JP5174570B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置、特に電子部品をウェハ単位で供給する際に適用して好適な部品供給装置に関する。

半導体装置の製造工程において、一般に半導体チップはウェハから切り出される多数のチップ（以下、ダイとも言う）として供給されている。

このダイ（半導体チップ）の切り出しは、図１に示すようにウェハリング１に支持された粘着シート２に貼着して保持された状態のウェハ３を、カッターで個片チップ４にダイシングすることにより行なわれ、このように切り出された個片チップ４は粘着シートから剥がされ、ピックアップされて次のステージへ供給される。

半導体チップ４の部品供給装置への供給は、前工程の半導体検査装置等から、個片チップにダイシングされた状態の図１のように、ウェハ３をウェハリング１と共に収容したマガジンを、オペレータが手動等で移動させて行なわれる（例えば、特許文献１参照）。

図２には、このマガジン１０を部品供給装置のマガジン搭載台２０に搭載した状態を示す。この図に示されるように、マガジン１０には、規格で寸法が規定されている多段スロットが左右の内壁部に前後に延びる溝部として形成され、同一高さに対向配置された１組の溝部からなるスロット１２に、図３にマガジン１０を正面方向から見たときの１枚のウェハリング１（ウェハ３）を代表させて示すように、各ウェハ３がウェハリング１に保持されて収容される構造になっている。

又、この部品供給装置では、マガジン１０が搭載されたマガジン搭載台２０を上下動させ、指定されたスロット１２よりウェハ３をマガジン１０の正面から横方向に引き出して吸着固定位置に固定した後、各ダイ毎にピックアップ動作を行ない、下流側の部品搭載装置にダイ部品を供給している。

このような部品供給装置では、マガジン１０からウェハ３を取り出す前に、どのスロット１２にウェハ３が入っているかを予め装置側で把握しておく必要がある。そのために、各マガジン１０の搭載時に、装置に保存されているマガジン設定ファイル内のデータから各スロット１２毎にウェハ３の有無データを読み出すことができるようになっており、このデータに基づいてマガジン１０からのウェハ３の取出し、ピックアップ動作を行なった後のマガジン１０へのウェハ３の返却が行なわれるようになっている。

特開２００３−８６６１３号公報

しかしながら、オペレータの作業ミスで読み出されたデータと搭載したマガジンの収容状況との不一致が生じたり、ウェハを引き出して部品搭載が行なわれている際に装置が停止したりする場合、装置側ではマガジンのスロットの正しい情報を把握できなくなることが起こる。そのため、装置からのウェハ有無データとマガジン内の実際の状況が異なってしまい、取り出していたウェハをマガジンへ戻す動作を行なった場合に、誤ってウェハが入っているスロットに返却してしまい、ウェハリングの衝突が起きる可能性があるという問題があった。

又、マガジンからウェハリングを把持してウェハを引き出す基準位置は、例えば最下段のスロット内の底面と装置側取出し面（把持具で把持する位置）とが水平になる位置で調整する。マガジン内のウェハリングは対向する両側端部で下から支持されているため、中心部は自重によりたわんで下がる可能性がある。そのため、マガジンの基準底面とデータとして持っている各スロット間隔よりウェハの取り出し位置を決め、その位置にウェハリングが一致するようにマガジン搭載台を上下させて位置決めした場合、計算上の把持位置とウェハリングの把持すべき最適な位置との間でズレが生じてしまうという問題があった。

本発明は、前記従来の問題点を解決するためのもので、ウェハリングをマガジンへ返却する際、空いているスロットに確実に戻すことができる部品供給装置を提供することを課題とする。

本発明は、又、マガジン内に収容されているウェハリングの把持位置が自重で下がっている場合でも、該ウェハリングを確実に把持して引き出すことができる部品供給装置を提供することを課題とする。

