JPWO2018105032A1 - ダイ部品供給装置 - Google Patents

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Abstract

ダイ部品供給装置（１）は、半導体ウエハがダイシングされて形成された複数のダイ部品（Ｄ）を上面に保持する伸縮可能な部品保持シート（２３）、および部品保持シートの周縁を支持する支持リング（２２）を有するウエハ保持部（２）と、部品保持シートからダイ部品を１個ずつ吸着する吸着ノズル（５）と、吸着ノズルが吸着するダイ部品を、吸着される以前に周囲の状況とともに撮像して、部品画像データを取得する撮像カメラ（６）と、ウエハ保持部に対して、吸着ノズルおよび撮像カメラを相対的に移動させる駆動部（４）と、複数のダイ部品に対応してそれぞれ取得される複数の部品画像データ、または、複数の部品画像データをそれぞれ画像処理して求められる複数の部品特性データを、ウエハ特性データ（８８）にまとめて記憶するデータ処理記憶部（８７）と、を備える。

Description

本発明は、半導体ウエハがダイシングされて形成されたダイ部品を供給するダイ部品供給装置に関する。
多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、電子部品装着機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。このうち電子部品装着機は、基板搬送装置、部品供給装置、部品移載装置、および制御装置を備える。部品供給装置の一種に、複数のダイ部品を伸縮可能な部品保持シートの上面に保持して供給するダイ部品供給装置がある。ダイ部品供給装置に関する一技術例が特許文献１に開示されている。
特許文献１の半導体装置の製造方法は、ダイシングされる以前の複数の半導体チップ（ダイ部品）の良品・不良品を判定した位置情報を有する第１マップデータを取得し、ダイシング後の良品の半導体チップを第１マップデータに基づいてピックアップし、ダイシング溝の検出によって特定される残存半導体チップの位置情報を有する第２マップデータを取得し、第１マップデータと第２マップデータの照合により、残存半導体チップの位置情報を特定する。これによれば、不良品半導体チップの流出を未然に防止できる、とされている。
特開２０１１−６１０６９号公報
ところで、ダイ部品供給装置では、吸着ノズルでダイ部品を吸着する際に、ダイ部品の品質を低下させてしまうおそれが皆無でない。例えば、部品保持シートのエキスパンド状態が悪かったり、突き上げポットによる突き上げ状態が悪かったりすると、吸着するダイ部品が隣のダイ部品に擦れて、欠けを生じさせてしまう。また例えば、多数のダイ部品が吸着された後に、部品保持シートが伸びて垂れ下がり、残されているダイ部品同士が干渉して品質が低下する。したがって、ダイ部品の品質管理では、それぞれのダイ部品の吸着時の状況を記録しておくことが重要になる。
また、特許文献１の技術は、ダイ部品の取り違えを防止することによって、不良ダイ部品の流出を防止するものである。この種のダイ部品の取り違えは、部品保持シートのエキスパンド状態が均一でないことに起因する場合が多い。例えば、初期状態において、部品保持シートの中央部と周縁部とで、エキスパンド状態が異なっている場合がある。また例えば、二次元格子状に保持されたダイ部品を端から順番に吸着してゆくと、残されたダイ部品の位置は、少しずつ変化し得る。したがって、それぞれのダイ部品の吸着時の状況を記録することは、ダイ部品の取り違えの防止にも役立つ。
別の言い方をすると、吸着するダイ部品の適否をリアルタイムで判定する技術は、従来から各種提案されてきた。しかしながら、後になって問題点が発生した場合、例えば、ダイ部品を実装した基板が所定の性能を有さない場合に、吸着時の問題点を追及することが困難であった。つまり、ダイ部品に関するトレーサビリティ機能が十分ではなかった。
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ダイ部品に関するトレーサビリティ機能を備えたダイ部品供給装置を提供することを解決すべき課題とする。
本明細書で開示するダイ部品供給装置は、半導体ウエハがダイシングされて形成された複数のダイ部品を上面に保持する伸縮可能な部品保持シート、および前記部品保持シートの周縁を支持する支持リングを有するウエハ保持部と、前記部品保持シートから前記ダイ部品を１個ずつ吸着する吸着ノズルと、前記吸着ノズルが吸着する前記ダイ部品を、吸着される以前に周囲の状況とともに撮像して部品画像データを取得する撮像カメラと、前記ウエハ保持部に対して、前記吸着ノズルおよび前記撮像カメラを相対的に移動させる駆動部と、複数の前記ダイ部品に対応してそれぞれ取得される複数の前記部品画像データ、または、複数の前記部品画像データをそれぞれ画像処理して求められる複数の部品特性データを、ウエハ特性データにまとめて記憶するデータ処理記憶部と、を備える。
本明細書で開示するダイ部品供給装置によれば、１枚の半導体ウエハから形成されて吸着ノズルに吸着される全部のダイ部品に関して、吸着時の状況を記録した部品画像データ、または、吸着時の状況を定量化した部品特性データがウエハ特性データにまとめられて記憶される。したがって、問題点が後になって発生した場合などに、オペレータは、ウエハ特性データにアクセスして、個々のダイ部品の吸着時の状況を把握でき、さらに、半導体ウエハの取り扱い方法などを分析できる。したがって、ダイ部品供給装置は、ウエハ特性データを用いた追跡調査が可能であり、トレーサビリティ機能を備える。
