(57)【要約】【課題】  半導体部品を基板の所定の位置にボンディングすることができる半導体部品の位置検出方法、位置検出装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  移載ヘッド４０に保持された半導体部品４４を撮像した第１画像データと、半導体部品４４を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品４３を撮像した第２画像データとを検出する画像検出手段２２と、第１画像データおよび第２画像データに基づいて、基準部品４３に対する半導体部品４４の位置を検出する画像解析手段２３と、検出結果に応じて半導体部品４４を基板に搭載する位置を補正する信号を出力する出力手段２４と、を具備する。【選択図】  図２
2007115851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品搬送手段に保持された半導体部品を撮像した第１画像データと、前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を撮像した第２画像データとを検出する画像検出手段と、
前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記基準部品に対する前記半導体部品の位置を検出する画像解析手段と、
前記検出結果に応じて、前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする半導体部品の位置検査装置。
【請求項２】
前記画像検出手段が、第１の光を照射するストロボ発光リング照明器と、第２の光を照射するストロボ発光スポット照明器と、前記半導体部品および前記基準部品を撮像する撮像部と、前記半導体部品からの光と前記基準部品からの光を同一の光路を経由して前記撮像部に入射させる光学系とを具備することを特徴とする請求項１に記載の半導体部品の位置検査装置。
【請求項３】
部品搬送手段に保持された半導体部品を撮像した第１画像データと、前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を撮像した第２画像データとを検出する第１のステップと、
前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記半導体部品の前記基板に搭載される面の輪郭を四角形近似して、前記四角形の内角および前記基準部品に対する前記四角形の各辺の傾きを求め、前記直角な内角の数に応じて前記基準部品に対する前記半導体部品の角度ずれ量を検出し、前記直角な内角を有する頂点を前記半導体部品の原点として前記基準部品に対する前記半導体部品の位置ずれ量を検出する第２のステップと、
前記検出結果に応じて、前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する第３のステップと、
を具備することを特徴とする半導体部品の位置検査方法。
【請求項４】
前記直角な内角が無く、且つ平行な２辺がある場合には、最も直角に近い内角を有する頂点を前記半導体部品の原点として前記基準部品に対する前記半導体部品の位置ずれ量を検出することを特徴とする請求項３に記載の半導体部品の位置検査方法。
【請求項５】
半導体素子が形成された半導体ウェーハをダイシングラインに沿って分割し、半導体部品に分離する工程と、
前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を有する部品搬送手段を用いて前記半導体部品を搬送する工程と、
前記半導体部品に第１の光を照射して前記半導体部品を撮像した第１画像データと、前記基準部品に第２の光を照射して前記基準部品を撮像した第２画像データとを検出する工程と、
前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記基準部品に対する前記半導体部品の位置を検出する工程と、
前記検出結果に基づいて前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する工程と、
前記補正信号に応じて前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正し、前記半導体部品を基板にボンディングする工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体部品の位置検査方法、位置検査装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造のダイボンディング工程では、半導体部品が接着剤を介してリードフレームなどの基板にボンディングされる。この作業を行なうダイボンディング装置には、一般に基板に対する半導体部品の位置を検査する位置検査装置が備えられている（例えば特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献１に開示されたダイボンディング装置は、半導体チップの表面に形成された位置決め用マークあるいは回路パターンを直接撮像し、その撮像画像を基にパターン認識により基板に対する半導体チップの位置ずれ量を求めた後、半導体チップをピックアップして基板に搬送し、位置ずれを補正して基板にボンディングしている。
【０００４】
