JP2024017102A - 吸引テーブル - Google Patents

Abstract

【課題】吸引溝に加工屑が溜まることがない吸引テーブルを提供すること。【解決手段】吸引面６３ａでワークＷを吸引保持する搬送パッド（吸引テーブル）６３は、吸引面６３ａに開口し吸引源７０に連通する吸引口７５，７６，７７と、該吸引口７５，７６，７７を含む吸引溝７１，７２，７３とを備え、該吸引溝７３は、底面７３ａと側面７３ｂ，７３ｃとを接続する凹角部分に凹Ｒ面取りＲ１が形成されるとともに、側面７３ｂ，７３ｃと吸引面６３ａとを接続する凸角部分に凸Ｒ面取りＲ２が形成されている。本発明によれば、各吸引溝７１，７２，７３が吸引する加工液に含まれる加工屑が吸引溝７３の凹角部分と凸角部分とに溜まって乾燥することがなく、この加工屑によるウェーハ（ワーク）Ｗの傷付きが防がれる。【選択図】図４

Description

本発明は、吸引面でワークを吸引保持する吸引テーブルに関する。

例えば、ウェーハなどのワークを研削する研削装置には、ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたワークを研削する研削手段と、チャックテーブルに対してワークを搬入または搬出する搬送手段が設けられている。ここで、搬送手段は、吸引面に吸引溝が形成された搬送パッドと、該搬送パッドを移動させる移動機構を備えており、搬送パッドの吸引溝を吸引源に連通させてワークを当該搬送パッドによって吸引保持するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１６－０１０８４０号公報 特開２０１６－０９６２９４号公報

ところで、ワークの研削装置においては、ワークをチャックテーブルから離間させるときに、ワークの研削中に発生した研削屑を含む研削液がチャックテーブルの保持面に噴き出される。すると、搬送パッドは、ワークの上面を吸引保持する際に、チャックテーブルから噴き出された研削屑を含む研削液を吸引する。

上述のように、搬送パッドが研削液を吸引すると、この研削液に含まれる研削屑が吸引溝の角部分に付着して乾燥し、この乾燥した研削屑がワークに付着して該ワークを傷付けることがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、吸引溝に加工屑が溜まることがない吸引テーブルを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、吸引面でワークを吸引保持する吸引テーブルであって、該吸引面に開口し吸引源に連通する吸引口と、該吸引口を含む吸引溝と、を備え、該吸引口は、底面と側面とを接続する凹角部分に面取りが形成されるとともに、該側面と該吸引面とを接続する凸角部分に面取りが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、吸引テーブルの吸引溝の凹角部分と凸角部分が面取りされているため、吸引溝が吸引する加工液に含まれる加工屑が吸引溝の凹角部分と凸角部分を抵抗なくスムーズに流れてそれらの凹角部分と凸角部分に溜まって乾燥することがない。このため、吸引テーブルに吸引保持されるワークの加工屑による傷付きが確実に防がれる。

本発明に係る吸引テーブル（搬送パッド）を備える研削装置の一部を破断して示す斜視図である。 本発明に係る吸引テーブル（搬送パッド）を備える搬送手段の部分斜視図である。 本発明に係る吸引テーブル（搬送パッド）を備える搬送手段要部の破断側面図である。 （ａ）は図３のＡ部拡大詳細図、（ｂ）は従来の吸引テーブルの（ａ）と同様の図である。 本発明に係る吸引テーブル（搬送パッド）の底面図である。 本発明の別形態に係る吸引テーブル（搬送パッド）の底面図である。 図６のＢ－Ｂ線断面図である。 図７のＣ部拡大詳細図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［研削装置の構成］
先ず、本発明に係る吸引テーブルの一形態としての搬送パッドを備える研削装置の基本構成を図１に基づいて以下に説明する。なお、以下においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）として説明する。

