JP2010118424A - 薄板状ワークの搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの強度の低下を抑えることができ、ワークを健全な状態なまま搬送先に搬送することができる吸着式の搬送装置を提供する。
【解決手段】負圧吸着作用でウェーハ１を吸着する多孔質材からなる吸着パッド１１０をフッ素樹脂製とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板や半導体ウェーハ等の薄板状のワークを負圧による吸着作用によって保持して搬送する搬送装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、全ての分割予定ラインを切断する、すなわちダイシングして、１枚のウェーハから多数の半導体チップを得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。

このような製造工程において、半導体ウェーハは、多数の半導体チップにダイシングされるに先立ち、電子回路が形成された表面とは反対側の裏面が研削され、所定の厚さに薄化されている。ウェーハの薄化は、機器のさらなる小型化や軽量化の他、熱放散性を向上させることなどを目的としてなされており、例えば、当初厚さの７００μｍ前後より５０〜１００μｍ程度、さらには５０μｍ以下の厚さに薄化することが行われる。

薄化後、ウェーハはダイシングされて多数の半導体チップにダイシングされるが、ウェーハの研削加工面には研削の痕跡として機械的ダメージ層が形成されており、このままダイシングされると半導体チップの抗折強度が弱いといった問題が生じる。そこで、ウェーハの裏面研削後には、研削加工面を研磨して機械的ダメージ層を除去するといったことが行われている。

ところで、ウェーハを裏面研削する加工装置としては、研削前の多数のウェーハが収納される収納カセット、収納カセットから取り出された研削前のウェーハが一時的に載置され、搬送系の位置決めを行うための位置決め部、位置決め部から移されたウェーハを裏面が露出する状態に保持するチャックテーブル、チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面を研削するグラインダ等の研削手段、裏面研削されたウェーハがチャックテーブルから移され、ウェーハを洗浄する洗浄部、洗浄部で洗浄されたウェーハが収納されるカセット等を備えたものが知られている（特許文献１）。

ウェーハは、上記工程順にしたがって搬送されるが、上記特許文献１に記載の加工装置には、搬送アームの先端に設けた吸着盤にウェーハを吸着し、搬送アームを旋回させてウェーハを搬送するといった形式のものが、チャックテーブルから洗浄部への搬送手段として具備されている。吸着盤は、多孔質体からなり平坦な吸着面が形成された吸着パッドを備えており、吸着パッドを通して空気を吸引し負圧を発生することにより、ウェーハを吸着面に吸着して保持するといったものである。吸着パッドは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミック、焼結金属、樹脂発泡体等で形成されたものが用いられている。

特開２０００−２１９５２号公報

上記搬送手段の吸着盤にあっては、ウェーハを、多孔質体の吸着面に開口している多数の孔に吸引して吸着面に吸着する構造である。ところが、ウェーハ吸着時には、吸着面の孔の周縁に接する部分などに局部的な応力がかかったり、吸着面にウェーハが当接した瞬間に生じるダメージなどによってウェーハの強度が低下するといったことが起こっており、この強度低下は、ウェーハの厚さが薄ければ薄いほど顕著に生じるものであった。したがって、このような吸着式の搬送手段を、研削後に研磨を施したウェーハの搬送手段に適用すると、研磨によって抗折強度が向上したウェーハの強度を再び損ねてしまうことになるため、改善が求められていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、吸着式であっても搬送物であるワークの強度の低下を抑えることができ、ワークを健全な状態なまま搬送先に搬送することができる薄板状ワークの搬送装置を提供することを目的としている。

本発明者は、上記のような吸着式の搬送装置の吸着パッドを構成する多孔質体の材質に着目して鋭意研究した結果、フッ素樹脂からなる吸着パッドで半導体ウェーハ等のワークを吸着した際に、強度低下が抑えられて強度維持に有効であることを見出した。本発明の搬送装置はこのような知見に基づいてなされたものであり、薄板状のワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークに所定の加工を施す加工手段とを有する加工装置に具備され、ワークを搬送する搬送装置であって、保持手段に保持されたワークの露出面に接触させられる吸着面を有する吸着パッドと、該吸着パッドの吸着面に吸着作用を発生させる負圧源から、該吸着パッドにわたって設けられる負圧発生通路と、吸着パッドを保持手段から所定の搬送先に移動させる移動手段とを少なくとも備え、吸着パッドは、フッ素樹脂からなる多孔質材で形成されていることを特徴としている。本発明に係る上記加工装置が施す加工としては、研削および／または研磨が挙げられる。

