JP6469926B1 - Chip backside imaging device and bonding device - Google Patents
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Abstract
【課題】ＩＣチップの裏面を撮像する。【解決手段】ＩＣチップの裏面を撮像するチップ裏面撮像装置１００であって、顕微鏡用のレンズユニット４０を装着した撮像装置３０と、レンズユニット４０の光軸上に配設したミラー６０と、レンズユニット４０とミラー６０との間にＩＣチップを保持する吸着コレット５０とを備え、撮像装置３０は、ＩＣチップの裏面をミラー６０で反射させて、その反射画像を撮像する。【選択図】図１The back surface of an IC chip is imaged. A chip back surface imaging device for imaging a back surface of an IC chip, the imaging device having a lens unit for a microscope mounted thereon, a mirror disposed on the optical axis of the lens unit, and a lens An adsorption collet 50 that holds an IC chip is provided between the unit 40 and the mirror 60, and the imaging device 30 reflects the back surface of the IC chip with the mirror 60 and images the reflected image. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、チップ裏面撮像装置及びボンディング装置に関し、例えば、単一の撮像装置でＩＣチップの裏面と基板の表面との双方を撮像する技術に関する。 The present invention relates to a chip backside imaging device and a bonding apparatus, and for example, relates to a technique for imaging both the backside of an IC chip and the surface of a substrate with a single imaging device.
フリップチップボンダは、配線のためのバンプ（電極）が形成されたＩＣチップを反転させて、反転したＩＣチップをプリント基板に実装する実装装置である。フリップチップボンダでは、ＩＣチップの裏面とプリント基板の表面と双方の画像を撮像し、その撮像画像を用いて、ＩＣチップの裏面とプリント基板の表面との位置決めを行っている。 A flip chip bonder is a mounting device that inverts an IC chip on which bumps (electrodes) for wiring are formed and mounts the inverted IC chip on a printed circuit board. In the flip chip bonder, images of both the back surface of the IC chip and the front surface of the printed circuit board are taken, and the back surface of the IC chip and the front surface of the printed circuit board are positioned using the captured images.
特許文献１は、基板の印刷パターンを上方から観察するカメラ１７と、ＩＣチップを下方から観察するカメラ２１ａとの双方を備えた電子部品実装装置を開示している。 Patent Document 1 discloses an electronic component mounting apparatus including both a camera 17 for observing a printed pattern of a substrate from above and a camera 21a for observing an IC chip from below.
ところで、ＩＣチップや基板を撮像するカメラは、カメラ本体、及びレンズ系が必要になり、高価になりがちである。また、ＩＣチップ及び基板を上下のカメラで撮像する場合、ＩＣチップ又は基板を高精度なＸＹステージで移動させることが多い。特許文献１に記載の電子部品実装装置は、上下のカメラ及びＸＹ方向移動装置８，９を実装しているので、製造コストが高くなってしまう。このため、ＩＣチップの裏面と基板の表面との双方を単一のカメラで撮像することができる撮像装置が求められる。 By the way, a camera for imaging an IC chip or a substrate requires a camera body and a lens system, and tends to be expensive. In addition, when an IC chip and a substrate are picked up by an upper and lower camera, the IC chip or the substrate is often moved by a highly accurate XY stage. Since the electronic component mounting apparatus described in Patent Document 1 has the upper and lower cameras and the XY direction moving apparatuses 8 and 9 mounted thereon, the manufacturing cost is increased. For this reason, there is a need for an imaging device that can image both the back surface of the IC chip and the front surface of the substrate with a single camera.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ＩＣチップの裏面を撮像することができるチップ裏面撮像装置及びボンディング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a chip back surface imaging device and a bonding apparatus that can image the back surface of an IC chip.
前記目的を達成するために、本発明は、ＩＣチップの裏面を撮像するチップ裏面撮像装置であって、顕微鏡用のレンズユニットを装着した撮像装置と、前記レンズユニットの光軸上に配設したミラーと、前記レンズユニットと前記ミラーとの間に前記ＩＣチップを保持する第１保持部とを備え、前記撮像装置は、前記ＩＣチップの裏面を前記ミラーで反射させて、その反射画像を撮像することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a chip back surface imaging device for imaging the back surface of an IC chip, and is disposed on an optical axis of the lens unit and an imaging device equipped with a lens unit for a microscope. A mirror, and a first holding unit that holds the IC chip between the lens unit and the mirror, and the imaging device reflects a back surface of the IC chip by the mirror and captures a reflected image thereof It is characterized by doing.
