JP2015023264A

JP2015023264A - 搬送方法及び搬送装置

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Publication number: JP2015023264A
Application number: JP2013153209A
Authority: JP
Inventors: 芳昭杉下; Yoshiaki Sugishita
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-02
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: JP6189123B2

Abstract

【課題】被搬送物を載置面から離隔させる際に該被搬送物が破損することを防ぐことができる搬送装置及び搬送方法を提供すること。【解決手段】被搬送物ＷＫを支持手段４０の載置面４１から離隔させる際に、テーブル４３及び保持アーム２１に設けられた振動付与手段６０が被搬送物ＷＫに振動を付与する。被搬送物ＷＫが振動すると、載置面４１と被載置面ＷＢとの間に空気が導入されやすくなり、残留引力による影響を小さくすることができ、被搬送物ＷＫを載置面４１から離隔させる際にウエハＷＦが破損することを防ぐことができる。【選択図】図２

Description

本発明は、載置面に載置された被搬送物を保持して搬送する搬送方法及び搬送装置に関する。

接着シートが貼付された半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という場合がある）を被搬送物として載置面から離隔させて搬送する搬送装置が一般的に知られている。このような搬送装置は、被搬送物を保持する力（例えば、吸引力、接着力、電磁気力等）によって被搬送物を保持する保持手段を移動させて被搬送物を搬送する。

ところで、ウエハ（被搬送物）が載置される載置面を備えた支持手段として、ウエハを静電保持する静電チャックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された静電チャックでは、載置面に誘電体を設けるとともに内側から電圧を印加し、分極した誘電体とウエハとの間に生じるクーロン力によってウエハを載置面上に保持する。また、電圧の印加を停止するとともに、リフトピンによって載置面側からウエハを押し上げることで、ウエハを載置面から離隔可能に設けられている。

特開平１１−２３３６０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された静電チャックでは、電圧の印加を停止しても、誘電体の分極が残留したり、載置面とウエハとが濡れ性によって密着していたりして、載置面がウエハを保持する力（残留引力）が残ってしまい、このような残留引力に逆らってリフトピンによってウエハを押し上げるとウエハに局所的な力が加わって撓んでしまい、例えば、ウエハのように脆弱な部材の場合、この撓みによって破損してしまうという不都合が生じる。特に、５０μｍ前後にまで研削されたウエハの場合、このような不都合が顕著に現れる。

このような不都合は、静電チャックだけでなく、例えば、ウエハを載置面側から吸着保持する構成や、ウエハと載置面との界面において液体を凝固させる構成のように、載置面上におけるウエハの保持を解除しても残留引力が生じてしまう構成においては、同様に発生する。

本発明の目的は、被搬送物を載置面から離隔させる際に当該被搬送物が破損することを防ぐことができる搬送方法及び搬送装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の搬送方法は、載置面にその被載置面を当接させて載置された被搬送物を当該被載置面の反対側の被保持面から保持して搬送する搬送方法であって、前記被搬送物に振動を付与して前記被載置面を前記載置面から離隔させ、当該被搬送物を搬送することを特徴とする。

この際、本発明の搬送方法では、前記被搬送物を保持する保持手段に設けられた第１振動付与手段で前記被搬送物に振動を付与する工程と、前記被搬送物を載置する載置手段に設けられた第２振動付与手段で前記被搬送物に振動を付与する工程とのうち少なくとも一方の工程を備えていることが好ましい。

さらに、本発明の搬送方法では、前記被搬送物における外縁の一方から他方に向かって振動付与領域を変位させる工程を備えていることが好ましい。

一方、本発明の搬送装置は、載置面にその被載置面を当接させて載置された被搬送物を当該被載置面の反対側の被保持面から保持して搬送する搬送装置であって、前記被搬送物を保持する保持手段と、前記保持手段を移動させる移動手段とを備え、前記被搬送物に振動を付与する振動付与手段を有することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、被搬送物に振動を付与して被載置面を載置面から離隔させるので、載置面と被載置面との間に被搬送物の外縁から空気が導入されやすくなり、残留引力による影響を小さくすることができ、被搬送物を載置面から離隔させる際に被搬送物の破損を防止することができる。

また、第１振動付与手段と第２振動付与手段とで被搬送物に振動を付与する構成とすれば、例えば、第１振動付与手段と第２振動付与手段とが異なる振動数（又は、略同一の振動数で異なる位相）で被搬送物を振動させることで、被載置面と載置面とが互いに離れる方向に振動する際に、載置面と被載置面との間に被搬送物の外縁から更に空気が導入されやすくなり、より効果的に被搬送物の破損を防止することができる。

さらに、被搬送物における外縁の一方から他方に向かって振動付与領域を変位させる構成とすれば、振動付与領域の変位方向に沿って被載置面を載置面から徐々に浮上させ、浮上直前の被載置面と載置面との間に空気を導入しやすくすることができる。

