JP2020203338A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットなどの搬送手段の保持面にゴミが付着しにくくすることにある。【解決手段】ロボット１５５が待機位置に配置されている場合に、ロボット１５５の保持面１５６が、第１の気流生成部５３によって生成された洗浄処理された気体の気流Ｓ１に平行な向きとなり、気流Ｓ１内に配される。これにより、ロボット１５５が待機しているときに、保持面１５６にゴミが付着しにくい。したがって、保持面１５６を介してウェーハにゴミが付着すること、および、チャックテーブルのテーブル面とウェーハとの間にゴミが介入することを抑制することができる。その結果、研削後のウェーハＷの破損を抑制することができる。また、保持面１５６に付着したゴミを洗浄する洗浄手段を設ける必要もない。【選択図】図２

Description

本発明は、加工装置に関する。

ウェーハを研削する研削装置には、ウェーハを棚状に収容したカセットからウェーハを引き出すロボットを備えているものがある。また、このような研削装置には、仮置きテーブル（ポジショニングテーブル）からチャックテーブルにウェーハを搬入するための搬入機構を備えているものもある（特許文献１〜３参照）。

特開２０１３−１２２９９５号公報 特開２０１３−１０５８２８号公報 特開２００５−３０２８３１号公報 特開２００３−０４５８４１号公報

上記のロボットは、通常、ウェーハを保持するための保持面を水平にして待機している。この待機中に、保持面にゴミが付着することがある。また、上記の搬入機構は、ウェーハを、その上面を吸引保持して搬送する。そのため、搬入機構の保持面は、下に向けられている。しかし、この保持面にも、ゴミが付着することがある。

このように、ロボットあるいは搬入機構の保持面にゴミが付着すると、チャックテーブルとウェーハとの間にゴミが介入し、研削後のウェーハが割れる可能性がある。

なお、特許文献４には、保持面に付着したゴミを洗浄する洗浄手段が記載されている。しかし、この洗浄手段は、洗浄ブラシ、研削板、モータおよび洗浄液供給手段等を備えた複雑な構造を有しているため、研削装置のコストアップを招来する。

本発明の目的は、ロボットや搬入機構などの搬送手段の保持面にゴミが付着しにくくすることにある。

本発明の加工装置（本加工装置）は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、被加工物を保持する保持面を有し、該保持面に保持された被加工物を搬送する搬送手段と、を備える加工装置であって、該搬送手段が待機位置に配置されている場合に、該搬送手段の該保持面が、洗浄処理された気体の気流に平行な向きとなる。
本加工装置は、前記洗浄処理された気体の気流を生成する気流生成部をさらに備えてもよい。

本加工装置では、搬送手段が待機位置に配置されている場合に、その保持面が、洗浄処理された気体の気流に平行な向きとなる。これにより、搬送手段が待機しているときに、その保持面にゴミが付着しにくい。したがって、保持面を介して被加工物にゴミが付着すること、および、保持手段と被加工物との間にゴミが介入することを抑制することができる。その結果、加工後の被加工物の破損を抑制することができる。
また、搬送手段の保持面に付着したゴミを洗浄する洗浄手段を配設する必要もない。

なお、本加工装置は、上記のような洗浄処理された気体の気流を生成する気流生成部をさらに備えてもよい。これにより、洗浄処理された気体の気流を、容易に生成および使用することができる。

研削装置の構成を示す斜視図である。 ロボットおよび第１の気流生成部を示す説明図である。 搬入機構および第２の気流生成部を示す説明図である。

図１に示す研削装置１は、加工装置の一例であり、被加工物としてのウェーハＷに対して、搬入処理、研削処理、洗浄処理および搬出処理を含む一連の処理を全自動で実施するように構成されている。

図１に示すウェーハＷは、たとえば、円形の半導体ウェーハである。ウェーハＷの表面Ｗａには、図示しないデバイスが形成されている。ウェーハＷの表面Ｗａは、図１においては下方を向いており、保護テープＴが貼着されることによって保護されている。ウェーハＷの裏面Ｗｂは、研削処理が施される被加工面となる。

