JP2015070002A

JP2015070002A - 板状物の搬送装置

Info

Publication number: JP2015070002A
Application number: JP2013200420A
Authority: JP
Inventors: 斌呉; Takeshi Go; 将二郎山田; Shiyoujiro Yamada
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-04-13

Abstract

【課題】非接触式吸引保持器の弾性部材との接触を抑制することができ、かつ、非接触式吸引保持器の吸引力を維持することができる板状物の搬送装置を提供すること。【解決手段】板状物Ｗを吸引保持する吸引保持手段２と、吸引保持手段２を第１の所定の位置から第２の所定の位置へと移動させる移動手段と、を備える板状物Ｗの搬送装置において、吸引保持手段２は、移動手段に連結したベース部２１と、ベース部２１に支持され、エアーを噴射して負圧を生成し、非接触状態で板状物Ｗを吸引する非接触式吸引保持器２２と、を備え、非接触式吸引保持器２２は、平坦な下面を有する本体部２２ａと、本体部２２ａの下面の中央部に開口し本体部２２ａの下面に沿ってエアーを噴出する噴出口２２ｄと、を備え、本体部２２ａの下面は、弾性部材２２ｆによって構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、板状物を搬送する板状物の搬送装置に関する。

半導体ウェーハのダイシングを含む製造後工程では、通常、半導体ウェーハおよびリング状に形成された環状フレームがダイシングテープに貼着され、半導体ウェーハがダイシングテープを介して環状フレームに支持された状態となる。しかしながら、コスト削減やいわゆる先ダイシング加工の場合には、ダイシングテープや環状フレームを用いずに半導体ウェーハを単体で搬送することが求められることがある。半導体ウェーハを単体で搬送する場合には、いわゆるベルヌーイの原理を用いて半導体ウェーハを非接触状態で吸引保持し、水平方向への半導体ウェーハの移動を摩擦部材によって規制する構成の搬送装置が用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１９７８４号公報

ベルヌーイの原理を利用した搬送装置は、非接触状態で保持することから半導体ウェーハを保護する目的で使用されるが、ベルヌーイの原理を利用した搬送装置では、吸引保持した瞬間に半導体ウェーハが搬送パッドに急激に接近して接触し、半導体ウェーハが破損する虞があった。その対策として、搬送パッドの下面から突出する緩衝用の弾性部材を配設した搬送装置が用いられているが、搬送パッドの下面から突出する弾性部材を設けると、弾性部材の下側には、エアー層が形成されにくくなり、または弾性部材の配置によってはエアー層が形成されなくなるため、半導体ウェーハが弾性部材に接触しやすくなり、その接触に伴って半導体ウェーハが傷付く虞があった。また、弾性部材の下側にはエアー層が形成されにくくなり、またはエアー層が形成されなくなるため、搬送パッドの吸引力が低下する虞もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非接触式吸引保持器の弾性部材との接触を抑制することができ、かつ、非接触式吸引保持器の吸引力を維持することができる板状物の搬送装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、板状物を吸引保持する吸引保持手段と、吸引保持手段を第１の所定の位置から第２の所定の位置へと移動させる移動手段と、を備える板状物の搬送装置において、吸引保持手段は、移動手段に連結したベース部と、ベース部に支持され、エアーを噴射して負圧を生成し、非接触状態で板状物を吸引する非接触式吸引保持器と、を備え、非接触式吸引保持器は、平坦な下面を有する本体部と、本体部の下面の中央部に開口し本体部の下面に沿ってエアーを噴出する噴出口と、を備え、本体部の下面は、弾性部材によって構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、非接触式吸引保持器の平坦な下面を弾性部材によって構成したので、非接触式吸引保持器の平坦な下面の全面にエアー層が形成され、非接触式吸引保持器の弾性部材との接触を抑制することができ、かつ、非接触式吸引保持器の吸引力を維持することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る板状物の搬送装置の構成例を示す図である。図２は、非接触式吸引保持器を示す図である。図３は、板状物を保持した状態の吸引保持手段を示す図である。図４は、変形例に係る非接触式吸引保持器を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る板状物の搬送装置の構成例を示す図である。図２は、非接触式吸引保持器を示す図である。図３は、板状物を保持した状態の吸引保持手段を示す図である。なお、図３は、図１に示すＡ−Ａ断面の断面図であり、一部が省略された図である。

