(57)【要約】【課題】高精度な斜め認識が可能な斜め認識カメラ及びダイボンダを提供する。【解決手段】ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、前記ダイボンディング部は、ボンディングヘッド部と、該ボンディングヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするための第１のボンディングポイントを把握するためのボンディング部光学系を備え、前記ボンディング部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子、及び、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、
斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、
水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像することを特徴とする斜め認識カメラ。
【請求項２】
請求項１記載の斜め認識カメラにおいて、前記カメラアタッチメントユニットは、マウントサークルの前に設けられた平板状であることを特徴とする斜め認識カメラ。
【請求項３】
ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部とを有するダイボンダにおいて、
前記ダイボンディング部は、ボンディングヘッド部と、該ボンディングヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするためのボンディングポイントを把握するためのボンディング部光学系とを備え、
前記ボンディング部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、
水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを特徴とするダイボンダ。
【請求項４】
ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、
前記ダイボンディング部は、ボンディングヘッド部と、該ボンディングヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするための第１のボンディングポイント及び前記ウェハから前記ダイをピックアップするための第２のボンディングポイントを把握するためのピックアップ部光学系とを備え、
前記ピックアップ部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを特徴とするダイボンダ。
【請求項５】
ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、
前記ダイボンディング部は、ピックアップヘッド部と、該ピックアップヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするための第１のボンディングポイント及び前記ウェハから前記ダイをピックアップするための第２のボンディングポイントを把握するためのピックアップ部光学系をと備え、
前記ピックアップ部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを特徴とするダイボンダ。
【請求項６】
ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、
前記ダイボンディング部は、ペースト塗布ヘッド部と、該塗布ヘッド部が前記ワークにペーストを塗布するための塗布ポイントを把握するためのプリフォーム部光学系とを備え、
前記プリフォーム部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを特徴とするダイボンダ。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６の少なくともいずれか１つに記載のダイボンダにおいて、前記カメラアタッチメントユニットは、マウントサークルの前に設けられた平板状であることを特徴とするダイボンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイボンダに関し、特に、ダイボンダの各部に設けられたカメラに関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイボンダにおいて、各ヘッド部（例えば、ボンディングヘッド部、ペースト塗布ヘッド部、またはピックアップヘッド部）は、ＸＹテーブルで制御される。このため、アタッチメントする瞬間に部材をアタッチメントポイントの直上にハンドリングユニットがくる必要がある。また、ハンドリングユニットの位置決めのためのカメラは、その結像の正方性を必要とするため、これもアタッチメントポイントの直上に配置しなければならない。
この２つは、部材の搬送路の確保と光学的な光路の確保が必要であり、互いの衝突を避けるために時間軸の排他（交互に入れ替わる）処理を行う必要がある。
