(57)【要約】【課題】環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを、大口径であってもデバイスに傷を付けたり破損させることなく搬送することができる搬送機構を提供する。【解決手段】環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを搬送するための搬送機構であって、環状の支持フレームの上面を保持するフレーム保持手段と、ウエーハを保持するウエーハ保持手段と、フレーム保持手段とウエーハ保持手段を支持する支持部材と、支持部材を第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手段とを具備し、ウエーハ保持手段は、エアーを噴出することによって負圧を生成しウエーハの上面を非接触状態で吸引保持する保持パッドからなっている。【選択図】図３
2014078620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを搬送するための搬送機構であって、
環状の支持フレームの上面を保持するフレーム保持手段と、ウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該フレーム保持手段と該ウエーハ保持手段を支持する支持部材と、該支持部材を第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手段と、を具備し、
該ウエーハ保持手段は、エアーを噴出することによって負圧を生成しウエーハの上面を非接触状態で吸引保持する保持パッドからなっている、
ことを特徴とする搬送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを搬送するための搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置等のダイシング装置によってダイシングすることにより個々の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
近年、半導体デバイス製造の生産性を向上させるために、ウエーハの径が３００mm、４５０mmと大口径化の傾向があり、ダイシング装置等の加工装置も大口径化に対応した構成となっている。しかるに、ウエーハは環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着された状態で搬送されるため、環状の支持フレームを保持して搬送する際にウエーハの自重により保護テープが大きく撓み垂れ下がることからウエーハが破損するという問題がある。
【０００４】
上述した問題を解消するために、環状の支持フレームを保持するフレーム保持手段と、環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを吸引保持する吸着パッドとを備えた搬送機構が下記特許文献１に開示されている。また、環状の支持フレームを保持するフレーム保持手段と、環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを吸引する負圧室を備えた搬送機構が下記特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８６５４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、上記特許文献１に開示された搬送機構のようにウエーハを吸着パッドによって吸引保持すると、デバイスに傷を付けるという問題がある。また、上記特許文献２に開示された搬送機構のようにウエーハを負圧室に形成される負圧によって支持する構成においては負圧室の負圧制御は難しく、負圧が小さいとウエーハの撓みを抑制できず、負圧が大きいとウエーハを湾曲させて破損させるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを、大口径であってもデバイスに傷を付けたり破損させることなく搬送することができる搬送機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、環状の支持フレームに装着された保護テープに貼着されたウエーハを搬送するための搬送機構であって、
環状の支持フレームの上面を保持するフレーム保持手段と、ウエーハを保持するウエーハ保持手段と、該フレーム保持手段と該ウエーハ保持手段を支持する支持部材と、該支持部材を第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手段と、を具備し、
該ウエーハ保持手段は、エアーを噴出することによって負圧を生成しウエーハの上面を非接触状態で吸引保持する保持パッドからなっている、
ことを特徴とする搬送機構が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による搬送機構は、環状の支持フレームの上面を保持するフレーム保持手段と、ウエーハを保持するウエーハ保持手段とを具備し、ウエーハ保持手段は、エアーを噴出することによって負圧を生成しウエーハの上面を非接触状態で吸引保持する保持パッドからなっているので、フレーム保持手段がウエーハを保護テープを介して支持する環状の支持フレームの上面を吸引保持するとともに、ウエーハ保持手段がウエーハの上面を非接触状態で吸引保持する。従って、環状の支持フレームに保護テープを介して支持されたウエーハは、ウエーハ保持手段によって上面が非接触状態で吸引保持されるので、ウエーハの径が３００mm、４５０mmと大口径であっても搬送する際に保護テープの撓みに起因してウエーハが湾曲することはなく、デバイスに傷を付けたり破損させることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された搬送機構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】図１に示す切削装置に装備された本発明に従って構成された搬送機構としての第１の搬送機構の斜視図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された搬送機構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。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された搬送機構を装備した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、チャックテーブル本体３１と、該チャックテーブル本体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の表面である保持面に被加工物である例えば円板形状のウエーハを図示しない吸引手段によって吸引保持するようになっている。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。なお、チャックテーブル３には、被加工物として後述するウエーハを保護テープを介して支持する環状の支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１３】
