが本図の奥方向に伸長した場合には、始点基準Ｓ（０、０）から位置基準ターゲット２４が設けられているティーチング位置Ｔへ向かって、当初のティーチング回転角θＴｘ、θＴｙの回転を行って移動したターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）では、ボールネジのピッチが大きくなっているため、基板位置認識カメラ２０は位置基準ターゲット２４上の位置２０ａを通り越した位置で撮影することになる。
【００４１】
したがって、このときの取込み画像３０は、同図（ｂ）に示すような、中央からずれたターゲット像３５となり、以前に中央に位置していた認識基準位置ターゲット像３４の位置と比較すると位置ずれして検知される。
【００４２】
始動時以降の本実施形態の手順においては、ステップＳ２２で、基板位置認識カメラ２０を当初の回転角によるターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）に位置させて、位置基準ターゲット２４を撮影する。次に、図３（ｂ）に示すように、ステップＳ２３で、撮影結果の取込み画像３０において、ターゲット像３５が、当初の中央に位置した認識基準位置ターゲット像３４に対し位置ずれしているか判定される。
【００４３】
位置ずれを判定するステップＳ２３で、ターゲット像３５に位置ずれがあると判定されると、手順はステップＳ２４に進む。このステップＳ２４で、画像処理装置（図示せず）が取り込み画像上で、Ｘ方向のずれ距離Ａ及びＹ方向のずれ距離Ｂを計測する。このそれぞれのずれ距離は、基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）とステップＳ２２で位置基準ターゲット２４の上へ移動したときのピッチ（Ｐｘ，Ｐｙ）の伸縮分である。
【００４４】
次に、ステップＳ２５で、計測された距離Ａ、Ｂにより、修正分ピッチｐｘ＝２πＡ／θＴｘ、ｐｙ＝２πＢ／θＴｙ、及び補正ピッチＰｘ＝Ｐ０ｘ＋ｐｘ、Ｐｙ＝Ｐ０ｙ＋ｐｙを算出する。この補正ピッチＰｘ、Ｐｙは、その後のＸＹロボットの操作のピッチそれぞれの値として、ピッチデータメモリに基準ピッチ（Ｐ０ｘ，Ｐ０ｙ）と共に記録されている前回に補正した補正ピッチデータを更新し、記憶される。
【００４５】
一方、ステップＳ２３の判定で、ターゲット像が中央に得られる場合は、ピッチの変化が無くて基準ピッチＰ０ｘ，Ｐ０ｙ（ティーチングピッチ）が維持されているので補正の処理を行なわずに、補正ピッチデータとして基準ピッチが記憶されて、ステップＳ２６へ進む。
【００４６】
次に、ステップＳ２６において、補正ピッチデータによる回転角がそれぞれ算出されて、正しい指令値として出力されて、部品搭載ヘッド１９にピックアップされたＰＴＰを、ＰＴＰ認識カメラ１８の正面の位置へ移動する。
【００４７】
ステップＳ２７で、ＰＴＰ認識カメラ１８が、搭載ヘッドに対するＰＴＰの位置ずれ量を画像認識する。
【００４８】
さらに、ステップＳ２８で、先のステップＳ２５で補正、更新した補正ピッチデータを基に算出した正しい指令値により、それぞれの回転角θｘ、θｙでＸＹロボットが制御されて、基板がセットされている基板ステージ２１のＰＴＰを搭載する所定の位置まで、部品搭載ヘッド１９を正確に移動する。
【００４９】
ステップＳ２９で、部品搭載ヘッド１９が該ＰＴＰをその熱圧着場所に熱圧着する。
【００５０】
ステップＳ３０で、同基板に搭載する他のＰＴＰが残っている場合は、再びステップＳ２１へ戻り、他のＰＴＰを再びピックアップする手順を開始する。搭載するＰＴＰがない場合は、この基板のＰＴＰの搭載を終了して、次の基板へＰＴＰを搭載する製造工程へ進む。
【００５１】
本実施形態によれば、積層型半導体製造装置において、対象の基板にＰＴＰを搬送して、熱圧着する部品搭載ヘッドを取り付けるＸＹロボットのボールネジが、環境の温度変化、及びボールネジ自体の摩擦熱などにの影響より伸縮を生じても、これ等の熱の影響を受けない位置に設けた位置基準ターゲットを、部品搭載ヘッドと一体にして設けたカメラで捉える。
【００５２】
当初に基準のターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）で撮影した認識基準位置ターゲット像と、その後にこのターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）で撮影した位置基準ターゲットの像との位置ずれを、画像認識により画像上で計測し、これを基にピッチの補正を行い、結果を補正ピッチデータとして記憶する。ＸＹロボットによる移動では、補正ピッチデータにより回転角を算出し、移動のための正しい回転角が指令される。
