特許 6305272 搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6305272

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】搬送装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20180326BHJP

   B25J 15/06 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 B

   B25J15/06 M

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-165074(P2014-165074)

(22)【出願日】2014年8月14日

(65)【公開番号】特開2016-42500(P2016-42500A)

(43)【公開日】2016年3月31日

【審査請求日】2017年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(72)【発明者】

【氏名】大西 健太

(72)【発明者】

【氏名】万徳 公丈

(72)【発明者】

【氏名】岡田 繁史

(72)【発明者】

【氏名】占部 裕之

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 勇輝

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２１３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２５８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４５２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１６９２８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−１３１６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５３１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１２２８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カセットに収容されたウェーハを該カセットから搬出し、又は該ウェーハを該カセットへと搬入する搬送装置であって、
該ウェーハを吸引保持する保持部と、該保持部を移動させる駆動部と、を備え、
該保持部は、
保持部本体と、
該保持部本体の表面に開口し互いに離間する複数の吸引口と、
吸引源に接続されて該吸引口に負圧を伝達する負圧伝達路と、
該吸引口に配設され該ウェーハの吸引保持を開始する際に該ウェーハの下面に当接する吸着パッドと、を備え、
該複数の吸引口は、該ウェーハの径方向において離間するように設けられ、
該吸着パッドは、該ウェーハの自重により該ウェーハの形状に倣って変形する弾性材からなり所望の該吸引口に選択的に配設されることを特徴とする搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェーハ等の板状物をカセットから搬出し、又はカセットへと搬入する搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、小型軽量なデバイスチップを実現するために、シリコン等の材料でなるウェーハを研削によって薄く加工することが求められている。この研削には、例えば、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方に配置され、下面に研削用の砥石が固定された研削ホイールとを備える研削装置が使用される。

【0003】

チャックテーブルと研削ホイールとを相互に回転させながら、研削ホイールを下降させてウェーハの被加工面に砥石を押し付けることで、ウェーハを研削して薄化できる。ところで、この薄化に伴い剛性の低下したウェーハを、複数のデバイスチップへと分割するために切削ブレード等で切削すると、チッピング（欠け）やクラッキング（割れ）等の問題が発生し易い。

【0004】

そこで、近年では、ウェーハに吸収され難い波長のレーザー光線をウェーハの内部に集光させて、分割の起点となる改質層を形成してからウェーハを研削する加工方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。この加工方法では、研削の際に加わる外力を利用してウェーハを薄化しながら複数のデバイスチップへと分割するので、剛性の低下したウェーハを切削する必要はない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第０３／０７７２９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ウェーハの内部にレーザー光線を集光させて改質層を形成すると、ウェーハが部分的に膨張して湾曲する。ウェーハを搬送する搬送装置は、通常、複数の吸引口を備えた平坦な保持部でウェーハを吸引保持するので、上述のようにウェーハが湾曲してしまうと、吸引口の近傍でエアがリークしてウェーハを適切に吸引保持できない。

【0007】

湾曲したウェーハを平坦に矯正すれば、上述した搬送装置でもウェーハを適切に吸引保持することができる。しかしながら、ウェーハの剛性は改質層によって低下しているので、ウェーハを矯正するために吸引口で局所的な力を加えると、ウェーハは高い確率で破損してしまう。さらに、上述した搬送装置では、搬送するウェーハの径が変更される度に、保持部を取り換える等の大掛かりな作業が必要になるという問題もあった。

【0008】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、湾曲したウェーハを適切に吸引保持し、径の異なるウェーハにも容易に対応可能な搬送装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明によれば、カセットに収容されたウェーハを該カセットから搬出し、又は該ウェーハを該カセットへと搬入する搬送装置であって、該ウェーハを吸引保持する保持部と、該保持部を移動させる駆動部と、を備え、該保持部は、保持部本体と、該保持部本体の表面に開口し互いに離間する複数の吸引口と、吸引源に接続されて該吸引口に負圧を伝達する負圧伝達路と、該吸引口に配設され該ウェーハの吸引保持を開始する際に該ウェーハの下面に当接する吸着パッドと、を備え、該複数の吸引口は、該ウェーハの径方向において離間するように設けられ、該吸着パッドは、該ウェーハの自重により該ウェーハの形状に倣って変形する弾性材からなり所望の該吸引口に選択的に配設されることを特徴とする搬送装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る搬送装置は、吸引口に配設される弾性材からなる吸着パッドを含む保持部でウェーハを吸引保持するので、ウェーハの形状に応じて吸着パッドが撓み、湾曲したウェーハでも適切に吸引保持できる。

