JP2003324140A - ウェーハ吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】濡れたウェーハを吸着させてもハンドリングミ
スすることのないウェーハ吸着装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】ウェーハ吸着装置１０は吸着盤４４、メイ
ンライン４６ａとサブライン４６ｂとからなる吸引管４
６などを備えている。サブライン４６ｂに設けられた開
閉弁４８を予め閉じておき、メインライン４６ａを介し
てエアを吸引させて、ウェーハＷを吸着盤４４に真空吸
着させる。ウェーハＷの表面に残留した水分はメインラ
イン４６ａに吸引される。この後、開閉弁４８を開放さ
せる。これにより、サブライン４６ｂには水分が浸入す
ることがなく、吸着盤４４にウェーハＷを確実に吸着し
て保持でき、真空センサの誤動作を防止するとともにハ
ンドリングミスを解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハ吸着装置に
係り、特に、研削液などで濡れたウェーハを吸着保持す
るウェーハ吸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体ウェーハの研削（または研
磨）に用いられる平面加工装置は、回転する砥石によっ
てウェーハを研削する研削ステージと、研削したウェー
ハを回収して収納する収納ステージなどを有している。
特に、各ステージ間におけるウェーハの搬送は、ウェー
ハ吸着装置によって行なわれる。

【０００３】このウェーハ吸着装置は、ウェーハを吸着
保持する吸着盤と真空ポンプおよび、これら吸着盤と真
空ポンプを接続する吸引管（吸引通路）とを有してお
り、真空ポンプを作動させて、吸着盤にてウェーハを吸
着保持しつつ、別途設けられた搬送手段によってウェー
ハを搬送させる。真空ポンプには真空センサが設けら
れ、この真空センサによって吸引管の内部の真空状態を
検出し、別途設けられた制御装置にてウェーハの吸着／
解放状態を認識している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、研削ステー
ジにて研削されたウェーハには、研削工程において用い
られる研削液（または洗浄液）などの水分が付着してお
り、これら水分が吸引管に侵入して吸引管が塞がれるこ
とで、真空センサが誤動作する不具合があった。つま
り、吸引管が水分によって塞がれることで吸引管が真空
状態となり、真空センサがこの真空状態を検出してしま
う。これによって制御装置では、ウェーハを吸着したも
のと誤認する場合があり、吸着盤による満足な吸着力が
ウェーハに対して得られず、ウェーハを研削ステージか
ら収納ステージに移送する途中でウェーハが吸着盤から
落下したり、ウェーハを研削ステージから吸着できない
という不具合（ハンドリングミス）があった。

【０００５】これらの解決策として、吸引管の内径を太
くすることが容易に考えられるが、吸引管の内径を太く
すると、ウェーハを吸着させる際に高出力真空ポンプを
用いねばならず、これにより設備費用が嵩むという欠点
がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、濡れたウェーハを吸着させてもハンドリング
ミスすることのないウェーハ吸着装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ウェーハの搬送に用いられるウェーハ吸
着装置であって、真空ポンプに連結された吸着盤によっ
てウェーハを吸着保持するウェーハ吸着装置において、
前記真空ポンプと前記吸着盤とを連通する２つの吸引通
路と、該２つの吸引通路のうちの少なくとも一方に設け
られて吸引通路を開閉させる開閉手段と、前記２つの吸
引通路のうちの一方の吸引通路の該開閉手段を閉状態に
維持し、前記ウェーハに付着した水分を他方の吸引通路
にて吸引し、所定時間経過後に、前記一方の吸引通路の
前記開閉手段を開放する制御手段とが設けられているこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、２つの吸引通路のうち一
方の吸引通路を開閉手段にて予め塞いでおき、他方の吸
引通路にてウェーハに付着した水分を吸引させてから、
所定時間の経過後に一方の吸引通路を開き、当該２つの
吸引通路でウェーハを吸引させる。ウェーハに付着して
いた水分は、予め他方の吸引通路に吸引されるため、一
方の吸引通路が水分によって塞がれることなく確保され
る。

