(57)【要約】【課題】  作動中にウエーハを落下させたりすることのない緊急用バックアップ回路を有するウエーハ保持機構を提供することである。【解決手段】  ウエーハを吸引保持するウエーハ保持機構であって、電力供給により作動する吸引源を含んでおり、通常時は吸引源からの負圧を保持手段に供給してウエーハを吸引保持する。吸引源への電力供給が遮断されると、緊急用のバックアップ回路が作動する。即ち、電源オフをトリガーとして電磁弁が開状態に切り替わり、これにより空気作動弁を作動させて圧縮エア供給源からのエアをインジェクタに供給して負圧を発生させ、この負圧を吸引手段に作用させる。【選択図】図４
2011155030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを吸引保持するウエーハ保持機構であって、
負圧によりウエーハを吸引保持する保持手段と、
電力供給により作動する吸引源と、
該吸引源と該保持手段とを接続する第１吸引路と、
圧縮エア供給源と、
該第１吸引路に挿入され、常時開状態で該圧縮エア供給源からのエアにより閉状態に切り替わる第１空気作動弁と、
該圧縮エア供給源からのエアの供給を受けて負圧を発生するインジェクタと、
該インジェクタと該第１空気作動弁より下流側の該第１吸引路とを接続する第２吸引路と、
該第２吸引路に挿入され、常時閉状態で該圧縮エア供給源からのエアにより開状態に切り替わる第２空気作動弁と、
該圧縮エア供給源と該第１及び第２空気作動弁とを接続する第１エア供給路に挿入され、常時閉状態で電力供給が遮断されると開状態に切り替わり、該第１及び第２空気作動弁にエアを供給して該第１空気作動弁を閉状態に、該第２空気作動弁を開状態に切換える第１電磁弁と、
該圧縮エア供給源と該インジェクタとを接続する第２エア供給路に挿入され、常時閉状態で電力供給が遮断されると開状態に切り替わり、該インジェクタにエアを供給して負圧を発生させる第２電磁弁とを具備し、
電力供給が遮断されると、該第１及び第２電磁弁が開状態に切り替わり、これにより該圧縮エア供給源からのエアを該第１及び該第２空気作動弁に供給して、該第１空気作動弁を閉状態に該第２空気作動弁を開状態に切換えるとともに、該圧縮エア供給源からのエアを該インジェクタに供給して負圧を発生させ、該第２吸引路及び該第１吸引路を介してこの負圧を該吸引手段に作用させることを特徴とするウエーハ保持機構。
【請求項２】
前記保持手段は、負圧によりウエーハを吸引保持して搬送するウエーハ搬送機構の吸着パッド又は負圧によりウエーハを吸引保持する保持テーブルから構成されることを特徴とする請求項１記載のウエーハ保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを吸引保持するウエーハ保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインによって格子状に区画された領域にそれぞれ半導体デバイスが形成され、半導体ウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分割することで、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
半導体ウエーハを分割して個々の半導体デバイスを製造する装置として、研削装置、研磨装置、切削装置等の加工装置が使用されるが、これらの加工装置においては、ウエーハを吸引保持して保持面の反対となる面側を加工する工程が必須となる。
【０００４】
必要な加工を実施するために、ウエーハを吸引保持する加工用のチャックテーブルやウエーハを各工程に搬送する吸着パッドを有する搬送機構等が使用される。こうした吸引保持によるウエーハの保持手段は、通常電動のバキュームポンプによって吸引力を発生させ、その負圧を回路を通して保持手段に作用させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように電動のバキュームポンプにより負圧を発生させている加工装置では、工場の停電や誤った装置の電源オフ操作などによりバキュームポンプが停止し、バキュームポンプからの吸引力が保持手段に及ばなくなり、ウエーハを落下させたりしてウエーハの破損に繋がる恐れがある。
【０００７】
年々大径化する半導体ウエーハは１枚当たりの単価も非常に高価になっていくため、このような工場の停電時等にも確実にウエーハを吸引保持可能な加工装置に対する要望は大きくなっている。