然しながら、半導体チップには、例えばダイシング工程においてダイシング位置のばらつきや、チッピングによる割れや欠けにより、所定の外観および寸法精度を満たさないものが少なからず存在する。
【０００５】
そのため、特許文献１に開示されたダイボンディング装置では、半導体チップの位置ずれ量を求めた後に半導体チップをピックアップして基板に搬送しているので、所定の外観および寸法精度を満たさない半導体チップをピックアップすると、再び半導体チップの位置ずれが発生し、基板のボンディング位置にばらつきが生じるという問題がある。
【０００６】
また、フリップチップボンディングを行う際には、半導体チップをピックアップした後、下側から半導体チップの表面に形成された位置決め用マークあるいは回路パターンを直接撮像し、その撮像画像を基にパターン認識により半導体チップの位置ずれを補正してダイシング位置のばらつきによる影響を防止している。
【０００７】
然しながら、フリップチップボンディング以外のワイヤボンディング等には適用できないという問題がある。
【０００８】
特許文献２に開示されたボンディング状態の検査方法は、ボンディング後の半導体チップを上面から撮像した画像を基に接着剤と半導体チップの境界に現れる直線状の２つのエッジＥ１、Ｅ２を検出し、これらのエッジの延長線Ｌ１、Ｌ２が交わる交点Ａの座標（ＡＸ、ＡＹ）を求めるとともに、１つのエッジＥ１の角度ずれ量Δθを検出している。
【０００９】
そしてＡＸ、ＡＹ、Δθに基づいてチップ中心点Ｃと正規位置Ｒとの位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを算出し、半導体チップの位置ずれを判定してボンディング状態を検査している。
【００１０】
然しながら、特許文献２に開示されたボンディング状態の検査方法は、位置ずれ量を２のエッジだけで算出し、角度ずれ量を１のエッジの角度ずれ量だけで決定しているので、所定の外観および寸法精度を満たさない半導体チップでは、誤差が生じるという問題がある。
【００１１】
即ち、特許文献２に開示されたボンディング状態の検査方法は、例えば実生産に先立って行なわれる実装調整作業において、ボンディング位置精度の確認を正規の半導体チップ以外の調整用ダイを用いて行なっており、半導体チップは所定の外観および寸法精度を維持していることを前提にしている。
【００１２】
その結果、所定の外観および寸法精度を満たさない半導体チップを、調整用ダイを用いた実装調整作業により求めた条件で基板にボンディングすると、ボンディング位置にばらつきが生じるという問題がある。
【００１３】
ボンディング位置にばらつきが生じると、ダイボンディング工程後のワイヤボンディング工程や樹脂モールド工程に支障をきたし、半導体装置としての信頼性が低下する恐れがある。
【００１４】
そのため、事前の外観検査により、半導体チップをスクリーニングして所定の外観および寸法精度を満たさない半導体チップを除去する必要があり、無用な検査時間と費用が発生するという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−１５５３３号公報
【特許文献２】特開２００３−７７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、半導体部品を基板の所定の位置にボンディングすることができる半導体部品の位置検出方法、位置検出装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様の位置検査装置は、部品搬送手段に保持された半導体部品を撮像した第１画像データと、前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を撮像した第２画像データとを検出する画像検出手段と、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記基準部品に対する前記半導体部品の位置を検出する画像解析手段と、前記検出結果に応じて、前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する出力手段と、を具備することを特徴としている。
【００１７】
本発明の一態様の位置検査方法では、部品搬送手段に保持された半導体部品を撮像した第１画像データと、前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を撮像した第２画像データとを検出する第１のステップと、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記半導体部品の前記基板に搭載される面の輪郭を四角形近似して、前記四角形の内角および前記基準部品に対する前記四角形の各辺の傾きを求め、前記直角な内角の数に応じて前記基準部品に対する前記半導体部品の角度ずれ量を検出し、前記直角な内角を有する頂点を前記半導体部品の原点として前記基準部品に対する前記半導体部品の位置ずれ量を検出する第２のステップと、前記検出結果に応じて、前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する第３のステップと、を具備することを特徴としている。
