JP4131898B2 - 半導体製造装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子デバイス材料である被加工物に研磨部材で加工を施す半導体製造装置及びその製造方法に関するものであり、より具体的には半導体用の研磨装置及びその研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の半導体製造装置の要部を略示的に示した側面図である。
また、図９は、同じ従来の半導体製造装置の要部を略示的に示す斜視図である。
装置本体１０の機台には、テーブル１１の所定位置にチャックテーブル１２が配設され、チャックテーブル１２は、支持部材１３により支持されサーボモータ１４により回転可能に配設されている。
【０００３】
チャックテーブル１２には、被加工物として研磨加工に供せられる電子デバイス材料２がそのままの状態で載置され、適宜の吸引手段等によって吸着固定される構成になっている。
チャックテーブル１２の上部には、研磨手段が配設されている。
【０００４】
この研磨手段は、筒状の胴部１７と、胴部１７の上部に取り付けられたモータ１８と、モータ１８によって駆動され胴部１７から下方に突出したスピンドル１９と、スピンドル１９に取り付けられたホイール２０と、ホイール２０に着脱自在に取り付けられた研磨部材２１とから構成されている。
研磨部材２１として、例えば、砥石がある。
【０００５】
また、胴部１７は、テーブル１１から起立して設けた壁体２２に対して、上下動可能に取り付けられている。
壁体２２に縦方向に一対のレール２３が設けられ、レール２３に沿って上下動するスライド板２４が配設されている。
【０００６】
このスライド板２４に対し、胴部１７に取り付けられている支持板２５がボルト等の適宜の固定手段により固定され、スライド板２４の上下動によって研磨手段が上下動するように構成されている。
研磨手段を上下動させることによって、電子デバイス材料２をチャックテーブル１２に装着して、研磨工程後に、電子デバイス材料２をチャックテーブル１２から取り外すことになる。
【０００７】
このような構成の装置本体１０において、研磨手段である加工領域を囲むようにして、胴部１７の下方部分にはカバー３４が取り付けられ、カバー３４にはエアー供給用のホース３５の一端部が接続され、ホース３５の他端部には静電気除去装置（イオナイザー）３６が接続することもできる。
ここで、加工領域とは、加工時において、垂直方向には、胴部１７の下方でチャックテーブル１２を含み、胴部１７から突出したスピンドル１９、ホイール２０及び研磨部材２１が位置している部分であり、水平方向には、カバー３４で囲まれる部分のことである。
【０００８】
加工領域に静電気除去装置３６でイオン化されたエアーがホース３５を介して供給され、加工領域の雰囲気を全面的に除電するようもできる。
しかしながら、チャックテーブル１２にセットされた半導体電子デバイス材料２等を研磨部材２１で研磨した場合に、加工屑４０の大半は切削液と共にテーブル１１上を流れて除去されるが、周囲に飛び散ったり浮遊したりする加工屑４０の中には、カバー３４によって受け止められ付着する加工屑４１がある。
【０００９】
なぜならば、加工屑４１は、静電気によるものとは限らず、メカニカルな付着によるものが含まれているからである。
なお、加工屑４０、４１は、ここでは図示していない。
【００１０】
より具体的には、切削液によって湿った状態の加工屑４１の中には、カバー３４が垂直面であったとしても、微量ながらもメカニカル的に付着するものがある。
また、僅かながらでも一旦加工屑４０がカバー３４に付着すると、カバー３４に付着した加工屑４１をきっかけにして、さらに加工屑４１が蓄積されることになる。
【００１１】
図１０はカバー３４に対して、加工屑４１の蓄積が進行した状態を示す装置要部の断面図である。
図において、４２は加工屑４１の蓄積が進行した加工屑である。
【００１２】
このような従来の半導体製造装置が記載された文献としては、例えば、特開平１０−１５７９０号公報があり、そこには、電子デバイス材料の研磨加工方法が示されており、また、静電気除去手段によって加工屑の帯電を防ぐことで、加工屑の付着を防止する加工法について開示されているが、これではメカニカルな加工屑の付着に対処するのに充分ではない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
カバー３４に付着した加工屑４１、４２があると、電子デバイス材料２がチャックテーブル１２に載置される前の時点で、加工屑４１、４２が剥離してチャックテーブル１２上に飛散し、続いて電子デバイス材料２がチャックテーブル１２に載置されると、電子デバイス材料２とチャックテーブル１２が加工屑４２を挟み込んだ状態になることがある。
【００１４】
