JP2002246433A - 収納容器からの半導体ウエーハ取り出し方法と装置並びに半導体ウエーハのアライメント方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大径化及び薄型化した半導体ウエーハに
対応する収納容器からの半導体ウエーハの取り出しが自
動的に行え、しかも、取り出した半導体ウエーハのセン
タリングが高精度に行える半導体ウエーハ取り出し方法
を提供する。 【解決手段】 載置部１３で収納容器２を傾斜させたの
ち水平に戻し、収納容器２内で半導体ウエーハＡを片方
向に寄せることにより半導体ウエーハＡの位置決めを行
い、この位置決め動作ごとに、ウエーハ取り出し機構１
５の吸着、搬送ユニット１４による収納容器２内の半導
体ウエーハＡの取り出しと、スペーサ取り出し機構１８
による収納容器２内のスペーサの取り出しを自動的に交
互に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、収納容器からの
半導体ウエーハ取り出し方法と装置並びに半導体ウエー
ハのアライメント方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハは、一般に、シリコン単
結晶インゴットから薄い円板状に切り出され、その表面
に回路が形成される工程と、チップに切断してパッケー
ジングする工程を経て製品となるが、近年、半導体装置
の生産においては、技術革新ばかりでなく、生産拠点の
分散かないしはグローバル化が進展し、このため、上記
半導体ウエーハを切り出す工程と回路形成工程及びパッ
ケージングする工程とは、異なる場所や工場で行われる
ことが多くなっている。

【０００３】半導体ウエーハは、多数個の半導体チップ
が作り込まれているため、極めて高価であり、しかも、
破損しやすい製品になるため、半導体ウエーハの輸送や
取り扱い等の物流に対して十分な配慮が必要になり、従
って、通常ある工程が行われる場所から他の工程が行わ
れる場所への半導体ウエーハの運搬には、専用の収納容
器が使用される。

【０００４】従来、半導体ウエーハの運搬には、内壁面
に多数の溝を形成し、半導体ウエーハの両側をこの溝に
挿入することにより、各溝間で半導体ウエーハを多段に
収納する、半導体ウエーハの出し入れ性を重視した構造
の収納容器が使用されている。

【０００５】ところで、近年、半導体装置の生産におい
て、半導体ウエーハは外径が大径化している。また、半
導体装置のパッケージの薄型化に伴って半導体チップを
製造するための半導体ウエーハの厚さを薄く加工するこ
とが実施され、ちなみに、半導体ウエーハの外径は１２
インチ（３００ｍｍ）に大径化し、厚さは、７５〜５０
μｍ程度に薄型化している。

【０００６】このような、大径化及び薄型化した半導体
ウエーハを、上記のような従来の収納容器を使用して運
搬すると、半導体ウエーハが自重あるいは半導体ウエー
ハへの焼き付けパターンの影響によって反りが発生する
ことになり、半導体ウエーハや焼き付けパターンに悪影
響を与えるだけでなく、容器内に対する半導体ウエーハ
の出し入れ作業も行い難くなるため、大径化及び薄型化
した半導体ウエーハの運搬のための新たな収納容器の提
案がなされている。

【０００７】この新たな収納容器は、底板上に半導体ウ
エーハの外径が少し余裕をもって収まる内径の周壁を、
複数箇所で分断した筒状に立設し、周壁内の底部にクッ
ション材を敷き、その上に半導体ウエーハとスペーサを
交互に重ねて所定枚数を収納すると共に、周壁に被せる
別体の蓋を備えた構造になっており、このような新たな
収納容器は、大径化及び薄型化した半導体ウエーハであ
っても、スペーサを介して重ねることにより、半導体ウ
エーハの運搬が支障なく行えることになる。

【０００８】ところで、半導体製品の製造過程におい
て、その表面に多数の回路パターン（機能素子）を形成
された半導体ウエーハは、次に、必要に応じて裏面研磨
（バックグラインド）工程を経た後、各機能素子毎に切
断（ダイシング工程）して個々の半導体チップにする工
程に供給する前に、専用のリングフレームに半導体ウエ
ーハを貼着テープを用いてマウントする工程が必要にな
る。

【０００９】このマウント工程は、半導体ウエーハの外
径よりも大きい幅を有する粘着テープを用い、リングフ
レーム供給部から取り出したリングフレームをテープ貼
付部に取り出し、このテープ貼付部でリングフレームに
リールから所定量引き出した粘着テープを貼付け、貼着
テープをリングフレームの周囲に沿ってカットした後、
ウエーハマウント部に保持されている半導体ウエーハ上
に上記リングフレームを供給し、真空チャンバー内でリ
ングフレームの粘着テープに半導体ウエーハを貼付け、
この後半導体ウエーハの貼付いたリングフレームを反転
載置部に取り出すことによって行われる。

【００１０】従って、このようなマウント工程を自動的
に行うためには、収納容器から半導体ウエーハを取り出
してウエーハマウント部に供給する収納容器からの半導
体ウエーハ取り出し装置や、リングフレームの中心に半
導体ウエーハを貼付けることができるようにするため、
ウエーハマウント部に供給する半導体ウエーハのセンタ
リングを行うための半導体ウエーハのアライメント装置
が必要になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
収納容器からの半導体ウエーハ取り出し装置や半導体ウ
エーハのアライメント装置は、従来の収納容器に対応す
るためのものであり、上述した大径化及び薄型化した半
導体ウエーハに対応する新たな収納容器の提案により、
この新たな収納容器に対応した新たな半導体ウエーハ取
り出し装置や半導体ウエーハのアライメント装置の開発
が必要になっている。

