KR102339238B1 - 웨이퍼 박리 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼에 대한 대미지를 끼치는 일 없이, 박리 작업으로부터 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송할 때까지의 시간을 단축하여 전체적으로 효율을 향상시킨다. 웨이퍼 박리 세정 장치에 있어서, 웨이퍼 박리 매엽부(100)는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)와, 쓰러짐 방지판(214)과, 쓰러짐 방지판(214)의 상부에 슬릿(216a)이 형성된 2매 취출 방지판(216)을 갖고, 전달 장치(118)는, 전달용 흡착 패드(300)와, 전달용 흡착 패드(300)에 웨이퍼(W)가 흡착 유지된 것을 검지하는 압력 스위치를 갖고, 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)의 진공 흡착을 해제함과 함께, 전달용 흡착 패드(300)의 후퇴 및 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)의 하강을 개시한다.

Description

웨이퍼 박리 세정 장치
본 발명은 웨이퍼 박리 세정 장치에 관한 것이고, 특히 와이어 쏘로 다수매로 동시 절단되고, 뱃치 상태(묶여진)로 된 웨이퍼를 슬라이스 베이스로부터 박리하여 매엽화하고, 세정하는 웨이퍼 박리 세정 장치에 관한 것이다.
와이어 쏘로 잉곳을 절단하면, 웨이퍼는 모두 슬라이스 베이스에 접착된 상태로 잘라내진다. 이 때문에, 웨이퍼는 슬라이스 베이스로부터 박리하여 매엽화할 필요가 있다. 또한, 와이어 쏘로 절단된 직후의 웨이퍼에는, 가공액 등이 부착되어 있기 때문에, 세정하여 가공액을 제거할 필요가 있다.
종래, 이 웨이퍼의 박리 작업과 세정 작업은, 1대의 웨이퍼 박리 세정 장치에서 행하고 있었다. 또한, 웨이퍼 박리 세정 장치는, 조 세정부, 웨이퍼 박리 매엽부, 세정부 및 회수부로 구성되어 있고, 절단 직후의 웨이퍼는, 먼저, 조 세정부로 반송되어 조 세정된다. 그리고, 조 세정된 뱃치 상태의 웨이퍼는, 웨이퍼 박리 매엽부로 반송되고, 거기에서 1매씩 슬라이스 베이스로부터 박리되어 매엽화된다. 슬라이스 베이스로부터 박리된 웨이퍼는, 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송된다. 그리고, 매엽 세정되어, 회수부에 있어서 1매씩 회수되어 카세트에 수납된다.
웨이퍼 박리 매엽부에서는, 박리 작업 위치에 있어서 웨이퍼를 박리용 흡착 패드로 흡착하여 슬라이스 베이스로부터 박리한 후, 박리용 흡착 패드를 상방으로 이동시켜, 소정의 전달 위치에서 정지한다. 전달 위치에는, 전달 장치의 전달용 흡착 패드가 대기하고 있고, 웨이퍼는 전달용 흡착 패드로 전달된다. 이어서, 전달용 흡착 패드를 박리용 흡착 패드로부터 후퇴시킨다. 그 후, 박리용 흡착 패드를 하방으로 이동시켜, 원래의 박리 작업 위치로 복귀시키는 것이 알려지고, 특허문헌 1에 기재되어 있다.
일본 특허 공개 평11-288902호 공보
특허문헌 1에 기재된 것에서는, 웨이퍼를 박리용 흡착 패드로 흡착하여 박리용 흡착 패드를 상방으로 이동시키는 속도를 빠르게 하면 웨이퍼의 표면을 손상시킬 우려가 있다. 또한, 전달 위치에 있어서, 전달용 흡착 패드를 박리용 흡착 패드 위치로부터 후퇴시키고 나서 박리용 흡착 패드를 원래의 박리 작업 위치로 복귀시키므로, 박리 작업을 개시하는 타이밍이 지연되어, 박리 작업을 순차 행하는 데 불필요한 시간이 발생한다. 또한, 웨이퍼가 전달용 흡착 패드로 전달되는 타이밍이 명확하지 않기 때문에, 박리용 흡착 패드를 하방으로 이동하는 타이밍이 너무 빠르면, 도리어 웨이퍼의 표면을 손상시키거나, 균열이나 절결, 칩핑, 마이크로 크랙 등의 대미지를 줄 우려가 있다.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 과제를 해결하여, 웨이퍼에 대한 대미지를 주는 일 없이, 박리 작업으로부터 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송할 때까지의 시간을 단축하여, 전체적으로 효율을 향상시킨 웨이퍼 박리 세정 장치를 얻는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 다수매 동시에 절단된 뱃치 상태의 웨이퍼를 웨이퍼 박리 매엽부에 있어서 1매씩 슬라이스 베이스로부터 박리하여 매엽화하고, 박리한 상기 웨이퍼를 전달 위치에서 전달 장치로 전달하고, 해당 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송하여 매엽 세정하고, 세정 후, 회수부에서 카세트에 회수하는 웨이퍼 박리 세정 장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 단부면을 흡착 유지하는 박리용 흡착 패드와, 상기 박리용 흡착 패드를 연직 상방으로 승강 이동하는 승강용 로터리 액추에이터와, 상기 승강용 로터리 액추에이터가 설치된 지지 플레이트에 마련된 쓰러짐 방지판과, 해당 쓰러짐 방지판의 상부에 슬릿이 형성되어 상기 쓰러짐 방지판에 고착된 2매 취출 방지판을 가진 상기 웨이퍼 박리 매엽부와, 상기 웨이퍼 박리 매엽부에서 박리된 상기 웨이퍼를 상기 박리용 흡착 패드로부터 수취하는 전달용 흡착 패드와, 해당 전달용 흡착 패드에 상기 웨이퍼가 흡착 유지된 것을 검지하는 압력 스위치를 가진 상기 전달 장치와, 상기 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해, 상기 박리용 흡착 패드의 진공 흡착을 해제함과 함께, 상기 전달용 흡착 패드의 상기 박리용 흡착 패드로부터 후퇴 및 상기 박리용 흡착 패드의 하강을 개시하는 제어 장치를 구비한 것이다.
또한, 상기에 있어서, 상기 쓰러짐 방지판은, 웨이퍼의 단부면측에 수지제의 누름판을 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 누름판의 반대측에 스테인리스제의 스테인리스 플레이트를 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 박리용 흡착 패드에 흡착 유지된 상기 웨이퍼는, 상기 누름판에 가이드되고, 상기 슬릿을 통과하여 상기 전달 위치에서 정지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전달용 흡착 패드 및 상기 박리용 흡착 패드는 평형 진공 패드로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬릿의 폭은, 상기 웨이퍼의 두께의 1.1 내지 1.5배의 폭으로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전달용 흡착 패드를 선단부에 마련한 선회 암을 갖고, 상기 전달 위치는 상기 선회 암이 수평으로 되는 위치인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전달 위치에 있어서, 상기 웨이퍼는 상기 전달용 흡착 패드의 축심과 동축 상에 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 박리 매엽부는, 박리용 흡착 패드와, 쓰러짐 방지판과, 쓰러짐 방지판의 상부에 슬릿이 형성된 2매 취출 방지판을 갖고, 전달 장치는, 전달용 흡착 패드와, 전달용 흡착 패드에 웨이퍼가 흡착 유지된 것을 검지하는 압력 스위치를 갖고, 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해, 박리용 흡착 패드의 진공 흡착을 해제함과 함께, 전달용 흡착 패드의 후퇴 및 박리용 흡착 패드의 하강을 개시하므로, 웨이퍼에 대한 대미지를 주는 일 없이, 박리 작업으로부터 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송할 때까지의 시간을 단축하여 전체적으로 효율을 향상시킨 웨이퍼 박리 세정 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 웨이퍼 박리 세정 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도.
도 2는 웨이퍼 박리 매엽부의 구성을 나타내는 평면도.
도 3은 박리 장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 4는 전달 장치의 구성을 나타내는 평면 부분 단면도.
도 5는 박리 장치의 구성을 나타내는 정면도.
도 6은 박리 장치의 구성을 나타내는 측면도.
도 7은 웨이퍼 박리 매엽부의 구성을 나타내는 정면도.
도 8은 전달 장치의 구성을 나타내는 정면도.
도 9는 전달 장치의 구성을 나타내는 측면 부분 단면도.
