JP2017122608A

JP2017122608A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JP2017122608A
Application number: JP2016000698A
Authority: JP
Inventors: 敬原田; Takashi Harada
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2017-07-13
Also published as: TW201725390A; WO2017119028A1

Abstract

【課題】複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制させ、欠陥チップの除去速度も高速化することができる欠陥検査装置を提供する。【解決手段】半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを除去する欠陥検査装置であって、粘着シート上の半導体チップをエクスパンドして保持するための保持手段と、前記半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを検出するための欠陥チップ検出手段と、該欠陥チップ検出手段によって検出した前記欠陥チップを除去するための欠陥チップ除去手段とを有し、前記欠陥チップ除去手段は、前記欠陥チップを吸い込んで回収するための吸引ノズルを有し、前記粘着シート上の前記欠陥チップを吸い込んで前記吸引ノズル内に直接回収可能なものであることを特徴とする欠陥検査装置。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップの欠陥を検査し不良チップを除去する欠陥検査装置に関する。

発光ダイオード等の半導体デバイスには製造過程で様々な不良が発生する。これらの不良品を取り除くために、自動欠陥検査装置等によって半導体チップの欠陥の検査を行っている。具体的には、ダイシングにより個片化された後、キャリアテープ（粘着テープ）等に貼られた半導体チップに対して、自動欠陥検査装置等によって検査を行い、欠陥が検出された不良品（欠陥チップ）を取り除いている（特許文献１）。

ここで、従来の欠陥検査装置において欠陥チップを回収する際に一般的に用いられている方法について図３及び図４に示した。

図３に示す方式では、まず、粘着シート１０１に貼り付けられた欠陥チップ１０２の上部に配置した吸着ノズル１０３を降下させ、吸着ノズル１０３による欠陥チップ１０２の吸着をＯＮにする（工程１）。吸着ノズル１０３の上昇と同時に、欠陥チップ１０２の下部に備えられた突き上げニードル１０４を上昇させる（工程２）。欠陥チップ１０２を挟み込んだ状態でリフトさせ、吸着ノズル１０３に欠陥チップ１０２を吸着させつつ、ある高さになった段階で下部の突き上げニードル１０４を下降させ、欠陥チップ１０２を粘着シート１０１から離す（工程３）。そして、この吸着ノズル１０３に欠陥チップ１０２を吸着させた状態で、別途備えられた廃棄ＢＯＸ１０５ａ等へ吸着ノズル１０３を移動させ、吸着ノズル１０３による吸着をＯＦＦにして欠陥チップ１０２を廃棄する（工程４ａ）。

また、図４に示す方式では、工程１から工程３までを上記の図３に示す方式と同様に行った後に、一方からエアーを流し、もう一方から吸引して気流が作られた廃棄ＢＯＸ１０５ｂ内に、欠陥チップ１０２を吸着した状態の吸着ノズル１０３を収納し、吸着ノズル１０３の吸着をＯＦＦにして、欠陥チップ１０２を上記の廃棄ＢＯＸ１０５ｂ内の気流に乗せて廃棄する（工程４ｂ）。

特開２０１１−４４６０９号公報

これらの方式では上部の吸着ノズル１０３と下部の突き上げニードル１０４の移動開始のタイミングを同期させた上で、移動速度を合せ込む必要があるが、同期のタイミングが合わなかったり、移動速度の合せ込みが不十分な場合、例えば、図５や図６に示すような不具合が起こる場合があった。

例えば、図５に示すように吸着ノズル１０３を上昇させる速度が速い場合、吸着ノズル１０３で欠陥チップ１０２を吸着しきれず落下したり、図６に示すように突き上げニードル１０４を上昇させる速度が速い場合、突き上げニードル１０４が欠陥チップ１０２を破壊してしまう場合があった。

