JP2015112663A - 研削装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研削装置は、ウエーハを収容する容器と蓋体とから構成されたカセットが載置されるカセットテーブル23と、蓋体取り外し手段25と、カセットテーブル昇降手段24と、蓋体取り外し後にカセットテーブルに残されたカセットの容器からウエーハを搬出するウエーハ搬出手段26と、仮置きテーブル27と、仮置きテーブルに仮置きされたウエーハを反転するウエーハ反転手段28と、反転されたウエーハを受け取り吸引保持するチャックテーブル31と、チャックテーブル移動手段32と、研削領域に配設され研削ホイール44を具備する研削手段4と、研削水供給手段53と、廃水収集手段5と、研削後のウエーハを洗浄する洗浄手段7とを具備し、ウエーハのカセットからの取り出し、反転、研削及び洗浄を自動的に行う。さらに、厚み検出手段6を用いてウエーハを効率よく所望の厚みに研削する。
【選択図】図2
Description
一方、ウエーハの大口径化に逆行して、少量多品種に対応するシステムが提案され、直径が13mm程度のシリコンウエーハに1個乃至4個程度のデバイスを形成する装置の開発が求められている。
該カセットが載置されるカセットテーブルと、
該カセットテーブルに載置されたカセットから該蓋体を取り外し容器のみを該カセットテーブルに残存させる蓋体取り外し手段と、
該カセットテーブルを昇降するカセットテーブル昇降手段と、
該カセットテーブル昇降手段によって下降された該カセットテーブルに載置されたカセットの容器からウエーハを搬出するウエーハ搬出手段と、該ウエーハ搬出手段によって搬出されたウエーハを仮置きする仮置きテーブルと、
該仮置きテーブルに仮置きされたウエーハを反転するウエーハ反転手段と、
該ウエーハ反転手段によって反転されたウエーハをウエーハ搬出入領域において受け取り吸引保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルを該ウエーハ搬出入領域から研削領域に移動するチャックテーブル移動手段と、
該研削領域に配設され該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を環状に装着したホイール基台を備えた研削ホイールを具備する研削手段と、
該研削ホイールの該研削砥石に研削水を供給する研削水供給手段と、
該研削水供給手段によって研削水を供給しつつ該研削手段によってウエーハを研削することによって発生する廃水を収集する廃水収集手段と、
該チャックテーブルに保持された研削加工後のウエーハを洗浄する洗浄手段と、を具備している、
ことを特徴とする研削装置が提供される。
また、上記洗浄手段は、水供給源を含む洗浄水供給手段によって供給される洗浄水とエアー供給源を含むエアー供給手段によって供給されるエアーを混合した2流体を洗浄水噴射ノズルからウエーハに噴射する。
更に、上記洗浄手段は、チャックテーブルに保持されたウエーハを洗浄した後、洗浄水供給手段を停止してエアー供給手段を作動することにより、洗浄水噴射ノズルからエアーのみを噴射してウエーハを乾燥する。
上記洗純水生成手段は、廃水を濾過するフィルターと、該フィルターによって濾過された清水を更に濾過するセラミックフィルターと、清水を殺菌する紫外線照射手段と、清水からイオンを除去して純水を生成するイオン交換樹脂と、イオンが除去された純水を更に濾過する超フィルターとを具備し、該超フィルターによって濾過された純水を水供給タンクに戻す。
上記研削水供給手段は、研削領域に位置付けられたチャックテーブルに隣接して配設され、チャックテーブルに保持されたウエーハから離反した研削砥石に向けて研削水を噴射する研削水噴射ノズルを備えている。
図3の(a)および(b)に示すカセット10は、1個のウエーハを収容する容器110と、該容器110を閉塞する蓋体120とから構成されている。容器110は、円盤状の底板111と、該底板111の上面に配設されたウエーハ支持手段112とからなっている。底板111の外周には互いに対向する位置に強磁性体装着部111a、111aが設けられており、該強磁性体装着部111a、111aに鉄等からなる強磁性体ピン111b、111bが装着されている。ウエーハ支持手段112は、所定の間隔をおいて互いに対向して配設された一対の支持部材112a、112aからなっている。この一対の支持部材112a、112aには、上面にウエーハWを載置する段差部112b、112bが設けられている。この段差部112b、112bに図3の(b)に示すようにウエーハWを載置する。なお、ウエーハWは小径(例えば直径が13mm)のシリコンウエーハからなり、表面を上にして段差部112b、112bに載置する。
