JPH07312375A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特に半導体チップをリードフレー
ムのステージ上に搭載した後に半導体チップの外観検査
を行う工程を有する半導体装置の製造方法及び半導体装
置に関し、半導体チップの外観検査を確実且つ効率良く
行うことを目的としている。 【構成】 半導体ウエハをダイシングすることで個片化
された半導体チップを、リードフレームのステージ上に
ダイボンディングした後、半導体チップと外部導出用の
リードとのワイヤーボンディング及び半導体チップの樹
脂封止等を行う半導体装置の製造方法において、リード
フレームのステージ上に半導体チップをダイボンディン
グした後、該半導体チップの側面に光を照射し、その反
射光の光量を検出することによって、前記半導体チップ
の表面状態を認識する工程を有することを特徴とす
る。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
及び製造装置に係り、特に半導体チップをリードフレー
ムのステージ上に搭載した後に半導体素子の外観検査を
行う工程を有する方法に関する。半導体チップは、ダイ
ボディング工程等での取扱時に欠けや割れが発生して、
不良品となることがある。半導体装置の製造工程におい
て、このような半導体素子の欠けや割れによる不良を確
実且つ効率良く検出することが望まれている。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来の半導体装置の製造方法を
説明するための製造装置上面図であり、チップ単位にダ
インシングされたウエハを支持するＸ−Ｙテーブル２
５、半導体チップをピックアップする第１のアーム２
６、半導体チップをリードフレームへ搭載するための第
２のアーム３０、銀ペースト塗布部２９、リードフレー
ムを移送するリードフレーム送りユニット２８を有して
いる。

【０００３】ダイシングされたウエハ３３は、粘着テー
プ上に貼着された状態でＸ−Ｙテーブル２５上に支持さ
れており、この状態において先端に吸着用コレットを有
する第１のアーム２６によって、半導体チップがピック
アップされる。ピックアップされた半導体チップは、矢
印ａで示す第１のアーム２６の回転運動により、リード
フレーム送りユニット２８近傍の位置決めテーブル２７
上へ搬送される。

【０００４】位置決めテーブル２７上に搬送された半導
体チップは、リードフレーム３２への搭載を可能にする
ために位置決めされており、リードフレーム送りユニッ
ト２８を挟んで反対側に設けられる第２のアーム３０に
よりリードフレーム送りユニット２８上のリードフレー
ム３２のステージ上にボンディングされる。第１のアー
ム２６と第２のアーム３０とは連動しており、第１のア
ーム２６がＸ−Ｙテーブル２５にて半導体チップをピッ
クアップしている時に、第２のアーム３０は伸びて位置
決めテーブル２７上にあり（図の点線の状態）、第１の
アーム２６が位置決めテーブル２７上にある時には第２
のアーム３０はリードフレーム３２への半導体チップの
搭載を終了した後、リードフレーム送りユニット２８の
反対側へともどっている（図の実線の状態）。

【０００５】送りユニット２８上のリードフレーム３２
は、所定のタイミングで間欠的に送られており、半導体
チップを搭載される直前に銀ペースト塗布部２９によっ
て少なくともステージ部に銀ペーストが塗布される。以
上のように、ステージ上に半導体チップを搭載されたリ
ードフレームは、収納部３１へと送られる。

【０００６】収納部３１に収納されるリードフレーム
は、ボンディングされた半導体チップの外観検査を行う
ために、例えば１ロットで１個のリードフレームが抜き
取られる。半導体チップの外観検査は、作業者が顕微鏡
を用いて欠けや割れの有無、及びその程度を確認した
上、良品、不良品を判別する。その後、良品のロットに
ついては、ワイヤーボンディング及び樹脂封止、リード
フレーム切断加工等を行い、半導体装置を完成させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
の製造方法によれば、ダイボンディング後の半導体チッ
プの外観検査は、収納部に収納されたリードフレームを
作業者が抜き取って顕微鏡により目視するという方法で
あるため、欠けや割れの度合い等によって良・不良の判
断に個人差があったり、また長時間の検査を行うと疲労
等によって不良品を見落とす可能性もある。