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工場の停電時等にバックアップ回路を作動させることによりウエーハの吸引保持状態を維持可能なウエーハ保持機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、ウエーハを吸引保持するウエーハ保持機構であって、負圧によりウエーハを吸引保持する保持手段と、電力供給により作動する吸引源と、該吸引源と該保持手段とを接続する第１吸引路と、圧縮エア供給源と、該第１吸引路に挿入され、常時開状態で該圧縮エア供給源からのエアにより閉状態に切り替わる第１空気作動弁と、該圧縮エア供給源からのエアの供給を受けて負圧を発生するインジェクタと、該インジェクタと該第１空気作動弁より下流側の該第１吸引路とを接続する第２吸引路と、該第２吸引路に挿入され、常時閉状態で該圧縮エア供給源からのエアにより開状態に切り替わる第２空気作動弁と、該圧縮エア供給源と該第１及び第２空気作動弁とを接続する第１エア供給路に挿入され、常時閉状態で電力供給が遮断されると開状態に切り替わり、該第１及び第２空気作動弁にエアを供給して該第１空気作動弁を閉状態に、該第２空気作動弁を開状態に切換える第１電磁弁と、該圧縮エア供給源と該インジェクタとを接続する第２エア供給路に挿入され、常時閉状態で電力供給が遮断されると開状態に切り替わり、該インジェクタにエアを供給して負圧を発生させる第２電磁弁とを具備し、電力供給が遮断されると、該第１及び第２電磁弁が開状態に切り替わり、これにより該圧縮エア供給源からのエアを該第１及び該第２空気作動弁に供給して、該第１空気作動弁を閉状態に該第２空気作動弁を開状態に切換えるとともに、該圧縮エア供給源からのエアを該インジェクタに供給して負圧を発生させ、該第２吸引路及び該第１吸引路を介してこの負圧を該吸引手段に作用させることを特徴とするウエーハ保持機構が提供される。
【００１０】
好ましくは、保持手段は、負圧によりウエーハを吸引保持して搬送するウエーハ搬送機構の吸着パッド又は負圧によりウエーハを吸引保持する保持テーブルから構成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、電動の吸引源が何らかの理由により停止した場合、吸引手段によるウエーハの吸引保持をエア供給により負圧を発生するインジェクタを用いて維持し続けるバックアップ回路を設けているため、電動の吸引源の停止時においても、バックアップ回路を作動させてウエーハの吸引保持を維持し続けることができる。
【００１２】
また、電動の吸引源からの回路とバックアップ回路の切替を制御するために空気作動弁を用い、空気作動弁の開閉を制御するために電源停止をトリガーとする電磁弁を用いているため、全てのバルブを電磁弁にするよりも電力消費や発熱を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】表面に保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】本発明のウエーハ保持機構を採用した研削装置の斜視図である。
【図４】図４（Ａ）はバキュームポンプからの負圧を吸着パッドに作用させている状態の本発明第１実施形態の回路図、図４（Ｂ）はバックアップ回路からの負圧を吸着パッドに作用させている状態の第１実施形態の回路図である。
【図５】バキュームポンプからの負圧をウエーハ搬送機構、研削用保持テーブル、洗浄用保持テーブルに作用させている状態の本発明第２実施形態に係るウエーハ保持機構の回路図である。
【図６】バックアップ回路からの負圧をウエーハ搬送機構、研削用保持テーブル、洗浄用保持テーブルに作用させている状態の本発明第２実施形態に係るウエーハ保持機構の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハ１１の斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の半導体回路１５が形成されている。
【００１５】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、半導体回路１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００１６】
半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する前に、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは、保護テープ２３によって保護され、図３に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。図４は表面に保護テープ２３が貼着された半導体ウエーハ１１の模式的断面図を示している。
【００１７】
以下、このように構成された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する研削装置２を図３を参照して説明する。４は研削装置２のハウジング（ベース）であり、ハウジング４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。
【００１８】
コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１９】
粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。
【００２０】
粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００２１】
