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JP2009105357A - チップの搬送方法及び装置 - Google Patents

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JP2009105357A JP2007300990A JP2007300990A JP2009105357A JP 2009105357 A JP2009105357 A JP 2009105357A JP 2007300990 A JP2007300990 A JP 2007300990A JP 2007300990 A JP2007300990 A JP 2007300990A JP 2009105357 A JP2009105357 A JP 2009105357A
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Abstract

【課題】半導体ウェーハのチップ搬送効率の大幅向上、部品点数の削減、装置のコストダウンをはかる。
【解決手段】ウェーハ１から切り出されたチップ４をピックアップ位置６からトレイ８のプレイス位置９に搬送するチップの搬送方法において、チップをウェーハからピックアップするコレット部１２を、Ｚ軸駆動機構によりわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転機構１４により往復搖動回転するアーム部材４５により並進運動させ、並進運動するコレット部によりわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復搖動運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送する。
【選択図】図５

Description

発明の詳細な説明
本発明は、半導体ウェーハのチップの搬送方法及び装置に係り、特にチップを吸着してピックアップ位置からプレイス位置に搬送するコレット部に並進運動させることにより、従来のコレット部の運動を実質的に３動作少くすることにより、チップの搬送効率の大幅な向上、装置に必要な部品点数の削減、駆動モータの稼働率の削減による駆動モータの消耗の削減及び装置の大幅なコストダウンを達成可能な画期的なチップの搬送方法及び装置に関する。
従来、図７に示すように、半導体の製造工程において、半導体ウェーハ１（以下単に「ウェーハ」と略称する。）を粘着テープ２上に貼付し、該ウェーハ１に半導体素子３を形成し、ダイシング装置（図示せず）によって該半導体素子３を１つずつ切断分離して半導体チップ４（以下単に「チップ」と略称する。）とした後、粘着テープ２を引き伸ばして各チップ４を互いに離間させておき、コレット部５の吸着リップ５ａにより１つずつ吸着剥離させて分離して取り出すこと（ピックアップ）が行われる。そして取り出されたチップ４は、ピックアップ位置６からトレイ８等のプレイス位置９までコレット部５により搬送される。
このときのコレット部５の動作について説明すると、図７及び図８に示すように、スタート時においては、コレット部５はプレイス位置９から例えば９０ｍｍ離れた待機位置７（ピックアップ位置６から３０ｍｍだけプレイス位置９側に寄った位置）に待機している。これはチップ画像認識動作中は、コレット部５がピックアップ位置６に居ることができないため、画像認識動作が完了した後（場合によっては、チップ位置補正が完了した後）に、コレット部５をピックアップ位置６へ移動させるようにしたものである。
また画像認識動作中又はチップ位置補正動作中にコレット部５が完全にプレイス位置９に居るようにすると、コレット部５のＸ軸方向の移動距離（例えば合計１２０ｍｍ）の問題から、無駄な時間が発生してしまうため、コレット部５をプレイス位置９へ移動させ、画像処理用のカメラの前からコレット部５が居なくなった時点で画像処理を開始するようになっており、コレット部５はプレイス動作が完了した時点で、矢印Ｔの如くプレイス位置９から例えば９０ｍｍ移動して待機し、画像認識動作が完了した後（場合によっては、チップ位置補正が完了した後）に、該待機位置７から例えば３０ｍｍだけ移動してピックアップ位置６に位置する動作とし、動作時間の節約を図っている。
そこでまずステップＳ１で、チップ画像の認識を行い、ステップＳ２で、ウェーハ１側を動かしてコレット部５のチップ位置補正を行い、ステップＳ３で、コレット部５は、矢印Ｆの如く待機位置７からＸ軸方向に３０ｍｍだけ移動してピックアップ位置６へ移動し、ステップＳ４で、コレットＺ軸下降を、矢印Ａの如くチップ４のピックアップ位置６まで３５ｍｍの下降移動により実行する。これによってコレット部５の吸着リップ５ａは軽くチップ４に接触し、空気の吸引によりチップ４を吸着する。
そしてステップＳ５で、ピックアップ動作（チップ剥離動作）が行われ、図示しないニードルがチップ４及び粘着テープ２の下からこれを軽く突き上げることによりチップ４は粘着テープ２から剥離してウェーハ１から分離される。
次いでステップＳ６で、コレット部５は、コレットＺ軸上昇を、矢印Ｂの如くチップ４のコレット搬送位置１０までの３５ｍｍの移動により実行する。
