(57)【要約】【課題】シンプルな構造で、吸引パッドの吸引力が失われた場合であっても環状フレームの落下を防止できる搬送機構を提供すること。【解決手段】搬送機構１００は、鉛直方向及び水平方向に往復動される搬送プレート２１Ｐと、搬送プレート２１Ｐの下面に配設され環状フレームＦの上面に当接して吸引保持する吸引パッド３０と、吸引パッド３０の一部に形成された開口３３と、開口３３に連通路３１、２２、２４を介して連通する吸引ポンプ４１と、少なくとも環状フレームＦに当接する部分に、環状フレームＦをファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有する吸着部材３２と、を備える。【選択図】図２
2013191631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの裏面側に粘着テープを貼着して一体となった環状フレームを搬送するための搬送機構であって、
鉛直方向及び水平方向に往復動される搬送プレートと、
該搬送プレートの下面に配設され該環状フレームの上面に当接して吸引保持する吸引パッドと、
該吸引パッドの一部に形成された開口と、
該開口に連通路を介して連通する吸引源と、
少なくとも該環状フレームに当接する部分に、該環状フレームをファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有する吸着部材と、
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
該吸着部材に吸着された該環状フレームに、該吸着部材から離れる方向の力を付与する取り外し機構を備える、請求項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、ウエーハの裏面側に粘着テープを貼着して一体となった環状フレームを吸引保持して搬送する搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削装置等の加工装置においては、ウエーハ等の板状物は裏面側が粘着テープに貼着され、環状フレームと一体となった状態で、ウエーハカセットから搬出される。そして、吸引パッドを有する搬送機構が環状フレームの上面を吸着して、切削加工位置に搬送する。環状フレームを真空吸着して搬送している途中で、真空ラインが何らかの理由により失われると吸引パッドが環状フレームを吸引する力が減少し、結果として環状フレームを保持できなくなる可能性がある。そのため、真空ラインの切断又は移送動作中の振動等により吸引パッドの吸引力が減少し、環状フレームが吸引パッドから外れても、環状フレームが落下防止受けの爪部で受け止められる落下防止機構を有する搬送装置が採用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５７９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、環状フレームの落下を防止する機構は、機械的な機構を有しているため、比較的複雑な構造である。このため、省スペース化等が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、シンプルな構造で、吸引パッドの吸引力が失われた場合であっても環状フレームの落下を防止できる搬送機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ウエーハの裏面側に粘着テープを貼着して一体となった環状フレームを搬送するための搬送機構であって、鉛直方向及び水平方向に往復動される搬送プレートと、該搬送プレートの下面に配設され該環状フレームの上面に当接して吸引保持する吸引パッドと、該吸引パッドの一部に形成された開口と、該開口に連通路を介して連通する吸引源と、少なくとも該環状フレームに当接する部分に、該環状フレームをファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有する吸着部材と、を備えることを特徴とする搬送機構である。
【０００７】
本発明において、該吸着部材に吸着された該環状フレームに、該吸着部材から離れる方向の力を付与する取り外し機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の搬送機構においては、環状フレームに当接する部分をファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有する吸着部材を搬送プレートに設けている。このため、吸引パッドの吸引力が失われても、吸着部材と環状フレームとの間のファンデルワールス力によって環状フレームは搬送プレートに保持される。このように、本発明は、吸着部材で環状フレームを保持するため、機械的な保持機構を用いる必要はなく、シンプルな構造で、吸引パッドの吸引力が失われた際にも環状フレームの落下を防止できる搬送機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る切削装置の構成例を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る搬送機構を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る搬送機構が有する吸着部材の平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る搬送機構を示す断面図である。
