JP2023157377A - 搬送パッド - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェーハの垂れ下がりやウェーハの割断による不具合の発生を防いで、脆弱性のウェーハを安定して搬送することが可能な搬送パッドを提供する。【解決手段】脆弱性のウェーハ(90)の上面(92)を吸引保持して、チャックテーブル(14)に搬送する搬送パッド(40、70)であって、ウェーハの中央部分を吸引保持する中央吸引部(44)と、ウェーハの外周部分を吸引保持するリング状の外周吸引部(45、71)と、該中央吸引部と該外周吸引部とを配置するプレート(41)と、該中央吸引部と該外周吸引部とが吸引していないウェーハの上面を大気開放する大気開放エリア(50、72)と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、搬送パッドに関する。
チャックテーブルに保持されたウェーハを砥石で研削する研削装置は、搬送パッドでウェーハの上面を吸引保持してチャックテーブルに搬送する搬送機構を備えている。
研削装置で加工されるウェーハには反りが生じている場合がある。研削装置のチャックテーブルの保持面は、外周側から中央に進むにつれて高くなる円錐状の形状を有しており、ウェーハが反ったままの状態では、チャックテーブルに確実に保持させることができない。
この問題を解消するため、特許文献1に記載の発明では、ウェーハの中心部分のみを吸引保持する搬送パッドと、ウェーハの外周部分を押圧する環状の押圧部材とを組みわせた搬送機構を用いている。この搬送機構では、搬送パッドでウェーハの中心部分を吸引保持しながらチャックテーブルまで搬送し、押圧部材でウェーハの外周部分を押圧して反りを矯正しながら、チャックテーブルにウェーハを保持させる。
ウェーハの表面側の内部にレーザービームの集光点を位置付けてストリート(分割予定ライン)に沿って内部に改質層を形成した後、ウェーハの裏面側を研削するというウェーハの加工方法がある(例えば、特許文献2)。
また、切削ブレードを用いてウェーハの表面側に裏面まで貫通しない切削溝を形成した後、ウェーハの裏面側を研削して切削溝を表出させて複数のデバイスに個片化させるというウェーハの加工方法がある(例えば、特許文献3)。
上記のような改質層や切削溝を形成したウェーハは、改質層や切削溝に沿って割断されやすい脆弱性のウェーハであり、搬送の際に注意を要する。
例えば、改質層を形成したウェーハは、一方の面が中凹(中央側が凹んだ形状)で他方の面が中凸(中央側が凸の形状)に湾曲した形状になりやすい。中央部分のみを吸引保持する構成である特許文献1の搬送パッドは、このような湾曲した形状のウェーハを保持することができる。
しかし、改質層を形成したウェーハは、改質層に沿って割断されやすくなっているため、ウェーハの中心部分のみを吸引保持して搬送しているときに、振動や重力の影響で力が加わり、改質層に沿ってウェーハが割断されるおそれがある。搬送パッドで吸引保持していない領域(中央部分よりも外側)で割断が生じると、ウェーハの外周部分が垂れ下がり、チャックテーブルにウェーハを適切に受け渡して吸引保持させることができないという問題がある。
また、ウェーハの外周部分が垂れ下がるのを防止するために、ウェーハの上面全面を吸引面で吸引保持するタイプの搬送パッドを用いることが考えられる。しかし、ウェーハの上面全面を吸引保持すると、湾曲したウェーハが平坦になるが、その際に、ウェーハを平坦化させる力によって、改質層に沿って割断するおそれがある。すると、割断の際に屑が発生し、その屑が搬送パッドの吸引面に付着して、次のウェーハを吸引した際に、ウェーハ上のチップに屑が接触してチップの角に欠けが発生するという問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウェーハの垂れ下がりやウェーハの割断による不具合の発生を防いで、脆弱性のウェーハを安定して搬送することが可能な搬送パッドを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、脆弱性のウェーハの上面を吸引保持して、チャックテーブルに搬送する搬送パッドであって、ウェーハの中央部分を吸引保持する中央吸引部と、ウェーハの外周部分を吸引保持するリング状の外周吸引部と、該中央吸引部と該外周吸引部とを配置するプレートと、該中央吸引部と該外周吸引部とが吸引していないウェーハの上面を大気開放する大気開放エリアと、を備える。
該外周吸引部は、該プレートの下面から下方に突出して円弧環状で円周方向に延在するとともに、円周方向に複数配置する円弧環状部と、該円弧環状部の内側で該プレートの下面に開口して吸引源に連通可能な外周吸引口と、該外周吸引口を吸引源に連通する外周吸引路と、を備える。
該中央吸引部は、ウェーハを吸引した際に、吸引した領域においてウェーハが変形しないように、ウェーハの上面に接触する接触部を備える。
本発明の搬送パッドによれば、中央吸引部と外周吸引部によってウェーハの上面を吸引保持することによって、ウェーハの外周部分と中央部分の垂れ下がりを防ぐことができる。また、搬送パッドのうち中央吸引部と外周吸引部以外を大気開放エリアとしたことによって、ウェーハの割断を抑制できるとともに、仮に大気開放エリアの範囲でウェーハが割断しても搬送パッドに屑が付着しにくい。従って、ウェーハの垂れ下がりやウェーハの割断による不具合の発生を防いで、脆弱性のウェーハを安定して搬送可能な搬送パッドを得ることができる。
以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る搬送パッドについて説明する。図1は、搬送パッドを用いてウェーハの搬送を行う研削装置を示している。図2から図4は、第1の実施形態の搬送パッドの構成を示している。図5から図8は、第1の実施形態の搬送パッドによってウェーハをチャックテーブルへ搬送する動作を示している。図9及び図10は、第2の実施形態の搬送パッドの構成を示している。図11から図13は、ウェーハに改質層を形成する工程と、改質層を形成したウェーハを示している。
図1に示す研削装置1は、搬送パッドを備える加工装置の一例である。研削装置1は、外力による割断が発生しやすい脆弱性のウェーハ90に対して研削加工を行う。まず、図11から図13を参照して、脆弱性のウェーハ90について説明する。
