TW202013476A - 晶圓分斷裝置、反轉裝置及搬運系統 - Google Patents

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Abstract

本發明之晶圓分斷裝置1之特徵在於具備：劃線單元20，其於晶圓W之正面WA形成劃線；膜積層單元30，其於形成有劃線之晶圓W之正面WA貼附膜31；反轉單元100，其以貼附有膜31之面成為下側之方式使晶圓W反轉；裂斷單元40，其對於未貼附有膜31之面賦予特定之力而沿著劃線將晶圓W分斷；及搬運部200，其將晶圓W搬運至特定之位置；且膜積層單元30配置於相對於反轉單元100於鉛垂方向分開之位置。

Description

晶圓分斷裝置、反轉裝置及搬運系統
本發明係關於一種分斷晶圓之分斷裝置、反轉晶圓之反轉裝置及搬運晶圓之搬運系統。
先前，玻璃基板或半導體晶圓等脆性材料基板之分斷藉由於基板之正面形成劃線之劃線工序、及沿著劃線對基板施加特定之力而將基板分斷之裂斷工序等進行。在劃線工序中，將劃線輪之刃尖一面按壓於基板之正面一面沿著特定之線移動。在劃線工序之後，使基板正面背面相反地反轉，而進行裂斷工序。
在以下之專利文獻1中，揭示一種用於對晶圓執行劃線工序之劃線器裝置。在該裝置中，晶圓被貼附在安裝於環狀框架之切割膠帶之正面。於劃線器裝置之卡盤台之吸附卡盤載置有晶圓，而晶圓經由切割膠帶吸引保持於吸附卡盤。然後，藉由按壓機構將輥劃線器定位於晶圓之預分割線之一端，由輥劃線器對於晶圓施加特定之壓力。若在此狀態下將卡盤台朝特定之方向移動，則於預分割線形成劃線。藉由重複進行如上述之工序，而於晶圓之預分割線形成劃線。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開2012-146879號公報
[發明所欲解決之問題] 在專利文獻1中，形成有劃線之晶圓為了進行裂斷工序而被朝別的載台搬運。此處，在進行裂斷工序時，進行於形成有劃線之面貼附保護用之膜之工序、及將晶圓正面背面相反地反轉之工序。在利用專利文獻1之劃線器裝置進行劃線工序時，為了對晶圓進行如上述之各工序，而每次都必須將晶圓朝特定之載台搬運，而很難說晶圓之分斷之效率性為良好。
因此，考量構成一種如全部包含分別執行上述各工序之裝置之裝置。然而，在單單將各裝置排列而構成為1個裝置時，裝置被大型化。又，在將晶圓之搬運路徑繁雜化時，搬運不能順滑地進行，而裝置之每設置面積之運轉率降低。
鑒於所述之課題，本發明之目的在於提供一種可抑制裝置之設置面積變大，且可提高裝置之每設置面積之運轉率之晶圓分斷裝置、將該晶圓分斷裝置所用之晶圓反轉之反轉裝置及搬運晶圓之搬運系統。
[解決問題之技術手段] 本發明之第1態樣係關於一種將晶圓分斷之晶圓分斷裝置。該態樣之晶圓分斷裝置構成為具備：劃線單元，其於晶圓之正面形成劃線；膜積層單元，其於形成有前述劃線之前述晶圓之正面貼附膜；反轉單元，其以貼附有前述膜之面成為下側之方式使前述晶圓反轉；裂斷單元，其對於未貼附前述膜之面賦予特定之力而沿著前述劃線將前述晶圓分斷；及搬運部，其將前述晶圓搬運至特定之位置；且前述膜積層單元配置於相對於前述反轉單元於鉛垂方向分開之位置。
通常，膜積層單元與劃線單元及裂斷單元相比面積更大。因此，在將膜積層單元配置於與劃線單元等為同一平面時，裝置整體之設置面積變大。因此，不是將各單元全部配置於平面，而是藉由將大面積之膜積層單元以相對於反轉單元於鉛垂方向分開之方式配置，而可減小裝置之設置面積。又，在如此般進行配置時，無須將用於將晶圓搬運至膜積層單元之搬運路徑設置於平面上。因此，可將設置面積進一步減小如此之搬運路徑之構件之份額部分。又，藉此，可提高裝置之每設置面積之運轉率。
又，晶圓之分斷係針對未形成有劃線之面、亦即未貼附有膜之面進行。因此，在分斷晶圓之前，需要將晶圓反轉。
因此，在相對於反轉單元於鉛垂方向分開之位置配置膜積層單元時，由於膜積層單元與反轉單元配置於一條直線上，故可將用於搬運晶圓之路徑簡單化。因此，可自膜積層單元朝反轉單元高效率地搬運晶圓。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，自前述收納部取出之前述晶圓被送入配置於在俯視下為前述劃線單元與前述裂斷單元之間且為與前述反轉單元重疊之位置之交接位置，前述搬運部具備升降部，其將被定位於前述交接位置之前述晶圓搬運至前述膜積層單元，進而將前述晶圓自前述膜積層單元搬運至前述反轉單元。
在晶圓之分斷之工序中，藉由劃線單元形成劃線，藉由膜積層單元於形成有劃線之面貼附膜，藉由反轉單元使晶圓正面背面相反地反轉，然後，藉由裂斷單元進行晶圓之分斷。該情形下，於上述之位置設置交接位置，在朝膜積層單元及反轉單元之搬運上利用升降部，藉此將晶圓無需經由其他單元，而直接地搬運至目的單元。因此，由於縮短在晶圓之搬運上所需之時間，故提高裝置之每設置面積之運轉率。
又，由於晶圓以交接位置為起點被朝劃線單元及裂斷單元搬運，故可縮短俯視下之搬運路徑。藉此，裝置之設置面積被縮小，而可進一步提高裝置之每設置面積之運轉率。
又，前述反轉單元可構成為使經前述膜積層單元貼附了前述膜之前述晶圓一面反轉一面朝前述交接位置搬運。
若為此構成，則反轉單元在晶圓之反轉之同時進行朝交接位置之鉛垂方向之搬運。因此，可以較短之搬運路徑高效率地將晶圓搬運至交接位置。
該情形下，經前述裂斷單元分斷之前述晶圓，經由前述交接位置而被搬運至開始前述晶圓之搬運之位置。
在將搬運路徑設為複數條時，由於針對各條路徑，產生例如設置軌道等構件之必要，故裝置整體之設置面積變大。若為此構成，則在晶圓之分斷之前後，可將搬運路徑共通化。藉此，由於可抑制在搬運路徑之設置上所需之面積，故可減小裝置之設置面積。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為前述反轉單元配置於前述交接位置之上方。
若為此構成，則可將被貼附膜後之晶圓利用自上朝下之一方向之搬運路徑進行搬運。又，在將晶圓自上朝下搬運時，藉由重力之作用亦可定位於交接位置。因此，可順滑且高效率地進行晶圓自反轉單元朝交接位置之搬運。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為前述膜積層單元配置於前述反轉單元之上方。
若為此構成，則將晶圓自上方之膜積層單元朝下方之反轉單元搬運，進而，將晶圓搬運至位於反轉單元之正下方之交接位置。如此般，可將自膜積層單元朝交接位置之搬運路徑設為自上朝下之一方向之搬運路徑。因此，可順滑且高效率地進行晶圓自膜積層單元朝反轉單元、自反轉單元朝交接位置之搬運。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，前述反轉單元具備：保持部，其保持前述晶圓；及旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向；且前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之第2位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部。
根據該構成，保持部若在接受位置接受晶圓，則藉由旋轉驅動部一面反轉一面定位於第2位置。藉此，例如，無需分別進行：用於臨時置放保持部所接收之晶圓之工序，用於使晶圓旋轉之工序，又，用於將被反轉之晶圓搬運至目的場所之工序。因此，可有效率地進行晶圓之反轉。又，若為此構成，則可使晶圓一面反轉一面移送至目的位置。因此，由於可以更小之空間進行晶圓之反轉動作，故可將晶圓分斷裝置之設置面積縮小化。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，前述旋轉驅動部具備：支持構件，其可旋轉地支持前述保持部；小齒輪，其安裝於前述保持部之旋轉軸；齒條，其與前述小齒輪嚙合且沿前述直線方向延伸；及驅動機構，其使前述支持構件沿前述直線方向移動。
根據此構成，若支持構件藉由驅動機構沿直線方向移動，則小齒輪與齒條在直線方向相對移動。藉此，小齒輪在齒條上旋轉，與此相伴保持部旋轉。因此，根據此構成，藉由組合齒條與小齒輪之簡單之構成，而可使保持部一面旋轉一面沿直線方向移動。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，自前述收納部取出之前述晶圓被送入配置於在俯視下為前述劃線單元與前述裂斷單元之間且為與前述反轉單元重疊之位置之交接位置，前述驅動機構更具備調整機構，其在前述晶圓自前述接受位置被移送至前述反轉完成位置後，進而使前述支持構件移動特定行程，而將前述晶圓自前述反轉完成位置移送至於前述直線方向分隔之前述交接位置，伴隨著前述支持構件之前述特定行程之移動而使前述齒條沿前述直線方向移動。
