JP2009117584A - ウェーハ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部分的に修理する必要がある場合にも、ウェーハの処理を継続する。
【解決手段】ウェーハ処理装置（１０）が、ウェーハ（３０）に対して所定の処理を行う複数の処理ユニット（Ａ〜Ｎ）を具備し、複数の処理ユニットのそれぞれは隣接する処理ユニットに着脱可能に連結されていて共通の搬送経路（１５）を形成しており、さらに、搬送経路上を摺動する摺動体（２０）を具備し、摺動体は、ウェーハを吸着する吸着テーブル（２１）を少なくとも含んでいる。さらに、搬送経路が循環経路を形成しており、少なくとも二つの摺動体を搬送経路に循環させられるようにしてもよい。さらに、搬送経路の少なくとも一部においては、ウェーハに対して同一の処理を行う少なくとも二つの処理ユニットが並列に配置されるようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハを処理するウェーハ処理装置、特に複数の処理ユニットを備えたウェーハ処理装置に関する。

近年では半導体の微細化が進んでおり、これに伴い、半導体製造工程は年々増加する傾向にある。製造工程が増すほど作業時間も増大するので、複数の製造工程を連続して行うことにより作業時間の短縮を図ることが望まれている。

特許文献１においては、荒削り研削用研削装置と仕上研削用研削装置とラップ研磨用研磨装置とがコンベアに沿って直線状に配置されている処理装置が開示されている。特許文献１においては、荒削り研削加工工程と仕上研削加工工程とラップ研磨工程とを連続的に行うことができ、その結果、研削工程および研磨工程に要する作業時間が短縮される。
特開平７−４０２３９号公報

ここで、特許文献１に示されるような研削工程と研磨工程とは互いに類似した工程であり、これら研削工程および研磨工程においては、ウェーハの同一面が処理されている。このため、これら研削工程および研磨工程を同一の処理装置に組込むのはそれほど困難でない。

ところで、半導体製造分野においては、実装密度を高めるためにウェーハの裏面を研削するバックグラインド（裏面研削）が行われている。バックグラインド後には、ウェーハの裏面にダイシングテープを貼付けるダイシングテープ貼付工程、ウェーハの表面に貼付けられた表面保護フィルムを剥離する表面保護フィルム剥離工程、およびダイサによりウェーハの表面からウェーハをダイシングするダイシング工程が順次行われる。

このような裏面研削工程、ダイシングテープ貼付工程、表面保護フィルム剥離工程、およびダイシング工程における処理内容は互いに異なっており、そのために使用される機器も各工程毎に異なっている。それゆえ、これら工程のそれぞれを行う機器を同一の処理装置に組込むのは容易でない。

さらに、これら全ての工程を実施できる処理装置を製作した場合であっても、処理装置の一部を修理するときには、処理装置全体を停止させる必要がある。このため、処理装置における全ての処理工程が停止することになるので、処理効率は大幅に低下する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェーハ処理装置の一部を修理する必要がある場合であっても、ウェーハの処理を継続することのできる実用的なウェーハ処理装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、ウェーハに対して所定の処理を行う複数の処理ユニットを具備し、該複数の処理ユニットのそれぞれは隣接する処理ユニットに着脱可能に連結されていて共通の搬送経路を形成しており、さらに、前記搬送経路上を摺動する摺動体を具備し、該摺動体は、前記ウェーハを吸着する吸着テーブルを少なくとも含んでいる、ウェーハ処理装置が提供される。

すなわち１番目の発明においては、共通の吸着テーブルを使用しているので、或る処理ユニットから他の処理ユニットへ摺動体を移動させるときにウェーハを着脱する必要はない。その結果、複数の処理を行うのに必要な処理時間を短縮できる。さらに、一部の処理ユニットを修理する必要がある場合であっても、処理ユニットの配置を変更することにより搬送経路を維持し、それにより、ウェーハの処理を継続することが可能である。

