JP2020092166A

JP2020092166A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2020092166A
Application number: JP2018228393A
Authority: JP
Inventors: 優爾中西; Yuji Nakanishi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: JP7246904B2

Abstract

【課題】外付けのカセットストッカーと加工装置との間の被加工物の搬送をスムーズに行うことができる搬送装置を提供する。【解決手段】カセットストッカー２００に対して搬出入されるウエーハユニット１０７を保持する保持部１４と、保持部１４をカセットストッカー２００に接近及び離反する方向に移動可能に支持するユニット本体１２及びボールねじ１１と、保持部１４によってカセットストッカー２００に対して搬出入されるウエーハユニット１０７を載置する載置レール２２と、載置レール２２を搬送装置１の搬送高さ位置５０と、基台２の上面の高さ位置５１とにそれぞれ位置づける載置台本体２１及びエアシリンダ２３と、載置レール２２と加工装置３００の間でウエーハユニット１０７を搬送するユニット本体３２と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、外付けのカセットストッカーに対応する搬送装置に関する。

一般に、研削装置やダイシング装置等の加工装置は、加工前の複数の被加工物（ウエーハ）を収容したカセットから被加工物を搬出するともに、加工後の被加工物をカセットに搬入する搬送装置を備えている。この種の加工装置では、カセットの交換頻度を少なくしてフルオート加工を連続的に行うために加工装置内に複数カセットを収容した仕様が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−９８２８８号公報

ところで、加工装置内に収容できるカセットの数はスペースの観点から限られるため、複数のカセットを備えた外付けのカセットストッカーを使用する構成が想定される。このような構成では、フットプリントを小さくするためにカセットストッカーは複数のカセットを縦（高さ方向）に並べてことが多い。しかし、カセットストッカーの高さが高くなるほど、上段のカセットから加工装置への受け渡し高さが高くなり、加工装置内に被加工物を搬送する搬送高さとのギャップも生じるため、カセットストッカーと加工装置との間の搬送が滞ることもあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外付けのカセットストッカーと加工装置との間の被加工物の搬送をスムーズに行うことができる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、被加工物を複数収容するカセットを複数個備えるカセットストッカーと加工装置との間で被加工物を搬出入する搬送装置であって、該カセットストッカーに対して搬出入される被加工物を保持する保持手段と、該保持手段を該カセットストッカーに接近及び離反する方向に移動可能に支持する移動手段と、該保持手段によって該カセットストッカーに対して搬出入される被加工物を載置する載置手段と、該載置手段を該カセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置、及び該加工装置で設定された被加工物の搬送位置に位置づける位置づけ手段と、該載置手段と該加工装置の間で被加工物を搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、被加工物が載置される載置手段をカセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置、及び加工装置で設定された被加工物の搬送位置に位置づける位置づけ手段を備えるため、載置手段の高さをカセットストッカーと加工装置との間で上下動させることにより、カセットストッカーと加工装置との間の被加工物の搬送をスムーズに行うことができる。

図１は、本実施形態に係る搬送装置で搬送される被加工物の一例を示す斜視図である。図２は、搬送装置とカセットストッカーとを模式的に示す斜視図である。図３は、搬送装置、カセットストッカー及び加工装置の位置関係を示す断面模式図である。図４は、被加工物が搬送される加工装置の一例を示す斜視図である。図５は、カセットストッカーからウエーハユニットを搬出する動作を示す模式図である。図６は、ウエーハユニットが載置された載置レールを降下させる動作を示す模式図である。図７は、載置レールから仮置きフレームにウエーハユニットを搬出する動作を示す模式図である。図８は、仮置きフレーム上にウエーハユニットが載置された状態を示す模式図である。

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、置換又は変更を行うことができる。

図１は、本実施形態に係る搬送装置で搬送される被加工物の一例を示す斜視図である。本実施形態の被加工物としてのウエーハ１００は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハ、パッケージ樹脂基板、セラミックス基板、ガラス基板などである。ウエーハ１００は、図１に示すように、表面１０１に形成された格子状の分割予定ライン１０２によって区画された複数の領域にデバイス１０３が形成されている。ウエーハ１００は、裏面１０４に貼着された粘着テープ（例えば、ダイシングテープ）１０５を介して、環状フレーム１０６に支持されている。ウエーハ１００は、環状フレーム１０６の内側に配置された状態で、環状フレーム１０６の裏面１０６Ａ及びウエーハ１００の裏面１０４に粘着テープ１０５を貼着することで支持される。本実施形態では、ウエーハ１００は、環状フレーム１０６に支持されたウエーハユニット１０７の状態で搬送される。

