JP6186256B2

JP6186256B2 - 加工装置

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Publication number: JP6186256B2
Application number: JP2013239705A
Authority: JP
Inventors: 宏太郎門田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2017-08-23
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: JP2015098073A; CN104647204A; CN104647204B

Description

本発明は、円板状のワークを加工する加工装置に関する。

ウェーハなど円板状のワークを薄く研削したり、熱加工したりすると、ワークが反る場合がある。このように反りがあるワークを研削あるいは研磨する場合、ワークが反ったままでは、チャックテーブルに確実に保持することができない。そこで、押圧パッドでワークの外周領域を押圧して反りを矯正してチャックテーブルに保持する加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０７０９７号公報

しかし、特許文献１に記載された加工装置は、搬送機構が、ワークを吸着して搬送する吸着パッドとは別に、押圧パッドを押圧方向に進退させるシリンダを備える必要があり、構造が複雑になる。そして、装置の構造が複雑になると、その分、故障が発生しやすくなるため、例えば、押圧パッドが正常に進退したか否かを認識するためのセンサーなどを配設する必要が生じ、さらに構造が複雑になる。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、装置構造を複雑化せずに、ワークの反りを矯正し、ワークをチャックテーブルに確実に保持することを目的とする。

本発明に係る加工装置は、円板状のワークを仮置きする仮置きテーブルと、該ワークを保持するチャックテーブルと、該仮置きテーブルに仮置きされた該ワークを該チャックテーブルに搬送する搬送手段と、該チャックテーブルに保持された該ワークを加工する加工手段と、を備えた加工装置であって、該搬送手段は、該ワークの中心部分を吸引保持する吸引面を有する搬送パッドと、該搬送パッドの外径より大きな内径の環状の押圧面を有する押圧部材と、少なくとも該吸引面が該押圧面から突出した位置と該吸引面が該押圧面と同一面上になる位置との間で該吸引面に対して垂直な方向に該搬送パッドを進退可能とする進退部とを備えた保持機構と、該保持機構を、該仮置きテーブル又は該チャックテーブルに対して接近及び離間させる昇降手段と、該保持機構を、該仮置きテーブルの上方から該チャックテーブルの上方へ移動させる移動手段と、を備え、該ワークを保持した該保持機構を該昇降手段が該チャックテーブルに接近する方向に移動させ、該ワークを該チャックテーブルに押し付けることにより、該進退部を作動させて、該吸引面を該押圧面と同一面上に位置付け、該チャックテーブルが該ワークを保持する。
前記保持機構には、前記仮置きテーブルまたは前記チャックテーブルに向けて前記搬送パッドを付勢する付勢手段を備えることが望ましい。

本発明に係る加工装置によれば、ワークをチャックテーブルに押し付けることにより進退部を作動させて、吸引面を押圧面と同一面上に位置付けるため、押圧部材を進退させることなくワークの反りを矯正し、チャックテーブルにおいてワークを確実に保持することができる。押圧部材を進退させる必要がないので、押圧部材が正常に進退したか否かを認識するセンサーも不要となる。したがって、加工装置の構造を複雑化させることなく、製造コストや故障発生率を低減することができる。

加工装置を示す側面視断面図及び搬送手段を示す底面図。仮置きテーブルにワークが保持された状態を示す側面視断面図。搬送手段が仮置きテーブルに保持されたワークを保持した状態を示す側面視断面図。搬送手段が仮置きテーブルからワークを搬出している状態を示す側面視断面図。搬送手段がワークをチャックテーブルに搬入している状態を示す側面視断面図。搬送手段がワークをチャックテーブルに載置している状態を示す側面視断面図。搬送手段がワークをチャックテーブルに押し付けている状態を示す側面視断面図。チャックテーブルにワークが保持された状態を示す側面視断面図。

図１に示す加工装置１０は、ウェーハなど円板状のワークを仮置きする仮置きテーブル１１と、仮置きテーブル１１に仮置きされたワークを搬送する搬送手段１２と、搬送手段１２によって搬送されたワークを保持するチャックテーブル１３と、チャックテーブル１３に保持されたワークを加工する加工手段１４とを備えている。加工手段１４は、例えば研削や研磨などの加工を、ワークに施す機能を有している。

