JP2008141065A - 搬送装置及びこれを用いたシート貼付装置並びにシート剥離装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエハ等の板状部材を面接触により支持して搬送し、当該板状部材にシートを貼付することのできる搬送装置、シート貼付装置及びシート剥離装置を提供すること。
【解決手段】半導体ウエハWに面接触する接触体20と、当該接触体20を支持する基台21とからなる第1の支持手段15と、基台21を着脱自在に支持する第2の支持手段16と、リングフレームRを支持する第3の支持手段18と、第2の支持手段及び第3の支持手段を移動可能に支持するロボット30とを備えて搬送装置11が構成されている。この搬送装置11でテーブル40上に搬送されたウエハW及びリングフレームRは、貼付ユニット12の下部を通過することで、接着シートSが貼付される。
【選択図】図1

Description

本発明は搬送装置及びこれを用いたシート貼付装置並びにシート剥離装置に係り、特に、半導体ウエハ等の板状部材を搬送する際に、当該板状部材の面に接触する状態を形成して搬送することができる搬送装置と、この搬送装置を利用して板状部材にシートを貼付することに適合するシート貼付装置と、板状部材に貼付されたシートを剥離するシート剥離装置に関する。
従来より、半導体ウエハ(以下、単に、「ウエハ」と称する)には、その回路面を保護するための保護シートを貼付したり、また、ウエハを個片化するためにダイシングテープを介してウエハとリングフレームとを一体化(マウント)すること等が行われている。
ウエハにシートを貼付する場合には、所定の処理を行う前工程にウエハを受け取りに行くための搬送装置が用いられる。このような搬送装置としては、吸着パッドを介してウエハを吸着保持する構成が知られているが、極薄に裏面研削されたウエハの場合には、吸着パッドの吸着領域において、ウエハの局所的な変形をもたらして当該ウエハが割れてしまう、という不都合がある。
ところで、特許文献1には、ウエハの外周側を支持して当該ウエハを搬送することのできる装置が開示されている。これによれば、吸着に伴う前述した不都合は生じない。
特開2000−21951号公報
しかしながら、特許文献1に記載された搬送装置は、ウエハの外周縁複数箇所をピンによって保持する構成となっているため、ピンが接触するウエハの外周縁部分が割れ易くなる、という不都合を招来する。
[発明の目的]
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウエハ等の板状部材に対して、面接触させた状態を形成して当該板状部材に対する部分的な損傷を回避しつつ搬送可能な搬送装置と、搬送された板状部材にシートを貼付することのできるシート貼付装置、更には、シートが貼付された板状部材から当該シートを剥離することのできるシート剥離装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明に係る搬送装置は、板状部材に面接触することによって当該板状部材を支持する第1の支持手段と、当該第1の支持手段を着脱自在に支持する第2の支持手段と、当該第2の支持手段を移動させる移動手段とを備える、という構成を採っている。
前記搬送装置において前記第1の支持手段は、前記板状部材を支持する粘性を備えた接触体と、この接触体を支持する基台とを含み、
前記基台は、前記板状部材に対する接触体の接触面積を縮小する接触面積調整手段を備え、前記接触体と板状部材との接触面積を減少させたときに、前記板状部材が接触体から取り外し若しくは剥離可能に設けられる、という構成を採ることができる。
また、前記接触面積調整手段は、前記基台と前記接触体との間に形成された空間と、この空間に接続される減圧ポンプとを含み、
前記空間を減圧することで、当該空間内に前記接触体を部分的に陥没させて前記接触面積を減少させるように構成するとよい。
更に、前記板状部材は半導体ウエハであり、当該半導体ウエハをマウントするためのリングフレームを支持する第3の支持手段が前記第1の支持手段に併設される、という構成を採ることもできる。
また、前記第2及び第3の支持手段は緩衝手段を備える構成とすることが好ましい。
更に、本発明に係るシート貼付装置は、前記搬送装置を介して搬送される板状部材を支持するテーブルと、このテーブルに支持された板状部材にシートを貼付する貼付ユニットとを備えて構成されている。
また、本発明に係るシート貼付装置は、前記搬送装置を介して搬送される板状部材を第1の支持手段に支持させた状態で、当該第1の支持手段を第2の支持手段から分離するとともに、前記板状部材を上面側となるように第1の支持手段を支持するテーブルと、前記板状部材にシートを貼付する貼付ユニットとを備えて構成することもできる。
