JP2013143507A

JP2013143507A - 搬送機構

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Publication number: JP2013143507A
Application number: JP2012003573A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ohino; 晃一大日野
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-07-22
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: JP5989994B2

Abstract

【課題】搬送機構による加工後の板状物の搬送動作を繰り返し行っても、板状物と保持部とが接着することを抑制することができる搬送機構を提供すること。
【解決手段】搬送機構１は、常温の状態で加水分解を引き起こす板状物Ｗに研削水を供給しながら研削加工処理を施した後である加工後の板状物Ｗに当接して板状物Ｗを吸引保持する保持部２と、保持部２を移動させる駆動部３とを備える。保持部２には、板状物Ｗに当接する面側に配設され、板状物Ｗの存在を検出する板状物検出センサ４，５を備える。板状物と当接する面（各吸引部２４，２５および板状物検出センサ４，５）は、耐加水分解性を有する物質で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状物の表面を吸引保持して搬送する搬送機構に関するものである。

研削装置などの加工装置においては、カセットに複数枚の板状物が収容され、研削加工時に収容されている板状物をその表面を吸引保持することでカセットから搬出し、研削加工後の板状物をカセットに搬入するための搬送機構が配設されている。搬送機構は、板状物の表面に当接して板状物を吸引保持する保持部と、保持部の板状物に当接する面に配設され、板状物の存在を検出する静電容量センサなどの板状物検出センサとを備えており、板状物が保持部に当接されたことを静電容量センサで検出すると搬送動作を行うものである。

特開２００２−２７０６７４号公報特開２００７−２８９６７３号公報

例えば、板状物がニオブ酸リチウムで形成されており、板状物検出センサの板状物と対向する表面がポリイミド（ＰＩ）で形成されている場合、加工後の板状物を搬送機構により複数枚連続して搬送動作を行うと、板状物と保持部とが接着してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送機構による加工後の板状物の搬送動作を繰り返し行っても、板状物と保持部とが接着することを抑制することができる搬送機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る搬送機構は、常温の状態で加水分解を引き起こす板状物に加工水を供給しながら加工処理を施した後である加工後の前記板状物に当接して前記板状物を吸引保持する保持部と、前記保持部を移動させる駆動部とを備え、前記保持部には、前記板状物に当接する面側に配設され、前記板状物の存在を検出する板状物検出センサを備え、前記板状物と当接する面は、少なくとも耐加水分解性を有する物質で形成されていることを特徴とする。

本発明の搬送機構は、板状物と当接する面は、少なくとも耐加水分解性を有する物質で形成されているので、水酸化物イオンによる加水分解を生じることがなく、加水分解が生じることにより、板状物と保持部とが接着することを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。図２は、搬送機構の構成例を示す図である。図３は、加水分解を説明するための模式図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る搬送機構を備える研削装置の構成例を示す図である。図２は、搬送機構の構成例を示す図である。図３は、加水分解を説明するための模式図である。

図１に示すように、本実施形態に係る搬送機構１は、加工装置である研削装置１００に用いられるものである。研削装置１００は、２つのカセット１１１，１１２と、中心合わせテーブル１２０と、ターンテーブル１３０と、２つの研削手段１４０，１５０と、研削ホイール移動手段１６０，１７０と、洗浄手段１８０と、搬送機構１とを含んで構成されている。なお、搬送機構１を含むこれらの装置は、図示しない制御装置により加工動作、本実施形態では研削加工を行うように制御される。

板状物Ｗは、少なくとも搬送機構１の後述する保持部２と当接する表面が、常温の状態で加水分解を引き起こす物質で形成される半導体ウエーハなどである。ここで、常温の状態で加水分解を引き起こす物質としては、常温の水環境下で、加水分解を起こすことができる物質にアルカリアタックを行う水酸化物イオンを生成するニオブ酸リチウム、銅などがある。つまり、板状物Ｗは、常温の状態で加水分解を起こす物質を不純物としてではなく含有する、例えば板状物Ｗ自体あるいは板状物Ｗ上のリードフレームなどが常温の状態で加水分解を引き起こす物質である。なお、常温とは、上記研削装置１００を使用することができる温度域をいい、１５〜２５℃程度である。