【0011】

また、複数の吸引口は、ウェーハの径方向において離間するように設けられ、吸着パッドは、所望の吸引口に選択的に配設されるので、吸着パッドを配設する吸引口を変更するだけで、径の異なるウェーハにも容易に対応できる。このように、本発明によれば、湾曲したウェーハを適切に吸引保持し、径の異なるウェーハにも容易に対応可能な搬送装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】搬送装置が組み込まれた研削装置を模式的に示す斜視図である。

【図2】搬送装置を模式的に示す図である。

【図3】図３（Ａ）は、搬送装置を模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、ウェーハを吸引保持した状態の搬送装置を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る搬送装置が組み込まれた研削装置について説明する。図１は、本実施形態に係る搬送装置が組み込まれた研削装置を模式的に示す斜視図である。なお、本実施形態では、搬送装置を研削装置に組み込んだ例を示すが、搬送装置は、単独で使用されても良いし、切削装置等の他の加工装置に組み込まれても良い。

【0014】

図１に示すように、研削装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、円盤状のウェーハ１１（図２、図３（Ｂ）等参照）を搬送する搬送装置６が設けられている。また、開口４ａのさらに前方の領域には、複数のウェーハ１１を収容可能なカセット８ａ，８ｂが載置されている。

【0015】

カセット８ａが載置される載置領域及び開口４ａの後方には、アライメント機構１０が設けられている。このアライメント機構１０は、ウェーハ１１が仮置きされる仮置きテーブル１２を含み、例えば、カセット８ａから搬送装置６で搬送（搬出）され、仮置きテーブル１２に載置されたウェーハ１１の中心位置を検出する。

【0016】

アライメント機構１０と隣接する位置には、ウェーハ１１を吸引保持して旋回する搬入機構１４が配置されている。この搬入機構１４は、ウェーハ１１の上面側全体を吸引する吸着パッドを備え、アライメント機構１０で中心位置を検出したウェーハ１１を後方に搬送する。

【0017】

搬入機構１４の後方には、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転可能なターンテーブル１６が配置されている。ターンテーブル１６の上面には、ウェーハ１１を吸引保持する３個のチャックテーブル１８が設けられている。なお、ターンテーブル１６上に配置されるチャックテーブル１８の数は、必ずしも３個に限定されない。

【0018】

吸着パッドでウェーハ１１を吸引保持した搬送機構１４は、各チャックテーブル１８の中心にウェーハ１１の中心を合せるように、ウェーハ１１を各チャックテーブル１８に搬入する。各チャックテーブル１８は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転する。

【0019】

各チャックテーブル１８の上面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面となっている。この保持面は、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル１８に搬入されたウェーハ１１は、保持面に作用する吸引源の負圧で下面側を吸引される。

【0020】

ターンテーブル１６の後方には、上方に伸びる２本の支持構造２０が設けられている。各支持構造２０の前面には、Ｚ軸移動機構２２を介してＺ軸移動プレート２４が設けられている。各Ｚ軸移動機構２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２６を備えており、Ｚ軸ガイドレール２６には、Ｚ軸移動プレート２４がスライド可能に設置されている。

【0021】

各Ｚ軸移動プレート２４の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２６と平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。各Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させれば、Ｚ軸移動プレート２４はＺ軸ガイドレール２６に沿ってＺ軸方向に移動する。

【0022】

各Ｚ軸移動プレート２４の前面（表面）には、研削機構３２が設けられている。各研削機構３２は、Ｚ軸移動プレート２４に固定されたスピンドルハウジング３４を備えている。各スピンドルハウジング３４には、回転軸を構成するスピンドル（不図示）が回転可能に支持されている。

【0023】

各スピンドルの下端部には、研削ホイール３６が装着されている。各研削ホイール３６は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状のホイール基台と、ホイール基台の下面において環状に配置された複数の砥石とを含む。

