JP2015026728A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持面の形状を変化させることなくチャックテーブルを清掃可能な清掃手段を備えた研削装置を提供する。【解決手段】ウェーハ（１１）を保持する保持面（１８ａ）を有し、回転可能なチャックテーブル（１８）と、研削砥石が環状に配設された研削ホイール（３６）を回転可能に支持し、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハの裏面（１１ｂ）側を研削して環状補強部を形成する研削手段（３２）と、チャックテーブルの保持面を清掃する清掃手段（４２）と、を備え、チャックテーブルの保持面は、回転中心を頂点とする傾斜を持った略円錐形状に形成されており、清掃手段は、チャックテーブルの該保持面の略円錐形状の高低差を吸収可能な弾性を有し、回転可能に支持された粘着ローラ（６０）と、粘着ローラを、チャックテーブルの保持面と接触する作用位置とチャックテーブルの保持面から離間する待避位置とに移動せしめる進退手段（４６）と、を備える構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハを研削する研削装置に関し、特に、チャックテーブルの保持面を清掃する清掃手段を備えた研削装置に関する。

ウェーハを研削によって薄く加工すると、剛性は大幅に低下し、後工程での取り扱いが難しくなる。そのため、ウェーハの中央領域のみを研削して外周縁の厚みを維持することで、研削後の剛性を確保して扱いやすさを向上させたウェーハの加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような加工方法において、研削に使用される研削ホイールの回転軸を、被加工物の被研削面に直交させると、ウェーハに研削痕が残り易くなる。そこで、研削ホイールの回転軸を僅かに傾けると共に、この傾きに応じた形状のチャックテーブルにウェーハを吸引保持させることで、研削痕を残り難くしている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１９４６１号公報 特開２００８−６０４７０号公報

ところで、上述のようなチャックテーブルにおいて、ウェーハと当接する保持面には、研削屑が付着してしまうことがある。研削屑が付着したチャックテーブルにウェーハを吸引保持させると、研削屑による凹凸が被研削面に現れウェーハを平坦に研削できなくなる。そのため、研削の前後には、オイルストーン（油砥石）等で保持面を研磨して研削屑を除去している。

しかしながら、上述したチャックテーブルの中央には、上方に突出した頂点（凸部）が形成されており、保持面は平坦でない。そのため、オイルストーン等で保持面を研磨すると、頂点の摩耗によって保持面の形状が変化し、所望する形状にウェーハを加工できなくなる恐れがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、保持面の形状を変化させることなくチャックテーブルを清掃可能な清掃手段を備えた研削装置を提供することである。

本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの、該デバイス領域に対応する裏面側の領域を所定厚さ研削し、該外周余剰領域に対応する裏面に環状補強部を形成する研削装置であって、該ウェーハを保持する保持面を有し、回転可能なチャックテーブルと、研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持し、該チャックテーブルの該保持面に保持された該ウェーハの裏面側を研削して該環状補強部を形成する研削手段と、該チャックテーブルの該保持面を清掃する清掃手段と、を備え、該チャックテーブルの該保持面は、回転中心を頂点とする傾斜を持った略円錐形状に形成されており、該清掃手段は、該チャックテーブルの該保持面の略円錐形状の高低差を吸収可能な弾性を有し、回転可能に支持された粘着ローラと、該粘着ローラを、該チャックテーブルの該保持面と接触する作用位置と該チャックテーブルの該保持面から離間する待避位置とに移動せしめる進退手段と、を備える事を特徴とする研削装置が提供される。

本発明の研削装置は、チャックテーブルの保持面の高低差を吸収可能な弾性を有し、回転可能な粘着ローラと、粘着ローラをチャックテーブルの保持面と接触する作用位置に移動させる進退手段と、を含む清掃手段を備えている。そのため、保持面の形状に合わせて変形する回転可能な粘着ローラを保持面に接触させて、チャックテーブルを清掃できる。

すなわち、本発明によれば、チャックテーブルの保持面の形状に合わせて粘着ローラが変形しながら回転するので、頂点の摩耗によって保持面の形状が変化することはない。よって、保持面の形状を変化させることなくチャックテーブルを清掃できる。

本実施の形態に係る研削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、本実施の形態の研削装置で研削されるウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る清掃機構の構成例を模式的に示す斜視図である。 本実施の形態に係る清掃方法を模式的に示す一部断面側面図である。 本実施の形態に係る清掃方法を模式的に示す一部断面側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図２（Ａ）は、本実施の形態の研削装置で研削されるウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、研削装置２は、各構成を支持する基台４を備えている。基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、加工対象のウェーハ１１（図２参照）を搬送する搬送機構６が設けられている。また、開口４ａの前方の領域には、ウェーハ１１を収容可能なカセット８ａ，８ｂが載置されている。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハであり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられる。

デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周面１１ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状である。

本実施の形態に係る研削装置２は、このウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削して薄く加工する。ただし、研削装置２は、裏面１１ｂ側のデバイス領域１３に対応する領域のみを研削し、外周余剰領域１５に相当する領域は研削しない。

このように、本実施の形態に係る研削装置２は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削し、外周余剰領域１５に対応する領域に、厚みの維持された環状補強部（不図示）を形成する。これにより、研削後のウェーハ１１を容易に取り扱うことができるようになる。

研削装置２において、カセット８ａが載置される載置領域及び開口４ａの後方には、仮置きされたウェーハ１１の位置合わせを行う仮載機構１０が設けられている。例えば、仮載機構１０は、カセット８ａから搬送機構６で搬送され、仮載機構１０に載置されたウェーハ１１の位置合わせを実施する。

仮載機構１０の後方には、ウェーハ１１を吸引保持して旋回可能な搬入搬出機構１２が設けられている。搬入搬出機構１２の後方には、開口４ｂが形成されている。この開口４ｂ内には、Ｘ軸移動テーブル１４、Ｘ軸移動テーブル１４をＸ軸方向（前後方向）に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防水カバー１６が設けられている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル１４がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル１４の下面側には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。

Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル１４はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル１４上には、ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル１８が設けられている。チャックテーブル１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる回転軸の周りに回転する。

また、チャックテーブル１８は、上述のＸ軸移動機構により、ウェーハ１１が搬入搬出される前方の搬入搬出位置と、ウェーハ１１が研削される後方の研削位置との間を移動する。

チャックテーブル１８の上面は、ウェーハ１１を吸引保持する保持面１８ａとなっている。この保持面１８ａは、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。搬入搬出機構１２で搬入されたウェーハ１１は、保持面１８ａに作用する吸引源の負圧でチャックテーブル１８に吸引保持される。

また、保持面１８ａは、チャックテーブル１８の回転軸（回転中心）と対応する位置に頂点１８ｂを有し、外周縁に向けてなだらかに傾斜している（図４及び図５参照）。この傾斜は、後述する研削ホイール３６の回転軸の傾きに対応している。このように、チャックテーブル１８が、研削ホイール３６の回転軸の傾きに対応した円錐形状に形成されることで、ウェーハ１１を平坦に研削できる。

なお、図４及び図５では、説明の便宜上、保持面１８ａの形状を誇張して示しているが、保持面１８ａの高低差ＰＶは、例えば、チャックテーブル１８の直径が２００ｍｍの場合で１０μｍ程度である。

開口４ｂの後方には、上方に伸びる支持柱２０が設けられている。支持柱２０の前面には、Ｚ軸移動機構２２を介してＺ軸移動テーブル２４が設けられている。Ｚ軸移動機構２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２６を備えており、Ｚ軸ガイドレール２６には、Ｚ軸移動テーブル２４がスライド可能に設置されている。

Ｚ軸移動テーブル２４の後面側（裏面側）には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、Ｚ軸ガイドレール２６と平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。

Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させることで、Ｚ軸移動テーブル２４はＺ軸ガイドレール２６に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動テーブル２４の前面（表面）には、研削機構（研削手段）３２が設けられている。研削機構３２は、Ｚ軸移動テーブル２４に固定されたスピンドルハウジング３４を備えている。スピンドルハウジング３４には、スピンドル（不図示）が回転可能に支持されている。このスピンドルの回転軸は、Ｚ軸方向に対して僅かに傾いている。

スピンドルの下端側には、研削ホイール３６が装着されている。研削ホイール３６は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状のホイール基台と、ホイール基台の下面において環状に配置された複数の研削砥石とを含む。

この研削ホイール３６は、ウェーハ１１より小径に構成されており、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側のデバイス領域１３に対応する領域のみを研削して、外周余剰領域１５に環状補強部を形成する。上述のように、スピンドルの回転軸は、Ｚ軸方向に対して僅かに傾いているので、研削ホイール３６は、Ｚ軸方向に対して僅かに傾いた状態で回転する。

搬入搬出機構１２と隣接する位置には、研削後のウェーハ１１を吸引保持して旋回可能な搬入搬出機構３８が設けられている。搬入搬出機構３８の前方、且つ開口４ａの後方には、研削後のウェーハ１１を洗浄する洗浄機構４０が配置されている。洗浄機構４０で洗浄されたウェーハ１１は、搬送機構６で搬送され、カセット８ｂに収容される。

搬入搬出機構１２，３８と、研削機構３２との間の位置には、チャックテーブル１８の保持面１８ａを清掃する清掃機構（清掃手段）４２が設けられている。この清掃機構４２は、開口４ｂを跨ぐように配置された門型の支持部４４に支持されており、Ｘ軸移動機構によって前後に移動するチャックテーブル１８と接触して、保持面１８ａに付着した研削屑等の塵埃を除去する。

