CN101552222B

CN101552222B - 晶片搬送方法和搬送装置

Info

Publication number: CN101552222B
Application number: CN 200910133233
Authority: CN
Inventors: 现王园二郎
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: JP2009252877A; CN101552222A

Abstract

本发明提供一种晶片搬送方法和搬送装置，能够保持并搬送晶片而不会使晶片的被保持面受到损伤。关于保持晶片的被保持面地进行搬送的晶片搬送方法，保持垫具有与晶片的被保持面对应的大小的保持面，将该保持垫的上述保持面以与晶片的上述被保持面隔开预定间隙地对置的方式定位在晶片的上述被保持面的上侧，使水层介于晶片的上述被保持面与上述保持垫的上述保持面之间的间隙中，通过水的表面张力将晶片的上述被保持面保持在上述保持垫的上述保持面上并搬送晶片。

Description

晶片搬送方法和搬送装置

技术领域

本发明涉及保持半导体晶片等晶片的被保持面地搬送该晶片的晶片搬送方法和搬送装置。

背景技术

如本领域技术人员公知的那样，在半导体器件制造工序中，关于形成有多个IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)等器件的半导体晶片，在被分割成一个个器件之前，通过用磨削装置磨削其背面而形成为预定厚度。对半导体晶片的背面进行磨削的磨削装置包括：吸引保持晶片的卡盘工作台；对吸引保持在该卡盘工作台上的晶片进行磨削的磨削构件；对加工前的晶片进行吸引保持并将其搬入到卡盘工作台上的晶片搬入构件；以及对在卡盘工作台上进行了磨削的晶片进行吸引保持并将其搬出的晶片搬出构件。晶片搬入构件和晶片搬出构件包括：在保持面(下表面)上吸引保持晶片的被保持面(上表面)的吸引保持垫；和将该吸引保持垫移动至预定位置的搬送移动构件。(例如参照专利文献1)

专利文献1：日本特开2003-282673号公报

然而，在将磨削过的晶片吸引保持到上述晶片搬出构件的吸引保持垫上进行搬送时，存在器件的抗弯强度降低的问题。这样的问题的原因被认为是：上述吸引保持垫由陶瓷材料构成，在对磨削过的晶片进行吸引保持时，上述吸引保持垫与晶片的被保持面(背面)抵接而使该被保持面受到损伤，在将被磨削至100μm以下的厚度的晶片分割成了一个个的器件的情况下，该损伤会使抗弯强度降低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种能够保持并搬送晶片而不会使晶片的被保持面受到损伤的晶片搬送方法和搬送装置。

为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种晶片搬送方法，其保持晶片的被保持面地进行搬送，其特征在于，

保持垫具有与晶片的上述被保持面对应的大小的保持面，将上述保持垫的上述保持面以与晶片的上述被保持面隔开预定间隙地对置的方式定位在晶片的上述被保持面的上侧，使水层介于晶片的上述被保持面与上述保持垫的上述保持面之间的间隙中，通过水的表面张力将晶片的上述被保持面保持在上述保持垫的上述保持面上，并搬送晶片。

此外，为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种晶片搬送装置，其保持晶片的被保持面地进行搬送，其特征在于，

上述晶片搬送装置包括：保持垫，其具有与晶片的上述被保持面对应的大小的保持面；搬送移动构件，其在载置有晶片的第一位置和搬送晶片的第二位置之间移动上述保持垫；和水供给构件，其向上述保持垫的上述保持面供给水，

上述搬送移动构件具有保持垫定位构件，上述保持垫定位构件将上述保持垫移动至载置于上述第一位置的晶片的上述被保持面的上侧，并使晶片的上述被保持面与上述保持垫的上述保持面隔开预定间隙地对置。

优选的是，上述保持垫由亲水性高的材料形成。

关于本发明的晶片搬送方法和搬送装置，由于在晶片的被保持面与保持垫的保持面之间的间隙中夹有水层，通过水的表面张力将晶片的被保持面保持在保持垫的保持面上，并搬送晶片，所以保持垫不与晶片的被保持面接触，因此不会对晶片的被保持面造成损伤。因此，能够事先防止以下情况：由于晶片的被保持面受到损伤，而使此后被分割成一个一个的器件的抗弯强度降低。

