JP2016072428A

JP2016072428A - ウエーハの保持方法

Info

Publication number: JP2016072428A
Application number: JP2014200252A
Authority: JP
Inventors: 徹雄久保; Tetsuo Kubo; 裕司越岡; Yuji Koshioka; 太一伊藤; Taichi Ito
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】ウエーハの中心をスピンナーテーブルの回転軸上に位置づけてウエーハを保持できるようにする。
【解決手段】ウエーハの保持方法は、３つの回動部材１１０をウエーハＷの中心に向かう径方向に移動させてウエーハＷの外周部Ｗｃに回動部材１１０のクランプ部１１０ａを接触させウエーハＷを保持する初期保持工程と、クランプ部１１０ａでウエーハＷを保持した状態においてクランプ部１１０ａをウエーハＷの外周側に向けてわずかに移動させてウエーハＷの径方向にかかる力を解放し、クランプ部１１０ａをウエーハＷの中心に向かう径方向に移動させてウエーハＷの外周部Ｗｃに回動部材１１０のクランプ部１１０ａを接触させウエーハＷを保持する保持工程とを備えるため、ウエーハＷの中心をスピンナーテーブル４の回転軸６の中心に位置づけて確実にウエーハＷを保持することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、エッジクランプ機構を用いてウエーハを保持する方法に関する。

ウエーハを搬送したり洗浄したりする際にウエーハを保持する手段としては、例えばウエーハを吸引保持する保持機構が用いられる。かかる保持機構は、ウエーハの一方の面を吸引保持する保持面を少なくとも備えている。しかし、保持機構による吸引保持においては、ウエーハの面に保持面が接触することにより、ウエーハの面にキズを付けたり汚れを付着させたりしてしまうことがある。このような問題を考慮して、ウエーハの面ではなく、ウエーハの外周（エッジ）を保持するエッジクランプ機構を用いることが提案されている。

エッジクランプ機構は、例えば、ウエーハを所望の位置に搬送する搬送手段や加工後のウエーハを洗浄する洗浄装置に搭載されて使用される。エッジクランプ機構を備える搬送手段としては、エッジクランプ機構を支持する作動アームを備え、エッジクランプ機構が、ウエーハの外周を保持する３個の保持部材と、これらの保持部材を放射方向に移動可能に支持する支持プレートとを備えるものがある（例えば、下記の特許文献１を参照）。このエッジクランプ機構では、少なくとも３つの保持部をウエーハの中心に向かって同距離移動させることにより、３つの保持部の重心とウエーハの中心とを一致させてウエーハの外周を保持することができる。

また、エッジクランプ機構を備える洗浄装置としては、洗浄装置の中央部に配設されたスピンナーテーブルの上部においてウエーハの外周を保持する保持部が均等間隔に少なくとも３つ配設されて構成されているものがある（例えば、下記の特許文献２を参照）。このエッジクランプ機構では、スピンナーテーブルにおいて３つの保持部の重心とウエーハの中心とが一致するようにウエーハの外周を保持することができる。

特許第４６３４９５０号公報特許第４０８９８３７号公報

しかしながら、上記したような洗浄装置にウエーハを搬送する際には、搬送手段の重心と、洗浄装置におけるエッジクランプ機構の保持部の重心とが一致している必要がある。仮に双方の重心が一致していないと、搬送手段が保持するウエーハの中心と洗浄装置におけるエッジクランプ機構の保持部の重心とが一致せず、スピンナーテーブルの回転軸上にウエーハの中心を位置づけることができない。つまり、保持部はバネの付勢力でウエーハを保持する構成としており、搬送手段が保持するウエーハの位置を維持して保持部がウエーハを保持したのちに搬送手段はウエーハを開放するため、スピンナーテーブルの回転軸上にウエーハの中心を位置づけることができない。このようにウエーハの中心位置がずれて保持された状態のままスピンナーテーブルを高速回転させて洗浄を開始すると、大きな振動が発生し、ウエーハを良好に洗浄できないという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、エッジクランプ機構によってウエーハを保持する際に、ウエーハの中心をスピンナーテーブルの回転軸上に位置づけできるようにすることを目的としている。

