CN111558895A - 晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法 - Google Patents

晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法 Download PDF

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Abstract

晶圆回收装置(3)具备吸附晶圆的周边部的吸附垫(41)、使吸附垫(41)移动的晶圆搬运机构(5)，还具备将液体压入设置于双面研磨装置的下定盘上的研磨垫(221)和晶圆(W)的间隙(S)的液体压入机构(6)。

Description

晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法
技术领域
本发明涉及晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法。
背景技术
双面研磨装置具备配置于研磨装置的旋转中心的恒星齿轮、配置于研磨装置的外周的内齿轮。双面研磨的情况下，向在外周形成有齿轮的载具插入晶圆，使载具与恒星齿轮及内齿轮啮合，使恒星齿轮及内齿轮旋转，则载具自转及公转的同时进行晶圆的双面研磨。
若双面研磨结束，则需要将晶圆从载具的载具孔取出来回收，但载具孔和晶圆的间隙通常仅为0.5mm左右，难以把持晶圆的外周部分来抬起。此外，即使使设置于机械手的吸附垫吸附晶圆来抬起，在研磨垫和晶圆之间存在水膜，所以不得不以抵抗水的表面张力那样的较强的力抬起。
因此，在文献1(日本特开2000-326222号公报)中公开了如下技术：预先在下定盘设置水供给回路，借助吸附垫吸附晶圆的上表面，另一方面，从水供给回路供给水，由此使晶圆上浮来回收研磨后的晶圆。
然而，前述文献1所述的技术中，需要用于在所有的双面研磨装置的下定盘设置水供给回路的大规模的工序，所以有导致双面研磨装置的设备成本变高的问题。
另一方面，在文献2(日本特开2015-13353号公报)中公开了如下技术：在机械手的晶圆的外周附近的位置预先设置液体喷射装置，晶圆的回收时，借助吸附垫吸附晶圆的上表面，从液体喷射装置向晶圆的外周部喷射水，使晶圆上浮来回收。
然而，文献2所述的技术中，即使从液体喷射装置向晶圆的外周部分喷射水，也难以向研磨垫和晶圆的间隙供给充足的水，有不能使晶圆较好地上浮的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能够容易地回收借助双面研磨装置研磨的晶圆的晶圆回收装置、研磨系统及晶圆回收方法。
本发明的晶圆回收装置回收双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆，其特征在于，具备保持前述晶圆的周边部的晶圆保持机构、使前述晶圆保持机构移动的晶圆搬运机构，还具备将液体压入设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫和前述晶圆的间隙的液体压入机构。
本发明的晶圆回收装置具备液体压入机构。液体压入机构能够将水等液体压入设置于双面研磨装置的研磨垫和晶圆的间隙。通过该液体的压入，能够使作用于研磨垫及晶圆间的水的表面张力变小，所以能够使晶圆上浮，借助晶圆保持机构保持附着于研磨垫的晶圆，能够容易地回收。
在本发明的晶圆回收装置中，优选的是，前述液体压入机构具备喷射前述液体的喷射孔、将前述喷射孔的周围密闭的密闭部，前述密闭部构成为能够将跨前述晶圆和前述载具的空间密闭。
根据本发明，在基于吸附垫的晶圆的吸附时，能够借助密闭部将跨晶圆和载具的空间密闭。因此，能够将被从喷射孔喷射的液体高效率地压入载具和晶圆的间隙。
在本发明的晶圆回收装置中，优选的是，前述晶圆保持机构吸附前述晶圆的周边部。
根据本发明，能够吸附晶圆的周边部来容易地揭下。