図示の実施形態における切削装置は、切削手段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。
【００１４】
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の表面である保持面に保持された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するための撮像機構５を具備している。この撮像機構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、切削装置は、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。
【００１５】
図示の実施形態における切削装置は、被加工物としての半導体ウエーハ８をストックするカセット７を具備している。ここで、被加工物としての半導体ウエーハ８と環状の支持フレーム９および保護テープ１０の関係について説明する。半導体ウエーハ８は、表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。環状の支持フレーム９は、ステンレス鋼等の金属材によって環状に形成されており、半導体ウエーハを収容する開口部９１と保護テープ１０が貼着されるテープ貼着部９２（図１の状態における裏面に形成されている）を備えている。保護テープ１０は上面に粘着層を備え上記開口部９１を覆うようにテープ貼着部９２に装着されており、この保護テープ１０の上面に半導体ウエーハ８が貼着される。このように保護テープ１０を介して環状の支持フレーム９に支持された半導体ウエーハ８は、上記カセット７に収容される。また、カセット７は、カセット載置部７０において図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル７１上に載置される。
【００１６】
図示の実施形態における切削装置は、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８（環状の支持フレーム９に保護テープ１０によって支持された状態）を仮置き部１１に搬出する被加工物搬出手段１２と、該被加工物搬出手段１２によって搬出された半導体ウエーハ８を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送機構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８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８を洗浄手段１４へ搬送する第２の搬送機構１５を具備している。
【００１７】
次に、上記第１の搬送機構１３について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態における第１の搬送機構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旋回機構１３３に連結されている。従って、旋回機構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の他端部に装着される後述するフレーム保持手段およびウエーハ保持手段を支持する支持部材２１が水平面内において、上記仮置き部１１と上記洗浄手段１４および上記チャックテーブル３との間を移動せしめられる。従って、作動アーム１３１と昇降手段１３２および旋回機構１３３は、後述するフレーム保持手段およびウエーハ保持手段を支持する支持部材２１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手段として機能する。
【００１８】
上記作動アーム１３１の他端部に装着される支持部材２１はＨ字状に形成されており、中央支持部２１１と、該中央支持部２１１の両端にそれぞれ形成され中央支持部２１１と直交する方向に延びる両側支持部２１２、２１２とからなっている。支持部材２１を構成する両側支持部２１２、２１２のそれぞれ両端部には、上記半導体ウエーハ８を保護テープ１０を介して支持する環状の支持フレーム９の上面を吸引保持するための４個のフレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａを有するフレーム保持手段２２が配設されている。このフレーム保持手段２２を構成する４個のフレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａは従来周知のものでよく、それぞれフレキシブルパイプ２３、２３、２３、２３を介して図示しない吸引手段に接続されており、吸引源と適宜連通するようになっている。従って、フレーム保持手段２２を構成する４個のフレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａは、吸引源に連通されると半導体ウエーハ８を保護テープ１０を介して支持する支持フレーム９の上面を吸引保持する。なお、フレキシブルパイプ２３、２３、２３、２３は、上記作動アーム１３１に沿って配設されることが望ましい。また、フレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａ、それぞれ両側支持部２１２、２１２に上下方向に摺動可能に配設された支持ロッド２４、２４、２４、２４の下端に取付けられており、それぞれ両側支持部２１２、２１２の下面との間に配設されたコイルばね２５、２５、２５、２５によって下方に押圧すべく付勢されている。
【００１９】
上記支持部材２１を構成する中央支持部２１１には、上記支持フレーム９に保護テープ１０を介して支持された半導体ウエーハ８の上面を非接触状態で吸引保持するウエーハ保持手段２６が配設されている。このウエーハ保持手段２６は、図３に示すようにエアーを噴出することによって負圧を生成し半導体ウエーハ８の上面を非接触状態で吸引保持するベルヌーイの原理を利用した保持パッド２６０からなっている。保持パッド２６０は、下面に形成された円錐面２６１と、該円錐面２６１に沿ってエアーを噴出する噴出口２６２と、該噴出口２６２と連通し図示しないエアー供給手段に接続されるエアー供給通路２６３を具備している。また、保持パッド２６０の上端には取り付けネジ２６４が設けられており、この取り付けネジ２６４を上記支持部材２１の中央支持部２１１に設けられた取り付け穴２１１aを下側から挿通し、ナット２６５を螺合することにより、保持パッド２６０は支持部材２１の中央支持部２１１に取り付けられる。このように構成されたウエーハ保持手段２６は、図示しないエアー供給手段が作動すると、エアーがエアー供給通路２６３および噴出口２６２を介して円錐面２６１に沿って噴出され、このエアーの噴出流によって発生する負圧により半導体ウエーハ８の上面を非接触状態で吸引保持する。