本発明の実施形態に係る搬送装置の側面図。（Ａ）、（Ｂ）は、図１の部分平面図。図１の搬送装置の動作説明図。（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の変形例に係る搬送装置の動作説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態において基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、前、後といった方向を示した場合は、全て図１を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、前が紙面に直交する手前方向、後が紙面に直交する奥方向とする。

図１において、搬送装置１０は、載置面４１にその被載置面ＷＢを当接させて載置された被搬送物ＷＫを当該被載置面ＷＢの反対側の被保持面ＳＡから保持して搬送する装置であって、被搬送物ＷＫを保持する保持手段２０と、保持手段２０を移動させる移動手段３０と、被搬送物ＷＫに振動を付与する振動付与手段６０とを備え、被搬送物ＷＫを構成するウエハＷＦを相対移動させる支持手段４０の上方に位置し当該ウエハＷＦに接着シートＡＳを貼付する貼付手段５０に併設されている。

保持手段２０は、図２にも示すように、左右方向に延びる保持アーム２１と、保持アーム２１の右端に設けられるとともに、移動手段３０との着脱を可能とする着脱部２２とを備えている。保持アーム２１の下面には、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段に接続された図示しない吸引孔が形成されている。また、保持アーム２１は、その全体が撓み変形可能に設けられることで、内側押さえ部として機能する。

移動手段３０は、ベース３１に回転可能に設けられた第１〜第６アーム３２〜３７を有する駆動機器としての所謂多関節ロボット３８からなり、多関節ロボット３８は、その作業範囲内において先端の第６アーム（作業アーム）３７に装着したもの（保持手段２０）を何れの位置、何れの角度にでも変位可能な所謂６軸ロボットである。

支持手段４０は、その上面が載置面４１とされ、その内側に電圧印加手段４２が設けられた載置手段としてのテーブル４３と、テーブル４３をスライダ４４で支持する駆動機器としてのリニアモータ４５とを備えている。

貼付手段５０は、基材シートＢＳの一方の面に接着剤ＡＤ層が積層された接着シートＡＳが帯状の剥離シートＲＬ上に仮着された原反ＲＳを支持する支持ローラ５１と、原反ＲＳを案内する複数のガイドローラ５２と、剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから接着シートＡＳを剥離する剥離手段としての剥離板５３と、ウエハＷＦに接着シートＡＳを押圧して貼付する押圧手段としての押圧ローラ５４と、駆動機器としての回動モータ５５によって駆動する駆動ローラ５６との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ５７と、図示しない駆動機器によって駆動し、剥離シートＲＬを回収する回収ローラ５８とを備えている。

振動付与手段６０は、保持アーム２１の内部に設けられた第１振動付与手段６１と、テーブル４３の内部に設けられた第２振動付与手段６２とを備えている。

以上の貼付手段５０及び搬送装置１０において、ウエハＷＦに接着シートＡＳを貼付し、被搬送物ＷＫを搬送する手順を説明する。
まず、オペレータが原反ＲＳを図１に示すようにセットした後、運転開始の信号を入力すると、貼付手段５０が回動モータ５５及び図示しない駆動機器を駆動し、原反ＲＳを繰り出し、接着シートＡＳの先端部が剥離板５３の先端で所定量剥離されたことが図示しない光学センサや撮像手段等の検知手段に検知されると、貼付手段５０が回動モータ５５及び図示しない駆動機器の駆動を停止し、スタンバイ状態となる。次いで、人手または図示しない多関節ロボットやベルトコンベア等の搬送手段によって、図１中実線で示される位置で待機しているテーブル４３の載置面４１上にウエハＷＦが載置されると、支持手段４０が電圧印加手段４２を駆動し、クーロン力によってウエハＷＦを保持した後、リニアモータ４５を駆動し、テーブル４３を左方向に移動させる。そして、テーブル４３が所定の位置に到達したことが図示しない光学センサや撮像手段等の検知手段によって検知されると、貼付手段５０が回動モータ５５及び図示しない駆動機器を駆動し、テーブル４３の搬送に同期させて原反ＲＳを繰り出し、押圧ローラ５４で接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧して貼付する。これにより、ウエハＷＦの上面ＷＡに接着シートＡＳが貼付された被搬送物ＷＫが形成され、テーブル４３が図１中二点鎖線で示す位置に到達したことが図示しない光学センサや撮像手段等の検知手段によって検知されると、支持手段４０がリニアモータ４５の駆動を停止した後、電圧印加手段４２の駆動を停止する。

