(57)【要約】【課題】  エキスパンドされたシート上のペレットをニードルレスのピックアップユニットで能率よくピックアップする。【解決手段】  エキスパンド機構のステージ１上で伸縮性シート３を放射状に伸展させて、シート３上の複数のペレット５を１枚ずつニードルレス式ピックアップユニット２０の揺動アーム２２でピックアップする方法と装置で、カメラ２５でシート３上のペレット５を撮像し、撮像した画像信号を制御回路部３０で演算処理する機能と、揺動アーム２２をアーム回転部４０で１８０°回転可能に支持する機能を有し、ペレットピックアップ動作の途中で適宜に制御回路部３０からの制御信号に基づいて揺動アーム２２を１８０°反転させてペレットピックアップ動作を継続させる。【選択図】図１
2006156806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキスパンド用ステージ上で放射状に伸展させた伸縮性シート上の複数のペレットを１枚ずつ、前記シートの下からニードルレス式ピックアップユニットの揺動アームで押し上げてシートより剥がすピックアップ方法であって、
前記シートに対して前記ピックアップユニットの揺動アームをシートと平行な方向で回転可能に配備し、前記揺動アームが揺動してシートからペレットを剥がす際に前記ステージと干渉しないように、前記揺動アームを適宜に回転させることを特徴とするペレットピックアップ方法。
【請求項２】
前記ステージ上の複数のペレットをカメラで撮像した画像から複数の各ペレットとステージの相対距離関係を検知して、前記ピックアップユニットの揺動アームが前記シートからペレットを剥がす際にステージと干渉する相対距離関係にあるペレットの有無を判別し、この判別結果に基づいて揺動アームを適宜に回転させることを特徴とする請求項１に記載のペレットピックアップ方法。
【請求項３】
前記シート上に複数のペレットを格子状配列で分散させ、任意の一列に並ぶ複数のペレットをこの列の方向で揺動アームを揺動させて、同列の片端から反対の他端に向けて１枚ずつピックアップする際に、一列に並ぶ複数のペレットの列途中にあるペレットをピックアップするときに、前記揺動アームを略１８０°回転させることを特徴とする請求項１に記載のペレットピックアップ方法。
【請求項４】
エキスパンド用ステージ上で放射状に伸展させた伸縮性シート上の複数のペレットを１枚ずつ前記シートの下からニードルレス式ピックアップユニットの揺動アームで押し上げてシートより剥がすピックアップ装置であって、
前記ピックアップユニットの揺動アームを適宜に前記シートに対して平行な方向で略１８０°回転させるアーム回転部と、
前記ステージ上の複数のペレットを撮像するカメラと、
前記カメラで撮像した画像から前記複数のペレットと前記ステージの相対距離関係を検知して、前記揺動アームが前記シートからペレットを剥がす際にステージと干渉する相対距離関係にあるペレットを判別する制御回路部とを具備し、
前記制御回路部の判別結果に基づいて前記揺動アームを回転させることを特徴とするペレットピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキスパンドされた伸縮性シート上からペレット（半導体ペレット）を１枚ずつピックアップする方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
伸縮性シートに貼着された半導体ウェーハ（以下、ウェーハと称する）を複数のペレットに細分割し、ペレットを１枚ずつシートからピックアップするエキスパンド機構を、図５〜図８に基づき説明する。図５はウェーハリング部品１の平面図で、これの断面が図６に示される。ウェーハリング部品１は、円環状の金属製リング２と、リング２の下面に接着された伸縮性シート３と、シート３の上面中央部に貼着されたウェーハ４を有する。ウェーハ４は略円形で、格子状に複数のペレット５を有し、ペレット間にウェーハ４を細分割するための例えばダイシング溝が形成されている。なお、図５に示すペレット５は正方形であるが、その形状は長方形など様々である。また、図５の略円形のウェーハ４においては、周縁部に正方形でない形状不良の複数のペレット５’が図示されているが、これらペレット５’は元々に製品とされない部分であり、ピックアップの対象とならない。
【０００３】