【０００９】すなわち、２つの吸引通路夫々の吸引タイ
ミングに時間差を設けることで、少なくとも一方の吸引
通路への水分の侵入を防止して一方の吸引通路を確保
し、真空センサによる誤動作や、ウェーハ移送時のハン
ドリングミスを解消できる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、前記目的
を達成するために、ウェーハの搬送に用いられるウェー
ハ吸着装置であって、真空ポンプに連結された吸着盤に
よってウェーハを吸着保持するウェーハ吸着装置におい
て、前記真空ポンプと前記吸着盤とを連通する２つの吸
引通路と、該２つの吸引通路のうちの少なくとも一方に
設けられて吸引通路を開閉させる開閉手段と、前記２つ
の吸引通路の真空状態を検出可能な真空センサと、前記
２つの吸引通路のうちの一方の吸引通路の前記開閉手段
を閉状態に維持し、前記ウェーハに付着した水分を他方
の吸引通路にて吸引し、前記真空センサによって前記吸
引通路の真空状態が検出された後に、前記一方の吸引通
路の前記開閉手段を開放する制御手段とが設けられてい
ることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、他方の吸
引通路にてウェーハに付着した水分を吸引させることに
よって吸引管が塞がれ、これによる真空状態を真空セン
サが検出した場合には、一方の吸引通路を開き、当該２
つの吸引通路でウェーハを吸引させる。

【００１２】すなわち、他方の吸引通路の真空状態を真
空センサが検出した後に、一方の吸引通路を開くこと
で、２つの吸引通路の少なくとも一方の吸引通路を確保
し、真空センサによる誤動作や、ウェーハ移送時のハン
ドリングミスを解消できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係るウェーハ吸着装置の好ましい実施の形態について詳
説する。

【００１４】図１は、ウェーハ吸着装置１０を備えた平
面加工装置５を示す斜視図であり、図２はウェーハ吸着
装置１０の構成を示す概念図である。

【００１５】図１に示すようにウェーハ吸着装置１０
は、吸着盤４４、吸引通路を構成する吸引管４６、ポン
プＰなどを有しており、支持部材１１を介して吸引管４
６が昇降旋回装置４２に支持されている。

【００１６】昇降旋回装置４２は、図示しない駆動モー
タなどを内部に有しており、支持部材１１を昇降・旋回
させて（図１矢印Ａ，Ｂ）、ウェーハ吸着装置１０の位
置を制御できる。

【００１７】支持部材１１にはフレキシブルチューブ１
１ａを介して真空ポンプＰが取り付けられている。この
真空ポンプＰと吸引管４６は支持部材１１の内部で連通
され、真空ポンプＰを作動させることで吸引管４６の内
部のエアを吸引できる。真空ポンプＰは図示しない電源
装置に接続され、真空ポンプＰの作動に必要な電力が供
給される。

【００１８】吸引管４６は、メインライン４６ａとサブ
ライン４６ｂとからなる配管で構成されており、これら
配管が相互に連結されることで、吸引管４６には２つの
吸引通路が構成されている。すなわち、図２に示すよう
に、メインライン４６ａとサブライン４６ｂは、相互に
併設して設けられ、サブライン４６ｂの夫々の端部がメ
インライン４６ａに接続されている。メインライン４６
ａは一方の端部で真空ポンプＰと連通され、他方の端部
には吸着盤４４が取り付けられている。

【００１９】メインライン４６ａには開閉手段として、
バルブ開閉器６２を備えた開閉弁４９が設けられ、開閉
弁４９によってメインライン４６ａが開閉される。一
方、サブライン４６ｂにも開閉手段として、バルブ開閉
器６０を備えた開閉弁４８が設けられ、サブライン４６
ｂが開閉される。