ウェーハ90は、例えばシリコンなどからなる半導体ウェーハであり、表面91と裏面92を有する。ウェーハ90の表面91側には、格子状の複数の分割予定ライン93で区画された複数の領域内に、電子デバイスであるチップ94が形成されている(図13参照)。ウェーハ90の表面91全体を覆う保護テープ95が貼着されている。
レーザー加工装置80によって、ウェーハ90に改質層96を形成する。図11に示すように、レーザー加工装置80は、ウェーハ90を吸引保持するチャックテーブル81と、チャックテーブル81上のウェーハ90に向けてレーザービームLを照射するレーザー照射部82と、を有している。チャックテーブル81は、水平方向の移動と、上下方向に向く軸を中心とする回転が可能である。レーザー照射部82は、レーザー光源(図示略)から発したレーザービームLを集光して照射させる集光器83を備えている。レーザービームLは、ウェーハ90の材質に対して透過性を有するパルスレーザービームである。
レーザー加工装置80で行う改質層形成工程では、ウェーハ90は、保護テープ95(表面91)側をチャックテーブル81の保持面に載せて保持される(図11参照)。つまり、ウェーハ90の裏面92を上向きにして保持する。チャックテーブル81の保持面上の吸引孔に連通する吸引源(図示略)を作動させ、ウェーハ90をチャックテーブル81の保持面に吸引保持する。撮像装置等を用いて、ウェーハ90に形成されている分割予定ライン93を検出し、分割予定ライン93に沿ってレーザービームLを照射できるようにレーザービーム照射位置のアライメントを行う。
複数の分割予定ライン93のうち所定の分割予定ライン93の一端を、レーザー照射部82の集光器83の直下に位置付ける(図11参照)。そして、集光器83から照射されるレーザービームLの集光点Pを、ウェーハ90の厚みの内部の所定位置に合わせる。
続いて、レーザー照射部82の集光器83からウェーハ90内の集光点PにレーザービームLを照射しながら、チャックテーブル81を送り方向Mへ所定の送り速度で移動させる。図12に示すように、レーザー照射部82の集光器83からの照射位置が分割予定ライン93の他端に達したら、レーザー照射部82からのレーザービームLの照射を停止し、送り方向Mへのチャックテーブル81の移動を停止する。
これにより、ウェーハ90の内部には、分割予定ライン93に沿ってウェーハ90が改質された改質層96が形成される。改質とは、レーザービームLの照射によって、ウェーハ90の内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となることを意味しており、改質の結果、改質層96は周囲よりも強度が低下した領域になる。
1つの分割予定ライン93に沿って改質層96を形成したら、チャックテーブル81とレーザー照射部82の位置関係を変更して、次の分割予定ライン93の一端を、レーザー照射部82の集光器83の直下に位置付ける。そして、次の分割予定ライン93に沿って改質層96を形成する。このようにして、格子状の全ての分割予定ライン93に沿って改質層96を形成することによって、図13に示すウェーハ90になる。この状態のウェーハ90に所定の外力を加えると、改質層96により強度が低下した分割予定ライン93に沿って割断され、個々のチップ94を含む区画に個片化される。つまり、割断されやすい脆弱性のウェーハ90になる。
なお、改質層96は、チップ94等のデバイスが形成されるウェーハ90の表面91近くの内部に形成される。従って、脆弱性のウェーハ90は、表面91側が中凸(中央側が凸の形状)で、裏面92側が中凹(中央側が凹んだ形状)の形状になっている(図5参照)。
なお、脆弱性のウェーハの形成は、以上の加工方法に限定されるものではない。例えば、脆弱性のウェーハを得るための加工として、レーザービームLの照射により改質層96を形成する以外に、切削ブレードを用いてウェーハの表面側に裏面まで貫通しない切削溝を形成するハーフカット加工を行ってもよい。全ての分割予定ライン93に沿ってハーフカット加工で切削溝を形成することによって、分割予定ライン93に沿って割断されやすい脆弱性のウェーハになる。
レーザー加工装置80での改質層形成工程を経た脆弱性のウェーハ90は、図1に示す研削装置1に搬送されて、所定の厚みになるまで裏面92が研削される。研削装置1は、被加工物であるウェーハ90に対して搬入処理、研削加工、洗浄処理、搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。ウェーハ90は、カセットCに収容された状態で研削装置1に搬入される。
研削装置1におけるX軸方向、Y軸方向、Z軸方向は互いに垂直な関係にある。X軸方向とY軸方向は略水平な方向であり、Z軸方向は上下方向(垂直方向)である。X軸方向を示す両矢線のうち、Xの文字が付されている側を前方とし、Xの文字が付されていない側を後方とする。Y軸方向を示す両矢線のうち、Yの文字が付されている側を左方とし、Yの文字が付されていない側を右方とする。Z軸方向を示す両矢線のうち、Zの文字が付されている側を上方とし、Zの文字が付されていない側を下方とする。
研削装置1の基台10の前側には、複数枚のウェーハ90を収容可能なカセットCが載置されている。カセットCの後方には、カセットCに対してウェーハ90を出し入れするロボットハンド11が設けられている。ロボットハンド11の左右斜め後方には、加工前のウェーハ90を載せる仮置きテーブル12と、加工済みのウェーハ90(研削されたウェーハ90)を洗浄するスピン洗浄機構13とが設けられている。
ロボットハンド11は、多節リンクからなるアーム部111の先端にハンド部112を設けて構成されている。ロボットハンド11によって、カセットCから仮置きテーブル12に加工前のウェーハ90が搬送されるとともに、スピン洗浄機構13からカセットCに加工済みのウェーハ90が搬送される。
ロボットハンド11によって仮置きテーブル12に搬送されたウェーハ90は、その中心が仮置きテーブル12の中心に一致するように位置決めされる。
スピン洗浄機構13は、スピンナーテーブル131に向けて洗浄水及び乾燥エアを噴射するノズル132を備えている。スピン洗浄機構13では、スピンナーテーブル131上に保持されたウェーハ90に対してノズル132から洗浄水が噴射されてウェーハ90を洗浄し、洗浄後にノズル132から乾燥エアが吹き付けられてウェーハ90を乾燥させる。