本発明は、少なくとも３つのクランプ部を円板状のウエーハの外周側から中心に向かう径方向に移動させクランプ部をウエーハの外周に接触させてウエーハを保持するウエーハの保持方法であって、クランプ部をウエーハの中心から外周側に向かう径方向に移動させてクランプ部を互いに離間させた後、ウエーハを所定の位置に配置するとともにクランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させてウエーハの外周に該クランプ部を接触させウエーハを保持する初期保持工程と、クランプ部でウエーハを保持した状態においてクランプ部をウエーハの外周側に向けてわずかに移動させてウエーハの中心に向かう径方向にかかる力を解放した後、クランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させてウエーハの外周にクランプ部を接触させウエーハを保持する保持工程とを備える。

本発明に係るウエーハの保持方法は、３つのクランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させウエーハの外周に接触させてウエーハを保持する初期保持工程と、クランプ部でウエーハを保持した状態においてクランプ部をウエーハの外周側に向けてわずかに移動させてウエーハの中心に向かう径方向にかかる力を解放した後、クランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させてウエーハの外周にクランプ部を接触させウエーハを保持する保持工程とを備えるため、初期保持工程において保持部の重心とウエーハの中心とが一致していない場合であっても、保持工程において保持部の重心とウエーハの中心とを一致させることができる。したがって、例えば洗浄装置に備えるスピンナーテーブルの回転軸の中心にウエーハの中心を位置づけウエーハを保持することができる。よって、ウエーハを確実に保持した状態でウエーハの洗浄及び乾燥を実施することが可能となる。

初期保持工程のうちスピンナーテーブルにウエーハを搬送する状態を示す断面図である。初期保持工程のうちクランプ部でウエーハを保持する状態を示す断面図である。保持工程のうちクランプ部をウエーハの外周側にわずかに移動させた状態を示す断面図である。保持工程のうちクランプ部でウエーハを保持する状態を示す断面図である。

図１に示すウエーハＷは、円板状の被加工物の一例である。ウエーハＷは、搬送手段１によってスピンナーテーブル４に搬送されて洗浄されるべき面である上面Ｗａ及び下面Ｗｂを有している。また、ウエーハＷは、エッジクランプ機構１０によってクランプされる外周（エッジ）部分が外周部Ｗｃとなっている。

搬送手段１は、搬送パッド２を有しており、搬送パッド２の内部に多孔質部材で形成される保持部３を備えている。この保持部３には、図示しない吸引源が接続され、保持部３の端面がウエーハＷの一方の面を吸引保持する保持面３ａとなっている。スピンナーテーブル４は、板状のクランプベース５を有している。クランプベース５の下部には、回転軸６が連結されており、回転軸６にはモータ７が接続されている。モータ７が回転軸６を回転させることにより、スピンナーテーブル４を所定の回転速度で回転させることができる。

エッジクランプ機構１０は、クランプベース５の周縁に沿って等間隔に少なくとも３つ配設されている。エッジクランプ機構１０は、ウエーハＷの外周部Ｗｃを保持するクランプ手段１１と、クランプ手段１１によってウエーハをクランプした状態を解除する解除手段１２と、解除手段１２を鉛直方向に昇降させる昇降シリンダ１３とを備えている。

クランプ手段１１は、クランプベース５の端部において軸部１１１を支点として中央部が回転可能に支持される回動部材１１０を備えている。回動部材１１０は、クランプベース５の周方向に均等な角度で３つ配設されている。回動部材１１０の上部には、凹状に形成されたクランプ部１１０ａが形成されており、このクランプ部１１０ａにウエーハＷの外周部Ｗｃを係合させて保持することができる。