【００２０】図２において、ウェーハ吸着装置１０には
制御装置５０が設けられている。前述したバルブ開閉器
６０，６２は、この制御装置５０に回路接続されてお
り、制御装置５０によって開閉弁４８，４９が夫々開閉
制御される。また、吸引管４６には真空センサ５１が設
けられ、吸引管４６の真空状態を検出できる。この真空
センサ５１も、制御装置５０と回路接続されており、真
空センサ５１の検出信号が制御装置５０に入力される。
さらに、制御装置５０は、真空ポンプＰの内部に設けら
れた駆動モータポンプ（不図示）とも回路接続されてい
る。

【００２１】吸着盤４４には、その下部（ウェーハＷ
側）に、逆椀型状の吸着口４４ａが設けられている。こ
の吸着口４４ａは、吸引管４６（メインライン４６ａ）
に連通されており、吸引管４６によって吸着口４４ａの
内部のエアが吸引されると、吸着盤４４の下方周辺のエ
アが吸引される。これによって、吸着盤４４の下方にウ
ェーハＷが存在する場合には、ウェーハＷに吸着力を生
じさせ、ウェーハＷが吸着口４４ａに真空吸着され、吸
着盤４４にウェーハＷが保持される。なお、吸着盤４４
の下部に、吸着口４４ａ周りに沿ってゴムなどの弾性体
で形成された保持部材（不図示）を設ければ、ウェーハ
Ｗの吸着時にウェーハＷの損傷を防止できる。

【００２２】このような構成のウェーハ吸着装置１０に
よってウェーハＷを吸着保持させる場合には、吸着盤４
４の下方にウェーハＷが位置するように昇降旋回装置４
２によってウェーハ吸着装置１０を位置させ、駆動モー
タポンプを駆動させて吸引管４６からエアを吸引させ
る。これによって、ウェーハＷが吸着口４４ａに真空吸
着され、吸着盤４４にウェーハＷが保持される。これに
加えて、制御装置５０によって真空ポンプＰの内部の真
空圧が適正値に到達するまで吸引管４６からエアを吸引
させれば、吸着盤４４にウェーハＷが確実に保持され
る。

【００２３】図１において平面加工装置５には研削ステ
ージ１４が設けられている。

【００２４】研削ステージ１４では、ウェーハＷの研削
や洗浄を行なうために、ウェーハＷを位置決め吸着固定
する吸引装置１４ａが設けられており、研削ステージ１
４上に載置されたウェーハＷを吸引することでウェーハ
Ｗを研削ステージ１４に吸着保持させる。吸引装置１４
ａは、ウェーハＷと略同径の多孔質体で形成された円板
状の吸着面にて構成され、この多孔質体を介して、不図
示のポンプにてウェーハＷを吸引させて、研削ステージ
１４にウェーハＷを吸着保持させるものである。この多
孔質体としては、セラミックスポーラス、焼結金属、樹
脂を発泡させた多孔質樹脂等が用いられる。なお、ウェ
ーハＷを位置決め固定できればよいので吸引装置１４ａ
に限らず、位置決め固定用チャックを研削ステージ１４
に設けてもよい。また、研削ステージ１４には、研削装
置による研削を円滑に行なうとともに、研削屑を除去
（洗浄）するための研削液を供給させる液供給手段１５
が設けられている。この液供給手段１５は、ウェーハＷ
の研削時において、常に研削液をウェーハＷの表面に吐
出する。なお、研削ステージ１４の下部には図示しない
回転用モータが設けられており、この回転用モータの回
転軸と研削ステージ１４とが軸支されることで、ウェー
ハＷの研削時に必要に応じて研削ステージ１４が回転さ
れる。

