JP4979989B2

JP4979989B2 - チップの実装装置及び実装方法

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Publication number: JP4979989B2
Application number: JP2006158791A
Authority: JP
Inventors: 豊奥山
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2026-06-07
Also published as: JP2007329266A

Description

この発明は半導体ウエハを分割して作られたチップを基板に実装するためのチップの実装装置及び実装方法に関する。

半導体ウエハから電子部品としてのチップを形成する場合、以下の手順で行なわれる。まず、半導体ウエハの表面に多数の回路パターンを写真技術によって形成する。ついで、その半導体ウエハを粘着性のウエハシートに貼着し、各回路パターンごとにさいの目状に切断する。切断の際、切断線の深さを半導体ウエハの厚さの約半分程度にするハーフカットと、ウエハシートに到る深さにするフルカットがあるが、最近ではフルカットが用いられることが多い。

半導体ウエハをフルカットによって多数のチップに切断したならば、上記ウエハシートを引き伸ばしてウエハホルダに張設する。それによって、隣り合うチップの間隔が拡大されるから、チップをピックアップする際に、ピックアップされるチップが隣のチップに干渉して欠けが生じることなく、確実にピックアップすることができる。

このようにして形成されたチップは、実装装置によって基板に実装される。その場合、上記ウエハホルダをウエハテーブルに供給する。ウエハテーブルによって基板に実装するチップをピックアップ位置に位置決めしたならば、そのチップをピックアップして実装ツールによって基板に実装するようにしている。
半導体ウエハに多数の回路パターンを形成すると、各回路パターンには、たとえば応答性能などの品質に差異が生じることが避けられない。そこで、半導体ウエハに回路パターンを形成したならば、各回路パターンの性能検査を行なってその情報、たとえば等級を設定する。その等級の設定はデータマップとして磁気ディスクなどの記録媒体に保存される。図７は半導体ウエハＷに形成された回路パターンＰの性能検査を行なった結果を示し、Ａ〜Ｃの３つの等級に分けられている。

基板にチップを実装する場合、その基板の用途などに応じて実装されるチップの等級が決定される。たとえば、チップの等級をＡ〜Ｃの三段階に設定し、最初に等級Ａのチップを実装することが要求された場合、予め作成されたデータマップに基いて等級Ａのチップを順次ピックアップ位置に位置決めし、そのチップをピックアップして実装する。

等級Ａのチップをピックアップし終わったならば、その半導体ウエハを保持したウエハホルダを格納しておく。そして、等級Ｂ或いはＣのチップの実装が要求された場合、上記ウエハホルダを再度ウエハテーブルにセットし、等級Ｂ或いはＣのチップをピックアップするようにしている。

ところで、ウエハホルダにウエハシートを引き伸ばして保持するとき、このウエハシートの伸びは半導体ウエハの全体にわたって均一にならないということがある。通常、ウエハホルダの周辺部が中心部よりも伸びが大きくなる傾向がある。そのため、ウエハテーブルを単にチップの等級のデータマップに基いてＸ、Ｙ方向に駆動するだけでは、上記ウエハシートの伸び及びその伸びが不均一なことによって、ピックアップするチップをピックアップ位置に確実に位置決めすることができなくなるから、そのような場合には異なる等級のチップをピックアップして基板に実装してしまうということがある。

そこで、従来はウエハテーブルを所定の基準位置からＸ、Ｙ方向に駆動を開始するとき、撮像カメラによって順次その視野に入るチップを撮像し、ウエハテーブルのＸ、Ｙ方向の移動量と、撮像されたチップに設けられた位置合わせマークのＸ、Ｙ座標との位置ずれ量を求め、そのずれ量に応じてウエハテーブルのＸ、Ｙ方向の移動量を補正しながら、ピックアップするチップをピックアップ位置に位置決めするようにしている。

特許文献１には半導体ウエハをさいの目状に切断して多数のチップとするとともに、半導体ウエハの結晶方位ラインをダイシングによる溝で形成し、その方位を認識するアライメント装置が示されている。しかしながら、チップを回路パターンの性能によって複数の等級に分け、各等級ごとにチップをピックアップするということは示されていない。
特開２００２−１９８４１５号公報

