JP2004153050A

JP2004153050A - 半導体チップのピックアップ位置認識方法および装置

Info

Publication number: JP2004153050A
Application number: JP2002317190A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Miki; 研一三木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP4351837B2

Abstract

【課題】ピックアップ動作の効率向上を可能にした半導体チップのピックアップ位置認識方法および装置を提供すること。
【解決手段】ウエハー上で分割された複数個の半導体チップ１をＩＴＶカメラ６により撮像するステップと、このステップにより得られた画像情報を画像処理部８で処理することにより、任意の１つの良品チップに対してピックアップ位置決めを行うステップと、このステップにより位置決めされた前記良品チップのマウントヘッド２によるピックアップ動作中に、このピックアップされたチップ以外の前記半導体チップの良品判別を行うステップと、このステップによって判別された他の良品チップの位置情報を決定するステップと、とを具備している。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体の良品チップをウエハーからピックアップする半導体チップのピックアップ認識方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体チップのピックアップ認識方法および装置について図５乃至図６により説明する。図５は、従来の半導体チップ用のダイボンダ装置の構成を示すブロック図で、個々に分離された半導体チップ１がマウントヘッド２により透明樹脂シート３からピックアップされる。透明樹脂シート３にはウエハーが個々のチップ１に切断された状態で貼りつけられており、貼りつけた後、透明樹脂シート３を引き伸ばすことにより個々の半導体チップ１に分離される。
【０００３】
そして、透明樹脂シート３はＸ−Ｙ方向に移動可能なＸ―Ｙステージ４上に、支柱５を介して固定されており、さらに、その上面にはＩＴＶカメラ６と照明装置７とが設置されている。
【０００４】
このうち、ＩＴＶカメラ６は撮像した画像を処理する画像処理部８に接続されており、また、この画像処理部８の出力はＸ―Ｙステージ制御部９に接続されている。画像処理部８からは補正量を表す情報がＸ―Ｙステージ制御部９に送信され、この情報によりＸ−Ｙステージ４はピックアップ位置に移動される。
そして、この位置が補正されたＸ−Ｙステージ４に対してマウントヘッド２が動作し、半導体チップ１がウエハーからピックアップされる。
【０００５】
なお、前記画像処理部８には、半導体チップ１のピックアップ優先順位を指示するテーブル、良品ぺレット記憶テーブルおよびそれらの位置記憶テーブル等が設けられている。
【０００６】
このようなシステム制御構成において、従来の処理動作を図６について説明する。図６は、従来の動作処理手順を示したフローチャートで、同図において、まず、マウントヘッド２（図５）がピックアップ位置のカメラ撮像視野から退避した時点で、ＩＴＶカメラ６（図５）で透明樹脂シート３（図５）に貼り付けられている少なくとも３×３ケの半導体チップ１を撮像して（ステップＳ６−１）、画像を画像処理部８（図５）のメモリーに格納する（ステップＳ６−２）。
【０００７】
次に、画像処理部８が有するピックアップの優先順位テーブルと良品ぺレット記憶テーブルおよび位置記憶テーブルとを用いて、良品ペレットのピックアップ移動につれて認識範囲内に収まった複数ペレットの形状判別と位置検出および配列計算等を行い、そのデータを得る。これらのデータは良品ペレットの座標値として画像処理部８のペレット記憶テーブルに記憶され、また、画像処理部８の位置記憶テーブルには、認識範囲内の良品ペレットがピックアップペレットの位置を基準とした位置ズレ量で記憶される。
【０００８】
そして、既に、認識された良品ペレットをすべて記憶させたペレット記憶テーブルと認識範囲内の良品ペレットを記憶させた位置記憶テーブルとを参照して、各良品ペレットのピックアップ位置までのズレ量を算出する（ステップＳ６−３）。
【０００９】
この算出したズレ量にしたがってＸ−Ｙステージ４（図５）を移動させ（ステップＳ６−４）、ピックアップ位置に引き込んだ後、ＩＴＶカメラ６の取り込みを行う（ステップＳ６−５）。
【００１０】
