JP3607207B2 - Method and apparatus for removing semiconductor wafer from storage container - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、収納容器からの半導体ウエーハ取り出し方法と装置並びに半導体ウエーハのアライメント方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエーハは、一般に、シリコン単結晶インゴットから薄い円板状に切り出され、その表面に回路が形成される工程と、チップに切断してパッケージングする工程を経て製品となるが、近年、半導体装置の生産においては、技術革新ばかりでなく、生産拠点の分散化ないしはグローバル化が進展し、このため、上記半導体ウエーハを切り出す工程と回路形成工程及びパッケージングする工程とは、異なる場所や工場で行われることが多くなっている。
【0003】
半導体ウエーハは、多数個の半導体チップが作り込まれているため、極めて高価であり、しかも、破損しやすい製品になるため、半導体ウエーハの輸送や取り扱い等の物流に対して十分な配慮が必要になり、従って、通常ある工程が行われる場所から他の工程が行われる場所への半導体ウエーハの運搬には、専用の収納容器が使用される。
【0004】
従来、半導体ウエーハの運搬には、内壁面に多数の溝を形成し、半導体ウエーハの両側をこの溝に挿入することにより、各溝間で半導体ウエーハを多段に収納する、半導体ウエーハの出し入れ性を重視した構造の収納容器が使用されている。
【0005】
ところで、近年、半導体装置の生産において、半導体ウエーハは外径が大径化している。また、半導体装置のパッケージの薄型化に伴って半導体チップを製造するための半導体ウエーハの厚さを薄く加工することが実施され、ちなみに、半導体ウエーハの外径は12インチ(300mm)に大径化し、厚さは、75〜50μm程度に薄型化している。
【0006】
このような、大径化及び薄型化した半導体ウエーハを、上記のような従来の収納容器を使用して運搬すると、半導体ウエーハが自重あるいは半導体ウエーハへの焼き付けパターンの影響によって反りが発生することになり、半導体ウエーハや焼き付けパターンに悪影響を与えるだけでなく、容器内に対する半導体ウエーハの出し入れ作業も行い難くなるため、大径化及び薄型化した半導体ウエーハの運搬のための新たな収納容器の提案がなされている。
【0007】
この新たな収納容器は、底板上に半導体ウエーハの外径が少し余裕をもって収まる内径の周壁を、複数箇所で分断した筒状に立設し、周壁内の底部にクッション材を敷き、その上に半導体ウエーハとスペーサを交互に重ねて所定枚数を収納すると共に、周壁に被せる別体の蓋を備えた構造になっており、このような新たな収納容器は、大径化及び薄型化した半導体ウエーハであっても、スペーサを介して重ねることにより、半導体ウエーハの運搬が支障なく行えることになる。
【0008】
ところで、半導体製品の製造過程において、その表面に多数の回路パターン(機能素子)を形成された半導体ウエーハは、次に、必要に応じて裏面研磨(バックグラインド)工程を経た後、各機能素子毎に切断(ダイシング工程)して個々の半導体チップにする工程に供給する前に、専用のリングフレームに半導体ウエーハを貼着テープを用いてマウントする工程が必要になる。
【0009】
このマウント工程は、半導体ウエーハの外径よりも大きい幅を有する粘着テープを用い、リングフレーム供給部から取り出したリングフレームをテープ貼付部に取り出し、このテープ貼付部でリングフレームにリールから所定量引き出した粘着テープを貼付け、貼着テープをリングフレームの周囲に沿ってカットした後、ウエーハマウント部に保持されている半導体ウエーハ上に上記リングフレームを供給し、真空チャンバー内でリングフレームの粘着テープに半導体ウエーハを貼付け、この後半導体ウエーハの貼付いたリングフレームを反転載置部に取り出すことによって行われる。
【0010】
従って、このようなマウント工程を自動的に行うためには、収納容器から半導体ウエーハを取り出してウエーハマウント部に供給する収納容器からの半導体ウエーハ取り出し装置や、リングフレームの中心に半導体ウエーハを貼付けることができるようにするため、ウエーハマウント部に供給する半導体ウエーハのセンタリングを行うための半導体ウエーハのアライメント装置が必要になる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の収納容器からの半導体ウエーハ取り出し装置や半導体ウエーハのアライメント装置は、従来の収納容器に対応するためのものであり、上述した大径化及び薄型化した半導体ウエーハに対応する新たな収納容器の提案により、この新たな収納容器に対応した新たな半導体ウエーハ取り出し装置や半導体ウエーハのアライメント装置の開発が必要になっている。
【0012】