도 10은 박리용 흡착부의 상세를 나타내는 주요부의 확대 측면도.
도 11은 박리용 흡착부의 상세를 나타내는 주요부의 확대 정면도.
도 12는 박리 작업의 작용의 설명도.
도 13은 매엽 세정부의 구성을 나타내는 측면도.
도 14는 반송 유닛의 구성을 나타내는 평면도.
도 15는 회수부의 구성을 나타내는 평면도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 웨이퍼 박리 세정 장치(1)의 구성을 나타내는 평면도, 도 2는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 웨이퍼 박리 세정 장치(1)는, 조 세정부(10), 웨이퍼 박리 매엽부(100), 반송부(310), 매엽 세정부(350), 검출부(400) 및 회수부(500)를 주요부로 하여 구성되어 있다. 각 주요부의 개요를 설명한다.
조 세정부(10)는, 와이어 쏘로 절단된 직후의 뱃치 상태의 웨이퍼(W)(슬라이스 베이스(S)에 접착된 웨이퍼(W))를 샤워 세정하여 절단 시에 부착된 슬러리를 제거한다. 조 세정부(10)는, 웨이퍼(W)의 세정을 행하는 조 세정 장치(12)를 구비하고 있다. 조 세정 장치(12)에서는, 마운팅 플레이트(M)를 상측으로 하고, 슬라이스 홈을 하측으로 하여 침지하고, 세정하는 세정 공정을 갖는다. 세정할 때 상하로 흔들면서, 홈 내에 수류를 일으켜 세정한다. 세정이 종료되면, 조 세정부(10)로부터 반출된 웨이퍼는, 그대로 리프터에 의해 다음 웨이퍼 박리 매엽부(100)로 반송된다.
웨이퍼 박리 매엽부(100)에서는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)는, 뱃치 상태의 웨이퍼(W)를 슬라이스 베이스(S)로부터 1매씩 박리하여 매엽화한다. 그리고, 웨이퍼 박리 매엽부(100)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 열수조(112), 박리 장치(114), 전달 장치(118)를 주요 장치로 하여 구성되어 있다. 전달 장치(118)는, 박리 장치(114)에 의해 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된 웨이퍼를 수취하여, 반송부(310)의 셔틀 컨베이어(312)로 전달하는 장치이다.
반송부(310)는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에서 박리, 매엽한 웨이퍼(W)를 수취하여, 다음 매엽 세정부(350)로 반송한다. 그리고, 반송부(310)에 구비된 셔틀 컨베이어(312)에 의해 웨이퍼(W)를 매엽 세정부(350)로 반송한다.
매엽 세정부(350)는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에서 박리 매엽된 웨이퍼(W)를 1매씩 매엽 세정한다. 매엽 세정부(350)는, 매엽 브러시 세정부(352)와 매엽 프리 린스부(354)와 매엽 린스부(356)로 구성되어 있다. 매엽 브러시 세정부(352)는, 반송되어 온 웨이퍼(W)의 표리면에 세정액을 끼얹으면서 브러시 세정한다. 세정 후에는 세정액을 다음 공정에 가져오지 않도록 하기 위해, 압축 에어를 분사하여 액 제거한다. 그리고, 브러시 세정이 종료된 웨이퍼(W)는, 다음 공정의 매엽 프리 린스부(354)로 반송된다.
매엽 프리 린스부(354)는, 반송되어 온 웨이퍼의 표리면에 프리 린스액 노즐로부터 프리 린스액을 끼얹으면서 회전 브러시에 의해 브러시 세정한다. 세정 후에는 압축 에어를 분사하여 액 제거한다. 그리고, 다음 공정의 매엽 린스부(356)로 반송한다.
매엽 린스부(356)는, 웨이퍼의 표리면에 린스액 노즐로부터 린스액을 끼얹으면서 회전 브러시에 의해 브러시 세정한다. 세정 후에는 액 제거된 웨이퍼(W)는, 검출부(400)의 둥근 벨트 컨베이어(411) 위로 이송되어, 검출부(400)의 소정의 수취 위치로 반송된다.
검출부(400)는, 세정이 종료된 웨이퍼(W)에 대해서 1매 1매, 균열, 절결 및 접착제 잔류의 유무를 검출함과 함께, 1매 1매 두께를 측정한다. 그리고, 검출이 종료된 웨이퍼(W)를 회수부(500)의 웨이퍼 반송 로봇(508)으로 전달한다.
웨이퍼 반송 로봇(508)은, 다관절형의 로봇이고, 선단에, 선회 가능한 핸드부(520)가 마련되고, 웨이퍼(W)는, 그 핸드부(520)의 선단에 마련된 흡착 패드(522)로 흡착 유지되어 반송된다. 회수부(500)는, 접착제 잔류 웨이퍼와 불량 웨이퍼(균열 웨이퍼, 절결 웨이퍼, 두께 불량 웨이퍼, 단재)를 분별하기 위해, 정상의 웨이퍼를 회수하는 두 웨이퍼 회수부(502A, 502B)와, 불량 웨이퍼를 회수하는 불량 웨이퍼 회수부(504)와, 접착제 잔류 웨이퍼를 회수하는 접착제 잔류 웨이퍼 회수부(506)로 구성된다.
그리고, 웨이퍼 반송 로봇(508)은, 검출부(400)로부터 웨이퍼(W)를 수취하고, 그 검출 결과에 기초하여 웨이퍼(W)를 각 웨이퍼 회수부(502, 504, 506)의 카세트에 분별하여 수납한다.
이어서, 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 상세에 대하여 설명한다. 도 2는 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 구성을 나타내는 평면도, 도 3은 박리 장치(114)의 구성을 나타내는 평면도, 도 4는 전달 장치(118)의 구성을 나타내는 평면 부분 단면도, 도 5는 박리 장치(114)의 구성을 나타내는 정면도, 도 6은 박리 장치(114)의 구성을 나타내는 측면도, 도 7은 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 구성을 나타내는 정면도, 도 8은 전달 장치(118)의 구성을 나타내는 정면도, 도 9는 전달 장치(118)의 구성을 나타내는 측면 부분 단면도이다. 웨이퍼 박리 매엽부(100)는, 열수조(112), 박리 장치(114), 전달 장치(118)를 주요 장치로 하여 구성되어 있다.
열수조(112)의 구성에 대하여 설명한다. 열수조(112)는 직사각형의 상자형으로 형성되어 있고, 그 내부에 열수(120)가 저류되어 있다. 슬라이스 베이스(S)로부터 박리하는 웨이퍼(W)는, 열수조(112) 내에 마련된 워크 보유 지지부(122)에 세트된다. 그리고, 웨이퍼(W)가 워크 보유 지지부(122)에 세트됨으로써, 웨이퍼(W)에 접착된 슬라이스 베이스(S)가 열수(120) 속에 침지된다.
박리 장치(114)의 개략 구성에 대하여, 주로 도 3에 따라 설명한다. 박리 장치(114)는, 열수조(112) 내에 세트된 웨이퍼(W)를 슬라이스 베이스(S)로부터 1매씩 박리하는 장치이다. 도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 열수조(112)의 우측부 근방에는, 열수조(112)의 길이 방향을 따라 한 쌍의 제1 가이드 레일(136, 136)이 배치되어 있다. 이 제1 가이드 레일(136, 136) 위에는, 리니어 가이드(138, 138)(도 5)를 통해 제1 슬라이드 테이블(주행체)(140)이 슬라이드 가능하게 지지되어 있다.
제1 슬라이드 테이블(140)의 하면에는 너트 부재(142)(도 5)가 고착되어 있고, 너트 부재(142)는, 한 쌍의 제1 가이드 레일(136, 136) 사이에 배치된 나사 막대(144)에 나사 결합되어 있다. 나사 막대(144)의 양단부는, 베어링 부재(146, 146)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있고, 또한 나사 막대(144)의 한쪽 단부에는, 제1 가이드 레일(136, 136)의 한쪽 단부에 설치된 제1 이송 모터(148)(도 6)가 연결되어 있다. 나사 막대(144)는, 제1 이송 모터(148)를 구동함으로써 회동하고, 이 결과, 제1 슬라이드 테이블(140)이 제1 가이드 레일(136, 136)을 따라 이동한다.