上記のようなことは、ダイボンダだけではなく、組立装置全般に言えることである。
【０００３】
図１は、従来のダイボンダにおけるアタッチメントユニット（ボンディングヘッド部）３２と位置決めカメラ（ボンディングカメラ）８１の相互の動作について説明するための図である。
まず、図１（ａ）に示すように、ボンディングカメラ８１は、アタッチメントポイントを確認して正確にダイアタッチするために、ワークＢのアタッチメントポイントＰＰ１とその周辺を撮像する。この時、ボンディングカメラ８１の光路Ｇ１内にボンディングヘッド部３２が存在すると、ワークＢのアタッチメントポイントＰＰ１付近を撮像することができないので、ボンディングヘッド部３２は光路Ｇ１の範囲外（アタッチメントポイントＰＰ１から離れた位置）に待避している。
ボンディングカメラ８１が撮像した画像が画像処理されて、適切な位置補正データが算出されると、ボンディングヘッド部３２は、図１（ｂ）に示すように、アタッチメントポイントＰＰ１に移動する。そして、算出された位置補正データによる補正が加えられ、ワークＢのアタッチメントポイントＰＰ１に正確にダイをアタッチすることができる。
しかし、ダイ４をアタッチする都度、ボンディングヘッド部３２の移動動作が必要であるため、作業時間がその分長くなる。
【０００４】
図２は、従来のダイボンダにおけるピックアップユニット（ピックアップヘッド部）３２と位置決めカメラ（ウェハカメラ）８３の相互の動作について説明するための図である。
まず、図２（ａ）に示すように、ウェハカメラ８３は、ピックアップポイントＰＰ２を確認して正確にダイアタッチするために、ウェハ５のピックアップポイントＰＰ２とその周辺を撮像する。この時、ウェハカメラ８３の光路Ｇ２内にピックアップヘッド部３５が存在すると、ウェハ５のピックアップポイントＰＰ２付近を撮像することができないので、ピックアップヘッド部３５は光路Ｇ２の範囲外（ピックアップポイントＰＰ２から離れた位置）に待避している。
ウェハカメラ８３が撮像した画像が画像処理されて、適切な位置補正データが算出されると、ピックアップヘッド部３５は、図２（ｂ）に示すように、ピックアップポイントＰＰ２に移動する。そして、算出された位置補正データによる補正が加えられ、ウェハ５のピックアップポイントＰＰ２で正確にダイ４をピックアップすることができる。
しかし、ダイ４をピックアップする都度、ピックアップヘッド部３５の移動動作が、必要であるため、作業時間がその分長くなる。
【０００５】
以下省略するが、ペースト塗布工程においても同様なことが生じる。即ち、プリフォームカメラ８２がプリフォームポイントを撮像し、撮像した画像を画像処理することで位置補正データを得ることができる。しかし、撮影時には、ペースト塗布ユニット３６は、光路の範囲外（ペースト塗布ポイントから離れた位置）に待避しなければならない。
このように、ペースト塗布ユニット３６も正確にペースト塗布をするためには、移動を繰り返さねばならない。従って、作業時間が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２４７７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような問題は、カメラ若しくはヘッド部に仰角を持たせることで解決する。
即ち、カメラについては、ボンディングカメラ８１、プリフォーム部光学系８２、若しくはウェハカメラ８３を傾け、カメラの光路を斜めに設けることによって解決する（図３（ｂ）参照。）。しかし、この方式では、被写界深度を深くする必要があるが、解像度の劣化を招く。
また、ボンディングヘッド部３２、ピックアップヘッド部３５若しくはペースト塗布ヘッド部３６を斜めに傾けるように構成することによっても上述の問題は解決する（図３（ａ）参照。）。しかし、ヘッド部の荷重やその方向等アタッチプロセスの制約のために実現できない場合が多い。
特許文献１は、カメラの光路を斜めにして、光路上に直角三角形のプリズム状の光学ガラスを設け、カメラの視野内の見かけ上の光路を等価にした技術を開示している。しかし、カメラの視野内の見かけ上の光路が等価となるプリズム状の光学ガラスの設計及び調整には高い精度が要求されていた。
本発明は、上記の問題に鑑みて、簡便に高精度な斜め認識が可能な斜め認識カメラ及びダイボンダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の斜め認識カメラは、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像することを本発明の第１の特徴とする。
【０００９】
上記本発明の第１の特徴の斜め認識カメラにおいて、前記カメラアタッチメントユニットは、斜め方向から入射する被写体像を前記斜め認識カメラの前記撮像面に入射させることを本発明の第２の特徴とする。
【００１０】
