CN102214550A - 保持工作台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保持工作台，在对所保持的工件实施加工或处理时，能够抑制由摩擦引起的静电产生，使电荷不易积存于工件，减小带电量，抑制静电破坏。该保持工作台构成为具有：工件支承部(40)，其具有用多孔质体构成的吸附部(42)和用具有绝缘性的部件形成的框体(41)吸附部(42)向支承工件(1)的支承面(421)传递负压；将工件支承部支承成能够旋转的旋转支承部(50)；形成于旋转支承部与工件支承部之间的轻量化空间(43)；以及使吸附部与产生负压的负压源(80)连通的抽吸路径(70A)，抽吸路径不与轻量化空间连通。能够使工件支承部变厚从而增大绝缘距离抑制带电，并且由于具有轻量化空间因而不会导致重量增加。

Description

保持工作台

技术领域

本发明涉及对例如半导体晶片等薄板状的工件实施各种加工和处理的装置所具备的工件的保持工作台。

背景技术

在半导体晶片的表面由分割预定线分隔出大量的矩形区域，在该大量的矩形区域形成IC(integrated circuit：集成电路)或LSI(large-scale integration：大规模集成电路)等电子电路(器件)，接着实施对该晶片的背面进行磨削、研磨等必要的处理，然后切断分割预定线从而切割(划片)成一个一个的器件(半导体芯片)，通过这样的过程得到半导体器件。对于分割为器件后的晶片，在用清洗液清洗而除去切割时产生的切屑等后，向所述晶片喷出高压空气进行干燥处理(参照专利文献1等)，然后转移至后面的粘合工序。

在晶片的切割、清洗和干燥这样的工序中，存在着产生静电而引起晶片带电的情况。例如，在通过使用切削刀具的切削进行切割的情况下，为了润滑或冷却而向晶片供给切削液，由于与该切削液接触时产生的摩擦等，晶片会带电。此外，在清洗或干燥时，由于向支承在旋转的工作台上的晶片喷出清洗液或高压空气，因此在这些清洗液或高压空气等与晶片接触时会产生摩擦而使晶片带电。

晶片带电则存在着发生放电的可能性，在因发生发电而流过器件中的电达到容许量以上的情况下，会发生静电破坏而使器件受到损伤，结果使得器件的质量下降、或者变得不能使用。因此为了解决该问题，在上述专利文献1中提出了在清洗晶片等工件的时候喷射具有抗静电效果的离子化了的空气来除去静电的方案。

专利文献1：日本特开2004-327613号公报

然而，喷射离子化空气虽然是用于迅速地除去产生于工件的静电从而抑制静电破坏的方法，不过如果能够实施下述根本性的对策的话，则比上述现有的静电破坏抑制策略有更明显的效果，该根本性的对策是指最初就使电荷不易积存于工件而抑制带电量，结果能够抑制由电子的移动引起的放电的对策。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种保持工作台，在对所保持的工件实施加工或处理时，能够抑制由摩擦引起的静电产生，使电荷不易积存于工件从而减小带电量，由此能够有效地抑制静电破坏。

本发明是向工件的背面传递负压并进行吸附保持的保持工作台，其特征在于，该保持工作台具有：工件支承部，所述工件支承部具有向支承工件的支承面传递负压的吸附部，且该工件支承部由具有绝缘性的部件形成；旋转支承部，所述旋转支承部将该工件支承部支承成能够旋转；轻量化空间，所述轻量化空间形成于所述旋转支承部与所述工件支承部之间；以及抽吸路径，所述抽吸路径使所述吸附部与产生负压的负压源连通，所述抽吸路径不与所述轻量化空间连通。

在本发明的保持工作台中，工件被载置在工件支承部的支承面，并通过吸附部使支承面成为负压，由此将工件支承于工件支承部。然后，在借助旋转支承部经由工件支承部使工件旋转的状态下，对该工件实施预定的加工或处理等。