一般而言，半導體晶圓為薄膜，耐受衝擊弱。因此，若在反轉之動作中，交接位置之構件與基板接觸，則有因該衝擊而晶圓破損之虞。
關於此點，若為本構成，則由於第2位置與交接位置分開，故可確實地防止在基板之旋轉時晶圓與交接位置之構件接觸而晶圓破損。又，在基板之自反轉完成位置朝交接位置之移送時，由於伴隨著支持構件之移動而齒條移動，故不在齒條與小齒輪之間產生相對之移動。因此，在自反轉完成位置朝交接位置之移動中，基板不會進一步旋轉。因此，可使晶圓自反轉完成位置順滑地移動至交接位置。
該情形下，前述調整機構可構成為具備：移動構件，其與前述齒條連結；導引件，其將前述移動構件沿前述直線方向可滑動移動地支持；彈推構件，其將前述移動構件自前述反轉完成位置朝往向前述接受位置之方向彈推；及送進機構，其在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間使前述移動構件抗著前述彈推構件之彈推而移動。
根據此構成，在晶圓自之自反轉完成位置朝交接位置之移送時，可藉由送進機構順滑地使移動構件與齒條一體地移動。
又，前述送進機構可構成為具備：被抵接部，其設置於前述移動構件；及抵接部，其設置於前述支持構件，且於前述直線方向與前述被抵接部對向；且在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間，前述抵接部抵接於前述被抵接部而前述移動構件自前述支持構件接受按壓力，藉由該按壓力，而前述移動構件伴隨著前述支持構件之移動而抗著前述彈推而移動。
根據此構成，由於送進機構係由設置於移動構件之被抵接部與設置於支持構件之抵接部構成，故無須另外設置複雜之機構。因此，可藉由極其簡單之構成，伴隨著支持構件自反轉完成位置朝交接位置之移動，使移動構件及齒條移動。
在此構成中，可構成為前述彈推構件為氣缸。
如此般，藉由將氣缸用作彈推構件，而可順滑地控制對於移動構件之彈推。因此，伴隨著支持構件自反轉完成位置朝交接位置之移動，而可順滑且安定地使移動構件及齒條移動。
在本態樣之反轉裝置中，可構成為前述接受位置較前述反轉完成位置於鉛垂方向位於更上方。
若為此構成，則可使基板一面自上朝下移動一面順滑地反轉。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，前述保持部具備：吸附部，其吸附前述晶圓；桿，其安裝於前述旋轉軸；及保持構件，其與前述桿連結而保持前述吸附部。
根據此構成，晶圓描繪與桿之長度相應之直徑之圓弧且一面旋轉一面移動。因此，在保持部自接受位置旋轉90°時，在接受位置與反轉完成位置之間產生空間。因此，可使搬出部等裝置通過該空間，而搬運完成反轉之晶圓。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，前述保持部具備：吸附部，其吸附前述晶圓；及保持構件，其安裝於前述旋轉軸，而保持前述吸附部。
根據此構成，保持構件直接安裝於旋轉軸。因此，基板以描繪小圓弧之方式一面旋轉一面移動。因此，可將反轉單元之尺寸縮小化，而可將晶圓分斷裝置之尺寸縮小化。
在本態樣之晶圓分斷裝置中，可構成為，前述搬運部具備搬運構件，其沿前述直線方向升降；且在前述保持部位於自前述接受位置旋轉90°之位置時，前述搬運構件在前述接受位置與前述反轉完成位置之間沿直線方向通過。
根據此構成，晶圓描繪與桿之長度相應之直徑之圓弧且一面旋轉一面移動。因此，在保持部自接受位置旋轉90°時，在接受位置與反轉完成位置之間產生空間。因此，可使搬運構件通過該空間，而搬運完成已反轉之晶圓。
本發明之第2之態樣係關於一種使基板反轉之反轉裝置。本態樣之反轉裝置具備：保持部，其保持前述晶圓；及旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向移動；且前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之反轉完成位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部。
根據此構成，可發揮與第1態樣同樣之效果。
本發明之第3之態樣係關於一種搬運晶圓之搬運系統。本態樣之搬運系統具備反轉裝置及搬運部，前述反轉裝置具備：保持部，其保持前述晶圓；及旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向移動；且前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之反轉完成位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部； 前述搬運部將前述晶圓搬運至前述反轉裝置。
根據此構成，可發揮與第1態樣同樣之效果。
[發明之效果] 如以上所述般，根據本發明，可提供一種可抑制裝置之設置面積變大，且可提高裝置之每設置面積之運轉率之晶圓分斷裝置、將該晶圓分斷裝置所用之晶圓反轉之反轉裝置及搬運晶圓之搬運系統。
本發明之效果及意義可藉由以下所示之實施形態之說明而更加明確。然而，以下所示之實施形態終極而言僅為將本發明實施化時之一個例示，本發明並不受以下之實施形態所記載之內容任何限制。
以下，參照圖式對本發明的實施形態進行說明。又，在各圖中，為了便於說明，附記相互正交之X軸、Y軸及Z軸。X-Y平面係與水平面平行，Z軸方向為鉛垂方向。Z軸正側為上方，Z軸負側為下方。
＜實施形態＞ 廣泛用於電子機器等之半導體元件由被區分為複數個區域，於各個區域組入有光學元件等之半導體晶圓製造。本實施形態之晶圓分斷裝置係沿著區分區域之特定之線，分斷半導體晶圓之裝置。
作為半導體晶圓之材質，例如可舉出單晶矽(Si)、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)、及砷化鎵(GaAs)等。半導體晶圓之如上述之材質、厚度、及尺寸根據製造目的之半導體元件之種類、功能等而適切地選擇、設計。
其次，針對構成本實施形態之晶圓分斷裝置之各單元、及最佳地配置各單元之佈局進行說明。再者，本實施形態之晶圓分斷裝置分斷於環狀之框架貼附有切割膠帶之半導體晶圓。以下，將「於環狀之框架貼附有切割膠帶之半導體晶圓」簡單地表述為「晶圓W」。又，於晶圓W之正面預先設置有特定之格子狀之線，晶圓分斷裝置在沿著該特定之線於晶圓之正面形成劃線後，沿著劃線將半導體晶圓分斷。
[晶圓分斷裝置之構成] 圖1及圖2係顯示本實施形態之晶圓分斷裝置1之外觀構成之立體圖。如圖1及圖2所示般，晶圓分斷裝置1具備：架台2、第1搬運軌道3、第2搬運軌道4、收納部10、劃線單元20、膜積層單元30、裂斷單元40、反轉單元100、及搬運部200。
架台2係支持晶圓分斷裝置1之台。第1搬運軌道3及第2搬運軌道4分別設置於Y軸正側及負側，係用於搬運晶圓W之軌道。
收納部10收納複數片半導體晶圓W。省略收納部10之詳細之構成，例如，可構成為於收納部10之內壁等間隔地設置複數個槽，沿著該槽將晶圓W積層而收納。收納部10在圖1中，於Y軸正側設置有未圖示之門，若打開此門，則晶圓W藉由未圖示之搬入部取出，且沿著第1搬運軌道3朝特定之位置被搬運。
再者，在本實施形態中，將收納部10設置於晶圓分斷裝置1，但亦可不設置收納部10，例如由操作者或機器人將晶圓W一片接一片地送入裝置。
劃線單元20沿著於半導體晶圓W之正面WA預先設置之特定之線形成劃線。劃線單元20可利用在將劃線形成於玻璃基板等脆性材料基板時通常使用之劃線單元。
作為劃線單元20之構成，例如，可如以下所述般構成。以晶圓W之正面WA位於上側之方式將晶圓W載置於劃線台21。又，劃線單元20設置有保持劃線輪之劃線頭，該劃線頭沿X軸方向移動，而可自由地定位。若於設置於正面WA之特定之線之一端，定位未圖示之劃線輪且賦予特定之壓力，則劃線輪之刃尖與晶圓W之正面WA接觸，而對晶圓W賦予特定之荷重。在此狀態下，若驅動劃線頭，則劃線輪沿著X軸於一方向形成劃線，並返回至原來之位置。藉由將此動作針對Y軸方向以特定之間隔進行，而利用劃線輪沿著特定之線形成劃線。
設置於晶圓W之特定之線通常為格子狀。在按照上述之程序形成複數條劃線後，若使劃線台21旋轉90°，與上述之程序同樣地形成劃線，則可形成格子狀之劃線。
又，在本實施形態之晶圓分斷裝置1中，劃線單元20配置於晶圓分斷裝置1之X軸正側且為第2搬運軌道4之Y軸正側之端部。
膜積層單元30在劃線形成後，於晶圓W之正面WA、亦即形成有劃線之面，貼附保護用之膜31。此處，省略膜積層單元30之詳細之構成，膜積層單元30例如具備被捲繞之膜31、及用於放出膜31之裝置，又，具備用於裁斷膜31之切刀等。
再者，膜31可構成為沿著劃線分斷晶圓W後，在搬運中進行剝離。又，膜31在圖1、圖2中未圖示，在圖6(a)～圖6(c)中圖示。
裂斷單元40沿著由劃線單元20形成之劃線將晶圓W分斷。裂斷單元40亦與劃線單元20同樣地，可利用在沿著形成於玻璃基板等脆性材料基板之劃線將基板分斷時通常使用之裂斷單元。
