JP6073654B2 - ピックアップ方法およびピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハから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工程は、通常、次のように行なわれる。良品チップをピックアップ位置に配置し、この配置された良品チップの画像を取り込み、この画像に基づいて良品チップの位置決めを行ない、その後にこの良品チップをピックアップする。

特開２０１０−３４３３３号公報

ところで、このピックアップ工程では、ピックアップ位置に配置されるチップがずれることによって、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。電気的検査の良品と不良品は、形成パターンが同じため、ピックアップ装置のチップ認識では見分けが付かない。従って、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。

マップズレが発生した場合、チップの列の端における非成形チップ、ミラーチップ等がピックアップ位置に配置され、チップが認識できずに、装置がエラー停止することがある。しかし、このエラー停止は、チップ列の端がピックアップ位置に配置されるまでは起こらない。

また、このようなマップズレに対して、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も、チップ列の端にあるチップを画像認識するので、チップ列の端がピックアップ位置に配置されるまでは、マップズレを検出できない。

本発明は、上記事情に鑑み、マップズレを可及的速やかに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、ウエハにおけるチップの位置情報を有するマップデータを取得し、このマップデータに基づいてウエハから順次チップをピックアップする方法において、１枚のウエハのピックアップ工程中に、少なくとも１つのチップがピックアップ位置に配置される配置工程と、この配置工程にてピックアップ位置に配置されたチップとその周辺領域の画像が取り込まれる画像取込工程と、この画像取込工程にて取り込まれた画像に基づいて周辺領域におけるチップの有無情報が取得される情報取得工程と、この情報取得工程にて取得されたチップ有無情報と前記マップデータに基づく情報とが照合される情報照合工程と、この情報照合工程の照合結果に基づいてチップがずれたか否かが判定される判定工程とを備えた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、ピックアップ位置に配置されるチップとその周辺領域を利用してマップズレの判定を行なうことができる。このピックアップ位置に配置されるチップは任意のチップとすることができる。従って、このチップの設定の自由度が大きく、その位置や数を調整することによって、マップズレを可及的速やかに検出することが可能となる。

上記の方法において、ピックアップ位置のチップが、良品チップであって、画像取込工程で取り込まれた画像に基づいて位置決めされた後にピックアップされてもよい。

この方法であれば、従来でも行なわれていた良品チップの画像の取り込みを利用するので、従来の装置に適用することが容易である。そして、この方法において情報取得工程から判定工程までが、良品チップの位置決めからピックアップまでの工程に対して同時進行部分を有すれば、ピックアップ工程に要する時間を短縮することができる。

上記何れかの方法において、判定工程でずれたと判定された場合に、ピックアップが停止されてもよい。

この方法であれば、不良品チップがピックアップされることを速やかに抑止できる。

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、マップズレを可及的速やかに検出することができ、これにより、マップズレが発生した時に不良チップがボンディングされて後の工程に流出することを防止することができる。

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。 本発明に係るピックアップ方法の主要部のフローチャートを示す図である。 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、（Ａ）が、ピックアップ工程全体を示し、（Ｂ）が、チップのズレを検出する工程を示す。

以下、本発明を実施するための形態について図に基づき説明する。

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、例えばリードフレーム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１３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の特徴部分について図１、図４、図５を参照しながら詳述する。

図１は、本実施形態のピックアップ方法が使用されているピックアップ工程中のウエハ１０の状態を示す。

なお、図１には、説明のため、ピックアップ工程前のウエハ１０上のチップ２を全てマップ状に示している。太い線で囲まれる領域Ｒのチップ２が、これからピックアップ位置に配置されるものである。領域Ｒ以外のチップ２が、ピックアップ位置に既に配置されたものであり、その一部はピックアップされている。

図１では、ピックアップ工程より前の電気的検査における良品のチップ２で、まだピックアップされていないものをＧとして表示し、電気的検査で不良品のチップ２を×として表示している。そして、良品チップＧがピックアップされた後の状態を○と表示している。そして、なお、良品チップＧのうち、次にピックアップ予定のものを特にＧｐ（二重枠内参照）と示している。

なお、不良品チップ×は、ピックアップ位置に存在する時間は非常に短く、実質的にはピックアップ位置を通過するが、本発明では、この不良品チップ×のピックアップ位置の通過も、ピックアップ位置に配置されるという概念に含めるものとする。

ピックアップ工程の前では、ウエハ１０には、オリエンテーションフラット（ＯＦ）を下側にした状態で、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。