搬送装置１は、板状物Ｗを搬送するものであり、図１および図３に示すように、吸引保持手段２と、移動手段３とを備え、板状物Ｗを非接触で吸引保持することで搬送するものである。搬送装置１は、板状物Ｗの加工処理において前工程（例えば、切削工程、研削・研磨工程、位置合わせ工程など）が終了した板状物Ｗを前工程の領域から後工程（例えば、洗浄・乾燥工程、板状物Ｗの収容工程など）を行う領域まで搬送するものである。ここで、板状物Ｗは、特に限定されないが、例えば、シリコンウェーハ、ガリウムヒ素、シリコンカーバイト等の半導体ウェーハや、半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板、液晶ディスプレイドライバ等の各種電子部品、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられ、搬送装置１により搬送可能な形状のものである。なお、本実施形態では、円盤状の板状物Ｗを搬送する場合について説明する。

吸引保持手段２は、板状物Ｗを吸引保持するものであり、図３に示すように、ベース部２１と、非接触式吸引保持器２２と、固定手段２３とを含み、さらに規制手段２４を含んで構成されている。ベース部２１は、移動手段３と連結されており、移動手段３の動作に応じて移動するものである。ベース部２１は、円盤状に形成されており、非接触式吸引保持器２２と、固定手段２３と、規制手段２４とが配設されている。ベース部２１は、一組の非接触式吸引保持器２２に対応する位置に開口部２１ａが形成されている。開口部２１ａは、後述するエアー配管５を挿入可能な大きさに形成されている。ベース部２１は、開口部２１ａの周囲に連通穴２１ｂが形成されている。ここで、非接触式吸引保持器２２は、ベース部２１に配設される数について限定はないが、１つの場合はベース部２１の中央部、２つ以上の場合は周方向に等間隔に配設されていることが好ましい。また、規制手段２４は、ベース部２１に配設される数について限定はないが、ベース部２１の外周端部でかつ板状物Ｗと接触することができる位置に配設されていれば、１以上（２以上の場合は周方向に等間隔に）配設されていればよい。また、連通穴２１ｂは、数について限定はないが、固定手段２３により非接触式吸引保持器２２をベース部２１に固定することができれば１以上（２以上の場合は周方向に等間隔に）形成されていればよい。本実施形態では、非接触式吸引保持器２２が等間隔に３箇所配設され、規制手段２４が等間隔に３箇所で、かつ周方向に隣り合う非接触式吸引保持器２２の間に配設され、連通穴２１ｂが等間隔に３箇所形成されている場合について説明する。

非接触式吸引保持器２２は、エアーを噴射して負圧を形成し、非接触状態で、板状物Ｗを吸引するものである。非接触式吸引保持器２２は、ベルヌーイの原理によって板状物Ｗを吸引保持するものであり、円盤状の本体部２２ａを有する。本体部２２ａは、図２および図３に示すように、平坦な下面２２１ａを有している。本体部２２ａの下面２２１ａは、本体部２２ａの軸線に直交する平坦な平面である。本体部２２ａには、内部にエアー流入部２２ｂと、エアー通路部２２ｃと、エアー噴出口２２ｄと、案内部２２ｅとが形成されている。エアー流入部２２ｂは、非接触式吸引保持器２２にエアーを流入させるものであり、ベース部２１と対向する面である上面に形成されている。エアー流入部２２ｂは、図１に示すエアー供給源４から供給されるエアーが流入する。エアー通路部２２ｃは、図３に示すように、エアー流入部２２ｂとエアー噴出口２２ｄとを連通するものである。エアー噴出口２２ｄは、流入したエアーを対向する板状物Ｗに向けて噴射する噴出口であり、板状物Ｗと対向する面である下面２２１ａの中央部に開口して形成されている。エアー噴出口２２ｄは、非接触式吸引保持器２２を下面２２１ａから見た場合に円形状に形成された開口であり、エアー通路部２２ｃと連通する開口である。エアー噴出口２２ｄは、本体部２２ａ内から下面２２１ａに向かって拡径して形成されており、本体部２２ａ内に傾斜面２２１ｃを形成する。エアー噴出口２２ｄは、同軸上に設けられた案内部２２ｅにより、同図矢印Ｂに示すように、非接触式吸引保持器２２で板状物Ｗを吸引保持した際、流入したエアーを下面２２１ａに沿って放射状に外部に噴出する。案内部２２ｅは、本体部２２ａの下面２２１ａと平行する平面である下面２２１ｂを有しており、下面２２１ｂは、本体部２２ａの下面２２１ａよりも上側に配置されている。案内部２２ｅは、その下面２２１ｂが本体部２２ａの下面２２１ａよりも上面側に配置されている。案内部２２ｅの下面２２１ｂは、本体部２２ａの軸線に直交する平面である。

