(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸引保持する保持機構と、該保持機構に負圧を作用せしめる負圧生成機構とからなり、
該負圧生成機構は、高圧エアータンクと、該高圧エアータンクから供給されるエアーの作用によって吸引力を生成せしめる吸引部を備えた減圧手段とを具備し、該減圧手段の吸引部が該保持機構に接続されている被加工物の保持装置において、
該高圧エアータンクと該減圧手段とを接続する配管中に配設され選択的に作動される開路または閉路状態が維持される第１の制御弁と、該第１の制御弁と該減圧手段とを接続する配管中に配設された常開型の第２の制御弁と、該減圧手段と該保持機構とを接続する配管中に配設され該減圧手段側から該保持機構側へのエアーの流れを規制する逆止弁と、該逆止弁と該保持機構とを接続する配管中の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段によって検出された圧力が所定値以下の場合に該常開型の第２の制御弁に該第２の制御弁を閉路する作動信号を出力する制御手段と、を具備する、
ことを特徴とする被加工物の保持装置。
【請求項２】
該高圧エアータンクと該保持機構とを接続する配管と、該配管中に配設された常閉型の第３の制御弁とを具備し、該制御手段は被加工物の吸引保持を解除する際に該第３の制御弁に作動信号を出力する、請求項１記載の被加工物の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を格子状に分割するダイシング装置や半導体ウエーハ等の被加工物を研削する研削装置等の加工装置に装備される被加工物の保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の板状物である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域をストリートと呼ばれる切断ラインに沿って分割することにより個々の半導体チップを製造している。このような半導体ウエーハの分割は、図５に示すようなダイシング装置によって行われる。図５に示すダイシング装置は、略直方体状の装置ハウジング２内に配設され切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能なチャックテーブル３と、割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整可能に構成された切削手段４とを具備しており、チャックテーブル３上に被加工物である半導体ウエーハ５（環状の支持フレーム６に保護テープによって支持されている）を吸着保持し、これを切削手段４の切削ブレード４１に対して矢印Ｘで示す方向に相対移動することによって、半導体ウエーハ５に形成された所定の切断ラインに沿って切削する。なお、図５に示すダイシング装置は、被加工物としての半導体ウエーハ５（支持フレーム６に保護テープ７によって支持された状態）をストックするカセット８と、該カセット８に収容された半導体ウエーハ５を仮置き部９に搬出する被加工物搬出機構１０と、該被加工物搬出機構１０によって搬出された半導体ウエーハ５を上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送機構１１と、チャックテーブル３上において切削加工された半導体ウエーハ５を洗浄する洗浄手段１２と、チャックテーブル３上において半導体ウエーハ５を洗浄手段１２へ搬送する第２の搬送機構１３を具備している。なお、上記チャックテーブル３と被加工物搬出機構１０と第１の搬送機構１１および第２の搬送機構１３は、被加工物を吸引保持するように構成されている。
【０００３】
上述したダイシング装置を構成する上記チャックテーブル３、被加工物搬出機構１０、第１の搬送機構１１および第２の搬送機構１３等の被加工物を吸引保持する保持機構は、負圧生成機構に接続されている。この負圧生成機構は、例えば特開平８−１０８３２９号公報に開示されている。特開平８−１０８３２９号公報に開示された負圧生成機構は、高圧エアータンクと、該高圧エアータンクから供給されるエアーの作用によって吸引力を生成せしめる吸引部を備えた減圧手段とを具備し、該減圧手段の吸引部が保持機構に接続されている。そして、高圧エアータンクと減圧手段とを接続する配管中に減圧手段の吸引部と保持機構とを接続する配管内の圧力に対応して作動するエアー流量調整手段を配設するとともに、減圧手段の吸引部と保持機構とを接続する配管中に逆止弁を配設することによって、高圧エアータンクから供給されるエアーの消費を節減するように構成されている。このような負圧生成機構において、上記逆止弁と保持機構とを接続する配管内の圧力を検出し、該圧力が所定値以下となったとき上記エアー流量調整手段を電子制御によって制御しようとすると、通常上記エアー流量調整手段を電磁制御弁を用いることになる。そして、この電磁制御弁は、被加工物を吸引保持する際に開路し、それ以外のときには閉路していなければならないので、常閉型の電磁制御弁を用いることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記負圧生成機構において、高圧エアータンクと減圧手段とを接続する配管中に常閉型の電磁制御弁を配設すると、停電時に次の問題が発生する。