特許 7573875 ピックアップ装置、ワーク搬送装置、ワークのピックアップ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-18

(45)【発行日】2024-10-28

(54)【発明の名称】ピックアップ装置、ワーク搬送装置、ワークのピックアップ方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241021BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20241021BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/52 F

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021159819

(22)【出願日】2021-09-29

(65)【公開番号】P2023049830

(43)【公開日】2023-04-10

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】591009705

【氏名又は名称】株式会社 東京ウエルズ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100217836

【弁理士】

【氏名又は名称】合田 幸平

(72)【発明者】

【氏名】遊佐 正行

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５１６９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５３３８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５３５６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１７２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９２３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０９５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１００８４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターンテーブルを鉛直方向に非平行な方向に延びる回転軸回りに回転させて保持部の位置を調節して、前記保持部を前記ターンテーブルより鉛直方向の上方に位置する供給位置で停止させる工程と、
前記ターンテーブルの径方向において前記保持部がワークを保持する工程と、
前記ターンテーブルを回転させて、前記ワークを保持した前記保持部を前記供給位置から前記ターンテーブルより鉛直方向の下方に位置する解放位置へ向かわせる工程と、
前記ターンテーブルを回転させて前記保持部の位置を調節して、前記保持部を前記解放位置で停止させる工程と、
前記保持部が前記ワークを解放する工程と、を備え、
ある保持部が前記供給位置に位置する際に、他の保持部は前記解放位置からずれており、
ある保持部が前記解放位置に位置する際に、他の保持部は前記供給位置からずれている、ワークのピックアップ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワークのピックアップ装置、ピックアップ装置を有するワーク搬送装置及びワークのピックアップ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体ウエハをチップ状に分割したもののようなワークが知られている。特許文献１には、このようなワークを搬送するワーク搬送装置が記載されている。ワーク搬送装置において、ワークは、保持部に保持されることで、ワークが供給される供給位置からワークを解放する解放位置に搬送される。供給位置と解放位置とは、ワーク搬送装置に関して互いに対向する位置にある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１１／１２５１１６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているワーク搬送装置において、保持部は、円周上に等間隔で偶数個設けられている。ある保持部が供給位置で停止すると、当該保持部に対向する位置にある他の保持部が解放位置で停止する。

【0005】

供給位置と解放位置とがワーク搬送装置に関して正確に対向する位置でない場合、保持部へのワークの供給や保持部からのワークの解放を適切な位置で行うことが困難である。保持部を供給位置や解放位置に移動させる際には、保持部を一定の角度だけ移動させるだけでなく、保持部の位置を調節する必要がある。

【0006】

しかしながら、ある保持部を供給位置に移動するよう調節しても、他の保持部が解放位置からずれてしまう。本開示は、ワークの供給や解放を適切な位置で行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のピックアップ装置は、
回転自在に設けられたターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転軸回りに回転させる駆動部と、
前記ターンテーブルの外周に沿って等間隔に設けられた奇数個の保持部と、
前記駆動部及び前記保持部を制御する制御部と、を備え、
前記保持部は、供給位置で前記ワークを保持し、解放位置で前記ワークを解放し、
前記供給位置と前記解放位置とは、互いに対向した位置であり、
前記ターンテーブルの回転は、前記保持部が前記供給位置または前記解放位置で停止するよう制御される。

【0008】

本開示のピックアップ装置において、前記保持部は、前記ワークを吸着することで保持してもよい。

【0009】

本開示のワーク搬送装置は、
上述したいずれかのピックアップ装置と、
複数の前記ワークが配置されるテープと、
前記テープを支持する支持テーブルと、を備え、
前記支持テーブルは、前記ピックアップ装置に対して相対的に移動可能である。

【0010】

本開示のワークのピックアップ方法は、
ターンテーブルを回転させて保持部の位置を調節して、前記保持部を供給位置で停止させる工程と、
前記保持部がワークを保持する工程と、
前記ターンテーブルを回転させて、前記ワークを保持した前記保持部を前記供給位置から解放位置へ向かわせる工程と、
前記ターンテーブルを回転させて前記保持部の位置を調節して、前記保持部を前記解放位置で停止させる工程と、
前記保持部が前記ワークを解放する工程と、を備え、
ある保持部が前記供給位置に位置する際に、他の保持部は前記解放位置からずれており、
ある保持部が前記解放位置に位置する際に、他の保持部は前記供給位置からずれている。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、ワークの供給や解放を適切な位置で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、ワーク搬送装置の概略斜視図である。

