CN101127316A - 晶片搬送方法和磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶片搬送方法和磨削装置。即使在减少用于将晶片隔着水层保持在保持台上的供水量的、表面张力强的状态下，也可以将晶片从水层剥离以进行搬送。将搬送单元(17)的吸盘(171)相对于隔着水层(162)保持在保持台(163)上的晶片(W)的吸附位置，设定为吸盘中心(φ2)以与晶片(W)的中心(φ1)不一致的方式偏移的位置，在通过吸盘(171)吸附的状态下，使搬送臂(172)沿铅直方向上升来进行搬送，由此，与在晶片中心位置吸附的情况相比，晶片(W)从水层(162)的吸附剥离变得格外容易。
Description
技术领域
本发明涉及晶片搬送方法和磨削装置。
背景技术
为了在表面上形成半导体，利用磨削装置，通过预先对硅晶片的表面进行磨削，或者对在表面形成有多个IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)等半导体芯片的半导体晶片的背面进行磨削，使硅晶片或半导体晶片形成为预定的厚度。在磨削装置中，当将晶片从晶片盒自动搬送到吸盘工作台上时，必须进行晶片的定位，利用水的表面张力将晶片定位在预定的位置上这样的技术已经公知(例如，参照专利文献1、2)。即，对定位用的保持台的上表面连续地一点点地供水，在大致整个上表面上形成水层，利用所形成的水层的表面张力，将成为对象的晶片移动到保持台上表面的中心位置，并以定位在中心位置的状态进行保持。
另一方面，定位在保持台的水层上的中心进行保持的晶片，以适当的定时被搬送单元的吸盘吸附，使支承该吸盘的搬送臂沿铅直方向上升，从水的表面张力下剥离开来，并沿水平方向旋转，由此来搬送到吸盘工作台上。
专利文献1：日本特公昭60-22500号公报
专利文献2：日本特开平11-220010号公报
但是，尽管为了形成水层进行晶片的中心定位，供给至保持台上表面的水的流量可以很小，但当供水的水的流量小时，对晶片的表面张力增强，即使通过搬送臂使吸附有晶片的吸盘上升，晶片的剥离也会变得困难。因此，现实中，为了克服水层的表面张力，使通过吸盘进行的晶片的吸附剥离变得容易，为了进行中心定位而供给不必要的流量(例如，2升/分)的水，在弱化了表面张力的状态下进行中心定位，从而造成了水的浪费。特别是在磨削装置中的，由于定位用的保持台部分并不是直接参与晶片加工的部分，因此，在该部位的多余水量的消耗非常不经济。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种晶片搬送方法和磨削装置，即使在减少了用于隔着水层将晶片保持在保持台上的供水量的、表面张力强的状态下，也可以使晶片从水层剥离以进行搬送。
为了解决上述课题，达成目的，本发明所述的晶片搬送方法，是利用搬送单元来对隔着水层保持在保持台上的晶片进行搬送的晶片搬送方法，其特征在于，所述搬送单元具有：搬送臂，其可以相对于所述保持台沿铅直方向和水平方向移动；和吸盘，其支承在该搬送臂上，用于吸附晶片，在吸盘中心与保持在所述保持台上的晶片的中心不一致的位置上，在所述吸盘吸附晶片的状态下，所述搬送臂相对于所述保持台沿铅直方向上升，来进行晶片的搬送。
此外，本发明所述的磨削装置具有：吸盘工作台，其用于保持晶片；磨削单元，其对保持在该吸盘工作台上的晶片进行磨削；晶片盒载置部，其载置容纳有晶片的晶片盒；搬入搬出单元，其从载置在该晶片盒载置部上的所述晶片盒中搬出晶片，并且将磨削后的晶片容纳到该晶片盒中；定位单元，其对通过该搬入搬出单元搬出的晶片进行定位；以及搬送单元，其将晶片从所述定位单元搬送到所述吸盘工作台上，其特征在于，
