(57)【要約】【課題】ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップを効率的に行なう。【解決手段】ウエハ１全体の画像を用いて、個別カメラ１４及びコレット１６がウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向して位置決めされる経路Ａ３を求め、更に経路Ａ３の途中で不良品の領域２２をスキップする距離を求め、この後に良品の各半導体チップ２だけを経路Ａ３に沿って順次個別に撮影して、各半導体チップ２の位置や角度等を順次認識しつつ、不良品の領域２２をスキップしている。従って、従来の様に欠落している半導体チップを認識するという時間のロスがなく、半導体チップが存在していない領域２３で半導体チップを認識するという時間のロスもなく、半導体チップが認識されずに残されることもない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップ方法において、
ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識する認識工程と、
各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップするピックアップ工程と
を含むことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
【請求項２】
認識工程は、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップを撮影し、撮影により得られた画像に基づいて、欠落した半導体チップの行列を求め、
ピックアップ工程は、欠落した半導体チップの行列を回避して、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップすることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項３】
認識工程は、撮影により得られた画像に基づいて、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、
ピックアップ工程は、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じて、ウエハ上の各半導体チップのピックアップ制御を行なうことを特徴とする請求項２に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項４】
認識工程は、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップをスキャンして、欠落した半導体チップの行列を求め、
ピックアップ工程は、欠落した半導体チップの行列を回避して、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップすることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項５】
認識工程は、スキャンによりウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、
ピックアップ工程は、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じて、ウエハ上の各半導体チップのピックアップ制御を行なうことを特徴とする請求項４に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項６】
認識工程は、少なくとも１つのスキャン手段を用いて、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップをスキャンすることを特徴とする請求項４に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項７】
ピックアップ工程は、ピックアップ手段を用いて、ウエハ上の半導体チップをピックアップしており、該各半導体チップのピックアップの度に、半導体チップの高さのバラツキに応じて、該半導体チップに対するピックアップ手段の高さを調節することを特徴とする請求項３又は５に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項８】
ウエハ上の半導体チップの欠落数、及びウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、この求められた欠落数及び高さのバラツキが規定の許容欠落数及び許容高さに入るか否かを判定する判定工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップのピックアップ方法。
【請求項９】
ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップを行なう半導体チップのピックアップ装置において、
ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識する認識手段と、
各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップするピックアップ手段と
を備えることを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ、トランジスタチップ、フォトトランジスタチップ、トライアックチップ、フォトトライアックチップ、ＯＰＩＣチップ、ＩＣチップ等の半導体チップをウエハ上からピックアップするための半導体チップのピックアップ方法及びピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ウエハ上の半導体チップをダイボンドする手順は、まず半導体チップをコレットにより吸引してウエハ上からピックアップし、コレットをリードフレームのヘッダーへと移動させ、半導体チップをコレットから解放してヘッダーに載せ、半導体チップをヘッダー上にダイボンドするというものである。
