搬送装置.pdf

本发明提供一种搬送装置，该搬送装置具有：保持单元，其保持被加工物；移动单元，其使保持单元在临时放置工作台与卡盘工作台之间移动并在垂直方向上移动；以及支撑部，其从移动单元的端部下垂而支撑保持单元。保持单元包括：圆盘状支撑部件，其固定于支撑部；以及环状按压垫，其配设在圆盘状支撑部件的外周部下表面，环状按压垫具有：按压部，其由弹性部件形成为环状，按压被加工物的外周区域；以及锥状的下垂部，其由弹性部件形成为环状，配设在按压部的外周侧面，从按压部朝向下方延伸，随着朝向下方而朝向径向外侧扩展并且厚度变薄。

1.  一种搬送装置，其将被加工物从临时放置板状的被加工物的临时放置工作台搬送到具有保持面的卡盘工作台，即使针对外周部比中央附近向上方翘曲的被加工物，也能够利用卡盘工作台进行吸引保持，所述搬送装置的特征在于，
其具有：
保持单元，其保持被加工物；
移动单元，其使该保持单元在该临时放置工作台与该卡盘工作台之间移动并且还在垂直方向上移动；以及
支撑部，其从该移动单元的端部下垂并支撑该保持单元，
该保持单元包括：圆盘状支撑部件，其固定于所述支撑部；
杆部件，其一端贯通该圆盘状支撑部件的中心部分并能够移动地插入在该支撑部的末端；
吸附垫，其固定于该杆部件的另一端，并具有吸附面；
螺旋弹簧，其安装在该吸附垫与该圆盘状支撑部件之间，对吸附垫向下方施力；以及
环状按压垫，其配设在该圆盘状支撑部件的外周部下表面，
该环状按压垫具有：按压部，其由弹性部件形成为环状，具有大于被加工物的外径与小于被加工物的内径，并按压被加工物的外周区域；以及
锥状的下垂部，其由弹性部件形成为环状，配设在该按压部的外周侧面，从该按压部朝向下方延伸，随着朝向下方而朝向径向外侧扩展并且厚度变薄，
该吸附垫能够在突出位置与收纳位置之间移动，所述突出位置是该吸附面比该按压部向下方突出的位置，所述收纳位置是该吸附面不比该按压部向下方突出的位置。

搬送装置
技术领域
本发明涉及搬送装置，所述搬送装置将具有翘曲的板状被加工物搬送到卡盘工作台，并能够使所述被加工物吸引保持于卡盘工作台。
背景技术
在半导体器件或光器件的制造工艺中，在半导体晶片或者光器件晶片的正面上形成多条称为间隔道的格子状的分割预定线，在通过分割预定线划分的各区域上形成有半导体器件、光器件。
在磨削这些晶片的背面而薄化到规定的厚度后，沿着分割预定线利用切削装置或者激光加工装置等进行分割，从而制造出一个个半导体器件、光器件。
在对半导体晶片或光器件晶片等板状被加工物实施磨削加工时，利用磨削装置的卡盘工作台经由保护带吸引保持晶片的正面侧，使磨具与晶片的背面抵接的同时进行滑动，对磨削轮进行磨削进给从而执行磨削。
并且，在对板状被加工物实施刀具切削加工时，在使刀具工具沿圆形轨道旋转的同时，以规定的加工进给速度对保持着板状被加工物的卡盘工作台进行加工进给，由此通过刀具工具对保持在卡盘工作台上的板状被加工物的表面进行旋转切削并使其平坦化。
但是，有时板状被加工物具有翘曲，例如，有时在WL-CSP(WaferLevel-ChipSizePackage：晶片级尺寸封装)晶片等层叠有不同材质的晶片中具有较大的翘曲。并且，大直径的晶片有时也具有较大的翘曲。
当晶片较大地翘曲时，产生如下问题：由于卡盘工作台的保持面平坦，因此无法利用卡盘工作台吸引保持晶片。在晶片的外周区域向上方翘曲的情况下，晶片的外周区域浮起，发生负压泄漏而导致无法利用卡盘工作台保持晶片。在日本特开2005-109057号公报和日本特开2006-019566号公报中公开了能够利用卡盘工作台吸引保持这种翘曲的晶片的搬送装置。
上述公开公报中记载的搬送装置的吸附手具有：吸附垫，其仅吸附晶片的中央部分；板，其覆盖晶片的上部；或销，其与晶片的外周区域对应。
在这些吸附手中，利用板或销将搬送到卡盘工作台的晶片按压到卡盘工作台的保持面，从而矫正晶片的翘曲，使晶片吸引保持于卡盘工作台。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-109057号公报
专利文献2：日本特开2006-019566号公报
发明内容
然而，原本搬送装置并不是用于将晶片按压到卡盘工作台的装置，为了得到较大的按压力而必须将用于使搬送装置上下移动的电机变更为强劲的装置。
