JPH0442136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ウエハーの研磨工程後に、そのウエ
ハーをプレートから剥離させ、所定の排出位置に
自動的に送り出す装置に関する。

発明の背景および従来技術 ウエハーの製造過程で、その表面の研磨工程が
存在する。その研磨工程で、複数のウエハーがプ
レートの表面に位置決め状態で置かれ、接着剤に
よつて剥離可能な状態で固定される。そして、研
磨工程の後に、このウエハーは、プレートの表面
から剥がされ、所定のウエハーカセツトケースの
内部に収納される。

従来、このようなウエハーの剥離作業は、全て
手作業により行なわれている。すなわち作業員
は、右手でカツターを持ち、この刃先をプレート
とその上面のウエハーとの間に差し入れ、接着状
態のウエハーをプレートの表面から剥離した後、
左手でウエハーをプレートの上面で側方に向けて
ずらし、右手で持ち代えたバキユームパツトによ
つて、ウエハーの裏面側にバキユームパツトを当
てて保持してから、所定の位置まで排出してい
る。このような手作業では、作業能率が悪く、ま
たウエハーの排出時にウエハーが破損したり、あ
るいは汚染しやすい状態になる。このような状況
から、この種のウエハーの剥離作業の自動化が望
まれている。

発明の目的およびその解決手段 したがつて、本発明の目的は、ウエハーの研磨
工程の後に、プレート上のウエハーを自動的に剥
離し、その後所定の位置に排出できるようにする
ことである。

そこで、本発明は、多数のプレートを作業位置
にトランスフアー手段によつて搬送し、その位置
でプレート上のウエハーの位置を割り出し、プレ
ート上のウエハーをカツターによつて位置規制し
ながら剥離し、その剥離後のウエハーをハンドリ
ング手段のチヤツキングによつて、所定の排出位
置に自動的に送り出すようにしている。ここでウ
エハーの位置検出手段は、近接センサーなどによ
つて構成されており、プレート上のウエハーの位
置は、インデツクステーブルの回転およびセンサ
ーの出力波形との関連で、正確に検出できる。こ
のため、その後のウエハーの剥離動作、および剥
離後のウエハーの排出動作は、機械的な手段によ
つて、誤動作なく、自動的に行える。

発明の構成 以下、本発明の構成を図面に基づいて具体的に
説明する。

本発明のウエハーの自動剥離装置１は、トラン
スフアー手段２、インデツクステーブル３、割り
出し回転手段４、位置検出手段５、剥離手段６、
ストツパー７、チヤツク８およびハンドリング手
段９によつて構成されている。これらは、いずれ
も機台１０の上に設けられている。

そして、上記トランスフアー手段２は、複数の
プレート１１を搬入位置から作業位置へ移動させ
るためのものであり、上下動可能な例えば２列の
ローラーコンベアー１２およびこれらの間で搬入
方向に移動可能なバキユームチヤツク１３を備え
ている。上記ローラーコンベアー１２は、終端部
で一対のストツパ１２ａを有しており、上記機台
１０に対し垂直方向のシリンダーなどによつて、
所定の高さの範囲で、上下動自在に支持されてい
る。また上記バキユームチヤツク１３は、長方形
の揺動板１４に対し上向きの状態で取り付けられ
ている。そしてこの揺動板１４は、そのほぼ中央
部分で、水平方向の支軸１５により平面的に見て
コ字状の枠体１６に取り付けられている。この枠
体１６は、上面に押しピン１６ａを有しており、
小さなシリンダー１７のピストンロツド１８に取
り付けられており、またこのシリンダ１７は、機
台１０の上に水平な状態で取り付けられた大きな
ストロークのシリンダ１９のピストンロツド２０
に水平な状態で取り付けられている。なお上記揺
動板１４はバキユームチヤツク１３の偏心荷重に
よつて、バキユームチヤツク１３の側で低く傾斜
しているが、下向きに取り付けられたペンシリン
ダ２７のピストンロツド２８によつて逆の方向に
傾くようになつている。

なお上記プレート１１の搬入位置には、リフタ
ー２１が設けられている。このリフター２１は、
台車２２によつて運ばれてきたストツカー２３を
フオーク２４で保持し、プレート１１の取り出し
にしたがつて、ストツカー２３を順次上昇させ、
一番上段のプレート１１の取り出し位置を常に同
じ高さに設定している。この台車２２の停止位置
は、案内レール２６などによつて設定される。も
ちろん、このプレート１１は、その上面で、複数
たとえば４枚のウエハー２５を接着剤により、剥
離可能な状態で固定している。