ところで、図７に示す半導体ウエハＷの場合、等級ＡやＢのチップの数が多い。そのため、等級ＡやＢのチップをデータマップに基いて順次ピックアップする場合には、最初にピックアップしたチップの隣り或いは比較的近くに次のチップが位置することになる。

したがって、データマップに基いてウエハテーブルを駆動するとともに、その駆動の過程で撮像カメラがチップを撮像するごとにそのチップに設けられた位置合わせマークのＸ，Ｙ座標と、ウエハテーブルの移動量とを比較する。そして、ウエハシートの伸びによるチップの位置ずれ量を求め、その位置ずれ量に基いてウエハテーブルの移動量を補正すれば、ピックアップするチップをピックアップ位置に確実に位置決めすることが可能となる。

しかしながら、等級Ｃのチップの数は他の等級のチップに比べて非常に少ないため、複数の等級Ｃのチップの間隔は非常に大きくなってしまうことが多い。
そのため、等級Ａと等級Ｂのチップをピックアップした後で、等級Ｃのチップをピックアップする場合、等級Ｃの最初の１つの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した後、つぎの等級Ｃのチップをピックアップ位置に位置決めするとき、ウエハテーブルのＸ、Ｙ方向の移動量を、他のチップの位置合わせマークによって補正しながら移動させるということができなくなる。

つまり、ウエハシートの伸びによるチップの位置ずれ量を他のチップの位置合わせマークを利用して補正するということができないばかりか、次にピックアップする等級Ｃのチップをピックアップ位置に正確に位置決めするまでの距離が大きいため、ウエハシートの伸びによる位置ずれ量も大きくなる。

そのため、ピックアップするチップがピックアップ位置から大きくずれ、そのチップをピックアップすることができなくなるということがある。

この発明は、ウエハテーブルに残るチップの数がわずかな場合であっても、そのチップをピックアップ位置に確実に位置決めすることができるようにしたチップの実装装置及び実装方法を提供することにある。

この発明は、ウエハシートに貼着された半導体ウエハを切断して多数のチップに分断し、このチップを予め検出された情報に基いてピックアップして基板に実装する実装装置であって、
上記ウエハシートが張設されるウエハホルダと、
水平方向に駆動されるとともに上記ウエハホルダが載置されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルに載置された上記ウエハホルダの上記ウエハシートを撮像する撮像手段と、
この撮像手段からの撮像信号によって上記ウエハシート上のチップの有無に係らずチップの外形を認識する画像処理手段と、
この画像処理手段による上記チップの外形認識に基いて上記ウエハテーブルの水平方向の駆動量を補正してピックアップされる所定の情報のチップをピックアップ位置に位置決めする制御手段と、
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップをピックアップして上記基板に実装する実装手段と
を具備したことを特徴とするチップの実装装置にある。

上記半導体ウエハは上記ウエハシートに到る深さの切断線によって切断されていて、
上記画像処理手段による上記チップの外形認識は、上記撮像手段の視野範囲にチップがあるときにはそのチップによって行ない、上記視野範囲にチップがないときには上記半導体ウエハの切断時に上記ウエハシートに形成された切断線によって行なうことが好ましい。

上記制御手段には上記半導体ウエハの予め検出されたチップの情報のデータマップが格納され、上記半導体ウエハには上記データマップに対応する識別部が設けられていて、
上記ウエハテーブルの上方には上記半導体ウエハの識別部を認識する読み取り部が設けられ、
上記制御手段は、上記データマップに基く駆動位置と、上記画像処理手段による上記チップの外形認識により求められる実測位置とのずれ量を補正して上記チップを上記ピックアップ位置に位置決めすることが好ましい。

この発明は、ウエハシートに貼着された半導体ウエハを切断して多数のチップに分断し、このチップを予め検出された情報に基いてピックアップして基板に実装する実装方法であって、
上記ウエハシートが張設されたウエハホルダを水平方向に駆動されるウエハテーブルに載置する工程と、
このウエハテーブルに載置された上記ウエハシートを撮像する工程と、
この撮像によって上記ウエハシート上のチップの有無に係らず上記チップの外形を認識する工程と、
上記チップの外形認識に基いて上記ウエハテーブルの水平方向の駆動量を補正してピックアップされる所定の情報のチップをピックアップ位置に位置決めする工程と、
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップをピックアップして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とするチップの実装方法にある。

