特許 7503361 搬送機構

(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】

(24)【登録日】2024-06-12

(45)【発行日】2024-06-20

(54)【発明の名称】搬送機構

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240613BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 B

H01L21/78 N

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020011298

(22)【出願日】2020-01-28

(65)【公開番号】P2021118282

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-11-25

(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】100142804

【弁理士】

【氏名又は名称】大上 寛

(72)【発明者】

【氏名】小林 真

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２０４４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５１６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－００８１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレームに保持された被加工物を、カセット載置台に載置されたカセットに対して搬出入するための搬送機構であって、
該カセット載置台に隣接して配設され、該フレームの両端部をそれぞれ保持するとともに、互いに近接／離反可能に構成される一対のガイドレールと、
該フレームを保持するとともに、該カセットと該ガイドレールの間において、該ガイドレールに沿って該フレームを搬送する搬送ユニットと、を備え、
一対の該ガイドレールは、それぞれ該フレームを支持する支持面と、該フレームの外周縁に対向する側壁面と、を有し、
該支持面には、該フレームの下面に向けてエアを噴出するための噴出口が該ガイドレールの長手方向に沿って複数形成される、搬送機構。

【請求項2】

該フレームを該ガイドレールに搬送させる過程において、
該フレームにおいて移動方向の後ろ側の噴出口において、より高い圧力のエアが噴出され、エアの圧力によって該フレームの進行が促進される構成とする、
ことを特徴とする請求書１に記載の搬送機構。

【請求項3】

該フレームを該ガイドレール上で搬送させる過程において、
該ガイドレールの手前側、奥側におけるエアの圧力を、該フレームの移動に伴って連続的に変化させる構成とする、
ことを特徴とする請求書１に記載の搬送機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カセット載置台に載置されたカセットに対して被加工物を搬出入するための搬送機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に開示されるように、カセット載置台に載置されたカセットに対して被加工物を搬出入するための搬送機構として、被加工物を保持する環状フレームを把持する把持部を備えるフレーム搬出入手段と、環状フレームを仮置するとともにセンタリングを行うフレーム位置決め装置と、を備える構成が知られている。

【0003】

フレーム位置決め装置は、略Ｌ字状をなす対向する一対のガイドレールを備え、両ガイドレールを近づけることでセンタリング（中心出し）を行う構成としている。センタリングがされた環状フレームは別の搬送機構によって加工テーブルに搬送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－２０４４６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のような搬送機構においては、環状フレームの下面をガイドレールにて支えつつ、環状フレームの一端がフレーム搬出入手段に引っ張られる、あるいは、押されるようにして、環状フレームが移動することになるため、環状フレームの下面とガイドレールの上面が擦れ合うことになる。

【0006】

即ち、環状フレームがガイドレール上を摺動することになるが、この摺動によって接触部分から発塵することが懸念される。

【0007】

そして、発生した塵が被加工物に付着すると、被加工物の加工精度に影響することや、被加工物を損傷してしまうことが懸念される。特に、被加工物が半導体デバイスである場合には、僅かな塵でもデバイス不良や、後の実装に悪影響を及ぼしてしまうことになる。

【0008】

以上に鑑み、本発明は、ガイドレールを備える搬送機構の構成において、ガイドレールにおける摺動に起因する発塵の問題を解決する新規な技術を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によれば、
フレームに保持された被加工物を、カセット載置台に載置されたカセットに対して搬出入するための搬送機構であって、
該カセット載置台に隣接して配設され、該フレームの両端部をそれぞれ保持するとともに、互いに近接／離反可能に構成される一対のガイドレールと、
該フレームを保持するとともに、該カセットと該ガイドレールの間において、該ガイドレールに沿って該フレームを搬送する搬送ユニットと、を備え、
一対の該ガイドレールは、それぞれ該フレームを支持する支持面と、該フレームの外周縁に対向する側壁面と、を有し、
該支持面には該フレームの下面に向けてエアを噴出するための噴出口が形成される、搬送機構とする。

