JP2020136420A

JP2020136420A - 平面加工装置

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Publication number: JP2020136420A
Application number: JP2019026099A
Authority: JP
Inventors: 久倫吉越; Hisamichi Yoshikoshi
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-08-31
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: JP7294825B2

Abstract

【課題】板状部材を省スペースで保管でき、且つ板状部材を簡便に取り扱う平面加工装置を提供する。【解決手段】平面加工装置１は、平面加工装置１内に設けられて各種機器のメンテナンス又は検査に用いられるドレスボードや検査用ウェハである板状部材を収容するバッファユニット１２と、ドレスボードや検査用ウェハをバッファユニット１２と機器との間で搬送可能な搬送ロボット５と、を備えている。板状部材を収容するバッファユニット１２が平面加工装置１内に設けられていることにより、板状部材を装置外で保管するための保管スペースが不要となり、また、搬送ロボット５がバッファユニット１２から板状部材を取り出し、板状部材を機器にセット可能なことにより、オペレータが板状部材をセッティングする場合と比較して、板状部材を簡便に取り扱うことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェハを平面に研削又は研磨する平面加工装置に関するものである。

半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）を薄く平坦に研削する研削装置や研削後のウェハを研磨する研磨装置等の平面加工装置が知られている。

特許文献１記載のウェーハ平面加工装置１では、搬送ロボット２８が、カセット収容ステージ１４内に収容されたウェーハ２６を吸着保持して取り出してバックグラインダ１０に搬送する。また、搬送アーム６６は、研削後のウェーハ２６を吸着してシンク７０に搬送する。また、搬送アーム６６は、ウェーハ２６をバックグラインダ１０からマウント部１０８に搬送する。さらに、搬送ロボット１１８は、ウェーハ２６をマウント部１０８から保護テープ剥離部１１２に搬送する。なお、符号は特許文献１における符号である。

特開２００２−３４３７５６号公報

しかしながら、特許文献１記載の装置では、ドレスボードを用いてバックグラインダ１０のカップ型砥石５６、６４をドレッシングする場合や検査用ウェハを用いて各種装置に取り付けられたセンサが正常に動作するか否かを検査する場合には、オペレータが外部に設けられた保管場所からドレスボードや検査用ウェハ（以下、総じて「板状部材」という）を取り出して、チャックテーブル５４等の所定位置にセッティングする必要があり、板状部材の保管場所が必要な上、煩雑な作業でオペレーション時間が増えるという問題があった。

そこで、板状部材を省スペースで保管でき、且つ板状部材を簡便に取り扱うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る平面加工装置は、ワークを加工する平面加工装置であって、前記平面加工装置内に設けられ、前記平面加工装置を構成する機器のメンテナンス又は検査に用いられる板状部材を収容するバッファユニットと、前記板状部材を前記バッファユニットと前記機器との間で搬送可能な搬送ロボットと、を備えている。

この構成によれば、板状部材を収容するバッファユニットが平面加工装置内に設けられていることにより、板状部材を装置外で保管するための保管スペースが不要となり、また、搬送ロボットがバッファユニットから板状部材を取り出し、板状部材を機器にセット可能なことにより、オペレータが板状部材をセッティングする場合と比較して、板状部材を簡便に取り扱うことができる。

また、本発明に係る平面加工装置は、前記バッファユニットが、前記搬送ロボットがアクセス可能な開口が形成されたケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、前記板状部材を水平に支持可能な支持部材と、を備えているが好ましい。

この構成によれば、支持部材が板状部材を水平に保持することにより、搬送ロボットがバッファユニットから板状部材を容易に取り出すことができる。

また、本発明に係る平面加工装置は、前記バッファユニットが、側方から見て前記支持部材に対して垂直方向の上方で且つ前記開口側にオフセットして設けられ、前記板状部材の外周面に当接可能な飛び出し防止部材をさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、飛び出し防止部材は、支持部材に保持された板状部材がバッファユニットから飛び出すことを抑制することができる。

また、本発明に係る平面加工装置は、前記バッファユニットが、前記板状部材が前記支持部材上に載置されているか否かを検知するセンサをさらに備えていることが好ましい。

この構成によれば、板状部材が支持部材に載置されているか否か、即ち板状部材の在荷検知を行うことができる。

また、本発明に係る平面加工装置は、複数の前記支持部材が、前記ケーシング内に設けられた基準フレームに垂直方向に並設されていることが好ましい。

この構成によれば、複数の支持部材が基準フレームを介して垂直方向に並設されていることにより、一つの支持部材の位置を計測すれば、他の支持部材の位置も容易に把握可能なため、搬送ロボットに対して各支持部材の位置を記憶させる作業（ティーチング作業）を簡便に行うことができる。

本発明は、板状部材を収容するバッファユニットが平面加工装置内に設けられていることにより、板状部材を装置外で保管するための保管スペースが不要となり、また、搬送ロボットがバッファユニットから板状部材を取り出して機器にセット可能なことにより、オペレータが板状部材をセッティングする場合と比較して、板状部材を簡便に取り扱うことができる。