チャックテーブル１３は、ＸＹ平面に平行な保持面１３１を有し、保持面１３１に載置されたワークを吸引して保持する。ワークに反りがあると、ワークと保持面１３１との間に隙間ができるので、ワークをうまく吸引できない場合がある。例えば、ワークを薄く研削した場合や、ワークを熱処理加工した場合などに、ワークが反る場合がある。このようなワークを確実に保持するためには、吸引開始時に、ワークの反りを矯正してワークと保持面１３１との間の隙間を小さくする必要がある。

搬送手段１２は、搬送するワークを保持する保持機構２０と、保持機構２０を±Ｚ方向に移動させる昇降手段２６と、保持機構２０及び昇降手段２６をＸＹ平面内で移動させる不図示の移動手段とを備えている。

保持機構２０は、ＸＹ平面に平行な吸引面２１１を有する搬送パッド２１と、ＸＹ平面に平行な環状の押圧面２２１を有する押圧部材２２と、押圧部材２２を支持する支持部材２３と、支持部材２３に設けられた貫通孔２３１を貫通するシャフト２４と、搬送パッド２１を下方（−Ｚ方向：仮置きテーブル１１またはチャックテーブル１３に近づく方向）に付勢する付勢手段２５とを備えている。

搬送パッド２１の吸引面２１１は、円形に形成され、吸引源に接続された十字状の溝２１１ａが設けられている。ワークの中心部分を吸引面２１１に押し当てて、吸引源で吸引することにより、ワークが吸引面２１１に保持される。

支持部材２３は、先端付近に、上（＋Ｚ）側の面から下（−Ｚ）側の面まで貫通した±Ｚ方向に平行な貫通孔２３１を備えている。

押圧部材２２は、支持部材２３の−Ｚ側の面に固定されている。押圧部材２２の押圧面２２１は、搬送パッド２１の外径よりも大きい内径を有し、吸引面２１１を囲繞し、ＸＹ平面内における中心の位置が吸引面２１１と一致している。

シャフト２４は、貫通孔２３１を貫通した円柱状の軸部２４１と、軸部２４１の＋Ｚ側の端に設けられた円板状の当接部２４２とを有し、軸部２４１の−Ｚ側の端に搬送パッド２１が固定されている。当接部２４２は、貫通孔２３１の内径よりも大きい外径を有し、シャフト２４が貫通孔２３１から抜け落ちるのを防いでいる。軸部２４１及び当接部２４２には、搬送パッド２１と吸引源とを接続するための吸引孔が設けられている。

付勢手段２５は、例えば、搬送パッド２１の＋Ｚ側の面と支持部材２３の−Ｚ側の面との間に挟まれたばねである。

搬送パッド２１の吸引面２１１は、押圧部材２２の押圧面２２１よりも−Ｚ方向に突出している。−Ｚ方向から吸引面２１１を上方に押し込む力を加えると、搬送パッド２１は、＋Ｚ方向に移動する。搬送パッド２１は、少なくとも、吸引面２１１が押圧面２２１と同一平面上に位置するところまで移動可能である。このように、シャフト２４と支持部材２３の貫通孔２３１とは、搬送パッド２１を吸引面２１１に対して垂直な方向に進退可能とする進退部として機能する。

昇降手段２６は、支持部材２３を支持し、支持部材２３を±Ｚ方向に移動させる。これにより、保持機構２０全体が上下に昇降し、搬送パッド２１がチャックテーブル１３の上方にあるときは、搬送パッド２１がチャックテーブル１３に接近しあるいは離間し、搬送パッド２１が仮置きテーブル１１の上方にあるときは、搬送パッド２１が仮置きテーブル１１に接近しあるいは離間する。不図示の移動手段が保持機構２０をＸＹ平面内で移動させることにより、保持機構２０は、少なくとも、チャックテーブル１３の上方と、仮置きテーブル１１の上方との間を移動可能となっている。

