JP2015082569A - ウエーハ加工システム - Google Patents

Abstract

【課題】 電力、流体の供給経路の複雑化を防ぎ、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を提供することである。【解決手段】 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、該搬送経路に沿って配設された電力供給手段と、該搬送経路に沿って配設された流体供給手段と、を具備し、該複数の加工装置がそれぞれの加工作業に使用する電力及流体が、該電力供給手段及び該流体供給手段を介して供給されることを特徴とする。【選択図】図２

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（クラスタ加工装置）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。

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、電力、流体の供給経路の複雑化を防ぎ、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を提供することである。

本発明によると、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、該搬送経路に沿って配設された電力供給手段と、該搬送経路に沿って配設された流体供給手段と、を具備し、該複数の加工装置がそれぞれの加工作業に使用する電力及流体が、該電力供給手段及び該流体供給手段を介して供給されることを特徴とするウエーハ加工システムが提供される。

好ましくは、該電力供給手段は、電力供給源と、該電力供給源に接続されるとともに該搬送経路に沿って配設された１又は２以上の電力供給配線と、該複数の加工装置に対応した位置にそれぞれ配設され該電力供給線に接続された複数の電力供給部と、を含み、該流体供給手段は、１又は２以上の流体供給源と、該流体供給源にそれぞれ接続され該搬送路に沿って配設された１又は２以上の流体供給配管と、該複数の加工装置に対応した位置にそれぞれ配設され該流体供給配管に接続された複数の流体供給部と、を含む。

好ましくは、ウエーハ加工システムは、流体供給配管のうち、少なくとも液体又は液体と砥粒とを混合したスラリを搬送する流体供給配管を収容し、該搬送経路に沿って配設された漏液ボックスを更に具備している。

本発明によると、直線状の搬送経路に沿って各加工装置が必要とする電力を供給する電力供給手段及び水、薬液、スラリ等の流体を供給する流体供給手段を配設したので、電力供給手段及び流体供給手段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が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。 ウエーハ加工システムの模式的一部断面側面図である。 搬送経路の断面図である。

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９６（図３参照）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に隣接して位置合わせテーブル４０が配設されている。位置合わせテーブル４０は半径方向に移動可能な複数の位置合わせピン４２を有しており、ウエーハ搬出入ロボット１８によりカセット１６内から搬出されたウエーハはこの位置合わせテーブル４０上に載置されて、複数の位置合わせピン４２が同時に半径方向中心側に移動することにより、ウエーハの中心位置合わせが実施される。

４４は研削装置であり、ウエーハに対して粗研削を実施する粗研削ユニット４６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４８を備えている。５０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５２が互いに１２０°離間してターンテーブル５０上に配設されている。

各チャックテーブル５２は、ターンテーブル５０を回転することにより、チャックテーブル５２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４６に対向した粗研削領域Ｂと、仕上げ研削ユニット４８に対向した仕上げ研削領域Ｃに位置付けられる。

研削装置４４に対向するように直線状の搬送経路２８の反対側には研磨装置５４が搬送経路２８に隣接して配設されている。研磨装置５４は、研磨ユニット５５と、回転駆動されるターンテーブル５６と、ターンテーブル５６上に配設された２個のチャックテーブル５８とを備えている。研磨ユニット５５は、例えば固定砥粒を含有した研磨パッドを有している。

直線状の搬送経路２８に対して、位置合わせテーブル４０の反対側にはスピンナー洗浄装置６０が搬送経路２８に隣接して配設されている。スピンナー洗浄装置６０は、回転駆動されるスピンナーテーブル６２と、純水等の洗浄液を噴出する洗浄ノズル６４を備えている。

図２を参照すると、ウエーハ加工システム１０の一部断面側面図が示されている。搬送経路２８はフレーム６８で部分的に覆われており、このフレーム６８に電力供給手段７０及び流体供給手段８４が搬送経路２８に沿って配設されている。

電力供給手段７０は、電力供給源７４と、電力供給源７４に配線７６で接続されるとともに搬送経路２８に沿って配設された１又は２以上の電力供給配線７２と、電力供給配線７２に接続されるとともに複数の加工装置に対応した位置に配設された複数の電力供給部とから構成される。

この電力供給部は、図２に示す仕上げ研削ユニット４８に対しては、仕上げ研削ユニット４８のモータ８０に電力を供給する配線７８の端部７８ａが相当する。各電力供給配線７２は、搬送経路２８の伸長方向に沿って配線されている。

流体供給手段８４は、１又は２以上の流体供給源８８，９０，９２，９４と、これらの流体供給源に連通し搬送経路２８に沿って配設された１又は２以上の流体供給配管８６と、流体供給配管８６に接続されるとともに複数の加工装置に対応した位置に配設された複数の流体供給部とから構成される。