上記本発明の第１の特徴または第２の特徴の斜め認識カメラにおいて、前記カメラアタッチメントユニットは、マウントサークルの前に設けられた平板状であることを本発明の第３の特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明のダイボンダは、ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、前記ダイボンディング部は、ピックアップヘッド部と、該ピックアップヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするための第１のボンディングポイント及び前記ウェハから前記ダイをピックアップするための第２のボンディングポイントを把握するためのピックアップ部光学系をと備え、前記ボンディング部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子、及び、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを本発明の第４の特徴とする。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明のダイボンダは、ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、前記ダイボンディング部は、ピックアップヘッド部と、該ピックアップヘッド部が前記ワークに前記ダイをボンディングするための第１のボンディングポイント及び前記ウェハから前記ダイをピックアップするための第２のボンディングポイントを把握するためのピックアップ部光学系をと備え、前記ピックアップ部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子、及び、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを本発明の第５の特徴とする。
【００１３】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明のダイボンダは、ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、前記ダイボンディング部は、ピックアップヘッド部と、該ピックアップヘッド部が前記ウェハから前記ダイをピックアップするための第２のボンディングポイントを把握するためのピックアップ部光学系を備え、前記ピックアップ部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子、及び、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを本発明の第６の特徴とする。
【００１４】
またさらに、上記の目的を達成するため、本発明のダイボンダは、ウェハ上のダイを供給するウェハ供給部と、ワークを搬送するワーク供給・搬送部と、前記ダイを前記ワークにボンディングするダイボンディング部と、装置内の各機器を制御する制御部を有するダイボンダにおいて、前記ダイボンディング部は、ペースト塗布ヘッド部と、該塗布ヘッド部が前記ワークにペーストを塗布するための塗布ポイントを把握するためのプリフォーム部光学系を備え、前記プリフォーム部光学系は、撮像面が垂直方向に設置され入射光軸が水平方向に設置された撮像素子と、斜め方向に入射する被写体像を導いて撮像素子の撮像面に入射させる複数の光ファイバの束で構成されるカメラアタッチメントユニットとを備え、水平面上に載置された被写体を斜め方向から撮像する斜め認識カメラを具備することを本発明の第７の特徴とする。
【００１５】
上記本発明の第５の特徴乃至第７の特徴の少なくともいずれか１つに記載のダイボンダにおいて、前記カメラアタッチメントユニットは、斜め方向から入射する被写体像を前記斜め認識カメラの前記撮像面に入射させることを本発明の第８の特徴とする。
【００１６】
上記本発明の第５の特徴乃至第８の特徴の少なくともいずれか１つに記載のダイボンダにおいて、請求項５乃至請前記カメラアタッチメントユニットは、マウントサークルの前に設けられた平板状であることを本発明の第９の特徴とする
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高精度な斜め認識が可能な斜め認識カメラ及びダイボンダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来のダイボンダにおけるアタッチメントユニットと位置決めカメラの相互の配置について説明するための図である。
【図２】従来のダイボンダにおけるピックアップユニットと位置決めカメラの相互の配置について説明するための図である。
【図３】従来のダイボンダにおいて、ピックアップユニット若しくはアタッチメントユニット、または、カメラを斜めに傾けた構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態であるダイボンダを上から見た概念図である。
【図５】本発明の一実施形態であるダイボンダ３００におけるヘッド部と当該ヘッド部の光学系の構成図を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態であるダイボンダの動作を制御する制御系４０の概略構成図である。