作為如此之裂斷單元40，例如，以晶圓W之正面WA位於下側之方式將圓W載置於裂斷台41。即，在裂斷單元40中，晶圓W之背面WB位於上側。於劃線之一端定位未圖示之裂斷棒之刃尖，在對晶圓W賦予特定之壓力之狀態下，使裂斷台41以特定之間隔在Y軸上移動。藉此，沿著劃線於晶圓W形成有裂痕。藉由該裂痕伸展，而可將晶圓W分斷。
與劃線之形成同樣地，在沿著複數條劃線形成裂痕後，使裂斷台41旋轉90°，而使裂痕形成於晶圓W。藉此，晶圓W被分斷為格子狀。
又，裂斷單元40配置於晶圓分斷裝置1之X軸正側，且為第2搬運軌道4之Y軸負側之端部。
反轉單元100係用於將晶圓W之正面背面相反地反轉之單元。反轉單元100將經膜積層單元30貼附了膜31後之晶圓W、及由裂斷單元40分斷後之晶圓W之正面背面反轉。
再者，有關反轉單元100之構成，將於後文參照圖4～圖8(b)進行說明。
搬運部200進行晶圓分斷裝置1內之晶圓W之搬運。搬運部200具備：第1搬運部210、第2搬運部220、第3搬運部230、及升降部240。
第1搬運部210將自收納部10取出之晶圓W沿著第1搬運軌道3搬運至第1位置401。第1搬運部210在由裂斷單元40分斷後之晶圓W返回收納部10時亦被使用。第1位置401如圖1所示般係由虛線包圍之區域，配置於第1搬運軌道3上且為Y軸正側之位置。
第2搬運部220將晶圓W自第1位置401朝配置於劃線單元20與裂斷單元40之間之第2位置402搬運。該「第2位置402」相當於申請專利範圍所記載之「交接位置」。又，第2位置402如圖2所示般係由虛線包圍之區域，配置於第2搬運軌道4上且為與第1位置401對向之位置。
第3搬運部230在由裂斷單元40分斷後之晶圓W返回收納部10時，將晶圓W自第2位置402搬運至第1位置401。
為了對由劃線單元20形成有劃線之晶圓W貼附膜31，升降部240將晶圓W搬運至膜積層單元30之特定之位置。又，將貼附有膜31後之晶圓W搬運至反轉單元100之特定之位置。在本實施形態中，「膜積層單元30之特定之位置」係「第3位置403」，「反轉單元100之特定之位置」係「第4位置404」。
又，晶圓分斷裝置1分別具備用於驅動該等各搬運部及升降部之驅動部、及用於使劃線台21及裂斷台41沿著第2搬運軌道4移動之驅動部。對於搬運部200及各驅動部將一面參照圖9(a)～圖11隨後進行說明。
[裝置之佈局] 本實施形態之晶圓分斷裝置1藉由對上述各單元之配置適當進行配置，而抑制裝置之設置面積，提高每設置面積之運轉率。以下說明如此之裝置之佈局。
圖3(a)、圖3(b)分別係用於說明晶圓分斷裝置1所具備之上述各單元之配置及晶圓W之搬運之示意圖。圖3(a)示意性地顯示自Z軸正側觀察時，即圖1及圖2所示之架台2之上表面2a之單元、第1位置401、及第2位置402之配置。圖3(b)係示意性地顯示自X軸正側觀察時，即以第2位置402為起點Z軸方向上之單元、第3位置403、第4位置404之配置。又，在圖3(a)、圖3(b)中，箭頭411～422表示晶圓W之搬運方向。
首先，說明有關晶圓分斷裝置1中之各單元及第1位置401～第4位置404之配置。
圖3(a)，又，如上述般，晶圓分斷裝置1於X軸負側配置收納部10，於X軸正側配置劃線單元20及裂斷單元40。於劃線單元20與裂斷單元40之間，配置第2位置402亦即交接位置。
又，於第2位置402與劃線單元20之間、及第2位置402與裂斷單元40之間分別設置待機位置405及406。如上述般，在劃線單元20形成劃線時，劃線台21沿著Y軸方向以特定之間隔往復移動。待機位置405、406被用作搬運中之晶圓W之待機場所。又，待機位置405及406分別為了確保劃線台21及裂斷台41之移動範圍而設置。
第1位置401及第2位置402如上述般，分別於X軸負側及正側配置於對稱之位置。
又，如圖3(b)所示般，第2位置402配置於反轉單元100之正下方。於反轉單元100之上方配置有膜積層單元30。第3位置403係在膜積層單元30中定位晶圓W之位置。因此，在圖3(b)中，第3位置403圖示於膜積層單元30之上側。與其同樣地，第4位置404係自膜積層單元30搬運而來之晶圓W在反轉單元100中被定位之位置。即，該第4位置404係申請範圍所記載之接受位置。因此，在圖3(b)中，第4位置404圖示於反轉單元100之上側。
接著，說明有關晶圓W之搬運路徑。
如圖3(a)之箭頭411所示般，將晶圓W自收納部10朝第1位置401搬運。此時，晶圓W由第1搬運部210沿著第1搬運軌道3搬運。
若晶圓W到達第1位置401，則如箭頭412所示般，晶圓W自第1位置401被朝第2位置402搬運。此時，晶圓W由第2搬運部220搬運。
其次，晶圓W如箭頭413所示般，自第2位置402被朝劃線單元20搬運。而後，晶圓W若由劃線單元20形成劃線，則如箭頭414所示般，被朝第2位置402搬運。藉由載置著晶圓W之劃線台21沿著第2搬運軌道4移動，而將晶圓W在第2位置402與劃線單元20之間進行搬運。
再者，在由劃線單元20針對晶圓W形成劃線之期間，晶圓W在劃線單元20與待機位置405之間往復移動。又，例如，有於在晶圓W形成劃線之期間，其他晶圓W位於第2位置402之情形。因此，於在晶圓W形成劃線後，晶圓W在待機位置405待機直至第2位置402空出為止。
其次，為了於晶圓W之正面WA貼附膜31，而將晶圓W搬運至膜積層單元30。如圖3(b)之箭頭415所示般，將晶圓W自第2位置402朝第3位置403搬運。此時，晶圓W由升降部240搬運。
若藉由膜積層單元30於晶圓W之正面WA貼附有膜31，則如箭頭416所示般，晶圓W自膜積層單元30被朝第4位置404搬運。此時，晶圓W由升降部240搬運。搬運至第4位置404之晶圓W由反轉單元100正面背面相反地反轉，且被定位於第2位置402。即，反轉單元100如箭頭417所示般，將晶圓W朝第2位置402搬運。藉此，晶圓W之正面WA即貼附有膜31之面位於下側。有關如此之反轉單元100之構成將於後文詳細地進行說明。
其次，晶圓W如圖3(a)之箭頭418所示般，自第2位置402朝裂斷單元40被搬運。然後，晶圓W若由裂斷單元40沿著劃線分斷，則如箭頭419所示般，被朝第2位置402搬運。藉由載置著晶圓W之裂斷台41沿著第2搬運軌道4移動，而將晶圓W在第2位置402與裂斷單元40之間進行搬運。
再者，在由裂斷單元40分斷晶圓W之期間，晶圓W在裂斷單元40與待機位置406之間往復移動。又，例如，有在分斷晶圓W之期間，其他晶圓W位於第2位置402之情形。因此，在晶圓W被分斷後，晶圓W在待機位置406待機直至第2位置402空出為止。
如圖3(b)之箭頭420所示般，晶圓W自第2位置402被朝第4位置404搬運。此時，晶圓W由升降部240搬運。搬運至第4位置404之晶圓W由反轉單元100正面背面相反地反轉，且被定位於第2位置402。即，反轉單元100如箭頭417所示般，將晶圓W朝第2位置402搬運。藉此，晶圓W之正面WA即貼附有膜31之面位於上側。
如圖3(a)之箭頭421所示般，晶圓W自第2位置402被朝第1位置401搬運。此時，晶圓W由第3搬運部230搬運。然後，如箭頭422所示般，晶圓W自第1位置401被朝收納部10搬運，而收納於收納部10。此時，晶圓W由第1搬運部210沿著第1搬運軌道3搬運。如此般，晶圓W在晶圓分斷裝置1內被搬運。
在如上述之晶圓W之搬運中，反轉單元100使在上方(第4位置404)交接之晶圓W反轉且載置於下方(第2位置402)。即，反轉單元100同時進行反轉與搬運。利用圖4～圖8(b)說明有關如此之反轉單元100之構成。再者，在圖6(c)、圖7中，顯示晶圓W之反轉已完成之位置即反轉完成位置407。
圖4及圖5係顯示反轉單元100之構成之立體圖。圖4及圖5顯示於反轉單元100即將保持晶圓W之前之狀態，例如，接受自膜積層單元30搬運而來之晶圓W之情形，或接受經由裂斷單元40搬運而來之晶圓W之情形。
如圖4所示般，反轉單元100具備：保持部110、旋轉驅動部120、及調整機構130。
保持部110藉由吸附而保持晶圓W。保持部110具備用於吸附晶圓W之4個吸附部111，板112a、112b，保持構件113，及桿114。4個吸附部111於板112a、112b分別各設置2個。於保持構件113之兩端部，連結有板112a、112b。於桿114之一端部連接有該保持構件113，另一端部安裝於旋轉軸123a。
4個吸附部111係吸附墊。如圖4之虛線箭頭所示般，於4個吸附部111之吸附面111a載置晶圓W。若晶圓W載置於吸附部111之吸附面111a，則對吸附部111賦予負壓。藉此，晶圓W被吸附部111吸附而被保持。
旋轉驅動部120使保持部110一面旋轉一面沿直線方向(Z軸方向)移動。旋轉驅動部120具備：驅動機構121、支持構件122、小齒輪123、及齒條124。