并且，在这种矫正方法中，存在如下问题：因在将晶片按压到卡盘工作台上时产生的反力而导致配设有搬送装置的轨道或保持轨道的框架产生变形。
在批量生产工序中，当在装置中反复产生这种变形时，有可能会产生故障，需要对变形部分进行加固。当为了应对以上这样的问题而更换或者加固装置的部件时，会产生成本增加这样的问题。
本发明是鉴于这样的点而完成的，其目的在于提供一种搬送装置，在搬送外周区域向上方翘曲的板状被加工物并使其吸引保持于卡盘工作台时，在不加固装置的电机或搬送机构的情况下，能够将外周区域向上方翘曲的晶片矫正为平坦的状态，并且能够正常地吸引保持于卡盘工作台。
根据本发明，提供一种搬送装置，将被加工物从临时放置板状的被加工物的临时放置工作台搬送到具有保持面的卡盘工作台，即使针对外周部比中央附近向上方翘曲的被加工物，也能够利用卡盘工作台进行吸引保持，所述搬送装置的特征在于，其具有：保持单元，其保持被加工物；移动单元，其使该保持单元在该临时放置工作台与该卡盘工作台之间移动并且还在垂直方向上移动；以及支撑部，其从该移动单元的端部下垂并支撑该保持单元，该保持单元包括：圆盘状支撑部件，其固定于所述支撑部；杆部件，其一端贯通该圆盘状支撑部件的中心部分并能够移动地插入在该支撑部的末端；吸附垫，其固定于该杆部件的另一端，并具有吸附面；螺旋弹簧，其安装在该吸 附垫与该圆盘状支撑部件之间，对吸附垫向下方施力；以及环状按压垫，其配设在该圆盘状支撑部件的外周部下表面，该环状按压垫具有：按压部，其由弹性部件形成为环状，具有大于被加工物的外径与小于被加工物的内径，并按压被加工物的外周区域；以及锥状的下垂部，其由弹性部件形成为环状，配设在该按压部的外周侧面，从该按压部朝向下方延伸，随着朝向下方而朝向径向外侧扩展并且厚度变薄，该吸附垫能够在突出位置与收纳位置之间移动，所述突出位置是该吸附面比该按压部向下方突出的位置，所述收纳位置是该吸附面不比该按压部向下方突出的位置。
发明效果
根据本发明的搬送装置，在搬送板状被加工物而载置到卡盘工作台的保持面后，在进一步使保持单元下降而利用按压垫的按压部按压被加工物的外周区域时，在下垂部与卡盘工作台的保持面的外周部分接触而按压被加工物的外周区域的按压部、下垂部、卡盘工作台的保持面与被加工物所围成的区域，形成密闭区域，在利用卡盘工作台吸引被加工物时，密闭区域成为负压而使翘曲的被加工物与卡盘工作台的保持面贴紧，能够吸引保持具有翘曲的被加工物。
附图说明
图1是具有本发明的搬送装置的磨削装置的立体图。
图2是示出在半导体晶片的正面上粘贴保护带的情况的立体图。
图3是要利用卡盘工作台吸引保持翘曲的晶片的状态的剖面图。
图4是对本发明实施方式的搬送装置的作用进行说明的剖面图(其一)。
图5是对搬送装置的作用进行说明的剖面图(其二)。
图6是对搬送装置的作用进行说明的剖面图(其三)。
标号说明
10：粗磨削单元；11：半导体晶片；30：精磨削单元；48：转盘；50：卡盘工作台；66：临时放置工作台；70：搬送装置；80：保持单元；82：立柱；84：臂；86：支撑部；88：圆盘状支撑部件；90：杆部件；92：吸附垫；96：环状按压垫；98：按压部；100：下垂部；102：密闭区域。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。参照图1，图1示出具有本发明实施方式的搬送装置的磨削装置2的外观立体图。标号4是磨削装置的基座，在基座4的后方竖直设置有两个立柱6a、6b。
在立柱6a上固定有沿上下方向延伸的一对导轨8。粗磨削单元10被安装为能够沿着这一对导轨8在上下方向上移动。粗磨削单元10的壳体20被安装于沿着一对导轨8在上下方向上移动的移动基台12。
粗磨削单元10包括：壳体20；轴22，其能够旋转地收纳在壳体20中；伺服电机，其收纳在壳体20中，用于旋转驱动轴22；轮装配装置24，其固定于轴的末端；以及磨削轮26，其具有多个粗磨削用的磨具，所述磨具能够装卸地固定于轮装配装置24。
粗磨削单元10具有粗磨削单元进给机构18，所述粗磨削单元进给机构18由使粗磨削单元10沿着一对导轨8在上下方向上移动的滚珠丝杠14与脉冲电机16构成。当对脉冲电机16进行驱动时，滚珠丝杠14旋转而使移动基台12沿上下方向移动。