図示の実施形態における蓋体取り外し手段25は、カセットテーブル23の直上において図1に示すように上記ウエーハ出入テーブル22に配設され上記カセットテーブル昇降手段24によって上昇されたカセットテーブル23の上部を囲繞しカセット10を構成する蓋体120の外周を支持する外周支持部材251と、図1に示すウエーハ出入テーブル22に配設され外周支持部材251に載置されたカセット10を構成する蓋体120を押し付ける付ける押し付け具252と、上記カセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cとからなっている。外周支持部材251は、カセットテーブル23の上壁231に対応する大きさの開口251aを備えており、この開口251aの周囲に段差を設けてカセット10を構成する蓋体120の下面外周を支持する支持棚251bが設けられている。
即ち、上述したように構成された外周支持部材251の支持棚251b上に上記図3の(b)に示すようにウエーハWを収容したカセット10を構成する蓋体120の下面外周を載置する。そして、押し付け具252を作動して蓋体120を外周支持部材251の支持棚251bに押し付けて保持する。また、図6の(a)に示すようにカセットテーブル昇降手段24を作動してカセットテーブル23の上面がカセット10を構成する容器110の下面と接触する位置に位置付ける。このとき、カセットテーブル23の上端部が外周支持部材251の開口251aに嵌合する。従って、外周支持部材251の開口251aを形成する内周面は、カセットテーブル23の上部を囲繞することになる。このようにして、カセットテーブル23の上面をカセット10を構成する容器110の下面と接触する位置に位置付けると、カセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cの上面にカセット10を構成する容器110に装着された強磁性体ピン111b、111bの下面が磁着される。次に、図6の(b)に示すようにカセットテーブル昇降手段24を作動してカセットテーブル23を所定量降下せしめる。この結果、カセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cの磁着力は上記カセット10を構成する蓋体120に装着された第1の永久磁石121b、121bの磁着力より大きい値に設定されているので、蓋体120に装着された第1の永久磁石121b、121と容器110に装着された強磁性体ピン111b、111bとの磁着が外れて、図6の(b)に示すように容器110のみが強磁性体ピン111b、111bがカセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cに磁着した状態でカセットテーブル23とともに所定位置に下降せしめられる。従って、カセット10を構成する蓋体120は、外周支持部材251の開口251aを塞いだ状態で押し付け具252によって保持される。このため、装置ハウジング2内は外気と遮断された状態となる。
図示の実施形態における仮置きテーブル27は、テーブル基板271と、該テーブル基板271の両側面に装着された一対の支持部材272、272とからなっている。この一対の支持部材272、272は、上面にウエーハWを載置する段差部272a、272aが形成されており、この段差部272a、272aに開口する吸引孔272b、272bが設けられている。この吸引孔272b、272bは、図示しない吸引手段に連通されている。このように構成された仮置きテーブル27は、テーブル基板271の基端がウエーハ反転手段28の回動軸281に連結されている。このウエーハ反転手段28は、周知のロータリー式回動機構からなっており、回動軸281を180度回動する。なお、ウエーハ反転手段28は、上下方向に移動するエアーシリンダ29のピストンロッド291に連結されている。
