特開 2023-159511 保持ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023159511

(43)【公開日】2023-11-01

(54)【発明の名称】保持ユニット

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231025BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20231025BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20231025BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20231025BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 P

H01L21/78 N

B24B41/06 L

B24B49/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022069207

(22)【出願日】2022-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】政田 孝行

(72)【発明者】

【氏名】松田 智人

(72)【発明者】

【氏名】藤井 雄平

(72)【発明者】

【氏名】武末 直也

【テーマコード（参考）】

3C034

5F063

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C034AA07

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB72

3C034BB73

3C034BB92

3C034BB93

3C034CA11

3C034CA16

3C034CB14

3C034DD10

3C034DD18

5F063AA15

5F063BA42

5F063BA43

5F063BA44

5F063BA45

5F063BA48

5F063FF04

5F063FF06

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA12

5F131AA21

5F131AA22

5F131AA23

5F131BA37

5F131BA52

5F131CA09

5F131CA12

5F131CA53

5F131DA13

5F131DA33

5F131DA42

5F131DA54

5F131EA05

5F131EB01

5F131EB03

5F131EB32

5F131EB37

5F131EB38

5F131EB63

(57)【要約】

【課題】対象物を保持テーブルで適切に保持可能であるか否かを検査することが可能な保持ユニットを提供する。
【解決手段】対象物を保持テーブルの保持面で保持する保持ユニットであって、対象物を保持面に固定する固定機構と、固定機構を移動させる移動機構と、判定部と、を備え、固定機構は、対象物を押さえて保持面に固定する固定位置と対象物を解放する解放位置とに配置可能な押さえ部材と、押さえ部材を固定位置側に付勢する付勢部材と、を備え、移動機構は、押さえ部材を押圧する押圧部材と、押圧部材を移動させて押さえ部材を解放位置に位置付けるアクチュエータと、を備え、判定部は、押さえ部材を固定位置から解放位置に移動させる際のアクチュエータの押圧力に基づいて、付勢部材が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を保持テーブルの保持面で保持する保持ユニットであって、
該対象物を該保持面に固定する固定機構と、
該固定機構を移動させる移動機構と、
判定部と、を備え、
該固定機構は、該対象物を押さえて該保持面に固定する固定位置と該対象物を解放する解放位置とに配置可能な押さえ部材と、該押さえ部材を該固定位置側に付勢する付勢部材と、を備え、
該移動機構は、該押さえ部材を押圧する押圧部材と、該押圧部材を移動させて該押さえ部材を該解放位置に位置付けるアクチュエータと、を備え、
該判定部は、該押さえ部材を該固定位置から該解放位置に移動させる際の該アクチュエータの押圧力に基づいて、該付勢部材が正常状態であるか異常状態であるかを判定することを特徴とする保持ユニット。

【請求項2】

該付勢部材は、ねじりコイルばねであり、
該アクチュエータは、エアシリンダであることを特徴とする請求項１に記載の保持ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を保持テーブルの保持面で保持する保持ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるチップ（デバイスチップ）が得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

【0003】

ウェーハの分割には、環状の切削ブレードでウェーハを切削する切削装置が用いられる。一方、近年では、レーザー加工装置を用いたレーザー加工によってウェーハを分割するプロセスの開発も進められている。例えば特許文献１には、ウェーハに対して透過性を有するレーザービームをウェーハの内部で集光させ、ウェーハの内部に改質層（変質層）をストリートに沿って形成する手法が開示されている。ウェーハの改質層が形成された領域は、他の領域よりも脆くなる。そのため、ストリートに沿って改質層が形成されたウェーハに対して外力を付与すると、ウェーハがストリートに沿って破断して複数のデバイスチップに分割される。

【0004】

外力の付与によってウェーハを分割すると、分割時に破断面において発生した粉塵が飛散してウェーハに付着し、ウェーハやデバイスチップの品質低下の原因となる。そこで、ウェーハを下向きに保持した状態で分割する分割装置が提案されている（特許文献２、３参照）。この分割装置を用いると、ウェーハの分割時に発生した粉塵がウェーハの下に落下するため、分割後のウェーハに粉塵が付着しにくくなる。そして、分割後のウェーハは分割装置に搭載されている洗浄ユニットに搬送され、洗浄ユニットはウェーハを下向きに保持して洗浄する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５－１２９６０７号公報

【特許文献2】特開２０２０－９６１７７号公報

【特許文献3】特開２０２１－１５９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

切削装置、レーザー加工装置等の加工装置には、被加工物の加工時や洗浄時に被加工物を保持する保持テーブルが搭載される。保持テーブルは対象物を保持する保持面を備えており、保持テーブルの周囲には対象物を固定する複数のクランプ機構が設けられている。対象物を保持面で支持し、複数のクランプ機構で対象物の外周部を把持することにより、対象物が保持テーブルによって保持される。

【0007】

クランプ機構は、対象物を押さえて保持テーブルの保持面に固定する押さえ部材を備えており、押さえ部材はコイルばね等の付勢部材によって付勢されている。対象物を保持テーブルで保持する際には、付勢部材から押さえ部材に付与される付勢力（復元力）によって押さえ部材が対象物に押し付けられ、対象物が保持テーブルの保持面に固定される。一方、対象物を保持テーブルから搬送する際には、外力の付与によって押さえ部材を付勢部材の付勢力に逆らう方向に移動させる。これにより、押さえ部材が対象物から離れ、対象物が解放される。