附图说明

图1是装备有按照本发明构成的晶片搬送装置的磨削装置的立体图。

图2是将图1所示的磨削装置所装备的按照本发明构成的晶片搬送装置的主要部分剖开进行表示的结构方框图。

图3是表示利用构成图2所示的晶片搬送装置的保持垫来保持晶片的状态的说明图。

图4是表示按照本发明构成的晶片搬送装置的另一实施方式的图，是将主要部分剖开进行表示的结构方框图。

标号说明

2：装置壳体；3：粗磨削单元；33：粗磨轮；4：精磨削单元；43：磨轮；5：旋转工作台；6：卡盘工作台；7a：第一晶片搬送装置；7b：第二晶片搬送装置；71：保持垫；711：保持面；712：凹部；72：搬送移动构件；73：搬送臂；74：转动轴；75：升降机构；76：回转机构；8：水供给构件；81：纯水供给源；82：软管；83：电磁开闭阀；11：第一盒；12：第二盒；13：中心对准构件；14：旋转清洗构件；15：晶片搬出搬入构件；W：半导体晶片；T：保护带。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的晶片搬送方法和晶片搬送装置的优选实施方式更加详细地进行说明。

图1中表示装备有按照本发明构成的晶片搬送装置的磨削设备的立体图。

图示的实施方式中的磨削设备包括大致长方体状的装置壳体2。在装置壳体2的图1中右上端，竖立设置有静止支承板21。在该静止支承板21的内侧面(前侧的面)上设置有在上下方向延伸的两对引导轨道22、22和23、23。在一对引导轨道22、22上以能够在上下方向上移动的方式安装有作为粗磨削构件的粗磨削单元3，在另一对引导轨道23、23上以能够在上下方向上移动的方式安装有作为精磨削构件的精磨削单元4。

粗磨削单元3包括：单元壳体31；粗磨轮33，其安装于轮座32，该轮座32以能够自由旋转的方式安装在上述单元壳体31的下端；电动马达34，其安装于上述单元壳体31的上端，用于使轮座32向箭头32a所示的方向旋转；和移动基座35，其安装有单元壳体31。

在上述移动基座35上设置有被引导轨道351、351，通过使该被引导轨道351、351以能够移动的方式与设置于上述静止支承板21的引导轨道22、22配合，粗磨削单元3以能够在上下方向上移动的方式被支承。图示方式中的粗磨削单元3包括磨削进给机构36，该磨削进给机构36使上述移动基座35沿引导轨道22、22移动，从而对粗磨轮33进行磨削进给。磨削进给机构36包括：外螺纹杆361，其与引导轨道22、22平行地沿上下方向配置于上述静止支承板21，并被支承成能够旋转；脉冲马达362，其用于驱动上述外螺纹杆361旋转；以及未图示的内螺纹块，其安装在上述移动基座35上，并与外螺纹杆361旋合，通过利用脉冲马达362驱动外螺纹杆361正转和反转，来使粗磨削单元3在上下方向(相对于后述卡盘工作台的保持面垂直的方向)上移动。

上述精磨削单元4也具有与粗磨削单元3相同的结构，该精磨削单元4包括：单元壳体41；磨轮43，其安装于轮座42，该轮座42以能够自由旋转的方式安装在上述单元壳体41的下端；电动马达44，其安装于上述单元壳体41的上端，用于使轮座42向箭头42a所示的方向旋转；和移动基座45，其安装有单元壳体41。

