(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する２方向（Ｘ，Ｙ）に整列した部品（２）を担持した担持体（６）を受け入れて保持する部品受入れ部（７）と、
上記部品受入れ部を受け入れた上記担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、上記担持体の部品担持領域（Ｄ）における上記担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域（Ｄ１，Ｄ２）を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置（Ｅ）に切替え位置させる受入れ部回転装置（９）と、
上記部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて上記担持体上の上記ピックアップ準備位置に位置した単位領域にある上記部品をピックアップ位置（Ｃ）に順次移動させて部品取り扱いツール（３）によるピックアップに供する２方向移動装置（１０）と、
上記部品を次段取り扱い用の部品収納部材（４２）に受け入れた状態の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部（３２）と、
上記ピックアップ位置に上記部品が位置された後それを上記部品取り扱いツールによりピックアップして上記部品収納部の上記部品収納部材に移載する部品移載装置（３１）と、
上記ピックアップ位置の上記部品を撮像して画像認識する認識装置（３６）と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置（３７）と、
を備える整列部品の取扱装置。
【請求項２】
上記部品取り扱いツールをそれがピックアップする上記部品の中心まわりに回転させるツール回転装置（４１）と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の向きを上記ツール回転装置による上記部品取り扱いツールの回転により補正するように上記ツール回転装置を制御する制御装置（４８）とを備える請求項１に記載の整列部品の取扱装置。
【請求項３】
上記部品収納部は、複数の部品収納部材を併置でき、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の上記認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように上記部品収納部及び上記部品取り扱いツールを動作制御する制御装置（４８）を備える請求項１又は２に記載の整列部品の取扱装置。
【請求項４】
上記部品の種類は、各部品の電気的特性又は周波数特性により分けられる品質ランクである請求項３に記載の整列部品の取扱装置。
【請求項５】
上記部品の種類の１つが不良品であり、上記制御装置は上記認識装置により不良と認識された部品は廃棄部（４９）に廃棄させるように上記部品取り扱いツールを動作制御する請求項４に記載の整列部品の取扱装置。
【請求項６】
上記部品収納部材は、テープ部材（４２）である請求項１〜５のいずれか１つに記載の整列部品の取扱装置。
【請求項７】
上記単位領域は９０度で４分割する請求項１〜６のいずれか１つに記載の整列部品の取扱装置。
【請求項８】
上記単位領域は１８０度で２分割する請求項１〜６のいずれか１つに記載の整列部品の取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整列された複数の部品である整列部品を供給する整列部品の取扱装置に関し、詳しくは、整列部品の供給装置、供給装置を用いた移載装置、収納装置などを含む整列部品の取扱装置に関し、例えば、縦横に多数並べて整列されたダイシング済み半導体素子１つずつをピックアップできるように供給する整列された半導体素子の供給装置、ピックアップした半導体素子を他へ移載する移載装置、及び、ピックアップした半導体素子を各種の収納部材に所定の荷姿になるよう収納する収納装置に関するものである。上記半導体素子の一例としては、複数の集積回路が形成された半導体ウエハをダイシングにより分離された個々のＩＣチップである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハは半導体素子を多数縦横に整列するようにつくり込まれ、各半導体素子は不良品のチェックとそのマーキングなどの処理をした後、ダイシング加工により切り離され個々に取り扱えるようにされる。各半導体素子はダイシングシート上で規則正しく密に並んでいる。この各半導体素子を１つ１つ迅速かつ確実にピックアップして、他への移載や収納など各種に取り扱われるようにするため、従来、図１８に示すように、これら半導体素子はダイシングシート上に保持したまま担持した担持体１０６により一括して取り扱い、担持体１０６の所定の位置での各半導体素子が並ぶ直交するＸＹ２方向の動きにより、下方から半導体素子を突き上げてピックアップの補助をする突き上げピンのあるピックアップ位置に順次移動させ、ダイシングシートをエキスパンドすることによる各半導体素子同士の引き離しと、突き上げピンによる下方からの突き上げとを伴い、部品取り扱いツール１０３によるピックアップに供するようにしている。
【０００３】
これにより、ピックアップ位置にある１つの半導体素子はピックアップに際し、まわりの半導体素子との引き離し状態で、まわりの半導体素子よりも高く持ち上げられることにより、まわりの半導体素子に邪魔されたり、まわりの半導体素子を位置ずれさせたりするようなことなく部品取り扱いツール１０３からの吸着などによるピックアップ作用を単独にかつ十分に受け迅速かつ確実にピックアップされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体ウエハは半導体素子の製造および取り扱いのさらなる効率化のため大型化している。大きいもので直径２００ｍｍ前後にもなっている。将来的には３００ｍｍ前後のものも予定されている。しかし、半導体素子の製造において、担持体１０６上のダイシングされた各半導体素子の全てを上記のような方法でピックアップして取り扱うのに、定位置に設定される突き上げピンの位置、従って、ピックアップ位置に対し各半導体素子の全てを位置させるための、担持体１０６の必要移動距離はＸＹ２方向とも半導体ウエハの直径つまり担持体１０６が半導体素子を担持している領域の大きさに相当し、これに必要な平面スペースは図１８に示すようにＸＹ方向とも半導体ウエハの直径の２倍になる。このため、上記のように直径の大きな半導体ウエハを取り扱いダイシング済みの半導体素子をピックアップする装置の平面スペースは勢い大きくなってしまう。
【０００５】
装置の大型化は装置自体のコスト上昇の原因になるのは勿論であるが、装置が用いられるのはクリーンルームであって、一例として６００ｍ2の広さで月単位の光熱に必要なランニングコストは３０００万円にも及んでおり、装置の占有面積の増大は新たな大きな問題である。
【０００６】
本発明の目的は、ダイシング済み半導体素子などのピックアップ対象整列部品の担持領域の大きさに対し、従来の場合よりも小さな担持体の移動範囲で整列部品の全てをピックアップして取り扱える整列部品の取扱装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１５】
本発明の第１態様によれば、直交する２方向に整列した部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、
上記部品受入れ部を受け入れた上記担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、上記担持体の部品担持領域における上記担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置と、
上記部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて上記担持体上の上記ピックアップ準備位置に位置した単位領域にある上記部品をピックアップ位置に順次移動させて部品取り扱いツールによるピックアップに供する２方向移動装置と、
上記部品を次段取り扱い用の部品収納部材に受け入れた状態の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部と、
上記ピックアップ位置に上記部品が位置された後それを上記部品取り扱いツールによりピックアップして上記部品収納部の上記部品収納部材に移載する部品移載装置と、
上記ピックアップ位置の上記部品を撮像して画像認識する認識装置と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置と、
を備える整列部品の取扱装置を提供する。
【００１６】
本発明の第２態様によれば、上記部品取り扱いツールをそれがピックアップする上記部品の中心まわりに回転させるツール回転装置と、
上記受入れ部回転装置による上記担持体の回転で上記ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わった後、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の向きを上記ツール回転装置による上記部品取り扱いツールの回転により補正するように上記ツール回転装置を制御する制御装置とを備える第１態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００１７】
本発明の第３態様によれば、上記部品収納部は、複数の部品収納部材を併置でき、上記部品取り扱いツールがピックアップした上記部品の上記認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように上記部品収納部及び上記部品取り扱いツールを動作制御する制御装置を備える第１又は２態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００１８】
本発明の第４態様によれば、上記部品の種類は、各部品の電気的特性又は周波数特性により分けられる品質ランクである第３態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００１９】
本発明の第５態様によれば、上記部品の種類の１つが不良品であり、上記制御装置は上記認識装置により不良と認識された部品は廃棄部に廃棄させるように上記部品取り扱いツールを動作制御する第４態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００２０】
本発明の第６態様によれば、上記部品収納部材は、テープ部材である第１〜５のいずれか１つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００２１】
本発明の第７態様によれば、上記単位領域は９０度で４分割する第１〜６のいずれか１つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００２２】
本発明の第８態様によれば、上記単位領域は１８０度で２分割する第１〜６のいずれか１つの態様に記載の整列部品の取扱装置を提供する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置につき、図１〜図８，図１６，図１７，図１９を参照して詳細に説明し、本発明の理解に供する。なお、第１実施形態に係る整列部品の取扱装置の各動作は、図１９に示すように、制御装置４８により動作制御されるようにしている。
【００４０】
第１実施形態は、主として図１、図３に示すような半導体ウエハ１がダイシングシート４上でダイシングされることにより個々に分割され、直交する２方向に整列した状態となる半導体素子２を整列部品の一例として取扱い、吸着ノズル３などの部品を保持したり保持を解除する部品取扱いツールにより１つずつピックアップして他へ移載する場合の一例である。しかし、本発明はこれに限られることはなく、取扱う部品の種類によってはチャックなど他の保持方式の部品取扱いツールを採用することもできる。