【０００３】
ウエハ上には、多数の半導体チップが存在するため、各半導体チップ毎に、その様な手順が繰り返される。このとき、コレットを用いて、ウエハ上の各半導体チップを逐次ピックアップすることができる様に、ウエハの搭載ステージをＸＹ方向に移動させて、各半導体チップを順次認識しつつ、コレットを各半導体チップ上方に逐次位置決めする。例えば、図７に示す様にウエハ１０１の搭載ステージをＸ方向に移動させ、搭載ステージが移動範囲Ｘ１の両端のいずれかに達すると、搭載ステージをＹ方向に僅かに移動させてから、搭載ステージをＸ方向に移動させることを繰り返し、これにより各半導体チップ１０２を経路Ａ１に沿って順次認識する。そして、ウエハ１０１上の各半導体チップ１０２を順次認識しつつ、コレットを各半導体チップ１０２上方に逐次位置決めする。このとき、半導体チップ１０２の位置及び角度等のずれが認識された場合は、ウエハ１０１の搭載ステージの軸の位置及び回転角度の微調整を行なって、半導体チップ１０２の位置及び角度等を修正する。更に、コレットにより半導体チップ１０２をピックアップし、コレットを移動させて、半導体チップ１０２をコレットから解放してダイボンドする。
【０００４】
各半導体チップ１０２の認識は、ウエハ１０１上に形成されるべき各半導体チップ１０２の一部が欠落していることが多いためであり、欠落したものを含む全ての各半導体チップ１０２毎に、半導体チップ１０２が撮影され、半導体チップ１０２の画像に基づいて、半導体チップ１０２の有無、位置、及び角度等が認識される。
【０００５】
ところが、搭載ステージを移動範囲Ｘ１で往復移動させる場合は、半導体チップ１０２が存在しないウエハ１０１の外側領域でも、半導体チップ１０２を認識し続けることになり、時間のロスが長くなる。
【０００６】
このため、例えば図８（ａ）に示す様に連続して４個の半導体チップ１０２が存在しないことが認識されると、搭載ステージをＹ方向に僅かに移動させて、次の行の各半導体チップ１０２に沿ってＸ方向に搭載ステージを移動させ、これにより各半導体チップ１０２を経路Ａ２に沿って順次認識して、半導体チップ１０２が存在しない領域を認識し続ける時間を短くするという方法がある。しかしながら、この認識のための時間を短縮する余地は、十分に残されている。
【０００７】
一方、メーカ間では、良品と不良品の半導体チップが混在して搭載されたウエハを受け渡す場合と、良品の半導体チップのみが搭載されたウエハを受け渡す場合とがある。
【０００８】
良品と不良品の半導体チップが混在して搭載されたウエハを受け渡す場合は、不良品の半導体チップに印を付けることが多く、例えばバッドマークと称される印が不良品の半導体チップ上面に塗布されて、不良品の半導体チップがマスキングされ、目視による不良品の確認、及び半導体チップの画像に基づく不良品の認識が可能にされている。良品の半導体チップの２値化画像と、バッドマークによりマスキングされた不良品の半導体チップの２値化画像を比較すると、良品の２値化画像の方が不良品の２値化画像よりも明るいので、良品と不良品を認識して、不良品のピックアップ並びにダイボンドを避けることができる。
【０００９】
また、良品の半導体チップのみが搭載されたウエハを受け渡す場合は、不良品の半導体チップの全てが予め取り除かれているため、ウエハ上の全ての半導体チップ毎に、良品の半導体チップが撮影されて認識される。
【００１０】
ここで、不良品の半導体チップが予め取り除かれるのは、ウエハを納品する側のメーカが半導体チップの納入数量を明確化して管理し易くするためであり、またウエハを購入する側のメーカが不良品の半導体チップを認識することができないこともあり得るためである。
【００１１】
ただし、良品の各半導体チップをウエハからピックアップして改めて並べ直すと、コストの上昇を伴う。このため、不良品の半導体チップを予め取り除いたとしても、半導体チップの欠落領域が良品の各半導体チップ間に散在するウエハをそのまま納品することが多い。
【００１２】
従って、その様なウエハからの半導体チップのピックアップ並びにダイボンドを必然的に行なわねばならず、先に述べた様な半導体チップの認識に伴う時間のロスを避けることができない。
【００１３】
更には、コレットによる半導体チップの吸引を確実に行なうためには、コレットを半導体チップから僅かに離して位置決めする必用があり、このためにコレットの高さ調整を行なわなければならない。通常は、ウエハ上の代表半導体チップに合わせて、コレットの高さを調整している。
【００１４】
しかしながら、代表半導体チップの高さが他の各半導体チップと比較して高ければ、コレットと他の各半導体チップが離間する傾向にあり、コレットによる吸着が確実に行なえなくなる。また逆に、代表半導体チップの高さが他の各半導体チップと比較して低ければ、コレットと他の各半導体チップが接近する傾向にあり、コレットが半導体チップに接触して、半導体チップの割れが発生することがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の半導体チップに対する低価格化の要求を満たすには、単位時間当たりの半導体チップの生産個数を増加させる必用があり、このために生産ラインの拡大と高速化が図られている。これに伴って、半導体チップ１個当たりの生産時間が極めて短くなって来ており、僅かな時間のロスであっても、半導体チップ１個当たりの生産時間に対する該ロス時間の比率が高くなって、半導体チップのコストに大きく影響する。
【００１６】
従って、先に述べた様にウエハ上に形成されるべき各半導体チップ毎に、半導体チップを撮影し、半導体チップの画像に基づいて、半導体チップを認識するという手順では、欠落している半導体チップであっても認識されることから、時間のロスが問題となる。
【００１７】
