説明

電子素子を検査・回転させる装置

本発明は、電子素子、特に、フリップチップを検査および回転させるための装置に関する。電子素子は、構成要素(14)を含み、この構成要素(14)は、被回転位置(17)において回転式に装着され、電子素子を回転させるために使用される。第1の受容部(19)が、構成要素(14)の外側に固定されて、キャリヤ(14)の単一の電子素子を受け入れ、構成要素(14)を回転動作(15・16、15a)中動かないようにする。第2の受容部(20)が、回転点(17)に対して第1の受容部(19)と反対側の構成要素(14)の外側の面に配置されて、構成要素(14)が180°回転(15・16)すると、キャリヤ(11)にそれぞれ面する。また、貫通開口部(28)は、構成要素(14)の、受容部(19)と受容部(20)との間に配置されて、この配置は、構成要素(14)が90°または270°回転(15・16)すると、貫通開口部(28)がキャリヤ(11)に面するように行われる。本発明は、電子素子、特に、フリップチップを検査し回転させる方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子素子、特にフリップチップを検査し回転させるための装置および方法に関し、請求項1および7の前文によって、回動部が、電子素子を回転させる回動点に取り付けられ、単一の電子素子を支持体からピックアップして回動部の回転動作中保持し続けるための第1のピックアップ要素が、回動部の外側に固定される。
【背景技術】
【0002】
フリップチップの原理に基づく方法について、伸長させ得るキャリヤシート上に置かれるウエハに配列された半導体チップなどの、相互に切り離されたサンドイッチ構造の個々の電子素子部品が、このキャリヤシートからピックアップされ、回転させられ、すなわち裏返されて、次のダイボンドまたはダイ選別のために被回転場所に載せられることが知られている。この目的のために、まず、針部、いわゆるダイイジェクタでキャリヤシートの裏側から単一のチップを外し、前方または上方から前進させる真空ピペットなどのピックアップ要素により搬送する。このために、通常、真空ピペットをフリップツールとして、回動点周りを回動する部分のフリップヘッドに配置し、回動部を180°回転させている間、選択されたチップを保持し続ける。180°回転させた後、ピックアップおよび配置要素により、このように回転させたチップを裏側でピックアップして、この回転状態のチップを所望の位置、例えば、スマートカードモジュール内に搬送する。
【0003】
ピックアップ前に、支持体上になお配置されている個々のチップの表面の傷の有無を検査するために、同時にピックアップ前に適正位置にあるかを検査し得るように、第1の光学装置、例えばカメラを、ウエハの検査のために回動部の上方に配置する。光学的な接続ラインがウエハ表面に垂直に立ち上がり、第1の光学装置とウエハ表面との間にチップがあることは、最適化された検査のために重要であるので、カメラを直接、ピックアップするチップの上方に配置する。この理由のために、いわゆるウエハ検査を行い得るように、チップをピックアップする前に必ず、垂直に延びる光学的な接続ラインから外へ回動部を回転させる必要がある。
【0004】
これによって、各フリップチップのために方法シーケンス連続して行うことになる。まず、カメラを使用して、ピックアップされるチップの表面を検査する必要がある。次に、光学的な接続ラインへフリップヘッドを回転させて、フリップヘッドに取り付けられた真空ピペットを使用してチップを上面でピックアップする。ここで、光学的な接続ラインの範囲外に回転軸が配置された回動部によって、チップを180°回転させて、フリップヘッドが光学的な接続ラインの範囲外に回転した位置になるようにする。カメラの形態の第2の光学装置によりチップの位置をさらに検査することにより、裏返されたチップの裏返しの位置ずれのデータを供給する。次に、裏返したまたは回転させたチップを、配置ヘッドの形態の配置装置へ搬送し、転送された補正値に基づいて裏返しの位置ずれの補正を行う。
【0005】
このような連続したステップのシーケンスによって、チップを検査し回転させるプロセス全体にかかる時間が長くなり、よって、デバイスのスループットが減少する。よって、作動コストが上がる結果にもなる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0006】
よって、本発明は、電子素子部品、特にフリップチップを回転させる回動部を使用して、電子素子を検査し回転させる装置および方法を提供する目的に基づいており、本装置および方法によって、時間およびコストが削減される。請求項1の特徴に係る装置に関連して、また請求項7に係る方法に関連して、この目的が達成される。
【0007】