図１に示す研削装置１は、ワークである円板状のウェーハＷの裏面（図１においては、上面）を研削加工するものであって、次の構成要素を備えている。

すなわち、研削装置１は、ウェーハＷを保持するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０の保持面１０ａに保持されたウェーハＷの裏面（図１においては、上面）を研削する研削ユニット２０と、ウェーハＷを洗浄するスピンナ洗浄手段３０と、カセット２に対してウェーハＷを搬出入するロボット４０と、位置合わせテーブル４において位置合わせされたウェーハＷを保持してこれをチャックテーブル１０へと受け渡す第１搬送手段５０と、研削加工後のウェーハＷを保持してこれをチャックテーブル１０からスピンナ洗浄手段３０へと搬送する第２搬送手段６０を主要な構成要素として備えている。

ここで、ウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成されており、図１に示す状態において下方を向いている表面には、複数の不図示のデバイスが形成されており、これらのデバイスは、ウェーハＷの表面に貼着された不図示の保護テープによって保護されている。そして、ウェーハＷは、その表面（図１においては下面）がチャックテーブル１０の保持面１０ａに吸引保持され、裏面（図１においては上面）が後述のように研削ユニット２０によって研削加工される。

次に、研削装置１の主要な構成要素であるチャックテーブル１０と、研削ユニット２０と、スピンナ洗浄手段３０と、ロボット４０と、第１搬送手段５０と第２搬送手段６０の構成についてそれぞれ説明する。

（チャックテーブル）
チャックテーブル１０は、円板状の部材であって、その中央部には、多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス部材１０Ａが組み込まれている。ここで、ポーラス部材１０Ａは、その上面が円板状のウェーハＷを吸引保持する保持面１０ａを構成しており、保持面１０ａは、不図示の吸引源に選択的に接続される。

そして、チャックテーブル１０は、その下方に設けられた駆動源である電動モータを含む不図示の回転機構によって軸中心回りに所定の速度で回転駆動されるが、その下方に設けられた不図示の水平移動機構によって加工位置Ｐ１と受け渡し位置Ｐ２との間をＹ軸方向（前後方向）に沿って往復移動することができる。なお、不図示の水平移動機構は、公知のボールネジ機構などによって構成されている。

そして、基台１Ａ上の加工位置Ｐ１に位置するチャックテーブル１０の近傍には、厚み測定器５が配置されている。この厚み測定器５は、ハイトゲージであって、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの上面に接触する第１の接触子５ａと、チャックテーブル１０の外周部上面に接触する第２の接触子５ｂを備えている。したがって、第１の接触子５ａによって測定されるウェーハＷの上面高さから第２の接触子５ｂによって測定されるチャックテーブル１０の上面高さを差し引くことによって、研削加工中のウェーハＷの厚みを測定することができる。

（研削ユニット）
研削ユニット２０は、図１に示すように、上方が開口するホルダ２１と、該ホルダ２１に縦置き状態で固定された回転駆動源であるスピンドルモータ２２と、該スピンドルモータ２２によって回転駆動されるスピンドル２３と、該スピンドル２３の下端に取り付けられた円板状のマウント２４と、該マウント２４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール２５とを備えている。ここで、研削ホイール２５には、加工具である矩形ブロック状の複数の砥石２５ａが円環状に取り付けられている。

ところで、研削ユニット２０は、垂直移動機構１１によってチャックテーブル１０の保持面１０ａに対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降動することができ、この垂直移動機構１１は、図１に示すように、基台１Ａの上面の＋Ｙ軸方向端部（後端部）上に垂直に立設された矩形ボックス状のコラム１２の－Ｙ軸方向端面（前面）に配置されている。この垂直移動機構１１は、ホルダ２１の背面に取り付けられた矩形プレート状の昇降板１３を、ホルダ２１及び該ホルダ２１に保持されたスピンドルモータ２２や研削ホイール２５などと共に左右一対のガイドレール１４に沿ってＺ軸方向に昇降動させるものである。ここで、左右一対のガイドレール１４は、コラム１２の前面に垂直且つ互いに平行に配設されている。