また、図８（ａ）に示す様に連続して４個の半導体チップ１０２が存在しないことが認識されると、搭載ステージをＹ方向に僅かに移動させて、次の行の各半導体チップ１０２の認識へと移り、これにより時間のロスが小さくされたとしても、この時間のロスを短縮する余地が十分に残されている。
【００１８】
更に、図８（ａ）の認識方法では、図８（ｂ）に示す様に経路Ａ２から外れた各半導体チップ１０２の群１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ等が発生し、各半導体チップ１０２の群１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ等が認識されずピックアップされないこともあった。この場合は、搭載ステージの初期位置を再設定してから、残された各半導体チップ１０２のピックアップ並びにダイボンドをやり直していた。あるいは、残された各半導体チップ１０２のピックアップ並びにダイボンドの効率化を図るために、ウエハ１０１の方向を変更したり、ウエハ１０１を搭載ステージにセットし直したりする作業を行なっている。これに伴い、大きな時間のロスが発生する。
【００１９】
このため、例えば良品の各半導体チップのみを整然と行列化して配列し、各半導体チップの位置を明確化した上で、各半導体チップのピックアップ及びダイボンドを行なうことが考えられる。しかしながら、先に述べた様に良品の各半導体チップをウエハからピックアップして改めて並べ直すとするならば、コストの上昇を避けることができない。
【００２０】
また、ウエハ上の各半導体チップの位置及び角度等を示す詳細情報を予め設定しておき、この詳細情報に基づいて、各半導体チップのピックアップ及びダイボンドを行なうことも考えられる。しかしながら、半導体チップの縮小化に伴い、数千〜数万個の各半導体チップをウエハ上に配列しており、その上、歩留まりの向上のために、ウエハの隅々まで各半導体チップを配置することから、各半導体チップの並びが不規則になっていることも多く、ウエハ上の全ての半導体チップについての詳細情報を求めることは、実際上極めて困難であり、またコストの上昇を避けることができない。
【００２１】
更には、チップサイズの縮小化及び生産ラインの高速化に伴い、これまではあまり影響しなかったチップ高さバラツキも、作業性低化の原因となる。先に述べた様にウエハ上の代表半導体チップに合わせて、コレットの高さを調整しているものの、代表半導体チップの高さが他の半導体チップと比較して高ければ、コレットと他の半導体チップが離間して、コレットによる吸着が確実に行なえず、また代表半導体チップの高さが他の半導体チップと比較して低ければ、コレットが他の半導体チップに接触して、半導体チップの割れが発生する。
【００２２】
半導体チップ高さのバラツキは、液相エピタキシャル製法によるＬＥＤチップの様な化合物半導体チップでの発生確率が高く、ウエハの中でも液体流出口に近い部分で、各半導体チップのうねりや傾きが発生する。ＬＥＤチップについては、チップサイズ縮小化の流れもあり、ウエハ内での各ＬＥＤチップの高さバラツキが軽視できない問題となっている。
【００２３】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップを効率的に行なうことができ、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキにも対処し得る半導体チップのピックアップ方法及びピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップ方法において、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識する認識工程と、各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップするピックアップ工程とを含んでいる。
【００２５】
この様な構成の本発明によれば、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識し、その上で、各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップしている。このため、ウエハ上の半導体チップが存在している領域と半導体チップが欠落している領域とを区別してから、半導体チップが存在している領域のみについて、各半導体チップ別に、半導体チップの位置や角度等を認識することができる。従って、従来の様に欠落している半導体チップを認識するという時間のロスがなく、半導体チップが存在していない領域で半導体チップを認識するという時間のロスもなく、半導体チップが認識されずに残されることもない。また、従来の様に良品の各半導体チップのみを整然と行列化して配列したり、ウエハ上の各半導体チップの位置及び角度等を示す詳細情報を予め設定したりする必要もない。
【００２６】
尚、不良品の半導体チップの欠落という表現は、不良品の半導体チップのマスキングを包含するものとする。
【００２７】
また、本発明においては、認識工程は、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップを撮影し、撮影により得られた画像に基づいて、欠落した半導体チップの行列を求め、ピックアップ工程は、欠落した半導体チップの行列を回避して、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップしている。
【００２８】
この様に各半導体チップの撮影により得られた画像を用いて、半導体チップが欠落している領域として、欠落した半導体チップの行列を求めても構わない。そして、欠落した半導体チップの行列を回避することにより、半導体チップが存在している領域のみについて、各半導体チップ別に、半導体チップの位置や角度等を認識しても良い。
【００２９】
