(57)【要約】【課題】  ウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送する装置を開示する。【解決手段】  この装置は、少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを備え、この回転可能搬送アセンブリは、その回転軸の周りを回転可能な搬送ヘッドを備え、半導体デバイスをピックアップ位置から搬送位置へと搬送する。また、この装置は、搬送ヘッドの回転面に対して軸方向に少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを移動させるように構成された搬送アセンブリアクチュエータを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送する装置であって、
半導体デバイスをピックアップ位置から搬送位置へと搬送する少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリであって、前記回転可能搬送アセンブリの回転軸の周りを回転可能な搬送ヘッドを有している、回転可能搬送アセンブリと、
前記搬送ヘッドの回転面に対して軸方向に前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを移動させるように構成された搬送アセンブリアクチュエータと、
を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、第１の回転可能搬送アセンブリを含み、前記第１の回転可能搬送アセンブリは、その前記搬送ヘッドを前記ピックアップ位置まで回転させ、前記搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記搬送位置は、前記目標位置を含む、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記目標位置は、キャリア構造への載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記目標位置は、キャリアテープへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記目標位置は、リードフレームへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、第１の回転可能搬送アセンブリと、第２の回転可能搬送アセンブリとを含み、前記第１及び第２の回転可能搬送アセンブリのそれぞれは搬送ヘッドを有し、前記第１の回転可能搬送アセンブリは、その前記搬送ヘッドを前記ピックアップ位置まで回転させて前記ウェハーから前記半導体デバイスをピックアップし、その前記搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記搬送位置は、前記第１の回転可能搬送アセンブリから前記第２の回転可能搬送アセンブリへの搬送のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の回転可能搬送アセンブリは、その前記搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させ、前記第１の回転可能搬送アセンブリの前記搬送ヘッドから前記半導体デバイスを受け取り、前記第２の回転可能搬送アセンブリの前記搬送ヘッドを前記目標位置まで回転させるように構成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記目標位置は、キャリア構造への載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記目標位置は、キャリアテープへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記目標位置は、リードフレームへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含む、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、前記搬送位置において前記半導体デバイスの搬送と同時に、前記軸方向に移動可能である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
ウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送するシステムであって、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置と、
ピックアップ位置及び搬送位置に対して前記搬送ヘッド又は各搬送ヘッドの位置を特定し、特定されたピックアップ装置の位置と前記搬送ヘッド又は各搬送ヘッドの目標位置とを比較するように構成された配置監視装置と、
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記ピックアップ位置及び搬送位置の少なくとも一つについて、前記特定されたピックアップ装置の位置と、前記ピックアップ装置の前記目標位置とに違いがあると判定された場合、前記配置監視装置は、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを回転させるように構成されたアクチュエータの動作を制御するコントローラと、前記搬送アセンブリアクチュエータの動作を制御して、前記軸方向及び／又は前記又は各搬送ヘッドの回転面における前記ピックアップ装置の位置を調整するコントローラのうちの少なくとも一つに信号を送信するように構成され、
前記システムはさらに、前記装置の回転可能搬送アセンブリがウェハーから半導体デバイスをピックアップすべくウェハーを保持するように構成されているウェハー保持装置を備えている、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスをウェハーから目標位置へと搬送する装置及びシステムに関し、特に、本発明は、限定はされないが、半導体デバイスをウェハーから、例えば、キャリアテープやリードフレームなどのキャリア構造に位置し得る目標位置へと搬送する装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、従来、ウェハーとも称される円形の平面基板上及びその中において、必須条件ではないが通常同一かつ同寸法の回路の行列を複数有するマトリックス状に製造される。ウェハーの製造後、ウェハー表面は、柔軟性を有するキャリアフィルムに接着される。そして、各回路は、そのキャリアフィルムを切断せずに、ウェハーをその一方の面から他方の面まで切断することにより、互いに物理的に分離される。これにより、キャリアフィルム上に配置された複数の個々の半導体デバイス又は回路（以下、「チップ」又は「ダイ」ともいう）が得られる。