Y軸方向で仮置きテーブル12とスピン洗浄機構13の間には、加工前のウェーハ90を仮置きテーブル12からチャックテーブル14に搬入する第1搬送機構15と、加工済みのウェーハ90をチャックテーブル14からスピン洗浄機構13に搬出する第2搬送機構16とが設けられている。第1搬送機構15と第2搬送機構16にはそれぞれ、ウェーハ90を吸引保持する搬送パッド40が装着される。搬送パッド40を含む第1搬送機構15及び第2搬送機構16の詳細構成については後述する。
研削装置1の後方側における基台10の上面には、X軸方向に延在する矩形状の開口が形成されている。この開口は、チャックテーブル14とともにX軸方向に移動可能な移動板17及び蛇腹状の防水カバー18に覆われている。防水カバー18の下方には、チャックテーブル14をX軸方向に移動させるテーブル移動機構(図示略)が設けられている。テーブル移動機構は、X軸方向に延びるボールネジを備え、ボールネジを回転させると移動板17がX軸方向に進退する。
チャックテーブル14は、テーブル回転手段(図示略)に連結されており、テーブル回転手段の駆動によって、Z軸方向に向く軸を中心として回転することが可能である。図8に示すように、チャックテーブル14は、枠体141と、枠体141の上面側の凹部内に取り付けた円板状のポーラス板142とを備えている。
ポーラス板142は、セラミックス等の多孔質材からなり、微細な気孔が全体に亘って形成されている。枠体141の凹部内にポーラス板142が嵌め込まれることで、枠体141の上面とポーラス板142の上面とが面一となる。ポーラス板142の上面は、ウェーハ90を吸引保持する保持面143を構成する。保持面143は、径方向の外周側から中央に進むにつれて高くなる円錐状の形状を有している。
枠体141には、ポーラス板142に連通する流路144が形成されている。流路144は、開閉バルブ201、211及び221を介して、吸引源20、空気供給源21及び水供給源22に接続されている。
開閉バルブ201を開いて吸引源20を作動させると、流路144を介してポーラス板142側の空気が吸引されて、保持面143に作用する吸引力によってウェーハ90を下方から吸引保持することができる。
開閉バルブ211を開いて空気供給源21を作動させると、流路144を経由して供給された空気が保持面143から噴出する。開閉バルブ221を開いて水供給源22を作動させると、流路144を経由して供給された水が保持面143から噴出する。空気供給源21と水供給源22を同時に作動させて、空気と水の混合流体を保持面143から噴出させることも可能である。
基台10の後部に立設したコラム23には、チャックテーブル14に対して研削機構24を接近及び離間させる方向(Z軸方向)に移動させる昇降機構25が設けられている。
昇降機構25は、コラム23の前面側に配置されてZ軸方向に延びる平行な一対のガイドレール251と、一対のガイドレール251に対してZ軸方向へスライド可能に設置された昇降テーブル252と、Z軸方向に延びて昇降テーブル252の螺合部(図示略)に螺合するボールネジ253と、を備えている。ボールネジ253の一端部に連結されたモータ254の駆動力によってボールネジ253が回転されることで、昇降テーブル252がZ軸方向に移動する。
研削機構24は、ハウジング241を介して昇降テーブル252の前面に取り付けられており、スピンドルユニット242で研削ホイール243を回転させるように構成されている。スピンドルユニット242は、例えばエアスピンドルであり、ケーシングの内側で高圧エアを介してスピンドル軸244を回転可能に支持している。スピンドル軸244はZ軸方向に延びる軸体である。
スピンドル軸244の先端(下端)にはマウント245が連結されており、マウント245に研削ホイール243が装着されている。研削ホイール243の下面側には複数の研削砥石246が環状に設けられている。研削機構24は、チャックテーブル14に吸引保持された状態のウェーハ90の裏面92を研削砥石246によって研削する。
研削装置1には、装置各部を統括制御する制御部30が設けられている。制御部30は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。制御部30は、例えば、Z軸方向への研削機構24の研削送り量、研削送り速度、研削ホイール243の回転速度等を制御し、ウェーハ90の厚みが仕上げ厚みに達するまで研削を実行させる。また、制御部30は、ロボットハンド11、第1搬送機構15及び第2搬送機構16によるウェーハ90の搬送動作や、スピン洗浄機構13によるウェーハ90の洗浄動作等を制御する。
以下に説明する研削装置1の各部の動作について、制御の主体が明記されていない場合は、制御部30から送られる制御信号によって動作が制御されているものとする。
以上のように構成される研削装置1では、ロボットハンド11によってカセットC内からウェーハ90(レーザー加工装置80によって改質層96を形成したもの)が仮置きテーブル12に搬送される。続いて、第1搬送機構15の搬送パッド40でウェーハ90の裏面92を吸引保持した状態で、第1搬送機構15によって仮置きテーブル12からチャックテーブル14上にウェーハ90が搬入される。チャックテーブル14は、第1搬送機構15の搬送パッド40からウェーハ90を受け渡される際に、移動板17の移動によって、第1搬送機構15の近傍(X軸方向の前方寄り)の受け渡し位置に位置付けられる。
図8に示すように、第1搬送機構15によって搬送されたウェーハ90は、改質層96(表面91)側を下方に向け、裏面92側を上方に向けて、チャックテーブル14の保持面143上に載せられる。つまり、研削装置1での加工時には、保護テープ95が下面で、裏面92が上面となる。開閉バルブ201が開かれて吸引源20が流路144に連通して、チャックテーブル14の保持面143に吸引力が作用する。この吸引力によって、保持面143上にウェーハ90が吸引保持される。
ウェーハ90を吸引保持したチャックテーブル14が、テーブル移動機構によってX軸方向の後方側に移動されて、研削機構24の下方の加工位置に位置付けられる。続いて、昇降機構25によって研削機構24を下降させて研削砥石246をウェーハ90の裏面92に接触させ、スピンドルユニット242によって研削ホイール243を回転させて、研削砥石246によってウェーハ90を押圧しながら裏面92側を研削する。ウェーハ90の裏面92側が所望の厚みまで研削されると、研削ホイール243の回転を停止し、昇降機構25によって研削機構24を上昇させてチャックテーブル14上のウェーハ90から研削砥石246を離間させて、研削加工を終了する。