上述したようにウエーハ搬出手段26のウエーハ保持部材261の一端部上面に吸引保持されたウエーハWは、Y軸方向移動手段263によって図7に示すウエーハ受け取り位置に位置付けられた仮置きテーブル27の直上に搬送される。このとき、カセットテーブル昇降手段24を作動してカセットテーブル23を更に下方に位置に位置付けておく。次に、移動ブロック262に配設された上下方向に移動可能な支持手段262aを作動してウエーハ保持部材261を下降させ、図9に示すようにウエーハ搬出手段26を構成するウエーハ保持部材261の一端部上面に吸引保持されたウエーハWの裏面(下面)を仮置きテーブル27を構成する一対の支持部材272、272の段差部272a、272aに載置する。そして、ウエーハ保持部材261による吸引保持を解除するとともに、仮置きテーブル27に連通する吸引手段を作動することにより、仮置きテーブル27の一対の支持部材272、272によってウエーハWの裏面(下面)を吸引保持する。このようにして仮置きテーブル27の一対の支持部材272、272によってウエーハWの裏面(下面)を吸引保持したならば、ウエーハ反転手段28を作動し仮置きテーブル27を図7において2点鎖線で示すように180度回動して反転位置に位置付ける。この結果、仮置きテーブル27の一対の支持部材272、272によって吸引保持されているウエーハWが表面を下側にして位置付けられる。なお、このように仮置きテーブル27が180度回動して反転位置に位置付けられたウエーハWは、後述するウエーハ搬出入領域に位置付けられたチャックテーブルの直上に位置付けられることになる。
チャックテーブル機構3は、上記ウエーハ反転手段28によって反転されたウエーハWを受け取り吸引保持するチャックテーブル31と、該チャックテーブル31を図2に示すウエーハ搬出入領域と後述する研削領域とに移動せしめるチャックテーブル移動手段32を具備している。チャックテーブル31は、上面にポーラスセラミックスによって形成された吸着チャック311を備えており、この吸着チャック311が図示しない吸引手段に連通されている。このように構成されたチャックテーブル31は、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック311の上面である保持面に載置されたウエーハを吸引保持する。
図示の実施形態における研削手段4は、円筒状のハウジング41と、該ハウジング41に回転可能に支持された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の下端に連結されるマウンター43と、マウンター43の下面に取り付けられる研削ホイール44と、回転スピンドル42の下端に研削ホイール44が取り付けられたマウンター43を着脱可能に装着するチャック手段45と、上記ハウジング41の上端に配設され回転スピンドル42を回転駆動するサーボモータ46(図2参照)を具備している。
図示の実施形態における廃水収集手段5は、チャックテーブル31のX軸方向を覆う蛇腹手段51と、廃水を受け止める廃水パン52を具備している。蛇腹手段51は、図10の(a)および(b)に示すようにチャックテーブル31のX軸方向に見てチャックテーブル31の両側に配設された第1の蛇腹手段511および第2の蛇腹手段512を備えており、上記チャックテーブル移動手段32等を覆うように構成されている。
図12には、研削領域に位置付けられたチャックテーブル31に保持されたウエーハWと研削ホイール44を構成する研削砥石442および研削水噴射ノズル531の関係が示されている。図12に示すように、研削水噴射ノズル531は、研削領域に位置付けられたチャックテーブル31に保持されたウエーハWから離反した研削ホイール44を構成する研削砥石442に対向して配設されており、対向して位置付けられた研削砥石442に研削水を噴射する。このようにして、研削水噴射ノズル531と対向した位置に位置付けられた研削砥石442に噴射された研削水は、研削砥石442とともに回転してウエーハWとの研削加工部に搬送される。
図14に示す純水生成手段8は、上記廃水収集手段5の排水口527に配管81によって接続され廃水を収容する廃水貯水タンク82と、該廃水貯水タンク82に収容された廃水を送給する廃水送給ポンプ83を具備している。