電子部品装着機に搭載された第１実施形態のダイ部品供給装置を示す斜視図である。 第１実施形態のダイ部品供給装置の突き上げポットを説明する側面図である。 第１実施形態のダイ部品供給装置の制御に関する構成を示すブロック図である。 部品保持シートの上面におけるダイ部品の配置の一例を示した図である。 図４に示されたダイ部品の配置に対応するウエハマップの概念図である。 データ処理記憶部を含む制御装置の制御フローを示したフローチャートの図である。 データ処理記憶部が行う部品画像データの画像処理の内容を模式的に説明する図である。 第２実施形態のダイ部品供給装置の制御に関する構成を示すブロック図である。 検査実行部が隣接するダイ部品の離間距離を求めて検査を行う方法を説明する図である。 検査実行部が複数のダイ部品のサイズのばらつきを求めて検査を行う方法を説明する図である。 表示装置における検査結果のグラフィック表示方法を説明するイメージ図である。
（１．第１実施形態のダイ部品供給装置１の構成）
本発明の第１実施形態のダイ部品供給装置１について、図１〜図７を参考にして説明する。図１は、電子部品装着機９に搭載された第１実施形態のダイ部品供給装置１を示す斜視図である。図１の左上から右下に向かう方向が基板Ｋを搬送するｘ軸方向であり、右上から左下に向かう方向が電子部品装着機９の前後方向となるｙ軸方向である。また、図２は、第１実施形態のダイ部品供給装置１の突き上げポット３を説明する側面図である。電子部品装着機９は、基板搬送装置９１、ダイ部品供給装置１、および機台９９などで構成されている。なお、ダイ部品供給装置１は、部品移載装置を兼ねている。
基板搬送装置９１は、一対のガイドレール９２およびコンベアベルト、ならびにクランプ装置などで構成される。一対のガイドレール９２は、機台９９の上部中央を横断してＸ軸方向に延在し、かつ互いに平行するように機台９９に組み付けられる。各ガイドレール９２の直下に、互いに平行に配置された一対のコンベアベルトが並設される。一対のコンベアベルトは、コンベア搬送面に基板Ｋを戴置した状態で輪転して、基板Ｋを機台９９の中央部に設定された装着実施位置に搬入および搬出する。また、機台９９の中央部のコンベアベルトの下方にクランプ装置が設けられる。クランプ装置は、基板Ｋを押し上げて水平姿勢でクランプし、装着実施位置に位置決めする。
ダイ部品供給装置１は、ウエハ保持部２、突き上げポット３、駆動部４、吸着ノズル５、撮像カメラ６、部品カメラ７、および制御装置８などで構成されている。ウエハ保持部２は、機台９９の上部の前側寄りに、着脱可能に装備される。ウエハ保持部２は、ウエハテーブル２１、支持リング２２、および部品保持シート２３などで構成される。ウエハテーブル２１は、略正方形で上下方向の厚さがあり、中央に穴部を有する。支持リング２２は、円環状の部材であり、ウエハテーブル２１の上部の穴部の周囲に交換可能に取り付けられる。支持リング２２は、部品保持シート２３の周縁を支持している。部品保持シート２３は、伸縮可能な材料を用いて形成される。部品保持シート２３は、その上面に複数のダイ部品Ｄを保持する。
複数のダイ部品Ｄは、上流側装置であるダイシング装置により、半導体ウエハがダイシングされて形成されたものである。複数のダイ部品Ｄは、部品保持シート２３の上面に二次元格子状に配列されるのが一般的であるが、これに限定されない。複数のダイ部品Ｄを保持する部品保持シート２３は、上流側装置であるエキスパンド装置によってテンションが加えられ、エキスパンド状態で支持リング２２にセットされる。
図２に示されるように、ウエハテーブル２１の穴部の中に、突き上げポット３が設けられる。突き上げポット３には、移動機構３１および昇降機構３２が付設される。移動機構３１は、部品保持シート２３の下側の指定された突き上げ位置まで、突き上げポット３を移動させる。突き上げ位置は、ウエハ保持部２に設定されたｘ−ｙ座標系のｘ座標値ｘ２およびｙ座標値ｙ２により指定される。
昇降機構３２は、ダイ部品Ｄごとに設定される突き上げ高さＨまで、突き上げポット３を昇降駆動する。突き上げ高さＨは、全部のダイ部品Ｄに同じ値が設定されてもよい。あるいは、突き上げ高さＨは、複数の値が使い分けられてもよい。例えば、部品保持シート２３の中央寄りの領域と周縁寄りの領域とで、異なる突き上げ高さＨが設定されてもよい。上昇駆動された突き上げポット３は、ダイ部品Ｄを部品保持シート２３とともに突き上げる。突き上げられたダイ部品Ｄは、吸着ノズル５によって吸着される。図２において、吸着ノズル５が吸着しているダイ部品Ｄの高さ位置が吸着高さであり、その他のダイ部品Ｄの高さ位置が保持高さである。
図１に戻り、駆動部４は、一対のＹ軸レール４１、Ｙ軸移動台４２、およびＸ軸移動台４４などで構成される。一対のＹ軸レール４１は、機台９９の後部から前部の上方に延在して配設される。Ｙ軸移動台４２は、Ｙ軸レール４１に装荷されている。Ｙ軸移動台４２は、サーボモータ４３からボールねじ機構を介して駆動され、ｙ軸方向に移動する。Ｘ軸移動台４４は、Ｙ軸移動台４２に装荷されている。Ｘ軸移動台４４は、サーボモータ４５からボールねじ機構を介して駆動され、ｘ軸方向に移動する。
Ｘ軸移動台４４には、装着ヘッド４８および撮像カメラ６が設けられる。装着ヘッド４８の下側には、ノズルツール４６が着脱可能に設けられる。ノズルツール４６は、サーボモータ４７によって昇降駆動される。ノズルツール４６の下側に、吸着ノズル５が交換可能に取り付けられる。駆動部４は、ウエハ保持部２に対して、吸着ノズル５および撮像カメラ６を相対的に移動させる。駆動部４の制御に用いられるｘ−ｙ座標系は、ウエハ保持部２に設定されたｘ−ｙ座標系と整合する。