図２に示した実施形態では、流体供給配管８６ａはエアーを供給する第１の流体供給源８８に接続され、流体供給配管８６ｂは純水を供給する第２の流体供給源９０に接続されている。更に、流体供給配管８６ｃは薬液を供給する第３の流体供給源９２に接続され、流体供給配管８６ｄはスラリを供給する第４の流体供給源９４に接続されている。

流体供給配管８６ａから供給されるエアーと流体供給配管８６ｂから供給される純水とは管路９６で混合されて、混合２流体が流体供給部９６ａを介して研削液として仕上げ研削ユニット４８に供給される。仕上げ研削ユニット４８は、チャックテーブル５２に吸引保持されたウエーハＷを研削する研削ホイール８２を具備している。

図２に示すように、１つのチャックテーブル５２が仕上げ研削領域Ｃに位置付けられた際、他のウエーハＷがウエーハ搬送ロボット３０のハンド３６に吸着されてウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられたチャックテーブル５２に搬入される。

純水を供給する第２の流体供給源９０は、流体供給管路８６ｂを介して図１に示したスピンナー洗浄装置６０の洗浄ノズル６４に接続されている。洗浄ノズル６４からは、第１の流体供給源８８から供給されるエアーと第２の流体供給源９０から供給される純水とを流体供給配管８６ａ及び８６ｂを介して供給し、その混合流体を噴出するようにしてもよい。

一方、第３の流体供給源９２からは流体供給配管８６ｃを介して研磨装置５４の研磨ユニット５５に薬液であるアルカリ溶液が供給され、固定砥粒型研磨パッドにより研削加工後のウエーハの研磨加工が実施される。

研磨ユニット５５の研磨パッドが固定砥粒を含んでいない場合には、流体供給配管８６ｄを介して第４の流体供給源９４からのスラリが研磨パッドに供給され、研削加工後のウエーハの研磨が実施される。

図３に示すように、ガイドレール支持部材９８が搬送経路２８を部分的に覆うフレーム６８に固定されており、このガイドレール支持部材９８に一対のガイドレール３８が搬送経路２８に沿って固定されている。

ウエーハ搬送ロボット３０のハウジング９６にはガイドレール３８に嵌合する一対の突起部１００が固定されており、一次コイル及び二次コイルからなるリニアモータを駆動すると、ウエーハ搬送ロボット３０が一対のガイドレール３８に案内されてＸ軸方向に移動される。

図３に示すように、液体を供給する流体供給配管８６はＸ軸方向に伸長する漏液ボックス１０２内に収容されている。これにより、液体を供給する流体供給配管８６からの漏液を防止することができる。

本実施形態のウエーハ加工システム１０によると、直線状の搬送経路２８に隣接して複数の加工装置４４，５４を配設し、搬送経路２８に沿って各加工装置に電気および流体を供給する電力供給配線７２及び流体供給配管８６を配設したので、各加工装置が必要とする電力及び流体の供給経路を簡素化することができ、顧客の要望に応じた加工装置のレイアウトの変更やメンテナンス作業を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。

１０ ウエーハ加工システム
１２ カセット載置機構
１４ａ〜１４ｄ カセットエレベータ
１６ カセット
１８ ウエーハ搬出入ロボット
２６，３８ ガイドレール
２８ 搬送経路
３０ ウエーハ搬送ロボット
４０ 位置合わせテーブル
４４ 研削装置
４６ 粗研削ユニット
４８ 仕上げ研削ユニット
５４ 研磨装置
６０ スピンナー洗浄装置
７０ 電力供給手段
７２ 電力供給配線
８４ 流体供給手段
８６ 流体供給配管
１０２ 漏液ボックス

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、
   該搬送経路に沿って配設された電力供給手段と、
   該搬送経路に沿って配設された流体供給手段と、を具備し、
   該複数の加工装置がそれぞれの加工作業に使用する電力及流体が、該電力供給手段及び該流体供給手段を介して供給されることを特徴とするウエーハ加工システム。
2. 該電力供給手段は、電力供給源と、該電力供給源に接続されるとともに該搬送経路に沿って配設された１又は２以上の電力供給配線と、該複数の加工装置に対応した位置にそれぞれ配設され該電力供給線に接続された複数の電力供給部と、を含み、
   該流体供給手段は、１又は２以上の流体供給源と、該流体供給源にそれぞれ接続され該搬送路に沿って配設された１又は２以上の流体供給配管と、該複数の加工装置に対応した位置にそれぞれ配設され該流体供給配管に接続された複数の流体供給部と、を含むことを特徴とする請求項１記載のウエーハ加工システム。
3. 該流体供給配管を介して供給される流体は、液体、気体、及び液体と砥粒とが混合されたスラリの何れかであることを特徴とする請求項１又は２記載のウエーハ加工システム。
4. 該流体供給配管のうち、少なくとも液体又は液体と砥粒とを混合したスラリを搬送する流体供給配管を収容し、該搬送経路に沿って配設された漏液ボックスを更に具備したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のウエーハ加工システム。

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