本発明によれば、ＩＣチップの裏面を撮像することができる。 According to the present invention, the back surface of the IC chip can be imaged.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本実施形態を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. In addition, each figure is only shown roughly to such an extent that this embodiment can fully be understood. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the common component and the same component, and those overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の実施形態であるボンディング装置の構成図である。
ボンディング装置２００は、チップ裏面撮像装置１００と、ＸＹステージ７１とを備えて構成される。ＸＹステージ７１は、基板２０を保持する保持部（第２保持部）が形成されている。また、チップ裏面撮像装置１００は、撮像装置３０と、レンズユニット４０と、第１保持部としての吸着コレット５０と、ミラー６０と、ＸＹステージ７２，７３と、Ｚステージ７５と、ポンプ９５と、制御装置９０とを備える。制御装置９０は、撮像装置３０が出力する電気信号を画像処理すると共に、ＸＹステージ７１，７２，７３と、Ｚステージ７５と、真空吸着用のポンプ９５とを制御する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
The bonding apparatus 200 includes a chip back surface imaging apparatus 100 and an XY stage 71. The XY stage 71 has a holding part (second holding part) that holds the substrate 20. The chip back surface imaging device 100 includes an imaging device 30, a lens unit 40, a suction collet 50 as a first holding unit, a mirror 60, XY stages 72 and 73, a Z stage 75, a pump 95, And a control device 90. The control device 90 performs image processing on the electrical signal output from the imaging device 30, and controls the XY stages 71, 72, 73, the Z stage 75, and the vacuum suction pump 95.
撮像装置３０は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の撮像素子３１を備え、レンズユニット４０が結像した像を電気信号に変換する。レンズユニット４０は、対物レンズ４１及び結像レンズ４２を備えた顕微鏡用のレンズユニットであり、Ｃマウントで撮像装置３０に装着される。対物レンズ４１は、例えば、作動距離ＷＤ＝３０．５［ｍｍ］、倍率２０倍、焦点距離ｆ１＝１０［ｍｍ］、開口数ＮＡ＝０．２８の長作動距離レンズである。結像レンズ４２は、例えば、倍率１倍、焦点距離ｆ２＝２００［ｍｍ］のレンズである。 The imaging device 30 includes an imaging element 31 such as a CCD (Charge Coupled Device), and converts an image formed by the lens unit 40 into an electrical signal. The lens unit 40 is a lens unit for a microscope including an objective lens 41 and an imaging lens 42, and is attached to the imaging device 30 with a C mount. The objective lens 41 is, for example, a long working distance lens having a working distance WD = 30.5 [mm], a magnification of 20 times, a focal length f1 = 10 [mm], and a numerical aperture NA = 0.28. The imaging lens 42 is, for example, a lens having a magnification of 1 and a focal length f2 = 200 [mm].
基板２０の表面２０ａは、対物レンズ４１の先端から作動距離ＷＤの位置に配置されているものとする。なお、作動距離ＷＤとは、焦点が合ったときの試料面から対物レンズ先端までの距離をいう。また、開口数ＮＡは、物体（ＩＣチップ１０）から対物レンズ４１に入射する光線の光軸に対する最大角度をθとし、空気の屈折率をｎとしたとき、ＮＡ＝ｎsinθで定義される。言い換えれば、対物レンズ４１は、物点から拡散される拡散光の内、最大角度θ以内の光を入射する。 It is assumed that the surface 20a of the substrate 20 is disposed at a working distance WD from the tip of the objective lens 41. The working distance WD is the distance from the sample surface to the tip of the objective lens when in focus. The numerical aperture NA is defined as NA = n sin θ, where θ is the maximum angle with respect to the optical axis of the light beam incident on the objective lens 41 from the object (IC chip 10) and n is the refractive index of air. In other words, the objective lens 41 receives light within the maximum angle θ among the diffused light diffused from the object point.