제1 슬라이드 테이블(140) 위에는, 슬라이스 베이스(S)로부터 웨이퍼(W)를 박리하기 위한 박리 유닛(150)이 마련되어 있다. 박리 유닛(150)은, 도 3, 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 슬라이드 테이블(140) 위에 베어링 블록(152)이 마련되어 있다. 베어링 블록(152)에는, 요동 프레임(154)의 기단부에 마련된 지지축(156)이 요동 가능하게 지지되어 있다.
제1 슬라이드 테이블(140) 위에는 브래킷(158)을 통해 요동용 로터리 액추에이터(160)가 설치되어 있고, 요동용 로터리 액추에이터(160)의 출력축에는 구동 기어(162)가 고착되어 있다. 구동 기어(162)에는, 종동 기어(164)가 맞물려 있고, 종동 기어(164)는 회전축(168)의 선단부에 고착되어 있다. 회전축(168)은 베어링 부재(170)에 의해 회동 가능하게 지지되어 있고, 베어링 부재(170)는, 요동용 로터리 액추에이터(160)에 고정된 지지 플레이트(172)에 지지되어 있다.
종동 기어(164)에는, 원반 형상으로 형성된 회전 플레이트(174)(도 5, 6)가 동축 상에 고착되어 있고, 회전 플레이트(174)에는, 커넥팅 로드(176)의 한쪽 단부가 핀(178)에 의해 연결되어 있다. 그리고, 커넥팅 로드(176)의 다른 쪽 단부는, 요동 프레임(154)에 핀(180)에 의해 연결되어 있다.
이상의 구성에 의해, 요동 프레임(154)은 요동용 로터리 액추에이터(160)를 구동함으로써, 그 기단부에 마련된 지지축(156)을 중심으로 요동한다. 즉, 요동용 로터리 액추에이터(160)를 구동하면 회전 플레이트(174)가 180°의 범위에서 왕복 회전하고, 그 왕복 회전이 커넥팅 로드(176)를 통해 요동 프레임(154)으로 전달되어, 요동 프레임(154)이 요동한다.
요동 프레임(154)의 상단부에는, 베어링 유닛(182)이 마련되어 있고, 베어링 유닛(182)에는 2개의 회전축(186, 188)이 회동 가능하게 지지되어 있다. 회전축(186, 188)의 선단부에는, 각각 암(190, 192)이 고착되어 있고, 암(190, 192)의 선단은, 서로 핀(194, 196)을 통해 패드 지지 플레이트(198)에 연결되어 있다. 패드 지지 플레이트(198)에는, 소정의 간격을 갖고 한 쌍의 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 배치되어 있고, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는 웨이퍼(W)를 진공 흡착하여 유지한다.
요동 프레임(154)의 배면부에는, 지지 플레이트(202)가 설치되어 있고, 지지 플레이트(202)에는 승강용 로터리 액추에이터(204)가 설치되어 있다. 승강용 로터리 액추에이터(204)의 출력축에는, 부채 형상으로 형성된 회전 플레이트(206)가 고착되어 있고, 회전 플레이트(206)에는 커넥팅 로드(208)의 한쪽 단부가 핀(210)에 의해 연결되어 있다. 그리고, 커넥팅 로드(208)의 다른 쪽 단부는, 한쪽 암(190)에 핀(212)에 의해 연결되어 있다.
이상의 구성에 의해, 패드 지지 플레이트(198)에 마련된 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 승강용 로터리 액추에이터(204)를 구동함으로써 연직 상방으로 승강 이동한다. 즉, 승강용 로터리 액추에이터(204)를 구동하면 회전 플레이트(206)가 180°의 범위에서 왕복 회전하고, 그 왕복 회전이 커넥팅 로드(208)를 통해 암(190)으로 전달되고, 한쪽 암(190)이 상하 방향으로 왕복 각운동을 행한다. 암(190)이 왕복 각운동을 행하면, 다른 쪽 암(192)도 요동 지레로 되어 왕복 각운동을 행하고, 이 결과, 패드 지지 플레이트(198)에 마련된 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 연직 상방으로 들어 올려진다.
웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 승강용 로터리 액추에이터(204)가 구동함으로써 승강 이동한다. 또한, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 마련되어 있는 패드 지지 플레이트(198)는, 암(190, 192)을 통해 요동 프레임(154)에 접속되어 있으므로, 요동 프레임(154)이 요동함으로써 전후 방향으로 요동한다.
즉, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 요동용 로터리 액추에이터(160)가 구동함으로써 전후 방향으로 요동하고, 승강용 로터리 액추에이터(204)가 구동함으로써 승강 이동한다. 그리고, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)로 슬라이스 베이스(S)로부터 웨이퍼(W)를 다음과 같이 박리한다.
열수조(112) 내에 세트된 웨이퍼(W)의 단부면을 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)로 흡착 유지한다. 이어서, 요동용 로터리 액추에이터(160)를 구동하여 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 전후 방향(웨이퍼의 축선을 따른 방향)으로 요동시킨다. 여기서, 웨이퍼(W)와 슬라이스 베이스(S)를 접착하고 있는 접착제는, 열수(120) 속에 침지되어 있기 때문에 충분히 열 연화되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)는, 복수회 요동이 부여됨으로써 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된다.
웨이퍼(W)가 슬라이스 베이스(S)로부터 박리되면, 승강용 로터리 액추에이터(204)가 구동되어, 박리된 웨이퍼(W)를 보유 지지한 상태로 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 상방을 향해 이동한다. 그리고, 소정의 전달 위치에서 정지한다. 전달 위치로 이송된 웨이퍼(W)는 전달 장치(118)로 전달된 후, 전달 장치(118)에 의해 셔틀 컨베이어(312)로 이송되고, 해당 셔틀 컨베이어(312)에 의해 다음 공정으로 반송되어 간다.
한편, 웨이퍼(W)의 전달이 종료된 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 승강용 로터리 액추에이터(204)에 구동되어 하방으로 이동하고, 원래의 박리 작업 위치로 복귀된다. 웨이퍼(W)는, 그 단부면을 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 의해 요동을 부여함으로써 슬라이스 베이스(S)로부터 박리되지만, 웨이퍼(W) 중에는 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에서 요동이 부여되기 전부터, 슬라이스 베이스(S)로부터 박리되어 버리는 것도 있다.
이 경우, 웨이퍼(W)가 전방으로 쓰러져 회수 불능으로 될 우려가 있다. 이 때문에, 박리하는 웨이퍼(W)의 전방 위치에는, 웨이퍼(W)가 전방으로 쓰러지는 것을 방지하기 위한 쓰러짐 방지판(214)이 배치되어 있다. 쓰러짐 방지판(214)은, 승강용 로터리 액추에이터(204)가 설치된 지지 플레이트(202)에 마련되어 있고, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)와 함께 요동한다.
제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 쓰러짐 방지판(214)에 형성된 통로(214a)를 통해 승강 이동한다. 또한, 쓰러짐 방지판(214)의 상부에는, 2매 취출 방지판(216)이 고착되어 있고, 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된 웨이퍼(W)는, 2매 취출 방지판(216)에 형성된 슬릿(216a)을 통해 소정의 전달 위치까지 이송된다. 슬릿(216a)은, 웨이퍼(W)가 정확히 1매 통과하는 폭(예를 들어, 웨이퍼(W)의 두께의 1.1 내지 1.5배의 폭)으로 형성되어 있고, 이에 의해, 웨이퍼가 2매 동시에 박리된 경우에, 그 2매의 웨이퍼가 서로 달라붙어 2매 동시에 전달 위치까지 이송되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 슬릿(216a)의 폭은, 웨이퍼(W)의 두께의 1.1 내지 1.5배의 폭으로 함으로써, 2매 동시의 이송을 방지함과 함께, 표면의 손상 방지를 도모할 수 있다.
이에 의해, 슬라이스 베이스로부터 2매의 웨이퍼가 동시에 박리되어, 서로 달라붙은 경우라도, 2매 취출 방지판(216)의 슬릿(216a)을 통과할 때, 그 1매째의 웨이퍼에 달라붙은 2매째의 웨이퍼가, 슬릿(216a)을 통과하지 못하고 낙하하므로, 항상 1매씩 전달 위치로 이송할 수 있다. 또한, 이 경우, 슬릿(216a)을 통과하지 못하고 낙하한 웨이퍼는, 쓰러짐 방지판(214)에 의해 전방으로 쓰러지는 것이 방지되므로, 차회의 박리 시에 확실하게 회수할 수 있다.