そして、上記インデツクステーブル３は、平面
的に見て、小判状であり、平行なローラコンベア
１２の間にあつて、割り出し回転手段４によつて
回転自在に支持されている。このインデツクステ
ーブル３は、第３図に示すように、外周部分で位
置決め用の斜面２９を形成し、それらの間の平た
んなチヤツク面３０で、複数の吸着孔３１を一体
的に形成している。なお上記割り出し回転手段４
は、内部にギヤモータなどを備えており、インデ
ツクステーブル３を例えば一定の速度で１回転さ
せ、また所定の角度だけ間欠的に回転させる。こ
のような回転角度の割り出しは、内部のリミツト
スイツチとドグなど、またはモータ回転量によつ
て、正確に規制できる。

また、前記位置検出手段５およびストツパー７
は、作業位置、つまり上記インデツクステーブル
３の上方で、支持プレート３２によつて進退自在
で、しかも上下動自在に支持されている。すなわ
ち上記位置検出手段５は、光センサーなどによつ
て構成されており、第４図のように、垂直方向の
シリンダ３３のピストンロツド３４に取り付けら
れている。またストツパ７は、垂直方向のロツド
３５およびコイルスプリング３６により、連結板
３７に対してフローテイング状態で支持されてい
る。この連結板３７は、支持プレート３２の上面
に取り付けられたシリンダ３８のピストンロツド
３９に連結されており、左右のガイドロツド４０
により支持プレート３２のスリーブ４１に対し摺
動自在となつている。

さらに、上記支持プレート３２は、機枠４３に
対し水平な状態で、摺動可能な一対の案内ロツド
４２によつて支持されており後端の連結部材４４
の部分に取り付けられた送りナツト４５により送
りねじ４６に螺合している。そして、この送りね
じ４６は、一端で送りモータ４７に連結されてお
り、他端部分で軸受４８により、回転自在に支持
されている。

次に、前記剥離手段６は、第５図ないし第７図
により、詳細に示されている。この剥離手段６
は、剥離対象のウエハー２５とプレート１１との
間に差し入れるためのカツター４９を備えてい
る。このカツター４９は、ホルダー５０の水平な
軸５１、長孔およびねじ止め手段により、カツタ
ースタンド５２に角度調整可能な状態で取り付け
られている。このカツタースタンド５２は、左右
の孔の部分で、一対の垂直なフロート軸５３に対
し、上下動自在に支持され、かつスプリング５４
によつて、下降方向に付勢されており、フロート
軸５３の度当たり５５に当たつて停止している。
一対のフロート軸５３は、筒軸５６の上面に取り
付けられた旋回板５７の上面に取り付けられてお
り、またこの筒軸５６は、ボールベアリング５８
により、ハウジング５９に対し旋回可能な状態で
支持されている。またこのハウジング５９は、一
対の連結軸６０により支持板６１に連結されてい
る。一対の連結軸６０は、スライドブロツク６２
に取り付けられた滑り案内筒６３により、上下方
向に摺動自在となつており、かつこの滑り案内筒
６３と支持板６１との間に設けられた付勢スプリ
ング６４によつて、下向きに付勢されている。

上記スライドブロツク６２は、機枠６５に架け
渡された一対のガイドバー６６によつて、水平方
向に摺動自在に支持されており、かつ中央でボー
ルベアリング６７により、スプライン軸６８を垂
直方向で回転自在に支持している。このスプライ
ン軸６８は、筒軸５６のスプライン孔にはまり合
つており、かつ下端に取り付けられたアーム６９
のカムローラ７０を保持している。このカムロー
ラ７０は、スプライン軸６８に対し、偏心位置に
あつて、機枠６５によつて支持された旋回用カム
７１の内部にはまり合つている。この旋回用カム
７１は、第６図に示すように、進行方向に行くに
したがつて、一方の側から他方の側に変移してい
る。

