JPH0240933A - 半導体チップの位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一次元ＣＣＤ等のように細長い半導体チップを
位置決めする方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体チップの位置決め方法として、第６図に示
す装置が使用されている。即ち、ＸＹθス・デージ３，
４．５上に保持されたシート１上に半導体チップ２を乗
せ、このチップ２を光学系６を通して工業用カメラ７に
画像を取込み電気信号に変換している。そして、この電
気信号をＡ／Ｄ変換器８を通し、スライスレベルにより
二値化して画像取込み全域にわたり記録し、この記録さ
れた画像信号を取出して特定の認識アルゴリズムに基づ
いて認識結果を演算部９により算出する。制御部２０は
認識結果に基づいてＸＹθステージ３゜４．５の駆動用
パルスモータ−１０，１１，１２に移動指示を行ない、
半導体チップ２を所要位置に位置決めしている。

ところで、このような位置決め装置を用いてラインセン
サとして用いられる一次元ＣＣＤのような細長い半導体
チップ（例えば、１　ｍｍ　Ｘ　５０ｍｍ　）を位置決
めする場合には、第７図に示す方法が採用されている。

即ち、チップ２の端部１５ａと１５ｂの画像１６をＹス
テージ４の移動により取込み、その画像１６内の端部１
５ａ、１５ｂとクロスライン１４ａ。

１４ｂとの位置関係とＹステージ４の移動距離２により
チップ２の中心線１９とクロスライン１４ａ。

１４ｂとの傾きθ、が画像演算部９により算出される。

ここでチップ２の端部１５ａから１５ｂへの画像を取込
むためのＹステージ４の移動方向及び移動距離ｌは、予
め制御部２０に設定されている。

なお、Ｃはチップ中心である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体チ・ノブの位置決め方法では、端
部１５ａから端部１５ｂへのＹステージ４の移動方向及
び移動距離は予め設定されているので、半導体チップが
長くなる程、移動方向とチ・ノブの長手方向中心線との
傾きによる端部の画像取組み位置と実際の端部１５ｂの
位置がずれていくことになり、端部１５ｂの画像取込み
は困難となり、位置決め不可能になるという問題がある
。

また、従来の半導体チップの位置決め方法では、シート
上に配列されたチップ全てがほぼ平行に（短辺：長辺＝
ｔ：ＳＯの場合　約±０．６°以内）並べられているこ
と及びシートのセットをシート上のチップが予め設定さ
れた移動方向と向きをほぼ一致するようにセットする（
同様に約±０．６’以内）ことが、このような細長いチ
ップを位置決めする際の必要条件となり、シート上のエ
キスバンド及びシートのセット作業は上記条件を満たす
ことが困難であり、工数増大につながるおそれもある。

本発明は確実な位置決めを実現可能にした半導体チップ
の位置決め方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体チップの位置決め方法は、平面移動可能
なステージ上に置かれたチ・ンプを垂直方向からカメラ
で撮像し、この取込画像から得られる画像情報や相対位
置寸法を演算処理して該チ・ンプの位置決めを行う方法
において、取込画像内には少なくとも一方向に配列した
複数の部分領域センサを設け、この部分領域センサによ
りチップの一方の端部を捕捉し、かつこの部分領域セン
サでチップを捕捉しながらステージを移動させてチップ
の他方の端部を捕捉し、これら両端部の情報に基づいて
チップの位置決めを行っている。

〔作用〕

上述した方法では、部分領域センサによりチップを常に
捕捉するので、細長いチップの場合でもチップの端部を
確実に取込画像内に捕捉でき、チップの位置決めを確実
なものとする。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）乃至第１図（ｈ）は本発明の第１実施例方
法を工程順に示す図であり、位置決めするチップの端部
の画像を示す図である。

ここで、この実施例で対象とする半導体チップは、第３
図のように、半導体ウェハからダイシングされた後、シ
ート１上にエキスバンドされたラインセンサチップ２で
例示している。また、このチップ２を第６図に示した位
置決め装置で取込むことにより、第１図の画像が得られ
る。

なお、第３図のチップ２はエクスパンドされてその配列
状態が乱れていること及びシート１上での保持状態のば
らつき、光学系６の倍率が精度の向上のために高倍率と
なっているため画像取込範囲がチップの一部領域でしか
ない５等の理由によりシート１上のチップ２の各端部１
５ａ、１５ｂの画像を取込むには同一チップの端部から
端部への移動時にチップを画像取込範囲内に捕捉し続け
なければならない。

また、この取込画像では、第２図に示すように、取込画
像１６に対応して部分領域センサ１３ａ。

１３ｂ及びクロスライン１４ａ、１４ｂを配設している
。また、取込画像１６上に設定されたクロスライン１４
ａ、１４ｂとＸＹステージ３．４の各軸をθステージ５
が機械原点位置にある状態で平行となるように、及びク
ロスライン１４ａ。