이어서, 전달 장치(118)의 개략 구성에 대하여 설명한다. 전달 장치(118)는, 박리 장치(114)의 제1 박리용 흡착 패드(200)에 의해 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된 웨이퍼(W)를 제1 박리용 흡착 패드(200)로부터 수취하고, 셔틀 컨베이어(312)로 전달하는 장치이다. 전달 장치(118)는, 도 2, 도 4 및 도 7, 도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 구동 유닛(222)의 제2 슬라이드 테이블(240) 위에 마련되어 있고, 제2 이송 모터(248)를 구동함으로써, 제2 가이드 레일(236, 236)을 따라 이동한다.
구동 유닛(222)의 제2 슬라이드 테이블(240) 위에는, 지주(274)가 수직으로 세워 설치되어 있다. 이 지주(274)의 정상부에는, 지지 프레임(276)이 수직으로 세워 설치되어 있고, 지지 프레임(276)에는 선회용 로터리 액추에이터(278)가 수평으로 설치되어 있다. 선회용 로터리 액추에이터(278)의 출력축에는 구동 기어(280)가 맞물려 있고, 구동 기어(280)에는 선회축(284)에 고착된 종동 기어(282)가 맞물려 있다. 선회축(284)은, 지지 프레임(276)의 정상부에 설치된 베어링 유닛(286)에 회동 가능하게 지지되어 있고, 선회용 로터리 액추에이터(278)를 구동함으로써 180°의 범위에서 회동한다.
선회축(284)의 기단부에는, 선회 프레임(288)이 고착되어 있고, 선회 프레임(288)에는 회전축(290)이 회동 가능하게 지지되어 있다. 회전축(290)의 기단부에는, 선회 프레임(288)에 설치된 방향 전환용 로터리 액추에이터(292)의 출력축이 고착되어 있고, 방향 전환용 로터리 액추에이터(292)를 구동함으로써, 90°의 범위에서 회동한다.
회전축(290)의 선단부에는, L자 형상으로 형성된 선회 암(294)이 고착되어 있고, 선회 암(294)의 선단부에는 지지 플레이트(296)가 고착되어 있다. 지지 플레이트(296)에는 패드 진퇴용 실린더(298)가 마련되어 있고, 패드 진퇴용 실린더(298)의 로드 선단부에는, 전달용 흡착 패드(300)가 마련되어 있다. 박리 장치(114)의 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 의해 박리된 웨이퍼(W)는, 소정의 전달 위치까지 반송된 후, 전달용 흡착 패드(300)로 전달된다.
전달 장치(118)에 있어서, 전달용 흡착 패드(300)에 흡착 유지된 웨이퍼(W)는, 선회용 로터리 액추에이터(278)를 구동함으로써, 수직면 위를 180°의 범위에서 선회하고, 방향 전환용 로터리 액추에이터(292)를 구동함으로써, 수직 상태로부터 수평 상태로 방향 전환된다.
박리 장치(114)에서 박리된 웨이퍼(W)의 수취 및 그 수취한 웨이퍼(W)의 셔틀 컨베이어(312) 위로의 전달은, 다음과 같이 행한다. 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된 웨이퍼(W)는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 흡착 유지된 상태로 상승하여 소정의 전달 위치로 이송된다. 전달 위치에는, 이미 전달용 흡착 패드(300)가 대기하고 있고, 웨이퍼(W)는, 전달용 흡착 패드(300)의 축심과 동축 상에 위치한다.
웨이퍼(W)가 전달 위치로 이송되면, 이어서, 패드 진퇴용 실린더(298)가 구동되어, 전달용 흡착 패드(300)가 웨이퍼(W)를 향해 소정량 전진한다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 단부면에 전달용 흡착 패드(300)가 밀착한다. 이어서, 전달용 흡착 패드(300)가 구동되어, 전달용 흡착 패드(300)에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다. 전달용 흡착 패드(300)에 웨이퍼(W)가 흡착 유지된 것이 전달용 흡착 패드(300)측에 마련된 압력 스위치(도시하지 않음)에 의해 검지된다. 그리고, 이 검지 신호에 의해, 제1 박리용 흡착 패드(200)의 진공 흡착이 해제, 즉 공기가 유입된다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 제1 박리용 흡착 패드(200)로부터 전달용 흡착 패드(300)로 전달된다. 또한, 제2 박리용 흡착 패드(201)의 진공 흡착의 해제는, 제1 박리용 흡착 패드(200)의 해제와 동시여도 된다. 단, 웨이퍼(W)가 상승하기 전, 혹은 전달 위치로 이송되기 전에 해제해도 되고, 그 편이 웨이퍼(W)의 자세가 안정된다.
웨이퍼(W)를 수취한 전달용 흡착 패드(300)는, 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해 패드 진퇴용 실린더(298)의 구동을 개시하여, 제1 박리용 흡착 패드(200)로부터 후퇴한다. 마찬가지로, 웨이퍼(W)를 전달한 제1 박리용 흡착 패드(200)는, 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해 하강을 개시하여 원래의 박리 작업 위치로 복귀한다. 전달용 흡착 패드(300)가 후퇴하면, 이어서, 선회용 로터리 액추에이터(278)가 구동되어, 선회 암(294)이 180° 선회한다. 이 결과, 웨이퍼(W)가 셔틀 컨베이어(312)의 상방 위치로 이송된다.
셔틀 컨베이어(312)의 상방으로 이송된 웨이퍼(W)는, 셔틀 컨베이어(312)에 대하여 직교한 상태에 있으므로, 이송 후, 방향 전환용 로터리 액추에이터(292)가 구동되어, 선회 암(294)이 회전축(290)을 중심으로 90° 회전한다. 이 결과, 웨이퍼(W)가 셔틀 컨베이어(312)로부터 소정 높이의 위치에 수평한 상태로 위치한다.
방향 전환용 로터리 액추에이터(292)의 구동 후, 패드 진퇴용 실린더(298)가 구동되어, 전달용 흡착 패드(300)가 셔틀 컨베이어(312)를 향해 소정량 전진한다. 이 결과, 웨이퍼(W)가, 셔틀 컨베이어(312) 위에 적재된다. 웨이퍼(W)가, 셔틀 컨베이어(312) 위에 적재되면, 전달용 흡착 패드(300)의 구동이 정지된다. 그리고, 패드 진퇴용 실린더(298)가 구동되어 전달용 흡착 패드(300)가 셔틀 컨베이어(312)로부터 후퇴한다.
웨이퍼(W)의 전달 작업의 종료 후, 전달용 흡착 패드(300)는, 상기와 역의 동작으로 원래의 전달 위치로 복귀한다. 한편, 웨이퍼(W)가 전달된 셔틀 컨베이어(312)는, 도시하지 않은 구동 수단에 구동되어, 그 전달된 웨이퍼(W)를 다음 공정으로 반송한다. 또한, 이 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 구동은, 모두 도시하지 않은 제어 장치에 의해 자동 제어되고 있고, 이 제어 장치로부터 출력되는 구동 신호에 기초하여 각 구성 장치가 작동한다.
이어서, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에 있어서의 웨이퍼의 박리 방법의 상세에 대하여 설명한다. 시동 전의 상태에 있어서, 박리 유닛(150)이 설치된 제1 슬라이드 테이블(140)은, 제1 가이드 레일(136)의 한쪽 단부(도 2에 있어서 하단)에 위치하고 있다(이 위치를 박리 작업 개시 위치라고 한다.). 한편, 전달 장치(118)가 설치된 제2 슬라이드 테이블(240)은, 제2 가이드 레일(236)의 다른 쪽 단부(도 2에 있어서 상단)에 위치하고 있다.
와이어 쏘로 멀티 절단된 웨이퍼(W)를 열수조(112) 내에 마련된 워크 보유 지지부(122)에 세트한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)가 접착된 슬라이스 베이스(S)가 열수조(112) 내에 저류된 열수(120) 속에 침지된다. 또한, 웨이퍼(W)의 세팅은, 오퍼레이터가 수동으로 행해도 되고, 도시하지 않은 매니퓰레이터에 의해 자동으로 워크 보유 지지부(122)로 반송하여, 자동으로 세트하도록 해도 된다.
