JP2008288355A

JP2008288355A - 加工装置

Info

Publication number: JP2008288355A
Application number: JP2007131246A
Authority: JP
Inventors: Makoto Koyama; 信小山
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-11-27

Abstract

【課題】ウエーハの加工時に付着したコンタミを確実に除去することができる洗浄手段を備えた加工装置を提供する。
【解決手段】ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを加工する加工手段と、加工手段によって加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段とを具備する加工装置であって、洗浄手段はウエーハを保持するスピンナーテーブルと、スピンナーテーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を噴射する洗浄流体噴射手段とを具備し、洗浄流体噴射手段は水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、水を加圧する水加圧手段と、水蒸気生成手段によって生成された水蒸気と水加圧手段によって加圧された水を混合し混合した洗浄流体をスピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射する洗浄流体ノズルとからなっている。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを切削する切削装置等の加工装置、更に詳しくは加工後のウエーハを洗浄する洗浄手段を備えた加工装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置としての切削装置が用いられている。この切削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されウエーハを切削する切削手段と、該切削手段によって切削加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段を具備している。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２４３４８３号公報

上述した切削加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段は、スピンナーテーブルに保持されたウエーハの上面に高圧水または高圧エアーと洗浄水とを混合した流体を供給して洗浄している。しかるに、デバイスの集積度の向上および小型化に伴ってデバイスの表面に形成された電極の間隔が狭くなり、この電極間に詰まったコンタミを除去することが困難となっている。
このような問題はウエーハを研削する研削装置等の加工装置においても生ずる。

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、ウエーハの加工時に付着したコンタミを確実に除去することができる洗浄手段を備えた加工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、本発明によれば、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを加工する加工手段と、該加工手段によって加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段と、を具備する加工装置において、
該洗浄手段は、ウエーハを保持するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を噴射する洗浄流体噴射手段とを具備し、
該洗浄流体噴射手段は、水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、水を加圧する水加圧手段と、該水蒸気生成手段によって生成された水蒸気と該水加圧手段によって加圧された水を混合し該混合した洗浄流体を該スピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射する洗浄流体ノズルとからなっている、
ことを特徴とする加工装置が提供される。

本発明による加工装置においては、スピンナーテーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を噴射する洗浄流体噴射手段は、水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、水を加圧する水加圧手段と、水蒸気生成手段によって生成された水蒸気と水加圧手段によって加圧された水を混合し混合した洗浄流体をスピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射する洗浄流体ノズルとからなっており、水蒸気生成手段から供給された水蒸気と水加圧手段から供給された加圧水が洗浄流体噴射ノズルで混合される際に生じたキャビテーションジェットがスピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射されるので、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、非常に高い洗浄力が得られる。従って、ウエーハに形成されたデバイスの表面に設けられた電極間に詰まったコンタミを確実に除去することができる。しかも、洗浄手段は加工装置に配設され、ウエーハが加工された後に直ちに洗浄工程を実施することができるので、加工時にウエーハに付着したコンタミが固着する前に洗浄することができ、コンタミをより確実に除去することができる。

以下、本発明によって構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明によって構成された加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向（加工送り方向）である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル支持台３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段（移動手段）によって、矢印Ｘで示す切削送り方向（加工送り方向）に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、切削手段(加工手段)としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。この切削ブレード４３両側には切削水供給ノズル４４が配設されている。この切削水供給ノズル４４は図示しない切削水供給手段に接続されている。

図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５を具備している。この撮像手段５は、顕微鏡からなる光学系と撮像素子(CCD)を具備しており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。また、図示の実施形態における切削装置は、撮像手段５によって撮像された画像等を表示する表示手段６を具備している。