本発明によれば、ワークが直接当接する吸着面を有する吸着パッドがフッ素樹脂からなる多孔質材で形成されていることにより、吸着されたワークの強度低下が抑えられるといった効果が奏される。

フッ素樹脂からなる多孔質材で形成された本発明に係る吸着パッドは、気孔率（全体体積に対する気孔の割合）が適切な範囲であることが求められる。気孔率が低すぎると十分な吸着作用を得ることができず、高すぎると気孔以外の体積が損失して吸着面に凹凸ができるといったへたりが生じやすくなるため、気孔率は３０〜５０％が好ましい。

また、気孔そのものの寸法も、小さすぎると十分な吸着作用を得ることができず、大きすぎるとワークが孔に吸引されてダメージを受けやすい。これらの問題が生じない気孔の大きさ（径）としては、φ１０〜１０００μｍが好ましい。

また、吸着パッドの硬さも適切な範囲があり、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するショアＤ硬度が４０〜８０であることが好ましい。これは、同硬度が低すぎるとへたりが生じやすく、高すぎるとワークがダメージを受けやすいといった理由に基づく。

また、研削や研磨時には薬液（クエン酸、アンモニア、過酸化水素水、周知の界面活性剤等）をワークに供給しながら行う場合があるため、耐薬品性の高いＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）が好ましく用いられる。また、ＰＣＴＦＥは機械的強度が比較的高く、この点でも好ましい材料である。

なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の上記半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア、シリコン系の基板等のミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、ワークを吸着して搬送する吸着パッドをフッ素樹脂からなる多孔質材で形成されたものとしたことにより、ワークの強度の低下を抑えることができ、ワークを健全な状態なまま搬送先に搬送することができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明に係る搬送装置を備えたウェーハ加工装置を説明する。
［１］半導体ウェーハ
まずはじめに、図１に示す一実施形態に係る半導体ウェーハを説明する。この半導体ウェーハ１（以下、ウェーハ１）はシリコンウェーハ等であって、加工前の厚さは例えば７００μｍ程度のものである。ウェーハ１の表面（図１ではウェーハ１の裏面側を上にしている）には格子状の分割予定ライン２によって複数の矩形状のチップ３が区画されている。これらチップ３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されている。また、ウェーハ１の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）４が形成されている。

ウェーハ１は、図２に示すウェーハ加工装置１０によって裏面が研削された後に研磨されて、例えば５０〜１００μｍ程度、あるいは５０μｍ以下の厚さに薄化される。ウェーハ加工装置１０に供されるウェーハ１は、薄化されて剛性が低下した当該ウェーハ１を確実に保持して搬送可能にするために、図１に示すように、サブストレート５が表面（図１で下面）に貼着される。

サブストレート５は、例えば半導体ウェーハの材料であるシリコン、あるいはガラス等により、外径がウェーハ１と同程度の円板状で、かつ、撓みが生じない程度の厚さに形成されたものが用いられ、適宜な粘着材によってウェーハ１の表面に貼着される。サブストレート５が貼着されたことにより、ウェーハ１は、裏面研削されて薄化されても撓みが生じることなく平らな状態が維持され、その状態で搬送が可能とされる。以下の説明では、図１に示したウェーハ１にサブストレート５が貼着されたものを、本実施形態における搬送対象物であるワーク９と呼ぶ。