根据本发明，由于工件支承部具有绝缘性，因此与工件支承部为导体的情况相比，能够增大工件与旋转支承部之间的绝缘距离。由此，能够减小因摩擦而积存于工件的带电量，其结果是，能够有效地抑制由带电引起的对工件的静电破坏。此外，由于在工件支承部和旋转支承部之间形成有轻量化空间，因此能够增大工件支承部的厚度即绝缘距离而不会导致重量增加。

在本发明中，使工件支承部的吸附部产生负压的抽吸路径并不与轻量化空间连通。在此，如果抽吸路径与轻量化空间连通的话，则存在着发生工件支承部向轻量化空间侧凹陷的变形从而对工件产生恶劣影响的危险，而在本发明中，由于抽吸路径不与轻量化空间连通，因此不会引起工件支承部变形。

本发明的具体的形态为：工件处于经由支承带支承于环状框架的开口的状态，所述吸附部是环状槽，其形成于与处于工件的外周和所述环状框架的内周之间的所述支承带对应的位置，所述抽吸路径包括设置于所述轻量化空间中的配管。

另外，本发明中提到的工件并不特别限定，例如可以列举出在硅晶片等半导体晶片、陶瓷、玻璃、蓝宝石(Al₂O₃)或者硅类的无机材料基板上具有导电性的器件的结构等。

根据本发明，能够抑制对所保持的工件实施加工或处理时的静电的产生，使电荷不易积存于工件，减小带电量，由此能够起到有效地抑制静电破坏的效果。

附图说明

图1是示出应用了本发明的一个实施方式的保持工作台的旋转式的清洗装置的立体图，图1的(a)示出了保持工作台位于工件交接位置的状态，图1的(b)示出了保持工作台位于清洗位置的状态。

图2是示出一个实施方式的保持工作台和保持于该保持工作台的工件的立体图。

图3是一个实施方式的保持工作台的分解立体图。

图4是沿着图2中的IV-IV线的剖视图。

图5是构成一个实施方式的保持工作台的工件支承部的框体的俯视图。

图6的(a)是将一个实施方式的保持工作台比作电容器的结构的情况下的侧视图，图6的(b)是结构相同但框体为导体且不具有轻量化空间的情况。

图7是示出本发明的另一实施方式的保持工作台的立体图。

图8是一个实施方式的保持工作台的分解立体图。

图9是沿着图7中的IV-IV线的剖视图。

图10的(a)是双重的环状槽以及连通所述环状槽的连通槽，图10的(b)是沿着图10的(a)中的10B-10B线的剖视图。

标号说明

1：工件；5：环状框架；5a：环状框架的开口；6：支承带；30A、30B：保持工作台；40：工件支承部；414、421：支承面；415、416：环状槽(吸附部)；42：吸附部；43：轻量化空间；50：旋转支承部；70A、70B：抽吸路径；74：配管；80：负压源。

具体实施方式

下面，说明本发明的一个实施方式。

[1]清洗装置

图1示出应用了一个实施方式的保持工作台30A的清洗装置10。该清洗装置10作为对用未图示的加工装置实施了预定的加工后的薄板状的工件进行清洗的装置是优选的。图2的标号1表示了此处的工件。该工件1是在表面形成有大量的具有电子电路的矩形形状的器件2的圆板状的半导体晶片。

工件1的加工装置可以列举出进行切割加工(划片加工)(包括用切削刀具实现的切割、或者由激光照射实现的切割)、采用激光的开孔加工、磨削加工、研磨加工、扩展(エキスバンド：expand)分割加工等的加工装置。本实施方式的清洗装置10附带地装配于所述的加工装置，或者相对于加工装置分离地单独设置。

如图1所示，清洗装置10通过在立方体状的壳体11内收纳上述保持工作台30A和两个喷嘴21、22而构成。在壳体11内，借助圆筒状的内壁111和底部112形成了清洗空间12。清洗空间12在上方开口。

保持工作台30A整体为圆板状，并且与清洗空间12成同心状地配设在壳体11内。如图2所示，保持工作台30A具备：水平地设置的圆板状的工件支承部40；和将工件支承部40支承成能够旋转的旋转支承部50。由未图示的电动机等旋转驱动部驱动旋转的旋转轴51从旋转支承部50的下表面中心向铅直下方延伸，旋转支承部50以旋转轴51为中心旋转。此外，旋转支承部50借助于由空气汽缸等构成的未图示的升降装置与该旋转驱动部一体地升降。