【００５３】
したがって、本実施形態は、基板にＰＴＰを搭載するに当って、搭載位置へＰＴＰを搬送移動するＸＹロボットのピッチの変化を絶えず補正するので、正確な移動量が指令されて、オフセットずれを最小限にすることができ、ＰＴＰ位置ずれ不良を原因とする歩留り低下を未然に防止することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００５５】
本発明の第２の実施形態は、図１に示す上述の第１の実施形態と同様の構成され、さらに、図示していない画像処理ロボット制御装置を含む本発明の半導体製造装置の全体の工程を管理する本体制御装置と、この本体制御装置の画像処理ロボット制御装置のカウンタデータ部にカウンタ手段と、このカウンタ手段にカウンタ設定値を設定する入力手段を備えて構成する。なお、このカウンタ手段のカウント値は、基準ターゲット像の位置ずれ検知及び補正ピッチデータ算出のピッチ補正手順を行なわず、以前に算出し記憶した補正ピッチデータを使用して移動量を算出し、ＰＴＰの熱圧着を行なう回数である。
【００５６】
上述の構成の第２の実施形態によるＰＴＰの搭載は、先ず、対象のＰＴＰが、ＮＣＦの貼付、補強枠から打ち抜き、反転の工程を経て、反転ステージ２１まで搬送される工程までが、前述の第１の実施形態と同様に行われる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、反転ステージ２１のＰＴＰのピックアップから熱圧着までの手順において、「位置ずれ」を検知し、ピッチの補正・記憶を行なう一連のピッチ補正の手順を経てＰＴＰを熱圧着する手順と、一連のピッチ補正の手順を行なわず、それ以前に補正し記憶している補正ピッチデータによりＰＴＰを熱圧着する手順が組み合わせて行われる。
【００５８】
本実施形態の作用、動作を、図４に示すフロー図により、詳細に説明する。なお、図４において、前述の第１の実施形態と同様のステップには、同じステップ番号を付した。
【００５９】
トレイ供給部１１のトレイからピックアップされ、ＮＣＦ貼付、打ち抜きなどの一連の処置が行われて、反転ステージ２１に仮置きされたＰＴＰは、図４に示すステップＳ２１で、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂに取り付けられた部品搭載ヘッド１９により再びピックアップされる。
【００６０】
次のステップＳ３５で、画像処理ロボット制御装置のカウンタデータ部に備えるカウンタ手段のカウンタの値が判定される。このカウンタには、基板位置認識カメラ２０をターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）へ移動し、位置基準ターゲットの撮影するステップＳ２２と、撮影した位置基準ターゲット像の位置ずれ量を計測するステップＳ２４と、補正ピッチデータを算出し、これを更新、記憶するステップＳ２５の一連のピッチ補正手順を省略し、それ以前に補正して記憶した補正ピッチデータにより回転角を指令して、ＰＴＰ搬送し、熱圧着した回数が減算カウントされており、そのカウンタの値ｉがチェックされる。
【００６１】
このカウンタ値が０より小さい負値の場合は、省略の回数が満了したことを示すので、次のステップＳ２２へ進む。
【００６２】
一方、０以上の正値の場合は、一連のピッチ補正の手順を実施せずにステップＳ３７にジャンプする。このステップＳ３７では、カウンタの値を１回デクリメントして、次のステップＳ２６に進む。
【００６３】
カウンタ値が０より小さい負値の場合に進むステップＳ２２では、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂのボールネジ２３ａ、２３ｂをティーチング回転角θＴｘ、θＴｙの回転操作を行い、位置基準ターゲット２４の上方のターゲットティーチング位置へ基板位置認識カメラ２０を移動する。
【００６４】
さらに、ステップＳ２３で、画像処理装置（図示せず）により、基板位置認識カメラ２０で捉えたターゲット像の位置が、図３（ｂ）または（ｃ）に示す取り込み画像３０の中央に位置していた認識基準位置ターゲット像３４と比較される。捉えたターゲット像が中央に位置して、認識基準位置ターゲット像３４と一致する場合は、位置ずれが無いので、補正ピッチデータは、基準ピッチと同じとなり、ステップＳ２６へジャンプする。
【００６５】
一方、基板位置認識カメラ２０で捉えたターゲット像が、同図（ｂ）に示す、ずれた位置にあるターゲット像３５である場合は、ステップＳ３６に進める。
【００６６】
ステップＳ３６は、本体制御装置の画像処理ロボット制御装置に設けたカウンタデータ部に設定されているカウンタ設定値を読み出して、カウンタ手段に回数初期値として設定する。