本発明は、対向する内部壁に、それぞれ上下方向の対応する位置に所定の間隔で形成された、前後方向に延びる溝部からなる複数段のスロットに、ウェハリングの対向両端部をそれぞれ支持させ、該ウェハリングに保持されているウェハを収容するマガジンを搭載するマガジン搭載台と、該マガジン搭載台を上下方向に移動させるマガジン昇降機構と、該昇降機構により所定高さに位置決めされたマガジン内のスロットから、支持されているウェハリングを取出す取出口と、該取出口からマガジン内に把持具を挿入し、該把持具で対応する位置に支持されているウェハリングを把持して引き出すウェハ取出機構を備えた部品供給装置において、前記マガジン昇降機構により上方又は下方に移動される前記マガジン内の各スロットに支持されているウェハリングの有無を検知するセンサが、前記把持具に把持されるウェハリング位置を検知する位置に設置されていると共に、前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサによる検知信号と各スロット位置とを対応付けたマガジン内のウェハ有無情報を保存する保存手段を備え、且つ、前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサにより検知されるウェハリングの位置と、対応する各スロットの基準位置とのずれ量を算出し、算出されたずれ量に基づいて対応するウェハリングを前記把持具で把持して取り出す際に位置決めするマガジン高さ位置を補正する補正手段を備えたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明においては、前記センサを反射型センサとしてもよい。

本発明によれば、前記マガジン内のウェハリングの有無を検知するセンサが設置されていると共に、前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサによる検知信号と、各スロット位置とを対応付けたマガジン内のウェハ有無情報を保存するようにしたので、保存情報を参照することにより、ウェハリングをマガジンの空いているスロットに確実に戻すことができる。

又、本発明によれば、前記マガジン内のウェハリングの有無を検知するセンサが、把持具で把持されるウェハリング位置を検知する位置に設置されていると共に、前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサにより検知されるウェハリングの位置と、対応する各スロットの基準位置とのずれ量を算出し、算出されたずれ量に基づいて対応するウェハリングを前記把持具で把持して取り出す際に位置決めするマガジン高さ位置を補正するようにしたので、マガジンに収容されているウェハを支持しているウェハリングの把持位置が、自重で下がっている場合でも、該ウェハリングを確実に把持して引き出すことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図４は、本発明に係る第１実施形態の部品供給装置の概略を示す平面図である。

本実施形態の部品供給装置は、前記図２の場合と同様にマガジン搭載台２０上に、図示されているマガジン（ウェハストック部）１０が、正面側１０Ａを装置本体側に向けて搭載されている。

このマガジン搭載台２０は、マガジン昇降機構２２を構成するベース部２２Ａの下端部に取付けられている駆動モータ２４によりベルト２４Ａを介してボールねじ２６を回転させることにより、その上部が螺入されている該マガジン搭載台２０の下部に固定されているスピンドルナット（明示せず）を介して、上下動するようになっている。

又、本実施形態の部品供給装置では、マガジン１０の正面側１０Ａの前方向に、該マガジン１０から取り出されたウェハ３（ウェハリング１）を位置決め固定するためのウェハ固定部３０が設置されている。このウェハ固定部３０の上方には、ダイ吸着ヘッド３２が吸着位置認識カメラ３４と一体で、Ｘ軸３６とＹ軸３８からなるＸＹロボットにより平面方向に移動可能に配設され、該ダイ吸着ヘッド３２によりウェハ固定部３０からピックアップしたチップ４を、図示しない電子部品実装装置（マウンタ）側の部品供給部４０に受け渡すようになっている。

前記マガジン１０は、正面側１０Ａが開放された構造の筐体からなり、この筐体には、前述したように対向する内壁部に上下に所定の間隔で形成された溝部からなるスロット１２が多段形成されている。

このマガジン１０は、図５にマガジン搭載台２０との関係を前記図２のＡ−Ａ断面を拡大して示すように、正面側１０Ａを部品供給装置本体の上下案内壁４２に近接させた状態でマガジン搭載台２０上に搭載され、該マガジン搭載台２０のボールねじ２６等からなるマガジン昇降機構２２による昇降動作に伴って上下動するようになっている。

又、この上下案内壁４２には、マガジン１０からウェハ３を取り出すための開口部（取出口）４２Ａが、マガジン１０を下降させる際に多段形成されているスロット１２の下端部（図中スロットＮｏ．１）から上端部（同スロットＮｏ．２５）までのそれぞれが一致する高さ位置に配設され、該開口部４２Ａに一致した各スロット１２からウェハ３（ウェハリング１）を矢印方向に取り出すことが可能になっている。