対物レンズ４１及び結像レンズ４２は、無限遠補正光学系を構成しており、一般的に、倍率Ｍは、Ｍ＝ｆ２／ｆ１であり、ｆ１＝１０［ｍｍ］、ｆ２＝２００［ｍｍ］のとき、Ｍ＝２０倍となる。無限遠補正光学系は、対物レンズ（無限補正対物レンズ）４１が物点から照射される拡散光（最大角度θ）を略平行な光束に変換し、略平行に変換された光束を結像レンズ４２が撮像素子３１に結像する光学系である。無限遠補正光学系は、対物レンズ４１と結像レンズ４２との間に反射照明用ハーフミラーを設けたとき、該反射照明用ハーフミラーによるゴーストや像位置変化を抑えることができる。 The objective lens 41 and the imaging lens 42 constitute an infinite correction optical system. In general, the magnification M is M = f2 / f1, and f1 = 10 [mm] and f2 = 200 [mm]. In this case, M = 20 times. The infinite correction optical system converts diffused light (maximum angle θ) irradiated from an object point by an objective lens (infinite correction objective lens) 41 into a substantially parallel light beam, and converts the converted light beam into an imaging lens. An optical system 42 forms an image on the image sensor 31. When the reflection illumination half mirror is provided between the objective lens 41 and the imaging lens 42, the infinity correction optical system can suppress ghosts and image position changes caused by the reflection illumination half mirror.
吸着コレット５０は、ＩＣチップ１０を保持する保持部（第１保持部）であり、内部に真空吸着用の孔５１が形成されている。吸着コレット５０の幅は、ＩＣチップ１０の大きさと同程度が好ましい。また、吸着コレット５０は、ガラスやアクリル板等の透明板で形成されている透明吸着コレットが好ましい。ポンプ９５は、制御装置９０の制御に基づいて、孔５１から空気を吸引する。ミラー６０は、吸着コレット５０の下面に吸着されたＩＣチップ１０の裏面１０ａの像を反射させ、その反射像を対物レンズ４１に入射させる。つまり、ミラー６０は、レンズユニット４０の光軸に対して、垂直に配置されている。 The suction collet 50 is a holding part (first holding part) that holds the IC chip 10, and has a vacuum suction hole 51 formed therein. The width of the suction collet 50 is preferably about the same as the size of the IC chip 10. Further, the adsorption collet 50 is preferably a transparent adsorption collet formed of a transparent plate such as glass or an acrylic plate. The pump 95 sucks air from the hole 51 based on the control of the control device 90. The mirror 60 reflects the image of the back surface 10 a of the IC chip 10 sucked on the lower surface of the suction collet 50 and makes the reflected image enter the objective lens 41. That is, the mirror 60 is disposed perpendicular to the optical axis of the lens unit 40.
Ｚステージ７５は、吸着コレット５０をＺ方向（レンズユニット４０の光軸方向）に移動させ、ミラー６０の表面６０ａと基板２０の表面２０ａとの距離ｄと、ミラー６０の表面６０ａとＩＣチップ１０の裏面１０ａとの距離ｄとを等しくさせる。 The Z stage 75 moves the suction collet 50 in the Z direction (in the optical axis direction of the lens unit 40), the distance d between the surface 60a of the mirror 60 and the surface 20a of the substrate 20, the surface 60a of the mirror 60, and the IC chip 10. The distance d with the back surface 10a of the same is made equal.
この状態においては、ＩＣチップ１０の裏面１０ａとミラー６０の表面６０ａとの距離ｄと、ミラー６０の表面６０ａと対物レンズ４１の先端までの距離との和が作動距離ＷＤに等しくなるので、焦点が合う。焦点が合った状態で、撮像装置３０は、ＩＣチップ１０の裏面１０ａを撮像する。このとき、制御装置９０は、撮像装置３０の撮像画像（ＩＣチップ１０の裏面画像）を用いて、ＩＣチップ１０のバンプ（不図示）の位置を画像認識する。つまり、制御装置９０は、バンプの輪郭画像を用いて、中心位置を認識する。 In this state, the sum of the distance d between the back surface 10a of the IC chip 10 and the front surface 60a of the mirror 60 and the distance between the front surface 60a of the mirror 60 and the tip of the objective lens 41 is equal to the working distance WD. Suits. The imaging device 30 images the back surface 10a of the IC chip 10 in a focused state. At this time, the control device 90 recognizes the position of the bump (not shown) of the IC chip 10 using the captured image of the imaging device 30 (back surface image of the IC chip 10). That is, the control device 90 recognizes the center position using the contour image of the bump.
図２は、無限遠補正光学系を説明する説明図である。この説明図では、ミラー６０を省略して描かれている。つまり、対物レンズ４１の作動距離ＷＤの位置にＩＣチップ１０の裏面１０ａ（又は基板２０の表面）を配置して描いている。また、撮像素子３１は、結像レンズ４２の焦点位置に配設されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the infinity correction optical system. In this illustration, the mirror 60 is omitted. That is, the back surface 10a of the IC chip 10 (or the surface of the substrate 20) is drawn at the position of the working distance WD of the objective lens 41. The image sensor 31 is disposed at the focal position of the imaging lens 42.