本発明の一実施形態に係る平面加工装置を模式的に示す平面図。バッファユニットを示す斜視図。図３に示すバッファユニットの平面図。図４に示すバッファユニットの一部を側方から視た側面図。他の実施例に係るバッファユニットを示す斜視図。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。

また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。

また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。

図１は、平面加工装置１の基本的構成を示す平面図である。平面加工装置１は、ウェハに対して研削加工及び研磨加工を連続して行うものである。なお、平面加工装置１は、研削及び研磨を行うものに限らず、研削又は研磨の何れか一方のみを行うものであっても構わない。

平面加工装置１には、プラットフォーム（ウェハ受け渡し）ステージＳＴ１、粗研削ステージＳＴ２、精研削ステージＳＴ３及び研磨ステージＳＴ４の４つのステージが設けられている。

平面加工装置１は、図１の紙面を反時計回りに回動可能なインデックステーブル２と、インデックステーブル２の回転軸を中心に同心円上で等間隔に離間して配置された４つのチャック３と、を備えている。インデックステーブル２が、９０°ずつステップ回転することにより、チャック３は、プラットフォームステージＳＴ１、粗研削ステージＳＴ２、精研削ステージＳＴ３、研磨ステージＳＴ４の順に移動する。

チャック３は、上面にアルミナ等の多孔質材料からなる図示しない吸着体が埋設されている。チャック３は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、チャック３に載置されたウェハがチャック３に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ウェハとチャック３との吸着が解除される。

プラットフォームステージＳＴ１には、ウェハアライメントユニット４と、図示しない搬送アームと、を備えている。ウェハアライメントユニット４には、搬送ロボット５によってロードポート６から取り出された研削前のウェハが載置されて、ウェハの位置出しが行われる。搬送アームは、位置出しされたウェハをウェハアライメントユニット４からチャック３に搬送する。

粗研削ステージＳＴ２には，図示しない粗研削砥石と、粗研削砥石送り機構７と、が設けられている。粗研削砥石には、例えば＃６００のカップ型砥石が用いられる。粗研削砥石送り機構７は、粗研削砥石を下端に取り付けるとともに粗研削砥石を回転可能に支持するスピンドル７ａと、スピンドル７ａを垂直方向に昇降させるスピンドル送り機構７ｂと、を備えている。

精研削ステージＳＴ３には、図示しない精研削砥石と、精研削砥石送り機構８と、が設けられている。精研削砥石には、例えば＃４０００のカップ型砥石が用いられる。精研削砥石送り機構８は、精研削砥石を下端に取り付けるとともに精研削砥石を回転可能に支持するスピンドル８ａと、スピンドル８ａを垂直方向に昇降させるスピンドル送り機構８ｂと、を備えている。

研磨ステージＳＴ４には、図示しない研磨ヘッドと、研磨ヘッド送り機構９と、が設けられている。研磨ヘッド送り機構９は、研磨ヘッドを下端に取り付けるとともに研磨ヘッドを回転可能に支持するスピンドル９ａと、スピンドル９ａを垂直方向に昇降させるスピンドル送り機構９ｂと、を備えている。

上述した各スピンドル送り機構は、公知の構成であり、例えば、スピンドルの移動方向を案内する複数のリニアガイドと、スピンドルを昇降させるボールネジスライダ機構と、で構成されている。

平面加工装置１は、洗浄ユニット１０を備えている。洗浄ユニット１０は、搬送ロボット５によってチャック３から搬送された研削・研磨後のウェハの表面（加工面）及び裏面（被加工面）を洗浄する。洗浄ユニット１０は、例えば、ウェハの周縁を３本又は４本のコマで支持しながら、ウェハの表面及び裏面に純水とミストから成る２流体ミストを吹き付けることにより洗浄を行う。洗浄後のウェハは、搬送ロボット５によってロードポート６に格納させる。

平面加工装置１の動作は、制御装置１１によって制御される。制御装置１１は、平面加工装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置１１は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御装置１１の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。

平面加工装置１内には、バッファユニット１２が設けられている。バッファユニット１２には、チャック３に取り付けられて各種砥石をドレッシングするドレスボードｗ１や各種装置に取り付けられたセンサが正常に動作するか否かを検査する検査用ウェハｗ２等の板状部材が収容されている。

バッファユニット１２は、ベース１２１と、ケーシング１２２と、を備えている。ケーシング１２２は、ベース１２１上に設けられ、内部に収容された板状部材を保護するものである。ケーシング１２２は、搬送ロボット５がアクセス可能な開口１２２ａを有している。

ベース１２１の外周には、３つの基準フレーム１２３が立設されている。なお、基準フレーム１２３の数は３つに限定されるものではない。基準フレーム１２３は、ベース１２１及びケーシング１２２にボルトで接合されている。

基準フレーム１２３の内周面には、支持部材１２４が水平方向に立設されている。垂直方向に隣り合う支持部材１２４は、搬送ロボット５がアクセス可能な程度に所定間隔を空けて設けられている。支持部材１２４は、円筒状に形成されており、その外周面において板状部材の下面を支持可能である。このように、板状部材は、３つの支持部材１２４上に載置されるため、搬送ロボット５は、板状部材をバッファユニット１２から容易に取り出すことができる。支持部材１２４の材質は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂である。

