JP2855177B2 - ウエーハ剥がし装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ製造工
程のうち、研磨完了後のウェーハを自動的にウェーハ貼
付プレートから剥がしてキャリヤに装填するウェーハ剥
がし装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハ等の半導体ウェーハ
は、ワックス等の接着剤を用いてウェーハ貼付プレート
に貼着し、その表面を研磨加工により鏡面仕上げする。
そして研磨が完了すると、ウェーハ貼付プレートから剥
がしたウェーハは洗浄工程へ送られる。前記ウェーハ貼
付プレートからウェーハを剥がす作業は、一般的には専
用工具を用いて人手によって行われるが、損傷しやすい
ウェーハの取扱いに細心の注意を払う必要があるため、
作業性が悪い。また、ウェーハ貼付プレートからウェー
ハを自動的に剥がす装置あるいは方法としては、特開昭
６３−２４２８４２あるいは加熱して接着剤を溶かす特
開昭６４−８６４１が公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように人手によ
ってウェーハ貼付プレートからウェーハを剥がした場
合、ウェーハを真空ピンセットに吸着して引き上げてい
るが、その際鏡面を傷つけることがある。また、自動化
された剥離装置あるいは剥離方法には、洗浄用キャリヤ
にウェーハを装填する機構がないので、この作業に人手
を要するという問題点があり、剥がし作業のみを自動化
してもそのメリットが小さい。本発明者は上記従来の問
題点に着目し、ウェーハ貼付プレートからウェーハを剥
がし、洗浄用キャリヤに装填するまでの一連の作業を自
動的に行うウェーハ剥がし装置およびウェーハ剥がし方
法に関する発明を行い、さきに弊社で出願したが、前記
発明ではウェーハ剥がし装置の制御装置についてその詳
細を明らかにしていない。そこで、本発明はウェーハ剥
がし装置の制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るウェーハ剥がし装置の制御装置は、ウェ
ーハ貼付プレートをウェーハ剥がし機構に送るウェーハ
貼付プレート搬送機構と、ウェーハ貼付プレートを載置
して回転するプレート回転台と、昇降および旋回するア
ームの先端に開閉自在のハンドとを備えたウェーハ剥が
し機構と、ウェーハ搬送ベルトと、キャリヤ昇降手段と
を備えたウェーハ装填機構と、前記ウェーハ貼付プレー
ト搬送機構、ウェーハ剥がし機構、ウェーハ装填機構に
対する制御装置とからなるウェーハ剥がし装置におい
て、ウェーハ貼付プレート搬送機構の駆動、プレート回
転台の上昇、アームの昇降を規制する各リミットスイッ
チおよびこれらのリミットスイッチの作動をフィードバ
ックする回路と、ウェーハ貼付プレートに設けた基準
点、ウェーハ貼付プレート上のウェーハの位置およびウ
ェーハの有無、ハンド下降位置を検出する各センサおよ
びこれらのセンサによる検出結果をフィードバックする
回路と、前記の各入力情報に基づいて、プレート回転台
の昇降および回転、アームの昇降および旋回、ハンド開
閉シリンダの駆動を行う各モータの駆動回路に制御信号
を出力するコンピュータとによって制御装置を構成し
た。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、ウェーハ貼付プレート搬送
機構の駆動、プレート回転台の上昇、アームの昇降をそ
れぞれ規制するリミットスイッチを設けたので、前記搬
送機構によってプレート回転台上に送られるウェーハ貼
付プレートを所定の位置で停止させることができ、プレ
ート回転台、アームをそれぞれ所定の高さで停止させる
ことができる。また、ウェーハ貼付プレートに設けた基
準点、ウェーハ貼付プレート上のウェーハの位置および
ウェーハの有無、ハンド下降位置はそれぞれセンサによ
って検出することができる。そして、各リミットスイッ
チの作動信号、各センサの検出信号をコンピュータにフ
ィードバックすると、コンピュータはこれらの入力情報
に基づいて、プレート回転台の昇降および回転、アーム
の昇降および旋回、ハンド開閉シリンダの駆動を行う各
モータの駆動回路に制御信号を出力するので、ウェーハ
貼付プレート搬送機構からプレート回転台へのウェーハ
貼付プレートの移動、ウェーハ貼付プレートを載置した
プレート回転台の回転と停止、アームの昇降および旋回
とハンドの開閉操作によるウェーハの剥がしとウェーハ
装填機構へのウェーハの移動を自動的に行うことができ
る。

