JP2019163956A - チップ位置測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分割撮像した視野内に位置決め基準の参照用マークが無い場合でも、さほど高精度な位置決め機構を用いるまでも無く、高精度でチップ部品の位置を測定できる装置を提供すること。【解決手段】基板保持部、複数の分割撮像エリアに分割して撮像する撮像部、チップ部品の位置を算出するチップ位置算出部、相対移動部、制御部を備え、分割撮像エリアには少なくとも２つ以上のチップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１つのチップ部品が、隣接する分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定されており、チップ位置算出部は、重複撮像チップ部品それぞれの位置を、先に撮像された分割撮像エリアに含まれた他のチップ部品との位置関係から算出し、後に撮像した分割撮像エリアに含まれる重複撮像チップ部品を除く他のチップ部品それぞれの位置を、当該重複撮像チップ部品との位置関係から算出する、チップ位置測定装置。【選択図】図２

Description

本発明は、ウエーハなどの基板上に離間配置された複数のチップ部品それぞれの位置を測定するチップ位置測定装置に関するものである。

半導体デバイスや電子デバイス等の製造工程では、半導体ウエーハやガラス、樹脂などの基板上にチップ部品を配置（例えば、パターニングや実装など）したり、エキスパンドされたウエーハからダイシング済のチップ部品をピックアップしたりする工程がある。そして、これらチップ部品が所定の精度で配置されているか良否検査したり、どの位置に保持されているか位置測定して、これらチップ部品と他の部品や配線等を実装・積層等させたりする工程がある（例えば、特許文献１〜３）。

特開平１０−１８９６７２号公報 特開２００６−１３５２３７号公報 特許第４７６８７３１号号公報

分割撮像した視野内に位置決め基準の参照用マークがあれば、参照マークとの相対位置（ＸＹ座標など）を測定することで、チップ部品それぞれの位置を測定することができる。そのため、ステージ機構に求められる位置決め精度は、過度に要求されない。

しかし、分割撮像した視野内に位置決め基準の参照用マークが無い場合、分割視野内を撮像する場所の静止位置情報と、当該分割視野内のチップ部品の位置情報に基づいて、それぞれのチップ部品の位置を測定する必要がある。そのため、チップ測定の位置精度よりも高精度な撮像位置精度が求められ、レーザ測長器等を用いた高精度なステージを用いる必要があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、分割撮像した視野内に位置決め基準の参照用マークが無い場合でも、さほど高精度な位置決め機構を用いるまでも無く、高精度でチップ部品の位置を測定できる装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するために、本発明に係る一態様は、
基板上に離間配置された複数のチップ部品それぞれの位置を測定するチップ位置測定装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
基板上に設定された所定領域を複数の分割撮像エリアに分割して撮像する撮像部と、
撮像部で撮像された画像に基づいて、分割撮像エリア内に含まれるチップ部品それぞれの位置を算出するチップ位置算出部と、
基板保持部と撮像部とを相対移動させる相対移動部と、
相対移動部を駆動制御すると共に、基板上に設定された分割撮像エリアの場所を変更しながら撮像部に対して撮像トリガを出力する制御部とを備え、
分割撮像エリアには少なくとも２つ以上のチップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１つのチップ部品が、隣接する分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定されており、
チップ位置算出部は、
重複撮像チップ部品それぞれの位置を、先に撮像された分割撮像エリアに含まれた他のチップ部品との位置関係から算出し、
後に撮像した分割撮像エリアに含まれる重複撮像チップ部品を除く他のチップ部品それぞれの位置を、当該重複撮像チップ部品との位置関係から算出する
ことを特徴としている。

上記の発明によれば、位置決め機構の位置決め精度よりも高精度で、チップ部品の位置を測定できる。

本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明を具現化する形態の一例における撮像の様子を示す概念図である。 本発明を具現化する形態の一例におけるチップ部品それぞれの位置関係を示す平面図である。 本発明を具現化する別の形態の一例におけるチップ部品それぞれの位置関係を示す平面図である。 本発明を具現化する別の形態の一例におけるマスター基板と分割撮像エリアとの位置関係を示す平面図である。 本発明を具現化する別の形態の一例における分割撮像エリアとチップ部品それぞれの位置関係を示す平面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。なお、以下の説明では、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向と表現し、ＸＹ平面に垂直な方向（つまり、重力方向）をＺ方向と表現する。また、Ｚ方向は、重力に逆らう方向を上、重力がはたらく方向を下と表現する。また、Ｚ方向を中心軸として回転する方向をθ方向とする。

