TW202312334A - 搬送裝置及剝離裝置 - Google Patents

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朴木鴻揚
板橋宏治
山本涼兵
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種可以將保持晶圓的保持單元下降時的移動量以自動方式進行檢測的搬送裝置及剝離裝置。 [解決手段]一種搬送板狀物的搬送裝置，包含：保持單元，吸引保持板狀物；移動單元，和保持單元一起在鉛直方向上移動；檢測單元，檢測保持單元下降且保持單元已和板狀物接觸之情形；及控制單元，在檢測單元檢測到保持單元已和板狀物接觸時，進行控制以使移動單元的下降停止。

Description

搬送裝置及剝離裝置
本發明是有關於一種搬送裝置及剝離裝置。
半導體晶圓等之可形成複數個器件的晶圓一般是藉由將圓柱形狀的半導體晶錠以線鋸薄薄地切斷而生成。然而，當將晶錠以線鋸切斷，並且將之後所生成之晶圓的正背面進行研磨時，變得要將晶錠的大部分捨棄，而有不符經濟效益的問題。於是，已有人提出一種藉由照射對晶錠具有穿透性之波長的雷射光束而在晶錠內部形成剝離層之技術，或是一種以該剝離層為起點來將晶圓剝離之技術(參照專利文獻1、2)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2016-111143號公報 專利文獻2：日本專利特開2019-102513號公報
發明欲解決之課題 不過，如此進行而從晶錠剝離的晶圓是藉由剝離裝置的保持單元吸引保持而朝裝置外部搬送。此時，在剝離裝置中，由於是從各種厚度的晶錠將晶圓剝離，因此在使保持單元從晶圓的上部下降來保持剝離後的晶圓時，會有不知道要使保持單元下降到何種程度才好的問題。因此，作業人員必須在將晶圓剝離之前，輸入以測定器等測定到的晶錠厚度，除了繁雜之外，還會有因人為的失誤而導致裝置或工件破損的可能性。
據此，本發明的目的在於提供一種可以將保持晶圓的保持單元下降時的移動量以自動方式進行檢測的搬送裝置及剝離裝置。
用以解決課題之手段 根據本發明的一個層面，可提供一種搬送裝置，以保持單元保持板狀物來進行搬送，前述搬送裝置具備：保持單元，吸引保持該板狀物；移動單元，和該保持單元一起在鉛直方向上移動；檢測單元，檢測該保持單元下降且該保持單元已和該板狀物接觸之情形；及控制單元，在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸時，進行控制以使該移動單元的下降停止。 較佳的是，該檢測單元檢測該保持單元下降時的該保持單元的鉛直方向的移動量的變化，該控制單元在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸且該移動量不再變化時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
較佳的是，該檢測單元設置在比該保持單元更上方，並且和該移動單元一起在鉛直方向上移動。
較佳的是，該保持單元包含：保持板，保持該板狀物；複數個銷構件，從該保持板豎立設置而形成；第一板件，設置在比該保持板更上方，並且形成有容許該銷構件的通過的複數個貫通孔；及第二板件，設置在比該第一板件更上方，並且與該複數個銷構件連結，該第一板件與該移動單元是連結而進行移動。
較佳的是，該銷構件與該第二板件是透過彈性構件而連結。
較佳的是，該檢測單元檢測該移動單元與該保持板之距離的變化，或是該移動單元與該第二板件之距離的變化。
根據本發明的其他層面，可提供一種剝離裝置，從形成有剝離層之晶錠將應製造之晶圓剝離，前述剝離層是藉由將對該晶錠具有穿透性之波長的雷射光束的聚光點定位在以下深度來照射雷射光束而形成，前述深度是距離該晶錠的端面相當於該應製造之晶圓的厚度之深度，前述剝離裝置具備：保持工作台，保持該晶錠；及搬送裝置，配設成與該保持工作台相面對，該搬送裝置包含：保持單元，吸引保持板狀物；移動單元，和該保持單元一起在鉛直方向上移動；檢測單元，檢測該保持單元下降且該保持單元已和該板狀物接觸之情形；及控制單元，在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
