JP2023092401A - 実装装置、照明システムの調整方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの認識精度を向上することが可能な技術を提供することである。
【解決手段】実装装置は、照明値に基づいた光量を発光する照明システムと、照明システムにより光が照射されたワークを撮像する撮像装置と、照明システムの出力制御および前記撮像装置で撮像した画像の画像処理を行う制御部と、を備える。制御部は、ワークの認識エラーが発生した場合、照明値を所定値に設定して、照明システムにより照射されたワークを撮像装置により撮像して取得画像を取得し、取得画像を検索してテンプレート画像と最も類似するパターン画像を取得し、最も類似するパターン画像とテンプレート画像とのマッチング一致率を算出し、所定値を変更して、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される。
【選択図】図４

Description

本開示は実装装置に関し、例えばダイや基板を認識するカメラを備えるダイボンダに適用可能である。

半導体装置の製造工程の一部に半導体チップ（以下、単にダイという。）を配線基板やリードフレーム等（以下、単に基板という。）に搭載してパッケージを組み立てる工程があり、パッケージを組み立てる工程の一部に、半導体ウエハ（以下、単にウエハという。）からダイを分割する工程（ダイシング工程）と、分割したダイを基板の上に搭載するボンド工程とがある。ボンド工程に使用される半導体製造装置がダイボンダ等の実装装置である。

一般的に、ダイボンダでのダイや基板（以下、単にワークという。）の位置決めは、ワークに照明システム（照明装置）で光を照射し、カメラにより撮像した画像を画像処理することにより、行われている。そのため、ワークの認識精度は、照明システムの光量（照明出力）に大きく影響される。

特開２０１７－１４７２５８号公報

本開示の課題は、ワークの認識精度を向上することが可能な技術を提供することである。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、実装装置は、照明値に基づいた光量を発光する照明システムと、照明システムにより光が照射されたワークを撮像する撮像装置と、照明システムの出力制御および撮像装置で撮像した画像の画像処理を行う制御部と、を備える。制御部は、ワークの認識エラーが発生した場合、照明値を所定値に設定して、照明システムにより照射されたワークを撮像装置により撮像して取得画像を取得し、取得画像を検索してテンプレート画像と最も類似するパターン画像を取得し、最も類似するパターン画像とテンプレート画像とのマッチング一致率を算出し、所定値を変更して、マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される。

本開示によれば、ワークの認識精度を向上することができる。

図１は実施形態におけるダイボンダの構成例を示す概略上面図である。 図２は図１において矢印Ａ方向から見たときの概略構成を説明する図である。 図３は図１に示されるダイボンダの制御系の概略構成を示すブロック図である。 図４は図１に示されるダイボンダにおけるウエハ供給部の光学系を示す図である。 図５はユニークな部分（選択領域）の例を示す図である。 図６は登録画像および類似画像の例を示す図である。 図７はレシピデータの移植を説明する概念図である。 図８はダイの画像およびテンプレート画像を示す図である。 図９はパターン間距離差およびパターン間角度差を説明する図である。 図１０は実施形態における照明値と一致度の関係を示す図である。 図１１は実施形態における照明値の自動調整を説明するためのフローチャートである。 図１２は実施形態における照明値の自動調整を説明するためのフローチャートである。 図１３は実施形態における照明値の自動調整を説明するためのフローチャートである。 図１４は第一変形例および第二変形例における照明値と一致度の関係を示す図である。 図１５は第三変形例における照明値と一致度の関係を示す図である。

以下、実施形態および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

実装装置の一例であるダイボンダの構成について図１および図２を用いて説明する。

ダイボンダ１０は、大別して、ダイ供給部１と、ピックアップ部２、中間ステージ部３と、ボンド部４と、搬送部５、基板供給部６と、基板搬出部７と、各部の動作を監視し制御する制御部８と、を有する。Ｙ軸方向がダイボンダ１０の前後方向であり、Ｘ軸方向が左右方向である。ダイ供給部１がダイボンダ１０の手前側に配置され、ボンド部４が奥側に配置される。ここで、基板Ｓには最終的に一つのパッケージとなる、一つ又は複数の製品エリア（以下、パッケージエリアＰという。）がプリントされている。

ダイ供給部１は、ウエハ１１を保持するウエハ保持台１２と、ウエハ１１からダイＤを突き上げる点線で示す突上げユニット１３と、を有する。ウエハ保持台１２は図示しない駆動手段によってＸＹ方向に移動し、ピックアップするダイＤを突上げユニット１３の位置に移動させる。突上げユニット１３は図示しない駆動手段によって上下方向に移動する。ウエハ１１はダイシングテープ１６上に接着されており、複数のダイＤに分割されている。ウエハ１１は図示しないウエハリングに保持されている。また、ウエハ１１とダイシングテープ１６との間にダイアタッチフィルム（ＤＡＦ）と呼ばれるフィルム状の接着材料が貼り付けられている。

ピックアップ部２は、ダイＤをピックアップするピックアップヘッド２１と、ピックアップヘッド２１をＹ方向に移動させるピックアップヘッドのＹ駆動部２３と、コレット２２を昇降、回転及びＸ方向移動させる図示しない各駆動部と、ウエハ１１上のダイＤの姿勢を認識するためのウエハ認識カメラ２４と、を有する。ピックアップヘッド２１は、突き上げられたダイＤを先端に吸着保持するコレット２２を有し、ダイ供給部１からダイＤをピックアップし、中間ステージ３１に載置する。ピックアップヘッド２１は、コレット２２を昇降、回転及びＸ方向移動させる図示しない各駆動部を有する。