驅動機構121在保持部110位於接受晶圓W之接受位置即第4位置404(參照圖6(a)～圖6(c))、與晶圓W之反轉完成亦即保持部110位於自第4位置404旋轉180°時之反轉完成位置407(參照圖6(a)～(c))之期間，使支持構件122升降移動。驅動機構121包含：導引件，其將支持構件122沿Z軸方嚮導引；包含驅動源之馬達；及未圖示之傳遞機構，其將馬達之驅動力朝支持構件122傳遞。
支持構件122係矩形狀之板構件，於X軸正側設置有孔，於該孔嵌入小齒輪123。小齒輪123可旋轉地安裝於支持構件122。於小齒輪123之旋轉軸123a安裝有桿114。齒條124係與小齒輪123嚙合並沿直線方向延伸之構件。
調整機構130具備：移動構件131、導引件132、2個滑件133、彈推構件134、抵接部135、及被抵接部136。調整機構130調整齒條124之移動。
移動構件131於X軸負側之面連結有齒條124。又，移動構件131經由安裝於X軸正側之面之2個滑件133可滑動移動地連結於導引件132。導引件132固定於未圖示之機架。
彈推構件134係將移動構件131沿Z軸正方向彈推之構件。彈推構件134例如為氣缸或空氣彈簧。在本實施形態中，彈推構件134為氣缸。以下，在本實施形態中，將「彈推構件134」表述為「氣缸134」。
被抵接部136係設置於移動構件131之凸緣部。於被抵接部136，設置有用於安裝氣缸134之下端部134a之孔136a。又，於支持構件122，在X軸負側之上端部設置有突部125。於該突部125，在Z軸方向設置有孔，於該孔安裝有抵接部135。抵接部135若為能夠抵接於被抵接部136之構件，則無特別限定。在本實施形態中，抵接部135係螺栓。以下，在本實施形態中，將「抵接部135」表述為「螺栓135」，將「被抵接部136」表述為「凸緣部136」。
氣缸134在直至保持部110位於反轉完成位置407之期間，被保持於特定之壓力，而維持為最收縮之狀態。藉此，氣缸134將移動構件131固定於朝上方(Z軸正方向)舉起之位置。因此，自此期間，移動構件131不會沿著導引件132直線移動。再者，此時之氣缸134之壓力為0.5 MPa左右。
相對於此，若保持部110移動至反轉完成位置407，則螺栓135抵接於凸緣部136。其後，若支持構件122進一步朝下方向(Z軸負方向)移動，則凸緣部136被朝螺栓135按壓，而移動構件131自支持構件122受到按壓力。此時，對氣缸134賦予之壓力被降低。例如，氣缸134之壓力被降低至0.1 MPa左右。保持部110到達反轉完成位置407，例如由未圖示之感測器檢測到。如此般，支持構件122之按壓力較氣缸134之彈推力更大地作用於移動構件131。藉此，伴隨著支持構件122之移動而移動構件131抗著氣缸134之彈推，自反轉完成位置407進一步移動特定行程。
又，在支持構件122自反轉完成位置407移動特定行程時，齒條124與移動構件131一起移動。因此，在齒條124與小齒輪123之間不產生相對之移動。因此，在支持構件122之移動中，保持部110不會進一步旋轉。藉此，晶圓W自反轉完成位置407朝第2位置402順滑地被交接。
圖6(a)～圖6(c)係顯示由反轉單元100進行之晶圓W之反轉動作之示意圖。在圖6(a)～圖6(c)中，僅圖示晶圓W、吸附部111、桿114、小齒輪123、及齒條124。
圖6(a)顯示反轉單元100在第4位置404接受晶圓W之情形。在圖6(a)中，反轉單元100藉由升降部240接受晶圓W。該情形下，反轉單元100在小齒輪123位於齒條124之上方，桿114沿Z軸方向延伸，吸附部111之吸附面111a朝向上側之狀態下待機。晶圓W以將晶圓W之正面WA定位為上側、將背面WB定位為下側之狀態，載置於吸附部111之吸附面111a，藉由吸附而被保持。即，晶圓W之面之中，與吸附面111a接觸之面為背面WB。再者，升降部240在圖10中顯示。
若上文中所說明之支持構件122藉由驅動機構121沿Z軸負方向直線移動，則小齒輪123在齒條124上旋轉。藉此，旋轉軸123a旋轉而桿114旋轉。圖6(b)顯示自圖6(a)之狀態旋轉軸123a朝Y軸負側旋轉90°之情形。若自圖6(b)之狀態支持構件122藉由驅動機構121進一步沿Z軸負方向直線移動，則小齒輪123在齒條124上旋轉。藉由小齒輪123之旋轉而旋轉軸123a旋轉，從而桿114旋轉。自圖6(b)之狀態進一步朝Y軸負側旋轉90°。即，若保持部110自第4位置404旋轉180°，則保持部110位於反轉完成位置407，如圖6(c)所示般，晶圓W正面背面相反地被反轉，而背面WB定位於上側。
圖7係顯示晶圓W自圖6(b)之狀態轉變為圖6(c)之狀態之樣態之示意圖。在圖7中，圖示有2個與X-Y平面平行之狀態之晶圓W。該等之中，Z軸正側之晶圓W係位於反轉完成位置407之情形之晶圓W，為了便於說明而表述為晶圓W1。Z軸負側之晶圓W係位於第2位置402之情形之晶圓W，為了便於說明而表述為晶圓W2。晶圓W1(反轉完成位置407)與晶圓W2(第2位置402)為分開。
一般而言，半導體晶圓或玻璃材料等脆性基板為薄膜，耐受衝擊弱。因此，若晶圓W在反轉動作中與第2位置402之構件接觸，則有因該衝擊而晶圓W破損之虞。
因此，反轉單元100為了確實地防止如上述之晶圓W之破損，而使自反轉完成位置407與第2位置402之間分開。藉此，在晶圓W之反轉動作中，防止晶圓W與第2位置402之構件接觸。
其次，針對用於將被定位於反轉完成位置407之晶圓W移動至第2位置402之反轉單元100之構成進行說明。
圖8(a)、圖8(b)係用於說明反轉單元100之構成之立體圖。在圖8(a)、圖8(b)中，為了便於說明，而省略驅動機構121、保持構件113、桿114、及晶圓W。又，在圖8(b)中，亦省略支持構件122。
圖8(a)之虛線表示晶圓W位於第4位置404時之小齒輪123及支持構件122之狀態。該狀態相當於圖4、圖5及圖6(a)之狀態。支持構件122藉由驅動機構121自圖8(a)之虛線之狀態進一步朝Z軸負側直線移動。即，保持部110自第4位置404往向反轉完成位置407一面移動一面旋轉。此時，對氣缸134賦予特定之壓力，氣缸134將移動構件131自反轉完成位置407朝往向第4位置404之方向彈推。
如圖8(a)之實線所示般，支持構件122直線移動，設置於支持構件122之螺栓135抵接於凸緣部136。此時，保持部110被定位於反轉完成位置407，相當於圖6(c)之狀態。又，此時之晶圓W係圖7所示之晶圓W1。若螺栓135抵接於凸緣部136，支持構件122按壓移動構件131，則對氣缸134賦予之特定之壓力被降低。藉此，由支持構件122對於移動構件131施加之按壓力超過氣缸134之彈推力。因此，移動構件131抗著氣缸134之彈推力而在導引件132滑動移動。
由於移動構件131連結有齒條124，故支持構件122、小齒輪123、及齒條124、與移動構件131一體地自反轉完成位置407朝第2位置402移動。藉此，由於不在小齒輪123與齒條124之間產生相對之移動，故在自反轉完成位置407朝第2位置402之移動中，晶圓W不會進一步旋轉。因此，可順滑地使晶圓W自反轉完成位置407移動至第2位置402。再者，此時之晶圓W相當於圖7所示之晶圓W2。
如上述般，若如圖6(c)所示般，保持部110自第4位置404旋轉180°，而保持部110位於反轉完成位置407，則螺栓135抵接於凸緣部136，支持構件122按壓移動構件131。該情形下，以支持構件122與移動構件131一起自反轉完成位置407移動之方式，適切地調整螺栓135之長度、即自支持構件122之突部125朝下方突出之長度。
再者，隨後一面參照圖11，一面說明於反轉單元100接受晶圓W時之反轉單元100與升降部240之配置。
其次，對於搬運部200進行說明。圖9(a)係顯示第1搬運部210之構成之立體圖，圖9(b)係顯示第2搬運部220及第3搬運部230之構成之立體圖。
如圖9(a)所示般，第1搬運部210利用固持晶圓W之固持部211將晶圓W藉由固持而保持。第1搬運部210利用固持部211固持晶圓W，沿著第1搬運軌道3搬運晶圓W。
如圖9(b)所示般，第2搬運部220與第3搬運部230設置於共通之基座250。
第3搬運部230之4個吸附部231於2塊板232a、232b分別各設置2個。2塊板232a、232b分別安裝於臂233之X軸方向之軸233a之兩端部。臂233之Y軸方向之軸233b連接於升降軌道237。
第3搬運部230之搬運軌道234係用於將晶圓W沿X軸方向搬運之軌道。於搬運軌道234安裝有可滑動移動之滑件235，於滑件235設置有移動體236。於移動體236，安裝有升降軌道237，滑件238可升降移動地被安裝。
