JP2015026769A

JP2015026769A - 研削装置

Info

Publication number: JP2015026769A
Application number: JP2013156631A
Authority: JP
Inventors: 将昭鈴木; Masaaki Suzuki
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-02-05

Abstract

【課題】ウェーハの被保持面側を清掃できる簡単な構成の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）の被研削面（１１ｂ）とは反対の被保持面（１１ａ）側を吸引保持するチャックテーブル（１８）と、チャックテーブルに保持されたウェーハの被研削面側を研削する研削手段（３２）と、ウェーハを仮置きされ、該チャックテーブルに搬入する前にウェーハの位置合わせを行う位置合わせ手段（１０）と、位置合わせ手段に仮置きされたウェーハの被保持面側が露出するように、被研削面側を吸引保持してウェーハをチャックテーブルに搬入する搬入手段（１４）と、位置合わせ手段からチャックテーブルに搬入されるウェーハの被保持面側を清掃する清掃手段（１２）と、を備え、清掃手段は、搬入手段の搬送経路上に配設され、搬送中のウェーハの被保持面側に接触して付着物を除去する粘着ローラ（５６）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、チャックテーブルに吸引されるウェーハの被保持面側を清掃する清掃手段を備えた研削装置に関する。

ウェーハの研削には、ウェーハを吸引して保持するチャックテーブルと、研削用の砥石を配置した研削ホイールとを備える研削装置が用いられている。この研削装置のチャックテーブルとウェーハとの間に塵埃等の付着物が介在すると、付着物による凹凸が被研削面に現れてウェーハを平坦に研削できなくなる。

そこで、ウェーハをチャックテーブルへと搬入する前に、チャックテーブルに吸引されるウェーハの被保持面側を、洗浄水を供給しながらローラ状のスポンジで清掃するウェーハ洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３１６７４号公報

しかしながら、上述したウェーハ洗浄装置は、洗浄水を供給するノズル等を備えるので、構成が複雑化して装置に掛かるコストが大きくなってしまうという問題があった。

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、ウェーハの被保持面側を清掃できる簡単な構成の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、ウェーハを研削して所定の厚みに薄化する研削装置であって、ウェーハの被研削面とは反対の被保持面側を吸引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ェーハの該被研削面側を研削する研削手段と、ウェーハを仮置きされ、該チャックテーブルに搬入する前にウェーハの位置合わせを行う位置合わせ手段と、該位置合わせ手段に仮置きされたウェーハの該被保持面側が露出するように、該被研削面側を吸引保持してウェーハを該チャックテーブルに搬入する搬入手段と、該搬入手段に吸引保持され、該位置合わせ手段から該チャックテーブルに搬入されるウェーハの該被保持面側を清掃する清掃手段と、を備え、該清掃手段は、該搬入手段の搬送経路上に配設され、搬送中のウェーハの該被保持面側に接触してウェーハの該被保持面側に付着した付着物を除去する粘着ローラを備えることを特徴とする研削装置が提供される。

本発明において、前記清掃手段は、ウェーハの前記被保持面側と接触する作用位置と、ウェーハの該被保持面側から離間する待避位置とに、前記粘着ローラを移動せしめる進退手段をさらに備えることが好ましい。

また、本発明において、ウェーハの前記被保持面には保護テープが貼着されており、前記清掃手段は、該保護テープに接触して該保護テープに付着した付着物を除去することが好ましい。

本発明の研削装置は、搬入手段の搬送経路上に設けられた粘着ローラを含む清掃手段を備えるので、搬送中のウェーハの被保持面側に粘着ローラを接触させることで、ウェーハの被保持面側に付着した付着物を容易に除去できる。

すなわち、粘着ローラという簡単な構成でウェーハの被保持面側に付着した付着物を除去できる。このように、本発明によれば、ウェーハの被保持面側を清掃できる簡単な構成の清掃手段を備えた研削装置を提供できる。

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、ウェーハに保護テープが貼着される様子を模式的に示す斜視図である。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、ウェーハに保護テープが貼着される様子を模式的に示す斜視図である。

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のさらに前方の領域には、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（被保持面）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とに分けられている。

