JP5943581B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、円板状板状物と、円板状板状物に貼着された粘着テープと、粘着テープの外周が貼着された環状フレームとからなる円板状板状物を、加工を施すために保持するチャックテーブルへと搬送する搬送装置に関する。

半導体ウエーハ等のウエーハを切削装置で切削して個々のデバイスチップに分割する際には、ウエーハを完全切断するためとハンドリングを容易にする等のために、ウエーハを粘着テープに貼着し、粘着テープの外周部を環状フレームに貼着してウエーハユニットを形成し、ウエーハユニットの形態で切削装置に投入される。

レーザ加工装置においては、ウエーハは一般的に完全切断されずに表面にレーザ加工溝又はウエーハ内部に周囲より強度の劣る改質層を形成し、ウエーハに外力を付与して個々のデバイスチップに分割している。

ウエーハに外力を付与するのを容易にするために、レーザ加工装置においてもウエーハは粘着テープに貼着され、粘着テープの外周部が環状フレームに貼着されてウエーハユニットの形態でレーザ加工装置に投入される。

レーザ加工溝又は改質層形成後、ウエーハユニットをエキスパンド装置にセットし、粘着テープを半径方向にエキスパンドしてウエーハに外力を付与し、ウエーハを個々のデバイスチップに分割している。

ウエーハユニット等の円板状板状物ユニットを搬送する搬送装置として、特開２００３−２４３４８３号公報に開示されるような搬送装置が広く使用されている。この搬送装置は、環状フレームの上面を吸引保持した状態で円板状板状物ユニットを搬送する。従って、搬送された板状物ユニットは環状フレームの中心と搬送先のチャックテーブルの中心とが位置合わせされた状態でチャックテーブル上に載置される。

特開２００３−２４３４８３号公報

しかし、円板状板状物を粘着テープに貼着し環状フレームに装着する際、円板状板状物の中心と環状フレームの中心とを完全に一致させることは非常に難しい。円板状板状物の中心と環状フレームの中心とがずれた状態の円板状板状物ユニットでは、搬送後に円板状板状物の中心と搬送先のチャックテーブルの中心とがずれてしまうという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、円板状板状物の中心と環状フレームの中心とがずれた状態の円板状板状物ユニットでも、搬送先のチャックテーブルの中心と円板状板状物の中心とを位置合わせした状態に搬送可能な搬送装置を提供することである。

本発明によると、円板状板状物と、該円板状板状物に貼着された粘着テープと、該粘着テープの外周が貼着された環状フレームとからなる円板状板状物ユニットに加工を施す際に該円板状板状物ユニットを保持するチャックテーブルへと該円板状板状物ユニットを搬送する搬送装置であって、該円板状板状物ユニットを吸引保持するとともに該円板状板状物ユニットの円板状板状物の中心を該チャックテーブルの中心に位置合わせする吸引保持位置合わせ機構と、該吸引保持位置合わせ機構を水平方向及び鉛直方向に移動する移動機構とを具備し、該吸引保持位置合わせ機構は、該円板状板状物ユニットの該環状フレームの上面を吸引保持する吸引保持部と、該円板状板状物ユニットの円板状板状物の中心を該チャックテーブルの中心に位置付けする中心位置付け手段と、該吸引保持部を該環状フレームの上面を吸引保持する吸引保持位置と該吸引保持位置より上方の退避位置とに位置付ける吸引保持部位置付け手段とを含み、該中心位置付け手段は、該円板状板状物ユニットの円板状板状物の外周側面に作用する複数の爪と、該複数の爪を待機位置と互いに半径方向に接近した作用位置との間で同時に移動させる爪移動手段とを含み、該円板状板状物ユニットを該チャックテーブル上に載置する際に、該円板状板状物ユニットの中心を該チャックテーブルの中心に合わせるように設計されていることを特徴とする搬送装置が提供される。

本発明によると、環状フレームの上面を吸引保持した状態で円板状板状物ユニットを搬送先のチャックテーブルに搬送した後、複数の爪を円板状板状物の外周側面高さに位置付けてから半径方向外側の待機位置から半径方向内側の作用位置に同時に移動させることで、円板状板状物の中心とチャックテーブルの中心とを位置合わせすることができる。