一方、上記スライドブロツク６２は、これに取
り付けられた送りナツト７２により送りねじ７３
と連結されている。この送りねじ７３は機枠６５
に対し両端のボールベアリング７４により回転自
在に支持されており、カツプリング７５により機
枠６５に取り付けられた駆動モータ７６に連結さ
れている。なお、このスライドブロツク６２に、
ドグ７７が固定されており、これと対応して機枠
６５にセンサー７８が取り付けられている。さら
に、前記支持板６１に水平方向のローラ軸により
ローラ７９が回転自在に支持されている。このロ
ーラ７９は、機枠６５の底部に取り付けられた直
動カム８０の溝の内部に臨んでいる。

また、上記チヤツク８は、たとえば、バキユー
ムチヤツクであり、ハンドリング手段９のアーム
８１の先端に上向きの状態で取り付けられてい
る。このハンドリング手段９は、アーム８１の旋
回運動により、剥離後のウエハー２５をその剥離
位置から搬送ユニツト８２の搬入位置まで移動さ
せる。この搬送ユニツト８２は、２本のベルトコ
ンベア８３によつて構成させており、ハンドリン
グ手段９によつて運ばれてきたウエハー２５をベ
ルトコンベア８３の方向に移動させ、複数の収納
カセツト８４に移動させる。この収納カセツト８
４は、ウエハー２５の大きさごとに設けられてお
り、入口側のコンベア８５により、上記ベルトコ
ンベア８３と交差している。なおこの搬送ユニツ
ト８２の入口側に不良品収納箱８６、および投出
用コンベア８７が設けられている。

発明の作用 次に、発明の作用を上記自動剥離装置１の一連
の動作とともに説明する。

研磨後のウエハー２５は、プレート１１に固定
されたままの状態で、ストツカー２３の内部に整
然と収納され、台車２２によつて自動剥離装置１
の搬入位置に送り込まれる。この状態で台車２２
は、案内レール２６によつて規制され、正しい位
置で停止する。このとき、リフター２１は、その
フオーク２４をストツカー２３の下方に挿入し、
プレート１１の取り出し後に、順次上昇させ、最
上段の取り出し位置のプレート１１を常に一定の
高さに設定している。

プレート１１の位置決め後、トランスフアー手
段２のローラコンベア１２は、垂直方向のシリン
ダなどによつて、所定の高さ、すなわち第２図で
想像線で示す高さまで上昇し、プレート１１の取
り出しに備える。この状態で、まず大きなシリン
ダ１９が、そのピストンロツド２０を前進させる
ことによつて、複数のバキユームチヤツク１３を
ローラーコンベアー１２の間で、その下方に移動
させる。ピストンロツド２０が前進限まで移動し
た時点で、今度は小さなシリンダ１７がそのピス
トンロツド１８を前進させることによつて、バキ
ユームチヤツク１３を枠体１６とともにストツカ
ー２３の内部の最上段のプレート１１の下方まで
移動させる。なお、シリンダ１９，１７は、重複
動作でもよい。このとき、ペンシリンダ２７がそ
のピストンロツド２８を後退させているため、揺
動板１４は、第２図で示す傾きのまま、最上段の
プレート１１の下方まで移動する。この移動後
に、ペンシリンダ２７がピストンロツド２８を前
進、すなわち下方に移動させ、揺動板１４をほぼ
平行な状態にする。このとき、バキユームチヤツ
ク１３は、最上段のプレート１１の下面に吸着
し、それを引き出せる状態となる。

その後、大きなシリンダ１９が、そのピストン
ロツド２０を後退させるため、最上段のプレート
１１は、バキユームチヤツク１３に引かれなが
ら、ローラーコンベアー１２の上に乗り、ストツ
カー２３の内部から引き出され、作業位置まで移
動し、ローラーコンベアー１２に設けられたスト
ツパー１２ａに当たつて停止する。

続いて、バキユームチヤツク１３が吸引動作を
停止し、またペンシリンダ２７が揺動板１４を元
の傾斜状態に戻すため、バキユームチヤツク１３
は、引き出し後のプレート１１の下面から離れ
る。この状態で、小さなシリンダ１７は、そのピ
ストンロツド１８を後退させることによつて、バ
キユームチヤツク１３を退避位置まで移動させ
る。

このようにして搬入動作が完了した時点で、ロ
ーラーコンベアー１２が元の高さまで下降するた
め、ローラーコンベアー１２の上のプレート１１
は、斜面２９に案内されながら、インデツクスプ
レート３の上に乗り移る。ここで、インデツクス
プレート３は、そのチヤツク面３０の吸着孔３１
に負圧空気流を発生させることによつて、プレー
ト１１をウエハー２５とともにチヤツク状態で保
持することになる。