また、左右一対のガイドレール１４の間には、回転可能なボールネジ軸１５がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、該ボールネジ軸１５の上端は、駆動源である正逆転可能な電動モータ１６に連結されている。ここで、電動モータ１６は、コラム１２の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット１７を介して縦置き状態で取り付けられている。また、ボールネジ軸１５の下端は、コラム１２に回転可能に支持されており、このボールネジ軸１５には、昇降板１３の背面に後方（＋Ｙ軸方向）に向かって水平に突設された不図示のナット部材が螺合している。

したがって、電動モータ１６を駆動してボールネジ軸１５を正逆転させれば、このボールネジ軸１５に螺合する不図示のナット部材が取り付けられた昇降板１３が研削ユニット２０と共にガイドレール１４に沿ってＺ軸方向に上下動する。

（スピンナ洗浄手段）
スピンナ洗浄手段３０は、裏面（図１においては、上面）の研削が終了したウェーハＷの裏面を洗浄するものであって、研削加工後のウェーハＷを保持して回転するスピンナテーブル３１と、ウェーハＷの裏面に向けて洗浄水を噴射する洗浄水ノズル３２と、これらのスピンナテーブル３１と洗浄水ノズル３２を覆う昇降動可能な多角筒状のカバー３３を備えている。なお、洗浄水には、純水が好適に使用される。

（ロボット）
ロボット４０は、多関節ロボットであって、矩形ボックス状の装着部４１の先端には、ホルダ４２を介してプレート状のロボットハンド４３が装着されている。そして、ロボット４０には、装着部４１とロボットハンド４３を水平方向に移動させる水平移動機構４４と、装着部４１とロボットハンド４３を昇降させる昇降機構４５が設けられている。

（第１及び第２搬送手段）
第１搬送手段５０と第２搬送手段６０の基本構成は同じであり、第１搬送手段５０は、垂直な回転軸５１の上端に水平に取り付けられたアーム５２の先端に円板状の搬送パッド５３を水平に支持して構成されており、同様に第２搬送手段６０も、垂直な回転軸６１の上端に水平に取り付けられたアーム６２の先端に円板状の搬送パッド６３を水平に支持して構成されている。なお、これらの第１搬送手段５０と第２搬送手段６０の各回転軸５１，６１が不図示の回転機構によって所定角度だけ回転することによって、各アーム５２，６２の先端に取り付けられた各搬送パッド５３，６３が各回転軸５１，６１を中心として水平に移動（旋回）する。

ここで、第２搬送手段６０の吸引パッド６３の構成の詳細を図２～図５に基づいて説明する。

図２及び図３に示すように、搬送パッド６３は、アーム６２の先端に取り付けられた円環状の保持リング６４に３本のピン６５によって水平に支持されており、図３に示すように、該吸引パッド６３の上面中心部に形成された垂直な円孔状の連通路６６には、保持リング６４の中心部を貫通して垂直下方に延びる配管６７の下端が接続されている。なお、搬送パッド６３を含む第２搬送手段６０は、図３に示す昇降機構６８によって上下方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降可能である。

図３に示すように、配管６７は、２つの分岐管６７ａ，６７ｂに分岐しており、一方の分岐管６７ａは、電磁開閉弁Ｖ１を介してエアコンプレッサなどのエア供給源６９に接続されており、他方の分岐管６７ｂは、電磁開閉弁Ｖ２を介して真空ポンプなどの吸引源７０に接続されている。なお、各電磁開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、不図示の制御部にそれぞれ電気的に接続されており、その開閉動作が制御部によって制御される。

また、図３及び図５に示すように、搬送パッド６３の吸引面（下面）６３ａには、同心円状の３つの吸引溝７１，７２，７３が形成されており、該吸引パッド６３の内部には、前記連通路６６から径方向外方（図３及び図５の右方）に向かって水平に延びる連通路７４が形成されている。そして、この連通路７４は、各吸引溝７１，７２，７３にそれぞれ開口する円孔状の吸引口７５，７６，７７を介して各吸引溝７１，７２，７３にそれぞれ連通している。