ＩＣチップ１０の裏面は、物点の集合体と考える。図では、ＩＣチップ１０の光軸上の物点から拡散する拡散光と、光軸からΔｒ離間した物点から拡散する拡散光とが描かれている。各物点が拡散する拡散光は、対物レンズ４１に最大角度θ＝sin−１（ＮＡ／ｎ）で入射する。その拡散光は、略平行光となって対物レンズ４１から出射する。対物レンズ４１から出射した略平行光は、結像レンズ４２に入射する。結像レンズ４２から出射した光束は、撮像素子３１で集光する。これにより、ＩＣチップ１０の裏面像は、撮像素子３１で結像する。つまり、光軸からΔｒ離間した物点から拡散した拡散光は、撮像素子３１の光軸からＭΔｒの位置に結像する。 The back surface of the IC chip 10 is considered as a collection of object points. In the drawing, diffused light diffusing from an object point on the optical axis of the IC chip 10 and diffused light diffusing from an object point spaced by Δr from the optical axis are depicted. Diffused light diffused by each object point is incident on the objective lens 41 at a maximum angle θ = sin −1 (NA / n). The diffused light is emitted from the objective lens 41 as substantially parallel light. The substantially parallel light emitted from the objective lens 41 enters the imaging lens 42. The light beam emitted from the imaging lens 42 is collected by the image sensor 31. Thereby, the back surface image of the IC chip 10 is formed by the image sensor 31. That is, the diffused light diffused from the object point that is separated from the optical axis by Δr forms an image at a position of MΔr from the optical axis of the image sensor 31.
また、チップ裏面撮像装置１００は、対物レンズ４１とミラー６０との間に、ＩＣチップ１０が配置されている。ＩＣチップ１０での拡散光がミラー６０で反射し、その反射した拡散光が対物レンズ４１に入射するまでに、ＩＣチップ１０で遮光される。これにより、ＩＣチップ１０での拡散光（最大角度θ）の一部がＩＣチップ１０で遮光され、若干、暗くなったり、解像度が低くなったりする。 In the chip back surface imaging device 100, the IC chip 10 is disposed between the objective lens 41 and the mirror 60. The diffused light from the IC chip 10 is reflected by the mirror 60, and the reflected diffused light is shielded by the IC chip 10 until it enters the objective lens 41. As a result, part of the diffused light (maximum angle θ) in the IC chip 10 is shielded by the IC chip 10, and it becomes slightly darker or the resolution is lowered.
図３は、ＩＣチップを撮像した撮像画像の例である。図３（ａ）は、ミラー６０で反射させた反射画像であり、図３（ｂ）は、ミラー６０を設けずに、作動距離の位置に載置したＩＣチップを撮像した直接画像である。
対物レンズ４１の作動距離ＷＤは、３０．５［ｍｍ］である。対物レンズ４１の先端とミラー６０との距離を約１６［ｍｍ］とし、ミラー６０とＩＣチップ１０との距離を約１４［ｍｍ］にしている。図３（ａ）の反射画像は、図３（ｂ）の直接画像よりも、解像度が低下している。また、ＩＣチップ１０の幅は、５［ｍｍ］である。より小さなＩＣチップを用いれば、解像度が高まる。
FIG. 3 is an example of a captured image obtained by capturing an IC chip. FIG. 3A is a reflected image reflected by the mirror 60, and FIG. 3B is a direct image obtained by capturing an IC chip placed at a working distance without providing the mirror 60. FIG.
The working distance WD of the objective lens 41 is 30.5 [mm]. The distance between the tip of the objective lens 41 and the mirror 60 is about 16 [mm], and the distance between the mirror 60 and the IC chip 10 is about 14 [mm]. The reflected image in FIG. 3A has a lower resolution than the direct image in FIG. The width of the IC chip 10 is 5 [mm]. Using a smaller IC chip increases the resolution.