さらに、画像処理部８ではピックアップ位置からのズレ量が算出され、ＩＴＶカメラ６の取り込み位置がピックアップ位置の許容範囲内かどうかを判定し（ステップＳ６−６）、その判定結果が半導体チップ１の許容範囲であればピックアップを行う（ステップＳ６−９）。
【００１１】
一方、許容範囲外であれば再度Ｘ−Ｙ方向の移動を行い（ステップＳ６−８）、次ぎのペレット要求後（ステップＳ６−１０）、ＩＴＶカメラ６の取り込み（ステップＳ６−２）に戻る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来技術では、次のような問題が発生していた。第１に、半導体チップ１のピックアップが完了した後、マウントヘッド２がそのピックアップ位置からＩＴＶカメラ６による入力視野外まで退避させる間、画像入力ができないため、装置の動作時間、すなわち、タクトを遅くしていた。
【００１３】
第２に、カメラの視野に入らない位置に退避したマウントヘッド２は、ピックアップ位置の位置決め完了時からピックアップ位置に戻すことになるため、動作時間に無駄が生じていた。
【００１４】
第３に、マウントヘッド２がピックアップ位置に到達したことをＩＴＶカメラで撮像して確認していたため、１個のチップをピックアップするまでに、２回の画像取り込みが必要であった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、これらの問題を解決し、迅速にピックアップ動作を行うことができ、それによってタクトを短縮でき半導体チップのピックアップ位置認識方法および装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法は、ウエハー上で分割された複数個の半導体チップを撮像するステップと、このステップにより得られた画像情報を処理することにより、任意の１つの良品チップに対してピックアップ位置決めを行うステップと、このステップにより位置決めされた前記良品チップのピックアップ動作中に、このピックアップされたチップ以外の前記半導体チップの良品判別を行うステップと、このステップによって判別された他の良品チップの位置情報を決定するステップと、を具備することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記複数個の半導体チップを撮像するステップは、少なくとも３×３ケのチップを同時に撮像することを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記半導体チップのピックアップ動作中、前記画像情報に含まれ、前記ピックアップ位置決めされた良品チップ以外のチップで良品と判断された半導体チップの位置を算出してこれを記憶するステップとをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記良品チップのピックアップ動作中に、前記撮像画面内のピックアップ位置の良品チップ周辺の他の良品チップの一つを次にピックアップすべき良品チップとして選択するステップをさらに備えることを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前期入力画面内に他の良品チップがないときに、前記記憶した良品チップの位置を検索し、検出された良品チップまでの移動量を前記ピックアップ動作のために発行するステップをさらに備えることを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記任意の良品チップのピックアップ位置決めステップにより得られた位置を予め定められた位置決め許容量と比較し、許容範囲内か否かを判定する許容範囲判定ステップと、このステップにより許容範囲外と判定されたとき、前記ピックアップ位置の補正移動量を算定して記憶するステップと、このステップにより記憶された補正移動量を前記他の良品チップの位置情報に加算することにより前記他の良品チップ位置への移動量を算出するステップとをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記許容範囲判定ステップにより許容範囲内と判定されたとき、補正移動量を算定することなく、ピックアップ許可信号を発行することを特徴とするものである。
【００２３】