如图3所示，工件支承部40包括：呈同心状地载置并固定于旋转支承部50的上表面的框体41；和呈同心状地配设于该框体41的上表面的圆板状的吸附部42。如图4所示，在框体41的外周面的下部形成有凸缘部411。凸缘部411的直径比旋转支承部50的直径小，旋转支承部50的环状的外周部501探出到凸缘部411的外侧。此外，在框体41的下表面形成有圆形形状的凹部作为轻量化空间43。另一方面，在框体41的上表面留下外周缘部412地形成有圆形形状的凹部413，吸附部42嵌合设置于该凹部413。

构成工件支承部40的框体41由具有绝缘性的材料形成。作为该情况下的绝缘性材料，可以列举出以特氟龙(テフロン：注册商标)等为代表的氟树脂、聚乙醛树脂、多孔质状的陶瓷等。此外，吸附部42由具有无数气孔的多孔质体构成，其采用了氧化铝(Al₂0₃)等陶瓷(绝缘体)。此外，支承工件支承部40的旋转支承部50借助由铝、不锈钢等金属构成的导体形成。

吸附部42占据工件支承部40的上表面的大部分，其直径被设定为与工件1的直径同等或者稍小。该吸附部42的上表面成为吸附支承工件1的支承面421。吸附部42的厚度与框体41的凹部413的深度相同，因此嵌合于凹部413的吸附部42的上表面与框体41的外周缘部412的上表面处于同一面、并被设定成水平的。此外，上述轻量化空间43的直径被设定为比工件1的直径大。

通过借助螺栓65将固定环60固定于旋转支承部50，其中该固定环60嵌合于包含凸缘部411的框体41的外周面，从而将工件支承部40固定于旋转支承部50。固定环60的直径与旋转支承部50的直径是同等的，在固定环60的内周面的下部形成有与凸缘部411嵌合的环状凹部61。在旋转支承部50的上述外周部501，沿周向隔开间隔地形成多个螺纹孔502。并且，在固定环60的比环状凹部61靠外周侧的位置形成有与螺纹孔502对应的螺栓65的贯通孔62。

通过在贯通孔62与旋转支承部50的螺纹孔502对应的状态下使环状凹部61与框体41的凸缘部411嵌合，并将穿过贯通孔62的螺栓65拧入旋转支承部50的螺纹孔502并紧固，来将固定环60固定于旋转支承部50。由此，工件支承部40以被固定环60和旋转支承部50夹持的状态固定。在该固定状态下，轻量化空间43被框体41和旋转支承部50包围。由于框体41用固定环60夹住来进行固定，而并非通过螺栓65直接紧固于旋转支承部50，因此即使是框体41为树脂的情况下也能够无变形地固定框体41。

在如上所述地将工件支承部40固定于旋转支承部50上而构成的保持工作台30A，如图4所示，形成有使吸附部42与负压源(真空泵等)80连通的抽吸路径70A。抽吸路径70A包括：第一抽吸路径71，其形成于旋转轴51的中心并与负压源80连通；多个第二抽吸路径72，它们从第一抽吸路径71的上端分叉并呈放射状地形成于旋转支承部50的内部，并且开口于旋转支承部50的上表面；以及多个第三抽吸路径73，它们呈放射状地形成于框体41的内部，并且将各第二抽吸路径72的开口721与吸附部42连通。如图4和图5所示，在第三抽吸路径73，在与凹部413的外周部对应的位置处、以及作为第三抽吸路径73的交叉点的位置的、与凹部413的中心对应的位置处，形成有在凹部413开口的开口731。上述轻量化空间43不与抽吸路径70A连通，而是在保持工作台30A内形成密闭的空间。

负压源80与第一抽吸路径71通过配管81连通，当负压源80运转时，经由配管81、第一抽吸路径71、第二抽吸路径72以及第三抽吸路径73抽吸吸附部42内的空气，使吸附部42成为负压，负压被传递向支承面421。通过该负压作用，载置于支承面421的工件1被吸附并支承于支承面421。