ここで、本実施形態では、非接触式吸引保持器２２は、図２に示すように、１つの部材で一体に構成された本体部の下面２２１ａを、ゴムパッドやゴムシート等の弾性部材２２ｆに置き換えたものである。つまり、本実施形態では、本体部２２ａの下面２２１ａは、その全面が弾性部材２２ｆによって構成されている。弾性部材２２ｆは、例えば、弾性部材２２ｆで置き換えられていないアルミニウム等の合金部分に対して接着材等により接着、固定されている。弾性部材２２ｆは、非接触式吸引保持器２２が板状物Ｗを吸引保持した瞬間に、板状物Ｗが本体部２２ａの下面２２１ａに急激に接近して接触しても、板状物Ｗが破損しないような弾性を有している。弾性部材２２ｆの下面２２１ａと案内部２２ｅの下面２２１ｂとのクリアランス、すなわち間隔ｄは、１つの部材で一体に構成された本体部の下面を弾性部材２２ｆに置き換えない場合のクリアランスと同じである。弾性部材２２ｆの内周面２２１ｄは、傾斜面２２１ｃと面一で形成されている。つまり、下面２２１ａが弾性部材２２ｆによって構成された非接触式吸引保持器２２は、板状物Ｗが非接触式吸引保持器２２に吸引保持される際に、エアー噴出口２２ｄから傾斜面２２１ｃおよび下面２２１ａに沿って放射状に外部に噴射されるエアーの流れが妨げられず、下面２２１ａに沿って放射状に流れて反発力として作用するエアーを含むエアー層の形成が妨げられない。従って、非接触式吸引保持器２２は、１つの部材で一体に構成された本体部の下面を弾性部材２２ｆに置き換えない非接触式吸引保持器と同じ吸引力を維持することができる。なお、弾性部材２２ｆは、例えば、ゴムパッドなどを本体部２２ａの下面２２１ａに積層することで構成されていてもよい。

固定手段２３は、図３に示すように、ベース部２１に非接触式吸引保持器２２を固定するものである。本実施形態では、固定手段２３は、連通穴２１ｂおよび締結穴２２ｇに挿入し、固定手段２３の雄ねじを締結穴２２ｇの雌ねじに螺合することで、非接触式吸引保持器２２をベース部２１に固定する。

ここで、エアー配管５は、図１に示すように、エアー供給源４に接続されており、エアー供給源４から供給されるエアーを非接触式吸引保持器２２に供給するものであり、例えばフレキシブルチューブなどの柔軟な配管である。従って、エアー配管５は、移動手段３により吸引保持手段２の位置が変化する際に、この位置変化を規制することを抑制する、つまり位置変化を許容することができる。本実施形態では、エアー配管５は、図３に示すように、エアー流入部２２ｂに挿入された状態で、締結手段、例えばエアー配管５の先端外周に形成された雄ねじが、エアー流入部２２ｂに形成された雌ねじに螺合することで締結される。これにより、エアー通路部５ａとエアー流入部２２ｂとが連通する。なお、エアー配管５は、移動手段３により追従できるように支持されていてもよい。また、エアー供給源４と非接触式吸引保持器２２との間には、図１に示すエアー制御弁６が設けられており、図示しない制御装置によりエアー制御弁６の開閉制御を行うことにより、非接触式吸引保持器２２に供給されるエアー供給量を制御、すなわち非接触式吸引保持器２２の吸引力を制御することができる。