【０００８】更に、検査に多くの時間を要するため全数
検査が困難であり、確実な検査を行うことができない。
本発明は以上の課題を解決して、リードフレーム上への
ダイボンディング後の半導体チップの外観検査を確実且
つ効率良く行うことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウエハをダ
イシングすることで個片化された半導体チップを、リー
ドフレームのステージ上にダイボンディングした後、半
導体チップと外部導出用のリードとのワイヤーボンディ
ング及び半導体チップの樹脂封止等を行う半導体装置の
製造方法において、リードフレームのステージ上に半導
体チップをダイボンディングした後、該半導体チップの
側面に光を照射し、その反射光の光量を検出することに
よって、前記半導体チップの表面状態を認識する工程を
有することを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記本発明の半導体装置の製造方法によれば、
半導体装置の製造工程中において、顕微鏡による目視等
作業者の手間を介すことなく、リードフレームのステー
ジ上にダイボンディングされた半導体チップの外観の状
態を認識することができるため、常に確実な検査を効率
良く行うことが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の半導体装置の製造方法及び
製造装置を図面を参照しながら詳細に説明する。図１
は、本発明の第一実施例を説明するための製造装置上面
図であり、チップ単位にダインシングされたウエハを支
持するＸ−Ｙテーブル５、半導体チップをピックアップ
する第１アーム６、ピックアップした半導体チップを位
置決めする位置決めテーブル７、半導体チップをリード
フレームへ搭載するための第２アーム１０、銀ペースト
塗布部９、リードフレームを移送するリードフレーム送
りユニット８、半導体チップの外観検査を光学的に行う
検査部１、及び検査後のリードフレームを収納する収納
部１１を有している。

【００１２】まず半導体ウエハは、図示せぬダイシング
装置において、粘着テープに貼着された状態で半導体チ
ップ単位に切断される。切断された半導体ウエハ１３
は、粘着テープ上に貼着された状態で図１に示すＸ−Ｙ
テーブル５上に支持される。この状態において先端に吸
着用コレットを有する第１アーム６によって、半導体チ
ップがピックアップされる。ピックアップされた半導体
チップは、矢印ａで示す第１アーム６の回転運動によ
り、リードフレーム送りユニット近傍の位置決めテーブ
ル７上へ搬送され、位置決めされる。

【００１３】リードフレーム送りユニット８上を搬送さ
れるリードフレーム１２は、半導体チップが搭載される
直前に銀ペースト塗布部９にて少なくともステージ部に
銀ペーストが塗布される。銀ペーストが塗布されたリー
ドフレーム１２が、チップ付けされる部分まで搬送され
た後、リードフレーム送りユニット８を挟んで反対側に
設けられる第２アーム１０が矢印ｂに示すように直線的
に伸びてることにより、位置決めテーブル７上の半導体
チップを保持して、その後所定距離だけ戻ってリードフ
レームのステージ上に半導体チップをボンディングする 第１アーム６と第２アーム１０とは連動しており、第１
アーム６がＸ−Ｙテーブル５にて半導体チップをピック
アップしている時に、第２アーム１０は伸びて位置決め
テーブル７上にあり（図の点線の状態）、第１アーム６
が位置決めテーブル７上にある時には第２アーム１０は
リードフレーム１２への半導体チップの搭載を終了した
後、リード送りユニット８の反対側へともどっている
（図の実線の状態）。

【００１４】リードフレーム送りフレーム８上では複数
のリードフレーム１２が間欠的に送られており、この動
作に合わせて半導体チップのボンディングが行われてい
る。以上説明した半導体チップのボンディングは、溶解
する銀ペーストと半導体チップとを接着させる一般的な
方法を採用している。半導体チップがボンディングされ
たリードフレームは、更に搬送されて検査部１へと送ら
れる。検査部１は、本発明の特徴部であり、所定量の光
を発光する発光部２と、発光部２の前方にあり所定形状
のスリットを有するスリット板３と、半導体チップから
の反射光を受光する受光部４とを少なくとも有してい
る。

【００１５】図２は、検査部１における光の動作を具体
的に説明する斜視図である。リードフレーム１２が検査
部１に入ると、発光部２より光が照射され、スリット板
３を介して予め設定された所定光量及び所定形状の光が
リードフレーム１２上の半導体チップ１４の側面に入射
される。尚、異なる大きさの半導体チップを検査する場
合には、スリット形状及び大きさの異なる別のスリット
板３を設置することにより対応する。

【００１６】半導体チップ１４側面に入射した光は、通
常一定の角度で反射されるが、所定位置に設置する受光
部４によって反射光を受光することによって、半導体チ
ップの状態を認識する。即ち、半導体チップ１４に欠け
や割れ等が発生している場合には、その部分で光が散乱
して受光部４にはその光は到達しないため、受光部４で
受ける光の光量が変化することになる。この光量の違い
を検出することにより、リードフレームにボンディング
された後の半導体チップの状態を認識することが可能と
なる。