通过上述升降机构，保持工作台30A定位于图1的(a)所示的壳体11的开口121附近的工件交接位置、和从工件交接位置下降了的图1的(b)所示的清洗空间12内的清洗位置。

图1所示的上述两个喷嘴21、22的一方为喷出清洗液的清洗液喷嘴，另一方为喷出干燥空气的空气喷嘴。这些喷嘴21、22并列且水平地设置，它们的基端部以能够水平回转的方式支承于供给管部23的上端，它们的末端部朝下弯曲，所述供给管部23竖立设置于壳体11的底部112。从清洗液喷嘴21喷出的清洗液优选采用纯水或者采用为了防止静电而混入有CO₂的纯水。另外，虽未图示，不过在壳体11的底部112连接有用于将清洗液的排出液排出到处理设备的排水管。

各喷嘴21、22在保持工作台30A定位于清洗位置时在保持工作台30A的上方水平回转，对与保持工作台30A一起旋转地自转的工件1的整个表面喷出清洗液和干燥空气。此外，在保持工作台30A升降的时候，各喷嘴21、22回转至比保持工作台30A靠外周侧的位置，并且定位于不干涉保持工作台30A的升降的退开位置。

[2]清洗装置的动作

接着，对由上述结构构成的清洗装置10的动作例进行说明。

保持工作台30A上升并定位于工件交接位置，负压源80运转从而形成为负压传递到了吸附部42的支承面421的状态。接着，将实施过预定的加工的工件1成同心状地载置于支承面421，由此通过负压作用将工件1吸附、保持于支承面421。

接着，保持工作台30A下降至清洗位置，保持工作台30A例如以800rpm(revolutions per minute：转/分钟)左右的预定的清洗旋转速度旋转。并且，清洗液喷嘴21一边往复回转一边从该喷嘴21的末端喷出清洗液。清洗液均匀地喷出至自转的工件1，通过清洗液冲洗附着于工件1的污物成分(例如切屑或磨屑)。在经过预定的清洗时间后，停止清洗液的供给，使清洗液喷嘴21退开。

接着，保持工作台30A的旋转速度上升至例如3000rpm左右，附着于工件1的清洗液借助离心力而被吹散。并且与此同时，使空气喷嘴22一边往复回转一边从该喷嘴22的末端喷出高压的干燥空气。干燥空气均匀地遍及自转的工件1，并与借助离心力将清洗液吹散的作用相辅相成地使工件1迅速地干燥。在经过预定的干燥时间后，停止干燥空气的供给，使空气喷嘴22退开。

在工件1的清洗和干燥结束后，使保持工作台30A上升至工件交接位置为止，负压源80的运转停止，解除吸附部42对工件1的吸附。此后，将工件1从保持工作台30A取出，并移送至下一工序。

以上是清洗装置10对一枚工件1进行的动作的一个循环。

[3]一个实施方式的作用和效果

接着，对上述实施方式的保持工作台30A的作用以及与其相伴的效果进行说明。

在上述清洗工序和干燥工序中，以往存在着通过对工件1的表面喷射清洗液或高压空气而产生摩擦、从而致使工件1带电的情况。然而，根据本实施方式的保持工作台30A，由于以下的理由而不易引发带电。

在将工件1保持于保持工作台30A的吸附部42的状态下，在作为导体的工件1(半导体晶片1)与旋转支承部50(铝等金属制成)之间夹有作为绝缘体的工件支承部40(框体41例如是氟树脂，吸附部42例如是氧化铝)。这被认为是与在两枚导体之间夹有绝缘体的平行电容器相同的结构。

