JP4965406B2 - 装着装置及び装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、装着装置及び装着方法に係り、特に、半導体ウエハ等の板状部材を極薄に研削したり、極薄に研削された半導体ウエハを搬送する場合に、安定して半導体ウエハを支持することのできる支持手段を装着することができる装着装置及び装着方法に関する。

半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）を加工する装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。同文献の装置において、ウエハは、表面に保護シートが貼付された状態で裏面の研削が行われた後、搬送装置を介して次工程に搬送される。

特開２００２−３４３７５６号公報

しかしながら、近時のウエハの直径の大型化や、数十μｍ厚にまで研削する極薄化により、ウエハの搬送中、当該ウエハが曲がったり変形したりして割れ等の損傷が生じてしまう場合があり、ウエハの搬送を行えなくなるという不都合がある。ここで、保護シートの貼付によりウエハをある程度補強できるものの、前記大型化や極薄化の技術が向上する現状では、前記不都合を十分に回避することが困難となる。

ところで、本出願人は、前記不都合を回避すべく、特願２００７−２０８２６４号を提案した。この出願では、ウエハに面接触して支持する粘性を備えた接触体及びこれを支持する基台を有する支持手段を用いてウエハの搬送を行っている。具体的には、ウエハに接触体を重ねて面接触した後、それらの界面を真空引きして支持手段にウエハを支持させている。ところが、このようにウエハを支持させた場合、真空引きされる領域が吸引口周辺のみとなるため、ウエハと接触体との密着性をより高めたい、という要請がある。

［発明の目的］
本発明は、前記不都合に着目しつつ前記要請に対応して案出されたものであり、その目的は、接触体と板状部材とを密着させて良好に一体化することができる装着装置及び装着方法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、板状部材に面接触して支持する粘性を備えた接触体及びこれを支持する基台と、板状部材に対する接触体の接触面積を調整する接触面積調整手段と、板状部材と接触体との間の空間を減圧可能な圧力調整手段とを備えた支持手段の装着装置であって、
前記接触面積調整手段に接続可能な第１吸引部と、前記圧力調整手段に接続可能な第２吸引部とを有し、
前記第１吸引部は、前記接触面積調整手段を介して、前記接触体を部分的に陥没可能、且つ、当該陥没を解除して板状部材に部分的に接触した接触体を全体的に接触可能に設けられ、
前記第２吸引部は、前記圧力調整手段を介して、板状部材と接触体との間における空間の減圧を解除して前記支持手段と板状部材とを一体化可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記支持手段を保持可能に設けられた保持手段と、この保持手段を移動させる移動手段とを更に備える、という構成も好ましくは採用される。

また、本発明の搬送方法は、 板状部材に面接触して支持する粘性を備えた接触体及びこれを支持する基台と、板状部材に対する接触体の接触面積を調整する接触面積調整手段と、板状部材と接触体との間の空間を減圧可能な圧力調整手段とを備えた支持手段の装着方法であって、前記接触体を接触面積調整手段により部分的に陥没させる工程と、前記部分的に陥没された接触体を板状部材に接触させて部分的に接触させる工程と、前記板状部材と接触体との間の空間を圧力調整手段により減圧する工程と、前記接触面積調整手段によって前記部分的な接触から全体的な接触とする工程と、前記圧力調整手段による減圧を解除して前記支持手段と板状部材とを一体化する工程とを備える、という方法を採っている。

本発明によれば、第１吸引部による吸引により、接触体と板状部材とが部分的に接触したり、全体的に接触したりするようにコントロールできるので、それらの密着性をより高めることができる。しかも、第２吸引部により板状部材と接触体との間の空間を減圧するので、密着性をより一層高めることが可能となる。
また、保持手段と移動手段を設けることで、板状部材と支持手段を一体化した状態で搬送することもできる。

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、実施形態に係る装着装置の概略平面図が示され、図２には、図１の要部拡大断面図が示されている。これらの図において、装着装置１０は、図１中右側のカセットＣＡに収容された支持手段１１を同図中下側のテーブルＴ上に載置された板状部材としてのウエハＷに装着するように設けられている。装着装置１０は、前記支持手段１１を後述の基台２１側から保持可能に設けられた保持手段１２と、この保持手段１２を移動させる移動手段としてのロボット１３とを備えている。なお、テーブルＴは、前記ウエハＷを下方から吸着して支持する吸着面を備えている。

