JP2008034743A - 製造／検査装置及び製造／検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の材料に対して製造工程と検査工程とが実行される場合において位置合わせの回数を低減することで製造上の不利益を解消することが可能な製造／検査装置を提供する。
【解決手段】搬送路３により搬送される基板Ｍ上にバンプ等の構造物を形成する形成部１Ｂと、構造物の形成状況を外観検査する検査部１Ｃと、を備える製造／検査装置Ｓにおいて、基板Ｍの位置と、搬送路３の位置と、の間の位置合わせを行う位置合わせ部１Ａと、外観検査用カメラ４を支持する支持部８と、を備え、形成部１Ｂにおいては、位置合わせが行われた搬送路３により搬送される基板Ｍ上に構造物を形成するものであり、支持部８と、搬送路３と、が基台１に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、製造／検査装置及び製造／検査方法の技術分野に属し、より詳細には、所定の方向に搬送される材料上への構造物の形成と、当該形成された構造物の検査と、を連続して行う製造／検査装置及び製造／検査方法の技術分野に属する。

近年、例えば積層型半導体基板の外観検査の如く、製造された微細な構造物（例えば、電気的な導通を取るための接点やいわゆるバンプ等）をＣＣＤ（Charged Coupled Device）カメラ等の撮像装置を用いて外観検査することが広く一般化している。

ここで、特に上記した半導体基板等の検査対象物では、構造物が規定の位置に規定の形状で正確に形成されているか否かを検査することが極めて重要である。このため、当該検査時において、撮像装置の位置と、必要な構造物が形成された検査対象物の位置と、の間の位置合わせ（いわゆるアライメントを取ること）を精密に行う必要がある。

しかしながら、上記半導体基板等の検査対象物の場合、その製造工程（上記検査工程前に実行される製造工程）においても、検査時と同様な精密な位置合わせを行う必要があるのであり、この意味で、従来では製造工程における位置合わせと検査工程における位置合わせとが、一つの検査対象物に対して二重に行われることとなっていた。

従って、当該二回分の位置合わせに必要な時間だけ製造時間が長くなり、効率上、製造コスト上、或いは人手の確保上等において著しく不利となるという問題点があった。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、その課題は、同一の構造物に対して製造工程と検査工程とが実行される場合において位置合わせの回数を低減することで製造上の不利益を解消することが可能な製造／検査装置及び製造／検査方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、搬送路等の搬送手段により搬送される基板等の材料上に構造物を形成するスクリーン印刷版等の製造手段と、前記形成された構造物の形成状況を外観検査する外観検査用カメラ等の検査手段と、を備える製造／検査装置において、前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の位置合わせを行う位置合わせ部等の位置合わせ手段と、前記検査手段を支持する支持部等の支持手段と、を備え、前記製造手段は、前記位置合わせが行われた前記搬送手段により搬送される前記材料上に前記構造物を形成するものであり、前記支持手段と、前記搬送手段と、が固定された基台を更に備える。

よって、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態で形成された構造物の外観を検査する検査手段を支持する支持手段が、当該搬送手段が固定されている基台に固定されているので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定になるため、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の製造／検査装置において、前記支持手段は、前記構造物の検査時において、当該構造物が形成された前記材料を前記搬送手段が搬送する方向に垂直な方向に前記検査手段を移動させつつ支持する支持手段であるように構成される。

よって、外観検査時において、支持手段が、材料を搬送手段が搬送する方向に垂直な方向に検査手段を移動させつつ支持するので、当該方向に検査手段を移動させつつ検査することで検査手段自体の構成を簡略化する場合であっても、当該外観検査時において構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、搬送路等の搬送手段により搬送される基板等の材料上に構造物を形成するスクリーン印刷版等の製造手段と、前記形成された構造物の形成状況を外観検査する外観検査用カメラ等の検査手段と、を備える製造／検査装置において、前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の位置合わせを行う位置合わせ部等の位置合わせ手段を備え、前記製造手段は、前記位置合わせが行われた前記搬送手段により搬送される前記材料上に前記構造物を形成するものであり、前記検査手段と、前記搬送手段と、が固定された基台を更に備える。

