JPH07285087A - 半導体チップのピックアップ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着コレットの詰まりの判定と半導体チップ
の吸着保持状態の判定との両判定を正確かつ簡便に行
い、リードフレーム等に対してチップボンディングを行
う際のチップの位置ズレや欠損あるいは割れを大幅に減
少させて、半導体装置の製造時における歩留りを向上さ
せる。 【構成】 吸着コレット３の吸着部２を透過する光量を
検出する光量検出手段10からの信号に基づいて、吸着詰
まり状態判定手段15およびピックアップ状態判定手段14
が、吸着部２の詰まりの良否と、吸着部２への半導体チ
ップ13の吸着保持状態の良否とを、それぞれ判定する。
そして、上記吸着詰まり状態判定手段14が判定する際の
第１のしきい値と、上記ピックアップ状態判定手段14が
判定する際の第２のしきい値とを、相互に独立した値と
して設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、半導体チップのピッ
クアップ検査装置に関し、より詳しくは、吸着コレット
を用いて半導体チップを搬送する場合における半導体チ
ップの吸着保持状態の良否やコレットの吸着部の良否の
判定を正確に行わせるための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造においては、多数個の
素子が一括して造り込まれたウエハをダイシングして個
々の半導体チップに分離し、これを一個ずつリードフレ
ーム上や樹脂フレーム上等の所定位置にボンディングす
るというチップボンディングの手法が採用される。この
場合、上記ウエハから個々に分離された半導体チップ
は、エキスパンドテープ上に保持され、このエキスパン
ドテープから一個ずつ半導体チップをピックアップして
リードフレーム上等のボンディング位置に搬送される。

【０００３】上記ピックアップを行うに際しては、下端
に吸着部を有する吸着コレットが使用される。この吸着
コレットは、カム機構やハンドリング機構等を備えた駆
動手段の作動に伴って、前工程位置である上述のエキス
パンドテープ上のピックアップ位置と、次工程位置であ
るリードフレーム上等のボンディング位置との間を往復
動する。

【０００４】一方、上記吸着コレットの吸着部は、下端
面に吸着孔を開口させることにより構成されており、こ
の吸着孔に負圧を作用させることにより、半導体チップ
の吸着保持がなされるとともに、上記負圧を作用させ続
けることによって上記半導体チップの吸着保持状態が継
続して維持される。また、上記個々の半導体チップのエ
キスパンドテープからの剥離は、このエキスパンドテー
プを突き破ることが可能なピックアップニードルの突き
上げ動作等によって行われる。

【０００５】そして、上記エキスパンドテープから剥離
された半導体チップは、上記吸着コレットの吸着部によ
りピックアップされて吸着保持され、このような状態で
吸着コレットが移動することによりリードフレーム上等
の所定のボンディング位置に到達する。この後、吸着コ
レットは、予め導電ペースト等の接着剤が付着している
上記ボンディング位置に対して半導体チップを押し付け
る。そして、これと同時に上記負圧による吸引力の作用
を解除させ、かつ微小な正圧状態とすることにより、一
個の半導体チップのボンディング作業が完了する。

【０００６】なお、上記のようにエキスパンドテープか
らピックアップした半導体チップをそのままリードフレ
ーム上等にボンディングする場合の他、正確な位置決め
が必要な場合には、半導体チップをエキスパンドテープ
からいったん位置決めテーブル上に搬送し、位置決めを
終えた半導体チップを再びピックアップしてリードフレ
ーム上等に搬送するという手法が採られることもある。
この場合においても、半導体チップを搬送するにあたっ
ては、上記と同様の吸着コレットが用いられる。

【０００７】ところで、上記吸着コレットは、吸引力に
よって半導体チップを吸着するものであるが、ピックア
ップ時の半導体チップに対する位置ずれや、搬送途中に
おける振動等に起因して、正しく半導体チップを吸着保
持することができない場合が生じる。このため、順次的
に半導体チップがボンディングされるべきリードフレー
ム上等に、半導体チップが正確にボンディングされてい
ない部分が生じ、このチップボンディングの直後にその
状態を検出するためのカメラ等を別途設置しておかね
ば、半導体装置の製造時におけるその後の工程におい
て、種々の不具合が生じる。

【０００８】その具体例としては、ボンディングされた
半導体チップの位置や姿勢に狂いが生じていると、ワイ
ヤボンディングを施した際に、ワイヤ長さのバラツキ、
ワイヤループ形状のバラツキ、稼働率の低下、さらには
品質の低下を招くことになる。また、リードフレーム上
等のボンディング位置に実際には半導体チップが存在し
ていないと、ワイヤボンディング機構であるキャピラリ
の先端に欠損や詰まりが生じるばかりでなく、半導体チ
ップの存在していない部分が樹脂モールドパッケージさ
れてしまうことになり、この部分は当然のことながら不
良品になるとともに、材料の無駄にもなる。

【０００９】そこで、近年においては、このような吸着
コレットによる半導体チップの搬送上の不都合を回避す
るため、吸着コレットに対し半導体チップが吸着保持さ
れているか否かを判断するための手段が、付加的に設け
られるに至っている。この吸着状態を判断するための手
段としては、たとえば図８に示すように、吸着コレット
Ａの吸着部ａに通じる吸着孔ｂ内の静圧を検知するため
のセンサｃを設置し、上記吸着孔ｂ内を空気が流れてい
るか否かを検知する構成が採用される。

