JP4256132B2

JP4256132B2 - 板状物の搬送装置

Info

Publication number: JP4256132B2
Application number: JP2002282640A
Authority: JP
Inventors: 聡大河原; 高明井上
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004119784A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等の板状物を搬送するための搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を所定のストリートといわれる切断ラインに沿ってダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。半導体チップの放熱性を良好にするためは、半導体チップの厚さをできるだけ薄く形成することが望ましい。また、半導体素子を多数用いる携帯電話、スマートカード、パソコン等の小型化を可能にするためにも、半導体素子の厚さをできるだけ薄く形成することが望ましい。
【０００３】
半導体チップの厚さを薄くできる技術として、半導体ウエーハの裏面を研削する前に切削装置によりストリートに沿って表面から所定深さ（半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さ）の切削溝を予め形成しておき、半導体ウエーハの裏面を研削装置により研削して切削溝を表出させることにより、個々の半導体チップに分割する所謂先ダイシング法が広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、半導体ウエーハの表面に切削溝を形成すると割れ易くなり、切削溝を形成した半導体ウエーハはその搬送中に割れが発生する。このような問題を解消するために、半導体ウエーハの表面に切削溝を形成する切削装置においては、切削溝を形成した半導体ウエーハを搬送する搬送装置の吸引保持機構として非接触式のベルヌーイパッドを用いている。しかるに、このベルヌーイパッドは円錐形のパッドの内面に沿って空気を流出させることによって負圧を発生させ、この負圧によって半導体ウエーハを吸引保持するように構成されているため、半導体ウエーハの全面に吸引作用が生じ、半導体ウエーハの厚さが薄いと中央部が大きく湾曲されて大きな曲げモーメントが発生するので、特に切削溝が形成されている場合には割れを確実に防止することができない。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、表面に切削溝が形成された板状物であっても割れることなく搬送することができる板状物の搬送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、板状物を吸引保持する吸引保持機構と、該吸引保持機構を第１の所定位置と第２の所定位置との間を移動せしめる移動機構と、を具備する板状物の搬送装置において、
該吸引保持機構は、板状物保持部材と、該板状物保持部材の中心領域下面に配設された少なくとも３個の非接触式吸引保持器と、該板状物保持部材の外周領域下面に配設され板状物の水平方向移動を規制する規制手段と、を備えており、
該規制手段は、該板状物保持部材の中心部から径方向へ放射状に形成された長孔と、該長孔に案内される外周支持部材とを備え、該外周支持部材は、該板状物保持部材の中心側へ向かって上方側へ傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面にはラバーシートを配設し、該外周支持部材は、板状物の外周部上面に接触して板状物の水平方向移動を規制するようにした、ことを特徴とする板状物の搬送装置。
【０００７】
上記規制手段は、板状物の外周部上面に接触して板状物の水平方向移動を規制する少なくとも３個の外周支持部材と、該外周支持部材を該板状物保持部材の径方向に移動調整する調整手段とから構成されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された板状物の搬送装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成された板状物の搬送装置を装備したダイシング装置としての切削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に装着された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２が図示しない負圧制御手段に接続されている。従って、吸着チャック３２の表面である載置面上に被加工物である例えば円板形状の半導体ウエーハを載置し、図示しない負圧制御手段によって吸着チャック３２に負圧を作用せしめると、半導体ウエーハは吸着チャック３２上に吸引保持される。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。
【００１０】
図示の実施形態における切削装置は、切削機構としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された切削ブレード４３とを具備している。
【００１１】
図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の表面に保持された半導体ウエーハの表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出したり、切削溝の状態を確認したりするための撮像機構５を具備している。なお、撮像機構５は顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、ダイシング装置は、撮像機構５によって撮像された画像を表示する表示手段６を具備している。
