CN1820897A

CN1820897A - 晶片搬运装置

Info

Publication number: CN1820897A
Application number: CN 200610004513
Authority: CN
Inventors: 山中聪
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-08-23
Also published as: JP2006229027A

Abstract

本发明提供一种晶片搬运装置。其即使在真空吸附晶片并吸引保持在保持部上时，也能减轻由接触造成的晶片抗折强度的下降。在具有用真空吸附吸引保持晶片的保持部(120)和把用保持部(120)保持的晶片搬运到规定位置的搬运部(110)的晶片搬运装置(100)中，规定保持部(120)中的真空压力为表压－70Pa到－30Pa的范围内。为了调整该真空压力，具有真空泵(160)、连接真空泵(160)和保持部(120)的第二配管(153)；在第二配管(153)中装有调整保持部(120)中的真空压力的压力调整装置(155)。据此，即使在用真空吸附晶片W吸引保持在保持部(120)上时也可以减轻由于接触而产生的晶片W抗折强度的下降。

Description

晶片搬运装置

技术领域

本发明涉及晶片搬运装置，特别涉及具有调整保持晶片的真空压力的压力调整手段的晶片搬运装置。

背景技术

装在磨削装置上保持并搬运晶片的现有的晶片搬运装置作成构成如专利文献1所述的结构。

如图7所示，现有的晶片搬运装置90包括保持部91、吸附垫92、通气路93、接口94和臂95。在吸附着晶片W的保持部91上有与晶片W接触并吸引保持的、如由多孔部件组成的吸附垫92。该吸附垫92通过通气路93、接口94与吸引源(未作图示)连通。这样的晶片搬运装置90通过从上方吸引晶片W并使臂95转动把晶片W搬运到规定的场所。在搬运晶片W时，由吸引源施加吸引作用，晶片W由保持部92吸引保持。另一方面，搬运晶片W后，解除吸引源的吸引作用、松开晶片W，放到规定的场所(特开平8-55896号公报)。

发明内容

发明要解决的问题

在搬运晶片W时，为了不给晶片W冲击，在专利文献1中记载了在晶片搬运装置90上使用缓冲材料。因此，可以事先防止吸引晶片W时的晶片W的破损。

但是，在这样的晶片W和吸附垫92接触的接触方式的晶片搬运装置90中，晶片W在搬运时与由多孔部件组成的吸附垫92接触。因此，若在将晶片W分割成芯片状后测定其抗折强度，判明由用晶片搬运装置90搬运的晶片W分割成的芯片和不与吸附垫92接触的由搬运前的晶片W分割成的芯片比较，抗折强度下降。即，判明该抗折强度下降的主要原因在于在保持部上吸引保持搬运晶片W。这可以认为是由于晶片W与保持部91接触而发生的。

为了避免这样的问题，例如可以考虑使用利用伯努利原理的非接触搬运装置。而卡盘台由于是具有多孔性的多孔部件，加工时产生的屑会进入该孔。为了去除这些屑，卡盘台从多孔部件的下侧(与晶片W的放置面的相反侧)喷水洗净。因此，在卡盘台上残留有水，若在其上放置晶片W，由表面张力形成晶片W很难从卡盘台上剥离的状态。因而，在使用用于从磨削装置的卡盘台搬运晶片W的非接触搬运装置时，由于非接触搬运装置的吸引力没有可以剥离作用表面张力的晶片W的足够的吸引力，故不能使用非接触搬运装置。

另外，为减轻晶片W和吸附垫92的接触力，也研究了使多孔部件组成的吸附垫92的材质变柔软的问题。但是，若吸附垫92的材质变柔软，在由磨削造成晶片W部分磨损时，其破片会吸进吸附垫92，不易排除。因此，存在必须更换吸附垫92，不能使用晶片搬运装置90的问题。

因此，本发明是鉴于这些问题而提出的，其目的在于提供一种新的改进型的晶片搬运装置，其即使在用真空吸附在保持部上吸引保持晶片时，也能减轻由接触造成的晶片抗折强度的下降。