在上述移动基座45上设置有被引导轨道451、451，通过使该被引导轨道451、451以能够移动的方式与设置于上述静止支承板21的引导轨道23、23配合，精磨削单元4以能够在上下方向上移动的方式被支承。图示方式中的精磨削单元4包括进给机构46，该进给机构46使上述移动基座45沿引导轨道23、23移动，从而对磨轮43进行磨削进给。进给机构46包括：外螺纹杆461，其与引导轨道23、23平行地沿上下方向配置于上述静止支承板21，并被支承成能够旋转；脉冲马达462，其用于驱动上述外螺纹杆461旋转；以及未图示的内螺纹块，其安装在上述移动基座45上，并与外螺纹杆461旋合，通过利用脉冲马达462驱动外螺纹杆461正转和反转，来使精磨削单元4在上下方向(相对于后述卡盘工作台的保持面垂直的方向)上移动。

图示的实施方式中的磨削设备包括旋转工作台5，该旋转工作台5在上述静止支承板21的前侧以与装置壳体2的上表面大致成为同一个面的方式配置。该旋转工作台5形成为直径较大的圆盘状，其通过未图示的旋转驱动机构向箭头5a所示的方向适当旋转。在旋转工作台5上，在图示实施方式的情况下，分别以120度的相位角配置有3个卡盘工作台6，该卡盘工作台6以能够在水平面内旋转的方式配置。该卡盘工作台6具有：圆盘状的基座61；和吸附保持卡盘62，其由多孔陶瓷材料形成为圆盘状。通过使未图示的吸引构件工作，来对载置于吸附保持卡盘62上(保持面)的被加工物进行吸引保持。这样构成的卡盘工作台6如图1所示通过未图示的旋转驱动机构向箭头6a所示的方向旋转。通过旋转工作台5的适当旋转，配置于旋转工作台5上的3个卡盘工作台6依次移动至被加工物搬入搬出区域A、粗磨削加工区域B、精磨削加工区域C以及被加工物搬入搬出区域A。

图示的磨削设备包括：第一盒11，其相对于被加工物搬入搬出区域A配置在一侧，用于存放磨削加工前的作为被加工物的半导体晶片；第二盒12，其相对于被加工物搬入搬出区域A配置在另一侧，用于存放磨削加工后的作为被加工物的半导体晶片；中心对准构件13，其配置在第一盒11和被加工物搬入搬出区域A之间，用于进行被加工物的中心对准；旋转清洗构件14，其配置在被加工物搬入搬出区域A和第二盒12之间；以及晶片搬出搬入构件15，其将收纳在第一盒11内的作为被加工物的半导体晶片搬出至中心对准构件13，并且将利用旋转清洗构件14清洗过的半导体晶片搬送至第二盒12中。另外，多枚半导体晶片W以在表面上粘贴有保护带T的状态收纳在上述第一盒11中。此时，半导体晶片W以背面朝向上侧的方式被收纳。

图示的磨削设备包括：晶片搬入构件16，其将载置于上述中心对准构件13上并进行了中心对准的半导体晶片搬送至定位于被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6上；和按照本发明构成的作为晶片搬出构件的晶片搬送装置7，其将在定位于被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6上载置的磨削加工后的半导体晶片搬送至清洗构件14。晶片搬入构件16采用了利用吸引保持垫来吸引保持晶片并进行搬送的一般所使用的晶片搬送机构。下面参照图2，对按照本发明构成的作为晶片搬出构件的晶片搬送装置7进行说明。

图2所示的作为晶片搬出构件的晶片搬送装置7包括：保持垫71，其保持晶片；和搬送移动构件72，其将上述保持垫71从定位于上述被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6(第一位置)移动向上述旋转清洗构件14(第二位置)。

关于上述保持垫71，在其下表面上具有圆形的保持面711，该保持面711具有与上述半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)对应的大小，在该保持面711上形成有圆形的凹部712。此外，在保持垫71上形成有与圆形的凹部712连通的水供给孔713，并且在保持垫71的上表面上设置有管连接部714，该管连接部714具有与上述水供给孔713连通的孔。优选的是，这样构成的保持垫71由例如氧化钛、玻璃、铝等亲水性高的材料形成。