發明效果 本發明可以將保持晶圓的保持單元下降時的移動量以自動方式進行檢測。
用以實施發明之形態 以下，針對本發明的實施形態，一面參照圖式一面詳細地說明。本發明並非因以下的實施形態所記載之內容而受到限定之發明。又，在以下所記載之構成要素中，包含所屬技術領域中具有通常知識者可以容易地設想得到的構成要素、實質上相同的構成要素。此外，以下所記載之構成是可適當組合的。又，在不脫離本發明的要旨的範圍內，可以進行構成的各種省略、置換或變更。
首先，針對本發明的實施形態之搬送裝置1及剝離裝置100的構成，依據圖式來進行說明。圖1是顯示實施形態之搬送裝置1的構成例的立體圖。圖2是圖1所示之搬送裝置1的分解圖。圖3是將實施形態之剝離裝置100的一狀態以局部剖面方式來顯示的側面圖。圖4是將圖3所示之剝離裝置100的另一狀態以局部剖面方式來顯示的側面圖。
圖1所示之實施形態的搬送裝置1是在複數個加工裝置之間搬送板狀物的裝置。板狀物在實施形態中，包含從晶錠200剝離的晶圓210(參照圖3及圖4)。搬送裝置1具備保持單元10、移動單元70、檢測單元80及控制單元90。
保持單元10吸引保持板狀物。搬送裝置1是以保持單元10保持板狀物來進行搬送。保持單元10是上方被移動單元70所支撐。保持單元10在實施形態中，具備保持板20、複數個銷構件30、第一板件40、第二板件50及彈性構件60。
保持板20在保持單元10中，設置在最下側。保持板20是以下表面21來保持板狀物。在保持板20的內部設置吸引路，前述吸引路連接於未圖示之吸引源，並且用於吸引與下表面21側接觸的板狀物。吸引路在下表面21側開口。保持板20是藉由吸引源來使負壓產生，藉此以下表面21來保持板狀物。在保持板20的上表面22側固定設置複數個銷構件30。保持板20是上表面22與第一板件40的下表面41相向。
複數個銷構件30各自是從保持板20豎立設置而形成。銷構件30是下端部31固定設置在保持板20的上表面22。銷構件30是與第二板件50連結而形成。銷構件30在實施形態中，上端部32是透過彈性構件60而連結於第二板件50。
第一板件40設置在比保持板20更上方。第一板件40是下表面41與保持板20的上表面22相向。第一板件40是上表面42與第二板件50的下表面51相向。亦即，第一板件40設置在保持板20與第二板件50之間。
在第一板件40形成與複數個銷構件30各自對應的複數個貫通孔43。貫通孔43是從第一板件40的下表面41沿著鉛直方向形成至上表面42。各個貫通孔43容許對應的銷構件30的通過。
第一板件40是與移動單元70連結而形成。第一板件40在實施形態中，上表面42側固定設置在從移動單元70的下表面72往下方突出之連結部73的下端部74。第一板件40是透過連結部73而被移動單元70所支撐。
第二板件50設置在比第一板件40更上方。第二板件50是下表面51與第一板件40的上表面42相向。第二板件50是上表面52與移動單元70的下表面72相向。
在第二板件50設置貫通孔53，前述貫通孔53可供從移動單元70的下表面72往下方突出之連結部73插通。貫通孔53是從第二板件50的下表面51貫通至上表面52而設置。貫通孔53容許連結部73的通過。
第二板件50是與複數個銷構件30連結而形成。第二板件50在實施形態中，是在下表面51側透過彈性構件60而與複數個銷構件30的每一個連接。第二板件50是透過銷構件30來支撐保持板20。
彈性構件60連結銷構件30與第二板件50。彈性構件60在實施形態中是壓縮彈簧。彈性構件60設置在銷構件30的上端部32與第二板件50的下表面51之間，可緩和銷構件30接近第二板件50時的衝擊。
移動單元70和保持單元10一起在鉛直方向上移動。移動單元70例如在鉛直方向上受到未圖示之導引構件所導引，並且藉由未圖示之驅動源的驅動力在鉛直方向上移動。另外，移動單元70亦可更構成為也在水平方向上移動。
移動單元70在實施形態中，下表面72相向於第二板件50的上表面52。移動單元70具有從下表面72往下方突出之連結部73。連結部73是插通於第二板件50的貫通孔53而設置。連結部73是下端部74固定於第一板件40的上表面42。移動單元70是透過連結部73來支撐第一板件40。亦即，在實施形態中，第一板件40與移動單元70是連結而進行移動。
