(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-28
(45)【発行日】2024-11-06
(54)【発明の名称】加工装置
(51)【国際特許分類】
B24B 41/06 20120101AFI20241029BHJP
B23Q 3/08 20060101ALI20241029BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20241029BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
B24B41/06 A
B24B41/06 L
B23Q3/08 A
H01L21/304 622H
H01L21/68 P
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020140808
(22)【出願日】2020-08-24
(65)【公開番号】P2022036542
(43)【公開日】2022-03-08
【審査請求日】2023-06-29
(73)【特許権者】
【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】110001014
【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】福士 暢之
(72)【発明者】
【氏名】久保 徹雄
【審査官】山内 康明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１４５７７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０９１２４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３１３３２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７５４０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３９２８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０７６７２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１３８５３５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ ４１／０６
Ｂ２３Ｑ ３／０８
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
保持面にウェーハの下面を保持する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハの上面を加工する加工手段と、該保持面に保持され該加工手段によって加工されたウェーハを該保持面から搬出する搬送手段と、制御手段とを備える加工装置であって、該保持手段は、該保持面と水供給源とを連通する連通路と、該連通路に配置される分岐部と、該分岐部とエア供給源とを連通するエア連通路と、該分岐部と水供給源との間の該連通路に配置され水の流量を調整する水流量調整弁と、該エア連通路に配置されエアの流量を調整可能なエア流量調整弁と、を備え、
該搬送手段は、アームと、該アームを昇降する昇降手段と、該アームの高さ位置を認識するエンコーダと、該アームに連結する連結部材と、該連結部材に形成された貫通穴と、該貫通穴に挿通する支持部材と、該支持部材の上端に連結するつば部と、該支持部材の下端に連結する搬送パッドと、を少なくとも備え、
該制御手段は、
該搬送手段が該保持面に保持されているウェーハの上面を保持することと、
該水流量調整弁を開き該保持面から水を噴出させることと、
該保持面から噴出する水によって該保持面とウェーハの下面との間に水膜を形成することによって該保持面からウェーハを離間させると共にウェーハを保持した該搬送手段の該アームを上昇させることと、
該アームの上昇量が大きくなるにつれて該エア流量調整弁の開度を大きくしていき該保持面から噴出する該エアの流量を多くさせることによって該保持面と該ウェーハの下面との間の水膜の表面張力を破壊する制御部と、を制御する、加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
保持面に保持されたウェーハを加工する加工装置は、特許文献１に開示のように搬送パッドを用いて加工されたウェーハを保持して保持面からウェーハを離間させる際に、保持面から水とエアとの混合液を噴出させている。
【0003】
しかし、保持面から噴出した混合液の圧力によってウェーハが割れるという問題があった。そのため、特許文献２に開示のように、噴出する混合液の噴出量を徐々に多くするという発明がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－２９４５８８号公報
【文献】特開２００９－０７６７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、ウェーハを保持面から離間させるまでに時間がかかるという問題がある。したがって、加工装置にはウェーハを割らないように短時間で保持面から離間させるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