【００１２】そこで、この発明の課題は、新たな収納容
器からの半導体ウエーハの取り出しが自動的に行えると
共に、取り出した半導体ウエーハのセンタリングが高精
度に行え、新たな収納容器に対応した収納容器からの半
導体ウエーハ取り出し方法と装置並びに半導体ウエーハ
のアライメント方法と装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、第１の発明は、半導体ウエーハとスペーサを
交互に積み重ねて収納した収納容器の載置部と、半導体
ウエーハの吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び載
置部上の収納容器に対する進退動が自在となるウエーハ
取り出し機構と、スペーサ吸着、搬送体が上下動と載置
部上の収納容器に対する進退動が自在となるスペーサ取
り出し機構とを用い、上記載置部は、収納容器を傾斜さ
せたのち水平に戻し、収納容器内で半導体ウエーハを片
方向に寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行
い、この位置決め動作ごとに、ウエーハ取り出し機構に
よる収納容器内の半導体ウエーハの取り出しと、スペー
サ取り出し機構による収納容器内のスペーサの取り出し
を交互に行い、上記ウエーハ取り出し機構は、吸着、搬
送ユニットを収納容器の直上に同軸芯状態となるよう臨
み、この吸着、搬送ユニットが下降して収納容器内で水
平移動することにより半導体ウエーハと芯合わせした状
態で最上部半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器
と同軸芯状となるよう水平移動して上昇することで収納
容器内の半導体ウエーハを取り出し、また、スペーサ取
り出し機構は、吸着、搬送体が収納容器の直上で下降し
て最上部スペーサを吸着し、吸着後に上昇することで収
納容器内のスペーサを取り出す構成を採用したものであ
る。

【００１４】この発明において、上記載置部で収納容器
を傾斜させたとき、傾斜上り側の位置からウエーハにエ
アーを吹きつけ、収納容器内で半導体ウエーハを傾斜下
がり方向に寄せるようにしたり、上記ウエーハ取り出し
機構の吸着、搬送ユニットによる半導体ウエーハの吸着
を中心部から始めて外周部に移行することにより行うよ
うにすることができる。

【００１５】第２の発明は、半導体ウエーハとスペーサ
を交互に積み重ねて収納した収納容器の載置部と、半導
体ウエーハの吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び
載置部上の収納容器に対する進退動が自在となるウエー
ハ取り出し機構と、スぺーサ吸着、搬送体が上下動と載
置部上の収納容器に対する進退動が自在となるスペーサ
取り出し機構とからなり、上記載置部は、収納容器内で
半導体ウエーハを片方向に寄せることにより半導体ウエ
ーハの位置決めを行うように、収納容器を傾斜させたの
ち水平に戻す傾斜動自在に形成され、上記ウエーハ取り
出し機構は、半導体ウエーハの吸着、搬送ユニットが、
収納容器の直上に同軸芯状態となるよう臨み、この位置
で下降して収納容器内で水平移動することにより半導体
ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハを
吸着し、吸着後に収納容器と同軸芯状となるよう水平移
動して上昇することにより半導体ウエーハを取り出すよ
うに形成され、上記スペーサ取り出し機構は、スペーサ
吸着、搬送体が、収納容器の直上で下降して最上部スペ
ーサを吸着し、吸着後に上昇してスペーサを取り出すよ
うに形成されている構成を採用したものである。

【００１６】この発明において、上記載置部の上方に、
収納容器を傾斜させたとき、傾斜上り側の位置からウエ
ーハにエアーを吹きつけ、収納容器内で半導体ウエーハ
を傾斜下がり方向に寄せるエアーノズルを配置したり、
上記ウエーハ取り出し機構の半導体ウエーハの吸着、搬
送ユニットが、内側吸着体とその外側に嵌合する外側吸
着体とで形成され、内側吸着体は外側吸着体に対して回
転と上下動が可能となり、この内側吸着体と外側吸着体
は、半導体ウエーハの吸着を内側吸着体の中心部から始
めて外側吸着体に移行するようにすることができる。

【００１７】第３の発明は、水平にＸ方向とＹ方向の移
動が可能となり、内側吸着体とその外側に嵌合する外側
吸着体とで形成され、内側吸着体と外側吸着体は個々に
半導体ウエーハを吸着することができ、かつ、内側吸着
体は外側吸着体に対して回転と上下動が可能となる吸
着、搬送ユニットで半導体ウエーハを吸着してアライメ
ント位置に搬送し、このアライメント位置で外側吸着体
による半導体ウエーハの吸着を解いて内側吸着体を下降
させることにより、半導体ウエーハの周囲を外側吸着体
から離反させ、この状態で内側吸着体と共に半導体ウエ
ーハを回転させ、透過センサで半導体ウエーハの外周を
非接触で多点の位置測定を行って半導体ウエーハの中心
を平均化して求め、その結果に基づいて吸着、搬送ユニ
ットの位置をＸ方向とＹ方向に補正して半導体ウエーハ
のセンタリングを行う構成を採用したものである。

【００１８】この発明において、上記センタリング後の
半導体ウエーハの回路パターン線を二台のカメラで写
し、回路パターン線がカメラの認識点に合うよう吸着、
搬送ユニットを回転補正もしくはＸ方向とＹ方向に補正
して回路パターン線をダイシングラインにすることがで
きる。

