JP2017005070A - 搬送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】支持基台に対して保持プレートの中心がずれないように保持プレートの動きを規制する。【解決手段】本発明に係る搬送装置は、保持プレート11の上面と支持基台12とを連結する球体連結手段20と、保持プレート11の少なくとも3ヵ所の外周上面に配設され支持基台12と保持プレート11とを連結する伸縮手段30とを備えるため、球体連結手段20によって支持基台12に対して保持プレート11の中心位置Oが固定し保持プレート11の中心がずれないように動きを規制することができる。よって、チャックテーブル6に対しウエーハWを搬入及び搬出する際に、チャックテーブル6の中心とウエーハWの中心とがずれるのを防止することができるとともに、ウエーハWの中心と保持プレート11の中心とがずれるのを防止することができる。【選択図】図6

Description

本発明は、板状物を吸着保持して所望の搬送先に搬送する搬送装置に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、例えば研削装置によって裏面が研削され所定の厚みに研削された後、例えばダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
研削装置は、カセットからウエーハを搬出する搬出手段と、ウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、搬出されたウエーハを仮受けしてウエーハの中心を合わせる仮受け手段と、仮受け手段から該チャックテーブルまで搬送する第一の搬送手段と、チャックテーブルに吸引保持されたウエーハを研削する研削手段と、研削後のウエーハを洗浄する洗浄手段と、チャックテーブルから洗浄手段までウエーハを搬送する第二の搬送手段と、から概ね構成されており、研削手段によってウエーハを所定の厚みに研削することができる(例えば、下記の特許文献1を参照)。
ここで、上記した第一の搬送手段及び第二の搬送手段は、ウエーハを吸引保持する保持プレートと、保持プレートを支持する支持部とを少なくとも備え、保持プレートと支持部との間にバネを介在させて保持プレートが支持部に対して揺動可能に連結された構成となっている。このように構成される第一の搬送手段及び第二の搬送手段では、チャックテーブルに対してウエーハを密着させて載置することが可能となるとともに、保持プレートの保持面にウエーハを密着させてチャックテーブルから搬出することが可能となっている。
特開2006−344778号公報
しかし、上記したような研削装置に備えるチャックテーブルは、わずかに傾いており、このチャックテーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する保持プレートは、支持部に対して十分な遊びを持って連結されていることから、チャックテーブルの中心とウエーハの中心とがずれた状態でウエーハがチャックテーブルに保持される場合があるとともに、ウエーハの中心と保持プレートの中心とがずれた状態でチャックテーブルからウエーハが搬出される場合もあるという問題がある。また、例えば、特開平10−284449に示す搬送装置のように、研削装置によって研削されたウエーハをダイシング装置に搬送する場合においても上記同様の問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、加工装置に装着される搬送装置や加工装置から他の加工装置に板状物を搬送する搬送装置において、チャックテーブルに板状物を搬入する際にチャックテーブルの中心と板状物の中心とがずれないようにするとともに、チャックテーブルから板状物を搬出する際に板状物の中心と保持プレートの中心とがずれないようにすることを目的としている。
本発明は、板状物を吸引保持する吸着面を下面に備えた保持プレートと、該保持プレートの上面を支持する支持基台と、該支持基台を板状物の搬送経路において移動させる移動手段と、から少なくとも構成され、該保持プレートの上面中央部と該支持基台とを連結する球体連結手段と、該保持プレートの少なくとも3ヵ所の外周上面に配設され該支持基台の外周と該保持プレートとを連結する伸縮手段と、を備える。
