JPH01140633A - ダイボンダにおけるチップ位置検出装置及びチップ送り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はダイボンダにおいて、拡張されたシート上に貼
着されている位置不明の各チップの中心位置等を検出す
る装置及び該装置を使用してチップを定位置に送る方法
に関するものである。

（従来の技術） 従来、ダイボンダにおける半導体チップ（以下チップと
いう）の吸着コレットによる吸着、搬送及びボンディン
グは第４図に示すような装置により行なわれている。即
ちＸＹ子テーブル上に載置固定すれたエクスパンダリン
グ（以下リング２）という）には多数のチップ３から成
るウェハ４を粘着したシート５が固定されており、チッ
プ３の上方定位置即ちチップ吸着位置にて昇降する吸着
コレット６の降下及び上昇の過程で順次チップ３を吸着
しては図示しないチップ位置修正装置の真上へ、あるい
は直接ボンディング点Ｐの真上へ搬送するようになって
いる。

ところで、第３図に示すように、シート５上に粘着され
ているウェハ４は、前工程では同図（ａ）に示すように
、各チップはカットされたままで、互いに隣り合うチッ
プ間に隙間はないが、矢印で示すようにシート５を外方
に向けて拡張し、その拡張状態のままりング２に貼りつ
けると、同図（ｂ）にみられるように互いに隣り合うチ
ップ間に隙間Δが生じ、吸着コレット６によるチップの
吸着が容易となる。

しかしながら、７−ト５を拡張する際、均一に外方に向
けて引き伸ばすことは困難なため、各チップは整然とは
並ばず、多少面ってしまうのが実状である。またウェハ
４の周縁部にはチップとして不完全なものや欠陥のある
不良品チップがかなりあるため、そのようなチップは吸
着せずに良品チップのみを順次吸着して定位置即ちチッ
プ吸着位置へ送る必要がある。そこで従来は自動運転を
開始する前に以下に述べる方法で吸着すべき良品チップ
の存在する範囲を求めていた。

即ち、作業者は目視にて、良品チップが存在する範囲を
決めることができると考えられる点Ｐ１、Ｐ２〜Ｐｎを
ウェハ４上に求め、テレビカメラ１３に連動するテレビ
モニタ７を見ながら、これらの各点がレチクル８の中心
点Ｑに一致するまでジョイスティック９を順次手動操作
する。ジョイスティック９はこれをＸ方向に倒している
期間中はＸテーブルＩＸがＸ方向に移動し続け、中立位
置に戻すとその移動が停止する。同様にジョイスティッ
ク９をＸ方向に倒している期間中はＹテーブル１ｙはＸ
方向に移動し続け、中立位置に戻すとその移動は停止す
る。そしてジョイスティック９を倒している期間甲発せ
られるパルス信号はそれぞれＸカウンタ１０及びＸカウ
ンタ１１によりカウントされ、座標値信号としてＣＰ　
Ｕ　１２に入力される。

したがって各点Ｐｉ、Ｐ２〜ＰｎのＸＹ座標値がＣＰＵ
１２に記憶される。そして良品チップは各点ＰｌｓＰ２
〜Ｐｎを結ぶｎ辺形内にのみ含まれているものとみなし
、それらのチップのみを順次それぞれ所定量だけＸ方向
、Ｘ方向に送って各チップを順次定位置（チップ吸着位
＃）に送れば良いことになる。

以上のような準備が完了したら、自動による吸着及びボ
ンディングを開始するのであるが、各チップは前述のよ
うに、必ずしも整然と並んではいないので、吸着しよう
とするチップをチップ吸着位置まで送ったら、その都度
テレビカメラ１３によるチップの撮像を行ない、そのビ
デオ信号を二値化回路１４を介してパターン認識回路１
５に入力することにより良否の判定及びチップの定位置
に対するずれ量認識を行ない、不良品信号又はずれ量信
号をＣＰＵ１２に入力する。ＣＰＵ１２はずれ量信号に
基づく補正量の演算を行ない、その結果としての補正信
号をＸモータ駆動回路１６及びＸモータ駆動回路１７に
出力し、これによってＸＹ子テーブル駆動してチップず
れ量が零になるように補正する。