【００４１】
ダイシングシート４は無方向の伸縮性を持ち、環状の支持金具５によって展張状態に支持され、半導体ウエハ１をダイシングに供した後、ダイシング済みの整列部品としての半導体素子２を安定に取扱い供給できるようにする担持体６の一例をなしている。この担持体６も半導体素子２以外の部品（例えば基板）を取扱うときはその部品の種類に合ったものを採用すればよい。
【００４２】
第１実施形態に係る整列部品の供給方法は、上記のように直交する２方向に整列した状態で担持体６上に担持された各半導体素子２を、担持体６の機台１５上の所定位置例えば部品供給位置での、上記２つの部品整列方向に沿うＸＹ方向の動きにより所定のピックアップ位置Ｃに順次移動させて、突き上げピン８による下方からの突き上げを伴い吸着ノズル３によるピックアップに供することを基本に、担持体６の部品担持領域Ｄにおける担持体６のほぼ中心位置、一例としてピックアップ位置Ｃまわりに複数に分割設定した各単位領域Ｄ１、Ｄ２、・・を、担持体６のピックアップ位置Ｃまわりの回転により、図１に斜線を施して示したピックアップ準備位置すなわちピックアップ準備位置Ｅに切替え位置させ、各単位領域Ｄ１、Ｄ２・・をピックアップ準備位置Ｅに位置させた後、その位置させた単位領域Ｄ１、Ｄ２・・にある、例えば、図１に斜線を施して示した領域範囲内にある各半導体素子２を、担持体６の上記ＸＹ方向の移動により上記吸着ノズル３によるピックアップに順次供する。
【００４３】
このように、担持体６の半導体素子２が整列するＸＹ方向に移動して各半導体素子２を吸着ノズル３によるピックアップに供する移動範囲は、図１の担持体６の基準位置６１からＸ方向での最大移動位置６２、Ｙ方向での最大移動位置６３、およびＸＹ合成方向で見た最大移動位置６４で示す範囲である。これは担持体６の部品担持領域Ｄにおけるピックアップ位置Ｃまわりに複数に分割設定された１つの単位領域での、上記２つの部品整列方向で見た大きさ範囲であり、部品担持領域Ｄ全体を移動範囲とする場合（図１８参照）よりも小さくなる。
【００４４】
例えば、図１に示す本発明の第１実施形態にかかる取扱装置のように９０度での４分割による単位領域Ｄ１〜Ｄ４の設定では、１つの単位領域Ｄ１が両側の単位領域Ｄ２、Ｄ４と隣接する方向に沿う２つの部品整列方向ＸＹでの最大移動範囲が共に従来の場合よりも半減する。図１６及び図１７に示すように、１８０度での２分割による単位領域の設定でも、分割に係る２つの単位領域が並ぶ方向に沿う１つの部品整列方向ＸまたはＹでの最大移動範囲が半減する。すなわち、図１６では、Ｘ方向において１８０度での２分割による単位領域の設定を行う場合を示し、分割に係る２つの単位領域が並ぶＸ方向に沿う１つの部品整列方向Ｘでの最大移動範囲が半減する。図１７では、Ｙ方向において１８０度での２分割による単位領域の設定を行う場合を示し、分割に係る２つの単位領域が並ぶＹ方向に沿う１つの部品整列方向Ｙでの最大移動範囲が半減する。なお、原理的にはこれら以外の分割数でもよいが、担持体６の移動方向と半導体素子２の整列方向が一致しなくなるので、各半導体素子２をピックアップ位置Ｃに移動させるときの位置設定が複雑になる。これを担持体６の移動方向を図１に示すＸＹ２方向のみでなく半導体素子２の整列方向に一致させるようにして対応するのでは、担持体６の必要移動方向が増大するので装置の複雑化をまねく。
【００４５】
一方、担持体６上の分割設定された複数の単位領域Ｄ１、Ｄ２・・は、定位置での、担持体６の部品担持領域Ｄにおける担持体６のほぼ中心位置まわり、第１実施形態ではピックアップ位置Ｃまわりの回転で、上記担持体６の移動により各半導体素子２を吸着ノズル３によるピックアップに供するピックアップ準備位置Ｅに切り替え位置させられることにより各半導体素子２をピックアップに供せるので、各単位領域Ｄ１、Ｄ２・・における全ての半導体素子２を上記移動によるピックアップに供するために担持体６は上記位置６１〜６４で示した移動範囲外に移動する必要がない。
【００４６】
従って、担持体６の部品担持領域Ｄに対するピックアップ位置Ｃまわりの分割に見合った省スペース化を図ることができ、９０度分割など少ない分割にて必要スペースを大幅に減少でき好適である。しかも、ピックアップ位置が変動しないし、例えば、１８０度、９０度での分割によれば部品の整列方向と担持体の移動方向との関係が変動しないようにできるので、回転による位置切り替えによっても各半導体素子２をピックアップに供するための位置決めに容易に対応できるし、特に時間が掛かるようなこともない。
【００４７】
上記のような方法を実現する第１実施形態の整列部品の供給装置としては、ダイシング済みで直交するＸＹ方向に整列した半導体素子２を担持した担持体６を受け入れて保持し、エキスパンド状態にする図１〜図３、図５に示すような部品受入れ部７を機台１５上に備えている。この部品受入れ部７にはピックアップ位置Ｃにある１つの半導体素子２を下方から突き上げてピックアップされやすくする突き上げピン８が設けられている。これに併せ整列部品の供給装置は、部品受入れ部７をピックアップ位置Ｃのまわりに回転させて、部品受入れ部７に受け入れている担持体６の部品担持領域Ｄにおけるピックアップ位置Ｃまわりに複数に分割設定した各単位領域Ｄ１〜Ｄ４を、ピックアップ位置Ｃまわりのピックアップ準備位置Ｅに切替え位置させる図２に示すような受入れ部回転装置９および、部品受入れ部７を上記２つの部品整列方向ＸＹに移動させて担持体６上のピックアップ準備位置Ｅに位置した単位領域にある半導体素子２の１つずつを所定のピックアップ位置Ｃに順次位置させて吸着ノズル３によるピックアップに供する図２、図４に示すような２方向移動装置１０を備えている。
【００４８】
部品受入れ部７は、図１〜図３に示すように担持体６を図２、図３に示すように載置する載置台１２と、これに載置される担持体６の支持金具５を上方より押さえ込むように設けられた２つ割の押さえ板１１とを備え、押さえ板１１は載置台１２に対し昇降できるように組合わされ、ソレノイドなどのアクチュエータ１３によって押さえ板１１が昇降されるようになっている。部品受入れ部７では、押さえ板１１が上昇している状態で担持体６を側方から受け入れて載置台１２上に載置されるがその支持金具５の内側部分、つまりダイシングシート４が支持金具５から露出している部分を下方から載置台１２で支持し、また、ダイシングシート４を支持している担持体６を側方へ取り出されるようにする。
【００４９】
押さえ板１１は、載置台１２上に担持体６が受け入れられてダイシングシート４が支持されてから下降されることにより、載置台１２に支持されているダイシングシート４のまわりの支持金具５を図２に示すように所定量押し下げる。これにより、ダイシングシート４は載置台１２上で中心部からまわりの各方向にほぼ均等にエキスパンドされ、その上に担持している各半導体素子２の配列ピッチを引き伸ばして、半導体素子２どうしを引き離し、この状態で各半導体素子２を上記のような吸着ノズル３によるピックアップに供する。半導体素子２のピックアップが終了すると、押さえ板１１は上昇されてダイシングシート４のエキスパンド状態を解き、担持体６を解放する。これにより半導体素子２のピックアップ済み担持体６は取り出せる状態になり、新たな担持体６と交換することによって必要数の半導体素子２を連続的にピックアップに供することができる。
【００５０】
突き上げピン８は、図２に示すように機台１５上に設置されたフレーム１６で支持され、ソレノイドなどのアクチュエータ１７によってピックアップ位置Ｃにおいて上下動できるようにされる。突き上げピン８は担持体６上の、言い換えるとダイシングシート４上の半導体素子２の１つがピックアップ位置Ｃに位置決めされた後に上動されることにより、ピックアップ位置Ｃに位置決めされピックアップに供される半導体素子２を所定量持ち上げて他の半導体素子２よりも高く位置させる。
【００５１】
これらダイシングシート４のエキスパンドによる半導体素子２相互の引き離しと、ピックアップ位置Ｃでの突き上げとにより、ピックアップ位置Ｃに位置決めした各半導体素子２を、まわりの半導体素子２に邪魔されたり、あるいは逆にまわりの半導体素子２を位置ずれさせたりすることなく、１つずつ吸着ノズル３によって容易かつ確実に吸着されピックアップされるようにすることができる。
【００５２】
２方向移動装置１０は、ＸＹテーブルより構成され、図２、図４に示すように機台１５上に突き上げピン８のフレーム１６と干渉し合わないよう設置されればよく、Ｘ方向駆動用モータ２１によって機台１５上をＸ方向に移動されるＸテーブル２２と、Ｙ方向駆動用モータ２３によりＸテーブル２２上をＹ方向に移動されるＹテーブル２４とを備え、Ｙテーブル２４上に部品受入れ部７を支持してこれを上記したＸＹ２方向に移動させられるようにしている。
【００５３】
一方、受入れ部回転装置９は整列部品の供給装置において新規に装備したもので、図２に示すように２方向移動装置１０上に、これのＸＹ方向の移動によってもフレーム１６など突き上げピン８およびその支持機構と干渉しないようにしたフレーム２６により、部品受入れ部７がピックアップ位置Ｃを中心に回転できるようベアリング２７を介して支持するとともに、この支持した部品受入れ部７を２方向移動装置１０上にそのＸＹ方向の移動によってもフレーム１６など突き上げピン８およびその支持機構と干渉しないように設置したモータ２８およびギヤ機構２９により適宜回転駆動するようにしている。すなわち、モータ２８の回転軸には駆動ギヤ２９ａが固定されている。載置台１２が固定されている部品受入れ部７の回転台３８は、フレーム２６に対してベアリング２７により回転自在に支持されているとともに、下面の内側の外周部にギヤ２９ｂを備え、ギヤ２９ｂが上記駆動ギヤ２９ａと噛み合っている。よって、モータ２８の回転駆動により、モータ２８の駆動ギヤ２９ａが回転し、駆動ギヤ２９ａと噛み合ったギヤ２９ｂが回転されることにより、部品受入れ部７の回転台３８がフレーム２６に対してベアリング２７を介して回転し、回転台３８上の載置台１２が回転する。
【００５４】
受入れ部回転装置９は部品受入れ部７をピックアップ位置Ｃを中心に回転させることにより、部品受入れ部７に受け入れている担持体６上の部品担持領域Ｄにおける各単位領域Ｄ１〜Ｄ４を、半導体素子２をピックアップに供する上記したピックアップ準備位置Ｅに順次に切り替え位置させることができ、２方向移動装置１０は各単位領域Ｄ１〜Ｄ４の１つがピックアップ準備位置Ｅに切り替え位置させられた後、部品受入れ部７をＸＹ方向に移動させることにより、ピックアップ準備位置Ｅに切り替え位置された１つの単位領域における各半導体素子２の全てを上記したようにピックアップ位置Ｃに順次に位置決めして吸着ノズル３により順次にピックアップされるようにすることができる。
【００５５】
以上で明らかなように、部品受入れ部７を回転させる受入れ部回転装置９を設けるのに特に余分な平面スペースは不要でありながら、部品受入れ部７に受け入れた担持体６上のダイシング済み半導体素子２の全てを、そのエキスパンド処理を含め上記方法の省スペース化を損なわずに、従来同様の条件でのピックアップに供することができ、半導体ウエハ１の大型化に対し、整列部品の供給装置の省スペース化上有利に対応できる。
【００５６】
このような整列部品の供給装置は、また、図５に示すようにピックアップ位置Ｃに位置決めされた半導体素子２を吸着ノズル３によりピックアップして他へ移載する部品移載装置３１と組合わされて整列部品の移載装置を構成し、部品の移載という具体的な作業を行うようにしている。部品移載装置３１は、図５に示すように吸着ノズル３を移載ヘッド３３に昇降シリンダなどのアクチュエータ３０により上下動されるように装備し、Ｙ方向駆動用モータ３４によって移載ヘッド３３を上記ピックアップ位置Ｃと部品収納部３２などが設定される部品移載対象位置Ｆとの間でＹ方向に往復移動させるＹテーブル３５に支持して構成している。
