JP2004140084A - 半導体チップのピックアップ方法およびそのピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】チップ探査動作回数を軽減し、効率の良いピックアップ動作を可能とする。
【解決手段】ピックアップ対象チップＣを撮像し、画像情報として出力する第１撮像手段（第１カメラ３）と、その画像Ｉ１により、重心座標、外観不良の認識を行う第１画像処理手段４と、ピックアップ対象チップＣの周辺のチップＣを撮像し、画像情報として出力する第２撮像手段（第２カメラ６）と、その画像Ｉ２により、複数のチップＣのバットマークの有無、および、重心座標を認識し、良品であると判断するとピックアップ対象チップ候補Ｃとしてその情報のマップデータの作成を行う第２画像処理手段８と、第１画像処理手段４から入力したテーブル補正情報に基づいてテーブル１を補正移動するとともに、第２画像処理手段８から入力したマップデータに基づいてテーブル１を移動させる制御手段１３とからなる構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】ピックアップ対象チップＣを撮像し、画像情報として出力する第１撮像手段（第１カメラ３）と、その画像Ｉ１により、重心座標、外観不良の認識を行う第１画像処理手段４と、ピックアップ対象チップＣの周辺のチップＣを撮像し、画像情報として出力する第２撮像手段（第２カメラ６）と、その画像Ｉ２により、複数のチップＣのバットマークの有無、および、重心座標を認識し、良品であると判断するとピックアップ対象チップ候補Ｃとしてその情報のマップデータの作成を行う第２画像処理手段８と、第１画像処理手段４から入力したテーブル補正情報に基づいてテーブル１を補正移動するとともに、第２画像処理手段８から入力したマップデータに基づいてテーブル１を移動させる制御手段１３とからなる構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップのピックアップ方法およびそのピックアップ装置に関し、詳しくは、電子部品の製造で使用されるピックアップ装置、および、画像認識によりチップをピックアップする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置を製造する際には、多数のチップがウェハ上に整列配置され、このウェハとともにテーブル上に配置された前記チップを画像認識し、良品のチップのみをピックアップしている。
【０００３】
具体的には、まず、カメラにより複数のチップを１つずつ画像として取り込み、その取り込んだ撮像信号を画像処理部に出力する。そして、この画像処理装置でカメラ視野の画像認識エリア内にあるチップを画像処理する。
【０００４】
ついで、画像処理して得られたチップの画像データをフレームメモリに記憶し、この画像データを画像認識してチップの良否を判定する。ここで、このチップの良否の判定は、主に欠け等の外観不良についてなされる。
【０００５】
そして、前記画像認識により良品と判定されたチップは、コレットと称する専用治具で真空吸着してピックアップされる。
【０００６】
次に、図２０に示すように、複数のチップＣがウェハテーブル（図示せず）上に配列されている場合を例に、従来のピックアップ方法でピックアップを行った場合の取込画像、ピックアップ状態、および、ウェハの移動軌跡を図２１から図３２を参照して説明する。
【０００７】
なお、このピックアップ工程を開始する前には、予め不良品であるか否かを概略的に検査する検査工程が実行される。そして、この検査工程で不良品であると判断されたチップＣ２，Ｃ３には、不良品であることを示すバットマーク「●印」が付されている。
【０００８】
図２１は、最初のチップＣ１の取込画像である。まず、画像認識エリアａ内のチップＣ１の画像認識を行って良否判定し、欠け等の外観不良がなく良品である判定すると、チップＣ１の重心座標がピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブルを補正移動した後、チップＣ１をコレットでピックアップする。そして、チップＣ１をピックアップすると、図２２に示す状態になる。
【０００９】
ついで、図２３に示すように、ウェハテーブルを予め決められたピッチ送り量でＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａの画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ２について良否判定する。ここで、このチップＣ２には、予めバットマーク「●印」が付されているため、このチップＣ２は不良品であると判定し、ピックアップは行わない。
【００１０】
ついで、図２４に示すように、ウェハテーブルを前記と同様にＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１１】
ついで、図２５に示すように、ウェハテーブルをＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１２】
ついで、図２６に示すように、ウェハテーブルをＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１３】
このように、図２４から図２６に示すように、３回連続してチップＣが無いと判断した場合、Ｘ軸のピッチ送り方向を反転（右方向）設定する。また、図２７に示すように、予め決められたピッチ送り量でＹ軸上方向に移動し、その画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１４】
ついで、図２８に示すように、ウェハテーブルを予め決められたピッチ送り量でＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１５】
ついで、図２９に示すように、ウェハテーブルを前記と同様にＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ３について良否判定する。この良否判定では、このチップＣ３にバットマークが付されているため、このチップＣ３は不良品であると判定し、ピックアップは行わない。
【００１６】
ついで、図３０に示すように、ウェハテーブルをＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ４について良否判定する。この良否判定で良品と判定すると、チップＣ４の重心座標がピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブルを補正移動し、前記チップＣ４をコレットでピックアップする。そして、このチップＣ４をピックアップすると、図３１に示す状態になる。
【００１７】
なお、この種のピックアップ方法に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【００１８】
【特許文献１】
特開平２−１５５２４３号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ピックアップ方法では、チップＣの良否にかかわりなく、全てのチップＣを１つずつ画像認識エリアａ内に位置させ、撮像して画像認識し、良否判定を実行した後、良品のチップＣについてはピックアップ動作を実行し、不良品のチップＣについてはピックアップせずに次のチップＣへ移行する。そして、３回連続してチップＣが無いと判断するまでウェハテーブルの移動方向を変更しないため、図３２に示すように、最初からチップが存在しないウェハ端などでチップＣを探査する動作が発生し、ピックアップ動作の稼働効率が低下するという問題がある。
【００２０】
なお、この探査動作を軽減するため、半導体ウェハをピックアップ装置に配置する前に、ウェハ上のチップ位置データを検査装置により予め作成し、ピックアップ装置がこのデータに基づいてウェハテーブルを移動させる方法がある。しかし、この場合、ピックアップ時のニードル突上げの影響や計時変化等により、ウェハのシート形状が変化し、チップ位置が変化するため、正しくピックアップ出来ない場合がある。
【００２１】
そこで、本発明では、チップ探査動作回数を軽減し、効率の良いピックアップ動作が可能な半導体チップのピックアップ方法およびその装置を提供することを課題としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の半導体チップのピックアップ方法は、テーブル上に配置された複数のチップのうち所定のピックアップ対象チップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、光軸を一致させた所定倍率の第１カメラおよび該第１カメラより低倍率の第２カメラを使用し、前記第１カメラにより前記ピックアップ対象チップを撮像するとともに、前記第２カメラにより前記ピックアップ対象チップの周辺の複数のチップを撮像し、前記第２カメラによって撮像した画像により、前記ピックアップ対象チップの周辺のチップの有無、その周辺チップにおけるバットマークの有無、および、重心座標を認識し、これらに基づいてバットマークが無いチップをピックアップ対象チップ候補としてその情報を記憶し、その情報に基づいて前記テーブルを移動させるとともに、前記第１カメラによって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの有無、欠け等の外観不良の有無、および、重心座標を認識し、外観不良がないと判断すると、認識した重心座標に基づいて前記テーブルを補正移動するとともに、ピックアップする構成としている。
【００２３】
このピックアップ方法によれば、ピックアップを実行するチップの重心座標、欠け等の外観不良の有無を第１カメラで高精度に認識でき、同時に第２カメラで今後ピックアップする予定の複数のチップの重心座標、バットマークの有無を認識することができる。そのため、第２カメラより得られた複数の良品チップ（ピックアップ対象チップ候補）の重心座標のうち１つのチップを次にピックアップする対象チップとして選択し、ピックアップ位置（第１カメラによる画像取込位置）にテーブルを迅速に移動させることができる。
【００２４】
このピックアップ方法では、前記第１カメラは、その視野内に、前記テーブル上の複数のチップのうち１つのチップを撮像可能な画角とし、前記第２カメラは、その視野内に、前記第１カメラによる前記ピックアップ対象チップを含み、少なくとも３×３列のチップを撮像可能な画角とすることが好ましい。このようにすれば、チップ探査動作の回数を軽減できるうえ、バットマークの有無の判定精度、カメラ性能、価格などの点で好適である。
【００２５】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向に存在する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データをピックアップ実行列マップデータとし、この実行列マップデータのうち最もピックアップ位置に近いチップの座標データを次のピックアップ対象チップ候補とし、前記ピックアップ対象チップのピックアップ後に、前記ピックアップ対象チップ候補の座標データに基づいて前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、第１カメラによる撮像は略良品チップのみとなるため、チップの探査動作回数を軽減することができる。
【００２６】
また、複数の前記チップはウェハ上に配置され、該ウェハとともに前記テーブル上に配置しており、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列と隣接する次の列に位置する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データを次列マップデータとし、この次列マップデータに基づいて前記ウェハ端での折り返し時に、次列への移動位置を決定することが好ましい。このようにすれば、従来のようにウェハ端で複数回にわたったチップの探査動作を無くすことができる。