在另一立柱6b上也固定有沿上下方向延伸的一对导轨28。精磨削单元30被安装为能够沿着这一对导轨28在上下方向上移动。
精磨削单元30的壳体40被安装于沿着一对导轨28在上下方向上移动的移动基台32。精磨削单元30包括：壳体40；轴42，其能够旋转地收纳在壳体40中；伺服电机，其收纳在壳体40中，用于旋转驱动轴42；轮装配装置44，其固定于轴42的末端；以及磨削轮46，其具有精磨削用的磨具，所述磨具能够装卸地固定于轮装配装置44。
精磨削单元30具有精磨削单元进给机构38，所述精磨削单元进给机构38由使精磨削单元30沿着一对导轨28在上下方向上移动的滚珠丝杠34与脉冲电机36构成。当对脉冲电机36进行驱动时，滚珠丝杠34旋转而使精磨削单元30沿上下方向移动。
磨削装置2在立柱6a、6b的前侧具有转盘48，所述转盘48配设为与基座4的上表面平行。转盘48形成为直径比较大的圆盘状，借助未图示的旋转驱动机构向箭头49所示的方向旋转。
在转盘48上配置有沿圆周方向彼此相隔120°的3个卡盘工作台50，所述卡盘工作台50能够在水平面内旋转。卡盘工作台50具有由多孔陶瓷材料形成为圆盘状的保持部，通过使真空吸引单元进行动作而对载置在保持部的保持面上的晶片进行吸引 保持。
通过转盘48适当旋转，配设在转盘48上的3个卡盘工作台50依次被移动到晶片搬入搬出区域A、粗磨削加工区域B、精磨削加工区域C以及晶片搬入搬出区域A。
在基座4的前侧部分上配设有盒载置区域52，所述盒载置区域52由固定于基座4的2个盒载台54、56构成。在盒载台54上载置用于收纳磨削前的晶片的盒58，在盒载台56上载置用于收纳磨削后的晶片的盒60。
如图2所示，在半导体晶片(以下，有时简称为晶片)11的正面上，多个分割预定线(间隔道)13形成为格子状，在由分割预定线13划分的各区域上形成有IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等器件15。在晶片11上形成有表示晶片11的结晶方位的取向平面17。
为了在实施晶片11的背面磨削时保护形成于正面的器件15，在晶片11的正面上粘贴有正面保护带19，在使粘贴于正面的保护带19朝下的状态下将晶片11收纳在盒58内。
在基座4的与盒载置区域52相邻的部分上形成有凹部62，在该凹部62内配设有晶片搬送机器人64。与凹部62相邻地配设有临时放置工作台66，所述临时放置工作台66临时放置由晶片搬送机器人64从盒58取出的晶片，在临时放置工作台66的上方配设有拍摄单元68，所述拍摄单元68对载置在临时放置工作台66上的晶片11进行拍摄。
标号70是本发明实施方式的搬送装置，其包括能够借助气缸等上下移动且能够借助电机等旋转的立柱82、安装于立柱82的上端部的臂84、固定于臂84的末端的支撑部86以及由支撑部86支撑的保持单元80。
搬送装置70利用保持单元80吸附保持临时放置在临时放置工作台66上的晶片11，将晶片11搬送到定位于晶片搬入搬出区域A的卡盘工作台50。搬送装置70还从定位于晶片搬入搬出区域A的卡盘工作台50上吸附保持磨削完成的晶片并搬送到旋转清洗单元72。
本发明实施方式的搬送装置70具有特别适用于如下情况的结构：将具有翘曲的晶片11从临时放置工作台66搬送到定位于晶片搬入搬出区域A的卡盘工作台50进行吸引保持。
参照图3对利用卡盘工作台50来保持翘曲的晶片11时的问题点进行说明。卡盘 工作台50具有在其保持面50a上开口的多个吸引槽74，各吸引槽74经由吸引通路76、78与未图示的吸引源连接。
当将卡盘工作台50的吸引通路76与吸引源连接而要吸引保持具有翘曲的晶片11时，负压从晶片11没有与卡盘工作台50的保持面50a贴紧的部分泄漏，无法利用卡盘工作台50吸引保持晶片11。
当利用按压单元按压晶片11而使其相对于卡盘工作台50的保持面50a平坦时，由于负压不会从卡盘工作台50的保持面50a泄漏，因此能够利用卡盘工作台50吸引保持晶片11。
以下，参照图4至图6对本发明实施方式的搬送装置70详细地进行说明。如上所述，搬送装置70包括：以能够相对于基座4上下移动且旋转的方式安装的立柱82；安装于立柱82的上端部的臂84；从臂84的末端部下垂的支撑部86；以及由支撑部86的支撑的保持单元80。
