JP2013187493A

JP2013187493A - ウエーハの搬出方法

Info

Publication number: JP2013187493A
Application number: JP2012053486A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ikushima; 充生島
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】撓みを有するウエーハにおいてもウエーハやウエーハ搬送ロボットを破損させる恐れを低減し、且つ、ウエーハを吸引保持してカセットからウエーハを搬出できる搬出方法を提供する。
【解決手段】一対の収容溝が上下に複数対形成されたカセット５０からウエーハＷを搬出する搬出方法であって、吸引保持するウエーハＷのサイズよりも小さく且つ一対の収容溝間に侵入可能なサイズに設定された吸引保持部５２を、撓みを有するウエーハが収容された該収容溝から所定距離下方に離れた位置に侵入させ、該吸引保持部５２を上昇させてウエーハＷに当接させて撓みを解消してウエーハを平した後、該吸引保持部に吸引力を作用させてウエーハＷを吸引保持し、その後該吸引保持部５２を該カセット５０から搬出させることでウエーハを該カセット５０から搬出する搬出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、カセットからウエーハを搬出するウエーハの搬出方法に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、シリコンやＧａＡｓ等のウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の回路素子が複数形成される。回路素子が形成された半導体ウエーハは、研削装置、研磨装置によって裏面が研削又は研磨されて所定の厚みへと薄化された後、個々の半導体デバイスへと分割される。このようにして製造された半導体デバイスは、携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用されている。

ウエーハ表面に形成された回路素子を保護するために、研削や研磨に際してウエーハの表面には例えばポリオレフィンの基材上に糊層が形成された特開平１１−３０７６２０号公報に開示されたような保護部材（保護テープ）が配設される。

表面に保護部材が配設されたウエーハは、カセットに複数枚収容された状態で研削装置や研磨装置に供給される。研削装置や研磨装置のカセット載置部に載置されたカセットから搬出入装置が各ウエーハを搬出する（例えば、特開２０１１−１７１５９１号公報参照）。

この公開公報に開示されるように、ウエーハを支持して吸引保持可能な吸引保持部（ハンド）を有するウエーハ搬出入装置（ウエーハ搬送ロボット）でカセットに収容されたウエーハを吸引保持してカセットからウエーハを搬出している。

特開２０１１−１７１５９１号公報

例えば、樹脂層を有するＷＬ−ＣＳＰウエーハ（ＷａｆｅｒＬｅｖｅｌ−ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅＷａｆｅｒ）やＬＥＤウエーハ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅＷａｆｅｒ）のように異なる材質が積層されたウエーハには、撓み（反り）が生じている場合がある。

ウエーハに撓みが生じている場合、ウエーハを下方から支持した状態で吸引保持しようとしても、負圧がリークして吸引保持できず、カセットからウエーハを搬出できないという問題がある。

また、ウエーハに撓みが生じている場合、ウエーハ搬送ロボットのハンドがカセット内に侵入した際にウエーハに衝突してウエーハやウエーハ搬送ロボットを破損させてしまう恐れがあるという問題がある。

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、撓みを有するウエーハにおいてもウエーハやウエーハ搬送ロボットを破損させる恐れを低減し、且つ、ウエーハを吸引保持してカセットからウエーハを搬出できるウエーハの搬出方法を提供することである。

本発明によると、対向した一対の側壁内面にウエーハを収容する一対の収容溝が上下方向に複数対形成されるとともに、該収容溝にウエーハを出し入れする開口部を有するカセットの該収容溝に収容された撓みを有するウエーハの該カセットから搬出するウエーハの搬出方法であって、吸引保持するウエーハのサイズよりも小さく且つ該カセットの一対の収容溝間に侵入可能なサイズに設定された吸引保持部を、撓みを有するウエーハが収容された該収容溝から所定距離下方に離れた位置に該開口部を介して侵入させる吸引保持部侵入ステップと、該吸引保持部侵入ステップを実施した後、該吸引保持部を上昇させて撓みを有するウエーハに当接させて撓みを解消してウエーハを平らにする吸引保持部上昇ステップと、該吸引保持部上昇ステップを実施した後、該吸引保持部に吸引力を作用させてウエーハを吸引保持する吸引保持ステップと、該吸引保持ステップを実施した後、ウエーハを吸引保持した該吸引保持部を該開口を介して該カセットから搬出させることでウエーハを該カセットから搬出する搬出ステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの搬出方法が提供される。