この発明によれば、ウエハシート上のチップの有無に係らず、チップの外形を認識するため、ピックアップするチップをピックアップ位置に位置決めするまでに、他のチップを撮像できないような場合であっても、チップの外形認識に基いてウエハテーブルの駆動位置を補正することができる。

そのため、ウエハシート上に残留するチップの数がわずかであっても、ピックアップするチップをピックアップ位置に確実に位置決めすることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図７はこの発明の一実施の形態を示し、図１に示すフリップチップ方式の実装装置は部品供給部としてのウエハステージ１を備えている。このウエハステージ１は、ベース２上に順次設けられたＸテーブル３、Ｙテーブル４及びθテーブル５を有し、θテーブル５上には半導体ウエハＷが後述するごとく保持されたウエハホルダ８が設けられている。つまり、ウエハホルダ８は水平方向に駆動可能に設けられている。上記半導体ウエハＷは、電子部品としての多数の矩形状のチップ６に切断分割されている。

半導体ウエハＷを切断してチップ６を形成する手順を図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、半導体ウエハＷの回路パターンが形成されていない非デバイス面を、合成樹脂製のウエハシート９の粘着面９ａに貼着する。

ついで、図４（ｂ）に示すようにウエハシート９が貼着された半導体ウエハＷをダイシングブレード（図示せず）によって各回路パターンごとにさいの目状に切断する。その際の切断深さは、図４（ｃ）に拡大して示すように上記ダイシングブレードがウエハシート９に到達する深さ、つまりフルカットで行なわれる。それによって、ウエハシート９にはチップ６の外形状に対応する切断線Ｓが形成される。

図５に示すように、半導体ウエハＷに回路パターンを形成すると、各回路パターンの性能が図示しない検査装置によって検査される。そして、その検査結果に基く情報である、アクセススピードによって分類される複数の等級、たとえばＡ〜Ｃの等級に分類され、その情報がデータマップＭとしてたとえば磁気ディスクなどの記憶媒体に記録されて後述する制御装置３９に格納される。その後、上記半導体ウエハＷは各回路パターンごとに切断され、チップ６が形成される。

なお、各回路パターンの性能検査に基く情報としてはアクセススピードによる等級以外に、良品や不良品などによる分類などもあり、上記情報としてはアクセススピードによる等級だけに限定されるものでない。

なお、チップ６には回路パターンを印刷するとき、それと同時に回路パターンから外れた位置に図５に示すようにたとえば十字状などの位置合わせマークｍが形成され、この位置合わせマークｍによってチップ６のＸ、Ｙ座標を後述するように認識できるようになっている。

上記半導体ウエハＷが貼着されたウエハシート９には、図４（ｄ）に示すように制御装置３９に格納されたデータマップＭに対応する半導体ウエハＷを判別するバーコードなどの識別部１０が設けられる。この識別部１０によって所定の半導体ウエハＷのデータマップＭを上記制御装置３９から後述するように呼び出すことができるようになっている。

このようにして半導体ウエハＷを多数のチップ６に切断したならば、図４（ｅ）に示すように上記ウエハシート９を引き伸ばしてリング状のウエハホルダ８に張設する。それによって、上記チップ６の間隔が拡大されるから、上記チップ６を後述するようにピックアップする際、ピックアップされるチップ６とその周囲に位置するチップ６が干渉して欠けが生じるのを防止できる。

上記チップ６は、図１に示すピックアップツール１１によって取り出される。このピックアップツール１１はＬ字状をなし、支軸１２を支点として図１に鎖線で示す位置と実線で示す位置との１８０度の範囲で回転駆動させることができるとともに、先端部にはチップ６を真空吸着する吸着ノズル１３が設けられている。さらに、ピックアップツール１１は図示せぬ駆動手段によってＸ、Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（上下方向）に駆動可能となっている。

