(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空吸着によりウェーハを吸着する吸着部と、
該吸着部周りに配置されたカバー部と、
前記吸着部を回転させる回転機構部と前記カバー部とを通って、前記吸着部と真空源とを切離し可能に接続する第一管路と、
前記カバー部に配置されていて前記第一管路を開閉する第一弁機構部と、
前記吸着部を搬送させる搬送機構部と前記カバー部とを通って、前記吸着部と前記真空源とを切離し可能に接続する第二管路と、
前記カバー部に配置されていて前記第二管路を開閉する第二弁機構部とを具備するウェーハ保持装置。
【請求項２】
前記第一管路および前記第二管路の少なくとも一方は前記カバー部の周面を通過する請求項１に記載のウェーハ保持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のウェーハ保持装置に保持される前記ウェーハを処理する第一処理ユニットと、
前記第一処理ユニットにより処理された前記ウェーハに対して前記第一処理ユニットとは異なる処理を行う第二処理ユニットと、を備えたウェーハ処理装置。
【請求項４】
前記第一処理ユニットが少なくとも二つの前記回転機構部を含んでおり、
前記搬送機構部が、前記ウェーハ保持装置を前記回転機構部から別の回転機構部まで周回させる周回機構部である請求項３に記載のウェーハ処理装置。
【請求項５】
前記搬送機構部が、前記ウェーハ保持装置を前記第一処理ユニットと前記第二処理ユニットとの間で搬送する搬送ロボットである請求項３に記載のウェーハ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の処理、例えば裏面研削処理を行うときにウェーハを保持するウェーハ保持装置およびそのようなウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ（以下「ウェーハ」と省略する）やＬＣＤ用ガラス等の薄くて被加工面の広いウェーハを研削・研磨する場合には、ウェーハの表面を均等に研削・研磨することが要求される。このような要求に対し、ウェーハを真空吸着して固定する装置について従来より種々の技術が提案されてきた。
【０００３】
例えば特許文献１には、ウェーハのような薄板状基板の外周部の縁だれや盛り上がりを防止するために、薄板状基板の非加工面側の外周部とその下方のステージの平面との間隙を液体を用いてシールし、加工液が間隙を通じて薄板状基板の内方に流入することを防止する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、研削盤の真空吸着機能を有するチャック機構のチャック本体を通気性部材と不通気性部材との環状部にて構成し、サイズの異なるウェーハであっても確実に真空吸着することができるウェーハのチャック機構が開示されている。
【０００５】
しかしながら、これら特許文献１および特許文献２においては、研削・研磨の前後にウェーハを加工用チャックから取外して別の搬送装置に保持させる必要がある。ウェーハは研削・研磨処理によってその厚みが小さくされており、例えば５０マイクロメートル以下である。このような薄いウェーハは平面維持力を有しておらず、ウェーハの表面に貼付けられた表面保護フィルムや、加工時にウェーハに与えられる内部応力によってウェーハの反り力が大きくなる。従って、このようなウェーハをチャックと搬送装置との間で移動させるときに、ウェーハが反り返って破損する可能性がある。
【０００６】
ところで、ウェーハの裏面を研削・研磨する装置は、ターンテーブル上に、粗研削ユニット、仕上研削ユニットおよび研磨ユニット等を順番に備えている。ターンテーブルをインデックス回転させることによって、ウェーハは該ウェーハのためのウェーハ回転軸と共に或るユニットから他のユニットまで旋回移動される。
【０００７】
このような装置においてウェーハ仕上精度（ウェーハ面内厚みバラツキ）を高めるためには、それぞれのウェーハ回転軸の倒れ角度（鉛直軸線に対する角度）を互いに等しくする必要がある。しかしながら、倒れ角度を互いに等しく設定するのは容易でなく、またこのような設定は煩雑であるので時間がかかるという問題がある。
【０００８】
これに対し、ウェーハ回転軸は対応する研削・研磨軸に対して固定した状態で、ウェーハ搬送装置によりウェーハのみを搬送する装置も存在しており、このような装置では上記のような問題は生じない。ところが、前述した薄いウェーハの場合には、平面維持力が無いために、搬送時にウェーハに割れが発生する可能性がある。
【０００９】
さらに、ウェーハをガラス製などの別の基材に接着して処理を行う技術も存在しているが、薄いウェーハの場合には、ウェーハを基材から剥離する際に、ウェーハに応力がかかって割れが同様に発生する。
【００１０】
また、特許文献３においては、洗浄ユニットおよび研削ユニットがそれぞれ真空チャックを備えており、これら真空チャックの間に交換アームが配置されている。そして、ウェーハを真空保持したそれぞれの真空チャックは交換アームにより、洗浄ユニットと研削ユニットとの間で互いに入れ替えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１３５３１６号公報
【特許文献２】特公平０２−０４６３３１号公報