中間ステージ部３は、ダイＤを一時的に載置する中間ステージ３１と、中間ステージ３１上のダイＤを認識する為のステージ認識カメラ３２と、を有する。

ボンド部４は、ボンドヘッド４１と、Ｙ駆動部４３と、基板認識カメラ４４と、を有する。ボンドヘッド４１はピックアップヘッド２１と同様にダイＤを先端に吸着保持するコレット４２を備える。Ｙ駆動部４３はボンドヘッド４１をＹ軸方向に移動させる。基板認識カメラ４４は基板ＳのパッケージエリアＰの位置認識マーク（図示せず）を撮像し、ボンディング位置を認識する。ボンド部４は、中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、搬送されてくる基板ＳのパッケージエリアＰ上にダイをボンドし、又は既に基板ＳのパッケージエリアＰの上にボンドされたダイの上に積層する形でダイをボンドする。このような構成によって、ボンドヘッド４１は、ステージ認識カメラ３２の撮像データに基づいてピックアップ位置・姿勢を補正し、中間ステージ３１からダイＤをピックアップする。そして、ボンドヘッド４１は、基板認識カメラ４４の撮像データに基づいて基板のパッケージエリアＰ上に、または既に基板ＳのパッケージエリアＰの上にボンドされたダイの上に積層する形で、ダイＤをボンディングする。

搬送部５は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１と、基板Ｓが移動する搬送レーン５２と、を有する。基板Ｓは、搬送レーン５２に設けられた基板搬送爪５１の図示しないナットを搬送レーン５２に沿って設けられた図示しないボールネジで駆動することによって移動する。このような構成によって、基板Ｓは、基板供給部６から搬送レーン５２に沿ってボンド位置まで移動し、ボンド後、基板搬出部７まで移動して、基板搬出部７に基板Ｓを渡す。

次に、制御部８について図３を用いて説明する。

制御系８０は制御部（制御装置）８と駆動部８６と信号部８７と光学系８８とを備える。制御部８は、大別して、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される制御・演算装置８１と、記憶装置８２と、入出力装置８３と、バスライン８４と、電源部８５とを有する。記憶装置８２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８２ａ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 Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等で構成されている補助記憶装置８２ｂとを有する。

入出力装置８３は、装置状態や情報等を表示するモニタ８３ａと、オペレータの指示を入力するタッチパネル８３ｂと、モニタを操作するマウス８３ｃと、光学系８８からの画像データを取り込む画像取込装置８３ｄと、を有する。また、入出力装置８３は、ダイ供給部１のＸＹテーブル（図示せず）やボンドヘッドテーブルのＺＹ駆動軸等の駆動部８６を制御するモータ制御装置８３ｅと、種々のセンサや後述する照明装置２６などの明るさを制御するスイッチやボリューム等を含む信号部８７から信号を取り込み又は制御するＩ／Ｏ信号制御装置８３ｆとを有する。光学系８８には、ウエハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２、基板認識カメラ４４が含まれる。制御・演算装置８１はバスライン８４を介して必要なデータを取込み、演算し、ピックアップヘッド２１等の制御や、モニタ８３ａ等に情報を送る。

制御部８は画像取込装置８３ｄを介してウエハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４で撮像した画像データを記憶装置８２に保存する。保存した画像データに基づいてプログラムしたソフトウェアにより、制御・演算装置８１を用いてダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置決め、並びにダイＤおよび基板Ｓの表面検査を行う。制御・演算装置８１が算出したダイＤおよび基板ＳのパッケージエリアＰの位置に基づいてソフトウェアによりモータ制御装置８３ｅを介して駆動部８６を動かす。このプロセスによりウエハ上のダイの位置決めを行い、ピックアップ部２およびボンド部４の駆動部で動作させダイＤを基板ＳのパッケージエリアＰ上にボンドする。使用するウエハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４は光強度や色を数値化する。ウエハ認識カメラ２４、ステージ認識カメラ３２および基板認識カメラ４４は撮像装置ともいう。

次に、半導体装置の製造方法の一工程であるダイボンド工程について説明する。

実施形態のダイボンド工程では、まず、ウエハが組み込まれたウエハリングを準備し、ダイボンダ１０に搬入する（Ｐ１工程）。制御部８は、ウエハリングをウエハ保持台１２に載置し、ウエハ保持台１２をダイＤのピックアップが行われる基準位置まで搬送する（Ｐ２工程）。そして、基板Ｓを準備し、ダイボンダ１０に搬入する（Ｐ３工程）。制御部８は、基板供給部６で基板Ｓを搬送レーン５２に載置する。制御部８は、基板Ｓを掴み搬送する基板搬送爪５１をボンド位置まで移動させる（Ｐ４工程）。

Ｐ２工程に続いて、制御部８は、ウエハ１１が載置されたウエハ保持台１２を所定ピッチでピッチ移動させ、水平に保持することによって、最初にピックアップされるダイＤをピックアップ位置に配置する（Ｐ５工程）。

Ｐ５工程に続いて、制御部８は、ウエハ認識カメラ２４によってピックアップ対象のダイＤの主面（上面）を撮影し、取得した画像からピックアップ対象のダイＤの上述のピックアップ位置からの位置ずれ量を算出する。制御部８は、この位置ずれ量を基にウエハ１１が載置されたウエハ保持台１２を移動させ、ピックアップ対象のダイＤをピックアップ位置に正確に配置する（Ｐ６工程）。そして、制御部８は、ウエハ認識カメラ２４によってピックアップ対象のダイＤの主面（上面）を撮影し、取得した画像から、ダイＤの表面検査を行う（Ｐ７工程）。

