JP5401231B2

JP5401231B2 - 搬送システム

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Publication number: JP5401231B2
Application number: JP2009216802A
Authority: JP
Inventors: 徹北原; 和樹北川; 敦小野村
Original assignee: 株式会社テセック
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: CN102020114A; JP2011066277A; CN102020114B

Description

本発明は、ウエーハフレームに固定されたウエーハシートに貼付された電子部品を吸着して搬送する搬送システムに関するものである。

従来より、複数の電子部品が貼り付けられたウエーハシートからその電子部品をピックアップして、所定の位置まで搬送する搬送システムが提案されている。この搬送システムは、電子部品を吸着するピックアップコレットと、周縁部にメインコレットが配設され間欠的に駆動するターンテーブルとを備えており、このターンテーブルの周囲に複数の処理装置が設けられている。これにより、ウエーハシートに貼り付けられた電子部品は、ピックアップコレットにより吸着されてウエーハシートから剥がされ、所定の受け渡し位置でメインコレットに受け渡され、ターンテーブルにより所定の経路に沿って搬送される途上で検査、マーキング、収納等の各処理が施される。

このような搬送システムにおいて、検査、マーキング、収納などの処理を行う各処理装置は、その処理を行う位置を、メインコレットに吸着された電子部品の所定の姿勢に基づいて設定している。したがって、例えば、ウエーハシートからの電子部品の吸着時やピックアップコレットとメインコレットとの間の電子部品の受け渡し時に、電子部品の姿勢が上記所定の姿勢からずれた状態で吸着されると、上述した各処理を適正に行うことができない。このため、従来より、吸着手段により吸着された電子部品の姿勢を矯正することが行われている。

例えば、ターンテーブルの周囲に、電子部品の姿勢を矯正する装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、一対の部材により電子部品の主表面に沿った１の方向の両側から電子部品を挟み込むことによって、電子部品の姿勢を矯正している。

特開平０６−０３７１３４号公報

しかしながら、上記の従来技術では、電子部品の姿勢を矯正するための装置をターンテーブルの周囲に設けていたので、姿勢を矯正するための工程が電子部品の処理工程に追加されることとなる。そのため、処理工程全体に要する時間が増え、効率向上の妨げとなっていた。

また、上記の従来技術では、電子部品を挟み込むことにより姿勢を矯正していたので、挟み込む際に電子部品にストレスがかかり、場合によっては電子部品が破損してしまうことがあった。この場合には、破損した電子部品を片付けるために搬送システムを停止しなければならないので、効率を低下させる原因ともなっていた。

そこで、本願発明は、効率を向上させることができる搬送システムを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明に係る搬送システムは、電子部品が貼付されたウエーハシートを保持するウエーハフレームを支持する支持部と、この支持部を、ウエーハシートの平面に沿った方向に移動させる移動部と、ウエーハシートから電子部品を順次吸着する複数の第１のコレットを備えた第１の吸着部と、ウエーハシートに貼付され、第１のコレットにより次に吸着される電子部品を撮像する第１のカメラと、この第１のカメラにより撮像された撮像データに基づいて、移動部を移動させる制御部とを備えたことを特徴とするものである。

上記搬送システムにおいて、支持部は、ウエーハフレームを鉛直面内で支持し、移動部は、ウエーハフレームを鉛直面内で移動させるようにしてもよい。

また、上記搬送システムにおいて、第１のカメラは、ウエーハシートに対して正対しない位置に配設されるようにしてもよい。

また、上記搬送システムにおいて、第１のコレットに吸着された電子部品を順次吸着する複数の第２のコレットを備えた第２の吸着部と、第２のコレットに吸着された電子部品を撮像する第２のカメラとをさらに備え、制御部は、この第２のカメラにより撮像された撮像データに基づいて、移動部を移動させる位置を調整するようにしてもよい。

