説明

ウエハリングのアライメント方法並びにアライメント機構

【課題】 加工エリアのステージ上での位置決め操作を短縮して作業時間の短縮を図ることができるウエハリングのアライメント機構と方法を提供する。
【解決手段】 カセットケース3の開口3aからウエハリング1を取り出して半導体ウエハWとともに加工エリアに搬送するときに用いるアライメント機構であって、カセットケース3からウエハリング1を引き出して加工エリアに搬送するロボットアーム4と、カセットケース3の開口3a近傍の左右側方で、カセットケース3から一部が引き出されたウエハリング1の左右の直線部1aに接触、離反可能に配置された左右のセンタリング部材7とを備え、ロボットアーム4は、ウエハリング1を着脱自在に把持するチャック5と、チャック5を解除した状態でウエハリング1を脱落しないように支えながらカセットケース3方向に押し込むための顎部6とを備えるようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着シートを用いて半導体ウエハ等を保持するウエハリングを、カセットから取り出し、次の処理を行うステージに搬送するときのアライメント方法並びにアライメント機構に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウエハを用いた製造プロセスにおいて、半導体ウエハを粘着シートに貼り付けた状態で保持するための金属製のウエハリング(ダイシングリングともいう)を用いて、半導体装置(半導体素子)を製造することが行われている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
ウエハリングを用いた製造工程では、半導体ウエハWは通常、図1、図2に示すように金属製のウエハリング1に張設されたシート2上に貼着保持されている。半導体ウエハWを保持したウエハリング1は、パターニング処理工程で半導体ウエハWに電子回路などがパターニングされた後、カセットケースに例えば20〜30枚程度収納される。そして次の工程の装置、例えば分断装置にカセットケースごと装着される。例えば、分断装置では、ロボットアームや搬送ローラによりカセットケースからウエハリングが1枚ずつ取り出されて加工エリアのステージ上に搬送され、分断処理される。
【0004】
ところで、カセットケースにウエハリングを収納したり、取り出したりするためには、カセットケースの内側の周縁とウエハリングとの間に、いくらかのクリアランス(例えば5mm程度)を設ける必要があるが、このクリアランスに起因して、収納されたウエハリングを取り出すときに、各ウエハリングの位置や方向にばらつきが生じ、搬送先のテーブル等に載置したときの位置や方向が微妙に異なることになる。
したがって、ロボットアームによりウエハリングを掴んでカセットケースから引き出して加工エリアのステージにそのままの姿勢で着座させると、ウエハリングごとに着座姿勢が微妙に変動して、ウエハリングの搬送位置や向きにばらつきが発生することになり、後工程での位置調整に手間取ることとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2011−096941号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、従来は、図8に示すように、移動先のステージS上に複数の位置決めピン8、8を立設させて、この位置決めピン8、8にウエハリング1の外周に設けた溝9が嵌り込むようにロボットアーム10で強く押し込んで着座させるようにした方法で調整がなされている。
【0007】
しかし、この方法では、ステージ上での位置決め操作を行ってから加工を行うことになり、ステージ上で位置決めと加工とを交互に行うことが必要となるため、位置決めに要する時間が余分に必要となり、加工時間の短縮に限界が生じていた。また、長時間連続で使用するうちに、位置決めの際の押し込み負荷によって緻密なロボットアーム10の動作に変動が生じることがあり、面倒で時間のかかる調整や補修が要求されるといった問題点があった。
【0008】
そこで本発明は、上記した従来課題を解決し、加工エリアのステージ上での位置決め操作を短縮して作業時間の短縮を図ることができるウエハリングのアライメント方法並びにアライメント機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のアライメント機構は、左右の外縁部に互いに平行をなす一対の直線部が形成されたウエハリングがカセットケースに収納され、粘着シートに貼着された加工対象の基板が前記ウエハリングに前記粘着シートを介して保持され、前記カセットケースの開口から前記ウエハリングを取り出して前記基板とともに加工エリアに搬送するときに用いるウエハリングのアライメント機構であって、前記カセットケースから前記ウエハリングを引き出して加工エリアに搬送するロボットアームと、前記カセットケースの開口近傍の左右側方で、前記カセットケースから一部が引き出された前記ウエハリングの左右の直線部に接触、離反可能に配置された左右のセンタリング部材とを備え、前記ロボットアームは、前記ウエハリングを着脱自在に把持するチャックと、前記チャックを解除した状態で前記ウエハリングを脱落しないように支えながら前記カセットケース方向に押し込むための顎部とを備えることとした。
【発明の効果】
【0010】
本発明のアライメント機構は上記のごとく構成されているので、ロボットアームのチャックでウエハリングを掴んでウエハリングの左右直線部の一部が露出する位置まで引き出した後、チャックを解除してウエハリングの左右直線部にセンタリング部材を当接させながらロボットアームによりウエハリングをカセットケースに押し込むことで、ウエハリングのセンタリングを行うことができるとともに、ウエハリングの押し込み方向に沿って回転させてウエハリングの方向を調整することができるようになる。