Ｐ４工程に続いて、制御部８は、基板認識カメラ４４によって基板Ｓを撮像して撮像画像に基づいて基板Ｓの位置決めを行う（Ｐ８工程）。そして、制御部８は、基板認識カメラ４４によって基板Ｓを撮像し、取得した画像から、基板ＳのパッケージエリアＰの表面検査を行う（Ｐ９工程）。

Ｐ８工程に続いて、制御部８は、コレット２２を含むピックアップヘッド２１によってダイＤをダイシングテープ１６からピックアップし、中間ステージ３１に載置する（Ｐ１０工程）。以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつダイシングテープ１６から剥がされる。不良品を除くすべてのダイＤのピックアップが完了すると、それらダイＤをウエハ１１の外形で保持していたダイシングテープ１６およびウエハリング等を搬出する。

Ｐ１０工程に続いて、制御部８は、中間ステージ３１に載置したダイの姿勢ずれの検出をステージ認識カメラ３２にて撮像して行う。制御部８は、姿勢ずれがある場合は中間ステージ３１に設けられた駆動装置（不図示）によって実装位置を有する実装面に平行な面で中間ステージ３１を駆動させて姿勢ずれを補正する（Ｐ１１工程）。そして、制御部８は、ステージ認識カメラ３２によって中間ステージ３１に載置したダイを撮像し、取得した画像から、ダイＤの表面検査を行う（Ｐ１２工程）。

Ｐ１２工程に続いて、制御部８は、コレット４２を含むボンドヘッド４１によって中間ステージ３１からダイＤをピックアップし、基板ＳのパッケージエリアＰまたは既に基板ＳのパッケージエリアＰにボンドされているダイにダイボンドする（Ｐ１３工程）。

Ｐ１３工程に続いて、制御部８は、ダイＤをボンドした後、そのボンド位置が正確になされているかを基板認識カメラ４４によりダイＤおよび基板Ｓを撮像して検査する（Ｐ１４工程）。このとき、ダイの中心と、タブの中心を求め、相対位置が正しいかを検査する。そして、制御部８は、基板認識カメラ４４によってダイＤおよび基板Ｓを撮像し、取得した画像から、ダイＤおよび基板Ｓの表面検査を行う（Ｐ１５工程）。

以後、同様の手順に従ってダイＤが１個ずつ基板ＳのパッケージエリアＰにボンドする。１つの基板のボンドが完了すると、基板搬送爪５１で基板Ｓを基板搬出部７まで移動して、基板搬出部７に基板Ｓを渡す（Ｐ１６工程）。そして、ダイボンダ１０から基板Ｓを搬出する（Ｐ１７工程）。

上述したように、ダイＤは、ダイアタッチフィルムを介して基板Ｓ上に実装され、ダイボンダから搬出される。その後、ワイヤボンディング工程でＡｕワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。積層パッケージを製造する場合は、続いて、ダイＤが実装された基板Ｓがダイボンダに搬入されて基板Ｓ上に実装されたダイＤの上にダイアタッチフィルム１８を介して第２のダイＤが積層される。そして、ダイボンダから搬出された後、ワイヤボンディング工程でＡｕワイヤを介して基板Ｓの電極と電気的に接続される。第２以降のダイＤは、上述した方法でダイシングテープ１６から剥離された後、ボンド位置に搬送されてダイＤの上に積層される。上記工程が所定回数繰り返された後、基板Ｓをモールド工程に搬送し、複数個のダイＤとＡｕワイヤとをモールド樹脂（図示せず）で封止することによって、積層パッケージが完成する。

次に、ピックアップ部２の光学系について図４を用いて説明する。

ウエハ認識カメラ２４には対物レンズ２５が取り付けられ、この対物レンズ２５を通してダイＤの主面の画像を撮影する構成となっている。対物レンズ２５とダイＤとの間には、面発光照明（光源）２６１およびハーフミラー（半透過鏡）２６２を内部に備えた照明装置２６が配置されている。面発光照明２６１からの照射光は、ハーフミラー２６２によってウエハ認識カメラ２４と同じ光軸へ反射され、ダイＤに照射される。ウエハ認識カメラ２４と同じ光軸へダイＤに照射されたその光は、ダイＤで反射し、そのうちの正反射光がハーフミラー２６２を透過してウエハ認識カメラ２４に達し、ダイＤの映像を形成する。すなわち、照明装置２６は同軸落射照明（同軸照明）の機能を有する。照明装置２６は調光装置としての出力コントローラ２７に接続されている。出力コントローラ２７は制御部８からの照明値（ＬＶ）に基づいて照明装置２６の照明出力（光量）を制御する。照明装置２６および出力コントローラ２７は照明システムを構成する。

中間ステージ部３の光学系（ステージ認識カメラ３２およびその照明装置）およびボンド部４の光学系（基板認識カメラ４４およびその照明装置）はピックアップ部２の光学系（ウエハ認識カメラ２４および照明装置２６）と同様の構成である。

次に、ダイ位置決めの方法について図５および図６を用いて説明する。

ダイ位置決めアルゴリズムは、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。その結果をマッチング一致率（マッチングスコア）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と連続着工用動作がある。

まず、倣い動作について図５および図６を用いて説明する。制御部８はリファレンスサンプルをピックアップ位置に搬送する。制御部８はウエハ認識カメラ２４でリファレンスサンプルの画像ＰＣｒを取得する。例えば、ダイボンダの操作者がヒューマンインタフェース（タッチパネル８３ｂやマウス８３ｃ）により画像内から、図５に示すようなユニークな部分ＵＡを少なくとも一つ選択する。ユニークな部分ＵＡを複数選択するの好ましい。制御部８は選択されたユニークな部分（選択領域）ＵＡとリファレンスサンプルとの位置関係（座標）を記憶装置８２に少なくとも一つ保存する。制御部８は図５に示す選択領域ＵＡの画像を図６に示すテンプレート画像ＰＴとして記憶装置８２に保存する。複数のテンプレート画像ＰＴを保存するのが好ましい。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。