解决问题的方法

为了解决上述问题，根据本发明的观点，提供一种晶片搬运装置，其具有用真空吸附吸引保持晶片的保持部和把用保持部保持的晶片搬运到规定位置的搬运部。规定保持部中的真空压力为表压-70kPa到30kPa的范围内。

这种结构的晶片搬运装置是接触式晶片搬运装置，由于在搬运晶片时吸附垫与晶片接触，使晶片的抗折强度下降。因此，通过把用保持部保持晶片时的真空压力定为-70kPa到30kPa的范围内(表压)时，比现有的真空压力弱，可以防止用保持部吸附晶片时晶片的抗折强度明显下降。

为如上述把真空压力调整到表压-70kPa到-30kPa的范围内，例如所述晶片搬运装置具有：真空泵；连接真空泵和保持部的配管；使该配管分支、在该分支的配管上调整保持部的真空压力的压力调整装置。而用该压力调整装置使配管内的真空泵的吸气向外部漏泄，而调整真空压力。这时，作为压力调整装置包括用于调整到所希望的真空压力的流量调整阀和用于漏泄吸气的配管开放部。这样，通过在连通真空泵和保持部的现有的配管上增加新的配管，就可以不用大幅改变现有的晶片搬运装置的结构而设置调整压力装置。

发明效果

如上所说明的，根据本发明，即使通过真空吸附在保持部上吸引保持晶片时，也可以减轻由于接触造成的晶片抗折强度下降。

附图说明

图1是第一实施方式的磨削装置的整体立体图；

图2是表示平均抗折强度和真空压力的关系的曲线；

图3是表示使真空压力变化时的晶片的抗折强度的曲线；

图4是对该实施方式的晶片搬运装置的配管结构的说明图；

图5是该实施方式的晶片搬运装置的侧面图；

图6是实施方式的晶片搬运装置的保持部的剖面图；

图7是现有的晶片搬运装置中的保持部的剖面图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。在本说明书和附图中，通过对于实质上具有相同机能的结构要素赋予相同的编号，而省略重复说明。另外，下面的真空压力的规定为表压。

第一实施方式

首先，对本发明第一实施方式的磨削装置进行说明。图1是本实施方式的磨削装置的立体示意图。磨削装置1构成作为磨削加工被加工物、例如晶片W里面的装置。晶片W是如八英寸、十二英寸等的大致圆板状的硅晶片。磨削装置1磨削加工该晶片W的里面(与电路面相反侧的面)，例如薄到100～50μm的厚度。

具体说明磨削装置1的各结构要素。如图1所示，磨削装置1例如包括箱体2、粗磨削单元3、精磨削单元4、设在转台5上的例如三个卡盘台6、盒11、12、定位台13、搬运臂17、18、搬运装置20和旋转清洗装置30。

粗磨削单元3通过在转动装在轴3a的下端的磨削轮3b的同时按压保持在卡盘台6上的晶片W的里面，对晶片W的里面进行粗磨削加工。同时，精加工磨削单元4通过转动装在轴4a的下端的磨削轮4b按压上述粗磨削后的晶片W的里面，高精度精磨削该晶片W的里面。这样，本实施方式的磨削装置1具有两个磨削单元3、4，但不限于此例，磨削装置1也可以构成具有一个或大于三个磨削单元。

转台5是设在箱体2上面的圆板上的台，能在水平方向上转动。在该转台5上例如以120度的相位角等间隔配置例如三个卡盘台6。该卡盘台6在其上面装有真空卡盘，真空吸附并保持放置的晶片W。该卡盘台6在磨削加工时用转动驱动机构(未作图示)可在水平方向转动。这样结构的卡盘台6通过转台5的转动顺次移动到搬入搬出区域A、粗磨削加工区域B、精磨削加工区域C、搬入搬出区域A。