研削加工後は、テーブル移動機構によってチャックテーブル14がX軸方向の前方側に移動されて、第2搬送機構16の近傍の受け渡し位置にチャックテーブル14を位置付ける。開閉バルブ201が閉じられて吸引源20との連通が解除され、チャックテーブル14の保持面143からウェーハ90への吸引力が作用しないようにし、チャックテーブル14から第2搬送機構16の搬送パッド40にウェーハ90を受け渡し可能にする。
第2搬送機構16の搬送パッド40でウェーハ90の裏面92を吸引保持した状態で、空気供給源21を作動させるとともに開閉バルブ211を開いて、チャックテーブル14の保持面143からウェーハ90の下面(保護テープ95)に向けて空気を供給する。また、水供給源22を作動させるとともに開閉バルブ221を開いて、チャックテーブル14の保持面143からウェーハ90の下面(保護テープ95)に向けて水を供給してもよい。これにより、保持面143側からの空気と水の混合流体の圧力によってウェーハ90を押し上げて、保持面143からウェーハ90が離れる。
第2搬送機構16によって、チャックテーブル14からウェーハ90が搬出されて、スピン洗浄機構13にウェーハ90が搬送される。スピンナーテーブル131にウェーハ90を載せると、第2搬送機構16の搬送パッド40によるウェーハ90の吸引保持を終了して、第2搬送機構16からスピン洗浄機構13にウェーハ90が受け渡される。そして、スピン洗浄機構13でウェーハ90の洗浄が行われる。
続いて、洗浄後のウェーハ90が、ロボットハンド11によって、スピンナーテーブル131から搬出されて、カセットCに収容される。なお、図1ではカセットCを1つのみ示しているが、加工前のウェーハ90を収容するカセットCと、加工後のウェーハ90を収容するカセットCを別々に備えてもよい。
ところで、改質層96が形成されたウェーハ90は、図5に示すように、裏面92側が中凹(中央側が凹んだ形状)で、表面91及び保護テープ95側が中凸(中央側が凸の形状)に湾曲した形状になっている。つまり、表面91を下向きにした状態のウェーハ90は、外周部分が上方に反り上がった形状になりやすい。また、改質層96が形成されたウェーハ90は、外力が加わると改質層96(分割予定ライン93)に沿って割断されやすい脆弱性を有する。本実施形態の研削装置1における第1搬送機構15及び第2搬送機構16には、このような特性を持つウェーハ90を安定的に保持して、垂れ下がりや割断を抑制しながら搬送することが可能な搬送パッド40が装着されている。以下では主に第1搬送機構15について詳細に説明するが、第2搬送機構16も第1搬送機構15と同様の構成を有している。
搬送パッド40は、本発明を適用した第1の実施形態の搬送パッドである。図2から図4に示すように、搬送パッド40は円板状のプレート41を有する。
図2に示すように、プレート41の上面411の中央には、上方に向けて突出する筒状部42が設けられている。また、プレート41の上面411には、筒状部42を囲む配置で、3つのスライド軸43が設けられている。
図3に示すように、プレート41の下面412には、ウェーハ90の中央部分を吸引保持する中央吸引部44と、ウェーハ90の外周部分を吸引保持するリング状の外周吸引部45とが配置されている。中央吸引部44は下面412の中央に位置しており、外周吸引部45は下面412の外周部分(外縁)に位置している。
中央吸引部44には、下向きに開口する中央吸引口441が形成され、中央吸引口441を同心状に囲む複数の円筒状の接触部442と、接触部442の外側の環状部443とが設けられている。本実施形態では二重の接触部442を設けている。接触部442及び環状部443は、弾性的に変形が可能で空気の通過を遮断するゴム等の材質で形成されている。
外周吸引部45は、プレート41の円周方向で4つの円弧状領域に分割して設けられている。外周吸引部45の個々の領域は、下向きに開口する外周吸引口451と、外周吸引口451を囲む円弧環状部452とを有している。円弧環状部452は、プレート41の下面412から下方に突出して円弧環状で円周方向に延在しており、外周吸引口451の内周側、外周側、円周方向の両端を囲む形状の突出部である。つまり、プレート41の円周方向に延在する複数(4つ)の円弧環状部452が配置され、各円弧環状部452の内側でプレート41の下面412に開口する外周吸引口451が形成されている。円弧環状部452は、弾性的に変形が可能で空気の通過を遮断するゴム等の材質で形成されている。
接触部442及び環状部443の下面(先端)と円弧環状部452の下面(先端)は、Z軸方向で略同じ位置にある。
図4に示すように、プレート41の内部には、中央吸引路46と外周吸引路47が形成されている。筒状部42の内側に形成されてZ軸方向に延びる吸引路421に中央吸引路46が連通しており、中央吸引路46の下端に中央吸引口441が形成されている。吸引路421からプレート41の外周側に向けて径方向に外周吸引路47が延びており、外周吸引路47の先端が下方に向けて屈曲して外周吸引口451に連通している。外周吸引路47は、外周吸引口451及び円弧環状部452とともに外周吸引部45を構成する。
吸引路421は、開閉バルブ481を介して吸引源48に接続され、開閉バルブ491を介して空気供給源49に接続されている。開閉バルブ481を開くことによって、中央吸引口441と外周吸引口451が吸引源48に連通される。開閉バルブ491を開くことによって、中央吸引口441と外周吸引口451が空気供給源49に連通される。開閉バルブ481を開いた状態で吸引源48を駆動すると、中央吸引口441と外周吸引口451から中央吸引路46と外周吸引路47へ向けて空気が吸引される。開閉バルブ491を開いた状態で空気供給源49を駆動すると、中央吸引路46と外周吸引路47を経由して中央吸引口441と外周吸引口451から空気が噴出される。
プレート41の下面412側には、中央吸引部44と外周吸引部45の間の領域に、大気開放エリア50が形成されている。図3に示すように、大気開放エリア50は、プレート41の下面412と、環状部443の外周面と、円弧環状部452の内周面とによって囲まれる領域である。大気開放エリア50は、円周方向で4つに分割して設けられた円弧環状部452の間の隙間51を通じて、プレート41の外周側の大気に通じている。
