(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材を一方の面側から吸引保持する保持手段と、
前記保持手段に吸引力を付与する吸引手段とを備え、
前記保持手段は、内部に開口を有し前記板状部材の外縁に沿う環状かつ中空状に形成された枠体と、この枠体に形成されて前記板状部材の一方の面に向かって開口する吸引口と、前記板状部材の反対側から前記枠体の開口を閉塞して当該板状部材および枠体とともに空間を形成し、当該空間内を減圧状態とすることが可能な閉塞手段とを有して構成され、
前記閉塞手段は、前記枠体の開口を閉塞可能な蓋体と、前記枠体の開口を完全に閉塞する位置と前記枠体の開口を隙間を有して閉塞する位置との間で前記蓋体を移動させることで、前記空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを有して構成されていることを特徴とする板状部材の支持装置。
【請求項２】
前記保持手段は、前記枠体から前記吸引口を介して突出するとともに前記板状部材の一方の面に当接可能な離間手段を有し、この離間手段によって前記枠体から離隔させた状態で前記板状部材を保持可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の板状部材の支持装置。
【請求項３】
前記保持手段は、前記枠体からの前記離間手段の突出量を調節して前記枠体と前記板状部材との離間距離を変更可能な離間距離変更手段を有して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の板状部材の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状部材を支持する支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（以下、単にウェハという場合がある）を搬送する際の支持装置として、ウェハに相対する円盤状の吸着領域を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この支持装置では、吸着領域が無数の微細な孔を備えて構成され、これらの孔を介して空気を吸引することで、ウェハの全面を吸着するように構成されている。
一方、半導体製造工程におけるダイシングの前工程において、半導体チップを薄型化するためにウェハの裏面を研削することが行われており、この研削工程において、ウェハの内側を外縁部よりも深く研削することで、外縁部よりも内側が薄く形成され、つまり厚さ方向に突出した環状の凸部を外縁部に有するとともに当該凸部で囲まれた内側に凹部を有する半導体ウェハが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４０５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２に記載されたような外縁部に凸部を有するウェハを特許文献１に記載されたような従来の支持装置で吸着保持する場合には、ウェハの凹部と吸着領域との間に形成される空間が減圧されてしまい、凹部が吸着領域側に撓むことから作用するストレスが大きくなってウェハを破損させてしまう。特に、近年、ウェハ外径の大型化およびウェハの薄型化に伴い、搬送時においてウェハに付与されるストレスに起因したウェハの破損が問題となり、その改善が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、板状部材の一方側の面に凸部および凹部が形成された場合でも、板状部材を破損させることなく確実に保持することができる板状部材の支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の板状部材の支持装置は、板状部材を一方の面側から吸引保持する保持手段と、前記保持手段に吸引力を付与する吸引手段とを備え、前記保持手段は、内部に開口を有し前記板状部材の外縁に沿う環状かつ中空状に形成された枠体と、この枠体に形成されて前記板状部材の一方の面に向かって開口する吸引口と、前記板状部材の反対側から前記枠体の開口を閉塞して当該板状部材および枠体とともに空間を形成し、当該空間内を減圧状態とすることが可能な閉塞手段とを有して構成され、前記閉塞手段は、前記枠体の開口を閉塞可能な蓋体と、前記枠体の開口を完全に閉塞する位置と前記枠体の開口を隙間を有して閉塞する位置との間で前記蓋体を移動させることで、前記空間内の圧力を調整する圧力調整手段とを有して構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この際、本発明の板状部材の支持装置では、前記保持手段は、前記枠体から前記吸引口を介して突出するとともに前記板状部材の一方の面に当接可能な離間手段を有し、この離間手段によって前記枠体から離隔させた状態で前記板状部材を保持可能に構成されていることが好ましい。