【０００３】
典型的なチップ搬送装置では、チップ搬送部及びチップ反転部によって、半導体ウェハーから半導体チップをピックアップし、その半導体チップの方向を反転させ、目標位置、例えば、キャリア構造上に半導体チップを載置する。例えば、チップ搬送部によりウェハーから集積回路（ＩＣ）ダイをピックアップし、通常、チップ搬送部と目標位置との間に載置されているチップ反転部へとそのＩＣダイを搬送することができる。そして、チップ反転部によりそのＩＣダイの方向を反転させ、反転したＩＣダイを目標位置に載置することができる。例えば、ウェハーは、通常、そのアクティブ側（凹凸側、上側又は前面側ともいう）がチップ搬送部及びチップ反転部に向くように配置される。チップ搬送部によって凹凸側にあるＩＣダイをピックアップし、チップ反転部によってその凹凸側が下になるようにＩＣダイを反転させ、凹凸側を下に向けてその反転したＩＣダイを目標位置に載置する。
【０００４】
各チップは、チップ搬送部のチップピックアップ位置にある搬送ヘッドと相互作用するニードル機構によって機械的にピックアップされたり、キャリアフィルムから取り外されたりする。各チップのピックアップ処理が行われる前に、ウェハーを移動させることによりチップをチップピックアップ位置まで持っていく。チップは、ピックアップ後、搬送ヘッドによってリードフレームへと搬送され、そこでチップ接着位置にある搬送ヘッドから外されて、リードフレームに固着（接着）される。次に、ワイヤボンディング処理において、各チップの接触パッドとリードフレームの接触ピンとを電気的に接続する。チップを搬送する他の処理では、ピックアップ後のチップを搬送ヘッドによってキャリアテープまで、又は（チップを反転させる場合）チップ反転部まで搬送する。
【０００５】
チップ搬送装置のチップ搬送部は、一般に、多数の搬送ヘッドが配置された回転ヘッドを備えている。各搬送ヘッドは、真空によりチップをピックアップするように構成されたコレットや真空ピペットを備えている。これにより、回転ヘッドの搬送ヘッドは、その回転ヘッドの他の搬送ヘッドがチップを目標位置、例えば、キャリア構造上に配置している間に、ウェハーからチップをピックアップすることができる。搬送処理では、チップの引き渡しが二度にわたって、すなわち、ウェハーから搬送ヘッドへのピックアップ時と、搬送ヘッドから目標位置、例えば、リードフレームやキャリアテープなどのキャリア構造への載置時とに行われることが理解されよう。
【０００６】
いわゆる「フリップチップ」配置では、第２のチップ搬送部（すなわち、チップ反転部）が設けられる。これにより、チップ搬送部の搬送ヘッドは、ウェハーからチップをピックアップすることができる。チップを運んでいる搬送ヘッドがピックアップ位置からハンドオーバ位置へ移動するように回転ヘッドを回転させることによって、このチップはハンドオーバ位置、すなわち、チップ反転部の搬送ヘッドへとチップの引き渡しが行われる位置まで搬送される。このハンドオーバ位置にて、チップがチップ反転部の搬送ヘッドへと引き渡される。その後、チップ反転部は、このチップを他の位置へ移動させる、例えば、目標位置に配置させるように動作してもよい。フリップチップ搬送処理では、さらなる引き渡し、すなわち、第１のチップ搬送部からチップ反転部への引き渡しが必要となることが理解されよう。そのため、ウェハーから搬送ヘッドへのピックアップ、チップ搬送部の搬送ヘッドからチップ反転部の搬送ヘッドへの引き渡し、そして、チップ反転部の搬送ヘッドから目標位置への載置の三度にわたって引き渡しが行われる。
【０００７】
このような位置の全てにおいて、すなわち、フリップチップ処理と非フリップチップ（通常）処理の両方において、非常に小さなチップの引き渡しを可能にするには、コレットの位置と目標のピックアップ位置又は載置位置とを非常に高精度に合わせる必要がある。搬送装置の（例えば、搬送ヘッドの）各部の公差は比較的大きいため、このような配置調整を行うには、すべてのコレットそれぞれに特定の位置補正を行う必要がある。接線方向では、これは、回転ヘッドを回転させることにより行うことができる。径方向では、コレットの位置をアクチュエータによって調整できる。すなわち、コレットの配置は、２つの方向において（すなわち、搬送ヘッド／コレットが回転する平面において）補正することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のようにコレットの配置の補正が行われればよく、特定の動作条件においてもそれで十分ではあるが、本発明者らが認識したところでは、このように補正が行われると、位置精度の低下（チップサイズの制限）を引き起こす場合がある。さらに、そのような補正処理は、人間の技術者によって行わなければならない場合があり、搬送ヘッドの配置（又は交換）時にダウンタイムが生じてしまうこともある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、ウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送する装置であって、半導体デバイスをピックアップ位置から搬送位置へと搬送する少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリであって、前記回転可能搬送アセンブリの回転軸の周りを回転可能な搬送ヘッドを有している、少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリと、前記搬送ヘッドの回転面に対して軸方向に前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを移動させるように構成された搬送アセンブリアクチュエータとを備えた装置を提供する。
【００１１】
前記装置によれば、回転方向及び径方向だけでなく、軸方向においても回転可能搬送アセンブリの搬送ヘッドを調整することができる。これにより、前記装置は３つの自由度を有し、すべてのサイクルで（そして場合によっては人間のオペレータが調整を行う必要なく）迅速かつ正確に配置調整を行うことが可能となる。よって、チップ用の比較的高速なチップ搬送装置又はフリップチップ搬送装置を提供することができる。
【００１２】