本発明実施形態に係る搬送装置の全体構成を示す斜視図である。 ウエーハユニットの形成を説明する分解斜視図である。 ウエーハユニットの斜視図である。 ウエーハユニットを吸引保持した状態の搬送装置の要部側面図である。 図４に示した搬送装置の平面図である。 図６（Ａ）は第１実施形態のウエーハユニットをチャックテーブル上に載置し、バキュームパッドを退避位置に位置付けた状態の側面図、図６（Ｂ）は複数の爪をウエーハの外周側面の高さに位置付けた状態の側面図である。 複数の爪を半径方向内側に同時に移動してウエーハの中心をチャックテーブルの中心に位置合わせした状態の側面図である。 図８（Ａ）は第２実施形態のウエーハユニットを吸引保持し、突出保持部を有するチャックテーブルに近づけた状態の側面図、図８（Ｂ）はバキュームパッドが退避位置に上昇した状態の側面図である。 複数の爪を半径方向内側に同時に移動してウエーハの中心をチャックテーブルの中心に位置合わせし、ウエーハの裏面に形成された円形凹部をチャックテーブルの突出保持部に嵌合した状態の側面図である。

以下、本発明実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の実施形態に係る搬送装置２の全体構成を示す斜視図が示されている。搬送装置２は、ボールねじ６とパルスモータ８とを含む水平方向移動ユニット４を備えている。

水平方向移動ユニット４のボールねじ６は水平方向移動部材１０に装着した図示しないナットが螺合している。パルスモータ８を駆動すると、ボールねじ６が回転し水平方向移動部材１０が水平方向に移動される。

水平方向移動部材１０には鉛直方向に伸びる一対のガイドレール１２が固定されている。ボールねじ１４とボールねじ１４を回転するパルスモータ１６とで鉛直方向移動機構１８を構成し、ボールねじ１４にＬ形状の鉛直方向移動部材２０に内蔵した図示しないナットが螺合している。

パルスモータ１６を駆動すると、ボールねじ１４が回転して鉛直方向移動部材２０が鉛直方向に移動される。本実施形態では、水平方向移動ユニット４と鉛直方向移動機構１８とで移動機構を構成する。

鉛直方向移動部材２０の下端には円筒部材２４が固定されている。円筒部材２４には、互いに１２０度離間した３本の爪支持部材２６が半径方向に移動可能に取り付けられている。

各爪支持部材２６の先端にはパルスモータ３４を介して爪３０が取り付けられている。パルスモータ３４はボールねじ３２に連結されており、ボールねじ３２は円筒部材２４中に固定された図示しないナットに螺合している。

よって、パルスモータ３４を駆動すると、ボールねじ３２が回転して爪支持部材２６が半径方向に移動される。本実施形態では、ボールねじ３２とパルスモータ３４とから構成される３個の爪移動機構３６は同時に駆動される。

即ち、爪移動機構３６により複数の爪３０は互いに半径方向外側に離間した待機位置と、互いに半径方向に接近した作用位置との間で同時に移動される。爪３０と、爪移動機構３６とで中心位置付け手段３５を構成する。

円筒部材２４には更に、３本の爪支持部材２６に干渉しない位置で、互いに１８０度離間した２本のバキュームパッド支持部材２８が装着されている。バキュームパッド支持部材２８の先端にはブロック３８が固定されており、このブロック３８には図４に最も良く示されるように、エアシリンダ４０のピストンロッド４２が固定されている。

エアシリンダ４０の両側には、バキュームパッド支持部材２８に直交するように一対のバキュームパッド支持プレート４４が取り付けられている。各バキュームパッド支持プレート４４の先端部にはバキュームパッド４６が装着されている。

次に、本実施形態の搬送装置２による搬送対象となるウエーハユニット１５について図２及び図３を参照して説明する。ウエーハユニット１５を形成するには、ウエーハ１１の裏面を粘着テープＴに貼着し、粘着テープＴの外周部を環状フレームＦの開口１３を塞ぐように環状フレームＦに貼着し、図３に示すようなウエーハユニット１５を形成する。

