(57)【要約】【課題】テーブル保持面がウェーハサイズに応じた面積に自動で切り換わるようにする。【解決手段】  テーブル３０の中央吸引領域に管３１を介し連通される吸引源３９と、外周吸引領域に管３２を介し連結され外周吸引領域と吸引源３９とを選択連通するバルブ機構４とを備え、バルブ機構４は、部屋４１と、部屋４１に連通口を介し連通する部屋４２と、連通口を開閉する手段４９と、を含み、開閉手段４９は、部屋４１に連通口に対向し形成される部屋４３と、連通口と接近離間する方向に移動しつつ部屋４３の容積を変える蓋４４と、蓋４４を連通口と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材４５と、蓋４４に連結し連通口に貫入するシャフト４６と、シャフト４６先端に装着され部屋４２に位置し連通口を開閉する弁４７とを備え、部屋４２は管３３を介し吸引源３９に連結し、部屋４３は管３４を介し吸引源３９に連結し、外周吸引領域に連通する管３２は部屋４１に連結する保持装置３。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引領域を切り換えて、大きさの異なる被加工物を吸引保持できる保持装置であって、
中央吸引領域と該中央吸引領域を囲繞する外周吸引領域とを有するテーブルと、該中央吸引領域に第一の連通管を介して連通される吸引源と、該外周吸引領域に第二の連通管を介して連結され該外周吸引領域と該吸引源とを選択的に連通するバルブ機構とを備え、
該バルブ機構は、
第一の部屋と、該第一の部屋に隣接し連通口を介して連通する第二の部屋と、該連通口を選択的に開閉する開閉手段と、を含み、
該開閉手段は、
該第一の部屋に配設され該連通口に対向して形成される開口を有する第三の部屋と、該開口を閉塞し該連通口と接近又は離間する方向に移動しつつ該第三の部屋内の容積を可変する蓋と、該蓋を該連通口と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材と、該蓋に連結し該連通口に貫入するシャフトと、該シャフトの先端に装着され該第二の部屋内に位置づけられ該連通口を選択的に開閉する弁と、から構成され、
該第二の部屋は第三の連通管を介して該吸引源に連結され、該第三の部屋は第四の連通管を介して該吸引源に連結され、該外周吸引領域に連通する該第二の連通管は該第一の部屋に連結され、
該中央吸引領域を覆い被加工物が載置されると、被加工物は該中央吸引領域に吸引保持され、該第一の部屋は該外周吸引領域を通して外気に開放され、該吸引源に連通された該第三の部屋は減圧されて容積が減少して該シャフトを介して該開口に向かって引っ張られた該弁で該連通口を閉塞して該外周吸引領域から該第二の部屋への外気の進入を防止し、該中央吸引領域と該外周吸引領域とを覆い被加工物が載置されると、被加工物は該中央吸引領域に吸引保持されると共に該外周吸引領域は該第二の連通管と該第一の部屋と該連通口と該第二の部屋と該第三の連通管とを介して該吸引源に連結し吸引保持される保持装置。
【請求項２】
前記連通口と前記シャフトとの間の隙間の断面積をＡとし、前記蓋の面積から該シャフトの断面積を除いた面積をＢとし、前記第一の部屋の気圧をＨとし、前記弾性部材の該蓋を該連通口と接近する方向に移動させる力をＷとした場合、
Ｂ×Ｈ＞Ａ×Ｈ＋Ｗとなる請求項１記載の保持装置。
【請求項３】
前記第三の連通管内の断面積は、前記第四の連通管内の断面積より小さい請求項１、又は２記載の保持装置。
【請求項４】
前記外周吸引領域を囲繞する第二の外周吸引領域を更に有する場合に、該第二の外周吸引領域に前記バルブ機構が独立して連結される請求項１、２、又は３記載の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大きさの異なる被加工物を吸引保持できる保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置等に備えられ、例えば８インチウェーハまたは１２インチウェーハのいずれかのウェーハを保持面で吸引保持する保持テーブルは、中央保持面と、中央保持面の外側の環状保持面とを備えることで、複数のサイズのウェーハに対応し保持テーブル自体を交換することなくウェーハを適切に吸引保持することが可能となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような保持テーブル（所謂、ユニバーサルチャックテーブル）で８インチウェーハを吸引保持するときは、中央保持面だけを吸引源に連通させ、１２インチウェーハを吸引保持するときは、中央保持面と環状保持面とを吸引源に連通させる。即ち、保持テーブルは、中央保持面を吸引源に連通させる第１の吸引路内に第１のバルブを備え、環状保持面を吸引源に連通する第２の吸引路内に第２のバルブを備え、８インチウェーハを保持する時は第１のバルブだけを開き、１２インチウェーハを保持する時は第１のバルブと第２のバルブとを開いて保持面積を切り換えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０３８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
研削装置は、研削加工を開始する前に予め８インチウェーハを加工するか又は１２インチウェーハを加工するかを設定されているので、そのウェーハサイズ設定に応じて第１のバルブと第２のバルブとを動作させている。マニュアルタイプの研削装置では、作業者がウェーハサイズを設定している。その一方で、フルオートの研削装置では、例えば、ウェーハが複数枚収容されたカセットがカセットステージに載置されることで、カセットサイズの情報から研削装置に搬入されたウェーハのサイズが認識される。
【０００６】
したがって、研削装置に予め設定されたウェーハサイズと実際に研削装置に搬入されこれから加工されるウェーハのサイズとに違いが有る場合、保持テーブルがウェーハを適切に吸引保持できなくなるという問題がある。