【0008】

しかしながら、付勢部材の経年劣化や故障が生じると、付勢部材から押さえ部材に十分な付勢力が付与されず、クランプ機構による対象物の固定が不完全になる。その結果、対象物が加工や洗浄の際に適切に保持されず、加工不良や洗浄不良が発生することがある。特に、保持テーブルが対象物を下向きに保持する場合には、クランプ機構の異常によって対象物が落下し、対象物に修復不可能な損傷が生じるおそれがある。

【0009】

そのため、対象物の保持にクランプ機構を用いる場合には、クランプ機構の状態を監視し、クランプ機構に異常が発生した場合には速やかにクランプ機構の点検、修理、交換等を行うことが求められる。しかしながら、付勢部材の劣化や故障は外見から判断することが難しいことも多く、クランプ機構の異常の発見が遅れやすい。その結果、対象物の保持が不完全なまま加工や洗浄が続行され、加工不良や洗浄不良を回避できないことがある。

【0010】

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、対象物を保持テーブルで適切に保持可能であるか否かを検査することが可能な保持ユニットの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様によれば、対象物を保持テーブルの保持面で保持する保持ユニットであって、該対象物を該保持面に固定する固定機構と、該固定機構を移動させる移動機構と、判定部と、を備え、該固定機構は、該対象物を押さえて該保持面に固定する固定位置と該対象物を解放する解放位置とに配置可能な押さえ部材と、該押さえ部材を該固定位置側に付勢する付勢部材と、を備え、該移動機構は、該押さえ部材を押圧する押圧部材と、該押圧部材を移動させて該押さえ部材を該解放位置に位置付けるアクチュエータと、を備え、該判定部は、該押さえ部材を該固定位置から該解放位置に移動させる際の該アクチュエータの押圧力に基づいて、該付勢部材が正常状態であるか異常状態であるかを判定する保持ユニットが提供される。

【0012】

なお、好ましくは、該付勢部材は、ねじりコイルばねであり、該アクチュエータは、エアシリンダである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一態様に係る保持ユニットでは、押さえ部材を固定位置から解放位置に移動させる際のアクチュエータの押圧力に基づいて、付勢部材が正常状態であるか異常状態であるかが判定される。これにより、付勢部材の異常を速やかに発見することができ、対象物の固定が不完全なまま対象物の加工、洗浄等が続行されてしまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】保持ユニットを示す斜視図である。

【図2】保持テーブルを示す斜視図である。

【図3】固定機構を示す分解斜視図である。

【図4】移動機構を示す斜視図である。

【図5】対象物の搬送時における保持ユニットを示す側面図である。

【図6】対象物の固定時における保持ユニットを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る保持ユニットの構成例について説明する。図１は、保持ユニット（保持機構）２を示す斜視図である。例えば保持ユニット２は、切削装置、研削装置、研磨装置、レーザー加工装置、プラズマ処理装置等の各種の加工装置に搭載され、加工装置によって加工又は洗浄される対象物を保持する。

【0016】

保持ユニット２は、板状の基台４を備える。基台４は、金属、ガラス、セラミックス、樹脂等でなり、互いに概ね平行な第１面（下面）４ａ及び第２面（上面）４ｂを備える。基台４の第１面４ａ側には、所定の対象物を保持する保持テーブル（チャックテーブル）６が設けられている。なお、図１では説明の便宜上、基台４と保持テーブル６とを分離して異なる角度で図示している。

【0017】

図２は、対象物１１を保持する保持テーブル６を示す斜視図である。対象物１１は、保持テーブル６によって保持される被保持物であり、保持テーブル６は用途に応じて様々な種類の対象物１１を保持できる。保持テーブル６が加工装置に搭載される場合には、対象物１１は、加工装置によって加工される被加工物、及び、加工装置によって洗浄される被洗浄物に相当する。

【0018】

例えば対象物１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１３を含む。ウェーハ１３は、互いに概ね平行な表面１３ａ及び裏面１３ｂを備える。また、ウェーハ１３は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１５によって、複数の矩形状の領域に区画されている。ストリート１５によって区画された複数の領域の表面１３ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１７が形成されている。

【0019】

例えば、切削装置、レーザー加工装置、プラズマ処理装置等の加工装置を用いてウェーハ１３をストリート１５に沿って分割して個片化することにより、デバイス１７をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、ウェーハ１３の分割前に研削装置、研磨装置等の加工装置を用いてウェーハ１３を薄化しておくことにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。

【0020】

ただし、ウェーハ１３の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１３は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板であってもよい。また、デバイス１７の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、ウェーハ１３にはデバイス１７が形成されていなくてもよい。

【0021】

ウェーハ１３を加工又は洗浄する際には、ウェーハ１３の取り扱いの便宜のため、ウェーハ１３が環状のフレーム１９によって支持される。フレーム１９は、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなり、フレーム１９の中央部にはフレーム１９を厚さ方向に貫通する円形の開口１９ａが設けられている。なお、開口１９ａの直径はウェーハ１３の直径よりも大きい。