カセット１１１，１１２は、板状物Ｗを複数収納するものであり、カセット１１１が加工前、本実施形態では研削前の板状物Ｗを収容し、カセット１１２が加工後、本実施形態では研削後の板状物Ｗを収容するものである。カセット１１１は研削前の板状物Ｗが搬送機構１により搬出され、カセット１１２は研削後の板状物Ｗが搬送機構１により搬入される。つまり、カセット１１１，１１２に対する板状物Ｗの搬出入は、搬送機構１により行われる。

中心合わせテーブル１２０は、ターンテーブル１３０の後述するチャックテーブル１３１，１３２，１３３，１３４に対する研削前の板状物Ｗの位置合わせを行うものであり、搬送機構１とターンテーブル１３０との間に配設されている。中心合わせテーブル１２０により位置合わせが行われた板状物Ｗは、第１搬送手段１９１によりターンテーブル１３０のチャックテーブル１３１〜１３４に搬送される。

ターンテーブル１３０は、板状物Ｗを研削手段１４０，１５０による研削加工を行える位置まで搬送するものであり、円盤形状であり、研削手段１４０，１５０と対向する側の面に、複数、本実施形態では４つのチャックテーブル１３１〜１３４が配設されている。ターンテーブル１３０は、回転可能に支持されており、図示しないモータなどの回転駆動源が発生する回転力により、周方向に所定角度、本実施形態では９０度ずつ回転することができる。

チャックテーブル１３１〜１３４は、板状物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１３１〜１３４は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された板状物Ｗを吸引することで保持するものである。なお、チャックテーブル１３１〜１３４は、回転可能に支持されており、図示しないモータなどの回転駆動源が発生する回転力により、周方向に回転することができる。また、チャックテーブル１３１〜１３４の周囲には、図示しないクランプ部が設けられており、クランプ部がエアーアクチュエータにより駆動することで、板状物Ｗを図示しないフレームを介して挟時する。

研削手段１４０，１５０は、チャックテーブル１３１〜１３４に保持された板状物Ｗと研削砥石１４３，１５３とを相対回転させることでそれぞれ研削加工を行うものであり、研削手段１４０が粗研削用の研削機構であり、研削手段１５０が仕上げ研削用の研削機構である。各研削手段１４０，１５０は、研削ホイール１４１，１５１と、スピンドル１４２，１５２と、図示しない加工水供給手段をそれぞれ含んで構成されている。研削ホイール１４１，１５１は、円盤形状であり、板状物Ｗと対向する側に周方向に複数の研削砥石１４３，１５３が回転方向に垂直に取り付けられている。研削砥石１４３，１５３は、研削砥石１５３のほうが研削砥石１４３よりも目が細かく形成されている。研削ホイール１４１，１５１は、研削砥石１４３，１５３が板状物Ｗと接触した状態で、回転することにより、板状物Ｗを研削するものである。研削ホイール１４１，１５１は、スピンドル１４２，１５２に着脱自在に装着される。スピンドル１４２，１５２は、鉛直方向を回転軸として円筒形状のハウジング１４４，１５４に回転自在に支持されることで、鉛直方向を回転軸として研削ホイール１４１，１５１を回転可能に支持するものであり、ハウジング１４４，１５４に配設されているモータ１４５，１５５に連結されている。研削ホイール１４１，１５１は、モータ１４５，１５５により発生した回転力により回転駆動する。加工水供給手段は、研削手段１４０，１５０による研削加工の際に、加工水、本実施形態では研削水（少なくとも水を含む液体）を板状物Ｗと研削砥石１４３，１５３との間に供給するものである。つまり、研削手段１４０，１５０は、板状物Ｗに加工水を供給しながら加工処理である研削加工処理を施すものである。なお、研削ホイール１４１，１５１の外径（研削砥石１４３，１５３により研削加工ができる領域の外径）は、チャックテーブル１３１〜１３４に保持される板状物Ｗの外径以上に設定されている。

研削ホイール移動手段１６０，１７０は、チャックテーブル１３１〜１３４に保持された板状物Ｗに対して研削ホイール１４１，１５１を研削装置１００における鉛直方向に相対移動させるものである。研削ホイール移動手段１６０，１７０は、パルスモータ１６１，１７１により発生した回転力により、研削手段１４０，１５０を一対のガイドレール１６２，１７２によりガイドしつつ、ターンテーブル１３０に対して鉛直方向に移動させる。