如上述之構成之第3搬運部230，若晶圓W抵接於吸附部231之吸附面231a，則吸附晶圓W而保持晶圓W。在第3搬運部230中，在使晶圓W沿X軸方向移動時，藉由第3搬運驅動部510使滑件235沿著搬運軌道234移動。在使晶圓W沿Z軸方向移動時，藉由第3搬運驅動部510使滑件238沿著升降軌道237升降。再者，第3搬運驅動部510在圖12中顯示。
第2搬運部220亦為與第3搬運部230同樣之構成。在圖9(b)中，僅顯示圖示於紙面之吸附部221、吸附面221a、板222b、臂233之Y軸方向之軸233b、搬運軌道224、升降軌道227，而省略其他。
第2搬運部220與第3搬運部230同樣地，在搬運晶圓W時，若晶圓W抵接於吸附部221之吸附面221a，則將晶圓W吸附而保持。在使晶圓W沿X軸方向移動時，藉由第2搬運驅動部509使滑件沿著搬運軌道224移動。在使晶圓W沿Z軸方向移動時，藉由第2搬運驅動部509使滑件沿著升降軌道227升降。再者，第2搬運驅動部509在圖12中顯示。
圖10係顯示升降部240之構成之立體圖。升降部240具備：搬運構件242，其將升降導引件241沿Z軸方向可升降地移動；臂243，其連結於搬運構件242；保持構件244，其連結於臂243；及吸附部245，其保持於保持構件244。又，升降部240具備驅動搬運構件242之驅動部、及對吸附部245賦予壓力之壓力賦予部。再者，驅動部及壓力賦予部未圖示。升降部240之吸附部245係吸附墊，晶圓W抵接於吸附部245之吸附面245a。
在反轉單元100之保持部110為圖6(a)之狀態，即，保持部110位於第4位置404時，搬運構件242移動升降導引件241，而將晶圓W交接至反轉單元100之吸附部111。
在保持部110位於自第4位置404朝Y軸負側90°之位置時，在第4位置404與反轉完成位置407之間產生空間。因此，如圖11所示般，在調整了桿114之長度之情形下，以吸附部245不干擾保持於反轉單元100之晶圓W之方式，搬運構件242可使保持構件244升降移動。該情形下，如圖11之由一點鏈線所示般，以升降部240之Y軸正側之吸附部245不抵接於反轉單元100之保持構件113之方式設定桿114之長度。又，根據桿114之長度，而調整反轉單元100與升降部240之配置。
在如上述般構成升降部240之情形下，可利用升降部240將載置於第2位置402之晶圓W搬出。即，以反轉單元100之桿114自第4位置404朝X軸負側旋轉90°之方式使保持部110旋轉，在使保持部110在該位置待機之期間，升降部240之搬運構件242下降至第2位置402，而晶圓W被吸附於吸附部245。然後，若使搬運構件242自第2位置402往向第4位置404上升，則可將晶圓W定位於第4位置404。
再者，若桿114之長度長，則晶圓W可相應於桿114之直徑一面描繪大圓弧一面旋轉。因此，在保持部110位於自第4位置404朝Y軸負側旋轉90°之位置時，晶圓W不與吸附部245接觸。然而，在將桿114之長度過度加長之情形下，由於需要確保用於持部110在水平方向及高度方向旋轉之空間，故裝置大型化。因此，桿114之長度考量晶圓W之直徑、升降部240之保持構件244之長度、反轉單元100與升降部240之位置關係等而進行調整。
再者，如圖10所示般，升降部240之臂243包含複數個板構件。包含該等板構件之臂243容許構成為不穩定之形狀，以便在通過第4位置404與第2位置402之間時，可在不干擾反轉單元100之保持部110等下通過。
在升降部240將晶圓W自第2位置402搬運至第3位置403時，搬運構件242沿著升降導引件241下降，藉此臂243、保持構件244、及吸附部245下降，從而晶圓W抵接於吸附部245之吸附面245a。若藉由吸附部245吸附到晶圓W，則搬運構件242沿著升降導引件241上升，而將晶圓W搬運至膜積層單元30亦即第3位置403。該狀態相當於圖6(a)。
若藉由膜積層單元30將膜31貼附於晶圓W之正面WA，則吸附部245吸附晶圓W之正面WA，搬運構件242沿著升降導引件241下降，而將晶圓W搬運至反轉單元100亦即作為接受位置之第4位置404。
如此般，升降部240使搬運構件242升降而將晶圓W搬運至膜積層單元30及反轉單元100。
[晶圓分斷裝置之動作] 其次，對於晶圓分斷裝置1之動作進行說明。圖12係顯示晶圓分斷裝置1之構成之方塊圖。如圖12所示般，晶圓分斷裝置1具備：收納部10、劃線單元20、膜積層單元30、裂斷單元40、反轉單元100、第1搬運部210、第2搬運部220、第3搬運部230、及升降部240，進而，具備：控制部500、輸入部501、檢測部502、晶圓搬入/搬出驅動部503、劃線單元驅動部504、膜積層單元驅動部505、反轉單元驅動部506、及裂斷單元驅動部507。又，具備作為第1搬運部210、第2搬運部220、第3搬運部230、及升降部240各者之驅動部之第1搬運驅動部508、第2搬運驅動部509、第3搬運驅動部510、及升降驅動部511。進而，具備劃線台驅動部512、及裂斷台驅動部513。
輸入部501受理晶圓分斷裝置1分斷晶圓W時之開始。檢測部502檢測在晶圓分斷裝置1中，晶圓W位於各單元。又，亦可構成為檢測搬運中途之晶圓W之位置。檢測部502例如可使用感測器、或攝像裝置等。
控制部500包含CPU等運算處理電路、及ROM、RAM、硬碟等記憶體。控制部依照記憶於記憶體之程式而控制各部。
圖13係顯示本實施形態之晶圓分斷裝置1之動作之流程圖。該控制係由圖12所示之控制部500執行。又，在圖13之流程圖中，「開始」係由輸入部受理晶圓W之分斷之開始之時點。再者，於收納部10，預先收納有複數片晶圓W。
在步驟S11中，控制部500使晶圓搬入/搬出驅動部503打開收納部10之門，而將晶圓W搬入晶圓分斷裝置1內。然後，控制部500使第1搬運驅動部508驅動第1搬運部210而將晶圓W搬運至第1位置401。此相當於圖3(a)之箭頭411所示之搬運路徑。
在步驟S12中，若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第1位置401，則控制部500使第2搬運驅動部509驅動第2搬運部220，而將到達第1位置401之晶圓W搬運至第2位置402亦即交接位置。第2搬運驅動部509以吸附部221之吸附面221a抵接於晶圓W之正面WA之方式使第2搬運部220之臂動作。若吸附部221之吸附面221a抵接於晶圓W之正面WA，則第2搬運驅動部509對吸附部221賦予負壓，而使吸附部221吸附晶圓W。藉此，晶圓W被保持於第2搬運部220。然後，第2搬運驅動部509驅動第2搬運部220而將晶圓W搬運至第2位置402。此相當於圖3(a)之箭頭412所示之搬運路徑。
又，在步驟S12中，使第2搬運部220搬運晶圓W，在直至晶圓W到達第2位置402之期間，控制部500驅動劃線台驅動部512，而將劃線台21移動至第2位置402。
若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達移動至第2位置402之劃線台21，則控制部500使第2搬運驅動部509對第2搬運部220之吸附部221賦予正壓。藉此，解除吸附部221對晶圓W之吸附而晶圓W自吸附部221離開。然後，控制部500驅動劃線台驅動部512對劃線台21賦予負壓。藉此，將晶圓W吸附於劃線台21之上表面而載置。
在步驟S13中，控制部500驅動劃線台驅動部512使劃線單元20自第2位置402在劃線台21移動。此相當於圖3(a)之箭頭413所示之搬運路徑。若藉由檢測部502檢測到劃線台21到達劃線單元20之特定之位置，則控制部500使劃線單元驅動部504驅動劃線單元20，而在晶圓W之正面WA形成劃線。
在步驟S13之後，控制部500驅動劃線台驅動部512，使劃線台21移動至第2位置402。藉此，將晶圓W搬運至第2位置402(S14)。此相當於圖3(a)之箭頭414所示之搬運路徑。
在步驟S15中，若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第2位置402，則控制部500驅動劃線台驅動部512而對晶圓W賦予正壓。藉此，晶圓W可自劃線台21之上表面分開。
然後，控制部500使升降驅動部511驅動升降部240，以吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之正面WA之方式使升降部240之臂243動作。若吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之正面WA，則升降驅動部511對吸附部245賦予負壓，而使吸附部245吸附晶圓W。藉此，晶圓W保持於升降部240。然後，升降驅動部511驅動升降部240而搬運至膜積層單元30之特定之位置、亦即第3位置403。此相當於圖3(b)之箭頭415所示之搬運路徑。
如上述般，以升降部240之臂243、保持構件244、及吸附部245不與反轉單元100之保持部110衝撞之方式，反轉單元100之保持部110在圖3(b)之第4位置404亦即接受位置待機。