【図2A】図２Ａは、ワークの作製工程を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、ワークの作製工程を示す図である。

【図3】図３は、ピックアップ装置の斜視図である。

【図4】図４は、ピックアップ装置の正面図である。

【図5】図５は、ピックアップ装置がワークをピックアップする工程を示す拡大図である。

【図6】図６は、ピックアップ装置がワークを保持する工程を示す図である。

【図7】図７は、ピックアップ装置がワークを解放する工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本開示の一実施の形態について説明する。本件明細書に添付された図面における縮尺及び縦横の寸法比等は、図示と理解のしやすさのため、実物のそれらから変更され誇張されている場合がある。

【0014】

本明細書において用いられる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語ならびに長さや角度の値等は、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈される。

【0015】

図１には、本開示のワーク搬送装置１０が示されている。ワーク搬送装置１０は、ワーク５を搬送する。ワーク搬送装置１０がワーク５を搬送することで、ワーク５を個別に取り出すことができる。ワーク５は、例えばダイシングされた半導体チップである。ワーク搬送装置１０は、テープ１１と、固定リング１２と、検査装置１３と、支持テーブル１５と、収集部１７と、ピックアップ装置２０と、を有している。

【0016】

ワーク５は、テープ１１に配置される。ワーク５は、図２Ａに示すように、例えばテープ１１上に配置された半導体ウエハ１をダイシングブレード３により切断して、複数のチップに分割することによって得られる。

【0017】

テープ１１は、粘着性を有する。テープ１１は、粘着性により、複数のワーク５を保持できる。図２Ｂに示すように、テープ１１は、伸長する。テープ１１は、例えば円形であり、径方向に伸長する。テープ１１が伸長することで、テープ１１に保持されて配置された個々のワーク５を互いに離れさせる。言い換えると、複数のワーク５の間に隙間が生じる。例えば紫外線を照射することにより、テープ１１の粘着性は低下する。これにより、ワーク５がテープ１１から剥離される。

【0018】

固定リング１２は、テープ１１を固定する。固定リング１２は、円環形状であり、円環の内部に半導体ウエハ１やワーク５が配置される。固定リング１２がテープ１１を固定することで、半導体ウエハ１をダイシングブレード３によって所望の形状に切断できる。固定リング１２は、テープ１１が伸長する際には、テープ１１から取り外される。テープ１１が伸長した後、固定リング１２がテープ１１を再度固定する。テープ１１が伸長した後にテープ１１を固定する固定リング１２は、テープ１１が伸長する前にテープ１１を固定していた固定リング１２と別のものであってもよい。固定リング１２での固定により、テープ１１が伸長した状態を維持できる。

【0019】

検査装置１３は、ワーク５が正常であるか不良であるかを検査する。検査装置１３は、例えばカメラであり、ワーク５の外観からワーク５の状態を検査する。図２Ａに示す例では、検査装置１３は、半導体ウエハ１を切断する位置の近傍に配置されており、半導体ウエハ１を切断してワーク５とした後のワーク５の状態を検査する。しかしながら、検査装置１３は、ワーク搬送装置１０の任意の位置に配置されていてもよく、任意の工程においてワーク５を検査してもよい。検査装置１３が得たワーク５の検査結果の情報は、ピックアップ装置２０の後述する制御部２５に送られる。

【0020】

支持テーブル１５は、テープ１１を支持する。とりわけ、支持テーブル１５は、固定リング１２によって伸長され、互いに離れた複数のワーク５を保持するテープ１１を支持する。支持テーブル１５は、第１リング１５ａと、第２リング１５ｂと、を含んでいる。第１リング１５ａは、支持テーブル１５の下端部に設けられている。第２リング１５ｂは、第１リング１５ａの下方に設けられている。第１リング１５ａは、固定されている。第２リング１５ｂは、第１リング１５ａに対して上下方向に移動可能である。第２リング１５ｂが移動することで、第１リング１５ａと第２リング１５ｂとの間に、固定リング１２が挟持される。このようにして、固定リング１２に固定されたテープ１１が、支持テーブル１５に支持される。

