JP2001250834A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体チップにおける不良マークの認識を一括
して行い、短時間で確実に良品の半導体チップをダイボ
ンディングする。 【解決手段】 カセットリフタ２から搬送された半導体
ウエハＷは、ウエハ修正シュートによって位置決め固定
された後、ウエハ画像認識カメラ４が、半導体ウエハＷ
全体の画像を取り込む。取り込まれた画像データからウ
エハマップを生成し、不良品の半導体チップが位置する
マップ座標を認識する。ピックアップ時には、マップ座
標に基づいて、良品の半導体チップの位置だけをチップ
認識用カメラ１２によって認識してピックアップする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップのボ
ンディング技術に関し、特に、半導体チップにおけるボ
ンディング時間の短縮に適用して有効な技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の組み立て工程の１つである
ダイボンディングでは、良品の半導体チップのみをピッ
クアップし、半導体チップがリードフレームやパッケー
ジなどの所定の位置に装着されている。

【０００３】不良の半導体チップは、半導体ウエハを個
々の半導体チップに切断するダイシングが終了した後、
該半導体チップ上にインクなどにより不良マークがマー
キングが行われる。

【０００４】本発明者が検討したところによれば、ピッ
クアップ時には、ダイボンダの認識用カメラによって、
個々の半導体チップ毎にピックアップされる半導体チッ
プの位置を認識した後、再び該認識カメラによって半導
体チップのマーキングの有無を認識し、良品の半導体チ
ップのみをダイボンドする。また、位置認識した半導体
チップにマーキングが施されている際には、その半導体
チップのピックアップを中止する。

【０００５】なお、この種のダイボンダについて詳しく
述べてある例としては、１９９７年１１月２５日、株式
会社 工業調査会発行、大島 雅志（編）、「超ＬＳＩ
製造・試験装置ガイドブック＜１９９８年版＞」Ｐ１０
９〜Ｐ１１２があり、この文献には、ダイレクトボンデ
ィング方式のダイボンダにおける構成などが記載されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なピックアップ時における良品の半導体チップにおける
認識技術では、次のような問題点があることが本発明者
により見い出された。

【０００７】すなわち、ピックアップする半導体チップ
の位置認識を行った後に、その半導体チップの不良マー
クの有無を認識し、ピックアップするか否かを判定して
いるので、ピックアップしない不良品の半導体チップの
場合、半導体チップの位置認識工程、ならびに不良マー
クの有無を確認する工程などが無駄になってしまい、単
位時間あたりのダイボンディング数が少なくなり、半導
体装置の製造効率が低下してしまうという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、半導体チップにおける不
良マークの認識を一括して行い、短時間で確実に良品の
半導体チップをダイボンディングすることのできる半導
体装置の製造方法を提供することにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、フレームに貼り付けられたテープに接着された半導
体ウエハを個々の半導体チップに切断する工程と、切断
された該半導体チップのうち、不良品の半導体チップに
不良マークをマーキングする工程と、マーキングが終了
した半導体ウエハの全体画像を取り込み、その画像に基
づいて、良品、または不良品の半導体チップにおける少
なくともいずれか一方の位置データをそれぞれ認識し、
ウエハマップを生成する工程と、そのウエハマップに基
づいて、マーキングされていない良品の前記半導体チッ
プだけをピックアップする工程と、ピックアップされた
半導体チップが所定の位置にボンディングされる工程と
を有するものである。

【００１２】以上のことにより、ピックアップ時に、個
々の半導体チップにおける不良マークの認識が不要とな
るので、ピックアップ動作を時間短縮することができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施の形態によるダイ
ボンダの上面図、図２は、本発明の一実施の形態による
処理の流れを示す説明するダイボンダの概略説明図、図
３は、本発明の一実施の形態によるダイボンダに設けら
れたウエハ画像認識カメラが取り込んだ半導体ウエハの
画像データを示す説明図である。

【００１５】本実施の形態において、ダイボンダ１は、
種々の半導体装置の組み立て工程に用いらており、図１
に示すように、左手前側にカセットリフタ２が設けられ
ている。カセットリフタ２には、ウエハリング（フレー
ム）Ｒに貼り付けられたテープに接着された半導体ウエ
ハＷが格納されおり、ウエハ取り出し機構によってカセ
ットリフタ２から順次半導体ウエハＷが取り出される。

【００１６】カセットリフタ２の右側には、ウエハ修正
シュート３が設けられており、ウエハ修正シュート３の
上方には、ウエハ画像認識カメラ４が取り付けられてい
る。ウエハ修正シュート３は、カセットリフタ２から取
り出された半導体ウエハＷを固定して位置決めを行う。
ウエハ画像認識カメラ４は、ウエハ修正シュート３に位
置した半導体ウエハＷの全体画像を取り込む。

