特開 2024-141050 ウェハ搬送手段

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141050

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ウェハ搬送手段

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241003BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/78 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052488

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(72)【発明者】

【氏名】北村 賢

【テーマコード（参考）】

5F063

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F063AA43

5F063AA48

5F063FF42

5F131AA02

5F131BA51

5F131CA37

5F131DA22

5F131DA42

5F131DB22

5F131DB72

5F131DB86

5F131KA22

5F131KB43

(57)【要約】

【課題】 比較的簡単な構成でウェハリングを搬送するウェハ搬送手段を提供すること。
【解決手段】 ダイシングテープに貼り付けた状態のウェハを保持するウェハリングを搬送するウェハ搬送手段であって、前記ウェハリングの一部を吸着する吸着手段と、搬送中の前記ウェハリングの姿勢を保持するための回転規制手段を備えたウェハ搬送手段を提供する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ダイシングテープに貼り付けた状態のウェハを保持するウェハリングを搬送するウェハ搬送手段であって、
前記ウェハリングの一部を吸着する吸着手段と、
搬送中の前記ウェハリングの姿勢を保持するための回転規制手段を備えたウェハ搬送手段。

【請求項2】

請求項１に記載のウェハ搬送手段であって、
前記吸着手段が柔軟性を有する吸着パッドを有するウェハ搬送手段。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のウェハ搬送手段であって、
前記回転規制手段が、前記ウェハリングに設けられたノッチと直線辺の少なくとも何れかで前記ウェハリングと接触して、前記ウェハリングの回転を規制するウェハ搬送手段。

【請求項4】

請求項３に記載のウェハ搬送手段であって、
前記回転規制手段が位置決めピンであるウェハ搬送手段。

【請求項5】

請求項４に記載のウェハ搬送手段であって、
前記位置決めピンがテーパ形状を有しているウェハ搬送手段。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイシングテープに貼り付けられたウェハ（ダイシングされたウェハを含む）を保持するウェハリングを搬送する際に用いるウェハ搬送手段に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体からなるＩＣチップやＬＥＤチップ等のチップ部品はウェハ上に多数形成されたものをダイシングして得られる。ダイシングに際して、ウェハは樹脂製のダイシングテープに貼られた状態で扱われる。そこで、ダイシングテープに貼り付けられた状態のウェハを保持するためのウェハリングが用いられている。

【0003】

また、ダイシングされた後のウェハが貼り付いたダイシングテープもウェハリングに保持された状態でハンドリングされる。例えば、ダイシングされたウェハからチップ部品を一つずつピックアップするのに際して、図８に示すように、ダイシングされたウェハが貼り付いたダイシングテープを保持するウェハリング２は、（図示していない）ウェハマガジンから引き出され、ウェハステージ６まで搬送され、ウェハステージ６によりピックアップ部７まで移動する。

【0004】

なお、一般的なウェハリング２の形状は図８に示すような単純なリング形状ではなく、図９に示すように、位置決め溝であるノッチ２０（ノッチ２０Ａ、ノッチ２０Ｂ）および直線辺２１（直線辺２１Ｆ、直線辺２１Ｒ、直線辺２１Ｓ）を有している（例えば特許文献１）。

【0005】

また、ウェハリング２を搬送するのに際して、図８に示すグリッパ１００で把持して、搬送アーム４が搬送ガイド５に沿って移動することで、ウェハ搬送レール３を経由してＸ方向に移動させている。

【0006】

ここで、グリッパ１００は、図１０に示すように下爪１００Ａと上爪１００Ｂによりウェハリング２の端部を把持するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１４－０３２９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図１０に示すようなグリッパ１００でウェハリング２を把持する場合、下爪１００Aと上爪１００Bの間隔が開いた状態にしてグリッパ昇降シリンダ１０２で高さを調整して（図１０（ａ））、グリッパ１００とウェハリング２の相対距離を縮めて（図１０（ｂ））から、ウェハリング２の端部を把持している（図１０（ｃ））。このような動作に際して、グリッパ１００がウェハリング２を確実に保持していることを確認するため、近接センサ等のセンサが必要である。また、ウェハリング２を搬送する際の（引っかかり等によって生じる）過負荷を検出するためのセンサも設けておく必要もあり、比較的狭いスペースに複数のセンサが必要となりコスト面も含めて好ましくない。

