JP2017001164A

JP2017001164A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2017001164A
Application number: JP2015120411A
Authority: JP
Inventors: ペキヤデヤン; Pekija Degen
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-01-05

Abstract

【課題】清掃の作業性を高めた研磨装置を提供する。【解決手段】チャックテーブル（２０）及び研磨手段（３２）を覆い、研磨加工で発生する粉塵の飛散を防ぐカバー手段（５２）と、カバー手段に設けられた排気口（６２）にカバー手段の外部から接続する排気ダクト（６４）及び排気ダクトを介して排気口に接続する吸引源（６６）を有し、研磨加工中にカバー手段の内部の粉塵を含む空気を吸引してカバー手段の外部に排出する吸引手段と、吸引手段に対して着脱可能に接続され、研磨加工停止中にカバー手段の内部で堆積した粉塵を除去する吸引掃除ユニット（７０）と、を備え、吸引掃除ユニットは、フレキシブルホース（７２）と、フレキシブルホースの一端に設けられ、カバー手段の内部から排気口に着脱可能に接続される接続部（７４）と、フレキシブルホースの他端に設けられ、排気口より小さい開口（７６ａ）を有する吸引部（７６）と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、板状の被加工物を乾式研磨する研磨装置に関する。

小型軽量なデバイスチップを製造するため、シリコン等の半導体材料でなるウェーハを１００μｍ以下の厚みにまで薄く加工する機会が増えている。例えば、研削用の砥石が固定された円盤状の研削ホイールを回転させてウェーハの被加工面に接触させることで、ウェーハを研削して薄くできる。

ところで、上述のような研削によってウェーハを薄くすると、被加工面に研削歪やマイクロクラックが形成されて、デバイスチップの抗折強度は低下してしまう。そこで、ウェーハを研削した後には、被加工面を研磨することで、研削歪やマイクロクラックを除去してデバイスチップの抗折強度を高めている。

ウェーハの研磨には、スラリー等の研磨液を使用する湿式研磨の他、研磨液を使用しない乾式研磨が採用されることもある。乾式研磨では、発生する粉塵が飛散し易いので、ウェーハを保持するチャックテーブルや研磨ユニット等をカバーで覆った研磨装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１１１８号公報

上述したカバーは、例えば、排気ダクトを介して吸引源に接続されており、研磨によって発生する粉塵の大部分は空気と共にカバーの外部へと排出される。ところが、この研磨装置では、発生する粉塵の全てを完全に排出することはできず、カバーの内部には残存した粉塵が徐々に堆積していく。

そのため、定期的にカバーの内部を清掃する必要がある。しかしながら、この研磨装置では、オペレータの手作業によって実施される清掃の作業性が必ずしも良いとは言えなかった。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、清掃の作業性を高めた研磨装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物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被加工物を乾式研磨する研磨パッドを有する研磨手段と、を備える研磨装置であって、該チャックテーブル及び該研磨手段を覆い、研磨加工で発生する粉塵の飛散を防ぐカバー手段と、該カバー手段に設けられた排気口に該カバー手段の外部から接続する排気ダクト及び該排気ダクトを介して該排気口に接続する吸引源を有し、研磨加工中に該カバー手段の内部の粉塵を含む空気を吸引して該カバー手段の外部に排出する吸引手段と、該吸引手段に対して着脱可能に接続され、研磨加工停止中に該カバー手段の内部で堆積した粉塵を除去する吸引掃除ユニットと、を備え、該吸引掃除ユニットは、フレキシブルホースと、該フレキシブルホースの一端に設けられ、該カバー手段の内部から該排気口に着脱可能に接続される接続部と、該フレキシブルホースの他端に設けられ、該排気口より小さい開口を有する吸引部と、を有することを特徴とする研磨装置が提供される。

本発明に係る研磨装置は、フレキシブルホースと、フレキシブルホースの一端に設けられ、カバー手段の内部から排気口に着脱可能に接続される接続部と、フレキシブルホースの他端に設けられた吸引部と、を有する吸引掃除ユニットを備えるので、外部の掃除機等を用いることなくカバー手段の内部を清掃できる。

また、本発明に係る研磨装置では、吸引掃除ユニットの吸引部に排気口より小さい開口を設けているので、開口の近傍で空気の流速を高めて強い吸引力を得ることができる。よって、カバー手段の内部で堆積した粉塵を強力に除去できる。このように、本発明によれば、清掃の作業性を高めた研磨装置を提供できる。