【0022】

ウェーハ１３及びフレーム１９には、シート２１が固定される。例えばシート２１として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを含むテープが用いられる。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。なお、粘着層は紫外線硬化性樹脂であってもよい。

【0023】

ウェーハ１３がフレーム１９の開口１９ａの内側に配置された状態で、シート２１の中央部がウェーハ１３の裏面１３ｂ側に貼付され、シート２１の外周部がフレーム１９に貼付される。これにより、ウェーハ１３がシート２１を介してフレーム１９によって支持され、ウェーハ１３、フレーム１９及びシート２１を含む対象物１１（ウェーハユニット、フレームユニット）が構成される。

【0024】

ただし、対象物１１の構成は上記に限定されない。例えば、ウェーハ１３の代わりにＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板がシート２１を介してフレーム１９で支持されてもよい。パッケージ基板は、ベース基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂層（モールド樹脂）で封止することによって形成される。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップを備えるパッケージデバイスが製造される。また、ウェーハ１３やパッケージ基板は、取り扱いに支障がなければフレーム１９によって支持されていなくてもよい。この場合には、ウェーハ１３やパッケージ基板自体が対象物１１に相当する。

【0025】

保持テーブル６は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属、ガラス、セラミックス、樹脂等でなる円盤状の枠体（本体部）８を備える。枠体８は、互いに概ね平行な第１面（下面）８ａ及び第２面（上面）８ｂを含む。また、枠体８の第１面８ａ側の中央部には、円柱状の凹部８ｃが設けられている。

【0026】

凹部８ｃには、ポーラスセラミックス等の多孔質部材でなる円盤状の保持部材１０が嵌め込まれている。保持部材１０は、保持部材１０の上面から下面まで連通する複数の空孔によって構成される流路を含む。保持部材１０の下面は、保持テーブル６で対象物１１を保持する際に対象物１１を吸引する円形の吸引面１０ａを構成している。

【0027】

凹部８ｃの深さと保持部材１０の厚さとは概ね同一であり、枠体８の第１面８ａと保持部材１０の吸引面１０ａとは概ね同一平面上に配置されている。そして、枠体８の第１面８ａと保持部材１０の吸引面１０ａとによって、対象物１１を保持する保持面（支持面）６ａが構成される。また、吸引面１０ａは、保持部材１０に含まれる空孔、枠体８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続される。

【0028】

例えば対象物１１は、ウェーハ１３の表面１３ａ側が下方に露出し、ウェーハ１３の裏面１３ｂ側（シート２１側）が保持面６ａに対面するように、保持テーブル６の保持面６ａ側に配置される。この状態で、吸引面１０ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、ウェーハ１３がシート２１を介して保持テーブル６によって吸引保持される。

【0029】

ただし、対象物１１を保持する保持テーブルの構成に制限はない。例えば、保持テーブル６に代えて、保持面に対象物１１を吸引するための溝（吸引溝）が形成された保持テーブルを用いることもできる。この種の保持テーブルは、金属、ガラス、セラミックス、樹脂等でなる円盤状の部材によって構成されており、保持テーブルの表面（下面）が保持面を構成している。また、保持テーブルの保持面側には、保持面に沿って形成された複数の吸引溝が設けられている。

【0030】

例えば、複数の吸引溝は、保持テーブルの保持面の全体にわたって直線状、曲線状、又は環状に形成される。また、複数の吸引溝は、保持テーブルの中心から外周縁に向かって放射状に形成されてもよい。そして、複数の吸引溝は、保持テーブルの内部に形成された流路を介して吸引源に接続される。対象物１１を保持面に接触させた状態で、複数の吸引溝に吸引源の吸引力を作用させることにより、対象物が保持テーブルの保持面で吸引保持される。

【0031】

図１に示すように、保持テーブル６は、枠体８の第２面８ｂが基台４の第１面４ａと対面するように、基台４の下側に設置される。これにより、保持テーブル６の保持面６ａが基台４の第１面４ａ及び第２面４ｂと概ね平行に配置される。なお、基台４と保持テーブル６とは、互いに連結されていてもよいし、それぞれ異なる部材によって独立に支持されていてもよい。

【0032】

また、保持ユニット２は、対象物１１の外周部を把持して固定する複数のクランプ機構１２を備える。例えばクランプ機構１２は、保持テーブル６の外周部に、保持テーブル６の周方向に沿って概ね等間隔に配列される。なお、図１には４組のクランプ機構１２が９０°間隔で配列された例を図示しているが、クランプ機構１２の数及び間隔は自由に設定できる。

【0033】

クランプ機構１２はそれぞれ、対象物１１（図２参照）を保持テーブル６の保持面６ａに固定する固定機構１４と、固定機構１４を移動させる移動機構１６とを備える。例えば固定機構１４は、保持テーブル６の枠体８の外周部に装着され、保持テーブル６とともに基台４の第１面４ａ側（下側）に配置されている。一方、移動機構１６は、基台４の第２面４ｂ上に配置されている。