上記ベース２には、上記ウエハステージ１と対向する位置に支持体１５が設けられている。この支持体１５の上面には、一端部を支持体１５に固定し、他端部を上記ウエハステージ１の方向に突出させた第１のベース１６が水平に設けられている。この第１のベース１６の他端部の上面にはステージテーブル１７が設けられている。

このステージテーブル１７はＹテーブル１８と、このＹテーブル１８上に設けられ上記ウエハステージ１に対して接離するＸ方向に駆動されるＸテーブル１９及びこのＸテーブル１９上に設けられ上記Ｘ、Ｙ方向に駆動される実装ステージ２０を有する。この実装ステージ２０は、図示せぬ駆動源によって上記Ｘ、Ｙ方向がなす平面に対して直交するＺ方向に駆動可能となっている。実装ステージ２０には図示せぬヒータが設けられているとともに、上面には矩形状の凸部２０ａが設けられている。

上記実装ステージ２０の上方には搬送ガイド２１が設けられている。この搬送ガイド２１には、上記ピックアップツール１１によって後述するごとくウエハホルダ８から取り出されたチップ６が実装される厚さが１００μｍ以下、たとえば４０〜５０μｍの厚さの基板２２が所定方向に搬送されるようになっている。

上記基板２２は、たとえばポリイミドなどの可撓性を有する、厚さが１００μｍ以下の薄い材料、つまり弾性的に変形可能な材料によって形成されている。基板２２が所定の長さに切断されている場合にはピッチ送りされ、テープ状の場合にはローラ搬送される。

上記第１のベース１６の一端部には第１のスペーサ２４を介して第２のベース２５が一端部を固定して水平に設けられている。この第２のベース２５は上記第１のベース１６よりも長さ寸法が短く、他端部は上記ウエハステージ１側に突出している。

上記第２のベース２５の他端部の上面にはカメラテーブル２６が設けられている。このカメラテーブル２６はＹテーブル２７を有する。このＹテーブル２７上にはＸ方向に駆動されるＸテーブル２８が設けられている。このＸテーブル２８上には上記Ｘ、Ｙ方向に駆動される取り付け部材２９が設けられている。

上記取り付け部材２９にはカメラユニット３１が設けられている。このカメラユニット３１は、図２に示すように中空箱形状に形成されたケース３１ａを有し、このケース３１ａ内には上記搬送ガイド２１に沿って搬送される基板２２を撮像する第１のカメラ３２と、上記ピックアップツール１１から後述する実装ツール５０に受け渡された半導体チップ６を撮像する第２のカメラ３３が設けられている。各カメラ３２，３３はＣＣＤ（固体撮像素子）からなる。

上記カメラユニット３１の先端部の下面と上面とにはそれぞれ撮像窓３６が形成されている。カメラユニット３１の先端部内には上記撮像窓３６に対して４５度の角度で傾斜した２つの反射面３７を有するミラー３８が収容されている。下側の撮像窓３６から入射して一方の反射面３７で反射した光は上記第１のカメラ３２に入射する。上側の撮像窓３６から入射して他方の反射面３７で反射した光は第２のカメラ３３に入射する。

図３に示すように、各カメラ３２，３３からの撮像信号は制御装置３９に接続された画像処理手段としての画像処理部４０に入力し、ここで処理されてデジタル信号に変換されるようになっている。なお、制御装置３９は図１に示すように上記支持体１５に設けられている。

図１に示すように、上記第２のベース２５の一端部の上面には第３のスペーサ４１が設けられている。この第３のスペーサ４１には第４のベース４２が一端部を固定して水平に設けられている。第４のベース４２の他端部の上面にはヘッドテーブル４３が設けられている。このヘッドテーブル４３はＹテーブル４４を有する。このＹテーブル４４の上面にはＸ方向に駆動されるＸテーブル４５が設けられている。このＸテーブル４５の上面にはＸ、Ｙ方向に駆動される取り付け体４６が設けられている。

