JP2009050959A

JP2009050959A - 板状物搬送装置

Info

Publication number: JP2009050959A
Application number: JP2007220161A
Authority: JP
Inventors: Seiki Kizaki; 清貴木崎; Yasutaka Mizomoto; 康隆溝本
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】保持テーブルと吸着パッドの平行度の自動調整を可能にした板状物搬送装置を提供することである。
【解決手段】テーブル表面の傾きが異なる複数の保持テーブル間で板状物を搬送する板状物搬送装置であって、水平移動、垂直移動及び旋回移動可能に支持されたアームと、アームの先端部に固定された支持ベースと、板状物を吸着保持する吸着パッドと、吸着パッドを支持ベースに傾き調整自在に支持する支持手段と、吸着パッドを保持テーブルと平行となるように調整する調整手段とを含んでいる。支持手段は複数のロッドと各ロッドに遊嵌された圧縮ばねとを含んでおり、調整手段は流体を保持テーブルに向かって噴射する同一円周上に等間隔で配置された３個以上の流体噴射ノズルを含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の板状物を吸引保持して搬送する板状物搬送装置に関する。

板状物を吸引保持して保持テーブル間を搬送する装置としては、板状物を吸引保持する吸着パッドと、吸着パッドが先端部に固定された移動アームと、一端が吸着パッドに接続され他端が吸引源に連通する吸引管路とを含み、吸着パッドにおいて板状物を吸引保持し、移動アームが水平移動、上下移動及び旋回運動することによって、吸着パッドで保持した板状物を所望の位置に搬送する装置がある。

例えば、板状物が裏面研削後の半導体ウエーハの場合は、研削装置からウエーハの裏面に残存する凹凸を除去するポリッシング装置にウエーハを搬送するのに板状物搬送装置を用いることができる。

研削装置のチャックテーブルに研削済みの半導体ウエーハが保持されている場合は、板状物搬送装置の吸着パッドによってこの半導体ウエーハを吸引保持し、移動アームを水平動、上下動及び旋回運動することにより、ポリッシング装置のチャックテーブルに裏面の凹凸を除去しようとする半導体ウエーハを自動的に搬送することができる。

このような半導体ウエーハの自動搬送は、板状物搬送装置の吸着パッドと研削装置のチャックテーブルの吸着面及びポリッシング装置のチャックテーブルの吸着面が、互いに平行になっていることを前提としている。

このため、装置の設置状態やプロセス変更等によりいずれかに若干の傾きが生じて、これらが互いに平行になっていない場合には、吸着パッドで保持した板状物を搬出する際又は搬入する際に板状物をチャックテーブルに衝突させたり、吸着パッドが板状物の一部に対して過大な負荷をかけたりして損傷させる恐れがある。

モータやギヤ等を用いて吸着パッドの角度を調整するようにすることも可能ではあるが、構造が複雑になり部品点数も多くなってコスト高になる。また、重量増を招くため、移動アームに負荷がかかるという問題もある。

そこで、特開２００３−１５８１６７号公報では、２種類の平面調整に対応でき、ボルトとナットの組み合わせにより吸着パッドの傾きを調整して板状物を２つの保持用テーブル間で搬送可能とした板状物搬送装置が開示されている。
特開２００３−１５８１６７号公報

特許文献１に開示された板状物搬送装置では、装置の初期設定時に、２つのチャックテーブルに対してメインテナンス要員による吸着パッドの平行調整作業が必ず必要であり、対応できる平面が２種類と限られているため、セルフグラインドなどのプロセスでチャックテーブルの表面角度に変化が発生した場合は、再度平行調整が必要になる。

また、３つ以上のチャックテーブル間で板状物の搬送を行うプロセスでは、そのまま適用することができず、少なくとも１つのチャックテーブルの平行調整が再度必要になるという点に改善の余地がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、搬送元及び搬送先の保持テーブル面と搬送用の吸着パッド面との平行が保たれていない場合においても、簡単な機構で保持テーブルと吸着パッドの平行度の自動調整を実現可能な板状物搬送装置を提供することである。