又、この部品供給装置には、図６に示すように上記案内壁４２の開口部４２Ａから、対応するスロット１２に収容されているウェハリング１を水平方向に把持するグリッパ（把持具）４４をアーム４６の先端部に有すると共に、その基端部がガイド４８に案内されるローダ５０に固定され、マガジン１０に対して進退動可能になっているウェハ取出し機構が配設されている。

このローダ５０は、無端状のベルト５２に固定され、該ベルト５２をマガジン１０側のガイド端部に固定されているモータ５４により回転することにより、該ガイド４８に沿って案内移動され、グリッパ４４を前記開口部４２Ａ内の一定高さに差し入れ、ウェハリング１を把持して取り出したり、逆に取り出したウェハリング１を一定高さに返却したりできるようになっている。

本実施形態においては、図５、図６に示したように、前記案内壁４２の開口部４２Ａの直上位置に反射型センサ５６が固定され、マガジン１０内のスロット１２に収容されているウェハリング１からの反射光を検知することができるようになっている。

図７には、本実施形態の部品供給装置の制御系の概要を示す。

ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる制御部６０は、入出力インターフェース６２を介して接続されているドライバ６４により駆動モータ２４を回転させ、マガジン搭載台２０を上下動させると共に、該制御部６０にはその上下方向の位置がエンコーダ２４Ａから入力されると同時に、各位置で反射型センサ５６からＯＮ、ＯＦＦ信号が入力されるようになっている。

又、制御部６０には、マウンタ側から指定されたマガジンの名称と、それに対応するマガジン設定データ（スロット数、各スロット基準位置、ウェハの収容スロットＮｏや種類、ウェハリング厚み等）が入力され、反射型センサ５６による検出データ（ウェハ有無情報）と対比可能になっている。なお、前記検出データは、マガジン内のウェハ有無情報を保存する保存手段としてのＲＡＭに保存されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

オペレータにより指定されたマガジン１０がマガジン搭載台２０上に搭載され、電源が入力されるとイニシャライズ動作が、該マガジン１０について入力される設定データに基づいて開始される。

このイニシャライズ動作により、マガジン１０を搭載したマガジン搭載台２０が上限から下限まで動く。即ち、図５に示したＮｏ．１のスロット１２を反射型センサ５６で検知する上限位置から、Ｎｏ．２５のスロットの下限位置までマガジン搭載台２０を下げてマガジン１０を下降させる。

マガジン１０の各スロット１２の位置は、図８にＮ番目とＮ＋１番目について模式的に示すように、各スロット１２のウェハリング１が載置される基準面とウェハリング１の上端が決まるため、使用するマガジンの設定ファイルにあるスロット間隔等の寸法とマガジン搭載台２０の移動量から判断できる。

スロット１２内にウェハリング１がある場合は、センサ光がリング端で反射されるためセンサＯＮとなり、ウェハリング１がない箇所では反射が生じないためセンサＯＦＦとして判断され、マガジンの各スロット１２についてウェハ３の有無が検知できる。これをウェハ有無情報として前記制御部６０のＲＡＭに保存する。

従って、本実施形態によれば、イニシャライズ動作でウェハ有無を検知することにより、その情報を基に確実にウェハ３が存在する箇所に返却してウェハリング１が衝突することを防止することができる。

又、実際のマガジン１０のウェハ有無情報と装置内のマガジンデータを比較することにより、ウェハ有無をダブルチェックし、どちらかが間違ったまま使用することを防ぐことができる。

次に、前記制御部６０により、前記マガジン搭載台２０を上昇又は下降させた際の、前記センサにより検知されるウェハリング１の位置と、対応する各スロット１２の基準位置とのずれ量を算出し、算出されたずれ量に基づいて対応するウェハリング１を前記把持具４４で把持して取り出す際に位置決めするマガジン高さ位置を補正する機能について、図９のフローチャートに従って説明する。

電源を入れてイニシャライズ動作を開始し（ステップ１）、スロットＮｏ．１に達したら更にマガジン１０を下降させ（ステップ２、３）、ステップ４でセンサＯＦＦのまま該スロット１２の上限位置に達したらそのスロット１２はウェハ無しなので（ステップ５、６）、次のスロット１２へ移動して（ステップ７、８）ステップ３へ戻る。