檢測單元80檢測保持單元10進行加工且保持單元10已和板狀物接觸之情形。檢測單元80在實施形態中，檢測保持單元10下降時的保持單元10的鉛直方向的移動量的變化。檢測單元80例如檢測出保持單元10已和板狀物接觸且移動量不再變化之情形。檢測單元80包含測定到保持板20為止之距離的非接觸式的距離感測器。另外，檢測單元80並不限定於實施形態，在本發明中，可包含測定到第二板件50等之與保持板20連接的構件為止之距離的距離感測器，亦可包含接觸式的距離感測器。檢測單元80會將檢測結果朝控制單元90輸出。
檢測單元80在實施形態中，設置在比保持單元10更上方，並且和移動單元70一起在鉛直方向上移動。亦即，由於實施形態的檢測單元80測定到保持板20為止之距離，因此可檢測移動單元70與保持板20之距離的變化。藉此，檢測單元80在保持單元10和移動單元70一起在鉛直方向上移動時，可檢測出保持板20相對於移動單元70及第一板件40移動之情形。亦即，檢測單元80可檢測出保持板20因為接觸於板狀物被限制鉛直方向的移動而相對於下降的移動單元70及第一板件40相對地移動之情形。
控制單元90分別控制搬送裝置1的上述之各構成要素，並且使搬送裝置1執行對板狀物的搬送動作。控制單元90例如控制移動單元70的移動。控制單元90例如取得檢測單元80的檢測結果。控制單元90在檢測單元80檢測到保持單元10已和板狀物接觸時，進行控制以使移動單元70的下降停止。控制單元90例如在檢測單元80檢測到保持單元10已和板狀物接觸且移動量不再變化時，進行控制以使移動單元70的下降停止。
控制單元90例如是包含作為運算機構之運算處理裝置、作為儲存機構之儲存裝置及作為通訊機構之輸入輸出介面裝置的電腦。運算處理裝置例如包含CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)等之微處理器。儲存裝置具有HDD(硬磁碟驅動機，Hard Disk Drive)、ROM(唯讀記憶體，Read Only Memory)或RAM(隨機存取記憶體，Random Access Memory)等之記憶體。運算處理裝置依據已保存於儲存裝置之預定的程式來進行各種運算。運算處理裝置依照運算結果，透過輸入輸出介面裝置將各種控制訊號輸出至上述之各構成要素，來進行搬送裝置1的控制。控制單元90可以與後述之剝離裝置100的控制單元相同或者是一部分。
圖3及圖4所示之實施形態的剝離裝置100是從形成有剝離層211之晶錠200將應生成之晶圓210剝離的裝置。晶錠200例如是由SiC(碳化矽)所構成，且整體形成為圓柱狀。晶錠200例如是六方晶體單晶SiC晶錠。晶錠200具有相對於端面之垂直線傾斜偏角的c軸及正交於c軸的c面。將形成於內部之剝離層211作為界面，從晶錠200剝離應生成之晶圓210。
剝離層211是藉由將雷射光束的聚光點定位在以下深度，一邊使聚光點與晶錠200在水平方向上相對地移動，一邊照射雷射光束而形成，前述深度是距離晶錠200的端面相當於應生成之晶圓210的厚度之深度。此時，雷射光束是對晶錠200具有穿透性之波長的雷射光束。
在SiC晶錠的剝離層211的形成中，藉由將脈衝狀的雷射光束朝向晶錠200照射，使得SiC分離成Si(矽)與C(碳)。然後，接著照射之脈衝狀的雷射光束被之前所形成的C吸收，沿著加工進給方向在晶錠200的內部形成SiC連鎖地分離成Si與C的改質部，並且生成從改質部沿著c面延伸的裂隙。如此進行，即形成包含改質部及從改質部沿著c面形成的裂隙之剝離層211。
剝離裝置100具備保持工作台110及上述之搬送裝置1。保持工作台110是以保持面111來保持晶錠200。保持面111是由多孔陶瓷等所形成的圓板形狀。保持面111在實施形態中，是與水平方向平行的平面。保持面111例如是透過真空吸引路徑而與真空吸引源連接。保持工作台110吸引保持已載置於保持面111上之晶錠200的下表面側。
在剝離裝置100中，搬送裝置1是構成為面對於保持工作台110。搬送裝置1是以保持單元10來吸引保持已保持於保持工作台110之晶錠200。更詳細而言，保持單元10是以保持板20的下表面21側來吸引保持晶錠200的上表面側。
接著，參照圖3及圖4，說明在剝離裝置100中，搬送裝置1從晶錠200將應生成之晶圓210剝離的動作。圖3顯示搬送裝置1從已保持於保持工作台110之晶錠200的上方朝向下方接近之情形，圖4顯示保持單元10已接觸於晶錠200的狀態。