【００６７】
次のステップＳ２４では、画像処理装置（図示せず）により取り込み画像上で、Ｘ方向のずれ距離Ａ及びＹ方向のずれ距離Ｂのそれぞれを計測する。
【００６８】
ステップＳ２５で、第１の実施形態のステップＳ２５と同様に、ステップＳ２４の計測結果により、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂのボールネジ２３ａ、２３ｂのピッチが算出、補正され、補正ピッチデータメモリに記録されている前回の補正ピッチデータを更新し、記憶される。
【００６９】
ステップＳ２６は、ステップＳ２５の次に、または、ステップＳ２３からのジャンプ、あるいはステップＳ３７の次に処理される手順で、直前のステップＳ２５で補正されて更新した補正ピッチデータＰｘ、Ｐｙ、またステップＳ２３あるいはステップＳ３７からの場合は、以前のステップＳ２５で、補正されて更新した補正ピッチデータを使用し、正しい回転角でＸＹロボット２２ａ、２２ｂに指令され、部品搭載ヘッド１９にピックアップされたＰＴＰを、ＰＴＰ認識カメラ１８の正面の位置へ移動する。
【００７０】
さらに、ステップＳ２７で、ＰＴＰ認識カメラ１８が、搭載ヘッドに対するＰＴＰの位置ずれ量を画像認識する。
【００７１】
ステップＳ２６以降の手順は、第１の実施形態の手順と同様に進められ、該ＰＴＰをその熱圧着場所に熱圧着して、同一の基板に圧着するＰＴＰが無くなるまで繰り返す。無くなれば、図示していない基板の搬送システムにより基板ステージ２１から対象の基板が搬出されて、当該基板のＰＴＰの圧着を終了する。
【００７２】
本実施形態によれば、ボールネジの伸縮で生じる位置ずれを検知し、一連のピッチ補正の手順の実施頻度を、本半導体製造装置の操作者が、経験的に把握している適切な頻度に、入力手段によりカウンタに設定値を入力して設定できる。
【００７３】
したがって、本実施形態では、ボールネジの熱による伸縮で生じる位置ずれによるオフセットずれが許容できる範囲で、不要の位置ずれの検知を含む一連のピッチ補正の手順、すなわち、基板位置認識カメラ２０をターゲットティーチング位置へ移動、ターゲット像の検知及びずれの計測の画像処理、補正ピッチの算出などに要する時間が製造工程時間から排除されるため、製造時間が短縮される。さらにオフセットずれは許容できる範囲に留まるので、これらの不良が無く、歩留まりの低下も生じない、半導体製造装置の稼動効率の向上を図ることができる効果がある。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００７５】
本発明の第３の実施形態は、図１に示す上述の第１の実施形態と同様の構成に、さらに、図示していない画像処理ロボット制御装置を含む本発明の半導体製造装置の全体の工程を管理する本体制御装置を設ける。この本体制御装置の画像処理ロボット制御装置のカウンタデータ部に、基準ターゲット像の位置ずれ距離とこの距離に対応して設定する一連のピッチ補正の手順を省略する回数の関係を示す対応リストと、この関係の対応リストを設定する図示していない入力手段と、この対応リストから抽出された回数がカウンタ設定値として設定されるカウンタ手段とを備えて構成する。
【００７６】
上述の構成をした本実施形態によるＰＴＰの搭載は、先ず、対象のＰＴＰが、ＮＣＦの貼付、補強枠から打ち抜き、反転などの工程を経て、反転ステージ２１まで搬送される工程までが、前述の第１の実施形態と同様に行われる。
【００７７】
次に、本実施形態では、反転ステージ２１に仮置きされたＰＴＰをピックアップし、このＰＴＰを当該の基板の熱圧着位置へ搬送し、熱圧着する手順において、ターゲットティーチング位置で基板位置認識カメラ２０が捉えた基準ターゲットの像と、取り込み画像の中央に位置する認識基準位置ターゲット像との位置ずれ距離が、予め設定した距離の変化量Ｄと比較して小さい場合には、同じく予め設定した回数のＰＴＰをピックアップ毎に、位置ずれ検知及び距離計測の手順を省略して、このＰＴＰを当該の基板の熱圧着位置へ搬送し、熱圧着する。なお、位置ずれ検知及び距離計測を省略した場合は、それ以前に補正された補正ピッチデータにより、回転角が算出されて、部品搭載ヘッドなどの移動量が指令される。
【００７８】
第３の実施形態の作用、動作を、図５に示す補正のフロー図により、詳細に説明する。なお、図５においても、前述の第１の実施形態と同様のステップには、同じステップ番号を付した。
【００７９】
反転ステージ２１に仮置きされたＰＴＰは、図５に示すステップＳ２１で、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂに取り付けられた部品搭載ヘッド１９により再びピックアップされる。
