JPH11204622A - 位置合わせ装置及び方法 - Google Patents

位置合わせ装置及び方法

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JPH11204622A
JPH11204622A JP181298A JP181298A JPH11204622A JP H11204622 A JPH11204622 A JP H11204622A JP 181298 A JP181298 A JP 181298A JP 181298 A JP181298 A JP 181298A JP H11204622 A JPH11204622 A JP H11204622A
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JP
Japan
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mark
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Withdrawn
Application number
JP181298A
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English (en)
Inventor
Teiji Aisaka
禎二 逢坂
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準とするマークが、撮像手段の視野外にあ
る場合でも、他のマークを基準として位置情報を得るよ
うにしたので、ワーク部材の仮位置決めの精度が粗くて
も、ワーク部材の位置補正または位置確認ができ、装置
の稼働率を大きく向上させる。 【解決手段】 スケーラ上の基準となるマーク25の位
置が、CCDの撮像視野外にある場合には、補助的なマ
ーク25の位置を求め、チップ(ワーク)の相対位置X
1’、Y1’を算出する(S25、S28)。そして、
この結果に基づいて基準となるマーク25からの相対位
置X1、Y1を求める(S26、S29)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はベース部材に対する
ワーク部材の位置を検出し、ワーク部材をベース部材に
位置合わせする装置及びその制御方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】10mm角程度の複数の半導体チップを
アルミ等でできたベース部材に位置合わせする方法とし
て、図7(a)に示す如く、ベース部材に固定されたス
ケールに基準マークを付けておき、画像処理装置によっ
て、この基準マークと半導体チップとの相対位置情報を
検出し、それにより、半導体チップを高精度に位置合わ
せする方法を既に本願出願人は提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では位置補正前と補正後で常に基準とするマークとチ
ップの特徴的な部分とをCCDカメラの同一視野内に取
り込む必要があるために、例えば図7(b)に示す如
く、補正量があまり大きすぎると、基準マークが視野か
ら外れてしまい、位置決めを高精度に行なうことができ
ない、という問題があった。
【0004】本発明の目的は、ワークの仮位置決め精度
が粗くても確実に高精度な位置合わせを可能とし、装置
の可動率を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の位置合わせ装置は以下の構成を備える。す
なわち、ステージ上に搭載されたベース部材に、当該ス
テージ上に設けられた基準マーク及び所定のワーク部材
を所定の撮像手段で撮像し、得られた撮像画像中の基準
マークと前記ワーク部材それぞれの位置に応じて前記ワ
ーク部材の位置合わせる位置合せ装置であって、前記ス
テージ上には、前記基準マークと当該基準マーク近傍に
設けられた補助マークが設けられており、前記撮像手段
で撮像された映像中に前記基準マークがあるか否かはを
判断する判断手段と、該判断手段によって前記基準マー
クが視野内にあると判断した場合には、当該基準マーク
の位置と前記ワーク部材との相対位置に基づいて位置合
せ制御し、前記判断手段によって前記基準マークがない
と判断した場合には、前記映像中の補助マークを用い
て、視野外の前記基準マーク位置と前記ワーク部材の相
対位置を算出し、算出された相対位置に基づいて位置合
せする制御手段とを備える。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係わるワークの位置合わせ方法をチップをベース部材
に貼り合わせる装置に適用した実施形態で説明する。
【0007】尚、実施形態では、ベースプレート及び該
ベースプレート上にほぼ密着状態で配列された複数のヒ
ータボードを具備するインクジェットヘッドの製造にお
いて、そのベースプレートをXステージに搭載し、ヒー
タボードを順次位置決めする例を説明する。
