工件输送装置制造方法

工件输送装置制造方法
【专利摘要】一种工件输送装置，用于输送基板层及在所述基板层的一部分上具有被加工层的工件，该工件输送装置具有构成为对所述工件进行把持及解放那样动作的工件把持机构。工件把持机构具有在被加工层位于基板层下方的状态下对工件的基板层进行把持的、带有锥部的至少一个工件把持表面。带有锥部的工件把持表面构成为，当由工件把持机构被把持工件时，工件把持表面与工件的被加工层之间存在规定距离R或大小超过它的间隙。采用本发明，即使半导体晶片的玻璃基板上的接合位置偏离理想位置，输送机构的晶片保持机构也不会与半导体晶片接触。
【专利说明】工件输送装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在对半导体晶片等工件进行处理的装置中把持及输送工件用的机构。
【背景技术】
[0002]在半导体装置的制造工序中，一般使用各种装置以输送半导体晶片等工件(例如专利文献I)。有时在玻璃基板上粘接半导体晶片，连玻璃基板一起输送半导体晶片，对半导体晶片实施研磨等处理。在这种场合，当输送半导体晶片时，最好仅把持玻璃基板进行输送，输送机构不接触实施处理的半导体部分。
[0003]另外，在半导体装置的制造中，有时必须输送尺寸不同的半导体晶片。由于半导体晶片的输送机构对应于所处理的晶片大小而设计和调整，故当晶片尺寸不同时，有时无法适当被输送。例如，当半导体晶片尺寸小于输送机构所调整的尺寸时，有时把持力变弱，且把持晶片部位处的间隙过大，晶片的定位精度变差。另外，当半导体晶片尺寸大于输送机构所调整的尺寸时，有时把持力变得过大，给晶片带来过分的应力，另外有时无法适当把持晶片。
[0004]另外，在专利文献I中，在CMP(化学机械研磨Chemical Mechanical Polishing)装置中，公开了一种在对基板进行研磨的研磨单元与对研磨后的基板进行洗净的洗净单元之间输送基板的线性传送装置。该线性传送装置具有多个从可直线往复移动的输送台向上方突出的销。该销具有外径向上方逐渐变小的形状，由此，形成相对于水平方向而倾斜的倾斜面。这种线性传送装置，在多个销的内侧区域，在基板被载放在倾斜面上的状态下通过使输送台移动，来输送基板。
[0005]专利文献1:国际公开第2007/099976号小册子
[0006]当对接合在玻璃基板上的半导体晶片进行输送时，最好是输送机构的晶片把持机构设计成只与玻璃基板接触，不与半导体晶片接触。但是，将半导体晶片接合在玻璃基板上时的接合位置有误差，不一定时常被接合在在一定位置。半导体晶片在玻璃基板上的接合位置在偏离理想位置的情况下，当输送机构把持玻璃基板时，就与半导体晶片接触，有时会给半导体晶片带来损伤。因此希望是，即使半导体晶片在玻璃基板上的接合位置偏离理想位置，输送机构的把持机构也不与半导体晶片接触。
[0007]另外，在对尺寸不同的半导体晶片进行输送的情况下，有时对把持晶片的机械臂等的把持机构的动作范围进行变更。但是，要变更把持机构的动作范围，必须暂时中断制造工序，故花费时间。因此希望是，预先设定为能输送多种尺寸的半导体晶片。
[0008]另外，在上述的线性传送装置中，晶片等的基板只不过被载放在销的倾斜面上，不是牢固地固定在销上。因此，由于输送基板时的加速度(包含负加速度)引起的，例如基板停止时的冲击，而使基板的载放位置有可能产生偏离。当这种偏离较大时，即，被载放的基板一端侧沿倾斜面向上方偏离得大时，另一端侧就偏离倾斜面脱落，其结果，基板有可能从输送装置上落下。若基板落下，则需要花费再次载放基板用的恢复时间，制造效率就下降。而且，有时基板因落下而损伤。这种问题不限于上述的线性传送装置，对于在载放了基板的状态下进行输送类型的基板输送装置是共有的。由此，在基板输送装置中，需要抑制基板的落下。另外，为了抑制基板的落下，低速输送基板、不产生大的加速度的措施也是可能的，但在这些措施中，输送所需的时间增加，导致制造效率的下降。

【发明内容】

[0009]发明所要解决的课题
[0010]本发明解决上述问题中的至少一部分。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明的第I技术方案是，提供一种工件输送装置，用于输送具有基板层及位于所述基板层的一部分上的被加工层的工件。所述工件输送装置具有构成为对所述工件进行把持及解放那样动作的工件把持机构。所述工件把持机构具有在所述被加工层位于所述基板层的下方的状态下对所述工件的所述基板层进行把持的、倾斜的至少一个工件把持表面。所述倾斜的工件把持表面构成为，当由所述工件把持机构把持所述工件时，所述工件把持表面与所述工件的所述被加工层之间存在规定距离R或大小超过该规定距离R的间隙。
[0013]本发明的第2技术方案是，在第I技术方案中，倾斜的工件把持表面的倾斜角度Θ b满足:Θ 3兰Θ b < 90°及Θ 3 = Θ 1+ Θ 2。这里，将与所述基板层和所述被加工层相接的直线设为LI，将直线LI与所述基板层所构成的角度设为Θ 1，在以直线LI与所述被加工物的接点为中心画出半径R的圆的情况下将与半径R的圆和所述基板层相接的直线设为L2，将直线LI与直线L2所构成的角度设为Θ 2，将直线L2与平行于被加工物的面的直线所形成的角度设为Θ3。
[0014]本发明的第3技术方案是,在第I或第2技术方案中，工件把持表面具有用于对第一尺寸的工件进行把持的第一表面、以及用于对第二尺寸的工件进行把持的第二表面。
[0015]本发明的第4技术方案是，工件把持表面具有用于对第一尺寸的工件进行把持的第一表面、以及对第二尺寸的工件进行把持用的第二表面。
[0016]本发明的第5技术方案是，提供一种工件研磨装置，其具有本发明第I至第4技术方案的工件输送装置。