図１は、本発明を具現化する形態の一例の全体構成を示す概略図である。図１には、本発明に係るチップ位置測定装置１を構成する各部が概略的に示されている。

チップ位置測定装置１は、基板Ｗ上に離間配置された複数のチップ部品Ｃそれぞれの位置を測定するものである。具体的には、チップ位置測定装置１は、基板保持部２、撮像部３、相対移動部４、チップ位置算出部５、制御部ＣＮ等を備えている。

基板保持部２は、基板Ｗを保持するものである。
具体的には、基板保持部２は、基板Ｗを下面側から水平状態を保ちつつ支えるものである。より具体的には、基板保持部２は、上面が水平な基板載置台２０を備えている。
基板載置台２０は、基板Ｗと接触する部分に溝部や孔部が設けられており、これら溝部や孔部は、切替バルブなどを介して真空ポンプなどの負圧発生手段と接続されている。そして、基板保持部２は、これら溝部や孔部を負圧状態若しくは大気解放状態に切り替えることで、基板Ｗを保持したり保持解除したりすることができる。

撮像部３は、基板Ｗ上に設定された所定領域を複数の分割撮像エリアに分割して撮像するものである。ここで言う、基板Ｗ上に設定された所定領域とは、基板Ｗ上に配置された位置測定対象となるチップ部品すべてが含まれる領域（換言すれば、大きな領域）である。そして、撮像部３は、この所定領域を複数の分割撮像エリア（換言すれば、小さな領域。局所領域とも言う）に分割して撮像するものである。
具体的には、分割撮像エリアのサイズや位置は、チップ部品の配列（個数やピッチなど）や要求測定精度が品種毎で異なり、それぞれの品種毎に紐付けて制御部ＣＮ等に登録されている。
より具体的には、撮像部３は、鏡筒３０、照明部３１、ハーフミラー３２、対物レンズ３３ａ，３３ｂ、レボルバー機構３４、撮像カメラ３５等を備えている。

鏡筒３０は、照明部３１、ハーフミラー３２、対物レンズ３３ａ，３３ｂ、レボルバー機構３４、撮像カメラ３５等を所定の姿勢で固定し、照明光や観察光を導光するものである。鏡筒３０は、連結金具など（不図示）を介して装置フレーム１ｆに取り付けられている。
照明部３１は、撮像に必要な照明光Ｌ１を放出するものである。具体的には、照明部３１は、レーザダイオードやメタルハライドランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ照明などが例示できる。
ハーフミラー３２は、照明部３１から放出された照明光Ｌ１を反射させて基板Ｗ側に照射し、基板Ｗ側から入射した光（反射光、散乱光）Ｌ２を撮像カメラ３５側に通過させるものである。
対物レンズ３３ａ，３３ｂは、ワークＷ上の撮像エリアの像を、それぞれ異なる所定の観察倍率で撮像カメラ３５に結像させるものである。
レボルバー機構３４は、対物レンズ３３ａ，３３ｂのいずれを使用するか切り替えるものである。具体的には、レボルバー機構３４は、手動または外部からの信号制御に基づいて、所定の角度ずつ回転および静止するものである。
撮像カメラ３５は、ワークＷ上の撮像エリアＦを撮像し、画像を取得するものである。取得した画像は、映像信号や映像データとして外部（本発明では、詳細を後述するチップ位置算出部）に出力される。

相対移動部４は、基板保持部２と撮像部３とを相対移動させるものである。
具体的には、相対移動部４は、Ｘ軸スライダー４１と、Ｙ軸スライダー４２と、回転機構４３とを備えて構成されている。

Ｘ軸スライダー４１は、装置フレーム１ｆ上に取り付けられており、Ｙ軸スライダー４２をＸ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｘ軸スライダーは、Ｘ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。スライダー駆動部は、制御部ＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。また、Ｘ軸スライダー４１には、スライダー部の現在位置や移動量を検出するためのエンコーダが備えられている。なお、このエンコーダは、リニアスケールと呼ばれる直線状の部材に細かな凹凸が所定ピッチで刻まれたものや、ボールネジを回転させるモータの回転角度を検出するロータリエンコーダ等が例示できる。

Ｙ軸スライダー４２は、制御部ＣＮから出力される制御信号に基づいて、回転機構４３をＹ方向に任意の速度で移動させ、任意の位置で静止させるものである。具体的には、Ｙ軸スライダーは、Ｙ方向に延びる１対のレールと、そのレール上を移動するスライダー部と、スライダー部を移動および静止させるスライダー駆動部とで構成されている。スライダー駆動部は、制御部ＣＮからの信号制御により回転し静止するサーボモータやパルスモータとボールネジ機構を組み合わせたものや、リニアモータ機構などで構成することができる。また、Ｙ軸スライダー４２には、スライダー部の現在位置や移動量を検出するためのエンコーダが備えられている。なお、このエンコーダは、リニアスケールと呼ばれる直線状の部材に細かな凹凸が所定ピッチで刻まれたものや、ボールネジを回転させるモータの回転角度を検出するロータリエンコーダ等が例示できる。