【図７】被写体を正面から見た場合と斜めから見た場合の入射光像の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の斜め認識方法を実現するためのカメラアタッチメントユニットの一実施例を説明するための模式図である。
【図９】図８のカメラアタッチメントユニット８８ａの内部構造の一実施例を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の斜め認識方法を実現するためのカメラアタッチメントユニットの一実施例を説明するための模式図である。
【図１１】本発明のダイボンダにおける斜め認識処理のティーチング動作の処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１の処理動作におけるテンプレート画像の一実施例を説明するための図である。
【図１３】本発明のダイボンダにおける斜め認識処理の連続着工動作の処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３の処理動作における類似部分とテンプレート画像の登録位置とのオフセット算出の一実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図１と図２を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。
また、本発明は、以下の実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。
【００２０】
まず、本発明の一実施形態のダイボンダを図４及び図５によって説明する。
図４は、本発明の一実施形態であるダイボンダ３００を上から見た概念図である。また図５は、本発明の一実施形態であるダイボンダ３００におけるヘッド部と当該ヘッド部の光学系の構成図を示す斜視図である。
ダイボンダ３００は、大別してウェハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３を有する。また、ダイボンダ３００は、ダイボンダの各機器を制御する制御部４１と、ダイボンダが有するカメラが取得した画像、及び制御部４１が指示した画像を表示させる画像表示モニタ４３ａを有する。
【００２１】
図４のダイボンダ３００において、ワーク供給・搬送部２のフレームローダから搬送したワーク（基板）Ｂ（図５参照）には、プリフォーム部３１で接着剤（ペースト）塗布が行われる。
次にそのワークＢは、さらにボンディングヘッド部３２でウェハ供給部１からピックアップされたダイＤ（図５参照）をボンディングする。
これらペースト塗布時、ピックアップ時、及びボンディング時には、各々工程に合わせ、ワークＢ若しくはウェハ１４（図５参照）を各カメラ（後述のプリフォームカメラ８２、ウェハカメラ８３、またはボンディングカメラ８１）にて撮像する。撮像されたそれらの画像より画像処理を用い、位置決め若しくは検査を行う。
ウェハ１４は、ピックアップ装置１２のウェハリング１６（図５参照）に取付けてあるダイシングテープ上に設置されている。ウェハ供給部１では、後述の図８若しくは図１０に示すウェハ部光学系１５がウェハ１４内の個々のダイＤの位置を撮像し、画像処理によって撮像された画像を画像処理することによって位置決めを行う。
【００２２】
ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１と、ピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１はウェハリング１６が収納されたウェハカセット１１を有し，順次ウェハリング１６をピックアップ装置１２に供給し、新しいウェハリング１６に交換する。ピックアップ装置１２は、所望のダイＤをウェハリング１６からピックアップできるように（ピックアップポイントＰＰ２に）、ウェハリング１６を移動する。
【００２３】
ワーク供給・搬送部２は、スタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有し、ワーク（リードフレーム等の基板）Ｂを矢印方向に搬送する。スタックローダ２１は、ダイＤを接着するためのワークＢをフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、ダイＤを接着したワークＢをフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送されたワークＢを保管する。
【００２４】
ダイボンディング部３は、プリフォーム部３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１は、フレームフィーダ２２により搬送されてきたワーク（例えば、リードフレーム）Ｂにペースト塗布ヘッド部３６がダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２のピクアップポイントＰＰ２からダイＤをピックアップして上昇し、ダイＤをフレームフィーダ２２上のボンディング（アタッチメント）ポイントＰＰ１まで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はボンディングポイントＰＰ１で下降し、ダイ接着剤が塗布されたワークＢ上にダイＤをボンディングする。