【特許文献３】特開平１１−３４７８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献３においてチャックを入れ替える際に真空チャックはウェーハを真空吸引しているわけではない。このため、薄いウェーハの場合には、ウェーハが反り返る力が、真空チャックがウェーハを保持する吸引力よりも大きくなり、搬送時には、やはりウェーハが反り返ってウェーハに割れが生じることとなる。また、このような薄いウェーハは慎重に扱う必要があるので、処理時間が遅延するという問題もあった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハの研削・研磨時および搬送時に破損させることなしにウェーハを安定して保持することのできるウェーハ保持装置およびそのようなウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、真空吸着によりウェーハを吸着する吸着部と、該吸着部周りに配置されたカバー部と、前記吸着部を回転させる回転機構部と前記カバー部とを通って、前記吸着部と真空源とを切離し可能に接続する第一管路と、前記カバー部に配置されていて前記第一管路を開閉する第一弁機構部と、前記吸着部を搬送させる搬送機構部と前記カバー部とを通って、前記吸着部と前記真空源とを切離し可能に接続する第二管路と、前記カバー部に配置されていて前記第二管路を開閉する第二弁機構部とを具備するウェーハ保持装置が提供される。
【００１５】
すなわち１番目の発明においては、ウェーハの研削などを行う場合には第一弁機構部を開放すると共に第二弁機構部を閉鎖し、それにより、ウェーハ保持装置と一緒にウェーハを回転させる。また、ウェーハを搬送するときには第一弁機構部を閉鎖すると共に第二弁機構部を開放し、それにより、ウェーハ保持装置と一緒にウェーハを搬送する。これにより、ウェーハのみを回転および移動させることがなくなる。従って、ウェーハの研削・研磨時および搬送時に破損させることなしにウェーハを安定して保持することができる。なお、真空源により作用する圧力は−８０ｋＰａ以下であるのが好ましい。
【００１６】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記第一管路および前記第二管路の少なくとも一方は前記カバー部の周面を通過する。
すなわち２番目の発明においては、管路がウェーハ保持装置と回転機構部との連結箇所に存在しないようにできる。このため、ウェーハ保持装置と回転機構部との連結箇所に異物、例えば研削屑が挟み込まれるのを防止することができる。
【００１７】
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明におけるウェーハ保持装置に保持される前記ウェーハを処理する第一処理ユニットと、前記第一処理ユニットにより処理された前記ウェーハに対して前記第一処理ユニットとは異なる処理を行う第二処理ユニットと、を備えたウェーハ処理装置が提供される。
【００１８】
４番目の発明によれば、３番目の発明において、前記第一処理ユニットが少なくとも二つの前記回転機構部を含んでおり、前記搬送機構部が、前記ウェーハ保持装置を前記回転機構部から別の回転機構部まで周回させる周回機構部である。
すなわち４番目の発明においては、ウェーハはウェーハ保持装置と一緒に周回されるので、ウェーハを或る回転機構部から他の回転機構部まで安定して周回させられる。第一処理ユニットは、例えば四つの回転機構部を備えた裏面研削ユニットである。第一処理ユニットが裏面研削ユニットである場合には、各回転機構部におけるウェーハ回転軸の倒れ角度を互いに等しく設定する必要がないので、裏面研削ユニットにより研削されるウェーハの厚さの面内バラツキを抑えることもできる。
【００１９】
５番目の発明によれば、３番目の発明において、前記搬送機構部が、前記ウェーハ保持装置を前記第一処理ユニットと前記第二処理ユニットとの間で搬送する搬送ロボットである。
すなわち５番目の発明においては、ウェーハはウェーハ保持装置と一緒に搬送されるので、ウェーハを第一処理ユニットと第二処理ユニットとの間で安定して搬送させられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に基づくウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置の略平面図である。
【図２】（ａ）ウェーハ保持装置の側断面図である。（ｂ）図２（ａ）に示されるウェーハ保持装置の第一および第二弁機構部のタイムチャートである。
【図３】（ａ）他の方向におけるウェーハ保持装置の側断面図である。（ｂ）図３（ａ）に示されるウェーハ保持装置の第一および第三弁機構部のタイムチャートである。
【図４】本発明の他の実施形態に基づくウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置の略平面図である。
【図５】図４に示されるウェーハ処理装置の側面図である。
【図６】図４に示されるウェーハ保持装置の部分頂面図である。
【図７】図６の線Ｘ−Ｙに沿ってみたウェーハ保持装置の断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）裏面研削ユニットにおけるウェーハの搬送を説明するための図である。