回転機構４３は、基板載置台２０をθ方向に任意の速度で回転させ、任意の角度で静止させるものである。具体的には、回転機構４３は、ダイレクトドライブモータなどの、外部機器からの信号制御により任意の角度に回転／静止させるものが例示できる。回転機構４３の回転する側の部材の上には、基板保持部２の基板載置台２０が取り付けられている。

相対移動部４は、この様な構成をしているため、検査対象となる基板Ｗを保持したまま、基板Ｗを撮像部３に対してＸＹθ方向にそれぞれ独立させて又は複合的に、所定の速度や角度で相対移動させたり、任意の位置・角度で静止させたりすることができる。

制御部ＣＮは、例えば、以下の様な機能や役割を担っている。
・基板保持部２に対して基板Ｗの保持／解除制御
・レボルバー機構３４を制御して、対物レンズを切り替える
・撮像カメラ３５に対して、撮像トリガを出力する
・相対移動部４の駆動制御：Ｘ軸スライダー４１、Ｙ軸スライダー２２、回転機構２３の現在位置をモニタリングしつつ、駆動用信号を出力する機能
・撮像位置の登録
・基板品種の切替

つまり、制御部ＣＮは、相対移動部４を駆動制御すると共に、基板Ｗ上に設定された分割撮像エリアの場所を変更しながら撮像部３に対して撮像トリガを出力することができる。さらに、検査品種に応じて、撮像倍率や視野サイズを切り替え、撮像する間隔を変えながら撮像トリガを出力することができ、所望の分割撮像画像を取得することができる。

なお、撮像トリガの出力は、下記の様な方式が例示できる。
・Ｘ方向にスキャン移動させながら、所定距離移動する毎に照明光Ｌ１を極短時間発光（いわゆる、ストロボ発光）させる方式。
・或いは、所定位置に移動および静止させて照明光Ｌ１を照射して撮像する（いわゆる、ステップ＆リピート）方式。

また、撮像トリガとは、撮像カメラ３５や画像処理装置（不図示）に対する画像取り込み指示、照明光Ｌ１の発光指示などを意味する。具体的には、撮像トリガとして、（ケース１）撮像カメラ３５で撮像可能な時間（いわゆる、露光時間）の間に、照明光Ｌ１をストロボ発光させたり、（ケース２）照明光Ｌ１が照射されている時間内に、撮像させたり、する。或いは、撮像トリガは、撮像カメラ３５に対する指示に限らず、（ケース３）画像を取得する画像処理装置に対する画像取込指示でも良い。そうすることで、撮像カメラ３５から映像信号や映像データが逐次出力される形態にも対応できる。

より具体的には、制御部ＣＮは、コンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等（つまり、ハードウェア）と、その実行プログラム等（つまり、ソフトウェア）で構成されている。さらに、制御部ＣＮは、ハードウェアおよびソフトウェアで構成された機能ブロックの一部として、本発明に係るチップ位置算出部５、スケーリング補正部６等を備えている。

図２は、本発明を具現化する形態の一例における撮像の様子を示す概念図である。
図２には、撮像部３の撮像カメラ４５が、基板Ｗに対して矢印Ｖｓで示す方向に相対移動しながら、基板Ｗ上に離間配置されている複数のチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（９，２）を撮像する様子が示されている。

具体的には、分割撮像エリアＦ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）の順で撮像が行われ、分割撮像エリアＦ（１）ではチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（３，２）が撮像され、分割撮像エリアＦ（２）ではチップ部品Ｃ（３，１）〜Ｃ（５，２）が撮像され、分割撮像エリアＦ（３）ではチップ部品Ｃ（５，１）〜Ｃ（７，２）が撮像され、分割撮像エリアＦ（４）ではチップ部品Ｃ（７，１）〜Ｃ（９，２）が撮像される。

そして、分割撮像エリアＦ（１）と分割撮像エリアＦ（２）は、互いが隣接するのみならず、一部の領域が双方に重複して撮像されるように設定されている。この隣接しつつ重複撮像される領域を重複撮像領域Ｍ（１）と呼ぶ。同様に、分割撮像エリアＦ（２）と分割撮像エリアＦ（３）の重複撮像領域をＭ（２）、分割撮像エリアＦ（３）と分割撮像エリアＦ（４）の重複撮像領域をＭ（３）と呼ぶ。
そして、分割撮像エリアには少なくとも２つ以上のチップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１つのチップ部品が、隣接する分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定されている。