【００５７】
これにより、担持体６上で整列するダイシング済みの半導体素子２の１つ１つを上記のような省スペース化のもとにピックアップ位置Ｃに供給し、それを部品移載装置３１が吸着ノズル３の下動、吸着、上動によりピックアップした後、ピックアップした半導体素子２を所定の箇所まで持ち運んでから吸着ノズル３の下動、吸着解除、上動により移載対象位置Ｆ上に移載し、以降の取り扱いに供することができる。
【００５８】
また、第１実施形態の整列部品の移載装置は、図１、図２に示すようにピックアップ位置Ｃの半導体素子２を撮像して画像認識する認識カメラ３６ａを含む認識装置３６を備え、受入れ部回転装置９による担持体６の回転でピックアップ準備位置Ｅに位置する単位領域が切り替わった後、認識装置３６による位置認識の基準を切り替える基準位置切替え装置３７を設けてある。
【００５９】
通常、担持体６上の半導体素子２は、同一の部品で同一の向きに整列していて、ピックアップ以降の加工、組立、収納、装着といった各種の取り扱いにおける向きや位置を認識するためのそれぞれに共通した位置基準を持っている。この位置基準は例えば、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すような半導体素子２の対角線位置２箇所にある２点Ａ、Ｂである。これは半導体素子２が正方形であるか、長方形であるかの違いに関わらず、その中心Ｇまわりの向きと、位置とを特定するために用いられる。
【００６０】
今、説明の簡単のために、長方形の半導体素子２の場合を図示してあり、図１に示す各単位領域Ｄ１〜Ｄ４におけるピックアップ準備位置Ｅにてほぼ同じ位置にくる半導体素子２Ｄ１〜２Ｄ４について見ると、それらがピックアップ準備位置Ｅに到達したときの向きと位置基準点Ａ、Ｂの位置は、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように個々に異なっている。この違いは担持体６の回転角度によって特定しており、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４のどれがピックアップ準備位置Ｅにあるかでその位置での半導体素子２の位置基準点Ａ、Ｂの基準位置からの回転角度は既知である。
【００６１】
これを利用して基準位置切替え装置３７は、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４がピックアップ位置Ｃを中心とした回転によりピックアップ準備位置Ｅに切り替え位置された位置切替信号を受けた後、ピックアップ準備位置Ｅに位置される各単位領域ごとの半導体素子２の向き、従ってその位置基準点Ａ、Ｂの向きが、担持体６の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれるのを、認識装置３６の位置認識の基準を切り替えてそのような角度ずれに対応し、半導体素子２の向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりするようなことを防止することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、吸着ノズル３をそれがピックアップする半導体素子２の中心まわりに回転させる図５に示すようなツール回転装置４１を備えている。ツール回転装置４１はモータより構成され、受入れ部回転装置９による担持体６の回転でピックアップ準備位置Ｅに位置する単位領域が切り替わる位置切替信号を制御装置４８が受けた後、図１９に示すように、制御装置４８に接続されるメモリ３００に記憶された上記向きおよび位置に関する既知データの基に、制御装置４８の制御の下に、吸着ノズル３がピックアップした半導体素子２の向きを、吸着ノズル３を回転させることにより補正する。従って、上記のようにピックアップ準備位置Ｅに位置される各単位領域Ｄ１〜Ｄ４ごとの半導体素子２の向きが、担持体６の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれても、一定の向きに揃えて移載対象位置Ｆに移載することができ、半導体素子２が移載以降に一定の向きで取り扱われることに不便や問題をもたらさない。
【００６３】
上記のような整列部品の移載装置は、さらに、上記のように移載対象位置Ｆにピックアップされた半導体素子２を収納する図５に示すような部品収納部３２を持つことによって整列部品の収納装置を構成している。部品収納部３２は部品を収納して整列状態に保持するものとして従来から知られるパレット部材、テープ部材などを含む、各種の収納部材を利用することができる。図１などに示す第１実施形態では、部品収納部３２の一例として、図７に示すような半導体素子２を凹部４２ａに受け入れた後、図５に示すようなトップテープ４２ｂにより蓋をして収納を完了する部品収納部材の一例としてのテープ部材４２を使用している。このため、部品収納部３２には、モータの駆動制御などによりテープ部材４２をそれが部品を受け入れるようにガイドされる部品収納位置Ｈに供給して半導体素子２の受入れに供するテープ部材供給部４３、トップテープ供給部４４、トップテープ貼合わせ部４５、および、モータの駆動制御などにより半導体素子２の収納完了部分を巻き取る巻き取り部４６を備えている。
【００６４】
このように部品収納部３２に設けられ供給されるテープ部材４２の凹部４２ａに、上記吸着ノズル３によりピックアップして部品移載装置３１により移載される半導体素子２を受け入れることにより、テープ部材４２によって次段の取扱いに合ったテーピング部品としての荷姿に収納し供給することが、上記移載における各特徴の必要なものを活かして達成することができる。
【００６５】
例えば、テープ部材４２は図７に示す片側のパーフォレーション４２ｃが部品収納部３２における図示しないスプロケットと噛み合って所定ピッチずつ高精度に送られて、各凹部４２ａが移載されてくる半導体素子２を受け入れる受入れ位置に位置決めされ、パーフォレーション４２ｃの位置から凹部４２ａの中心位置までの距離、および送り方向の凹部４２ａの位置が高精度に設定される。この凹部４２ａに対し半導体素子２は凹部４２ａとの間に両側で０．２ｍｍ程度の隙間を持って受入れ、テープ部材４２に収納した荷姿の半導体素子２を次の加工、装着などに供するのにテープ部材４２を高精度に取り扱う際、各半導体素子２のテープ部材４２に対する位置ずれ量を小さく抑え、各半導体素子２が一定の向きに揃っているのと相まって、各半導体素子２が簡易に位置精度よく取り扱われるようにすることが行われている。
【００６６】
これに対応するのに、部品移載装置３１は吸着ノズル３によってピックアップした半導体素子２を位置精度よく取り扱わないと、上記のようなサイズ設定をされた凹部４２ａ内に迅速かつ確実に移載し収納することができない。しかし、上記整列部品の移載装置における基準位置切替え装置３７の認識基準の切り替え機能および、ツール回転装置４１による半導体素子２の角度補正機能に加え、部品移載装置において通常行われる、認識装置３６が認識したピックアップ位置Ｃに位置決めされた半導体素子２の位置や向きの認識結果によって、吸着ノズル３による吸着位置の補正、ないしはこれに代わる吸着ノズル３がピックアップした半導体素子２を移載対象位置Ｆに移載する位置の補正を上記制御装置４８の制御の下に部品移載装置３１で行うことで、上記のような要求を満足することができる。半導体素子２は一例として１〜２０ｍｍ角程度の大きさのものがあり、部品サイズが大きくなるほど少しの角度ずれでも凹部４２ａなどとの位置ずれが問題になるが、±５０μｍ程度の位置精度を満足してそのような問題が生じないようにすることができる。必要に応じてそれ以上の位置精度で半導体素子２を取り扱えるようにすることができる。
【００６７】
図１に示す第１実施形態の整列部品の収納装置は、さらに、例えば第３実施形態の図９（Ａ）などに示すように部品収納部３２が３つのテープ部材４２を併置でき、吸着ノズル３がピックアップした半導体素子２の認識装置３６により認識される種類に応じ上記３つのテープ部材４２を使い分けて移載し収納するように制御する、図５及び図１９に示すような、制御手段の一例としての制御装置４８を備えている。
【００６８】
半導体ウエハ１に半導体素子２を形成しそれをダイシングした後、上記したように通常、品質の良否が判定され不良な半導体素子２にはその旨を示すマーキングなどの表示が施される。この判定において各半導体素子２の品質ランクを判定し、各半導体素子２にランク表示を行っておくことができる。ここで、品質ランクとは、例えば、１枚のウェハの各半導体素子２毎に同様な回路を形成したとしても、各半導体素子２毎に電気的特性や周波数特性が異なってしまう場合に、特性毎に分けられたランクを指す。
【００６９】
そこで、万一にも１つの半導体ウエハ１上に種類の違う半導体素子２が形成される場合を含め、担持体６上の半導体素子２に品質ランクなどが違う異種部品が混在するようなときに、それを認識装置３６の結果に基き制御装置４８により判定し、この判定される種類別に異なったテープ部材４２を使い分けるように制御装置４８の制御の下に部品移載装置３１及び部品収納部３２が駆動されて半導体素子２を収納する。これにより、部品収納部３２に移載する各半導体素子２をそのランクなどの種類に対応した用途や取扱いに供することが認識装置３６による認識機能を活かして達成することができる。
【００７０】
なお、上記では、認識装置３６の結果に基き制御装置４８により半導体素子２の良否、品質ランクを判定したが、認識装置３６の結果に基き制御装置４８により良否検査を行うものでもよい。また、前工程にある検査工程において既に品質ランクがマーキングされているものを、認識装置３６により認識するものであっても構わない。
【００７１】
また、半導体素子２の種類の１つが不良品であり、上記認識装置３６の認識結果により不良と上記制御装置４８で判定された半導体素子２を、上記制御装置４８により部品移載装置３１を駆動して図１、図５所定の廃棄部４９に廃棄させる。これにより、不良品の処理が移載サイクルを利用して難なく達成でき、特別な作業工程が不要になる。
【００７２】
ダイシング済みの半導体素子２を担持した担持体６は通常、図１、図２、図５に示すようにウエハ収納カセット５０内に所定数多段に収納されて、単位枚数ずつ一括して取扱われる。これに対応して図５に示す第１実施形態の整列部品の収納装置は、機台１５の１つの側面にウエハ収納カセット５０を保持して昇降させる担持体６の昇降機構を構成する供給部５１が設けられ、保持した担持体６を担持体６の収納ピッチに対応する量ずつ昇降させて、１つの担持体６を部品受入れ部７への出し入れ位置に位置させ、図示しない出し入れ機構（例えば第３実施形態のウエハ引き出しユニット８０）により出し入れ位置にある担持体６を引き出して部品受入れ部７に送り込んで半導体素子２の供給に供し、半導体素子２の供給が終了した担持体６は上記出し入れ機構によりウエハ収納カセット５０の元の位置に収納し、次いで、次の担持体６を出し入れ位置に位置決めすることを繰り返し、全ての担持体６を半導体素子２の供給に供した後、ウエハ収納カセット５０は新しいものと交換され、必要なだけの半導体素子２を供給して収納されるようにする。
【００７３】
ところで、一例として半導体ウエハ１が直径３００ｍｍ程度となり、これを従来通りに１０段程度にウエハ収納カセット５０に収納して一括に取り扱うと、総重量が２０ｋｇ程度になり、取り扱いが困難になることが予想される。この場合、供給されるウエハ収納カセット５０を供給部５１に対して出し入れする際に、作業員が装置まわりで移動し作業するときの動線、および動作がより単純になることが望ましい。例えば、図５に示すような整列部品の収納装置が、操作パネル５２を持った前面から見て左右に隣接配置されるような場合、ウエハ収納カセット５０を各装置に供給するための搬送ラインは装置前方を矢印Ｊで示す方向および位置になる。これに対し、図示するように機台１５における左右の一方の側面に供給部５１が位置していると、作業員は搬送されてきたウエハ収納カセット５０を持ち上げて上記搬送ラインＪから供給部５１の位置まで踏み込んでしか、供給部５１にある半導体素子２を供給し終えたウエハ収納カセット５０との交換ができず不便であるし、隣接の装置との間に作業員の踏み込みスペースが必要となるので、省スペースの面でも不利である。これらの問題は、隣接する装置が異種の場合でも特に変わらない。