また、複数の支持部材１２４が、基準フレーム１２３を介して垂直方向に並設されていることにより、後述する図５に示す構成と比較して、一つの支持部材１２４の位置を計測すれば、その支持部材１２４の位置を基準として他の支持部材１２４の位置も容易に把握可能なため、搬送ロボット５に対して各支持部材１２４の位置を記憶させる作業（ティーチング作業）を簡便に行うことができる。

また、開口１２２ａ側に設けられた２つの基準フレーム１２３の内周面には、飛び出し防止部材１２５が水平方向に立設されている。複数の飛び出し防止部材１２５は、支持部材１２４に対して垂直方向にオフセットして所定の間隔を空けて設けられている。

具体的には、飛び出し防止部材１２５は、側方から見て支持部材１２４に対して板状部材の厚み分だけ垂直方向の上方に且つ開口１２２ａ側（図４中の紙面左上方向）に板状部材に干渉しない程度にオフセットして設けられている。飛び出し防止部材１２５の材質は、例えばＰＥＥＫ等の樹脂である。飛び出し防止部材１２５は、円筒状に形成されており、支持部材１２４に支持された板状部材がバッファユニット１２から飛び出すことを抑制可能である。

また、開口１２２ａに対向して配置された基準フレーム１２３には、在荷センサ１２６を設けられている。在荷センサ１２６は、例えば、透過光の有無で板状部材が支持部材１２４に支持された状態（在荷状態）か否かを検知するものである。

例えば、在荷センサ１２６は、各支持部材に対応するようにして基準フレーム１２３の内周面に設けられた側面から視てＵ字状のフランジ１２７の先端に取り付けられている。なお、図２、３に示すように、垂直方向に隣り合うフランジ１２７は、互いに干渉しないように水平方向にオフセットして配置されている。

また、バッファユニット１２は、上述した構成の他に、図５に示すような構成であっても構わない。図５に示すバッファユニット１２は、ケーシング１２２内に１枚の板状部材を収容するスロットＳが垂直方向に積層されている。各スロットＳは、スペーサ１２８を介して積層された仕切板１２９で区画されている。スペーサ１２８の高さは、搬送ロボット５がバッファユニット１２内にアクセス可能な空間を確保するように設定されている。

仕切板１２９は、平面から視てＵ字状に形成されている。仕切板１２９には、上述した支持部材１２４、飛び出し防止部材１２５及び在荷センサ１２６がそれぞれ取り付けられている。

すなわち、円柱状の支持部材１２４及び飛び出し防止部材１２５は、その軸方向を垂直方向に一致させた状態で仕切板１２９の上面に設けられている。なお、飛び出し防止部材１２５は、支持部材１２４よりも板状部材の厚み分だけ長く形成されている。

また、仕切板１２９の上面には、フランジ１２７が載置されており、フランジ１２７の先端に在荷センサ１２６が取り付けられている。このような構成のバッファユニット１２は、板状部材の収容枚数に応じてスロットＳの段数を増減することにより、バッファユニット１２の収容能力を調整することができる。

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

１・・・平面加工装置
２・・・インデックステーブル
３・・・チャック
４・・・ウェハアライメントユニット
５・・・搬送ロボット
６・・・ロードポート
７・・・粗研削砥石送り機構
８・・・精研削砥石送り機構
９・・・研磨ヘッド送り機構
１０・・・洗浄ユニット
１１・・・制御装置
１２・・・バッファユニット
１２１・・・ベース
１２２・・・ケーシング
１２２ａ・・・開口
１２３・・・基準フレーム
１２４・・・支持部材
１２５・・・飛び出し防止部材
１２６・・・在荷センサ
１２７・・・フランジ
１２８・・・スペーサ
１２９・・・仕切板
Ｓ・・・スロット
ｗ１・・・ドレスボード
ｗ２・・・検査用ウェハ

Claims

ワークを加工する平面加工装置であって、
前記平面加工装置内に設けられ、前記平面加工装置を構成する機器のメンテナンス又は検査に用いられる板状部材を収容するバッファユニットと、
前記板状部材を前記バッファユニットと前記機器との間で搬送可能な搬送ロボットと、
を備えていることを特徴とする平面加工装置。
前記バッファユニットは、
前記搬送ロボットがアクセス可能な開口が形成されたケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、前記板状部材を水平に支持可能な支持部材と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の平面加工装置。
前記バッファユニットは、側方から見て前記支持部材に対して垂直方向の上方で且つ前記開口側にオフセットして設けられ、前記板状部材の外周面に当接可能な飛び出し防止部材をさらに備えていることを特徴とする請求項２記載の平面加工装置。
前記バッファユニットは、前記板状部材が前記支持部材上に載置されているか否かを検知するセンサをさらに備えていることを特徴とする請求項２又は３記載の平面加工装置。
複数の前記支持部材が、前記ケーシング内に設けられた基準フレームに垂直方向に並設されていることを特徴とする請求項２から４の何れか１項記載の平面加工装置。