WO2003085723A1

WO2003085723A1 - Alignment method and mounting method using the alignment method

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Publication number: WO2003085723A1
Application number: PCT/JP2003/003880
Authority: WO
Inventors: Akira Yamauchi; Mikio Kawakami
Original assignee: Toray Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2003-10-16
Also published as: TW200306634A; TWI244710B; US20050274869A1; CN100394577C; JP4033838B2; US7299545B2; CN1659694A; KR101086097B1; US20080073027A1; US7918953B2; KR20040094900A; KR20100005150A; JPWO2003085723A1; KR101065899B1

Description

明系田 »

ァライメント方法およびその方法を用いた実装方法

技術分野

本発明は、被接合物同士を位置合わせするァライメント方法およびその方法を用いた実装方法に関する。

背景技術

被接合物同士を接合するために、たとえばチップを基板に接合するに際しては、両者の相対位置を精度良く合わせなければならない。この位置合わせのためには、少なくとも一方の被接合物側、通常、両被接合物側に位置合わせ用認識マークが設けられ、該認識マークの位置をカメラ等の認識手段で読み取って認識マーク同士の位置を合わせ、それによつて両被接合物の相対位置関係を所定の精度内に納めるようにしている。

このようなァライメン卜において、 "ことえば被接合物が比較的大きい場合には、その両端部等に設けられた認識マ一クを認識手段を移動させることで読み取り、読み取り情報に基づいて、両被接合物を位置合わせしていくようにしている。たとえば図 1に示すように、へッド 1に保持された第 1の被接合物 2 (たとえば、チップ）と、ステージ 3に保持された第 2の被接合物 4 (たとえば、基板）との間に、上下方向に視野を有する 2視野の認識手段 5を挿入する。 2視野の認識手段 5は、たとえば上下ほぼ同軸上に 2視野の光学系を有している。 2視野の認識手段 5を移動させて第 1の被接合物 2側の認識マ一ク Aと第 2の被接合物 4 側の認識マ—ク Cを読み取った後、 2視野の認識手段 5を移動させて、第 1の被接合物 2側の認識マーク Bと第 2の被接合物 4側の認識マーク Dを読み取る。これら読み取り情報に基づいて、たとえばステージ 3の位置、姿勢を調整し、両被接合物間の相対位置精度を所定の範囲内に納めるようにしている。

このようなァライメントにおいて、従来、上下の認識マーク A、 C (または B、 D ) を読み取る場合、たとえば図 2に示すように、 2視野の認識手段 5をほぼ所定読み取り位置 P 1に移動後、認識手段 5の完全停止までの整定時間 Tを確保し、整定時間 Tを経過した完全停止後にマ一ク読み取りを行うことにより、読み取り精度を確保するようにしていた。ところが、上記のように整定時間 Tを確保すると、その整定時間 Τに少なくとも 0 . 1〜1秒程度をとつているので、ァライメント完了時間、ひいては両被接合物の実装タクトを短縮するには、限界があった。

また、被接合物の不完全停止状態で認識マークを撮像すると、たとえば図 3に示すように、完全停止状態で登録された位置合わせ用認識マーク Εに比べ、移動中に撮像される認識マークとしては、移動速度の影響で移動方向 Xに引き伸ばされて大きくなつたマーク Fとして認識されることがある。この現象は、位置合わせ用認識マーク Ε ¾撮像するに際し、たとえばシャッタ一速度を約 1 Z 1 0 0秒以上にすると発生する。このように拡大されたマ一ク Fの状態で、登録された認識マーク Εに基づいて認識させると、認識位置精度が低下することとなつていた _£ 発明の開示

そこで、本発明の目的は、高いァライメント精度を維持しつつ、上記のような整定時間の確保を不要化して、ァライメント時間、実装タク卜の大幅な短縮が可能なァライメント方法およびその方法を用いた実装方法を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、ァライメント時間、実装タクトの短縮を達成しつつ、認識マークの認識位置精度の低下を防止することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るァライメント方法は、少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを移動式認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするァライメント方法であって、前記認識手段の完全停止前の移動中に認識マークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ—ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取ったマーク認識位置を捕正して認識マ一クの絶対位置を特定することを特徴とする方法からなる (第 1のァライメント方法）。すなわち、認識手段の完全停止前の移動中の認識マーク読み取りであっても、該認識手段の移動中の位置フィードバック信号、つまりマ一ク読み取り時の移動軸の座標が正確にフィードバックされれば、それに基づいてマーク読み取り時のマーク位置を補正することにより、そのときの実際の認識マークの絶対位置を正確に特定できるようになる。移動中の読み取りが可能になることにより、従来のような完全停止前の整定時間の確保は不要になり、ァライメント時間、ひいては実装時間が大幅に短縮される。また、本発明は、ァライメント時間、ひいては実装時間の大幅な短縮とともに、ァライメント精度を大幅に向上するという観点から、両認識マークを同期させて同時に読み取るという基本技術思想も提供する。すなわち、本発明に係るァライメント方法は、両被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを両被接合物方向に視野をもつ 2視野の認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするァライメント方法であって、前記両認識マークを同期させて同時に読み取ることを特徵とする方法からなる（第 2のァライメント方法）。このように 2 視野の認識手段を用いて、両被接合物側に設けられた認識マ一クを同期させて同時に読み取ることにより、たとえ 2視野光学系が移動により振動し移動軸の座標取り込みとの誤差があつたとしても、上下の認識マークが同期して読み取られるため相対的な位置関係が保持されることになり、従来のように軸の停止精度がプラスされるのに比べ、ァライメント精度はアップする。