【００１０】このような構成によれば、吸着コレットＡ
に半導体チップｄが正しく吸着保持されている場合に
は、吸着孔ｂ内の圧力が低下しており、空気の流通は全
く生じないかあるいはわずかである。一方、吸着コレッ
トＡに半導体チップｄが吸着保持されていない場合に
は、吸着孔ｂが開放しているため、この吸着孔ｂ内に空
気流が生じている。したがって、吸着コレットＡに半導
体チップｄが吸着保持されている場合といない場合にお
いて、上記吸着孔ｂ内の圧力が異なることになり、これ
により上記吸着コレットＡに半導体チップｄが保持され
ているか否かを一応判定することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記吸
着コレットＡの吸着部ａには、ボンディング時に銀ペー
スト等の接着剤が付着したり、あるいは半導体チップの
欠損片が付着し、またピックアップ時に上記エキスパン
ドテープの粘着剤やのりが付着することになる。これに
起因して、上記吸着部ａに詰まりが生じ、以下に示すよ
うな不具合が生じる。

【００１２】すなわち、上記のような吸着コレットＡの
詰まりは、半導体チップｄの正確な吸着保持を妨げるも
のであるから、この詰まりをそのまま放置していたので
は、吸着コレットＡがいかに正確な動作を行っていて
も、吸着保持した際に半導体チップｄの位置ズレや姿勢
の狂いが生じる。また、上記詰まりの状態がさらに悪化
した場合には、半導体チップのピックアップを行うこと
すらも不可能になるおそれがある。

【００１３】このため、上記従来のように吸着孔ｂ内の
静圧を検出して吸着コレットＡに半導体チップｄが保持
されているか否かの判定を行っているだけでは、上記吸
着部ａの詰まりによる弊害を除去することができず、ま
た吸着保持の判定にミスが生じるおそれもある。

【００１４】具体的には、上記吸着コレットＡの詰まり
が原因となって、吸着孔ｂ内の空気流通がわずかになっ
ているにもかかわらず、この原因は半導体チップｂの吸
着保持によるものであるとの判定ミスが生じることにな
る。したがって、実際には半導体チップｄが吸着保持さ
れていなかったり、あるいは吸着位置がずれていても、
以降の工程がそのまま実行されてしまい、上述のような
不良品発生等の不具合を回避することはできない。

【００１５】また、近年においては、半導体チップの吸
着保持を検出する手段として、上記例示の負圧を利用す
る手段に代えて、光学的手段を採用することが提案され
ている。この光学的手段は、図９に示すように、吸着コ
レットＡの搬送経路の下方に光学式反射型センサＥを設
置し、半導体チップｄの裏面において反射された光を上
記センサＥが受光するか否かに応じて、半導体チップｄ
が吸着保持されているか否かを判断するものである。

【００１６】しかしながら、このような光学的手段によ
るにしても、半導体チップＤの裏面（裏メタル）が鏡面
でなければその機能を十分に発揮できず、検出可能な半
導体チップの種類がきわめて少数に限られるという問題
を有している。

【００１７】なお、リードフレーム等の同一アイランド
上のボンディング位置に、たとえば赤色や緑色等の２種
類または３種類のＬＥＤチップをボンディングする場合
があるが、このように半導体チップの種類が異なれば、
その上面一部に形成される金パターン等の電極の形状な
いし面積が異なることになる。

【００１８】この場合に、上記列挙した各問題を回避し
た上で、この半導体チップの種類の相違に適切に対処す
るには、どのような対策を講じるのが最適であるかとい
う問題がある。

【００１９】本願発明は、上述の事情のもとで考え出さ
れものであって、吸着コレットの詰まりの判定と半導体
チップの吸着保持状態の判定との両判定を正確かつ簡便
に行うことを第１の課題とし、複数種にわたる半導体チ
ップの吸着保持状態の判定を種類別に正確かつ簡便に行
うことを第２の課題とし、ひいてはリードフレームや樹
脂フレーム等に対するチップボンディング不良を大幅に
減少させて、半導体装置の製造時における歩留りを向上
させることを主たる課題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００２１】すなわち、上記第一の課題を解決するため
になされた本願の請求項１に記載した発明は、前工程位
置でピックアップした半導体チップを吸着保持して次工
程位置まで搬送する吸着コレットと、上記半導体チップ
の非吸着時に上記吸着コレットの吸着部に詰まりが生じ
ているか否かを判定する吸着詰まり状態判定手段と、上
記半導体チップに対するピックアップ動作完了後に上記
吸着コレットにその半導体チップが正確に吸着保持され
ているか否かを判定するピックアップ状態判定手段と、
を備えた半導体チップのピックアップ検査装置であっ
て、上記吸着詰まり状態判定手段および上記ピックアッ
プ状態判定手段は、上記吸着コレットの吸着部を透過す
る光量を検出する光量検出手段からの信号に基づいてそ
れぞれの判定を行うように構成されているとともに、上
記吸着詰まり状態判定手段が上記吸着コレットに詰まり
が生じているか否かを判定する際の第１のしきい値と、
上記ピックアップ状態判定手段が上記ピックアップされ
た半導体チップが正確に吸着保持されているか否かを判
定する際の第２のしきい値とを、相互に独立した値とし
て設定したことを特徴としている。

【００２２】本願の請求項２に記載した発明は、上記請
求項１に記載した発明における判定領域を限定したもの
であって、上記吸着詰まり状態判定手段が上記第１のし
きい値を基準として上記吸着コレットに詰まりが生じて
いないと判定する第１の領域と、上記ピックアップ状態
判定手段が上記第２のしきい値を基準として上記ピック
アップされた半導体チップが正確に吸着保持されている
と判定する第２の領域との間に、上記両判定手段が上記
吸着コレットに詰まりが生じておりかつ上記半導体チッ
プが正確に保持されていないと判定する第３の領域を介
在させたことを特徴としている。

