半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法
【課題】この発明は不良チップをピックアップせず、良品チップだけを確実にピックアップできるピックアップ装置を提供することにある。
【解決手段】半導体ウエハを照明する光源４４と、半導体ウエハの各チップを撮像する撮像カメラ４３と、撮像カメラによってチップを撮像するとき、光源によって半導体ウエハを照明する照明光の光量を、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる設定部４２及び演算処理部４７と、光量が制御された照明光によって半導体ウエハを照射して撮像カメラで撮像し、撮像カメラの撮像信号を閾値と比較してチップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する制御装置４１の判定部４８具備する。
【解決手段】半導体ウエハを照明する光源４４と、半導体ウエハの各チップを撮像する撮像カメラ４３と、撮像カメラによってチップを撮像するとき、光源によって半導体ウエハを照明する照明光の光量を、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる設定部４２及び演算処理部４７と、光量が制御された照明光によって半導体ウエハを照射して撮像カメラで撮像し、撮像カメラの撮像信号を閾値と比較してチップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する制御装置４１の判定部４８具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は多数の半導体チップにダイシングされた半導体ウエハから、良品チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハから作られたチップを基板に実装する場合、たとえばフリップチップ方式の実装装置が使用される。この実装装置はチップ供給部を有し、このチップ供給部のＸ・Ｙテーブル上には多数のチップにダイシングされた半導体ウエハが供給される。
【０００３】
上記半導体ウエハは上記Ｘ・Ｙテーブルによって駆動され、ピックアップされる予定のチップがピックアップ位置に位置決めされる。ピックアップ位置に位置決めされたチップは上記供給部の上方に配置された撮像カメラによって撮像される。
【０００４】
ダイシングされた半導体ウエハには、通常、周辺部に回路パターンが形成されずに光をほぼ全反射するミラーチップがあり、他の部分には良品チップ及び検査時に不良品と判定されてインクによって不良マークが付された不良チップが混在する。上記インクにはチップの表面よりも光の反射率が低い色、たとえば黒色のインクなどが用いられる。
【０００５】
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップが上記撮像カメラによって撮像され、その撮像に基いて良品チップであると判定されると、その良品チップは突き上げピンによって突き上げられてピックアップツールでピックアップされる。そして、ピックアップツールから実装ツールに受け渡されて上記基板に実装されることになる。
【０００６】
ところで、撮像カメラによってチップを撮像する際、その撮像が確実に行えるようにするため、ピックアップ位置に位置決めされたチップはその周辺部のチップとともに照明手段からの照明光によって照明される。
【０００７】
ピックアップ位置に位置決めされたチップが不良マークが付された不良チップであって、この不良チップの近くにミラーチップがある場合、照明手段の照明光が不良チップとミラーチップの両方を照明するということがある。
【０００８】
その場合、ミラーチップから照明光が反射するから、不良チップを撮像したときにミラーチップからの反射光が撮像手段に入射するということがある。そのような場合、不良チップの輝度がこの不良チップに付された不良マークとともに高くなる。つまり、不良マークの輝度がチップの良否を判定する判定部に設定された閾値よりも高くなる。
【０００９】
そのため、上記判定部では上記撮像カメラの画像によって上記チップに付された不良マークが判別できず、不良チップを良品チップと判定し、不良チップをピックアップしてしまうということがある。
【００１０】
そこで、従来は、不良チップを確実に認識できるようにするため、撮像カメラからの画像を処理する際、２つの輝度の閾値を設定するようにしている。つまり、第１の閾値は不良チップに付された不良マークを適正に認識できる値で、第２の閾値は不良チップに付された不良マークは認識できないが、ミラーチップを認識できるレベル値に設定される。
【００１１】
さらに、ミラーチップにも不良マークを付すようにし、これら不良マークのサイズの閾値を設定するようにしている。つまり、不良チップに付された不良マークよりも小さいサイズを第１のマークサイズ閾値とし、ミラーチップに付された不良マークのサイズよりも大きいサイズを第２のマークサイズ閾値として設定する。
【００１２】
そして、撮像カメラによって撮像されたチップの画像を、上記４つの閾値と比較することで、撮像されたチップが良品チップであるか否かを判定し、良品チップだけをピックアップできるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６４７０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、撮像カメラによって撮像されたチップが良品であるか否かを、２つの輝度の閾値と、２つのマークサイズ閾値を用いて判定するようにすると、チップの良否の判定が得られるまでの工程数が多くなるから、タクトタイムが長く掛かって生産性の低下を招くということがある。
【００１５】
しかも、２つのマークサイズ閾値を用いてチップの良否を判定するためにはミラーチップにも不良マークを付さなければならないから、そのことによって余計な手間が掛かるということもあった。
【００１６】
この発明は、良品チップの判定を簡単かつ確実に行うことができるようにした半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する照明手段と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって上記チップを撮像するとき、上記照明手段によって上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる光量設定手段と、
この光量設定手段によって光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して上記撮像手段で撮像し、この撮像手段の撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置にある。
【００１８】
上記閾値は、上記半導体ウエハの上記ミラーチップからの反射光の影響を受けない部分のチップが上記照明光によって照射されたときの明るさとほぼ同等のレベルに設定されることが好ましい。
【００１９】
上記照明手段はＬＥＤライトであることが好ましい。
【００２０】
上記半導体ウエハには径方向の周辺部に上記ミラーチップが設けられていて、
上記光量設定手段は上記照明手段による照明が上記半導体ウエハの径方向周辺部から中心部に行くにつれて光量が大きくなるよう設定することが好ましい。
【００２１】
この発明は、良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する工程と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する工程と、
上記チップを撮像するとき、上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる工程と、
光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して撮像し、その撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法にある。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、半導体ウエハを照明する照明光の光量を、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させるようにした。
