TWI676233B - 搬運裝置 - Google Patents

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Shojiro Yamada
吳斌
Bin Go
三上公大
Kodai Mikami
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Abstract

提供一種在晶圓的搬運時可以實施定位的搬運裝置。
具備：具有相面對於晶圓(11)的被保持面的保持面(54)的保持板(52)、及設在保持面的一端側可與晶圓的周面接觸並限制晶圓朝一端側移動的限制構件(56)、及將保持板移動的移動手段(58)，在保持面中，形成有：對於晶圓的被保持面傾斜地將流體噴射往使晶圓朝向限制構件的方向移動，並且在保持面及被保持面之間發生負壓使晶圓被吸引保持的非接觸式的吸引保持部(54a、54b)；藉由從吸引保持部將流體噴射將晶圓朝限制構件頂觸，而將晶圓定位在保持板的規定的位置。

Description

搬運裝置
本發明，是有關於在加工裝置等的內部將晶圓搬運的搬運裝置。
在半導體元件等的製造過程中，通常，將晶圓收容在卡匣朝各種的加工裝置搬入。朝加工裝置被搬入的晶圓，是藉由搬運機構從卡匣被取出，被載置在例如將晶圓吸引保持的挾盤載置台。被載置於挾盤載置台的晶圓，是由加工單元被加工之後，再度被收容於卡匣。
在這些的加工裝置中，為了維持晶圓的加工品質，使各晶圓的位置、方向等配合於挾盤載置台是重要的。在此，具備可以對於挾盤載置台的晶圓的位置、方向等調節的定位機構的加工裝置已被實用化(例如專利文獻1及專利文獻2參照)。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平7-211766號公報
[專利文獻2]日本特開2005-11917號公報
在上述的加工裝置中，由搬運機構將晶圓朝挾盤載置台載置之前，由定位機構將晶圓的位置、方向等調整。但是，設置這種定位機構的話，加工裝置會大型化、高成本化。進一步，也有在晶圓的定位需要長時間的問題。
本發明是有鑑於這種問題點，其目的是提供一種可以在晶圓的搬運時實施定位的搬運裝置。
依據本發明的話，可提供一種搬運裝置，具備：具有與晶圓的被保持面相面對的保持面的保持板、及設在該保持面的一端側且與晶圓的周面接觸並限制朝該一端側的晶圓的移動的限制構件、及將該保持板移動的移動手段，在該保持面中，形成有：對於晶圓的該被保持面傾斜地將流體噴射往使晶圓朝向該限制構件的方向移動，並且在該保持面及該被保持面之間發生負壓將晶圓吸引保持的非接觸式的吸引保持部，藉由從該吸引保持部將該流體噴射將晶圓朝該限制構件頂觸，就可將晶圓定位在該保持板的規定的位置。
在本發明中，在對應晶圓的該周面的位置， 被配置有檢出顯示晶圓的結晶方位的缺口部的感測器，該吸引保持部，是由：通過設有將流量控制的第一開度調整閥的第一吸引路與流體供給源連接，往使晶圓朝第一旋轉方向旋轉的方向將該流體噴射的第一吸引保持部；及通過設有將流量控制的第二開度調整閥的第二吸引路與該流體供給源連接，往使晶圓朝與該第一旋轉方向相反的第二旋轉方向旋轉的方向將該流體噴射的第二吸引保持部所構成，藉由將該第一開度調整閥及該第二開度調整閥的一方的開度比另一方的開度大地將晶圓朝該第一旋轉方向或是該第二旋轉方向旋轉，由該感測器將該缺口部檢出之後將該第一開度調整閥或是該第二開度調整閥的開度調整將晶圓的旋轉停止，將該缺口部朝規定的方向地定位於該保持板較佳。
本發明的搬運裝置，因為是具備：具有與晶圓的被保持面相面對的保持面的保持板、及與晶圓的周面接觸並限制晶圓的移動的限制構件，在保持面中，形成有：對於晶圓的被保持面傾斜地將流體噴射往使晶圓朝向限制構件的方向移動，並且在保持面及被保持面之間發生負壓使晶圓被吸引保持的吸引保持部，所以藉由從吸引保持部將流體噴射將晶圓朝限制構件頂觸，就可以將晶圓定位在保持板的規定的位置。即，依據本發明的搬運裝置的話，在晶圓的搬運時可以實施定位。