研削装置１は、略矩形の第１の装置ベース１１、第１の装置ベース１１の後方（＋Ｙ方向側）に連結された第２の装置ベース１２、上方に延びるコラム１３、ならびに、第１の装置ベース１１および第２の装置ベース１２を覆う筐体１４を備えている。

第１の装置ベース１１の正面側（−Ｙ方向側）には、第２のカセットステージ１５２が設けられている。第２のカセットステージ１５２には、加工後のウェーハＷが収容される第２のカセット１５２ａが載置されている。また、第２のカセットステージ１５２の＋Ｘ側には、第２のカセットステージ１５２に隣接して、第１のカセットステージが取り付けられている（図示せず）。第１のカセットステージには、加工前のウェーハＷが収容される第１のカセット（図示せず）が載置されている。

第１のカセットおよび第２のカセット１５２ａは、内部に複数の棚を備えており、各棚に一枚ずつウェーハＷが収容されている。

第１のカセットおよび第２のカセット１５２ａの開口（図示せず）は、＋Ｙ方向側を向いている。これらの開口の＋Ｙ方向側には、ロボット（ロボットハンド）１５５が配設されている。ロボット１５５は、搬送手段の一例であり、ウェーハＷを保持する保持面１５６を有し、保持面１５６に保持されたウェーハＷを搬送する。
ロボット１５５は、保持面１５６に保持された加工後のウェーハＷを、第２のカセット１５２ａに搬入する。また、ロボット１５５は、第１のカセットから加工前のウェーハＷを保持面１５６によって取り出して、仮置きテーブル６１に載置する。

なお、図１では、待機位置に配置されているロボット１５５を示している。ロボット１５５は、待機位置に配置されている場合には、その保持面１５６を、Ｚ軸方向に平行とするように構成されている。
ここで、ロボット１５５を含む搬送手段の待機位置とは、たとえば、予め設定されている、ウェーハＷの搬送に関する動作を実施していないときにおける搬送手段の位置（姿勢を含む）である。

仮置きテーブル６１は、ウェーハＷを仮置きするためのものであり、ロボット１５５に隣接する位置に設けられている。仮置きテーブル６１には、複数の位置合わせ手段６３が配設されている。位置合わせ手段６３は、縮径する位置合わせピンであり、仮置きテーブル６１の径方向に沿って移動することにより、仮置きテーブル６１に裏面Ｗｂを上にして載置されたウェーハＷを、所定の位置に位置合わせ（センタリング）する。

仮置きテーブル６１に隣接する位置には、搬入機構３１が設けられている。搬入機構３１は、搬送手段の一例であり、ウェーハＷを保持するための、ＸＹ平面に平行な下向きの保持面（吸引パッド）３２を有し、保持面３２に保持されたウェーハＷを搬送する。
搬入機構３１の保持面３２は、ウェーハＷの裏面Ｗｂを吸引保持する。搬入機構３１は、仮置きテーブル６１に仮置きされたウェーハＷを保持面３２によって吸引保持して、チャックテーブル３０に搬送し、そのテーブル面３００に載置する。
なお、図１では、待機位置に配置されている搬入機構３１を示している。たとえば、搬入機構３１は、待機位置に配置されている場合には、その下向きの保持面３２を、第２の装置ベース１２の上方の所定位置に配置するように構成されている。

チャックテーブル３０は、保持手段の一例であり、ウェーハＷを吸着するテーブル面３００を備えている。テーブル面３００は、吸引源に連通されており、保護テープＴを介してウェーハＷを吸引保持する。チャックテーブル３０は、テーブル面３００にウェーハＷを保持した状態で、テーブル面３００の中心を通るＺ軸方向に延在する中心軸を中心として回転可能である。