웨이퍼(W)가 열수조(112) 내에 세트되면, 제어 장치는, 먼저, 제2 이송 모터(248)를 구동하여 제2 슬라이드 테이블(240)을 도 2 중에서 하측을 향해 이동시킨다. 이어서, 그 제2 슬라이드 테이블(240)을 소정의 전달 작업의 개시 위치에 위치시킨다. 그리고, 제2 슬라이드 테이블(240)이 전달 작업의 개시 위치에 위치하였을 즈음, 웨이퍼(W)의 박리 작업이 개시된다.
이어서, 제어 장치는, 제1 이송 모터(148)와 제2 이송 모터(248)를 동기시켜 구동하여, 제1 슬라이드 테이블(140)과 제2 슬라이드 테이블(240)을 전진시킨다(도 2 중 상방향으로 이동시킨다). 제1 슬라이드 테이블(140) 위에 마련된 박리 장치(114)의 패드 지지 플레이트(198)에는, 비접촉식의 위치 센서(214S)가 마련되어 있고, 위치 센서(214S)는, 웨이퍼(W)의 단부면까지의 거리가 소정 거리에 도달하면 작동한다.
제어 장치는, 위치 센서(214S)의 작동 신호를 입력함으로써, 제1 이송 모터(148)와 제2 이송 모터(248)의 구동을 정지하고, 제1 슬라이드 테이블(140)과 제2 슬라이드 테이블(240)을 정지시킨다. 이 결과, 제1 슬라이드 테이블(140) 위에 마련된 박리 장치(114)의 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 웨이퍼(W)의 단부면에 맞닿는다. 제어 장치는, 웨이퍼(W)의 단부면에 맞닿은 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 구동하여, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 웨이퍼(W)를 흡착 유지시킨다.
도 10은, 박리용 흡착부의 상세를 나타내는 주요부의 확대 측면도, 도 11은 확대 정면도이다. 쓰러짐 방지판(214)은, 웨이퍼(W)의 단부면측이 기준면으로 되고, 표면을 보호하는 수지제의 누름판(214-1), 반대측이 누름판(214-1)의 평면도를 확보하기 위해 스테인리스제의 스테인리스 플레이트(214-2)로 되어 있다. 또한, 제1 박리용 흡착 패드(200)는, 그 중심축이 웨이퍼(W)의 중심축과 일치하도록 배치되고, 제2 박리용 흡착 패드(201)는 제1 박리용 흡착 패드(200)보다 하측에 배치된다. 또한, 제1 박리용 흡착 패드(200)는, 표면이 편평한 워크의 반송에 적합한 평형 진공 패드이고, 제2 박리용 흡착 패드(201)보다 흡착력이 강하게 되어 있다. 또한, 제2 박리용 흡착 패드(201)는, 축방향으로 신축하는 주금상자 형상의 벨로우즈형 진공 흡착 패드이다.
웨이퍼(W)는, 접착제에 의해 슬라이스 베이스(S)와 접착되어, 마운팅 플레이트(M)에 대하여 상측이 되도록 배치된 후, 열수조(112)의 워크 보유 지지부(122)에 세트되어 있다. 여기서, 웨이퍼(W)와 슬라이스 베이스(S)를 접착하고 있는 접착제는, 열수(120) 속에 침지되어 있기 때문에 충분히 열 연화되어 있다. 슬라이스 베이스(S)의 옆에는 에어 공급 기구가 마련되고, 에어 노즐(80, 81)이 웨이퍼(W)의 하측 양측면에 마련되어 있다. 그리고, 에어 노즐(80, 81)은, 웨이퍼(W)의 측면 2방향으로부터, 하측에서 상측을 향해 에어를 블로우 공급하도록, 즉 에어를 강하게 분사하도록 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 연직 상방에서 웨이퍼 중앙부 부근에는 물공급 노즐(도시하지 않음)이 마련된다.
제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착 유지는, 다음과 같이 행해진다. 먼저, 웨이퍼(W)의 단부면에 제2 박리용 흡착 패드(201)가 맞닿는다. 제2 박리용 흡착 패드(201)는, 웨이퍼(W)의 중심축보다 하측에서 벨로우즈형 진공 흡착 패드로 되어 있으므로, 접착부 근방을 중심으로 하여 웨이퍼(W)의 근본을 쓰러짐 방지판(214)측으로 끌어 당긴다. 이에 의해, 박리 작업이 확실하게, 또한 효율적으로 개시된다.
도 12는, 박리 작업의 작용의 설명도이고, 웨이퍼(W)를 1매 박리할 때, 복수매에 대하여 에어 노즐(80, 81)로부터 화살표 F, G로 나타낸 바와 같이 웨이퍼(W)의 양측면에 있어서, 하측으로부터 상측을 향해 에어를 블로우 공급한다.
구체적으로는 도 12에서 박리할 가장 좌측단의 1매째가 되는 웨이퍼(W)에 대하여, 적어도 1매째와 2매째 사이에 에어를 블로우 공급한다. 또한, 2매째와 3매째 사이, 3매째와 4매째 사이에도 에어를 블로우 공급하는 것이 효율적으로 박리함에 있어서 바람직하다. 단, 수 매의 박리 작업을 행하고 있는 동안에 웨이퍼(W)와 슬라이스 베이스(S)를 접착하고 있는 접착제는, 열수(120) 속에 침지되어 있기 때문에 충분히 열 연화되어 가므로, 박리 작업의 진행과 함께, 동시에 블로우 공급하는 매수를 줄여도 된다.
한편, 웨이퍼(W)의 연직 상방에서 중심 부근으로부터 화살표 H로 나타낸 바와 같이 열수 또는 물을 공급함으로써, 중앙으로부터 물이 공급되어, 중앙은 반드시 일정한 간극을 확보하도록 할 수 있다. 그리고, 웨이퍼(W)의 양측면으로부터 에어를 흘림으로써 양 사이드의 간극을 밸런스 좋게 유지할 수 있고, 웨이퍼 사이를 깔끔하게 절연할 수 있다.
즉, 에어를 공급함으로써 수막이 제거되어, 웨이퍼(W) 사이가 물의 표면 장력으로 달라붙는 것을 방지하여 절연하고, 1매의 웨이퍼(W)를 들어 올렸을 때 다음 웨이퍼가 동반하여 들어 올려지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수매에 대하여 에어를 블로우 공급, 특히, 1매째와 2매째 사이 및 2매째와 3매째 사이에 에어를 블로우 공급함으로써, 들어 올린 웨이퍼(W)의 다음 대기 웨이퍼(W)(2매째)와 그 다음에 있는 대기 웨이퍼(W)(3매째)의 밀착도 회피할 수 있다. 이에 의해, 박리 작업을 순차 계속함에 있어서, 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 박리용 흡착 패드(201)에 의해, 웨이퍼(W)를 쓰러짐 방지판(214)측으로 끌어 당긴 후에는, 표면이 편평한 평형 진공 패드인 제1 박리용 흡착 패드(200)에 의해, 웨이퍼(W)의 중심축을 확실히 흡착한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 반송에 적합한 상태로, 단시간에 웨이퍼(W)의 핸들링이 가능하게 되어, 도중에 낙하 등의 우려도 없앨 수 있다.
이어서, 제어 장치는, 요동용 로터리 액추에이터(160)를 구동하여 요동 프레임(154)을 전후로 요동시키고, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 전후(웨이퍼의 축선을 따른 방향)으로 요동시킨다. 또한, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 웨이퍼(W)와 슬라이스 베이스(S)의 접착부 근방을 요동 중심으로 하여 요동하고 있다. 이 때문에, 웨이퍼(W)는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 의해 복수회 요동이 부여되고, 간단하게 슬라이스 베이스(S)로부터 박리된다. 또한, 박리 시에 전후의 요동에 의해, 웨이퍼(W)를 근원으로부터 박리하여, 전체적으로 효율적으로 박리하는 것이 가능하게 된다.
제어 장치는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 소정 횟수 요동시켰을 즈음 요동용 로터리 액추에이터(160)의 구동을 정지한다. 이어서, 승강용 로터리 액추에이터(204)를 구동하여 암(190, 192)을 상방으로 선회시켜, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 상방으로 이동시킨다. 이때, 제1 박리용 흡착 패드(200)에 의해, 웨이퍼(W)의 중심축이 확실히 고정되어 있다.