本发明的研磨系统的特征在于，具备双面研磨装置、回收前述双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆的上述晶圆回收装置。
本发明的研磨系统具备双面研磨装置、回收前述双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆的上述晶圆回收装置，其特征在于，在设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫的研磨面形成槽，在前述载具设置贯通该载具的液体压入孔，前述液体压入机构构成为能够经由前述液体压入孔向前述槽压入液体。
根据本发明，液体压入机构能够经由载具的液体压入孔及槽向研磨垫和晶圆的间隙压入液体。因此，能够向研磨垫和晶圆之间压入液体来抬起晶圆。
在本发明的研磨系统中，优选的是，前述液体压入机构具备喷射前述液体的喷射孔、将前述喷射孔的周围密闭的密闭部，前述密闭部构成为能够将前述液体压入孔密闭。
根据本发明，能够将从喷射孔喷射的液体高效率地压入液体压入孔。
在本发明的研磨系统中，优选的是，在前述研磨面，形成为多个前述槽交叉，前述液体压入孔被包围前述槽的交点地设置。
根据本发明，能够经由一个液体压入孔向多个槽压入液体，能够将液体压入孔的个数抑制成最小限度。
在本发明的研磨系统中，优选的是，前述晶圆保持机构将前述晶圆的周边部吸附。
本发明的晶圆回收方法是将双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆回收的晶圆回收方法，其特征在于，具备借助晶圆保持机构将前述晶圆的周边部保持的工序、向设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫和前述晶圆的间隙压入液体的工序、使前述晶圆保持机构移动来从前述双面研磨装置回收前述晶圆的工序。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的研磨系统的概略结构的立体图。
图2是前述第1实施方式的研磨系统的要部的剖视图。
图3是前述第1实施方式的研磨系统的要部的俯视图。
图4是前述第1实施方式的研磨系统的动作说明图。
图5是表示本发明的第2实施方式的研磨系统的要部的概略结构的俯视图。
图6是前述第2实施方式的研磨系统的动作说明图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，对本发明的第1实施方式进行说明。
〔研磨系统的结构〕
研磨系统1具备将晶圆W双面研磨的图1所示那样的双面研磨装置2、回收被双面研磨的晶圆W的图2所示那样的晶圆回收装置3。
双面研磨装置2具备上定盘21、下定盘22、内齿轮23、恒星齿轮24、多个载具25。
在上定盘21的下表面设置有图中未示出的研磨垫。上定盘21提供升降机构26的驱动升降。
在下定盘22的上表面设置有研磨垫221。
内齿轮23在下定盘22的大致中心设置成与下定盘22独立地旋转。在内齿轮23的外周面形成有与载具25啮合的齿。
恒星齿轮24形成为包围下定盘22的环状。在恒星齿轮24的内周面形成有与载具25啮合的齿。
在上定盘21、下定盘22、内齿轮23及恒星齿轮24的旋转中心，驱动马达的旋转轴被分别结合，借助各驱动马达分别独立地旋转。
载具25形成为圆板状。在载具25的外周面形成有与内齿轮23及恒星齿轮24啮合的齿。在载具25形成有分别容纳晶圆W的3个载具孔251。载具孔251形成为其内径比晶圆W的外径大0.5mm左右。
晶圆回收装置3具备吸附机构4、晶圆搬运机构5、液体压入机构6。
吸附机构4将晶圆W的周边部吸附。吸附机构4具备作为两个晶圆保持机构的吸附垫41、负压形成机构42。