【００２３】
そのため、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分では、その反射光の影響がない状態で撮像することができるから、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分に良品マークが付された不良チップが存在しても、不良チップを確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態を示すピックアップ装置の正面図。
【図２】図１に示したピックアップ装置の平面図。
【図３】ピックアップ装置の制御系統図。
【図４】（ａ）は良品チップ示す平面図、（ｂ）が不良チップを示す平面図。
【図５】半導体ウエハの一部を拡大して示した図。
【図６】半導体ウエハの径方向に沿う輝度レベルと、この半導体ウエハを照明する照明光の輝度レベルを説明した図。
【図７】良品チップの輝度、不良チップの不良マークの輝度及び閾値との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実装装置としてのフリップチップボンダの側面図、図２は平面図であって、このフリップチップボンダは横断面形状が前後方向に沿って細長い矩形状をなした箱型状の装置本体１を備えている。この装置本体１の前後方向中途部の所定の高さ位置には、所定間隔で平行に離間した搬送手段としての一対のガイドレール２が幅方向に沿って配置されている。
【００２６】
一対のガイドレール２にはリードフレームや樹脂製テープなどの基板Ｗが移動可能に支持される。ガイドレール２に支持された基板Ｗは、図示しない搬送機構によって上記ガイドレール２に沿ってピッチ送りされるようになっている。
【００２７】
図１に示すように上記装置本体１には、カセット３と供給部としての供給テーブル４とが上記ガイドレール２の配置方向に対して直交する、装置本体１の前後方向に沿って配置されている。つまり、カセット３は装置本体１の前端側に設置され、供給テーブル４はガイドレール２よりも装置本体１の前端側で、上記カセット３と上記ガイドレール２との間に設置されている。
【００２８】
上記カセット３は第１の上下駆動機構６によって上下駆動されるカセットテーブル７上に載置されていて、内部には図２に示すように複数（１つのみ図示）のウエハリング８が上下方向に所定間隔で収納保持されている。上記カセット３に収納されたウエハリング８は、このカセット３の一側面から出し入れ可能となっている。
【００２９】
上記ウエハリング８には図示しない樹脂シートが張設されている。この樹脂シートには半導体ウエハ１１が貼着されている。この半導体ウエハ１１は賽の目状にダイシングされて多数のチップ１２となっている。
【００３０】
なお、チップ１２には後述するように良品チップ１２ａ，不良チップ１２ｂ及びミラーチップ１２ｃがあるが、全てのチップを総称してチップ１２とする。
【００３１】
上記供給テーブル４は図１に示すように第２の上下駆動機構１３と、水平駆動機構１４とによってＺ方向及びＸ、Ｙ方向に駆動されるようになっている。なお、供給テーブル４をθ方向に駆動できるようにしてもよい。
【００３２】
上記供給テーブル４は側面形状がＬ字状であって、その垂直な一辺の一側面の幅方向の両端部（一端部のみ図示）には上下方向に所定間隔で離間したそれぞれ一対の受け部１５が設けられ、他側面の幅方向の中央部にはめねじ体１６が設けられている。このめねじ体１６にはねじ軸１７が軸線を垂直にして螺合されている。このねじ軸１７の下端には従動プーリ１８が嵌着されている。
【００３３】
上記水平駆動機構１４はＸ、Ｙ方向に駆動される設置テーブル２１を有し、この設置テーブル２１には上記第２の上下駆動機構１３を構成するガイド体２２が立設されている。このガイド体２２の垂直部の一側面には、上記供給テーブル４に設けられた上記受け部１５がスライド可能に係合する一対のガイドレール２４（一方のみ図示）が上下方向に沿って設けられている。それによって、上記供給テーブル４は上下方向に移動可能になっている。
【００３４】
上記ガイドレール２４の他側面には駆動源２５が設けられている。この駆動源２５の出力軸２５ａには駆動プーリ２５ｂが設けられている。この駆動プーリ２５ｂと上記ねじ軸１７に設けられた上記従動プーリ１８とにはベルト２６が張設されている。それによって、上記駆動源２５が作動して上記ねじ軸１７が回転されれば、その回転方向に応じて上記供給テーブル４が上昇方向或いは下降方向に駆動されるようになっている。
【００３５】
図２に示すように、上記装置本体１内の幅方向一側には上記カセット３に対してウエハリング８を出し入れするための出し入れ装置３１が設けられている。この出し入れ装置３１は上記装置本体１内の幅方向一側に前後方向に沿って設けられたレール３２を有する。このレール３２には可動体３３が移動可能に設けられている。
【００３６】
上記可動体３３は、上記レール３２に設けられたコイルと、上記可動体３３に設けられた磁石（ともに図示せず）とで構成されたリニアモータによって上記レール３２に沿って駆動されるようになっている。
【００３７】
上記可動体３３には図示しない支柱が立設され、この支柱の上端であって、上記ガイドレール２よりの下方の位置にはアーム３５が基端を固定して水平に設けられている。このアーム３５の先端は上記装置本体１の幅方向中央に延出されていて、その先端にはチャック３６が設けられている。それによって、上記チャック３６は装置本体１の幅方向中央部を前後方向に沿って駆動されるようになっている。
【００３８】
上記チャック３６は上記ガイドレール２の下面を通過する高さに設けられ、前進方向である、装置本体１の前方に駆動されると、上記カセット３内に入り込んで、チャック３６と同じ高さに位置決めされたウエハリング８の径方向の一端を挟持できるようになっている。ウエハリング８を挟持したチャック３６は後退方向に駆動され、そのウエハリング８を上記供給テーブル４の上面に供給する。
【００３９】
このとき、供給テーブル４の上面の高さは、上記ガイドレール２の下面を通過する上記チャック３６の下端よりもわずかに低い位置に設定される。つまり、チャック３６を前後方向に駆動できる高さに位置決めされる。
【００４０】
上記供給テーブル４には図１に鎖線で示す開口部３７が形成されていて、この開口部３７と対向する上記供給テーブル４の下面側には突き上げピン３８を有する突き上げ装置３９が配置されている。
【００４１】
上記突き上げピン３８は上下方向に駆動される。それによって、供給テーブル４に上記ウエハリング８を供給載置した状態で、上記突き上げピン３８を上昇方向に駆動すれば、上記ウエハリング８に樹脂シートによって保持された多数のチップ１２のうちの１つが上記突き上げピン３８によって樹脂シートを弾性変形させながら突き上げられる。
【００４２】
上記突き上げ装置３９は固定的に設けられ、この突き上げ装置３９に対して上記供給テーブル４がＸ、Ｙ方向に位置決めされる。つまり、半導体ウエハ１１の多数のチップ１２のうち、ピックアップされるチップ１２は上記突き上げピン３８によって付き上げられるピックアップ位置に順次位置決めされる。
【００４３】
上記半導体ウエハ１１の多数のチップ１２の上記ピックアップ位置に対する位置決めは図３に示す制御装置４１に接続された設定部４２によって設定された位置データに基いて順次行なわれる。
【００４４】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は上記供給テーブル４の上方に配置された撮像手段としての撮像カメラ４３によって撮像される。上記半導体ウエハ１１の上記撮像カメラ４３によって撮像される部分、つまりピックアップされるチップ１２とその周辺部に位置する複数のチップ１２は照明手段としての光源４４からの照明光Ｌ（図１に矢印で示す）によって照明される。図５に上記照明光Ｌによって照射される領域Ｒを鎖線で示す。なお、光源４４としては照明光量が瞬時に変更可能なＬＥＤライトが用いられている。
【００４５】
そして、上記光源４４の照明光量の制御は、上記設定部４２によって設定された位置データに基いて上記ピックアップ位置に位置決めされるチップ１２が半導体ウエハ１１のどの位置にあるかによって、上記制御装置４１の駆動部４５から上記光源４４に出力される駆動信号によって後述するように設定されるようになっている。