回動部材１１０の下部の外周端には、作用部１１２が突出して形成されている。作用部１１２は、上方から外力を受けることにより軸部１１１を支点に回動部材１１０を回転させてクランプ部１１０ａをクランプベース５の外周側に開くことができる。クランプベース５の下部には、一端側が固定部１１４に固定され他端側が回動部材１１０の下部に連結されたバネ１１３を備えている。このバネ１１３によって回動部材１１０の下部がスピンナーテーブル４の外周側に向けて付勢されている。

解除手段１２は、洗浄液の飛散を防止するカバー部１２０と、回動部材１１０の作用部１１２を押し下げる押下げ部１２１とにより少なくとも構成されている。解除手段１２には、カバー部１２０とともに押下げ部１２１を上下方向に昇降させる昇降シリンダ１３が接続されており、昇降シリンダ１３が押下げ部１２１を下降させて作用部１１２を押し下げることで、軸部１１１を支点として回動部材１１０を回転させてクランプ部１１０ａをクランプベース５の外周側に開くことができる。

３つの回動部材１１０の下方には、クランプ手段１１によりウエーハＷが保持されているか否かを検出する光学式のセンサ８が配設されている。各センサ８は、その上方にクランプ手段１１の作用部１１２が存在するか否かに基づき、回動部材１１０によりウエーハＷの外周部Ｗｃを保持できているか否かを検出することができる。また、全てのセンサ８がこのように反応することにより、ウエーハＷの中心がスピンナーテーブル４の回転軸６上に位置づけられていると判断することができる。

以下では、エッジクランプ機構１０を用いてウエーハＷの外周部Ｗｃを保持するウエーハの保持方法について説明する。

初期保持工程
図１に示すように、搬送手段１を用いて加工後のウエーハＷをスピンナーテーブル４に搬送し、エッジクランプ機構１０によってウエーハＷの外周部Ｗｃを保持する。まず、各昇降シリンダ１３が作動し、解除手段１２を下降させ押下げ部１２１で作用部１１２を押下げる。これにより、３つの回動部材１１０が軸部１１１を支点にして回転し、スピンナーテーブル４の中心から外周側に向かう径方向に回動部材１１０を移動させる。

搬送手段１は、保持部３でウエーハＷを吸引保持し、所定の搬送位置にウエーハＷを搬送する。例えば、スピンナーテーブル４の中心から外周側に向けて各回動部材１１０を離間させておき、その各回動部材１１０の間の位置を所定の搬送位置として設定し、搬送手段１によってウエーハＷを二点鎖線に示す所定の搬送位置まで移動させる。

図２に示すように、昇降シリンダ１３によって解除手段１２を上昇させ、作用部１１２から押下げ部１２１を退避させる。これにより、バネ１１３が３つの回動部材１１０を付勢し、各回動部材１１０のクランプ部１１０ａをウエーハＷの中心に向かう径方向に均等に移動させ、ウエーハＷの外周部Ｗｃにクランプ部１１０ａを接触させて保持する。その後、搬送手段１は、保持部３におけるウエーハＷの吸引保持を解除する。

（２）保持工程
次に、スピンナーテーブル４の回転軸６の中心にウエーハＷの中心が一致するように位置を調整してウエーハＷの外周部Ｗｃを保持する。具体的には、図３に示すように、回動部材１１０でウエーハＷを保持している状態が解除されないように、昇降シリンダ１３によって、解除手段１２をわずかに下降させて押下げ部１２１で作用部１１２を押し下げる。そうすると、３つの回動部材１１０が軸部１１１を支点に回転し、スピンナーテーブル４の中心から外周側に向かう径方向に回動部材１１０のクランプ部１１０ａがわずかに移動し、ウエーハＷの外周部Ｗｃからクランプ部１１０ａが離反し、ウエーハＷの中心に向かう径方向にかかっている力を解放する。これにより、ウエーハＷが、クランプベース５の外側にわずかに開いた各回動部材１１０の間で径方向に移動できる状態となる。