【００２０】
本発明に従って構成された第１の搬送機構１３を装備した切削装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
カセット７の所定位置に収容された環状の支持フレーム９に保護テープ１０を介して支持された半導体ウエーハ８は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル７１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出手段１２が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ８を保護テープ１０を介して支持している環状の支持フレーム９を把持して仮置き部１１に搬出する。仮置き部１１に搬出された環状の支持フレーム９に保護テープ１０を介して支持された半導体ウエーハ８は、第１の搬送機構１３を構成する昇降手段１３２、旋回機構１３３、図示しない吸引手段およびエアー供給手段の作動によって、フレーム保持手段２２およびウエーハ保持手段２６に吸引保持され、上記チャックテーブル３を構成する吸着チャック３２の保持面上に搬送される。このとき、図３に示すように第１の搬送機構１３を構成するフレーム保持手段２２の４個のフレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａが半導体ウエーハ８を保護テープ１０を介して支持する環状の支持フレーム９の上面を吸引保持するとともに、ウエーハ保持手段２６が上述したように半導体ウエーハ８の上面を非接触状態で吸引保持する。このように、環状の支持フレーム９に保護テープ１０を介して支持された半導体ウエーハ８は、ウエーハ保持手段２６によって上面が非接触状態で吸引保持されるので、半導体ウエーハ８の径が３００mm、４５０mmと大口径であっても搬送する際に保護テープ１０の撓みに起因して半導体ウエーハ８が湾曲することはなく、デバイスに傷を付けたり破損させることもない。
【００２１】
上記第１の搬送機構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８は、第１の搬送機構１３を構成するフレーム保持手段２２およびウエーハ保持手段２６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８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に形成されているストリートが検出され、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。
【００２２】
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８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は切削ブレード４３により所定の切断ラインに沿って切断される。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により所定のストリートに沿って切削される。ストリートに沿って切断すると、半導体ウエーハ８は個々のデバイスに分割される。分割されたデバイスは、保護テープ１０の作用によってバラバラにはならず、支持フレーム９に支持された半導体ウエーハ８の状態が維持されている。このようにして半導体ウエーハ８の切断が終了した後、半導体ウエーハ８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８を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ８の吸引保持を解除する。
【００２３】
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個々の半導体チップに分割されている半導体ウエーハ８は、第２の搬送機構１５によって洗浄手段１４に搬送される。洗浄手段１４に搬送された個々のデバイスに分割された半導体ウエーハ８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８は、上記第１の搬送機構１３によって上記仮置き部１１に搬送される。このとき、第１の搬送機構１３は、上述したようにフレーム保持手段２２を構成する４個のフレーム保持部材２２ａ、２２ａ、２２ａ、２２ａが半導体ウエーハ８を保護テープ１０を介して支持する支持フレーム９の上面を吸引保持するとともに、ウエーハ保持手段２６が個々のデバイスに分割された半導体ウエーハ８の上面を非接触状態で吸引保持するので、保護テープ１０の撓みに起因して隣接するデバイス同士が接触することはなく、デバイス同士が接触することによって生ずる欠損または破損を防止することができる。仮置き部１１に搬送された半導体ウエーハ８は、被加工物搬出手段１２によってカセット７の所定位置に収納される。
【００２４】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては本発明を第１の搬送機構１３に適用した例を示したが、第２の搬送機構１５を本発明の構成としてもよい。また、上述した実施形態においては本発明による搬送機構を切削装置に適用した例を示したが、レーザー加工装置等ウエーハを加工する加工装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：チャックテーブル本体
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
７１：カセットテーブル
８：半導体ウエーハ
９：環状の支持フレーム
１０：保護テープ
１１：仮置き部
１２：被加工物搬出手段
１３：第１の搬送機構
１３１：作動アーム
１３２：昇降手段
１３３：旋回機構
１４：洗浄手段
１５：第２の搬送機構
２１：支持部材
２２：フレーム保持手段
２６：ウエーハ保持手段
２６０：保持パッド
【図１】
2014078620.tif 000003
【図２】
2014078620.tif 000004
【図３】
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