(57)【要約】【課題】簡単かつ確実にチップ異常を検出することができ、後工程への不良流出を防止することができるチップ異常検出方法及びチップ取り出し装置の提供。【解決手段】チップマウント装置やチップ配列装置等に備えられているチップ取り出し装置に、ウェハからチップを取り出した後のウェハシート表面状態を撮像するカメラと、チップ位置決めのための画像認識手段である画像処理装置内にハードウェア又はソフトウェアとして設けられ、撮像した画像からウェハシート上のチップ破片を検出し、チップ破片が残っているか否かに基づいて取り出したチップの良／不良を判断するウェハシート外観検査手段とを備える。これにより、チップを取り出した後にウェハシートにチップ破片が残ることによってはじめて検出可能となるチップ異常を簡単かつ確実に検出することができ、後工程への不良流出を防止することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハシート上に配列されたチップの異常を検出するチップ異常検出方法であって、
前記ウェハシートから所定のチップを取り出す第１のステップと、
前記所定のチップを取り出した後の前記ウェハシートの外観を撮像する第２のステップと、
撮像した画像から、前記ウェハシート上に残留している前記所定のチップの破片を検出する第３のステップと、
前記破片の有無に基づいて、前記所定のチップの良／不良を判定する第４のステップと、を少なくとも有することを特徴とするチップ異常検出方法。
【請求項２】
前記第３のステップでは、前記第１のステップにおける前記所定のチップの位置決め範囲を、前記破片の検出範囲とすることを特徴とする請求項１記載のチップ異常検出方法。
【請求項３】
前記ウェハシート上に前記破片が残留している場合に、前記所定のチップの搭載を行わないようにする第５のステップを更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のチップ異常検出方法。
【請求項４】
前記第５のステップが、前記所定のチップを所定の位置に廃棄するステップであることを特徴とする請求項３記載のチップ異常検出方法。
【請求項５】
前記ウェハシート上に前記破片が残留している場合に、前記破片を前記ウェハシートから除去する第６のステップを更に有することを特徴とする請求項３又は４に記載のチップ異常検出方法。
【請求項６】
前記第４のステップが、前記破片の特徴量を計測し、その値に基づき前記所定のチップの良／不良を判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のチップ異常検出方法。
【請求項７】
ウェハシート上に配列されたチップを取り出すチップ取り出し装置において、
所定のチップを取り出した後の前記ウェハシートの外観を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像から、前記ウェハシート上に残留している前記所定のチップの破片を検出し、前記破片の有無に基づいて、前記所定のチップの良／不良を判定する検査手段と、を少なくとも備えることを特徴とするチップ取り出し装置。
【請求項８】
前記ウェハシートに前記破片が残留している場合、前記所定のチップの搭載を行わないようにする手段を更に備えることを特徴とする請求項７記載のチップ取り出し装置。
【請求項９】
前記所定のチップの搭載を行わないようにする手段が、前記所定のチップを所定の位置に廃棄する手段であることを特徴とする請求項８記載のチップ取り出し装置。
【請求項１０】
前記ウェハシートに残留している前記破片を除去する手段を更に備えることを特徴とする請求項８又は９に記載のチップ取り出し装置。
【請求項１１】
前記検査手段が、前記破片の特徴量を計測し、その値に基づき前記所定のチップの良／不良を判定する手段であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一に記載のチップ取り出し装置。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれか一に記載のチップ取り出し装置を備えることを特徴とするチップマウント装置又はチップ配列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ異常検出方法及びチップ取り出し装置に関し、特に、ダイシングによるチップの破損や欠け等の異常を検出するチップ異常検出方法及びチップの異常を検出する手段を備えたチップ取り出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップをリードフレームや基板等に搭載するチップマウント工程やその後の工程で検出される不良のうち、チップの破損や欠けの原因は、主にその前工程であるダイシング工程上で発生するクラックによるものである。チップ上のクラックを検査する方法として、ダイシング直後にウェハの表面を外観検査する形式のものが多数提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、半導体ペレットを照明手段により照らし、その反射光により、ペレットの像を１台のＩＴＶカメラにて撮影し、ペレット部が白く、ペレット間のダイシング溝が黒く映し出される２値画像から、チップの欠陥を検出する半導体ペレットのマウント装置が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、検査ステージによりウェハを任意に移動させつつ、ウェハに形成された複数のチップのそれぞれを顕微鏡で拡大してカメラで撮像し、カメラにより得られた画像信号が示す画像に基づき、チップ範囲を判定すると共に、このチップ範囲よりも若干小さなラベリング検査範囲を設定し、画像信号を二値化して得た二値画像情報が示す二値画像に基づき、ラベリング検査範囲内に存在する黒画素の塊として、チップの欠陥を検出するウェハ外観検査方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−２４５１３９号公報
