JP2006138679A - Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method - Google Patents
Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006138679A JP2006138679A JP2004326902A JP2004326902A JP2006138679A JP 2006138679 A JP2006138679 A JP 2006138679A JP 2004326902 A JP2004326902 A JP 2004326902A JP 2004326902 A JP2004326902 A JP 2004326902A JP 2006138679 A JP2006138679 A JP 2006138679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- detection
- light
- shape
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
【課題】 基板の形状の検出精度に優れる基板形状検出装置およびそれを用いたデバイス実装装置を提供する。
【解決手段】 紫外線領域に中心波長を持つ光を照射可能である光照射手段103から基板102に向けて光を照射する。そして、前記基板を透過した光や、前記基板102を反射した光、蛍光を画像検出手段104により受光し、前記基板の形状を検出することにより、高精度に基板102の形状を認識できる。また、本発明のデバイス実装装置は、前記本発明の基板形状検出装置を使用することによりデバイスを高精度に認識できるため、デバイスを高精度に実装できる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate shape detection device excellent in substrate shape detection accuracy and a device mounting apparatus using the same.
Light is irradiated toward a substrate 102 from light irradiation means 103 that can irradiate light having a central wavelength in the ultraviolet region. And the light which permeate | transmitted the said board | substrate, the light which reflected the said board | substrate 102, and fluorescence are received by the image detection means 104, The shape of the board | substrate 102 can be recognized with high precision by detecting the shape of the said board | substrate. Moreover, since the device mounting apparatus of this invention can recognize a device with high precision by using the board | substrate shape detection apparatus of the said this invention, it can mount a device with high precision.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、基板形状検出装置およびそれを用いたデバイス実装装置ならびにデバイス実装方法に関する。 The present invention relates to a substrate shape detection apparatus, a device mounting apparatus using the same, and a device mounting method.
半導体チップを用いたデバイスやモジュール等を作製する際には、それらを高い精度で実装することが求められている。例えば、GaAs系の赤色LDチップを用いたレーザユニットでは、Si基板上にLDチップを10μm程度の精度で実装することが必要とされる。また、コンパクトディスクやDVD(Digital Versatile Disk)、さらには、高品位映像を記録し再生するHD−DVDとなると、記録容量が飛躍的に増大するため、DVDにおいては、例えば、再生するレーザ光の波長を650nm、HD−DVDにおいては400nmにまで短くする必要があり、さらに高い精度で実装することが要求されている。 When manufacturing a device or module using a semiconductor chip, it is required to mount them with high accuracy. For example, in a laser unit using a GaAs red LD chip, it is necessary to mount the LD chip on an Si substrate with an accuracy of about 10 μm. In addition, in the case of a compact disk, DVD (Digital Versatile Disk), or HD-DVD that records and reproduces high-definition video, the recording capacity increases dramatically. It is necessary to shorten the wavelength to 650 nm and HD DVD to 400 nm, and mounting with higher accuracy is required.
このように高い精度で実装するためには、基板やチップ等の外形を高い精度で認識する必要がある。基板等の認識方法としては、例えば、可視光や赤外線光を基板等に照射して、その透過光により基板の端面や側面のへきかい面を検出し、画像処理することによりその形状を認識する方法が使用されている。しかしながら、このような方法では、検出精度が悪く、特に、III族窒化物結晶基板においては、可視光に対して透明であり検出できないという問題があった。 In order to mount with high accuracy in this way, it is necessary to recognize the outline of the substrate, chip, etc. with high accuracy. As a method for recognizing a substrate or the like, for example, a method of irradiating a substrate or the like with visible light or infrared light, detecting the end face or side face of the substrate with the transmitted light, and recognizing the shape by image processing Is used. However, such a method has a problem in that the detection accuracy is poor, and in particular, a group III nitride crystal substrate is transparent to visible light and cannot be detected.
このような問題を解決するために、基板等に認識パターンを形成した後、前記基板を透過可能な光を前記基板等に照射し、この認識パターンを検出することによりその形状を認識することが行なわれている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。しかしながら、この方法では、それぞれの基板に認識パターンを形成する必要があるため手間がかかり、さらには、パターン形成精度によって形状の検出精度にばらつきが生じ、高い精度で正確な形状を認識することが困難であった。
そこで、本発明の目的は、容易かつ正確に、高い精度でその形状を認識できる基板形状検出装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate shape detection device that can easily and accurately recognize its shape with high accuracy.
前記目的を達成するために、本発明の基板形状検出装置は、基板に光を照射することにより、その形状を検出する基板形状検出装置であって、基板に向けて光を照射する光照射手段と、前記基板からの透過光、反射光または蛍光を受光することにより前記基板の形状を検出する画像検出手段とを有し、前記光が、紫外線領域に中心波長を持つ光であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate shape detection device according to the present invention is a substrate shape detection device that detects a shape of a substrate by irradiating the substrate with light, and irradiates light toward the substrate. And image detecting means for detecting the shape of the substrate by receiving transmitted light, reflected light or fluorescence from the substrate, and the light is light having a central wavelength in the ultraviolet region. And
本発明によれば、紫外線領域に中心波長を持つ光を使用して基板の形状を検出するため、例えば、検出する基板の吸収端よりも短い波長の光を照射することが可能となり、基板の形状をより鮮明に検出できる。その結果、容易かつ正確に、高い精度で基板の形状を認識できる。 According to the present invention, since the shape of the substrate is detected using light having a central wavelength in the ultraviolet region, for example, it is possible to irradiate light having a wavelength shorter than the absorption edge of the substrate to be detected. The shape can be detected more clearly. As a result, the shape of the substrate can be recognized easily and accurately with high accuracy.
