CN104576452A - 晶片加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶片加工系统，其对晶片实施加工，其中，该晶片加工系统具备：搬送构件，其搬送由搬入搬出构件搬出的晶片；直线状的搬送路径，该搬送构件在该搬送路径上移动；移动构件，其使该搬送构件沿着该搬送路径移动；以及多个加工装置，它们沿着该搬送路径相邻地配设，分别对晶片实施加工，该搬送构件包括：保持机构，其保持搬送过程中的晶片，并在该多个加工装置之间交接晶片；臂部，其支承该保持机构；液体供给构件，其将液体供给至被该保持机构保持的晶片的上表面；以及托盘，其位于比被该保持机构保持的晶片靠下方的位置，且具有贮存部，该贮存部接住并贮存被该液体供给构件供给至晶片的上表面后从晶片流下的液体。

Description

晶片加工系统

技术领域

本发明涉及晶片加工系统(集群(cluster)加工装置)，该晶片加工系统具备用于对半导体晶片或光器件晶片等晶片进行加工的独立的多个加工装置。

背景技术

例如，在半导体器件的制造工艺中，在为大致圆板形状的半导体晶片的正面上，在通过形成为格子状的被称为间隔道的分割预定线划分出的各区域中，形成IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)等器件，并且，利用切削装置或激光加工装置沿着分割预定线来分割形成有器件的各区域，从而制造出一个个半导体器件。

为了实现分割为一个一个的器件的小型化和轻量化，通常，在沿分割预定线对半导体晶片进行切削而分割为一个一个的器件之前，先使用磨削装置对半导体晶片的背面进行磨削以加工成所期望的厚度。

当使用磨削装置对半导体晶片的背面进行磨削时，在晶片的被磨削面上会残留磨削变形。如果磨削变形一直残留在晶片的背面，则可能会导致对晶片进行分割而形成的器件的抗弯强度降低，因此，还进行了下述操作：使用研磨装置对晶片的被磨削面进行磨削，除去磨削变形。

像这样使用与半导体器件的制造相关的切削装置、磨削装置、研磨装置等加工装置的用户的要求会涉及许多方面，即使加工装置制造者准备了多种加工装置，也存在无法应对用户的需求这样的情况。

因此，在日本特开2012-175022号公报中提出了这样一种晶片加工装置，在该晶片加工装置中，沿着晶片搬送构件相邻地配置有多个加工装置，以便能够灵活地应对用户的需求。

专利文献1：日本特开2012-175022号公报

专利文献2：日本特开2010-56327号公报

在这样的结构的晶片加工装置中，使晶片按照工序的顺序在多个加工装置之间移动来实施晶片的加工，但是，存在这样的情况：当晶片在多个加工装置之间移动时，异物会附着于晶片的表面。

虽然在搬送晶片时由于加工液或清洗液而使得晶片表面多处于湿润的状态，但是存在这样的情况：如果晶片在搬送过程中干燥，则附着于表面的异物就会固定在晶片的表面，即使进行清洗也无法除去异物。为了解决这样的问题，在专利文献2中公开了一种在搬送过程中始终将晶片保持为湿润的状态的技术。

为了在搬送过程中浸湿晶片的表面，必须一直供给纯水等液体，但是存在这样的可能性：被供给至晶片上并流下的纯水飞散到装置内，成为搬送机构或周围的加工装置的故障原因。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种晶片加工系统，该晶片加工系统能够在搬送晶片的过程中始终将晶片保持为湿润的状态，并且能够防止供给至晶片的纯水等液体飞散到装置内。