よって、異なったサイズの各種のウェーハに研削加工等を施す場合には、ウェーハサイズを加工装置に設定しなくとも、保持テーブルの保持面がウェーハサイズに応じた保持面積に自動的に切り換わるようにして、適切な面積の保持面でウェーハを確実に吸引保持できるようにするという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、吸引領域を切り換えて、大きさの異なる被加工物を吸引保持できる保持装置であって、中央吸引領域と該中央吸引領域を囲繞する外周吸引領域とを有するテーブルと、該中央吸引領域に第一の連通管を介して連通される吸引源と、該外周吸引領域に第二の連通管を介して連結され該外周吸引領域と該吸引源とを選択的に連通するバルブ機構とを備え、該バルブ機構は、第一の部屋と、該第一の部屋に隣接し連通口を介して連通する第二の部屋と、該連通口を選択的に開閉する開閉手段と、を含み、該開閉手段は、該第一の部屋に配設され該連通口に対向して形成される開口を有する第三の部屋と、該開口を閉塞し該連通口と接近又は離間する方向に移動しつつ該第三の部屋内の容積を可変する蓋と、該蓋を該連通口と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材と、該蓋に連結し該連通口に貫入するシャフトと、該シャフトの先端に装着され該第二の部屋内に位置づけられ該連通口を選択的に開閉する弁と、から構成され、該第二の部屋は第三の連通管を介して該吸引源に連結され、該第三の部屋は第四の連通管を介して該吸引源に連結され、該外周吸引領域に連通する該第二の連通管は該第一の部屋に連結され、該中央吸引領域を覆い被加工物が載置されると、被加工物は該中央吸引領域に吸引保持され、該第一の部屋は該外周吸引領域を通して外気に開放され、該吸引源に連通された該第三の部屋は減圧されて容積が減少して該シャフトを介して該開口に向かって引っ張られた該弁で該連通口を閉塞して該外周吸引領域から該第二の部屋への外気の進入を防止し、該中央吸引領域と該外周吸引領域とを覆い被加工物が載置されると、被加工物は該中央吸引領域に吸引保持されると共に該外周吸引領域は該第二の連通管と該第一の部屋と該連通口と該第二の部屋と該第三の連通管とを介して該吸引源に連結し吸引保持される保持装置である。
【０００８】
前記連通口と前記シャフトとの間の隙間の断面積をＡとし、前記蓋の面積から該シャフトの断面積を除いた面積をＢとし、前記第一の部屋の気圧をＨとし、前記弾性部材の該蓋を該連通口と接近する方向に移動させる力をＷとした場合、Ｂ×Ｈ＞Ａ×Ｈ＋Ｗとなる。
【０００９】
前記第三の連通管内の断面積は、前記第四の連通管内の断面積より小さいと好ましい。
【００１０】
前記外周吸引領域を囲繞する第二の外周吸引領域を更に有する場合に、該第二の外周吸引領域に前記バルブ機構が独立して連結されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る保持装置は、吸引領域を切り換えて、大きさの異なる被加工物を吸引保持できる保持装置であって、中央吸引領域と中央吸引領域を囲繞する外周吸引領域とを有するテーブルと、中央吸引領域に第一の連通管を介して連通される吸引源と、外周吸引領域に第二の連通管を介して連結され外周吸引領域と吸引源とを選択的に連通するバルブ機構とを備え、バルブ機構は、第一の部屋と、第一の部屋に隣接し連通口を介して連通する第二の部屋と、連通口を選択的に開閉する開閉手段と、を含み、開閉手段は、第一の部屋に配設され連通口に対向して形成される開口を有する第三の部屋と、開口を閉塞し連通口と接近又は離間する方向に移動しつつ第三の部屋内の容積を可変する蓋と、蓋を連通口と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材と、蓋に連結し連通口に貫入するシャフトと、シャフトの先端に装着され第二の部屋内に位置づけられ連通口を選択的に開閉する弁と、から構成され、第二の部屋は第三の連通管を介して吸引源に連結され、第三の部屋は第四の連通管を介して吸引源に連結され、外周吸引領域に連通する第二の連通管は第一の部屋に連結されているため、中央吸引領域を覆い被加工物（例えば、８インチウェーハ）が載置されると、被加工物は中央吸引領域に吸引保持され、第一の部屋は外周吸引領域を通して外気に開放され、吸引源に連通された第三の部屋は減圧されて容積が減少してシャフトを介して開口に向かって引っ張られた弁で連通口を閉塞して外周吸引領域から第二の部屋への外気の進入を防止することができ、テーブルの上面から吸引力がリークすることが無くなる。また、テーブルの中央吸引領域と外周吸引領域とを覆い被加工物（例えば、１２インチウェーハ）が載置されると、被加工物は、中央吸引領域に吸引保持されると共に、第二の連通管と第一の部屋と連通口と第二の部屋と第三の連通管とを介して吸引源に連結した外周吸引領域に吸引保持される。即ち、ウェーハサイズを保持装置を備える加工装置に設定しなくとも、テーブルの保持面がウェーハサイズに応じた保持面積に自動的に切り換わり、適切な面積の保持面で被加工物を確実に吸引保持できるようになる。
【００１２】
第三の連通管内の断面積は、第四の連通管内の断面積より小さいものとすることで、中央吸引領域を覆い被加工物（例えば、８インチウェーハ）が載置された場合に、開閉手段を連通口が弁によって閉塞された状態により早く到達させることができる。
【００１３】
