JP5507089B2

JP5507089B2 - ウエハリング搬送装置

Info

Publication number: JP5507089B2
Application number: JP2009021640A
Authority: JP
Inventors: 茂樹木林; 高裕窪田
Original assignee: Canon Machinery Inc
Current assignee: Canon Machinery Inc
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-02-02
Also published as: JP2010173847A

Description

本発明は、ウエハリング搬送装置に関するものである。

通常、半導体製造工程では、ウエハをウエハリングのウエハシートと呼ばれる粘着シートに貼り付けた状態で、個々のペレット毎に切断し、その後、ウエハリングをボンディングの引き延ばし装置に供給し、この引き延ばし装置にてウエハシートを引き延ばすことになる。

このため、ウエハリングを引き延ばし装置に供給するためのウエハリング搬送装置が提案されている（特許文献１）。このウエハリング搬送装置は、ウエハリングの搬送路に一対の矯正レールを設けたものである。この場合、この矯正レールを、矯正レール間にウエハリングが搬入されるまでは開状態に保ち、搬入された後に閉状態となるように制御するものである。

すなわち、搬送アームの保持部でウエハリングを保持（クランプ保持やフック掛け保持等）して、矯正レール間にウエハリングを搬入する。そして、矯正レール間にウエハリングが搬入されれば、矯正レールにて挟持してこのウエハリングの位置決めを行う。その後、この一対の矯正レールの挟持を解除して、搬送アームの保持部でウエハリングを再度保持する。そして、この状態で搬送アームにてウエハリングを引き延ばし装置まで搬送する。

特開平５−６７６７０号公報

特許文献１に記載のものでは、回転方向のズレの修正を行った後、矯正レールの挟持を一旦解除する。このため、修正の信頼度は低下する。また、矯正レールに嵌入された状態で一旦その搬送を停止することになるので、全体としての搬送時間が長くなり、生産性の低下を招いていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、リング供給部から搬送目的位置まで停止することなく位置決めされた状態でウエハリングを搬送することができるウエハリング搬送装置を提供する。

本発明のウエハリング搬送装置は、ウエハが貼り付けられた粘着シートを保持しているウエハリングをガイドする一対のガイドレールが、リング供給部と搬送目的位置との間に配設されて、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置まで搬送するウエハリング搬送装置であって、前記ガイドレールは、ウエハリングの外径面の軸心に関して１８０°反対の位置に配設される切欠部に対してそれぞれ接触して、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置までの連続搬送を許容する切欠部案内体を有し、かつ、相対向するガイドレールの切欠部案内体が相対的に接近・離間する方向に平行移動が可能であるとともに、ウエハリングのガイドレール間への搬送前においては、ガイドレールの切欠部案内体の間隔寸法がウエハリングの切欠部間寸法よりも大きな間隔とされ、ウエハリングがガイドレール間へ搬送された際に、切欠部案内体が相互に接近してこのウエハリングを切欠部案内体にて挟持するように制御する制御手段を設け、かつ、切欠部案内体は、ウエハリングの搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数の回転ローラを備え、さらに、上下方向の往復動が可能なフック部を有する引っ掛け機構を、そのフック部が上記一対のガイドレール間のセンタである搬送路中心線上に配設させるように配置し、このフック部を下降させることによって、ウエハリングの内径部の一部にこのフック部を係止させた状態で、切欠部案内体にてウエハリングを案内させつつリング供給部から搬送目的位置までフック部を介して引っ張るものである。

本発明のウエハリング搬送装置によれば、ガイドレール間に嵌入されれば、切欠部案内体が、ウエハリングの外径面の切欠部に対して接触して、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置までの連続搬送を許容するので、ウエハリングを停止させることなく、搬送することができる。また、相対向するガイドレールの切欠部案内体が相対的に接近・離間する方向に平行移動するので、ガイドレールの切欠部案内体の相対的な接近・離間動作にて、ウエハリングを一対のガイドレール間に安定して嵌入させることができ、しかも、嵌入されたウエハリングを確実に挟持することができる。