具体的には、重複撮像領域Ｍ（１）には、チップ部品Ｃ（３，１），Ｃ（３，２）が含まれ、重複撮像領域Ｍ（２）には、チップ部品Ｃ（５，１），Ｃ（５，２）が含まれ、重複撮像領域Ｍ（３）には、チップ部品Ｃ（７，１），Ｃ（７，２）が含まれるよう、分割撮像エリアＦ（１）〜Ｆ（４）の撮像位置が設定されている。

チップ位置算出部５は、撮像部３で撮像された画像に基づいて、分割撮像エリア内に含まれるチップ部品それぞれの位置を算出するものである。さらに、チップ位置算出部５は、重複撮像チップ部品それぞれの位置を、先に撮像された前記分割撮像エリアに含まれた他のチップ部品との位置関係から算出し、後に撮像した前記分割撮像エリアに含まれる前記重複撮像チップ部品を除く他のチップ部品それぞれの位置を、当該重複撮像チップ部品との位置関係から算出するものである。

図３は、本発明を具現化する形態の一例におけるチップ部品それぞれの位置関係を示す平面図である。図３には、分割撮像エリアＦ（１），Ｆ（２）と、各チップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（５，２）の位置関係が例示されている。

具体的には、チップ位置算出部５は、撮像された分割撮像エリアＦ（１）に含まれるチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（３，２）の相互位置を算出するものである。例えば、チップ部品それぞれの左下隅の位置を基準にして、以下を算出する。
・チップ部品Ｃ（１，１）に対するチップ部品Ｃ（２，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ１およびＹ方向のずれ量ｄｙ１
・チップ部品Ｃ（２，１）に対するチップ部品Ｃ（３，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ２およびＹ方向のずれ量ｄｙ２
・チップ部品Ｃ（１，１）に対するチップ部品Ｃ（１，２）のＸ方向のずれ量ｄｘ２０およびＹ方向のずれ量ｄｙ２０
・チップ部品Ｃ（１，２）に対するチップ部品Ｃ（２，２）のＸ方向のずれ量ｄｘ２１およびＹ方向のずれ量ｄｙ２１
・チップ部品Ｃ（２，２）に対するチップ部品Ｃ（３，２）のＸ方向のずれ量ｄｘ２２およびＹ方向のずれ量ｄｙ２２

より具体的には、チップ部品Ｃ（１，１）の位置が（Ｘ１１，Ｙ１１）とすると、チップ位置算出部５は、以下のような計算式に基づいてチップ部品それぞれの位置を算出する。
・チップ部品Ｃ（２，１）の位置（Ｘ２１，Ｙ２１）＝（Ｘ１１＋ｄｘ１，Ｙ１１＋ｄｙ１）
・チップ部品Ｃ（３，１）の位置（Ｘ３１，Ｙ３１）＝（Ｘ１１＋ｄｘ１＋ｄｘ２，Ｙ１１＋ｄｙ１＋ｄｙ２）
・チップ部品Ｃ（１，２）の位置（Ｘ１２，Ｙ１２）＝（Ｘ１１＋ｄｘ２０，Ｙ１１＋ｄｙ２０）
・チップ部品Ｃ（２，２）の位置（Ｘ２２，Ｙ２２）＝（Ｘ１１＋ｄｘ２０＋ｄｘ２１，Ｙ１１＋ｄｙ２０＋ｄｙ２１）
・チップ部品Ｃ（３，２）の位置（Ｘ３２，Ｙ３２）＝（Ｘ１１＋ｄｘ２０＋ｄｘ２１＋ｄｘ２２，Ｙ１１＋ｄｙ２０＋ｄｙ２１＋ｄｙ２２）

続いて、撮像された分割撮像エリアＦ（２）に含まれるチップ部品Ｃ（３，１）〜Ｃ（５，２）の相互位置を算出する。上述と同様に、チップ部品それぞれの左下隅の位置を基準にして、以下を算出する。
・チップ部品Ｃ（３，１）に対するチップ部品Ｃ（４，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ３およびＹ方向のずれ量ｄｙ３
・チップ部品Ｃ（４，１）に対するチップ部品Ｃ（５，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ４およびＹ方向のずれ量ｄｙ４
・チップ部品Ｃ（３，２）に対するチップ部品Ｃ（４，２）のＸ方向のずれ量ｄｘ２３およびＹ方向のずれ量ｄｙ２３
・チップ部品Ｃ（４，２）に対するチップ部品Ｃ（５，２）のＸ方向のずれ量ｄｘ２４およびＹ方向のずれ量ｄｙ２４