【００２３】本願の請求項３に記載した発明は、上記請
求項１または２に記載した発明における２種類の判定を
行う場合のタイミングを限定したものであって、上記吸
着コレットが半導体チップをピックアップして吸着保持
した状態で前工程位置から次工程位置まで搬送する往路
と、上記吸着コレットが半導体チップを吸着保持してい
ない状態で次工程位置から前工程位置まで帰還する復路
との両経路の途中位置に、上記光量検出手段を配置する
とともに、上記往路の途中位置で上記ピックアップ状態
判定手段が判定を行い、上記復路の途中位置で上記吸着
詰まり状態判定手段が判定を行うように構成したことを
特徴としている。

【００２４】本願の請求項４に記載した発明は、上記請
求項１、２または３に記載した発明における検出手段の
他の態様を示すものであって、上記光量検出手段に代え
て、上記吸着コレットの吸着部に作用する吸着保持用の
負圧を検出する負圧検出手段を備えるとともに、上記吸
着詰まり状態判定手段および上記ピックアップ状態判定
手段は、上記負圧検出手段からの信号に基づいてそれぞ
れの判定を行うように構成されていることを特徴として
いる。

【００２５】一方、上記第２の課題を解決するためにな
された本願の請求項５に記載した発明は、前工程位置で
ピックアップした半導体チップを次工程位置まで搬送す
る吸着コレットと、この吸着コレットに上記半導体チッ
プが正確に吸着保持されているか否かを判定するピック
アップ状態判定手段と、を備えた半導体チップのピック
アップ検査装置であって、上記ピックアップ状態判定手
段は、上記吸着コレットの吸着部を透過する光量を検出
する光量検出手段からの信号に基づいて判定を行うよう
に構成されているとともに、上記ピックアップ状態判定
手段が上記ピックアップされた半導体チップが正確に吸
着保持されているか否かを判定する際のしきい値が、異
なる２以上の値として設定されていることを特徴として
いる。

【００２６】

【発明の作用および効果】上記請求項１に記載した発明
によれば、吸着コレットの吸着部を透過する光量を検出
する光量検出手段からの信号に基づいて、吸着詰まり状
態判定手段による吸着コレットの詰まりの判定と、ピッ
クアップ状態判定手段による半導体チップの吸着保持状
態の判定との２種類の判定が行われる。そして、吸着コ
レットの詰まりの判定に際しては、この判定に適した第
１のしきい値が判定基準値として用いられ、また半導体
チップの吸着保持状態の良否の判定についても、その判
定に適した第２のしきい値が判定基準値として用いられ
る。

【００２７】詳述すれば、吸着コレットの吸着部である
既述の吸着孔の開口部を通じて光の投受光を行わせるこ
とにより、上記吸着部を光が透過できるように構成して
おき、この吸着部を透過する光量を光量検出手段により
検出し、この検出された透過光量の多少に応じて上記２
種類の判定を行うのである。

【００２８】具体的には、吸着コレットのピックアップ
動作やボンディング動作に起因して、吸着部に銀ペース
ト等の接着剤や半導体チップの欠損片あるいは糊等が付
着した場合には、上記吸着部を透過する光量が減少し、
その減少にともなって光量が上記第１のしきい値を下回
った時点で吸着コレットに詰まりが生じているとの判定
がなされる。

【００２９】一方、半導体チップの吸着保持状態の判定
に際しては、半導体チップが吸着コレットにピックアッ
プされているか否か、あるいはピックアップされていて
も位置が極端にずれていないか否か等の大まかな判定を
行うだけで済む場合がある。このような場合には、吸着
コレットの吸着部を半導体チップが完全に塞いでいるか
否か、あるいは塞いでいても一部が大きく開放されてい
ないか否かを、上記第２のしきい値に対する透過光量の
大幅な変化に基づいて判定すれば済むことになるから、
上記第２のしきい値を設定する際の自由度が増す。

【００３０】このような事情を勘案すれば、半導体チッ
プの吸着保持状態の大まかな判定と、吸着コレットの詰
まりの判定との両判定を行う場合には、上記第１のしき
い値と第２のしきい値とを同一の値とすることが可能で
ある。

【００３１】これに対し、より緻密な判定を行うには、
上記第１のしきい値と第２のしきい値とを異なる値とす
ることが好ましい。

【００３２】その一例を述べると、上述のＬＥＤチップ
はチップ本体が半透明であって、その上面の一部が非光
過性の金パターンで覆われている。したがって、吸着コ
レットに対してＬＥＤチップが正確に吸着保持されてい
る場合には、上記金パターンが吸着部を遮光することに
なり、吸着部を透過する光量はわずかな所定量あるいは
ゼロになる。

【００３３】一方、吸着コレットに吸着保持されている
ＬＥＤチップの姿勢あるいは位置に狂いが生じている場
合には、吸着部を透過する光量が上記所定量あるいはゼ
ロの状態よりもわずかに増加することになる。そして、
この時に光量が増加する範囲内における特定量を上記第
２のしきい値として設定しておけば、この第２のしきい
値よりも上記透過光量が少ない場合に、ＬＥＤチップが
正確に吸着保持されているものと判定されることにな
る。

【００３４】この場合における上記第２のしきい値の設
定は厳密に行う必要性があることから、この第２のしき
い値と上記第１のしきい値とを同一の値としたならば、
上記両者の判定に混乱が生じる。したがって、上記第１
のしきい値と第２のしきい値とを異なる値として設定せ
ねばならなくなる。このような事情に鑑みれば、吸着コ
レットに詰まりが生じているか否かの判定と、半導体チ
ップが正確に吸着保持されているか否かの判定とを、異
なる２種類のしきい値に基づいて別々に実行させるよう
にすれば、両者の判定を精度良く行えることになる。

【００３５】なお、以上のように透過光量に基づいて上
記各判定を行う手法によれば、後述する負圧ないし真空
圧を利用する手法と比較して、その応答性が優れたもの
となる。これは、負圧利用の場合には、負圧の流通路と
なる通路長さ等の影響を受けて、負圧の変動を検出する
のに時間遅れが生じることなどによるものである。

