JP2000176826A

JP2000176826A - ラップ定盤のクリーニング方法およびその装置

Info

Publication number: JP2000176826A
Application number: JP35969498A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Hashimoto; 靖行橋本
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2000-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ラップ面のクリーニング作業の自動化を図る
定盤のクリーニング方法およびその装置を提供する。【解決手段】噴射ノズル１７を、退避位置ａから洗浄
位置ｂまで移動させ、上下定盤１４，１５を回転しなが
ら、噴射ノズル１７の噴出口２２ａからラップ面に向け
て高圧水を噴出する。高圧水は、各ラップ面の定盤溝１
６内に圧入され、この際の衝撃により、定盤溝１６内の
滞留物３０をたたき出す。よって、ラップ面を自動的に
クリーニングできる。その結果、クリーニング時間の短
縮と、クリーニング処理の確実性確保と、ラッピング装
置１１の大型化に伴う作業性の改善と、３Ｋ作業からの
作業者の開放と、シリコンウェーハのローダーアンロー
ダに対するタクト時間の短縮と、を同時に満足させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はラップ定盤のクリ
ーニング方法およびその装置、詳しくは、上下定盤のラ
ップ面に高圧水を噴射することで、定盤溝内に滞留した
遊離砥粒などの滞留物を除去し、この溝の目詰まりを解
消するラップ定盤のクリーニング方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】単結晶シリコンインゴットをスライシン
グして得られたシリコンウェーハ（半導体ウェーハ）
は、ウェーハ外周部を面取りした後、ラッピング装置に
よりウェーハ表裏面がラッピングされる。このラッピン
グ工程は、ラッピング装置に組み込まれた上定盤と下定
盤との間に、シリコンウェーハを配置し、その後、液体
に懸濁された遊離砥粒を介在させて、これらの上下定盤
を回転することで行われる。ところで、上下定盤のラッ
プ面には、格子状の定盤溝が刻設されている。この溝
は、シリコンウェーハに加わる荷重を溝の升目の大きさ
で平均化し、均等荷重が加わるようにして、ウェーハ平
坦度を高めるために刻設されている。また他の理由とし
て、余分な遊離砥粒を溝へ排出し、この作用砥粒数を均
一化し、定盤形状のウェーハへの転写を高めるために設
けられている。

【０００３】ところで、ラッピングを繰り返している
と、定盤溝の内部に、遊離砥粒，ラッピング時に発生し
た研削粉のラップパウダーおよびこれらの凝集物が徐々
に溜まってくる。その結果、シリコンウェーハの表裏面
にラッピングのムラが生じる。また、これらの滞留物の
凝集物が、ウェーハ表面のキズ（スクラッチ）の原因に
なるおそれがある。ラッピングは、定盤の精度をシリコ
ンウェーハに転写する圧力転写に基づいている。そのた
め、このラッピングのムラにより、シリコンウェーハの
平坦度が低下するおそれがある。そこで、ラッピング装
置の運転中、所定のラッピッング回数やラッピング時間
が経過する毎に、上下定盤のラップ面のクリーニングが
行われている。従来のラップ面のクリーニング作業は、
作業者が、治具の先端を定盤溝に差し込み、この溝内の
滞留物を掻き出すという手作業であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
いては、上下定盤のラップ面のクリーニングが、治具を
用いた作業者による手作業であったことで作業能率が比
較的低かった。例えば、直径１．５〜２ｍくらいの一般
的なラッピング装置のラップ面を清掃するのに、２時間
近くもの時間がかかった。しかも、これらの上下定盤の
清掃作業中、作業者は、エアーシリンダにより上定盤を
吊り上げて形成された両定盤間の空間に、上半身をもぐ
り込ませて清掃するといった、危険かつ無理な体勢での
作業となっていた。また、クリーニング中に、各定盤溝
から掻き出された汚物により作業服が汚れるといった、
いわゆる３Ｋ作業を強いられる問題点があった。また、
このようにラップ定盤のクリーニングが手作業であるこ
とから、定盤のラップ面全体において、高精度でかつ均
一な仕上がり状態が得にくかった。このため、前述した
ような理由により、シリコンウェーハの表裏面にラッピ
ングのムラが派生し、その結果、シリコンウェーハの平
坦度が低下するおそれがあった。また、ウェーハのスク
ラッチ発生による不良率が増大するという問題点もあっ
た。