したがって、本発明に係る上記第 1のァライメント方法においても、上記移動式認識手段に、両被接合物方向に視野を持つ認識手段、たとえば 2視野の認識手段を用い、各視野について認識手段の完全停止前の移動中に両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを同期させて同時に読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マ —ク認識位置を補正して各認識マークの絶対位置を特定することが好ましい。絶対位置を特定できることにより回転方向（0方向）の補正を行うことも可能となる。このことにより、読み取り精度が高くかつマークの絶対位置も認識できるため、さらに高い精度のァライメントが可能で、かつ、実装時間の短縮が可能となまた、本発明に係る上記第 1のァライメント方法においては、上記移動式認識手段に、、両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークをともに下方から読み取る認識手段を用い、該認識手段の完全停止前の移動中に各認識マークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィードバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マーク認識位置を捕正して各認識マ一クの絶対位置を特定することもできる。この下方に配置される移動式認識手段としては、 2眼カメラを用いることもできる。 2眼力メラとしては、カメラの移動機構に一体的に組み込まれているもの、つまり一定の位置閧係にて一体的に組み込まれているものを使用できる。あるいは、移動機構に分離可能な 2つのカメラを組み込むことにより上記 2眼力メラを構成してもよい。また、少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを、測定波（たとえば、可視光や赤外線等）を被接合物または Zおよび該被接合物の受け部材を透過させて読み取るようにすることもできる。測定波を透過可能な被接合物または被接合物の受け部材は、たとえばガラスからなる。

. 上記のような第 1のァライメント方法においては、移動式認識手段のレンズの収差をソフト補正して読み取ることが好ましい。移動式認識手段としてレンズを備えたカメラ機構を有するものを使用する場合、単に移動中の完全停止前に先に読み取ると、マークがカメラ中心に未だ到達していない時に読み取る.こともあるため、レンズの収差、歪みがあると位置認識誤差となってしまう。そのため、たとえば基準マトリクスマ一クをソフトマトリクスで覚え込ますことによりレンズの歪みの補正を行えば、レンズ中央でなくても正しい位置を認識できるようなり、精度に影響を与えないようにすることができる。

上記第 1、第 2のァライメント方法においては、認識手段を用いて読み取るに際し、雨被接合物側に設けられた認識マークが同時に読み取れない位置に付されているときには、一方の被接合物側に設けられた認識マークを他方の被接合物側に設けられた認識マークと同時読み取り可能な位置に、被接合物ごと移動させ、両認識マークを同期させて同時に読み取った後、前記移動した認識マークについては前記移動量を考慮して補正し、該認識マ一クの絶対位置を特定することができる。

この方法においては、同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を先に到着させる、または、移動式認識手段と同時に到着させることが好ましい。また、同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、被接合物を移動させるテ一ブルの完全停止前に、テーブルの位置フィ一ドバック信号に基づいて、認識マークの絶対位置を特定することが好ましい。

すなわち、認識手段を停止させると整定時間の間はハンチングしている。また、テ一ブルは停止していたとしても、構造体がしなり振動することがあるため、絶対位置の認識精度に影響を及ぼす。したがって、停止させるよりはむしろ一定速度で移動中であれば、振動は起こっておらず、位置フィードバック信号のみ正確に認識してさえいれば、絶対位置の認識精度は向上する。また、被接合物をマ一ク同時認識できる位置へ移動させる場合には、被接合物の移動は、認識手段が認識位置へ到着している以前に完了していなければならない。被接合物の移動が遅れると、認識手段は停止して待つ必要があり、そうすれば上記のように振動が起こって絶対認識精度に影響が出る。そのため、被接合物が先に到着するように、認識手段の移動タイミングや移動速度を事前に調整する。また、被接合物の移動中、認識手段も移動中で、丁度読み取り位置で交差する状況が一番振動無く測定できるタイミングとなる。これを事前に計算して移動タイミングや移動速度を設定しておけば、常に、最適な条件で認識が可能となる。

