JP4643185B2

JP4643185B2 - 移載装置

Info

Publication number: JP4643185B2
Application number: JP2004197512A
Authority: JP
Inventors: 和紀坂本; 賢治小林
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: WO2006003820A1; CN1981370A; JP2006019600A; KR20070038467A; EP1783830A1; TW200605236A; US20080089768A1

Description

本発明は移載装置に係り、特に、極薄状態に研削された半導体ウエハ等の脆質性を備えた板状体を損傷させることなく吸着して移載することに適した移載装置に関する。

回路面が形成された半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、その回路面に保護テープを貼付した状態で、裏面側にダイボンディング用の感熱接着性の接着シートを貼付し、その後にリングフレームにマウントする等の一連の処理が行われている。このような一連の処理を行う装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。

前記特許文献１には、ウエハを各工程に移載する装置として、アーム型の移載装置が採用されている。この移載装置は、アームの先端側に吸着部を備えて構成されており、当該吸着部による吸着でウエハを支持して所定位置に移載可能となっている。

特開２００３−２５７８９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成にあっては、ウエハを移載するときにアームの先端側を移動させて吸着部をウエハに押し当てて吸着保持する構成となっているだけであり、次のような不都合を招来する。

すなわち、近時のウエハは、例えば、数十μｍオーダーの厚みに研削加工が行われているため、支持プレートの支持面とウエハの面との平行度にずれが生じた場合に、つまり、微少な傾きが生じた場合に、ウエハの面に対する支持プレートの接触時に、部分的な負荷をウエハに与えてしまうことがあり、これによるウエハの傷付きや、割れ等の損傷を惹起する、という別異の不都合を生ずることとなる。また、ウエハに対する支持プレートの平行度を高精度に保つ状態で装置を組み立てることは非常に困難であるとともに、用いる部品精度も厳格に要求され、コスト的に大きな負担を伴うことにもなる。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、装置の組み立て誤差等が避け難いことに鑑み、ウエハ等の脆質性を備えた板状体を支持プレートが支持する際に、当該板状体に対する平行度の調整を可能とし、板状体に平行に接する状態を形成して当該板状体を支持することで前記損傷を回避することのできる移載装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状体を吸着し、当該板状体に接触して支持する支持面を備えた支持プレートと、この支持プレートを保持する保持部材とを含み、前記支持プレートの支持面で前記板状体を吸着して当該板状体を所定位置に移載する装置において、
前記支持プレートは、前記板状体の支持面から空気を吸引、吐出可能に設けられているとともに、所定の平行度調整手段を介して前記板状体に対する平行度が調整可能に設けられ、
前記平行度調整手段は、前記支持プレートの支持面から前記板状体に向かって空気を吐出させることにより支持面と板状体との平行度を調整するように構成されている。

また、本発明は、板状体を吸着し、当該板状体に接触して支持する支持面を備えた支持プレートと、この支持プレートを保持する保持部材とを含み、前記支持プレートの支持面で前記板状体を吸着して当該板状体を所定位置に移載する装置において、
前記支持プレートは、前記板状体の支持面から平面内で略均等に空気を吸引、吐出可能に設けられるとともに、所定の平行度調整手段を介して前記板状体に対する平行度が調整可能に設けられ、
前記平行度調整手段は、前記支持面から空気を吐出した状態で板状体に接近したときの支持面から吐出した空気が板状体の面で反射して支持プレートを押す力の作用で、板状体の面に対する平行度が調整可能となるように前記保持部材に保持される、という構成を採っている。

本発明において、前記保持部材は、前記支持プレートと略平行に位置するアームプレートとにより構成され、前記平行度調整手段は、前記アームプレートの面に対して略直交する方向に移動可能な状態で脱落不能に支持されるとともに、一端が前記支持プレートの支持面とは反対側の面に固定された支持軸と、前記支持プレートとアームプレートとの間の支持軸回りに配置されたばね部材とにより構成されている。

また、前記支持軸は、前記アームプレートの面に対して角度変位可能な状態で当該アームプレートを貫通して延びる、という構成を採っている。

更に、前記支持プレートは、温度調整装置を介して温度調整可能に設けられる、という構成を採ることができる。

また、本発明は、前記空気の吐出圧力を次第に弱めることによって前記支持プレートが前記板状体にゆっくり当接するように設けることができる。

更に、前記板状体は、半導体ウエハが採用されている。

本発明によれば、ウエハ等の板状体に対して空気を吐出して支持プレートの平行度が調整されるため、支持プレートが保持部材に対して取付誤差を生じた状態であっても、これを補正して支持プレートと板状体との平行度が調整されることとなる。従って、板状体に支持プレートが接触するときに、部分的な負荷を板状体に与えてしまうような不都合はなく、割れ等の損傷を効果的に回避することができる。