【００１９】第４の発明は、半導体ウエーハを吸着して
アライメント位置に搬送する吸着、搬送ユニットが、水
平にＸ方向とＹ方向の移動が可能となる内側吸着体とそ
の外側に嵌合する外側吸着体とからなり、内側吸着体と
外側吸着体は個々に半導体ウエーハを吸着することがで
き、かつ、内側吸着体は外側吸着体に対して回転と上下
動が可能となるように形成し、上記アライメント位置
に、内側吸着体の下降と回転により、外側吸着体から離
反して回転する半導体ウエーハの外周を非接触で多点の
位置測定を行って半導体ウエーハの中心を平均化して求
め、その結果に基づいて吸着、搬送ユニットの位置をＸ
方向とＹ方向に補正して半導体ウエーハのセンタリング
を行う透過センサを配置した構成を採用したものであ
る。

【００２０】この発明において、上記アライメント位置
に停止する吸着、搬送ユニットの下方位置に、センタリ
ング後の半導体ウエーハの回路パターン線を写す二台の
カメラを配置し、このカメラで、回路パターン線がカメ
ラの認識点に合うよう吸着、搬送ユニットを回転補正も
しくはＸ方向とＹ方向に補正するようにすることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２２】図１は、大径化及び薄型化した半導体ウエ
ーハに対応する上述した新たな収納容器内から自動的に
取り出すと共に、半導体ウエーハをアライメントした
後、リングフレームの粘着テープに貼付け、半導体ウエ
ーハの貼付いたリングフレームを反転載置部に取り出し
てカセット収納部のカセット内に収納するマウント工程
を自動的に行うマウント装置の平面的な全体構造を示
し、ベース台１上の前方位置にウエハマウントラインが
直線状に設定され、その手前側に、収納容器２からの半
導体ウエーハ取り出し装置３とアライメント装置４が配
置されている。

【００２３】上記ウエハマウントラインは、図示の場
合、複数のリングフレーム５を昇降テーブル上に支持
し、リングフレーム５が取り出されるごとにリングフレ
ーム５の厚み分だけ間欠的に上昇するリングフレーム供
給部６と、リングフレーム供給部６から取り出したリン
グフレーム５の上面に粘着面を下にして粘着テープ７を
貼付け、貼付けたこの粘着テープをリングフレーム５の
周囲に沿ってカットするテープ貼付部８と、吸引テーブ
ル上に吸引保持されている半導体ウエーハＡ上に上記テ
ープ貼付部８から供給されたテープ貼付リングフレーム
５を重ね、真空チャンバー内でリングフレーム５の粘着
テープ７に半導体ウエーハＡを加圧して貼付けるウエー
ハマウント部９と、半導体ウエーハＡの貼付いたリング
フレーム５をウエーハマウント部９から反転した状態で
受け取る反転載置部１０とを直線状に並べて形成され、
反転載置部１０の半導体ウエーハＡをカセット収納部１
１のカセット１２内に収納するようになっている。

【００２４】上記ウエーハマウント部９は、半導体ウエ
ーハＡが回路パターンが下向きで裏面を上向きにして吸
引テーブル上に供給され、裏面に粘着テープ７を貼付け
ると共に、反転載置部１０では半導体ウエーハＡの回路
パターンが上向きになる。

【００２５】尚、この半導体ウエーハＡの回路パターン
面全面には保護テープが張り付けられている場合があ
る。そしてこの保護テープはダイシング工程前に剥離さ
れることになる。

【００２６】前記半導体ウエーハ取り出し装置３は、半
導体ウエーハＡとスペーサＢを交互に積み重ねて収納し
た収納容器２の載置部１３とウエーハアライメント部４
及びウエーハマウント部９がウエハマウントラインと直
角のＸ軸方向に直列に並ぶよう配置され、半導体ウエー
ハＡの吸着、搬送ユニット１４が上下動と水平動及びＸ
軸方向に移動が自在となり、収納容器２内から半導体ウ
エーハＡを取り出して、ウエーハアライメント部４から
ウエーハマウント部９に順次搬送するウエーハ取り出し
機構１５と、スペーサ吸着、搬送体１６が上下動とウエ
ハマウントラインと平行のＹ軸方向に移動自在となり、
載置部１３上の収納容器２内からスペーサＢを取り出
し、これをスペーサ収納ボックス１７内に搬送するスペ
ーサ取り出し機構１８との組み合わせからなっている。

【００２７】図１と図２のように、収納容器２は、底板
１９上に半導体ウエーハＡの外径が少し余裕をもって収
まる内径の周壁２０を、複数箇所で分断した筒状に立設
し、周壁２０内の底部にクッション材Ｃを敷き、その上
に半導体ウエーハＡとスペーサＢを交互に重ねて所定枚
数を収納すると共に、図示省略したが周壁２０上に被せ
る別体の蓋を備えた構造になっている。

【００２８】上記ウエーハ取り出し機構１５における収
納容器載置部１３は、図２のように、ベース台１の下部
に配置した昇降用エレベータ２１上にベース台１の開口
２２部分を上下動する昇降ベース２３を設け、この昇降
ベース２２の上に、収納容器２を上面の凹部で安定よく
支持する略角形の傾斜プレート２４を水平に支持し、こ
の傾斜プレート２４の一辺を枢軸２５で昇降ベース２３
に取り付け、枢軸２５を支点に傾斜プレート２４を傾斜
可能とし、傾斜プレート２４の枢軸２５と反対側の位置
に、昇降ベース２３にブラケット２６を介して取り付け
たシリンダ２７とピン２８で結合し、シリンダ２７の伸
縮で傾斜プレート２４を水平状態から所定角度を傾斜さ
せることができるようになっている。