図６に示すように、ウェーハリング部品１がエキスパンド機構の円筒状ステージ１０上に搬入されると、ウェーハリング部品１のリング２が真上からリング加圧体１１で加圧されて、シート３の周辺部がステージ１０の上面から外周を摺動し、ステージ１０上のシート３が３６０°伸展（エキスパンド）する。このシート伸展でウェーハ４がペレット５毎に細分割され、分割された複数のペレット５が３６０°放射状に分散して各ペレット間に隙間が生じる。各ペレット間に十分な隙間ができたところで、図７に示すようにリング加圧体１１がリング２をステージ１０に固定し、シート３の伸展が停止する。この後、シート３からペレット５を１枚ずつ剥がして取り出すペレットピックアップが行われる。
【０００４】
上述のような伸展したシートからのペレットのピックアップは、シート下面からニードル（突き上げピン）でペレットを突き上げてシートから剥離させるニードル式の方法（例えば、特許文献１参照）と、ニードルを使用しないニードルレス式がある。前者ニードル式のペレットピックアップ法は、ニードルでペレットを損傷する可能性がある。後者ニードルレス式のペレットピックアップ法は、シートを下面から真空吸着する真空吸引方式（例えば、特許文献２参照）や、シートを下面から揺動アームの揺動で局部的に押圧してシート上のペレットを傾けることで、シートから剥がす揺動アーム方式が公知であり、いずれもニードルを使用しないのでペレット損傷の虞がない。
【０００５】
揺動アーム式のニードルレス式ペレットピックアップ装置の概要を、図７と図８に示す。同図に示されるピックアップユニット２０は、ステージ１０の下方にステージ１０に対して水平方向に相対移動可能に配置される。例えば、ステージ１０が図示しない水平なＸＹθテーブル上に設置されて、水平な直交二方向であるＸ方向とＹ方向に移動し、水平なθ方向に回転する。
【０００６】
ピックアップユニット２０は、上下動可能な軸状のアーム支持体２１と、アーム支持体２１に対して半径方向に揺動可能に連接された揺動アーム２２を備える。アーム支持体２１の上端面は１枚のペレット５より少し大きな円形の平坦な押圧面で、この押圧面に半径方向に形成された溝２３に揺動アーム２２の上端部２２ｃが適宜に嵌合する。揺動アーム２２は、アーム支持体２１の下部に支ピン２４で枢着された下端部２２ａと、下端部２２ａから上方に延在する傾斜した中間部２２ｂと、中間部２２ｂの上端から略水平方向に屈曲された上端部２２ｃを有する。
【０００７】
図７は、ピックアップユニット２０が１枚のペレット５をシート３からピックアップする直前を示す。定位置のステージ１０上のシート３の上面を、例えばカメラ２５で撮像してピックアップするペレット５の位置、方向性を確認して、このペレット５の真下からピックアップユニット２０を上昇させ、アーム支持体２１上端の押圧面をシート３の下面に当接させる。このとき、押圧面の溝２３に揺動アーム２２の上端部２２ｃが面一に嵌合した状態にある。
【０００８】
図７の状態でピックアップユニット２０の揺動アーム２２を、図８に示すようにステージ１０の半径方向に定ストロークで揺動させる。この揺動でアーム上端部２２ｃがシート３の下面を摺動し、揺動角が増大すると共に上端部２２ｃの先端がシート３下面を摺動しながら押し上げて、シート３を局部的に山形に盛り上げ、盛り上げた稜線を移動させる。この稜線移動が１枚のペレット５の下方で生じて、ペレット５が傾きながらシート３から剥がれる。揺動アーム２２が揺動してペレット５がシート３から剥離されるタイミングで、シート３の上方に移動したコレット２６が下降してペレット５を真空吸引し、そのまま上昇して図示しないリードフレームなどにボンディングする。
【０００９】
１枚のペレット５のピックアップが終了すると、ピックアップユニット２０の揺動アーム２２が復帰して、次のペレット５のピックアップ動作に移行する。例えば、図８においては、ステージ１０が図８で左のＸ方向に１ピッチ移動して、ピックアップユニット２０によるペレットピックアップ動作が繰り返し行われる。また、Ｘ方向に平行な一列にある複数のペレット５の全てのピックアップが終了すると、例えばステージ１０がＹ方向に１ピッチ移動して次のＸ方向一列のペレットピックアップの動作に移行する。
【特許文献１】特許第３１３１２１号公報
