(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持するチャックの中心を矩形状の軌跡に沿って移動させるウェーハ搬送装置であって、
前記矩形状軌跡の中心位置に回動自在に支持された回動枠と、
該回動枠のレールに直交して配置され、該レールに摺動自在に支持された第１、第２摺動レバーと、
第１、第２摺動レバーと直交して配置され、第１、第２摺動レバーのレールに夫々摺動自在に支持された第３、第４摺動レバーと、
第１支点を介して前記回動枠と回動自在に連結され、第２、第３支点を介して第３、第４摺動レバーと回動自在に連結された連結枠と、
前記回動枠の回動力を前記連結枠に伝達させて、該連結枠を前記第１支点を中心に回転させる動力伝達手段とからなり、
前記回動枠の回動力を前記動力伝達手段で前記連結枠に伝達させ、第１支点の回りに第２、第３支点を公転させることにより、第３、第４摺動レバーに取り付けられた前記チャックの中心を前記矩形状軌跡に沿って移動させることを特徴とするウェーハ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハをダイス状に切断するダイシング装置のウェーハ搬送装置に係り、特にダイシング装置に設けられた待機部から切断部の加工テーブルに半導体ウェーハを搬送するウェーハ搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭６２−１８８２８４号公報等に開示された従来のダイシング装置は、図１０に示すように、カセット収納部１に収納されたカセット２から半導体ウェーハＷを引き出して載置する位置Ｐ１、半導体ウェーハＷをカッティングテーブルにロード及びアンロードする位置Ｐ２、切断された半導体ウェーハＷを洗浄する位置Ｐ３、及び洗浄されたウェーハＷがアンローディングされる位置Ｐ４を有している。位置Ｐ２でカッティングテーブル（図示せず）にローディングされた半導体ウェーハＷは、カッティングテーブルごと移動されてファインアライメントされ、その後、切断部３のブレード４によってダイス状に切断され複数の半導体チップに分断される。切断された半導体ウェーハＷは位置Ｐ３に搬送され、ここで洗浄、乾燥された後、位置Ｐ４及び位置Ｐ１を介してカセット２に収納される。位置Ｐ１〜Ｐ４は、それぞれ正方形の各頂点位置となる関係で配置され、これらの位置Ｐ１〜Ｐ４における半導体ウェーハＷの搬送は、ウェーハ搬送装置５によって行われる。
【０００３】
ウェーハ搬送装置５は回動枠６、及びチャック７を備えた一対のアーム８、８から構成され、このアーム８がＶ字状に形成された回動枠６の両先端部に取り付けられている。回動枠６は、前記正方形の中心に回転軸９を有し、この回転軸９で回動枠６を９０度毎間欠回動させることにより、一対のアーム８、８が隣接する二つの位置（図１０上では位置Ｐ３、Ｐ４）に移動され、その位置にある半導体ウェーハＷがチャック７、７…で吸着保持される。
【０００４】
ところで、前述のように回動枠６でアーム８、８を回転移動させると、半導体ウェーハＷの搬送時に必要なスペース（ウェーハ搬送スペース）は、回転軸９から最も離れたチャック７の円形移動軌跡Ａで囲まれるスペースとなる。したがって、円形移動軌跡Ａの半径Ｒが長くなると、ダイシング装置が大型になるという問題が生じる。
【０００５】
そこで、図１１に示すように、回動枠６を回動させる直前に、アーム８をシリンダ装置で回転軸９側に移動させることにより、円形移動軌跡Ｂの半径ｒを短くしたウェーハ搬送装置が提案されている（特許第２８９３６２８号（特開平７−１６９７１６号公報））。このウェーハ搬送装置を適用すれば、図１０のウェーハ搬送装置５と比較して、ウェーハ搬送スペースを図１１上斜線で示す分だけ削減することができるので、ダイシング装置を小型化することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シリンダ装置を使用してウェーハ搬送スペースを削減する前記従来のウェーハ搬送装置は、回動枠６の回動とシリンダ装置の動作とを制御する制御系が二つ必要になるので、制御が複雑になるという欠点があった。
【０００７】