即ち、常閉型の電磁制御弁を付勢して開路することにより減圧手段を作動して保持機構に被加工物を吸引保持している状態で停電すると、常閉型の電磁制御弁は直ちに閉路する。この結果、負圧生成機構は高圧エアータンクから減圧手段へエアーを供給することができず負圧を生成することができないので、保持機構は被加工物の吸引保持を解除することになる。保持機構が特に上記ダイシング装置の第１の搬送機構１１および第２の搬送機構１３の場合には、被加工物である半導体ウエーハが落下して破損する虞がある。なお、半導体ウエーハの裏面を研削する研削装置においても、上述した問題が生ずる。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、エアーの消費を節約でき、かつ、被加工物を吸引保持している状態で停電が発生しても、暫くの間は被加工物の吸引保持状態を維持することができる被加工物の保持装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を吸引保持する保持機構と、該保持機構に負圧を作用せしめる負圧生成機構とからなり、
該負圧生成機構は、高圧エアータンクと、該高圧エアータンクから供給されるエアーの作用によって吸引力を生成せしめる吸引部を備えた減圧手段とを具備し、該減圧手段の吸引部が該保持機構に接続されている被加工物の保持装置において、
該高圧エアータンクと該減圧手段とを接続する配管中に配設され選択的に作動される開路または閉路状態が維持される第１の制御弁と、該第１の制御弁と該減圧手段とを接続する配管中に配設された常開型の第２の制御弁と、該減圧手段と該保持機構とを接続する配管中に配設され該減圧手段側から該保持機構側へのエアーの流れを規制する逆止弁と、該逆止弁と該保持機構とを接続する配管中の圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段によって検出された圧力が所定値以下の場合に該常開型の第２の制御弁に該第２の制御弁を閉路する作動信号を出力する制御手段と、を具備する、
ことを特徴とする被加工物の保持装置が提供される。
【０００７】
上記高圧エアータンクと上記保持機構とを接続する配管と、該配管中に配設された常閉型の第３の制御弁とを具備し、上記制御手段は被加工物の吸引保持を解除する際に該第３の制御弁に作動信号を出力する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された被加工物の保持装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成された被加工物の保持装置のブロック図が示されている。
図示の実施形態における被加工物の保持装置１００は、被加工物を吸引保持する保持機構１１０と、該保持機構１１０に負圧を作用せしめる負圧生成機構２００とからなっている。保持機構１１０は、負圧によって被加工物を吸引保持する吸着パッド１１１を具備している。
【００１０】
負圧生成機構２００は、高圧エアータンク２１０と、該高圧エアータンク２１０から供給されるエアーの作用によって吸引力を生成せしめる減圧手段としてのエジェクタ２２０とを具備している。高圧エアータンク２１０は、図示しないエアーコンプレッサーから供給される高圧エアーを蓄圧する。なお、高圧エアータンク２１０に蓄圧される高圧エアーの圧力は、５ｋｇｆ／ｃｍ２  程度である。この高圧エアータンク２１０は、配管２３１によってエジェクタ２２０のエアー入口２２１に接続されている。エジェクタ２２０は、エアー入口２２１から高圧エアーを流入してエアー出口２２２から排出する際に中央部の吸引部２２３に吸引力を生成せしめる。このエジェクタ２２０の吸引部２２３は、配管２３２によって上記保持機構１１０の吸着パッド１１１に接続されている。
【００１１】
上記高圧エアータンク２１０とエジェクタ２２０のエアー入口２２１とを接続する配管２３１中には、第１の電磁制御弁２４０が配設されている。第１の電磁制御弁は、図示の実施形態においてはダブルソレノイドバルブからなっており、後述する制御手段３００からの吸着ＯＮ信号または吸着ＯＦＦ信号によって選択的に作動せしめられる。このダブルソレノイドバルブからなる第１の電磁制御弁２４０は、制御手段３００からの吸着ＯＮ信号により開路し吸着ＯＦＦ信号によって閉路するとともに、制御信号が除勢された場合にはこれまでの作動状態が維持されるように構成されている。上記配管２３１における第１の電磁制御弁２４０とエジェクタ２２０との間には、第２の電磁制御弁２５０が配設されている。第２の電磁制御弁２５０は常開型のシングルソレノイドバルブからなっており、制御手段３００からの制御信号によって作動せしめられる。
【００１２】