研磨装置の構成例を模式的に示す斜視図である。カバーの構造等を模式的に示す断面図である。吸引掃除ユニットがカバーの内部から排気管に装着される様子を模式的に示す斜視図である。吸引掃除ユニットでカバーの内部を清掃する様子を模式的に示す斜視図である。変形例に係る吸引掃除ユニットの構成例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研磨装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る研磨装置２は、各構成要素が搭載される直方体状の基台４を備えている。基台４の後端には、上方に広がる壁状の支持構造６が設けられている。

基台４の上面前側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、板状の被加工物１１を搬送する搬送ユニット８が設けられている。被加工物１１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハや樹脂基板、セラミックス基板等である。ただし、他の基板を被加工物１１としても良い。

開口４ａの側方の領域には、被加工物１１を収容するカセット１０ａ，１０ｂが載せられる。カセット１０ａが載せられる領域の後方には、アライメント機構１２が設けられている。アライメント機構１２は、例えば、カセット１０ａから搬送ユニット８で搬送された被加工物１１の中心の位置を調整する。

アライメント機構１２の後方には、被加工物１１を保持して旋回する搬入ユニット１４が設けられている。搬入ユニット１４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１６、Ｘ軸移動テーブル１６をＸ軸方向（前後方向）に移動させるＸ軸移動ユニット（不図示）、及びＸ軸移動ユニットを覆う防塵防滴カバー１８が配置されている。

Ｘ軸移動ユニットは、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１６がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル１６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、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により、Ｘ軸移動テーブル１６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１６の上面には、被加工物１１を吸引、保持するチャックテーブル２０が設けられている。

チャックテーブル２０は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２０は、上述のＸ軸移動ユニットにより、被加工物１１が搬入、搬出される前方の搬入搬出領域と、被加工物１１が研磨される後方の研磨領域との間を移動する。

チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を吸引、保持する保持面となっている。この保持面は、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）に接続されている。搬入ユニット１４でチャックテーブル２０に搬入された被加工物１１は、保持面に作用する吸引源の負圧で吸引、保持される。

支持構造６の前面には、Ｚ軸移動ユニット２２が設けられている。Ｚ軸移動ユニット２２は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２４を備えており、このＺ軸ガイドレール２４には、Ｚ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２４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を回転させることにより、Ｚ軸移動プレート２６はＺ軸ガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート２６の前面（表面）には、被加工物１１を研磨する研磨ユニット（研磨手段）３２が設けられている。研磨ユニット３２は、Ｚ軸移動プレート２６に固定された筒状の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の内部には、回転軸となるスピンドル３６が収容されている。

スピンドルハウジング３４から露出するスピンドル３６の下端部には、円盤状のマウント３８が固定されており、このマウント３８の下面には、マウント３８と概ね同径の研磨パッド４０が装着されている。なお、本実施形態に係る研磨装置２では、スラリー等の研磨液を使用しない乾式研磨用の研磨パッド４０が使用される。

スピンドル３６の上端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研磨パッド４０は、回転駆動源から伝達される回転力で回転する。また、研磨パッド４０は、上述したＺ軸移動ユニット２２でチャックテーブル２０に保持された被加工物１１の上面（被研磨面）に押し当てられる。

搬入ユニット１４に隣接する位置には、被加工物１１を保持して旋回する搬出ユニット４２が設けられている。搬出ユニット４２の前方、かつ、カセット１０ｂが載せられる領域の後方には、研磨加工後の被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット４４が配置されている。

洗浄ユニット４４で洗浄された被加工物１１は、搬送ユニット８で搬送され、例えば、カセット１０ｂに収容される。開口４ａの前方には、研磨条件等を入力するための操作パネル４６が設置されている。

この研磨装置２で被加工物１１を研磨する際には、被加工物１１をチャックテーブル２０に吸引、保持させた状態で、チャックテーブル２０と研磨パッド４０とを相互に回転させて、被加工物１１の上面に研磨パッド４０を押し当てる。これにより、被加工物１１を研磨（乾式研磨）できる。なお、本実施形態に係る研磨装置２では、スラリー等の研磨液を使用しない。

上述のように、研磨パッド４０で被加工物１１を研磨（乾式研磨）すると、チャックテーブル２０や研磨パッド４０の周囲には粉塵が飛散し易い。そこで、本実施形態に係る研磨装置２の研磨領域には、チャックテーブル２０や研磨ユニット３２（研磨パッド４０）を覆うカバー（カバー手段）５２が設けられている。