【００４６】
この実施の形態では上記設定部４２と上記制御装置４１の駆動部４５によって上記光源４４からの照明光Ｌの光量を設定制御する光量設定手段を構成している。
【００４７】
上記撮像カメラ４３の撮像信号は画像処理部４６でたとえば二値化処理されてデジタル信号に変換された後、上記制御装置４１に設けられた演算処理部４７で処理されてから判定手段としての判定部４８で後述するように上記チップ１２が良品チップであるか、それとも不良チップであるかが判定される。
【００４８】
通常、上記半導体ウエハ１１は図５に拡大して示すように、賽の目状の多数のチップ１２にダイシングされていて、周辺に位置するチップ、この実施の形態では最外周のチップ１２は回路パターンが形成されていなミラーチップ１２ｃとなっていて、他のチップ１２は上記良品チップ１２ａ及び不良チップ１２ｂとなっている。
【００４９】
そして、不良チップ１２ｂにはそのことが上記撮像カメラ４３の撮像信号によって判別できるよう、図４（ｂ）に示すようにチップ１２の地色よりも暗い色のインクによって丸印などの不良マークｍ１が予め付されている。
【００５０】
つまり、半導体ウエハ１１の各チップ１２を検査したときに、不良チップ１２ｂであると判定されたならば、そのチップ１２に不良マークｍ１が付される。さらに、図４（ａ）に示す良品チップ１２ａと図４（ｂ）に示す不良チップ１２ｂのたとえば２つの角部には位置合わせマークｍ２が設けられている。
【００５１】
上記演算処理部４７は、撮像カメラ４３が撮像したチップ１２の位置合わせマークｍ２によってＸ、Ｙ座標を算出し、その算出に基いて上記チップ１２はピックアップ位置に位置決めされるようになっている。そして、上記判定部４８はピックアップ位置に位置決めされた上記チップ１２に不良マークｍがあるか否かを後述するように判定する。つまり、そのチップ１２の良否を判定する。
【００５２】
上記判定部４８によって判定されたチップ１２が不良品チップ１２ｂの場合は突き上げピン３８によって突き上げられず、良品チップ１２ａの場合には突き上げピン３８によって突き上げられるようになっている。この突き上げピン３８が設けられた突き上げ装置３９は図３に示す上記駆動部４５からの駆動信号によって駆動されるようになっている。
【００５３】
上記突き上げピン３８によって突き上げられた良品チップ１２ａはピックアップツール５３によって吸着保持（ピックアップ）される。このピックアップツール５３は支軸５４を支点とする回転方向及びＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動可能となっている。
【００５４】
そして、上記突き上げピン３８によって突き上げられた良品チップ１２ａが上記ピックアップツール５３によってピックアップされると、このピックアップツール５３は支軸５４を支点として図１に矢印θで示す方向に１８０度回転する。
【００５５】
それによって、ピックアップツール５３に保持された良品チップ１２ａは上下方向の向きが逆になるよう反転させられることになる。つまり、良品チップ１２ａはピックアップツール５３によって吸着された面である、回路パターン及びバンプ（ともに図示せず）が形成された面が下向きになる。
【００５６】
ピックアップツール５３によって反転させられた良品チップ１２ａは実装ツール５５に受け渡される。この実装ツール５５は、ガイド体５６に沿ってＸ、Ｙ方向に駆動可能であるとともに、Ｚテーブル５７によってＺ方向に駆動可能となっている。そして、上記ピックアップツール４３から良品チップ１２ａを受けると、この良品チップ１２ａを上記ガイドレール２に保持された上記基板Ｗの上方の実装位置に位置決めする。
【００５７】
ついで、ピックアップツール５３は下降方向に駆動されて良品チップ１２ａを上記基板Ｗに実装する。このとき、基板Ｗの半導体チップ１２が実装される部位の下面はＺ方向に駆動されるバックアップステージ５８によって支持される。
【００５８】
ピックアップ位置に位置決めされる良品チップ１２ａや不良チップ１２ｂを照明する上記光源４４による照明光Ｌの光量の設定は、上記設定部４２によって設定された位置データに基いて行なわれる。
【００５９】
つまり、上記半導体ウエハ１１には図５に示すように周辺部に輝度（照明の反射光の量）の高いミラーチップ１２ｃがあるから、上記半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度曲線は、図６にＡで示すようになっている。つまり、半導体ウエハ１１の周辺部では、輝度曲線Ａのａ１で示すように輝度が半導体ウエハ１１の径方向内方に向かって徐々に低下し、周辺部よりも所定距離径方内方ではａ２で示すようにミラーチップ１２ｃの影響を受けずに一定の輝度となる。
【００６０】
一方、上記光源４４による半導体ウエハ１１の照明は、半導体ウエハ１１の周辺部のミラーチップ１２ｃの近くのチップ１２がミラーチップ１２ｃから受ける反射光の影響が除去されるよう照明光Ｌの光量が上記設定部４２から入力されたデータに基いて制御装置４１の演算処理部で処理され、その処理に基いて上記駆動部４５によって制御される。
【００６１】
上記照明光Ｌの光量は図６に照明曲線Ｂで示す。つまり、照明曲線Ｂは、半導体ウエハ１１の周辺部の良品チップ１２ａや不良チップ１２ｂがミラーチップ１２ｃの反射光の影響を受ける部分では、上記照明曲線Ｂのｂ１で示すようにその影響が除去されるよう照明光Ｌの光量が半導体ウエハ１１の径方向内方に向かうにつれて徐々に低減され、影響がなくなる部分ではｂ２で示すように一定に維持される。
【００６２】
その結果、撮像カメラ４３によって撮像される半導体ウエハ１１の輝度は、ミラーチップ１２ｃの部分、ミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を受ける部分及び影響を受けない部分のどの部分であっても、図６に直線Ｃで示すように半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度曲線Ａと照明曲線Ｂとの輝度の値の平均値となる。上記直線Ｃを輝度平均曲線とする。
【００６３】
上記制御装置４１の判定部４８には、図７にＳで示すように撮像カメラ４３によって撮像されたチップ１２が良品チップ１２ａであるのか、不良チップ１２ｃであるのかを判定するための閾値Ｓが設定される。この閾値Ｓは上記輝度曲線Ａと照明曲線Ｂとの輝度の値の平均値で輝度平均曲線Ｃと同じレベルに設定される。
【００６４】
なお、図６において、輝度曲線Ａのミラーチップ１２ｃの反射光の影響を受けない部分ａ２の輝度に対し、このａ２に対応する照明曲線Ｂの部分ｂ２の輝度をわずかに低くしているが、照明曲線Ｂのｂ２の部分の輝度を輝度曲線Ａのａ２の部分の輝度と同じにしても差し支えない。
【００６５】
つまり、照明光Ｌの輝度は、半導体ウエハ１１の径方向に沿うミラーチップ１２ｃの反射光の影響を打ち消し、その半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度がほぼ一定になるよう設定されていればよい。
【００６６】
なお、上記制御装置４１の駆動部４５は上記光源４４の他に、図３に示す第１の上下駆動機構６、第２の上下駆動機構１３、水平駆動機構１４、及び突き上げ装置３９の駆動を制御するようになっている。
【００６７】
つぎに、上記構成のピックアップ装置によって半導体ウエハ１１から良品チップ１２ａをピックアップする手順を説明する。
【００６８】
制御装置４１は供給テーブル４を駆動し、設定部４２によって予め設定されたピックアップ順序に基いて半導体ウエハ１１の周辺部のチップ１２から順次ピックアップ位置に位置決めする。
【００６９】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２及びその近くのチップは光源４４からの照明光Ｌによって照明され、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は撮像カメラ４３によって撮像される。
【００７０】
上記撮像カメラ４３の撮像信号は画像処理部４６で二値化処理されてから、判定部４８に出力され、ここで閾値Ｓと比較され、上記チップ１２に不良マークｍ１があるか否かが判定される。
【００７１】
