JP4755425B2

JP4755425B2 - ポ−ラスセラミック製チャックの洗浄方法およびその洗浄装置

Info

Publication number: JP4755425B2
Application number: JP2005046557A
Authority: JP
Inventors: 昌弘籾山
Original assignee: 株式会社岡本工作機械製作所
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: JP2006237108A

Description

本発明は、半導体基板の裏面研削装置に付属して設けられるチャック洗浄装置およびポ−ラスセラミック製チャックの洗浄方法に関する。詳しくは、ポ−ラスセラミック製チャック上に載置された半導体基板の裏面を研削し、この研削基板表面をブラシの回転と洗浄液の供給でブラシ洗浄を行い、この洗浄された裏面研削加工基板をポ−ラスセラミック製チャック上より取り去った後、このポ−ラスセラミック製チャック表面をブラシまたはセラミック竿で洗浄する方法、および、そのチャック洗浄をセラミック製竿とブラシを備えた１台の洗浄器具と洗浄液の供給機構とその数値制御装置よりなるチャック専用洗浄装置に関する。

半導体基板の裏面研削装置において、ポ−ラスセラミック製チャック上に載置された半導体基板の裏面を研削し、この裏面研削された基板表面に洗浄液を吹き付けて基板を洗浄し、研削基板を取り去ったポ−ラスセラミック製チャック表面に洗浄液を供給しながら回転軸に放射状に支持された複数のセラミック製竿をチャックに接触させながら回転してポ−ラスセラミック製チャック表層の微細孔に一部噛み込んだ研削屑を除去することは提案され、実施されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、図１２で示されるインデックステ−ブル１３に設けられたポ−ラスセラミック製チャック１２上に離間して設けたレ−ル１４にブラシ洗浄機構１５ａとセラミック製竿を備えたチャッククリ−ナ（チャック洗浄機構）１５ｂを対として横方向に走行可能とした洗浄機器１５を備えるインデックス型の裏面研削装置を用い、チャック１２上に載置されている研削砥石１６ｄで裏面研削加工された基板上にブラシ洗浄機構１５ａを走行させ、基板に洗浄液を供給しながら回転しているブラシを下降させて基板を洗浄し、ついで、ブラシを上昇させ、搬送パッド１７で洗浄された裏面研削加工基板を基板洗浄機構１０へと搬送した後、前記チャッククリ−ナ１５ｂをチャック１２上に走行させ、チャック１２面に洗浄液を供給しながら回転しているセラミック製竿を下降させてチャックを洗浄することも提案され、実施されている（例えば、特許文献２参照。）。

さらに、前記基板の洗浄ブラシとチャッククリ−ナのセラミック製竿を一体化し、円盤状のポ−ラスセラミック製チャック表面をセラミック製竿で、およびこのチャック上に保持された基板表面をブラシ洗浄する基板およびチャック兼用洗浄装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

この基板およびチャック兼用洗浄装置は、
鉛直方向に据え付けされた中空スピンドルの下部側壁面に固定された取付具下面に等間隔に備えられた複数個の基板洗浄ブラシ、
前記中空スピンドルの中空部に軸芯を同一にして据え付けられたシャフトの下部に固定された円盤状ホルダで、この円盤状ホルダは上下に貫通する洗浄液通路孔を複数対称位置に設けるとともに前記ブラシが突出することができる空間部を備える円盤状ホルダであって、該円盤状ホルダの下部周縁には弧状のセラミック製竿を複数対称に固定した円盤状ホルダ、
前記中空スピンドルのユニット昇降機構、
前記円盤状ホルダの昇降機構、
前記円盤状ホルダの洗浄液通路孔に洗浄液を供給する機構、
および、
前記中空スピンドルおよびシャフトを回転させる回転駆動機構、
を備える基板およびチャック兼用洗浄装置である。

一方、基板を研削加工する際、基板の研削状態に応じ、基板を研削加工する砥石の傾斜角を変えて、基板の開始時は砥石を軸承するスピンドルの基板表面に対する傾斜角度を８５〜８９．５度とし、基板の研削終了に向かって砥石底面と基板表面が平行となるように、すなわち、砥石を軸承するスピンドルの基板表面に対する傾斜角度を９０．０度近くになるように暫時変更して基板を研削することも提案され、実際に行われている（例えば、特許文献４、特許文献５参照。）。
特公平５−９２２９号公報（第２頁および図１、図３参照）特開平１１−３０７４８９号公報（第３−５頁および図１、図３参照）特願２００３−２００８７１号明細書（第３−７頁および図１、図２参照）特開平１０−３１５１０３号公報（第３−７頁および図１、図２、図６参照）特開２０００−２８８８８１号公報（第３−５頁および図２、図３参照）

特許文献１、２および３に記載されるセラミック製竿でポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する方法は、ポ−ラスセラミック製チャックの微細な空隙に突き刺さった研削屑や研削剤砥粒スラッジを除去する効果が、従前のブラシでチャックを洗浄する方法に比較してより優れる利点を有する。しかし、セラミック製竿でポ−ラスセラミック製チャックを洗浄して異物を除去するため、例えば、３基のチャックを有するインデックステ−ブル型裏面研削装置を用い、１日２０時間稼動て３００ｍｍ径のシリコンウエハを６週間（一基のポ−ラスセラミック製チャック上で２４００枚、３基では７２００枚）研削したときのチャック中央部の磨耗が約３μｍ程度あるので、加工プログラム中の前記砥石を軸承するスピンドル傾斜角度を週１回の割合で補正する必要があった。また、研削加工されたシリコン基板の枚数が２０００枚近くなるとシリコン基板の研削加工面の光沢が低下し始め、暫時、曇っぽくなってくる欠点がある。それゆえ、基板の２４００枚研削加工後、ポ−ラスセラミック製チャックを取り外し、高圧空気を吹き付けてポ−ラスセラミック製チャックの微細な空隙に挟まった異物を取り去る作業を行う必要があった。