そこで、この発明の課題は、新たな収納容器からの半導体ウエーハの取り出しが自動的に行えると共に、取り出した半導体ウエーハのセンタリングが高精度に行え、新たな収納容器に対応した収納容器からの半導体ウエーハ取り出し方法と装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、第1の発明は、半導体ウエーハとスペーサを交互に積み重ねて収納した収納容器の載置部と、半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び載置部上の収納容器に対する進退動が自在となるウエーハ取り出し機構と、スペーサ吸着、搬送体が上下動と載置部上の収納容器に対する進退動が自在となるスペーサ取り出し機構とを用い、上記載置部は、収納容器を傾斜させたのち水平に戻し、収納容器内で半導体ウエーハを片方向に寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行い、この位置決め動作ごとに、ウエーハ取り出し機構による収納容器内の半導体ウエーハの取り出しと、スペーサ取り出し機構による収納容器内のスペーサの取り出しを交互に行い、上記ウエーハ取り出し機構は、吸着、搬送ユニットの中心軸線が収納容器の直上で該収納容器の中心軸線に同軸心状態となるよう臨み、この吸着、搬送ユニットが下降して収納容器内で水平移動することにより半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸心状となるよう水平移動して上昇することで収納容器内の半導体ウエーハを取り出し、また、スペーサ取り出し機構は、吸着、搬送体が収納容器の直上で下降して最上部スペーサを吸着し、吸着後に上昇することで収納容器内のスペーサを取り出す構成を採用したものである。
【0014】
この発明において、上記載置部で収納容器を傾斜させたとき、傾斜上り側の位置からウエーハにエアーを吹きつけ、収納容器内で半導体ウエーハを傾斜下がり方向に寄せるようにしたり、上記ウエーハ取り出し機構の吸着、搬送ユニットによる半導体ウエーハの吸着を中心部から始めて外周部に移行することにより行うようにすることができる。
【0015】
第2の発明は、半導体ウエーハとスペーサを交互に積み重ねて収納した収納容器の載置部と、半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び載置部上の収納容器に対する進退動が自在となるウエーハ取り出し機構と、スぺーサ吸着、搬送体が上下動と載置部上の収納容器に対する進退動が自在となるスペーサ取り出し機構とからなり、上記載置部は、収納容器内で半導体ウエーハを片方向に寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行うように、収納容器を傾斜させたのち水平に戻す傾斜動自在に形成され、上記ウエーハ取り出し機構は、半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットの中心軸線が、収納容器の直上で該収納容器の中心軸線に同軸心状態となるよう臨み、この位置で下降して収納容器内で水平移動することにより半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸心状となるよう水平移動して上昇することにより半導体ウエーハを取り出すように形成され、上記スペーサ取り出し機構は、スペーサ吸着、搬送体が、収納容器の直上で下降して最上部スペーサを吸着し、吸着後に上昇してスペーサを取り出すように形成されている構成を採用したものである。
【0016】
この発明において、上記載置部の上方に、収納容器を傾斜させたとき、傾斜上り側の位置からウエーハにエアーを吹きつけ、収納容器内で半導体ウエーハを傾斜下がり方向に寄せるエアーノズルを配置したり、上記ウエーハ取り出し機構の半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットが、内側吸着体とその外側に嵌合する外側吸着体とで形成され、内側吸着体は外側吸着体に対して回転と上下動が可能となり、この内側吸着体と外側吸着体は、半導体ウエーハの吸着を内側吸着体の中心部から始めて外側吸着体に移行するようにすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0018】
図1は、大径化及び薄型化した半導体ウエーハに対応する上述した新たな収納容器内から自動的に取り出すと共に、半導体ウエーハをアライメントした後、リングフレームの粘着テープに貼付け、半導体ウエーハの貼付いたリングフレームを反転載置部に取り出してカセット収納部のカセット内に収納するマウント工程を自動的に行うマウント装置の平面的な全体構造を示し、ベース台1上の前方位置にウエーハマウントラインが直線状に設定され、その手前側に、収納容器2からの半導体ウエーハ取り出し装置3とアライメント装置4が配置されている。
【0019】
上記ウエーハマウントラインは、図示の場合、複数のリングフレーム5を昇降テーブル上に支持し、リングフレーム5が取り出されるごとにリングフレーム5の厚み分だけ間欠的に上昇するリングフレーム供給部6と、リングフレーム供給部6から取り出したリングフレーム5の上面に粘着面を下にして粘着テープ7を貼付け、貼付けたこの粘着テープをリングフレーム5の周囲に沿ってカットするテープ貼付部8と、吸引テーブル上に吸引保持されている半導体ウエーハA上に上記テープ貼付部8から供給されたテープ貼付リングフレーム5を重ね、真空チャンバー内でリングフレーム5の粘着テープ7に半導体ウエーハAを加圧して貼付けるウエーハマウント部9と、半導体ウエーハAの貼付いたリングフレーム5をウエーハマウント部9から反転した状態で受け取る反転載置部10とを直線状に並べて形成され、反転載置部10の半導体ウエーハAをカセット収納部11のカセット12内に収納するようになっている。