【００１８】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法では、半導体素子が形成された半導体ウェーハをダイシングラインに沿って分割し、半導体部品に分離する工程と、前記半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品を有する部品搬送手段を用いて前記半導体部品を搬送する工程と、前記半導体部品に第１の光を照射して前記半導体部品を撮像した第１画像データと、前記基準部品に第２の光を照射して前記基準部品を撮像した第２画像データとを検出する工程と、前記第１画像データおよび前記第２画像データに基づいて、前記基準部品に対する前記半導体部品の位置を検出する工程と、前記検出結果に基づいて前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正する信号を出力する工程と、前記補正信号に応じて前記半導体部品を前記基板に搭載する位置を補正し、前記半導体部品を基板にボンディングする工程と、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体部品を基板の所定の位置にボンディングすることができる半導体部品の位置検出方法、位置検出装置および半導体装置の製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検査装置を備えたダイボンディング装置について、図１および図２を用いて説明する。図１は半導体部品の位置検査装置を備えたダイボンディング装置の概略構成を示すブロック図、図２は半導体部品の位置検査装置の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、実施例１のダイボンディング装置１０は、半導体部品を供給する半導体部品供給部１１と、半導体部品がボンディングされる基板を供給する基板供給部１２と、半導体部品を基板に搭載する位置決めを行うための基準部品（図示せず）を備えた部品搬送手段１３と、半導体部品の搬送中に基準部品に対する半導体部品の位置を検出する位置検査装置１４とを有している。
【００２３】
更に、半導体部品がボンディングされる基板にペーストを塗布するペースト塗布部１５と、ペーストが塗布された基板に半導体部品を載置する半導体部品載置部１６と、ペーストをキュアして半導体部品を基板に固着するボンディング部１７と、半導体部品がボンディングされた基板を収納する基板収納部１８とを有している。
【００２４】
部品搬送手段１３は、半導体部品を順次１個ずつ吸着して搬送する移載ヘッド（図示せず）を備えた半導体部品ピックアップ部１９と、半導体部品が搬送される搬送路２０と、位置検査装置１４からの検査結果に応じて半導体部品の位置ずれを補正する位置ずれ補正部２１とを有している。
【００２５】
位置検査装置１４は、搬送中の半導体部品を撮像した第１画像データと基準部品を撮像した第２画像データを検出する画像検出手段２２と、第１および第２画像データに基づいて、基準部品に対する半導体部品の位置を検出し、角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求める画像解析手段２３と、検出結果に応じて半導体部品を基板にボンディングする位置を補正する信号を部品搬送手段１３に出力する出力手段２４とを有している。
【００２６】
半導体部品供給部１１は、マガジンに収納された半導体部品、例えばトランジスタや光半導体素子などが形成された半導体チップをローダーにより半導体部品ピックアップ部１９に供給する。  
半導体チップは半導体部品ピックアップ部１９の移載ヘッドにより取り出され、移載ヘッドに保持されて搬送路２０、例えば搬送レールに沿って半導体部品載置部１６に搬送される。
【００２７】
基板供給部１２は、同じくマガジンに収納された基板、例えばリードフレームをローダーによりペースト塗布部１５に供給する。  
供給された基板にはペースト塗布部１５によりペーストが塗布され、ペーストが塗布された基板は搬送路２５、例えばベルトコンベアに沿って半導体部品載置部１６に搬送される。
【００２８】
図２に示すように、半導体部品ピックアップ部１９の移載ヘッド４０にはＬ字状の連接部４１を介してミラー４２と、矩形状の貫通孔４３ａを有する基準部品４３とが固定されている。
【００２９】
ミラー４２および基準部品４３は移載ヘッド４０につれて移動するので、ミラー４２および基準部品４３と移載ヘッド４０との位置関係は常に一定に保たれている。  
また、ミラー４２と基準部品４３は、水平方向からミラー４２に入射した光が垂直方向に反射されて貫通孔４３ａを垂直に通り抜けるように配置されている。
【００３０】
画像検出手段２２は、移載ヘッド４０に保持された半導体チップ４４にリング照明（第１の光）を照射するリング照明器４５と、移載ヘッド４０に連接された基準部品４３にスポット照明（第２の光）を照射するスポット照明器４６と、リング照明器４５およびスポット照明器４６をそれぞれストロボ発光させるストロボ電源４７、４８と、リング照明が照射された半導体チップ４４およびスポット照明が照射された基準部品４３を撮像する撮像カメラ４９とを有している。
【００３１】
更に、半導体チップ４４からの反射光ａを水平方向に反射するミラー５０と、基準部品４３の貫通孔４３ａを通過した透過光ｂを水平方向に反射し且つ反射光ａを透過して、反射光ａの光軸と透過光ｂの光軸とを一致させるハーフミラー５１と、反射光ａおよび透過光ｂを垂直方向に反射して撮像カメラ４９に入射させるミラー５２とを備えたミラーユニット５３を有している。
【００３２】