所述定位单元包括：保持台，其通过水层形成与晶片大致相同大小和外形的载置面；和供水单元，其向该保持台供水以形成所述水层，并且该定位单元具有这样的结构：隔着所述水层保持晶片，利用水的表面张力使晶片的中心与所述保持台的中心一致，所述搬送单元具有：搬送臂，其可以相对于所述保持台沿铅直方向和水平方向移动；和吸盘，其支承在该搬送臂上，用于吸附晶片，在吸盘中心与保持在所述保持台上的晶片的中心不一致的位置上，在所述吸盘吸附晶片的状态下，所述搬送臂相对于所述保持台沿铅直方向上升，来进行晶片的搬送。
根据本发明所述的晶片搬送方法和磨削装置，由于将搬送单元的吸盘相对于隔着水层保持在保持台上的晶片的吸附位置，设定为吸盘中心以与晶片中心不一致的方式偏移的位置，在通过吸盘吸附的状态下，使搬送臂沿铅直方向上升来进行搬送，因此，与在晶片中心位置进行吸附的情况相比，晶片从水层的吸附剥离变得格外容易，从而，即使在减少了用于隔着水层将晶片保持在工作台上的供水量的、表面张力强的状态下，也能够使晶片从水层上剥离以进行搬送，从而达到了可以减少用于保持晶片的供水量这一效果。
附图说明
图1是表示实施本实施方式的晶片搬送方法的磨削装置的外观立体图。
图2是表示定位单元的结构例的概略剖面图。
图3是定位单元的平面图。
图4是表示晶片搬送方法的概略剖面图。
标号说明
11：吸盘工作台；30、40：磨削单元13a、13b：晶片盒；14a、14b：晶片盒载置部；15：搬入搬出单元；16：定位单元；17：搬送单元；161：载置面；162：水层；163：保持台；171；吸盘；172：搬送臂；W：晶片；φ1：晶片中心；φ2：吸盘中心。
具体实施方式
下面，参照附图对作为用于实施本发明的最佳的方式的晶片搬送方法，以及实施该晶片搬送方法的磨削装置进行说明。
图1是表示实施本实施方式的晶片搬送方法的磨削装置的外观立体图。磨削装置10具有：三个吸盘工作台11，它们抽吸保持晶片W；旋转的旋转台12，其将这些吸盘工作台11支承为可分别自由旋转；晶片盒载置部14a、14b，它们载置容纳有晶片W的晶片盒13a、13b；搬入搬出单元15，其从载置在该晶片盒载置部14a上的晶片盒13a中搬出晶片W，并且将磨削后的晶片W容纳到载置在晶片盒载置部14b上的晶片盒13b中；定位单元16，其对通过搬入搬出单元15搬出的晶片W进行中心定位；搬送单元17，其将晶片W从定位单元16搬送到吸盘工作台11上；磨削单元30、40，它们对保持在吸盘工作台11上的晶片W进行磨削；搬出装置50，其从吸盘工作台11将晶片W搬出；清洗单元18，其清洗磨削后的吸盘工作台11；以及清洗单元60，其具有抽吸保持晶片W的旋转的回转台61，该清洗单元60清洗磨削后的晶片W的磨削面。这里，配设在旋转台12上的三个吸盘工作台11通过旋转台12的适当旋转而顺次进行移动，并顺次定位在晶片搬入/搬出区域E1、粗磨削加工区域E2、以及精磨削加工区域E3上。
在这样的磨削装置10中，收纳在晶片盒13a中的晶片W通过搬入搬出单元15被搬送到定位单元16上，在这里进行中心定位后，通过搬送单元17搬送并载置在晶片搬入/搬出区域E1的吸盘工作台11上。
此外，对保持在定位于粗磨削加工区域E2中的吸盘工作台11上的晶片W实施粗磨削加工的磨削单元30具有如下结构：其支承在支承部34上，该支承部34由沿Z轴方向配设在壁部31上的一对导轨32引导，并通过电动机33的驱动而上下运动，随着支承部34的上下运动，该磨削单元30沿Z轴方向上下运动。该磨削单元30具有：电动机35，其使被可旋转地支承的主轴35a旋转；磨削轮37，其通过轮安装部36，安装在主轴35a的前端；以及磨削磨具38，其呈圆环状被紧固在磨削轮37的下表面，对晶片W的背面(上表面)进行粗磨削。
因此，随着由电动机35驱动的主轴35a的旋转，磨削单元30向Z轴方向的下方磨削进给，旋转的磨削轮37的磨削磨具38接触晶片W的背面，由此来对保持在定位于粗磨削加工区域E2中的吸盘工作台11上的晶片W的背面进行粗磨削。