[0017]本发明的第6技术方案是，提供一种输送基板用的基板输送装置。该基板输送装置具有:输送台，该输送台构成为可沿水平方向移动；以及基板载放部，设有三个以上从所述输送台向铅垂方向上方突出的基板载放部，所述基板载放部具有:第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述水平方向倾斜、且朝向上方侧，在所述三个以上的基板载放部的内侧用于载放所述基板；以及第二倾斜面，该第二倾斜面相对于所述水平方向倾斜、且朝向下方侧，并形成在所述第一倾斜面的上方。
[0018]采用这种基板输送装置，当将基板载放在基板载放部上对该基板进行输送时，在一个基板载放部中，即使基板的一端侧沿第一倾斜面向上方偏离，该一端侧也与第二倾斜面抵接，由此，该一端侧不会进一步向上方偏离。其结果，在另一基板载放部中，基板的另一端侧不会偏离第一倾斜面脱落。即，能抑制基板的落下。
[0019]作为本发明的第7技术方案是，在第6技术方案中，第二倾斜面也可形成在与第一倾斜面连续的位置。采用这种技术方案，相比于在第一倾斜面与第二倾斜面之间存在向与水平方向正交的方向扩开的面的场合，能限制基板向上方偏离的范围。其结果，能进一步抑制基板的落下。
[0020]作为本发明的第8技术方案是，在第6或第7技术方案中，在通过三个以上基板载放部中任意二个基板载放部的各个中心点的直线方向，第一倾斜面的下端也可相比于第二倾斜面的上端而位于载放基板的一侧。采用这种技术方案，在将基板保持成与水平方向平行的状态下，第二倾斜面的上端不会与基板干涉，能将基板从上方载放在第一倾斜面上。即，不必将基板相对于水平方向倾斜。因此，输送基板的操作性优异。
[0021]作为本发明的第9技术方案是，在第6至第8中任一个技术方案中，第一倾斜面也可具有:第三倾斜面，该第三倾斜面相对于水平方向而具有第一倾斜角度；以及第四倾斜面，该第四倾斜面形成在第三倾斜面的上方，且具有大于第一倾斜角度的第二倾斜角度。采用这种技术方案，能将大小不同的基板载放在第三倾斜面及第四倾斜面中的某一个倾斜面上。即，由于用一个基板输送装置来处理大小不同的多个基板，故通用性优异。
[0022]本发明的第10技术方案是，提供一种基板研磨装置，其具有第6至第9技术方案中任一个的基板输送装置。采用这种基板研磨装置，获得与第6至第9技术方案相同的效果O
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是表示一实施方式的例示的研磨装置整体构成的俯视图。
[0024]图2是表示图1所示的研磨装置概略的立体图。
[0025]图3是表示例示的转动式传送装置的立体图。
[0026]图4a是表示图3所示的转动式传送装置的把持部的俯视图。
[0027]图4b是图3所示的转动式传送装置的把持部的侧视图。
[0028]图4c是图3所示的转动式传送装置的把持部的转动体的放大侧视图。
[0029]图5是例示的线性传送装置的主视图。
[0030]图6是图5所示的线性传送装置的俯视图。
[0031]图7a是图5所示的线性传送装置的输送台的俯视图。
[0032]图7b是图5所示的线性传送装置的输送台的侧视图。
[0033]图7c是图5所示的线性传送装置的输送台的一实施方式的销的放大侧视图。
[0034]图7d是表示图5所示的线性传送装置的输送台可采用的其他实施方式的销(基板载放部)构成的说明图。
[0035]图7e是表示抑制基板的落下状态的说明图。
[0036]图7f是表示基板从作为比较例的基板输送装置上落下状态的说明图。
[0037]图8是表示例示的翻转机的立体图。
[0038]图9是图8所示的翻转机的俯视图。
[0039]图10是图8所示的翻转机的侧视图。
[0040]图11是表示图8所示的翻转机的开闭机构的纵截面图。
[0041]图12是表示图8所示的翻转机的开闭机构的纵截面图，是表示将晶片释放的状态的示图。
[0042]图13a是图8所示的翻转机的夹头的侧视图，是表示将晶片翻转前的状态的示图。[0043]图13b是图8所示的翻转机的夹头的侧视图，是表示将晶片翻转后的状态的示图。
[0044]图14是对决定图8所示的翻转机的夹头的倾斜面的倾斜角度Θ b的方法进行说明的示图。
[0045]图15是表示例示的升降器的纵截面图。
[0046]图16a是表示图15所示的升降器的载物台的俯视图。
[0047]图16b是表示图15所示的升降器的载物台的侧视图。
[0048]图16c是表示图15所示的升降器的载物台的爪的局部放大侧视图。
[0049]图17是表示例示的洗净部4的输送单元的立体图。
[0050]图18a是单个表示图17所示的输送单元的夹头形转动体的立体图。
[0051]图18b是图18所示的夹头形转动体的俯视图。
[0052]图18c是沿图18所示的夹头形转动体的线段B-B的截面图。
【具体实施方式】
[0053]下面，参照附图来说明本发明的实施方式。作为一例子，列举与国际公开第2007/099976号小册子(专利文献I)所公开的相类似的半导体晶片的研磨装置。另外，在附图中，对于相同或相当的构成要素，标上相同的符号而省略重复的说明。另外，在下面说明的研磨装置中，对于除了涉及晶片的各输送装置的晶片把持机构的结构以外，由于能够采用公知的构成或国际公开第2007/099976号小册子所公开的构成，因而省略它们的详细说明。
[0054]图1是表示例示的研磨装置整体构成的俯视图，图2是表示图1所示的研磨装置概要的立体图。如图1所示，研磨装置具有大致矩形状的壳体1，壳体I的内部由隔壁la、lb、Ic被划分为装载/非装载部2、研磨部3 (3a、3b)和洗净部4。这些装载/非装载部2、研磨部3a、3b和洗净部4分别独立地被组合，能够独立排气。
[0055]装载/非装载部2具有二个以上(本实施方式中为四个)的前装载部20，该前装载部20载放有将许多半导体晶片贮存的晶片盒。这些前装载部20在研磨装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)相邻排列。在前装载部20上，可搭载开口盒、SMIF(标准制造接□ ,Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(晶圆传送盒，Front Opening UnifiedPod)。这里，SMIF、F0UP是在内部收纳晶片盒、通过由隔壁覆盖而能确保与外部空间独立的环境的密闭容器。