2‧‧‧加工裝置
4‧‧‧基台
4a、4b、4c‧‧‧開口
6‧‧‧卡匣載置台
8‧‧‧卡匣
10‧‧‧X軸移動載置台
12‧‧‧防塵防滴蓋
14‧‧‧挾盤載置台
14a‧‧‧保持面
16‧‧‧搬運裝置
18‧‧‧第一支撐構造
20‧‧‧第一軌道
22‧‧‧第一昇降單元
24‧‧‧第一保持單元
26‧‧‧第二軌道
28‧‧‧第二昇降單元
30‧‧‧第二保持單元
32‧‧‧第二支撐構造
34‧‧‧移動單元
36‧‧‧刀片單元
38‧‧‧切削刀片
40‧‧‧洗淨單元
52‧‧‧保持板
54‧‧‧保持面
54a‧‧‧第一噴射口(第一吸引保持部)
54b‧‧‧第二噴射口(第二吸引保持部)
54c、54d‧‧‧輔助噴射口
54e‧‧‧貫通口
56‧‧‧限制構件
56a‧‧‧側面
58‧‧‧移動臂(移動手段)
60a‧‧‧第一開度調整閥
60b‧‧‧第二開度調整閥
62a‧‧‧第一吸引路
62b‧‧‧第二吸引路
64‧‧‧供給源(流體供給源)
66‧‧‧缺口部檢出感測器
68‧‧‧晶圓檢出感測器
11‧‧‧晶圓
11a‧‧‧表面
13‧‧‧元件
15‧‧‧缺口部
A‧‧‧領域
B‧‧‧噴射方向
C‧‧‧第一旋轉方向
[第1圖]意示包含搬運裝置的加工裝置的構成例的立體圖。
[第2圖]搬運裝置的意示圖。
[第3圖]第3圖(A)，是意示晶圓被吸引保持的狀態的一部分剖面側面圖，第3圖(B)，是意示空氣的噴射方向的放大圖。
[第4圖]第4圖(A)及第4圖(B)，是晶圓從卡匣被取出的樣子的意示圖。
[第5圖]晶圓旋轉的樣子的意示圖。
[第6圖]晶圓的缺口部被定位在規定的方向的樣子的意示圖。
參照添附圖面，說明本發明的實施例。第1圖，是意示包含本實施例的搬運裝置的加工裝置的構成例的立體圖。又，在本實施例中，雖例示將晶圓切削加工的加工裝置(切削裝置)，但是在其他的加工裝置設置本發明的搬運裝置也可以。當然，本發明的搬運裝置是單體(單獨)使用也可以。
如第1圖所示，加工裝置2，是具備將各構造支撐的基台4。在基台4的前方的角部中，形成有由從平 面看呈矩形狀的開口4a，卡匣載置台6是可昇降地被設置在此開口4a內。收容複數晶圓11的正方體狀的卡匣8是被載置在卡匣載置台6的上面。又，在第1圖中，為了方便說明，只有顯示卡匣8的輪廓。
晶圓11，是例如，由矽等的材料成為大致圓形的板狀物，其表面11a(在第1圖中為上面)側，是被分成：中央的元件領域、及將元件領域包圍的外周多餘領域。元件領域，是由呈格子狀配列的格線(分割預定線)進一步被區劃成複數領域，在各領域中形成IC等的元件13。且，在晶圓11的外周緣中，形成有顯示結晶方位的缺口部15。但是，晶圓11不限定於此，其他的半導體基板、樹脂基板、陶瓷基板等的板狀物也可以。
在卡匣載置台6的側方，形成有X軸方向(前後方向、加工給進方向)長的矩形狀的開口4b。在此開口4b內，設有：X軸移動載置台10、及將X軸移動載置台10朝X軸方向移動的X軸移動機構(加工給進手段)(未圖示)、及將X軸移動機構覆蓋的防塵防滴蓋12。
X軸移動機構，是具備與X軸方向平行的一對的X軸導軌(未圖示)，X軸移動載置台10是可滑動地被設置在X軸導軌中。螺帽部(未圖示)是被設置在X軸移動載置台10的下面側，與X軸導軌平行的X軸滾珠螺桿(未圖示)是被螺合在此螺帽部中。
X軸脈衝馬達(未圖示)是被連結在X軸滾珠 螺桿的一端部。藉由由X軸脈衝馬達將X軸滾珠螺桿旋轉，使X軸移動載置台10，沿著X軸導軌朝X軸方向移動。
在X軸移動載置台10的上方，設有將晶圓11吸引保持的挾盤載置台14。挾盤載置台14，是與馬達等的旋轉驅動源(未圖示)連結，繞與Z軸方向(垂直方向)平行的旋轉軸的周圍旋轉。且，挾盤載置台14，是由上述的X軸移動機構朝X軸方向被加工給進。