盒11、12是具有多个缝隙的晶片用的收容器。盒11放置磨削加工前的晶片W，而盒12放置磨削加工后的晶片W

定位台13是临时放置从盒11取出的晶片W的台。该定位台13具有中心位置对准机构，其通过例如6根销向着台的中心同时缩径运动使晶片W中心位置与台中心吻合。

构成晶片搬运装置100的搬运臂17、18包括从上方吸附晶片W的保持部、支持保持部的臂部和使臂部在水平方向转动的转动驱动部。搬运臂17搬运放在定位台13上的磨削加工前的晶片W，放在位于搬入搬出区域A的卡盘台6上。而搬运臂18搬运放在位于搬入搬出区域A的卡盘台6上的磨削加工后的晶片W，放在旋转洗净装置30的旋转台32上。对于作为本发明特征的晶片搬运装置100的详细情况，将在下面叙述。

搬运装置20是装备设有吸附垫(未作图示)的晶片保持部22(例如C字形柄)的搬运装置20。该搬运装置20用晶片保持部22吸附保持晶片W并吸住。之后，把磨削加工前的晶片W从盒11向定位台13搬运；把磨削加工后的晶片W从旋转台32向盒12搬运。

以上根据图1对本实施方式的磨削装置1进行了说明。随着用这样的磨削装置1进行磨削的晶片W进一步薄层化，在晶片W分割成芯片状时具有足够的抗折强度是重要的。检测该抗折强度下降的主要原因的结果，判明用保持部吸引吸引保持并搬运晶片W时，由于晶片W与保持部接触，晶片W的抗折强度下降。

用于减轻晶片抗折强度下降的最理想的搬运方式是晶片与保持部不接触的非接触方式。但是，非接触方式的搬运是装置如上所述由于残留在卡盘台上的水的表面张力，剥离放在卡盘台上的晶片W很困难。根据该理由由于不能使用非接触方式的搬运装置，本申请发明者研究了使用接触方式可以抑制抗折强度下降的方法。

其结果，本申请发明者研究了使吸附垫的材质柔软而减少晶片和吸附垫的接触力。但是，在由磨削造成晶片破损时，其破片进入吸附垫不易排除。因而，由于不更换吸附垫就不能使用晶片搬运装置，所以存在生产率显著下降的问题。

根据该理由，本申请发明者着眼于吸引保持晶片时的真空压力的大小。通常用大约-100～-80kPa的真空压力在保持部上吸引晶片。但是不一定需要这样的真空压力，可以考虑通过减轻该吸引力，是否能减少晶片和保持部的吸附垫接触力。若减少晶片和吸附垫的接触力就可以使给予晶片的应力变小，可以减轻晶片抗折强度的下降。由于这样的原因，本申请发明者研究了用比一般真空压力小的压力保持晶片。

根据该宗旨，本申请发明者对吸引保持晶片的真空压力和晶片的抗折强度的关系进行了实验验证。在该实验中使用了八英寸的晶片，改变保持晶片的真空压力，测量吸附后的各晶片抗折强度。在图2中表示根据该实验的平均抗折强度和真空压力的的关系。实验结果判明，由于大约-70kPa到-30kPa的范围内与通常的真空压力(约-100kPa～-80kPa)相比弱，可以把晶片的抗折强度的下降抑制在容许范围内。

若真空压力超过-30kPa，由于真空压力弱，在晶片发生翻转等变形时，不能保持晶片。而若真空压力在小于或等于-70kPa，由于与现有的真空压力的大小接近不能得到认可的效果。具体而言，若晶片的平均抗折强度不至少大于或等于3000MPa，就可以认为没有充分的效果，根据图2所示平均抗折强度与真空压力的关系曲线，判断真空压力必须小于或等于-30kPa。由上所述，考虑能吸引保持晶片且吸引保持后的晶片有足够的抗折强度的真空压力的范围大约为-70～-30kPa。

为了证实通过设定真空压力大约为-70～-30kPa范围的效果，测量了晶片分割成芯片状时的抗折强度。在此，通过把用真空压力为-50kPa吸引保持的晶片、用以往的真空压力-86kPa吸引保持的晶片和完全没有真空吸附的晶片分别分割成芯片状，从分割成的芯片中分别任意选择10块芯片，决定测量对象。分割的晶片分别使用8英寸晶片。结果显示在图3和表1中。

