JPH06177228A - ダイソータでのチップ中心検出方法及びチップ配列軸合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はダイソータに関し、ダイソータにお
いて既存の画像処理装置を使用して、チップの配列方向
とステージの座標軸を自動的に高精度で一致させること
のできる方法の実現を目的とする。 【構成】 チップ１の中心位置検出手段の検出可能範囲
２の辺より短いピッチで、チップの配列ピッチ以上の範
囲を移動させながら順次中心位置を検出する。更にこの
方法で中心の第１チップの中心を検出した後、Ｘ方向に
ピッチ分移動させて隣接するチップの中心位置を検出す
る動作を繰り返して同じ列のｎ番目のチップの中心を検
出して、傾きを算出して補正するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣチップが形成され
た後、ダイシング装置によりＩＣチップ毎に分離された
状態の半導体ウエハから、組立のために各ＩＣチップを
取り上げるダイソータと呼ばれる装置に関し、特にダイ
ソータにおいて各ＩＣチップを取り上げるためにチップ
の配列をダイソータの回転移動台のＸ，Ｙ座標に一致さ
せるための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面に多数のＩＣチップを形成する工程
が終了した半導体ウエハは、ＩＣテスタによる検査の後
ダイシング装置によって各チップに分離され、更に組み
立てられる。ダイシング装置で溝加工を行う時には、図
８に示すように、半導体ウエハ１００をフレーム２００
に貼り付けた粘着テープ３００に貼り付けた状態で行
う。これは加工途中でばらばらになるのを防止するため
である。切り離された各チップは、そのまま１個づつ取
り上げるか粘着テープ３００を外側に引っ張り、各チッ
プ間の間隔を広げた上で、１個づつ取り上げてトレーに
移した上で組み立てが行われる。切り離された各チップ
はダイと呼ばれ、粘着テープ３００に貼り付けられた半
導体ウエハ１００から各チップを取り上げてトレーに移
す装置がダイソータと呼ばれるものであり、本発明はこ
のダイソータに関するものである。

【０００３】図９はダイソータにおいて各チップを取り
上げるピックアップ機構の概略を示した図である。図に
おいて１０１はチップであり、粘着テープ３００上に貼
り付けられている。粘着テープ３００はフレーム２００
に貼り付けられており、中央部は回転移動台の中央部１
１０上に載置されており、周辺部は回転移動台の周辺部
１２０に載置されている。そして円形の突起３００を有
する治具５００を上方から押し付けることにより粘着テ
ープ３００は外側へ引っ張られ、各チップ１０１の間隔
が広がる。この状態で取り上げるチップ１０１をダイ吸
着コレット４００の直下に移動させ、下方より押し上げ
られたチップを降下したダイ吸着コレット４００が真空
吸着して保持し、ダイトレーまで運んで収容する。

【０００４】上記のようにして各チップをダイ吸着コレ
ットの直下に移動して取り上げるが、そのためには各チ
ップがダイ吸着コレットの直下に正確に位置し、ダイと
ダイ吸着コレットの方向も一致していることが必要であ
る。フレームの粘着テープに貼り付けられた半導体ウエ
ハは、搬送装置によってダイソータの回転移動台上に載
置されるが、単に載置されただけでは回転移動台のＸ，
Ｙ座標軸とチップの配列位置及び方向はある程度一致し
ていても、あまり正確に一致させることはできない。し
かも図９に示すように、粘着テープを外側に向かって引
っ張るが、粘着テープの伸び量が一定しないため、座標
軸と配列位置及び方向を一致させるのは不可能である。
そのため図９の状態のチップの配列方向とダイソータの
回転移動台の座標軸を一致させる作業が必要になる。

【０００５】半導体製造工程においては、生産の自動化
が進められており、ダイソータにおいても全自動の装置
が要望されている。そのため上記の座標軸合せ作業はＴ
Ｖカメラで回転移動台に固定された半導体ウエハを撮影
し、画像処理によりチップの配列方向を認識して座標軸
を合わせている。このような画像処理は、パターンマッ
チング法によるものが一般的であり、ダイソータにおい
てもパターンマッチング法による画像処理が使用されて
いる。図１０はパターンマッチング法による四角形の中
心検出機能を説明する図であり、チップの枠１の中心が
画像処理装置の中心に対して２で示した範囲内に入って
いる時にのみ、チップの枠１の中心位置を正確に認識で
きる。これは画像処理装置側の枠２１とチップの枠１を
比較するためであり、枠の傾きの差も認識できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ダイソータの画像処理
は上記のようにチップの中心位置を認識できる範囲を有
しているが、通常の装置ではこの範囲はチップの辺の長
さの１／５〜１／８程度であり、単にフレームを載置し
ただけではチップの位置と回転移動台の座標中心との差
をこのような範囲に収めることはできないのが現状であ
る。特に座標と配列の傾きの差は、たとえ小さくても周
辺では大きな位置の差になるため現状の画像処理では対
応できない。そのため最初の座標合わせのみは、作業者
がモニタを見ながら調整しており、この部分の自動化が
強く要望されている。