【００２７】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、かつ、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離より少ない場合、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づいて前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、チップの探査動作回数を更に軽減することができる。
【００２８】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、ピックアップ実行列のマップデータが存在しない場合、または、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離以上離れている場合、前記第２カメラ視野からチップ間距離を減じた移動量分、前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、チップの探査動作回数を更に一層軽減することができる。
【００２９】
また、前記チップの重心座標は、前記第１カメラおよび第２カメラのそれぞれの取込画像を画像処理手段によって画像処理することにより求めており、その情報を前記テーブルの移動動作毎に更新することが好ましい。このようにすれば、ピックアップ時のニードル突上げの影響、計時変化等によりウェハのシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【００３０】
また、本発明では、前記ピックアップ方法を適用したピックアップ装置として、テーブル上に配置された複数のチップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、前記テーブル上に配置されたピックアップ対象チップを撮像し、画像情報として出力する所定倍率のレンズを有する第１撮像手段と、前記第１撮像手段によって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの重心座標、欠け等の外観不良の有無の認識を行う第１画像処理手段と、前記テーブル上に配置された前記ピックアップ対象チップの周辺に存在する複数のチップを撮像し、画像情報として出力する前記第１撮像手段より低倍率のレンズを有する第２撮像手段と、前記第２撮像手段によって撮像した画像により、複数のチップのバットマークの有無、および、重心座標を認識し、良品であると判断するとピックアップ対象チップ候補としてその情報のマップデータの作成を行う第２画像処理手段と、前記第１画像処理手段から入力したテーブル補正情報に基づいてピックアップ対象チップがピックアップ位置に位置するように前記テーブルを補正移動するとともに、第２画像処理手段から入力したマップデータに基づいて次のピックアップ対象チップ候補がピックアップ位置に位置するように前記テーブルを移動させ、前記ピックアップ手段を制御する制御手段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装置を提供するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体チップのピックアップ方法を行うためピックアップ装置を示す。このピックアップ装置は、大略、ウェハテーブル１と、第１カメラ３と、第１画像処理部４と、第２カメラ６と、第２画像処理部８と、コレット１０と、これらを制御する制御部１３とからなる。
【００３２】
前記ウェハテーブル１は、多数のチップＣを縦横に所定間隔をもって整列配置したウェハＷとともに配置するものである。このウェハテーブル１は、その中心が座標原点となるようにテーブル駆動部２が固定され、また、その座標原点に前記ウェハＷの中心Ｗｏが位置するように配置される。そして、前記テーブル駆動部２によって、制御部１３の指示に従って縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動されるとともに、Ｘ方向およびＹ方向の両方向を同時に移動させることにより、斜めに移動させることができる。
【００３３】
第１撮像手段である前記第１カメラ３は高倍率のレンズを有し、その焦点が前記ウェハテーブル１の中心に位置するように配設され、その焦点に位置するチップＣを高倍率に拡大して撮像し、画像情報として第１画像処理部４へ出力するものである。言い換えれば、この第１カメラ３は、その視野内に１つのチップＣを拡大して撮像可能な高倍率の画角としている。そのため、精細な画素単位で撮像することができ、対象のチップＣを精度良く認識することができる。
【００３４】
前記第１画像処理部４は、前記第１カメラ３によって撮像した取込画像Ｉ１により、ピックアップ対象チップＣの有無、欠け等の外観不良の有無、および、重心座標を認識し、テーブル補正データを含む認識結果を制御部１３に出力するものである。この第１画像処理部４は第１画像モニター５に接続され、この第１画像モニター５により作業者が撮像した画像を確認できるようにされている。
【００３５】
第２撮像手段である前記第２カメラ６は、前記第１カメラより低倍率のレンズを有し、前記ウェハテーブル１上に配置された複数のチップＣを低倍率に拡大して撮像し、画像情報として第２画像処理部８へ出力するものである。具体的には、この第２カメラ６は、一対の反射板７Ａ，７Ｂによって前記第１カメラ３と同一焦点でかつ光軸が一致するように配設されている。本実施形態の第２カメラ６は、図２に示すように、その視野内に、ウェハテーブル１上に配置された複数のチップＣのうち、前記第１カメラ３の視野内の前記ピックアップ対象チップＣを含み、Ｘ方向に５個、Ｙ方向に３個のチップＣを撮像可能な画角に設定されている。なお、本実施形態では、この第２カメラ６を第１カメラ３と光軸が一致するようにしているため、前記ピックアップ対象チップＣは、第２カメラ６の視野内の中心（ピックアップ位置Ｏ）に位置している。
【００３６】
前記第２画像処理部８は、前記第２カメラ６から入力された取込画像Ｉ２により、ピックアップ対象チップＣの周辺に存在するチップＣの有無、前工程の検査によって予め付された不良品であることを示すバットマーク「●印」の有無、および、重心座標を認識し、良品と判断したピックアップ対象チップ候補Ｃのマップデータを作成して制御部１３に出力するものである。この第２画像処理部８は第２画像モニター９に接続され、この第２画像モニター９により作業者が撮像した画像を確認できるようにされている。
【００３７】
前記第２画像処理部８で作成するマップデータとしては、ピックアップ実行列マップデータと次列マップデータとを有する。
【００３８】
前記実行列マップデータは、現在ピックアップ動作を実行しているピックアップ対象チップＣを有する列（Ｘ方向）の移動方向において、その探査エリアａ１内に存在する良品と判断されたピックアップ対象チップ候補Ｃの重心座標データにより構成される。即ち、前記第２画像処理部８は、探査エリアａ１内に存在する複数のチップＣを面積判定し、許容面積範囲内に存在するチップＣについてバットマークの有無により良否判定し、良品であると判定したチップＣの重心座標を実行列マップデータとする。
【００３９】
前記次列マップデータは、ピックアップ対象チップＣを有するピックアップ実行列と隣接する次（下側）の列において、その探査エリアａ２内に存在する良品であると判断されたピックアップ対象チップ候補Ｃの重心座標データにより構成される。即ち、前記第２画像処理部８は、探査エリアａ２内に存在する複数のチップＣを面積判定し、許容面積範囲内にあるチップＣについてバットマークの有無により良否判定し、良品であると判定したチップＣの重心座標を次列マップデータとする。
【００４０】
なお、前記探査エリアａ１の範囲は、ウェハテーブル１を左方向へ移動させる場合、図３に示すように、Ｘ方向がピックアップ位置Ｏから右側視野ＲＸで、Ｙ方向がピックアップ位置Ｏを中心としたチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。逆に、ウェハテーブル１を右方向へ移動させる場合、図４に示すように、Ｘ方向がピックアップ位置Ｏから左側視野ＬＸで、Ｙ方向がピックアップ位置Ｏを中心としたチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。
【００４１】
また、前記探査エリアａ２の範囲は、図５に示すように、Ｘ方向が取込画像Ｉ２の全範囲ＡＸで、Ｙ方向がチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。なお、このＹ方向の基端（上端）は、ピックアップ位置ＯよりチップＣの外形寸法ＣＹの半分下側、即ち、ピックアップ位置Ｏに位置するピックアップ実行列のチップＣの下端である。
【００４２】
ピックアップ手段である前記コレット１０は、コレット駆動部１１により駆動するもので、前記ウェハテーブル１のピックアップ位置Ｏに存在するチップＣを真空吸着し、その真空吸着状態でチップ搭載部１２に搬送するものである。
【００４３】
前記制御部１３は、前記第１画像処理部４から入力したテーブル補正データや、第２画像処理部８から入力したマップデータに基づき、前記コレット駆動部１１およびテーブル駆動部２を制御するものである。具体的には、本実施形態では、ウェハテーブル１上のチップＣの状況に応じて４つの制御を行う。
【００４４】
第１の制御は、第１画像処理部４から入力されたテーブル補正データに基づいてウェハテーブル１の位置を補正移動し、コレット１０によってピックアップ対象チップＣをピックアップするものである。
【００４５】
第２の制御は、第２カメラ６によって撮像した画像Ｉ２内の複数のチップＣのうち、前記ピックアップ対象チップＣを有するピックアップ実行列の移動方向に存在するチップＣを良否判定し、良品と判定した最もピックアップ位置Ｏに近いチップＣの座標データを次のピックアップ対象チップ候補Ｃとし、ウェハテーブル１を移動させて位置決めするものである。
【００４６】
第３の制御は、ウェハＷの端（リミット）に至ったか否かを確認し、端に至ったと判断した場合には、ウェハテーブル１をＹ方向に移動させてピックアップ実行列を変更するとともに、その折り返し時に、その列の最も端に近いピックアップ対象チップ候補Ｃがピックアップ位置Ｏに位置するように移動させて位置決めするものである。
【００４７】
具体的には、この第３の制御を行うために、図６に示すように、ウェハＷには、そのリミット半径Ｗｒが予め設定されている。これによりウェハＷの中心Ｗｏを原点とした円形状のウェハリミットＷｌが設定される。
【００４８】
そして、ウェハテーブル１を左側に移動させている場合において、ピックアップ実行列の右側に良品チップであるピックアップ対象チップ候補Ｃが無くなった場合で、かつ、図７に示すように、ピックアップ実行列のリミット確認をするためのチェックポイントｌｐ１とピックアップ位置Ｏとの関係による判定値がリミット半径Ｗｒより大きくなった場合、かつ、次列のリミット確認をするためのチェックポイントｌｐ２とピックアップ位置Ｏとの関係による判定値がリミット半径Ｗｒより大きくなった場合には、ウェハＷの端に至ったと判断し、折り返し動作を行う。前記ｌｐ１，ｌｐ２の座標位置は、下記の数式１で求められる。また、これらチェックポイントによるリミット判定値は下記の数式２で求められる。
【００４９】
【数１】
ｌｐ１Ｘ＝ＯＸ＋第２カメラ６Ｘ視野／２，ｌｐ１Ｙ＝ＯＹ
ｌｐ２Ｘ＝ＯＸ＋第２カメラ６Ｘ視野／２，ｌｐ２Ｙ＝ＯＹ＋Ｙ移動ピッチＴＹ
【００５０】
【数２】
ウェハリミット判定値＝√（ｌｐｎＸ２＋ｌｐｎＹ２）
【００５１】
なお、ウェハテーブル１を右側に移動させている場合、チェックポイントｌｐ１，ｌｐ２の代わりに、チェックポイントｌｐ３，ｌｐ４を使用する。
【００５２】