そしてステップＳ７で、コレットＸ軸移動、即ち矢印Ｃの如くチップ４のプレイス位置９までの１２０ｍｍの移動が行われ、ステップＳ８で、チップ４のプレイス動作（チップ受渡し動作）、即ち矢印Ｄの如くコレット部５のＺ軸下降動作（３５ｍｍ）が行われ、トレイ８にコレット部５の吸着リップ５ａに吸着されたチップ４が軽く接触するまで下降し、コレット部５内で空気の吸引が停止することで、チップ４は吸着リップ５ａから離れ、トレイ８上に置かれ、これによってチップ４のプレイス動作が完了し、コレット部５は矢印Ｅの如くコレット搬送位置１０までＺ軸上昇動作（３５ｍｍ）を行う。
次いでステップＳ９で、矢印Ｔの如くコレットＸ軸移動、即ち待機位置７までの９０ｍｍのＸ軸移動が行われ、コレット部５は、上記のように待機位置７において待機する。そしてステップＳ１にもどり、以下同様にしてチップ４のウェーハ１におけるピックアップ位置６からプレイス位置９までの搬送が繰り返し行われる。
従来のチップの搬送方法及び装置は、上記のようにコレット部５の待機位置７からピックアップ位置６までの３０ｍｍのＸ軸移動、ピックアップ位置６での３５ｍｍストロークの上下方向のＺ軸移動、コレット搬送位置１０でのピックアップ位置６からプレイス位置９までの１２０ｍｍの水平方向のＸ軸移動、プレイス位置９での３５ｍｍストロークの上下方向のＺ軸移動及びプレイス位置９から待機位置７までの９０ｍｍのＸ軸移動の合計９動作が必須であり、更にコレット部５の運動軌跡が直角移動的、かつ段階的で複雑となるため、チップ４の搬送の１サイクルのタクトタイムは、一例として０．３１９秒を要し、これ以上短縮することは従来の技術では不可能で、チップの搬送効率が悪かった。
また部品の稼働率については、例えばコレット部５のＸ軸方向、Ｚ軸方向の移動の駆動源である駆動モータ（図示せず）の稼働率について見ると、チップ４の搬送の１サイクルに、コレット部５のＸ軸移動で駆動モータは６回転を、Ｚ軸移動で駆動モータは２回転を必要とし、合計８回転させる必要があり、これより少ない駆動モータの回転でチップ４の搬送の１サイクルを実行することは不可能であった。
またチップ４の搬送装置に必要とされる部品点数については、従来の装置では、一例として９８個の部品が必要であり、これより少ない部品点数では装置は実現できなかった。
このため、装置のコストもそれだけ高くつき、装置のコストダウンも限界に達しており、従来の搬送及び装置では到底これ以上のコストダウンは望めなかった。
特開２００５−３５３８７３号公報
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、チップをウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転駆動機構により往復揺動回転するアーム部材により並進運動させ、並進運動するコレット部によりチップをわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送することによって、従来の搬送方法及び装置に比較してコレット部の動作を３動作削減し、コレット部の運動を直角的、段階的な運動から非常に滑らかな運動に変更することであり、またこれによってチップの搬送のタクトタイムを従来の０．３１９秒から０．２２秒まで、即ち約３１％も一気に短縮し、チップの搬送効率を飛躍的に向上させることである。
また他の目的は、上記構成によりチップ搬送の１サイクルにおけるコレット部の動作に必要な駆動モータの稼働率、即ち駆動モータの必要回転数を従来の８回転から、１．２回転まで、即ち８５％も一気に削減することであり、またこれによって駆動モータの消耗を減少させ、装置の長寿命化を図ることである。
また他の目的は、上記構成により装置の部品点数を約２０％削減すると共に、装置の製造コストを約２５％削減し、装置の低コスト化を達成することである。
また他の目的は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、チップをウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置においてθ軸回転駆動機構の基台に固定された固定歯付プーリと、コレット部に固定されると共にθ軸回転駆動機構のアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と共に回転する回転歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとの相対運動によりアーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけコレット部を他方向に回転させることによりコレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送することによって、２個の歯付プーリと、１本の歯付ベルトという極めて簡易な構成によりコレット部の非常に滑らかな並進運動を可能とすることであり、またこれによって、チップの搬送において、コレット部の動作を３動作削減し、従来のコレット部の直角的、段階的な運動に比べて非常に滑らかな運動によりチップを極めて効率よくピックアップ位置からプレイス位置まで搬送できるようにすることであり、またこれによってチップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることである。