テーブルが外周吸引領域を囲繞する第二の外周吸引領域を更に有する場合に、第二の外周吸引領域にバルブ機構が独立して配設されるものとすることで、中央吸引領域及び外周吸引領域のみで被加工物を吸引保持する際に、第二の外周吸引領域のバキュームリークを防止してテーブルの保持面を適切な保持面積とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】研削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】研削手段及び保持装置の一例を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、バルブ機構において、連通口が開かれた状態を近接センサが検出する場合を説明する断面図である。図３（Ｂ）は、バルブ機構において、連通口が弁によって閉じられた状態を近接センサが検出する場合を説明する断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、バルブ機構において、連通口が開かれた状態を透過型光センサが検出する場合を説明する断面図である。図４（Ｂ）は、バルブ機構において、連通口が弁によって閉じられた状態を透過型光センサが検出する場合を説明する断面図である。
【図５】テーブルの中央吸引領域を覆い８インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動した状態を示す断面図である。
【図６】テーブルの中央吸引領域を覆い８インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動した後、シャフトを介して弁が引っ張られ連通口が閉塞されて外周吸引領域から第二の部屋への外気の進入が防止された状態を示す断面図である。
【図７】テーブルの中央吸引領域と外周吸引領域とを覆い１２インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動し、１２インチウェーハが中央吸引領域と外周吸引領域とで吸引保持された状態を示す断面図である。
【図８】テーブルの中央吸引領域を覆い８インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動した状態を示す断面図である。
【図９】テーブルの中央吸引領域を覆い８インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動した後、シャフトを介して弁が引っ張られ連通口が閉塞されて外周吸引領域から第二の部屋への外気の進入が防止された状態を示す断面図である。
【図１０】テーブルの中央吸引領域と外周吸引領域とを覆い１２インチウェーハが載置された状態で吸引源が作動し、１２インチウェーハが中央吸引領域と外周吸引領域とで吸引保持された状態を示す断面図である。
【図１１】テーブルが外周吸引領域を囲繞する第二の外周吸引領域を更に有する場合に、第二の外周吸引領域にバルブ機構が独立して配設されている状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示す研削装置１は、大きさの異なる被加工物（例えば、８インチウェーハＷ１又は１２インチウェーハＷ２）を吸引保持できる本発明に係る保持装置３と、保持装置３が保持した被加工物を研削する研削ホイール６４を装着した研削手段６と、を備えている。
８インチウェーハＷ１及び１２インチウェーハＷ２は、例えば、シリコンを母材とする外形が円形板状の半導体ウェーハであり、図１における下面（被保持面）は、分割予定ラインによって格子状に区画された各領域にデバイスがそれぞれ形成されており、図示しない保護テープが貼着され保護されている。
【００１６】
研削装置１のベース１０上の後方側（＋Ｘ方向側）には、コラム１７が立設しており、その前面には、研削手段６をＺ軸方向（鉛直方向）に研削送りする研削送り手段７が配設されている。研削送り手段７は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０に連結しボールネジ７０を回動させるモータ７２と、内部のナットがボールネジ７０に螺合し側部がガイドレール７１に摺接する昇降板７３と、昇降板７３に連結され研削手段６を保持するホルダ７４とから構成され、モータ７２がボールネジ７０を回動させると、これに伴い昇降板７３がガイドレール７１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ７４に支持された研削手段６もＺ軸方向に往復移動する。
【００１７】
研削手段６は、軸方向がＺ軸方向である回転軸６０と、回転軸６０を回転可能に支持するハウジング６１と、回転軸６０を回転駆動するモータ６２と、回転軸６０の下端に取り付けられたマウント６３と、マウント６３に着脱可能に接続された研削ホイール６４とを備える。研削ホイール６４は、ホイール基台６４０と、略直方体形状の外形を備えホイール基台６４０の下面に複数環状に配設された研削砥石６４１とを備えている。研削砥石６４１は、適宜のボンド剤でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。
【００１８】
研削手段６の近傍には研削水噴射ノズル１８が配設されている。研削水噴射ノズル１８は、研削水供給源１９から供給された研削水を図２に示す回転する研削ホイール６４と被加工物（１２インチウェーハＷ２）との接触部位に向かって噴射し、接触部位を冷却しかつ研削により生じた研削屑を除去する。
【００１９】
研削装置１のベース１０上に配設された保持装置３は、カバー１６によって周囲から囲まれており、カバー１６及びカバー１６に連結されＸ軸方向に伸縮する蛇腹カバー１５の下に配設された図示しないＸ軸方向移動手段によって、ベース１０上をＸ軸方向に往復移動可能となっている。
【００２０】
保持装置３は、中央吸引領域３００ａと中央吸引領域３００ａを囲繞する外周吸引領域３００ｂとを有するテーブル３０と、中央吸引領域３００ａに第一の連通管３１を介して連通される吸引源３９と、外周吸引領域３００ｂに第二の連通管３２を介して連結され外周吸引領域３００ｂと吸引源３９とを選択的に連通するバルブ機構４とを備えている。
【００２１】