図３は、本実施の形態に係る清掃機構４２の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、研削機構３２側から見た状態の清掃機構４２を示している。図３に示すように、清掃機構４２は、Ｚ軸方向に伸縮可能なエアシリンダ（進退手段）４６を備えている。エアシリンダ４６は、シリンダケース４８とピストンロッド５０とで構成されており、ピストンロッド５０の下端にはローラ支持体５２が固定されている。

ローラ支持体５２は、上壁５４と、上壁５４の両端部から下方に伸びる側壁５６，５８とを含む。側壁５６には、第１粘着ローラ（粘着ローラ）６０を回転可能に支持する円形の第１支持孔５６ａと、第１粘着ローラ６０の斜め上方において第２粘着ローラ６２を回転可能に支持する楕円形の第２支持孔５６ｂとが設けられている。第２支持孔５６ｂの長軸方向は、水平方向に対して傾いている。

同様に、側壁５８には、側壁５６の第１支持孔５６ａ及び第２支持孔５６ｂに対応して、第１粘着ローラ６０を支持する円形の第１支持孔（不図示）、及び第２粘着ローラ６２を支持する楕円形の第２支持孔（不図示）がそれぞれ設けられている。

第１粘着ローラ６０は、Ｙ軸方向に平行な回転軸６０ａと、回転軸６０ａの周りに設けられた粘着部６０ｂとを含む。この回転軸６０ａを、側壁５６の第１支持孔５６ａ及び側壁５８の第１支持孔に嵌合させることで、第１粘着ローラ６０は、ローラ支持体５２に支持される。

粘着部６０ｂは、粘着性及び弾性のある合成ゴム等で構成されており、チャックテーブル１８の保持面１８ａに付着した研削屑等の塵埃を除去する。また、粘着部６０ｂは、保持面１８ａの直径以上の長さに形成されている。

この粘着部６０ｂをチャックテーブル１８の保持面１８ａに接触させると、研削屑等は粘着部６０ｂに付着し保持面１８ａから除去される。また、粘着部６０ｂは、保持面１８ａの形状に応じて僅かに変形する。

このように、第１粘着ローラ６０は、変形によって保持面１８ａと適切に接触しながら回転するので、頂点１８ｂを摩耗することなくチャックテーブル１８を清掃できる。なお、粘着部６０ｂの粘着力は、外周面に付着した塵埃を除去することによって回復する。

第２粘着ローラ６２は、Ｙ軸方向に平行な回転軸６２ａと、回転軸６２ａの周りに設けられた粘着部６２ｂとを含む。この回転軸６２ａを、側壁５６の第２支持孔５６ｂと側壁５８の第２支持孔とに嵌合させることで、第２粘着ローラ６２は、ローラ支持体５２に支持される。

粘着部６２ｂは、第１粘着ローラ６０の粘着部６０ｂより粘着力の強い合成ゴム等で構成されており、粘着部６０ｂに付着した研削屑等の塵埃を除去する。また、粘着部６２ｂは、粘着部６０ｂと同程度の長さに形成されている。

回転軸６２ｂが嵌合される側壁５６の第２支持孔５６ｂ及び側壁５８の第２支持孔は、水平方向に対して傾いた長軸を有している。そのため、第２粘着ローラ６２は、側壁５６の第２支持孔５６ｂ及び側壁５８の第２支持孔に沿って自重で下降し、第１粘着ローラ６０と接触する。

すなわち、粘着部６２ｂと粘着部６０ｂとが接触し、第２粘着ローラ６２は、第１粘着ローラ６０と共に回転する。その結果、保持面１８ａの塵埃は、第１粘着ローラ６０の粘着部６０ｂを経て第２粘着ローラ６２の粘着部６２ｂに付着する。このように、第２粘着ローラ６２によって、第１粘着ローラ６０の粘着力を維持できる。なお、粘着部６２ｂの粘着力は、外周面に付着した塵埃を除去することによって回復する。

上述のように構成された清掃機構４２において、第１粘着ローラ６０は、エアシリンダ４６によって昇降し、チャックテーブル１８の保持面１８ａに接触する作用位置と、チャックテーブル１８の保持面１８ａから離間する待避位置とのいずれかに位置付けられる。第１粘着ローラ６０を作用位置に位置付けた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させれば、保持面１８ａは第１粘着ローラ６０で清掃される。

次に、上述した研削装置２において実施される保持面１８ａの清掃方法について説明する。図４及び図５は、本実施の形態に係る清掃方法を模式的に示す一部断面側面図である。

まず、第１粘着ローラ６０を、チャックテーブル１８の保持面１８ａに接触する高さまで下降させる位置付け工程を実施する。具体的には、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、待避位置に位置付けられている第１粘着ローラ６０を、エアシリンダ４６によって作用位置に移動させる。