【特許文献２】特開平０８−１８１１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のチップ異常検出方法は、図５に示すように、チップマウント装置のヘッドをチップ位置決め位置に移動し（ステップＳ２０１）、チップの位置決めを行うと共にチップをカメラで撮像して得た画像からチップの外観検査を行い（ステップＳ２０２）、チップが正常な場合（ステップＳ２０３のＹｅｓの場合）はヘッドをウェハ取り出し位置に移動して（ステップＳ２０４）、チップを取り出す（ステップＳ２０５）方法であり、チップ取り出し前に検査を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
しかしながら、ダイシング時に発生するクラックは隙間のないものが多く、チップを表面から撮像する従来の方法では、撮像した画像にクラックが写りにくく、チップの欠陥の検出が難しいという問題があった。
【０００８】
すなわち、図６に示すように、チップ１０の欠陥は、コレット１１でチップ１０を取り出した後に、ウェハシート１４にチップ破片１３が残ることによってはじめて検出可能となる場合が多いため、チップ取り出し前にチップの外観検査を行ってもチップの欠陥を検出することは困難である。そのため、取り出した不良品をそのままリードフレームや基板等に搭載してしまい、最終検査時点での歩留まりが低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、簡単かつ確実にチップ異常を検出することができ、後工程への不良流出を防止することができるチップ異常検出方法及びチップ取り出し装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、ウェハシート上に配列されたチップの異常を検出するチップ異常検出方法であって、前記ウェハシートから所定のチップを取り出す第１のステップと、前記所定のチップを取り出した後の前記ウェハシートの外観を撮像する第２のステップと、撮像した画像から、前記ウェハシート上に残留している前記所定のチップの破片を検出する第３のステップと、前記破片の有無に基づいて、前記所定のチップの良／不良を判定する第４のステップと、を少なくとも有するものである。
【００１１】
本発明においては、前記第３のステップでは、前記第１のステップにおける前記所定のチップの位置決め範囲を、前記破片の検出範囲とする構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記ウェハシート上に前記破片が残留している場合に、前記所定のチップの搭載を行わないようにする第５のステップを更に有する構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記第５のステップが、前記所定のチップを所定の位置に廃棄するステップとすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記ウェハシート上に前記破片が残留している場合に、前記破片を前記ウェハシートから除去する第６のステップを更に有する構成とすることができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記第４のステップが、前記破片の特徴量を計測し、その値にもとづき前記所定のチップの良／不良を判定するステップとすることができる。
【００１６】
また、本発明は、ウェハシート上に配列されたチップを取り出すチップ取り出し装置において、所定のチップを取り出した後の前記ウェハシートの外観を撮像するカメラと、前記カメラで撮像した画像から、前記ウェハシート上に残留している前記所定のチップの破片を検出し、前記破片の有無に基づいて、前記所定のチップの良／不良を判定する検査手段と、を少なくとも備えるものである。
【００１７】
本発明においては、前記ウェハシートに前記破片が残留している場合、前記所定のチップの搭載を行わないようにする手段を更に備える構成とすることができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記所定のチップの搭載を行わないようにする手段として、前記所定のチップを所定の位置に廃棄する手段とすることができる。
【００１９】
また、本発明においては、前記ウェハシートに残留している前記破片を除去する手段を更に備える構成とすることができる。
【００２０】
また、本発明においては、前記検査手段として、前記破片の特徴量を計測し、その値にもとづき前記所定のチップの良／不良を判定する手段とすることができる。
【００２１】
また、本発明のチップマウント装置又はチップ配列装置は、上記記載のチップ取り出し装置を備えるものである。
【００２２】
このように、本発明では、ウェハからチップを取り出した後のウェハシートの表面状態を外観検査する手法を採用することにより、取り出したチップの異常を簡単かつ確実に検出することができる。また、外観検査の結果に基づいて取り出したチップの搭載の是非を判断することにより、不良チップがリードフレームや基板等に搭載されることによる後工程への不良流出を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のチップ異常検出方法及びチップ取り出し装置によれば、ウェハからチップを取り出す前のチップの表面状態を外観検査する手法ではなく、ウェハからチップを取り出した後のウェハシートの表面状態を外観検査する手法を用いるため、チップにクラックが生じた場合にウェハシートに残るチップ破片の有無により、チップ異常を簡単かつ確実に検出することができる。