必要に応じて、前記搬送アセンブリアクチュエータは、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリのそれぞれに対する搬送アセンブリアクチュエータを含んでいてもよく、前記搬送アセンブリアクチュエータのそれぞれは、各回転可能搬送アセンブリの回転軸の軸方向に各回転可能搬送アセンブリを移動させるように構成されている。
【００１３】
必要に応じて、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、第１の回転可能搬送アセンブリを含んでいてもよく、この第１の回転可能搬送アセンブリは、その搬送ヘッドを前記ピックアップ位置まで回転させ、その搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させるように構成されている。
【００１４】
必要に応じて、前記搬送位置は、前記目標位置を含んでいてもよい。さらに、必要に応じて、前記目標位置は、キャリア構造への載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。さらにまた、必要に応じて、前記目標位置は、キャリアテープへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。さらにまた、必要に応じて、前記目標位置は、リードフレームへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。
【００１５】
必要に応じて、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、第１の回転可能搬送アセンブリと、第２の回転可能搬送アセンブリとを含んでいてもよく、前記第１及び第２の回転可能搬送アセンブリのそれぞれは搬送ヘッドを有し、前記第１の回転可能搬送アセンブリは、その前記搬送ヘッドを前記ピックアップ位置まで回転させて前記ウェハーから前記半導体デバイスをピックアップし、その前記搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させるように構成されている。
【００１６】
必要に応じて、前記搬送位置は、前記第１の回転可能搬送アセンブリから前記第２の回転可能搬送アセンブリへの搬送のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。
【００１７】
必要に応じて、前記第２の回転可能搬送アセンブリは、その前記搬送ヘッドを前記搬送位置まで回転させ、前記第１の回転可能搬送アセンブリの前記搬送ヘッドから前記半導体デバイスを受け取り、前記第２の回転可能搬送アセンブリの前記搬送ヘッドを前記目標位置まで回転させるように構成されていてもよい。さらに、必要に応じて、前記目標位置は、キャリア構造への載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。さらにまた、必要に応じて、前記目標位置は、キャリアテープへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。さらにまた、必要に応じて、前記目標位置は、リードフレームへの載置のために前記半導体デバイスを配置する位置を含んでいてもよい。
【００１８】
必要に応じて、前記搬送アセンブリアクチュエータは、モータを含んでいてもよい。さらに、そのモータは、必要に応じて、単極モータを含んでいてもよい。
【００１９】
必要に応じて、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリは、前記搬送位置において前記半導体デバイスの搬送と同時に、前記軸方向に移動可能であってもよい。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、ウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送するシステムであって、前記及び／又は以下に記載の前記装置と、前記ピックアップ位置及び搬送位置に対して前記又は各搬送ヘッドの位置を特定し、特定されたピックアップ装置の位置と前記又は各搬送ヘッドの目標位置とを比較するように構成された配置監視装置とを備えたシステムを提供する。
【００２１】
必要に応じて、前記ピックアップ位置及び搬送位置の少なくとも一つについて、前記特定されたピックアップ装置の位置と、前記ピックアップ装置の前記目標位置とに違いがあると判定された場合、前記配置監視装置は、前記少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリを回転させるように構成されたアクチュエータの動作を制御するコントローラと、前記搬送アセンブリアクチュエータの動作を制御して、前記軸方向及び／又は前記又は各搬送ヘッドの回転面における前記ピックアップ装置の位置を調整するコントローラのうちの少なくとも一つに信号を送信するように構成されていてもよい。
【００２２】
必要に応じて、前記システムはさらに、前記装置の回転可能搬送アセンブリがウェハーから半導体デバイスをピックアップすべくウェハーを保持するように構成されているウェハー保持装置を備えていてもよい。
本発明の態様に係る一つ又は複数の特定の実施形態について、単に一例として、以下の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一又は複数の実施形態に係るウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送するシステムを示す概略ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一又は複数の実施形態に係るウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送するシステムを概略的に示す図である。
【図３】図３は、本発明の一又は複数の実施形態に係るシステムによって実行される配置チェック処理を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図２に示すシステムのサイクルの一例を示す図である。
【図５】図５は、図２に示すシステムのサイクルの一例を示す図である。
【図６】図６は、図２に示すシステムのサイクルの一例を示す図である。