如圖3所示，在保持單元10未接觸於晶錠200的狀態下，第二板件50因自重而被第一板件40的上表面42側所支撐。又，保持板20透過彈性構件60及銷構件30而被第二板件50所支撐，且上表面22從第一板件40的下表面41分隔開。此時，到保持板20的上表面22為止之距離81在實施形態的保持單元10中是最大值。檢測單元80測定到保持板20的上表面22為止之距離81，並且將檢測結果朝控制單元90輸出。距離81直到保持單元10接觸於晶錠200為止，都維持大致恆定之值。另外，所謂大致恆定是設為包含由起因於移動單元70移動或驅動源、彈性構件60等之微小的振動所造成的誤差。
如圖4所示，當保持單元10的保持板20的下表面21接觸於晶錠200的上表面時，保持板20的下降會受到晶錠200限制。藉此，停止保持板20及銷構件30的下降，而且一邊藉由彈性構件60緩和衝擊，一邊也停止第二板件50的下降。另一方面，第一板件40、移動單元70及檢測單元80則是繼續下降。藉此，保持板20會相對於檢測單元80相對地移動。檢測單元80測定已變化之到保持板20的上表面22為止之距離82，並且將檢測結果朝控制單元90輸出。
在實施形態中，檢測單元80在到保持板20的上表面22為止之距離81變化預定量而達到距離82的情況下，檢測出保持單元10已和晶錠200接觸且移動量不再變化之情形。控制單元90依據檢測單元80的檢測結果，進行控制以使移動單元70的下降停止。藉此，即使並未事先測定被保持工作台110所保持之晶錠200的厚度，仍然可以對應於晶錠200的厚度來檢測移動單元70及保持單元10下降時的移動量。
在此，在實施形態中，在圖3所示之保持單元10未接觸於晶錠200的狀態下，保持板20的上表面22與第一板件40的下表面41是分隔開的。因此，在保持板20接觸於晶錠200之後，到檢測單元80檢測出該情形且控制單元90進行控制以使移動單元70停止為止之期間，可以抑制和移動單元70一起下降的第一板件40接觸於保持板20並往下方按壓之情形。
此外，藉由在銷構件30與第二板件50之間設置彈性構件60，可以緩和保持板20已接觸於晶錠200時的衝擊，因此可以減少對剝離層211的損傷，抑制晶圓210的破裂。 其次，根據圖式來說明本發明的變形例之搬送裝置2及剝離裝置102的構成。圖5是將具備變形例之搬送裝置2的剝離裝置102以局部剖面方式來顯示的側面圖。在圖5所示之變形例中，對與實施形態相同的構成附上同一符號，並省略說明。 相較於實施形態之剝離裝置100，變形例之剝離裝置102除了具備變形例之搬送裝置2以取代實施形態之搬送裝置1這點以外，皆為同一構成。相較於實施形態之搬送裝置1，變形例之搬送裝置2的不同點在於具備檢測單元85以取代檢測單元80。 檢測單元85在變形例中是接觸感測器，前述接觸感測器是藉由已接觸到板狀物(晶圓210)時的電阻值的變化或電容的變化等來偵測接觸。檢測單元85在變形例中是設置在保持板20的下表面21側。檢測單元85以偵測面86朝向下方並且偵測面86與下表面21成同一平面的方式，配置在從下表面21側埋入保持板20內的位置。檢測單元85將檢測結果往控制單元90輸出。 控制單元90在變形例中，例如是在檢測單元85檢測到保持單元10下降且保持單元10已和板狀物接觸時，亦即，是在檢測單元85的偵測面86接觸到板狀物(晶圓210)而使得電阻值變化或電容變化時，進行控制以移動單元70的下降停止。
如以上所說明，實施形態及變形例之搬送裝置1、2及剝離裝置100、102由於具備檢測出保持單元10已和板狀物(從晶錠200剝離之晶圓210)接觸之情形的檢測單元80、85，而變得不需要讓作業人員實施板狀物的厚度的測定作業或設定作業，因此不僅有助於工時減少，還可以防止人為錯誤。
另外，本發明並非限定於上述實施形態之發明。亦即，在不脫離本發明的要點的範圍內，可以進行各種變形來實施。 又，如前述，實施形態之檢測單元80所測定的對象雖然並非限定於保持單元10當中的保持板20，但較佳的是檢測移動單元70與可相對移動的保持板20或第二板件50之距離的變化，亦即相對移動，並且由控制單元90依據相對移動的檢測來使移動單元70停止。藉此，即使移動單元70在從檢測到停止為止之時滯期間持續下降，仍然可以給予緩衝期直到第一板件40衝撞到因為與板狀物的接觸而停止的保持板20為止。