次に、連続動作について図６を用いて説明する。制御部８は生産用に部材としての製品用ウエハをピックアップ位置に搬送する。制御部８はウエハ認識カメラ２４で製品用ウエハを撮像して製品用ダイの画像ＰＣｎを取得する。図６に示すように、制御部８は倣い動作で保存していたテンプレート画像ＰＴと製品用ダイの取得画像ＰＣｎとを比較し、最も類似した部分の画像ＰＴｎを検索し、検索した画像ＰＴｎの座標を算出する。その座標とリファレンスサンプルで測定した座標とを比較し、製品用ダイの位置（画像ＰＴｎとテンプレート画像ＰＴとのオフセット）を算出する。

ところで、製造ラインにおいては、同じ機種の製造装置を複数台設置し、１台の装置で製品の種類毎に予め条件出しを行い、それに基づいてレシピデータを作成し、他の装置へレシピデータを移植することで、同条件で処理する方法が行われている。これにより、生産立ち上げに要する時間を最小限に抑えつつ、複数台の装置において同条件での処理が可能となる。

次に、製造ラインにおいて１台の装置（第一装置）で予め条件出しを行い、作成したレシピデータを他の装置（第二装置）へ移植する方法について図７を用いて説明する。

第一装置としての第一のダイボンダ１０＿１、第二装置としての第二のダイボンダ１０＿２はダイボンダ１０と同様の構成である。ダイボンダ１０＿１，１０＿２には、ウエハ認識カメラ２４と照明装置２６が搭載されている。

上記で説明したダイの位置決めなどで用いる画像、画像に関するパラメータ、座標、照明値（ＬＶ）などは各製品を着工するうえでのレシピのデータの一群として製品の種類毎に保持される。その群データをレシピデータ（ＲＣＰ）と呼ぶ。

レシピデータ（ＲＣＰ）を装置間で移植する方法としては、ＵＳＢメモリやＣＤ－ＲＯＭなどの外部記憶媒体２８を利用する方法、装置間を有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮ等の通信手段で接続する方法、第一のダイボンダ１０＿１と第二のダイボンダ１０＿２とをホストコンピュータを介して有線ＬＡＮまたは無線ＬＡＮ等で接続する方法などがある。

第一のダイボンダ１０＿１において制御部８がレシピデータ（ＲＣＰ）を作成し、作成されたレシピデータ（ＲＣＰ）が第二のダイボンダ１０＿２に移植されるとする。移植されるレシピデータ（ＲＣＰ）には、上述した倣い動作により求めたテンプレートマッチングに用いられるテンプレート画像ＰＴや座標データ、照明値（ＬＶ）などが含まれる。

第二のダイボンダ１０＿２の制御部８は、第一のダイボンダ１０＿１から受け取ったレシピデータ（ＲＣＰ）の照明値（ＬＶ）をもとに照明装置２６等により照明し、第二のダイボンダ１０＿２のウエハ認識カメラ２４等により移植されたレシピデータ（ＲＣＰ）が適用される製品を撮像する。このとき、レシピデータ（ＲＣＰ）の照明値（ＬＶ）が最適な照明値でない場合、第二のダイボンダ１０＿２では第一のダイボンダ１０＿１と同様の画像を得ることができない場合がある。また、レシピデータ（ＲＣＰ）の照明値（ＬＶ）が最適な照明値（ＬＶ）であっても、第一のダイボンダ１０＿１と第二のダイボンダ１０＿２の照明システム、カメラおよびレンズの機差により第二のダイボンダ１０＿２では第一のダイボンダ１０＿１と同様の画像を得ることができない場合がある。例えば、図７に示す左右のダイＤの画像の濃淡のように、照明システムの機差による照明出力の影響により、製品の映り方が異なってしまい認識エラーが発生する（鮮明な画像でないために正確な認識ができない）場合がある。

つまり、移植されたレシピデータを用いて第二のダイボンダ１０＿２の制御部８でテンプレートマッチング処理を行うと、同様の製品であってもこれらの機差が要因でマッチング一致率が低下し、生産工程における不測の変化に対する耐久性（ロバスト性）を低下させ、ダイの位置決めなどの画像アルゴリズムを正常に処理できない場合が発生し得る。マッチング一致率が所定値を下回る場合に認識エラーとする。この所定値は、例えば、７０～８０％である。

また、第一のダイボンダ１０＿１の制御部８はレシピデータ（ＲＣＰ）の照明値（ＬＶ）をもとに照明装置２６等により照明し、ウエハ認識カメラ２４等により同じ製品の撮像を繰り返し実施する。繰り返し回数が多くなると、第一のダイボンダ１０＿１の照明装置２６等の経時的な劣化により第一のダイボンダ１０＿１では以前と同様の画像を得ることができない場合がある。例えば、照明出力の変化により、製品の映り方が異なってしまい認識エラーが発生する。つまり、レシピデータ（ＲＣＰ）を用いて第一のダイボンダ１０＿１でテンプレートマッチング処理を行うと、同様の製品であってもこの照明出力等の変化が要因でマッチング一致率が低下し認識エラーが発生し得る。

このような照明システム（照明装置）を含む光学系の問題に対応するため、最適な照明値を求める方法の概要について図８および図９を用いて説明する。

レシピデータ（ＲＣＰ）が移植先された第二のダイボンダ１０＿２または経時的な変化を起こした第一のダイボンダ１０＿１（以下、調整対象装置という。）において、制御部８が上述した連続動作を行った場合に、ダイの認識エラーが発生したとき、以下のような処理を行う。また、以下の処理を行った第二のダイボンダ１０＿２の照明装置２６等が経時的な変化を起こし、ダイの認識エラーが発生した場合も、以下の処理を行う。認識エラーが発生しない場合（認識エラーが発生する前）に行ってもよい。

