JP2010056327A - ワーク保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】研削液などによって濡れた状態のウェーハ等のワークを、洗浄容易とするために乾燥させることなく洗浄手段まで搬送する。
【解決手段】円板状の支持プレート９１の下方に配した３つの保持部材８１を、支持プレート９１に放射状に形成した長孔９２に沿って移動自在に支持し、各保持部材８１を移動手段１００によって移動させる。各保持部材８１を、外周側に広げた状態でチャックテーブル３０上のワーク９の周囲に位置付け、ワーク９を浮上させてから各保持部材８１を内周側に移動させ、係合凹部８２にワーク９の外周縁を嵌め込んで保持する。チューブ１３０からウェーハ１の上面に水を供給しながらアーム７２を旋回させ、ワーク９をスピンナ式洗浄装置６０まで搬送する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の円板状のワークを保持して搬送するためのワーク保持機構に関する。

半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハ）の表面に格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成した後、全ての分割予定ラインを切断する、すなわちダイシングして、１枚のウェーハから多数の半導体チップを得ている。このようにして得られた半導体チップは、樹脂封止によりパッケージングされて、携帯電話やＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等の各種電気・電子機器に広く用いられている。

このような製造工程において、ウェーハは、多数の半導体チップにダイシングされるに先立ち、電子回路が形成された表面とは反対側の裏面が研削され、所定の厚さに薄化されている。ウェーハの薄化は、機器のさらなる小型化や軽量化の他、熱放散性を向上させることなどを目的としてなされており、例えば、当初厚さの７００μｍ前後から、５０〜１００μｍ程度の厚さまで薄化することが行われる。

ウェーハを裏面研削する研削加工装置としては、研削前の多数のウェーハが収納される収納カセット、収納カセットから取り出された研削前のウェーハが一時的に載置され、搬送系の位置決めを行うための仮置きテーブル、仮置きテーブルから移されたウェーハを裏面が露出する状態に保持するチャックテーブル、チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面を研削するグラインダ等の研削手段、裏面研削されたウェーハがチャックテーブルから移され、ウェーハを洗浄する洗浄部、洗浄部で洗浄されたウェーハが収納されるカセット等を備えたものが知られている（特許文献１，２参照）。

ウェーハは、上記工程順にしたがって搬送されるが、上記特許文献１，２に記載の研削加工装置では、上記仮置きテーブルから上記チャックテーブルへのウェーハの移送と、チャックテーブルから上記洗浄部へのウェーハの移送を、真空吸着式のウェーハ保持機構を備えた搬送手段で行っている。この搬送手段は、先端にウェーハ保持機構を備えたアームが旋回することによってウェーハを搬送するものである。ウェーハ保持機構は、下方に向いた吸着パッドの吸着面から空気を吸引する真空運転を行ってウェーハをその吸着面に吸着、保持し、真空運転を停止することでウェーハを吸着パッドから離脱する。

特開２００４−９１１９６号公報 特開２００６−３４４７７８号公報

上記真空吸着式のウェーハ保持機構では、吸着パッドの吸着面が、空気を吸引しながらウェーハの裏面に吸着してウェーハを保持する。このため、ウェーハの裏面は、水分があった場合、その水分が吸引されて乾燥することになる。実際、裏面研削時においてはウェーハの裏面に研削液が供給されるため、裏面研削後のウェーハがウェーハ保持機構に保持されて取り上げられる際には、ウェーハの裏面は研削液で濡れた状態となっており、洗浄部まで搬送される際には、研削液が吸引されて乾燥するといったことが起こっていた。

ウェーハの裏面に残る研削液は、裏面研削によって生じた粉状の研削屑等が混じって汚れており、洗浄部はその汚れを除去するところである。しかしながら、ウェーハ保持機構の吸着パッドが吸着することによってウェーハの裏面が乾燥してしまうと、洗浄部で裏面を洗浄しても汚れが落ちにくく、十分に洗浄されないといった不具合が生じていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、研削液などによって濡れた状態のウェーハ等のワークを乾燥させることなく目的の場所まで搬送することができ、これによって、例えばワークを十分に洗浄することができるなど、乾燥していないことによる効果を適確に得ることができるワーク保持機構を提供することを目的としている。

本発明のワーク保持機構は、円板状のワークの外周縁を保持する３個以上の保持部材と、該保持部材で外周縁が保持されるワークに対向して位置付けられ、該保持部材を放射方向に案内する案内部を有し、該案内部に沿って保持部材を移動可能に支持する支持プレートと、保持部材を案内部に沿って移動させる移動手段と、保持部材に保持されたワークの支持プレートへの対向面に水を供給する水供給手段とを少なくとも備えることを特徴としている。