ウエハリングのガイドレール間への搬送前においては、ガイドレールの切欠部案内体の間隔寸法がウエハリングの切欠部間寸法よりも大きな間隔とされ、ウエハリングがガイドレール間へ搬送された際に、切欠部案内体が相互に接近してウエハリングを切欠部案内体にて挟持するように制御する制御手段を設けるのが好ましい。

このような制御手段を設けることによって、ウエハリングのガイドレール間への搬送前においては、切欠部案内体の間隔寸法がウエハリングの切欠部間寸法よりも大きな間隔とされるので、ウエハリングを安定してガイドレール間に嵌入させることができる。また、嵌入後は、切欠部案内体が相互に接近してウエハリングを切欠部案内体にて挟持するので、安定した位置決めを行うことができる。

切欠部案内体を、ウエハリングの搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数の回転ローラから構成することができる。このように、回転ローラを用いることによって、ウエハリングの切欠部に対して押圧力を負荷しても、回転ローラが転動してウエハリングの搬送（走行）を案内することができる。また、ローラとして既存のベアリングで構成できる。また、切欠部案内体を、前記複数の回転ローラとこれらに掛け回されるベルト部材とから構成してもよい。

リング供給部は、例えば複数のウエハリングが収納されたリング収納用カセットである。また、搬送目的位置は、例えばボンディング装置の引き延ばし装置である。

本発明では、ウエハリングを停止させることなく、搬送することができるので、生産性（作業性）の向上を図ることができる。また、ウエハリングを一対のガイドレール間に安定して嵌入させることができ、しかも、嵌入されたウエハリングを確実に挟持することができるので、ウエハリングの位置決めを安定して正確に行うことができる。

前記制御手段を設けることによって、安定した位置決めを行うことができるので、ウエハリングに対して無用の負荷が掛からず、より滑らかな搬送が可能となる。

切欠部案内体に回転ローラを用いることによって、ウエハリングの切欠部に対して押圧力を負荷した状態でのウエハリングの搬送（走行）が可能であり、より安定してかつ正確な位置決め及び搬送を行うことができる。また、回転ローラとしては既存（市販）のベアリングを用いることができ、コスト低減を図ることができる。

引っ掛け機構にて引っ掛けることによって、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置まで搬送することができ、ガイドレールによるウエハリングの搬送案内が妨げられることがない。

フック部をウエハリングの内径面に係止することによって、ウエハリングを安定してリング供給部から搬送目的位置まで搬送することができる。

リング供給部がリング収納用カセットであり、搬送目的位置がボンディング装置であれば、リング収納用カセットからボンディング装置まで、停止することなく、連続搬送が可能となる。

本発明の実施形態を示すウエハリング搬送装置の簡略平面図である。前記ウエハリング搬送装置のガイドレールの簡略断面図である。ウエハリングを示し、（ａ）は粘着シートを保持している状態の斜視図であり、（ｂ）は粘着シートとの分離状態の斜視図であり、（ｃ）は（ａ）に示す状態の断面図である。前記ウエハリング搬送装置によるウエハリング状態を示し、（ａ）はウエハリングがガイドレール間に嵌入開始状態の簡略図であり、（ｂ）はウエハリングがガイドレールに案内されている状態の簡略図であり、（ｃ）はウエハリングがガイドレール間から排出される直前の簡略図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１と図２は本発明にかかるウエハリング搬送装置を示している。このウエハリング搬送装置は、リング供給部である例えばリング収納用カセット（複数のウエハリングが収納されているカセット）から搬送目的位置である例えばボンディング装置の引き延ばし装置まで、図３に示すようなウエハリング１を搬送するものである。

半導体製造工程では、ウエハ３をウエハリング１のウエハシートと呼ばれる粘着シート２に貼り付けた状態で、個々のペレット毎に切断し、その後、ウエハリング１をボンディング装置の引き延ばし装置に供給し、この引き延ばし装置にてウエハシート２を引き延ばすことになる。