なお、ダイシングテープと共にダイボンディングフィルムを貼り付けたウェハがウェハリングに設置されている場合には、プリフォーム部３１は不要である。
【００２５】
ボンディングヘッド部３２は、ボンディングヘッド部３５（図５参照）をＺ（高さ）方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させるＺＹ駆動軸６０と、Ｘ方向に移動させるＸ駆動軸７０とを有する。ＺＹ駆動軸６０は、矢印Ｃで示すＹ方向、即ちボンディングヘッド部３５をピックアップ装置１２内のピックアップポイントＰＰ２とボンディングポイントＰＰ１との間を往復するＹ駆動軸４０と、ダイＤをウェハ１４からピックアップするまたは基板Ｂにボンディングするために昇降させるＺ駆動軸５０とを有する。Ｘ駆動軸７０は、ＺＹ駆動軸６０全体を、ワークＢを搬送する方向であるＸ方向に移動させる。
【００２６】
図５は、本実施形態における光学系構成図を示す図である。ダイボンディング部３の光学系３８は、ペースト塗布ヘッド部（ペースト塗布ユニット）３６に関わる光学系と、ボンディングヘッド部３５に関わる光学系がある。
プリフォーム部光学系３３は、ペースト塗布ユニット３６の塗布ポイントを把握するための光学系である。また、ボンディング部光学系３４は、搬送されてきた基板（ワーク）Ｂにボンディングヘッド部３５がボンディングするためのボンディングポイントＰＰ１を把握するための光学系である。さらに、ボンディングヘッド部３５（またはピックアップヘッド部３２）は、ウェハ１４からピックアップするダイＤのピックアップポイントＰＰ２を把握するための光学系である。
各部光学系は、対象に対して照明する照明装置とカメラを有する。ウェハ１４において格子状にダイシングされたダイＤは、ウェハリング１６に固定されたダイシングテープ１７に固定されている。
この構成によって、ダイ接着剤がペースト塗布ユニット３６によって正確な位置に塗布され、そして、ダイＤがピックアップユニット３５によって、確実にピックアップされ、基板Ｂの正確な位置（アタッチメントポイントＰＰ１）にボンディングされる。
なお、ダイボンダの中には、中間ステージを有する装置もある。この場合には、ピックアップヘッド部３２を用いてウェハ１４から一度この中間ステージにダイＤを載置する。そして、ボンディングヘッド部３５を用いて中間ステージからダイＤをピックアップして、ピックアップしたダイＤをワークＢにボンディングする方式である。
【００２７】
図６は上述した本発明の一実施形態であるダイボンダ３００の動作を制御する制御部の概略構成図である。
制御部４１は、大別して、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される制御・演算部４１ａと、記憶装置４２と、入出力装置４３と、バスライン４４と、電源部４５とを有する。また、オペレータがダイボンダを操作するための操作器４６を有し、制御部４１の制御・演算部４１ａは、オペレータの操作器４６の操作に応じてダイボンダの各機器を制御する。なお、走査の対応は、制御・演算部４１ａが、記憶部４２に予め格納（記憶）されているプログラミングされたソフトウェアにより、実行する。なお、操作器４６には、図示しない表示装置があり、オペレータは、例えば、表示装置の画面を見ながら対話方式で操作可能である。
記憶装置４２は、処理プログラムなどを記憶しているＲＡＭ（Random Access Memory）で構成されている主記憶装置４２ａと、制御に必要な制御データや画像データ等を記憶しているＨＤＤ（Hard Disc Drive）で構成されている補助記憶装置４２ｂとを有する。入出力装置４３は、装置状態や情報等を表示するモニタ４３ａと、オペレータの指示を入力するタッチパネル４３ｂと、モニタ４３ａを操作するマウス４３ｃと、光学系３８からの画像データを取り込む画像取込装置４３ｄと、ピックアップ装置１２のＸＹテーブル（図示せず）やＺＹ駆動軸６０等のモータ部６５を制御するモータ制御装置４３ｅと、種々のセンサ信号や照明装置などのスイッチ等の信号部６６から信号を取り込みまたは制御するＩ／Ｏ信号制御装置４３ｆとを有する。制御・演算部４１はバスライン４４を介して必要なデータを取込み、演算し、ボンディングヘッド３５等の制御や、モニタ４３ａ等に情報を送る。
【００２８】
さて、図１及び図２で説明したように、作業時間を短縮するためには、各ヘッド部（ボンディングヘッド部、ピックアップヘッド部３５、及びペースト塗布ヘッド部３６）の移動時間をなくすために、カメラを斜めに設ける方式がある。
しかし、図７で説明するような問題が考えられる。図７は、被写体を正面から見た場合と斜め上方から見た場合の入射光像の一例を示す模式図である。