【0020】
上記ウエーハマウント部9は、半導体ウエーハAが回路パターンが下向きで裏面を上向きにして吸引テーブル上に供給され、裏面に粘着テープ7を貼付けると共に、反転載置部10では半導体ウエーハAの回路パターンが上向きになる。
【0021】
尚、この半導体ウエーハAの回路パターン面全面には保護テープが貼付けられている場合がある。そしてこの保護テープはダイシング工程前に剥離されることになる。
【0022】
前記半導体ウエーハ取り出し装置3は、半導体ウエーハAとスペーサBを交互に積み重ねて収納した収納容器2の載置部13とウエーハアライメント部4及びウエーハマウント部9がウエーハマウントラインと直角のX軸方向に直列に並ぶよう配置され、半導体ウエーハAの吸着、搬送ユニット14が上下動と水平動及びX軸方向に移動が自在となり、収納容器2内から半導体ウエーハAを取り出して、ウエーハアライメント部4からウエーハマウント部9に順次搬送するウエーハ取り出し機構15と、スペーサ吸着、搬送体16が上下動とウエーハマウントラインと平行のY軸方向に移動自在となり、載置部13上の収納容器2内からスペーサBを取り出し、これをスペーサ収納ボックス17内に搬送するスペーサ取り出し機構18との組み合わせからなっている。
【0023】
図1と図2のように、収納容器2は、底板19上に半導体ウエーハAの外径が少し余裕をもって収まる内径の周壁20を、複数箇所で分断した筒状に立設し、周壁20内の底部にクッション材Cを敷き、その上に半導体ウエーハAとスペーサBを交互に重ねて所定枚数を収納すると共に、図示省略したが周壁20上に被せる別体の蓋を備えた構造になっている。
【0024】
上記ウエーハ取り出し機構15における収納容器載置部13は、図2のように、ベース台1の下部に配置した昇降用エレベータ21上にベース台1の開口22部分を上下動する昇降ベース23を設け、この昇降ベース23の上に、収納容器2を上面の凹部で安定よく支持する略角形の傾斜プレート24を水平に支持し、この傾斜プレート24の一辺を枢軸25で昇降ベース23に取り付け、枢軸25を支点に傾斜プレート24を傾斜可能とし、傾斜プレート24の枢軸25と反対側の位置に、昇降ベース23にブラケット26を介して取り付けたシリンダ27とピン28で結合し、シリンダ27の伸縮で傾斜プレート24を水平状態から所定角度を傾斜させることができるようになっている。
【0025】
この傾斜プレート24の上に載置した収納容器2は、傾斜によりその内部に収納した半導体ウエーハAを、傾斜下がり側となる周壁20の片方向に寄せ、水平に戻すことにより半導体ウエーハAの収納容器2に対する位置決めを行うことになる。
【0026】
上記収納容器2の傾斜時における半導体ウエーハAの位置決めがより確実に行えるよう、図4(A)のように、載置部13に載せた収納容器2の外側に傾斜上がり側の位置に、エアーノズル29を傾斜プレート24と一体に傾斜動するよう配置し、傾斜上り側の位置から半導体ウエーハAにエアーを吹きつけ、収納容器2内で半導体ウエーハAを傾斜下がり方向に確実に寄せるようにすることができる。
【0027】
上記ウエーハ取り出し機構15は、図1のように、載置部13の一方側方で上方の位置に、ウエーハマウントラインと直角のX軸方向に長いガイド枠30を設置し、図2の如く、このガイド枠30に沿って設けたボールねじ31に、このボールねじ31の回転でガイド枠30の長さ方向に沿うX軸方向に移動する搬送体32を装着し、この搬送体32に半導体ウエーハAの載置部13側に向けて直角に突出する搬送アーム33を固定し、搬送アーム33の前面に昇降ブラケット34を垂直ガイド35に沿って上下方向のZ軸方向に移動するよう取り付け、昇降ブラケット34の下面に移動プレート36を水平ガイド37に沿って水平方向のY軸方向に移動するよう取り付け、この移動プレート36の先端に、回転用駆動モ−タ38と上下用のアクチュエータ39を介してウエーハの吸着、搬送ユニット14が取り付けられている。
【0028】
なお、昇降ブラケット34のZ軸方向の移動と、移動プレート36のY軸方向の移動は、シリンダ等の適宜駆動源を用いればよい。
【0029】
上記回転用となるθ軸の駆動モータ38は、移動プレート36の先端上部に固定し、移動プレート36の下部にアクチュエータ39を取り付け、吸着、搬送ユニット14は、アクチュエータ39の下部に突出する駆動モータ38の回転軸40に取り付けた円盤状の内側吸着体41と、この内側吸着体41の外部に嵌合する環状の外側吸着体42とで形成され、外側吸着体42はブラケット43を介してアクチュエータ39の下部に固定され、この外側吸着体42に対して内側吸着体41は上下動と回転が可能になる。このような構成により、ウエーハの吸着、搬送ユニット14は、X、Y、Z軸に移動可能となり、θ軸に対して回転可能となる。
【0030】