【００１２】
図示の実施形態における切削装置は、カセット載置領域に配設され被加工物である半導体ウエーハを収容したカセット７を載置するカセット載置機構８を具備している。ここで、カセット載置機構８に載置するカセット７について説明する。図示の実施形態におけるカセット７は、一側部に半導体ウエーハを出し入れするための搬出入開口７１を備えており、内部には半導体ウエーハ９を載置するための複数個のラック棚７２が上下方向に設けられている。このカセット７を載置するカセット載置機構８は、カセット７を載置するカセットテーブル８１と、該カセットテーブル８１を昇降せしめる図示しない昇降機構とからなっている。カセットテーブル８１は、上面に上記カセット７を載置したとき位置決めするための位置決め部材８１１が設けられているとともに、カセットが載置されていることを検出するカセットセンサー８１２が配設されている。また、図示の切削装置は、カセット載置機構８のカセットテーブル８１上に載置されたカセット７に収容された被加工物としての半導体ウエーハ９を搬出する被加工物搬出機構１１を備えている。この被加工物搬出機構１１は、カセット載置機構８に載置されたカセット７に対して進退することにより、カセット７に収容された半導体ウエーハ１０を仮置き領域に配設された位置合わせ機構１２に搬送する。
【００１３】
図示の実施形態における切削装置は、位置合わせ機構１２に搬出された半導体ウエーハ９を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送装置１３と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ９を洗浄する洗浄手段１４と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ９を洗浄手段１４へ搬送する第２の搬送装置１５を具備している。なお、第１の搬送装置１３は、洗浄手段１４で洗浄された半導体ウエーハ９を上記位置合わせ機構１２に搬送する搬送装置としても機能する。
【００１４】
次に、上記第１の搬送装置１３について、図２乃至図４をも参照して説明する。
第１の搬送装置１３は、Ｌ字状の作動アーム１３１を備えている。このＬ字状の作動アーム１３１は、その一端部が昇降手段１３２に連結されている。昇降手段１３２は例えばエアピストン等からなっており、作動アーム１３１を図２において矢印１３０ａで示すように上下方向に作動せしめる。また、作動アーム１３１の一端部と連結した昇降手段１３２は、正転・逆転可能な電動モータを含む移動機構１３３に連結されている。従って、移動機構１３３を正転方向または逆転方向に駆動することにより、作動アーム１３１は昇降手段１３２を中心として図２において矢印１３０ｂで示す方向に揺動せしめられる。この結果、作動アーム１３１は水平面内で作動せしめられ、この作動アーム１３１の他端部に装着部材１３５を介して装着される後述する吸引保持機構２０が水平面内において、上記位置合わせ機構１２と上記チャックテーブル３および上記洗浄手段１４との間を移動せしめられる。
【００１５】
上記作動アーム１３１の他端部に装着部材１３５を介して装着される吸引保持機構２０は、図２に示すように円盤状の板状物保持部材２１を具備している。板状物保持部材２１の外周部には、径方向に複数個の長穴２１１が放射状に形成されている。この長穴２１１には、板状物保持部材２１の外周領域下面に配設され半導体ウエーハ等の板状物の外周部上面に接触して板状物の水平方向移動を規制する規制手段として機能する外周支持部材２２がそれぞれ装着されている。この外周支持部材２２は、図３に示すように直方体状の移動ブロック２２１と、該移動ブロック２２１の下面に装着されたラバーシート２２２とからなっている。移動ブロック２２１は、その上面に上記長穴２１１に嵌合する被案内突起２２１ａが設けられているとともに、ネジ穴２２１ｂが形成されている。なお、外周支持部材２２は、その下面が上面に対してネジ穴２２１ｂ側から被案内突起２２１ａ側に向けて近接するように傾斜して形成されている。このように構成された外周支持部材２２は、板状物保持部材２１の下面側から被案内突起２２１ａを長穴２１１に嵌合し、板状物保持部材２１の上面側から長穴２１１を通して調整ボルト２３をネジ穴２２１ｂに螺合することによって板状物保持部材２１に装着される。この装着時には、調整ボルト２３を締めつける前に、外周支持部材２２を長穴２１１に沿って移動し半導体ウエーハ等の板状物の外形寸法に対応する所定位置に位置付けた状態で、調整ボルト２３を締めつける。従って、板状物保持部材２１に形成された長穴２１１と調整ボルト２３は、外周支持部材２２を板状物保持部材２１の径方向に移動調整する調整手段として機能する。このように、外周支持部材２２は板状物保持部材２１の径方向に移動調整可能に構成されているので、搬送する半導体ウエーハ等の板状物の大きさに対応することができる。なお、上記外周支持部材２２は、板状物の外周部を安定して支持するために少なくとも３個が望ましい。
【００１６】