しかも、板状体に空気が吐出されるため、板状体自体に微少な反り変形等があっても、当該反り変形を補正することも可能となり、この点からも、板状体の損傷原因を解消することが可能となる。

更に、支持プレートを保持部材に保持させるための支持軸回りにばね部材を配置した構成によれば、空気の吐出を停止した後に支持プレートを板状体側に付勢して両者の接触を実現することができる。そのため、支持プレートが板状体に接触する直前における相対接近動作をばね圧によって行うことができるようになり、シリンダ等の複雑な制御を不要にして支持プレートを板状体に接触させることが可能となる。

また、支持プレートが温度調整可能に設けられているため、板状体の温度制御が必要な場合に、移載しながらこれを行うことができるようになり、温度調整処理時間の短縮化にも寄与することができる。

更に、前記空気の吐出圧力を次第に弱めて支持プレートが板状体にゆっくり当接する構成とした場合には、支持プレートが板状体に当接する瞬間において、支持プレートに対するばね部材の付勢力が緩衝された状態で作用するようになり、この点からも、板状体の損傷を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る移載装置の概略構成が示されている。この図において、移載装置１０は、板状体としてのウエハＷの支持プレート１１と、この支持プレート１１を温度調整する温度調整装置１２と、前記支持プレート１１を保持する保持部材１３と、これら支持プレート１１及び保持部材１３との間に設けられた平行度調整手段１４と、前記支持プレート１１を図１中Ｘ、Ｚ方向に移動させる移動装置１５とを備えて構成されている。

前記支持プレート１１の下方位置には、第１ないし第３のテーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３が配置されており、これらテーブルＴ１〜Ｔ３間でウエハＷが移載装置１０によって移載されるように構成されている。これらのテーブルＴ１〜Ｔ３は、ここでは詳細構造を省略するが、ウエハＷの温度を所定温度に制御する装置と、必要に応じてテーブル位置を上下若しくは横方向に移動させる装置を備えて構成されている。

前記支持プレート１１は、図２ないし図４に示されるように、平面形状が略方形の下部プレート２０及び略円盤状の上部プレート２１とにより構成され、下部プレート２０の下面側がウエハＷの支持面２０Ａとして構成されている。下部プレート２０内には略水平方向に延びる通路２３が形成されているとともに、当該通路２３の途中には、前記支持面２０Ａに開通する多数の空気給排気孔２０Ｂが略等大等間隔で形成されている。なお、この下部プレート２０は、多孔質体で構成することでもよい。通路２３の両端は、下部プレート２０の上面側コーナー近傍の二箇所に設けられた管状の接続部２４に連通しており、この接続部２４には、真空エジェクタを使用する吸排気切替弁Ｖ（図１参照）に併設された分岐部２６から導出したホース２７の一端がそれぞれ接続されている。

前記温度調整装置１２は、前記上部プレート２１の略中央部に設けられており、公知の構造のものが採用されている。この温度調整装置１２は、支持プレート１１の加熱機能と冷却機能とを備えており、下部プレート１１に吸着されたウエハＷを必要に応じて加熱、冷却するようになっている。

前記保持部材１３は、前記支持プレート１１と略平行に位置するアームプレート３０により構成されている。このアームプレート３０は、先端側（図１中左端側）が略正方形状をなし、各コーナー近傍に挿通穴３１（図２参照）が形成されている一方、中央部には、前記温度調整装置１２の上部を受け入れる中央穴３２が、当該温度調整装置１２の外周形状よりも若干大きな内径で形成されている。

前記平行度調整手段１４は、前記アームプレート３０の面に対して略直交する方向となるように前記挿通穴３１内に遊挿された支持軸３３と、支持プレート１１とアームプレート３０との間の支持軸３３回りに配置されたばね部材としてのコイルスプリング３４とを備えて構成されている。支持軸３３は、少なくとも上端部領域の外周面に雄ねじ部３３Ａが形成されたボルト状をなし、前記挿通穴３１内に下方より挿通された状態で雄ねじ部３３Ａにナット部材３６が螺合され、これにより、支持軸３３が脱落不能な状態で、アームプレート３０の面に対して略直交する方向（図２中上下方向）に移動可能に支持されている。この際、支持軸３３は、挿通穴３１内に遊挿されているため、アームプレート３０に対して角度変位することができる。支持軸３３の下端は、下部プレート２０における支持面２０Ａとは反対側となる上部プレート２１の上端面に固定されている。この固定は、本実施形態では、支持軸３３の下端部領域に設けられた雄ねじ部３３Ｂを上部プレート２１に設けられた雌ねじ部２１Ａにねじ込むことにより行われている。