吸着ノズル５は、部品保持シート２３から吸着高さのダイ部品Ｄを１個ずつ吸着する。吸着ノズル５は、さらに、吸着したダイ部品Ｄを基板Ｋの指定された装着位置に装着する。撮像カメラ６は、吸着される以前の保持高さのダイ部品Ｄを、周囲の状況とともに撮像して部品画像データを取得する。撮像カメラ６は、基板Ｋの表面に付設された位置マークを撮像して、基板Ｋの装着実施位置の位置誤差を把握する機能を兼ね備える。
部品カメラ７は、ウエハ保持部２の側方の機台９９の上部に配設されている。部品カメラ７は、吸着ノズル５に吸着されたダイ部品Ｄを下方より撮像する。この撮像を行うため、ダイ部品Ｄを吸着した吸着ノズル５は、基板Ｋに向かう途中で部品カメラ７の上方に到達して一旦停止し、または、部品カメラ７の上方を定速で通過する。撮像によって取得された画像データは、画像処理されてダイ部品Ｄの位置のずれ、および回転方向のずれを表す回転角Ｑが認識される。位置のずれは、吸着ノズル５の中心に対するダイ部品Ｄの中心のずれを意味し、ｘ−ｙ座標系のｘ軸方向ずれ量Ｘｃおよびｙ軸方向ずれ量Ｙｃで表される。これにより、吸着ノズル５の装着動作時の装着位置が微調整される。
制御装置８は、電子部品装着機９の動作を総合的に制御する。制御装置８は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作する制御コンピュータで構成される。図３は、第１実施形態のダイ部品供給装置１の制御に関する構成を示すブロック図である。制御装置８は、基板搬送制御部８１、駆動部制御部８２、ノズル制御部８３、突き上げ制御部８４、撮像カメラ制御部８５、および部品カメラ制御部８６の機能を有する。
基板搬送制御部８１は、基板搬送装置９１に指令を発して、基板Ｋの搬入、位置決め、および搬出を制御する。駆動部制御部８２は、駆動部４のサーボモータ４３、サーボモータ４５、およびサーボモータ４７を制御して、吸着ノズル５の水平方向の位置および高さを制御する。ノズル制御部８３は、吸着ノズル５を回転駆動する。これにより、ダイ部品Ｄの装着向きの調整、およびダイ部品Ｄの回転角Ｑの補償が行われる。また、ノズル制御部８３は、吸着ノズル５の内部圧力を制御して、ダイ部品Ｄの吸着動作および装着動作を制御する。
突き上げ制御部８４は、移動機構３１および昇降機構３２を制御して、突き上げポット３の突き上げ位置、すなわちｘ座標値ｘ２およびｙ座標値ｙ２、ならびに突き上げ高さＨを制御する。撮像カメラ制御部８５は、撮像カメラ６の撮像動作を制御するとともに、部品画像データの画像処理を行う。部品カメラ制御部８６は、部品カメラ７の撮像動作を制御するとともに、画像データの画像処理を行う。
制御装置８は、さらに、データ処理記憶部８７の機能を有する。データ処理記憶部８７は、ウエハ保持部２に対応するウエハマップＷＭにアクセス可能となっている。データ処理記憶部８７は、複数のダイ部品Ｄに対応してそれぞれ取得される複数の部品画像データをそれぞれ画像処理して、複数の部品特性データを求める。次に、データ処理記憶部８７は、複数の部品特性データをウエハ特性データ８８にまとめて、記憶装置８９に記憶する。記憶装置８９は、制御装置８に付属された内部記憶装置、および、電子部品装着機９の外部の外部記憶装置のどちらでもよい。データ処理記憶部８７の機能については、後で、動作に併せて詳述する。
（２．ダイ部品Ｄの配置例およびウエハマップＷＭ）
次に、ダイ部品Ｄの配置例およびウエハマップＷＭについて説明する。図４は、部品保持シート２３の上面におけるダイ部品Ｄの配置の一例を示した図である。また、図５は、図４に示されたダイ部品Ｄの配置に対応するウエハマップの概念図である。図４および図５に示される例で、ダイ部品Ｄは、横方向に１０個配置され、縦方向に５個配置され、合計で５０個ある。それぞれのダイ部品Ｄは、図中の左下側から数えた横方向の横番地Ｔおよび縦方向の縦番地Ｕが括弧で括られて、ダイ部品Ｄ（Ｔ，Ｕ）と表される。例えば、左下隅のダイ部品Ｄ（１，１）、右下隅のダイ部品Ｄ（１０，１）、左上隅のダイ部品Ｄ（１，５）、右上隅のダイ部品Ｄ（１０，５）と表される。ウエハ保持部２が機台９９の上部に装備されたとき、横方向はｘ軸方向に一致し、縦方向はｙ軸方向に一致する。
ウエハマップＷＭは、部品保持シート２３の上面における複数のダイ部品Ｄの配置を表す。ウエハマップＷＭは、上流側装置であるダイ部品検査装置によって作成される。作成されたウエハマップＷＭは、通信装置や携帯式記憶装置を用いて制御装置８に送られる。ウエハマップＷＭおよびウエハ保持部２の両方に図略の識別コードが付与されている。識別コードの照合によって、ウエハマップＷＭとウエハ保持部２の実際のダイ部品Ｄとの対応関係が担保される。
ウエハマップＷＭには、５０個のダイ部品Ｄの状態をそれぞれ表す記号が並んでいる。記号「０」および記号「１」は、ともに良品を表し、かつ特性に差があることを表している。記号「Ｂ」は、不良品を表し、吸着ノズル５で吸着せずに部品保持シート２３に残しておくことを意味する。図５の例で、ダイ部品Ｄ（６、１）、ダイ部品Ｄ（６、２）、ダイ部品Ｄ（４、３）、ダイ部品Ｄ（８、４）、およびダイ部品Ｄ（６、５）が不良品となっている。なお、ダイ部品Ｄが欠落して存在しない場合には、記号「Ｎ」が用いられる。
複数のダイ部品Ｄを吸着する順序は、例えば、図４に破線の矢印で示されるように、予め定められている。図４の例で、最初に左下隅のダイ部品Ｄ（１，１）が吸着され、次いで右方へと順番に吸着されてゆく。そして、右下隅のダイ部品Ｄ（１０，１）が吸着された次に、縦方向に移動してダイ部品Ｄ（１０，２）が吸着される。次に、ダイ部品Ｄ（９，２）が吸着され、次いで左方へと順番に吸着されてゆく。そして、ダイ部品Ｄ（１，２）が吸着された次に、縦方向に移動してダイ部品Ｄ（１，３）が吸着される。次に、ダイ部品Ｄ（２，３）が吸着され、次いで右方へと順番に吸着されてゆく。以下、横方向の両端でＵターンが繰り返され、最後に右上隅のダイ部品Ｄ（１０，５）が吸着される。不良品のダイ部品Ｄは、吸着されず、部品保持シート２３の上面に残る。