ところで、制御装置９０（図１）は、グレースケールでサブピクセル処理を行い、エッジ検出の分解能を高める位置計測機能と、ＩＣチップ１０の裏面１０ａに形成されたバンプの輪郭の複数箇所（例えば、３箇所）を位置計測し、バンプの中心位置を演算する位置計測機能とを有している。このため、チップ裏面撮像装置１００の解像度低下の影響は少ない。なお、制御装置９０（図１）は、バンプの輪郭の複数箇所を位置計測するときに、サブピクセル処理を行っても構わない。また、バンプは、円形であっても矩形状であっても構わない。矩形状のバンプであれば、バンプの角部の複数箇所を位置計測することになる。 By the way, the control device 90 (FIG. 1) performs a sub-pixel process in gray scale to improve the edge detection resolution, and a plurality of locations (for example, the bump contour formed on the back surface 10a of the IC chip 10). A position measuring function for measuring the position of three locations and calculating the center position of the bump. For this reason, the influence of the resolution reduction of the chip back surface imaging device 100 is small. Note that the control device 90 (FIG. 1) may perform sub-pixel processing when measuring the position of a plurality of locations on the contour of the bump. Further, the bump may be circular or rectangular. In the case of a rectangular bump, the position of a plurality of corners of the bump is measured.
図４は、基板表面を撮像するときの状態を示す図である。
基板２０の表面は、対物レンズ４１の先端から作動距離ＷＤの位置に配置されている。また、図１の状態から、ＸＹステージ７２を用いて、ミラー６０をＸ方向に移動させている。この移動により、撮像装置３０は、基板２０の表面２０ａを撮像することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state when imaging the substrate surface.
The surface of the substrate 20 is disposed at a working distance WD from the tip of the objective lens 41. Further, from the state of FIG. 1, the mirror 60 is moved in the X direction using the XY stage 72. By this movement, the imaging device 30 can image the surface 20 a of the substrate 20.
このとき、制御装置９０は、撮像装置３０の撮像画像を用いて、基板２０の電極（不図示）の位置を画像計測する。なお、直接画像（図３（ｂ））の方が反射画像（図３（ａ））よりも解像度が高いので、制御装置９０は、基板２０の電極を、二値化画像で位置計測し、ミラー６０で反射させた反射画像（ＩＣチップ１０の裏面画像）をサブピクセル処理しても構わない。これにより、位置計測時間の最適化が図られる。 At this time, the control device 90 measures the position of the electrode (not shown) of the substrate 20 using the captured image of the imaging device 30. Since the direct image (FIG. 3B) has a higher resolution than the reflected image (FIG. 3A), the control device 90 measures the position of the electrode of the substrate 20 with the binarized image, The reflected image (back image of the IC chip 10) reflected by the mirror 60 may be subjected to sub-pixel processing. As a result, the position measurement time can be optimized.
図５は、基板表面にＩＣチップを載置する状態を示す図である。
図４の状態から、制御装置９０は、ＸＹステージ７１，７３を用いて、ＩＣチップ１０のバンプの位置と、基板２０の電極の位置とを一致させる。そして、制御装置９０は、Ｚステージ７５を用いて、ＩＣチップ１０のバンプと基板２０の電極とを接触させる。そして、共晶半田や超音波を用いて、ＩＣチップ１０のバンプと基板２０の電極とが接合される。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the IC chip is placed on the substrate surface.
From the state of FIG. 4, the control device 90 uses the XY stages 71 and 73 to match the position of the bump of the IC chip 10 with the position of the electrode of the substrate 20. Then, the control device 90 uses the Z stage 75 to bring the bumps of the IC chip 10 into contact with the electrodes of the substrate 20. Then, the bumps of the IC chip 10 and the electrodes of the substrate 20 are bonded using eutectic solder or ultrasonic waves.
以上説明したように、本実施形態のチップ裏面撮像装置１００の撮像装置３０は、ＩＣチップ１０の裏面１０ａをミラー６０で反射して撮像すると共に、ミラー６０をＸ方向（光軸に対して垂直な面内の方向）に移動した状態で、基板２０の表面２０ａを撮像することができる。このため、レンズユニット４０を装着した撮像装置３０で、ＩＣチップ１０の裏面１０ａと基板２０の表面２０ａとの双方を撮像することができる。高価な撮像装置３０及びレンズユニット４０が一式で足りるので、チップ裏面撮像装置１００は、特許文献１に記載の電子部品実装装置よりも安価に構成することができる。また、撮像装置３０をＸＹ方向に移動させる必要が無いので、高精度のＸＹステージから低精度のＸＹステージに代替することができる。 As described above, the imaging device 30 of the chip back surface imaging device 100 of the present embodiment reflects and images the back surface 10a of the IC chip 10 by the mirror 60, and the mirror 60 is in the X direction (perpendicular to the optical axis). In this state, the surface 20a of the substrate 20 can be imaged. For this reason, both the back surface 10a of the IC chip 10 and the front surface 20a of the substrate 20 can be imaged by the imaging device 30 to which the lens unit 40 is attached. Since the expensive imaging device 30 and the lens unit 40 are sufficient, the chip back surface imaging device 100 can be configured at a lower cost than the electronic component mounting device described in Patent Document 1. In addition, since there is no need to move the imaging device 30 in the XY directions, a high-precision XY stage can be replaced with a low-precision XY stage.