【図５】図５は、吸着部材の配置の変形例を示す図である。
【図６】図６は、取り外し機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る切削装置の構成例を示す概略斜視図である。切削装置１０は、ウエーハ（半導体ウエーハ）又はＣＳＰ基板等の板状物を切削するための装置であり、例えばウエーハＷをダイシングする場合、被加工物１１は、ウエーハＷが粘着テープＴを介して環状フレームＦと一体となった状態でカセット部１２に複数収容される。切削装置１０は、搬出入手段１３、搬送アーム１４、洗浄手段１５及び搬送アーム１６とともに、環状フレームＦと一体となったウエーハＷを備える被加工物１１を保持するチャックテーブル１７と、アライメント用のカメラ１８と、チャックテーブル１７に保持された被加工物１１を切削する切削手段２０と、を備える。
【００１２】
搬出入手段１３は、カセット部１２に収納された被加工物１１を第１搬送アーム１４が搬送可能な載置領域に搬出するとともに、ウエーハＷが切削処理済みの被加工物１１をカセット部１２に搬入するものである。第１搬送アーム１４は、本実施形態に係る搬送機構を備えており、搬出入手段１３によって載置領域に搬出された被加工物１１をチャックテーブル１７上に搬送するものである。第１搬送アーム１４は、図示しないアクチュエータ等によって鉛直方向及び水平方向に往復動される。鉛直方向は、図１のＺ軸と平行な方向であり、水平方向は、図１のＸ軸及びＹ軸を含む平面と平行な方向である（以下同様）。
【００１３】
洗浄手段１５は、ウエーハＷが切削手段２０による処理済みの被加工物１１を洗浄するものである。第２搬送アーム１６は、本実施形態に係る搬送機構を備えており、切削手段２０による処理が終了した被加工物１１をチャックテーブル１７上から洗浄手段１５へ搬送するものである。第２搬送アーム１６は、図示しないアクチュエータ等によって鉛直方向及び水平方向に往復動される。
【００１４】
チャックテーブル１７は、図示しない駆動源に連結されて回転可能である。また、チャックテーブル１７は、ボールネジ、ナット及びパルスモータ等による送り機構によってＸ軸方向に移動可能に設けられている。カメラ１８は、チャックテーブル１７に保持されたウエーハＷの表面を撮像するためのものであり、図示しないアライメント部は、カメラ１８によって取得した画像を基に切削すべき領域部分を検出し、切削手段２０による切削動作の位置づけに供する。
【００１５】
切削手段２０は、チャックテーブル１７に保持された被加工物１１中のウエーハＷを切削ブレード２０Ｂによって切削するもので、ボールネジ、ナット、パルスモータ等による図示しない切り込み送り機構によってＺ軸方向に昇降移動可能に設けられ、また、ボールネジ、ナット、パルスモータ等による図示しない割り出し送り機構によってＹ軸方向に移動可能に設けられている。次に、本実施形態に係る搬送機構について説明する。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る搬送機構を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る搬送機構が有する吸着部材の平面図である。図４は、本実施形態に係る搬送機構を示す断面図である。搬送機構１００は、ウエーハＷの裏面側に粘着テープＴを貼着して一体となった環状フレームＦを搬送するためのものである。このために、搬送機構１００は、搬送プレート２１Ｐと、吸引パッド３０と、吸引パッド３０の一部に形成された開口３３と、吸引源としての吸引ポンプ４１と、吸着部材３２と、を備える。
【００１７】
搬送プレート２１Ｐは、図１に示す第１搬送アーム１４又は第２搬送アーム１６に、胴部２１Ｂを介して取り付けられている。このため、搬送プレート２１Ｐは、第１搬送アーム１４又は第２搬送アーム１６が鉛直方向及び水平方向に往復動されることにより、鉛直方向及び水平方向に往復動される。搬送プレート２１Ｐは、気体（本実施形態では空気）が通過する連通路２２を有している。この連通路２２は、胴部２１Ｂの内部に設けられた連通路２４と接続している。
【００１８】
吸引パッド３０は、搬送プレート２１Ｐの下面（環状フレームＦと対向する面）に配設されており、環状フレームＦの上面（搬送プレート２１Ｐと対向する面）に当接してこれを吸引保持する。吸引パッド３０は、搬送プレート２１Ｐとは反対側の端部に開口３３が形成されている。また、吸引パッド３０は、開口３３と接続される連通路３１を有する。この連通路３１は、搬送プレート２１Ｐ内の連通路２２と接続されている。このような構造により、吸引パッド３０の開口３３は、連通路３１、２２、２４に接続されている。
【００１９】
吸着部材３２は、少なくとも環状フレームＦに当接する部分に、環状フレームＦをファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有している。本実施形態において、吸着部材３２は、吸引パッド３０の少なくとも環状フレームＦに当接する部分に設けられている。図３は、吸着部材３２を、環状フレームＦと当接する側から見た状態を示している。図３に示すように、吸着部材３２は、開口３４を有している。この開口３４は、吸引パッド３０の開口と接続している。したがって、吸着部材３２の開口３４は、吸引パッド３０の開口３３を介して連通路３１、２２、２４と接続される。
【００２０】
