(57)【要約】【課題】  １００〜２００℃に一定保温された高温のステージでの被加工物を観察する際に、前記ステージからの輻射熱があっても、揺らぎのない高精度認識が可能な画像認識方法を提供することを目的とする。【解決手段】  対物レンズ４ａと被加工物２との間に、透明カバーガラス１９の付いた補助鏡筒１８を設け、この補助鏡筒１８の先端を被加工物２及び高温のステージ１と極力接近させることで、高温のステージ１からの輻射熱の一時蓄積により認識時に陽炎の原因となる常温空間の温度差減少を図り、高精度認識を可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージにセットされた被加工物を上方位置から光学系を介して観察するに際し、
前記光学系の対物側のレンズと前記被加工物の間の空間で前記被加工物に近接して透光性のカバー材を配設して前記ステージから発生する陽炎の影響を低減し、前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察する
画像認識方法。
【請求項２】
前記カバー材として、このカバー材の配設位置から前記ステージまでの距離と同一以上、またはこのカバー材の配設位置から前記被加工物までの距離と同一以上の大きさのものを使用する
請求項１に記載の画像認識方法。
【請求項３】
ステージにセットされた被加工物を上方位置から光学系を介して観察する画像認識装置であって、
前記光学系の対物側のレンズの先端に装着され前記被加工物に近接する端部が透光性のカバー材によって閉塞された補助鏡筒を設け、
前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察するよう構成した
画像認識装置。
【請求項４】
前記カバー材として、このカバー材の配設位置から前記ステージまでの距離と同一以上の半径、またはこのカバー材の配設位置から前記被加工物までの距離と同一以上の半径とした
請求項３に記載の画像認識装置。
【請求項５】
ステージにセットされた第１の被加工物を上方位置から光学系を介して観察する画像認識装置と、前記画像認識装置とは所定のオフセット位置に配設されるとともに前記第１の被加工物に接合する第２の被加工物を保持する吸着コレットを有するハンドリング装置とを有する半導体製造装置であって、
画像認識装置の前記光学系の対物側のレンズの先端に装着され前記被加工物に近接する端部が透光性のカバー材によって閉塞された補助鏡筒を設け、
前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察して決定された前記第１の被加工物に前記第２の被加工物を接合するように前記ハンドリング装置を運転制御する制御装置を設けた
半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温のステージ上に搭載された被加工物の認識精度向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程では、ステージ上に配置された第１の被加工物を光学系を介して観察し、この観察から前記第１の被加工物の正確な位置を認識するために画像認識装置が使用されている。
【０００３】
具体的には、図３に示すようにステージ１に配置された第１の被加工物２の位置を画像認識装置Ａで観察し、この第１の被加工物２に対してハンドリング装置Ｂが吸着保持している第２の被加工物１０を接合する半導体製造装置は、次のように構成されている。
【０００４】
高温（１００〜２００℃）のステージ１に吸着して保持された第１の被加工物２の形状あるいはパターンを認識するために前記画像認識装置Ｂが設けられており、高温のステージ１から（４０〜１１０ｍｍ位）離れた位置に４〜１２倍程度の光学系４が配置されている。光学系４には、この光学系４の対物レンズ４ａを介して高温のステージ１に光を投射するために光ファイバー６を介して光源７と接続されている。また、この光学系４には撮像用のＣＣＤカメラ５が設けられている。この光学系４はＸ−Ｙ軸とＺ軸の方向に移動自在に構成されている。光ファイバー６と光源７に代わって発光ダイオードを設けたものもある。図４は画像認識装置Ａの断面図である。また、光学系４からオフセット量１６だけ離れた位置にＺ軸先端の吸着コレット９を有するハンドリング装置Ｂが設けられており、吸着コレット９の先端には第２の被加工物１０が吸着されている。吸着コレット９の下方位置には、第２の被加工物１０の形状あるいはパターンを認識するために焦点距離１１（４０〜１００ｍｍ）離れた位置に別の光学系１２が配置されている。この光学系１２には対物レンズ１２ａを介して第２の被加工物１０に光を投射するために光ファイバー１４を介して光源１５が接続されている。光ファイバー１４と光源１５に代わって発光ダイオードを設けたものもある。また、この光学系１２には撮像用のＣＣＤカメラ１３が設けられている。
