JP4151816B2 - 半導体製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はダイボンディング装置等の半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ダイボンディング装置において、半導体チップをウエハシートから取出す半導体チップ突き上げ装置では、特開平11-345865号公報に記載の如く、ウエハシート上の半導体チップを透明支持部材の上に配置し、半導体チップをウエハシートを介して裏面側からバックライト照明し、半導体チップを影絵の状態で撮像し、結果として該半導体チップの位置や形状を検出するものが提案されている。この従来技術によれば、半導体チップを撮像装置の側(表面側)から照明し、表面の反射光を撮像するものに比して、表面の凹凸や反射率等の状態変化に無関係に常に変化の少ない高コントラストの安定した画像を撮像できるものとされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術では、透明支持部材の周囲の側方から光を導いて該支持部材の内部から上方の半導体チップを裏面側から照明するものであり、以下の問題点がある。即ち、光源からの光は支持部材に向けて照射されるが、照射された光の一部は上方へ向かうものの、他の一部は水平又は下方へ向かう。光源の近くでは上方へ向かう光量が比較的多いが、光源から離れるに従い、光の直進性により上方へ向かう光量は減少する。このため、支持部材の全体において、半導体チップを照明するに充分な上向きの光量を確保するには、光源の出力を大きくする必要があり、装置構成が大型になる。
【0004】
本発明の課題は、支持部材に支持された半導体チップを裏面側から照明して半導体チップを影絵の状態で撮像するに際し、光源からの光を効率よく半導体チップに照射することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、半導体チップを支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、前記半導体チップに対して前記支持部材とは反対側に配置され、前記支持部材に支持された半導体チップの周辺の支持部材透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置とを有してなる半導体製造装置において、前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物である。
【0006】
請求項2の発明は、半導体チップを搭載しているウエハシートを半導体チップ搭載面の裏面より支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、前記半導体チップに対して前記ウエハシートとは反対側に配置され、前記ウエハシートを介して前記支持部材に支持された半導体チップの周辺のウエハシート透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置と、前記半導体チップを前記ウエハシートの半導体チップ搭載面の裏面側より突き上げる突き上げ手段と、突き上げ手段に突き上げられた半導体チップをピックアップしてウエハシートから取出すピックアップ手段とを有してなる半導体製造装置において、前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物である。
【0007】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設されたものである。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【作用】
請求項1、2の発明によれば下記(a) 、 (b)の作用がある。
(a)照明装置が光源からの光を支持部材の表面に導く反射部材を備えた。従って、光源からの光はほとんど全てが反射部材により支持部材の表面、ひいては半導体チップに向けて導かれるものとなり、光源からの光を効率よく半導体チップに照射できる。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
(b)支持部材の内部に反射性粒状物を埋設してこれを反射部材とすることにより、構成を簡素にできる。
【0016】
請求項3の発明によれば下記(c)の作用がある。
(c)反射性粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設されるものとすることにより、光源から遠方になるために到達光量が少なめになる支持部材の中央で反射光量は多めになり、結果として、支持部材の全体で半導体チップを照明するに十分な反射光量を生成できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は参考形態の半導体製造装置を示す断面図、図2は半導体チップを撮像した画像を示す模式図、図3は本発明実施形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【0018】
(参考形態)(図1、図2)
半導体製造装置10は、半導体チップ1を搭載している透明或いは半透明なるウエハシート2から半導体チップ1を取出し、この半導体チップ1をリードフレームにボンディングする。このとき、半導体製造装置10は、半導体チップ1の位置を読取る作業と、半導体チップ1をウエハシート2から突き上げる作業と、突き上げられた半導体チップ1を取出す作業とがなされる。
【0019】