更に他の目的は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、チップをウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、往復揺動回転するアーム部材によりコレット部に並進運動をさせるθ軸回転駆動機構とを備え、並進運動するコレット部によりわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するように構成することによって、コレット部の動作を３動作削減し、チップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることである。
また他の目的は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、チップをウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、コレット部が取り付けられたアーム部材を往復揺動回転させるθ軸回転駆動機構と、該θ軸回転駆動機構の基台にアーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置に固定された固定歯付プーリと、コレット部に固定されると共にアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と、該コレット部回転軸に固定されコレット部と共に回転する回転歯付プーリと、該回転歯付プーリと固定歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとを備え、固定歯付プーリと回転歯付プーリと歯付ベルトとの相対運動によりアーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけコレット部を他方向に回転させることによりコレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するように構成することによって、２個の歯付プーリと、１本の歯付ベルトという極めて簡易な構成によりコレット部の非常に滑らかな並進運動を可能とすることであり、またこれによって、チップの搬送において、コレット部の動作を３動作削減し、従来のコレット部の直角的、段階的な運動に比べて非常に滑らかな運動によりチップを極めて効率よくピックアップ位置からプレイス位置まで搬送できるようにすることであり、またこれによってチップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることである。
要するに本発明方法（請求項１）は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転駆動機構により往復揺動回転するアーム部材により並進運動させ、並進運動する前記コレット部により前記チップをわずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送することを特徴とするものである。
また本発明方法（請求項２）は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置においてθ軸回転駆動機構の基台に固定された固定歯付プーリと、前記コレット部に固定されると共に前記θ軸回転駆動機構のアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と共に回転する回転歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとの相対運動により前記アーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけ前記コレット部を他方向に回転させることにより前記コレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送することを特徴とするものである。
また本発明装置（請求項３）は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、往復揺動回転するアーム部材により前記コレット部に並進運動をさせるθ軸回転駆動機構とを備え、並進運動する前記コレット部によりわずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送するように構成したことを特徴とするものである。