図1に示す装置ハウジング2のウエーハ出入テーブル22に配設された蓋体取り外し手段25を構成する蓋体外周支持部材251の支持棚231b上に上記図3の(b)に示すようにウエーハWを収容したカセット10を構成する蓋体120の外周を載置する。そして、押し付け具252を作動して蓋体120を外周支持部材251の支持棚231bに押し付けて保持する。このとき、図2および図6の(a)に示すようにカセットテーブル昇降手段24を作動してカセットテーブル23の上部が蓋体外周支持部材251の開口251aと嵌合する位置に位置付ける。従って、カセットテーブル23の上面がカセット10を構成する容器110の下面と接触する状態となる。この状態においては、上述した図6の(a)に示すようにカセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cの上面にカセット10を構成する容器110に装着された強磁性体ピン111b、111bの下面が磁着される。そして、上述したようにカセットテーブル昇降手段24を作動してカセットテーブル23を所定量降下せしめる。この結果、上述したように蓋体120に装着された第1の永久磁石121b、121bと容器110に装着された強磁性体ピン111b、111bとの磁着が外れて、図6の(d)に示すように強磁性体ピン111b、111bがカセットテーブル23に配設された第2の永久磁石231c、231cに磁着した状態で容器110のみがカセットテーブル23とともに所定位置に下降せしめられる。一方、カセット10を構成する蓋体120は、外周支持部材251の開口251aを塞いだ状態で押し付け具252によって保持されている。このため、装置ハウジング2内は外気と遮断された状態が維持される。
以上のように、上述した研削装置においては、小径のウエーハを効率よく所望の厚みに研削することができる。
22:ウエーハ出入テーブル
23:カセットテーブル
24:カセットテーブル昇降手段
25:蓋体取り外し手段
251:外周支持部材
252:押し付け具
26:ウエーハ搬出手段
261:ウエーハ保持部材
27:仮置きテーブル
28:ウエーハ反転手段
3:チャックテーブル機構
31:チャックテーブル
32:チャックテーブル移動手段
4:研削手段
42:回転スピンドル
43:マウンター
44:研削ホイール
45:チャック手段
46:サーボモータ
47:研削送り手段
5:廃水収集手段
51:蛇腹手段
52:廃水パン
53:研削水供給手段
531:研削水噴射ノズル
6:厚み検出手段
7:洗浄手段
71:ドーム部材
73:洗浄水供給手段
74:エアー供給手段
8:純水生成手段
82:廃水貯水タンク
84:廃水濾過手段
85:清水貯水タンク
86:セラミックフィルター
87:紫外線照射手段
88:イオン交換手段
89:超フィルター
90:純水供給タンク
10:カセット
110:容器
120:蓋体
W:半導体ウエーハ
Claims (10)
- ウエーハを収容する容器と該容器を閉塞する蓋体とから構成されたカセットに収容されたウエーハを研削する研削装置であって、
該カセットが載置されるカセットテーブルと、
該カセットテーブルに載置された該カセットから該蓋体を取り外し該容器のみを該カセットテーブルに残存させる蓋体取り外し手段と、
該カセットテーブルを昇降するカセットテーブル昇降手段と、
該カセットテーブル昇降手段によって下降された該カセットテーブルに載置された該カセットの該容器からウエーハを搬出するウエーハ搬出手段と、
該ウエーハ搬出手段によって搬出されたウエーハを仮置きする仮置きテーブルと、
該仮置きテーブルに仮置きされたウエーハを反転するウエーハ反転手段と、
該ウエーハ反転手段によって反転されたウエーハをウエーハ搬出入領域において受け取り吸引保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルを該ウエーハ搬出入領域から研削領域に移動するチャックテーブル移動手段と、
該研削領域に配設され該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石を環状に装着したホイール基台を備えた研削ホイールを具備する研削手段と、