【0034】

固定機構１４は、対象物１１の外周部（フレーム１９、図２参照）を下側から保持テーブル６の保持面６ａ側に押圧する固定状態と、対象物１１の外周部の押圧を解除する解放状態とに切り替え可能に構成されている。固定機構１４が固定状態になると、対象物１１の外周部が下側から保持テーブル６の保持面６ａ側に押し付けられ、対象物１１が保持面６ａに固定される。一方、固定機構１４が解放状態になると、固定機構１４が対象物１１の外周部から離れ、対象物１１の固定が解除される。

【0035】

図３は、固定機構１４を示す分解斜視図である。固定機構１４は、保持テーブル６（図１及び図２参照）の外周部に固定される固定部材２０を備える。固定部材２０は、矩形状に形成された板状の固定部２０ａと、固定部２０ａの両側端部から前方に突出する一対の板状の支持部２０ｂとを備える。固定部２０ａと支持部２０ｂとは概ね垂直に配置されており、一対の支持部２０ｂは互いに概ね平行に配置されている。一対の支持部２０ｂにはそれぞれ、支持部２０ｂを厚さ方向に貫通する円形の貫通孔２０ｃが設けられている。

【0036】

固定部材２０には、対象物１１（図２参照）を押さえる押さえ部材２２と、押さえ部材２２を押圧して付勢する付勢部材２８とが装着される。押さえ部材２２は、対象物１１（図２参照）の外周部に接触して対象物１１を固定する接触部材２４と、接触部材２４に連結された柱状の押圧ピン２６とを備える。

【0037】

例えば接触部材２４は、略Ｌ字型に形成され、一対の支持部２０ｂの間に回転可能に設置される。接触部材２４の一端部には、対象物１１に接触する接触部２４ａが設けられている。接触部２４ａは、接触部材２４の一端部から突出する突起部（凸部）であり、接触部２４ａの先端部は曲面状に形成されている。また、接触部材２４の他端部には、押圧ピン２６が連結される。例えば押圧ピン２６は、接触部材２４の他端部に設けられた貫通孔２４ｂに挿入され、接触部材２４の厚さ方向に沿うように固定される。さらに、接触部材２４の接触部２４ａと貫通孔２４ｂとの間には、接触部材２４を厚さ方向に貫通する円形の貫通孔２４ｃが設けられている。

【0038】

押さえ部材２２には、付勢部材２８が連結される。付勢部材２８は、コイルばね等の弾性体であり、復元力によって押さえ部材２２を押圧して付勢する。例えば、付勢部材２８としてねじりコイルばね（トーションばね、キックばね）が用いられる。ただし、押さえ部材２２を付勢することが可能であれば、付勢部材２８の種類に制限はない。

【0039】

押さえ部材２２及び付勢部材２８は、一対の支持部２０ｂの間に配置される。そして、柱状の支持ピン３０が、一方の支持部２０ｂの貫通孔２０ｃ、付勢部材２８、接触部材２４の貫通孔２４ｃ、他方の支持部２０ｂの貫通孔２０ｃに順に挿入され、支持ピン３０の先端部に留め具３２が装着される。これにより、支持ピン３０が固定部材２０に固定され、押さえ部材２２及び付勢部材２８が支持ピン３０によって支持される。

【0040】

押さえ部材２２は、支持ピン３０の周りを回転可能な状態で、支持ピン３０によって支持される。また、付勢部材２８の一端側は支持ピン３０に固定され、付勢部材２８の他端側は例えば固定部材２０の固定部２０ａの上端部に固定される。なお、支持ピン３０には、支持ピン３０の長さ方向における押さえ部材２２及び付勢部材２８の移動を制止するワッシャー、クッションゴム等の部品が装着されてもよい。

【0041】

押圧ピン２６を固定部材２０の固定部２０ａ側に押圧すると、付勢部材２８が変形して押さえ部材２２が押圧方向に回転する。これにより、接触部材２４の接触部２４ａが固定部２０ａから離れるように移動し、押圧ピン２６が固定部２０ａに近づくように移動する。また、押圧ピン２６の押圧が解除されると、付勢部材２８の付勢力（復元力）によって押さえ部材２２が押圧時とは逆方向に回転する。これにより、接触部材２４の接触部２４ａが固定部２０ａに近づくように移動し、押圧ピン２６が固定部２０ａから離れるように移動する。

【0042】

図４は、移動機構１６を示す斜視図である。移動機構１６は、固定機構１４の押さえ部材２２（図３参照）を押圧する押圧部材４２と、押圧部材４２を移動させるアクチュエータ４４とを備える。例えば移動機構１６は、基台４の第２面４ｂ側に固定された支持台４０上に設置される。

【0043】

押圧部材４２は、矩形状に形成された板状の支持部４２ａと、支持部４２ａの側端部から前方に突出する板状の押圧部４２ｂとを備える。支持部４２ａと押圧部４２ｂとは、概ね垂直に配置されている。なお、押圧部４２ｂの高さは支持部４２ａの高さよりも大きく、押圧部４２ｂの下端部は支持部４２ａの下面よりも下方に位置付けられている。