本発明において、紫外線領域に中心波長を持つ光は、紫外線領域内の波長においてエネルギー極大値を有する光であればよく、可視光領域の光を含んでいてもよい。前記中心波長は、形状を認識する基板の特性(例えば、吸収端等)に合わせて適宜選択すればよい。例えば、400nm以下であることが好ましく、より好ましくは360nmであり、さらに好ましくは300nm以下であり、前記中心波長が、検出する基板の吸収端よりも短い波長であることが好ましい。中心波長の下限値は特に制限されないが、例えば、150nm程度であることが好ましい。検出する基板が、例えば、GaN基板(吸収端:370nm)である場合は、中心波長が390nm以下であることが好ましく、AlN基板(吸収端:200nm)である場合は、中心波長が250nm以下であることが好ましい。なお、前記中心波長は、例えば、スペクトラムアナライザで、波長に対する強度分布を評価し、最大強度をもつ波長とする。 In the present invention, light having a central wavelength in the ultraviolet region may be light having an energy maximum value at a wavelength in the ultraviolet region, and may include light in the visible light region. The center wavelength may be appropriately selected according to the characteristics of the substrate whose shape is to be recognized (for example, the absorption edge). For example, it is preferably 400 nm or less, more preferably 360 nm, still more preferably 300 nm or less, and the center wavelength is preferably shorter than the absorption edge of the substrate to be detected. The lower limit value of the center wavelength is not particularly limited, but is preferably about 150 nm, for example. For example, when the substrate to be detected is a GaN substrate (absorption edge: 370 nm), the center wavelength is preferably 390 nm or less, and when the substrate is an AlN substrate (absorption edge: 200 nm), the center wavelength is 250 nm or less. Preferably there is. The center wavelength is set to a wavelength having the maximum intensity by evaluating the intensity distribution with respect to the wavelength using, for example, a spectrum analyzer.
本発明において、前記光照射手段から照射される光の波長の広がりが、30nm以下であることが好ましく、より好ましくは10nm以下である。前記光の波長の広がりとは、光の強度スペクトラムを評価したときの半値幅である。また、本発明において、前記光照射手段から照射される光に含まれる波長が、例えば、150nm〜400nmであることが好ましい。例えば、中心波長が360nmである場合、前記光照射手段から照射される光の波長は、345nm〜375nmであることが好ましく、355nm〜365nmであることがより好ましい。 In this invention, it is preferable that the breadth of the wavelength of the light irradiated from the said light irradiation means is 30 nm or less, More preferably, it is 10 nm or less. The spread of the wavelength of the light is a half width when the light intensity spectrum is evaluated. Moreover, in this invention, it is preferable that the wavelength contained in the light irradiated from the said light irradiation means is 150 nm-400 nm, for example. For example, when the center wavelength is 360 nm, the wavelength of light emitted from the light irradiation unit is preferably 345 nm to 375 nm, and more preferably 355 nm to 365 nm.
本発明において、前記光照射手段から照射される光の強度は、例えば、1mW〜100mWであり、好ましくは5mW〜30mWである。前記光の強度は、例えば、SiのPINフォトダイオードからなるパワーメータなどを用いることにより測定できる。 In this invention, the intensity | strength of the light irradiated from the said light irradiation means is 1mW-100mW, for example, Preferably it is 5mW-30mW. The intensity of the light can be measured by using, for example, a power meter made of a Si PIN photodiode.
本発明において、前記光照射手段は、照射する光に応じて適宜決定すればよく、例えば、発光ダイオード、紫外線ランプ、半導体レーザ、波長可変型半導体レーザ等があげられ、好ましくは、発光ダイオードである。 In the present invention, the light irradiation means may be appropriately determined according to the light to be irradiated, and examples thereof include a light emitting diode, an ultraviolet lamp, a semiconductor laser, a wavelength tunable semiconductor laser, and the like, preferably a light emitting diode. .
本発明において、前記画像検出手段は、前記基板からの透過光、反射光または蛍光を検出可能なものであれば特に制限されず、例えば、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の固体撮像素子があげられる。 In the present invention, the image detecting means is not particularly limited as long as it can detect transmitted light, reflected light or fluorescence from the substrate. For example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) A solid-state imaging device such as an image sensor can be used.
本発明において、さらに、可視光カットフィルタを含むことが好ましい。照射光や基板からの透過光等の光路に、可視光カットフィルタを配置することにより、自然光、例えば、450nm以上の可視光等を遮断し、前記画像検出手段により得られた画像のコントラストをより向上させ、より一層高い精度で基板の形状を検出できる。前記可視光カットフィルタの配置部位としては、例えば、前記基板と前記画像検出手段との間や、前記光照射手段と前記基板との間等があげられ、特に、前記基板と前記画像検出手段との間に配置することが好ましい。また、前記可視光カットフィルタは、光軸に対して、出し入れが可能な状態で配置することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a visible light cut filter is further included. By arranging a visible light cut filter in the optical path such as irradiation light or transmitted light from the substrate, natural light, for example, visible light of 450 nm or more, etc. is blocked, and the contrast of the image obtained by the image detection means is further increased. The shape of the substrate can be detected with higher accuracy. Examples of the arrangement site of the visible light cut filter include the space between the substrate and the image detection means, and the space between the light irradiation means and the substrate, and in particular, the substrate and the image detection means. It is preferable to arrange | position between. The visible light cut filter is preferably arranged in a state where it can be taken in and out with respect to the optical axis.