【0009】

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成でウェハリングを搬送するウェハ搬送手段を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ダイシングテープに貼り付けた状態のウェハを保持するウェハリングを搬送するウェハ搬送手段であって、
前記ウェハリングの一部を吸着する吸着手段と、搬送中の前記ウェハリングの姿勢を保持するための回転規制手段を備えたウェハ搬送手段である。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のウェハ搬送手段であって、
前記吸着手段が柔軟性を有する吸着パッドを有するウェハ搬送手段である。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のウェハ搬送手段であって、
前記回転規制手段が、前記ウェハリングに設けられたノッチと直線辺の少なくとも何れかで前記ウェハリングと接触して、前記ウェハリングの回転を規制するウェハ搬送手段である。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のウェハ搬送手段であって、
前記回転規制手段が位置決めピンであるウェハ搬送手段である。

【0014】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のウェハ搬送手段であって、
前記位置決めピンがテーパ形状を有しているウェハ搬送手段である。

【発明の効果】

【0015】

本発明のウェハ搬送手段により、比較的簡単な構成で、ウェハリングを保持して搬送することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係るウェハ搬送手段について説明するもので、（ａ）上側から見た図であり、（ｂ）横から見た図であり、（ｃ）下側から見た図である。

【図2】本発明の実施形態の変形例に係るウェハ搬送手段について説明するもので、（ａ）上側から見た図である、（ｂ）横から見た図であり、（ｃ）下側から見た図である。

【図3】本願発明の実施形態に係るウェハ搬送手段のパッドについて説明するもので、（ａ）搬送アームに設けられた長穴タイプを示し、（ｂ）搬送アームに設けられた複数タイプを示し、（ｃ）ハンドに設けられた長穴タイプを示し、（ｄ）ハンドが搬送アームと一体化した形態を示す図である。

【図4】本願発明の実施形態に係るウェハ搬送手段の動作について説明するもので、ハンドの位置決めピンがウェハリングのノッチに入った状態を、（ａ）上側から見た図、（ｂ）横から見た図である。

【図5】本願発明の実施形態に係るウェハ搬送手段の動作について説明するもので、パッドによる吸着によりウェハリングがウェハ搬送手段に保持された状態を（ａ）上側から見た図、（ｂ）横から見た図である。

【図6】本発明の実施形態の変形例に係るウェハ搬送手段について説明するもので、（ａ）、ハンドの位置決めピンがウェハリングの直線辺に接触した状態を横から見た図であり、（ｂ）パッドによる吸着によりウェハリングがウェハ搬送手段に保持された状態を横から見た図である。

【図7】本発明の実施形態に係るウェハ搬送手段の位置決めピンに関する変形例の効果について説明するもので、（ａ）ウェハリングを押す動作の際に過大な力が加わった状態を示し、（ｂ）押す動作が継続したときに位置決めピンが外れた状態を示す図である。

【図8】ウェハを搬送する装置の従来例を示すもので、グリッパで保持したウェハリングをピックアップユニットに搬送する形態の図である。

【図9】ウェハリングについて説明する図である。

【図10】ウェハリングをグリッパで保持する例を示すもので、（ａ）グリッパの高さを調整した状態、（ｂ）グリッパがウェハリング外側を保持できる状態、（ｃ）グリッパがウェハリングを保持した状態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態におけるウェハ搬送手段に関し、図１（ａ）が上側から見た図であり、図１（ｂ）が横から見た図であり、図１（ｃ）が下側から見た図である。

【0018】

図１において、ウェハ搬送手段１はウェハリング２を保持して横方向（Ｘ方向）に搬送するものである。

【0019】

ウェハリング２は、ウェハが貼られたダイシングテープの外周を固定して保持するもので、図９に示したように、位置決め溝であるノッチ２０と直線辺２１が設けられている。図１において、直線辺２１を四方（引っ張り移動時の進行方向にある直線辺２１Ｆ、それと対向する直線辺２１Ｒ、および横方向２箇所の直線辺２１Ｓ）、ノッチ２０を２箇所（ノッチ２０Ａ、ノッチ２０Ｂ）に設けているが、この形状に限定されるものではない。

【0020】

図１の実施形態において、ウェハ搬送手段１は、搬送アーム１１にハンド１０と吸着パッド１３が設けられており、ハンド１０には回転規制手段である位置決めピン１２（位置決めピン１２Ａ、位置決めピン１２Ｂ）が設けられている。

