JP2022075141A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削装置において、保持面に研削屑を付着させず、新たなウェーハを均一厚に研削する。【解決手段】ウェーハを吸引保持する保持手段３は、ポーラス板３００と、ポーラス板３００を収容し保持面３０２以外の面を封止する枠体３０１と、保持面３０２を吸引源３８に連通する吸引路３７と、吸引路３７を開閉する吸引弁３６と、吸引路３７を大気開放する開放弁３５と、を備え、ウェーハ外周縁より外からウェーハ中央に向かう方向でウェーハ外周縁と保持面３０２との間にエアを噴射するノズル６０を備え、保持面３０２でウェーハを吸引保持する際は、開放弁３５を閉じ吸引弁３６を開き保持面３０２を吸引源３８に連通させ、吸引保持されているウェーハを保持面３０２から離間させる際は、吸引弁３６を閉じ開放弁３５を開き保持面３０２を大気開放させ、ノズル６０からウェーハ外周縁と保持面３０２との間にエアを噴射して進入させ、保持面３０２からウェーハを離間する研削装置１。【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を研削する研削装置に関する。

下記に示す特許文献１に開示されているように、チャックテーブルの保持面が吸引保持したウェーハを研削砥石で研削する研削装置は、ウェーハを保持面から離間させた後、保持面から流体を噴出させることによって保持面を洗浄して、研削加工中に保持面に吸着した研削屑を除去している。なお、保持面に吸引保持されていたウェーハを保持面から離間させる際は、保持面から流体を噴出させてウェーハと保持面との間に残存している真空吸着力を排除している。

特開２０１５－６０９２２号公報

しかし、流体を保持面から噴出させても、保持面に研削屑が残ることがあり、次に研削加工を施すウェーハを保持面で吸引保持した際に、保持面とウェーハとの間に研削屑が介在し、次のウェーハを研削すると研削屑があるところが部分的に高く位置付けられてより多く研削されて薄くなってしまうため、研削後のウェーハが均一な厚みでなくなるという問題がある。

よって、保持面で吸引保持したウェーハを研削する研削装置においては、保持面に研削屑を付着させないようにして、ウェーハを吸引保持した際に、ウェーハの下面と保持面との間に研削屑などの異物を介在させないようにすることで、異物が介在することにより研削後のウェーハが部分的に厚みが薄くなってしまうという現象を発生することを防ぎ、ウェーハを均一な厚みに研削するという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、保持面でウェーハを吸引保持する保持手段と、研削砥石で該保持面に吸引保持されたウェーハを研削する研削手段と、を備えた研削装置であって、該保持手段は、上面を該保持面とするポーラス板と、該保持面を露出させ該ポーラス板を収容し該ポーラス板の該保持面以外の面を封止する枠体と、該枠体を貫通し該保持面を吸引源に連通する吸引路と、該吸引路に配置され該吸引路を開閉する吸引弁と、該保持面と該吸引弁との間の該吸引路を大気開放する開放弁と、を備え、該保持面に吸引保持されたウェーハの外周縁より外側からウェーハの中央に向かう方向で、ウェーハの外周縁と該保持面との間にエアを噴射するエアノズルを備え、該研削砥石でウェーハを研削するために該保持面でウェーハを吸引保持する際は、該開放弁を閉じ該吸引弁を開き該保持面を該吸引源に連通させ、研削され吸引保持されているウェーハを該保持面から離間させる際は、該吸引弁を閉じ該開放弁を開き該保持面を大気開放させ、さらに該エアノズルからウェーハの外周縁と該保持面との間にエアを噴射させウェーハの下面と該保持面との間にエアを進入させ、該保持面からウェーハを離間させる研削装置である。

本発明に係る研削装置は、前記保持手段を洗浄する洗浄手段を備え、該洗浄手段は、該保持面の中央を着水点として洗浄水を供給する洗浄水ノズルと、該保持面で吸引保持していたウェーハの外周部分があった環状部分に接触して洗浄する洗浄具と、制御部と、を備え、該制御部は、該洗浄具を該環状部分に接触させて該環状部分を洗浄させる制御を行う接触制御部と、該洗浄水ノズルから洗浄水を供給させつつ該保持面を前記吸引源に連通させ該保持面から洗浄水を吸水させ前記ポーラス板を洗浄する制御を行う吸水制御部と、を備えると好ましい。

本発明に係る研削装置は、ウェーハを吸引保持する保持手段は、上面を保持面とするポーラス板と、保持面を露出させポーラス板を収容しポーラス板の保持面以外の面を封止する枠体と、枠体を貫通し保持面を吸引源に連通する吸引路と、吸引路に配置され吸引路を開閉する吸引弁と、保持面と吸引弁との間の吸引路を大気開放する開放弁と、を備え、保持面に吸引保持されたウェーハの外周縁より外側からウェーハの中央に向かう方向で、ウェーハの外周縁と保持面との間にエアを噴射するエアノズルを備えていることで、研削砥石でウェーハを研削するために保持面でウェーハを吸引保持する際は、開放弁を閉じ吸引弁を開き保持面を吸引源に連通させ、研削され吸引保持されているウェーハを保持面から離間させる際は、吸引弁を閉じ開放弁を開き保持面を大気開放させ、さらにエアノズルからウェーハの外周縁と保持面との間にエアを噴射させウェーハの下面と保持面との間にエアを進入させ、保持面からウェーハを離間させることが可能となる。即ち、従来は、研削したウェーハをチャックテーブルの保持面から離間させる際に、保持面から水とエアとの混合流体を噴出させ、保持面とウェーハとの間の真空吸着力を除去して、保持面からウェーハを離間させていた。しかし、混合流体を噴出させることによってポーラス板内に吸引していた研削屑を保持面から噴出させていたため、保持面に研削屑が突き刺さって残ることがあり、その保持面に突き刺さった研削屑によって、次に保持面が保持したウェーハを研削した場合に部分（研削屑が突き刺さった保持面に対応する部分）的に薄くなるという現象が発生していた。また、ウェーハの下面に保護テープを貼着してウェーハを例えば１０μｍに研削した際には、一部の薄くなった部分にクラック（結晶方位に沿って割れる十字クラック）が発生するという現象があった。対して、本発明に係る研削装置では、ウェーハの保持面からの離脱時に、保持面から流体を噴出させることをしないので、新たにウェーハを保持する保持面に研削屑が突き刺さっている状態を発生させることが無くなり、次に新たに保持面で保持したウェーハを部分的に薄く研削してしまうことが無くなる。