さらに、前記保持手段は、前記枠体からの前記離間手段の突出量を調節して前記枠体と前記板状部材との離間距離を変更可能な離間距離変更手段を有して構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
以上のような本発明によれば、板状部材の外縁に沿った枠体の吸引口から空気等の流体を吸引し、板状部材を一方の面側から吸引保持することで、板状部材の中間部に吸引力を作用させることなく板状部材を支持することができる。従って、板状部材として、例えば、外縁部の凸部および中間部の凹部を有したウェハを対象とした場合であっても、その外縁部の凸部を吸引して凹部位置を吸引しないようにでき、凹部にストレスを作用させることなくウェハを支持することによって、ウェハの破損を防止しつつ適切に保持することができる。
【００１０】
また、離間手段を板状部材に当接させることにより枠体から離隔させた状態で板状部材を保持することで、保持手段で吸入する空気等の流体の流れを妨げずに吸引保持することができるとともに、離間手段を当接させる位置以外の板状部材に対しては非接触で保持することで、板状部材に付与されるストレスをさらに抑制することができる。さらに、離間距離変更手段によって枠体と板状部材との離間距離を変更することで、容易に吸引保持力を調整することができる。ここで、吸引保持力の調整手段としては、離間距離を変更することの他に、吸引口から吸入する流体の吸入量を変更してもよく、これらを組み合わせて制御すれば、より高精度に吸引保持力を調整することができ、サイズや重さの異なる板状部材に容易に対応可能になる。
【００１１】
また、環状の枠体に沿って吸引口が連続して形成されていれば、板状部材の外縁に沿って均等に吸引することができ、板状部材へのストレスを一層低減させることができる。
さらに、板状部材および枠体とともに空間を形成する閉塞手段を設け、形成した空間内を減圧状態とすることで、吸引口から流体の吸入による吸引保持力に加えて、空間内を減圧した負圧による保持力を作用させることができる。従って、例えば、板状部材の中間部の自重と釣り合うように負圧による保持力を作用させれば、自重による中間部の撓みを抑制しつつ、吸引口による吸引保持力によって板状部材全体を確実に吸引保持することができる。また、圧力調整手段によって空間内の圧力を調整することで、負圧による保持力を適宜に調節して板状部材へのストレスをより一層低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る支持装置の斜視図。
【図２】図１の支持装置の部分断面図。
【図３】図１の支持装置の底面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る支持装置の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１において、支持装置１は、板状部材としてのウェハＷを搬送する搬送装置の一部を構成するものであり、搬送に際してウェハＷの一方の面である裏面側（図２の上側の面）から吸引保持するように構成されている。この支持装置１は、例えば、駆動機器としての多関節ロボット等の搬送装置２の先端アーム２Ａに取り付けられている。ここで、ウェハＷは、図２に示すように、その表面（図２の下側の面）ＷＡに回路が形成されるとともに、裏面における外縁部以外の内周部が薄く研削されることで、厚さ方向に突出した環状の凸部ＷＢが外縁部に形成され、凸部ＷＢで囲まれた内側に凹部ＷＣが形成されたものであり、このウェハＷの表面ＷＡには、保護シートＳが貼付されている。
【００１５】
支持装置１は、ウェハＷを裏面側から吸引保持する保持手段３と、図示しない吸引ポンプ等に接続されて保持手段３に吸引力を付与する吸引手段としての吸引管４とを備えて構成されている。保持手段３は、ウェハＷの外縁に沿って環状かつ中空状に形成された枠体５と、この枠体５に連続して搬送アーム２の側に延びる中空状の延長部６とを有して形成されている。また、吸引管４は、枠体５に連結された３本と延長部６に連結された３本との計６本で構成され、これら６本の吸引管４によって枠体５および延長部６の各内部から所定流量の空気（流体）が吸入できるように構成されている。
