TW201407713A - 基板保持環握持機構 - Google Patents

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Naohiro Kuroda
Kinya Ota
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Abstract

本發明提供一種即便是外周端部有翹曲之基板保持環，亦可保持水平姿勢進行握持、搬送之基板保持環握持機構。本發明係握持基板保持環之握持機構，該基板保持環係環狀且平板狀之環，且鋪設有黏著保持基板之黏著片；該基板保持環握持機構包含：支撐器件，其自下方支撐基板保持環；及壓住器件，其自上方壓住基板保持環；藉由支撐器件支撐基板保持環之相對外周側，且壓住器件壓住基板保持環之相對內周側，而於支撐器件之支撐區域與壓住器件之壓住區域在水平方向上錯開之狀態下握持基板保持環。

Description

基板保持環握持機構
本發明係關於一種搬送作為環狀且平板狀之環且鋪設有將基板黏著保持之黏著片之基板保持環時，握持基板保持環之握持機構。
製造半導體元件等電子裝置、或發光元件、受光元件等光學裝置之類之裝置之製程通常包含將經實施成膜處理等之基板(母基板)分割為多個胚片之步驟。於該分割步驟中，通常，作為成為分割對象之基板之保持構件，準備於環狀且平板狀之環上鋪設有黏著片之金屬製基板保持環(亦稱為晶圓環(wafer ring)、切片環(dicing ring)等)，且將該黏著片上貼附有基板之狀態之基板保持環搬送至進行分割之裝置。
以下態樣為公知者：將如此之基板保持環預先多階地收容於稱為匣盒(magazine)等之收容體中，於對基板進行預期之處理時，利用特定之搬送機構搬出；以及處理結束後，利用該搬送機構將晶圓環收容於收容體中(例如參照專利文獻1及專利文獻2)。
如此之搬送機構對基板保持環之搬送係通常藉由搬送機構中配備之握持器件自一側方握持處於水平姿勢之基板保持環之外周端部，保持著該水平姿勢，搬送機構進行移動而實施。例如，於專利文獻1之情形時，夾具(clamp)作動部相當於握持器件，而於專利文獻2之情形時，夾持器(gripper)相當於握持器件。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-310976號公報
[專利文獻2]日本專利特開2010-28064號公報
基板保持環通常反覆地用於不同基板之分割。因此，較理想為，保持著不存在翹曲之均勻平坦狀態持續使用。然而，實際上，存在反覆使用之過程中，或者因進行黏著片之更換貼附，而於基板保持環產生翹曲之情形。該翹曲通常係以貼附有黏著片一側之面凸起之形態產生。換言之，於以黏著片成為下側之態樣，將基板保持環保持為水平姿勢之情形時，成為越朝向外周端部則越向上方翹曲之狀態。
於不存在翹曲之均勻平坦之基板保持環之情形時，即使搬送機構之握持器件自一側方握持處於水平姿勢之基板保持環之外周端部，基板保持環亦保持水平姿勢。與此相對，於同樣地握持作為整體處於水平姿勢但存在如上所述之翹曲之基板保持環之外周端部之情形時，基板保持環成為由握持器件握持之部分成為水平，但越朝向與該握持部分為相反側之外周端部則越自水平位置上升之姿勢。
若搬送機構於與收容體之間搬入或搬出處於如此之姿勢之基板保持環，則基板保持環將碰撞收容體之收容口附近，或者基板保持環將接觸收容體之內部等，從而可能產生導致基板保持環進一步變形等不良情況。
再者，亦考慮藉由使收容體之收容口之尺寸或收容部之間隔變大而消除該不良情況之方案，但此方案之情形時，收容體之每一單位體積之基板保持環之收容個數(基板之收容片數)變小，導致製造成本增大，因此不現實。自製造成本之方面而言，反而期望一方面容許某種程度範圍內之翹曲，一方面使收容體之每一單位體積之基板保持環之收容個數儘可能地增多。
於專利文獻1及專利文獻2中，對於如此之具有翹曲之基板保持環之處理，並無任何揭示或啟示。