このような不具合が生じた場合、装置内や良品の残るキャリアテープ内に欠陥チップ１０２が散乱してしまう。そのため、自動検査終了後にコストの掛かる目視検査等で除去ミスの確認作業を行う必要があった。更に、欠陥チップ１０２が装置内部にも散乱し、駆動系の軸等に絡まり、メカ精度を悪化させたり、故障の原因等にもつながる。その他にも、除去速度を高速化する場合、従来の除去方式では複雑な装置調整や動作ステップの多さから非常に手間の掛かる調整が必要であった。

本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制させ、欠陥チップの除去速度も高速化することができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを除去する欠陥検査装置であって、
粘着シート上の半導体チップをエクスパンドして保持するための保持手段と、前記半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを検出するための欠陥チップ検出手段と、該欠陥チップ検出手段によって検出した前記欠陥チップを除去するための欠陥チップ除去手段とを有し、
前記欠陥チップ除去手段は、前記欠陥チップを吸い込んで回収するための吸引ノズルを有し、前記粘着シート上の前記欠陥チップを吸い込んで前記吸引ノズル内に直接回収可能なものであることを特徴とする欠陥検査装置を提供する。

このようなものであれば、欠陥検査装置における欠陥チップ除去手段のメカ構成を簡素化することができるので、複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制でき、除去速度も高速化することができる。

このとき、前記粘着シートは、紫外線を照射されると粘着力が低下するＵＶテープであることが好ましい。

このようなものであれば、欠陥チップを吸引ノズルで吸引する際、紫外線照射により粘着シートの吸着力を弱めておくことで容易に粘着シートから剥がして確実に吸引ノズル内に吸引することができる。

またこのとき、前記欠陥チップ除去手段は、前記吸引ノズルで吸い込んで回収する前記欠陥チップを前記粘着シートの裏側から突き上げるための突き上げニードルをさらに有するものであることが好ましい。

このようなものであれば、欠陥チップをより確実に回収することができる。

本発明の欠陥検査装置であれば、欠陥検査装置における欠陥チップ除去手段のメカ構成を簡素化することができるので、複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制でき、除去速度も高速化することができる。

本発明の欠陥検査装置の一例を示した概略図である。本発明の欠陥検査装置において、欠陥チップを回収する様子を示した説明図である。従来の欠陥検査装置において欠陥チップを回収する際に用いられている方法を示した説明図である。従来の欠陥検査装置において欠陥チップを回収する際に用いられている他の方法を示した説明図である。従来の欠陥検査装置において欠陥チップを回収する際に生じる不具合を示した説明図である。従来の欠陥検査装置において欠陥チップを回収する際に生じる他の不具合を示した説明図である。

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、従来の欠陥検査装置では欠陥チップを回収する際に、吸着ノズルと突き上げニードルの移動開始のタイミングが合わなかったり、移動速度の合せ込みが不十分な場合、吸着ノズルで吸着しきれず落下したり、突き上げニードルにて欠陥チップを破壊してしまい、装置内や、良品の残るキャリアテープ内に散乱してしまう場合があった。そのため、自動検査終了後にコストの掛かる目視検査等で除去ミスの確認作業を行っていた。また、欠陥チップが装置内部にも散乱し、駆動系の軸等に絡まり、メカ精度を悪化させたり、故障の原因等にもつながっていた。また、欠陥チップの除去速度を高速化する場合、複雑な装置調整や動作ステップの多さから非常に手間の掛かる調整が必要であった。

そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、欠陥チップ除去手段が、欠陥チップを吸い込んで回収するための吸引ノズルを有し、粘着シート上の欠陥チップを吸い込んで吸引ノズル内に直接回収可能なものであれば、欠陥検査装置における欠陥チップ除去手段のメカ構成を簡素化、低コスト化、欠陥チップの除去ミスの発生の抑制、除去速度の高速化が可能になることに想到し、本発明を完成させた。

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の欠陥検査装置の一例を示した概略図である。複数の半導体チップの中に欠陥チップが存在する例を挙げた。図１に示すように、本発明の欠陥検査装置１は、粘着シート２上の半導体チップ３をエクスパンドして保持するための保持手段４と、半導体チップ３の欠陥を検査して欠陥チップ５を検出するための欠陥チップ検出手段６と、該欠陥チップ検出手段６によって検出した欠陥チップ５を除去するための欠陥チップ除去手段７を有している。