したがって、カセットケース内でウエハリングの位置や方向がバラバラに搭載されていても、ロボットアームによりカセットケースから引き出されて加工エリアに搬送されるまでに、全てのウエハリングが均一にセンタリングされてステージ上の定められた位置に正確に着座させることができ、これによりステージ上での位置決め作業を短縮、省略することができる。
また、加工エリアのステージで着座されたウエハリングが加工されている間に、並行して次のウエハリングをカセットケースから一部を引き出して取り出し、位置や方向を調整してから待機させることができるので、加工エリアでの位置決めに必要な時間を短縮あるいはなくすことができ、これによりトータルの作業時間を短縮することができるといった効果がある。
【0011】
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
本発明において、前記ロボットアームの顎部は、ウエハリングをカセットケースに押し込むための垂直な面と、ウエハリングの端縁部下面を受け止める水平な面とを備えている構成とするのがよい。
これにより、ウエハリング引き出し位置でチャックを解除しても、ウエハリングの一端部が顎部の水平な面で支えられてウエハリングが下方に脱落するのを阻止するとともに、垂直な面でウエハリングをカセットケースに向かって押し込むことができる。
【0012】
また別の観点からなされた本発明のアライメント方法は、ロボットアームのチャックでウエハリングを掴んで、ウエハリングの左右直線部の一部がカセットケースの引き出し口(開口)の外側に露出する位置までカセットケースからウエハリングを引き出す第1手順と、次いで、チャックを解除してロボットアームによりウエハリングを脱落しないように支えながらカセットケースに押し込むと同時に、ウエハリングの左右直線部にセンタリング部材を当接させてウエハリングのセンタリングおよび方向調整を行う第2手順と、次いで、センタリング部材を元位置に後退させるとともに、ロボットアームのチャックで再度ウエハリングを掴んでカセットケースから引き出し、加工エリアに搬送する第3手順とからなる。
これにより、ロボットアームによりカセットケースから引き出され、加工エリアのステージに搬送される過程で、全てのウエハリングを均一にセンタリングすることができるとともに、加工エリアのステージ上に正確に着座させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施例であるアライメント機構におけるロボットアームとウエハリングを示す斜視図。
【図2】図1の一部拡大断面図。
【図3】ロボットアームによるウエハリング引き出し手順の第1過程を示す説明図。
【図4】図3同様のウエハリング引き出し手順の第2過程を示す説明図。
【図5】図3同様のウエハリング引き出し手順の第3過程を示す説明図。
【図6】図3同様のウエハリング引き出し手順の第4過程を示す説明図。
【図7】図3同様のウエハリング引き出し手順の第5過程を示す説明図。
【図8】従来のアライメント方法を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の詳細を、図1〜図7に基づいて詳細に説明する。
本発明のアライメント機構は、例えば略円形の半導体ウエハWから個々の半導体チップ(半導体素子)に分断する装置において用いられる。半導体ウエハWは、図1並びに図2に示すように、金属製のウエハリング1に張設されたシート2上に貼着保持されている。ウエハリング1の左右の周縁部には、互いに平行をなす直線部1a、1aが設けられている。
【0015】
半導体ウエハWが貼着されたウエハリング1は、カセットケース3に例えば20〜30枚程度を収納して保管され、次工程のカセット取り付け位置にセットされる。ここでは、次工程がブレイク工程であり、ブレイク装置のカセット取り付け位置にセットされるものとする。ブレイク装置には、カセットケース3からウエハリング1を1枚ずつ取り出して加工エリアのステージ上に搬送するためのロボットアーム4が設けられている。
【0016】
ロボットアーム4は、ウエハリング1の一縁部を着脱自在に把持するチャック5と、チャック5を解除した状態でウエハリング1が脱落しないように支えながらカセットケース方向に押し込むことができる顎部6とを備えている。顎部6は円形のウエハリング1の周面の一部を安定よく支持できるように円弧状に巾を持たせて形成されており、ウエハリング1をカセットケース3に押し込むための垂直な面6aと、ウエハリング1の端縁部下面を受け止める水平な面6bとを備えている。
【0017】
また、カセットケース3の引き出し口3a近傍の左右側方には、カセットケース3から一部が外側に出た状態でのウエハリング1の左右の直線部1a、1aに向かって同時に移動して、直線部1a、1aに当接したり、離反したりする左右のセンタリング部材7、7が配置されている。このセンタリング部材7の先端は、例えば摩擦係数の少ないローラなどの回転体で形成するのが好ましい。
【0018】
次に、ロボットアーム4によるウエハリング1のカセットケース3からの引き出し手順を、図3〜図7に基づいて説明する。
なお、図3〜図7において(a)は平面から見た一部断面図であり、(b)は同じものを側面から見た一部断面図である。
【0019】
図3は、ロボットアーム4をカセットケース3に挿入する前の状態を示す。この姿勢から図4に示すように、ロボットアーム4を前進させてカセットケース3に挿入してチャック5によりウエハリング1を挟着する。続いて、図5に示すようにウエハリング1の左右に位置する直線部1a、1aの一部が、引き出し口3aの外側に露出する位置までウエハリング1をカセットケース3から引き出す。この引き出し位置は、ウエハリング1の一端部がカセットケース3の棚板3bから離反しないように設定されており、これにより引き出し位置でチャック5を解除しても、ウエハリング1の一端部が棚板3b(支持部)によって支えられ、他方の端部がチャック5の顎部6の水平な面6bで支えられてウエハリング1が下方に脱落することがないようにしてある。