更に、本発明に係るシート剥離装置は、前記搬送装置を介して搬送されるとともに、一方の面にシートが貼付された板状部材の他方の面を第1の支持手段に支持させた状態で、当該第1の支持手段を第2の支持手段から分離するとともに、前記シートが上面側となるように第1の支持手段を支持するテーブルと、前記シートを剥離する剥離ユニットとを備える、という構成を採っている。
本発明によれば、第1の支持手段が板状部材に面接触することによって当該板状部材を支持する構成であるため、板状部材の大きさに略対応する面接触状態を形成することで、当該板状部材の面に対して略等しい支持力が付与されるようになる。従って、吸着パッドを用いた支持構造や、外周部分を係合させて支持する従来構造に生じ得る板状部材の損傷を効果的に防止することができる。
また、第1の支持手段に対して第2の支持手段が着脱自在となる構成であるため、板状部材を第1の支持手段と共に搬送することができ、例えば、半導体ウエハ等の極薄化された板状部材を対象としたときの、当該板状部材の損傷を効果的に回避することができる。
また、本発明は、接触体が粘性を備えたものであるため、当該粘性を利用することで、いわば、板状部材を仮着した状態を確保することができる。そして、接触面積調整手段を介して接触体の接触面積を減少させることで、仮着力を弱めることができ、これにより、板状部材を接触体から容易に取り外したり、或いは剥離したりすることができる。
更に、接触面積の減少は、接触体と基台との間の空間を減圧するだけでよいため、空間の総平面積を大きく確保すれば、減圧時において、板状部材に接触する接触体の接触面の総平面積を相対的に小さくすることができ、接触体による板状部材の仮着力を極端に弱めることができ、当該板状部材の取り外しを一層容易なものとすることができる。この際、前記空間に引き込まれる接触面領域を除き、板状部材に接触する部分の表面を被粘着処理したものを用いれば、接触体が空間内に引き込まれた状態で板状部材の支持力は略完全に失われることになり、板状部材を接触体から取り外す際の抵抗は殆ど生じないものとなる。
また、第3の支持手段が前記第1の支持手段に併設された構成により、板状部材として半導体ウエハを対象としたときに、第3の支持手段でリングフレームを支持し、これらを一体としてテーブル上に搬送してダイシングテープを貼付することができる。
更に、第2及び第3の支持手段に緩衝手段を設けた構成によれば、板状部材に第1の支持手段を面接触させる際の衝撃を緩和することができる。
また、本発明に係るシート貼付装置によれば、前述した搬送装置を介して搬送される板状部材を取り外す際に、接触体と板状部材との接触面積を減少させるだけで足りることとなる。
更に、板状部材が第1の支持手段と共にテーブルに移載される構成を採用した場合には、板状部材が接触体に仮着された状態を保つことになり、当該板状部材の位置を保つための吸着保持構造等を簡略化することができる。しかも、板状部材が第1の支持手段の上面側となるようにしてテーブルに搬送することにより、例えば、最終的に剥離が必要となる保護シートが板状部材に貼付されているときに、当該シートを剥離する際の支持体として第1の支持手段を利用することができ、シート剥離装置の一部を構成するユニットとして前記搬送装置を利用することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1には、本実施形態に係る搬送装置を含むシート貼付装置の概略正面図が示され、図2には、前記搬送装置の拡大正面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置10は、搬送装置11と、この搬送装置11によって搬送される板状部材としてのウエハWに接着シートSを貼付する貼付ユニット12とを備えて構成されている。
前記搬送装置11は、前記ウエハWに面接触することによって当該ウエハWを支持する第1の支持手段15と、当該第1の支持手段15を着脱自在に支持する第2の支持手段16と、前記第1の支持手段15に併設されてリングフレームRを支持する第3の支持手段17と、前記第2及び第3の支持手段16,17を移動させる移動手段18とを備えて構成されている。
