JP2010034333A

JP2010034333A - 位置ずれ防止方法及び位置ずれ防止装置

Info

Publication number: JP2010034333A
Application number: JP2008195565A
Authority: JP
Inventors: Yidong Zhao; 屹東趙
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Powertrain Systems Corp
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】位置ずれを未然に防止する。
【解決手段】ウェーハマップから良品チップの位置座標を取得し（Ｓ５）、この良品チップをピックアップポイントへ移動する（Ｓ６）。現在の行の最後の良品チップの場合（Ｓ７）、ウェーハを行方向へ移動して端に位置する不良チップをピックアップポイントへ移動し（Ｓ８）、移動中に二つの不良チップが存在したか否かのチェックと、移動したチップが不良チップであるか否かを判断する（Ｓ９）。移動中に二つの不良チップが存在し、かつ移動したチップが不良チップの場合、次列へ移行した後（Ｓ１２）、ステップＳ４へ移行し、移動中に二つの不良チップが存在しない又は移動したチップが不良チップで無い場合には、ウェーハマップと実際のチップ位置とに位置ずれが生じているため、エラー処理を行って終了する（Ｓ１１）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハマップを用いたボンディングにおけるチップの位置ずれ防止方法及び位置ずれ防止装置に関する。

従来、半導体等のチップをリードフレームにボンディングする際には、ボンディング装置が用いられており（例えば、特許文献１）、該ボンディング装置では、ウェーハリングに支持されたチップをピックアップし、ボンディングポイントに移送してボンディングするように構成されている。

このボンディング装置には、前記ウェーハリングがセットされるように構成されており、図４に示すように、このウェーハリング８０１には、ウェーハシート８０２が張設されている。該ウェーハシート８０２上には、ウェーハ８０３が貼着されており、該ウェーハ８０３は、ダイシングされている。これにより、当該ウェーハ８０３には、ダイシングされてなるストリート８０４，８０４が縦横に形成されており、各ストリート８０４，・・・によって各チップ８０５，・・・が分離されている。

前記ボンディング装置で前記チップ８０５をピックアップする際には、前記ウェーハ８０３と対応関係にあるウェーハマップ８１１が使用されており、このウェーハマップ８１１のマップデータには、パターンが形成されていない等の不良チップ８１２，・・・の座標位置には「０」が記憶されている。また、良品チップ８１３，・・・の座標位置には「１」が記憶されており、良品チップ８１３，・・・と異なるパターンが形成された特殊チップ８１４，・・・の座標位置には「３」が記憶されている。

ここで、前記不良チップ８１２の座標位置に「０」を、前記良品チップ８１３の座標位置に「１」を、前記特殊チップ８１４の座標位置に「３」を記憶した場合を例に挙げて説明するが、各チップと数字との関係は、これに限定されるものでは無く、説明の都合上、その一例として挙げたものである。

このようなウェーハマップ８１１を使用したボンディング方法にあっては、ウェーハマップ８１１のマップデータとチップ位置とが一致することが必要となる。

そこで、前記マップデータとチップ位置との関係をチェックする為に、他のチップと異なるパターンが形成された前記特殊チップ８１４，・・・を所定箇所に設定する方式の採用が望まれるが、現実としては、特殊チップ８１４，・・・が設定されたウェーハ８０３は極わずかである。

このため、このウェーハマップ８１１を使用してボンディングする際には、図５に示すように、ウェーハテーブルにウェーハ８０３がセットされ（ＳＢ１）、当該ウェーハ８０３に対応したウェーハマップ８１１が読み込まれた際に（ＳＢ２）、良品チップ８１３，・・・が存在するか否かを判断し（ＳＢ３）、良品チップ８１３，・・・が存在する場合、前記ウェーハマップ８１１のマップデータから良品チップ８１３，・・・の座標位置を取得する（ＳＢ４）。

そして、この座標位置がボンディングヘッドによるピックアップポイントに位置するように前記ウェーハテーブルを移動して、当該座標位置上の良品チップ８１３を前記ピックアップポイントへ移動する（ＳＢ５）。これにより、前記ボンディングヘッドによる前記良品チップ８１３のピックアップを可能とし、前記ステップＳＢ３へ移行する。