本発明において、さらに、光学系を含んでいてもよく、前記光学系としては、例えば、前記基板からの透過光、反射光または蛍光により得られる画像を拡大する拡大光学系や、前記光照射手段から照射された光をコリメートするコリメート光学系等があげられる。前記拡大光学系は、例えば、前記画像検出手段の前であって、前記可視光カットフィルタ若しくは前記基板と前記画像検出手段との間に配置することが好ましく、前記コリメート光学系は、例えば、前記光照射手段と前記基板との間に配置することが好ましい。 In the present invention, the optical system may further include an optical system that magnifies an image obtained by transmitted light, reflected light, or fluorescence from the substrate, or the light irradiation unit. A collimating optical system for collimating the light emitted from the light source. The magnifying optical system is preferably disposed, for example, in front of the image detection unit and between the visible light cut filter or the substrate and the image detection unit. It is preferable to arrange between the light irradiation means and the substrate.
本発明において、さらに、前記画像検出手段により検出された画像に画像処理を施す画像処理手段を含むことが好ましい。また、前記画像処理により、例えば、前記画像検出手段により検出された画像から前記基板の外形(端部)を示す検出線を求めることや、さらに、前記検出線の交点を求めることにより、前記基板の頂点を求めることができることがより好ましい。 In the present invention, it is preferable that image processing means for performing image processing on the image detected by the image detection means is further included. Further, by the image processing, for example, by obtaining a detection line indicating the outer shape (end portion) of the substrate from an image detected by the image detection unit, and further by obtaining an intersection of the detection lines, It is more preferable that the vertices can be obtained.
本発明の形状検出装置は、紫外線領域に中心波長を持つ光を照射可能な光照射手段を備えるため、あらゆる組成の基板を高い精度で検出でき、例えば、III族窒化物基板等の吸収端が短い基板であっても、その形状を高い精度で検出できる。前記基板としては、例えば、III族窒化物半導体基板、GaO基板、ZnO基板等の半導体基板、サファイア基板等があげられる。前記III族窒化物に含まれるIII族元素としては、例えば、Al、In、Gaがあげられ、これらの中でもAlおよびGaであることが好ましい。これらは、1種類でも2種類以上を含んでいてもよい。また、前記III族窒化物の組成は、AlxGa1-xN(ただし、0≦x≦1)で表されることが好ましい。また、前記基板は、前記基板上にデバイス構造が形成されたもの、前記基板上にデバイス構造が形成されたものをチップ状に分割した半導体チップであってもよい。前記半導体チップは、例えば、半導体レーザ、フォトダイオード、発光ダイオード、高周波デバイス等があげられる。 Since the shape detection apparatus of the present invention includes light irradiation means that can irradiate light having a central wavelength in the ultraviolet region, it can detect substrates of any composition with high accuracy. Even a short substrate can be detected with high accuracy. Examples of the substrate include a group III nitride semiconductor substrate, a semiconductor substrate such as a GaO substrate and a ZnO substrate, and a sapphire substrate. Examples of the group III element contained in the group III nitride include Al, In, and Ga. Among these, Al and Ga are preferable. These may include one type or two or more types. Further, the composition of the group III nitride is preferably represented by Al x Ga 1-x N (where 0 ≦ x ≦ 1). The substrate may be a semiconductor chip in which a device structure is formed on the substrate, or a semiconductor chip in which a device structure is formed on the substrate and divided into chips. Examples of the semiconductor chip include a semiconductor laser, a photodiode, a light emitting diode, and a high frequency device.
本発明において、前記基板が光導波路を備えた半導体レーザである場合、前記画像検出手段により検出された画像に画像処理を施すことにより、前記画像検出手段により検出された画像から、前記光導波路に対して垂直な端部と光導波路に平行な端部とを求めることが好ましい。また、これらの端部より、前記半導体レーザの外形や発光点を認識できることが好ましい。この場合、例えば、前記光照射手段により、前記半導体レーザの上部から光を照射することが好ましい。 In the present invention, when the substrate is a semiconductor laser having an optical waveguide, the image detected by the image detecting means is applied to the optical waveguide from the image detected by the image detecting means by performing image processing on the image detected by the image detecting means. It is preferable to obtain an end portion perpendicular to the end and an end portion parallel to the optical waveguide. Moreover, it is preferable that the external shape and light emission point of the semiconductor laser can be recognized from these end portions. In this case, for example, it is preferable that light is irradiated from above the semiconductor laser by the light irradiation means.
以下に、本発明の形状検出装置について、図1〜図3を用いて説明する。なお、図1および図2において、同一箇所には、同一の符号を付している。 Below, the shape detection apparatus of this invention is demonstrated using FIGS. 1-3. In FIG. 1 and FIG. 2, the same portions are denoted by the same reference numerals.
