JP2014096523A - ピックアップ方法およびピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的にウエハごとにチップのズレを検出すること。
【解決手段】本発明のピックアップ方法では、ウエハ１０の位置決めのための基準領域Ｒを検出した後に、ジグザグ状にチップ２をピックアップする。その後、チップＥｂと基準領域Ｒとの間に設けられたストリートチップＳを、位置を確認しながら、チップＥｂの側から基準領域Ｒの側に向かって順次ピックアップする。次に、基準領域Ｒを検出することによって、ジグザグ状のピックアップでチップ２がずれたか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハから良品チップをピックアップするためのピックアップ方法およびピックアップ装置に関する。

ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程では、半導体ウエハの表面上に複数のチップが形成された後、ダイシングによって、チップごとに分離される。そして、これらの分離されたチップのうちダイシング前の電気的検査で良品とされたものをピックアップし、リードフレーム等に対してボンディングする。

この製造工程のうち、ボンディングの前のピックアップは、通常、次のように行なわれる。例えば図７に示すチップ２２が形成されたウエハ３０の位置決めのための基準領域Ｒ’を検出する。その後に、図７に黒矢印で示すように、縦方向上流の横方向チップ列における端部のチップＥａ’から縦方向下流の横方向チップ列における端部のチップＥｂ’に向かって横方向に沿ってジグザグ状にピックアップしていく。

特開２０１０−３４３３３号公報

ところで、このピックアップでは、ピックアップ中にチップがずれ、実際にピックアップされるチップがピックアップ予定のチップと異なるという事態（以下、マップズレという）が発生することがある。このマップズレによって、不良品のチップがピックアップされ、ボンディングされる可能性がある。このため、ウエハごとにこのマップズレを検出しないと、不良品がボンディングより後の工程に流出する可能性がある。

この問題に対して、例えば特許文献１では、横方向のチップ列ごとに、その端にある本来ピックアップしないチップを画像認識することによって、マップズレを検出している。

しかしながら、特許文献１のピックアップ方法では、横方向のチップ列ごとに、その端にある本来ピックアップしないチップを画像認識するので、全体の作業時間が長くなり、効率的とはいえない。

本発明は、上記事情に鑑み、効率的にウエハごとにマップズレを検出することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明は、横方向に沿って配列されたチップから構成される横方向チップ列が縦方向に配置されたウエハに対して良品チップをピックアップする方法であって、縦方向上流の横方向チップ列の何れか一方の端部側のチップから縦方向下流の横方向チップ列の何れか一方の端部側のチップに向かって横方向に沿ってジグザグ状にピックアップしていくピックアップ方法において、ウエハを位置決めするための基準領域が設けられ、基準領域が検出された後に、ジグザグ状にピックアップしていく工程が行なわれ、基準領域は、ジグザグ状ピックアップ工程でピックアップされずに残され、ジグザグ状ピックアップ工程で良品チップであれば最後にピックアップされるチップと基準領域との間に、ジグザグ状ピックアップ工程でピックアップされずに残されるチップが設けられ、このチップがストリートチップとされ、ジグザグ状ピックアップ工程の後に、ストリートチップが、位置を確認されながら、ジグザグ状ピックアップ工程の最後のチップ側から基準領域側に向かって順次ピックアップされ、ストリートチップのピックアップの後に、基準領域を検出することによって、ジグザグ状ピックアップ工程でチップがずれたか否かが判定されることを特徴とするピックアップ方法である。

この方法では、ストリートチップのピックアップの後に、基準領域を検出することによって、ジグザグ状ピックアップ工程でマップズレが発生したか否かを判定する。従って、ウエハごとにマップズレを検出することができ、ボンディングより後の工程に不良品が流出することを防止できる。

そして、この方法で、従来と比較して増加する画像認識の機会は、最後の基準領域の検出だけである。従って、この方法であれば、画像認識のための時間の増大を抑制することができ、効率的にマップズレを検出することができる。

そして、この方法では、ストリートチップのピックアップ時に、ストリートチップが位置を確認される。従って、ストリートチップ上ではマップズレを抑制できる。このため、最後のチップから基準領域の間のマップズレではなく、ジグザグ状ピックアップ工程で発生するマップズレを、より正確に検出できる。