【０００７】また画像処理装置をより高性能なものとす
ることで検出精度を向上させ、中心位置の検出可能範囲
を広げることも考えられるが、それでは装置が高価にな
るだけでなく、処理に要する時間が長くなるため、装置
の速度低下を招くという問題が生じる。本発明は上記問
題に鑑みてなされたものであり、既存の中心位置が所定
範囲内に入った時にのみ中心位置が識別できる画像処理
装置を使用して、チップの配列座標とダイソータの回転
移動台の軸を全自動で正確に一致させる方法の実現を目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
四角形のチップの中心が装置の中心からＸ，Ｙ２軸方向
に第１所定量及び第２所定量以内の範囲内に入った時に
チップの中心位置を検出することが可能な中心位置検出
手段を備えるダイソータにおける格子状に配列された四
角形のチップの中心を検出するチップ中心検出方法であ
る。そして上記目的を達成するため、移動量の合計がチ
ップのＸ方向の配列ピッチ以上になるまで、第１所定量
以下の第１の移動量でのＸ方向の移動を繰り返す第１Ｘ
移動工程と、第２所定量以下の第２移動量でＹ方向に移
動するＹ移動工程と、第１移動工程と同様の移動を移動
方向を逆方向にして行う第２移動工程度と、上記のＹ移
動工程とで構成される一連の移動工程を繰り返し、一連
の移動工程での移動毎にチップの中心位置検出が可能で
あるかを判定し、検出可能となった状態で中心位置の検
出を行うことを特徴とする。

【０００９】本発明の第２の態様は、四角形のチップの
中心が装置の中心からＸ，Ｙ２軸方向に第１所定量及び
第２所定量以内の範囲内に入った時に、チップの中心位
置を検出することが可能な中心位置検出手段を備えるダ
イソータにおいて、格子状に配列された四角形のチップ
の配列がチップが載置された回転移動台のＸ，Ｙ座標軸
に略一致している時に、チップの配列方向をＸ，Ｙ座標
軸により正確に一致させるチップ配列軸合せ方法であ
る。そして上記目的達成するため、回転移動台の回転中
心を中心位置検出手段の中心近傍に移動する工程と、上
記のチップ中心検出方法によって回転中心付近の第１チ
ップの中心位置を検出し、第１チップの中心位置座標を
記憶する第１チップ中心検出工程と、前工程で検出した
チップの中心位置からＸ軸方向に、チップのＸ方向の配
列ピッチ又はその整数倍の移動を行った後、チップの中
心位置を検出する第２工程と、第２工程を第１チップか
らｎ（整数）番目の第ｎチップの中心を検出するまで繰
り返す工程と、第１チップと第ｎチップの座標値の差か
ら、チップ配列のＸ，Ｙ座標軸に対する傾きを算出する
工程と、回転移動台をＸ，Ｙ座標軸がチップ配列の軸方
向と一致するように算出した傾き分回転する工程と、記
憶した第１チップの中心位置を中心位置検出手段の中心
位置に移動する工程と、第１チップの中心位置を検出
し、中心位置を回転移動台のＸ，Ｙ座標軸に一致させる
工程とを備えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】図１は本発明のチップ中央検出方法の検出原理
の説明図である。図において、１はチップ（ダイ）であ
り、Ｘ方向とＹ方向のピッチがそれぞれＰとＱになるよ
うに配列されている。中心位置検出手段は、その中心に
対してチップの中心がＸ，Ｙ２軸方向に第１所定量ｐ及
び第２所定量ｑ以内の範囲内に入った時にチップの中心
位置を検出することが可能である。従って検出可能な範
囲は、中心位置検出手段の中心を中心とする２ｐ×２ｑ
の四角形である。