図示の実施形態における切削装置は、加工後のウエーハを洗浄するための洗浄手段７を具備している。この洗浄手段７について、図２乃至図５を参照して説明する。
図示の実施形態における洗浄手段７は、スピンナーテーブル機構７１と、該スピンナーテーブル機構７１を包囲して配設された洗浄水受け手段７２を具備している。スピンナーテーブル機構７１は、被加工物保持テーブルとしてのスピンナーテーブル７１１と、該スピンナーテーブル７１１を回転駆動する電動モータ７１２と、該電動モータ７１２を上下方向に移動可能に支持する支持機構７１３を具備している。スピンナーテーブル７１１は多孔性材料から形成された吸着チャック７１１ａを具備しており、この吸着チャック７１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル７１１は、吸着チャック７１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック７１１上にウエーハを保持する。なお、スピンナーテーブル７１１には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ機構７１４が配設されている。電動モータ７１２は、その駆動軸７１２ａの上端に上記スピンナーテーブル７１１を連結する。上記支持機構７１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚７１３ａと、該支持脚７１３ａをそれぞれ連結し電動モータ７１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ７１３ｂとからなっている。このように構成された支持機構７１３は、エアシリンダ７１３ｂを作動することにより、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１を図３に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図４に示す下方位置である作業位置に位置付ける。

上記洗浄水受け手段７２は、洗浄水受け容器７２１と、該洗浄水受け容器７２１を支持する３本（図２には２本が示されている）の支持脚７２２と、上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａに装着されたカバー部材７２３とを具備している。洗浄水受け容器７２１は、図３および図４に示すように円筒状の外側壁７２１ａと底壁７２１ｂと内側壁７２１ｃとからなっている。底壁７２１ｂの中央部には上記電動モータ７１２の駆動軸７１２ａが挿通する穴７２１ｄが設けられおり、この穴７２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁７２１ｃが形成されている。また、図２に示すように底壁７２１ｂには排液口７２１ｅが設けられており、この排液口７２１ｅにドレンホース７２４が接続されている。上記カバー部材７２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部７２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材７２３は、電動モータ７１２およびスピンナーテーブル７１１が図４に示す作業位置に位置付けられると、カバー部７２３ａが上記洗浄水受け容器７２１を構成する内側壁７２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。

図示の実施形態における洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに洗浄流体を噴射する洗浄流体噴射手段７４を具備している。この洗浄流体噴射手段７４について、図５を参照して説明する。
図５に示す洗浄流体噴射手段７４は、水蒸気を生成する水蒸気生成手段７４１と、水を加圧する水加圧手段７４２と、水蒸気生成手段７４１によって生成された水蒸気と水加圧手段７４２によって加圧された水を混合し、混合した洗浄流体を上記スピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射する洗浄流体噴射ノズル７４３とを具備している。水蒸気生成手段７４１は、水供給管７４４から供給された純水を加熱して水蒸気を生成し、水蒸気供給管７４５を介して洗浄流体噴射ノズル７４３に供給する。なお、水蒸気生成手段７４１によって生成される水蒸気の温度は１００〜１５０℃、圧力は０．１〜０．５Mpに設定されている。上記水加圧手段７４２は、水供給管７４４から供給された純水を０．２〜０．５Mpに加圧し、加圧水供給管７４６を介して洗浄流体噴射ノズル７４３に供給する。洗浄流体噴射ノズル７４３は、ノズル支持手段７４７によって支持されている。ノズル支持手段７４７は、正転・逆転可能な電動モータ７４７aと、該電動モータ７４７aの駆動軸に連結された支持軸７４７bと、該支持軸７４７bの上端に取付けられた支持アーム７４７cとからなっており、支持アーム７４７cの先端に洗浄流体噴射ノズル７４３が装着される。このように構成されたノズル支持手段７４７は、支持軸７４７bが上記洗浄液回収容器７２１を構成する底壁７２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されており、図３および図４に示すように洗浄水受け手段７２を構成する底壁７２１ｂの下面に装着された電動モータ７４７aの駆動軸に連結される。従って、ノズル支持手段７４７を構成する支持アーム７４７cの先端に装着された洗浄流体噴射ノズル７４３は、電動モータ７４７aを正転または逆転駆動することにより、支持軸７４７bを中心として揺動せしめられる。

