(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体基板の搬送時、環状フレームの落下が無い吸着パッドの提供。【解決手段】吸着パッド２００は、長方形状のシリコンスポンジの表面部材２０１側に吸引孔を４個線対称に環状フレームに接する位置に設けたものであり、環状フレームに接触する吸引孔外周部分の１〜５ｍｍ幅の前記シリコンスポンジ表面を０．５〜３ｍｍの高さで突起２０１ｂさせて他の表面部材側の金属製環状フレームの中央空間部や金属製環状フレーム部分に相対する他のシリコンスポンジ表面との間に段差を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着テープを介して半導体基板が貼付された環状フレームを１基の吸着パッドで吸着し、次の加工ステージに前記環状フレームを搬送するのに用いる搬送機器の吸着パッドであって、この吸着パッドは、長方形状のシリコンスポンジの表面部材側に直径１〜８ｍｍの吸引孔を４個線対称に環状フレームに接する位置に設けたものであり、環状フレームに接触する吸引孔外周部分の１〜５ｍｍ幅の前記シリコンスポンジ表面を０．５〜３ｍｍの高さ突起させることによりシリコンスポンジ表面部材側の金属製環状フレームの中央空間部や金属製環状フレーム部分に相対する他のシリコンスポンジ表面との間に段差を設けた構造とし、前記４個の吸引孔を長方形状のシリコンスポンジ表面部材側に内蔵されたコ状の中空パイプで連通させた構造の吸着パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着テープを介して半導体基板が貼付された環状フレームを吸着し、マウンタステージやエッチングステージ、あるいは、ダイシングステージなどの次の加工ステージに前記環状フレームを搬送するのに用いる搬送機器の吸着パッドに関する。本発明の吸着パッドは、環状フレームを吸着搬送中、環状フレームの自重により吸着パッドから落下するおそれが少なく、かつ、パッド部分の面積が小さく、高さが低いので、半導体基板が貼付された環状フレームを吸着しに研削ステージに吸着パッドが移送され環状フレームを吸着する作業、または、吸着した環状フレームを次加工ステージへ搬送し、このステージへ載置させる作業が容易である。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板の径が３００ｍｍ、４５０ｍｍと拡径するとともに、厚みが２０〜８０μｍと極薄の半導体基板が望まれている。配線プリント面が保護テープで被覆されている半導体基板のシリコン基板面を粘着テープを介して環状フレームに貼付し、研削ステージ上に載置し、研削砥石でシリコン基板面を研削加工し、ついで、研削加工シリコン面を研磨加工または／およびエッチング加工して基板の厚みを２０〜８０μｍと薄肉化することが実施されている。  
【０００３】
このような粘着テープを介して半導体基板が貼付された環状フレームを吸着し、マウンタステージやエッチングステージ、あるいは、ダイシングステージなどの次の加工ステージに前記環状フレームを搬送するのに用いる搬送機器として、図４に示すように複数本の吸着パッド（コレット）１０ａを用いて環状フレーム１を吸着し、次ぎの加工ステージへ搬送する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。  
【０００４】
この複数本の吸着パッドを用いる搬送機器は、吸着パッドのパッド径が６〜３０ｍｍ、丈が１２〜１６ｍｍと大きく、研削砥石８と基板ホルダーテーブル６間の距離を大きく採る必要がある。  
【０００５】
前述の特許文献１の複数の吸着パッドの丈が高い欠点を改良するフレームの搬送機器として、図５に示すエッジ把持型搬送ロボットのア−ム１０が提案され、粘着テープを用いて半導体基板を半導体基板の直径より若干径の長い厚み０．５〜１ｍｍの円板状剛体サポ−トＧに積層した積層体の円板状剛体サポ−トＧのエッジを、エッジ把持型搬送ロボット４のア−ム下面に設けられた一対の固定把持部材２１と移動把持部材２２により把持し、円板状剛体サポ−トＧをバキュームチャック上へ搬入、あるいはバキュームチャック上から搬送することが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。  
【０００６】
また、中心に穴の空いた音響用ＣＤやＤＶＤをフラット状、リング状、もしくは三日月状の一個のシリコンゴム製吸着パッドを用いて吸着し、搬送することも知られている（例えば、非特許文献１参照。）。  
【０００７】
さらに、半導体基板自身を搬送する搬送ロボットの吸着アームとして、円板状のシリコンスポンジの表面側に多数の真空孔を設けた吸着パッドも実用化されている。  
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３０２５６９号公報