[0056]研磨部3是对半导体晶片进行研磨的区域，具有:第一研磨部3a，该第一研磨部3a内部设有第一研磨单元30A与第二研磨单元30B ;以及第二研磨部3b，该第二研磨部3b内部设有第三研磨单元30C与第四研磨单元30D。这些第一研磨单元30A、第二研磨单元30B、第三研磨单元30C和第四研磨单元30D如图1所示，沿装置的长度方向排列。
[0057]如图1所示，第一研磨单元30A具有:设有研磨面的研磨台300A ;顶环301A，用于保持半导体晶片并一边将半导体晶片推压在研磨台300A上一边进行研磨用；研磨液供给喷嘴302A，用于将研磨液及修整液(例如水)供给到研磨台300A ;砂轮修整工具303A，用于对研磨台300A进行修整；以及喷雾器304A，使液体(例如纯水)和气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)成为雾状、从一个或多个喷嘴将其喷射到研磨面上。另外，第二研磨单元30B同样具有研磨台300B、顶环301B、研磨液供给喷嘴302B、砂轮修整工具303B以及喷雾器304B，第三研磨单元30C具有研磨台300C、顶环301C、研磨液供给喷嘴302C、砂轮修整工具303C以及喷雾器304C，第四研磨单元30D具有研磨台300D、顶环301D、研磨液供给喷嘴302D、砂轮修整工具303D以及喷雾器304D。
[0058]在第一研磨部3a的第一研磨单元30A及第二研磨单元30B与洗净部4之间，配置有在沿长度方向的四个输送装置(从装载/非装载部2侧依次设成第一输送位置TPl、第二输送位置TP2、第三输送位置TP3和第四输送位置TP4)之间输送晶片的第一线性传送装置
5。在该第一线性传送装置5的第一输送位置TPl的上方配置有将从装载/非装载部2的输送机械手22接受的晶片进行翻转的翻转机31，并在其下方配置有可上下升降的升降器32。另外，分别在第二输送位置TP2的下方配置有可上下升降的推杆33，在第三输送位置TP3的下方配置有可上下升降的推杆34。另外，在第三输送位置TP3与第四输送位置TP4之间设有百叶门12。
[0059]另外，在第二研磨部3b上，配置有与第一线性传送装置5相邻、并在沿长度方向的三个输送位置(从装载/非装载部2侧依次设成的第五输送位置TP5、第六输送位置TP6、第七输送位置TP7)之间输送晶片的第二线性传送装置6。在该第二线性传送装置6的第六输送位置TP6的下方配置有推杆37，在第七输送位置TP7的下方配置有推杆38。另外，在第五输送位置TP5与第六输送位置TP6之间设有百叶门13。
[0060]洗净部4是对研磨后的半导体晶片进行洗净的区域，具有:将晶片翻转的翻转机41 ;对研磨后的半导体晶片进行洗净的四个洗净机42?45 ;以及在翻转机41和洗净机42?45之间输送晶片的输送单元46。这些翻转机41和洗净机42?45沿长度方向串联配置。另外，在这些洗净机42?45的上部设有具有净化空气过滤器的过滤器风扇单元(未图示)，由该过滤器风扇单元去除微粒后的净化空气始终向下方吹出。另外，洗净部4的内部始终维持成比研磨部3高的压力，以防止来自研磨部3的微粒的流入。
[0061]如图1所示，在第一线性传送装置5与第二线性传送装置6之间，配置有在第一线性传送装置5、第二线性传送装置6和洗净部4的翻转机41之间输送晶片的转动式传送装置(晶片输送机构)7。该转动式传送装置7就可分别从第一线性传送装置5的第四输送位置TP4向第二线性传送装置6的第五输送位置TP5输送晶片，从第二线性传送装置6的第五输送位置TP5向翻转机41输送晶片，从第一线性传送装置5的第四输送位置TP4向翻转机41输送晶片。
[0062]下面，说明各个输送机构。
_3] 转动式传送装置
[0064]对转动式传送装置7进行说明。图3是表示洗净部4的翻转机41和转动式传送装置7的立体图。如图3所示，本实施方式中的转动式传送装置7具有:电动缸104，该电动缸104设置在第一研磨部3a框体的框架102上，并配置在向上下延伸的截面大致3字状的框架102内部；底托架106，该底托架106在电动缸104上作上下移动；电动机107，该电动机107使电动缸104上下移动；电动机罩壳108，该电动机罩壳108安装在底托架106上；回旋臂110，该回旋臂110安装在收容在电动机罩壳108内的电动机的旋转轴上；以及晶片把持机构112，该晶片把持机构112安装在回旋臂110的顶端上。
[0065]晶片把持机构112具有:将晶片W的周缘从两侧进行把持的一对把持部114 ；以及使把持部114的连杆114a向晶片W的径向(箭头A)开闭的开闭机构116。一对把持部114配置成夹着晶片W中心而互相相对，在各自的把持部114的两端分别设有二个与晶片W外周部点接触的转动体(夹头机构)118。这些转动体118从把持部114的两端向下方突出设置。
[0066]开闭机构116例如由气缸构成，使把持部114向互相接近的方向移动而把持晶片W，使把持部114向互相离开的方向移动而将晶片W释放。图4是表示把持部114的示图，图4(a)是把持部114的俯视图，图4(b)是把持部114的侧视图，图4(c)是转动体118的放大侧视图。另外，在图4中，为了便于图示和说明的明了化，省略了把持部114以外的结构。如图4(c)所示，转动体118形成有不同倾斜角的锥部120a、120b，在各自的锥部120a、120b中，可支承尺寸不同的晶片(Wl、W2)。因此，在这种实施方式的转动式传送装置7中，可输送尺寸不同的晶片。另外，在本实施方式中，说明了在各自的把持部114上设有二个转动体118的例子，但并不限于此，也可在各自的把持部114上设置三个以上的转动体118。
