(57)【要約】【課題】誤認識なく容易にウェハ上の半導体チップの有無を検出する。【解決手段】半導体チップ検出装置は、ウェハ上の分離された個々の半導体チップ１２を検出する。光源１０と、半導体チップ１２が貼着されたダイシングシート１４を挟んで光源１０と対向し、光源１０によって光を照射された半導体チップ１２を光の照射面と反対する面から撮像して画像データを取得するカメラ１６と、画像データを二値化処理する処理部１８と、処理部１８により二値化処理された画像データから半導体チップの有無を認識する認識部２０と、を有する。【選択図】図１
2008311430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上の分離された個々の半導体チップを検出する半導体チップ検出装置であって、
光源と、
半導体チップが貼着されたシートを挟んで前記光源と対向し、前記光源によって光を照射された前記半導体チップを前記光の照射面と反対する面から撮像して画像データを取得するカメラと、
前記画像データを二値化処理する処理部と、
前記処理部により二値化処理された前記画像データから半導体チップの有無を認識する認識部と、
を有することを特徴とする半導体チップ検出装置。
【請求項２】
半導体チップの位置情報と良不良情報とを含むウェハマッピングデータと二値化処理された前記画像データとを照合し、良品の半導体チップのピックアップを確認することを可能とする請求項１記載の半導体チップ検出装置。
【請求項３】
前記認識部は、二値化処理された前記画像データから矩形の半導体チップを認識することを特徴とする請求項１または２記載の半導体チップ検出装置。
【請求項４】
前記認識部は、二値化処理された前記画像データから矩形の半導体チップの数を把握することを特徴とする請求項１または２記載の半導体チップ検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の半導体チップ検出装置を用いた半導体チップの検出方法であって、
半導体チップに光を照射するステップと、
光を照射された前記半導体チップを撮像して画像データを取得するステップと、
前記画像データを二値化処理するステップと、
二値化処理された前記画像データから半導体チップの有無を認識するステップと、
を有することを特徴とする半導体チップの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上の分離された個々の半導体チップを検出する半導体チップ検出装置及び半導体チップ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップ（以下、チップともいう）の実装工程では、良品の半導体チップを実装するために、あらかじめ良品の半導体チップの位置を認識してから実装を行う技術が利用されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、半導体チップ及び不良マークの有無を検出するとともに、良品であれば実装するための位置補正を行う半導体チップ検出装置が記載されている。この半導体チップ検出装置は、シート上に半導体チップ位置検出用の基準線を設け、チップ上面にカメラを、下面にセンサを配置し、チップの配列をアドレス化して、誤認識を防止するものである。これにより、指定した半導体チップ以外の半導体チップの認識をなくし、実装のスループットを向上させるとともに、不連続な半導体チップや、歯抜け状態の半導体チップであっても実装が可能になる。
【０００４】
また、特許文献２には、ピックアップ時の不具合を未然に防止するボンディング装置が記載されている。このボンディング装置は、ウェハ上に整列されたチップより同行でＸ方向に離間した異なるチップが位置する第一基準ポイント及び第二基準ポイントを設定するとともに、第一基準ポイントのチップと同列でＹ方向に離間したチップが位置する第三基準ポイント、及び該第三基準ポイントのチップと同行であって、第二基準ポイントのチップと同列に配置されたチップが位置する第四基準ポイントを設定する基準ポイント設定手段と、ウェハシート拡張前後における基準ポイント間でのＸ方向及びＹ方向への拡張率に応じて各基準ポイント間に配置されたチップの各々の位置を算出して前記ウェハマップデータの前記位置情報を補正する手段と、を備えている。
【０００５】