本發明係鑒於上述課題而完成，其目的在於提供一種不僅均勻平坦之基板保持環，而且外周端部存在翹曲之基板保持環，均可保持著水平姿勢進行握持、搬送之基板保持環握持機構。
為解決上述問題，技術方案1之發明之特徵在於：其係握持基板保持環之握持機構，該基板保持環係環狀且平板狀之環，且鋪設有黏著保持基板之黏著片；上述基板保持環握持機構包含：支撐器件，其自下方支撐上述基板保持環；及壓住器件，其自上方壓住上述基板保持環；且藉由上述支撐器件支撐上述基板保持環之相對外周側，且上述壓住器件壓住上述基板保持環之相對內周側，而於上述支撐器件之支撐區域與上述壓住器件之壓住區域在水平方向上錯開之狀態下握持上述基板保持環。
技術方案2之發明係如技術方案1之握持機構，其中：上述支撐器件包含：平坦之支撐部，其具有與上述基板保持環之形狀對應之大致弓形之形狀，且支撐上述基板保持環之下表面；及抵接部，其自側方抵接於上述基板保持環之上述外周端部；且上述壓住器件相對於由上述支撐器件軸支之特定之轉動軸可轉動地設置，且藉由於上述基板保持環一面抵接於上述抵接部一面由上述支撐部支撐之狀態下，上述壓住器件自上方將上述基板保持環施壓，而握持上述基板保持環。
技術方案3之發明係如技術方案2之握持機構，其中：上述壓住器件包含：柱部，其供上述轉動軸嵌插；平板部，其係相對於上述柱部傾斜地設置，及壓住爪，其係自上述平板部延伸，且於握持上述基板保持環時壓住上述基板環；且該握持機構當上述柱部處於大致垂直姿勢時成為握持上述基板保持環之握持姿勢。
技術方案4之發明係如技術方案1至3中任一項之握持機構，其中：上述支撐區域與上述壓住區域於水平方向上不具有重疊。
根據技術方案1至技術方案4之發明，即使先前難以用水平姿勢進行搬送之存在翹曲之基板保持環，亦可以水平姿勢握持地進行搬送。
1‧‧‧基板保持環
1a‧‧‧(基板保持環之)本體
1b‧‧‧黏著片
1c‧‧‧(基板保持環之)內周端
1d‧‧‧基板保持區域
1e‧‧‧(基板保持環之)外周端
1f‧‧‧(基板保持環之)翹曲部分
3‧‧‧晶匣
3a‧‧‧(晶匣之)開口部
3b‧‧‧(晶匣之)載置部
10‧‧‧基部
11‧‧‧支撐部
11a‧‧‧(支撐部之)上表面
11b‧‧‧(支撐部之)弓形狀端部
12‧‧‧抵接部
13‧‧‧軸承
20‧‧‧活動部
21‧‧‧平板部
22‧‧‧柱部
22a‧‧‧貫通孔
22b‧‧‧轉動軸
22c‧‧‧突起部
23、1023‧‧‧壓住爪
23a‧‧‧前端部
100、1000‧‧‧基板保持環握持機構
RE1‧‧‧支撐區域
RE2‧‧‧壓住區域
圖1係表示本實施形態之基板保持環握持機構100握持基板保持環1之情況之立體圖。
圖2(a)、(b)係表示將基板保持環1收容於晶匣(cassette)3前後之情況之圖。
圖3係活動部20之立體圖。
圖4係握持基板保持環1之狀態之基板保持環握持機構100之側視圖。
圖5係圖2之A-A剖面之剖面圖。
圖6係圖5所示之部分E之放大圖。
圖7係保持基板保持環1之狀態之基板保持環握持機構1000之上視圖。
圖8係圖7之B-B剖面之剖面圖。
圖9(a)、(b)係例示外周部分成為翹曲部分1f之基板保持環1之圖。
圖10係基板保持環握持機構100握持存在翹曲之基板保持環1之情形時通過壓住爪23之位置處之垂直剖面圖。
圖11係先前之基板保持環握持機構1000握持存在翹曲之基板保持環1之情形時通過壓住爪1023之位置處之垂直剖面圖。
<基板保持環握持機構100之概略>
圖1係表示本實施形態之基板保持環握持機構100握持基板保持環1之情況之立體圖。
基板保持環1係包含呈環狀且平板狀之金屬製環即本體1a、及黏著片1b。基板保持環1亦稱為晶圓環、切片環等。更詳細而言，黏著片1b係以其黏著面於由本體1a之內周端1c包圍之圓形區域露出，形成平坦之基板保持區域1d之方式，鋪設貼附於本體1a之背面。
概略而言，基板保持環握持機構100係以水平姿勢握持基板保持環1之機構。再者，基板保持環握持機構100形成搬送基板保持環1之未圖示之搬送機構之一部分。即，藉由於以水平姿勢握持基板保持環1之狀態下，利用未圖示之驅動器件驅動該搬送機構，而搬送基板保持環1。
