JP6630142B2 - 静電気検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物が加工される加工装置内のいずれの箇所で静電気が発生しやすいのかを検証するための静電気検出装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚さに形成された後、ダイシング装置、レーザー加工装置等により個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

例えば、図３に示したダイシング装置１０を例にとって説明するように、ダイシング装置１０は、保護テープＴを介してフレームＦに保持されたウエーハを収容したカセットが載置されるカセットテーブル１１と、カセットからウエーハを搬出する搬出入手段１２と、搬出されたウエーハを仮受けする仮受け手段からチャックテーブル１４までウエーハを搬送する搬送手段１３と、チャックテーブル１４に保持されたウエーハを切削加工する切削加工手段１５と、加工されたウエーハをチャックテーブル１４から搬出手段１６によって搬送され搬送されたウエーハを洗浄する洗浄手段１７と、から概ね構成されていて、ウエーハは、該ダイシング装置内の各所に搬送されて所望の加工が施されるようになっている。ここで、ウエーハが該加工装置内の各所に搬送、加工されている間にウエーハに静電気が帯電することがあり、各ウエーハに形成された各ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの品質を低下させるという問題がある（例えば、特許文献１を参照。）。これは、ダイシング装置のみならず、ウエーハを加工する研削装置、レーザー加工装置等においても同様のことがいえる。

特開２００２−０６６８６５号公報

そこで、被加工物が装置内を搬送されている最中に、該装置のどの場所で静電気が発生しやすいかを検証できれば、除電手段（イオナイザ）を適切な箇所に設置する等の対策を講じることができる。

しかし、従来の一般的に知られている静電気測定器は、静電気を測定するための検出器のサイズが大きく、スペースが限られた装置内での取り回しが困難であり、実際の加工工程に即して、いずれの箇所において静電気が発生するのかを適切に検出する有効な方法がなかった。

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、被加工物を装置内部で搬送しながら種々の加工を行う加工装置内においても静電気の帯電を検出できる静電気検出装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、静電気検出装置であって、静電気帯電部板と、該静電気帯電部板に帯電した静電容量を検出するセンサーと、該センサーの検出値を送信する送信部と、該静電気帯電部板を支持すると共に該センサーを収容する収容室を備えた収容ケースと、から少なくとも構成された検出体と、該送信部から送信された検出値を受信する受信機と、から構成され、該センサーは、片持ちで支持部に支持されると共に該静電気帯電部板に対面する導電体薄板と、静電気帯電部板と反対側で該導電体薄板と平行に対面し、該支持部に片持ちで支持された裏面に導電体箔が配設された絶縁体薄板と、該導電体薄板の自由端部と該絶縁体薄板の自由端部とを連結する連結部材と、から構成された可動部と、該絶縁体薄板の裏面に配設された導電体箔と対面して配設された渦電流式変位センサーと、から構成される静電気検出装置が提供される。

該静電気帯電部板に対面する導電体薄板をアルミ箔から構成し、該導電体薄板と平行に対面し、片持ちで支持された該絶縁体薄板をポリイミドから構成し、該導電体薄板の自由端部と該絶縁体薄板の自由端部とを連結する連結部材を糸状部材から構成することが好ましい。

また、該検出体は、検出すべき装置の搬送手段によって被加工物の如く搬送されて装置内の各所における静電容量を検出する静電気検出装置に適用することができ、該受信機は、検出された静電容量の値を経過時間と共に記憶する記憶部を備えるようにすることが好ましい。