これにより、画像検出手段２２は移載ヘッド４０により半導体チップ４４をピックアップして搬送する際に、途中で搬送を一時停止することなく、半導体チップ４４の第１画像データおよび基準部品４３の第２画像データを検出することが可能である。
【００３３】
画像解析手段２３は、撮像カメラ４９からの映像信号をデジダル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５４と、Ａ／Ｄ変換された画像データを記憶する画像記憶部５５と、記憶された画像データに基づいて基準部品４３に対する半導体チップ４４の位置を求める演算部５６と、演算データ等を一時的に記憶するデータ記憶部５７と、演算処理手順を定めたプログラム等を記憶するプログラム記憶部５８と、データやコマンドを外部とやり取りするためのインターフェイス５９とを有している。
【００３４】
これにより、画像解析手段２３は部品搬送手段１３から搬送開始信号（図示せず）を受信すると、ストロボトリガ１をリング照明器４５のストロボ制御部４７に、ストロボトリガ２をスポット照明器４６のストロボ制御部４８にそれぞれ送出し、且つ撮像カメラ４９に撮像開始信号（図示せず）を送出する。  
更に、撮像カメラ４９から撮像終了信号（図示せず）を受信すると、撮像カメラ４９から映像信号を読みして基準部品４３に対する半導体チップ４４の位置を検出し、角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求めて出力手段２４へ送出することが可能である。
【００３５】
出力手段２４は受信した位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθを、例えばシリアルのバイナリー信号に変換して位置補正信号（図示せず）として部品搬送手段１３に送出する。
【００３６】
部品搬送手段１３は位置補正信号を受信すると、位置ずれ補正部２１、例えば移載ヘッド４０に組み込まれた微動アクチュエータ（図示せず）を駆動して半導体チップ４４の位置を補正する。
【００３７】
ここで、移載ヘッド４０は、半導体部品４４を保持する面４０ａの所定の位置、例えば面４０ａの中心が基板の半導体部品を載置する面の中心と一致するように調整されて半導体部品ピックアップ部１９に取り付けられている。
【００３８】
また、基準部品４３はリング照明器４５により半導体チップ４４を照射して撮像された第１画像データおよびスポット照明器４６により基準部品４３を照射して撮像された第２画像データを重ねて得られる合成画像データにおいて、Ｘ方向およびＹ方向の基準線となる矩形状の貫通孔４３ａのエッジから所定の位置に移載ヘッド４０の半導体部品４４を保持する面４０ａの中心がくるように配置されている。
【００３９】
図３は画像データを示す模式図で、図３（ａ）は第１画像データを示す模式図、図３（ｂ）は第２画像データを示す模式図、図３（ｃ）は第１および第２画像データを重ね合わせた合成画像データを示す模式図である。
【００４０】
即ち、図３（ａ）に示すように、第１画像データ６０には半導体チップ４４のダイボンディング面および移載ヘッド４０の半導体部品４４を保持する面４０ａの外周縁４０ｂが撮像されている。
【００４１】
図３（ｂ）に示すように、第２画像データ（白黒反転像）６１には基準部品４３の矩形状の貫通孔４３ａの角部が撮像され、Ｘ方向の基準線となるエッジａおよびＹ方向の基準線となるエッジｂが表示されている。
【００４２】
図３（ｃ）に示すように、第１画像データ６０と第２画像データ６１を重ね合わせた合成画像データ６２において、Ｘ方向の基準線となるエッジａからの距離がＸ０、Ｙ方向の基準線となるエッジｂからの距離がＹ０の点ｒが、移載ヘッド４０の半導体部品４４を保持する面４０ａの中心を示している。
【００４３】
これにより、基準部品４３の貫通孔４３ａのエッジａまたはエッジｂが半導体チップ４４の角度ずれ量Δθを求めるための基準線ａ、ｂとなり、点ｒが半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求めるための基準点ｒとなる。
【００４４】
次に、基準部品４３に対する半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθを求める方法について図４乃至図１２を用いて説明する。  
図４、図５、図７および図１０は位置検出方法を示すフローチャートで、図４は位置検出方法の全体を示すフローチャート、図５、図７および図１０は位置検出方法の細部を示すフローチャート、図６、図８、図９および図１１は位置検出方法を模式的に示す図で、図６は半導体チップの外形を求める方法を示す図、図８および図９は角度ずれ量Δθを求める方法を示す図、図１１は位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求める方法を示す図である。
【００４５】
図４に示すように、始に半導体部品ピックアップ部１９の移載ヘッド４０により半導体チップ４４をピックアップし、搬送路２０に沿って半導体チップ４４の搬送を開始する（ステップＳ０１）。
【００４６】
次に、半導体チップ４４の搬送中に画像検出手段２３からストロボトリガ１をストロボ制御部４７に送出してリング照明器４５をストロボ発光させ、撮像カメラ４９で半導体チップ４４を撮像し、撮像した映像信号を画像検出手段２３のＡ／Ｄ変換部５４でデジタル信号に変換して第１画像データを得、画像記憶部５５に記憶する（ステップＳ０２）。
【００４７】