【００２９】この傾斜プレート２４の上に載置した収納
容器２は、傾斜によりその内部に収納した半導体ウエー
ハＡを、傾斜下がり側となる周壁２０の片方向に寄せ、
水平に戻すことにより半導体ウエーハＡの収納容器２に
対する位置決めを行うことになる。

【００３０】上記収納容器２の傾斜時における半導体ウ
エーハＡの位置決めがより確実に行えるよう、図４
（Ａ）のように、載置部１３に載せた収納容器２の外側
に傾斜上がり側の位置に、エアーノズル２９を傾斜プレ
ート２４と一体に傾斜動するよう配置し、傾斜上り側の
位置から半導体ウエーハＡにエアーを吹きつけ、収納容
器２内で半導体ウエーハＡを傾斜下がり方向に確実に寄
せるようにすることができる。

【００３１】上記ウエーハ取り出し機構１５は、図１の
ように、載置部１３の一方側方で上方の位置に、ウエハ
マウントラインと直角のＸ軸方向に長いガイド枠３０を
設置し、図２の如く、このガイド枠３０に沿って設けた
ボールねじ３１に、このボールねじ３１の回転でガイド
枠３０の長さ方向に沿うＸ軸方向に移動する搬送体３２
を装着し、この搬送体３２に半導体ウエーハＡの載置部
１３側に向けて直角に突出する搬送アーム３３を固定
し、搬送アーム３３の前面に昇降ブラケット３４を垂直
ガイド３５に沿って上下方向のＺ軸方向に移動するよう
取り付け、昇降ブラケット３４の下面に移動プレート３
６を水平ガイド３７に沿って水平方向のＹ軸方向に移動
するよう取り付け、この移動プレート３６の先端に、回
転用駆動モ−タ３８と上下用のアクチュエータ３９を介
してウエーハの吸着、搬送ユニット１４が取り付けられ
ている。

【００３２】なお、昇降ブラケット３４のＺ軸方向の移
動と、移動プレート３６のＹ軸方向の移動は、シリンダ
等の適宜駆動源を用いればよい。

【００３３】上記回転用となるθ軸の駆動モータ３８
は、移動プレート３６の先端上部に固定し、移動プレー
ト３６の下部にアクチュエータ３９を取り付け、吸着、
搬送ユニット１４は、アクチュエータ３９の下部に突出
する駆動モータ３８の回転軸４０に取り付けた円盤状の
内側吸着体４１と、この内側吸着体４１の外部に嵌合す
る環状の外側吸着体４２とで形成され、外側吸着体４２
はブラケット４３を介してアクチュエータ３９の下部に
固定され、この外側吸着体４２に対して内側吸着体４１
は上下動と回転が可能になる。このような構成により、
ウエーハの吸着、搬送ユニット１４は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ
軸に移動可能となる。

【００３４】この内側吸着体４１と外側吸着体４２は、
下部の吸着面がポーラス構造の全面吸着となり、内側吸
着体４１と外側吸着体４２の吸着は別系統になり、内側
吸着体４１は中心から外周に向かって順次吸着していく
多系統吸着となり、半導体ウエーハＡを吸着するとき空
気を外側に逃がしていき、吸着面間に気泡が発生するこ
とのないようにしている。

【００３５】前記スペーサ取り出し機構１８は、図１と
図３のように、収納容器２の載置部１３の他方側方にス
ペーサ収納ボックス１７の収納部４４をＹ軸方向へ同軸
心状に並べて配置し、この収納部４４の前方で上方位置
にウエーハ取り出し機構１５のガイド枠３０と直角の配
置となるガイド枠４５を設け、このガイド枠４５に設け
たガイド軸４６にＹ軸方向に移動する搬送体４７を取り
付け、搬送体４７に収納部４４側に突出するよう固定し
た搬送アーム４８の先端にシリンダ４９で上下動するス
ペーサ吸着、搬送体１６を設けて形成され、スペーサ吸
着、搬送体１６は下面に設けた複数の吸着パット５０で
スペーサＢを吸着するようになっている。なお、搬送体
４７の移動は、シリンダやボールねじ機構等の適宜駆動
手段を採用すればよい。

【００３６】上記収納部には、スペーサＢが収まる内径
を有する有底円筒状の収納ボックス１７が載置され、吸
着パット５０は、載置部１３の収納容器２の直上と収納
ボックス１７の直上の間をＹ軸方向に移動し、収納容器
２内のスペーサＢを吸着して持ち上げ、これを収納ボッ
クス１７内に搬送して積み重ねていくことになる。

【００３７】前記アライメント装置４のアライメント部
は、収納容器２の載置部１３とウエハマウントラインの
ウエーハマウント部９の中間位置に設定され、吸着、搬
送ユニット１４で収納容器２内の半導体ウエーハＡを吸
着してアライメント部に搬送し、このアライメント部に
おいて、吸着、搬送ユニット１４の外側下部の位置に半
導体ウエーハＡの外周を非接触で位置測定する透過セン
サ５１を配置し、内側吸着体４１の下降と回転により、
外側吸着体４２から離反して回転する半導体ウエーハＡ
の外周を上記透過センサ５１が多点の位置測定を行って
半導体ウエーハＡの中心を平均化して求め、その結果に
基づいて吸着、搬送ユニット１４の位置をＸ方向とＹ方
向に補正して半導体ウエーハＡのセンタリングを行うよ
うになっている。