図４は、非特許文献１に記載された半導体チップ検出装置を説明する図である。図４において、半導体チップ８２は、ウェハリング９２上に貼着されたシート８４上に貼り付けられている。この半導体チップ検出装置は、半導体チップ８２の垂直方向に対し、光源８０及びカメラ８６を備える。光源８０は、半導体チップ８２に対して光を照射し、カメラ８６は半導体チップ８２を撮像する。認識部９０は、得られた画像データから二値化や多値化処理し、パターンマッチング方式により予め登録した外観良品若しくはターゲットチップ又はこれらの周辺をも含むチップ群のパターンまたは構成（外観不良（非成形）外観良品の構成）と、ウェハ上の基準チップであろうチップまたは、その周辺も含むチップ群と比較し、半導体チップ８２の位置認識を行なう。
【特許文献１】特開平１１−０４０６３４号公報
【特許文献２】特開２００６−０１３０１２
【非特許文献１】ウェーハチップソータＷＣ−ＳＭ−７０００Ｒ取扱説明書（エムテック株式会社製）第３版２００３．０５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
特許文献１に記載の半導体チップ検出装置は、シート上にチップ位置検出用の基準線を設けてラインセンサで配列をアドレス化している。この装置は、シート上に基準線を設けることが前提となり、手間を要する。
【０００７】
また、特許文献２に記載のボンディング装置は、ウェハ上の４基準ポイントを認識することが前提となる。したがって、確実にその４ポイントを認識できなければ、チップ位置を誤認識してしまう。
【０００８】
また、非特許文献１記載の半導体チップ検出装置は、パターンマッチング認識は、ロットバラツキ、ウェハ面内バラツキ、といった影響を受けやすく、回避するためにマッチング率（しきい値）を下げなければならないが、しきい値を下げると誤認識の可能性が高くなる。また、小チップ（例えば１ｍｍ角程度）や、ウェハの大口径化で、１ウェハあたりのチップ取数が多くなるほど、予め登録したチップ（ターゲットチップ）を見つけ出すのが困難で、実チップとウェハマップの位置が数行ずれていても認識してしまい、チップ位置の誤認識を起こす可能性が高い。これらの誤認識を防ぐ手段としては、オペレータによる確認が必須であり、小チップや大口径製品では至難の業を要する。
上記のことは、直径３００ｍｍウェハ対応のチップソータにおけるパターンマッチングによるチップ位置認識においても認められた。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、誤認識なく容易にウェハ上の半導体チップの有無を検出する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、
ウェハ上の分離された個々の半導体チップを検出する半導体チップ検出装置であって、
光源と、
半導体チップが貼着されたシートを挟んで光源と対向し、光源によって光を照射された半導体チップを前記光の照射面と反対する面から撮像して画像データを取得するカメラと、
画像データを二値化処理する処理部と、
処理部により二値化処理された画像データから半導体チップの有無を認識する認識部と、
を有することを特徴とする半導体チップ検出装置
が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、
上記の半導体チップ検出装置を用いた半導体チップの検出方法であって、
半導体チップに光を照射するステップと、
光を照射された半導体チップを撮像して画像データを取得するステップと、
画像データを二値化処理するステップと、
二値化処理された画像データから半導体チップの有無を認識するステップと、
を有することを特徴とする半導体チップの検出方法
が提供される。
【００１２】
この発明によれば、半導体チップを挟んで光源と対向するカメラで半導体チップを撮像し、二値化処理する。これにより、半導体チップがある箇所が黒く、半導体チップがない箇所は白く映し出すことができ、容易に半導体チップの有無を把握することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、誤認識なく容易にウェハ上の半導体チップの有無を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。さらに、本発明では前後左右上下の方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本実施形態の半導体チップ検出装置を示す模式図である。この半導体チップ検出装置は、ウェハ上の分離された個々の半導体チップ１２を検出する。光源１０と、半導体チップ１２が貼着されたダイシングシート１４を挟んで光源１０と対向し、光源１０によって光を照射された半導体チップ１２を光の照射面と反対する面から撮像して画像データを取得するカメラ１６と、画像データを二値化処理する処理部１８と、処理部１８により二値化処理された画像データから半導体チップの有無を認識する認識部２０と、を有する。
