JP5596475B2

JP5596475B2 - 支持装置

Info

Publication number: JP5596475B2
Application number: JP2010204475A
Authority: JP
Inventors: 幹中田
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: JP2012056071A

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等の板状部材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、「ウエハ」と称する場合もある）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前後にまで研削が行わ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）。

特許文献１の支持装置は、ウエハの凸部先端面に接触可能な接触体を備え、この接触体は、自粘性を有する材料により形成され、また、凸部との接触面に吸引口を備えている。同装置では、吸引口を通じた吸引力に加え、接触体の接触面が凸部の先端面全面に接触し、接触体の粘性が働くことで支持力を発揮するようになっている。

特開２０１０−５６３４１号公報

しかしながら、特許文献１の支持装置にあっては、接触体が自粘性を有するため接触面と凸部先端面との接着力が強くなり過ぎ、それらを切り離すため、別の支持装置によってウエハを保持する工程が必要となり、工程数が増加するという不都合を招来する。ここで、特許文献１では、接触面と凸部先端面との切り離しを行うべく、吸引口から圧縮空気を吐出させているが、前記接着力が強くなると、接触面における吸引口近傍だけが部分的に凸部先端面から離れてしまうだけで、切り離しが不十分となる不都合が生じる。そこで、このような不都合を解消するために接触面の幅を狭くすると、凸部先端面との接着力が弱くなり、ウエハを脱落させてしまうといった不都合を生じる。

［発明の目的］
本発明は、凸部を利用して支持する構成において、板状部材を安定して支持でき、凸部と、これに接触する接触面とを簡単に切り離すことが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、
前記凸部における凸部先端面に当接可能な第１当接面を有するとともに、当該第１当接面に貫通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、前記接触体を保持する保持体とを備え、
前記接触体は、前記第１当接面に連設し当該第１当接面から離れるにしたがって幅広となるとともに、前記第１当接面を前記凸部先端面に当接させて前記吸引手段によって前記凸部先端面を吸引したときに圧縮変形することによって当該凸部先端面に当接可能な第２当接面を有し、
前記保持体は、前記接触体の全ての圧縮変形を受容するとともに、当該接触体が圧縮変形したときに前記凸部を引き込むことが可能な第１溝部が形成される、という構成を採っている。

本発明において、前記第１当接面の幅は、前記吸引口の幅と同一又は前記吸引口の幅以上であって略同一幅に設けられるとよい。

更に、前記第２当接面は、外側に膨出する湾曲形状に設けられる、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、接触体の第１当接面側が先細りとなる形状になるので、接触体と凸部先端面との接触面積を縮小でき、当該第１当接面と凸部先端面との切り離しを行い易くすることができる上、吸引手段による吸引によって第２当接面が凸部先端面に当接するので、接触体の凸部先端面との接着力が弱くなることを防止することができる。

また、第２当接面を湾曲形状に形成した場合、当該第２当接面を凸部先端面に当接させ易くなる。

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。

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。支持装置を下面側から見た概略斜視図。支持装置の動作説明図。（Ａ）及び（Ｂ）は、支持装置の動作説明図。変形例を示す要部正面図。

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。
なお、本明細書において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図１を基準として用いる。

図１、図２において、実施形態に係る搬送装置１０は、板状部材としてのウエハＷが載置される第１テーブルＴ１と、第２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（上面）の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（下面側）には、保護用の接着シートＳが貼付されている。

第１、第２テーブルＴ１、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。第１テーブルＴ１は、例えば、ウエハＷの裏面を研削する研削用テーブルが例示できる一方、第２テーブルＴ２は、例えば、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が例示できる。

前記移動手段１１は、第１、第２テーブルＴ１、Ｔ２の上部間に延びる駆動機器としての単軸ロボット２０と、当該単軸ロボット２０のスライダ２１に支持された駆動機器としての直動モータ２２により構成され、直動モータ２２の出力軸２３が支持装置１２に取り付けられている。

前記支持装置１２は、直動モータ２２の出力軸２３に支持された保持体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２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第１溝３３が設けられている。この第１溝３３の底面には、当該第１溝３３の延出方向に沿って形成された第２溝３５が形成され、この第２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ウエハＷに粘着できるものである。接触体２６は、凸部Ｗ１の凸部先端面Ｗ２に対応したリング状をなす平面形状に設けられ、凸部先端面Ｗ２に当接可能な第１当接面２６Ａを有し、当該第１当接面２６Ａ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の上端が第２溝３５に連通するようになっている。また、接触体２６は、第１当接面２６Ａに連設し当該第１当接面２６Ａから離れるにしたがって（上方に向かうにしたがって）幅広となるとともに、吸引手段３０によって凸部先端面Ｗ２を吸引したときに、凸部先端面Ｗ２に当接可能な第２当接面２６Ｂを有している（図４参照）。これにより、接触体２６の凸部先端面Ｗ２との接着力が弱くなることを防止することができる。更に、第１当接面２６Ａの幅は、吸引口４０の幅と同一又は吸引口４０の幅以上であって略同一幅に設けられ、これにより、接触体２６と凸部先端面Ｗ２との接触面積を縮小し、第１当接面２６Ａと凸部先端面Ｗ２との切り離しを行い易くなっている。なお、接触面２６Ａと第１溝３３との間には空間Ｃが形成され、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、第１溝３３内にウエハＷの凸部Ｗ１を引き込むときの変形許容領域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３、４をも参照しながら説明する。