（３．第１実施形態のダイ部品供給装置１の動作および作用）
次に、第１実施形態のダイ部品供給装置１の動作および作用について、データ処理記憶部８７の機能を含んで説明する。図６は、データ処理記憶部８７を含む制御装置８の制御フローを示したフローチャートの図である。ウエハ保持部２が機台９９の上部に装備され、かつ、基板搬送装置９１によって基板Ｋが装着実施位置に位置決めされると、制御装置８は制御フローを開始する。ステップＳ１で、制御装置８は最初のダイ部品Ｄ（１，１）を選択する。
ステップＳ２で、駆動部制御部８２は、撮像カメラ６をウエハ保持部２の上方まで移動して、撮像カメラ６の光軸Ｐ１（図７参照）をダイ部品Ｄの理想位置に一致させる。理想位置とは、ダイ部品Ｄの中央Ｃが存在すると予想される位置を意味する。理想位置は、例えば、ダイシング装置で設定されたダイ部品Ｄのサイズおよびダイシング幅（ダイシングソーの切削幅）に基づいて予め計算される。あるいは、理想位置は、同一種類の半導体ウエハの過去の使用実績における実位置の平均値としてもよい。駆動部制御部８２は、このときの撮像カメラ６の光軸Ｐ１のｘ座標値ｘ１およびｙ座標値ｙ１（図７参照）をデータ処理記憶部８７に送る。
ステップＳ３で、撮像カメラ制御部８５は、撮像カメラ６を用いてダイ部品Ｄを撮像し、部品画像データを取得する。このとき、突き上げポット３は下降しているので、撮像カメラ６は、保持高さのダイ部品Ｄを周囲の状況とともに撮像する。次のステップＳ４で、撮像カメラ制御部８５は、部品画像データを画像処理して、ダイ部品Ｄの実位置を求める。ダイ部品Ｄの実位置は、次のステップＳ５およびステップＳ６の制御に用いられる。また、撮像カメラ制御部８５は、部品画像データをデータ処理記憶部８７に送る。
ステップＳ５で、駆動部制御部８２は、吸着ノズル５をダイ部品Ｄの実位置の上方まで移動する。次のステップＳ６で、突き上げ制御部８４は、移動機構３１を制御して、突き上げポット３をダイ部品Ｄの実位置の下方まで移動する。続いて、突き上げ制御部８４は、昇降機構３２を制御して、突き上げポット３を上昇させる。これにより、ダイ部品Ｄは吸着高さまで上昇する。突き上げ制御部８４は、このときの突き上げ位置のｘ座標値ｘ２およびｙ座標値ｙ２、ならびに突き上げ高さＨをデータ処理記憶部８７に送る。
ステップＳ７で、駆動部制御部８２は、吸着ノズル５下降させる。続いて、ノズル制御部８３が吸着ノズル５を負圧に制御する。これにより、吸着ノズル５は、吸着高さのダイ部品Ｄを吸着する。
ステップＳ８で、駆動部制御部８２は、ダイ部品Ｄを吸着した吸着ノズル５を上昇させ、さらに、部品カメラ７の上方まで移動させる。続いて、部品カメラ制御部８６は、部品カメラ７を用いて、吸着ノズル５に吸着されたダイ部品Ｄを下方より撮像し、撮像データを取得する。部品カメラ制御部８６は、さらに、画像データを画像処理して、ｘ軸方向ずれ量Ｘｃ、ｙ軸方向ずれ量Ｙｃ、および回転角Ｑを求める。
部品カメラ制御部８６は、求めた諸量を参考にして、ダイ部品Ｄの吸着状態を判定する。吸着状態として、基板Ｋに装着してよい「良好」、および基板に装着できない「廃棄」がある。また、撮像失敗時や画像処理が行えなかったときの「エラー」も、吸着状態のひとつである。多くの場合に吸着状態は「良好」となり、求められたｘ軸方向ずれ量Ｘｃ、ｙ軸方向ずれ量Ｙｃ、および回転角Ｑが次のステップＳ９の制御に用いられる。また、駆動部制御部８２は、ｘ軸方向ずれ量Ｘｃ、ｙ軸方向ずれ量Ｙｃ、回転角Ｑ、および吸着状態をデータ処理記憶部８７に送る。
ステップＳ１０で、データ処理記憶部８７は、受け取った諸データに加えてウエハマップＷＭを参照しつつ、部品特性データを編集する。データ処理記憶部８７は、まず、撮像カメラ制御部８５から受け取った部品画像データを画像処理する。図７は、データ処理記憶部８７が行う部品画像データの画像処理の内容を模式的に説明する図である。
図７には、ダイ部品Ｄ（５，２）が吸着される直前の状況が例示されている。すなわち、ダイ部品Ｄ（１，１）からダイ部品Ｄ（７，２）までが既に吸着されてなくなり、不良品のダイ部品Ｄ（６，２）が残った状態で、ダイ部品Ｄ（５，２）の撮像が行われる。図７において、撮像カメラ６の撮像領域Ａｒａが破線で示される。また、撮像カメラ６の光軸Ｐ１のｘ座標値ｘ１、ｙ座標値ｙ１である。
データ処理記憶部８７は、画像処理の一番目に、ダイ部品Ｄ（５，２）のサイズ、すなわち横寸法Ｘおよび縦寸法Ｙを求める。データ処理記憶部８７は、二番目に、ダイ部品Ｄ（５，２）の中央Ｃの実位置を求める。データ処理記憶部８７は、三番目に、ダイ部品Ｄ（５，２）の理想位置（光軸Ｐ１の位置）に対する中央Ｃの実位置の差分量、すなわちｘ差分量Δｘおよびｙ差分量Δｙを求める。
データ処理記憶部８７は、また、隣接するダイ部品Ｄの相互間の離間距離を求める。図７の例で、ダイ部品Ｄ（５，２）とその左側のダイ部品Ｄ（４,２）との離間距離ｄｘ１が求められる。また、ダイ部品Ｄ（５，２）とその右側のダイ部品Ｄ（６,２）との離間距離ｄｘ２が求められる。さらに、ダイ部品Ｄ（５，２）とその縦方向の一方のダイ部品Ｄ（５,３）との離間距離ｄｙ１が求められる。また、ダイ部品Ｄ（５，２）とその縦方向の他方のダイ部品Ｄ（５,１）との離間距離は、ダイ部品Ｄ（５,１）が無いので求められない。離間距離は、最大で４個あり、ダイ部品Ｄの周囲の状況に応じて求められる個数が変化する。
なお、離間距離に代えて、理想離間距離に対する誤差量を求めるようにしてもよい。理想離間距離は、例えば、ダイシング装置で設定されたダイシング幅に基づいて予め設定される。さらになお、データ処理記憶部８７は、ダイ部品Ｄの回転角、例えば、長方形のダイ部品Ｄの長辺とｙ軸とが成す角度を求めてもよい。
