JP5144434B2

JP5144434B2 - 支持装置

Info

Publication number: JP5144434B2
Application number: JP2008220398A
Authority: JP
Inventors: 幹中田; 淳前田; 新久保田
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-08-28
Also published as: JP2010056341A

Description

本発明は支持装置に係り、特に、外周部に閉ループ状の凸部を備えた半導体ウエハを搬送することに適した支持装置に関する。

近時の半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、各種デバイス形成後のダイシングによって電子部品として利用可能としたときの小型、軽量化を達成するために、５０μｍ前後の裏面研削が要求されるようになっている。そのため、ウエハの脆質性は益々高まることとなり、各種処理工程間の搬送時に、ウエハを損傷させることのない慎重な配慮が要求されるに至っている。
そこで、搬送時のウエハ損傷を防止するために、ウエハの外周側に、相対的に厚肉となる閉ループ状の凸部を形成し、当該凸部を利用してウエハを搬送することのできる保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２５８４５０号公報

特許文献１の保持装置は、複数の保持部材をウエハの径方向に沿って移動可能に設け、当該保持部材に形成された円周溝内にウエハの外周部を位置させて保持する構成が採用されている。
しかしながら、特許文献１の保持装置にあっては、保持部材をウエハ中心側に移動させることで保持力を得る構成となっているため、その保持力の程度に起因してウエハを割ってしまう、という不都合を招来する。
この場合、吸着パッド若しくはこれに類似した構成を採用することにより、凸部上面を吸着保持することが考えられるが、凸部の先端面幅は、非常に狭いため、十分な吸着力を付与することができず、結果としてウエハを落下させてしまう要因となる。

［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、凸部を利用して支持する構成としても、ウエハの割れや、落下を回避して当該ウエハを安定して支持することのできる支持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、平面内に凸部が設けられた板状部材の支持装置であって、
前記凸部の先端に接触する接触面を有するとともに、当該接触面のみに開口する吸引口が設けられた自粘性の接触体と、前記吸引口のみを通じて板状部材に吸引力を付与する吸引手段とを備え、
前記接触体は、当該接触体を受容可能な凹部を備えた保持体に保持され、弾性部材によって構成されるとともに、前記接触面側が前記凹部の幅よりも狭くなる形状に設けられて当該狭くなる形状部分と凹部との間に隙間を形成し、前記接触面を前記凸部に接触させて前記吸引口を通じて前記板状部材に吸引力を付与したときに、前記隙間内で圧縮変形が許容される、という構成を採っている。

また、前記接触面は、前記凸部の先端面と同一形状に設けられる、という構成を採ることが好ましい。

また、前記接触体に支持された板状部材を当該接触体から切り離す切離手段を更に含む構成を採用することができる。

本発明によれば、凸部の先端面幅が非常に狭い場合であっても、前記吸引口を通じた吸引力に加えて、接触体の粘性が働くことで十分な支持力を発揮することができる。
また、接触体が保持体の凹部に受容される構成では、接触体の接触面形状を所定形状に維持することができる。
更に、前記接触体の接触面が凸部の先端面と同一形状であれば、支持面を最大に確保することができる。
また、接触体を弾性部材で構成し、接触面側が凹部の幅よりも狭くなる形状であれば、当該接触体を凸部に接触させる際の衝撃を緩和できる他、板状部材を吸引したときに、当該接触体の圧縮変形を許容し、保持体の凹部内に板状部材の凸部を引き込むように作用して板状部材の受け渡しの補助ができる。
更に、切離手段を含む構成では、接触体が自粘性を有していても、当該接触体と板状部材との分離を確実に行うことができる。

以下、本発明の好ましい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、本発明の支持装置が搬送装置に適用された実施形態に係る概略正面図が示され、図２には、その要部概略正面図が示されている。これらの図において、搬送装置１０は、板状部材としてのウエハＷが載置される第１のテーブルＴ１と、反転テーブルＴ２との上部間を跨ぐように配置された移動手段１１と、この移動手段１１に固定された支持装置１２とを備えて構成されている。ここで、ウエハＷは、平面視略円形をなし、その回路面の反対面（図１中上面）外周側にリング状の凸部Ｗ１を有する形状に設けられ、回路面側（図１中下面側）には、保護用の接着シートＳが貼付されている。