【図７】図７は、ウェハーからキャリア構造へ半導体デバイスを搬送するシステムの本発明の一又は複数の実施形態に係る装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、本発明の一又は複数の実施形態に係るウェハーから目標位置へ半導体デバイスを搬送するシステム１００を示す概略ブロック図である。目標位置は、リードフレームやキャリアテープなどのキャリア構造に又はその上に位置していてもよい。このシステム１００は、装置１０２と、ウェハー保持装置１１２と、キャリア移動機構１１４と、配置監視装置１１６と、コントローラ１１８とを備えている。
【００２５】
前記装置１０２は、２つの回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２と、軸方向アクチュエータ１０６と、回転アクチュエータ１０８と、ピックアップ装置アクチュエータ１１０とを備えている。これらのアクチュエータ１０６、１０８、１１０は、コントローラ１１８からの制御信号の受信に応じて、前記２つの回転可能搬送アセンブリの各部を移動させる駆動装置を含んでいる。
【００２６】
このシステム１００は、半導体デバイスのパッケージングに用いることができる。例えば、システム１００は、ウェハーから目標位置、例えば、リードフレームやキャリアテープなどのキャリア構造へ半導体デバイスを搬送するのに用いることができる。このようなシステム１００によって搬送可能な半導体デバイスの例としては、集積回路（ＩＣ）チップ、ＩＣダイ及びその他のＩＣモジュールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ＩＣダイのサイズは、任意の範囲のものであればよい。装置１０２の回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２は、ウェハー保持装置１１２に保持されたウェハーからキャリア移動機構１１４に配置されたキャリア構造の表面へと半導体デバイスを移動するのに用いられる。各回転可能搬送アセンブリは、少なくとも２つの搬送ヘッドを有していてもよく、各搬送ヘッドを用いて一度に一つの半導体デバイスが搬送される。回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２は、その上に配置されているピックアップ装置（例えば、コレット）によって、吸引、力又はその他の適用可能な手段により半導体デバイスをピックアップして保持することができる。
【００２７】
軸方向アクチュエータ１０６、回転アクチュエータ１０８、ピックアップ装置アクチュエータ１１０は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の搬送ヘッドの位置を制御するように構成されている。これらのアクチュエータについては、図７を参照しながら詳述する。
【００２８】
システム１００のウェハー保持装置１１２は、少なくとも一つの回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２によって半導体デバイスのピックアップを行うために、多数の半導体デバイス（例えば、その上に作製されたＩＣダイ又はチップ及び半導体パッケージ）を含むウェハーを所定の位置に保持するように構成されている。
【００２９】
システム１００のキャリア移動機構１１４は、キャリア構造（例えば、リードフレームやキャリアテープ）の位置決めや移動を行うのに用いられる。このキャリア移動機構１１４は、キャリア構造の供給が行われるチャネルを有していてもよい。このキャリア構造は、半導体デバイスが載置される接着面を有していてもよい。このようなキャリア構造の例としては、リードフレーム及びキャリアテープが挙げられるが、これらに限定されるものではない。キャリア移動機構１１４は、キャリア構造によって半導体デバイスの載置位置を変え続けられるような移動プラットフォーム（例えば、コンベヤシステム）であってもよい。そのようなキャリア移動機構の例としては、オープンリール式のリードフレームインデクサ、ストリップ式インデクサ、オープンリール式のキャリアテープインデクサが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
システム１００の配置監視装置１１６は、ウェハー保持装置１１２におけるウェハーからキャリア移動機構１１４に配置されたキャリア構造への搬送処理中に、搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の搬送ヘッドのピックアップ装置の配置をチェックするように構成されている。この配置監視装置１１６は、ピックアップ装置の配置を光学的にチェックしてもよい。一又は複数の実施形態では、この配置監視装置１１６は、コントローラによって制御される機械視覚システム（例えば、ＣＭＯＳカメラなどの光学系）を含んでいてもよい。配置監視装置１１６は、ウェハー保持装置１１２にあるウェハーから半導体デバイスをピックアップする前、半導体デバイスの搬送中、半導体デバイスがキャリア構造に載置される前、及び／又は、半導体デバイスがキャリア構造に載置された後にピックアップ装置の配置をチェックすることができる。
【００３１】
システム１００のコントローラ１１８は、回転アクチュエータ１０８を制御して回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２を回転させ、例えば、回転アクチュエータ１０８に回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２を駆動させ、半導体デバイスをウェハー保持装置１１２にあるウェハーからキャリア移動機構１１４に配置されたキャリア構造の接着面へと移動させるのに用いられる。さらに、このコントローラ１１８は、配置監視装置１１６によって得られた位置データの受信に応じて、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の回転運動を調整するように構成されている。また、コントローラ１１８は、配置監視装置１１６によって得られた位置データの受信に応じて、軸方向アクチュエータ１０６を制御して回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２を軸方向に移動させるのに用いられる。すなわち、軸方向アクチュエータ１０６によって、搬送アセンブリの一つ又は複数の搬送ヘッドの回転面に対して回転可能搬送アセンブリを軸方向に移動させる。さらに、コントローラ１１８は、配置監視装置１１６によって得られた位置データの受信に応じて、ピックアップ装置アクチュエータ１１０を制御して、一つ又は複数のピックアップ装置を径方向に移動させるように構成されている。
【００３２】
従って、コントローラ１１８は、接線方向、径方向及び／又は軸方向において、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の一つ又は複数のピックアップ装置の位置を調整することができる。