本実施形態では、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Ｇを順次ピックアップしていく。つまり、この順番でチップ２は、ピックアップ位置に順次配置される。

図１のようなマップ状に良品チップＧと不良品チップ×等を示すために必要なウエハ１０における良品チップＧと不良品チップ×等の位置情報を以下マップデータと呼ぶ。このようなマップデータは、例えば電気的検査の工程で作成され、ピックアップ工程で取得される。

図１において二重枠で囲まれた領域は、確認用カメラ６で画像を取り込む領域（認識視野）を示す。画像を取り込む領域は、本実施形態では、３×３のマトリックス状であるが、これに限定されるものではなく、複数個のチップを含む領域であればよい。

図４に示すように、本発明の実施形態に係るピックアップ方法は、配置工程Ｐ１、画像取込工程Ｐ２、情報取得工程Ｐ３、情報照合工程Ｐ４、判定工程Ｐ５を主要な要素とする。

配置工程Ｐ１では、１枚のウエハ１０のピックアップ工程中に、良品チップＧｐがピックアップ位置に配置される。画像取込工程Ｐ２では、図１の二重枠内における配置工程Ｐ１にてピックアップ位置に配置された良品チップＧｐとその周辺領域の画像が取り込まれる。

情報取得工程Ｐ３では、画像取込工程Ｐ２にて取り込まれた画像に基づいて周辺領域におけるチップ２の有無情報が取得される。情報照合工程Ｐ４では、情報取得工程Ｐ３にてチップ有無情報とマップデータに基づく情報とが照合される。判定工程Ｐ５では、情報照合工程Ｐ４の照合結果に基づいてマップズレが発生したか否かが判定される。

次に、図５に基づいて本発明の実施形態のピックアップ方法を更に詳細に説明する。

図５（Ａ）に示すように、まず、取得されたマップデータに基づいて、ＸＹテーブル１３によって、ウエハ１０内の良品チップＧｐがピックアップ位置に配置される（Ｓ１）。この工程が上記の配置工程Ｐ１に相当する。

次に、確認用カメラ６によって、図１で示す二重枠内の画像が取り込まれる（Ｓ２）。この工程が、上記の画像取込工程Ｐ２に相当する。

ピックアップ位置に配置された良品チップＧｐについては、次に、この画像に基づいて位置決めがなされる（Ｓ３）。詳述すれば、取り込まれた画像上で良品チップＧｐの位置が検出される。そして、この検出された位置情報に基づいて、ＸＹテーブル１３によって、良品チップＧｐは、その位置が微調整（位置補正）される。この位置補正により、良品チップＧｐは、コレット４に適切に吸着される位置に位置決めされる。

そして、良品チップＧｐは、コレット４に吸着され、ピックアップされる（Ｓ４）。そして、ウエハ１０内の領域Ｒ内に、良品チップＧが残存しているか否かが判定される（Ｓ５）。良品チップＧが残存していなければ、このウエハ１０に対するピックアップ工程は完了である。良品チップＧが残存していれば、その良品チップＧに対してピックアップ位置に配置（Ｓ２）からピックアップ（Ｓ４）までが繰り返される。

一方で、図５（Ｂ）に示すように、画像取り込み（Ｓ２）の後、二重枠内の良品チップＧｐ以外の領域（以下、良品チップＧｐの周辺領域と記す）について、画像に基づいてチップの有無情報が取得される（Ｓ６）。この工程が、上記の情報取得工程Ｐ３に相当する。ここで、チップの有無情報とは、ピックアップ工程前にチップが存在する位置にチップが有るか無いかの情報である。

このチップの有無情報の取得は、具体的には次のように行なわれる。取り込まれた画像上の良品チップＧｐの周辺領域に対して、ピックアップ工程前にチップが存在する位置で、チップの検出が行なわれる。その結果、チップが検出された場合には、その位置にチップが有るという情報が取得され、チップが検出されない場合には、その位置にチップが無いという情報が取得される。

例えば、マップズレが発生していなければ、図１に示す周辺領域では、領域Ｒ内の良品チップＧ（右下）と、不良チップ×（上中央、左横、中央）の位置にチップが有るという情報が取得される。そして、ピックアップされた良品チップＧが存在していた位置○（左上、右上、右横、左下）にはチップが無いという情報が取得される。