よって、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態で形成された構造物の外観を検査する検査手段が、当該搬送手段が固定されている基台に固定されているので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定になるため、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の製造／検査装置において、前記位置合わせ手段は、前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の、前記材料が搬送される方向を含む面内における前記位置合わせを行う二軸ステージ等の二次元位置合わせ手段であるように構成される。

よって、位置合わせ手段が、材料が搬送される方向を含む面内における位置合わせを行う二次元位置合わせ手段であるので、構造物の外観検査時において構造物と検査手段との間の搬送方向の位置合わせをするのみで足り、改めて二次元的な位置合わせをする必要がない。

上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の製造／検査装置を用いた製造／検査方法であって、前記位置合わせ手段により前記位置合わせを行う位置合わせ工程と、前記位置合わせが為された状態の前記材料上に、前記製造手段により前記構造物を形成する形成工程と、前記位置合わせが為され且つ前記構造物が形成された前記材料における前記形成状況を、前記検査手段により外観検査する検査工程と、を含む。

よって、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態のまま搬送される材料上の構造物を外観検査するので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定となることから、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

請求項１に記載の発明によれば、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態で形成された構造物の外観を検査する検査手段を支持する支持手段が、当該搬送手段が固定されている基台に固定されているので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定になるため、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

従って、外観検査時における位置合わせが不要となるので、製造時間が長くなることに起因する効率上、製造コスト上、或いは人手の確保上等の不利益を回避することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、外観検査時において、支持手段が、材料を搬送手段が搬送する方向に垂直な方向に検査手段を移動させつつ支持するので、当該方向に検査手段を移動させつつ検査することで検査手段自体の構成を簡略化する場合であっても、当該外観検査時において構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

請求項３に記載の発明によれば、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態で形成された構造物の外観を検査する検査手段が、当該搬送手段が固定されている基台に固定されているので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定になるため、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

従って、外観検査時における位置合わせが不要となるので、製造時間が長くなることに起因する効率上、製造コスト上、或いは人手の確保上等の不利益を回避することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、位置合わせ手段が、材料が搬送される方向を含む面内における位置合わせを行う二次元位置合わせ手段であるので、構造物の外観検査時において構造物と検査手段との間の搬送方向の位置合わせをするのみで足り、改めて二次元的な位置合わせをする必要がない。

請求項５に記載の発明によれば、材料と製造手段と搬送手段との間での位置合わせが行われた状態のまま搬送される材料上の構造物を外観検査するので、一旦位置合わせが為された状態で材料を搬送する搬送手段と、検査手段と、の位置関係が常に一定となることから、構造物の外観検査時において当該構造物と検査手段との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

従って、外観検査時における位置合わせが不要となるので、製造時間が長くなることに起因する効率上、製造コスト上、或いは人手の確保上等の不利益を回避することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、図１に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、例えば積層型半導体基板を製造すると共に、当該製造された半導体基板の表面に形成されている接点やバンプの形状又は位置を外観検査する製造／検査装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態である。

なお、図１は実施形態に係る製造／検査装置の概要構成を示す外観斜視図である。

図１に示すように、実施形態に係る製造／検査装置Ｓは、基台１上に形成されており、材料としての基板Ｍ上に上記接点やバンプ等を形成する際に必要な位置合わせ（二次元の位置合わせ）を行う位置合わせ手段としての位置合わせ部１Ａと、当該位置合わせ後の基板Ｍ上に上記バンプ等を印刷法により形成する形成部１Ｂと、当該バンプ等が形成された基板Ｍに対する外観検査が行われる検査部１Ｃと、に分割されている。

次に、位置合わせ部１Ａには、当該位置合わせ用の二次元位置合わせ手段としての二軸ステージ２と、回転方向の位置合わせを行うための回転ステージ７と、画像を用いて基板Ｍの位置合わせ状態を確認するための位置合わせ用カメラ６と、が備えられている。

そして、当該二軸ステージ２により水平面内におけるＸ方向とＹ方向の位置合わせが行われ、更に回転ステージ７により回転方向の位置合わせが実行される。このとき、当該各方向の位置合わせ状態は、位置合わせ用カメラ６からの画像に基づいて人為的又は自動的に判定される。ここで、二軸ステージ２及び回転ステージ７上での位置合わせが実行されることで、結果的に搬送手段としての搬送路３と基板Ｍとの間の位置合わせも実行されることとなる。