本発明における静電気検出装置は、静電気帯電部板と、該静電気帯電部板に帯電した静電容量を検出するセンサーと、該センサーの検出値を送信する送信部と、該静電気帯電部板を支持すると共に該センサーを収容する収容室を備えた収容ケースと、から少なくとも構成された検出体と、該送信部から送信された検出値を受信する受信機と、から構成され、該センサーは、片持ちで支持部に支持されると共に該静電気帯電部板に対面する導電体薄板と、静電気帯電部板と反対側で該導電体薄板と平行に対面し、該支持部に片持ちで支持された裏面に導電体箔が配設された絶縁体薄板と、該導電体薄板の自由端部と該絶縁体薄板の自由端部とを連結する連結部材と、から構成された可動部と、該絶縁体薄板の裏面に配設された導電体箔と対面して配設された渦電流式変位センサーと、から構成されるため、ダイシング装置等の加工装置における搬送手段によって該検出体が各所に搬送されている最中の静電容量をリアルタイムで検出することが可能となり、検出対象となっている装置のどの場所で静電気が発生しやすいのかを認識して除電手段（イオナイザ）を適切な場所に配設する等の対策を講じることができる。

本発明に基づき構成される静電気検出装置の検出体を示す斜視図。 本発明に基づき形成される検出体のＡ−Ａ断面図、該断面図の要部拡大図、及び受信機を説明する説明図。 本発明が適用される一例として示されるダイシング装置。

以下、本発明の静電気検出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。

図１、２には、本発明に従って構成される静電気検出装置の構成する検出体２０、受信機３０が示されている。検出体２０は、該当する装置の被加工物の形状に合わせて形成することができ、図３に示すダイシング装置に適用される直径が２００ｍｍの円板形状のウエーハを模して形成されており、該ダイシング装置にて搬送される実際のウエーハと同様に、保護テープＴを介して環状のフレームＦに保持される。本実施形態の検出体２０は、帯電しやすい塩化ビニールからなる静電気帯電部板２１、半導体材料として知られたＳｉ（ケイ素）からなる収容ケース２２から構成されている。なお、静電気帯電部板２１については、塩化ビニールに限定されず、静電気が発生しやすい箇所を発見しやすいように、帯電しやすい材料、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル等の周知の材料から適宜選択することができると共に、必ずしも帯電しやすい材料であることにも限定されない。例えば、実際に加工に供されるウエーハが半導体Ｓｉウエーハであるならば、実際の被加工物に帯電する状況を確認すべく、静電気帯電部板２１も収容ケース２２と同様にＳｉから形成することにしてもよい。

収容ケース２２は、その中央に静電容量を検出するためのセンサー２３を収容したセンサー収容部２２ａと、該センサー２３からの信号を図２に示す受信機３０に周知の無線方式にて送信する送信部２４を収容した送信部収容部２２ｂと、該センサー２３、送信部２４に電力を供給する電源２５を収容した電源収容部２２ｃと、を備えている。

センサー２３は、可動部２３０と、渦巻き状の平面コイルを内蔵した円板形状の渦電流式変位センサー２３６から構成され、該渦電流式変位センサー２３６には、付与される電圧に応じた周波数で発振する発振部と、発振周波数を積算するカウンタとを備えたＩＣチップが付帯（図示は省略）している。この渦電流式変位センサー２３６は、平面コイルを内蔵する面と対面する位置に存在する導電体との位置に応じて、出力される周波数が変化するように構成されており、対面する導電体が平面コイルを内蔵する面から離れると、渦電流式変位センサーから出力される発振周波数が低くなるようになっている。すなわち、該発振周波数の変化を検知することで、平面コイルを内蔵する渦電流式変位センサー２３６と、対面する導電体との距離、即ち変位を検知することができるようになっている。