【0024】

ウェーハ１１がチャックテーブル１８に吸引保持されると、ターンテーブル１６は回転してウェーハ１１を研削機構３２の下方に位置付ける。その後、チャックテーブル１８及び研削ホイール３６を相互に回転させた状態で研削機構３２を下降させ、研削ホイール３６の砥石をウェーハ１１の上面に接触させることで、ウェーハ１１を研削できる。

【0025】

搬入機構１４と隣接する位置には、研削後のウェーハ１１を吸引保持して旋回する搬出機構３８が設けられている。搬出機構３８の前方、且つ開口４ａの後方には、搬出機構３８で搬出された研削後のウェーハ１１を洗浄する洗浄機構４０が配置されている。洗浄機構４０で洗浄されたウェーハ１１は、搬送装置６で搬送（搬入）され、カセット８ｂに収容される。

【0026】

次に、上述した搬送装置６の詳細を説明する。図２は、搬送装置６を模式的に示す図であり、図３（Ａ）は、搬送装置６を模式的に示す断面図である。なお、図２では、ウェーハ１１が収容された状態のカセット８ａの断面を併せて示している。

【0027】

図２に示すように、搬送装置６は、ウェーハを吸引保持する保持部４２を備えている。保持部４２の基端側は、駆動部４４に連結されており、保持部４２は、この駆動部４４によって、カセット８ａ，８ｂ、仮置きテーブル１２、及び洗浄機構４０の間を移動する。また、保持部４２は、駆動部４４によって、水平方向に伸びる回動軸の周りに回動する。

【0028】

保持部４２は、所定の大きさ（例えば、カセット８ａ，８ｂに挿入可能な大きさ）の保持部本体４６を備えている。保持部本体４６は、基端側を駆動部４４に連結された基部４６ａの先端から５本の枝部４６ｂが放射状に伸びた形状を有し、略平坦な表面４６ｃ及び裏面４６ｄを備えている。

【0029】

各枝部４６ｂは、ウェーハ１１の半径に対応する長さ（例えば、半径より僅かに短い長さ）に形成されており、基部４６ａは、各枝部４６ｂより長めに形成されている。ただし、保持部本体の大きさ、形状等はこれに限定されない。例えば、保持部本体は、円盤状に形成されても良い。

【0030】

図３（Ａ）に示すように、保持部本体４６の表面４６ｃには、互いに離間する複数の吸引口４８ａ，４８ｂ（本実施形態では、各６個の吸引口４８ａ，４８ｂ）が開口されている。各吸引口４８ａ，４８ｂは、保持部本体４６の内部に形成された負圧伝達路５０に接続されている。

【0031】

図２に示すように、負圧伝達路５０は、基部４６ａ側において吸引源５２と接続されており、各吸引口４８ａ，４８ｂには、吸引源５２で生じた負圧が負圧伝達路５０を通じて伝達される。

【0032】

基部４６ａ及び各枝部４６ｂには、それぞれ吸引口４８ａ及び吸引口４８ｂが配置されている。具体的には、基部４６ａの駆動部４４側及び各枝部４６ｂの先端側に、それぞれ吸引口４８ａが１個ずつ配置されている。また、基部４６ａの先端側及び各枝部４６ｂの基端側に、それぞれ吸引口４８ｂが１個ずつ配置されている。

【0033】

このように、基部４６ａ及び各枝部４６ｂの長手方向（ウェーハ１１の径方向）において離れた２箇所に、それぞれ吸引口４８ａ及び吸引口４８ｂを配置することで、搬送装置６は、少なくとも径の異なる２種類（２種類以上）のウェーハ１１を吸引保持して搬送できる。ただし、吸引口の配置及び数はこれに限定されない。例えば、吸引口４８ｂより保持部本体４６の中央寄りの位置に、さらに複数の吸引口を配置しても良い。

【0034】

図２に示すように、保持部４２の３個の吸引口４８ａには、ゴム等の弾性材でなる吸着パッド５４が取り付けられている。ここで、弾性材とは、ウェーハ１１の自重によりウェーハの表面形状に倣って弾性変形する程度の弾性率及び弾性限界を持つ素材をいう。