上記球体連結手段は、上記支持基台の下面から上下動可能に垂下する球体と、上記保持プレートの上面中央部に固定され該球体の側壁を摺動可能に挟持する球体挟持部と、から構成され、上記伸縮手段は、該支持基台の外周に形成され遊びをもってボルトが挿入されるボルト挿入孔と、該ボルト挿入孔に対応して該保持プレートの外周上面に形成され該ボルトが螺合する雌ねじと、該ボルトが挿入し該支持基台の外周下面と該保持プレートの外周上面との間に配設される圧縮バネと、から構成される。
本発明に係る搬送装置は、板状物を吸引保持する吸着面を下面に備えた保持プレートと、該保持プレートの上面を支持する支持基台と、支持基台を板状物の搬送経路において移動させる移動手段とから少なくとも構成され、保持プレートの上面中央部と該支持基台とを連結する球体連結手段と、保持プレートの少なくとも3ヵ所の外周側の位置に配設され保持プレートと支持基台とを連結する伸縮手段とを備えたため、球体連結手段によって支持基台に対して保持プレートの中心が固定されて保持プレートの動きが規制され、例えば板状物の搬送先となるチャックテーブルにおいて、板状物の中心とチャックテーブルの中心とがずれた状態で板状物が保持されることがなくなる。また、板状物の中心と保持プレートの中心とがずれた状態で、チャックテーブルから板状物が搬出されることもなくなる。
上記球体連結手段は、支持基台の下面から上下動可能に垂下する球体と、上記保持プレートの上面中央部に固定され球体の側壁を摺動可能に挟持する球体挟持部とから構成したため、上記保持プレートで吸引保持しようとする板状物の厚みに追随して保持プレートを上下に移動させることができ、例えばチャックテーブルに対する板状物の搬入及び搬出をより高精度に行うことができる。
搬送装置の第一例が搭載された研削装置の構成を示す斜視図である。 搬送装置の第一例の構成を示す斜視図である。 搬送装置の第一例の分解斜視図である。 (a)は、保持プレートの吸着面を上向きにした状態を示す斜視図である。(b)は、図3に示す保持プレートのA−A線断面図である。 支持基台の構成を示すとともに球体連結手段の構成を示す断面図である。 (a)は、保持プレートと支持基台とが連結された状態の構成を示す斜視図である。(b)は、図6(a)の断面図である。 球体連結手段によって保持プレートと支持基台とが連結された状態を示す拡大断面図である。 搬送装置の第二例の構成を示す斜視図である。
図1に示す研削装置1は、搬送装置の第一例である搬送装置10A及び搬送装置10aを備える研削装置の一例である。研削装置1は、Y軸方向にのびる装置ベース1aを有し、装置ベース1aの上面には、研削前の板状物を収容するカセット2a及び研削済みの板状物を収容するカセット2bが配設されている。カセット2aとカセット2bとの間には、研削前の板状物をカセット2aから搬出するとともに研削済みの板状物をカセット2bへ搬入する搬出入手段3が配設されている。搬出入手段3の可動領域には、板状物が仮置きされて板状物の位置合わせをする仮置き手段4と、研削済みの板状物を洗浄する洗浄手段5とが配設されている。
装置ベース1aには、板状物を保持する保持面6aを有するチャックテーブル6が配設されている。チャックテーブル6の周囲は、テーブルカバー60によってカバーされており、Y軸方向にのびる蛇腹61の伸縮をともなってテーブルカバー60とともにチャックテーブル6がY軸方向に移動可能となっている。
装置ベース1aのY軸方向後部には、Z軸方向にのびるコラム1bが立設されており、コラム1bの側面において昇降手段8を介して板状物に対して研削を施す研削手段7が配設されている。研削手段7は、Z軸方向の軸心を有するスピンドル70と、スピンドル70を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング71と、スピンドルハウジング71を支持するカバー部72と、スピンドル70の一端に接続されたモータ73と、スピンドル70の下端においてマウント74を介して装着された研削ホイール75と、研削ホイール75の下部に環状に固着された研削砥石76とを備えている。研削手段7は、モータ73が駆動することにより研削ホイール75を所定の回転速度で回転させることができる。