表1

设定真空压力	抗折强度MPa
	抗折强度MPa			最大值	最小值	平均值
	-86kPa(以往)	6471.28	720.29	最大值	最小值	平均值	2608.45
0kPa(没有真空压力)	-86kPa(以往)	6471.28	720.29	9419.79	1113.94	4714.38	2608.45
0kPa(没有真空压力)	-50kPa(本实施方式)	9900.85	678.73	9419.79	1113.94	4714.38	3764.54

根据表1，没有真空压力(完全没有真空吸附)时的平均抗折强度是4714MPa。但是，用以往的真空压力-86kPa吸引保持的晶片的平均抗折强度是2608MPa，抗折强度也下降了2106MPa。另一方面，用真空压力-50kPa吸引保持的晶片的平均抗折强度是3764MPa，抗折强度限于下降950MPa。

由于用-50kPa吸引保持时的平均抗折强度大约维持在3000MPa，可以说有足够的抗折强度。这样，通过把吸引保持晶片时的真空压力设定在-70kPa到-30kPa的范围内，可以将晶片的抗折强度的下降抑制在以往的不到一半的程度。

其次，对用于把吸引保持晶片W的真空压力调整到大约在-70kPa到-30kPa范围的晶片搬运装置100的结构进行说明。在此，只要专门使用真空泵作为晶片搬运装置100的保持部，也可以使用真空压力大约在-70kPa到-30kPa范围的真空泵。但是如特开2004-200440号公报所述，在磨削装置中使用的真空泵不只用于晶片搬运装置也与卡盘台和其它搬运装置等通用。因此，不能减弱真空泵自身的真空压力。

因此，在本实施方式的晶片搬运装置100中，在连通真空泵和保持部的配管上设有调整真空压力的压力调整装置。下面，根据图4～图6对本实施方式的压力调整装置进行说明。在此，图4是表示本实施方式的保持部的真空吸引的配管的说明图。图5是本实施方式的晶片搬运装置的侧面图，图6是表示晶片搬运装置中的保持部的剖面图。

首先，根据图4对本实施方式的晶片搬运装置100的配管结构进行说明。图4中虚线包围的部分是在现有的配管上增加的部分，是本申请发明的特征部分。

首先，吸附垫133与现有的一样，通过由吸附垫133连通的第一配管143与真空泵160连接。该吸附垫133通过真空泵160吸气或排气，吸引保持或松开晶片W。另外，设有用于确认配管内压力的压力表145。

而在与真空泵160连通的配管上设有配管分支部151，为了调整吸引晶片W时的吸引压力新增加第二配管153。在第二配管153上装有调节吸引保持晶片W时的真空压力的压力调整装置155。压力调整装置155包括止回阀156、流量调整阀157和配管开放部158。关于压力调整装置155的详细情况将在后面阐述。

其次，根据图5及图6对本实施方式的晶片搬运装置100进行说明。在此图5是本实施方式的晶片搬运装置100的侧面图。图6是本实施方式的晶片搬运装置100的保持部120中的剖面图。

如图5所示，本实施方式的晶片搬运装置100具有搬运晶片W的搬运部110、保持晶片W的保持部120和压力调整装置155。

搬运部110具有转动驱动部111和臂部113。转动驱动部111可以在图5的纸面上下运动，进而能形成轴转动。而臂部113安装在转动驱动部111上，可以通过转动驱动部111的轴转动在水平方向上转动。

如图6所示，保持部120具有轴部121、固定部122和圆盘部123。在搬运部110的臂部113上用于安装保持部120的安装部117在例如臂部113的前端附近形成。通过在该安装部117上插通轴部121，用固定部122固定轴部121的上端(与晶片保持面相反侧)安装保持部120。另外，在圆盘部123上，在圆盘部123的开口开口部分(吸附晶片W侧)安装由多孔材料制成的吸附垫133。通过使用这样的由多孔材料制成的吸附垫133可以均匀地吸引晶片W的整个面。另外，在安装部117上与轴部121同心地形成凹槽115，在凹槽115和圆盘部123的上面之间也可以设置例如线圈弹簧等缓冲材料131。用该缓冲材料131可以吸收晶片W和吸附垫133接触时的冲击，防止接触时损伤晶片W。