不良マークｍ１のない良品チップ１２ａの表面の、上記画像処理部４６で二値化処理されて判定部４８に出力される輝度は図７にＳ１で示すように閾値Ｓよりも高い値である。
【００７２】
一方、不良チップ１２ｂに付された上記不良マークｍ１はチップ１２の地色よりも輝度の低いインクなどによって形成されている。したがって、判定部４８に出力される撮像信号の輝度は図７にＳ２で示すように閾値Ｓよりも小さい。
【００７３】
したがって、上記撮像カメラ４３によって撮像された所定のチップ１２の画像から中心部の輝度を見たとき、その輝度が閾値Ｓよりも低ければ、そのチップ１２は不良マークｍ１が付されていることになる。
つまり、チップ１２は不良チップ１２ｂであると判定され、その不良チップ１２ｂはピックアップされず、つぎのチップ１２がピックアップ位置に位置決めされるよう、半導体ウエハ１１が位置決めされる。
【００７４】
上述したように、上記判定部４８に出力された撮像信号の輝度が閾値Ｓよりも大きければ、そのチップ１２には不良マークｍ１がないことになるから、そのチップ１２は良品チップ１２ａであると判定されてピックアップツール５３によってピックアップされることになる。
【００７５】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２の近くにミラーチップ１２ｃがある場合、照明光Ｌがミラーチップ１２ｃで反射し、その反射光によって上記撮像カメラ４３からの撮像信号の輝度が高くなるということがある。
【００７６】
その場合、判定部４８に出力された撮像信号の輝度が閾値Ｓよりも大きくなるから、不良マークｍ１が付された不良チップ１２ｃであっても、良品チップ１２ａとして判定されてピックアップされる虞がある。
【００７７】
しかしながら、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２を照明する光源４４の照明光Ｌは、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２の近くにミラーチップ１２ｃがあっても、そのミラーチップ１２ｃからの反射光の影響をなくすようにその輝度が設定されている。
【００７８】
つまり、半導体ウエハ１１には通常、その周辺部にミラーチップ１２ｃがあるから、半導体ウエハ１２を照明する照明光Ｌの輝度は、ミラーチップ１２ｃの影響を受ける範囲では半導体ウエハ１１の周辺部から中心部にゆくにつれて低くなるよう設定されている。
【００７９】
そのため、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は、ミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を除去した状態で撮像することができるから、判定部４８での閾値Ｓとの比較に基いてそのチップ１２に不良マークｍ１があるか否かを確実に判定することができる。
【００８０】
その結果、不良チップ１２ｂに不良マークｍ１が付されているか否かを判別できずに、不良チップ１２ｂを良品チップ１２ａと誤認識してピックアップするのを確実に防止することができる。
【００８１】
上記チップ１２が良品チップ１２ａ或いは不良チップ１２ｂのいずれであるかの判定を、撮像カメラ４３からの撮像信号を判定部４８に設定された１つの閾値Ｓと比較することで行うことができるようにしている。そのため、上記チップ１２の良否の判定を迅速に、しかも簡単なシステムで確実に行うことが可能となる。
【００８２】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２が良品チップ１２ａ或いは不良チップ１２ｂのいずれであるかを判定する際、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２を照明する光源４４からの照明光Ｌの光量を制御して照明するようにしたことで、その判定がミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を受けないようにした。
【００８３】
つまり、半導体ウエハ１１を照明する照明光Ｌの光量を、ミラーチップ１１ｃからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させるようにしたから、ミラーチップ１１ｃからの反射光の影響を簡単かつ確実に除去することができる。
【００８４】
上記光源４４にＬＥＤライトを用いるようにしている。ＬＥＤライトは照明光Ｌの光量の設定を瞬時に、しかも確実に行うことができるから、このことによっても半導体ウエハＷの径方向に沿う照明光Ｌの光量の制御を簡単かつ確実に行うことが可能となる。
【００８５】
上記一実施の形態では半導体ウエハの周辺にミラーチップがある場合を例に挙げて説明したが、周辺以外にもミラーチップを設けることがあり、そのような場合であっても、そのミラーチップの近くであって、そのミラーチップからの反射光の影響を受けるチップをピックアップ位置に位置決めしてピックアップするとき、そのチップを照明する照明光の光量をミラーチップからの反射光の影響を受けないチップの輝度と同じになるよう制御すればよい。
【００８６】
また、上記一実施の形態では半導体ウエハ周辺部を照明する照明光の光量を、中心部を照明する光量に比べて低くなるよう制御するとともに、判定部に１つの閾値を設定し、その閾値と撮像信号の輝度を制御してミラーチップからの反射光の影響を受けるチップが良品チップと不良チップのいずれであるかを判定するようにした。
【００８７】
しかしながら、それに代わって半導体ウエハを径方向全長にわたって同じ光量の照明光で照明するとともに、判定部に設定される閾値を、ピックアップ位置に位置決めされたチップがミラーチップからの反射光の影響を受けているか否かに応じて上記閾値の値を制御することでチップの良否を判定することもきる。
【００８８】
また、上記実施の形態では、実装装置はフリップチップボンダを例に挙げて説明したが、フリップチップボンダの他にウエハリングに貼られたシート上の半導体ウエハをピックアップしてチップを基板に供給する装置、すなわちダイボンダやインナーリードボンダにもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１…半導体ウエハ、１２…チップ、１２ａ…良品チップ、１２ｂ…不良チップ、１２ｃ…ミラーチップ、３８…突き上げピン、３９…突き上げ装置、４１…制御装置、４２…設定部、４３…撮像カメラ（撮像手段）、４４…光源、４６…画像処理部、４７…演算処理部、４８…判定部、５３…ピックアップツール。
【技術分野】
【０００１】
この発明は多数の半導体チップにダイシングされた半導体ウエハから、良品チップをピックアップする半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハから作られたチップを基板に実装する場合、たとえばフリップチップ方式の実装装置が使用される。この実装装置はチップ供給部を有し、このチップ供給部のＸ・Ｙテーブル上には多数のチップにダイシングされた半導体ウエハが供給される。
【０００３】
上記半導体ウエハは上記Ｘ・Ｙテーブルによって駆動され、ピックアップされる予定のチップがピックアップ位置に位置決めされる。ピックアップ位置に位置決めされたチップは上記供給部の上方に配置された撮像カメラによって撮像される。
【０００４】
ダイシングされた半導体ウエハには、通常、周辺部に回路パターンが形成されずに光をほぼ全反射するミラーチップがあり、他の部分には良品チップ及び検査時に不良品と判定されてインクによって不良マークが付された不良チップが混在する。上記インクにはチップの表面よりも光の反射率が低い色、たとえば黒色のインクなどが用いられる。
【０００５】
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップが上記撮像カメラによって撮像され、その撮像に基いて良品チップであると判定されると、その良品チップは突き上げピンによって突き上げられてピックアップツールでピックアップされる。そして、ピックアップツールから実装ツールに受け渡されて上記基板に実装されることになる。
【０００６】
ところで、撮像カメラによってチップを撮像する際、その撮像が確実に行えるようにするため、ピックアップ位置に位置決めされたチップはその周辺部のチップとともに照明手段からの照明光によって照明される。