【０００５】ところで、最近は、次世代の主力製品と目
されているφ３００ｍｍの大口径シリコンウェーハの開
発が盛んになってきている。これに伴い、それを製造
し、加工するための各種のウェーハ製造装置の大型化も
急速に進んでいる。もちろん、ラッピング装置も例外で
はない。このように、ラッピング装置が大型化すれば、
必然的に、その装置内に組み込まれる上下定盤も大判化
する。したがって、従来の人海戦術によるクリーニング
方法では、１枚の定盤を清掃するのに、従来定盤に比べ
て作業面積が増加した分だけ手間暇がかかってしまう。
その結果、シリコンウェーハのローダー／アンローダに
対するタクト時間が長くなるという問題点があった。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、ラップ面のクリーニング作
業の自動化を図ることができ、その結果、クリーニング
時間の短縮と、クリーニング処理の確実性確保と、ラッ
ピング装置の大型化に伴う作業性の改善と、３Ｋ作業か
らの作業者の開放と、ウェーハのローダー・アンローダ
に対するタクト時間の短縮と、を同時に満足させること
ができるラップ定盤のクリーニング方法およびその装置
を提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、定盤のラップ面に刻設された定盤溝に溜まった滞留
物を除去するラップ定盤のクリーニング方法であって、
上記ラップ面に向かって、２〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２の高圧
水を噴出することにより、上記定盤溝に溜まった滞留物
を除去するラップ定盤のクリーニング方法である。ラッ
プ盤には両面ラップ盤と片面ラップ盤とがある。上下定
盤が搭載されたラッピング装置の品種は限定されない。
また、半導体ウェーハの品種も限定されない。例えば、
シリコンウェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどでもよ
い。さらに、半導体ウェーハの大きさも、例えば８イン
チウェーハ，３００ｍｍの大口径ウェーハなど、限定さ
れない。

【０００８】定盤溝の滞留物としては、例えば遊離砥
粒，ラップパウダーおよびこれらの凝集物などが挙げら
れる。以上、これらの事項は、請求項２に記載の発明に
も該当する。高圧水の水圧が２ｋｇｆ／ｃｍ^２未満で
は、定盤溝に溜まった滞留物の排出効果が十分に得られ
ないという不都合が生じる。また、５ｋｇｆ／ｃｍ^２以
上に圧力を高めると、いったん排出した異物が再付着す
るおそれが生じる。好ましい範囲は３〜４ｋｇｆ／ｃｍ
^２である。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上定盤および下
定盤のラップ面に向けて、噴出口から高圧水を噴出可能
な噴射ノズルと、この噴射ノズルを上下定盤の外方の退
避位置と、上記ラップ面の洗浄位置まで移動させるノズ
ル移動手段と、上記噴射ノズルに高圧水を供給する高圧
水供給手段とを備えたラップ定盤のクリーニング装置で
ある。噴射ノズルの種類は限定されない。スポット的に
高圧水を噴出するものでも、ラップ面の比較的広い範囲
（全域を含む）に、高圧水を噴出するものでもよい。ノ
ズル移動手段は、噴射ノズルを退避位置から洗浄位置ま
で移動できれば限定されない。例えば、ノズルを水平方
向または傾斜方向へ旋回させる機構、または、上下定盤
の間に直線的に出し入れさせる機構でもよい。なお、洗
浄位置とは、例えば上下定盤間の空間など、噴出口から
噴出された高圧水を、上下定盤のラップ面に噴出できる
位置であればよい。高圧水供給手段は、洗浄水を噴射ノ
ズルまで高圧で圧送できれば、その構成などは限定され
ない。通常はポンプ圧送式である。高圧水の圧力の大き
さは限定されない。しかし、請求項１に記載した２〜５
ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の高圧、特に３〜４ｋｇｆ／ｃｍ^２
が好ましい。

【００１０】

【作用】請求項１または請求項２に記載の発明によれ
ば、噴射ノズルを、定盤の退避位置から、高圧水を定盤
のラップ面に噴出できる洗浄位置まで移動させる。一
方、例えば定盤を回転しながら、噴射ノズルの噴出口か
らラップ面に向けて高圧水を噴出する。噴出された高圧
水は、各ラップ面の定盤溝内に圧入され、この際の衝撃
により、定盤溝内に滞留した滞留物（遊離砥粒，ラップ
パウダーまたは凝集物）をたたき出し、除去する。これ
により、ラップ面を自動的にクリーニングすることがで
きる。その結果、クリーニング時間の短縮と、クリーニ
ング処理の確実性確保と、ラッピング装置の大型化に伴
う作業性の改善と、３Ｋ作業からの作業者の開放と、ウ
ェーハのローダー／アンローダに対するタクト時間の短
縮と、を同時に満足させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例に係る
ラップ定盤のクリーニング方法およびその装置を、図面
に基づいて説明する。図１は、この発明の一実施例に係
るラップ定盤のクリーニング装置の斜視図である。図２
は、この発明の一実施例に係るラップ定盤のクリーニン
グ装置の平面図である。図３は、この発明の一実施例に
係るラップ定盤のクリーニング装置の断面図である。図
４は、この発明の一実施例に係る定盤溝のクリーニング
中を示す要部拡大断面図である。図１において、１０は
この発明の一実施例に係るラップ定盤のクリーニング装
置（以下、単にクリーニング装置）であり、このクリー
ニング装置１０は、ラッピング装置１１に配備されてい
る。