保持面にウェーハの下面を保持する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハの上面を加工する加工手段と、該保持面に保持され該加工手段によって加工されたウェーハを該保持面から搬出する搬送手段と、制御手段とを備える加工装置であって、該保持手段は、該保持面と水供給源とを連通する連通路と、該連通路に配置される分岐部と、該分岐部とエア供給源とを連通するエア連通路と、該分岐部と水供給源との間の該連通路に配置され水の流量を調整する水流量調整弁と、該エア連通路に配置されエアの流量を調整可能なエア流量調整弁と、を備え、該搬送手段は、アームと、該アームを昇降する昇降手段と、該アームの高さ位置を認識するエンコーダと、該アームに連結する連結部材と、該連結部材に形成された貫通穴と、該貫通穴に挿通する支持部材と、該支持部材の上端に連結するつば部と、該支持部材の下端に連結する搬送パッドと、を少なくとも備え、該制御手段は、該搬送手段が該保持面に保持されているウェーハの上面を保持することと、該水流量調整弁を開き該保持面から水を噴出させることと、該保持面から噴出する水によって該保持面とウェーハの下面との間に水膜を形成することによって該保持面からウェーハを離間させると共にウェーハを保持した該搬送手段の該アームを上昇させることと、
該アームの上昇量が大きくなるにつれて該エア流量調整弁の開度を大きくしていき該保持面から噴出する該エアの流量を多くさせることによって該保持面と該ウェーハの下面との間の水膜の表面張力を破壊する制御部と、を制御する、加工装置である。
該アームの上昇量が大きくなるにつれて該エア流量調整弁の開度を大きくしていき該保持面から噴出する該エアの流量を多くさせることによって該保持面と該ウェーハの下面との間の水膜の表面張力を破壊する制御部と、を制御する、加工装置である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、搬送手段を用いてウェーハを割ることなく保持面から素早く離間させることが可能になり、これにより生産性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
１ 加工装置の構成
図１に示す加工装置１は、加工手段３を用いて保持面２００に保持されたウェーハ１４の上面１４０を加工する加工装置である。ウェーハ１４の材質は例えばＳｉＣであり、加工前の厚みが２ｃｍ程度であるとする。以下、加工装置１の構成について説明する。
図１に示す加工装置１は、加工手段３を用いて保持面２００に保持されたウェーハ１４の上面１４０を加工する加工装置である。ウェーハ１４の材質は例えばＳｉＣであり、加工前の厚みが２ｃｍ程度であるとする。以下、加工装置１の構成について説明する。
【0010】
加工装置１は、図１に示すようにＹ軸方向に延設されたベース１０と、ベース１０の＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
【0011】
コラム１１の－Ｙ方向側の側面には、加工手段３を昇降可能に支持する加工送り手段４が配設されている。加工手段３は、例えばＺ軸方向の軸心を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、Ｚ軸方向の軸心を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続されたマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備える研削手段である。
【0012】
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１とホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体状の複数の研削砥石３４０とを備えている。研削砥石３４０の下面は、ウェーハ１４に接触する研削面３４２である。
【0013】
スピンドルモータ３２を用いてスピンドル３０を回転させることにより、スピンドル３０に接続されたマウント３３及びマウント３３の下面に装着された研削ホイール３４が一体的に回転することとなる。
【0014】
加工送り手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され加工手段３を支持するホルダ４４とを備えている。
【0015】
Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている加工手段３の研削ホイール３４がＺ軸方向に移動することとなる。
【0016】
ベース１０の上には保持手段２が配設されている。保持手段２は、例えばウェーハ１４を保持するチャックテーブルである。保持手段２は、円板状の吸引部２０と吸引部２０を支持する枠体２１とを備えている。吸引部２０は例えばポーラス部材であり多数の細孔を有している。吸引部２０の上面はウェーハ１４の下面１４１を保持する保持面２００であり、枠体２１の上面２１０は保持面２００に面一に形成されている。
【0017】
ベース１０の内部には、内部ベース１２が配設されている。内部ベース１２の上には、保持手段２を水平方向に移動させる水平移動手段５が配設されている。
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０に連結されボールネジ５０を回動させるＹ軸モータ５２と、底部のナットがボールネジ５０に螺合してガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に移動する可動板５３とを備えている。