テーブル３０は、例えば外形が円形状であり、ポーラス材等からなり被加工物を吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。テーブル３０は、テーブル３０の下方に配設された図示しない回転手段によりＺ軸方向の軸心周りに回転可能となっている。
吸着部３００は、非通気性の材質からなりテーブル３０の中心を中心とした同心円状に配設された仕切り部３０２によって、バームクーヘン状に中央吸引領域３００ａと中央吸引領域３００ａを囲繞する外周吸引領域３００ｂとに区分けされている。
【００２２】
吸着部３００の露出面は、被加工物の各サイズに応じて面積を変更可能な保持面となる。即ち、中央吸引領域３００ａの上面（露出面）は、８インチウェーハＷ１の直径に対応する直径を備えており、テーブル３０が８インチウェーハＷ１を吸引保持する際の吸引保持面となる。外周吸引領域３００ｂの上面の外径は、１２インチウェーハＷ２の直径に対応する大きさとなっており、テーブル３０が１２インチウェーハＷ２を吸引保持する際には、図２に示すように中央吸引領域３００ａの上面及び外周吸引領域３００ｂの上面が吸引保持面となる。
【００２３】
図２に示すように、吸着部３００の露出面（中央吸引領域３００ａの上面及び外周吸引領域３００ｂの上面）は、テーブル３０の回転中心を頂点とする極めて緩やか傾斜を備える円錐面に形成されている。そして、テーブル３０の下方には、カップリング等を介してテーブル３０に接続される図示しない傾き調節機構が配設されている。傾き調節機構は、吸着部３００の露出面の研削砥石６４１の研削面に対する傾きを調節して、例えば、図２に示すように両面が平行な状態することができる。
【００２４】
図２に示すように、金属配管又は可撓性を有する樹脂チューブ等からなる第一の連通管３１は、その一端３１ａ側がテーブル３０の枠体３０１を上下方向に貫通して中央吸引領域３００ａに連通している。第一の連通管３１の他端３１ｂ側は開閉弁３９０を介してバキュームポンプやエジェクタなどの真空発生装置からなる吸引源３９に連通している。開閉弁３９０は、吸引源３９とテーブル３０とが連通している状態と連通していない状態とを切り替える。
【００２５】
バルブ機構４は、例えば、内部が空洞の円柱状の外形を備えるケーシング４０を備えており、ケーシング４０の内周面の所定の高さ位置には円環板状の仕切り板４００が配設されている。そして、ケーシング４０内部は、仕切り板４００により、ケーシング４０内部の下方側となる第一の部屋４１と、第一の部屋４１に隣接し仕切り板４００の中央に形成された連通口４０１を介して連通する第二の部屋４２（ケーシング４０内部の上方側）とに分けられる。また、ケーシング４０の内部には、連通口４０１を選択的に開閉する開閉手段４９が配設されている。
なお、ケーシング４０が横を向いた状態となっており、第一の部屋４１が−Ｘ方向側となっており、第二の部屋４２が＋Ｘ方向側となっていてもよい。
【００２６】
第一の部屋４１には、第二の連通管３２の他端３２ｂ側が連通しており、第二の連通管３２の一端３２ａ側はテーブル３０の外周吸引領域３００ｂに連通している。
第二の部屋４２には、第三の連通管３３の一端側が連通しており、第三の連通管３３の他端側は、例えば、第一の連通管３１に合流して吸引源３９に連通している。
【００２７】
開閉手段４９は、第一の部屋４１に配設され連通口４０１にＺ軸方向において対向して形成される開口４３０を有する第三の部屋４３と、開口４３０を閉塞し連通口４０１と接近又は離間する方向に移動しつつ第三の部屋４３内の容積を可変する蓋４４と、蓋４４を連通口４０１と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材４５と、蓋４４に連結し連通口４０１に貫入するシャフト４６と、シャフト４６の先端に装着され第二の部屋４２内に位置づけられ連通口４０１を選択的に開閉する弁４７と、から構成されている。
【００２８】
第三の部屋４３は、第一の部屋４１内においてＺ軸方向に立設する円筒壁４１２によって形成される部屋（蓋４４の下面と円筒壁４１２の内周面とで囲まれる空間）であり、円筒壁４１２の上部側の開口が蓋４４で閉塞される円形の開口４３０となっている。第三の部屋４３には第四の連通管３４の一端が接続されており、第四の連通管３４の他端側は、例えば、第一の連通管３１に合流して吸引源３９に連通している。
例えば、第三の連通管３３内の断面積は、第四の連通管３４内の断面積より小さくなっている。
【００２９】
蓋４４を連通口４０１と接近する方向に押し上げる力を備える弾性部材４５は、図２に示す例においては、自然長より短く収縮して蓄えた付勢力により自然長に戻ろうとする圧縮コイルバネであり、該付勢力は蓋４４を押し上げる力となる。弾性部材４５は、第三の部屋４３内の中央に配設されており、その下端がケーシング４０の下面に固定され、その上端が蓋４４の下面に固定されている。
【００３０】
開口４３０を閉塞する蓋４４は、例えば、円形平板状の外形を備えており、その直径が円筒壁４１２の内径よりも僅かに小さくなっている。蓋４４は、その外周縁が円筒壁４１２の内周面に当接しており、開口４３０を閉塞した状態で弾性部材４５によってＺ軸方向に摺動可能に支持されている。蓋４４が、第三の部屋４３の上端まで上昇すると第三の部屋４３の容積は最大となり、第三の部屋４３の下端まで下降すると第三の部屋４３の容積は最小となる。
【００３１】
蓋４４の上面には柱状のシャフト４６の下端側が固定されている。シャフト４６は連通口４０１を貫き通った状態になっており、シャフト４６の上端側は弁４７の下面に固定されている。
弁４７は、例えば、円形平板状の外形を備えており、その直径が連通口４０１よりも大径となっており、その下面が仕切り板４００の上面に着座することで連通口４０１を閉じた状態とする。
【００３２】