［２］ウェーハ加工装置の構成と動作
図２に示すウェーハ加工装置１０は、上記ワーク９を、一般周知の負圧チャック式のチャックテーブル（保持手段）３０に吸着して保持し、２台の研削ユニット（粗研削用と仕上げ研削用の加工手段）４０Ａ，４０Ｂによってウェーハ１の裏面に対し粗研削と仕上げ研削を順次行ってから、研磨ユニット６０によって研削加工面に研磨を施すものである。以下、ウェーハ加工装置１０の構成ならびに動作を説明する。

図２の符号１１はウェーハ１に研削加工を施す加工ステージであり、この加工ステージ１１のＹ方向手前側には、加工ステージ１１にワーク９を供給し、かつ、研削および研磨後のウェーハ１を備えたワーク９を回収する供給／回収ステージ１２が併設されている。

供給／回収ステージ１２のＹ方向手前側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのエレベータ１３Ａ，１３Ｂが設置されている。これらエレベータ１３Ａ，１３Ｂのうち、Ｘ方向手前側のエレベータ１３Ａには、裏面が研削および研磨される前のウェーハ１を備えた複数のワーク９を収納する供給カセット１４Ａがセットされる。また、Ｘ方向奥側のエレベータ１３Ｂには、裏面が研削および研磨された後のウェーハ１を備えた複数のワーク９を収納する回収カセット１４Ｂがセットされる。これらカセット１４Ａ，１４Ｂはワーク９を１枚ずつ積層状態で収納するトレーを備えている。

供給カセット１４Ａに収納されたワーク９は、搬送ロボット１５によって供給カセット１４Ａから取り出され、ウェーハ１の裏面を上に向けた状態で、供給／回収ステージ１２に設けられた位置決めテーブル１６上に一時的に載置される。位置決めテーブル１６に載置されたワーク９は、一定の搬送開始位置に位置決めされる。

加工ステージ１１上には、矢印Ｒ方向に回転駆動されるターンテーブル１７が設けられている。そしてこのターンテーブル１７上の外周部には、複数（この場合、４つ）の円板状のチャックテーブル３０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。図３に示すように、チャックテーブル３０は枠体３１の上面にセラミック等の多孔質材料でできた吸着部３２が嵌合されたもので、負圧発生運転がなされると、吸着部３２の上側の空気を吸引してワーク９を吸着部３２の水平な上面に吸着、保持する。ワーク９は、サブストレート５がチャックテーブル３０の吸着部３２に当接し、かつ、ウェーハ１の裏面が上に向けられた状態（すなわち裏面が露出した状態）でチャックテーブル３０に保持される。各チャックテーブル３０はターンテーブル１７に回転自在に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向あるいは両方向に回転させられる。

位置決めテーブル１６上で位置決めがなされたワーク９は、第１搬送装置２０Ａによって位置決めテーブル１６から取り上げられ、所定のワーク供給位置に位置付けられて負圧発生運転がなされている１つのチャックテーブル３０の上方まで搬送される。そしてワーク９は、そのチャックテーブル３０上にウェーハ１の裏面を上に露出させた状態で同心状に載置される。この場合のワーク供給位置は、チャックテーブル３０が最も供給／回収ステージ１２に近接した位置であり、ターンテーブル１７の回転によってチャックテーブル３０はワーク着脱位置に位置付けられる。第１搬送装置２０Ａは、供給／回収ステージ１２の、ワーク着脱位置に近接した位置に設けられている。

第１搬送装置２０Ａは、回転可能、かつ、上下動可能に設けられたＺ方向に延びる回転軸２１に、水平に延びるアーム２２が固定され、このアーム２２の先端下方に、負圧作用でワーク９を吸着する円板状の吸着盤２３が水平に設けられたものである。吸着盤２３の下部にはセラミック等の多孔質材でできた吸着パッド（図示略）が取り付けられており、この吸着パッドの下面の吸着面にウェーハ１が吸着してワーク９が保持される。