次に、位置合わせが完了した基板Ｍは、二軸ステージ２及び回転ステージ７ごと搬送路３上を図１中左方向に形成部１Ｂまで搬送される。このとき、当該搬送路３は、いわゆるベルトコンベア等とは異なり、位置合わせ部１Ａにおいて位置合わせがされた状態を崩さないように形成部１Ｂ及び検査部１Ｃまで基板Ｍを搬送することが可能な搬送路である。

そして、形成部１Ｂに搬送された基板Ｍに対して、製造手段としてのスクリーン印刷版５を用いた印刷法により、上記接点又はバンプ等が形成される。この形成工程の後、基板Ｍは、上記回転ステージ７上に載置されたまま、検査部１Ｃに搬送路３により搬送される。なおこの時、位置合わせ部１Ａにおいて位置合わせがされた状態がそのまま維持されつつ検査部１Ｃまで搬送される。

一方、検査部１Ｃにおいて基台１に固定された支持手段としての支持部８には、搬送路３を搬送されて来る基板Ｍの外観検査が可能な視野範囲を有するように、検査手段としての外観検査用カメラ４が設置されている。そして、当該外観検査用カメラ４を用いて、上記バンプ等が形成された基板Ｍの外観検査が実行される。

このとき、当該外観検査用カメラ４は、ＣＣＤ等の撮像素子を内蔵したラインセンサカメラ等を用いて構成されたものであり、形成部１Ｂにおいて形成されたバンプ等の外観を撮像し、その結果を図示しない検査装置等に伝送する。ここで、当該外観検査の際には、外観検査用カメラ４の視野範囲内に設けられた所定の検査位置に（形成部１Ｂから搬送されて来た）基板Ｍが到達したタイミングで、当該基板Ｍを一時的に停止させるように制御することとなる。

なお、基板Ｍの位置合わせ自体は、既に位置合わせ部１Ａにおいて実行され、その状態を保ちつつ搬送路３により基板Ｍが搬送されるのであり、更に外観検査用カメラ４が位置合わせ部１Ａと同じ基台１上に支持部８を介して固定されているため、検査部１Ｃにおける外観検査のためのみの位置合わせは不要となる。

また、検査部１Ｃを構成する外観検査用カメラ４としては、図１に例示するように支持部８に固定された複数の当該外観検査用カメラ４を用いて各外観検査用カメラ４の視野範囲毎に外観検査を行うものも良いし、例えば支持部８上に形成されたレール上を基板Ｍの搬送方向とは垂直な方向（図１の奥行き方向）に移動する一台の外観検査用カメラ４を用いて走査しつつ外観検査を行うものであっても良い。

そして、検査部１Ｃにおける外観検査が終了した基板Ｍは、次の工程へと更に搬送される。

なお、実施形態に係る基板Ｍの如く印刷法により接点やバンプ等を形成する場合、同一の基板Ｍに対して複数回の印刷工程を経ることが必要となるが、その場合は、循環式の搬送路上を基板Ｍが移動することで形成部１Ｂにおける印刷工程が一つの基板Ｍに対して複数回施されることになる。そして一回の印刷工程が実行される度に上記位置合わせ部１Ａにおける位置合わせ工程、形成部１Ｂにおける印刷工程並びに検査部１Ｃにおける検査工程が実行されることとなるが、少なくとも一回の位置合わせ工程、印刷工程及び検査工程が実行される間は、基板Ｍに対する位置合わせは位置合わせ部１Ａにおいて一回実行されるのみである。

以上説明したように、実施形態に係る製造／検査装置Ｓの構造によれば、基板Ｍと形成部１Ｂと搬送路３との間での位置合わせが行われた状態で形成されたバンプ等の外観を検査する外観検査用カメラ４を支持する支持部８が、当該搬送路３が固定されている基台１に固定されているので、一旦位置合わせが為された状態で基板Ｍを搬送する搬送路３と、外観検査用カメラ４と、の位置関係が常に一定になるため、バンプ等の外観検査時において当該基板Ｍと外観検査用カメラ４との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

