JP2008012622A - ウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
少量多品種生産であっても効率的な加工が行えるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法を提供すること。
【解決手段】
大量加工品種のウェーハＷを加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄで加工している際、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄのいずれか１つ以上を停止させ、変更、調整の後、専用供給キャリア２４から供給される少量加工品種のウェーハＷＬ加工用として動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置に関するものである。

半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工が施される。面取り加工に使用される面取り装置は、ウェーハ外周部を研削する外周部用砥石や、方位の基準位置となるＶ字状のノッチ部を研削するノッチ部用砥石等の各種砥石が複数取り付けられ、これらの砥石をスピンドルにより高速に回転させて加工を行なう。加工の際には、ウェーハを回転するチャックテーブル上に吸着載置し、Ｘガイド、Ｙガイド、及びＺガイドの各ガイド軸によりウェーハと砥石とを相対的に移動させ、砥石に形成された面取り用の溝へウェーハ外周部を当てることにより面取り加工を行う。

この種のウェーハ面取り装置の一つに加工ユニットを複数台備えたウェーハ面取り装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このウェーハ面取り装置は、複数台ある加工ユニットが各々独立してウェーハの面取り加工を行うことができるため、１台の装置で多数枚のウェーハを処理することができるという利点がある。
特開平８−１５０５５１号公報

しかし、引用文献１に記載されたような加工ユニットを複数台備えたウェーハ面取り装置では、大量少品種の生産には向いているが、幾つかの品種において少量のみの生産を行う必要が発生した場合、品種ごとに加工ユニットの砥石を変更し、砥石の調整をする必要があるため、全ての加工ユニットを変更する時間よりも加工時間のほうが短くなり大変効率が悪くなる。そのため、従来は一つの加工ユニットのみ砥石の変更、調整を行ない、他の加工ユニットを停止させるようにして加工を行っていたが、装置の稼働効率が著しく低下する問題があった。

本発明は、このような問題に対して成されたものであり、少量多品種生産であっても効率的な加工が行えるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備え、前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットが、前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハのみを面取り加工することを特徴としている。

また、本発明における前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴としている。

本発明によれば、通常の自動運転により大量加工品種の加工を続けている複数の加工ユニットを備えたウェーハ面取り装置には、大量加工品種とは面取り形状の違う少量加工品種用の専用供給キャリアが備えられている。専用供給キャリアにセットされた少量加工品種を加工する場合は、まずウェーハ面取り装置に指令を出し、複数の加工ユニットの一部の加工ユニットを一旦停止させる。停止した加工ユニットは、砥石の変更、調整等が行なわれ、専用供給キャリアにセットされた少量加工品種に対応させる。この間、停止されていない残りの加工ユニットでは引き続き大量加工品種の加工を続けている。

調整が終了した加工ユニットでは、大量加工品種を加工している加工ユニットと平行して少量加工品種の加工を行う。加工された少量加工品種は加工後に専用供給キャリアに戻される。

専用供給キャリアにセットされた全てのウェーハの加工が終了した時点で、少量加工品種用に調整された加工ユニットのみが停止する。停止した加工ユニットは、再度大量加工品種用に砥石の変更、調整等が行なわれ、残りの大量加工品種の加工を他の加工ユニットと同様に行う。

これにより、少量加工品種の加工をする場合も、全ての加工ユニットを停止することなく平行して大量加工品種の加工を続けることが可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明のウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法によれば、大量加工品種の面取り加工を妨げることなく少量加工品種の面取り加工が可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を可能とする。

以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法の好ましい実施の形態について詳説する。

まず初めに、本発明に係わるウェーハ面取り装置の構成について説明する。図１は、面取り装置の全体構成を示す平面図である。図２は面取り装置の加工部の断面図である。

図１に示すように、面取り装置１０は、面取り加工される大量加工品種のウェーハＷの供給を行う供給部１４と、加工前のウェーハＷの厚さ測定及びプリアライメントを行う前処理部１６Ａ、１６Ｂと、ウェーハＷの面取り加工を行う加工部１８Ａ、１８Ｂとが備えられている。また、面取り装置１０には、不図示の操作パネル、制御装置等も備えられている。

供給部１４は、供給カセット３０を所定位置に位置決めする供給カセット位置決め装置３２と、その供給カセット位置決め装置３２によって所定のウェーハ供給位置に位置決めされた供給カセット３０からウェーハＷを取り出して前処理部１６Ａに供給する供給搬送ロボット３４から構成されている。

供給カセット位置決め装置３２は、複数の（本実施の形態では４台とする。）の供給カセットテーブル３３を有しており、供給カセット３０は、供給カセットテーブル３３上にセットされて所定位置に位置決めされる。