中央吸引部44と外周吸引部45をウェーハ90に接触させた状態(図6から図8)で、大気開放エリア50は、中央吸引口441と外周吸引口451に対して環状部443と円弧環状部452によって隔てられている。従って、中央吸引口441と外周吸引口451から空気を吸引したときに、中央吸引部44と外周吸引部45の箇所のみでウェーハ90が吸引され、大気開放エリア50には吸引力が作用しない。さらに、大気開放エリア50は隙間51を介して大気に通じているため、仮に中央吸引口441や外周吸引口451からの吸引力が多少リークしても、大気開放エリア50の内圧は大きく変化せず、大気開放エリア50に吸引力が作用しない状態を維持できる。
第1搬送機構15は、搬送パッド40の移動を行わせる移動機構60を備えている。移動機構60により行わせる搬送パッド40の移動は、Z軸方向の昇降動作と、Z軸方向に延びる垂直軸を中心とする旋回動作である。移動機構60で行わせる旋回動作によって、搬送パッド40を、仮置きテーブル12の上方の位置と、チャックテーブル14(X軸方向の前側の受け渡し位置でのチャックテーブル14)の上方の位置とに移動させることができる。また、移動機構60で行わせる昇降動作によって、仮置きテーブル12とチャックテーブル14に対して搬送パッド40をZ軸方向に接近させたり離間させたりすることができる。
移動機構60は、搬送パッド40を支持するアーム61を備えている。アーム61は水平方向に延びており、アーム61の先端側には、搬送パッド40の筒状部42を囲むリング部611が設けられている(図2参照)。リング部611には、Z軸方向に貫通する3つの貫通穴612(図4から図8において2つのみを示す)が形成されている。3つの貫通穴612は、搬送パッド40の中心を通る垂直軸を中心とする円周方向に略等間隔で設けられる。各貫通穴612にはスライド軸43が貫通している。スライド軸43の上端には径が大きい頭部431を有しており、頭部431がリング部611の上面に当接可能である。
搬送パッド40におけるプレート41の上面411と、アーム61におけるリング部611の下面との間に、各スライド軸43を囲む円筒形状のコイルバネ62が配置されている。各コイルバネ62は、アーム61に対して搬送パッド40を下方に付勢し、スライド軸43の頭部431がリング部611の上面に押し付けられる。これにより、搬送パッド40がアーム61に対してZ軸方向で一定の位置に保持される。また、搬送パッド40が下方からの押圧力を受けると、コイルバネ62を収縮させながら、搬送パッド40がアーム61に接近する(上方へ移動する)ことが可能である。
アーム61のうちリング部611とは反対側の端部には、Z軸方向に延びるアーム支持部63が接続されている。アーム支持部63は、昇降駆動部によってZ軸方向へ昇降移動される。図5から図8に示すように、昇降駆動部は、ガイド部64、ボールネジ65、モータ66、エンコーダ67を備える。
Z軸方向へ延びるガイド部64に対して、アーム支持部63の被ガイド部631がZ軸方向へ移動可能に支持される。アーム支持部63の螺合部632が、Z軸方向へ延びるボールネジ65に螺合している。ボールネジ65の一端に接続しているモータ66の駆動力により、ボールネジ65が回転する。ボールネジ65が回転して螺合部632に力が加わると、アーム支持部63がガイド部64に沿ってZ軸方向へ移動する。
モータ66の駆動方向と駆動量はエンコーダ67を介して検出される。エンコーダ67の検出信号は制御部30に入力される
図5から図8を参照して、搬送パッド40を装着した第1搬送機構15によるウェーハ90の搬送について説明する。この搬送は、仮置きテーブル12上に載せられたウェーハ90を、チャックテーブル14に受け渡すまでの動作である。
図5に示すように、ウェーハ90は、保護テープ95が貼着された表面91を下向きにし、裏面92を上向きにして、仮置きテーブル12上に載置される。改質層96が形成されたウェーハ90は、裏面92側が中凹で、表面91(保護テープ95)側が中凸で、外周部分が上側に反り上がった湾曲形状になっている。
ウェーハ90を載せた仮置きテーブル12の上方に搬送パッド40を位置付ける。そして、移動機構60のモータ66を駆動させてボールネジ65を回動させ、アーム61及びアーム支持部63を下方に移動させる。この移動によって、搬送パッド40が下降して、仮置きテーブル12上のウェーハ90の裏面92に接近する。
搬送パッド40が下降すると、搬送パッド40のうち中央吸引部44の接触部442及び環状部443と外周吸引部45の円弧環状部452とが、ウェーハ90の裏面92(上面)に接触する。接触部442、環状部443、円弧環状部452がウェーハ90の裏面92に接触した時点から、移動機構60によってさらにアーム61及びアーム支持部63を下方に移動させる。これにより、図6に示すように、スライド軸43に沿ってアーム61が下方に移動して、リング部611の下面とプレート41の上面411との間隔が小さくなり、コイルバネ62を収縮させて、搬送パッド40によってウェーハ90を仮置きテーブル12に押し付ける。
ウェーハ90は、搬送パッド40の接触部442と環状部443と円弧環状部452によって仮置きテーブル12に向けて押し付けられることによって湾曲が矯正される。但し、環状部443と円弧環状部452の間の領域は、ウェーハ90に対して接触しない大気開放エリア50であるため、接触部442及び環状部443が接触する中央部分と、円弧環状部452が接触する外周部分以外では、ウェーハ90は搬送パッド40からの押圧を受けない。これにより、ウェーハ90の全体を無理に平坦化させるような力が加わらず、脆弱性のウェーハ90における割断の発生が抑制される。
また、環状部443と円弧環状部452はいずれも弾性的に変形可能なゴム等の材質からなるため、ウェーハ90の裏面92に対して環状部443と円弧環状部452が気密性をもって密着し、中央吸引口441と外周吸引口451が大気や大気開放エリア50に連通することを防止して、中央吸引部44と外周吸引部45でウェーハ90を確実に吸引保持できる。
ウェーハ90に対して接触部442と環状部443と円弧環状部452が適切な圧力で押し付けられた段階で、モータ66の駆動を停止する。ウェーハ90への押し付けが完了するまでの搬送パッド40及びアーム61の移動量は、エンコーダ67からの信号に基づいてモータ66の駆動量を検出及び制御することによって管理する。