【図９】（ａ）搬送ロボットの第一の側面図である。（ｂ）搬送ロボットの第二の側面図である。
【図１０】（ａ）搬送ロボットのハンドベースの頂面図である。（ｂ）図１０（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿ってみた部分側断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｂ）搬送ロボットを用いたウェーハの搬送を説明するための図であり、図６の線Ａ−Ｙに沿ってみた断面図である。
【図１２】図６の線Ａ−Ａに沿ってみたウェーハ保持装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置の略平面図である。図示されるように、ウェーハ処理装置４０は、裏面研削ユニット５８と、後工程のユニット５５、例えばダイシングユニットとを主に含んでいる。これら裏面研削ユニット５８およびユニット５５は、後述するチャック部１を搬送するための搬送通路５６、５７により互いに接続されている。
【００２２】
なお、後工程のユニット５５は、ウェーハの表面に貼付けられた保護フィルムを剥離するフィルム剥離ユニット、フィルムに紫外線を照射するＵＶ照射ユニット、ウェーハにバーコードを貼付けるバーコード貼付ユニットまたはウェーハをエッチングするエッチングユニット、もしくはこれらの組合せであってもよい。
【００２３】
図１においては、裏面研削ユニット５８には、複数の回路パターンが形成された表面が保護フィルム（図示しない）により保護されている複数のウェーハＷがカセット４１ａから供給されるものとする。
【００２４】
図１に示される裏面研削ユニット５８は、それぞれがウェーハＷを吸着保持することのできる四つのチャック部１ａ〜１ｄを備えている。これらチャック部１ａ〜１ｄは、ウェーハＷを保持するウェーハ保持装置としての役目を果たす。以下、チャック部を適宜、ウェーハ保持装置と呼ぶ場合がある。図から分かるように、これらチャック部１ａ〜１ｄは、ターンテーブル１１によって矢印Ａ方向にインデックス回転する。さらに、裏面研削ユニット５８は、四つのチャック部１ａ〜１ｄを洗浄する洗浄ユニット４４と、ウェーハＷを搬送する搬送ロボット４５とを含んでいる。
【００２５】
さらに、図１に示されるように、裏面研削ユニット５８においては、粗研削ユニット５１、仕上研削ユニット５２および研磨ユニット５３がターンテーブル１１の周囲に沿って順番に配置されている。なお、粗研削ユニット５１は粗研削砥石（図示しない）によりウェーハＷの裏面を粗研削し、仕上研削ユニット５２は仕上研削砥石（図示しない）によりウェーハＷの裏面を仕上研削し、研磨ユニット５３は研磨布（図示しない）によってウェーハＷの裏面を研磨する。
【００２６】
図２（ａ）は或る方向に沿ってみたウェーハ保持装置の側断面図である。図２（ａ）に示されるチャック部１は図１におけるチャック部１ａ〜１ｄを代表するものである。言い換えれば、図１におけるチャック部１ａ〜１ｄは、図２におけるチャック部１と同様な構成である。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、チャック部１は、ウェーハＷを吸着保持する吸着部２と、吸着部２をその周方向に被覆するカバー部４とを主に含んでいる。この目的のために、吸着部２は多孔質材料、例えば多孔質のアルミナから形成されており、カバー部４は例えば緻密なアルミナから形成されている。
【００２８】
チャック部１の底面は公知の連結機構（図示しない）によってスピンドル２２に取外し可能に連結されている。このため、スピンドル２２が回転するとチャック部１も一緒に回転できる。また、図から分かるように、スピンドル２２はターンテーブル１１に形成された開口部に挿入されている。スピンドル２２は、装置ベース上に固定されているので、複数のスピンドル２２の間でウェーハ回転軸の倒れ角度を互いに等しく設定する必要がない。従って、ウェーハの厚さの面内バラツキを抑え、加工精度を向上させられる。
【００２９】
また、上方に突出するピン２３がターンテーブル１１に設けられており、ピン２３に係合する凹部２４がカバー部４の底面に形成されている。これらピン２３および凹部２４は互いに協働してチャック部１を位置合わせする役目を果たす。
【００３０】
図２（ａ）から分かるように、カバー部４の吸着部２の下方に内部室３が形成されている。そして、内部室３から延びる管路１８、２０がカバー部４の底面に形成された接続部１８'、２０'にそれぞれ到達している。これら管路１８、２０には、管路１８、２０をそれぞれ開閉する第一および第二弁機構部Ｖ１、Ｖ２がそれぞれ設けられている。
【００３１】
また、真空源６０からスピンドル２２を通って延びる管路１５および真空源６０からターンテーブル１１を通って延びる管路１９が設けられている。図２（ａ）から分かるように、接続部１８'によって管路１８を管路１５に接続できる。同様に、接続部２０'によって管路２０を管路１９に接続できる。
【００３２】