テーブルＴ１は、直動モータ等からなる図示しない昇降手段を介して上下に移動可能に設けられ、前記支持装置１２に対して離間接近可能に設けられている。また、反転テーブルＴ２は図示しない多関節ロボット等に支持されて所定領域内で移動可能に設けられている。テーブルＴ１、反転テーブルＴ２の上面は、図示しない多数の吸着孔を備えた吸着面とされ、これにより、ウエハＷが移載された後の当該ウエハＷを固定的に支持できるようになっている。テーブルＴ１は、ウエハＷの裏面を研削する研削用テーブルとして利用できる一方、反転テーブルＴ２は、接着シートＳを剥離するための図示しない剥離手段に、接着シートＳが上側となるようにウエハＷを載置する移載用のテーブルとして利用できる。

前記移動手段１１は、テーブルＴ１、反転テーブルＴ２の上部間に延びる単軸ロボット２０により構成され、当該単軸ロボット２０のスライダ２１に支持装置１２が取り付けられている。

前記支持装置１２は、スライダ２１に固定された保持体２５と、この保持体２５に保持された接触体２６と、ウエハＷに吸引力を付与する吸引手段３０と、接触体２６を介して支持されたウエハＷを当該接触体２６から切り離す切離手段３１とを含む。

前記保持体２５は、図３に示されるように、平面視略方形の板状をなし、下面側に、接触体２６を受容する円形状の溝からなる凹部３３が設けられている。この凹部３３の底部中央には、当該凹部３３の延出方向に沿って形成された円周溝３５が形成され、この円周溝３５と保持体２５の上面との間における少なくとも１箇所に設けられた通気孔３７を介して配管３９が接続されている。

前記接触体２６は、自粘性（粘着性）を有し、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、特に感圧、感熱粘着剤等を介さなくても、その濡れ性によって被着体に粘着できるものであり、凸部Ｗ１への接触面２６Ａ（図１中下端面）は、凸部Ｗ１の先端面と略同一の形状となるようにリング状に設けられている。接触体２６は、接触面２６Ａ側に貫通する吸引口４０が、周方向に沿って所定間隔を隔てて多数形成され、これら各吸引口４０の図１中上端が円周溝３５に連通するようになっている。また、接触体２６は、接触面２６Ａとなる先端側が基端側、すなわち、凹部３３に受容された底面側に対して幅が狭くなる形状に設けられ、図２に示されるように断面視でテーパ状となっており、凹部３３との間に隙間Ｃ（図２参照）を形成する。この空間Ｃは、ウエハＷを吸引したときに、接触体２６の圧縮変形を許容し、凹部３３内にウエハＷの凸部を引き込むときの変形代として作用するようになっている。

前記吸引手段３０は、切換バルブ４１を介して配管３９に接続された減圧ポンプＰ１により構成され、また、前記切離手段３１は、切換バルブ４１を介して配管３９に接続された加圧ポンプＰ２により構成されている。

次に、前記支持装置１２を用いたウエハＷの搬送動作について、図４、５をも参照しながら説明する。

図１に示されるように、テーブルＴ１に支持されたウエハＷを反転テーブルＴ２に搬送する場合、凸部Ｗ１に相対する上部に支持装置１２が位置するように単軸ロボット２０が所定動作する。

この状態で、図４に示されるように、テーブルＴ１が図示しない昇降手段を介して上昇する。この上昇は、凸部Ｗ１の先端面が接触体２６の接触面２６Ａに接触する位置まで行われる。凸部Ｗ１と接触面２６Ａとが相互に接触すると、接触体２６自体の粘性により凸部Ｗ１が接触面２６Ａに粘着し、テーブルＴ１による吸引が解除される。このとき、接触体２６が柔軟性を有するため、当該接触体２６がウエハＷに接触することによる衝撃は緩和される。これと前後して、切換バルブ４１のポート切り換えが行われ、減圧ポンプＰ１を介して凸部Ｗ１に吸引力を付与する。このとき、図５に示されるように、接触体２６は、前述した隙間Ｃを変形代として、その幅が拡大するように変形し、接触面２６Ａの位置を凹部３３の底部側に後退変位させて凸部Ｗ１の先端部が凹部３３内に所定深さ引き込まれる。これにより、ウエハＷは、テーブルＴ１から離間されて支持されることとなる。