図８に示すように、レシピデータ（ＲＣＰ）に含まれるテンプレート画像ＰＴの二つの画像をテンプレート画像Ａ１，Ａ２という。また、調整対象装置におけるウエハ認識カメラ２４により撮像した製品画像を取得画像Ｂという。取得画像Ｂのうちテンプレート画像Ａ１，Ａ２にそれぞれ最も類似した二つの画像をパターン画像Ｃ１，Ｃ２という。パターン画像Ｃ１，Ｃ２を総称してパターン画像Ｃという。

パターン画像Ｃとテンプレート画像ＰＴのマッチング一致率（以下、一致度（ＭＲ）という。）には、例えば、第一パターン画像Ｃ１と第一テンプレート画像Ａ１の一致度（ＭＲ１）と、第二のパターン画像Ｃ２と第二のテンプレート画像Ａ２の一致度（ＭＲ２）と、の平均値を用いる。

調整対象装置の制御部８は照明値（ＬＶ）を変更しながらダイを認識して、一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）をサーチする。一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）が複数ある場合は、パターン間距離差（ＰＤ）が小さいほうを採用する。ここで、パターン間距離差（ＰＤ）は、図９に示すように、第一のテンプレート画像Ａ１と第二のテンプレート画像Ａ２との間の距離（ｄＡ）と、第一のパターン画像Ｃ１と第二のパターン画像Ｃ２との間の距離（ｄＣ）と、の差である。一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）が複数あり、パターン間距離差（ＰＤ）も同一の場合、パターン間角度差（ＰＡ）が小さいほうを採用する。ここで、パターン間角度差（ＰＡ）は、図９に示すように、第一のテンプレート画像Ａ１と第二のテンプレート画像Ａ２とを結ぶ直線の角度（θＡ）と、第一のパターン画像Ｃ１と第二のパターン画像Ｃ２とを結ぶ直線の角度（θＣ）と、の差である。

そして、制御部８は取得した一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）を最適な照明値とし、その最適な照明値をレシピデータの照明値（ＬＶ）とする。

照明値を自動調整する方法の詳細について図１０から図１３を用いて説明する。

制御部８は、図１０に示すように、照明値（ＬＶ）を所定範囲（ＳＲ）において所定値としてのチェック間隔（ＣＩ）ずつ増やしながら認識をしてパターン画像Ｃとテンプレート画像ＰＴの一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）をサーチする。ここで、所定範囲（ＳＲ）は、照明最小値（ＬＶｍｉｎ）から照明最大値（ＬＶｍａｘ）までである。照明値（ＬＶ）は、例えば、０～２５５の２５６諧調である（ＬＶｍｉｎ＝０、ＬＶｍａｘ＝２５５）。また、ＣＩ＝１である。一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）における一致度をＭＲｍという。なお、制御部８は照明値（ＬＶ）を照明最大値（ＬＶｍａｘ）から照明最小値（ＬＶｍｉｎ）まで所定値ずつ減らしながら認識をしてパターン画像Ｃとテンプレート画像ＰＴの一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）をサーチするようにしてもよい。また、所定範囲（ＳＲ）は照明最小値（ＬＶｍｉｎ）と照明最大値（ＬＶｍａｘ）との間ではなく、照明最小値（ＬＶｍｉｎ）よりの大きな照明値と照明最大値（ＬＶｍａｘ）よりも小さな照明値との間であってもよい。

制御部８は、図１１に示すように、ダイ認識における照明値の自動調整を開始する（ＳＴＡＲＴ）。まず、制御部８は照明値（ＬＶ）をチェック照明値（ＣＬＶ）に変更する（ステップＳ２１）。チェック照明値（ＣＬＶ）は現在チェックしている照明値（ＬＶ）を格納するための変数である。ここで、チェック照明値（ＣＬＶ）の初期値は０である。

続いて、制御部８はウエハ認識カメラ２４の撮像条件をプリセット（設定）する（ステップＳ２２）。

続いて、制御部８はウエハ認識カメラ２４によりダイを撮像して、撮像された画像（取得画像Ｂ）を取り込む（ステップＳ２３）。

続いて、制御部８は取得画像Ｂからダイを認識する（ステップＳ２４）。すなわち、制御部８はテンプレート画像ＰＴと最も類似するパターン画像Ｃを検索し、そのパターン画像Ｃとテンプレート画像ＰＴとの一致度（ＭＲ）を算出する。制御部８は、さらに、パターン間距離差（ＰＤ）およびパターン間角度差（ＰＡ）を算出する。ここで、パターン間距離差（ＰＤ）を合理性距離の測定値（ＲＤ）といい、パターン間角度差（ＰＡ）を合理性角度の測定値（ＲＡ）ともいう。本ステップにおいては一致度（ＭＲ）が低くても認識エラーが発生しないようにしている。

続いて、制御部８はダイの認識結果を取得する（ステップＳ２５）。すなわち、制御部８は一致度（ＭＲ）、パターン間距離差（ＰＤ）およびパターン間角度差（ＰＡ）を記憶装置８２に格納する。そして、図１２に示すステップＳ２６に移動する。

図１２に示すように、制御部８はダイの認識結果に問題がないかどうかを判定する（ステップＳ２６）。ここで、認識結果が問題ないことを認識結果ＯＫという。すなわち、制御部８は一致度（ＭＲ）が所定値（ＭＲｔ）以上であるかどうかを判定する。