第４の制御は、主として、前列のピックアップ時に作成した次列マップデータに基づき、撮像した画像Ｉ２の視野外に次のピックアップ対象チップ候補Ｃが存在すると判断される場合の制御方法である。このような状況で、かつ、次のピックアップ対象チップ候補Ｃが第２カメラ６の視野よりチップＣの間隔分減じた距離より少ない場合には、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づいて次のピックアップ対象チップ候補Ｃを決定し、そのピックアップ対象チップ候補Ｃがピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブル１を直接的に移動させて位置決めする。また、前記状況で、かつ、次のピックアップ対象チップ候補Ｃが第２カメラ６の視野よりチップＣの間隔分減じた距離以上離れている場合、その第２カメラ６の視野からチップＣの間隔分減じた移動量のみウェハテーブル１を移動させ、次列マップデータを作成するための予備動作を行うものである。なお、ピックアップ実行列のマップデータが存在しない場合にも同様に予備動作を行う。
【００５３】
具体的には、この第４の制御では、第２カメラ６によって撮像した画像Ｉ２内においてピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補Ｃがなくピックアップ実行列のマップデータが無い場合、または、前列のピックアップ時に作成した次列マップデータによりピックアップ実行列のマップデータは存在するが第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた距離以上離れている場合、有効マップデータがないと判断する。そして、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた移動量分ウェハテーブル１を移動させ、第２カメラ６のみの処理を行い次列マップデータの作成するための予備動作を行う。
【００５４】
例えば、ウェハテーブル１が右方向へ移動し、図８に示す状態の場合、第２カメラ６の取込画像Ｉ２内には、チップＣ１０〜Ｃ１２，Ｃ１９〜Ｃ２３が取り込まれている。しかし、ピックアップ対象チップＣ１０と同列に存在するチップＣ１１，Ｃ１２はバッドマークが付されているため、不良品と判断され、この取込画像Ｉ２内にはピックアップ対象チップ候補Ｃが無い状態である。一方、このピックアップ実行列上に位置するピックアップ対象チップ候補Ｃ１６は、前列ピックアップ時にの座標データが作成されており、これらがピックアップ実行列マップデータとして存在している。また、取込画像Ｉ２内におけるチップＣ１９〜Ｃ２３は、次列マップデータとして座標データの作成が完了しているが、チップＣ２４以後の座標データの作成は完了していない状態となっている。
【００５５】
ここで、図９に示すように、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１６の座標位置がピックアップ位置Ｏになるようにウェハテーブル１を移動させて位置決めした場合、次列のチップＣ２５〜Ｃ２９の良否判定、および、座標データは認識することができる。しかし、チップＣ２４の良否判定および座標データは認識できない。
【００５６】
そのため、本実施形態では、前記図８に示すように、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１６とＯＸ間の距離が、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた距離より長い場合、図１０に示すように、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた移動量分、ウェハテーブル１を移動させる。これにより、次列マップデータに欠損部分が生じることを防止している。
【００５７】
また、第４の制御において、図１１に示すように、第２カメラ６の取込画像Ｉ２内には、ピックアップ実行列上にピックアップ対象チップ候補Ｃが無いが、前列ピックアップ時にピックアップ対象チップ候補Ｃ１５〜Ｃ１８の座標データが実行列マップデータとして存在している場合、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１５は、ＯＸ間の距離が、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップ１２のＸ間距離ＴＸを減じた距離より短い。そのため、図１２に示すように、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づき、直接的にウェハテーブル１の移動位置をピックアップ対象チップ候補Ｃ１５の位置に決定する。
【００５８】
次に、ピックアップ装置の動作について説明する。
図１３に示すように、作業者の操作によりピックアップ動作が開始されると、ピックアップ装置は、まず、ステップＳ１からステップＳ６に示すピックアップ動作と、ステップＳ７からステップＳ９に示すマップデータ作成動作とを平行処理する。
【００５９】
具体的には、ステップＳ１では、ウェハテーブル１が第２画像処理部８によるマップデータに基づいて位置決め（第２の制御または第４の制御）されたか否かを判断する。そして、マップデータに基づいて位置決めされた場合にはステップＳ２に進み、マップデータに基づいて位置決めされていない場合にはステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進む。
【００６０】
ここで、ピックアップ動作を開始した当初では、第２画像処理部８によるマップデータは存在しないため、ステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進むことになる。また、後述するステップＳ１２，１６，１７のいずれかを経た２回目以後において、第２画像処理部８によって得たマップデータにピックアップ対象チップ候補Ｃが存在する場合には、ステップＳ２に進むことになる。さらに、２回目以後において、第２画像処理部８によって得たマップデータにピックアップ対象チップ候補Ｃが存在しない場合には、ステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進むことになる。即ち、２回目以後では、ステップＳ１２，１６を経てステップＳ１に戻った場合にはステップＳ２に進み、ステップＳ１７を経てステップＳ１に戻った場合にはステップＳ１０に進むことになる。
【００６１】
ステップＳ２では、第１カメラ３によって画像Ｉ１を取り込んだ後、ステップＳ３で、この画像Ｉ１を入力した第１画像処理部４がピックアップ対象チップＣの画像認識処理を実行する。
【００６２】
ついで、ステップＳ４では、第１画像処理部４で認識したピックアップ対象チップＣが良品であるか否かを判断し、良品である場合にはステップＳ５に進み、良品でない場合にはステップＳ１０に進む。
【００６３】
ステップＳ５では、ステップＳ３での認識処理に基づいてウェハテーブル１を補正移動（第１の制御）させ、ピックアップ対象チップＣの重心座標とピックアップ位置Ｏとを一致させる。その後、ステップＳ６で、コレット駆動部１１を介してコレット１０を動作させ、対象のチップＣをピックアップしてステップＳ１０に進む。
【００６４】
一方、ステップＳ７では、第２カメラ６によって画像Ｉ２を取り込んだ後、ステップＳ８で、この画像Ｉ２を入力した第２画像処理部８がピックアップ対象チップＣの周辺に位置する複数のチップＣの画像認識処理を実行する。
【００６５】
ついで、ステップＳ９では、第２画像処理部８で認識した周辺のチップＣに基づいて実行列マップデータおよび次列マップデータを含むマップデータを作成してステップＳ１０に進む。
【００６６】
ステップＳ１０では、現状で記憶されているマップデータを修正（更新記憶）する。具体的には、前記ステップＳ５，６を経てステップＳ１０に至った場合には、所定のピックアップ対象チップＣをピックアップしているため、そのチップＣのデータをデータマップから削除する。また、ステップＳ４を経てステップＳ１０に至った場合には、チップＣをピックアップしていないが、不良品であると判断したため、そのチップＣのデータをデータマップから同様に削除する。また、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に至り、ピックアップ対象チップＣの周辺にバッドマークが付されていないピックアップ対象チップ候補Ｃが存在していた場合には、そのチップＣの重心座標を次列マップデータに加える。その際、そのチップＣの重心座標の次列マップデータが存在する場合には、その旧データと照合し、座標差がＸＹとも予め設定した許容範囲内に入っている場合、同一チップＣと判断し、旧データを削除して更新記憶する。
【００６７】
ついで、ステップＳ１１では、ピックアップ実行列の有効マップデータがあるか否かを検出する。そして、有効マップデータがある場合にはステップＳ１２に進み、そのマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動（第２の制御）させて最初のステップに戻る。また、有効マップデータがない場合にはステップＳ１３に進む。
【００６８】
ステップＳ１３では、ウェハＷの端（リミット）に達したか否かを判断（第３の制御）する。そして、端に達していると判断した場合にはステップＳ１４に進み、端に達していないと判断した場合にはステップＳ１７に進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、ウェハテーブル１の移動方向を折り返し（Ｙ方向）設定した後、ステップＳ１５で、次列マップデータが実行列マップデータになるようにマップデータ列を変更する。その後、ステップＳ１６で、ウェハテーブル１をＹ方向にステップ移動させて最初のステップ（ステップＳ１，７）に戻る。
【００７０】
また、ウェハＷが端に達していない場合には、ステップＳ１７で、ウェハテーブルをＸ方向にステップ移動（第４の制御）させて最初のステップに戻る。
【００７１】
次に、前記図１３のフローチャートに従ったウェハテーブル１の移動動作を、図２０に示す従来と同一配列の場合を例にして具体的に説明する。なお、この例では、ウェハテーブル１は左に移動する設定でマップデータが無い状態からスタートする。
【００７２】
まず、作業者の操作によりピックアップ動作が開始されると、現時点ではマップデータが作成されていないため、ステップＳ１からステップＳ６はスキップし、第２カメラ６で画像Ｉ２を取り込み、マップデータを作成（ステップＳ７からステップＳ９）する。
【００７３】
このときの第２カメラ６の取込画像Ｉ２を図１４に示す。画像Ｉ２を取り込む（ステップＳ７）と、第２画像処理部８は、ピックアップ実行列マップデータである探査エリアａ１内に位置するチップＣ１，Ｃ２について面積判定を行い、両チップＣ１，Ｃ２とも面積許容範囲内と判断する。その後、これらチップＣ１，Ｃ２についてバットマーク認識を行う。これにより、チップＣ１については、バッドマーク無しと判定し、実行列マップデータの対象チップＣであると判断し、このチップＣ１について重心位置認識を行い、求められた座標データを実行列マップデータとして記憶する。また、チップＣ２はバットマーク有りと判定し、実行列マップデータの対象チップＣから除外される。
【００７４】
また、同じ取込画像Ｉ２により次列マップデータの対象である探査エリアａ２内に位置するチップＣ３〜Ｃ８について面積判定を行い、チップＣ３〜Ｃ７は面積許容範囲内と判断し、チップＣ８は許容範囲外と判断する。その後、各チップＣ３〜Ｃ７についてバットマーク認識を行う。これにより、チップＣ３にはバットマーク有りと判定し、マップデータの対象チップＣから除外される。また、チップＣ４〜Ｃ７は、バッドマーク無しと判定し、次列の対象チップＣであると判断し、これらチップＣ４〜Ｃ７について重心位置認識を行い、求められた座標データを次列マップデータとして記憶する。
【００７５】
このようにして作成したマップデータを記憶（ステップＳ１０）すると、ピックアップ実行列に有効マップデータがあるため、ウェハＷのリミット演算処理は実施せず、ウェハテーブル１の折り返し時期ではないと判断（ステップＳ１１）する。そして、前述のようにして作成したマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動（ステップＳ１２）させる。
【００７６】
その後、最初のステップに戻ると、ピックアップ実行列マップデータにおいてピックアップ位置Ｏに最も近いピックアップ対象チップＣ１を、図１５に示すように、ピックアップ位置Ｏへ位置決めする。