次に、本実施形態に係る搬送装置について説明する。図２は、搬送装置とカセットストッカーとを模式的に示す斜視図である。図３は、搬送装置、カセットストッカー及び加工装置の位置関係を示す断面模式図である。図４は、被加工物が搬送される加工装置の一例を示す斜視図である。本実施形態の搬送装置１は、図２に示すように、ウエーハユニット１０７をカセットストッカー２００と加工装置３００との間で搬送するものである。具体的には、搬送装置１は、カセットストッカー２００から未加工のウエーハユニット１０７を搬出して、該ウエーハユニット１０７を加工装置３００に搬送する。また、搬送装置１は、加工装置３００で加工された加工済のウエーハユニット１０７を加工装置３００から搬送し、該ウエーハユニット１０７をカセットストッカー２００に搬入する。

カセットストッカー２００は、図３に示すように、搬送装置１との対向面側に開口部２０２を有する箱状の本体部２０１と、この本体部２０１に収容される複数（例えば３つ）のカセット２１０と、基台２に対して本体部２０１を昇降する昇降装置２２０とを備える。カセット２１０は、一側面が開口した箱状に形成され、内部にはウエーハユニット１０７を支持する複数段（例えば２５段）のガイドレール２１１を備える。カセット２１０は、本体部２０１内に高さ方向に積層して収容され、各ガイドレール２１１に支持されたウエーハユニット１０７の搬出または搬入を可能とする。

昇降装置２２０は、基台２の内部に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド２２１と、この雄ねじロッド２２１を正回転および逆回転させるモータ（不図示）と、雄ねじロッド２２１の両側に平行に配設され上下方向に延びる案内レール２２２と、上記した本体部２０１が固定される支持台２２３を備える。この支持台２２３は、一端部に設けられた雌ねじ孔２２３Ａが雄ねじロッド２２１に進退自在に取り付けられるとともに、被案内レール２２３Ｂが案内レール２２２と係合する。これにより、モータを一方向に回転駆動すると支持台２２３は、雄ねじロッド２２１および案内レール２２２に沿って上昇し、モータを他方向に回転駆動すると支持台２２３は、雄ねじロッド２２１および案内レール２２２に沿って下降する。このように支持台２２３が昇降することにより、本体部２０１に収容される複数のカセット２１０は、基台２の内部に収容された位置から該基台２の上部に露出する位置まで上下方向の位置を調整することができる。

搬送装置１は、図２に示すように、第１搬送ユニット１０と、載置台ユニット２０と、第２搬送ユニット（搬送手段）３０と、制御ユニット４０とを備える。第１搬送ユニット１０は、図３に示すように、カセットストッカー２００の各カセット２１０と載置台ユニット２０との間でウエーハユニット１０７を搬送するものであり、カセット２１０から搬出したウエーハユニット１０７を載置台ユニット２０上に載置する。また、載置台ユニット２０上に載置されたウエーハユニット１０７をカセット２１０に搬入する。

第１搬送ユニット１０は、ボールねじ（移動手段）１１と、このボールねじ１１に螺合して該ボールねじ１１に沿って進退するユニット本体（移動手段）１２と、ユニット本体１２にアーム１３を介して固定された保持部（保持手段）１４とを備える。ボールねじ１１は、カセットストッカー２００から載置台ユニット２０の上方に延在し、不図示の支持部材により回転自在に支持されている。ボールねじ１１の一端には、このボールねじ１１を回転するモータ（不図示）が連結されている。ユニット本体１２は、内部にボールねじ１１と螺合するナット（不図示）を備え、ボールねじ１１を一方向に回転させると、ユニット本体１２がボールねじ１１に沿ってカセットストッカー２００に接近する方向に移動する。また、ボールねじ１１を他方向に回転させると、ユニット本体１２がボールねじ１１に沿ってカセットストッカー２００から離反する方向に移動する。保持部１４は、カセットストッカー２００（カセット２１０）と対向してアーム１３の先端部に設けられ、ウエーハユニット１０７（環状フレーム１０６（図１））の縁部を保持する。保持部１４は、一対の保持プレート１４Ａ，１４Ｂを備え、これら保持プレート１４Ａ，１４Ｂの距離を相対的に短縮することでウエーハユニット１０７の縁部を挟んで保持する。本実施形態では、保持部１４は、搬送装置１の所定の搬送高さ位置（カセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置）５０上を移動するように設定される。