根据本发明，提供一种晶片加工系统，其对晶片实施加工，该晶片加工系统的特征在于，该晶片加工系统具备：盒载置机构，其载置收纳有多个晶片的盒；搬入搬出构件，其相对于被载置在该盒载置机构上的盒将晶片搬入搬出；搬送构件，其搬送被该搬入搬出构件搬出的晶片；直线状的搬送路径，该搬送构件在该搬送路径上移动；移动构件，其使该搬送构件沿着该搬送路径移动；以及多个加工装置，它们沿着该搬送路径相邻地配设，分别对晶片实施加工，该搬送构件包括：保持机构，其对搬送过程中的晶片进行保持，并在该多个加工装置之间交接晶片；臂部，其支承该保持机构；液体供给构件，其将液体供给至被该保持机构保持的晶片的上表面；托盘，其位于比被该保持机构保持的晶片靠下方的位置，并具有贮存部，所述贮存部接住并贮存被该液体供给构件供给至晶片的上表面后从晶片流下的液体；和排出构件，其将贮存于该托盘的液体搬出至该搬送构件的外部，该液体供给构件包括：液体供给源；液体供给孔，其将液体喷出至晶片的上表面；和液体供给路径，其沿该臂部配设，并与该液体供给源连通，将液体输送至该液体供给孔，该液体供给构件一直向被该保持机构保持的晶片的上表面供给液体，该排出构件具有：抽吸口，其抽吸在该托盘内贮存的液体；排出路径，其将从该抽吸口抽吸得到的液体排出至该搬送构件的外部；和抽吸构件，其使该抽吸口产生负压。

优选的是，晶片加工系统还具备沿该搬送路径配设的桶状的排水通道，从该搬送构件的该托盘抽吸得到的液体被排出到该排水通道，并且，当支承于该臂部的该保持机构在该托盘的上方的搬送位置和从该托盘的上方离开的交接位置之间移动时，该排水通道接住从晶片流下的液体。

优选的是，该保持机构包括：支承板，其具有沿着放射方向延伸的3个以上的引导部；3个以上的保持部件，它们分别经由该引导部被以能够移动的方式支承于该支承板，并保持晶片的外周缘；和保持部件移动构件，其使各个该保持部件沿着该引导部移动。

本发明的晶片加工系统的搬送构件具备：液体供给构件，其将液体供给至被保持于晶片保持机构的晶片；和托盘，其接住被供给至晶片的上表面后从晶片流下的液体，因此，能够在沿着搬送路径搬送晶片的期间使晶片一直保持为湿润的状态，并且能够防止供给至晶片的纯水等液体飞散到装置内。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的晶片加工系统的示意性的俯视图。

图2是半导体晶片的正面侧立体图。

图3中，(A)是被定位成将要保持晶片的保持机构的纵剖视图，(B)是在保持有晶片的状态下的保持机构的纵剖视图。

图4中，(A)是保持机构的分解立体图，(B)是保持机构的俯视图。

图5是在晶片搬送机器人的基座部配设的托盘的立体图。

图6是图1所示的晶片加工系统的局部剖切右侧视图。

图7是在保持机构被收纳于托盘内的状态下的晶片搬送机器人的局部剖切侧视图。

图8是具备第1和第2晶片搬送机器人的图1所示的晶片加工系统的局部剖切右侧视图。

图9是示出在第2晶片搬送机器人的基座上配设的托盘的立体图。

图10是在保持机构被收纳于托盘内的状态下的第2晶片搬送机器人的局部剖切侧视图。

标号说明

10：晶片加工系统；

12：盒载置机构；

18：晶片搬入搬出机器人；

28：搬送路径；

30：晶片搬送机器人；

36、108：保持机构；

40：位置对准工作台；

44：磨削装置；

54：研磨装置；

60：旋转清洗装置；

66：支承板；

74：保持部件；

78：液体供给源；

82、114：托盘；

82a、114a：贮存部。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。参照图1，示出了本发明的实施方式所涉及的晶片加工系统(集群加工装置)10的示意性的俯视图。图2是其局部剖切侧视图。

晶片加工系统10在其一端部具备盒载置机构12，盒载置机构12载置使用了多个晶片的盒16。盒载置机构12具有能够互相独立地工作的多个盒升降机14a～14d。将收纳有多个晶片的盒16载置于各个盒升降机14a～14d上，从而能够使各盒16沿上下方向独立地移动。

与盒载置机构12相邻且作为晶片搬入搬出构件的晶片搬入搬出机器人18配设成能够被导轨26引导着沿Y轴方向移动。晶片搬入搬出机器人18的移动构件由线性马达构成，该线性马达包括：一次绕组，其在Y轴方向上沿导轨26配设；和二次绕组，其配设于晶片搬入搬出机器人18的未图示的壳体内。

在晶片搬入搬出机器人18的未图示的壳体上，以能够沿上下方向(Z轴方向)移动的方式配设有基座20。在该基座20上安装有能够回转和伸缩的臂部(连杆机构)22，能够吸附晶片的机械手24以能够转动的方式安装于臂部22的末端部。