【0010】

また、本発明の一態様によれば、
エアはイオン化エアである、こととする。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、フレームがガイドレール上を移動する際には、浮力によってフレームが僅かに浮上して支持面との間に隙間が形成される。これにより、フレームの下面と支持面の間の摩擦が低減され、摩耗による発塵が防がれる。

【0012】

本発明の一態様によれば、イオン化エアを使用することによれば、フレーム等が帯電していた場合の除電や、エアとフレームとの摩擦で生じる静電気を除電できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る搬送機構を備える切削装置の外観斜視図である。

【図2】ガイドレールと搬送ユニットについて示す斜視図である。

【図3】ガイドレールの構成について示す斜視図である。

【図4】（Ａ）はガイドレールの形状等について説明する図である。（Ｂ）はウェーハユニットの両端をガイドレールにて支持する様子について示す図である。

【図5】（Ａ）はガイドレールの内部構造等について説明する図である。（Ｂ）はウェーハユニットをガイドレールにてスライドさせる様子について示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る搬送機構１０を備える切削装置２の外観斜視図である。

【0015】

図１に示すように、切削装置２は、被加工物を保持する保持テーブル６を有する。保持テーブル６は、その下方に設けられる図示せぬ回転駆動機構により、Ｚ軸を中心とするθ方向に回転可能に設けられる。また、保持テーブル６は、その下方に設けられる図示せぬ加工送り機構により、加工送り方向となるＸ軸方向に移動可能に構成される。保持テーブル６の周囲には、ウェーハユニット３０のフレーム３６を挟持するクランプ機構７が設けられる。

【0016】

保持テーブル６は、複数のパネルを組み合わせて形成された筐体４内に進入し、筐体４内に配置される図示せぬ切削ユニットの下方に位置付けられ、被加工物であるウェーハ３４が切削加工される。

【0017】

ウェーハユニット３０は、カセット載置台５に載置されるカセット８内に複数枚収容され、搬送ユニット４０によってカセット８から一対のガイドレール７１，７２上へと搬入される。また、加工の終わったウェーハユニット３０は、搬送ユニット４０によって一対のガイドレール７１，７２上からカセット８へと搬出される。

【0018】

この一対のガイドレール７１，７２は、保持テーブル６の上方に配置され、ウェーハユニット３０を一時的に仮置するための仮置領域２０を構成する。

【0019】

ウェーハユニット３０は、被加工物となるウェーハ３４と、ウェーハ３４の周囲を取り囲む環状のフレーム３６と、ウェーハ３４とフレーム３６が貼着されるテープ３２と、を有して構成され、フレーム３６が搬送ユニット４０によってハンドリングされる。

【0020】

搬送ユニット４０は、Ｘ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動する略Ｌ字状の第一アーム４２の下部の水平部に設けられる。第一アーム４２の垂直部は、筐体４の前面４ａにおいてＸ軸方向に移動する第一移動部４５に対し、昇降機構４６を介して接続される。

【0021】

第一移動部４５は、第一Ｙ軸方向移動機構４４によってＹ軸方向に移動する。第一Ｙ軸方向移動機構４４は、水平方向に伸びるボールねじ４４ａと、ボールネジ４４ａを駆動するパルスモーター４４ｂと、ボールねじ４４ａの上下において水平方向に伸びる一対のガイドレール４４ｃ，４４ｃと、を有して構成される。

【0022】

第一アーム４２の水平部には、ガイドレール７１，７２と保持テーブル６の間でウェーハユニット３０を移動させる第一搬送手段４７が構成される。この第一搬送手段４７は、Ｘ軸方向に伸びる二本のアーム部４７ａと、アーム部４７ａの両端に設ける吸着部４７ｂと、を有して構成される。

【0023】

第一搬送手段４７の側方には、保持テーブル６と洗浄装置９との間でウェーハユニット３０を移動させる第二搬送手段５０が設けられる。第二搬送手段５０は、円盤状のカバー部５１ａと、カバー部５１ａの下部に配設された保持部５１ｂと、保持部５１ｂの端部に装着されフレーム３６を吸着する少なくとも４つの吸着部５１ｃと、カバー部５１ａの上部に取り付けられたＬ字状のアーム部５１ｄと、を備える。