【００１７】このように半導体チップの状態を認識し
て、良、不良の判定を行うが、不良の半導体チップを検
出した場合には、アラームを鳴らしたり、リードフレー
ムにマークを付ける等して不良品の排出を行う。発光部
１はハロゲンランプを用いた光源であり、ボリューム調
整によって照度を変更することが可能となっている。ま
た、受光部４はアレイ状のレンズであり、反射光を受け
てその光信号を光量に対応する電気信号に変換する機能
を有しており、この電気信号を予め設定されたものと比
較することで光量の違いを検出するものである。

【００１８】１枚のリードフレーム上には複数の半導体
チップが搭載されているが、リードフレームが間欠的に
進むことにより、それぞれの半導体チップの検査を行
う。尚、この間欠動作はリードフレーム送りユニット８
上の複数のリードフレームにおいて同様に行われるもの
であり、半導体チップのボンディングも同じ動作の中で
実施されている。

【００１９】以上のように検査部１にて、半導体チップ
の良、不良の判定が行われたリードフレーム１２は、更
に搬送されて収納部１１へ収納され、その後、半導体チ
ップが搭載されたリードフレームがワイヤボンディング
工程及び樹脂封止工程等を経ることによって半導体装置
が完成する。本実施例の製造装置及び製造方法によれ
ば、リードフレーム上への半導体チップのボンディング
の後に、光学的な外観検査を行う検査部１を有し、全て
の半導体チップの状態を自動的に認識することができる
ため、安定した検査が可能となる。

【００２０】図３は、本発明にかかる検査部の第２実施
例を説明するための断面図であり、スリット板３の前方
に集光レンズ１５を設けている。発光部２から発光する
光は所定形状のスリットを有するスリット板３を通過
し、集光レンズ１５によってしぼりこまれ、半導体チッ
プ１４へ到達する。この後は、第１実施例で説明したと
おり、反射光を受光部で受けてその光量を検出すること
によって、半導体チップ１４の外観検査を光学的に行
う。

【００２１】本実施例によれば、スリット板３を通過し
た光が広がりを有することなく、半導体チップに確実に
入射する。従って、広がりながらその一部の光が半導体
チップに入射する場合に比べ、光の利用効率が良くな
り、光量を設定するのも容易となるため、半導体チップ
の欠け等の検出がより確実となる。図４は、本発明にか
かるスリット板の実施例を説明するためのスリット板正
面図である。

【００２２】本実施例のスリット板３は４枚の可動板３
ａ〜３ｄよりなり、これらの可動板３ａ〜３ｄをそれぞ
れ矢印で示す如くＸ方向及びＹ方向に移動することによ
って、斜線部で示すスリットの大きさを設定する。スリ
ット大きさの設定は、可動板３ａ〜３ｄの図示せぬ駆動
部に予め対象となる半導体チップのチップサイズを記憶
しているチップサイズ記憶部１６からチップサイズ情報
を伝達して、この情報に基づいて駆動部が可動板３ａ〜
３ｄを移動させることにより行われる。

【００２３】このようなスリット板３を用いることによ
り、スリット大きさの異なる複数のスリット板を用意す
ることなく、サイズの異なる複数の半導体チップに対応
することが可能となる。次に図５を参照しながら、本発
明にかかる検査部の第３実施例を説明する。図５は、検
査部の第３実施例を説明するための検査状態における上
面図であり、被検査物である半導体チップ１４を中心
に、対向する位置に設けられる一対の発光部２ａ，２ｂ
と、一対の受光部４ａ，４ｂとを有している。

【００２４】発光部２ａ，２ｂ及び受光部４ａ，４ｂ
は、図に示すように検査位置に送られた半導体チップ１
４のそれぞれのコーナー部分の４５度の方向に対して直
交する位置に設けられている。リードフレームにボンデ
ィングされた半導体チップ１４は、検査位置まで搬送さ
れ図の状態となるが、この状態において発光部２ａ，２
ｂよりそれぞれ半導体チップ１４の側面へ向けて光が出
射する。