欠陥チップ除去手段７は、欠陥チップ５を吸い込んで回収するための吸引ノズル８を有し、粘着シート２上の欠陥チップ５を吸い込んで吸引ノズル８内に直接回収可能なものである。

欠陥チップ除去手段７は、吸引ノズル８で吸い込んで回収する欠陥チップ５を粘着シート２の裏側から突き上げるための突き上げニードル９をさらに有するものであることが好ましい。このようなものであれば、欠陥チップ５をより確実に回収することができる。

さらに、突き上げニードル９で粘着シート２の裏側から欠陥チップ５を突き上げる際に、粘着シート２を裏面から保持するための吸着部１７を設けることができる。例えば、ポンプ（不図示）に接続され、円筒形状の吸着部１７内に突き上げニードル９を配置することができる。そして、突き上げニードル９で粘着シート２の裏側から欠陥チップ５を突き上げる際に、吸着部１７で真空吸着して、粘着シート２を裏面から保持することができる。このようなものであれば、粘着シート２の撓みの影響を小さくすることができるので、突き上げニードル９による欠陥チップ５の突き上げを精度よく行うことができる。

図２は、欠陥検査装置において欠陥チップを回収する様子を示した説明図である。図２に示すように、吸引ノズル８にはポンプ２１が接続されており、これによって粘着シート２上の欠陥チップ５を吸い込んで吸引ノズル８内に直接回収することができる。吸引ノズル８内に回収された欠陥チップ５は、吸引ノズル８と吸引用のポンプ２１との間にある回収ＢＯＸ２２に回収することができる。

吸引ノズル８は、欠陥チップ検出手段６によって欠陥チップ５を検出する時には、半導体チップ３上から退避できるようになっている。

粘着シート２は欠陥チップ５を確実に吸引できるように比較的粘着力の低いものを使用することが好ましい。また特には、粘着シート２は、紫外線を照射されると粘着力が低下するＵＶテープを使用することが好ましい。このようなものであれば、欠陥チップ５を吸引ノズル８で吸引する際、紫外線を照射することで粘着力を弱めておくことができ、欠陥チップ５を粘着シート２から容易に剥がすことができるので、より確実に吸引ノズル８内に吸引することができる。

また、保持手段４としてはグリップリングやダイシングリングを用いることができる。これらのリングは、一般的に常用されているため準備に係るコストが安価であり、また扱いやすく、保持手段４として好適である。

また、保持手段４は、ｘｙ平面のうちｘ方向またはｙ方向のいずれか一方向に平行移動させる保持手段移動手段（Ｘ−Ｙステージ１０）とを備えるものが好ましい。そして、Ｘ−Ｙステージ１０は、保持手段４を真空でチャックする機構、または機械的に押さえる機構とすることが望ましい。Ｘ−Ｙステージ１０の駆動の制御は、例えばパーソナルコンピュータ１５で行うことができる。

欠陥チップ検出手段６は、例えば、少なくとも照明と画像カメラ１１からなるものを用いることが好ましい。照明には、例えば、同軸照明１２や不図示のリング照明等を用いることができる。同軸照明１２の光は、ハーフミラー１３、レンズ１４を介して、半導体チップ３に照射することができる。そして、例えば、パーソナルコンピュータ１５を用いて、検査対象の半導体チップ３からの反射光を画像カメラ１１で撮像した画像の画像処理を行い、この結果に基づいて、半導体チップ３の欠陥の判定を行うことができる。

また、欠陥チップ検出手段６は画像カメラ１１で撮像された画像や、パーソナルコンピュータ１５で画像処理された画像を表示するモニター１６を有することができる。

なお、検査対象となる半導体チップ３は特に限定されず、例えばＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＧａＰ、ＧａＡｓＰなどの化合物半導体から形成される貼り合わせウェーハにＡｕ系ｐ型及びｎ型のオーミック電極を形成し、任意のサイズに個片化（チップ化）した発光ダイオードチップとすることができる。