また本発明装置（請求項４）は、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、前記コレット部が取り付けられたアーム部材を往復揺動回転させるθ軸回転駆動機構と、該θ軸回転駆動機構の基台に前記アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置に固定された固定歯付プーリと、前記コレット部に固定されると共に前記アーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と、該コレット部回転軸に固定され前記コレット部と共に回転する回転歯付プーリと、該回転歯付プーリと前記固定歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとを備え、前記固定歯付プーリと前記回転歯付プーリと前記歯付ベルトとの相対運動により前記アーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけ前記コレット部を他方向に回転させることにより前記コレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送するように構成したことを特徴とするものである。
本発明は、上記のようにウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、チップをウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転駆動機構により往復揺動回転するアーム部材により並進運動させ、並進運動するコレット部によりチップをわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するようにしたので、従来の搬送方法及び装置に比較してコレット部の動作を３動作削減し得、コレット部の運動を直角的、段階的な運動から非常に滑らかな運動に変更することができる効果があり、またこの結果チップの搬送のタクトタイムを従来の０．３１９秒から０．２２秒まで、即ち約３１％も一気に短縮し、チップの搬送効率を飛躍的に向上させることができる効果がある。
また他の目的は、上記構成によりチップ搬送の１サイクルにおけるコレット部の動作に必要な駆動モータの稼働率、即ち駆動モータの必要回転数を従来の８回転から、１．２回転まで、即ち８５％も一気に削減することができ、またこの結果駆動モータの消耗を減少させ、装置の長寿命化を図ることができる効果がある。
また上記構成により装置の部品点数を約２０％削減できると共に、装置の製造コストを約２５％削減でき、装置の低コスト化を達成し得る効果がある。
またウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、チップをウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置においてθ軸回転駆動機構の基台に固定された固定歯付プーリと、コレット部に固定されると共にθ軸回転駆動機構のアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と共に回転する回転歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとの相対運動によりアーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけコレット部を他方向に回転させることによりコレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するようにしたので、２個の歯付プーリと、１本の歯付ベルトという極めて簡易な構成によりコレット部の非常に滑らかな並進運動を可能とし得る効果があり、またこの結果チップの搬送において、コレット部の動作を３動作削減し得、従来のコレット部の直角的、段階的な運動に比べて非常に滑らかな運動によりチップを極めて効率よくピックアップ位置からプレイス位置まで搬送できるようになる効果があり、またこの結果チップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ることができると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることができる効果がある。
更には、ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、チップをウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、往復揺動回転するアーム部材によりコレット部に並進運動をさせるθ軸回転駆動機構とを備え、並進運動するコレット部によりわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するように構成したので、コレット部の動作を３動作削減し得、チップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ることができると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることができる効果がある。
またウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、チップをウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかにウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、コレット部が取り付けられたアーム部材を往復揺動回転させるθ軸回転駆動機構と、該θ軸回転駆動機構の基台にアーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置に固定された固定歯付プーリと、コレット部に固定されると共にアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と、該コレット部回転軸に固定されコレット部と共に回転する回転歯付プーリと、該回転歯付プーリと固定歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとを備え、固定歯付プーリと回転歯付プーリと歯付ベルトとの相対運動によりアーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけコレット部を他方向に回転させることによりコレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材の往復揺動回転運動とによりチップをピックアップ位置からプレイス位置まで搬送するように構成したので、２個の歯付プーリと、１本の歯付ベルトという極めて簡易な構成によりコレット部の非常に滑らかな並進運動を可能し得る効果がある。またこの結果チップの搬送において、コレット部の動作を３動作削減し得、従来のコレット部の直角的、段階的な運動に比べて非常に滑らかな運動によりチップを極めて効率よくピックアップ位置からプレイス位置まで搬送できる効果があり、またこの結果チップ搬送のタクトタイムの大幅な短縮、部品点数の削減、コレット部を動かすための駆動モータの稼働率の大幅な削減及び装置の長寿命化を図ることができると共に、装置の大幅なコストダウンを図ることができる効果がある。
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図１から図５において、本発明に係るチップの搬送装置１１は、ウェーハ１から切り出されたチップ４をピックアップ位置６からトレイ８のプレイス位置９に搬送するチップの搬送装置であって、コレット部１２と、Ｚ軸駆動機構１３と、θ軸回転駆動機構１４と、固定歯付プーリ１５と、コレット部回転軸１６と、回転歯付プーリ１８と、歯付ベルト１９とを備えている。
図２において、コレット部１２は、チップ４をウェーハ１からピックアップするもので、下端に吸着リップ１２ａを備えており、内部は中空に形成され、側面には空気吸引口１２ｂが設けられ、ここに空気吸引パイプ（図示せず）が接続されるようになっており、外部の真空ポンプ（図示せず）等により内部は真空に近い状態に抜気されるようになっている。そしてコレット部回転軸１６に固定されたブラケット２０にねじ２１により固定されたボールブッシュ２２にコレット部１２と一体の中空軸２３が摺動自在に嵌合しており、圧縮ばね２４により常時下方に向けて押圧付勢されており、弾性的にＺ軸方向に往復動可能に構成され、ウェーハ１に柔らかく接触できるようになっている。中空軸２３の上端には、高さ調節用のストッパ２５が取り付けられており、複数のナット２６を弛めてボルト２８を上下させて該ボルトの下端がブラケット２０に当たることによってコレット部１２の可動範囲を規制できるようになっている。
またコレット部回転軸１６と一体の腕部材２９の一端に植設された固定バー３０は、ブラケット２０に圧入されたブッシュ３１に嵌合し、コレット部回転軸１６に対するブラケット２０の回り止めを図っている。
Ｚ軸駆動機構１３は、図１において、コレット部１２をわずかに（５ｍｍ位）ウェーハ１に対して接近又は離脱するＺ軸方向（上下方向）に往復運動させるための機構であり、装置のベースをなす基台３２には、一対のガイドレール３３がねじ３７により固定され、またＺ軸駆動用モータ３４がねじ３５により固定されており、Ｚ軸駆動用モータ３４の回転軸３４ａは、基台３２に固定された軸受３６により回動自在に支持され、Ｚ軸駆動ねじ３８に連結されている。
Ｚ軸駆動ねじ３８は、スライドテーブル３９と一体のナット４０に螺合しており、スライドテーブル３９は、一対のガイドレール３３に摺動自在に嵌合する一対のリニアガイド４１にねじ４２により夫々固定されている。そしてスライドテーブル３９には、ねじ４３によりθ軸回転駆動機構１４の基台４４が取り付けられている。
図２において、θ軸回転駆動機構１４は、コレット部１２が取り付けられたアーム部材４５を往復揺動回転させるもので、該θ軸回転駆動機構の基台４４にθ軸回転駆動用モータ４６が取り付けられており、該θ軸回転駆動用モータはねじ４８により減速機４９が一体化された減速機内蔵タイプのものであり、減速機４９が固定されたブラケット５０を介して基台４４に取り付けられている。
θ軸回転駆動用モータ４６の回転軸４６ａ減速機４９の出力軸）は、接ぎ手５２を介してθ回転軸５３に連結されており、該θ回転軸５３は基台４４に固定された軸受５４により回動自在に支持され、一端５３ａは大径に形成され、その段差部５３ｂが軸受５４のインナレース部５４ａに当接し、他端５３ｃに形成されたおねじ部５３ｄにはナット５５が螺合し、インナレース部５４ｂに締め付けられている。