本発明によれば、ワークは保持部材により外周縁を保持されるため、従来の上記吸着パッドによるワーク保持機構と異なり、両面ともが露出した状態に保持される。そして、水供給手段から水が供給されることにより、ワークは常に水で濡れた状態で搬送することができ、乾燥することを防止することができる。したがって、上述の研削加工装置におけるチャックテーブルから洗浄部にウェーハを搬送する搬送機構に、本発明のワーク保持機構を適用すれば、乾燥によって汚れが落ちにくいといったことが起こらず、洗浄部でウェーハを十分に洗浄することができるといった効果を得る。

本発明の具体的構成については、以下の形態が挙げられる。
上記案内部は、支持プレートに形成された放射方向に延びる長孔で構成されており、保持部材は、ワークの外周縁に係合する係合凹部を備えた係合部と、該係合部に設けられ、長孔に挿通される被案内支持部とを備えている。

また、上記保持部材は、係合凹部に連続し、かつ、該係合凹部に外周縁が係合するワークと支持プレートとの間に形成され、該ワークの外周縁を係合凹部に案内するテーパ状のワーク受け面を有している。

また、上記移動手段は、支持プレートの略中心に回動軸を介して回動自在に取り付けられた回動プレートと、各保持部材ごとに設けられ、一端部が該保持部材に、他端部が回動プレートに、それぞれ回動自在に連結されたリンクと、回動プレートを回動させる回動駆動手段とを備えている。

本発明のワーク保持機構は、所定の載置面に載置されているワークを上記保持部材で保持するといった使用方法が挙げられる。この場合には、上記支持プレートの、保持部材に保持されたワークへの対向面に、該対向面と載置面との間に一定の間隔を確保する複数のスペーサピンが突設されている形態が好ましい。すなわちこの形態では、スペーサピンが載置面に当接することで、該載置面と支持プレートとが平行になるとともに、スペーサピンによってワークが載置面と平行な方向に移動することが規制されるため、保持部材にワークを導いて保持させることが容易となる。また、保持部材が載置面に接触することが回避されて保持部材の損傷が防がれる。

なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の上記半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア、シリコン系の基板等のミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料等が挙げられる。

本発明によれば、円板状のワークの外周縁を保持部材で保持するとともに、水供給手段によってワークに水を供給することができるため、ウェーハ等のワークを乾燥させることなく搬送することができ、これによって、例えばワークを十分に洗浄することができるなど、乾燥していないことによる効果を適確に得ることができるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明に係るワーク保持機構が適用されたウェーハ研削加工装置を説明する。
［１］半導体ウェーハ
まずはじめに、図１に示す一実施形態に係る半導体ウェーハを説明する。この半導体ウェーハ１（以下、ウェーハ１）はシリコンウェーハ等であって、加工前の厚さは例えば７００μｍ程度のものである。ウェーハ１の表面（図１ではウェーハ１の裏面側を上にしている）には格子状の分割予定ライン２によって複数の矩形状のチップ３が区画されている。これらチップ３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されている。また、ウェーハ１の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）４が形成されている。

ウェーハ１は、図２に示すウェーハ研削加工装置１０によって裏面が研削されて、例えば５０〜１００μｍ程度の厚さに薄化される。ウェーハ研削加工装置１０に供されるウェーハ１は、薄化されて剛性が低下した当該ウェーハ１を本実施形態のワーク保持機構で確実に保持して搬送可能にするために、図１に示すように、サブストレート５が表面（図１で下面）に貼着される。サブストレート５は、例えば半導体ウェーハの材料であるシリコン、あるいはガラス等により、外径がウェーハ１と同程度の円板状で、かつ、撓みが生じない程度の厚さに形成されたものが用いられ、適宜な粘着材によってウェーハ１の表面に貼着される。サブストレート５が貼着されたことにより、ウェーハ１は、裏面研削されて薄化されても撓みが生じることなく平らな状態が維持され、その状態で搬送が可能とされる。以下の説明では、図１に示したウェーハ１にサブストレート５が貼着されたものを、本実施形態における搬送対象物であるワーク９と呼ぶ。