前記第1の支持手段15は、前記ウエハWを支持する粘性を備えた接触面20Aを有する接触体20と、この接触体20を支持する基台21とを含む。接触体20は、粘着性、可撓性、耐熱性、弾性等に優れたシリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系のエラストマーを素材としたシート状をなし、前記ウエハWと略同一の平面形状を備えたものが好ましくは採用されている。なお、この接触体20は、本出願人によって出願された特願2006−304366号に開示され、密着層として開示されたものと実質的に同一のものを利用することができる。
前記基台21は、特に限定されるものではないが、図3に示されるように、平面視略円形をなす板状に設けられている。この基台21は、図2に示されるように、平面部24と、この平面部24の外周に位置する平面視略リング状の周壁25と、平面部24の下面側から下向きに突出するとともに下端位置が周壁25の下端位置と略同一平面上に位置する高さの複数の突起26とからなる。接触体20は、周壁25の下端面に固定され、この状態で、前記突起26の各下端に接触体20が当接し、これにより、基台21と接触体20との間に空間Cが形成されることとなる。この空間Cは、図4に示されるように、前記平面部24の少なくとも一箇所に形成された貫通孔24Aに連通しており、当該貫通孔24Aは、減圧ポンプPに接続された吸着パッド28に連通するように設けられている。この吸着パッド28は、図1及び図3に示されるように、移動手段18を構成するロボット30の自由端にブラケット31を介して連結されたフレーム板33に支持されている。ここにおいて、前記空間C、減圧ポンプP及び吸着パッド28により、前記ウエハWに対する接触体20の接触面積調整手段が構成されている。なお、前記基台21は、前記既提案の特願2006−304366号に開示されたものと実質的に同一のものを採用することができる。
前記第2の支持手段16は、前記基台21の平面部24を吸着する吸着パッド36により構成されている。この吸着パッド36は、図3に示されるように、フレーム板33におけるブラケット31を中間位置として左右対称位置に、それぞれ二個ずつ配置され、各吸着パッド36は、前記減圧ポンプPにそれぞれ接続されている。
前記第3の支持手段17は、リングフレームRを吸着してこれを支持する吸着パッド38により構成されている。この吸着パッド38は、前記フレーム板33の長手方向両側において、それぞれ二個ずつ配置され、各吸着パッド38は前記減圧ポンプPにそれぞれ接続されている。なお、図1等において、前記吸着パッド28,36,38は、共通する減圧ポンプPに接続されているが、図示しない電磁弁等を介してそれぞれ独立して吸着のON−OFF制御が行えるようになっている。また、前記吸着パッド28,36,38の軸管部28A、36A、38Aの外周側には、緩衝手段としてのコイルスプリング39がそれぞれ配置され、当該コイルスプリング39の存在により、ウエハWをテーブル40上に移載する際の衝撃等が緩和されるようになっている。
前記ロボット30は、複数の関節を有し、図示しないベース部に接続された複数のアームを備え、前記フレーム板33を直交三軸方向及び任意の回転方向に移動可能に設けられている。このロボット30はNC(Numerical Control)により制御されるものである。すなわち、各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるようになっている。
前記貼付ユニット12は、前記ウエハWが移載されたテーブル40の移動方向に沿う上方位置に設けられている。この貼付ユニット12は、剥離シートRLの一方の面に、ウエハWの大きさに略対応するラベル形状の接着シートSが仮着されてロール状に巻回された帯状の原反Lを繰出可能に支持する繰出ローラ42と、前記剥離シートRLを急激に反転させて接着シートSを剥離するピールプレート43と、剥離シートRLを巻き取る巻取ローラ45と、剥離された接着シートSをウエハWに押圧してする貼付ローラ46とを備えて構成されている。繰出ローラ42と貼付ローラ46との間には、ガイドローラ47が配置されている一方、貼付ローラ46と巻取ローラ45との間には駆動ローラ48及びピンチローラ49が配置され、この駆動ローラ48の駆動により、接着シートSがピールプレート43で剥離されるようになっている。