２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記複数の処理ユニットのそれぞれは前記ウェーハを前記吸着テーブルに吸着するのに使用される真空源から延びる真空源用通路を含んでおり、前記摺動体は、前記吸着テーブルおよび前記真空源用通路を接続する吸着テーブル用通路と、該吸着テーブル用通路に備えられた開閉弁とを含んでいる。
すなわち２番目の発明においては、摺動体の摺動時に開閉弁を閉鎖することにより、ウェーハが吸着テーブルから脱落するのを防止できる。摺動体が他の処理ユニットに到着した後で開閉弁を開放し、それにより、真空源からの吸着作用を再び受けられる。

３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つは、前記吸着テーブルを回転させる回転駆動体を含んでおり、前記摺動体は、前記回転駆動体と前記吸着テーブルとを連結するクラッチをさらに含む。
すなわち３番目の発明においては、比較的重量のある回転駆動体、例えば駆動モータを摺動体と一緒に摺動させる必要性を排除できる。

４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つは、前記ウェーハに対して液体を供給する液体供給手段を含んでおり、前記摺動体は、前記吸着テーブル周りに配置されていて前記液体供給手段から供給された前記液体を受容する液体受容部を含む。
すなわち４番目の発明においては、液体受容部が吸着テーブルを囲むように配置されているので、液体供給手段から供給された液体が吸着テーブル以外の摺動体の部分に飛散するのを防止できる。

５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記搬送経路が循環経路を形成しており、少なくとも二つの前記摺動体を前記搬送経路に循環させられるようにした。
すなわち５番目の発明においては、搬送経路を構成する一つの処理ユニットにおいてウェーハをウェーハ処理装置に取入れると共に、他の処理ユニットにおいてウェーハをウェーハ処理装置から排出するようにする。この場合には、摺動体が搬送経路を逆走する必要がないので、複数の摺動体を搬送経路に循環させられる。

６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明において、前記搬送経路の少なくとも一部においては、前記ウェーハに対して同一の処理を行う少なくとも二つの処理ユニットが並列に配置されている。
すなわち６番目の発明においては、処理時間が比較的長い処理ユニットを並列に配置することにより、ウェーハ処理装置全体における処理時間を短縮できる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくウェーハ処理装置の略図である。図１に示されるウェーハ処理装置１０は、複数の処理ユニットＡ〜Ｉ、Ｊ１〜Ｍ１、Ｊ２〜Ｍ２、Ｎを含んでいる。これら処理ユニットは、ホストコンピュータとしての制御部１１により制御される。また、処理ユニットＪ１〜Ｍ１と処理ユニットＪ２〜Ｍ２とはそれぞれ互いに同一である。さらに、図１においては、制御部１１により制御される二つの摺動体２０が、複数の処理ユニットにより形成される搬送経路１５に沿って同一方向に摺動している。

以下、図１に示されるウェーハ処理装置１０の各処理ユニットについて説明する。これら処理ユニットのそれぞれは単独で動作可能である。複数の処理ユニットのうちの処理ユニットＡはロボットハンド（図示しない）を備えている。図面には示さないものの、複数のウェーハ３０が格納されたカセットが処理ユニットＡに隣接して配置されている。カセットに格納されたウェーハ３０の表面には表面保護フィルム３１が予め貼付けられているものとする。処理ユニットＡにおいては、ロボットハンドによって、外部のカセット内のウェーハ３０がウェーハ処理装置１０に一枚ずつ取入れられる（矢印Ｘ１参照）。そして、ウェーハ３０は、処理ユニットＡにおいて、その裏面が上方を向くように、摺動体２０の吸着テーブル２１に吸着される。

処理ユニットＢ〜Ｅは研削用砥石（図示しない）とその回転機後部（図示しない）とをそれぞれ備えており、ウェーハ３０の裏面を研削研磨する。処理ユニットＢの砥石は荒砥であり、処理ユニットＣの砥石は中砥であり、処理ユニットＤの砥石は仕上砥であり、処理ユニットＥの砥石は研磨用砥石である。なお、これら処理ユニットＢ〜Ｅにおける研削時または研磨時には、スラリーなどの液体も適宜使用されうる。