［２］ウェーハ研削加工装置
図２に示すウェーハ研削加工装置１０は、上記ワーク９を真空吸着式のチャックテーブル３０に吸着して保持し、２台の研削ユニット（粗研削用と仕上げ研削用）４０Ａ，４０Ｂによってウェーハ１の裏面に対し粗研削と仕上げ研削を順次行うものである。以下、この装置１０の構成ならびに動作を説明する。

図２の符号１１はウェーハ１に研削加工を施す加工ステージであり、この加工ステージ１１のＹ方向手前側には、加工ステージ１１に研削前のウェーハ１を備えたワーク９を供給し、かつ、研削後のウェーハ１を備えたワーク９を回収する供給／回収ステージ１２が併設されている。

供給／回収ステージ１２のＹ方向手前側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのエレベータ１３Ａ，１３Ｂが設置されている。これらエレベータ１３Ａ，１３Ｂのうち、Ｘ方向手前側のエレベータ１３Ａには、裏面研削前のウェーハ１を備えた複数のワーク９を収納する供給カセット１４Ａがセットされる。また、Ｘ方向奥側のエレベータ１３Ｂには、裏面研削後のウェーハ１を備えた複数のワーク９を収納する回収カセット１４Ｂがセットされる。これらカセット１４Ａ，１４Ｂは同一構成であって、ワーク９を１枚ずつ積層状態で収納するトレーを備えている。

供給カセット１４Ａに収納されたワーク９は、エレベータ１３Ａの昇降によって所定の取り出し高さ位置に位置付けられる。そしてそのワーク９は、搬送ロボット１５によって供給カセット１４Ａから取り出され、ウェーハ１の裏面を上に向けた状態で、供給／回収ステージ１２に設けられた仮置きテーブル１６上に一時的に載置される。仮置きテーブル１６に載置されたワーク９は、一定の搬送開始位置に位置決めされる。

加工ステージ１１上には、Ｒ方向に回転駆動されるターンテーブル１７が設けられている。そしてこのターンテーブル１７上の外周部には、複数（この場合、３つ）の円板状のチャックテーブル３０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。図７に示すように、チャックテーブル３０は枠体３１の上面に多孔質材料でできた吸着部３２が嵌合されたもので、真空運転されると、吸着部３２の上側の空気を吸引し、ワーク９を吸着部３２の水平な上面（載置面）３２ａに吸着、保持する。また、吸着部３２は、真空運転時とは逆に、空気が供給されて吸着部３２の上方に向けて空気を吹き上げるブロー運転もなされるようになっている。各チャックテーブル３０はターンテーブル１７に回転自在に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向あるいは両方向に回転させられる。

仮置きテーブル１６上で位置決めがなされたワーク９は、供給手段２０によって仮置きテーブル１６から取り上げられ、ワーク着脱位置に位置付けれられた真空運転状態の１つのチャックテーブル３０の上方まで搬送される。そしてワーク９は、そのチャックテーブル３０上にウェーハ１の裏面を上に向けた状態で同心状に載置される。この場合のワーク着脱位置は、チャックテーブル３０が最も供給／回収ステージ１２に近接した位置であり、ターンテーブル１７の回転によってチャックテーブル３０はワーク着脱位置に位置付けられる。供給手段２０は、供給／回収ステージ１２の、ワーク着脱位置に近接した位置に設けられている。

供給手段２０は、回転可能、かつ、上下動可能に設けられたＺ方向に延びる回転軸２１に、水平に延びるアーム２２が固定され、このアーム２２の先端に、真空吸着式の吸着パッド２３が設けられたものである。この供給手段２０によれば、回転軸２１を回転させてアーム２２を旋回させることにより吸着パッド２３を仮置きテーブル１６上のワーク９の上方に位置付けてから、回転軸２１を下降させ、下方に向いた吸着パッド２３の吸着面から空気を吸引する真空運転を行うことにより、ワーク９がその吸着面に吸着、保持される。仮置きテーブル１６上のワーク９が吸着パッド２３で保持されたら、回転軸２１が上昇し、アーム２２が旋回してワーク９が上記ワーク着脱位置まで搬送され、ここで回転軸２１が下降し、真空運転が停止される。これによって、ワーク９は真空運転されているチャックテーブル３０に載置される。

チャックテーブル３０に保持されたワーク９は、ターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、粗研削用研削ユニット４０Ａの下方の一次加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット４０Ａによりウェーハ１の裏面が粗研削される。次いでワーク９は、再度ターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、仕上げ研削用研削ユニット４０Ｂの下方の二次加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット４０Ｂによりウェーハ１の裏面が仕上げ研削される。