斜め上方から撮像する場合には、被写体の距離が場所によって大きく変わるため、被写界深度を大きくしないと、撮像したいすべての面Ｓａで焦点が合わない。それを改善するためには、一般的にシャインプルーフの原理を用いたレンズと撮像面の配置を行う。そこで、レンズカメラ８０のレンズマウント方式は、例えば、ＣＣＤカメラ用若しくはビデオカメラ用、または、監視カメラ用若しくは産業カメラ用として一般的に使用されるＣマウントである。
【００２９】
シャインプルーフの原理を用いた場合には、多くの場合において、撮像サークルが大きくなり、一般的に、以下のような問題が発生する。即ち、
（１）カメラの撮像面若しくは入射光軸を垂直方向または水平方向の少なくともいずれかの方向に所定の角度傾け、斜め方向から撮像する（あおり撮影する）と、画像の正方性を失う。つまり、一点透視図のような平面画像となる。
（２）正方性を失った画像を画像処理で補う場合には、専用の処理アルゴリズムが必要であり、しかも処理時間を無視できない。
（３）シフトを行うことで、正方性を保つことができる。しかし、撮像サークルが大きくなり、一般のＣマウント等のレンズマウントのカメラでは、光路（撮像範囲）すべてがマウントサークルＭＳに収まらないので、撮像が困難になる。
【００３０】
図７（ａ）は、カメラ８０の撮像素子８５の撮像面が水平方向に設置され、入射光軸が垂直方向に設置され、水平面上に載置された被写体８７を真上から撮像する構成である。図７（ｂ）は、カメラ８０の撮像素子８５の撮像面が垂直方向に設置され、入射光軸が水平方向に設置され、水平面上に載置された被写体８７を斜め方向から撮像する構成である。
図７（ａ）のように、カメラ８０が被写体８７を真上から撮像する場合には、レンズ８６ａを通して所望の被写体範囲Ｓａの被写体像が撮像素子８５の撮像面に入射する。即ち、被写体像は、光路Ｇ３を通って撮像面に垂直に入射する。しかし、図７（ｂ）に示すように、カメラ８０が被写体８７を斜め上方（下チルト）から撮像する場合には、レンズ８６ｂを通して所望の被写体範囲Ｓａの被写体像の一部範囲Ｓｂが撮像素子８５に入射し、残りは入射しない。即ち、被写体像は、光路Ｇ４を通ってマウントサークルＭＳに斜め方向から入射する。しかし、被写体像の一部はマウントサークルＭＳに入射できるが、すべて入射できないため、所望の被写体像を取得できない。
【００３１】
図７（ｂ）において、シャインプルーフの原理を用いる（あおり撮影する）ことを検討する。この場合、上下移動が可能なシフト機構を有するレンズを用いると、レンズの光軸と撮像素子８５の撮像面を意図的にずらして、あおり撮影による歪みと逆の歪みを発生させ、被写体像のひずみを補正する。
このため、本発明は、以下の図８、図９、及び図１０に示すようなカメラアタッチメントユニットを用いる。
【００３２】
図８は、本発明の斜め認識方法を実現するための光学系の一実施例を説明するための模式図である。また、図９は、図８のカメラアタッチメントユニット８８ａの内部構造の一実施例を説明するための概念図である。
図８は、カメラ８０の撮像素子８５の撮像面が垂直方向に設置され、入射光軸が水平方向に設置され、水平面上に載置された被写体８７を斜め上から撮像する構成である。
図８において、カメラ８０は、カメラアタッチメントユニット８８ａを備える。カメラアタッチメントユニット８８ａは、撮像素子８５の撮像面からマウントサークルＭＳを通っているため、入射面がカメラ８０の外部まで突出している。この突き出した入射面に、光路Ｇ５のように被写体像が斜めに入射する。なお、被写体８７は水平面上に載置され、斜め方向に傾斜したレンズ８６ｂを介して被写体８７から反射する被写体像が、カメラアタッチメントユニット８８ａの入射面に斜めに入射している。
カメラアタッチメントユニット８８ａは、光路Ｇ５を通って斜めに入射する被写体像を水平方向に変換して撮像素子８５の撮像面まで導く機能を有する。
【００３３】
カメラアタッチメント８８ａは、図９に示すように、例えば直径数［μｍ］の光ファイバ８８ａを束にした構成となっている。従って、被写体像が均一な輝度を持つ白色光として入射した場合には、光ファイバ８８ａの光路に沿って進み、光ファイバ８８ａから出射する時には、撮像素子８５の撮像面に、垂直かつ均一な、輝度むらの無い被写体像として入射する。
図９のカメラアタッチメント８８ａは、例えば、浜松ホトニクス株式会社製のＦＯＰ（プレート）を用いることにより実現可能である。このＦＯＰはシングルファイバを複数本（例えば、数千万本）束にすることで画像を伝達可能である。即ち、ＦＯＰによれば、入射された光がダイレクトに出射面に導かれる。さらに、ＦＯＰは、熱処理を施しテーパ状にすることで入射面と出射面の比率を変えることができる。このため、焦点距離が不要で、図９のように光ファイバを加工することができるため、画像の拡大及び縮小が自由にカスタマイズ可能である。また、開口数（Ｎ．Ａ．）が小さいＦＯＰを用いることにより、最大受光角度を超える光を、内部の吸収体で吸収するため、入射面に斜めに入射する光について、入射角度が小さい光だけを撮像素子８５の撮像面に導くことができる。
【００３４】
図１０によって、図８または図９のＦＯＰの変形例を説明する。図１０は、本発明の斜め認識方法を実現するための光学系の別の実施例を説明するための模式図である。