また、従来のウェーハ搬送装置は、シリンダ装置でアーム８を回転軸９側に移動させた後、回動枠６を回動させて停止させ、その後にシリンダ装置でアーム８を元の位置に移動させる、という３動作からなるので、ウェーハの搬送スピードを上げることが難しく、ウェーハの加工効率を上げることができないという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、制御が簡単で搬送スピードを上げることができるウェーハ搬送装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ウェーハを保持するチャックの中心を矩形状の軌跡に沿って移動させるウェーハ搬送装置であって、前記矩形状軌跡の中心位置に回動自在に支持された回動枠と、該回動枠のレールに直交して配置され、該レールに摺動自在に支持された第１、第２摺動レバーと、第１、第２摺動レバーと直交して配置され、第１、第２摺動レバーのレールに夫々摺動自在に支持された第３、第４摺動レバーと、第１支点を介して前記回動枠と回動自在に連結され、第２、第３支点を介して第３、第４摺動レバーと回動自在に連結された連結枠と、前記回動枠の回動力を前記連結枠に伝達させて、該連結枠を前記第１支点を中心に回転させる動力伝達手段とからなり、前記回動枠の回動力を前記動力伝達手段で前記連結枠に伝達させ、第１支点の回りに第２、第３支点を公転させることにより、第３、第４摺動レバーに取り付けられた前記チャックの中心を前記矩形状軌跡に沿って移動させることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、回動枠を回動させると、これに連動して第２、第３支点が第１支点の回りに公転するので、第３、第４摺動レバーに取り付けられたチャックの中心が矩形状軌跡に沿って移動する。これにより、本発明によれば、ウェーハ移動スペースを削減することができるとともに、回動枠を回転させる制御系だけでウェーハ搬送装置を制御することができる。また、本発明は、回動枠の回動に連動させてチャックを移動させる構造なので、シリンダ装置で３動作を要する従来のウェーハ搬送装置と比較して、搬送スピードを上げることができる。よって、ウェーハの加工効率を上げることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るウェーハ搬送装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明のウェーハ搬送装置が適用された半導体ウェーハのダイシング装置１０の斜視図であり、図２はその平面図である。図１のダイシング装置１０は、主として切断部２０、ロードポート３０、エレベータ４０、フレームキャリア収納部５０、洗浄部６０、及びウェーハ搬送装置７０等から構成され、主として１０インチ径の半導体ウェーハを取り扱う装置である。
【００１３】
このダイシング装置１０による半導体ウェーハＷの切断工程を説明すると、まず、切断加工前の半導体ウェーハＷは、フレームキャリア１２に予め複数枚収納されており、フレームキャリア１２が不図示の搬送用ロボットによってロードポート３０に受け渡される。このフレームキャリア１２は、エレベータ４０のアーム４２、４２の進退動作によってロードポート３０からエレベータ本体４４に移載された後、エレベータ本体４４の下降移動によって収納部５０に搬送されて収納される。収納部５０には、フレームキャリア１２の収納箇所が二箇所形成されており、よって、二台のフレームキャリア１２、１２がエレベータ４０の前記動作によって一台ずつ収納箇所に順次収納される。二台のフレームキャリア１２、１２のうち、一方のフレームキャリア１２を交換中に、他方のフレームキャリア１２を処理することが出来るため、生産効率を上げることが出来る。
【００１４】
