JP3888754B2 - 半導体ウエハの自動貼付け装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハのスクライブ工程の前工程において、半導体ウエハを粘着テープを介してリングフレームに貼付け保持する半導体ウエハの自動貼付け装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記半導体ウエハの自動貼付け装置としては、フレーム供給部に積層収容されたリングフレーム群からフレーム供給搬送機構によって1枚づつ取り出したリングフレームを所定のテープ貼付け位置に搬入セットし、テープロールから繰り出した粘着テープをリングフレームの下面に供給してテープ貼付け機構で貼付け、貼付けられた粘着テープをテープ切断機構によってリングフレームに沿って円形に切り抜き切断し、その後、リングフレームの下面から剥離した残渣テープを巻き取り回収するとともに、粘着テープが貼付けられたリングフレームを所定のウエハ貼付け位置に搬送し、ウエハ貼付け位置に位置決めセットされたリングフレームの粘着テープ上に半導体ウエハを搬入して貼付け、ウエハを貼付けたリングフレームをフレーム回収部に回収するよう構成したものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年では半導体ウエハの大径化に対応してリングフレームも大径のものが用いられるとともに、連続作業を行うためにフレーム供給部には多数(例えば200〜300枚)のリングフレームを装填するようになっており、リングフレーム群全体の総重量は相当大きいものとなり(フレーム1枚が300gとすると60kg〜90kg)、装置下部に手を差し入れてのリングフレーム積層装填作業に多大な労力を要するものとなっていた。
【0004】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、フレーム供給部へのリングフレーム積層装填作業を軽快かつ能率よく行えるようにすることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に係る発明の半導体ウエハの自動貼付け装置は、フレーム供給部から取り出したリングフレームを所定のテープ貼付け位置に供給するフレーム供給搬送機構と、テープロールから繰り出した粘着テープをリングフレームの下面に貼付けるテープ貼付け機構と、貼付けられた粘着テープをリングフレームに沿って切り抜くテープ切断機構と、リングフレームの下面から剥離した残渣テープを巻き取り回収する残渣テープ回収手段と、粘着テープが貼付けられたリングフレームを所定のウエハ貼付け位置に搬送する搬送手段と、ウエハ貼付け位置にセットされたリングフレームの粘着テープ上に半導体ウエハを搬入して貼付けるウエハ貼付け手段、および、半導体ウエハを貼付けたリングフレームを回収するフレーム回収部とを備えた半導体ウエハの自動貼付け装置において、底面に装備したキャスタ車輪によりリングフレームを積層保持して移動可能なフレーム供給台車を、前記フレーム供給部に押し込み搬入および引出し搬出可能に配備するとともに、フレーム供給台車を上下および左右に位置決めして前記フレーム供給部に導入する台車案内手段と、前記フレーム供給台車は、フレーム供給部に押し込まれるとき、前記台車案内手段に乗り上げてキャスタ車輪を浮上さるガイドローラを備え、かつ、押し込み搬入されたフレーム供給台車の積層リングフレーム群を受取って持ち上げ供給するリフト装置をフレーム供給部の内部に設置してあることを特徴とする。
【0006】
また、請求項2に係る発明の半導体ウエハの自動貼付け装置は、請求項1に係る発明において、前記フレーム供給台車に、積層したリングフレーム群の崩れを阻止するフレーム案内部材を開閉可能に備えてある。
【0007】
【作用】
本発明の作用は次のとおりである。
【0008】
請求項1に係る発明によると、洗浄された所定枚数のリングフレームをフレーム供給台車に積層して移動させ、フレーム供給部に台車ごと押し込み搬入して、リフト装置にリングフレーム群を受け渡すことでフレーム積層装填作業が終了する。
【0009】