可動部２３０は、図２の断面図にて示すように、該収容部２２ａの底部の周縁に固定される支持部２３１に片持ち支持され、収容ケース２２の上方を閉塞する静電気帯電部板２１と対面するアルミ箔からなる導電体薄板２３２と、導電体薄板２３２の静電気帯電部板２１と対峙する面とは反対側に位置し、該導電体薄板２３２と平行に対面し、該支持部２３１に片持ちで支持されポリイミドからなる絶縁体薄板２３３と、から構成され、絶縁体薄板２３３の裏面、すなわち該導電体薄板２３２の反対側の面には、導電体であるアルミ箔２３４が配設されている。また、該導電体薄板２３２の自由端部と該絶縁体薄板２３３の自由端部とは、ナイロン糸からなる連結部材２３５により連結されており、該検知体２０が帯電していない定常状態において、該収容部２２ａ底部に敷設される渦電流式変位センサー２３６に、絶縁体薄板２３３、アルミ箔２３４が平行に対面するように固定されている。なお、図２に示すＡ−Ａ断面図、該断面図の要部Ｐの拡大図では、説明の都合上、実際の寸法とは異なる寸法比で記載されており、渦電流式変位センサー２３６は数ｍｍ程度の厚みで形成されるのに対し、可動部を形成する導電体薄板、絶縁体薄板、アルミ箔は、それぞれ１０μｍ〜３０μｍ程度の厚みで形成される。

検出体２０は、静電気帯電部板２１を、センサー２３、送信機２４、電源２５を収容した状態の収容ケース２２の各収容部を上方から閉鎖するように収容ケース２２の上面にボンド材等によって貼着しており、後述する加工装置内における洗浄領域において洗浄水を噴きつけられても内部に洗浄水が浸水しないように密着させられている。なお、電源２５は、周知の非接触式充電方式により外部からコネクタなどを使用せずに充電可能となっている。

該送信部２５は、センサー２３を構成する渦電流式変位センサー２３６から出力される発振周波数を積算したカウント値を、後述する受信機３０に向けて無線通信により送信するようになっており、当該カウント値を受信した受信機３０側では格納されているプログラムにより、経過時間に応じた発振周波数を演算することができるようになっている。

本発明に基づき構成される本実施形態は、概ね上記のとおり構成されており、図２、３を参照しながら、その作用についてさらに説明する。

本実施形態の検出体２０は、図３に示すダイシング装置に投入され、実際の加工工程に沿って、被加工物の如く装置内を搬送されるようになっている。また、この際、検出体２０に内蔵された電源２５から、該センサー２３、送信部２４に対して所定の電力が供給され、渦電流式変位センサーから発振される発振周波数を積算したカウント値が受信機３０に向けて随時送信されている。ここで、該ダイシング装置１０にて検出体２０が搬送開始された後、検出体２０の該静電気帯電部板２１に負の電荷が帯電したものとする。図２の要部Ｐの拡大図に示されているように、静電気帯電部板２１に負の電荷が帯電すると、該静電気帯電部板２１と対面する導電体薄板２３２には正の電荷が帯電し、両者は引き付けあうことになる。ここで、該導電体薄板２３２の自由端部と該絶縁体薄板２３３の自由端部とは、上記したようにナイロン糸２３５によって連結されており、導電体薄板２３２が静電気帯電部板２１側に引き付けられるに伴い絶縁体薄膜２３３と共に、絶縁体薄膜２３３の裏面に配設されているアルミ箔２３４も一緒に静電気帯電部薄板２１側に引き付けられる。

つまり、静電気帯電部板２１に静電気が帯電する結果、その帯電した静電容量に応じて該アルミ箔２３４が、渦電流式変位センサー２３６から離反してその間の距離が変化する。該渦電流式変位センサー２３６は、上述したように対峙する導電体が離反すると、発振周波数が変化（具体的には発振周波数が低下）するように構成されており、当該発振周波数の変化を検出体２０に帯電する静電容量に相当する値に変換することが可能となる。