【００３６】上記請求項２に記載した発明は、上記第１
のしきい値を基準として吸着コレットの吸着部が正常で
あると判定される第１の領域と、上記第２のしきい値を
基準として半導体チップの吸着保持状態が正常であると
判定される第２の領域との間に、上記両者が異常である
と判定される第３の領域を介在させたものである。

【００３７】このような構成によれば、一方が正常であ
ると判定される領域と、他方が正常であると判定される
領域とは重複していないことから、たとえば吸着コレッ
トの詰まりが正常であり、半導体チップの吸着保持状態
が異常である場合において、上記詰まりが正常な領域に
あるという事実を、上記吸着保持状態が正常な領域にあ
るものと見做し、誤判定をしてしまうというような不具
合が生じなくなる。

【００３８】そして、上記光量検出手段により検出され
た透過光量に、外乱等に起因するノイズが発生しても、
このノイズの大きさが上記第３の領域の範囲内であれ
ば、上記例示のような誤判定は生じず、Ｓ／Ｎ比が改善
されることになる。

【００３９】上記請求項３に記載した発明によれば、上
記吸着コレットの往復経路の途中位置に光量検出手段が
備えられており、その往路の途中位置で半導体チップの
吸着保持状態の判定がなされるとともに、その復路の途
中位置で吸着コレットの詰まりの判定がなされる。した
がって、上記光量検出手段からの信号に基づく２種類の
判定がリアルタイムでなされることになり、判定結果が
異常である場合には迅速な対応が可能になる。

【００４０】具体的には、たとえば吸着コレットの詰ま
りが異常であると判定された場合には、その直後に吸着
部に対し負圧に代えて正圧を作用させることにより、詰
まりの原因となっている付着物を吹き飛ばし、それ以降
の一連の動作を当初と同様に行わせる。また、半導体チ
ップの吸着保持状態が異常であると判定された場合に
は、その直後に上記と同様に正圧を作用させてその半導
体チップを吹き飛ばし、この時点で吸着コレットを帰還
させて再び半導体チップのピックアップ動作を行わせ
る。

【００４１】上記請求項４に記載した発明は、光量検出
手段に代えて、吸着部の負圧を検出する負圧検出手段を
設け、この負圧検出手段からの信号に基づいて上記請求
項１、２または３に記載した発明と同様の動作を行わせ
るものである。詳述すれば、吸着部の負圧状態について
考察してみると、吸着コレットの詰まり度合いに応じて
負圧値が変化するものであるから、この負圧値が第１の
しきい値を境として上昇あるいは下降することにより、
吸着コレットの詰まりの判定を行えることになる。

【００４２】また、半導体チップの吸着保持状態につい
ては、吸着保持されている半導体チップの姿勢や位置に
ずれが生じた場合には、そのずれの度合いに応じて吸着
孔の有効開口面積が変化して負圧値も変化することにな
るので、この場合にも第２のしきい値を基準として吸着
保持状態の判定を行えることになる。

【００４３】したがって、この請求項４に記載した発明
においても、上記各請求項について述べた内容と同様の
作用効果が得られる。なお、この負圧検出手段を用いた
場合には、応答性や精度面において上述の光量検出手段
を用いた場合よりも劣るが、その反面、光過性を有しな
い半導体チップの判定を行う場合には有効である。

【００４４】上記請求項５に記載した発明によれば、光
量検出手段からの信号に基づいて半導体チップの吸着保
持状態の判定を行う場合において、その判定を行うため
のしきい値が異なる２以上の値として設定されているの
で、複数種の半導体チップについての個別的な判定がそ
れぞれ正確に行われることになる。

【００４５】すなわち、たとえば半導体チップの種類が
異なれば、その上面一部に形成される金パターン等の電
極の形状ないし面積が異なるため、その部分を透過する
光量も必然的に異なるものとなる。そこで、半導体チッ
プの種類の数と同数のしきい値を、各半導体チップの透
過光量の多少に応じて異なる値として設定しておき、吸
着保持されている半導体チップの種類に対応するそれぞ
れのしきい値を基準として、その吸着保持状態が正確で
あるか否かを判定するのである。

【００４６】したがって、たとえばリードフレーム等の
同一アイランド上のボンディング位置に赤色と緑色との
２種類の半導体チップをボンディングする場合等には、
吸着コレットにより順次搬送される半導体チップが赤色
であるか緑色であるかに応じて、異なるしきい値を基準
として判定がなされ、半導体チップの種類毎に吸着保持
状態の良否を精度良く認識することが可能になる。

【００４７】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００４８】図１は、本願発明に係るピックアップ検査
装置の概略構成を示すものである。同図に示すように、
ピックアップ検査装置１は、所定の経路に沿って往復動
可能に保持されて下端に吸着部２を有する吸着コレット
３と、この吸着コレット３の内孔３ａに対して主として
エアの吸排を行うためのエア吸排通路４とを備えてい
る。

【００４９】そして、上記エア吸排通路４の途中には、
上記吸着コレット３の吸着部２の負圧を検出する負圧検
出手段５が設置されているとともに、このエア吸排通路
４の一端部には、切換手段６を介して負圧発生手段７と
負圧破壊手段８と清掃手段９とが接続されている。ま
た、上記吸着コレット３の上端部には、その内孔３ａに
おける鉛直下方を指向する光量検出手段１０が設置され
ており、かつ上記吸着コレット３の下方外部空間には、
その往復経路の途中位置で上記光量検出手段１０に対し
て光を照射する発光手段１１が配置されている。