更に、本発明においては、認識工程は、撮影により得られた画像に基づいて、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、ピックアップ工程は、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じて、ウエハ上の各半導体チップのピックアップ制御を行なっている。
【００３０】
この様に各半導体チップの撮影により得られた画像を用いて、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求めことができる。そして、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じて、ウエハ上の各半導体チップのピックアップ制御を行なえば、各半導体チップを確実にピックアップすることができる。例えば、各半導体チップの高さのバラツキに応じて、各半導体チップを吸引してピックアップするコレットの高さを調節し、各半導体チップとコレット間の距離を一定に維持すれば、コレットによる半導体チップの吸引を確実に行なうことができ、コレットが半導体チップに接触することもない。
【００３１】
また、本発明においては、認識工程は、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップをスキャンして、欠落した半導体チップの行列を求め、ピックアップ工程は、欠落した半導体チップの行列を回避して、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップしている。
【００３２】
この様に各半導体チップのスキャンにより得られた画像を用いて、半導体チップが欠落している領域として、欠落した半導体チップの行列を求め、欠落した半導体チップの行列を回避することにより、半導体チップが存在している領域のみについて、各半導体チップ別に、半導体チップの位置や角度等を認識しても良い。
【００３３】
更に、本発明においては、認識工程は、スキャンによりウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、ピックアップ工程は、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じて、ウエハ上の各半導体チップのピックアップ制御を行なっている。
【００３４】
この様にスキャンによってもウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求めことができ、ウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキに応じてピックアップ制御を行なえば、各半導体チップを確実にピックアップすることができる。
【００３５】
また、本発明においては、認識工程は、少なくとも１つのスキャン手段を用いて、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップをスキャンしている。
【００３６】
各半導体チップのスキャンを行なうために、スキャン手段を用いる。１つのスキャン手段であっても、各半導体チップのスキャンが可能である。また、複数のスキャン手段を用いれば、一度により多数の半導体チップをスキャンすることができる。
【００３７】
更に、本発明おいては、ピックアップ工程は、ピックアップ手段を用いて、ウエハ上の半導体チップをピックアップしており、該各半導体チップのピックアップの度に、半導体チップの高さのバラツキに応じて、該半導体チップに対するピックアップ手段の高さを調節している。
【００３８】
この様に半導体チップの高さのバラツキに応じて、半導体チップに対するピックアップ手段の高さを調節すれば、半導体チップとピックアップ手段間の距離を一定に維持することができ、ピックアップ手段によるピックアップが確実に行なわれ、ピックアップ手段が半導体チップに接触せず、半導体チップの割れが発生することもない。
【００３９】
また、本発明においては、ウエハ上の半導体チップの欠落数、及びウエハ上の各半導体チップの高さのバラツキを求め、この求められた欠落数及び高さのバラツキが規定の許容欠落数及び許容高さに入るか否かを判定する判定工程を更に含んでいる。
【００４０】
この場合は、ウエハ上の半導体チップの欠落数、及び各半導体チップの高さのバラツキに関して、ウエハの良否を知ることができる。例えば、各メーカ間でウエハを取り引きする上で、ウエハを納品する側のメーカにより保証された欠落数や高さのバラツキが維持されているか否かを確認することができる。
【００４１】
一方、本発明は、ウエハ上に形成されるべき複数の半導体チップの一部が欠落した該ウエハからの半導体チップのピックアップを行なう半導体チップのピックアップ装置において、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識する認識手段と、各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップするピックアップ手段とを備えている。
【００４２】
この様な本発明のピックアップ装置においても、上記本発明のピックアップ方法と同様の作用及び効果を達成することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明のピックアップ装置の第１実施形態を概略的に示す図である。本実施形態のピックアップ装置では、ウエハ１を搭載する搭載ステージ１１と、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御したり回転制御したりするステージ制御部１２と、ウエハ１全体を撮影する全体カメラ１３と、ウエハ１上の各半導体チップ２を個別に撮影する個別カメラ１４と、全体カメラ１３及び個別カメラ１４の撮影により得られたそれぞれの画像を処理する画像制御部１５と、ウエハ１上の各半導体チップ２を１つずつ吸引してピックアップするコレット１６と、コレット１６による吸引及びコレット１６のＺ方向の位置を制御するコレット制御部１７と、個別カメラ１４及びコレット１６をＸＹ方向に移動制御するダイボンド制御部１８と、利用者により入力操作される入力部１９と、このピックアップ装置を総括的に制御する主制御部２０とを備えている。