図２（ｂ）は第一および第二弁機構部のタイムチャートである。以下、図面を参照しつつ、裏面研削ユニット５８およびウェーハ保持装置の動作を説明する。はじめに、スピンドル２２が回転してチャック部１を回転させる。これと同時に洗浄ユニット４４から洗浄流体が供給され、洗浄ユニット４４の洗浄パッドがチャック部１の吸着部２およびカバー部４を洗浄する。洗浄が終了すると、搬送ロボット４５によって、カセット４１ａから一つのウェーハＷが取出されて、チャック部１（図１に示されるチャック部１ａの場所に対応する）まで搬送される。そして、時刻Ｔ１において第一弁機構部Ｖ１を開放し、ウェーハＷはその裏面が上方を向いた状態でチャック部１の吸着部２に吸着保持される。
【００３３】
次いで、スピンドル２２がチャック部１ａを低速で回転させ、それにより、凹部２４がピン２３に対応した位置に到達する。次いで、ターンテーブル１１を上昇させて、ターンテーブル１１のピン２３とチャック部１の凹部２４とを係合させる。そして、接続部２０'によって真空源６０側の管路１９とチャック部１の管路２０とを接続すると共に、スピンドル２２とチャック部１との連結を解除する。
【００３４】
時刻Ｔ２になると、第二弁機構部Ｖ２を開放する。これにより、ウェーハＷは管路１８および管路２０からの両方の真空作用により吸着部２に吸着される。そして、時刻Ｔ３において、第一弁機構部Ｖ１のみを閉鎖し、それにより、ウェーハＷが管路２０からの真空作用のみによって吸着されるようにする。
【００３５】
次いで、時刻Ｔ４において、ターンテーブル１１がインデックス回転、つまり所定角度だけ回転し、チャック部１が洗浄ユニット４４から粗研削ユニット５１まで周回される。チャック部１が所望位置まで周回されると、その位置に在る別のスピンドル２２に同様に備えられた別の管路１５がチャック部１の管路１８に接続され、チャック部１は別のスピンドル２２に連結される。このとき、別のチャック部（図１におけるチャック部１ｄの場所に対応する）には別のウェーハＷが搬送ロボット４５により搬送され、前述したのと同様な処理が行われる。
【００３６】
そして、時刻Ｔ５において、第一弁機構部Ｖ１を開放し、それにより、ウェーハＷは管路１８および管路２０からの両方の真空作用により吸着部２に吸着されるようになる。次いで、時刻Ｔ６において、第二弁機構部Ｖ２のみを閉鎖し、それにより、ウェーハＷが管路１８からの真空作用のみによって吸着されるようにする。その後、粗研削ユニット５１によって粗研削処理を行い、粗研削処理が終了すると、再び時刻Ｔ２に戻って次の仕上研削処理を同様に行う。このような処理は、研磨ユニット５３による研磨処理が終了するまで繰返されるものとする。
【００３７】
このようにして、本発明においては、第一弁機構部Ｖ１を開放すると共に第二弁機構部Ｖ２を閉鎖し、それにより、ウェーハ保持装置１と一緒にウェーハＷを回転させつつウェーハＷの研削等を行うようにしている。さらに、第一弁機構部Ｖ１を閉鎖すると共に第二弁機構部Ｖ２を開放し、それにより、ウェーハ保持装置１と一緒にウェーハＷを周回させている。つまり、本発明においては、ウェーハＷは常にウェーハ保持装置１と一緒に回転および周回され、ウェーハＷが単独で回転および周回されることはない。
【００３８】
一般に、粗研削ユニット５１などによって裏面研削処理を受けると、ウェーハＷは周回時などに破損しやすくなる。しかしながら、本発明においては、ウェーハＷは常にウェーハ保持装置１と一緒に回転および周回されるので、ウェーハＷの回転および周回時であっても破損させることなしにウェーハＷを安定して保持することができる。さらに、本発明においては、厚さの小さいウェーハＷを慎重に扱う必要もないので、処理時間を短縮することも可能である。
【００３９】
ところで、裏面研削ユニット５８が動作しているときには、異物、例えば研削屑などがウェーハ保持装置１の管路１８、２０に流入する場合がある。ところが、図２（ａ）から分かるように、管路１８、２０はいずれもウェーハ保持装置１とスピンドル２２との連結箇所以外の場所で、管路１５、１９に接続されている。言い換えれば、ウェーハ保持装置１と吸着部２との連結箇所には管路１８、２０は存在していない。
【００４０】
このため、本発明においては、ウェーハ保持装置１を或るスピンドル２２から別のスピンドル２２まで搬送したとしても、ウェーハ保持装置１とスピンドル２２との連結箇所に異物、例えば研削屑が挟み込まれることはない。従って、ウェーハ保持装置１が傾斜した状態でスピンドル２２に連結されることもなく、その結果、ウェーハＷの研削などを良好に行うことが可能である。
【００４１】
図３（ａ）は他の方向に沿ってみたウェーハ保持装置の側断面図であり、ウェーハ保持装置１を搬送する搬送ロボット７０が示されている。さらに、仕上研削ユニット５２および研磨ユニット５３による処理を受けると、ウェーハＷは搬送ロボット７０によって裏面研削ユニット５８からユニット５５まで搬送される。
【００４２】
搬送ロボット７０は搬送通路５６（図１を参照）に昇降可能に懸架されていて搬送通路５６に沿って移動する。図３（ａ）には、搬送ロボット７０のハンドベース３４がカバー部４の上方まで降下した状態が示されている。ただし、ハンドベース３４はウェーハＷおよびカバー部４の上面に接触しないことに留意されたい。
【００４３】
図３（ａ）においては、カバー部４の内部室３から延びる管路２１がカバー部４の周面に形成された接続部２１'に到達している。そして、管路２１には、管路２１を開閉する第三弁機構部Ｖ３が設けられている。
【００４４】
