(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着テープを介してリング状フレームに半導体ウエハを保持する半導体ウエハのマウント方法であって、
カセットの両側壁から背面側にわたって支持面を有する支持プレートに裏面を上向きにして少なくとも半導体ウエハの外周部分を支持されて複数段に収納された複数枚の半導体ウエハに対して、搬送機構の吸着部が設けられた先端と当該支持プレートとによって半導体ウエハの外周部分を裏面側から挟み込んで吸着しながら搬出する過程と、
前記半導体ウエハの裏面を上向きにした状態で位置合わせ行なう過程と、
前記位置合わせを行った半導体ウエハを搬送し、裏面を上向きにした状態でマウントテーブルに載置して粘着テープを貼り付けることにより、粘着テープを介してリング状フレームに半導体ウエハを保持する過程と
を備えたことを特徴とする半導体ウエハのマウント方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウエハのマウント方法において、
さらに、半導体ウエハのパターン面に貼られた保護テープを剥離する過程を備えたことを特徴とする半導体ウエハのマウント方法。
【請求項３】
複数枚の半導体ウエハを複数段に収納するカセットであって、
裏面を上向きにして少なくとも半導体ウエハの外周部分を載置するように、カセットの両側壁から背面側にわたって形成された支持部と、
内部に複数段に設けられた前記支持部ごとに備わった電磁弁をコネクタで独立制御することにより、前記半導体ウエハの吸着保持と解除を独立して制御可能にするとともに、電磁弁を閉塞し、コネクタを外した状態で支持部に半導体ウエハを一定期間だけ吸着保持を可能にする吸着手段と、
を備えたことを特徴とするカセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハのマウント方法およびこれに用いるカセットに係り、特に、厚みの薄いウエハを取り扱う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、処理対象である半導体ウエハは次のようにしてマウントテーブル（粘着テープを介してリング状のフレームに半導体ウエハをマウントするためのテーブル）に搬送されている。
【０００３】
パターン形成処理が済んで裏面を研磨（以下、単に「バックグラインド」という）された半導体ウエハ（以下、適宜「ウエハ」という）は、ロボットアームを備えた搬送機構によって搬送され、パターン面を上向きにした状態でカセットに複数段に収納されている。
【０００４】
このとき、図６に示すようなカセットＣａが使用される。つまり、カセットＣａは、ウエハの周縁部および中央部を保持する支持プレート３１が設けられている。
【０００５】
そして、カセットＣａからウエハを取り出すロボットアームの先端部３２は、図７に示すように、先端部３３が櫛状のものが使用されている。
【０００６】
このようにウエハが複数段に収納されたカセットは、マウント工程へと搬送される。次いでマウント工程では、搬送機構のロボットアームの先端部がウエハの下方に挿入され、ウエハをすくい上げるとともに吸着保持して取り出し、アライメントステージに搬送する。
【０００７】
アライメントステージにパターン面を上向きに載置されて位置合わせ処理が済んだウエハは、下方からロボットアームによって吸着保持されてマウントテーブルへと搬送される。この搬送過程でロボットアームが旋回し、ウエハ面を反転、つまりウエハの裏面を上向きしてマウントテーブルに搬送している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
現在の市場では、厚みが２００μｍ以上の半導体ウエハが使用されている。しかし、近年、半導体ウエハは高密度実装の要求に伴い、ウエハの厚みが２００μｍ未満の１５０〜５０μｍと、次第に薄くなる傾向にある。
【０００９】
そこで、ウエハの厚みが２００μｍ未満になると現状の半導体ウエハのマウント方法では、次のような問題が発生する。
ウエハが薄くなるとバックグラインド後に残る加工応力に対する剛性が低下しているのでウエハの歪みが大きくなる。
【００１０】
ウエハの歪みが大きくなると、ロボットアームの先端部をウエハの下に挿入してすくい上げなら吸着保持する際、吸着保持が確実に行なえずに取り出しエラーになったり、または吸着が不十分のまま取り出されたりする。吸着保持が不十分のまま取り出されたウエハを各工程に搬送する際、例えば、マウントンテーブルに搬送される過程でロボットアームを旋回させて裏面が上向きになるようウエハを反転させるとき、ウエハが落下してしまうといった問題が発生する。
【００１１】