弾性部材４５は、図２に示す例のように第三の部屋４３内配設される例に限定されるものではない。弾性部材は、例えば、引っ張りバネであり、第二の部屋４２内の中央に配設されており、その上端がケーシング４０の天壁に固定されており、その下端が弁４７の上面に固定されていてもよい。この場合には、弾性部材である引っ張りバネが自然長より長く伸長した後に自然長に戻ろうとする付勢力が、蓋４４を連通口４０１と接近する方向に移動させる（引き上げる）力となる。
【００３３】
バルブ機構４は、例えば、弁４７が連通口４０１を閉じた状態にあるか、又は開いた状態にあるかを検出する機能（センサ）を備えていてもよい。該センサによって、弁４７による連通口４０１の開閉状態を検出することで、図２に示す外周吸引領域３００ｂが外気に開放されているか否かが分かり、したがって、テーブル３０が中央吸引領域３００ａでのみ吸引保持を行っているか、又は、中央吸引領域３００ａと外周吸引領域３００ｂとで吸引保持を行っているかを判断可能となる。
【００３４】
該センサの一例として、例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第二の部屋４２内の所定の高さ位置には、静電容量型等の近接センサ４０６が配設されている。近接センサ４０６は、例えば、ケーシング４０の天壁の中央に固定されており、弁４７とＺ軸方向において対向している。図３（Ａ）に示すように、弁４７が下降しておらず第二の部屋４２内の所定の高さ位置に位置していることで、近接センサ４０６の反応部４０６ａに弁４７が近接しており、近接センサ４０６は連通口４０１が弁４７で閉じられていないことを検出する。一方で、図３（Ｂ）に示すように、弁４７が下降して連通口４０１を閉じている状態の高さ位置に至ることで、反応部４０６ａと弁４７とが離れて近接センサ４０６内部の導体電極の静電容量が減少するため、近接センサ４０６は該静電容量の変化に基づいて連通口４０１が弁４７で閉じられていることを検出する。
なお、近接センサは、例えば、弁４７の下面に該下面が面一になるように埋設するものとしてもよい。この場合には、近接センサは弁４７が下降して仕切り板４００が近接することで弁４７が閉じられていることを検出する。また、近接センサ４０６は、例えば、誘導型の近接センサ等であってもよい。
【００３５】
近接センサ４０６ではなく、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第二の部屋４２内の所定の高さ位置には、ケーシング４０の内周面に取り付けられた発光部４０８（−Ｘ方向側）とケーシング４０の内周面に取り付けられた受光部４０９（＋Ｘ方向側）とを備える透過型の光センサが配設されていてもよい。発光部４０８から検査光が受光部４０９に向かって投光される。そして、図４（Ａ）に示すように、発光部４０８と受光部４０９との間の検査光が弁４７により遮られることで、光センサは連通口４０１が弁４７で閉じられていないことを検出する。一方、光センサは、図４（Ｂ）に示すように、発光部４０８と受光部４０９との間の検査光が弁４７により遮られていないことで、連通口４０１が下降した弁４７で閉じられていることを検出する。
【００３６】
以下に、図１に示す保持装置３で円形板状の８インチウェーハＷ１を吸引保持する場合の保持装置３の各構成の動作について説明する。
まず、図５に示すように、８インチウェーハＷ１が、テーブル３０の保持面となる中央吸引領域３００ａの上面の中心と８インチウェーハＷ１の中心とが略合致するようにして、中央吸引領域３００ａの上面上を覆い載置される。吸引源３９が作動していない状態においては、弾性部材４５は例えば自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていない状態になっている。
【００３７】
図５に示す開閉弁３９０が開かれた状態になると共に、吸引源３９が作動する。吸引源３９が生み出す吸引力が、第一の連通管３１を通り中央吸引領域３００ａの上面に伝達されることにより、テーブル３０が中央吸引領域３００ａ上で８インチウェーハＷ１を吸引保持する。外周吸引領域３００ｂの上面は８インチウェーハＷ１で塞がれていないため、外周吸引領域３００ｂの上面からは吸引力がリークし、第一の部屋４１はテーブル３０の外周吸引領域３００ｂ及び第二の連通管３２を通して外気に開放された状態になる。
【００３８】
バルブ機構４は、例えば、連通口４０１とシャフト４６との間の隙間の断面（本実施形態においては環状断面）の面積をＡとし、蓋４４の上面の面積からシャフト４６の断面積を除いた面積をＢとし、第一の部屋４１の気圧をＨとし、弾性部材４５の蓋４４を連通口４０１と接近する方向に移動させる力、即ち、本実施形態においては、蓋４４を上側に押し上げる圧縮バネの付勢力をＷとした場合、
Ｂ×Ｈ＞Ａ×Ｈ＋Ｗ・・・・・・・・・・・・（式１）
を満たすように、連通口４０１の直径、シャフト４６の直径、及び蓋４４の直径が定められている。
吸引源３９が吸引を行うことで、第三の連通管３３を介して第二の部屋４２内部からエアが吸引され、第四の連通管３４を介して第三の部屋４３内部からエアが吸引される。ここで、第一の部屋４１及び第二の部屋４２には、外周吸引領域３００ｂから外気の吸引が行われ新たなエアが第二の連通管３２を通じて流れ込むのに対して、第三の部屋４３内は、蓋４４が開口４３０を閉塞した状態となっており第四の連通管３４からエアが吸引されていくのみであるため、第三の部屋４３は減圧されていく（より負圧が強くなる）。したがって、蓋４４が開口４３０を閉塞した状態を保ちつつ、連通口４０１と離間する−Ｚ方向に弾性部材４５に抗して円筒壁４１２の内周面上を摺動していき、第三の部屋４３内の容積が減少していく。
【００３９】
したがって、蓋４４の上記−Ｚ方向への移動に伴って、蓋４４が接続されたシャフト４６を介して弁４７が開口４３０に向かう−Ｚ方向に引っ張られていき、図６に示すように、弁４７の下面が仕切り板４００の上面に着座して連通口４０１が弁４７により閉塞された状態になる。その結果、外周吸引領域３００ｂから第二の部屋４２への外気の進入が防止される。さらに、第二の部屋４２に新たなエアが流れ込まずに第二の部屋４２内のエアが吸引されていくため、第二の部屋４２は減圧されていく（より負圧が強くなる）。