【００２５】研削ステージ１４の周辺には図示しない供
給ステージおよび、図示しない収納ステージが設けられ
ている。

【００２６】供給ステージには、研削前のウェーハＷが
多数枚収納されたカセットが作業者などによってセット
される。この供給ステージから、昇降旋回装置４２によ
ってウェーハ吸着装置１０を昇降・旋回させて、カセッ
トに収納されたウェーハＷを吸着盤４４に１枚ずつ吸着
保持させて取り出し、供給ステージから研削ステージ１
４までウェーハＷを搬送できる。供給ステージから搬送
されたウェーハＷは吸引装置１４ａにて吸着固定され、
不図示の研削装置にてウェーハＷが研削（粗研削、精研
削）される。

【００２７】収納ステージでは、研削後のウェーハＷが
多数枚収納される。研削ステージ１４にて研削されたウ
ェーハＷは、吸着盤４４に再び吸着保持されて、研削ス
テージ１４から取り出され、研削ステージ１４から収納
ステージまで搬送される。収納ステージに搬送されたウ
ェーハＷは、収納ステージから次工程まで搬送される
が、それら説明は省略する。

【００２８】以下には、本発明の実施形態に係るウェー
ハ吸着装置１０の作用を、研削ステージ１４にて洗浄さ
れた直後のウェーハＷをもとに説明する。なお、予め制
御装置５０によって開閉弁４８，４９を制御して、開閉
弁４８，４９を閉じた後、制御装置５０から真空ポンプ
Ｐを作動させて吸引管４６内のエアを吸引させる。

【００２９】前述したように、研削ステージ１４にて研
削されたウェーハＷの表面には、液供給手段１５によっ
て供給された研削液などの水分が残留している。

【００３０】図１において、ウェーハ吸着装置１０を昇
降・旋回させて、研削ステージ１４にて研削が行なわれ
たウェーハＷの上方位置に吸着盤４４を位置させる。

【００３１】次に、制御装置５０から開閉弁４９を制御
して開閉弁４９を開き、メインライン４６ａを介して吸
着盤４４の吸着口４４ａからエアを吸引させる。する
と、吸着盤４４によってウェーハＷに吸着力が働く。こ
の際に、ウェーハＷの表面に残留した水分は、メインラ
イン４６ａに吸引され、その量によってはメインライン
４６ａが塞がれるため、この状態ではウェーハＷには満
足な吸着力が得られない場合がある。

【００３２】この後、所定時間の経過後に、制御装置５
０によって開閉弁４８を制御し、開閉弁４８を開く。こ
の所定時間は予め、水分がその表面に残留していないウ
ェーハＷが吸着盤４４に吸着されてから、ウェーハＷが
吸着盤４４から落下しない程度の吸着力を得るまでの時
間に設定される（約１〜３秒程度）。これによってサブ
ライン４６ｂが開放され、メインライン４６ａとともに
サブライン４６ｂによってもウェーハＷが真空吸着され
る。ここで、従来までの吸着装置では、吸引管に水分が
侵入することで、その量によっては吸引管を塞ぎ、ウェ
ーハＷに満足な吸引力が得られないという欠点があった
が、本発明の最大の特徴として、予めメインライン４６
ａにて水分を吸引させることから、サブライン４６ｂに
は水分が浸入することがなく、サブライン４６ｂが確保
される。これにより、ウェーハＷを研削ステージ１４か
ら確実に吸着して保持できる。また、制御装置５０で
は、水分が浸入していないサブライン４６ｂによって、
真空センサ５１の真空圧が適正値に到達したことを確認
できるため、ウェーハＷが吸着盤４４に確実に吸着保持
されたものと認識できる。

【００３３】この後、ウェーハ吸着装置１０を昇降旋回
装置４２によって昇降・旋回駆動させて（図１矢印Ａ，
Ｂ）、吸着盤４４に吸着保持されているウェーハＷを収
納ステージまで搬送させる。ウェーハＷは吸着盤４４に
よって確実に吸着保持されており、ウェーハを落下させ
ることなく搬送できる。