ところで、図４（ａ）に１つの吸引溝７３の縦断面形状を示すが、該吸引溝７３の底面（天面）７３ａと内外の両側面７３ｂ，７３ｃとを接続する凹角部分には、凹Ｒ曲面状の面取り（凹Ｒ面取り）Ｒ１が形成されており、内外の両側面７３ｂ，７３ｃと吸引面（下面）６３ａとを接続する凸角部分には、凸Ｒ曲面状の面取り（凸Ｒ面取り）Ｒ２が形成されている。因みに、図４（ｂ）に示す従来の搬送パッド１６３に形成された吸引溝１７３においては、底面（天面）１７３ａと内外の両側面１７３ｂ，１７３ｃとを接続する凹角部分と、内外の両側面１７３ｂ，１７３ｃと吸引面（下面）１６３ａとを接続する凸角部分は、面取りがなされておらず、これらの凹角部分と凸角部分は、共に直角な角部を形成している。

なお、図４（ａ）には、１つの吸引溝７３の縦断面形状のみを示すが、他の２つの吸引溝７１，７２についても、各凹角部分と各凸角部分は、同様の凹Ｒ曲面状の面取り（凹Ｒ面取り）Ｒ１と凸Ｒ曲面状の面取り（凸Ｒ面取り）Ｒ２がそれぞれ形成されている。

［研削装置の作用］
次に、以上のように構成された研削装置１の作用を図１に基づいて説明する。

ウェーハＷを研削加工する際には、ロボット４０によって研削加工前のウェーハＷがカセット２から取り出される。そして、カセット２から取り出されたウェーハＷは、位置合わせテーブル４において位置合わせされた後、第１搬送手段５０によって吸引保持されて受け渡し位置Ｐ２において待機するチャックテーブル１０へと搬送される。

チャックテーブル１０においては、ウェーハＷがチャックテーブル１０の保持面１０ａ上にその表面を下にして載置される。すると、不図示の吸引源によってポーラス部材１０Ａが真空引きされるため、該ポーラス部材１０Ａに負圧が発生し、ポーラス部材１０Ａの保持面１０ａ上に載置されているウェーハＷが負圧によって保持面１０ａ上に吸引保持される。

上記状態から不図示の水平移動機構を駆動してチャックテーブル１０を＋Ｙ軸方向に向かって加工位置Ｐ１へと移動させ、該チャックテーブル１０に吸引保持されているウェーハＷを研削ユニット２０の研削ホイール２５の下方に位置決めする。そして、不図示の回転機構を駆動してチャックテーブル１０を所定の速度で回転させる。これと同時に、スピンドルモータ２２を起動して研削ホイール２５を所定の速度で回転させておく。

上述のように、ウェーハＷと研削ホイール２５が回転している状態で、垂直移動機構１１を起動して研削ホイール２５を－Ｚ軸方向に下降させる。すなわち、電動モータ１６が駆動されてボールネジ軸１５が回転すると、このボールネジ軸１５に螺合する不図示のナット部材が設けられた昇降板１３がホルダ２１や研削ホイール２５などと共に－Ｚ軸方向に下降する。すると、研削ホイール２５の砥石２５ａの下面（加工面）がウェーハＷの上面（裏面）に接触する。このように、砥石２５ａの下面がウェーハＷの上面に接触している状態から、研削ホイール２５をさらに－Ｚ軸方向に所定量（研削代）だけ下降させると、ウェーハＷの上面が砥石２５ａによって所定量だけ研削される。なお、研削加工中は、砥石２５ａとウェーハＷとの接触部（加工部）には、不図示の研削液供給源から研削液が供給される。また、研削加工中のウェーハＷの厚みは、厚み測定器５によって測定される。

上述のウェーハＷに対する研削加工が終了すると、チャックテーブル１０のポーラス部材１０Ａの真空引きが停止されるとともに、チャックテーブル１０からウェーハＷを離間させるために不図示のエア供給源からポーラス部材１０Ａにエアが供給される。すると、ウェーハＷがチャックテーブル１０から離間するとともに、研削屑を含む研削液がポーラス部材１０Ａの保持面１０ａからから噴き出す。