【０００７】
ピックアップ位置に位置決めされたチップが不良マークが付された不良チップであって、この不良チップの近くにミラーチップがある場合、照明手段の照明光が不良チップとミラーチップの両方を照明するということがある。
【０００８】
その場合、ミラーチップから照明光が反射するから、不良チップを撮像したときにミラーチップからの反射光が撮像手段に入射するということがある。そのような場合、不良チップの輝度がこの不良チップに付された不良マークとともに高くなる。つまり、不良マークの輝度がチップの良否を判定する判定部に設定された閾値よりも高くなる。
【０００９】
そのため、上記判定部では上記撮像カメラの画像によって上記チップに付された不良マークが判別できず、不良チップを良品チップと判定し、不良チップをピックアップしてしまうということがある。
【００１０】
そこで、従来は、不良チップを確実に認識できるようにするため、撮像カメラからの画像を処理する際、２つの輝度の閾値を設定するようにしている。つまり、第１の閾値は不良チップに付された不良マークを適正に認識できる値で、第２の閾値は不良チップに付された不良マークは認識できないが、ミラーチップを認識できるレベル値に設定される。
【００１１】
さらに、ミラーチップにも不良マークを付すようにし、これら不良マークのサイズの閾値を設定するようにしている。つまり、不良チップに付された不良マークよりも小さいサイズを第１のマークサイズ閾値とし、ミラーチップに付された不良マークのサイズよりも大きいサイズを第２のマークサイズ閾値として設定する。
【００１２】
そして、撮像カメラによって撮像されたチップの画像を、上記４つの閾値と比較することで、撮像されたチップが良品チップであるか否かを判定し、良品チップだけをピックアップできるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６４７０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、撮像カメラによって撮像されたチップが良品であるか否かを、２つの輝度の閾値と、２つのマークサイズ閾値を用いて判定するようにすると、チップの良否の判定が得られるまでの工程数が多くなるから、タクトタイムが長く掛かって生産性の低下を招くということがある。
【００１５】
しかも、２つのマークサイズ閾値を用いてチップの良否を判定するためにはミラーチップにも不良マークを付さなければならないから、そのことによって余計な手間が掛かるということもあった。
【００１６】
この発明は、良品チップの判定を簡単かつ確実に行うことができるようにした半導体チップのピックアップ装置及びピックアップ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する照明手段と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって上記チップを撮像するとき、上記照明手段によって上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる光量設定手段と、
この光量設定手段によって光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して上記撮像手段で撮像し、この撮像手段の撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置にある。
【００１８】
上記閾値は、上記半導体ウエハの上記ミラーチップからの反射光の影響を受けない部分のチップが上記照明光によって照射されたときの明るさとほぼ同等のレベルに設定されることが好ましい。
【００１９】
上記照明手段はＬＥＤライトであることが好ましい。
【００２０】
上記半導体ウエハには径方向の周辺部に上記ミラーチップが設けられていて、
上記光量設定手段は上記照明手段による照明が上記半導体ウエハの径方向周辺部から中心部に行くにつれて光量が大きくなるよう設定することが好ましい。
【００２１】
この発明は、良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する工程と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する工程と、
上記チップを撮像するとき、上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる工程と、
光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して撮像し、その撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法にある。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、半導体ウエハを照明する照明光の光量を、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させるようにした。
【００２３】
そのため、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分では、その反射光の影響がない状態で撮像することができるから、ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分に良品マークが付された不良チップが存在しても、不良チップを確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態を示すピックアップ装置の正面図。
【図２】図１に示したピックアップ装置の平面図。
【図３】ピックアップ装置の制御系統図。
【図４】（ａ）は良品チップ示す平面図、（ｂ）が不良チップを示す平面図。
【図５】半導体ウエハの一部を拡大して示した図。
【図６】半導体ウエハの径方向に沿う輝度レベルと、この半導体ウエハを照明する照明光の輝度レベルを説明した図。
【図７】良品チップの輝度、不良チップの不良マークの輝度及び閾値との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は実装装置としてのフリップチップボンダの側面図、図２は平面図であって、このフリップチップボンダは横断面形状が前後方向に沿って細長い矩形状をなした箱型状の装置本体１を備えている。この装置本体１の前後方向中途部の所定の高さ位置には、所定間隔で平行に離間した搬送手段としての一対のガイドレール２が幅方向に沿って配置されている。
【００２６】
一対のガイドレール２にはリードフレームや樹脂製テープなどの基板Ｗが移動可能に支持される。ガイドレール２に支持された基板Ｗは、図示しない搬送機構によって上記ガイドレール２に沿ってピッチ送りされるようになっている。
【００２７】
図１に示すように上記装置本体１には、カセット３と供給部としての供給テーブル４とが上記ガイドレール２の配置方向に対して直交する、装置本体１の前後方向に沿って配置されている。つまり、カセット３は装置本体１の前端側に設置され、供給テーブル４はガイドレール２よりも装置本体１の前端側で、上記カセット３と上記ガイドレール２との間に設置されている。
【００２８】
上記カセット３は第１の上下駆動機構６によって上下駆動されるカセットテーブル７上に載置されていて、内部には図２に示すように複数（１つのみ図示）のウエハリング８が上下方向に所定間隔で収納保持されている。上記カセット３に収納されたウエハリング８は、このカセット３の一側面から出し入れ可能となっている。
【００２９】
上記ウエハリング８には図示しない樹脂シートが張設されている。この樹脂シートには半導体ウエハ１１が貼着されている。この半導体ウエハ１１は賽の目状にダイシングされて多数のチップ１２となっている。
【００３０】
なお、チップ１２には後述するように良品チップ１２ａ，不良チップ１２ｂ及びミラーチップ１２ｃがあるが、全てのチップを総称してチップ１２とする。
【００３１】
上記供給テーブル４は図１に示すように第２の上下駆動機構１３と、水平駆動機構１４とによってＺ方向及びＸ、Ｙ方向に駆動されるようになっている。なお、供給テーブル４をθ方向に駆動できるようにしてもよい。
【００３２】