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、その断面形状は円弧状である。

このウェーハ１１の表面１１ａ側には、図２（Ｂ）に示すように、デバイス１９を保護する保護テープ２１が貼着される。保護テープ２１は、ウェーハ１１と同等の外径を有する円盤状のフィルムであり、表面２１ａ側には接着性のある糊層が設けられている。ただし、ウェーハ１１には必ずしも保護テープ２１を貼着しなくて良い。

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位置合わせ機構（位置合わせ手段）１０が設けられている。例えば、位置合わせ機構１０は、カセット８ａから搬送機構６で搬送され、位置合わせ機構１０に仮置きされたウェーハ１１の中心を位置合わせする。

位置合わせ機構１０の後方には、開口４ｂが形成されており、この開口４ｂ内には、ウェーハの表面１１ａ側（すなわち、保護テープ２１の裏面２１ｂ）を清掃する清掃機構（清掃手段）１２が設けられている。また、清掃機構１２と隣接する位置には、ウェーハ１１を吸引保持した状態で旋回する搬入機構（搬入手段）１４が配置されている。

この搬入機構１４は、ウェーハ１１の表面１１ａ側を下方に露出させるように裏面１１ｂ側を吸引し、位置合わせ機構１０において位置合わせされたウェーハ１１を後方に搬送する。ウェーハ１１は、搬入機構１４による搬送の途中に、表面１１ａ側を清掃機構１２で清掃される。

搬入機構１４の後方には、回転可能なターンテーブル１６が配置されている。ターンテーブル１６の上面には、ウェーハ１１を吸引保持する３個のチャックテーブル１８が設けられている。なお、ターンテーブル１６上に配置されるチャックテーブル１８の数は３個に限定されない。

搬入機構１４に吸引保持されたウェーハ１１は、表面１１ａ側を下方に位置付けられた状態で各チャックテーブル１８に搬入される。各チャックテーブル１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向に延びる回転軸の周りに回転する。

各チャックテーブル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。各チャックテーブル１８に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表面１１ａ側を吸引される。

ターンテーブル１６の後方には、上方に伸びる２本の支持柱２０が設けられている。各支持柱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。各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。

各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。

各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。

各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。各研削機構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。各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。

各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。各研削ホイール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砥石とを含む。

搬入されたウェーハ１１がチャックテーブル１８に吸引保持されると、ターンテーブル１６が回転してウェーハ１１を研削機構３２の下方に位置付ける。チャックテーブル１８及び研削ホイール３６を回転させると共に、Ｚ軸移動機構２２で研削機構３２を下降させ、研削ホイール３６をウェーハ１１の裏面１１ｂに接触させることで、ウェーハ１１は研削される。

搬入機構１４と隣接する位置には、研削後のウェーハ１１を吸引保持した状態で旋回する搬出機構３８が設けられている。搬出機構３８の前方、且つ開口４ａの後方には、搬出機構３８で搬出された研削後のウェーハ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。

図３は、本実施の形態に係る清掃機構１２の構成例を模式的に示す斜視図である。図３に示すように、清掃機構１２は、Ｚ軸方向に伸縮可能なエアシリンダ（進退手段）４２を備えている。エアシリンダ４２は、下端側を基台４に固定されたシリンダケース４４と、シリンダケース４４に挿通されたピストンロッド４６とで構成されており、ピストンロッド４６の上端に設けられたローラ支持体４８を昇降させる。

ローラ支持体４８は、ピストンロッド４６に固定される下壁５０と、下壁５０の両端部から上方に伸びる側壁５２，５４とを含む。側壁５２には、第１粘着ローラ（粘着ローラ）５６を回転可能に支持する第１支持孔５２ａと、第１粘着ローラ５６の斜め下方において第２粘着ローラ５８を回転可能に支持する第２支持孔５２ｂとが設けられている。

同様に、側壁５４には、側壁５２の第１支持孔５２ａ及び第２支持孔５２ｂに対応して、第１粘着ローラ５６を支持する第１支持孔（不図示）、及び第２粘着ローラ５８を支持する第２支持孔（不図示）がそれぞれ設けられている。側壁５２の第１支持孔５２ａ、側壁５２の第２支持孔５２ｂ、側壁５４の第１支持孔、及び側壁５４の第２支持孔は、第１粘着ローラ５６の外周面と第２粘着ローラ５８の外周面とを接触させるように配置されている。