このため、リング収納用カセットの収納された粘着シート付ウエハリング１を引き延ばし装置に搬送する必要があり、この搬送に前記したように本発明に係るウエハリング搬送装置が用いられる。

ところで、ウエハリング１は、図３に示すように、平板リング体からなり、その裏面に粘着シート２が粘着され、粘着シート２の上面にウエハ３が粘着されている。また、ウエハリング１の外径面には、周方向に沿って９０°ピッチで切欠部５、６，７，８が設けられている。すなわち、第１切欠部５と第３切欠部７とが、ウエハリング１の軸心に関して１８０°反対位置に配設され、その切欠面５ａと切欠面７ａとは直線状であって、平行に配置される。また、第２切欠部６と第４切欠部８とが、ウエハリング１の軸心に関して１８０°反対位置に配設され、その切欠面６ａと切欠面８ａとは直線状であって、平行に配置される。

ウエハリング搬送装置は、図１と図２に示すように、一対のガイドレール１１，１２を備える。各ガイドレール１１，１２は、それぞれ、平板矩形状の基板１３，１４と、各基板１３，１４に付設される切欠部案内体１５，１６とを備える。そして、基板１３，１４が相対面するように平行に配設される。

切欠部案内体１５，１６は、それぞれ、基板１３，１４の長手方向（ウエハリング１の搬送方向）に沿って所定ピッチで配設される複数（この場合、５個）の回転ローラ１７からなる。この回転ローラ１７としては、鉛直軸心廻りに回転自在な外輪を有する軸受（ベアリング）を用いることができる。この場合、第１切欠部案内体１５は、基板１３上において反第２切欠部案内体側に配置され、第２切欠部案内体１６は、基板１４上において反第１切欠部案内体側に配置される。このため、基板１３、１４には相対向する走行面（搬送面）１３ａ、１４ａが形成される。

各ガイドレール１１，１２には、ガイドレール１１，１２を相互に接近・離間させる駆動機構２１、２２が連設されている。駆動機構２１、２２には、例えば、シリンダ機構２３，２４を用いることができる。すなわち、シリンダ機構２３はシリンダ本体２３ａとピストンロッド２３ｂとを備え、ピストンロッド２３ｂが伸縮することによって、ガイドレール１１が矢印Ａ、Ｂのように、ガイドレール１２に対して接近・離間する。シリンダ機構２４はシリンダ本体２４ａとピストンロッド２４ｂとを備え、ピストンロッド２４ｂが伸縮することによって、ガイドレール１２が矢印Ｃ、Ｄのように、ガイドレール１１に対して接近・離間する。

ガイドレール１１には、矢印Ａ、Ｂに移動する際に、このガイドレール１１を平行移動させるための図示省略のガイド機構を備えている。ガイドレール１２には、矢印Ｃ、Ｄに移動する際に、このガイドレール１１を平行移動させるための図示省略のガイド機構を備えている。各ガイド機構としては、例えば、ウエハリング１の搬送方向と直交する方向に延びるレールと、このレールが嵌合する凹溝とで構成できる。すなわち、ガイドレール１１、１２の下面に下方に開口する凹溝を設け、この凹溝に嵌合するレールをガイドレール１１、１２の下方側に配置すればよい。

ガイドレール１１側には、ガイドレール１１の矢印Ａ方向の移動を規制するストッパ２５が設けられる。また、ガイドレール１２と駆動機構２２との間に弾性部材（図示省略）が介在される。すなわち、駆動機構２２を構成するシリンダ機構２４のピストンロッド２４ｂと、基板１４との間に前記図示省略の弾性部材が介在されている。

また、ウエハリング１は、搬送手段３１の引っ掛け機構３０（図３（ｃ）及び図４参照）が引っ掛けられてリング供給部から搬送目的位置までの搬送路（搬送ライン）２６を走行する。搬送手段３１は、フック部３２を有する前記引っ掛け機構３０と、この引っ掛け機構３０を搬送路２６に沿って矢印Ｅ、Ｆ方向に往復動させる駆動機構（図示省略）とを備える。

