JP2015080834A - ウエーハ加工システム及び研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の加工機が隣接して配置される搬送経路に沿って廃液搬送経路を配設し、配管の複雑化を防ぎ、装置のレイアウト変更やメンテナンス作業が効率よく行えるウエーハ加工システム及び該ウエーハ加工システムを構成する研削装置を提供する。
【解決手段】ウエーハ加工システムであって、複数のウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、該カセット載置機構上に載置されたカセットに対してウエーハを搬出入する搬出入手段と、該搬出入手段によって搬出されたウエーハを搬送する搬送手段と、該搬送手段が移動する直線状の搬送経路２８と、該搬送手段を該搬送経路に沿って移動させる移動手段と、該搬送経路に沿って隣接して配設されたウエーハにそれぞれ加工を施す粗研削ユニット４８や仕上げ研削ユニット５０を備えた複数の加工装置と、該複数の加工装置から排出された加工廃液を装置外に搬送する廃液搬送経路８２と、を具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の加工装置が隣接して配設されたウエーハ加工システム及び該加工システムを構成する研削装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造プロセスにおいては、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各領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスを形成し、デバイスが形成された各領域を分割予定ラインに沿って切削装置又はレーザー加工装置によって分割することにより、個々の半導体デバイスを製造している。

通常、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスに分割するのに先立って、個々に分割されたデバイスの小型化及び軽量化を図るために、半導体ウエーハの裏面を研削装置により研削して所望の厚さに加工している。

研削装置により半導体ウエーハの裏面を研削すると、ウエーハの被研削面に研削歪が残留する。研削歪がウエーハの裏面に残留したままであると、ウエーハを分割して形成されるデバイスの抗折強度を低下させる恐れがあるため、ウエーハの被研削面を研磨装置により研磨して研削歪を除去することも行われている。

このように半導体デバイス製造に関わる切削装置、研削装置、研磨装置等の加工装置を使用するユーザーの要望は多岐にわたり、加工装置メーカーにおいて多種類の加工装置を用意していても、ユーザーの要望に対応できない場合がある。

そこで、ユーザーの要望に柔軟に対応できるように、ウエーハ搬送手段に沿って複数の加工装置を隣接して配置したウエーハ加工装置が特開２０１２−１７５０２２号公報で提案されている。

特開２０１２−１７５０２２号公報

しかし、各加工装置は自己の加工を行うためには電力、水、薬液等の供給路を確保する必要があるが、加工装置の数が増えるのに伴って配管、配線等の配設が複雑になり、装置のレイアウト変更やメンテナンス作業を行う際に支障をきたす等の問題が発生している。

また、研削加工や研磨加工を行う場合には、加工廃液や加工液と加工屑などが混合したミストを収集して廃棄する経路についても電力、水、薬液等の問題と同様の問題を抱えている。