処理ユニットＦは研削研磨されたウェーハ３０の裏面を洗浄するのに使用される。この目的のために、処理ユニットＦはウェーハ３０の裏面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段３７（後述する）、例えばノズルを備えている。

処理ユニットＧはダイシングテープ用貼付機構部を含んでいる。処理ユニットＧにおいては、ダイシングテープ用貼付機構部によりウェーハ３０の裏面にダイシングテープが貼付けられ、それにより、ウェーハ３０はマウントフレーム（図示しない）と一体化される。

処理ユニットＨはロボットハンドを含んでいる。そして、処理ユニットＨにおいては、ロボットハンドによってウェーハ３０およびマウントフレームが反転される。また、処理ユニットＩは表面保護フィルム剥離機構部（図示しない）を備えている。処理ユニットＩにおいては、ウェーハ３０の表面に貼付けられた表面保護フィルム３１が剥離される。

処理ユニットＪ１、Ｊ２はウェーハ３０およびマウントフレーム（図示しない）を移動させるのに使用される。次いで、処理ユニットＫ１、Ｋ２はダイサなどを備えたダイシング機構部（図示しない）を含んでいる。これら処理ユニットＫ１、Ｋ２においては、ウェーハ３０が公知の手法によりダイシングされる。処理ユニットＬ１、Ｌ２は前述した洗浄用の処理ユニットＦと同様の構成であり、ダイシングされたウェーハ３０を洗浄するのに使用される。

処理ユニットＭ１、Ｍ２は処理ユニットＡと同様のロボットハンド（図示しない）を備えている。これら処理ユニットＭ１、Ｍ２においては、ウェーハ３０を吸着テーブル２１から取外してウェーハ処理装置１０から排出し、次いで空のカセット（図示しない）に格納する（矢印Ｘ２、Ｘ３参照）。さらに、処理ユニットＮは吸着テーブル２１を含む摺動体２０を最初の処理ユニットＡに帰還させるのに使用される。

図１においては、これら処理ユニットＡ〜Ｎは隣接する他の処理ユニットに着脱可能に連結されている。そして、それぞれの処理ユニットＡ〜Ｎが閉じた搬送経路１５を形成するようになる。図示されるように、処理ユニットＪ１〜Ｍ１に対して並列に配置された処理ユニットＪ２〜Ｍ２からなる分岐経路１５’も形成されている。

図２は図１に示されるウェーハ処理装置を部分的に示す部分図である。図２においては、隣接する三つの処理ユニットＢ〜Ｄのみが部分的に示されているが、他のユニットも概ね同様の構成である。なお、簡潔にする目的で、図２においては後述する駆動モータ３８等は示されていない。

図２に示されるように、それぞれの処理ユニットＢ〜Ｄの上面１６には、摺動体２０が摺動するための一対のレール１８が設けられている。これらレール１８は、それぞれの処理ユニットの両端部まで長手方向に延びている。これらレール１８はそれぞれ複数の永久磁石を含む界磁ヨークを構成している。

処理ユニットの寸法は同一であるので、処理ユニットＢ〜Ｄを隣接して配置すると、一対のレール１８は互いに連結されるようになる。これにより、図１に示される搬送経路１５および分岐通路１５’が形成される。さらに、図２に示されるように、一対のレール１８間に形成されたスリット１７も隣接するスリット１７と一体的になる。なお、図１に示される搬送経路１５および分岐通路１５’から分かるように、一部の処理ユニットＡ、Ｆ、Ｈ、Ｊ１、Ｊ２、Ｍ１、Ｍ２においてはレール１８およびスリット１７の形状が前述したのと異なることに注意されたい。

図３はウェーハ処理装置の洗浄用処理ユニットＦにおける断面図である。図３においては、処理ユニットＦは洗浄水を貯える洗浄水源３６を備えている。洗浄水源３６の洗浄水は洗浄液供給手段３７、例えば洗浄ノズルを通じて、吸着テーブル２１上のウェーハ３０に供給されるようになっている。