より具体的には、チップ位置算出部５は、以下のような計算式に基づいてそれぞれの位置を算出する。
・チップ部品Ｃ（３，１）やチップ部品Ｃ（３，２）の位置が上述の通りなので、チップ部品Ｃ（４，１）の位置は（Ｘ１１＋ｄｘ１＋ｄｘ２＋ｄｘ３，Ｙ１１＋ｄｙ１＋ｄｙ２＋ｄｙ３）
・チップ部品Ｃ（５，１）の位置は（Ｘ１１＋ｄｘ１＋ｄｘ２＋ｄｘ３＋ｄｘ４，Ｙ１１＋ｄｙ１＋ｄｙ２＋ｄｙ３＋ｄｙ４）
・チップ部品Ｃ（４，２）の位置は（Ｘ１１＋ｄｘ２０＋ｄｘ２１＋ｄｘ２２＋ｄｘ２３，Ｙ１１＋ｄｙ２０＋ｄｙ２１＋ｄｙ２２＋ｄｙ２３）
・チップ部品Ｃ（５，２）の位置は（Ｘ１１＋ｄｘ２０＋ｄｘ２１＋ｄｘ２２＋ｄｘ２３＋ｄｘ２４，Ｙ１１＋ｄｙ２０＋ｄｙ２１＋ｄｙ２２＋ｄｙ２３＋ｄｙ２４）
この他のチップ部品Ｃ（６，１）等の位置については、上述と同様に算出する。

この様な構成をしているため、発明に係るチップ位置測定装置１は、最初の撮像エリアに含まれた１つのチップ部品の位置を基準として、他のチップ部品それぞれの位置を算出することができる。

［別の形態］
なお上述では、チップ部品それぞれの位置を算出するために、隣り合うチップ部品どうしのＸ方向の間隔やＹ方向のずれ量を測定し、累積的に算出する手順を示した。
この場合、最も後に撮像された分割撮像エリアにあるチップ部品それぞれの位置は、
先のチップ部品どうしの間隔やずれ量の足し算である。そのため、それぞれの間隔やずれ量に測定分解能以下の誤差が蓄積され、最初の基準となるチップ部品から遠く離れた場所にあるチップ部品の算出位置には誤差が累積される。そうすると、すべてのチップ部品に対して、所望の精度で測定できない懸念が生じる。その様な懸念を無くす（つまり、累積誤差の発生を防止する）ために、下記（１），（２）のいずれか又は双方に示す様な手順で位置を算出することが好ましい。

（１）１つの分割撮像エリア内でのチップ部品それぞれの位置を、１つの基準となるチップ部品に対する間隔やずれ量から算出する。

図４は、本発明を具現化する別の形態の一例におけるチップ部品それぞれの位置関係を示す平面図である。図４には、分割撮像エリアＦ（１），Ｆ（２）と、各チップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（５，２）の位置関係が例示されている。

具体的には、チップ位置算出部５は、以下の様にして、撮像された分割撮像エリアＦ（１）に含まれるチップ部品Ｃ（１，１），Ｃ（２，１），Ｃ（５，１），Ｃ（６，１）等の相互位置を算出することができる。
・チップ部品Ｃ（２，１）の位置（Ｘ２１，Ｙ２１）は、チップ部品Ｃ（１，１）に対するチップ部品Ｃ（２，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ１およびＹ方向のずれ量ｄｙ１より、（Ｘ２１，Ｙ２１）＝（Ｘ１１＋ｄｘ１，Ｙ１１＋ｄｙ１）
・チップ部品Ｃ（５，１）の位置（Ｘ５１，Ｙ５１）は、チップ部品Ｃ（１，１）に対するチップ部品Ｃ（５，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ４およびＹ方向のずれ量ｄｙ４より、（Ｘ５１，Ｙ５１）＝（Ｘ１１＋ｄｘ４，Ｙ１１＋ｄｙ４）
・チップ部品Ｃ（６，１）の位置（Ｘ６１，Ｙ６１）は、チップ部品Ｃ（１，１）に対するチップ部品Ｃ（６，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ５およびＹ方向のずれ量ｄｙ５より、（Ｘ５１，Ｙ５１）＝（Ｘ１１＋ｄｘ５，Ｙ１１＋ｄｙ５）

さらに、チップ位置算出部５は、以下の様にして、撮像された分割撮像エリアＦ（２）に含まれるチップ部品Ｃ（６，１），Ｃ（７，１），Ｃ（１１，１）等の相互位置を算出することができる。
・チップ部品Ｃ（７，１）の位置（Ｘ７１，Ｙ７１）は、チップ部品Ｃ（６，１）に対するチップ部品Ｃ（７，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ６およびＹ方向のずれ量ｄｙ６より、（Ｘ７１，Ｙ７１）＝（Ｘ６１＋ｄｘ６，Ｙ６１＋ｄｙ６）
・チップ部品Ｃ（１１，１）の位置（Ｘ１１１，Ｙ１１１）は、チップ部品Ｃ（６，１）に対するチップ部品Ｃ（１１，１）のＸ方向のずれ量ｄｘ１０およびＹ方向のずれ量ｄｙ１０より、（Ｘ１１１，Ｙ１１１）＝（Ｘ６１＋ｄｘ１０，Ｙ６１＋ｄｙ１０）