また、薄く加工されたウエハのエッジは先鋭となっているので、カセットに収納されたのち、カセットを移送する最中にカセット壁面にウエハの周端（エッジ）が当たると、ウエハのエッジが損傷したり、カセット壁面にウエハが食い込んだりする。また、ウエハがカセット壁面に食い込むと、ウエハを取り出すときに取り出しエラーや、エッジに損傷を与えるといった問題が発生する恐れがある。
【００１２】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、厚みの薄い半導体ウエハを取り扱うことのできる半導体ウエハのマウント方法およびこれに用いるカセットを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、粘着テープを介してリング状フレームに半導体ウエハを保持する半導体ウエハのマウント方法であって、
カセットの両側壁から背面側にわたって支持面を有する支持プレートに裏面を上向きにして少なくとも半導体ウエハの外周部分を支持されて複数段に収納された複数枚の半導体ウエハに対して、搬送機構の吸着部が設けられた先端と当該支持プレートとによって半導体ウエハの外周部分を裏面側から挟み込んで吸着しながら搬出する過程と、
前記半導体ウエハの裏面を上向きにした状態で位置合わせ行なう過程と、
前記位置合わせを行った半導体ウエハを搬送し、裏面を上向きにした状態でマウントテーブルに載置して粘着テープを貼り付けることにより、粘着テープを介してリング状フレームに半導体ウエハを保持する過程とを備えたものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、さらに、半導体ウエハのパターン面に貼られた保護テープを剥離する過程を備えたものである。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明は、複数枚の半導体ウエハを複数段に収納するカセットであって、
裏面を上向きにして少なくとも半導体ウエハの外周部分を載置するように、カセットの両側壁から背面側にわたって形成された支持部と、
内部に複数段に設けられた前記支持部ごとに備わった電磁弁をコネクタで独立制御することにより、前記半導体ウエハの吸着保持と解除を独立して制御可能にするとともに、電磁弁を閉塞し、コネクタを外した状態で支持部に半導体ウエハを一定期間だけ吸着保持を可能にする吸着手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本明細書は、次のような解決手段も開示している。
【００１８】
（１）半導体ウエハを搬送する搬送機構であって、
半導体ウエハの周縁領域を吸着保持する吸着手段を備えたことを特徴とする半導体マウント装置。
【００１９】
前記（１）の発明によれば、周縁領域を吸着保持する吸着手段を備えているので、半導体ウエハを撓ますことなく吸着保持することができる、結果、半導体ウエハを安定保持して搬送することができる。
【００２０】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
すなわち、裏面を上向きにした状態で複数枚の半導体ウエハがカセットに複数段に収納されているので、取り出し対象の半導体ウエハを上方から吸着保持してカセットから取り出せる。また、取り出した半導体ウエハは、裏面を上向きにした状態で位置合わせが行われるので、マウントテーブルに搬送されるまでの間、常に半導体ウエハの裏面が上向きになるようにされている。つまり、従来装置の半導体ウエハの搬送機構には、半導体ウエハを反転させる反転機構が備わっていたがこの機構が不要となる。したがって、半導体ウエハ反転時にともなう半導体ウエハの落下が防止される。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明によれば、マウントテーブルで粘着テープを介して半導体ウエハとリング状フレームとが一体化され、払い出された半導体ウエハの表面（パターン面）から保護テープが剥離される。
【００２３】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、支持プレートに載置された半導体ウエハが吸着保持されるので、カセット内で半導体ウエハが移動することなく安定した状態で保持される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
図１は本発明の半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）のマウント装置の全体構成を示した図、図２はウエハを多段に収納するカセットの図である。
【００２５】