上記エジェクタ２２０の吸引部２２３と保持機構１１０の吸着パッド１１１とを接続する配管２３２中には、逆止弁２６０が配設されている。この逆止弁２６０は、吸着パッド１１１側からエジェクタ２２０側へのエアーの流れを許容し、エジェクタ２２０側から吸着パッド１１１側へのエアーの流れを規制するように構成されている。図示の実施形態における被加工物の保持装置１００は、上記配管２３２における逆止弁２６０と吸着パッド１１１とを接続する配管２３２中の圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサー２７０を備えている。この圧力センサー２７０は、その検出信号を制御手段３００に送出する。また、上記配管２３１における高圧エアータンク２１０と第１の電磁制御弁２４０との間と上記配管２３２における逆止弁２６０と吸着パッド１１１とを接続する配管２３３を備えており、この配管２３３中には常閉型の第３の電磁制御弁２８０が配設されている。この常閉型の第３の電磁制御弁２８０はシングルソレノイドバルブからなっており、制御手段３００からの吸着解除信号によって作動せしめられる。また、配管２３３における第３の電磁制御弁２８０より保持機構１１０側には、可変絞り弁２９０が配設されている。
【００１３】
制御手段３００は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えており、上記圧力センサー２７０によって検出された圧力信号や上記保持機構１１０の作動指令等に基づいて、上記第１の電磁制御弁２４０、第２の電磁制御弁２５０、第３の電磁制御弁２８０等に制御信号を出力する。
【００１４】
図示の実施形態における被加工物の保持装置１００は以上のように構成されており、以下、その作用について説明する。
図１は保持機構１１０の作動指令がない状態を示しており、第１の電磁制御弁２４０は閉路し、常開型の第２の電磁制御弁２５０は開路しており、常閉型の第３の電磁制御弁２８０は閉路している。従って、図１に示す保持機構１１０の作動指令がない状態においては、高圧エアータンク２１０内の高圧エアーはエジェクタ２２０に供給されず、エジェクタ２２０の吸引部２２３には吸引作用は生じない。
【００１５】
図２は保持機構１１０の作動指令がなされた状態を示している。保持機構１１０の作動指令がなされると、制御手段３００は第１の電磁制御弁２４０に吸着ＯＮ信号を出力し、第１の電磁制御弁２４０を開路する。第１の電磁制御弁２４０が開路すると、常開型の第２の電磁制御弁２５０は開路しているので、高圧エアータンク２１０内の高圧エアーは第１の電磁制御弁２４０および第２の電磁制御弁２５０を通してエジェクタ２２０のエアー入口２２１から流入してエアー出口２２２から流出される。なお、高圧エアータンク２１０からエジェクタ２２０に供給される高圧エアーの量は、１分間に４０〜５０リットル程度である。この結果、エジェクタ２２０の吸引部２２３には吸引作用が生じ、保持機構１１０の吸着パッド１１１に負圧が発生して、吸着パッド１１１は被加工物Ｗを吸着被持する。
【００１６】
図２に示すようにエジェクタ２２０に高圧エアーを供給して吸着パッド１１１により被加工物Ｗを吸着被持している状態が続くと、吸着パッド１１１に作用する圧力が低下し、０．０３ＭＰａ（０．３気圧）程度まで低下する。吸着パッド１１１に作用する圧力が例えば０．０３ＭＰａ（０．３気圧）まで低下すると、圧力センサー２７０によって検出された圧力信号に基づいて制御手段３００は、図３に示すように常開型の第２の電磁制御弁２５０にエジェクタＯＦＦ信号を出力し、電磁制御弁２５０を付勢（ＯＮ）する。この結果、常開型の第２の電磁制御弁２５０が閉路するため、高圧エアータンク２１０内の高圧エアーはエジェクタ２２０に供給されず、エジェクタ２２０の吸引部２２３には吸引作用は生じない。しかしながら、エジェクタ２２０と吸着パッド１１１とを接続する配管３３２２中には逆止弁２６０が配設されているので、被加工物Ｗを吸着保持した吸着パッド１１１と逆止弁２６０間が封鎖され、吸着パッド１１１に作用する負圧は維持されて被加工物Ｗを吸着保持し続ける。このように、吸着パッド１１１に作用する圧力が所定値まで低下すると、第２の電磁制御弁２５０を閉路して高圧エアータンク２１０内の高圧エアーの供給を停止しても逆止弁２６０に作用によって吸着パッド１１１による被加工物Ｗの吸着保持を維持するので、高圧エアーの消費を大幅に節減することができる。また、高圧エアーの節減に伴って騒音の発生も抑えられ、作業環境を向上することができる。
【００１７】
図３に示すように第２の電磁制御弁２５０を閉路した状態で吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持し続けると、漏れによって吸着パッド１１１に作用する負圧の圧力は上昇していく。そして、吸着パッド１１１に作用する圧力が例えば０．０５ＭＰａ（０．５気圧）に上昇すると、圧力センサー２７０によって検出された圧力信号に基づいて制御手段３００は、図２に示すように常開型の第２の電磁制御弁２５０を除勢（ＯＦＦ）する。この結果、常開型の第２の電磁制御弁２５０が開路するため、再び高圧エアータンク２１０内の高圧エアーがエジェクタ２２０に供給されるので、上述したように吸着パッド１１１に作用する圧力が再び低下し始める。このように、吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持している間は、吸着パッド１１１に作用する圧力の低下および上昇に対応して常開型の第２の電磁制御弁２５０のＯＮ−ＯＦＦ制御が繰り返し実行される。従って、吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持している間、吸着パッド１１１に作用する圧力は０．０３ＭＰａ（０．３気圧）〜０．０４ＭＰａ（０．５気圧）に維持される。