Ｙ軸モータ５２にボールネジ５０が駆動されてボールネジ５０が回転すると、可動板５３がガイドレール５１に案内されてＹ軸方向に水平に移動する構成となっている。
水平移動手段５は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０に対して平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０に連結されボールネジ５０を回動させるＹ軸モータ５２と、底部のナットがボールネジ５０に螺合してガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に移動する可動板５３とを備えている。
Ｙ軸モータ５２にボールネジ５０が駆動されてボールネジ５０が回転すると、可動板５３がガイドレール５１に案内されてＹ軸方向に水平に移動する構成となっている。
【0018】
可動板５３の上には複数（図１においては２本）の支持柱２９１が立設されており、支持柱２９１には環状の連結部材２９が支持されている。環状の連結部材２９は、基台２３を回転可能に支持している。
保持手段２は、図２に示すように基台２３に装着されて枠体２１が基台２３に支持される。すなわち、保持手段２は可動板５３の上に支持柱２９１、連結部材２９及び基台２３を介して配設されている。
保持手段２は、図２に示すように基台２３に装着されて枠体２１が基台２３に支持される。すなわち、保持手段２は可動板５３の上に支持柱２９１、連結部材２９及び基台２３を介して配設されている。
【0019】
保持手段２の下方には、基台２３を回転させる回転手段２６が配設されている。回転手段２６は例えばプーリ機構であり、モータ２６０によってＺ軸方向の軸心を軸に回転可能な駆動軸２６２と、駆動軸２６２の上端に連結されている駆動プーリ２６３と、駆動プーリ２６３に巻回されて駆動プーリ２６３の駆動力を従動プーリ２６５に伝達する伝動ベルト２６４と、駆動プーリ２６３とともに伝動ベルト２６４に巻回されている従動プーリ２６５と、従動プーリ２６５に接続されている従動軸２６６と、従動軸２６６の下端に連結されたロータリジョイント２６７と、を備えている。従動軸２６６は、基台２３に連結されている。
【0020】
モータ２６０を用いて駆動軸２６２を回転させると、駆動プーリ２６３が回転するとともに、駆動プーリ２６３の回転力が伝動ベルト２６４によって従動プーリ２６５に伝達されて従動プーリ２６５が回転することとなる。これにより、従動プーリ２６５に接続されている従動軸２６６がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転して、従動軸２６６に連結されている基台２３がＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転する構成となっている。
【0021】
保持手段２の下方には、吸引源２４０とエア供給源２４１と水供給源２４２とが配設されている。
保持手段２は、保持面２００と水供給源２４２とを連通する連通路２４３を備えている。連通路２４３は、例えば、枠体２１、基台２３、従動軸２６６、及びロータリジョイント２６７の内部を貫通するように形成されており、ロータリジョイント２６７の側面からロータリジョイント２６７の外部に突き出ている。
連通路２４３には、第１分岐部２４８と第２分岐部２４９とが配置されており、連通路２４３は、第１分岐部２４８と第２分岐部２４９とによって、吸引連通路２４３０とエア連通路２４３１と水連通路２４３２とに分岐されている。
吸引連通路２４３０は第１分岐部２４８と吸引源２４０とを連通しており、エア連通路２４３１は第２分岐部２４９とエア供給源２４１とを連通しており、水連通路２４３２は第２分岐部２４９と水供給源２４２とを連通している。
保持手段２は、保持面２００と水供給源２４２とを連通する連通路２４３を備えている。連通路２４３は、例えば、枠体２１、基台２３、従動軸２６６、及びロータリジョイント２６７の内部を貫通するように形成されており、ロータリジョイント２６７の側面からロータリジョイント２６７の外部に突き出ている。
連通路２４３には、第１分岐部２４８と第２分岐部２４９とが配置されており、連通路２４３は、第１分岐部２４８と第２分岐部２４９とによって、吸引連通路２４３０とエア連通路２４３１と水連通路２４３２とに分岐されている。
吸引連通路２４３０は第１分岐部２４８と吸引源２４０とを連通しており、エア連通路２４３１は第２分岐部２４９とエア供給源２４１とを連通しており、水連通路２４３２は第２分岐部２４９と水供給源２４２とを連通している。
【0022】
第１分岐部２４８と吸引源２４０との間には、吸引バルブ２４００及び吸引力調整弁２４４０が配設されている。吸引バルブ２４００が開いている状態で吸引源２４０を作動させると、吸引源２４０によって生み出された吸引力が連通路２４３を通じて吸引部２０の保持面２００に伝達されることとなる。
例えば、ウェーハ１４が保持面２００に載置されている状態で、吸引バルブ２４００を開いて、吸引源２４０を作動させることにより、保持面２００にウェーハ１４を吸引保持することができる。
また、吸引力調整弁２４４０の絞り具合を調整することにより保持面２００に伝達される吸引力の強さを調整することができる。