受信機３０には、該発振周波数と、渦流式変位センサー２３６とアルミ箔２３４との距離を離反させる静電容量とを実験により関連付けたマップ（図示は省略）が記憶されており、受信機３０において演算された発振周波数は、検出体２０が帯電した静電容量に相当する値に変換され、測定開始からの経過時間と結び付けて記憶される。そして、この静電容量の変化を、図３に示したダイシング装置における時間経過に伴う検出体２０の搬送位置と関連付けて分析することができる。すなわち、該ダイシング装置１０のカセットＣＳから検出体２０が搬出開始されてから３分後に検出体２０から送信される該発振周波数が低下した場合は、搬送開始後３分経過時に当該検出体２０が搬送されていた位置、例えば、チャックテーブル１４上において静電気を帯電したことが確認でき、チャックテーブル１４が待機していた場所が静電気を帯びやすい場所であることが容易に判定できる。そして、該装置内における静電気を帯びやすい箇所、及びその位置において帯電した静電容量が特定されることで、該ダイシング装置に対して除電装置を適切に配設することが可能になり、静電気の影響により加工されるウエーハのデバイスの品質が低下することを抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、検出体２０から出力される発振周波数を受信機３０に記憶された実験に基づき得られたマップに基づき静電容量に変換したが、必ずしも当該マップを作成して正確な静電容量値に変換する必要はなく、例えば、発振周波数を渦電流式変位センサー２３６と可動部２３０のアルミ箔２３４との距離に変換した値を、簡易的に静電気帯電部板２１に帯電した静電容量に相当する値として記憶してもよい。なぜなら、当該装置内において帯電する静電容量を正確に測定することが本発明の目的ではなく、静電気の発生しやすい位置を特定することが重要であるからである。

また、本実施形態の可動部について、静電気帯電部板と対面する該可動部の導電体薄板、渦電流式変位センサーと対面する導電体箔のいずれもアルミニウムにより形成したが、本発明はこれに限定されず、スズ、銀等、他の導電体を選択することも可能である。さらに、本実施形態では、絶縁体薄板をポリイミドから形成したが、これに限定されず、絶縁性を有する樹脂であれば、適宜周知の材料を選択することができる。

なお、上記した実施形態では、本静電気検出装置を、ダイシング装置に適用した例を提示したが、これに限定されず、研削装置、レーザー加工装置等他の加工装置に適用可能であることは当然である。また、上記実施形態では、検出体２０を、円板状のウエーハを模して形成したが、これに限定されるものではなく、様々な形状の被加工物に適用することが可能である。

１０：ダイシング装置
１１：カセットテーブル
１２：搬出入手段
１３、１６：搬送手段
１４：チャックテーブル
１５：切削手段
１７：洗浄手段
２０：検出体
２１：静電気帯電部板
２２：収容ケース
２３：センサー
２４：送信部
２５：電源
３０：受信機
２３０：可動部
２３６：渦電流式変位センサー

Claims (4)

1. 静電気検出装置であって、
   静電気帯電部板と、該静電気帯電部板に帯電した静電容量を検出するセンサーと、該センサーの検出値を送信する送信部と、該静電気帯電部板を支持すると共に該センサーを収容する収容室を備えた収容ケースと、から少なくとも構成された検出体と、
   該送信部から送信された検出値を受信する受信機と、から構成され、
   該センサーは、片持ちで支持部に支持されると共に該静電気帯電部板に対面する導電体薄板と、該静電気帯電部板と反対側で該導電体薄板と平行に対面し該支持部に片持ちで支持された裏面に導電体箔が配設された絶縁体薄板と、
   該導電体薄板の自由端部と該絶縁体薄板の自由端部とを連結する連結部材と、から構成された可動部と、
   該絶縁体薄板の裏面に配設された導電体箔と対面して配設された渦電流式変位センサーと、から構成される静電気検出装置。
2. 該静電気帯電部板に対面する導電体薄板がアルミ箔から構成され、該導電体薄板と平行に対面し、片持ちで支持された絶縁体薄板がポリイミドから構成され、
   該導電体薄板の自由端部と該絶縁体薄板の自由端部とを連結する連結部材が糸状部材から構成された請求項１に記載の静電気検出装置。
3. 該検出体は、検出すべき装置の搬送手段によって被加工物の如く搬送されて装置内の各所における静電容量を検出する請求項１又は２に記載の静電気検出装置。
4. 該受信機は、検出された静電容量の値を経過時間と共に記憶する記憶部を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の静電気検出装置。