제1 박리용 흡착 패드(200)에 흡착 유지된 웨이퍼(W)는, 미끄럼 이동성이 양호한 수지제(예를 들어, 불소 수지)의 누름판(214-1)에 가이드되어, 쓰러짐 방지판(214)의 상부에 고착된 2매 취출 방지판(216)의 슬릿(216a)(도 3)을 통과한다. 이에 의해, 2매 취출이 방지된다.
즉, 주로 제1 박리용 흡착 패드(200)로 흡착 유지한 웨이퍼(W)에, 다음에 박리할 웨이퍼(W)가 달라붙어 온 경우라도, 슬릿(216a)을 통과할 때, 달라붙어 온 웨이퍼(W)가 슬릿(216a)을 통과할 때 박리되므로, 항상 제1 박리용 흡착 패드(200)로 흡착하고 있는 웨이퍼(W) 1매만을 취출할 수 있다.
또한, 슬릿(216a)을 통과하지 못하고 낙하한 웨이퍼는, 쓰러짐 방지판(214)에 의해 전방으로 쓰러지는 것이 방지되므로, 차회의 박리 시에 확실하게 회수된다. 이때, 웨이퍼(W)의 단부면측은, 매우 높은 표면 윤활성을 가진 수지제(예를 들어, 불소 수지)의 누름판(214-1)에 맞닿으므로, 손상이 방지된다.
상방으로 이동한 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)는, 도 8의 쇄선 위치를 전달 위치로 하여 정지한다. 전달 위치에는, 전달 장치(118)의 전달용 흡착 패드(300)가 대기하고 있고, 웨이퍼(W)의 중심축을 확실히 흡착한 제1 박리용 흡착 패드(200)에 단부면이 흡착 유지된 웨이퍼(W)는, 전달용 흡착 패드(300)의 축심과 동축 상에 위치한다.
전달 위치는, 전달용 흡착 패드(300)가 대략 수평(도 8에서 선회 암(294)이 수평으로 되는 위치)이 되는 위치이고, 또한 웨이퍼(W)는 연직 상태 그대로이므로, 중력에 의한 웨이퍼 휨의 영향을 받기 어려운 위치이다. 또한, 전달 후, 흡착 패드(200, 201)가 다음 웨이퍼(W)의 박리 동작으로 곧 복귀되는 것이 가능하여 효율적인 박리 작업을 순차 계속할 수 있다.
제어 장치는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가 소정의 전달 위치에서 정지하면, 패드 진퇴용 실린더(298)를 구동하여, 전달용 흡착 패드(300)를 웨이퍼(W)를 향해 소정량 전진시킨다. 이 결과, 제1 박리용 흡착 패드(200)에 흡착된 웨이퍼(W)의 단부면에 대하여 이면에 전달용 흡착 패드(300)가 밀착한다. 그리고, 웨이퍼(W)는, 제1 박리용 흡착 패드(200)측의 단부면과 함께 이면도 전달용 흡착 패드(300)에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다.
전달용 흡착 패드(300)에 웨이퍼(W)가 흡착 유지된 것이 전달용 흡착 패드(300)측에 마련된 압력 스위치(도시하지 않음)에 의해 검지된다. 그리고 이 검지 신호에 의해, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)의 진공 흡착이 해제, 즉 공기가 유입된다. 전달용 흡착 패드(300)는, 제1 박리용 흡착 패드(200)와 마찬가지로 표면이 편평한 평형 진공 패드이고, 웨이퍼(W)의 중심축을 확실히 흡착한다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 제1 박리용 흡착 패드(200)로부터 전달용 흡착 패드(300)로 전달되어, 전달용 흡착 패드(300)로 웨이퍼(W)의 중심축을 확실히 흡착한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 반송에 적합한 상태로 핸들링이 가능하게 되어, 도중에 낙하 등의 우려도 없앨 수 있다.
이어서, 제어 장치는, 패드 진퇴용 실린더(298)를 구동하여, 전달용 흡착 패드(300)를 제1 박리용 흡착 패드(200)로부터 후퇴시킨다. 전달용 흡착 패드(300)의 후퇴와 함께, 제어 장치는, 승강용 로터리 액추에이터(204)를 구동하여 암(190, 192)을 하방으로 선회시키고, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)를 하방으로 이동시켜, 원래의 박리 작업 위치로 복귀시킨다.
한편, 제어 장치는 패드 진퇴용 실린더(298)의 구동 후, 선회용 로터리 액추에이터(278)를 구동하여, 선회 암(294)을 180° 선회시켜, 웨이퍼(W)를 셔틀 컨베이어(312)의 상방 위치로 이송한다. 그리고, 이송 후, 방향 전환용 로터리 액추에이터(292)를 구동한다. 선회 암(294)은, 회전축(290)을 중심으로 90° 회전한다.
이에 의해, 웨이퍼(W)의 양 단부면이 셔틀 컨베이어(312)에 대하여 평행한 상태로 된다. 제어 장치는, 패드 진퇴용 실린더(298)를 구동하여, 전달용 흡착 패드(300)를 셔틀 컨베이어(312)를 향해 전진시킨다. 이 결과, 웨이퍼(W)가, 셔틀 컨베이어(312) 위에 적재된다. 이어서, 제어 장치는, 전달용 흡착 패드(300)의 구동을 정지하여, 웨이퍼(W)를 셔틀 컨베이어(312)로 전달한다.
전달용 흡착 패드(300)의 구동을 정지한 후, 제어 장치는, 패드 진퇴용 실린더(298)를 구동하여 전달용 흡착 패드(300)를 셔틀 컨베이어(312)로부터 후퇴시킴과 함께, 셔틀 컨베이어(312)를 구동하여 웨이퍼(W)를 다음 공정으로 반송한다. 또한, 제어 장치는, 패드 진퇴용 실린더(298)를 구동 후, 방향 전환용 로터리 액추에이터(292) 및 선회용 로터리 액추에이터(278)를 구동하여 전달용 흡착 패드(300)를 원래의 전달 위치로 복귀시킨다.
전달용 흡착 패드(300)가 전달 위치로 복귀될 때까지, 흡착 패드(200, 201)가 다음 웨이퍼(W)의 박리 동작을 행하고 있으므로, 2매째의 웨이퍼(W)의 박리 작업이 완료되어 있다. 따라서, 불필요한 시간을 적게 하여 효율적인 박리 작업이 순차 계속된다.
즉, 일련의 공정에서 1매째의 웨이퍼(W)의 전달이 종료되어, 전달용 흡착 패드(300)의 후퇴와 함께, 흡착 패드(200, 201)를 원래의 박리 작업 위치로 복귀시킨다. 그리고, 제어 장치는, 제1 이송 모터(148)와 제2 이송 모터(248)를 동기시켜 구동하여, 제1 슬라이드 테이블(140)과 제2 슬라이드 테이블(240)을 소정량 전진시킨다. 이에 의해, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)가, 2매째로 박리할 웨이퍼(W)의 단부면에 맞닿는다. 제어 장치는, 2매째의 웨이퍼(W)를 상기 동일한 방법으로 박리한다.
이상과 같이 하여 슬라이스 베이스(S)에 접착되어 있는 웨이퍼(W)를 순차 박리하고, 다음 공정으로 반송해 가서, 1사이클의 박리 작업이 종료된다. 이어서, 반송부(310)는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에서 박리, 매엽된 웨이퍼(W)를 수취하여, 다음 매엽 세정부(350)로 반송한다. 그리고, 반송부(310)에는, 셔틀 컨베이어(312)가 구비되어 있어, 셔틀 컨베이어(312)에 의해 웨이퍼(W)를 매엽 세정부(350)로 반송한다.
매엽 세정부(350)는, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에서 박리 매엽된 웨이퍼(W)를 1매씩 매엽 세정한다. 이 매엽 세정부(350)는, 매엽 브러시 세정부(352)와 매엽 프리 린스부(354)와 매엽 린스부(356)로 구성되어 있다.
도 13은 매엽 세정부(350)의 구성을 나타내는 측면도이고, 매엽 브러시 세정부(352)는, 챔버 구조의 세정조를 갖고 있고(도시하지 않음), 세정조 내에는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 회전 브러시(378, 378)와, 세정액을 흘리는 한 쌍의 세정액 노즐(380, 380)과, 두 쌍의 웨이퍼 반송용의 롤러 컨베이어(382, 382, 382, 382)와, 액 제거용의 한 쌍의 에어나이프 노즐(384, 384)이 배치되어 있다.