本発明に係る研削装置においては、保持手段を洗浄する洗浄手段を備え、洗浄手段は、保持面の中央を着水点として洗浄水を供給する洗浄水ノズルと、保持面で吸引保持していたウェーハの外周部分があった環状部分に接触して洗浄する洗浄具と、を備えることで、接触制御部による洗浄具の移動制御等によって洗浄具を保持手段の環状部分に接触させ該洗浄具に環状部分を洗浄させることができ、また、吸水制御部による制御の下で洗浄水ノズルから洗浄水を供給させつつ保持面を吸引源に連通させ保持面から洗浄水を吸水させポーラス板を洗浄できる。即ち、例えば、保持面にウェーハを吸引保持していない状態で、保持面から水を吸引させることによってポーラス板内に研削屑が貯まることを防止させ、経時による保持面の吸引力の低下を遅らせてポーラス板をより長い間使用可能とする。

研削装置の一例を示す全体斜視図である。 搬出手段及びエアノズルを説明する斜視図である。 保持手段のチャックテーブルに吸引保持されている研削後のウェーハを搬出手段で離間させるために、吸引弁を閉じ開放弁を開き保持面を大気開放させた状態を説明する側面図である。 エアノズルからウェーハの外周縁と保持面との間にエアを噴射させウェーハの下面と保持面との間にエアを進入させ、保持面からウェーハを離間させている状態を説明する側面図である。 洗浄具をウェーハの外周部分があった保持手段の環状部分に接触させて環状部分を洗浄させるとともに、洗浄水ノズルから洗浄水を供給させつつ保持面を吸引源に連通させ保持面から洗浄水を吸水させポーラス板を洗浄している状態を説明する側面図である。

図１に示す研削装置１は、保持手段３のチャックテーブル３０上に吸引保持されたウェーハ８０を研削手段１６によって研削加工する装置であり、研削装置１の装置ベース１０上の前方（－Ｙ方向側）は、保持手段３に対してウェーハ８０の着脱が行われる着脱領域１００であり、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、研削手段１６によって保持手段３のチャックテーブル３０上に吸引保持されたウェーハ８０の研削加工が行われる加工領域１０１である。
なお、本発明に係る研削装置は、研削装置１のような研削手段１６が１軸の研削装置に限定されるものではなく、粗研削手段と仕上げ研削手段とを備え、回転するターンテーブルでウェーハ８０を各研削手段の下方に位置づけ可能な２軸の研削装置等であってもよい。

ウェーハ８０は、例えば、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであるが、ガリウムヒ素、サファイア、セラミックス、樹脂、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。
ウェーハ８０の上側（＋Ｚ方向側）を向いている上面８０２は、研削が施される被研削面となる。上面８０２の反対面である下面８００には、例えば、格子状に区画された各領域にＩＣ等の図示しないデバイスがそれぞれ形成されている。下面８００は、例えば、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。なお、ウェーハ８０は、デバイスが形成されていないウェーハであってもよい。

装置ベース１０の－Ｙ方向側の正面には、第１のカセットステージ１５０及び第２のカセットステージ１５１が並べて設けられており、第１のカセットステージ１５０には加工前のウェーハ８０が棚状に複数枚収容される第１のカセット１５０１が載置され、第２のカセットステージ１５１には加工後のウェーハ８０が棚状に複数枚収容される第２のカセット１５１２が載置される。

第１のカセット１５０１の開口の後方には、第１のカセット１５０１から加工前のウェーハ８０を搬出するとともに加工後のウェーハ８０を第２のカセット１５１２に搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられ、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。位置合わせ手段１５３は、第１のカセット１５０１から搬出され仮置き領域１５２に載置されたウェーハ８０を、縮径する位置合わせピンで所定の位置に位置合わせ（センタリング）する。

位置合わせ手段１５３と隣接する位置には、吸引パッド等で構成されウェーハ８０を保持手段３のチャックテーブル３０に搬入する搬入手段１５４が配置されている。そして、搬入手段１５４の隣には、チャックテーブル３０からウェーハ８０を搬出する搬出手段２が配設されている。

図１、図２に示す搬出手段２は、水平方向に平行に延在しその先端の下面側に搬出パッド２０が装着されたアーム部２１と、軸方向がＺ軸方向でありアーム部２１を水平方向に旋回移動させる旋回軸部２２と、その下面でウェーハ８０を吸引保持する搬出パッド２０とを備えている。例えば、アーム部２１及び旋回軸部２２は、シリンダ機構等の昇降手段２３により上下動可能となっている。搬出手段２は、研削後のウェーハ８０の上面８０２を吸引保持し、図１に示すスピンナー洗浄機構１５６に搬送する。