【００１８】
上記図２または図３に示すように吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持している状態で、停電が発生した場合について説明する。
図２または図３に示す状態で停電が発生すると、上記第１の電磁制御弁２４０、第２の電磁制御弁２５０、第３の電磁制御弁２８０への通電が遮断される。しかるに、第１の電磁制御２４０は通電が遮断された場合にはこれまでの作動状態が維持されるように構成されているので、停電が発生すると図２または図３に示す開路状態が維持される。一方、常開型の第２の電磁制御弁２５０は通電が遮断された場合には開路されるように構成されているので、停電が発生すると此れまでの作動状態に拘らず開路される。なお、常閉型の第３の電磁制御弁２８０は、停電が発生しても閉路を維持する。従って、図２または図３に示すように吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持している状態で停電が発生すると、上記第２の電磁制御弁２５０と第３の電磁制御弁２８０および第３の電磁制御弁２８０は、図２に示す状態となる。このため、停電が発生した場合でも高圧エアータンク２１０内に貯留されている高圧エアーが消費されるまではエジェクタ２２０を作動することができる。従って、停電が発生した場合でも暫くの間は吸着パッド１１１による被加工物Ｗの吸着保持が維持されるので、この間に被加工物Ｗを吸着パッド１１１から取り除くことができ、停電発生時における被加工物Ｗの落下を防止することができる。
【００１９】
次に、上記図２または図３に示すように吸着パッド１１１が被加工物Ｗを吸着保持している状態で、被加工物Ｗが所定の領域に搬送され吸着パッド１１１による被加工物Ｗの吸着保持を解除する場合について、図４を参照して説明する。
吸着パッド１１１による被加工物Ｗの吸着保持を解除する場合には、制御手段３００は第１の電磁制御２４０に吸着ＯＦＦ信号を出力し、第１の電磁制御２４０を閉路する。そして、制御手段３００は常閉型の第３の電磁制御弁２８０に吸着解除信号を出力し、第３の電磁制御弁２８０を付勢（ＯＮ）して開路せしめる。この結果、高圧エアータンク２１０からエジェクタ２２０への高圧エアーの供給が遮断されるとともに、高圧エアータンク２１０から第３の電磁制御弁２８０および可変絞り弁２９０を通して吸着パッド１１１に正圧のエアーが供給されるので、吸着パッド１１１による被加工物Ｗの吸着保持が解除される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による被加工物の保持装置は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００２１】
即ち、本発明による被加工物の保持装置によれば、高圧エアータンクと減圧手段とを接続する配管中に選択的に作動される開路または閉路状態が維持される第１の制御弁を配設し、該第１の制御弁と減圧手段とを接続する配管中に常開型の第２の制御弁を配設するとともに、減圧手段と保持機構とを接続する配管中に減圧手段側から保持機構側へのエアーの流れを規制する逆止弁を配設したので、エアーの消費が節約できるとともに、保持機構が被加工物を吸着保持している状態で停電が発生した場合には、上記常開型の第２の電磁制御弁が開路するため、高圧エアータンク内に貯留されている高圧エアーが消費されるまでは減圧手段に供給される。従って、停電が発生した場合でも暫くの間は保持機構による被加工物の吸着保持が維持されるので、この間に被加工物を保持機構から取り除くことができ、停電発生時における被加工物の落下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された被加工物の保持装置のブロック構成図。
【図２】図１に示す被加工物の保持装置における減圧手段の作動状態を示す説明図。
【図３】図１に示す被加工物の保持装置における減圧手段の作動を停止して被加工物を吸引保持している状態を示す説明図。
【図４】図１に示す被加工物の保持装置における被加工物の吸引保持を解除する状態を示す説明図。
【図５】本発明に従って構成された被加工物を適用するダイシング装置の斜視図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル
４：研削手段
４１：切削ブレード
５：半導体ウエーハ
６：支持フレーム
７：テープ
８：カセット
９：被加工物載置領域
１０：被加工物搬出手段
１１：第１の搬送機構
１２：洗浄手段
１３：第２の搬送機構
１００：被加工物の保持装置
１１０：保持機構
１１１：吸着パッド
２００：負圧生成機構
２１０：高圧エアータンク
２２０：エジェクタ（減圧手段）
２３１、２３２、２３３：配管
２４０：第１の電磁制御弁
２５０：第２の電磁制御弁
２６０：逆紙弁
２７０：圧力センサー（圧力検出手段）
２８０：第３の電磁制御弁
２９０：可変絞り弁
３００：制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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