次に、仮置きテーブル１１に仮置きされたワークを、搬送手段１２がチャックテーブル１３に搬送し、チャックテーブル１３が保持するまでの動作について説明する。

図２に示すように、ワーク３０を仮置きテーブル１１に載置し、ワーク３０の中心を仮置きテーブル１１の中心に位置合わせしてワーク３０の中心部を吸引保持する。ワーク３０は、この図に示したように、外周部分が＋Ｚ方向に反っている場合もあるし、逆に、外周部分が−Ｚ方向に反っている場合もある。そして、移動手段が保持機構２０を水平方向に移動させ、搬送パッド２１の中心を、仮置きテーブル１１に保持されたワーク３０の中心の真上に位置付ける。

次に、図３に示すように、昇降手段２６が保持機構２０を−Ｚ方向に移動させ、保持機構２０を仮置きテーブル１１に接近させて、搬送パッド２１の吸引面２１１をワーク３０の中心部分に押し付ける。搬送パッド２１の吸引面２１１が押圧部材２２の押圧面２２１よりも−Ｚ方向に突出しているので、この図に示したようにワーク３０の外周部分が＋Ｚ方向に反っている場合でもワーク３０の外周部分と押圧部材２２とが干渉せず、確実に吸引面２１１をワーク３０の中心部分に押し付けることができる。

この状態で、搬送パッド２１がワーク３０を吸引して保持する。仮置きテーブル１１の直径及び搬送パッド２１の直径は、どちらもワーク３０の直径に比べて小さいので、ワーク３０が反っている場合でも、仮置きテーブル１１に仮置きされるワーク３０と吸引面２１１との間の隙間は極めて小さく、確実にワーク３０を保持することができる。搬送パッド２１がワーク３０を保持したら、仮置きテーブル１１はワーク３０の保持を解除する。

次に、図４に示すように、昇降手段２６が保持機構２０を＋Ｚ方向に移動させ、保持機構２０を仮置きテーブル１１から離間させる。搬送パッド２１がワーク３０を保持しているので、ワーク３０は、保持機構２０とともに、＋Ｚ方向に運ばれる。

次に、図５に示すように、移動手段が保持機構２０を水平方向に移動させ、搬送パッド２１の中心をチャックテーブル１３の保持面１３１の中心の真上に位置付ける。これにより、ワーク３０の中心も、保持面１３１の中心の真上に位置付けられる。

次に、図６に示すように、昇降手段２６が保持機構２０を−Ｚ方向に移動させ、保持機構２０をチャックテーブル１３に接近させ、搬送パッド２１が保持したワーク３０を保持面１３１に接触させる。この状態では、ワーク３０が反っているため、ワーク３０の外周部分と保持面１３１との間に隙間がある。なお、ワーク３０が逆方向に反っている場合は、ワーク３０の外周部分が保持面１３１に接触し、ワーク３０の中心部分と保持面１３１との間に隙間がある状態となる。

次に、図７に示すように、昇降手段２６が保持機構２０を更に−Ｚ方向に移動させる。ワーク３０の中心部分が保持面１３１に接触しているため、搬送パッド２１は、ワーク３０を介して保持面１３１からの反発力を受け、付勢手段２５の収縮をともなって+Ｚ方向に移動する。したがって、保持機構２０をさらに降下させていくことができ、押圧部材２２の押圧面２２１がワーク３０の外周部分を押圧し、保持面１３１に押し付ける。これにより、ワーク３０の反りが矯正され、ワーク３０と保持面１３１との間の隙間がなくなる。

なお、ワーク３０が逆方向に反っている場合は、最初にワーク３０の外周部分が保持面１３１に接触し、その状態からさらに保持機構２０を−Ｚ方向に移動させていく。そして、やがて保持面１３１がワーク３０に接触し、保持面１３１から反発力を受ける。付勢手段２５が搬送パッド２１を−Ｚ方向に付勢する力が反発力よりも強ければ、搬送パッド２１は、反発力に逆らって−Ｚ方向に移動し、ワーク３０の中心部分を保持面１３１に接触させることができる。これにより、ワーク３０の反りが矯正され、ワーク３０と保持面１３１との間の隙間がなくなる。