【0044】

また、基台４には、第１面４ａから第２面４ｂに至るスリット（貫通孔）４ｃが設けられている。スリット４ｃは、保持テーブル６（図１参照）の径方向に沿って線状に形成されており、基台４を厚さ方向に貫通している。押圧部４２ｂの下端側は、スリット４ｃに挿入され、基台４の第１面４ａから下方に突出している（図５及び図６参照）。

【0045】

押圧部材４２には、アクチュエータ４４が連結されている。アクチュエータ４４は、押圧部材４２をスリット４ｃと概ね平行な直線状の移動経路に沿って移動（往復）させる直動アクチュエータである。例えば、アクチュエータ４４としてエアシリンダが用いられる。具体的には、アクチュエータ４４は、筒状のシリンダ４６と、シリンダ４６に収容された複数のロッド４８とを備える。複数のロッド４８の先端部には、ロッド４８を他の部材に接続するための接続部材５０が接続されている。押圧部材４２の支持部４２ａは、ねじ等の固定具によって接続部材５０に固定される。

【0046】

シリンダ４６には、シリンダ４６の内部を第１室と第２室とに区画するピストン（不図示）が内蔵されており、複数のロッド４８はピストンに固定されている。また、シリンダ４６には、第１室に接続されたエアー供給口４６ａと、第２室に接続されたエアー供給口４６ｂとが設けられている。

【0047】

エアー供給口４６ａ，４６ｂはそれぞれ、エアーを供給するエアー供給源５２に接続されている。エアー供給口４６ａとエアー供給源５２との間には、バルブ５４ａが接続されている。バルブ５４ａは、エアー供給源５２からエアー供給口４６ａを介してシリンダ４６の第１室に供給されるエアーの圧力を制御する。同様に、エアー供給口４６ｂとエアー供給源５２との間には、バルブ５４ｂが接続されている。バルブ５４ｂは、エアー供給源５２からエアー供給口４６ｂを介してシリンダ４６の第２室に供給されるエアーの圧力を制御する。例えば、バルブ５４ａ，５４ｂとして圧力レギュレータが用いられる。

【0048】

バルブ５４ａを閉じてエアー供給口４６ａを大気開放した状態で、バルブ５４ｂを開いてエアー供給口４６ｂにエアーを所定の圧力で供給すると、ロッド４８がシリンダ４６から射出される方向に移動する。これにより、押圧部材４２の押圧部４２ｂがスリット４ｃの一端側（基台４の外周縁側）に移動する。一方、バルブ５４ｂを閉じてエアー供給口４６ｂを大気開放した状態で、バルブ５４ａを開いてエアー供給口４６ａにエアーを所定の圧力で供給すると、ロッド４８がシリンダ４６に収容される方向に移動する。これにより、押圧部材４２の押圧部４２ｂがスリット４ｃの他端側（基台４の中心側）に移動する。

【0049】

図１に示すように、保持ユニット２は、保持ユニット２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）６０を備える。制御ユニット６０は、保持ユニット２を構成する各構成要素（移動機構１６等）に接続されている。制御ユニット６０は、制御信号を生成して保持ユニット２の構成要素に出力することにより、保持ユニット２を駆動させる。

【0050】

例えば、制御ユニット６０はコンピュータによって構成される。具体的には、制御ユニット６０は、保持ユニット２の駆動に必要な各種の演算を行う演算部と、保持ユニット２の駆動に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを備える。演算部はＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成され、記憶部はＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。

【0051】

さらに、保持ユニット２は、オペレーターに情報を報知する報知ユニット（報知部、報知装置）６２を備える。例えば報知ユニット６２は、情報を表示可能な表示ユニット（表示部、表示装置）であり、タッチパネル式のディスプレイ等によって構成される。制御ユニット６０は、報知ユニット６２に制御信号を出力することにより、報知ユニット６２に所定の情報（操作画面、メッセージ、画像等）を表示させる。

【0052】

ただし、報知ユニット６２の種類に制限はない。例えば報知ユニット６２は、表示灯（警告灯）やスピーカーであってもよい。表示灯は、点灯又は点滅することにより、所定の情報をオペレーターに通知する。また、スピーカーは、音又は音声を発することにより、所定の情報をオペレーターに通知する。

【0053】

例えば報知ユニット６２は、保持ユニット２の状態（正常又は異常）を報知する。これにより、オペレーターは保持ユニット２の状態を随時確認でき、保持ユニット２に異常が発生した際に速やかに対処することが可能になる。なお、保持ユニット２が加工装置に搭載される場合には、加工装置の制御ユニットが制御ユニット６０を兼ねていてもよいし、加工装置の報知ユニットが報知ユニット６２を兼ねていてもよい。

【0054】

次に、保持ユニット２の具体的な機能及び動作について説明する。保持ユニット２で対象物１１を保持する際には、制御ユニット６０がバルブ５４ａ，５４ｂに制御信号を出力することにより、シリンダ４６の第１室及び第２室に供給されるエアーの圧力が制御され、アクチュエータ４４が駆動する。

【0055】

図５は、対象物１１の搬送時における保持ユニット２を示す側面図である。まず、バルブ５４ａ，５４ｂが制御ユニット６０によって制御され、エアー供給口４６ａにエアーが所定の圧力（例えば、０．５ＭＰａ）で供給されるとともに、エアー供給口４６ｂが大気開放される。これにより、ロッド４８がシリンダ４６に収容される方向に移動して、収容位置に位置付けられる。また、押圧部材４２の押圧部４２ｂが移動して押圧ピン２６を押圧する。