【００１１】検出を行う場合、中心位置検出手段の中心
とチップの配列との関係は誤差が大きく確定されない
が、例えば図中のＡで示した点に中心位置検出手段の中
心があるとする。この点から本発明のような移動工程を
行うと、中心位置検出手段の中心は相対的に図示の連続
した矢印のような軌跡に沿って移動することになる。Ｙ
方向の移動量の合計がＹ方向の配列ピッチＱを越えるま
でこのような移動を行うと、その移動範囲はチップの２
方向の配列ピッチＰとＱを辺とする四角形より大きくな
るため、移動範囲内にかならずチップの中心が含まれ
る。

【００１２】しかも移動のピッチは、検出可能範囲の２
辺の長さ以下であるから、移動の途中でかならず検出可
能範囲内に停止し、検出可能であるかが判定されるの
で、確実に中心位置の検出が行なえる。図２は本発明の
チップ配列軸合せ方法の傾き補正原理の説明図である。
チップ配列の傾きを検出する時には、同じ列のできるだ
け離れた２個のチップの中心位置を検出し、その２つの
中心を結ぶ線の座標軸に対する傾きを検出するようにす
れば、検出精度を向上させることができる。チップの配
列は座標軸にある程度一致しているがかなりの差があ
る。そのため、離れた２個のチップの中心を検出したの
ではその２個のチップが同じ列であるという保証がな
い。

【００１３】そこで本発明のチップ配列軸合せ方法で
は、中心付近のチップの中心を検出した後、チップ１個
分又は数個分だけＸ軸方向に移動してチップの中心検出
を行う工程を繰り返すことにより、同じ列に属するチッ
プであることを確認している。これにより同じ列に属す
る離れたチップの中心を結ぶ線の座標軸に対する傾きが
検出できるので高い精度で傾きを合わせることが可能に
なる。

【００１４】チップ配列の軸と回転移動台の座標軸を一
致させるには、傾きだけでなく中心となるチップを座標
の原点に合わせる必要がある。本発明のチップ配列軸合
せ方法では、傾き調整の前に中心となるチップの中心を
検出しているが、この中心と回転中心が一致していない
ため、傾き調整によりチップの中心が変化する。図３は
これを説明する図である。

【００１５】図３において、Ｏが回転中心であり、Ａが
中心となるチップの中心であり、Ｎが同じ列の離れたチ
ップの中心である。ＡとＮを結ぶ線が座標軸となす角度
θを補正するため回転すると、ＡとＮはＡＭとＡＮに移
動する。従ってＡとＡＭとの間には差が生じるので、こ
れを中心位置を検出して補正することにより両方の軸が
完全に一致する。

【００１６】

【実施例】図４は本発明の実施例であるダイソータの構
成を示す斜視図である。図４において、１００は切り離
されたＩＣチップ（ダイ）で構成される半導体ウエハで
あり、図９に示すような形で保持されており、１１はそ
の回転台（ステージ）である。ステージ１１はＸＹの２
軸移動機構１２に取り付けられており２方向に移動可能
である。１３はステージ１１の回転と２軸移動機構１２
による平行移動を制御するステージ移動制御部である。
１４は半導体ウエハ１００の像を拡大してＴＶカメラ１
５に投影する顕微鏡である。１６はＴＶカメラ１５の撮
影した画像を処理する画像処理部であり、チップの画像
が所定範囲内に入った時にチップの中心位置を検出し、
偏位量信号を出力する。顕微鏡１４とＴＶカメラ１５は
固定されており、画像と回転台１１及び２軸移動機構１
２の位置関係はあらかじめ設定されている。１７はダイ
吸着コレットであり、真空圧でチップを吸着する。１８
はダイ吸着コレットのアームであり、１９の台に沿って
移動する。２０は半導体ウエハ２０から取り上げられた
チップを１個づつ収容するダイトレーである。

【００１７】以上の部分は従来のダイソータと同様の構
成であり、ステージ移動制御部１３が自動的にチップの
配列とステージの座標を一致させる機能を有しているこ
とのみが異なる。従って従来と同じ部分の説明は省略
し、ステージ移動制御部１３についてのみ説明する。図
５はステージ移動制御部のハードウエア構成を示す図で
ある。この部分は、図示のように、マイクロプロセッサ
ユニット５１、ＲＡＭ５２，ＲＯＭ５３、出力ポート５
４、入力ポート５５、及び入出力ポート５６を備えてお
り、通常のマイクロコンピュータが構成される。出力ポ
ート５４からはテスージ駆動制御信号が出力され、この
信号に従ってステージが回転と移動を行う。入力ポート
５５は画像処理部１６から偏位量信号を受ける。偏位量
信号はチップの中心が画像の中心から所定量ｐとｑの範
囲内にある時に値ＸＤ，ＹＤを有し、それ以外の時は検
出不能を示す値を有する。入出力ポート５６は他の処理
開始要求等の他の制御信号の入出力用である。