このステップＳＢ３では、当該ウェーハ８０３に良品チップ８１３，・・・が存在するか否かを判断し（ＳＢ３）、良品チップ８１３が無くなった場合には、当該処理を終了するように構成されている。
特開２００６−１２８２３１号公報

しかしながら、このような従来のボンディング方法にあっては、図４に示したように、第二列目８２１の最後にある良品チップ８１３から第三列目８２２の最後にある良品チップ８１３へ移動する際に、ウェーハ８０３が大きく斜めに移動されることとなる。

このとき、前記ウェーハシート８０２を拡張してチップ８０５，・・・間のストリート８０４，・・・を拡張する工程で、各行の直線性に乱れが生じた場合、図６に示したように、前記ウェーハマップ８１１のマップデータと実際のチップ位置との間で位置ずれが生ずることがある。

すると、同行に複数の不良チップ８１２，・・・が存在し、これらの不良チップ８１２，・・・を通過して、同行の良品チップ８０５（Ｂ）をピックアップポイントへ移動しようとした際に、前列の行に存在する良品チップ８０５（Ｃ）をピックアップポイントへ移動してしまう。この場合、位置ずれが生ずることとなる。

このように、位置ずれが生じた状態でボンディングを続けると、良品チップ８１３をボンディングせずに、不良チップ８１２をボンディングしてしまう恐れが生じ得る。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、位置ずれを未然に防止することができる位置ずれ防止方法及び位置ずれ防止装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１の位置ずれ防止方法にあっては、良品チップと不良チップの位置を示すウェーハマップに従ってウェーハを移動して、該ウェーハに行方向へ配列されたチップのうち良品チップを順次ピックアップポイントへ移動して当該行に存在する良品チップのピックアップを終了した際に、次列の行へ移行するボンディング方法において、ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際に、当該行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後、次列の行へ移行する。

すなわち、ウェーハマップを使用してボンディングを行う際には、前記ウェーハマップに従ってウェーハを移動することで、該ウェーハに行方向へ配列されたチップのうち良品チップを順次ピックアップポイントへ移動して、該ピックアップポイントへ移動された良品チップをボンディングヘッド等でピックアップして移送する。そして、この行に存在する良品チップのピックアップを終了した際には、次列の行へ移行して当該行における良品チップのボンディングを開始する。

この移行時において、ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際には、当該ウェーハを行方向へ移動することによって、当該行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後、次列の行へ移行する。

このため、ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際に、次列に存在する良品チップを前記ピックアップポイントへ移動する従来と比較して、現在の行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後に、次列の行へ移行することができる。

また、請求項２の位置ずれ防止方法においては、前記行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動する際に、移動途中で通過した不良チップの数が合わない、又は当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無い場合に位置ずれが発生したと判断する。

すなわち、前記行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動する際には、移動途中で通過した不良チップの数が合わない場合、又は当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無い場合には、位置ずれが発生したと判断することで、エラー処理等が可能となる。

そして、本発明の請求項３の位置ずれ防止装置にあっては、良品チップと不良チップの位置を示すウェーハマップに従ってウェーハを移動して、該ウェーハに行方向へ配列されたチップのうち良品チップを順次ピックアップポイントへ移動して当該行に存在する良品チップのピックアップを終了した際に、次列の行へ移行するボンディング装置において、ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際に、当該行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後、次列の行へ移行する次列移行手段を備えている。

また、請求項４の位置ずれ防止装置においては、前記行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動する際に、移動途中で通過した不良チップの数が合わない、又は当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無いかを検出し、前記不良チップの数が合わない又は当該チップが不良チップで無い場合に位置ずれが発生したと判断する判断手段を備えている。

以上説明したように本発明の請求項１の位置ずれ防止方法及び本発明の請求項３の位置ずれ防止装置にあっては、ウェーハ外周にある不良チップを特殊チップのように利用して、一行ずつ位置ずれが発生しているかどうかをチェックすることができる。

これにより、次列へ移行する際に前記ウェーハマップとチップとの間で生じ得る位置ずれを未然に防止することができ、不良チップをボンディングしてしまうといった不具合を未然に回避することができる。

