JP7344681B2 - ウエーハユニットの飛び出し防止治具 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエーハユニットの飛び出し防止治具に関する。
半導体ウエーハをチップ化するために、ダイシングソーと呼ばれる切削装置が用いられる。この種の切削装置でウエーハを加工する準備として、ウエーハは粘着テープを介して環状のフレームに固定され、カセットに収容される。ウエーハを収容したカセットは、オペレータによって切削装置まで搬送され、切削装置に設けられたカセット載置台に載置される。カセットから搬出され加工処理を終え、再びカセットに搬入された加工済みのウエーハは、再びオペレータによって次の工程を実施する装置へと搬送される。このようなカセットにおいて、カセットを搬送する際に、ウエーハがカセットから飛び出すのを防止するため、ロック機構を備えたものが種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２０１３－１５７３８１号公報 特開２０１６－１１９３５４号公報
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の方法では、カセット本体やカセットを載置する装置等に変更を加えなければならず、費用が高くなってしまうという課題があった。
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、カセット及びカセットが設置される加工装置の改造や変更を抑制できて、カセットからのウエーハの飛び出しを防止することが可能なウエーハユニットの飛び出し防止治具を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハユニットの飛び出し防止治具は、粘着テープを介してフレームとウエーハを一体化させたウエーハユニットを挿入する挿入溝を内面に備え、挿入溝を対面させた側板と、ウエーハユニットを背部で支持する背止部と、を有するカセットに取り付けられて使用する、該カセットからウエーハユニットが飛び出すのを防止する飛び出し防止治具であって、該側板の開口部側に取り外し可能に配設され、該挿入溝の高さに対応し該挿入溝を遮断可能にする複数のロック部と、該挿入溝を連通可能にするアンロック部と、を交互に備えるロックバーと、該ロックバーと連接し、該側板の底部より下側に突出して形成され、下端部が押圧されると該ロックバーを上方向に付勢するガイドピンと、を備え、該ガイドピンの下端部が押圧されると、該ロックバーが上方向に付勢され該アンロック部と該挿入溝とが一致することで該アンロック部と該挿入溝とを連通し、該開口部から該挿入溝にウエーハユニットが挿入可能な開状態となり、該ガイドピンの下端部に対する押圧が解除されると、該ロックバーが自重で下方向に移動し、該アンロック部と該挿入溝とが上下方向に段違いになることで該ロック部で該挿入溝を遮断し、該挿入溝に挿入されたウエーハユニットが取り出し不可な閉状態となるとともに、該ロックバーは、直線状に延び、かつ複数の該ロック部と複数の該アンロック部とを長手方向に交互に備えたバー本体と、該バー本体の長手方向の両端から互いに同方向に延在した一対の取り付け片と、各取り付け片に設けられ、先端部が該側板の上面及び下面それぞれに形成された凹部内に挿入されて、該ロックバーを該カセットに取り付ける一対のバー取り付け部と、を備えることを特徴とする。
本願発明は、カセット及びカセットが設置される加工装置の改造や変更を抑制できて、カセットからのウエーハの飛び出しを防止することが可能となるという効果を奏する。
図１は、実施形態１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示されたウエーハユニットの飛び出し防止治具がカセットに取り付けられた状態を示す斜視図である。 図３は、図２に示されたカセットの斜視図である。 図４は、図１中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、図２に示されたカセットの搬送中等の飛び出し防止治具を模式的に示す側面図である。 図６は、図５に示されたカセット及び飛び出し防止治具を模式的に示す正面図である。 図７は、図２に示されたカセットが加工装置に載置された時の飛び出し防止治具を模式的に示す側面図である。 図８は、図７に示されたカセット及び飛び出し防止治具を模式的に示す正面図である。 図９は、実施形態１の変形例１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具のバー取り付け部の断面図である。 図１０は、実施形態１の変形例２に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具のガイドピンの断面図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されたウエーハユニットの飛び出し防止治具がカセットに取り付けられた状態を示す斜視図である。図３は、図２に示されたカセットの斜視図である。図４は、図１中のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