挾盤載置台14的表面(上面)，是成為將晶圓11吸引保持的保持面14a。此保持面14a，是通過形成於挾盤載置台14的內部的流路(未圖示)與吸引源(未圖示)連接。
在加工裝置2中，在與開口4b接近的位置，設有將上述的晶圓11從卡匣8取出並朝挾盤載置台14搬運的搬運裝置16。由搬運裝置16被搬運的晶圓11，是例如使表面11a側朝上方露出的方式被載置在挾盤載置台14。對於搬運裝置16的詳細如後述。
門型的第一支撐構造18是橫跨開口4b地配置在基台4的上面。與Y軸方向(左右方向、分割給進方向)平行的第一軌道20是被固定在第一支撐構造18的前面中，第一保持單元24是透過第一昇降單元22與此第一軌道20連結。
第一保持單元24，是藉由第一昇降單元22朝Z軸方向移動，沿著第一軌道20朝Y軸方向移動。例 如，由搬運裝置16從卡匣8被搬運的晶圓11，是朝第一保持單元24傳遞，被載置在挾盤載置台14。
在第一支撐構造18的前面中，與Y軸方向平行的第二軌道26是被固定於第一軌道20的上方，在此第二軌道26中，第二保持單元30透過第二昇降單元28連結。第二保持單元30，是藉由第二昇降單元28朝Z軸方向移動，沿著第二軌道26朝Y軸方向移動。
在第一支撐構造18的後方，配置有門型的第二支撐構造32。在第二支撐構造32的前面，透過移動單元34，設有2組的刀片單元36。刀片單元36，是藉由移動單元34朝Y軸方向及Z軸方向移動。
各刀片單元36，是具備可旋轉地被支撐的自旋軸(未圖示)。在自旋軸的一端側中，裝設有圓環狀的切削刀片38。自旋軸的另一端側連結馬達(未圖示)，切削刀片38，是藉由從馬達被傳達的旋轉力而旋轉。將切削刀片38旋轉，藉由切入由挾盤載置台14被吸引保持的晶圓11，就可以將晶圓11加工。
在對於開口4b與開口4a相反側的位置中，形成有圓形狀的開口4c。在開口4c內，配置有將晶圓11洗淨的洗淨單元40。由切削刀片38被加工的晶圓11，是由第二保持單元30朝洗淨單元40被搬運。由洗淨單元40被洗淨的晶圓11，是由第一保持單元24朝搬運裝置16傳遞，朝卡匣8被搬入。
第2圖，是搬運裝置16的意示圖。搬運裝置 16，是具備將晶圓11保持的保持板52。保持板52的一方側的面(在本實施例中為上面)，是成為與晶圓11的被保持面(在本實施例中為下面)相面對將晶圓11吸引保持的保持面54。
在保持面54的一端側中，配置有限制朝對於保持面54平行的方向的晶圓11的移動的限制構件56。限制構件56，是具有對應晶圓11的周面的形狀的側面56a。藉由將晶圓11的周面與此側面56a頂觸，使晶圓11被定位在保持板52的規定的位置。
移動臂(移動手段)58是被連結在保持板52及限制構件56的一端側。藉由移動臂58，使保持板52及限制構件56朝各方向移動。在保持面54中，形成有對於晶圓11的被保持面傾斜地將空氣(流體)噴射的第一噴射口(第一吸引保持部)54a及第二噴射口(第二吸引保持部)54b。且，在保持面54中，設有將輔助防止晶圓11及保持面54接觸用的空氣加以噴射的複數輔助噴射口54c、54d。
第一噴射口54a及輔助噴射口54c，是通過設有將空氣的流量控制的第一開度調整閥60a的第一吸引路62a與空氣的供給源(流體供給源)64連接。另一方面，第二噴射口54b及輔助噴射口54d，是通過設有將空氣的流量控制的第二開度調整閥60b的第二吸引路62b與空氣的供給源64連接。
因此，將晶圓11的被保持面與保持面54相 面對，將第一開度調整閥60a及第二開度調整閥60b的開度調整的話，就可以將空氣朝晶圓11的被保持面吹附。