次に、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、図３（Ａ）中実線で示すように、保持アーム２１下面を被搬送物ＷＫの被保持面ＳＡに当接させ、保持手段２０が図示しない減圧手段を駆動し、保持アーム２１で被保持面ＳＡを吸着保持する。次に、振動付与手段６０が第１及び第２振動付与手段６１、６２を駆動し、被搬送物ＷＫに振動を付与する。ここで、第１振動付与手段６１と第２振動付与手段６２とが異なる振動数（又は、略同一の振動数で異なる位相）で被搬送物ＷＫを振動させることで、被載置面ＷＢと載置面４１とが互いに離れる方向に振動する際に、載置面４１と被載置面ＷＢとの間に被搬送物ＷＫの外縁ＷＣから空気が導入されやすくなり、被載置面ＷＢが載置面４１から離隔しやすくなる。

次いで、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、図３（Ａ）中二点鎖線で示すように、被搬送物ＷＫの右端における被保持面ＳＡの垂線上かつ、被保持面ＳＡの上面から所定距離ＲＡ離れた位置を円弧中心Ｐ１とする円弧に沿うとともに、当該円弧の中心角がθ１となるように、保持アーム２１のうち被搬送物ＷＫの右端に対応する部分よりも右側を撓み変形させる。尚、図３（Ａ）に示す位置よりも右側で前記と同様に保持アーム２１を撓み変形させてから、所定距離ＲＡと円弧の中心角θ１とを維持した状態（以下、「押当状態」という）で、円弧中心Ｐ１を左方に移動させてもよい。即ち、被搬送物ＷＫの被保持面ＳＡを吸着保持した部分を撓み変形させないようにしつつ、当該被搬送物ＷＫの右端よりも右側の保持アーム２１を適宜に変形させることで図３（Ａ）中二点鎖線で示す変形状態とすればよい。

次いで、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、押当状態で円弧中心Ｐ１を左方に移動させることで、図３（Ｂ）中実線で示すように、被載置面ＷＢにおける右端付近の領域をその他の領域よりも先に載置面４１から浮上させる。このとき、浮上する領域よりも左側において、保持アーム２１が被保持面ＳＡに上方から当接して内側押さえ部として機能することで、被載置面ＷＢのうち右端付近以外の領域が浮上してしまうことを抑制することができる。

その後も継続して、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、押当状態を維持した状態で、円弧中心Ｐ１を左方に移動させることで、保持アーム２１を内側押さえ部として機能させつつ、被載置面ＷＢを右から左に向かって徐々に載置面４１から浮上させる。これにより、被搬送物ＷＫは、半径ＲＡのローラに抱き抱えられるようにして載置面４１から徐々に浮上し、安定した浮上が行えるとともに、被載置ＷＢ面全体を同時に浮上させる構成と比較し、浮上に必要な力を小さくすることができる。そして、図３（Ｃ）中実線で示すように、円弧中心Ｐ１がウエハＷＦの左端における被保持面ＳＡの垂線上に達した時点または、その前の段階で、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、保持アーム２１を上方に移動させ、被搬送物ＷＫを載置面４１から離隔させる。

次いで、振動付与手段６０が第１及び第２振動付与手段６１、６２の駆動を停止した後、移動手段３０が多関節ロボット３８を駆動し、被搬送物ＷＫを次の工程に搬送するとともに、支持手段４０がリニアモータ４５を駆動し、テーブル４３を図１中実線で示す位置に復帰させ、以降上述と同様の動作が繰り返される。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
即ち、被搬送物ＷＫに振動を付与して被載置面ＷＢを載置面４１から離隔させるので、載置面４１と被載置面ＷＢとの間に被搬送物ＷＢの外縁ＷＣから空気が導入されやすくなり、残留引力による影響を小さくすることができ、被搬送物ＷＫを載置面４１から離隔させる際に被搬送物ＷＫの破損を防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、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され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、搬送装置１０は、ウエハＷＦを任意に搬送するものであればよい。

また、保持手段２０及び支持手段４０は、例えば、吸引力、クーロン力、電磁気力、接着シート、凝固等によって被搬送物ＷＫを保持してもよい。
更に、剥離手段は、ローラであってよいし、押圧手段は、気体の噴出や板状部材の押圧によるもの等であってよい。
また、保持アーム２１は、例えば、Ｙ型、Ｉ型等、任意の形状とすることができる。更に、所定距離ＲＡや中心角θ１は、被搬送物ＷＫの材質、種別、形状や保持アーム２１の材質、形状等を考慮して任意に決定することができる。