【特許文献２】特許第３２０９７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図７に示すような揺動アーム方式のニードルレス式ペレットピックアップ方法は、ウェーハの種類によっては作業能率の改善が難しい問題があった。すなわち、図８において、ピックアップユニット２０がステージ１０に対して図８の右側に相対移動するほど、揺動アーム２２がステージ１０の内壁面に近付き、揺動アーム２２がペレットピックアップ動作するときにステージ１０の内壁面と干渉し易くなる。シート３上のウェーハ４が大径で、エキスパンド後に放射状に分散したシート３周辺部上のペレット５がステージ１０の内壁面から揺動アーム２２の揺動ストローク程度の距離に位置すると、このペレット５をピックアップするときに揺動アーム２２がステージ１０と干渉して、実質的にペレット５をピックアップすることができない。
【００１１】
シート３上の複数のペレット５の各々とステージ１０の相対距離関係は予め分かっており、ペレットピックアップ時に揺動アーム２２がステージ１０と干渉する位置にあるペレット５も予め分かっていることから、干渉すると分かっているペレット５をピックアップする場合には、ステージ１０をＸ方向移動と共に１８０°回転させてピックアップ動作を継続させている。例えば、図８において１枚のペレット５をピックアップして、次の１枚のペレット５’をピックアップする前に、ステージ１０をＸ方向移動と共に１８０°回転させて、次の１枚のペレット５’の真下にピックアップユニット２０を位置させ、揺動アーム２２がステージ１０と干渉しないようにして、ピックアップ動作を継続して行う。また、Ｘ方向一列の全てのペレット５のピックアップが終了して、次のＸ方向一列のペレット５のピックアップ動作に移行する前に、ステージ１０を再び１８０°回転させて、次の一列のペレットピックアップ動作を連続して行う。
【００１２】
このようにすれば、シート３上のペレット５の全てをピックアップユニット２０でピックアップすることができる。しかし、ウェーハより大径のステージ１０を回転させるためには大型の回転駆動機構が必要であり、この回転駆動機構をＸＹテーブルに組み込む設計が難しい。また、大径のステージ１０は高速回転が難しく、シート３上の複数のペレット列で行われる一連のペレットピックアップ動作毎にステージ１０を複数回も１８０°回転させる必要があるために、各ペレット列でペレットピックアップの作業能率を上げることが難しい。
【００１３】
本発明の目的は、作業能率の向上を容易にしたペレットピックアップ方法と、装置全体の構成の簡略化を容易にしたペレットピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明方法は、エキスパンド用ステージ上で放射状に伸展させた伸縮性シート上の複数のペレットを１枚ずつシートの下からニードルレス式ピックアップユニットの揺動アームで押し上げてシートより剥がすピックアップ方法であって、ステージ上のシートに対してピックアップユニットの揺動アームをシートと平行な方向で回転可能に配備し、揺動アームでシートからペレットを剥がす際に揺動アームがステージと干渉しないように、揺動アームを適宜に回転させることを特徴とする。
【００１５】
ここで、ニードルレス式ピックアップユニットは、エキスパンド用ステージ上でエキスパンドしてステージに保持されたシートの下面を局部的に押し上げながら摺動する揺動アームと、この揺動アームを揺動可能に支持するアーム支持体を有するものが適用できる。揺動アームは、例えば円筒状のステージの中でステージの半径方向に往復揺動してシート上の１枚のペレットを剥がす。ステージに対する揺動アームの揺動方向を規定して、シート上の複数のペレットを１枚ずつ揺動アームの揺動で剥がすようにすると、ステージの内壁面に対する各ペレットの大小様々な相対距離により、揺動アームがステージに一度も干渉することなく全てのペレットを剥がす場合と、揺動アームがシート周辺部に在る一部のペレットを剥がすときにステージの内壁面と干渉する場合があり、この後者の場合に、本発明方法は、ステージ側を回転させるのではなくて、ピックアップユニット側を回転させて揺動アームとステージの干渉を回避する。このピックアップユニット側の回転は、揺動アームとアーム支持体のユニット全体を回転させる、あるいは、アーム支持体を回転させずに揺動アームのみを回転させることで行え、いずれも揺動アームが回転する。この揺動アームの１回の回転角は、通常において１８０°が妥当である。このような揺動アームを回転させる回転駆動機構は、大径のステージを回転させる回転駆動機構に比べて小型化、簡略化できる。