【００２４】
また、ウェハシートの表面状態の外観検査の結果に基づいて、取り出したチップの搭載の是非を判断することにより、マウント工程の品質を工程内で閉じた形で保証することができ、不良チップがリードフレームや基板等に搭載されることによる最終検査時点での歩留まりを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、その好ましい一実施の形態において、チップマウント装置やチップ配列装置等に備えられているチップ取り出し装置に、ウェハからチップを取り出した後のウェハシート表面状態を撮像するカメラと、チップ位置決めのための画像認識手段である画像処理装置内にハードウェア又はソフトウェアとして設けられ、撮像した画像からウェハシート上のチップ破片を検出し、チップ破片が残っているか否かに基づいて取り出したチップの良／不良を判断するウェハシート外観検査手段とを備える。これにより、チップを取り出した後にウェハシートにチップ破片が残ることによってはじめて検出可能となるチップ異常を簡単かつ確実に検出することができ、後工程への不良流出を防止することができる。
【実施例】
【００２６】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係るチップ異常検出方法及びチップ取り出し装置について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施例のチップマウント装置の構成を模式的に示す上面図であり、図２は、本実施例のチップマウント装置を用いたチップ検査の手順を示すフローチャート図である。また、図３は、本実施例のウェハシートの外観を示す上面図であり、図４は、ウェハシートの外観検査範囲を設定する方法を説明するための図である。
【００２７】
図１に示すように、チップマウント装置は、ウェハシート９に貼り付けられ、ダイシングによりチップに分割されたウェハを搭載するウェハ供給ステージ４と、ウェハの所定の位置からチップを取り出すチップ搭載ヘッド１と、チップ搭載ヘッド１の位置を制御する搭載ヘッドステージ２及びその制御手段と、ウェハ上のチップを撮像するためのカメラ３と、チップ位置決めのための画像認識手段である画像処理装置８と、チップを搭載するリードフレームを供給するリードフレーム供給Ｘ軸ステージ５と、リードフレーム上のアイランドとチップを接着するためのＡｇペースト等を塗布する塗布ユニット６などから構成される。
【００２８】
さらに、本実施例の構成要素として、チップ取り出し後のウェハシート９の表面状態を撮像するためのカメラ７と、画像処理装置８内部に併設され、前記カメラ７により撮像して得た画像からウェハシート９上のチップ破片を検出し、チップ破片の有無により取り出したチップの良否を判定し、取り出したチップをリードフレーム等に搭載するか否かを判断するウェハシート外観検査手段と、を備えている。
【００２９】
なお、図１では、対象となるチップマウント装置に備えられたチップ位置決めのためのカメラ３に加えて、ウェハシート外観検査のためのカメラ７を追加する構成としたが、チップ位置決めとウェハシート外観検査の２つの機能を１台のカメラで兼用してもよい。この場合、ウェハシート外観検査を行うためのステージ位置はチップ位置決めを行うためのステージ位置と同一となるため、画像処理装置８およびステージなど機構部分の制御手段が簡略化される効果がある。
【００３０】
また、図１はチップマウント装置の代表的な構成であり、搭載ヘッドステージ２、ウェハ供給ステージ４、塗布ユニット６の可動軸の構成や配置、ウェハシート外観検査のためのカメラ７の配置や撮像のための照明の構成を限定するものではない。例えば、上記説明において搭載ヘッドステージ２はＹ軸動作、ウェハ供給ステージ４はＸＹ軸動作、ウェハシート外観検査のためのカメラ７は固定としたが、搭載ヘッドステージ２がＸＹ軸、ウェハ供給ステージ４が固定、塗布ユニット６が前記搭載ヘッドステージ２上に設けられ、カメラ７がチップ搭載ヘッド１脇に設けられた構成などとすることもできる。
【００３１】
また、上記ウェハシート外観検査手段は、ウェハシート９上に残ったチップ破片の状態を抽出可能であればよく、例えば、求めたウェハシート外観検査の検査範囲内で画像を２値化し、白領域部分の集まった領域を抽出するラベリング方式でチップ破片の候補を見つけ、その中から、面積、サイズ、形状等で実際の破片部分を選別する方法を用いることができるが、その構成や方法は制限されるものではない。
【００３２】
さらに、チップの良／不良を判定する手段としては、前記選別された破片部分のサイズ、面積などの特徴量を計測して、その値があらかじめ設定されているしきい値より大きければ不良と判定する方法を用いることができるが、その方法は制限されるものではない。
【００３３】
また、ウェハシート外観検査の検査範囲を求める方法の一例として、得られた入力画像から、チップ取り出し時の位置決め結果情報とチップの設計上のサイズをもとに、取り出し後のウェハシート９の背景部分を抽出し、それを検出範囲とする方法を用いることができるが、その方法は制限されるものではない。
【００３４】