本発明はこのような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、複数の加工機が隣接して配置される搬送経路に沿って加工廃液を搬送する廃液搬送経路を配設して、配管の複雑化を防ぎ、顧客の要望に応じた装置のレイアウト変更やメンテナンス作業が効率よく行えるウエーハ加工システム及び該ウエーハ加工システムを構成する研削装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、ウエーハに加工を施すウエーハ加工システムであって、複数のウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、該カセット載置機構上に載置されたカセットに対してウエーハを搬出入する搬出入手段と、該搬出入手段によって搬出されたウエーハを搬送する搬送手段と、該搬送手段が移動する直線状の搬送経路と、該搬送手段を該搬送経路に沿って移動させる移動手段と、該搬送経路に沿って隣接して配設されたウエーハにそれぞれ加工を施す複数の加工装置と、該搬送経路に配設された該複数の加工装置から排出された加工廃液を装置外に搬送する廃液搬送経路と、を具備したことを特徴とするウエーハ加工システムが提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１に記載されたウエーハ加工システムにおける該複数の加工装置の１つを構成する研削装置であって、該搬送手段によって搬送された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に研削加工を行う研削ホイールを有する研削手段と、少なくとも該チャックテーブルと該研削ホイールとを覆って加工室を画成する加工室カバーと、該研削手段で使用する研削液を供給する研削液供給手段と、ウエーハを研削加工する際に発生する加工廃液を該研削加工装置外に排出する加工廃液排出手段と、を具備し、該加工廃液排出手段は、該研削手段がウエーハを研削加工した際に発生する加工廃液が流れ込む該チャックテーブルより下方に配設されたウォーターケースと、該ウォーターケースの一端に配設された加工廃液収集手段と、該加工廃液収集手段の一端に連通して配設され加工廃液を研削装置外に送る加工廃液配管と、を含み、該ウォーターケースは、該加工廃液を受け止める底面と、該底面の端部から一端を除いて立設された側壁と、該側壁が立設されていない該ウォーターケースの一端に形成された開口部とを有し、該底面は該開口部が形成された一端が他の端部より下方に位置する向きに傾斜しており、該開口部は該研削装置における前記搬送経路に隣接した側面と反対側の側面に開口しており、該加工廃液収集手段は、一端が開口し他端が閉塞された樋形状を有すると共に、該ウォーターケースの該開口部から流れ出た加工廃液が流れ込むように該ウォーターケースの下方に配設され、該加工廃液配管は、一端が該樋形状の該加工廃液収集手段の開口した前記一端に連通し、他端が該搬送経路に沿って配設された該廃液搬送経路に連通していることを特徴とする研削装置が提供される。

好ましくは、該研削装置は、回転可能に配設されたターンテーブルと、それぞれウエーハを保持する保持面を有する該ターンテーブルに配設された複数の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研削加工する複数の研削手段と、該複数の研削手段がそれぞれ研削加工を行う複数の加工室を画成する加工室カバーと、を具備し、前記ウォーターケースは該ターンテーブルの下方に位置する。

好ましくは、前記研削装置は該加工室内に飛散したミストを吸引して排出する排気手段を更に備え、該排気手段は、一端に該加工室内のミストを吸引する吸引口が形成された排気パイプと、該研削装置外に配設され該排気パイプの他端に連通して該排気パイプに負圧を発生させる負圧発生源と、を含み、該排気パイプは、樋形状の該研削廃液収集手段に沿って配設されているとともに、該吸引口が形成された一端が該加工室の数に対応して分岐している。

本発明によると、直線状の搬送経路に沿って複数の加工装置から排出された加工廃液を装置外に搬送する廃液搬送経路を配設したので、加工廃液配管の複雑化を防ぐことができ、顧客の要望に応じた装置のレイアウト変更やメンテナンス作業は効率よく行えるウエーハ加工システムを提供することができる。

本発明実施形態に係るウエーハ加工システムの模式的平面図である。 図１に示されたウエーハ加工システムの模式的一部断面右側面図である。 ウエーハ加工システムを構成する研削装置の一部断面左側面図である。 ウエーハ加工システムを構成する研削装置の平面図である。 ウエーハ加工システムを構成する図１の正面側から見た研削装置の断面図である。 排気手段を示した図４に類似した研削装置の平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係るウエーハ加工システム（クラスタ加工装置）１０の模式的平面図が示されている。図２はその一部断面側面図である。

ウエーハ加工システム１０は、複数のウエーハを使用したカセット１６を載置するカセット載置機構１２をその一端部に備えている。カセット載置機構１２は、互いに独立して作動可能な複数のカセットエレベータ１４ａ〜１４ｄを有している。各カセットエレベータ１４ａ〜１４ｄ上には複数のウエーハを収容したカセット１６が載置され、各カセット１６を上下方向に独立して移動可能である。