【0021】

吸着パッド１３は柔軟部材からなるパッド外周１３１がパッド穴１３０を囲うもので、パッド穴１３０を減圧流路に連通することで、吸着手段として機能する。

【0022】

図１に示す実施形態において、位置決めピン１２Ａと位置決めピン１２Ｂの位置関係は、ノッチ２０Ａとノッチ２０Ｂの位置関係に対応しており（図１（ｃ））、位置決めピン１２Ａがノッチ２０Ａに嵌った状態でウェハリング２と接触し、位置決めピン１２Ｂがノッチ２０Ｂに嵌った状態でウェハリング２と接触すると、ウェハリング２０が（Ｚ方向を軸として）回転することを規制することができる。すなわち、位置決めピン１２Ａがノッチ２０Ａに嵌り、位置決めピン１２Ｂがノッチ２０Ｂに嵌った状態で、吸着パッド１３によりウェハリング２０を部分的に吸着することで、ウェハ保持手段１はウェハリング２０の（ＸＹ面内における）向きを固定して姿勢を保持することができる。

【0023】

図１において位置決めピン１２は、ノッチ２０に嵌って接触することで回転を規制しているが、ノッチ２０の代わりに複数の位置決めピン１２を直線辺２１に接触させて回転を規制してもよく、実施形態の変形例として図２に示す。図１と同様、図２（ａ）が上側から見た図であり、図２（ｂ）が横から見た図であり、図２（ｃ）が下側から見た図である。このように直線辺２１を用いて回転規制を行う場合、回転規制手段は位置決めピンに限定する必要はなく、板状物の一辺をウェハリング２０の直線辺に接触させてもよい。 また、複数の位置決めピンを用いる場合、１つの位置決めピン１２をノッチ２０にはめ、別の位置決めピンを直線辺２１に接触させて回転を規制してもよい。

【0024】

位置決めピン１２（または板状物）を用いることでウェハリング２０の回転を規制して向きを固定できることから、吸着パッド１３はウェハリング２０を部分的に吸着すればよい。ただし、吸着力が大きいほどＸ方向にも大きな力が加えやすいことから、吸着面積を増やすことが望ましい。このため、吸着パッド１３の形状としてはパッド穴１３０を長くした図３（ａ）のようにするのが良いが、図３（ｂ）のように複数の吸着パッド１３を配置する方式としてもよい。

【0025】

ところで、ここまでの説明に用いた実施形態では、搬送アーム１１の上にハンド１０を乗せた方式となっているが、図３（ｃ）に示したように搬送アーム１１の下にハンド１０を配置した方式でもよく、図３（ｄ）のようにハンドと搬送アーム１１を一体化した方式でもよい。ただし、形状の異なる複数種類のウェハリング２を搬送する装置に用いる場合、ウェハリング２の形状に応じて位置決めピン１２等の回転規制手段の配置を変更する必要があるため、搬送アーム１１の上にハンド１０を乗せる方式であれば複数種類のハンド１０を準備して交換する方式が容易で好ましい。

【0026】

次に、図１に示したウェハ搬送手段１を用いて、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した状態からウェハリング２０を保持する動作を図４および図５を用いて説明する。ここで、図４（ａ）および図５（ａ）は、図１（ａ）と同様に上側から見た図である。また、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、図１（ｂ）と同様に横から見た図である。

【0027】

まず、図１の状態では、ウェハ搬送手段１の高さは、位置決めピン１２の先端がウェハリング２の上面より低い位置になるよう調整されている。この後、図４の状態にかけて、ウェハ搬送手段１はウェハリング２の方向（－Ｘ方向）に移動し、位置決めピン１２（位置決めピン１２Ａおよび位置決めピン１２Ｂ）はノッチ２０（ノッチ２０Ａおよびノッチ２０Ｂ）に嵌り、位置決めピン１２はウェハリング２０と接触する。この状態において、ウェハリング２０が左方向に移動可能であれば、ウェハ搬送手段１がウェハリング２を左方向（－Ｘ方向に）に数ｍｍ程度押してもよい。

【0028】

図４のように、位置決めピン１２がウェハリング２と接触することにより、ウェハリング２の（ＸＹ面内における）向きが固定され、この状態でパッド穴１３０に連通する流路を減圧すれば、図５（ｂ）に示すようにウェハリング２に吸着パッド１３が密着する。このため、搬送アーム１１を右方向（Ｘ方向）に移動させることでウェハリング２を同方向に搬送することができる。