この取り付け体４６の前端面にはＺテーブル４７が設けられ、このＺテーブル４７には上記Ｘ方向とＹ方向とがなす平面に対して直交するＺ方向に駆動される実装手段としての実装ヘッド４８が設けられている。この実装ヘッド４８の先端にはθテーブル４９が設けられ、このθテーブル４９には吸着部５１を有する超音波ホーン５２からなる上記実装ツール５０が設けられている。

この実施の形態では、上記ピックアップツール１１と上記実装ツールとで、チップ６をウエハホルダ８からピックアップして基板Ｗに実装する実装手段を構成している。

上記ピックアップツール１１が上記ウエハホルダ８からチップ６をピックアップすると、このピックアップツール１１は支軸１２を中心にして図１に矢印で示す時計方向に約１８０度回転し、チップ６を保持した吸着ノズル１３を上方に向ける。つまり、チップ６を上下面が逆になるよう反転させる。

その状態で、上記ヘッドテーブル４３が作動して実装ヘッド４８がピックアップツール１１の吸着ノズル１３の上方に位置決めされる。ついで、ピックアップツール１１が上昇することで、この実装ヘッド４８に設けられた超音波ホーン５２の吸着部５１が上記吸着ノズル１３に吸着保持されたチップ６を受け取る。

上記ウエハホルダ８は図示せぬストッカに収納されていて、チップ６をピックアップするときに、上記θテーブル５に下端が取り付けられた支持体６０の上端に設けられたウエハテーブル６１に供給保持されるようになっている。

上記ウエハホルダ８に張設されたウエハシート９の下面側には、図示しない固定部に固定されたバックアップ体６５が上記ウエハホルダ８の水平方向の動きに対して連動しない状態で配設されている。このバックアップ体６５の中心部には軸方向に貫通した吸引孔６４が穿設されている。この吸引孔６４には吸引ポンプ６６が接続されている。

上記ウエハホルダ８は、ウエハシート９の下面が上記バックアップ体６５の上記吸引孔６４が開口した上面に接触する高さに位置決めされる。さらに、上記ウエハホルダ８の上方にはウエハシート９の上面に貼着されたチップ６を撮像する撮像手段としての第３のカメラ６７及び半導体ウエハＷに設けられた上記識別部１０を識別するバーコードリーダなどの読み取り部６８が配置されている。

上記制御装置３９は、上記読み取り部６８によって識別された半導体ウエハＷに対応するデータマップＭを呼び出し、そのデータマップＭに基いてウエハテーブル６１を駆動し、上記ウエハホルダ８に保持された半導体ウエハＷのピックアップするチップ６をピックアップ位置、つまり上記バックアップ体６５の中心に一致するよう位置決めする。その際、チップ６の位置決めは、上記画像処理部４０で処理される上記第３のカメラ６７からの撮像信号に基いて後述するように補正される。

位置決めされたチップ６は、上記ピックアップツール１１が下降方向に駆動されてその先端の吸着ノズル１３によって吸着される。それと同時に、ウエハシート９の上記チップ６に対応する部分がバックアップ体６５によって吸着される。それによって、チップ６が上記ピックアップツール１１によってウエハシート９から剥離される。

ついで、上記ピックアップツール１１は上昇してから、図１に鎖線で示す状態から実線で示すように１８０度回転して上を向く。その状態で上記実装ヘッド４８に設けられた超音波ホーン５２の吸着部５１の下端が上記吸着ノズル１３に吸着保持されたチップ６に対向するよう位置決めされる。

位置決め後、若しくは位置決め時に実装ヘッド４８は吸着部５１の下端面がチップ６に接触する位置まで下降し、その先端に上記チップ６を吸着する。チップ６を吸着した実装ヘッド４８は上昇して基板２２の上方へ戻ってから下降し、上記基板２２の実装部位に上記チップ６を実装することになる。

なお、上記ウエハステージ１、ピックアップツール１１、実装ステージ２０が設けられたステージテーブル１７、カメラユニット３１が設けられたカメラテーブル２６及び実装ツール５０が設けられたヘッドテーブル４３は、上記制御装置３９によって駆動が制御されるようになっている。