データ処理記憶部８７は、画像処理で得られたデータに受け取った他のデータを対応付けて、部品特性データを完成させる。部品特性データは、吸着されるダイ部品Ｄごとに作成される。部品特性データは、次の１）〜１１）までの各データを包含する。
１）ダイ部品Ｄの吸着順序
２）ダイ部品Ｄを吸着した日付および時刻
３）ダイ部品Ｄの横番地Ｔおよび縦番地Ｕ
４）ダイ部品Ｄの状態（記号「０」、「１」、「Ｂ」、「Ｎ」）
５）ダイ部品Ｄを撮像する撮像カメラ６の光軸Ｐ１の位置（ｘ座標値ｘ１、ｙ座標値ｙ１）
６）ダイ部品Ｄを突き上げる突き上げポット３の突き上げ位置（ｘ座標値ｘ２、ｙ座標値ｙ２）および突き上げ高さＨ
７）部品カメラ７で撮像したときの吸着ノズル５に対するダイ部品Ｄのずれ量（ｘ軸方向ずれ量Ｘｃ、ｙ軸方向ずれ量Ｙｃ）および回転角Ｑ
８）部品カメラ７で撮像したときのダイ部品Ｄの吸着状態（「良好」、「廃棄」、「エラー」）
９）ダイ部品Ｄのサイズ（横寸法Ｘ、縦寸法Ｙ）
１０）ダイ部品Ｄの理想位置に対する実位置の差分量（ｘ差分量Δｘ、ｙ差分量Δｙ）
１１）隣接するダイ部品Ｄの相互間の離間距離ｄｘ１、離間距離ｄｘ２、および離間距離ｄｙ１
図６に戻り、ステップＳ１１で、データ処理記憶部８７は、作成した部品特性データが最後のダイ部品Ｄ（１０，５）に関するものであるか否かを判定する。否である場合、データ処理記憶部８７は、ステップＳ１２で、次のダイ部品Ｄを選択する。この後、データ処理記憶部８７は、制御フローの実行をステップＳ２に戻す。なお、ステップＳ１２において、不良品のダイ部品Ｄは選択されない。
ステップＳ２〜ステップＳ１２のループは、良品のダイ部品Ｄが無くなるまで繰り返される。図５のウエハマップＷＭの場合、４６回目のステップＳ１０で、最後のダイ部品Ｄ（１０，５）の部品特性データが作成される。したがって、データ処理記憶部８７は、制御フローの実行をステップＳ１１からステップＳ１３へ進めて、ループを抜け出す。ステップＳ１３で、データ処理記憶部８７は、良品のダイ部品Ｄの個数に等しい部品特性データをウエハ特性データ８８にまとめる編集作業を行う。次のステップＳ１３で、データ処理記憶部８７は、ウエハ特性データ８８を記憶装置８９に記憶する。
記憶されたウエハ特性データ８８の内容は、いつでもアクセス可能である。ダイ部品Ｄを実装した基板Ｋが所定の性能を有さないなどの問題点が後になって発生した場合に、オペレータは、ウエハ特性データ８８にアクセスする。これにより、オペレータは、個々のダイ部品Ｄの吸着時の状況を把握できる。加えて、オペレータは、吸着された全部のダイ部品Ｄに関する情報、換言すると半導体ウエハの全体にわたる情報を把握して、半導体ウエハの取り扱い方法などを追跡調査できる。例えば、半導体ウエハのダイシングが良好に行われたか否か、部品保持シートのエキスパンド状態が適正で有るか否か、などを分析できる。
（４．第１実施形態のダイ部品供給装置１の態様および効果）
第１実施形態のダイ部品供給装置１は、半導体ウエハがダイシングされて形成された複数のダイ部品Ｄを上面に保持する伸縮可能な部品保持シート２３、および部品保持シート２３の周縁を支持する支持リング２２を有するウエハ保持部２と、部品保持シート２３からダイ部品Ｄを１個ずつ吸着する吸着ノズル５と、吸着ノズル５が吸着するダイ部品Ｄを、吸着される以前に周囲の状況とともに撮像して部品画像データを取得する撮像カメラ６と、ウエハ保持部２に対して、吸着ノズル５および撮像カメラ６を相対的に移動させる駆動部４と、複数のダイ部品Ｄに対応してそれぞれ取得される複数の部品画像データ、または、複数の部品画像データをそれぞれ画像処理して求められる複数の部品特性データを、ウエハ特性データ８８にまとめて記憶するデータ処理記憶部８７と、を備える。
これによれば、１枚の半導体ウエハから形成されて吸着ノズル５に吸着される全部のダイ部品Ｄに関して、吸着時の状況を記録した部品画像データ、または、吸着時の状況を定量化した部品特性データがウエハ特性データ８８にまとめられて記憶される。したがって、問題点が後になって発生した場合などに、オペレータは、ウエハ特性データ８８にアクセスして、個々のダイ部品Ｄの吸着時の状況を把握できる。加えて、オペレータは、半導体ウエハの全体にわたる情報を把握して、半導体ウエハの取り扱い方法などを分析できる。したがって、ダイ部品供給装置１は、ウエハ特性データ８８を用いた追跡調査が可能であり、トレーサビリティ機能を備える。
さらに、データ処理記憶部８７は、複数の部品特性データをウエハ特性データ８８にまとめて記憶し、部品特性データは、ウエハ保持部２に設定されたｘ−ｙ座標系を用いて表されるダイ部品Ｄの実位置、ダイ部品Ｄのサイズ（横寸法Ｘ、縦寸法Ｙ）、および隣接するダイ部品Ｄの離間距離（離間距離ｄｘ１、離間距離ｄｘ２、離間距離ｄｙ１）のうち少なくとも一項目を含む。
これによれば、部品画像データをそのまま記憶しておいて追跡調査に利用する構成と比較して、部品特性データを記憶すればよいので、記憶装置８９のメモリ使用量を節約できる。また、追跡調査で重要な指標となるダイ部品Ｄの位置、ダイ部品Ｄのサイズ、および隣接するダイ部品Ｄの離間距離などを求めて記憶しておくので、効率的な追跡調査が可能となる。
さらに、ダイ部品Ｄを部品保持シート２３とともに保持高さから吸着高さまで突き上げる突き上げポット３をさらに備え、撮像カメラ６は、保持高さにあるダイ部品Ｄを撮像し、吸着ノズル５は、吸着高さにあるダイ部品Ｄを吸着する。これによれば、突き上げポット３に突き上げられる直前のダイ部品Ｄが毎回個別に撮像されるので、ダイ部品Ｄの吸着時の状況が正確に把握される。