カセット載置機構１２に隣接してウエーハ搬出入手段としてのウエーハ搬出入ロボット１８がガイドレール２６に案内されてＹ軸方向に移動可能に配設されている。ウエーハ搬出入ロボット１８の移動手段は、Ｙ軸方向にガイドレール２６に沿って配設された一次コイルと、ウエーハ搬出入ロボット１８の図示しないハウジング内に配設された二次コイルとを含むリニアモータから構成される。

ウエーハ搬出入ロボット１８の図示しないハウジング上にはベース２０が上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配設されている。このベース２０には、旋回及び伸縮可能なリンク機構２２が取り付けられており、リンク機構２２の先端部にウエーハを吸着可能なハンド２４が回動可能に取り付けられている。

カセット載置機構１２に対して直交する方向に伸長する直線状の搬送経路２８が設けられている。ウエーハ搬送手段としてのウエーハ搬送ロボット３０がＸ軸方向に伸長するガイドレール３８に案内されてＸ軸方向に移動可能に配設されている。

ウエーハ搬送ロボット３０の移動手段は、ガイドレール３８に沿ってＸ軸方向に直線状に配設された一次コイルと、ウエーハ搬送ロボット３０のハウジング６６（図２参照）内に配設された二次コイルとを有するリニアモータから構成される。

ウエーハ搬送ロボット３０は、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能なベース３２と、ベース３２に旋回及び伸縮可能に取り付けられたリンク機構３４と、リンク機構３４の先端部に回動可能に取り付けられたウエーハを吸着可能なハンド３６とから構成される。

直線状の搬送経路２８の一方の側に隣接して加工装置４０及び研削装置４２が配設されている。搬送経路２８の他方の側に加工装置４４及び加工装置４６が隣接して配設されている。

研削装置４２は、ウエーハに対して粗研削を実施する粗研削ユニット４８及びウエーハに対して仕上げ研削を実施する仕上げ研削ユニット５０を備えている。５２は矢印ａ方向に回転可能なターンテーブルであり、３個のチャックテーブル５４が互いに１２０°離間してターンテーブル５２上に配設されている。

各チャックテーブル５４は、ターンテーブル５２を回転することにより、チャックテーブル５４に対してウエーハを搬入・搬出するウエーハ搬入・搬出領域Ａと、粗研削ユニット４８に対向した粗研削領域Ｂと、仕上げ研削ユニット５０に対向した仕上げ研削領域Ｃに位置付けられる。

図２は図１に示した研削装置の一部断面右側面図であり、図３は図１に示した研削装置の一部断面左側面図である。図２において、ガイドレール３８は搬送経路２８を形成するフレーム６８に固定されたガイドレール保持部材７０に配設されており、ウエーハ搬送ロボット３０のハウジング６６に固定された突起部７２がガイドレール３８に嵌合している。

上述したように、ウエーハ搬送ロボット３０は、ガイドレール３８に沿ってＸ軸方向に直線状に配設された一次コイルと、ウエーハ搬送ロボット３０のハウジング６６内に配設された二次コイルとから構成されるリニアモータにより、搬送経路２８に沿ってＸ軸方向に移動される。

図２に示すように、仕上げ研削ユニット５０は、チャックテーブル５４に保持されたウエーハＷに対して仕上げ研削を実施する仕上げ研削ホイール６２を備えている。チャックテーブル５４と仕上げ研削ホイール６２とは加工室カバー６４により覆われており、加工室カバー６４内に加工室７８が画成されている。

図３を参照すると、粗研削ユニット４８はチャックテーブル５４に保持されたウエーハＷに対して粗研削を実施する粗研削ホイール４９を備えている。チャックテーブル５４と粗研削ホイール４９とは加工室カバー６４により覆われている。

研削装置４２は、粗研削ユニット４８及び仕上げ研削ユニット５０で使用する研削液を供給する図示しない研削液供給手段と、ウエーハＷを研削加工する際に発生する加工廃液を研削装置４２外に排出する加工廃液排出手段とを備えている。

加工廃液排出手段は、図３に示すように、粗研削ユニット４８及び仕上げ研削ユニット５０がウエーハＷを研削加工した際に発生する加工廃液が流れ込むチャックテーブル５４より下方に配設されたウォーターケース７４を具備している。