若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第3位置403，則控制部500使膜積層單元驅動部505驅動膜積層單元30，而使膜31貼附於晶圓W之正面WA。
在步驟S16中，藉由升降部240將晶圓W自第3位置403搬運至第4位置。然後，晶圓W自第4位置404朝第2位置一面反轉一面被搬運。
在步驟S16中，在晶圓W被反轉之期間，控制部500驅動裂斷台驅動部513，而將裂斷台41移動至第2位置402。因此，自第4位置404朝第2位置402由反轉單元100一面反轉一面搬運之晶圓W被載置於裂斷台41上。
有關該反轉單元100之動作，隨後參照圖14及圖15進行說明。
在步驟S17中，控制部500驅動裂斷台驅動部513使裂斷台41自第2位置402朝裂斷單元40移動。此相當於圖3(a)之箭頭418所示之搬運路徑。若藉由檢測部502檢測到裂斷台41到達裂斷單元40之特定之位置，則控制部500使裂斷單元驅動部507驅動裂斷單元40，沿著劃線將晶圓W分斷。
在步驟S17之後，控制部500驅動裂斷單元驅動部507，使裂斷台41移動至第2位置402。藉此，晶圓W被搬運至第2位置402(S18)。此相當於圖3(a)之箭頭419所示之搬運路徑。
在步驟S19中，若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第2位置402，則控制部500驅動裂斷台驅動部513而對晶圓W賦予正壓。藉此，晶圓W可自裂斷台41之上表面分開。
然後，控制部500使升降驅動部511驅動升降部240，以吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之背面WB之方式使升降部240動作。若吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之背面WB，則升降驅動部511對吸附部245賦予負壓，而使吸附部245吸附晶圓W。藉此，晶圓W保持於升降部240。然後，升降驅動部511驅動升降部240而搬運至反轉單元100之特定之位置、亦即第4位置404。此相當於圖3(b)之箭頭420所示之搬運路徑。
若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第4位置404，則控制部500使升降驅動部511對升降部240之吸附部245賦予正壓。藉此，解除吸附部245對晶圓W之吸附而晶圓W自吸附部245離開。然後，控制部500驅動反轉單元驅動部506而對晶圓W賦予負壓。藉此，成為晶圓W吸附於反轉單元100之吸附部111之狀態。
控制部500驅動反轉單元驅動部506，使反轉單元100反轉晶圓W之正面背面，同時將晶圓W搬運至第2位置402。此相當於圖3(b)之箭頭417所示之搬運路徑。
在步驟S20中，若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第2位置402，則控制部500使反轉單元驅動部506對反轉單元100之吸附部111賦予正壓。藉此，解除吸附部111對晶圓W之吸附而晶圓W自吸附部111離開。然後，控制部500使第3搬運驅動部510驅動第3搬運部230，以吸附部231抵接於晶圓W之正面WA之方式使第3搬運部230之臂233動作。若吸附部231之吸附面231a抵接於晶圓W之正面WA，則第3搬運驅動部510對吸附部231賦予負壓而使吸附部231吸附晶圓W。藉此，晶圓W被保持於第3搬運部230。然後，第3搬運驅動部510驅動第3搬運部230而將晶圓W搬運至第1位置401。此相當於圖3(a)之箭頭421所示之搬運路徑。
可在晶圓W自第2位置402朝第1位置401搬運之期間，將貼附於晶圓W之正面WA之膜31剝離。
若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第1位置401，則控制部500使第3搬運驅動部510對第3搬運部230之吸附部231賦予正壓。藉此，解除吸附部231對晶圓W之吸附而晶圓W自吸附部231離開。然後，控制部500使第1搬運驅動部508驅動第1搬運部210，而將晶圓W搬運至收納部10。此相當於圖3(a)之箭頭422所示之搬運路徑。
在步驟S20中，在直至晶圓W到達收納部10之期間，控制部500使晶圓搬入/搬出驅動部503打開收納部10之門，藉由未圖示之搬出部將晶圓W收納於晶圓分斷裝置1內。
在步驟S21中，控制部500判定是否有分斷之晶圓W。當有應該分斷之晶圓W時(S21；是)，重複執行上述之步驟S11～S20之各動作。當無應該分斷之晶圓W時(S21；否)，結束由晶圓分斷裝置1進行之晶圓W之分斷。
圖14係具體地顯示圖12中所示之晶圓分斷裝置1所含之反轉單元100之構成之方塊圖。反轉單元100如上文所述般，具備：保持部110、旋轉驅動部120、及調整機構130，進而，如圖14所示般，具備：壓力賦予部514、氣缸驅動部515、及驅動部516。再者，在圖14中，亦顯示在圖12中顯示之控制部500、輸入部501、及檢測部502，該等部分如參照圖12所說明般。
圖15係用於具體地說明在圖13之流程圖中，步驟S16中之晶圓W之反轉動作之流程圖。該控制由圖13及圖15所示之控制部500執行。
在圖15中，「開始」係在圖13之步驟S15中，由膜積層單元30進行之膜31附加於晶圓W之正面WA完成之時點。
在步驟S31中，控制部500使升降驅動部511驅動升降部240，以吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之正面WA之方式驅動升降部240。若吸附部245之吸附面245a抵接於晶圓W之正面WA，則升降驅動部511對吸附部245賦予負壓，而使吸附部245吸附晶圓W。藉此，晶圓W保持於升降部240。然後，升降驅動部511驅動升降部240而搬運至第4位置404亦即接受位置。此相當於圖3(b)之箭頭416所示之搬運路徑。
若藉由檢測部502檢測到晶圓W到達第4位置404，則控制部500使升降驅動部511對升降部240之吸附部245賦予正壓。藉此，解除吸附部245對晶圓W之吸附而晶圓W自吸附部245離開。
在步驟S32中，控制部500驅動反轉單元驅動部506而對晶圓W賦予負壓。藉此，成為晶圓W吸附於反轉單元100之吸附部111之狀態。
在步驟S33中，控制部500使驅動部516對旋轉驅動部120賦予驅動力。驅動部516例如為馬達。藉此，支持構件122藉由驅動機構121而沿Z軸負側直線移動。在該支持構件122之移動之同時，小齒輪123在齒條124上旋轉。藉此，保持部110之旋轉軸123a沿Z軸負側之方向旋轉，同時保持部110自第3位置403往向反轉完成位置407移動。若保持部110到達反轉完成位置407，則晶圓W之正面背面反轉完成。此相當於圖6(a)～圖6(c)所示之狀態。
在步驟S34中，控制部500藉由檢測部502判定晶圓W是否位於反轉完成位置407。若檢測部502檢測到晶圓W位於反轉完成位置407(S34；是)，則控制部500使氣缸驅動部515減弱對於氣缸134之壓力，且使驅動部516對於旋轉驅動部120停止賦予驅動力。當晶圓W尚未位於反轉完成位置407時(S34；否)，控制部500繼續使驅動部516對於旋轉驅動部120賦予驅動力。
在步驟S35中，若藉由氣缸驅動部515將對氣缸134之壓力降低至特定之值，則移動構件131抗著氣缸134之彈推力，開始自反轉完成位置407往向第2位置402直線移動。此相當於圖8(a)、圖8(b)所示之狀態。
在步驟S36中，控制部500藉由檢測部502判定晶圓W是否位於第2位置402。若檢測部502檢測到晶圓W位於第2位置402(S36；是)，則控制部500使壓力賦予部514對於保持部110之吸附部111賦予正壓。藉此，解除吸附部111對晶圓W之吸附，而晶圓W自吸附面111a分開。如在圖13之步驟S16中所說明般，在進行晶圓W之反轉之期間，裂斷台41在第2位置402待機。因此，經反轉之晶圓W載置於裂斷台41之上。當晶圓W尚未位於第2位置402時(S36；否)，控制部500繼續對氣缸驅動部516以減弱氣缸134之壓力之方式進行控制。如此般，晶圓W之反轉動作結束。
再者，在上述中，構成為在步驟S19之後，將晶圓W搬運至收納部10。此處，例如，在晶圓W之正面WA係由金屬膜覆蓋之情形下，有在步驟S17之工序中無法於晶圓W形成充分之裂痕，而無法進行分斷之情形。因此，可在步驟S19中以將正面WA定位於上側之狀態，再次搬運至裂斷單元40，將正面WA進行分斷。在晶圓W之正面WA由裂斷單元40分斷後，晶圓W經由第2位置402被搬運至收納部10。
＜實施形態之效果＞ 根據實施形態，可發揮以下之效果。