此外，对保持在定位于精磨削加工区域E3中的吸盘工作台11上的晶片W实施精磨削加工的磨削单元40具有如下结构：其支承在支承部43上，该支承部43由沿Z轴方向配设在壁部31上的一对导轨41引导，并通过电动机42的驱动而上下运动，磨削单元40随着支承部43的上下运动而沿Z轴方向上下运动。该磨削单元40具有：电动机44，其使被可旋转地支承的主轴44a旋转；磨削轮46，其通过轮安装部45安装在主轴44a的前端；磨削磨具47，其呈圆环状地紧固在磨削轮46的下表面，对晶片W的背面进行精磨削。即，磨削单元40与磨削单元30构成为只有磨削磨具的种类不同。
因此，随着由电动机44驱动的主轴44a的旋转，磨削单元40向Z轴方向的下方磨削进给，旋转的磨削轮46的磨削磨具47接触晶片W的背面，由此对保持在定位于精磨削加工区域E3中的吸盘工作台11上的晶片W的背面进行精磨削。
抽吸保持背面(上表面)已被精磨削后的晶片W的吸盘工作台11，返回晶片搬入/搬出区域E1。背面被精磨削后的晶片W，在该位置由搬出装置50抽吸保持，从吸盘工作台11搬出，并搬送到清洗单元60的回转台61上，在通过清洗单元60进行的清洗而除去磨屑后，通过搬入搬出单元15容纳到晶片盒14中。此外，清洗单元18对返回到晶片搬入/搬出区域E1吸盘工作台11上的已完成精磨削的晶片W的背面(上表面)进行清洗，并且对通过搬出装置50取出了精磨削后的晶片W而成为空闲状态的晶片搬入/搬出区域E1的吸盘工作台11进行清洗。
此处，对定位单元16的结构和作用进行说明。图2是表示定位单元16的结构例的概略剖面图。图3是定位单元16的平面图。本实施方式的定位单元16利用水的表面张力对晶片W进行中心定位，其具有：保持台163，其以凹部形状形成有储水部163a，以便通过水层162形成与成为对象的晶片W具有大致相同大小和外形的载置面161；和供水单元164，其将水供给到该保持台163的储水部163a中，以在上表面形成水层162。供水单元164例如具有：储水罐165，其用于储存水；泵166，其从储水罐165将水送出；供给阀167，其控制水的供给；以及中心孔168，其沿铅直方向贯通形成于保持台163的中心，用于将从泵166送出的水供给到储水部163a，使水通过中心孔168缓慢地喷出到保持台163的储水部163a中，在溢流到保持台163外面的状态下，由水层162形成载置面161。
由此，定位单元16通过供水单元164对储水部163a进行供水，而在保持台163的上表面形成水层162，通过一点点地持续供水使其溢流，水层162被维持为恒定，该水面由于表面张力而成为略微隆起的状态。在该状态下，当通过搬入搬出单元15，将晶片W如图2所示那样载置在水面上时，通过水的表面张力，晶片W被向中心方向牵引，最终，如后述的图4(a)所示，晶片W以中心φ1与保持台163的中心位置一致的中心定位状态被保持。
接下来，对搬送单元17的结构和由搬送单元17进行的晶片搬送方法进行说明。图4是表示晶片搬送方法的概略剖面图。首先，本实施方式的搬送单元17具有：吸盘171；搬送臂172；未图示的升降旋转机构；以及抽吸源。搬送臂172设置成，支承吸盘171，并且通过升降旋转机构可以相对于保持台163沿铅直方向自由升降，和沿水平方向自由旋转，该搬送臂172用于使吸盘171在定位单元16的保持台163与晶片搬入/搬出区域E1的吸盘工作台11之间升降和往复移动。吸盘171通过来目抽吸源的抽吸力来抽吸保持未磨削的晶片W的上表面，并伴随搬送臂172的升降动作和旋转动作，将晶片W从保持台163搬送到晶片搬入/搬出区域E1的吸盘工作台11上。
这里，如图4(a)所示，本实施方式的吸盘171的吸附位置设定成从中心φ1略微偏移，以便在吸盘中心φ2与中心定位并保持在保持台163的水层162上的晶片W的中心φ1不一致的位置上，吸附该晶片W。中心φ2相对于中心φ1的偏移量Δ，例如在300mm的晶片的情况下是20mm左右。