以上のように構成された洗浄流体噴射手段７４は、水蒸気生成手段７４１から供給された水蒸気と水加圧手段７４２から供給された加圧水が洗浄流体噴射ノズル７４３で混合され、熱効果現象が生ずる。この熱効果現象によって生じたキャビテーションジェットがスピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに噴射される。そして、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、非常に高い洗浄力が得られる。なお、このような洗浄流体噴射手段は、特開２００４−３４９５７７号公報に記載された洗浄装置を用いることができる。

図示の実施形態における洗浄手段７は、上記スピンナーテーブル７１１に保持されたウエーハに乾燥用のエアーを供給するためのエアー供給手段７５を具備している。エアー供給手段７５は、図３および図４に示すようにスピンナーテーブル７１１に保持された洗浄後のウエーハに向けてエアーを噴出するエアーノズル７５１と、該エアーノズル７５１を支持するノズル支持手段７５２とからなっており、エアーノズル７５１が図示しないエアー供給源に接続されている。ノズル支持手段７５２は、上記洗浄流体噴射手段７４のノズル支持手段７４７と同様に正転・逆転可能な電動モータ７５２aと、該電動モータ７５２aの駆動軸に連結された支持軸７５２bと、該支持軸７５２bの上端に取付けられた支持アーム７５２cとからなっており、支持アーム７５２cの先端にエアーノズル７５１が装着される。このように構成されたノズル支持手段７５２は、支持軸７５２bが上記洗浄液回収容器７２１を構成する底壁７２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されており、洗浄水受け手段７２を構成する底壁７２１ｂの下面に装着された電動モータ７５２aの駆動軸に連結される。従って、ノズル支持手段７５２を構成する支持アーム７５２cの先端に装着されたエアーノズル７５１は、電動モータ７５２aを正転または逆転駆動することにより、支持軸７５２bを中心として揺動せしめられる。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル８が配設されている。このカセット載置テーブル８は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル８上には、被加工物としての半導体ウエーハWを収容するカセット９が載置される。カセット９に収容される半導体ウエーハWは、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハWは、環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている半導体ウエーハW（環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１０に搬出する搬出手段１１と、仮置きテーブル１０に搬出された半導体ウエーハWを上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１２と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハWを上記洗浄手段７へ搬送する第２の搬送手段１３を具備している。

図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について主に図１を参照して簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている半導体ウエーハW（環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１１が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハWを仮置きテーブル１０上に搬出する。仮置きテーブル１０に搬出された半導体ウエーハWは、第１の搬送手段１２の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に半導体ウエーハWが載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハWをチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハWを保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル３は、撮像手段５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５によって半導体ウエーハWに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。

その後、切削ブレード４３を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハWは切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程においては、切削水供給ノズル４４から切削水が切削ブレード４３の側面に向けて噴射される、。このようにして、半導体ウエーハWを所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハWの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハWの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハWに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割された個々のデバイスは、保護テープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームＦに支持されたウエーハの状態が維持されている。