第１搬送装置２０Ａによれば、回転軸２１を回転させてアーム２２を旋回させることにより吸着盤２３を位置決めテーブル１６上のワーク９の上方に位置付け、次いで回転軸２１を下降させて負圧発生運転を行うことにより、ウェーハ１がワーク９ごと吸着盤２３の吸着パッドに吸着して保持される。位置決めテーブル１６上のワーク９が吸着盤２３に保持されたら、回転軸２１が上昇し、アーム２２が旋回してワーク９が上記ワーク供給位置まで搬送され、ここで回転軸２１が下降し、負圧発生運転が停止される。これによって、ワーク９は負圧発生運転がなされているチャックテーブル３０に載置されるとともに、吸着、保持される。

チャックテーブル３０に保持されたワーク９は、ターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、粗研削用研削ユニット４０Ａの下方の粗研削加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット４０Ａによりウェーハ１の裏面が粗研削される。次いでワーク９は、再度ターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、仕上げ研削用研削ユニット４０Ｂの下方の仕上げ研削加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット４０Ｂによりウェーハ１の裏面が仕上げ研削される。

加工ステージ１１のＹ方向奥側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのコラム５０Ａ，５０Ｂが立設されており、これらコラム５０Ａ，５０Ｂの前面に、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、各コラム５０Ａ，５０Ｂの前面に設けられたＺ方向に延びるガイド５１にスライダ５２を介して摺動自在に装着されており、サーボモータ５３によって駆動されるボールねじ式の送り機構５４により、スライダ５２を介してＺ方向に昇降するようになっている。

各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは同一構成であり、装着される砥石が粗研削用と仕上げ研削用と異なることで、区別される。研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング４１を有しており、このスピンドルハウジング４１内には、スピンドルモータ４２によって回転駆動される図示せぬスピンドルシャフトが支持されている。そしてこのスピンドルシャフトの下端に、フランジ４３を介して砥石ホイール４４が取り付けられている。

砥石ホイール４４の下面には、複数の砥石４５が環状に配列されている。それら砥石４５の下面で形成される研削加工面は、上記スピンドルシャフトの軸方向に直交する水平に設定される。したがってその研削加工面は、チャックテーブル３０の上面と平行である。砥石４５は、例えば、樹脂のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。

粗研削用の研削ユニット４０Ａに取り付けられる砥石４５は、例えば♯３３０〜♯４００程度の比較的粗い砥粒を含むものが用いられる。また、仕上げ研削用の研削ユニット４０Ｂに取り付けられる砥石４５は、例えば♯３０００〜♯８０００程度の比較的細かい砥粒を含むものが用いられる。各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂには、研削加工面の冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示略）が設けられている。

ウェーハ１の裏面は、粗研削および仕上げ研削のそれぞれの研削加工位置において、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂにより研削される。裏面研削は、チャックテーブル３０が回転してワーク９を自転させ、送り機構５４によって研削ユニット４０Ａ（４０Ｂ）を下方に送りながら、回転する砥石ホイール４４の砥石４５をウェーハ１の露出している裏面に押し付けることによりなされる。

粗研削から仕上げ研削を経てウェーハ１は目的厚さまで薄化されるが、厚さの測定は、各加工位置の近傍に設けられた図示せぬ厚さ測定ゲージによってなされる。ウェーハ１の裏面研削は、その厚さ測定ゲージによってウェーハ１の厚さを測定しながら行われ、その測定値に基づいて、送り機構５４による砥石ホイール４４の送り量が制御される。なお、粗研削では、仕上げ研削後の目的厚さの例えば３０〜４０μｍ手前まで研削され、残りが仕上げ研削で研削される。

粗研削から仕上げ研削を経てウェーハ１が目的厚さまで薄化されたら、続いてワーク９は、再度ターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、研磨ユニット６０の下方の研磨加工位置に送り込まれ、この位置で該研磨ユニット６０によりウェーハ１の裏面が研磨される。

加工ステージ１１のＸ方向奥側の端部には、スライドボード７０が設けられており、このスライドボード７０の前面に、研磨ユニット６０がＺ方向に昇降自在に設置されている。研磨ユニット６０は、半円筒状のホルダ７１に固定されている。このホルダ７１には、左右一対の送り機構７２が設けられている。これら送り機構７２は、スライドボード７０の前面に設けられたＺ方向に延びる一対のラック７３に係合し、かつ、該ラック７３に沿ってＺ方向に昇降する。研磨ユニット６０は、左右の送り機構７２が同期してラック７３に沿って昇降するに伴い、昇降するようになっている。