半導体製造装置10は、半導体チップ1を搭載しているウエハシート2を保持するウエハシート保持部(不図示)を有し、このウエハシート保持部をXY移動装置(不図示)により移動し、各半導体チップ1を突き上げ作業位置に位置付ける。尚、ウエハシート保持部は、ウエハシート2を引き伸ばした状態で保持し、ウエハシート2に搭載された各半導体チップ1の間に微小な間隙を形成可能とされる。
【0020】
半導体製造装置10は、ウエハシート保持部の下方に配置された半導体チップ突き上げ装置11(以下、単に「突き上げ装置」という)を有する。突き上げ装置11は、ウエハシート2の半導体チップ搭載面の裏面を吸着保持可能とする透明又は半透明のガラス、樹脂等からなる支持部材12を有する。支持部材12は支持胴13の上端部に気密に固着される。支持胴13の下端部に気密に固着された底部材14には真空供給口15が設けられ、支持部材12の上面には真空供給口15が供給した真空力を分配されてウエハシート2を吸着保持する環状の吸着溝12Aが形成される。
【0021】
突き上げ装置11は、光源16Aを有し、この光を支持部材12の裏面に導く照明装置16を有する。照明装置16は、支持胴13の側壁に設けられた窓部13Aに接続された光ファイバ17、窓部13Aを密閉するように気密に装着されるガラスレンズ18を備え、光源16Aからの光を支持胴13の内部に導き、更に後述する反射部材26により支持部材12の裏面から内部を通って表面へ導くこととしている。
【0022】
突き上げ装置11は、後述の画像処理装置にて画像処理されて検出された半導体チップ1の重心等の特定位置をウエハシート2の裏面から突き上げる突き上げ針22を有する。突き上げ装置11は、昇降ロッド23を支持胴13の底部材14に設けたブッシュ24から挿入し、昇降ロッド23に固定した針保持部25に突き上げ針22を保持し、突き上げ針22を支持部材12の中央孔からチップ突き上げ方向に突き出し可能としている。
【0023】
半導体製造装置10は、ウエハシート保持部(不図示)の上方に設置され、ウエハシート2を介して支持部材12に支持された半導体チップ1の周辺を上方へと通過する光(ウエハシート透過光)を捕えて該半導体チップ1の画像を取り込む撮像装置21を有する。撮像装置21は、CCDカメラ21A、光学レンズ21Bからなる。
【0024】
半導体製造装置10は、撮像装置21が取り込んだ画像を処理して半導体チップ1の位置や形状を検出する画像処理装置(不図示)を有する。
【0025】
半導体製造装置10は、突き上げ針22に突き上げられた半導体チップ1をピックアップして該半導体チップ1をウエハシート2から取出すピックアップ装置(不図示)を有する。ピックアップ装置は、取出した半導体チップ1をリードフレームのボンディング作業位置へと搬送し、リードフレームにボンディングする。
【0026】
従って、半導体製造装置10にあっては、突き上げ針22による突き上げ作業位置に位置付けられ、ウエハシート2を介して支持部材12に支持された半導体チップ1の画像を撮像装置21により取り込み、この撮像装置21が取り込んだ画像を処理して得られた該半導体チップ1の位置に基づき、ウエハシート2を不図示のXY移動装置により移動調整することで、半導体チップ1の特定位置を突き上げ針22に位置合わせし、そして突き上げ、突き上げられた半導体チップ1をピックアップ装置により取出してボンディングに供する。
【0027】
然るに、半導体製造装置10の照明装置16にあっては、突き上げ針22の針保持部25の45度にカットされた上面に全反射ミラー26Aを貼り付け、この反射ミラー26Aを反射部材26としている。ここで、反射部材26の位置は、図1に示す突き上げ針22が下降状態において、光ファイバ17、ガラスレンズ18によって支持胴13の側方から支持胴13の内部に導かれた光源16Aからの光の光軸が、この反射ミラー26Aにより90度曲げられ上方の支持部材12の裏面、ひいてはその内部を通って表面へ導かれるような位置関係とされる。支持部材12の表面に導かれた光は、ウエハシート2を透過し、更に相隣る半導体チップ1の隙間を上方へと通過し、撮像装置21により捕えられる。撮像装置21が捕えた半導体チップ1の画像は、半導体チップ1の部分が暗く、相隣る半導体チップ1の間の隙間が明るく写り、図2に示す如くの影絵画像になる。この影絵画像は、半導体チップ1の表面の凹凸や反射率等の状態変化に無関係に常に変化の少ない非常に高コントラストの安定した白黒画像である。この画像を画像処理装置で画像処理することにより、半導体チップ1の形状、位置を常に高精度に検出できる。
【0028】
尚、図1において、27はOリングである。
【0029】
本参考形態によれば、以下の作用がある。
(a)照明装置16が光源16Aからの光を支持部材12の表面に導く反射部材26を備えた。従って、光源16Aからの光はほとんど全てが反射部材26により支持部材12の表面、ひいては半導体チップ1に向けて導かれるものとなり、光源からの光を効率よく半導体チップ1に照射できる。
【0030】
(b)突き上げ針22の針保持部25を収容する支持胴13に窓部13Aを設け、該支持胴13に支持部材12を備えるものとしたから、光源からの光を支持胴13の内部に通して支持部材12の表面に導く光路を形成できる。
【0031】
(c)突き上げ針22の針保持部25に、反射部材26を構成する反射ミラー26Aを設けたから、突き上げ装置11の支持胴13の内部に光源16Aを配置することなく、突き上げ針22による突き上げ対象となる半導体チップ1に対し、その突き上げ作業位置で、しかも真下から光源16Aからの光を照射し撮像することができる。このため、突き上げ装置11を大型化することなく良好に半導体チップ1を撮像できる。