この内側吸着体41と外側吸着体42は、下部の吸着面がポーラス構造の全面吸着となり、内側吸着体41と外側吸着体42の吸着は別系統になり、内側吸着体41は中心から外周に向かって順次吸着していく多系統吸着となり、半導体ウエーハAを吸着するとき空気を外側に逃がしていき、吸着面間に気泡が発生することのないようにしている。
【0031】
前記スペーサ取り出し機構18は、図1と図3のように、収納容器2の載置部13の他方側方にスペーサ収納ボックス17の収納部44をY軸方向へ同軸心状に並べて配置し、この収納部44の前方で上方位置にウエーハ取り出し機構15のガイド枠30と直角の配置となるガイド枠45を設け、このガイド枠45に設けたガイド軸46にY軸方向に移動する搬送体47を取り付け、搬送体47に収納部44側に突出するよう固定した搬送アーム48の先端にシリンダ49で上下動するスペーサ吸着、搬送体16を設けて形成され、スペーサ吸着、搬送体16は下面に設けた複数の吸着パット50でスペーサBを吸着するようになっている。なお、搬送体47の移動は、シリンダやボールねじ機構等の適宜駆動手段を採用すればよい。
【0032】
上記収納部には、スペーサBが収まる内径を有する有底円筒状の収納ボックス17が載置され、吸着パット50は、載置部13の収納容器2の直上と収納ボックス17の直上の間をY軸方向に移動し、収納容器2内のスペーサBを吸着して持ち上げ、これを収納ボックス17内に搬送して積み重ねていくことになる。
【0033】
前記アライメント装置4のアライメント部は、収納容器2の載置部13とウエハマウントラインのウエーハマウント部9の中間位置に設定され、吸着、搬送ユニット14で収納容器2内の半導体ウエーハAを吸着してアライメント部に搬送し、このアライメント部において、吸着、搬送ユニット14の外側下部の位置に半導体ウエーハAの外周を非接触で位置測定する透過センサ51を配置し、内側吸着体41の下降と回転により、外側吸着体42から離反して回転する半導体ウエーハAの外周を上記透過センサ51が多点の位置測定を行って半導体ウエーハAの中心を平均化して求め、その結果に基づいて吸着、搬送ユニット14の位置をX方向とY方向に補正して半導体ウエーハAのセンタリングを行うようになっている。
【0034】
また、アライメント部に停止する吸着、搬送ユニット14の直下位置に、センタリング後の半導体ウエーハAの回路パターン線aを写す二台のカメラ52を、吸着、搬送ユニット14の回転軸心を挟む両側の位置に配置し、このカメラ52で、回路パターン線aがカメラ52の認識点に合うよう吸着、搬送ユニット14を回転補正もしくはX方向とY方向に補正することができるようにしている。
【0035】
この発明の収納容器からの半導体ウエーハの取り出し装置は、上記のような構成であり、次に、半導体ウエーハの取り出し方法を説明する。
【0036】
<半導体ウエーハの取り出し方法>
図2の実線で示すように、収納容器2の載置部13における傾斜プレート24を所定の高さ位置で水平にして、半導体ウエーハAとスペーサBを交互に積み重ねて収納した収納容器2をその上に載せ、この状態でシリンダ27を伸長させ、図4(A)のように、傾斜プレート24と収納容器2を所定角度だけ傾斜させ、収納容器2内で半導体ウエーハAを片方向に寄せることにより半導体ウエーハAの位置決めを行い、このとき、傾斜上側からエアーノズル29で上部に位置する半導体ウエーハAにエアーを補助的に吹きつけ、最上部半導体ウエーハAの位置決めを確実に行う。
【0037】
この位置決め後に傾斜プレート24と収納容器2を水平に戻すと、ウエーハ取り出し機構15は、吸着、搬送ユニット14が図4(C)の矢印(1)のようにX軸方向に移動して同図に二点鎖線で示すように、収納容器2の直上に臨む。このとき、吸着、搬送ユニット14は外側吸着体42の内部に内側吸着体41が収まった状態で、収納容器2と同軸心の位相となり、吸着、搬送ユニット14は図4(C)の矢印(2)のように所定ストロークを下降して収納容器2内に進入する。
【0038】
吸着、搬送ユニット14は、下降して収納容器2内で図4(C)の矢印(3)のように水平移動することにより、同図に実線で示すように、半導体ウエーハAと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハAを軽く押さえ付ける状態になり、この状態で吸着面に吸引力を作用させ、最上部半導体ウエーハAを吸着する。
【0039】
内側吸着体41と外側吸着体42は、半導体ウエーハAの吸着を内側吸着体Aの中心部から始めて最後に外側吸着体42に移行するように半導体ウエーハAを吸着し、吸着面間に気泡の介在がないようにすると共に、図4(D)のように、最上部半導体ウエーハAに反りがある場合、上から軽く押さえながら吸着していく。
【0040】
吸着、搬送ユニット14は、半導体ウエーハAを吸着すると、図4(E)の矢印(4)のようにX軸方向に水平移動して同図二点鎖線の如く収納容器1と同軸心の位相に戻り、次に図4(E)の矢印(5)のように上昇し、同図実線の位置になり、収納容器2内から一枚の半導体ウエーハAを吸着して取り出すことになり、吸着、搬送ユニット14は、図4(E)の矢印(6)のように、半導体ウエーハAをアライメント部まで搬送する。
【0041】