この状態で、研磨部材２１により電子デバイス材料２を研磨すると、電子デバイス材料２の一部に集中的に力が加わることとなり、電子デバイス材料２が欠けたり、割れたりするという問題点があった。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、加工屑の蓄積と剥離とに起因する被加工物の破損を防止できる半導体製造装置を提供することを目的とするものである。
また、この発明は、加工屑の蓄積と剥離とに起因する被加工物の破損を防止できる半導体製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体製造装置は、カバーの内壁に向かう方向に孔が形成され、かつ、当該内壁に向かって流体を供給する流体供給手段を備えるとともに、
前記流体供給手段は、流体供給源と、前記カバーの内壁に沿って設けられた環状の流体供給経路とを有し、
前記カバーの上部を除く内壁全体にわたって、その表面にサンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理を施すことによりぬれ性を有することを特徴とする。
【００２２】
この発明に係る半導体製造方法は、
被加工物と研磨部材とを囲むカバーをかける工程と、
前記カバーの内壁に沿って設けられた環状の流体供給経路に形成された前記内壁に向かう方向の孔から、当該内壁に向かって流体を供給する工程と、
サンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理が施されることで、ぬれ性を有するカバーの内壁に沿って、供給された流体が流れる工程と、
を含むことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１による半導体製造装置の要部を示す断面図である。
装置本体の機台には、テーブル１１の所定位置にチャックテーブル１２が配設されている。
チャックテーブル１２には、被加工物として研磨加工に供せられる電子デバイス材料２がそのままの状態で載置され、適宜の吸引手段等によって吸着固定される構成になっている。
【００２４】
電子デバイス材料２としては、より具体的には、例えば、シリコンウエハ、パイレックスガラスなどがある。
チャックテーブル１２の上部には、研磨手段が配設される。
この研磨手段は、筒状の胴部１７と、胴部１７の上部に取り付けられたモータ１８（図示せず）と、モータ１８によって駆動され胴部１７から下方に突出したスピンドル１９と、スピンドル１９に取り付けられたホイール２０と、ホイール２０に着脱自在に取り付けられた研磨部材２１とから構成されている。
【００２５】
この研磨手段によって、被加工物である電子デバイス材料２を研磨部材２１で研磨することができる。
なお、研磨部材２１として、例えば、砥石がある。
また、胴部１７は、テーブル１１から起立して設けた壁体に対して、上下動可能に取り付けられている。
【００２６】
壁体に縦方向に一対のレールが設けられ、レールに沿って上下動するスライド板が配設されている。
このスライド板に対し、胴部１７に取り付けられている支持板がボルト等の適宜の固定手段により固定され、スライド板の上下動によって研磨手段が上下動するように構成されている。
【００２７】
図において、３４は電子デバイス材料２等の被加工物と研磨部材２１を含む加工領域を囲むカバーである。
カバー３４の材質としては、例えば、アクリル、腐食に強いステンレスがある。
ここで、加工領域とは、加工時において、垂直方向には、胴部１７の下方でチャックテーブル１２を含み、胴部１７から突出したスピンドル１９、ホイール２０及び研磨部材２１が位置している部分であり、水平方向には、カバー３４で囲まれる部分のことである。
【００２８】
また、カバー３４は、研磨手段と一体となって上下動することで、電子デバイス材料２からなる被加工物と研磨部材２１とを囲むカバー３４をかけるカバー工程と、カバー３４を外すカバー外し工程とが行われる。
４４は流体供給源（全体は図示せず）と孔４５とを接続し、孔４５（次に述べる）に流体を導く、カバー３４の内壁に沿って設けた環状の流体供給経路である。
４５は流体供給経路４４にカバー３４の内壁に向かう方向に形成した孔であり、カバー３４の内壁に向かって流体が流出するためのものである。
孔４５は、カバー３４に近接して対向するように配設されている。
【００２９】
４６は流体供給源（全体は図示せず）と流体供給経路４４を繋ぐ流体配管であり、広義では流体供給源の一部をなすものである。
４３は、流体供給源、流体供給経路４４、及び孔４５からなる、カバー３４の内壁（加工側の側面）に流体を供給する流体供給手段である。
【００３０】
図２は、図１に示す半導体製造装置の要部を上方より見た平面図であり、左上方はそのカット図である。
図２において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