さらに、本発明の半導体チップのピックアップ位置認識方法においては、前記補正量発行時の送信コマンドの種類により、ピックアップツールをピックアップ直前の位置まで移動させるか、或いは、カメラの干渉しない位置に移動させるのかをマシンに通知することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の半導体チップのピックアップ位置認識装置は、ウエハー上で分割された複数個の半導体チップを撮像する手段と、このステップにより得られた画像情報を処理することにより、任意の１つの良品チップに対してピックアップ位置決めを行う手段と、このステップにより位置決めされた前記良品チップのピックアップ動作中に、このピックアップされたチップ以外の前記半導体チップの良品判別を行う手段と、このステップによって判別された他の良品チップの位置情報を決定する手段と、を具備することを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１乃至図４について説明する。図１は本発明による実施形態の動作手順を示したフローチャート、図２乃至図３は本実施形態による良品チップの画像撮像処理を示した画像処理ウインドの画面１４の表示内容を示す図である。このうち、図２にはｎ＋１番目からｎ＋３番目の各良品チップ１０乃至１２と、ＩＴＶカメラ６からの取り込み画像であるｎ番目の良品チップ１３とが表示されている。また、図３にはｎ番目の良品チップ１３が取り込まれた後のｎ＋１番目からｎ＋３番目の良品チップ１０乃至１２が表示されている。
【００２６】
図１において、まず、ｎ番目の良品チップ１３（図２）のピックアップ直前の画像を撮像して（ステップＳ１−２）、ピックアップ領域に存在する良品チップ１３の位置決めを行い（ステップＳ１−３）、予め画像処理部８（図５）に設定しておいた位置決め許容量と比較する（ステップＳ１−４）。
【００２７】
その結果、許容範囲内であれば、ピックアップ許可信号を発行する（ステップＳ１−６）と共に、その画像を用いて、ピックアップ動作中にピックアップ位置以外にある半導体チップの良否判別を２段階のサーチ、すなわち、概略サーチしてから（ステップＳ１−７）、次いで詳細サーチ（ステップＳ１−８）して良否判別を行い、その中の良品チップの角度ならびに位置等を検出しておく。
【００２８】
そして、最初のチップのピックアップが終了した時点で、Ｘ−Ｙステージ制御部９（図５）は次のチップの位置決め要求コマンドを受信し、先のピックアップ動作中に求めておいた位置および角度等を発行して（ステップＳ１−１）、Ｘ−Ｙステージ４（図５）の移動を行なう。
【００２９】
このＸ−Ｙステージ４の移動が完了すると、ステージ移動完了信号が画像処理部８（図５）内の認識装置（不図示）に送信され、画像処理部８がこのステージ移動完了信号を受信すると、ＩＴＶカメラ６（図５）によるチップ撮像が行われる（ステップＳ１−３）。
【００３０】
このように、本発明では、ピックアップ位置への到達確認をＩＴＶカメラ６による撮像で行う必要がなくなり、ＩＴＶカメラ６による画像取り込みは１回で済み、その分位置決めに要する時間を大幅に短縮させることが出来る。
【００３１】
これらの一連の動作手順をタイムチャートで示したのが図４である。同図において、Ｎ番目の良品チップ位置の移動量が画像処理部８（図５）によってＸ−Ｙステージ４（図５）およびマウントヘッド２等のマシン（Ｍ／Ｃ）に発行されると、Ｘ−Ｙステージ４はＮ番目の良品チップのピックアップ位置に移動する。
【００３２】
このＸ−Ｙステージ４の移動が完了すると、Ｘ−Ｙステージ移動量完了信号が画像処理部８に発行され、また、ＩＴＶカメラ６による半導体チップの画像取り込みが行われ、次いで、Ｎ番目の良品チップの位置確認が行われる。
【００３３】
この位置確認が行われると、Ｎ番目良品チップのピックアップ許可信号が発行され、Ｎ番目良品チップのピックアップおよびマウント動作が開始される。
【００３４】
このＮ番目良品チップのピックアップおよびマウント動作中に、次のＮ＋１番目の良品チップ位置の移動量が発行され、以下、Ｎ番目の時と同じ動作手順でＮ＋１番目の良品チップのピックアップおよびマウント動作が行われる。
【００３５】
ここで、さらに、図２乃至図３の撮像例を用いて本実施形態によるズレ量の補正動作を説明すると、例えば、ｎ−１番目（不図示）の良品チップのマウント動作中にｎ番目の良品チップの画像が入力されたとする。この場合、まず、この入力された画像を用いて、正規化相関等の手法によりｎ番目の良品チップの詳細サーチを行い、位置の算出を行う。
【００３６】
次に、ピックアップ位置にある良品チップの検出位置を予め設定しておいた位置決め許容量と比較し、その結果、許容範囲外である時は、そのズレ量を算出して、マシン（Ｍ／Ｃ）側のＸ−Ｙステージ制御部９（図５）にＸ−Ｙステージ４（図５）の移動量を発行する。
【００３７】