加工ステージ１１のＹ方向奥側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのコラム５０Ａ，５０Ｂが立設されており、これらコラム５０Ａ，５０Ｂの前面に、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、各コラム５０Ａ，５０Ｂの前面に設けられたＺ方向に延びるガイド５１にスライダ５２を介して摺動自在に装着されており、サーボモータ５３によって駆動されるボールねじ式の送り機構５４により、スライダ５２を介してＺ方向に昇降するようになっている。

各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは同一構成であり、装着される砥石が粗研削用と仕上げ研削用と異なることで、区別される。研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング４１を有しており、このスピンドルハウジング４１内には、スピンドルモータ４２によって回転駆動される図示せぬスピンドルシャフトが支持されている。そしてこのスピンドルシャフトの下端に、フランジ４３を介して砥石ホイール４４が取り付けられている。

砥石ホイール４４の下面には、複数の砥石４５が環状に配列されている。それら砥石４５の下面で形成される研削加工面は、上記スピンドルシャフトの軸方向に直交する水平に設定される。したがってその研削加工面は、チャックテーブル３０の上面と平行である。砥石４５は、例えば、ガラス質のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。

粗研削用の研削ユニット４０Ａに取り付けられる砥石４５は、例えば♯３３０〜♯４００程度の比較的粗い砥粒を含むものが用いられる。また、仕上げ研削用の研削ユニット４０Ｂに取り付けられる砥石４５は、例えば♯３０００〜♯８０００程度の比較的細かい砥粒を含むものが用いられる。各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂには、被研削面の冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示略）が設けられている。

砥石ホイール４４は上記スピンドルシャフトとともに一体回転し、回転する砥石４５の研削外径は、ウェーハ１の直径よりも大きく設定されている。また、ターンテーブル１７が所定角度回転して定められるウェーハ１の加工位置は、砥石４５の下面である刃先がウェーハ１の回転中心を通過し、チャックテーブル３０が回転することによって自転するウェーハ１の裏面全面が研削され得る位置に設定される。

ウェーハ１の裏面は、粗研削および仕上げ研削の各加工位置において、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂにより研削される。裏面研削は、チャックテーブル３０が回転してワーク９を自転させ、送り機構５４によって研削ユニット４０Ａ（４０Ｂ）を下方に送りながら、回転する砥石ホイール４４の砥石４５を、ウェーハ１の露出している裏面に押し付けることによりなされる。

粗研削から仕上げ研削を経てウェーハ１は目的厚さまで薄化されるが、厚さの測定は、各加工位置の近傍に設けられた図示せぬ厚さ測定ゲージによってなされる。ウェーハ１の裏面研削は、その厚さ測定ゲージによってウェーハ１の厚さを測定しながら行われ、その測定値に基づいて、送り機構５４による砥石ホイール４４の送り量が制御される。なお、粗研削では、仕上げ研削後の目的厚さの例えば３０〜４０μｍ手前まで研削され、残りが仕上げ研削で研削される。

粗研削から仕上げ研削を経てウェーハ１が目的厚さまで薄化されたら、次のようにしてワーク９の回収に移る。まず、仕上げ研削ユニット４０Ｂが上昇してウェーハ１から退避し、次いでターンテーブル１７がＲ方向へ所定角度回転することにより、ワーク９は上記ワーク着脱位置に戻される。次いでチャックテーブル３０の真空運転が停止し、この後、ワーク９は供給／回収ステージ１２に設けられた回収手段７０によってスピンナ式洗浄装置６０に搬送される。

スピンナ式洗浄装置６０では、真空吸着式のスピンナテーブル６１に保持して回転させたワーク９のウェーハ１に洗浄水を供給してウェーハ１を洗浄した後、スピンナテーブル６１を回転させたまま洗浄水の供給を停止してウェーハ１を乾燥させるといった処理がなされる。スピンナテーブル６１は上記チャックテーブル３０と同様の構成であって、図１２に示すように、枠体６２と、上面６３ａがワーク９の吸着面とされた多孔質材料からなる吸着部６３とを備えており、図示せぬ回転駆動機構によって所定速度で回転するものである。

以上の工程が、供給カセット１４Ａ内のワーク９に対して連続的に繰り返し行われ、ウェーハ１の裏面が研削されて目的厚さに薄化された複数のワーク９が回収カセット１４Ｂ内に収納される。この後、薄化されたウェーハ１を備えたワーク９は回収カセット１４Ｂごと次の工程に運搬され、最終的にはサブストレート５が剥離された後、ウェーハ１の分割予定ライン２が切断され、複数のチップ３にダイシングされる。