図３に示されるように、摺動体２０は、吸着テーブル２１が内部に備えられたハウジング２６を含んでいる。そして、吸着テーブル２１の下面には、エアベアリング２３が取付けられており、エアベアリング２３の下方にはロータリジョイント２４がハウジング２６の下面を越えて延びている。さらに、上方電磁クラッチ２９がロータリジョイント２４の下方に取付けられている。図示されるように、この上方電磁クラッチ２９はスリット１７を通って洗浄用処理ユニットＦの上面１６よりも下方に位置している。

一方、洗浄用処理ユニットＦには、駆動モータ３８が配置されている。駆動モータ３８から延びる下方電磁クラッチ３９は、摺動体２０の上方電磁クラッチ２９に係合するようになっている。これら電磁クラッチ２９、３９が係合すると、吸着テーブル２１は駆動モータ３８により回転可能になる。

このような駆動モータ３８および下方電磁クラッチ３９は、ウェーハ３０を回転させる必要のある処理ユニット、例えば処理ユニットＦ等にのみ設けられている。摺動体２０は搬送経路１５上を摺動するものの、本発明においては、比較的重量のある駆動モータ３８を摺動体２０と一緒に摺動させる必要はない。このため、摺動体２０を摺動するのに要するエネルギを抑えると共に、摺動体２０を所望の位置でより正確に停止させることが可能である。

図３に示されるように、ハウジング２６の内方でかつエアベアリング２３の上方においては、概ね桶状の液体受容部２５が吸着テーブル２１の周りに配置されている。この液体受容部２５は、洗浄液供給手段３７から供給された洗浄水または処理ユニットＢ〜Ｅにおいて研削、研磨時に使用されるスラリーなどの液体を受容して一時的に貯える役目を果たす。この液体受容部２５によって、洗浄水などが吸着テーブル２１以外の箇所に飛散するのを防止できる。なお、ウェーハ処理装置１０が、洗浄水またはスラリーなどを使用しない処理ユニットのみから構成されている場合には、液体受容部２５および液体受容部２５に関連する部材を排除してもよい。

摺動体２０は、吸着テーブル２１と、エアベアリング２３と、ロータリジョイント２４と、上方電磁クラッチ２９と、ハウジング２６と、液体受容部２５とを含む。そして、ハウジング２６の下面には、コイルで構成された電機子２８が洗浄用処理ユニットＦのレール１８に対向して取付けられている。このような構成であるので、摺動体２０は界磁ヨークからなるレール１８の搬送経路１５上を摺動することが可能である。

さらに、図３に示されるように、吸着テーブル２１の下面から延びる吸着テーブル用管路４３がハウジング２６の側壁に配置されたマルチコネクタ４９に接続されている。この吸着テーブル用管路４３には開閉弁４４が設けられている。

図４はマルチコネクタの正面図である。図４に示されるようにマルチコネクタ４９は複数の管路および電気配線をブロック４８内に含んでいる。これら複数の管路および電気配線は、処理ユニット側のマルチコネクタ５９への連結時に同時に接続される。

さらに、処理ユニットＦに取付けられたマルチコネクタ５９は真空源用管路５３を通じて真空源５６に接続されている。マルチコネクタ４９、５９は互いに対向可能な高さに配置されており、一方が雌型、他方が雄型である。このような真空源５６、真空源用管路５３およびマルチコネクタ５９は全ての処理ユニットに個別に設けられている。あるいは、真空源用管路５３を分岐することにより、共通の真空源５６を複数の処理ユニットにおいて使用してもよい。

本発明においては、開閉弁４４を閉鎖することにより、ウェーハ３０を吸着テーブル２１に吸着させた状態で、摺動体２０を一つの処理ユニットから他の処理ユニットまで摺動させられる。そして、摺動体２０が隣の処理ユニットに到着すると、処理ユニット側のマルチコネクタ５９が図示しない機構により摺動体２０のマルチコネクタ４９まで突出する。これにより、これらマルチコネクタ４９、５９が互いに接続される。その後、開閉弁４４を開放すると、ウェーハ３０は真空源５６からの吸引作用を再び受けるようになる。また、摺動体２０が或る処理ユニットに到着したときには、図示しないガイドピンが突出して、摺動体２０をその処理ユニットに固定しているものとする。