【0056】

押圧部材４２の押圧部４２ｂが押圧ピン２６を押圧すると、押さえ部材２２が押圧部材４２から付与される力によって、付勢部材２８の付勢力に逆らって回転する。これにより、押さえ部材２２が対象物１１を解放する位置（解放位置）に配置され、押さえ部材２２の接触部２４ａが固定部材２０に収容される。

【0057】

次に、対象物１１が搬送機構（不図示）によって搬送され、保持テーブル６の保持面６ａに位置付けられる。この状態で、保持面６ａに吸引源の吸引力を作用させると、対象物１１が保持テーブル６によって吸引される。

【0058】

図６は、対象物１１の固定時における保持ユニット２を示す側面図である。対象物１１が保持テーブル６の保持面６ａに配置されると、バルブ５４ａ，５４ｂが制御ユニット６０によって制御され、エアー供給口４６ａが大気開放されるとともに、エアー供給口４６ｂにエアーが所定の圧力（例えば、０．５ＭＰａ）で供給される。これにより、ロッド４８がシリンダ４６から射出される方向に移動して、射出位置に位置付けられる。また、押圧部材４２の押圧部４２ｂが移動して押圧ピン２６から離れる。

【0059】

押圧部材４２の押圧部４２ｂが押圧ピン２６から離れると、押さえ部材２２が付勢部材２８から付与される付勢力（復元力）によって付勢されて回転する。これにより、押さえ部材２２が対象物１１を押さえて保持テーブル６の保持面６ａに固定する位置（固定位置）に配置され、接触部材２４の接触部２４ａが対象物１１の外周部（フレーム１９、図２参照）に接触する。その結果、対象物１１の外周部が接触部２４ａによって下側から保持面６ａ側に向かって押圧され、保持面６ａ及び固定部材２０に固定される。

【0060】

このようにして、対象物１１の外周部がクランプ機構１２によって把持、固定され、対象物１１が保持テーブル６の保持面６ａによって保持される。その後、搬送機構が対象物１１から離脱する。

【0061】

対象物１１を保持テーブル６から搬送する際は、まず、対象物１１が搬送機構（不図示）によって下側から支持される。そして、保持面６ａに作用する吸引源の吸引力が解除される。次に、ロッド４８がシリンダ４６に収容されて収容位置に位置付けられ、押さえ部材２２が解放位置に配置される（図５参照）。これにより、接触部材２４の接触部２４ａが対象物１１の外周部から離れて固定部材２０に収容される。その結果、押さえ部材２２による対象物１１の押圧が解除され、対象物１１が解放される。その後、対象物１１が搬送機構によって保持テーブル６から所定の場所に搬送される。

【0062】

なお、付勢部材２８に経年劣化や故障が生じると、付勢部材２８から押さえ部材２２に十分な付勢力が付与されず、クランプ機構１２による対象物１１の固定が不完全になる。その結果、対象物１１が加工や洗浄の際に適切に保持されず、加工不良や洗浄不良が発生することがある。特に、図６に示すように保持テーブル６が対象物１１を下向きに保持する場合には、クランプ機構１２の異常によって対象物１１が落下し、対象物１１に修復不可能な損傷が生じるおそれがある。

【0063】

そこで、本実施形態においては、押さえ部材２２を移動させるアクチュエータ４４の押圧力に基づいて、付勢部材２８の状態を判定する。これにより、クランプ機構１２の異常を速やかに発見することができ、対象物１１の固定が不完全なまま対象物１１の加工、洗浄等が続行されてしまうことを防止できる。

【0064】

付勢部材２８の状態の判定は、制御ユニット６０によって実行される。制御ユニット６０は、付勢部材２８の状態を判定する判定部６０ａを含む。判定部６０ａは、押さえ部材２２を固定位置から解放位置に移動させる際にアクチュエータ４４が押さえ部材２２に付与する押圧力に基づいて、付勢部材２８が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。

【0065】

具体的には、判定部６０ａには、アクチュエータ４４が押さえ部材２２に付与する押圧力に対応する信号（押圧力信号）が入力される。例えば、エアー供給源５２からバルブ５４ａ及びエアー供給口４６ａを介してシリンダ４６の第１室に供給されるエアーの圧力は、ロッド４８を射出位置から収容位置に移動させる押圧力、すなわち、押さえ部材２２を固定位置から解放位置に移動させる押圧力に相当する。そして、制御ユニット６０は、シリンダ４６の第１室にエアーが所定の圧力で供給されるようにバルブ５４ａを制御するとともに、その所定の圧力を示す信号を押圧力信号として判定部６０ａに入力する。

【0066】

また、判定部６０ａには、押さえ部材２２の位置に対応する信号（位置信号）が入力される。例えば、シリンダ４６には、ロッド４８の位置を検出するセンサ５６が内蔵されている。センサ５６は、ロッド４８が収容位置（図５参照）に位置付けられると、ロッド４８を検出する。