図２、図３に示すように、例えばアーム部２１の先端側下面にウェーハ８０に接触時の衝撃を吸収するための図示しないスプリング及び固定ボルト２０５によって上面が取り付けられた搬出パッド２０は、その外形が平面視円形板状であり、ポーラス部材等からなりウェーハ８０を吸着する吸着部２００と、吸着部２００を支持する枠体２０１とを備える。
例えば、固定ボルト２０５が挿通されたアーム部２１の下面と枠体２０１の上面の間には、図示しないスプリングが配設されており、搬出パッド２０がウェーハ８０の上面８０２に接触した際に衝撃がウェーハ８０に加わらないように、また、エアによって搬出パッド２０によって吸引保持されたウェーハ８０が浮上可能なように、搬出パッド２０が固定ボルト２０５と共にアーム部２１に対して相対的に僅かに上方に移動可能となっている。なお、該図示しないスプリングは上記位置に配設されていなくてもよい。

例えば、図３に示すように、枠体２０１の上面から吸引パイプ２０４が貫通して吸着部２００に連通しており、吸引パイプ２０４の上端側は図示しない継手、及び可撓性を備える樹脂チューブ２０７等を介して吸引源２９に連通している。そして、吸引源２９が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部２００の露出面と枠体２０１の下面とで構成される吸着面２０２に伝達されることで、搬出パッド２０は吸着面２０２でウェーハ８０を吸引保持することができる。なお、搬出パッド２０は、ウェーハ８０の上面８０２の全面を吸引保持可能な大きさとなっているが、上面８０２の中央部分だけ吸引保持可能なウェーハ８０よりも小径の搬送パッドであってもよい。
例えば、図３に示すように、樹脂チューブ２０７には、吸引源２９と搬出パッド２０との連通と非連通とを切り換えるパッド側開閉弁２０８が配設されている。

図１に示すように搬出手段２と近接する位置には、搬出手段２により搬送された加工後のウェーハ８０を洗浄する枚葉式のスピンナー洗浄機構１５６が配置されている。スピンナー洗浄機構１５６は、スピンナーテーブル１５６１でウェーハ８０の下面８００を保持し、保持されたウェーハ８０の上方を旋回移動可能な旋回ノズル１５６２から、洗浄水をウェーハ８０の上面８０２に噴射して洗浄を行う。次いで、例えば、旋回ノズル１５６２からエアを噴出させてウェーハ８０を乾燥する。
スピンナー洗浄機構１５６により洗浄・乾燥されたウェーハ８０は、ロボット１５５により第２のカセット１５１２に搬入される。

搬入手段１５４によって搬送されてきたウェーハ８０を吸引保持する保持手段３は、例えば、図３に示すチャックテーブル３０と、チャックテーブル３０の枠体３０１を貫通し保持面３０２を真空発生装置等の吸引源３８に連通する吸引路３７と、吸引路３７に配置され吸引路３７を開閉する吸引弁３６と、を備えている。

図３に示す保持手段３を構成するチャックテーブル３０は、例えば外形が円形状であり、上面を該保持面３０２とするポーラス板３００と、保持面３０２を露出させポーラス板３００を収容しポーラス板３００の保持面３０２以外の面（側面及び下面）を封止する枠体３０１と、を備えている。

ポーラス板３００は、例えば、多孔質部材であるポーラスセラミックス、ポーラスメタル、多孔質ポリテトラフルオロエチレン、又はポーラスカーボン等で構成されており、その外形が円形状であり、その上面である保持面３０２は、保持面３０２の中心を頂点とし肉眼では目視できない程度の極めて緩やかな円錐面となっている。

枠体３０１は、例えば、ステンレス、若しくはアルミニウム合金、又はセラミックス等で構成されており、その外形が平面視円形に形成されている。枠体３０１の上面の外周側には所定の高さの環状壁が立設されており、環状壁の内側の領域はポーラス板３００が収容される凹状の収容部となっている。収容部の直径は、例えば、ポーラス板３００の直径よりも僅かに小さく設定されており、収容部にポーラス板３００が嵌合可能となっており、収容部の底面に塗られた接着剤によってポーラス板３００と枠体３０１とは一体になっている。また、枠体３０１の環状壁の上面とポーラス板３００の極めて緩やかな円錐面である保持面３０２とは面一につながっている。

図１に示すように、保持手段３のチャックテーブル３０は、カバー３９によって周囲を囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結されＹ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３９０の下に配設された電動スライダー等の図示しないＹ軸移動手段によって、装置ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能である。

図２に示すように、チャックテーブル３０は、ベアリング３３０を介してチャックテーブル３０の下方に配設されたテーブル基台３３によって支持されており、また、テーブル回転手段３２によって回転可能となっている。テーブル回転手段３２は、例えば、プーリ機構であり、チャックテーブル３０の下面に接続されチャックテーブル３０に対して垂直に延在する回転軸３２０を備えている。回転軸３２０を回転させる駆動源となるモータ３２１のシャフトには、主動プーリ３２２が取り付けられており、主動プーリ３２２には無端ベルト３２３が巻回されている。回転軸３２０には従動プーリ３２４が取り付けられており、無端ベルト３２３は、この従動プーリ３２４にも巻回されている。図２に示すモータ３２１が主動プーリ３２２を回転駆動することで、主動プーリ３２２の回転に伴って無端ベルト３２３が回動し、無端ベルト３２３が回動することで従動プーリ３２４及び回転軸３２０が回転する。