リング照明器４５は半導体チップ４４の下面（ボンディング面）を周囲から満遍なく照射するので、図３（ａ）に示す明瞭な輪郭を有する半導体チップ４４の第１画像データが得られる。
【００４８】
次に、画像検出手段２３からストロボトリガ２をストロボ制御部４８に送出してスポット照明器４６をストロボ発光させ、撮像カメラ４９で基準部品４３を撮像し、撮像した映像信号を画像検出手段２３のＡ／Ｄ変換部５４でデジタル信号に変換して第２画像データを得、画像記憶部５５に記憶する。  
記憶された画像データは、演算部５６で２値化処理および白黒画像反転処理が施されて、図３（ｂ）に示す基準線ａ、ｂを有する第２画像データが得られる（ステップＳ０３）。
【００４９】
次に、ダイシング工程での切断位置のばらつきや、チッピングによる半導体チップ４４の輪郭の歪みを補正するために、半導体チップ４４の輪郭の４のエッジをそれぞれ直線近似し、得られた４つの近似直線を四辺とする四角形で半導体チップ４４の輪郭を近似する（ステップＳ０４）。
【００５０】
即ち、図５に示すように半導体チップ４４の輪郭の各エッジの座標データを求め（ステップＳ０４１）、各エッジを最小自乗法により直線近似する（ステップＳ０４２）。  
次に、各近似直線においてはずれ値、例えば信頼性区間９５％を外れる座標があるか否かをチェックし（ステップＳ０４３）、外れる座標が有る場合には（ステップＳ０４３のＹｅｓ）、外れ値を除いて最小自乗法による直線近似をやり直し（ステップＳ０４５）、外れる座標が無い場合には（ステップＳ０４３のＮｏ）、そのまま処理を終了する。
【００５１】
具体的には、図６に示すように、始に輪郭のエッジの座標データ７０に対して最小自乗法により最初の近似直線７１を求め、次に最初の近似直線７１に対して、例えば信頼性区間９５％を外れる外れ値７２を除いて最小自乗法により再近似直線７３を求める。
【００５２】
実験によれば、半導体チップ４４のサイズが０．５乃至１．５ｍｍ□の場合に、２０乃至５０個の座標データを用意すれば、チッピングなどにより生じたエッジの割れ欠けによる影響を十分除去することができた。
【００５３】
次に、得られた四角形の４の内角θ１〜θ４を求め（ステップＳ０５）、更に基準線ａまたは基準線ｂに対する各辺の傾き角度Δθ１〜Δθ４を求める（ステップＳ０６）。
【００５４】
次に、４の内角θ１〜θ４に直角な内角があるか否かがチェックされ（ステップＳ０７）、直角な内角がある場合に（ステップＳ０７のＹｅｓ）、直角な内角の頂点を半導体チップ４４の原点とする（ステップＳ０８）。直角な内角が複数ある場合には、例えば基準線ａ、ｂの交点に最も近い頂点を原点とする。
【００５５】
ここで、本明細書では直角とは数学的な直角だけでなく、ほぼ直角、例えば９０±２°の場合を含めて直角と言う。
【００５６】
次に、直角な内角の数に応じて、基準線ａまたは基準線ｂに対する半導体チップ４４の角度ずれ量Δθを求める（ステップＳ０９）。
【００５７】
即ち、図７に示すように、始に直角な内角の数が１か否かがチェックされ（ステップＳ０９１）、直角な内角の数が１の場合に（ステップＳ０９１のＹｅｓ）、直角な内角を構成する２辺の傾き角度の平均を角度ずれ量Δθとする（ステップＳ０９２）。
【００５８】
一方、直角な内角の数が１でない場合に（ステップＳ０９１のＮｏ）、直角な内角の数が２か否かがチェックされ（ステップＳ０９３）、直角な内角の数が２の場合に（ステップＳ０９３のＹｅｓ）、直角な内角を構成する３辺の傾き角度の平均を角度ずれ量Δθとする（ステップＳ０９４）。
【００５９】
直角な内角の数が２でない場合に（ステップＳ０９３のＮｏ）、直角な内角の数は４となり、直角な内角を構成する４辺の傾き角度の平均を角度ずれ量Δθとする（ステップＳ０９５）。
【００６０】
具体的には、図８（ａ）に示すように、四角形の頂点Ｐ１の内角θ１のみが直角の場合に、頂点Ｐ１を半導体チップ４４の原点とし、直角な内角を構成する辺Ｌ１の基準線ａに対する傾き角Δθ１および辺Ｌ４の基準線ｂに対する傾き角Δθ４の平均をΔθとする。
【００６１】
図８（ｂ）に示すように、四角形の頂点Ｐ１の内角θ１、頂点Ｐ２の内角θ２の２が直角の場合に、基準線ａ、ｂの交点に最も近い頂点Ｐ１を半導体チップ４４の原点とし、直角な内角を構成する辺Ｌ１の基準線ａに対する傾き角Δθ１、辺Ｌ２の基準線ｂに対する傾き角Δθ２および辺Ｌ４の基準線ｂに対する傾き角Δθ４の平均をΔθとする。
【００６２】
図８（ｃ）に示すように、四角形の頂点Ｐ１〜Ｐ４の内角θ１〜θ４の４が直角の場合に、基準線ａ、ｂの交点に最も近い頂点Ｐ１を半導体チップ４４の原点とし、直角な内角を構成する辺Ｌ１の基準線ａに対する傾き角Δθ１、辺Ｌ２の基準線ｂに対する傾き角Δθ２、辺Ｌ３の基準線ａに対する傾き角Δθ３および辺Ｌ４の基準線ｂに対する傾き角Δθ４の平均をΔθとする。
【００６３】
一方、直角な内角が無い場合に（ステップＳ０７のＮｏ）、平行な２辺があるか否かがチェックされ（ステップＳ１０）、平行な２辺がある場合に（ステップＳ１０のＹｅｓ）、最も直角に近い内角の頂点を半導体チップ４４の原点とする（ステップＳ１１）。
【００６４】
次に、各辺の傾きΔθ１〜Δθ４から最大および最小の傾き角を除外し、その間の２の傾き角の平均をΔθとする（ステップＳ１２）。
【００６５】
具体的には、図９に示すように、四角形の頂点Ｐ１、Ｐ４の内角θ１、θ４が鋭角、四角形の頂点Ｐ２、Ｐ３の内角θ２、θ３が鈍角で、且つ辺Ｌ２と辺Ｌ４が平行な場合に、傾き角が最大の辺Ｌ１の基準線ａに対する傾き角Δθ１と、傾き角が最小の辺Ｌ３の基準線ａに対する傾き角Δθ３を除いて、辺Ｌ２の基準線ｂに対する傾き角Δθ２および辺Ｌ４の基準線ｂに対する傾き角Δθ４の平均をΔθとする。