洗浄手段１８０は、スピンナテーブル１８１を有し、研削後の板状物Ｗが載置され、保持される。スピンナテーブル１８１は、装置本体１０１に収納されている回転駆動源と連結されている。洗浄手段１８０は、ターンテーブル１３０のチャックテーブル１３１〜１３４に保持されていた研削後の板状物Ｗが第２搬送手段１９２によりスピンナテーブル１８１に搬送され、スピンナテーブル１８１に保持されると、回転駆動源が発生する回転力により、板状物Ｗを回転させ、図示しない洗浄液噴射装置から板状物Ｗに対して洗浄液を噴射することで洗浄する。つまり、洗浄手段１８０は、板状物Ｗに加工水を供給しながら加工処理である洗浄加工処理を施すものである。なお、洗浄手段１８０は、洗浄後の板状物Ｗに対して図示しない気体噴射装置から気体を噴射することで乾燥させてもよい。

搬送機構１は、カセット１１１，１１２および加工処理装置の間、本実施形態ではカセット１１１および中心合わせテーブル１２０の間と、洗浄手段１８０およびカセット１１２の間で板状物Ｗを搬送するものである。搬送機構１は、装置本体１０１内に収容されており、図２に示すように、保持部２と、駆動部３と、２つの板状物検出センサ４，５とを含んで構成されている。

保持部２は、研削前および研削後の板状物Ｗに当接するものであり、当接した板状物Ｗを吸引保持するものである。保持部２は、平板状に形成されており、常温の状態で加水分解を起こさない物質であるステンレス鋼などで形成されている。保持部２は、基部２１から第１支持部２２および第２支持部２３が同方向に突出したＵ字形状に形成されている。各支持部２２，２３は、板状物Ｗと対向する側に第１吸引部２４、第２吸引部２５がそれぞれ配設されている。各吸引部２４，２５は、板状物Ｗに直接当接する搬送パッドであり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、当接した板状物Ｗを吸引することで保持するものである。つまり、各吸引部２４，２５は、保持部２の板状物Ｗが当接する面であり、少なくとも板状物Ｗと当接する表面が耐加水分解性を有する物質で形成されている。ここで、板状物Ｗと当接する面とは、保持部２により板状物Ｗを吸引保持した際に、板状物Ｗと直接当接する部分をいう。また、耐加水分解性を有する物質とは、上記水酸化物イオンによるアルカリアタックにより加水分解を起こした結果、カルボキシル基を含む物質になりにくい、あるいはまったくならない物質をいう。耐加水分解性を有する物質とは、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＢ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）のうち少なくとも１種類から構成される物質である。

駆動部３は、保持部２を移動、本実施形態では、カセット１１１および中心合わせテーブル１２０の間と、洗浄手段１８０およびカセット１１２の間を移動させるものである。駆動部３は、第１アーム３１と、第２アーム３２と、保持部旋回手段３３と、第１アーム旋回手段３４と、第２アーム旋回手段３５と、鉛直方向移動手段３６とを含んで構成されている。

第１アーム３１は、保持部２との間に保持部旋回手段３３が連結され、第２アーム３２との間に第１アーム旋回手段３４が連結されている。第２アーム３２は、第１アーム３１との間に上記第１アーム旋回手段３４が連結され、鉛直方向移動手段３６との間に第２アーム旋回手段３５が連結されている。保持部旋回手段３３は、図示しない旋回駆動源が発生する回転力により保持部２を第１アーム３１に対して水平に旋回させるものである。第１アーム旋回手段３４は、図示しない旋回駆動源が発生する回転力により第１アーム３１を第２アーム３２に対して水平に旋回させるものである。第２アーム旋回手段３５は、図示しない旋回駆動源が発生する回転力により第２アーム３１を鉛直方向移動手段３６に対して水平に旋回させるものである。鉛直方向移動手段３６は、図示しない鉛直方向移動駆動源が発生する駆動力により保持部２を装置本体１０１に対して鉛直方向に移動、すなわち上下動させるものである。つまり、駆動部３は、保持部２を水平方向に旋回動作させるとともに、鉛直方向に上下動作させることで、カセット１１１，１１２の板状物Ｗを収納している収納箇所に移動することができ、中心合わせテーブル１２０および洗浄手段１８０のスピンナテーブル１８１に移動することができる。