【００５０】さらに、このピックアップ検査装置１に
は、少なくとも２以上の異なるしきい値を設定するしき
い値設定手段１２が設けられているとともに、このしき
い値設定手段１２からの信号ｅと上記光量検出手段１０
からの信号ｆとに基づいて上記吸着コレット３にピック
アップされている半導体チップ１３の吸着保持状態の良
否を判定するピックアップ状態判定手段１４と、同じく
上記両信号ｅ，ｆに基づいて吸着コレット３の吸着部２
に詰まりが生じているか否かを判定する吸着詰まり状態
判定手段１５とが設けられている。なお、この実施例で
は、上記ピックアップ状態判定手段１４と吸着詰まり状
態判定手段１５とが、同一の制御手段ＣＵの内部に組み
込まれている。また、この実施例で使用される半導体チ
ップ１３は、図７に示すように、半透明のチップ本体１
３ｘの上面に金パターンでなる電極１３ｙが形成された
ＬＥＤチップである。

【００５１】加えて、上記ピックアップ状態判定手段１
４および吸着詰まり状態判定手段１５から上記切換手段
６に対しては、負圧発生、負圧破壊および清掃の三つの
手段７，８，９を上記エア吸排通路４に選択的に連通さ
せるための信号ｇが送出される。また、上記負圧検出手
段５から上記ピックアップ状態判定手段１４および吸着
詰まり状態判定手段１５に対しては、負圧に基づく所定
の制御を行うための信号ｈが送出される。なお、上記吸
着コレット３の吸着部２は、上記内孔３ａの下端部に存
在する吸着孔３ｂをその本体の下端面に開口させること
により形成されている。

【００５２】図２は、上記ピックアップ検査装置１の具
体的構成を示すものである。

【００５３】同図に示すように、吸着コレット３は、符
号Ｍで示す往路と符号Ｎで示す復路とに沿って往復動す
るものであり、上記往路Ｍの始端（復路Ｎの終端）に
は、多数の半導体チップ１３に分離されたウエハ１３ｘ
が配置されている。これに対し、上記往路Ｍの終端（復
路Ｎの始端）には、リードフレーム１６が配置されてい
る。

【００５４】詳述すれば、上記往路Ｍの始端は半導体チ
ップ１３のピックアップ位置Ｌ１とされ、この往路Ｍの
途中にはピックアップ状態検出エリアＬ２が存在してい
る。また、上記復路Ｎの始端は、ボンディング位置Ｌ３
とされ、この復路Ｎの途中にはコレット詰まり状態検出
エリアＬ４が存在している。そして、上記ピックアップ
状態検出エリアＬ２とコレット詰まり状態検出エリアＬ
４とは、鉛直方向において重合しており、この両エリア
の下方空間には、既述の発光手段１１である光源が固定
設置されている。

【００５５】なお、上記往復経路Ｍ，Ｎは、周面にカム
溝が刻設された円筒カムを有するカム駆動機構によっ
て、図示のような形態の軌道に設定されており、この円
筒カムを回転駆動させる駆動用モータに対しては、マイ
クロコンピュータ１７からモータ駆動用信号ｋが送出さ
れるようになっている。そして、この往復経路Ｍ，Ｎの
上記各位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４には、吸着コレット
３の吸着部２がその各位置に到達したことを検出する位
置検出センサが備えられている。この位置検出センサ
は、たとえば上記円筒カムの回転角度位置を検出するセ
ンサにより構成されており、これらのセンサにより検出
された各位置を示す信号ｊがマククロコンピュータ１７
に入力されるようになっている。また、上記ウエハ１３
ｘは、水平面内におけるＸ−Ｙ方向に移動可能なテーブ
ル上に載置された状態にある。

【００５６】上記吸着コレット３の吸着部２に通じるエ
ア吸排通路４の一端には、切換手段６である負圧用電磁
弁６ａと負圧破壊用電磁弁６ｂと清掃用電磁弁６ｃとが
設置されている。そして、上記負圧用電磁弁６ａのポー
ト６１には真空ポンプ等の負圧発生源が接続され、上記
負圧破壊用電磁弁６ｂのポート６２には窒素供給部が接
続され、上記清掃用電磁弁６ｃのポート６３には窒素供
給部並びに送風機等の正圧発生源が接続されている。上
記各電磁弁６ａ，６ｂ，６ｃに対しては、マイクロコン
ピュータ１７からの切換制御信号ｉが送出され、この信
号ｉに基づいて上記各ポート６１，６２，６３のうちの
いずれか一つが選択的に上記エア吸排通路４に連通され
るようになっている。

【００５７】また、上記エア吸排通路４の途中には、負
圧検出手段５である圧力検出センサが設置されており、
この圧力検出センサ５により検出された負圧値を示す信
号ｈはマイクロコンピュータ１７に入力されるようにな
っている。

【００５８】一方、上記吸着コレット３の上端部に取付
けられている光量検出手段１０である受光器には、電源
１８および信号増幅用のアンプ１９に通じる２本の信号
線２０，２１が接続されているが、これらの各信号線２
０，２１を被覆するシールド部２０ａ，２１ａの外皮
は、アース２２に電気的に接続されている。上記受光器
１０により検出された受光量を示す電気信号は、上記信
号増幅用アンプ１９により増幅された後、このアンプ１
９の出力側に並列に接続された複数の比較器２３に入力
されるようになっている。

【００５９】上記各比較器２３には、ゲイン調整用トリ
マー（可変抵抗）２４がそれぞれ並列に接続されている
とともに、これらの各比較器２３の出力信号はスイッチ
ング回路２５の各スイッチ部に接続されており、上記各
ゲイン調整用トリマー２４により調整される各比較器２
３からの出力信号が上記各スイッチ部をそれぞれ独立し
て作動および非作動させる。そして、このスッチング回
路２５の各スイッチ部からの各信号２５ａは、マイクロ
コンピュータ１７に入力されるようになっている。