さらに、図３に示されるように、廃液管路４１が液体受容部２５の下面からマルチコネクタ４９まで延びている。この廃液管路４１には開閉弁４２が設けられている。そして、処理ユニットＦには、廃液タンク５５が備えられており、廃液タンク５５から延びる管路５１がマルチコネクタ５９に接続されている。これら廃液タンク５５および管路５１は、洗浄水またはスラリーなどの液体を使用する処理ユニット、例えば処理ユニットＦ等においてのみ設けられている。

そのような処理ユニットの動作時には開閉弁４２は開放されて、洗浄水などの液体が廃液管路４１および管路５１を通じて廃液タンク５５に排出される。そして、摺動体２０が摺動するときには開閉弁４２は閉鎖され、液体受容部２５に貯まった洗浄水などが他の処理ユニットに流出するのを防止する。

再び図１を参照すると、本発明の典型的な実施形態においては、表面保護フィルム３１が貼付けられたウェーハ３０が処理ユニットＡにおいてウェーハ処理装置１０に取入れられ、摺動体２０の吸着テーブル２１に吸着される。次いで、ウェーハ３０は摺動体２０と共に搬送経路１５を摺動し、それにより、処理ユニットＢ〜Ｉ、Ｊ１〜Ｌ１において前述した所定の処理を順次受けるようになる。次いで、処理ユニットＭ１においてウェーハ３０は、ウェーハ処理装置１０から排出されてカセット（図示しない）に格納される。その後、摺動体２０は処理ユニットＮを通って処理ユニットＡまで戻る。

このように、本発明においては、共通の吸着テーブル２１を用いて、それぞれの処理ユニットＡ〜Ｍ１において各種の処理を受けている。そして、ウェーハ３０を処理ユニット間で移動させるときには、ウェーハ３０を吸着テーブル２１から着脱する必要がない。その結果、複数の処理の全てを行うのに必要な処理時間を短縮することが可能である。なお、本発明においては、処理ユニットＨにおいてウェーハ３０を反転させるときにのみ、ウェーハ３０の着脱が行われる。

さらに、本発明においては、他の処理ユニットＭ１、Ｍ２においてウェーハ３０を排出した後で、摺動体２０が最初の処理ユニットＡまで戻るようにしている。このため、摺動体２０を逆走させて処理ユニットＡまで戻す必要はない。それゆえ、本発明においては、複数の摺動体２０を搬送経路１５に同一方向に搬送させることが可能である。また、搭載可能な摺動体２０の最大値は処理ユニットの数に等しいのが分かるであろう。

また、本発明のウェーハ処理装置１０において、一部の処理ユニットを修理する必要がある場合には、その処理ユニットを同一の新規な処理ユニットに単に交換すれば足りる。つまり、本発明においては、一部の処理ユニットの修理が完了するまでウェーハ処理装置１０全体を停止させる必要はない。同様に、一部の処理ユニットのみをバージョンアップする場合にもウェーハ処理装置１０全体を停止させる必要はない。

また、例えばダイシング用の処理ユニットＫ１のみが破損した場合には、処理ユニットＫ１を取除いて、処理ユニットＫ２を処理ユニットＫ１の位置まで移動させればよい。これにより、搬送経路１５を維持できるので、ウェーハ３０の処理を継続させられる。あるいは、例えばダイシング用の処理ユニットＫ１のみが破損した場合には、処理ユニットＫ２を含む分岐通路１５’を代わりに使用するようにしてもよい。

また、特定の処理ユニット、例えば処理ユニットＫ１における処理時間が比較的長い場合には、分岐通路１５’を搬送通路１５と併用するのが好ましい。このような場合には、一つの摺動体２０のウェーハ３０を処理ユニットＫ１において処理しつつ、他の摺動体２０を分岐通路１５’上の処理ユニットＫ２まで摺動させ、他の摺動体２０のウェーハ３０を同様に処理できる。すなわち、本発明においては、処理ユニットＪ２〜Ｍ２からなる分岐通路１５’を並置することにより、同一内容の処理を複数の処理ユニットで同時に行うことが可能である。