なお、ここではチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（６，１）に着目して位置を算出する手順を説明したが、他のチップＣ（２，１）〜Ｃ（１１，３）についても、同様にして（つまり、チップ部品Ｃ（１，１），Ｃ（６，１）を基準として）それぞれの位置を算出することができる。

（２）マスター基板を用いて分割撮像エリアの測定位置を算出し、チップ部品それぞれの位置に対してスケーリング補正を行う。

具体的には、上述のチップ位置測定装置１の構成に加え、スケーリング補正部を備えた
構成とする。そして、複数の基準マークの相互位置が既知であるマスター基板を前記基板保持部に保持させ、マスター基板に配置された前記基準マークの相互位置に基づいて、前記チップ位置算出部で算出した前記チップ部品それぞれの位置に対する補正を行う。

図５は、本発明を具現化する別の形態の一例におけるマスター基板と分割撮像エリアとの位置関係を示す平面図である。図５には、複数の基準マークＦＭａ，ＦＭｋ，ＦＭｑ，ＦＭｚの相互位置が既知であるマスター基板ＭＷの平面図が例示されている。

マスター基板ＭＷは、チップ位置測定装置１の基板保持部２に保持させて相対移動させると、分割撮像エリアＦ（ａ），Ｆ（ｋ）の視野に、基準マークＦＭａ，ＦＭｋが観察されるような配置となっている。そして、基準マークＦＭａ，ＦＭｋは、それぞれが円形で、これら円の中心は、Ｘ方向に間隔Ｒｘｍで配置されている。なお、この間隔ｄｘｍは、高精度な測長装置（例えば、レーザ干渉計を用いた移動機構と、マーク位置検出装置などを組み合わせたもの）により、正確な位置（相対距離、相対座標とも言う）が既知である。具体的には、この間隔Ｒｘｍが１００．００ｍｍとして、以下説明する。

まず、分割撮像エリアＦ（ａ）で観察されたチップ部品Ｃ（ａ，１）と分割撮像エリアＦ（ｋ）で観察されたＣ（ｋ，１）との相互位置が、チップ位置算出部５において上述の手順で算出され、例えば、互いのＸ方向の間隔ｄｘｋが１００．１０ｍｍだったとする。

そして、基準マークＦＭａに対するチップ部品Ｃ（ａ，１）のＸ方向のずれ量をδｘａ、基準マークＦＭｋに対するチップ部品Ｃ（ｋ，１）のＸ方向のずれ量をδｘｋとし、それぞれのずれ量をチップ位置算出部５にて算出したところ、例えばδｘａが０．０１ｍｍ、δｘｋが０．０１ｍｍだったとする。そうすると、チップ位置算出部５では、基準マークＦＭａ，ＦＭｋの間隔ｄｘｍが１００．１２ｍｍとして算出されてしまう。しかし、本来は１００．００ｍｍとして算出すべきであるので、これらの値の比率Ｒｘｍ／ｄｘｍ（＝１００．００／１００．１２＝０．９９８８）をスケーリング補正係数として登録しておき、この係数を加味してチップ部品それぞれのＸ方向の位置を算出する。つまり、上述の例の場合、補正前のｄｘｋが１００．１０ｍｍで算出されれば、スケーリング補正係数を加味して、１００．１０×０．９９８８＝９９．９８ｍｍとして補正後のｄｘｋの値を出力する。

なお、上述ではチップ部品Ｃ（ｋ，１）に対するスケーリング補正を例示したが、このように算出したスケーリング補正係数は、他のチップ部品の位置を算出する場合にも適応できる。また、上述ではＸ方向についてスケーリング補正を行う手順を説明したが、Ｙ方向についても同様に（Ｙ方向の場合は、基準マークＦＭａ，ＦＭｑの間隔Ｒｙｑ等を基準にして）スケーリング補正係数を算出し、このスケーリング補正係数を考慮してチップ部品それぞれのＹ方向の位置を算出することができる。

この様な構成とすることで、離れた場所にあるチップ部品の測定位置の累積誤差を軽減ないし無くすことができる。

［別の形態］
なお上述では、相対移動部４のＸ軸スライダー４１とＹ軸スライダー４２との直交度が所望の精度で組み付けられている前提で詳細な説明をした。しかし、機器組立の都合上、Ｘ軸スライダー４１とＹ軸スライダー４２の直交度が少しずれたり、ずれの改善が期待できない場合や、より高精度な測定が求められる場合、下記の様な手順や構成で、チップ部品それぞれの位置を補正して算出することが好ましい。