本発明によれば、第１のカメラにより撮像された撮像データに基づいて、第１のコレットにより次に吸着する電子部品のウエーハシート上の位置を確認し、この確認した位置に基づいてウエーハフレームを移動させ、その電子部品を電子部品が第１のコレットの電子部品を吸着する端部と対向する位置に移動させる。これにより、姿勢を矯正するための工程や処理装置を設けなくてよいので、処理時間を短くすることができる。また、電子部品を挟み込まずにその姿勢を矯正することができるので、電子部品の破損を防ぐことができ、破損した電子部品を片付けることによる効率低下を避けることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの構成を模式的に示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る搬送システムにおける保持装置の構成を示す図である。図３は、図２の保持装置の要部の構成を示す図である。図４は、図２の保持装置の要部の構成を示す図である。図５は、吸着装置、ターンテーブルおよび第２撮像装置の構成を示す斜視図である。図６は、本発明の実施の形態に係る搬送システムにおける吸着装置と第１撮像装置の構成を示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態に係る搬送システムにおける吸着装置と第１撮像装置の構成を示す平面図である。図８は、本発明の実施の形態に係る搬送システムにおける制御装置の構成を示す図である。図９は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの吸着搬送動作を説明する図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る搬送システムのアライメント動作を説明する図である。図１１は、ウエーハシート上に貼付けられた電子部品の画像の一例である。図１２は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの位置検出動作を説明するためのウエーハシート上に貼付けられた電子部品の画像の一例である。図１３は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの位置検出動作を説明するためのウエーハシート上に貼付けられた電子部品の画像の一例である。図１４は、本発明の実施の形態に係る搬送システムの位置検出動作における焦点の検出動作を説明するためのウエーハシート上に貼付けられた電子部品の画像の一例である。図１５は、Ｘ軸方向のピクセルサイズの算出例を示す図である。図１６Ａは、Ｘ軸方向の実寸の算出手法を説明するための図である。図１６Ｂは、Ｘ軸方向の実寸の算出手法を説明するための図である。図１７Ａは、Ｙ軸方向の実寸の算出手法を説明するための図である。図１７Ｂは、Ｙ軸方向の実寸の算出手法を説明するための図である。図１８は、２点間の距離の算出手法を説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜搬送システムの構成＞
図１に示すように、本実施の形態に係る搬送システム１は、ウエーハフレームＷを保持する保持装置２と、この保持装置２により保持されたウエーハフレームＷのウエーハシートから電子部品を吸着する吸着装置３と、この吸着装置３により吸着された電子部品を受け取り所定の経路に沿って搬送するターンテーブル４と、ウエーハフレームＷが保持しているウエーハシート上に貼付された電子部品を撮像する第１撮像装置５と、ターンテーブル４により搬送されている電子部品を撮像する第２撮像装置６と、搬送システム１全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。

≪保持装置の構成≫
保持装置２は、Ｚ軸方向に延在する一対の棒状の部材からなり、Ｘ軸方向に所定間隔離間して配設されたＺレール２１ａ，２１ｂと、互いに異なるＺレール２１ａ，２１ｂに摺動可能に係着された一対の棒状のＺベース２２ａ，２２ｂと、Ｘ軸方向に延在した一対の棒状の部材からなり、一方の部材の両端部近傍が２つのＺベース２２ａ，２２ｂの上端にそれぞれ固定され、他方の部材の両端部近傍がＺベース２２ａ，２２ｂの下端にそれぞれ固定された一対のＸレール２３ａ，２３ｂと、互いに異なるＸレール２３ａ，２３ｂに摺動可能に係着された一対のＸベース２４ａ，２４ｂと、上部接続部２５１がＸベース２４ａに、下部接続部２５２がＸベース２４ｂに係着され、ウエーハフレームＷを保持する保持部２５とを備えている。

ここで、Ｘベース２４ａは、図３に示すように、保持部２５の上端部２５１と接続される接続部２４１ａをＺ方向に移動させるＺ方向移動部２４２ａを備えている。

また、保持部２５は、図２，図４に示すように、中央部にウエーハシートの平面形状に対応する平面視略矩形の開口が形成され、上部にＸベース２４ａと接続される上部接続部２５１、下部にＸベース２４ｂと接続される下部接続部２５２が設けられた平面視略円形の枠部２５３と、中央部にウエーハシートの平面形状に対応する開口が形成され、この開口が枠部２５３の開口とＹ軸方向に一致するように枠部２５３に対して対向配置され、かつ、枠部２５３によりＹ軸方向に移動可能に支持された平面視略六角形の板状の移動部２５４と、中央部にウエーハシートの平面形状に対応する開口が形成された平面視略矩形の枠の形状を有し、その開口が移動部２５４の開口とＹ軸方向に一致するように移動部２５４におけるＹ軸方向の負の側の面に配設され、ウエーハフレームＷの縁部を支持することによりウエーハフレームＷを固定する固定部２５５とから構成される。