本発明によると、テーブル表面の傾きが異なる複数の保持テーブル間で板状物を搬送する板状物搬送装置であって、水平移動、垂直移動及び旋回移動可能に支持されたアームと、該アームの先端部に固定された支持ベースと、板状物を吸着保持する吸着パッドと、該吸着パッドを前記支持ベースに傾き調整自在に支持する支持手段と、該吸着パッドを保持テーブルと平行となるように調整する調整手段とを具備し、前記支持手段は、先端が前記吸着パッドに形成されたねじ穴に螺合し略球形の頭部が前記支持ベースに形成された逆円錐台形状の支持穴に嵌合した円周方向に等間隔離間された３個以上のロッドと、該各ロッドに遊嵌して前記吸着パッドと前記支持ベース間に介装された圧縮ばねとを含んでおり、前記調整手段は、それぞれ加圧流体源に接続され、先端が前記吸着パッドの保持テーブル対向面に開口する円周方向に等間隔離間された３個以上の流体噴射ノズルとを含んでおり、該各流体噴射ノズルから均一の圧力と流量で前記保持テーブルに向かって噴射される流体によって、前記保持テーブルと前記吸着パッドとを平行に調整することを特徴とする板状物搬送装置が提供される。

好ましくは、調整手段は流体の圧力及び流量を制御可能な制御手段を更に含んでいる。好ましくは、各流体噴射ノズルは、吸着パッドの板状物を吸引保持する領域の外周領域に配置されている。

本発明の板状物搬送装置によると、吸着パッドが傾き自在に構成されているため、吸着パッドの少なくとも３点以上の流体噴射ノズルから保持テーブルに対して均一の圧力及び流量の流体を噴射することで、吸着パッドの吸着面と保持テーブルの保持面を平行に調整することが可能であり、板状物の破損や片当りを発生させることなく板状物を搬送することができる。

吸着パッドの板状物吸引領域よりも外周領域に流体噴射ノズルを配置した場合、板状物を吸着パッドに吸引保持する時のみならず、板状物を吸着パッドから離脱させる際にも、流体噴射ノズルから流体を保持テーブルに対して噴射することができるため、流体によって吸着パッドと保持テーブルの平行調整を実施できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明実施形態にかかる板状物搬送装置２の全体斜視図である。板状物搬送装置２の基部４にはボールねじ１０に螺合するナットが収容固定されており、ボールねじ１０の一端部に連結されたパルスモータ１２を駆動することにより、基部４が一対のガイドレール６，８に案内されて水平方向に移動する。

基部４からはシャフト１４が上方に突出しており、シャフト１４は基部４内に収容された第１駆動手段により上下方向に移動され、第２駆動手段により旋回される。シャフト１４の先端部にはアーム１６の基端部がシャフト１４と概略直角をなすように固定されている。

アーム１６の先端部には、連結部１８を介して支持ベース２０が固定されている。支持ベース２０には、後で詳細に説明する支持手段を介して吸着パッドユニット２２が傾き調整自在に支持されている。

次に、図２を参照して、本発明実施形態にかかる吸着パッドユニット２２とその支持構造について詳細に説明する。図２（Ａ）は支持ベース２０とチャックテーブル（保持テーブル）４４が平行な場合の断面図、図２（Ｂ）は支持ベース２０とチャックテーブル４４が非平行の場合の断面図をそれぞれ示している。

吸着パッドユニット２２は、ベース２４と複数のねじ２８によりベース２４に固定された吸着パッド２６から構成される。吸着パッド２６は多孔質物質から構成される円盤状吸着部２６ａを有している。吸着部２６ａには真空吸引孔３８が接続されており、真空吸引孔３８の他端は吸引管路４０を介して図３に示した真空吸引ポンプ等の負圧供給源５０に連通されている。

ベース２４には円周方向に等間隔（本実施形態では１２０度）離間した３個のねじ穴２５が同一円周上に形成されている。各ねじ穴２５中にはロッド３０の先端部が螺合されており、ロッド３０の頭部３２は略球形状をしている。

支持ベース２０には、吸着パッドユニット２２のベース２４に形成されたねじ穴２５に対応して同一円周上に円周方向に等間隔（本実施形態では１２０度）離間した３個の逆円錐台形状の支持穴３４が形成されている。ここで、逆円錐台形状とは、底部より頂部の直径の大きい円錐台として定義する。