【００６０】この場合、図面における最上段の比較器２
３は、吸着コレット３の吸着部２に半導体チップ１３が
吸着保持された状態でピックアップ状態検出エリアＬ２
に位置しているときに、上記半導体チップ１３の正規の
位置からのずれが所定のずれ量（約±２０μｍ）の範囲
内にある場合には、これに対応するスイッチ部からの信
号２３ａに基づいてマイクロコンピュータ１７が半導体
チップ１３の吸着保持状態が正確であると判定するよう
に調整されている。この場合の判定基準値であるしきい
値の調整は、上記ゲイン調整用トリマー２４により行わ
れる。これに対して、上記半導体チップ１３のずれが上
記所定のずれ量の範囲を逸脱した場合には、マイクロコ
ンピュータ１７によりその吸着保持状態が不良であると
の判定がなされる。

【００６１】また、図面における上から２段目の比較器
２３は、上記吸着コレット３が半導体チップ１３を吸着
保持していない状態で、上記コレット詰まり状態検出エ
リアＬ４に位置しているときに、吸着部２に付着してい
る銀ペースト等の付着量が規定値以下である場合には、
その出力信号がアクティブとなってマイクロコンピュー
タ１７によりコレット詰まり状態が良好であるとの判定
がなされるように調整されている。これとは逆に、吸着
部２に上記規定値以上の銀ペースト等が付着している場
合には、マイクロコンピュータ１７によりコレット詰ま
り状態が不良であるとの判定がなされる。

【００６２】加えて、図面における上から３段目以下の
各比較器２３の基本的動作については、上記最上段の比
較器２３の場合と同様であるが、これらの各比較器２３
はそれぞれ、半導体チップ１３の吸着保持状態が正確で
あると判定される際のしきい値である出力レベルが上記
最上段の比較器とは異なっており、しかも個々の比較器
２３についてもそれぞれ異なるように調整されている。

【００６３】なお、上記のような複数の比較器２３およ
びスイッチング回路２５を使用することに代えて、図３
に示すような構成を採用してもよい。すなわち、受光器
１０からの受光量を示す信号を増幅する増幅用アンプ１
９の出力側にＡ／Ｄ変換器２７を接続し、このＡ／Ｄ変
換器２７からの信号ｐをマイクロコンピュータ１７に入
力させるように構成するのである。

【００６４】このような構成によれば、上記吸着コレッ
ト３に保持されている半導体チップ１３の正規の位置か
らのずれが上記所定のずれ量の範囲内にあるか否かを判
定するためのしきい値と、吸着コレット３の吸着部２に
付着している銀ペースト等の付着量が上記規定値以上で
あるか否かを判定するためのしきい値とが、マイクロコ
ンピュータ１７の記憶部に記憶される。そして、マイク
ロコンピュータ１７の演算部において、これらの各しき
い値と上記Ａ／Ｄ変換器２７からの信号ｐが示す現実の
受光量とを比較することにより上記の判定が行われる。

【００６５】上記の図１および図２に示す回路構成に関
してはいずれも、半導体チップ１３の吸着保持状態の良
否の判定と、吸着コレット３の詰まり状態の判定とを、
厳密に行う必要性がない場合には、図４に示すように、
判定基準値として単一のしきい値Ｒ１を設定する。

【００６６】このような設定手法によれば、ピックアッ
プ状態検出エリアＬ２で半導体チップ１３の吸着保持状
態の判定を行う場合には、受光器１０により受光される
透過光量（受光量）が上記しきい値Ｒ１よりも少ない場
合に良であると判定し、上記しきい値Ｒ１よりも多い場
合には、不良であると判定する。これに対して、コレッ
ト詰まり状態検出エリアＬ４で吸着コレット３の吸着部
２の詰まり状態の判定を行う場合には、上記受光器１０
により受光された透過光量が上記しきい値Ｒ１よりも多
い場合に良であると判定し、上記しきい値Ｒ１よりも少
ない場合に不良であると判定する。

【００６７】一方、上記の判定をより緻密に行う要請が
ある場合には、図５に示すように、コレット詰まり状態
の判定を行うためのしきい値Ｓ１と、吸着保持状態の判
定を行うためのしきい値Ｓ２とを異なる値として設定す
る。そして、上記２つのしきい値Ｓ１，Ｓ２の相互間
に、コレット詰まり状態が不良であると判定されかつ吸
着保持状態が不良であると判定される領域Ｔを介在させ
る。換言すれば、上記しきい値Ｓ１を基準としてコレッ
ト詰まり状態が良であると判定される第１の領域ｔ１
と、上記しきい値Ｓ２を基準として吸着保持状態が良で
ある判定される第２の領域ｔ２との間に、両者共に不良
であると判定される第３の領域Ｔを設定するのである。

【００６８】このような領域設定によれば、図４に示す
領域設定と比較して、誤判定の生じる余地がなくなり、
Ｓ／Ｎ比が改善される。具体的には、たとえば上述のピ
ックアップ状態検出エリアＬ２で実際には半導体チップ
１３が吸着保持されていない場合において、コレット詰
まりが生じているために透過光量がしきい値Ｒ１よりも
少なくなり、この状態を吸着保持状態が良であると判定
してしまうという誤判定が生じなくなるのである。

【００６９】さらに好ましくは、図５に示すように、上
記２種類のしきい値Ｓ１，Ｓ２に加えて、吸着保持状態
の判定を行うための他のしきい値Ｓ３，Ｓ４を設定す
る。これは、図７に示すように、リードフレーム１６
（あるいは樹脂フレーム）にボンディングされるべき半
導体チップ１３として、半透明のチップ本体１３ｘの上
面にそれぞれ大きさの異なる不透明電極１３ｙが形成さ
れた複数種のものが使用される場合において、吸着保持
されている状態での位置ずれが上記所定のずれ量以内で
あっても、種類の別に応じて透過光量が異なることに着
目してなされた設定手法である。