この半導体ウエハのマウント装置は、バックグラインド処理を受けたウエハＷを複数段に収納したカセットＣ１が装填されるウエハ供給部１、第１ロボットアーム２が装備されたウエハ搬送機構３、ウエハＷを位置合わせするアライメントステージ４、リング状フレームであるフレームｆの位置合わせをするアライメントステージ５、フレームｆとウエハＷを載置するマウントテーブル６、粘着テープＴをマウントテーブル６に供給するテープ供給部７、粘着テープＴの貼付け後の残存テープを回収するテープ回収部８、ウエハＷとフレームｆとが一体化したマウントフレームＦを搬送する第２ロボットアーム９が装備された搬送機構１０、パターン面に貼付けられた保護テープＰを剥離する剥離部位１１、剥離テープＴｐを剥離部位１１へ供給するテープ供給部１２、剥離された処理済みの剥離テープＴｐを巻き取り回収するテープ回収部１４、処理済みのウエハＷの製造番号を読み取る文字認識部１５、マウントフレームＦにバーコードラベルを貼り付けるプリンタ１６、マウントフレームＦを複数段に収納するためのカセットＣ２が装填されるマウントフレーム回収部１７などが基台１８の上部に備えられている。
【００２６】
ここで、ウエハ供給部１、ウエハ搬送機構３、アライメントステージ４，５、マウントテーブル６、ウエハ搬送機構１０、剥離部位１１、文字認識部１５、プリンタ１５、およびウエハ回収部１７が基台１８の上面に配備されているのに対して、テープ貼り付けユニットなどからなるテープ供給部７とテープ回収８は、マウントテーブル６を跨ぐ形で図示しない部材に摺動自在に配備されている。また剥離テープＴｐを供給するテープ供給部１２とテープ回収部１４とが基台１２の上面に立設した図示しない縦壁の前面に装備される。
【００２７】
ウエハ供給部１は、保護テープＰが貼付けられた面を下向き、つまり裏面を上向きにした水平姿勢のウエハＷをカセットＣ１の各段に設けられた支持プレート２０上に載置し、これら複数枚のウエハＷが複数段に収納されたカセットＣ１をカセット台の上に装填するようになっている。カセット台は図示しないエアーシリンダよって旋回されて向き変更可能となっている。
【００２８】
また、カセットＣ１は、本実施例の特徴的な構成を有している。以下、図２および図３を参照しながら、さらに具体的に説明する。
カセットＣ１は、パターン面が保護テープＰによって保護された状態のウエハＷがパターン面を下向きにした状態で載置することができるように、カセットＣ１の内面積と略同形状をした平板状の支持プレート２０が複数段に設けられている。この支持プレート２０の中央部にはウエハＷを真空吸着して保持するための吸着孔２１が設けられている。この吸着孔２１は、支持プレート２０の内部の管２２を介して電磁弁２３と接続されている。
【００２９】
電磁弁２３は、各支持プレート２０に設けられており、カセットＣ１の上部からエアー継ぎ手２４を介して真空源２５と接続されている。エアー継ぎ手２４は、例えばワンタッチで着脱可能なものが使用される。また、カセットＣ１の後部側面にウエハＷの収納段数、つまり支持プレート２０の数に応じたコネクタ２６が設けられている。このコネクタ２６は各段の電磁弁２３を独立に制御する信号を伝えるためのものである。
【００３０】
つまり、任意の箇所の支持プレート２０に載置されるウエハＷは、支持プレート２０に載置されると同時に電磁弁２３が開放（オン）にされて、吸着孔２１によって吸着保持されるようになっている。また、ウエハＷを収納する装置からカセットＣ１を取り外すとき、先ず電磁弁２３を閉塞し、次いでコネクタ２６に接続された配線（制御信号伝達用）を外し、さらにエアー継ぎ手２４から真空源２５を外すと、カセットＣ１を自在に移動させることができる。
【００３１】
なお、ウエハＷが吸着孔２１を密封しているので、電磁弁２３をオフにした状態から一定期間は、真空吸着状態が維持され、ウエハＷは安定保持されるようになっている。
【００３２】
ウエハＷをカセットＣ１内に収納した状態で長時間保管するような場合は、保管場所に設けられた真空源２５をエアー継ぎ手２４に接続し、必要な箇所の電磁弁２３を開放（オン）すればカセットＣ１に加えられる不用意な振動から収納保持されているウエハＷは免れることができる。
なお、支持プレート２０および吸着孔２１は、本発明の支持部に相当する。
【００３３】
次に、搬送機構３の第１ロボットアーム２は、図４に示すように、その先端部２７がリング状をしており、リング中央の円周に沿って複数個の吸着孔２８が設けられている。つまり、先端部２７がウエハＷに当接したときに先端部２７と支持プレート２０によってウエハＷが挟み込まれるかたちとなって、ウエハＷの歪みが矯正されるとともに、先端部２７でウエハＷの円周領域を真空吸着して保持するようになっている。
【００３４】
また、第１ロボットアーム２は、水平進退可能に構成されており、ウエハ供給部１に先端部２７を挿入し、ウエハＷの上方、つまり裏面を吸着保持して取り出し、アライメントステージ４へのウエハＷの供給、アライメントステージ４からマウントテーブル６へのウエハＷの供給を行うようになっている。このとき、アライメントステージ４の図示しない支持部と先端部２７によってウエハＷが挟み込まれるかたちとなってウエハＷの歪みが矯正されるようになっている。
【００３５】