例えば、ウェーハ１４が保持面２００に載置されている状態で、吸引バルブ２４００を開いて、吸引源２４０を作動させることにより、保持面２００にウェーハ１４を吸引保持することができる。
また、吸引力調整弁２４４０の絞り具合を調整することにより保持面２００に伝達される吸引力の強さを調整することができる。
【0023】
第２分岐部２４９とエア供給源２４１との間には、エアバルブ２４１０及びエア流量調整弁２４４１が配設されている。エアバルブ２４１０が開いている状態で、エア供給源２４１を用いてエアを供給すると、供給されたエアは連通路２４３を通じて吸引部２０に伝達され、保持面２００に形成されている多数の細孔から保持面２００の上方の空間に向かって噴射されることとなる。
また、エア流量調整弁２４４１の絞り具合を調整することにより保持面２００から噴射されるエアの流量を調整することができる。
また、エア流量調整弁２４４１の絞り具合を調整することにより保持面２００から噴射されるエアの流量を調整することができる。
【0024】
第２分岐部２４９と水供給源２４２との間には、水バルブ２４２０及び水流量調整弁２４４２が配設されている。水バルブ２４２０が開いている状態で、水供給源２４２から水を供給すると、供給された水は連通路２４３を通じて吸引部２０に伝達され、保持面２００の多数の細孔から噴射することとなる。
また、水流量調整弁２４４２の絞り具合を調整することにより保持面２００から噴射される水の流量を調整することができる。
また、水流量調整弁２４４２の絞り具合を調整することにより保持面２００から噴射される水の流量を調整することができる。
【0025】
図１に示すように、例えばカバー２７及びカバー２７に伸縮自在に連結された蛇腹２８が配設されている。保持手段２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７が保持手段２とともにＹ軸方向に移動して蛇腹２８が伸縮することとなる。
【0026】
ベース１０の－Ｙ方向側にはカセットステージ７００が配設されている。カセットステージ７００にはカセット７０が載置される。カセット７０には例えば研削加工前の複数のウェーハ１４が収容されており、また、研削加工後のウェーハ１４が収容される。
【0027】
カセット７０の＋Ｙ方向側には、ロボット７１が配設されている。ロボット７１は、ロボットハンド７１０とロボットハンド７１０を旋回可能に支持する軸部７１２とを備えている。ロボットハンド７１０の保持面７１１には図示しない吸引源が接続されており、ロボットハンド７１０の保持面７１１にウェーハ１４を吸引保持できる。
カセット７０に収容されているウェーハ１４をロボットハンド７１０の保持面７１１に吸引保持し、軸部７１２を駆動してロボットハンド７１０を旋回させることにより、ウェーハ１４をカセット７０から取り出して仮置き領域７２０に搬送することができる。
カセット７０に収容されているウェーハ１４をロボットハンド７１０の保持面７１１に吸引保持し、軸部７１２を駆動してロボットハンド７１０を旋回させることにより、ウェーハ１４をカセット７０から取り出して仮置き領域７２０に搬送することができる。
【0028】
ロボット７１の可動域における＋Ｘ方向側には、研削加工前のウェーハ１４が仮置きされる仮置き領域７２０が設けられており、ロボット７１の可動域における－Ｘ方向側には、研削加工後のウェーハ１４を洗浄する洗浄領域７４２が設けられている。
【0029】
仮置き領域７２０には、位置合わせ手段７２が配設されている。位置合わせ手段７２は、ベース１０の内部に設けられた回転軸７３０とエンコーダ７３１とモータ７３２を有する回転手段７３に接続されておりＺ軸方向の軸心を軸にして回転可能である。カセット７０から取り出されて仮置き領域７２０に載置されたウェーハ１４は、位置合わせ手段７２によって所定の位置に位置合わせされることとなる。
【0030】
洗浄領域７４２には、スピンナ洗浄手段７４が配設されている。スピンナ洗浄手段７４は、ウェーハ１４が保持されるスピンナテーブル７４０と、スピンナテーブル７４０に保持されたウェーハ１４に向けて洗浄水を噴出する洗浄水供給ノズル７４１とを備えている。また、スピンナテーブル７４０は図示しない回転手段に接続されておりＺ軸方向の軸心を軸にして回転可能である。
例えば、スピンナテーブル７４０の上面に研削加工後のウェーハ１４が保持されている状態で、スピンナテーブル７４０を回転させながら洗浄水供給ノズル７４１から洗浄水を供給することによりウェーハ１４を洗浄することができる。
例えば、スピンナテーブル７４０の上面に研削加工後のウェーハ１４が保持されている状態で、スピンナテーブル７４０を回転させながら洗浄水供給ノズル７４１から洗浄水を供給することによりウェーハ１４を洗浄することができる。
【0031】
仮置き領域７２０に隣接する位置には、仮置き領域７２０にて位置合わせされた被加工物１７を保持手段２の保持面２００に搬入する第１搬送手段６１が配設されている。
第１搬送手段６１は、ウェーハ１４の上面１４０を吸引保持する円形の搬送パッド６０を備えている。搬送パッド６０の内部には、図２に示すようにエア流路６０１が形成されている。エア流路６０１は、例えば搬送パッド６０の内部に環状に張り巡らされて形成されており、搬送パッド６０の下面６００において開口して搬送パッド６０の外部の空間に接続されている。また、エア流路６０１は搬送パッド６０の外部においてエア供給路６９１０と吸引路６８１０とに分岐されている。エア供給路６９１０はエア供給源６９０に接続されており、吸引路６８１０は吸引源６８０に接続されている。そして、エア供給路６９１０にはエアバルブ６９１が配設されており、吸引路６８１０には吸引バルブ６８１が配設されている。