【００４０】
このように、第三の部屋４３及び第二の部屋４２が減圧されて、第三の部屋４３及び第四の連通管３４内、第二の部屋４２及び第三の連通管３３内、並びに第一の連通管３１内のエア流量が、例えば、０（Ｌ／分）又は０（Ｌ／分）より僅かに大きな値程度となる。そして、第一の部屋４１の気圧Ｈが大気圧となる。また、（式１）は満たされた状態になっている、即ち、Ｂ×Ｈの力（図８において、蓋４４が気圧により−Ｚ方向に押される力）＞Ａ×Ｈ（図８において、弁４７が気圧により＋Ｚ方向に押される力）＋Ｗ（図８において、蓋４４に対して弾性部材４５が加える＋Ｚ方向の付勢力）は保たれているため、バルブ機構４内の各力は平衡状態になっており、吸引源３９が停止するまでは、テーブル３０は、外周吸引領域３００ｂからのバキュームリークを発生させることなく、中央吸引領域３００ａで８インチウェーハＷ１を確実に吸引保持し続けることができる。
【００４１】
本実施形態のように、第三の連通管３３内の断面積は、第四の連通管３４内の断面積より小さいものとすることで、中央吸引領域３００ａを覆い８インチウェーハＷ１が載置された場合に、第三の部屋４３が他の部屋よりもより早く減圧されるようにすることができるため、開閉手段４９を連通口４０１が弁４７によって閉塞された状態により早く到達させることができる。
【００４２】
以下に、図１に示す保持装置３で円形板状の１２インチウェーハＷ２を吸引保持する場合の保持装置３の各構成の動作について説明する。
まず、図７に示すように、１２インチウェーハＷ２が、テーブル３０の中央吸引領域３００ａの上面の中心と１２インチウェーハＷ２の中心とが略合致するようにして、中央吸引領域３００ａの上面と外周吸引領域３００ｂの上面とに載置される。
なお、吸引源３９が作動していない状態においては、弾性部材４５は自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていない状態になっている。
【００４３】
図７に示す開閉弁３９０が開かれた状態になると共に、吸引源３９が作動する。吸引源３９が生み出す吸引力により、第一の連通管３１内を吸引源３９へと向かう方向のエアの流れが発生して、テーブル３０が中央吸引領域３００ａ上で１２インチウェーハＷ２を吸引保持する。並行して、吸引源３９が生み出す吸引力により、第二の連通管３２、第一の部屋４１、開かれた状態の連通口４０１、第二の部屋４２、及び第三の連通管３３を吸引源３９へと向かう方向のエアの流れが発生して、テーブル３０は外周吸引領域３００ｂ上でも１２インチウェーハＷ２を吸引保持する。
【００４４】
なお、吸引源３９が作動する前の状態において、弾性部材４５は自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていないため、吸引源３９が作動すると、第二の連通管３２〜第三の連通管３３よりなる吸引路が直ぐに形成され、テーブル３０の中央吸引領域３００ａ及び外周吸引領域３００ｂ上で１２インチウェーハＷ２が吸引保持される。即ち、第四の連通管３４を介して第三の部屋４３内も吸引されているが、同時に第二の連通管３２〜第三の連通管３３よりなる吸引路も吸引されているので、バルブ機構４内及び各連通管内は弁４７の下降が起きること無く真空に近い状態となる。よって、各部屋の内圧も平衡状態となるため、弁４７がそれ以降下降して連通口４０１が閉じられてしまうことは無いため、テーブル３０は中央吸引領域３００ａ及び外周吸引領域３００ｂで１２インチウェーハＷ２を確実に吸引保持することができる。
【００４５】
上記のように、本発明に係る保持装置３は、中央吸引領域３００ａと中央吸引領域３００ａを囲繞する外周吸引領域３００ｂとを有するテーブル３０と、中央吸引領域３００ａに第一の連通管３１を介して連通される吸引源３９と、外周吸引領域３００ｂに第二の連通管３２を介して連結され外周吸引領域３００ｂと吸引源３９とを選択的に連通するバルブ機構４とを備え、バルブ機構４は、第一の部屋４１と、第一の部屋４１に隣接し連通口４０１を介して連通する第二の部屋４２と、連通口４０１を選択的に開閉する開閉手段４９と、を含み、開閉手段４９は、第一の部屋４１に配設され連通口４０１に対向して形成される開口４３０を有する第三の部屋４３と、開口４３０を閉塞し連通口４０１と接近又は離間する方向に移動しつつ第三の部屋４３内の容積を可変する蓋４４と、蓋４４を連通口４０１と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材４５と、蓋４４に連結し連通口４０１に貫入するシャフト４６と、シャフト４６の先端に装着され第二の部屋４２内に位置づけられ連通口４０１を選択的に開閉する弁４７と、から構成され、第二の部屋４２は第三の連通管３３を介して吸引源３９に連結され、第三の部屋４３は第四の連通管３４を介して吸引源３９に連結され、外周吸引領域３００ｂに連通する第二の連通管３２は第一の部屋４１に連結されているため、中央吸引領域３００ａを覆い被加工物（例えば、８インチウェーハ）が載置されると、被加工物は中央吸引領域３００ａに吸引保持され、第一の部屋４１は外周吸引領域３００ｂを通して外気に開放され、吸引源３９に連通された第三の部屋４３は減圧されて容積が減少してシャフト４６を介して開口４３０に向かって引っ張られた弁４７で連通口４０１を閉塞して外周吸引領域３００ｂから第二の部屋４２への外気の進入を防止することができ、テーブル３０の上面から吸引力がリークすることが無くなる。また、テーブル３０の中央吸引領域３００ａと外周吸引領域３００ｂとに被加工物（例えば、１２インチウェーハ）が位置づけられると、被加工物は、中央吸引領域３００ａに吸引保持されると共に、第二の連通管３２と第一の部屋４１と連通口４０１と第二の部屋４２と第三の連通管３３とを介して吸引源３９に連結した外周吸引領域３００ｂに吸引保持される。