チャックテーブル３０の周囲は、カバー３９によって囲まれている。このカバー３９には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３９ａが連結されている。そして、カバー３９および蛇腹カバー３９ａの下方には、図示しないＹ軸方向移動手段が配設されている。チャックテーブル３０は、このＹ軸方向移動手段によって、Ｙ軸方向に往復移動することが可能となっている。

第２の装置ベース１２上の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１３が立設されている。コラム１３の前面には、ウェーハＷを研削する研削手段７、および、研削手段７を研削送り方向であるＺ軸方向に移動させる研削送り手段２が設けられている。

研削送り手段２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２１、このＺ軸ガイドレール２１上をスライドするＺ軸移動テーブル２３、Ｚ軸ガイドレール２１と平行なＺ軸ボールネジ２０、Ｚ軸サーボモータ２２、および、Ｚ軸移動テーブル２３の前面（表面）に取り付けられたホルダ２４を備えている。ホルダ２４は、研削手段７を保持している。

Ｚ軸移動テーブル２３は、Ｚ軸ガイドレール２１にスライド可能に設置されている。図示しないナット部が、Ｚ軸移動テーブル２３の後面側（裏面側）に固定されている。このナット部には、Ｚ軸ボールネジ２０が螺合されている。Ｚ軸サーボモータ２２は、Ｚ軸ボールネジ２０の一端部に連結されている。

研削送り手段２では、Ｚ軸サーボモータ２２がＺ軸ボールネジ２０を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル２３が、Ｚ軸ガイドレール２１に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、Ｚ軸移動テーブル２３に取り付けられたホルダ２４、および、ホルダ２４に保持された研削手段７も、Ｚ軸移動テーブル２３とともにＺ軸方向に移動する。

研削手段７は、加工手段の一例であり、ホルダ２４に固定されたスピンドルハウジング７１、スピンドルハウジング７１に回転可能に保持されたスピンドル７０、スピンドル７０を回転駆動するモータ７２、スピンドル７０の下端に取り付けられたホイールマウント７３、および、ホイールマウント７３に支持された研削ホイール７４を備えている。

スピンドルハウジング７１は、Ｚ軸方向に延びるようにホルダ２４に保持されている。スピンドル７０は、チャックテーブル３０のテーブル面３００と直交するようにＺ軸方向に延び、スピンドルハウジング７１に回転可能に支持されている。

モータ７２は、スピンドル７０の上端側に連結されている。このモータ７２により、スピンドル７０は、Ｚ軸方向に延びる回転軸を中心として回転する。

ホイールマウント７３は、円板状に形成されており、スピンドル７０の下端（先端）に固定されている。ホイールマウント７３は、研削ホイール７４を支持する。

研削ホイール７４は、ホイールマウント７３と略同径を有するように形成されている。研削ホイール７４は、ステンレス等の金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）７４０を含む。ホイール基台７４０の下面には、全周にわたって、環状に配置された複数の研削砥石７４１が固定されている。研削砥石７４１は、チャックテーブル３０に保持されたウェーハＷの裏面Ｗｂを研削する。

チャックテーブル３０に隣接する位置には、厚み測定器３８が配設されている。厚み測定器３８は、研削中に、ウェーハＷの厚みを、たとえば接触式にて測定することができる。

研削後のウェーハＷは、搬出機構３６によって搬出される。搬出機構３６は、ウェーハＷを保持するための、ＸＹ平面に平行な下向きの保持面（吸引パッド）３７を有し、保持面３７に保持されたウェーハＷを搬送する。
搬出機構３６の保持面３７は、ウェーハＷの裏面Ｗｂを吸引保持する。搬出機構３６は、チャックテーブル３０に載置されている研削処理後のウェーハＷの裏面Ｗｂを保持面３７によって吸引保持し、チャックテーブル３０から搬出して、枚葉式のスピンナ洗浄ユニット２６のスピンナテーブル２７に搬送する。

スピンナ洗浄ユニット２６は、ウェーハＷを保持するスピンナテーブル２７、および、スピンナテーブル２７に向けて洗浄水および乾燥エアを噴射する各種ノズル（図示せず）を備えている。