図６は本発明の比較例である撮像装置の模式図である。
撮像装置１０１は、レンズユニット４５が装着された撮像装置３０と、キューブ型ハーフミラー１１０と、２つの照明ユニット１２０，１２１とを備え、ＩＣチップ１０の裏面１０ａと基板２０の表面２０ａとの双方を撮像するものである。
FIG. 6 is a schematic diagram of an imaging apparatus which is a comparative example of the present invention.
The imaging device 101 includes the imaging device 30 to which the lens unit 45 is attached, a cube half mirror 110, and two illumination units 120 and 121, and both the back surface 10a of the IC chip 10 and the front surface 20a of the substrate 20. Is taken.
ＩＣチップ１０、基板２０及び撮像装置３０は、前記実施形態と同様なので、説明を省略する。レンズユニット４５は、長作動距離型の対物レンズ４１や結像レンズ４２を内蔵することなく、汎用のレンズユニットである。キューブ型ハーフミラー１１０は、２つの正三角柱状の透明部材を貼り合わせたものであり、その貼付面にクロム等でハーフミラー１１１が蒸着されている。また、キューブ型ハーフミラー１１０は、レンズユニット４５に対向する一方の面に全反射ミラー１１２が蒸着されている。照明ユニット１２０，１２１は、図示しないハーフミラーを内蔵した照明ユニットである。照明ユニット１２０は、ＩＣチップ１０を撮像するときに点灯する。照明ユニット１２１は、基板２０を撮像するときに点灯する。 Since the IC chip 10, the substrate 20, and the imaging device 30 are the same as those in the above embodiment, description thereof is omitted. The lens unit 45 is a general-purpose lens unit without incorporating the long working distance type objective lens 41 and the imaging lens 42. The cube-type half mirror 110 is formed by bonding two regular triangular prism-shaped transparent members, and the half mirror 111 is vapor-deposited with chromium or the like on the bonding surface. The cube half mirror 110 has a total reflection mirror 112 deposited on one surface facing the lens unit 45. The illumination units 120 and 121 are illumination units incorporating a half mirror (not shown). The illumination unit 120 is turned on when the IC chip 10 is imaged. The illumination unit 121 is turned on when the substrate 20 is imaged.
ＩＣチップ１０の裏面１０ａで拡散する拡散光は、ハーフミラー１１１で反射してレンズユニット４５に入射する。つまり、ＩＣチップ１０の裏面１０ａに垂直な光軸と、レンズユニット４５の光軸とは、直交している。一方、基板２０の表面２０ａで拡散する拡散光は、ハーフミラー１１１の裏面で反射し、その反射光が全反射ミラー１１２で全反射する。全反射した反射光は、ハーフミラー１１１を通過し、レンズユニット４５に入射する。つまり、基板２０の表面２０ａに垂直な光軸と、レンズユニット４５の光軸とは、直交している。また、ＩＣチップ１０の裏面１０ａに垂直な光軸と、基板２０の表面２０ａに垂直な光軸とは、平行である。 The diffused light diffused on the back surface 10 a of the IC chip 10 is reflected by the half mirror 111 and enters the lens unit 45. That is, the optical axis perpendicular to the back surface 10a of the IC chip 10 and the optical axis of the lens unit 45 are orthogonal to each other. On the other hand, the diffused light diffused by the front surface 20 a of the substrate 20 is reflected by the back surface of the half mirror 111, and the reflected light is totally reflected by the total reflection mirror 112. The totally reflected light passes through the half mirror 111 and enters the lens unit 45. That is, the optical axis perpendicular to the surface 20a of the substrate 20 and the optical axis of the lens unit 45 are orthogonal. The optical axis perpendicular to the back surface 10a of the IC chip 10 and the optical axis perpendicular to the front surface 20a of the substrate 20 are parallel.
