JPS6144305A - 半導体チツプの回転位置補正方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体チップをダイＲ７ディング工程に供給
する前に１その半導体チップの回転方向の位置決めをす
る回転位置補正方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、コン・母りトｒイスクデレーヤ用、光情報処理機
器用として半導体レーデが多く導入されている。この半
導体レーデはリードを有するステムに半導体チップが取
付けられている。そして、このチップは上記ステムに嵌
着されるキャップによって包容される。

この種の半導体レーデの製造工程においては、ステムに
対してチップを結合する場合、グイはンディング装置に
よって行なわれているが、そのステムに対する半導体チ
ップのゲンディングは高精度に行なわなければならない
。すなわち、一般に半導体チップはステムの端面から数
μｍ突出して結合されるが、このチップはレーデ光を出
力させるために励起したとき約２００℃に加熱されるた
め、その突出量が大きいとステムへの熱伝導が少ないた
め耐久性が落ちる。また、逆に突出量が少ないとチップ
から出射されたレーデ光がステムによって遮断されると
いう不都合がある。

従来、ステムに対してチップを高精度に結合するＫは１
上記チツプをダイ？ンディング工程に供給する前ＶＣＸ
、Ｙ、θ方向の予備位置決めしてから１パキエームピン
などで上記チップを吸着してメンディング工程に供給す
るようにしていた。しかしながら、従来の予備位置決め
は作業者が目視で行なっていたため、精度に限界力ある
ばかシか、作業者によってバラツキも大きかった。とく
にθ方向の位置決めは手間が掛るばかシか、高精度に行
なえなかった。したがっテ、カンディング工程において
ステムとチップとの相対位置決めを高精度に行なうのに
時間が掛って作業性の低下を招いたシ、チップの位置ず
れ量が大きすぎてノンディング工程で位置決めしきれず
に、Ｎ７７′イング精度が十分得られないなどのことが
あった。

〔発明の目的〕

この発明は半導体チップのダイ？ンディング工程の前に
おける予備位置決めにおいてθ方向の位置決めを高精度
に、しかも自動で行なえるようにした半導体チップの回
転位置補正方法を提供することにある。

〔発明の概要〕 この発明は回転角度の調節自在なトレイ上に載置された
半導体チップを撮像し、との撮像信号によって上記チッ
プの予め定めた外周の複数の線分の回転角度を求め、こ
の回転角度と予め定めた位置とのずれ量を検出し、この
ずれ量に応じて上記テーブルを回転させて上記チップの
回転角度を補正するようにした半導体チップの回転位置
補正方法である。

〔発明の実施例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例に基づいて説明す
る。第１図乃至第３図は半導体レーデのグイぎンディン
グ装置を示すもので、１１は？ンディング用のＹθテー
ブルである。このＹθテーブル１１の上面のマウントペ
ース１２にはヒータ（図示せず）が内蔵され、このヒー
タはヒータ制御装置１３によって温度コントロールされ
るようになっている。前記マウントペース１２には前記
ステム２を位置決め載置する載置部１４が四部によって
形成されている。そして、この載置部１４にはステム２
の一対の切欠部２ａに係合するステムクランノ＃１５に
よりてステム２が供給され、同時に７’クシエロツド１
６によってステム２は前記載置部１４の基準面に押付は
位置決めされるようになっている。

一方、図中１７は後述する予備位置決め機構のＸＹθテ
ーブルでありて、この上面にはステー・ゾ１８ａに固定
されて例えば正方形状トレイ１８が設けられている。例
えばステージ１８　ａ　Ｋ　トレイ１８の方形状収容溝
が設けられ、この溝の一辺にはトレイ１８の挿入を容易
にする如く開いた溝が設けられた構造で固定される。こ
のトレイ１８ｔｌＣは多数の半導体チップ３を収容する
例えば長方形状の収容凹部が設けられ、との各凹部に夫
々半導体チップ３が整列した状態で収容載置されている
。そして、このトレイ１８と前記載置部１４との間には
トレイ１８内のチップ８を載置部１４にピックアップ（
搬送供給）するチップ供給機構２０が設けられている。