この状態から、図４に示す昇降シリンダ１３は、解除手段１２を上昇させ、作用部１１２から押下げ部１２１を退避させる。これにより、バネ１１３が３つの回動部材１１０を付勢し、各回動部材１１０のクランプ部１１０ａをウエーハＷの中心に向かう径方向に均等に移動させることにより、ウエーハＷの外周部Ｗｃにクランプ部１１０ａを接触させて保持する。

ここで、全てのセンサ８が、その上方側に作用部１１２を検知できた場合、ウエーハＷの中心位置がスピンナーテーブル４の回転軸６の中心に位置づけられてウエーハＷの外周部Ｗｃを保持できていると判断する。一方、少なくとも１つのセンサ８がその上方側に作用部１１２を検知できない場合は、ウエーハＷの中心位置がスピンナーテーブル４の回転軸６の中心に位置づけられていないとして、全てのセンサ８が作用部１１２を検知するまで保持工程を繰返し行う。

このようにして、エッジクランプ機構１０によってウエーハＷの中心位置を回転軸６上に位置づけてウエーハＷを保持した後、モータ７が回転軸６を回転させ、スピンナーテーブル４を回転させる。続いて、ウエーハＷの上方側及び下方側から図示しない洗浄液ノズルを用いてウエーハＷの上面Ｗａ及び下面Ｗｂに向けて洗浄液を供給して上面Ｗａ及び下面Ｗｂに付着した加工屑を除去する。

なお、初期保持工程及び保持工程におけるウエーハＷのクランプ動作は、特に回数制限はなく、何度実施してもよい。

また、搬送手段１は、ウエーハＷの上方から吸引保持する全面吸着式の搬送手段として説明したが、この構成に限定されるものではなく、エッジクランプ式の搬送手段であってもよい。

以上のとおり、本発明のウエーハの保持方法は、ウエーハＷの外周部Ｗｃにクランプ部１１０ａを接触させて保持する初期保持工程を実施した後、３つの回動部材１１０のクランプ部１１０ａをスピンナーテーブル４の中心から外周側に向かう径方向にわずかに移動させてウエーハＷに対し径方向にかかっている力を解放した後、各回動部材１１０をウエーハＷの中心に向かう径方向に均等に移動させてウエーハＷを保持する保持工程を実施するため、搬送時にウエーハＷに位置ずれがあっても、ウエーハＷの中心をスピンナーテーブル４の回転軸６の中心に位置づけて確実にウエーハＷを保持することができる。
よって、ウエーハＷを洗浄及び乾燥する際に、スピンナーテーブル４を高速回転させても大きな振動が発生することはなく、回動部材１１０がウエーハＷの外周部Ｗｃに欠けを発生させることもない。

１：搬送手段２：搬送パッド３：保持部３ａ：保持面
４：スピンナーテーブル５：クランプベース６：回転軸７：モータ８：センサ
１０：エッジクランプ機構
１１：クランプ手段１１０：回動部材１１０ａ：クランプ部
１１１：軸部１１２：作用部１１３：バネ１１４：固定部
１２：解除手段１２０：カバー部１２１：押下げ部１３：昇降シリンダ

Claims

少なくとも３つのクランプ部を円板状のウエーハの外周側から中心に向かう径方向に移動させ該クランプ部をウエーハの外周に接触させてウエーハを保持するウエーハの保持方法であって、
該クランプ部をウエーハの中心から外周側に向かう径方向に移動させて該クランプ部を互いに離間させた後、ウエーハを所定の位置に配置するとともに該クランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させてウエーハの外周に該クランプ部を接触させウエーハを保持する初期保持工程と、
該クランプ部でウエーハを保持した状態において該クランプ部をウエーハの外周側に向けてわずかに移動させてウエーハの中心に向かう径方向にかかる力を解放した後、該クランプ部をウエーハの中心に向かう径方向に移動させてウエーハの外周に該クランプ部を接触させウエーハを保持する保持工程と、を備えるウエーハの保持方法。