図３に示すように、枠体３０１の凹部の底面には、チャックテーブル３０の中心を中心として同心円状に吸引溝３０３が形成されている。さらに、吸引溝３０３の底面から枠体３０１の下面、さらに該下面から回転軸３２０にかけては、吸引路３７を構成する保持手段内部吸引路３７０が形成されている。該保持手段内部吸引路３７０は、回転軸３２０の下部側に配設されたロータリージョイント３７３、及び吸引路３７を構成する外部の吸引配管３７４を介して吸引源３８に連通している。ロータリージョイント３７３は、吸引源３８が生み出す吸引力を遺漏無く回転軸３２０内部の保持手段内部吸引路３７０に移送する。

例えば、吸引路３７を構成する該吸引配管３７４には、吸引路３７を開閉して吸引源３８と保持面３０２との連通と非連通とを切り換えるソレノイドバルブ等の吸引弁３６に加えて、吸引源３８が生み出しチャックテーブル３０の保持面３０２に伝達される吸引力の強弱を調整するための絞り弁３６８が配設されていてもよい。
保持面３０２と吸引弁３６との間の吸引路３７を構成する吸引配管３７４は、分岐して吸引路３７を大気開放するソレノイドバルブ等の開放弁３５につながっている。

図１、２に示すように、研削装置１は、チャックテーブル３０の保持面３０２に吸引保持されたウェーハ８０の外周縁より外側からウェーハ８０の中央に向かう方向で、ウェーハ８０の外周縁と保持面３０２との間にエアを噴射するエアノズル６０を備えている。本実施形態において、例えば側面視略Ｌ字状であるエアノズル６０は、搬出手段２のアーム部２１の側面に取り付けられており、その噴射口６０２は搬出パッド２０の外周縁よりも外側に位置付けされている。噴射口６０２から噴射させるエアの角度は、図示しない調整ネジによってエアノズル６０の先端側を図３の矢印Ａ方向に角度調整して変更可能となっている。また、例えば、アーム部２１を水平方向に伸縮可能な構成として、エアノズル６０と搬出パッド２０との水平方向における距離を調整可能としてもよい。
そして、図３に示すように、エアノズル６０には、コンプレッサー等からなり圧縮エアを送り出し可能なエア供給源６９が図示しない継手、エア配管６９８、エアノズル６０とエア供給源６９との連通又は非連通を切り換えるエア供給開閉弁６９７を介して接続されている。

エアノズル６０の配設位置はアーム部２１に限定されるものではない。例えば、曲がりエアノズルを、搬出パッド２０の枠体２０１の側面等に台座を介して配設されており、搬出パッド２０の吸着面２０２の外周縁よりも外側から吸着面側の斜め下方に向かってエアを噴射可能であってもよい。または、装置ベース１０上のウェーハ８０に位置付けされた搬出パッド２０の近傍となる位置に、逆さＬ字状のエアノズルを配設してもよい。

図１に示すように、装置ベース１０上の後方側（＋Ｙ方向側）には、コラム１０３が立設されており、コラム１０３の前面には、研削手段１６をＺ軸方向に加工送りするボールネジ機構等からなる研削送り手段１７が配設されている。

保持手段３のチャックテーブル３０に吸引保持されたウェーハ８０を研削する研削手段１６は、軸方向が保持面３０２に直交するＺ軸方向である回転軸１６０と、回転軸１６０を回転可能に支持するハウジング１６１と、回転軸１６０を回転駆動するモータ１６２と、回転軸１６０の下端に取り付けられたマウント１６３と、マウント１６３に着脱可能に接続された研削ホイール１６４とを備える。

研削ホイール１６４は、円環状のホイール基台１６４０と、略直方体形状の外形を備えホイール基台１６４０の下面に複数環状にセグメント配列された研削砥石１６４１とを備えている。なお、研削砥石１６４１は、研削砥石チップ間に間隔を空けないコンテニュアス配列であってもよい。

例えば、回転軸１６０の内部には、Ｚ軸方向に延びる図示しない研削水流路が形成されており、研削水供給手段から回転軸１６０に対して供給される研削水（例えば、純水）は、研削水流路の下端の開口から研削ホイール１６４に向かって斜め外側下方に噴出し、研削砥石１６４１とウェーハ８０との接触部位に到達する。

図１に示す研削装置１は、例えば、チャックテーブル３０の保持面３０２を洗浄する洗浄手段４を備えている。そして、洗浄手段４は、チャックテーブル３０の保持面３０２の中央を着水点として洗浄水を供給する洗浄水ノズル４４と、保持面３０２が吸引保持していたウェーハ８０の外周部分があった保持手段３の環状部分、即ち、本実施形態においては枠体３０１の環状の上面に接触して洗浄する洗浄具４２と、洗浄手段４の各種動作を制御する制御部４９（図５参照）と、を備えている。

図１に示すように、例えば、研削装置１の装置ベース１０上には、保持手段３の移動経路を跨ぐようにして、門型の支持ブリッジ１０５が立設されており、支持ブリッジ１０５の－Ｙ方向側の前面に洗浄具４２をＺ軸方向に昇降させる洗浄具昇降手段１０６が配設されている。

洗浄具昇降手段１０６は、例えば電動アクチュエータ又はエアアクチュエータ等で構成されており洗浄具昇降手段１０６のＺ軸方向に昇降するロッド１０６６の下端側には、洗浄具４２を軸方向がＺ軸方向であるスピンドル４２０を介して回転させる回転駆動力を生み出す洗浄モータ４２５が連結されている。