昇降手段8は、Z軸方向に延在するボールネジ80と、ボールネジ80の一端に接続されたモータ81と、ボールネジ80と平行に延在する一対のガイドレール82と、一方の面がカバー部72に連結された昇降板83とを備えている。昇降板83の他方の面には一対のガイドレール82が摺接し、昇降板83の中央部に形成されたナットにはボールネジ80が螺合している。そして、モータ81によって駆動されてボールネジ80が回動すると、一対のガイドレール82に沿って昇降板83とともに研削手段7をZ軸方向に昇降させることができる。
仮置き手段4の近傍には、研削前の板状物を仮置き手段4からチャックテーブル6に搬送する搬送装置10Aが配設されている。洗浄手段5の近傍には、研削済みの板状物をチャックテーブル6から洗浄手段5に搬送する搬送装置10aが配設されている。なお、搬送装置10Aと搬送装置10aとは同様の構成となっている。
図2に示す搬送装置10A(10a)は、板状物を吸引保持する吸着面を下面に備えた保持プレート11と、保持プレート11の上面を支持する支持基台12と、支持基台12の上面に接続され支持基台12を板状物の搬送経路において移動させる移動手段13と、から少なくとも構成されている。なお、図1に示す研削装置1において、仮置き手段4とチャックテーブル6との間の範囲が、搬送装置10Aによる板状物の搬送経路となっている。また、チャックテーブル6と洗浄手段5との間の範囲が、搬送装置10aによる板状物の搬送経路となっている。
移動手段13は、一端が支持基台12に接続されたアーム部130と、アーム部130の他端に連結され昇降及び回転可能な軸部131とを備えている。軸部131が昇降すると、アーム部130が上下方向に昇降し、支持基台12とともに保持プレート11を上下方向に昇降させることができる。また、軸部131が回転すると、アーム部130が水平方向に旋回し、支持基台12とともに保持プレート11を水平方向に旋回させることができる。
図3は、保持プレート11と支持基台12とが連結機構によって連結される前の状態を示している。保持プレート11は、円盤状の枠体110を有し、その上面において保持プレート11よりも小径の支持基台12が連結される。図4(a)に示す保持プレート11は、図3に示す保持プレート11を反転させて下面側を上向きにした状態を示しており、枠体110により周囲が囲繞された吸引保持部111を有している。吸引保持部111は、例えばポーラスセラミックスで形成され、吸引保持部111の上向きに露出した面が板状物を吸引保持する吸着面111aとなっている。図4(b)に示すように、保持プレート11は、枠体110の内部に形成された吸引路112に連通するとともに、吸引路112に接続された配管14を介して吸引源15に連通している。そして、吸引源15の吸引力を吸引保持部111の吸着面111aに作用させて板状物を吸着することができる。
図3に示す支持基台12は、その中央部分において表裏を貫通する貫通孔120が形成されている。また、貫通孔120の周囲には、複数の小ボルト17(図示の例では4本)を挿入させる小ボルト挿入孔121が4ヵ所に形成されている。
搬送装置10A(10a)では、保持プレート11と支持基台12とを連結する連結機構として、図3に示すように、保持プレート11の上面中央部と支持基台12とを連結する球体連結手段20と、保持プレート11の円周方向において少なくとも3ヵ所の外周側に配設され保持プレート11の上面外周側と支持基台12とを連結する伸縮手段30とを備えている。
球体連結手段20は、図5に示すように、支持基台12の下面12において上下動可能に垂下する球体21と、保持プレート11の上面に固定され球体21の側壁21aを摺動可能に挟持する少なくとも2つの球体挟持部22とから構成されている。球体21の上部には、軸部材210が連接されている。軸部材210は、貫通孔120に配設されたブッシュ16において上下にスライド移動するように軸受けされている。また、球体21の底部21bは、平面状に形成されている。
