JP2008277612A - チップ移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大幅な作業時間の短縮を図ってウェーハから切り出されるチップをトレイに作業効率よく移送することができるチップ移送装置を提供する。
【解決手段】ウェーハ２１から切り出されるチップ２３をトレイ２７に移送するチップ移送装置である。外周側に周方向に沿って所定ピッチで吸着コレット２５が配置され、軸心周りに間欠的に回転して吸着コレット２５をピックアップ位置と受け渡し位置とに移動させるターンテーブル２６と、トレイ２７をＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させる移動手段２８とを備える。ピックアップ位置でチップ２３をピックアップし、移動手段２８にて受け渡し位置に移動させたトレイ２７にチップ２３を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハから切り出されるチップをトレイに移送するチップ移送装置に関するものである。

半導体素子の製造工程は、一般には、シリコン等の円盤状のウェーハ上にＩＣ回路形成した後、そのウェーハをもとに所望の半導体部品（チップ）に仕上げる工程を行うものである。そして、ウェーハから分離されたチップは、通常はトレイに移送され、その後、このトレイをボンディング工程等へ搬送されたりする。

図６に示すように、ウェーハ１は、金属製のリング（ウェーハリング）２に張設されたウェーハシート上に粘着されており、ダイシング工程によって、多数のチップ３に分断（分割）される。

チップ移送装置としては、特許文献１に記載のように、チップ３をこのウェーハ１からピックアップするピックアップ手段を備える。このピックアップ手段は、チップを吸着する吸着コレット５と、この吸着コレット５をＸ軸方向の移動を可能とするボールネジ及びサーボモータによる往復動機構６とを備える。また、吸着コレット５はボールネジ及びサーボモータによる上下動機構（図示省略）にて上下動が可能となっている。吸着コレット５は、下面に吸着孔が開口したヘッド（ノズル）を備え、この吸着孔には真空発生器が連結され、この真空発生器の駆動によって吸着孔のエアを吸引してチップ３を吸着するものである。

また、図示省略のＸＹθテーブルに前記ウェーハリング２が配置され、多数のチップに分割されたウェーハ１が、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸方向に対して直交する方向）の移動が可能とされるとともに、ＸＹθテーブルの軸心廻りの回転が可能となっている。

チップ３を移送するトレイ７は、図５に示すように、直線フィーダ等の往復動機構８によって、前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って移動可能とされている。往復動機構８は、トレイ７を支持する支持体９と、この支持体９をガイドレール部１１に沿って矢印Ｙ方向に往復動させる駆動部等からなる。トレイ７はトレイ供給部１０から順次支持体９に供給される。トレイ供給部１０から支持体９へトレイ７を供給する場合、トレイ７はガイド部にガイドされつつ図５の矢印Ｃ方向に沿って供給される。なお、トレイ７は上面に多数の収納用凹部を有し、収納用凹部にチップ３を収容することができる。

次に前記図５と図６に示されるチップ移送装置を使用したチップの移送方法を説明する。まず、往復動機構６に支持されている吸着コレット５を図６の矢印Ｘ１のように、ピックアップすべきチップ３上に位置させる。次に、吸着コレット５を上下動機構を介して矢印Ｚ１に沿って下降させる。この際、前記ＸＹθテーブルに付設された突き上げ手段によって、ピックアップしようとするチップ３を下方から突き上げ、粘着シートから剥離しやすくする。この状態で、下降してきた吸着コレット５にこのチップ３を吸着する。

チップ３を吸着した後は、吸着コレット５を上下動機構を介して矢印Ｚ２に沿って上昇させて、矢印Ｘ２方向に沿って吸着コレット５を移動させて、トレイ７上にこの吸着コレット５を位置させる。その後は、吸着コレット５を矢印Ｚ３に沿って下降させた後、吸着コレット５の吸着を解除して矢印Ｚ４に沿って上昇させることによって、トレイ７の収納用凹部へ供給することになる。その後はＸＹθテーブルをＸＹ方向へ移動させたり、回転させたりして、次にピックアップすべきチップ３をピックアップ位置（つまり、吸着コレット５がウェーハ１の上方に位置してチップ３の吸着が可能な位置）に移動させて、前記工程と同様の工程を行うことによって、このチップ３をトレイ７に供給することができる。この際、トレイ７側も移動する必要があれば移動させることになる。
特開２００４−２２６３３号公報