上述搬送移动构件72包括：搬送臂73，其在一端部支承上述保持垫71；转动轴74，其上端部安装在上述搬送臂73的另一端；升降机构75，其与上述转动轴74的下端连接；和回转机构76，其使上述升降机构75转动。搬送臂73由适当的金属材料形成，如图2所示，在搬送臂73的一端部设置有供上述管连接部贯穿插入的孔731。上述保持垫71利用紧固螺栓730安装在该搬送臂73的一端部。上述升降机构75由例如空气活塞等构成，该升降机构75与安装在搬送臂73的另一端上的转动轴74连接，并经转动轴74使搬送臂73如图2中箭头75a所示那样在上下方向上工作。上述回转机构76包括能够正转和反转的脉冲马达，该回转机构76经升降机构75和转动轴74使搬送臂73以转动轴74为中心回转。因此，升降机构75和回转机构76作为垫定位构件发挥作用，该垫定位构件如下所述将支承于搬送臂73的一端部的保持垫71移动至晶片的被保持面的上侧，使晶片的被保持面与保持垫71的保持面711隔开预定间隔地对置，其中，上述晶片载置在定位于被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6(第一位置)上。

参照图2继续进行说明，图示实施方式中的作为晶片搬出构件的晶片搬送装置7具有水供给构件8，该水供给构件8将水供给到上述保持垫71的保持面711上。水供给构件8具有：纯水供给源81；将该纯水供给源81与设置在上述保持垫71上的管连接部714连接起来软管82；和配置于该软管82的电磁开闭阀83。另外，电磁开闭阀83构成为：在切断(OFF)状态下使通道关闭，在导通(ON)时使通道打开。因此，当电磁开闭阀83导通(ON)时，水供给构件8从纯水供给源81经软管82向形成在保持垫71上的水供给孔713供给纯水。

图示实施方式中的磨削装置如上所述地构成，下面主要参照图1至图3对其作用进行说明。

收纳在上述第一盒11中的磨削加工前的作为被加工物的半导体晶片W，通过晶片搬出搬入构件15的上下动作和进退动作而被搬送，并载置到中心对准构件13上，然后通过6支销131的朝向中心的径向运动来进行中心对准。当半导体晶片W在中心对准构件13中进行了中心对准后，使被加工物搬入构件16工作，对在中心对准构件13中进行了中心对准的半导体晶片W进行吸引保持，并搬送到定位于被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6上。通过使未图示的吸引构件工作，这样被搬送至卡盘工作台6上的半导体晶片W被吸引保持在卡盘工作台6上。接下来，通过未图示的旋转驱动机构使旋转工作台5向箭头5a所示的方向转动120度，将载置有半导体晶片W的卡盘工作台6定位于粗磨削加工区域B。

关于吸引保持有半导体晶片W的卡盘工作台6，当其定位于粗磨削加工区域B时，通过未图示的旋转驱动机构而向箭头6a所示的方向旋转。另一方面，粗磨削单元3的粗磨轮33在向箭头32a所示的方向旋转的同时，通过磨削进给机构36而下降预定量。其结果为，在卡盘工作台6上的半导体晶片W的背面(上表面)上实施粗磨削加工。此外，在此期间，在定位于被加工物搬入搬出区域A的下一个卡盘工作台6上，如上所述地载置磨削加工前的半导体晶片W。然后，通过使未图示的吸引构件工作，将载置于卡盘工作台6上的半导体晶片W吸引保持在卡盘工作台6上。接下来，使旋转工作台5向箭头5a所示的方向转动120度，将保持有粗磨削加工过的半导体晶片W的卡盘工作台6定位于精磨削加工区域C，将保持有磨削加工前的半导体晶片W的卡盘工作台6定位于粗磨削加工区域B。

这样，对在定位于粗磨削加工区域B的卡盘工作台6上所保持的粗磨削加工前的半导体晶片W的背面(上表面)，通过粗磨削单元3实施粗磨削加工；对在定位于精磨削加工区域C的卡盘工作台6上所保持的、粗磨削加工过的半导体晶片W的背面(上表面)，通过精磨削单元4实施精磨削加工。接下来，使旋转工作台5向箭头5a所示的方向转动120度，将保持有精磨削加工过的半导体晶片W的卡盘工作台6定位于被加工物搬入搬出区域A。此外，将在粗磨削加工区域B中保持着粗磨削加工过的半导体晶片W的卡盘工作台6移动至精磨削加工区域C，将在被加工物搬入搬出区域A中保持着磨削加工前的半导体晶片W的卡盘工作台6移动至粗磨削加工区域B。