ウォーターケース７４は、加工廃液を受け止める底面７４ａと、底面の端部から一端を除いて立設された外側側壁７４ｂと、底面７４ａから立設された内側側壁７４ｃと、底面７４ａの外側側壁７４ｂが立設されていない一端に形成された開口部７５とを有している。

ウォーターケース７４の底面７４ａは、開口部７５が形成された一端（図３で右端）が他の端部より下方に位置する向きに傾斜しており、開口部７５は図１に示した搬送経路２８に隣接した研削装置４２の側面図と反対側の側面に開口している。

ウエーハＷを研削加工する際に発生する加工廃液を研削装置４２外に排出する加工廃液排出手段は、ウォーターケース７４の開口部７５から流れ出た加工廃液が流れ込む位置に配設されると共にウォーターケース７４より下方に位置付けられた加工廃液収集手段５８を含んでいる。加工廃液収集手段５８は、一端が開口し他端が閉塞された樋形状を有している。

図２及び図４に示すように、加工廃液収集手段５８の開口した端部には加工廃液配管６０の一端が接続されている。加工廃液配管６０の他端は、図４に示すように、搬送経路２８に沿って配設された廃液搬送経路８２に連通している。

図３及び図４に示すように、ターンテーブル５２上には３個のチャックテーブル５４を仕切る仕切り壁５６が互いに１２０°離間して形成されている。加工室カバー６４と仕切り壁５６との間には空間部７７が形成されている。

図６に示すように、加工室カバー６４は、ターンテーブル５２に形成された仕切り壁５６に対応する互いに１２０°離間した仕切り壁６４ａを備えている。これらの仕切り壁６４ａにより、加工室７８は、図５及び図６に示すように、粗研削加工室７８ａと仕上げ研削加工室７８ｂとに区分けされている。

図５に示すように、粗研削ホイール４９を備えた粗研削ユニット４８は、パルスモータ９０を駆動することにより、ボールねじ８８を介して上下方向（Ｚ軸方向）に移動される。同様に、仕上げ研削ホイール６２を備えた仕上げ研削ユニット５０は、パルスモータ９４を駆動することにより、ボールねじ９２を介して上下方向（Ｚ軸方向）に移動される。

図６に最もよく示されるように、研削装置４２は加工室７８内に飛散したミストを吸引して排出する排気手段８４を備えている。排気手段８４は、一端に加工室７８ａ，７８ｂ内のミストを吸引する吸引口８０ａが形成された排気パイプ８０と、研削装置４２外に配設され排気パイプ８０の他端に連通して排気パイプ８０に負圧を発生させる負圧発生源８６とから構成される。

図５に示すように、排気パイプ８０は樋形状の研削液収集手段５８に沿って配設されている。排気パイプ８０の一端８０ａは、加工室７８ａ，７８ｂの数に対応して分岐している。

本実施形態の研削装置４２では、加工廃液排出手段を、ターンテーブル５２より下方に配設され、さらに一端が他端より低くなるように傾斜したウォーターケース７４と、ウォーターケース７４の一端に配設された樋形状の加工廃液収集手段５８と、一端が加工廃液収集手段５８に連通する加工廃液配管６０と、から構成したことを一つの特徴とする。

また、廃液搬送路８２を搬送経路２８に沿って配設したことにより、ウエーハ加工システム１０を構成する他の加工装置４０，４４，４６からの加工廃液もこの廃液搬送経路８２に流すことができ、加工廃液の配管の複雑化を防止することができる。

また、排気手段８４の排気パイプ８０の一端８０ａを各加工室７８ａ，７８ｂ内に開口させ、負圧発生源８６で積極的に吸引するように構成したので、研削作業により発生する加工室７８ａ，７８ｂ内のミストを効率よく吸引して排気することができる。