収納部５０に収納されたフレームキャリア１２内の半導体ウェーハＷは、エレベータ４０のチャック４６の進退動作によって引き出され、エレベータ本体４４に移載される。そして、移載された半導体ウェーハＷは、エレベータ本体４４の上昇移動によって図２に示す位置Ｐ１にセットされる。次に、この半導体ウェーハＷは、ウェーハ搬送装置７０の吸着パッド（チャック）７２、７２に吸着保持された後、ウェーハ搬送装置７０の回動枠７４の回動動作によって位置Ｐ２のプリロードステージを介して切断部２０のカッティングテーブル（位置Ｐ３）２２上に載置される。ここで、半導体ウェーハＷは、カッティングテーブル２２に吸着保持される。吸着保持された半導体ウェーハＷは、図２のＣＣＤカメラ２４、２６によって撮像されるとともに、不図示の画像処理部によって半導体ウェーハＷ上のパターンが画像認識され、これに基づいてアライメントされる。そして、アライメントされた半導体ウェーハＷは、切断部２０の矢印Ａ、Ｂで示すＹ軸方向移動と、カッティングテーブル２２の矢印Ｃ、Ｄで示すＸ軸方向移動とによって、二本のストリートが二枚のブレード（切断刃）２８、２８で同時に切断される。最初の二本のストリートが切断されると、ブレード２８、２８はストリートのピッチ分だけＹ軸方向に移動され、そして、カッティングテーブル２２を再びＸ軸方向に移動させる。これによって、次の二本のストリートが切断される。この切断動作を繰り返して行い、一方向（Ｘ方向）の全てのストリートの切断が終了すると、カッティングテーブル２２を９０度回動させて、前記切断したストリートに直交する他方向（図２上でＹ方向）のストリートを二本ずつ順次切断する。これにより、半導体ウェーハＷがダイス状に切断される。
【００１５】
切断終了した半導体ウェーハＷは、カッティングテーブル２２によって位置Ｐ３に戻された後、ウェーハ搬送装置７０によって位置Ｐ４の洗浄部６０のスピナテーブルに搬送される。ここで半導体ウェーハＷは、洗浄水により洗浄された後、エアブローによって乾燥される。乾燥された半導体ウェーハＷは、ウェーハ搬送装置７０によって位置Ｐ１に戻された後、エレベータ４０によって収納部５０に向けて搬送され、フレームキャリア１２に収納される。以上が前記ダイシング装置１０による一枚の半導体ウェーハＷの切断工程の流れである。
【００１６】
ダイシング装置１０の切断部２０は、前述の如く一対のブレード２８、２８を有し、これらのブレード２８は、モータ２９のスピンドル２９Ａにそれぞれ固定されている。また、モータ２９、２９は、図示しないスピンドルコントローラによってＹ軸方向に各々独立して移動されるように構成されている。
【００１７】
次に、ウェーハ搬送装置７０について説明すると、このウェーハ搬送装置７０は図３、図４に示すように回動枠７４、吸着パッド７２を有する一対のアームアッセンブリ７６、７６及び遊星運動機構７８等から構成される。
【００１８】
回動枠７４は、アームアッセンブリ７６及び遊星運動機構７８を保護するカバー部材であり、この回動枠７４には、図２の位置Ｐ１〜Ｐ４を頂点とする正方形の中心に回転軸８０が設けられている。回転軸８０の下端部は、ダイシング装置１０に内蔵された図５のモータ８２の駆動軸８４に連結されている。また、回転軸８０の上端部は、遊星運動機構７８を構成するプーリ８６に貫通され、遊星運動機構７８を構成する矩形状のキャリア８８（図４参照）に固定されている。したがって、モータ８２が駆動されると、その回転力が回転軸８０からキャリア８８に伝達され、キャリア８８が回転軸８０を中心に回転される。
【００１９】
遊星運動機構７８は、前述したプーリ８６、キャリア８８の他、プーリ９０、及び連結板（連結枠）９２等から構成される。プーリ８６、９０は、キャリア８８に軸支されており、これらのプーリ８６、９０に無端状ベルト（動力伝達手段）９４が巻き掛けられている。また、ベルト９４は、キャリア８８に軸支されたテンション調節用プーリ９６に押し付けられて所定の張力が付与されている。
【００２０】
プーリ９０の軸（第１支点）９１の上端部は、図５の如くキャリア８８から突出されて連結板９２に固定されている。連結板９２は、図４の如く表面がＴ字形状に形成されており、図４の下側アーム部９２Ａに前記軸９１が固定されている。また、連結板９２の左側のアーム部９２Ｂは、右側のアーム部９２Ｃよりも図５の如く一段低く形成されている。アーム部９２Ｂの先端部にはピン（第２支点）９３が突設され、ピン９３は、図４の左側に配置されたアームアッセンブリ７６を構成するリンク（第３摺動レバー）９８の基端部に軸受１００を介して連結されている。また、右側のアーム部９２Ｃの先端部にはピン（第３支点）９５が突設され、このピン９５は、図４の右側に配置されたアームアッセンブリ７６を構成するリンク（第４摺動レバー）９８の基端部に軸受１０２を介して連結されている。