如上所述，经由粗磨削加工区域B和精磨削加工区域C而返回至被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6，在此处解除精磨削加工后的半导体晶片W的吸引保持。接下来，使作为晶片搬出构件的晶片搬送装置7工作，将定位于被加工物搬入搬出区域A的卡盘工作台6(第一位置)上载置的磨削加工后的半导体晶片W搬送至旋转清洗构件14(第二位置)。即，使构成晶片搬送装置7的搬送移动构件72的回转机构76工作，使搬送臂73以转动轴74为中心回转，从而使吸引保持垫71移动至卡盘工作台6上的半导体晶片W的正上方。然后，使水供给构件8的电磁开闭阀83导通(ON)，从而向形成在保持垫71上的水供给孔713供给纯水，同时使构成搬送移动构件72的升降机构75工作，使保持垫71下降，以使保持垫71的保持面711如图3的(a)所示定位在如下位置：与卡盘工作台6上载置的半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)隔开预定间隙(例如1mm)地对置。其结果为，在保持垫71的保持面711和半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)之间形成水层80。接下来，将水供给构件8的电磁开闭阀83切断(OFF)，从而使纯水向形成在保持垫71上的水供给孔713的供给停止，并使构成搬送移动构件72的升降机构75工作，从而使保持垫71上升。其结果为，如图3的(b)所示，通过形成在保持垫71的保持面711与半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)之间的水层80的表面张力，半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)保持在保持垫71的保持面711上。此时，由于保持垫71由亲水性高的材料形成，保持面711的浸润性良好，因此，利用水层80的表面张力对半导体晶片W进行的保持变得良好。关于这样的图示实施方式中的晶片搬送装置7，由于通过在保持垫71的保持面711与半导体晶片W的作为被保持面的背面(上表面)之间形成的水层80的表面张力来保持半导体晶片W，所以保持垫71不与半导体晶片W的被保持面接触，因此不会对半导体晶片W的被保持面造成损伤。因此，能够事先防止以下情况：由于半导体晶片W的被保持面受到损伤，而使此后被分割成一个一个的器件的抗弯强度降低。

如上所述，当通过吸引保持垫71保持半导体晶片W后，使构成搬送移动构件72的回转机构76工作，从而使搬送臂73以转动轴74为中心回转，将半导体晶片W搬送至旋转清洗构件14的旋转工作台上。搬送到旋转清洗构件14上的半导体晶片W在此处清洗除去磨削屑并被旋转干燥。将这样被清洗并旋转干燥了的半导体晶片W通过晶片搬出搬入构件15搬送到第二盒12中进行收纳。

接下来，参照图4，对构成本发明的晶片搬送装置的保持垫的其它实施方式进行说明。

图4所示的保持垫71构成为与对直径不同的晶片进行吸引保持的卡盘工作台6对应。即，卡盘工作台6包括：形成在基座61的上表面上的圆形的配合凹部611；围绕该配合凹部611设置的第一环状配合凹部612；以及围绕该第一环状配合凹部612设置的第二环状配合凹部613。在圆形的配合凹部611中配合有圆形的吸附卡盘63，在第一环状配合凹部612中配合有第一环状吸附卡盘64，在第二环状配合凹部613中配合有第二环状吸附卡盘65。该圆形的吸附卡盘63、第一环状吸附卡盘64和第二环状吸附卡盘65由像多孔质陶瓷那样的适当的多孔性材料形成。另外，在图示的实施方式中，圆形的吸附卡盘63形成为保持直径为100mm的晶片的大小，第一环状吸附卡盘64形成为保持直径为200mm的晶片的大小，第二环状吸附卡盘64形成为保持直径为300mm的晶片的大小。

