(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、
光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、
前記半導体チップに対して前記支持部材とは反対側に配置され、前記支持部材に支持された半導体チップの周辺の支持部材透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、
この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置とを有してなる半導体製造装置において、
前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
半導体チップを搭載しているウエハシートを半導体チップ搭載面の裏面より支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、
光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、
前記半導体チップに対して前記ウエハシートとは反対側に配置され、前記ウエハシートを介して前記支持部材に支持された半導体チップの周辺のウエハシート透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、
この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置と、
前記半導体チップを前記ウエハシートの半導体チップ搭載面の裏面側より突き上げる突き上げ手段と、
突き上げ手段に突き上げられた半導体チップをピックアップしてウエハシートから取出すピックアップ手段とを有してなる半導体製造装置において、
前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
前記粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設された請求項１又は２記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイボンディング装置等の半導体製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダイボンディング装置において、半導体チップをウエハシートから取出す半導体チップ突き上げ装置では、特開平11-345865号公報に記載の如く、ウエハシート上の半導体チップを透明支持部材の上に配置し、半導体チップをウエハシートを介して裏面側からバックライト照明し、半導体チップを影絵の状態で撮像し、結果として該半導体チップの位置や形状を検出するものが提案されている。この従来技術によれば、半導体チップを撮像装置の側（表面側）から照明し、表面の反射光を撮像するものに比して、表面の凹凸や反射率等の状態変化に無関係に常に変化の少ない高コントラストの安定した画像を撮像できるものとされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術では、透明支持部材の周囲の側方から光を導いて該支持部材の内部から上方の半導体チップを裏面側から照明するものであり、以下の問題点がある。即ち、光源からの光は支持部材に向けて照射されるが、照射された光の一部は上方へ向かうものの、他の一部は水平又は下方へ向かう。光源の近くでは上方へ向かう光量が比較的多いが、光源から離れるに従い、光の直進性により上方へ向かう光量は減少する。このため、支持部材の全体において、半導体チップを照明するに充分な上向きの光量を確保するには、光源の出力を大きくする必要があり、装置構成が大型になる。
【０００４】
本発明の課題は、支持部材に支持された半導体チップを裏面側から照明して半導体チップを影絵の状態で撮像するに際し、光源からの光を効率よく半導体チップに照射することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、半導体チップを支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、前記半導体チップに対して前記支持部材とは反対側に配置され、前記支持部材に支持された半導体チップの周辺の支持部材透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置とを有してなる半導体製造装置において、前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物である。
【０００６】
請求項２の発明は、半導体チップを搭載しているウエハシートを半導体チップ搭載面の裏面より支持可能とする透明又は半透明の支持部材と、光源を有しその光を前記支持部材の表面に導く照明装置と、前記半導体チップに対して前記ウエハシートとは反対側に配置され、前記ウエハシートを介して前記支持部材に支持された半導体チップの周辺のウエハシート透過光を捕えてその半導体チップの画像を取り込む撮像装置と、この撮像装置が取り込んだ画像を処理して半導体チップの位置を検出する画像処理装置と、前記半導体チップを前記ウエハシートの半導体チップ搭載面の裏面側より突き上げる突き上げ手段と、突き上げ手段に突き上げられた半導体チップをピックアップしてウエハシートから取出すピックアップ手段とを有してなる半導体製造装置において、前記照明装置は、前記光源からの光を前記支持部材の表面に導く反射部材を備え、反射部材が支持部材の内部に分散されて埋設された反射性を有する粒状物である。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設されたものである。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【作用】