【００７７】
そして、第１カメラ３により図１６に示すようにピックアップ対象チップＣ１の画像Ｉ１を取り込み（ステップＳ２）、その画像Ｉ１により第１画像処理部４は、チップＣ１の有無、欠け等の外観不良の有無、重心座標を認識を行う。そして、チップＣ１に外観不良がなく、良品であると判断すると、ウェハテーブル１を補正移動（ステップＳ５）させ、ピックアップ動作（ステップＳ６）を行う。
【００７８】
このようにしてチップＣ１をピックアップすると、ピックアップ実行列マップデータからこのチップＣ１のデータを削除（ステップＳ１０）する。
【００７９】
また、第１カメラ３で取り込んだ画像Ｉ１による処理と平行して、図１５に示す第２カメラ６での取込画像Ｉ２により、第２画像処理部８は、探査エリアａ１内に位置するチップＣ２について面積判定を行い、面積許容範囲内と判断する。そして、このチップＣ２についてバットマーク認識を行い、このチップＣ２がバットマーク有りと判定され、マップデータ対象チップから除外される。
【００８０】
さらに、同じ取込画像Ｉ２により探査エリアａ２内に位置するチップＣ３〜Ｃ８について面積判定を行い、そのうちのチップＣ３〜Ｃ７が面積許容範囲内と判断する。そして、これらチップＣ３〜Ｃ７についてバットマーク認識を行い、チップＣ３がバットマーク有りと判定されてマップデータ対象チップＣから除外される。また、チップＣ４〜Ｃ７は良品であると判断し、これらの重心位置認識を行い、その座標データを次列マップデータとして記憶する。
【００８１】
なお、マップデータの各チップＣ４〜Ｃ７の座標データは、前回作成した旧データと照合し、座標差がＸＹとも予め設定した許容範囲内に入っている場合、同一チップと判断し、旧データを削除（更新記憶）する。
【００８２】
前述のようにチップＣ１のデータが削除されると、図１７に示すように、ピックアップ実行列には有効マップデータが存在しない状態になる。そのため、ウェハＷのリミット確認（ステップＳ１３）を行う。
【００８３】
そして、ウェハＷのリミット確認でリミットであると判定すると、ウェハテーブル１を折り返し設定（ステップＳ１４）し、次列マップデータをピックアップ実施列マップデータとする（ステップＳ１５）。
【００８４】
その後、新たに設定された実行列マップデータに基づいて、ピックアップ対象チップ候補Ｃ４〜Ｃ７のうち最もウェハテーブル１の端に位置するピックアップ対象チップ候補Ｃ４を移動位置として決定し、図１８に示すように、Ｙ方向にステップ移動（ステップＳ１６）させる。
【００８５】
このように、本発明のピックアップ装置は、第１カメラ３によってピックアップ対象チップＣを高精度に良否判定するとともに、その重心座標を確実にピックアップ位置Ｏに位置決めしてピックアップを行う。同時に、そのピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列、および、隣接する次列に配置されたピックアップ対象チップ候補Ｃのマップデータを作成し、そのマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動させる。しかも、ピックアップ実行列を次列に変更する際には、その変更する次列の最も端に位置するピックアップ対象チップ候補がピックアップ位置Ｏに位置するように移動させる。
【００８６】
そのため、図１９に示すように、ウェハＷの端などで発生するチップＣの探査動作回数を軽減し、効率の良いウェハテーブル１の移動を行うことができる。その結果、チップＣのピックアップ動作の高速化が可能になる。
【００８７】
しかも、各チップＣの重心座標は、前記第１カメラ３および第２カメラ６の取込画像Ｉ１，Ｉ２をそれぞれ画像処理部４，８によって各動作毎に画像処理することにより求めるため、ピックアップ時のニードル突上げの影響、計時変化等によりウェハＷのシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【００８８】
なお、本発明のピックアップ方法およびそのピックアップ装置は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００８９】
例えば、前記実施形態では、第２カメラ６によって５×３列（Ｘ方向に５個、Ｙ方向に３個）のチップＣを撮像可能な画角に設定したが、３×３列のチップＣを撮像可能な画角としてもよく、このようにしても前記と同様の作用、効果を得ることができる。また、５×３列以上の複数のチップＣを撮像可能にしてもよく、このようにすれば、前記予備動作などの回数を削減できる。しかし、過剰に多くのチップＣを取込可能な画角とした場合には、チップ探査動作回数の軽減効果は向上するが、バットマークの有無判定精度、カメラ性能、価格等が高くなる。そのため、これらの点を考慮して希望に応じて第２カメラ６で撮像できる範囲（数）を決定すればよい。即ち、本発明では、第２カメラ６は、少なくとも３×３列のチップＣを撮像可能な画角であればよい。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のピックアップ方法およびその装置では、光軸を一致させた第１カメラと第２カメラとを使用し、ピックアップを実行するチップの重心座標、欠け等の外観不良の有無を第１カメラで高精度に認識させ、同時に第２カメラで今後ピックアップする予定の複数のチップの重心座標、バットマークの有無を認識させるようにしている。即ち、１つのピックアップ対象チップをピックアップしながら次のピックアップ対象チップ候補を認識できるため、その探査工程の削減を図ることができる。
【００９１】
また、チップの重心座標はテーブルの移動動作毎に更新されるため、ピックアップ対象チップのピックアップ時に生じるニードル突上げの影響、計時変化等によりシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図２】第２カメラにより取り込んだ画像を処理する探査エリアを示す平面図である。
【図３】第２画像処理部によるウェハテーブルの左移動時の探査エリアａ１を示す平面図である。
【図４】第２画像処理部によるウェハテーブルの右移動時の探査エリアａ１を示す平面図である。
【図５】第２画像処理部による探査エリアａ２を示す平面図である。
【図６】ウェハミットの設定方法を示す平面図である。
【図７】ウェハリミット確認方法を示す平面図である。
【図８】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの移動方法を説明するための工程図である。
【図９】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの誤った移動方法を説明するための工程図である。
【図１０】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの本実施形態の移動方法を説明するための工程図である。
【図１１】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの他の移動方法を説明するための工程図である。
【図１２】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの本実施形態の他の移動方法を説明するための工程図である。
【図１３】本実施形態のピックアップ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】ピックアップ動作を開始した当初に第２カメラよって撮像した画像を示す平面図である。
【図１５】図１４の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１６】図１５の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１７】図１５の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１８】図１７の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１９】本実施形態のピックアップ装置によるウェハテーブルの移動軌跡を示す概略図である。
【図２０】従来のピックアップ方法を説明するためのチップの配列の一例を示す平面図である。
【図２１】従来のピックアップ方法の第１工程での取込画像を示す平面図である。
【図２２】図２１の状態でチップをピックアップした状態を示す平面図である。
【図２３】図２１の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２４】図２３の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２５】図２４の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２６】図２５の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２７】図２６の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２８】図２７の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２９】図２８の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図３０】図２９の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図３１】図３０の状態でチップをピックアップした状態を示す平面図である。
【図３２】従来のピックアップ方法によるウェハテーブルの移動軌跡を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ウェハテーブル ２…テーブル駆動部
３…第１カメラ（第１撮像手段） ４…第１画像処理部
５…第１画像モニター ６…第２カメラ（第２撮像手段）
７Ａ，７Ｂ…反射板 ８…第２画像処理部
９…第２画像モニター １０…コレット
１１…コレット駆動部 １２…チップ搭載部
１３…制御部
Ｃ…チップ Ｗ…ウェハ
Ｉ１…第１カメラによる取込画像 Ｉ２…第２カメラによる取込画像
ａ１，ａ２…探査エリア Ｏ…ピックアップ位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップのピックアップ方法およびそのピックアップ装置に関し、詳しくは、電子部品の製造で使用されるピックアップ装置、および、画像認識によりチップをピックアップする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置を製造する際には、多数のチップがウェハ上に整列配置され、このウェハとともにテーブル上に配置された前記チップを画像認識し、良品のチップのみをピックアップしている。
【０００３】
具体的には、まず、カメラにより複数のチップを１つずつ画像として取り込み、その取り込んだ撮像信号を画像処理部に出力する。そして、この画像処理装置でカメラ視野の画像認識エリア内にあるチップを画像処理する。
【０００４】
ついで、画像処理して得られたチップの画像データをフレームメモリに記憶し、この画像データを画像認識してチップの良否を判定する。ここで、このチップの良否の判定は、主に欠け等の外観不良についてなされる。
【０００５】
そして、前記画像認識により良品と判定されたチップは、コレットと称する専用治具で真空吸着してピックアップされる。
【０００６】
次に、図２０に示すように、複数のチップＣがウェハテーブル（図示せず）上に配列されている場合を例に、従来のピックアップ方法でピックアップを行った場合の取込画像、ピックアップ状態、および、ウェハの移動軌跡を図２１から図３２を参照して説明する。
【０００７】
なお、このピックアップ工程を開始する前には、予め不良品であるか否かを概略的に検査する検査工程が実行される。そして、この検査工程で不良品であると判断されたチップＣ２，Ｃ３には、不良品であることを示すバットマーク「●印」が付されている。
【０００８】