このように、吸着、搬送ユニット14を収納容器2と同軸心の位相で上下動させ、収納容器2内で吸着、搬送ユニット14を水平移動させるようにすると、半導体ウエーハAを取り出す時、その外周が収納容器2の周壁20と干渉するのを防ぎ、半導体ウエーハAの周囲が損傷するのを防止できると共に、吸着、搬送ユニット14による半導体ウエーハAの同軸心状での吸着が可能になる。
【0042】
上記のように、吸着、搬送ユニット14による収納容器2内からの半導体ウエーハAの取り出しが完了すると、図3のように、スペーサ取り出し機構18は、吸着、搬送体16が収納容器2の直上に臨んで下降し、収納容器2内の最上部のスペーサBを吸着パット50で吸着し、吸着後に上昇することで収納容器2内のスペーサBを取り出し、吸着、搬送体16は収納ボックス17の直上に移動し、この位置で下降してスペーサBを収納ボックス17内に収める搬送を行うことになる。
【0043】
上記のように、載置部13の収納容器2が傾斜して水平に戻るごとに、ウエーハ取り出し機構15による収納容器2内の半導体ウエーハAの取り出しと、スペーサ取り出し機構18による収納容器2内のスペーサBの取り出しが交互に行われることになる。
【0044】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、大径化及び薄型化した半導体ウエーハに対応する収納容器からの半導体ウエーハの取り出しが自動的に行えると共に、取り出した半導体ウエーハのセンタリングが高精度に行え、大径化及び薄型化した半導体ウエーハの加工や処理工程の自動化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の半導体ウエーハ取り出し装置とアライメント装置を備えたマウント装置の全体構造を示す平面図
【図2】図1のII−II線の断面で半導体ウエーハ取り出し装置とアライメント装置の構造を示す縦断側面図
【図3】図1のIII−III線の断面でスペーサ取り出し機構の構造を示す縦断面図
【図4】半導体ウエーハ取り出し装置の取り出し工程を示し、(A)は収納容器を傾斜させた半導体ウエーハ位置決め状態の縦断面図、(B)は同上の収納容器を軸心方向から見た平面図、(C)は吸着、搬送ユニットによる収納容器内の半導体ウエーハの吸着状態を示す縦断面図、(D)は半導体ウエーハに反りがある場合の吸着状態を示す縦断面図、(E)は吸着、搬送ユニットで収納容器内の半導体ウエーハを取り出した状態を示す縦断面図
【符号の説明】
A 半導体ウエーハ
B スペーサ
1 ベース台
2 収納容器
3 半導体ウエーハ取り出し装置
4 アライメント装置
5 リングフレーム
6 リングフレーム供給部
7 粘着テープ
8 テープ貼付部
9 ウエーハマウント部
10 反転載置部
11 カセット収納部
12 カセット
13 取り出し装置
14 吸着、搬送ユニット
15 取り出し機構
16 吸着、搬送体
17 ボックス
18 取り出し機構
19 底板
20 周壁
21 エレベータ
22 開口
23 昇降ベース
24 傾斜プレート
25 枢軸
26 ブラケット
27 シリンダ
28 ピン
29 エアーノズル
30 ガイド枠
31 ホールねじ
32 搬送体
33 搬送アーム
34 昇降ブラケット
35 垂直ガイド
36 移動プレート
37 水平ガイド
38 駆動モータ
39 アクチュエータ
40 回転軸
41 内側吸着体
42 外側吸着体
43 ブラケット
44 収納部
45 ガイド枠
46 ガイド軸
47 搬送体
48 搬送アーム
49 シリンダ
50 吸着パット
51 透過センサー
51a 投光素子
51b 受光素子
52 カメラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for removing a semiconductor wafer from a storage container, and an alignment method and apparatus for a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
In general, a semiconductor wafer is cut into a thin disk shape from a silicon single crystal ingot, a circuit is formed on the surface thereof, and a product is obtained by cutting and packaging into chips. In the production of semiconductors, not only technological innovation but also decentralization or globalization of production bases has progressed. Therefore, the process of cutting out the semiconductor wafer, the process of forming the circuit and the process of packaging are performed in different places and factories. It is becoming more common.