さらに、上記第 1、第 2のァライメント方法においては、認識手段を用いて移動中に認識マークを読み取るに際し、図 3に示したような、移動速度の影響により移動方向にマークが拡大されて認識され認識位置精度が低下するのを防止するために、認識手段のシャッターの露光時間を短くすることが好ましい。たとえば、電子シャッタ一を用いて、その露光時間を 1 Z 1 0 0秒以下、好ましくは、 1 / 1 0 0 0秒以下にすることにより、上記のようなマーク拡大認識を防止することが可能となる。ただし、電子シャツ夕一の露光時間をたとえば 1 / 1 0 0 0秒以下にすると、光量不足のため画像が暗くなる。そこで、光量を増大させるため強い光源を使用することが考えられるが、強い光源による光を多く取り込むと、たとえば図 4に示すように、認識マーク Gを撮像した際に、強い光線が上下に尾を引いたような筋 Hが現れるスミァ現象が発生し、このスミァ現象によって認識位置精度が低下するおそれがある。そこでこのスミァ現象発生の影響を極力抑えるために、電子シャツタ一とともに、その露光時間に同期して発光するストロボを用いることにより、上記スミァ現象による筋 Hを実質的に消すことができ、認識位置精度の低下を防止できる。

本発明に係る実装方法は、上記のような第 1または第 2のァライメント方法を用いて両被接合物を位置合わせした後、一方の被接合物を他方の被接合物に実装することを特徴とする方法からなる。整定時間を確保する必要がなく、ァライメント時間が短縮されているので、実装タクトも大幅に短縮可能となる。上記一方の被接合物は、たとえばチップからなり、他方の被接合物は、たとえば基板からなる。ただし、本発明において上記チップとは、たとえば、 I Cチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウェハーなど種類や大きさに関係なく基板と接合させる側の全ての形態のものを含む。また、上記基板とは、たとえば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウェハーなど種類や大きさに関係なくチップと接合させる側の全ての形態のものを含む。

また、本発明における認識手段としては、上述の如く、たとえば上下両方向に視野を有する 2視野の認識手段や、両被接合物の下方に揷入される認識手段（2 眼力メラを含む）を用いることができるが、その形態としては、たとえ C C D力メラ、赤外線カメラ、 X線カメラ、センサ等、認識マークを認識（または撮像）し得るものであればいかなるものも使用可能である。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施態様に係るァライメント方法を適用可能な実装装麿の概略構成図である。

図 2は、移動式認識手段における従来の整定時間および本発明方法におけるマ —ク認識タイミング例を示す特性図である。

図 3は、移動式認識手段により移動中に認識マークを認識する際、マークが拡大されて認識されることがあることを示す、認識マークの平面図である。

図 4は、スミア現象を示す、認識マークの平面図であ ¾。

図 5は、移動式認識手段における移動軸と視野との関係の一例を示す説明図である

図 6は、移動式認識手段における移動指令と移動軸座標との関係の一例を示す説明図である。

図 7は、本発明における一方の認識マーク位置をずらして上下マークを認識する場合の一例を示す実装装置の概略構成図である。

図 8は、本発明の一実施態様に係るァラィメント方法の動作フロ一図である。図 9は、本発明の別の実施態様に係るァライメント方法の動作フロー図である _c 図 1 0は、 2視野の認識手段の移動中に上下カメラで同期させて同時に上下認識マークを繰り返し読み取った場合の測定結果を示すグラフである。

図 1 1は、図 1 0に示す特性において本発明により上下認識マークの相対位置を示した結果を示すグラフである。

図 1 2は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用可能な実装装置の概略構成図である。

図 1 3は、図 1 2の次の動作を示す、実装装置の概略構成図である。

図 1 4は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用可能な実装装置の概略構成図である。 '

図 1 5は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用可能な実装装置の概略正面図である。

図 1 6は、図 1 5の装置の概略側面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

本発明における機械的装置構成としては、たとえば図 1に示したものと同等のものを使用可能である。本発明においては、図 2に示すように、認識手段（2視野の認識手段） 5の移動のための駆動指令を発するが、従来のように完全停止までの整定時間 Tを設定することなく、移動中に認識マーク A、 C (または B、 D ) の読み取りが行われ、たとえば図 2における P 2点にて読み取りが行われる _c この読み取りのための位置 P 2点は、認識マークの画像読み取りが可能な範囲内にあればよい。たとえば図 5に示すように、認識手段移動機構あるいは認識手段位置検出機構中に設けられたエンコーダや磁気スケール等による、認識手段の移動中の移動軸座標 1 1に対し、認識手段の視野 1 2 (視野の中心）が、認識マ —ク 1 3の画像を読み取り可能な位置 1 4にくれば、読み取りを開始できる。このとき、図 6に示すように、時間軸に関して、移動指令と、移動位置（移動軸座標）とがずれていたとしても、画像読み取り時の移動軸座標位置さえ正確にフィードバックできれば、そのフィードバック信号に基づいて、読み取り時の認識マーク読み取り位置を、実際の認識マークの絶対位置へと正確に補正演算することが可能である。このような捕正を行うことにより、移動中の読み取りにもかかわらず、各認識マークの絶対位置を精度良く特定することができ、その結果に基づいて、被接合物同士を高精度に位置合わせすることができる。