順次位置補正された各チップが順次コレット６に吸着さ
れて不図示のチップ位置修正装置の真上へ、又は直接ボ
ンディング点Ｐの真上へと搬送されることは前述のとお
りである。

なお第４図で、１８はＸテーブル駆動用のＸモータ、１
９はＸテーブル駆動用のＹモータ、２０は照明ランプ、
２１はチップ３がポンディングされる相手、例えばリー
ドフレーム、２２はリードフレームをタクト的に搬送す
る搬送機である。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如き従来の方法にあっては、点Ｐ１、Ｐ２〜Ｐｎ
の選定及び各点のレチクル中心への移動（位置合せ）を
作業者の目視及び手動操作によって行なってＡたため、
それらの作業に多（の時間を費やすばかりか、かかる位
置合せ作業を行なうためにテレビカメラ及びテレビモニ
タを必要とし、コスト的にも不利であり、また上記位置
合せ作業で略々良品チップの存在範囲をある程度認識す
ることはできるものの、チップ吸着位置に順次送られて
くるチップの中心が常に定位置に来るとは保証し難いた
め、各チップが送られて来るたび毎に定位置に対するチ
ップずれ量を前記テレビカメラによる撮像により検出し
、そのずれ量がなくなるようにＸＹテーブルを作動させ
て補正しなければならず、その補正のために費す時間も
機械の高速化の要望上無視することはできない等の問題
点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決することができるチップ位置
検出装置及びそのチップ位置検出装置を使用したチップ
の定位置への送り方法を提供するためになされたもので
ある。

即ち、本願筒１の発明は、多数の半導体チップが縦横に
碁盤の目のように、かつ互いに僅かな隙間をもって並ぶ
半導体ウェハを保持する保持部材と、受光部が半導体チ
ップの横列と平行となるように該半導体チップ上に対設
されて前記半導体チップの各々及びその周辺部からの光
ｆ、受光し、それらの受光量に比例する電気量をシリア
ルに出力する密着一次元光センサと、前記保持部材と前
記密着一次元光センサとを少な（とも半導体チップの横
列と直交する方向に相対移動させる手段と、前記シリア
ルに出力された電気量を入力してこ値化処理する回路と
、二値化処理された信号を入力して演算を行ない、チッ
プ位置を検知する演算処理回路とを備えたことを特徴と
するダイボンダにおけるチップ位置検出装置である。

上記保持部材として、エクスパンダリング及び該エクス
パンダリングが載置固定されるＸＹテーブルが使用でき
る。また相対移動させる手段としても同じＸＹテーブル
が使用できる。

本願筒２の発明は、多数の半導体チップが縦横に碁盤の
目のように１かつ互いに僅かな隙間をもって並ぶように
半導体ウェハをＸＹテーブル上に載置固定し、前記半導
体ウェハの上方に密着一次元光センサをその受光部が半
導体チップの横列と平行となるように対設せしめ、前記
各半導体チップ及びその周辺部からの光を前記光セ／す
で受光し、シリアルに光電変換された信号を二値化処理
し、かつＸＹテーブルによる縦方向の走査を行ないつつ
、同様な二値化処理を行なうことによりすべての半導体
チップの二次元影像パターンを読取り、各半導体チップ
の良否を判定するとともに各良品半導体チップの各中心
座標値を演算により求め、これらの情報に基づく指令信
号を順次ＸＹテーブルのモータ駆動回路に与えること罠
より、良品半導体チップを順次その中心点が定位置に来
るように送ることを特徴とするダイボンダにおけるチッ
プ送り方法である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を主として第１図及び第２図（
ＩＬ）、（０に基づいて説明する。