【００３３】
図２は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の中心が、キャリア移動機構１１４によって配置されたキャリア構造１２０の接着面が延在する面と平行に配置されているシステム１００を示す図である。図２に概略的に示す半導体デバイス搬送システム１００では、２つの回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２によって、半導体デバイス１２２（例えば、ＩＣチップ又はダイ）をウェハー保持装置１１２に保持されたウェハーから、キャリア移動機構によって配置されたキャリア構造１２０の接着面１２４へと搬送する。そして、配置監視装置１１６−１、１１６−２、１１６−３によって、それぞれの位置における半導体デバイスの搬送をチェックする。回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の回転中心１２６−１、１２６−２が、図２に示す点線１２８の位置に配置されている（図示の実施形態では、回転中心１２６−１、１２６−２の水平配置を示す、すなわち、中心が同一面上にある）。他の実施形態では、回転可能搬送アセンブリの回転軸は水平方向にそろっていなくてもよい。
【００３４】
ウェハー保持装置１１２に保持されたウェハーは、第１面１３０に位置し、その面内で移動可能である。目標位置がある面（例えば、キャリア構造の面）は、必要に応じて点線１２８と平行であってもよく、また、必要に応じて第１面１３０に垂直であってもよい第２面１３２に延在している。符号１３４は、半導体デバイスがウェハーからピックアップされ、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２によってキャリア構造へ搬送される第３面（すなわち、装置搬送面）を示している。この第３面１３４は、必要に応じて、第１面１３０及び第２面１３２に垂直であってもよい。図２に示す回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２及び配置監視装置１１６−１、１１６−２、１１６−３は、図１のブロック図に概略的に示した回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２及び配置監視装置１１６の例である。
【００３５】
各回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２は、複数の搬送ヘッドを有している。この搬送ヘッドの数は任意の数（例えば、４又は８）であればよい。図２に示す例では、回転可能搬送アセンブリ１０４−１は４つの搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４を有し、回転可能搬送アセンブリ１０４−２も４つの搬送ヘッド１３６−５、１３６−６、１３６−７、１３６−８を有している。
【００３６】
一般的に、４つで一組のヘッド構成が、４×９０度ずつ漸進的に移動して半導体ダイ搬送サイクルを完了する。９０度移動する毎に、例えば、３時にダイのピックアップ、１２時にダイの検査、９時にダイのハンドオーバなどといった処理が行われる。各搬送ヘッドは、一度に一つの半導体デバイスを搬送するために用いられる。例えば、搬送サイクル内では、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−１によって第１半導体デバイスのピックアップを行い、搬送ヘッド１３６−２によって第２半導体デバイスのピックアップを行い、搬送ヘッド１３６−３によって第３半導体デバイスのピックアップを行い、搬送ヘッド１３６−４によって第４半導体デバイスのピックアップを行うことができる。第２回転可能搬送アセンブリ１０４−２を回転可能搬送アセンブリ１０４−１の隣に、かつ、キャリア構造１２０の接着面１２４と平行に配置することにより、この搬送処理における半導体デバイスの回転がキャリア構造と平行になる。これにより、半導体デバイスのフリップ機能が、非フリップ半導体搬送システムと同じ速度かつ同じ処理で実現可能となる。
【００３７】
配置監視装置１１６−１、１１６−２、１１６−３は、システム１００内のそれぞれ異なる位置に配置され、それぞれ異なる位置において半導体デバイスの搬送をチェックするのに用いられる。具体的には、配置監視装置１１６−１は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１と回転可能搬送アセンブリ１０４−２との間に配置され、搬送（ハンドオーバ）位置における回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の搬送ヘッドの配置をチェックするのに用いられる。このチェックにより、一つの搬送アセンブリの搬送ヘッドと他の搬送アセンブリの搬送ヘッドとがそろっているかどうか、及び／又は、両方の搬送アセンブリの搬送ヘッドが搬送位置の目標位置とそろっているかどうかを判断してもよい。
【００３８】
配置監視装置１１６−２は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の監視を行う位置に配置され、ピックアップ位置及び／又は搬送位置における搬送ヘッドの配置をチェックするのに用いることができる。このチェックにより、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドとピックアップ位置の目標位置とがそろっているかどうかを判断することができる。また、このチェックにより、必要に応じて、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドと、他の回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドとがそろっているかどうか、及び／又は、搬送位置の目標位置とがそろっているかどうかを判断してもよい。
【００３９】
配置監視装置１１６−３は、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の監視を行う位置に配置され、搬送（ハンドオーバ）位置及び／又はダイ載置位置、すなわち、ダイをキャリア構造１２０に載置するために配置する位置における搬送ヘッドの配置をチェックするのに用いることができる。このチェックにより、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドとダイ載置位置の目標位置とがそろっているかどうかを判断することができる。また、このチェックにより、必要に応じて、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドと、他の回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドとがそろっているかどうか、及び／又は、搬送位置の目標位置とがそろっているかどうかを判断してもよい。