［３］回収手段
上記回収手段７０は本発明に係るワーク保持機構８０を備えており、以下、この回収手段７０を詳述する。
図２に示すように、回収手段７０は上記供給手段２０のＸ方向奥側に隣接して配設されており、供給手段２０と同様の、上下動可能とされた回転軸７１と、この回転軸７１に固定された水平なアーム７２を備えている。アーム７２の先端は下方に直角に屈曲しており、その先端にはフランジ７３が設けられている。そしてこのフランジ７３に、ワーク保持機構８０が装着されている。

ワーク保持機構８０は、図３〜図５に示すように、ワーク９の外周縁を保持する複数（この場合、３個）の保持部材８１と、これら保持部材８１を放射方向に移動可能に支持する支持プレート９１を備えている。保持部材８１は、図４および図５に示すように、下方に向かうにつれて径が縮小する円錐状部材の外周面全周に断面略Ｖ字状の係合凹部８２が形成された滑車状を呈する係合部８３と、この係合部８３の上面の中心に突設されて上方に延びる円柱状の軸部（被案内支持部）８４とから構成されている。

図５に示すように、係合部８３の外周面は、周溝状の係合凹部８２の上方および下方に、それぞれ円錐状のテーパ面８２ａ，８２ｂが形成されたものとなっている。この場合、上側のテーパ面（ワーク受け面）８２ａの方が下側のテーパ面８２ｂよりも径が大きく外周側に突出している。一方、軸部８４には上方に開口するねじ孔８４ａが形成されている。この保持部材８１は、フッ素樹脂等の低摩擦材料によって形成されている。

支持プレート９１は、ワーク９よりも外径が大きな円板状のもので、外周部に、径方向（放射方向）に延びる複数（この場合、３個）の長孔９２が形成されている。そしてこれら長孔９２に、保持部材８１の軸部８４が、長孔９２に沿って移動可能に下側から挿通される。また、支持プレート９１の上面中心には、大径部９３ａと小径部９３ｂを有し、中心にねじ孔９３ｃが貫通形成された段付きナット（回動軸）９３が同心状に固定されている。保持部材８１の係合部８３は支持プレート９１の下側に配設されており、上側のテーパ面８２ａは、外周側に向かうにつれて上方の支持プレート９１に近付くように傾斜している。

上記保持部材８１は、支持プレート９１に設けられた移動手段１００により長孔９２に沿って往復動させられる。移動手段１００は、回動プレート１０１と、リンク１１０と、エアシリンダ（回動駆動手段）１２０とから構成されている。回動プレート１０１は、円板部１０２を主体としており、円板部１０２の外周縁には、径方向に延びる複数（この場合、３個）のアーム部１０３が、周方向に等間隔をおいて形成されている。また、円板部１０２の外周部の、アーム部１０３の間に当たる箇所には、周方向に沿った円弧孔１０４が形成されている。円板部１０２の中心には孔１０５が形成されており、この孔１０５が、上記段付きナット９３の小径部９３ｂに回転自在に嵌め込まれている。段付きナット９３には、回動プレート１０１の抜け止めをなすねじ９４がねじ込まれる。

上記リンク１１０は真っ直ぐな板状部材であって、通常は支持プレート９１の径方向に沿って延びており、外周側の一端部と内周側の他端部には、それぞれ孔１１１，１１２が形成されている。そして、外周側の孔１１１が、上記長孔９２に挿通されて上方に突出する保持部材８１の軸部８４に回動自在に嵌め込まれ、軸部８４のねじ孔８４ａには、ねじ１１３がねじ込まれている。なお、孔１１１を軸部８４に嵌め込む前に、軸部８４にはワッシャ１１４が嵌め込まれている。一方、リンク１１０の内周側の孔１１２は、回動プレート１０１のアーム部１０３の先端に形成された孔１０３ａに挿通されたピン１１５に回動自在に嵌め込まれている。すなわちリンク１１０は、外周側の端部が軸部８４を介して保持部材８１に回動自在に連結され、内周側の端部がピン１１５を介して回動プレート１０１のアーム部１０３の先端に回動自在に連結されている。