【0020】
次いで、図6に示すように、ロボットアーム4のチャック5を解除してウエハリング1を顎部6の垂直な面6aでカセットケース3に押し込みながら、ウエハリング1の左右直線部1a、1aにセンタリング部材7、7を当接させる。これにより、ウエハリング1のセンタリングを行うと同時に、ウエハリング1の押し込み方向に沿って左右直線部1a、1aが平行な姿勢となるように回転させてウエハリング1の方向を修正することができる。この際、センタリング部材7、7は直線部1a、1aに滑りながら接触するので、ロボットアーム4に大きな負荷をかけることはない。
【0021】
次いで、図7に示すように、センタリング部材7、7を元位置に後退させるとともに、ロボットアーム4のチャック5で再度ウエハリング1を掴んでカセットケース3から引き出す。この後、ロボットアーム4でブレイク装置の加工エリアのステージに搬送して取り付け位置に着座させる。
【0022】
以上のごとく本発明では、カセットケース3内でウエハリング1の位置や姿勢がバラバラに搭載されていても、ロボットアーム4によりカセットケース3から引き出されて加工エリアのステージに搬送される過程において、全てのウエハリング1が均一にセンタリングされてステージ上の定められた位置に正確に着座させることができ、これによりステージ上での位置決め作業を行う必要がなくなるか、位置決めを行うにしても微調整だけで済ませることができるようになる。また、加工エリアのステージで着座されたウエハリング1がスクライブやブレイクなどの加工処理がなされている間に、並行して次のウエハリング1をカセットケース3から取り出してセンタリングを行ってから待機させることができるので、位置決めに必要な時間を短縮することができて、トータルの作業時間を短縮することができる。
【0023】
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では、半導体ウエハWが上向きとなるようにカセットケース3に収納したが、半導体ウエハWを下向きにして収納するようにしてもよい。また、ウエハリング1に保持される半導体ウエハWは必ずしも円形のものに限るものでなく四角形であってもよい。また、ウエハリング1自体もセンタリングに必要な左右の直線部1a、1aを有するものであれば、円形に限定されるものではない。上記実施形態は分断装置であるが、これ以外のウエハリングを用いた加工であってもよい。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は、ウエハリングを用いた製造プロセスにおいて利用される。
【符号の説明】
【0025】
W 半導体ウエハ
1 ウエハリング
1a 左右の直線部
2 シート
3 カセットケース
3a カセットケースの引き出し口(開口)
3b カセットケースの棚板
4 ロボットアーム
5 ロボットアームのチャック
6 ロボットアームの顎部
6a 顎部の垂直な面
6b 顎部の水平な面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
左右の外縁部に互いに平行をなす一対の直線部が形成されたウエハリングがカセットケースに収納され、粘着シートに貼着された加工対象の基板が前記ウエハリングに前記粘着シートを介して保持され、
前記カセットケースの開口から前記ウエハリングを取り出して前記基板とともに加工エリアに搬送するときに用いるウエハリングのアライメント機構であって、
前記カセットケースから前記ウエハリングを引き出して加工エリアに搬送するロボットアームと、
前記カセットケースの開口近傍の左右側方で、前記カセットケースから一部が引き出された前記ウエハリングの左右の直線部に接触、離反可能に配置された左右のセンタリング部材とを備え、
前記ロボットアームは、前記ウエハリングを着脱自在に把持するチャックと、前記チャックを解除した状態で前記ウエハリングを脱落しないように支えながら前記カセットケース方向に押し込むための顎部とを備えたことを特徴とするウエハリングのアライメント機構。
【請求項2】
前記ロボットアームの顎部は、前記ウエハリングを前記カセットケースに押し込むための垂直な面と、前記ウエハリングの端縁部下面を受け止める水平な面とを備えている請求項1に記載のウエハリングのアライメント機構。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のアライメント機構を使用し、
前記ロボットアームのチャックで前記ウエハリングを掴んで、前記ウエハリングの左右直線部の一部がカセットケースの引き出し口の外側に露出する位置までカセットケースからウエハリングを引き出す第1手順と、
次いで、前記チャックを解除して前記ロボットアームにより前記ウエハリングを脱落しないように支えながら前記カセットケースに押し込むと同時に、ウエハリングの左右直線部にセンタリング部材を当接させてウエハリングのセンタリングおよび方向調整を行う第2手順と、
次いで、前記センタリング部材を元位置に後退させるとともに、前記ロボットアームのチャックで再度ウエハリングを掴んで前記カセットケースから引き出し、加工エリアに搬送する第3手順とからなるウエハリングのアライメント方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−30703(P2013−30703A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−167498(P2011−167498)
【出願日】平成23年7月29日(2011.7.29)
【出願人】(390000608)三星ダイヤモンド工業株式会社 (383)
【Fターム(参考)】