このように、ウェーハサイズを保持装置３を備える研削装置１に設定しなくとも、テーブル３０の保持面がウェーハサイズに応じた保持面積に自動的に切り換わり、適切な面積の保持面で被加工物を確実に吸引保持できるようになる。
【００４６】
なお、本発明に係る保持装置は上記の例に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている保持装置３及び研削装置１の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
【００４７】
例えば、図８に示す保持装置３の開閉手段４９Ｄは、図２に示す開閉手段４９の構成要素の一部を変更したものである。開閉手段４９Ｄは、第一の部屋４１に配設され連通口４０１に対向して形成される開口４３４を有する第三の部屋４３Ｄと、開口４３４を閉塞し連通口４０１と接近又は離間する方向に移動しつつ第三の部屋４３Ｄ内の容積を可変する蓋４４Ｄと、蓋４４Ｄを連通口４０１と接近する方向に移動させる力を備える弾性部材４５Ｄとを備えており、その他の構成は図２に示す開閉手段４９と同様となっている。
【００４８】
第三の部屋４３Ｄは、第一の部屋４１内に配設された弾性部材４５Ｄによって形成される部屋（蓋４４Ｄの下面と弾性部材４５Ｄの内周面とで囲まれる空間）である。弾性部材４５Ｄは、所定のゴム、プラスチック、又は金属等からなる蛇腹状の筒体であり、ケーシング４０の底面に下端側が固定されてＺ軸方向に伸縮可能となっている。第三の部屋４３Ｄの上部側の開口が円形平板状の蓋４４Ｄで閉塞される円形の開口４３４となっている。なお、本実施形態においては、蓋４４Ｄと弾性部材４５Ｄとは一体となっており、開口４３４は閉塞されている。第三の部屋４３Ｄには第四の連通管３４の一端が接続されており、第四の連通管３４の他端側は、例えば、第一の連通管３１に合流して吸引源３９に連通している。
【００４９】
以下に、開閉手段４９Ｄを備える保持装置３で円形板状の８インチウェーハＷ１を吸引保持する場合の保持装置３の各構成の動作について説明する。
まず、図８に示すように、８インチウェーハＷ１が、中央吸引領域３００ａの上面上を覆い載置される。吸引源３９が作動していない状態においては、弾性部材４５Ｄは例えば自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていない状態になっている。
【００５０】
図８に示す開閉弁３９０が開かれた状態になると共に、吸引源３９が作動し、テーブル３０が中央吸引領域３００ａ上で８インチウェーハＷ１を吸引保持する。外周吸引領域３００ｂの上面からは吸引力がリークし、第一の部屋４１はテーブル３０の外周吸引領域３００ｂ及び第二の連通管３２を通して外気に開放された状態になる。
【００５１】
バルブ機構４は、連通口４０１とシャフト４６との間の隙間の環状断面の面積をＡとし、蓋４４Ｄの上面の面積からシャフト４６の断面積を除いた面積をＢとし、第一の部屋４１の気圧をＨとし、弾性部材４５Ｄの蓋４４Ｄを連通口４０１と接近する方向に移動させる力、即ち、本実施形態においては、畳まれた状態において蓋４４Ｄを上側に押し上げる蛇腹の反発力をＷとした場合、
Ｂ×Ｈ＞Ａ×Ｈ＋Ｗ・・・・・・・・・・・・（式１）
を満たすように、連通口４０１の直径、シャフト４６の直径、及び蓋４４Ｄの直径が定められている。
吸引源３９が吸引を行うことで、第二の部屋４２からエアが吸引され、第三の部屋４３からエアが吸引される。ここで、第一の部屋４１及び第二の部屋４２には、新たなエアが第二の連通管３２を通じて流れ込むのに対して、第三の部屋４３内はエアが吸引されていくのみであるため、第三の部屋４３は減圧されていく。したがって、連通口４０１と離間する−Ｚ方向に弾性部材４５Ｄに抗して蓋４４Ｄは下降していき、第三の部屋４３内の容積が減少していく（弾性部材４５Ｄが畳まれていく）。
【００５２】
したがって、蓋４４Ｄの下降に伴い、シャフト４６を介して弁４７が開口４３４に向かって下方に引っ張られていき、図９に示すように、連通口４０１が弁４７により閉塞された状態になる。その結果、外周吸引領域３００ｂから第二の部屋４２への外気の進入が防止され、第二の部屋４２は、新たなエアが流れ込まずに吸引されていくため減圧されていく。
【００５３】
このように、第三の部屋４３及び第二の部屋４２が減圧されて、第三の部屋４３及び第四の連通管３４内、第二の部屋４２及び第三の連通管３３内、並びに第一の連通管３１内のエア流量が、例えば、０（Ｌ／分）又は０（Ｌ／分）より僅かに大きな値程度となる。そして、第一の部屋４１の気圧Ｈが大気圧となる。また、（式１）は満たされた状態になっている、即ち、Ｂ×Ｈの力（図９において、蓋４４Ｄが気圧により−Ｚ方向に押される力）＞Ａ×Ｈ（図９において、弁４７が気圧により＋Ｚ方向に押される力）＋Ｗ（図８において、蓋４４Ｄに対して弾性部材４５Ｄが加える＋Ｚ方向の反発力）は保たれているため、バルブ機構４内の各力は平衡状態になっており、吸引源３９が停止するまでは、テーブル３０は、外周吸引領域３００ｂからのバキュームリークを発生させることなく、中央吸引領域３００ａで８インチウェーハＷ１を確実に吸引保持し続けることができる。
【００５４】
以下に、開閉手段４９Ｄを備える保持装置３で図１０に示す円形板状の１２インチウェーハＷ２を吸引保持する場合の保持装置３の各構成の動作について説明する。
まず、１２インチウェーハＷ２が、テーブル３０の中央吸引領域３００ａの上面と外周吸引領域３００ｂの上面とに載置される。吸引源３９が作動していない状態においては、弾性部材４５Ｄは自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていない状態になっている。
【００５５】