請求項１、２の発明によれば下記(a)、(b)の作用がある。
(a)照明装置が光源からの光を支持部材の表面に導く反射部材を備えた。従って、光源からの光はほとんど全てが反射部材により支持部材の表面、ひいては半導体チップに向けて導かれるものとなり、光源からの光を効率よく半導体チップに照射できる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
(b)支持部材の内部に反射性粒状物を埋設してこれを反射部材とすることにより、構成を簡素にできる。
【００１６】
請求項３の発明によれば下記(c)の作用がある。
(c)反射性粒状物が支持部材の中央側でより密に分散されて埋設されるものとすることにより、光源から遠方になるために到達光量が少なめになる支持部材の中央で反射光量は多めになり、結果として、支持部材の全体で半導体チップを照明するに十分な反射光量を生成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は参考形態の半導体製造装置を示す断面図、図２は半導体チップを撮像した画像を示す模式図、図３は本発明実施形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【００１８】
（参考形態）（図１、図２）
半導体製造装置１０は、半導体チップ１を搭載している透明或いは半透明なるウエハシート２から半導体チップ１を取出し、この半導体チップ１をリードフレームにボンディングする。このとき、半導体製造装置１０は、半導体チップ１の位置を読取る作業と、半導体チップ１をウエハシート２から突き上げる作業と、突き上げられた半導体チップ１を取出す作業とがなされる。
【００１９】
半導体製造装置１０は、半導体チップ１を搭載しているウエハシート２を保持するウエハシート保持部（不図示）を有し、このウエハシート保持部をＸＹ移動装置（不図示）により移動し、各半導体チップ１を突き上げ作業位置に位置付ける。尚、ウエハシート保持部は、ウエハシート２を引き伸ばした状態で保持し、ウエハシート２に搭載された各半導体チップ１の間に微小な間隙を形成可能とされる。
【００２０】
半導体製造装置１０は、ウエハシート保持部の下方に配置された半導体チップ突き上げ装置１１（以下、単に「突き上げ装置」という）を有する。突き上げ装置１１は、ウエハシート２の半導体チップ搭載面の裏面を吸着保持可能とする透明又は半透明のガラス、樹脂等からなる支持部材１２を有する。支持部材１２は支持胴１３の上端部に気密に固着される。支持胴１３の下端部に気密に固着された底部材１４には真空供給口１５が設けられ、支持部材１２の上面には真空供給口１５が供給した真空力を分配されてウエハシート２を吸着保持する環状の吸着溝１２Ａが形成される。
【００２１】
突き上げ装置１１は、光源１６Ａを有し、この光を支持部材１２の裏面に導く照明装置１６を有する。照明装置１６は、支持胴１３の側壁に設けられた窓部１３Ａに接続された光ファイバ１７、窓部１３Ａを密閉するように気密に装着されるガラスレンズ１８を備え、光源１６Ａからの光を支持胴１３の内部に導き、更に後述する反射部材２６により支持部材１２の裏面から内部を通って表面へ導くこととしている。
【００２２】
突き上げ装置１１は、後述の画像処理装置にて画像処理されて検出された半導体チップ１の重心等の特定位置をウエハシート２の裏面から突き上げる突き上げ針２２を有する。突き上げ装置１１は、昇降ロッド２３を支持胴１３の底部材１４に設けたブッシュ２４から挿入し、昇降ロッド２３に固定した針保持部２５に突き上げ針２２を保持し、突き上げ針２２を支持部材１２の中央孔からチップ突き上げ方向に突き出し可能としている。
【００２３】
半導体製造装置１０は、ウエハシート保持部（不図示）の上方に設置され、ウエハシート２を介して支持部材１２に支持された半導体チップ１の周辺を上方へと通過する光（ウエハシート透過光）を捕えて該半導体チップ１の画像を取り込む撮像装置２１を有する。撮像装置２１は、ＣＣＤカメラ２１Ａ、光学レンズ２１Ｂからなる。
【００２４】
半導体製造装置１０は、撮像装置２１が取り込んだ画像を処理して半導体チップ１の位置や形状を検出する画像処理装置（不図示）を有する。
【００２５】
半導体製造装置１０は、突き上げ針２２に突き上げられた半導体チップ１をピックアップして該半導体チップ１をウエハシート２から取出すピックアップ装置（不図示）を有する。ピックアップ装置は、取出した半導体チップ１をリードフレームのボンディング作業位置へと搬送し、リードフレームにボンディングする。
【００２６】
従って、半導体製造装置１０にあっては、突き上げ針２２による突き上げ作業位置に位置付けられ、ウエハシート２を介して支持部材１２に支持された半導体チップ１の画像を撮像装置２１により取り込み、この撮像装置２１が取り込んだ画像を処理して得られた該半導体チップ１の位置に基づき、ウエハシート２を不図示のＸＹ移動装置により移動調整することで、半導体チップ１の特定位置を突き上げ針２２に位置合わせし、そして突き上げ、突き上げられた半導体チップ１をピックアップ装置により取出してボンディングに供する。
【００２７】