さらに、データ処理記憶部８７は、ダイ部品Ｄごとに設定される突き上げポット３の突突き上げ位置（ｘ座標値ｘ２、ｙ座標値ｙ２）および突き上げ高さＨの少なくとも一方の情報を、部品画像データに対応付けて記憶し、または部品特性データに含める。これによれば、ダイ部品Ｄの突き上げ時の状況が記憶されて、追跡調査に利用可能となる。
（５．第２実施形態のダイ部品供給装置１０の構成、動作および作用）
次に、第２実施形態のダイ部品供給装置１０について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図８は、第２実施形態のダイ部品供給装置１０の制御に関する構成を示すブロック図である。第２実施形態の制御装置８０は、第１実施形態と同じ機能を有して、ウエハ特性データ８８を作成および記憶する。制御装置８０は、さらに、検査実行部８Ａの機能を有する。検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８が記憶された時点で自動的に動作してもよく、オペレータからの指令で動作してもよい。
検査実行部８Ａは、記憶されたウエハ特性データ８８を用いて所定の検査を実行する。また、検査実行部８Ａは、実行した検査の検査結果をウエハ保持部２の形状に対応付けて、表示装置８Ｂにグラフィック表示する。さらに、検査実行部８Ａは、実行した検査の検査結果を上流側装置８Ｃおよび下流側装置８Ｄの少なくとも一方に出力する。上流側装置８Ｃとして、第１実施形態で言及したダイシング装置、ダイ部品検査装置、およびエキスパンド装置を例示できる。また、下流側装置８Ｄとして、ダイ部品Ｄが装着された基板Ｋの外観を検査する基板外観検査装置、および基板Ｋの性能を検査する基板性能検査装置を例示できる。
次に、検査実行部８Ａが実行する検査の具体例について説明する。第１検査例で、検査実行部８Ａは、ウエハマップＷＭとウエハ特性データ８８とを比較して、吸着したダイ部品Ｄの適否を検査する。単純な例では、ウエハマップＷＭで不良品とされたダイ部品Ｄ（６，２）の部品特性データがウエハ特性データ８８に含まれている場合、検査実行部８Ａは、不良品のダイ部品Ｄ（６，２）を吸着した不適事項を検出できる。
また例えば、ウエハ保持部２の搬送中にダイ部品Ｄ（５，２）が欠落すると、撮像画像データの中央付近にダイ部品Ｄ（５，２）が検出されなくなる。この場合、データ処理記憶部８７は、部品カメラ７でダイ部品Ｄ（５，２）を撮像できないという「エラー」を判定する。そして、データ処理記憶部８７は、ダイ部品Ｄ（５，２）の部品特性データの吸着状態の欄に「エラー」を記録する。また、ダイ部品Ｄ（５，２）の部品特性データのサイズ（横寸法Ｘ、縦寸法Ｙ）や実位置の差分量（ｘ差分量Δｘ、ｙ差分量Δｙ）などの欄は空白となる。
検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８の中のダイ部品Ｄ（５，２）の部品特性データに基づいて、ダイ部品Ｄ（５，２）が基板Ｋに装着されなかったことを把握できる。さらに、検査実行部８Ａは、次に吸着するダイ部品Ｄ（４，２）の部品特性データに基づいて、ダイ部品Ｄ（４，２）の吸着時の状況を把握できる。そして、吸着時の状況が妥当であれば、検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄ（４，２）が基板Ｋに装着されたことを把握できる。このようにして、検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄ（４，２）をダイ部品Ｄ（５，２）と誤認識する取り違えが発生したか否かを検査できる。
第２検査例で、検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８に基づいて、隣接するダイ部品Ｄの離間距離を求めて検査を行う。この検査では、吸着したダイ部品Ｄの取り違えの可能性、ダイ部品Ｄの破損の可能性、および部品保持シート２３のエキスパンド状態の良否を検査できる。図９は、検査実行部８Ａが隣接するダイ部品Ｄの離間距離を求めて検査を行う方法を説明する図である。
図９で、ダイ部品Ｄ（１，１）とダイ部品Ｄ（２，１）の離間距離ｇｘ１である。以下右方向に順番に離間距離ｇｘ２、離間距離ｇｘ３、離間距離ｇｘ４、離間距離ｇｘ５となっている。また、ダイ部品Ｄ（１，２）とダイ部品Ｄ（２，２）の離間距離ｇｘ６である。検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８の中の複数の部品特性データに基づいて、これらの離間距離を把握できる。仮に、離間距離ｇｘ１がダイ部品Ｄの横寸法Ｘよりも大きな場合、検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄの取り違えの可能性を提示できる。つまり、検査実行部８Ａは、離間距離ｇｘ１の中に有ったダイ部品Ｄが途中で欠落した可能性を提示できる。
しかしながら、離間距離ｇｘ１が大きいのは、部品保持シート２３の当該部分のエキスパンド状態が局部的に過大なだけである、という別の可能性も残されている。検査実行部８Ａは、縦方向に隣接するダイ部品Ｄ（１，２）とダイ部品Ｄ（２，２）の離間距離ｇｘ６を参照して、判定を行う。離間距離ｇｘ６が概ね理想離間距離に近く、離間距離ｇｘ１と比較して顕著に小さい場合、検査実行部８Ａは、離間距離ｇｘ１の中に有ったダイ部品Ｄが欠落したと判定する。また、離間距離ｇｘ６が離間距離ｇｘ１と同程度に過大な場合、検査実行部８Ａは、エキスパンド状態が局部的に過大であると判定する。