本発明のウエーハの搬出方法によると、吸引保持部がウエーハを収容する収容溝より所定距離下方においてカセットに侵入するため、侵入時に撓みを有するウエーハに衝突する恐れを低減でき、ウエーハや吸引保持部を破損させる恐れを低減できる。

また、ウエーハの下方でカセット内に侵入した吸引保持部が上昇することでウエーハに当接してウエーハを支持するとともに、ウエーハの撓みを矯正して平らにする。これにより、吸引保持部での吸引が可能となり、ウエーハを吸引保持してカセットから搬出できる。

研削装置の概略斜視図である。ウエーハを収容したカセットとウエーハ搬送ロボット（ウエーハ搬出入装置）斜視図である。吸引保持部侵入ステップを示す側面図である。吸引保持部侵入ステップを説明する正面図である。吸引保持部上昇ステップ及び吸引保持ステップを説明する正面図である。搬出ステップを示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、研削装置の概略斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。

コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。

粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。

仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。

仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。

研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてベース４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印４５で示す方向に回転される。

ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。

ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。

ベース４の前側部分には、研削加工前のウエーハが収容されているカセット５０と、研削加工後のウエーハを収容するカセット６６と、カセット５０内に収容されたウエーハを搬出するとともに、研削加工後のウエーハをカセット６６内に搬入するウエーハ搬出入装置（ウエーハ搬送ロボット）５４が配設されている。

ウエーハ搬送ロボット５４は、図２に示すように、複数のリンクを回動可能に連結した屈曲リンク機構５１と、屈曲リンク機構５１の先端部に連結されたウエーハ吸引保持部（ハンド）５２とから構成される。

屈曲リンク機構５１は、図示しない駆動手段によりＺ軸方向（上下方向）に移動される支持部材７２と、支持部材７２に対して回動可能に取り付けられた第１リンク７４と、第１リンク７４に対して回動可能に取り付けられた第２リンク７６とから構成される。

第２リンク７６の先端部には、駆動部７７を介してウエーハ吸引保持部（ハンド）５２が取り付けられている。ウエーハ吸引保持部５２の上面５２ａには負圧吸引源に選択的に連通される吸引孔５３が形成されている。

カセット５０の両側壁５０ａの内側には複数の収容溝（棚）８０が形成されており、ウエーハＷは左右で対応する高さの収容溝８０に支持されてカセット５０内に収容されている。カセット６６もカセット５０と同様な構成を有している。

図１を再び参照すると、ウエーハ搬送ロボット５４に隣接して、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４が配設されている。

スピンナ洗浄装置６４には、研削された半導体ウエーハＷを吸引保持して回転するスピンナテーブル６８が配設されている。７０はスピンナ洗浄装置６４のカバーである。

以下、上述したような構成を有するウエーハ搬送ロボット５４を使用した本発明実施形態のウエーハの搬出方法について図３乃至図６を参照して説明する。図３を参照すると、吸引保持部侵入ステップを示す側面図が示されている。図４は吸引保持部侵入ステップを説明する正面図であり、ウエーハ搬送ロボット５４の吸引保持部５２以外の構成部分は省略されている。

ウエーハ搬送ロボット５４の吸引保持部（ハンド）５２はウエーハＷのサイズよりも小さく且つカセット５０の一対の収容溝８０間に侵入可能なサイズを有している。吸引保持部侵入ステップでは、図４に示すように、撓みを有するウエーハＷが収容された収容溝８０の最下端位置８０ａから所定距離Ｂ下方に離れた位置からカセット５０の開口部５０ｂを介して吸引保持部５２を図３で矢印Ｘ１方向に侵入させる。

図４でＡはカセット５０の収容溝８０内に収容されたウエーハＷの撓み分であり、Ｍは余裕量である。本実施形態で所定距離ＢはウエーハＷの撓み分Ａ＋余裕量Ｍである。本明細書で撓みを有するウエーハＷとは撓んでいるウエーハや反りを有するウエーハを含む。