すなわち、従来のこの種の移送装置では、１個の吸着コレットを１軸方向（Ｘ軸方向）に往復動させるとともに、トレイ７をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に往復動させ、さらにはピックアップ位置及びトレイ７への受け渡し位置で吸着コレット５を上下動させることによって、チップ３を移送している。

このため、１個のチップ３をトレイ７へ移送するための作業時間を多く費やすことになっていた。しかも、１個のチップをトレイ７へ移送する工程の１サイクルを行った後、次のチップ３のための１サイクルを行う必要がある。このため、１枚のウェーハ１からの全チップの移送作業時間が大となって作業性に劣るものであった。

本発明は、上記課題に鑑みて、大幅な作業時間の短縮を図ってウェーハから切り出されるチップをトレイに作業効率よく移送することができるチップ移送装置を提供する。

本発明のチップ移送装置は、ウェーハから切り出されるチップをトレイに移送するチップ移送装置であって、外周側に周方向に沿って所定ピッチで吸着コレットが配置され、その軸心周りに間欠的に回転して吸着コレットをピックアップ位置と受け渡し位置とに移動させるターンテーブルと、前記トレイをＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させる移動手段とを備え、ピックアップ位置でチップをピックアップし、前記移動手段にて受け渡し位置に移動させたトレイにチップを供給するものである。

本発明のチップ移送装置によれば、ピックアップ位置に対応している吸着コレットにてチップをピックアップすることができ、受け渡し位置に対応している吸着コレットチップをトレイに供給することができる。また、受け渡し位置側においては、移動手段にてトレイをＸ軸方向及びこのＸ軸方向と直交するＹ軸方向（以下単にＸＹ方向と呼ぶ場合がある）へ移動させることができ、トレイへ安定してチップを供給することができる。

吸着コレットを複数個備えることによって、一の吸着コレットにてチップをピックアップしている間に、他の吸着コレットからトレイにチップを供給することができる。この際、少なくとも周方向に沿って９０度ピッチで配設される４個を備えていれば、ピックアップ位置と受け渡し位置とを１８０度反対位置に設けることができ、これによって、ピックアップ位置で吸着したチップの姿勢と、受け渡し位置でのチップの姿勢は１８０度回転させたものとなる。

ピックアップ位置および受け渡し位置にそれぞれ吸着コレットを上下に移動させる上下動手段が配置されている。これによって、チップのピックアップチップの供給作業（受け渡し作業）とを同期させる必要がなく、多少のタイムラグ（時間差）があってもよい。また、ピックアップ位置と受け渡し位置とで高低差を設けてもよい。

本発明では、ピックアップ位置に対応している吸着コレットにてチップをピックアップすることができ、受け渡し位置に対応している吸着コレットのチップをトレイに供給することができて、安定したチップの移送を行うことができる。しかも、一の吸着コレットにてチップをピックアップしている間に、他の吸着コレットからトレイにチップを供給することができるので、作業時間の大幅な短縮を図ることができ、作業効率の向上を図ることができる。

また、ピックアップして受け渡し位置に搬送する間に、このチップに対して裏面検査等のオプション機能を追加することができ、しかも、このようなオプション機能を追加しても、チップの移送時間に影響を与えない。このため、半導体素子の製造工程において、作業性に優れた装置となる。

ピックアップ位置で吸着したチップの姿勢と、受け渡し位置でのチップの姿勢は１８０度回転させたものとすることができ、このようにすれば、受け渡し位置においてチップの姿勢やトレイの姿勢を修正したりすることなく、チップをトレイに収納することができる。すなわち、チップは一般的に矩形状であるので、１８０度反転したとしても姿勢としては変化がないからである。

ピックアップ位置および受け渡し位置にそれぞれ吸着コレットを上下に移動させる上下動手段を配置することによって、チップのピックアップチップの供給作業（受け渡し作業）とを同期させる必要がなく、多少のタイムラグ（時間差）があってもよい。このため、ピックアップ位置および受け渡し位置の制御の簡略化を図ることができる。

ピックアップ位置と受け渡し位置とで高低差を設けてもよい。このように高低差を付けることによって、装置全体をコンパクトに配置したり、高い方の下方側に検査機器や制御部を配置したりすることができる。