他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。
【００２２】
仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。
【００２３】
仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。
【００２４】
研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてハウジング４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印４５で示す方向に回転される。
【００２５】
ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２６】
ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。
【００２７】
ハウジング４の前側部分には、ウエーハカセット５０と、リンク５１及びハンド５２を有するウエーハ搬送ロボット５４と、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４と、スピンナ洗浄装置６４で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを収容する収容カセット６６が配設されている。
【００２８】
図３に示したスピンナ洗浄装置６４には、研削された半導体ウエーハ１１を吸引保持して回転する半導体ウエーハ１１より小径のスピンナテーブル６８が装着されている。７０はスピンナ洗浄装置６４のカバーである。
【００２９】
次に、図４乃至図６を参照して、本発明の実施形態に係るウエーハ保持機構について説明する。図４を参照すると、本発明第１実施形態に係るウエーハ保持機構の回路図が示されている。
【００３０】
図４（Ａ）はバキュームポンプ７２からの負圧がウエーハ搬出機構６２の吸着パッド６５に供給されている状態を、図４（Ｂ）はバキュームポンプ７２が作動を停止し、バックアップ回路からの負圧が吸着パッド６５に供給されている状態をそれぞれ示している。
【００３１】
図４（Ａ）に示されるように、ウエーハ搬出機構６２のアーム６３の先端に負圧によりウエーハを吸着する吸着パッド６５が取り付けられている。バキュームポンプ７２は電動バキュームポンプであり、電動バキュームポンプ７２からの負圧は常時開状態の第１空気作動弁７６及び第１吸引路７４を介してウエーハ搬出機構６２の吸着パッド６５に作用し、吸着パッド６５で研削が終了したウエーハ１１を吸引保持する。
【００３２】
第１吸引路７４には緊急時に作動するバックアップ回路７５が接続されている。バックアップ回路７５は、圧縮エア供給源７８と、圧縮エア供給源７８から圧縮エアが供給されて負圧を発生するインジェクタ８０を含んでいる。
【００３３】
インジェクタ８０は第２吸引路８２を介して第１空気作動弁より下流側の第１吸引路７４に接続されており、第２吸引路８２には常時閉の第２空気作動弁８４が挿入されている。圧縮エア供給源７８からの圧縮エアは、第１エア供給路８６及び第１エア供給路８６に挿入された常時閉の第１電磁弁８８を介して第１及び第２空気作動弁７６，８４に供給され、第１及び第２空気作動弁７６，８４を切り替える。
【００３４】
更に、圧縮エア供給源７８からの圧縮エアは第２エア供給路９０及び第２エア供給路９０中に挿入された常時閉の第２電磁弁９２を介してインジェクタ８０に供給され、インジェクタ８０を作動して負圧を発生する。
【００３５】
研削装置２が設置されている工場の停電や誤った装置の電源オフ操作等により、電動バキュームポンプ７２が作動を停止すると、電動バキュームポンプ７２からの負圧が断たれて吸着パッド６５の吸引力は消失する。この場合には、図４（Ｂ）に示すように電源のオフをトリガーとして第１及び第２電磁弁８８，９２が開状態に切り替わる。
【００３６】
これにより圧縮エア供給源７８からの圧縮エアは第１電磁弁８８及び第１エア供給路８６を介して第１及び第２空気作動弁７６，８４に供給され、第１空気作動弁７６を閉状態に切り替えるとともに、第２空気作動弁８４を開状態に切り替える。
【００３７】
これと同時に、圧縮エア供給源７８からの圧縮エアは第２電磁弁９２及び第２エア供給路９０を介してインジェクタ８０に供給され、インジェクタ８０から負圧が発生される。この負圧は第２吸引路８２、開状態に切り替わっている第２空気作動弁８４及び第１吸引路７４を介してウエーハ搬出機構６２の吸着パッド６５に供給され、吸着パッド６５の吸引力を維持する。
【００３８】
このように本実施形態のウエーハ保持機構によると、停電等によりバキュームポンプ７２の電源が落ちた場合、バックアップ回路７５のインジェクタ８０で直ちに負圧を発生させて、この負圧を吸着パッド６５に供給するため、ウエーハを吸引保持している吸着パッド６５の吸引力を引き続いて維持することができ、ウエーハを落下させて損傷させることがない。
【００３９】