【００６６】
次に、基準点ｒに対して半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求める（ステップＳ１３）。
【００６７】
即ち、図１０に示すように、ステップＳ０８またはステップＳ１１で定めた半導体チップ４４の原点Ｐ１の座標データＸ１、Ｙ１を求め（ステップＳ１３１）、原点Ｐ１から半導体チップ４４のサイズの設計値の１／２をチップの中心ｃとし（ステップＳ１３２）、チップの中心ｃの座標データＸ、Ｙを求める（ステップＳ１３３）。
【００６８】
次に、チップの中心ｃの座標データＸ、Ｙと基準点ｒの座標データＸ０、Ｙ０との差を求めて、半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求める（ステップＳ１３４）。
【００６９】
具体的には、図１１に示すように、基準点Ｐ１の座標が（Ｘ１、Ｙ１）、半導体チップ４４のサイズの設計値がａ×ｂｍｍ□の場合に、辺Ｌ１からの距離がａ／２、辺Ｌ４からの距離がｂ／２の点を半導体チップ４４の中心ｃとする。
【００７０】
半導体チップ４４の中心ｃの座標データＸ、Ｙは角度ずれ量Δθを用いて、
Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２＝Ｘ１＋ａ／２×ｃｏｓ（Δθ）＋ｂ／２×ｓｉｎ（Δθ）、
Ｙ＝Ｙ１＋Ｙ２＝Ｙ１＋ｂ／２×ｃｏｓ（Δθ）＋ａ／２×ｓｉｎ（Δθ）、
で表わされる。
【００７１】
従って、半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹは、
ΔＸ＝Ｘ−Ｘ０＝（Ｘ１＋Ｘ２）−Ｘ０、
ΔＹ＝Ｙ−Ｙ０＝（Ｙ１＋Ｙ２）−Ｙ０、
で表わされる。
【００７２】
これにより、半導体チップ４４がダイシング工程での切断位置のばらつきや、チッピングによる割れや欠けにより、所定の外観および寸法精度を満たさない場合でも、半導体チップ４４の角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを適切に求めることが可能である。
【００７３】
次に、得られた半導体チップ４４の角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹの補正信号を、部品搬送手段１３に出力する（ステップＳ１４）。
【００７４】
一方、直角な内角が無く（ステップＳ０７のＮｏ）、且つ平行な２辺も無い（ステップＳ１０のＮｏ）場合に、半導体チップ４４は不適切な半導体チップであると判断され、基板に搭載されずに除去される。
【００７５】
図１２は基板にボンディングされた半導体チップ４４の角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのばらつきを従来例と比較して示したものである。
【００７６】
図１２に示すように、実験によれば、基板にボンディングされた半導体チップ４４の角度ずれ量Δθのばらつきは、標準偏差をσとして、３σで〜０．６°、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのばらつきは３σで〜１５μｍであった。  
一方、従来例による角度ずれ量Δθのばらつきは３σで〜２°、位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのばらつきは３σで３０〜５０μｍであった。
【００７７】
これから、角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹのばらつきは従来例に比べて１／２〜１／３に減少しており、半導体チップ４４を基板の所定の位置にボンディングするボンディング精度を向上させることが可能である。
【００７８】
図１３は、実施例１による半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。  
図１３に示すように、始に半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハに半導体素子、例えばゲート、ソース、ドレインの各電極を有するＭＯＳトランジスタを周知の方法により形成する（ステップＳ２１）。
【００７９】
次に、半導体素子が形成された半導体ウェーハをダイシングラインに沿って切断し、個々の半導体チップ４４に分割する（ステップＳ２２）。
【００８０】
次に、半導体チップ４４をダイボンディング装置１０の半導体部品供給部１１のマガジンに収納する（ステップＳ２３）。
【００８１】
次に、マガジンに収納された半導体チップ４４をローダーにより半導体部品ピックアップ部１９に供給し、半導体チップ４４を半導体部品ピックアップ部１９の移載ヘッド４０によりピックアップし、搬送路２０に沿って半導体部品載置部１６に搬送する（ステップＳ２４）。
【００８２】
同様に、基板、例えばリードフレームを基板供給部１２のマガジンに収納し、マガジンに収納された基板をローダーによりペースト塗布部１５に供給し、ペースト塗布部１５によりペーストを塗布し、ペーストが塗布された基板を搬送路２５に沿って半導体部品載置部１６に搬送する。
【００８３】
次に、半導体チップ４４の搬送中に、画像検出手段２２により半導体チップ４４の第１画像データと基準部品４３の第２画像データを検出する（ステップＳ２５）。