【００４０】
配置監視装置１１６−１、１１６−２、１１６−３は、例えば、ピックアップ位置、ハンドオーバ位置、ダイ載置位置に光を照射し、当該位置におけるその光の反射をチェックすることによって搬送ヘッドの配置を光学的にチェックすることができる。
【００４１】
図３は、配置チェック工程を行う場合の図２のシステム１００を示す図である。このチェック工程により、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドとピックアップ位置の目標位置とがそろっているかどうか、一つの搬送アセンブリの搬送ヘッドと他の搬送アセンブリの搬送ヘッドとがそろっているかどうか、及び／又は、両方の搬送アセンブリの搬送ヘッドと搬送位置の目標位置とがそろっているかどうか、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドとダイ載置位置の目標位置とがそろっているかどうかを判断することができる。
【００４２】
図３に示すように、配置監視装置１１６−２は、ピックアップ位置１３８におけるウェハー保持装置１１２に対する回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４の配置をチェックする。この配置監視装置１１６−２は、ウェハー保持装置１１２に対する回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４の配置を光学的にチェックする。例えば、配置監視装置１１６−２は、ピックアップ位置の領域に光１４０を照射し、搬送ヘッド１３６−２とピックアップ位置とがそろっているかどうかを判断するように、その領域からの光の反射をチェックすることによって、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４の配置をチェックする。この配置チェック工程により、搬送ヘッド１３６−２（ひいては回転可能搬送アセンブリ１０４−１）とピックアップ位置とがきちんとそろっていないと判断された場合、コントローラ１１８は、配置監視装置１１６−２から受信した位置データを含む信号に応じて、軸方向アクチュエータ１０６、回転アクチュエータ１０８、ピックアップ装置アクチュエータ１１０のうちの少なくとも一つに配置信号を送信して、回転可能搬送アセンブリ（及び／又はその各部）を軸方向（すなわち、図の紙面内へと向かう又はそこから出る方向）、接線方向（すなわち、搬送アセンブリ１０４−１の回転による方向）、径方向（すなわち、搬送ヘッドのピックアップ装置の先端を移動させる方向）のうちの少なくとも一つの方向に移動させることができる。
【００４３】
搬送位置（すなわち、回転可能搬送アセンブリ１０４−１から回転可能搬送アセンブリ１０４−２へとダイの引き渡しが行われる位置）における配置チェックは、配置監視装置１１６−１によって行われる。例えば、配置監視装置１１６−１は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の配置を光学的にチェックする（ことによりそれらの搬送ヘッドが確実に同一面で回転するように配置する）。これは、搬送位置の領域に光１４２−１を照射し、搬送ヘッド１３６−４、１３６−６と搬送位置とがそろっているかどうか、かつ、それらが互いにそろっているかどうかを判断するように、その領域からの光の反射をチェックすることによって行われる。この配置チェック工程により、搬送ヘッド１３６−４、１３６−６（ひいては、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２）の一方又は両方と搬送位置とがきちんとそろっていないと判断された場合、コントローラ１１８は、配置監視装置１１６−１から受信した位置データを含む信号に応じて、軸方向アクチュエータ１０６、回転アクチュエータ１０８、ピックアップ装置アクチュエータ１１０のうちの少なくとも一つに配置信号を送信して、回転可能搬送アセンブリ１０４−１及び／又は１０４−２（及び／又はその各部）を軸方向（すなわち、図の紙面内へと向かう又はそこから出る方向）、接線方向（すなわち、搬送アセンブリ１０４−１及び／又は１０４−２の回転による方向）、径方向（すなわち、搬送ヘッドのピックアップ装置の先端を移動させる方向）のうちの少なくとも一つの方向に移動させることができる。
【００４４】
目標位置、例えば、載置位置（すなわち、ダイをキャリア構造１２０に載置する位置）における配置チェックは、配置監視装置１１６−３によって行われる。例えば、配置監視装置１１６−３は、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の配置を光学的にチェックする。これは、搬送ヘッド１３６−７と設置位置とがそろっているかどうかを判断するように載置位置の領域に光１４４を照射することによって行われる。この配置チェック工程により、搬送ヘッド１３６−７（ひいては、回転可能搬送アセンブリ１０４−２）と載置位置とがきちんとそろっていないと判断された場合、コントローラ１１８は、配置監視装置１１６−３から受信した位置データを含む信号に応じて、軸方向アクチュエータ１０６、回転アクチュエータ１０８、ピックアップ装置アクチュエータ１１０のうちの少なくとも一つに配置信号を送信して、回転可能搬送アセンブリ１０４−２（及び／又はその各部）を軸方向（すなわち、図の紙面内へと向かう又はそこから出る方向）、接線方向（すなわち、搬送アセンブリ１０４−２の回転による方向）、径方向（すなわち、搬送ヘッドのピックアップ装置の先端を移動させる方向）のうちの少なくとも一つの方向に移動させることができる。
【００４５】
図３に示す配置チェック工程により、回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２がきちんとそろっていると判断されると、半導体デバイスがウェハーからピックアップされる。図４は、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−３によってウェハーから半導体デバイスをピックアップした直後のシステム１００を示す図である。図４に示すように、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−３を回転させて半導体デバイスをピックアップ位置から運び出す。この回転可能搬送アセンブリ１０４−１をさらに回転させることにより搬送ヘッド１３６−４をチップピックアップ位置まで回転させて、別の半導体デバイスをピックアップする。この搬送移動では、搬送ヘッド１３６−２が９時のダイ搬送位置に位置決めされている。
