JPS5944778B2 - 半導体ペレツト外観検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体装置の製造工程に於けるペレットマウ
ント工程で行われる半導体ペレットの外観検査方法に関
するものである。

一般に、トランジスタやＩＣなどの半導体装置は１枚の
半導体ウェーハに数百、数千の半導体ペレット（以下単
にペレットと略す）を形成する工程、各ペレットに電気
的特性を検査して不良品には表面にインクやピンによる
引掻き傷などの特性不良識別マークを形成する工程、半
導体ウエーー・を個々のペレットに細分割する工程、良
品のペレットだけを取出して放熱板やリードフレームに
半田付けするペレットマウント工程、マウントされたペ
レットにワイヤーをボンディングする工程などを経て製
造されている。

例えばペレットマウント工程は第１図及び第２図に示す
要領で行われる。即ち、１枚のシート１上に接着された
状態で細分割された複数のペレット２をシート１をリン
グ状のステージ３上で放射状に拡げて各ペレット間に所
定の間隙をもたせ、この状態を保持させたままシート１
をステージ３に固定する。そしてステージ３を水平なＸ
−Ｙ方向に間欠移動させ、１つのペレット２が所定のポ
ジションにくることのペレット２をコレット４で真空吸
着してシート１から引き剥がす。１つのペレット２を吸
着したコレット４は定位置まで上昇すると水平移動して
ペレットマウント装置５の上方定位置までペレット２を
運ぶ。

このペレットマウント装置５は窒素雰囲気にした加熱室
６に例えばリードフレーム７を間欠的に送り込み、リー
ドフレーム７のペレットマウント箇所が加熱室６内の定
位置にくるとここで半田片８を供給し、更にこのペレッ
トマウント箇所が次の定位置にくるとここで前記コレッ
ト４を下降させてペレット２を溶融した半田片８上に乗
せてペレットマウントを行う装置である。１つのペレッ
ト２のマウントが完了するとコレット４は上昇−水平動
してステージ３上の定位置に戻り、次のペレット吸着に
待機する。

このようなペレットマウント工程に於て、コレット４は
良品ペレット２だけをシート１から剥がしてリードフレ
ームＴにマウントすることが必要である。

そのためにはコレット４で吸着される前に各ペレット２
の良品・不良品を検査しておく必要がある。この検査は
ペレット２の特性検査が既に行われているので外観だけ
を検査すればよく、外観は大別して第３図のイ〜ホのも
のが不良品と判定される。つまり、イは特性不良ペレッ
ト２の表面に不良識別インク９をマーキングしたもので
あり、口は特性不良ペレツト２の表面をピン等で引掻い
て不良識別打痕１０を残したものであり、１１は製造工
程中に異物の付着などで表面に形成された異常突起物や
ピンセツトによる引掻き傷などの不良箇所１１が存在す
るものである。また二はペレツト２の一角に欠け１２が
あり、ホはペレツト２の一角に欠け残り１３があるもの
で、この二とホは外形不良として除去される。ところで
、このようなペレツト２の外観検査を従来は第４図に示
すように、１台のＩＴＶカメラ１４をステージ３の上方
定位置にセツトして、次のように行つていた。

まずカメラ１４でシート１上のペレツト２を撮像して拡
大画像Ｍを得る。次にこの拡大画像Ｍから検査されるペ
レツト２Ｚζカメラ１４のセンターＰにくるようステー
ジ３を動かす。そしてペレツト７の位置決めが完了する
とカメラ１４のセンターＰにあるペレツトｚの拡大画像
Ｍからペレツト表面の前記マーク９や打痕１０、不良箇
所１１や汚れなどを検出する。これはペレツト７の表面
を照明装置１５で斜光照明すると不良識別マークや傷、
汚れなどが明るく、他は暗く映るため、拡大画像ｖに光
を走査させて反射光をパルス信号に変換してこのパルス
侶号を２値化すれば容易に検出できる。そして、ペレツ
ト表面検査が完了し検査結果が良品と判定されると、次
にペレツト７の欠け１２や欠け残り１３の有無の検査（
外形検査）を行う。これはシート１に透光性のものを用
い、シート１の下方から照明装置１６でペレツトｚに面
照明して拡大画像Ｙの面積を光電変換で算出し、この面
積を良品ペレツトの面積と比較することにより簡単に行
われる。この表面検査と外形検査は一瞬の内に行われ、
両検査結果が良品と判定されるとペレツト取出し信号が
出てコレツト４が降下し、ペレツト７をシート１から取
り出す。その後ステージ３の駆動制御回路１７に１ピツ
チ送り信号が出てステージ３がＸ方向或はＹ方向に１ピ
ツチ間欠勤して１つ隣りのペレツト７が検査ポジシヨン
に送られ、上記同様の動作でこのペレツトＴの外観検査
が行われる。また先のペレツトｚの外観検査結果が不良
品と判定されるとコレツト４の降下は無く、ペレツト７
をシート１上に残したままステージ３が動き、隣りのペ
レツト７が検査ポジシヨンにくる。そして上記動作の繰
り返しにより個々のペレツト２は順次に外観検査され、
良品だけ６くコレツト４で取り出される。

