JPH0429352A - 半導体装置の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ダイオード、トランジスタ等の半導体装置の
製造方法に関し、詳細には、半導体チップの位置検出を
画像認識に基づいて行う工程を有する半導体装置の製造
方法に関する。

［従来の技術］ 第３図に示すように透明粘着シート１上に多数の半導体
チップ（半導体素子）２を配列させることは既に行われ
ている。粘着シート１上の半導体チップ２は一枚の半導
体ウェハを切溝に沿って分割したものであり、第４図に
示すように互いに微小間隙を有して粘着シート１上に配
置されている。

この例の半導体チップ２は、ｐｎ接合を含むメサ型半導
体基体３と、この半導体基体３の一方の主面に設けられ
た光反射性を有する金属から成る第１の電極４と、半導
体基体３の他方の主面に設けられた第２の電極５と、第
１の電極４を囲む傾斜面６に設けられたガラス被覆から
成る絶縁保護膜７とから成る。なお、第４図の最も右側
の半導体チップ２の第１の電極４上に設けられた不良マ
ーク８は先非反射性物質から成り、電気的特性が不良で
あった半導体チップ２に付けられている。

粘着シート１上の半導体チップ２は、第６図に示す画像
認識及びピックアップ装置によって位置検出され且つ所
望位置に移される。第６図の画像認識及びピックアップ
装置は、粘着テープ１が張架されている枠体９を載置す
るための台１０と、半導体チップ２を吸引によってピッ
クアップする真空吸引コレット１１と、吸引すべき半導
体チップ２を押し上げるための抑圧ピン１２と、このピ
ン１２の駆動装置１３と、光源１４と、平行光を得るた
めの凸レンズ１６と、ハーフミラ−１６と、凸レンズ（
対物レンズ）１５と、ＴＶ左カメラ８と、信号処理及び
移動装置１９とから成る。信号処理及び移動装置１９は
点線で囲んで示す可動部２０を移動して吸引コレット１
１及びピン１２と半導体チップ２との相対的位置関係を
調整する。

半導体チップ２の位置検出を行うときには、第３図の枠
体９を載置台１０に配置し、光源１４からの光をハーフ
ミラ−１６を介して半導体チップ２の上面及び半導体チ
ップ２の相互間領域２１にほぼ垂直に投射する。半導体
チップ２の上面に照射された光は半導体チップ２の上面
に形成された電極４の反射表面で反射して、ノ＼−フミ
ラー１６及び凸レンズ１７を通してＴＶ左カメラ８に明
るい画像でとらえられる。一方、半導体チップ２の相互
間領域２１に照射された光は、透明の粘着シート１を透
過するので、半導体チップ２の相互間領域２１に対応す
る部分はＴＶ左カメラ８に暗い画像でとらえられる。半
導体チップ２の傾斜面６の絶縁保護膜７に照射された光
は上方向にほとんど反射しないので、ＴＶ左カメラ８に
暗い画像としてとらえられる。従って、半導体チップ２
の上面の第１の電極４が「白」画素、半導体チップ２の
相互間領域２１及び傾斜面６が「黒」画素となるように
しきい値を決定して二値化データを得ると、第７図に示
すパターンが検出される。また、特性不良の半導体チッ
プ２につけられた不良マーク８は先非反射性であるので
、第７図に示すように「黒」画素として検出される。

今、多数の半導体チップ２がほぼ同一形状に形成されて
いる仮定すれば、第１の電極４に対応した第７図の白画
素領域４ａの中心位置（Ｘ座標、Ｙ座標）をＴＶ左カメ
ラ８の出力に基づいて決定し、この中心に吸引コレット
１１の先端を位置決めすると共に、ピン１２によって第
８図に示すように半導体チップ２の底面を粘着シート１
を介して押し上げて半導体チップ２を粘着テープ１から
剥離する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、多数の半導体チップ２が同一形状を有してい
るとは限らない。即ち、半導体ウェハから多数の半導体
チップ２を分割する時には、第］の電極４を基準にして
目視して分割位置を決定し、ここに切溝を設け、この切
溝に沿って分割する。