【００４６】
半導体デバイス１２２をウェハー保持装置１１２からピックアップした後、回転可能搬送アセンブリ１０４−１を回転させて半導体デバイスを回転可能搬送アセンブリ１０４−２まで搬送する。図５は、半導体デバイスを回転可能搬送アセンブリ１０４−１から回転可能搬送アセンブリ１０４−２へ移動させる半導体デバイス搬送工程を示す図である。図５に示すように、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−３を搬送（すなわち、ハンドオーバ又はチップフリップ）位置１４８まで回転させて、そこから回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッド１３６−７によって半導体デバイスのピックアップを行う。一又は複数の実施形態では、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッド１３６−３をピックアップ位置１３８から搬送位置１４８へ１８０度回転させる。
【００４７】
半導体デバイス１２２を回転可能搬送アセンブリ１０４−２へと搬送した後、回転可能搬送アセンブリ１０４−２を回転させて半導体デバイスをキャリア構造１２０に載置する。この半導体デバイス（例えば、半導体ダイ）は、ダイボンディング処理において水平接着パッド上に載置することができる。または、半導体デバイス（例えば、半導体チップ又はクワッドフラットノーリード（ＱＦＮ）パッケージ）は、ダイソーティング又はテーピング処理において、ブリスターテープ又はキャリアテープのキャビティ内に載置することもできる。図６は、半導体デバイス１２２を回転可能搬送アセンブリ１０４−２からキャリア構造の接着面１２４へと搬送する前のシステム１００を示す図である。図６に示すように、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッド１３６−７を回転させて、半導体デバイスをキャリア構造の接着面にある開口部１５０（例えば、間隙又は穴部）内に載置する。キャリア構造１２０内に半導体デバイスを密閉すべく、カバー層１４６（例えば、テープ層）によってその開口部をカバーする（例えば、その上に貼り付ける）実施形態もある。
【００４８】
図７は、図２の回転可能搬送アセンブリ１０４−１の一実施形態を示す図である。回転可能搬送アセンブリ１０４−１は、４つの搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４を備えている。この回転可能搬送アセンブリは、軸１５２の周りを回転するように構成され、モータ１７０によって時計回り又は逆時計回り（反時計回り）に駆動される。これは、回転アクチュエータ１０８（図１参照）から受信した信号に応じて行われ、それによって、搬送アセンブリの操作運動や搬送アセンブリの補正運動（すなわち、図中の矢印Ｔで示される、位置補正のための搬送ヘッドの小さな運動）の制御が可能となる。ウェハー１５５上のチップ１２０の表面は、チップピックアップ位置の搬送ヘッド１３６に対向して配置されている。回転アセンブリの動作において、チップ１２０は、搬送ヘッド１３６−１によってウェハー１５５からピックアップされ、インデックス工程が２回行われた後、搬送、ハンドオーバ又はチップフリップ位置まで（すなわち、図では搬送ヘッド１３６−３によって占められる位置まで）回転される。図２に示す回転可能搬送アセンブリ１０４−２は、図７に示す回転可能搬送アセンブリ１０４−１と同一又は同様に実装可能である。
【００４９】
回転可能搬送アセンブリ１０４−１において、各搬送ヘッド１３６−１、１３６−２、１３６−３、１３６−４は、各アーム１５６ａ〜１５６ｄと、一対の平行な板ばね１５８と、各ブロック１６０ａ〜１６０ｄと、各コレット１６２ａ〜１６２ｄと、各アーム１６４ａ〜１６４ｄと、各圧縮ばね１６６ａ〜１６６ｄとを備えている。各コレット１６２ａ〜１６２ｄは、軸１５２（図中矢印Ｒで示す）に直交して、基本的に径方向に短い距離にわたって往復運動が可能である。この径方向運動はモータ１５４によって行われ、ピックアップ装置アクチュエータ１１０（図１参照）から受信した信号に応じて制御される。必要に応じて、第２モータを用いて径方向運動を行ってもよい。
【００５０】
搬送ヘッドは、アセンブリを軸１５２の周りで駆動するのに用いられるモータ１７０に接続される。各アーム１５６ａ〜１５６ｄは、回転可能搬送アセンブリから軸１５２に対して基本的に径方向に延在する。各アーム１５６ａ〜１５６ｄの端部又はその近くには、一対の平行な板ばね１５８の一方の端部が固着され、その一対の板ばね１５８の他方の端部がブロック１６０ａ〜１６０ｄをそれぞれ支持している。各ブロック１６０ａ〜１６０ｄには、コレット１６２ａ〜１６２ｄがそれぞれ固着されている。このコレット１６２ａ〜１６２ｄによって、吸引、力又はその他の適用可能な手段により半導体デバイス１２０（例えば、ＩＣチップ又はダイ）をピックアップして保持する。必要に応じて、コレットは、ピックアップ開口部の圧力を変化させることにより半導体デバイスのピックアップ、保持、取り外しを行う少なくとも一つのピックアップ開口部を有していてもよい。このコレットが半導体デバイスピックアップ位置にある場合、ピックアップ開口部は半導体デバイスに極めて接近し、開口部内が低圧（例えば、真空）となる。これにより、半導体デバイスは、開口部に対して吸引される。この低圧を維持しながら、半導体デバイスは、他のチップ搬送位置へとコレットによって搬送され、ピックアップ開口部により高い圧力を印加することによって取り外し可能である。
【００５１】
また、各搬送ヘッドはそれぞれ、回転可能搬送アセンブリから軸１５２に対して基本的に径方向に延在するアーム１６４ａ〜１６４ｄも備えている。圧縮ばね１６６ａ〜１６６ｄは、このアーム１６４ａ〜１６４ｄの端部と各ブロック１６０ａ〜１６０ｄとの間に取り付けられている。
【００５２】
搬送ヘッド１３６−１のブロック１６０ａは、配線１６８により搬送ヘッド１３６−３のブロック１６０ｃに接続されて、搬送ヘッド１３６−２のブロック１６０ｂは、配線１７０により搬送ヘッド１３６−４のブロック１６０ｄに接続されている。配線１６８は、モータ駆動される回転シャフトに接続されたレバーに固着、例えば、固定される。