従って、外観検査時における位置合わせが不要となるので、製造時間が長くなることに起因する効率上、製造コスト上、或いは人手の確保上等の不利益を回避することができる。

また、外観検査時において、基板Ｍを搬送路３が搬送する方向に垂直な方向に外観検査用カメラ４を移動させて検査を行う場合であっても、当該外観検査時において基板Ｍと外観検査用カメラ４との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

更に、外観検査用カメラ４を基台１に固定して用いる場合でも、一旦位置合わせが為された状態で基板Ｍを搬送する搬送路３と、外観検査用カメラ４と、の位置関係が常に一定になるため、バンプ等の外観検査時において当該基板Ｍと外観検査用カメラ４との間で改めて搬送方向以外の方向の位置合わせをする必要がない。

更にまた、位置合わせを二軸ステージ２及び回転ステージ７を用いて行うので、バンプ等の外観検査時においては基板Ｍと外観検査用カメラ４との間の搬送方向の位置合わせをするのみで足り、改めて二次元的な位置合わせをする必要がない。

また、上述した実施形態では、基板Ｍ上にバンプ等を形成する製造／検査装置Ｓに対して本発明を適用した場合について説明したが、これ以外に、本発明は、例えば積層型半導体基板における各層間の導通を取るためのスルーホールを形成する製造／検査装置等、位置合わせが必要な外観検査を伴う製造／検査装置の分野に広く適用することができる。

以上夫々説明したように、本発明は外観検査を伴う製造／検査装置の分野に利用することが可能であり、特に、複数の工程間を、材料を循環させて製造を行う製造／検査装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。

実施形態に係る製造／検査装置の概要構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 基台
１Ａ 位置合わせ部
１Ｂ 形成部
１Ｃ 検査部
２ 二軸ステージ
３ 搬送路
４ 外観検査用カメラ
５ スクリーン印刷版
６ 位置合わせ用カメラ
７ 回転ステージ
８ 支持部
Ｍ 基板
Ｓ 製造／検査装置

Claims (5)

1. 搬送手段により搬送される材料上に構造物を形成する製造手段と、前記形成された構造物の形成状況を外観検査する検査手段と、を備える製造／検査装置において、
   前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
   前記検査手段を支持する支持手段と、
   を備え、
   前記製造手段は、前記位置合わせが行われた前記搬送手段により搬送される前記材料上に前記構造物を形成するものであり、
   前記支持手段と、前記搬送手段と、が固定された基台を更に備えることを特徴とする製造／検査装置。
2. 請求項１に記載の製造／検査装置において、
   前記支持手段は、前記構造物の検査時において、当該構造物が形成された前記材料を前記搬送手段が搬送する方向に垂直な方向に前記検査手段を移動させつつ支持する支持手段であることを特徴とする製造／検査装置。
3. 搬送手段により搬送される材料上に構造物を形成する製造手段と、前記形成された構造物の形成状況を外観検査する検査手段と、を備える製造／検査装置において、
   前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の位置合わせを行う位置合わせ手段を備え、
   前記製造手段は、前記位置合わせが行われた前記搬送手段により搬送される前記材料上に前記構造物を形成するものであり、
   前記検査手段と、前記搬送手段と、が固定された基台を更に備えることを特徴とする製造／検査装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の製造／検査装置において、
   前記位置合わせ手段は、前記材料の位置と、前記搬送手段の位置と、前記製造手段の位置と、の間の、前記材料が搬送される方向を含む面内における前記位置合わせを行う二次元位置合わせ手段であることを特徴とする製造／検査装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の製造／検査装置を用いた製造／検査方法であって、
   前記位置合わせ手段により前記位置合わせを行う位置合わせ工程と、
   前記位置合わせが為された状態の前記材料上に、前記製造手段により前記構造物を形成する形成工程と、
   前記位置合わせが為され且つ前記構造物が形成された前記材料における前記形成状況を、前記検査手段により外観検査する検査工程と、
   を含むことを特徴とする製造／検査方法。

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