上記エアシリンダ１２０は、シリンダ本体１２１に対するエアの供給／排出作用によってピストンロッド１２２が伸縮する構成のもので、ピストンロッド１２２の先端にはリング１２３が形成されている。このエアシリンダ１２０は、シリンダ本体１２１が支持プレート９１上に固定され、ピストンロッド１２２のリング１２３が、回動プレート１０１の１つのアーム部１０３の中間部分に形成されたピン１０６に、回動自在に嵌め込まれている。

図６（ａ）に示すように、保持部材８１が長孔９２の外周側の端部にある時、リンク１１０および回動プレート１０１のアーム部１０３は長孔９２と一直線状の平行状態となる。この時、ピストンロッド１２２は縮小状態であって、アーム部１０３に直交する。そしてこの状態からピストンロッド１２２が伸びると、図６（ｂ）に示すように、アーム部１０３が押されて回動プレート１０１が回動する。すると、リンク１１０が内周側に引っ張られ、保持部材８１が長孔９２を内周側の端部まで移動する。また、この状態からピストンロッド１２２が縮小すると逆に作動し、図６（ａ）に示すように、保持部材８１は長孔９２の外周側の端部まで移動する。

このように回動プレート１０１が回動することにより、各保持部材８１は同期して長孔９２に沿って往復動させられる。すなわち、エアシリンダ１２０のピストンロッド１２２が伸びると、各保持部材８１は互いに近付くように内周側に移動し、ピストンロッド１２２が縮小すると、各保持部材８１は互いに離れて広がるように外周側に移動する。なお、保持部材８１の往復動をより円滑にする観点から、支持プレート９１とアーム部１０３との間に介在する上記ワッシャ１１４は、低摩擦部材でできたものが好ましい。

上記支持プレート９１の下面の外周部には、下方に突出する複数のスペーサピン９５が周方向に等間隔をおいて形成されている。この場合、スペーサピン９５は、長孔９２の間に当たる位置にそれぞれ１個ずつ、計３個が形成されている。スペーサピン９５は支持プレート９１の下面に直交して突設されており、その長さは、下端が保持部材８１の下面よりも下方に位置する寸法に設定されている。ワーク保持機構８０は支持プレート９１が上記チャックテーブル３０の直上に位置付けられて保持部材８１によりワーク９を保持するものであるが、その際にスペーサピン９５がチャックテーブル３０の上面に当接し、これによって保持部材８１がチャックテーブル３０に接触するこことが起こらないようになされている。なお、スペーサピン９５の長さは、保持部材８１の下端から、例えば０．５ｍｍ程度突出する程度に設定される。

支持プレート９１の上面の、上記段付きナット９３の周囲には、上方に延びる３個の支持柱９６が周方向に等間隔をおいて立設されている。各支持柱９６は、回動プレート１０１の各円弧孔１０４と、アーム７２の先端のフランジ７３に形成された孔７３ａにそれぞれ挿通されている。支持柱９６の上端面にはねじ孔９６ａが形成されており、これらねじ孔９６ａに、フランジ７３の上方からねじ９７がねじ込まれている。支持柱９６はフランジ７３の孔７３ａに対して遊嵌状態で挿通されている。また、支持柱９６には、フランジ７３と支持プレート９１との間に挟まれて圧縮状態とされたコイルばね９８が外装されており、このコイルばね９８は、円弧孔１０４に対して遊嵌状態で挿通されている。

このような構成により、保持部材８１が取り付けられた支持プレート９１は、通常時には、コイルばね９８によって常に下方に弾性的に付勢されており、ねじ９７によって落下が防がれている。そして、支持プレート９１に上方へ移動させる応力（このコイルばね９８の付勢力よりも大きい）がかかった場合には、コイルばね９８が縮小して支持プレート９１がフランジ７３に近付くように上方に変位することが可能となっている。

図５に示すように、アーム７２の中心には、弾性材料でできたチューブ（水供給手段）１３０が通されている。このチューブ１３０は、アーム７２の先端から先端部が出されて、フランジ７３の中心に形成された孔７３ｂ、段付きナット９３にねじ込まれたねじ９４に形成された孔９４ａおよび支持プレート９１の中心に形成された孔９１ａを貫通して配設されている。チューブ１３０は水供給源に接続され、上記回転軸７１内からアーム７２内に通されており、支持プレート９１の下方に開口する先端から、水が吐出されるようになっている。

［４］回収手段の動作
以上の構成からなる回収手段７０により、裏面研削されたウェーハ１を備えたワーク９はチャックテーブル３０からスピンナ式洗浄装置６０に移送される。以下、その動作を図７〜図１３（これら図は構成要素を一部省略した概要図としている）を参照して説明する。