上記供給テーブル４は側面形状がＬ字状であって、その垂直な一辺の一側面の幅方向の両端部（一端部のみ図示）には上下方向に所定間隔で離間したそれぞれ一対の受け部１５が設けられ、他側面の幅方向の中央部にはめねじ体１６が設けられている。このめねじ体１６にはねじ軸１７が軸線を垂直にして螺合されている。このねじ軸１７の下端には従動プーリ１８が嵌着されている。
【００３３】
上記水平駆動機構１４はＸ、Ｙ方向に駆動される設置テーブル２１を有し、この設置テーブル２１には上記第２の上下駆動機構１３を構成するガイド体２２が立設されている。このガイド体２２の垂直部の一側面には、上記供給テーブル４に設けられた上記受け部１５がスライド可能に係合する一対のガイドレール２４（一方のみ図示）が上下方向に沿って設けられている。それによって、上記供給テーブル４は上下方向に移動可能になっている。
【００３４】
上記ガイドレール２４の他側面には駆動源２５が設けられている。この駆動源２５の出力軸２５ａには駆動プーリ２５ｂが設けられている。この駆動プーリ２５ｂと上記ねじ軸１７に設けられた上記従動プーリ１８とにはベルト２６が張設されている。それによって、上記駆動源２５が作動して上記ねじ軸１７が回転されれば、その回転方向に応じて上記供給テーブル４が上昇方向或いは下降方向に駆動されるようになっている。
【００３５】
図２に示すように、上記装置本体１内の幅方向一側には上記カセット３に対してウエハリング８を出し入れするための出し入れ装置３１が設けられている。この出し入れ装置３１は上記装置本体１内の幅方向一側に前後方向に沿って設けられたレール３２を有する。このレール３２には可動体３３が移動可能に設けられている。
【００３６】
上記可動体３３は、上記レール３２に設けられたコイルと、上記可動体３３に設けられた磁石（ともに図示せず）とで構成されたリニアモータによって上記レール３２に沿って駆動されるようになっている。
【００３７】
上記可動体３３には図示しない支柱が立設され、この支柱の上端であって、上記ガイドレール２よりの下方の位置にはアーム３５が基端を固定して水平に設けられている。このアーム３５の先端は上記装置本体１の幅方向中央に延出されていて、その先端にはチャック３６が設けられている。それによって、上記チャック３６は装置本体１の幅方向中央部を前後方向に沿って駆動されるようになっている。
【００３８】
上記チャック３６は上記ガイドレール２の下面を通過する高さに設けられ、前進方向である、装置本体１の前方に駆動されると、上記カセット３内に入り込んで、チャック３６と同じ高さに位置決めされたウエハリング８の径方向の一端を挟持できるようになっている。ウエハリング８を挟持したチャック３６は後退方向に駆動され、そのウエハリング８を上記供給テーブル４の上面に供給する。
【００３９】
このとき、供給テーブル４の上面の高さは、上記ガイドレール２の下面を通過する上記チャック３６の下端よりもわずかに低い位置に設定される。つまり、チャック３６を前後方向に駆動できる高さに位置決めされる。
【００４０】
上記供給テーブル４には図１に鎖線で示す開口部３７が形成されていて、この開口部３７と対向する上記供給テーブル４の下面側には突き上げピン３８を有する突き上げ装置３９が配置されている。
【００４１】
上記突き上げピン３８は上下方向に駆動される。それによって、供給テーブル４に上記ウエハリング８を供給載置した状態で、上記突き上げピン３８を上昇方向に駆動すれば、上記ウエハリング８に樹脂シートによって保持された多数のチップ１２のうちの１つが上記突き上げピン３８によって樹脂シートを弾性変形させながら突き上げられる。
【００４２】
上記突き上げ装置３９は固定的に設けられ、この突き上げ装置３９に対して上記供給テーブル４がＸ、Ｙ方向に位置決めされる。つまり、半導体ウエハ１１の多数のチップ１２のうち、ピックアップされるチップ１２は上記突き上げピン３８によって付き上げられるピックアップ位置に順次位置決めされる。
【００４３】
上記半導体ウエハ１１の多数のチップ１２の上記ピックアップ位置に対する位置決めは図３に示す制御装置４１に接続された設定部４２によって設定された位置データに基いて順次行なわれる。
【００４４】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は上記供給テーブル４の上方に配置された撮像手段としての撮像カメラ４３によって撮像される。上記半導体ウエハ１１の上記撮像カメラ４３によって撮像される部分、つまりピックアップされるチップ１２とその周辺部に位置する複数のチップ１２は照明手段としての光源４４からの照明光Ｌ（図１に矢印で示す）によって照明される。図５に上記照明光Ｌによって照射される領域Ｒを鎖線で示す。なお、光源４４としては照明光量が瞬時に変更可能なＬＥＤライトが用いられている。
【００４５】
そして、上記光源４４の照明光量の制御は、上記設定部４２によって設定された位置データに基いて上記ピックアップ位置に位置決めされるチップ１２が半導体ウエハ１１のどの位置にあるかによって、上記制御装置４１の駆動部４５から上記光源４４に出力される駆動信号によって後述するように設定されるようになっている。
【００４６】
この実施の形態では上記設定部４２と上記制御装置４１の駆動部４５によって上記光源４４からの照明光Ｌの光量を設定制御する光量設定手段を構成している。
【００４７】
上記撮像カメラ４３の撮像信号は画像処理部４６でたとえば二値化処理されてデジタル信号に変換された後、上記制御装置４１に設けられた演算処理部４７で処理されてから判定手段としての判定部４８で後述するように上記チップ１２が良品チップであるか、それとも不良チップであるかが判定される。
【００４８】
通常、上記半導体ウエハ１１は図５に拡大して示すように、賽の目状の多数のチップ１２にダイシングされていて、周辺に位置するチップ、この実施の形態では最外周のチップ１２は回路パターンが形成されていなミラーチップ１２ｃとなっていて、他のチップ１２は上記良品チップ１２ａ及び不良チップ１２ｂとなっている。
【００４９】
そして、不良チップ１２ｂにはそのことが上記撮像カメラ４３の撮像信号によって判別できるよう、図４（ｂ）に示すようにチップ１２の地色よりも暗い色のインクによって丸印などの不良マークｍ１が予め付されている。
【００５０】
つまり、半導体ウエハ１１の各チップ１２を検査したときに、不良チップ１２ｂであると判定されたならば、そのチップ１２に不良マークｍ１が付される。さらに、図４（ａ）に示す良品チップ１２ａと図４（ｂ）に示す不良チップ１２ｂのたとえば２つの角部には位置合わせマークｍ２が設けられている。
【００５１】
上記演算処理部４７は、撮像カメラ４３が撮像したチップ１２の位置合わせマークｍ２によってＸ、Ｙ座標を算出し、その算出に基いて上記チップ１２はピックアップ位置に位置決めされるようになっている。そして、上記判定部４８はピックアップ位置に位置決めされた上記チップ１２に不良マークｍがあるか否かを後述するように判定する。つまり、そのチップ１２の良否を判定する。
【００５２】
上記判定部４８によって判定されたチップ１２が不良品チップ１２ｂの場合は突き上げピン３８によって突き上げられず、良品チップ１２ａの場合には突き上げピン３８によって突き上げられるようになっている。この突き上げピン３８が設けられた突き上げ装置３９は図３に示す上記駆動部４５からの駆動信号によって駆動されるようになっている。
【００５３】
上記突き上げピン３８によって突き上げられた良品チップ１２ａはピックアップツール５３によって吸着保持（ピックアップ）される。このピックアップツール５３は支軸５４を支点とする回転方向及びＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動可能となっている。
【００５４】
そして、上記突き上げピン３８によって突き上げられた良品チップ１２ａが上記ピックアップツール５３によってピックアップされると、このピックアップツール５３は支軸５４を支点として図１に矢印θで示す方向に１８０度回転する。
【００５５】
それによって、ピックアップツール５３に保持された良品チップ１２ａは上下方向の向きが逆になるよう反転させられることになる。つまり、良品チップ１２ａはピックアップツール５３によって吸着された面である、回路パターン及びバンプ（ともに図示せず）が形成された面が下向きになる。
【００５６】