研磨ユニット６０は、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング６１を有しており、このスピンドルハウジング６１内には、スピンドルモータ、およびこのスピンドルモータによって回転駆動されるスピンドルシャフトが内蔵されている（いずれも図示略）。そしてスピンドルシャフトの下端に、フランジ６３を介して研磨ホイール６４が取り付けられている。

研磨ホイール６４は、円板状のフレームの下面に研磨パッド（図示略）が貼り付けられて構成されたもので、研磨パッドは、研磨対象物であるウェーハ１に応じたものが選択される。例えば研磨ユニット６０がＣＭＰ（化学的機械的研磨：Chemical Mechanical Polishing または Chemical Mechanical Planarization）処理を施すものである場合、研磨パッドは、発泡させるか、あるいは繊維状のものをシート状に成形したポリウレタンが用いられる。そしてＣＭＰの場合には、ウェーハ１の研磨加工面にスラリー（研磨液）が供給される。スラリーは、ウェーハ１の種類に応じて選択されるが、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、ＮＨ_３ＯＨ（アンモニア）等のアルカリ薬液水溶液、または酸性水溶液に、ＳｉＯ_２（酸化珪素）、Ｃｅ（酸化セリウム）、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）等の砥粒を懸濁させたものが用いられる。

研磨ホイール６４はスピンドルハウジング６１内のスピンドルシャフトと一体回転し、回転する上記研磨パッドの研磨外径は、ウェーハ１の直径よりも大きく設定されている。また、ターンテーブル１７が所定角度回転して定められるウェーハ１の研磨加工位置は、研磨パッドよりも小径のウェーハ１の外周縁の一部が研磨パッドの外周縁の一部に常に一致する内接円の状態となり、チャックテーブル３０が回転することによって自転するウェーハ１の裏面全面が研磨され得る位置に設定される。

ウェーハ１の裏面は、研磨加工位置において、研磨ユニット６０により研磨される。裏面研磨は、チャックテーブル３０が回転してワーク９を自転させ、送り機構７２によって研磨ユニット６０を下方に送りながら、回転する研磨ホイール６４の研磨パッドをウェーハ１の露出している裏面に押し付けることによりなされる。

ウェーハ１の裏面研磨が所定時間なされると研磨は終了し、続いて、次のようにしてワーク９の回収に移る。まず、研磨ユニット６０が上昇してワーク９から退避し、次いでターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、ワーク９は上記ワーク着脱位置に戻される。次いでチャックテーブル３０の負圧発生運転が停止し、この後、ワーク９は供給／回収ステージ１２に設けられた本発明に係る第２搬送装置２０Ｂによってスピンナ式洗浄装置８０に搬送される。

第２搬送装置２０Ｂは、上記第１搬送装置２０Ａと基本構成は同じであり、回転可能、かつ、上下動可能に設けられたＺ方向に延びる回転軸９１に、水平に延びるアーム９２が固定され、このアーム９２の先端下方に、負圧作用でワーク９を吸着する円板状の吸着盤１００が水平に設けられたものである。

図３に示すように、吸着盤１００は、ステンレス等からなる円板状の枠体１０１と、多孔質材からなる吸着パッド１１０とから構成されている。枠体１０１の下面の大部分には、外周縁部１０２を残して円形の凹所１０３が同心状に形成されており、この凹所１０３に吸着パッド１１０が嵌合されている。吸着パッド１１０の下面は水平で、枠体１０１の外周縁部１０２の下面と面一となっており、吸着パッド１１０の下面がワーク９を吸着する吸着面１１１として構成されている。