本発明の必須の事項は、フリップチップなどの電子素子を検査し回転させる装置であって、電子素子を回転させる回動点に取り付けられた回動部を有する装置において、その部分の外側には、回転動作中に支持体から単一の素子を取り上げ保持するための第1のピックアップ要素が固定され、また、回動点に対して第1のピックアップ要素と反対側の外側には、第2のピックアップ要素が配置され、各場合において、1つのピックアップ要素は、その部分が180°回転する度に支持体に対向するように配置される。その部分は、回動部が90°から270°回転すると貫通開口部が支持体に対向するような、貫通開口部をピックアップ要素同士の間にさらに有する。このように、垂直に配列された貫通開口部に基づいて、支持体上に配置されている別のチップの表面を検査するように、回動部の上方に配置された第1の光学装置と、支持体上に配置されている別のチップの適正位置との間の光学的な接続ラインをまず90°回転させた後、回動部が180°回転している間に、第1のチップは、例えば、真空ピペットとして形成された第1のピックアップ要素により支持体からピックアップされ、そのチップは、回動部の上方を移動し得るように配置された配置装置に載せることができ、チップは、180°回転した後そのときまで回転されている。同時に、同様に真空ピペットとして形成し得る第2のピックアップ要素がウエハの面の上方に配置されているので、第2のピックアップ要素により、支持体から別の素子をピックアップする。続いて、回動部を逆方向に180°回転させると、上述のプロセスがさらに行われる。
【0008】
ウエハを検査し、チップをピックアップし載せること、およびチップを回転させ別のチップをピックアップすることも、本発明により形成された回動部を180°一回転させる間に行われるので、これにより、かなり時間が節約される。これにより、全体としてかなり装置のスループットが増し、よって、装置の作動コストが低減する。
【0009】
好ましい実施形態によれば、第1のピックアップ要素が、回動部の第1の突出部に、第2のピックアップ要素が第2の突出部に固定される。貫通開口部が、それらの突出部同士の間に長い側面の1つが開口した貫通チャネルとして形成され得る。この結果、真空ピペットを回動部に最適に固定するだけでなく、フライス加工プロセスにより貫通チャネルを簡単に製造することもでき、よって、経済的に製造し得る。さらに、回動部をこのような設計にすると、貫通チャネルの方向に垂直に延びる回転軸線が、貫通チャネル内の第1の光学装置への視野を遮らない配置になる。
【0010】
第2の光学装置は、すでに回転し載せられたチップの適正位置を検査するためのカメラの形態で配置されることが好ましく、その目的は、裏返しの位置ずれを測定し、チップの位置を補正するための補正データを配置装置に送ることである。
【0011】
第1の光学装置は、第1の光学装置と、支持体上に配置されており検査されるチップとの間の光学的な接続ライン内へ貫通開口部を回転または旋回させた後、所定の時間遅延して作動する。回動部とともに突出部が回転することにより画像が部分的に不鮮明になることを、確実に回避できる。
【0012】
別の好ましい実施形態は、サブクレームから明らかになるだろう。
【0013】
利点および好都合なことは、図面に関連して以下の説明から分かる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
図1の概略正面図から分かるように、これまでの先行技術によれば、回動部3は、ダイイジェクタ2により、ここに示していないが個々の半導体チップをウエハまたは支持体1から切り離すために使用する。この回動部3は、回転軸が図面の面内に突出してこの部分の左手端部において回動点4を形成するように設計することにより、第1の光学装置7とウエハ面との間の光学的な接続ラインを外れて、ピックアップ要素6に配置されたフリップヘッド5を内外へ回動させ得る。フリップヘッドの実線は、ピックアップされるチップのピックアップまたはピック位置を示し、またフリップヘッド5の点線は、ピックアッププロセスの後、配置装置8上へ載せるまたは配置する位置を示す。配置装置8は、同様に、例えば真空ピペットの形態のピックアップ要素9を有し、このピックアップ要素9は、例えば配置装置8を移動させることにより、回転させたチップをスマートカードモジュール内に配置することを目的とする。
【0015】
この種の回動部には、1つの物に対してピックアップ要素が1つしかなく、別の物に対しては、既述の連続した方法を順番に行う必要があり、これは、時間の浪費となる。
【0016】
図2に、本発明の実施形態に係る、半導体チップを検査および回転させるための装置を概略正面図で示す。この図において分かることは、ウエハ面11aから各半導体チップがダイイジェクタ12により下から上へ放出される、ウエハおよび関連の支持体11の上方において、回動部14が、回動点17の周りにおける回転15、16を行うように配置され、この回動点17は、ピックアップされるチップの上方にあることである。両方向矢印13により示すように、ウエハは、支持体11とともに、XまたはY方向に移動させ得る。
【0017】
回動部14は、側面突出部18aおよび18bに、例えば、真空ピペットの形態の逆向きのピックアップ要素19、20を2つ有しており、これらのピックアップ要素によって、同時に半導体チップを2つピックアップし載せることができる。第2の真空ピペット20が別の半導体チップを配置装置21に載せている間に、第1の真空ピペット19が、支持体11から半導体チップをピックアップし、この配置装置21には、例えば、別の真空ピペット22を備え付け得る。配置装置21は、次に、両方向矢印24により示すように、横に移動される。
【0018】
ほぼ同時に、回動部14は、今回は前の回転とは逆方向に、回動軸17の周りを回転し、90°回転した後、回動部14に配置されているがここには図示していない貫通開口部が、視覚チャネル23aを作り出し、この視覚チャネル23aは、回動部14を通ってウエハで覆われた支持体11の面11aに垂直に、別の半導体チップまで延びる。
【0019】