然るに、半導体製造装置１０の照明装置１６にあっては、突き上げ針２２の針保持部２５の45度にカットされた上面に全反射ミラー２６Ａを貼り付け、この反射ミラー２６Ａを反射部材２６としている。ここで、反射部材２６の位置は、図１に示す突き上げ針２２が下降状態において、光ファイバ１７、ガラスレンズ１８によって支持胴１３の側方から支持胴１３の内部に導かれた光源１６Ａからの光の光軸が、この反射ミラー２６Ａにより90度曲げられ上方の支持部材１２の裏面、ひいてはその内部を通って表面へ導かれるような位置関係とされる。支持部材１２の表面に導かれた光は、ウエハシート２を透過し、更に相隣る半導体チップ１の隙間を上方へと通過し、撮像装置２１により捕えられる。撮像装置２１が捕えた半導体チップ１の画像は、半導体チップ１の部分が暗く、相隣る半導体チップ１の間の隙間が明るく写り、図２に示す如くの影絵画像になる。この影絵画像は、半導体チップ１の表面の凹凸や反射率等の状態変化に無関係に常に変化の少ない非常に高コントラストの安定した白黒画像である。この画像を画像処理装置で画像処理することにより、半導体チップ１の形状、位置を常に高精度に検出できる。
【００２８】
尚、図１において、２７はＯリングである。
【００２９】
本参考形態によれば、以下の作用がある。
(a)照明装置１６が光源１６Ａからの光を支持部材１２の表面に導く反射部材２６を備えた。従って、光源１６Ａからの光はほとんど全てが反射部材２６により支持部材１２の表面、ひいては半導体チップ１に向けて導かれるものとなり、光源からの光を効率よく半導体チップ１に照射できる。
【００３０】
(b)突き上げ針２２の針保持部２５を収容する支持胴１３に窓部１３Ａを設け、該支持胴１３に支持部材１２を備えるものとしたから、光源からの光を支持胴１３の内部に通して支持部材１２の表面に導く光路を形成できる。
【００３１】
(c)突き上げ針２２の針保持部２５に、反射部材２６を構成する反射ミラー２６Ａを設けたから、突き上げ装置１１の支持胴１３の内部に光源１６Ａを配置することなく、突き上げ針２２による突き上げ対象となる半導体チップ１に対し、その突き上げ作業位置で、しかも真下から光源１６Ａからの光を照射し撮像することができる。このため、突き上げ装置１１を大型化することなく良好に半導体チップ１を撮像できる。
【００３２】
(d)突き上げ針２２の針保持部２５に、反射ミラー２６Ａを設けたことから、突き上げ装置１１の構成を複雑にすることのない簡素な構成により、光源１６Ａからの光を支持部材の表面に確実に導くことができる。
【００３３】
（本発明実施形態）（図３）
本発明実施形態が前述した参考形態と異なる点は、照明装置１６を照明装置３０に代えたことにある。照明装置３０は、支持部材１２の周辺側壁面に光源３１を接続し、光源３１の光を支持部材１２の表面に導く反射部材３２として、支持部材１２の内部に分散させて埋設した反射性を有する複数の粒状物３２Ａを用いたことにある。光源３１から支持部材１２に照射された光は、支持部材１２の内部の粒状物３２Ａによって反射され、支持部材１２の内部からその表面に導かれる。このとき、粒状物３２Ａは、支持部材１２の中央側でより密に分散されて埋設される。
【００３４】
尚、反射性粒状物３２Ａとしては、表面が鏡面研磨された金属球、支持部材１２と異なる材質の粒状物（例えばガラスの支持部材１２に対し樹脂の粒状物）等を採用できる。
【００３５】
本発明実施形態によれば、以下の作用がある。
(a)支持部材１２の内部に反射性粒状物３２Ａを埋設してこれを反射部材３２とすることにより、構成を簡素にできる。
【００３６】
(b)反射性粒状物３２Ａが支持部材１２の中央側でより密に分散されて埋設されるものとすることにより、光源から遠方になるために到達光量が少なめになる支持部材１２の中央で反射光量は多めになり、結果として、支持部材１２の全体で半導体チップ１を照明するに十分な反射光量を生成できる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、実施形態では、半導体チップがウエハシートに搭載されたものを示したが、半導体チップが透明或いは半透明のトレイなどに収納されて供給されるものであっても良く、また、本発明は、半導体製造装置において、半導体チップ突き上げ装置以外の装置にも広く適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、支持部材に支持された半導体チップを裏面側から照明して半導体チップを影絵の状態で撮像するに際し、光源からの光を効率よく半導体チップに照射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は参考形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【図２】  図２は半導体チップを撮像した画像を示す模式図である。
【図３】  図３は本発明実施形態の半導体製造装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  半導体チップ
２  ウエハシート
１０  半導体製造装置
１１  突き上げ装置
１２  支持部材
１３  支持胴
１３Ａ  窓部
２１  撮像装置
２２  突き上げ針（突き上げ手段）
２６  反射部材
２６Ａ  反射ミラー
３０  照明装置
３１  光源
３２  反射部材
３２Ａ  粒状物
【図１】
0004151816.tif 000002
【図２】
0004151816.tif 000003
【図３】
0004151816.tif 000004