つぎに、半導体ウエハＷの分割されたチップ６をピックアップして基板２２に実装する時の動作について説明する。多数のチップ６に分割された半導体ウエハＷを保持したウエハホルダ８がウエハテーブル６１に供給されると、その半導体ウエハＷが貼着されたウエハシート９に設けられた識別部１０が読み取り部６８によって読み取られる。

それによって、制御装置３９は、記憶媒体に貯蔵されたその半導体ウエハＷに対応するデータマップＭを呼び出し、そのデータマップＭに基いて、たとえば等級Ａのチップ６をピックアップ位置に順次位置決めするよう、上記ウエハテーブル６１の駆動を制御する。

たとえば、半導体ウエハＷの外形などを基準にして、図５に示す１行目の５列目に位置するＡ１のチップ６に設けられた位置合わせマークｍが第３のカメラ６７の視野内に入るようウエハテーブル６１を位置決めした後、そのＡ１のチップ６の位置合わせマークｍを第３のカメラ６７によって撮像し、その撮像信号に基いてそのチップ６のＸ、Ｙ座標を算出する。それによって、そのチップ６をピックアップ位置に位置決めし、ピックアップツール１１によってピックアップして基板Ｗに実装する。

ついで、その隣である、１行目の６列目に位置するＡ２のチップ６をピックアップする。その場合、制御装置３９はデータマップＭに基いてＡ２のチップ６がピックアップ位置に位置決めされるようウエハテーブル６１をＸ、Ｙ方向に駆動する。それと同時に第３のカメラ６７によってＡ２のチップ６に設けられた、位置合わせマークｍを撮像し、その撮像信号からＡ２のチップ６の位置、つまりＸ、Ｙ座標を算出する。

ウエハシート９に貼着された各チップ６は、ウエハシート９が引き伸ばされてウエハホルダ８に保持されているため、その伸びによってデータマップＭに記憶されているＸ、Ｙ座標に対してずれがある。そのずれ量をΔＸ、ΔＹとする。

そして、そのずれ量ΔＸ、ΔＹは、デーマップＭに基くウエハテーブル６１のＸ、Ｙ方向の駆動位置と、第３のカメラ６７の撮像信号によって算出される実測位置との差によって求めることができる。したがって、上記駆動位置と実測位置とにずれがあるならば、そのずれに応じて駆動位置、つまりウエハテーブル６１の駆動が補正される。

それによって、Ａ２のチップ６をピックアップ位置に精度よく位置決めすることができるから、そのＡ２のチップ６をピックアップツール１１によってピックアップして実装ツール５０に受け渡し、基板２２に実装することができる。

このように、等級Ａのチップ６をピックアップするときには、ウエハシート９上には等級Ａ〜Ｃのチップ６のほとんどが残留している。そのため、ウエハテーブル６１をＸ、Ｙ方向に移動させながら、ウエハシート９上に残留する等級ＢやＣのチップ６の位置合わせマークｍを第３のカメラ６７で撮像し、その撮像による実測位置と、データマップＭに基く駆動位置との位置ずれ量を算出すれば、その位置ずれ量によってウエハテーブル６１のＸ、Ｙ方向の駆動位置を補正できるから、Ａ３，…Ａｎのチップ６を順次、ピックアップ位置に位置決めしてピックアップすることができる。

等級Ａのチップ６をピックアップした後、等級Ｂのチップをピックアップする場合も、ウエハシート９上にはまだかなりの数の等級Ａ及びＣのチップ６が残留している。したがって、ウエハテーブル６１のデータマップＭに基く駆動位置を、第３のカメラ６７によって撮像されたウエハシート９上に残留するチップ６の位置合わせマークｍから算出した実測位置によって補正することが可能であるから、等級Ｂのチップ６をピックアップ位置に順次確実に位置決めすることができる。

等級Ａ，Ｂのチップ６をピックアップすると、図７に示すようにこの実施の形態では等級Ｃのチップ６はウエハホルダ８に３つだけしか残留していない。等級Ｃのチップ６をピックアップするには、まず、同図にＣ１で示すチップ６を、たとえば半導体ウエハＷの外形などを基準にして第３のカメラ６７の視野内に位置決めする。ついで、そのＣ１のチップ６に設けられた位置合わせマークｍを第３のカメラ６７によって撮像し、その撮像信号に基いてそのチップ６のＸ、Ｙ座標を算出してピックアップ位置に位置決めする。そして、Ｃ１のチップ６をピックアップツール１１によってピックアップする。