従って、分割位置のずれが０．１〜０．５＋Ｉ１ｍ程度
生じる。このような位置ずれが生じると、第４図の真中
の半導体チップに示すように半導体基体３の中央に第１
の電極４が位置しなくなる。要するに、半導体基体３の
中心と第１の電極４の中心とずれが生じる。なお、通常
は同一の半導体ウェハから分割した半導体チップの全部
に同一傾向の位置ずれが生じるが、第４図では位置ずれ
したものと位置ずれしないものとを比較するため、同一
の粘着シート１上に両方の半導体チップ２が配置されて
いる。

第６図の信号処理及び移動装置１つは第１の電極４に対
応する白画素領域４ａを認識し、この中心位置を決定す
るので、第１の電極４の位置ずれが生じている場合には
、第７図に示すように半導体チップ２の中心位置Ｐ１を
検出することが不可能となり、第１の電極４の中心位置
Ｐ２を検出する。この位置Ｐ２の検出に基づいてピン１
２が半導体チップ２の中心からずれた位置を押圧すれば
、粘着シート１から半導体チップ２を円滑に剥離するこ
とが不可能になり、且つ吸引コレット１１で半導体チッ
プ２を安定的に吸着することが不可能になる。また、半
導体チップ２のダイボンディング位置の誤差が生じる。

この様な問題はメサ型半導体チップに限ることなく、電
極周囲に光吸収性保護膜を有するブレーナ型半導体チッ
プにおいても生じる。

そこで、本発明の目的は、半導体チップの位置検出及び
電極パターン検出を正確に行うことができる半導体装置
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、一方の主面に光反
射面を有するように電極が形成され、且つ前記一方の主
面の垂直方向から投射した光の反射の強さが前記電極に
おける反射の強さよりも小さい低光反射領域が前記電極
の光反射面を囲むように形成されている半導体チップの
位置を光学的に検出する工程を含んでいる半導体装置の
製造方法において、前記半導体チップを光透過性物体の
上に配置し、前記半導体チップの前記一方の主面に対し
て垂直に第１の光を投射すると共に、前記光透過性物体
を介して前記半導体チップの他方の主面側から前記半導
体チップの他方の主面及び前記他方の主面の周辺領域に
第２の光を投射し、且つ前記第２の光を前記半導体チッ
プの他方の主面に対して垂直な方向性を有して投射し、
前記第１の光の反射光と前記第２の光の透過光との合成
光を検出し、前記合成光の検出信号に基づいて前記電極
の光反射面及び前記半導体チップの周辺領域が白画素領
域となり、前記低光反射領域が黒画素領域となるように
前記合成光の検出信号を二値化し、この二値化したデー
タに基づいて前記半導体チップの位置検出及び前記電極
のパターン検出を行う工程を有していることを特徴とす
る半導体装置の製造方法に係わるものである。

なお、低光反射領域は傾斜面、光吸収面、又は光散乱面
等で形成することができる。

また、不良半導体チップの電極に光吸収性不良マークを
付けて電極パターンを検出し、良品と不良品とを区別す
ることが望ましい。

［作　用］ 本発明の第１の光は電極パターンの検出（不良マークの
検出）に寄与する。第２の光は半導体チップの位置検出
に寄与する。

［実施例］ 次に、第１図〜第５図を参照して本発明の実施例に係わ
る半導体装置の製造装置及び製造方法を説明する。但し
、第１図において第６図と実質的に同一の部分には同一
の符号を付してその説明を省略する。

第１図の装置で第６図と異なる点は、第１の光源１４の
他に、粘着シート１の下側から上側に向って光を投射す
るための第２の光源２２を設けたことである。第１図及
び第２図の２３は光源とピン吸引口との複合体であって
、第２の光源２２と押圧ピン１２と真空吸引口２４とを
有する。第２図に示すように吸引口２４は外側筒体２５
と内側筒体２６との間に環状に設けられている。第２の
光源２２は複数の光ファイバの出射口が上向きになるよ
うに内側筒体２６の中に配置された複数の光ファイバと
これに光を与える光源（図示せず）とから成る。抑圧ピ
ン１２は内側筒体２６の中心に配置されている。