とくに、図 1に示したように、ほぼ同軸上に 2視野の光学系を有する 2視野の認識手段 5により、上下の認識マーク A、 C (または B、 D ) を同期させて同時に取り込めば、移動中の振動等の影響を受けることなく、上下両認識マークの相対位置関係を精度良く認識でき、それに基づいて高精度のァライメントを行うことができる。

そのままの状態では上下の認識マークを同時に読み取ることができない場合、たとえば、一方の被接合物側に接着剤やフィルム等が付与されており、被接合物の外側に認識マ一クが付与されているような場合には、一方の被接合物側の認識マークの位置を被接合物ごと所定量ずらすことにより、上下の認識マークの同時読み取りを可能とすることができる。この強制的にずらした所定量は既知量であるから、両被接合物の位置合わせの際に容易にかつ正確に補正できる。たとえば図 7に示すように、第 2の被接合物 4側の位置を、認識マーク Aと認識マーク C とが上下同じ位置にくるようにステージ 3を移動させて強制的にずらし、その状態にて上下の認識マ一ク A、 C，を同期して同時に読み込めばよい。この強制的にずらした移動量は、両被接合物の位置合わせの際に捕正すればよい。認識マーク Bと認識マーク D，についても、同様の手法が適用できる。

強制移動させずに上下の認識マ一ク八、 C (または B、 D ) を同期させて同時に読み取る場合の動作フロー（実装までの動作フロー）について、図 8に例示する。また、上記強制移動を伴う場合の上下の認識マーク A、 C (または B、 D ' ) を同期させて同時に読み取る場合の動作フロー（実装までの動作フロー）について、図 9に例示する。図 8、図 9に示すフローでは、 2視野の認識手段の移動軸座標の認識に移動機構（駆動機構）中に設けられたリニアスケール（ェンコーダ）からのフィ一ドバックパルスを用いている。

図 8に示すフロ一においては、第 1の被接合物（たとえばチップ）を保持したへッドを認識マーク読み取り高さに移動させ、 2視野の認識手段を第 1の被接合物と第 2の被接合物（たとえば基板）の間に揷入する。 2視野の認識手段の移動中、その完全停止前の移動軸のエンコーダフィ一ドパックパルスを読み取りマ一ク認識位置として取り込むとともに、 2視野の認識手段における上下カメラを同期させて同時に認識マ一ク八、 Cの画像を読み込む。また、エンコーダの代わりにテ一プルに取り付けたリニアスケールでフィ一ドバックパルスを読み取れば、エンコーダからテーブル間のガタゃ熱膨張の影響を受けず、正確に位置認識できるので好ましい。

2視野の認識手段を次の認識位置へと移動し、同様に、 2視野の認識手段の移動中、その完全停止前の移動軸のエンコーダフィ一ドバックパルスを読み取りマ一ク認識位置として取り込むとともに、 2視野の認識手段における上下カメラを同期させて同時に認識マ一ク B、 Dの画像を読み込む。

マ一ク画像読み取り後 2視野の認識手段は退避されるが、上記マ一ク、じの認識位置およびマ—ク 8、 Dの認識位置が、上記画像読み取り時の移動軸のフィ —ドバック情報に基づいて、補正演算され、認識マーク A、 Cおよび認識マーク B、 Dの絶対位置が認識される。

この絶対位置認識情報に基づいて、ステージが移動調整され、両被接合物の相対位置関係が所定の精度範囲内に入るように、 Tライメントが実行される。位置合わせ後、へッドが下降され、第 1の被接合物の第 2の被接合物への実装が行われる。実装後に、へッドが上昇され、一連の実装動作が完了する。

図 9に示すフローにおいては、第 1の被接合物（たとえばチップ）を保持したへッドを認識マーク読み取り高さに移動させ、 2視野の認識手段を第 1の被接合物と第 2の被接合物（たとえば基板）の間に挿入する。ステージを、認識マーク C ' が認識マーク Aと上下同じ視野で取り込めるよう移動される。マ一ク移動後、 2視野の認識手段の移動中、その完全停止前の移動軸のエンコーダフィ一ドバックパルスを読み取りマーク認識位置として取り込むとともに、 2視野の認識手段における上下カメラを同期させて同時に認識マーク A、 C の画像を読み込む。この場合においても、カメラの移動時間に対してステージ側の完全停止が難しい場合には、ステージ側テ一プル上のエンコーダフィードパックパルスも読み込むことが好ましい。また、エンコーダの代わりにリニアスケールの方がさらに好ましい。