【００１６】
本発明方法においては、ステージ上の複数のペレットをカメラで撮像した画像から複数の各ペレットとステージの相対距離関係を検知して、ピックアップユニットの揺動アームがシートからペレットを剥がす際にステージと干渉する相対距離関係にあるペレットの有無を判別し、この判別結果に基づいて揺動アームを適宜に回転させることができる。
【００１７】
ここでのカメラは、エキスパンドしたシート上のペレットを撮像してペレットの形状や位置を確認する既存のカメラが適用できる。カメラで撮像した画像をコンピュータのＣＰＵで演算処理して、ステージの内壁面と各ペレットの相対距離関係を算出すれば、ペレットピックアップ時に揺動アームがステージと干渉するペレットと、干渉しないペレットが判別でき、グループ分けできる。干渉しないグループに分けたペレットをピックアップするときは揺動アームを回転させず、干渉するグループに分けたペレットをピックアップするときは揺動アームを回転させるようにすることで、全てのペレットがピックアップできる。また、前述のように干渉しないグループに分けた複数の各ペレットの全てを連続してピックアップしてから、揺動アームを回転させて干渉するグループに分けた複数の各ペレットをピックアップすると、揺動アームを最少の数で回転させることができて、作業能率が尚一層に向上する。
【００１８】
また、本発明方法においては、シート上に複数のペレットを格子状配列で分散させ、任意の一列に並ぶ複数のペレットをこの列の方向で揺動アームを揺動させて、同列の片端から反対の他端に向けて１枚ずつピックアップする際に、一列に並ぶ複数のペレットの列途中にあるペレットをピックアップするときに、揺動アームを略１８０°回転させることができる。
【００１９】
この場合、上述のカメラによるペレット判別は、必ずしも必要としない。通常において、エキスパンド用ステージ上でエキスパンドされたシートの上面中央部にあるペレットは、同シートの上面周辺部にあるペレットに比べてステージ内壁面から遠くにあり、これをピックアップする揺動アームは揺動方向がいずれであってもステージと干渉せず、シート周辺部にあるペレットをピックアップする際に揺動アームがステージと干渉する可能性がある。そこで、シート上の横一列に並ぶ複数のペレットにおいて、列の片端のペレットから列方向に揺動アームを揺動させてピックアップして、列の中央部やその近くの任意の列途中にあるペレットをピックアップする前に一律的に揺動アームを１８０°反転させ、反転させたまま揺動アームをそれまでと１８０°逆方向に揺動させて列の他端のペレットまでピックアップする。このようなペレットピックアップはステージやウェーハの大小種類に関係なく一律的に行え、また、カメラを使用することなく行えて、ペレットピックアップの制御が簡単になり、安価な設備投資で実行できる。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明装置は、エキスパンド用ステージ上で放射状に伸展させた伸縮性シート上の複数のペレットを１枚ずつ、シートを下からニードルレス式ピックアップユニットの揺動アームで押し上げてシートより剥がすピックアップ装置であって、ピックアップユニットの揺動アームをステージ上のシートに対して平行な方向で略１８０°回転させるアーム回転部と、ステージ上の複数のペレットを撮像するカメラと、カメラで撮像した画像から複数のペレットとステージの相対距離関係を検知して、ピックアップユニットの揺動アームがシートからペレットを剥がす際にステージと干渉する相対距離関係にあるペレットを判別する制御回路部とを具備し、この制御回路部の判別結果に基づいてアーム回転部でピックアップユニットの揺動アームを回転させることを特徴とする。
【００２１】