この装置で半導体チップ２に対して押圧ピン１２及び吸
引コレット１１を位置決めする時には、第６図の従来方
法と同様に、第３図に示す粘着シート１に半導体チップ
２を配置したものを第１図の画像認識及びピックアップ
装置の載置台１ｏ上に置く。そして、粘着シート１の上
側に第１の光源１４から第１の光（例えば可視光）を投
射すると同時に粘着シート１の下側にも第２の光源２２
で第２の光（例えば可視光）を投射する。それぞれの光
はほぼ平行光であって、第３図で破線で囲んで示す領域
に投射される。即ち、この例では９個の半導体チップ２
に第１及び第２の光を同時に投射する。第１の光源１４
の光による半導体チップ２における反射光は第６図の従
来例と同様に生じる。第２の光源２２の光は半導体チッ
プ２の全部で阻止されるが、半導体チップ２の相互間領
域２１で阻止されない。即ち、相互間領域２１は透明な
粘着シート１であるので、第２の光源２２の光はここを
通ってＴＶ右カメラ８に至る。この結果、ＴＶ右カメラ
８には第１の光の反射光と第２の光の粘着シートの透過
光との合成光が入力し、これが二値化されることによっ
て第５図に示すような認識パターンが得られる。即ち、
第１の電極４に対応して白画素領域４ａが得られ、また
相互間領域２１に対応して白画素領域２１ａが得られ、
また傾斜面６に対応して黒画素領域６ａが得られ、また
不良マーク８に対応して黒画素領域８ａが得られる。

半導体チップ２の中心位置（Ｘ座標、Ｙ座標）は傾斜面
６に対応した黒画素領域６ａの外側の輪郭を基準にして
決定する。この輪郭は半導体チップ２の外周縁に対応す
るので、これによって決定された中心位置は半導体チッ
プ２の中心位置になる。この中心位置は第１の電極４の
ずれに無関係に決定されるので、従来の方法で生じた問
題が起きない。即ち、第４図の中央の半導体チップ２の
パターンが第５図の中央に生じ、第１の電極４に対応す
る白画素領域４ａのずれが生じたとしてもこれに無関係
に半導体チップ２の中心が決定される。

半導体チップ２の中心位置データが得られたら、駆動装
置１３を動作させて半導体チップ２の中心位置をピン１
２で粘着シート１を介して下側から押し上げると共に、
上側から真空吸引コレット１１で半導体チップ２をピッ
クアップし、半導体チップ２をダイボンディング予定領
域に移動する。

本実施例では、半導体チップ２のピックアップを行って
いる期間に次にピックアップが予定されている半導体チ
ップ２の中心位置の算出及び不良マーク８の認識を行う
。不良マーク８が認識されたチップはピックアップを行
わず、次の半導体チップ２の画像認識に移る。

以上のように、本実施例によれば、半導体チップ２の外
形をＴＶ右カメラ８で直接に画像認識できるので、第１
の電極４が半導体チップ２の中央位置からずれて形成さ
れていても中心位置の算出を正確に行うことができ且つ
不良マーク８の検出も行うことができる。

また、抑圧ピン１２に一体的に第２の光源２２を配置し
たので、必要箇所の照明を正確且つ容易に達成すること
ができる。

また、抑圧ピン１２から少し離れた位置にて粘着シート
１を吸引口２４で吸引するので、抑圧ピン１２による半
導体チップ２の抑圧を安定的且つ確実に行うことが可能
になる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能である。

（１）　絶縁保護膜７が光散乱性又は光吸収性の場合に
、本発明は特に有効であるが、絶縁保護膜７が光反射す
る場合であってもこれが傾斜していればＴＶカメラ１８
方向への光の反射が少なくなるので、ここを黒画素領域
として認識することができる。