搬送パッド40の接触部442と環状部443と円弧環状部452がウェーハ90に押し付けられた状態で、吸引源48を作動させるとともに開閉バルブ481を開く。これにより、中央吸引路46と外周吸引路47を通して中央吸引口441と外周吸引口451から空気が吸引されて、中央吸引部44と外周吸引部45に作用する吸引力によって、ウェーハ90の裏面92が搬送パッド40に吸引保持される。より詳しくは、吸引力によって、ウェーハ90の裏面92が、接触部442と環状部443と円弧環状部452のそれぞれの下面に密着する。大気開放エリア50は、中央吸引口441と外周吸引口451に対して環状部443と円弧環状部452によって隔てられており、さらに隙間51を通して大気に連通しているので、大気開放エリア50の領域ではウェーハ90に対する吸引力が作用しない。このように、ウェーハ90は中央部分と外周部分のみが搬送パッド40に吸引保持された状態になる。
続いて、図7に示すように、移動機構60のモータ66を駆動させてボールネジ65を回動させ、アーム61及びアーム支持部63を上方に移動させる。この移動によって、ウェーハ90の裏面92を吸引保持した搬送パッド40が上昇して、仮置きテーブル12からウェーハ90が離れる。
搬送パッド40に保持されて仮置きテーブル12から離れたウェーハ90は、中央吸引部44によって吸引保持される中央部分と、外周吸引部45によって吸引保持される外周部分が、それぞれ下方へ垂れ下がらずに搬送される。
第1搬送機構15は、ウェーハ90を吸引保持した搬送パッド40を仮置きテーブル12の上方へ移動させてから、さらに移動機構60において旋回動作を行わせて、搬送パッド40をチャックテーブル14の上方に位置付ける。このとき、チャックテーブル14は、X軸方向で第1搬送機構15に接近した受け渡し位置に位置付けられている。
搬送パッド40がチャックテーブル14の上方に達したら、移動機構60のモータ66を駆動させてボールネジ65を回動させ、アーム61及びアーム支持部63を下方に移動させる。そして、図8に示すように、搬送パッド40に吸引保持されたウェーハ90のうち下方を向く保護テープ95側を、チャックテーブル14の保持面143上に載せる。
搬送パッド40がチャックテーブル14の保持面143に載せられると、吸引源20を作動させるとともに開閉バルブ201を開く。すると、流路144を介してポーラス板142側の空気が吸引されて保持面143に吸引力が作用し、ウェーハ90を保持面143上に吸引保持する。
この状態で、開閉バルブ481を閉じるか吸引源48の作動を停止させるかして、搬送パッド40の中央吸引部44及び外周吸引部45に作用する吸引力を解除する。すると、搬送パッド40がウェーハ90を吸引保持する状態ではなくなる。
さらに、開閉バルブ491を開くとともに空気供給源49を作動させる。これにより、中央吸引路46と外周吸引路47を通して中央吸引口441と外周吸引口451から空気が噴出されて、ウェーハ90が搬送パッド40からリリースされる。
以上のようにして、搬送パッド40が装着された第1搬送機構15によって、仮置きテーブル12からチャックテーブル14へのウェーハ90の搬送が行われる。
搬送パッド40は、中央吸引部44と外周吸引部45によってウェーハ90の中央部分と外周部分の両方を吸引保持する。これにより、ウェーハ90の中央部分と外周部分がいずれも垂れ下がらずに搬送されるので、搬送パッド40からチャックテーブル14の保持面143へ支障なくウェーハ90を受け渡すことができる。
また、搬送パッド40は、中央吸引部44と外周吸引部45の間の大気開放エリア50ではウェーハ90を吸引保持しない。つまり、大気開放エリア50の領域では、ウェーハ90の湾曲を矯正しないため、搬送パッド40による保持状態でウェーハ90に加わる負荷を少なくして、改質層96に沿ったウェーハ90の割断の発生を抑制できる。
仮に搬送パッド40での保持中に大気開放エリア50に対応する領域でウェーハ90が割断されても、大気開放エリア50には吸引力が作用せず、割断で生じた屑が搬送パッド40に付着しにくい。従って、ウェーハ90の割断で生じた屑が搬送パッド40に付着した状態で残りにくく、次のウェーハ90の搬送時に屑が害を及ぼすおそれが少ない。換言すれば、搬送パッド40において屑を除去するための頻繁な洗浄を行わずに済む。
本実施形態の搬送パッド40とは異なり、ウェーハ90の中心部分のみを吸引保持して搬送する構成(例えば、上記の特許文献1)の搬送パッドでは、ウェーハ90の中心部分以外が上下に振れやすく、改質層96に沿った割断がウェーハ90に生じやすくなる。また、搬送パッドで吸引保持していない領域でウェーハ90の割断が生じると、ウェーハ90の外周部分が垂れ下がり、チャックテーブル14にウェーハ90を適切に吸引保持させることができないおそれがある。
ウェーハ90の外周部分の垂れ下がりを防ぐために、ウェーハ90の外周部分のみを吸引保持して搬送する搬送パッドを用いることが考えられる。しかし、このような搬送パッドを用いた場合、ウェーハ90の外周部分に与えられた衝撃によって、外周部分よりも内側で改質層96に沿って複数に割断されるおそれがある。この割断の結果、ウェーハ90の中央部分が垂れ下がり、ウェーハ90上の隣接するチップ94同士が接触してチップ94の損傷(欠け等)が発生するおそれがある。
また、ウェーハ90が部分的に垂れ下がるのを防止するために、ウェーハ90の裏面92全面を吸引面で吸引保持するタイプの搬送パッドを用いることが考えられる。しかし、このような搬送パッドを用いた場合、ウェーハ90の全体を湾曲形状から平坦形状に矯正させながら吸引保持するので、ウェーハ90への負荷が大きくなりやすく、改質層96に沿って割断が発生するおそれが高くなる。そして、割断の際に発生した屑が、搬送パッドの吸引面に付着して、次のウェーハ90を吸引保持した際に、屑による弊害が生じるおそれがある。例えば、搬送パッドの吸引面に付着した屑が、ウェーハ90上のチップ94に接触してチップ94の角に欠けが発生する。
このような比較対象の搬送パッドとは異なり、本実施形態の搬送パッド40では、ウェーハ90の中央部分と外周部分の垂れ下がりを防ぎ、安定した状態でウェーハ90を搬送してチャックテーブル14に引き渡すことができる。また、中央部分と外周部分の間に大気開放エリア50を有する搬送パッド40は、ウェーハ90の搬送時に改質層96に沿った割断を生じにくくでき、仮にウェーハ90に割断が生じても割断により生じる屑が搬送パッド40に付着しにくい構成であり、屑を原因とするチップ94の製造不良等を防止できる。
搬送パッド40の外周吸引部45は、搬送の際に吸引によってウェーハ90の外周部分の垂れ下がりを防ぐとともに、チャックテーブル14にウェーハ90を載せる際に、下方へ突出する円弧環状部452でウェーハ90の外周部分をチャックテーブル14に押し付ける。これにより、図5のような反りのあるウェーハ90を、チャックテーブル14に確実に吸引保持させることができる。