【００５３】
コントローラ（図示せず）は、配置監視装置１１６からの信号を受信すると、ピックアップ位置及び／又は搬送位置において、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドと目標位置とをそろえる配置処理を開始するように動作する。また、コントローラは、搬送位置が第２の回転可能搬送アセンブリへのハンドオーバ位置の場合、回転可能搬送アセンブリ１０４−１の搬送ヘッドと回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドとをそろえ、回転可能搬送アセンブリ１０４−２の搬送ヘッドと載置位置とをそろえる配置処理を開始するように動作する。コントローラは、軸方向アクチュエータ１０６、回転アクチュエータ１０８及び／又はピックアップ装置アクチュエータ１１０のうちのいずれか一つ以上へ制御信号を送ることによってこの処理を行う。軸方向アクチュエータ１０６は、モータを制御して、一つ又は複数の搬送アセンブリを軸１５２に沿って（すなわち、矢印Ａで示す軸方向に）移動させる。回転アクチュエータ１０８は、モータ１７０を制御して、一つ又は複数の搬送アセンブリの搬送ヘッドを回転方向（すなわち、図中の矢印Ｔで示す方向）に移動させる。ピックアップ装置アクチュエータ１１０は、モータ１５４を制御して、一つ又は複数の搬送アセンブリの搬送ヘッドを径方向（すなわち、図中の矢印Ｒで示す方向）に移動させる。これにより、システムは、３つの自由度で搬送ヘッド位置の調整を行うことができる。
【００５４】
前記システム１００は、図１に特定の構成要素を含んで示されているが、いくつかの実施形態では、より少ない又はより多くの機能を実装するより少ない又はより多くの構成要素を含んでいてもよい。例えば、半導体システム１００は、２つ以上の回転可能搬送アセンブリを備えていてもよい。
【００５５】
一又は複数の実施形態において、回転可能搬送アセンブリの少なくとも一つの搬送ヘッドは、ピックアップ開口部における圧力を変化させることによって半導体デバイスのピックアップ、保持、取り外しを行う少なくとも一つのピックアップ開口部を有するピックアップ装置を備えていてもよい。搬送ヘッドが半導体デバイスピックアップ位置にある場合、ピックアップ開口部は半導体デバイスに極めて接近し、開口部内が低圧（例えば、真空）となる。これにより、半導体デバイスは、開口部に対して吸引される。この低圧を維持しながら、半導体デバイスは、他の位置へと搬送ヘッドによって搬送され、ピックアップ開口部により高い圧力を印加することによって取り外し可能である。
【００５６】
一又は複数の実施形態において、ウェハー保持装置１１２は、移動プラットフォーム（例えば、スピニングホイールやコンボイベルト）上に配置されてもよいし、回転可能搬送アセンブリによって半導体デバイスのピックアップが行われる位置をウェハー保持装置によって継続して変化させることができるような移動プラットフォームを備えていてもよい。
【００５７】
図１に示すシステム１００は、一つの配置監視装置１１６を備えて示されているが、必要に応じて、システム１００内の異なる位置に配置されて、異なる位置にあるピックアップ装置の配置をチェックするのに使用し得る一つ以上の配置監視装置１１６を備えていてもよい。
【００５８】
各回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２は、例えば、位置サーボシステムや電気機械サーボシステムなど、対応するコントローラによって制御される別個の回転アクチュエータによって駆動されてもよい。必要に応じて、各搬送アセンブリは、角度位置、径方向位置、軸方向位置の精密制御を可能にし、搬送アセンブリシステムコントローラによって制御されるサーボモータフィードバック制御システムを備えていてもよい。
【００５９】
各回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の位置は、一つ又は複数の同じ又は別の軸方向アクチュエータの制御により調整が行われてもよい。
【００６０】
各回転可能搬送アセンブリ１０４−１、１０４−２の各ピックアップ装置の位置は、一つ又は複数の同じ又は別の回転アクチュエータ及び／又は一つ又は複数の同じ又は別のピックアップ装置アクチュエータによって調整が行われてもよい。
【００６１】
図２に示すシステム１００は、図１に示す半導体デバイス搬送システムの一例であるが、図１に示す半導体デバイス搬送システムは、図２に示す例に限定されるものではない。
【００６２】
本発明の特定の及び好適な態様は、添付の独立請求項に記載されている。従属請求項及び／又は独立請求項の特徴は、請求項に記載のものに限らず、適宜組み合わされてもよい。
【００６３】
本開示の範囲は、特許請求される発明に関連しているか否か、あるいは本発明によって対処される問題のいくつか、あるいはすべてを軽減するか否かとは無関係に、任意の新規な特徴もしくは本開示で明示的に又は暗示的に開示された特徴の組合せ、あるいはそれらの任意の一般化を含む。本出願人は、ここに、本出願の手続遂行中、あるいは本出願から派生する任意の他の出願の手続遂行中、このような特徴に対して新しい特許請求項を記載することができることを通知する。詳細には、添付の特許請求の範囲を参照すると、従属請求項の特徴は独立請求項の特徴と組み合わせることができ、また、個々の独立請求項の特徴は、任意の適切な方法で組み合わせることができ、特許請求の範囲に記載の特定の組合せのみがあるわけではない。
【００６４】
別個の実施形態の文脈において記載されている特徴もまた、単一の実施形態において組み合わせて記載され得る。逆に、簡単のため、単一の実施形態の文脈において記載されている様々な特徴もまた、別々に又は任意の適切なサブコンビネーションにおいて記載され得る。
【００６５】
「含む」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞（“ａ”、“ａｎ”）はその複数形を除外しない。特許請求の範囲における参照番号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
2019114785.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019114785.tif 000008
【図７】
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【外国語明細書】
2019114785000001.pdf