実施形態１に係る図１に示すウエーハユニットの飛び出し防止治具（以下、単に飛び出し防止治具と記す）１は、図２に示すように、カセット５０に取り付けて使用するものである。カセット５０は、図２に示すように、粘着テープ１０２を介して環状のフレーム１０３とウエーハ１０１を一体化させたウエーハユニット１００を複数枚収容可能な収容容器であって、半導体製造工程等で用いられる各種の加工装置において用いられる。加工装置は、例えば、ウエーハ１０１を切削する切削装置、ウエーハ１０１を研削する研削装置、ウエーハ１０１を研磨する研磨装置、又はウエーハ１０１をレーザー加工するレーザー加工装置である。
ウエーハ１０１は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。ウエーハ１０１は、図２に示すように、表面１１０の格子状の分割予定ライン１１１によって区画された領域にデバイス１１２が形成されている。また、ウエーハ１０１は、結晶方位を示すノッチ１１３が外縁に形成されている。ウエーハ１０１は、表面１１０の裏側の裏面１１４に粘着テープ１０２が貼着され、粘着テープ１０２の外縁部が環状のフレーム１０３に貼着されて、環状のフレーム１０３の開口内に保持されて、ウエーハユニット１００を構成する。
カセット５０は、加工装置に設置されて、加工装置の加工前後のウエーハ１０１を複数枚収容する。また、カセット５０は、ウエーハ１０１を複数枚収容して、これら複数枚のウエーハ１０１を複数の加工装置間で搬送するのに用いられる。
カセット５０は、図２及び図３に示すように、互いに対向する一対の側板５１と、底板５２と、天板５３と、背止部である背部板５４と、を有する。一対の側板５１と、底板５２と、天板５３と、背部板５４とは、平板状に形成されている。一対の側板５１は、加工装置に設置されると水平方向に間隔をあけて相対向する。
一対の側板５１は、側板５１同士が対面する内面５１１に複数の挿入溝５１２を備えている。挿入溝５１２は、内面５１１から凹に形成され、カセット５０が加工装置に設置されると水平方向に沿って直線状に延びている。各側板５１の内面５１１に設けられた複数の挿入溝５１２は、カセット５０が加工装置に設置されると、鉛直方向に等間隔に設けられている。このために、実施形態１では、互いに隣り合う挿入溝５１２間には、仕切り片５１３が設けられている。
また、一対の側板５１の内面５１１に設けられた挿入溝５１２は、カセット５０が加工装置に設置されると、水平方向に沿って対面する位置に配置されている。こうして、一対の側板５１は、挿入溝５１２を水平方向に沿って対面させている。また、挿入溝５１２は、カセット５０内に収容されるウエーハユニット１００のフレーム１０３の外縁部を挿入されて、ウエーハユニット１００を支持する。即ち、挿入溝５１２は、ウエーハユニット１００を挿入する溝である。一対の側板５１の内面５１１に設けられた複数の挿入溝５１２は、水平方向に沿って対面する挿入溝５１２内に同一のウエーハユニット１００のフレーム１０３が挿入される。
底板５２は、一対の側板５１の下端同士を連結し、天板５３は、一対の側板５１の上端同士を連結している。天板５３は、各種の加工装置のオペレータ等が掴んでカセット５０を搬送するため持ち手５５が設けられている。
背部板５４は、ウエーハユニット１００を背部で支持するものであって、一対の側板５１、底板５２及び天板５３の図２及び図３中奥側の端同士を連結して、これらの間を塞いでいる。背部板５４は、挿入溝５１２内にフレーム１０３の外縁部が挿入されたウエーハユニット１００のフレーム１０３に当接して支持し、ウエーハユニット１００が図２及び図３中奥からカセット５０外に脱落することを規制する。
また、カセット５０は、一対の側板５１、底板５２及び天板５３の図２及び図３中手前側の端間に開口部５６を有している。開口部５６は、カセット５０の内外を連通する空間であって、挿入溝５１２にウエーハユニット１００の挿入および取り出しを可能にさせるものである。即ち、開口部５６は、カセット５０にウエーハユニット１００を出し入れ可能にするものである。
また、実施形態１では、カセット５０は、一対の側板５１のうちの少なくとも図３の手前側の一方の側板５１に取り付け用の凹部５７を備えている。凹部５７は、一方の側板５１の開口部５６側の一端部の上面及び下面それぞれに形成されて、実施形態１では、一対備えている。凹部５７は、上面及び下面から凹に形成され、平面形状が丸形に形成されている。実施形態１では、凹部５７は、全長に亘って内径が一定に形成されている。なお、本発明では、カセット５０は、一対の側板５１それぞれに取り付け用の凹部５７を備えている。