図３（ａ）に示されるように、ハンドベース３４の上面には駆動シリンダ２６が設けられている。さらに、駆動シリンダ２６から延びるロッド２６'の先端には略Ｃ字形状のガイド２７が取付けられている。さらに、ガイド２７の先端には、真空源６０から延びる管路３０が接続されている。図３（ａ）に示されるように、ロッド２６'がウェーハ保持装置１の半径方向に移動することにより、管路３０はウェーハ保持装置１の管路２１に接続される。
【００４５】
また、駆動シリンダ２６およびガイド２７と同様な形態の複数のフック（図示しない）がハンドベース３４に設けられている。これらフックは、カバー部４の周面に形成された凹部（図示しない）に係合し、それにより、搬送ロボット７０はウェーハ保持装置１を保持することができる。
【００４６】
図３（ｂ）は第一および第三弁機構部のタイムチャートである。以下、図面を参照しつつ、搬送ロボット７０およびウェーハ保持装置の動作を説明する。図３（ｂ）における初期状態においては、ウェーハＷの裏面研削処理が終了して、ウェーハＷが管路１８からの吸引作用によってウェーハ保持装置１に保持されているものとする。
【００４７】
ロッド２６'を後退させ、それにより、ガイド２７の先端の管路３０をウェーハ保持装置１の接続部２１'に接続する。次いで、図３（ｂ）に示される時刻Ｔ７において第三弁機構部Ｖ３を開放し、それにより、ウェーハＷは管路１８および管路２１からの両方の真空作用により吸着部２に吸着されるようになる。
【００４８】
次いで、時刻Ｔ８において、第一弁機構部Ｖ１のみを閉鎖し、それにより、ウェーハＷが管路２１からの真空作用のみによって吸着されるようにする。その後、図示しないフックを用いてウェーハ保持装置１を保持し、搬送ロボット７０はウェーハ保持装置１を搬送通路５６に沿って裏面研削ユニット５８から後工程のユニット５５、例えばダイシングユニットまで搬送する。
【００４９】
後工程のユニット５５は、前述したのと同様な管路１５を含んでいるものとする。ウェーハ保持装置１が後工程のユニット５５まで搬送されると、接続部１８'によって管路１５は管路１８に接続される。そして、時刻Ｔ９において、第一弁機構部Ｖ１を開放し、それにより、ウェーハＷは管路１８および管路２１からの両方の真空作用により吸着部２に吸着されるようになる。その後、時刻Ｔ１０において、第二弁機構部Ｖ２のみを閉鎖し、それにより、ウェーハＷが管路１８からの真空作用のみによって吸着されるようにする。時刻Ｔ１１以降においては、ユニット５５において所定の処理が行われる。なお、図２（ａ）および図３（ａ）に示される真空源により作用する圧力は−８０ｋＰａ以下であるのが好ましい。
【００５０】
このように、本発明においては、第一弁機構部Ｖ１を閉鎖すると共に第二弁機構部Ｖ２を開放し、それにより、ウェーハ保持装置１と一緒にウェーハＷを搬送している。従って、ウェーハＷの搬送時においても、破損させることなしにウェーハＷを安定して保持しつつ搬送できることが分かるであろう。
【００５１】
なお、後工程のユニット５５における処理が終了した後で、さらに後工程のユニット（図示しない）までウェーハ保持装置１およびウェーハＷを同様に搬送してもよい。あるいは、後工程のユニット５５における処理が終了した後で、ウェーハＷをウェーハ保持装置１から取外し、ウェーハ保持装置１のみを搬送通路５７に沿って裏面研削ユニット５８まで帰還させてもよい。
【００５２】
なお、前述した実施形態においては、前工程のユニットが裏面研削ユニット５８であるものとして説明しているが、前工程のユニットが裏面研削ユニット５８に限定されないのは当業者であれば明らかであろう。また、当然のことながら、あらゆる構成の第一〜第三の弁機構部Ｖ１〜Ｖ３を採用することが可能である。
【００５３】
ところで、図４は、本発明の他の実施形態に基づくウェーハ保持装置を備えたウェーハ処理装置の略平面図であり、図５は図４に示されるウェーハ処理装置の側面図である。これら図面に示されるウェーハ処理装置４０は、前述したのと同様な構成の裏面研削ユニット５８と、ウェーハ個片化ユニット５５ａと、後処理ユニット５５ｂと、を主に含んでいる。
【００５４】
図示されるように、裏面研削ユニット５８とウェーハ個片化ユニット５５ａとの間、ならびにウェーハ個片化ユニット５５ａと後処理ユニット５５ｂとの間は、搬送通路５６、５７によって連結されている。また、図面には示さないものの、搬送通路５６、５７によって同様に接続されたウェーハエッチングユニットがウェーハ個片化ユニット５５ａと後処理ユニット５５ｂとの間に配置されるのが好ましい。さらに、図４および図５においては、ウェーハ個片化ユニット５５ａおよび後処理ユニット５５ｂの領域のそれぞれに搬送ロボット７０が配置されている。
【００５５】
ここで、ウェーハ個片化ユニット５５ａは、ウェーハを賽の目状にダイシングする装置である。ただし、ウェーハ個片化ユニット５５ａはウェーハＷを厚さ方向に部分的にのみダイシングするのみであり、ウェーハＷ自体を完全に個片化するわけではないことに留意されたい。
【００５６】