このような本発明の欠陥検査装置であれば、従来の欠陥検査装置における欠陥チップを吸着して持ち上げる除去動作のステップを省略することができるので、複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制させることができ、さらに除去速度も高速化することができる。また、メカ構成を簡素化することができるので装置の製作費を抑制することができる。

上記のような、本発明の欠陥検査装置を用いた、欠陥チップの除去方法の一例を以下に簡単に説明するが、本発明はこれに限定されない。

まず、図１に示すように、保持手段４で、粘着シート２上の検査対象となる半導体チップ３をエクスパンドして保持する。次に、欠陥チップ検出手段６によって、半導体チップ３の欠陥を検査して欠陥チップ５を検出する。そして、欠陥チップ除去手段７で、欠陥チップ検出手段６によって検出した欠陥チップ５を除去する。このとき、欠陥チップ除去手段７の吸引ノズル８を用い、粘着シート２上の欠陥チップ５を吸い込んで吸引ノズル８内に直接回収し、さらには、図２に示すように回収ＢＯＸ２２へ回収する。

このような欠陥チップの除去方法であれば、欠陥検査装置における欠陥チップ除去手段のメカ構成を簡素化することができるので、複雑な装置調整を必要とせず低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制でき、除去速度も高速化することができる。

以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例）
図１に示すような本発明の欠陥検査装置にてＡｌＧａＩｎＰやＧａＰから構成される５種類（サンプル１〜５）の発光ダイオードの欠陥検査及び欠陥チップの除去を行った。

予め不良品の欠陥チップをそれぞれ１００個用意し、検査及び除去を行い、回収できた欠陥チップの個数をカウントした。このときの結果を下記の表１に示した。なお表１には、後述する比較例の結果も併せて記した。

（比較例）
従来の欠陥検査装置を用いて、図３に示すような方法で欠陥チップの回収を行ったこと以外は実施例と同様にして発光ダイオードの欠陥検査及び欠陥チップの除去を行った。

その結果、表１に示したように、実施例では、欠陥チップを１００％回収することができたのに対し、比較例における欠陥チップの回収率の平均は８３％であった。

このように本発明の欠陥検査装置では、従来の欠陥検査装置における欠陥チップを吸着して持ち上げる除去動作のステップを省略することができるので、複雑な装置調整を必要としないため低コストで、欠陥チップの除去ミスの発生を抑制することができた。さらに、実施例における欠陥チップの除去速度は、比較例に比べて早かった。

また、実施例の欠陥検査装置では、比較例の欠陥装置に比べてメカ構成を簡素化することができたので、装置の製作費を抑制することができた。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…欠陥検査装置、２…粘着シート、３…半導体チップ、４…保持手段、
５…欠陥チップ、６…欠陥チップ検出手段、７…欠陥チップ除去手段、
８…吸引ノズル、９…突き上げニードル、１０…Ｘ−Ｙステージ、
１１…画像カメラ、１２…同軸照明、１３…ハーフミラー、１４…レンズ、
１５…パーソナルコンピュータ、１６…モニター、１７…吸着部、
２１…ポンプ、２２…回収ＢＯＸ。

Claims

半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを除去する欠陥検査装置であって、
粘着シート上の半導体チップをエクスパンドして保持するための保持手段と、前記半導体チップの欠陥を検査して欠陥チップを検出するための欠陥チップ検出手段と、該欠陥チップ検出手段によって検出した前記欠陥チップを除去するための欠陥チップ除去手段とを有し、
前記欠陥チップ除去手段は、前記欠陥チップを吸い込んで回収するための吸引ノズルを有し、前記粘着シート上の前記欠陥チップを吸い込んで前記吸引ノズル内に直接回収可能なものであることを特徴とする欠陥検査装置。
前記粘着シートは、紫外線を照射されると粘着力が低下するＵＶテープであることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
前記欠陥チップ除去手段は、前記吸引ノズルで吸い込んで回収する前記欠陥チップを前記粘着シートの裏側から突き上げるための突き上げニードルをさらに有するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の欠陥検査装置。