図3に示す2つの球体挟持部22の側方には、図5に示した球体21の半球部分における側壁21aを覆う嵌合溝22aがそれぞれ形成されている。この2つの球体挟持部22を対向させ、2つの嵌合溝22aではさむようにして球体21を摺動可能(回動可能)に挟持する構成となっている。2つの球体挟持部22には、支持基台12の小ボルト挿入孔121の位置に対応する位置に小ボルト17を挿通させる挿通孔220がそれぞれ形成されている。また、各挿通孔220の位置に対応して、保持プレート11において小ボルト17が螺合する雌ねじ113が4ヵ所に形成されている。
伸縮手段30は、支持基台12の外周側の上面12aに形成され遊びをもって大ボルト34が挿入される大ボルト挿入孔31と、大ボルト挿入孔31に対応して保持プレート11の外周側の上面に形成され大ボルト34が螺合する雌ねじ32と、大ボルト34が挿入し支持基台12の外周側の下面と保持プレート11の外周側の上面との間に配設される圧縮バネ33(図3では2本のみ図示)とから構成されている。
ここで、球体連結手段20と伸縮手段30とによって保持プレート11と支持基台12とを連結する動作について説明する。まず、球体連結手段20で保持プレート11の上面中央部と支持基台12とを連結するためには、球体21の側壁21aを球体挟持部22の嵌合溝22aで挟んだ状態で球体挟持部22の挿通孔220を雌ねじ113の位置にそれぞれ合わせて、球体挟持部22を保持プレート11に載置する。続いて、4本の小ボルト17を支持基台12の各小ボルト挿入孔121から挿入し球体挟持部22の各挿通孔220に挿通させ、各小ボルト17をそれぞれの雌ねじ113に螺合させることにより、保持プレート11の枠体110の中央部と支持基台12とを連結する。
一方、伸縮手段30で保持プレート11の上面外周側と支持基台12とを連結するためには、3本の圧縮バネ33を、支持基台12の各大ボルト挿入孔31と保持プレート11の各雌ねじ32との間に介在させた状態で、3本の大ボルト34を大ボルト挿入孔31から圧縮バネ33にそれぞれ挿入し、保持プレート11の雌ねじ32にそれぞれ螺合させることにより、保持プレート11の枠体110の外周側と支持基台12とを連結する。
このように連結した結果、図6(a)に示すように、支持基台12と保持プレート11とが連結された状態となる。連結状態の支持基台12と保持プレート11との間には、図6(b)に示すように、十分な遊びをもって圧縮バネ33が介在していることから、圧縮バネ33の伸縮動作によって支持基台12に対して保持プレート11が揺動可能となり、例えば保持プレート11が板状物に接触する際の衝撃や、保持プレート11で吸引保持した板状物を図1に示したチャックテーブル6に載置する際の衝撃を緩和することができる。
球体連結手段20を構成する2つの球体挟持部22が、保持プレート11の枠体110の上に固定されると、図7に示すように、球体21の側壁21aが各球体挟持部22の嵌合溝22aに対して摺動可能な状態で挟持される。これにともない、支持基台12に対して保持プレート11の中心位置Oを固定することができる。すなわち、球体21が中心軸となって保持プレート11の中心位置Oを固定し、中心位置Oから外側の領域のみが上下に動くように保持プレート11の動きを規制する。なお、球体21の底部21bと保持プレート11との間に空隙が形成されているが、これは、球体21の底部21bと保持プレート11とが接触しないように構成したものである。球体21の底部21bと保持プレート11とが接触しなければ、底部21bを球状に形成してもよい。
さらに、球体連結手段20では、保持プレート11の吸着面111aで保持しようとする板状物の厚みに対応して、軸部材210がブッシュ16において上下にスライド移動することにより、保持プレート11の位置を調整することができる。
次に、研削装置1の動作例について説明する。図1に示すウエーハWは、被加工物の一例であって、特に、その材質が限定されるものではない。研削前のウエーハWは、カセット2aに複数収容される。