上記のように上下カメラを同期させて同時に認識マーク A、 C，の画像を読み込んだデータの例を図 1 0、図 1 1に示す。図 1 0に、 2視野の認識手段の移動中、上下カメラを同期させて同時に認識マーク A、 C，の画像を読み込む動作を繰り返した場合の基準位置からの画像読み込み位置のデータを示す。図 1 0に示すように、同一座標で繰り返し測定を行っても、 2視野の認識手段の移動中では、上カメラ Aまたは下カメラ C ' 単体の画像読み込み位置は安定せず、約 8 / mのばらつきが発生した。つまり、この条件で実装を行うと、約 8 /z mのばらつきが発生する。し力、し、上記のように上下カメラを同期させて同時に認識マ一ク、 C の画像を読み込んでァライメントする場合、認識マ一ク、 C の相対位置を比較してみると図 1 1に示すようになり、相対誤差が約 0 . 6 // m以下で検出できるようになり、大幅に精度を向上できることが分かる。また、エンコーダフイードバックパルスを読み込むことにより、この約 8 // mのばらつきも絶対位置として認識し、キャンセルできる。そのため、回転中心の絶対位置が必要となつてくる 0補正を伴うァライメント時にも、精度を確保できる。

さらに、ステージを、認識マーク D，が認識マーク Bと上下同じ視野で読み込めるよう移動するとともに、 2視野の認識手段をその次の認識位置へと移動する _c そして、上記同様に、 2視野の認識手段の移動中、その完全停止前の移動軸のェンコ一ダフィードバックパルスを読み取りマーク認識として取り込むとともに、 2視野の認識手段における上下カメラを同期させて同時に認識マーク B、 D ' の画像を読み込む。

マーク画像取り込み後 2視野の認識手段は退避されるが、上記マーク A、 C の認識位置およびマーク B、 D ' の認識位置が、上記画像読み込み時の移動軸のフィードバック情報に基づいて、捕正演算され、認識マ一ク、 C および認識マ一ク 8、 D，の絶対位置が認識される。

この絶対位置認識情報に基づいて、ステージが移動調整され、両被接合物の相対位置関係が所定の精度範囲内に入るように、ァライメントが実行される。位置合わせ後、へッドが下降され、第 1の被接合物の第 2の被接合物への実装が行われる。実装後に、へッドが上昇され、一連の実装動作が完了する。

図 8、図 9のいずれに示した動作においても、認識手段の移動中にマーク画像を読み込み、完全停止のための整定時間を設定する必要がないので、ァライメント時間、実装タクトが大幅に短縮される。また、画像読み込み時の移動軸のフィ ―ドバック情報に基づく補正演算により、認識マークの絶対位置を正確に認識できるので、高いァライメント精度を同時に確保できる。

また、前述したように、認識マークの読み取りに際し、電子シャッターを用いて露光時間を短くすれば、図 3に示したような読み取りマーク拡大現象を防止でき、さらに短い露光時間とするために強い光源を使用する際にも、露光に同期させてストロボ発光させれば、図 4に示したようなスミァ現象の発生を極力抑えることが可能になり、一層高い認識位置精度を達成できる。

このような高精度で短時間で行うヒとができる効率のよい、本発明に係るァラィメント方法およびその方法を用いた実装方法は、さらに別の形態を探ることもできる。たとえば図 1 2、図 1 3は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用した実装装置を示している。図 1 2において、ヘッド 1に保持された第 1の被接合物 2 (たとえば、チップ）の下面には、位置合わせ用認識マ —ク A、 Bが付されており、ステージ 3に保持された第 2の被接合物 4 (たとえば、基板）の下面には、位置合わせ用認識マ一ク C、 Dが付されている。第' 2の被接合物 4は、ステージ 3からはみ出した状態ではみ出した部分は、ステージ 3 側の受け部材 6によって支持されており、この部分の下面に認識マ一ク C、 Dが付されている。受け部材 6は、測定波が透過可能なガラスからなっているが、ガラス以外に赤外線や X線などの測定波が透過可能な材質から構成することも可能である。両被接合物 2、 3の下方に認識手段 7が移動制御可能に設けられている c 本実施提要では、認識手段 7は上方への視野のみを有する 1視野の認識手段からなる。また、へッド 1は上下方向（Z方向）に移動可能に、ステージ 3は水平方向（X、 Y方向）および回転方向（0方向）に移動可能に、認識手段 7は、 X、 Υ、 Ζ方向に移動可能に設けられている。

このように構成された実装装置では、たとえば次のようなステツプ順にァライメントおよび実装が行われる。

①図 1 2に示すように、へッド 1に保持された第 1の被接合物 2の下に認識手段 7を、認識マーク Αが下方から視野に入る位置に移動させる。

②第 1の被接合物 2側の認識マーク Aを読み取る。

③認識手段 7を移動させて第 1の被接合物 2側の認識マーク Bを読み取る。 ④図 1 3に示すように、第 2の被接合物 4の認識のため、ステージ 3を移動させ、かつ、認識手段 7を、認識マーク Cが下方から視野に入る位置に移動させる。