【００４５】
ウエハ１は、その上に多数の半導体チップ２を配列して形成されたものであり、ウエハ１上に形成されるべき各半導体チップ２の一部が欠落しているかマスキングされている。各半導体チップ２が現存中で最も小さいものとすると、各半導体チップ２のサイズが２００μｍ×２００μｍ×２５０μｍであり、各半導体チップ２の間隔が１０μｍである。半導体チップ２としては、ＬＥＤ、トランジスタチップ、フォトトランジスタチップ、トライアックチップ、フォトトライアックチップ、ＯＰＩＣチップ、ＩＣチップ等がある。
【００４６】
搭載ステージ１１は、ウエハ１を着脱自在に搭載するものであり、ステージ制御部１２によりＸＹ方向に移動されたり回転されたりする。この搭載ステージ１１の移動及び回転に伴って、個別カメラ１４並びにコレット１６がウエハ１に対してＸＹ方向に移動されたり回転されたりする。これにより、ウエハ１上の各半導体チップ２毎に、半導体チップ２が個別カメラ１４又はコレット１６に対向して位置決めされたり、個別カメラ１４並びにコレット１６に対する半導体チップ２の角度が調節されたりする。
【００４７】
全体カメラ１３は、照明装置（図示せず）によりウエハ１全体を均一に照明した上で、ウエハ１全体を一括して撮影するものである。ウエハ１上の良品の半導体チップ２による光の反射率が高く、また不良品の半導体チップ２がバッドマークによりマスキングされているか、あるいは不良品の半導体チップ２が予め取り除かれて欠落しているため、不良品の半導体チップ２の箇所での光の反射率が低い。更に、ウエハ１外側で露出している搭載ステージ１１の地肌による光の反射率が低い。従って、ウエハ１全体の均一照明により、ウエハ１上の良品の各半導体チップ２の領域のみが明るくなり、ウエハ１上の不良品の各半導体チップ２の領域及びウエハ１外側で露出している搭載ステージ１１の地肌の領域が暗くなり、全体カメラ１３により明るい領域と暗い領域からなる画像が撮影される。画像制御部１５は、該画像を予め設定された閾値で２値画像化し、図２に示す様な２値画像を得る。
【００４８】
尚、不良品の半導体チップの欠落という表現は、不良品の半導体チップのマスキングを包含するものとする。
【００４９】
図２の２値画像において、白い部分がウエハ１上の良品の各半導体チップ２の領域２１であり、領域２１内に散在する黒い部分がウエハ１上の不良品の各半導体チップ２の領域２２であり、領域２１外側の黒い部分が搭載ステージ１１の地肌の領域２３である。
【００５０】
更に、画像制御部１５は、図２の２値画像、ウエハ１と全体カメラ１３間の距離Ｌ、及び半導体チップ２のサイズに基づいて、領域２１における良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す良品行列位置データ、及び領域２２における不良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す不良品行列位置データを求める。そして、画像制御部１５は、良品行列位置データ及び不良品行列位置データをステージ制御部１２に与える。ステージ制御部１２は、良品行列位置データ及び不良品行列位置データに基づいて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御し、不良品の各半導体チップ２を回避もしくはスキップしつつ、個別カメラ１４及びコレット１６をウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向させて位置決めする。
【００５１】
図３は、ステージ制御部１２による搭載ステージ１１のＸＹ方向の移動制御により、個別カメラ１４及びコレット１６がウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向して位置決めされる経路Ａ３を示している。ただし、白抜きの各矢印２４は、個別カメラ１４及びコレット１６が経路Ａ３の途中で不良品の領域２２をスキップする箇所を示している。
【００５２】
尚、全体カメラ１３は、ウエハ１上に形成されるべき各半導体チップ２の位置（ＸＹ座標）を撮影して認識するためのものであるから、各半導体チップ２のピッチを認識し得る分解能であれば良く、低解像度のものでも十分である。
【００５３】
一方、全体カメラ１３は、カラー画像を撮影するものである。画像制御部１５は、カラー画像におけるウエハ１上の良品の各半導体チップ２の濃淡、及び良品の各半導体チップ２から全体カメラ１３までのそれぞれの光路等に基づいて、良品の各半導体チップ２の高さむら（Ｚ方向の位置むら）を計算して求める。良品の各半導体チップ２の高さむらは、該各半導体チップ２のうちから平均的な高さの半導体チップ２を求めて、平均的な高さの半導体チップ２とコレット１６間の距離を固定的に設定するために用いられたり、あるいは該各半導体チップ２毎に、半導体チップ２とコレット１６間の距離を調節して一定に維持するために用いられたりする。半導体チップ２とコレット１６間の距離は、コレット制御部１７によりコレット１６をＺ方向に移動させて調節される。
【００５４】
個別カメラ１４及びコレット１６は、両者間でＸ方向に一定距離を置いて位置決めされている。ステージ制御部１２は、個別カメラ１４をウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向させて位置決めする。そして、個別カメラ１４は、各半導体チップ２を逐次個別に撮影する。画像制御部１５は、半導体チップ２の画像に基づいて、半導体チップ２の有無、位置、及び角度等を求めて、これらをステージ制御部１２に与える。ステージ制御部１２は、半導体チップ２の有無、位置、及び角度等に応じて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御したり回転制御し、また個別カメラ１４とコレット１６間の離間距離だけ搭載ステージ１１をＸ方向に移動させ、これにより半導体チップ２をコレット１６に対向配置させる。コレット制御部１７は、半導体チップ２とコレット１６間の距離を適宜に調節してから、コレット１６により半導体チップ２を吸引させピックアップさせる。このため、コレット１６による半導体チップ２の吸引が良好に行なわれる。