図１０に示す開閉弁３９０が開かれ吸引源３９が作動する。吸引源３９が生み出す吸引力により、第一の連通路３１内を吸引源３９へと向かうエアの流れが発生して、テーブル３０が中央吸引領域３００ａ上で１２インチウェーハＷ２を吸引保持する。また、吸引源３９が生み出す吸引力により、第二の連通管３２、第一の部屋４１、開かれた状態の連通口４０１、第二の部屋４２、及び第三の連通管３３を吸引源３９へと向かうエアの流れが発生して、テーブル３０は外周吸引領域３００ｂ上でも１２インチウェーハＷ２を吸引保持する。
【００５６】
なお、吸引源３９が作動する前の状態において、弾性部材４５Ｄは自然長となっており、連通口４０１は弁４７で閉じられていないため、吸引源３９が作動すると、第二の連通管３２〜第三の連通管３３よりなる吸引路が直ぐに形成され、バキュームリークが無く、テーブル３０の中央吸引領域３００ａ及び外周吸引領域３００ｂ上で１２インチウェーハＷ２が吸引保持される。即ち、第四の連通管３４を介して第三の部屋４３内も吸引されているが、同時に第二の連通管３２〜第三の連通管３３よりなる吸引路も吸引されているので、バルブ機構４内及び第一の連通管３１〜第四の連通管３４内は弁４７の下降が起きること無く真空に近い状態となる。よって、各部屋の内圧も平衡状態となるため、弁４７がそれ以降下降して連通口４０１が閉じられてしまうことは無いため、テーブル３０は中央吸引領域３００ａ及び外周吸引領域３００ｂで１２インチウェーハＷ２を確実に吸引保持することができる。
【００５７】
例えば、テーブル３０が、図１１に示すように、非通気性の材質からなる仕切部３０３を挟んで外周吸引領域３００ｂを囲繞する第二の外周吸引領域３００ｃ（１２インチウェーハＷ２よりも更に大きな被加工物を吸引保持する際の領域）を更に有する場合、第二の外周吸引領域３００ｃにバルブ機構４Ａが独立して連結される。バルブ機構４Ａはバルブ機構４と同様に構成されている。バルブ機構４Ａの、第二の連通管３２は第二の外周吸引領域３００ｃに連通しており、第三の連通管３３は、第一の連通管３１に合流して吸引源３９に連通し、第四の連通管３４は第一の連通管３１に合流して吸引源３９に連通している。
【００５８】
図１１に示すように、中央吸引領域３００ａと外周吸引領域３００ｂとを覆い被加工物（例えば、１２インチウェーハＷ２）をテーブル３０上に載置して吸引保持する際においては、吸引源３９が作動することで、先に図７を用いて説明した場合と同様に、第一の連通管３１を介して吸引力が中央吸引領域３００ａに伝達され、また、バルブ機構４の弁４７が下降して連通口４０１が閉じられてしまうこと無く各部屋の内圧が平衡状態となり、吸引力が外周吸引領域３００ｂに伝達され続ける状態になる。そして、第二の外周吸引領域３００ｃからのバキュームリークは、バルブ機構４Ａによって防がれる。即ち、バルブ機構４Ａの第三の部屋４３は、新しいエアが流れ込まずに減圧されていく（より負圧が強くなる）ため、下降する蓋４４に接続されたシャフト４６を介して弁４７が−Ｚ方向に引っ張られていき、連通口４０１が弁４７により閉塞された状態になる。その結果、第二の外周吸引領域３００ｃから第二の部屋４２への外気の進入が防止され、第二の部屋４２は減圧されていく（より負圧が強くなる）。
このように、第三の部屋４３及び第二の部屋４２が減圧されていくことで、先に説明した（式１）が満たされバルブ機構４Ａ内の各力は平衡状態になり、吸引源３９が停止するまでは、テーブル３０は、第二の外周吸引領域３００ｃからのバキュームリークを発生させることなく、中央吸引領域３００ａと外周吸引領域３００ｂとで１２インチウェーハＷ２を確実に吸引保持し続けることができる。
【００５９】
中央吸引領域３００ａと外周吸引領域３００ｂと第二の外周吸引領域３００ｃとを覆い１２インチウェーハＷ２よりも大径の被加工物をテーブル３０上に載置して吸引保持する際においては、吸引源３９が作動することで中央吸引領域３００ａ、外周吸引領域３００ｂ、及び第二の外周吸引領域３００ｃに吸引力が伝達された後、バルブ機構４及びバルブ機構４Ａは各弁４７の下降が起きること無く各部屋の内圧が平衡状態となる。したがって、各弁４７が下降して連通口４０１が閉じられてしまうことは無くなり、テーブル３０は中央吸引領域３００ａ、外周吸引領域３００ｂ、及び第二の外周吸引領域３００ｃで１２インチウェーハＷ２よりも大径の被加工物を確実に吸引保持し続けることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１：研削装置  １０：ベース  １７：コラム  １８：研削水噴射ノズル  １９：研削水供給源
６：研削手段  ７：研削送り手段
３：保持装置  
３０：テーブル  ３００：吸着部  ３００ａ：中央吸引領域  ３００ｂ：外周吸引領域
３０１：枠体  ３０２：仕切部  ３１：第一の連通管  ３２：第二の連通管  ３３：第三の連通管  ３４：第四の連通管  ３９：吸引源  ３９０：開閉弁
４：バルブ機構  ４０：ケーシング  ４００：仕切り板  ４０１：連通口
４１：第一の部屋  ４１２：円筒壁  
４２：第二の部屋  ４９：開閉手段
４３：第三の部屋  ４３０：開口  ４４：蓋  ４５：弾性部材  ４６：シャフト  ４７：弁  ４９Ｄ：開閉手段
Ｗ１：８インチウェーハ  Ｗ２：１２インチウェーハ
【図１】
2019125755.tif 000003
【図２】
2019125755.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019125755.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019125755.tif 000009
【図８】
2019125755.tif 000010
【図９】
2019125755.tif 000011
【図１０】
2019125755.tif 000012
【図１１】
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