上述したように半導体ウエーハWのストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハWを吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハWは第２の搬送手段１３によって洗浄手段７のスピンナーテーブル７１１上に搬送され、該スピンナーテーブル７１１に吸引保持される。このとき洗浄流体噴射ノズル７４３およびエアーノズル７５１は、図３および図４に示すようにスピンナーテーブル７１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。このようにしてスピンナーテーブル７１１上に切削加工された半導体ウエーハWが吸引保持されたならば、洗浄工程を実施する。即ち、スピンナーテーブル７１１を図４に示す作業位置に位置付けるとともに、洗浄流体噴射手段７４のノズル支持手段７４７を構成する電動モータ７４７aを駆動して洗浄流体噴射ノズル７４３の噴出口をスピンナーテーブル７１１上に保持された半導体ウエーハWの中心部上方に位置付ける。そして、洗浄流体噴射手段７４の水蒸気生成手段７４１と水加圧手段７４２を作動するとともに、スピンナーテーブル７１１を例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転せしめる。この結果、水蒸気生成手段７４１から供給された水蒸気と水加圧手段７４２から供給された加圧水が洗浄流体噴射ノズル７４３で混合され、この混合された洗浄流体が該洗浄流体噴射ノズル７４３からスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハWに噴射される。このとき、電動モータ７４７aを駆動して洗浄流体噴射ノズル７４３の噴出口から噴出された洗浄流体をスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハWの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この洗浄工程においては、上述したように水蒸気生成手段７４１から供給された水蒸気と水加圧手段７４２から供給された加圧水が洗浄流体噴射ノズル７４３で混合される際に生じたキャビテーションジェットがスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハWに噴射されるので、キャビテーションによる気泡が消滅する際に発生する高い衝撃力により、非常に高い洗浄力が得られる。従って、半導体ウエーハWに形成されたデバイスの表面に設けられた電極間に詰まったコンタミを確実に除去することができる。しかも、洗浄手段７は切削装置に配設され、半導体ウエーハWの上記切削工程が実施された後に直ちに洗浄工程を実施することができるので、切削工程において半導体ウエーハWに付着したコンタミが固着する前に洗浄することができ、コンタミをより確実に除去することができる。

上述した洗浄工程が終了したら、乾燥工程を実行する。即ち、洗浄流体噴射ノズル７４３を待機位置に位置付け、スピンナーテーブル７１１を例えば３０００ｒｐｍの回転速度で１５秒程度回転せしめるとともに、エアー供給手段７５のエアーノズル７５１からエアーを半導体ウエーハWに噴出する。このとき、エアーノズル７５１を支持するノズル支持手段７５２の電動モータ７５２aを駆動してエアーノズル７５１の噴出口から噴出されたエアーがスピンナーテーブル７１１に保持された半導体ウエーハWの中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この結果、半導体ウエーハWは乾燥せしめられる。このようにして洗浄および乾燥された半導体ウエーハWは、第１の搬送手段１２によって仮置きテーブル１０に搬送される。そして、半導体ウエーハWは、搬出手段１１によってカセット９の所定位置に収納される。

以上、本発明を切削装置に適用した例を示したが、本発明はウエーハの裏面を研削する研削装置や他の加工装置に適用しても同様の作用効果を奏する。

本発明に従って構成された加工装置しての切削装置の要部斜視図。図１に示す切削装置に装備される洗浄手段の一部を破断して示す斜視図。図２に示す洗浄手段のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。図２に示す洗浄手段のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。図１に示す切削装置に装備される洗浄手段を構成する洗浄流体噴射手段の構成ブロック図。

符号の説明

２：切削装置の装置ハウジング
３：チャックテーブル
３１：チャックテーブル支持台
３２：吸着チャック
３３：クランプ
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
４４：洗浄流体噴射手段７４
５：撮像手段
６：表示手段
７：洗浄手段
７１：スピンナーテーブル機構
７１１：スピンナーテーブル
７１２：電動モータ
７２：洗浄水受け手段
７１２：洗浄水受け容器
７４：洗浄流体噴射手段
７４１：水蒸気生成手段
７４２：水加圧手段
７４３：洗浄流体噴射ノズル
７４７：ノズル支持手段
７５：エアー供給手段
７５１：エアーノズル
７５２：ノズル支持手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：仮置きテーブル
１１：搬出手段
１２：第１の搬送手段
１３：第２の搬送手段

Claims

ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを加工する加工手段と、該加工手段によって加工されたウエーハを洗浄する洗浄手段と、を具備する加工装置において、
該洗浄手段は、ウエーハを保持するスピンナーテーブルと、該スピンナーテーブルに保持されたウエーハに洗浄流体を噴射する洗浄流体噴射手段とを具備し、
該洗浄流体噴射手段は、水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、水を加圧する水加圧手段と、該水蒸気生成手段によって生成された水蒸気と該水加圧手段によって加圧された水を混合し該混合した洗浄流体を該スピンナーテーブルに保持されたウエーハに噴射する洗浄流体ノズルとからなっている、
ことを特徴とする加工装置。