【００５５】
ダイボンド制御部１８は、個別カメラ１４及びコレット１６をＸＹ方向に移動制御して、コレット１６をリードフレーム２５のヘッダー２５ａ上方まで移動させる。そして、コレット制御部１７は、コレット１６による半導体チップ２の吸引を停止させ、半導体チップ２をコレット１６から解放させてヘッダー２５ａに載せる。半導体チップ２は、ヘッダー２５ａにダイボンドされる。
【００５６】
半導体チップ２とコレット１６間の距離の調節により、コレット１４の高さが適宜に調節されているので、コレット１４に吸着されている半導体チップ２とヘッダー２５ａ間の距離も適宜に維持されることになり、ヘッダー２５ａへの半導体チップ２のダイボンドを速やかに行なうことができ、各半導体チップ２の高さのバラツキを原因とするダイボンドのミスを減少させることができる。
【００５７】
次に、図４に示すフローチャートに従って、本実施形態のピックアップ装置による処理過程を説明する。
【００５８】
まず、ウエハ１が搭載ステージ１１にセットされてから（ステップＳ１０１）、ウエハ１全体が均一に照明された上で、全体カメラ１３によりウエハ１全体が撮影される（ステップＳ１０２）。そして、主制御部２０は、入力部１９の操作によりウエハ１上の良品の各半導体チップ２の高さむらの測定が指示されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００５９】
ここで、入力部１９の操作により高さむらの測定が指示されていなければ（ステップＳ１０３で「Ｎｏ」）、各ステップＳ１０４〜Ｓ１１０をジャンプして、ステップＳ１１１へと移る。
【００６０】
また、入力部１９の操作により高さむらの測定が指示されていれば（ステップＳ１０３で「Ｙｅｓ」）、主制御部２０は、カラー画像の取り込みを画像制御部１５に指示する。これに応答して画像制御部１５は、全体カメラ１３からカラー画像を取り込み、このカラー画像におけるウエハ１上の良品の各半導体チップ２の濃淡、及び良品の各半導体チップ２から全体カメラ１３までのそれぞれの光路等に基づいて、良品の各半導体チップ２の高さむらを計算して求める（ステップＳ１０４）。そして、主制御部２０は、入力部１９の操作により、良品の各半導体チップ２毎に、半導体チップ２とコレット１６間の距離を一定に保つことが指示されているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００６１】
例えば、良品の各半導体チップ２の高さむらが大きいことから、良品の各半導体チップ２毎に、距離を一定に保つことが指示されていれば（ステップＳ１０５で「Ｙｅｓ」）、引き続いて入力部１９の操作により、代表の半導体チップ２のＸＹ座標及び高さが指示されるので、この代表の半導体チップ２のＸＹ座標及び高さを画像制御部１５に与える（ステップＳ１０６）。画像制御部１５は、代表の半導体チップ２のＸＹ座標に基づいて、ステップＳ１０４で求めた良品の各半導体チップ２の高さむらのうちから代表の半導体チップ２の高さむらを求め、代表の半導体チップ２の高さ及び高さむらを基準とし、ステップＳ１０４で求めた良品の各半導体チップ２の高さむらを用いて、良品の各半導体チップ２の高さを求め、良品の各半導体チップ２の高さをコレット制御部１７に与える（ステップＳ１０７）。コレット制御部１７は、良品の各半導体チップ２の高さに基づいて、該各半導体チップ２毎に、半導体チップ２とコレット１６間の距離を一定に保つためのコレット１６の高さを求める（ステップＳ１０８）。
【００６２】
また、良品の各半導体チップ２の高さむらが小さいことから、良品の各半導体チップ２毎に、距離を一定に保つことが指示されていなければ（ステップＳ１０５で「Ｎｏ」）、画像制御部１５は、ステップＳ１０４で求めた良品の各半導体チップ２の高さむらに基づいて、平均的な高さの半導体チップ２を選択し、この平均的な高さの半導体チップ２のＸＹ座標をステージ制御部１２に与える（ステップＳ１０９）。ステージ制御部１２は、この平均的な高さの半導体チップ２のＸＹ座標に基づいて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御し、この平均的な高さの半導体チップ２をコレット１６に対向配置させる。この状態で、手動調整により該半導体チップ２とコレット１６間の距離を調節して固定するか、入力部１９の操作によりコレット制御部１７に指示を与えて、コレット制御部１７の制御により該半導体チップ２とコレット１６間の距離を調節して固定する（ステップＳ１１０）。
【００６３】
次に、画像制御部１５は、ウエハ１の２値画像、ウエハ１と全体カメラ１３間の距離Ｌ、及び半導体チップ２のサイズに基づいて、良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す良品行列位置データ、及び不良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す不良品行列位置データを求める。（ステップＳ１１１）。このとき、不良品の各半導体チップ２がなければ（ステップＳ１１２で「Ｎｏ」）、ステップＳ１１３をジャンプして、ステップＳ１１４に移る。
【００６４】
また、不良品の各半導体チップ２があれば（ステップＳ１１２で「Ｙｅｓ」）、ステージ制御部１２は、良品行列位置データ及び不良品行列位置データに基づいて、図３に示す様な個別カメラ１４及びコレット１６がウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次位置決めされる経路Ａ３を求めると共に、経路Ａ３の途中で不良品の領域２２をスキップする距離を求める（ステップＳ１１３）。
