(57)【要約】      （修正有）【課題】板状物の強度低下を引き起こす恐れを低減するとともに、板状物にパーティクルを付着させ板状物を汚染させる恐れを低減可能な搬送装置を提供する。【解決手段】板状物１１を該保持部６４で吸引保持して搬送する搬送装置であって、該保持部６４は、環状凸部６６と、所定深さを有する中央凹部６８と、板状物１１の該第１面１１ｂと該中央凹部６８とで画成される空間に負圧を生成する負圧生成手段７４と、該負圧生成手段７４が生成する負圧の圧力を調整する負圧圧力調整手段７６と、該中央凹部６８に配設され、該中央凹部６８の底面から該保持部６４で保持された板状物１１の該第１面１１ｂまでの距離を検出する距離検出手段７０と、を有し、該負圧圧力調整手段７６は、該距離検出手段７０が検出した該中央凹部６８の底面から板状物１１の該第１面１１ｂまでの距離が所定の値となるように該負圧生成手段７４で生成する負圧の圧力を調整する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状物を吸引保持する保持部と、該保持部を移動させる移動手段とを含み、板状物を該保持部で吸引保持して搬送する搬送装置であって、
該保持部は、
板状物の第１面側の外周部に当接する環状凸部と、
該環状凸部に囲繞された所定深さを有する中央凹部と、
該保持部で保持された板状物の該第１面と該中央凹部とで画成される空間に負圧を生成する負圧生成手段と、
該負圧生成手段が生成する負圧の圧力を調整する負圧圧力調整手段と、
該中央凹部に配設され、該中央凹部の底面から該保持部で保持された板状物の該第１面までの距離を検出する距離検出手段と、を有し、
該負圧圧力調整手段は、該距離検出手段が検出した該中央凹部の底面から板状物の該第１面までの距離が所定の値となるように該負圧生成手段で生成する負圧の圧力を調整することを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の板状物を吸引保持して搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体デバイスや光デバイスの製造プロセスでは、複数のデバイスが形成されたウエーハは研削装置で研削されて所定の厚みに薄化される。薄化されたウエーハは、適宜研磨装置で研磨されて研削歪が除去され、その後、切削装置で切削されて複数のデバイスチップに分割される。
【０００３】
ウエーハのデバイスチップへの他の分割方法として、特開２０００−２１８２０号公報に開示されるような先ダイシング法が知られている。この先ダイシング法では、デバイスチップの仕上がり厚みに至る深さの切削溝をウエーハの表面側に形成し、次いでウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚みに形成することにより、ウエーハを個々のデバイスチップへと分割する。
【０００４】
更に近年では、特許第３４０８８０５号公報に開示されるように、レーザー加工装置を用いてウエーハ内部に分割起点となる改質層を形成した後、ウエーハに外力を付与して複数のデバイスチップに分割する方法も採用されている。
【０００５】
切削装置、研削装置、レーザー加工装置等の加工装置には、例えば特開２００３−１５８１６７号公報に開示されるような搬送装置が組み込まれており、加工装置に供給されたウエーハの加工装置内における移動は搬送装置によって行われる。また、加工装置間におけるウエーハの受け渡しにも適宜搬送装置が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１８２０号公報
【特許文献２】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献３】特開２００３−１５８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、研削されて例えば１００μｍ以下に薄化されたウエーハや分割起点が形成されたウエーハ等の板状物は撓み易く、搬送中に破損する恐れがある。そこで従来は板状物の全面を吸引保持して搬送していた。
【０００８】
しかし、このような搬送方法では、板状物の全面に吸引保持部材が接触するので、板状物に傷を付け易く、板状物の強度低下を引き起こす恐れがある。また、板状物を吸引保持するときにパーティクルを付着させ、板状物を汚染させる恐れがあった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板状物の強度低下を引き起こす恐れを低減するとともに、板状物にパーティクルを付着させ板状物を汚染させる恐れを低減可能な搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、板状物を吸引保持する保持部と、該保持部を移動させる移動手段とを含み、板状物を該保持部で吸引保持して搬送する搬送装置であって、該保持部は、板状物の第１面側の外周部に当接する環状凸部と、該環状凸部に囲繞された所定深さを有する中央凹部と、該保持部で保持された板状物の該第１面と該中央凹部とで画成される空間に負圧を生成する負圧生成手段と、該負圧生成手段が生成する負圧の圧力を調整する負圧圧力調整手段と、該中央凹部に配設され、該中央凹部の底面から該保持部で保持された板状物の該第１面までの距離を検出する距離検出手段と、を有し、該負圧圧力調整手段は、該距離検出手段が検出した該中央凹部の底面から板状物の該第１面までの距離が所定の値となるように該負圧生成手段で生成する負圧の圧力を調整することを特徴とする搬送装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の搬送装置は板状物の外周部のみに接触した状態で板状物を搬送できる。従って、板状物に傷をつける恐れが低減され、板状物の強度低下を引き起こす恐れが低減できるとともに、板状物にパーティクルが付着して板状物を汚染させる恐れを低減できる。