【０００５】
このような構成で、１００〜２００℃に一定保温された高温のステージ１上の第１の被加工物２を光学系４を介しＣＣＤカメラ５で撮像する。この際の画像は、高温のステージ１から発生する輻射熱１７の影響を受けている状態で観察されており、不鮮明である。この状態については後に詳しく説明する。
【０００６】
吸着コレット９の先端に吸着された第２の被加工物１０も光学系１２を介しＣＣＤカメラ１３で撮像する。その後、各被加工物のＣＣＤカメラ１３，１５の画像を認識処理し、重ね合わせ接合が可能なようにハンドリング装置Ｂに接続された制御装置Ｄを運転して、Ｘ−Ｙ軸及びＺ軸にてオフセット距離１６をプラスして認識補正量を動作させ、第１の被加工物２の上に第２の被加工物１０を搭載、接合している。
【０００７】
加工部位をカメラを介して観察している別の半導体製造装置では、（特許文献１）などに見られるように輻射熱の影響を受けて画像が不鮮明にならないように、観察期間には空気を流すように構成したものがある。
【特許文献１】特開平９−１３９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３と図４に示す半導体製造装置では、１００〜２００℃に一定保温された高温のステージ１上に吸着搭載された第１の被加工物２の形状あるいはパターンの高精度認識時には、光学系４の対物レンズ４ａと高温のステージ１上の第１の被加工物２の間が、焦点距離３（４０〜１００ｍｍ位）だけ離れており、この常温空間が、高温のステージ１からの輻射熱１７の影響を受け、コントロール不可能な温度差が生じ、撮像画像が輻射熱１７によりもたらされる陽炎により揺らぎ、特に高倍率で高精度認識する際に悪影響を受けて不鮮明である。
【０００９】
これに対して（特許文献１）の構成では、陽炎による揺らぎを無くして画像を観察できるものの、高温のステージ１ならびに第１の被加工物２の温度が低下して、第１の被加工物２と第２の被加工物１０との接合作業の品質が低下する。
【００１０】
本発明は高倍率で認識する際も鮮明で、しかも被加工物の接合作業の品質を良好に維持できる画像認識方法と画像認識装置および半導体製造装置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】
【００１１】
本発明の請求項１記載の画像認識方法は、ステージにセットされた被加工物を上方位置から光学系を介して観察するに際し、前記光学系の対物側のレンズと前記被加工物の間の空間で前記被加工物に近接して透光性のカバー材を配設して前記ステージから発生する陽炎の影響を低減し、前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２記載の画像認識方法は、請求項１において、前記カバー材として、このカバー材の配設位置から前記ステージまでの距離と同一以上、またはこのカバー材の配設位置から前記被加工物までの距離と同一以上の大きさのものを使用することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３記載の画像認識装置は、ステージにセットされた被加工物を上方位置から光学系を介して観察する画像認識装置であって、前記光学系の対物側のレンズの先端に装着され前記被加工物に近接する端部が透光性のカバー材によって閉塞された補助鏡筒を設け、前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察するよう構成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４記載の画像認識装置は、請求項３において、前記カバー材として、このカバー材の配設位置から前記ステージまでの距離と同一以上の半径、またはこのカバー材の配設位置から前記被加工物までの距離と同一以上の半径としたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の半導体製造装置は、ステージにセットされた第１の被加工物を上方位置から光学系を介して観察する画像認識装置と、前記画像認識装置とは所定のオフセット位置に配設されるとともに前記第１の被加工物に接合する第２の被加工物を保持する吸着コレットを有するハンドリング装置とを有する半導体製造装置であって、画像認識装置の前記光学系の対物側のレンズの先端に装着され前記被加工物に近接する端部が透光性のカバー材によって閉塞された補助鏡筒を設け、前記透光性のカバー材を通して被加工物を観察して決定された前記第１の被加工物に前記第２の被加工物を接合するように前記ハンドリング装置を運転制御する制御装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、光学系の対物側のレンズと被加工物の間の空間で前記被加工物に近接して透光性のカバー材を配設することによって、高温のステージからの輻射熱の一時蓄積により認識時に陽炎の原因となる常温空間の温度差減少を図ることができ、高温のステージ上の被加工物を高精度で認識可能で、しかも前記ステージの温度低下を伴わないため、被加工物の接合作業の品質を良好に維持できる。