図１０は、カメラ８０のマウントサークルＭＳ前に設けた固定焦点レンズ８６ｃとＦＯＰを変形した平板状の両面透過型撮像スクリーン８８ｂの組み合わせによるカメラアタッチメントユニットを使用している。そして、開口数（Ｎ．Ａ．）が小さいＦＯＰを用いることによって、最大受光角度を超える光は、ＦＯＰ内部の吸収体で吸収されるため、入射角度が小さい光だけが出射面から出力され、撮像素子８５の撮像面に導かれる。この結果、レンズ８６ｂを通過して、斜めに入射する被写体像がカメラ８０のマウントサークルＭＳ前に設けた固定焦点レンズ８６ｃに光路Ｇ６を通って垂直に入射する。このため、レンズ８６ｃによって撮像素子８５の撮像面を焦点として、被写体８７からの被写体像が結像される。
【００３５】
図６によって説明したように、制御部４１は、画像取込装置４３ｄに、カメラで撮像した画像データを画像取込装置４３ｄに保存する。
さらに制御部４１は、記憶装置４２に予め格納されているプログラミングされたソフトウェアにより、制御・演算部４１ａを用いて、保存された画像データを解析する。
そして、制御部４１は、その解析結果に基づいてワークＢの位置決めを行う。例えば、制御部４１は、制御・演算部４１ａが算出したワークＢの位置から、ソフトウェアにより、モータ制御装置４３ｅ及びＩ／Ｏ信号制御装置４３ｆを介して、モータ部６５及び信号部６６を駆動する。
この処理により、例えば、ウェハ１４上のダイＤの位置決めを行い、ピックアップヘッド部３５を動作させて、ダイＤをワークＢにボンディングする。また例えば、ワークＢ上のプリフォームの位置決めを行い、ペースト塗布ヘッド部３６を動作させて、ペーストをワークＢに塗布する。
【００３６】
なお、ダイボンダの中には、中間ステージを有し、ピックアップヘッド部を用いてウェハ１４から一度この中間ステージにダイＤを載置し、ボンディングヘッド部を用いて中間ステージからダイＤをピックアップしてダイＤをワークＢにボンディングする方式もある。この場合でも、上記実施例で説明した斜め認識方法を適用できることは言うまでもない。
【００３７】
次に、図１１、図１２、図１３及び図１４を用いて、本発明の斜め認識方法及びダイボンダにおけるダイ位置決め方法の処理動作の一実施例について説明する。
図１１は、本発明のダイボンダにおける斜め認識処理のティーチング動作の処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。また、図１２は、図１１の処理動作におけるテンプレート画像の一実施例を説明するための図であり、操作器４６の図示しない表示装置に表示されたダイＤの集積回路パターンの一部を示す図である。制御部４１は、ピックアップヘッド部３５、ペースト塗布ヘッド部３６、またはピックアップヘッド部について、図１１のような処理動作を行うが、図１２は、ダイＤの位置決めについて説明している。
図１３は、本発明のダイボンダにおける斜め認識処理の連続着工動作の処理手順の一実施例を説明するためのフローチャートである。また、図１４は、図１３の処理動作における類似部分とテンプレート画像の登録位置とのオフセット算出の一実施例を説明するための図であり、操作器４６の図示しない表示装置に表示されたダイＤの集積回路パターンの一部を示す図である。
【００３８】
ダイの位置決めは、主にテンプレートマッチングを用い、一般に知られている正規化相関式での演算とする。その結果を一致率とする。
テンプレートマッチングは、リファレンス学習の倣い動作（ティーチング動作）と連続着工用動作がある。
図１１及び図１２によって説明するティーチング動作（倣い動作）は、基準となるワーク画像とその座標を記憶装置に保存する。
また、図１３及び図１４によって説明する連続動作は、保存した基準データとの比較により、新たに搬送したワークの位置が何処か演算装置を用いて算出する。
【００３９】
図１１のフローチャートにおいて、まず、リファレンスサンプル搬送ステップＳ１１では、基準のテンプレート画像として記憶するためのリファレンス用のサンプルを、所要の位置に搬入する（図１２の例では、リファレンス用のダイＤをピックアップ位置に移動させる）。
次に、画像取得ステップＳ１２では、カメラがリファレンスサンプルを撮像し、撮像した画像を画像取込装置４３ｄに出力する。画像取込装置４３ｄはその画像を記憶する。
【００４０】
次にユニーク部分選択ステップＳ１３では、オペレータの操作に応じた操作器４６からの操作信号に応じて、テンプレート画像を選択する。
例えば、オペレータは、図１２に示すようなダイの表面のパターンから、ユニークでない部分５１とユニークな部分５２を判別する。そして、オペレータは、複数のユニークな部分５２から、最もユニークな部分を基準のテンプレート画像５３として、操作器４６を操作して選択する。なお、例えば、部分の形状は一辺がＸ方向に平行で、他辺がＹ方向に平行な矩形（方形）形状である。
操作器４６は、オペレータの指示に応じて、選択された部分５３を制御部４１に出力する。制御部４１の画像取込装置４３ｄは、選択された画像を記憶する。
【００４１】