該研削ホイールの該研削砥石に研削水を供給する水供給源を含む研削水供給手段と、
該研削水供給手段によって研削水を供給しつつ該研削手段によってウエーハを研削することによって発生する廃水を収集する廃水収集手段と、
該チャックテーブルに保持された研削加工後のウエーハを洗浄する洗浄手段と、を具備している、
ことを特徴とする研削装置。 - 該洗浄手段は、該チャックテーブルに保持されたウエーハを覆うドームと、該ドームを昇降させるドーム昇降手段と、該ドームの内側に配設されウエーハに洗浄水を噴射する洗浄水噴射ノズルとを具備している、請求項1記載の研削装置。
- 該洗浄手段は、水供給源を含む洗浄水供給手段によって供給される洗浄水とエアー供給源を含むエアー供給手段によって供給されるエアーを混合した2流体を該洗浄水噴射ノズルからウエーハに噴射する、請求項2記載の研削装置。
- 該洗浄手段は、該チャックテーブルに保持されたウエーハを洗浄した後、該洗浄水供給手段を停止して該エアー供給手段を作動することにより、該洗浄水噴射ノズルからエアーのみを噴射してウエーハを乾燥する、請求項3記載の研削装置。
- 該研削水供給手段の水供給源と該洗浄水供給手段の水供給源は、共通の水供給タンクからなっており、
該廃水収集手段によって収集された廃水を純水に生成し該水供給タンクに戻す純水生成手段を具備している、請求項1記載の研削装置。 - 該洗純水生成手段は、廃水を濾過するフィルターと、該フィルターによって濾過された清水を更に濾過するセラミックフィルターと、清水を殺菌する紫外線照射手段と、清水からイオンを除去して純水を生成するイオン交換樹脂と、イオンが除去された純水を更に濾過する超フィルターとを具備し、該超フィルターによって濾過された純水を該水供給タンクに戻す、請求項5記載の研削装置。
- 該研削水供給手段は、該研削領域に位置付けられた該チャックテーブルに隣接して配設され、該チャックテーブルに保持されたウエーハから離反した該研削砥石に向けて研削水を噴射する研削水噴射ノズルを備えている、請求項1記載の研削装置。
- 研削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルを駆動するモータと、該回転スピンドルを回転支持するハウジングと、該回転スピンドルに取り付けられ該研削ホイールを装着するマウンターと、該マウンターに該研削ホイールを固定する締結ナットと、該マウンターを該回転スピンドルに装着するチャック手段とから構成され、
該マウンターは、該研削ホイールを構成する該ホイール基台を下面に支持するフランジ部と、該フランジ部の下面に突出して形成され該ホイール基台の中央部に形成された開口に嵌合する外周面に雄ネジを備えたボス部と、該フランジ部の上面中央部に突出して形成されたシャンクとから構成されており、
該マウンターの該ボス部に該ホイール基台の中央部に形成された開口に嵌合し該ボス部の外周面に形成された雄ネジに該締結ナットを螺合することにより該マウンターを構成する該フランジ部の下面に該ホイール基台を固定するとともに、該シャンクを該チャック手段によってチャックすることにより該マウンターを該回転スピンドルに装着する、請求項1記載の研削装置。 - 該チャックテーブルに保持されたウエーハの厚みを検出する厚み検出手段を備えている、請求項1記載の研削装置。
- 該カセットの該蓋体には第1の磁石が配設されるとともに該容器には該第1の磁石が磁着する強磁性体が配設され、該第1の磁石と該強磁性体との磁着によって該カセット内は外気と遮断され密閉空間となっており、
該蓋体取り外し手段は、該カセットテーブル昇降手段によって上昇されたカセットテーブルを囲繞し該蓋体の外周を支持する蓋体外周支持部材と、該カセットテーブルの載置されたカセットの蓋体を押し付ける押し付け具と、該カセットテーブルの上面に進退可能に配設された該第1の磁石より磁着力が大きい第2の磁石とから構成され、
該カセットテーブル昇降手段によって該カセットテーブルが下降される際に、カセットの容器は該第2の磁石に磁着して該カセットテーブルとともに下降して該蓋体外周支持部に該蓋体を残留させて取り外す、請求項1記載の研削装置。
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