ウェハリング２２は、ウエハーをダイシングする工程で使われる治具である。ウェハリング２２は、ダイシングシート１４を介してウェハ１５を保持する。
【００１６】
本実施形態の装置は、半導体チップの位置情報と良不良情報とを含むウェハマッピングデータと二値化処理された画像データとを照合し、良品の半導体チップのピックアップを確認することを可能とする。
【００１７】
本実施形態の装置は、具体的には、光源１０と、カメラ１６と、処理部１８と、認識部２０と、出力部２４と、読取部２３とを有する。
【００１８】
カメラ１６は、光源１０によって光を照射された半導体チップ１２を撮像する。
【００１９】
処理部１８は、カメラ１６で撮像したウェハの全面像を二値化処理して画像データを生成する。
【００２０】
読取部２３は、ウェハマッピングデータを読み取る。ウェハマッピングデータは外部の装置と接続して外部の装置が備える記憶部（図示せず）から読み取ってもよい。また、フレキシブルディスクなどの記憶ディスクから読み取ってもよい。
【００２１】
認識部２０は、処理部１８で二値化処理した画像データから半導体チップ１２の位置を認識する。また、読取部２３が読み取ったウェハマッピングデータを受け付け、ウェハマッピングデータと画像データとを照合する。
【００２２】
出力部２４は、認識部２０が認識した半導体チップの位置や数に関する情報を出力する。また、認識部２０がウェハマッピングデータと画像データとを照合した結果を出力する。
【００２３】
ウェハ１５は、公知の半導体チップ製造工程の前工程を経て製造される。このウェハ１５は、ダイシングの下準備としてウェハリング２２に貼着されたダイシングシート１４上に貼り付けられ、その後、ダイシング・ソーにより切断し、ダイシングシート１４を拡張することにより、個々の半導体チップ１２に分離される。
【００２４】
ウェハマッピングデータは、ウェハリング２２に設けられた半導体チップ１２の位置を座標で示す位置情報と、各位置情報に設けられた半導体チップ１２が良品であるか不良品であるかを示す良不良情報とが関連付けて記憶されている。このウェハマッピングデータを読み込むことによって、どの位置の半導体チップ１２が良品チップであるかを把握できるように構成される。図２は、ウェハマッピングデータを説明する図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）の拡大図である。図２（ｂ）は、ウェハ全体を示す図である。ウェハ１５上に半導体チップ１２が配列され、個々の半導体チップ１２は、良不良の区別がなされている。図２（ａ）においては、説明のため、ＮＧを示す半導体チップ１２が不良品であること、ＯＫを示す半導体チップ１２は良品であることが示されている。
【００２５】
図３は、処理部１８が生成した画像データの一例を示す図である。図３は、ウェハ１５の全体像を示している。ウェハマウント（図示せず）上のダイシング済みのウェハ１５の表面から光源１０をあて、光源１０とはダイシングシート１４を挟んで反対側（言い換えるとウェハ１５の裏面側）に設置したカメラ１６によりウェハ１５の全体像を撮像し、処理部１８により、二値化処理して画像データを得る（図３（ａ））。
また、ピックアップ後カメラ１６によりウェハ１５の全体像を撮像し、処理部１８により、二値化処理して画像データを得る（図３（ｂ））。この画像において、実際には半導体チップ１２があるところが黒く、ないところが白く映し出されることとなる。処理部１８は、得られた画像データを認識部２０に送出する。
【００２６】
認識部２０には、予め基準となるチップサイズ情報が格納されている。認識部２０は、このチップサイズ情報に基づいて処理部１８から受け付けた画像データから成型チップである矩形の半導体チップ１２を認識する。したがって、これにより成型チップと非成型チップを区別することができ、成型チップの位置や数を認識することができる。（図３（ａ））。
【００２７】
また、認識部２０は、ウェハマッピングデータの位置情報と画像データから認識した位置情報とを比較し、ウェハマッピングデータの位置情報と画像データから認識した位置情報とが一致するか否かを判断する。これにより、既にピックアップを行なった歯抜けウェハの場合でも、成形チップの位置、数量を認識することが可能となる（図３（ｂ））。