吸着部材３２の環状フレームＦと当接する面は、例えば、微細な柱状部（例えば、長さ１μｍで直径２００ｎｍ程度の柱）を多数有した構造となっている。吸着部材３２を環状フレームＦの表面に押し付けた際に、これらの柱状部が環状フレームＦの表面に存在する凹凸等の形状にしたがって撓み、凹凸等と柱状部とが面接触状態になる。この結果、環状フレームＦ表面の分子と吸着部材３２の分子との距離が１Å〜５Åまで接近している部分の面積が非常に大きくなり、環状フレームＦに対する吸着部材３２のファンデルワールス力が働いて、環状フレームＦが吸着部材３２に吸着されることとなる。
【００２１】
本実施形態において、吸着部材３２の環状フレームＦと当接する面は、少なくとも、環状フレームＦを吸着部材３２に押し付けると、その表面が環状フレームＦの表面の形状にしたがって変形し、環状フレームＦの表面との接触面積が大きくなって、ファンデルワールス力が環状フレームＦに対して働く構造になっている。このような構造であれば、吸着部材３２の環状フレームＦと当接する面は、上述したような柱状部を有した構造に限られるのではない。本実施形態では、吸着部材３２の環状フレームＦと当接する面を、上述したファンデルワールス力を生じさせることができる表面構造と柔軟性とを有するシリコーンゴムを用いて形成してある。このような構造の吸着部材３２を用いることにより、吸着部材３２を環状フレームＦに当接させると、吸着部材３２が環状フレームＦを吸着する。
【００２２】
搬送機構１００は、吸引ポンプ４１を備えている。吸引ポンプ４１は、吸引管４６と、吸引側弁装置４３と、通路分岐部としての三方向ジョイント４５と、気体通路４８とを介して、胴部２１Ｂの内部に設けられた連通路２４と接続される。このような構造により、吸引ポンプ４１は、連通路２４、２２、３１を介して吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４に連通可能になる。吸引側弁装置４３は、例えば、電磁弁であり、遮断部４３Ｓと、連通部４３Ｔとを有する。これらを切り替えることにより、吸引側弁装置４３は、連通状態と遮断状態とを実現することができる。
【００２３】
本実施形態において、搬送機構１００は、吸着部材３２に吸着された環状フレームＦに、吸着部材３２から離れる方向の力を付与する取り外し機構４０を備える。本実施形態において、この取り外し機構４０は、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部に正圧（大気圧よりも大きい圧力）を与える機構である。
【００２４】
取り外し機構４０は、気体供給源としての吐出ポンプ４２と、供給側弁装置４４とを含む。吐出ポンプ４２は、供給管４７と、供給側弁装置４４と、三方向ジョイント４５と、気体通路４８とを介して、胴部２１Ｂの内部に設けられた連通路２４と接続される。このような構造により、吐出ポンプ４２は、連通路２４、２２、３１を介して吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４に連通可能になる。供給側弁装置４４は、例えば、電磁弁であり、遮断部４４Ｓと、連通部４４Ｔとを有する。これらを切り替えることにより、供給側弁装置４４は、連通状態と遮断状態とを実現することができる。
【００２５】
搬送機構１００が環状フレームＦを吸引するときの動作を説明する。この場合、図２に示すように、吸着部材３２を有した吸引パッド３０を環状フレームＦに当接させた状態で、吸引ポンプ４１が気体（本実施形態では空気）を吸引するとともに、吸引側弁装置４３を連通部４３Ｔに切り替え、供給側弁装置４４を遮断部４４Ｓに切り替える。すると、吸引管４６と、連通部４３Ｔと、気体通路４８と、連通路２４、２２、３１と、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４とが連通する。このため、吸引ポンプ４１が気体を吸引すると、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部が負圧となって吸引パッド３０が環状フレームＦを吸引する。第１搬送アーム１４又は第２搬送アーム１６は、搬送機構１００が環状フレームＦを吸引した状態で、搬送機構１００を移動させる。
【００２６】
搬送機構１００が環状フレームＦを分離するときの動作を説明する。この場合、吸着部材３２が環状フレームＦと吸引パッド３０とを吸着した状態となっているので、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部を正圧として、この圧力によって吸着部材３２と環状フレームＦとを分離する。まず、吐出ポンプ４２が気体（本実施形態では空気）を吐出するとともに、供給側弁装置４４を連通部４４Ｔに切り替え、吸引側弁装置４３を遮断部４３Ｓに切り替える。すると、供給管４７と、連通部４４Ｔと、気体通路４８と、連通路２４、２２、３１と、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４とが連通する。このため、吐出ポンプ４２が気体を吐出すると、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部が正圧となって吸引パッド３０及び吸着部材３２から環状フレームＦが分離する。第１搬送アーム１４又は第２搬送アーム１６は、環状フレームＦが搬送機構１００から分離されたら、搬送機構１００を上方（図４の矢印Ｌで示す方向）に移動させる。