在吸附垫133的上面(与吸附晶片W的面相反侧的面)有通气口124，从该通气口124向着固定部122在轴部121的中央形成通气路。该通气路在配管分支路151中分成连通真空泵160的第一配管143和连通压力调整装置155的第二配管153。

第一配管143例如在臂部113的内部配管，与真空泵160连通。通过借助第一配管143把真空泵160的吸气或排气作用传递给吸附垫133，可以吸引保持或松开晶片W。

另一方面，第二配管153例如固定在臂部113上，并装有压力调整装置155。如图5所示，压力调整装置155包括止回阀156、流量调整阀157和配管开放部158。用该压力调整装置155可以调节吸引晶片W的真空压力。

止回阀156设置成真空泵160吸引时开放排气时关闭。在用于解除由吸附垫133对晶片W的吸引，真空泵160排气时，排气被引导到第二配管153。止回阀156设置成使该排气不逆流到流量调整阀157和配管开放部158。

流量调整阀157例如有用于调节流量的调节螺纹159。该流量调整阀157通过调整真空吸附晶片W时的漏泄量调整真空到达度。例如开闭设在流量调整阀157上的调节螺纹159，可以调整到大约-70kPa到-30kPa范围的真空压力。

配管开放部158为了使配管内部的真空压力向外部漏泄，例如形成向大气中开口的孔。通过在该配管开放部158中漏泄配管内部的真空压力，可以形成用流量调整阀157设定的真空压力。

用装有压力调整装置155的晶片搬运装置100吸引保持或松开晶片W。用真空泵160吸引晶片W时真空到达度高的场合(例如-80kPa)，若用该真空压力吸引保持晶片W，晶片W的抗折强度下降。因此，为了减弱吸引保持晶片W的真空压力，用压力调整装置155设定适当的真空压力，即大约为-70kPa到-30kPa的范围。真空压力的调整可以通过开闭流量调整阀157的调节螺纹159，由调整配管开放部158漏泄量进行。而在设定适当的真空压力时，该调节螺纹159被固定。这样，吸引晶片W时的真空压力经常可以成为用流量调整阀157调节的真空压力。

在松开晶片W时，真空泵160进行排气动作。这时，闭锁止回阀156，以便排气不通过第二配管153向流量调整阀157和配管开放部158逆流。

使用这样的结构可以使连通真空泵160和保持部120的配管内部的真空压力调整到大约-70kPa到-30kPa范围。因此，可以把晶片W的抗折强度的降低抑制到容许范围内。进而可以用在现有的晶片搬运装置上增加用于调整压力的配管这样简单的结构实现。因而，即使用与其它搬运装置通用的真空泵160，也可以用压力调整装置155调整到大约-70kPa到-30kPa范围的适当的真空压力，吸引晶片W。

以上参照附图对本发明的具体实施方式进行了说明，当然不限于本发明的例。只要是从业者就明白在权利要求的范围内可以想到各种变更例或改正例，应该理解对于这些当然也属于本发明的技术范围。

例如，在上述实施方式中把晶片搬运装置100用于磨削装置，但不限于本申请发明例，也能用于整个加工装置。

在上述实施方式中把用于压力调整的第二配管153设在臂部113上，但不限于本发明例，例如也可以通过臂部113的内部设置在外部显现流量调整阀157和配管开放部158。

产业上利用的可能性

本发明可用于晶片搬运装置，特别能用于具有调整保持晶片的真空压力的压力调整装置的晶片搬运装置。

Claims

1、一种晶片搬运装置，其包括通过真空吸附吸引保持晶片的保持部和把用所述保持部保持的所述晶片搬运到规定位置的搬运部，其特征在于，把所述保持部中的真空压力定为表压-70kPa到-30kPa的范围内。

2、如权利要求1所述的晶片搬运装置，其特征在于，为把所述保持部的真空压力定为表压-70kPa到-30kPa的范围内，装有真空泵和连接所述真空泵和所述保持部的配管，在所述配管上装有调整所述保持部中的真空压力的压力调整装置。