以下本発明の実施の形態を図１から図４に基づいて説明する。本発明に係るチップ移送装置は、ウェーハ２１から切り出されるチップ２３をトレイ２７に移送するものである。ウェーハ２１は、前記図６に示すものと同様、図２に示すように、金属製のリング（ウェーハリング）２２に張設されたウェーハシート上に粘着されており、ダイシング工程によって、多数のチップ２３に分断（分割）される。また、図示省略のＸＹθテーブルにウェーハリング２２が配置され、多数のチップ２３に分割されたウェーハ２１が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（Ｘ軸方向に対して直交する方向）の移動が可能とされるとともに、ＸＹθテーブルの軸心廻りの回転が可能となっている。

このチップ移送装置は、外周側に周方向に沿って所定ピッチで吸着コレット２５が配置されるターンテーブル２６と、トレイ２７をＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させる移動手段２８とを備える。

ターンテーブル２６は、図示省略のモータ等の駆動手段の駆動によってその回転軸（中心軸）の軸心廻りに回転する。また、吸着コレット２５はその下面に開口する吸着孔を有するヘッド（吸着のノズル）３０（図３参照）を有し、吸着孔を介してチップ２３が真空吸引され、このヘッド３０の下端面（先端面）にチップ２３が吸着する。この真空吸引（真空引き）が解除されれば、ヘッド３０からチップ２３が外れる。

吸着コレット２５は、図３に示すように、上下動ガイド機構３１を介してターンテーブル２６に付設されている。上下動ガイド機構３１は、各吸着コレット２５を保持する保持部材３２と、この保持部材３２の上下動をガイドするガイド部材３３等を備える。

すなわち、保持部材３２は、吸着コレット２５を保持する保持部３２ｂと、この保持部３２ｂから上方へ延びる本体部３２ａとを備え、本体部３２ａがガイド部材３３のレール３３ａに摺動可能に嵌合する嵌合部３２ｃを介して上下動する。また、本体部３２ａには、転動体（カムフォロア）３２ｄが付設され、このカムフォロア３２ｄがカム体３５のカム溝３６に嵌合している。

カム体３５は、図４に示すように、１８０度反対位置に分割部３５ａ、３５ｂを備えたリング体（円環体）からなる。すなわち、カム体３５は、一対の大円弧部３５ｃ、３５ｄと、大円弧部３５ｃ、３５ｄ間に介在される前記分割部３５ａ、３５ｂとから構成される。大円弧部３５ｃ、３５ｄが図示省略の固定部に固定され、各分割部３５ａ、３５ｂが上下動可能に大円弧部３５ｃ、３５ｄ間に介在されている。そして、各分割部３５ａ、３５ｂの外径面及び大円弧部３５ｃ、３５ｄの外径面には、それぞれ、溝３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが形成され、これらが連結される前記カム溝３６が構成される。

このため、ターンテーブル２６がその軸心廻りに回転すれば、吸着コレット２５を支持（保持）している各保持体３２がこのターンテーブル２６の回転に伴って回転し、その際、各保持体３２のカムフォロア３２ｄがカム体３５のカム溝３６内を転動する。これによって、各保持体３２がガイド部材３３にガイドされつつ上下動する。

この場合、図３に示すように、ピックアップ位置Ａ（ウェーハ２１からチップ２３を吸着コレット２５にて吸着する位置）が最下位とし、受け渡し位置Ｂ（チップ２３をトレイ２７に供給する位置）が最上位とする。

そして、ピックアップ位置Ａ及び受け渡し位置Ｂにはそれぞれ上下動手段３８、３９が設けられている。上下動手段３８はボールネジ及びサーボモータによる駆動機構４０にて構成され、上下動手段３９はカム及びモータによる駆動機構４１にて構成されている。すなわち、これら上下動手段３８，３９による動作が連結体４２、４２を介して各分割部３５ａ、３５ｂが上下動する。このように、各分割部３５ａ、３５ｂが上下動すれば、カムフォロア３２ｄが分割部３５ａ、３５ｂの溝３６ａ、３６ｂに嵌合している保持体３２が上下動する。

次に、移動手段２８は、図１に示すように、Ｘ軸方向に沿って配設されるガイド体４５と、このガイド体４５上に配設される移動体４６とを備える。すなわち、ガイド体４５には、Ｘ軸方向に沿って配設されるＸ方向ガイドレール（図示省略）を備え、このＸ方向ガイドレールに嵌合する嵌合部を備えた移動部材を介して前記移動体４６がＸ方向ガイドレール上に配置される。