【００３４】このように、メインライン４６ａとサブラ
イン４６ｂとからなる吸引管４６のうち、サブライン４
６ｂを開閉弁４８にて塞いでおき、メインライン４６ａ
にてウェーハＷに付着した水分を吸引させてから、開閉
弁４８にてサブライン４６ｂを開き、ウェーハＷを真空
ポンプＰにて吸引させる。いわばメインライン４６ａと
サブライン４６ｂの吸引タイミングをずらすことで、サ
ブライン４６ｂには水分が浸入することがなく、ウェー
ハＷを研削ステージ１４から確実に吸着して保持でき
る。水分が浸入していないサブライン４６ｂによって、
真空センサ５１による誤動作や、ウェーハ移送時のハン
ドリングミスを解消できる。

【００３５】次に、本発明の別の実施形態に係るウェー
ハ吸着装置１０の作用を、同じく研削ステージ１４にて
洗浄された直後のウェーハＷをもとに説明する。

【００３６】なお、前述した実施の形態と同様に、開閉
弁４８，４９を閉じた状態で真空ポンプＰを作動させて
吸引管４６内のエアを吸引させておき、研削ステージ１
４のウェーハＷの上方位置に吸着盤４４を位置させてお
く。

【００３７】制御装置５０から開閉弁４９を制御して開
閉弁４９を開き、メインライン４６ａを介して吸着口４
４ａからエアを吸引させる。

【００３８】この後、真空センサ５１によって真空状態
が検出され、制御装置５０に信号を発信する。制御装置
５０はこの信号を受信して開閉弁４８を制御し、開閉弁
４８を開く。これによってサブライン４６ｂが開放さ
れ、メインライン４６ａとともにサブライン４６ｂによ
ってもウェーハＷが真空吸着され、ウェーハＷを吸着盤
４４に確実に吸着して保持できる。

【００３９】また、吸着盤４４によってウェーハＷに吸
着力が働き、ウェーハＷの表面に残留した水分は、メイ
ンライン４６ａに吸引されるため、水分の量によっては
メインライン４６ａが塞がれ、ウェーハＷには満足な吸
着力が得られていない場合がある。この場合も、真空セ
ンサ５１は真空状態を検出して信号を発するが、この場
合においても、サブライン４６ｂによってウェーハＷは
確実に吸着盤４４に吸着される。

【００４０】このように、本実施の形態においても、予
めメインライン４６ａにて水分を吸引させることから、
サブライン４６ｂには水分が浸入することがなく、ウェ
ーハＷを研削ステージ１４から確実に吸着して保持でき
る。

【００４１】なお、上述した夫々の実施の形態における
ウェーハ吸着装置１０において、例えば位置不良などで
ウェーハＷが吸着盤４４に吸着されていないときには、
サブライン４６ｂにエアが吸引されたままとなり、真空
センサ５１によって大気圧が感知され、制御装置５０で
は吸着エラーとして認識される。

【００４２】また、吸引管４６（メインライン４６ａ）
の内部に侵入した水分を除去するために、必要に応じて
開閉弁４８，４９を開いたまま、吸引管４６の支持部材
１１側に設けられた図示しない空気流入口から圧縮エア
を吸引管４６に流入させて、吸着盤４４の吸引口４４ａ
から圧縮エアを吐出させる（エアブロー）。このエアブ
ローは吸着盤４４にウェーハＷが吸着されていないとき
に定期的に行われ、吸引管４６（メインライン４６ａ）
の内部に侵入した水分を吸引口４４ａから外部に除去で
きる。

【００４３】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、前記実施の形態では、開閉弁
４８にてサブライン４６ｂを塞ぎ、メインライン４６ａ
にてウェーハＷに付着した水分を吸引させているが、こ
れに限らず、開閉弁４９にてメインライン４６ａを塞い
でおき、サブライン４６ｂに水分を吸引させてもよいこ
とは明らかである。