⑤第 2の被接合物 4側の認識マーク Cを読み取る。

⑥認識手段 7を移動させて第 2の被接合物 4側の認識マーク Dを読み取る。

⑦マーク A、 B、 C、 Dの読み取り結果から捕正演算を処理する。

⑧ステージ 3の位置、姿勢を調整し、両被接合物 3、 4間の相対位置精度を所定の範囲内に制御する。

⑨へッド 1を下降させて実装し、実装後にはへッド 1を上昇させる。

これら動作ステツプの順序は、たとえば上記ステツプ①〜⑥において任意に変更することも可能である。

図 1 4は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用した実装装置を示している。図 1 4に示す装置においては、図 1 2に示した形態と同様に、へッド 1に保持された第 1の被接合物 2 (たとえば、チップ）の下面には、位置合わせ用認識マーク A、 Bが付されており、ステージ 3と受け部材 6に ί呆持された第 2の被接合物 4 (たとえば、基板）の下面には、位置合わせ用認識マ一クじ、 Dが付されている。両被接合物 2、 3の下方に、 2眼 8 a、 8 bを備えた 2眼力メラからなる認識手段 8が移動制御可能に設けられており、この 2眼カメラは移動制御可能な認識手段 8に、つまり移動機構中に、所定の相対位置関係に固定された状態で一体的に組み込まれている。

このように構成された実装装置では、たとえば次のようなステップ順にァライメントおよび実装が行われる。

①へッド 1に保持された第 1の被接合物 2の下に 2眼力メラからなる認識手段 8 を、認識マーク Aが下方から視野に入る位置に移動させる。

②第 1の被接合物 2側の認識マ一ク Aと、第 2の被接合物 4側の認識マ一ク Cを同時に読み取る。

③認識手段 8を移動させて（認識マークの位置関係によってはステージ 3も移動させて）、第 1の被接合物 2側の認識マーク Bと、第 2の被接合物 4側の認識マ —ク Dを同時に読み取る。

④マーク A、 B、 C、 Dの読み取り結果から補正演算を処理する。 ⑤ステージ 3の位置、姿勢を調整し、両被接合物 3、 4間の相対位置精度を所定の範囲内に制御する。

⑥へッド 1を下降させて実装し、実装後にはへッド 1を上昇させる。

なお、上記ステップ②とステップ③が入れ替わつてもよい。

図 1 5、図 1 6は、本発明のさらに別の実施態様に係るァライメント方法を適用した実装装置を示している。図 1 5、図 1 6に示す装置においては、図 1 2に示した形態と同様に、へッド 1に保持された第 1の被接合物 2 (たとえば、チップ）の下面には、位置合わせ用認識マーク A、 Bが付されており、ステージ 3と受け部材 6に保持された第 2の被接合物 4 (たとえば、基板）の下面には、位置合わせ用認識マ一クじ、 Dが付されている。両被接合物 2、 3の下方に、移動機構に分離可能な 2つのカメラ 9 a、 9 bを組み込むことにより前記 2跟カメラが構成された認識手段 9が移動制御可能に設けられている。

このように構成された実装装置では、たとえば次のようなステツプ順にァライメントおよび実装が行われる。 ' ①へッド 1に保持された第 1の被接合物 2の下に 2カメラ分離型の 2眼力メラからなる認識手段 9を、認識マーク Aが下方から視野に入る位置に移動させる。

②第 1の被接合物 2側の認識マーク Aと認識マーク Bを同時に読み取る。

③第 2の被接合物 4の認識のためステージ 3を移動させ、かつ、認識手段 9を第 2の被接合物 4側の認識マーク Cが下方から視野に入る位置に移動させる。

④第 2の被接合物 4側の認識マーク Cと認識マーク Dを同時に読み取る。ただし、第 1の被接合物 2側の認識マーク A、 B間の相対位置関係と第 2の被接合物 4側の認識マーク C、 D間の相対位置関係が異なる場合には、認識手段 9における一方のカメラを移動させた後に読み取る。

⑤マーク A、 B、 C、 Dの読み取り結果から捕正演算を処理する。

⑥ステージ 3の位置、姿勢を調整し、両被接合物 3、 4間の相対位置精度を所定の範囲内に制御する。

⑦へッド 1を下降させて実装し、実装後にはへッド 1を上昇させる。

なお、上記ステツプ②とステツプ③が入れ替わってもよい。

このように、本発明に係るァライメント方法およびその方法を用いた実装方法は、各種の形態を採り得る。本発明に係るァライメント方法およびその方法を用いた実装方法によれば、上下同時にァライメントマークを読み取ることにより従来より精度が向上し、かつ、移動式認識手段の完全停止のための整定時間の確保を不要化でき、ァライメント時間、実装タクトを大幅に短縮することができる。また、認識マークの読み取りに際し、電子シャッターやストロボを用いると、一層高い認識位置精度を達成できる。