マウントテーブル６は、アライメントステージ５で位置合わせ処理されたフレームｆが可動台で搬送されて保持されるとともに、第１ロボットアーム２によって所定の位置および姿勢に載置されたウエハＷを吸着保持するようになっている。
【００３６】
また、テープ供給部１２は、原反ロールから導出した粘着テープＴをマウントテーブル６の上方を通るテープ貼付けユニットと、粘着テープを裁断するカッター機構Ｋとから構成されている。また、裁断された残存テープを回収するテープ回収部８をも備えている。
【００３７】
第２ロボットアーム９は、水平進退および旋回可能に構成されており、マウントテーブル６で粘着テープの貼り付けによってウエハＷとフレームｆが一体化したマウントフレームＦを吸着保持し、パターン面を上向きになるようにアームを旋回させてマウントフレームＦを反転させて剥離テーブルへ搬入するようになっている。
【００３８】
テープ供給部１２は、原反ロールから導出した剥離テープＴｐを剥離テーブルの上方通って供給するようになっている。つまり、ウエハＷのパターン面に貼り付けられた保護テープＰの表面に剥離ローラＲ２が転動して剥離テープＴｐを貼り付けるとともに、剥離テープＴｐと保護テープＰが一体になって剥離されるように構成されている。なお、剥離テープＴｐは、ウエハＷの径よりも幅狭のものが利用される。
【００３９】
文字認識部１５は、ウエハＷに刻印された製造番号などの文字を読み取るＣＣＤと、読み取った文字を解析するコンピュータとから構成されている。
【００４０】
プリンタ１６は、文字認識部１５で認識した文字に応じて新たに製造管理番号をバーコード化し、マウントフレームＦにバーコードラベルを印字出力して貼り付けるようになっている。
【００４１】
マウントフレーム回収部１７は、保護テープ剥離処理が済み、バーコードが貼り付けられたマウントフレームＦを、上下に適当な間隔をもった状態でカセットＣ２に差込み収納して、カセット台の上に装填するようになっている。このカセット台も図示しないエアーシリンダによって旋回されて向き変更可能となっている。
【００４２】
以下、上述の実施例装置の基本的な工程を、図１を参照しながら説明する。
先ず、第１ロボットアーム２の先端部がウエハ供給部１のカセットＣ１の隙間に挿入され、裏面を上にしたウエハＷを上方から１枚吸着保持して取り出し、アライメントステージ４上に移載する。ここで、ウエハＷのオリエンテーションフラットやノッチなどを検出に基づいて、ウエハＷの位置合わせが行われる。位置合わせが行われたウエハＷは、再び第１ロボットアーム２で裏面を吸着保持されてマウントテーブル６に移送される。
【００４３】
マウントテーブル６は、図示しないフレームチャック部を備えている。そして、このフレームチャック部には、アライメントステージ５から位置合わせされたフレームｆが供給され吸着保持される。このとき、ウエハＷは、マウントテーブル６に所定の姿勢および位置で載置され、吸着保持される。また、このとき，粘着テープＴの貼付けローラＲ１はフレームｆから後方の待機位置にある。
【００４４】
次に、貼付けローラＲ１が、ウエハＷとフレームｆ上を転動移動して粘着テープＴを貼り付けてゆく。そして、カッター機構Ｋによって粘着テープＴがフレーム上で円形に切断され、裁断後の残存テープはテープ回収部８に回収される。
【００４５】
粘着テープＴが貼り付けられフレームｆとウエハＷとが一体化したマウントフレームＦは、マウントテーブル６から払い出され、第２ロボットアーム９によって吸着保持されて剥離テーブルに搬送される。この搬送過程で、第２ロボットアーム９が旋回し、ウエハＷのパターン面が上向きにされる。
【００４６】
剥離テーブルに搬送されたウエハＷは、図示しない吸着パッドに所定の姿勢および位置で載置され、保護テープＰが貼り付けられているパターン面が上向きの姿勢で吸着保持される。このとき、剥離ローラＲ２は剥離テーブルから離れた待機位置にある。
【００４７】
剥離テーブル上にマウントフレームＦが装填されると、剥離ローラＲ２がウエハＷ上を転動移動して剥離テープＴｐを保護テープＰの表面に貼り付けてゆくとともに、保護テープＰと一体に接着した状態の剥離テープＴｐをウエハＷの表面から剥離してゆく。このとき、テープ供給部１２からは剥離テープＴｐが適時に供給されるとともに、剥離テープＴｐと一緒に剥離された保護テープＰはテープ回収部１４によって回収される。
【００４８】
剥離テープＴｐによって保護テープＰが除去処理されたウエハＷは、搬送台によって文字認識部１５に搬送され、ウエハＷ上に印字された製造番号の認識処理が行われる。そして、プリンタ１６によって新たにバーコード化された製造管理番号のラベルがマウントフレームＦに貼り付けられる。
【００４９】
バーコードラベルの貼り付け処理が施されたマウントフレームＦは、搬送台によって搬送され、カセットＣ２に差込み収納される。
【００５０】
なお、マウント工程の構成は、上述の実施形態の構成に限定されるものではい。