フック部３２が図３（ｃ）に示すように、ウエハリング１の内径面１ａの一部に係止する。この場合、フック部３２は矢印Ｇ、Ｈで示すように、上下動が可能とされ、ウエハリング１の内径面１ａに係脱自在に係止する。また、駆動機構としては、シリンダ機構、ボールねじ機構、リニアモータ、リニアアクチュエータ等の往復動機構にて構成することができる。なお、フック部３２がウエハリング１の内径面１ａに係止した状態では、このフック部３２が粘着シート２に接触しないようにする。

このため、引っ掛け機構３０のフック部３２を図４に示すように、搬送路２６の中心線Ｌ上に配置して、このフック部３２にてウエハリング１の内径面１ａに一部係止して、上流側から下流側へこのフック部３２を引っ張ることによって、ウエハリング１をリング供給部から搬送目的位置まで搬送することができる。この場合、ウエハリング１は、ガイドレール１１、１２の基板１３，１４の走行面１３ａ、１４ａ上をスライドすることになる。

また、搬送路２６には、図１に示すように、フック部３２の位置を検出する光センサ等のセンサ３５が設けられる。すなわち、このセンサ３５の位置を検出することによって、ウエハリング１がこの搬送路２６に侵入（嵌入）したことを検出することができる。

そして、ウエハリング１がこの搬送路２６に侵入（嵌入）したことをセンサ３５にて検出した際には、その検出信号が制御手段３６に入力され、これに基づいて前記駆動機構２１，２２が制御される。なお、制御手段３６はマイクロコンピュータ等にて構成できる。

次に前記図１に示したウエハリング搬送装置を用いたウエハリング１の搬送方法を説明する。まず、リング収納用カセットに収納されたウエハリング１が押出装置（プッシャ）にて搬送路２６側へ押し出される。この際、引っ掛け機構３０のフック部３２がウエハリング１の内径面１ａの一部に係止して、上流側（リング収納用カセット側）から下流側（引き延ばし装置側）、つまり矢印Ｅ方向に引っ張られる。これによって、図４（ａ）に示すように、ガイドレール１１，１２間に進入（嵌入）することになる。なお、ウエハリング１の第１切欠部５がガイドレール１１の切欠部案内体１５に対応し、ウエハリング１の第３切欠部７がガイドレール１２の切欠部案内体１６に対応している。

このようにウエハリング１がガイドレール１１，１２間に進入（嵌入）する状態では、ガイドレール１１，１２間、つまり切欠部案内体１５，１６間の寸法Ｗが、ウエハリング１の切欠部５，７間の寸法Ｈよりも大きく設定されている。このため、ウエハリング１はガイドレール１１，１２間に安定して進入することができる。

図４（ａ）に示すように、ウエハリング１がガイドレール１１，１２間に進入（嵌入）した場合、センサ３５にてフック部３２の位置が検出され、これによって、駆動機構２１，２２が制御されて、シリンダ機構２３，２４の各ピストンロッド２３ｂ、２４ｂが延びる。この際、ガイドレール１１の基板１３がストッパ２５に当接するまで、シリンダ機構２３のピストンロッド２３ｂは延びる。また、シリンダ機構２４のピストンロッド２４ｂは切欠部案内体１５，１６がそれぞれ切欠部５、７の切欠面５ａ，７ａに接触（圧接）して、この切欠部案内体１５，１６にてウエハリング１を挟持するまで延びる。

これによって、ウエハリング１の位置決め（搬送路２６の中心線Ｌに直交する方向の位置決め、及び、搬送路２６の中心線Ｌに対する傾斜方向の位置決め）がなされる。また、切欠部案内体１５，１６にてウエハリング１を挟持した状態では、駆動機構２２側に設けられた弾性部材によって、切欠部案内体１６の各回転ローラ１７が弾性的にウエハリング１の切欠部７の切欠面７ａに圧接する。