一方、ステップ４でセンサＯＮしたらそのスロット１２にはウェハ３が有ると判断して、更にマガジン１０を下降させ（ステップ９、１０）、センサＯＮからＯＦＦになったタイミングのＹ座標ＹOFFをエンコーダ出力から求める。

その際、図１０にセンサ位置近傍のウェハリング１のイメージを示すように、マガジン内のウェハリング１が自重により両端部の基準位置に対して、中心部（グリップ位置）が下がっている場合には、反射型センサ５６でウェハリング１の下がり量（Ｈ）を、
スロット基準面（Ｂ）＋リング厚み（Ｒ）−ＹOFF
として検知し、指定スロット内ウェハの補正値として制御部６０のＲＡＭに保存する（ステップ１１、１２）。次いで、次のスロット１２に移行し、設定されている全スロット１２についての処理が終了したら、ウェハ検知を終了する（ステップ７、１３）。

その後、各スロット１２の基準位置に下がり分Ｈの補正をかけることにより、ウェハ取出機構に対して実際にウェハ３を取り出す際の位置を指示する。これによりウェハリング１の自重による下がりの有無に関わらず、最適な高さ位置でウェハリング１をグリップして取り出すことができる。

なお、センサとしては反射型センサ５６に限らず、近接センサ等の同様の機能を有するものを利用できる。

ウェハとウェハリングの関係を示す平面図 マガジンとマガジン昇降機構の関係を示す斜視図 マガジン内のスロットと該スロットに収容されているウェハリングの関係を示す部分正面図 本発明に係る第１実施形態の部品供給装置の全体構成を示す平面図 本実施形態の部品供給装置の特徴を示す縦断面図 本実施形態の部品供給装置が備えているウェハ取出し機構を示す斜視図 本実施形態の部品供給装置の制御系の概要を示すブロック図 マガジン内のスロットの基準面とウェハリングの関係を示す模式図 本実施形態の作用を示すフローチャート ウェハリングの自重による下りの補正イメージを示す模式図

符号の説明

１…ウェハリング
２…粘着シート
３…ウェハ
４…ダイ（チップ）
１０…マガジン
１２…スロット
２０…マガジン搭載台
２２…マガジン昇降機構
２２Ａ…ベース部
２４…駆動モータ
２６…ボールねじ
３０…ウェハ固定部
３２…ダイ吸着ヘッド
３４…吸着位置認識カメラ
３６…Ｘ軸
３８…Ｙ軸
４０…部品供給部
４２…案内壁
４２Ａ…開口部（取出口）
４４…グリッパ（把持具）
４６…アーム
４８…ガイド
５０…ローダ
５２…ベルト
５４…モータ
５６…反射型センサ
６０…制御部
６２…入出力インターフェース

Claims (2)

1. 対向する内部壁に、それぞれ上下方向の対応する位置に所定の間隔で形成された、前後方向に延びる溝部からなる複数段のスロットに、ウェハリングの対向両端部をそれぞれ支持させ、該ウェハリングに保持されているウェハを収容するマガジンを搭載するマガジン搭載台と、
   該マガジン搭載台を上下方向に移動させるマガジン昇降機構と、
   該昇降機構により所定高さに位置決めされたマガジン内のスロットから、支持されているウェハリングを取出す取出口と、
   該取出口からマガジン内に把持具を挿入し、該把持具で対応する位置に支持されているウェハリングを把持して引き出すウェハ取出機構を備えた部品供給装置において、
   前記マガジン昇降機構により上方又は下方に移動される前記マガジン内の各スロットに支持されているウェハリングの有無を検知するセンサが、前記把持具に把持されるウェハリング位置を検知する位置に設置されていると共に、
   前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサによる検知信号と各スロット位置とを対応付けたマガジン内のウェハ有無情報を保存する保存手段を備え、且つ、
   前記マガジン搭載台を上昇又は下降させた際の、前記センサにより検知されるウェハリングの位置と、対応する各スロットの基準位置とのずれ量を算出し、
   算出されたずれ量に基づいて対応するウェハリングを前記把持具で把持して取り出す際に位置決めするマガジン高さ位置を補正する補正手段を備えたことを特徴とする部品供給装置。
2. 前記センサが、反射型センサであることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。