アーム９２は、内部に空気吸引通路（負圧発生通路）９３が形成された管状のもので、アーム９２の先端が枠体１０１の上面の中心部に固着されている。枠体１０１の、アーム９２が固着された中心には、アーム９２の空気吸引通路９３と吸着パッド１１０内の気孔とを連通させる空気吸引口１０４が形成されている。アーム９２が固定されている上記回転軸９１内には、空気吸引通路９３に連通する空気吸引通路が形成されており、この回転軸９１側の空気吸引通路は、配管（負圧発生通路）９４を介して真空ポンプ等の負圧源９５に接続されている。

負圧源９５が作動すると、配管９４、回転軸９１の空気吸引通路、アーム９２の空気吸引通路９３、枠体１０１の空気吸引口１０４を経て吸着パッド１１０内の気孔の空気が吸引され、これによって吸着面１１１の下方部分の空気が吸引されて負圧が発生する。このような負圧発生の作用が生じることにより、吸着面１１１に近付けられたワーク９のウェーハ１が吸着面１１１に吸着し、ワーク９が保持されるようになっている。

吸着パッド１１０は、空気が通過する多孔質材により、外径がワーク９とほぼ同径か、あるいはやや小さい円板状に形成されたものであり、ワーク９は吸着面１１１に同心状に保持される。吸着パッド１１０を構成する多孔質材の材料としては、フッ素樹脂が用いられており、特にフッ素樹脂の中でも耐薬品性が高いＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）が好適に用いられる。

吸着パッド１１０に用いられるフッ素樹脂製の多孔質材は、気孔率（全体体積に対する気孔の割合）が３０〜５０％のものが好ましく用いられ、また、気孔の大きさ（径）が好ましくはφ１０〜１０００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍのものが用いられる。さらにその多孔質材は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するショアＤ硬度が４０〜８０である材料が好ましく用いられる。

上記第２搬送装置２０Ｂによれば、回転軸２１を回転させてアーム９２を旋回させることにより吸着盤１００を上記ワーク着脱位置に戻ってきたチャックテーブル３０上のワーク９の上方に位置付け、次いで回転軸９１を下降させて負圧源９５を作動させることにより、吸着パッド１１０の吸着面１１１にウェーハ１が吸着し、ワーク９が保持される。このようにチャックテーブル３０上のワーク９が吸着盤１００に保持されたら、回転軸２１が上昇し、アーム９２が旋回してワーク９がスピンナ式洗浄装置８０に搬送される。

スピンナ式洗浄装置８０は、上記チャックテーブル３０と同様構成の負圧チャック式のスピンナテーブル８１を備えており、ワーク９が搬送されてくる際には、スピンナテーブル８１は予め負圧発生運転がなされている。上記のように第２搬送装置２０Ｂでスピンナ式洗浄装置８０に搬送されたワーク９は、回転軸９１が下降することによりスピンナテーブル８１に載置され、これと同時に、吸着パッド１１０の負圧発生運転が停止される。これによって、ワーク９は負圧発生運転がなされているチャックテーブル３０に吸着して保持される。

スピンナ式洗浄装置８０では、スピンナテーブル８１に保持して回転させたワーク９のウェーハ１に洗浄水を供給してウェーハ１を洗浄した後、スピンナテーブル８１を回転させたまま洗浄水の供給を停止し、次いで乾燥空気をウェーハ１に噴出してウェーハ１を乾燥させるといった処理がなされる。

以上の工程が、供給カセット１４Ａ内のワーク９に対して連続的に繰り返し行われ、ウェーハ１の裏面が研削されて薄化された後、研磨された複数のワーク９が回収カセット１４Ｂ内に収納される。この後、ウェーハ１が薄化されたワーク９は回収カセット１４Ｂごと次の工程に運搬され、最終的にはサブストレート５が剥離された後、ウェーハ１の分割予定ライン２が切断され、複数のチップ３にダイシングされる。

［３］第２搬送装置の作用効果
本発明に係る上記第２搬送装置２０Ｂによれば、ワーク９のウェーハ１が直接当接する吸着面１１１を有する吸着パッド１１０がフッ素樹脂からなる多孔質材で形成されている。このため、吸着されたウェーハ１の強度低下が抑えられるといった効果が奏される。また、フッ素樹脂製の吸着パッド１１０はセラミック等と異なり屑が生じることがないので、吸着されるウェーハ１が傷つくといった問題は起こらず、ウェーハ１を安全に搬送することができる。