ここでは、孔４５として、複数の小孔とした場合を例として示している。
【００３１】
また、複数配設された孔４５の一部を示すのみとしたが、孔４５はカバー３４に沿うようにして、周上に亘り設けられている。
さらに、孔４５はカバー３４の内壁に対向するように設けられている。
また、流体経路４４も孔４５同様に、周上に亘り設けられている。
【００３２】
図３は、図１に示す半導体製造装置が被加工物に対して加工を施している状態を示す断面図である。
図３において、図１および図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００３３】
４７は流体供給手段４３によって、孔４５からカバー３４の加工領域側の面に向けて供給される流体が水膜状となっていることを示している水膜状流体である。
これは、カバー３４の内壁に沿って流体を流す流体供給工程である。
５０は飛び散った加工屑である。
【００３４】
加工屑５０はカバー３４に付着することなく水膜状流体４７によって、水膜状流体４７と共にカバー３４の内壁を流れ、さらにテーブル１１上を流れて、カバー３４の外部へと排出される。
このようにして、被加工物を研磨部材２１で研磨すると共に、カバー３４の内壁に向かって流体を供給し、カバー３４の内壁に沿って流れた流体をカバー３４の外部へ排出することになる。
【００３５】
ここで、カバー３４の内壁に沿って流れた流体をカバー３４の外部へ排出するのが、流体排出機構である。
従来からある研磨工程時に使用される切削液を排出する機構が、この流体排出機構を兼ね備えることができ、むしろ、別途流体排出機構を設けるより、従来の使用後の切削液を排出する機構が利用できる機構である。
流体供給工程で使用される流体、及び研磨工程で使用される切削液の具体例としては、純水、超純水等がある。
【００３６】
以上のように、構成された半導体製造装置では、チャックテーブル１２にセットされた電子デバイス材料２を研磨部材２１で研磨する時に、流体が流体配管４６を含めた流体供給源、流体供給経路４４を経て、孔４５からカバー３４の内壁に沿って流体を流し、カバー３４の外部へ流体を排出する。
【００３７】
孔４５からカバー３４の内壁に沿って流体を流す際には、カバー３４の内壁に沿って水膜状流体４７を形成する。
通常、流体供給手段に供給される流量が多いほど、孔４５からできる水膜状流体４７は扇状に広がろうとするので、より容易にカバー４３の内壁全体（カバー４３の内壁上部は除く）を水膜状流体４７で覆うことができる。
【００３８】
このため、孔４５は水膜状流体４７がカバー４３の内壁全体（カバー４３の内壁上部は除く）に広がり易いような形状のものである方がより適している。
【００３９】
図２では、孔４５は、複数の小孔である場合を主として示したが、孔４５は小孔に特定されるもではない。
例えば、流体の噴出口となる孔４５の先端の形状は、円周状に曲折した長楕円であっても、円周状に沿ったスリットであっても、水膜状流体４７を形成することができる。
【００４０】
また、孔４５は、必ずしも複数である必要はなく、一周する形のスリット形状であっても、水膜状流体４７を形成することができる。
また、孔４５が複数ある場合、必ずしも同じ形状である必要はない。
【００４１】
さらに、孔４５から放出されカバー３４の内壁に向けて供給される流体が、水膜状流体４７を形成しやすいように、カバー３４の内壁に向けて孔４５が適度に傾くことで、より水膜状流体４７を容易に形成することができる。
ここで、適度に傾くとは、流体がカバー３４の内壁にぶつかって跳ね返ることなく、流体の大半が水膜状流体４７を形成する角度のことを指している。
【００４２】
この傾きは、孔４５の形状（小孔、楕円状、スリット状など）、及び流体の流量にも依存するものである。
【００４３】
ところで、カバー４３の内壁で流体がはじかれる現象が発生すると、流体が扇状に広がることなく水膜状流体４７が形成されることになる。
よって、流体供給手段に供給される流量を必要以上に多くせずとも、例えば、孔４５を小数の小孔とした場合でも、カバー３４の内壁がぬれ性を有することで、流体がはじかれる現象を抑えることができるので、より効率的に扇状の水膜状流体４７を形成することができ、カバー４３の内壁全体（カバー４３の内壁上部は除く）を水膜状流体４７で覆うことができる。
【００４４】
ぬれ性は材質に依存するところがあるが、例えば、ステンレス製のカバー４３であれば、カバー４３の内壁にサンドブラストによる表面加工を施したり、ヤスリ処理によって表面を粗くしたりすることで、ぬれ性を向上させることができる。
ここで、ぬれ性の有無の判断基準としては、水膜状流体４７が跳ね返って形成されなかったり、水膜状になることなく粒状になったり、あるいは、例えば、孔４５が小孔である場合において水膜状流体４７が扇状に広がることなく直下に流れ落ちたりする場合をぬれ性を有していないとしている。
【００４５】