设置有沿着与盒载置机构12垂直的方向延伸的直线状的搬送路径28。作为晶片搬送构件的晶片搬送机器人(第1晶片搬送机器人)30配设成能够被沿X轴方向延伸的导轨38引导着沿X轴方向移动。

晶片搬送机器人30的移动构件由线性马达构成，该线性马达包括：一次绕组，其沿导轨38在X轴方向上呈直线状配设；和二次绕组，其被配设于晶片搬送机器人30的壳体92(参照图6)内。

即，如图6所示，导轨支承部件94固定在部分地覆盖搬送路径28的框架90上，一对导轨38沿搬送路径28固定在该导轨支承部件94上。

在晶片搬送机器人30的壳体92上固定有与导轨38嵌合的一对突起部96，当驱动由一次绕组和二次绕组构成的线性马达时，晶片搬送机器人30被一对导轨38引导着沿X轴方向移动。

晶片搬送机器人30由下述部分构成：基座32，其能够沿上下方向(Z轴方向)移动；臂部(连杆机构)34，其以能够回转和伸缩的方式安装于基座32；以及保持机构36，其保持晶片，并以能够转动的方式安装于臂部34的末端部。

与直线状的搬送路径28相邻地配设有位置对准工作台40。位置对准工作台40具有能够沿半径方向移动的多个位置对准销42，通过晶片搬入搬出机器人18从盒16内搬出的晶片被载置于该位置对准工作台40上，多个位置对准销42同时向半径方向中心侧移动，由此来实施晶片的中心位置对准。

44是磨削装置，其具备对晶片实施粗磨削的粗磨削单元46、和对晶片实施精磨削的精磨削单元48。50是能够向箭头a方向旋转的转盘，3个卡盘工作台52相互隔开120°地配设于转盘50上。

通过使转盘50旋转，由此将各卡盘工作台52定位于以下区域：晶片搬入搬出区域A，在该晶片搬入搬出区域A，相对于卡盘工作台52将晶片搬入搬出；粗磨削区域B，其面对粗磨削单元46；以及精磨削区域C，其面对精磨削单元48。

研磨装置54以与磨削装置44对置的方式配设在直线状的搬送路径28的相反侧，并且配设成与搬送路径28相邻。研磨装置54具备：研磨单元55；转盘56，其被旋转驱动；以及两个卡盘工作台58，其被配设于转盘56上。研磨单元55具有例如含有固定磨粒的研磨盘。

旋转清洗装置60以与搬送路径28相邻的方式相对于直线状的搬送路径28配设在位置对准工作台40的相反侧。旋转清洗装置60具备：旋转工作台62，其被旋转驱动；和清洗喷嘴64，其喷出纯水等清洗液。

参照图2，示出了半导体晶片(以下，有时仅简称为晶片)11的正面侧立体图。在半导体晶片11的正面11a上呈格子状形成有多个分割预定线13，在由交叉的分割预定线13划分出的各区域中形成有IC、LSI等器件15。11b是晶片11的背面。

参照图3，示出了晶片搬送机器人30的被支承于臂部34的保持机构36的纵剖视图。图3的(A)是欲保持晶片11的状态下的纵剖视图，图3的(B)是通过保持部件74保持着晶片11的状态下的纵剖视图。图4的(A)示出了保持机构36的分解立体图，图4的(B)示出了支承板66的俯视图。

保持机构36包括：支承板66，其具有沿着放射方向形成的6个引导部(长孔)75；6个保持部件74，其沿引导部75在放射方向上移动以保持适合的晶片11的外周缘；以及气压缸72，其被固定在支承板66上，使各保持部件74移动。保持部件74由橡胶、树脂等弹性体形成。

各保持部件74通过螺栓76被固定于气压缸72的活塞杆72a的末端部。在本实施方式中，所有的气压缸72的活塞杆72a以同时伸缩的方式工作。在本实施方式中，设有6个保持部件74和气压缸72，但是，为了保持晶片11的外周缘，保持部件74只要配设3个以上即可，关于气压缸72，只要与保持部件74相对应地也设置为3个以上即可。

保持机构36经由连接部件68被固定在晶片搬送机器人30的臂部34的末端部。即，如图4的(A)所示，通过将管70插入到形成于支承板66的液体供给孔71、形成于连接部件68的贯穿孔73和形成于臂部34的末端部的未图示的插入孔中，来将保持机构36安装于臂部34的末端部。