図1に、本発明の形状検出装置の構成の一例を示す。同図に示すように、この装置は、光照射手段103と、画像検出手段104と、基台101とを備え、基台101には、基板102が配置可能である。光照射手段103から基板102に向けて紫外領域に中心波長を持つ光を照射し、基板102からの反射光若しくは蛍光を画像検出手段104で受光することにより、基板の形状が検出できる。なお、図中の矢印は、光の進行方向を示す。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the shape detection apparatus of the present invention. As shown in the figure, this apparatus includes a light irradiation means 103, an image detection means 104, and a
前記画像検出手段の一例として、CCDの構成について説明する。CCDは、受光部および蓄積部からなる垂直シフトレジスタと、水平シフトレジスタとから構成される。Si基板上にマトリックス状に配置された受光部で光を検出し、光電変換により電荷が発生し、一定時間ポテンシャルウェルに蓄積される。その後、ポテンシャルウェルの電圧により電荷を変化させることで、電荷が蓄積部に転送される。さらに、水平シフトレジスタを通って出力部に信号が転送される。受光部は、基板であるSiの表面にn型Siを形成することで実現できるが、表面では結晶性が悪いため効率が悪くなる。そのため、紫外線検出用CCDとしては表面にn型Siの表面部分に100μm以下の薄いp型Siを形成し、n型Siの内部で光電変換を生じることで、変換効率の高いデバイスが形成できる。また、紫外領域では感度が一般的に低いため、出力部に増幅部を形成することがより好ましい。 As an example of the image detecting means, a configuration of a CCD will be described. The CCD is composed of a vertical shift register including a light receiving unit and a storage unit, and a horizontal shift register. Light is detected by a light receiving portion arranged in a matrix on the Si substrate, and electric charges are generated by photoelectric conversion and accumulated in the potential well for a predetermined time. Thereafter, the charge is transferred to the accumulation unit by changing the charge according to the voltage of the potential well. Further, the signal is transferred to the output unit through the horizontal shift register. The light receiving portion can be realized by forming n-type Si on the surface of Si as a substrate, but the efficiency is deteriorated because the crystallinity is poor on the surface. Therefore, a device with high conversion efficiency can be formed by forming thin p-type Si of 100 μm or less on the surface of n-type Si on the surface of the ultraviolet detection CCD and generating photoelectric conversion inside the n-type Si. Further, since the sensitivity is generally low in the ultraviolet region, it is more preferable to form an amplifying part at the output part.
図2(a)および(b)に、本発明の形状検出装置の構成のその他の例を示す。図2(a)に示すように、光照射手段103を、基板102の下部に配置してもよく、この場合、基板102を透過した光や、紫外線励起により基板102からの発光等を、画像検出手段104を用いて受光することにより、その形状を検出すればよい。この場合、発光スペクトラムは、例えば、半導体基板中のドーピング材料等により変化するが、一例をあげると、GaN基板の場合360nm以下の紫外線光で励起することにより、362nm近傍に強い発光を得ることができる。また、図2(b)に示すように、光照射手段103と基板102との間や、基板102と画像検出手段104との間に、可視光カットフィルタ105を配置することが好ましい。可視光カットフィルタを配置することにより、画像検出のノイズとなる可視光を除去できる。
2A and 2B show other examples of the configuration of the shape detection apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2A, the light irradiation means 103 may be disposed below the
図3に、本発明の形状検出装置の構成のその他の例を示す。同図に示すように、この装置は、光照射手段203と、ビームスプリッタ206と、基台201と、画像検出手段204とを備え、ビームスプリッタ206は、光照射手段203から照射された光が基台201の方向に反射可能なように配置されている。基台201には基板202が配置可能であり、光照射手段203とビームスプリッタ206との間には、レンズ207および可視光カットフィルタ205が配置され、ビームスプリッタ206と基板202との間には、対物レンズ208が配置されている。基板202と画像検出手段204との間には、可視光カットフィルタ205およびレンズ209が配置されている。なお、可視光カットフィルタ205は光軸に対して出し入れが可能である。レンズ207には、入射光をコリメート可能なレンズを使用することが好ましく、レンズ209には、入射光を拡大可能なレンズを使用することが好ましい。対物レンズ208とレンズ209との焦点距離を調整することにより、基板の拡大倍率を変化させることができる。例えば、半導体レーザや発光ダイオードなどのチップは、チップサイズが、例えば、100μm程度であるため、拡大することにより正確な検出ができる。
FIG. 3 shows another example of the configuration of the shape detection apparatus of the present invention. As shown in the figure, this apparatus includes a light irradiation means 203, a
この装置を用いた基板の形状検出方法は、次の通りである。光照射手段203により紫外領域に中心波長を有する光を照射すると、その光は、レンズ207によりコリメートされ、このコリメートされた光が、可視光カットフィルタを通過することにより、可視光成分が除去されたノイズの少ない光となる。そして、この光は、ビームスプリッタ206により基板202に向けて反射された後、対物レンズ208により集光され、集光された光が基板202に照射され、基板202から画像検出手段204に向けて反射する。この反射光は、ビームスプリッタ206および可視光カットフィルタ205を通過し、レンズ209により拡大され、画像検出手段204により検出される。このように可視光カットフィルタやレンズ等を配置することにより、基板を極めて高い精度で検出できる。
The substrate shape detection method using this apparatus is as follows. When light having a central wavelength in the ultraviolet region is irradiated by the light irradiation means 203, the light is collimated by the
次に、本発明のデバイス実装装置は、基板上に半導体チップを固定するデバイス実装装置であって、半導体チップの形状を検出する半導体チップ形状検出手段と、前記検出結果に基づき前記半導体チップを目的の位置に移動させる前記半導体チップ搬送手段と有し、前記半導体チップ形状検出手段が、前記本発明の形状検出装置であることを特徴とする。 Next, a device mounting apparatus according to the present invention is a device mounting apparatus for fixing a semiconductor chip on a substrate, the semiconductor chip shape detecting means for detecting the shape of the semiconductor chip, and the semiconductor chip based on the detection result. And the semiconductor chip shape detecting means is the shape detecting device of the present invention.