例えば、算出したズレ量が現在位置からＸ方向＋５画素、Ｙ方向−２画素で、位置決め許容範囲が１画素以内とすると、このズレ量は許容範囲を超えているので、Ｘ−Ｙステージ制御部９に対して、Ｘ方向−５画素およびＹ方向＋２画素の移動量を発行する、そのとき、Ｘ−Ｙステージ制御部９にはこの発行した移動量を記憶しておく。
【００３８】
一方、算出した移動量が許容範囲以内の場合は、当然、移動量は発行されない。そして、この発行された移動量によるＸ−Ｙステージ４の移動が完了するか、或いはズレ量が許容範囲内なら、ピックアップ許可信号がマウントヘッド２（図５）に発行される。
【００３９】
次に、特公平７−２２１６６の方法を用いて、画像取り込み無しで、ピックアップ優先順位テーブルにしたがって、優先順位２の位置にある良品チップ、すなわち、ｎ＋１番目の良品チップ１０を認識し、ｎ＋１番目への移動量を算出する。但し、ピックアップ位置のｎ番目の良品チップ１３は、ピックアップ許可信号が発行された場合、ピックアップされたものとして扱われ、また、その際、ペレットフラグテーブルには良品位置属性とウエハー上の位置とが記憶される。
【００４０】
画像処理ウインド１４の画面上に、良品チップが無いときは、ペレットフラグテーブルをサーチして良品チップを見つけ、Ｘ−Ｙステージ４を移動させ、そして、この移動後は、再び、ＩＴＶカメラ６（図５）の取り込みから行う。
【００４１】
Ｘ−Ｙステージ制御部９から良品チップ要求が発行されると、算出されたｎ＋１番目の良品チップ１０までの移動量が発行されるが、その際、ｎ番目の確認時に記憶しておいた移動量にｎ＋１番目の良品チップ１０までのズレ量を加算して補正移動量が求められる。
【００４２】
例えば、ｎ＋１番目までの距離がＸ方向＋１０５画素、Ｙ方向＋１０２画素であったとする、前述したように、ｎ番目の補正移動量がＸ方向−５画素、Ｙ方向＋２画素であるので、補正移動量は、Ｘ方向が―（１０５―５）＝−１００画素、Ｙ方向が−（１０２＋２）＝―１０４画素の移動量を発行する。
【００４３】
このように、ピックアップ位置の半導体チップをピックアップ済みと扱うことにより、ピックアップ直前の画像を用い、画像入力なしに次の良品チップの位置をピックアップ動作中に算出できる。
【００４４】
移動完了後の画像処理ウィンドウ１４からは、図３に示すように、ｎ番目の良品チップ１３の画像は無くなり、ｎ＋１番目の良品チップ１０の取り込み画像１０Ａに変わる。
【００４５】
なお、他の実施形態として、ピックアップ位置以外に撮像画像に良品チップがあるかどうか、また、ピックアップ許容量以上のズレが生じた場合、例えば、大文字の補正量コマンドを用いて、Ｘ−Ｙステージ４の移動後に、もう一度撮像することをＸ−Ｙ移動前にＸ−Ｙステージ制御部９に通知し、マウントヘッド２をＩＴＶカメラ６に干渉しない位置まで退避させ、そして、ピックアップ許容量内でＸ−Ｙステージ４を移動させる。
【００４６】
その移動後、ピックアップ許可信号を発行させる予定の場合は、ピックアップ位置のＺ方向近傍のＩＴＶカメラ６が干渉する位置まで、マウントヘッド２を移動させておき、ピックアップ許可信号を発行した後のマウントヘッド２の移動時間を短縮する。
【００４７】
なお、ＰＩＯ通信では、別の退避完了信号のＩ／Ｏ信号を割り当ててもよい。
【００４８】
【発明の効果】
上記した本発明によれば、ウエハー内における不良率の加減による半導体チップのピックアップ稼動率の低下を防止し、また、ピックアップ動作中に次ぎの半導体チップの選択を完了させることにより、装置全体の動作時間、すなわち、タクトを著しく短縮させることが出来る。
【００４９】
さらに、ピックアップ位置にある半導体チップをピックアップしたものとして扱うことにより、画像入力回数を減らすことができ、一つの良品チップを位置決めするまでの時間を短縮させることが出来る。
【００５０】
さらに、本発明によれば、ピックアップする直前の取り込み画像を用いて、今回ピックアップする半導体チップの最終位置を確認することにより、キャリブレーション設定誤差に起因する位置決め精度の劣化を防ぐと共に、最終補正量を記憶することによって、再度、Ｘ−Ｙステージ移動後のピックアップ直前、或いはピックアップ直後の撮像をすることなく、前記ピックアップ直前の取り込み画像を用いて次ぎの良品チップの位置を算出し、発行して最終ズレ量を加算することにより、次回の良品ペレット位置を精度よく求めることが出来る。
【００５１】