圖2係為了例示基板保持環1之搬送之一態樣而表示將基板保持環1收容於晶匣3之前後情況之圖。再者，於圖2中例示搬送未保持基板之基板保持環1之情況，但基板保持環1之搬送態樣係無論是否保持基板均為相同。圖2(a)係表示利用基板保持環握持機構100將基板保持環1收容於晶匣3之情況之上視圖。圖2(b)係表示於晶匣3中收容有基板保持環1之狀態之剖面圖。於圖2中，標註有以基板保持環1之收容方向為x軸正方向之右手系之x y z座標(圖4及圖5中均為相同)。
由基板保持環握持機構100握持之基板保持環1係以水平姿勢進行搬送，且於圖2(a)中如箭頭AR1所示，收容於晶匣3中。晶匣3係通常水平方向之一端側成為開口部3a。又，如圖2(b)所示，於晶匣3中，多階地設置有圖2(a)中省略圖示之載置部3b。
包含握持基板保持環1之基板保持環握持機構100之搬送機構係結合正要收容基板保持環1之載置部3b之高度，進入晶匣3內，且於與各個載置部3b之間進行基板保持環1之交接，藉此，將基板保持環1收 容於晶匣3中。
相反地，使包含未握持基板保持環1之狀態之基板保持環握持機構100之搬送機構進入晶匣3中，使載置於載置部3b之基板保持環1由基板保持環握持機構100握持後，撤離至晶匣3外，藉此，可自晶匣3搬出基板保持環1。
<基板保持環握持機構100之詳細構成>
進而，對基板保持環握持機構100之構成更詳細地進行說明。
如圖1及圖2(a)所示，基板保持環握持機構100主要包含：基部10，其自下方支撐基板保持環1，且與搬送機構相連；及活動部20，其相對於基部10可轉動地設置。較佳為，基部10與活動部20均為金屬製。
圖3係活動部20之立體圖。又，圖4係握持基板保持環1之狀態之基板保持環握持機構100之側視圖。
基部10包含：平坦之支撐部11，其於握持時自背面側支撐基板保持環1；及至少1個抵接部12，其係由支撐部11支撐之基板保持環1之側部(更具體而言為基板保持環1之外周端1e)進行抵接者。
支撐部11係於俯視下具有沿著基板保持環1之大致圓形之形狀之大致弓形之形狀。抵接部12係作為自支撐部11垂直地(於z軸正方向上)突出之突出部設置而成，且發揮作為握持時決定基板保持環1之水平面內之位置之定位構件之作用。抵接部12係設置於與基板保持環1之外周端1e之形狀相應之位置上。
再者，於本實施形態中，例示有沿著支撐部11之形狀相互分開地配備有俯視下呈圓形之4個抵接部12之態樣，但此態樣並非必需之態樣，只要可較佳地抵接固定基板保持環1，則亦可採用使用形狀、配置及個數不同之支撐部11及抵接部12之態樣。
活動部20主要具有：包含大致矩形之厚板之部位之平板部21、 自平板部21之背面側延伸之大致角柱狀部位之柱部22、以及分別自平板部21之水平方向之2個端部以略微傾斜地延伸之2個壓住爪23。如圖2(a)等所示，平板部21與壓住爪23作為整體成上視字型之形狀。
壓住爪23係自上方對基板保持環1接觸，並將該基板保持環1壓住，而於與支撐部11之間握持基板保持環1之部位。如圖3所示，於活動部20中，於實際地壓住基板保持環1之壓住爪23之前端部23a實施有防滑加工。
再者，於本實施形態中，活動部20為包含2個壓住爪23之構成，但此構成並非必需之態樣。例如，平板部21亦可具有均勻之直線狀之端部，且該端部整體成為壓住部而壓住基板保持環1。或者，活動部20亦可包含1個或3個以上之壓住爪23。
柱部22係於前端部(最遠離平板部21之位置)具有圓筒形之貫通孔22a。貫通孔22a係與2個壓住爪23進行分離之方向平行地設置而成。如圖4所示，於該貫通孔22a中嵌插有大致圓柱狀之構件即轉動軸22b。該轉動軸22b係於前端具有圓柱狀之突起部22c，且該突起部22c由配備於基部10之背面側之軸承13軸支。藉此，活動部20以可圍繞轉動軸22b轉動之狀態，與基部10成為一體。