このようにして、吸引面２１１と押圧面２２１とが同一面上に位置づけられてワーク３０の反りが矯正された状態で、チャックテーブル１３がワーク３０を吸引して保持する。ワーク３０と保持面１３１との間に隙間がないので、ワーク３０を確実に保持することができる。チャックテーブル１３がワーク３０を保持したら、搬送パッド２１は、ワーク３０の保持を解除する。

最後に、図８に示すように、昇降手段２６が保持機構２０を＋Ｚ方向に移動させ、チャックテーブル１３から離間させる。ワーク３０は、チャックテーブル１３に吸引されているので、搬送パッド２１や押圧部材２２による押圧が解除されても、再び反ることはなく、チャックテーブル１３に保持された状態を保つ。

このように、搬送パッド２１がワーク３０の中心部分を保持面１３１に押し付け、押圧部材２２がワーク３０の外周部分を保持面１３１に押し付けるので、ワーク３０の反りを矯正することができ、チャックテーブル１３がワーク３０を確実に保持することができる。

また、進退部が搬送パッド２１を押圧面２２１に対して進退可能としているので、押圧部材２２を進退させるための機構は必要ない。進退部は、この例に示した貫通孔２３１とシャフト２４とのように、非常に簡単な構成で実現できるので、正常に動作しない可能性は極めて低く、したがって、進退部が正常に動作したか否かを認識するためのセンサーも不要となる。このように、搬送手段１２の構造を複雑化することなく、ワーク３０をチャックテーブル１３に確実に保持させることができるので、加工装置１０を小型化し、製造コストを低減し、信頼性を向上することができる。

なお、付勢手段２５は、搬送パッド２１がワーク３０から受ける反発力よりも強い力で搬送パッド２１を−Ｚ方向に付勢すればよい。搬送パッド２１は、付勢手段２５がなくても重力により−Ｚ方向に付勢されるので、搬送パッド２１やシャフト２４が比較的重い場合は、付勢手段２５がなくてもよい。

押圧部材２２は、押圧面２２１が円環状でなくてもよく、例えば特許文献１に記載されているように、複数の押圧パッドを環状に配置したものであってもよい。

１０加工装置、１１仮置きテーブル、１２搬送手段、
２０保持機構、２１搬送パッド、２１１吸引面、
２２押圧部材、２２１押圧面、２３支持部材、２３１貫通孔、
２４シャフト、２４１軸部、２４２当接部、２５付勢手段、２６昇降手段、
１３チャックテーブル、１３１保持面、１４加工手段、
３０ワーク

Claims

円板状のワークを仮置きする仮置きテーブルと、
該ワークを保持するチャックテーブルと、
該仮置きテーブルに仮置きされた該ワークを該チャックテーブルに搬送する搬送手段と、
該チャックテーブルに保持された該ワークを加工する加工手段と、
を備えた加工装置であって、
該搬送手段は、
該ワークの中心部分を吸引保持する吸引面を有する搬送パッドと、該搬送パッドの外径より大きな内径の環状の押圧面を有する押圧部材と、少なくとも該吸引面が該押圧面から突出した位置と該吸引面が該押圧面と同一面上になる位置との間で該吸引面に対して垂直な方向に該搬送パッドを進退可能とする進退部とを備えた保持機構と、
該保持機構を、該仮置きテーブル又は該チャックテーブルに対して接近及び離間させる昇降手段と、
該保持機構を、該仮置きテーブルの上方から該チャックテーブルの上方へ移動させる移動手段と、を備え、
該ワークを保持した該保持機構を該昇降手段が該チャックテーブルに接近する方向に移動させ、該ワークを該チャックテーブルに押し付けることにより、該進退部を作動させて、該吸引面を該押圧面と同一面上に位置付け、該チャックテーブルが該ワークを保持する、加工装置。
前記保持機構には、前記仮置きテーブルまたは前記チャックテーブルに向けて前記搬送パッドを付勢する付勢手段を備えた、請求項１記載の加工装置。