図２は、カバー５２の構造等を模式的に示す断面図である。図２に示すように、カバー５２は、研磨領域を覆う本体５４と、本体５４の上部に形成された開口５４ａを閉じる蓋５６とで構成されている。蓋５６は、蝶番６０を介して本体５４に連結されており、本体５４に対して所定の角度範囲で回転する。

本体５４の側部には、本体５４を内外に貫通する筒状の排気管（排気口）６２が設けられている。この排気管６２には、カバー５２の外部から排気ダクト（吸引手段）６４の一端が接続されている。一方、排気ダクト６４の他端には、吸引源（吸引手段）６６（図１）が接続されている。すなわち、排気管６２のカバー５２より外側の部分には、排気ダクト６４を介して吸引源６６が接続されている。

吸引源６６は、吸引力の発生を制御する制御スイッチ６８を有している。この制御スイッチ６８を操作することで、吸引源６６で発生する吸引力を排気管６２に作用させることができる。被加工物１１の研磨加工中には、例えば、排気管６２のカバー５２より内側の部分をカバー５２の内部で露出させる。この状態で吸引源６６の吸引力を作用させれば、カバー５２の内部の粉塵を含む空気を排気ダクト６４及び吸引源６６で吸引してカバー５２の外部に排出できる。

一方、研磨加工の停止中には、排気管６２のカバー５２より内側の部分に吸引掃除ユニット７０を装着できる。図３は、吸引掃除ユニット７０が排気管６２に装着される様子を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、説明の便宜上、カバー５２を構成する構成要素の一部又は全部を省略している。

図２及び図３に示すように、吸引掃除ユニット７０は、樹脂等の材料で形成されたフレキシブルホース７２を有している。フレキシブルホース７２の一端には、カバー５２（本体５４）の内部から排気管６２に接続される接続部材（接続部）７４が設けられている。この接続部材７４は、排気管６２のカバー５２より内側の部分に対して着脱自在に構成されている。

フレキシブルホース７２の他端には、筒状の吸引部材（吸引部）７６が固定されている。吸引部材７６の先端面には、排気管６２の内径よりも小さい楕円状の開口７６ａが設けられている。この開口７６ａは、カバー５２の内部に堆積した粉塵等の異物を吸引する吸引口として機能する。

吸引掃除ユニット７０を排気管６２に装着する際には、カバー５２の蓋５６を開き、吸引掃除ユニット７０の接続部材７４をカバー５２の内部から排気管６２に接続する。この状態で吸引源６６を作動させることで、粉塵等の異物を吸引するための吸引力を開口７６ａに作用させることができる。

上述のように、開口７６ａは、排気管６２の内径よりも小さく形成されている。より詳細には、排気管６２の面積（断面積）よりも開口７６ａの面積（断面積）が小さくなっている。そのため、例えば、排気管６２の内径と同程度の大きさの開口を設ける場合等と比較して、開口７６ａの近傍で空気の流速を高めて強い吸引力を得ることができる。よって、カバー５２の内部で堆積した粉塵等の異物を強力に除去できる。

また、開口７６ａは、楕円状に形成されているので、真円状の開口を設ける場合等と比較して大きな異物を吸引することができる。このように、本実施形態に係る吸引掃除ユニット７０では、排気管６２の内径よりも小さい楕円状の開口７６ａを設けることで、吸引力と吸引できる異物のサイズとを両立させている。

図４は、吸引掃除ユニット７０でカバー５２の内部を清掃する様子を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、Ｘ軸移動テーブル１６やチャックテーブル２０に堆積した粉塵等の異物７８を吸引掃除ユニット７０で吸引することにより、カバー５２の内部を清掃できる。なお、この清掃の際には、スクレーパーやブラシ等を併用して、堆積している異物７８を除去しても良い。

以上のように、本実施形態に係る研磨装置２は、フレキシブルホース７２と、フレキシブルホース７２の一端に設けられ、カバー（カバー手段）５２の内部から排気管（排気口）６２に着脱可能に接続される接続部材（接続部）７４と、フレキシブルホース７２の他端に設けられた吸引部材（吸引部）７６と、を有する吸引掃除ユニット７０を備えるので、外部の掃除機等を用いることなくカバー５２の内部を清掃できる。

