JP4128540B2 - ボンディング装置 - Google Patents
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Description
以下に、ボンディングにおける位置ずれをより少なくすることができる本発明の原理、特に、ボンディングにおけるチップと基板の位置決めに際し、位置決め用の2カメラ間のずれ量とともにボンディングツールの移動のずれ量も補正できる原理を説明する。ここでは、図26−28で説明したと同様に、1次元方向、すなわちX方向の位置決めについて説明するが、1次元のベクトルを2次元のベクトルに置き換えて、2次元の位置決めに拡張することは容易である。また、図26−28と同様に、位置あるいは位置間の距離の測定に際して各カメラの倍率を考慮する必要があるが、以下においても、特に断らない限り、カメラにより測定される位置間距離を実際の距離、すなわち物体面上の距離に換算して説明を進めることとする。
ΔX=−Xc+Xn ・・・(1)
Xb+Xc+X3=Xb+X2+X1+Xn
となり、さらに、
Xc=X2+X1+Xn−X3
となる。ここから、補正量ΔX=−Xc+Xnを導くと、式(2)となる。
−Xc+Xn=ΔX=X3−(X2+X1) ・・・(2)
本発明に係るボンディング装置は、ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと基板の位置を測定する第2カメラとを含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、位置決め機構は、さらに、基板が配置される高さ位置に配置され、位置基準を有し両側から観察可能なターゲットと、ターゲットの一方側に配置された補正用カメラと、予め定められた位置関係でボンディングツールに関する対象物をターゲットの他方側に配置し、補正用カメラにより、ターゲットと、基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物とを別々にまたは同時に撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、予め定められた位置関係で第2カメラをターゲットの他方側に配置し、第2カメラによりターゲットを撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とする。
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とする。
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とする。
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とする。
Δ(X,Y)=(X3,Y3)−[(X2,Y2)+(X1,Y1)]・・(3)
a’+Xc=X2+X1+Xn+(a’−X3)
すなわち、Xc=X2+X1+Xn−X3
となり、位置決めに対する補正量ΔXは、図1で説明したと同じ式(2)となる。
−Xc+Xn=ΔX=X3−(X2+X1) ・・・(2)
Claims (17)
- ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと基板の位置を測定する第2カメラとを含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置され、位置基準を有し両側から観察可能なターゲットと、
ターゲットの一方側に配置された補正用カメラと、
予め定められた位置関係でボンディングツールに関する対象物をターゲットの他方側に配置し、補正用カメラにより、ターゲットと、基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物とを別々にまたは同時に撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
予め定められた位置関係で第2カメラをターゲットの他方側に配置し、第2カメラによりターゲットを撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
補正用カメラは、物体側テレセントリック光学系を有するカメラであることを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと、基板の位置を測定する第2カメラと、を含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置され、位置基準を有し両側から観察可能なターゲットと、
ターゲットの一方側に配置され、ターゲットの像を第2カメラに導く光学部品と、
予め定められた位置関係でボンディングツールに関する対象物をターゲットの他方側に配置し、光学部品を介して導かれたターゲットの像と、基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物の像とを別々にまたは同時に第2カメラにより撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
予め定められた位置関係で第2カメラをターゲットの他方側に配置し、第2カメラによりターゲットを撮像し、第2カメラの撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、第1カメラの撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと、基板の位置を測定する第2カメラと、を含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
補正用カメラと、
予め定められた位置関係で、基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物を補正用カメラに向かい合わせ、補正用カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データより補正用カメラの撮像基準位置とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
予め定められた位置関係で第2カメラを補正用カメラに向かい合わせ、補正用カメラにより第2カメラの撮像面を撮像し、撮像データより補正用カメラの撮像基準位置と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
位置決め機構は、ターゲットの同じ側に第1カメラと第2カメラとが配置されることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項5に記載のボンディング装置において、
位置決め機構は、ボンディングツールに関する対象物と、基板とを同時に観察できるように配置された第1カメラと第2カメラとを有することを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
位置決め機構は、ボンディングツールと第2カメラとが所定の距離を置いて配置されることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
第2カメラをターゲットの他方側に配置し、第2カメラを所定距離移動させてターゲットの位置の変化を撮像し、撮像データより移動の前後におけるターゲットの位置基準の位置変化に基づいて、第2カメラの倍率を求める第2カメラ倍率測定手段を備えることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