上記の方法において、ストリートチップのピックアップ中に、ストリートチップの位置の補正が行なわれてもよい。

この方法であれば、更に、ストリートチップ上でのマップズレを抑制できる。

上記何れかの方法において、ストリートチップが一筆書き状に連続して設けられてもよい。

ここで、「一筆書き状」とは、一端のチップから他端のチップに向かって縦方向又は横方向に隣接するチップが１個となるように連続して並んだ状態である（以下、同じ）。

この方法では、ストリートチップのピックアップの径路を、単純なものとすることができる。これによって、更に確実に、ストリートチップ上でのマップズレを抑制できる。

上記何れかの方法において、ジグザグ状ピックアップ工程で、基準領域を介して横方向の反対側がピックアップされなくてもよい。

この方法であれば、ジグザグ状ピックアップ工程におけるピックアップが、基準領域によって横方向の途中で途切れるということがない。このため、ピックアップの際に行なわれるチップの位置の確認や補正が途中で途切れることが少なくなり、マップズレを抑制することができる。

上記何れかの方法において、ジグザグ状ピックアップ工程で、ストリートチップを介して横方向の反対側がピックアップされなくてもよい。

この方法であれば、ジグザグ状ピックアップ工程におけるピックアップが、ストリートチップによって横方向の途中で途切れるということがない。このため、ピックアップの際に行なわれるチップの位置の確認や補正が途中で途切れることが少なくなり、マップズレを抑制することができる。

上記何れかの方法において、チップがずれたか否かの判定の後に、基準領域に対してピックアップが行なわれてもよい。

この方法では、良品であればピックアップされるチップが基準領域に含まれる。このような場合、図７で説明した従来のピックアップ方法であれば、次のような問題が生じる。ピックアップの途中で、マップズレによってチップ２２が存在しないところでピックアップしようとした場合には、チップ２２を認識できないため、ピックアップ装置はエラー停止する。この場合、基準領域Ｒ’をピックアップした後であると、ピックアップ装置が基準領域Ｒ’を認識できないため、自動でウエハ３０の位置決めを実施することができない。このため、ピックアップを再開する時には、手動でウエハ３０の位置決めを行なう必要があったので、再開に時間を要した。

これに対して、本発明のピックアップ方法では、上述したように、マップズレの判定時までは、基準領域は、ピックアップされずに残っている。従って、この判定時までに、マップズレに起因してピックアップするチップが無くてピックアップ装置がエラー停止した場合であっても、ピックアップの再開の際には、ピックアップ装置が基準領域を認識して自動でウエハを位置決めすることができる。

上記何れかの方法において、基準領域が複数のチップで構成されてもよい。

この方法であれば、ＴＥＧチップ等の特殊なパターンのチップを備えないウエハに対しても対応可能となる。

また、上記の何れかのピックアップ方法が使用されるピックアップ装置であれば、上述した作用効果を享受できる。

本発明によれば、効率的にウエハごとにマップズレを検出することができる。

本発明の実施形態に係るピックアップ方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るピックアップ装置を示す斜視図である。 図２のピックアップ装置における制御部の簡略ブロック図である。 本発明の実施形態に係るピックアップ方法のフローチャートを示す図である。 本発明の他の実施形態に係るピックアップ方法を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係るピックアップ方法を説明するための図である。 従来のピックアップ方法を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図１〜４に基づき説明する。

図２は本発明の実施形態に係るピックアップ装置としてのボンディング装置を示す。このボンディング装置は、リードフレーム１にチップ２を実装するボンディングを行なうものである。

このようなボンディング装置は、供給部３のチップ２を吸着するコレット４を有するボンディングアーム５と、供給部３のチップ２を観察する確認用カメラ６と、ボンディング位置でリードフレーム１のアイランド部７を観察する確認用カメラ８とを備える。

供給部３は、ウエハ支持装置９に載置支持された半導体ウエハ１０を備えるものである。半導体ウエハ１０は環状フレーム（不図示）に保持されている粘着テープに貼り付けられ、多数のチップ２が分割されて形成されている。また、コレット４はコレットホルダ１１に連結され、このコレット４とコレットホルダ１１等でボンディングアーム５が構成される。そして、このボンディングアーム５は搬送手段１２を介して、ピックアップ位置とボンディング位置との間の移動が可能となっている。搬送手段１２は、ボンディングアーム５をＸ、Ｙ、θ及びＺ方向に駆動させることができる。なお、ウエハ支持装置９は、例えば、ＸＹテーブル１３（図３参照）からなる保持テーブルにて構成できる。