この変形例の撮像装置１０１は、ＩＣチップ１０及び基板２０とレンズユニット４５との間にキューブ型ハーフミラー１１０及び照明ユニット１２０，１２１を介挿しなければならない。これに対して、前記実施形態のチップ裏面撮像装置１００では、レンズユニット４０とミラー６０との間にＩＣチップ１０及び吸着コレット５０を介挿する構成である。このため、チップ裏面撮像装置１００は、介挿物を撮像装置１０１よりも薄くすることができる。言い換えれば、レンズユニット４５は、作動距離ＷＤが不足し、顕微鏡用の対物レンズ４１（図１）を使えなくなる。 In the imaging apparatus 101 of this modified example, the cube type half mirror 110 and the illumination units 120 and 121 must be interposed between the IC chip 10 and the substrate 20 and the lens unit 45. On the other hand, in the chip back surface imaging device 100 of the embodiment, the IC chip 10 and the suction collet 50 are interposed between the lens unit 40 and the mirror 60. For this reason, the chip back surface imaging device 100 can make the insertion object thinner than the imaging device 101. In other words, the lens unit 45 has a short working distance WD and cannot use the microscope objective lens 41 (FIG. 1).
また、撮像装置１０１では、基板２０の表面２０ａを撮像するときに、光がハーフミラー１１１と全反射ミラー１１２との間を往復する光路長が存在する。つまり、ＩＣチップ１０の裏面１０ａの撮像と、基板２０の表面２０ａの撮像とで、焦点が合う位置が異なるという問題が生じてしまう。つまり、撮像装置１０１では、ＩＣチップ１０と基板２０とで、作動距離ＷＤが異なる対物レンズを使う必要が生じてしまう。 Further, in the imaging device 101, there is an optical path length in which light reciprocates between the half mirror 111 and the total reflection mirror 112 when imaging the surface 20 a of the substrate 20. That is, there arises a problem that the in-focus position differs between the imaging of the back surface 10a of the IC chip 10 and the imaging of the front surface 20a of the substrate 20. That is, in the imaging apparatus 101, it is necessary to use objective lenses having different working distances WD between the IC chip 10 and the substrate 20.
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態のレンズユニット４０は、無限遠補正光学系を構成していたが、有限補正光学系を構成しても構わない。有限補正光学系は、対物レンズ（有限補正対物レンズ）が単独で像（中間像）を作る光学系である。このときには、中間像の位置に撮像素子３１を配設したり、中間像の位置と撮像素子３１との間に結像レンズ４２を配設したりする。なお、レンズユニット４０は、対物レンズ（無限補正対物レンズや有限補正対物レンズ）の代わりに接写レンズの使用が考えられる。しかしながら、接写レンズは、倍率が最大１倍程度であるので、ＩＣチップ１０の撮像用途には、不適切である。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications such as the following are possible, for example.
(1) The lens unit 40 of the above embodiment constitutes an infinity correction optical system, but may constitute a finite correction optical system. The finite correction optical system is an optical system in which an objective lens (finite correction objective lens) alone forms an image (intermediate image). At this time, the image sensor 31 is disposed at the position of the intermediate image, or the imaging lens 42 is disposed between the position of the intermediate image and the image sensor 31. The lens unit 40 may be a close-up lens instead of an objective lens (an infinite correction objective lens or a finite correction objective lens). However, since the close-up lens has a maximum magnification of about 1, it is unsuitable for the imaging application of the IC chip 10.
（２）前記実施形態のレンズユニット４０は、ＩＣチップ１０の表面を向けていたが、ＩＣチップ１０の裏面を向けることもできる。このときには、撮像装置３０は、ＩＣチップ１０の表面を反射画像として撮像することになる。このように、レンズユニット４０がＩＣチップ１０の裏面１０ａを向けたときには、裏面１０ａの裏面である表面が特許請求の範囲の裏面とみなされる。 (2) Although the lens unit 40 of the embodiment is directed to the front surface of the IC chip 10, the back surface of the IC chip 10 can also be directed. At this time, the imaging device 30 captures the surface of the IC chip 10 as a reflected image. Thus, when the lens unit 40 faces the back surface 10a of the IC chip 10, the surface that is the back surface of the back surface 10a is regarded as the back surface of the claims.