第１粘着ローラ５６は、回転軸５６ａと、回転軸５６ａの周りに設けられた粘着部５６ｂとを含む。この回転軸５６ａを、側壁５２の第１支持孔５２ａ及び側壁５４の第１支持孔に嵌合させることで、第１粘着ローラ５６は、ローラ支持体４８に支持された状態で回転軸５６ａの周りに回転する。

粘着部５６ｂは、粘着性のある合成ゴム等で構成されており、ウェーハ１１の表面１１ａ側（すなわち、保護テープ２１の裏面２１ｂ）に付着した塵埃等の付着物を除去できる。また、粘着部５６ｂは、ウェーハ１１の直径以上の長さに形成されると共に、円錐台状に形成されている。

上述のように、搬入機構１４は、ウェーハ１１を吸引保持して旋回するので、搬入機構１４によるウェーハ１１の搬送経路は、搬入機構１４の旋回中心からの距離に応じて長さの異なる円弧状になる。

よって、粘着部５６ｂの形状を、ウェーハ１１の搬送経路に対応した円錐台状とすることで、第１粘着ローラ５６をウェーハ１１の表面１１ａ側に接触させた状態で回転させることができる。なお、粘着部５６ｂの粘着力は、外周面に付着した付着物を除去することで回復する。

第２粘着ローラ５８は、回転軸５８ａと、回転軸５８ａの周りに設けられた粘着部５８ｂとを含む。この回転軸５８ａを、側壁５２の第２支持孔５２ｂと側壁５４の第２支持孔とに嵌合させることで、第２粘着ローラ５８は、ローラ支持体５２に支持された状態で回転軸５８ａの周りに回転する。

粘着部５８ｂは、例えば、第１粘着ローラ５６の粘着部５６ｂより粘着力の強い合成ゴム等で構成されており、粘着部５６ｂに付着した塵埃等の付着物を除去する。また、粘着部５８ｂは、粘着部５６ｂと同程度の長さに形成されると共に、粘着部５６ｂとは逆向きの円錐台状に形成されている。

これにより、粘着部５６ｂと粘着部５８ｂとが接触した状態で、第２粘着ローラ５８は、第１粘着ローラ５６と共に回転する。その結果、第１粘着ローラ５６の粘着部５６ｂに付着した塵埃等の付着物は、第２粘着ローラ５８の粘着部５８ｂに移動する。

すなわち、ウェーハ１１の表面１１ａ側の塵埃は、第１粘着ローラ５６の粘着部５６ｂを経て第２粘着ローラ５８の粘着部５８ｂに付着する。このように、第２粘着ローラ５８によって、第１粘着ローラ５６に付着した付着物を除去することで、第１粘着ローラ５６の粘着力を維持できる。なお、粘着部５８ｂ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１２において、第１粘着ローラ５６は、エアシリンダ４２によって昇降し、搬入機構１４で搬送されるウェーハ１１の表面１１ａ側に接触する作用位置と、ウェーハ１１の表面１１ａ側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５６を作用位置に位置付けた状態で、ウェーハ１１を搬入機構１４で搬送すれば、ウェーハ１１の表面１１ａ側は第１粘着ローラ５６と接触して清掃される。

次に、上述した研削装置２において実施されるウェーハ１１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、ウェーハ１１を、表面１１ａ側が露出するように搬入機構１４に吸引保持させると共に、第１粘着ローラ５６を、ウェーハ１１の表面１１ａ側に接触する高さまで上昇させる位置付け工程を実施する。具体的には、図４（Ａ）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５６を、エアシリンダ４２によって作用位置に移動させる。

次に、第１粘着ローラ５６とウェーハ１１とを相対移動させて、ウェーハ１１の表面１１ａ側に付着した塵埃等の付着物を除去する清掃工程を実施する。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１を吸引保持した搬入機構１４を旋回させる。

上述のように、第１粘着ローラ５６は、粘着性のある合成ゴム等で構成された粘着部５６ｂを備えている。そのため、図４（Ｂ）に示すように、第１粘着ローラ５６は、ウェーハ１１の表面１１ａ側に接触しながら回転し、塵埃等の付着物を捕集する。なお、本実施の形態では、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護テープ２１が貼着されているので、保護テープ２１の裏面２１ｂに付着した塵埃等の付着物が捕集される。