このような構成を有する保持装置２において、Ｚベース２２ａ，２２ｂをＺレール２２ａ，２２ｂに沿ってＺ軸方向に移動させると、Ｚベース２２ａ，２２ｂに固定されたＸベース２３ａ，２３ｂおよびこのＸベース２３ａ，２３ｂに係着された保持部２５もＺ軸方向に移動するので、結果として、固定部２５５に固定されたウエーハフレームＷをＺ軸方向に移動させることとなる。
また、Ｘベース２４ａ，２４ｂをＸレール２３ａ，２３ｂに沿ってＸ軸方向に移動させると、このＸベース２４ａ，２４ｂに係着された保持部２５もＸ軸方向に移動するので、結果として、固定部２５５に固定されたウエーハフレームＷをＸ軸方向に移動させることとなる。
さらに、Ｘベース２４ａをＸレール２３ａに沿ってＸ軸方向の正または負の方向に、Ｘベース２４ｂをＸレール２３ｂに沿ってＸベース２４ａとは反対の方向に移動させ、かつ、Ｚ方向移動部２４２ａをＺ軸方向の負の方向に移動させると、保持部２５が略Ｙ軸回りに回転するので、結果として、固定部２５５に固定されたウエーハフレームＷをＹ軸回りに回転させることとなる。
このように、保持装置２は、固定部２５５に固定したウエーハフレームＷを、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向およびＹ軸回りに移動させる。

≪吸着装置の構成≫
吸着装置３は、基部３１と、この基部３１に埋設され、基部３１の上面からＺ軸方向の正の向きに延在する回転軸を有する第１のモータ３２と、この第１のモータ３２の回転軸に取り付けられたカム３３と、基部３１の上面に設けられ、カム３３に摺接し、カム３３の移動に伴ってＹ軸方向に移動する移動部３４とを備えている。この移動部３４上には、Ｘ軸方向の負の向きに延在する回転軸３５ａを有する第２のモータ３５が配設されている。この第２のモータ３５の回転軸３５ａは、ＺＹ平面に沿った円盤状の支持部３６における一方の面（以下、「裏面」という）の略中央部に接続されている。この支持部３６の裏面と反対側の面（以下、「表面」という）には、吸着端をＸ軸に対して垂直な方向に向けた状態で支持部３６の中央部から放射状に所定間隔離間して配設され、図示しない真空発生器により負圧または正圧の空気が選択的に供給されることにより、吸着端で電子部品を吸着したり、吸着した電子部品を解放したりする複数のピックアップコレット３７が設けられている。このような吸着装置３は、保持装置２に対してＹ軸方向の正の側に配設されている。したがって、Ｙ軸方向の負の側に向かって開口しているピックアップコレット３７の吸着端は、保持装置２により保持されているウエーハフレームＷと対向配置されることとなる。

このような吸着装置３は、第２のモータ３５の回転軸３５ａを一方の方向に所定の角度回転させることにより、ピックアップコレット３７の吸着端を回転軸３５ａと同心の円軌跡に沿って１ピッチだけ移動させる。上記円軌跡上には、このピッチ間隔で上記円軌跡上にピックアップコレット３７の数量だけ停止位置が設定されており、吸着装置３は、第２のモータ３５により回転軸３５ａの回転および停止を繰り返すことにより、ピックアップコレット３７の吸着端における１の停止位置から次の停止位置への移動と、この停止位置における滞在とを繰り返す。複数の停止位置のうち、Ｙ軸方向の負の側に位置する停止位置を「対向位置」、Ｚ軸方向の正の側に位置する停止位置を「リリース位置」という。

また、吸着装置３は、第１のモータ３２を駆動させてカム３３を所定の角度だけ回転させ、移動部３４をＹ軸方向の負の側に移動させると、上記対向位置にあるピックアップコレット３７の吸着端が、ウエーハフレームＷに近接する。このとき、その吸着端と対向する位置（以下、「吸着位置」という）に電子部品がウエーハシート上に貼付されていると、そのピックアップコレット３７に負圧を供給することにより、電子部品がピックアップコレット３７に吸着されてウエーハシートから剥がされることとなる。

≪ターンテーブルの構成≫
ターンテーブル４は、電子部品を吸着する複数のメインコレット４１と、このメインコレット４１を所定の経路に沿って搬送する搬送装置４２とを備えている。メインコレット４１は、図示しない真空発生器により負圧または正圧の空気が選択的に供給されることにより、鉛直下方に開口した端部で電子部品を吸着したり、吸着した電子部品を解放したりする。搬送装置４２は、Ｚ方向に沿った回転軸を有するモータ４２１と、このモータ４２１の回転軸が裏面に取り付けられＸＹ平面内において回転可能に支持された円形のテーブル４２２とを備えており、このテーブル４２２の縁部に複数のメインコレット４１が所定間隔毎に配設されている。搬送装置４２は、モータ４２１の回転軸を所定の角度回転させることにより、メインコレット４１をモータ４２１の回転軸およびテーブル４２２と同心の円軌跡に沿って１ピッチだけ移動させることとなる。このピッチ間隔で上記円軌跡上にメインコレット４１の数量だけ停止位置が設定されており、ターンテーブル４は、搬送装置４２によりモータ４２１の回転および停止を繰り返すことにより、メインコレット４１では、１の停止位置から次の停止位置への移動と、この停止位置における滞在とが繰り返して行われる。各停止位置には、吸着装置３や第２撮像装置６とともに、収納装置、検査装置、マーキング装置などの搬送システムに関連する各種装置が対応付けて配設されている。