また、搬送パッド６０の下面６００の外周付近には、径の異なる２つのＯリング６０９が、エア流路６０１の下面６００における開口部分の内周側と外周側とにそれぞれ設けられている。Ｏリング６０９はシーリング部材としての機能を有しており、ウェーハ１４を搬送パッド６０に吸引保持する際にウェーハ１４の上面１４０に密着してウェーハ１４の保持強度を高めることができる。
第１搬送手段６１は、ウェーハ１４の上面１４０を吸引保持する円形の搬送パッド６０を備えている。搬送パッド６０の内部には、図２に示すようにエア流路６０１が形成されている。エア流路６０１は、例えば搬送パッド６０の内部に環状に張り巡らされて形成されており、搬送パッド６０の下面６００において開口して搬送パッド６０の外部の空間に接続されている。また、エア流路６０１は搬送パッド６０の外部においてエア供給路６９１０と吸引路６８１０とに分岐されている。エア供給路６９１０はエア供給源６９０に接続されており、吸引路６８１０は吸引源６８０に接続されている。そして、エア供給路６９１０にはエアバルブ６９１が配設されており、吸引路６８１０には吸引バルブ６８１が配設されている。
また、搬送パッド６０の下面６００の外周付近には、径の異なる２つのＯリング６０９が、エア流路６０１の下面６００における開口部分の内周側と外周側とにそれぞれ設けられている。Ｏリング６０９はシーリング部材としての機能を有しており、ウェーハ１４を搬送パッド６０に吸引保持する際にウェーハ１４の上面１４０に密着してウェーハ１４の保持強度を高めることができる。
【0032】
エアバルブ６９１が開いている状態でエア供給源６９０からエアを供給することにより、供給されたエアがエア流路６０１を通って搬送パッド６０の下面６００から噴射される。
また、エアバルブ６９１が閉じており、かつ吸引バルブ６８１が開いている状態で吸引源６８０を作動させることにより、生み出された吸引力がエア流路６０１を通って搬送パッド６０の下面６００に伝達される。
例えば、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４を吸引保持することができる。
また、エアバルブ６９１が閉じており、かつ吸引バルブ６８１が開いている状態で吸引源６８０を作動させることにより、生み出された吸引力がエア流路６０１を通って搬送パッド６０の下面６００に伝達される。
例えば、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４を吸引保持することができる。
【0033】
搬送パッド６０の上面６０３には、３本（図２には２本が示されている）の支持部材６０２が固定されている。支持部材６０２はＺ軸方向に延設されており、その上部にはつば部６０２０が形成されている。支持部材６０２は、連結部材６３に形成された貫通穴６３０に貫通しており、つば部６０２０が連結部材６３に支持されている。
【0034】
連結部材６３にはアーム６５が連結されており、アーム６５の搬送パッド６０に連結されていない側の端部にはＺ軸方向に立設された軸部６６が連結されている。軸部６６には図示しない回転手段が接続されており、軸部６６は、該回転手段を用いてＺ軸方向の軸心を軸にして回転可能である。該回転手段を用いて軸部６６を回転させることにより、アーム６５が旋回し、搬送パッド６０が仮置き領域７２０と保持面２００との間を移動する構成となっている。
【0035】
また、軸部６６には昇降手段６４が配設されている。昇降手段６４は、Ｚ軸方向に延設されたボールネジ６４２と、ボールネジ６４２をＺ軸方向の軸心を軸にして回転させるモータ６４０と、モータ６４０の回転量を制御するエンコーダ６４１と、内部のナットがボールネジ６４２に螺合してＺ軸方向に昇降する可動部６４３とを備えている。可動部６４３は、軸部６６に連結されている。
モータ６４０を用いてボールネジ６４２を回転させると、可動部６４３がボールネジ６４２に摺接しながらＺ軸方向に昇降移動し、これに伴って可動部６４３に連結されている軸部６６、軸部６６に連結されているアーム６５及びアーム６５に支持されている搬送パッド６０が一体的にＺ軸方向に昇降移動する構成となっている。
モータ６４０を用いてボールネジ６４２を回転させると、可動部６４３がボールネジ６４２に摺接しながらＺ軸方向に昇降移動し、これに伴って可動部６４３に連結されている軸部６６、軸部６６に連結されているアーム６５及びアーム６５に支持されている搬送パッド６０が一体的にＺ軸方向に昇降移動する構成となっている。
【0036】
図１に示すように、第１搬送手段６１の－Ｘ方向側には、研削加工後のウェーハ１４を保持面２００から洗浄領域７４２に搬出する第２搬送手段６２が配設されている。第２搬送手段６２は、第１搬送手段６１と同様に構成されているため、第１搬送手段６１と同様の符号を付する。
【0037】
ベース１０の上における保持手段２の近傍には、厚み測定手段１６が配設されている。厚み測定手段１６は、例えば接触式のハイトゲージ等を有し、ウェーハ１４の上面１４０と枠体２１の上面２１０とに該ハイトゲージを接触させて両者の高さの差を測定することによってウェーハ１４の厚みを測定することができる。
【0038】
加工装置１は、加工装置１の諸々の動作を制御する制御手段９を備えている。
【0039】
２ 加工装置の動作