図２１は、最初のチップＣ１の取込画像である。まず、画像認識エリアａ内のチップＣ１の画像認識を行って良否判定し、欠け等の外観不良がなく良品である判定すると、チップＣ１の重心座標がピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブルを補正移動した後、チップＣ１をコレットでピックアップする。そして、チップＣ１をピックアップすると、図２２に示す状態になる。
【０００９】
ついで、図２３に示すように、ウェハテーブルを予め決められたピッチ送り量でＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａの画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ２について良否判定する。ここで、このチップＣ２には、予めバットマーク「●印」が付されているため、このチップＣ２は不良品であると判定し、ピックアップは行わない。
【００１０】
ついで、図２４に示すように、ウェハテーブルを前記と同様にＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１１】
ついで、図２５に示すように、ウェハテーブルをＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１２】
ついで、図２６に示すように、ウェハテーブルをＸ軸左方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１３】
このように、図２４から図２６に示すように、３回連続してチップＣが無いと判断した場合、Ｘ軸のピッチ送り方向を反転（右方向）設定する。また、図２７に示すように、予め決められたピッチ送り量でＹ軸上方向に移動し、その画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１４】
ついで、図２８に示すように、ウェハテーブルを予め決められたピッチ送り量でＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内にチップＣが無いと判断する。
【００１５】
ついで、図２９に示すように、ウェハテーブルを前記と同様にＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ３について良否判定する。この良否判定では、このチップＣ３にバットマークが付されているため、このチップＣ３は不良品であると判定し、ピックアップは行わない。
【００１６】
ついで、図３０に示すように、ウェハテーブルをＸ軸右方向へ移動し、その画像認識エリアａ内の画像を取り込む。そして、画像認識エリアａ内を画像処理し、その画像認識エリアａ内に位置するチップＣ４について良否判定する。この良否判定で良品と判定すると、チップＣ４の重心座標がピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブルを補正移動し、前記チップＣ４をコレットでピックアップする。そして、このチップＣ４をピックアップすると、図３１に示す状態になる。
【００１７】
なお、この種のピックアップ方法に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【００１８】
【特許文献１】
特開平２−１５５２４３号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ピックアップ方法では、チップＣの良否にかかわりなく、全てのチップＣを１つずつ画像認識エリアａ内に位置させ、撮像して画像認識し、良否判定を実行した後、良品のチップＣについてはピックアップ動作を実行し、不良品のチップＣについてはピックアップせずに次のチップＣへ移行する。そして、３回連続してチップＣが無いと判断するまでウェハテーブルの移動方向を変更しないため、図３２に示すように、最初からチップが存在しないウェハ端などでチップＣを探査する動作が発生し、ピックアップ動作の稼働効率が低下するという問題がある。
【００２０】
なお、この探査動作を軽減するため、半導体ウェハをピックアップ装置に配置する前に、ウェハ上のチップ位置データを検査装置により予め作成し、ピックアップ装置がこのデータに基づいてウェハテーブルを移動させる方法がある。しかし、この場合、ピックアップ時のニードル突上げの影響や計時変化等により、ウェハのシート形状が変化し、チップ位置が変化するため、正しくピックアップ出来ない場合がある。
【００２１】
そこで、本発明では、チップ探査動作回数を軽減し、効率の良いピックアップ動作が可能な半導体チップのピックアップ方法およびその装置を提供することを課題としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の半導体チップのピックアップ方法は、テーブル上に配置された複数のチップのうち所定のピックアップ対象チップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、光軸を一致させた所定倍率の第１カメラおよび該第１カメラより低倍率の第２カメラを使用し、前記第１カメラにより前記ピックアップ対象チップを撮像するとともに、前記第２カメラにより前記ピックアップ対象チップの周辺の複数のチップを撮像し、前記第２カメラによって撮像した画像により、前記ピックアップ対象チップの周辺のチップの有無、その周辺チップにおけるバットマークの有無、および、重心座標を認識し、これらに基づいてバットマークが無いチップをピックアップ対象チップ候補としてその情報を記憶し、その情報に基づいて前記テーブルを移動させるとともに、前記第１カメラによって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの有無、欠け等の外観不良の有無、および、重心座標を認識し、外観不良がないと判断すると、認識した重心座標に基づいて前記テーブルを補正移動するとともに、ピックアップする構成としている。
【００２３】
このピックアップ方法によれば、ピックアップを実行するチップの重心座標、欠け等の外観不良の有無を第１カメラで高精度に認識でき、同時に第２カメラで今後ピックアップする予定の複数のチップの重心座標、バットマークの有無を認識することができる。そのため、第２カメラより得られた複数の良品チップ（ピックアップ対象チップ候補）の重心座標のうち１つのチップを次にピックアップする対象チップとして選択し、ピックアップ位置（第１カメラによる画像取込位置）にテーブルを迅速に移動させることができる。
【００２４】
このピックアップ方法では、前記第１カメラは、その視野内に、前記テーブル上の複数のチップのうち１つのチップを撮像可能な画角とし、前記第２カメラは、その視野内に、前記第１カメラによる前記ピックアップ対象チップを含み、少なくとも３×３列のチップを撮像可能な画角とすることが好ましい。このようにすれば、チップ探査動作の回数を軽減できるうえ、バットマークの有無の判定精度、カメラ性能、価格などの点で好適である。
【００２５】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向に存在する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データをピックアップ実行列マップデータとし、この実行列マップデータのうち最もピックアップ位置に近いチップの座標データを次のピックアップ対象チップ候補とし、前記ピックアップ対象チップのピックアップ後に、前記ピックアップ対象チップ候補の座標データに基づいて前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、第１カメラによる撮像は略良品チップのみとなるため、チップの探査動作回数を軽減することができる。
【００２６】
また、複数の前記チップはウェハ上に配置され、該ウェハとともに前記テーブル上に配置しており、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列と隣接する次の列に位置する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データを次列マップデータとし、この次列マップデータに基づいて前記ウェハ端での折り返し時に、次列への移動位置を決定することが好ましい。このようにすれば、従来のようにウェハ端で複数回にわたったチップの探査動作を無くすことができる。
【００２７】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、かつ、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離より少ない場合、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づいて前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、チップの探査動作回数を更に軽減することができる。
【００２８】
また、前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、ピックアップ実行列のマップデータが存在しない場合、または、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離以上離れている場合、前記第２カメラ視野からチップ間距離を減じた移動量分、前記テーブルを移動させることが好ましい。このようにすれば、チップの探査動作回数を更に一層軽減することができる。
【００２９】
また、前記チップの重心座標は、前記第１カメラおよび第２カメラのそれぞれの取込画像を画像処理手段によって画像処理することにより求めており、その情報を前記テーブルの移動動作毎に更新することが好ましい。このようにすれば、ピックアップ時のニードル突上げの影響、計時変化等によりウェハのシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【００３０】
また、本発明では、前記ピックアップ方法を適用したピックアップ装置として、テーブル上に配置された複数のチップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、前記テーブル上に配置されたピックアップ対象チップを撮像し、画像情報として出力する所定倍率のレンズを有する第１撮像手段と、前記第１撮像手段によって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの重心座標、欠け等の外観不良の有無の認識を行う第１画像処理手段と、前記テーブル上に配置された前記ピックアップ対象チップの周辺に存在する複数のチップを撮像し、画像情報として出力する前記第１撮像手段より低倍率のレンズを有する第２撮像手段と、前記第２撮像手段によって撮像した画像により、複数のチップのバットマークの有無、および、重心座標を認識し、良品であると判断するとピックアップ対象チップ候補としてその情報のマップデータの作成を行う第２画像処理手段と、前記第１画像処理手段から入力したテーブル補正情報に基づいてピックアップ対象チップがピックアップ位置に位置するように前記テーブルを補正移動するとともに、第２画像処理手段から入力したマップデータに基づいて次のピックアップ対象チップ候補がピックアップ位置に位置するように前記テーブルを移動させ、前記ピックアップ手段を制御する制御手段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装置を提供するものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体チップのピックアップ方法を行うためピックアップ装置を示す。このピックアップ装置は、大略、ウェハテーブル１と、第１カメラ３と、第１画像処理部４と、第２カメラ６と、第２画像処理部８と、コレット１０と、これらを制御する制御部１３とからなる。
【００３２】