供給搬送ロボット３４は、先端部に一対の吸着パッドを備えた供給搬送アーム３６を有している。供給搬送アーム３６はターンテーブル３８上に敷設されたガイド４０に沿って前後移動するとともに、ターンテーブル３８が回転することにより旋回する。供給搬送アーム３６は、ターンテーブル３８がＹ方向へスライド移動することにより供給カセットテーブル３３に沿ってスライド移動し、ターンテーブル３８が上下動することにより上下動する。

続いて、前処理部１６Ａは、ウェーハＷの厚さ測定とプリアライメントを行う前処理装置４４と、供給部１４から供給されたウェーハＷを前処理装置４４に搬送する前処理搬送ロボット４２と、テストウェーハＷＴの供給と回収を行うテストウェーハ供給回収部２６とから構成されている。

前処理搬送ロボット４２は、先端部に一対の吸着パッドを備えた前処理搬送アーム４６を有している。前処理搬送アーム４６はターンテーブル４８上に敷設されたガイド５０に沿って前後移動するとともに、ターンテーブル４８が回転することにより旋回する。また、ターンテーブル４８が上下動することにより上下動する。

前処理装置４４は、ウェーハＷの中心部を吸着保持して回転及び上下動する測定テーブル５４、厚さセンサ５２、及びオリフラ・ノッチ検出センサ５６から構成されている。

厚さセンサ５２は、上下一対からなる静電容量センサで構成されている。一対の静電容量センサは、所定の間隔をもって互いに対向するように配置されており、その間に位置したウェーハＷの表面、裏面までの距離を測定する。この静電容量センサの測定結果は、図示しない演算装置に出力され、この演算措置が演算処理によってウェーハＷの厚さを測定する。

オリフラ・ノッチ検出センサ５６は、赤外線センサで構成されており、測定テーブル５４に保持されて回転するウェーハＷのノッチ又はオリフラの位置を検出する。

テストウェーハ供給回収部２６は、カセットテーブル１８０を備えており、カセットテーブル１８２上に面取り装置１０のテスト加工に使用されるテストテストウェーハＷＴが多数枚収納されたテストウェーハカセット１８２がセットされる。

続いて、加工部１８Ａは、面取り装置１０の正面部に並列して配置された加工ユニット６０Ａ、６０Ｂを備えている。更に加工部１８Ａには、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂの奥側に搬送手段としてのトランスファーユニット６２Ａ、及びセンタリングユニット６４Ａが備えられ、加工ユニット６０Ｂの側面に洗浄部２０Ａが配置されている。

加工ユニット６０Ａ、６０Ｂは、それぞれウェーハ送り装置６６Ａ、６６Ｂと、外周研削装置６８Ａ、６８Ｂと、ノッチ研削装置７０Ａ、７０Ｂとから構成されている。

ウェーハ送り装置６６Ａ、６６Ｂは、ウェーハＷを吸着保持するチャックテーブル７２Ａ、７２Ｂを有しており、該チャックテーブル７２Ａ、７２Ｂは、図示しない駆動手段に駆動されてＹ、Ｘ方向、及び上下方向（Ｚ軸方向）の各方向に移動するとともに、図示しないモータに駆動されて中心軸（θ軸）回りに回転する。

外周研削装置６８Ａ、６８Ｂは、それぞれ図２に示す、モータ７４Ａ、７４Ｂにより駆動されて回転する不図示のスピンドル７６Ａ，７６Ｂを有しており、スピンドル７６Ａ，７６ＢにはウェーハＷの外周を面取り加工する研削砥石が装着される。

ノッチ研削装置７０Ａ、７０Ｂは、それぞれ不図示のモータにより駆動されて回転する不図示のノッチスピンドルを有しており、ノッチスピンドルにウェーハＷのノッチを面取り加工するノッチ研削砥石が装着される。

加工ユニット６０Ａ、６０Ｂは、ウェーハ送り装置６６Ａ、６６Ｂによりチャックテーブル７２Ａ、７２Ｂに吸着載置されて回転するウェーハＷを、高速に回転する研削砥石と相対的に移動させることによりウェーハＷの外周を面取り加工する。

トランスファーユニット６２Ａは、前処理部１６ＡでプリアライメントされたウェーハＷを各加工ユニット６０Ａ、６０Ｂに搬送するとともに、各加工ユニット６０Ａ、６０Ｂで面取り加工されたウェーハＷを洗浄部２０Ａに搬送し、更に前処理部１６ＢへのウェーハＷの搬送を行う。

トランスファーユニット６２Ａは、図２に示すように、水平ガイド１１４と、その水平ガイド１１４に沿ってスライド移動するスライドブロック１１６と、そのスライドブロック１１６上に設けられた第１トランスファーアーム１１８と、同じくスライドブロック１１６上に設けられた第２トランスファーアーム１２０とから構成されている。