[0067]如此，本实施方式的转动式传送装置7的晶片把持机构112，由于通过使一对把持部114向一个方向互相反向地移动而对晶片W进行把持和释放，故能可靠地把持晶片W。
[0068]在电动缸104内设有滚珠丝杠和滑动导向件，利用电动机107的驱动，电动缸104上的底托架106就进行上下移动(箭头B)。由此，晶片把持机构112与底托架106 —起进行上下移动，使晶片把持机构112沿框架102上下移动的上下移动机构由电动缸104和底托架106构成。
[0069]另外，回旋臂110利用电动机罩壳108内的电动机的驱动而以该电动机的旋转轴为中心进行回旋(箭头C)。由此，晶片把持机构112就在第一线性传送装置5、第二线性传送装置6和洗净部4的翻转机41之间进行移动，以与框架102相邻的电动机罩壳108内的电动机旋转轴为中心而使晶片把持机构112回旋的回旋机构，由电动机罩壳108内的电动机和回旋臂110构成。另外，在本实施方式中，说明了以与框架102相邻的电动机罩壳108内的电动机旋转轴为中心使晶片把持机构112回旋的例子，但并不限于此，也可以框架102为中心使晶片把持机构112回旋。
[0070]在把持晶片W的情况下，在将把持部114打开的状态下，使底托架106下降直至把持部114的转动体118位于晶片W的下方。并且，驱动开闭机构116并使把持部114向互相接近的方向移动，使把持部114的转动体118的最内周部位于晶片W最外周的内侧。在该状态下，使底托架106上升，在将晶片W把持在把持部114的转动体118上的状态下将其提起。在本实施方式中，由于转动体118与晶片W点接触，能够尽量减小晶片W的接触面积，因此，当把持晶片时，能减少附着在晶片W表面上的异物。
[0071]线性传送装置
[0072]接着，说明第一研磨部3a的第一线性传送装置5。图5是第一线性传送装置5的主视图，图6是图5的俯视图。如图5及图6所示，第一线性传送装置5具有可直线往复移动的四个输送台TS1、TS2、TS3、TS4，这些载物台是上下二层的构成。即，在下层配置有第一输送台TS1、第二输送台TS2和第三输送台TS3，在上层配置有第四输送台TS4。
[0073]下层的输送台TS1、TS2、TS3和上层的输送台TS4在图6的俯视图上在相同的轴上进行移动，但由于所设置的高度不同，因此，下层的输送台TS1、TS2、TS3和上层的输送台TS4互相不会干涉地可自由移动。第一输送台TSl是在配置有翻转机31和升降器32的第一输送位置TPl与配置有推杆33(晶片的交接位置)的第二输送位置TP2之间输送晶片，第二输送台TS2是在第二输送位置TP2与配置有推杆34 (晶片的交接位置)的第三输送位置TP3之间输送晶片，第三输送台TS3是在第三输送位置TP3与第四输送位置TP4之间输送晶片。另外，第四输送台TS4是在第一输送位置TPl与第四输送位置TP4之间输送晶片。
[0074]如图6所示，在各输送台TS1、TS2、TS3、TS4的各个上方的面分别固定有四根作为基板载放部的销50a?50d，通过将晶片载放在形成在该销50a?50d的倾斜面(详细后述)上，从而载放在输送台上的晶片外周缘在被导向并被定位的状态下，晶片就被支承在输送台上。销的数量不限于四个，可设成三个以上的任意数量。这些销50a?50d，由聚丙烯(PP)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)或聚醚醚酮(PEEK)等树脂形成。另外，在各输送台上，由透过型传感器等构成有对有无晶片进行检测的传感器(未图示)，可对各输送台上有无晶片进行检测。
[0075]向销50a?50d上的晶片载放由升降器32进行。首先，配置在输送台TSl?TS4下方的升降器32，通过输送台TSl?TS4中的某一个(这里设成第一输送台TSl)的内侧空间(输送台TSl?TS4的形状如后述)，再利用配置在上方的翻转机31 (参照图1)而上升到被夹持保持的晶片的正下方。接着，翻转机31打开夹持将晶片载放在升降器32上。升降器32在载放了晶片的状态下下降，通过第一输送台TSl的内侧空间。利用这种通过动作，载放在升降器32上的晶片就转放在配置于升降器32外侧的销50a?50d上。另外，虽然详细的说明省略，但推杆33利用与升降器32同样的原理而将载放在第一输送台TSl上的晶片交接到顶环301A上，并且，同时将由第一研磨单元30A研磨后的晶片交接到第二输送台TS2上。同样，推杆34将载放在第二输送台TS2上的晶片交接到顶环301B上，并且，同时将由第二研磨单元30B研磨后的晶片交接到第三输送台TS3上。
[0076]输送台TSl?TS4分别由支承部51、52、53、54支承，且如图5所示，在第二输送台TS2 (驱动侧的输送台)的支承部52下部，安装有与气缸(驱动机构)55的连杆55a连接的连接部件56。另外，在第二输送台TS2的支承部52上插通有轴57及轴58。轴57的一端与第一输送台TSl (被驱动侧的输送台)的支承部51连接，另一端设有挡块571。另外，轴58的一端与第三输送台TS3 (被驱动侧的输送台)的支承部53连接，另一端设有挡块581。在轴57上，在第一输送台TSl的支承部51与第二输送台TS2的支承部52之间夹装有弹簧572，同样地，在轴58上，在第二输送台TS2的支承部52与第三输送台TS3的支承部53之间夹装有弹簧582。在第一线性传送装置5的两端部，分别设有与第一输送台TSl的支承部51及第三输送台TS3的支承部53抵接的机械挡块501、502。
[0077]当驱动气缸55使连杆55a伸缩时，与连杆55a连接的连接部件56就移动，第二输送台TS2与连接部件56 —起移动。此时，由于第一输送台TSl的支承部51通过轴57及弹簧572而与第二输送台TS2的支承部52连接，因此，第一输送台TSl与第二输送台TS2 —起移动。另外，由于第三输送台TS3的支承部53通过轴58及弹簧582而与第二输送台TS2的支承部52连接，因此，第三输送台TS3也与第二输送台TS2—起移动。如此。利用气缸55的驱动，第一输送台TSl、第二输送台TS2及第三输送台TS3成为一体并同时进行直线往复移动。