次に、第１粘着ローラ６０とチャックテーブル１８とを相対移動させて、保持面１８ａに付着した研削屑等の塵埃を除去する清掃工程を実施する。具体的には、図４（Ｂ）及び図５（Ａ）に示すように、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させる。

上述のように、第１粘着ローラ６０は、粘着性のある合成ゴム等で構成された弾性のある粘着部６０ｂを備えている。そのため、図５（Ａ）に示すように、第１粘着ローラ６０は、変形によって保持面１８ａと適切に接触しながら回転し、研削屑等の塵埃を捕集する。これにより、頂点１８ｂを摩耗することなくチャックテーブル１８を清掃できる。

清掃工程の終了後には、第１粘着ローラ６０を、チャックテーブル１８の保持面１８ａから離間する位置まで上昇させる待避工程を実施する。具体的には、図５（Ｂ）に示すように、作用位置に位置付けられている第１粘着ローラ６０を、エアシリンダ４６によって待避位置に移動させる。

以上のように、本実施の形態に係る研削装置２は、チャックテーブル１８の保持面１８ａの高低差ＰＶを吸収可能な弾性を有する第１粘着ローラ６０と、第１粘着ローラ６０をチャックテーブル１８の保持面１８ａと接触する作用位置に移動させるエアシリンダ（進退手段）４６と、を含む清掃機構（清掃手段）４２を備えている。そのため、保持面１８ａの形状に合わせて変形する回転可能な第１粘着ローラ６０を保持面１８ａに接触させて、チャックテーブル１８を清掃できる。

すなわち、実施の形態に係る研削装置２によれば、チャックテーブル１８の保持面１８ａの形状に合わせて第１粘着ローラ６０が変形しながら回転するので、頂点１８ｂの摩耗によって保持面１８ａの形状が変化することはない。よって、保持面１８ａの形状を変化させることなくチャックテーブル１８を清掃できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態の清掃方法では、清掃工程においてチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させているが、第１粘着ローラ６０を保持面１８ａに接触させた状態でチャックテーブル１８を回転させても良い。なお、この場合、第１粘着ローラ６０の形状を円柱形状から円錐形状等に変更することが好ましい。

また、上記実施の形態に係る清掃方法を実施するタイミングは特に限定されない。例えば、ウェーハ１１を研削し、保持面１８ａに残存する切削水をバキューム又はエアブロー等の方法で除去した後に、本実施の形態に係る清掃方法を実施できる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 研削装置
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 搬送機構
８ａ，８ｂ カセット
１０ 仮載機構
１２，３８ 搬入搬出機構
１４ Ｘ軸移動テーブル
１６ 防水カバー
１８ チャックテーブル
１８ａ 保持面
１８ｂ 頂点
２０ 支持柱
２２ Ｚ軸移動機構
２４ Ｚ軸移動テーブル
２６ Ｚ軸ガイドレール
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 研削機構（研削手段）
３４ スピンドルハウジング
３６ 研削ホイール
４０ 洗浄機構
４２ 清掃機構（清掃手段）
４４ 支持部
４６ エアシリンダ（進退手段）
４８ シリンダケース
５０ ピストンロッド
５２ ローラ支持体
５４ 上壁
５６，５８ 側壁
５６ａ 第１支持孔
５６ｂ 第２支持孔
６０ 第１粘着ローラ（粘着ローラ）
６０ａ，６２ａ 回転軸
６０ｂ，６２ｂ 粘着部
６２ 第２粘着ローラ
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 外周面
１３ デバイス領域
１５ 外周余剰領域
１７ 分割予定ライン（ストリート）
１９ デバイス

Claims (1)

1. 表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの、該デバイス領域に対応する裏面側の領域を所定厚さ研削し、該外周余剰領域に対応する裏面に環状補強部を形成する研削装置であって、
   該ウェーハを保持する保持面を有し、回転可能なチャックテーブルと、
   研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転可能に支持し、該チャックテーブルの該保持面に保持された該ウェーハの裏面側を研削して該環状補強部を形成する研削手段と、
   該チャックテーブルの該保持面を清掃する清掃手段と、を備え、
   該チャックテーブルの該保持面は、回転中心を頂点とする傾斜を持った略円錐形状に形成されており、
   該清掃手段は、該チャックテーブルの該保持面の略円錐形状の高低差を吸収可能な弾性を有し、回転可能に支持された粘着ローラと、該粘着ローラを、該チャックテーブルの該保持面と接触する作用位置と該チャックテーブルの該保持面から離間する待避位置とに移動せしめる進退手段と、を備える事を特徴とする研削装置。
   

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