【００３８】また、アライメント部に停止する吸着、搬
送ユニット１４の直下位置に、センタリング後の半導体
ウエーハＡの回路パターン線ａを写す二台のカメラ５２
を、吸着、搬送ユニット１４の回転軸心を挟む両側の位
置に配置し、このカメラ５２で、回路パターン線ａがカ
メラ５２の認識点に合うよう吸着、搬送ユニット１４を
回転補正もしくはＸ方向とＹ方向に補正することができ
るようにしている。

【００３９】この発明の収納容器からの半導体ウエーハ
の取り出し装置とアライメント装置は、上記のような構
成であり、次に、半導体ウエーハの取り出し方法とアラ
イメント方法を説明する。

【００４０】＜半導体ウエーハの取り出し方法＞図２の
実線で示すように、収納容器２の載置部１３における傾
斜プレート２４を所定の高さ位置で水平にして、半導体
ウエーハＡとスペーサＢを交互に積み重ねて収納した収
納容器２をその上に載せ、この状態でシリンダ２７を伸
長させ、図４（Ａ）のように、傾斜プレート２４と収納
容器２を所定角度だけ傾斜させ、収納容器２内で半導体
ウエーハＡを片方向に寄せることにより半導体ウエーハ
Ａの位置決めを行い、このとき、傾斜上側からエアーノ
ズル２９で上部に位置する半導体ウエーハＡにエアーを
補助的に吹きつけ、最上部半導体ウエーハＡの位置決め
を確実に行う。

【００４１】この位置決め後に傾斜プレート２４と収納
容器２を水平に戻すと、ウエーハ取り出し機構１５は、
吸着、搬送ユニット１４が図４（Ｃ）の矢印のように
Ｘ軸方向に移動して同図に二点鎖線で示すように、収納
容器２の直上に臨む。このとき、吸着、搬送ユニット１
４は外側吸着体４２の内部に内側吸着体４１が収まった
状態で、収納容器２と同軸心の位相となり、吸着、搬送
ユニット１４は図４（Ｃ）の矢印のように所定ストロ
ークを下降して収納容器２内に進入する。

【００４２】吸着、搬送ユニット１４は、下降して収納
容器２内で図４（Ｃ）の矢印のように水平移動するこ
とにより、同図に実線で示すように、半導体ウエーハＡ
と芯合わせした状態で最上部半導体ウエーハＡを軽く押
さえ付ける状態になり、この状態で吸着面に吸引力を作
用させ、最上部半導体ウエーハＡを吸着する。

【００４３】内側吸着体４１と外側吸着体４２は、半導
体ウエーハＡの吸着を内側吸着体Ａの中心部から始めて
最後に外側吸着体４２に移行するように半導体ウエーハ
Ａを吸着し、吸着面間に気泡の介在がないようにすると
共に、図４（Ｄ）のように、最上部半導体ウエーハＡに
反りがある場合、上から軽く押さえながら吸着してい
く。

【００４４】吸着、搬送ユニット１４は、半導体ウエー
ハＡを吸着すると、図４（Ｅ）の矢印のようにＸ軸方
向に水平移動して同図二点鎖線の如く収納容器１と同軸
心の位相に戻り、次に図４（Ｅ）の矢印のように上昇
し、同図実線の位置になり、収納容器２内から一枚の半
導体ウエーハＡを吸着して取り出すことになり、吸着、
搬送ユニット１４は、図４（Ｅ）の矢印のように、半
導体ウエーハＡをアライメント部まで搬送する。

【００４５】このように、吸着、搬送ユニット１４を収
納容器２と同軸心の位相で上下動させ、収納容器２内で
吸着、搬送ユニット１４を水平移動させるようにする
と、半導体ウエーハＡを取り出す時、その外周が収納容
器２の周壁２０と干渉するのを防ぎ、半導体ウエーハＡ
の周囲が損傷するのを防止できると共に、吸着、搬送ユ
ニット１４による半導体ウエーハＡの同軸心状での吸着
が可能になる。

【００４６】上記のように、吸着、搬送ユニット１４に
よる収納容器２内からの半導体ウエーハＡの取り出しが
完了すると、図３のように、スペーサ取り出し機構１８
は、吸着、搬送体１６が収納容器２の直上に臨んで下降
し、収納容器２内の最上部のスペーサＢを吸着パット５
０で吸着し、吸着後に上昇することで収納容器２内のス
ペーサＢを取り出し、吸着、搬送体１６は収納ボックス
１７の直上に移動し、この位置で下降してスペーサＢを
収納ボックス１７内に収める搬送を行うことになる。

【００４７】上記のように、載置部１３の収納容器２が
傾斜して水平に戻るごとに、ウエーハ取り出し機構１５
による収納容器２内の半導体ウエーハＡの取り出しと、
スペーサ取り出し機構１８による収納容器２内のスペー
サＢの取り出しが交互に行われることになる。

【００４８】＜半導体ウエーハのアライメント方法＞上
記のように、吸着、搬送ユニット１４により収納容器２
内から取り出された半導体ウエーハＡは、図２に実線で
示すように吸着、搬送ユニット１４でアライメント部に
搬送され、このアライメント部においてウエーハ外周非
接触センタリング及び所定位置へのオリフラ位置合わせ
を行う。