後処理ユニット５５ｂは、図４に示されるようにウェーハＷのためのダイシングフレームが保管されたダイシングフレーム保管部６１と、後処理ユニット５５ｂにおける全ての処理が終了したウェーハＷを保管するウェーハ保管部６２とを含んでいる。さらに、後処理ユニット５５ｂは、ダイシングテープによりウェーハＷをダイシングフレームと一体化してＵＶ（紫外線）を照射するＵＶ照射領域Ａ１と、ウェーハＷの表面に貼付けられた保護フィルム（図示しない）を剥離する保護フィルム剥離領域Ａ２と、ウェーハＷにバーコードを貼付けるバーコード貼付領域Ａ３とを含んでいる。図示されるように、これらＵＶ照射領域Ａ１、保護フィルム剥離領域Ａ２およびバーコード貼付領域Ａ３は後処理ユニット５５ｂにおけるチャック搬送レール５９に沿って順番に配置されている。
【００５７】
また、ウェーハ個片化ユニット５５ａに対応する搬送通路５６の一部分には、チャック待機部Ｂ１、Ｂ２が設けられている。チャック待機部Ｂ１にはウェーハ個片化ユニット５５ａによる処理を受ける前のチャック部１が一時的に配置され、チャック待機部Ｂ２にはウェーハ個片化ユニット５５ａによる処理を受けた後のチャックが一時的に配置されるものとする。
【００５８】
これらチャック待機部Ｂ１、Ｂ２は後述する図７（ｃ）に示されるように、チャック部１が排除された残りのスピンドル２２等と同様の機構部を備えている。従って、チャック待機部Ｂ１、Ｂ２についての詳細な説明を省略する。なお、ウェーハエッチングユニットが存在する場合においても同様に、チャック待機部Ｂ１、Ｂ２がウェーハエッチングユニットに対応する搬送通路５６の一部分に設けられているものとする。
【００５９】
図６は図４に示される裏面研削ユニット５８内におけるウェーハ保持装置の部分頂面図であり、図７は図６の線Ｘ−Ｙに沿ってみたウェーハ保持装置の断面図である。これら図面に示されるように、チャック部１は、カバー部４内に吸着部２を備えている。そして、カバー部４から延びる搬送部カバー９がターンテーブル１１を被覆している。カバー部４に形成された管路１６は、吸着部２とスピンドル２２の内部通路とを接続している。
【００６０】
図７から分かるように、カバー部４には管路１８がさらに形成されていて、吸着部２の側部まで延びている。管路１８には、バネ７により下方に付勢された弁体５を含む小室が配置されている。また、管路１５には、フロート６が載置されたダイヤフラム８を含む別の小室が配置されている。なお、弁体５から延びる突起はフロート６上に載置されている。管路１５、１８に関連する弁体５、フロート６、バネ７およびダイヤフラム８は第一弁機構部Ｖ１としての役目を果たす。
【００６１】
また、図７に示されるカバー部４内の別の管路２０にも弁体５およびバネ７が同様に配置されており、管路１９にもダイヤフラム８およびフロート６が同様に配置されている。これら管路１９、２０に関連する弁体５、フロート６、バネ７およびダイヤフラム８は第二弁機構部Ｖ２としての役目を果たす。
【００６２】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は裏面研削ユニットにおけるウェーハの搬送を説明するための図である。以下、これら図面を参照しつつ、本発明の他の実施形態におけるウェーハＷの搬送動作を簡潔に説明する。なお、基本的な動作は図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して前述したのと同様であるものとする。また、以下の図面においては、簡潔にする目的でウェーハＷを図示していないが、実際にはウェーハＷが吸着部２上に載置されていることに留意されたい。
【００６３】
裏面研削加工時には、図６に示される管路１７からエアが供給され、ダイヤフラム８が押し上げられて、フロート６および弁体５が上昇する。従って、管路１５と吸着部２との間の経路が開状態となり、この経路に真空が作用してウェーハＷが吸着部２に吸着される。そして、図１を参照して前述した裏面研削加工が終了すると、スピンドル２２が回転して、ターンテーブル１１の位置決めピン２３が搬送部カバー９の凹部２４に対応した位置まで移動する。
【００６４】
次いで、図８（ｂ）に示されるように、ターンテーブル１１を上昇させる。これにより、位置決めピン２３は凹部２４に進入すると共に、管路１９はカバー部４内の対応する管路２０に連通するようになる。そして、管路１９からエアが供給されると、管路１９におけるダイヤフラム８が押し上げられて、フロート６および弁体５が上昇する。これにより、管路１９と吸着部２との間の経路が開状態となる。そして、この経路に真空が適用される。
【００６５】
次いで、管路１８を大気開放すると、バネ７の作用により弁体５は小室の底面に付勢され、フロート６およびダイヤフラム８も元位置まで下降する。これにより、管路１５に対する真空を遮断することが可能となる。その後、管路１５、１６にエアを供給して、裏面研削時に行っていたチャック部１に対する吸着動作を解除する。これにより、管路１８からの真空作用により吸着されていた作用しウェーハＷは、管路２０からの真空作用のみにより吸着されるようになる。
【００６６】
次いで、図８（ｃ）に示されるように、ターンテーブル１１をさらに上昇させて、チャック部１のカバー部４等をスピンドル２２から離脱させる。この状態においても、ウェーハＷは管路２０からの真空作用により吸着部２に吸着されたままである。従って、ウェーハＷを保持しつつ、チャック部１を所望の場所、例えば裏面研削ユニット５８内における他の部位まで安定して搬送することができる。
【００６７】