流動於晶圓11的被保持面及保持面54的間隙的空氣的流速若提高的話，此間隙的壓力會隨著柏努利的定理下降。因此，藉由將第一開度調整閥60a及第二開度調整閥60b的開度調整，在晶圓11的被保持面及保持面54的間隙使規定的負壓發生，就可以由保持板52將晶圓11吸引保持。
又，在保持板52中，形成有從保持面54至與保持面54相反的面為止貫通的複數貫通口54e。因此，朝晶圓11的被保持面被吹附的空氣的一部分，是通過貫通口54e朝與保持面54相反的面側脫落。
第3圖(A)，是意示晶圓11被吸引保持的狀態的一部分剖面側面圖，第3圖(B)，是意示空氣的噴射方向的放大圖。又，在第3圖(B)中，將第3圖(A)的領域A擴大顯示。如第3圖(B)所示，第一噴射口54a的空氣的噴射方向B，是朝向保持面54的一端側(限制構件56側)傾斜。第二噴射口54b的空氣的噴射方向也同樣。
因此，從第一噴射口54a及第二噴射口54b朝晶圓11的被保持面將空氣吹附的話，晶圓11會往朝向限制構件56的方向移動。由此，將晶圓11的周面與限制構件56的側面56a頂觸，就可以將晶圓11定位在保持板52的規定的位置。
又，第一噴射口54a的空氣的噴射方向B，是往將晶圓11朝第一旋轉方向(例如從平面看為順時針)旋轉的方向傾斜。另一方面，第二噴射口54b的空氣的噴射方向，是往將晶圓11朝與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向(例如從平面看為逆時針)旋轉的方向傾斜。
因此，第一開度調整閥60a及第二開度調整閥60b的一方的開度比另一方的開度大的話，就可以將晶圓11朝第一旋轉方向或是第二旋轉方向旋轉。如第2圖所示，在對應晶圓11的周面的位置中，配置有檢出晶圓11的缺口部15的缺口部檢出感測器66，可以利用上述的旋轉調整晶圓11的方向。
調整晶圓11的方向時，首先，將晶圓11朝第一旋轉方向或是第二旋轉方向旋轉，由缺口部檢出感測器66檢出缺口部15。其後，由任意的時間點將第一開度調整閥60a或是第二開度調整閥60b的開度調整，藉由將晶圓11的旋轉停止，就可以將缺口部15朝向規定的方向地定位於保持板52。
且在保持板52的保持面54中，設有檢出晶圓11的有無的晶圓檢出感測器68。又，在缺口部檢出感測器66具有晶圓檢出感測器68的功能也可以。該情況，可以省略晶圓檢出感測器68。
說明由上述的搬運裝置16將晶圓11搬運的程序。第4圖(A)及第4圖(B)，是晶圓11從卡匣8被取出的樣子的意示圖。首先，如第4圖(A)所示，將 搬運裝置16的保持板52***卡匣8的內部，將保持面54與晶圓11的被保持面(下面)相面對。
接著，將保持板52以不接觸程度地接近晶圓11的被保持面，從第一噴射口54a及第二噴射口54b朝晶圓11的被保持面將空氣噴射。其結果，如第4圖(B)所示，在晶圓11的被保持面及保持面54的間隙使規定的負壓發生，使晶圓11被吸引保持在保持板52。且，晶圓11，是與限制構件56頂觸，被定位在保持板52的規定的位置。
又，晶圓11被吸引保持在保持板52時，將晶圓11載置在保持面52之後(即保持面54與晶圓11的被保持面接觸之後)將空氣噴射的方式控制也可以。
將晶圓11定位在保持板52的規定的位置之後，調整晶圓11的方向。第5圖，是晶圓11旋轉的樣子的意示圖，第6圖，是晶圓11的缺口部15被定位在規定的方向的樣子的意示圖。又，在第5圖及第6圖中，省略晶圓11的元件13等。
例如，第一開度調整閥60a的開度比第二開度調整閥60b的開度大的話，如第5圖所示，就可將晶圓11朝第一旋轉方向C旋轉。且，藉由缺口部檢出感測器66檢出晶圓11的缺口部15。
接著，將第一開度調整閥60a的開度及第二開度調整閥60b的開度調整至同程度，如第6圖所示，將晶圓11的旋轉停止。在此，第一開度調整閥60a及第二 開度調整閥60b的開度的調整，是考慮由缺口部檢出感測器66所產生的缺口部15的檢出時間點和晶圓11的旋轉速度等，由使缺口部15可被定位於所期的方向的時間點實施。由此，晶圓11的缺口部15，是對於保持板52被定位在規定的方向。