【００７４】
そこで、図５に仮想線で示すように供給部５１を機台１５の前面に設けると、作業員は搬送ラインＪ上で、あるいは搬送ラインＪと装置との間で、上記の交換作業が簡単にできるし、隣接装置との間に交換作業のための踏み込みスペースが不要となるので省スペース化にも有利である。
【００７５】
（第２実施形態）
図８に示す本発明の第２実施形態にかかる整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置は、突き上げピン８をフレーム１６上のＸ、Ｙ各方向に移動させる突き上げピン２方向移動装置７１により支持し、突き上げピン８をＸＹ２方向に移動させられるようにしてある。突き上げピン２方向移動装置７１はＸＹテーブルより構成され、図８に示すようにフレーム１６上に２方向移動装置１０やフレーム２６と干渉し合わないよう設置されればよく、Ｘ方向駆動用モータ７２によってフレーム１６上をＸ方向に移動されるＸテーブル７３と、Ｙ方向駆動用モータ７４によりＸテーブル７３上をＹ方向に移動されるＹテーブル７５とを備え、Ｙテーブル７５上に突き上げピン８およびソレノイドなどの突き上げピン用のアクチュエータ１７を支持してこれを上記したＸＹ２方向に移動させられるようにしている。
【００７６】
これにより、部品受入れ部７が担持体６をＸＹ方向に移動させて、各半導体素子２をピックアップ位置に移動させるのに、突き上げピン８をその移動方向と反対の方向に突き上げピン２方向移動装置７１にて移動させることにより、突き上げピン８が移動されてくる半導体素子２を途中まで迎えに行き、双方が一致したところをピックアップ位置Ｃに設定して半導体素子２を吸着ノズル３によるピックアップに供することができ、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４にある半導体素子２をピックアップに供するための担持体６の必要な移動範囲と移動時間とが、図１〜図７に示す第１実施形態よりもさらに半減する。この場合、ピックアップ位置Ｃは変動するが変動位置は既知であるので、簡易に対応することができる。他の構成および奏する作用は第１実施形態の場合と特に変わるところはないので、重複する図示および説明は省略する。
【００７７】
なお、原理的には、担持体６を回転させないで、突き上げピン８を各単位領域Ｄ１〜Ｄ４の第１実施形態でのピックアップ位置Ｃに代わる分割基準点となっている中央位置に順次移動させてそこをピックアップ位置Ｃに設定し、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４に対応して設定される各ピックアップ位置Ｃごとに、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４の対応する１つについて、担持体６のＸＹ２方向の移動を伴い半導体素子２のピックアップに供するようにしても、第１実施形態の場合同様な省スペース化ができる。この場合の突き上げピン８の移動はＸＹ２方向に限らず、上記各単位領域Ｄ１〜Ｄ４の分割基準点を中心にして旋回させる方式も採用できる。しかし、ＸＹ方向の移動を利用して突き上げピン８がピックアップ位置Ｃに向け移動されてくる半導体素子２を迎えに行く制御を行えば、この変形例の方式でも、上記第２実施形態の場合と同様にさらなる省スペース化と時間の短縮が図れる。しかも、担持体６の回転、従って部品受入れ部７の回転機構が不要になる。
【００７８】
本発明の上記第１及び第２実施形態によれば、上記の説明で明らかなように、担持体の部品担持領域に対するピックアップ位置まわりの分割に見合った省スペース化で、装置の小型化およびコスト低下や、クリーンルームの高額なランニングコストを低減することができ、大型化する半導体ウエハに対応するのに好適である。
【００７９】
（第３実施形態）
以下、添付図面を参照して本発明の第３実施形態にかかる整列部品の取扱方法と装置、具体的には、整列部品の供給方法と装置、整列部品の供給装置を用いた移載装置、整列部品の収納装置について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す第３実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、第３実施形態は第１実施形態と共通する部分が多いため、適宜、第１実施形態の図や説明を参照しながら説明する。
【００８０】
まず、本発明の第３実施形態について説明する前に、その背景について説明する。
【００８１】
半導体素子例えばＩＣチップは半導体ウエハ上に集積回路として縦横に多数形成され、ダイシングにより個々の集積回路に分割されることによって形成される。このＩＣチップはマウンティング、ボンディング、モールディング等によりパッケージングされたＩＣ部品に加工されるだけでなく、ベアＩＣの状態で回路基板に実装する用にも供される。いずれの場合においても、ダイシングされた状態からＩＣチップをその用に適した状態にするため他に移載する必要がある。
【００８２】
上記ダイシングによりＩＣチップはＸＹ平面に直交するＸ、Ｙの２方向に整列してダイシングシート上に保持された状態にあり、ダイシングシートは支持部材によって支持されてＩＣチップを安定して取り扱いできるようにする担持体に構成される。この担持体をＩＣチップが整列するＸ−Ｙ方向に移動させて各ＩＣチップをピックアップ位置に順次移動させ、ピックアップ位置においてダイシングシートの下方からＩＣチップを突き上げることにより、無方向の伸縮性をもつダイシングシートがエキスパンドされることよって突き上げられたＩＣチップは部品取り扱いツールによって容易にピックアップすることができる。ＩＣチップをピックアップした部品取り扱いツールによりＩＣチップは所定の位置に移載される。
【００８３】
このように半導体ウエハから個々に切り離された状態のＩＣチップは樹脂モールド等によって被覆されないベアチップの状態であり、このベアチップの状態で回路基板に実装することにより、高密度実装を図ることができる。この回路基板への実装に供するには、電子部品実装装置に供給できる部品包装を行う必要があり、従来、ＩＣチップは、個別の仕切りを設けたトレイに収納するトレイパックや、低粘着性のゲル面上に粘着配置するゲルパックとして、電子部品実装装置に供給するのが主流であった。
【００８４】
上記のように整列した多数のＩＣチップを担持した担持体をＩＣチップの整列方向に移動させ、ＩＣチップを１つずつピックアップ位置に移動させて、ピックアップ位置から部品取り扱いツールによってピックアップしたＩＣチップを移載先に移動させるとき、半導体ウエハの直径が大きくなるとピックアップ位置から移載先までの距離が増加することになる。半導体ウエハは大型化する傾向にあり、その直径が３００ｍｍになるものも実現されている。このような大型の半導体ウエハを扱うとき、部品取り扱いツールの移動距離は大きくなり、多数のＩＣチップを移載するときの移載タクトの低下をまねく問題があった。
【００８５】
また、ＩＣチップを回路基板に実装するために、電子部品実装装置にＩＣチップを供給する包装形態としてテーピング包装が有効であるが、前述したようにＩＣチップの従来の包装形態はトレイパックやゲルパックであり、テーピング包装による供給が要求されていた。
【００８６】
また、ＩＣチップの包装時において、回路基板への実装形態によりＩＣチップのアクティブ面が上に向いた収納状態と、アクティブ面が下に向いた収納状態とが要求され、この要求に応じた収納状態に包装するために部品取り扱いツールからの移載時に、ＩＣチップの表裏を選択的に反転させる必要がある。
【００８７】
本発明の第３実施形態が目的とするところは、大きな直径の半導体ウエハの取り扱いにおける装置の平面スペースの増加を抑制すると共に、移載タクトの低下を抑制し、半導体素子などの整列部品のテーピング包装を可能とし、収納時の半導体素子の表裏方向を選択可能とした整列部品の供給方法と装置、供給装置を用いた移載装置、収納装置などを含む整列部品の取扱方法及び装置を提供することにある。
【００８８】
第３実施形態は、第１実施形態と同様に、図１、図３に示すように、半導体ウエハ１の縦横方向に多数形成された集積回路をダイシングシート４上でダイシングすることにより個々の例えばＩＣチップなどの半導体素子２に分割し、直交する２方向に整列した状態とした半導体素子２を整列部品として、これを部品取扱いツールにより１つずつピックアップしてテーピング包装する例を示すものである。
【００８９】
電子部品のテーピング包装は、抵抗器やコンデンサ等のチップ部品を収容したテープをリールに巻き取った電子部品の包装形態として周知のものであり、表面実装により電子回路基板を製造する電子部品実装装置に電子部品を供給するのに適した形態として知られている。このテーピング包装はテーピング規格が制定されており、上記チップ部品だけでなくＩＣ部品にも適用でき、電子部品実装のための部品包装形態の主流となっている。しかし、半導体ウエハ１からダイシングにより半導体素子２として分割された状態は、樹脂モールドされていない裸の状態、即ち、ベアチップの状態であり、従来はパーツトレイに収容したり、ゲルパックとして電子部品実装装置に供給されていた。第３実施形態の移載方法及びその装置は、このベアＩＣのテーピング包装を可能としたものである。
【００９０】
図９（Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態に係る整列部品の移載装置６０の外観を示すもので、正面側に装置動作の設定操作及び監視のための操作パネル１６１、ディスプレイ１６２等が配置され、背面側に半導体ウエハ１を複数枚収容したウエハ収納カセット（部品供給部の一例）５０が着脱可能に配置されている。このウエハ収納カセット５０は、装置の背面側に設けられた搬送通路を走行する搬送ロボットにより交換できるようにすると、大型の半導体ウエハ１を取り扱うことが容易となり、半導体ウエハ１の自動交換が可能となる。図１０は、この整列部品の移載装置６０の内部構成を示すもので、ウエハ収納カセット５０に複数枚収容された半導体ウエハ１を１枚ずつ取り出し、この半導体ウエハ１から１つずつ半導体素子２を取り出してテープ部材４２上に移載してテーピング包装するように構成されている。なお、第３実施形態に係る整列部品の取扱装置の各動作は、図２０に示すように、制御装置４８により動作制御されるようにしている。
【００９１】
上記ウエハ収納カセット５０に収容された半導体ウエハ１は、ダイシングシート４上でダイシングされて個々の半導体素子２に分割され、直交する２方向に整列した状態になっている。上記ダイシングシート４は無方向の伸縮性を持ち、環状の支持金具５によって展伸状態に支持され、これらは安定に取り扱い供給できるようにする担持体６をなしている。ウエハ収納カセット５０に複数枚が収容された担持体６は所定位置に引き出され、第１実施形態の図１、図２に示すように、半導体素子２の整列方向に沿うＸＹ方向の動きによりピックアップ位置Ｃに半導体素子２を順次移動させ、ピックアップ位置Ｃの下面に配設された突き上げピン８の突き上げ動作によりピックアップ位置Ｃに位置した半導体素子２のみが他の半導体素子２より突出した状態になり、その半導体素子２のみを吸着ノズル（部品移載装置の一例）３によってピックアップすることができる。半導体素子２を吸着した吸着ノズル３はテープ部材４２上に移動して、半導体素子２をテープ部材４２に収納する。
【００９２】