【0035】

この吸着パッド５４は、保持部本体４６の表面４６ｃから上方に突出し、その中央には、上下に貫通する貫通孔５４ａが形成されている。これにより、ウェーハ１１と当接する吸着パッド５４の上面には、吸引源５２から伝達される負圧が作用する。

【0036】

残りの３個の吸引口４８ａ及び６個の吸引口４８ｂには、エアのリークを防ぐシール部材５６が取り付けられている。なお、本実施形態では、隣接しない３個の吸引口４８ａに吸着パッド５４を取り付け、残りの吸引口４８ａ及び吸引口４８ｂにシール部材５６を取り付けているが、吸着パッド５４及びシール部材５６の配置はこれに限定されない。

【0037】

このように構成された搬送装置６の保持部４２は、例えば、図２に示すように、吸着パッド５４の上面をウェーハ１１の下面側に当接させるように、駆動部４４によってカセット８ａに挿入される。吸着パッド５４の上面がウェーハ１１の下面側に当接した状態で、吸引源５２の負圧を作用させると、ウェーハ１１は保持部４２で吸引保持される。

【0038】

図３（Ｂ）は、ウェーハ１１を吸引保持した状態の搬送装置６を模式的に示す断面図である。図３（Ｂ）に示すように、このウェーハ１１は、下に凸の状態で湾曲しており、上面側には、保護部材１３が貼着されている。

【0039】

上述のように、吸着パッド５４は弾性材で構成されているので、ウェーハ１１を保持部４２で支持すると、吸着パッド５４はウェーハ１１の形状に応じて僅かに変形する。これにより、ウェーハ１１と保持部４２との隙間でエアのリークがなくなり、ウェーハ１１を適切に吸引保持してカセット８ａから搬出できる。

【0040】

カセット８ａからウェーハ１１を搬出した後には、例えば、保持部４２を回動軸の周りに回動させて上下を反転させた上で、ウェーハ１１を仮置きテーブル１２に載置する。アライメント機構１０で位置合わせされたウェーハ１１は、搬入機構１４でチャックテーブル１８に搬入される。

【0041】

なお、搬入機構１４は、ウェーハ１１の全面を吸引して平坦に矯正しながら保持するので、局所的な力でウェーハ１１が破損する可能性は低い。一方、カセット８ａからウェーハ１１を搬出する用途のように、保持部の大きさに制限があってウェーハ１１の全面を吸引保持できない場合等には、本実施形態の搬送装置６が特に有効である。

【0042】

以上のように、本実施形態に係る搬送装置６は、吸引口４８ａ，４８ｂに配設される弾性材からなる吸着パッド５４を含む保持部４２でウェーハ１１を吸引保持するので、ウェーハ１１の形状に応じて吸着パッド５４が撓み、湾曲したウェーハ１１でも適切に吸引保持できる。

【0043】

また、吸引口４８ａ，４８ｂは、ウェーハ１１の径方向において離間するように設けられ、吸着パッド５４は、所望の吸引口４８ａ，４８ｂに選択的に配設されるので、吸着パッド５４を配設する吸引口４８ａ，４８ｂを変更するだけで、径の異なるウェーハ１１にも容易に対応できる。

【0044】

なお、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0045】

２ 研削装置
４ 基台
４ａ 開口
６ 搬送装置
８ａ，８ｂ カセット
１０ アライメント機構
１２ 仮置きテーブル
１４ 搬入機構
１６ ターンテーブル
１８ チャックテーブル
２０ 支持構造
２２ Ｚ軸移動機構
２４ Ｚ軸移動プレート
２６ Ｚ軸ガイドレール
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 研削機構
３４ スピンドルハウジング
３６ 研削ホイール
３８ 搬出機構
４０ 洗浄機構
４２ 保持部
４４ 駆動部
４６ 保持部本体
４６ａ 基部
４６ｂ 枝部
４６ｃ 表面
４６ｄ 裏面
４８ａ，４８ｂ 吸引口
５０ 負圧伝達路
５２ 吸引源
５４ 吸着パッド
５４ａ 貫通孔
５６ シール部材
１１ ウェーハ
１３ 保護部材

【図1】

【図2】

【図3】