ピックアップツール５３によって反転させられた良品チップ１２ａは実装ツール５５に受け渡される。この実装ツール５５は、ガイド体５６に沿ってＸ、Ｙ方向に駆動可能であるとともに、Ｚテーブル５７によってＺ方向に駆動可能となっている。そして、上記ピックアップツール４３から良品チップ１２ａを受けると、この良品チップ１２ａを上記ガイドレール２に保持された上記基板Ｗの上方の実装位置に位置決めする。
【００５７】
ついで、ピックアップツール５３は下降方向に駆動されて良品チップ１２ａを上記基板Ｗに実装する。このとき、基板Ｗの半導体チップ１２が実装される部位の下面はＺ方向に駆動されるバックアップステージ５８によって支持される。
【００５８】
ピックアップ位置に位置決めされる良品チップ１２ａや不良チップ１２ｂを照明する上記光源４４による照明光Ｌの光量の設定は、上記設定部４２によって設定された位置データに基いて行なわれる。
【００５９】
つまり、上記半導体ウエハ１１には図５に示すように周辺部に輝度（照明の反射光の量）の高いミラーチップ１２ｃがあるから、上記半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度曲線は、図６にＡで示すようになっている。つまり、半導体ウエハ１１の周辺部では、輝度曲線Ａのａ１で示すように輝度が半導体ウエハ１１の径方向内方に向かって徐々に低下し、周辺部よりも所定距離径方内方ではａ２で示すようにミラーチップ１２ｃの影響を受けずに一定の輝度となる。
【００６０】
一方、上記光源４４による半導体ウエハ１１の照明は、半導体ウエハ１１の周辺部のミラーチップ１２ｃの近くのチップ１２がミラーチップ１２ｃから受ける反射光の影響が除去されるよう照明光Ｌの光量が上記設定部４２から入力されたデータに基いて制御装置４１の演算処理部で処理され、その処理に基いて上記駆動部４５によって制御される。
【００６１】
上記照明光Ｌの光量は図６に照明曲線Ｂで示す。つまり、照明曲線Ｂは、半導体ウエハ１１の周辺部の良品チップ１２ａや不良チップ１２ｂがミラーチップ１２ｃの反射光の影響を受ける部分では、上記照明曲線Ｂのｂ１で示すようにその影響が除去されるよう照明光Ｌの光量が半導体ウエハ１１の径方向内方に向かうにつれて徐々に低減され、影響がなくなる部分ではｂ２で示すように一定に維持される。
【００６２】
その結果、撮像カメラ４３によって撮像される半導体ウエハ１１の輝度は、ミラーチップ１２ｃの部分、ミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を受ける部分及び影響を受けない部分のどの部分であっても、図６に直線Ｃで示すように半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度曲線Ａと照明曲線Ｂとの輝度の値の平均値となる。上記直線Ｃを輝度平均曲線とする。
【００６３】
上記制御装置４１の判定部４８には、図７にＳで示すように撮像カメラ４３によって撮像されたチップ１２が良品チップ１２ａであるのか、不良チップ１２ｃであるのかを判定するための閾値Ｓが設定される。この閾値Ｓは上記輝度曲線Ａと照明曲線Ｂとの輝度の値の平均値で輝度平均曲線Ｃと同じレベルに設定される。
【００６４】
なお、図６において、輝度曲線Ａのミラーチップ１２ｃの反射光の影響を受けない部分ａ２の輝度に対し、このａ２に対応する照明曲線Ｂの部分ｂ２の輝度をわずかに低くしているが、照明曲線Ｂのｂ２の部分の輝度を輝度曲線Ａのａ２の部分の輝度と同じにしても差し支えない。
【００６５】
つまり、照明光Ｌの輝度は、半導体ウエハ１１の径方向に沿うミラーチップ１２ｃの反射光の影響を打ち消し、その半導体ウエハ１１の径方向に沿う輝度がほぼ一定になるよう設定されていればよい。
【００６６】
なお、上記制御装置４１の駆動部４５は上記光源４４の他に、図３に示す第１の上下駆動機構６、第２の上下駆動機構１３、水平駆動機構１４、及び突き上げ装置３９の駆動を制御するようになっている。
【００６７】
つぎに、上記構成のピックアップ装置によって半導体ウエハ１１から良品チップ１２ａをピックアップする手順を説明する。
【００６８】
制御装置４１は供給テーブル４を駆動し、設定部４２によって予め設定されたピックアップ順序に基いて半導体ウエハ１１の周辺部のチップ１２から順次ピックアップ位置に位置決めする。
【００６９】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２及びその近くのチップは光源４４からの照明光Ｌによって照明され、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は撮像カメラ４３によって撮像される。
【００７０】
上記撮像カメラ４３の撮像信号は画像処理部４６で二値化処理されてから、判定部４８に出力され、ここで閾値Ｓと比較され、上記チップ１２に不良マークｍ１があるか否かが判定される。
【００７１】
不良マークｍ１のない良品チップ１２ａの表面の、上記画像処理部４６で二値化処理されて判定部４８に出力される輝度は図７にＳ１で示すように閾値Ｓよりも高い値である。
【００７２】
一方、不良チップ１２ｂに付された上記不良マークｍ１はチップ１２の地色よりも輝度の低いインクなどによって形成されている。したがって、判定部４８に出力される撮像信号の輝度は図７にＳ２で示すように閾値Ｓよりも小さい。
【００７３】
したがって、上記撮像カメラ４３によって撮像された所定のチップ１２の画像から中心部の輝度を見たとき、その輝度が閾値Ｓよりも低ければ、そのチップ１２は不良マークｍ１が付されていることになる。
つまり、チップ１２は不良チップ１２ｂであると判定され、その不良チップ１２ｂはピックアップされず、つぎのチップ１２がピックアップ位置に位置決めされるよう、半導体ウエハ１１が位置決めされる。
【００７４】
上述したように、上記判定部４８に出力された撮像信号の輝度が閾値Ｓよりも大きければ、そのチップ１２には不良マークｍ１がないことになるから、そのチップ１２は良品チップ１２ａであると判定されてピックアップツール５３によってピックアップされることになる。
【００７５】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２の近くにミラーチップ１２ｃがある場合、照明光Ｌがミラーチップ１２ｃで反射し、その反射光によって上記撮像カメラ４３からの撮像信号の輝度が高くなるということがある。
【００７６】
その場合、判定部４８に出力された撮像信号の輝度が閾値Ｓよりも大きくなるから、不良マークｍ１が付された不良チップ１２ｃであっても、良品チップ１２ａとして判定されてピックアップされる虞がある。
【００７７】
しかしながら、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２を照明する光源４４の照明光Ｌは、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２の近くにミラーチップ１２ｃがあっても、そのミラーチップ１２ｃからの反射光の影響をなくすようにその輝度が設定されている。
【００７８】
つまり、半導体ウエハ１１には通常、その周辺部にミラーチップ１２ｃがあるから、半導体ウエハ１２を照明する照明光Ｌの輝度は、ミラーチップ１２ｃの影響を受ける範囲では半導体ウエハ１１の周辺部から中心部にゆくにつれて低くなるよう設定されている。
【００７９】
そのため、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２は、ミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を除去した状態で撮像することができるから、判定部４８での閾値Ｓとの比較に基いてそのチップ１２に不良マークｍ１があるか否かを確実に判定することができる。
【００８０】
その結果、不良チップ１２ｂに不良マークｍ１が付されているか否かを判別できずに、不良チップ１２ｂを良品チップ１２ａと誤認識してピックアップするのを確実に防止することができる。
【００８１】
上記チップ１２が良品チップ１２ａ或いは不良チップ１２ｂのいずれであるかの判定を、撮像カメラ４３からの撮像信号を判定部４８に設定された１つの閾値Ｓと比較することで行うことができるようにしている。そのため、上記チップ１２の良否の判定を迅速に、しかも簡単なシステムで確実に行うことが可能となる。
【００８２】
ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２が良品チップ１２ａ或いは不良チップ１２ｂのいずれであるかを判定する際、ピックアップ位置に位置決めされたチップ１２を照明する光源４４からの照明光Ｌの光量を制御して照明するようにしたことで、その判定がミラーチップ１２ｃからの反射光の影響を受けないようにした。
【００８３】
つまり、半導体ウエハ１１を照明する照明光Ｌの光量を、ミラーチップ１１ｃからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させるようにしたから、ミラーチップ１１ｃからの反射光の影響を簡単かつ確実に除去することができる。
【００８４】
上記光源４４にＬＥＤライトを用いるようにしている。ＬＥＤライトは照明光Ｌの光量の設定を瞬時に、しかも確実に行うことができるから、このことによっても半導体ウエハＷの径方向に沿う照明光Ｌの光量の制御を簡単かつ確実に行うことが可能となる。
【００８５】
上記一実施の形態では半導体ウエハの周辺にミラーチップがある場合を例に挙げて説明したが、周辺以外にもミラーチップを設けることがあり、そのような場合であっても、そのミラーチップの近くであって、そのミラーチップからの反射光の影響を受けるチップをピックアップ位置に位置決めしてピックアップするとき、そのチップを照明する照明光の光量をミラーチップからの反射光の影響を受けないチップの輝度と同じになるよう制御すればよい。
【００８６】
また、上記一実施の形態では半導体ウエハ周辺部を照明する照明光の光量を、中心部を照明する光量に比べて低くなるよう制御するとともに、判定部に１つの閾値を設定し、その閾値と撮像信号の輝度を制御してミラーチップからの反射光の影響を受けるチップが良品チップと不良チップのいずれであるかを判定するようにした。
【００８７】
しかしながら、それに代わって半導体ウエハを径方向全長にわたって同じ光量の照明光で照明するとともに、判定部に設定される閾値を、ピックアップ位置に位置決めされたチップがミラーチップからの反射光の影響を受けているか否かに応じて上記閾値の値を制御することでチップの良否を判定することもきる。
【００８８】
また、上記実施の形態では、実装装置はフリップチップボンダを例に挙げて説明したが、フリップチップボンダの他にウエハリングに貼られたシート上の半導体ウエハをピックアップしてチップを基板に供給する装置、すなわちダイボンダやインナーリードボンダにもこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１１…半導体ウエハ、１２…チップ、１２ａ…良品チップ、１２ｂ…不良チップ、１２ｃ…ミラーチップ、３８…突き上げピン、３９…突き上げ装置、４１…制御装置、４２…設定部、４３…撮像カメラ（撮像手段）、４４…光源、４６…画像処理部、４７…演算処理部、４８…判定部、５３…ピックアップツール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する照明手段と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって上記チップを撮像するとき、上記照明手段によって上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる光量設定手段と、
この光量設定手段によって光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して上記撮像手段で撮像し、この撮像手段の撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
【請求項２】
上記閾値は、上記半導体ウエハの上記ミラーチップからの反射光の影響を受けない部分のチップが上記照明光によって照射されたときの明るさとほぼ同等のレベルに設定されることを特徴とする請求項１記載のピックアップ装置。
【請求項３】
上記照明手段はＬＥＤライトであることを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項４】
上記半導体ウエハには径方向の周辺部に上記ミラーチップが設けられていて、
上記光量設定手段は上記照明手段による照明が上記半導体ウエハの径方向周辺部から中心部に行くにつれて光量が大きくなるよう設定することを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項５】
良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する工程と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する工程と、
上記チップを撮像するとき、上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる工程と、
光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して撮像し、その撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
【請求項１】
良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する照明手段と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する撮像手段と、
この撮像手段によって上記チップを撮像するとき、上記照明手段によって上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる光量設定手段と、
この光量設定手段によって光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して上記撮像手段で撮像し、この撮像手段の撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する判定手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ装置。
【請求項２】
上記閾値は、上記半導体ウエハの上記ミラーチップからの反射光の影響を受けない部分のチップが上記照明光によって照射されたときの明るさとほぼ同等のレベルに設定されることを特徴とする請求項１記載のピックアップ装置。
【請求項３】
上記照明手段はＬＥＤライトであることを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項４】
上記半導体ウエハには径方向の周辺部に上記ミラーチップが設けられていて、
上記光量設定手段は上記照明手段による照明が上記半導体ウエハの径方向周辺部から中心部に行くにつれて光量が大きくなるよう設定することを特徴とする請求項１記載の半導体チップのピックアップ装置。
【請求項５】
良品チップの他にミラーチップ及び不良マークつきの不良チップを有する半導体ウエハから、上記良品チップを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、
上記半導体ウエハを照明する工程と、
上記半導体ウエハの各チップを撮像する工程と、
上記チップを撮像するとき、上記半導体ウエハを照明する照明光の光量を、上記ミラーチップからの反射光の影響を受ける部分ではその影響の度合に応じて影響を受けない部分よりも減少させる工程と、
光量が制御された照明光によって上記半導体ウエハを照射して撮像し、その撮像信号を閾値と比較して上記チップが良品チップ或いは不良チップであるかを判定する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップのピックアップ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７４８４６（Ｐ２０１２−１７４８４６Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４５３３（Ｐ２０１１−３４５３３）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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