各ロッド３０の球状頭部３２は支持穴３４中に嵌合されている。また、各ロッド３０に遊嵌して吸着パッドユニット２２のベース２４と支持ベース２０との間には圧縮ばね３６が介装されている。

この圧縮ばね３６は、後で説明する調整手段で利用するエア等の流体の圧力で伸縮可能な弱いタイプが好ましく、吸着パッド２６がチャックテーブル４４に接した際にも伸縮量に余裕があり、吸着パッド２６が柔らかくチャックテーブル４４に押し付けられる状態が望ましい。

吸着パッド２６の円盤状吸着部２６ａの半径方向外側には、同一円周上に円周方向に等間隔（本実施形態では１２０度）離間して３個の流体噴射ノズル４２が配設されている。各流体噴射ノズル４２の先端４２ａは吸着パッド２６のチャックテーブル対向面に開口している。４４はチャックテーブル（保持テーブル）であり、板状物としての半導体ウエーハ４６はチャックテーブル４４に保持されている。

図３は本発明実施形態にかかる吸着パッド２６の配管状態を示す模式図である。吸着パッド２６の概略中心部に配設された真空吸引孔３８は管路４０を介して真空吸引ポンプ等の負圧供給源５０に接続されている。

管路４０には、負圧の流量及び圧力を調整する負圧調整手段５４及びバルブ５２が介装されている。バルブ５２及び負圧調整手段５４はコントローラ６４に接続されており、バルブ５２の開度及び負圧調整手段５４で調整する負圧の圧力及び流量がコントローラ６４により制御される。

吸着パッド２６の外周部に配設された流体噴射ノズル４２は管路５８を介して圧搾空気源等の正圧供給源５６に接続されている。管路５８中にはエア等の流体の流量及び圧力を調整する正圧調整手段６２と、バルブ６０が介装されている。バルブ６０及び正圧調整手段６２はコントローラ６４に接続されており、バルブ６０の開度及び正圧調整手段６２で調整する正圧の圧力及び流量がコントローラ６４で制御される。

本実施形態で重要な点は、各流体噴射ノズル４２は同一の内径を有しており、各流体噴射ノズル４２からは均一の圧力と流量でエア等の流体が保持テーブル又はチャックテーブル４４に向かって噴射されることである。正圧供給源５６は圧搾窒素ガス等を供給する構成であっても良い。

図２（Ｂ）に示すように、板状物搬送装置２の支持ベース２０に対して保持テーブル（チャックテーブル）４４が平行状態から傾いていたとする。この場合には、各流体噴射ノズル４２から同一の流量及び圧力でエア等の流体が保持テーブル４４の保持面４４ａに向かって噴射されるため、各ロッド３０に遊嵌された圧縮ばね３６が伸縮することにより、噴射された流体圧の反作用により吸着パッド２６は保持テーブル４４の保持面４４ａと平行となるように調整される。これにより、ウエーハ４６の破損や片当りを発生させることなく吸着パッド２６でウエーハ４６を吸着して、目標とする位置まで搬送することができる。

吸着パッド２６の円盤状吸着部２６ａの半径方向外側に各流体噴射ノズル４２が配設されているので、ウエーハ４６を吸着パッド２６に吸引保持する時のみならず、ウエーハ４６を吸着パッド２６から離脱させる際にも、流体噴射ノズル４２から流体を保持テーブル４４に向かって噴射できるため、流体による吸着パッド２６の平行調整を実施できる。

吸着パッド２６の平行出し調整は、所定の保持テーブルに対する吸着パッド２６の初期調整時にのみ流体噴射ノズル４２から流体を噴射させて実施しても良く、ウエーハ４６の吸引又は離脱の動作毎に毎回平行調整するようにしても良い。

図４を参照すると、傾きの異なる保持テーブル（チャックテーブル）４４，４４Ａの間で、ウエーハ４６を搬送する際の本発明実施形態にかかる板状物搬送装置２の一部断面正面図が示されている。右側の保持テーブル４４Ａに保持されていたウエーハ４６を、左側の保持テーブル４４に搬送する際の動作について説明する。