ここで、吸着装置３と対応付けられている停止位置では、電子部品の受け渡しが行われる。具体的には、その停止位置は、吸着装置３のリリース位置に対応しており、電子部品を吸着しているピックアップコレット３７がリリース位置に位置している場合において、ターンテーブル４の何れかのメインコレット４１がその停止位置に移動すると、互いの吸着端が電子部品を挟んで対向配置されることとなる。このような状態において、ピックアップコレット３７に対して負圧の供給を停止するとともに正圧を供給し、かつ、メインコレット４１に対して負圧の供給を開始すると、ピックアップコレット３７に吸着されていた電子部品がメインコレット４１により吸着され、電子部品の受け渡しが行われることとなる。

≪第１撮像装置の構成≫
第１撮像装置５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなどの公知の撮像手段からなるカメラ５１と、光路を変更させるためのプリズム５２とから構成される。ここで、プリズム５２は、図６，図７に示すように、保持装置２と吸着装置３の回転軸３５ａとの間で、かつ、吸着装置３の支持部３６の裏面側に配設されており、その光軸が少なくとも吸着位置の隣（Ｘ軸方向の正の側）に位置する電子部品を含むウエーハシート上の領域と、鉛直上方とを結ぶように設定されている。カメラ５１は、プリズム５２の鉛直上方（Ｚ軸方向の正の側）に配設されており、プリズム５２を介して、次吸着位置に位置する電子部品を撮像する。

≪第２撮像装置の構成≫
第２撮像装置６は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの公知の撮像手段から構成され、ターンテーブル４の所定の停止位置（以下、撮像位置という）に配設され、その撮像位置に搬送された電子部品を鉛直下方（Ｚ軸方向の負の側）から撮像する。ここで、撮像位置は、リリース位置の後段に設定されている。これにより、第２の撮像装置６は、吸着装置３によりウエーハフレームＷから吸着され、ターンテーブル４のメインコレット４１により吸着された電子部品を撮像することができる。

≪制御装置の構成≫
制御装置７は、図８に示すように、搬送システムの各構成要素に接続され、制御信号の送受信を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）部７１と、第１撮像装置５，第２撮像装置６から送られてくる画像データに対して輪郭抽出等の画像処理を行う画像処理部７２と、搬送システム１の動作に必要な各種情報を記憶する記憶部７３と、画像処理部７２の処理結果および記憶部７３に記憶された情報に基づいて、搬送システム１全体の動作を制御する主制御部７４とを備えている。

ここで、記憶部７３は、電子部品収納搬送システムの動作に関する動作プログラム７３１と、メインコレット４１により吸着された電子部品の所望の姿勢に関するテンプレート情報７３２と、姿勢データ７３３とを少なくとも記憶している。ここで、テンプレート情報７３２としては、電子部品の所望の姿勢における各頂点や重心の座標、所望の姿勢の輪郭のベクトルデータなどからなる。

主制御部７４は、搬送システムの各構成要素に制御信号を送信することによりその各構成要素の動作を制御する駆動制御部７４１と、第１撮像装置５による撮像データに対する画像処理部７２の処理結果に基づいてウエーハシート上の電子部品の位置を検出する、後述する位置検出動作を行う位置検出部７４２と、第２撮像装置６による撮像データに対する画像処理部７２の処理結果とテンプレート情報７３２とに基づいて電子部品の姿勢を検出する姿勢検出部７４３と、姿勢検出部７４３による検出結果に基づいて電子部品の姿勢を調整する矯正制御部７４２とを備えている。

このような制御装置７は、ＣＰＵ等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ/Ｆ装置と、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＦＥＤ（Field Emission Display）等の表示装置を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述したＩ／Ｆ部７１、画像処理部７２、記憶部７３および主制御部７４が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。

＜吸着搬送動作＞

次に、図９を参照して、本実施の形態に係る搬送システムによる電子部品の吸着搬送動作について説明する。

まず、制御装置７の主制御部７４の駆動制御部７４１は、第１撮像装置５により、ウエーハフレームＷが保持するウエーハシートに貼付された電子部品のうち吸着装置３が次に吸着する電子部品（以下、「次吸着部品」という）を撮像する（ステップＳ１）。

平面上の位置を検出するために電子部品を撮像する場合、その電子部品と正対する位置から撮像するのが望ましい。しかしながら、通常、電子部品と正対する位置には、ピックアップコレット等の電子部品を吸着するための装置が設けられているので、その位置から電子部品を撮像することは不可能である。そこで、本実施の形態では、図６，図７に示すように、吸着装置３の支持部３６の裏面側にプリズム５２を設け、斜めから次吸着部品を撮像するようにしている。