水平ガイド１１４は、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂに沿って配設されており、この水平ガイド１１４に沿ってスライドブロック１１６が図示しない駆動手段に駆動されてスライド移動する。第１トランスファーアーム１１８の先端には吸着パッド１２２が設けられ、第２トランスファーアーム１２０の先端には吸着パッド１３２が設けられている。第１トランスファーアーム１１８及び第２トランスファーアーム１２０は、不図示のアーム旋回モータ、及びＺ方向移動軸により旋回、Ｚ方向に上下移動する。

これにより、トランスファーユニット６２Ａでは、第１トランスファーアーム１１８及び第２トランスファーアーム１２０によりウェーハＷを吸着して前処理部１６Ａ、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、洗浄部２０Ａ及び前処理部１６Ｂへ搬送する。

センタリングユニット６４Ａは、ウェーハＷを所定位置に位置決めして加工ユニット６０Ａ、６０Ｂのチャックテーブル７２Ａ、７２Ｂに載置する。

センタリングユニット６４Ａは、図２に示すように、水平ガイド１３８に沿ってＸ方向にスライド移動するスライドブロック１４０と、そのスライドブロック１４０上に配設された垂直ガイド１４２に沿ってＺ軸方向に昇降移動する昇降ブロック１４４と、その昇降ブロック１４４に着脱自在に取り付けられたセンタリング装置１４６とから構成されている。

洗浄部２０Ａは、図１に示すように、スピン洗浄装置１５６が設置され、面取り加工後のウェーハＷの洗浄を行う。スピン洗浄装置１５６は、洗浄テーブル１５８で保持したウェーハＷを回転させてウェーハＷの表面に洗浄液を噴射することにより、ウェーハＷの表面に付着した汚れを剥離除去する。

続いて、前処理部１６Ｂは、前処理部１６Ａと同様に前処理装置４４が備えられており、更に前処理搬送ロボット４２と同等の構成を持つ前処理搬送ロボット４３、及び少量加工品種のウェーハＷＬの供給を行う専用供給キャリア２４から構成されている。

専用供給キャリア２４は、カセットテーブル１２を備えており、カセットテーブル１２上に少量のみ加工が行われる品種のウェーハＷＬが収納された専用供給キャリアカセット１１がセットされる。

続いて、加工部１８Ｂは、加工部１８Ａと同様に、面取り装置１０の正面部に並列して配置された加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄが備えられ、加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄの奥側にトランスファーユニット６２Ｂ、及びセンタリングユニット６４Ｂ、加工ユニット６０Ｄの側面に洗浄部２０Ｂ、及び後処理部２２Ｂが並んで配置されている。

加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄは、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂと同等の構成を備え、それぞれチャックテーブル７２Ｃ、７２Ｄを有したウェーハ送り装置６６Ｃ、６６Ｄと、外周研削装置６８Ｃ、６８Ｄと、ノッチ研削装置７０Ｃ、７０Ｄとを備えている。

トランスファーユニット６２Ｂは、トランスファーユニット６２Ａと同等の構成を備え、前処理部１６ＢでプリアライメントされたウェーハＷを各加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄに搬送するとともに、各加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄで面取り加工されたウェーハＷを洗浄部２０Ａに搬送する。

センタリングユニット６４Ｂは、センタリングユニット６４Ａと同等の構成を備え、ウェーハＷ、またはウェーハＷＬを所定位置に位置決めして加工ユニット６０Ｃ、６０Ｄのチャックテーブル７２Ａ、７２Ｂに載置する。

洗浄部２０Ｂは、洗浄部２０Ａと同等の構成を備えている。

面取り装置１０は以上のような構成を成し、ウェーハＷ、またはウェーハＷＬの面取り加工を行う。

次に、面取り装置１０によるウェーハ面取り方法について説明する。図３は本発明に係わるウェーハ面取り方法のフロー図である。

面取り装置１０では通常時、供給部１４より供給された大量加工品種であるウェーハＷを、前処理部１６Ａまたは前処理部１６Ｂにて厚さ測定、プリアライメント等を行い、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの各ユニットに供給して面取り加工を行う。

面取り加工では、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの各ユニットの外周研削装置６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ、６８Ｄに備えられているウェーハＷの面取り形状に合わせられた研削砥石にて面取り加工が行われる。

面取り加工後のウェーハＷは、洗浄部２０Ａ、または洗浄部２０Ｂへ搬送された後、スピン洗浄され、再び供給部１４に載置された供給カセット３０へ戻される（ステップＳ１）。

ウェーハＷとは面取り形状が異なる少量加工品種のウェーハＷＬの加工の必要が発生した場合は、ウェーハＷＬが収納された専用供給キャリアカセット１１を専用供給キャリア２４へ載置し、面取り装置１０の制御装置に対してウェーハＷＬの加工準備を実施する割り込み指令を送る（ステップＳ２）。