前記ウェハテーブル１は、多数のチップＣを縦横に所定間隔をもって整列配置したウェハＷとともに配置するものである。このウェハテーブル１は、その中心が座標原点となるようにテーブル駆動部２が固定され、また、その座標原点に前記ウェハＷの中心Ｗｏが位置するように配置される。そして、前記テーブル駆動部２によって、制御部１３の指示に従って縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動されるとともに、Ｘ方向およびＹ方向の両方向を同時に移動させることにより、斜めに移動させることができる。
【００３３】
第１撮像手段である前記第１カメラ３は高倍率のレンズを有し、その焦点が前記ウェハテーブル１の中心に位置するように配設され、その焦点に位置するチップＣを高倍率に拡大して撮像し、画像情報として第１画像処理部４へ出力するものである。言い換えれば、この第１カメラ３は、その視野内に１つのチップＣを拡大して撮像可能な高倍率の画角としている。そのため、精細な画素単位で撮像することができ、対象のチップＣを精度良く認識することができる。
【００３４】
前記第１画像処理部４は、前記第１カメラ３によって撮像した取込画像Ｉ１により、ピックアップ対象チップＣの有無、欠け等の外観不良の有無、および、重心座標を認識し、テーブル補正データを含む認識結果を制御部１３に出力するものである。この第１画像処理部４は第１画像モニター５に接続され、この第１画像モニター５により作業者が撮像した画像を確認できるようにされている。
【００３５】
第２撮像手段である前記第２カメラ６は、前記第１カメラより低倍率のレンズを有し、前記ウェハテーブル１上に配置された複数のチップＣを低倍率に拡大して撮像し、画像情報として第２画像処理部８へ出力するものである。具体的には、この第２カメラ６は、一対の反射板７Ａ，７Ｂによって前記第１カメラ３と同一焦点でかつ光軸が一致するように配設されている。本実施形態の第２カメラ６は、図２に示すように、その視野内に、ウェハテーブル１上に配置された複数のチップＣのうち、前記第１カメラ３の視野内の前記ピックアップ対象チップＣを含み、Ｘ方向に５個、Ｙ方向に３個のチップＣを撮像可能な画角に設定されている。なお、本実施形態では、この第２カメラ６を第１カメラ３と光軸が一致するようにしているため、前記ピックアップ対象チップＣは、第２カメラ６の視野内の中心（ピックアップ位置Ｏ）に位置している。
【００３６】
前記第２画像処理部８は、前記第２カメラ６から入力された取込画像Ｉ２により、ピックアップ対象チップＣの周辺に存在するチップＣの有無、前工程の検査によって予め付された不良品であることを示すバットマーク「●印」の有無、および、重心座標を認識し、良品と判断したピックアップ対象チップ候補Ｃのマップデータを作成して制御部１３に出力するものである。この第２画像処理部８は第２画像モニター９に接続され、この第２画像モニター９により作業者が撮像した画像を確認できるようにされている。
【００３７】
前記第２画像処理部８で作成するマップデータとしては、ピックアップ実行列マップデータと次列マップデータとを有する。
【００３８】
前記実行列マップデータは、現在ピックアップ動作を実行しているピックアップ対象チップＣを有する列（Ｘ方向）の移動方向において、その探査エリアａ１内に存在する良品と判断されたピックアップ対象チップ候補Ｃの重心座標データにより構成される。即ち、前記第２画像処理部８は、探査エリアａ１内に存在する複数のチップＣを面積判定し、許容面積範囲内に存在するチップＣについてバットマークの有無により良否判定し、良品であると判定したチップＣの重心座標を実行列マップデータとする。
【００３９】
前記次列マップデータは、ピックアップ対象チップＣを有するピックアップ実行列と隣接する次（下側）の列において、その探査エリアａ２内に存在する良品であると判断されたピックアップ対象チップ候補Ｃの重心座標データにより構成される。即ち、前記第２画像処理部８は、探査エリアａ２内に存在する複数のチップＣを面積判定し、許容面積範囲内にあるチップＣについてバットマークの有無により良否判定し、良品であると判定したチップＣの重心座標を次列マップデータとする。
【００４０】
なお、前記探査エリアａ１の範囲は、ウェハテーブル１を左方向へ移動させる場合、図３に示すように、Ｘ方向がピックアップ位置Ｏから右側視野ＲＸで、Ｙ方向がピックアップ位置Ｏを中心としたチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。逆に、ウェハテーブル１を右方向へ移動させる場合、図４に示すように、Ｘ方向がピックアップ位置Ｏから左側視野ＬＸで、Ｙ方向がピックアップ位置Ｏを中心としたチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。
【００４１】
また、前記探査エリアａ２の範囲は、図５に示すように、Ｘ方向が取込画像Ｉ２の全範囲ＡＸで、Ｙ方向がチップＣの外形Ｙ寸法ＣＹに上下のチップＣとの距離ＰＹを加算した範囲である。なお、このＹ方向の基端（上端）は、ピックアップ位置ＯよりチップＣの外形寸法ＣＹの半分下側、即ち、ピックアップ位置Ｏに位置するピックアップ実行列のチップＣの下端である。
【００４２】
ピックアップ手段である前記コレット１０は、コレット駆動部１１により駆動するもので、前記ウェハテーブル１のピックアップ位置Ｏに存在するチップＣを真空吸着し、その真空吸着状態でチップ搭載部１２に搬送するものである。
【００４３】
前記制御部１３は、前記第１画像処理部４から入力したテーブル補正データや、第２画像処理部８から入力したマップデータに基づき、前記コレット駆動部１１およびテーブル駆動部２を制御するものである。具体的には、本実施形態では、ウェハテーブル１上のチップＣの状況に応じて４つの制御を行う。
【００４４】
第１の制御は、第１画像処理部４から入力されたテーブル補正データに基づいてウェハテーブル１の位置を補正移動し、コレット１０によってピックアップ対象チップＣをピックアップするものである。
【００４５】
第２の制御は、第２カメラ６によって撮像した画像Ｉ２内の複数のチップＣのうち、前記ピックアップ対象チップＣを有するピックアップ実行列の移動方向に存在するチップＣを良否判定し、良品と判定した最もピックアップ位置Ｏに近いチップＣの座標データを次のピックアップ対象チップ候補Ｃとし、ウェハテーブル１を移動させて位置決めするものである。
【００４６】
第３の制御は、ウェハＷの端（リミット）に至ったか否かを確認し、端に至ったと判断した場合には、ウェハテーブル１をＹ方向に移動させてピックアップ実行列を変更するとともに、その折り返し時に、その列の最も端に近いピックアップ対象チップ候補Ｃがピックアップ位置Ｏに位置するように移動させて位置決めするものである。
【００４７】
具体的には、この第３の制御を行うために、図６に示すように、ウェハＷには、そのリミット半径Ｗｒが予め設定されている。これによりウェハＷの中心Ｗｏを原点とした円形状のウェハリミットＷｌが設定される。
【００４８】
そして、ウェハテーブル１を左側に移動させている場合において、ピックアップ実行列の右側に良品チップであるピックアップ対象チップ候補Ｃが無くなった場合で、かつ、図７に示すように、ピックアップ実行列のリミット確認をするためのチェックポイントｌｐ１とピックアップ位置Ｏとの関係による判定値がリミット半径Ｗｒより大きくなった場合、かつ、次列のリミット確認をするためのチェックポイントｌｐ２とピックアップ位置Ｏとの関係による判定値がリミット半径Ｗｒより大きくなった場合には、ウェハＷの端に至ったと判断し、折り返し動作を行う。前記ｌｐ１，ｌｐ２の座標位置は、下記の数式１で求められる。また、これらチェックポイントによるリミット判定値は下記の数式２で求められる。
【００４９】
【数１】
ｌｐ１Ｘ＝ＯＸ＋第２カメラ６Ｘ視野／２，ｌｐ１Ｙ＝ＯＹ
ｌｐ２Ｘ＝ＯＸ＋第２カメラ６Ｘ視野／２，ｌｐ２Ｙ＝ＯＹ＋Ｙ移動ピッチＴＹ
【００５０】
【数２】
ウェハリミット判定値＝√（ｌｐｎＸ２＋ｌｐｎＹ２）
【００５１】
なお、ウェハテーブル１を右側に移動させている場合、チェックポイントｌｐ１，ｌｐ２の代わりに、チェックポイントｌｐ３，ｌｐ４を使用する。
【００５２】
第４の制御は、主として、前列のピックアップ時に作成した次列マップデータに基づき、撮像した画像Ｉ２の視野外に次のピックアップ対象チップ候補Ｃが存在すると判断される場合の制御方法である。このような状況で、かつ、次のピックアップ対象チップ候補Ｃが第２カメラ６の視野よりチップＣの間隔分減じた距離より少ない場合には、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づいて次のピックアップ対象チップ候補Ｃを決定し、そのピックアップ対象チップ候補Ｃがピックアップ位置Ｏに位置するようにウェハテーブル１を直接的に移動させて位置決めする。また、前記状況で、かつ、次のピックアップ対象チップ候補Ｃが第２カメラ６の視野よりチップＣの間隔分減じた距離以上離れている場合、その第２カメラ６の視野からチップＣの間隔分減じた移動量のみウェハテーブル１を移動させ、次列マップデータを作成するための予備動作を行うものである。なお、ピックアップ実行列のマップデータが存在しない場合にも同様に予備動作を行う。
【００５３】
具体的には、この第４の制御では、第２カメラ６によって撮像した画像Ｉ２内においてピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補Ｃがなくピックアップ実行列のマップデータが無い場合、または、前列のピックアップ時に作成した次列マップデータによりピックアップ実行列のマップデータは存在するが第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた距離以上離れている場合、有効マップデータがないと判断する。そして、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた移動量分ウェハテーブル１を移動させ、第２カメラ６のみの処理を行い次列マップデータの作成するための予備動作を行う。
【００５４】
例えば、ウェハテーブル１が右方向へ移動し、図８に示す状態の場合、第２カメラ６の取込画像Ｉ２内には、チップＣ１０〜Ｃ１２，Ｃ１９〜Ｃ２３が取り込まれている。しかし、ピックアップ対象チップＣ１０と同列に存在するチップＣ１１，Ｃ１２はバッドマークが付されているため、不良品と判断され、この取込画像Ｉ２内にはピックアップ対象チップ候補Ｃが無い状態である。一方、このピックアップ実行列上に位置するピックアップ対象チップ候補Ｃ１６は、前列ピックアップ時にの座標データが作成されており、これらがピックアップ実行列マップデータとして存在している。また、取込画像Ｉ２内におけるチップＣ１９〜Ｃ２３は、次列マップデータとして座標データの作成が完了しているが、チップＣ２４以後の座標データの作成は完了していない状態となっている。
【００５５】
ここで、図９に示すように、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１６の座標位置がピックアップ位置Ｏになるようにウェハテーブル１を移動させて位置決めした場合、次列のチップＣ２５〜Ｃ２９の良否判定、および、座標データは認識することができる。しかし、チップＣ２４の良否判定および座標データは認識できない。
【００５６】
そのため、本実施形態では、前記図８に示すように、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１６とＯＸ間の距離が、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた距離より長い場合、図１０に示すように、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップＣのＸ間距離ＴＸを減じた移動量分、ウェハテーブル１を移動させる。これにより、次列マップデータに欠損部分が生じることを防止している。
【００５７】