そして、取得されたチップ有無情報が、マップデータに基づく情報と照合される（Ｓ７）。この工程が、上記の情報照合工程Ｐ４に相当する。ここで、マップデータに基づく情報とは、マップデータに基づいて予め作成された良品チップＧｐの周辺領域におけるチップの有無情報である。この照合結果に基づいてマップズレが発生したか否かが判定される（Ｓ８）。この工程が上記の判定工程Ｐ５に相当する。これらのチップ有無情報が一致していれば、マップズレは発生していないとして、ピックアップは続行される（Ｓ９）。そして、チップ有無情報が一致していなければ、マップズレが発生したとして、ピックアップが停止される（Ｓ１０）。

以上説明した本実施形態のピックアップ方法では、ピックアップ位置に配置される良品チップＧｐとその周辺領域を利用してマップズレの判定を行なうことができる。このピックアップ位置に配置される良品チップＧｐは、全ての良品チップＧとしている。従って、マップズレを可及的速やかに検出することが可能となる。

また、有無情報取得（Ｓ６）から判定工程（Ｓ８）までが、良品チップＧｐの位置決め（Ｓ３）からピックアップ（Ｓ４）までの工程に対して同時進行部分を有する。これによって、ピックアップ工程に要する時間を短縮することができる。

また、マップズレが発生した場合には、ピックアップが停止される。これにより、不良品チップ×がピックアップされることを速やかに抑止できる。

なお、有無情報取得（Ｓ６）、情報照合（Ｓ７）、判定（Ｓ８）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。

上記実施形態では、有無情報取得（Ｓ６）から判定（Ｓ８）までの工程（以下、マップズレの検出工程と記す）は、ウエハ１０の良品チップＧの全てに対して実施されるようになっている。しかし、本発明はこれに限定されず、一部の良品チップＧに対して実施されてもよい。この場合、マップズレの検出工程の処理に要する時間を削減できるので、ピックアップ工程にかかる時間を短縮できる。

一方で、マップズレの検出工程を実施する良品チップＧを増加させれば、マップズレを早く検出することが可能となり、不良品×がピックアップされることを抑止できるので、生産効率を向上することができる。

また、マップズレの検出工程を実施する良品チップＧを増加させれば、マップズレが始まったチップをある程度把握できる。つまり、マップズレが検出された時の検出工程を実施した良品チップＧの位置と、その前にマップズレが検出されなかった検出工程を実施した良品チップＧの間で、マップズレが発生したことになる。マップズレが始まる前にボンディングしたチップの分を後の工程に流せば、生産効率を向上することができる。

また、マップズレの検出工程の実施は、良品チップＧがピックアップ位置に配置された時に限定されることはない。例えば、不良品チップ×がピックアップ位置に配置された時に、画像を取り込んでマップズレの検出工程が実施されてもよい。

また、上記実施形態では、マップズレが検出された場合、ピックアップが停止されるように設定されていたが、ピックアップを停止せずに、マップズレが生じている状態でピックアップされたチップを記憶し、後の工程で分別するようにしてもよい。

２ チップ
１０ ウエハ
Ｇ 良品チップ
Ｇｐ ピックアップ位置に配置された良品チップ
× 不良品チップ
○ 良品チップがピックアップされた領域
Ｐ１ 配置工程
Ｐ２ 画像取込工程
Ｐ３ 情報取得工程
Ｐ４ 情報照合工程
Ｐ５ 判定工程

Claims (3)

1. ウエハにおけるチップの位置情報を有するマップデータを取得し、このマップデータに基づいてウエハから順次チップをピックアップする方法において、
   １枚のウエハのピックアップ工程中に、少なくとも１つのチップがピックアップ位置に配置される配置工程と、
   この配置工程にてピックアップ位置に配置されたチップとその周辺領域の画像が取り込まれる画像取込工程と、
   この画像取込工程にて取り込まれた画像に基づいて周辺領域におけるチップの有無情報が取得される情報取得工程と、
   この情報取得工程にて取得されたチップ有無情報と前記マップデータに基づく情報とが照合される情報照合工程と、
   この情報照合工程の照合結果に基づいてチップがずれたか否かが判定される判定工程とを備え、
   前記情報取得工程から前記判定工程までが、良品チップの位置決めからピックアップまでの工程に対して同時進行部分を有し、
   前記ピックアップ位置のチップが、良品チップであって、前記画像取込工程で取り込まれた画像に基づいて位置決めされた後にピックアップされることを特徴とするピックアップ方法。
2. 判定工程でずれたと判定された場合に、ピックアップが停止される請求項１に記載のピックアップ方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載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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