【0024】

第二搬送手段５０のアーム部５１ｄは、昇降機構５３を介して第二移動部５２に連結される。第二移動部５２は、第二Ｙ軸方向移動機構５４によって、Ｙ軸方向に移動する。第二Ｙ軸方向移動機構５４は、水平方向に伸びるボールねじ５４ａと、ボールネジ５４ａを駆動するパルスモーター５４ｂと、ボールねじ５４ａの上下において水平方向に伸びる一対のガイドレール５４ｃ，５４ｃと、を有して構成される。

【0025】

上述した各種機構や加工工程は、コントローラ８０による制御によって自動制御される。

【0026】

次に、図２に示すように、ウェーハユニット３０を搬出入するための搬送機構１０について説明する。搬送機構１０は、一対のガイドレール７１，７２と、搬送ユニット４０と、を有して構成される。

【0027】

図２及び図３に示すように、ガイドレール７１，７２は、Ｘ軸方向に離れて対向するように配置され、それぞれウェーハユニット３０のフレーム３６のＸ軸方向の端部分を下側から支持するものである。

【0028】

図３に示すように、一方のガイドレール７１は、Ｙ軸方向に長いアーム部７１ａと、アーム部７１ａの一端を支持する支柱部７１ｂとを有して構成される。支柱部７１ｂは図示せぬＸ軸移動機構に連結され、コントローラ８０（図２）による制御で、Ｘ軸方向に移動する。この支柱部７１ｂの移動に伴ってアーム部７１ａがＸ軸方向に移動する。

【0029】

図３に示すように、アーム部７１ａは、Ｙ軸方向に伸びる水平の支持面７１ｃを形成するベース部７１ｄと、ベース部７１ｄの長手方向に沿ってベース部７１ｄに立設される側壁７１ｅと、を有する。

【0030】

図３に示すように、支持面７１ｃには、アーム部７１ａの長手方向（Ｙ軸方向）に略等間隔でエア噴出口７１ｈ，７１ｈが配設されている。

【0031】

図４（Ａ）に示すように、ベース部７１ｄのＸ軸方向の一端に側壁７１ｅが立設され、アーム部７１ａの断面が略Ｌ字状をなすように構成される。側壁７１ｅにおいて、ベース部７１ｄ側には略垂直の側壁面７１ｆが構成され、フレーム３６の外周縁３６ｆが側壁面７１ｆに当接した際に、フレーム３６のＸ軸方向の移動が規制される。

【0032】

図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、アーム部７１ａのベース部７１ｄには、アーム部７１ａの長手方向（Ｙ軸方向）に伸びるエア供給経路７１ｋが形成されており、エア供給経路７１ｋから支持面７１ｃに向けて縦孔７１ｍが形成され、縦孔７１ｍの開口部にてエア噴出口７１ｈが形成される。

【0033】

図３に示すように、エア供給経路７１ｋは、エア接続ライン６３，及び、電磁弁６１を介してエア供給源６２に接続されており、エア供給源６２からのエアがエア噴出口７１ｈより上側に向けて噴出されるようになっている。電磁弁６１は、コントローラ８０（図２）により、ＯＮ／ＯＦＦが制御される。

【0034】

図４（Ａ）に示すように、エア噴出口７１ｈから噴出されるエアによりフレーム３６を浮上させる浮力Ｆが生じ、フレーム３６の下面と、支持面７１ｃの間に僅かな隙間Ｓが形成される。この僅かな隙間Ｓにより、フレーム３６と支持面７１ｃの間に生じる摩擦が低減され、フレーム３６や支持面７１ｃが擦れて摩耗し、発塵することが防がれる。また、フレーム３６を軽い力でＹ軸方向へと移動させることが可能となる。