アーム部材４５は、ねじ５６によりθ回転軸５３の一端５３ａにその基端４５ａが固定され、一端４５ｂには軸受５８を介してコレット部回転軸１６が支持されており、該コレット部回転軸の大径部１６ａの段差部１６ｂとそのおねじ部１６ｃに螺合したナット５９とがインナレース部５８ａ，５８ｂに夫々当接して締め付け固定され、結果としてコレット部回転軸１６は、アーム部材４５に対して回動自在に構成されている。
図２及び図３において、固定歯付プーリ１５は、θ軸回転駆動機構１４の基台４４にアーム部材４５の往復揺動回転の回転中心Ｏと同心の位置に固定されており、ねじ６０により基台４４に固定されたブラケット６１にねじ６２により締め付け固定され、回転不能に構成されている。なお、固定歯付プーリ１５と、回転歯付プーリ１８は、その歯数が同一に設定されている。
そして回転不能の固定歯付プーリ１５の回りを、アーム部材４５の回転により歯付ベルト１９が巻き付きながら回転移動し、歯付ベルト１９の歯は固定歯付プーリ１５の歯と噛み合いながらアーム部材４５の回転方向と逆方向にずれて行き、その結果として回転歯付プーリ１８をアーム部材４５の回転と逆方向に同一角度だけ回転させるように構成されている。
図２において、コレット部回転軸１６は、上記のように、コレット部１２に固定されると共にアーム部材４５に回動自在に支持されており、軸受５８を介してアーム部材４５に回動自在に取り付けられている。
図２において、回転歯付プーリ１８は、コレット部回転軸１６にねじ６３により固定され、コレット部１２と共に回転するようになっており、その回転は、アーム部材４５の回転に伴う歯付ベルト１９の回転移動によりもたらされるもので、回転角度はアーム部材４５と同一、回転方向はアーム部材４５と逆方向となり、この回転歯付プーリ１８のアーム部材４５に対する逆回転が、コレット部１２に並進運動をさせるように構成されている。
図２及び図３において、歯付ベルト１９は、いわゆるタイミングベルトであり、回転歯付プーリ１８と固定歯付プーリ１５に巻き掛けられており、その中間には、張力を調節するためのアイドルプーリ６５が取り付けられている。
そして固定歯付プーリ１５と回転歯付プーリ１８と歯付ベルト１９との相対運動によりアーム部材４５を一方向に回転させた分だけコレット部１２を他方向に回転させることによりコレット部１２を並進運動させ、並進運動するコレット部１２により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材４５の往復揺動回転運動とによりチップ４をピックアップ位置６からプレイス位置９まで搬送するように構成されている。
そして本発明に係るチップの搬送方法（請求項１）は、ウェーハ１から切り出されたチップ４をピックアップ位置６からトレイ８のプレイス位置９に搬送するチップの搬送方法において、チップ４をウェーハ１からピックアップするコレット部１２を、Ｚ軸駆動機構１３によりわずかにウェーハ１に対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転駆動機構１４により往復揺動回転するアーム部材４５により並進運動させ、並進運動するコレット部１２によりわずかなＺ軸方向の運動とアーム部材４５の往復揺動回転運動とによりチップ４をピックアップ位置６からプレイス位置９まで搬送する方法である。
また本発明に係るチップの搬送方法（請求項２）は、ウェーハ１から切り出されたチップ４をピックアップ位置６からトレイ８のプレイス位置９に搬送するチップの搬送方法において、チップ４をウェーハ１からピックアップするコレット部１２を、Ｚ軸駆動機構１３によりわずかにウェーハ１に対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、アーム部材４５の往復揺動回転の中心Ｏと同心の位置においてθ軸回転駆動機構１４の基台４４に固定された固定歯付プーリ１５と、コレット部１２に固定されると共にθ軸回転駆動機構１４のアーム部材４５に回動自在に支持されたコレット部回転軸１６と共に回転する回転歯付プーリ１８とに巻き掛けられた歯付ベルト１９との相対運動によりアーム部材４５を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけコレット部１２を他方向に回転させることによりコレット部１２を並進運動させ、並進運動する該コレット部１２により、わずかなＺ軸方向の運動とアーム部材４５の往復揺動回転運動とによりチップ４をピックアップ位置６からプレイス位置９まで搬送する方法である。
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まずチップの搬送装置１１の機構の基本的な作用について説明すると、図１において、Ｚ軸駆動機構１３においては、Ｚ軸駆動用モータ３４が回転すると、その回転軸３４ａ及びＺ軸駆動ねじ３８が回転し、これに螺合したナット４０がＺ軸方向に移動するため、一対のリニアガイド４１が一対のガイドレール３３により案内されてＺ軸方向に移動し、この結果θ軸回転駆動機構１４の全体がＺ軸方向に移動する。これによってコレット部１２及びその吸着リップ１２ａのウェーハ１又はトレイ８に対するＺ軸方向（上下方向）位置を自由に制御することができる。