図７に示すように、上記ワーク着脱位置において、裏面研削されたウェーハ１を備えたワーク９がチャックテーブル３０上に吸着、保持されている。回収手段７０の回転軸７１が上昇した状態でアーム７２を旋回させ、ワーク保持機構８０をワーク９の上方に位置付ける。ワーク保持機構８０は、支持プレート９１がワーク９と略同心状になるように位置付けられる。ワーク保持機構８０の各保持部材８１は外周側に移動させられている。なお、図示例では、アーム７２が若干傾倒してフランジ７３も傾斜した状態となっており、したがってワーク保持機構８０も傾斜している。これは、例えば供給／回収ステージ１２への回転軸７１の組み付け誤差、あるいは回転軸７１へのアーム７２の組み付け誤差に基づく。

次いで、回転軸７１を下降させて、図８に示すように、全てのスペーサピン９５がチャックテーブル３０の上面に当接するまでワーク保持機構８０を下降させる。ワーク保持機構８０がアーム７２とともに斜めの姿勢になっていても、そのまま下降させることにより、コイルばね９８が縮小して全てのスペーサピン９５の先端がチャックテーブル３０の上面に当接し、これによって支持プレート９１はチャックテーブル３０と平行になる。この状態で、保持部材８１はチャックテーブル３０の直上に位置し、また、周囲のスペーサピン９５に囲まれる。

次に、チャックテーブル３０の真空運転を上記ブロー運転に切り替える。すると、ワーク９は図９に示すように浮上し、外周縁が各保持部材８１の係合部８３の上側テーパ面８２ａに当接するか、あるいは上側テーパ面８２ａの直下の高さで停止した状態となる。続いて、チャックテーブル３０のブロー運転を停止させると同時に、エアシリンダ１２０のピストンロッド１２２を伸ばして回動プレート１０１を回動させ、図１０に示すように各保持部材８１を内周側に移動させる。これにより、ワーク９の外周縁に係合部８３の係合凹部８２が嵌り込み、ワーク９が３つの保持部材８１の係合部８３に係合し、保持される。ウェーハ１はサブストレート５に貼着されて剛性が確保されているため、撓むことなくほぼ水平な状態で各保持部材８１で保持される。

各保持部材８１でワーク９が保持されたら、図１１に示すように回転軸７１を上昇させてワーク９を持ち上げるとともに、チューブ１３０から水Ｗを吐出させる。水Ｗは、ワーク９の支持プレート９１への対向面である上面、すなわち研削されたウェーハ１の裏面に供給される。このように水を供給しながらアーム７２を旋回させて、ワーク保持機構８０で保持したワーク９をスピンナ式洗浄装置６０に移送する。ワーク９はスピンナテーブル６１の上方に同心状に位置付けられた後、回転軸７１が下降する。

次いで、図１２に示すように、全てのスペーサピン９５がスピンナテーブル６１の上面に当接するまでワーク保持機構８０を下降させた後、エアシリンダ１２０のピストンロッド１２２を縮小させる。すると、図１３に示すように保持部材８１が外周側に移動し、ワーク９は係合部８３の下側のテーパ面８２ｂを滑り落ちてスピンナテーブル６１上に載置される。スピンナテーブル６１は、予め真空運転されており、ワーク９はスピンナテーブル６１上に吸着、保持される。この後、チューブ１３０からの水の供給を停止させ、回収手段７０をチャックテーブル３０からワーク９を取り上げるワーク着脱位置まで戻す。一方、スピンナテーブル６１上のワーク９のウェーハ１が洗浄、乾燥処理される。

［５］ワーク保持機構の作用効果
上記本実施形態のワーク保持機構８０は、ワーク９の外周縁を保持してウェーハ１の被研削面である裏面が上方に露出した状態を保ちつつ、そのウェーハ１の裏面にチューブ１３０から水を供給しながら、ワーク９をチャックテーブル３０からスピンナ式洗浄装置６０まで移送する。ウェーハ１は裏面が常に水で濡れた状態でスピンナ式洗浄装置６０まで搬送されるので、乾燥が防止される。すなわち、ウェーハ１の裏面は水洗によって汚れが落ちやすい状態が維持され、このため、スピンナ式洗浄装置６０においてウェーハ１は十分に洗浄される。