具体的には、マスター基板ＭＷを用いて、直交度を補正する。マスター基板ＭＷには、図５に示す様に、基準マークＦＭａ、ＦＭｋ、ＦＭｑ、ＦＭｚそれぞれの中心位置は、縦Ｒｙｑ×横Ｒｘｍの長方形ないし正方形の矩形の頂点に配置されている。そのため、相対移動部４のＸ軸スライダー４１やＹ軸スライダー４２を移動させて、撮像部３でこれら基準マークＦＭａ、ＦＭｋ、ＦＭｑ、ＦＭｚを撮像し、それぞれの中心位置を取得する。そして、相対移動部４のＸ軸スライダー４１を移動させて基準マークＦＭａ，ＦＭｋを撮像したときの、Ｘ方向の間隔およびＹ方向のずれ量と、Ｙ軸スライダー４２を移動させて基準マークＦＭａ，ＦＭｑを撮像したときの、Ｙ方向の間隔およびＸ方向のずれ量とから、Ｘ軸スライダー４１とＹ軸スライダー４２との直交度がどの程度ずれているかを算出する。そして、チップ位置算出部５では、この直交度に起因するずれ量がキャンセルされるよう、チップ部品それぞれの位置を補正して算出する。

この様な構成であれば、チップ位置算出部５で算出されるチップ部品それぞれの位置は、相対移動部４のＸ軸スライダー４１とＹ軸スライダー４２との直交度のずれに起因した位置測定の誤差を低減ないし防止できる。

［別の形態］
なお上述では、相対移動部４のＸ軸スライダー４１とＹ軸スライダー４２の真直度（直真度、直進度とも言う）が、チップ部品それぞれの位置測定に影響が無い前提で詳細な説明をした。しかし、機器構成上、移動方向と直交する方向に僅かに蛇行し、分割撮像エリアがθ方向に傾斜することがある。そうすると、分割撮像エリアにおけるＸ方向とＹ方向には、θ方向にずれたことにより生じる誤差が含まれてしまうため、チップ部品それぞれの位置測定に影響を与えるという懸念が生じる。

この様な懸念（つまり、取得画像のθ方向のずれの影響）を軽減ないし無くすために、本発明を適用する上では、分割撮像エリアには少なくとも２列以上の前記チップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１列のチップ部品が、隣接する前記分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定しておくことが好ましい。そして、チップ位置算出部５において、後に撮像した前記分割撮像エリアに含まれる重複撮像チップ部品を除く他のチップ部品それぞれの位置を算出する際、複数の重複撮像チップ部品の位置関係（つまり、Ｘ方向およびＹ方向の位置）から、θ方向のずれ成分を算出し、このずれ成分を補正して、チップ部品それぞれの位置を算出する。

この様な形態であれば、相対移動しながら取得した分割撮像エリアの画像が、θ方向に少し傾斜したとしても、その傾斜の影響を無くして所望の精度でそれぞれのチップ部品の位置を算出することができる。

［別の形態］
なお上述では、１つの分割撮像エリアに縦２×横３、計６個のチップ部品が配列されている例（図２，３）や、１つの分割撮像エリアに縦３×横６、計１８個のチップ部品が配列されている例（図４）を示し、そのうち縦１列のチップ部品が重複撮像チップとして、隣接する分割撮像エリアの双方で撮像される形態を例示しつつ詳細な説明をした。

しかし、この縦横のチップ部品の数は、適宜増減させて本発明を適用できる。例えば、縦横のチップ部品の数を増やす（例えば、縦３０×横４０に設定する）と、単位時間当たりに処理できる基板の枚数（いわゆる、ＷＰＨ）を増やすことができる。一方、縦横のチップ数を減らすと、撮像視野サイズを狭くして（撮像の倍率を上げるとも言う）、画素分解能を上げて測定精度の向上を図ることができる。