【００８０】
次に、ステップＳ４１で、画像処理ロボット制御装置のカウンタデータ部に備えるカウンタ手段のカウンタの値が判定される。このカウンタには、基板位置認識カメラ２０をターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）へ移動し、位置基準ターゲットの撮影するステップＳ２２と、撮影した位置基準ターゲット像の位置ずれ量を計測するステップＳ２４と、補正ピッチを算出し、これを更新、記憶するステップＳ２５による一連のピッチ補正の手順を省略し、ＰＴＰを熱圧着した回数が減算カウントされて、そのカウンタの値ｉが正値、或いはゼロ以下が判定される。
【００８１】
ステップＳ４１で、この減算するカウンタのカウント値が正値の場合は、位置ずれの検知、計測などの手順（ステップＳ２２、Ｓ４２，Ｓ２４、Ｓ４３、及びＳ２５）を省略してステップＳ４５へ進む。このステップＳ４５では、カウンタのカウント値を１回デクリメントして、次のステップＳ２６に進む。
【００８２】
一方、ステップＳ４１で、カウンタの値がゼロ以下（ゼロを含む負値）の場合は、予め設定された、ピッチ補正の手順の省略の回数が満了しているので、ステップＳ２２へ手順を進める。
【００８３】
ステップＳ２２では、ボールネジ２３ａ、２３ｂの伸縮を確認するために、部品搭載ヘッド１９と一体に取り付けられた基板位置認識カメラ２０を、ターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）へ移動する。
【００８４】
さらに、ステップＳ２２の次に行われるステップＳ４２では、このターゲットティーチング位置（θＴｘ、θＴｙ）で捉えたターゲットの像が、中央に位置する認識基準位置ターゲット像３４と比較される。ターゲットの像が、中央に位置する場合は、位置ずれが無いので、補正の手順の省略を減算カウントするカウンタの初期値Ｋを、対応リストを参照してセットするステップＳ４４に進む。
【００８５】
一方、ターゲットの像３５が、同図（ｂ）に示す、認識基準位置ターゲット像３４からずれた位置にある場合は、ステップＳ２４により、画像処理装置（図示せず）が取り込み画像上で、Ｘ方向のずれ距離Ａ、Ｙ方向のずれ距離Ｂ及び直線距離Ｃを計測する。
【００８６】
次に、ステップＳ４３において、計測したずれ距離Ａ、Ｂ、Ｃを、本体制御装置の画像処理ロボット制御装置のカウンタデータ部に予め設定され、備えられる位置ずれ距離と検知・計測手順の省略回数の関係を示す対応リストの位置ずれの判定値Ｄと比較する。
【００８７】
ところで、ボールネジ２３ａ、２３ｂの伸縮は、周囲温度及びボールネジの摩擦熱による温度上昇で熱膨張が生じて引き起こされるが、この温度上昇はＸＹロボット２２ａ、２２ｂの稼動状況に関連して時間の経過と共に熱平衡の状態となって安定な状態に至る場合が多くある。熱平衡と成ると、ボールネジの伸縮量の変化が小さくなる。したがって、この伸縮量が部品搭載ヘッド１９の移動量に換算して許容される所定のずれ誤差範囲以下であれば、以前に算出した補正ピッチによる補正を行っても、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの走行、移動位置は許容される範囲の誤差に留まる。
【００８８】
例えば、設計により決定される限界値Ｄ０が位置ずれの判定値Ｄとして設定される。したがって、ステップＳ４３で、位置ずれの距離が判定値Ｄより小さい場合は、ステップＳ４４へ進み、関係を示す対応リストの予め設定された省略回数の設置値Ｋをカウンタ手段にセットする。
【００８９】
一方、ステップＳ４３の比較で、位置ずれ量が判定値Ｄ以上の場合には、ステップＳ２５へ手順を進める。
【００９０】
ステップＳ２５は、ステップＳ２４の計測結果によりボールネジ２３ａ、２３ｂのピッチの変化分が算出され、補正ピッチデータがピッチデータメモリに記録されているを前回に補正されたピッチデータを更新し、記憶される。
【００９１】
なお、ステップＳ４２、Ｓ２４、及びＳ４３では、図示していない画像処理手段により画像処理されて、これらが実施される。
【００９２】
次に、ステップＳ４５、Ｓ４４、あるいはＳ２５の各ステップから手順が進んでくるステップＳ２６では、以前の、或いは更新された補正ピッチにより、正しい回転角が算出されて、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの走行、移動が行なわれ、部品搭載ヘッド１９がＰＴＰ認識カメラ１８の位置へ正確に移動される。
【００９３】