板状物検出センサ４，５は、保持部２の板状物Ｗに当接する面側に配設され、板状物Ｗの存在を検出するものである。板状物検出センサ４，５は、各吸引部２４，２５の板状物Ｗと対向する側にそれぞれ配設されており、例えば静電容量センサや限定反射式センサなど、板状物Ｗに直接当接することを条件に板状物Ｗが保持部２に当接していることを検出するものである。つまり、板状物検出センサ４，５は、板状物Ｗと当接する面であり、少なくとも板状物Ｗと当接する表面が耐加水分解性を有する物質で形成されている。

次に、本実施形態に係る搬送機構１を用いた研削装置１００の加工動作について説明する。まず、オペレータが加工内容情報を登録し、研削加工の開始指示があった場合に、研削加工の動作を開始する。研削加工において、搬送機構１は、カセット１１１に収納されている研削前の板状物Ｗに対して保持部２を鉛直方向において対向するまで移動し、保持部２に板状物Ｗを当接させ、板状物検出センサ４，５により板状物Ｗが保持部２に当接したと検出すると、板状物Ｗと当接する各吸引部２４，２５により板状物Ｗを保持部２に吸引保持する。次に、搬送機構１は、中心合わせテーブル１２０まで吸引保持した板状物Ｗを搬送し、板状物Ｗの保持を解除して中心合わせテーブル１２０に板状物Ｗを載置する。次に、中心合わせテーブル１２０において板状物Ｗの中心の位置合わせが行われ、第１搬送手段１９１により搬入位置に位置するターンテーブル１３０のチャックテーブル１３１〜１３４に板状物Ｗが搬送され、搬送されたチャックテーブル１３１〜１３４により保持される。次に、ターンテーブル１３０が所定角度回転することで、板状物Ｗが研削手段１４０にまで搬送され、研削手段１４０により研削水が供給されながら粗研削が行われると、ターンテーブル１３０が再度所定角度回転し、粗研削が行われた板状物Ｗが研削手段１５０にまで搬送され、研削手段１５０により研削水が供給されながら仕上げ研削が行われる。このとき、研削後の板状物Ｗには研削液が付着した状態となる。次に、ターンテーブル１３０が再度所定角度回転することで、仕上げ研削が行われた板状物Ｗがターンテーブル１３０における搬出位置まで搬送され、第２搬送手段１９２により洗浄手段１８０に搬送され、スピンナテーブル１８１に載置され、洗浄手段１８０により洗浄液が供給されることで洗浄が行われる。このとき、洗浄後の板状物Ｗには洗浄液が付着した状態となる。次に、搬送機構１は、研削後の板状物Ｗに対して保持部２を鉛直方向において対向するまで移動させ、保持部２に板状物Ｗを当接させ、板状物検出センサ４，５により板状物Ｗが保持部２に当接したと検出すると、板状物Ｗと当接する各吸引部２４，２５により板状物Ｗを保持部２に吸引保持する。次に、搬送機構１は、カセット１１２まで吸引保持した板状物Ｗを搬送し、カセット１１２の空いている収納箇所に板状物Ｗを挿入し、板状物Ｗの保持を解除して板状物Ｗをカセット１１２に搬入する。

上記研削加工動作において、保持部２の板状物と当接する面、本実施形態では、各吸引部２４，２５および板状物検出センサ４，５の板状物Ｗと当接する表面は、板状物Ｗは研削液、洗浄液などの加工水に付着したあるいは付着していた板状物Ｗと当接することで、水環境下となる。ここで、板状物Ｗがニオブ酸リチウムで形成され、上記板状物Ｗと当接する面が耐加水分解性を有さない物質、例えばポリイミド（ＰＩ）で形成されている場合に生じる問題点について説明する。なお、耐加水分解性を有さない物質には、ポリイミド（ＰＩ）の他に、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などがある。