【００１２】
また、保持部の中央凹部に配設された距離センサで中央凹部の底面から板状物の第１面までの距離が所定の値になる常に負圧の圧力を調整することができるため、板状物を過度に湾曲させて損傷させたり破損させてしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の搬送装置を採用した研削装置の斜視図である。
【図２】ウエーハの厚み検出方法を示す平面図である。
【図３】半導体ウエーハの表面に表面保護テープを貼着する様子を示す分解斜視図である。
【図４】本発明実施形態に係る搬送装置の一部断面側面図である。
【図５】ウエーハ搬送時の搬送装置の一部破断断面図である。
【図６】搬送装置の保持部の第２実施形態を示す断面図である。
【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を参照すると、本発明の搬送装置を備えた研削装置２の斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【００１５】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１６】
研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。
【００１７】
研削ユニット１０は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される研削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１８】
ベース４の中間部分にはチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３０はチャックテーブル機構２８をカバーする蛇腹である。
【００１９】
チャックテーブル機構２８は回転駆動されるチャックテーブル５０を備えている。チャックテーブル５０は、枠体５０ａと、枠体５０ａの上面とその保持面が面一に形成されたポーラスセラミックス等の吸引部５０ｂとから構成される。
【００２０】
ベース４の前側部分には第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。
【００２１】
また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル５０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル５０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル５０に向かって洗浄水を噴射する。
【００２２】
チャックテーブル５０に隣接して、第１厚み測定器５２と第２厚み測定器５４が配設されている。図２の拡大図に示すように、第１厚み測定器５２の測定針５２ａはチャックテーブル５０の枠体５２ａの上面に接触して枠体５２ａの高さを検出する。第２厚み測定器５４の測定針５４ａはチャックテーブル５０に吸引保持されたウエーハ１１の表面に接触してウエーハ１１の表面の高さを検出する。
【００２３】
第２厚み測定器５４で検出したウエーハ１１の表面の高さから第１厚み測定器５２で検出したチャックテーブル５０の高さを減算することにより、ウエーハ１１の厚みを算出することができる。
【００２４】
本実施形態の第１厚み測定器５２及び第２厚み測定器５４の配置では、チャックテーブル５０を矢印Ａ方向に回転しながらウエーハ１１の外周部近傍の複数個所でウエーハ１１の厚みを測定することができる。
【００２５】
図３を参照すると、研削対象となる被加工物の一例である半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００２６】
このように構成された半導体ウエーハ（以下ウエーハと略称する）１１は、デバイス１５が形成されてデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００２７】
ウエーハ１１の研削を実施するのにあたり、ウエーハ１１の表面１１ａには表面保護テープ２３が貼着される。よって、ウエーハ１１は表面１１ａに表面保護テープ２３が貼着された状態で図１に示す第１のウエーハカセット３２中に収容される。
【００２８】
図４を参照すると、本発明のウエーハ搬送装置の一実施形態であるウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４の一部断面側面図が示されている。ウエーハ搬出機構４４は、回転軸５６と、回転軸５６の先端部に装着されたアーム５８と、アーム５８の先端部に取り付けられた保持部６４を有している。
【００２９】
アーム５８は旋回機構６０により旋回され、昇降機構６２により上下方向に移動される。本実施形態では、回転軸５６、アーム５８、旋回機構６０及び昇降機構６２で保持部６４を移動させる移動手段を構成する。
【００３０】
保持部６４は円板状をしており、搬送するウエーハ１１の裏面１１ｂの外周部に当接する環状凸部６６と、環状凸部６６に囲繞された所定深さの中央凹部６８を有している。中央凹部６８の深さは例えば５ｍｍ程度である。
【００３１】
中央凹部６８の底面６８ａには距離センサ７０が装着されている。距離センサ７０は例えば超音波センサから構成され、図５の拡大図に示すように、超音波発信部７０ａと超音波受信部７０ｂを有している。
【００３２】