また、フレーム供給台車をフレーム供給部に押し込み搬入する際、台車案内手段が働いて、フレーム供給台車は内部のリフト装置に対して正しく位置決めされた状態で搬入セットされる。
【0010】
請求項2に係る発明によると、フレーム供給台車へのフレーム積層作業時には、フレーム案内部材を開放状態にして積層作業を容易に行い、フレーム供給台車を移動する時には、フレーム案内部材を閉じることで移動中のリングフレーム群の崩れを阻止する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
この半導体ウエハの自動貼付け装置は、図18に示すように、半導体ウエハWを粘着テープT(Ta)を介して金属製またはプラスチック製のリングフレームFに貼付け保持させるためのものであり、図1ないし図13に、その第1例が示されている。
【0012】
図1の全体斜視図、図2の全体平面図、および図3の正面図に示すように、装置本体前側の下部左右には、フレーム供給部1と粘着テープ貼付け部2がそれぞれ配備されるとともに、これらの上部に亘ってフレーム供給搬送機構3が設置され、このフレーム供給搬送機構3の奥部右側と左側にウエハ貼付けステージ4、フレーム搬送アーム5、およびフレーム搬出機構6とが並設されている。また、装置右側の手前から奥側にかけて、ウエハ供給部7、ウエハ搬送用ロボット8、および、ウエハ姿勢矯正用のアライナ9が前後に配列装備されるとともに、装置左側の奥側から手前にかけて、ラベル貼付け部10とフレーム回収部11が配列装備されている。以下に各部の詳細な構成を説明する。
【0013】
図4および図5に示すように、フレーム供給部1は、多数のリングフレームFをリフト装置41に積層収容して、その最上端のものから順に取り出すよう構成されており、このフレーム供給部1へのリングフレームFの搬入装填に、以下のように構成されたフレーム供給台車42が用いられる。
【0014】
このフレーム供給台車42の詳細な構成が図4ないし図9に示されている。フレーム供給台車42における底部の前部には左右一対の転輪43が、また、後部には左右一対のキャスタ車輪44がそれぞれ装備され、台車後面に揺動出退可能に備えられたハンドル45を持って手押し移動することができるよう構成されている。
【0015】
フレーム供給台車42の下部には、リングフレームFを積層載置する左右一対のフレーム載置枠46が前向きに片持ち状に設けられるとともに、前記ハンドル45を備えた後部枠47から前方に向けて左右一対の側枠48が延出され、後部枠47および左右の側枠48のそれぞれに備えた案内部材49で後部および左右側部から支持されてリングフレームFがフレーム載置枠46上に積層載置されるようになっている。
【0016】
また、図7に示すように、左右の側枠48の前端部には、支点aを中心に揺動開閉可能、かつ、バネ50によって閉じ姿勢と開放姿勢とに切り換え付勢されたフレーム案内部材51が備えられており、洗浄処理されたリングフレームFをフレーム供給台車42に積層載置する際には、フレーム案内部材51を開放して台車前方を大きく開いておき、積層が終了すればフレーム案内部材51を閉じることで積層載置されたリングフレームFをその全高に亘って受け止め支持し、台車移動中にリングフレームF群が前方に崩れるのを阻止する。
【0017】
また、図6に示すように、フレーム供給台車42における底部の左右端には、前後一対づつのガイドローラ52と溝付きガイドローラ53が備えられるとともに、フレーム供給部1における台車収容室54の左右下部には、前記ガイドローラ52と溝付きガイドローラ53が走行する案内枠55、56がそれぞれ備えられ、かつ、右側の案内枠56には溝付きガイドローラ53を左右に位置決め案内する山形のガイドレール57が備えられている。そして、フレーム供給台車42をその前端から台車収容室54に押し込み移動させると、ガイドローラ52と溝付きガイドローラ53が案内枠55,56上に乗り上がり移動することで、フレーム供給台車42は左右および高さが位置決めされた状態でフレーム供給部1に搬入される。
【0018】