【００６５】
この後、本実施形態のピックアップ装置によるウエハ１上の各半導体チップ２のピックアップ及びダイボンドが実施される。すなわち、ステージ制御部１２は、良品行列位置データ及び不良品行列位置データに基づいて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御し、不良品の領域２２を回避もしくはスキップしつつ、個別カメラ１４及びコレット１６をウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向させて位置決めする。そして、画像制御部１５は、個別カメラ１４により撮影された半導体チップ２の画像に基づいて、半導体チップ２の有無、位置、及び角度等を求めて、これらをステージ制御部１２に与える。ステージ制御部１２は、半導体チップ２の有無、位置、及び角度等に応じて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御したり回転制御し、また個別カメラ１４とコレット１６間の離間離だけ搭載ステージ１１をＸ方向に移動させ、これにより半導体チップ２をコレット１６に対向配置させる。コレット制御部１７は、コレット１６により半導体チップ２を吸引させピックアップさせる。ダイボンド制御部１８は、個別カメラ１４及びコレット１６をＸＹ方向に移動制御して、コレット１６をリードフレーム２５のヘッダー２５ａ上方まで移動させる。このとき、コレット制御部１７は、コレット１６による半導体チップ２の吸引を停止させ、半導体チップ２をコレット１６から解放させてヘッダー２５ａに載せる。半導体チップ２は、ヘッダー２５ａにダイボンドされる。
【００６６】
コレット１６による半導体チップ２の吸引に先立ち、良品の各半導体チップ２の高さむらが小さいことから、平均的な高さの半導体チップ２とコレット１６間の距離を調節して固定されている場合は、良品の各半導体チップ２とコレット１６間の距離が略一定に保たれ、コレット１６によるそれぞれの半導体チップ２の吸引が良好に行なわれる。
【００６７】
また、良品の各半導体チップ２の高さむらが大きいことから、良品の各半導体チップ２の高さをコレット制御部１７に与えた場合は、コレット制御部１７は、良品の各半導体チップ２の高さに基づいて、該各半導体チップ２毎に、半導体チップ２とコレット１６間の距離を一定に保つためのコレット１６の高さを求めて、コレット１６の高さを調節する。これにより、良品の各半導体チップ２とコレット１６間の距離が一定に維持され、コレット１６によるそれぞれの半導体チップ２の吸引が良好に行なわれる。
【００６８】
この様に本実施形態では、ウエハ１全体の画像を用いて、個別カメラ１４及びコレット１６がウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向して位置決めされる経路Ａ３を求め、更に経路Ａ３の途中で不良品の領域２２をスキップする距離を求め、この後に良品の各半導体チップ２だけを経路Ａ３に沿って順次個別に撮影して、各半導体チップ２の位置や角度等を順次認識しつつ、不良品の領域２２をスキップしている。従って、従来の様に欠落している半導体チップを認識するという時間のロスがなく、半導体チップが存在していない領域２３で半導体チップを認識するという時間のロスもなく、半導体チップが認識されずに残されることもない。また、従来の様に良品の各半導体チップのみを整然と行列化して配列したり、ウエハ上の各半導体チップの位置及び角度等を示す詳細情報を予め設定したりする必要もない。
【００６９】
尚、ウエハ１上の半導体チップ２の欠落数、及びウエハ１上の各半導体チップの高さのバラツキが規定の許容欠落数及び許容高さに入るか否かを判定しても良い。この場合は、ウエハ１上の半導体チップ２の欠落数、及び各半導体チップ２の高さのバラツキに関して、ウエハ１の良否を知ることができる。例えば、各メーカ間でウエハ１を取り引きする上で、ウエハを納品する側のメーカにより保証された欠落数や高さのバラツキが維持されているか否かを確認することができる。そして、保証された欠落数や高さのバラツキが守られなかったときの罰則等を予め設定することができる。
【００７０】
図５は、本発明のピックアップ装置の第２実施形態を概略的に示す図である。尚、図５において、図１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。
【００７１】
本実施形態のピックアップ装置では、図１の装置における全体カメラ１３の代わりに、Ｙ方向に沿って配列支持された２つのスキャンヘッド３１、３２と、各スキャンヘッド３１、３２をＸＹ方向に走査制御するスキャンヘッド制御部３３とを備えている。
【００７２】
各スキャンヘッド３１、３２は、例えばＹ方向に沿うラインＣＣＤを有しており、スキャンヘッド制御部３３によりＹ方向に僅かに移動される度に、スキャンヘッド制御部３３によりＸ方向に走査されて、帯状領域を撮影し、これを繰り返して、ウエハ１全体の画像を撮影する。
【００７３】
尚、スキャンヘッドの個数を増減させても良い。１個のスキャンヘッドのみを用いる場合は、１回のＸ方向の走査により撮影される帯状領域の幅が１／２となるため、Ｘ方向の走査回数を２倍にする必要がある。逆に、３個以上のスキャンヘッドを用いる場合は、１回のＸ方向の走査により撮影される帯状領域の幅が広くなり、Ｘ方向の走査回数が減少して、ウエハ１全体の画像の撮影時間を短縮させることができる。
【００７４】