【００４９】図５（Ａ）のように、先ず、外側吸着体４
２が半導体ウエーハＡの吸着を解き、次に内側吸着体４
１を所定ストロークだけ下降させて半導体ウエーハＡの
周囲を外側吸着体４２から離反させ、この状態で透過セ
ンサ５１が前進動し、上下に対向する投光素子５１ａと
受光素子５１ｂ間を半導体ウエーハａの周囲に非接触の
状態で外嵌し、内側吸着体４１と共に半導体ウエーハａ
を回転させ、図５（Ｂ）のように、透過センサ５１の投
光素子５１ａと受光素子５１ｂで半導体ウエーハＡの外
周を非接触で多点の位置測定を行い、半導体ウエーハＡ
の中心を平均化して求め、その求めた結果に基づいて吸
着、搬送ユニット１４の位置を制御装置にてＸ方向とＹ
方向に補正して、ずれた中心点Ｘ₁を正規の中心点Ｘに
合わせる半導体ウエーハＡのセンタリングを行う。

【００５０】透過センサ５１によるセンタリング後、オ
リフラｂの位置を求める。図５（Ｃ）のように、半導体
ウエーハＡを回転させ、透過センサ５１の測定でその周
囲に対して十分な透過量の変化がある場所がオリフラｂ
の位置となる。その透過量の変化のある場所のセンター
がオリフラｂの中心となり、駆動モータ３８を回転制御
してこれを予め設定した位置に合わせる。

【００５１】また、透過センサ５１によるセンタリング
後、図５（Ｄ）のように、吸着、搬送ユニット１４によ
り吸着保持された半導体ウエーハＡの回路パターン線ａ
をカメラ５２で認識し、回路パターン線ａをダイシング
ラインに合わせるようにする。この工程は、Ｖノッチで
検出不可能や、より高精度に位置合わせする必要がある
ときに行うものである。

【００５２】図５（Ｅ）のように、二台のカメラ５２で
回路パターン線ａを写したとき、カメラ５２の位置と回
路パターン線ａがずれていると、駆動モータ３８で内側
吸着体４１と共に半導体ウエーハＡを回転させてθ補正
を行い、また、必要によってはＸ軸、Ｙ軸の補正も行
い、図５（Ｆ）のように回路パターン線ａをカメラ５２
の認識点に合わせることにより、高い精度で半導体ウエ
ーハＡの位置合わせを行うことができる。

【００５３】上記のように、吸着、搬送ユニット１４
は、アライメント部で半導体ウエーハＡの位置合わせを
行うと、次に、Ｘ軸方向に移動してウエーハマウント部
９の直上に臨み、このウエーハマウント部９で下降して
吸着テーブルの上に半導体ウエーハＡを同軸心状に載置
し、吸着テーブルによる半導体ウエーハＡの吸着後に内
側吸着体４１による半導体ウエーハＡの吸着を解き、吸
着、搬送ユニット１４は、上昇位置に戻って次の半導体
ウエーハＡの取り出しに向かうことになる。

【００５４】＜他の実施の形態＞図６は、半導体ウエー
ハＡに対する複数の加工や処理工程をインライン化し、
工程間の半導体ウエーハＡの搬送を吸着、搬送ロボット
で行うことにより、半導体ウエーハＡの工程間の搬送を
収納容器やカセットで運搬する必要をなくすようにした
ものである。

【００５５】図６において、半導体ウエーハＡに対する
ウエハマウント工程の前の加工や処理工程としては、半
導体ウエーハＡの裏面を研削するバックランド工程６１
と、ケミカルエッチング又はメカニカルポリッシング工
程６２があり、両工程６１、６２を並べて設け、ケミカ
ルエッチング又はメカニカルポリッシング工程６２と上
述したアライメント部の間の半導体ウエーハＡの搬送に
吸着、搬送ロボット６３を使用している。

【００５６】バックランド工程６１は、カセット６４か
ら取り出した複数枚の半導体ウエーハＡを回転テーブル
６５上に載せ、半導体ウエーハＡの裏面を研削して仮置
き部分に取り出すと共に、ケミカルエッチング又はメカ
ニカルポリッシング工程６２は、裏面を研削加工した半
導体ウエーハＡをテーブル６６上に載せ、研削加工面の
仕上げ処理をして半導体ウエーハＡを受け渡し位置６７
に取り出すものである。

【００５７】上記カセット６４から回転テーブル６５へ
の半導体ウエーハＡの取り出し、仮置き部分からテーブ
ル６６上への半導体ウエーハＡの搬送、テーブル６６上
から受け渡し位置６７への半導体ウエーハＡの搬送は、
吸着等の適宜搬送手段やロボット装置を採用すればよ
い。

【００５８】上記吸着、搬送ロボット６３は、水平のガ
イド６８に沿って移動する搬送体６９の上面に屈伸アー
ム７０を設け、この屈伸アーム７０の先端にポーラス構
造の吸着部材７１を取り付け、吸着部材７１が受け渡し
位置６７と対応する位置で屈伸アーム７０が伸長し、受
け渡し位置６７で半導体ウエーハＡを受け取って吸着部
材７１が吸着すると、屈伸アーム７０が折り畳まれて搬
送体６９が図示二点鎖線で示す吸着、搬送ユニット１４
と対応する位置に移動し、この位置で屈伸アーム７０が
伸長して半導体ウエーハＡを前方に移送すると、吸着、
搬送ユニット１４が吸着部材７１上の半導体ウエーハＡ
を受け取り、この半導体ウエーハＡをアライメント部に
搬送することになる。