洗浄具４２は、例えば、平面視円形板状の洗浄砥石であり、スピンドル４２０の下端に着脱可能に取り付けられており、枠体３０１の環状の上面に付着した研削屑を削り落とすことができる。なお、洗浄具４２は洗浄砥石に限定されるものではなく、洗浄ブラシ、又は洗浄スポンジ等であってもよい。また、洗浄具４２は、直方体の洗浄砥石がスピンドル４２０を中心とした放射状に数本組み合わされたものであってもよい。

また、本実施形態における研削装置１は、チャックテーブル３０の保持面３０２の中央を着水点として洗浄水を供給する図５に示す洗浄水ノズル４４を備えている。洗浄水ノズル４４は、例えば、支持ブリッジ１０５の＋Ｙ方向側の背面に取り付けられた直進ノズルであり、その下端に形成された噴射口４４０はＹ軸方向に移動可能なチャックテーブル３０の中心の移動経路上方に位置している。洗浄水ノズル４４の上端側には、樹脂チューブ等を介して、ポンプ等からなり洗浄水として例えば純水を供給可能な洗浄水供給源４８が連通している。そして、上記洗浄水ノズル４４及び洗浄具４２によって、保持手段３のポーラス板３００、及び保持面３０２が吸引保持していたウェーハ８０の外周部分があった保持手段３の環状部分、即ち、本実施形態においては枠体３０１の環状の上面を洗浄する洗浄手段４が構成される。

洗浄手段４は、上記のように説明した洗浄手段４の各構成要素を制御可能な制御部４９を備えている。ＣＰＵ及びメモリ等の記憶媒体等で構成される制御部４９は、例えば、洗浄具昇降手段１０６や洗浄モータ４２５等に電気的に接続された接触制御部４９３、並びに洗浄水供給源４８、吸引弁３６、及び開放弁３５等に電気的に接続された吸水制御部４９４を備えている。例えば、接触制御部４９３による電気的な指令によって図１に示す洗浄具昇降手段１０６による洗浄具４２の昇降動作、洗浄具４２の回転動作等が制御され、吸水制御部４９４による電気的な指令で洗浄水供給源４８からの洗浄水の供給又は供給の停止、及び吸引弁３６や開放弁３５の開閉等が制御される。

例えば、吸引配管３７４には、吸引路３７内に流れるエアの負圧、換言すれば、ポーラス板３００によるウェーハ８０の吸着圧力を測定可能な圧力計３４が配設されている。該圧力計３４は、例えば、ポーラス板３００内部に許容量以上の研削屑が入り込み吸引力が低下したことを検出するために用いられてもよい。例えば、圧力計３４による測定情報は、制御部４９に送信される。
制御部４９の記憶媒体には、例えば、チャックテーブル３０の保持面３０２にウェーハ８０が載置されておらず、開放弁３５が閉じられ、吸引弁３６が開かれた状態で吸引源３８が吸引を行った場合の、吸引路３７内の負圧についての閾値が記憶されている。

以下に、図１に示す研削装置１において、保持手段３のチャックテーブル３０に保持されたウェーハ８０を研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。
まず、ウェーハ８０が第１のカセット１５０１からロボット１５５により１枚搬出され、ロボット１５５がウェーハ８０を仮置き領域１５２に搬送し、仮置き領域１５２において位置合わせ手段１５３によりウェーハ８０が所定の位置にセンタリングされる。

次いで、搬入手段１５４によりウェーハ８０が吸引保持されて、位置合わせ手段１５３からチャックテーブル３０にウェーハ８０が搬送されて、チャックテーブル３０の中心とウェーハ８０の中心とが略合致するように、ウェーハ８０が上面８０２を上に向けた状態で保持面３０２上に載置される。ウェーハ８０は、ポーラス板３００の保持面３０２全面を覆うとともに、その外周部分が僅かに枠体３０１の上面にも載った状態になる。

また、図３に示す開放弁３５が閉じられ、かつ、吸引弁３６が開かれた状態で、吸引源３８が生み出した吸引力が、吸引配管３７４、保持手段内部吸引路３７０、吸引溝３０３、及びポーラス板３００内部を通り保持面３０２に至り、チャックテーブル３０がウェーハ８０を吸引保持する。

次いで、ウェーハ８０を吸引保持した図１に示すチャックテーブル３０が、研削手段１６の下まで＋Ｙ方向へ移動し、研削砥石１６４１の回転中心がウェーハ８０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、研削砥石１６４１の回転軌跡がウェーハ８０の回転中心を通るようにチャックテーブル３０が位置づけされる。研削手段１６が研削送り手段１７により－Ｚ方向へと送られ、回転する研削砥石１６４１がウェーハ８０の上面８０２に当接することで研削が行われる。研削中は、チャックテーブル３０が回転するのに伴って、保持面３０２上に保持されたウェーハ８０も回転するので、研削砥石１６４１がウェーハ８０の上面８０２の全面の研削加工を行う。また、研削水が研削砥石１６４１とウェーハ８０との接触部位に対して供給され、接触部位が冷却されるとともに、接触部位に発生する研削屑が洗浄除去される。

仕上げ厚みまでウェーハ８０が研削されると、研削手段１６が上昇して、研削砥石１６４１をウェーハ８０の上面８０２から離間させて研削加工が終了する。そして、ウェーハ８０を保持したチャックテーブル３０が、図示しないＹ軸移動手段の制御の下で、搬出手段２の近傍まで移動する。

次いで、搬出手段２によって研削後のウェーハ８０がチャックテーブル３０から搬出される。具体的には、旋回軸部２２により、搬出パッド２０が水平方向に移動して、搬出パッド２０の中心がウェーハ８０の中心と略合致するように搬出パッド２０がウェーハ８０の上方に位置付けられる。また、図３に示すパッド側開閉弁２０８が開かれた状態で吸引源２９が作動することで、吸引源２９が生み出す吸引力が搬出パッド２０の吸着面２０２に伝達される。