由两枚导体板构成的一般的电容器的电容C为，

C＝εr(导体板间的介电常数)×S(导体的面积)/d(导体间的距离)...算式1，将其与本实施方式的保持工作台30A对应起来的话，则

C＝εr(旋转支承部50与工件1间的介电常数)×S(旋转支承部50与工件1的面积)/d(工件1与旋转支承部50间的距离)。根据该算式，d(即工件1与旋转支承部50之间的距离)越大，电容器的电容越小。在此，根据在电容器中存储的电量q与电位差的一般的关系式

q＝CV(C：电容器的容量，V：电位差)...算式2

，可以导出电容器的电容越小，q即带电量越小。

如图6的(a)所示，在本实施方式的保持工作台30A中，工件1的背面与旋转支承部50之间的距离d1相当于将保持工作台30A当作电容器考虑的情况下的导体间的距离(与绝缘体的厚度相当)。另一方面，图6的(b)示出了这样的情况：工件支承部40的框体41并不是向本实施方式那样为绝缘体而由导体(例如铝)构成，且未形成轻量化空间43，吸附部42与本实施方式一样由作为绝缘体的陶瓷制的多孔质体构成，在该情况下，吸附部42的厚度d2即为将保持工作台30A当作电容器考虑的情况下的导体间的距离(绝缘体的厚度)。另外，在图6中，省略了上述固定环60和抽吸路径70A的图示。

比较两者的从工件1的背面到导体之间的距离d1、d2，本实施方式的距离(d1)明显地大，因此，本实施方式的保持工作台30A不易积存电荷，带电量总是被抑制得很小。静电破坏是由工件1内的电子的移动引起的，而电子的移动是在积存的电荷放电时产生的，由于在本实施方式中带电量总是被抑制得很小，因此在工件1内也不易发生电子的移动，不易引起放电，结果为有效地抑制了静电破坏。顺便说一下，优选作为绝缘距离的工件1与旋转支承部50之间的距离d1确保在8mm以上，例如为30mm左右。

另外，关于引起静电破坏的电子的移动，除了在积存的电荷放电时以外，还可能在内部发生静电感应时产生。静电感应例如由于电介质极化了的绝缘体靠近导体而引发，在本实施方式的情况下，当清洗液带电时，可能在该清洗液所喷出到的工件支承部40的支承面421产生电介质极化。当支承面421产生电介质极化时，在所保持的工件1产生静电感应，电子进行移动，从而导致静电破坏。然而，由于作为本实施方式的工件支承部40的框体41的材料而列举出的氟树脂、吸附部42那样的多孔质体是难以产生电介质极化的材料，因此不易在保持于工件支承部40的工件1产生静电感应，结果是能够与增大工件1与旋转支承部50之间的距离相辅相成地得到对静电破坏的抑制效果。

此外，在本实施方式中，不仅将工件支承部40单纯形成为绝缘体，而且在构成工件支承部40的框体41的下面形成有轻量化空间43。由此，即使为了增大绝缘距离而使框体41增厚，保持工作台30A的重量的增加也很小。如果保持工作台30A的重量增加，则例如在旋转中容易晃动，稳定度会受损。然而在本实施方式中通过在框体41形成轻量化空间43，能够增大绝缘距离来抑制带电而不会导致重量的增加。

此外，在本实施方式中，使工件支承部40的吸附部42产生负压的抽吸路径70A并不与轻量化空间43连通。在此，若抽吸路径70A与轻量化空间43连通，则存在着与所保持的工件1对应的比较薄的部分(吸附部42、以及吸附部42所接触的框体41的上部)发生向轻量化空间43侧凹陷的变形的可能性。若发生该变形，则工件1也仿照其发生变形，存在着产生恶劣影响的危险。不过，由于抽吸路径70A并未与轻量化空间43连通，因此不会发生该种变形，由此可安全地保持工件1。

[4]保持工作台的另一实施方式

接下来，参照图7～图10对本发明涉及的保持工作台的另一实施方式进行说明。在这些图中，对与上述实施方式的保持工作台30A相同的构成要素标以相同的标号并简化说明。

图7所示的另一实施方式的保持工作台30B用于支承工件1，该工件1处于经由支承带6被同心状地配设并支承于环状框架5的开口5a的状态。支承带6是单面形成为粘接面的带，环状框架5和工件1的背面粘贴在该粘接面。环状框架5由金属等板材构成，具有刚性，通过支承该环状框架5来搬送工件1。