割り込み指令を受けた面取り装置１０は、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０ＤのいずれかへのウェーハＷ供給を停止する（ステップＳ３）。本実施の形態では加工ユニット６０ＤへのウェーハＷの供給を停止させるものとする。

ウェーハＷの供給が停止された加工ユニット６０Ｄは、加工中のウェーハＷの加工が終了した時点で研削砥石の回転等の動作を全て停止させる（ステップＳ４）。

全ての動作が停止した加工ユニット６０Ｄは、カバーが外され、研削砥石の交換、調整作業が開始される（ステップＳ５）。

研削砥石の交換、調整作業では、研削砥石をスピンドル７６Ｄの軸より外し、研削砥石を取り付けるフランジ、及びフランジナットの清掃、防錆油塗布等の処理を行った後、ウェーハＷＬの加工形状に適した新たな研削砥石をスピンドル７６Ｄへ取り付ける。このとき、新たに取り付けた研削砥石には、振れ精度測定、振動測定などの各種測定を行い、取り付け時の精度確認が行なわれる。

新たな研削砥石がとりつけられた加工ユニット６０Ｄは、カバーが閉じられ、ウェーハＷＬを加工する前準備が行われる（ステップＳ６）。

前準備では、ウェーハＷＬの加工に関するデータが面取り装置１０の制御装置へ入力される。更に、マニュアル動作によりチャックテーブル７２Ｄと研削砥石の面取り加工を行う溝の位置が確認され、専用供給キャリアカセット１１に予め収納されていたウェーハＷＬ用のテストウェーハが加工ユニット６０Ｄでテスト加工される。テスト加工の結果を元に、研削砥石の位置やサイズ、またはウェーハＷＬの加工に関するデータが調整、補正される。

加工ユニット６０Ｄに対して全ての変更、調整が終了した時点で、専用供給キャリア２４より加工ユニット６０ＤへウェーハＷＬを供給し、ウェーハＷＬの加工を開始する（ステップＳ７）。

加工されたウェーハＷＬは、前処理部１６Ｂでプリアライメント等が行われ、加工ユニット６０Ｄで面取り加工された後、洗浄部２０Ｂにて洗浄されて再び専用供給キャリアカセット１１に収納される。

全てのウェーハＷＬの加工が終了した時点で、加工ユニット６０Ｄの動作が再度全て停止する。加工ユニット６０Ｄの動作が再度停止した後は、ステップＳ５、ステップＳ６と同様の作業により、加工ユニット６０ＤをウェーハＷ加工用の状態に戻される（ステップＳ８）。

このとき、加工ユニット６０ＤへのウェーハＷの供給を中止させたステップＳ３以降、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの各加工ユニットでは、ステップＳ４からステップＳ８までの工程と平行してウェーハＷの加工が行われる（ステップＳ９）。

ステップＳ８によりウェーハＷ加工用の状態に戻された加工ユニット６０Ｄは、加工ユニット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃとともに残りのウェーハＷの加工を継続する。

以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法によれば、大量加工品種のウェーハを加工している際に、少量加工品種のウェーハを加工する必要が発生した場合にも、必要な数の加工ユニットのみを停止させて調整の後、専用の供給キャリアより少量加工品種のウェーハを供給できるので、大量加工品種の面取り加工を妨げることなく少量加工品種の面取り加工が可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を可能とする。

なお、本実施の形態では、少量加工品種であるウェーハＷＬの加工を行う加工ユニットは、加工ユニット６０Ｄの1台のみであったが、本発明はそれに限らず複数台の加工ユニットを少量加工品種用に変更してもよい。

本発明に係わる面取り装置の全体構成を示す平面図。 面取り装置の加工部の断面図。 本発明に係わるウェーハ面取り方法のフロー図。

符号の説明

１０…面取り装置，１１…専用供給キャリアカセット，１２…カセットテーブル、２０Ａ、２０Ｂ…洗浄部，２４…専用供給キャリア，３０…供給カセット，３４…供給搬送ロボット，４２…前処理搬送ロボット，４４…前処理装置，６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ…加工ユニット，６２Ａ、６２Ｂ…トランスファーユニット，６４Ａ、６４Ｂ…センタリングユニット， １１８…第１トランスファーアーム，１２０…第２トランスファーアーム，Ｗ、ＷＬ…ウェーハ

Claims (4)

1. チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、
   面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、
   前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、
   面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備え、
   前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットが、前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハのみを面取り加工することを特徴とするウェーハ面取り装置。
2. 前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ面取り装置。
3. チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、
   面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、
   前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、
   面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備えとを備えた面取り装置において、
   前記ウェーハを前記加工ユニットで面取り加工するとともに、平行して前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットで前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハを異なる形状に面取り加工することを特徴とするウェーハ面取り方法。
4. 前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴とする請求項３に記載のウェーハ面取り方法。

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