【０００６】

【実施例】以下に本発明に係るウェーハ剥がし装置の制
御装置の実施例について、図面を参照して説明する。図
３はウェーハ剥がし装置の斜視図である。このウェーハ
剥がし装置は、ウェーハ貼付プレート搬送機構１０、ウ
ェーハ剥がし機構２０、ウェーハ装填機構３０および図
示しない制御装置とによって構成されている。

【０００７】ウェーハ剥がし機構２０は、前記搬送機構
１０の平行な２本のウェーハ貼付プレート搬送ベルト１
１の端末に設けられ、ウェーハ貼付プレート１を載置す
るプレート回転台２１の近傍に光センサ２２と、昇降お
よび旋回することができる垂直なロボット軸２３とが配
設されている。ロボット軸２３の上端にはアーム２４が
固着され、アーム２４の先端には互いに交差する２本の
ハンド２５が軸着されている。前記ハンド２５はその先
端にそれぞれ幅広の薄い刃２６を備え、前記アーム２４
上に取着されたハンド開閉シリンダ２７の伸縮によって
ハンド２５を開閉することができるようになっている。
またウェーハ装填機構３０は、平行に設置された２本の
ウェーハ搬送ベルト３１と、この搬送ベルト３１の端末
部に設けられ、キャリヤ２を上下動する図示しない昇降
台およびキャリヤ搬送ベルトとによって構成されてい
る。