吸附垫41具备筒状的基部411、设置于该基部411的一端的吸附唇部412。吸附唇部412形成为随着从基部411离开而外径变大的圆锥台筒状。吸附唇部412的内部空间经由基部411的吸附唇部412侧的吸附孔411A与负压形成机构42连通。吸附垫41的至少吸附唇部412由橡胶等能够弹性变形的材料形成。两个吸附垫41的基部411固定于一个支承部件43。
负压形成机构42经由基部411在吸附唇部412内形成负压，借助吸附垫41吸附晶圆W。
晶圆搬运机构5使吸附垫41相对于晶圆W升降或使其水平移动。晶圆搬运机构5例如由保持支承部件43的6轴多关节机器人构成。
液体压入机构6将液体压入设置于双面研磨装置2的下定盘22上的研磨垫221和晶圆W的间隙。作为液体列举水等，但在本实施方式中，压入水。液体压入机构6具备一个压入垫61、液体喷射机构62、作为密闭部移动机构的压入垫移动机构63。
压入垫61与吸附垫41相同地构成。压入垫61具备筒状的基部611、作为圆锥台筒状的密闭部的压入唇部612。压入唇部612构成为能够将基部611的压入唇部612侧的喷射孔611A的周围密闭。压入唇部612经由喷射孔611A与液体喷射机构62连通。压入垫61也与吸附垫41相同地，至少压入唇部612由橡胶等能够弹性变形的材料形成。压入垫61的基部611被固定于支承部件64。
液体喷射机构62经由基部611从喷射孔611A向压入唇部612内喷射水。
压入垫移动机构63使压入垫61相对于晶圆W升降或使其水平移动。压入垫移动机构63例如与晶圆搬运机构5相同地由保持支承部件64的6轴多关节机器人构成。
〔研磨系统的动作〕
首先，使用双面研磨装置2研磨晶圆W的双面。
在设置于下定盘22上的载具25的载具孔251内收纳晶圆W后，驱动升降机构26，使上定盘21下降，将上定盘21向下方以既定的压力加压。然后，才上定盘21的图中未示出的孔供给研磨浆料，并且使上定盘21、下定盘22、内齿轮23、恒星齿轮24以各自的中心为中心独立地旋转，由此，借助上定盘21的图中未示出的研磨垫及下定盘22的研磨垫221，研磨晶圆W的双面。
双面研磨结束后，将研磨浆料的供给停止，并且从上定盘21的图中未示出的孔供给纯水，将研磨后的晶圆W漂洗。然后，停止上定盘21、下定盘22、内齿轮23、恒星齿轮24的旋转及纯水的供给后，驱动升降机构26，使上定盘21上升。
接着，使用晶圆回收装置3回收双面研磨后的晶圆W。
首先，驱动晶圆搬运机构5，如图2及图3所示，使两个吸附垫41的吸附唇部412与晶圆W的周边部接触。此时，优选地，借助晶圆搬运机构5的推压，使吸附唇部412弹性变形来与晶圆W紧贴。
该状态下，也考虑，通过负压形成机构42的驱动借助吸附垫41吸附晶圆W后，通过晶圆搬运机构5的驱动揭下晶圆W来回收，但如图2所示，在晶圆W和研磨垫221之间存在纯水的水膜ML。为了抵抗该水膜ML的表面张力来将晶圆W从研磨垫221揭下，需要较强的力。
因此，为了容易地揭下晶圆W，在本实施方式中，使用液体压入机构6。
具体地，从研磨垫221揭下晶圆W前，驱动压入垫移动机构63，如图2及图3所示，使压入垫61的压入唇部612与晶圆W和载具25接触，将包括晶圆W和载具孔251的间隙S的空间、即跨晶圆W和载具25的空间用压入唇部612密闭。此时，优选地，借助压入垫移动机构63的推压使压入唇部612弹性变形，使晶圆W与载具25紧贴。从将作用于晶圆W的吸附垫41的两个部位的吸附位置的背面侧的水的表面张力减小大致相同的大小的观点出发，优选地，使压入垫61俯视观察时位于两个吸附垫41之间。使压入唇部612与晶圆W、载具25接触的时机可以是使吸附垫41与晶圆W接触前或接触后，也可以是与接触同时。
接着，驱动液体压入机构6的液体喷射机构62，向被压入垫61、晶圆W及载具25包围的空间喷射水MP。该被喷射的水MP经由间隙S被压入晶圆W的下表面和研磨垫221的上表面之间。通过该水MP的压入，作用于晶圆W和研磨垫221之间的水的表面张力变小，晶圆W从研磨垫221上浮。