. 産業上の利用可能性

本発明に係るァライメント方法およびその方法を用いた実装方法は、あらゆる被接合物同士の位置合わせ、および位置合わせされた被接合物同士の実装に適用でき、高精度での実装が可能になるとともに、ァライメント時間、実装タクトを大幅に短縮することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを移動式認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするァライメント方法であって、前記認識手段の完全停止前の移動中に認識ークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドパック信号に基づいて、前記認識手段により読み取つたマーク認識位置を補正して認識マークの絶対位置を特定することを特徴とするァライメント方法。

2 . 前記移動式認識手段に、両被接合物方向に視野を持つ 2視野の認識手段を用い、各視野について認識手段の完全停止前の移動中に両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを同期させて同時に読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マーク認識位置を捕正して各認識マークの絶対位置を特定する、請求項 1のァライメント方法。 '

3 . 前記移動式認識手段に、両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークをともに下方から読み取る認識手段を用い、該認識手段の完全停止前の移動中に各認識マークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マーク認識位置を補正して各認識マークの絶対位置を特定する、請求項 1のァライメント方法。

4 . 前記移動式認識手段に、 2眼力メラを用いる、請求項 3のァライメント方法 _c

5 . 前記 2眼力メラが移動機構に一体的に組み込まれている、請求項 4のァライメント方法。

6 . 移動機構に分離可能な 2つのカメラを組み込むことにより前記 2眼力メラが構成されている、請求項 4のァライメント方法。

7 . 少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを、測定波を被接合物または/およぴ該被接合物の受け部材を透過させて読み取る、請求項 3のァライメント方法。

8 . 前記移動式認識手段のレンズの収差をソフト捕正して読み取る、請求項 1のァライメント方法。

9 . 両被接合物側に設けられた認識マークが同時に読み取れない位置に付されているとき、一方の被接合物側に設けられた認識マ一クを他方の被接合物側に設けられた認識マークと同時読み取り可能な位置に、被接合物ごと移動させ、両認識マークを同期させて同時に読み取った後、前記移動した認識マークについては前記移動量を考慮して補正し、該認識マークの絶対位置を特定する、請求項 1のァライメント方法。

1 0 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を先に到着させる、請求項 9のァライメント方法。

1 1 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を移動式認識手段と同時に到着させる、請求項 9のァライメント方法。

1 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、被接合物を移動させるテーブルの完全停止前に、テ一プルの位置フィードバック信号に基づいて、認識マークの絶対位置を特定する、請求項 9のァライメント方法。

1 3 . 前記移動式認識手段で被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを読み取るに際し、電子シャッターにより露光時間を制御する、請求項 1のァラィメント方法。

1 4 . 電子シャッターによる露光時間に同期させてストロポ発光させる、請求項 1 3のァライメント方法。

1 5 . 両被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを両被接合物方向に視野をもつ 2視野の認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするァライメント方法であって、前記両認識マークを同期させて同時に読み取ることを特徴とするァライメント方法。

1 6 . 前記 2視野の認識手段に、その上下に位置する両被接合物方向に視野をもつ 2視野の認識手段を用いる、請求項 1 5のァライメント方法。

1 7 . 前記 2視野の認識手段に、両被接合物の下方に位置される 2眼力メラを用いる、請求項 1 6のァライメント方法。

1 8 . 前記 2眼力メラが移動機構に一体的に組み込まれている、請求項 1 Ί 'の了ライメント方法。

1 9 . 移動機構に分離可能な 2つのカメラを組み込むことにより前記 2眼力メラが構成されている、請求項 1 7のァライメント方法。

2 0 . 両被接合物側に設けられた認識マークが同時に読み取れない位置に付されているとき、一方の被接合物側に設けられた認識マ一クを他方の被接合物側に設けられた認識マークと同時読み取り可能な位置に、被接合物ごと移動させ、両認識マークを同期させて同時に読み取つた後、前記移動した認識マークについては前記移動量を考慮して補正し、該認識マークの絶対位置を特定する、請求項 1 5 のァライメント方法。

2 1 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を先に到着させる、請求項 2 0のァライメント方法。

2 2 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を認識手段と同時に到着させる、請求項 2 0のァライメント方法。

2 3 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、被接合物を移動させるテーブルの完全停止前に、テーブルの位置フィ一ドバック信号に基づいて、認識マークの絶対位置を特定する、請求項 2 0のァライメント方法。

2 4 . 前記認識手段で被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを読み取るに際し、電子シャッタ一により露光時間を制御する、請求項 2 3のァライメント方法。