【０００８】ウェーハの研磨が完了すると、ウェーハ貼
付プレート１を上下反転し、ウェーハを上向きにした状
態でウェーハ貼付プレート搬送ベルト１１に載せ、図示
しない制御装置に設けられた入力装置を操作して、該当
するウェーハ直径と、ウェーハ貼付プレート１に貼着さ
れているウェーハ枚数とを指定する。これによりロボッ
ト軸２３が旋回し、アーム２４の中心線が対象ウェーハ
の中心と一致する位置で停止する。次に、ウェーハ剥が
し装置のスイッチを入れるとウェーハ剥がし装置が起動
するが、以下ウェーハ剥がし装置の制御装置の機能につ
いて、図１および図３を参照して説明する。 （１）ウェーハ貼付プレート１がプレート回転台２１の
真上に搬送され、ウェーハ貼付プレート１の中央部がプ
レート回転台２１の中央部にさしかかると、ウェーハ貼
付プレートリミットスイッチ４１が作動して搬送が停止
される。前記リミットスイッチ４１が作動すると、その
信号が波形整形回路４２、入出力ポート４３を介してコ
ンピュータ４４のＣＰＵ（中央処理装置）４４ａに、ウ
ェーハ貼付プレート１の停止信号として入力される。な
お、４４ｂは記憶装置、４４ｃはテンキーインタフェー
ス、４４ｄはテンキーである。 （２）ＣＰＵ４４ａは、上記停止信号を受けてモータ駆
動回路４５、トランジスタアレイ４６、プレート回転台
昇降モータ４７に信号を送り、プレート回転台２１を上
昇させてプレート回転台２１上にウェーハ貼付プレート
１を載置する。これと同時にプレート回転台上昇リミッ
トスイッチ４８が作動して、プレート回転台２１の上昇
が停止され、その信号は波形整形回路４９、入出力ポー
ト４３を介してＣＰＵ４４ａに伝えられる。 （３）ＣＰＵ４４ａはモータ駆動回路５０、トランジス
タアレイ５１を介してプレート回転台回転モータ５２に
制御信号を送り、プレート回転台２１を回転させる。ウ
ェーハ貼付プレート１の外周面に設けられた光反射体か
らなる基準点１ａの反射光を光センサ２２が受光して光
電変換し、その信号は増幅器５３、比較器５４、保持回
路５５、入出力ポート４３を介してＣＰＵ４４ａに伝え
られる。ＣＰＵ４４ａはこの信号を認知すると、入出力
ポート４３、モータ駆動回路５０、トランジスタアレイ
５１を介してプレート回転台回転モータ５２に制御信号
を出力し、プレート回転台２１の回転を停止する。 （４）次にＣＰＵ４４ａは、アーム２４を旋回させるた
め、モータ駆動回路５６、トランジスタアレイ５７を介
してロボット軸旋回用モータ５８に制御信号を送る。ア
ーム２４の旋回が終わると、アーム２４に取着された投
光器５９から投射された光のウェーハ３表面における反
射光を、アーム２４に取着された受光器６０によって光
電変換後、増幅器６１、比較器６２、保持回路６３、入
出力ポート４３を介してＣＰＵ４４ａに入力し、ウェー
ハの有無が確認される。次いでＣＰＵ４４ａは、モータ
駆動回路６４、トランジスタアレイ６５を介してロボッ
ト軸昇降用モータ６６を駆動し、ロボット軸２３が下降
する。そしてロボット軸２３の下降が進み、ハンド２５
の刃２６の先端がウェーハ貼付プレート１に接触する
と、ほぼ同時にロボット軸２３の下降が停止する。たと
えばロボット軸２３の下降停止は、ハンド２５の刃部に
取着した圧力センサ６７により圧力−電流の変換を行
い、増幅器６８、比較器６９、保持回路７０、入出力ポ
ート４３を介してＣＰＵ４４ａの割り込み端子に入力す
ることによって行われる。 （５）ＣＰＵ４４ａは圧力センサ６７からの割り込み信
号を受けると、ロボット軸２３の下降を停止する。続い
てＣＰＵ４４ａは、入出力ポート４３、モータ駆動回路
７１、トランジスタアレイ７２を介してシリンダ駆動用
モータ７３に制御信号を送る。これによりハンド開閉シ
リンダ２７が作動してハンド２５の刃の間隔が狭まり、
ウェーハ３とウェーハ貼付プレート１との間に介在する
ワックス層に刃２６が食い込むことによって、ウェーハ
３をウェーハ貼付プレート１から剥離する。ハンド２５
の動き量は、ハンド開閉シリンダ２７のストロークを調
整することによって調整することができる。 （６）ウェーハの剥離が終わると、ロボットのハンド２
５がウェーハ３を掴んだままの状態で、ＣＰＵ４４ａか
ら入出力ポート４３、モータ駆動回路６４、トランジス
タアレイ６５を介してロボット軸昇降用モータ６６に信
号が送られ、ロボット軸２３の上昇が開始される。ロボ
ット軸２３の上昇終了は、たとえば所定の位置まで上昇
したときロボット軸上昇リミットスイッチ７４が作動す
ることによる。その信号は、波形整形回路７５、入出力
ポート４３を介してＣＰＵ４４ａの割り込み端子に入力
される。ＣＰＵ４４ａは前記信号を受け、ロボットのハ
ンドがウェーハ３を掴んだままの状態でアームを旋回す
べく、入出力ポート４３、モータ駆動回路５６、トラン
ジスタアレイ５７を介してロボット軸旋回用モータ５８
に制御信号を送り、アームを旋回させる。そして、アー
ムによって搬送されたウェーハ３はウェーハ装填機構の
ウェーハ搬送ベルトの真上に位置する。 （７）続いて、入出力ポート４３、モータ駆動回路６
４、トランジスタアレイ６５を介してロボット軸昇降用
モータ６６が駆動され、ロボット軸２３が下降する。ロ
ボット軸２３が所定の位置まで下降すると、ロボット軸
下降リミットスイッチ７６が作動して停止する。その信
号は、波形整形回路７７、入出力ポート４３を介してＣ
ＰＵ４４ａの割り込み端子から入力される。 （８）ＣＰＵ４４ａは前記信号を受けると、上記（５）
で述べたように入出力ポート４３、モータ駆動回路７
１、トランジスタアレイ７２を介してシリンダ駆動用モ
ータ７３に制御信号を送ってハンドの刃間を開き、ウェ
ーハ３をウェーハ搬送ベルト３１上に放す。続いて上記
（６）と同一手順でロボット軸２３が上昇し、所定の位
置に到達すると停止する。次に上記（４）で述べたよう
に入出力ポート４３、モータ駆動回路５６、トランジス
タアレイ５７を介してロボット軸旋回用モータ５８に制
御信号を送り、アーム２４をもとの位置に戻す。更にＣ
ＰＵ４４ａの制御信号により、上記（３）と同一手順で
次のウェーハの貼着位置までプレート回転台２１を回転
させる。プレート回転台２１の回転角は、ウェーハをウ
ェーハ貼付プレート１に等間隔に貼着しておくことによ
り、一定の角度に設定することができる。たとえば、８
枚のウェーハがウェーハ貼付プレート１に貼着されてい
る場合、プレート回転台２１の回転角は３６０°／８す
なわち４５°である。また、プレート回転台２１に装着
するモータが特定のステッピングモータの場合、たとえ
ばステップ角１．８°とすると、２５ステップで４５°
回転する。そして回転後の位置を、上記（４）で述べた
ようにウェーハ鏡面からの反射光検出により確認した
上、前述の動作を繰り返して順次ウェーハをウェーハ貼
付プレートから剥がし、ウェーハ装填機構に搬送する。
８枚のウェーハの剥離と搬送とが終了すると、ＣＰＵ４
４ａはそのウェーハ貼付プレートに対する剥がし作業が
終了したと認識する。更にＣＰＵ４４ａは、ウェーハ鏡
面からの反射光がないことによって、そのウェーハ貼付
プレートに対する剥がし作業が終了したと判断する。 （９）ＣＰＵ４４ａは、上記（２）で述べたように入出
力ポート４３、モータ駆動回路４５、トランジスタアレ
イ４６を介してプレート回転台昇降モータ４７に信号を
送り、プレート回転台２１を最初の位置まで下降させ
る。そして、ウェーハを剥がされたウェーハ貼付プレー
ト１は、他の場所に搬送される。