【００２５】発光部２ａから出射された光は半導体チッ
プ１４の面Ａ，Ｂの両面に照射され、面Ａで反射された
光は受光部４ｂへ、面Ｂで反射された光は受光部４ａへ
到達する。また、発光部２ｂから出射された光は半導体
チップ１４の面Ｃ，Ｄの両面に照射され、面Ｃで反射さ
れた光は受光部４ａへ、面Ｄで反射された光は受光部４
ｂへ到達する。

【００２６】受光部４ａ，４ｂは、それぞれの面から反
射される光を受光して、その光量を検出することによ
り、半導体チップ１４の側面の状態を認識する。以上の
ように、本実施例によれば、発光部２ａ，２ｂと受光部
４ａ，４ｂとにより、半導体チップ１４の角度を変更す
る等の工程を必要とすることなく、半導体チップ１４の
側面を同時に全て検査することが可能であるため、検査
効率が良好となる。

【００２７】図６は、本発明に係る検査部の第４実施例
を説明するための上面図である。本実施例においては、
被検査物である半導体チップ１４の検査側面に対して、
角度のない位置に発光部２ｃ及び受光部４ｃを設けるも
のである。図６に示す発光部（受光部）１５は、半導体
チップ１４の正面に設置した場合のものであり、当然半
導体チップ１４の幅と同じ幅の発光部及び受光部が必要
になり、大型化することになる。

【００２８】これに対して本実施例によれば、発光面及
び受光面の面積を小さくしても、広い面積に対して光を
照射することができる。従って、発光部２ｃ、受光部４
ｃは小型のものを使用すればよく、その分の省スペース
化を実現することができる。

【００２９】

【効果】以上説明した本発明によれば、半導体装置の製
造工程中において、顕微鏡による目視等作業者の手間を
介すことなく、リードフレームのステージ上にダイボン
ディングされた半導体チップの外観の状態を自動的に認
識することができるため、常に確実な検査を効率良く行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明するための製造装置
上面図である。

【図２】本発明にかかる検査部の光動作を説明するため
の斜視図である。

【図３】本発明にかかる検査部の第２実施例を説明する
ための断面図である。

【図４】本発明にかかるスリット板の実施例を説明する
ための正面図である。

【図５】本発明にかかる検査部の第３実施例を説明する
ための上面図である。

【図６】本発明にかかる検査部の第４実施例を説明する
ための上面図である。

【図７】従来の技術を説明するための製造装置上面図で
ある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハをダイシングすることで個
   片化された半導体チップを、リードフレームのステージ
   上にダイボンディングした後、半導体チップと外部導出
   用のリードとのワイヤーボンディング及び半導体チップ
   の樹脂封止等を行う半導体装置の製造方法において、 リードフレームのステージ上に半導体チップをダイボン
   ディングした後、該半導体チップの側面に光を照射し、
   その反射光の光量を検出することによって、前記半導体
   チップの表面状態を認識する工程を有することを特徴と
   する半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記半導体チップの表面状態認識は、１
   個の発光部（２ａ）（２ｂ）からの光を半導体チップ
   （１４）の２側面（Ａ，Ｂ）（Ｃ，Ｄ）に同時に照射
   し、この２側面で異なる方向に反射する反射光を、それ
   ぞれ異なる受光部（４ａ）（４ｂ）によって受光するこ
   とで、それぞれの光量を検出することによって行うこと
   を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 チップ単位に切断された半導体ウエハ
   （１３）を支持するＸ−Ｙステージ（５）と、 該Ｘ−Ｙステージ（５）上の半導体チップをピックアッ
   プして所定位置に移送する第１アーム（６）と、 リードフレーム（１２）のステージに半導体チップを搭
   載する第２アーム（１０）と、 前記リードフレーム（１２）を一定方向に搬送するリー
   ドフレーム送りユニット（８）と、 リードフレーム（１２）上に搭載した半導体チップに光
   を照射して、その反射光の光量によって前記半導体チッ
   プの表面状態を認識する検査部（１）とを少なくとも有
   することを特徴とする半導体装置の製造装置。
4. 【請求項４】前記検査部（１）は、半導体チップの側面
   に向かって一定角度で光を照射する発光部（２）と、該
   発光部（２）の照射光を所定の大きさ及び形状にするた
   めのスリット板（３）と、前記半導体チップからの反射
   光を受けてその光量を認識する受光部（４）とを有して
   いることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造
   装置。
5. 【請求項５】 前記スリット板（３）は、対象の半導体
   チップの大きさに対応して可動する４枚の可動板（３ａ
   〜３ｄ）よりなることを特徴とする請求項４記載の半導
   体装置の製造装置。