之后，喷射水MP的同时使吸附垫41和压入垫61同时上升，将晶圆W从研磨垫221揭下。此时，与不压入水MP的情况相比，作用于晶圆W和研磨垫221之间的水的表面张力变小，所以能够以较弱的力将晶圆W容易地揭下。之后，停止水MP的喷射，进而驱动压入垫移动机构63来使液体压入机构6从晶圆W离开，然后驱动晶圆搬运机构5来回收晶圆W。
特别地，揭下时在压入垫61的压入唇部612将跨晶圆W和载具25的空间密闭，所以能够将水MP切实地压入晶圆W和研磨垫221之间，并且能够使水MP的使用量变少。
[第2实施方式]
以下，对本发明的第2实施方式进行说明。
〔研磨系统的结构〕
第2实施方式的研磨系统1A和第1实施方式的研磨系统1的不同点为，取代双面研磨装置2的研磨垫221、载具25、晶圆回收装置3的液体压入机构6而应用图5所示那样的双面研磨装置2A的研磨垫721、载具75、晶圆回收装置3A的液体压入机构8。
以下，详细说明该不同点。
在研磨垫721的研磨面，俯视时直线状的槽721A被格子状地设置。
载具75形成为与载具25相同的形状。在载具75，除了与载具25相同的载具孔251，还设置有将该载具75贯通的6个液体压入孔752。各液体压入孔752在晶圆W的双面研磨后载具75以既定的状态停止的情况下，俯视时设置成包围槽721A的交点722A。
液体压入机构8具备6个压入垫61和支承这些压入垫61的支承部件84的形状与第1实施方式的液体压入机构6不同。
支承部件84被压入垫移动机构63保持。支承部件84如图5所示，在载具75停止的状态下，以6个压入垫61将各液体压入孔752密闭的方式支承压入垫61。
〔研磨系统的动作〕
关于研磨系统1A的动作，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
使用双面研磨装置2A的晶圆W的双面研磨、漂洗结束后，以研磨垫721的槽721A和液体压入孔752的位置关系呈图5所示的状态的方式，停止上定盘21、下定盘22、内齿轮23、恒星齿轮24的旋转，使上定盘21上升。
接着，驱动晶圆搬运机构5及压入垫移动机构63，使吸附垫41的吸附唇部412与晶圆W的周边部接触，并且使压入垫61的压入唇部612与液体压入孔752的周围接触，借助压入唇部612将液体压入孔752密闭。此时，优选地，借助晶圆搬运机构5、压入垫移动机构63的推压，使吸附唇部412及压入唇部612弹性变形，使其与晶圆W、载具75紧贴。
之后，驱动负压形成机构42，借助吸附垫41吸附晶圆W的周边部，如图6所示，驱动液体喷射机构62，向由压入垫61及载具75包围的空间喷射水MP。该被喷射的水MP经由液体压入孔752及交点722A被向多个槽721A压入，被槽721A导向晶圆W和研磨垫721之间。结果，作用于晶圆W和研磨垫721之间的水的表面张力变小，晶圆W从研磨垫221上浮。
之后，喷射水MP的同时使吸附垫41上升，将晶圆W从研磨垫721揭下。此时，由于与第1实施方式相同的理由，能够以较弱的力将晶圆W容易地揭下。然后，驱动晶圆搬运机构5，将晶圆W回收。
回收一张晶圆W后，对于余下的晶圆W，重复如上所述那样的基于吸附垫41的吸附、水MP的压入、晶圆W的揭下、水MP的停止、晶圆W的回收处理。
第2实施方式中，能够经由载具75的液体压入孔752及槽721A向研磨垫721和晶圆W的间隙压入水MP，所以在载具75和晶圆W的间隙小的情况下，也能够将水MP切实地压入研磨垫721和晶圆W的间隙。
此外，能够在不使压入垫61接触晶圆W的状态下压入水MP，所以能够抑制晶圆W的损伤、变脏。
进而，能够分别经由一个一个的液体压入孔752及交点722A向多个槽721A压入水MP，能够将液体压入孔752的个数抑制成最小限度。
[变形例]
另外，本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种的改良以及设计的改变等。
例如，也可以是，在第1、第2实施方式中，液体压入机构6、8除了水MP还将空气等气体压入。
也可以是，在第1、第2实施方式中，停止水MP的压入，然后将晶圆W揭下。