[0078]在第一输送台TSl欲越过第一输送位置TPl而向与第二输送位置TP2相反的一侧移动的情况下，第一输送台TSl的支承部51受机械挡块501限制，进一步的移动被弹簧572吸收，使第一输送台TSl不能越过第一输送位置TPl地进行移动。因此，第一输送台TSl被正确地定位在第一输送位置TPl上。并且同样地，在第三输送台TS3欲越过第四输送位置TP4而向与第三输送位置TP3相反的一侧移动的情况下，第三输送台TS3的支承部53受机械挡块502限制，进一步的移动被弹簧582吸收，第三输送台TS3就不能越过第四输送位置TP4进行移动。因此，第三输送台TS3被正确地定位在第四输送位置TP4上。
[0079]另外，第一线性传送装置5具有使上层的第四输送台TS4直线往复移动的气缸590，利用该气缸590，第四输送台TS4与下层的输送台TS1、TS2、TS3同时被控制成互相向逆向移动。另外，在本实施方式中，线性传送装置5由气缸55、590驱动，但该驱动方法不特别限定，例如也可由使用滚珠丝杠的电动机驱动来驱动。
[0080]第二线性传送装置6具有可直线往复移动的三个输送台TS5、TS6、TS7，这些载物台是上下二层的结构。即，上层配置有第五输送台TS5、第六输送台TS6，下层配置有第七输送台TS7。由此，上层的输送台TS5、TS6与下层的输送台TS7与线性传送装置5同样地，可互相不会干涉地自由移动。
[0081]第五输送台TS5是在第五输送位置TP5与配置有推杆37 (晶片的交接位置)的第六输送位置TP6之间输送晶片，第六输送台TS6是在第六输送位置TP6与配置有推杆38 (晶片的交接位置)的第七输送位置TP7之间输送晶片，第七输送台TS7是在第五输送位置TP5与第七输送位置TP7之间输送晶片。详细的说明省略，但第二线性传送装置6利用与线性传送装置5相同的结构而进行输送台TS5、TS6、TS7的移动及晶片的支承。
[0082]由于输送台TSl?TS7具有相同的结构，因此，下面说明代表输送台TSl?TS7的第一输送台TS1。图7表示第一输送台TSl的结构。图7a是第一输送台TSl的俯视图，图7b是第一输送台TSl的侧视图。如图7a所示，第一输送台TSl具有大致U字形状。大致U字形状的内部空间如上所述，形成为用于在交接晶片时使升降器32通过。在大致U字的相对部位的一方侧设有销50a、50b，在另一方侧设有销50c、50d。销50a?50d被设成从第一输送台TSl向铅垂方向上方突出。在本实施例中，销50a?50d具有相同的形状。
[0083]在本实施例中，销50b、50c在第一输送台TSl的移动方向被并排设置。同样地，销50a、50d在第一输送台TSl的移动方向被并排设置。另外,销50a、50b在与第一输送台TSl的移动方向正交的方向被并排设置。同样地，销50c、50d在与第一输送台TSl的移动方向正交的方向被并排设置。如图7a及图7b所示，晶片W在销50a?50d的内侧被载放在销50a ?50d 上。
[0084]图7 (C)是一实施方式的输送台TSl的销50的放大侧视图。如图7 (C)所示，销50形成有不同倾斜角的锥部50A、50B，在各个锥部50A、50B中，可支承尺寸不同的晶片(W1、W2)。因此，在这种实施方式的线性传送装置5中，可输送尺寸不同的晶片。
[0085]图7d是另一实施方式的第一输送台TSl的销50c的放大剖视图。在图7d中,表不通过销50c及销50b中心点(水平面上的中心点)的销50c的截面。如图7d所示，销50c利用插入在其中央部沿铅垂方向形成的螺栓孔内的螺栓59c而被固定在TSl上。该销50c具有第一倾斜面51c和第二倾斜面52c。第一倾斜面51c相对于水平方向(与铅垂方向正交的方向)而倾斜，且朝向上方侧。第二倾斜面52c相对于水平方向而倾斜，且朝向下方侦U。第二倾斜面52c形成在第一倾斜面51c的上方。在本实施例中，第二倾斜面52c形成在与第一倾斜面51c连续的位置。并且，在本实施例中，第一倾斜面51c和第二倾斜面52c在与铅垂方向正交的周向的整体上形成。S卩，销50c的与第一倾斜面51c对应的部位具有销50c的外径向上方逐渐变小的形状。另一方面，销50c的与第二倾斜面52c对应的部位具有销50c的外径向上方逐渐变大的形状。
[0086]在本实施例中，第一倾斜面51c具有第三倾斜面53c和第四倾斜面54c。第四倾斜面54c与第三倾斜面53c连续，并形成在第三倾斜面53c的上方。第四倾斜面54c的相对于水平方向的倾斜角度形成为比第三倾斜面54c还大。另外，第一倾斜面51c也可具有倾斜角度不同的三个以上的倾斜面。
[0087]晶片可载放在销50c中的第三倾斜面53c或第四倾斜面54c的任何一个上。在图7d中，表示将晶片Wl载放在第三倾斜面53c上的状态、以及将晶片W2载放在第四倾斜面54c上的状态。晶片W2是大于晶片Wl的晶片。图示虽然省略，但在销50c的第三倾斜面53c上载放晶片Wl的情况下，该晶片Wl载放在销50a、50b、50d的第三倾斜面53c上。SP，晶片Wl载放成大致水平。在第四倾斜面54c上载放晶片W2的场合也同样。
[0088]虽然晶片Wl在图7d中被载放在第三倾斜面53c的上端点57c附近，但可载放在第三倾斜面53c的任意位置上。但是，为了抑制晶片Wl从销50c上落下，最好预先尽量将晶片Wl的偏离余量确保得大，因此从该观点看，晶片Wl最好尽量载放在上方。另外，通过将晶片Wl载放在上端点57c，也容易限制晶片Wl的位置。销50a?50d的位置，最好根据晶片Wl的大小而那样设定。这些方面对于晶片W2来说也是同样的。