加工装置１を用いてウェーハ１４の研削加工を行う際には、まず、図１に示したロボット７１を用いてカセット７０から１枚のウェーハ１４を引き出して仮置き領域７２０に仮置きした後、位置合わせ手段７２を用いて位置合わせする。
加工装置１を用いてウェーハ１４の研削加工を行う際には、まず、図１に示したロボット７１を用いてカセット７０から１枚のウェーハ１４を引き出して仮置き領域７２０に仮置きした後、位置合わせ手段７２を用いて位置合わせする。
【0040】
位置合わせ手段７２による位置合わせを行った後、第１搬送手段６１を用いて仮置き領域７２０に仮置きされているウェーハ１４を保持手段２の保持面２００に搬入する。具体的には、まず、図２に示した軸部６６を回転させることによりアーム６５を旋回させて、仮置き領域７２０に載置されているウェーハ１４の上方に搬送パッド６０を位置づける。
そして、昇降手段６４を用いて搬送パッド６０を－Ｚ方向に移動させて、搬送パッド６０の下面６００をウェーハ１４の上面１４０に接触させる。搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０を作動させて吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４が吸引保持される。
さらに、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４が吸引保持された状態でアーム６５を旋回させて、搬送パッド６０の下面６００に吸引保持されたウェーハ１４を保持面２００の上方に位置づける。そして、搬送パッド６０を下降させ、保持面２００にウェーハ１４を載置し、ウェーハ１４が保持面２００に載置されている状態で吸引バルブ２４００を開き、保持面２００に連通されている吸引源を作動させて生み出された吸引力を保持面２００に伝達させることにより、保持面２００にウェーハ１４が吸引保持される。その後、搬送パッド６０の下面６００に作用している吸引力を解除する。
そして、昇降手段６４を用いて搬送パッド６０を－Ｚ方向に移動させて、搬送パッド６０の下面６００をウェーハ１４の上面１４０に接触させる。搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０を作動させて吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４が吸引保持される。
さらに、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４が吸引保持された状態でアーム６５を旋回させて、搬送パッド６０の下面６００に吸引保持されたウェーハ１４を保持面２００の上方に位置づける。そして、搬送パッド６０を下降させ、保持面２００にウェーハ１４を載置し、ウェーハ１４が保持面２００に載置されている状態で吸引バルブ２４００を開き、保持面２００に連通されている吸引源を作動させて生み出された吸引力を保持面２００に伝達させることにより、保持面２００にウェーハ１４が吸引保持される。その後、搬送パッド６０の下面６００に作用している吸引力を解除する。
【0041】
次に、図１に示した水平移動手段５を用いて保持面２００に保持されているウェーハ１４を＋Ｙ方向に移動させて、加工手段３の下方に位置づける。
【0042】
そして、図２に示した回転手段２６を用いて回転軸２５を軸にして保持手段２を回転させる。これにより、保持面２００に保持されているウェーハ１４が回転軸２５を軸にして回転する。また、図１に示したスピンドルモータ３２を用いて研削砥石３４０を回転させておく。
【0043】
保持面２００に保持されたウェーハ１４が回転しており、かつ研削砥石３４０が回転している状態で、加工送り手段４を用いて研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させる。これにより、保持面２００に保持されているウェーハ１４の上面１４０に研削砥石３４０の研削面３４２が接触する。ウェーハ１４の上面１４０に研削砥石３４０の研削面３４２が接触している状態で、さらに研削砥石３４０を－Ｚ方向に下降させていくことによりウェーハ１４が研削加工される。
ウェーハ１４の研削加工中には、厚み測定手段１６を用いてウェーハ１４の厚みを測定し、ウェーハ１４が所定の厚みに研削加工されたらウェーハ１４の研削加工を終了する。
ウェーハ１４の研削加工中には、厚み測定手段１６を用いてウェーハ１４の厚みを測定し、ウェーハ１４が所定の厚みに研削加工されたらウェーハ１４の研削加工を終了する。
【0044】
ウェーハ１４の研削加工が終了した後、加工送り手段４を用いて研削砥石３４０を＋Ｚ方向に上昇させ、研削砥石３４０をウェーハ１４の上面１４０から＋Ｚ方向に離間させる。
そして、水平移動手段５を用いて保持面２００に保持されているウェーハ１４を－Ｙ方向に移動させる。
そして、水平移動手段５を用いて保持面２００に保持されているウェーハ１４を－Ｙ方向に移動させる。
【0045】
その後、第２搬送手段６２を用いて保持面２００に保持されているウェーハ１４を保持面２００から搬出する。第２搬送手段６２によるウェーハ１４の搬出は、具体的には制御手段９により加工装置１が制御されて以下のように行われる。
まず、図２に示すように第２搬送手段６２の搬送パッド６０をウェーハ１４の上方に位置づけてから、昇降手段６４を用いて搬送パッド６０を－Ｚ方向に下降させて搬送パッド６０の下面６００をウェーハ１４の上面１４０に接触させる。そして、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０を作動させて吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４を吸引保持する。