なお、フレーム供給台車42が搬入されると転輪43およびキャスタ車輪44は床面から浮上するようにその設置位置が設定されている。また、図4に示すように、フレーム供給部1に搬入されたフレーム供給台車42は、ハンドル45を折り込むことで装置前面から突出することなく収容され、前扉58を閉じておくことが可能となる。
【0019】
図4および図5に示すように、リフト装置41は、モータ59で駆動されるネジ送り機構60によって昇降駆動される可動枠61から装置前面側に向けて片持ち状にフレーム支持アーム62を延出して構成したものであり、フレーム支持アーム62を下限まで下降させた状態でフレーム供給台車42を搬入することで、フレーム支持アーム62がフレーム載置枠46の下方に入り込み、この状態でフレーム支持アーム62を上昇駆動することで、積層したリングフレームF群を持ち上げ供給することができる。
【0020】
図2および図3に示すように、フレーム供給搬送機構3は、前後一対のガイドレール12に沿って左右に水平移動可能な可動台13を、回動駆動されるベルト14に連結して左右移動させるよう構成されており、その移動ストロークの左端において前記フレーム供給部1の最上端のリングフレームFを真空吸着により取り出し、移動ストロークの右端にまで搬送して、前記粘着テープ貼付け部2の上方にリングフレームFを供給するようになっている。
【0021】
図10〜図13に示すように、粘着テープ貼付け部2の上部には、可動台13に保持されて搬入されたリングフレームFの下面に粘着テープTを貼付けるテープ貼付け機構15、貼付けられた粘着テープTをリングフレームに沿って切り抜くテープ切断機構16、リングフレームFの下面から残渣テープtを剥離してゆくテープ剥離機構17が配備されるとともに、粘着テープ貼付け部2の下部には、セパレータ付きの粘着テープTを巻回したテープロールR、剥離したセパレータsを巻き取り回収するセパレータ回収ロールRs、残渣テープtを巻き取り回収する残渣テープ回収ロールRt、等が配備されている。
【0022】
そして、粘着テープ貼付け部2を構成する上記各部は、下部に車輪18を備えた台車19に装備されており、粘着テープ貼付け部2全体が台車19ごと装置前面から引出しおよび押し込み可能な引出しユニットUとして構成されている。
【0023】
テープ貼付け機構15は、ガイドレール20に沿って昇降可能に支持されるとともにシリンダ21によって昇降駆動される可動枠22、モータ23によって縦軸心x回りに回転駆動可能に可動枠22に装備された回転ディスク24、この回転ディスク24に放射状に装備された遊転自在な複数の押圧ローラ25、等によって構成されており、前後に亘って巻き掛け配備された粘着テープTを、フレーム供給搬送機構3の可動台13に保持されて所定位置に位置決めされたリングフレームFの下面に沿って押圧ローラ25で下方から押しつけながら縦軸心x回りに回転させることで、粘着テープTをリングフレームFの下面全体に貼付けるようになっている。
【0024】
テープ切断機構16は、前記回転ディスク24に取り付けた支持アーム26の先端部に水平軸心回りに遊転自在に円板カッタ27を装備して構成されたものであり、円板カッタ27をフレーム下面に接触させた状態で回転ディスク24を回転駆動することで、リングフレームFの下面に貼付けられた粘着テープTをフレームFに沿って円形に切り抜き切断する。
【0025】
テープ剥離機構17は、粘着テープTを巻回案内する前後の固定ローラ28,29と、これらの間において粘着テープTを巻回案内して前後に移動する一対の可動ローラ30,31とからなり、可動ローラ30,31は、左右のガイドレール32に沿って前後移動可能な可動枠33に支持されるとともに、可動枠33は前後に巻き掛けたベルト34の回動によって前後に往復駆動されるようになっており、その作動の概略が図13に示されている。
【0026】
つまり、図13(a)に示すように、テープ貼付け行程およびテープ切断行程では、一対の可動ローラ30,31は後部の原点位置にある。リングフレームFの下面全体に貼付けられた粘着テープTが前記テープ切断機構16で円形に切り抜き処理されると、図13(b)に示すように、可動ローラ30,31が前方に移動し、リングフレームFの下面に貼付けられた円形の粘着テープ部分Taを残して周囲の残渣テープtがリングフレームFの下面から剥離され、最終的には、図13(c)に示すように、円形の切り抜き孔hが開けられた残渣テープtがリングフレームFの下面全面から剥離される。その後、残渣テープtがテープ回収ロールRtに巻き取り回収されるとともに、可動ローラ30,31が後方に復帰移動することで、孔の開いていない粘着テープTがフレーム供給位置の下方に引き出されて次の貼付けに備えられるのである。