（２）　第９図に示すように半導体基体３の一方の表面
の全部を平坦にし、電極４の周囲に光吸収性のポリイミ
ド又はポリアミド系樹脂等の保護膜７ａを設けてもよい
。また、第９図の保Ｘ［７ａをシリコン酸化膜とし、こ
の表面を粗面（光乱反射面）としてもよい。また、電極
４の上面と保護膜７ａの上面との間に段差をつけて反射
を変えてもよい。

（３）　第１０図に示すように電極４の外周領域の上に
延在するように光吸収性の保護膜７ａを設けてもよい。

（４）　ウェハ分離工程を容易に且つ良好に行うために
、絶縁保護膜７を切溝から若干離間して形成させたメサ
構造の半導体チップにも本発明を適用できる。この場合
、絶縁保護膜７の外周側に露出した半導体基板の傾斜角
が小さく、この部分が「白」画素で認識されることがあ
る。しかし、この露出幅は数十μｍ又はそれ以下に形成
されるし、この露出は絶縁保護膜７の全外周にほぼ等し
く生じるから、絶縁保護膜７の外周をチップ外形として
算出された中心位置データは従来の第１の電極４から算
出された中心位置データよりも十分に誤差が小さい。但
し、上記の露出幅を５０μｍ以下、望ましくは３０μｍ
以下とするのがよい。

［発明の効果］ 上述から明らかなように、本発明によれば、半導体チッ
プの位置検出及び電極パターン及び／又は不良マークの
検出を正確且つ容易に達成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる画像認識及びピックア
ップ装置を原理的に示す正面図、第２図は第１図の第２
の光源と押圧ピンと吸引口との複合体を示す斜視図、 第３図は枠体に張架された粘着シートと半導体チップと
を示す斜視図、 第４図は粘着シートと半導体チップとを示す断面図、 第５図は粘着シート上の半導体チップの二値化パターン
を示す図、 第６図は従来の画像認識及びピックアップ装置を原理的
に示す正面図、 第７図は第６図の装置による半導体チップの二値化画像
パターンを示す図、 第８図は第１図及び第６図の装置による粘着シートから
半導体チップを剥離する状態を示す図、第９図及び第１
０図は変形例の半導体チップを示す断面図である。 ｌ・・・粘着シート、２・・・半導体チップ、３・・・
半導体基体、４・・・第１の電極、５・・・第２の電極
、６・・・傾斜面、７・・・絶縁保護膜、８・・・不良
マーク、１２・・・ビン、１４・・・第１の光源、２２
・・・第２の光源。 代　　理　　人　　　高　　野　　則　　次第４図 第５図 す 第６図 Ｌ−一−−−−−−−−− 」 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］一方の主面に光反射面を有するように電極が形成
   され、且つ前記一方の主面の垂直方向から投射した光の
   反射の強さが前記電極における反射の強さよりも小さい
   低光反射領域が前記電極の光反射面を囲むように形成さ
   れている半導体チップの位置を光学的に検出する工程を
   含んでいる半導体装置の製造方法において、 前記半導体チップを光透過性物体の上に配置し、前記半
   導体チップの前記一方の主面に対して垂直に第１の光を
   投射すると共に、前記光透過性物体を介して前記半導体
   チップの他方の主面側から前記半導体チップの他方の主
   面及び前記他方の主面の周辺領域に第２の光を投射し、
   且つ前記第２の光を前記半導体チップの他方の主面に対
   して垂直な方向性を有して投射し、前記第１の光の反射
   光と前記第２の光の透過光との合成光を検出し、前記合
   成光の検出信号に基づいて前記電極の光反射面及び前記
   半導体チップの周辺領域が白画素領域となり、前記低光
   反射領域が黒画素領域となるように前記合成光の検出信
   号を二値化し、この二値化したデータに基づいて前記半
   導体チップの位置検出及び前記電極のパターン検出を行
   う工程を有していることを特徴とする半導体装置の製造
   方法。 ［２］前記低光反射領域は、前記電極の光反射面に対し
   て傾斜している面を有する領域である請求項１記載の半
   導体装置の製造方法。 ［３］前記半導体チップが、不良品である場合には、こ
   れを示す光吸収性マークが前記電極につけられているこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置の製造
   方法。