この間に送りモータ４７は、送りねじ４６を回
転させることによつて、支持プレート３２を第１
図で示す位置まで前進させている。この前進位置
で、シリンダ３３は、そのピストンロツド３４を
下降させることによつて、位置検出手段５をプレ
ート１１の上のウエハー２５に接近させている。

その後、割り出し回転手段４は、インデツクス
テーブル３を回転させる。この位置検出手段５
は、インデツクステーブル３の回転中にウエハー
２５の個数およびその大きさを検知し、インデツ
クステーブル３の割り出し回転に必要な情報を発
生している。ここで、ウエハー２５の個数は、位
置検出手段５からの信号の数を計数することによ
つつて検出できる。またウエハー２５の大きま
は、位置検出手段５からの出力のパルス幅をイン
デツクステーブル３の回転速度との関連で計算で
きる。そして、検出したウエハーの大きさによ
り、モータ４７で支持プレート３２を移動させ、
ストツパー７の位置を予め設定しておく。このよ
うにして、インデツクステーブル３が１回転した
後に、割り出し回転手段４は、再び、インデツク
ステーブル３を所定の角度だけ間欠的に回転さ
せ、複数のウエハー２５について所定の剥離位置
に順次割り出していく。この剥離位置は、第１図
において、一点鎖線によつて示されているウエハ
ー２５の位置である。なおこの位置検出手段５
は、インデツクステーブル３の回転中に、ウエハ
ー２５の上面の黒色マークなどを検出し、その不
良品の確認をも同時に行つている。

このようにして、あるウエハー２５が所定の剥
離位置に案内されてきた時点で、シリンダ３８
は、そのピストンロツド３９を下降させることに
よつて、ストツパー７をプレート１１の上面に接
触させ、かつその外周部分をウエハー２５の外周
面に近接させる。この状態で、剥離手段６による
ウエハーの剥離作業が開始される。

まず最初に、スライドブロツク６２が第７図に
示すように、後退位置にあるため、カツター４９
は、高い位置にあつて、適当な傾斜角度に設定さ
れている。

この状態で、駆動モータ７６を所定の回転方向
に起動させると、送りねじ７３の回転によつて、
スライドブロツク６２が一対のガイドバー６６に
よつて、前進方向に案内されるためカツター４９
は、高い位置のまま第８図Ａのように、ウエハー
２５に接近する方向に移動する。

この移動過程で、支持板６１のローラ７９が直
動カム８０の滑らかな曲線に沿つて下降し、カツ
タースタンド５２に同様の運動を与える。この結
果、上記カツター４９は、前進しながら直動カム
８０の曲線に沿つて下降し、第８図Ｂのように、
プレート１１の上面に接することになる。なお、
プレート１１上面へのカツター４９の押しつけは
スプリング５４にて行つている。その後も、スラ
イドブロツク６２が前進するため、カツター４９
は、プレート１１の上面を滑りながら第８図Ｃに
示すようにウエハー２５の下面に入り込む。

一方、この前進過程で、カムローラ７０が旋回
用カム７１に案内され、第６図に示すように、ス
プライン軸６８を中心として、ある角度だけ反時
計方向に回動する。このスプライン軸６８の回転
運動は、最終的にカツター４９に与えられるた
め、カツター４９は第８図Ｃ，Ｄに示すように、
旋回しながら前進し、ウエハー２５の下面に深く
入り込む。このとき、カツター４９は、最終的に
第８図Ｅのように旋回する前よりも、広い刃幅で
ウエハー２５の下面に入り込むことになる。

このようにしてウエハー２５は、プレート１１
の上面から確実に剥離される。この剥離状態にあ
るとき、ハンドリング手段９は、そのアーム８１
を第１図で反時計方向に回動させ、先端のチヤツ
ク８をプレート１１と剥離状態のウエハー２５の
間に移動させ、そのチヤツク８の吸引作用によつ
て、剥離状態のウエハー２５の裏面を保持する。
その後、アーム８１が時計方向に回動するため、
剥離状態のウエハー２５は、プレート１１の上面
から搬送ユニツト８２のベルトコンベア８３の上
に乗り移る。この２本のベルトコンベア８３は、
常時、またはウエハー２５を受け入れた時点で、
搬送方向に移動し、ウエハー２５をそれぞれの収
納カセツト８４の方向に移動させる。ここで、送
られてくるウエハー２５の大きさに応じて、対応
のコンベア８５が予め回転しているため、ベルト
コンベア８３の上のウエハー２５は、ベルトコン
ベア８３から回転中のコンベア８５に乗り移り、
対応の収納カセツト８４に分類分けされながらお
さめられる。もちろん、そのウエハー２５が不良
品である場合には、投出用コンベア８７が回転し
ているため、そのウエハー２５は、不良品収納箱
８６の内部に投出される。