【0027】
このようにして、下面に円形に切り抜かれた粘着テープ部分Taが貼付けられたリングフレームFは、揺動するフレーム搬送アーム5に保持されてウエハ貼付けステージ4に供給される。
【0028】
図1および図2に示すように、ウエハ供給部7は、半導体ウエハWを多段に差し込み収容したウエハカセットCwが上下2段に装填されて昇降されるようになっており、多間接型の前記ウエハ搬送用ロボット8がウエハカセットCwから1枚づつ半導体ウエハWを取り出してアライナ9に供給し、ここで、半導体ウエハWのオリエンテイションフラットの向き修正および芯合わせが行われ、姿勢が矯正された半導体ウエハWは、再びウエハ搬送用ロボット8によってウエハ貼付けステージ4に供給され、ここに配備されたウエハ吸着ハンド35に持ち替えられた後、位置決め装填されているリングフレームFの中心上の置かれ、粘着テープ部分Taの上面に貼付けられる。
【0029】
半導体ウエハWの貼付け処理の終了したリングフレームFは、フレーム搬出機構6の搬送ベルト36に載置されてウエハ貼付けステージ4から搬出されてラベル貼付け部10に搬入され、ここで、各ウエハごとに決められた識別バーコードを付したラベルがリングフレームFの適所に貼付けられ、その後、リングフレームFはフレーム回収部11に送られ、ここで上下2段に積み上げ待機しているフレームカセットCfに順次差し込み収容されてゆく。
【0030】
ここで、上記のように、粘着テープ貼付け部2全体が台車19ごと装置前面から引出しおよび押し込み可能な引出しユニットUとして構成されているので、テープロールRが消費されると、引出しユニットUを装置前面に大きく引き出し、広い作業空間が周囲にある状態で、新しいテープロールRの交換、残渣テープ回収ロールRtおよびセパレータ回収ロールRsの取り出し、および、新しい粘着テープTの引回しセット、等を行う。また、テープ貼付け機構15、テープ切断機構16、および、テープ剥離機構17、等のメンテナンスも引出しユニットUを装置前面に大きく引き出して行う。
【0031】
図14ないし図17に、本発明に係る半導体ウエハの自動貼付け装置の第2例が示されている。
【0032】
この例では、装置本体前側の下部左右に、フレーム供給部1と左右2組の粘着テープ貼付け部2がそれぞれ配備されるとともに、これらの上部に亘ってフレーム供給搬送機構3が設置されている。また、このフレーム供給搬送機構3の奥部左側にウエハ貼付けステージ4が設置されるとともに、その右側にテープ貼付け処理の済んだリングフレームFをウエハ貼付けステージ4に搬入するフレーム搬送機構40が配置され、かつ、フレーム供給搬送機構3とウエハ貼付けステージ4との間に、ウエハ搬送用ロボット8とアライナ9が並設されている。また、フレーム供給搬送機構3の左半部を跨ぐように配置したフレーム台71の上に、左右2台のウエハカセットCwが搭載できるよう構成されるとともに、装置本体左端側の奥部から手前にかけてラベル貼付け部10とフレーム回収部11とが設置されている。
【0033】
フレーム供給部1には、前例と同様に構成されたフレーム供給台車42によってリングフレームFが搬入セットされるとともに、図示しないリフト装置41に受け渡されるようになっている。また、前記フレーム供給搬送機構3は、前後一対のガイドレール12に沿って左右に水平移動可能な可動台13を、モータ72によって駆動回動されるベルト14に連結して左右移動させるようになっており、その移動ストロークの左端下方に設置されたフレーム供給部1の最上端のリングフレームFを取り出して、2組の粘着テープ貼付け部2のいずれかの上方に供給するよう構成されている。
【0034】