[0003]
Because semiconductor wafers are built with a large number of semiconductor chips, they are extremely expensive and are easily damaged. Therefore, sufficient consideration is required for logistics such as transportation and handling of semiconductor wafers. Therefore, a dedicated storage container is usually used for transporting the semiconductor wafer from a place where a certain process is performed to a place where another process is performed.
[0004]
Conventionally, semiconductor wafers are transported by forming a large number of grooves on the inner wall surface, and inserting both sides of the semiconductor wafer into these grooves, so that semiconductor wafers can be accommodated in multiple stages between the grooves. A storage container with an emphasis on structure is used.
[0005]
Incidentally, in recent years, in the production of semiconductor devices, the outer diameter of semiconductor wafers has increased. Further, as the package of the semiconductor device is made thinner, the thickness of the semiconductor wafer for manufacturing the semiconductor chip is reduced. Incidentally, the outer diameter of the semiconductor wafer is increased to 12 inches (300 mm). The thickness is reduced to about 75 to 50 μm.
[0006]
When such a large and thin semiconductor wafer is transported using the conventional storage container as described above, the semiconductor wafer is warped due to its own weight or the influence of the baking pattern on the semiconductor wafer. In addition to adversely affecting semiconductor wafers and baking patterns, it is also difficult to put semiconductor wafers in and out of the container, so a new storage container for transporting large and thin semiconductor wafers has been proposed. Has been made.
[0007]
In this new storage container, a peripheral wall with an inner diameter where the outer diameter of the semiconductor wafer fits on the bottom plate with a slight margin is erected in a cylindrical shape divided at multiple locations, and a cushioning material is laid on the bottom of the peripheral wall. Semiconductor wafers and spacers are alternately stacked to store a predetermined number of sheets, and have a structure with a separate lid that covers the peripheral wall. Such a new storage container has a semiconductor wafer with a large diameter and a reduced thickness. Even so, the semiconductor wafer can be transported without hindrance by being stacked through the spacer.
[0008]
By the way, in the manufacturing process of a semiconductor product, a semiconductor wafer having a large number of circuit patterns (functional elements) formed on the surface thereof is then subjected to a back-grinding (back grinding) step if necessary, and then each functional element is separated. Before being supplied to the step of cutting (dicing step) into individual semiconductor chips, a step of mounting the semiconductor wafer on a dedicated ring frame using an adhesive tape is required.
[0009]
This mounting process uses an adhesive tape having a width larger than the outer diameter of the semiconductor wafer, takes out the ring frame taken out from the ring frame supply section into the tape application section, and draws a predetermined amount from the reel to the ring frame at this tape application section. After sticking the adhesive tape and cutting the adhesive tape along the periphery of the ring frame, the ring frame is supplied onto the semiconductor wafer held on the wafer mount, and the adhesive tape of the ring frame is applied in the vacuum chamber. This is performed by attaching a semiconductor wafer, and then taking out the ring frame to which the semiconductor wafer is attached to the reverse mounting portion.
[0010]
Therefore, in order to automatically perform such a mounting process, the semiconductor wafer is taken out from the storage container and supplied to the wafer mount portion, and the semiconductor wafer is attached to the center of the ring frame. Therefore, a semiconductor wafer alignment apparatus for centering the semiconductor wafer supplied to the wafer mount portion is required.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional semiconductor wafer take-out device and semiconductor wafer alignment device from the storage container are for use with the conventional storage container, and new storage for the above-described semiconductor wafers having a larger diameter and thinner thickness. Due to the proposal of the container, it is necessary to develop a new semiconductor wafer take-out apparatus and a semiconductor wafer alignment apparatus corresponding to the new storage container.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to automatically take out a semiconductor wafer from a new storage container, and to perform centering of the taken-out semiconductor wafer with high accuracy, so that a semiconductor wafer from a storage container corresponding to the new storage container can be obtained. and to provide a take-out method and equipment.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the first invention provides a placement portion for a storage container in which semiconductor wafers and spacers are alternately stacked and accommodated, and a semiconductor wafer suction / conveyance unit that moves up and down, horizontally, and places. Using a wafer take-out mechanism that can freely move forward and backward with respect to the storage container on the placement unit, and a spacer take-out mechanism that allows the spacer adsorption and transfer body to move up and down and move forward and backward with respect to the storage container on the placement unit. The mounting portion tilts the storage container and then returns to the horizontal position to position the semiconductor wafer by moving the semiconductor wafer in one direction within the storage container, and for each positioning operation, the semiconductor in the storage container by the wafer take-out mechanism is placed. The removal of the wafer and the removal of the spacer in the storage container by the spacer removal mechanism are alternately performed. , Faces to the center axis of the transport unit is coaxially state to the central axis of the container just above the container, the suction, the semiconductor wafer and the centering by the transport unit moves horizontally in storage container is lowered In this state, the uppermost semiconductor wafer is adsorbed, and after adsorbing, the semiconductor wafer in the storage container is taken out by moving horizontally so as to be coaxial with the storage container. Adopts a configuration in which the uppermost spacer is adsorbed by descending immediately above the storage container, and the spacer in the storage container is taken out by ascending after the adsorption.