[0089]如此，第一输送台TS1，由于第一倾斜面51c具有第三倾斜面53c和第四倾斜面54c,因此能载放大小不同的二种晶片Wl、W2。S卩，由于用一个第一输送台TSl来处理大小不同的多个晶片，故通用性优良。
[0090]在本实施例中，在通过销50c和销50b中心点的直线方向，第三倾斜面53c的上端点(第四倾斜面54c的下端点)57c，相比于第二倾斜面52c的上端点56c而位于载放晶片的一侧。这种上端点57c与上端点56c的位置关系，在通过销50a?50d中任意二个的各中心点的直线方向(以下也称为直线方向)中成立。采用这种结构，在将晶片Wl保持成与水平方向平行的状态下，上端点56c不会与晶片Wl干涉地可将晶片Wl从上方载放在第三倾斜面53c上。且结果，输送晶片的作业效率提高，同时能将用于载放晶片的机构简单化。
[0091]上端点56c的位置，最好从上端点57c远离与载放晶片一侧相反的一侧(以下也称为相反侧)。例如，上端点56c在直线方向中，最好位于比第四倾斜面54c中央位置靠近相反侧，在直线方向中，进一步最好上端点56c位于将第四倾斜面54c予以三等分时的相反侧的1/3区域。若采用这些结构，则对于将晶片W2载放在第四倾斜面54c上的情况下，也能期待与将晶片Wl载放在第三倾斜面53c上的情况同样的效果。
[0092]图7e表示利用销50a?50d来抑制晶片落下的状态。在图7e中，表示销50b、50c通过销50c及销50b中心点的截面。在初始状态下，晶片如图7e表示为晶片W3，载放在第三倾斜面53b、53c上。并且，在向图中的箭头方向即从销50b向销50c的方向使销50b、50c移动来输送晶片的情况下，当晶片的一端侧(销50c侧)在因输送该晶片时尤其停止输送晶片时所受到的冲击而沿第一倾斜面51c向上方偏离时，晶片的另一端侧(销50b侧)就沿第三倾斜面53b向下方移动。但是，如图7e表示为晶片W4那样，由于晶片的一端侧与向下方侧形成的第二倾斜面52c抵接，故不会从该抵接位置进一步越过第二倾斜面52c而向上方移动。因此，晶片W4的另一端侧维持成被载放在第三倾斜面53b上的状态。其结果，能够抑制晶片的落下。而且，由于不必将晶片的输送低速化来抑制晶片的落下，故也不会导致制造效率的下降。
[0093]图7f表示作为比较例的销150b、150c的结构。销150b、150c与作为实施例的销50b,50c同样地，具有第一倾斜面151b、151c。第一倾斜面151b、151c分别具有与作为实施例的第三倾斜面53b、53c及第四倾斜面54b、54c相同形状的第三倾斜面153b、153c及第四倾斜面154b、154c。在第一倾斜面151b、151c的上方形成有与水平方向垂直的垂直面152b、152c。在这种销150b、150c中，在朝向图中箭头方向的方向使销150b、150c移动来输送晶片的情况下，载放在第三倾斜面153b、153c上的晶片W3在输送该晶片时尤其在停止输送晶片时受到冲击之际，晶片W3的一端侧可沿垂直面152c不受限制地向上方移动，故作为晶片W4如表示的那样其另一端侧会产生从销150b上落下的状况。采用作为上述实施例的销50a?50d，可抑制这种晶片的落下。
[0094]变形例1:
[0095]在第一倾斜面51c与第二倾斜面52c之间，也可形成有与水平方向正交的垂直面。这样，获得与上述实施例同样的效果。但是，为了将晶片的移动范围进一步限制得小，更希望上述实施例的结构。
[0096]变形例2:
[0097]第一倾斜面51c也可只由一个倾斜角度形成。这样，与上述实施例相同，获得抑制晶片落下的效果。在该情况下，第二倾斜面52c在直线方向中既可相比于第一倾斜面51c的下端点55c (参照图7d)而位于靠近与载放晶片的一侧相反的一侧，也可在直线方向中相比于第一倾斜面51c的中央位置而位于靠近与载放晶片的一侧相反的一侧。这样，与上述实施例同样地，容易进行晶片的载放。
[0098]变形例3:
[0099]第一倾斜面51c及第二倾斜面52c不必在销50c的周向整体上形成，只要至少在载放晶片的区域形成即可。
[0100]翻转机
[0101]接着，说明第一研磨部3a的翻转机31。第一研磨部3a的翻转机31配置在装载/非装载部2的输送机械手22的手能到达的位置，用来从输送机械手22接受研磨前的晶片，将该晶片的上下翻转并将其交到升降器32。
[0102]图8是表示翻转机31的立体图，图9是图8的俯视图，图10是图8的侧视图。如图8至图10所示，翻转机31具有:将晶片W的周缘从两侧进行把持的一对圆弧状把持部310 ;安装在把持部310上的轴314 ;以及使轴314向其轴向移动使把持部310开闭的开闭机构312。一对把持部310配置成夹着晶片W中心而互相相对，在各个把持部310的两端上分别设有二个与晶片W外周部线接触的夹头部311。另外，在本实施方式中，说明了在各个把持部310上设有二个夹头部311的例子，但并不限于此，也可在各个把持部310上设置三个以上的夹头部311。
[0103]图11是表示翻转机31的开闭机构312的纵截面图。如图11所示，开闭机构312具有:对各个轴314及把持部310向闭方向施力的压缩弹簧315 ;以及与各个轴314连接的滑动式气缸313。该开闭机构312利用压缩弹簧315而使把持部310向互相接近的方向移动以把持晶片W，此时，气缸313的可动部313a与机械挡块317抵接。另外，开闭机构312利用气缸313的驱动而使把持部310向互相离开的方向移动而将晶片W释放。图12表示此时的状态。
[0104]S卩，在把持晶片W的情况下，对一个气缸313进行加压，另一个气缸313仅利用压缩弹簧315的施力而闭合。此时，仅加压后的气缸313可动部313a被按压在机械挡块317上，固定在该位置上。此时，与由压缩弹簧315施力的另一气缸313连接的把持部310的位置由传感器319被检测。在无晶片W的情况下，由于未被加压的一个气缸313处于全程位置，无传感器319应答，故被检测出没有把持晶片W。