実施形態１に係る飛び出し防止治具１は、カセット５０に取り付けられて、カセット５０からウエーハユニット１００が開口部５６を通して飛び出すのを防止するものである。飛び出し防止治具１は、図１及び図２に示すように、ロックバー２と、ガイドピン３とを備えている。
ロックバー２は、直線状に延びたバー本体２０と、バー本体２０の長手方向の両端に連なった一対の取り付け片２１と、バー取付け部２２とを備えている。バー本体２０は、全長が一方の側板５１のカセット５０が加工装置に設置された際の鉛直方向の全長よりも長く形成されている。
一対の取り付け片２１は、バー本体２０の長手方向の両端から互いに同方向に延在している。実施形態１では、取り付け片２１の長手方向は、バー本体２０の長手方向と直交している。
バー取付け部２２は、各取り付け片２１に設けられる。即ち、実施形態１では、バー取付け部２２は、一対設けられ、ロックバー２を一方の側板５１の開口部５６側の一端部に取り外し可能に配設するものである。バー取付け部２２は、図４に示すように、取り付け片２１を貫通した貫通孔２２０と、ネジ２２１と、ナット２２２とを備える。なお、図４は、図１中下方のバー取付け部２２の断面を示しているが、本発明では、一対のバー取付け部２２の構成は互いに等しいので、図１中上方のバー取付け部２２では同一符号を付して説明を省略する。
実施形態１では、貫通孔２２０は、平面形状が丸形に形成され、全長に亘って内径が一定に形成されている。ネジ２２１は、外周面にネジ溝が形成された円柱状のネジ部２２３と、ネジ部２２３の一端に連なりかつネジ部２２３よりも大径な円板状の頭部２２４とを備える。ネジ部２２３の外径は、貫通孔２２０の内径と略等しい。ナット２２２は、ネジ２２１のネジ部２２３の外周に螺合する。
一対のバー取付け部２２は、図４に示すように、ネジ部２２３が互いに相対するように、ネジ２２１のネジ部２２３が貫通孔２２０に通され、ネジ部２２３に螺合したナット２２２が頭部２２４との間に取り付け片２１を挟み込んで、ネジ２２１を取り付け片２１に固定する。また、バー取付け部２２は、各ネジ２２１のネジ部２２３の先端部が凹部５７内に挿入されて、バー本体２０即ちロックバー２をカセット５０に取り付ける。
バー取付け部２２は、バー本体２０即ちロックバー２がカセット５０に取り付けられた状態でナット２２２を緩めることで、ネジ２２１を凹部５７及び貫通孔２２０から取り外すことができる。バー取付け部２２は、ネジ２２１を凹部５７及び貫通孔２２０から取り外すことで、バー本体２０即ちロックバー２を側板５１の開口部５６側の一端部に取り外し可能に配設する。また、一対のバー取付け部２２は、ネジ２２１の先端同士の距離２３（図１に示す）が、一方の側板５１に設けられた凹部５７の底面間の距離５８（図３に示す）よりも長く形成されていることで、バー本体２０即ちロックバー２を側板５１に対して鉛直方向に移動自在に支持する。
また、バー本体２０は、複数のロック部２４と、複数のアンロック部２５とを長手方向に交互に備えている。ロック部２４は、鉛直方向に等間隔に設けられ、バー本体２０から他方の側板５１に向かって延びている。実施形態１では、ロック部２４の厚みは、仕切り片５１３の厚みと略等しく、ロック部２４は、仕切り片５１３と同数設けられている。ロック部２４は、厚みが、仕切り片５１３の厚みと略等しいことで挿入溝５１２の高さに対応している。また、ロック部２４は、挿入溝５１２と水平方向に並ぶ位置に配置されると、挿入溝５１２内を遮断して、挿入溝５１２内をウエーハユニット１００のフレーム１０３の外縁部が移動することを規制する。このように、ロック部２４は、挿入溝５１２の高さに対応し挿入溝５１２を遮断可能にするものである。
アンロック部２５は、互いに隣り合うロック部２４間の空間である。このため、アンロック部２５は、挿入溝５１２と水平方向に並ぶ位置に配置されると、挿入溝５１２内を連通可能にして、挿入溝５１２内をウエーハユニット１００のフレーム１０３の外縁部が移動することを許容する。このように、アンロック部２５は、挿入溝５１２を連通可能にするものである。
ガイドピン３は、ロックバー２のバー本体２０の下方の取り付け片２１に取り付けられて、この取り付け片２１に連接している。ガイドピン３は、下方の取り付け片２１の下面よりも下方に突出しており、ロックバー２がカセット５０に取り付けられると、一方の側板５１の底部から下側に突出して形成されている。このために、ガイドピン３は、カセット５０が加工装置に設置されると、下端部３０が加工装置から上側に向けて押圧される。ガイドピン３は、下端部３０が上側に向けて押圧されると、ロックバー２を上方向に移動（付勢）する。