載置台ユニット２０は、カセットストッカー２００（カセット２１０）から搬出されたウエーハユニット１０７、または、カセットストッカー２００（カセット２１０）へ搬入されるウエーハユニット１０７が載置されるとともに基台２に対して昇降する。載置台ユニット２０は、載置台本体（位置づけ手段）２１と、載置台本体２１の上面に固定された一対の載置レール（載置手段）２２と、載置台本体２１を昇降するエアシリンダ（位置づけ手段）２３とを備える。エアシリンダ２３は、基台２の内部に配置されてシリンダロッド２３Ａの先端に載置台本体２１の下面が連結される。このため、シリンダロッド２３Ａの伸縮によって載置台本体２１が昇降する。載置レール２２は、それぞれ第１搬送ユニット１０のボールねじ１１が延在する方向に沿って配置され、載置レール２２上にウエーハユニット１０７が載置される。なお、載置レール２２間の距離は、ウエーハユニット１０７の大きさに合わせて調整可能に構成されている。

また、載置レール２２（載置台本体２１）は、エアシリンダ２３の伸縮によって、搬送装置１の所定の搬送高さ位置（カセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置）５０と、基台２の上面の高さ位置（加工装置で設定された被加工物の搬送位置）５１とにそれぞれ位置づけられる。

第２搬送ユニット３０は、載置レール２２と加工装置３００との間でウエーハユニット１０７を搬送するものであり、上記した第１搬送ユニット１０と同様な構成を有する。すなわち、第２搬送ユニット３０は、ボールねじ３１と、このボールねじ３１に螺合して該ボールねじ３１に沿って進退するユニット本体３２と、ユニット本体３２にアーム３３を介して固定された保持部３４と、一対の仮置きレール３５とを備える。

ボールねじ３１は、不図示の支持部材により回転自在に支持されており、ボールねじ３１の一端には、このボールねじ３１を回転するモータ（不図示）が連結されている。ユニット本体３２は、内部にボールねじ３１と螺合するナット（不図示）を備え、ボールねじ３１を一方向に回転させると、ユニット本体３２がボールねじ３１に沿って載置レール２２に接近する方向に移動する。また、ボールねじ３１を他方向に回転させると、ユニット本体３２がボールねじ３１に沿って載置レール２２から離反する方向に移動する。保持部３４は、載置台ユニット２０と対向してアーム３３の先端部に設けられ、ウエーハユニット１０７の縁部を保持する。保持部３４は、一対の保持プレート３４Ａ，３４Ｂを備え、これら保持プレート３４Ａ，３４Ｂの距離を相対的に短縮することでウエーハユニット１０７の縁部を挟んで保持する。本実施形態では、保持部３４は、基台２の上面の高さ位置５１上を移動するように設定される。

仮置きレール３５は、それぞれ載置レール２２が延在する方向に沿って、基台２の上面に配置される。仮置きレール３５は、載置レール２２が基台２の上面の高さ位置５１に降下した際に、該載置レール２２と連続する位置に設けられている。本実施形態では、載置レール２２上のウエーハユニット１０７は、保持部３４により保持されて載置レール２２から仮置きレール３５に仮置きされ、この仮置きレール３５から加工装置３００に搬送される。また、加工装置３００で加工されたウエーハユニット１０７は、保持部３４により保持されて仮置きレール３５に仮置きされ、この仮置きレール３５から載置レール２２に搬送される。

制御ユニット４０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて搬送装置１全体の制御を司る。この制御ユニット４０には、図２に示すように、搬送装置１の各構成要素である第１搬送ユニット１０、載置台ユニット２０及び第２搬送ユニット３０が接続されて各動作が制御される。また、制御ユニット４０には、カセットストッカー２００及び加工装置３００が接続され、カセットストッカー２００、加工装置３００及び搬送装置１が連動するように制御される。

加工装置３００は、図４に示すように、ウエーハ１００を分割予定ライン１０２に沿って切削加工するものであり、基本的な構成として、ウエーハユニット１０７を保持するチャックテーブル３１０、加工ユニット３２０、Ｘ軸移動ユニット３３０、Ｙ軸移動ユニット３４０、Ｚ軸移動ユニット３５０を備える。