ステップＳ２６における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８は一致度（ＭＲ）がハイスコア構造体（ＨＳ）に格納されている一致度（ＭＲｈ）より高いかどうか判定する（ステップＳ２７）。ここで、ハイスコア構造体（ＨＳ）は最も一致度が高くなる照明値（ＬＶｍ）のデータを格納するための構造体であり、構造体の中身は、照明値（ＬＶｈ）、一致度（ＭＲｈ）、合理性距離の測定値（ＲＤｈ）、合理性角度の測定値（ＲＡｈ）である。一致度（ＭＲｈ）の初期値は０である。

ステップＳ２７における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はハイスコア構造体（ＨＳ）にデータを格納する（ステップＳ２８）。制御部８は、ステップＳ２４において算出したＭＲ、ＲＤ、ＲＡをＭＲｈ、ＲＤｈ、ＲＡｈに格納する。制御部８は、ステップＳ２１において設定されたＬＶをＬＶｈに格納する。そして、制御部８は図１３に示すステップＳ３５に移動する。

ステップＳ２７における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８は一致度（ＭＲ）がハイスコア構造体（ＨＳ）に格納されている一致度（ＭＲｈ）と同じかどうか判定する（ステップＳ２９）。

ステップＳ２９における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はステップＳ２４において算出した合理性距離の測定値（ＭＤ）がハイスコア構造体（ＨＳ）に格納されている合理性距離の測定値（ＭＤｈ）より小さいかどうか判定する（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はハイスコア構造体にデータを格納する（ステップＳ３１）。制御部８は、ステップＳ２４において算出したＭＲ、ＲＤ、ＲＡをＭＲｈ、ＲＤｈ、ＲＡｈに格納する。そして、制御部８は図１７に示すステップＳ３５に移動する。

ステップＳ３０における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８はステップＳ２４において算出した合理性距離の測定値（ＭＤ）がハイスコア構造体（ＨＳ）に格納されている合理性距離の測定値（ＭＤｈ）と同じかどうか判定する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はステップＳ２４において算出した合理性角度の測定値（ＭＡ）がハイスコア構造体（ＨＳ）に格納されている合理性角度の測定値（ＭＡｈ）以下かどうか判定する（ステップＳ３３）。

ステップＳ３３における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はハイスコア構造体にデータを格納する（ステップＳ３４）。制御部８は、ステップＳ２４において算出したＭＲ、ＲＤ、ＲＡをＭＲｈ、ＲＤｈ、ＲＡｈに格納する。そして、制御部８は図１７に示すステップＳ３５に移動する。

ステップＳ２６における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、ステップＳ２９における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、ステップＳ３２における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、およびステップＳ３３における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８は図１３に示すステップＳ３５に移動する。

図１３に示すように、制御部８はチェック照明値（ＣＬＶ）≧照明最大値（ＬＶｍａｘ）であるかどうかを判定する（ステップＳ３５）。ここで、ＬＶｍａｘ＝２５５である。

ステップＳ３５における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８はチェック照明値（ＣＬＶ）にチェック間隔（ＣＩ）を加算する（ＣＬＶ←ＣＬＶ＋ＣＩ）（ステップＳ３６）。

続いて、制御部８はチェック照明値（ＣＬＶ）＞照明最大値（ＬＶｍａｘ）であるかどうかを判定する（ステップＳ３７）。

ステップＳ３７における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８はチェック照明値（ＣＬＶ）を照明最大値（ＬＶｍａｘ）にする（ステップＳ３８）。そして、制御部８は図１５に示すステップＳ２１に戻る。

ステップＳ３７における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８は図１５に示すステップＳ２１に戻る。

ステップＳ３５における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８は認識結果ＯＫが一つ以上有るかどうかの判定（ＪＤＧ）を行う（ステップＳ３９）。

ステップＳ３９における判定条件を満たす場合（ＹＥＳ）、制御部８は自動調整結果の成功（自動調整結果ＯＫ）とする（ステップＳ４０）。制御部８は自動調整結果ＯＫをモニタ８３ａに表示してもよい。そして、ダイ認識における照明値の自動調整を終了する（ＥＮＤ）。

ステップＳ３９における判定条件を満たさない場合（ＮＯ）、制御部８は自動調整結果の失敗（自動調整結果ＮＧ）として（ステップＳ４１）。制御部８は自動調整結果ＮＧをモニタ８３ａに表示してもよい。そして、ダイ認識における照明値の自動調整を終了する（ＥＮＤ）。

実施形態によれば、下記の一つまたは複数の効果が得られる。

（１）照明値が原因で認識エラーが発生する場合でも、照明値を制御部により自動で調整することができ、手動によるダイ認識を再度行うことによる調整が不要となる。ワーク上に設けた照度測定機（光量測定機）を用いた発光強度の測定やワーク上に設けた反射治具の反射光をカメラで撮像することによる照明出力調整が不要となる。これにより、生産装置（ダイボンダ等）の停止時間が短縮されるので、生産装置における生産性が向上する。

（２）実物の部材（ワーク）および装置（照明システム、カメラおよびレンズ等）を使用して一致度が高くなる照明値をサーチするので、その部材および装置における最適な照明値を決めることができる。これにより、最適な明るさで生産を行えるので、生産装置の品質および信頼性が向上する。

（３）手動による調整が不要となるので、オペレータによる違いがなくなり、人的要因のばらつき排除できるので最適な照明値を設定できる。

（４）照明値のレシピを自己自動生成できるので、別生産装置で作成したレシピデータの照明値が各生産装置の最適照明値に変更できる。

（５）照明値のレシピを自己自動生成できるので、生産装置間ばらつきを低減できる。

＜変形例＞
以下、実施形態の代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施形態と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施形態の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