この検査と取出しの全体の動きは第５図の矢印に示すよ
うに所定のパターンで拡がつた全ペレツト２，２・・・
に対して一列目から次はニタＩ泪へと一定のルートに従
つて順次に行われていた。ところがこの従来方法には次
の問題点があつた。即ち、ペレツト２の不良品はシート
１上に点在することもあるが、第５図の斜線の不良品例
に示一すように群がる傾向にある。

また第６図に示すように半導体ウエーハが製造中に割れ
、この割れたものをシート１に接着してペレツト毎に細
分割して拡げたペレツト２を検査する場合もある。第５
図の場合は矢印方向に検査を進めていくと、例えば４夕
１泪の良品ペレツト２ａを検査して取出しを行つてから
次の良品ペレツト２ｆの取出しを行うまでに４個の不良
品ペレツト２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを検査ポジシヨンに
順次間欠送りして検査しなければならず、その間コレツ
ト４は降下することなく待機しなければならな（・。ま
た第６図の場合は半導体ウエーハの欠けた部分のペレツ
トの無い部分が検査ポジシヨンを通過する間コレツト４
は待機しなければならない。このように従来はペレツト
２の良品・不良品及びシート１上のペレツト２の有無に
関わらずステージ３を一定のペレツトパターンに従つて
一定のルート上をＸ−Ｙ駆動させて外観検査及びペレツ
ト取出しを行つていたため、全ペレツトの検査及び取出
しが終るまで一定の時間を要し、特に第６図の場合は作
業に無駄な時間が多く、作業性が悪かつた。また上記作
業途中のコレツト４の待ち時間はペレツトマウント装置
５の待ち時間でもあり、この間リードフレーム７の送り
を停止させるが加熱室６内の加熱は続行させねばならず
、加熱のため要する消費エネルギー（主として電力）の
無，駄が多かつた。更に加熱室６内を窒素雰囲気に保つ
ているが、どうしてもリードフレーム７の出入口から若
干の空気が侵入するため、上記待ち時間の間にリードフ
レーム７上に供給された半田片８の表面が酸化されて、
ペレツト２のマウント性が悪くなり、後工程でペレツト
２の剥離等のトラブルの要因になつていた。本発明は上
記従来の問題点に鑑み、これを解決したもので、２台の
カメラを使つて無駄のない作業を可能としたペレツト外
観検査方法を提供する。以下本発明を図面を参照して説
明する。本発明はペレツト（２）の表面検査が比較的容
易で外形検査が難しい点を考慮し、１台のカメラでシー
ト１上の全ペレツト２，２・・・の表面検査を一括して
行い、その後もう１台のカメラでシート１上のペレツト
２，２・・・の外形検査を順次に行う方法である。

本発明の特徴はこの２台のカメラを使用することと、１
台のカメラで表面検査結果が不良品と判定されたものは
次の外形検査時にステージ３を早送りする等して飛ばし
、表面検査が良品と判定されたものだけを外形検査して
、外形検査が良品と判定されたものをコレツト４で取り
出すことである。例えば第７図に本発明を実施する装置
の一例を示すと、１８はステージ３の上方定位置に配置
された第１のカメラ、１９はステージ３の下方定位置に
配置された第２のカメラ、２０はステージ３の駆動制御
回路、２１は斜光照明装置、２２は面照明装置である。
以下この装置によるペレツト外観検査方法を順次に説明
する。まず各カメラ１８，１９に対してステージ３をス
タート位置に設定し、第１のカメラ１８でシート１上の
全ペレツト２，２・・・の表面の拡大画像Ｍ１を映し、
各ペレツト２，２・・・の座標を設定する。

次に全ペレツト２，２・・・の表面検査、つまり特性不
良識別マークや傷、汚れなどの検査を一括して行う。こ
の検査は従来同様に全ペレツト２，２・・・の表面を斜
光照明して拡大画像Ｍ１に光を走査させ、その反射光を
パルス信号に変換して２値化することにより行われる。
そしてこの表面検査の良品と不良品の判定結果を座標で
記憶部（図示せず）に記憶させ、この記憶内容に基づい
てステージ３の動きルートを決定する。このルートは例
えば第８図の矢印に示すように斜線のペレツト２，２・
・・が表面検査で不良品と判定されたとすると、この斜
線のペレツト２，２・・・を避けるか飛び越すように第
２のカメラ１９に対してステージ３が動くように設定す
る。また第９図に示すように割れた半導体ウエーハによ
るペレツト２，２・・・に対しては上記ルート設定に加
えてペレツト２の無い部分を避けるようステージ３の動
きルートを設定する。而して、次に上記ルートに従つて
ステージ３を間欠移動させながら第２のカメラ１９でペ
レツト２の外形検査を順次に行う。