そして、チャック部１が他の部位、例えば搬送通路５６近傍の位置まで搬送されると、前述した動作を逆の順序で行い、最終的には管路１５と吸着部２との間の経路に真空を適用してウェーハＷが吸着される。このように本発明においては、チャック部１の搬送時においても、管路２０と吸着部２との間の経路に真空が適用されていることに留意されたい。従って、ウェーハＷが破損することなしに、ウェーハＷを安定して保持できるのが分かるであろう。
【００６８】
ところで、図９（ａ）および図９（ｂ）は搬送ロボット７０の側面図である。これら図面に示されるように、搬送ロボット７０は、昇降動作可能な主要本体７１と、主要本体７１から延びる伸縮アーム７２とを備えている。そして、伸縮アーム７２の先端には、ハンドベース３４が備えられている。図９（ｂ）から分かるように、搬送ロボット７０は伸縮アーム７２を伸縮することによって、チャック部１を遠方まで搬送させられる。さらに、搬送ロボット７０自体がチャック部１を把持しつつ、搬送通路５６に沿って移動することも可能である。
【００６９】
図１０（ａ）は搬送ロボットのハンドベースの頂面図である。図１０（ａ）に示されるように、搬送ロボット７０のハンドベース３４はチャック部１とほぼ同様の外径を有している。そして、ハンドベース３４の上面には互いに対向する一対の駆動シリンダ２６が設けられている。
【００７０】
ここで、図１１（ａ）〜図１１（ｂ）は搬送ロボットを用いたウェーハの搬送を説明するための図であり、図６の線Ａ−Ｙに沿ってみた断面図である。図１１（ａ）に示されるように、駆動シリンダ２６から延びるロッド２６'の先端には略Ｃ字形状のガイド２７が取付けられている。なお、ロッド２６’は短距離用駆動シリンダ２５によっても駆動されるものとする。また、ガイド２７の先端には、真空源６０（図示しない）から延びる管路３０が接続されている。管路３０の先端には、ベローズ２８と協動する中空の押出ピン３１が設けられている。
【００７１】
図１２は図６の線Ａ−Ａに沿ってみたウェーハ保持装置の断面図である。図１２から分かるように、カバー部４の外周部から吸着部２まで延びる管路２１がカバー部４内に形成されている。そして、カバー部４の外周部には弁座２９が設けられており、弁座２９の内方にボール３２が図示しないバネなどにより付勢されている。これらベローズ２８、弁座２９、押出ピン３１、およびボール３２は第三弁機構部Ｖ３としての役目を果たす。
【００７２】
ここで再び図１０（ａ）を参照すると、ハンドベース３４には、複数、例えば四つの駆動シリンダ３５が設けられている。図示されるように、駆動シリンダ３５と前述した駆動シリンダ２６とはハンドベース３４の周方向に概ね等間隔で配置されている。そして、図１０（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿ってみた部分側断面図である図１０（ｂ）に示されるように、駆動シリンダ３５から延びるロッド３５’には、略Ｃ字形状のクランプ爪３６が取付けられている。また、ハンドベース３４には、クランプ爪３６を案内するガイド３３が設けられているのが分かるであろう。
【００７３】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）から分かるように、カバー部４の外周面には、複数、例えば四つの凹部３９が形成されている。ロッド３５’がハンドベース３４の半径方向に移動すると、クランプ爪３６がカバー部４の凹部３９に係合する。これにより、搬送ロボット７０は、ウェーハＷに接触することなしにウェーハ保持装置１を保持することができる。
【００７４】
以下、図１１（ａ）から図１１（ｂ）を参照しつつ、本発明の他の実施形態におけるウェーハＷの搬送動作を簡潔に説明する。なお、基本的な動作は図３（ａ）および図３（ｂ）を参照して前述したのと同様であるものとする。
【００７５】
チャック部１が、例えば裏面研削ユニット５８における搬送通路５６近傍の位置まで搬送される。次いで、搬送ロボット７０の伸縮アーム７２を伸縮させる。これにより、図１１（ａ）に示されるように、ハンドベース３４がチャック部１の真上に位置するようにする。
【００７６】
次いで、短距離用駆動シリンダ２５を駆動して、ガイド２７を半径方向内側に移動させる。これにより、押出ピン３１に取付けられたベローズ２８が弁座２９に到達すると、管路３０に真空を適用する。従って、ベローズ２８と弁座２９とが密着するようになる。
【００７７】
管路３０に対して真空を適用したまま、押出ピン３１をさらに半径方向内側に移動させると、押出ピン３１がバネ（図示しない）に抗してボール３２を内方に押込むようになる。これにより、吸着部２にまで真空が適用される。
【００７８】
これとほぼ同時に、図１０（ｂ）に示される駆動シリンダ３５を駆動して、クランプ爪３６の先端が凹部３９に挿入されるまで、クランプ爪３６を半径方向内側に移動させる。その結果、搬送ロボット７０のハンドベース３４がチャック部１のカバー部４を把持するようになる。次いで、管路１８を大気開放すると、バネ７により弁体５が小室の底面に付勢されて、フロート６およびダイヤフラム８も元位置まで下降する。その後、管路１５、１６にエアを供給すると、チャック部１が着脱可能な状態となる。
【００７９】
次いで、図１１（ｂ）に示されるように、管路３０による真空状態を維持したまま、ハンドベース３４を上昇させて、チャック部１を持上げる。そして、搬送ロボット７０が搬送通路５６に沿って移動し、チャック部１を所望の場所、例えばウェーハ個片化ユニット５５ａのチャック待機部Ｂ１（図４を参照されたい）まで移動させる。チャック待機部Ｂ１においては、前述した動作を逆の順序で行い、最終的には、チャック部１がチャック待機部Ｂ１のスピンドル２２に接続されるようになる。