前記支持手段１１は、前記ウエハＷに面接触して支持する粘性を備えた接触面２０Ａを有する接触体２０と、この接触体２０を支持する基台２１とを含む。接触体２０は、粘着性、可撓性、耐熱性、弾性等に優れたシリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系のエラストマーを素材としたシート状をなし、前記ウエハＷと略同一の平面形状を備えたものが好ましくは採用されている。接触体２０の面内中央部には孔２０Ｂが形成されている。なお、この接触体２０は、本出願人によって出願された特願２００６−３０４３６６号に開示され、密着層として開示されたものと実質的に同一のものを利用することができる。

前記基台２１は、特に限定されるものではないが、図３に示されるように、平面視略円形をなす板状に設けられている。この基台２１は、図２に示されるように、平面部２４と、この平面部２４の外周に位置する平面視略リング状の周壁２５と、平面部２４の下面側から下向きに突出するとともに下端位置が周壁２５の下端位置と略同一平面上に位置する高さの複数の突起２６とからなる。接触体２０は、周壁２５の下端面に固定され、この状態で、前記突起２６の各下端に接触体２０が当接し、これにより、基台２１と接触体２０との間に空間Ｃ１が形成されることとなる。この空間Ｃ１は、図２に示されるように、前記平面部２４の少なくとも一箇所に形成された第１の貫通孔２８に連通しており、これら平面部２４、周壁２５、突起２６、第１の貫通孔２８により、ウエハＷに対する接触体２０Ａの接触面積を調整する接触面積調整手段が構成されている。また、前記平面部２４の面内中央位置する中央突起２６Ａは、他の突起より大きい平面形状に設けられるとともに、上下に貫通して前記孔２０Ｂに連通する第２の貫通孔２９が形成され、これら孔２０Ｂ及び第２の貫通孔２９によりウエハＷと接触体との間の空間を減圧可能な圧力調整手段が構成されている。

前記保持手段１２は、図４にも示されるように、前記ロボット１３に連結された平面視略円形をなすフレーム板３１と、このフレーム板３１の下面中心部に形成された凹部３２と、フレーム板３１下面において当該フレーム板の同心円に沿って設けられた環状の内溝３３及び環状の外溝３４とを備えている。凹部３２は、前記第２の貫通孔２９に連通可能となっている一方、内溝３３は、前記第１の貫通穴２８に連通可能となっている。フレーム板３１の上面側には、第１ないし第３のホース３７〜３９が接続されており、第１のホース３７は凹部３２に形成された第２吸引部としての貫通孔３２Ａに連通し、第２のホース３８は内溝３３に形成された第１吸引部としての貫通孔３３Ａに連通し、第３のホース３９は外溝３４に形成された貫通孔３４Ａに連通している。また、第１ないし第３のホース３７〜３９は、電磁バルブＶ１〜Ｖ３を介して減圧ポンプＰにそれぞれ接続されている。従って、第１のホース３７を介して減圧ポンプＰ、貫通孔３２Ａ、凹部３２、第２の貫通孔２９及び孔２０Ｂが連通する一方、第２のホース３８を介して減圧ポンプＰ、貫通孔３３Ａ、内溝３３、第１の貫通孔２８及び空間Ｃ１が連通する。また、第３のホース３９を介して、減圧ポンプＰ、貫通孔３４Ａ及び外溝３４が連通しており、これにより、支持手段１１を吸着保持できるようになっている。

前記ロボット１３は、多関節構造からなる公知のロボットからなり、予め設定した軌跡に沿って先端に設けられた保持手段１２を介して支持手段１１をカセットＣＡからテーブルＴ上に載置されたウエハＷ上に搬送可能に設けられている。

次に、本実施形態における支持手段１１のウエハＷへの装着方法について説明する。なお、ここでは、図２に示されるように、第１〜第３のホース３７〜３９は減圧ポンプＰに接続され、途中に設けられた電磁バルブＶ１〜Ｖ３によって減圧制御される。