（第一変形例）
第一変形例における照明値を自動調整する方法について図１４を用いて説明する。図１４に示す黒丸「●」はサーチ箇所を示している。

実施形態では、制御部８が照明値（ＬＶ）を所定範囲（ＳＲ）において１ずつ増やしながら認識をしてテンプレート画像ＰＴとパターン画像Ｃの一致度が最も高くなる照明値（ＬＶｍ）をサーチする例を説明した。第一変形例における制御部８は、図１４の上側のグラフに示すように、照明値（ＬＶ）を所定範囲（ＳＲ）において所定間隔としてのチェック間隔（ＣＩ）空けながら照明最小値（ＬＶｍｉｎ）から照明最大値（ＬＶｍａｘ）までサーチするよう構成される。言い換えると、照明値（ＬＶ）を照明最小値（ＬＶｍｉｎ）から照明最大値（ＬＶｍａｘ）まで所定値としてのチェック間隔（ＣＩ）ずつ増やしながらサーチするよう構成される。チェック間隔（ＣＩ）は設定可能である。第一変形例は実施形態に比べてサーチ速度が速い。なお、照明値（ＬＶ）を所定間隔空けながら照明最大値（ＬＶｍａｘ）から照明最小値（ＬＶｍｉｎ）までサーチするようにしてもよい。また、照明最小値（ＬＶｍｉｎ）と照明最大値（ＬＶｍａｘ）との間ではなく、照明最小値（ＬＶｍｉｎ）よりの大きな照明値と照明最大値（ＬＶｍａｘ）よりも小さな照明値との間をサーチするようにしてもよい。

（第二変形例）
第二変形例における照明値を自動調整する方法について図１４を用いて説明する。

第二変形例における制御部８は、図１４の上側のグラフに示すように、第一変形例と同様に照明値（ＬＶ）を所定間隔としてのチェック間隔（ＣＩ）空けながら照明最小値（ＬＶｍｉｎ）から照明最大値（ＬＶｍａｘ）までサーチする。そして、一致度が最も高い照明値（ＬＶｍ）を得る。その後、制御部８は、図１４の上側のグラフに示す一致度が最も高い照明値（ＬＶｍ）の前後、すなわち、ＬＶｍを含む所定範囲（ＬＶｓ～ＬＶｅ）において、図１４の下側のグラフに示すように、照明値（ＬＶ）を１ずつ増やしながらサーチする。ここで、ＬＶｓ＝ＬＶｍ－ＣＩ、ＬＶｅ＝ＬＶｍ＋ＣＩであり、ＬＶｍおよびＣＩは図１４の上側のグラフに示されるものである。制御部８は、照明値（ＬＶ）の初期値をＬＶｓとし、照明値最大値（ＬＶｍａｘ）をＬＶｅとして、図１１から図１３に示すフローチャートにより実行する。第二変形例は実施形態に比べてサーチ速度が速く、実施形態と同程度の精度を得ることができる。なお、所定範囲（ＬＶｓ～ＬＶｅ）において照明値（ＬＶ）を１ずつ減らしながらサーチするようにしてもよい。

（第三変形例）
第三変形例における照明値を自動調整する方法について図１５を用いて説明する。図１５に示す黒丸「●は」サーチ箇所を示している。

第三変形例における制御部８は、図１５の上側のグラフに示すように、現在登録されている一致度が最も高い照明値（ＬＶｒ）を得る。ここで、現在登録されている一致度が最も高い照明値（ＬＶｒ）は、例えば、移植されたレシピデータＲＣＰに含まれる照明値、または、認識エラーが発生する前に設定されていた照明値である。その後、制御部８は、第二変形例と同様に、図１５の上側のグラフに示す一致度が最も高い照明値（ＬＶｒ）の前後、すなわち、ＬＶｒを含む所定範囲（ＬＶｓ～ＬＶｅ）において、図１５の下側のグラフに示すように、照明値（ＬＶ）を１ずつ増やしながらサーチする。ここで、ＬＶｓ＝ＬＶｒ－ＳＩ、ＬＶｅ＝ＬＶｒ＋ＳＩであり、ＳＩは図１４に示すＣＩと同様の範囲であってもよいし、図１４に示すＣＩよりも大きな範囲であってもよい。第三変形例は実施形態に比べてサーチ速度が速く、実施形態と同程度の精度を得ることができる。なお、所定範囲（ＬＶｓ～ＬＶｅ）において照明値（ＬＶ）を１ずつ減らしながらサーチするようにしてもよい。

以上、本開示者らによってなされた発明を実施形態および変形例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、実施形態では二つのテンプレート画像Ａ１，Ａ２および二つのパターン画像Ｃ１，Ｃ２を用いる例を説明したが、テンプレート画像およびパターン画像はそれぞれ一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。

また、実施形態ではダイ供給部におけるダイの認識を例にして説明したが、中間ステージ部におけるダイの認識、ボンド前の基板の認識、ボンド後のダイおよび基板の認識、アンダビジョンカメラによるダイまたはコレットの認識等についても適用できる。なお、ボンド後のダイおよび基板の認識における照明値はダイを対象にして最適値を求める。

また、実施形態では同軸照明を例にして説明したが、斜光リング照明または斜光バー照明、若しくは同軸照明とそれらの組み合わせた照明装置であってもよい。

また、実施形態ではダイ位置認識の後にダイ外観検査認識を行っているが、ダイ外観検査認識の後にダイ位置認識を行ってもよい。

また、実施形態ではウエハの裏面にＤＡＦが貼付されているが、ＤＡＦはなくてもよい。

また、実施形態ではピックアップヘッドおよびボンディングヘッドをそれぞれ１つ備えているが、それぞれ２つ以上であってもよい。また、実施形態では中間ステージを備えているが、中間ステージがなくてもよい。この場合、ピックアップヘッドとボンディングヘッドは兼用してもよい。