１０ ＩＣチップ
２０ 基板
３０ 撮像装置
３１ 撮像素子
４０，４５ レンズユニット
４１ 対物レンズ
４２ 結像レンズ
５０ 吸着コレット（透明吸着コレット）
６０ ミラー
７１，７２，７３ ＸＹステージ
７５ Ｚステージ
９０ 制御装置
１００ チップ裏面撮像装置
１０１ 撮像装置
１１０ キューブ型ハーフミラー
１５０ 裏面画像
２００ ボンディング装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 IC chip 20 Board | substrate 30 Imaging device 31 Imaging element 40,45 Lens unit 41 Objective lens 42 Imaging lens 50 Adsorption collet (transparent adsorption collet)
60 Mirror 71, 72, 73 XY stage 75 Z stage 90 Control device 100 Chip back surface imaging device 101 Imaging device 110 Cube half mirror 150 Back surface image 200 Bonding device
Claims (6)
顕微鏡用のレンズユニットを装着した撮像装置と、
前記レンズユニットの光軸上に配設したミラーと、
前記レンズユニットと前記ミラーとの間に前記ＩＣチップを保持する第１保持部とを備え、
前記撮像装置は、前記ＩＣチップの裏面を前記ミラーで反射させて、その反射画像を撮像する
ことを特徴とするチップ裏面撮像装置。 A chip backside imaging device for imaging the backside of an IC chip,
An imaging device equipped with a lens unit for a microscope;
A mirror disposed on the optical axis of the lens unit;
A first holding unit for holding the IC chip between the lens unit and the mirror;
The chip back surface imaging device, wherein the back surface of the IC chip is reflected by the mirror and the reflected image is captured.
前記ミラー及び前記第１保持部の何れか一方又は双方を前記レンズユニットの光軸方向に移動させるステージをさらに備え、
前記ステージは、前記レンズユニットの対物レンズの先端と前記ミラーの表面との距離と、前記ミラーの表面と前記ＩＣチップの裏面との距離との和を前記対物レンズの作動距離に等しくさせる
ことを特徴とするチップ裏面撮像装置。 The chip back surface imaging device according to claim 1,
A stage for moving one or both of the mirror and the first holding unit in the optical axis direction of the lens unit;
The stage is configured to make the sum of the distance between the tip of the objective lens of the lens unit and the surface of the mirror and the distance between the surface of the mirror and the back surface of the IC chip equal to the working distance of the objective lens. A chip backside imaging device.
前記第１保持部は、透明部材で構成されている
ことを特徴とするチップ裏面撮像装置。 It is a chip back surface imaging device according to claim 1 or 2,
The chip backside imaging device, wherein the first holding part is made of a transparent member.
前記対物レンズは、長作動距離型対物レンズである
ことを特徴とするチップ裏面撮像装置。 The chip back surface imaging device according to claim 2,
The chip backside imaging device, wherein the objective lens is a long working distance type objective lens.
前記ＩＣチップは、バンプが形成されており、
前記撮像装置が撮像した撮像画像を用いて、前記バンプの位置計測を行う制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、グレースケールでサブピクセル処理を行う第１位置計測と、前記バンプの輪郭の複数箇所を位置計測し、前記バンプの位置を演算する第２位置計測との何れか一方を行う
ことを特徴とするチップ裏面撮像装置。 The chip back surface imaging device according to claim 4,
The IC chip has bumps formed thereon,
Using a captured image captured by the imaging device, further comprising a control device for measuring the position of the bump;
The control device performs either one of a first position measurement for performing sub-pixel processing in gray scale and a second position measurement for measuring positions of a plurality of locations on the contour of the bump and calculating the position of the bump. A chip back surface imaging device.
前記ミラー及び前記第１保持部の何れか一方又は双方を前記レンズユニットの光軸に対して垂直な面内に移動させるステージと、
前記レンズユニットの光軸上に基板を保持する第２保持部とを備えたボンディング装置であって、
前記第２保持部は、前記レンズユニットの先端と前記基板の表面との距離が前記レンズユニットの作動距離になるように配設されている
ことを特徴とするボンディング装置。 The chip back surface imaging device according to any one of claims 2 to 5,
A stage for moving either one or both of the mirror and the first holding unit in a plane perpendicular to the optical axis of the lens unit;
A bonding apparatus comprising a second holding unit for holding a substrate on the optical axis of the lens unit;
The bonding apparatus, wherein the second holding portion is disposed such that a distance between a tip of the lens unit and a surface of the substrate is an operating distance of the lens unit.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0228343A (en) * | 1988-06-13 | 1990-01-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Apparatus for alignment and connection of element and substrate |
| JPH0235000A (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for attaching component |
| JP2000244195A (en) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Rohm Co Ltd | Chip position recognition device of flip-chip placement apparatus |
| WO2014178265A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 株式会社日立製作所 | Substrate processing device and substrate processing method |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0228343A (en) * | 1988-06-13 | 1990-01-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Apparatus for alignment and connection of element and substrate |
| JPH0235000A (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for attaching component |
| JP2000244195A (en) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Rohm Co Ltd | Chip position recognition device of flip-chip placement apparatus |
| WO2014178265A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 株式会社日立製作所 | Substrate processing device and substrate processing method |
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