於基板保持環握持機構100中，於使支撐部11之上表面11a成為水平之狀態下，使活動部20圍繞轉動軸22b適當地轉動，藉此，使活動部20之姿勢於與支撐部11之間握持基板保持環1之握持姿勢、與不握持基板保持環1之(自握持狀態解放基板保持環1)非握持姿勢之間自由地切換。再者，即使於支撐部11上實際上並不存在基板保持環1，若活動部20之姿勢與握持狀態時相同，則亦稱為此時之活動部20處於握持姿勢，若與非握持狀態時相同，則亦稱為此時之活動部20處於握持姿勢。
更詳細而言，於活動部20中，平板部21、進而壓住爪23相對於 柱部22傾斜。而且，於水平地配置之支撐部11之上表面11a上配置有水平之基板保持環1之狀態下，若柱部22為大致垂直之姿勢，則活動部20之自重成為賦能力(力矩)，壓住爪23自上方對基板保持環1施壓，藉此，將基板保持環1穩定地握持。於該情形時，在握持姿勢下平板部21、進而壓住爪23之厚度或相對於柱部22之傾斜程度係以該賦能力自上方較佳地作用於基板保持環1之方式決定。或者，亦可構成為由未圖示之施壓器件對活動部20施壓，且利用該賦能力於與支撐部11之間握持基板保持環1。
無論何種情形時，均於活動部20中，在穩定狀態下賦能力以成為柱部22達到大致垂直姿勢之握持姿勢之方式進行作用，且受到與該賦能力相反之外力，故自握持姿勢切換為非握持姿勢。具體而言，若以自平板部21之上方、尤其按下其上部側之方式受到外力，則活動部20圍繞轉動軸22b轉動，自握持姿勢切換為非握持姿勢，若將該外力解除，則自非握持姿勢恢復為握持姿勢。再者，活動部20之轉動係限制為握持姿勢之情形與外力對平板部21作用使得平板部21之背面與基部10抵接之情形之間。
<支撐部與壓住爪之配置關係>
於包含如上構成要素之基板保持環握持機構100中，支撐部11與壓住爪23之配置關係具有特徵性。以下，對該方面進行說明。
圖5係圖2之A-A剖面之剖面圖。圖6係圖5所示之部分E之放大圖。
如圖2(a)、圖5、及圖6所示，基板保持環握持機構100構成為於上表面11a為水平之支撐部11與活動部20之間握持基板保持環1時，支撐部11之弓形狀端部11b相較基板保持環1之內周端1c位於外側(靠近外周端1e)，另一方面，活動部20之壓住爪23相較基板保持環1中由支撐部11支撐之位置抵接於內周側。即，於本實施形態之基板保持環握 持機構100中，基板保持環1之握持係藉由支撐部11支撐基板保持環1之外周側，且壓住爪23壓住基板保持環1之內周側而實現。換言之，基板保持環1係於支撐部11之支撐位置與壓住爪23之壓住位置在水平方向上錯開狀之態下被握持。
更詳細而言，如圖6所示，基板保持環握持機構100係構成為與基板保持環1中由支撐部11支撐之支撐區域RE1之中心位置C1相比，基板保持環1中由壓住爪23壓住之壓住區域RE2之中心位置C2位於更靠近基板保持環1之內周端1c。又，於圖6所示之情形中，基板保持環握持機構100構成為支撐區域RE1與壓住區域RE2不具有重疊。
此外，如圖6所示，於基板保持環握持機構100中，當處於壓住爪23壓住基板保持環1之狀態時，在較壓住爪23更為基板保持環1之外周側，在與基板保持環1之間形成有間隙G。
再者，若僅著眼於圖5及圖6所示之一剖面，則如上所述，於支撐部11之支撐位置與壓住爪23之壓住位置錯開之狀態下，看似無法較佳地握持基板保持環1。然而，實際上，基板保持環1係一方面將其外周端1e抵接於抵接部12，一方面由沿著外周方向延伸之支撐部11支撐著下方，且由壓住爪23壓住不同之2個部位，因此其握持狀態穩定。
一面與先前之基板保持環握持機構1000進行對比，一面說明基板保持環握持機構100具有如上所述構成之作用效果。圖7係保持基板保持環1之狀態之基板保持環握持機構1000之上視圖。圖8係圖7之B-B剖面之剖面圖。
基板保持環握持機構1000係以支撐部11對基板保持環1之支撐位置與壓住爪1023對基板保持環1之壓住位置於鉛垂方向上一致之方式設置壓住爪1023，除此以外，基板保持環握持機構1000具有與本實施形態之基板保持環握持機構100相同之構成。於具有該構成之基板保持環握持機構1000中，可握持基板保持環1之外周附近。