発信部７０ａから超音波を発信してから保持部６４で保持されたウエーハ１１の裏面１１ｂで反射された超音波を超音波受信部７０ｂで受信し、その時間差から中央凹部６８の底面６８ａから保持部６４で保持されたウエーハ１１の裏面１１ｂまでの距離を算出する。距離センサ７０として、市販されている光学式距離センサを採用することもできる。
【００３３】
保持部６４の中央部に吸引口６９が形成されており、アーム５８の先端部にも保持部６４の吸引口６９と整列した吸引口５９が形成されている。保持部６４の中央凹部６８は、これらの吸引口６９，５９及び電磁切替弁７２を介して負圧生成源７４に選択的に接続される。距離センサ７０は負圧圧力調整ユニット７６に接続されている。
【００３４】
このように構成された研削装置２の研削作業について説明する。第１のウエーハカセット３２中に収容されているウエーハ１１は、ウエーハ搬送ロボット３６により第１のウエーハカセット３２から取り出されて位置決め機構３８に載置される。
【００３５】
そして、複数の位置決めピン４０によりウエーハ１１の中心出しが行われた後、ウエーハ搬入機構４２によりチャックテーブル５０上に搬入される。ウエーハ１１はその裏面１１ｂを上にしてチャックテーブル５０の吸引部５０ｂに吸引保持され、チャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動されて研削位置に位置付けられる。
【００３６】
そして、チャックテーブル５０を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、サーボモータ２２を駆動して研削ホイール２４を例えば６０００ｒｐｍで回転するとともに、研削ユニット送り機構１８のパルスモータ１６を正転駆動して研削ユニット１０を下降させる。
【００３７】
第２厚み測定器５４でウエーハ１１の高さを検出しながら、研削ホイール２４の研削砥石２６をチャックテーブル５０に保持されたウエーハ１１の裏面１１ｂに所定の荷重で押圧することにより、ウエーハ１１を所望の厚み（例えば１００μｍ）に研削する。
【００３８】
研削処理後、チャックテーブル５０をＹ軸方向手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けてから、本発明実施形態に係るウエーハ搬出機構４４の保持部６４で、図５に示すように、保持部６４の環状凸部６６をウエーハ１１の裏面１１ｂの外周部に接触させた状態で、負圧生成源７４により中央凹部６８に負圧を作用させて、ウエーハ１１を吸引保持する。
【００３９】
このとき、中央凹部６８に配設された距離センサ７０で中央凹部６８の底面６８ａからウエーハ１１の裏面１１ｂまでの距離が所定の値、例えば４．５ｍｍとなるように負圧圧力調整ユニット７６により負圧生成源７４をフィードバック制御し、中央凹部６８に印加される負圧の圧力を調整する。
【００４０】
中央凹部６８に所定の負圧を印加しながら保持部６４でウエーハ１１を吸引保持した後、上昇機構６２によりアーム５８を上昇した後、旋回機構６０を駆動してアーム５８を旋回し、ウエーハ１１をスピンナ洗浄ユニット４６まで搬送する。
【００４１】
本実施形態のウエーハ搬出機構４４によると、ウエーハ１１の裏面１１ｂの外周部のみに接触した状態でウエーハ１１を搬送できる。従って、ウエーハ１１に傷をつける恐れを低減でき、ウエーハ１１の強度低下を引き起こす恐れを低減できるとともに、ウエーハ１１にパーティクルが付着してウエーハ１１を汚染させる恐れを低減できる。
【００４２】
更に、中央凹部６８に配設された距離センサ７０で中央凹部６８の底面６９ａからウエーハ１１の裏面１１ｂまでの距離が所定の値となるように常に負圧の圧力を調整することができるため、ウエーハ１１を過度に湾曲させて損傷させたり破損させてしまうことを防止できる。所定の値は、保持部６４で吸引保持する板状被加工物の材質や厚みによって適宜設定する。中央凹部６８の深さから撓み許容量を減じた値を所定の値として設定する。
【００４３】
図６を参照すると、本発明第２実施形態の保持部６４の断面図が示されている。本実施形態では、環状凸部６６の下端部にスポンジやテフロンコーティング等の軟質部材からなる軟質部７８を形成する。
【００４４】
このように環状凸部６６の先端に軟質部７８を形成すると、ウエーハ１１の吸引保持時にウエーハ１１の裏面１１ｂの外周部に傷をつけることを防止できる。軟質部７８は環状凸部６６の下端面全面に形成しても良いし、局所的に形成してもよい。
【００４５】
上述した実施形態では、本発明の搬送装置を研削装置に適用した例について説明したが、搬送装置の適用例はこれに限定されるものではなく、例えば、板状被加工物を薄く切削加工した後搬送するバイト切削装置にも同様に適用することができる。
【００４６】
また、板状加工物は半導体ウエーハ１１や光デバイスウエーハに限定されるものではなく、パターンが形成されていないウエーハや、ガラスウエーハ、リチウムタンタレート（ＬＴ）、リチウムナイオベート（ＬＮ）、更には各種セラミックス、ＣＳＰパッケージ基板等の矩形の板状被加工物も含むものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０    研削ユニット
１１    半導体ウエーハ
２３    両面保護テープ
２４    研削ホイール
２６    研削砥石
４４    ウエーハ搬出機構
５０    チャックテーブル
５８    アーム
６４    保持部
６６    環状凸部
６８    中央凹部
７０    距離センサ
７４    負圧生成源
７６    負圧圧力調整ユニット
【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】
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