先ず、ロボット１３を動作してカセットＣＡ中の支持手段１１上に保持手段１２を移動させた後、電磁バルブＶ３を動作して支持手段１１を１枚保持し（図５参照）、ロボット１３の動作によってカセットＣＡから取り出す。次いで、テーブルＴ上のウエハＷに接触体２０を当接させる前に、電磁バルブＶ２を動作して貫通孔３３Ａを介して空間Ｃ１内を減圧し、接触体２０が反転凹状に空間Ｃ１内に陥没するように変形させる。これにより、接触体２０におけるウエハＷと接触可能な接触面２０Ａの面積が凹状に陥没した領域分縮小することとなる（図６参照）。その後、図７に示されるように、ウエハＷ上面に接触面２０Ａを面接触させる。このとき、接触面２０Ａは、ウエハＷに対して部分的に接触することとなり、当該ウエハＷと接触体２０との間に空間Ｃ２が形成される。この状態で、電磁バルブＶ１が動作して、貫通孔３２Ａを介して前記空間Ｃ２内が減圧される。この状態で、電磁バルブＶ２が動作して減圧を解除すると、接触体２０がウエハＷに対して全体的に接触し密着性が高まることとなり、当該接触体２０とウエハＷとが良好に一体化する（図８参照）。そして、所定時間経過後、電磁バルブＶ１の動作によって空間Ｃ２（実際にはなくなっている）内の減圧を解除する。支持手段１１と一体化されたウエハＷは、ロボット１３によってカセットＣＡに戻されたり、次工程に搬送されたりする。搬送先では、電磁バルブＶ３が動作して支持手段１１の減圧を解除することで離脱が可能となっている。

従って、このような実施形態によれば、接触体２０を空間Ｃ１内に陥没させた後、ウエハＷと接触体２０との間の空間Ｃ２内を減圧するので、それらを全体的に接触させて密着性を高めることができ、支持手段１１とウエハＷとを良好に一体化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。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、本発明における装着対象物としては、半導体ウエハに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の被着体も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。

また、移動手段を構成するロボット１３は、駆動制御できるものであれば特に限定されることはなく、エアシリンダ等によって構成してもよい。

実施形態に係る装着装置の概略平面図。 図１の要部拡大断面図。 基台の底面図。 保持手段の底面図。 図２の要部拡大断面図。 接触体の接触面積を減少させた状態を示す図５と同様の断面図。 接触体とウエハとが部分的に接触した状態を示す図５と同様の断面図。 接触体とウエハとが全体的に接触した状態を示す図５と同様の断面図。

符号の説明

１０ 装着装置
１１ 支持手段
１２ 保持手段
１３ ロボット（移動手段）
２０ 接触体
２０Ａ 接触面
２０Ｂ 孔（圧力調整手段）
２１ 基台
２４ 平面部（接触面積調整手段）
２５ 周壁（接触面積調整手段）
２６ 突起（接触面積調整手段）
２８ 第１の貫通孔（接触面積調整手段）
２９ 第２の貫通孔（圧力調整手段）
３２Ａ 貫通孔（第２吸引部）
３３Ａ 貫通孔（第１吸引部）
Ｃ１ 空間
Ｃ２ 空間
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (3)

1. 板状部材に面接触して支持する粘性を備えた接触体及びこれを支持する基台と、板状部材に対する接触体の接触面積を調整する接触面積調整手段と、板状部材と接触体との間の空間を減圧可能な圧力調整手段とを備えた支持手段の装着装置であって、
   前記接触面積調整手段に接続可能な第１吸引部と、前記圧力調整手段に接続可能な第２吸引部とを有し、
   前記第１吸引部は、前記接触面積調整手段を介して、前記接触体を部分的に陥没可能、且つ、当該陥没を解除して板状部材に部分的に接触した接触体を全体的に接触可能に設けられ、
   前記第２吸引部は、前記圧力調整手段を介して、板状部材と接触体との間における空間の減圧を解除して前記支持手段と板状部材とを一体化可能に設けられていることを特徴とする装着装置。
2. 前記支持手段を保持可能に設けられた保持手段と、この保持手段を移動させる移動手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の装着装置。
3. 板状部材に面接触して支持する粘性を備えた接触体及びこれを支持する基台と、板状部材に対する接触体の接触面積を調整する接触面積調整手段と、板状部材と接触体との間の空間を減圧可能な圧力調整手段とを備えた支持手段の装着方法であって、
   前記接触体を接触面積調整手段により部分的に陥没させる工程と、
   前記部分的に陥没された接触体を板状部材に接触させて部分的に接触させる工程と、
   前記板状部材と接触体との間の空間を圧力調整手段により減圧する工程と、
   前記接触面積調整手段によって前記部分的な接触から全体的な接触とする工程と、
   前記圧力調整手段による減圧を解除して前記支持手段と板状部材とを一体化する工程とを備えていることを特徴とする装着方法。

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