また、コレット４は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ２が真空吸引され、このコレット４の下端面にチップ２が吸着する。なお、この真空吸引（真空引き）が解除されれば、コレット４からチップ２が外れる。

次に、このボンディング装置を使用したボンディング方法の概略を説明する。

まず、ＸＹテーブルをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させることによって、ピックアップすべきチップ２をピックアップ位置に位置させる。ここで、ピックアップ位置とは、コレット４が下降してチップ２を吸着できる位置である。供給部３の上方に配置される確認用カメラ６にてピックアップすべきチップ２を観察して、コレット４をこのピックアップすべきチップ２の上方に位置させた後、このコレット４を下降させてこのチップ２をピックアップする。

また、ボンディング位置の上方に配置された確認用カメラ８にて、ボンディングすべきリードフレーム１のアイランド部７を観察して、矢印Ａに示すように、このアイランド部７上にコレット４を移動させ、その後コレット４を下降させてアイランド部７にチップ２を供給する。

コレット４の動作とＸＹテーブル１３との動作とは図３に示す制御手段１４にて制御することになる。制御手段１４は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

次に、上述のボンディング装置に使用される本発明の実施形態に係るピックアップ方法について図１と図４を参照しながら詳述する。

図１に示すように、ウエハ１０には、横方向に沿って一列に配列されたチップ２から構成される横方向チップ列Ｌが縦方向に並列に複数配置されている。なお、図１では、ピックアップの対象とされないミラーチップＭ（パターンが形成されていない枠だけのチップ２）も表示している。

図１に示すように、本実施形態のピックアップ方法では、ウエハ１０の位置決めのための基準位置となる基準領域Ｒが設けられている。基準領域Ｒは、本実施形態では、複数のチップから構成されており、３×３のマトリックス状であり、Ｐで示す良品チップであればピックアップされるチップ２と、ピックアップの対象とならないミラーチップＭから構成されている。そして、基準領域Ｒは、チップ２全体の縦方向の下流側（図１で下側）、かつ、横方向の一方側（図１で右側）に設けられている。

図４に示すように、まず、確認用カメラ６によって、基準領域Ｒを検出する（Ｓ１）。その後に、図１に黒矢印で示すように、縦方向上流の横方向チップ列Ｌにおける左側のチップＥａから縦方向下流の横方向チップ列Ｌにおける右側のチップＥｂに向かって、横方向に沿ってジグザグ状に良品チップをピックアップしていく（Ｓ２）。従って、このジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、チップＥａは、良品であれば最初にピックアップされるチップであり、チップＥｂは、良品であれば最後にピックアップされるチップである。

本実施形態では、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の最後のチップＥｂは、基準領域Ｒが設定された後に、基準領域Ｒに対して近傍になるように設定されている。この場合、基準領域Ｒに対して近傍とは、基準領域Ｒに対してチップ２全体で横方向の同じ側（図１で右側）を意味する。そして、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の最後のチップＥｂが右側になるように、最初のチップＥａは左側に設定されている。

ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２では、基準領域Ｒは、スキップされ、ピックアップされずに残される。そして、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２では、スキップされ、ピックアップされずに残されるチップ２（以下、ストリートチップＳと記す）が設定されている。ストリートチップＳは、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の最後のチップＥｂと基準領域Ｒとの間に、一筆書き状に設けられている。ストリートチップＳは、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の後で、ピックアップされるチップ２である。本実施形態では、ストリートチップＳは、チップ２全体の外周縁に位置する。

ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の後に、ストリートチップＳは、チップＥｂに縦方向に隣接するストリートチップＳから基準領域Ｒに縦方向に隣接するストリートチップＳまで順次ピックアップされる（Ｓ３）。この際に、ストリートチップＳは、その位置が確認され、また、その確認に基づいて、その位置が補正される。この位置の確認は、ストリートチップＳの１個ごとに行なってもよいし、複数個まとめて行なってもよい。また、補正は、ストリートチップＳの１回の位置確認ごとに行なってもよいし、複数回の位置確認の後に、まとめて行なってもよい。また、位置確認と補正は、良品チップに対してだけ行なってもよいし、不良チップに対しても行なってもよい。