【００２１】
このように構成された遊星運動機構７８によれば、モータ８２によってキャリア８８が図４上時計回り方向（矢印Ａ）に回動されると、キャリア８８に連結されている連結板９２が回転軸８０を中心に図４上時計回り方向に回動される。これにより、連結板９２に連結されている図４の左右のアームアッセンブリ７６、７６も回転軸８０を中心に図４上時計回り方向に回動されるので、回動枠７４がアームアッセンブリ７６、７６に押されて同方向に回動される。一方、キャリア８８が図４上時計回り方向（矢印Ａ）に回動されると、ベルト９４が矢印Ｂ方向にプーリ８６に巻き取られていくので、プーリ９０が反時計回り方向に回動する。これにより、連結板９２が軸９１を中心に反時計回り方向（矢印Ｃ）に回動されるので、アームアッセンブリ７６、７６のピン９３、９５が軸９１を中心に遊星運動する。
【００２２】
本実施の形態では、プーリ８６の直径がプーリ９０の直径に対して四倍に設定されている。よって、キャリア８８が回転軸８０を中心に９０度回動されると、プーリ９０が一回転するので、ピン９３、９５が軸９１を中心に一回転動作される。
【００２３】
次に、アームアッセンブリ７６について説明する。図４に示した左右のアームアッセンブリ７６、７６は同一構造なので、ここでは、図４上左側に示したアームアッセンブリ７６を説明し、右側のアームアッセンブリ７６については同一の符号を付すことで説明は省略する。
【００２４】
アームアッセンブリ７６は、前述したリンク９８の他、チャックブロック１０４、チャックアーム１０６、及びリンク機構１０８から構成される。
【００２５】
チャックブロック１０４の上端部は、リンク９８の先端部にブラケット１１０を介して連結され、また、チャックブロック１０４の下端部には、工字形状に形成されたチャックアーム１０６の中央部が固定されている。このチャックアーム１０６の両端部に図３の吸着パッド７２、７２が設けられている。また、吸着パッド７２には、サクション用のチューブ１１２が連結され、このチューブ１１２は、チャックブロック１０４と不図示のバルブとを介してサクションポンプに連結されている。したがって、前記バルブが開放されると、半導体ウェーハＷが吸着パッド７２に吸着保持され、バルブが閉じられると吸着保持が解除され、吸着パッド７２に吸着保持された半導体ウェーハＷが所定の位置Ｐ１〜Ｐ４に載置される。
【００２６】
ところで、図４のリンク機構１０８は、リンク９８の平行運動をガイドする機構であり、リンク（第１、第２摺動レバー）１１４と、回動枠７４に固定されたガイドレール（回動枠のレール）１１６とから構成される。リンク１１４には、図３に示すガイドブロック（第１、第２摺動レバーのレール）１１８がリンク１１４の長手方向に摺動自在に嵌合され、このガイドブロック１１８には、リンク９８がリンク１１４の長手方向と直交する方向に固定されている。したがって、リンク９８は、リンク１１４と直交した状態でリンク１１４の長手方向に往復移動することができる。また、リンク１１４には、ガイドブロック１２０が固定され、このガイドブロック１２０は、リンク９８と平行に配設されたガイドレール１１６に摺動自在に嵌合されている。
【００２７】
したがって、このように構成されたリンク機構１０８によれば、遊星運動機構７８からリンク９８に、ピン９３、９５の遊星運動が伝達されると、アームアッセンブリ７６全体がガイドレール１１６に対して平行運動する。
【００２８】
以下、ウェーハ搬送装置７０の動作について図６〜図９を参照して説明する。
【００２９】
図６〜図９は、ウェーハ搬送装置７０を時計回り方向に９０度回動させて、Ｐ４に配置された半導体ウェーハＷをＰ２に搬送するとともに、Ｐ２に配置された半導体ウェーハＷをＰ１に搬送する例を示している。なお、図７〜図９の符号Ａで示された曲線は、半導体ウェーハＷの中心Ｏの移動軌跡（チャックの中心の移動軌跡）を示している。
【００３０】