このようにして、１つのウエハー２５について
の剥離動作が完了することとなる。その後、新た
なウエハー２５がインデツクステーブル３によつ
て所定の剥離位置まで案内され、前記と同様の動
作が繰り返される。

全てのウエハー２５が、プレート１１の上面か
ら剥がされた時点で、ローラーコンベアー１２を
上昇させ、次でシリンダ１９が枠体を移動させて
枠体１６は、その押しピン１６ａによつて、プレ
ート１１をストツカー２３のもとの位置に移動さ
せる。このような一連の順次動作は、可動部分の
動きをリミツトスイツチなどで検出し、シーケン
ス回路などによつて制御することによつて実現で
きる。

発明の変形例 上記実施例は、トランスフアー手段２をローラ
ーコンベアー１２および進退可能なバキユームチ
ヤツク１３を主要部として構成しているが、この
トランスフアー手段２は、一方向にのみ送る形
式、例えば歩み送り方式の移送機構と昇降可能な
インデツクステーブル３とを組み合わせて構成す
ることもできる。

また上記実施例は、剥離状態のウエハー２５の
チヤツキングをプレート１１の上面で行つてい
る。しかし、このチヤツキングは、ストツパー７
により剥離状態のウエハー２５をインデツクステ
ーブル３から少しだけ突出させ、この突出部分の
裏面側でチヤツク８によつて吸着するようにして
もよい。この場合、ストツパー７は、剥離状態の
ウエハー２５の横方向への動きを阻止するため
に、左右一対として設けられる。

発明の効果 本発明では、下記の特有の効果が得られる。

研磨後のウエハーがプレートとともにトランス
フアー手段によつて、所定の作業位置に運ばれ、
かつインデツクテーブルによつて剥離位置へ順次
割り出され、かつその割り出し過程でウエハーの
大きさやプレート上での数が自動的に検出される
ため、プレートおよびウエハーの搬送、割り出
し、および識別などの作業が自動化できる。

プレート上のウエハーがカツターによつて表面
から剥離され、その剥離状態のまま裏面側でチヤ
ツキングされ、ハンドリング手段によつて所定の
位置に排出されるため、剥離作業およびその後の
排出作業が自動化される他、そのチヤツキングお
よび搬送過程でウエハーの破損や汚染などがなく
なり、製品の歩留まりが高くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウエハーの自動剥離装置の平
面図、第２図は同装置の正面図、第３図はインデ
ツクステーブルの断面図、第４図は位置検出手段
およびストツパー部分の側面図、第５図は剥離手
段の正面からみた垂直断面図、第６図はカム部分
の平面図、第７図は剥離手段の側面から見た垂直
断面図、第８図は剥離動作を示す平面図である。 １……ウエハーの自動剥離装置、２……トラン
スフアー手段、３……インデツクステーブル、４
……割り出し回転手段、５……位置検出手段、６
……剥離手段、７……ストツパー、８……チヤツ
ク、９……ハンドリング手段、１１……プレー
ト、１２……ローラーコンベアー、２１……リフ
ター、２３……ストツカー、２５……ウエハー、
４９……カツター、８２……搬送ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のウエハーを接着したプレートを作業位
   置に送るトランスフアー手段と、作業位置で上記
   プレートをチヤツクするインデツクステーブル
   と、上記インデツクステーブルの割り出し回転手
   段と、上記インデツクステーブルの回転時にウエ
   ハーの位置を検出する位置検出手段と、上記のウ
   エハーとプレートとの間に進出するカツターを備
   えた剥離手段と、剥離動作時に上記ウエハーの外
   周と近接もしくは接触しウエハーの移動を規制す
   るストツパーと、剥離したウエハーを保持するチ
   ヤツクと、このチヤツクを剥離したウエハー位置
   と排出位置とで往復させるハンドリング手段とを
   具備することを特徴とするウエハーの自動剥離装
   置。