【0021】

支持テーブル１５は、水平に設けられている。第１リング１５ａと第２リング１５ｂとに挟持されることで、支持テーブル１５は、テープ１１を水平に支持する。支持テーブル１５は、ピックアップ装置２０に対して相対的に移動可能である。例えば、支持テーブル１５は、水平面に沿って回転可能及び／又は平行移動可能である。支持テーブル１５が固定されており、ピックアップ装置２０が支持テーブル１５に対して移動可能であってもよい。支持テーブル１５は、水平でなく、任意の角度で設けられてもよい。例えば、支持テーブル１５は、鉛直に設けられていてもよい。

【0022】

収集部１７は、ピックアップ装置２０でピックアップされたワーク５を収集する。収集部１７は、例えばトレイや、半導体ウエハ１とは別のウエハ、粘着プレート、ケース、またはテープ１１とは別の収集用のテープである。収集部１７は、ピックアップ装置２０の下方に配置されている。

【0023】

ピックアップ装置２０は、ワーク５をピックアップする。特に、ピックアップ装置２０は、テープ１１に配置されたワーク５を１つずつピックアップする。図１に示されている例では、ピックアップ装置２０は、支持テーブル１５に支持されたテープ１１の下方に設けられている。図３には、ピックアップ装置２０の斜視図が示されている。ピックアップ装置２０は、ターンテーブル２１と、駆動部２２と、取り付け部２３と、保持部２４と、制御部２５と、を有している。

【0024】

ターンテーブル２１は、回転軸２１ａ回りに回転自在に設けられている。ターンテーブル２１が回転することで、ターンテーブル２１の外周に沿って設けられた取り付け部２３及び保持部２４を移動させることができる。図４には、ピックアップ装置２０の正面図が示されている。図４に示されているように、ターンテーブル２１は、円形である。ターンテーブル２１の回転軸２１ａは、円形の中心を通る円形の法線である。保持部２４は、回転軸２１ａから一定の距離を保ったまま移動できる。

【0025】

駆動部２２は、ターンテーブル２１を駆動して、ターンテーブル２１を回転軸２１ａ回りに回転させる。駆動部２２は、ターンテーブル２１の回転軸２１ａに接続している。駆動部２２は、制御部２５によって制御される。

【0026】

取り付け部２３は、ターンテーブル２１に保持部２４を取り付ける。保持部２４は、ワーク５を保持できる。保持部２４は、ワーク５を吸着することで保持する。保持部２４は、いわゆる吸着ノズルである。図５には、保持部２４がワーク５を保持する部分が拡大して示されている。図５に示されているように、保持部２４は、供給位置Ｐ１でワーク５を保持する。供給位置Ｐ１は、ピックアップ装置２０の上側の位置であり、テープ１１に配置されたワーク５と保持部２４とが接する位置である。保持部２４は、保持しているワーク５を解放位置Ｐ２で解放する。解放位置Ｐ２は、ピックアップ装置２０の下側の位置である。保持部２４から解放されたワーク５は、重力によって落下して、収集部１７に至る。供給位置Ｐ１と解放位置Ｐ２とは、互いに対向した位置である。言い換えいると、供給位置Ｐ１は、解放位置Ｐ２から回転軸２１ａ回りに約１８０°回転した位置である。

【0027】

取り付け部２３及び保持部２４は、ターンテーブル２１の外周に沿って、等間隔に設けられている。取り付け部２３及び保持部２４は、奇数個設けられている。図示されている例では、取り付け部２３及び保持部２４は、９個設けられている。任意の保持部２４から回転軸２１ａ回りに１８０°回転した位置には、保持部２４が設けられていない。

【0028】

制御部２５は、駆動部２２及び保持部２４を制御する。制御部２５は、駆動部２２を駆動してターンテーブル２１を回転させる。ターンテーブル２１の回転は、保持部２４が供給位置Ｐ１または解放位置Ｐ２で停止するように制御される。例えば、制御部２５は、所定の角度だけターンテーブル２１を回転させた後、保持部２４が供給位置Ｐ１または解放位置Ｐ２で停止するように、保持部２４の位置を調節するよう、ターンテーブル２１を追加で回転させる。制御部２５は、供給位置Ｐ１で停止した保持部２４がワーク５を保持するように制御する。例えば、制御部２５は、供給位置Ｐ１で停止した保持部２４にワーク５を吸着させる。制御部２５は、解放位置Ｐ２で停止した保持部２４がワーク５を解放するように制御する。例えば、制御部２５は、解放位置Ｐ２で停止した保持部２４にワーク５の吸着を止めさせる。