このチップ供給機構２０について説明すると、２１はガ
イドレールでちゃ、このガイドレール２１には搬送部材
２２が往復動自在に設けられている。この搬送部材２２
には上下動機構２３を介してチップ保持具２４が取付け
られ、このチップ保持具２４にはパキエームピン２５が
設けられている。そして、前記予備位置決め機構のＸＹ
０テーブル１７によって後述するごとく各半導体チップ
３毎に上記ピックアップ位置と半導体チップ３との位置
ずれ量を検出して予備位置決めされた前記トレイ１８内
のチップ３が各チップ毎ＫＸＹおよびθ回転して位置決
めしたのチ前記パキエームピン２５によって真空吸着さ
れ、前記マウントペース１２の載置部１４に供給される
ように構成されている。従って、θ回転が一定角度に抑
まるようにトレイ１８の凹部の構造を形成する必要があ
る。例えば凹部の大きさを半導体チップ３の大きさに近
似させる。

また、前記マウントペース１２の近傍にけステム２とチ
ップ３との結合部に冷却用ガスを吹付けるノズル４ノが
設けられている。

また、前記Ｙθテーブル１１の側部に設けたＸＹテーブ
ル２６にはマウントペース１２に対向して光切断法に基
づく位置測定装置２７が設置されている。そして、前記
パキエームピン２５によって吸着されたテップ３と載置
部１４に載置されたステム２の相対位置を光学的に測定
し、その測定信号に基づいて前記Ｙθテーブル１１を制
御してステム２とチップ３とを所定の位置に位置決めす
るようになっている。

つぎに、前記Ｙθテーブル１１およびＹテーブル２６の
制御系について説明する。まず、Ｙθテーブル１ノの各
テーブルにはこれを駆動するモータＬｌｂ、ｌｉｅが設
けられ、これら各モータｌｌｂ、ｌｌａはドライバ２８
を介してコンビエータ２９に接続されている。また、Ｘ
Ｙテーブル２６の各テーブルにはこれを駆動するモータ
２６ｍ、２６ｂが設けられ、これらモータ２６ｈ、２６
ｂはドライバ３Ｑを介して前記コンビエータ２９に接続
されている。さらに、前記位置測定装置２７は第４図乃
至第６図で示すように構成されている。すなわち、３１
は光源で、この光源３１からの光を集光レンズ３２を介
してスリット３３に通してり？ン状のスリット光とする
。このスリット光を前記ステム２とチッｆｓＶｃ照射し
、投射部位Ａ、Ｂの光学像をレンズ３４によシ焦点板３
５に結像させると、第５図に示すように２本の映像ａ、
ｂが離間して見える。これは第６図に示すように、この
ずれ量Δｄはステム２とチップ３の相対的位置ずれ量Δ
ｔに比例するので、映像Ａ、Ｂのずれ量Δｄから相対的
位置ずれ量Δｔは求まる。このように、光切断法を用い
れば、ステム２とチッ７’Ｊとの相対位置（Ｙ方向）を
測定できる。ステム２とチップ３とのθ方向の傾きは、
光切断法による測定を２か所以上行なうことによ＃）３
角法で求められる。また、前記映像り、ｂを工ＴＶカメ
ラ３７によって撮像し、この像は電気信号としてＡ／を
変換器３８、フレームメモリ３９およびインターフェイ
ス４０を介して前記コンビエータ２９に送られる。そし
て、このコンビエータ２９によりて相対位置ずれ量Δｔ
が算出され、この制御信号にもとづいて前記Ｙθテーブ
ル１１が駆動されてΔｔの補正が行われる。

すなわち、第７図に示すように、ＩＴＶカメラ画像の取
込みによってスリット光を認識し、このスリット光の位
置測定を行なう。そして、、チップ３とステム２のスリ
ット光位置によシ相対的位置を計算する。ここで、前記
位置が設定値で有るか否かを判定し、ＹＥＳの場合には
ＥＮＤとな５、Ｎｏの場合にはＹθテーブル１１のフィ
ードバック量を求める。そして、Ｙθチーグル１１を駆
動して再び前記操作を繰返し行なう。

なお、この場合、Ｘ方向の相対位置はマウント精度とし
て許容値が大きいので予備位置決めのみで特に補正は行
なっていない。しかし、マウント精度が要求される場合
には補正を行りてもよい。