【００５９】このように、半導体ウエーハＡに対するウ
エハマウント工程の前の加工や処理工程をインライン化
すれば、各工程間をカセットや収納容器で半導体ウエー
ハＡを運搬する必要がなくなり、生産効率が向上すると
共に、半導体ウエーハＡをカセットや収納容器に出し入
れする必要もなくなるので、半導体ウエーハＡの損傷発
生を防ぐことができ、特に、外径は１２インチ（３００
ｍｍ）に大径化し、厚さは、７５〜５０μｍ程度に薄型
化している半導体ウエーハＡをカセットに出し入れする
のは相当困難な作業となり、カセットや収納容器の使用
を省くことは、このような大径化、薄型化した半導体ウ
エーハＡの加工や処理に極めて有効である。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、大径
化及び薄型化した半導体ウエーハに対応する収納容器か
らの半導体ウエーハの取り出しが自動的に行えると共
に、取り出した半導体ウエーハのセンタリングが高精度
に行え、大径化及び薄型化した半導体ウエーハの加工や
処理工程の自動化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体ウエーハ取り出し装置とアラ
イメント装置を備えたマウント装置の全体構造を示す平
面図

【図２】図１のII−II線の断面で半導体ウエーハ取り出
し装置とアライメント装置の構造を示す縦断側面図

【図３】図１のIII−III線の断面でスペーサ取り出し機
構の構造を示す縦断面図

【図４】半導体ウエーハ取り出し装置の取り出し工程を
示し、（Ａ）は収納容器を傾斜させた半導体ウエーハ位
置決め状態の縦断面図、（Ｂ）は同上の収納容器を軸心
方向から見た平面図、（Ｃ）は吸着、搬送ユニットによ
る収納容器内の半導体ウエーハの吸着状態を示す縦断面
図、（Ｄ）は半導体ウエーハに反りあがる場合の吸着状
態を示す縦断面図、（Ｅ）は吸着、搬送ユニットで収納
容器内の半導体ウエーハを取り出した状態を示す縦断面
図

【図５】アライメント装置のアライメント工程を示し、
（Ａ）は半導体ウエーハの周囲を測定している状態の縦
断面図、（Ｂ）は同上の中心にずれがある状態を示す平
面図、（Ｃ）は同上の中心のずれを修正した状態を示す
平面図、（Ｄ）は半導体ウエーハの回路パターン線の認
識状態を示す縦断面図、（Ｅ）は同上の回路パターン線
とカメラの認識点にずれがあるときの平面図、（Ｅ）は
同上の回路パターン線をカメラの認識点に合わせた位置
合わせ状態の平面図