また、本実施形態に係る研磨装置２では、吸引掃除ユニット７０の吸引部材７６に排気管６２の内径より小さい開口７６ａを設けているので、開口７６ａの近傍で空気の流速を高めて強い吸引力を得ることができる。よって、カバー５２の内部で堆積した粉塵等の異物７８を強力に除去できる。このように、本実施形態によれば、清掃の作業性を高めた研磨装置２を提供できる。

なお、本発明は上記実施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、上記実施形態では、吸引掃除ユニット７０を構成するフレキシブルホース７２の他端に筒状の吸引部材（吸引部）７６を固定しているが、この吸引部材の形状、構造等は、任意に変更できる。

図５は、変形例に係る吸引掃除ユニットの構成例を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、変形例に係る吸引掃除ユニット８０は、樹脂等の材料で形成されたフレキシブルホース８２を有している。フレキシブルホース８２の一端には、カバー５２（本体５４）の内部から排気管６２に接続される接続部材（接続部）８４が設けられている。

フレキシブルホース８２の他端には、伸縮可能に構成された吸引部材（吸引部）８６が固定されている。この伸縮部材８６は、筒状の第１部材８８と、第１部材８８に挿入された筒状の第２部材９０と、第２部材９０に挿入された筒状の第３部材９２とで構成されている。

第１部材８８の基端側には、フレキシブルホース８２の他端が接続されている。一方、第３部材９２の先端面には、排気管６２の内径よりも小さい楕円状の開口９２ａが設けられている。この開口９２ａは、カバー５２の内部に堆積した粉塵等の異物を吸引する吸引口として機能する。

変形例に係る吸引掃除ユニット８０のように、伸縮可能に構成された吸引部材（吸引部）８６を用いることで、オペレータの手が届きにくい部分に堆積した粉塵等の異物７８を容易に除去できる。

また、スクレーパーやブラシ等の清掃用具を吸引部材として用いても良い。この場合、例えば、フレキシブルホースの他端に清掃用具の基端側を接続し、清掃用具の任意の部分（例えば、先端側）に吸引口として機能する開口を設ける。これにより、吸引部材（清掃用具）で清掃しながら粉塵等の異物７８を吸引できる。また、スクレーパーやブラシ等の清掃用具を別に用いる必要がないので、清掃の作業性が更に高まる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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研磨装置
４基台
４ａ，４ｂ開口
６支持構造
８搬送ユニット
１０ａ，１０ｂカセット
１２アライメント機構
１４搬入ユニット
１６Ｘ軸移動テーブル
１８防塵防滴カバー
２０チャックテーブル
２２Ｚ軸移動ユニット
２４Ｚ軸ガイドレール
２６Ｚ軸移動プレート
２８Ｚ軸ボールネジ
３０Ｚ軸パルスモータ
３２研磨ユニット（研磨手段）
３４スピンドルハウジング
３６スピンドル
３８マウント
４０研磨パッド
４２搬出ユニット
４４洗浄ユニット
４６操作パネル
５２カバー（カバー手段）
５４本体
５４ａ開口
５６蓋
６０蝶番
６２排気管（排気口）
６４排気ダクト（吸引手段）
６６吸引源（吸引手段）
６８制御スイッチ
７０吸引掃除ユニット
７２フレキシブルホース
７４接続部材（接続部）
７６吸引部材（吸引部）
７６ａ開口
８０吸引掃除ユニット
８２フレキシブルホース
８４接続部材（接続部）
８６吸引部材（吸引部）
８８第１部材
９０第２部材
９２第３部材
９２ａ開口
１１被加工物

Claims

被加工物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被加工物を乾式研磨する研磨パッドを有する研磨手段と、を備える研磨装置であって、
該チャックテーブル及び該研磨手段を覆い、研磨加工で発生する粉塵の飛散を防ぐカバー手段と、
該カバー手段に設けられた排気口に該カバー手段の外部から接続する排気ダクト及び該排気ダクトを介して該排気口に接続する吸引源を有し、研磨加工中に該カバー手段の内部の粉塵を含む空気を吸引して該カバー手段の外部に排出する吸引手段と、
該吸引手段に対して着脱可能に接続され、研磨加工停止中に該カバー手段の内部で堆積した粉塵を除去する吸引掃除ユニットと、を備え、
該吸引掃除ユニットは、
フレキシブルホースと、
該フレキシブルホースの一端に設けられ、該カバー手段の内部から該排気口に着脱可能に接続される接続部と、
該フレキシブルホースの他端に設けられ、該排気口より小さい開口を有する吸引部と、を有することを特徴とする研磨装置。