更に、移動手段３０は、被搬送物ＷＫの外の位置を回動中心とする円軌道に沿って当該被搬送物ＷＫが回動するように保持アーム２１を移動させ、被載置面ＷＢを載置面４１から浮上させてもよい。
また、移動手段３０は、図４（Ａ）に示すように、保持アーム２１を右側に移動させることで被搬送物ＷＫを移動させたり、図４（Ｂ）に示すように、被搬送物ＷＫを被載置面ＷＢの面内で所定角度回動させたりすることで、ウエハＷＦの右端部を浮上させる前に、被搬送物ＷＫを被載置面ＷＢの面内の任意の方向に移動させる浮上前準備動作を行ってもよい。尚、この浮上前準備動作は、振動付与手段６０が振動を付与する前後に行ってもよいし、振動の付与と同時に行ってもよい。これらのような浮上前準備動作を行うことで、被載置面ＷＢとテーブル４３の載置面４１との間に空気が入りやすくなり、残留引力をより確実に小さくすることができる。
更に、移動手段３０は、被搬送物ＷＫに振動が付与されることで被載置面ＷＫと載置面４１との間に隙間が形成されれば、保持アーム２１の下面を載置面４１と略平行に保ったまま被載置面ＷＢ全体を同時に浮上させてもよい。

また、振動付与手段６０は、被搬送物ＷＫに振動を付与するものであればよく、例えば、偏心モータ、バイブレータ、超音波振動装置、エアシリンダ等何ら限定されるものではない。
更に、振動付与手段６０は、第１及び第２振動付与手段のうち少なくとも一方を備えていればよい。
また、振動付与手段６０は、被搬送物ＷＫにおける外縁ＷＣの一方から他方に向かって振動付与領域を変位させる構成としてもよい。この場合、例えば、図３で示す動作中に、被搬送物ＷＫ全体に対応する第１及び第２振動付与手段６１、６２のうち少なくとも一方を駆動させ、被搬送物ＷＫ部分が浮上した直後に、当該浮上した部分に対応する第１及び第２振動付与手段６１、６２の駆動を停止させてもよい。この場合、振動付与手段６０を駆動するエネルギーを節約できる。また、載置面４１から浮上する直前の被搬送物ＷＫ部分に対応する第１及び第２振動付与手段６１、６２のうち少なくとも一方を駆動させ、駆動を継続させることで振動付与領域を拡大させてもよい。この場合も、振動付与手段６０を駆動するエネルギーを節約できる。更に、載置面４１から浮上する直前の被搬送物ＷＫ部分に対応する第１及び第２振動付与手段６１、６２のうち少なくとも一方を駆動させ、被搬送物ＷＫ部分が浮上した直後に、当該浮上した部分に対応する第１及び第２振動付与手段６１、６２の駆動を停止させてもよい。この場合、振動付与手段６０を駆動するエネルギーを節約できる上、被搬送物ＷＫに付与する振動領域を限定し、当該被搬送物ＷＫ全体に振動を付与する場合と比べ、被搬送物ＷＫが受ける振動による負荷を少なくすることができる。
更に、振動付与手段６０は、被搬送物ＷＫやテーブル４３の材質、素材、形状、構成等に応じて付与する振動の周波数、振幅等を任意に決定することができる。
また、第１振動付与手段６１と第２振動付与手段６２とが同じ振動数（又は、略同一の振動数で同じ位相）で被搬送物ＷＫを振動させてもよい。

更に、本発明における被搬送物ＷＫの材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、被搬送物ＷＫとしては、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。また、被搬送物ＷＫは、接着シートＡＳが貼付されていないものでもよい。
また、本発明における各手段は、それら手段について説明した動作または機能を果たすことができる限りなんら限定されるものではなく、まして、前記実施形態で示した単なる１実施形態の構成物に全く限定されるものではない。例えば、振動付与手段は、被搬送物ＷＫに振動を付与するものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせてその範囲内であればなんら限定されることはない（他の手段についての説明は省略する）。
更に、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０搬送装置
２０保持手段
３０移動手段
４１載置面
４３テーブル（載置手段）
６０振動付与手段
６１第１振動付与手段
６２第２振動付与手段
ＷＫ被搬送物
ＳＡ被保持面
ＷＢ被載置面
ＷＣ外縁

Claims

載置面にその被載置面を当接させて載置された被搬送物を当該被載置面の反対側の被保持面から保持して搬送する搬送方法であって、
前記被搬送物に振動を付与して前記被載置面を前記載置面から離隔させ、当該被搬送物を搬送することを特徴とする搬送方法。
前記被搬送物を保持する保持手段に設けられた第１振動付与手段で前記被搬送物に振動を付与する工程と、前記被搬送物を載置する載置手段に設けられた第２振動付与手段で前記被搬送物に振動を付与する工程とのうち少なくとも一方の工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の搬送方法。
前記被搬送物における外縁の一方から他方に向かって振動付与領域を変位させる工程を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送方法。
載置面にその被載置面を当接させて載置された被搬送物を当該被載置面の反対側の被保持面から保持して搬送する搬送装置であって、
前記被搬送物を保持する保持手段と、
前記保持手段を移動させる移動手段とを備え、
前記被搬送物に振動を付与する振動付与手段を有することを特徴とする搬送装置。