この視覚チャネルは、支持体11上のこれからピックアップする別の半導体チップを、第1の光学装置23により短時間記録するために使用され、この第1の光学装置23は、別の半導体チップの表面および適正位置を検査するためのカメラとして形成されている。
【0020】
回動部14が180°の回転を終えると、さらに90°回転して、別の半導体チップのピックアップが、第2の真空ピペット22により行われる。
【0021】
すでに回転したチップの裏返しの位置ずれを検査するための第2の光学装置25が、吊りカメラ上のダイの形態で配置される。裏返しの位置ずれがあった場合、この装置が、対応の補正データを計算し、これを自己調整型の配置要素21に送る。配置要素21は、次にチップをインデクサ26内に載せ、その位置が、別のカメラ27により検査される。
【0022】
図3の斜視図に、電子素子を検査および回転させるための、本発明に係る装置の構成としてあり得る回動部14の実施形態を示す。図から分かるように、回動部には、ここには示していない回転軸を収めるための孔が回動点17に設けられており、回転軸の周りを回動部14が回転する。
【0023】
側面として形成された突出部18aおよび18bは、ここには示していないピックアップ要素を収容し取り付けるために使用され、これらのピックアップ要素は、例えば、真空ピペットとして形成し得る。
【0024】
貫通開口部28は、この場合貫通チャネルとして形成され、この貫通チャネルは、1つの長い側面が開口し回動部に簡単にフライス加工される。
【0025】
図4の回動部の側面図から分かるように、回動部14は、穿孔29内に配置された回転軸の周りを回転中に、突出部18aと突出部18bとの間の間隔を、最大の検査用窓にし得る。この間隔は、例えば、約20mmであり得る。回動部14が90°の設定を超えてさらに回転すると、検査用窓は、再度狭まり、回動部14の180°の設定で完全になくなる。
【0026】
本発明に係る装置の機能を簡略化した概略正面図を図5に示す。カメラ23と支持体11との間に配置され、ここに詳細には図示していない回動部の他の特徴には、貫通開口部28が含まれ、この貫通開口部は、回路15aを動く。
【0027】
貫通開口部28の位置が垂直になると、これは、ここには図示していないピックアップ要素が水平方向に並ぶことを意味し、カメラ23から、支持体11から外される半導体チップまでの、光学的な接続ライン23aが定められ得る。貫通開口部28が光学的な接続ライン23a内へこのように少し回転する範囲内において、外される半導体チップの面および位置が、短時間記録される。矢印15により示すように、反時計回りの方向にこの部分をさらに回転させると、ここには図示していないピックアップ要素が、外されるチップに曲線を描いて動いてそのチップをピックアップし得る。その部分は、次に、逆方向に、すなわち矢印16により示すように時計回りに180°回転する。
【0028】
図6には、貫通開口部28を伴って形成された回動部14の回転中におけるカメラ23の有効測定または検査領域の概略図がある。矢印33および34により示すように、回動部および貫通開口部を、反時計回り(参照符号31)に、また時計回り(参照符号32)に合計360°回転させるためには、その回動部を約90°の設定にして、有効検査領域35および36が形成される。
【0029】
貫通孔を、カメラとウエハとの間の光学的な接続ライン内へ回転させる際に、不鮮明な画像を生じさせないために、カメラは、角度部37および38により示すように、約10msec遅延して作動する。
【0030】
本明細書に開示した全ての特徴は、先行技術の観点から別個にまたは組み合わされて新規である限り、本発明の本質的特徴としてクレームする。本明細書に開示する全ての特徴は、別個にまたは組み合わされて、本発明の本質的特徴とみなされる。これらの変形が、当業者には分かる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】先行技術に係る、半導体チップを検査および回転させる装置の概略正面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る、半導体チップを検査および回転させる装置の概略正面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る、半導体チップを検査および回転させる装置のための回動部の斜視図である。
【図4】図3に示す回動部の概略側面図である。
【図5】本発明に係る方法の原理を示す概略正面図である。
【図6】左右に回転する回動部の貫通孔のための領域を検査する様子を示す概略図である。
【符号の説明】
【0032】
1、11: 支持体
2、12: ダイイジェクタ
3: 回動部
4、17: 回動点
5: フリップヘッド
6: ピックアップ要素
7、23: ウエハ光学カメラ
8: 配置装置
9: ピックアップ要素
11a: 支持体面
13: 支持体の移動方向
14: 回動部
15、15a、16: 回転動作
18a、18b: 第1および第2の突出部
19: 第1のピックアップ要素
20: 第2のピックアップ要素
21: 配置装置
22: 真空ピペット
23: カメラ
23a: 光学的な接続ライン
24: 配置装置の移動方向
25: 吊りカメラ上のダイ
26: インデクサ
27: 配置用光学カメラ
28: 貫通チャネル
29: 穿孔
30: 検査窓の最大の大きさ
31、32: 回動部の全回転
33、34: 回転方向
35、36: 検査領域