その後、再び、確認用カメラ６によって、基準領域Ｒを検出する（Ｓ４）。

次に、Ｓ４の基準領域Ｒの検出結果に基づいて、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、マップズレが発生したか否かを判定する（Ｓ５）。基準領域Ｒが、最後にピックアップされたストリートチップＳの位置から算出される位置で検出されれば、マップズレは発生しておらず、検出されなければマップズレが発生したと判定する。なお、理論上は、基準領域Ｒが算出される位置で検出されない場合、チップＥｂからストリートチップＳ、そして基準領域Ｒまでの間でマップズレが発生している可能性が皆無とはいえない。

Ｓ５で、マップズレが発生していないと判定した場合、基準領域Ｒにおけるチップ２（チップＰ）に対してピックアップを行なう（Ｓ６）。この場合、例えば、ストリートチップＳに縦方向に隣接するチップＰから横方向に沿ってジグザグ状にピックアップを行なう。

Ｓ６の完了をもって、一枚のウエハ１０のピックアップが終了する。そして、全てのウエハについてピックアップが終了したか否か判定し（Ｓ７）、終了していれば、ピックアップ終了であり、終了していなければ、ウエハ１０を交換し（Ｓ８）、新しいウエハ１０に対してＳ１から行なう。

一方、Ｓ５で、マップズレが発生したと判定した場合には、ボンディング装置を停止する（Ｓ９）。そして、作業者が、このウエハ１０のチップ２についてボンディングを行なったものを廃棄等の処置を行なう。これによって、このウエハ１０のチップ２の不良品がボンディングより後の工程に流出することを防止することが可能となる。

なお、Ｓ１，Ｓ４における基準領域Ｒの検出、Ｓ５，Ｓ７の判定等を実施するための手段も、制御手段１４と同様に、マイクロコンピューター等の公知技術で構成できる。

また、Ｓ５の判定時まで、例えば、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の途中で、マップズレに起因してピックアップするチップが無くてボンディング装置がエラー停止することがある（Ｓ１０）。Ｓ５の判定時までは、基準領域Ｒは、ピックアップされずに残っているので、このＳ１０の場合から、同じウエハ１０に対してピックアップを再開する際には、ボンディング装置が基準領域Ｒを認識して自動でウエハ１０を位置決めすることができる。

また、本実施形態のピックアップ方法で、従来と比較して増加する画像認識の機会は、最後の基準領域Ｒの検出だけである。従って、この方法であれば、画像認識のための時間の増大を抑制することができ、効率的にマップズレを検出することができる。

そして、このピックアップ方法では、基準領域Ｒが、チップ全体２の縦方向の下流側に設けられており、チップＥｂが、基準領域Ｒに対してチップ２全体の横方向の同じ側に設けられているので、ストリートチップＳのピックアップの径路を、短いものとすることができる。また、ストリートチップＳは一筆書き状に設けられているので、ストリートチップＳのピックアップの径路を単純なものにすることができる。そして、ストリートチップＳのピックアップ時に、ストリートチップＳが、位置を確認され、この確認に基づいて位置を補正される。これらの理由によって、ストリートチップＳ上ではマップズレを効果的に抑制できる。このため、チップＥｂから基準領域Ｒの間のマップズレではなく、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で発生するマップズレを、より正確に検出できる。

仮に、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２の後に、ストリートチップＳを介さずに、チップＥｂから一挙に基準領域Ｒに移動すれば、移動距離が長く移動の誤差が大きくなるため、この時にマップズレが発生する可能性が高くなる。

また、本実施形態では、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、基準領域Ｒを介して横方向の反対側がピックアップされない。また、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、ストリートチップＳを介して横方向の反対側がピックアップされない。従って、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２におけるピックアップが、基準領域ＲやストリートチップＳによって横方向の途中で途切れるということがない。このため、ピックアップの際に行なわれるチップ２の位置の確認や補正が途中で途切れることが少なくなり、マップズレを抑制することができる。

本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、基準領域Ｒを、ミラーチップＭを含む複数のチップ２で構成していたが、ミラーチップＭ以外のチップ２で認識可能な特徴的なパターンを構成していれば、ミラーチップＭの代わりにパターンが全く形成されていないウエハ表面を使用してもよい。