【００７０】このような設定手法によれば、吸着保持状
態が良であると判定される下限値が、半導体チップ１３
の種類ごとに異なることになり、それぞれの種類に応じ
て吸着保持状態の判定が緻密に行われる。なお、各半導
体チップ１３がどうような種類の順序でピックアップさ
れるかについては、予めマイクロコンピュータ１７の記
憶部に記憶させておけばよい。

【００７１】次に、上記マイクロコンピュータ１７の制
御部の概略動作を、図６に示すフローチャートに基づい
て説明する。なお、この動作は、図１に示すピックアッ
プ状態判定手段１４および吸着詰まり状態判定手段１５
の動作と実質的に同一である。

【００７２】まず、フローチャートにおけるステップ３
０で、吸着コレット３を移動させるための駆動用モータ
を起動させ、図１に示す復路Ｌの途中位置から終端位置
近傍に向かって吸着コレット３を移動させる。そして、
ステップ３１において、吸着コレット３がピックアップ
位置Ｌ１に到達したことを位置検出センサが検知した時
点で、ステップ３２が実行されることにより、負圧用電
磁弁６ａが作動してポート６１とエア吸排通路４とが連
通され、吸着コレット３の吸着部２に負圧が発生し、こ
れにより１個の半導体チップ１３がピックアップされ
る。

【００７３】この後、上記駆動用モータが継続して駆動
され、フローチャートのステップ３３において、吸着コ
レット３がピックアップ状態検出エリアＬ２に到達した
ことを位置検出センサが検知した時点で、ステップ３４
が実行されることにより、半導体チップ１３の有無が検
出される。この検出は、図２に示す回路構成の場合に
は、吸着保持状態の良否を判定するための比較器２３か
らの出力状態、ひいてはスイッチング回路２５の状態を
認識することにより行われる。

【００７４】そして、フローチャートのステップ３４に
おいて、既述のしきい値Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を基準として
半導体チップ１３の姿勢や位置等の吸着保持状態の良否
が判定された結果、良である場合には、ステップ３６に
おいて、吸着コレット３がボンディング位置Ｌ３に到達
したか否かが検知される。この検知が行われた時点で、
ステップ３７が実行されることにより、吸着コレット３
がリードフレーム１６の所定位置に半導体チップ１３を
ボンディングすると同時に、図１に示す負圧用電磁弁６
ａを切換作動させてポート６１を遮断状態にし、かつ負
圧破壊用電磁弁６ｃを切換作動させてポート６２を開放
状態にする。これにより、窒素をエア吸排通路４に送り
込み、残存している負圧を消失させる。

【００７５】この後は、上記駆動用モータが継続して駆
動され、フローチャートのステップ３８において、吸着
コレット３がコレット詰まり状態検出エリアＬ４に到達
したことを位置検出センサが検知した時点で、ステップ
３９が実行されることにより、吸着コレット３の吸着部
２に詰まりが生じているか否かの検出が行われる。そし
て、ステップ４０で、既述のしきい値Ｓ１を基準として
上記吸着部２に付着している銀ペースト等の付着量が規
定値以上であるか否かの判定がなされた結果、良である
場合、すなわち詰まりが生じていない場合には、再び上
記と同様にしてステップ３１以降の処理が実行される。

【００７６】一方、フローチャートに沿った一連の動作
途中における上記ステップ３４，３５が実行された結
果、半導体チップ１３が吸着保持されておらず、あるい
は吸着保持状態が正常でないと判定された場合には、ス
テップ４１が実行されることより、図２に示す清掃用電
磁弁６ｃが切換作動されてポート６３のみがエア吸排通
路４に連通される。これにより、吸着コレット３の吸着
部２には、正圧が作用してエアブロー（あるいは窒素に
よるブロー）がなされた状態となり、この結果、位置ず
れや姿勢の狂いを生じている半導体チップ１３が吹き飛
ばされる。そして、このエアブローにより、上記吸着部
の清掃も同時に行われる。

【００７７】この時点においては、既に吸着コレット３
がピックアップ状態検出エリアＬ２を通過している。し
たがって、この後はフローチャートのステップ４２が実
行されることにより、圧力検出センサ５からの信号ｈに
基づいてコレット詰まりが生じているか否かの判定がな
される。そして、コレット詰まりが生じている場合に
は、ステップ４３が実行されることにより駆動用モータ
が停止し、手動による清掃等のエラー処理を行った後、
再びフローチャートのステップ３０以降の処理が実行さ
れる。なお、上記ステップ４２でコレット詰まりが生じ
ていないと判定された場合には、ステップ４３が実行さ
れることなく、吸着コレットが初期位置に戻された後、
再び上記ステップ３０以降の処理が実行される。

【００７８】また、フローチャートにおける上記ステッ
プ３９，４０が実行された結果、吸着コレット３の吸着
部２に詰まりが生じている場合には、ステップ４４，４
５，４６が実行される。このステップ４４，４５，４６
における各処理は、上記ステップ４１，４２，４３の処
理と同一であるのでその説明を省略する。

【００７９】なお、上記実施例は、半導体チップ１３の
吸着保持状態の判定並びにコレット詰まりの判定を、光
学的手段により検出して行うようにしたものであるが、
これに代えて、上記いずれか一方または双方の判定を、
負圧検出手段（圧力検出センサ）５からの信号に基づい
て上記例示の動作と同様にして行うこともできる。この
場合には、図５に示す各しきい値の設定は、Ｓ１とＳ２
を設定できるにとどまるとともに、応答性や保全性の面
では上記光学的手段よりも劣るが、本願発明の趣旨を逸
脱するものではない。