まず、図２に示すように第２搬送手段６２の搬送パッド６０をウェーハ１４の上方に位置づけてから、昇降手段６４を用いて搬送パッド６０を－Ｚ方向に下降させて搬送パッド６０の下面６００をウェーハ１４の上面１４０に接触させる。そして、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４の上面１４０が接触している状態で、吸引源６８０を作動させて吸引源６８０によって生み出された吸引力を搬送パッド６０の下面６００に伝達することにより、搬送パッド６０の下面６００にウェーハ１４を吸引保持する。
【0046】
また、吸引バルブ２４００を閉じて吸引源２４０によって生み出される吸引力が保持面２００に伝達されないようにする。そして、水バルブ２４２０及び水流量調整弁２４４２を開いて水供給源２４２から水を供給する。これにより、水が水連通路２４３２及び連通路２４３を通じて吸引部２０の内部に供給されて保持面２００から＋Ｚ方向に噴出される。
【0047】
保持面２００から水が噴出されると保持面２００とウェーハ１４の下面１４１との間に水膜が形成されて水膜がウェーハを保持した搬送パッド６０を浮き上がらせ保持面２００からウェーハ１４が離間される。つまり、保持面２００は、水膜を介してウェーハを保持した搬送パッド６００を支持する。よって、つば部６０２０は連結部材６３から浮き上がっている。この段階では保持面２００の全面に水が行き渡っており、保持面２００とウェーハ１４の下面１４１との間における全域には水膜が形成されている。
【0048】
この状態で、昇降手段６４を用いてアームを＋Ｚ方向に移動させることによって連結部材６３がつば部６０２０を支持しウェーハ１４を保持している搬送パッド６０を＋Ｚ方向に移動させて保持面２００から上昇させていく。
【0049】
連結部材６３がつば部６０２０を支持したら、エアバルブ２４１０及びエア流量調整弁２４４１を開いてエア供給源２４１からエアを供給する。エア供給源２４１から供給されたエアは、エア連通路２４３１を通って連通路２４３において水と混合され、混合流体として連通路２４３を通って保持面２００から＋Ｚ方向に噴出される。
【0050】
保持面２００からウェーハ１４の下面１４１の全面が離間した後も、昇降手段６４を用いて搬送パッド６０に保持されたウェーハ１４を＋Ｚ方向に移動させていく。そして、保持面２００と保持面２００から離間したウェーハ１４との間の距離が大きくなるのに連動させてエア流量調整弁２４４１の開度を段々と大きくさせていき、保持面２００から噴射されるエアの量を多くする。
このように、保持面をウェーハ１４の下面との間に隙間が形成された状態で水膜にエアを混入させることによって水膜の表面張力を破壊し、水膜からウェーハ１４を離間させやすくしている。
このように、保持面をウェーハ１４の下面との間に隙間が形成された状態で水膜にエアを混入させることによって水膜の表面張力を破壊し、水膜からウェーハ１４を離間させやすくしている。
【0051】
図３には、保持面２００と保持面２００から離間したウェーハ１４と間の距離と、保持面２００から噴出されるエア及び水の流量との関係の一例を表すグラフが示されている。
保持面２００と保持面２００から離間したウェーハ１４との間の距離が０～２ｍｍのときは、エアの流量が６．５リットル／ｍｉｎ、かつ水の流量が１．４リットル／ｍｉｎとなるように制御し、該距離が２ｍｍを超えたら、エアの流量が３９リットル／ｍｉｎ、かつ水の流量が１．００リットル／ｍｉｎとなるように制御する。
保持面２００と保持面２００から離間したウェーハ１４との間の距離が０～２ｍｍのときは、エアの流量が６．５リットル／ｍｉｎ、かつ水の流量が１．４リットル／ｍｉｎとなるように制御し、該距離が２ｍｍを超えたら、エアの流量が３９リットル／ｍｉｎ、かつ水の流量が１．００リットル／ｍｉｎとなるように制御する。
【0052】
そして、ウェーハ１４が保持面２００から所定の距離だけ離間されたら、軸部６６を回転させてアーム６５を旋回させ、搬送パッド６０に保持されているウェーハ１４を洗浄領域７４２に位置づけてから昇降手段６４を用いて下降させる。これにより、ウェーハ１４がスピンナテーブル７４０の上面に保持される。そして、スピンナテーブル７４０を回転させながら洗浄水供給ノズル７４１からウェーハ１４の上面１４０に洗浄水を供給することにより、ウェーハ１４の上面１４０に付着している研削屑等を流水洗浄する。ウェーハ１４の上面１４０の流水洗浄を行った後、ロボット７１を用いてウェーハ１４をカセット７０に収容する。
【0053】
加工装置１では、第２搬送手段６２を用いて研削加工後のウェーハ１４を保持面２００から搬出する際に、ウェーハ１４が保持面２００から離間する際に保持面２００からウェーハ１４の下面１４１に向かって水のみを噴射させることによって、保持面２００の上に水膜を形成させつつ、水膜でウェーハ１４を保持した搬送パッド６００を浮上させ保持面２００からウェーハ１４を離間させるとともに、水膜を介して保持面２００でウェーハを保持した搬送パッドを支持し、その後、昇降手段６４を用いてウェーハ１４を上昇させてウェーハ１４を保持面２００から離間させるため、ウェーハ１４を割ることなく安全に保持面２００から離間させることができる。