その場合において、カメラ３、７の撮像視野の大きさが一致していれば、ウェハ上の認識位置とそれぞれのカメラの視野中心との相対位置を一致させることにより、位置決め結果情報をそのままウェハシート外観検査に利用することができる。例えば、図４に示すように、チップ位置決め結果情報のうちチップの４隅に相当する座標を記録しておき、ウェハシート外観検査時にその４隅座標で囲まれた矩形領域をそのまま検査範囲に適用することができる。
【００３５】
また、ウェハシート外観検査手段は、画像処理装置８内にハードウェアとして形成してもよいし、コンピュータをウェハシート外観検査手段として機能させるプログラムとして構成し、該プログラムを画像処理装置８上で動作させる構成としてもよい。
【００３６】
次に、本実施例の対象となるチップマウント装置の動作のうち、チップ認識から搭載までの工程について、図２のフローチャート図を参照して説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４で、カメラ３を用いて搭載対象となるチップを撮像してその位置決めを行い、その結果をもとにチップ搭載ヘッド１を用いてウェハから位置決めしたチップの取り出しを行う。チップ位置決めの手法として、例えば、パタンマッチングや外形検出などの手法を用いることができるが、その方法は制限されるものではない。
【００３８】
チップ取り出し後、ステップＳ１０５で、ウェハシート９の取り出し位置がカメラ７の撮像範囲（例えば、真下）にくるようにウェハ供給ステージ４を移動し、ステップＳ１０６で、チップ取り出し後のウェハシート９を撮像する。カメラ７で撮像した画像は、例えば、図３のようになる。図中の色の濃い部分がチップ取り出し後のウェハシート９の表面であり、色の薄い部分が取り出し前のチップの表面を示している。そして、円内に示された色の薄い部分がチップ取り出し直後に残留したチップ破片を示している。
【００３９】
次に、画像処理装置８は、得られた画像をもとに、取り出したチップに破損などの不良があるかを判定する。例えば、前記カメラ７で撮像した画像から破片部分を選別し、そのサイズ、面積などの特徴量を計測して、その値があらかじめ設定されているしきい値より大きければ不良と判定する手段があげられるが、その手段は制限されるものではない。そして、ステップＳ１０７で良品と判定された場合は、ステップＳ１０８で、搭載ヘッドステージ２によりチップ搭載ヘッド１を搭載先のリードフレームのアイランドに移動し、ステップＳ１０９で、取り出したチップのマウント動作を実行する。一方、ステップＳ１０７で不良と判定された場合は、ステップＳ１１０で、取り出したチップを廃棄する。その間、ウェハ供給ステージ４は次のチップの位置決め動作位置に移動し、チップ位置決め動作に戻る。
【００４０】
なお、検査後の不良チップ廃棄のための手段についてもステージ、廃棄箱など、その配置場所、手段は問わない。さらに、次のチップの検査時に前回の検査時と同じ破片を検出して誤認識を発生させないように、ウェハシート９上に残った破片を取り除くためのブロー機構または吸出し機構を設けてもよい。
【００４１】
このように、本実施例のチップマウント装置には、通常の構成に加えて、チップ取り出し後のウェハシート９の表面状態を撮像するためのカメラ７と、画像処理装置８内部に併設され、前記カメラ７により撮像された画像からウェハシート９上のチップ破片を検出し、チップ破片の有無に基づいて取り出したチップの良否を判定し、取り出したチップをリードフレーム等に搭載するか否かを判断するウェハシート外観検査手段とが設けられているため、取り出したチップの異常を簡単かつ確実に検出することができ、後工程への不良流出を防止することができる。
【００４２】
なお、本実施例では、搭載先がリードフレームであるチップマウント装置を例にして説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、フリップチップマウンタなど、搭載先が基板のものに対しても同様に適用することができる。また、搭載先がチップ搬送トレイのようなチップ配列装置に対しても同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
チップマウント装置やチップ配列装置などに用いられる、ウェハからチップを取り出すためのチップ取り出し装置、及び該装置におけるチップの破損や欠け等の異常を検出するチップ異常検出方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例に係るチップマウント装置の構成を模式的に示す上面図である。
【図２】本発明の一実施例に係るチップマウント装置を用いたチップ検査の手順を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施例に係るウェハシートの外観を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るウェハシートの外観検査範囲を設定する方法を説明するための図である。
【図５】従来のチップ検査の手順を示すフローチャート図である。
【図６】クラックが生じた場合の問題を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  チップ搭載ヘッド
２  搭載ヘッドステージ
３  カメラ
４  ウェハ供給ステージ
５  リードフレーム供給Ｘ軸ステージ
６  塗布ユニット
７  カメラ
８  画像処理装置
９  ウェハシート
１０  チップ
１１  コレット
１２  クラック
１３  チップ破片
１４  ウェハシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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