また、第４の制御において、図１１に示すように、第２カメラ６の取込画像Ｉ２内には、ピックアップ実行列上にピックアップ対象チップ候補Ｃが無いが、前列ピックアップ時にピックアップ対象チップ候補Ｃ１５〜Ｃ１８の座標データが実行列マップデータとして存在している場合、次のピックアップ対象チップ候補Ｃ１５は、ＯＸ間の距離が、第２カメラ視野Ｘ寸法ＡＸからチップ１２のＸ間距離ＴＸを減じた距離より短い。そのため、図１２に示すように、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づき、直接的にウェハテーブル１の移動位置をピックアップ対象チップ候補Ｃ１５の位置に決定する。
【００５８】
次に、ピックアップ装置の動作について説明する。
図１３に示すように、作業者の操作によりピックアップ動作が開始されると、ピックアップ装置は、まず、ステップＳ１からステップＳ６に示すピックアップ動作と、ステップＳ７からステップＳ９に示すマップデータ作成動作とを平行処理する。
【００５９】
具体的には、ステップＳ１では、ウェハテーブル１が第２画像処理部８によるマップデータに基づいて位置決め（第２の制御または第４の制御）されたか否かを判断する。そして、マップデータに基づいて位置決めされた場合にはステップＳ２に進み、マップデータに基づいて位置決めされていない場合にはステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進む。
【００６０】
ここで、ピックアップ動作を開始した当初では、第２画像処理部８によるマップデータは存在しないため、ステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進むことになる。また、後述するステップＳ１２，１６，１７のいずれかを経た２回目以後において、第２画像処理部８によって得たマップデータにピックアップ対象チップ候補Ｃが存在する場合には、ステップＳ２に進むことになる。さらに、２回目以後において、第２画像処理部８によって得たマップデータにピックアップ対象チップ候補Ｃが存在しない場合には、ステップＳ２からステップＳ６をスキップしてステップＳ１０に進むことになる。即ち、２回目以後では、ステップＳ１２，１６を経てステップＳ１に戻った場合にはステップＳ２に進み、ステップＳ１７を経てステップＳ１に戻った場合にはステップＳ１０に進むことになる。
【００６１】
ステップＳ２では、第１カメラ３によって画像Ｉ１を取り込んだ後、ステップＳ３で、この画像Ｉ１を入力した第１画像処理部４がピックアップ対象チップＣの画像認識処理を実行する。
【００６２】
ついで、ステップＳ４では、第１画像処理部４で認識したピックアップ対象チップＣが良品であるか否かを判断し、良品である場合にはステップＳ５に進み、良品でない場合にはステップＳ１０に進む。
【００６３】
ステップＳ５では、ステップＳ３での認識処理に基づいてウェハテーブル１を補正移動（第１の制御）させ、ピックアップ対象チップＣの重心座標とピックアップ位置Ｏとを一致させる。その後、ステップＳ６で、コレット駆動部１１を介してコレット１０を動作させ、対象のチップＣをピックアップしてステップＳ１０に進む。
【００６４】
一方、ステップＳ７では、第２カメラ６によって画像Ｉ２を取り込んだ後、ステップＳ８で、この画像Ｉ２を入力した第２画像処理部８がピックアップ対象チップＣの周辺に位置する複数のチップＣの画像認識処理を実行する。
【００６５】
ついで、ステップＳ９では、第２画像処理部８で認識した周辺のチップＣに基づいて実行列マップデータおよび次列マップデータを含むマップデータを作成してステップＳ１０に進む。
【００６６】
ステップＳ１０では、現状で記憶されているマップデータを修正（更新記憶）する。具体的には、前記ステップＳ５，６を経てステップＳ１０に至った場合には、所定のピックアップ対象チップＣをピックアップしているため、そのチップＣのデータをデータマップから削除する。また、ステップＳ４を経てステップＳ１０に至った場合には、チップＣをピックアップしていないが、不良品であると判断したため、そのチップＣのデータをデータマップから同様に削除する。また、ステップＳ７からステップＳ９を経てステップＳ１０に至り、ピックアップ対象チップＣの周辺にバッドマークが付されていないピックアップ対象チップ候補Ｃが存在していた場合には、そのチップＣの重心座標を次列マップデータに加える。その際、そのチップＣの重心座標の次列マップデータが存在する場合には、その旧データと照合し、座標差がＸＹとも予め設定した許容範囲内に入っている場合、同一チップＣと判断し、旧データを削除して更新記憶する。
【００６７】
ついで、ステップＳ１１では、ピックアップ実行列の有効マップデータがあるか否かを検出する。そして、有効マップデータがある場合にはステップＳ１２に進み、そのマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動（第２の制御）させて最初のステップに戻る。また、有効マップデータがない場合にはステップＳ１３に進む。
【００６８】
ステップＳ１３では、ウェハＷの端（リミット）に達したか否かを判断（第３の制御）する。そして、端に達していると判断した場合にはステップＳ１４に進み、端に達していないと判断した場合にはステップＳ１７に進む。
【００６９】
ステップＳ１４では、ウェハテーブル１の移動方向を折り返し（Ｙ方向）設定した後、ステップＳ１５で、次列マップデータが実行列マップデータになるようにマップデータ列を変更する。その後、ステップＳ１６で、ウェハテーブル１をＹ方向にステップ移動させて最初のステップ（ステップＳ１，７）に戻る。
【００７０】
また、ウェハＷが端に達していない場合には、ステップＳ１７で、ウェハテーブルをＸ方向にステップ移動（第４の制御）させて最初のステップに戻る。
【００７１】
次に、前記図１３のフローチャートに従ったウェハテーブル１の移動動作を、図２０に示す従来と同一配列の場合を例にして具体的に説明する。なお、この例では、ウェハテーブル１は左に移動する設定でマップデータが無い状態からスタートする。
【００７２】
まず、作業者の操作によりピックアップ動作が開始されると、現時点ではマップデータが作成されていないため、ステップＳ１からステップＳ６はスキップし、第２カメラ６で画像Ｉ２を取り込み、マップデータを作成（ステップＳ７からステップＳ９）する。
【００７３】
このときの第２カメラ６の取込画像Ｉ２を図１４に示す。画像Ｉ２を取り込む（ステップＳ７）と、第２画像処理部８は、ピックアップ実行列マップデータである探査エリアａ１内に位置するチップＣ１，Ｃ２について面積判定を行い、両チップＣ１，Ｃ２とも面積許容範囲内と判断する。その後、これらチップＣ１，Ｃ２についてバットマーク認識を行う。これにより、チップＣ１については、バッドマーク無しと判定し、実行列マップデータの対象チップＣであると判断し、このチップＣ１について重心位置認識を行い、求められた座標データを実行列マップデータとして記憶する。また、チップＣ２はバットマーク有りと判定し、実行列マップデータの対象チップＣから除外される。
【００７４】
また、同じ取込画像Ｉ２により次列マップデータの対象である探査エリアａ２内に位置するチップＣ３〜Ｃ８について面積判定を行い、チップＣ３〜Ｃ７は面積許容範囲内と判断し、チップＣ８は許容範囲外と判断する。その後、各チップＣ３〜Ｃ７についてバットマーク認識を行う。これにより、チップＣ３にはバットマーク有りと判定し、マップデータの対象チップＣから除外される。また、チップＣ４〜Ｃ７は、バッドマーク無しと判定し、次列の対象チップＣであると判断し、これらチップＣ４〜Ｃ７について重心位置認識を行い、求められた座標データを次列マップデータとして記憶する。
【００７５】
このようにして作成したマップデータを記憶（ステップＳ１０）すると、ピックアップ実行列に有効マップデータがあるため、ウェハＷのリミット演算処理は実施せず、ウェハテーブル１の折り返し時期ではないと判断（ステップＳ１１）する。そして、前述のようにして作成したマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動（ステップＳ１２）させる。
【００７６】
その後、最初のステップに戻ると、ピックアップ実行列マップデータにおいてピックアップ位置Ｏに最も近いピックアップ対象チップＣ１を、図１５に示すように、ピックアップ位置Ｏへ位置決めする。
【００７７】
そして、第１カメラ３により図１６に示すようにピックアップ対象チップＣ１の画像Ｉ１を取り込み（ステップＳ２）、その画像Ｉ１により第１画像処理部４は、チップＣ１の有無、欠け等の外観不良の有無、重心座標を認識を行う。そして、チップＣ１に外観不良がなく、良品であると判断すると、ウェハテーブル１を補正移動（ステップＳ５）させ、ピックアップ動作（ステップＳ６）を行う。
【００７８】
このようにしてチップＣ１をピックアップすると、ピックアップ実行列マップデータからこのチップＣ１のデータを削除（ステップＳ１０）する。
【００７９】
また、第１カメラ３で取り込んだ画像Ｉ１による処理と平行して、図１５に示す第２カメラ６での取込画像Ｉ２により、第２画像処理部８は、探査エリアａ１内に位置するチップＣ２について面積判定を行い、面積許容範囲内と判断する。そして、このチップＣ２についてバットマーク認識を行い、このチップＣ２がバットマーク有りと判定され、マップデータ対象チップから除外される。
【００８０】
さらに、同じ取込画像Ｉ２により探査エリアａ２内に位置するチップＣ３〜Ｃ８について面積判定を行い、そのうちのチップＣ３〜Ｃ７が面積許容範囲内と判断する。そして、これらチップＣ３〜Ｃ７についてバットマーク認識を行い、チップＣ３がバットマーク有りと判定されてマップデータ対象チップＣから除外される。また、チップＣ４〜Ｃ７は良品であると判断し、これらの重心位置認識を行い、その座標データを次列マップデータとして記憶する。
【００８１】
なお、マップデータの各チップＣ４〜Ｃ７の座標データは、前回作成した旧データと照合し、座標差がＸＹとも予め設定した許容範囲内に入っている場合、同一チップと判断し、旧データを削除（更新記憶）する。
【００８２】
前述のようにチップＣ１のデータが削除されると、図１７に示すように、ピックアップ実行列には有効マップデータが存在しない状態になる。そのため、ウェハＷのリミット確認（ステップＳ１３）を行う。
【００８３】
そして、ウェハＷのリミット確認でリミットであると判定すると、ウェハテーブル１を折り返し設定（ステップＳ１４）し、次列マップデータをピックアップ実施列マップデータとする（ステップＳ１５）。
【００８４】
その後、新たに設定された実行列マップデータに基づいて、ピックアップ対象チップ候補Ｃ４〜Ｃ７のうち最もウェハテーブル１の端に位置するピックアップ対象チップ候補Ｃ４を移動位置として決定し、図１８に示すように、Ｙ方向にステップ移動（ステップＳ１６）させる。
【００８５】
このように、本発明のピックアップ装置は、第１カメラ３によってピックアップ対象チップＣを高精度に良否判定するとともに、その重心座標を確実にピックアップ位置Ｏに位置決めしてピックアップを行う。同時に、そのピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列、および、隣接する次列に配置されたピックアップ対象チップ候補Ｃのマップデータを作成し、そのマップデータに基づいてウェハテーブル１を移動させる。しかも、ピックアップ実行列を次列に変更する際には、その変更する次列の最も端に位置するピックアップ対象チップ候補がピックアップ位置Ｏに位置するように移動させる。
【００８６】
そのため、図１９に示すように、ウェハＷの端などで発生するチップＣの探査動作回数を軽減し、効率の良いウェハテーブル１の移動を行うことができる。その結果、チップＣのピックアップ動作の高速化が可能になる。
【００８７】
しかも、各チップＣの重心座標は、前記第１カメラ３および第２カメラ６の取込画像Ｉ１，Ｉ２をそれぞれ画像処理部４，８によって各動作毎に画像処理することにより求めるため、ピックアップ時のニードル突上げの影響、計時変化等によりウェハＷのシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【００８８】
なお、本発明のピックアップ方法およびそのピックアップ装置は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００８９】