この検査はペレツト２，２・・・を面照明し、第２のカ
メラ１９上の検査ポジシヨンにペレツト２がくると、こ
のペレツト２の拡大画像Ｍ２が第２のカメラ１９のセン
タ一Ｐ１に一致するようステージ３を微調整して、従来
同様に面積比較で行われる。そして、この外形検査結果
が良品と判定されるとコレツト４が降下してペレツト２
をシート１から取り出し、ステージ３がルートに従つて
動き、次のペレツト２が検査ポジシヨンにくる。また外
形検査結果が不良品と判定された場合はコレツト４は降
下せず、ステージ３だけが同じようにルートに従つて動
く。このステージ３の動きを第８図で説明すると、例え
ば１つのペレツト２ｇの外形検査が完了するとステージ
３はマイナスＸ方向に表面不良と判定された３つのペレ
ツト２ｈ，２１，２ｊを飛び越して４つ目のペレツト２
ｋが検査ポジシヨンにくるように早送りされる。また別
のペレツト２１の外形検査が完了すると表面不良ペレツ
ト群２ｍ・・・を避けてステージ３はマイナスＹ方向に
１ピツチ移動してペレツト２ｎが検査ポジシヨンにくる
よう動く。つまり、第２のカメラ１９．は表面検査で良
品と判定されたものだけを最短距離の動きで外形検査す
るため、外観検査全体の時間が短縮され、而もコレツト
４の待ち時間は外形検査で不良と判定されるペレツトの
検査時間だけであり、大幅に縮小される。上記第２のカ
メラ１９はペレツト２の裏面から外形検査するが、第１
０図に示すようにステージ３上方に一・−フミラ一２３
と第２のカメラ１９を設置して第２のカメラ１９でペレ
ツト２の表面から外形検査するようにしてもよい。

この場合は面照明装置２２をステージ３の下方配置する
。このようにするとペレツト２の外形検査と共に表面検
査をも第２のカメラ１９で行うことができ、第１のカメ
ラ１８の表面検査の見落しが検出できる。尚、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、例えば第１のカ
メラ１８でペレツト２の表面検査を行う場合、ペレツト
サイズが小さければペレツト群を１／２或は１／４と分
割して撮像し、表面検査するようにしてもよい。以上説
明したように、本発明はまずペレットの表面検査をして
、良品と判定されたものだけを外形検査してコレツトで
取り出すようにしたから、検査時間の無，駄の少ない効
率良い検査が可能であり、而もコレツトやペレツトマウ
ント装置側の待ち時間が大幅に短縮され、従つてペレツ
トマウント装置に於ける消費エネルギーの浪費が少なく
なり、半田の酸化によるペレツトマウント性の劣下等の
問題も解決される。

又、ペレツトの表面検査と外形検査を２台のカメラで夫
々独自に行うため、検査に無理がなくて高精度の検査が
可能となり、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般のペレツトマウント工程を説明する概略側
面図、第２図は第１図のペレツト群の平面図、第３図は
ペレツトの表面不良及び外形不良の各例を説明する各ペ
レツトの平面図、第４図は従来のペレツト外観検査方法
を説明する概略側面図、第５図及び第６図は第４図の方
法によるステージの動きルートを説明する各ペレツト群
の平面図、第７図は本発明の方法を実施する装置の一例
を示す概略側面図、第８図及び第９図は本発明によるス
テージの動きルートを説明する各ペレツト群の平面図、
第１０図は本発明の方法を実施する装置の他の一例を示
す概略側面図である。 １・・・シート、２・・・半導体ペレツト、３・・・ス
テージ、１８・・・第１のカメラ、１９・・・第２のカ
メラ、Ｍｌ，Ｍ２・・・拡大画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動ステージ上のシートに所定のパターンで整列さ
   れた複数の半導体ペレットの外観検査方法に於て、第１
   のカメラで複数のペレット群全体像を撮像して特性不良
   識別マーク等のある表面不良ペレットの所在を全て検出
   してこの表面不良ペレットを避けるようステージの動き
   ルートを決定し、次に第２のカメラで先の検査結果によ
   る良品判定ペレット群をステージの動きに合わせて局部
   的に順次撮像して得る拡大像からペレット外形不良等を
   検査するようにしたことを特徴とする半導体ペレット外
   観検査方法。