【００１６】
本実施形態の保持手段３は、図２に示すように、枠体５の端部に形成されてウェハＷの裏面のうち凸部ＷＢ表面に向かって開口する吸引口７と、枠体５の内部から吸引口７を介して突出するとともに凸部ＷＢ表面に当接可能な離間手段としての複数（本実施形態では８本）のピン８と、各ピン８の突出量を調節して枠体５と凸部ＷＢ表面との離間距離を変更可能な離間距離変更手段としての駆動機器である直動モータ９とを有して構成されている。
【００１７】
枠体５は、内部に開口Ｏを有して全体円環状に形成されるとともに、支持するウェハＷと反対側に位置する上面部５１と、この上面部５１の内縁から延びる内側面部５２と、上面部５１の外縁から延びる外側面部５３と、内側面部５２および外側面部５３に連続して互いに接近する方向に傾斜して延びる内側傾斜面部５４および外側傾斜面部５５と、内側傾斜面部５４および外側傾斜面部５５の先端同士を連結する底面部５６とを有して形成されている。そして、上面部５１の３箇所に吸引管４が連結され、上面部５１の他の８箇所に直動モータ９が固定されている。
【００１８】
吸引口７は、図３にも示すように、円環状の底面部５６を切り欠いて細長状かつ略１／４円弧状に形成された４個の長孔７１で構成されている。なお、吸引口７は、４個の長孔７１に分割されたものに限らず、これらを連結して底面部５６全周に渡って無端状に連続して形成されてもよいし、４個の長孔７１のうちの２個ずつを連結して底面部５６の略半周に連続して形成されていてもよい。さらに、吸引口７は、長孔７１に限らず、小径の丸孔などが複数並設されて構成されていてもよい。
【００１９】
８本のピン８は、各々が枠体５の円周方向に沿って略４５°の等間隔で配置され、４個の長孔７１に各２本ずつのピン８が挿通されている。また、枠体５に連結される３箇所の吸引管４は、長孔７１の開口位置から外れた位置、つまり隣り合う長孔７１の中間位置と反対側の上面部５１に設けられている。なお、これらのピン８や吸引管４の個数や設置位置は、特に限定されるものではなく、適宜に設定されていればよい。
【００２０】
以上のような保持手段３では、直動モータ９で突出量が調節された各ピン８を凸部ＷＢ表面に当接させることで、枠体５の吸引口７から所定距離Ｌだけ凸部ＷＢを離隔させ、枠体５とウェハＷとの間に隙間Ｋが形成されるようになっている。さらに、吸引管４によって枠体５および延長部６の各内部から空気を吸い出すことにより、保持手段３は、枠体５の開口Ｏ上方や枠体５の外側から吸引口７に向かって空気を回り込ませ、この空気を隙間Ｋを介して吸引口７から吸入することで、凸部ＷＢ表面位置に吸引口７へ向かう気流を形成し、この気流によってウェハＷを吸引保持できるように構成されている。
【００２１】
また、保持手段３によるウェハＷの吸引保持力を強める場合には、吸引管４の吸引力を高めて吸引口７から吸入する空気量を増加させてもよいし、直動モータ９の駆動によりピン８を没入させて隙間Ｋの間隔寸法（吸引口７と凸部ＷＢとの離隔距離Ｌ）を小さくしてもよい。これにより、凸部ＷＢ表面位置において吸引口７へ向かう気流の流速が高まることで、吸引保持力を強くすることができる。一方、保持手段３によるウェハＷの吸引保持力を弱める場合には、吸引管４の吸引力を低くして吸引口７から吸入する空気量を減少させてもよいし、直動モータ９の駆動によりピン８の突出量を大きくして隙間Ｋの間隔寸法を拡げてもよい。これにより、凸部ＷＢ表面位置において吸引口７へ向かう気流の流速が低くなることで、吸引保持力を弱くすることもできる。
【００２２】
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、ウェハＷの凸部ＷＢ表面に対向する吸引口７から空気を吸入することによって、当該凸部ＷＢ表面側に負圧領域が発生し、ウェハＷが引寄せられて支持されるため、ウェハＷの凹部ＷＣに殆ど吸引力を作用させることなく、保持手段３でウェハＷを吸引保持することができ、ウェハＷに作用するストレスを低減させつつウェハＷを適切に保持することができる。さらに、ピン８を凸部ＷＢ表面に当接させることにより、枠体５の吸引口７から所定距離Ｌだけ凸部ＷＢを離隔させた非接触状態でウェハＷが保持されるので、ウェハＷの表面に吸着手段等を密着させて保持する場合と比較して、ウェハＷに付与されるストレスを確実に抑制することができ、ウェハＷの破損を防止することができる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。