【００１７】また、ウエハ修正シュート３の右側には、
リング搬送部５、操作制御部６がそれぞれ設けられてい
る。リング搬送部５は、ウエハ修正シュート３によって
位置決めされた半導体ウエハＷをウエハホルダ７に搬送
する。操作制御部６は、ダイボンダ１全体の制御を司
る。

【００１８】また、リング搬送部５の後方には、前述し
たウエハホルダ７が位置している。ウエハホルダ７は、
リング搬送部５によって搬送された半導体ウエハＷを搭
載し、固定する。このウエハホルダ７の下方には、切断
された半導体チップＣＨを１つずつピックアップするピ
ックアップ機構が設けられている。

【００１９】カセットリフタ２の後方には、ローダ８が
設けられている。ローダ８は、半導体ウエハＷからピッ
クアップされた半導体チップＣＨが装着されるリードフ
レームＦなどが格納されている。

【００２０】ローダ８の後方には、左側から右側にかけ
て、フレームフィーダ９が設けられている。フレームフ
ィーダ９は、リードフレームＦを搬送する。フレームフ
ィーダ９の上方における所定の位置には、左側から右側
にかけてプリフォームヘッド１０、ボンディングヘッド
１１、ならびにチップ認識用カメラ１２がそれぞれ設け
られている。

【００２１】プリフォームヘッド１０は、フレームフィ
ーダ９に搬送されたリードフレームＦの所定の位置に半
導体チップＣＨを接合する銀ペーストなどの接着材を塗
布する。ボンディングヘッド１１は、半導体チップＣＨ
をリードフレームに装着する際のボンディングツールで
ある。チップ認識用カメラ１２は、ピックアップする半
導体チップＣＨの位置を認識するための画像を取り込
む。

【００２２】フレームフィーダ９の右側端部には、マガ
ジンラック１３が設けられており、このマガジンラック
１３の前方には、アンローダ１４が設けられている。半
導体チップＣＨがボンディングされたリードフレームＦ
は、マガジンラック１３に収納された後、アンローダ１
４に格納される。

【００２３】次に、本実施の形態の作用について、図
１、および図２のダイボンダ１における主要部概略説明
図、図３のウエハ画像認識カメラが取り込んだ半導体ウ
エハＷの画像データを用いて説明する。ここで、図２
は、ダイボンダにおける処理の流れを説明するためのも
のであり、主要部の概略のみを示している。

【００２４】まず、カセットリフタ２に格納されている
ウエハリングＲに貼り付けられたテープに接着された半
導体ウエハＷが所定の位置まで搬送され、ウエハ修正シ
ュート３によって位置決め固定される。

【００２５】ウエハ修正シュート３によって半導体ウエ
ハＷが位置決めされると、ウエハ画像認識カメラ４が、
半導体ウエハＷ全体の画像を取り込み、この画像データ
が操作制御部６に入力される。操作制御部６は、入力さ
れた画像データに基づいてウエハマップを生成し、不良
品の半導体チップＣＨＦが位置するマップ座標を認識す
る。

【００２６】また、不良品の半導体チップＣＨＦにおけ
るマップ座標の生成方法について説明する。

【００２７】たとえば、ウエハ画像認識カメラ４によっ
て、図３に示すように、不良マークＦＭがマーキングさ
れた半導体チップＣＨＦ、およびマーキングされていな
い良品の半導体チップＣＨＲを有する半導体ウエハＷの
画像が取り込まれたとする。

【００２８】制御操作部６には、マーキングされていな
いサンプル用半導体ウエハの画像パターンが予め格納さ
れており、制御操作部６は、サンプル用半導体ウエハの
画像パターンと取り込まれた半導体ウエハＷの画像パタ
ーンとを比較し、画像パターンが一致しない半導体チッ
プを認識する。

【００２９】この他にも、サンプル用半導体チップの画
像データを予め格納し、サンプル用半導体チップの画像
データと取り込まれた半導体ウエハＷにおける半導体チ
ップの画像データとをそれぞれ比較し、画像パターンが
一致しない半導体チップを不良品と認識したり、あるい
は、取り込まれた半導体ウエハＷの画像データにおい
て、不良品の半導体チップＣＨＦは、不良マークＦＭが
マーキングされているので輝度が低くなっているので、
この輝度が低くなっている半導体チップを不良品と認識
するようにしてもよい。

【００３０】これにより、不良マークＦＭがマーキング
されている半導体チップＣＨＦの座標データが認識され
るので、認識した座標データを制御操作部６が格納す
る。

【００３１】その後、半導体ウエハＷはリング搬送部５
により搬送されてウエハホルダ７に固定される。また、
ロード８から搬送されたリードフレームＦは、プリフォ
ームヘッド１０によって、該リードフレームＦの所定の
位置に半導体チップＣＨを接着固定する接着材が塗布さ
れ、ボンディングヘッド１１下方のボンディング位置ま
で搬送される。