如以上，本實施例的搬運裝置16，因為是具備：具有相面對於晶圓11的被保持面的保持面54的保持板52、及與晶圓11的周面接觸並限制晶圓11的移動的限制構件56，在保持面54中，形成有：對於晶圓11的被保持面傾斜地將流體噴射使朝向限制構件56的方向將晶圓11移動，並且在保持面54及被保持面之間發生負壓將晶圓11吸引保持的第一噴射口(第一吸引保持部)54a及第二噴射口(第二吸引保持部)54b，所以藉由從第一噴射口54a及第二噴射口54b將空氣(流體)噴射將晶圓11朝限制構件56頂觸，就可以將晶圓11定位在保持板52的規定的位置。
且在本實施例的搬運裝置16中，因為被配置有檢出顯示晶圓11的結晶方位的缺口部15的缺口部檢出感測器66，所以藉由使第一開度調整閥60a及第二開度調整閥60b的一方的開度比另一方的開度大將晶圓11朝第一旋轉方向或是第二旋轉方向旋轉，由缺口部檢出感測器66將缺口部15檢出之後將第一開度調整閥60a或是第二開度調整閥60b的開度調整將晶圓11的旋轉停止，就可以將缺口部15朝向規定的方向地定位於保持板52。
如此，在本實施例的搬運裝置16中，在晶圓11的搬運時可以實施定位。即，因為不必要另外設置定位機構，所以可以抑制加工裝置2的大型化、高成本化。且，在搬運時因為可以將晶圓11定位，所以與將定位機構另外設置的情況等相比較，可以短縮在晶圓11的定位所需要的時間。
又，本發明不限定於上述實施例的記載，可實施各種變更。例如，在上述實施例中，雖例示將保持板52的上面側作為保持面54將晶圓11的下面側吸引保持的態樣的搬運裝置16，但是本發明的搬運裝置，是在保持板的下面側設置限制構件及噴射口(吸引保持部)作為保持面，可以將晶圓的上面側吸引保持的方式構成也可以。
且在上述實施例中，雖將複數噴射口(第一噴射口54a及第二噴射口54b)作為吸引保持部，是將一個噴射口作為吸引保持部也可以。即，吸引保持部是1處也可以。
其他，上述實施例的構成、方法等，只要不脫離本發明的目的之範圍可以適宜地變更實施。

Claims (2)

  1. 一種搬運裝置，具備：具有與晶圓的被保持面相面對的保持面的保持板、及設在該保持面的一端側可與晶圓的周面接觸並限制晶圓朝該一端側移動的限制構件、及使該保持板移動的移動手段，在該保持面中，形成有：對於晶圓的該被保持面傾斜地將流體噴射往使晶圓朝向該限制構件的方向移動，並且在該保持面及該被保持面之間發生負壓將晶圓吸引保持的非接觸式的吸引保持部，在該保持板的該吸引保持部的靠該限制構件側的位置中，形成有從該保持面貫通至該保持面相反的面為止的貫通口，藉由從該吸引保持部將該流體噴射將晶圓朝該限制構件頂觸，將晶圓定位在該保持板的規定的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項的搬運裝置，其中，在對應晶圓的該周面的位置中，被配置有檢出顯示晶圓的結晶方位的缺口部的感測器，該吸引保持部，是由：通過設有將流量控制的第一開度調整閥的第一吸引路與流體供給源連接，往使晶圓朝第一旋轉方向旋轉的方向將該流體噴射的第一吸引保持部；及通過設有將流量控制的第二開度調整閥的第二吸引路與該流體供給源連接，往使晶圓朝與該第一旋轉方向相反的第二旋轉方向旋轉的方向將該流體噴射的第二吸引保持部所構成，藉由將該第一開度調整閥及該第二開度調整閥的一方的開度比另一方的開度大地將晶圓朝該第一旋轉方向或是該第二旋轉方向旋轉，由該感測器將該缺口部檢出之後將該第一開度調整閥或是該第二開度調整閥的開度調整將晶圓的旋轉停止，將該缺口部朝規定的方向地定位於該保持板。
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