次に、本発明のデバイス実装方法は、基板上に半導体チップを固定するデバイス実装方法であって、(i)前記半導体チップの形状を検出する形状検出工程、(ii)前記(i)形状認識工程において得られた検出結果に基づき、前記半導体チップを前記基板上の固定位置に搬送する搬送工程、および(iii)前記半導体チップを前記固定位置に固定する固定工程を含み、前記(i)の形状認識工程において、前記本発明の形状検出装置を用いることを特徴とする。 Next, the device mounting method of the present invention is a device mounting method for fixing a semiconductor chip on a substrate, wherein (i) a shape detecting step for detecting the shape of the semiconductor chip, (ii) the (i) shape recognition A transfer step of transferring the semiconductor chip to a fixed position on the substrate based on the detection result obtained in the step; and (iii) a fixing step of fixing the semiconductor chip to the fixed position, In the shape recognition step, the shape detection device of the present invention is used.
前記半導体チップが、半導体レーザである場合、前記(i)の形状認識工程において、前記光導波路に対して垂直な端部と、光導波路に平行な端部とを検出することが好ましい。さらに、前記検出した端部から検出線を得て、前記検出線の交点や発光点を得ることが好ましい。このように交点や発光点を得て、それを用いて位置合わせをすることにより、より一層高い精度で半導体レーザを実装することができる。なお、この場合、前記光照射手段により、前記半導体レーザの上部から光を照射することが好ましい。 When the semiconductor chip is a semiconductor laser, it is preferable that an end perpendicular to the optical waveguide and an end parallel to the optical waveguide are detected in the shape recognition step (i). Furthermore, it is preferable to obtain a detection line from the detected end and obtain an intersection or a light emission point of the detection line. By obtaining intersections and light emitting points in this way and using them for alignment, a semiconductor laser can be mounted with higher accuracy. In this case, it is preferable that light is irradiated from above the semiconductor laser by the light irradiation means.
以下に、本発明のデバイス実装装置とデバイス実装方法について、図4および5を用いて説明する。なお、図4において、図3と同一箇所には、同一の符号を付し、図5において、図4と同一箇所には同一の符号を付している。 Hereinafter, a device mounting apparatus and a device mounting method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and in FIG. 5, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
図4に本発明の実装装置の一例を示す。同図に示すように、この装置は、半導体チップ形状検出手段と、半導体チップ搬送手段と、ヒートステージ421とを備え、ヒートステージ421には、基板等が配置可能である。半導体チップ形状検出手段は、光照射手段203、ビームスプリッタ206、画像検出手段204とを備え、光照射手段203とビームスプリッタ206との間には、レンズ207が配置され、ビームスプリッタ206と検出対象との間には、対物レンズ208が配置され、検出対象と画像検出手段204との間には、可視光カットフィルタ205およびレンズ209が配置されている。半導体チップ搬送手段は、微動ステージ411と、真空チャック412とを備え、真空チャック412により、実装するLDチップ等を吸着し、微動ステージ411で真空チャック412を搬送することにより位置を調整できる。
FIG. 4 shows an example of the mounting apparatus of the present invention. As shown in the figure, this apparatus includes a semiconductor chip shape detection unit, a semiconductor chip transfer unit, and a
図4の装置を用いて、LDチップをSi基板上に実装する方法を例にとり説明する。 A method for mounting an LD chip on a Si substrate using the apparatus of FIG. 4 will be described as an example.
まず、ヒートステージ421上に、パッケージ433を配置し、パッケージ402の所定の収納位置に、Si基板432を配置する。Si基板432の中央には、凹部が形成されており、この凹部にLDチップを配置すればよい。また、Si基板は、例えば、PD素子および制御回路等を有していてもよい。
First, the
次に、半導体チップ形状検出手段によりLDチップ431の外形およびSi基板432を認識し、LDチップ431をSi基板432に固定する。以下に、形状検出方法の一例を図5(a)および(b)を用いて具体的に説明する。図5(a)は、LDチップの上面図であり、図5(b)は、LDチップの外形の画像処理画面である。
Next, the external shape of the
図5(a)に示すように、LDチップ431の上面には、電極441が形成されており、LDチップ431の幅方向(Y軸方向)の中央部であって、長手方向(x軸方向)に沿って、レーザが伝播する導波路442が形成されている。そして、443が発光点となる。
As shown in FIG. 5A, an
(1)チップ端面検出
まず、発光点443側のチップ端面を画像処理により検出する。光照射手段203より、紫外線領域に中心波長を有する光をLDチップ431に向けて照射する。そして、LDチップ431からの反射光を画像検出手段204により検出し、画像処理装置(図示せず)により検出画像を処理する。これにより、図5(b)に示すように、検出線Cが得られる。本発明によると、紫外線領域に中心波長を有する光を照射可能な光照射手段を使用しているため、特に、可視光領域において透明なGaN基板であっても、コントラストの大きな画像が得られ、より一層高い精度で検出線Cが得られる。
(1) Chip end face detection First, the chip end face on the
(2)導波路位置検出
次に、検出線Cと同様にして、検出線A、BおよびDを得る。前述のように、導波路442は、LDチップ431の幅方向の中央部に位置していることから、検出線AおよびBを得ることにより、正確な導波路442の位置が得られる。さらに、導波路442と検出線Cとの交点に位置している発光点443の正確な位置を求めることもできる。なお、導波路442がチップの幅方向の中央部に位置している場合を例にとり説明したが、本発明の方法によれば、導波路が中央部に位置していない場合であっても、導波路形成時におけるチップ端面からの導波路の距離から、正確な発光点の位置が得られる。さらに、検出線A、B、CおよびDを検出することにより、それらの交点から、チップの各頂点を正確に検出できるため、より一層高精度にチップの形状を認識できる。
(2) Waveguide position detection Next, in the same manner as the detection line C, detection lines A, B and D are obtained. As described above, since the waveguide 442 is located at the center in the width direction of the
前述のようにして、LDチップ431の形状を認識した後、微動ステージ411と真空チャック412とを用いて、LDチップ431の位置を調整し、Si基板432上にLDチップ431を固定する。LDチップ431の固定には、例えば、半田材が使用でき、この場合、Si基板432を加熱し、半田材を溶解してLDチップ431とSi基板432とを溶着し、冷却して固定する。なお、発光点443の厚み方向の位置調整は、例えば、チップの加圧とSi基板の温度を調整することにより行うことができる。
After recognizing the shape of the
このように、本発明によれば、xおよびy軸方向に、例えば、±5μmの精度で、LDチップをSi基板上に実装できる。 Thus, according to the present invention, the LD chip can be mounted on the Si substrate in the x and y axis directions with an accuracy of, for example, ± 5 μm.