【００８０】
その後、ウェーハ個片化ユニット５５ａの搬送ロボット７０が図１１を参照して説明したのと同様な手順でチャック部１を把持する。ウェーハ個片化ユニット５５ａ内には、チャック待機部Ｂ１と同様な機構部が備えられている。従って、搬送ロボット７０はウェーハ個片化ユニット５５ａの機構部にチャック部１を受渡し、次いで、ウェーハ個片化ユニット５５ａがウェーハＷの個片化処理を行う。
【００８１】
その後、搬送ロボット７０は前述した手法でウェーハ個片化ユニット５５ａの機構部からチャック部１を受取って、チャック待機部Ｂ２に載置する。そして、後処理ユニット５５ｂ側の搬送ロボット７０がチャック待機部Ｂ２からチャック部１を受取って、搬送通路５６を摺動し、後処理ユニット５５ｂの同様な機構部に受渡す。このように本発明においては、チャック部１の搬送時においても、管路２０と吸着部２との間の経路に真空が適用されていることに留意されたい。従って、この場合にも、ウェーハＷが破損することなしに、ウェーハＷを安定して保持できるのが分かるであろう。
【００８２】
次いで、チャック部１はチャック搬送レール５９に沿って搬送されつつ、ＵＶ照射領域Ａ１、保護フィルム剥離領域Ａ２およびバーコード貼付領域Ａ３のそれぞれにおいて所定の処理を受ける。その後、ウェーハＷは、ダイシングフレームと一緒に、図示しないロボットによってチャック部１から取外されてウェーハ保管部６２に格納される。
【００８３】
また、ウェーハＷが取外されたチャック部１はチャック搬送レール５９を反対方向に移動し、後処理ユニット５５ｂ側の搬送ロボット７０によって受取られる。次いで、搬送ロボット７０の主要本体７１が下降して、チャック部１を搬送通路５７上に載置する（図５を参照されたい）。次いで、操作者または図示しないロボットがチャック部１を搬送通路５７上に摺動させて裏面研削ユニット５８まで戻す。その後、チャック部１は洗浄された後で裏面研削ユニット５８にセットされ、再利用される。
【００８４】
このように本発明においては、ウェーハＷをチャック部１と一緒にウェーハ処理装置４０内で搬送しており、しかもウェーハＷはチャック部１に真空吸着されたままとなっている。従って、ウェーハ処理装置４０における全ての処理ユニット間においてウェーハを搬送する場合であっても、破損させることなしにウェーハＷを安定して保持することが可能である。さらに、本実施形態においても、図１〜図３を参照して前述したのと同様な効果が得られるのは、当業者であれば明らかである。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ〜１ｄ    チャック部（ウェーハ保持装置）
２    吸着部
３    内部室
４    カバー部
５    弁体
６    フロート
７    バネ
８    ダイヤフラム
９    搬送部カバー
１１    ターンテーブル（周回機構部）
１５    管路
１５、１６、１８、１９、２０、２１、３０    管路
１８’、２０’、２１’    接続部
２２    スピンドル（回転機構部）
２３    位置決めピン
２４    凹部
２５    短距離用駆動シリンダ
２６    駆動シリンダ
２６’    ロッド
２７    ガイド
２８    ベローズ
２９    弁座
３０    管路
３１    押出ピン
３２    ボール
３３    ガイド
３４    ハンドベース
３５    駆動シリンダ
３５’    ロッド
３６    クランプ爪
３９    凹部
４０    ウェーハ処理装置
４１ａ    カセット
４４    洗浄ユニット
４５    搬送ロボット
５１    粗研削ユニット
５２    仕上研削ユニット
５３    研磨ユニット
５５    後工程のユニット（第二処理ユニット）
５５ａ    ウェーハ個片化ユニット（第二処理ユニット）
５５ｂ    後処理ユニット
５６、５７    搬送通路
５８    裏面研削ユニット（第一処理ユニット）
５９    チャック搬送レール
６０    真空源
６１    ダイシングフレーム保管部
６２    ウェーハ保管部
７０    搬送ロボット
７１    主要本体
７２    伸縮アーム
Ｖ１    第一弁機構部
Ｖ２    第二弁機構部
Ｖ３    第三弁機構部
Ｗ    ウェーハ
【図１】
0005495936.tif 000002
【図２】
0005495936.tif 000003
【図３】
0005495936.tif 000004
【図４】
0005495936.tif 000005
【図５】
0005495936.tif 000006
【図６】
0005495936.tif 000007
【図７】
0005495936.tif 000008
【図８】
0005495936.tif 000009
【図９】
0005495936.tif 000010
【図１０】
0005495936.tif 000011
【図１１】
0005495936.tif 000012
【図１２】
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