前記テーブル40は、図3に示されるように、平面視略方形の輪郭を備えた形状に設けられている。このテーブル40の上面側は、図2に示されるように、ウエハ受け面40Aと、その外周側のリングフレーム受け面40Bを備えており、当該リングフレーム受け面40Bは、ウエハ受け面40Aより低い位置となるように形成されている。これは、テーブル40がウエハWとリングフレームRを支持したときに、これらの上面位置を同一平面上に位置させるためである。また、テーブル40は、図1に示されるように、その下面側にスライダ50を備えており、これらスライダ50を介して、相互に略平行に配置された一対のガイドレール51に沿って移動可能に設けられている。テーブル40の下面側中央にはナット部材53が設けられ、モータMによって回転する送りねじ軸54がナット部材53を貫通するように配置されている。従って、送りねじ軸54が回転することにより、テーブル40は図1中左右方向に移動可能となる。なお、テーブル40において、前記各受け面40A、40Bには、図示しない吸引孔が形成されており、各受け面40A、40B上に移載されるウエハW及びリングフレームRは、吸引孔を介して吸着支持可能となっている。
次に、本実施形態におけるウエハ搬送方法と、シート貼付方法について説明する。なお、ロボット30は、第2の支持手段16の吸着パッド36を介して前記第1の支持手段15を支持していることとする。
ロボット18は、図示しない前段工程の受け渡しテーブル上に載置されたウエハWを接触体20に粘着してテーブル40上に搬送する。これと前後して、フレーム板33は、リングフレームRの図示しないストッカ側に移動し、リングフレームRを第3の支持手段17を構成する吸着パッド38で吸着保持する。この際、空間C内の減圧は開始されておらず、従って、ウエハWは、接触体20の接触面20Aの全面に粘着している状態に保たれる。
第2及び第3の支持手段16,17を介して第1の支持手段15及びリングフレームRがテーブル40上の所定位置に移動すると、フレーム板33が全体的に下降し、テーブル40の上面にウエハW及びリングフレームRが載せられる。この状態で、吸着パッド38による吸着を解除すると同時に、吸着パッド28を介して基台21の空間C内を減圧する。
この減圧により、図5に示されるように、接触体20は、反転凹状に空間C内に陥没するように変形してウエハWとの接触面積を縮小させるようになり、ウエハWに対して散点的な点接触状態となる。従って、接触体20の粘性を利用して仮着されているウエハWに対し、接触面20Aによる仮着力は大きく低下し、テーブル40の上面に設けられた図示しない吸引孔を通じてウエハWに吸着力を付与すると同時に、フレーム板33を上昇させるようにロボット30を動作させたときに、ウエハWはテーブル40上にスムースに移載されることとなる。
このようにしてテーブル40上にウエハW及びリングフレームRが移載された後に、テーブル40は、図6に示されるように、モータMの駆動によって図中左側に移動し、図示しないセンサを介してタイミング調整され、前記移動に同期して貼付ユニット12が剥離シートRLから接着シートSを剥離しつつ、リングフレームRとウエハWに接着シートSを貼付することとなる。
接着シートSが貼付されてリングフレームRに一体化されたウエハWは、図示しない移載アーム等を介して図示しないストッカ若しくは次工程に移載される。但し、本実施形態では、モータMを逆転させてテーブル40を初期位置に戻し、前記搬送装置11を介してウエハWをリングフレームRと共に保持して別異のテーブル等に移載してもよい。
従って、このような実施形態によれば、接触体20を利用してウエハWを移載することができるので、ウエハWに部分的な負荷を与えることがなく、当該ウエハWの損傷を効果的に回避しつつ搬送し、ウエハに接着シートSを貼付することが可能となる。
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
例えば、前記実施形態では、第1の支持手段15によるウエハWの支持を解除し、当該ウエハW及びリングフレームRをテーブル40に移載する場合を図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図7に示されるように、上平面が平坦面に設けられたテーブル40に対し、第1の支持手段15によるウエハWの支持状態を保ったまま、当該第1の支持手段15を反転してテーブル40上に移載し、上面側に位置するウエハWに、接着シートSを貼付することも可能である。なお、第1の支持手段15を反転する機構は、適宜な反転手段を用いて行うことができる他、ロボット30による支持を基台21の周壁側で行うこと等によって対応することができる。要するに、本発明は、ウエハWを搬送する際の支持を面接触による形態で行うことができれば足りる。
また、前記ウエハWの回路面に保護シートS1が予め貼付された状態で、ウエハWが第1の支持手段15に支持され、当該第1の支持手段15が反転して移載される場合には、図8に示されるように、テーブル40の移動方向上方に剥離ユニット50を設けておき、当該剥離ユニット50とテーブル40との相対移動により、前記保護シートS1を剥離するシート剥離装置への適用が可能となる。なお、剥離ユニット50としては、保護シートS1の端部を吸着する構造を備えたチャック51と、保護シートS1の端部を捲り上げたときに、当該捲り上げた保護シートS1の部分をチャック51との間に挟み込むようにアクセス可能なチャック52とにより構成が例示できる。