次に、本発明の実装装置で実装可能なレーザユニットの構成の一例を図6(a)を用いて説明する。同図に示すように、レーザユニットは、Si基板803および樹脂リードフレームパッケージ804とを備え、Si基板803には、照射されたレーザ光を記録媒体に集光する光学系および前記記録媒体によって反射されたレーザ光を検出する光検出器を備えたフォトIC802と半導体レーザ801とが配置されている。半導体レーザ801は、Si基板803の中央部に形成されている凹部に配置されており、凹部の一方の側面は傾斜しており、マイクロミラーとして機能する。例えば、Si基板803の主面が面方位(100)面の場合、異方性エッチングによって(111)面を露出させることにより、マイクロミラーとして利用できる。このように半導体レーザと光検出器とを一体化することにより、光ディスク装置の小型化が可能となること等から、このような一体化レーザユニットが広く使用されている。
Next, an example of the configuration of a laser unit that can be mounted by the mounting apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the laser unit includes a
このような構成のレーザユニットを用いた光ピックアップ方法の一例を、図6(b)を用いて説明する。同図に示すように、半導体レーザ801から照射されたレーザ光は、マイクロミラーで反射されて主面にほぼ垂直な方向に進む。ガラスキャップ806を通過したレーザ光は偏光ホログラム素子807に形成されたグレーティングにより3本のビームに分離される(図中では簡素化のために1本のビームのみ図示)。その後、四分の一波長板(図示せず)と対物レンズ808を透過し、光ディスク809上に集光される。光ディスク809から反射されたレーザ光は対物レンズ808と四分の一波長板を透過した後、ホログラム素子807の上面に形成されたグレーティングによって回折され、回折した光は、情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号として使用される。
An example of an optical pickup method using the laser unit having such a configuration will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the laser light emitted from the
本発明のデバイス実装装置によれば、このようなレーザユニットであっても高い精度でLDチップを実装できる。例えば、LDチップとしてDVD用赤色レーザを使用した場合、共振器方向(x軸方向)が±10μm以下、それに垂直な方向(y軸方向)が±20μm以下、厚み方向である垂直方向が±1.5μm以下の精度で実装できる。また、より一層高い精度が要求されている青紫色LDを使用した高密度光ディスク等においても、要求されている精度で実装できる。 According to the device mounting apparatus of the present invention, even such a laser unit can mount an LD chip with high accuracy. For example, when a red laser for DVD is used as the LD chip, the resonator direction (x-axis direction) is ± 10 μm or less, the direction perpendicular to it (y-axis direction) is ± 20 μm or less, and the vertical direction that is the thickness direction is ± 1. Can be mounted with accuracy of 5 μm or less. In addition, it can be mounted with the required accuracy even in a high-density optical disk using a blue-violet LD, for which higher accuracy is required.
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図3に示す構成の形状検出装置を作製した。光照射手段203には、図7に示す紫外線発光ダイオードを使用した。同図に示すように、前記紫外線発光ダイオードは、GaN基板301上に、a面のn型GaNコンタクト層302、n型Al0.15Ga0.85Nのバリア層303、GaN/Al0.12Ga0.88Nの多重量子井戸304、p型Al0.15Ga0.85Nのブロック層305、p型GaNコンタクト層306が形成され、コンタクト層301および306の上に電極307、308がそれぞれ形成されている。前記紫外線発光ダイオードは、電流を注入することにより、中心波長が363nm、波長広がり30nm程度の発光スペクトラムが得られる。また、多重量子井戸304のAlの量を多くすることによって、より短波長の光を発生させることができる。
A shape detection apparatus having the configuration shown in FIG. 3 was produced. As the light irradiation means 203, an ultraviolet light emitting diode shown in FIG. 7 was used. As shown in the figure, the ultraviolet light-emitting diode has a
(実施例1−1)
前述のような構成の形状検出装置を用いて、中心波長360nm近傍の光を照射し、その反射光を検出することによりGaN基板の検出を行った。その結果を図8(a)に示す。なお、同図において、Aで示す部分が基板部分に相当する(図8(b)および(c)においても同様である。)。
(Example 1-1)
A GaN substrate was detected by irradiating light having a central wavelength of around 360 nm and detecting the reflected light using the shape detection apparatus having the above-described configuration. The result is shown in FIG. In the figure, the portion indicated by A corresponds to the substrate portion (the same applies to FIGS. 8B and 8C).
(実施例1−2)
前述のような構成の形状検出装置を用いて、中心波長360nm近傍の光を照射し、可視光カットフィルタを除去し、GaN基板からの発光(フォトルミネッセンス)を検出することによりGaN基板の検出を行った。その結果を図8(b)に示す。
(Example 1-2)
Detecting the GaN substrate by irradiating light with a central wavelength of around 360 nm, removing the visible light cut filter, and detecting light emission (photoluminescence) from the GaN substrate using the shape detection device having the above-described configuration. went. The result is shown in FIG.