搬送パッド40の中央吸引部44は、中央吸引口441の周囲に接触部442を備えており、ウェーハ90を吸引した際に、接触部442の下面がウェーハ90の裏面92(上面)に接触する。接触部442は、中央吸引口441からの吸引力が作用する領域におけるウェーハ90の変形を抑制して、ウェーハ90の中央部分の安定性を高めることができる。具体的には、中央吸引口441からの吸引力を受けたウェーハ90の中央部分が、環状部443の内側で中央吸引口441側に凹むと、局所的な変形によってウェーハ90に割断が生じやすくなるが、環状部443の内側に設けた接触部442がウェーハ90の裏面92に接触することにより、このようなウェーハ90の局所的な変形を防ぐことができる。また、接触部442と同様に、環状部443も、ウェーハ90の中央部分の局所的な変形を防ぐ役割を有する。
環状部443は、円周方向の全体がウェーハ90の裏面92に接触している。このように環状部443が中央吸引口441の外側で円周方向の全体に延在する構成であることで、中央吸引口441からの吸引力が大気開放エリア50に及ばないようにさせている。接触部442については、ウェーハ90の裏面92に対して円周方向で部分的に接触する構成になっている。例えば、接触部442は円周方向の一部でZ軸方向の高さが低くなっていてもよい。接触部442は、ウェーハ90の中央付近が中央吸引口441側へ変形しそうになった場合に当該変形を抑制する支えとなればよいため、部分的な接触で十分な効果を得ることができる。
なお、本実施形態では中央吸引口441の周囲に二重の円筒状の接触部442を備えているが、接触部442の数や形状はこれに限定されない。また、本実施形態では接触部442が円周方向で部分的にウェーハ90の裏面92に接触するが、円周方向の全体で接触部442をウェーハ90の裏面92に接触させてもよい。
以上では第1搬送機構15に装着された搬送パッド40について説明したが、第2搬送機構16に装着された搬送パッド40についても同様の効果が得られる。第2搬送機構16では、搬送パッド40がウェーハ90を受け取る対象がチャックテーブル14であり、搬送パッド40がウェーハ90を受け渡す対象がスピンナーテーブル131である点を除いて、図5から図8を参照して説明した第1搬送機構15における搬送パッド40の動作と概ね同じように動作する。そのため、第2搬送機構16における搬送パッド40の動作については、詳細な説明を省略する。
第2搬送機構16では、研削機構24での研削によって裏面92側を薄化させた後のウェーハ90をチャックテーブル14から搬出するので、ウェーハ90の割断がより一層生じやすい状況で搬送が行われることになり、本実施形態の搬送パッド40の有用性が高い。
なお、本発明においてウェーハをチャックテーブルに搬送することは、チャックテーブルへのウェーハの搬入(第1搬送機構15の役割)と、チャックテーブルからウェーハの搬出(第2搬送機構16の役割)の両方を含む概念である。
図9及び図10に示す搬送パッド70は、本発明を適用した第2の実施形態の搬送パッドである。搬送パッド70において、先に説明した第1の実施形態の搬送パッド40と共通する構成要素については、搬送パッド40の構成要素と同じ符号を付して、説明を省略する。
図10に示すように、プレート41の下面412の外周部分(外縁)には、ウェーハ90の外周部分を吸引保持するリング状の外周吸引部71が配置されている。外周吸引部71は、プレート41の円周方向において途切れずに連続する完全な環状に構成されている。
より詳しくは、外周吸引部71は、下向きに開口する外周吸引口711と、プレート41の下面412から突出して円周方向に環状に延在する環状突出部712とを有している。環状突出部712は、外周吸引口711の内周側と外周側を囲んでいる。外周吸引口711は、プレート41内の外周吸引路(搬送パッド40の外周吸引路47と同様の吸引路)に通じている。環状突出部712は、弾性的に変形が可能で空気の通過を遮断するゴム等の材質で形成されている。
プレート41の下面412側のうち、中央吸引部44と外周吸引部71の間の領域は、大気開放エリア72である。搬送パッド70では、外周吸引部71の環状突出部712が円周方向に途切れずに連続しているため、大気開放エリア72を大気に連通させるための構成として、プレート41を厚み方向に貫通する大気開放孔73を備える。図9及び図10に示すように、大気開放孔73はプレート41の上面411と下面412に開口しており、下面412側に形成される大気開放エリア72と、プレート41の上面411側の大気とを連通させる。
中央吸引部44と外周吸引部71によってウェーハ90の裏面92を吸引保持する状態で、大気開放エリア72は、中央吸引口441と外周吸引口711に対して環状部443と環状突出部712によって隔てられている。従って、搬送パッド70でウェーハ90を吸引保持する際に、中央吸引部44のある中央部分と外周吸引部71のある外周部分のみでウェーハ90が吸引され、その間の大気開放エリア72には吸引力が作用しない。
さらに、大気開放エリア72は大気開放孔73を介して大気に通じているため、仮に中央吸引口441や外周吸引口711からの吸引力が多少リークしても、大気開放エリア72の内圧は大きく変化せず、大気開放エリア72に吸引力が作用しない状態を維持できる。
本発明の搬送パッドは、上記実施形態のような研削装置におけるウェーハの搬送に適しているが、研削装置以外の加工装置におけるウェーハの搬送や、異なる加工装置間でのウェーハの搬送にも適用が可能である。
なお、本発明の実施の形態は上記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
以上説明したように、本発明の搬送パッドは、脆弱性のウェーハを安定して搬送できるという効果を有し、脆弱性のウェーハに対して研削加工を行う研削装置等において特に有用である。
1 :研削装置
12 :仮置きテーブル
13 :スピン洗浄機構
14 :チャックテーブル
15 :第1搬送機構
16 :第2搬送機構
20 :吸引源
21 :空気供給源
22 :水供給源
24 :研削機構
25 :昇降機構
40 :搬送パッド
41 :プレート
44 :中央吸引部
45 :外周吸引部
46 :中央吸引路
47 :外周吸引路
48 :吸引源
50 :大気開放エリア