如图4的(A)所示，保持单元80具有固定于支撑部86的末端的圆盘状支撑部件88。杆部件90的一端贯通圆盘状支撑部件88的中心部分并能够移动地插入在支撑部86的末端，在杆部件90的另一端上安装有具有吸附面92a的吸附垫92。在吸附垫92与圆盘状支撑部件86之间安装有对吸附垫92向下方施力的螺旋弹簧94。
在圆盘状支撑部件88的外周部分的下表面安装有环状按压垫96。环状按压垫96由按压部98与锥状的下垂部100构成，所述按压部98由橡胶等弹性部件形成为环状，具有大于晶片11的外径与小于晶片11的内径，所述下垂部100利用比按压部98柔软的材质的橡胶等弹性部件形成为环状，配设在按压部98的外周侧面，从按压部98朝向下方延伸，所述下垂部100随着朝向下方而朝向径向外侧扩展并且厚度变薄。
吸附垫92能够在突出位置与收纳位置之间移动，所述突出位置是吸附垫92被螺旋弹簧94施力而使得吸附面92a比按压部98向下方突出的位置，所述收纳位置是吸附面92a不比按压部98向下方突出的如图6的(B)所示的位置。
以下，对搬送装置70的作用进行说明。如图4的(A)所示，转动搬送装置70的臂84而将保持单元80定位在保持于临时放置工作台66的晶片11上。
接着，如图4的(B)所示，向箭头Z1所示的下方移动保持单元80，将吸附垫92按压到晶片11的中心部分。由于在晶片11的中心部分翘曲较小，因此在解除了临时放置工作台66的吸附后，能够利用吸附垫92吸附保持晶片11。
在利用吸附垫92吸附保持晶片11的状态下，如图5的(A)所示，向箭头Y1方向移动保持单元80，即，转动臂84而将保持于吸附垫92的晶片11搬送到定位于晶片搬入搬出区域A的卡盘工作台50上。接着，如图5的(B)所示，向箭头Z1所示的下方移动保持单元80而将晶片11载置在卡盘工作台50上。
当进一步向下方移动保持单元80时，如图6的(A)所示，在螺旋弹簧94缩短的同时，杆部件90的上端部进入支撑部86内。与此同时，由于环状按压垫96的按压部98与晶片11的外周部抵接，环状下垂部100与卡盘工作台50的保持面50a的外周部抵接，因此，在环状下垂部100、按压部98、晶片11与卡盘工作台50的保持面50a之间形成了密闭区域102。
当在该状态下，将卡盘工作台50与吸引源连接而如箭头A所示对吸引通路76进行吸引时，负压作用于吸引槽74而使得密闭区域102内成为负压(negativepressure)。因此，当沿箭头Z1方向按压保持单元80时，如图6的(B)所示，由于以并不太大的按压力也能够利用按压部98来按压晶片11的外周部而将晶片11矫正为平坦，因此即使是具有翘曲的晶片11也能够利用卡盘工作台50进行吸引保持。
当解除吸附垫92的吸附后使臂84上升时，由于晶片11与卡盘工作台50的保持面50a贴紧，因此能够维持利用卡盘工作台50吸引保持晶片11的状态。
在这样利用卡盘工作台50吸引保持了晶片11后，使转盘48旋转120°而将晶片11定位于粗磨削加工区域B，利用粗磨削单元10实施晶片11的粗磨削。在实施了粗磨削后，将转盘48进一步旋转120°而将晶片11定位于精磨削加工区域C，利用精磨削单元30实施晶片11的精磨削。
在实施了精磨削后，将转盘48进一步旋转120°而将保持着晶片11的卡盘工作台50定位于晶片搬入搬出区域A。接着，转动搬送装置70的臂84而将保持单元80定位在晶片11上，然后使保持单元80下降，如图4的(B)所示使吸附垫92的吸附面92a与晶片11接触。
解除卡盘工作台50的吸引保持后，利用吸附垫92吸附晶片11，转动搬送装置70的臂84而将磨削后的晶片11搬送到旋转清洗单元72，利用旋转清洗单元72对晶片11进行旋转清洗及旋转干燥。
在上述的实施方式中，对将搬送装置70应用于具有翘曲的晶片11的例子进行了说明，但是没有翘曲的晶片11当然也可以进行搬送。此外，并不仅是晶片的搬送， 也能够同样地将本发明的搬送装置应用于WL-CSP晶片等其他的板状被加工物的搬送。
在上述的说明中，对将本发明的搬送装置70应用于磨削装置的例子进行了说明，但是本发明不限于此，也能够同样地应用于具有吸引保持晶片等板状被加工物的卡盘工作台的切削装置、研磨装置、刀具切削装置、激光加工装置等加工装置。