図で１はＸテーブル１ｘ及びＸテーブル１ｘを備えたＸ
Ｙテーブル、２はＸテーブルＩＸ上に載置固定されたエ
クスパンダリング（以下リングという）、３は半導体チ
ップ（以下チップという）、４は多数のチップ３が縦横
に碁盤の目のように並ぶ半導体ウェハ、５はシートであ
る。シート５は第３図すに示すように外方に向けて拡張
された状態でリング２に固定しであるので、互いに隣り
合うチップ間には隙間Δが形成されている。

次に３０はウェハ４の上方に微少距離δだけ隔てて対設
され、かつ受光部がチップ３の横列と平行となるように
フレーム３１に固定された密着一次元光センサである。

この密着一次元光センサ３０はそれ自体公知のもので、
第２図（ｂ）に示すように、内部にＬＥＤアレイ３２、
レンズアレイ３３及び−次元イメージセンサ３４を備え
ている。−次元イメージセンサ３４は、例えば１２５μ
ｍの間隔ごとに設けられた光電変換可能な単一の受光素
子から成るものである。

次に、１２′は演算処理回路、本例ではＣＰＵで、１８
はＸテーブル駆動用のモータ（以下Ｘモータという）、
１９はＸテーブル駆動用のモータ（以下Ｙモータという
）、１６はＣＰＵ１２’からの信号に基づいてＸモータ
１８に駆動信号を発するＸモータ駆動回路、１７は同じ
（Ｘモータ１９に駆動信号を発するＸモータ駆動回路で
ある。１４は二値化回路であり、１２′は二値化回路１
４から発せられる二値化信号を受け、それに基づいて補
正量を演算し、補正信号をＸ及びＸモータ駆動回路に入
力する演算処理回路、本実施例ではＣＰＵである。

次に作用を説明する。

密着一次元光センサ３０に対し、ＸＹテーブル１を第１
図に示すような位置にセットし、ＬＥＤアレイ３２から
発せられる光をチップ３及び周辺のシート５に当て、そ
の反射光をレンズアレイ３３を通して一次元イメージセ
ンサ３４面上に結像させる。するとＣＰＵ１２’から同
期傷号ヌが発せられ、イメージセンサ３４面の光量に比
例した電圧がビデオ信号■としてシリアルに出力されて
、それが二値化処理回路１４に入力される。二値化処理
回路１４では、ビデオ信号■の値がＣＰＵ１２’から発
せられるスレショールドレベル信号＠の値よりも高いも
のは囁１〃低いものは気０〃とし、その二値化ビデオ信
号θを出力し、その信号はＣＰＵ１２’に入力され、読
取られる。二値化処理のためのスレショールドレベル信
号＠は、光反射率の比較的大きな半導体チップの面が気
１〃、光反射率の比較的小さなチップ周辺部即ちシート
５の面力いＯ〃となるような値に予め選定しておく。

次に、ＣＰＵ１２’がＹ側指令信号Ｏを発することによ
りＸモータ１９が駆動されてＹテーブル１ｙを所定量、
例えば１２５μｍだけ移動させた後、再び前述のように
二値化ビデオ信号θをＣＰＵで読取る。

以下、同様にしてＹテーブル１ｙを順次Ｙ方向に移動さ
せ、ウェハ４の下限位置が密着二次元センサ３０の真下
に来るまで同じ動作を繰り返えす。

すると、ＣＰＵ１２’はウェハ４を構成している全チッ
プの二次元影像パターンを読取り、記憶することができ
る。さらにＣＰＵ１２’は全チップ中、不良ないしは欠
陥のあるチップと良品チップとを区分けするとともに良
品チップについては各中心座標値を演算する。

このようにして演算された座標値信号の、６をＸ及びＸ
モータ駆動回路１６．１７に与え、それらに基づくモー
タ駆動信号［Ｆ］、■をそれぞれ両モータ１８．１９に
与えてＸＹ子テーブル駆動することにより良品チップの
みを順次、定位置即ちチップ吸着位置まで送る。

吸着位置に正しく送られたチップが吸着コレラ）６１！
４図）により順次吸着されて不図示のチップ位置修正装
置の真上へ、又は直接ポンディング点Ｐ（第４図）の真
上に搬送されることは従来と変りがない。