スピンナ洗浄ユニット２６では、ウェーハＷを保持したスピンナテーブル２７が、第１の装置ベース１１内に降下される。そして、第１の装置ベース１１内で、ウェーハＷの裏面Ｗｂに向けて洗浄水が噴射されて、裏面Ｗｂがスピンナ洗浄される。その後、ウェーハＷに乾燥エアが吹き付けられて、ウェーハＷが乾燥される。

スピンナ洗浄ユニット２６によって洗浄されたウェーハＷは、ロボット１５５により、第２のカセット１５２ａに搬入される。

また、筐体１４における−Ｙ側の側面には、タッチパネル４０が設置されている。タッチパネル４０には、研削装置１の加工状況、および、研削装置１によるウェーハＷに対する加工に関する加工条件等の各種情報が表示される。また、タッチパネル４０は、加工条件等の各種情報を入力するためにも用いられる。このように、タッチパネル４０は、各種の情報を表示する表示手段（表示画面）として機能するとともに、情報を入力するための入力手段としても機能する。

また、研削装置１は、筐体１４の内部に、研削装置１の各部材を制御する制御手段３を備えている。制御手段３は、上述した研削装置１の各部材を制御して、ウェーハＷに対して、作業者の所望する加工を実施する。

また、研削装置１は、筐体１４の上面（＋Ｚ側の面）におけるロボット１５５の待機位置に対応する位置（ロボット１５５の待機位置の上方）に、第１の気流生成部５３を備えている。さらに、研削装置１は、第２の装置ベース１２上における搬入機構３１の近傍に、第２の気流生成部５６を備えている。
これら第１の気流生成部５３および第２の気流生成部５６は、洗浄処理された気体の気流を生成する。

第１の気流生成部５３は、比較的に薄い略直方体形状を有しており、図２に示すように、その上面（＋Ｚ側の面）５３ａに第１のフィルタ５４を有するとともに、内部に第１のファン５５を備えている。第１の気流生成部５３は、第１のファン５５を回転させることによって、上面５３ａから空気を取り込み、第１のフィルタ５４によって洗浄処理することによって、洗浄処理された気体の気流Ｓ１を生成する。第１の気流生成部５３は、洗浄処理された気体の気流Ｓ１を、第１のファン５５の回転によって、その下面（−Ｚ側の面）５３ｂから筐体１４の内部に向けて、Ｚ軸方向に沿って下方に吹き出す。

ここで、上述したように、また、ロボット１５５が待機位置に配置されている場合には、その保持面１５６は、Ｚ軸方向に平行となっている。このため、ロボット１５５が待機位置に配置されている場合には、その保持面１５６は、ロボット１５５の上方に位置する第１の気流生成部５３からの洗浄処理された気体の気流Ｓ１に平行な向きで、気流Ｓ１内に配される。

また、図３に示すように、第２の気流生成部５６は、略直方体形状を有しており、待機位置にある搬入機構３１の保持面３２に対向する第１の側面（−Ｘ側の側面）５６ａと、第１の側面５６ａに対向する第２の側面（＋Ｘ側の側面）５６ｂを有する。さらに、第２の気流生成部５６は、第２の側面５６ｂに第２のフィルタ５７を有するとともに、内部に第２のファン５８を備えている。

第２の気流生成部５６は、第２のファン５８を回転させることによって、第２の側面５６ｂから空気を取り込み、第２のフィルタ５７によって洗浄処理することによって、洗浄処理された気体の気流Ｓ２を生成する。第２の気流生成部５６は、洗浄処理された気体の気流Ｓ２を、第２のファン５８の回転によって、第１の側面５６ａから、ＸＹ平面に平行に吹き出す。

ここで、上記したように、搬入機構３１の保持面３２は、ＸＹ平面に平行な面である。このため、搬入機構３１が待機位置にある場合には、その保持面３２は、洗浄処理された気体の気流Ｓ２に平行な向きで、気流Ｓ２内に配される。