さらに、図３に示す昇降手段２３によって、搬出パッド２０の吸着面２０２がウェーハ８０の上面８０２に接触する高さ位置まで搬出パッド２０が－Ｚ方向へと降下した後、該高さ位置で降下が停止する。そして、搬出パッド２０が、吸引力が伝達されている吸着面２０２でウェーハ８０の上面８０２を吸着する。

例えば、上記のように搬出パッド２０がウェーハ８０を吸着するのと並行して、又は吸着した後、保持手段３側においては、開放弁３５が開かれて、かつ、吸引弁３６が閉じられることで、吸引源３８が生み出す吸引力の保持面３０２への伝達が遮断されるとともに、保持面３０２が、開放弁３５、吸引配管３７４、保持手段内部吸引路３７０、及び吸引溝３０３を介して大気に開放された状態になる。吸引配管３７４が大気開放されることにより、保持面３０２とウェーハ８０の下面８００との間には真空吸着力が残存しない状態になる。しかし、保持面３０２とウェーハ８０の下面８００との間には研削水が浸入しているため研削水の表面張力により保持面３０２とウェーハ８０とが吸着された状態になっている。

図３に示すように、搬出パッド２０がウェーハ８０を吸着すると、アーム部２１に配設されているエアノズル６０がウェーハ８０の外周縁よりも外側で保持面３０２よりも上方の位置に位置付けられた状態になる。さらに、噴射口６０２から噴射させるエア６０４の到達点が保持面３０２とウェーハ８０の下面８００の外周縁との境になるように、エアノズル６０の角度調整が行われる。

そして、エア供給源６９が圧縮されたエア６０４をエアノズル６０に供給して、噴射口６０２から噴射されたエア６０４が保持面３０２とウェーハ８０下面８００の外周縁との境に到達して、該境から保持面３０２とウェーハ８０の下面８００との間にウェーハ８０の中央に向かうように進入していく。そして、保持面３０２と下面８００全面との間に生じている吸着力がエア６０４によって除去されていくと同時に、図４に示すように、該エア６０４によって（エア６０４が介在することによって）搬出パッド２０に吸引保持されているウェーハ８０が僅かに保持面３０２から浮き上がる。そして、所定時間エアノズル６０からエア６０４の噴射が行われ該吸着力が完全に排除された後、搬出パッド２０が昇降手段２３によって上昇して、ウェーハ８０が保持面３０２から破損事故を起こすこと無く離間する。
なお、エアノズル６０の代わりに水を噴射する水ノズル、または水とエアとの２流体を噴射する２流体ノズルを用いてもよい。水ノズルまたは２流体ノズルを用いる場合には、ウェーハ８０を吸引保持した搬出パッド２０を保持面３０２に平行に移動させ、保持面３０２より外にウェーハ８０を移動させ、水の表面張力により保持面３０２がウェーハ８０を吸着する吸着力を破壊した後、搬出パッド２０を上昇させて保持面３０２からウェーハ８０を離間させてもよい。

ウェーハ８０の上面８０２を吸引保持した搬出パッド２０が、旋回移動及び下降して、ウェーハ８０が図１に示すスピンナー洗浄機構１５６のスピンナーテーブル１５６１に搬入される。スピンナーテーブル１５６１で吸引保持されて回転するウェーハ８０の上面８０２が、旋回ノズル１５６２から噴射される洗浄水で洗浄された後、例えば、旋回ノズル１５６２からエアが噴射されてウェーハ８０が乾燥する。
その後、ロボット１５５がウェーハ８０を第２のカセット１５１２に搬送して収容する。

上記のように本発明に係る研削装置１は、ウェーハ８０を吸引保持する保持手段３は、上面を保持面３０２とするポーラス板３００と、保持面３０２を露出させポーラス板３００を収容しポーラス板３００の保持面３０２以外の面を封止する枠体３０１と、枠体３０１を貫通し保持面３０２を吸引源３８に連通する吸引路３７と、吸引路３７に配置され吸引路３７を開閉する吸引弁３６と、保持面３０２と吸引弁３６との間の吸引路３７を大気開放する開放弁３５と、を備え、保持面３０２に吸引保持されたウェーハ８０の外周縁より外側からウェーハ８０の中央に向かう方向で、ウェーハ８０の外周縁と保持面３０２との間にエアを噴射するエアノズル６０を備えていることで、研削砥石１６４１でウェーハ８０を研削するために保持面３０２でウェーハ８０を吸引保持する際は、開放弁３５を閉じ吸引弁３６を開き保持面３０２を吸引源３８に連通させ、研削され吸引保持されているウェーハ８０を保持面３０２から離間させる際は、吸引弁３６を閉じ開放弁３５を開き保持面３０２を大気開放させ、さらにエアノズル６０からウェーハ８０の外周縁と保持面３０２との間にエアを噴射させウェーハ８０の下面８００と保持面３０２との間にエアを進入させ、保持面３０２からウェーハ８０を離間させることが可能となる。即ち、従来は、研削したウェーハ８０をチャックテーブル３０の保持面３０２から離間させる際に、保持面３０２から水とエアとの混合流体を噴出させ、保持面３０２とウェーハ８０との間の真空吸着力を除去して、保持面３０２からウェーハ８０を離間させていた。しかし、混合流体を噴出させることによってポーラス板３００内に吸い込んでいた研削屑を保持面３０２から噴出させていたため、保持面３０２に研削屑が突き刺さって残ることがあり、その保持面３０２に突き刺さった研削屑によって、次に保持面３０２が保持した新たなウェーハ８０を研削した場合に部分（研削屑が突き刺さった保持面３０２に対応する部分）的に薄くなるという現象が発生していた。また、ウェーハ８０の下面８００に保護テープを貼着してウェーハ８０を例えば１０μｍに研削した際には、一部の薄くなった部分にクラック（結晶方位に沿って割れる十字クラック）が発生するという現象があった。対して、本発明に係る研削装置１では、ウェーハ８０の保持面３０２からの離脱時に、保持面３０２から流体を噴出させずとも吸着力（真空吸着力）を排除して破損事故を起こすことなく、ウェーハ８０を保持面３０２から離脱可能である。そのため、新たにウェーハ８０を保持する保持面３０２に研削屑が突き刺さっている状態を発生させることが無くなり、次に新たに保持面で保持したウェーハ８０を部分的に薄く研削してしまうことが無くなる。