１０ ウエーハ加工システム
１８ ウエーハ搬出入ロボット
２８ 搬送経路
３０ ウエーハ搬送ロボット
４０，４４，４６ 加工装置
４２ 研削装置
４８ 粗研削ユニット
５０ 仕上げ研削ユニット
５２ ターンテーブル
５４ チャックテーブル
５８ 加工廃液収集手段
６０ 加工廃液配管
６４ 加工室カバー
７４ ウォーターケース
８０ 排気パイプ
８２ 廃液搬送経路
８４ 排気手段
８６ 負圧発生源

Claims (4)

1. ウエーハに加工を施すウエーハ加工システムであって、
   複数のウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、
   該カセット載置機構上に載置されたカセットに対してウエーハを搬出入する搬出入手段と、
   該搬出入手段によって搬出されたウエーハを搬送する搬送手段と、
   該搬送手段が移動する直線状の搬送経路と、
   該搬送手段を該搬送経路に沿って移動させる移動手段と、
   該搬送経路に沿って隣接して配設されたウエーハにそれぞれ加工を施す複数の加工装置と、
   該搬送経路に配設された該複数の加工装置から排出された加工廃液を装置外に搬送する廃液搬送経路と、
   を具備したことを特徴とするウエーハ加工システム。
2. 請求項１に記載されたウエーハ加工システムにおける該複数の加工装置の１つを構成する研削装置であって、
   該搬送手段によって搬送された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に研削加工を行う研削ホイールを有する研削手段と、
   少なくとも該チャックテーブルと該研削ホイールとを覆って加工室を画成する加工室カバーと、
   該研削手段で使用する研削液を供給する研削液供給手段と、
   ウエーハを研削加工する際に発生する加工廃液を該研削装置外に排出する加工廃液排出手段と、を具備し、
   該加工廃液排出手段は、該研削手段がウエーハを研削加工した際に発生する加工廃液が流れ込む該チャックテーブルより下方に配設されたウォーターケースと、該ウォーターケースの一端に配設された加工廃液収集手段と、該加工廃液収集手段の一端に連通して配設され加工廃液を研削装置外に送る加工廃液配管と、を含み、
   該ウォーターケースは、該加工廃液を受け止める底面と、該底面の端部から一端を除いて立設された側壁と、該側壁が立設されていない該ウォーターケースの一端に形成された開口部とを有し、該底面は該開口部が形成された一端が他の端部より下方に位置する向きに傾斜しており、該開口部は該研削装置における前記搬送経路に隣接した側面と反対側の側面に開口しており、
   該加工廃液収集手段は、一端が開口し他端が閉塞された樋形状を有すると共に、該ウォーターケースの該開口部から流れ出た加工廃液が流れ込むように該ウォーターケースの下方に配設され、
   該加工廃液配管は、一端が該樋形状の該加工廃液収集手段の開口した前記一端に連通し、他端が該搬送経路に沿って配設された該廃液搬送経路に連通していることを特徴とする研削装置。
3. 該研削装置は、回転可能に配設されたターンテーブルと、
   それぞれウエーハを保持する保持面を有する該ターンテーブルに配設された複数の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研削加工する複数の研削手段と、
   該複数の研削手段がそれぞれ研削加工を行う複数の加工室を画成する加工室カバーと、を具備し、
   前記ウォーターケースは該ターンテーブルの下方に位置することを特徴とする請求項２記載の研削装置。
4. 前記研削装置は該加工室内に飛散したミストを吸引して排出する排気手段を更に備え、
   該排気手段は、一端に該加工室内のミストを吸引する吸引口が形成された排気パイプと、該研削装置外に配設され該排気パイプの他端に連通して該排気パイプに負圧を発生させる負圧発生源と、を含み、
   該排気パイプは、樋形状の該研削廃液収集手段に沿って配設されているとともに、該吸引口が形成された一端が該加工室の数に対応して分岐していることを特徴とする請求項２又は３記載の研削装置。

Images