また、例えば、図５に示すように、１個のチップＴを基準領域Ｒに設定してもよい。チップＴは、他のチップ２とは異なるパターンの所謂ＴＥＧチップで、図示例では４個設けられている。なお、この場合でも、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、基準領域Ｒを介して横方向の反対側がピックアップされず、また、ストリートチップＳを介して横方向の反対側がピックアップされないが、本発明はこれに限定されない。例えば図６に示すように、ジグザグ状ピックアップ工程Ｓ２で、基準領域Ｒを介して横方向の反対側がピックアップされてもよく、また、ストリートチップＳを介して横方向の反対側がピックアップされてもよい。

なお、図６では、ストリートチップＳは、チップＥｂから基準領域Ｒまでの間で、一度しか縦方向と横方向を転換していない。このため、方向転換に伴うウエハ１０の移動誤差を抑制することができる。また、ストリートチップＳの数が図５の場合より少ないので、チップＥｂから基準領域Ｒまでの移動距離が短く、移動誤差を抑制することができる。これらの理由によって、図５の場合より、ストリートチップＳにおけるマップズレを抑制することが可能である。

上記実施形態では、基準領域Ｒが設定された後に、最後のチップＥｂが設定されたが、最後のチップＥｂが設定された後に、基準領域Ｒが最後のチップＥｂに対して近傍になるように設定されてもよい。この場合、最後のチップＥｂに対して近傍とは、最後のチップＥｂに対してチップ２全体で横方向の同じ側を意味する。

また、上記実施形態では、基準領域Ｒは、チップ２全体の縦方向の下流側に設けられていたが、チップ２全体の縦方向の上流側に設けられてもよい。

２ チップ
１０ ウエハ
Ｅａ チップ
Ｅｂ チップ
Ｌ 横方向チップ列
Ｒ 基準領域
Ｓ ストリートチップ
Ｓ２ ジグザグ状ピックアップ工程

Claims (8)

1. 横方向に沿って配列されたチップから構成される横方向チップ列が縦方向に配置されたウエハに対して良品チップをピックアップする方法であって、縦方向上流の横方向チップ列の何れか一方の端部側のチップから縦方向下流の横方向チップ列の何れか一方の端部側のチップに向かって横方向に沿ってジグザグ状にピックアップしていくジグザク状ピックアップ工程を有するピックアップ方法において、
   ウエハを位置決めするための基準領域が設けられ、
   基準領域が検出された後に、ジグザグ状ピックアップ工程が行なわれ、
   基準領域は、ジグザグ状ピックアップ工程でピックアップされずに残され、
   ジグザグ状ピックアップ工程で良品チップであれば最後にピックアップされるチップと基準領域との間に、ジグザグ状ピックアップ工程でピックアップされずに残されるチップが設けられ、このチップがストリートチップとされ、
   ジグザグ状ピックアップ工程の後に、ストリートチップが、位置を確認されながら、ジグザグ状ピックアップ工程の最後のチップ側から基準領域側に向かって順次ピックアップされ、
   ストリートチップのピックアップの後に、基準領域を検出することによって、ジグザグ状ピックアップ工程でチップがずれたか否かが判定されることを特徴とするピックアップ方法。
2. ストリートチップのピックアップ中に、ストリートチップの位置の補正が行なわれる請求項１に記載のピックアップ方法。
3. ストリートチップが一筆書き状に連続して設けられた請求項１又は２に記載のピックアップ方法。
4. ジグザグ状ピックアップ工程で、基準領域を介して横方向の反対側がピックアップされない請求項１〜３の何れか１項に記載のピックアップ方法。
5. ジグザグ状ピックアップ工程で、ストリートチップを介して横方向の反対側がピックアップされない請求項１〜４の何れか１項に記載のピックアップ方法。
6. チップがずれたか否かの判定の後に、基準領域に対してピックアップが行なわれる請求項１〜５の何れか１項に記載のピックアップ方法。
7. 基準領域が複数のチップで構成された請求項１〜６の何れか１項に記載のピックアップ方法。
8. 請求項１〜７の何れか１項のピックアップ方法が使用されるピックアップ装置。

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