また、実施形態ではダイの表面を上にしてボンディングされるが、ダイをピックアップ後ダイの表裏を反転させて、ダイの裏面を上にしてボンディングしてもよい。この場合、中間ステージは設けなくてもよい。この装置はフリップチップボンダという。

また、実施形態では半導体製造装置について説明したが、電子部品をプリント基板に実装する実装装置にも適用できる。

８・・・制御部
２４・・・ウエハ認識カメラ（撮像装置）
Ｃ・・・パターン画像
Ｄ・・・ダイ（ワーク）
ＰＴ・・・テンプレート画像

Claims (12)

1. 照明値に基づいた光量を発光する照明システムと、
   前記照明システムにより光が照射されたワークを撮像する撮像装置と、
   前記照明値による前記照明システムの出力制御および前記撮像装置で撮像した画像の画像処理を行うよう構成される制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記照明値を第一の所定値に設定して、前記照明システムにより光が照射されたワークを前記撮像装置により撮像して画像を取得し、
   取得した前記画像を検索してテンプレート画像と最も類似するパターン画像を取得し、
   前記最も類似するパターン画像と前記テンプレート画像とのマッチング一致率を算出し、
   前記第一の所定値を所定範囲内において変更して、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される実装装置。
2. 請求項１の実装装置において、
   前記テンプレート画像は第一のテンプレート画像と第二のテンプレート画像を有し、
   前記パターン画像は第一のパターン画像と第二のパターン画像を有し、
   前記マッチング一致率は、前記第一のテンプレート画像と前記第一のパターン画像とのマッチング率と、前記第二のテンプレート画像と前記第二のパターン画像とのマッチング率と、の平均値である実装装置。
3. 請求項２の実装装置において、
   前記制御部は、
   前記第一のテンプレート画像と前記第二のテンプレート画像との距離である第一距離と、前記第一のパターン画像と前記第二のパターン画像との距離である第二距離と、の差であるパターン間距離差を算出し、
   前記マッチング一致率が最も高くなる照明値が複数ある場合は、前記パターン間距離差が小さいほうの照明値を採用するよう構成される実装装置。
4. 請求項３の実装装置において、
   前記制御部は、
   前記第一のテンプレート画像と前記第二のテンプレート画像とを結ぶ直線の角度である第一角度と、前記第一のパターン画像と前記第二のパターン画像とを結ぶ直線の角度である第二角度と、の差であるパターン間角度差を算出し、
   前記パターン間距離差が同一の場合、前記パターン間角度差が小さいほうの照明値を採用するよう構成される実装装置。
5. 請求項４の実装装置において、
   前記制御部は、前記第一の所定値を第二の所定値ずつ増加、または、前記第二の所定値ずつ減少させて、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される実装装置。
6. 請求項５の実装装置において、
   前記所定範囲は前記照明値の最小値から最大値であり、前記第二の所定値は１である実装装置。
7. 請求項５の実装装置において、
   前記所定範囲は前記照明値の最小値から最大値であり、前記第二の所定値は２以上である実装装置。
8. 請求項７の実装装置において、
   前記第一の所定値を前記第二の所定値ずつ増加、または、前記第二の所定値ずつ減少させて、求めた前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を所定照明値とし、
   前記所定照明値から前記第二の所定値を減じた照明値と、前記所定照明値に前記第二の所定値を加えた照明値と、の間を第二の所定範囲内とし、
   前記制御部は、前記第一の所定値を、前記第二の所定範囲内を１ずつ増加、または、１ずつ減少させて、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される実装装置。
9. 請求項４の実装装置において、
   移植されたレシピに含まれている、または、生産時に使用されていた照明値を所定照明値とし、
   前記制御部は、前記第一の所定値を、前記所定照明値を含む第二の所定範囲内を１ずつ増加、または、１ずつ減少させて、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求めるよう構成される実装装置。
10. 請求項１の実装装置において、
    前記制御部は、
    前記テンプレート画像と、前記テンプレート画像の座標データと、を含むレシピデータを有し、
    前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を最適照明値として前記レシピデータに保持することが可能なよう構成される実装装置。
11. 照明値に基づいた光量を発光する照明システムと、前記照明システムにより光が照射されたワークを撮像する撮像装置と、を備える装置における照明システムの調整方法であって、
    前記ワークを搬入工程と、
    前記ワークを前記撮像装置により認識する認識工程と、
    を含み、
    前記認識工程は、
    照明値を所定値に設定して、前記照明システムにより光が照射されたワークを前記撮像装置により撮像して画像を取得し、
    取得した前記画像を検索してテンプレート画像と最も類似するパターン画像を取得し、
    前記最も類似するパターン画像と前記テンプレート画像とのマッチング一致率を算出し、
    前記所定値を変更して、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求める照明システムの調整方法。
12. 照明値に基づいた光量を発光する照明システムと、前記照明システムにより光が照射されたワークを撮像する撮像装置と、を備える半導体製造装置にワークを搬入する搬入工程と、
    前記ワークを前記撮像装置により認識する認識工程と、
    を含み、
    前記認識工程は、
    照明値を所定値に設定して、前記照明システムにより光が照射されたワークを前記撮像装置により撮像して画像を取得し、
    取得した前記画像を検索してテンプレート画像と最も類似するパターン画像を取得し、
    前記最も類似するパターン画像と前記テンプレート画像とのマッチング一致率を算出し、
    前記所定値を変更して、前記マッチング一致率が最も高くなる照明値を求める半導体装置の製造方法。

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