【0067】

エアー供給源５２からバルブ５４ａ及びエアー供給口４６ａを介してシリンダ４６の第１室に所定のエアーが供給されると、ロッド４８が射出位置（図６参照）から収容位置（図５参照）に移動し、シリンダ４６に収容される。また、押さえ部材２２が押圧部材４２によって押圧されて回転し、固定位置（図６参照）から解放位置（図５参照）に移動する。その結果、センサ５６によってロッド４８が検出される。すなわち、センサ５６は、ロッド４８が収容位置に位置付けられ、押さえ部材２２が解放位置に位置付けられたことを検出する。そして、センサ５６は、検出結果を示す信号を位置信号として判定部６０ａに入力する。

【0068】

センサ５６としては、例えば磁気センサ（磁気シリンダセンサ）が用いられる。この場合、センサ５６は、ロッド４８に組み込まれた磁石の磁場を検出することにより、ロッド４８の位置を特定する。ただし、センサ５６の種類に制限はない。例えばセンサ５６は、ロッド４８がセンサ５６に接近するとロッド４８を検出する光学式センサであってもよい。また、センサ５６は、タッチスイッチ、押しボタン等のスイッチであってもよい。この場合には、ロッド４８がスイッチに接触すると、スイッチが作動してロッド４８が検出される。

【0069】

なお、センサ５６は、ロッド４８の代わりにシリンダ４６に収容されているピストンを検出することにより、押さえ部材２２が解放位置に位置付けられたことを検出してもよい。また、アクチュエータ４４のピストン又はロッド４８を検出するセンサ５６の代わりに、解放位置に位置付けられた押さえ部材２２を直接検出するセンサが設置されてもよい。

【0070】

そして、判定部６０ａは、アクチュエータ４４に供給されるエアーの圧力と、押さえ部材２２の位置とに基づいて、付勢部材２８が正常状態であるか異常状態であるかを判定する。具体的には、まず、制御ユニット６０は、センサ５６を作動させてロッド４８を検出可能な状態とする。次に、制御ユニット６０は、バルブ５４ａに制御信号を出力して、バルブ５４ａからエアー供給口４６ａを介してシリンダ４６の第１室にエアーを所定の圧力で供給する。

【0071】

なお、アクチュエータ４４の通常の駆動時には、バルブ５４ａからシリンダ４６の第１室に供給される圧力は、押さえ部材２２を正常な付勢部材２８の付勢力（復元力）に逆らって固定位置（図６参照）から解放位置（図５参照）に移動させることが可能な圧力（基準圧力）に設定される。一方、付勢部材２８の状態の検査を行う際には、バルブ５４ａからシリンダ４６の第１室にエアーが基準圧力よりも低い圧力（参照圧力）で供給される。例えば、基準圧力が０．５ＭＰａに設定されている場合には、参照圧力を０．５ＭＰａ未満（０．１ＭＰａ等）に設定できる。

【0072】

ここで、付勢部材２８が正常状態であり、付勢部材２８の付勢力（復元力）が正常に作用する場合には、シリンダ４６の第１室にエアーを参照圧力で供給しても、押さえ部材２２及び押圧部材４２の移動が付勢部材２８の付勢力によって妨げられる。その結果、ロッド４８はシリンダ４６に収容されず、センサ５６によって検出されない。

【0073】

一方、付勢部材２８に経年劣化や故障が生じると、付勢部材２８が異常状態となり、付勢部材２８の付勢力（復元力）が低下し、又は作用しなくなる。そのため、シリンダ４６の第１室に供給されるエアーの圧力が参照圧力であっても、押さえ部材２２及び押圧部材４２が付勢部材２８の付勢力に逆らって移動し、ロッド４８がシリンダ４６に収容される。その結果、ロッド４８がセンサ５６によって検出される。

【0074】

そこで、判定部６０ａは、バルブ５４ａからシリンダ４６にエアーが参照圧力で供給された際にロッド４８がセンサ５６によって検出されるか否かに基づいて、付勢部材２８の状態を判定する。具体的には、バルブ５４ａからシリンダ４６にエアーを参照圧力で供給した際に、センサ５６からロッド４８を検出したことを示す信号が入力されないと、判定部６０ａは付勢部材２８が正常状態であると判定する。一方、バルブ５４ａからシリンダ４６にエアーを参照圧力で供給した際に、センサ５６からロッド４８を検出したことを示す信号が入力されると、判定部６０ａは付勢部材２８が異常状態であると判定する。

【0075】

判定部６０ａによる判定の結果は、報知ユニット６２（図１参照）によってオペレーターに報知される。例えば、報知ユニット６２がディスプレイである場合には、制御ユニット６０は報知ユニット６２に制御信号を出力して、報知ユニット６２に判定結果を示すメッセージ等を表示させる。これにより、付勢部材２８の異常がオペレーターに速やかに通知される。