一方、前記予備位置決め機構のＸＹθＹテーブル２６θ
テーブル５ノが最下段に設けられ、この上ＫＹテーブル
５２とＸテーブル５３とが屓次設けられてなる。各テー
ブルにはこれらを駆動するモータ５１ｇ、５２ｇ、５３
ｇが設けられ、これらモータは駆動部５４を介して前記
コンビエータ２９に接続されている。また、前記ＸＹθ
テーブル１７の側方には架台５５が立設され、この架台
５５ＫＶｉＸＹテーブル５６が設けられている。このＸ
Ｙテーブル５６にはアーム５７が固着され、このアーム
５７の突出端には光学装置５８が取着されている。この
光学装置５８は第８図に示すようＫＴＶカメラ例えばＩ
ＴＶカメラ５９とレンズ系６Ｑとから構成されている。

ＩＴＶカメラ５９はその光軸０を垂直にして前記アーム
５７に取着されている。

このＩＶＴカメラ５９の下方にはバー７ミ２−６１が４
５度の角度で傾斜して配置されている。

前記光軸ＯＫ対して直交する方向には、前記ハーフミラ
−６１と対向して一対の集光レンズ６２がスリット板６
３をはさんで配置されている。

この集光レンズ６２には光源６４から出射された照射光
りが入射するようになっている。集光レンズ６２から出
射した照明光りは前記ハーフミラ−６ノで垂直下方へ反
射して複数の対物レンズ６４を通過し、前記ＸＹθテー
ブル１７の上面のトレイ１８に載置された半導体チクｆ
３を照射する。この半導体チップ３で正反射した照明光
りは前記対物レンズ６４とハーフミラ−６１とを通過し
てＩＴＶカメラ５９の受光面５９ｍに入射する。ＩＴＶ
カメラ５９に入射した撮像信号は、これに接続された画
像処理部６５（第１図に示す）に入力される。この画像
処理部６５は前記チッｆ３のＸＹθ方向のずれ量を算出
してその検出信号を前記コンビエータ２９に出力する。

すると、このコンピュータ２９から前記駆動部５４に駆
動信号が出力され、この駆動信号によって前記各モータ
５１ｍ、５２＊、５３＆が作動させられ、θ、Ｙ、Ｘの
各テーブル５１．５２．５３が前記チップ３の位置ずれ
量に応じて駆動されるようになっている。

前記各チッｆ３の位置ずれ量の検出方法について第９図
を参照して説明する。１ず、架台５５上のＸＹテーブル
５６を駆動してＩＴＶカメラ５９の光軸Ｏをθテーブル
５ノの回転中心と一致させる。この状態で光源６４から
照明光りを出射し、チッ７ａ３で正反射した光がＩＴＶ
カメラ５９に入射されると、このＩＴＶカメラ５９チッ
グ３の重心が計算されて中心Ｓが求められこの中心Ｓと
上記光軸Ｏとのずれ量が算出される。また、チッｆ３の
外周の複数、この実施例ではＡ−Ｆの６つの点のＸＹ方
向の相対位置が認識される。そして、線分ＡＢ、ＢＣ，
ＤＥおよびＥＦの傾き角度が３角法によって求められる
。例えば傾き角度について、Ｘ−ＹテーブルのＸ方向Ｙ
方向移動成分として求める。即ち各線分についてＹ方向
のずれ量／Ｘ方向のずれ量＝−θで傾き角度θを求める
。これら４つの値が近似していればその平均値によって
チッｆ３の回転角度が算出される。即ちサンプリングし
た複数の線分かプミ等で明確でない場合にはサンプリン
グ位置をずらして再度回転角を計算してもよい。ただし
１回のサンプリングで各線分の回転角がほぼ近似してい
ればその必要はない。

また、プログラムによっては４ケ所のうち３ケ所がほぼ
近似していればそれらの値の平均値に回転角を算出する
こともできる。これらの算出値がコンピュータ２９を介
して駆動部５４に出力されると、まずＸ、Ｙテーブル５
２．５３が駆動されてチップ３の中心ＳがＩＴＶカメラ
５９の光軸０１Ｃ一致させられる。つぎに、θテーブル
５ノが回転駆動されてチッｆ３の回転角度が基準値に一
致させられる。したがって、チップ３のＸ、Ｙ、０方向
の位置が基準値と精密Ｋ　一致させられることになる。