規制手段２４は、図１に示すように、板状物Ｗの水平移動を規制するものであり、搬送装置１が搬送する板状物Ｗの外周領域と対向する位置に配設されている。ここで、外周領域とは、板状物Ｗの少なくとも外周を含む領域であり、好ましくは外周よりも半径方向内側の部分、例えば、デバイスが形成されていない余剰領域の一部も含む。規制手段２４は、図３に示すように、軸部２４ａと、つば部２４ｂと、ブロック２４ｃとを含んで構成されている。軸部２４ａは、ベース部２１に形成された軸部貫通穴２１ｃに軸方向、すなわち上下方向に移動自在に挿入されている。軸部２４ａは、上方の端部につば部２４ｂが固定され、下方の端部にブロック２４ｃが挿入固定されている。つまり、規制手段２４は、ベース部２１に支持されている。つば部２４ｂは、軸部貫通穴２１ｃよりも水平方向における幅が広く設定されており、軸部２４ａが軸部貫通穴２１ｃから抜け落ちることを防止する。ブロック２４ｃは、非接触式吸引保持器２２により保持された板状物Ｗと対向し、接触するものである。ブロック２４ｃの保持された板状物Ｗと対向する面は、保持された板状物Ｗの径方向内側に向かうに伴いベース部２１側に向かう、すなわち上昇する傾斜面２４ｄに形成されている。傾斜面２４ｄは、非接触式吸引保持器２２により板状物Ｗが保持される際に水平方向に移動することが規制できる程度の摩擦係数を有する。傾斜面２４ｄは、例えば、ラバーシートなどの摩擦部材を敷設することで形成されていてもよい。

移動手段３は、第１の所定の位置から第２の所定の位置へと吸引保持手段２を移動させるものである。移動手段３は、図１に示すように、アーム部３１と、昇降手段３２と、旋回手段３３とを含んで構成されている。アーム部３１の一方の端部には、ベース部２１を連結する連結部材３１ａが形成されている。昇降手段３２は、アーム部３１の他方の端部が連結され、例えばエアーピストンであり、アーム部３１を昇降させることで、吸引保持手段２を上下方向（同図矢印Ｃ）に昇降させるものである。旋回手段３３は、昇降手段３２に連結され、回転運動可能なモータなどを駆動源に含み、昇降手段３２およびアーム部３１を旋回させることで、吸引保持手段２を水平方向（同図矢印Ｄ）に旋回させるものである。

次に、搬送装置１による板状物Ｗの搬送動作について説明する。まず、板状物Ｗが吸引保持されていない吸引保持手段２を、例えば移動手段３の旋回手段３３により旋回させることで、第１の所定の位置、例えば、前工程における板状物Ｗを複数収容するカセットや板状物Ｗが保持されている保持テーブルの上方まで移動させる。次に、前工程の保持テーブルの上方に位置する吸引保持手段２を移動手段３の昇降手段３２により下降させ、規制手段２４を板状物Ｗに接触させる。従って、非接触式吸引保持器２２が板状物Ｗを吸引保持する前に、板状物Ｗの水平方向への移動が規制される。これにより、非接触式吸引保持器２２により板状物Ｗを確実に吸引保持することができる。また、ブロック２４ｃは、上述のように、傾斜面２４ｄが板状物Ｗの外周と接触するので、板状物Ｗに対する接触面積を少なくすることができ、板状物Ｗに形成されたデバイス領域に規制手段２４が接触することで発生するデバイス領域への影響を抑制することができる。

次に、吸引保持手段２をさらに下降させると、ブロック２４ｃが板状物Ｗに接触した状態でベース部２１に向けて上昇するとともに、図３に示すように、非接触式吸引保持器２２が板状物Ｗに近接する。ここで、非接触式吸引保持器２２は、エアー噴出口２２ｄから放射状にエアーが外部に噴射されると本体部２２ａの下面２２１ａの中心部に負圧が発生しており（同図に示す点線矢印）、非接触式吸引保持器２２に近接した板状物Ｗは負圧によって本体部２２ａの下面２２１ａに引き寄せられる。板状物Ｗが負圧によって本体部２２ａの下面２２１ａに引き寄せられすぎると、本体部２２ａと板状物Ｗとの間に流れるエアーが反発力として作用し、本体部２２ａと板状物Ｗとの接触が阻止されるため、非接触式吸引保持器２２が板状物Ｗを非接触状態で吸引保持することができる。

次に、板状物Ｗを吸引保持した吸引保持手段２を移動手段３の昇降手段３２により上昇させ、板状物Ｗを保持テーブルから上昇させる。板状物Ｗを吸引保持した吸引保持手段２を、例えば移動手段３の旋回手段３３により旋回させることで、第２の所定の位置、例えば、後工程において板状物Ｗを保持する保持テーブルや板状物Ｗを複数収容するカセットの上方まで移動させる。次に、後工程の保持テーブルの上方に位置する吸引保持手段２を板状物Ｗが保持テーブルに接触するまで下降させ、エアー供給源４からのエアーの供給をエアー制御弁６により遮断する。これにより、本体部２２ａの下面２２１ａの中心部に発生していた負圧が消滅し、吸引保持手段２による板状物Ｗの吸引保持が解除される。