2組の粘着テープ貼付け部2は、テープ貼付け機構15、テープ切断機構16、テープロールR、粘着テープTをテープ貼付け機構15の上方に巻き掛け供給する前後のガイドローラ73,74、その奥側に位置するフレーム搬出ベルト75、残渣テープtのテープ回収ロールRt、セパレータ回収ロールRs、等を車輪18を備えた台車19に備え、第1例と同様に、それぞれ引出しユニットUに構成されている。
【0035】
テープ貼付け機構15は、昇降駆動される可動枠22、モータ23によって縦軸心x回りに回転駆動可能に可動枠22に装備された回転ディスク24、この回転ディスク24に放射状に装備された遊転自在な複数の押圧ローラ25、等によって構成されており、前例と同様に、前後のガイドローラ73,74に亘って巻き掛け配備された粘着テープTをリングフレームFの下面に沿って押圧ローラ25で下方から押しつけながら縦軸心x回りに回転させることで、粘着テープTをリングフレームFの下面全体に貼付けるようになっている。
【0036】
前記テープ切断機構16は、前記回転ディスク24に水平軸心回りに遊転自在に円板カッタ27を装備して構成されたものであり、前例と同様に、円板カッタ27をフレーム下面に接触させた状態で回転ディスク24を回転駆動することで、リングフレームFの下面に貼付けられた粘着テープTをフレームFに沿って円形に切り抜き切断する。
【0037】
この例では、残渣テープtを剥離する専用の機構は備えられておらず、以下のようにリングフレームFの下面に貼付けられた残渣テープtの剥離が行われるようになっている。つまり、図17(a)に示すように、テープ貼付け行程およびテープ切断行程では、リングフレームFは可動台13に保持されているが、リングフレームFの下面全体に貼付けられた粘着テープTが前記テープ切断機構16で円形に切り抜き切断されると、図17(b)に示すように、可動台13によるフレーム保持が解除されるとともに、残渣テープtの巻き取りが行われ、リングフレームFの下面に貼付けられた円形の粘着テープ部分Taを残して周囲の残渣テープtがリングフレームFの下面から剥離されるとともに、テープ移動に伴ってリングフレームFが装置奥側に送り出されてフレーム搬出ベルト75の受け取られる。そして、最終的には、図17(c)に示すように、円形の切り抜き孔hが開けられた残渣テープtがリングフレームFの下面全面から剥離されるとともに、粘着テープ部分Taを貼付けたリングフレームFはフレーム搬出ベルト75によって更に装置奥側に搬送され、孔の開いていない粘着テープTがフレーム供給位置の下方に引き出されて次の貼付けに備えられるのである。
【0038】
また、各引出しユニットUの奥側となる装置本体側には、各引出しユニットUのフレーム搬出ベルト75で送られてきたテープ貼付け処理済みのリングフレームFを受け取って更に奥側に搬送するフレーム供給ベルト76が装備されている。
【0039】
前記フレーム搬送機構40は、上下一対のガイドレール77に沿って左右移動可能に支持されるとともに回動されるベルト79によって左右駆動される可動枠78と、これにシリンダ80を介して昇降可能に支持されたフレーム搬送アーム5とから構成されており、各粘着テープ貼付け部2からフレーム搬出ベルト75およびフレーム供給ベルト76によって載置搬送されてきたリングフレームFをフレーム搬送アーム5によって吸着保持してウエハ貼付けステージ4に搬入するよう構成されている。
【0040】
ウエハ貼付けステージ4では、搬入され位置決めされたリングフレームFの粘着テープ部分Taに、ウエハ搬送用ロボット8によって供給された半導体ウエハWが貼付けられ、さらにラベル貼付け部10に送られてバーコード付きのラベルを貼付けられた後、フレーム回収部11に送り込まれるのである。
【0041】
なお、上記各例では、粘着テープ貼付け部2を構成する全ての機構および交換部材を台車19に備えて引出しユニットUを構成しているが、テープ貼付け機構15、テープ切断機構16、テープ剥離機構17、等の機械装置部分を装置本体側に残し、テープロールR、残渣テープtのテープ回収ロールRt、セパレータ回収ロールRs、等の交換を要するもののみを台車19に備えて引出しユニットUを構成して実施することもできる。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明の半導体ウエハの自動貼付け装置によれば、次のような効果が期待できる。