【００３２】そして、チップ認識用カメラ１２によって
ピックアップされる半導体チップＣＨを認識した後ピッ
クアップ機構によってその半導体チップＣＨがピックア
ップされ、該半導体チップＣＨがボンディングヘッド１
１によりリードフレームＦの所定の位置にボンディング
される。

【００３３】ピックアップ時には、不良マークＦＭがマ
ーキングされている半導体チップＣＨＦの座標データが
認識されているので、操作制御部６は不良品の半導体チ
ップＣＨＦのピックアップは行わず、良品の半導体チッ
プＣＨＲのみを順次ピックアップする。

【００３４】それにより、本実施の形態によれば、ピッ
クアップ時に不良品の半導体チップＣＨＦと良品の半導
体チップＣＨＲとの判別動作が不要となるので、ピック
アップ時間を大幅に短縮することができ、半導体装置の
生産性を向上することができる。

【００３５】また、本実施の形態では、ウエハ画像認識
カメラ４により半導体ウエハＷ全体の画像データを取り
込む場合につて記載したが、たとえば、チップサイズが
小さく、解像度などの関係によって不良マークＦＭの認
識が困難な場合には、たとえば、図４に示すように、半
導体ウエハＷの画像を４つの領域ＲＷに分割するなど、
任意に分割して取り込むようにしてもよい。

【００３６】さらに、本実施の形態においては、半導体
ウエハＷの全体画像を取り込む専用のウエハ画像認識カ
メラを備えた構成について説明したが、図５に示すよう
に、ウエハ画像認識カメラを設けず、ピックアップ時に
半導体チップの位置を認識するチップ認識用カメラに半
導体ウエハＷ全体の画像データを取り込む機能を備えた
ウエハチップ認識カメラ１５をピックアップ位置に設け
るようにしてもよい。

【００３７】この場合、ウエハチップ認識カメラ１５
は、半導体チップの画像を取り込む際の高倍率レンズと
半導体ウエハ全体の画像を取り込む際の低倍率レンズと
を１つのレンズでカバーするためにズームレンズなどを
備える。

【００３８】また、本実施の形態に示した不良半導体チ
ップの認識技術は、たとえば、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉ
ｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）マウンタ、ＬＯＣ（Ｌｅａｄ
ＯｎＣｈｉｐ）マウンタ、ダイボンダ、ペレットボン
ダ、およびダイピックアップ装置などの半導体ウエハか
ら半導体チップをピックアップする機能を有するすべて
の半導体製造装置に適用可能である。

【００３９】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。

【００４０】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４１】（１）本発明によれば、予め不良マークが
マーキングされた半導体チップの位置データを認識する
ので、ピックアップ時に、個々の半導体チップにおける
不良マークの認識が不要となり、ピックアップ動作を時
間短縮することができる。

【００４２】（２）また、本発明では、上記（１）によ
り、単位時間あたりにおける半導体装置の生産数を向上
することができ、半導体装置の製造コストを下げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるダイボンダの上面
図である。

【図２】本発明の一実施の形態による処理の流れを示す
説明するダイボンダの概略説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態によるダイボンダに設け
られたウエハ画像認識カメラが取り込んだ半導体ウエハ
の画像データを示す説明図である。

【図４】本発明の他の実施の形態によるダイボンダに設
けられたウエハ画像認識カメラによる半導体ウエハの画
像データの取り込み例を示した説明図である。

【図５】本発明の他の実施の形態によるダイボンダに備
えられるウエハチップ認識カメラの配置例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ ダイボンダ ２ カセットリフタ ３ ウエハ修正シュート ４ ウエハ画像認識カメラ ５ リング搬送部 ６ 操作制御部 ７ ウエハホルダ ８ ローダ ９ フレームフィーダ １０ プリフォームヘッド １１ ボンディングヘッド １２ チップ認識用カメラ １３ マガジンラック １４ アンローダ １５ ウエハチップ認識カメラ Ｒ ウエハリング（フレーム） Ｗ 半導体ウエハ ＦＭ 不良マーク ＣＨＦ 半導体チップ ＣＨ 半導体チップ Ｆ リードフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保坂 浩二 東京都青梅市藤橋３丁目３番地２ 日立東 京エレクトロニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 4M106 DA15 5F047 FA73 FA74 FA75

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに貼り付けられたテープに接着
   された半導体ウエハを個々の半導体チップに切断する工
   程と、 切断された前記半導体チップのうち、不良品の半導体チ
   ップに不良マークをマーキングする工程と、 マーキングが終了した前記半導体ウエハの全体画像を取
   り込み、その画像に基づいて、良品、または不良品の前
   記半導体チップにおける少なくともいずれか一方の位置
   データをそれぞれ認識し、ウエハマップを生成する工程
   と、 前記ウエハマップに基づいて、マーキングされていない
   良品の前記半導体チップだけをピックアップする工程
   と、 ピックアップされた前記半導体チップが所定の位置にボ
   ンディングされる工程とを有することを特徴とする半導
   体装置の製造方法。