以上のようにして形成された水膜状流体４７によって、研磨工程で電子デバイス材料２と研磨部材２１とから周囲に飛び散る加工屑５０は、カバー３４の内壁にぶつかって蓄積されようとしても、その前に水膜状流体４７に衝突し、さらに水膜状流体４７に取り込まれ、水膜流体４７の流体と加工屑５０とが一緒にカバー４３の外部へと排出されることになる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態の半導体製造装置によれば、加工屑５０がカバー３４の内壁に蓄積して剥離することがないので、この加工屑５０に起因する電子デバイス材料２の欠け及び割れを防止することができる。
また、加工屑５０がカバー３４の内壁に蓄積して剥離することによる電子デバイス材料２の汚染を防止することができる。
【００４７】
なお、明細書全文に表れている構成要素の形容は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
例えば、一貫して研磨と表現しているが、研削を含むことは言うまでもない。
【００４８】
実施の形態２．
図４は、この発明を実施するための実施の形態２による半導体製造装置の要部を上方より見た平面図であり、左上方はそのカット図である。
図４において、図２と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００４９】
図４において、３４（ａ）と３４（ｂ）は、カバー３４を２分割したもので、カバー部品である。
カバー部品３４（ａ）とカバー部品３４（ｂ）とは、少なくとも一方は流体供給手段４３に着脱可能な状態で止められている。
【００５０】
着脱可能な状態で止める方法としては、例えば、カバー部品３４（ａ）とカバー部品３４（ｂ）とを流体供給手段４３にネジ止めをしたり、流体供給手段４３にフックを設けてカバー部品３４（ａ）とカバー部品３４（ｂ）とを引っかけたりする方法がある。
【００５１】
通常、カバー３４は円柱状（中空）の形状をしているので、カバー３４全体が一体構成であると、加工領域内部の保守点検を実施するには、カバー３４全体を持ち上げることが必要になる。
このようにして、カバー３４全体を持ち上げても、カバー３４の内側、内壁の状態を確認することは容易なことではない。
【００５２】
そこで、カバー３４を分割して、その一部が容易に取り外せるように構成することで、加工領域内部の保守点検性が向上することになる。
保守点検性の向上の具体例として、研磨部材２１の取り替えが容易になること、カバー３４の状態を直接目視で確認できることをあげることができる。
また、カバー３４を２分割する例をここでは示したが、さらに多数にカバー３４を分割する構成にしても、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、加工領域内部のメンテナンス（保守点検）ができれば良いのであって、複数に分割されたカバー３４の全てが着脱可能でなくても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
実施の形態３．
図５は、この発明を実施するための実施の形態３による半導体製造装置の要部を示す断面図である。
図６は、図５に示す半導体製造装置の要部を側面から見た側面図である。
図７は、図５に示す半導体製造装置の要部を上方から見た平面図である。
図５から図７において、図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。
【００５５】
図５から図７において、３４（ｃ）と３４（ｄ）とは、カバー３４を分割したもので、カバー部品である。
４９はカバー部品３４（ｃ）にネジ込むなどして設けられたピン状の部品である。
４８はカバー部品３４（ｄ）の上部に設けられたスリットである。
【００５６】
ピン状の部品４９をカバー部品３４（ｃ）にあるスリット４８を挿入することで、カバー部品３４（ｄ）は、固定されているカバー部品３４（ｃ）に、スリット４８とピン状の部品４９とを介して連結され、カバー３４としては一体でありながら、円周方向にスライドすることができる。
カバー部品３４（ｄ）をカバー部品３４（ｃ）に重なるようにスライドさせて、カバー３４を開けることができる。
【００５７】
具体的には、固定されているカバー部品３４（ｃ）に対して、円周方向にカバー部品３４（ｄ）がスライドできるので、研磨加工時にはカバー部品３４（ｄ）は閉じられ、メンテナンス時にはカバー部品３４（ｄ）を開いて保守点検を施することができ、保守点検性が向上する。
【００５８】
なお、スリット４８を固定されているカバー部品３４（ｃ）側に設けた構成を示したが、カバー部品３４（ｄ）側に設ける構成としても、同様の効果が得られる。
また、カバー部品３４（ｄ）が円周方向にスライドする例を示したが、カバー部品３４（ｄ）を垂直方向にスライドさせる構成にしても、同様の効果が得られる。