次いで、単軸ロボット２０が駆動して支持装置１２が反転テーブルＴ２の上部所定位置に移動する。このとき、図５に示されるように、ウエハＷは、反転テーブルＴ２に対して接触体２６の後退変位分上方で停止される。

その後、切換バルブ４１のポート切り換えが行われ、大気開放されると（不図示）、図４に示されるように、ウエハＷは、接触体２６の復元力によって徐々に反転テーブルＴ２に当接される。これにより、脆弱なウエハＷが載置による衝撃によって損傷することを防止することができる。そして、反転テーブルＴ２がウエハＷを吸引するとともに、切換バルブ４１のポート切り換えが行われ、加圧ポンプＰ２を介して圧縮空気が吸引口４０から吐出され、接触面２６Ａに粘着している凸部Ｗ１を接触面２６Ａから切り離してウエハＷを反転テーブルＴ２に受け渡す。なお、圧縮空気を吐出するときは、反転テーブルＴ２が支持装置１２から微量離間するように制御される。

従って、このような実施形態によれば、接触面２６Ａに凸部Ｗ１の先端のみを粘着させ、同時に吸引力を付与することでウエハＷを支持する構成としたから、接触面２６Ａによる粘着力と吸引手段３０による吸引力とが相互に補完し合ってウエハＷの支持力を確保することができ、ウエハＷの破損や落下を回避しつつ当該ウエハＷを搬送することができる、という効果を得る。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の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、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、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、以上に述べた実施の形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形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。

すなわち、記実施形態では、リング状の接触体２６を凹部３３内に受容した場合を図示、説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示されるように、凹部３３内において、例えば４個の接触体２６を配置してもよい。この場合、前述した円周溝３５をリング状に設けずに、接触体２６毎に吸引口４０間を結ぶ長さに設定し、そこに配管３９を接続すれば足りる。

また、前記実施形態では、ウエハＷを支持対象としたが、凸部を有するガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、その他の板状部材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。更に、凸部Ｗ１は、閉ループ状のものに限らず、断続的なものであってもよく、これに対応して接触体２６を断続的に設ければよい。

更に、支持装置１２を移動させる移動手段１１として単軸ロボット２０を用いたが、支持装置１２は、直交三軸方向に移動可能なロボットアームに支持させる構成としてもよい。この場合には、テーブルＴ１は昇降手段を設けることなく静止型とすることができる。

搬送装置に支持装置が適用された実施形態を示す概略正面図。支持装置の詳細構造を示す要部正面図。支持装置を下面側から見た概略斜視図。支持装置がウエハの凸部に接触した状態を示す要部正面図。支持装置がウエハを吸着した状態を示す要部正面図。変形例を示す図３と同様の概略斜視図。

符号の説明

１２支持装置
２５保持体
２６接触体
２６Ａ接触面
３０吸引手段
３１切離手段
３３凹部
４０吸引口
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）
Ｗ１凸部

Claims

平面内に凸部が設けられた板状部材の支持装置であって、
前記凸部の先端に接触する接触面を有するとともに、当該接触面のみに開口する吸引口が設けられた自粘性の接触体と、前記吸引口に連通する吸引手段とを備え、
前記接触体は、当該接触体を受容可能な凹部を備えた保持体に保持され、弾性部材によって構成されるとともに、前記接触面側が前記凹部の幅よりも狭くなる形状に設けられて当該狭くなる形状部分と凹部との間に隙間を形成し、前記接触面を前記凸部に接触させて前記吸引口を通じて前記板状部材に吸引力を付与したときに、前記隙間内で圧縮変形が許容されることを特徴とする支持装置。
前記接触体に支持された板状部材を当該接触体から切り離す切離手段を更に含むことを特徴とする請求項１記載の支持装置。