因此，当从保持台163进行晶片W的搬送时，首先，如图4(a)所示，相对于隔着水层162在保持台163上通过表面张力进行了定位并被保持的晶片W，使搬送臂172沿铅直方向下降，使吸盘171与晶片W的表面抵接，通过来自抽吸源的抽吸力，使晶片W成为吸附状态。此时，吸盘171对晶片W的吸附位置，就成为从晶片W的中心φ1略微偏移的位置。
在这样的吸附状态下，如图4(b)所示，通过使搬送臂172直接笔直地沿铅直方向上升，使吸盘171所吸附的晶片W克服水层162的表面张力而剥离和上升，并伴随搬送臂172的旋转动作，搬送到晶片搬入/搬出区域E1的吸盘工作台11上。这里，当从水层162剥离晶片W时，由于吸盘171的吸附位置从晶片W的中心φ1偏移开来，因此，即使在晶片W上作用有水层162的表面张力，与在晶片W的中心φ1位置进行吸附以使其剥离的情况相比，例如，在图4(b)中用圆包围所示的部分的剥离变得容易，容易破坏整体的保持状态的稳定性，从而伴随搬送臂172的上升能够容易地剥离晶片W。
从而，根据本实施方式，即使在减小了用于隔着水层162将晶片W保持在保持台163上的供水量的、表面张力强的状态下，也可以从水层162上剥离晶片W进行搬送，从而能够减少用于保持晶片的供水量。根据本发明的发明人的实验确认了以下情况：在现状下为了使晶片能够从水的表面张力下剥离，要供给达到2升/分的流量的水，与此相对，根据本实施方式的搬送方法，对保持台163供水的水被减半到1升/分的流量，即使对晶片W的表面张力变强，也可以将晶片W从水层162上可靠地剥离进行搬送。由此，在磨削装置10中，可以使并不直接参与晶片W加工的定位用的保持台163部分的水的消耗量减小一半，变得很经济。因此，只要变更吸盘171对晶片W的吸附位置即可，能够简单地实现。
并且，在本实施方式中，通过从磨削装置10中的定位单元16的保持台163进行晶片搬送时的应用例进行了说明，但例如如果是如专利文献1中的示例那样，吸盘工作台11利用由水层产生的表面张力来保持晶片的情况，从该吸盘工作台11搬送晶片时也同样可以应用。此外，保持台的结构也并不仅限于对应单一尺寸的结构，例如，如专利文献2中的示例那样，在对应多个尺寸的结构的情况下，也同样可以应用。
Claims (2)
1.一种晶片搬送方法，是利用搬送单元来对隔着水层保持在保持台上的晶片进行搬送的晶片搬送方法，其特征在于，
所述搬送单元具有：
搬送臂，其可以相对于所述保持台沿铅直方向和水平方向移动；和
吸盘，其支承在该搬送臂上，用于吸附晶片，
在吸盘中心与保持在所述保持台上的晶片的中心不一致的位置上，在所述吸盘吸附晶片的状态下，所述搬送臂相对于所述保持台沿铅直方向上升，来进行晶片的搬送。
2.一种磨削装置，其具有：吸盘工作台，其用于保持晶片；磨削单元，其对保持在该吸盘工作台上的晶片进行磨削；晶片盒载置部，其载置容纳有晶片的晶片盒；搬入搬出单元，其从载置在该晶片盒载置部上的所述晶片盒中搬出晶片，并且将磨削后的晶片容纳到该晶片盒中；定位单元，其对通过该搬入搬出单元搬出的晶片进行定位；以及搬送单元，其将晶片从所述定位单元搬送到所述吸盘工作台上，其特征在于，所述定位单元包括：保持台，其通过水层形成与晶片大致相同大小和外形的载置面；和供水单元，其向该保持台供水以形成所述水层，并且该定位单元具有这样的结构：隔着所述水层保持晶片，利用水的表面张力使晶片的中心与所述保持台的中心一致，
所述搬送单元具有：搬送臂，其可以相对于所述保持台沿铅直方向和水平方向移动；和吸盘，其支承在该搬送臂上，用于吸附晶片，在吸盘中心与保持在所述保持台上的晶片的中心不一致的位置上，在所述吸盘吸附晶片的状态下，所述搬送臂相对于所述保持台沿铅直方向上升，来进行晶片的搬送。
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