研削装置１においては、第１のカセット１５０１に棚状に複数枚収容されているウェーハ８０に対する研削のスループットを向上させるために、例えば、一枚のウェーハ８０がチャックテーブル３０によって保持されて研削されている最中に、新たなウェーハ８０が第１のカセット１５０１からロボット１５５により引き出され、研削を行うためのウェーハ８０のセンタリング等が先に説明したのと同様に行われる。

しかし、チャックテーブル３０が新たなウェーハ８０を吸引保持していないタイミングは存在するので、例えばこのタイミングで、チャックテーブル３０のポーラス板３００内部及び前のウェーハ８０の外周部分があった保持手段３の環状部分、即ち、本実施形態においては主に枠体３０１の環状の上面の洗浄が、洗浄手段４によって実施される。なお、研削装置１のアイドリング時や、研削装置１を停止させる前段階の時点等でチャックテーブル３０のポーラス板３００等の洗浄を行ってもよい。

図３に示すように、保持手段３のチャックテーブル３０の保持面３０２をウェーハ８０の下面８００より僅かに小さい面積に設定している。即ち、保持面３０２の直径をウェーハ８０の直径よりも僅かに小さく設定している。そのため、チャックテーブル３０でウェーハ８０を吸引保持しても、枠体３０１の上面にかかるウェーハ８０の外周部分がリング状に吸引されていない状態になる。そして、例えば、ウェーハ８０が研削され薄くなるとウェーハ８０の外周部分が吸引保持されていないことで、回転する研削砥石１６４１から受ける押圧力でウェーハ８０の外周部分が持ち上げられ、外周部分が保持面３０２から離れることで隙間が形成され、研削屑が該隙間に進入し、ウェーハ８０の研削後に保持面３０２が吸引保持していたウェーハ８０の外周部分があった環状部分（本実施形態においては、主に枠体３０１の環状の上面）に研削屑が付着した状態になる。また、ポーラス板３００の内部にも発生した研削屑が入り込んだ状態になる。

例えば、ポーラス板３００内部に研削屑が許容量以上貯まってしまったことの認識は、圧力計３４の測定値によってなされてもよい。吸引路３７内の負圧は－（マイナス）の値で示される。即ち、例えば、チャックテーブル３０の保持面３０２にウェーハ８０が載置されておらず、開放弁３５が閉じられ、吸引弁３６が開かれた状態で吸引源３８が吸引を行った際に、保持面３０２は大気開放されているため、圧力計３４によって測定される吸引路３７内の負圧はポーラス板３００に研削屑があまり貯まっていなければ閾値よりマイナス方向に大きな値を示さないが、ポーラス板３００に研削屑が多く貯まっている場合には制御部４９の記憶媒体に記憶されている閾値をマイナス方向に超えてしまう。これによって、制御部４９はポーラス板３００内部に保持面３０２がウェーハ８０を保持する事ができなくなる許容量以上の研削屑が貯まっていることを判断できる。なお、作業者がポーラス板３００の点検を行って、研削屑の貯まりを判断してもよい。
また、上記のようにポーラス板３００に研削屑が貯まったと判断したら、作業者がチャックテーブル３０を交換してもよい。

このようにポーラス板３００の内部に研削屑が貯まるのを防止する為の、本洗浄においては、まず、ウェーハ８０を吸引保持していない図５に示すチャックテーブル３０が、洗浄手段４の洗浄水ノズル４４及び洗浄具４２の下までＹ軸方向へ移動して位置合わせが行われる。即ち、図５に示す例においては、洗浄水ノズル４４の噴射口４４０の下方にチャックテーブル３０の保持面３０２の中心が略合致し、また、チャックテーブル３０の－Ｙ方向側の枠体３０１の上面に洗浄具４２がかかるように位置合わせが行われる。なお、洗浄具４２は、ポーラス板３００の外周部分に僅かにかかってもよい。

また、図５に示すように、吸水制御部４９４の制御の下で、開放弁３５が閉じられ、かつ、吸引弁３６が開かれた状態となり、吸引源３８が生み出した吸引力が、吸引配管３７４、保持手段内部吸引路３７０、吸引溝３０３、及びポーラス板３００内部を通り保持面３０２に到達する。

接触制御部４９３による制御の下で、洗浄具昇降手段１０６が洗浄具４２を降下させて、チャックテーブル３０の－Ｙ方向側の枠体３０１の上面に洗浄具４２の下面を接触させて降下を停止させる。また、接触制御部４９３による制御の下で、洗浄モータ４２５が洗浄具４２を所定の回転速度で回転させる。さらに、吸水制御部４９４の制御の下で、洗浄水供給源４８から所定量の洗浄水４８９（純水）が保持面３０２の中央に向かって噴射される。