前記コイルスプリング３４は支持プレート１１とアームプレート３０との間に介装された状態で支持プレート１１を下方に付勢するように設けられている。このコイルスプリング３４は、支持プレート１１の支持面２０Ａに対して上向きの力が付与されたときに縮んで支持プレート１１がアームプレート３０に接近することを許容するようになっている。

前記移動装置１５は、図１に示されるように、略水平方向に配置された一軸ロボット４０と、この一軸ロボット４０の延出方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に設けられるとともに、上下方向に直交する方向に延びるシリンダ４１と、当該シリンダ４１を介してＺ方向に移動可能な昇降スライダ４２とにより構成され、当該昇降スライダ４２に前記アームプレートの基端側（図１中右端側）が連結されている。

次に、前記実施形態におけるウエハＷの移載方法について、図５をも参照しながら説明する。

ここでは、図１に示されるように、支持プレート１１が第２のテーブルＴ２の上方にある位置を初期位置とし、当該第２のテーブル２上に配置されたウエハＷを吸着して第１又は第３のテーブルＴ１又はＴ３にウエハを移載するものとする。

図２に示されるように、移載装置１０の支持プレート１１は、ウエハＷよりも上方に待機した位置にあり、図示しない制御装置からウエハＷの吸着指令が付与されると、シリンダ４１が作動して昇降スライダ４２が下降を開始する。この下降により、支持プレート１１の下部プレート２０における吸着面２０ＡがウエハＷに接近すると、給排気切替弁Ｖの駆動により、前記吸排気孔２０Ｂより空気が吐出される。なお、この空気吐出は、前記下降を開始した時点より行ってもよい。

ここで、アームプレート３０に対する支持プレート１１の取付誤差等により、図５（Ａ）に示されるように、前記吸着面２０ＡがウエハＷの面に対して平行な仮想線Ｌに対し、若干の傾きを生じて高低差Ｄを生じたまま支持プレート１１が下降すると仮定した場合には、その高低差Ｄによって支持面２０ＡがウエハＷの一部（図５（Ａ）中左側）に接触してしまい、負荷集中が発生することとなる。

本実施形態では、図５（Ｂ）に示されるように、支持面２０ＡがウエハＷに接近したときに、例えば、支持面２０ＡがウエハＷに約０．１ｍｍ程度にまで接近したときに、給排気孔２０Ｂから吐出される排気の反作用により、すなわち、排気がウエハＷ面で反射して支持プレート１１を押し上げる力を発生させることとなる。そして、この押し上げ力が支持プレート１１に作用すると、前記コイルスプリング３４の付勢力に抗して支持プレート１１が上昇し、この上昇に伴い、支持軸３３が挿通穴３１内で角度変位して支持面２０Ａを前記仮想線Ｌに一致させて平行度を調整することとなる。

この状態で前記空気の吐出を解除すると、支持プレート１１は、コイルスプリング３４の付勢力によって、前記平行度を保ったままウエハＷの全領域に対して同時に接触するようになる。そして、吸排気切替弁Ｖの吸排動作を切り換えて吸排気孔２０Ｂにて吸気を開始することで、ウエハＷが支持面２０Ａに吸着支持される。この吸着支持を行った状態で移動装置１５を駆動することで、隣接するテーブルＴ１又はＴ３にウエハＷを移載することが可能となる。なお、前述したように、支持プレート１１の取付誤差等が存在している場合には、移載される側のテーブル上面に対しても支持プレート１１の支持面２０Ａが前記仮想線Ｌに対して傾いた状態となるが、ウエハＷを吸着すべく支持プレート１１がウエハＷに当接する際に生ずる圧力は発生しないので、つまり、移載される側のテーブルの面に対して押圧力が加わることがない位置で吸着を解除すればよいので、ウエハＷの割れ等を考慮する必要はないものといえる。また、ウエハＷを支持するテーブル各面において、前記支持プレート１１と同様に吸排気孔を設けておき、ウエハの移載を受ける際に、支持プレート１１に吸着支持されたウエハＷに向かって空気を吐出できるようにしておくことで、前述した作用を実質的に生じさせて平行度の調整を行いながら移載を実現することもできる。