51 :隙間
60 :移動機構
61 :アーム
70 :搬送パッド
71 :外周吸引部
72 :大気開放エリア
73 :大気開放孔
80 :レーザー加工装置
90 :ウェーハ
91 :表面
92 :裏面(ウェーハの上面)
93 :分割予定ライン
94 :チップ
95 :保護テープ
96 :改質層
131 :スピンナーテーブル
142 :ポーラス板
143 :保持面
243 :研削ホイール
246 :研削砥石
411 :上面(プレートの上面)
412 :下面(プレートの下面)
441 :中央吸引口
442 :接触部
443 :環状部
451 :外周吸引口
452 :円弧環状部
711 :外周吸引口
712 :環状突出部
12 :仮置きテーブル
13 :スピン洗浄機構
14 :チャックテーブル
15 :第1搬送機構
16 :第2搬送機構
20 :吸引源
21 :空気供給源
22 :水供給源
24 :研削機構
25 :昇降機構
40 :搬送パッド
41 :プレート
44 :中央吸引部
45 :外周吸引部
46 :中央吸引路
47 :外周吸引路
48 :吸引源
50 :大気開放エリア
51 :隙間
60 :移動機構
61 :アーム
70 :搬送パッド
71 :外周吸引部
72 :大気開放エリア
73 :大気開放孔
80 :レーザー加工装置
90 :ウェーハ
91 :表面
92 :裏面(ウェーハの上面)
93 :分割予定ライン
94 :チップ
95 :保護テープ
96 :改質層
131 :スピンナーテーブル
142 :ポーラス板
143 :保持面
243 :研削ホイール
246 :研削砥石
411 :上面(プレートの上面)
412 :下面(プレートの下面)
441 :中央吸引口
442 :接触部
443 :環状部
451 :外周吸引口
452 :円弧環状部
711 :外周吸引口
712 :環状突出部
Claims (3)
- 脆弱性のウェーハの上面を吸引保持して、チャックテーブルに搬送する搬送パッドであって、
ウェーハの中央部分を吸引保持する中央吸引部と、ウェーハの外周部分を吸引保持するリング状の外周吸引部と、該中央吸引部と該外周吸引部とを配置するプレートと、該中央吸引部と該外周吸引部とが吸引していないウェーハの上面を大気開放する大気開放エリアと、を備える搬送パッド。 - 該外周吸引部は、該プレートの下面から下方に突出して円弧環状で円周方向に延在するとともに、円周方向に複数配置する円弧環状部と、該円弧環状部の内側で該プレートの下面に開口して吸引源に連通可能な外周吸引口と、該外周吸引口を吸引源に連通する外周吸引路と、を備える請求項1記載の搬送パッド。
- 該中央吸引部は、ウェーハを吸引した際に、吸引した領域においてウェーハが変形しないように、ウェーハの上面に接触する接触部を備える、請求項1記載の搬送パッド。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022067267A JP2023157377A (ja) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 搬送パッド |
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CN202310382579.1A CN116913845A (zh) | 2022-04-15 | 2023-04-10 | 搬送垫 |
TW112113633A TW202343649A (zh) | 2022-04-15 | 2023-04-12 | 搬送墊 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022067267A JP2023157377A (ja) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 搬送パッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023157377A true JP2023157377A (ja) | 2023-10-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022067267A Pending JP2023157377A (ja) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | 搬送パッド |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
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CN (1) | CN116913845A (ja) |
TW (1) | TW202343649A (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003007653A (ja) | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体ウェーハの分割システム及び分割方法 |
JP4733934B2 (ja) | 2004-06-22 | 2011-07-27 | 株式会社ディスコ | ウエーハの加工方法 |
JP6186256B2 (ja) | 2013-11-20 | 2017-08-23 | 株式会社ディスコ | 加工装置 |
-
2022
- 2022-04-15 JP JP2022067267A patent/JP2023157377A/ja active Pending
-
2023
- 2023-04-05 KR KR1020230044451A patent/KR20230148098A/ko unknown
- 2023-04-10 CN CN202310382579.1A patent/CN116913845A/zh active Pending
- 2023-04-12 TW TW112113633A patent/TW202343649A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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KR20230148098A (ko) | 2023-10-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20231030 |