このようなウエーハユニット１５では、環状フレームＦの中心とウエーハ１１の中心とを一致させてウエーハ１１を粘着テープＴに貼着するのが困難であるため、両者の中心がある程度ずれている場合がある。ウエーハ１１の表面側には互いに直交するように形成された分割予定ライン１７により区画された各領域にデバイス１９が形成されている。

以下、本実施形態の搬送装置２の作用について図４乃至図７を参照して説明する。図４を参照すると、バキュームパッド４６でウエーハユニット１５の環状フレームＦを吸引保持している状態の搬送装置２の要部側面図が示されている。図５は図４に示した状態の平面図である。

図４では、説明の便宜上２本の爪保持部材２６が中央に配置された円筒部材２４から反対方向に伸長するように描かれているが、実際にはこれら２本の爪保持部材２６は、図５を参照すると明らかなように、円筒部材２４に対して斜めに取り付けられている。また、ウエーハユニット１５は説明の便宜上断面で示されている。

バキュームパッド４６でウエーハユニット１５の環状フレームＦを吸引保持した状態で水平方向移動ユニット４及び鉛直方向移動機構１８を駆動して、図６（Ａ）に示すように、ウエーハユニット１５を切削装置のチャックテーブル５０上に位置付けて、バキュームパッド４６のバキュームを解除することにより、ウエーハユニット１５をチャックテーブル５０上に載置する。

このとき、搬送装置２はウエーハユニット１５の中心をチャックテーブル５０の中心５０ａに合わせるように設計されている。よって、ウエーハ１１の中心１１ａが環状フレームＦの中心からずれた状態でウエーハ１１が粘着テープＴに貼着されている場合には、図６（Ａ）に示すように、ウエーハ１１の中心１１ａがチャックテーブル５０の中心５０ａから偏心した状態でウエーハユニット１５がチャックテーブル５０上に載置されることになる。

図６（Ａ）に示す状態から、鉛直方向移動機構１８のパルスモータ１６を駆動して、図６（Ｂ）に示すように、爪３０がウエーハユニット１５のウエーハ１１の外周側面に対向する位置まで爪３０を下降させる。このときエアシリンダ４０も同時に下降するが、バキュームパッド４６が環状フレームＦの上面に接触しないように設定されている。

この状態から複数（本実施形態では３個）の爪移動機構３６のパルスモータ３４を同時に駆動して、複数（本実施形態では３個）の爪３０を互いに半径方向に接近する作用位置に移動する。

図７に示すように、各爪３０がウエーハ１１の外周に当接する位置まで移動すると、爪３０に押されてウエーハユニット１５がチャックテーブル５０に対して移動して、ウエーハ１１の中心１１ａがチャックテーブル５０の中心５０ａに一致するようになる。

この状態でチャックテーブル５０を負圧吸引源に接続してウエーハユニット１５のウエーハ１１を粘着テープＴを介して吸引保持し、切削ブレードによるウエーハ１１の切削を実施する。

ウエーハ１１の中心がチャックテーブル５０の中心に一致してウエーハ１１がチャックテーブル５０に吸引保持されているため、切削ブレードによるウエーハ１１の切削時に切り残し等が発生することなく、ウエーハ１１を確実に効率良く切削することができる。

次に、図８及び図９を参照して、本発明第２実施形態のウエーハユニット１５Ａを突出保持部５２を有するチャックテーブル５０Ａまで搬送する実施形態について説明する。本実施形態のウエーハユニット１５Ａでは、ウエーハ２１の裏面に円形凹部２３が形成されており、円形凹部２３を囲繞する環状凸部２５が外周部分に形成されている。

搬送装置２の水平方向移動ユニット４及び鉛直方向移動機構１８を駆動して、バキュームパッド４６で吸引保持したウエーハユニット１５Ａを、図８（Ａ）に示すように、切削装置のチャックテーブル５０Ａまで搬送し、バキュームパッド４６のバキュームを解除し、更にエアシリンダ４０のピストンロッド４２を縮めて、図８（Ｂ）に示すようにウエーハユニット１５Ａをチャックテーブル５０Ａ上に載置する。