【特許文献２】特開２００７−０２７５９１号公報
【非特許文献１】大谷技研“各種パッド”、［online］、［平成１１年８月１日検索］、インターネット<URL:http://www.ohtani-eng.com/productionfo/cuptype.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載されるエッジ把持型搬送ロボットのア−ムは、特許文献１に記載の複数の吸着パッドを用いる搬送機器より丈が低いので搬入、搬送作業性に優れる利点を有する。しかし、一対の固定把持部材と移動把持部材により円板状剛体サポ−トＧの外周縁部を把持する構造であるので、ア−ムの長さが市販のシリコンスポンジの表面側に多数の真空孔を設けた吸着パッドの長さより固定把持部材と移動把持部材の合計長さ分（１０〜２５ｍｍ）余計に長くなる。かかる１０〜２５ｍｍの長さの拡大は、既存する直径４５０ｍｍの半導体基板の研削装置において、円板状剛体サポ−トＧをエッジ把持型搬送ロボットのア−ムで基板ホルダーチャック上へ搬入する余地のある空間を基板ホルダーチャックに設けるには基板ホルダーチャック径に余裕がなく、改造が困難である。  
【００１０】
市販の円板状のシリコンスポンジの表面側に多数の真空孔を設けた吸着パッドを前記環状フレームの吸着・搬送に用いると環状フレームのリング空間に位置する２０〜５２μｍ厚みの薄いシリコン基板面に吸引孔痕跡が残ることがあり、好ましくない。環状フレームのリング空間に位置する区域に位置するシリコンスポンジの表面側の真空孔を塞いで環状フレームを吸着・搬送したところ、搬送１００回当たり１〜２回の割合で吸着パッドの吸着面から環状フレームが落下することが見出された。  
【００１１】
この環状フレームの落下原因は、シリコンスポンジの表面側の表面粗さ（Ｒａｍａｘ）が２μｍ以下と平滑であるのに比較して金属製環状フレームの表面粗さ（Ｒａｍａｘ）が１５０〜３００μｍと粗い面であり、シリコンスポンジの表面と金属製環状フレームとが接触した部分には約１５０〜３００μｍの空気逃げ流路が形成されることとなり、シリコンスポンジの減圧度が低気圧の通過、あるいは真空ポンプ稼動電圧が低圧に変化して金属製環状フレームの自重を持ち堪える減圧度より低くなったときに金属製環状フレームの落下が生じると推測される。  
【００１２】
よって、搬送時の真空孔の減圧度を１．５〜３倍高くなる電圧で真空ポンプを稼動させることが考えられるが、真空ポンプがより大型のものが必要とされ、搬送機器のコストが増加する。  
【００１３】
本発明者らは、シリコンスポンジの表面側に設ける吸引孔の数を４個に減らすとともに、環状フレームに接触する吸引孔部分のシリコンスポンジ表面を０．５〜３ｍｍの高さ突起させることによりシリコンスポンジ表面側の金属製環状フレームの中央空間部や金属製環状フレーム部分に相対する一部との間に段差を設けた構造の吸着パッドとすることにより、低い減圧度でも金属製環状フレームを落下させることがない吸着パッドとすることができた。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、粘着テープを介して半導体基板が貼付された環状フレームを１基の吸着パッドで吸着し、次の加工ステージに前記環状フレームを搬送するのに用いる搬送機器の吸着パッドであって、この吸着パッドは、長方形状のシリコンスポンジの表面部材側に直径１〜８ｍｍの吸引孔を４個線対称に環状フレームに接する位置に設けたものであり、環状フレームに接触する吸引孔外周部分の１〜５ｍｍ幅の前記シリコンスポンジ表面を０．５〜３ｍｍの高さ突起させることによりシリコンスポンジ表面部材側の金属製環状フレームの中央空間部や金属製環状フレーム部分に相対する他のシリコンスポンジ表面との間に段差を設けた構造とし、前記４個の吸引孔を長方形状のシリコンスポンジ表面部材側に内蔵されたコ状の中空パイプで連通させた構造の吸着パッドにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の吸着パッドは、１基の吸着パッドで環状フレームを吸着・搬送できるので、特許文献１に記載の複数の吸着パッドを用いる搬送機器と比較し、吸着部品部がコンパクトであり、搬入、搬送の作業性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。  図１は環状フレーム用搬送機器の斜視図、図２は環状フレームを吸着パッドが吸着している状態を示す平面図、および、図３は吸着パッドの部分断面図で、図２においてＩ−Ｉ線方向の切断図であり、円内に吸着パッドの吸引孔の部分斜視図を付加している。  
【００１７】