ついで、Ｃ２で示すチップ６をピックアップする。そのとき、Ｃ１からＣ２に到る経路中には残留するチップ６がないから、データマップＭに基くウエハテーブル６１の駆動位置を、ウエハシート９上に残留するチップ６によって補正することができない。

そのため、ウエハテーブル６１はＸ、Ｙ方向の駆動が補正されることなく、Ｃ２で示すチップ６を位置決めすることになるため、ウエハシート９の伸びによってそのＣ２のチップ６はピックアップ位置から大きく位置ずれしてしまうことになる。

ところで、半導体ウエハＷからチップ６をダイシングするとき、半導体ウエハＷをその厚さよりも深く切断するフルカットによって行なっている。そのため、チップ６が除かれたウエハシート９には、図６や図４（ｃ）に示すようにチップ６の外形状に対応する矩形状の切断線Ｓが形成されて残っている。

そのため、Ｃ１のチップ６をピックアップした後、Ｃ２のチップ６をピックアップするとき、途中にチップ６がない場合には、第３のカメラ６７によって撮像されるウエハシート９に残された、チップ６の外形を示す切断線Ｓによって、その切断線Ｓの箇所にあったピックアップされる前のチップ６の位置を求める。

チップ６が１〜２ｍｍ程度と小さな場合にはそのチップ６全体の切断線Ｓを撮像することができるが、チップ６がたとえば５ｍｍ以上と大きな場合には、切断線Ｓのうち、チップ６のコーナに対応する部分、たとえば縦横の切断線Ｓの交点を撮像した撮像信号によって、その部分にあったピックアップされる前のチップ６の位置を算出する。

そして、その算出によって求めたピックアップされる前のチップ６の実測位置に基いて、ウエハテーブル６１のＸ、Ｙ方向の駆動を補正しながら、Ｃ２のチップ６をピックアップ位置に位置決めすれば、そのチップ６をピックアップ位置に確実に位置決めすることができる。

なお、Ｃ１のチップ６からＣ２のチップ６に到る経路は、図７に実線で示すＣ１とＣ２を直線で結ぶ経路であってもよく、或いは同図に破線で示すように行列状に位置したチップ６のさいの目に沿うジグザグ状の経路であってもよく、どのような経路とするかは選択することが可能である。
Ｃ２のチップ６をピックアップしたならば、同様にしてＣ３のチップ６をピックアップ位置に位置決めしてピックアップすることができる。

このように、第３のカメラ６７によって撮像されるチップ６に設けられた位置合わせマークｍ或いはチップ６がピックアップされてない場合にはウエハシート９に残された切断線Ｓを画像処理することで、ウエハシート９上のチップ６の有無に係らず、ウエハシート９上に設けられたチップ６の外形を認識するようにした。

そして、位置合わせマークｍ或いは切断線Ｓの認識に基いてチップ６の実測される位置と、データマップＭに基いて駆動される駆動位置とを比較し、その比較によってウエハテーブル６１の位置を補正するようにした。

したがって、ウエハシート９上に残留する等級Ｃのチップ６がわずかであっても、そのチップ６をピックアップ位置に確実に位置決めしてピックアップすることができる。

第３のカメラ６７はその視野内におけるチップ６の位置合わせマークｍと切断線Ｓを常に撮像している。そのため、等級Ａのチップ６をピックアップした後、等級Ｂのチップ６をピックアップするとき、等級Ｂのチップ６の数が少ないなどの理由によって、つぎにピックアップする等級Ｂのチップ６までの距離が大きくなった場合には、すでにピックアップされた等級Ａのチップ６の外形状を示す切断線Ｓを利用してウエハテーブル６１の駆動位置を補正しながら、つぎにピックアップする等級Ｂのチップ６を位置決めすることもできる。