図５を参照すると、本発明第２実施形態に係るウエーハ保持機構の回路図が示されている。本実施形態では、ウエーハ搬送機構の吸着パッド６５のみでなく、研削用保持テーブル（チャックテーブル）４６及び洗浄用保持テーブル（スピンナテーブル）６８にも負圧を供給する。
【００４０】
電動バキュームポンプ７２が正常動作時には、バキュームポンプ７２からの負圧が、吸引路７４を介してウエーハ搬送機構の吸着パッド６５に供給され、吸引路９４を介して研削用保持テーブル４６に供給され、吸引路１０６を介して洗浄用保持テーブル６８に供給される。
【００４１】
研削装置２が設置されている工場の停電或いは誤った装置の電源オフ等により、バキュームポンプ７２が作動を停止すると、電源オフをトリガーとしてバックアップ回路７５Ａからの負圧がウエーハ搬送機構の吸着パッド６５、研削用保持テーブル４６及び洗浄用保持テーブル６８に供給されて、これらの吸引力を維持する。
【００４２】
即ち、電源オフをトリガーとして、図６に示すように第１及び第２電磁弁８８，９２が開状態に切り替わる。これにより、圧縮エア供給源７８からの圧縮エアがエア供給路８６を介して第１及び第２空気作動弁７６，８４に供給されて、第１空気作動弁７６を閉状態に切り換えるとともに第２空気作動弁８４を開状態に切り換える。
【００４３】
これと同時に、エア供給路８６から分岐したエア供給路１０４を介して圧縮エアが第３及び第４空気作動弁９６，１０２に供給され、第３空気作動弁９６を閉状態に切り換えるとともに第４空気作動弁１０２を開状態に切り換える。
【００４４】
更に、エア供給路１０４から分岐したエア供給路１１６を介して圧縮エアが第５及び第６空気作動弁１０８，１１４に供給され、第５空気作動弁１０８を閉状態に切り換えるとともに第６空気作動弁１１４を開状態に切り換える。
【００４５】
これと同時に、開状態に切り替わった第２電磁弁９２及びエア供給路９０を介して圧縮エアがインジェクタ８０に供給され、インジェクタ８０から負圧が発生される。更に、エア供給路９０から分岐したエア供給路１１８を介して圧縮エアがインジェクタ９８に供給され、インジェクタ９８から負圧が発生される。同様に、エア供給路９０から分岐したエア供給路１２０を介して圧縮エアがインジェクタ１１０に供給され、インジェクタ１１０から負圧が発生される。
【００４６】
インジェクタ８０からの負圧は吸引路８２、吸引路８２に挿入された空気作動弁８４及び吸引路７４を介してウエーハ搬送機構の吸着パッド６５に供給されて、吸着パッド６５の吸引力を維持する。
【００４７】
一方、インジェクタ９８からの負圧は吸引路１００、空気作動弁１０２及び吸引路９４を介して研削用保持テーブル４６に供給されて、研削用保持テーブル４６の負圧を維持する。
【００４８】
同様に、インジェクタ１１０からの負圧は吸引路１１２、空気作動弁１１４及び吸引路１０６を介して洗浄用保持テーブル６８に供給されて、洗浄用保持テーブル６８の負圧を維持する。
【００４９】
このように本実施形態でも、上述した第１実施形態と同様に、バキュームポンプ７２の電源オフの場合にバックアップ回路７５Ａが直ちに作動して、ウエーハ搬送機構の吸着パッド６５、研削用保持テーブル４６及び洗浄用保持テーブル６８の負圧を継続して維持できるため、停電等の電源オフの場合にウエーハの損傷を防止することができる。
【００５０】
尚、圧縮エア供給源７８は工場全体に配管されている圧縮エアの配管を利用するため、工場の電源とは別系統であり、工場の電源が停電等により落ちた場合にも、直ちにその作動が停止されるものではない。
【００５１】
上述した各実施形態では、バキュームポンプ７２からの吸引路の開閉及びインジェクタ８０，９８，１１０からの吸引路の開閉を、空気作動弁７６，８４，９６，１０２，１０８，１１４を用いて行っているため、回路中の全てのバルブを電磁弁にするよりも電力消費及び発熱を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５２】
２    研削装置
１０    粗研削ユニット
１１    半導体ウエーハ
２８    仕上げ研削ユニット
４４    ターンテーブル
４６    チャックテーブル（保持テーブル）
６０    ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）
６２    ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）
６５    吸着パッド
６８    スピンナテーブル（洗浄用保持テーブル）
７２    電動バキュームポンプ
７６，８４    空気作動弁
７８    圧縮エア供給源
８０    インジェクタ
８８，９２    電磁弁
【図１】
2011155030.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011155030.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011155030.tif 000007
【図６】
2011155030.tif 000008