【0029】

なお、図４の状態において、パッド穴１３０内に連通する流路の減圧で（図５のように）ウェハリング２に吸着パッド１３を確実に密着させるために、ウェハリング２の上面と吸着パッド１３の距離が一定の範囲内にしておくことが望ましい。このため、図４の段階（または図２から図４の間の段階）でウェハリング２の上面と吸着パッド１３の距離を接近させるため、ウェハ搬送手段１は高さ調整手段を備えていてもよい。高さ調整手段としてはシリンダ機構が望ましいが、ウェハ搬送手段１の高さを調整して固定できるものであるならば他の機構でもよい。なお、吸着パッド外周１３１は柔軟性を有する素材でできているので、吸着パッド１３がウェハリング２に密着した後も、わずかではあるが、ウェハ搬送手段２の位置が更に下がる余地はある。

【0030】

このような本発明の実施形態において、ウェハリング２を吸着した状態では、パッド穴１３０に連通する流路内の圧力は低下するので、減圧流路内に真空計を配置して圧力をモニタリングすることでウェハリング２を吸着しているか否かの判定が行える。すなわち、減圧流路内が所定の圧力以下になったら（真空度が上がったら）ウェハリング２を吸着していると判定する。

【0031】

また、ウェハリング２が搬送系路で何かに引っかかる等の干渉で、搬送時に過負荷が生じる場合において、吸着パッド１３とウェハリング２の密着面に加わる横方向の力により、吸着パッド１３とウェハリング２の間に隙間ができてリークが生じるため、減圧流路内の圧力を真空計でモニタリングすることで過負荷を検出することも可能である。すなわち、ウェハリング２を保持している状態で、減圧流路内の圧力が急激に上昇（真空度が急激に悪化）したら、過負荷を含むトラブルが発生していると判定できる。

【0032】

なお、図６は、図２に示した実施形態の変形例で、ウェハ搬送手段１がウェハリング２を保持する動作を示したものである。図１に示した実施形態のウェハ搬送手段１との対比で、図６（ａ）は図４（ｂ）の状態に対応し、図６（ｂ）は図５（ｂ）の状態に対応している。

【0033】

ところで、本発明のウェハ搬送手段１において、ウェハリング２の搬送方向は右方向（Ｘ方向）に限定されるものではなく、左方向（－Ｘ方向）への搬送を行ってもよい。例えば、図８に示したウェハステージ６にウェハリング２を搬送する例において、チップ部品のピックアップが完了した後のウェハリング２を左側にある（図示していない）ウェハマガジンに戻す動作である。

【0034】

これまで図示したウェハ搬送手段１がウェハリング２を左側（－Ｘ方向）に搬送する際、位置決めピン１２がウェハリング２を（－Ｘ方向に）押す状態で密接しているため、搬送方向に過負荷が生じたとしても、ウェハ搬送手段１とウェハリング２の相対位置に変化は生じ難い。このため、吸着パッド１３に横方向に力が加わり難く、過負荷を検出するのは難しい。
そこで、ウェハ搬送手段１がウェハリング２を押す方向でも過負荷検出できるよう検討した結果、位置決めピンを先端部が細くなるようなテーパ形状とすることが望ましいことが判った。すなわち、図７に示す位置決めピン１２０を用いた。

【0035】

図７のような位置決めピン１２０とすることで、ウェハリング２を左方向に移動させる際に過負荷となる場合、図７（ａ）の状態からウェハ搬送手段１がウェハリング２を左側（-Ｘ方向）に押していくと位置決めピン１２０に上方向（Ｚ方向）の力が加わる。その結果、吸着パッド１３にも上方向の力が加わって、ウェハリング２との間に隙間が出来て
リークが生じるため、パッド穴１３０に連通する減圧流路内の圧力をモニタリングすることで過負荷検出は可能になる。

【0036】

以上のように、本発明のウェハ搬送手段は比較的簡単な構成で、ウェハリングを保持することが可能であるとともに、ウェハリング保持の有無と搬送時の過負荷を比較的容易に検出することも可能である。

【符号の説明】

【0037】

１ ウェハ搬送手段
２ ウェハリング
３ ウェハ搬送レール
１０ ハンド
１１ 搬送アーム
１２、１２Ａ、１２Ｂ 位置決めピン
１３ 吸着パッド
２０、２０Ａ、２０Ｂ ノッチ（位置決め溝）
２１、２１Ｆ、２１Ｒ、２１Ｓ 直線辺
１２０ 位置決めピン
１３０ パッド穴
１３１ パッド外周

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】