また、本実施形態の吸着パッド１１０は、気孔率が３０〜５０％の多孔質材が用いられていることにより、十分な吸着作用を得ることができるとともに、体積が損失して吸着面１１１に凹凸ができるといったへたりが生じにくい。また、気孔の大きさ（径）がφ１０〜１０００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍであることから、十分な吸着作用を得ることができるとともに、吸着面１１１に直接当接するウェーハ１が、吸着面１１１に開口する気孔に吸引されてダメージを受けるといったことが起こらない。

さらに吸着パッド１１０は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するショアＤ硬度が４０〜８０であることから、硬度が低いことによるへたりが生じず、かつ、硬すぎることによるウェーハ１へのダメージの発生が起こらない。このように、本実施形態に係るフッ素樹脂製の吸着パッド１１０は、ウェーハ１の強度を損なうことなく健全な状態で搬送することができるといった点で、きわめて優れたものである。

［４］吸着盤の変形例
図４および図５は、吸着盤の変形例を示している。この変形例の吸着盤１００Ｂの枠体１０１の上記凹所１０３には、外周縁部１０２と同様の幅および突出量を有する環状の仕切り１０５が同心状に形成されている。そして、凹所１０３の、仕切り１０５と外周縁部１０２との間に環状の外側吸着パッド１１０Ｂが嵌合され、また、仕切り１０５の内側に円形状の内側吸着パッド１１０Ｃが嵌合されている。

図５に示すように、この場合のアーム９２には、分岐通路９６を有する分岐管部９７が形成されており、分岐管部９７は、枠体１０１の、外側吸着パッド１１０Ｂに対応する所定箇所に固着されている。枠体１０１には、分岐通路９６と外側吸着パッド１１０Ｂ内の気孔とを連通させる空気吸引口１０６が形成されている。空気吸引通路９３の分岐通路９６への分岐点には、バルブ９９が設けられている。このバルブ９９により、負圧源９５が作動した時の該分岐点から先の空気吸引の経路が、該分岐点から内側吸着パッド１１０Ｃに通じる空気吸引通路９３のみの場合（小径モード）と、内側吸着パッド１１０Ｃに通じる空気吸引通路９３と外側吸着パッド１１Ｂに通じる分岐通路９６の双方の場合（大径モード）の２パターンに切り替えられるようになっている。

この吸着盤１００Ｂでは、外径の異なる２種類のウェーハを保持することができるものとして有用であり、２種類のウェーハは、外側吸着パッド１１０Ｂの外径とほぼ同径のウェーハ（大径ウェーハ）と、内側吸着パッド１１０Ｃ１１０の外径とほぼ同径のウェーハ（小径ウェーハ）である。小径ウェーハを保持する際にはバルブ９９を小径モードとし、小径ウェーハの外径を内側吸着パッド１１０Ｃの外径に合わせて吸着、保持する。バルブ９９が小径モードの場合、外側吸着パッド１１０Ｂ内の空気は吸引されず、内側吸着パッド１１０Ｃのみに負圧吸着作用が発生し、その内側吸着パッド１１０Ｃに小径ウェーハが吸着する。また、大径ウェーハを保持する際にはバルブ９９を大径モードとし、大径ウェーハの外径を外側吸着パッド１１０Ｂの外径に合わせることにより、大径ウェーハは負圧吸着作用が発生している外側吸着パッド１１０Ｂと内側吸着パッド１１０Ｃの双方に吸着する。

以下、実施例によって本発明の効果を実証する。
［実施例］
直径：１２インチ、表面に多数（１４４個）のチップが形成された厚さ２００μｍのシリコンウェーハの裏面を、粗研削した後に仕上げ研削し、次いでＣＭＰ処理を施した。この後、本発明に係るフッ素樹脂製の多孔質材からなる吸着パッドで当該ウェーハを吸着、保持して洗浄装置まで搬送して洗浄した後、ダイシングして多数のチップを得た。これらチップ全てに対して抗折強度測定を行い、強度の平均値を求めた。吸着パッドのフッ素樹脂はＰＣＴＦＥであり、気孔率が４０±５％、気孔の大きさ（径）がφ４０±１０μｍ、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するショアＤ硬度が６０±１５のものを用いた。