図４及び図５ではウエーハＷの厚さが誇張されて図示されているが、実際にはウエーハＷの厚さは７００μｍ程度であり、ウエーハＷの直径が３００ｍｍ程度であるため、ウエーハＷは自重で下方に所定量Ａ撓んでカセット５０の収容溝８０内に収容されている。

更に、カセット５０は研削装置２のカセットであるため、実際にはウエーハＷの表面に図示を省略した表面保護テープが貼着されており、ウエーハＷのその裏面を上にしてカセット５０内に収容されている。

吸引保持部侵入ステップを実施した後、図５に示すように、吸引保持部５２を上昇させて撓みを有するウエーハＷに当接させ、吸引保持部５２を矢印Ｚ１方向に上昇することにより、ウエーハＷの撓みを解消してウエーハＷを平らにする吸引保持部上昇ステップを実施する。

吸引保持部上昇ステップを実施してウエーハＷを平らに吸引保持部５２で支持した後、吸引保持部５２の吸引孔５３に負圧を作用させてウエーハＷを吸引保持する吸引保持ステップを実施する。

吸引保持ステップを実施した後、ウエーハＷを吸引保持した吸引保持部５２をカセット５０の開口５０ｂを介してカセットから退室させることで、図６に示すように、ウエーハＷをカセット５０から矢印Ｘ２方向に搬出する（搬出ステップ）。

ウエーハ搬送ロボット５４でカセット５０から搬出したウエーハＷは位置決めテーブル５６まで搬送され、複数の位置決めピン５８によりウエーハＷの位置決めテーブル５６上での中心出しが行われる。

上述した実施形態のウエーハの搬出方法によると、ウエーハ搬送ロボット５４の吸引保持部５２はウエーハＷを収容するカセット５０の収容溝８０より所定距離Ｂ下方においてカセット５０内に侵入するため、侵入時にウエーハＷに吸引保持部５２が衝突する恐れを低減でき、ウエーハＷやウエーハ搬送ロボット５４を破損させる恐れを低減できる。

また、ウエーハＷの下方でカセット５０内に侵入した吸引保持部５２がウエーハＷに当接してウエーハを支持しながら上昇することにより、ウエーハの撓みが解消されて平らになる。これにより、吸引孔５３からの負圧のリークがなくなるため、吸引保持部５２の吸引が可能となり、ウエーハＷを吸引保持部５２で吸引保持してカセット５０から搬出できる。

２研削装置
１０粗研削ユニット
２８仕上げ研削ユニット
４４ターンテーブル
４６チャックテーブル
５０，６６カセット
５１屈曲リンク機構
５２吸引保持部（ハンド）
５４ウエーハ搬送ロボット（ウエーハ搬出入装置）
８０収容部
Ｗウエーハ
Ａウエーハの撓み部分
Ｍ余裕量
Ｂ所定距離

Claims

対向した一対の側壁内面にウエーハを収容する一対の収容溝が上下方向に複数対形成されるとともに、該収容溝にウエーハを出し入れする開口部を有するカセットの該収容溝に収容された撓みを有するウエーハを該カセットから搬出するウエーハの搬出方法であって、
吸引保持するウエーハのサイズよりも小さく且つ該カセットの一対の収容溝間に侵入可能なサイズに設定された吸引保持部を、撓みを有するウエーハが収容された該収容溝から所定距離下方に離れた位置に該開口部を介して侵入させる吸引保持部侵入ステップと、
該吸引保持部侵入ステップを実施した後、該吸引保持部を上昇させて撓みを有するウエーハに当接させて撓みを解消してウエーハを平らにする吸引保持部上昇ステップと、
該吸引保持部上昇ステップを実施した後、該吸引保持部に吸引力を作用させてウエーハを吸引保持する吸引保持ステップと、
該吸引保持ステップを実施した後、ウエーハを吸引保持した該吸引保持部を該開口を介して該カセットから搬出させることでウエーハを該カセットから搬出する搬出ステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの搬出方法。