【０００９】図２は、本実施例における制御装置の制御
を実行するフローチャートである。同図において、各ス
テップの左肩に記載した数字はステップ番号を示す。ウ
ェーハの研磨が終了すると、まずステップ１でウェーハ
貼付プレートをプレート回転台の中央に搬送し、ステッ
プ２でプレート回転台が上昇してウェーハ貼付プレート
をプレート回転台上に載置する。次にステップ３でプレ
ート回転台が回転を始め、ステップ４でウェーハ貼付プ
レート外周面に設けられた基準点を光センサが検出す
る。これにより、ステップ５でプレート回転台の回転が
停止される。

【００１０】ステップ６でロボット軸が下降し、所定の
位置に到達するとステップ７でロボット軸が停止する。
次にステップ８でハンド開閉シリンダが作動し、ハンド
の刃の間隔が狭まる。そしてステップ９でハンドの刃が
ウェーハを剥がし、ステップ１０でハンドの動きが停止
する。ステップ１１で、ハンドがウェーハを掴持したま
まロボット軸が上昇し、ステップ１２でアームの先端が
ウェーハ搬送ベルト上に位置するように、ロボット軸が
旋回する。ステップ１３でロボット軸が下降し、ステッ
プ１４でハンドが開いて掴持したウェーハをウェーハ搬
送ベルト上に放す。