なお、チップは２０ｍｍ×２０ｍｍの長方形であって厚さは２００μｍである。抗折強度測定は、図６に示すように、チップＣの長手方向端部を左右の台２０１の上において架け渡した状態とし、チップＣの上面中央に球状の押圧子２０２で荷重をかけ、チップＣに破壊が生じた瞬間の荷重を測定し、荷重を強度とした。押圧子２０２の直径Ｒは３ｍｍ、チップＣの撓みスパンａは３．５ｍｍである。

［比較例］
研磨後にウェーハを搬送する吸着パッドをアルミナからなるセラミック製に代えた以外は上記実施例と同様にして、各チップの抗折強度を測定した。
［搬送無し］
研磨後のウェーハを吸着パッドで搬送せずに洗浄した以外は上記実施例と同様にして、各チップの抗折強度を測定した。

表１に、強度測定値の結果として、搬送無しの強度を１００％とした場合に対する実施例と比較例の強度割合を％で示す。平均値の強度割合をみると、本発明に係る実施例が９９．５４％であり、搬送無しの場合と比較して遜色のない強度を示したのに対し、比較例は４．３１％と大幅に強度が低下している。この結果、本発明の吸着パッドは、吸着パッドで吸着しない場合と比べても強度の低下がごく僅かであり、強度を効果的に維持することができることが明らかになった。

本発明の一実施形態に係るウェーハ加工装置で加工される半導体ウェーハをサブストレートで支持した状態であって、ウェーハの裏面側を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るウェーハ加工装置の斜視図である。 同ウェーハ加工装置が備える本発明に係る第２搬送装置とチャックテーブルを示す断面図である。 第２搬送装置の吸着盤の変形例を示す下面図である。 同変形例の断面図である。 実施例での抗折強度測定の試験方法を示す図である。

符号の説明

１…ウェーハ、９…ワーク、１０…ウェーハ加工装置、２０Ｂ…第２搬送装置、３０…チャックテーブル（保持手段）、４０Ａ…粗研削用研削ユニット（加工手段）、４０Ｂ…仕上げ研削用研削ユニット（加工手段）、６０…研磨ユニット（加工手段）、９２…アーム（移動手段）、９３…空気吸引通路（負圧発生通路）、９４…配管（負圧発生通路）、９５…負圧源、１００…吸着盤、１１０…吸着パッド、１１１…吸着面。

Claims (6)

1. 薄板状のワークを保持する保持手段と、
   該保持手段に保持されたワークに所定の加工を施す加工手段と、を有する加工装置に具備され、前記ワークを搬送する搬送装置であって、
   前記保持手段に保持された前記ワークの露出面に接触させられる吸着面を有する吸着パッドと、
   該吸着パッドの前記吸着面に吸着作用を発生させる負圧源から、該吸着パッドにわたって設けられる負圧発生通路と、
   前記吸着パッドを前記保持手段から所定の搬送先に移動させる移動手段と、を少なくとも備え、
   前記吸着パッドは、フッ素樹脂からなる多孔質材で形成されていることを特徴とする薄板状ワークの搬送装置。
2. 前記吸着パッドは、気孔率が３０〜５０％であることを特徴とする請求項１に記載の薄板状ワークの搬送装置。
3. 前記吸着パッドは、気孔の大きさ（径）がφ１０〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄板状ワークの搬送装置。
4. 前記吸着パッドは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３で規定するショアＤ硬度が４０〜８０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄板状ワークの搬送装置。
5. 前記フッ素樹脂は、ＰＣＴＦＥであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄板状ワークの搬送装置。
6. 前記加工装置が施す前記加工は、研削および／または研磨であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄板状ワークの搬送装置。

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