また、ダイ部品Ｄ（５，１）とダイ部品（６，１）の離間距離ｇｘ５は、離間距離ｇｘ２、離間距離ｇｘ３、および離間距離ｇｘ４と比較して小さい。さらに、離間距離ｇｘ５は、理想離間距離と比較しても極端に小さい。これは、部品保持シート２３の当該部分のエキスパンド状態の過小に起因して発生する。離間距離ｇｘ５が極端に小さいと、吸着するダイ部品Ｄが隣のダイ部品Ｄに擦れて、欠けなどの破損を生じさせてしまうおそれがある。したがって、検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄ（５，１）およびダイ部品（６，１）の破損の可能性を提示できる。
検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄ（５，１）の破損の可能性を下流側装置８Ｄに出力する。これにより、下流側装置８Ｄである基板外観検査装置および基板性能検査装置は、ダイ部品Ｄ（５，１）が実装された基板Ｋを念入りに検査することができ、動作精度が向上する。なお、ダイ部品（６，１）は、元々不良品で基板Ｋに装着されないので、検査実行部８Ａは、ダイ部品（６，１）の破損の可能性を下流側装置８Ｄに出力しない。
さらに、検査実行部８Ａは、離間距離ｇｘ１、離間距離ｇｘ２、離間距離ｇｘ３、離間距離ｇｘ４、および離間距離ｇｘ５の大きさを把握して、部品保持シート２３のエキスパンド状態の良否を検査できる。つまり、各離間距離が理想離間距離に近似し、かつばらつきが小さい場合に、エキスパンド状態は良好と判定される。そうでない場合に、エキスパンド状態は改善の余地が有ると判定される。
検査実行部８Ａは、エキスパンド状態の検査結果を上流側装置８Ｃのうちのエキスパンド装置に出力する。このとき、エキスパンド状態の良否判定結果だけでなく、各離間距離の情報も出力される。これにより、エキスパンド装置は、受け取った各離間距離の情報を参考にして、部品保持シート２３にテンションを加えるエキスパンド動作を改善できる。
第３検査例で、検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８に基づいて、複数のダイ部品Ｄのサイズのばらつきを求め、半導体ウエハのダイシング状態の良否を検査する。検査実行部８Ａは、上流側装置８Ｃのうちのダイ部品検査装置で個々のダイ部品Ｄのサイズが合格と判定されている場合でも、この検査を行う。図１０は、検査実行部８Ａが複数のダイ部品Ｄのサイズのばらつきを求めて検査を行う方法を説明する図である。
図１０で、ダイ部品Ｄ（１，４）の縦寸法Ｙ１である。以下右方向に順番に、ダイ部品Ｄ（２，４）の縦寸法Ｙ２、ダイ部品Ｄ（３，４）の縦寸法Ｙ３、ダイ部品Ｄ（４，４）の縦寸法Ｙ４、ダイ部品Ｄ（５，４）の縦寸法Ｙ５、およびダイ部品Ｄ（６，４）の縦寸法Ｙ６となっている。ここで、縦寸法は、右方向に進むにしたがって小さくなっている。つまり、不等式で表すと、縦寸法Ｙ１＞縦寸法Ｙ２＞縦寸法Ｙ３＞縦寸法Ｙ４＞縦寸法Ｙ５＞縦寸法Ｙ６の関係が成り立つ。このとき、検査実行部８Ａは、ダイ部品Ｄの上辺側のダイシングラインＬ１と、ダイ部品Ｄの下辺側のダイシングラインＬ２とが平行でなく、ダイシング状態が良好でないと判定できる。
検査実行部８Ａは、ダイシング状態が良好でないという検査結果を上流側装置８Ｃのうちのダイシング装置に出力する。このとき、ダイシングラインＬ１およびダイシングラインＬ２に関する情報も出力される。これにより、ダイシング装置は、受け取った情報を参考にして、ダイシングソーによるダイシング動作を改善できる。
次に、表示装置８Ｂにおける検査結果のグラフィック表示方法について説明する。図１１は、表示装置８Ｂにおける検査結果のグラフィック表示方法を説明するイメージ図である。このイメージ図は、図９および図１０で説明した検査結果を表示装置８Ｂの表示画面にグラフィック表示したものである。表示装置８Ｂは、ウエハ保持部２の形状をそのままグラフィック表示し、加えて、ウエハマップＷＭの不良品を表す記号「Ｂ」も併せて表示する。
表示装置８Ｂは、図９に示された大きな離間距離ｇｘ１、および破損の可能性を有するダイ部品Ｄ（５，１）を見易く表示する。また、表示装置８Ｂは、図１０に示された平行でないダイシングラインＬ１およびダイシングラインＬ２を見易く表示する。見易く表示するために、表示色や表示線種を変更する方法、および点滅表示を行う方法などが適宜採用される。これにより、オペレータに注意喚起を促すことができ、かつ、検査結果の問題箇所を明瞭に表示できる。
（６．第２実施形態のダイ部品供給装置１０の態様および効果）
第２実施形態のダイ部品供給装置１０は、記憶されたウエハ特性データ８８を用いて所定の検査を実行する検査実行部８Ａをさらに備える。これによれば、個々のダイ部品Ｄの検査に加えて、半導体ウエハの全体に関係する検査を実行でき、従来よりも検査項目を拡げることができる。
さらに、検査実行部８Ａは、実行した検査の検査結果をウエハ保持部２の形状に対応付けてグラフィック表示する。これによれば、見易い表示を用いて、オペレータに注意喚起を促すことができ、かつ、検査結果の問題箇所を明瞭に表示できる。
さらに、検査実行部は、実行した検査の検査結果を上流側装置８Ｃおよび下流側装置８Ｄの少なくとも一方に出力する。これによれば、上流側装置８Ｃおよび下流側装置８Ｄは、検査結果を参考にして、動作精度を向上したり、動作を改善したりできる。
また、検査実行部８Ａは、部品保持シート２３の上面における複数のダイ部品Ｄの配置を表すウエハマップと、ウエハ特性データ８８とを比較して、吸着したダイ部品Ｄの適否を検査する。これによれば、不良品のダイ部品Ｄを吸着した不適事項や、ダイ部品Ｄの個体を誤認識する取り違えを検査できる。
また、検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８に基づいて、隣接するダイ部品Ｄの離間距離を求め、吸着したダイ部品Ｄの取り違えの可能性、ダイ部品Ｄの破損の可能性、および部品保持シート２３のエキスパンド状態の良否の少なくとも一項目を検査する。これによれば、隣接するダイ部品Ｄの離間距離を求めることで、様々な検査項目を実行できる。