図３に示すように、板状物Ｗを形成するニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）は、常温の水（Ｈ_２Ｏ）環境下で、水素イオン（Ｈ^＋）とリチウムイオン（Ｌｉ^＋）とのイオン交換により、水酸化リチウムと（ＬｉＯＨ）と水酸化ニオブ（ＨＮｂＯ_３）となる。水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）は、イオン化合物であり電解質であることから、常温の水（Ｈ_２Ｏ）環境下で、リチウムイオン（Ｌｉ^＋）および水酸化物イオン（ＯＨ⁻）の解離が進む。つまり、板状物Ｗの表面には、水酸化物イオンが存在することとなり、板状物Ｗと保持部２が当接することで、板状物Ｗと当接する面を形成するポリイミド（ＰＩ）のイミド基に水酸化物イオン（ＯＨ⁻）がアルカリアタックし、イミド環の開環が進む、すなわち加水分解が生じ、イミノ基（ＮＨ）およびカルボキシル基（ＣＯＯＨ）が生成される。ここで、カルボキシル基（ＣＯＯＨ）を有する物質は、接着性を有しているため、その接着作用から板状物Ｗが保持部２に接着することがあり、例えば、搬送機構１により研削後の板状物Ｗをカセット１１２に搬入する搬入動作を５００枚程度繰り返し行うと、板状物Ｗが保持部２に接着してしまい、板状物Ｗの保持を解除してもカセット１１２に板状物Ｗを収納することができないという問題が生じていた。なお、板状物Ｗが銅（Ｃｕ）で形成されている場合は、常温の水（Ｈ_２Ｏ）環境下で、イオン交換により、水酸化銅と（Ｃｕ（ＯＨ）_２）と水素（Ｈ_２）となる。水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）_２）は、イオン化合物であり電解質であることから、常温の水（Ｈ_２Ｏ）環境下で、銅イオン（Ｃｕ_２ ^＋）および水酸化物イオン（ＯＨ⁻）の解離が進むこととなる。

しかしながら、本実施形態に係る搬送機構１は、板状物Ｗと当接する面である各吸引部２４，２５および板状物検出センサ４，５の板状物Ｗと当接する表面は、耐加水分解性を有する物質で形成されているため、水酸化物イオン（ＯＨ⁻）のアルカリアタックにより加水分解を生じることはないので、イミノ基（ＮＨ）およびカルボキシル基（ＣＯＯＨ）が生成されることを抑制することができる。従って、搬送機構１による研削後の板状物Ｗの搬送動作を繰り返し行っても、板状物Ｗと保持部２とが接着することを抑制することができる。これにより、板状物Ｗと保持部２とが接着することで、搬送動作による板状物Ｗの破損を抑制することができる。また、各吸引部２４，２５である搬送パッドは消耗品であり、寿命を考慮した定期交換前に、板状物Ｗと保持部２とが接着すること交換することを抑制することができ、ランニングコストを低減することができる。

なお、上記実施形態では、保持部２の板状物Ｗと当接するすべての面が耐加水分解性を有する物質で形成されているが、これに限定されるものではなく、一部が耐加水分解性を有する物質で形成されていてもよい。例えば、各吸引部２４，２５あるいは板状物検出センサ４，５のいずれか一方が耐加水分解性を有する物質で形成されていてもよい。また、上記実施形態では、保持部２による板状物Ｗの保持として各吸引部２４，２５による吸引保持としたが、これに限定されるものではなく、例えば機械的に把持することで、板状物Ｗを保持してもよい。この場合、把持の際に、板状物Ｗと当接する部分にパッドが用いられる場合は、このパッドを耐加水分解性を有する物質で形成することとなる。また、上記実施形態では、洗浄手段１８０を有する研削装置１００に搬送機構１を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、研削手段のみの研削装置、洗浄手段のみの洗浄装置、切削水を供給しながら切削ブレードにより板状物Ｗを切削する切削装置に用いてもよい。つまり、加工水を供給しながら加工処理を行う加工装置であれば、いずれの装置にも本実施形態に係る搬送機構を用いることで、上記効果を奏することができる。

１搬送機構
２保持部
２４第１吸引部
２５第２吸引部
３駆動部
４，５板状物検出センサ
１００研削装置
１１１，１１２カセット
１２０中心合わせテーブル
１３０ターンテーブル
１４０，１５０研削手段
１６０，１７０研削ホイール移動手段
１８０洗浄手段
１９１第１搬送手段
１９２第２搬送手段

Claims

常温の状態で加水分解を引き起こす板状物に加工水を供給しながら加工処理を施した後である加工後の前記板状物に当接して前記板状物を吸引保持する保持部と、前記保持部を移動させる駆動部とを備え、
前記保持部には、前記板状物に当接する面側に配設され、前記板状物の存在を検出する板状物検出センサを備え、
前記板状物と当接する面は、少なくとも耐加水分解性を有する物質で形成されていること
を特徴とする搬送機構。