また、この画像データとウェハマッピングデータを照らし合わせて、ウェハマップと実ウェハの位置を確実に認識することが可能となる。たとえば、図２及び図３（ｂ）と照合すると、良品の半導体チップがピックアップされたことが確認できる。
【００２８】
以下に本実施形態の装置の使用方法について説明する。
ダイシングシート１４に貼り付けられたウェハ１５を、ダイシング・ソーでチップ単位に切断した後、本実施形態の装置にセットし、個々の半導体チップに分離する。分離後の半導体チップ１４を示す画像データを取得し、別の装置を使用して各半導体チップ１４の良不良を判別し、ウェハマッピングデータを作成する。作成されたウェハマッピングデータを本実施形態の装置に読み込み、ウェハマッピングデータを参照して真空チャック等を用いて良品の半導体チップ１４をピックアップする。ピックアップ後、本実施形態の装置を使用して、半導体チップに光を照射し、光を照射された半導体チップを撮像して画像データを取得し、これを二値化処理する。本実施形態の装置は、ピックアップ前の画像データで黒く映し出された箇所が、ピックアップ後の画像データでは白く映し出されていることを認識し、ウェハマッピングデータと照合する。この照合結果を出力させることにより、良品がピックアップされていることを確認する。
【００２９】
つづいて本実施形態の効果について説明する。
従来のダイシング後のウェハとウェハマップデータとを照合する技術においては、パターンマッチング等を採用したチップの正確な認識は非常に困難であった。特に、サイズの小さいチップやウェハの大口径化によって１ウェハあたりのチップ取数が多くなるほど、誤認識を起こす可能性が高かった。
本実施形態においては、ウェハ表面側から光を当て、ウェハ裏面からカメラで認識し、二値化処理することにより、ダイシング済みウェハの個片化されたチップの形状とその構成からなるダイシング済みウェハの全体像を捉えることができる。また、二値化処理した画像データとウェハマッピングデータとを比較することにより、ウェハマップデータ通りに良品（あるいは不良品）をピックアップしていることを確認することが可能となる。また、良品ピックアップ毎に、マップデータとの比較を行うことで、不良品を誤マウントすることを防止可能となる。
【００３０】
また、この装置によれば、実ウェハとウェハマップとの確実な照合が可能となり、処理能力及び半導体チップの歩留が向上する。また、パターンマッチングによる誤認識がないため、処理能力及び半導体チップ歩留が向上する。また、ウェハロット間のばらつき及びウェハ面内バラツキの影響を受けないため、処理能力及び歩留が向上する。さらに、半導体チップのパターン認識（登録作業）がない為、オペレータの熟練度等による認識結果の優劣の排除及び人為的ミスの撲滅が図れる。
【００３１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
たとえば、装置構成により、ウェハ裏面にカメラ設置ができない場合に、カメラ位置をウェハ表面にすることにより、その制限を回避することが可能となる。この場合、得られる画像データは、半導体チップがあるところが黒く、ないところが白く映し出される、
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の半導体チップ検出装置を示す模式図である。
【図２】ウェハマッピングデータを説明する図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）の拡大図である。図２（ｂ）は、ウェハ全体を示す図である。
【図３】本実施形態の半導体チップ検出装置が生成する画像データの一例を示す図である。図３（ａ）は、ダイシング後のウェハ全体を示す図である。図２（ｂ）は、ピックアップ後のウェハ全体を示す図である。
【図４】従来技術の半導体チップ検出装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  光源
１２  半導体チップ  
１４  ダイシングシート
１５  ウェハ
１６  カメラ
１８  処理部
２０  認識部
２２  ウェハリング
２３  読取部
２４  出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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