まず、図６の位置において、回転軸８０にモータ８２（図５参照）から図６上時計回り方向の回転力が伝達されると、図７の如く回動枠７４が時計回り方向に回動し始める。この回動枠７４の回動動作に連動して、一対のアームアッセンブリ７６、７６が、前述した遊星運動機構７８から伝達されるピン９３、９５の遊星運動によって、ガイドレール１１６に対し平行運動を開始する。
【００３１】
更に回動枠７４を同方向に回動していくと、回動枠７４の角速度の四倍の角速度で連結板９２が軸９１を中心に回動されていく（図８参照）。
【００３２】
そして、回動枠７４が９０度回動すると、連結板９２が軸９１を中心に一回転し、図９の如くＰ４に配置されていた半導体ウェーハＷがＰ２に搬送され、そして、Ｐ２に配置されていた半導体ウェーハＷがＰ１に搬送される。この間の半導体ウェーハＷの中心Ｏの移動軌跡Ａは、図９に示すように回転軸８０を中心とする正方形の一辺に沿ったものになる。よって、回動枠７４が一回転した時の半導体ウェーハＷの中心Ｏの移動軌跡は、前記正方形になる。これにより、半導体ウェーハＷの中心の移動軌跡が円形のウェーハ搬送装置５（図１０参照）と比較して、ウェーハ搬送スペースを削減することができる。
【００３３】
また、本実施の形態のウェーハ搬送装置７０は、回動枠７４とアームアッセンブリ７６とを遊星運動機構７８を介して連結し、回動枠７４を回転させる動作に連動させてアームアッセンブリ７６を平行運動させるようにしたので、回動枠７４を回転させるモータ８２だけでウェーハ搬送装置７０を動作させることができる。よって、ウェーハ搬送装置７０の制御系が簡単になる。また、遊星運動機構７８による連動方式でアームアッセンブリ７６を移動させる構造なので、搬送スピードを上げることができ、よって、半導体ウェーハＷの加工効率を上げることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、遊星運動機構７８として、軸９１を中心に回動させる連結板９２を備えた機構を例示したが、これに限定されない。たとえば、遊星ギア機構等の構造の異なる遊星運動機構を適用してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、ダイシング装置１０に適用されたウェーハ搬送装置７０について説明したが、ウェーハを搬送する搬送装置が設けられたものであれば、ウェーハプロービング装置等の他の装置にも適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るウェーハ搬送装置によれば、回動枠を回動させると、これに連動して第２、第３支点が第１支点の回りに公転するので、第３、第４摺動レバーに取り付けられたチャックの中心が矩形状軌跡に沿って移動する。これにより、本発明によれば、ウェーハ移動スペースを削減することができるとともに、回動枠を回転させる制御系だけでウェーハ搬送装置を制御することができる。また、本発明は、回動枠の回動に連動させてチャックを移動させる構造なので、搬送スピードを上げることができ、よって、ウェーハの加工効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたダイシング装置の斜視図
【図２】図１に示したダイシング装置の平面図
【図３】図１のダイシング装置に適用されたウェーハ搬送装置の拡大斜視図
【図４】図３のウェーハ搬送装置の平面図
【図５】図３のウェーハ搬送装置の要部縦断面図
【図６】図３のウェーハ搬送装置の動作説明図
【図７】図３のウェーハ搬送装置の動作説明図
【図８】図３のウェーハ搬送装置の動作説明図
【図９】図３のウェーハ搬送装置の動作説明図
【図１０】従来のダイシング装置の構造図
【図１１】従来のウェーハ搬送装置の説明図
【符号の説明】
１０…ダイシング装置、２０…切断部、６０…洗浄部、７０…ウェーハ搬送装置、７２…吸着パッド、７４…回動枠、７６…アームアッセンブリ、７８…遊星運動機構、８０…回転軸、８２…モータ、８６、９０…プーリ、８８…キャリア、９１…軸、９２…連結板、９３、９５…ピン、９４…ベルト、１０８…リンク機構
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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