【００１２】ラッピング装置１１は、軸周りに回転自在
に設けられた太陽ギヤ１２と、この軸と同軸的に回転自
在に設けられたリングギヤ１３と、これらの両ギヤ１
２，１３に同時に噛合して公転および自転する円形板状
のキャリア（図外）とを有している。キャリアは複数個
が太陽ギヤ１２の周りに配設され、各キャリアには所定
枚数のシリコンウェーハが保持されている。また、各キ
ャリアの上下方向には、これと並行に上定盤１４および
下定盤１５が配設されている。上下定盤１４，１５とキ
ャリアとの間にスラリーを供給しながら、各上下定盤１
４，１５を所定方向に回転することで、それぞれのシリ
コンウェーハの表裏面（上下面）に、ラッピングが施さ
れる。なお、上下定盤１４，１５の各ラップ面には、定
盤溝１６（例えば溝幅２ｍｍ，溝深さ２０ｍｍ）が、格
子状に刻設されている（図４も参照）。次に、図１〜図
３を参照してクリーニング装置１０を詳細に説明する。

【００１３】図１〜図３に示すように、クリーニング装
置１０は、上定盤１４および下定盤１５のそれぞれのラ
ップ面に向けて高圧水を噴出する噴射ノズル１７と、こ
の噴射ノズル１７を上下定盤１４，１５の外方にある退
避位置ａから、上下定盤１４，１５間の高圧水の洗浄位
置ｂまで移動させるエアシリンダ１８（ノズル移動手
段）と、噴射ノズル１７に高圧水を供給するポンプ機能
を備えた高圧水供給手段１９と、上下定盤１４，１５を
外方から被って、洗浄後の水を受けるトレイ２０とを備
えている。

【００１４】噴射ノズル１７は、トレイ２０の底板の一
角部に立設された旋回用の管軸体２１を有し、この管軸
体２１の上端部に、長尺な水平管２２が片持ち支持され
ている。管軸体２１の元部は、トレイ２０の底板を通り
抜けて、下方に突出している。また、この水平管２２
は、噴射ノズル１７が洗浄位置ｂに達した際に、回転中
の下定盤１５のラップ面全域に高圧水を噴出することが
できる長さに設計されている。この水平管２２には、そ
の元部、中間部および先端部の上下側に、それぞれ高圧
水の噴出口２２ａが穿孔されている。また、この水平管
２２の上側部および下側部には、上側の３個の噴出口２
２ａと、下側の３個の噴出口２２ａとを個別に被うフー
ド２３が装着されている。これらのフード２３は、水平
管２２の管軸方向に長くて、先に向かって幅が広がった
ラッパ状のフードである。また、上記エアシリンダ１８
は、ブラケット２４を介して、ラッピング装置１１の架
台（図外）に水平回動可能に軸支されている。そのロッ
ド１８ａは、操作片２５を介して、この管軸体２１の元
部に軸支されている。

【００１５】この管軸体２１の下端部は、接続ホース２
６を介して、上記高圧水供給手段１９の高圧水の圧送側
に接続されている。エアシリンダ１８のロッド１８ａを
出し入れさせることで、操作片２５を介して、軸体２１
が周方向へ回転し、これに伴って、噴射ノズル１７が退
避位置ａと洗浄位置ｂとの間で、水平旋回する（図１の
矢印参照）。

【００１６】次に、クリーニング装置１０を用いたこの
発明の一実施例に係るラップ定盤のクリーニング方法を
説明する。予め図外のエアシリンダにより上定盤１４を
引き上げ、上定盤１４，下定盤１５の間に所定間隔のク
リーニング用の作業空間を形成させておく。次いで、エ
アシリンダ１８のロッド１８ａを突出させ、それまで退
避位置ａで待機していた噴射ノズル１７を、洗浄位置ｂ
まで水平旋回させる。その後、ラッピング装置１１に組
み込まれた上定盤１４側の駆動部、および、下定盤１５
側の駆動部により、上定盤１４，下定盤１５を所定方向
に５〜５０ｒｐｍ（例えば上定盤５〜２０ｒｐｍ，下定
盤１０〜５０ｒｐｍ）で回転する。一方、高圧水供給手
段１９により、噴射ノズル１７の上下側の各噴出口２２
ａから、上定盤１４，下定盤１５の各ラップ面に向け
て、４ｋｇｆ／ｃｍ^２の水圧で高圧水を噴出する。この
際、噴射ノズル１７には上下のフード２３が装着されて
いるので、噴出された高圧水はラップ面の比較的狭い範
囲に集中する。その結果、これらのラップ面の洗浄力が
増す。ただし、見方をかえれば、このフード２３の存在
により、ラップ面の比較的狭い範囲にしか高圧水が当た
らないことになる。しかしながら、クリーニング中は、
常時、上定盤１４，下定盤１５が回転しているので、ラ
ップ面の一部分だけに高圧水を噴出しても、その面の全
域に高圧水を噴出することができる（図２の二点鎖線参
照）。