如圖1、圖2、及圖3(b)所示般，膜積層單元30配置於較其他單元更上方。通常，膜積層單元30與劃線單元20及裂斷單元40相比面積更大。因此，藉由將膜積層單元30配置於上方，而可減小裝置整體之設置面積。又，在如此般進行配置時，無須將用於將晶圓搬運至膜積層單元之搬運路徑設置於平面上。因此，可將設置面積進一步減小如此之搬運路徑所涉及之構件之份額部分。又，藉此，可提高裝置之每設置面積之運轉率。
在本實施形態中，特別是於反轉單元100之鉛垂方向之上方配置膜積層單元30。藉此，由於將膜積層單元30與反轉單元100配置於一條直線上，故可將用於搬運晶圓W之路徑簡單地構成。因此，可將晶圓W自膜積層單元30朝反轉單元100高效率地進行搬運。
又，交接位置位於反轉單元100之正下方，且配置於劃線單元20與裂斷單元40之間。因此，可將貼附了膜31後之晶圓W利用自上朝下之一方向之搬運路徑進行搬運。又，在將晶圓W自上朝下搬運時，藉由重力之作用亦可定位於交接位置。因此，可順滑且高效率地進行晶圓自反轉單元100朝交接位置之搬運。
再者，亦可將膜積層單元30及反轉單元100配置於第2位置402之下方。在如此般進行配置之情形下，在縮小裝置之設置面積之點上，亦發揮與上述同樣之效果。然而，在膜積層單元30及反轉單元100配置於交接位置之上方之情形下，可將搬運路徑進一步簡單化，且亦可利用重力之作用，故可更順滑地進行晶圓W之反轉。
先前之反轉單元多為採用下述構成之情形，即：為了使晶圓反轉而暫時升降，在上方旋轉(反轉)180°後，由其他固持構件等換持晶圓，而載置於特定之位置。如此之構成在縱方向及橫方向上需要面積，需要用於使晶圓升降之軸、用於旋轉之軸，進而需要其他固持部，而裝置成為大型。又，由於包含各種工序，故在反轉動作上需要時間。
關於此點，若為本實施形態之反轉單元100，則如圖4～圖8(b)所示般，可使晶圓W一面反轉一面搬運至目的位置。如此般，可將反轉單元100本身之尺寸縮小化，其結果為，可縮小晶圓分斷裝置1整體之面積。又，由於反轉動作所需之時間亦被短縮，故可提高裝置之運轉率。
又，如圖11所示般，在晶圓W藉由反轉單元100位於自第4位置404朝X軸負側旋轉90°之位置時，在第4位置404至第2位置402之間產生有空間。因此，可將升降部240之臂243通過該空間，搬運被定位於第2位置402之晶圓W。
又，如圖3(a)所示般，經裂斷單元40分斷之晶圓W返回至收納部10。藉此，可在晶圓W之分斷之前後，將搬運路徑共通化。因此，由於可抑制搬運路徑之設置所需之面積，故可減小裝置之設置面積。
又，如圖4、圖5所示般，反轉單元100藉由組合沿直線方向移動之支持構件122、與小齒輪123及齒條124，而可一面使保持部110直線移動，一面使晶圓W旋轉。如此般，可利用簡單之構成使晶圓W正面背面反轉。
又，如圖6(a)～圖7所示般，反轉完成位置407與第2位置402分開。因此，由於晶圓W在反轉動作中不會與第2位置402接觸，故可防止晶圓W之破損。
如圖8(a)、圖8(b)所示般，若支持構件122直線移動，而設置於支持構件122之螺栓135抵接於凸緣部136，則對氣缸134賦予之特定之壓力被減弱。藉此，支持構件122對移動構件131按壓力超過氣缸134之彈推力。因此，移動構件131抗著氣缸134之彈推力而在導引件132上滑動移動。
該情形下，由於移動構件131連結有齒條124，故支持構件122、小齒輪123、及齒條124、與移動構件131一體地自反轉完成位置407朝第2位置402移動。藉此，由於不在小齒輪123與齒條124之間產生相對之移動，故在自反轉完成位置407朝第2位置402之移動中，晶圓W不會進一步旋轉。因此，可順滑地使晶圓W自反轉完成位置407移動至第2位置402。
再者，在上述實施形態中，採用於保持部110設置吸附部111來吸附晶圓W之構成，但亦可構成為設置固持晶圓W之固持部。
又，如圖3(a)、圖3(b)、圖6(a)～圖6(c)所示般，晶圓W自位於上方之第4位置404朝位於下方之第2位置402交接，但反轉單元100亦可將載置於第2位置402之晶圓W藉由吸附而保持，且使晶圓W自第2位置402朝上方之第4位置404一面移動一面反轉。
又，如圖8(a)、圖8(b)所示般，藉由將氣缸134用作彈推構件，而可順滑地控制對移動構件131之彈推。
再者，在上述實施形態中，於旋轉軸123a安裝有桿114，但亦可採用不設置桿114，而直接將保持構件113安裝於旋轉軸123a之構成。該情形下，由於未設置桿114，故晶圓W在旋轉時描繪之圓弧狀之軌跡小。該情形下，在反轉單元100接受晶圓W之接受位置第4位置404與反轉完成位置407之間，不產生升降部240之臂243可通過之空間。因此，雖然無法藉由升降部240將載置於反轉完成位置407之晶圓W搬出，但可將反轉單元100之尺寸縮小化。
又，可組合上述之反轉單元100與搬運部200而構成為將晶圓W反轉及搬運之搬運系統。
本發明之實施形態在申請專利範圍所示之技術性思想之範圍內，可適當進行各種變更。
1:晶圓分斷裝置 2:架台 2a:上表面 3:第1搬運軌道 4:第2搬運軌道 10:收納部 20:劃線單元 21:劃線台 30:膜積層單元 31:膜 40:裂斷單元 41:裂斷台 100:反轉單元 110:保持部 111:吸附部 111a:吸附面 112a:板 112b:板 113:保持構件 114:桿 120:旋轉驅動部 121:驅動機構 122:支持構件 123:小齒輪 123a:旋轉軸 124:齒條 125:突部 130:調整機構 131:移動構件 132:導引件 133:滑件 134:彈推構件(氣缸) 134a:下端部 135:抵接部(螺栓) 136:被抵接部(凸緣部) 136a:孔 200:搬運部 210:第1搬運部 211:固持部 220:第2搬運部 221a:吸附面 222b:板 224:搬運軌道 227:升降軌道 230:第3搬運部 231:吸附部 231a:吸附面 232a:板 232b:板 233a:軸 233b:軸 234:搬運軌道 235:滑件 236:移動體 237:升降軌道 238:滑件 240:升降部 241:升降導引件 242:搬運構件 243:臂 244:保持構件 245:吸附部 245a:吸附面 401:第1位置 402:第2位置(交接位置) 403:第3位置 404:第4位置(接受位置) 405:待機位置 406:待機位置 407:反轉完成位置 411:箭頭 412:箭頭 413:箭頭 414:箭頭 415:箭頭 416:箭頭 417:箭頭 418:箭頭 419:箭頭 420:箭頭 421:箭頭 422:箭頭 500:控制部 501:輸入部 502:檢測部 503:晶圓搬入/搬出驅動部 504:劃線單元驅動部 505:膜積層單元驅動部 506:反轉單元驅動部 507:裂斷單元驅動部 508:第1搬運驅動部 509:第2搬運驅動部 510:第3搬運驅動部 511:升降驅動部 512:劃線台驅動部 513:裂斷台驅動部 514:壓力賦予部 515:氣缸驅動部 516:驅動部 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S16:步驟 S17:步驟 S18:步驟 S19:步驟 S20:步驟 S21:步驟 S31:步驟 S32:步驟 S33:步驟 S34:步驟 S35:步驟 S36:步驟 W:晶圓 W1:晶圓 W2:晶圓 WA:正面 WB:背面 X:軸 Y:軸 Z:軸
圖1係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之外觀構成之立體圖。 圖2係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之外觀構成之立體圖。 圖3(a)、圖3(b)係用於說明在實施形態之晶圓分斷裝置中晶圓之搬運之示意圖。 圖4係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元之構成之立體圖。 圖5係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元之構成之立體圖。 圖6(a)～圖6(c)係顯示藉由實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元進行之晶圓之反轉動作之示意圖。 圖7係顯示藉由實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元將晶圓反轉而去之樣態之圖。 圖8(a)、圖8(b)係用於說明藉由實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元進行之晶圓之載置之立體圖。 圖9(a)係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之第1搬運部之構成之立體圖。圖9(b)係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之第2搬運部及第3搬運部之構成之立體圖。 圖10係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之升降部之構成之立體圖。 圖11係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之反轉單元與升降部之配置之示意圖。 圖12係顯示實施形態之晶圓分斷裝置之構成之方塊圖。 圖13係實施形態之晶圓分斷裝置之動作之流程圖。 圖14係顯示實施形態之反轉單元之構成之方塊圖。 圖15係實施形態之反轉單元之動作之流程圖。