つまり、本発明を適用する上では、１つの分割撮像エリアに少なくとも２つのチップが含まれており、その内１つが、重複撮像チップとして設定されていれば良い。

［変形例］
なお上述では、基板上に離間配置されたチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ（９，２）に対して、分割撮像エリアＦ（１）、Ｆ（２）、Ｆ（３）、Ｆ（４）の順で、Ｘ方向に分割撮像エリアを変更しながら、当該分割撮像エリアに含まれるチップ部品それぞれの位置を測定する具体的な手順等を示した。しかし、本発明を適用する上では、Ｘ方向に重複撮像領域を設定してＸ方向に相対移動させるのみならず、Ｙ方向に重複撮像領域を設定してＹ方向に相対移動させて、先に撮像した画像に含まれた重複撮像チップの位置関係に基づいて、他のチップ部品それぞれの位置を算出しても良い。或いは、図６に例示するように、ＸＹ方向双方に重複撮像領域Ｍ（１）〜Ｍ（４）を設定し、チップ位置算出部５において、下記の様にチップ部品それぞれの位置を算出することもできる。
・Ｃ（１，１）の位置を基準にして分割撮像エリアＦ（１）におけるチップ部品Ｃ（１，１）〜Ｃ６，２）それぞれの位置を算出。
・Ｃ（６，１）等の位置を基準にして分割撮像エリアＦ（２）におけるチップ部品Ｃ（７，１）〜Ｃ１１，２）それぞれの位置を算出。
・Ｃ（６，３）等の位置を基準にして分割撮像エリアＦ（ｍ）におけるチップ部品Ｃ（６，４）〜Ｃ（１１，５）それぞれの位置を算出。
・Ｃ（６，３）等の位置を基準にして分割撮像エリアＦ（ｍ＋１）におけるチップ部品Ｃ（１，４）〜Ｃ（５，５）それぞれの位置を算出。

［その他、変形例］
なお上述では、チップ位置算出部５における各チップ部品の位置を算出する具体例として、各チップ部品の左下隅の位置を基準とする例を示した。しかし、本発明を適用する上では、各チップ部品の中央や重心位置、他の隅の位置を基準に算出しても良い。

また上述では、照明部３１として、同軸落斜方式を例示したが、透過照明や斜光照明、リング照明、ドーム照明等であっても良い。

［応用例］
なお上述では、チップ位置測定に着目して詳細な説明をした。しかし、チップ部品の割れや欠け、キズや汚れを検査する機能を備えた検査装置や、レーザ照射やディスペンサ、インクジェットなどによる加工機能を備えた装置などに、本発明が組み込まれた（利用される）構成であっても良い。

１ チップ位置測定装置
２ 基板保持部
３ 撮像部
４ 相対移動部
５ チップ位置算出部
６ スケーリング補正部
ＣＮ 制御部
１ｆ 装置フレーム
２０ 基板載置台
３０ 鏡筒
３１ 照明部
３２ ハーフミラー
３３ａ，３３ｂ 対物レンズ
３４ レボルバー機構
３５ 撮像カメラ
４１ Ｘ軸スライダー
４２ Ｙ軸スライダー
４３ 回転機構
Ｗ 基板
Ｃ チップ部品（かっこ内の数字は配列位置）
Ｆ 分割撮像エリア（かっこ内の数字は撮像の順序）
Ｍ 重複撮像領域
Ｌ１ 照明光
Ｌ２ 基板側から入射した光（反射光、散乱光）

Claims (3)

1. 基板上に離間配置された複数のチップ部品それぞれの位置を測定するチップ位置測定装置であって、
   前記基板を保持する基板保持部と、
   前記基板上に設定された所定領域を複数の分割撮像エリアに分割して撮像する撮像部と、
   前記撮像部で撮像された画像に基づいて、前記分割撮像エリア内に含まれる前記チップ部品それぞれの位置を算出するチップ位置算出部と、
   前記基板保持部と前記撮像部とを相対移動させる相対移動部と、
   前記相対移動部を駆動制御すると共に、前記基板上に設定された前記分割撮像エリアの場所を変更しながら前記撮像部に対して撮像トリガを出力する制御部とを備え、
   前記分割撮像エリアには少なくとも２つ以上の前記チップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１つのチップ部品が、隣接する前記分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定されており、
   前記チップ位置算出部は、
   前記重複撮像チップ部品それぞれの位置を、先に撮像された前記分割撮像エリアに含まれた他のチップ部品との位置関係から算出し、
   後に撮像した前記分割撮像エリアに含まれる前記重複撮像チップ部品を除く他のチップ部品それぞれの位置を、当該重複撮像チップ部品との位置関係から算出する
   ことを特徴とする、チップ位置測定装置。
2. 前記分割撮像エリアには少なくとも２列以上の前記チップ部品が含まれ、かつ、当該チップ部品のうち少なくとも１列のチップ部品が、隣接する前記分割撮像エリアの双方に含まれた重複撮像チップ部品として設定されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載のチップ位置測定装置。
3. 複数の基準マークの相互位置が既知であるマスター基板を前記基板保持部に保持させ、
   前記マスター基板に配置された前記基準マークの相互位置に基づいて、前記チップ位置算出部で算出した前記チップ部品それぞれの位置に対する補正を行う、スケーリング補正部を備えた
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のチップ位置測定装置。

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