第１撮像装置５による撮像が行われると、駆動制御部７４１は、画像処理部７２により、その撮像データに対して例えば次吸着部品の輪郭抽出などの画像処理を行う。画像処理が行われると、位置検出部７４２は、その画像処理データに基づいてウエーハシート上の次吸着部品の位置を検出する（ステップＳ２）。上述したように、第１撮像装置５は、斜めから次吸着部品を撮像するので、この撮像データおよびこの撮像データに基づく画像処理データは斜めに歪んだものとなる。したがって、それらのデータをそのまま用いたのでは、次吸着部品の正確な位置を検出することができない。そこで、本実施の形態では、位置検出部７４２により位置検出動作を行うことにより、斜めから次吸着部品を撮像した場合であっても、次吸着部品の正確な位置を検出するようにしている。なお、その位置検出部７４２による位置検出動作の詳細については後述する。

次吸着部品の位置が検出されると、駆動制御部７４１は、その位置情報に基づいて保持装置２のウエーハフレームＷを固定している固定部２５５を移動させ、次吸着部品を吸着位置に位置させる（ステップＳ３）。

次吸着部品を吸着位置に移動させると、駆動制御部７４１は、吸着装置３の第１のモータ３２を駆動させてカム３３を所定の角度だけ回転させ、移動部３４をＹ軸方向の負の側に移動させることにより、対向位置にあるピックアップコレット３７の吸着端を吸着位置にある次吸着部品に近接させ、そのピックアップコレット３７に負圧を供給する。これにより、次吸着部品をピックアップコレット３７に吸着させる（ステップＳ４）。

次吸着部品がピックアップコレット３７に吸着されると、駆動制御部７４１は、吸着装置３の第２のモータ３５の回転軸３５ａを所定の角度回転させる（ステップＳ５）。これにより、リリース位置の１つ手前の停止位置に位置していた、電子部品を吸着しているピックアップコレット３７は、リリース位置に位置することとなる。また、ターンテーブル４において、吸着装置３と対応付けられている停止位置、すなわちリリース位置には、電子部品を吸着していないメインコレット４１が位置している。したがって、メインコレット４１とピックアップコレット３７の互いの吸着端がその電子部品を挟んで対向配置されることとなる。

なお、駆動制御部７４１は、第２のモータ３５とともにターンテーブル４のモータ４２１も駆動させるようにしてもよい。これにより、電子部品を吸着していないメインコレット４１と、電子部品を吸着しているピックアップコレット３７とは、ほぼ同時にリリース位置まで移動することとなる。

リリース位置において、電子部品を吸着していないメインコレット４１と、電子部品を吸着しているピックアップコレット３７とが対向配置されると、駆動制御部７４１は、ピックアップコレット３７に対して負圧の供給を停止するとともに正圧を供給し、かつ、メインコレット４１に対して負圧の供給を開始する。これにより、ピックアップコレット３７に吸着されていた電子部品がメインコレット４１により吸着され、電子部品の受け渡しが行われることとなる（ステップＳ６）。

電子部品がメインコレット４１に受け渡されると、駆動制御部７４１は、ステップＳ１の処理に戻る。

このように、本実施の形態によれば、第１撮像装置５により撮像された撮像データに基づいて、ピックアップコレット３７により次に吸着される電子部品の位置を確認し、ピックアップコレット３７の吸着端に電子部品が位置するようにウエーハフレームＷを固定している固定部２５５を移動させる。これにより、姿勢を矯正するための工程や処理装置を設けなくてよいので、処理時間を短くすることができる。また、電子部品を挟み込まずに姿勢を矯正することができるので、電子部品の破損を防ぐことができ、破損した電子部品を片付けることによる効率低下を防ぐことができる。

＜アライメント動作＞
上述した吸着搬送動作を繰り返すと、ピックアップコレット３７やメインコレット４１の吸着端の摩耗や慣性等の影響により、メインコレット４１における電子部品の吸着位置や姿勢にずれが生じることがある。そこで、本実施の形態では、そのずれを補正するためのアライメント動作を行う。この詳細について、図１０を参照して以下に説明する。

上述した吸着搬送動作が行われ、電子部品を吸着したメインコレット４１が撮像位置まで搬送されてくると、駆動制御部７４１は、第２撮像装置６により、メインコレット４１に吸着された電子部品を撮像する（ステップＳ１１）。