【0032】
(d)突き上げ針22の針保持部25に、反射ミラー26Aを設けたことから、突き上げ装置11の構成を複雑にすることのない簡素な構成により、光源16Aからの光を支持部材の表面に確実に導くことができる。
【0033】
(本発明実施形態)(図3)
本発明実施形態が前述した参考形態と異なる点は、照明装置16を照明装置30に代えたことにある。照明装置30は、支持部材12の周辺側壁面に光源31を接続し、光源31の光を支持部材12の表面に導く反射部材32として、支持部材12の内部に分散させて埋設した反射性を有する複数の粒状物32Aを用いたことにある。光源31から支持部材12に照射された光は、支持部材12の内部の粒状物32Aによって反射され、支持部材12の内部からその表面に導かれる。このとき、粒状物32Aは、支持部材12の中央側でより密に分散されて埋設される。
【0034】
尚、反射性粒状物32Aとしては、表面が鏡面研磨された金属球、支持部材12と異なる材質の粒状物(例えばガラスの支持部材12に対し樹脂の粒状物)等を採用できる。
【0035】
本発明実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)支持部材12の内部に反射性粒状物32Aを埋設してこれを反射部材32とすることにより、構成を簡素にできる。
【0036】
(b)反射性粒状物32Aが支持部材12の中央側でより密に分散されて埋設されるものとすることにより、光源から遠方になるために到達光量が少なめになる支持部材12の中央で反射光量は多めになり、結果として、支持部材12の全体で半導体チップ1を照明するに十分な反射光量を生成できる。
【0037】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、実施形態では、半導体チップがウエハシートに搭載されたものを示したが、半導体チップが透明或いは半透明のトレイなどに収納されて供給されるものであっても良く、また、本発明は、半導体製造装置において、半導体チップ突き上げ装置以外の装置にも広く適用できる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、支持部材に支持された半導体チップを裏面側から照明して半導体チップを影絵の状態で撮像するに際し、光源からの光を効率よく半導体チップに照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は参考形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【図2】 図2は半導体チップを撮像した画像を示す模式図である。
【図3】 図3は本発明実施形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ
2 ウエハシート
10 半導体製造装置
11 突き上げ装置
12 支持部材
13 支持胴
13A 窓部
21 撮像装置
22 突き上げ針(突き上げ手段)
26 反射部材
26A 反射ミラー
30 照明装置
31 光源
32 反射部材
32A 粒状物
Claims (3)
- 半導体チップを支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、
光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、
前記半導体チップに対して前記支持部材とは反対側に配置され、前記支持部材に支持された半導体チップの周辺の支持部材透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、
この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置とを有してなる半導体製造装置において、
前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物であることを特徴とする半導体製造装置。 - 半導体チップを搭載しているウエハシートを半導体チップ搭載面の裏面より支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、
光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、
前記半導体チップに対して前記ウエハシートとは反対側に配置され、前記ウエハシートを介して前記支持部材に支持された半導体チップの周辺のウエハシート透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、
この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置と、
前記半導体チップを前記ウエハシートの半導体チップ搭載面の裏面側より突き上げる突き上げ手段と、
突き上げ手段に突き上げられた半導体チップをピックアップしてウエハシートから取出すピックアップ手段とを有してなる半導体製造装置において、
前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物であることを特徴とする半導体製造装置。 - 前記粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設された請求項1又は2記載の半導体製造装置。
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