[0105]如上所述，通过将压缩弹簧315用于晶片W的把持，将气缸313用于晶片W的释放，由此可防止晶片W因气缸313的空气压力而破损。
[0106]如图8至图10所示，在开闭机构312上安装有绕垂直于晶片W中心轴的轴旋转的旋转轴316。该旋转轴316与翻转机构318连接，利用翻转机构318而旋转。因此，当翻转机构318被驱动时，开闭机构312及把持部310以旋转轴316为中心进行旋转，由把持部310把持的晶片W就翻转。
[0107]图13是夹头311的侧视图。图13(a)表示将贴合在玻璃基板G上的半导体晶片W予以翻转前的状态，图13(b)表示翻转后的状态。如图13所示，翻转机31的夹头部311具有:从晶片G、W的径向内侧向外侧逐渐变闻的倾斜面311a (下侧突起部)；以及从晶片W的径向外侧向内侧逐渐变高的倾斜面311b。晶片G、W被定位在这些倾斜面311a、311b之间。在图13中，晶片W被粘接在玻璃基板G上。在图13(a)所示的翻转前的状态下，晶片W位于玻璃基板G的上侧，在图13(b)所示的翻转后的状态下，晶片W位于玻璃基板G的下侧。此时，晶片W最好不与夹头311的倾斜面311a、311b接触。因此，夹头311的倾斜面311a、311b如下那样设定。
[0108]图14是用于对决定夹头311的倾斜面311b的倾斜角度Θ b的方法进行说明的示图。图14表示晶片W粘接在玻璃基板G上的工件的截面。在晶片G、W的截面中，将与玻璃基板G和半导体晶片W相接的直线设为LI。将LI与玻璃基板所构成的角度设为Θ1。以LI和晶片W的接点为中心，画出半径R的圆，该半径R是为了确保为设计值的、倾斜面311b与晶片W之间的间隙。R是考虑到当将晶片W粘接在玻璃基板G上时的定位误差来决定的。将与半径R的圆和玻璃基板G相接的直线设为L2。将LI与L2所构成的角度设为Θ 2。将L2与平行于晶片W的面的直线所形成的角度设为Θ3。此时，将倾斜面311b的倾斜角度0b设为Θ 3以上、小于90。(Θ3兰0b<9O。)。通过如此设定0b，在倾斜面311b与晶片W之间就必定形成设计值R以上的间隙。由于R是考虑到将晶片W粘接在玻璃基板G上时的定位误差来决定的，因此，当将晶片W粘接在玻璃基板G上时即使有定位误差，倾斜面311b也不会与晶片W接触。另外，对于倾斜面311a也能用与倾斜面311b相同的思考方法来决定。另外，当倾斜角度0b是90°以上时，则在图13(b)的状态下，晶片W未被倾斜面311b支承，晶片W从翻转机上落下。于是，为了防止晶片W从翻转机上落下，Qb做成小于 90°。
[0109]另外，对于洗净部4的翻转机41，也能将其晶片保持机构做成与研磨部3的翻转机31相同。
[0110]升降器
[0111]接着，说明第一研磨部3a的升降器32。第一研磨部3a的升降器32被配置在输送机械手22及第一线性传送装置5可存取的位置，起到了在它们之间对晶片进行交接的交接机构的功能。即，升降器32的用途是，将由翻转机31被翻转后的晶片交接到第一线性传送装置5的第一输送台TSl上或第四输送台TS4上。
[0112]图15是表示升降器32的纵剖视图。图16(a)是升降器32的载物台322的俯视图，图16(b)是载物台322的侧视图，图16(c)是载物台322的爪325的局部放大侧视图。升降器32具有:载放晶片的载物台322 ;以及对载物台322进行上升下降动作的工作缸323，工作缸323和载物台322用可滑动的轴324连接。如图16(a)所示，载物台322由多个爪325分开，各个爪325在即使载放了带有方向平面的晶片的情况下也在不影响输送的范围内以能保持晶片的间隔进行配置。该爪325在和翻转机31的夹头部311位相不一致的方向被配置。即，夹头部311保持晶片的第一晶片边缘部与升降器32的爪325所保持的第二晶片边缘部不一致。另外，对于翻转机31和第一线性传送装置5进行晶片交接的爪325具有载放晶片的面，其上方为锥状，在载放晶片时吸收输送定位误差，将晶片定芯。
[0113]如图16(c)所示，爪325具有晶片支承部件326。优选为，晶片支承部件326由弹性材料形成。更优选为，晶片支承部件326可由小型携带式硬度计D测量值30至50最优选40硬度的弹性材料形成。
[0114]洗净部的输送单元
[0115]接着，说明洗净部4的输送单元46。图17是表示输送单元46的立体图。如图17所示，输送单元46具有将洗净机内的晶片装拆自如地把持的作为晶片把持机构的四个夹紧单元461?464，这些夹紧单元461?464被安装在从主框架465向水平方向延伸的导向框架466上。在主框架465上，安装有沿铅垂方向延伸的滚珠丝杠(未图示)，利用与该滚珠丝杠连接的电动机468的驱动，夹紧单元461?464就进行上下升降。因此，电动机468及滚珠丝杠构成使夹紧单元461?464上下移动的上下移动机构。
[0116]另外,在主框架465上安装有与洗净机42?45排列平行延伸的滚珠丝杠469,利用与该滚珠丝杠469连接的电动机470的驱动，主框架465及夹紧单元461?464就沿水平方向移动。因此，电动机470及滚珠丝杠469构成移动机构，该移动机构使夹紧单元461?464沿洗净机42?45的排列方向(夹紧单元461?464的排列方向)移动。
[0117]在本实施方式中，使用与洗净机42?45相同数量的夹紧单元。夹紧单元461、462和夹紧单元463、464基本上是相同构造，由于相对于主框架465是对称的，故下面仅说明夹紧单元461、462。
[0118]夹紧单元461具有对晶片W进行保持的开闭自如的一对机械臂47la、471b，夹紧单元462具有一对机械臂472a、472b。各个夹紧单元的机械臂上设有至少三个(本实施方式中为四个)的夹头形转动体473。利用这些夹头形转动体473将晶片W的周缘部夹入保持，且能将晶片输送到下一个洗净机上。现与图一起来说明夹头形转动体473的构造。图18是说明夹头形转动体473的示图。图18(a)是单个表示安装前的夹头形转动体473的立体图。图18(b)是夹头形转动体473的俯视图，图18(c)是沿图18(b)中线段B-B的截面图。如图18(c)所示，夹头形转动体473形成对尺寸不同的晶片进行支承用的倾斜面473a、473b。因此，不调整机械臂的可动范围就可输送尺寸不同的晶片W。