１４ｂの交点であるクロスポイント１７とθステージ５
の回転中心を同一となるように、工業用カメラ７とＸＹ
θステージ３，４．５の位置関係が予め精密に調整され
ている。また、画像情報は、スライスレベルとの比較に
よりペレットは明、その他のｆｉＪ［Ｍは暗の二値化画
像状態となるように図示しない同軸照明及び斜光照明の
照度、照明範囲の調整が成されている。更に、部分領域
センサ１３ａ、１３ｂはその面積の予め設定された割合
以上に明の部分で占有された場合にオン状態とし、それ
以下の場合はオフ状態となるように論理を組んである。

なお、第１図の紙面に向かって右方向を＋Ｘ。

上方向を＋ｙと規定する。

以下、第１図（ａ）乃至第１図（ｈ、）により本発明方
法を具体的に説明する。

先ず、第１図（ａ）に示す位置関係にチップ２の端部１
５ａが取込画像１６上にある状態から部分領域センサ１
３ａと１３ｂが同時にオンするまでＹステージ４を＋ｙ
Ｘ方向移動させる。実際には、画像取込みを行いＹステ
ージ４が停止するまでに、多少時間がかかるためにＹス
テージ４は第１図（ｂ）に示すようにオーバーランして
停止する。

このとき、θステージ５が機械原点でない場合は、θス
テージ５のリセットを行い、θステージ５を機械原点に
戻しておく。

次に、第１図（ｃ）のように、部分領域センサ１３ａが
オン状態からオフ状態になるまでＹステージ４を−ｙＸ
方向移動させ、停止後チップ２の上端１８ａを検出し、
クロスポイント１７より＋Ｘ、−ＸＸ開−チップ端まで
の距離ｘｌｌＩ＋　　ＸＩＬを検出し、Ｘ方向のチップ
２の中心位置Ａを求める。

続いて、第１図（ｄ）のように、Ｘステージ３を移動さ
せ、クロスポイント１７とチップ２上のＸ方向中心位置
Ａが一致するように位置決めを行った後、チップ２の上
端１８ａを検出し、チップ２上の位置Ａからの距離ｙ１
を検出する。

次に、第１図（ｅ）のように、Ｙステージ４を＋ｙＸ方
向移動させ、部分領域センサ１３ｂがオフ状態となった
らＹステージ４を停止させる。ここで再びクロスポイン
ト１７より＋χ、−Ｘ方向のチップ端までの距離Ｘ　ｔ
ｌＬ、　　Ｘ　！Ｌを検出し、Ｘ方向のチップ２の中心
位置Ｓを求める。

次いで、第１図（ｆ、）のように、Ｘステージ３を移動
させ、クロスポイント１７とチップ２上のＸ方向中心位
置Ｓが一致するように位置決めを行った後、部分領域セ
ンサ１３ｂがオフ状態でない場合、チップ２の端部１５
ｂが未だ取込画像１６内のクロスポイント１７付近に存
在しないと判断してＹステージ４を＋ｙＸ方向移動させ
る更に、第１図（ｇ）のように、部分領域センサ１３ｂ
がオン状態からオフ状態になるまてＹステージ４を＋ｙ
Ｘ方向移動させる。停止後、再びクロスポイント１７よ
り＋Ｘ、−ＸＸ開−チップ端までの距離Ｘ　３１１．　
　Ｘ　３Ｌを検出し、Ｘ方向のチップの中心位置Ｂを求
める。

しかる上で、Ｘステージ３を移動させ、クロスポイント
１７とチップ２上のＸ方向中心位置Ｂが一致するように
位置決めを行った後、部分領域センサ１３ｂがオフ状態
でない場合、チップ２の端部１５ｂが未だ取込画像１６
内のクロスポイント１７付近に存在しないと判断し第１
図（ｆ）の状態に戻る。また、部分領域センサ１３ｂが
オフ状態の場合、にはチップ２の下端１８ｂが検出し、
第１図（ｈ）のように、チップ２上の位置Ｂからの距離
ｙ２を検出する。

ここでチップ２の長さＬは第４図の関係がら次のように
求まる。

Ｌ＝Ｘ”　＋Ｙ”　＋　Ｄ＋　十ｙｚ　）　　ｃｏｓθ
但し、Ｘ：Ｘステージ３が第１図（ｄ）がら（ｈ）まで
に移動した距離。Ｙ：Ｙステージ４が第１図（（ｆ）か
ら第１図（ｈ）までに移動した距離。θ：チップ２の中
心線１９とθステージ５が機械原点にある時のＹステー
ジ４の移動軸との間のＩ頃き（θ＝　ｔａｎ−’　（Ｙ
／Ｘ）　）。