チャックテーブル３１０は、図４に示すように、例えば、ポーラスセラミック等から形成されてウエーハユニット１０７を保持する保持面３１１を有する。このチャックテーブル３１０の保持面３１１は、図３に示すように、基台２の上面の高さ位置５１と同等の高さに設定される。このため、ウエーハユニット１０７は、第２搬送ユニット３０によって、チャックテーブル３１０の保持面３１１上に搬送される。

チャックテーブル３１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、ウエーハユニット１０７を吸引、保持する。また、チャックテーブル３１０は、回転駆動源３１２によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられる。さらにチャックテーブル３１０は、ボールねじ３３１、ナット、パルスモータ３３２等による周知構成のＸ軸移動ユニット３３０によって保持面３１１に対して水平方向となるＸ軸方向に移動可能に設けられ、保持したウエーハユニット１０７を加工ユニット３２０に対して相対的にＸ軸方向に移動させる。

加工ユニット３２０は、チャックテーブル３１０に保持されたウエーハユニット１０７を回転するリング形状の極薄の切削ブレード３２１によって分割予定ライン１０２に沿って切削加工するものである。切削ブレード３２１は、スピンドルハウジング３２２内に回転自在に収容されるスピンドルに装着される。スピンドルハウジング３２２には、ウエーハ１００の表面を撮影する撮像ユニット３２３が固定されるとともに、Ｚ軸移動ユニット３５０に支持されている。加工ユニット３２０は、チャックテーブル３１０に対して、ボールねじ３４１、ナット、パルスモータ３４２等からなるＹ軸移動ユニット３４０によりＹ軸方向に相対的に移動可能に設けられ、かつ、ボールねじ、ナット、パルスモータ３５１等によるＺ軸移動ユニット３５０によってＺ軸方向に移動可能に設けられている。加工ユニット３２０は、Ｙ軸移動ユニット３４０によりＹ軸方向に割り出し送りされるとともにＺ軸移動ユニット３５０に切り込み送りされながら、Ｘ軸移動ユニット３３０によりチャックテーブル３１０がＸ軸方向に切削送りされることにより、ウエーハ１００を切削加工する。

なお、本実施形態では、加工装置３００として、切削ブレード３２１を備えてウエーハ１００を切削加工するものを例示したが、これに限るものではなく、ウエーハ１００にレーザ光線を照射してレーザ加工を行なうレーザ加工装置であってもよいし、ウエーハ１００の表面または裏面を研削加工する研削装置であってもよい。

次に、搬送装置１及びカセットストッカー２００の動作について説明する。図５は、カセットストッカーからウエーハユニットを搬出する動作を示す模式図である。図６は、ウエーハユニットが載置された載置レールを降下させる動作を示す模式図である。図７は、載置レールから仮置きフレームにウエーハユニットを搬出する動作を示す模式図である。図８は、仮置きフレーム上にウエーハユニットが載置された状態を示す模式図である。これらの動作は、制御ユニット４０によって実行される。図５〜図８では、制御ユニット４０とカセットストッカー２００の昇降装置２２０の記載を省略している。

本実施形態では、カセットストッカー２００の最上段に収容されたカセット２１０の最上段のガイドレール２１１からウエーハユニット１０７を搬出する場合を説明する。まず、図５に示すように、最上段のカセット２１０の最上段のガイドレール２１１の高さ位置が、搬送装置１の所定の搬送高さ位置５０となるように、カセットストッカー２００の高さが調整されるとともに、載置台本体２１を上昇させて載置レール２２を搬送装置１の所定の搬送高さ位置５０に位置づける。また、第１搬送ユニット１０のボールねじ１１を一方向に回転させて、ユニット本体１２をカセットストッカー２００に接近させ、ウエーハユニット１０７の縁部が保持部１４の保持プレート１４Ａ，１４Ｂで挟まれて保持される。最上段のウエーハユニット１０７が保持されると、第１搬送ユニット１０のボールねじ１１を他方向に回転させて、図中矢印で示すように、ユニット本体１２をカセットストッカー２００から離反させることにより、ウエーハユニット１０７はカセットストッカー２００から搬出される。

搬出されたウエーハユニット１０７は、載置レール２２上に移動される。ここで、ウエーハユニット１０７は、保持プレート１４Ａ，１４Ｂによる保持が解除されて載置レール２２上に載置される。