매엽 브러시 세정부(352)에서는, 반송부(310)의 셔틀 컨베이어(312)에 의해 반송되어 온 웨이퍼(W)의 표리면에 세정액 노즐(380, 380)로부터 세정액을 끼얹으면서 회전 브러시(378, 378)에 의해 브러시 세정한다. 세정 후에는 세정액을 다음 공정으로 가져오지 않도록 하기 위해, 에어나이프 노즐(384, 384)로부터 압축 에어를 분사하여 액 제거한다. 그리고, 브러시 세정이 종료된 웨이퍼(W)는, 롤러 컨베이어(382)에 의해 다음 공정의 매엽 프리 린스부(354)로 반송한다.
매엽 프리 린스부(354)는, 매엽 브러시 세정부(352)와 동일한 구성을 갖고 있다. 매엽 프리 린스부(354)에서는, 매엽 브러시 세정부(352)의 롤러 컨베이어(382)에 의해 반송되어 온 웨이퍼의 표리면에 프리 린스액 노즐로부터 프리 린스액을 끼얹으면서 회전 브러시에 의해 브러시 세정한다. 세정 후에는 압축 에어를 분사하여 액 제거한다. 그리고, 브러시 세정이 종료된 웨이퍼(W)는, 롤러 컨베이어에 의해 다음 공정의 매엽 린스부(356)로 반송된다.
매엽 린스부(356)도 매엽 브러시 세정부(352)와 거의 동일한 구성을 갖고 있다. 매엽 린스부(356)에서는, 매엽 린스 세정부의 롤러 컨베이어에 의해 반송되어 온 웨이퍼의 표리면에 린스액 노즐로부터 린스액을 끼얹으면서 회전 브러시에 의해 브러시 세정한다. 세정 후에는 웨이퍼(W)는, 롤러 컨베이어에 의해 다음 검출부(400)로 반송된다.
검출부(400)는, 세정이 종료된 웨이퍼(W)에 대하여 1매 1매, 균열, 절결 및 접착제 잔류의 유무를 검출함과 함께, 1매 1매 두께를 측정한다. 검출부(400)는, 매엽 세정부(350)에서 세정이 종료된 웨이퍼(W)를 소정의 수취 위치까지 반송하기 위한 반송 유닛(402)과, 그 수취 위치로 반송되어 온 웨이퍼(W)를 소정의 검출 위치까지 들어올려 회전시키는 회전 구동 유닛과, 회전 구동 유닛에 의해 회전된 웨이퍼(W)의 두께를 측정하는 두께 측정 유닛과, 회전 구동 유닛에 의해 회전된 웨이퍼(W)의 균열, 절결, 접착제 잔류를 검출하는 불량 웨이퍼 검출 유닛과, 검출이 종료된 웨이퍼(W)를 다음 회수부(500)의 웨이퍼 반송 로봇으로 전달하기 위한 전달 유닛으로 구성되어 있다.
도 14는, 반송 유닛(402)의 구성을 나타내는 평면도이고, 반송 유닛(402)은, 동근 벨트 컨베이어(411)를 구비하고 있다. 둥근 벨트 컨베이어(411)는, 매엽 세정부(350)의 종단부에 연속 설치되어 있다. 이 둥근 벨트 컨베이어(411)의 양 측부에는, 한 쌍의 가이드 부재(411a, 411a)가 배치되어 있고, 이 가이드 부재(411a, 411a)에 의해 웨이퍼(W)가 직진하도록 가이드된다.
둥근 벨트 컨베이어(411)의 종단 위치에는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 5개의 위치 결정 핀(412, 412, …)이 원호를 이루도록 배치되어 있고, 위치 결정 핀(412, 412, …)에 둥근 벨트 컨베이어(411)에 의해 반송되어 온 웨이퍼(W)가 맞닿음으로써, 웨이퍼(W)가 소정의 수취 위치에 위치 결정된다. 또한, 위치 결정 핀(412, 412…)에 웨이퍼(W)가 맞닿으면, 도시하지 않은 센서가 작동하고, 이 센서가 작동함으로써, 둥근 벨트 컨베이어(411)의 구동이 정지된다. 그리고, 검출이 종료된 웨이퍼(W)는, 회수부(500)의 웨이퍼 반송 로봇(508)으로 전달된다.
도 15는, 회수부(500)의 구성을 나타내는 평면도이고, 웨이퍼 회수부(502A, 502B)에는, 각각 상하 2단식의 카세트 홀더가 구비되어 있다(도시하지 않음). 카세트 홀더는 도시하지 않은 카세트 위치 결정 기구에 의해 승강 이동 가능하게 지지되어 있고, 웨이퍼(W)를 회수하는 웨이퍼 회수 카세트(510A, 510B)는, 이 카세트 홀더에 2대씩 세트된다.
불량 웨이퍼 회수부(504) 및 접착제 잔류 웨이퍼 회수부(506)도 웨이퍼 회수부(502A, 502B)와 마찬가지로, 각각 도시하지 않은 카세트 홀더를 구비하고 있고, 카세트 홀더는, 도시하지 않은 카세트 위치 결정 기구에 의해 승강 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 이 카세트 홀더에 불량 웨이퍼(W)를 회수하는 불량 웨이퍼 회수 카세트(512)와, 접착제 잔류 웨이퍼(W)를 회수하는 접착제 잔류 웨이퍼 회수 카세트(514)가 세트된다.
또한, 웨이퍼(W)가 1매 수납되면, 도시하지 않은 카세트 위치 결정 기구가 구동되어, 구획 1단분 웨이퍼 회수 카세트(510A)가 상승한다. 본 실시 형태의 웨이퍼 박리 세정 장치(1)는, 이상과 같이 구성된다. 또한, 이 웨이퍼 박리 세정 장치(1)를 구성하는 각 기기는, 모두 도시하지 않은 제어 장치에 구동 제어되고 있고, 이 제어 장치가 출력하는 구동 신호에 기초하여 작동한다.
이상 설명한 웨이퍼 박리 세정 장치(1)는, 통상의 절단 방식(1회의 절단에 대하여 1개의 잉곳만을 절단하는 방식)으로 절단된 슬라이드 웨이퍼의 박리, 세정을 행하는 경우이다. 와이어 쏘로 절단된 뱃치 상태의 웨이퍼(W)는, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 웨이퍼 박리 세정 장치(1)까지 반송된다.
그리고, 웨이퍼 박리 세정 장치(1)에 구비된 도시하지 않은 리프터에 탑재된다. 리프터에 탑재된 웨이퍼(W)는, 먼저, 리프터에 의해 조 세정부(10)로 반송된다. 그리고, 거기에서 샤워 세정되어, 절단 시에 부착된 슬러리가 제거된다. 조 세정부(10)에 있어서의 샤워 세정은, 리프터에 탑재된 채 행해지고, 샤워 세정이 종료되면, 웨이퍼는 웨이퍼 박리 매엽부(100)로 반송된다.
웨이퍼 박리 매엽부(100)로 반송된 웨이퍼(W)는, 먼저, 리프터에 구비된 반전 기구에 의해 상하가 반전된 후(웨이퍼(W)가 마운팅 플레이트(M)에 대하여 상측으로 되도록 배치된 후), 열수조(112)의 워크 보유 지지부(122)에 세트된다. 워크 보유 지지부(122)에 세트된 웨이퍼(W)는, 제1 및 제2 박리용 흡착 패드(200, 201)에 의해 1매씩 슬라이스 베이스(S)로부터 박리되고, 박리된 웨이퍼(W)는, 순차, 반송부(310)의 셔틀 컨베이어(312)로 이송된다. 그리고, 이 셔틀 컨베이어(312)에 의해 매엽 세정부(350)로 반송된다.
상기한 작업을 슬라이스 베이스(S)로부터 박리한 웨이퍼(W) 1매 1매에 대하여 행하고, 모든 웨이퍼(W)가 카세트에 수납된 시점에서 작업이 종료된다. 종료 후, 각 장치는 시동 전의 상태로 복귀한다.
웨이퍼 박리 세정 장치(1)는, 멀티 절단 방식(1회의 절단에 대하여 종류가 다른 잉곳을 동시에 절단하는 방식)으로 절단된 슬라이드 웨이퍼의 박리, 세정을 행할 수 있다. 멀티 절단 방식에 의해 절단된 웨이퍼의 박리, 세정을 행하는 경우에 대하여 설명한다.