【００８４】
次に、画像解析手段２３により基準部品４３に対する半導体チップの位置を検出し、角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを求める（ステップＳ２６）。
【００８５】
次に、求めた角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹに応じて、半導体チップ４４を基板に搭載する位置を補正する信号を部品搬送手段１３に出力する（ステップＳ２７）。
【００８６】
次に、半導体チップ４４を搭載する位置を補正して、基板にボンディングする（ステップＳ２８）。
【００８７】
次に、ワイヤボンディングにより半導体チップ４４の上面電極をリードフレームに電気的に接続する（ステップＳ２９）。
【００８８】
次に、リードフレームのリード端子を露出させて、半導体チップ４４とリードフレームを樹脂でモールドすることにより、半導体装置が完成する（ステップＳ３０）。
【００８９】
以上説明したように、本実施例によれば、半導体チップ４４をピックアップした後に半導体チップ４４の位置を検査しているので、半導体チップ４４をピックアップするときに生じる位置ずれの影響を受けることがない。
【００９０】
また、半導体チップ４４の外形を四角形近似して４の辺および４の内角の情報を用いて基準部品４３に対する位置を検査しているので、ダイシング工程での切断位置のばらつきや、チッピングによる割れや欠けにより、正規の外観および寸法精度を満たさない場合でも、半導体チップ４４の角度ずれ量Δθおよび位置ずれ量ΔＸ、ΔＹを適切に検査することができる。
【００９１】
その結果、半導体チップ４４を基板の所定の位置にボンディングするボンディング精度を向上させることができる。
【００９２】
更に、ボンディングに不適切と判断された半導体チップは除去することができるので、不適切な半導体チップが誤って基板にボンディングされてワイヤボンディング工程や、樹脂モールド工程に支障をきたし、半導体装置の信頼性に影響を及ぼす恐れがない。
【００９３】
また、半導体チップ４４および基準部品４３のストロボ撮影により搬送中に位置検査が行なえるので、別途位置検査に時間を費やす必要が無く、半導体装置の製造時間を短縮することができる。
【００９４】
ここでは、リング照明器４５をストロボ発光させ、次にスポット照明器４６をストロボ発光させる場合について説明したが、ストロボ発光させる順はこの逆であってもよく、また同時にストロボ発光させても構わない。
【実施例２】
【００９５】
図１４は本発明の実施例２に係る半導体部品の位置検査方法の要部を示すフローチャートである。本実施例において、上記実施例１と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００９６】
本実施例が実施例１と異なる点は、半導体部品ピックアップ部１９の移載ヘッド４０が導体部品供給部１１と半導体部品載置部１６の間を絶え間なく往復運動しているため、連接部４１を介して移載ヘッド４０に取り付けられた基準部品４３が振動することにより生じる取り付け位置のずれを補正することにある。
【００９７】
即ち、図１４に示すように、画像解析手段２３のデータ記憶部５７に第２画像データが登録されているか否かを判定し（ステップＳ４１）、登録されていなければステップＳ０３で得られた第２画像データを画像解析手段２３のデータ記憶部５７に記憶する（ステップＳ４２）。
【００９８】
次に、検査時と登録時の第２画像データとを比較し、比較結果に基づいて基準部品４３の位置ずれ量δＸ、δＹおよび角度ずれ量δθを求める（ステップＳ４３）。
【００９９】
次に、図４に示すフローチャートのステップＳ０４〜ステップＳ１３に従って求めた半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθから基準部品４３の位置ずれ量δＸ、δＹおよび角度ずれ量δθをそれぞれ差し引いて、基準部品４３の取付け位置のずれを補正する（ステップＳ４４）。
【０１００】
図１５は画像データを示す模式図で、図１５（ａ）は登録時の第２画像データを示す模式図、図１５（ｂ）は位置検査時の第２画像データを示す模式図、図１５（ｃ）は位置検査時の第１および第２画像データを重ね合わせた合成画像データを示す模式図である。
【０１０１】
即ち、図１５（ａ）に示すように、予め基準部品４３を所定の位置に取付けた後、基準部品４３に第２の光を照射して基準部品４３を撮像し、撮像した第２画像データ（白黒反転像）８０を得、第２画像データ８０の基準線ａ、ｂの交点ｄの座標を求める。  
第２画像データ８０および交点ｄの座標を画像解析手段２３のデータ記憶部５７に記憶して、登録時の第２画像データ８０とする。
【０１０２】
次に、図１５（ｂ）に示すように、位置検査時の第２画像データ（白黒反転像）８１を得、第２画像データ８１の基準線ａ１、ｂ１の交点ｄ１の座標を求める。  
位置検査時の第２画像データ８１と登録時の第２画像データ８０とを比較して、位置検査時の基準部品４３の取付け位置のずれを求める。  
具体的には、交点ｄと交点ｄ１の距離からＸ方向の補正量δＸ、Ｙ方向の補正量δＹを求め、基準線ａと基準線ａ１との交角からθ方向の補正量δθを算出する。
【０１０３】