2 5 . 電子シャッタ一による露光時間に同期させてストロボ発光させる、請求項 2 4のァライメント方法。 2 6 . 少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを移動式認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするに際し、前記認識手段の完全停止前の移動中に認識マークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取ったマーク認識位置を捕正して認識マークの絶対位置を特定するァライメント方法を用いて、両被接合物を位置合わせした後、一方の被接合物を他方の被接合物に実装することを特徵とする実装方法。

2 7 . 前記移動式認識手段に、両被接合物方向に視野を持つ 2視野の認識手段を用い、各視野について認識手段の完全停止前の移動中に両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを同期させて同時に読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マーク認識位置を補正して各認識マークの絶対位置を特定する、請求項 2 6の実装方法 c

2 8 . 前記移動式認識手段に、両被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マ —クをともに下方から読み取る認識手段を用い、該認識手段の完全停止前の移動中に各認識マークを読み取り、該認識手段の移動中の位置フィ一ドバック信号に基づいて、前記認識手段により読み取った各マ—ク認識位置を補正して各認識マ —クの絶対位置を特定する、請求項 2 6の実装方法。

2 9 . 前記移動式認識手段に、 2眼力メラを用いる、請求項 2 8の実装方法。

3 0 . 前記 2眼力メラが移動機構に一体的に組み込まれている、請求項 2 9の実装方法。

3 1 . 移動機構に分離可能な 2つのカメラを組み込むことにより前記 2眼力メラが構成されている、請求項 2 9の実装方法。

3 2 . 少なくとも一方の被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マークを、測定波を被接合物または/および該被接合物の受け部材を透過させて読み取る、請求項 2 8の実装方法。

3 3 . 前記移動式認識手段のレンズの収差をソフト補正して読み取る、請求項 2 6の実装方法。

3 4 . 両被接合物側に設けられた認識マークが同時に読み取れない位置に付されているとき、一方の被接合物側に設けられた認識マ一クを他方の被接合物側に設けられた認識マークと同時読み取り可能な位置に、被接合物ごと移動させ、両認識マークを同期させて同時に読み取った後、前記移動した認識マークについては前記移動量を考慮して捕正し、該認識マークの絶対位置を特定する、請求項 2 6 の実装方法。

3 5 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を先に到着させる、請求項 3 4の実装方法。

3 6 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を移動式認識手段と同時に到着させる、請求項 3 4の実装方法。 3 7 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、被接合物を移動させるテーブルの完全停止前に、テーブルの位置フィードバック信号に基づいて、認識マークの絶対位置を特定する、請求項 3 4の実装方法。

3 8 . 前記移動式認識手段で被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マ—クを読み取るに際し、電子シャツタ一により露光時間を制御する、請求項 2 6の実装方法。

3 9 . 電子シャッターによる露光時間に同期させてストロボ発光させる、請求項

3 8の実装方法。

4 0 . 両被接合物側に設けられた位置合わせ用認識マ一クを両被接合物方向に視野をもつ 2視野の認識手段で読み取ることにより被接合物同士を位置合わせするに際し、前記両認識マークを同期させて同時に読み取るァライメント方法を用いて、両被接合物を位置合わせした後、一方の被接合物を他方の被接合物に実装することを特徴とする実装方法。

4 1 . 前記 2視野の認識手段に、その上下に位置する両被接合物方向に視野をもつ 2視野の認識手段を用いる、請求項 4 0の実装方法。 4 2 . 前記 2視野の認識手段に、両被接合物の下方に位置される 2眼力メラを用いる、請求項 4 0の実装方法。

4 3 . 前記 2眼力メラが移動機構に一体的に組み込まれている、請求項 4 2の実装方法。

4 4 . 移動機構に分離可能な 2つのカメラを組み込むことにより前記 2眼力メラが構成されている、請求項 4 2の実装方法。 4 5 . 両被接合物側に設けられた認識マークが同時に読み取れない位置に付されているとき、一方の被接合物側に設けられた認識マークを他方の被接合物側に設けられた認識マークと同時読み取り可能な位置に、被接合物ごと移動させ、両認識マークを同期させて同時に読み取った後、前記移動した認識マークについては前記移動量を考慮して補正し、該認識マークの絶対位置を特定する、請求項 4 0 の実装方法。

4 6 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を先に到着させる、請求項 4 5の実装方法。 4 7 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、認識位置へ被接合物を認識手段と同時に到着させる、請求項 4 5の実装方法。

4 8 . 同時読み取り可能な位置に被接合物を移動させる際、被接合物を移動させるテーブルの完全停止前に、テ一ブルの位置フィ一ドバック信号に基づいて、認識マークの絶対位置を特定する、請求項 4 5の実装方法。

4 9 . 前記認識手段で被接合物側に設けられた各位置合わせ用認識マークを読み取るに際し、電子シャツタ一により露光時間を制御する、請求項 4 8の実装方法 _c 5 0 . 電子シャッターによる露光時間に同期させてストロボ発光させる、請求項 4 9の実装方法。