従って、このような本実施形態によれば、ウエハＷの損傷原因を排除して当該ウエハＷの移載を行うことができるとともに、移載に際して、必要に応じてウエハＷの温度調整も同時に行うことができる、という従来にない優れた効果を奏する移載装置を提供することが可能となる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、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、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、移載装置１０が移動して各テーブルＴ１〜Ｔ３間にウエハＷを移載する構成として図示、説明したが、テーブルＴ１〜Ｔ３側が移動する構成としてウエハＷを移載するようにしてもよい。

また、本発明における平行度調整手段１４は前記実施形態の構造に限らず、例えば、支持プレート１１とアームプレート３０との間に空圧シリンダなどを介装し、給排気孔２０Ｂから吐出される排気の反作用でシリンダ長さを伸縮させるようにしてもよい。要するに、本発明における平行度調整手段１４は、吐出された空気を利用して支持プレート１１の支持面２０ＡがウエハＷに対して平行に調整できるものであれば足りる。更に、支持プレート１１の平行度が調整された際に、給排気孔２０Ｂから空気の吐出を停止してコイルスプリングの付勢力で支持プレート１１がウエハＷに当接する構成としたが、空気の吐出を徐々に弱めて最終的に空気吐出を停止する制御を採用してもよく、これにより、支持プレート１１がウエハＷに当接する動作をゆっくり行わせることができる。

また、吸着される対象物としては、ウエハＷに限らず、脆質性を備えた板状体、例えば、ガラス等も対象とすることができる。

本実施形態に係るウエハの移載装置の全体構成を示す概略斜視図。図１の要部拡大断面図。前記移載装置の側面図。支持プレートがウエハを吸着支持する直前状態を示す移載装置の側面図。（Ａ）〜（Ｃ）は前記実施形態の作用説明図。

符号の説明

１０移載装置
１１支持プレート
１３保持部材
１４平行度調整手段
２０下部プレート
２０Ａ支持面
２０Ｂ給排気孔
３０アームプレート
３３支持軸
３４コイルスプリング（ばね部材）
Ｗ半導体ウエハ（板状体）
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３テーブル

Claims

板状体を吸着し、当該板状体に接触して支持する支持面を備えた支持プレートと、この支持プレートを保持する保持部材とを含み、前記支持プレートの支持面で前記板状体を吸着して当該板状体を所定位置に移載する装置において、
前記支持プレートは、前記板状体の支持面から空気を吸引、吐出可能に設けられているとともに、所定の平行度調整手段を介して前記板状体に対する平行度が調整可能に設けられ、
前記平行度調整手段は、前記支持プレートの支持面から前記板状体に向かって空気を吐出させることにより支持面と板状体との平行度を調整することを特徴とする移載装置。
板状体を吸着し、当該板状体に接触して支持する支持面を備えた支持プレートと、この支持プレートを保持する保持部材とを含み、前記支持プレートの支持面で前記板状体を吸着して当該板状体を所定位置に移載する装置において、
前記支持プレートは、前記板状体の支持面から平面内で略均等に空気を吸引、吐出可能に設けられるとともに、所定の平行度調整手段を介して前記板状体に対する平行度が調整可能に設けられ、
前記平行度調整手段は、前記支持面から空気を吐出した状態で板状体に接近したときの支持面から吐出した空気が板状体の面で反射して支持プレートを押す力の作用で、板状体の面に対する平行度が調整可能となるように前記保持部材に保持されていることを特徴とする移載装置。
前記保持部材は、前記支持プレートと略平行に位置するアームプレートとにより構成され、前記平行度調整手段は、前記アームプレートの面に対して略直交する方向に移動可能な状態で脱落不能に支持されるとともに、一端が前記支持プレートの支持面とは反対側の面に固定された支持軸と、前記支持プレートとアームプレートとの間の支持軸回りに配置されたばね部材とにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の移載装置。
前記支持軸は、前記アームプレートの面に対して角度変位可能な状態で当該アームプレートを貫通して延びることを特徴とする請求項３記載の移載装置。
前記支持プレートは、温度調整装置を介して温度調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の移載装置。
前記空気の吐出圧力を次第に弱めることによって前記支持プレートが前記板状体にゆっくり当接することを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の移載装置。