次に、本明細書は、実施形態１に係る飛び出し防止治具１のウエーハ１０１を収容したカセット５０に取り付けられた際の動作を説明する。図５は、図２に示されたカセットの搬送中等の飛び出し防止治具を模式的に示す側面図である。図６は、図５に示されたカセット及び飛び出し防止治具を模式的に示す正面図である。図７は、図２に示されたカセットが加工装置に載置された時の飛び出し防止治具を模式的に示す側面図である。図８は、図７に示されたカセット及び飛び出し防止治具を模式的に示す正面図である。
実施形態１に係る飛び出し防止治具１は、カセット５０に取り付けられると、カセット５０が例えば加工装置間で搬送される際には、カセット５０の持ち手５５がオペレータにより掴まれる。このために、飛び出し防止治具１は、ガイドピン３の下端部３０が上側に向けて押圧されない、又は下端部３０に対する上側に向かう押圧が解除されることとなり、図５及び図６に示すように、自重でカセット５０に対して下方向に移動する。
すると、飛び出し防止治具１は、上側の取り付け片２１が一方の側板５１の上面に重なり、ガイドピン３の下端部３０が一方の側板５１の下面よりも下側に突出する。飛び出し防止治具１は、図６に示すように、ロック部２４が挿入溝５１２と水平方向に並んで、アンロック部２５と挿入溝５１２とが上下方向即ち鉛直方向に段違いになる。飛び出し防止治具１は、アンロック部２５と挿入溝５１２とが上下方向即ち鉛直方向に段違いになることで、ロック部２４で挿入溝５１２を遮断し、挿入溝５１２内のフレーム１０３の移動を規制して、カセット５０にウエーハユニット１００が出し入れされることを規制する。飛び出し防止治具１は、挿入溝５１２にフレーム１０３の外縁部が挿入されたウエーハユニット１００がカセット５０外に取り出し不可な閉状態となって、カセット５０からのウエーハ１０１の飛び出しを防止することを可能とする。
また、実施形態１に係る飛び出し防止治具１は、加工装置のカセット載置部３００に設置されると、ガイドピン３の下端部３０が上側に向けて押圧され、図７及び図８に示すように、ロックバー２が上方向に移動（付勢）されて、上側の取り付け片２１が一方の側板５１の上面から間隔をあける。すると、飛び出し防止治具１は、図８に示すように、ロック部２４が仕切り片５１３と水平方向に並んで、アンロック部２５と挿入溝５１２とが水平方向に一致する。
飛び出し防止治具１は、アンロック部２５と挿入溝５１２とが水平方向に一致することで、アンロック部２５と挿入溝５１２とを連通し、挿入溝５１２内のフレーム１０３の移動を許容して、カセット５０にウエーハユニット１００が出し入れされることを許容する。飛び出し防止治具１は、開口部５６から挿入溝５１２にウエーハユニット１００が挿入可能な開状態となって、カセット５０にウエーハ１０１を出し入れすることを可能とする。
以上、説明したように実施形態１に係る飛び出し防止治具１は、ロックバー２のバー本体２０をカセット５０に対して移動自在とする一対のバー取付け部２２を備えているので、側板５１に凹部５７が形成された既存のカセット５０に取り付けることができる。また、飛び出し防止治具１は、側板５１に凹部５７を形成することで既存のカセット５０に取り付けることができる。
このために、飛び出し防止治具１は、既存のカセット５０に後付けするだけで、カセット５０に収容されたウエーハ１０１の飛び出しを防止することが可能となり、これにより、カセット５０の改造や装置の変更を抑制でき、コストの削減に貢献する。
〔変形例１〕
本発明の実施形態１の変形例１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具を図面に基づいて説明する。図９は、実施形態１の変形例１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具のバー取り付け部の断面図である。なお、図９は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
変形例１に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具（以下、単に飛び出し防止治具と記す）１－１は、凹部５７が設けられずに、バー取付け部２２の構成が異なること以外、実施形態１と構成が同じである。変形例１に係る飛び出し防止治具１－１のバー取付け部２２－１は、図９に示すように、側板５１と取り付け片２１との双方に取り付けられ、かつ弾性変形自在な弾性部材２６により構成されている。バー取付け部２２－１は、弾性部材２６が弾性変形することで、バー本体２０即ちロックバー２を側板５１に対して鉛直方向に移動自在に支持する。なお、図９は、弾性部材２６が、コイルばねである例を示しているが、本発明では、コイルばねに限定されることなく、例えば、スポンジゴム等でも良い。
変形例１に係る飛び出し防止治具１－１は、ロックバー２のバー本体２０をカセット５０に対して移動自在とする一対のバー取付け部２２－１を備えているので、側板５１にバー取付け部２２－１を構成する弾性部材２６を取り付けることで、既存のカセット５０に取り付けることができる。このために、飛び出し防止治具１－１は、既存のカセット５０に後付けするだけで、カセット５０に収容されたウエーハ１０１の飛び出しを防止することが可能となり、カセット５０及びカセット５０が設置される加工装置の改造や変更を抑制することが可能となるという効果を奏する。