搬送装置２の鉛直方向移動機構１８のパルスモータ１６を駆動して、爪３０をウエーハ２１の外周側面に対向する高さに位置付けた後、複数の爪移動機構３６のパルスモータ３４を同時に駆動して、爪３０を互いに半径方向に接近した作用位置に移動し、各爪３０をウエーハ２１の外周に接触させてウエーハユニット１５Ａをチャックテーブル５０Ａに対して移動し、ウエーハ２１の中心をチャックテーブル５０Ａの中心に一致させる。

この状態では、ウエーハ２１の裏面に形成された円形凹部２３の中心がチャックテーブル５０Ａの突出保持部５２の中心に一致するため、図９に示すように、ウエーハ２１の円形凹部２３がチャックテーブル５０Ａの突出凹部５２に嵌合する。

この状態でチャックテーブル５０Ａの突出保持部５２を負圧吸引源に接続し、チャックテーブル５０Ａでウエーハユニット１５Ａを吸引保持し、切削ブレードでウエーハ２１の切削加工を実施する。この切削加工は、例えばウエーハ２１の円形凹部２３と環状凸部２５との境界部分を円形に切削する円形切削加工を含む。

本実施形態によれば、円形凹部２３の中心がチャックテーブル５０Ａの突出保持部５２の中心に一致するように位置補正されたことにより、ウエーハ２１の円形凹部２３がチャックテーブル５０Ａの突出保持部５２に嵌合しているため、吸引保持時に円形凹部２３と環状凸部２５との境界部分からウエーハ２１が破損することを防止できる上、例えば円形凹部２３と環状凸部２５の境界部分を円形に切削する切削加工を正確に実施することが出来る。

上述した実施形態では、本発明の搬送装置２を切削装置に適用した例について説明したが、本発明の搬送装置２はこれに限定されるものではなく、例えばレーザ加工装置、特開２０１１−６１１３７号公報に開示された環状凸部除去装置が切削装置と一体化された装置等に使用することができる。

また、上述した実施形態では爪４６は互いに１２０度離間して３個設けられているが、爪の数はこれに限定されるものではなく、互いに等間隔離間して４個以上も受けるようにしてもよい。

２ 搬送装置
４ 水平方向移動ユニット
１１ ウエーハ
１５ ウエーハユニット
１８ 鉛直方向移動機構
３０ 爪
３５ 中心位置付け手段
３６ 爪移動機構
４０ エアシリンダ
４６ バキュームパッド
２１ ウエーハ
２３ 円形凹部
２５ 環状凸部
５２ 突出保持部
Ｔ 粘着テープ
Ｆ 環状フレーム

Claims (1)

1. 円板状板状物と、該円板状板状物に貼着された粘着テープと、該粘着テープの外周が貼着された環状フレームとからなる円板状板状物ユニットに加工を施す際に該円板状板状物ユニットを保持するチャックテーブルへと該円板状板状物ユニットを搬送する搬送装置であって、
   該円板状板状物ユニットを吸引保持するとともに該円板状板状物ユニットの円板状板状物の中心を該チャックテーブルの中心に位置合わせする吸引保持位置合わせ機構と、
   該吸引保持位置合わせ機構を水平方向及び鉛直方向に移動する移動機構とを具備し、
   該吸引保持位置合わせ機構は、該円板状板状物ユニットの該環状フレームの上面を吸引保持する吸引保持部と、
   該円板状板状物ユニットの円板状板状物の中心を該チャックテーブルの中心に位置付けする中心位置付け手段と、
   該吸引保持部を該環状フレームの上面を吸引保持する吸引保持位置と該吸引保持位置より上方の退避位置とに位置付ける吸引保持部位置付け手段とを含み、
   該中心位置付け手段は、該円板状板状物ユニットの円板状板状物の外周側面に作用する複数の爪と、該複数の爪を待機位置と互いに半径方向に接近した作用位置との間で同時に移動させる爪移動手段とを含み、
   該円板状板状物ユニットを該チャックテーブル上に載置する際に、該円板状板状物ユニットの中心を該チャックテーブルの中心に合わせるように設計されていることを特徴とする搬送装置。

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