关于对载置于上述卡盘工作台6上的晶片进行保持的保持垫71，在作为其下表面的保持面711上具有：圆形的凹部712a，其形成为与上述圆形的配合凹部611对应的大小；第一环状凹部712b，其围绕上述圆形的凹部712a而设置，并形成为与上述第一环状配合凹部612对应的大小；和第二环状凹部712c，其围绕上述第一环状凹部712b而设置，并形成为与上述第二环状配合凹部613对应的大小。此外，在保持垫71上设置有：与上述圆形的凹部712a连通的水供给孔713a、和具有与该水供给孔713a连通的孔的第一管连接部714a；与上述第一环状凹部712b连通的水供给孔713b、和具有与该水供给孔713b连通的孔的第二管连接部714b；以及与上述第二环状凹部712c连通的水供给孔713c、和具有与该水供给孔713c连通的孔的第三管连接部714c。这样设置在保持垫71上的第一管连接部714a、第二管连接部714b以及第三管连接部714c分别通过第一软管82a、第二软管82b、第三软管82c与水供给构件8的纯水供给源81连接。在第一软管82a、第二软管82b、第三软管82c上分别配置有第一电磁开闭阀83a、第二电磁开闭阀83b、第三电磁开闭阀83c。

在使用上述图4所示的保持垫71对载置于卡盘工作台6上的晶片进行保持的情况下，在保持直径为100mm的晶片时，使水供给构件8的第一电磁开闭阀83a导通(ON)，从而在形成于保持垫71的保持面711上的圆形的凹部712a与晶片的被保持面(上表面)之间形成水层。此外，在保持直径为200mm的晶片时，使水供给构件8的第一电磁开闭阀83a和第二电磁开闭阀83b导通(ON)，从而在形成于保持垫71的保持面711上的圆形的凹部712a和第一环状凹部712b、与晶片的被保持面(上表面)之间形成水层。另外，在保持直径为300mm的晶片时，使水供给构件8的第一电磁开闭阀83a、第二电磁开闭阀83b和第三电磁开闭阀83c导通(ON)，从而在形成于保持垫71的保持面711上的圆形的凹部712a、第一环状凹部712b和第二环状凹部712c、与晶片的被保持面(上表面)之间形成水层。

Claims

1.一种晶片搬送方法，其通过保持垫保持直径不同的晶片的被保持面来进行搬送，其中，上述保持垫的保持面具有圆形凹部和围绕该圆形凹部的第一环状凹部和第二环状凹部，该晶片搬送方法的特征在于，

该晶片搬送方法具备以下工序：

定位工序，在该定位工序中，将上述保持垫的上述保持面以与晶片的上述被保持面隔开预定间隙地对置的方式定位在晶片的上述被保持面的上侧；

水层形成工序，在该水层形成工序中，根据晶片的直径，向上述保持垫的上述圆形凹部和上述第一环状凹部和第二环状凹部中供给水，在上述晶片的上述被保持面与上述保持垫的上述保持面之间的间隙中形成水层；以及

搬送工序，在该搬送工序中，通过在上述水层形成工序中形成的上述水层的表面张力将晶片的上述被保持面保持在上述保持垫的上述保持面上，并搬送晶片。

2.一种晶片搬送装置，其保持晶片的被保持面地进行搬送，其特征在于，

上述晶片搬送装置包括：保持垫，其具有形成有圆形凹部和围绕该圆形凹部的第一环状凹部和第二环状凹部的保持面；保持垫移动构件，其在载置有晶片的第一位置和搬送晶片的第二位置之间移动上述保持垫；和水供给构件，其向上述保持垫的上述圆形凹部和上述第一环状凹部和第二环状凹部供给水，

上述保持垫移动构件具有保持垫定位构件，上述保持垫定位构件将上述保持垫移动至载置于上述第一位置的晶片的上述被保持面的上侧，并使晶片的上述被保持面与上述保持垫的上述保持面隔开预定间隙地对置。

3.如权利要求2所述的晶片搬送装置，其特征在于，

上述保持垫由亲水性高的材料形成。