次に、図１５（ｃ）に示すように、位置検査時の合成画像データ８２において、基準線ａ１、ｂ１を用いて半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθを求めた後、基準部品４３の位置ずれ量δＸ、δＹおよび角度ずれ量δθをそれぞれ差し引くことにより、基準部品４３の取付け位置のずれを補正し、半導体チップ４４の正しい位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθを得ることが可能である。
【０１０４】
以上説明したように、本実施例の半導体部品の位置検査方法では、基準部品４３の取付け位置のずれを検出して、半導体チップ４４の位置ずれ量ΔＸ、ΔＹおよび角度ずれ量Δθを補正しているので、半導体チップ４４を基板の所定の位置にボンディングするボンディング精度を長期間安定に維持できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検査装置を備えたダイボンディング装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検査装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の実施例１に係る画像データを示す模式図で、図３（ａ）は第１画像データを示す模式図、図３（ｂ）は第２画像データを示す模式図、図３（ｃ）は第１および第２画像データを合成した合成画像データを示す模式図。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検出工程の全体を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検出工程の細部を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体チップの外形を求める方法を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検出工程の細部を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例１に係る半導体チップの角度ずれ量を求める方法を示す図。
【図９】本発明の実施例１に係る半導体チップの角度ずれ量を求める方法を示す図。
【図１０】本発明の実施例１に係る半導体部品の位置検出工程の細部を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施例１に係る半導体チップの位置ずれ量を求める方法を示す図。
【図１２】本発明の実施例１に係るボンディング精度を従来例と比較して示す図。
【図１３】本発明の実施例１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図１４】本発明の実施例２に係る半導体部品の位置検出工程の要部を示すフローチャート。
【図１５】本発明の実施例２に係る画像データを示す模式図で、図１５（ａ）は登録時の第２画像データを示す模式図、図１５（ｂ）は検査時の第２画像データを示す模式図、図１５（ｃ）は検査時の第１および第２画像データを合成した合成画像データを示す模式図。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  ダイボンディング装置
１１  半導体部品供給部
１２  基板供給部
１３  部品搬送手段
１４  位置検査装置
１５  ペースト塗布部
１６  半導体部品載置部
１７  ボンディング部
１８  基板収納部
１９  半導体部品ピックアップ部
２０、２５  搬送路
２１  位置ずれ補正部
２２  画像検出手段
２３  画像解析手段
２４  出力手段
４０  移載ヘッド
４１  連接部
４２、５０、５２  ミラー
４３  基準部品
４３ａ  貫通孔
４４  半導体チップ
４５  リング照明器
４６  スポット照明器
４７、４８  ストロボ制御部
４９  撮像カメラ
５１  ハーフミラー
５３  ミラーユニット
５４  Ａ／Ｄ変換部
５５  画像記憶部
５６  演算部
５７  データ記憶部
５８  プログラム記憶部
５９  インターフェイス
６０  第１画像データ
６１、８０、８１  第２画像データ
６２、８２  合成画像データ
７０  エッジの座標データ
７１  最初の近似直線
７２  外れ値
７３  最近似直線
ａ、ａ１、ｂ、ｂ１  基準線
ｃ  チップの中心
ｄ、ｄ１  基準線の交点
ｒ  基準点
Ｐ１〜Ｐ４  頂点
Ｌ１〜Ｌ４  辺
θ１〜θ４  内角
Δθ１〜Δθ４  傾き角
【図１】
2007115851.tif 000003
【図２】
2007115851.tif 000004
【図３】
2007115851.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007115851.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007115851.tif 000009
【図８】
2007115851.tif 000010
【図９】
2007115851.tif 000011
【図１０】
2007115851.tif 000012
【図１１】
2007115851.tif 000013
【図１２】
2007115851.tif 000014
【図１３】
2007115851.tif 000015
【図１４】
2007115851.tif 000016
【図１５】
2007115851.tif 000017