【0008】図1は、実施形態における貼り合わせ装置
の構成の概略図であり、チップ(ヒータボード)1を保
持するフィンガ3はYステージ5、Zステージ6により
移動可能であり、さらにθステージ4でZ軸回りに回転
可能となっており、ベース部材(ベースプレート)2は
Xステージ9により移動可能であり、Xステージ9、Y
ステージ5、及びZステージ6はそれぞれ直交した方向
に配置されている。
【0009】また、スケール7はXステージ9の上に搭
載されベース部材と共に移動可能であり、スケール7の
上面には後述する基準マーク25,25a及び26が書
かれ、固定されたCCDカメラ10,11(それぞれレ
ンズ19、20を有する)によってチップ1とスケール
7が共に一視野に入るように配置する。
【0010】また、制御装置14は画像処理装置15,
16により、基準マーク25,26とチップ1の位置情
報とからYステージ5、θステージ4、Xステージ9)
を制御し、位置決めがなされたらZステージ6を制御
し、チップ1をベース部材2に貼り付ける。画像処理装
置15、16それぞれは、CCDカメラ10、11で撮
像された映像中のチップの角点位置と後述するマーク位
置を認識し、その結果を通信インタフェース8を介して
制御装置14に通知する。
【0011】図2は、CCDカメラ10、11で撮像さ
れた映像の一例を示している。図示で、X0及びY0の
値はケール7の基準マーク(25,26)によって決ま
るものであり、予め測定し、記憶しておくものである。
本実施形態の場合は、さらにマーク25と、その一つ横
のマーク25aとの相対位置情報XpitchとY00の値
も予め測定し、記憶させておく。
【0012】以上の構成のもと、Xステージ上に搭載さ
れたベース部材2上の予め決められた位置にチップ1を
貼り合わせるわけであるが、フィンガ3でチップ1を保
持したときのチップ位置にはばらつきがあるので、その
チップに合わせてXステージを位置補正すると、本来基
準となるべきマーク25やマーク26が撮像視野範囲外
になることがあり、チップ1の貼り合わせができない。
【0013】そこで、本実施形態では、マーク25が視
野外にある場合には、その代替えとしてマーク25aを
用いて位置合せを行なう。これにより、Xステージの移
動に関する許容範囲は大きくとれ、しかも高い精度で位
置を行なう。
【0014】以下、図3の制御フローのステップに沿っ
て説明する。尚、同フローチャートに基づくプログラム
は、制御装置14内のメモリに予め記憶されているもの
である。勿論、このプログラムは外部よりフロッピーデ
ィスク等の記憶媒体を経由して制御装置に組み込まれる
場合であっても構わない。
【0015】まず、ステップS1でチップ1をCCDカ
メラ10,11のピントが合う位置までフィンガ3をZ
方向に移動させる。
【0016】次に、ステップS2,S3で制御装置14
から画像処理装置15,16に指令を出し、画像処理装
置15,16でX1,Y1,X2,Y2を算出させ、そ
の位置情報を制御装置14に送り返させる。このステッ
プS2,S3は、本発明の最も特徴とするところなの
で、後でさらに詳しい説明を行う。
【0017】ステップS4では、θステージのずれ量Δ
θを算出する。これは、 Δθ=arctan((Y0−Y1+Y2)/(X0−
X1+X2)) として算出可能である。
【0018】ステップS5では、このΔθの値が、予め
設定された所定の角度範囲(許容範囲)内かどうかを比
較し、NOであればステップS6でθステージ4を補正
動作を行い、再度ステップS2及びステップS3に戻
る。
【0019】一方、ステップS5での判断結果がYES
であれば、ステップS7で、Xステージ9、Yステージ
5の移動量ΔX,ΔYを算出する。ここで、チップのコ
ーナーC1の位置を基準マーク25に対して(X10,
Y10)に位置決めする際、ΔX,ΔYは、 ΔX=X10−X1 ΔY=Y10−Y1 で算出できる。ステップS8で、求めたΔX,ΔYが、
所定の値の範囲内かどうかを比較し、NOであれば、ス
テップS9でXステージ9、Yステージ5を補正動作さ
せ再度確認のため、ステップS2及びS3に戻る。YE
Sであれば、ステップS10でフィンガ3をベース部材
2の位置までZステージ6により下降させ、ステップS
11でベース部材2にチップ1を接着し、ステップS1
2でフィンガ3のみ上昇させ一連の動作を終了させる。
【0020】Xステージ9を一定ピッチで移動する度
に、前述の一連の動作を再度行うことにより、複数のチ
ップを高精度でベース部材2に貼り付けることが可能と
なる。
【0021】次に上記ステップS2,S3の更に詳しい
説明を行うが、S2,S3は基本的に同じなので、ここ
ではS2について説明し、ステップS3の説明は省略す
る。
【0022】図4は図3のステップS2をさらに詳しく
表したフロー図である。
【0023】まず、ステップS20において基準とすべ
きマーク25の画像視野内における位置を予測する。
【0024】この位置の予測は前回のステージの指令位
置Xref0と、その時の画像視野内でのマークの大ま