図１に示す環状フレーム用搬送機器１００は、支柱１０６より基部アーム１０１、中間アーム１０２、先端アーム１０３を回転自在に起立させ、前記先端アーム１０３上に減圧部材収納室１０４を設け、この減圧部材収納室１０４の前方壁部よりパッド支持板１０５を延長させ、その先に吸着パッド２００を支持させた構造となっている。  
【００１８】
図２および図３に示すように、吸着パッド２００は、長方形状のシリコンスポンジの表面部材側２０１に内径１〜８ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍ内径の吸引孔２０３を４個線対称に環状フレームＦに接する位置に設けたものであり、環状フレームＦに接触する吸引孔２０３外周部分の１〜５ｍｍ幅（Ｌ）の前記シリコンスポンジ表面２０１ａを０．５〜３ｍｍの高さ（Ｈ）突起２０１ｂさせることによりシリコンスポンジ表面部材側の金属製環状フレームの中央空間部Ｆｖや金属製環状フレームＦ部分に相対する他のシリコンスポンジ表面２０１ａとの間に高さＨの段差を設ける。前記４個の吸引孔２０３を構成するステンレス製筒状物２０６の各々の端は、コ状の中空パイプ２０７に連通されている。このコ状のステンレス、アルミニウム、あるいは銅製の中空パイプ２０７は、前記長方形状のシリコンスポンジ表面部材側２０１と裏打材２０２と間に内蔵される。ステンレス製筒状物２０６の下面とシリコンスポンジ突起２０１ｂ下面は、面一となっている。  
【００１９】
コ状の中空パイプ２０７の搬送機器の支持板１０５に近い側には吸引流路２０７ａと噴出流路２０７ｂが分岐されており、これら分岐流路２０７ａ、２０７ｂ中空パイプは支持板１０５の凹部空室を経由して減圧部材収納室１０４に収納されている中空パイプに連通されている。なお、２０７ｃは吸着パッド補強のために設けられた連結中空管である。  
【００２０】
前記シリコンスポンジ表面部材２０１の素材は、耐熱性および耐寒性の面から硬度（Ｈｓ）が４５〜５８のシリコンスポンジ（ゴム）が好ましい。シリコンスポンジの使用温度は、−７０℃〜＋２００℃である。裏打材２０２もシリコンスポンジが好ましいが、芳香族ポリアミド樹脂、ポリ（ジクロロジフロロエチレン）などのエンジニアプラスチック、ニトリロゴム、あるいはアルミニウム板であってもよい。シリコンスポンジ表面部材２０１、裏打材２０２の厚みは、０．５〜３ｍｍ、好ましくは、０．８〜１．５ｍｍである。  
【００２１】
前記吸着パッド２００は、粘着テープ（Ｔ）を介して半導体基板（ｗ）が貼付された環状フレーム
（Ｆ）のフレーム部分を前記４個の吸引孔２０３で吸着する。減圧度は、−１００ｐＫａから−８５０ｐＫａでよい。  
【００２２】
コ状の中空パイプ２０７内の減圧または加圧は、図１の搬送機器１００には図示されていない真空ポンプおよびコンプレッサの稼動により行われる。真空ポンプの稼動により環状フレーム（Ｆ）の吸着パッド２００による吸着が、コンプレッサの稼動により環状フレーム（Ｆ）が吸着パッド２００より剥離される。  
【００２３】
環状フレーム（Ｆ）の素材は、ステンレス、アルミニウム、真鍮などの金属でもよいが、ガラス、ポリ（エチレンエーテルケトン）、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ポリアセタール等の表面粗さ（Ｒａｍａｘ）が１μｍ以下のリングを与えるものの方がより減圧の程度を小さくできる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の半導体基板保持用環状フレームの吸着パッドは、環状フレームに吸着パッドが小面積で接するので、減圧洩れが非常に小さくなるので、低気圧の通過や真空ポンプの電圧低下があっても環状フレームを落下させるほどには減圧度が低下しないので、半導体基板加工装置を連続運転していても環状リングの落下の心配が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】環状フレーム用搬送機器の斜視図である。
【図２】環状フレームを吸着パッドが吸着している状態を示す平面図である。
【図３】吸着パッドの部分断面図である。
【図４】複数本の吸着パッドを用いて環状フレームを搬送する状態を示す図である。(公知)
【図５】エッジ把持型搬送ロボットのア−ムで環状剛体を把持する状態を示す図である。(公知)
【符号の説明】
【００２６】
１００  環状フレーム用搬送機器          Ｆ  環状フレーム          Ｔ  粘着テープ          ｗ  半導体基板      ２００  搬送パッド      ２０１  シリコンスポンジの表面部材      ２０１ｂ  段部      ２０２  裏打材    ２０３  吸引孔２０７  コ状の中空パイプ
【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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