さらに、本発明によれば、半導体チップの最終位置のズレ量をピックアップズレ量の許容値と比較し、その許容値内であれば、補正量を発行することなく、ピックアップ許可信号を発行することによって要求精度以上のチップ位置決めに要するＸ−Ｙステージの移動時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の動作手順を示したフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態による良品チップの画像撮像処理を示した画像処理ウインドの正面図である。
【図３】本発明の実施形態による良品チップの画像撮像処理を示した他の画像処理ウインドの正面図である。
【図４】本発明の実施形態による一連の動作手順を示したタイムチャートである。
【図５】従来技術による半導体チップのダイボンダ装置の構成ブロック図である。
【図６】従来の動作処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１半導体チップ
２マウントヘッド
３透明樹脂シート
４Ｘ−Ｙステージ
５支柱
６ＩＴＶカメラ
７照明装置
８画像処理部
９Ｘ−Ｙステージ制御部
１０ｎ＋１番目の良品チップ
１０Ａ取り込み画像
１１ｎ＋２番目の良品チップ
１２ｎ＋３番目の良品チップ
１３ｎ番目の良品チップ
１４画像処理ウィンドウ画面

Claims

ウエハー上で分割された複数個の半導体チップを撮像するステップと、このステップにより得られた画像情報を処理することにより、任意の１つの良品チップに対してピックアップ位置決めを行うステップと、このステップにより位置決めされた前記良品チップのピックアップ動作中に、このピックアップされたチップ以外の前記半導体チップの良品判別を行うステップと、このステップによって判別された他の良品チップの位置情報を決定するステップと、を具備することを特徴とする半導体チップのピックアップ位置認識方法。
前記複数個の半導体チップを撮像するステップは、少なくとも３×３ケのチップを同時に撮像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位置認識方法。
前記半導体チップのピックアップ動作中、前記画像情報に含まれ、前記ピックアップ位置決めされた良品チップ以外のチップで良品と判断された半導体チップの位置を算出してこれを記憶するステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の半導体チップのピックアップ位置認識方法。
前記良品チップのピックアップ動作中に、前記撮像画面内のピックアップ位置の良品チップ周辺の他の良品チップの一つを次にピックアップすべき良品チップとして選択するステップをさらに備えることを特徴とする請求項２または３記載の半導体チップのピックアップ位置認識方法。
前期入力画面内に他の良品チップがないときに、前記記憶した良品チップの位置を検索し、検出された良品チップまでの移動量を前記ピックアップ動作のために発行するステップをさらに備えることを特徴とする請求項２または３記載の半導体チップのピックアップ位置認識方法。
前記任意の良品チップのピックアップ位置決めステップにより得られた位置を予め定められた位置決め許容量と比較し、許容範囲内か否かを判定する許容範囲判定ステップと、このステップにより許容範囲外と判定されたとき、前記ピックアップ位置の補正移動量を算定して記憶するステップと、このステップにより記憶された補正移動量を前記他の良品チップの位置情報に加算することにより前記他の良品チップ位置への移動量を算出するステップとをさらに備えた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位置認識方法。
前記許容範囲判定ステップにより許容範囲内と判定されたとき、補正移動量を算定することなく、ピックアップ許可信号を発行することを特徴とする請求項６記載の半導体チップのピックアップ位置認識方法。
前記補正量発行時の送信コマンドの種類により、ピックアップツールをピックアップ直前の位置まで移動させるか、或いは、カメラの干渉しない位置に移動させるのかをマシンに通知することを特徴とする請求項７記載の半導体チップのピックアップ位置認識方法。
ウエハー上で分割された複数個の半導体チップを撮像する手段と、このステップにより得られた画像情報を処理することにより、任意の１つの良品チップに対してピックアップ位置決めを行う手段と、このステップにより位置決めされた前記良品チップのピックアップ動作中に、このピックアップされたチップ以外の前記半導体チップの良品判別を行う手段と、このステップによって判別された他の良品チップの位置情報を決定する手段と、を具備することを特徴とする半導体チップのピックアップ位置認識装置。