第２撮像装置６による撮像が行われると、駆動制御部７４１は、画像処理部７２により、その撮像データに対して例えば電子部品の輪郭抽出などの画像処理を行う。画像処理が行われると、姿勢検出部７４３は、その画像処理による処理結果と記憶部７３のテンプレート情報７３２とに基づいて、撮像位置に搬送された電子部品の姿勢を検出する（ステップＳ１２）。この姿勢としては、現在の電子部品Ｄの姿勢、すなわち、メインコレット４１の中心に対する電子部品の重心のＸ方向およびＹ軸方向の位置、電子部品のＺ軸回りの回転角度、ならびに、これらの値と所望する姿勢とのずれ量等を検出する。これらの値は、例えば、画像処理により取得した電子部品の輪郭または頂点や重心の座標と、理想的な電子部品の位置および角度に関するテンプレート情報７３２とを比較することにより、検出することができる。その検出された値は、記憶部７３に姿勢データ７３３として格納される。

電子部品の姿勢が検出されると、矯正制御部７４３は、姿勢データ７３３に基づいて、駆動制御部７４１による吸着搬送動作を補正する（ステップＳ１３）。この補正としては、図９のステップＳ３で固定部２５５を移動させる際に、メインコレット４１に所定の姿勢および位置に吸着されるよう、その移動量を修正することが行われる。

このようなアライメント動作を行うことにより、吸着装置３のピックアップコレット３７による電子部品の吸着時における誤差等を調整して、電子部品がメインコレット４１に対して所定の姿勢および位置に吸着されるようにすることができる。このようなアライメント動作は、電子部品を高精度に搬送する場合、電源投入時、所定時間毎などに行われる。

＜位置検出動作＞
次に、上述した吸着搬送動作中に行われる、位置検出部７４２による位置検出動作について説明する。

通常、ウエーハフレームＷの主表面に対して光軸が垂直になるように設置されたカメラであるならば、画像上のどの部分を見ても電子部品のピクセルサイズは等しい。したがって、画像の横方向に沿ったＸ軸方向のピクセルサイズ、画像の縦方向に沿ったＹ軸方向のピクセルサイズ、さらにＸ，Ｙ座標が分かると、以下の式からそれぞれの軸の実寸を検出することができる。

実寸 = ピクセルサイズ×座標・・・（１）

上式（１）において、座標は画像上の位置から容易に検出できるものの、ピクセルサイズは、カメラがウエーハフレームＷに対して垂直に配置されていない画像（以下、斜め画像という）では、画像上の奥に行くほど大きくなり、手前に行くほど小さくなるので、検出することが困難である。すなわち、図１１の斜め画像において、符号ａで示す画像の奥の方では、電子部品のピクセルサイズが大きくなり、符号ｂで示す画像の手前の方では、電子部品のピクセルサイズが小さくなる。そこで、本実施の形態では、電子部品のピクセルサイズと座標との関係式をＸ軸およびＹ軸のそれぞれについて作成し、この式に基づいて斜め画像上の正確な位置を検出する。この位置検出動作の詳細について以下に説明する。

便宜上、以下においては、図１２に示す斜め画像の場合を例に説明する。この図１２に示す斜め画像は、斜め上方からウエーハフレームＷを撮像したものであり、画像の下方をＹ軸方向の正、画像の左側をＸ軸方向の正とすると、カメラの中心（以下、原点という）が、Ｙ軸上に位置し、かつ、画像の中心よりもＹ軸の負の側に位置するものである。
なお、電子部品のピッチサイズ（ｍｍ）は（Ｘ，Ｙ）＝（７．２５００，７．２５００）、図１２の原点でのピクセルサイズ（ｍｍ）は（Ｘ，Ｙ）＝（０．０４１８，０．０４８６）であった。

≪Ｘ軸方向のピクセルサイズ≫
図１２の斜め画像において、電子部品のＸ軸方向のピクセルサイズはＸ座標に依存せず、Ｙ座標のみに依存する。そこで、Ｘ軸方向のピクセルサイズとＹ軸方向のピクセルサイズの関係式は、通常、１次関数Ｙ＝ａＸ＋ｂが用いられるが、斜め画像では焦点が出現するので焦点でピクセルサイズが無限大になるため、１次関数を用いることができない。そこで、焦点で無限大の性質を有する分数関数を適用する。上述した１次関数を下式（２）で示す分数関数に置き換える。