1,2:搬送裝置 10:保持單元 20:保持板 21,41,51,72:下表面 22,42,52:上表面 30:銷構件 31,74:下端部 32:上端部 40:第一板件 43,53:貫通孔 50:第二板件 60:彈性構件 70:移動單元 73:連結部 80,85:檢測單元 81,82:距離 86:偵測面 90:控制單元 100,102:剝離裝置 110:保持工作台 111:保持面 200:晶錠 210:晶圓(板狀物) 211:剝離層
圖1是顯示實施形態之搬送裝置的構成例的立體圖。 圖2是圖1所示之搬送裝置的分解立體圖。 圖3是將實施形態之剝離裝置的一狀態以局部剖面方式來顯示的側面圖。 圖4是將圖3所示之剝離裝置的另一狀態以局部剖面方式來顯示的側面圖。 圖5是將具備變形例之搬送裝置的剝離裝置以局部剖面方式來顯示的側面圖。
1:搬送裝置
10:保持單元
20:保持板
30:銷構件
40:第一板件
50:第二板件
70:移動單元
72:下表面
73:連結部
80:檢測單元
90:控制單元

Claims (10)

  1. 一種搬送裝置，以保持單元保持板狀物來進行搬送， 前述搬送裝置具備： 保持單元，吸引保持該板狀物； 移動單元，和該保持單元一起在鉛直方向上移動； 檢測單元，檢測該保持單元下降且該保持單元已和該板狀物接觸之情形；及 控制單元，在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
  2. 如請求項1之搬送裝置，其中該檢測單元檢測該保持單元下降時的該保持單元的鉛直方向的移動量的變化， 該控制單元在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸且該移動量不再變化時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
  3. 如請求項2之搬送裝置，其中該檢測單元設置在比該保持單元更上方，並且和該移動單元一起在鉛直方向上移動。
  4. 如請求項3之搬送裝置，其中該保持單元包含： 保持板，保持該板狀物； 複數個銷構件，從該保持板豎立設置而形成； 第一板件，設置在比該保持板更上方，並且形成有容許該銷構件的通過的複數個貫通孔；及 第二板件，設置在比該第一板件更上方，並且與該複數個銷構件連結， 該第一板件與該移動單元是連結而進行移動。
  5. 如請求項4之搬送裝置，其中該銷構件與該第二板件是透過彈性構件而連結。
  6. 如請求項4或5之搬送裝置，其中該檢測單元檢測該移動單元與該保持板之距離的變化，或是該移動單元與該第二板件之距離的變化。
  7. 一種剝離裝置，從形成有剝離層之晶錠將應製造之晶圓剝離，前述剝離層是藉由將對該晶錠具有穿透性之波長的雷射光束的聚光點定位在以下深度來照射雷射光束而形成，前述深度是距離該晶錠的端面相當於該應製造之晶圓的厚度之深度，前述剝離裝置具備： 保持工作台，保持該晶錠；及 搬送裝置，配設成與該保持工作台相面對， 該搬送裝置包含： 保持單元，吸引保持板狀物； 移動單元，和該保持單元一起在鉛直方向上移動； 檢測單元，檢測該保持單元下降且該保持單元已和該板狀物接觸之情形；及 控制單元，在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
  8. 如請求項7之剝離裝置，其中該檢測單元檢測該保持單元下降時的該保持單元的鉛直方向的移動量的變化， 該控制單元在該檢測單元檢測到該保持單元已和該板狀物接觸且該移動量不再變化時，進行控制以使該移動單元的下降停止。
  9. 如請求項8之剝離裝置，其中該檢測單元設置在比該保持單元更上方，並且和該移動單元一起在鉛直方向上移動。
  10. 如請求項9之剝離裝置，其中該保持單元包含： 保持板，保持該板狀物； 複數個銷構件，從該保持板豎立設置而形成； 第一板件，設置在比該保持板更上方，並且形成有容許該銷構件的通過的複數個貫通孔；及 第二板件，設置在比該第一板件更上方，並且與該複數個銷構件連結， 該第一板件與該移動單元是連結而進行移動。
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