1:晶圓分斷裝置
2:架台
2a:上表面
3:第1搬運軌道
10:收納部
20:劃線單元
30:膜積層單元
40:裂斷單元
41:裂斷台
200:搬運部
240:升降部
401:第1位置
W:晶圓
WA:正面
X:軸
Y:軸
Z:軸

Claims (27)

  1. 一種晶圓分斷裝置，其特徵在於具備： 劃線單元，其於晶圓之正面形成劃線； 膜積層單元，其於形成有前述劃線之前述晶圓之正面貼附膜； 反轉單元，其以貼附有前述膜之面成為下側之方式使前述晶圓反轉； 裂斷單元，其對於未貼附有前述膜之面賦予特定之力而沿著前述劃線將前述晶圓分斷；及 搬運部，其將前述晶圓搬運至特定之位置；且 前述膜積層單元配置於相對於前述反轉單元於鉛垂方向分開之位置。
  2. 如請求項1之晶圓分斷裝置，其中 前述晶圓被送入配置於在俯視下為前述劃線單元與前述裂斷單元之間且為與前述反轉單元重疊之位置之交接位置，且 前述搬運部具備升降部，其將被定位於前述交接位置之前述晶圓搬運至前述膜積層單元，進而將前述晶圓自前述膜積層單元搬運至前述反轉單元。
  3. 如請求項2之晶圓分斷裝置，其中 前述反轉單元使經前述膜積層單元貼附了前述膜之前述晶圓一面反轉一面朝前述交接位置搬運。
  4. 如請求項2或3之晶圓分斷裝置，其中 由前述裂斷單元分斷之前述晶圓經由前述交接位置而被搬運至開始前述晶圓之搬運之位置。
  5. 如請求項2或3之晶圓分斷裝置，其中 前述反轉單元配置於前述交接位置之上方。
  6. 如請求項5之晶圓分斷裝置，其中 前述膜積層單元配置於前述反轉單元之上方。
  7. 如請求項1至3中任一項之晶圓分斷裝置，其中 前述反轉單元具備： 保持部，其保持前述晶圓；及 旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向移動；且 前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之反轉完成位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部。
  8. 如請求項7之晶圓分斷裝置，其中 前述旋轉驅動部具備： 支持構件，其可旋轉地支持前述保持部； 小齒輪，其安裝於前述保持部之旋轉軸； 齒條，其與前述小齒輪嚙合且沿前述直線方向延伸；及 驅動機構，其使前述支持構件沿前述直線方向移動。
  9. 如請求項8之晶圓分斷裝置，其中 自收納部取出之前述晶圓被送入配置於在俯視下為前述劃線單元與前述裂斷單元之間且為與前述反轉單元重疊之位置之交接位置，且 前述驅動機構更具備調整機構，其在前述晶圓自前述接受位置被移送至第2位置後，進而使前述支持構件移動特定行程，而將前述晶圓自前述反轉完成位置移送至於前述直線方向分隔之前述交接位置，且 伴隨著前述支持構件之前述特定行程之移動而使前述齒條沿前述直線方向移動。
  10. 如請求項9之晶圓分斷裝置，其中 前述調整機構具備： 移動構件，其與前述齒條連結； 導引件，其將前述移動構件沿前述直線方向可滑動移動地支持； 彈推構件，其將前述移動構件自前述反轉完成位置朝往向前述接受位置之方向彈推；及 送進機構，其在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間使前述移動構件抗著前述彈推構件之彈推而移動。
  11. 如請求項10之晶圓分斷裝置，其中 前述送進機構具備： 被抵接部，其設置於前述移動構件；及 抵接部，其設置於前述支持構件，且於前述直線方向與前述被抵接部對向；且 在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間，前述抵接部抵接於前述被抵接部而前述移動構件自前述支持構件接受按壓力，藉由該按壓力，而前述移動構件伴隨著前述支持構件之移動而抗著前述彈推而移動。
  12. 如請求項10之晶圓分斷裝置，其中 前述彈推構件為氣缸。
  13. 如請求項8之晶圓分斷裝置，其中 前述接受位置位於較前述反轉完成位置於鉛垂方向更上方。
  14. 如請求項8之晶圓分斷裝置，其中 前述保持部具備： 吸附部，其吸附前述晶圓； 桿，其安裝於前述旋轉軸；及 保持構件，其與前述桿連結而保持前述吸附部。
  15. 如請求項8之晶圓分斷裝置，其中 前述保持部具備： 吸附部，其吸附前述晶圓；及 保持構件，其安裝於前述旋轉軸，而保持前述吸附部。
  16. 如請求項7之晶圓分斷裝置，其中 前述搬運部具備搬運構件，其沿前述直線方向升降，且 在前述保持部位於自前述接受位置旋轉90°之位置時，前述搬運構件在前述接受位置與前述反轉完成位置之間沿直線方向通過。
  17. 一種反轉裝置，其特徵在於係使晶圓反轉者，且具備： 保持部，其保持前述晶圓；及 旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向移動；且 前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之反轉完成位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部。
  18. 如請求項17之反轉裝置，其中 前述旋轉驅動部具備： 支持構件，其可旋轉地支持前述保持部； 小齒輪，其安裝於前述保持部之旋轉軸； 齒條，其與前述小齒輪嚙合且沿前述直線方向延伸；及 驅動機構，其使前述支持構件沿前述直線方向移動。
  19. 如請求項18之反轉裝置，其中 前述驅動機構更具備調整機構，其在前述晶圓自前述接受位置被移送至第2位置後，進而使前述支持構件移動特定行程，而將前述晶圓自前述第2位置移送至於前述直線方向分隔之交接位置， 伴隨著前述支持構件之前述特定行程之移動而使前述齒條沿前述直線方向移動。
  20. 如請求項19之反轉裝置，其中 前述調整機構具備： 移動構件，其與前述齒條連結； 導引件，其將前述移動構件沿前述直線方向可滑動移動地支持； 彈推構件，其將前述移動構件自前述第2位置朝往向前述接受位置之方向彈推；及 送進機構，其在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間使前述移動構件抗著前述彈推構件之彈推而移動。
  21. 如請求項20之反轉裝置，其中 前述送進機構具備： 被抵接部，其設置於前述移動構件；及 抵接部，其設置於前述支持構件，且於前述直線方向與前述被抵接部對向；且 在前述支持構件之前述特定行程之移動之期間，前述抵接部抵接於前述被抵接部而前述移動構件自前述支持構件接受按壓力，藉由該按壓力，而前述移動構件伴隨著前述支持構件之移動而抗著前述彈推而移動。
  22. 如請求項20或21之反轉裝置，其中 前述彈推構件為氣缸。
  23. 如請求項18至21中任一項之反轉裝置，其中 前述接受位置位於較前述第2位置於鉛垂方向更上方。
  24. 如請求項18至21中任一項之反轉裝置，其中 前述保持部具備： 吸附部，其吸附前述晶圓； 桿，其安裝於前述旋轉軸；及 保持構件，其與前述桿連結而保持前述吸附部。
  25. 如請求項18至21中任一項之反轉裝置，其中 前述保持部具備： 吸附部，其吸附前述晶圓；及 保持構件，其安裝於前述旋轉軸，而保持前述吸附部。
  26. 一種搬運系統，其特徵在於係搬運晶圓者，且具備： 反轉裝置，其具備：保持部，其保持前述晶圓；及旋轉驅動部，其使前述保持部一面旋轉一面沿直線方向移動；且前述旋轉驅動部以前述晶圓在前述保持部接受前述晶圓之接受位置、與相對於前述接受位置於前述直線方向分開而前述晶圓之反轉完成之第2位置之間，一面描繪圓弧狀之軌跡一面正面背面相反地旋轉之方式驅動前述保持部；及 搬運裝置，其將前述晶圓搬運至前述反轉裝置。
  27. 如請求項26之搬運系統，其中 前述搬運裝置具備搬運構件，其沿前述直線方向升降，且 在前述保持部位於自前述接受位置旋轉90°之位置時，前述搬運構件在前述接受位置與前述第2位置之間沿直線方向通過。
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