37、38: 角度部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子素子、特にフリップチップを検査し回転させるための装置であって、前記電子素子を回転させるための回動部(14)が、回動点(17)に取り付けられ、前記回動部(14)の外側には、単一の電子素子を支持体(14)から取り上げ前記回動部(14)の回転動作(15・16、15a)中に保持するための第1のピックアップ要素(19)が、固定され、
第2のピックアップ要素(20)が、前記回動点(17)に対して前記第1のピックアップ要素(19)と反対側の前記回動部(14)の外側に配置され、この配置は、前記回動部(14)が180°回転(15・16)するごとに、1つのピックアップ要素(19、20)が、支持体(11)に対向するように行われること、および
前記回動部(14)において、貫通開口部(28)が、前記ピックアップ要素(19、20)同士の間に配置され、この配置は、前記回動部(14)が90°または270°回転(15・16)して、前記貫通開口部(28)が前記支持体(11)に対向するように行われること、
を特徴とする装置。
【請求項2】
前記第1のピックアップ要素(19)が、第1の突出部(18a)に取り付けられ、前記第2のピックアップ要素(20)が、前記回動部(14)の第2の突出部(18b)に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記貫通開口部(28)は、前記突出部(18a、18b)同士の間に、1つの長い側面が開口した貫通チャネル(28)として形成されることを特徴とする請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記支持体(11)に面する前記回動部(14)の1つの側には、前記支持体(11)上に配置されている前記電子素子の面および適正位置を、ピックアップ前に、光学的に検査するための第1の光学装置(23)が、配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の装置。
【請求項5】
前記貫通開口部(28)は、前記回動部(14)の回転動作(15・16)中において、前記第1の光学装置(23)と前記支持体(11)上に配置されている電子素子との間の光学的な接続が可能になるように形成されることを特徴とする請求項4に記載の装置。
【請求項6】
回転し載せられる電子素子の適正位置を検査するための第2の光学装置(25)を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の装置。
【請求項7】
電子素子、特にフリップチップを検査および回転させる方法であって、回動部(14)に配置された第1のピックアップ要素(19)により、支持体(11)上においてサンドイッチ構造にされている前記複数の電子素子から、前記電子素子を別々にピックアップし、回転位置にし、前記回動部(14)は、前記支持体(11)上に配置されている単一の素子の前記面および適正位置を検査するための第1の光学装置(23)と、前記支持体(11)との間に配置可能である方法であって、
前記回動部(14)を180°回転(15・16)中に、前記支持体(11)上に配置されている単一の電子素子を、前記第1のピックアップ要素(19)によりピックアップするステップと、
前記光学装置(23)と前記回動部(14)に配置された貫通開口部(28)とにより、前記支持体(11)上に配置されている別の電子素子の面および適正位置を検査するステップと、
前記回動部(14)を180°回転(15・16)させた後、前記第1のピックアップ要素(19)により保持された前記電子素子を配置装置(21)に載せるステップと、
同時に、前記回動部(14)の前記第1のピックアップ要素(19)と反対の外側に配置された第2のピックアップ要素(20)により、前記支持体(11)上に配置されているさらに別個の電子素子をさらにピックアップするステップと、
を行う方法。
【請求項8】
180°の回転(15)を行った後、他の方向への180°の回転(16)が行われることを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項9】
第2の光学装置(25)により、回転し載せられた素子の適正位置が、搬送中にまたは搬送後に、検査され、調節されることを特徴とする請求項7または8に記載の方法。
【請求項10】
前記第1の光学装置(23)は、前記第1の光学装置(23)となお前記支持体(11)上に配置されている前記電子素子との間の光学的な接続ライン(23a)内へ前記貫通開口部(28)を回転させた後、所定の時間の遅延(37、38)を伴って、作動することを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2007−524852(P2007−524852A)
【公表日】平成19年8月30日(2007.8.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−552596(P2006−552596)
【出願日】平成17年1月31日(2005.1.31)
【国際出願番号】PCT/EP2005/050388
【国際公開番号】WO2005/078768
【国際公開日】平成17年8月25日(2005.8.25)
【出願人】(505412568)ミュールバウアー アーゲー (10)
【Fターム(参考)】