その後、第１あるいは第２の実施形態と同様に、ステップＳ２７による搭載ヘッドに対するＰＴＰの位置ずれ量の画像認識、ステップＳ２８によるＰＴＰ圧着位置への部品搭載ヘッド１９の移動、ステップＳ２９によるＰＴＰの圧着が、それぞれ、以前の、或いは更新された補正ピッチにより、正しい回転角が算出されて、ＸＹロボット２２ａ、２２ｂの走行、移動が行なわれる。
【００９４】
また、ステップＳ３０も、第１あるいは第２の実施形態で説明したと同様に行なわれて、同一の基板に圧着するＰＴＰが無くなるまで繰り返す。無くなれば、図示していない基板の搬送システムにより基板ステージ２１から対象の基板が搬出されて、当該基板のＰＴＰの圧着を終了する。
【００９５】
なお、上述のステップＳ４３における位置ずれ距離を判定し、位置ずれの検知、計測の工程の省略を行なうことについて、１つの判定値Ｄによる場合を説明したが、複数の判定（限界）値Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、・・・による複数の位置ずれ距離のレベル判定を行なって、位置ずれの距離の区分すなわち変化量を判定し、この区分毎にそれぞれ省略回数Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、・・・を設定し、これらの値には、Ｄ０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜・・・及びＫ０＞Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３＞・・・の関係なる距離・回数対応リストとすることも同様に、本実施形態における位置ずれ距離と位置ずれ検知・計測手順の省略回数の対応関係を示すリストの設定で実施することができることは言うまでもない。
【００９６】
本実施形態によれば、半導体製造装置において、部品搭載ヘッドを移動するＸＹロボットのボールネジの熱による伸縮で生じる位置ずれ補正を、検知した位置ずれの変化量により、以降の位置ずれ検知及びずれ距離計測の手順の実施頻度を変更するので、省略した手順の工程時間が製造時間から削減できて、製品製造時間を短縮できる。したがって、本実施形態は、位置ずれの検知状況に対応して、ＸＹロボットのボールネジのピッチ変化を補正し、ＰＴＰ位置ずれ不良を原因とする歩留り低下を未然に防止すると共に、積層型半導体の半導体製造装置の稼動効率の向上を図ることができる。
【００９７】
さらに、位置ずれの判定を区分して行なえば、ボールネジの伸長が安定している位置ずれの距離が小さい場合には、省略回数を多く設定し、伸縮が大きく位置ずれが大きい場合には、省略回数を少なく設定して、より適切な位置ずれの検知の省略が行なわれて、歩留りを高く維持して稼動効率の向上を図ることができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上に説明した本発明による半導体製造装置は、部品搭載ヘッドが取付けられたＸＹロボットのボールネジのボールネジのピッチが変化しても、位置変化をしない基準ターゲットをカメラで認識して、取り込み画像の位置ずれを計測し、これからボールネジのピッチの伸縮を算出し、正しい回転角を指令することができる。これにより基板に搭載するＰＴＰのオフセットずれを最小限に抑え、位置ずれ不良を原因とする歩留り低下を防ぐ半導体製品の製造を行なうことができる。
【００９９】
さらに、本発明では、この補正のために行なう、位置基準ターゲットの確認、ずれ計測などの手順の実施頻度を、予め設定したり、位置ずれの状況により実施頻度の設定を変化させるので、製品製造の稼動効率を向上した半導体製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す平面図。
【図２】本発明の第１の実施形態の補正の手順を示すフロー図。
【図３】本発明の実施形態におけるターゲット検知の概念とターゲット像のずれを示す模式図。
【図４】本発明の第２の実施形態のずれ位置検知および補正の手順を示すフロー図。
【図５】本発明の第３の実施形態のずれ位置の判定及び補正の手順を示すフロー図。
【図６】従来の積層半導体装置製造装置を示す平面図。
【符号の説明】
１０・・・半導体製造装置、
１１、５１・・・トレイ供給部、
１２、５２・・・仮置きステージ、
１３、５３・・・ＮＦＣ貼付部、
１４、５４・・・打ち抜き金型部、
１５、５５・・・反転アーム、
１６、５６・・・３インデックス、
１７、５７・・・反転ステージ、
１８、５８・・・ＰＴＰ認識カメラ、
１９、５９・・・部品搭載ヘッド、
２０、６０・・・基板位置認識カメラ、
２１、６１・・・基板ステージ、
２２ａ、２２ｂ、６２ａ、６２ｂ・・・ＸＹロボット、