なお、このときＩＴＶカメラ５９はチッ７’ｊで正反射
した照明光りを受光するため、上記チップ３がトレイ１
８上で上下方向に傾斜している場合、つまり水平に設置
されていない場合には、このチップ３からの反射する照
明光りをＩＴＶカメラ５９は捕えることができない。し
たがって、このようなチップ３は不良ワークとして除外
することができる。

つぎに、前述のように構成されたダイポンディング装置
を用いて半導体チップ３をステム２に対してＲンディン
グする方法について説明する。まず、ステムクラン／＃
　１５　Ｋよってフラングされたステム２はマウントベ
ース１２の１１！置部１４ｉＣ載置され、同時に７’ツ
シエロツド１６によって載置部１４の基準面に押付けら
れる。

したがって、ステム２は載置部１４の所定位置にセット
される。一方、このときマウントベース１２はヒータに
よっである程度加熱されているため、ステム２は加熱さ
れ、チップ取付部の表面の接着剤たとえばインゾニウム
は溶融される。一方、上記ステム２にダイポンディング
されるトレイ１Ｂ上の１つのチップ３は、上述したよう
にＸ１Ｙ、θ方向の位置ずれが補正された状態になって
いる。

このような状態において、まずチップ供給機溝２０の搬
送部材２２がトレイ１８上に搬送されてきてこのトレイ
１８から位置ずれが補正されたチップ３をバキュームピ
ン２５によって真空吸着する。つぎに、上記搬送部材２
２が逆方向に駆動され、バキュームピン２５に吸着され
たチッｆ３がマウントベース１２上のステム２に対向す
る位置で停止する。すると、上下動機構２３によってチ
ップ保持具２４が下降し、チッｆ３がステム２の上面と
わずかに離間した状態で保持される。ここで、位置測定
装置２７ＶＣよる上述した光切断法によりてステム２と
チップ３とをマウント時に要求される位置になるよう自
動的に位置合せを行なう。このようにしてステム２とチ
ップ３とを所定位置に位置決めしたのち、前記上下動機
構２３によってチップ保持具２４を下降させると、バキ
ュームビ／２５に吸着されたチップ３はステム２に載置
される。

このとき、ステム２の表面のインジニウムは溶融されて
いるためチップ３はステム２上に接着される。この状態
で一定時間保持したのち、ヒータ制御装置１３によシヒ
ータをオフにし、冷チッ７６３との結合部へ吹付けると
、溶融状態のインジニウムは冷却固化されてゴ／ディン
グが完了する。

なお、上記一実施例においては、半導体チップの予備位
置決めで４つの線分の回転角度の平均を求めたが、２つ
以上の線分の回転角度の平均を求めるようにすれば、そ
の回転角度を高精度に検出できること明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、半導体チップをメ
ンディング工程に受は渡す前に、この半導体チップの回
転角度を検出したのち、この回転角度を自動で高精度に
補正することができる。したがって、半導体チップを高
精度に位置決めした状態でデンディング工程に受は渡す
ことができるから、Ｒンデイング作業の能率や精度の向
上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はぎンディン
グ装置全体の概略的構成図、第２図はぎンディング工程
の部分の平面図、第３図はステムとチップとの関係の斜
視図、第４図乃至第６図は位置測定装置の作用説明図、
第７図は位置測定方法の７０−チャート図、第８図は予
備位置決め機構の光学系の構成図、第９図は上記光学系
によるチップの位置ずれ量を算出する説明図である。 ３・・・半導体チップ、１７・・・ＸＹθテーブル、５
４・・・駆動部、５８・・・光学装置、６５・・・画像
処理部。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転角度の調節自在なトレイ上に載置された半導体チッ
   プを撮像する工程と、この撮像信号によって上記半導体
   チップの予め定めた外周の複数の線分の回転角度を求め
   る工程と、この回転角度と予め定めた位置とのずれを検
   出し、このずれ量に応じて上記トレイを回転させて上記
   半導体チップの回転角度を補正する工程とを具備したこ
   とを特徴とする半導体チップの回転位置補正方法。