Ｘ軸方向のピクセルサイズ＝ａ／（Ｙ座標＋ｂ）・・・（２）

次に、上式（２）におけるａ，ｂを算出する。まず、ｂについては、焦点には到達できないという性質を用いて算出する。ここで、焦点とは、画像上における集中線の交わる点と規定する。すなわち、図１３の符号Ｃ１〜Ｃ５の一点鎖線は、Ｙ軸とともにどこかの１点において交わる。そこで、Ｙ軸とは異なる１本のラインを正確に求めることにより、焦点の位置を求めることができる。そこで、本実施の形態においては、Ｙ軸からＸ軸方向の正の側にデバイス１つ分だけ離れたラインｄを求めることとする。このラインｄの傾きは、ライン上の２点の座標から算出する。図１３の場合、ラインｄ上の点ｄ１，ｄ２の座標は、（１７３．０，０．０）、（１６７．０，−１４５．０）であったので、傾きは、２４．１６６６となる。これにより、ラインｄは、Ｙ＝２４．１６６６・Ｘ＋ｂとなる。この式に、ｄ１またはｄ２の座標を代入すると、ｂ＝−４１８０．８３３３となる。したがって、ラインｄは、Ｙ＝２４．１６６６・Ｘ−４１８０．８３３３で表される。これにより、図１４に示すように、焦点ｆの座標は（０．０，−４１８０．８３３３）となる。

上式（２）のａについては、原点でのピクセルサイズを代入することにより算出することができる。これを下式（３）、（４）に示す。

０．０４１８＝ａ／（０．０＋４１８０．８３３３）・・・（３）
ａ＝１７４．７５８８・・・（４）

このようにして算出したａ，ｂを上式（２）に代入すると、下式（５）を導くことができる。

Ｘ軸方向のピクセルサイズ＝１７４．７５８８／（Ｙ座標＋４１８０．８３３３）
・・・（５）

上式（５）をＸＹ座標に投影すると、図１５に示すようになる。この図１５からもよくわかるように、上式（５）を適用することにより、Ｙ座標を指定することで電子部品のＸ軸方向のピクセルサイズを算出できることとなる。

≪Ｙ軸方向のピクセルサイズ≫
Ｙ軸方向のピクセルサイズについては、Ｙ座標が決まれば自ずと決まる。ここで、Ｙ軸方向のピクセルサイズについても、Ｘ軸方向の場合と同様、下式（６）に示す分数関数を用いて算出する。

Ｙ軸方向のピクセルサイズ＝ａ／（Ｙ座標＋ｂ）・・・（６）

ここで、焦点ｆの座標は、上述したＸ軸方向のピクセルサイズの場合と同等である。したがって、上式（６）のｂについても、Ｘ軸方向のピクセルサイズの場合と同等となる。一方、ａについては、下式（７）、（８）に示すように、上式（６）に原点でのピクセルサイズを代入することにより算出することができる。

０．０４８６＝ａ／（０．０＋４１８０．８３３３）・・・（７）
ａ＝２０３．１８８４・・・（８）

これにより、Ｙ軸方向のピクセルサイズは、下式（９）で表すことができる。

Ｙ軸方向のピクセルサイズ＝２０３．１８８４／（Ｙ座標＋４１８０．８３３３）
・・・（９）

上式（９）を用いることにより、Ｙ座標を指定するだけでＹ軸方向のピクセルサイズを算出することができる。
≪実寸の算出手法≫
次に、三平方の定理を用いて実寸を算出する。このとき、図１２，図１３に示したような斜め画像では、その画像上の２点を用いて実寸を算出しようとすると、正しい値を得ることができない。そこで、上述した方法により算出したＸ軸方向およびＹ軸方向のピクセルサイズに関する式を用いて、ウエーハフレームＷ上の実位置を求める。具体的には、線分の両端の座標が原点に対してどれだけ離れているかを実寸で求める。

まず、Ｘ軸方向のピクセルサイズは、Ｙ座標に依存するので、上式（１）に基づいて求めることができる。すなわち、Ｘ軸方向の実寸は原点からの距離にＸ軸方向のピクセルサイズを乗じたものとなる。したがって、例えば図１６Ａに示すように、座標（ｘ，ｃ）の点ＰにおけるＸ軸方向の実寸は、図１６Ｂで符号ｇで示す矩形の面積、すなわち、１７４．７５８８／（ｃ＋４１８０．８３３３）にｘを乗じたものとなる。

一方、Ｙ軸方向のピクセルサイズは、Ｙ軸座標に依存するので、Ｙ軸方向に移動すると常にそのサイズが変化する。すなわち、Ｙ軸方向の実寸は、Ｙ軸方向のピクセルサイズに関する軌跡を所定の区間積分したものとなる。例えば、図１７Ａに示すように、ｙ座標の値がｙの点ＰにおけるＹ軸方向の実寸は、図１７Ｂで符号ｈで示す領域の面積、すなわち、ｐ＝２０３．１８８４／（ｙ＋４１８０．８３３３）の曲線をｐ₀からｙまで積分した値となる。

≪２点間の実寸≫
上述した手法を用いて、２点間の実寸を算出する。一例として、図１８に示すように、Ｐ₁（−１８８，−１２５）からＰ₂（−１８９，１７４）までの実寸を測る場合について説明する。