図１に示されるように、第１テーブルＴ１に支持されたウエハＷを第２テーブルＴ２に搬送する場合、凸部Ｗ１に相対する位置に接触体２６が位置するように、単軸ロボット２０が支持装置１２を移動する。

この状態で、直動モータ２２を作動し、図３に示されるように、接触体２６の第１当接面２６Ａを凸部先端面Ｗ２に当接させる。凸部先端面Ｗ２と第１当接面２６Ａとが当接すると、第１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。そして、切換バルブ４１のポート切り換えが行われ、減圧ポンプＰ１を介して凸部先端面Ｗ２を吸引する。この吸引により、図４（Ａ）に示されるように、接触体２６は、隙間Ｃを変形許容領域とし、凸部Ｗ１の先端部が第１溝３３内に所定深さ引き込まれるとともに、第２当接面２６Ｂも凸部先端面Ｗ２に当接するように変形する。これにより、吸引開始前より接触体２６と凸部先端面Ｗ２との接触面積が拡大され、ウエハＷを確実に保持することができる。

ここで、図４（Ｂ）に示されるように、凸部先端面Ｗ２に微細な凹凸が形成されていても、第２当接面２６Ｂが次第に接触面積を拡大して凸部先端面Ｗ２の形状に合わせて変形するので、同図のような凸部先端面Ｗ２形状であっても、接触体２６自体の粘性と吸引力で確実にウエハＷを支持することが可能となる。

次いで、直動モータ２２を作動し、ウエハＷを上昇させた後、単軸ロボット２０が駆動して支持装置１２が第２テーブルＴ２の上部所定位置に移動する。このとき、図４（Ａ）に示されるように、ウエハＷは、第２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、徐々に大気開放されると、図３に示されるように、接触体２６の弾性復元力によって、第２当接面２６Ｂが徐々に凸部先端面Ｗ２から離れるように変形し、ウエハＷが第２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、第２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、第１当接面２６Ａに粘着している凸部先端面Ｗ２を当該第１当接面２６Ａから切り離し、ウエハＷを第２テーブルＴ２に受け渡す。なお、圧縮空気を吐出するときは、支持装置１２が第２テーブルＴ２から微量離間するように制御してもよい。

従って、このような実施形態によれば、第２当接面２６Ｂを第１当接面２６Ａから離れるにしたがって幅広となるように構成したので、ウエハＷの支持安定性とウエハＷからの切り離し容易性の両方を兼ね備えた支持装置及び支持方法を提供することができる。

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。

例えば、前記接触体２６における接触面２６Ａの形状は、図５に示されるように、第２当接面２６Ｂを外側に膨出する湾曲形状に設けてもよい。これによれば、吸引手段３０による接触体２６の圧縮変形によって、第２当接面２６Ｂを凸部先端面Ｗ２に当接させ易くなる。

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、シリコーン半導体ウエハや化合物半導体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。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１２支持装置
２６接触体
２６Ａ第１当接面
２６Ｂ第２当接面
３０吸引手段
３１切離手段
４０吸引口
Ｗ半導体ウエハ（板状部材）
Ｗ１凸部
Ｗ２凸部先端面

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、
前記凸部における凸部先端面に当接可能な第１当接面を有するとともに、当該第１当接面に貫通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、前記接触体を保持する保持体とを備え、
前記接触体は、前記第１当接面に連設し当該第１当接面から離れるにしたがって幅広となるとともに、前記第１当接面を前記凸部先端面に当接させて前記吸引手段によって前記凸部先端面を吸引したときに圧縮変形することによって当該凸部先端面に当接可能な第２当接面を有し、
前記保持体は、前記接触体の全ての圧縮変形を受容するとともに、当該接触体が圧縮変形したときに前記凸部を引き込むことが可能な第１溝部が形成されていることを特徴とする支持装置。
前記第１当接面の幅は、前記吸引口の幅と同一又は前記吸引口の幅以上であって略同一幅に設けられていることを特徴とする請求項１記載の支持装置。
前記第２当接面は、外側に膨出する湾曲形状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の支持装置。
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又は２又は３記載の支持装置。