【0035】

図３に示すもう一方のガイドレール７２は、ガイドレール７１と同一の構成であって対称的に配置されるものであり、図４（Ｂ）に示すように、一対のガイドレール７１，７２の側壁面７１ｆ，７２ｆの間にウェーハユニット３０のフレーム３６が配置される。フレーム３６は、ガイドレール７１，７２の間に配置されるとともに、ガイドレール７１，７２によりガイドされてガイドレール７１，７２の長手方向に移動する。

【0036】

図４（Ｂ）に示すように、ガイドレール７１，７２はコントローラ８０（図２）によって、互いに近接／離反するように制御される。ガイドレール７１，７２を互いに離反させ、フレーム３６との間に隙間Ｕを形成させることで、開放状態となる。この開放状態において、フレーム３６の移動が許容される。

【0037】

一方、ガイドレール７１，７２同士を近づけると、フレーム３６との間の隙間Ｕがなくなり、ガイドレール７１，７２によってフレーム３６が挟持され、挟持状態となる。この挟持状態において、フレーム３６が規定の位置にセンタリングされる。

【0038】

図１及び図２に示すように、搬送ユニット４０は、第一アーム４２の水平部に設けられるものであって、Ｙ軸方向に移動するものである。

【0039】

図２に示すように、搬送ユニット４０は、第一アーム４２に一端が固定される本体部４３と、本体部４３の他端側に設けられ、ウェーハユニット３０のフレーム３６の上面に対向する保持部４８と、を有して構成される。

【0040】

本実施例では、保持部４８は、フレーム３６の上面に磁着する電磁石で構成され、コントローラ８０の制御によって電磁石の磁力のＯＮ／ＯＦＦが制御され、フレーム３６の保持の開始／解除が制御される。

【0041】

この電磁石を用いる構成に対応し、フレーム３６はＳＵＳ等の金属で構成され、保持部４８に磁着される。なお、保持部４８については、磁力を利用するものの他、吸引エアによりフレーム３６を吸着保持する構成や、クランプによりフレーム３６を物理的に挟持する構成などを採用することもできる。

【0042】

次に、以上のように構成した搬送機構１０によるウェーハユニット３０の搬出入について説明する。

【0043】

まず、図２に示すように、コントローラ８０は、カセットに収容されたウェーハユニット３０の高さを搬送ユニット４０の高さに位置付けるとともに、搬送ユニット４０をＹ軸方向に移動させ保持部４８をフレーム３６の上面に対向させる。

【0044】

次いで、コントローラ８０は磁力をＯＮにし、フレーム３６を保持部４８に磁着させる。

【0045】

次いで、コントローラ８０は、搬送ユニット４０を仮置領域２０側へと移動させる。これにより、フレーム３６の端が搬送ユニット４０に牽引されるようにして、フレーム３６がガイドレール７１，７２上に搬入される。

【0046】

これと同時に、コントローラ８０は、電磁弁６１（図３）をＯＮにし、エア噴出口７１ｈ，７２ｈからの高圧のエアの噴出を開始し、エアによってフレーム３６を下側から押し上げる浮力Ｆを生じさせる（図４（Ａ））。

【0047】

そして、図４（Ａ）に示すように、この浮力Ｆによってフレーム３６が僅かに浮上し、隙間Ｓが形成される。これにより、フレーム３６がガイドレール上を移動する際には、フレーム３６の下面と支持面７１ｃの間の摩擦が低減され、摩耗による発塵が防がれる。また、搬送ユニット４０によるフレーム３６の牽引を僅かな力で行うことができ、装置の小型化を図ることも可能となる。

【0048】

なお、この際、図４（Ｂ）に示すように、ガイドレール７１，７２の間の間隔は、フレーム３６のＸ軸方向の幅よりも僅かに広くなるように設定される。これにより、図４（Ａ）に示すように、側壁面７１ｆとフレーム３６の外周縁３６ｆとの間に隙間Ｕが確保され、両者が強く擦れ合うことによって摩耗し、発塵が生じる不具合が防止される。