在第1、第2实施方式中，构成为液体压入机构6、8向被压入垫61的压入唇部612包围的空间供给水MP，但也可以是，不设置压入垫61，例如借助喷嘴向晶圆W和载具孔251的间隙S、液体压入孔752压入水MP。
也可以是，在第1实施方式中，构成为，吸附垫41吸附晶圆W外缘附近部分的一个部位或者三个部位以上。
在第1、第2实施方式中，可以借助各个晶圆搬运机构5使两个吸附垫41移动，在第2实施方式中，也可以借助两个以上六个以下的压入垫移动机构63使六个压入垫61移动。
也可以是，在第1、第2实施方式中，将吸附垫41和压入垫61固定于一个支承部件。
在第1、第2实施方式中，设置于一个载具25的载具孔251可以是一个或两个，也可以是四个。
在第2实施方式中，液体压入机构8可以将水MP压入槽721A的交点722A以外的部分。该情况下，槽721A可以设置成以90°或除此以外的角度交叉，也可以以不交叉的方式平行地设置，还可以同心圆状地设置。
在第2实施方式中，压入垫61及液体压入孔752的个数可以是5个以下也可以是7个以上。压入垫61的个数也可以比液体压入孔752少，该情况下，使压入垫61移动来将液体压入孔752顺次密闭地压入水MP即可。
在第2实施方式中，也可以是，取代吸附垫41地设置将晶圆W的边缘部夹持的晶圆保持机构，借助用压入垫61向液体压入孔752压入的水MP使晶圆W比载具75的上表面上浮，将该上浮的晶圆W的边缘部用晶圆保持机构夹持。

Claims (9)

1.一种晶圆回收装置，前述晶圆回收装置回收双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆，其特征在于，
具备保持前述晶圆的周边部的晶圆保持机构、使前述晶圆保持机构移动的晶圆搬运机构，
还具备将液体压入设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫和前述晶圆的间隙的液体压入机构。
2.如权利要求1所述的晶圆回收装置，其特征在于，
前述液体压入机构具备喷射前述液体的喷射孔、将前述喷射孔的周围密闭的密闭部，
前述密闭部构成为能够将跨前述晶圆和前述载具的空间密闭。
3.如权利要求1或权利要求2所述的晶圆回收装置，其特征在于，
前述晶圆保持机构是将前述晶圆的周边部吸附的吸附垫。
4.一种研磨系统，其特征在于，
具备双面研磨装置、将前述双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆回收的权利要求1至权利要求3的任一项所述的晶圆回收装置。
5.一种研磨系统，其特征在于，
具备双面研磨装置、将前述双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆回收的权利要求1所述的晶圆回收装置，
在设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫的研磨面形成槽，
在前述载具设置将该载具贯通的液体压入孔，
前述液体压入机构构成为能够经由前述液体压入孔向前述槽压入液体。
6.如权利要求5所述的研磨系统，其特征在于，
前述液体压入机构具备喷射前述液体的喷射孔、将前述喷射孔的周围密闭的密闭部，
前述密闭部构成为能够将前述液体压入孔密闭。
7.如权利要求5或权利要求6所述的研磨系统，其特征在于，
在前述研磨面形成为多个前述槽交叉，
前述液体压入孔被设置成包围前述槽的交点。
8.如权利要求5所述的研磨系统，其特征在于，
前述晶圆保持机构是吸附前述晶圆的周边部的吸附垫。
9.一种晶圆回收方法，是将双面研磨装置的载具的载具孔内的晶圆回收的晶圆回收方法，其特征在于，
实施由晶圆保持机构保持前述晶圆的周边部的工序、将液体压入设置于前述双面研磨装置的下定盘上的研磨垫和前述晶圆的间隙的工序、使前述晶圆保持机构移动来从前述双面研磨装置回收前述晶圆的工序。
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