【００１７】
具体的には、透光性のカバー材としては、透明カバーガラス（厚さ０．５〜２ｍｍ）付きの補助鏡筒を設け、光学系の光路を可能な限り囲むことにより被加工物とレンズ間の温度変動の最小化を図ることと、補助鏡筒の先端を被加工物及び高温のステージと極力接近させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の画像認識方法を図１と図２に示す具体例に基づいて説明する。
図１と図２は本発明の画像認識方法を実施する画像認識装置を備えた半導体製造装置を示す。
【００１９】
なお、従来例で説明した図３と異なるところは、光学系４に透光性のカバー材としての透明カバーガラス１９付きの補助鏡筒１８が設けられている点で、その他は図３の構成と同じである。
【００２０】
更に具体的に説明すると、ステージ１に吸着搭載された第１の被加工物２の形状あるいはパターンを認識する光学系４の先端には、この光学系４の光路を妨げない中空形状の補助鏡筒１８が取付けられている。
【００２１】
この補助鏡筒１８の先端は透明石英カバーガラス（厚さ０．５〜２ｍｍ）１９によって閉塞されている。
このような構成で、高温のステージ１上の第１の被加工物２を光学系４及び透明石英カバーガラス１９、補助鏡筒１８を介しＣＣＤカメラ５で撮像する。
【００２２】
この構成によると、ステージ１に近接して配置されたカバーガラス１９によって、補助鏡筒１８のカバーガラス１９と前記対物レンズ４ａとの空間が、輻射熱１７の影響を受けて揺らぐことがないため、高倍率の観察時にも良好な画像が得られる。
【００２３】
補助鏡筒１８の形状が、光路を可能な限り囲むことにより被加工物とレンズ間の温度変動の最小化を図ることと、補助鏡筒の先端を被加工物及び高温のステージと極力接近させることで高温のステージからの輻射熱の一時蓄積により認識時に陽炎の原因となる空間温度差を減少させることができ、ステージ上の被加工物の高精度認識が可能となる。
【００２４】
カバーガラス１９の大きさは、ステージ１または第１の被加工物２からカバーガラス１９までの距離（１０〜２０ｍｍ程度）と同一以上を半径とし、厚さ０．５〜２ｍｍのものが好適であった。
【００２５】
このようにしてステージ１に配置された第１の被加工物２の位置を画像認識装置Ａで観察し、この第１の被加工物２に対して制御装置Ｄによってハンドリング装置Ｂを運転して、第２の被加工物１０を第１の被加工物２に搭載して接合されるが、第１の被加工物２の位置を画像認識装置Ａで観察する際に、（特許文献１）に見られたような空気の吹き付けを必要としないため、ステージ１ならびに第１の被加工物２の温度低下も無く、被加工物の接合作業の品質を良好に維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、被加工物の接合に際しての画像認識だけでなく、各種の半導体装置の高温試験や、各種表示装置などの高温試験の際の画像認識に採用することによって、品質の安定した製品の製造ならびに環境試験などの実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態における半導体製造装置の斜視図
【図２】同実施の形態の要部である画像認識装置の断面図
【図３】従来の半導体製造装置の斜視図
【図４】同従来例の要部である画像認識装置の断面図
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  画像認識装置
Ｂ  ハンドリング装置
Ｄ  制御装置
１  ステージ
２  第１の被加工物
４  光学系
４ａ  対物レンズ
５  ＣＣＤカメラ
６  光ファイバ
９  吸着コレット
１０  第２の被加工物
１６  オフセット距離
１７  輻射熱
１８  補助鏡筒
１９  透明カバーガラス（カバー材）
【図１】
2005183639.tif 000003
【図２】
2005183639.tif 000004
【図３】
2005183639.tif 000005
【図４】
2005183639.tif 000006