２３ａ、２３ｂ、６３ａ、６３ｂ・・・ボールネジ、
２４・・・位置基準ターゲット、
２５、６４・・・ＰＴＰ、
３０・・・取り込み画像、
３１・・・ボールネジの伸びの方向、
３２・・・ターゲット認識位置ズレの方向、
３３、３３ａ、３３ｂ・・・ずれの距離、
３４・・・中央に位置するターゲット像、
３５・・・ずれた位置にあるターゲット像、
３５ａ・・・僅かにずれた位置にあるターゲット像。

Claims (6)

1. スタート位置、目標位置およびこれらの位置の中間に配置された基準ターゲットが設けられた２次元のＸＹワークエリア内を走行するＸＹロボットと、
   このＸＹロボットにより案内され、半導体部品をピックアップし、これを前記目標位置において開放する部品搭載ヘッドと、
   この部品搭載ヘッドと共に前記ＸＹロボットに案内され、前記基準ターゲット及び前記目標位置を撮像する認識カメラと、
   この認識カメラが捉えた画像を処理して、前記ＸＹロボットの走行を制御する画像処理ロボット制御装置とから成り、
   前記画像処理ロボット制御装置は、前記ＸＹロボットが前記スタート位置から前記基準ターゲットの位置に移動したとき、前記認識カメラにより、この位置基準ターゲット像を撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲットの位置を算出する標準位置検出手段と、前記ＸＹロボットが前記スタート位置からスタートし、前記部品搭載ヘッドにより前記半導体部品をピックアップし、前記基準ターゲットの位置に移動したとき、前記認識カメラにより前記基準ターゲットを撮像し、この画像情報に基づいて前記基準ターゲットの位置を検出する部品搬送時位置検出手段と、この部品搬送時位置検出手段および前記基準位置検出手段によって得られる位置情報を比較して位置ずれ情報を算出し、この位置ずれ情報に基づいて、前記ＸＹロボットの目標位置までの移動量を制御することを特徴とする半導体製造装置。
2. 前記画像処理ロボット制御装置は、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
3. 前記画像処理ロボット制御装置は、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品を複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
4. 前記画像処理ロボット制御装置は、前記算出した位置ずれ情報を予め設定した基準と比較し、前記位置ずれ情報がこの基準より大きい場合、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出し、前記位置ずれ情報が前記基準以下の場合に、前記部品搬送時位置検出手段により、予め設定する複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出することを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
5. 前記画像処理ロボット制御装置は、前記位置ずれ情報と比較する前記基準が、０＜Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３・・・＜Ｄｎの区分に分割され、前記複数回のピックアップする回数が、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３・・・Ｋｎに前記区分のそれぞれに対応し、Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３＞・・・＞０の関係で設定されて、前記算出した位置ずれ情報をこの区分した基準と比較し、前記部品搬送時位置検出手段により、前記対応する複数回ピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出することを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
6. 前記画像処理ロボット制御装置は、前記算出した位置ずれ情報を予め設定した基準と比較し、前記位置ずれ情報がこの基準より大きい場合、前記部品搬送時位置検出手段により、前記部品搭載ヘッドが前記半導体部品をピックアップする毎に前記基準ターゲットの位置を検出し、前記位置ずれ情報が前記基準以下の場合に、前記基準ターゲットの位置を検出を行なわないことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。

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