ここでのアーム回転部は、ピックアップユニットを支持してユニット全体を回転させる回転テーブル機構、あるいは、ピックアップユニットのアーム支持体に対して揺動アームのみを回転させる回転駆動機構が適用できる。制御回路部は、コンピュータのＣＰＵを使用した回路で、カメラで撮像した画像を演算処理して、エキスパンドされたシート上の複数のペレットとエキスパンド用ステージの内壁面との相対距離関係を算出し、ピックアップユニットの揺動アームがシートからペレットを剥がす際にステージと干渉する相対距離関係にあるペレットを判別して、揺動アームを回転させるか否かの制御信号を出力する。カメラや制御回路部を構成するＣＰＵは既存のカメラや、このカメラに連接した既存のコンピュータが適用でき、設備投資的有利にペレットピックアップ装置が提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エキスパンド用ステージを回転させずにステージより小型の揺動アームを回転させることで揺動アームとステージを干渉させることなくペレットのピックアップを連続して行うことができるので、回転の高速化によるペレットピックアップ動作の高能率化が容易となり、また、ピックアップ装置全体の小型化が図れるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）（Ｂ）に示されるペレットピックアップ装置は、図５〜図８のピックアップ装置に適用したもので、同一または相当部分には同一符号を付して、説明の重複を避ける。  図１（Ａ）と図２（Ａ）は、ペレットピックアップ時の側断面図と部分平面図である。例えばダイボンダーに使用されるエキスパンド機構のステージ１上で伸縮性シート３を放射状に伸展させて、シート３上の複数のペレット５を１枚ずつニードルレス式ピックアップユニット２０の揺動アーム２２でピックアップする。シート３の上方に配置したカメラ２５でシート３上のペレット５を撮像し、撮像した画像信号を制御回路部３０に送信する。ニードルレス式ピックアップユニット２０の揺動アーム２２を、アーム回転部４０で１８０°回転可能に支持する。図１に示すアーム回転部４０は、ピックアップユニット２０のユニット全体を回転させる回転テーブルである。
【００２５】
制御回路部３０は、コンピュータ（図示せず）のＣＰＵに組み込まれる。制御回路部３０は、カメラ２５で撮像したシート３上のペレット画像を演算処理して、エキスパンドされたシート３上の複数のペレット５のそれぞれとステージ１０の内壁面との相対距離関係を算出し、揺動アーム２２がシート３から１枚のペレット５を剥がす際にステージ１０の内壁面と干渉する相対距離関係にあるペレット５か、干渉しない相対距離関係にあるペレット５かを判別して、揺動アーム２２を回転させるか否かの制御信号をアーム回転部４０の駆動制御系４１に出力する。
【００２６】
アーム回転部４０は、ピックアップユニット２０を揺動アーム２２の揺動方向に対して適宜に１８０°回転させて、揺動アーム２２の揺動方向を反転させる。揺動アーム２２の揺動方向が例えばＸ方向の場合、ステージ１０に対してピックアップユニット２０を図１（Ａ）で左から右側に相対移動させて、シート３上のＸ方向に横一列で並ぶ複数のペレット５を左端の１枚から順にピックアップする。ここで、横一列の複数のペレット５において、例えば右端の１枚のペレット５を除く複数のペレット５が、制御回路部３０で「揺動アームとステージが干渉しないペレット」と判別されたものであり、右端の１枚のみが「揺動アームとステージが干渉するペレット」と判別されたものとすると、ピックアップユニット２０は次のようにペレットピックアップ動作を連続して行う。
【００２７】
図１（Ａ）で左端の１枚のペレット５の真下にピックアップユニット２０を位置させ、揺動アーム２２を図１（Ａ）で右側に揺動させて左端のペレット５をシート３から剥がし、図示しないコレットで取り出す。次に、左端から２番目のペレット５の真下にピックアップユニット２０を位置させて、揺動アーム２２を右側に揺動させて２枚目のペレット５をピックアップする。このピックアップ動作を右端のペレット５の１枚手前のペレットまで連続して行い、右端のペレット５のピックアップに移行する段階で、制御回路部３０からの「干渉するペレット」の判別信号でアーム回転部４０を作動させて、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示すようにピックアップユニット２０を１８０°回転させる。この回転で揺動アーム２２の向きが１８０°反対になり、右端のペレット５をピックアップするために揺動させると、ステージ１０の内壁面から遠ざかる図１（Ｂ）で左方向に揺動して、ステージ１０と干渉しない。
【００２８】