また、移動部材には駆動手段（ボールねじ機構及びボールねじ機構のねじ軸を回転させるモータからなる）が付設され、この駆動手段の駆動によって、この移動部材を介して移動体４６がＸ軸方向に往復動する。

移動体４６には前記移動部材とは別の駆動手段（例えば、ボールねじ機構及びボールねじ機構のねじ軸を回転させるモータ等からなる）が付設され、この駆動手段の駆動によって、移動体４６が前記Ｘ軸方向と直交する方向のＹ軸方向に往復動する。

移動体４６はトレイ２７を支持する支持体２９が設けられ、トレイ供給部５０から順次ガイド部５１にガイドされつつ図１の矢印Ｃ方向に沿って支持体２９にトレイ２７は供給される。なお、トレイ２７は上面に多数の収納用凹部を有し、収納用凹部にチップ２３を収容することができる。

次に、前記のように構成されたチップ移送装置によるチップ移送方法を説明する。まず、一の吸着コレット２５を図３（ａ）に示すように、ピックアップ位置Ａに位置（対応）させた状態となるように、ターンテーブル２を停止する。

この状態で、ピックアップ位置Ａに設けられている上下動手段３８にて、図３（ｂ）に示すように、分割部３５ａを下降させる。これによって、ピックアップ位置Ａにおいて、吸着コレット２５が下降する。この際、前記ＸＹθテーブルに付設された突き上げ手段によって、ピックアップしようとするチップ２３を下方から突き上げ、粘着シートから剥離しやすくする。この状態で、下降してきた吸着コレット５にこのチップ３が吸着する。

また、このようにチップ３が吸着コレット５に吸着されれば、上下動手段３８にて分割部３５ａを上昇させる。これによって、図３（ｃ）に示すように、チップ３を吸着している吸着コレット５が上昇してチップ２３をピックアップすることができる。その後は、ターンテーブル２６を回転させて、この吸着コレット５を図３（ａ）に示すように、受け渡し位置に対応させる。

次に、受け渡し位置Ｂに設けられた上下動手段３９にて、図３（ｂ）に示すように、分割部３５ｂを下降させる。これによって、チップ２３が吸着されている吸着コレット５が下降して、収納すべきトレイ２７の一の収納用凹部に、チップ２３を供給することができる。そして、供給後は、図３（ｃ）に示すように、上下動手段３９にて分割部３５ｂを上昇させる。これによって、チップ２３のトレイ２７への受け渡しが終了する。

ところで、この実施形態では、吸着コレット２５が図１に示すように、４５°ピッチで８個配設されているので、一の吸着コレット２５をピックアップ位置Ａに対応させれば、この吸着コレット２５に対して１８０°反対位置にある吸着コレット２５が受け渡し位置に配置される。

このため、チップ２３のピックアップ作業と、チップ２３の受け渡し作業とを同時に行うことができる。また、一のチップ２３をピックアップした後には、ウェーハ２１を支持しているＸＹθステージを駆動して、次にピックアップすべきチップ２３をピックアップ位置に対応させる。また、トレイ２７の一の収納用凹部へ受け渡した後には、移動手段２８あるいは移動手段４６を駆動させてトレイ２７の他の収納用凹部（次にチップ２３を受け渡すべき収納用凹部）を受け渡し位置Ｂに対応させる。これによって、チップ２３を順次ピックアップすることができるとともに、このピックアップしたチップ２３を順次トレイ２７の収納用凹部に収納していくことができる。

ところで、ピックアップ位置Ａおよび受け渡し位置Ｂへはターンテーブル２６が間欠的に回転することによって、吸着コレット２５が順次対応していくことになる。このため、ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間のおいて、吸着コレット２５が位置する範囲が存在する。そこで、本発明では、ピックアップ位置Ａから受け渡し位置Ｂへ搬送する間に、チップ２３に対して裏面検査やチップ２３の有無の検査等を行う観察手段を設けたり、受け渡し位置Ｂからピックアップ位置Ａへ搬送する間に、チップ２３の有無の検査等を行う観察手段を設けたりすることができる。観察手段は、例えばＣＣＤカメラ等のカメラを備えたもので構成することができる。