本実施形態の支持装置１Ａにおける保持手段３Ａは、枠体５の開口Ｏを閉塞してウェハＷおよび枠体５とともに空間ＳＰを形成可能な閉塞手段１０を備える点で前記第１実施形態と相違する。すなわち、閉塞手段１０は、開口Ｏを閉塞可能な蓋体１１と、この蓋体１１に出力軸１２Ａが連結されて枠体５の内側面部５２に固定された圧力調整手段としての駆動機器である直動モータ１２とを有して構成されている。そして、閉塞手段１０は、直動モータ１２で蓋体１１を図４中上下に駆動することで、蓋体１１で開口Ｏを完全に閉塞するか、または枠体５と蓋体１１との間に若干の隙間Ｋ１を有して閉塞することができる。そして、吸引口７から空気を吸引することにより、空間ＳＰ内を減圧状態にするとともに、直動モータ１２の駆動によって隙間Ｋ１を大きくしたり、なくしたりすることで空間ＳＰ内の圧力を調整することができるように構成されている。従って、保持手段３Ａでは、吸引口７からの空気の吸入によって凸部ＷＢを吸引保持することに加えて、減圧状態とした空間ＳＰ内の負圧によって凹部ＷＣを含むウェハＷ全体を吸引することができるようになっている。これにより、自重による凹部ＷＣの撓みをも抑制することができ、ウェハＷへのストレスをより一層低減させることができる。
【００２４】
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、板状部材が半導体ウェハである場合を示したが、板状部材は半導体ウェハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウェハとしては、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示できる。
また、前記実施形態では、外縁部の凸部ＷＢとこの凸部ＷＢで囲まれた凹部ＷＣとを有したウェハＷを支持対象の板状部材としたが、板状部材は、凸部ＷＢや凹部ＷＣのない平板状のものでもよい。さらに、板状部材は、平面視で円形のものに限らず、多角形状等の任意形状のものでもよく、その形状は特に限定されるものではない。そして、保持手段の枠体は、板状部材の外縁に沿って環状に形成されていればよいため、前記実施形態のような円環状の枠体５に限定されるものではなく、任意形状の枠体が採用可能である。
【００２６】
また、前記実施形態では、枠体５の吸引口７から突出するピン８をウェハＷの凸部ＷＢ表面に当接させて隙間Ｋを形成したが、これに限らず、凸部ＷＢに吸引口７を接触させて吸引保持する接触型の保持手段を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、直動モータ９でピン８の突出量を変更して隙間Ｋの間隔寸法が調節可能となっていたが、これに限らず、所定長さのピンが枠体５の吸引口７部分に固定されていてもよい。さらに、離間手段は、ピン８のような針状のものに限らず、適宜な形態や材質からなる部材が採用可能であり、例えば、ゴム等の弾性体で離間手段を構成すれば、板状部材への衝撃を緩和することができる。
さらに、前記実施形態では、搬送装置の一部を構成する支持装置１，１Ａについて説明したが、本発明の支持装置は、搬送装置の一部を構成するものに限られない。そして、本発明の支持装置は、ウェハ（板状部材）を上方から支持するものに限らず、支持テーブルのようにウェハ（板状部材）を下方から支持するものであってもよい。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。
【符号の説明】
【００２７】
１，１Ａ    支持装置
３，３Ａ    保持手段
４          吸引管（吸引手段）
５          枠体
７          吸引口
８          ピン（離間手段）
９          直動モータ（離間距離変更手段）
１０        閉塞手段
１２        直動モータ（圧力調整手段）
ＳＰ        空間
Ｗ          ウェハ（板状部材）
【図１】
0005572005.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005572005.tif 000004
【図４】
0005572005.tif 000005