【0049】

また、ウェーハユニット３０をガイドレール７１，７２に搬送させる過程において、エアの気圧を変更することや、エアが噴出されるエア噴出口７１ｈ，７２ｈの個数や位置が制御されることとしてもよい。例えば、フレーム３６において移動方向の後ろ側（搬送ユニット４０から遠い側）の一部のエア噴出口７１ｈ，７２ｈにおいて、より高い圧力のエアが噴出されることとすることで、エアの圧力によってフレーム３６の進行が促進される構成とするものである。また、図２に示すガイドレール７１，７２の手前側Ｍ１、奥側Ｍ２におけるエアの圧力を、フレーム３６の移動に伴って連続的に変化させることとしてもよい。また、エア噴出口７１ｈ，７２ｈの形状や、タイミングを制御することで、エアのみによってウェーハユニット３０の搬送を可能とし、搬送ユニット４０を省略することとしてもよい。また、この他、常にエア噴出口７１ｈ，７２ｈからエアが噴出され続けるようにしてもよい。

【0050】

図２に示すように、コントローラ８０は、搬送ユニット４０が所定の位置までウェーハユニット３０を牽引した段階で、保持部４８によるフレーム３６の保持を解除するとともに、ガイドレール７１，７２の距離を近づけることにより、フレーム３６を両側から挟み込むようにしてウェーハユニット３０のセンタリングを行う。

【0051】

このセンタリングが完了した段階で、コントローラ８０は、電磁弁６１（図３）をＯＦＦにし、エアの噴出を停止させる。なお、センタリングの過程においてもエアの噴出を継続することで、隙間Ｓ（図４（Ａ））が確保され、摩耗による発塵を防ぐことができる。

【0052】

以上が、ウェーハユニット３０のカセット８（図１）からガイドレール７１，７２上への搬入であり、その逆のガイドレール７１，７２からカセット（図１）への搬出の際には、上記と逆の手順が実行される。

【0053】

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図１乃至図５に示すように、
フレーム３６に保持された被加工物（ウェーハ３４）を、カセット載置台５に載置されたカセット８に対して搬出入するための搬送機構１０であって、
カセット載置台８に隣接して配設され、フレーム３６の両端部をそれぞれ保持するとともに、互いに近接／離反可能に構成される一対のガイドレール７１，７２と、
フレーム３６を保持するとともに、カセット８とガイドレール７１，７２の間において、ガイドレール７１，７２に沿ってフレーム３６を搬送する搬送ユニット４０と、を備え、
一対のガイドレール７１，７２は、それぞれフレーム３６を支持する支持面７１ｃ，７２ｃと、フレーム３６の外周縁３６ｆに対向する側壁面７１ｆ，７２ｆと、を有し、
支持面７１ｃ，７２ｃにはフレーム３６の下面に向けてエアを噴出するための噴出口７１ｈ，７２ｈが形成される、搬送機構とするものである。

【0054】

この構成によれば、フレーム３６がガイドレール上を移動する際には、浮力Ｆによってフレーム３６が僅かに浮上して支持面７１ｃ，７２ｃとの間に隙間Ｓが形成される。これにより、フレーム３６の下面と支持面７１ｃの間の摩擦が低減され、摩耗による発塵が防がれる。

【0055】

さらに、エアについて、イオン化エアを使用することによれば、図２に示すようにウェーハユニット３０を構成するテープ３２，フレーム３６，被加工物（ウェーハ３４）が帯電していた場合の除電や、エアとフレーム３６との摩擦で生じる静電気を除電できる。

【符号の説明】

【0056】

２ 切削装置
５ カセット載置台
６ 保持テーブル
８ カセット
１０ 搬送機構
２０ 仮置領域
３０ ウェーハユニット
３２ テープ
３４ ウェーハ
３６ フレーム
３６ｆ 外周縁
４０ 搬送ユニット
４３ 本体部
４８ 保持部
７１ ガイドレール
７１ａ アーム部
７１ｂ 支柱部
７１ｃ 支持面
７１ｄ ベース部
７１ｅ 側壁
７１ｆ 側壁面
７１ｈ エア噴出口
７１ｋ エア供給経路
７１ｍ 縦孔
８０ コントローラ
Ｆ 浮力
Ｓ 隙間
Ｕ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】