【図６】半導体ウエーハに対する複数の加工や処理工程
をインライン化した例を示す平面図

【符号の説明】

Ａ 半導体ウエーハ Ｂ スペーサ １ ベース台 ２ 収納容器 ３ 半導体ウエーハ取り出し装置 ４ アライメント装置 ５ リングフレーム ６ リング供給部 ７ 粘着テープ ８ テープ貼付部 ９ ウエーハマウント部 １０ 反転載置部 １１ カセット収納部 １２ カセット １３ 取り出し装置 １４ 搬送ユニット １５ 取り出し機構 １６ 搬送体 １７ ボックス １８ 取り出し機構 １９ 底板 ２０ 周壁 ２１ エレベータ ２２ 開口 ２３ 昇降ベース ２４ 傾斜プレート ２５ 枢軸 ２６ ブラケット ２７ シリンダ ２８ ピン ２９ エアーノズル ３０ ガイド枠 ３１ ホールねじ ３２ 搬送体 ３３ 搬送アーム ３４ 昇降ブラケット ３５ 垂直ガイド ３６ 移動プレート ３７ 水平ガイド ３８ 駆動モータ ３９ アクチュエータ ４０ 回転軸 ４１ 内側吸着体 ４２ 外側吸着体 ４３ ブラケット ４４ 収納部 ４５ ガイド枠 ４６ ガイド軸 ４７ 搬送体 ４８ 搬送アーム ４９ シリンダ ５０ 吸着パット ５１ 透過センサー ５１ａ 投光素子 ５１ｂ 受光素子 ５２ カメラ ６１ バックランド工程 ６２ メカニカルポリッシング工程 ６３ 搬送ロボット ６４ カセット ６５ 回転テーブル ６６ テーブル ６７ 受け渡し位置 ６８ ガイド ６９ 搬送体 ７０ 屈伸アーム ７１ 吸着部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエーハとスペーサを交互に積み
   重ねて収納した収納容器の載置部と、半導体ウエーハの
   吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び載置部上の収
   納容器に対する進退動が自在となるウエーハ取り出し機
   構と、スペーサ吸着、搬送体が上下動と載置部上の収納
   容器に対する進退動が自在となるスペーサ取り出し機構
   とを用い、 上記載置部は、収納容器を傾斜させたのち水平に戻し、
   収納容器内で半導体ウエーハを片方向に寄せることによ
   り半導体ウエーハの位置決めを行い、この位置決め動作
   ごとに、ウエーハ取り出し機構による収納容器内の半導
   体ウエーハの取り出しと、スペーサ取り出し機構による
   収納容器内のスペーサの取り出しを交互に行い、 上記ウエーハ取り出し機構は、吸着、搬送ユニットを収
   納容器の直上に同軸芯状態となるよう臨み、この吸着、
   搬送ユニットが下降して収納容器内で水平移動すること
   により半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部半導
   体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸芯状とな
   るよう水平移動して上昇することで収納容器内の半導体
   ウエーハを取り出し、 また、スペーサ取り出し機構は、吸着、搬送体が収納容
   器の直上で下降して最上部スペーサを吸着し、吸着後に
   上昇することで収納容器内のスペーサを取り出すことを
   特徴とする収納容器からの半導体ウエーハ取り出し方
   法。
2. 【請求項２】 上記載置部で収納容器を傾斜させたと
   き、傾斜上り側の位置からウエーハにエアーを吹きつ
   け、収納容器内で半導体ウエーハを傾斜下がり方向に寄
   せるようにすることを特徴とする請求項１に記載の収納
   容器からの半導体ウエーハ取り出し方法。
3. 【請求項３】 上記ウエーハ取り出し機構の吸着、搬送
   ユニットによる半導体ウエーハの吸着を中心部から始め
   て外周部に移行することにより行うことを特徴とする請
   求項１に記載の収納容器からの半導体ウエーハ取り出し
   方法。
4. 【請求項４】 半導体ウエーハとスペーサを交互に積み
   重ねて収納した収納容器の載置部と、半導体ウエーハの
   吸着、搬送ユニットが上下動と水平動及び載置部上の収
   納容器に対する進退動が自在となるウエーハ取り出し機
   構と、スぺーサ吸着、搬送体が上下動と載置部上の収納
   容器に対する進退動が自在となるスペーサ取り出し機構
   とからなり、 上記載置部は、収納容器内で半導体ウエーハを片方向に
   寄せることにより半導体ウエーハの位置決めを行うよう
   に、収納容器を傾斜させたのち水平に戻す傾斜動自在に
   形成され、 上記ウエーハ取り出し機構は、半導体ウエーハの吸着、
   搬送ユニットが、収納容器の直上に同軸芯状態となるよ
   う臨み、この位置で下降して収納容器内で水平移動する
   ことにより半導体ウエーハと芯合わせした状態で最上部
   半導体ウエーハを吸着し、吸着後に収納容器と同軸芯状
   となるよう水平移動して上昇することにより半導体ウエ
   ーハを取り出すように形成され、 上記スペーサ取り出し機構は、スペーサ吸着、搬送体
   が、収納容器の直上で下降して最上部スペーサを吸着
   し、吸着後に上昇してスペーサを取り出すように形成さ
   れている収納容器からの半導体ウエーハ取り出し装置。
5. 【請求項５】 上記載置部の上方に、収納容器を傾斜さ
   せたとき、傾斜上り側の位置からウエーハにエアーを吹
   きつけ、収納容器内で半導体ウエーハを傾斜下がり方向
   に寄せるエアーノズルを配置した請求項４に記載の収納
   容器からの半導体ウエーハ取り出し装置。
6. 【請求項６】 上記ウエーハ取り出し機構の半導体ウエ
   ーハの吸着、搬送ユニットが、内側吸着体とその外側に
   嵌合する外側吸着体とで形成され、内側吸着体は外側吸
   着体に対して回転と上下動が可能となり、この内側吸着
   体と外側吸着体は、半導体ウエーハの吸着を内側吸着体
   の中心部から始めて外側吸着体に移行するようになって
   いる請求項４に記載の収納容器からの半導体ウエーハ取
   り出し装置。
7. 【請求項７】 水平にＸ方向とＹ方向の移動が可能とな
   り、内側吸着体とその外側に嵌合する外側吸着体とで形
   成され、内側吸着体と外側吸着体は個々に半導体ウエー
   ハを吸着することができ、かつ、内側吸着体は外側吸着
   体に対して回転と上下動が可能となる吸着、搬送ユニッ
   トで半導体ウエーハを吸着してアライメント位置に搬送
   し、このアライメント位置で外側吸着体による半導体ウ
   エーハの吸着を解いて内側吸着体を下降させることによ
   り、半導体ウエーハの周囲を外側吸着体から離反させ、
   この状態で内側吸着体と共に半導体ウエーハを回転さ
   せ、透過センサで半導体ウエーハの外周を非接触で多点
   の位置測定を行って半導体ウエーハの中心を平均化して
   求め、その結果に基づいて吸着、搬送ユニットの位置を
   Ｘ方向とＹ方向に補正して半導体ウエーハのセンタリン
   グを行うことを特徴とする半導体ウエーハのアライメン
   ト方法。
8. 【請求項８】 上記センタリング後の半導体ウエーハの
   回路パターン線を二台のカメラで写し、回路パターン線
   がカメラの認識点に合うよう吸着、搬送ユニットを回転
   補正もしくはＸ方向とＹ方向に補正して回路パターン線
   をダイシングラインにすることを特徴とする請求項７に
   記載の半導体ウエーハのアライメント方法。
9. 【請求項９】 半導体ウエーハを吸着してアライメント
   位置に搬送する吸着、搬送ユニットが、水平にＸ方向と
   Ｙ方向の移動が可能となる内側吸着体とその外側に嵌合
   する外側吸着体とからなり、内側吸着体と外側吸着体は
   個々に半導体ウエーハを吸着することができ、かつ、内
   側吸着体は外側吸着体に対して回転と上下動が可能とな
   るように形成し、上記アライメント位置に、内側吸着体
   の下降と回転により、外側吸着体から離反して回転する
   半導体ウエーハの外周を非接触で多点の位置測定を行っ
   て半導体ウエーハの中心を平均化して求め、その結果に
   基づいて吸着、搬送ユニットの位置をＸ方向とＹ方向に
   補正して半導体ウエーハのセンタリングを行う透過セン
   サを配置した半導体ウエーハのアライメント装置。
10. 【請求項１０】 上記アライメント位置に停止する吸
    着、搬送ユニットの下方位置に、センタリング後の半導
    体ウエーハの回路パターン線を写す二台のカメラを配置
    し、このカメラで、回路パターン線がカメラの認識点に
    合うよう吸着、搬送ユニットを回転補正もしくはＸ方向
    とＹ方向に補正するようにした請求項９に記載の半導体
    ウエーハのアライメント装置。