前述したように、半導体ウエハ１は大型化する傾向にあり、その直径が大きいとき、ピックアップ位置Ｃに各半導体素子２を移動させる距離が大きくなり、装置の大型化をまねくばかりでなく、移動に要する時間の増加により生産効率を低下させる。このような大型の半導体ウエハ１にも対応できるようにするため、半導体素子２の移載先であるテープ部材４２を担持体６に重なる位置に配設することによって吸着ノズル３の移動距離を小さくし、担持体６の回転を可能にすることによって担持体６のＸＹ方向の移動距離を小さくしている。取り扱う半導体ウエハ１の直径が小さい場合には、担持体６の回転がなくてもよいが、テープ部材４２はピックアップ位置Ｃにより近い担持体６の上方に配設することが好適となる。
【００９３】
上記テープ部材４２は、図１１に示すように、テーピング包装部の一例としても機能するテーピングユニット７０の供給リール１７３から巻取リール１７４に間欠的に図示しないモータの駆動制御などにより送給されるように構成されている。テープ部材４２上には、第１実施形態の図７に示すように、半導体素子２を収納するための凹部４２ａとパーフォレーション４２ｃが形成されており、パーフォレーション４２ｃの位置から凹部４２ａの中心位置までの距離が高精度に設定されている。パーフォレーション４２ｃはテーピングユニット７０の図示しないスプロケットと噛み合ってテープ部材４２を所定ピッチずつ高精度に間欠送給する。また、凹部４２ａは収納される半導体素子２の寸法形状に合わせて僅少の隙間ができる程度に形成され、収納位置の位置ずれ量を小さくして取り出し時の位置精度を確保している。このテープ部材４２は供給リール１７３から送り出され、吸着ノズル３によって吸着された半導体素子２が後述する表裏装置１７１を介するか、もしくは直接凹部４２ａ内に移載され、半導体素子２が移載された凹部４２ａ上はトップテープリール１７２から供給されるトップテープ４２ｂにより被覆され、テープ部材４２内に半導体素子２を収納保持する。この半導体素子２を収納してトップテープ７５で被覆されたテープ部材４２は巻取リール１７４に巻き取られ、所要量の半導体素子２の収納が完了したときテーピングユニット７０は交換される。
【００９４】
上記テーピングユニット７０は、第３実施形態においては、図９（Ａ），（Ｂ）、図１０に示すように、３列に配設されている。このようにテーピングユニット７０を複数に配設するのは、同時に複数のテーピング包装を行う場合にも適用できるが、主たる目的は、半導体素子２をその品質ランクによって分別し、品質ランク毎のテーピングユニット７０に移載するようにしたもので、ここでは３つの品質ランクに分別している。ここで、品質ランクとは、例えば、１枚のウェハの各半導体素子２毎に同様な回路を形成したとしても、各半導体素子２毎に電気的特性や周波数特性が異なってしまう場合に、特性毎に分けられたランクを指す。
【００９５】
半導体ウエハ１は、検査により各半導体素子２毎の品質ランク及び不良が決定され、半導体ウエハ１上での位置アドレス毎の各半導体素子２は品質ランク及び不良のマッピングがなされる。半導体ウエハ１はバーコード等の識別装置が付与されており、この識別装置によって識別される半導体ウエハ１毎のマッピングデータはフロッピーディスク等の記憶媒体により整列部品の移載装置内に入力される。従って、ピックアップ位置Ｃに移動した半導体素子２は、上記識別装置によって識別された半導体ウエハ１のマッピングデータに格納された位置アドレスに対応する品質ランク及び不良のデータに参照され、各半導体素子２はその品質ランク毎に対応するテープ部材４２上に移載され、不良の半導体素子２は廃棄部４９（第１実施形態の図１参照）に廃棄される。
【００９６】
このテープ部材４２にウエハ収納カセット５０に収納された担持体６から半導体素子２を移載する方法とその装置構成について以下に説明する。
【００９７】
図１０、第１実施形態の図１、図２に示すように、ウエハ収納カセット５０は、装置の背面側から供給され、昇降機構を構成する供給部５１に保持されて上下方向に昇降する。ウエハ収納カセット５０内にはダイシングにより分割されて直交する２方向に整列した半導体素子２が担持体６に担持された状態で複数枚が収容されており、供給部５１の駆動による昇降により所定の高さ位置に移動した担持体６がウエハ引き出しユニット８０により引き出され、第１実施形態の図３に示すように、部品受入れ部７の押さえ板１１が上昇している状態で側方から載置台１２上に載置される。押さえ板１１はアクチュエータ１３により昇降動作し、担持体６が載置台１２上に載置されたとき下降して、第１実施形態の図２に示すように、ダイシングシート４のまわりの支持金具５を所定量押し下げる。これによりダイシングシート４は載置台１２上で中心部からまわりの各方向にほぼ均等にエキスパンドされ、その上に担持している各半導体素子２の配列ピッチを引き延ばして半導体素子２どうしを引き離し、この状態で部品受入れ部７を移動させ、ピックアップ位置Ｃに移動した半導体素子２を吸着ノズル３によるピックアップに供する。
【００９８】
第１実施形態の図２に示すように、機台１５上には２方向移動装置１０が設置されており、Ｘ方向駆動用モータ２１によってＸ方向に移動されるＸテーブル２２と、Ｙ方向駆動用モータ２３によりＸテーブル２２上をＹ方向に移動されるＹテーブル２４とを備え、Ｙテーブル２４上に上記部品受入れ部７を支持して、これをＸＹ２方向に移動させるＸＹテーブルより構成されている。また、大型の半導体ウエハ１にも対応できるように受入れ部回転装置９が設けられており、部品受入れ部７が担持体６のほぼ中心位置を中心として回転できるようにベアリング２７によって支持され、モータ２８とギア機構２９によって適宜回転駆動される。すなわち、第１実施形態と同様に、モータ２８の回転軸には駆動ギヤ２９ａが固定されている。載置台１２が固定されている部品受入れ部７の回転台３８は、フレーム２６に対してベアリング２７により回転自在に支持されているとともに、下面の内側の外周部にギヤ２９ｂを備え、ギヤ２９ｂが上記駆動ギヤ２９ａと噛み合っている。よって、モータ２８の回転駆動により、モータ２８の駆動ギヤ２９ａが回転し、駆動ギヤ２９ａと噛み合ったギヤ２９ｂが回転されることにより、部品受入れ部７の回転台３８がフレーム２６に対してベアリング２７を介して回転し、回転台３８上の載置台１２が回転する。
【００９９】
上記構成により、担持体６をＸＹ２方向に移動させて順次ピックアップ位置Ｃに半導体素子２を移動させる。機台１５上にはフレーム１６に支持されたアクチュエータ１７によって突き上げピン８が昇降駆動するように構成されており、ピックアップ位置Ｃに移動した半導体素子２は突き上げピン８の上昇により他の半導体素子２より突き上げられた状態となり、まわりの半導体素子２に邪魔されたり、まわりの半導体素子２に位置ずれを生じさせたりすることなく、１つずつ吸着ノズル３によって容易且つ確実にピックアップされる。吸着ノズル３は、図１０に示すように、部品移載装置１３１の移載ヘッド１３３により昇降及び回転自在に操作され、移載ヘッド１３３はＸ軸方向駆動用モータ８１ａの駆動によりＸ軸レール８１上をＸ方向に移動でき、更に図示しないＹ軸レールによってＸ軸レール８１がＹ方向に移動することにより、Ｙ方向への移動も可能である。
【０１００】
図１０、第１実施形態の図１、図２に示すように、部品受入れ部７の上方に重なるようにテープ部材４２が位置するように部品収納部の一例としてのテーピングユニット７０が配設されており、吸着ノズル３によりピックアップ位置Ｃから吸着ノズル３によって半導体素子２を吸着保持した移載ヘッド１３３はＸ軸レール８１上を移動してテープ部材４２の上方に吸着ノズル３を移動させ、吸着ノズル３の下降によりテープ部材４２に形成された凹部４２ａ内に半導体素子２を収納する。このようにテーピングユニット７０のテープ部材４２の部分が部品受入れ部７の上方に重なるように配置することにより、ピックアップ位置Ｃからテープ部材４２までの移載ヘッド１３３の移動距離が小さくなり、大型の半導体ウエハ１を取り扱うときの移載効率を向上させることができる。
【０１０１】
前述したように、各半導体素子２は検査により品質ランクが決定されたマッピングがなされているので、吸着ノズル３が吸着した半導体素子２の品質ランクはそのマッピングアドレスから分かるので、制御装置４８は移載ヘッド１３３のＸ方向の移動距離を品質ランクに対応して制御し、品質ランクに対応するテーピングユニット７０のテープ部材４２上にその半導体素子２を収納する。いま、品質ランクがａ、ｂ、ｃの３段階に分別されている場合に、テーピングユニット７０はそれに対応して３列に配設される。品質ランクに応じて移載ヘッド１３３のＸ方向の移動距離を制御すると、品質ランクａの半導体素子２はテーピングユニット７０ａに、品質ランクｂの半導体素子２はテーピングユニット７０ｂに、品質ランクｃの半導体素子２はテーピングユニット７０ｃに収納され、半導体素子２は品質ランク別にテーピング包装される。
【０１０２】
また、テーピングユニット７０には、図１０に示すように、表裏反転装置１７１が設けられており、これを動作させることにより、半導体素子２の表裏を反転させてテープ部材４２上に収納することができる。半導体ウエハ１上に形成される半導体素子２は、基本的にアクティブ面が上に向いた状態になっており、これをテープ部材４２に移載したとき、そのままアクティブ面が上に向いた状態に収納される。従って、このテーピング包装された半導体素子２を電子部品実装装置により回路基板に実装すると、回路基板上にアクティブ面が上に向いた状態に装着され、アクティブ面の電極部分はボンディングにより回路基板の回路パターンに電気的接続される。しかし、回路基板への実装方法は、この半導体素子２を用いるユーザの実装方法に委ねられており、アクティブ面を下にして回路基板に装着する実装方法が要求される場合もある。このアクティブ面を下に向けた収納は、上記表裏反転装置１７１により実現される。
【０１０３】
上記表裏反転装置１７１は、図２１から図２２に示すように、上記表裏反転装置本体１７１ａが中心軸１７１ｒ回りに１８０度反転可能に支持され、上記表裏反転装置本体１７１ａの中央に長穴の吸引孔１７１ｂが形成されて、吸引孔１７１ｂにより吸引通路１７１ｇを通じて吸引させることにより、移載ヘッド１３３に保持された半導体素子２のアクティブ面と反対側の面が上記表裏反転装置本体１７１ａに吸着保持されるようにしている。上記表裏反転装置本体１７１ａは、上記表裏反転装置１７１の側部に配置された小歯車１７１ｅと一体的に回転するように連結されている。小歯車１７１ｅは大歯車１７１ｆと噛み合っており、大歯車１７１ｆには、支点１７１ｐ回りに回転可能なリンク１７１ｈの一端が連結された、リンク１７１ｈの他端はエアシリンダ１７１ｋの駆動ロッドの先端１７１ｊに連結されている。よって、エアシリンダ１７１ｋの駆動により、駆動ロッドの先端１７１ｊが図２３で左向きに移動すると、リンク１７１ｈが支点１７１ｐ回りに反時計回転方向に回転して大歯車１７１ｆが時計方向に回転し、小歯車１７１ｅが反回転方向に回転して上記表裏反転装置本体１７１ａが図２３の右側の実線位置から左側の鎖線位置まで１８０度反転して、反転装置１７１の開口１７１ｄ内に露出したテープ部材４２の凹部４２ａに上記表裏反転装置本体１７１ａが対向するようにしている。上記表裏反転装置本体１７１ａを元の位置に戻すときには、エアシリンダ１７１ｋの逆駆動により、駆動ロッドの先端１７１ｊが図２３で右向きに移動すると、リンク１７１ｈが支点１７１ｐ回りに時計回転方向に回転して大歯車１７１ｆが反時計方向に回転し、小歯車１７１ｅが回転方向に回転して上記表裏反転装置本体１７１ａが図２３の左側の鎖線位置から右側の実線位置まで１８０度回転する。反転したとき、近接センサ１７１ｍで上記表裏反転装置本体１７１ａが反転位置に位置したことを検出すると、上記表裏反転装置本体１７１ａの吸引動作を停止させることにより、上記表裏反転装置本体１７１ａでの吸着保持を解除して吸着保持されていた半導体素子２がそのアクティブ面が下になるように凹部内に収納される。なお、元の位置に上記表裏反転装置本体１７１ａが戻って次の半導体素子２を移載可能になったことは別の近接センサ１７１ｎで検出するようにしている。
【０１０４】