멀티 절단 방식에 의해 절단된 웨이퍼는, 웨이퍼의 종류마다 회수할 필요가 있으므로, 다음과 같이 처리된다. 또한, 웨이퍼 박리 매엽부(100)로 반송될 때까지의 공정은, 상술한 통상의 절단 방식에 의해 절단된 웨이퍼와 동일하다.
멀티 절단된 웨이퍼(W)가, 웨이퍼 박리 매엽부(100)의 워크 보유 지지부(122)에 세트되면, 각 웨이퍼(W)의 로트 사이에 구획 장치의 구획판(도시하지 않음)이 세트된다. 그리고, 구획판이 세트되었을 즈음, 제1 박리용 흡착 패드(200)에 의한 박리 작업이 개시된다. 박리 작업은, 먼저, 제1 로트의 웨이퍼(W)로부터 행해지고, 박리된 웨이퍼(W)는, 순차, 반송부(310)의 셔틀 컨베이어(312) 위로 이송된다.
제1 로트의 웨이퍼(W)의 박리가 모두 종료되면, 제1 로트와 제2 로트 사이에 삽입된 제1 구획판(도시하지 않음)이 검출된다. 제1 구획판이 검출되면, 제어 장치는, 이후 박리되는 웨이퍼는, 제2 로트의 웨이퍼(W)라고 판단한다. 이에 의해, 로트마다 웨이퍼를 분별할 수 있어, 종류가 다른 웨이퍼를 혼입시키지 않고 웨이퍼를 회수할 수 있다.
또한, 제2 로트의 웨이퍼(W)의 박리가 모두 종료되면, 제2 로트와 제3 로트 사이에 삽입된 제2 구획판(도시하지 않음)이 검출되고, 제어 장치는, 제2 구획판을 검출한다. 이후, 박리되는 웨이퍼는, 제3 로트의 웨이퍼(W)라고 판단한다.
이상에 의하면, 웨이퍼 박리 매엽부(100)에 있어서, 웨이퍼의 단부면을 박리용 흡착 패드로 흡착 유지하여 1매씩 박리할 때, 에어 노즐에 의해 에어를 블로우 공급하므로, 뱃치 상태의 웨이퍼의 간극을 밸런스 좋게 확보하여, 웨이퍼에 대한 대미지를 없애고, 1매만을 효율적으로 들어 올릴 수 있다. 그리고, 그 후, 반송부(310), 매엽 세정부(350), 검출부(400) 및 회수부(500)의 공정을 원활하게 진행할 수 있어, 효율이 좋은 웨이퍼 박리 세정 장치(1)를 제공할 수 있다.
1: 웨이퍼 박리 세정 장치
10: 조 세정부
12: 조 세정 장치
100: 웨이퍼 박리 매엽부
310: 반송부
350: 매엽 세정부
400: 검출부
500: 회수부
112: 열수조
114: 박리 장치
118: 전달 장치
120: 열수
122: 워크 보유 지지부
312: 셔틀 컨베이어
352: 매엽 브러시 세정부
354: 매엽 프리 린스부
356: 매엽 린스부
402: 반송 유닛
508: 웨이퍼 반송 로봇
136: 제1 가이드 레일
138: 리니어 가이드
140: 제1 슬라이드 테이블
142: 너트 부재
144: 나사 막대
148: 제1 이송 모터
150: 박리 유닛
152: 베어링 블록
154: 요동 프레임
160: 요동용 로터리 액추에이터
162: 구동 기어
164: 종동 기어
168: 회전축
170: 베어링 부재
172: 지지 플레이트
174: 회전 플레이트
176: 커넥팅 로드
178, 180, 194, 196, 210, 212: 핀
182: 베어링 유닛
186, 188: 회전축
190, 192: 암
198: 패드 지지 플레이트
200: 제1 박리용 흡착 패드
201: 제2 박리용 흡착 패드
202: 지지 플레이트
204: 승강용 로터리 액추에이터
206: 회전 플레이트
208: 커넥팅 로드
214: 쓰러짐 방지판
214a: 통로
214S: 위치 센서
214-1: 누름판
214-2: 스테인리스 플레이트
80, 81: 에어 노즐
216: 2매 취출 방지판
216a: 슬릿
222: 구동 유닛
240: 제2 슬라이드 테이블
248: 제2 이송 모터
236: 제2 가이드 레일
274: 지주
276: 지지 프레임
278: 선회용 로터리 액추에이터
280: 구동 기어
284: 선회축
282: 종동 기어
286: 베어링 유닛
288: 선회 프레임
290: 회전축
292: 방향 전환용 로터리 액추에이터
294: 선회 암
296: 지지 플레이트
298: 패드 진퇴용 실린더
300: 전달용 흡착 패드
378: 회전 브러시
380: 세정액 노즐
382: 롤러 컨베이어
384: 에어나이프 노즐
402: 반송 유닛
411: 둥근 벨트 컨베이어
411a: 가이드 부재
412: 위치 결정 핀
502, 502A, 502B: 웨이퍼 회수부
510A, 510B: 웨이퍼 회수 카세트
504: 불량 웨이퍼 회수부
506: 접착제 잔류 웨이퍼 회수부
514: 접착제 잔류 웨이퍼 회수 카세트,
M: 마운팅 플레이트
S: 슬라이스 베이스
W: 웨이퍼

Claims (8)

  1. 다수매 동시에 절단된 뱃치 상태의 웨이퍼를 웨이퍼 박리 매엽부에 있어서 1매씩 슬라이스 베이스로부터 박리하여 매엽화하고, 박리한 상기 웨이퍼를 전달 위치에서 전달 장치로 전달하고, 해당 전달 장치에 의해 매엽 세정부로 반송하여 매엽 세정하고, 세정 후, 회수부에서 카세트에 회수하는 웨이퍼 박리 세정 장치에 있어서,
    상기 웨이퍼의 단부면을 흡착 유지하는 박리용 흡착 패드와, 상부에 슬릿이 형성된 상기 웨이퍼가 쓰러지는 것을 방지하기 위한 쓰러짐 방지판과, 상기 웨이퍼와 상기 슬라이스 베이스를 접착하는 접착제를 연화시키기 위한 열수가 저류되는 열수조를 가진 상기 웨이퍼 박리 매엽부와,
    상기 웨이퍼의 연직 상방에 마련되어, 상기 열수조에 있어서 상기 웨이퍼를 1매씩 박리할 때, 상기 박리용 흡착 패드가 상기 웨이퍼에 흡착한 상태에서 상기 웨이퍼의 연직 상방에서 중심 부근으로부터 열수 또는 물을 공급하기 위한 물공급 노즐과,
    상기 웨이퍼 박리 매엽부에서 박리된 상기 웨이퍼를 상기 박리용 흡착 패드로부터 수취하는 전달용 흡착 패드와, 해당 전달용 흡착 패드에 상기 웨이퍼가 흡착 유지된 것을 검지하는 압력 스위치를 가진 상기 전달 장치와,
    상기 압력 스위치에 의한 검지 신호에 의해, 상기 박리용 흡착 패드의 진공 흡착을 해제함과 함께, 상기 전달용 흡착 패드의 상기 박리용 흡착 패드로부터 후퇴 및 상기 박리용 흡착 패드의 하강을 개시하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쓰러짐 방지판은, 상기 웨이퍼의 단부면측에 수지제의 누름판을 마련한 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 누름판의 반대측에 스테인리스제의 스테인리스 플레이트를 마련한 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 박리용 흡착 패드에 흡착 유지된 상기 웨이퍼는, 상기 누름판에 가이드되어, 상기 슬릿을 통과하여 상기 전달 위치에서 정지하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달용 흡착 패드 및 상기 박리용 흡착 패드는 평형 진공 패드로 되는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿의 폭은, 상기 웨이퍼의 두께의 1.1 내지 1.5배의 폭으로 되는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달용 흡착 패드를 선단부에 마련한 선회 암을 갖고, 상기 전달 위치는 상기 선회 암이 수평으로 되는 위치인 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 위치에 있어서, 상기 웨이퍼는 상기 전달용 흡착 패드의 축심과 동축 상에 위치하는 것을 특징으로 하는, 웨이퍼 박리 세정 장치.
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