清掃工程の終了後には、第１粘着ローラ５６を、ウェーハ１１の表面１１ａ側から離れた位置に移動させる待避工程を実施する。具体的には、図５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５６を、エアシリンダ４２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、搬入機構（搬入手段）１４の搬送経路上に設けられた第１粘着ローラ（粘着ローラ）５６を含む清掃機構（清掃手段）１２を備えるので、搬送中のウェーハ１１の表面（被保持面）１１ａ側に第１粘着ローラ５６を接触させることで、ウェーハ１１の表面１１ａ側に付着した付着物を容易に除去できる。

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、上記実施の形態では、搬送経路が円弧状の搬入機構１２を備える研削装置２を例示しているが、搬入機構１２の構成はこれに限定されない。例えば、搬送経路が直線状の搬入機構を用いても良い。この場合、第１粘着ローラ（粘着ローラ）５６及び第２粘着ローラ５８は、円柱状に形成される。

また、本発明の研削装置は、ウェーハ１１の外周余剰領域１５に相当する領域を研削しないで、厚みの維持された環状補強部を外周縁に形成する場合にも用いることができる。

この研削方法で研削されたウェーハ１１は、環状補強部で剛性を保たれるので、後工程での取扱いが容易である。なお、この研削方法を実施する際には、ウェーハ１１に保護テープ２１を貼着しないこともある。その場合、清掃機構は、ウェーハ１１の表面１１ａに直接付着した塵埃等の付着物を除去する。

また、上記実施の形態では、ウェーハ１１の裏面（被研削面）１１ｂ側を研削してウェーハ１１を薄く加工する研削装置２を例示しているが、本発明の研削装置は、ウェーハ１１の表面１１ａ側を研削する際に用いられても良い。例えば、デバイス１９が形成される前のウェーハ１１であれば、表面１１ａ側を研削できる。

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位置合わせ機構（位置合わせ手段）
１２清掃機構（清掃手段）
１４搬入機構（搬入手段）
１６ターンテーブル
１８チャックテーブル
１８ａ保持面
２０支持柱
２２Ｚ軸移動機構
２４Ｚ軸移動テーブル
２６Ｚ軸ガイドレール
２８Ｚ軸ボールネジ
３０Ｚ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
３８搬出機構
４０洗浄機構
４２エアシリンダ（進退手段）
４４シリンダケース
４６ピストンロッド
４８ローラ支持体
５０下壁
５２，５４側壁
５２ａ第１支持孔
５２ｂ第２支持孔
５６第１粘着ローラ（粘着ローラ）
５６ａ，５８ａ回転軸
５６ｂ，５８ｂ粘着部
５８第２粘着ローラ
１１ウェーハ
１１ａ表面（被保持面）
１１ｂ裏面（被研削面）
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
２１保護テープ
２１ａ表面
２１ｂ裏面

Claims

ウェーハを研削して所定の厚みに薄化する研削装置であって、
ウェーハの被研削面とは反対の被保持面側を吸引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ェーハの該被研削面側を研削する研削手段と、
ウェーハを仮置きされ、該チャックテーブルに搬入する前にウェーハの位置合わせを行う位置合わせ手段と、
該位置合わせ手段に仮置きされたウェーハの該被保持面側が露出するように、該被研削面側を吸引保持してウェーハを該チャックテーブルに搬入する搬入手段と、
該搬入手段に吸引保持され、該位置合わせ手段から該チャックテーブルに搬入されるウェーハの該被保持面側を清掃する清掃手段と、を備え、
該清掃手段は、該搬入手段の搬送経路上に配設され、搬送中のウェーハの該被保持面側に接触してウェーハの該被保持面側に付着した付着物を除去する粘着ローラを備えることを特徴とする研削装置。
前記清掃手段は、ウェーハの前記被保持面側と接触する作用位置と、ウェーハの該被保持面側から離間する待避位置とに、前記粘着ローラを移動せしめる進退手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
ウェーハの前記被保持面には保護テープが貼着されており、
前記清掃手段は、該保護テープに接触して該保護テープに付着した付着物を除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研削装置。