以下、上記構成にかかる表裏反転装置１７１の使用方法を具体的に説明する。半導体素子２のアクティブ面を上に向けた状態にしてテープ部材４２に移載するときは、移載ヘッド１３３をテープ部材４２上の表裏反転装置１７１が配置されていない箇所に移動させる。この状態では表裏反転装置１７１の存在しない位置で半導体素子２を直接テープ部材４２に収納することができる。一方、半導体素子２のアクティブ面を下に向けた状態にしてテープ部材４２に移載するときは、移載ヘッド１３３のＹ方向の位置を表裏反転装置１７１が設けられたＹ方向の位置に設定する。この状態でピックアップ位置Ｃから半導体素子２を吸着した移載ヘッド１３３をＸ方向に移動させると、吸着ノズル３は表裏反転装置１７１の上記表裏反転装置本体１７１ａの上方に位置する。吸着ノズル３を下降させて半導体素子２を表裏反転装置１７１の上記表裏反転装置本体１７１ａに移載し、吸引孔１７１ｂにより吸引通路１７１ｇを通じて吸引させて、半導体素子２を表裏反転装置本体１７１ａに吸着保持させる。次いで、吸着ノズル３での吸着保持を解除したのち上昇させて上記表裏反転装置本体１７１ａの上方から他の位置へ移動させる。次いで、エアシリンダ１７１ｋを反転動作のために駆動されると、リンク１７１ｈ、大歯車１７１ｆ、小歯車１７１ｅを介して、表裏反転装置１７１の上記表裏反転装置本体１７１ａはテープ支持レール７６に軸支された回動軸から中心軸１７１ｒ回りに１８０度回動して、上記表裏反転装置本体１７１ａが図２３の右側の実線位置から左側の鎖線位置まで１８０度反転して、上記表裏反転装置本体１７１ａに吸着保持された半導体素子２のアクティブ面が反転装置１７１の開口１７１ｄ内に露出したテープ部材４２の凹部４２ａに対向する。このとき、近接センサ１７１ｍで上記表裏反転装置本体１７１ａが反転位置に位置したことを検出すると、上記表裏反転装置本体１７１ａの吸引動作を停止させ、上記表裏反転装置本体１７１ａでの吸着保持を解除して、吸着保持されていた半導体素子２がそのアクティブ面が下になるようにテープ部材４２の凹部４２ａ内に収納される。この動作により半導体素子２の表裏は反転されてテープ部材４２に収納されることになる。
【０１０５】
また、テーピングユニット７０をＹ方向に移動できるようにして、表裏反転装置１７１を使用するときには、ピックアップ位置ＣのＸ方向の延長線上に表裏反転装置１７１が位置するようにし、表裏反転装置１７１を使用しないときには、ピックアップ位置ＣのＸ方向の延長線上にテープ部材４２の凹部４２ａが位置するようにしてもよい。
【０１０６】
また、表裏反転装置１７１は、図１０、図１１に示す構造によらず、図１２に示す表裏反転装置７８のように、間欠回転する円筒部７８ａの周側に吸着部７８ｂを複数に配設して、これを各テープ部材４２上に配設することによっても可能である。吸着ノズル３は円筒部７８ａの上方に位置した吸着部７８ｂに半導体素子２を移載する。円筒部７８ａは回転して半導体素子２を吸着した吸着部７８ｂがテープ部材４２上に位置したとき、半導体素子２を離脱させてテープ部材４２の凹部４２ａ内に収納する。
【０１０７】
また、移載ヘッド１３３による半導体素子２の各テープ部材４２上への移載は、図１３に示すように、第２の部品移載装置の一例としての第２の移載ヘッド９０を配設して効率化を図ることができる。即ち、移載ヘッド１３３は担持体６の上方に配置された中継台９１上に半導体素子２を移載し、第２の移載ヘッド９０は中継台９１上から各テープ部材４２上に分別移載する。この構成では移載ヘッド１３３の移動距離は一定の短い距離であり、第２の移載ヘッド９０が各テープ部材４２に分別移載するので、移載タクトを向上させることができ、分別数が多くテーピングユニット７０の数が多くなるほど、より効率のよい分別移載を行うことができる。
【０１０８】
上記中継台９１及び第２の移載ヘッド９０は、図１４に示すように、表裏反転装置９２が兼ねるように構成することもできる。この構成における表裏反転装置９２は、その本体がロッド移動用のモータやエアシリンダなどと回転用のモータやエアシリンダなどを有する駆動装置９２ａの駆動により各テープ部材４２上を横断するロッド９３上を往復移動できるように構成され、移載ヘッド１３３から上記本体が半導体素子２を受け取り吸引装置９２ｂの駆動により上記本体に吸着保持すると、その半導体素子２の品質ランクに対応するテープ部材４２上までロッド９３上を駆動装置９２ａの駆動により上記本体が移動し、駆動装置９２ａの駆動によりロッド９３を回転軸として上記本体が反転し、上記本体に吸着保持していた半導体素子２をテープ部材４２に収納する。この構成は半導体素子２を反転させてテープ部材４２に収納する場合に有効で、分別数が多くテーピングユニット７０の数が多くなるほど、より効率のよい分別移載を行うことができる。
【０１０９】
また、各テーピングユニット７０のＸ方向への移動を可能に構成することにより、移載ヘッド１３３の移動距離を削減して移載タクトの向上を図ることもできる。即ち、図１５に示すように、移載ヘッド１３３にピックアップされた半導体素子２の品質ランクに対応するテープ部材４２が所定位置に位置するようにテーピングユニット７０をＸ方向に移動させ、所定位置に移動した移載ヘッド１３３から半導体素子２を対応するテープ部材４２上に移載する。
【０１１０】
大型の半導体ウエハ１を取り扱うとき、上記のようにテープ部材４２を部品受入れ部７の上方に位置させることが有効であるが、ピックアップ位置Ｃからテープ部材４２に各半導体素子２を移動させるための移動距離を削減することによって更に移載効率を向上させることができる。
【０１１１】
前述したように、部品受入れ部７は受入れ部回転装置９により回転可能に構成されているので、第１実施形態の図１に示すように、担持体６の部品担持領域にほぼ中心位置、一例としてピックアップ位置Ｃまわりに分割設定した各単位領域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を担持体６のほぼ中心位置まわりの回転により、第１実施形態の図１に斜線で示したピックアップ準備位置Ｅに切替え位置させ、各単位領域Ｄ１、Ｄ２…をピックアップ準備位置Ｅに位置させた後、その位置させた単位領域Ｄ１、Ｄ２…がＸＹ方向に移動するように２方向移動装置１０によって部品受入れ部７を移動させる。この回転移動によりピックアップ準備位置Ｅに移動した単位領域Ｄ１、Ｄ２…のみに２方向移動を行って、ピックアップ位置Ｃに順次半導体素子２を移動させると、部品受入れ部７のＸＹ方向の移動距離は小さくなるので、上記テーピングユニット７０を部品受入れ部７の上方に配置する構成と相まって、移載に要する所要時間が短縮され、移載タクトの減少による生産効率の向上を図ることができる。
【０１１２】
また、第３実施形態に係る整列部品の移載装置は、図１０、第１実施形態の図２に示すように、ピックアップ位置Ｃの半導体素子２を撮像して画像認識する認識カメラ３６ａを含む認識装置３６を備え、受入れ部回転装置９による担持体６の回転でピックアップ準備位置Ｅに位置する単位領域が切り替わった後、認識装置３６による位置認識の基準を切り替える基準位置切替え装置３７を設けてある。
【０１１３】
通常、担持体６上の半導体素子２は、同一の機種で同一の向きに整列するように形成され、ピックアップされてテープ部材４２に移載されるときの向きや位置を認識するための基準位置を持っている。この位置基準は、例えば、図１３に示すような半導体素子２の対角線位置２か所にある２点Ａ、Ｂである。これは半導体素子２が正方形であるか、長方形であるかの違いにかかわらず、その中心Ｇまわりの向きと、位置とを特定するために用いられる。
【０１１４】
いま、説明を簡単にするために、長方形の半導体素子２の場合を図示しており、第１実施形態の図１に示す各単位領域Ｄ１〜Ｄ４におけるピックアップ準備位置Ｅにてほぼ同じ位置にくる半導体素子２Ｄ１〜２Ｄ４について見ると、それらがピックアップ準備位置Ｅに到達したときの向きと位置基準点Ａ、Ｂの位置は、第１実施形態の図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように個々に異なっている。この違いは担持体６の回転角度によって特定しており、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４のどれがピックアップ準備位置Ｅにあるかでその位置での半導体素子２の位置基準点Ａ、Ｂの基準位置からの回転角度は既知である。
【０１１５】
これを利用して基準位置切替え装置３７は、各単位領域Ｄ１〜Ｄ４が担持体６のほぼ中心位置を中心とした回転によりピックアップ準備位置Ｅに切り替え位置された位置切替信号を受けった後、ピックアップ準備位置Ｅに位置される各単位領域毎の半導体素子２の向き、従ってその位置基準点Ａ、Ｂの向きが担持体６の回転量に応じて半導体素子２の中心まわりに所定角度ずつずれるのを、認識装置３６の位置認識の基準を切り替えて、そのような角度ずれに対応し、半導体素子２の向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりすることを防止できる。
【０１１６】
また、第３実施形態では、吸着ノズル３をそれがピックアップする半導体素子２の中心まわりに回転させるツール回転装置１４１（第１実施形態の図５のツール回転装置４１と同様なツール回転装置）を備えている。担持体６の回転によりピックアップ準備位置Ｅに位置する単位領域が切り替わる位置切替信号を受けった後、向き及び位置に関する既知データを基に、吸着ノズル３がピックアップした半導体素子２の向きを吸着ノズル３を上記ツール回転装置１４１によって制御装置４８の制御の下に回転させることにより補正する。従って、ピックアップ準備位置Ｅに位置された各単位領域Ｄ１〜Ｄ４ごとの半導体素子２の向きが担持体６の回転量に応じて所定の角度ずつずれても一定の向きに揃えて移動対象位置Ｆに移載することができ、半導体素子２は一定の向きで移載される。
【０１１７】
以上示した構成により、移載効率が向上するばかりでなく、移載装置の平面スペースが削減され、クリーンルームに設置される移載装置の設置スペースも削減され、クリーンルームのランニングコストの増加を抑制することができる。
【０１１８】
また、この構成により、従来実現されなかった半導体素子２のテーピング包装が可能となり、半導体素子２を回路基板に実装するときの半導体素子２の供給形態を多様に選択できるようになる。このテーピング包装によらず、パーツトレイを同様位置に配置すれば、半導体素子２のトレイパックが可能であり、ゲルパックに適用することも同様に可能である。
【０１１９】
また、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、第３実施形態の整列部品の移載装置では、ウエハ収納カセット５０の供給は装置の背面側に設定されている。例えば、半導体ウエハ１の直径が３００ｍｍであり、これを約１０枚担持体６の形態にしてウエハ収納カセット５０に収容させたときの総重量は２０ｋｇ程度にもなり、作業者がこれを運搬して装置にセットすることは容易でない。また、このような補充交換の作業は自動化されることが望ましい。そこで、背面側にウエハ収納カセット５０の供給を設定すると、背面側に搬送ロボット等の走行スペースを設けて、ウエハ収納カセット５０の交換を自動で行うことが可能になる。作業者は前面側のみを作業動線として作業動線を単純化することができ、装置の動作設定の操作、テーピングユニット７０の交換等の作業に特定することができる。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、担持体の部品担持領域に対するピックアップ位置まわりの分割に見合った省スペース化で、装置の小型化およびコスト低下や、クリーンルームの高額なランニングコストを低減することができ、大型化する半導体ウエハに対応するのに好適である。
【０１２１】
また、本発明によれば、半導体素子のテーピング包装が可能となり、半導体素子のアクティブ面を上向き、下向きに選択して移載することができる。また、移載のためのスペースが削減され、大型の半導体ウエハを取り扱うのに適用しても装置の小型化がなされ、クリーンルーム内に設置される整列部品の移載装置として設置スペースの抑制によりランニングコストの削減を図ることもできる。