ピックアップユニット２０における揺動アーム２２の１８０°回転は、図３あるいは図４に示すように行うこともできる。
【００２９】
図３は横一列に並ぶ複数、例えば６枚のペレット５ａ〜５ｆを示し、この各ペレット５ａ〜５ｆを図３で左端から１枚ずつピックアップユニット２０でピックアップする場合を説明する。横一列に並ぶ６枚のペレット５ａ〜５ｆにおいて、両端やその近くのペレットはステージ１０に近くて「揺動アームとステージが干渉する可能性のあるペレット」であり、中央部のペレットはステージ１０からより離れた位置にあって「揺動アームとステージが干渉する可能性のないペレット」であるのが通例である。そこで、この通例を前提として図３で左端のペレット５ａからピックアップユニット２０の揺動アーム２２をステージ１０と干渉しない図３で右方向に揺動させて、ペレットピックアップを行う。この揺動アーム２２の図３で右方向揺動によるペレットピックアップを、列中央部の予め設定されたペレット５ｃまで連続して行うと、一律的に揺動アーム２２を１８０°回転させて、次のペレット５ｄのピックアップに移る。そして、次のペレット５ｄから右端のペレット５ｆに至るまで揺動アーム２２を図３で左方向に揺動させて、各ペレット５ｄ、５ｅ、５ｆを順にピックアップする。このように一列に並ぶのペレットを列の端から１枚ずつピックアップする際に、予め決められた列途中で揺動アーム２２を一律的に回転させるようにすることで、揺動アーム２２を回転させるための制御が容易になる。このことは図４のペレットピックアップ動作においても同様である。
【００３０】
図４は横一列に並ぶ６枚のペレット５ａ〜５ｆにおいて、両端の２枚のペレット５ａ、５ｆがステージ１０に近くて「揺動アームとステージが干渉する可能性のあるペレット」であり、他は「アームとステージが干渉する可能性のないペレット」であることを前提としている。この場合、図４で左端のペレット５ａをピックアップユニット２０の揺動アーム２２で図４で右方向に揺動させてピックアップすると、一律的に揺動アーム２２を１８０°回転させる。そして、次のペレット５ｂから右端のペレット５ｆまで揺動アーム２２の向きを変えることなく揺動アーム２２を図４で左方向に揺動させて、各ペレット５ｂ〜５ｆを順にピックアップする。
【００３１】
なお、本発明のペレットピックアップ方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態を示すペレットピックアップ装置の要部の側断面図、（Ｂ）はピックアップユニットの揺動アーム反転時の側断面図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）装置における一部省略部分を含む平面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）装置における部分平面図である。
【図３】本発明のペレットピックアップ方法の具体例を説明するためのペレット配置図である。
【図４】本発明のペレットピックアップ方法の他の具体例を説明するためのペレット配置図である。
【図５】エキスパンド機構の平面図である。
【図６】図５のエキスパンド機構の要部の断面図である。
【図７】従来のニードルレス式ペレットピックアップ装置を説明するための要部の側断面図である。
【図８】図７装置の動作時の側断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２    リング
３    シート
４    ウェーハ
５    ペレット
１０    ステージ
１１    リング加圧体
２０    ニードルレス式ピックアップユニット
２１    アーム支持体
２２    揺動アーム
２５    カメラ
２６    コレット
３０    制御回路部
４０    アーム回転部
４１    駆動制御系
【図１】
2006156806.tif 000003
【図２】
2006156806.tif 000004
【図３】
2006156806.tif 000005
【図４】
2006156806.tif 000006
【図５】
2006156806.tif 000007
【図６】
2006156806.tif 000008
【図７】
2006156806.tif 000009
【図８】
2006156806.tif 000010