上記実施例では、密着一次元光センサ側を固定し、半導
体ウェハをＸＹテーブル側に載置固定し、そのＸＹテー
ブル側を移動させるようＫしたが、逆に半導体ウェハ側
を固定し、密着一次元光センサ側を移動させるようにす
ることもできる。

また上記実施例はシートを外方に拡張することによって
チップ間に隙間が生ずる、いわゆるエクスパンドウェハ
を使用する場合について述べたが、最初からチップ間に
隙間が存在するタイプのいわゆるノンエクスパンドウェ
ハを使用する場合にも本発明を適用できる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、従来自動ダイボン
ディング加工に先だって手動により行なわれなければな
らなかったピックアップエリヤ（点Ｐ＋　−Ｐｎ　）の
入力作業が不要となり、ただ密着式−次元光センサの一
走査だけで良否の判定及び各良品チップの位置が正確に
わかるため、作業時間の著しい短縮が図れるとともに、
従来必要としたジョイスティックが不要となる。また高
価なテレビカメラ及びそれに連動するテレビモニタも不
要となる。さらにすべての良品チップの位置が予め正確
にわかるため、各良品チップをそれぞれ定位置即ちチッ
プ吸着位置へ最短距離で送ることができ、従来のように
ずれ量の補正を行なう必要がないため、自動ボンディン
グ加工時間も短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図及び側面図並び
に回路ブロック図、第２図（ａ）は第１図における密着
一次元光センサ部分の側面図、第２図（ｂ）は同図（ａ
）　Ｋおけるｂ−ｂ断面図、第３図は半導体ウェハの平
面図で、同図（ＪＬ）はシートを拡張する前を示し、同
図（ｂ）はシートを拡張して周縁部をり／グ側面に貼り
つけた状態を示す。第４図は従来のダイボンダの説明図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の半導体チップが縦横に碁盤の目のように、
   かつ互いに僅かな隙間をもって並ぶ半導体ウェハを保持
   する保持部材と、受光部が半導体チップの横列と平行と
   なるように該半導体チップ上に対設されて前記半導体チ
   ップの各々、及びその周辺部からの光を受光し、それら
   の受光量に比例する電気量をシリアルに出力する密着一
   次元光センサと、前記保持部材と前記密着一次元光セン
   サとを少なくとも半導体チップの横列と直交する方向に
   相対移動させる手段と、前記シリアルに出力された電気
   量を入力して二値化処理する回路と、二値化処理された
   信号を入力して演算を行ないチップ位置を検知する演算
   処理回路とを備えたことを特徴とするダイボンダにおけ
   るチップ位置検出装置。
2. （２）保持部材がエクスパンダリング及び該エクスパン
   ダリングが載置固定されるＸＹテーブルであり、相対移
   動させる手段も同じＸＹテーブルである特許請求の範囲
   第１項記載のダイボンダにおけるチップ位置検出装置。
3. （３）多数の半導体チップが縦横に碁盤の目のように、
   かつ互いに僅かな隙間をもって並ぶように半導体ウェハ
   をＸＹテーブル上に載置固定し、前記半導体ウェハの上
   方に密着一次元光センサをその受光部が半導体チップの
   横列と平行となるように対設せしめ、前記各半導体チッ
   プ及びその周辺部からの光を前記光センサで受光し、シ
   リアルに光電変換された信号を二値化処理し、かつＸＹ
   テーブルによる縦方向の走査を行ないつつ同様な二値化
   処理を行なうことによりすベての半導体チップの二次元
   影像パターンを読取り、各半導体チップの良否を判定す
   るとともに各良品半導体チップの各中心座標値を演算に
   より求め、これらの情報に基づく指令信号を順次ＸＹテ
   ーブルのモータ駆動回路に与えることにより良品半導体
   チップを順次その中心点が定位置に来るように送ること
   を特徴とするダイボンダにおけるチップ送り方法。