【００１１】ステップ１５でロボット軸が上昇し、所定
の位置で停止した後、ステップ１６でロボット軸が旋回
し、プレート回転台上のもとの位置に戻る。ステップ１
７でプレート回転台が３６０°／ｎ（ｎはウェーハ貼着
枚数）だけ回転すると、ステップ１８でウェーハ貼付プ
レート上にウェーハがあるかどうかの判定を行い、ＮＯ
であればステップ５に戻る。また、ＹＥＳの場合はステ
ップ１９でプレート回転台が下降し、ステップ２０でプ
レート回転台は別の場所に搬送される。そして、ステッ
プ２１で１ロットの剥がし作業が終了したかどうかの判
定を行い、ＮＯであればステップ１に戻り、ＹＥＳであ
れば制御終了となる。前記ステップ２１の判定は、たと
えば１ロットを構成するウェーハ貼付プレート個数をあ
らかじめＣＰＵに入力しておき、この個数とウェーハ剥
がし作業を終了したウェーハ貼付プレート個数とを記憶
装置が記憶することによって、容易に行うことができ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
ェーハ貼付プレートから研磨完了ウェーハを剥がして洗
浄用キャリヤに装填する一連の作業を自動的に遂行する
ウェーハ剥がし装置に関して、各動作の制御を行う制御
装置を提供したので、この制御装置を利用することによ
り、前記ウェーハ剥がし装置は作業ステップごとに適切
に作動し、ウェーハ剥がし作業の完全無人化を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウェーハ剥がし装置を自動制御する制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】制御装置の制御を実行するフローチャートであ
る。

【図３】ウェーハ剥がし装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ ウェーハ貼付プレート １ａ 基準点 ３ ウェーハ １０ ウェーハ貼付プレート搬送機構 ２０ ウェーハ剥がし機構 ２１ プレート回転台 ２２ 光センサ ２３ ロボット軸 ２４ アーム ２５ ハンド ２７ ハンド開閉シリンダ ３０ ウェーハ装填機構 ３１ ウェーハ搬送ベルト ４１ ウェーハ貼付プレートリミットスイッチ ４４ コンピュータ ４４ａ ＣＰＵ（中央処理装置） ４７ プレート回転台昇降モータ ４８ プレート回転台上昇リミットスイッチ ５２ プレート回転台回転モータ ５８ ロボット軸旋回用モータ ６０ 受光器 ６６ ロボット軸昇降用モータ ６７ 圧力センサ ７３ シリンダ駆動用モータ ７４ ロボット軸上昇リミットスイッチ ７６ ロボット軸下降リミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/304 B24B 37/04 H01L 21/68

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハ貼付プレートをウェーハ剥がし
   機構に送るウェーハ貼付プレート搬送機構と、 ウェーハ貼付プレートを載置して回転するプレート回転
   台と、昇降および旋回するアームの先端に開閉自在のハ
   ンドとを備えたウェーハ剥がし機構と、 ウェーハ搬送ベルトと、キャリヤ昇降手段とを備えたウ
   ェーハ装填機構と、 前記ウェーハ貼付プレート搬送機構、ウェーハ剥がし機
   構、ウェーハ装填機構に対する制御装置とからなるウェ
   ーハ剥がし装置において、 ウェーハ貼付プレート搬送機構の駆動、プレート回転台
   の上昇、アームの昇降を規制する各リミットスイッチお
   よびこれらのリミットスイッチの作動をフィードバック
   する回路と、 ウェーハ貼付プレートに設けた基準点、ウェーハ貼付プ
   レート上のウェーハの位置およびウェーハの有無、ハン
   ド下降位置を検出する各センサおよびこれらのセンサに
   よる検出結果をフィードバックする回路と、 前記の各入力情報に基づいて、プレート回転台の昇降お
   よび回転、アームの昇降および旋回、ハンド開閉シリン
   ダの駆動を行う各モータの駆動回路に制御信号を出力す
   るコンピュータとによって構成されることを特徴とする
   ウェーハ剥がし装置の制御装置。