かな位置Xd0を測定し記憶しておくことにより求め
る。つまり、各ステージにつき、フィードバックさせ
る。
【0025】この結果、実際の補正動作時のステージ指
令位置をXrefとすれば、そのときの画像視野内での
マーク位置Xdは Xd=Xd0+(Xref−Xref0) で算出可能である。
【0026】ステップS21では画像の取り込を行い、
ステップS22で基準マーク25の検出範囲を算出す
る。算出にあたっては検出範囲の広さ(Xa,Ya)を Xa > (X方向マーク寸法+ステージ絶対位置決め誤差×2) Ya > (Y方向マーク寸法+マークの最大変動幅) となるように予め設定しておけば画像視野内におけるX
方向の検出範囲は、(Xd−Xa/2) から (Xd
+Xa/2) までとすることができる(図5)。
【0027】なお、本実施形態の構成ではマークのY方
向の位置はほとんど変動がないので、Y方向に関しては
検出範囲を一定とした。
【0028】ステップS23では、ステップS22で求
めた検出範囲がマークの位置検出として不適格かどうか
を判別する。
【0029】つまり検出範囲がすべて画像視野内である
場合はステップS30に進が、検出範囲が画像視野の左
側にずれ、一部が視野左端(=0)から外れている場合
はステップS24〜S26を実行する。逆に、右側にず
れ一部が視野右端(=Xccd)から外れている場合は
ステップS27〜S29を実行する。
【0030】視野左端を越えていると判断した場合に
は、ステップS24に進み、先のステップS24で求め
た検出範囲を図5に示す如くピッチXpitchだけ右
側を算出する。
【0031】つまり、検出範囲を、(Xd−Xa/2+
X pitch)から(Xd+Xa/2+X pitch)までとす
る。
【0032】このようにすることによりステップS25
では1個右側の補助用マーク25aの位置を求めること
になる。
【0033】なお、本実施形態に用いたスケール7はマ
ーク25とマーク25aのY方向のずれを十分小さくし
たので、Y1はそのままの値とした。
【0034】次いで、ステップS26では、チップ1の
角点C1を検出し、マーク25aに対する角点C1の相
対位置(X1’、Y1’)を求め、本来のマーク25に
対する角点C1の相対位置(X1、Y1)を算出する。
【0035】この原理を図6を用いて説明する。尚、図
示の右方向がX軸の正方向、上方向がY軸の正方向であ
る。
【0036】最終的には、チップ1の角点C1を図示の
目標位置C0の位置に補正させれば良いわけであるか
ら、制御装置14には視野外となっているマーク25に
対するチップ1の角点C1の現在の相対位置を出力すれ
ばよい。つまり、図示のX1、Y1を算出すればよいこ
とになる。
【0037】従って、X1、Y1は X1=X1’+Xpitch Y1=Y1’−Y00 で得られる(X1’は付号付き(図示の場合は負の値)
になっている)。ここで、Xpitch、Y00は既知
であるのは先に説明した。
【0038】制御装置14は、この結果を受け、目標位
置C0との差分に応じて各ステージを制御することにな
る。
【0039】尚、右側にずれていた場合は、ステップS
27〜S29についても、ステップS24〜S26と同
様なので説明は省略する。
【0040】以上、S2についての説明であるが、S3
については省略する。
【0041】以上のように、本実施形態に従えば、基準
とするマーク25が画像視野から外れる場合でもチップ
1の補正すべき量の検出が可能となる。つまりチップ1
の位置が、大きくずれていても補正を確実に行うことが
可能となる。
【0042】なお、実施形態では、画像処理装置と制御
装置とが別体になっている例を説明したが、これらは一
体であっても良い。また、補助的なマーク25aはCC
Dカメラ10側に表示される位置に設けたが、CCDカ
メラ11側に設けてもよいし、両方に設けてもよい。ま
た、撮像視野内に少なくとも1つのマークが存在するた
めには、マーク25とマーク25aとの距離を視野の横
幅未満になるようにしておくことが望ましい。勿論、マ
ーク25aは、マーク25の両側に設けられていること
が望ましい。
【0043】更に、マーク25、25a、26等は、そ
れぞれ別々の色となっていると、視野内のマークがいず
れのものであるかを容易に判断できるので、処理が簡単
になり、都合が良い。
【0044】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPU
やMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。
【0045】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0046】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク,ハードディス
ク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD
−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMな
どを用いることができる。
【0047】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0048】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基準とするマークが、撮像手段の視野外にある場合で
も、他のマークを基準として位置情報を得るようにした
ので、ワーク部材の仮位置決めの精度が粗くても、ワー
ク部材の位置補正または位置確認ができ、装置の稼働率
を大きく向上させることができる。
【0050】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態におけるチップ貼り付け装置のブロッ
ク構成図である。
【図2】実施形態における撮像された映像と動作原理を
示す図である。
【図3】実施形態における動作処理手順を示すフローチ
ャートである。
【図4】図3におけるステップS2における動作処理内
容を示すフローチャートである。
【図5】図4の動作原理を説明するための図である。
【図6】マーク25におけるチップ1の角点C1の相対
位置を算出方法を示す図である。
【図7】従来の問題点を説明するための図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステージ上に搭載されたベース部材に、
    当該ステージ上に設けられた基準マーク及び所定のワー
    ク部材を所定の撮像手段で撮像し、得られた撮像画像中
    の基準マークと前記ワーク部材それぞれの位置に応じて
    前記ワーク部材の位置合わせる位置合せ装置であって、 前記ステージ上には、前記基準マークと当該基準マーク
    近傍に設けられた補助マークが設けられており、 前記撮像手段で撮像された映像中に前記基準マークがあ
    るか否かはを判断する判断手段と、 該判断手段によって前記基準マークが視野内にあると判
    断した場合には、当該基準マークの位置と前記ワーク部
    材との相対位置に基づいて位置合せ制御し、 前記判断手段によって前記基準マークがないと判断した
    場合には、前記映像中の補助マークを用いて、視野外の
    前記基準マーク位置と前記ワーク部材の相対位置を算出
    し、算出された相対位置に基づいて位置合せする制御手
    段とを備えることを特徴とする位置合わせ装置。
  2. 【請求項2】 前記ワーク部材は矩形形状であって、前
    記制御手段は、当該ワーク部材の角点の位置を、回転、
    移動によって補正調整することを特徴とする請求項第1
    項に記載の位置合わせ装置。
  3. 【請求項3】 前記撮像手段は、CCDカメラであるこ
    とを特徴とする請求項第1項に記載の位置合わせ装置。
  4. 【請求項4】 ステージ上に搭載されたベース部材に、
    当該ステージ上に設けられた基準マーク及び所定のワー
    ク部材を所定の撮像手段で撮像し、得られた撮像画像中
    の基準マークと前記ワーク部材それぞれの位置に応じて
    前記ワーク部材の位置合わせする位置合せ装置の制御方
    法であって、 前記ステージ上には、前記基準マークと当該基準マーク
    近傍に設けられた補助マークが設けられており、 前記撮像手段で撮像された映像中に前記基準マークがあ
    るか否かを判断する判断工程と、 該判断工程によって前記基準マークが視野内にあると判
    断した場合には、当該基準マークの位置と前記ワーク部
    材との相対位置に基づいて位置合せ制御し、 前記判断工程によって前記基準マークがないと判断した
    場合には、前記映像中の補助マークを用いて、視野外の
    前記基準マーク位置と前記ワーク部材の相対位置を算出
    し、算出された相対位置に基づいて位置合せする制御工
    程とを備えることを特徴とする位置合わせ装置の制御方
    法。
JP181298A 1998-01-07 1998-01-07 位置合わせ装置及び方法 Withdrawn JPH11204622A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1126507A3 (en) * 2000-02-14 2002-07-24 Shinko Electric Industries Co. Ltd. Apparatus for positioning a thin plate
JP2017036974A (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 オムロン株式会社 画像処理装置、校正方法および校正プログラム
WO2025126831A1 (ja) * 2023-12-15 2025-06-19 株式会社Screenホールディングス 基板貼り合わせ装置および基板貼り合わせ方法

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Effective date: 20050405