また、本発明における搬送対象物としては、ウエハWに限らず、ガラス等、他の板状部材であってもよい。
更に、本実施形態では、第1、第2の支持手段を吸着パッド36、38により構成されているとしたが、物質を支持できるものであれば特に限定されることはなく、例えば、多孔質体により吸着するように構成したり、ベルヌーイの法則を利用した非接触吸引手段によって構成してもよい。
また、移動手段18を構成するロボット30は、駆動制御できるものであれば特に限定されることはなく、エアシリンダ等によって構成してもよい。
更に、緩衝手段としてコイルスプリング39を例示したが、衝撃を緩衝できるものであれば限定されることはなく、例えば、ゴム、樹脂、スポンジ、ショックアブソーバ等によって構成してもよい。
搬送装置を備えたシート貼付装置の概略正面図。 図1の搬送装置の概略拡大正面図。 搬送装置の概略平面図。 第1の支持手段がウエハを支持している状態を示す要部拡大断面図。 ウエハに対する接触体の接触面積を減少させた状態を示す要部拡大断面図。 テーブルに移載されたウエハ及びリングフレームに接着シートを貼付する状態を示す概略正面図。 変形例に係るシート貼付状態を示す概略正面図。 変形例に係るシート剥離状態を示す概略正面図。
符号の説明
10 シート貼付装置
11 搬送装置
12 貼付ユニット
15 第1の支持手段
16 第2の支持手段
17 第3の支持手段
18 移動手段
20 接触体
21 基台
28 吸着パッド(接触面積調整手段)
50 剥離ユニット
C 空間(接触面積調整手段)
P 減圧ポンプ(接触面積調整手段)
S 接着シート
W 半導体ウエハ(板状部材)

Claims (8)

  1. 板状部材に面接触することによって当該板状部材を支持する第1の支持手段と、当該第1の支持手段を着脱自在に支持する第2の支持手段と、当該第2の支持手段を移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする搬送装置。
  2. 前記第1の支持手段は、前記板状部材を支持する粘性を備えた接触体と、この接触体を支持する基台とを含み、
    前記基台は、前記板状部材に対する接触体の接触面積を縮小する接触面積調整手段を備え、前記接触体と板状部材との接触面積を減少させたときに、前記板状部材が接触体から取り外し若しくは剥離可能に設けられていることを特徴とする搬送装置。
  3. 前記接触面積調整手段は、前記基台と前記接触体との間に形成された空間と、この空間に接続される減圧ポンプとを含み、
    前記空間を減圧することで、当該空間内に前記接触体を部分的に陥没させて前記接触面積を減少させることを特徴とする請求項2記載の搬送装置。
  4. 前記板状部材は半導体ウエハであり、当該半導体ウエハをマウントするためのリングフレームを支持する第3の支持手段が前記第1の支持手段に併設されていることを特徴とする請求項1,2又は3記載の搬送装置。
  5. 前記第2及び第3の支持手段は緩衝手段を備えていることを特徴とする請求項4記載の搬送装置。
  6. 請求項1ないし5の何れかに記載された搬送装置を介して搬送される板状部材を支持するテーブルと、このテーブルに支持された板状部材にシートを貼付する貼付ユニットとを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
  7. 請求項1ないし5の何れかに記載された搬送装置を介して搬送される板状部材を第1の支持手段に支持させた状態で、当該第1の支持手段を第2の支持手段から分離するとともに、前記板状部材を上面側となるように第1の支持手段を支持するテーブルと、前記板状部材にシートを貼付する貼付ユニットとを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
  8. 請求項1ないし5の何れかに記載された搬送装置を介して搬送されるとともに、一方の面にシートが貼付された板状部材の他方の面を第1の支持手段に支持させた状態で、当該第1の支持手段を第2の支持手段から分離するとともに、前記シートが上面側となるように第1の支持手段を支持するテーブルと、前記シートを剥離する剥離ユニットとを備えたことを特徴とするシート剥離装置。
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