(比較例1)
通常の可視光ランプを光照射手段として使用した形状検出装置を用いてGaN基板の検出を行った。その結果を図8(c)に示す。
(Comparative Example 1)
The GaN substrate was detected using a shape detection device using a normal visible light lamp as a light irradiation means. The result is shown in FIG.
図8(a)に示すように、中心波長が360nm近傍の発光ダイオードを使用し、さらに、可視光カットフィルタによりノイズを除去しているため、大きなコントラストが得られ、高精度に形状を認識できた。また、可視光カットフィルタを除去し、基板からの発光を検出した場合においても、図8(b)に示すように、十分に画像検出可能なコントラストが得られ、より一層高精度に形状を認識することができた。それに対し、可視光を用いた比較例1では、図8(c)に示すようにコントラストが小さく、形状を認識することが困難であった。本発明の形状検出装置によれば、紫外線領域に中心波長を持つ光を照射手段として使用することにより、高精度に形状を認識できた。 As shown in Fig. 8 (a), a light-emitting diode with a center wavelength of around 360 nm is used, and noise is removed by a visible light cut filter, so a large contrast can be obtained and the shape can be recognized with high accuracy. It was. Also, even when the visible light cut filter is removed and light emission from the substrate is detected, as shown in FIG. 8 (b), a sufficiently image-detectable contrast is obtained and the shape is recognized with higher accuracy. We were able to. On the other hand, in Comparative Example 1 using visible light, the contrast was small as shown in FIG. 8C, and it was difficult to recognize the shape. According to the shape detection apparatus of the present invention, the shape can be recognized with high accuracy by using the light having the center wavelength in the ultraviolet region as the irradiation means.
次に、前記実施例1−1で使用した形状検出装置を用いて、中心波長が360nm近傍の発光ダイオードを使用し、ZnO基板(バンドギャップ3.4eV(吸収端365nm))の形状を認識した。その結果、大きなコントラストを有する画像を得ることができた。 Next, the shape of the ZnO substrate (band gap 3.4 eV (absorption edge 365 nm)) was recognized using a light emitting diode having a center wavelength of around 360 nm using the shape detection device used in Example 1-1. . As a result, an image having a large contrast could be obtained.
(比較例2)
また、同様のZnO基板を、通常の可視光ランプを光照射手段として使用した形状検出装置を用いて検出を行った結果、コントラストが小さく、形状を認識することが困難であった。
(Comparative Example 2)
Further, as a result of detecting a similar ZnO substrate using a shape detection device using a normal visible light lamp as a light irradiation means, the contrast was small and it was difficult to recognize the shape.
本発明の形状検出装置によれば、紫外線領域に中心波長を持つ光を照射手段として使用することにより、高精度に形状を認識できた。 According to the shape detection apparatus of the present invention, the shape can be recognized with high accuracy by using the light having the center wavelength in the ultraviolet region as the irradiation means.
前記実施例1−1で使用した形状検出装置の発光ダイオードに代えて、光照射手段として波長300nm以下の中心波長を有する紫外線ランプ(商品名スポットUV照射装置 SP-7;ウシオ電機製)を使用して、GaO基板(バンドギャップ4.8eV(吸収端258nm))の形状を認識した。その結果、大きなコントラストを有する画像を得ることができた。 Instead of the light emitting diode of the shape detection device used in Example 1-1, an ultraviolet lamp having a center wavelength of 300 nm or less (product name: Spot UV irradiation device SP-7; manufactured by Ushio Inc.) is used as the light irradiation means. The shape of the GaO substrate (band gap 4.8 eV (absorption edge 258 nm)) was recognized. As a result, an image having a large contrast could be obtained.
(比較例3)
また、同様のGaO基板を、通常の可視光ランプを光照射手段として使用した形状検出装置を用いて検出を行った結果、コントラストが小さく、形状を認識することが困難であった。
(Comparative Example 3)
Further, as a result of detecting a similar GaO substrate using a shape detection device using a normal visible light lamp as a light irradiation means, the contrast was small and it was difficult to recognize the shape.
本発明の形状検出装置によれば、紫外線領域に中心波長を持つ光を照射手段として使用することにより、高精度に形状を認識できた。 According to the shape detection apparatus of the present invention, the shape can be recognized with high accuracy by using the light having the center wavelength in the ultraviolet region as the irradiation means.
本発明によれば、高い精度でその形状を認識できることから、正確な搬送および実装を提供でき、例えば、レーザユニットや光ピックアップ装置の実装等に利用でき、その実用的効果は大きい。 According to the present invention, the shape can be recognized with high accuracy, so that accurate conveyance and mounting can be provided. For example, it can be used for mounting a laser unit or an optical pickup device, and its practical effect is great.
101、201 基台
102、202 基板
103、203 光照射手段
104、204 画像検出手段
105、205 可視光カットフィルタ
206 ビームスプリッタ
207、208、209 レンズ
301 GaN基板
302、306 コンタクト層
303 バリア層
304 多重量子井戸
307、308 電極
411 微動ステージ
412 真空チャック
421 ヒートステージ
432、803 Si基板
433、804 パッケージ
441 電極
442 導波路
443 発光点
801 半導体レーザ
802 フォトIC
806 ガラスキャップ
807 偏光ホログラム
808 レンズ
101, 201
806
Claims (19)
基板に向けて光を照射する光照射手段と、前記基板からの透過光、反射光または蛍光を受光することにより前記基板の形状を検出する画像検出手段とを有し、
前記光が、紫外線領域に中心波長を持つ光であることを特徴とする装置。 A substrate shape detection device that detects the shape of a substrate by irradiating light,
Light irradiation means for irradiating light toward the substrate, and image detection means for detecting the shape of the substrate by receiving transmitted light, reflected light or fluorescence from the substrate,
The apparatus is characterized in that the light is light having a central wavelength in the ultraviolet region.