【0043】
請求項1に係る発明によると、多数の重いリングフレームのフレーム供給部への積層装填作業を軽快かつ容易に行うことができ、作業性を向上することができる。
【0044】
また、フレーム供給部への積層装填作業が簡単容易でありながら、フレーム供給精度を高くすることができ、以後の貼付け行程における精度を向上する上で有効である。
【0045】
また、請求項2に係る発明によると、台車移動中のフレーム崩れを阻止できるので、積層したリングフレーム群の崩れを気にすることなく無造作にフレーム供給台車を移動させることができ、フレーム供給部へのフレーム搬入が一層容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1例を示す全体斜視図である。
【図2】 第1例の全体平面図である。
【図3】 第1例の正面図である。
【図4】 フレーム供給部のフレーム供給台車とリフト装置を示す縦断側面図である。
【図5】 フレーム供給台車とリフト装置を示す平面図である。
【図6】 フレーム供給部に押し込み装填されたフレーム供給台車の背面図である。
【図7】 フレーム崩れを阻止する手段の拡大平面図である。
【図8】 フレーム供給台車がフレーム供給部に装填された状態の斜視図である。
【図9】 フレーム供給台車がフレーム供給部から引き出された状態の斜視図である。
【図10】 第1例における引出しユニットの縦断側面図である。
【図11】 第1例における引出しユニットに備えられたテープ貼付け機構およびテープ切断機構を示す平面図である。
【図12】 第1例における引出しユニットの縦断正面図である。
【図13】 第1例における残渣テープ剥離行程の説明図である。
【図14】 本発明の第2例を示す全体平面図である。
【図15】 第2例の正面図である。
【図16】 図14におけるa−a線断面図である。
【図17】 第2例における残渣テープ剥離行程の説明図である。
【図18】 半導体ウエハを貼付け保持したリングフレームの斜視図である。
【符号の説明】
1 フレーム供給部
3 フレーム供給搬送機構
15 テープ貼付け機構
16 テープ切断機構
41 リフト装置
42 フレーム供給台車
51 フレーム案内部材
F リングフレーム
R テープロール
T 粘着テープ
t 残渣テープ

Claims (2)

  1. フレーム供給部から取り出したリングフレームを所定のテープ貼付け位置に供給するフレーム供給搬送機構と、テープロールから繰り出した粘着テープをリングフレームの下面に貼付けるテープ貼付け機構と、貼付けられた粘着テープをリングフレームに沿って切り抜くテープ切断機構と、リングフレームの下面から剥離した残渣テープを巻き取り回収する残渣テープ回収手段と、粘着テープが貼付けられたリングフレームを所定のウエハ貼付け位置に搬送する搬送手段と、ウエハ貼付け位置にセットされたリングフレームの粘着テープ上に半導体ウエハを搬入して貼付けるウエハ貼付け手段、および、半導体ウエハを貼付けたリングフレームを回収するフレーム回収部とを備えた半導体ウエハの自動貼付け装置において、
    底面に装備したキャスタ車輪によりリングフレームを積層保持して移動可能なフレーム供給台車を、前記フレーム供給部に押し込み搬入および引出し搬出可能に配備するとともに、
    フレーム供給台車を上下および左右に位置決めして前記フレーム供給部に導入する台車案内手段と、
    前記フレーム供給台車は、フレーム供給部に押し込まれるとき、前記台車案内手段に乗り上げてキャスタ車輪を浮上さるガイドローラを備え、
    かつ、押し込み搬入されたフレーム供給台車の積層リングフレーム群を受取って持ち上げ供給するリフト装置をフレーム供給部の内部に設置してあることを特徴とする半導体ウエハの自動貼付け装置。
  2. 前記フレーム供給台車に、積層したリングフレーム群の崩れを阻止するフレーム案内部材を開閉可能に備えてある請求項1記載の半導体ウエハの自動貼付け装置。
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