次に、図２から図５において、θ軸回転駆動機構１４の作用について説明すると、θ軸回転駆動用モータ４６が回転（往復揺動回転）すると、その回転軸４６ａが回転し、接ぎ手５２を介してθ回転軸５３が回転し、これに固定されたアーム部材４５が回転中心Ｏを中心にして矢印Ｇ又はＨ方向に往復揺動回転する。するとコレット部回転軸１６が、アーム部材４５に対して回動自在の状態で回転歯付プーリ１８及びコレット部１２を伴って回転中心Ｏ回りに矢印Ｉ，Ｊの如く公転する。
コレット部回転軸１６及び回転歯付プーリ１８の公転によって、歯付ベルト１９は固定歯付プーリ１５に巻き付くようにその歯が固定歯付プーリ１５の歯に噛み合いながら公転することになる。ここで固定歯付プーリ１５は回転不能であるため、歯付ベルト１９は公転に伴って固定歯付プーリ１５の歯との噛み合い位置をずらしながら公転することになるため、もしアーム部材４５が矢印１の方向に回転すると、歯付ベルト１９は矢印Ｋの方向（図４において時計方向）に動き、アーム部材４５が矢印Ｊの方向に回転すると、歯付ベルト１９は矢印Ｌの方向（図４において半時計方向）に動くことになる。
この結果、固定歯付プーリ１５と回転歯付プーリ１８とはその歯数が同一に設定されているため、アーム部材４５が矢印Ｉ方向に回転すると、歯付ベルト１９を介して回転歯付プーリ１８が矢印Ｍ方向、即ち他方向（逆方向）に回転（公転しながら自転）し、アーム部材４５が矢印Ｊ方向に回転すると、歯付ベルト１９を介して回転歯付プーリ１８が矢印Ｎ方向、即ち他方向に回転し、コレット部１２は、コレット部回転軸１６を介して、常にアーム部材４５とは逆方向（矢印Ｍ方向又はＮ方向）に同一角度回転し、結果としてアーム部材４５の往復揺動回転により、コレット部１２はその自転方向位置、即ちＺ軸方向の姿勢を全く変えることなく、ピックアップ位置６とプレイス位置９間を移動することになり、並進運動をすることができる。
要するに、コレット部１２はアーム部材４５の矢印Ｉ，Ｊ方向の往復揺動回転により図３から図５に示すように、極めて滑らかにピックアップ位置６とプレイス位置９との間を並進運動により移動することができる。
次に、図６も参照して、本発明に係るチップの搬送装置１１の作用（チップの搬送方法）について説明する。まずスタート位置においては、コレット部１２はプレイス位置９にあり、従来のような待機位置にまで移動させておく動作は不要であり、ステップＳ１で、チップ画像処理を行い、ステップＳ２でチップ位置補正を行う。
ステップＳ３で、アーム部材４５を矢印Ｊの方向に２０７°回転させてコレット部１２を並進運動により直ちにピックアップ６まで移動させ、ここでＺ軸駆動機構１３を作動させてコレット部１２を矢印Ｐの如くわずかに（５ｍｍ位）Ｚ軸下降させ、コレット部１２の吸着リップ１２ａをウェーハ１のチップ４に軽く当接させ。
ステップＳ４で、ピックアップ動作（チップ剥離動作）が行われる。即ち、ウェーハ１の下方からは矢印Ｒの如くニードル６４により粘着テープ２を上方に押圧し、このときコレット部１２からは矢印Ｓの如く空気が吸引されているので、チップ４は吸着リップ１２ａに吸着されて、ウェーハ１から分離、剥離される。ここでＺ軸駆動機構１３が作動して、コレット部１２をわずかに（５ｍｍ位）矢印Ｑの如くＺ軸上昇させ、コレット部１２の吸着リップ１２ａでチップ４を保持しながらウェーハ１から離間させる。
次いで、ステップＳ５で、アーム部材４５を矢印Ｉの方向に２０７°回転させ、コレット部１２をチップ４を伴ってプレイス位置９に移動させる。ここで再びＺ軸駆動機構１３が作動して、コレット部１２をわずかに（５ｍｍ位）矢印Ｐの如くＺ軸下降させてトレイ８に接近させる。
最後に、ステップＳ６で、コレット部１２からの空気の吸引を停止させ、チップ４をコレット部１２の吸着リップ１２ａから離し、トレイ８に置く。これによりチップ４のプレイス動作、即ちチップ４の受け渡し動作が完了する。
以上のような本発明に係るチップの搬送方法及び装置によると、コレット部１２は極めて滑らかな並進運動によりピックアップ位置６とプレイス位置９との間を移動することができ、その運動が単純でスピーディーであるため、チップ４の搬送の１サイクルに要する動作を従来に比べて３動作削減でき、この結果タクトタイムを０．２２秒（従来は０．３１９杪）まで短縮することができ、各駆動用モータの可動率は約８５％削減でき、部品点数は約２０％削減でき、製品コストは約２５％低減させることができることが判明した。
図１から図６は本発明に係り、図１はチップの搬送装置の側面図である。 θ軸回転駆動機構の部分縦断面側面図である。 チップ搬送装置の要部正面図である。 チップ搬送装置の要部の作用を示す正面図である。 チップ搬送装置の要部の作用を示す概略斜視図である。 チップ搬送装置のルーチンを示すフローチャート図である。 図７及び図８は従来例に係り、図７はチップ搬送装置の要部の作用を示す概略斜視図である。 チップ搬送装置のルーチンを示すフローチャート図である。
符号の説明
１ ウェーハ
２ 粘着テープ
３ 半導体素子
４ チップ
５ コレット部
５ａ 吸着リップ
６ ピックアップ位置
７ 待機位置
８ トレイ
９ プレイス位置
１０ コレット搬送位置
１１ チップの搬送装置
１２ コレット部