形成于支承板66的液体供给孔71经由管70、形成于臂部34的液体供给通道35以及液体供给路径37与供给纯水等液体的液体供给源78连接。

由液体供给源78、液体供给路径37、液体供给通道35、管70和液体供给孔71构成液体供给构件。虽然没有特别地进行图示，但是在液体供给路径37中插入有电磁切换阀，该电磁切换阀选择性地将液体供给路径37与液体供给源78连接。

如图3的(A)所示，为了利用晶片搬送机器人30的保持机构36来保持在位置对准工作台40上进行了位置对准的晶片11，使气压缸72工作从而使保持部件74向引导部75的放射方向外侧移动。接下来，使臂部34下降规定的距离，直至保持部件74的大致中心与晶片11的高度位置一致。

在该状态下，如果使气压缸72工作而收缩活塞杆72a，则保持部件74保持晶片11的外周缘。并且，为了通过磨削装置44对晶片11实施背面磨削，以背面11b成为上侧的方式利用保持机构36保持晶片11。

在通过保持机构36保持了晶片11，将电磁切换阀切换至连接位置而将液体供给路径37与液体供给源78连接。其结果是，从液体供给源78供给的纯水等液体80经由在支承板66上形成的液体供给孔71被供给至被保持部件74保持的晶片11的上表面(背面)11b上。在利用保持机构36保持着晶片11的期间，一直持续供给液体80。

如图5所示，以包围晶片搬送机器人30的基座部32的周围的方式配设有托盘82。托盘82在其中心部具有贮存部82a，该贮存部82a接住并储存由液体供给构件供给至晶片11的上表面之后从晶片11流下的液体。在贮存部82a开设有抽吸口84a。

通过使由连杆机构构成的臂部34如图5和图6所示这样伸展、或者如图7所示这样收缩，保持机构36在从托盘82的上方离开的晶片交接位置和收纳于托盘82的上方的晶片搬送位置之间移动。在晶片搬送过程中，保持机构36始终被维持在收纳于托盘82的上方的搬送位置。

如图5和图7所示，在托盘82的贮存部82a开口的抽吸口84a与将存留在贮存部82a中的液体排出的排出路径84连接，在排出路径84的中途插入有使抽吸口84a产生负压的抽吸构件86。

在本实施方式中，由以下部分构成排出构件：抽吸口84a，其抽吸在托盘82内贮存的液体；排出路径84，其将从抽吸口84a抽吸得到的液体排出至搬送机器人30的外部；和抽吸构件86，其使抽吸口84a产生负压。

从排出路径84排出的液体被排出至沿着搬送路径28配设的排水通道88中。排水通道88沿着X轴方向以一端变低的方式倾斜地配设，因此，排出至排水通道88中的液体被排出至晶片加工系统10的装置外。

而且，在本实施方式中，当搬送机构36在收纳于托盘82的上方的晶片搬送位置和从托盘82的上方离开的晶片交接位置之间移动时，从晶片11流下的液体被排水通道88接住，因此能够防止液体飞散到装置内。

下面，参照图8至图10对配设在搬送路径28中的第2晶片搬送机器人98进行说明。如图8所示，在本实施方式的晶片加工系统10中，以两级结构配设有在搬送通道28中位于下方的晶片搬送机器人30和位于上方的第2晶片搬送机器人98。各晶片搬送机器人30、98分别能够独立地进行工作。在图1中，省略了第2晶片搬送机器人98。

关于第2晶片搬送机器人98，与晶片搬送机器人30的移动构件相同，通过驱动线性马达，第2晶片搬送机器人98被由导轨支承部件112支承的一对导轨110引导着在搬送路径28中沿X轴方向移动。

第2晶片搬送机器人98的基座102以能够沿上下方向移动的方式收纳于壳体100中，在基座102上以能够回转和伸缩的方式安装有臂部106。

在臂部106的末端部连结着与保持机构36相同的保持机构108。虽然没有特别地进行图示，但是在保持机构108上连接有与图3所示的结构相同的液体供给构件。

如图9最佳地示出的这样，托盘114经由托盘支承部件104安装于第2晶片搬送机器人98的壳体100。托盘114的截面形成为大致三棱锥形状，在托盘114的中央部具有贮存液体的贮存部114a。