【００２７】
搬送機構１００は、環状フレームＦを吸引している状態で、例えば、吸引ポンプ４１の停止等によって吸引パッド３０の吸引力が失われても、吸着部材３２のファンデルワールス力によって環状フレームＦを保持することができる。このため、搬送機構１００は、吸引パッド３０の吸引力が失われても、環状フレームＦの落下が防止される。搬送機構１００は、吸着部材３２を吸引パッド３０の一端部に設けるだけでよいので、機械的な保持機構が不要になる。その結果、搬送機構１００は、シンプルかつコンパクトな構造となり、省スペース化を実現できる。このように、搬送機構１００は、シンプルな構造で、吸引パッド３０の吸引力が失われた場合であっても環状フレームＦの落下を防止できる。次に、吸着部材３２の配置の変形例を説明する。
【００２８】
図５は、吸着部材の配置の変形例を示す図である。搬送機構１００ａは、吸引パッド３０とは異なる位置に、吸着部材３２を備えている。搬送機構１００ａの他の構成は、図３、図４に示す搬送機構１００と同様なので、同一の構成には同一の符号を付すとともに、説明を省略する。この例において、吸着部材３２は、搬送プレート２１Ｐの下面（環状フレームＦと対向する面）であって、吸引パッド３０とは異なる位置に設けられた支持部材３５に取り付けられている。このように、吸着部材３２が設けられる部分は、吸引パッド３０の一端部に限定されるものではない。すなわち、吸着部材３２は、環状フレームＦに当接する部分に、環状フレームＦをファンデルワールス力で吸着可能な表面構造を有していれば、配置される箇所は限定されるものではない。次に、取り外し機構４０の変形例を説明する。
【００２９】
図６は、取り外し機構の変形例を示す図である。図３、図４に示す搬送機構１００は、吸引パッド３０内に気体を供給して、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部に正圧（大気圧よりも大きい圧力）を与えることにより環状フレームＦを吸引パッド３０から分離した。これに対して、本例の搬送機構１００ｂは、取り外し用の部材を環状フレームＦに押圧することにより、環状フレームＦを吸引パッド３０から分離する。搬送機構１００ａの他の構成は、図３、図４に示す搬送機構１００と同様なので、同一の構成には同一の符号を付すとともに、説明を省略する。
【００３０】
図６に示すように、搬送機構１００ｂは、搬送プレート２１Ｐに取り外し機構４０ｂが取り付けられている。本例において、取り外し機構４０ｂはエアシリンダである。取り外し機構４０ｂは、シリンダ本体４９Ｓとピストンロッド４９Ｐとを備えている。ピストンロッド４９Ｐは、搬送プレート２１Ｐに穿孔された孔２１ＰＨを貫通して、搬送プレート２１Ｐの下面（環状フレームＦと対向する面）から突出している。シリンダ本体４９Ｓは、搬送プレート２１Ｐの上面（下面とは反対面）に固定されている。
【００３１】
環状フレームＦを吸引パッド３０に設けられた吸着部材３２から分離する場合、シリンダ本体４９Ｓ内に気体を供給して、ピストンロッド４９Ｐを伸ばすことにより、シリンダ本体４９Ｓから突出させる。ピストンロッド４９Ｐが伸びる過程で、ピストンロッド４９Ｐの一端部が環状フレームＦに当接する。この状態からさらにピストンロッド４９Ｐを伸ばすと、ピストンロッド４９Ｐからの押圧力によって環状フレームＦが吸引パッド３０に設けられた吸着部材３２から分離する。このように、取り外し機構４０ｂは、吸引パッド３０の開口３３及び吸着部材３２の開口３４の内部に正圧（大気圧よりも大きい圧力）を与える機構に限定されるものではない。
【００３２】
本例において、取り外し機構４０ｂは、エアシリンダに限定されるものではない。例えば、取り外し機構４０ｂに油圧シリンダを用いてもよい。また、取り外し機構４０ｂは、電動機等のシャフトの回転運動をクランク機構によって往復運動に変換し、この変換後の往復運動をロッド等によって環状フレームＦに伝達し、これに押圧力を与えるものであってもよい。すなわち、本実施形態において、取り外し機構４０、４０ｂは、吸着部材３２に吸着された環状フレームＦに、吸着部材３２から離れる方向の力を付与するものであればよい。
【００３３】
以上、本実施形態について説明したが、上述した内容により本実施形態が限定されるものではない。上述した本実施形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００３４】
１０  切削装置
１１  被加工物
１２  カセット部
１３  搬出入手段
１４  第１搬送アーム
１６  第２搬送アーム
２０  切削手段
２１Ｂ  胴部
２１Ｐ  搬送プレート
２２、２４、３１、３３  連通路
３０  吸引パッド
３２  吸着部材
３３、３４  開口
４０、４０ｂ  取り外し機構
４１  吸引ポンプ
４２  吐出ポンプ
４３  吸引側弁装置
４３Ｓ、４４Ｓ  遮断部
４３Ｔ、４４Ｔ  連通部
４４  供給側弁装置
４５  三方向ジョイント
４６  吸引管
４７  供給管
４８  気体通路
１００、１００ａ、１００ｂ  搬送機構
Ｆ  環状フレーム
Ｔ  粘着テープ
Ｗ  ウエーハ
【図１】
2013191631.tif 000003
【図２】
2013191631.tif 000004
【図３】
2013191631.tif 000005
【図４】
2013191631.tif 000006
【図５】
2013191631.tif 000007
【図６】
2013191631.tif 000008