【０１２２】
詳しくは、本発明の整列部品の取扱方法は、直交する２方向に整列した状態で担持体上に担持された各部品を、担持体の所定の位置での上記２つの部品整列方向の動きにより所定のピックアップ位置に順次移動させて部品取り扱いツールによるピックアップに供するのに、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた後、その位置させた単位領域にある各部品を担持体の上記２つの部品整列方向の移動によりピックアップ位置に順次位置させ上記ピックアップに順次供することを特徴としている。
【０１２３】
このような構成では、担持体で担持される整列部品が整列する直交した２つの方向に移動して各整列部品を部品取り扱いツールによるピックアップに供する移動範囲は、担持体の部品担持領域におけるピックアップ位置まわりに複数に分割設定された１つの単位領域での、上記２つの部品整列方向で見た大きさ範囲であり、部品担持領域全体を移動範囲とする場合よりも小さくなる。例えば、１８０度での２分割による単位領域の設定では、２つの単位領域が並ぶ方向に沿う１つの部品整列方向での最大移動範囲が半減し、９０度での４分割による単位領域の設定では、１つの単位領域が両側の単位領域と隣接する方向に沿う２つの部品整列方向での最大移動範囲が共に半減する。一方、担持体上の分割設定された複数の単位領域は、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりの回転で、上記担持体の移動により各整列部品をピックアップに供するピックアップ準備位置に切り替え位置させて各部品をピックアップに供せるので、各単位領域における全ての部品を上記ピックアップに供するのに担持体は上記移動範囲外に移動する必要がない。従って、担持体の部品担持領域に対する担持体のほぼ中心位置まわりの分割に見合った省スペース化を図ることができ、９０度分割などの少ない分割にて必要スペースを大幅に減少でき好適である。しかも、ピックアップ位置が変動しないし、例えば、１８０度、９０度での分割によれば部品の整列方向と担持体の移動方向との関係が変動しないようにできるので、回転による位置切り替えによっても各部品をピックアップに供するための位置決めに容易に対応できるし、特に時間が掛かるようなこともない。
【０１２４】
なお、部品は突き上げピンによる突き上げを伴いピックアップに供するようにする場合には、まわりの部品の邪魔を受けたり、まわりの部品を位置ずれさせたりせずに、容易かつ確実にピックアップされるようにすることができる。
【０１２５】
この場合において、直交する２方向に整列した状態で担持体上に担持された各部品を、担持体の所定の位置での上記２つの部品整列方向の動きにより所定のピックアップ位置に順次移動させて、部品の突き上げピンによる突き上げを伴い部品取り扱いツールによるピックアップに供するのに、１つの整列部品の取扱方法、特に、整列部品の供給方法として、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた後、その位置させた単位領域にある部品１つずつを、担持体とピックアップ位置および突き上げピンとの上記２つの部品整列方向の相対移動によりピックアップ位置に順次位置させ、上記ピックアップに順次供するようにする場合には、突き上げピンに使用にかかわらず、上記方法の場合と同様な作用を発揮することができ、ピックアップ位置および突き上げピンと担持体との上記２つの部品整列方向の相対移動が、互いが近づき合う方向に行われると、部品のピックアップ位置への移動距離、移動時間が短縮し、生産性が向上する。
【０１２６】
これに代えて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域の例えばほぼ中心位置にピックアップ位置および突き上げピンを順次に対応させ、ピックアップ位置および突き上げピンが各単位領域の例えばほぼ中心位置に対応した後、ピックアップ位置および突き上げピンが対応した単位領域にある部品１つずつを、ピックアップ位置および突き上げピンと担持体との上記２つの部品整列方向の相対移動によりピックアップ位置に順次位置させ、上記ピックアップに順次供するようにしても、同様の作用を発揮する上、担持体の回転が不要になる。
【０１２７】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の供給装置は、直交する２方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、上記担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品１つずつをピックアップ位置に順次移動させ部品取り扱いツールによるピックアップに供する２方向移動装置とを備えたもので足り、受入れ部を回転させる受入れ部回転装置を設けるのに特に余分な平面スペースは不要で、受入れ部に受け入れた担持体上の半導体素子をはじめとする部品の全てを、上記方法の省スペース化を損なわずに、従来同様の条件でのピックアップに供することができ、部品の一例としての半導体ウエハの大型化に省スペース化上有利に対応できる。
【０１２８】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、直交する２方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体ほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品１つずつをピックアップ位置に順次移動させる２方向移動装置と、ピックアップ位置に部品が移動される都度それを部品取り扱いツールによりピックアップして他に移載する部品移載装置とを備えたことを特徴とするものである。
【０１２９】
このような構成では、担持体上で整列する半導体素子をはじめとする部品１つ１つを上記のような省スペース化のもとにピックアップ位置に供給し、それを、例えば、従来と同様な部品移載装置の部品取り扱いツールによりピックアップして所定の箇所に移載し以降の取り扱いに供することができる。
【０１３０】
この場合において、ピックアップ位置の部品を撮像して画像認識する認識装置を備え、受入れ部回転装置による担持体の回転でピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、認識装置による位置認識の基準を切り替える基準位置切り替え装置を設けたものとする場合には、担持体上の部品が通常、同一の部品で同一の向きに整列していて、ピックアップ以降の加工、組立、収納、装着といった各種の取り扱いにおける向きや位置を認識するためのそれぞれに共通した位置基準を持っているとき、各単位領域がピックアップ位置を中心とした回転によりピックアップ準備位置に切り替え位置されるのに、ピックアップ準備位置に位置される各単位領域ごとの半導体素子をはじめとする部品の向き、従ってその位置基準の向きが、担持体の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれるが、ピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、認識装置の位置認識の基準を切り替えてそのような角度ずれに対応し、向きや位置の認識ができなかったり、認識精度が低下したりするようなことを防止することができる。
【０１３１】
また、部品取り扱いツールをそれがピックアップする半導体素子をはじめとする部品の中心まわりに回転させるツール回転装置を備え、受入れ部回転装置による担持体の回転でピックアップ準備位置に位置する単位領域が切り替わる都度、部品取り扱いツールがピックアップした部品の向きをツール回転装置による部品取り扱いツールの回転により補正するように制御する制御装置を設けたものとする場合には、上記のようにピックアップ準備位置に位置される各単位領域ごとの半導体素子をはじめとする部品の向きが、担持体の回転量に応じて部品の中心まわりに所定の角度ずつずれても、それを制御装置がツール回転装置を働かせて部品をピックアップした部品取り扱いツールを回転させることにより補正した後移載されるようにすることができ、半導体素子をはじめとする部品が移載以降に一定の向きで取り扱われることに不便や問題をもたらさない。
【０１３２】
本発明の整列部品の取扱装置特に整列部品の収納装置は、直交する２方向に整列した半導体素子をはじめとする部品を担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を受け入れた担持体のほぼ中心位置まわりに回転させて、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を、担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置および、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて担持体上のピックアップ準備位置に位置した単位領域にある部品１つずつをピックアップ位置に順次移動させる２方向移動装置と、部品を次段取り扱い用の部品収納部材に受け入れて所定の荷姿で取り扱えるようにする部品収納部と、ピックアップ位置に部品が位置される都度それを部品取り扱いツールによりピックアップして部品収納部の部品収納部材に移載する部品移載装置とを備えたことを特徴としている。
【０１３３】
このような構成では、部品収納部に設ける部品収納部材に上記ピックアップして移載される半導体素子をはじめとする部品を受け入れることにより、部品収納部材のテープやパレットといった種類の選択によって次段の取扱いに合った荷姿に収納し供給することが、上記移載における各特徴の必要なものを活かして達成することができる。
【０１３４】
この場合において、部品収納部が、複数の部品収納部材を併置でき、部品取り扱いツールがピックアップした部品の認識装置により認識される種類に応じ上記複数の部品収納部材を使い分けて移載し収納するように部品移載装置や部品収納部を動作制御する制御装置を備えたものであると、担持体上の半導体素子をはじめとする部品に品質ランクなどが違う異種部品が混在するようなときに、その種類別に異なった収納部材を使い分けて収納し、それぞれに対応した用途や取扱いに供することが認識装置による認識機能を活かして達成することができ、半導体素子をはじめとする部品の種類の１つが不良品であり、上記制御装置が認識装置の結果により不良と判定した部品を廃棄部に廃棄させるように動作制御すると、不良品の処理が移載サイクルを利用して難なく達成でき、特別な作業工程が不要になる。
【０１３５】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載方法は、複数の部品を直交する２方向に整列した状態で担持した担持体を所定位置に供給し、所定位置における上記担持体の上記２つの部品整列方向への動きにより各部品を所定のピックアップ位置に順次移動させ、ピックアップ位置に移動した部品を部品取り扱いツールによりピックアップし、部品取り扱いツールにより上記担持体の上方に重なるように設定した移載位置にピックアップした部品を移載することを特徴とする。
【０１３６】
上記移載方法によれば、担持体を部品整列方向に移動させる担持体上に重なる位置に設けた移載位置に部品取り扱いツールによってピックアップされた部品を移載するので、部品取り扱いツールの移動距離を少なくすることができる。担持体の移動範囲は、部品の担持領域が大きくなるほどに大きくなり、同一平面上に移載位置があると、最大で担持体の直径を越える移動距離が必要となるが、担持体が移動する上方に移載位置を設けると、移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作が実行される。