以上のように、本実施形態では、ロボット１５５および搬入機構３１が待機位置に配置されている場合に、ロボット１５５の保持面１５６および搬入機構３１の保持面３２が、それぞれ、洗浄処理された気体の気流Ｓ１およびＳ２に平行な向きとなり、気流Ｓ１およびＳ２内に配される。これにより、ロボット１５５および搬入機構３１が待機位置にあるときに、それぞれの保持面１５６および保持面３２にゴミが付着しにくい。

したがって、ロボット１５５の保持面１５６あるいは搬入機構３１の保持面３２を介して、ウェーハＷにゴミが付着すること、および、チャックテーブル３０のテーブル面３００とウェーハＷとの間にゴミが介入することを抑制することができる。その結果、研削後のウェーハＷの破損を抑制することができる。
また、ロボット１５５の保持面１５６および搬入機構３１の保持面３２に付着したゴミを洗浄する洗浄手段を配設する必要もない。

また、研削装置１は、洗浄処理された気体の気流を生成する気流生成部を、第１の気流生成部５３および第２の気流生成部５６として、自ら備えている。これにより、洗浄処理された気体の気流Ｓ１およびＳ２を、容易に生成および使用することができる。また、気流生成部は、洗浄処理された気体供給源に接続されたノズルから、洗浄処理された気体を保持面に平行な方向に噴射させ気流を生成してもよい。また、ノズルには、気体をイオン化させるイオナイザーを配置してもよい。

なお、本実施形態では、搬送手段の一例として、ロボット１５５および搬入機構３１を挙げている。これに加えて、搬出機構３６も、搬送手段の一例として構成されていてもよい。この場合、たとえば、搬出機構３６は、待機位置に配置されているときに、その下向きの保持面３７を、蛇腹カバー３９ａの上方に配置するように構成される。そして、研削装置１は、搬出機構３６の近傍に、洗浄処理された気体の気流を生成する第３の気流生成部を備える。第３の気流生成部は、待機位置にある搬出機構３６の保持面３７に向けて、この保持面３７と平行に、洗浄処理された気体の気流を吹き出す。

また、本実施形態に示した研削装置１における第１の気流生成部５３は、たとえば、筐体１４の上面に設けられたＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルターユニットであってもよい。また、研削装置１の筐体１４の上面におけるロボット１５５の上方部分を開放できる場合、第１の気流生成部５３は、研削装置１が設置されている部屋（クリーンルームなど）の天井に配設されてもよい。

また、本実施形態では、被加工物を加工する加工装置として、ウェーハＷを研削加工する研削装置１を例示している。これに代えて、加工装置は、たとえば、被加工物を切削加工する切削装置、被加工物をレーザー光によって加工するレーザー加工装置、被加工物をバイト切削するバイト切削装置、被加工物を洗浄および乾燥する洗浄装置、被加工物をチップに分割するためのエキスパンド装置、あるいは、被加工物にテープを取り付けるテープマウンタであってもよい。

１：研削装置、３：制御手段、
３０：チャックテーブル、３００：テーブル面、
３１：搬入機構、３２：保持面、
３６：搬出機構、３７：保持面、
１５５：ロボット、１５６：保持面、
５３：第１の気流生成部、５４：第１のフィルタ、５５：第１のファン、
５６：第２の気流生成部、５７：第２のフィルタ、５８：第２のファン、
Ｓ１，Ｓ２：気流、
Ｗ：ウェーハ

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、被加工物を保持する保持面を有し、該保持面に保持された被加工物を搬送する搬送手段と、を備える加工装置であって、
   該搬送手段が待機位置に配置されている場合に、該搬送手段の該保持面が、洗浄処理された気体の気流に平行な向きとなる、加工装置。
2. 前記洗浄処理された気体の気流を生成する気流生成部をさらに備える、
   請求項１記載の加工装置。

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