また、ウェーハ１４が保持面２００から完全に離間した後には保持面２００から水膜にエアを噴射しながら昇降手段６４を用いてウェーハ１４を上昇させており、保持面２００とウェーハ１４の下面１４１との距離が大きくなるのにつれて保持面２００から噴射するエアの流量を大きくするため、素早くウェーハ１４を保持面２００から上昇させることができる。
また、ウェーハ１４が保持面２００から完全に離間した後には保持面２００から水膜にエアを噴射しながら昇降手段６４を用いてウェーハ１４を上昇させており、保持面２００とウェーハ１４の下面１４１との距離が大きくなるのにつれて保持面２００から噴射するエアの流量を大きくするため、素早くウェーハ１４を保持面２００から上昇させることができる。
【0054】
加工装置１では、例えばウェーハ１４の研削加工中に何らかのトラブルが発生して研削途中のウェーハ１４を保持面２００から搬出する必要が生じたときに安全に素早く搬出することができ、好適である。特に、改質層が形成されているウェーハは改質層を取り除くための研削加工を行う前の方が割れやすいが、そのようなウェーハの改質層を取り除くために加工装置１を用いてウェーハの研削加工を行っている途中に何らかの事情でウェーハを保持面２００から搬出する必要が生じた場合に、安全にかつ素早くウェーハを保持面２００から搬出することができる。
【符号の説明】
【0055】
１：加工装置 １０：ベース １２：内部ベース １１：コラム
１４：被加工物 １４０：上面 １４１：下面 １６：厚み測定手段
９：制御手段
２：保持手段 ２０：吸引部 ２００：保持面 ２１：枠体
２１０：枠体の上面 ２３：基台 ２５：回転軸 ２６：回転手段
２６０：モータ ２６２：駆動軸 ２６３：駆動プーリ
２６４：伝動ベルト ２６５：従動プーリ ２６６：従動軸
２６７：ロータリジョイント ２９：連結部材 ２９１：支持柱
２４３：連通路 ２４００：吸引バルブ ２４１０：エアバルブ
２４２０：水バルブ
２４３０：吸引連通路 ２４３１：エア連通路 ２４３２：水連通路
２７：カバー ２８：蛇腹 ３：研削手段 ３０：スピンドル ３１：ハウジング
３２：スピンドルモータ ３３：マウント ３４：研削ホイール ３４０：研削砥石
３４１：ホイール基台 ３４２：下面
４：研削送り手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４２０：エンコーダ ４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５３：可動板
６１：第１搬送手段 ６２：第２搬送手段 ６０：搬送パッド ６００：下面
６０１：エア流路 ６０２：支持部材 ６０３：上面 ６３：連結部材
６０２０：つば部 ６３０：貫通穴
６４：昇降手段 ６４２：ボールネジ ６４３：可動部
６４０：モータ ６４１：エンコーダ ６５：アーム ６６：軸部
６８０：吸引源 ６８１：吸引バルブ ６８１０：吸引路
６９０：エア供給源 ６９１：エアバルブ ６９１０：エア供給路
７０：カセット ７００：カセットステージ
７１：ロボット ７１０：ロボットハンド ７１１：保持面 ７１２：軸部
７２：位置合わせ手段 ７２０：仮置き領域 ７３：回転手段
７３０：回転軸 ７３１：エンコーダ ７３２：モータ
７４：スピンナ洗浄手段 ７４０：スピンナテーブル ７４１：洗浄水供給ノズル
７４２：洗浄領域
１４：被加工物 １４０：上面 １４１：下面 １６：厚み測定手段
９：制御手段
２：保持手段 ２０：吸引部 ２００：保持面 ２１：枠体
２１０：枠体の上面 ２３：基台 ２５：回転軸 ２６：回転手段
２６０：モータ ２６２：駆動軸 ２６３：駆動プーリ
２６４：伝動ベルト ２６５：従動プーリ ２６６：従動軸
２６７：ロータリジョイント ２９：連結部材 ２９１：支持柱
２４３：連通路 ２４００：吸引バルブ ２４１０：エアバルブ
２４２０：水バルブ
２４３０：吸引連通路 ２４３１：エア連通路 ２４３２：水連通路
２７：カバー ２８：蛇腹 ３：研削手段 ３０：スピンドル ３１：ハウジング
３２：スピンドルモータ ３３：マウント ３４：研削ホイール ３４０：研削砥石
３４１：ホイール基台 ３４２：下面
４：研削送り手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４２０：エンコーダ ４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸
５：水平移動手段 ５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：Ｙ軸モータ
５３：可動板
６１：第１搬送手段 ６２：第２搬送手段 ６０：搬送パッド ６００：下面
６０１：エア流路 ６０２：支持部材 ６０３：上面 ６３：連結部材
６０２０：つば部 ６３０：貫通穴
６４：昇降手段 ６４２：ボールネジ ６４３：可動部
６４０：モータ ６４１：エンコーダ ６５：アーム ６６：軸部
６８０：吸引源 ６８１：吸引バルブ ６８１０：吸引路
６９０：エア供給源 ６９１：エアバルブ ６９１０：エア供給路
７０：カセット ７００：カセットステージ
７１：ロボット ７１０：ロボットハンド ７１１：保持面 ７１２：軸部
７２：位置合わせ手段 ７２０：仮置き領域 ７３：回転手段
７３０：回転軸 ７３１：エンコーダ ７３２：モータ
７４：スピンナ洗浄手段 ７４０：スピンナテーブル ７４１：洗浄水供給ノズル
７４２：洗浄領域
【図1】
【図2】
【図3】