これにより、特定の処理ユニットにおける処理時間が比較的長い場合であっても、摺動体２０が特定の処理ユニットで滞留するのを防止し、ウェーハ処理装置１０全体に要する処理時間を短縮することができる。当然のことながら、二つ以上の分岐通路を備える構成または他の処理ユニットからなる他の分岐通路を備える構成にしてもよい。

さらに、本発明に基づくウェーハ処理装置１０は図１に示される構成に限定されるものではない。他の処理を行う処理ユニットをウェーハ処理装置１０にさらに組付けるか、あるいは前述したいくつかの処理ユニットを取外すことも可能である。

さらに、図１に示されるように、制御部１１は表示手段１２、例えば液晶ディスプレイを備えている。表示手段１２には、ウェーハ処理装置１０の概略が表示されており、摺動体２０が複数の処理ユニットのうちのどの処理ユニットに位置しているかが示されている。このため、一人の操作者がウェーハ処理装置１０全体の動作を管理できるのが分かるであろう。

本発明に基づくウェーハ処理装置の略図である。 図１に示されるウェーハ処理装置を部分的に示す部分図である。 ウェーハ処理装置の洗浄用処理ユニットにおける断面図である。 マルチコネクタの正面図である。

符号の説明

１０ ウェーハ処理装置
１１ 制御部
１２ 表示手段
１５ 搬送経路
１５’ 分岐経路
１６ 上面
１７ スリット
１８ レール
２０ 摺動体
２１ 吸着テーブル
２３ エアベアリング
２４ ロータリジョイント
２５ 液体受容部
２６ ハウジング
２８ 電機子
２９ 上方電磁クラッチ
３０ ウェーハ
３１ 表面保護フィルム
３６ 洗浄水源
３７ 洗浄液供給手段
３８ 駆動モータ
３９ 下方電磁クラッチ
４１ 廃液管路
４２ 開閉弁
４３ 吸着テーブル用管路
４４ 開閉弁
４９、５９ マルチコネクタ
５１ 管路
５３ 真空源用管路
５５ 廃液タンク
５６ 真空源
Ａ〜Ｎ 処理ユニット

Claims (6)

1. ウェーハに対して所定の処理を行う複数の処理ユニットを具備し、該複数の処理ユニットのそれぞれは隣接する処理ユニットに着脱可能に連結されていて共通の搬送経路を形成しており、
   さらに、前記搬送経路上を摺動する摺動体を具備し、
   該摺動体は、前記ウェーハを吸着する吸着テーブルを少なくとも含んでいる、ウェーハ処理装置。
2. 前記複数の処理ユニットのそれぞれは前記ウェーハを前記吸着テーブルに吸着するのに使用される真空源から延びる真空源用通路を含んでおり、
   前記摺動体は、前記吸着テーブルおよび前記真空源用通路を接続する吸着テーブル用通路と、該吸着テーブル用通路に備えられた開閉弁とを含んでいる、請求項１に記載のウェーハ処理装置。
3. 前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つは、前記吸着テーブルを回転させる回転駆動体を含んでおり、
   前記摺動体は、前記回転駆動体と前記吸着テーブルとを連結するクラッチをさらに含む、請求項１または２に記載のウェーハ処理装置。
4. 前記複数の処理ユニットのうちの少なくとも一つは、前記ウェーハに対して液体を供給する液体供給手段を含んでおり、
   前記摺動体は、前記吸着テーブル周りに配置されていて前記液体供給手段から供給された前記液体を受容する液体受容部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のウェーハ処理装置。
5. 前記搬送経路が循環経路を形成しており、少なくとも二つの前記摺動体を前記搬送経路に循環させられるようにした請求項１から４のいずれか一項に記載のウェーハ処理装置。
6. 前記搬送経路の少なくとも一部においては、前記ウェーハに対して同一の処理を行う少なくとも二つの処理ユニットが並列に配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載のウェーハ処理装置。

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