【００５１】
以上のように、バックグラインド処理が施されたウエハＷを先端部２７と支持プレート２０によって挟み込むようなかたちで吸着保持することによって、ウエハＷに発生する歪みを防止し、ひいては先端部２７でウエハＷを確実に吸着保持することができ、安定したウエハＷの搬送を実現できる。
【００５２】
また、ウエハＷの全領域を覆うような支持プレート２０と、支持プレート２０に設けた吸着孔２１によってウエハＷを真空吸着させることによって、カセットＣ１を移動させる際にも、カセットＣ１内でウエハＷを安定保持することができる。
【００５３】
また、裏面を上向きにしてカセットＣ１に収納されているウエハＷを、リング状の先端部２７を備えた第１ロボットアーム２でウエハＷの上方（裏面）から吸着保持して取り出し、アライメントステージ４への供給、位置合わせ、位置合わせ処理後にマウントテーブル６への移送の全てにおいてウエハＷの裏面を上向きにして取り扱う、結果、ウエハＷの反転などによる落下を回避することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、以下のように変形実施することができる。
【００５５】
（１）  上記実施例では、カセットＣ１からウエハＷを第１ロボットアーム２の先端部で１枚吸着保持して取り出しているが、この取り出し時にカセットＣ１のウエハＷの支持プレートに設けた吸着孔からエアーを供給し、第１ロボットアーム２での吸着保持をサポートするようにしてもよい。
【００５６】
（２）  上記実施例のカセットＣ１の支持プレート２０は、ウエハＷの全領域を保持するようになっているが、この形態に限定されるものでなく、例えば、図５に示すように、ウエハＷが支持プレートに載置した際に撓まない程度に中央部に開口部Ｈを設けて軽量化したものを用いてもよい。
【００５７】
（３）  上記実施例では、第１ロボットアーム２の先端部２７がリング状をし、吸着孔２８を複数個設けたものであったが、上記実施例の形態に限定されるものではなく、ウエハＷの吸着時および搬送時にウエハＷが撓むことなく安定した状態で搬送できる構成であればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、パターン面とは反対の裏面を上向きにした状態でカセットに複数段に収納されているウエハを上方から吸着保持して取り出すとともに、裏面を上向きにした状態で位置合わせを行なうことによって、マウントテーブルにウエハが載置されるまでの間、常に、裏面を上向きにした状態でウエハを取り扱うことができる。その結果、搬送過程でウエハを反転させる際に発生するウエハの落下を回避することができる。
【００５９】
また、請求項２に記載の発明によれば、ウエハのパターン面に貼付けられた保護テープを剥離することができる。
【００６０】
また、請求項３に記載の発明によれば、ウエハの裏面を上向きにして複数段に収納することができるので、ウエハの上方から搬送アームで吸着して取り出すことができる。このとき、支持部とアームの先端部によってウエハが挟み込まれるかたちとなるので、ウエハの歪みを矯正してカセットから取り出すことができる。すなわち、請求項１の方法を好適に実現することができる。
【００６１】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、ウエハを吸着手段によって支持部に保持することができるので、カセット内でウエハが移動することなく安定した状態で保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る半導体ウエハのマウント装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本実施例装置に用いられるカセットの部分破断斜視図である。
【図３】カセットの要部構成を示した図である。
【図４】実施例に係るロボットアームの先端部を示した図である。
【図５】変形例のカセットの斜視図である。
【図６】従来のカセットの斜視図である。
【図７】従来のロボット−アームの先端部の図である。
【符号の説明】
１  …  ウエハ供給部
２  …  第１ロボットアーム
３  …  ウエハ搬送機構
４  …  アライメントステージ
６  …  マウントテーブル
２０  …  支持プレート
２１  …  吸着孔
２２  …  管
２３  …  電磁弁
２４  …  エアー継ぎ手
２５  …  真空原
２６  …  コネクタ
２７  …  ロボットアーム先端部
２８  …  吸着孔
Ｃ１  …  カセット
ｆ  …  フレーム（リング状フレーム）
Ｆ  …  マウントフレーム
Ｗ  …  半導体ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004748901.tif 000007
【図７】
0004748901.tif 000008