次に、図６に示すように、載置台本体２１を降下させることにより、載置レール２２は基台２の上面の高さ位置５１に位置づけられる。

次に、図７に示すように、第２搬送ユニット３０のボールねじ３１を一方向に回転させて、ユニット本体３２を載置台ユニット２０に接近させる。そして、載置レール２２上のウエーハユニット１０７の縁部は、保持部３４の保持プレート３４Ａ，３４Ｂで挟まれて保持される。ウエーハユニット１０７が保持されると、第２搬送ユニット３０のボールねじ３１を他方向に回転させて、図中矢印で示すように、ユニット本体３２を載置台ユニット２０から離反させることにより、ウエーハユニット１０７はカセットストッカー２００から搬出される。これにより、ウエーハユニット１０７は、図８に示すように、載置レール２２から仮置きレール３５上に移動される。ここで、ウエーハユニット１０７は、保持プレート３４Ａ，３４Ｂによる保持が解除されて仮置きレール３５上に仮置きされる。この後、加工装置３００の加工状況に応じて、ウエーハユニット１０７は、再び保持プレート３４Ａ，３４Ｂで保持されて加工装置３００のチャックテーブル３１０に搬送される。

また、図５から図８に示した動作を反対に実行することにより、加工装置３００で加工されたウエーハユニット１０７をカセットストッカー２００の最上段に収容されたカセット２１０の最上段のガイドレール２１１に搬入することができる。

また、カセットストッカー２００の他の位置のガイドレール２１１に支持されたウエーハユニット１０７を搬出または搬入する場合には、対応するガイドレール２１１の高さ位置が搬送装置１の所定の搬送高さ位置５０となるように、カセットストッカー２００の高さを調整すればよい。

以上、本実施形態に係る搬送装置１は、カセットストッカー２００と加工装置３００との間でウエーハユニット１０７を搬出入するものであって、カセットストッカー２００に対して搬出入されるウエーハユニット１０７を保持する保持部１４と、保持部１４をカセットストッカー２００に接近及び離反する方向に移動可能に支持するユニット本体１２及びボールねじ１１と、保持部１４によってカセットストッカー２００に対して搬出入されるウエーハユニット１０７を載置する載置レール２２と、載置レール２２を搬送装置１の搬送高さ位置５０と、基台２の上面の高さ位置５１とにそれぞれ位置づける載置台本体２１及びエアシリンダ２３と、載置レール２２と加工装置３００の間でウエーハユニット１０７を搬送する第２搬送ユニット３０と、を備えるため、載置レール２２の高さをカセットストッカー２００と加工装置３００との間で上下動させることにより、カセットストッカー２００と加工装置３００との間のウエーハユニット１０７の搬送をスムーズに行うことができる。

また、載置台本体２１及びエアシリンダ２３の伸縮距離を変更して、載置レール２２の高さ位置を変更することにより、複数種類のカセットストッカーに対応することもできる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１搬送装置
２基台
１０第１搬送ユニット
１１ボールねじ（移動手段）
１２ユニット本体（移動手段）
１３アーム
１４保持部（保持手段）
１４Ａ、１４Ｂ保持プレート
２０載置台ユニット
２１載置台本体（位置づけ手段）
２２載置レール（載置手段）
２３エアシリンダ（位置づけ手段）
３０第２搬送ユニット（搬送手段）
３１ボールねじ
３２ユニット本体
３３アーム
３４保持部
３４Ａ、３４Ｂ保持プレート
３５仮置きレール
４０制御ユニット
５０搬送装置の搬送高さ位置（カセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置）
５１基台の上面の高さ位置（加工装置で設定された被加工物の搬送位置）
１００ウエーハ（被加工物）
１０６環状フレーム
１０７ウエーハユニット（被加工物）
２００カセットストッカー
２０１本体部
２０２開口部
２１０カセット
２１１ガイドレール
２２０昇降装置
３００加工装置
３１０チャックテーブル
３１１保持面
３２０加工ユニット

Claims

被加工物を複数収容するカセットを複数個備えるカセットストッカーと加工装置との間で被加工物を搬出入する搬送装置であって、
該カセットストッカーに対して搬出入される被加工物を保持する保持手段と、
該保持手段を該カセットストッカーに接近及び離反する方向に移動可能に支持する移動手段と、
該保持手段によって該カセットストッカーに対して搬出入される被加工物を載置する載置手段と、
該載置手段を該カセットストッカーで設定された被加工物の搬送位置、及び該加工装置で設定された被加工物の搬送位置に位置づける位置づけ手段と、
該載置手段と該加工装置の間で被加工物を搬送する搬送手段と、
を備えることを特徴とする搬送装置。