また、請求項２の位置ずれ防止方法及び請求項４の位置ずれ防止装置においては、ピックアップ中の行の端に位置する不良チップをピックアップポイントへ移動する際に、移動途中で通過した不良チップの数が合わない場合や、当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無い場合に、位置ずれが発生したと判断することで、エラー処理等が可能となる。

これにより、ボンディングを中止して位置ずれを解消する為の処理が可能となり、不良品の発生を抑制することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。

図１は、本実施の形態にかかる位置ずれ防止装置１を備えたボンディング装置２を示す図であり、当該ボンディング装置２では、本発明の位置ずれ防止方法を実行できるように構成されている。

このボンディング装置２は、ウェーハリング１１がセットされるウェーハテーブル１２を備えている。前記ウェーハリング１１には、ウェーハシート１３が張設されており、該ウェーハシート１３上には、ウェーハ１４が貼着されている。該ウェーハ１４は、縦横にダイシングされており、当該ウェーハ１４には、ダイシングされてなるストリート１５，・・・が縦横に形成され、各ストリート１５，・・・によって各チップ１６，・・・が分離されている。

前記ウェーハテーブル１２は、制御装置２１からの制御信号に従って動作することにより、セットされた前記ウェーハリング１１をＸＹ方向へ移動するとともに、θ方向へ回動できるように構成されている。これにより、前記ウェーハシート１３上に設けられたピックアップ対象となるチップ１６をピックアップポイント２２へ移動できるように構成されている。

前記ボンディング装置２は、ボンディングヘッド３１を備えており、該ボンディングヘッド３１は、図外の可動アームによって支持されている。このボンディングヘッド３１は、前記制御装置２１からの制御信号によって前記ピックアップポイント２２と図外のリードフレーム上に設定されたボンディングポイントとの間を移動できるように構成されており、前記ピックアップポイント２２に配置された前記ウェーハシート１３上のチップ１６をピックアップして前記ボンディングポイントへ移送し、前記リードフレーム上にボンディングできるように構成されている。

前記ピックアップポイント２２の上部には、カメラ４１が設けられており、前記ピックアップポイント２２に配置されたチップ１６の像を取得できるように構成されている。このカメラ４１は、前記制御装置２１に接続されており、取得した画像を当該制御装置２１に出力するように構成されている。

この制御装置２１は、例えばパソコンで構成されており、当該制御装置２１は、ハードディスク等の記憶手段に記憶されたプログラムに従って動作することで、前記ウェーハテーブル１２の制御や、前記ボンディングヘッド３１の制御を行うとともに、前記カメラ４１からの取得画像を解析できるように構成されている。このとき、この取得画像で取得したチップ１６の表面の画像を解析することによって、このチップ１６の表面状態から当該チップ１６がどのようなチップであるかを把握できるように構成されている。

また、この制御装置２１は、フロピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等にリムーバブルメディアに記憶されたデータを入力する入力装置を備えており、前記リムーバブルメディアに記憶されたデータを入力して前記記憶手段に記憶できるように構成されている。

このリムーバブルメディアに記憶されるデータとしては、セットされるウェーハ１４と対応関係にあるウェーハマップが挙げられ、ボンディングが行われるウェーハ１４は、それぞれに対応するウェーハマップが設定されている。

このウェーハマップのマップデータには、従来例で示したように（図２及び図４参照）、チップ表面にパターンが形成されていない等の不良チップ５１の座標位置には「０」が記憶されており、チップ表面に通常のパターン５２が形成された良品チップ５３の座標位置には「１」が記憶されている。また、該良品チップ５３と異なる例えば長方形状のパターン５４がチップ表面に形成された特殊チップ５５の座標位置には「３」が記憶されており、セットされたウェーハ１４の各座標位置に設けられたチップ１６，・・・が、ボンディング可能な良品チップ５３であるか、ボンディング不能な不良チップ５１又は特殊チップ５５であるかを、前記リムーバブルメディアから入力した前記ウェーハマップのマップデータから把握できるように構成されている。