【００１８】次にステージ移動制御部での処理について
説明する。図６はチップ（ダイ）の中心位置を検出する
処理を示すフローチャートであり、図７は画像の軸、す
なわちステージの回転移動機構の軸とチップ配列の軸合
せ処理を示すフローチャートである。図６に示すよう
に、チップの中心位置を検出する中心探査処理では、ま
ずステップ６０１で半導体ウエハが載置され、粘着テー
プが張られた状態のステージを画像処理装置に対する原
点に移動させる。

【００１９】ステップ６０２では、変数ＣＴに値Ｎｘを
代入する。値Ｎｘは後述のＸ方向の移動量にこのＮｘを
乗じることでＸ方向のピッチ以上になる値が得られるよ
うに選ばれた値である。ステップ６０３では、その位置
でチップの中心が検出できるか、すなわち画像処理部か
らの偏位量ＸＤとＹＤが所定の値であるかが判定され
る。もしチップの中心が検出可能であれば、ステップ６
１６へ進み、位置を補正して終了する。もしチップの中
心が検出不能であれば、ステップ６０４でＸ軸の左方向
へ所定の送り量Ｘだけステージを移動する。この送り量
は画像処理部でチップの中心を検出できる範囲のＸ方向
の長さより短いことが必要であり、ここではこの範囲が
両方共にチップの配列のピッチの１／５であるので、送
り量をＸ方向のピッチの１／８に設定している。ステッ
プ６０５と６０７はステップ６０３と６０４をＮｘ回繰
り返すための処理である。

【００２０】以上の処理によりＸ方向にピッチ以上の量
移動される。ステップ６０７は端の位置でチップの中心
が検出可能かを判定する処理であり、可能であればステ
ップ６１６へ進む。以上の処理で検出できない時は、ス
テップ６０８でＹ方向にＹ方向のピッチの１／８の量だ
け移動し、ステップ６０２から６０７までと同様の処理
を逆の方向に行う処理をステップ６０９から６１４で行
う。

【００２１】もし以上の処理でもチップの中心が検出で
きなければ、ステップ６１５でＹ方向に更に移動した
後、ステップ６０２から６１５の処理を行い、チップの
中心が検出できるまで繰り返す。図１で説明したよう
に、以上の動作を繰り返すことで、かならずチップの中
心が検出できる。画像の軸、すなわちステージの軸とチ
ップ配列の軸合せ処理は、図７に示すように、まずステ
ップ７０１で回転中心を開始点として中心となる第１チ
ップ（ダイ）の中心を前述の中心探査処理で検出する。
ここでは中心のチップからｎ個目のチップの中心を検出
して配列軸の傾きを検出するので、ステップ７０２で変
数ＣＴにｎを代入する。

【００２２】ステップ７０３から７０７は、ｎ番目のチ
ップの中心を検出する処理である。ステップ７０３で
は、Ｘ軸方向に配列のＸ方向のピッチ分移動させる。こ
こでＸ方向に隣接するチップの中心は画像の中心付近に
あるはずであるから、ステップ７０４でこのチップの中
心に一致するようにＸ，Ｙ軸を補正し、ステップ７０５
でＹ方向の移動量を累積する。ステップ７０６と７０７
はｎ番目のチップの中心を検出するまで上記の処理をｎ
回繰り返すための処理である。

【００２３】以上の処理により、隣接するチップ毎に中
心位置が補正されていくため、確実にｎ番目のチップの
Ｙ方向の偏位Ｙｎが得られる。Ｘ方向のピッチは判明し
ているので、チップ配列の軸のステージの座標軸に対す
る傾きが得られる。そこでステップ７０８でこの傾きを
補正する。これで傾きの補正が完了する。第１チップの
中心とステージの回転中心は完全には一致していないた
め、上記の傾きを補正する回転により、既に検出した第
１チップの中心が移動する。そこでステップ７０９で再
び第１チップの中心を検出し、ステップ７１０で中心が
ステージの座標の原点に一致するように補正して終了す
る。