搬出入手段3は、カセット2aから研削前のウエーハWを取り出し、仮置き手段4に搬送する。仮置き手段4によってウエーハWの位置合わせをした後、搬送装置10Aは、仮置き手段4からチャックテーブル6にウエーハWを搬送する。搬送装置10Aは、仮置き手段4からウエーハWを吸引保持して搬出したら、軸部131が回転しアーム部130を旋回させて保持プレート11をチャックテーブル6の上方側に移動させるとともに、軸部131がZ軸方向に下降し保持プレート11を下降させ、チャックテーブル6の保持面6aにウエーハWを載置する。
このとき、図6(a)に示した伸縮手段30の各圧縮バネ33の伸縮動作により、チャックテーブル6にわずかに傾きがあったとしても、保持面6aにウエーハWを密着させて載置することができる。さらに、チャックテーブル6の保持面6aにウエーハWを載置したときに、図6(b)に示した球体挟持部22によって挟持された球体21によって保持プレート11の中心が固定された状態で、保持プレート11が保持面6aの傾きにならって傾くため、ウエーハWの中心とチャックテーブル6の中心とがずれた状態のまま、チャックテーブル6にウエーハWが吸引保持されることがない。
チャックテーブル6でウエーハWを吸引保持したら、チャックテーブル6を研削手段7の下方に移動させる。このとき、図示しない回転手段によってチャックテーブル6を所定の回転速度で回転させる。研削ホイール75を回転させながら、昇降手段8によって研削ホイール75をチャックテーブル6に保持されたウエーハWに接近する方向に下降させる。そして、回転しながら下降する研削砥石76が、チャックテーブル6に保持されたウエーハWを押圧しながら所定の厚みに至るまで研削する。
研削終了後、チャックテーブル6を搬送装置10aの可動範囲に移動させ、搬送手段10aが研削済みのウエーハWをチャックテーブル6から洗浄手段5に搬送する。具体的には、搬送装置10aは、軸部131を回転しアーム部130を旋回させて保持プレート11をチャックテーブル6の上方側に移動させるとともに、軸部131がZ軸方向に下降し保持プレート11を下降させ、保持プレート11を、チャックテーブル6に保持された研削済みのウエーハWに接触させる。
このとき、図6(a)に示した各伸縮手段30の各圧縮バネ33の伸縮動作により、わずかに傾いたチャックテーブル6に保持されたウエーハWを、図7に示した保持プレート11の吸着面111aに密着させることができる。さらに、保持プレート11の吸着面111aにウエーハWを密着させたときに、球体挟持部22によって挟持された球体21によって保持プレート11の中心が固定された状態で、保持プレート11がウエーハWの傾きにならって傾くため、保持プレート11の中心と研削済みのウエーハWの中心とがずれた状態のまま、ウエーハWが搬出されることがない。
その後、保持プレート11でウエーハWを吸引保持したら、チャックテーブル6の保持面6aからウエーハWを搬出する。軸部131がZ軸方向に上昇し保持プレート11を上昇させるとともに、軸部131が回転しアーム部130を旋回させて保持プレート11を洗浄手段5に移動させ、ウエーハWを洗浄手段5に搬送する。そして、洗浄手段5においてウエーハWを洗浄後、搬出入手段3によって洗浄後のウエーハWをカセット2bに収容する。
図8に示す搬送装置10Bは、板状物を吸着保持して搬送する搬送装置の第二例であって、例えば、図1に示した研削装置1に搭載される。搬送装置10Bは、板状物を吸引保持する吸着面を下面に備えた保持プレート11と、保持プレート11の上面を支持する支持基台12と、直線状の方向(Y軸方向)に支持基台12を移動させる移動手段18とから少なくとも構成されている。搬送装置10Bにおいても、上記した搬送装置10A(10a)と同様に、球体連結手段20(不図示)と伸縮手段30とを備えている。保持プレート11は、枠体110の内部の吸引路に接続された配管14aを介して吸引源15aに連通している。
移動手段18は、Y軸方向に延在するボールネジ180と、ボールネジ180の一端に接続されたモータ181と、ボールネジ180の他端が軸受けされた軸受部182と、ボールネジ180と平行に延在するガイドレール183と、一方の面が支持部185に連結された移動部184とを備えている。移動部184の他方の面には一対のガイドレール183が摺接し、移動部184の中央部に形成されたナットにはボールネジ180が螺合している。支持部185の内部には、支持基台12に接続され支持基台12を上下に昇降させる昇降機構が配設されている。モータ181によって駆動されてボールネジ180が回動すると、一対のガイドレール183に沿って移動部184とともに支持基台12及び保持プレート11をY軸方向に移動させることができる。