上記状態から第２搬送手段６０の搬送パッド６３がチャックテーブル１０上のウェーハＷを吸引保持する。すなわち、図３に示す電磁開閉弁Ｖ２が開けられ、吸引源７０による負圧が配管６７から連通路６６，７４及び吸引口７５，７６，７７を経て吸引溝７１，７２，７３に及ぶため、この負圧に引かれてウェーハＷが搬送パッド６３の吸引面（下面）６３ａに吸引保持される。このとき、チャックテーブル１０の保持面１０ａに噴き出した研削屑を含む研削液が各吸引溝７１，７２，７３に負圧によって吸引されるが、各吸引溝７１，７２，７３の凸角部分と凹角部分には、図４（ａ）に示すように（図４（ａ）には１つの吸引溝７３についてのみ図示）、凹Ｒ曲面状の面取り（凹Ｒ面取り）Ｒ１と凸Ｒ曲面状の面取り（凸Ｒ面取り）Ｒ２がそれぞれ形成されているため、各吸引溝７１，７２，７３に吸引される研削液に含まれる研削屑が各吸引溝７１，７２，７３の凹Ｒ面取りＲ１と凸Ｒ面取りＲ２を抵抗なくスムーズに通過して凹角部分と凸角部分に溜まって乾燥することがない。したがって、各吸引溝７１，７２，７３の凹角部分と凸角部分に溜まって乾燥した研削屑がワークＷに付着して該ワークＷを傷付けるという問題が発生することがない。

そして、搬送パッド６３によってウェーハＷが吸引保持されると、図３に示す昇降機構６８によって搬送パッド６３が上昇してウェーハＷがチャックテーブル１０から離間し、不図示の回転機構によって回転軸６１が所定角度だけ回転することによって、アーム６２とその先端に支持された搬送パッド６３が回転軸６１（図１及び図２参照）を中心として水平旋回してウェーハＷがスピンナ洗浄手段３０へと搬送され、該スピンナ洗浄手段３０のスピンナテーブル３１にウェーハＷが載置される。なお、搬送パッド６３に吸引保持されたウェーハＷを該搬送パッド６３の吸引面６３ａから離間させるときには、図３に示す一方の電磁開閉弁Ｖ２が閉じられて他方の電磁弁Ｖ１が開けられ、エア供給源６９からエアが配管６７を経て搬送パッド６３の連通路６６，７４と吸引口７５，７６，７７を経て各吸引溝７１，７２，７３へと供給され、各吸引溝７１，７２，７３からエアが噴出するため、ウェーハＷが搬送パッド６３の吸引面６３ａから容易に離間してスピンナテーブル３１へと受け渡される。

スピンナ洗浄手段３０においては、スピナーテーブル３１とその上に吸引保持されたウェーハＷが所定の速度で回転し、回転するウェーハＷに向かって洗浄水が洗浄水ノズル３２から噴射されるため、ウェーハＷの上面（被研削面）が洗浄水によって洗浄され、該ウェーハＷの上面に付着した研削屑などの異物が除去される。このようにして洗浄が終了したウェーハＷは、ロボット４０のロボットハンド４３によって吸引保持されて図１に示すカセット３へと搬送されて該カセット３に収納され、ウェーハＷに対する一連の研削加工が終了する。

［吸引パッドの別形態］
次に、本発明に係る搬送パッドの別形態を図６～図８に基づいて以下に説明する。

本発明の別形態に係る搬送パッド６３’においても、その吸引面（図６においては、上面）６３ａ’に同心円状の３つの吸引溝７１，７２，７３が形成されているが、これらの吸引溝７１，７２，７３は、図６及び図７に示すように、当該搬送パッド６３’の中心を通って径方向に一直線状に延びる連通溝７８によって互いに連通している。そして、この連通溝７８には、当該搬送パッド６３’の中心に縦方向に形成された連通路６６が開口している。