[0014]
In the present invention, when the storage container is tilted by the mounting portion, air is blown to the wafer from a position on the inclined upward side so that the semiconductor wafer is moved in the downward tilt direction within the storage container, or the wafer take-out mechanism is The adsorption of the semiconductor wafer by the conveyance unit can be performed by starting from the central part and moving to the outer peripheral part.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a mounting portion of the storage container in which the semiconductor wafers and the spacers are alternately stacked and stored, and the semiconductor wafer adsorption, transport unit is moved up and down, horizontally, and forward and backward with respect to the storage container on the mounting portion. It consists of a free wafer take-out mechanism, and a spacer take-out mechanism that allows the spacer suction and transfer body to move up and down and move forward and backward with respect to the storage container on the mounting part. the semiconductor wafer so as to position the semiconductor wafer by lapping in one direction, are formed freely inclined dynamic returning horizontally After tilting the container, the wafer was taken out mechanism, the adsorption of the semiconductor wafer, the center of the transport unit half by axes, faces so as to be coaxial state to the central axis of the container just above the container, moves horizontally in storage container is lowered at this position The uppermost semiconductor wafer is adsorbed in a state of being aligned with the body wafer, and is formed so as to take out the semiconductor wafer by moving horizontally so as to be coaxial with the storage container after the adsorption. A configuration in which the spacer adsorption / conveying body is formed so as to descend immediately above the storage container to adsorb the uppermost spacer and to rise after the adsorption and take out the spacer is adopted.
[0016]
In the present invention, when the storage container is tilted above the mounting portion, an air nozzle that blows air from the position on the inclined upward side to the wafer and moves the semiconductor wafer in the downward tilt direction is disposed in the storage container. The semiconductor wafer adsorption / conveyance unit of the wafer take-out mechanism is formed of an inner adsorber and an outer adsorber fitted on the outer adsorber, and the inner adsorber can rotate and move up and down with respect to the outer adsorber. Thus, the inner adsorber and the outer adsorber can start the semiconductor wafer adsorption from the center of the inner adsorber and move to the outer adsorber.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows that the semiconductor wafer is automatically taken out from the above-described new storage container corresponding to the semiconductor wafer having a large diameter and thinned, and after aligning the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is attached to the adhesive tape of the ring frame. The overall structure of the mounting device for automatically performing the mounting process of taking out the ring frame to the inverted mounting part and storing it in the cassette of the cassette storage part is shown. The semiconductor wafer take-out
[0019]
In the illustrated case, the wafer mount line supports a plurality of ring frames 5 on a lifting table, and each time the
[0020]
In the
[0021]
A protective tape may be applied to the entire circuit pattern surface of the semiconductor wafer A. This protective tape is peeled off before the dicing process.
[0022]
In the semiconductor wafer take-out
[0023]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
[0024]
As shown in FIG. 2, the storage
[0025]
The
[0026]
In order to more reliably position the semiconductor wafer A when the
[0027]
As shown in FIG. 1, the wafer take-out
[0028]
In addition, what is necessary is just to use drive sources, such as a cylinder, suitably for the movement of the raising / lowering
[0029]
The θ-
[0030]
The
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 3, the spacer take-out
[0032]
A bottomed
[0033]
The alignment unit of the
[0034]
In addition, two
[0035]
Extraction equipment of the semiconductor wafer from the container of the present invention has a configuration as described above, it will now be described Removing the method of semiconductor wafer.