１２ａ 吸着リップ
１２ｂ 空気吸引口
１３ Ｚ軸駆動機構
１４ θ軸回転駆動機構
１５ 固定歯付プーリ
１６ コレット部回転軸
１６ａ 大径部
１６ｂ 段差部
１６ｃ おねじ部
１８ 回転歯付プーリ
１９ 歯付ベルト
２０ ブラケット
２１ ねじ
２２ ボールブッシュ
２３ 中空軸
２４ 圧縮ばね
２５ ストッパ
２６ ナット
２８ ボルト
２９ 腕部材
３０ 固定バー
３１ ブッシュ
３２ 基台
３３ ガイドレール
３４ Ｚ軸駆動用モータ
３４ａ 回転軸
３５ ねじ
３６ 軸受
３７ ねじ
３８ Ｚ軸駆動ねじ
３９ スライドテーブル
４０ ナット
４１ リニアガイド
４２ ねじ
４３ ねじ
４４ θ軸回転駆動機構の基台
４５ アーム部材
４５ａ 基端
４５ｂ 一端
４６ θ軸回転駆動用モータ
４６ａ 回転軸
４８ ねじ
４９ 減速機
５０ ブラケット
５２ 接ぎ手
５３ θ回転軸
５３ａ 一端
５３ｂ 段差部
５３ｃ 他端
５３ｄ おねじ部
５４ 軸受
５４ａ インナレース部
５４ｂ インナレース部
５５ ナット
５６ ねじ
５８ 軸受
５８ａ インナレース部
５８ｂ インナレース部
５９ ナット
６０ ねじ
６１ ブラケット
６２ ねじ
６３ ねじ
６４ ニードル
６５ アイドルプーリ
Ａ 矢印
Ｂ 矢印
Ｃ 矢印
Ｄ 矢印
Ｅ 矢印
Ｆ 矢印
Ｇ 矢印
Ｈ 矢印
Ｉ 矢印
Ｊ 矢印
Ｋ 矢印
Ｌ 矢印
Ｍ 矢印
Ｎ 矢印
Ｏ 回転中心
Ｐ 矢印
Ｑ 矢印
Ｒ 矢印
Ｓ 矢印
Ｔ 矢印
Ｘ Ｘ軸方向
Ｚ Ｚ軸方向

Claims (4)

  1. ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、θ軸回転駆動機構により往復揺動回転するアーム部材により並進運動させ、並進運動する前記コレット部によりわずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送することを特徴とするチップの搬送方法。
  2. ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送方法において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部を、Ｚ軸駆動機構によりわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させると共に、アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置においてθ軸回転駆動機構の基台に固定された固定歯付プーリと、前記コレット部に固定されると共に前記θ軸回転駆動機構のアーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と共に回転する回転歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとの相対運動により前記アーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけ前記コレット部を他方向に回転させることにより前記コレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送することを特徴とするチップの搬送方法。
  3. ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、往復揺動回転するアーム部材により前記コレット部に並進運動をさせるθ軸回転駆動機構とを備え、並進運動する前記コレット部によりわずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送するように構成したことを特徴とするチップの搬送装置。
  4. ウェーハから切り出されたチップをピックアップ位置からトレイのプレイス位置に搬送するチップの搬送装置において、前記チップを前記ウェーハからピックアップするコレット部と、該コレット部をわずかに前記ウェーハに対して接近又は離脱するＺ軸方向に往復運動させるＺ軸駆動機構と、前記コレット部が取り付けられたアーム部材を往復揺動回転させるθ軸回転駆動機構と、該θ軸回転駆動機構の基台に前記アーム部材の往復揺動回転の中心と同心の位置に固定された固定歯付プーリと、前記コレット部に固定されると共に前記アーム部材に回動自在に支持されたコレット部回転軸と、該コレット部回転軸に固定され前記コレット部と共に回転する回転歯付プーリと、該回転歯付プーリと前記固定歯付プーリとに巻き掛けられた歯付ベルトとを備え、前記固定歯付プーリと前記回転歯付プーリと前記歯付ベルトとの相対運動により前記アーム部材を往復揺動回転させることにより該アーム部材を一方向に回転させた分だけ前記コレット部を他方向に回転させることにより前記コレット部を並進運動させ、並進運動する該コレット部により、わずかなＺ軸方向の運動と前記アーム部材の往復揺動回転運動とにより前記チップを前記ピックアップ位置から前記プレイス位置まで搬送するように構成したことを特徴とするチップの搬送装置。
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