また、検査実行部８Ａは、ウエハ特性データ８８に基づいて、複数のダイ部品Ｄのサイズのばらつきを求め、半導体ウエハのダイシング状態の良否を検査する。これによれば、単純に個々のダイ部品Ｄのサイズの合否を判定するのでなく、複数のダイ部品Ｄが関係するダイシング状態の良否を検査できる。
（７．実施形態の応用および変形）
なお、第１実施形態のダイ部品供給装置１および第２実施形態のダイ部品供給装置１０は、ウエハマップＷＭを用いない運用形態でも実施できる。ウエハマップＷＭを用いない運用形態では、ダイ部品Ｄの良否判定結果をダイ部品Ｄ自体の上面に表示し、部品画像データの画像処理で表示を読み取る。また、第１実施形態において、データ処理記憶部８７は、部品画像データを画像処理せずに、そのままウエハ特性データにまとめて記憶してもよい。これによれば、情報量の多い生データの形態で吸着時の状況が記憶されるので、後になって所望する任意のデータ加工や、任意の検査指標の抽出が可能になる。
さらに、第１実施形態において、装着ヘッド４８および撮像カメラ６は、共通のＸ軸移動台４４に設けられて一緒に移動するが、これに限定されない。つまり、装着ヘッド４８および撮像カメラ６は、それぞれ別の移動台に設けられ、別々の駆動部で干渉しないように順番にダイ部品Ｄの上方に駆動されてもよい。これによれば、装着ヘッド４８がダイ部品Ｄを基板Ｋに装着しているときに、撮像カメラ６は次のダイ部品Ｄを撮像できるので、所要時間が短縮される。本発明は、他にも様々な応用や変形が可能である。
１：第１実施形態のダイ部品供給装置 ２：ウエハ保持部 ２２：支持リング ２３：部品保持シート ３：突き上げポット ３１：移動機構 ３２：昇降機構 ４：駆動部 ５：吸着ノズル ６：撮像カメラ ７：部品カメラ ８：制御装置 ８１：基板搬送制御部 ８２：駆動部制御部 ８３：ノズル制御部 ８４：突き上げ制御部 ８５：撮像カメラ制御部 ８６：部品カメラ制御部 ８７：データ処理記憶部 ８８：ウエハ特性データ ９：電子部品装着機 １０：第２実施形態のダイ部品供給装置 ８０：制御装置 ８Ａ：検査実行部 ８Ｂ：表示装置 ８Ｃ：上流側装置 ８Ｄ：下流側装置 Ｄ：ダイ部品 ＷＭ：ウエハマップ

Claims (10)

  1. 半導体ウエハがダイシングされて形成された複数のダイ部品を上面に保持する伸縮可能な部品保持シート、および前記部品保持シートの周縁を支持する支持リングを有するウエハ保持部と、
    前記部品保持シートから前記ダイ部品を１個ずつ吸着する吸着ノズルと、
    前記吸着ノズルが吸着する前記ダイ部品を、吸着される以前に周囲の状況とともに撮像して部品画像データを取得する撮像カメラと、
    前記ウエハ保持部に対して、前記吸着ノズルおよび前記撮像カメラを相対的に移動させる駆動部と、
    複数の前記ダイ部品に対応してそれぞれ取得される複数の前記部品画像データ、または、複数の前記部品画像データをそれぞれ画像処理して求められる複数の部品特性データを、ウエハ特性データにまとめて記憶するデータ処理記憶部と、
    を備えるダイ部品供給装置。
  2. 前記データ処理記憶部は、複数の前記部品特性データを前記ウエハ特性データにまとめて記憶し、
    前記部品特性データは、前記ウエハ保持部に設定された座標系を用いて表される前記ダイ部品の位置、前記ダイ部品のサイズ、および隣接する前記ダイ部品の離間距離のうち少なくとも一項目を含む、
    請求項１に記載のダイ部品供給装置。
  3. 前記ダイ部品を前記部品保持シートとともに保持高さから吸着高さまで突き上げる突き上げポットをさらに備え、
    前記撮像カメラは、前記保持高さにある前記ダイ部品を撮像し、
    前記吸着ノズルは、前記吸着高さにある前記ダイ部品を吸着する、
    請求項１または２に記載のダイ部品供給装置。
  4. 前記データ処理記憶部は、前記ダイ部品ごとに設定される前記突き上げポットの突き上げ位置および突き上げ高さの少なくとも一方の情報を、前記部品画像データに対応付けて記憶し、または前記部品特性データに含める請求項３に記載のダイ部品供給装置。
  5. 記憶された前記ウエハ特性データを用いて所定の検査を実行する検査実行部をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のダイ部品供給装置。
  6. 前記検査実行部は、実行した検査の検査結果を前記ウエハ保持部の形状に対応付けてグラフィック表示する請求項５に記載のダイ部品供給装置。
  7. 前記検査実行部は、実行した検査の検査結果を上流側装置および下流側装置の少なくとも一方に出力する請求項５または６に記載のダイ部品供給装置。
  8. 前記検査実行部は、前記部品保持シートの前記上面における複数の前記ダイ部品の配置を表すウエハマップと、前記ウエハ特性データとを比較して、吸着した前記ダイ部品の適否を検査する請求項５〜７のいずれか一項に記載のダイ部品供給装置。
  9. 前記検査実行部は、前記ウエハ特性データに基づいて、隣接する前記ダイ部品の離間距離を求め、吸着した前記ダイ部品の取り違えの可能性、前記ダイ部品の破損の可能性、および前記部品保持シートのエキスパンド状態の良否の少なくとも一項目を検査する請求項５〜８のいずれか一項に記載のダイ部品供給装置。
  10. 前記検査実行部は、前記ウエハ特性データに基づいて、複数の前記ダイ部品のサイズのばらつきを求め、前記半導体ウエハのダイシング状態の良否を検査する請求項５〜９のいずれか一項に記載のダイ部品供給装置。
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