例えば、前記実施形態では、第２カメラ６によって５×３列（Ｘ方向に５個、Ｙ方向に３個）のチップＣを撮像可能な画角に設定したが、３×３列のチップＣを撮像可能な画角としてもよく、このようにしても前記と同様の作用、効果を得ることができる。また、５×３列以上の複数のチップＣを撮像可能にしてもよく、このようにすれば、前記予備動作などの回数を削減できる。しかし、過剰に多くのチップＣを取込可能な画角とした場合には、チップ探査動作回数の軽減効果は向上するが、バットマークの有無判定精度、カメラ性能、価格等が高くなる。そのため、これらの点を考慮して希望に応じて第２カメラ６で撮像できる範囲（数）を決定すればよい。即ち、本発明では、第２カメラ６は、少なくとも３×３列のチップＣを撮像可能な画角であればよい。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のピックアップ方法およびその装置では、光軸を一致させた第１カメラと第２カメラとを使用し、ピックアップを実行するチップの重心座標、欠け等の外観不良の有無を第１カメラで高精度に認識させ、同時に第２カメラで今後ピックアップする予定の複数のチップの重心座標、バットマークの有無を認識させるようにしている。即ち、１つのピックアップ対象チップをピックアップしながら次のピックアップ対象チップ候補を認識できるため、その探査工程の削減を図ることができる。
【００９１】
また、チップの重心座標はテーブルの移動動作毎に更新されるため、ピックアップ対象チップのピックアップ時に生じるニードル突上げの影響、計時変化等によりシート形状が変化してもチップ位置を正しく認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図２】第２カメラにより取り込んだ画像を処理する探査エリアを示す平面図である。
【図３】第２画像処理部によるウェハテーブルの左移動時の探査エリアａ１を示す平面図である。
【図４】第２画像処理部によるウェハテーブルの右移動時の探査エリアａ１を示す平面図である。
【図５】第２画像処理部による探査エリアａ２を示す平面図である。
【図６】ウェハミットの設定方法を示す平面図である。
【図７】ウェハリミット確認方法を示す平面図である。
【図８】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの移動方法を説明するための工程図である。
【図９】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの誤った移動方法を説明するための工程図である。
【図１０】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの本実施形態の移動方法を説明するための工程図である。
【図１１】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの他の移動方法を説明するための工程図である。
【図１２】ピックアップ実行列マップデータにおいて次のピックアップ対象チップ候補が離れているときの本実施形態の他の移動方法を説明するための工程図である。
【図１３】本実施形態のピックアップ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】ピックアップ動作を開始した当初に第２カメラよって撮像した画像を示す平面図である。
【図１５】図１４の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１６】図１５の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１７】図１５の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１８】図１７の次の工程で第２カメラによって撮像した画像を示す平面図である。
【図１９】本実施形態のピックアップ装置によるウェハテーブルの移動軌跡を示す概略図である。
【図２０】従来のピックアップ方法を説明するためのチップの配列の一例を示す平面図である。
【図２１】従来のピックアップ方法の第１工程での取込画像を示す平面図である。
【図２２】図２１の状態でチップをピックアップした状態を示す平面図である。
【図２３】図２１の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２４】図２３の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２５】図２４の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２６】図２５の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２７】図２６の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２８】図２７の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図２９】図２８の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図３０】図２９の次の工程での取込画像を示す平面図である。
【図３１】図３０の状態でチップをピックアップした状態を示す平面図である。
【図３２】従来のピックアップ方法によるウェハテーブルの移動軌跡を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ウェハテーブル ２…テーブル駆動部
３…第１カメラ（第１撮像手段） ４…第１画像処理部
５…第１画像モニター ６…第２カメラ（第２撮像手段）
７Ａ，７Ｂ…反射板 ８…第２画像処理部
９…第２画像モニター １０…コレット
１１…コレット駆動部 １２…チップ搭載部
１３…制御部
Ｃ…チップ Ｗ…ウェハ
Ｉ１…第１カメラによる取込画像 Ｉ２…第２カメラによる取込画像
ａ１，ａ２…探査エリア Ｏ…ピックアップ位置
Claims (8)
- テーブル上に配置された複数のチップのうち所定のピックアップ対象チップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ方法であって、
光軸を一致させた所定倍率の第１カメラおよび該第１カメラより低倍率の第２カメラを使用し、前記第１カメラにより前記ピックアップ対象チップを撮像するとともに、前記第２カメラにより前記ピックアップ対象チップの周辺の複数のチップを撮像し、
前記第２カメラによって撮像した画像により、前記ピックアップ対象チップの周辺のチップの有無、その周辺チップにおけるバットマークの有無、および、重心座標を認識し、これらに基づいてバットマークが無いチップをピックアップ対象チップ候補としてその情報を記憶し、その情報に基づいて前記テーブルを移動させるとともに、
前記第１カメラによって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの有無、欠け等の外観不良の有無、および、重心座標を認識し、外観不良がないと判断すると、認識した重心座標に基づいて前記テーブルを補正移動するとともに、ピックアップすることを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。 - 前記第１カメラは、その視野内に、前記テーブル上の複数のチップのうち１つのチップを撮像可能な画角とし、
前記第２カメラは、その視野内に、前記第１カメラによる前記ピックアップ対象チップを含み、少なくとも３×３列のチップを撮像可能な画角と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。 - 前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向に存在する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データをピックアップ実行列マップデータとし、この実行列マップデータのうち最もピックアップ位置に近いチップの座標データを次のピックアップ対象チップ候補とし、前記ピックアップ対象チップのピックアップ後に、前記ピックアップ対象チップ候補の座標データに基づいて前記テーブルを移動させる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。
- 複数の前記チップはウェハ上に配置され、該ウェハとともに前記テーブル上に配置しており、
前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列と隣接する次の列に位置する複数のチップを良否判定し、良品と判定したチップの重心座標データを次列マップデータとし、この次列マップデータに基づいて前記ウェハ端での折り返し時に、次列への移動位置を決定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体チップのピックアップ方法。 - 前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、かつ、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離より少ない場合、前列ピックアップ時に作成した次列マップデータに基づいて前記テーブルを移動させることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体チップのピックアップ方法。
- 前記第２カメラによって撮像した画像内のチップのうち、前記ピックアップ対象チップを有するピックアップ実行列の移動方向にピックアップ対象チップ候補がなく、ピックアップ実行列のマップデータが存在しない場合、または、ピックアップ実行列マップデータは存在するが、そのピックアップ対象チップ候補が第２カメラの視野Ｘ寸法からチップＸ間距離を減じた距離以上離れている場合、
前記第２カメラ視野からチップ間距離を減じた移動量分、前記テーブルを移動させることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体チップのピックアップ方法。 - 前記チップの重心座標は、前記第１カメラおよび第２カメラのそれぞれの取込画像を画像処理手段によって画像処理することにより求めており、その情報を前記テーブルの移動動作毎に更新することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の半導体チップのピックアップ方法。
- テーブル上に配置された複数のチップをピックアップ手段によって順次ピックアップする半導体チップのピックアップ装置であって、
前記テーブル上に配置されたピックアップ対象チップを撮像し、画像情報として出力する所定倍率のレンズを有する第１撮像手段と、
前記第１撮像手段によって撮像した画像により、ピックアップ対象チップの重心座標、欠け等の外観不良の有無の認識を行う第１画像処理手段と、
前記テーブル上に配置された前記ピックアップ対象チップの周辺に存在する複数のチップを撮像し、画像情報として出力する前記第１撮像手段より低倍率のレンズを有する第２撮像手段と、
前記第２撮像手段によって撮像した画像により、複数のチップのバットマークの有無、および、重心座標を認識し、良品であると判断するとピックアップ対象チップ候補としてその情報のマップデータの作成を行う第２画像処理手段と、
前記第１画像処理手段から入力したテーブル補正情報に基づいてピックアップ対象チップがピックアップ位置に位置するように前記テーブルを補正移動するとともに、第２画像処理手段から入力したマップデータに基づいて次のピックアップ対象チップ候補がピックアップ位置に位置するように前記テーブルを移動させ、前記ピックアップ手段を制御する制御手段と
を含むことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
Priority Applications (1)
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