まず、Ｐ₁のピクセルサイズは、上式（５），（９）より、（１７４．７５８８／（−１２５＋４１８０．８３３３），２０３．１８８４／（−１２５＋４１８０．８３３３））となるので、（０．０４３１，０．０５０１）となる。

同様に、Ｐ₂のピクセルサイズは、（１７４．７５８８／（１７４＋４１８０．８３３３），２０３．１８８４／（１７４＋４１８０．８３３３））となるので、（０．０４０１，０．０４６７）となる。

次に、Ｐ₁の実位置（ｘ₁，ｙ₁）を算出する。

まず、ｘ₁については、図１６Ａ，図１６Ｂを参照して説明したように、ｘ軸方向のピクセルサイズにｘ座標を乗じたものとなる。したがって、下式（１０）で算出されることとなる。

ｘ₁＝−１８１．０・０．０４３１＝−７．７９９０・・・（１０）

また、ｙ₁については、図１７Ａ，図１７Ｂを参照して説明したように、ｙ軸方向のピクセルサイズに関する軌跡を所定の区間積分したものとなる。下式（１１）で算出されることとなる。

Ｐ₂の実位置（ｘ₂，ｙ₂）についても、Ｐ₁と同様に算出することができる。すなわち、下式（１２）,（１３）から算出することができる。

ｘ₂＝−１８９．０・０．０４０１＝−７．５８４５・・・（１２）

このような手法を用いて位置検出部７４２により電子部品の位置情報が検出されると、駆動制御部７４１は、その位置情報を用いて上述したステップＳ３の処理、すなわち、その位置情報に基づいて保持装置２のウエーハフレームＷを固定している固定部２５５を移動させ、次吸着部品を吸着位置に位置させる。

このように、本実施の形態によれば、電子部品を斜めからしか撮像できない場合であっても、その電子部品の正確な位置を検出することができる。したがって、ウエーハシートに貼付された電子部品を正確に吸着することができる。

本発明は、ウエーハシートなどの平面上に貼付された物体を吸着して搬送する各種装置に適用することができる。

１…搬送システム、２…保持装置、３…吸着装置、４…ターンテーブル、５…第１撮像装置、６…第２撮像装置、７…制御装置、２１ａ，２１ｂ…Ｚレール、２２ａ，２２ｂ…Ｚベース、２３ａ，２３ｂ…Ｘレール、２４ａ，２４ｂ…Ｘベース、２５…保持部、３１…基部、３２…第１のモータ、３３…カム、３４…移動部、３５…第２のモータ、３５ａ…回転軸、３６…支持部、３７…ピックアップコレット、４１…メインコレット、４２…搬送装置、５１…カメラ、５２…プリズム、７１…Ｉ／Ｆ部、７２…画像処理部、７３…記憶部、７４…主制御部、２４１ａ…接続部、２４２ａ…Ｚ方向移動部、２５１…上部接続部、２５２…下部接続部、２５３…枠部、２５４…移動部、２５５…固定部、４２１…モータ、４２２…テーブル、７３１…動作プログラム、７３２…テンプレート情報、７３３…姿勢データ、７４１…駆動制御部、７４２…位置検出部、７４３…姿勢検出部、７４４…矯正制御部。

Claims

電子部品が貼付されたウエーハシートを保持するウエーハフレームを支持する支持部と、
この支持部を、前記ウエーハシートの平面に沿った方向に移動させる移動部と、
前記ウエーハシートから前記電子部品を順次吸着する複数の第１のコレットを備えた第１の吸着部と、
前記ウエーハシートに貼付され、前記第１のコレットにより次に吸着される電子部品を撮像する第１のカメラと、
この第１のカメラにより撮像された撮像データに基づいて、前記移動部を移動させる制御部と
を備え、
前記第１のカメラは、前記ウエーハシートに対して正対しない位置に配設され、
前記制御部は、
前記撮像データにおける前記電子部品の大きさと、座標と、前記電子部品の実寸との関係式に基づいて前記ウエーハシート上の前記電子部品の位置情報を検出する位置検出部と、
前記位置情報に基づいて前記移動部を移動させる駆動制御部と
を備える
ことを特徴とする搬送システム。
前記支持部は、前記ウエーハフレームを鉛直面内で支持し、
前記移動部は、前記ウエーハフレームを鉛直面内で移動させる
ことを特徴とする請求項１記載の搬送システム。
前記第１のコレットに吸着された前記電子部品を順次吸着する複数の第２のコレットを備えた第２の吸着部と、
前記第２のコレットに吸着された前記電子部品を撮像する第２のカメラと
をさらに備え、
前記制御部は、この第２のカメラにより撮像された撮像データに基づいて、前記移動部を移動させる位置を調整する
ことを特徴とする請求項１または２記載の搬送システム。