【0029】

制御部２５は、例えば検査装置１３が得たワーク５の検査結果の情報に基づいて、保持部２４を制御してもよい。制御部２５は、検査装置１３によって不良であると判断されたワーク５を保持部２４が保持しないように制御する。保持部２４に保持されないワーク５は、テープ１１に残る。

【0030】

制御部２５は、支持テーブル１５を制御してもよい。制御部２５は、支持テーブル１５がピックアップ装置２０に対して相対的に移動するよう制御する。これにより、ワーク５が配置されたテープ１１を搬送できる。制御部２５は、テープ１１に配置されたワーク５が供給位置Ｐ１で停止するようにテープ１１の搬送を制御する。

【0031】

本実施の形態のワーク搬送装置１０の作用の一例について説明する。

【0032】

図２Ａに示すように、テープ１１上に配置された半導体ウエハ１のダイシングストリート（素子間の切り取り線）に沿ってダイシングブレード３により半導体ウエハ１をチップ毎に切断する。この際、半導体ウエハ１とダイシングブレード３との間の摩擦熱を除去し、かつ切断屑を除去するために、半導体ウエハ１及びダイシングブレード３に冷却水を供給することが好ましい。テープ１１は、固定リング１２によって固定されていることが好ましい。半導体ウエハ１が配置されたテープ１１が固定されていることで、ダイシングブレード３によって、半導体ウエハ１を適切に切断できる。切断された半導体ウエハ１から、複数のワーク５が得られる。その後、テープ１１及びテープ１１上のワーク５を洗浄する。

【0033】

各ワーク５が検査装置１３によって検査される。検査装置１３によるワーク５の検査結果の情報は、制御部２５に送られる。

【0034】

固定リング１２がテープ１１から取り外される。図２Ｂに示すように、テープ１１を径方向に伸長させる。テープ１１上のワーク５が互いに離れる。テープ１１が伸長した後、固定リング１２によりテープ１１を再度固定する。これにより、テープ１１が伸長した状態を維持できる。

【0035】

テープ１１を固定した固定リング１２は、支持テーブル１５の第１リング１５ａと第２リング１５ｂとの間に配置される。第２リング１５ｂが第１リング１５ａの方へ移動する。固定リング１２は、第１リング１５ａと第２リング１５ｂとに挟持される。これにより、ワーク５が配置されたテープ１１は、固定リング１２を介して支持テーブル１５に支持される。

【0036】

制御部２５が支持テーブル１５を制御して、支持テーブル１５をピックアップ装置２０に対して相対移動させる。支持テーブル１５に支持されたテープ１１が搬送される。テープ１１に配置されたワーク５が、供給位置Ｐ１で停止する。

【0037】

検査装置１３による検査結果が不良であると判断されたワーク５は、供給位置Ｐ１で停止しないよう、制御部２５は支持テーブル１５を制御してもよい。不良であると判断されたワーク５は、テープ１１に配置されたまま残る。

【0038】

供給位置Ｐ１におけるテープ１１に例えば紫外線を照射して、テープ１１の粘着性を低下させる。供給位置Ｐ１に位置するワーク５がテープ１１から容易に剥離するようになる。

【0039】

制御部２５は、駆動部２２を駆動して、図６に示すように、ターンテーブル２１を回転させて保持部２４の位置を調節して、保持部２４を供給位置Ｐ１で停止させる。保持部２４が、供給位置Ｐ１に位置するワーク５をテープ１１から剥離して保持する。テープ１１上でワーク５が互いに離れているため、特定のワーク５のみを容易に保持できる。保持部２４は、例えば図示しないポンプ等で空気を吸引することで、ワーク５を吸着して保持する。

【0040】

駆動部２２がターンテーブル２１を回転軸２１ａ回りに回転するよう駆動する。保持部２４に保持されたワーク５は、ターンテーブル２１の回転に伴って移動する。ターンテーブル２１は、回転軸２１ａ回りに約１８０°回転する。ワーク５を保持した保持部２４は、供給位置Ｐ１から解放位置Ｐ２に向かう。制御部２５は、駆動部２２を駆動して、図７に示すように、ターンテーブル２１を回転させて保持部２４の位置を調節して、ワーク５を保持した保持部２４を解放位置Ｐ２で停止させる。