如图8和图9所示，本实施方式的保持工作台30B与上述实施方式的保持工作台30A同样地，也形成为将具有轻量化空间43的工件支承部40通过固定环60固定于旋转支承部50上的结构。该情况下的工件支承部40不具有上述由多孔质体构成的吸附部42，而是以绝缘性的框体41的平坦的上表面构成工件1的支承面414，此外，在该框体41并未形成第三抽吸路径73。此外，旋转支承部50并不具有第二抽吸路径72，第一抽吸路径71开口于面向轻量化空间43的上表面。

如图9所示，工件1经由支承带6被载置于工件支承部40(框体41)的支承面414，环状框架5被载置于固定环60上。并且，支承带6中的位于工件1的外周与环状框架5的内周之间的环状部6a载置于从支承部414的外周部414a到固定环60的范围。

在框体41的支承面414的、与支承带6的环状部6a对应的位置处的该外周部414a，与框体41成同心状地形成有内周侧和外周侧的两个环状槽(吸附部)415、416。所述环状槽415、416如图10所示地与形成于支承面414的多个连通槽417连通。该情况下的连通槽417形成于彼此离开180°的角度的位置。在框体41从下表面开始形成有与连通槽417相通的抽吸口418，如图9所示，这些抽吸口418与旋转支承部50的第一抽吸路径71的开口711借助配设于轻量化空间43的配管74而连通。

在本实施方式中，借助旋转支承部50的第一抽吸路径71、配管74、框体41的抽吸口418和连通槽417构成使环状槽415、416与负压源80连通的抽吸路径70B。抽吸口418开口于框体41的面向轻量化空间43的下表面，第一抽吸路径71开口于旋转支承部50的面向轻量化空间43的上表面，不过这些开口被配管74堵住。因此，轻量化空间43不与抽吸路径70B连通，而是在保持工作台30B内形成密闭的空间。

在固定环60隔开相等间隔地安装有多个装卸自如地保持环状框架5的摆动式夹紧器66。在保持工作台30B旋转而产生离心力时，如图9所示，这些夹紧器66的按压部66a进行摆动以从上方按压载置于固定环60上的环状框架5，由此保持环状框架5。

根据本实施方式的保持工作台30B，当负压源80运转时，经由配管81、第一抽吸路径71、配管74、抽吸口418以及连通槽417抽吸环状槽415、416内的空气，使环状槽415、416形成负压。由此，由于支承带6的环状部6a的覆盖环状槽415、416的部分被吸附于环状槽415、416，因此工件1经由支承带6被支承于框体41的支承面414。

根据本实施方式的保持工作台30B也能够利用具有轻量化空间43的工件支承部40增大工件1与旋转支承部50之间的绝缘距离而不会导致重量的增加，能够有效地抑制工件1的带电。特别是在本实施方式中，将支承带6形成为绝缘性的部件的话，能够将支承带6的厚度作为绝缘距离的一部分从而使绝缘距离增大。此外，由于与上述的实施方式的保持工作台30A同样地，抽吸路径70B不与轻量化空间43连通，因此也能够得到在工件1的吸附时不会发生工件支承部40和工件1的变形之类的不良情况的优点。

Claims (2)

1.一种保持工作台，其是向工件的背面传递负压来进行吸附保持的保持工作台，其特征在于，

该保持工作台具有：

工件支承部，所述工件支承部具有向支承工件的支承面传递负压的吸附部，且该工件支承部由具有绝缘性的部件形成；

旋转支承部，所述旋转支承部将该工件支承部支承成能够旋转；

轻量化空间，所述轻量化空间形成于所述旋转支承部与所述工件支承部之间；以及

抽吸路径，所述抽吸路径使所述吸附部与产生负压的负压源连通，

所述抽吸路径不与所述轻量化空间连通。

2.根据权利要求1所述的保持工作台，其特征在于，

工件处于经由支承带支承于环状框架的开口的状态，

所述吸附部是环状槽，其形成于与处于工件的外周和所述环状框架的内周之间的所述支承带对应的位置，

所述抽吸路径包括设置于所述轻量化空间中的配管。

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