この状態でも、搬送機構によって連続的に、ウエハリング１がこの搬送路２６において引っ張られ、切欠部案内体１５，１６の各回転ローラ１７がウエハリング１の各切欠部５、７の切欠面５ａ，７ａに対して転動して、このウエハリング１の矢印Ｅ方向の走行を許容する。このため、ウエハリング１は図４（ｂ）に示すように、下流側（引き延ばし装置側）まで連続的に搬送される。この際、ウエハリング１の下面がガイドレール１１、１２の基板１３，１４の走行面１３ａ、１４ａ上をスライドする。そして、図４（ｃ）に示したように、ウエハリング１がこのガイドレール１１、１２間から搬出されて、引き延ばし装置まで搬送される。

なお、ウエハリング１がこのガイドレール１１、１２間から搬出されれば、ガイドレール１１，１２間の間隔寸法が大とされるとともに、フック部３２が矢印Ｆに示すように搬送路２６の上流側に戻って、図１に示す初期状態に戻る。これによって、次のウエハリング１の搬送が可能となる。

本発明のウエハリング搬送装置では、ガイドレール１１、１２間に嵌入されれば、切欠部案内体１５、１６が、ウエハリング１の外径面の切欠部５，７に対して転動して、ウエハリング１のリング供給部から搬送目的位置までの連続搬送を許容するので、ウエハリング１を停止させることなく、搬送することができる。このため、生産性（作業性）の向上を図ることができる。

また、ウエハリング１のガイドレール１１、１２間への搬送前においては、切欠部案内体１５、１６の間隔寸法Ｗがウエハリングの切欠部間寸法Ｈよりも大きな間隔とされるので、ウエハリング１を安定してガイドレール１１、１２間に嵌入させることができる。また、嵌入後は、切欠部案内体１５、１６が相互に接近してウエハリング１を切欠部案内体１５、１６にて挟持するので、安定した位置決めを行うことができる。このため、ウエハリング１に対して無用の負荷が掛からず、より滑らかな搬送が可能となる。

切欠部案内体１５、１６を、ウエハリング１の搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数の回転ローラ１７から構成することができる。このように、回転ローラ１７を用いることによって、ウエハリング１の切欠部５，７に対して押圧力を負荷しても、回転ローラ１７が転動してウエハリング１の搬送（走行）を案内することができ、より安定してかつ正確な位置決め及び搬送を行うことができる。また、回転ローラ１７としては既存（市販）のベアリングを用いることができ、コスト低減を図ることができる。

ウエハリング１を引っ掛け機構３０にて引っ掛けることによって、ウエハリング１をリング供給部から搬送目的位置まで搬送することができ、ガイドレール１１、１２によるウエハリングの搬送案内が妨げられることがない。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、切欠部案内体１５、１６を構成する回転ローラ１７の配設ピッチ、大きさ、数等は、搬送されるウエハリング１の大きさ、搬送路２６の長さ等に応じて種々変更することができる。また、第１切欠部案内体１５側と第２切欠部案内体１６側とで回転ローラ１７の数が相違するものであってもよい。すなわち、搬送中に、挟持される一対の切欠部５，７のうち、少なくも、一方が２個の回転ローラ１７が転動して、他方が１個の回転ローラ１７が転動するようにできればよい。

切欠部案内体１５、１６としては前記実施形態では、直線上に配設される複数の回転ローラ１７にて構成して、各回転ローラ１７が直接的に前記ウエハリング１の切欠部５、７の切欠面５ａ、７ａに接触しているが、各切欠部案内体１５、１６の複数の回転ローラ１７にベルト部材を掛け回したものであってもよい。このような場合、ベルト部材がウエハリング１の切欠部５、７の切欠面５ａ、７ａに接触して、ベルトがエンドレス状に走行して、ウエハリング１がこのガイドレール１１、１２間を走行することになる。しかも、ベルト部材の内側の回転ローラ１７によって、ウエハリング１の切欠部の切欠面を押圧することができ、ウエハリング１が位置決めされた状態で安定して搬送することができる。

また、回転ローラ１７ではなく、切欠部５、７の切欠面５ａ、７ａに面状に接触することなく点乃至直線状に接する接触体を直線上に配設することによって、切欠部案内体１５、１６を構成してもよい。この場合、接触体としては摺動性に優れた材質にて構成するのが好ましい。