半導体チップの形状を検出する半導体チップ形状検出手段と、前記検出結果に基づき前記半導体チップを目的の位置に移動させる前記半導体チップ搬送手段と有し、
前記半導体チップ形状検出手段が、請求項1から15のいずれかに記載の形状検出装置であることを特徴とするデバイス実装装置。 A device mounting apparatus for fixing a semiconductor chip on a substrate,
A semiconductor chip shape detecting means for detecting the shape of the semiconductor chip; and the semiconductor chip conveying means for moving the semiconductor chip to a target position based on the detection result;
16. A device mounting apparatus, wherein the semiconductor chip shape detecting means is the shape detecting apparatus according to claim 1.
(i)前記半導体チップの形状を検出する形状検出工程、
(ii)前記(i)形状認識工程において得られた検出結果に基づき、前記半導体チップを前記基板上の固定位置に搬送する搬送工程、および
(iii)前記半導体チップを前記固定位置に固定する固定工程を含み、
前記(i)の形状認識工程において、請求項1から14のいずれかに記載の形状検出装置を用いることを特徴とする実装方法。 A device mounting method for fixing a semiconductor chip on a substrate,
(I) a shape detection step for detecting the shape of the semiconductor chip;
(Ii) a transporting step of transporting the semiconductor chip to a fixed position on the substrate based on a detection result obtained in the (i) shape recognition step; and (iii) a fixing for fixing the semiconductor chip to the fixing position. Including steps,
The mounting method characterized by using the shape detection apparatus in any one of Claim 1 to 14 in the said shape recognition process of said (i).
前記(i)の形状認識工程において、前記光導波路に対して垂直な端部と、光導波路に平行な端部とを検出する請求項17に記載の実装方法。 The semiconductor chip is a semiconductor laser,
The mounting method according to claim 17, wherein in the shape recognition step (i), an end perpendicular to the optical waveguide and an end parallel to the optical waveguide are detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004326902A JP2006138679A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004326902A JP2006138679A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006138679A true JP2006138679A (en) | 2006-06-01 |
Family
ID=36619605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004326902A Withdrawn JP2006138679A (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006138679A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008016704A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Sony Corp | Manufacturing method and apparatus for semiconductor laser device |
JP2008084944A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | Wiring board, surface mounting component mounting method using the same, and surface mounting component mounting apparatus |
EP2807905B1 (en) | 2013-02-28 | 2015-11-18 | A.B. Mikroelektronik Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Placement method for circuit carrier |
-
2004
- 2004-11-10 JP JP2004326902A patent/JP2006138679A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008016704A (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Sony Corp | Manufacturing method and apparatus for semiconductor laser device |
JP2008084944A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Kyocera Corp | Wiring board, surface mounting component mounting method using the same, and surface mounting component mounting apparatus |
EP2807905B1 (en) | 2013-02-28 | 2015-11-18 | A.B. Mikroelektronik Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Placement method for circuit carrier |
US10217675B2 (en) | 2013-02-28 | 2019-02-26 | A.B. Mikroelektronik Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Placement method for circuit carrier and circuit carrier |
US10672672B2 (en) | 2013-02-28 | 2020-06-02 | Ab Mikroelektronik Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Placement method for circuit carrier and circuit carrier |
US10991632B2 (en) | 2013-02-28 | 2021-04-27 | Ab Mikroelektronik Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Assembly process for circuit carrier and circuit carrier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111610177B (en) | Raman enhancement detection method and device for micro LED chip | |
CN1297045C (en) | Optical device and optical head apparatus mounting method | |
KR20230052878A (en) | Tunable Wavelength Transparency Layer Stack | |
JP2008049393A (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
JP2009283753A (en) | Laser processing method and laser processing device for wafer | |
KR20060095433A (en) | Optical head, optical information reproducing apparatus and manufacturing method thereof | |
TW200428501A (en) | Laser dicing apparatus | |
KR100199914B1 (en) | Optical pickup device | |
KR100632860B1 (en) | Optical head and fabrication method | |
JP2006138679A (en) | Substrate shape detection apparatus, device mounting apparatus using the same, and device mounting method | |
US20010048654A1 (en) | Optical pickup apparatus | |
JP2002025104A (en) | Integrated optical head device | |
US6937405B2 (en) | Optical pickup projecting two laser beams from apparently approximated light-emitting points | |
KR100225186B1 (en) | Photosensitive semiconductor device | |
JP4445220B2 (en) | Semiconductor laser device and pickup device | |
US9518865B2 (en) | Device for measuring a power density distribution of a radiation source | |
JP2007292590A (en) | Confocal optical system and height-measuring apparatus using the same | |
JP2010212355A (en) | Inspection method of solar cell panel and inspection device | |
JP2001256661A (en) | Hologram laser and optical pickup using the same | |
US20110235497A1 (en) | Optical pickup device | |
JP2008235509A (en) | Optical semiconductor element module, optical semiconductor element mounting structure, and optoelectronics equipment | |
JP3668422B2 (en) | Optical pickup device | |
JP3599173B2 (en) | Optical pickup | |
JPH11346027A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP4924857B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080205 |