【００８０】さらに、上記実施例は、半導体チップ１３
としてＬＥＤチップを使用した場合を一例として説明し
たものであるが、これ以外の半導体チップであってもチ
ップ本体が光過性を有するものであって、かつその吸着
保持状態と光過量との間に何らかの相関を有するもので
あれば、上記光学的手段を同様にして適用可能である。

【００８１】また、トランジスタ等の構成要素であるチ
ップのように光過性を有しないものであっても、上記負
圧利用手段であれば同様にして適用可能である。但し、
その微妙な吸着保持状態の悪化を認識するには、この負
圧利用手段は上記光学的手段よりも劣るものであるが、
本願発明の趣旨を逸脱するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るピックアップ検査装置の実施例
を示すものであり、その基本的構成を示す概略図であ
る。

【図２】上記ピックアップ検査装置の実施例を詳細に示
す制御システム図である。

【図３】上記ピックアップ検査装置のマイクロコンピュ
ータへの信号の入力形態の他の例を示す要部制御システ
ム図である。

【図４】上記ピックアップ検査装置を使用して判定を行
う場合のしきい値を示すグラフである。

【図５】上記ピックアップ検査装置を使用して判定を行
う場合のしきい値を示すグラフである。

【図６】上記ピックアップ検査装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図７】上記ピックアップ検査装置の判定の対象である
２種類の半導体チップを示す拡大斜視図である。

【図８】従来におけるピックアップ検査装置の吸着コレ
ットを示す要部拡大縦断面図である。

【図９】従来におけるピックアップ検査装置の動作の一
例を示す要部概略正面図である。

【符号の説明】

１ ピックアップ検査装置 ２ 吸着部 ３ 吸着コレット ５ 負圧検出手段 １０ 光量検出手段 １２ しきい値設定手段 １３ 半導体チップ １４ ピックアップ状態判定手段 １５ 吸着詰まり状態判定手段 Ｒ１ しきい値 Ｓ１ しきい値 Ｓ２ しきい値 Ｓ３ しきい値 Ｓ４ しきい値 ｔ１ 第１の領域 ｔ２ 第２の領域 Ｔ 第３の領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前工程位置でピックアップした半導体チ
   ップを吸着保持して次工程位置まで搬送する吸着コレッ
   トと、上記半導体チップの非吸着時に上記吸着コレット
   の吸着部に詰まりが生じているか否かを判定する吸着詰
   まり状態判定手段と、上記半導体チップに対するピック
   アップ動作の完了後に上記吸着コレットにその半導体チ
   ップが正確に吸着保持されているか否かを判定するピッ
   クアップ状態判定手段と、を備えた半導体チップのピッ
   クアップ検査装置であって、 上記吸着詰まり状態判定手段および上記ピックアップ状
   態判定手段は、上記吸着コレットの吸着部を透過する光
   量を検出する光量検出手段からの信号に基づいてそれぞ
   れの判定を行うように構成されているとともに、上記吸
   着詰まり状態判定手段が上記吸着コレットに詰まりが生
   じているか否かを判定する際の第１のしきい値と、上記
   ピックアップ状態判定手段が上記ピックアップされた半
   導体チップが正確に吸着保持されているか否かを判定す
   る際の第２のしきい値とを、相互に独立した値として設
   定したことを特徴とする、半導体チップのピックアップ
   検査装置。
2. 【請求項２】 上記吸着詰まり状態判定手段が上記第１
   のしきい値を基準として上記吸着コレットに詰まりが生
   じていないと判定する第１の領域と、上記ピックアップ
   状態判定手段が上記第２のしきい値を基準として上記ピ
   ックアップされた半導体チップが正確に吸着保持されて
   いると判定する第２の領域との間に、上記両判定手段が
   上記吸着コレットに詰まりが生じておりかつ上記半導体
   チップが正確に保持されていないと判定する第３の領域
   を介在させたことを特徴とする、請求項１に記載の半導
   体チップのピックアップ検査装置。
3. 【請求項３】 上記吸着コレットが半導体チップをピッ
   クアップして吸着保持した状態で前工程位置から次工程
   位置まで搬送する往路と、上記吸着コレットが半導体チ
   ップを吸着保持していない状態で次工程位置から前工程
   位置まで帰還する復路との両経路の途中位置に、上記光
   量検出手段を配置するとともに、上記往路の途中位置で
   上記ピックアップ状態判定手段が判定を行い、上記復路
   の途中位置で上記吸着詰まり状態判定手段が判定を行う
   ように構成したことを特徴とする、請求項１または２に
   記載の半導体チップのピックアップ検査装置。
4. 【請求項４】 上記光量検出手段に代えて、上記吸着コ
   レットの吸着部に作用する吸着保持用の負圧を検出する
   負圧検出手段を備えるとともに、上記吸着詰まり状態判
   定手段および上記ピックアップ状態判定手段は、上記負
   圧検出手段からの信号に基づいてそれぞれの判定を行う
   ように構成されていることを特徴とする、請求項１、２
   または３に記載の半導体チップのピックアップ検査装
   置。
5. 【請求項５】 前工程位置でピックアップした半導体チ
   ップを次工程位置まで搬送する吸着コレットと、この吸
   着コレットに上記半導体チップが正確に吸着保持されて
   いるか否かを判定するピックアップ状態判定手段と、を
   備えた半導体チップのピックアップ検査装置であって、 上記ピックアップ状態判定手段は、上記吸着コレットの
   吸着部を透過する光量を検出する光量検出手段からの信
   号に基づいて判定を行うように構成されているととも
   に、上記ピックアップ状態判定手段が上記ピックアップ
   された半導体チップが正確に吸着保持されているか否か
   を判定する際のしきい値が、異なる２以上の値として設
   定されていることを特徴とする、半導体チップのピック
   アップ検査装置。