駆動機構２１、２２は前記実施形態ではシリンダ機構を用いたが、ボールねじ機構、リニアモータ、リニアアクチュエータ等の他の往復動機構を用いてもよい。また、ガイドレール１１、１２を、相互に接近・離間させる場合、両ガイドレール１１、１２を同時に移動させていたが、いずれか一方のみを移動させるようにしてもよい。この場合、第１ガイドレール１１側を移動させて第２ガイドレール１２側を固定するようにしても、第２ガイドレール１２側を移動させて第１ガイドレール１１側を固定するようにしてもよい。さらに、ガイドレール１１、１２全体が移動するのではなく、切欠部案内体１５、１６を相互に接近・離間させるようにしてもよい。

ウエハリング１がガイドレール１１、１２間に侵入したか否かは、センサ３５にてフック部３２の位置を検出するものであったが、このようなセンサ３５を用いることなく、フック部３２の移動量に基づいて判断するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、粘着シート２側が下方となる状態で搬送されていたが、逆に、粘着シート２側が上方となる状態で搬送するようにしてもよい。この場合、引っ掛け機構３０のフック部３２を下方からウエハリング１の内径面１ａに係止させることになる。さらに、前記実施形態では、切欠部５、７を切欠部案内体１５，１６に対応させていたが、切欠部６，８を切欠部案内体１５，１６に対応させるようにしてもよい。

さらに、ガイドレール１１、１２の上流端に、上流側から下流側に向かって幅寸法が狭くなる導入路（導入口）を設けるようにしてもよい。

１ウエハリング
１ａ内径面
２粘着シート
３ウエハ
５、６、７、８切欠部
１１，１２ガイドレール
１５，１６切欠部案内体
１７回転ローラ
２４ｂピストンロッド
３０引っ掛け機構
３１搬送手段
３２フック部
３６制御手段

Claims

ウエハが貼り付けられた粘着シートを保持しているウエハリングをガイドする一対のガイドレールが、リング供給部と搬送目的位置との間に配設されて、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置まで搬送するウエハリング搬送装置であって、
前記ガイドレールは、ウエハリングの外径面の軸心に関して１８０°反対の位置に配設される切欠部に対してそれぞれ接触して、ウエハリングをリング供給部から搬送目的位置までの連続搬送を許容する切欠部案内体を有し、かつ、相対向するガイドレールの切欠部案内体が相対的に接近・離間する方向に平行移動が可能であるとともに、ウエハリングのガイドレール間への搬送前においては、ガイドレールの切欠部案内体の間隔寸法がウエハリングの切欠部間寸法よりも大きな間隔とされ、ウエハリングがガイドレール間へ搬送された際に、切欠部案内体が相互に接近してこのウエハリングを切欠部案内体にて挟持するように制御する制御手段を設け、かつ、切欠部案内体は、ウエハリングの搬送方向に沿って所定ピッチで配設される複数の回転ローラを備え、さらに、上下方向の往復動が可能なフック部を有する引っ掛け機構を、そのフック部が上記一対のガイドレール間のセンタである搬送路中心線上に配設させるように配置し、このフック部を下降させることによって、ウエハリングの内径部の一部にこのフック部を係止させた状態で、切欠部案内体にてウエハリングを案内させつつリング供給部から搬送目的位置までフック部を介して引っ張ることを特徴とするウエハリング搬送装置。
前記回転ローラが前記ウエハリングの切欠部の切欠面に接触することを特徴とする請求項１に記載のウエハリング搬送装置。
前記回転ローラにベルト部材が掛け回され、このベルト部材が前記ウエハリングの切欠部の切欠面に接触することを特徴とする請求項１に記載のウエハリング搬送装置。
前記回転ローラがベアリングであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウエハリング搬送装置。
前記リング供給部は、複数のウエハリングが収納されたリング収納用カセットであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のウエハリング搬送装置。
前記搬送目的位置は、ボンディング装置の引き延ばし装置であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のウエハリング搬送装置。