次に、位置情報記憶ステップＳ１４では、ステップＳ１３で選択された部分５３の位置とリファレンスサンプル（例えば、ダイＤ）の位置関係の情報（例えば、部分５３がダイＤのどの位置にあるかの情報）を求め記憶する。この位置関係の情報は、画像取込装置４３ｄに記憶されるが、同時若しくは図１１のフローチャート終了後に、記憶装置４２にも記憶する。なお、ダイＤの外形からダイ中心位置を求め、部分５３の外形から部分５３の中心位置を求め、それらの位置座標の差分を位置関係の情報としても良い。また、回転方向の情報も欲しい場合には、ダイＤの外形の対角線上の角２点の位置座標を求め、部分５３の外形から対角線上の角２点の位置を求め、求めたそれぞれの２点の位置座標の差分を位置関係の情報としても良い。
ダイＤの位置を部分５３の位置を部分５３のパターン外形の中心位置とする。
次に、画像記憶ステップＳ１５では、画像取込装置４３ｄに選択された部分の画像を記憶する。また、同時若しくは図１１のフローチャート終了後に、記憶装置４２にも記憶する。
なお、ステップＳ１４とＳ１５は、処理の順序を逆にしても良く、同時に処理しても良い。
このように、図１１のフローチャートの処理によって、リファレンス用のサンプルが定められ、基準のテンプレート画像として記憶される。
【００４２】
次に、図１３のフローチャートにおいて、まず、生産用部材搬送ステップＳ２１では、生産用（連続着工用）の部材を、所要の位置に搬入する（図１４の例では、生産に使用するダイＤをピックアップ位置に移動させる）。
次に、画像取得ステップＳ２２では、カメラが生産用の部材を撮像し、撮像した画像を画像取込装置４３ｄに出力する。画像取込装置４３ｄはその画像を記憶する。
【００４３】
次に、テンプレートマッチングステップＳ２３では、ステップＳ２１で搬入された部材の画像について、図１１の処理によって、画像取込装置４３ｄに記憶された基準のテンプレート画像５３とテンプレートマッチング処理して、類似する部分をサーチする。即ち、基準のテンプレート画像５３と最も類似した部分を決定し、決定された部分の位置座標を算出する。
次に、着工部材位置検出ステップＳ２４では、ステップＳ２３で算出した位置座標と、ステップＳ１４で記憶した位置関係の情報との差分を算出する。例えば、Ｘ座標の差分△Ｘ、Ｙ座標の差分△Ｙ、及びθ座標の差分△θを算出する。この差分△Ｘ、△Ｙ、及び△θがオフセットである。
【００４４】
上述の実施例によれば、マウントサークルのサイズ及び撮像素子の撮像面の位置の置換えができるので、カメラのマウントサイズの制約を受けずにあおりレンズが使用できる。このため、ヘッドの移動時間が不要になる。
また、マウントサークルの制約により正方化ができなかった画像をシフトできるようになるため、専用の画像変換処理及びその処理に必要な処理時間が不要になる。
この結果、ボンディングの作業時間を短くすることができる。
なお、上記実施例のカメラは撮像素子が１つであった。しかし、３板式カメラであっても良いことは勿論のことである。
【００４５】
上述の通り、ダイボンダを用いて本発明の実施例を説明した。しかし、本発明は、ダイボンダに限定されず、部材の位置決め処理を備える半導体製造装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１：ウェハ供給部、  ２：ワーク供給・搬送部、  ３：ダイボンディング部、  ４：ダイ、  ５：ウェハ、  １１：ウェハカセットリフタ、  １２：ピックアップ装置、  １４：ウェハ、  １５：ウェハ部光学系、  １６：ウェハリング、  ２１：スタックローダ、  ２２：フレームフィーダ、  ２３：アンローダ、  ３１：プリフォーム部、  ３２：ボンディングヘッド部、  ３３：プリフォーム部光学系、  ３４：ボンディング部光学系、  ３５：ピックアップヘッド部（ユニット）、  ３６：ペースト塗布ヘッド部（ユニット）、  ３８：光学系、  ４１：制御部、  ４１ａ：制御・演算部、  ４２：記憶装置、  ４２ａ：主記憶装置、  ４２ｂ：補助記憶装置、  ４３：入出力装置、  ４３ａ：画像表示モニタ、  ４３ｂ：タッチパネル、  ４３ｃ：マウス、  ４３ｄ：画像取込装置、  ４３ｅ：モータ制御装置、  ４３ｆ：Ｉ／Ｏ信号制御装置、  ４４：バス、  ４５：電源部、  ４６：操作器、  ５１：ユニークでない部分、  ５２、５３：ユニークな部分、  ５３’：最も類似した部分、  ６０：ＺＹ駆動軸、  ６５：モータ部、  ６６：信号部、  ８０：カメラ、  ８１：ボンディングカメラ、  ８２：プリフォーム部光学系、  ８３：ウェハカメラ、  ８５：撮像素子、  ８６ａ、８６ｂ、８６ｃ：レンズ、  ８７：被写体、  ８８ａ、８８ｂ：カメラアタッチメントユニット、  ８８ｆ：光ファイバ、  ３００：ダイボンダ、  Ｂ：ワーク（基板）、  Ｄ：ダイ、  Ｇ１、〜Ｇ６：光路、  ＭＳ：マウントサークル、  ＰＰ１：アタッチメント（ボンディング）ポイント、  ＰＰ２：ピックアップポイント。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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