吸着パッド２６と保持テーブル４４Ａは互いに平行となっているため、シャフト１４を下降させて吸着パッド２６で保持テーブル４４Ａ上のウエーハ４６を吸着する。次いで、シャフト１４を所定位置まで上昇させてから旋回することにより、吸着パッド２６を左側の保持テーブル４４に対向するように位置づける。この時、必要に応じて図１のパルスモータ１２を駆動してシャフト１４を所定量水平方向に移動する。

次いで、シャフト１４を下降させて吸着パッド２６を保持テーブル４４から所定距離れた位置まで近づけ、各流体噴射ノズル４２から流体を保持テーブル４４に向かって噴射すると、各ロッド３０に遊嵌した圧縮ばね３６が伸縮して、噴射された流体の反力により吸着パッド２６が保持テーブル４４の保持面と平行となるように調整される。

このように、吸着パッド２６と保持テーブル４４の保持面が平行となるように調整されてから、シャフト１４を更に下降してウエーハ４６を保持テーブル４４に近づけ、さらに保持テーブル４４の保持面から所定距離押し込み、保持テーブル４４の真空吸引を開始してから吸着パッド２６の真空吸引を解除することにより、ウエーハ４６は吸着パッド２６から保持テーブル４４に受け渡される。

本発明の板状物搬送装置は、例えば、研削装置内の研削テーブルから洗浄用スピンナーテーブルへのウエーハの搬送や、テープマウンター内の複数のチャックテーブル間でウエーハを搬送する場合に使用可能である。

本発明実施形態にかかる板状物搬送装置の全体の概略構成を示す斜視図である。図２（Ａ）は支持ベースと保持テーブルが平行の場合の本発明実施形態の断面図、図２（Ｂ）は支持ベースと保持テーブルが非平行の場合に調整手段によって吸着パッドを保持テーブルと平行に調整した後の断面図を示している。吸着パッドの配管状態を示す模式図である。傾きの異なる保持テーブル間で、吸着パッドをテーブルと平行に調整してウエーハを受け渡す状態を示す一部断面正面図である。

符号の説明

２板状物搬送装置
１４シャフト
１６アーム
２０支持ベース
２２吸着パッドユニット
２４ベース
２６吸着パッド
２６ａ円盤状吸着部
３０ロッド
３２球状頭部
３４逆円錐台形状支持穴
３６圧縮ばね
３８真空吸引孔
４２流体噴射ノズル
４４，４４Ａ保持テーブル（チャックテーブル）
４６ウエーハ
５０負圧供給源
５２，６０バルブ
５４負圧調整手段
５６正圧供給源
６２正圧調整手段

Claims

テーブル表面の傾きが異なる複数の保持テーブル間で板状物を搬送する板状物搬送装置であって、
水平移動、垂直移動及び旋回移動可能に支持されたアームと、
該アームの先端部に固定された支持ベースと、
板状物を吸着保持する吸着パッドと、
該吸着パッドを前記支持ベースに傾き調整自在に支持する支持手段と、
該吸着パッドを保持テーブルと平行となるように調整する調整手段とを具備し、
前記支持手段は、先端が前記吸着パッドに形成されたねじ穴に螺合し略球形の頭部が前記支持ベースに形成された逆円錐台形状の支持穴に嵌合した円周方向に等間隔離間された３個以上のロッドと、該各ロッドに遊嵌して前記吸着パッドと前記支持ベース間に介装された圧縮ばねとを含んでおり、
前記調整手段は、それぞれ加圧流体源に接続され、先端が前記吸着パッドの保持テーブル対向面に開口する円周方向に等間隔離間された３個以上の流体噴射ノズルとを含んでおり、
該各流体噴射ノズルから均一の圧力と流量で前記保持テーブルに向かって噴射される流体によって、前記保持テーブルと前記吸着パッドとを平行に調整することを特徴とする板状物搬送装置。
前記調整手段は、前記各流体噴射ノズルから噴射される流体の圧力及び流量を制御する制御手段を含んでいることを特徴とする請求項１記載の板状物搬送装置。
前記各流体噴射ノズルは、前記吸着パッドの前記板状物を吸引保持する領域の外周領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の板状物搬送装置。