〔変形例２〕
本発明の実施形態１の変形例２に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具を図面に基づいて説明する。図１０は、実施形態１の変形例２に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具のガイドピンの断面図である。なお、図１０は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
変形例２に係るウエーハユニットの飛び出し防止治具（以下、単に飛び出し防止治具と記す）１－２は、ガイドピン３－２を取り付け片２１に取り付けるための構成が異なること以外、実施形態１と構成が同じである。変形例２に係る飛び出し防止治具１－２のガイドピン３－２は、図１０に示すように、外周面にネジ溝が形成された円柱状のネジ部３１と、ネジ部３１の一端に連なりかつネジ部３１よりも大径な円板状の頭部３２とを備えている。
ガイドピン３－２は、ネジ部３１が上向きなるように、取り付け片２１に設けられた貫通孔３３内にネジ部３１が通され、ネジ部３１に螺合した一対のナット３４で取り付け片２１を挟み込んで、取り付け片２１に取り付けられる。ガイドピン３－２は、頭部３２が下端部に相当するとともに、一対のナット３４のネジ部３１に対する位置を調整することで、下端部である頭部３２の取り付け片２１からの突出量を変更することができる。
変形例２に係る飛び出し防止治具１－２は、ロックバー２のバー本体２０をカセット５０に対して移動自在とする一対のバー取付け部２２を備えているので、実施形態１と同様に、既存のカセット５０に後付けするだけで、カセット５０に収容されたウエーハ１０１の飛び出しを防止することが可能となり、カセット５０及びカセット５０が設置される加工装置の改造や変更を抑制することが可能となるという効果を奏する。
また、変形例２に係る飛び出し防止治具１－２は、ガイドピン３－２の下端部である頭部３２の取り付け片２１からの突出量を変更することができるので、既存の様々なカセット５０に取り付けることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１，１－１，１－２ ウエーハユニットの飛び出し防止治具
２ ロックバー
３，３－２ ガイドピン
２４ ロック部
２５ アンロック部
３０ 下端部
３２ 頭部（下端部）
５０ カセット
５１ 側板
５４ 背部板（背止部）
５６ 開口部
１００ ウエーハユニット
１０１ ウエーハ
１０２ 粘着テープ
１０３ フレーム
５１１ 内面
５１２ 挿入溝

Claims (1)

  1. 粘着テープを介してフレームとウエーハを一体化させたウエーハユニットを挿入する挿入溝を内面に備え、挿入溝を対面させた側板と、
    ウエーハユニットを背部で支持する背止部と、
    を有するカセットに取り付けられて使用する、該カセットからウエーハユニットが飛び出すのを防止する飛び出し防止治具であって、
    該側板の開口部側に取り外し可能に配設され、
    該挿入溝の高さに対応し該挿入溝を遮断可能にする複数のロック部と、該挿入溝を連通可能にするアンロック部と、を交互に備えるロックバーと、
    該ロックバーと連接し、該側板の底部より下側に突出して形成され、下端部が押圧されると該ロックバーを上方向に付勢するガイドピンと、
    を備え、
    該ガイドピンの下端部が押圧されると、該ロックバーが上方向に付勢され、
    該アンロック部と該挿入溝とが一致することで該アンロック部と該挿入溝とを連通し、該開口部から該挿入溝にウエーハユニットが挿入可能な開状態となり、
    該ガイドピンの下端部に対する押圧が解除されると、該ロックバーが自重で下方向に移動し、
    該アンロック部と該挿入溝とが上下方向に段違いになることで該ロック部で該挿入溝を遮断し、該挿入溝に挿入されたウエーハユニットが取り出し不可な閉状態となるとともに、
    該ロックバーは、
    直線状に延び、かつ複数の該ロック部と複数の該アンロック部とを長手方向に交互に備えたバー本体と、
    該バー本体の長手方向の両端から互いに同方向に延在した一対の取り付け片と、
    各取り付け片に設けられ、先端部が該側板の上面及び下面それぞれに形成された凹部内に挿入されて、該ロックバーを該カセットに取り付ける一対のバー取り付け部と、
    を備えることを特徴とする、
    ウエーハユニットの飛び出し防止治具。
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