上記一実施の形態ではフリップチップ方式の実装装置を例に挙げて説明したが、実装装置としてはチップを反転させずに基板に実装するダイボンダ、或いはテープキヤリアにチップを実装するインナリードボンダなどであってもよく、実装装置の種類はなんら限定されるものでない。

また、半導体ウエハを切断して形成されたチップを３つの等級に分けた場合について説明したが、等級の数は３つに限られず２つ或いは４つ以上であってもよい。

また、チップをピックアップするとき、ウエハシートをバックアップ体で吸着するようにしたが、吸着する代わりに突き上げピンによって突き上げてピックアップツールでウエハシートからピックアップするようにしてもよい。

また、ウエハホルダにウエハシートを引き伸ばして張設するようにしたが、ウエハテーブル上でウエハホルダ上のウエハシートを引き伸ばすようにしても差し支えない。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。カメラユニットの断面図。制御系統のブロック図。ウエハシートに貼着された半導体ウエハをチップに切断し、そのシートをウエハホルダに張設する手順を示した説明図。等級Ａのチップをピックアップするときの手順を説明するために半導体ウエハの一部を拡大して示す図。等級Ｃのチップをピックアップする際の手順を説明するための図。半導体ウエハに形成された回路パターンを等級Ａ〜Ｃに分けた状態を示す説明図。

符号の説明

８…ウエハホルダ、９…ウエハシート、１０…識別部、１１…ピックアップツール（実装手段）、３９…制御装置（制御手段）、４０…画像処理部（画像処理手段）、５０…実装ツール（実装手段）、６１…ウエハテーブル、６７…第３のカメラ（撮像手段）、６８…読み取り部。

Claims

ウエハシートに貼着された半導体ウエハを切断して多数のチップに分断し、このチップを予め検出された情報に基いてピックアップして基板に実装する実装装置であって、
上記ウエハシートが張設されるウエハホルダと、
水平方向に駆動されるとともに上記ウエハホルダが載置されるウエハテーブルと、
このウエハテーブルに載置された上記ウエハホルダの上記ウエハシートを撮像する撮像手段と、
この撮像手段からの撮像信号によって上記ウエハシート上のチップの有無に係らずチップの外形を認識する画像処理手段と、
この画像処理手段による上記チップの外形認識に基いて上記ウエハテーブルの水平方向の駆動量を補正してピックアップされる所定の情報のチップをピックアップ位置に位置決めする制御手段と、
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップをピックアップして上記基板に実装する実装手段と
を具備したことを特徴とするチップの実装装置。
上記半導体ウエハは上記ウエハシートに到る深さの切断線によって切断されていて、
上記画像処理手段による上記チップの外形認識は、上記撮像手段の視野範囲にチップがあるときにはそのチップによって行ない、上記視野範囲にチップがないときには上記半導体ウエハの切断時に上記ウエハシートに形成された切断線によって行なうことを特徴とする請求項１記載のチップの実装装置。
上記制御手段には上記半導体ウエハの予め検出されたチップの情報のデータマップが格納され、上記半導体ウエハには上記データマップに対応する識別部が設けられていて、
上記ウエハテーブルの上方には上記半導体ウエハの識別部を認識する読み取り部が設けられ、
上記制御手段は、上記データマップに基く駆動位置と、上記画像処理手段による上記チップの外形認識により求められる実測位置とのずれ量を補正して上記チップを上記ピックアップ位置に位置決めすることを特徴とする請求項１記載のチップの実装装置。
ウエハシートに貼着された半導体ウエハを切断して多数のチップに分断し、このチップを予め検出された情報に基いてピックアップして基板に実装する実装方法であって、
上記ウエハシートが張設されたウエハホルダを水平方向に駆動されるウエハテーブルに載置する工程と、
このウエハテーブルに載置された上記ウエハシートを撮像する工程と、
この撮像によって上記ウエハシート上のチップの有無に係らず上記チップの外形を認識する工程と、
上記チップの外形認識に基いて上記ウエハテーブルの水平方向の駆動量を補正してピックアップされる所定の情報のチップをピックアップ位置に位置決めする工程と、
上記ピックアップ位置に位置決めされたチップをピックアップして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とするチップの実装方法。