したがって、不図示の吸引源によって発生する負圧は、搬送パッド６３’の連通路６６と連通溝７８を経て各吸引溝７１，７２，７３に伝達されるため、この負圧に引かれてウェーハＷが搬送パッド６３’の吸引面６３ａ’に吸引保持される。

そして、この別形態に係る吸引パッド６３’においても、各吸引溝７１，７２，７３の凹角部分と凸角部分には、図８に示すように（図８には１つの吸引溝７３についてのみ図示）、凹Ｒ曲面状の面取り（凹Ｒ面取り）Ｒ１と凸Ｒ曲面状の面取り（凸Ｒ面取り）Ｒ２がそれぞれ形成されている。

したがって、この別形態に係る吸引パッド６３’においても、チャックテーブル１０上のウェーハＷを吸引保持する際に各吸引溝７１，７２，７３が吸引する研削液に含まれる研削屑が凹角部分と凸角部分に溜まって乾燥することがなく、この研削屑によるウェーハＷの傷付きが防がれるという効果が得られる。

なお、以上は本発明に係る吸引テーブルの一形態としての搬送パッドについて説明したが、本発明は、保持面にウェーハを支持するチャックテーブルなどもその適用対象に含むものである。

また、上記に記載の実施形態は、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削装置について記載しているが、搬送パッドまたはチャックテーブルは、研削装置に限定するものではない。研磨装置、切削装置、バイト切削装置に適用してもよい。また、遊離砥粒を含むスラリーを供給してウェーハを研磨するＣＭＰ研磨装置では、スラリーが搬送パッドに固着するのを防止し、スラリーに含まれる遊離砥粒によって、ウェーハに傷をつけることを防止している。

また、以上の実施の形態では、吸引テーブルが吸引保持するワークとしてウェーハを例として説明したが、本発明に係る吸引テーブルは、ウェーハ以外の任意のワークを吸引保持するものであれば本発明の適用対象に含まれる。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１：研削装置、１Ａ：基台、２，３：カセット、５：厚み測定器、
５ａ：第１の接触子、５ｂ：第２の接触子、１０：チャックテーブル、
１０Ａ：ポーラス部材、１０ａ：保持面、１１：垂直移動機構、１２：コラム、
１３：昇降板、１４：ガイドレール、１５：ボールネジ軸、１６：電動モータ、
１７：ブラケット、２０：研削ユニット、２１：ホルダ、２２：スピンドルモータ、
２３：スピンドル、２４：マウント、２５：研削ホイール、２５ａ：砥石、
３０：スピンナ洗浄手段、３１：スピンナテーブル、３２：洗浄水ノズル、
３３：カバー、４０：ロボット、４１：装着部、４２：ホルダ、
４３：ロボットハンド、４４：水平移動機構、４５：昇降機構、
５０：第１搬送手段、５１：回転軸、５２：アーム、５３：搬送パッド、
６０：第２搬送手段、６１：回転軸、６２：アーム、６３，６３’：搬送パッド、
６３ａ，６３ａ’：吸引面、６４：保持リング、６５：ピン、６６：連通路、
６７：配管、６７ａ，６７ｂ：分岐管、６８：昇降機構、６９：エア供給源、
７０：吸引源、７１，７２，７３：吸引溝、７３ａ：吸引溝の底面、
７３ｂ，７３ｃ：吸引溝の側面、７４：連通路、７５，７６，７７：吸引口、
７８：連通路、Ｐ１：加工位置、Ｐ２：受け渡し位置、Ｒ１：凹Ｒ面取り、
Ｒ２：凸Ｒ面取り、Ｖ１，Ｖ２：電磁開閉弁、Ｗ：ウェーハ

Claims (1)

1. 吸引面でワークを吸引保持する吸引テーブルであって、
   該吸引面に開口し吸引源に連通する吸引口と、該吸引口を含む吸引溝と、を備え、
   該吸引口は、底面と側面とを接続する凹角部分に面取りが形成されるとともに、該側面と該吸引面とを接続する凸角部分に面取りが形成されている、吸引テーブル。

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