[0119]如图17所示，在导向框架466上设有气缸474，用于对夹紧单元461的机械臂471a,471b和夹紧单元462的机械臂472a、472b向互相接近的方向或向互相离开的方向进行开闭。另外，虽然未详细说明，但设有将气缸474的运动传递到机械臂471a、471b、472a、472b的环机构。因此，通过利用气缸474将机械臂471a、471b、472a、472b闭合，就可将晶片W的端面夹入机械臂471a、471b、472a、472b而将晶片W保持。如此，气缸474构成开闭机构，对各夹紧单元461?464的机械臂向互相接近的方向或向互相离开的方向进行开闭。另外，各夹紧单元，通过检测气缸的行程就可检测有无晶片。另外，也可利用真空吸附来保持晶片，在该场合，通过测定真空压力而可检测有无晶片。
[0120]另外，夹紧单元461的机械臂471a、471b和夹紧单元462的机械臂472a、472b，安装在可旋转地设于导向框架466的旋转轴475上。另外，导向框架466设有以旋转轴475为中心使这些机械臂47la、47lb、472a、472b旋转的气缸476。在该气缸476的连杆的顶端上设有能以销477为中心进行旋转的环部件478。该环部件478通过连杆479而与旋转轴475连接。如此，气缸476、环部件478及连杆479构成使各夹紧单元461?464的机械臂以旋转轴475为中心旋转的旋转机构。
[0121]如上所述，说明了本申请发明的实施方式，但本申请发明并不限于以上的实施方式。例如，上述的转动式传送装置、线性传送装置、翻转机、升降器、洗净部的输送单元等中晶片的把持机构的实施方式，只要是互相不矛盾就可交换。
[0122]例如，决定翻转机倾斜面311b的倾斜角度0b的方法，可在决定上述转动式传送装置7的转动体118的锥部120a、120b的倾斜角度、线性传送装置5的销50锥部50a、50b的倾斜角度和输送单元46的夹头形转动体473的倾斜部473a、473b的倾斜角度时可同样适用。通过如此决定各个倾斜角度，从而与翻转机的例子中所说明的相同，在晶片W接合在玻璃基板上的情况下，把持机构就可不与晶片W接触。
【权利要求】
1.一种工件输送装置，用于输送具有基板层及位于所述基板层的一部分上的被加工层的工件，所述工件输送装置的特征在于， 具有构成为对所述工件进行把持及解放那样动作的工件把持机构，所述工件把持机构具有在所述被加工层位于所述基板层的下方的状态下对所述工件的所述基板层进行把持的、倾斜的至少一个工件把持表面， 所述倾斜的工件把持表面构成为，当由所述工件把持机构把持所述工件时，所述工件把持表面与所述工件的所述被加工层之间存在规定距离R或大小超过该规定距离R的间隙。
2.如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，所述倾斜的工件把持表面的倾斜角度 Θ b 满足:Θ 3 兰 Θ b < 90° 及 Θ 3 = Θ 1+ Θ 2， 这里，将与所述基板层和所述被加工层相接的直线设为LI，将直线LI与所述基板层所构成的角度设为Θ 1，在以直线LI与所述被加工物的接点为中心画出半径R的圆的情况下将与半径R的圆和所述基板层相接的直线设为L2，将直线LI与直线L2所构成的角度设为Θ 2，将直线L2与平行于被加工物的面的直线所形成的角度设为Θ 3。
3.如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，所述工件把持表面具有用于对第一尺寸的工件进行把持的第一表面、以及用于对第二尺寸的工件进行把持的第二表面。
4.一种工件输送装置，用于输送具有基板层及位于所述基板层的一部分上的被加工层的工件，所述工件输送装置的特征在于， 具有构成为对所述工件进行把持及解放那样动作的工件把持机构，所述工件把持机构具有对所述基板层进行把持的至少一个工件把持表面， 所述工件把持表面具有用于对第一尺寸的工件进行把持的第一表面、以及用于对第二尺寸的工件进行把持的第二表面。
5.一种工件研磨装置，其特征在于，具有权利要求1所述的工件输送装置。
6.一种基板输送装置，用于输送基板，该基板输送装置的特征在于，具有: 输送台，该输送台构成为可沿水平方向移动；以及 基板载放部，设有三个以上从所述输送台向铅垂方向上方突出的基板载放部， 所述基板载放部具有: 第一倾斜面，该第一倾斜面相对于所述水平方向倾斜、且朝向上方侧，在所述三个以上的基板载放部的内侧用于载放所述基板；以及 第二倾斜面，该第二倾斜面相对于所述水平方向倾斜、且朝向下方侧，并形成在所述第一倾斜面的上方。
7.如权利要求6所述的基板输送装置，其特征在于， 所述第二倾斜面形成在与所述第一倾斜面连续的位置。
8.如权利要求6所述的基板输送装置，其特征在于， 在通过所述三个以上基板载放部中任意二个所述基板载放部的各个中心点的直线方向，所述第一倾斜面的下端相比于所述第二倾斜面的上端而位于载放输送基板的一侧。
9.如权利要求6所述的基板输送装置，其特征在于， 所述第一倾斜面具有:第三倾斜面，该第三倾斜面相对于所述水平方向而具有第一倾斜角度；以及第四倾斜面，该第四倾斜面形成在所述第三倾斜面的上方，且具有大于所述第一倾斜角度的第二倾斜角度。
10. 一种基板研磨装置，其特征在于，具有如权利要求6所述的基板输送装置。
【文档编号】B24B37/34GK103567860SQ201310333132
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】小菅隆一, 西田弘明, 曾根忠一, 相泽英夫, 田中智裕 申请人:株式会社荏原制作所