[0036]
<Semiconductor wafer removal method>
As shown by the solid line in FIG. 2, the
[0037]
When the
[0038]
The suction /
[0039]
The
[0040]
When the semiconductor wafer A is adsorbed, the adsorption /
[0041]
As described above, when the suction /
[0042]
As described above, when the semiconductor wafer A is completely taken out from the
[0043]
As described above, every time the
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the semiconductor wafer can be automatically taken out from the storage container corresponding to the semiconductor wafer having a large diameter and thinned, and the semiconductor wafer taken out can be centered with high accuracy, and the large size can be obtained. Processing of a semiconductor wafer having a reduced diameter and a thinner thickness and automation of the processing process can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing the entire structure of a mounting apparatus having a semiconductor wafer take-out apparatus and an alignment apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows the structure of a semiconductor wafer take-out apparatus and an alignment apparatus in the section taken along line II-II in FIG. Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of the spacer take-out mechanism in the section taken along the line III-III in Fig. 1. Fig. 4 shows the take-out process of the semiconductor wafer take-out device. (B) is a plan view of the same storage container as seen from the axial direction, (C) is a longitudinal section showing the suction state of the semiconductor wafer in the storage container by the suction and transfer unit (D) is a longitudinal sectional view showing a suction state when the semiconductor wafer is warped, (E) is a longitudinal section showing a state where the semiconductor wafer in the storage container is taken out by the suction and transfer unit. Plan [Explanation of symbols]
A Semiconductor
Claims (6)
上記載置部は、収納容器を傾斜させたのち水平に戻し、収納容器内で半導体ウエーハを片方向に寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行い、この位置決め動作ごとに、ウエーハ取り出し機構による収納容器内の半導体ウエーハの取り出しと、スペーサ取り出し機構による収納容器内のスペーサの取り出しを交互に行い、
上記ウエーハ取り出し機構は、吸着、搬送ユニットの中心軸線が収納容器の直上で該収納容器の中心軸線に同軸心状態となるよう臨み、この吸着、搬送ユニットが下降して収納容器内で水平移動することにより半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸心状となるよう水平移動して上昇することで収納容器内の半導体ウエーハを取り出し、
また、スペーサ取り出し機構は、吸着、搬送体が収納容器の直上で下降して最上部スペーサを吸着し、吸着後に上昇することで収納容器内のスペーサを取り出すことを特徴とする収納容器からの半導体ウエーハ取り出し方法。A receiving portion of a storage container in which semiconductor wafers and spacers are alternately stacked and stored, and a wafer take-out mechanism that allows the semiconductor wafer to be sucked and transported up and down, horizontally, and moved forward and backward with respect to the storage container on the mounting portion. And a spacer pick-up mechanism, and a spacer take-out mechanism that allows the carrier to move up and down and move forward and backward with respect to the storage container on the placement unit,
The mounting section tilts the storage container and then returns to the horizontal position. The semiconductor wafer is positioned by moving the semiconductor wafer in one direction in the storage container. Alternately taking out the semiconductor wafer and taking out the spacer in the storage container by the spacer taking-out mechanism,
The wafer is taken out mechanism, adsorption, the central axis of the transport unit faces so as to be coaxial state to the central axis of the container just above the container, the suction transport unit moves horizontally in storage container is lowered By adsorbing the uppermost semiconductor wafer in the state of being aligned with the semiconductor wafer, the semiconductor wafer in the storage container is taken out by moving horizontally so as to be coaxial with the storage container after suction,
Further, the spacer take-out mechanism is a semiconductor from a storage container, wherein the suction and transport body descends immediately above the storage container to adsorb the uppermost spacer, and lifts after the suction to take out the spacer in the storage container. Wafer removal method.
上記載置部は、収納容器内で半導体ウエーハを片方向に寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行うように、収納容器を傾斜させたのち水平に戻す傾斜動自在に形成され、
上記ウエーハ取り出し機構は、半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットの中心軸線が、収納容器の直上で該収納容器の中心軸線に同軸心状態となるよう臨み、この位置で下降して収納容器内で水平移動することにより半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸心状となるよう水平移動して上昇することにより半導体ウエーハを取り出すように形成され、
上記スペーサ取り出し機構は、スペーサ吸着、搬送体が、収納容器の直上で下降して最上部スペーサを吸着し、吸着後に上昇してスペーサを取り出すように形成されている収納容器からの半導体ウエーハ取り出し装置。A receiving portion of a storage container in which semiconductor wafers and spacers are alternately stacked and stored, and a wafer take-out mechanism that allows the semiconductor wafer to be sucked and transported up and down, horizontally, and moved forward and backward with respect to the storage container on the mounting portion. And a spacer take-out mechanism that allows the spacer suction, the transport body to move up and down, and to move forward and backward with respect to the storage container on the mounting portion.
The mounting portion is formed so as to freely tilt and return to the horizontal after the storage container is tilted so as to position the semiconductor wafer by moving the semiconductor wafer in one direction in the storage container.
The wafer take-out mechanism is such that the central axis of the semiconductor wafer adsorption / conveyance unit faces the central axis of the storage container directly above the storage container , and is lowered at this position to move horizontally within the storage container. By adsorbing the uppermost semiconductor wafer in a state of being aligned with the semiconductor wafer, it is formed so as to take out the semiconductor wafer by moving horizontally and rising so as to be coaxial with the storage container after adsorption,
The spacer take-out mechanism is a device for taking out a semiconductor wafer from a storage container formed so that the spacer adsorbing and conveying body descends immediately above the storage container to adsorb the uppermost spacer, and rises after the adsorption and takes out the spacer. .
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