【００１７】これにより、図４に示すように、上定盤１
４，下定盤１５の各ラップ面の定盤溝１６の内部まで高
圧水が圧入され、その際の衝撃により、定盤溝１６内の
滞留物３０、すなわち例えば遊離砥粒，ラップパウダー
およびこれらの凝集物がたたき出される。よって、この
溝１６が清掃される。その結果、上定盤１４，下定盤１
５のラップ面全体が自動的にクリーニングされる。しか
も、このように自動化することで、従来の人手によるク
リーニングに比べて、クリーニング時間が短縮する。し
かも、各ラップ面の全体を確実かつ比較的高い精度で、
均一にクリーニングすることができる。これにより、シ
リコンウェーハのラッピング装置１１へのローダー／ア
ンローダに対するタクト時間の短縮を図ることができ
る。なお、このラップ面の均一クリーニングは、ひいて
は、従来の技術の欄に記載したラッピングの原理に基づ
く理由で、シリコンウェーハの表裏面のラッピングのム
ラの解消にもつながる。また、スクラッチの低減にも効
果が大きい。

【００１８】また一方で、この自動化は、作業者を３Ｋ
作業から開放することにもつながる。しかも、近年、３
００ｍｍウェーハに対応してラッピング装置１１が大型
化し、これに搭載される上定盤１４，下定盤１５が大判
化しても、例えば８インチウェーハの場合と略同様の短
い時間で、ラップ面を高精度にクリーニングすることが
できる。また、この一実施例では、１つの噴射ノズル１
７により、上下定盤１４，１５のラップ面を同時に洗浄
するようにしたので、例えば片方ずつ洗浄する場合と比
較して、装置構成および自動制御のプログラムが簡易で
あり、しかも洗浄時間が短縮化する。なお、クリーニン
グが終了した後は、エアシリンダ１８のロッド１８ａを
引き戻し、噴射ノズル１７を反対方向へ水平旋回させる
ことで、この噴射ノズル１７を退避位置ａまで退避させ
る。その後は、ラッピング装置１１による通常のシリコ
ンウェーハのラッピング作業を実施することになる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１または請求項２に記載の発明に
よれば、このように上下定盤のラップ面に向かって高圧
水を噴射することで、ラップ面の定盤溝内の滞留物を除
去するようにしたので、このラップ面を自動的にクリー
ニングすることができる。その結果、クリーニング時間
の短縮と、クリーニング処理の確実性確保と、ラッピン
グ装置の大型化に伴う作業性の改善と、３Ｋ作業からの
作業者の開放と、ウェーハのローダー／アンローダに対
するタクト時間の短縮と、を同時に満足させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るラップ定盤のクリー
ニング装置の斜視図である。

【図２】この発明の一実施例に係るラップ定盤のクリー
ニング装置の平面図である。

【図３】この発明の一実施例に係るラップ定盤のクリー
ニング装置の断面図である。

【図４】この発明の一実施例に係る定盤溝のクリーニン
グ中を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ラップ定盤のクリーニング装置、１１ラッピング装置、１４上定盤、１５下定盤、１６定盤溝、１７噴射ノズル、１８エアシリンダ（ノズル移動手段）、１９高圧水供給手段、２２ａ噴出口、ａ退避位置、ｂ洗浄位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定盤のラップ面に刻設された定盤溝に溜
まった滞留物を除去するラップ定盤のクリーニング方法
であって、上記ラップ面に向かって、２〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２の高圧
水を噴出することにより、上記定盤溝に溜まった滞留物
を除去するラップ定盤のクリーニング方法。
【請求項２】定盤のラップ面に向けて、噴出口から高
圧水を噴出可能な噴射ノズルと、この噴射ノズルを、定盤の外方の退避位置と上記ラップ
面の洗浄位置との間で移動させるノズル移動手段と、上記噴射ノズルに高圧水を供給する高圧水供給手段とを
備えたラップ定盤のクリーニング装置。