【0076】

なお、付勢部材２８の状態を判定するための具体的な処理の内容は、自由に設定できる。例えば制御ユニット６０は、バルブ５４ａを段階的に制御し、逐次的に増加又は減少する参照圧力をシリンダ４６に供給してもよい。具体的には、基準圧力が０．５ＭＰａである場合、センサ５６を作動させた状態で、０．１ＭＰａから０．４ＭＰａまで０．１ＭＰａずつ上昇する参照圧力がシリンダ４６に供給されてもよい。この場合、ロッド４８がセンサ５６によって検出されるか否かが、逐次的に変化する参照圧力ごとに判定される。これにより、エアーがどの程度の圧力でシリンダ４６に供給されるとロッド４８が収容位置に到達するのかが特定され、付勢部材２８の劣化（付勢力の低下）の程度を評価することが可能になる。

【0077】

また、付勢部材２８の検査を行うタイミングも自由に設定できる。例えば、一の対象物１１が保持ユニット２から搬出された後、次の対象物１１が保持ユニット２によって保持されるまでの間に、付勢部材２８の状態が判定される。これにより、対象物１１が保持ユニット２によって保持されるごとに、付勢部材２８の状態を事前に確認することができる。また、保持ユニット２が加工装置に搭載される場合には、加工装置のメンテナンス時に付勢部材２８の検査を実施してもよい。

【0078】

以上の通り、本実施形態に係る保持ユニット２では、押さえ部材２２を固定位置から解放位置に移動させる際のアクチュエータ４４の押圧力に基づいて、付勢部材２８が正常状態であるか異常状態であるかが判定される。これにより、付勢部材２８の異常を速やかに発見することができ、対象物１１の固定が不完全なまま対象物１１の加工、洗浄等が続行されてしまうことを防止できる。

【0079】

なお、本実施形態では、保持ユニット２が対象物１１を下向きに保持する例について説明したが（図２参照）、保持ユニット２は対象物１１を上向きに保持してもよい。具体的には、保持テーブル６及び複数の固定機構１４を基台４の第２面４ｂ側に配置し、複数の移動機構１６を基台４の第１面４ａ側に配置することもできる。

【0080】

また、本実施形態に係る保持ユニット２の用途に制限はない。例えば保持ユニット２は、切削装置、研削装置、研磨装置、レーザー加工装置等の各種の加工装置に搭載される。

【0081】

切削装置は、被加工物を切削する加工ユニット（切削ユニット）を備える。切削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には環状の切削ブレードが装着される。切削ブレードを回転させつつ被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削される。

【0082】

研削装置は、被加工物を研削する加工ユニット（切削ユニット）を備える。研削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には複数の研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。研削ホイールを回転させつつ研削砥石を被加工物に接触させることにより、被加工物が研削される。

【0083】

研磨装置は、被加工物を研磨する加工ユニット（研磨ユニット）を備える。研磨ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には円盤状の研磨パッドが装着される。研磨パッドを回転させつつ被加工物に接触させることにより、被加工物が研磨される。

【0084】

レーザー加工装置は、被加工物にレーザービームを照射する加工ユニット（レーザー照射ユニット）を備える。レーザー照射ユニットは、所定の波長のレーザーを発振するレーザー発振器と、レーザー発振器から出射したレーザービームを被加工物へと導く光学系とを備える。レーザー照射ユニットから被加工物にレーザービームを照射することにより、被加工物にレーザー加工が施される。

【0085】

また、保持ユニット２は、被加工物にプラズマエッチングを施すプラズマ処理装置に搭載することもできる。プラズマ処理装置は、被加工物にプラズマ状態のエッチングガスを供給することにより、被加工物をエッチングする。

【0086】

上記のような加工装置には、被加工物の加工中に被加工物を保持するチャックテーブルや、被加工物の洗浄中に被加工物を保持して回転するスピンナテーブルが搭載される。そして、本実施形態に係る保持ユニット２は、加工装置に搭載されるチャックテーブルやスピンナテーブルとして用いることができる。

【0087】

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0088】

１１ 対象物（被加工物、被洗浄物）
１３ ウェーハ
１３ａ 表面（第１面）
１３ｂ 裏面（第２面）
１５ ストリート（分割予定ライン）
１７ デバイス
１９ フレーム
１９ａ 開口
２１ シート
２ 保持ユニット（保持機構）
４ 基台
４ａ 第１面（下面）
４ｂ 第２面（上面）
４ｃ スリット（貫通孔）
６ 保持テーブル
６ａ 保持面（支持面）
８ 枠体（本体部）
８ａ 第１面（下面）
８ｂ 第２面（上面）
８ｃ 凹部
１０ 保持部材
１０ａ 吸引面
１２ クランプ機構
１４ 固定機構
１６ 移動機構
２０ 固定部材
２０ａ 固定部
２０ｂ 支持部
２０ｃ 貫通孔
２２ 押さえ部材
２４ 接触部材
２４ａ 接触部
２４ｂ 貫通孔
２４ｃ 貫通孔
２６ 押圧ピン
２８ 付勢部材
３０ 支持ピン
３２ 留め具
４０ 支持台
４２ 押圧部材
４２ａ 支持部
４２ｂ 押圧部
４４ アクチュエータ
４６ シリンダ
４６ａ，４６ｂ エアー供給口
４８ ロッド
５０ 接続部材
５２ エアー供給源
５４ａ，５４ｂ バルブ
５６ センサ
６０ 制御ユニット（制御部、制御装置）
６０ａ 判定部
６２ 報知ユニット（報知部、報知装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】