これにより、当該ボンディング装置２は、前記制御装置２１が前記記憶手段に記憶されたプログラムに従って動作することにより、前記良品チップ５３や前記不良チップ５１の位置を示す前記ウェーハマップに従って前記ウェーハテーブル１２を作動し、前記ウェーハ１４の行方向６１へ配列されたチップ１６，・・・のうち良品チップ５３のみを順次前記ピックアップポイント２２へ移動して、ボンディングするように構成されており、この行に存在する良品チップ５３のピックアップを終了した際には、前記ウェーハテーブル１２を列方向６２に作動して次列の行へ移行できるように構成されている。

このとき、ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップ５３の前記ピックアップポイント２２への移動を終了した際には、当該行の端に位置する不良チップ５１を前記ピックアップポイント２２へ移動した後、次列の行へ移行するように構成されており、前記制御装置２１によって本実施の形態の位置ずれ防止装置１が構成されている。

以上の構成にかかる本実施の形態においてウェーハマップを使用してボンディングを行う際の動作を、図３に示すフローチャートに従って説明する。

すなわち、前記制御装置２１は、前記ウェーハテーブル１２にウェーハ１４が装着されたことを確認するとともに（Ｓ１）、当該ウェーハ１４に対応したウェーハマップが入力された際に（Ｓ２）、このウェーハマップから外周にある不良チップ５１、つまり行方向６１の端にある不良チップ５１の位置を抽出する（Ｓ３）。

そして、当該ウェーハ１４に良品チップ５３が存在するか否かを判断し（Ｓ４）、セット初期時は、良品チップ５３が存在するので、ステップＳ５へ移行する。

このステップＳ５では、前記ウェーハマップのマップデータから良品チップ５３を抽出して、その位置座標を取得し（Ｓ５）、この位置座標に基づいて前記ウェーハテーブル１２を移動することによって、当該良品チップ５３をピックアップポイント２２へ移動する（Ｓ６）。

このとき、このピックアップポイント２２に配置された前記良品チップ５３の画像をカメラ４１で取得して制御装置２１で画像解析することによって、チップ表面に通常のパターン５２が形成された良品チップ５３であることを確認する。また、当該良品チップ５３の中心が前記ピックアップポイント２２の中心と一致するように前記ウェーハテーブル１２を作動して合わせ込みを行った後、当該良品チップ５３を前記ボンディングヘッド３１でピックアップし、ボンディングポイントへ移送してボンディングを行うとともに、当該良品チップ５３がボンディング済みであることを、前記ウェーハマップのマップデータに記憶する。

次に、この良品チップ５３は、現在の行の最後の良品チップ５３であるかを判断することで、例えば図２中右側に示すように、ピックアップ中の第二列目１０１の行のうち、最も右端側にある良品チップ５３で有るか否かを判断する（Ｓ７）。このとき、この第二列目１０１の行に他の良品チップ５３が存在する場合には、前記ステップＳ４へ分岐して、当該第二列目１０１の行に存在する良品チップ５３のピックアップが総て完了するまで、前記ステップＳ４からステップＳ７を繰り返す。

前記ステップＳ７において、ピックアップ中の第二列目１０１の行のうち、図２中最も右端側にある良品チップ５３に到達しており、当該カレント行の前記ピックアップポイント２２への移動を終了した際には、前記ウェーハテーブル１２で当該ウェーハ１４を行方向６１へ移動することにより当該第二列目１０１の行の右端に位置する不良チップ５１を前記ピックアップポイント２２へ移動することによって、当該ウェーハ１４の外周の不良チップ５１を前記ピックアップポイント２２へ移動する（Ｓ８）。

このとき、当該第二列目１０１の行の右端の不良チップ５１までは、二つの不良チップ５１，５１が存在することをウェーハマップから知ることができる。このため、この移動中において、二つの不良チップ５１，５１が存在したか否かをチェックするとともに、移動後において、このピックアップポイント２２に配置された前記不良チップ５１の画像をカメラ４１で取得して制御装置２１で画像解析することにより、チップ表面にパターンが形成されてい無い不良チップ５１であるか否かを判断する（Ｓ９）。

また、移動後において、当該不良チップ５１の中心が前記ピックアップポイント２２の中心と一致するように前記ウェーハテーブル１２を作動して合わせ込みを行い、位置座標を調整する。また、この画像解析において、ウェーハ１４外周にある不良チップ５１と隣接した良品チップ５３との相対位置関係も確認する。