さらに、テーブル回転手段３２がチャックテーブル３０を回転させることで、遠心力によって洗浄水４８９が保持面３０２の外周側に向かって流れていき、大部分が保持面３０２全面からポーラス板３００の内部に入って行くとともに、一部が保持面３０２から枠体３０１の上面まで流れていく。

先に説明したウェーハ８０の研削において、保持面３０２で吸引保持していたウェーハ８０の外周部分があった保持手段３の環状部分である枠体３０１の上面に付着していた研削屑が、洗浄具４２によって削り落されていくとともに、洗浄水４８９によって洗浄されてチャックテーブル３０から流下して、研削屑を含んだ洗浄水４８９は図示しないウォータケースに排水される。

また、保持面３０２からポーラス板３００内部に吸い込まれた洗浄水４８９とともに、ポーラス板３００内部に留まっていた研削屑が、吸引溝３０３、保持手段内部吸引路３７０、吸引配管３７４を通り吸引源３８に吸引されることで、ポーラス板３００から留まっていた研削屑が除去される。

上記のように本発明に係る研削装置１においては、保持手段３を洗浄する洗浄手段４を備え、洗浄手段４は、保持面３０２の中央を着水点として洗浄水を供給する洗浄水ノズル４４と、保持面３０２で吸引保持していたウェーハ８０の外周部分があった保持手段３の環状部分（本実施形態においては、枠体３０１の上面）に接触して洗浄する洗浄具４２と、を備えることで、接触制御部４９３による洗浄具４２の移動制御等によって洗浄具４２を環状部分に接触させ該洗浄具４２で環状部分を洗浄することができ、また、吸水制御部４９４による制御の下で洗浄水ノズル４４から洗浄水を供給させつつ保持面３０２を吸引源３８に連通させ保持面３０２から洗浄水を吸水させポーラス板３００を洗浄することができる。即ち、例えば、保持面３０２でウェーハ８０を吸引保持していない状態で、保持面３０２から水を吸引させることによってポーラス板３００内に許容量を超えた研削屑が貯まることを防止させ、経時による保持面３０２の吸引力の低下を遅らせてポーラス板３００をより長い間使用可能とする。
なお、本発明に係る研削装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

８０：ウェーハ ８０２：ウェーハの上面 ８００：ウェーハの下面
１：研削装置 １０：装置ベース
１５０１：第１のカセット １５１２：第２のカセット １５５：ロボット
１５２：仮置き領域 １５３：位置合わせ手段
１５４：搬入手段 １５６：スピンナー洗浄機構
２：搬出手段
２０：搬出パッド ２１：アーム部 ２２：旋回軸部 ２３：昇降手段
１０３：コラム １６：研削手段 １６０：回転軸 １６４：研削ホイール １６４１：研削砥石 １７：研削送り手段
３：保持手段
３０：チャックテーブル ３００：ポーラス板 ３０２：保持面 ３０１：枠体
３０３：吸引溝
３２：テーブル回転手段（プーリ機構） ３２０：回転軸 ３３：テーブル基台
３８：吸引源
３７：吸引路 ３７０：保持手段内部吸引路 ３７３：ロータリージョイント ３７４：吸引配管 ３６：吸引弁 ３５：開放弁
６０：エアノズル ６０２：噴射口 ６９：エア供給源
４：洗浄手段 ４４：洗浄水ノズル ４８：洗浄水供給源
４９：制御部 ４９３：接触制御部 ４９４：吸水制御部

Claims (2)

1. 保持面でウェーハを吸引保持する保持手段と、研削砥石で該保持面に吸引保持されたウェーハを研削する研削手段と、を備えた研削装置であって、
   該保持手段は、上面を該保持面とするポーラス板と、該保持面を露出させ該ポーラス板を収容し該ポーラス板の該保持面以外の面を封止する枠体と、該枠体を貫通し該保持面を吸引源に連通する吸引路と、該吸引路に配置され該吸引路を開閉する吸引弁と、該保持面と該吸引弁との間の該吸引路を大気開放する開放弁と、を備え、
   該保持面に吸引保持されたウェーハの外周縁より外側からウェーハの中央に向かう方向で、ウェーハの外周縁と該保持面との間にエアを噴射するエアノズルを備え、
   該研削砥石でウェーハを研削するために該保持面でウェーハを吸引保持する際は、該開放弁を閉じ該吸引弁を開き該保持面を該吸引源に連通させ、
   研削され吸引保持されているウェーハを該保持面から離間させる際は、該吸引弁を閉じ該開放弁を開き該保持面を大気開放させ、さらに該エアノズルからウェーハの外周縁と該保持面との間にエアを噴射させウェーハの下面と該保持面との間にエアを進入させ、該保持面からウェーハを離間させる研削装置。
2. 前記保持手段を洗浄する洗浄手段を備え、
   該洗浄手段は、該保持面の中央を着水点として洗浄水を供給する洗浄水ノズルと、該保持面で吸引保持していたウェーハの外周部分があった環状部分に接触して洗浄する洗浄具と、制御部と、を備え、
   該制御部は、該洗浄具を該環状部分に接触させて該環状部分を洗浄させる制御を行う接触制御部と、該洗浄水ノズルから洗浄水を供給させつつ該保持面を前記吸引源に連通させ該保持面から洗浄水を吸水させ前記ポーラス板を洗浄する制御を行う吸水制御部と、を備える請求項１記載の研削装置。

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