上記板状物保持部材２１の中心領域下面には、３個の非接触式吸引保持器２４が配設されている。非接触式吸引保持器２４は、図４に示すように円盤状の本体２４１と、該本体２４１の中心部に空気を下面に沿って噴出するノズル２４２と、本体２４１にノズル２４２とれんつうして形成された空気供給通路２４３とからなっている。なお、非接触式吸引保持器２４を構成する本体２４１の上面には、空気供給通路２４３に連通する接続部２４４が突出して設けられている。この非接触式吸引保持器２４は、空気供給通路２４３を通してノズル２４２から本体２４１の下面に沿って空気が噴出されると、中心部には負圧が発生し、この負圧によって板状物が引き寄せられるが、板状物が接近すると本体２４１の下面と板状物との間を流れる空気が反発力として作用し板状物との接触が阻止され非接触で板状物を吸引保持する。このように構成された非接触式吸引保持器２４は、板状物保持部材２１の中心領域下面に装着され、接続部２４４が板状物保持部材２１に設けられた穴（図示せず）を挿通して配設される。また、接続部２４４は、上記装着部材１３５に設けられた穴（図示せず）にも挿通して配設され、図示しない送風空気制御回路と連通されたフレキシブルパイプ１３６に接続される。なお、非接触式吸引保持器２４は、板状物の中央領域を広く安定して吸引するために少なくとも３個が望ましい。
【００１７】
図示の実施形態における吸引保持機構２０は以上のように構成されており、その作用について図５を参照して説明する。
吸引保持機構２０を板状物である半導体ウエーハ９の上方位置に位置付け、３個の非接触式吸引保持器２４のそれぞれに送風空気を供給してノズル２４２から空気を噴出すると、図４に示すように各非接触式吸引保持器２４の中央部には負圧が発生する。この負圧によって半導体ウエーハ９が吸引されるが、上述したように半導体ウエーハ９が非接触式吸引保持器２４に接近すると空気が反発力として作用し半導体ウエーハ９との接触が阻止され非接触で吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ９が３個の非接触式吸引保持器２４に吸引されると、半導体ウエーハ９の外周縁が板状物保持部材２１の外周領域下面に配設された複数個の外周支持部材２２を構成するラバーシート２２２に接触し、半導体ウエーハ９の水平方向移動が規制される。以上のようにして吸引保持機構２０に吸引保持された半導体ウエーハ９は、その中央部が３個の非接触式吸引保持器２４によって部分的に吸引されるため、中心部が大きく湾曲されることないので、後述するように切削溝が形成されていても割れることはない。
【００１８】
次に、第２の搬送機構１５について、図６を参照して説明する。
図示の実施形態における第２の搬送機構１５は、作動アーム１５１を備えている。この作動アーム１５１は、その一端部が図示しない従来から用いられている往復移動機構に連結されている。従って、作動アーム１５１の他端部に装着される後述する吸引保持機構２０が水平面内において、上記洗浄手段１４と上記チャックテーブル３との間を移動せしめられる。作動アーム１５１の他端部に装着される吸引保持機構２０は、上記図２乃至図５に示す第１の搬送機構１３の吸引保持機構２０と実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。吸引保持機構２０を構成する板状物保持部材２１の上面に取り付けられる装着部材１３５は、作動アーム１５１の他端部に配設された昇降手段１５２に装着されている。この昇降手段１５２は、例えばエアピストン等からなっている。
【００１９】
本発明に従って構成された板状物の搬送装置を装備した切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について図１を参照して説明する。
半導体ウエーハ９の切削を行うに際しては、半導体ウエーハ９を収容したカセット本体７１を搬出入開口７１を仮置き領域側に向けてカセット載置機構８のカセットテーブル８１上載置することにより、切削作業の準備が完了する。
そして、切削作業の開始指令がなされると、被加工物搬出機構１１が進退作動してカセット本体７１の所定位置に収容された半導体ウエーハ９を位置合わせ機構１２に搬送する。位置合わせ機構１２に搬送された半導体ウエーハ９は、ここで中心位置合わせされた後、第１の搬送装置１３によって上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の載置面上に搬送される。即ち、第１の搬送装置１３を構成する昇降手段１３２および移動機構１３３（図２参照）を作動して吸引保持機構２０を位置合わせ機構１２で位置合わせされた半導体ウエーハ９の上方に位置付け、図示しない送風空気制御回路の作動によって吸引保持機構２０に図５に示すように半導体ウエーハ９を吸引保持する。そして、昇降手段１３２および移動機構１３３を作動せしめて吸引保持機構２０に吸引保持されている半導体ウエーハ９を上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の載置面上に搬送する。
【００２０】
上記のようにして第１の搬送装置１３によってチャックテーブル３の吸着チャック３２上に搬送された半導体ウエーハ９は、第１の搬送装置１３を構成する吸引保持機構２０による吸引保持が解除されるとともに、吸着チャック３２に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ９を吸引保持したチャックテーブル３は、撮像機構５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像機構５の直下に位置付けられると、撮像機構５によって半導体ウエーハ８に形成されている切断ラインが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。
【００２１】