そして、移動中に二つの不良チップ５１，５１が存在するかしないか、また移動後において、このピックアップポイント２２に配置されたチップが不良チップ５１であるか否かから位置ずれを判断する（Ｓ１０）。

この判断において、移動中に二つの不良チップ５１，５１が存在し、かつ前記ピックアップポイント２２に配置されたチップが不良チップ５１であった場合には、前記ウェーハマップと実際のチップ位置との位置ずれが生じていないので、次列である第三列目１０２へ移行した後（Ｓ１１）、前記ステップＳ４からＳ１０を繰り返し、当該ウェーハ１４における総ての良品チップ５３のボンディングを行う。そして、総ての良品チップ５３のボンディングが完了し、良品チップ５３が存在しない場合には、当該処理を終了する（Ｓ１２）。

一方、前記ステップＳ１０の判断において、移動中に二つの不良チップ５１，５１が存在し無かった、つまり不良チップ５１が一つ以下又は三つ以上存在した場合、あるいは前記ピックアップポイント２２に配置されたチップが不良チップ５１で無かった場合には、前記ウェーハマップと実際のチップ位置とに位置ずれが生じているため、例えばエラーランプを点灯する等のエラー処理を行って当該処理を終了する（Ｓ１３）。これにより、位置ずれの修正をオペレータに促すことができる。

このように、ピックアップ中の行の端に位置する不良チップ５１を前記ピックアップポイント２２へ移動してから、次列の行へ移行するため、ウェーハ１４外周にある不良チップ５１を特殊チップのように利用して、一行ずつ位置ずれが発生しているかどうかをチェックすることができる。

これにより、次列へ移行する際に前記ウェーハマップとチップとの間で生じ得る位置ずれを未然に防止することができ、不良チップ５１をボンディングしてしまうといった不具合を未然に回避することができる。

また、ピックアップ中の行の端に位置する不良チップ５１をピックアップポイント２２へ移動する際に、移動途中で通過した不良チップ５１，・・・の数が合わない場合や、当該ピックアップポイント２２に移動されたチップが不良チップ５１で無い場合に、位置ずれが発生したと判断することで、エラー処理等が可能となる。

これにより、ボンディングを中止して位置ずれを解消する為のオペレータによる処理作業が可能となり、不良品の発生を抑制することができる。

本発明の一実施の形態の示すブロック図である。同実施の形態の動作を示す説明図である。同実施の形態の動作を示すフローチャートである。従来のウェーハとウェーハマップとの関係を示す説明図である。同従来例の動作を示す図である。同従来例での位置ずれを示す説明図である。

符号の説明

１位置ずれ防止装置
２ボンディング装置
１１ウェーハリング
１４ウェーハ
１６チップ
２１制御装置
２２ピックアップポイント
５１不良チップ
５３良品チップ
６１行方向
６２列方向

Claims

良品チップと不良チップの位置を示すウェーハマップに従ってウェーハを移動して、該ウェーハに行方向へ配列されたチップのうち良品チップを順次ピックアップポイントへ移動して当該行に存在する良品チップのピックアップを終了した際に、次列の行へ移行するボンディング方法において、
ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際に、当該行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後、次列の行へ移行することを特徴とした位置ずれ防止方法。
前記行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動する際に、移動途中で通過した不良チップの数が合わない、又は当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無い場合に位置ずれが発生したと判断することを特徴とした請求項１記載の位置ずれ防止方法。
良品チップと不良チップの位置を示すウェーハマップに従ってウェーハを移動して、該ウェーハに行方向へ配列されたチップのうち良品チップを順次ピックアップポイントへ移動して当該行に存在する良品チップのピックアップを終了した際に、次列の行へ移行するボンディング装置において、
ピックアップ中の行のうち最も端側の良品チップの前記ピックアップポイントへの移動を終了した際に、当該行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動した後、次列の行へ移行する次列移行手段を備えたことを特徴とする位置ずれ防止装置。
前記行の端に位置する不良チップを前記ピックアップポイントへ移動する際に、移動途中で通過した不良チップの数が合わない、又は当該ピックアップポイントに移動されたチップが不良チップで無いかを検出し、前記不良チップの数が合わない又は当該チップが不良チップで無い場合に位置ずれが発生したと判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の位置ずれ防止装置。