ここに上記計算式で求まるチップ長さしと既知のチップ
２の長さを比較し、成る範囲の数値内に両者の差が収ま
っている場合、チップ端面と判定する。

次に既知の位ｆＢとチップ２の中心位置Ｃとの距離り、
−０，のＸ方向成分ＬｆＡ−Ｃ）ｘとｙ方向成分Ｌ（ｍ
−ｃ＋ｙは次のように求まる。

Ｌ　（１−Ｃ）　Ｘ＝Ｌ／２　　′ｓｉｎ　　θ−Ｘｂ
Ｌ　（１−Ｃ）　ｙ＝Ｌ／２　　・ｃｏｓ　θ−ｙｂた
だし、Ｘｂ＝７ｓ　ｓｉｎ　／？ｃｏｓ　θｙｂ　＝Ｙ
ｚ　ｃｏｓ”θ ＸＹステージ３．４を各々Ｌ　（１−Ｃ）　ＸＩ　　Ｌ
　（１−ＣＩ　Ｖの距離分移動させ、クロスポイント１
７とチップ２の中心位置Ｃが一致するように位置決めを
行うと共に、Ｙステージ４の移動軸とチップ２の中心線
１９との間の傾き分をθステージを回転させて０°とな
るように位置決めを行う。

以上はＹステージ４を−ｙＸ方向ら＋ｙへ移動させたが
、逆にＸ方向から−ｙＸ方向と移動させた場合も、部分
領域センサ１３ａ、１３ｂの論理或いはＸＹθステージ
３，４．５の動作を必要に応じて反転させることにより
、位置決めは同様に可能である。

第５図は本発明の第２実施例を示しており、ここでは取
込画像１６内に設定した部分領域センサ１３ａ’　、１
３ｂ’　、１３ｃ’　、１３ｄ’及びクロスライン１４
ａ′、１４ｂ’を示している。なお、部分領域センサ１
３ａ’　、１３ｂ’　、１３ｃ’１３ｄ′の位置はクロ
スポイント１７に対し、Ｘ方向及びＸ方向に対称に合計
４個設けられている。

この実施例ではＸ方向に設けられた２つの部分領域セン
サ１３ｃ’、１３ｄ’により、ラインセンサ等の長尺の
チップがその長手をＸ方向に並べられた場合にも対応で
き、チップの長手方向の中心線がｙ軸と平行をなす位置
決めも行う場合に必要となる。

この実施例の場合、細長いチップが第１実施例のように
その長手方向中心線をｙ軸と略平行に位置決めしたい場
合には、第１実施例で述べた通りであり、またチップの
長手方向中心線をｙ軸と平行に位置決めしたい場合には
、部分領域センサ１３ａ’、１３ｂ’を使用し、ＸＹθ
ステージ３゜４．５の動作を必要に応じて反転させるこ
とにより位置決めを同様に行うことができる。

なお、本発明はチップを単に位置決めするのみではなく
、チップのグイボンディングや選別等の自動化にも応用
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、取込画像内に少なくとも
一方向に配列した複数の部分領域センサを設け、この部
分領域センサによりチップを捕捉しながらステージを移
動させてチップ全体を認識しているので、細長いチップ
の場合でもチップ全体を認識してその位置決めを行うこ
とができる。

これにより、確実なチップの位置決めを実現し、かつシ
ート上のチップのエキスバンド等のセット作業を不要に
でき、作業性を改善することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至第１図（ｈ）は本発明の位置決め方法
を工程順に示す取込画像の図、第２図は取込画像を示す
図、第３図はシート上に置かれたチップを示す平面図、
第４図は位置決めするチップの中心位置を算出するため
の各寸法関係を示す図、第５図は本発明の第２実施例に
おける取込画像の図、第６図は位置決め装置の全体構成
を示す斜視図、第７図は従来のチップ位置決め方法にお
けるチップの各寸法関係を示す図である。 ｌ・・・シート、２・・・チップ、３・・・Ｘステージ
、４・・・Ｙステージ、５・・・θステージ、６・・・
光学系、７・・・工業用カメラ、８・・・Ａ／Ｄ変換器
、９・・・演算部、１０．１１．１２・・・パルスモー
タ、　　　１３ａ。 １３ｂ、１３ａ’、１３ｂ’、１３ｃ’　　　１３ｄ’
・・・部分領域センサ、１４ａ、１４ｂ、１４ａ’１４
ｂ′・・・クロスライン、１５ａ、１５ｂ・・・チップ
の端部、１６・・・取込画像、１７・・・クロスポイン
ト、１８ａ・・・上端、１８ｂ・・・下端、１９・・・
チップ中心線、２０・・・制御部。 第１ 図 １３ｔ） ＩＬ ＩＲ 第 図 （ｈ） 第 図 ］３Ｉ） 第２ 図 第 図 第７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、平面移動可能なステージ上に置かれたチップを垂直
   方向からカメラで撮像し、この取込画像から得られる画
   像情報や相対位置寸法を演算処理して該チップの位置決
   めを行う方法において、取込画像内には少なくとも一方
   向に配列した複数の部分領域センサを設け、この部分領
   域センサによりチップの一方の端部を捕捉し、かつこの
   部分領域センサでチップを捕捉しながらステージを移動
   させてチップの他方の端部を捕捉し、これら両端部の情
   報に基づいてチップの位置決めを行うことを特徴とする
   半導体チップの位置決め方法。