画像制御部１５は、該画像を予め設定された閾値で２値画像化する。そして、画像制御部１５は、該２値画像、ウエハ１と各スキャンヘッド３１、３２間の距離Ｌ、及び半導体チップ２のサイズに基づいて、良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す良品行列位置データ、及び不良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す不良品行列位置データを求め、良品行列位置データ及び不良品行列位置データをステージ制御部１２に与える。ステージ制御部１２は、良品行列位置データ及び不良品行列位置データに基づいて、搭載ステージ１１をＸＹ方向に移動制御し、不良品の各半導体チップ２を回避もしくはスキップしつつ、個別カメラ１４及びコレット１６をウエハ１上の良品の各半導体チップ２に順次対向して位置決めする。
【００７５】
また、画像制御部１５は、ウエハ１全体の画像における良品の各半導体チップ２の濃淡、及び良品の各半導体チップ２から各スキャンヘッド３１、３２までのそれぞれの光路等に基づいて、良品の各半導体チップ２の高さむら（Ｚ方向の位置むら）を計算して求める。良品の各半導体チップ２の高さむらは、該各半導体チップ２のうちから平均的な高さの半導体チップ２を求めて、平均的な高さの半導体チップ２とコレット１６間の距離を設定するために用いられたり、あるいは該各半導体チップ２毎に、半導体チップ２とコレット１６間の距離を一定に保つために用いられたりする。半導体チップ２とコレット１６間の距離は、コレット制御部１７により調節される。
【００７６】
図６のフローチャートは、本実施形態のピックアップ装置による処理過程を示している。尚、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０、及びステップＳ１１２〜Ｓ１１４までの処理は図４のフローチャートと全く同様であるため説明を省略する。
【００７７】
図６のフローチャートにおいては、図４のフローチャートにおける各ステップＳ１０２、Ｓ１１１の代わりに、ステップＳ１０２Ａ、Ｓ１１１Ａを挿入している。
【００７８】
ステップＳ１０２Ａでは、ウエハ１全体が均一に照明された上で、スキャンヘッド制御部３３により各スキャンヘッド３１、３２が走査制御され、各スキャンヘッド３１、３２によりウエハ１全体の画像が撮影される。
【００７９】
また、ステップＳ１１１では、各スキャンヘッド３１、３２により撮影されたウエハ１全体の画像、ウエハ１と各スキャンヘッド３１、３２間の距離Ｌ、及び半導体チップ２のサイズに基づいて、良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す良品行列位置データ、及び不良品の各半導体チップ２のＸＹ座標を示す不良品行列位置データが求められる。
【００８０】
従って、本実施形態のピックアップ装置でも、良品の各半導体チップ２だけを順次個別に撮影して、各半導体チップ２の位置や角度等を順次認識しつつ、不良品の領域をスキップすることができ、従来の様に欠落している半導体チップを認識するという時間のロスがなく、半導体チップが存在していない領域で半導体チップを認識するという時間のロスもなく、半導体チップが認識されずに残されることもない。また、従来の様に良品の各半導体チップのみを整然と行列化して配列したり、ウエハ上の各半導体チップの位置及び角度等を示す詳細情報を予め設定したりする必要もない。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、ウエハ上に形成されるべき各半導体チップの有無を一括して認識し、その上で、各半導体チップの有無に基づいて、ウエハ上の各半導体チップ別に、半導体チップを認識して、半導体チップをウエハからピックアップしている。このため、ウエハ上の半導体チップが存在している領域と半導体チップが欠落している領域とを区別してから、半導体チップが存在している領域のみについて、各半導体チップ別に、半導体チップの位置や角度等を認識することができる。従って、従来の様に欠落している半導体チップを認識するという時間のロスがなく、半導体チップが存在していない領域で半導体チップを認識するという時間のロスもなく、半導体チップが認識されずに残されることもない。また、従来の様に良品の各半導体チップのみを整然と行列化して配列したり、ウエハ上の各半導体チップの位置及び角度等を示す詳細情報を予め設定したりする必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のピックアップ装置の第１実施形態を概略的に示す図である。
【図２】図１の装置における全体カメラにより撮影されたウエハ全体の２値画像を示す図である。
【図３】図１の装置における個別カメラ及びコレットがウエハ上の良品の各半導体チップに順次対向して位置決めされる経路を示す図である。
【図４】図１の装置による処理過程を示すフローチャートである。
【図５】本発明のピックアップ装置の第２実施形態を概略的に示す図である。
【図６】図５の装置による処理過程を示すフローチャートである。
【図７】従来の装置によるウエハ上の各半導体チップが認識される経路を示す図である。
【図８】（ａ）は従来の装置によるウエハ上の各半導体チップが認識される他の経路を示す図であり、（ｂ）は認識されなかった各半導体チップの群を示す図である。
【符号の説明】
１    ウエハ
２    半導体チップ
１１    搭載ステージ
１２    ステージ制御部
１３    全体カメラ
１４    個別カメラ
１５    画像制御部
１６    コレット
１７    コレット制御部
１８    ダイボンド制御部
１９    入力部
２０    主制御部
３１、３２    スキャンヘッド
３３    スキャンヘッド制御部
【図１】
2005032827.tif 000003
【図２】
2005032827.tif 000004
【図３】
2005032827.tif 000005
【図４】
2005032827.tif 000006
【図５】
2005032827.tif 000007
【図６】
2005032827.tif 000008
【図７】
2005032827.tif 000009
【図８】
2005032827.tif 000010