その後、切削ブレード４３を所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ９を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ８の表面にストリートに沿って半導体チップの仕上がり厚さに相当する深さの切削溝を形成する。即ち、切削ブレード４３は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されて位置決めされたスピンドルユニット４に装着され、回転駆動されているので、チャックテーブル３を切削ブレード４３の下側に沿って切削送り方向に移動することにより、チャックテーブル３に保持された半導体ウエーハ８は切削ブレード４３によりストリートに沿って所定の切り込み深さで切削される。このようにして半導体ウエーハ９の表面にストリートに沿って切削溝が形成されたならば、半導体ウエーハ９を保持したチャックテーブル３は、最初に半導体ウエーハ９を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ９の吸引保持を解除する。
【００２２】
次に、チャックテーブル３上において吸引保持が解除された半導体ウエーハ８は、第２の搬送装置１５によって上記洗浄手段１４に搬送される。即ち、第２の搬送装置１５を構成する昇降手段１５２および図示しない往復移動機構を作動してチャックテーブル３上に載置されている半導体ウエーハ８の上方に位置付け、図示しない送風空気制御回路の作動によって吸引保持機構２０に図５に示すように半導体ウエーハ９を吸引保持する。そして、昇降手段１５２および図示しない往復移動機構を作動せしめて吸引保持機構２０に吸引保持されている半導体ウエーハ９を上記洗浄手段１４に搬送する。このとき、吸引保持機構２０に吸引保持される半導体ウエーハ９は、上述したようにその中央部が３個の非接触式吸引保持器２４によって部分的に吸引されるため、中心部が大きく湾曲されることないので、大きな曲げモーメントが生ずることがなく、その表面に切削溝が形成されていても割れることはない。
【００２３】
上記のようにして洗浄手段１４に搬送された半導体ウエーハ９は、洗浄手段１４によって上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。洗浄手段１４によって洗浄された半導体ウエーハ９は、上記第１の搬送機構１３によって上記位置合わせ機構１２に仮置きれる。このとき、第１の搬送機構１３を構成する吸引保持機構２０に吸引保持される半導体ウエーハ９は、上述したようにその中央部が３個の非接触式吸引保持器２４によって部分的に吸引されるため、中心部が大きく湾曲されることないので、大きな曲げモーメントが生ずることがなく、その表面に切削溝が形成されていても割れることはない。位置合わせ機構１２に搬送された半導体ウエーハ９は、被加工物搬出手段１１によってカセット７の所定位置に収納される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による板状物の搬送装置は以上のように構成されており、板状物は中央部が少なくとも３個の非接触式吸引保持器によって部分的に吸引されるため、中心部が大きく湾曲されることないので、大きな曲げモーメントが生ずることがなく、その表面に切削溝が形成されていても割れることはない。従って、割れを避けるために吸引力を低下させる必要もないので、板状物の搬送時における脱落を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による本発明に従って構成された板状物の搬送装置を装備したダイシング装置としての切削装置の斜視図。
【図２】本発明に従って構成された搬送機構としての第１の搬送装置の吸引保持機構を分解して示す斜視図。
【図３】図２に示す吸引保持機構を構成する外周支持部材および調整ネジの斜視図。
【図４】図２に示す吸引保持機構を構成する非接触式吸引保持器の断面図。
【図５】図２に示す吸引保持機構により板状物を吸引保持した状態を示す断面図。
【図６】本発明に従って構成された搬送機構としての第２の搬送装置の吸引保持機構を示す斜視図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：吸着チャック支持台
３２：吸着チャック
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
５：撮像機構
６：表示手段
７：カセット
８：カセット載置機構
８１：カセットテーブル
９：半導体ウエーハ
１１：被加工物搬出手段
１２：位置合わせ機構
１３：第１の搬送装置
１３１：作動アーム
１３２：昇降手段
１３３：移動機構
１４：洗浄手段
１５：第２の搬送装置
１５２：昇降手段
２０：吸引保持機構
２１：板状物保持部材
２２：外周支持部材
２３：調整ボルト
２４：非接触式吸引保持器

Claims

板状物を吸引保持する吸引保持機構と、該吸引保持機構を第１の所定位置と第２の所定位置との間を移動せしめる移動機構と、を具備する板状物の搬送装置において、
該吸引保持機構は、板状物保持部材と、該板状物保持部材の中心領域下面に配設された少なくとも３個の非接触式吸引保持器と、該板状物保持部材の外周領域下面に配設され板状物の水平方向移動を規制する規制手段と、を備えており、
該規制手段は、該板状物保持部材の中心部から径方向へ放射状に形成された長孔と、該長孔に案内される外周支持部材とを備え、該外周支持部材は、該板状物保持部材の中心側へ向かって上方側へ傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面にはラバーシートを配設し、該外周支持部材は、板状物の外周部上面に接触して板状物の水平方向移動を規制するようにした、
ことを特徴とする板状物の搬送装置。
該規制手段は、板状物の外周部上面に接触して板状物の水平方向移動を規制する少なくとも３個の外周支持部材と、該外周支持部材を該板状物保持部材の径方向に移動調整する調整手段とから構成されている、請求項１記載の板状物の搬送装置。