【００５９】
例えば、カバー部品３４（ｄ）の円周方向の両端側にピン状の部品４９を設け、カバー部品３４（ｃ）の円周方向の両端側にスリット４８を垂直方向に設けることで実現できる。
また、カバー３４を２分割する例を示したが、さらに多数にカバー３４を分割する構成にしても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体製造装置は、
カバーの上部を除く内壁全体にわたって、その表面にサンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理を施すことによりぬれ性を有するので、
カバー内壁に蓄積して剥離する加工屑に起因する電子デバイス材料の欠け及び割れを防止することができる。
【００６５】
この発明に係る半導体製造方法は、
被加工物と研磨部材とを囲むカバーをかける工程と、
前記カバーの内壁に沿って設けられた環状の流体供給経路に形成された前記内壁に向かう方向の孔から、当該内壁に向かって流体を供給する工程と、
サンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理が施されることで、ぬれ性を有するカバーの内壁に沿って、供給された流体が流れる工程とを含むので、
カバー内壁に蓄積して剥離する加工屑に起因する電子デバイス材料の欠け及び割れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図２】 実施の形態１の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図３】 実施の形態１の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図４】 実施の形態２の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図５】 実施の形態３の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図６】 実施の形態３の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図７】 実施の形態３の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図８】 従来の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図９】 従来の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【図１０】 従来の半導体製造装置及びその製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２ 電子デバイス材料 １０ 装置本体
１１ テーブル １２ チャックテーブル
１３ 支持部材 １４ サーボモータ
１７ 胴部 １８ モータ
１９ スピンドル ２０ ホイール
２１ 研磨部材 ２２ 壁体
２３ レール ２４ スライド板
２５ 支持板 ３４ カバー
３４（ａ） カバー部品 ３４（ｂ） カバー部品
３４（ｃ） カバー部品 ３４（ｄ） カバー部品
３５ ホース ３６ 静電気除去装置
４０ 加工屑 ４１ 加工屑
４２ 加工屑 ４３ 流体供給手段
４４ 流体供給経路 ４５ 孔
４６ 流体配管 ４７ 水膜状流体
４８ スリット ４９ ピン状の部品
５０ 加工屑

Claims (2)

1. 電子デバイス材料からなる被加工物を研磨する研磨部材と、
   前記被加工物と前記研磨部材とを囲むステンレス製カバーとを有するものであって、
   前記研磨部材によって前記被加工物を研磨する半導体製造装置において、
   前記カバーの内壁に向かう方向に孔が形成され、かつ、当該内壁に向かって流体を供給する流体供給手段を備えるとともに、
   前記流体供給手段は、流体供給源と、前記カバーの内壁に沿って設けられた環状の流体供給経路とを有し、
   前記カバーの内壁が、当該内壁上部を除く内壁全体にわたって、その表面にサンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理を施すことによりぬれ性を有することを特徴とする半導体製造装置。
2. 電子デバイス材料からなる被加工物を研磨部材によって研磨する工程において、
   前記被加工物と研磨部材とを囲むステンレス製カバーをかける工程と、
   前記カバーの内壁に沿って設けられた環状の流体供給経路に形成された前記内壁に向かう方向の孔から、当該内壁に向かって流体を供給する工程と、
   サンドブラスト処理もしくはヤスリによる粗面処理を施こすことによりぬれ性を有するカバーの内壁に沿って、供給された流体が流れる工程と、
   を含むことを特徴とする半導体製造方法。

Images