また、支持プレート９１の下面に突設したスペーサピン９５の先端をチャックテーブル３０の上面に当接させることにより、支持プレート９１をチャックテーブル３０と平行にすることができる。また、ワーク９の水平方向の移動をスペーサピン９５によって規制することができる。このため、保持部材８１にワーク９を導いて保持させることが容易となり、また、保持部材８１がチャックテーブル３０に接触することが回避されて保持部材８１の損傷が防がれる。

なお、複数（３個）の保持部材８１を往復動させる駆動機構としては、上記実施形態の回動プレート１０１を１つのエアシリンダ１２０で回動させる構成に限定はされず、保持部材８１個々を独自に駆動するものであってもかまわない。しかしながら、上記実施形態によれば、各保持部材８１を個々に往復動させる場合と比べると、部品点数が増加せず、構造を簡素とすることができるため、コスト上昇を抑えられるといった利点がある。

なお、上記実施形態は、本発明のワーク保持機構をウェーハ研削加工装置１０の回収手段７０に適用したものであるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、他の加工装置におけるワークの搬送手段等に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るウェーハ研削加工装置で裏面研削される半導体ウェーハの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るウェーハ研削加工装置の斜視図である。 同ウェーハ研削加工装置が備える回収手段の斜視図である。 同回収手段の分解斜視図である。 同回収手段の断面図である。 同回収手段が備える移動手段の作用を示す平面図であって、（ａ）保持部材を外周側に移動させている状態、（ｂ）保持部材を内周側に移動させている状態である。 同回収手段によるワーク搬送過程を示す一部断面側面図であって、初期の状態（チャックテーブル上方への位置付け）である。 同搬送過程を示す一部断面側面図であって、支持プレートのスペーサピンをチャックテーブルに当接させた状態である。 同搬送過程を示す一部断面側面図であって、ワークを浮上させた状態である。 同搬送過程を示す一部断面側面図であって、保持部材でワークを保持した状態である。 同搬送過程を示す一部断面側面図であって、ウェーハ上面に水を供給しながらワークを搬送している状態である。 同搬送過程を示す一部断面側面図であって、スピンナ式洗浄装置のスピンナテーブル上にワークを搬送した状態である。 同搬送過程の最後段階を示す一部断面側面図であって、ワークをスピンナテーブル上に保持させた状態である。

符号の説明

１…ウェーハ
９…ワーク
１０…ウェーハ研削加工装置
３０…チャックテーブル
３２ａ…チャックテーブルの上面（載置面）
８０…ワーク保持機構
８１…保持部材
８２…係合凹部
８２ａ…上側テーパ面（ワーク受け面）
８３…係合部
８４…軸部（被案内支持部）
９１…支持プレート
９２…長孔（案内部）
９３…段付きナット（回動軸）
９５…スペーサピン
１００…移動手段
１０１…回動プレート
１１０…リンク
１２０…エアシリンダ（回動駆動手段）
１３０…チューブ（水供給手段）
Ｗ…水

Claims (5)

1. 円板状のワークの外周縁を保持する３個以上の保持部材と、
   該保持部材で外周縁が保持される前記ワークに対向して位置付けられ、該保持部材を放射方向に案内する案内部を有し、該案内部に沿って前記保持部材を移動可能に支持する支持プレートと、
   前記保持部材を前記案内部に沿って移動させる移動手段と、
   前記保持部材に保持された前記ワークの前記支持プレートへの対向面に水を供給する水供給手段とを少なくとも備えることを特徴とするワーク保持機構。
2. 前記案内部は、前記支持プレートに形成された前記放射方向に延びる長孔で構成されており、
   前記保持部材は、前記ワークの外周縁に係合する係合凹部を備えた係合部と、
   該係合部に設けられ、前記長孔に挿通される被案内支持部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持機構。
3. 前記保持部材は、前記係合凹部に連続し、かつ、該係合凹部に外周縁が係合する前記ワークと前記支持プレートとの間に形成され、該ワークの外周縁を前記係合凹部に案内するテーパ状のワーク受け面を有していることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持機構。
4. 前記移動手段は、
   前記支持プレートの略中心に回動軸を介して回動自在に取り付けられた回動プレートと、
   前記各保持部材ごとに設けられ、一端部が該保持部材に、他端部が前記回動プレートに、それぞれ回動自在に連結されたリンクと、
   前記回動プレートを回動させる回動駆動手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク保持機構。
5. 前記ワークは所定の載置面に載置されており、
   前記支持プレートの、前記保持部材に保持された前記ワークへの対向面に、該対向面と前記載置面との間に一定の間隔を確保する複数のスペーサピンが突設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク保持機構。

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