【００２４】以上の処理により、ダイソータにおけるチ
ップ（ダイ）の配列とステージの座標軸を高精度に一致
させることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明により、ダイソータにおいて既存
の画像処理装置を使用して、切り離された状態で配列さ
れた半導体ウエハのチップの配列方向とダイソータのス
テージの座標軸を自動的に高精度で一致させることがで
きるようになる。これにより既存のダイソータを容易に
完全自動化することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップ中心検出の原理を説明するため
の図である。

【図２】本発明における傾き補正の原理の説明図であ
る。

【図３】回転中心とチップ中心が不一致であることに起
因する移動を補正する必要を説明する図である。

【図４】実施例のダイソータの構成を示す斜視図であ
る。

【図５】図４のステージ移動制御部のハードウエア構成
を示す図である。

【図６】チップ中心探査処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】画像の軸とチップ配列の軸合せ処理を示すフロ
ーチャートである。

【図８】ダイシング装置及びダイソータでの半導体ウエ
ハの保持状態を示す図である。

【図９】ダイソータでのダイピックアップ機構の説明図
である。

【図１０】画像処理装置において、ダイの中心を検出で
きる範囲を説明する図である。

【符号の説明】

１…チップ（ダイ） ２…中心検出可能範囲 １１…ステージ １２…移動機構 １３…ステージ移動制御部 １４…顕微鏡 １５…ＴＶカメラ １６…画像処理部 １００…半導体ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形のチップ（１）の中心が、装置の
   中心からＸ，Ｙ２軸方向に第１所定量（ｐ）及び第２所
   定量（ｑ）以内の範囲内（２）に入った時に、前記チッ
   プ（１）の中心位置を検出することが可能な中心位置検
   出手段を備えるダイソータにおいて、格子状に配列され
   た四角形のチップの中心を検出するチップ中心検出方法
   であって、 移動量の合計が前記チップ（１）のＸ方向の配列ピッチ
   （Ｐ）以上になるまで、前記第１所定量の２倍（２ｐ）
   以下の第１移動量でのＸ方向の移動を繰り返す第１Ｘ移
   動工程と、 前記第２所定量の２倍（２ｑ）以下の第２移動量でＹ方
   向に移動するＹ移動工程と、 前記第１Ｘ移動工程と同様の移動を移動方向を逆方向に
   して行う第２Ｘ移動工程と、 前記Ｙ移動工程とで構成される一連の移動工程を繰り返
   し、 前記の一連の移動工程での移動毎に前記チップ（１）の
   中心位置検出が可能であるかを判定し、検出可能となっ
   た状態で中心位置の検出を行うことを特徴とするダイソ
   ータでのチップ中心検出方法。
2. 【請求項２】 四角形のチップ（１）の中心が、装置の
   中心からＸ，Ｙ２軸方向に第１所定量（ｐ）及び第２所
   定量（ｑ）以内の範囲内（２）に入った時に、前記チッ
   プ（１）の中心位置を検出することが可能な中心位置検
   出手段を備えるダイソータにおいて、格子状に配列され
   た四角形のチップ（１）の配列が該チップ（１）が載置
   された回転移動台のＸ，Ｙ座標軸に略一致している時
   に、前記チップ（１）の配列方向を前記Ｘ，Ｙ座標軸に
   より正確に一致させるチップ配列軸合せ方法であって、 前記回転移動台の回転中心を前記中心位置検出手段の中
   心近傍に移動する工程と、 請求項１に記載のチップ中心検出方法によって前記回転
   中心付近の第１チップの中心位置を検出し、当該第１チ
   ップの中心位置座標を記憶する第１チップ中心検出工程
   と、 前工程で検出したチップの中心位置からＸ軸方向に、チ
   ップのＸ方向の配列ピッチ又はその整数倍の移動を行っ
   た後、チップの中心位置を検出する第２工程と、 該第２工程を、前記第１チップからｎ（整数）番目の第
   ｎチップの中心を検出するまで繰り返す工程と、 前記第１チップと前記第ｎチップの座標値の差から、前
   記チップ配列の前記Ｘ，Ｙ座標軸に対する傾きを算出す
   る工程と、 前記回転移動台を、前記Ｘ，Ｙ座標軸が前記チップ配列
   の軸方向と一致するように、算出した傾き分回転する工
   程と、 記憶した前記第１チップの中心位置を前記中心位置検出
   手段の中心位置に移動する工程と、 前記第１チップの中心位置を検出し、該中心位置を前記
   回転移動台のＸ，Ｙ座標軸に一致させる工程とを備える
   ことを特徴とするダイソータでのチップ配列軸合せ方
   法。