【0041】

保持部２４は、解放位置Ｐ２において、例えば図示しないポンプ等の吸引を止めることで、吸着を止めてワーク５を解放する。保持部２４から解放されたワーク５は、重力によって落下して、収集部１７に至る。

【0042】

上述の作用を連続して繰り返すことで、テープ１１に配置されたワーク５を収集部１７に収集できる。特に、検査装置１３での検査結果の情報に基づくことで、不良であると判断されたワーク５がテープ１１に配置されたまま残り、良品であると判断されたワーク５のみが収集部１７に収集される。

【0043】

従来のピックアップ装置では、保持部は等間隔で偶数個設けられている。ある保持部からターンテーブルの回転軸に対して１８０°回転した位置には、別の保持部が設けられていることになる。ところで、保持部にワークを供給する供給位置と保持部がワークを解放する解放位置とを、正確に対向する位置でないことがある。この場合、ターンテーブルを所定の角度だけ回転させることのみでは、ある保持部を供給位置に移動するよう位置を調節しても、他の保持部の位置が解放位置からずれてしまう。このように、保持部を供給位置や解放位置に適切に調節することが困難である。

【0044】

本実施の形態のピックアップ装置２０において、保持部２４は、等間隔で奇数個設けられている。ある保持部２４からターンテーブルの回転軸に対して１８０°回転した位置には、他の保持部は設けられていない。このため、ある保持部２４が供給位置Ｐ１に位置する際に、他の保持部２４は解放位置Ｐ２からずれている。同様に、ある保持部２４が解放位置Ｐ２に位置する際に他の保持部２４は供給位置Ｐ１からずれている。他の保持部２４が所望の位置からずれることを考慮することなく、保持部２４の位置を調節できる。すなわち、保持部２４を供給位置Ｐ１や解放位置Ｐ２に適切に調節できる。これにより、保持部２４によるワーク５の供給や解放を適切な位置で行うことができる。

【0045】

保持部２４は、ワークを吸着することで保持する。吸着することにより、保持部２４は、ワーク５を破損させることなく、容易に保持できる。また、保持部２４は、吸着を止めることで、ワーク５を容易に解放できる。

【0046】

ターンテーブル２１は、円形である。保持部２４は、円形に沿って設けられる。ターンテーブル２１は、円形の中心を通る円形の法線を軸として回転する。このため、ターンテーブル２１が回転しても、各保持部２４は、供給位置Ｐ１や解放位置Ｐ２に適切に移動できる。したがって、保持部２４によるワーク５の供給や解放を適切な位置で行うことができる。

【0047】

以上のように、本実施の形態のピックアップ装置２０は、ワーク５をピックアップするピックアップ装置であって、回転自在に設けられたターンテーブル２１と、ターンテーブル２１を回転軸２１ａ回りに回転させる駆動部２２と、ターンテーブル２１の外周に沿って等間隔に設けられた奇数個の保持部２４と、駆動部２２及び保持部２４を制御する制御部２５と、を備え、保持部２４は、供給位置Ｐ１でワーク５を保持し、解放位置Ｐ２でワーク５を解放し、供給位置Ｐ１と解放位置Ｐ２とは、互いに対向した位置であり、ターンテーブル２１の回転は、保持部２４が供給位置Ｐ１または解放位置Ｐ２で停止するよう制御される。このようなピックアップ装置２０によれば、他の保持部２４が所望の位置からずれることを考慮することなく、保持部２４の位置を調節できる。保持部２４によるワーク５の供給や解放を適切な位置で行うことができる。

【0048】

本発明の態様は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した実施の形態に係る内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

【符号の説明】

【0049】

１ 半導体ウエハ
３ ダイシングブレード
５ ワーク
１０ ワーク搬送装置
１１ テープ
１２ 固定リング
１３ 検査装置
１５ 支持テーブル
１５ａ 第１リング
１５ｂ 第２リング
１７ 収集部
２０ ピックアップ装置
２１ ターンテーブル
２１ａ 回転軸
２２ 駆動部
２３ 取り付け部
２４ 保持部
２５ 制御部
Ｐ１ 供給位置
Ｐ２ 解放位置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】