本発明では、ピックアップ位置Ａに対応している吸着コレット２５にてチップ２３をピックアップすることができ、受け渡し位置Ｂに対応している吸着コレット２５のチップ２３をトレイ２７に供給することができて、安定したチップ２３の移送を行うことができる。しかも、一の吸着コレット２５にてチップ２３をピックアップしている間に、他の吸着コレット２５からトレイ２７にチップを供給することができるので、作業時間の大幅な短縮を図ることができ、作業効率の向上を図ることができる。具体的には、前記図５に示す従来のチップ移送装置では、マシンタクトタイム（ピックアップからトレイに供給するまでの１サイクル時間）が約０．７ｓｅｃ／個かかるのに対して、本発明にかかる装置では、マシンタクトタイムが約０．２８ｓｅｃ／個程度であった。

また、ピックアップして受け渡し位置Ｂに搬送する間に、このチップ２３に対して裏面検査等のオプション機能を追加することができ、しかも、このようなオプション機能を追加しても、チップ２３の移送時間に影響を与えない。このため、半導体素子の製造工程において、作業性に優れた装置となる。

ピックアップ位置Ａで吸着したチップ２３の姿勢と、受け渡し位置Ｂでのチップ２３の姿勢は１８０度回転させたものとすることができ、このようにすれば、受け渡し位置Ｂにおいてチップ２３の姿勢やトレイ２７の姿勢を修正したりすることなく、チップ２３をトレイ２７に収納することができる。すなわち、チップ２３は一般的に矩形状であるので、１８０度反転したとしても姿勢としては変化がないからである。

ピックアップ位置Ａおよび受け渡し位置Ｂにそれぞれ吸着コレット２５を上下に移動させる上下動手段３８、３９を配置することによって、チップ２３のピックアップの供給作業（受け渡し作業）とを同期させる必要がなく、多少のタイムラグ（時間差）があってもよい。このため、ピックアップ位置Ａおよび受け渡し位置Ｂの制御の簡略化を図ることができる。

ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂとで高低差を設けてもよい。このように高低差を付けることによって、装置全体をコンパクトに配置したり、高い方の下方側に検査機器や制御部を配置したりすることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、ターンテーブル２６に配置される吸着コレット２５の数は、少なくとも周方向に沿って４個配置されていればよく、その増減は任意である。また、ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂとで高低差を設ける場合、前記実施形態では、受け渡し位置Ｂ側を高位としていたが、逆にピックアップ位置Ａ側を高位としてもよく、さらには、ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂとに高低差を設けなくてもよい。

ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂとの位置として、１８０°反対側に設けなくてもよい。すなわち、ターンテーブル２６が停止した状態で、ピックアップ位置Ａと受け渡し位置Ｂにそれぞれ一つの吸着コレット２５が対応できればよい。

本発明の実施形態を示すチップ移送装置の簡略平面図である。 ウェーハの簡略斜視図である。 前記チップ移送装置による作業工程を示す簡略図である。 前記チップ移送装置に使用するカム体の平面図である。 従来のチップ移送装置の簡略平面図である。 従来のチップ移送装置におけるチップのピックアップ工程を示す簡略斜視図である。

符号の説明

２１ ウェーハ
２３ チップ
２５ 吸着コレット
２６ ターンテーブル
２７ トレイ
２８ 移動手段
３８ 上下動手段
３９ 上下動手段

Claims (4)

1. ウェーハから切り出されるチップをトレイに移送するチップ移送装置であって、
   外周側に周方向に沿って所定ピッチで吸着コレットが配置され、その軸心周りに間欠的に回転して吸着コレットをピックアップ位置と受け渡し位置とに移動させるターンテーブルと、前記トレイをＸ軸方向およびこれに直交するＹ軸方向に移動させる移動手段とを備え、ピックアップ位置でチップをピックアップし、前記移動手段にて受け渡し位置に移動させたトレイにチップを供給することを特徴とするチップ移送装置。
2. 吸着コレットは、少なくとも周方向に沿って９０度ピッチで配設される４個を備えていることを特徴とする請求項１のチップ移送装置。
3. ピックアップ位置および受け渡し位置にそれぞれ前記吸着コレットを上下に移動させる上下動手段が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のチップ移送装置。
4. ピックアップ位置と受け渡し位置とで高低差を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかのチップ移送装置。

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