在托盘114的贮存部114a开设有排出路径116的抽吸口116a，该抽吸口116a抽吸在托盘114内贮存的液体，在排出路径116中插入有使抽吸口116a产生负压的抽吸构件118。

第2晶片搬送机器人98也与晶片搬送机器人30一样，通过使臂部106伸缩，被定位在如图9所示这样从托盘114的上方离开的晶片交接位置和如图10所示这样收纳于托盘114的上方的晶片搬送位置。

在晶片搬送过程中，由于通过液体供给构件一直向被保持机构108保持的晶片上供给液体，因此，保持机构108如图10所示这样一直被定位在托盘114的上方，通过托盘114接住从晶片11流下的液体并将该液体贮存在贮存部114a中。

通过使抽吸构件118工作，从排出路径116的抽吸口116a抽吸在贮存部114a中贮存的液体，并如图8所示这样将所述液体排出至沿着搬送路径28配设的排水通道120中。

排水通道120与排水通道88相同地以一端比另一端变低的方式倾斜地配设，由此，将排出至排水通道120中的液体排出至晶片加工系统10的装置外。

在本实施方式的晶片加工系统10中，由于以两级结构在上下方向上配设有晶片搬送机器人30和第2晶片搬送机器人98，因此，在利用一晶片搬送机器人30将晶片11搬入磨削装置44的卡盘工作台52时，能够将另一第2搬送机器人98用于例如将晶片从研磨装置54搬送至旋转清洗装置60的用途，可以提高作业效率。

另外，无论是晶片搬送机器人30还是第2晶片搬送机器人98，在搬送晶片11的过程中，由于是在将保持晶片11的保持机构36、108收纳于托盘82、114的上方的状态下进行搬送，因此，能够防止供给至晶片11的纯水等液体在搬送过程中飞散到装置内。

Claims (3)

1.一种晶片加工系统，其对晶片实施加工，

所述晶片加工系统的特征在于，

该晶片加工系统具备：

盒载置机构，其载置收纳有多个晶片的盒；

搬入搬出构件，其相对于被载置在该盒载置机构上的盒将晶片搬入搬出；

搬送构件，其搬送被该搬入搬出构件搬出的晶片；

直线状的搬送路径，该搬送构件在该搬送路径上移动；

移动构件，其使该搬送构件沿着该搬送路径移动；以及

多个加工装置，它们沿着该搬送路径相邻地配设，分别对晶片实施加工，

该搬送构件包括：保持机构，其对搬送过程中的晶片进行保持，并在该多个加工装置之间交接晶片；臂部，其支承该保持机构；液体供给构件，其将液体供给至被该保持机构保持的晶片的上表面；托盘，其位于比被该保持机构保持的晶片靠下方的位置，并具有贮存部，所述贮存部接住并贮存被该液体供给构件供给至晶片的上表面后从晶片流下的液体；和排出构件，其将贮存于该托盘的液体搬出至该搬送构件的外部，

该液体供给构件包括：液体供给源；液体供给孔，其将液体喷出至晶片的上表面；和液体供给路径，其沿该臂部配设，并与该液体供给源连通，将液体输送至该液体供给孔，该液体供给构件一直向被该保持机构保持的晶片的上表面供给液体，

该排出构件具有：抽吸口，其抽吸在该托盘内贮存的液体；排出路径，其将从该抽吸口抽吸得到的液体排出至该搬送构件的外部；和抽吸构件，其使该抽吸口产生负压。

2.根据权利要求1所述的晶片加工系统，其特征在于，

该晶片加工系统还具备沿该搬送路径配设的桶状的排水通道，从该搬送构件的该托盘抽吸得到的液体被排出到该排水通道，并且，当支承于该臂部的该保持机构在该托盘的上方的搬送位置和从该托盘的上方离开的交接位置之间移动时，该排水通道接住从晶片流下的液体。

3.根据权利要求1或2所述的晶片加工系统，其特征在于，

该保持机构包括：支承板，其具有沿着放射方向延伸的3个以上的引导部；3个以上的保持部件，它们分别经由该引导部被以能够移动的方式支承于该支承板，并保持晶片的外周缘；和保持部件移动构件，其使各个该保持部件沿着该引导部移动。