ボンディングツールに関する対象物を補正用カメラに向かい合わせ、ボンディングツールに関する対象物を所定距離移動させてボンディングツールに関する対象物の位置変化を撮像し、撮像データより移動の前後におけるボンディングツールに関する対象物の位置基準の位置変化に基づいて、補正用カメラの倍率を求める補正用カメラ倍率測定手段を備えることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項9に記載のボンディング装置において、
ボンディングツールに関する対象物を補正用カメラに向かい合わせ、ボンディングツールに関する対象物上に設定した任意の2点間の距離を撮像し、補正用カメラの倍率を用い撮像データより2点間の距離を求める2点間距離測定手段と、
第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、ボンディングツールに関する対象物上に設定した同じ2点間の距離を撮像し、撮像データと2点間距離測定手段より求められた2点間距離とに基づいて、第1カメラの倍率を求める第1カメラ倍率測定手段を備えることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項1に記載のボンディング装置において、
第2カメラをターゲットの他方側に配置し、第2カメラを所定方向に移動させてターゲットの位置変化を撮像し、撮像データより移動の前後におけるターゲットの位置基準の位置変化に基づいて、ターゲットに対する第2カメラの傾き角度を求める第2カメラ傾き測定手段を備えることを特徴とするボンディング装置。 - 請求項11に記載のボンディング装置において、
ボンディングツールに関する対象物を補正用カメラに向かい合わせ、ボンディングツールに関する対象物上に設定した任意の形状とターゲットとを撮像し、撮像データよりターゲットに対する任意の形状の傾きを求める形状傾き測定手段と、
第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、ボンディングツールに関する対象物上に設定した同じ形状を撮像し、撮像データと形状傾き測定手段により求められた形状傾きとに基づいて、ターゲットに対する第1カメラの傾き角度を求める第1カメラ傾き測定手段と、
を備えることを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと基板の位置を測定する第2カメラとを含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置されたターゲットと、
補正用測定装置と、
補正用測定装置により、ターゲットと、基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物とを別々にまたは同時に測定し、測定データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
第2カメラによりターゲットを撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと基板の位置を測定する第2カメラとを含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置され、側面側及び上面側から観察可能なターゲットと、
ターゲットの側面の2方向をそれぞれ観察できるように配置される少なくとも1台以上の補正用カメラと、
予め定められた位置関係でボンディングツールに関する対象物を基板が配置される高さ位置でターゲットの上面側に配置し、補正用カメラにより、ターゲットと、ボンディングツールに関する対象物とを別々にまたは同時に撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
予め定められた位置関係で第2カメラをターゲットの上面側に配置し、第2カメラによりターゲットの上面を撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと、基板の位置を測定する第2カメラと、を含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置されたターゲットと、
ターゲットの像を第2カメラに導く光学部品と、
光学部品を介して導かれたターゲットの像と基板が配置される高さ位置に配置されたボンディングツールに関する対象物の像とを別々にまたは同時に第2カメラにより撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
第2カメラによりターゲットを撮像し、第2カメラの撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、第1カメラの撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - ボンディングツール又はボンディングツールに保持されたボンディング対象物又はボンディングツールに保持された測定用部材の少なくとも1つをボンディングツールに関する対象物として、ボンディングツールに関する対象物の位置を測定する第1カメラと、基板の位置を測定する第2カメラと、を含む位置決め機構を有し、位置決め機構により、ボンディングツールに保持されたボンディング対象物をボンディング作業面に配置された基板の決められた位置に位置決めしてボンディングを行うボンディング装置において、
位置決め機構は、さらに、
基板が配置される高さ位置に配置され、側面側及び上面側から観察可能なターゲットと、
ターゲットの側面側に配置され、ターゲットの側面の2方向からの像をそれぞれ第2カメラに導く光学部品と、
予め定められた位置関係でボンディングツールに関する対象物を基板が配置される高さ位置でターゲットの他方側に配置し、光学部品を介して導かれたターゲットの像とボンディングツールに関する対象物の像とを別々にまたは同時に第2カメラにより撮像し、撮像データよりターゲットの位置基準とボンディングツールに関する対象物の基準位置との間の第1位置偏差であるX 1 を求める第1測定手段と、
予め定められた位置関係で第2カメラをターゲットの上面側に配置し、第2カメラによりターゲットの上面を撮像し、第2カメラの撮像データよりターゲットの位置基準と第2カメラの撮像基準位置との間の第2位置偏差であるX 2 を求める第2測定手段と、
予め定められた位置関係で第1カメラをボンディングツールに関する対象物に向かい合わせ、第1カメラによりボンディングツールに関する対象物を撮像し、第1カメラの撮像データよりボンディングツールに関する対象物の基準位置と第1カメラの撮像基準位置との間の第3位置偏差であるX 3 を求める第3測定手段と、
第1位置偏差であるX 1 と第2位置偏差であるX 2 と第3位置偏差であるX 3 とに基づき、ボンディングにおける位置ずれとして{X 3 −(X 2 +X 1 )}を求める算出手段と、
を備え、算出結果に基づき、第1カメラと第2カメラとの間の光軸ずれとボンディングツールの移動のずれ量とが存在する場合においてボンディングにおける位置ずれを補正することを特徴とするボンディング装置。 - 請求項16に記載のボンディング装置において、
光学部品は、
ターゲットの側面の第1方向からの像を反射する第1反射手段と、
ターゲットの側面の第2方向からの像を反射する第2反射手段と、
反射面と透過面とを併せ持つハーフミラーであって、第1反射手段からの像を反射面でさらに反射し、第2反射手段からの像を透過面で透過するハーフミラーと、
を含み、ハーフミラーにおいて反射後の反射光の光軸と、透過後の透過光の光軸とが同軸となり、かつ、ターゲットの側面の第1方向からの像についてターゲットからハーフミラーの反射面までの光路長と、ターゲットの側面の第2方向からの像についてターゲットからハーフミラーの透過面までの光路長とが略等しくなるように、第1反射手段と第2反射手段とハーフミラーとが配置されることを特徴とするボンディング装置。
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