【００４４】また、前記実施の形態では、吸引管４６
は、メインライン４６ａとサブライン４６ｂとからなる
配管で構成され、相互に連通されて２つの吸引通路を構
成しているが、これに限ることなく、真空ポンプＰと吸
着盤４４とを別々に設けられた２本の吸引管で連通さ
せ、これら吸引管の夫々に開閉弁を設け、本発明のよう
に開閉弁を開閉制御させても、本発明と同様の効果が得
られることは明らかである。

【００４５】また、図２に示すように、吸引管４６に水
分除去フィルタなどの水分の除去手段８０を設け、水分
を除去すれば、真空センサ５１に水分が侵入することな
く、真空センサ５１の故障を防止できる。

【００４６】さらに、前記実施の形態では吸引管４６に
真空センサ５１を取り付けたが、これに限らずメインラ
イン４６ａおよびサブライン４６ｂや、真空ポンプＰの
内部に真空センサ５１を設けて、吸引管４６の真空状態
を検出させてもよい。

【００４７】また、前記実施の形態では、平面加工装置
５に本発明のウェーハ吸着装置１０を適用したが、これ
に限らず、ウェーハＷの表面を平坦加工するＣＭＰ（ケ
ミカル・メカニカル・ポリッシング）装置に、本発明の
ウェーハ吸着装置１０を用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウェ
ーハ吸着装置によれば、２つの吸引通路のうち一方の吸
引通路を開閉手段にて予め塞いでおき、他方の吸引通路
にてウェーハに付着した水分を吸引させてから一方の吸
引通路を開き、当該２つの吸引通路でウェーハを吸引さ
せる。ウェーハに付着していた水分は、予め他方の吸引
通路に吸引されるため、一方の吸引通路が水分によって
塞がれることなく確保される。このように、少なくとも
一方の吸引通路への水分の侵入を防止し、当該一方の吸
引通路を確保することで、真空センサによる誤動作や、
ウェーハ移送時のハンドリングミスを解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るウェーハ吸着装置を
示す斜視図

【図２】本発明の実施の形態に係るウェーハ吸着装置の
構成を示す概念図

【符号の説明】

１０…ウェーハ吸着装置、４４…吸着盤、４６…吸引管
（吸引通路）、４６ａ…メインライン（吸引通路）、４
６ｂ…サブライン（吸引通路）、４８，４９…開閉弁
（開閉手段）、５０…制御装置、５１…真空センサ、Ｐ
…真空ポンプ、Ｗ…ウェーハ、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェーハの搬送に用いられるウェーハ吸着
   装置であって、真空ポンプに連結された吸着盤によって
   ウェーハを吸着保持するウェーハ吸着装置において、 前記真空ポンプと前記吸着盤とを連通する２つの吸引通
   路と、 該２つの吸引通路のうちの少なくとも一方に設けられて
   吸引通路を開閉させる開閉手段と、 前記２つの吸引通路のうちの一方の吸引通路の該開閉手
   段を閉状態に維持し、前記ウェーハに付着した水分を他
   方の吸引通路にて吸引し、所定時間経過後に、前記一方
   の吸引通路の前記開閉手段を開放する制御手段とが設け
   られていることを特徴とするウェーハ吸着装置。
2. 【請求項２】ウェーハの搬送に用いられるウェーハ吸着
   装置であって、真空ポンプに連結された吸着盤によって
   ウェーハを吸着保持するウェーハ吸着装置において、 前記真空ポンプと前記吸着盤とを連通する２つの吸引通
   路と、 該２つの吸引通路のうちの少なくとも一方に設けられて
   吸引通路を開閉させる開閉手段と、 前記２つの吸引通路の真空状態を検出可能な真空センサ
   と、 前記２つの吸引通路のうちの一方の吸引通路の前記開閉
   手段を閉状態に維持し、前記ウェーハに付着した水分を
   他方の吸引通路にて吸引し、前記真空センサによって前
   記吸引通路の真空状態が検出された後に、前記一方の吸
   引通路の前記開閉手段を開放する制御手段とが設けられ
   ていることを特徴とするウェーハ吸着装置。