【０１３７】
上記移載方法において、担持体の部品担持領域における担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりの回転によりピックアップ準備位置に切替え位置させ、各単位領域をピックアップ準備位置に位置させた都度、その位置させた単位領域にある各部品を担持体の上記２つの部品整列方向への動きにより各部品を所定のピックアップ位置に順次移動させると、担持体の直径が大きな場合にも、より効率よく移載動作を行うことができる。即ち、分割した単位領域を回転により特定領域に移動させ、特定領域に移動した単位領域毎に２つの部品整列方向への動きを行うので、ピックアップ準備位置からの移載により大きな担持体でもピックアップ位置に各部品を移動させる移動距離は小さくなり、担持体の移動する上方に移載位置を設けることと相まって移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作を行うことができる。
【０１３８】
また、部品取り扱いツールによりピックアップされた部品の表裏を反転させて移載することによって、移載後の部品の取り扱い状態に適した移載を行うことができる。
【０１３９】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、複数の部品を直交する２方向に整列した状態に担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて部品１つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる２方向移動装置と、上記部品受入れ部の上方に重なる位置に配置された部品収納部と、上記ピックアップ位置に部品が移動する毎にその部品をピックアップして上記部品収納部に移載する部品移載装置とを備えてなることを特徴とする。
【０１４０】
この構成によれば、部品受入れ部の上方に重なる位置に部品収納部が配置されているので、部品受入れ部から部品収納部までの部品移載装置の移動距離を小さくすることができる。即ち、部品受入れ部の移動範囲は、担持体の部品の担持領域が大きくなるほどに大きくなり、同一平面上に部品収納部があると、最大で担持体の直径を越える移動距離が必要となるが、部品受入れ部が移動する上方に部品収納部を設けると、部品移載装置の移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作が実行される。
【０１４１】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、複数の部品を直交する２方向に整列した状態に担持した担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて部品１つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる２方向移動装置と、上記部品受入れ部の上方に重なる位置に複数列に配置された部品収納部と、上記ピックアップ位置に部品が移動する毎にその部品をピックアップして各部品収納部に移載する部品移載装置とを備えてなることを特徴とする。
【０１４２】
この構成では、部品収納部が複数列に設けられているので、各部品をその品質ランク等の区分別に、それに対応する部品収納部に分別移載することができる。
【０１４３】
上記した本発明の構成において、部品受入れ部を担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置を設けることにより、担持体の直径が大きな場合にも、より効率よく移載動作を行うことができる。即ち、分割した単位領域を回転により特定領域に移動させ、特定領域に移動した単位領域毎に２つの部品整列方向への動きを行うので、ピックアップ準備位置からの移載により大きな担持体でもピックアップ位置に各部品を移動させる移動距離は小さくなり、部品受入れ部の上方に部品収納部を設けることと相まって移載距離は短くなり、移載に要する時間を短縮して効率のよい移載動作を行うことができる。
【０１４４】
また、部品移載装置と部品収納部との間に、部品移載装置から部品を受け取り、部品の表裏を反転させて部品収納部に収納する動作を選択的に行う表裏反転装置を設けることにより、部品収納部に移載する部品の表裏を選択することができ、部品収納部に収納された部品を用いるときの状態に適した向きに収納することができる。
【０１４５】
また、上記本発明の構成において、部品移載装置から部品を受け取り、複数列に設けられた部品収納部に部品を分別移載する第２の部品移載装置を設けることにより、各部品を複数の部品収納部に分別して移載する移載効率の向上を図ることができる。
【０１４６】
また、部品移載装置から部品を受け取り、複数列に配設された部品収納部上に移動して各部品収納部に部品の表裏を反転させて分別移載する表裏反転装置を設けることによって、表裏反転を伴う移載動作の効率化を図ることができる。
【０１４７】
また、複数列に配置された各部品収納部を部品受入れ部上の所定位置に移動させ、部品移載装置により所定位置に移動した部品収納部に部品を移載することにより、部品収納部に分別して移載する移載効率の向上を図ることができる。
【０１４８】
また、複数の部品収納部への部品の分別は、担持体上に整列する各部品それぞれの区分を識別したデータに基づいて、区分別に配置された複数の部品収納部にそれぞれ対応する区分の部品を移載することによって行うことができる。
【０１４９】
また、本発明に係る整列部品の取扱装置特に整列部品の移載装置は、ダイシングにより半導体ウエハを分割した複数の半導体素子を直交する２方向に整列した状態に担持した担持体を収容して所定の供給位置に供給する部品供給部と、この部品供給部から引き出された上記担持体を受け入れて保持する部品受入れ部と、部品受入れ部を上記２つの部品整列方向に移動させて半導体素子を１つずつを所定のピックアップ位置に順次移動させる移動装置と、半導体素子をテープの延長方向に配列収容してテーピング包装するテーピング包装部と、上記ピックアップ位置に半導体素子が移動する毎にピックアップして上記テーピング包装部に順次移載する移載装置と、移載装置とテーピング包装部との間に配設され、移載装置から部品を受け取り、部品の表裏を反転させて部品収納部に収納する動作を選択的に行う表裏反転装置とを備えてなることを特徴とする。
【０１５０】
この構成によれば、部品受入れ部から移載装置によりピックアップされた半導体素子はテーピング包装部に移載されてテーピング包装されるので、半導体素子を回路基板への実装に好適なテーピング包装の形態にして出荷することができる。半導体素子の回路基板への実装は、半導体素子のアクティブ面を上向きにして装着する要求と、アクティブ面を下向きにして装着する要求とがあり、この要求に対応させるために、表裏反転装置を選択的に動作させると部品収納部に収納する半導体素子の表裏方向を自由に設定することができる。
【０１５１】
上記構成において、テーピング包装部を部品受入れ部の上方に重なる位置に配設すると、移載装置による移動距離を小さくすることができ、大型の半導体ウエハの取り扱いに際しても効率的な移載動作を行うことができる。更に、部品受入れ部を担持体のほぼ中心位置まわりに複数に分割設定した各単位領域を担持体のほぼ中心位置まわりのピックアップ準備位置に切替え位置させる受入れ部回転装置を設けると、大型の半導体ウエハの取り扱いの効率化を促進することができる。
【０１５２】
また、半導体ウエハ上に整列配置された各半導体素子を品質ランク別に識別したデータに基づいて、品質ランク別に配置された複数のテーピング包装部それぞれに対応する品質ランクの各半導体素子を移載することにより、半導体素子をその品質ランク等の種類別に各テーピング包装部に分別して移載することができる。
【０１５３】
本発明の上記した各特徴は、可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る整列部品の供給、移載、収納を行う装置を示す平面図である。
【図２】  図１の装置の一部の正面図である。
【図３】  図１の装置の、部品受入れ部の斜視図である。
【図４】  図１の装置の部品受入れ部における２方向移動装置の斜視図である。
【図５】  図１の収納装置としての装置全体の構成を示す斜視図である。
【図６】  （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、それぞれ、図１の装置による担持体の回転による担持半導体素子およびその位置基準点の、位置および向きの変化を示す説明図である。
【図７】  図１の装置の部品収納部で使用されるテープ部材を示す平面図ある。
【図８】  本発明の第２実施形態に係る整列部品の供給、移載、収納を行う装置の一部の正面図である。
【図９】  （Ａ）は、本発明の第３実施形態に係る移載装置の前面側の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は図９（Ａ）の移載装置の背面側の外観を示す斜視図である。
【図１０】  図９（Ａ）の移載装置の内部構成を示す斜視図である。
【図１１】  図９（Ａ）の移載装置で使用するテーピングユニットの構成を示す斜視図である。
【図１２】  表裏反転装置の別形態を示す模式図である。
【図１３】  複数のテープへの移載動作を行う別態様を示す模式図である。
【図１４】  表裏反転装置による複数のテープへの分別移載の構成を示す斜視図である。
【図１５】  複数のテープを移動可能にした構成を示す模式図である。
【図１６】  本発明の第１実施形態の１つの変形例としてＸ方向に１８０度での２分割する場合の単位領域の設定を示す説明図である。
【図１７】  本発明の第１実施形態の別の変形例としてＹ方向に１８０度での２分割する場合の単位領域の設定を示す説明図である。
【図１８】  従来のＸ方向及びＹ方向に移動する場合の領域の範囲を示す説明図である。
【図１９】  本発明の第１及び第２実施形態の整列部品の取扱装置の制御装置と他の装置などとの関係を示すブロック図である。
【図２０】  本発明の第３実施形態の整列部品の取扱装置の制御装置と他の装置などとの関係を示すブロック図である。
【図２１】  上記第３実施形態の整列部品取扱装置の表裏反転装置の拡大斜視図である。
【図２２】  図２１の表裏反転装置の拡大平面図である。
【図２３】  図２１の表裏反転装置の拡大側面図である。
【符号の説明】
１…半導体ウエハ、２…半導体素子、３…吸着ノズル、４…ダイシングシート、５…支持金具、６…担持体、７…部品受入れ部、８…突き上げピン、９…受入れ部回転装置、１０…２方向移動装置、１１…押さえ板、１２…載置台、１３…アクチュエータ、１５…機台、１６…フレーム、１７…アクチュエータ、２１…Ｘ方向駆動用モータ、２２…Ｘテーブル、２３…Ｙ方向駆動用モータ、２４…Ｙテーブル、２６…フレーム、２７…ベアリング、２８…モータ、２９…ギヤ機構、２９ａ…駆動ギヤ、２９ｂ…ギヤ、３０…アクチュエータ、３１…部品移載装置、３２…部品収納部、３３…移載ヘッド、３４…Ｙ方向駆動用モータ、３５…Ｙテーブル、３６…認識装置、３７…基準位置切り替え装置、３８…回転台、３４１…ツール回転装置、４２…テープ部材、４２ａ…凹部、４８…制御装置、４９…廃棄部、５０…ウエハ収納カセット、６１…基準位置、６２…Ｘ方向での最大移動位置、６３…Ｙ方向での最大移動位置、６４…ＸＹ合成方向で見た最大移動位置、７０…テーピングユニット（テーピング包装部，部品収納部）、９０…第２の部品移載装置、１３１…部品移載装置、１４１…ツール回転装置、１７１…表裏反転装置、Ａ，Ｂ…位置基準点、Ｃ…ピックアップ位置、Ｄ…部品担持領域、Ｄ１〜Ｄ４…単位領域、Ｅ…ピックアップ準備位置、Ｆ…部品移載対象位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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