以上のように、本実施形態に係る板状物Ｗの搬送装置１では、非接触式吸引保持器２２の本体部２２ａの下面２２１ａが平坦に形成され、平坦な下面２２１ａが弾性部材２２ｆによって構成されているので、板状物Ｗを吸引保持する際に、エアー噴出口２２ｄからエアーを傾斜面２２１ｃおよび下面２２１ａに沿って外部に放射状に噴射することができ、弾性部材２２ｆの下面２２１ａの全面と板状物Ｗとの間に、反発力として作用するエアーを含むエアー層を形成することができる。従って、搬送装置１により搬送される板状物Ｗに対して、弾性部材２２ｆが接触することを抑制することができ、かつ、吸引力を維持することができるという効果を奏する。また、本実施形態に係る板状物Ｗの搬送装置１では、下面２２１ａが弾性部材２２ｆによって構成されているので、不意に板状物Ｗが非接触式吸引保持器２２に接触しても傷付けにくいという効果を奏する。

〔変形例〕
次に、図４を参照して、変形例に係る非接触式吸引保持器２２について説明する。図４は、変形例に係る非接触式吸引保持器を示す図である。変形例に係る非接触式吸引保持器２２の基本構成は、実施形態に係る非接触式吸引保持器２２と同様であるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

変形例に係る非接触式吸引保持器２２は、図４に示すように、本体部２２ａの下面２２１ａの一部が弾性部材２２ｆによって置き換えられたものである。本体部２２ａの下面２２１ａは、平坦に形成されており、本体部２２ａの軸線に直交する平面である。弾性部材２２ｆは、周方向に等間隔に４個配置されている。弾性部材２２ｆの下面２２１ａと本体部２２ａの下面２２１ａとは、互いに面一に形成されている。

変形例に係る非接触式吸引保持器２２では、本体部２２ａの下面２２１ａの一部が弾性部材２２ｆによって構成されているので、上記の実施形態と同様に、本体部２２ａの下面が板状物Ｗに接触することを抑制することができる。

なお、上記の実施形態では、規制手段２４は、板状物Ｗが水平方向に移動することが規制できる程度の摩擦係数を有するが、規制手段２４の重さを調整するための錘をつば部２４ｂ上に設けてもよい。これにより、つば部２４ｂに設けられる錘で規制手段２４の摩擦力を調整することができる。

また、上記の実施形態では、規制手段２４として、ベース部２１に対して上下方向に移動可能なブロック２４ｃを用いたが本発明はこれに限定されるものではなく、非接触式吸引保持器２２により板状物Ｗを吸引保持する際に、板状物Ｗが水平方向に移動することを規制することができるものであればよい。例えば、規制手段２４は、ベース部２１に回動自在に支持されたアームであってもよい。この場合、アームは、ベース部２１の外周近傍に設けられており、待機状態では吸引保持手段２の上昇下降時に板状物Ｗの外周と接触しないように位置し、吸引保持手段２による板状物Ｗの吸引保持時に、アームの回動先端が板状物Ｗの外周領域に接触する位置まで回動する。これにより、アームが板状物Ｗの水平方向への移動を規制する。

また、上記の実施形態および変形例では、本体部２２ａの下面２２１ａを本体部２２ａの軸線に直交する平坦な平面にしているが、これに限定されず、周方向になだらかに凹凸する曲面であってもよい。この場合、少なくとも凸となる部分に弾性部材２２ｆが配置されることが好ましい。つまり、本体部２２ａの下面２２１ａの全面が必ずしも三次元的に平坦な平面でなくともよい。

１搬送装置
２吸引保持手段
２１ベース部
２２非接触式吸引保持器
２２ａ本体部
２２ｄエアー噴出口（噴出口）
２２ｆ弾性部材
３移動手段

Claims

板状物を吸引保持する吸引保持手段と、前記吸引保持手段を第１の所定の位置から第２の所定の位置へと移動させる移動手段と、を備える板状物の搬送装置において、
前記吸引保持手段は、
前記移動手段に連結したベース部と、
前記ベース部に支持され、エアーを噴射して負圧を生成し、非接触状態で板状物を吸引する非接触式吸引保持器と、を備え、
前記非接触式吸引保持器は、
平坦な下面を有する本体部と、
前記本体部の前記下面の中央部に開口し前記本体部の前記下面に沿ってエアーを噴出する噴出口と、を備え、
前記本体部の前記下面は、弾性部材によって構成されている板状物の搬送装置。