以上のとおり、搬送装置10A(10a)及び10Bは、保持プレート11の上面中央部と支持基台12とを連結する球体連結手段20と、保持プレート11の円周方向の少なくとも3ヵ所の外周側の位置に配設され保持プレート11と支持基台12とを連結する伸縮手段30とを備えたため、たとえチャックテーブル6にわずかに傾きがあったとしても、球体連結手段20によって、支持基台12に対して保持プレート11の中心位置Oを固定して保持プレート11の中心がずれないように動きを規制するため、たとえチャックテーブル6にわずかな傾きがあっても、保持プレート11でチャックテーブル6に対してウエーハWを搬入及び搬出するときに、ウエーハWの中心とチャックテーブル6の中心とがずれることがなくなるとともに、保持プレート11の中心とウエーハWの中心とがずれることがなくなる。
さらには、チャックテーブル6に保持されたウエーハWの厚みに追随して、支持基台12のブッシュ16において軸部材210が上下にスライド移動し保持プレート11の位置を調整できるため、チャックテーブル6に対するウエーハWの搬入及び搬出をより高精度に行うことができる。
実施形態に示した搬送装置10A(10a)及び10Bは、研削装置1に搭載した例について説明したが、この構成に限定されるものでなく、加工装置(例えば研削装置)から他の加工装置(例えば切削装置)に板状物を搬送する場合にも適用することができる。
1:研削装置 1a:装置ベース 1b:コラム 2a:カセット 2b:カセット
3:搬出入手段 4:仮置き手段 5:洗浄手段 6:チャックテーブル 6a:保持面
60:テーブルカバー 61:蛇腹
7:研削手段 70:スピンドル 71:スピンドルハウジング
72:カバー部 73:モータ 74:マウント 75:研削ホイール 76:研削砥石
8:昇降手段 80:ボールネジ 81:モータ 82:ガイドレール 83:昇降板
10A,10a,10B:搬送装置 11:保持プレート 110:枠体
111:吸引保持部 111a:吸着面 112:吸引路
113:雌ねじ 12:支持基台 12a:上面 12b:下面
120:貫通孔 121:小ボルト挿入孔 13:移動手段 130:アーム部
131:軸部 14,14a:配管 15,15a:吸引源
16:ブッシュ 17:小ボルト
18:移動手段 180:ボールネジ 181:モータ 182:軸受部
183:ガイドレール 184:移動部 185:支持部 186:昇降部
20:球体連結手段 21:球体 21a:側壁 21b:底部 210:軸部材
22:球体挟持部 22a:嵌合溝 220:挿通孔
30:伸縮手段 31:大ボルト挿入孔 32:雌ねじ
33:圧縮バネ 34:大ボルト

Claims (2)

  1. 板状物を吸引保持する吸着面を下面に備えた保持プレートと、該保持プレートの上面を支持する支持基台と、該支持基台を板状物の搬送経路において移動させる移動手段と、から少なくとも構成され、
    該保持プレートの上面中央部と該支持基台とを連結する球体連結手段と、
    該保持プレートの少なくとも3ヵ所の外周上面に配設され該支持基台の外周と該保持プレートとを連結する伸縮手段と、を備える搬送装置。
  2. 前記球体連結手段は、前記支持基台の下面から上下動可能に垂下する球体と、
    前記保持プレートの上面中央部に固定され該球体の側壁を摺動可能に挟持する球体挟持部と、から構成され、
    前記伸縮手段は、該支持基台の外周に形成され遊びをもってボルトが挿入されるボルト挿入孔と、
    該ボルト挿入孔に対応して該保持プレートの外周上面に形成され該ボルトが螺合する雌ねじと、
    該ボルトが挿入し該支持基台の外周下面と該保持プレートの外周上面との間に配設される圧縮バネと、から構成される請求項1記載の搬送装置。
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