於基板保持環1具有均勻水平之形狀之情形時，基板保持環握持機構100與基板保持環握持機構1000均可以水平姿勢較佳地握持基板保持環1。然而，較理想為，基板保持環1始終具有均勻水平之形狀。然而，實際上，於反覆使用過程中，或者因黏著片1b之更換貼附，存在以貼附有黏著片1b側凸起之方式於外周部分產生翹曲之情形。
圖9係例示外周部分成為翹曲部分1f之基板保持環1之圖。圖9(a)係上視圖，圖9(b)係圖9(a)之C-C剖面圖。又，圖10係本實施形態之基板保持環握持機構100握持存在此種翹曲之基板保持環1之情形下通過壓住爪23之位置處之垂直剖面圖。另一方面，圖11係先前之基板保持環握持機構1000握持存在此種翹曲之基板保持環1之情形下通過壓住爪1023之位置處之垂直剖面圖。
若將圖10與圖11進行對比，則如圖11所示，於自上下握持基板保持環1之外周附近之先前之基板保持環握持機構1000之情形時，會握持翹曲部分1f，因此，即便該翹曲部分1f為水平，但基板保持環1整體會成為傾斜之姿勢。即，難以以水平姿勢握持且搬送外周部分產生翹曲之基板保持環1。
與此相對，於本實施形態之基板保持環握持機構100之情形時，如圖10所示，利用支撐部11自下方支撐翹曲部分1f，另一方面，壓住爪23壓住相較該翹曲部分1f為內周側之平坦性較高之部分。藉此，即便外周部分存在翹曲之基板保持環1，亦可以水平姿勢進行握持。自另一角度而言，亦可謂其係利用圖6所示之間隙G之部位抵消翹曲部分1f偏離水平方向之錯位，從而可以水平姿勢進行握持。
根據該對比結果，可謂本實施形態之基板保持環握持機構100可發揮如下之優異作用效果：即使先前難以利用水平姿勢進行搬送之存在翹曲之基板保持環1，亦可以水平姿勢握持著進行搬送。該作用效果係來自於以支撐部11之支撐位置成為基板保持環1之外周側，且壓 住爪23之壓住位置成為基板保持環之內周側之方式，構成基板保持環握持機構100。
如以上說明，根據本實施形態，可藉由以支撐部之支撐位置成為基板保持環之外周側，且壓住爪之壓住位置成為基板保持環之內周側之方式，構成基板保持環握持機構，而以水平姿勢握持地搬送先前難以利用水平姿勢搬送且存在翹曲之基板保持環。
1‧‧‧基板保持環
1a‧‧‧(基板保持環之)本體
1c‧‧‧(基板保持環之)內周端
1e‧‧‧(基板保持環之)外周端
10‧‧‧基部
11‧‧‧支撐部
20‧‧‧活動部
21‧‧‧平板部
23‧‧‧壓住爪
100‧‧‧基板保持環握持機構

Claims (4)

  1. 一種基板保持環握持機構，其特徵在於：其係握持基板保持環之握持機構，該基板保持環係環狀且平板狀之環，且鋪設有黏著保持基板之黏著片；上述基板保持環握持機構包含：支撐器件，其自下方支撐上述基板保持環；及壓住器件，其自上方壓住上述基板保持環；藉由上述支撐器件支撐上述基板保持環之相對外周側，且上述壓住器件壓住上述基板保持環之相對內周側，而於上述支撐器件之支撐區域與上述壓住器件之壓住區域在水平方向上錯開之狀態下握持上述基板保持環。
  2. 如請求項1之基板保持環握持機構，其中上述支撐器件包含：平坦之支撐部，其具有與上述基板保持環之形狀對應之大致弓形之形狀，且支撐上述基板保持環之下表面；及抵接部，其自側方抵接於上述基板保持環之上述外周端部；上述壓住器件相對於由上述支撐器件軸支之特定之轉動軸可轉動地設置，且藉由於上述基板保持環一面抵接於上述抵接部一面由上述支撐部支撐之狀態下，上述壓住器件自上方將上述基板保持環施壓，而握持上述基板保持環。
  3. 如請求項2之基板保持環握持機構，其中上述壓住器件包含：柱部，其供上述轉動軸嵌插；平板部，其係相對於上述柱部傾斜地設置；及壓住爪，其係自上述平板部延伸，且於握持上述基板保持環時壓住上述基板環；且 該基板保持環握持機構當上述柱部處於大致垂直姿勢時成為握持上述基板保持環之握持姿勢。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板保持環握持機構，其中上述支撐區域與上述壓住區域於水平方向上不具有重疊。
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