本発明の目的は、ポ−ラスセラミック製チャックの経時的な磨耗の程度を低減させ、加工プログラム中のスピンドル傾斜角度を補正する経時的な機会を遅らせ、かつ、光沢を維持させるためのセラミックチャック高圧空気洗浄の経時的な機会を遅らせることができるチャックの洗浄方法、およびそれに用いる洗浄装置の提供にある。

請求項１の発明は、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に基板を載置し、この載置された基板表面を研削砥石を用いて研削し、研削された基板の表面をブラシ洗浄した後、ブラシ洗浄された研削加工基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上より取り去り、この円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給しながらセラミック製竿およびブラシを備える洗浄器具を用いて前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する方法において、
初回（ｍ＝１）の前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄は前記洗浄器具のセラミック製竿のみで行い、
２回目以降、ｒ（ｒは１〜１００の整数である）回までのブラシ洗浄された研削加工基板を取り去った前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄は前記洗浄器具のブラシのみで行い、
以下、新たな基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に載置し、この載置された基板表面を研削砥石を用いて研削し、研削された基板の表面をブラシ洗浄した後、ブラシ洗浄された研削加工基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上より取り去り、この円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給しながら前記洗浄器具を用いて前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する作業を１回目はポ−ラスセラミック製チャックのみを用いて行い、２回目からｒ回までは前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する作業をブラシのみを用いて行う研削加工基板が取り去られた前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄を繰り返すことを特徴とする、円盤状ポ−ラスセラミック製チャックの洗浄方法を提供するものである。

請求項２の発明は、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を、このチャック上に保持されたセラミック製竿とブラシを備える洗浄器具を用いて洗浄するチャック専用洗浄装置であって、該チャック専用洗浄装置は、
鉛直方向に据え付けされた中空スピンドルの下部側壁面に固定された取付具下面に等間隔に備えられた複数個の洗浄ブラシと、この中空スピンドルの中空部に軸芯を同一にして据え付けられたシャフトの下部に固定された円盤状ホルダで、この円盤状ホルダは上下に貫通する洗浄液通路孔を複数対称位置に設けるとともに前記ブラシが突出することができる空間部を備える円盤状ホルダであって、該円盤状ホルダの下部周縁には弧状のセラミック製竿を複数対称に固定した円盤状ホルダよりなる洗浄器具、
前記中空スピンドルの昇降機構、
前記円盤状ホルダの昇降機構、
前記円盤状ホルダの洗浄液通路孔に洗浄液を供給する機構、
前記中空スピンドルおよびシャフトを回転させる回転駆動機構、
円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給する給水機構
および、
次の機能を備える数値制御装置を備えるチャック専用洗浄装置である。
数値制御装置の構成：
加工プログラムを収納する記憶部、
前記洗浄ブラシのみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する回数ｒ（但し、ｒは１〜１００の整数である。）とセラミック製竿のみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する回数ｍ（但し、ｍ＝１である。）を入力する入力手段、
前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上で研削され、ブラシ洗浄された加工基板の枚数ｎを検出し、該ｎの検出信号を比較部が受けてこのｎの値が（ｒ＋ｍ）の整数倍数となるか否か比較する比較部、前記比較部からの出力信号を受け、ｎの値が（ｒ＋1）の整数倍＋１枚のときは前記セラミック製竿で円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出し、ｎの値がそれ以外の整数のときは前記ブラシで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出す出力部。

セラミック製竿は円盤状ポ−ラスセラミック製チャックの通気性間隙に挟まった異物を切断し、除去するのに適している。一方、ブラシは円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上のスラッジの除去に適している。よって、セラミック製竿によるチャック洗浄の回数を減らし、その一部をブラシでチャック洗浄することにより円盤状ポ−ラスセラミック製チャックの経時的な磨耗の量は抑制される。よって、加工プログラム中のスピンドル傾斜角度を補正する経時的な機会を遅らせ、かつ、光沢を維持させるためのセラミックチャック高圧空気洗浄の経時的な機会を遅らせることができる。

以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１はインデックステ−ブル型基板裏面研削装置の平面図、図２はインデックステ−ブル型基板裏面研削装置の正面図、図３はインデックステ−ブル型基板裏面研削装置の要部を示す斜視図、図４は仮置台の断面図、図５はチャック洗浄器具を下側から見た平面図、図６はチャック洗浄器具の断面図で、図５においてＩ−Ｉの線で切断した正面断面図である。図７はチャック洗浄器具を上側から見た平面図、図８はその右側面図、図９はその左側面図、図１０はチャック専用洗浄装置の数値制御図、および図１１は２４００枚目の研削加工された３００ｍｍ径シリコン基板の魔鏡写真で、図１１ａは本発明のチャック専用洗浄装置の洗浄ブラシとセラミック製竿を用いて洗浄されたチャックを利用して得られたシリコン基板の魔鏡写真、図１１ｂは従来のセラミック製竿のみで洗浄されたチャックを利用して得られたシリコン基板の魔鏡写真である。

図１乃至図３において、１はインデックステ−ブル型基板裏面研削装置、２は基台、３は上下動および回転可能な軸、４はロボットアームで前記軸３に水平方向伸縮自在にかつ回転可能に取り付けられ、前記軸３の前側に設けられかつ該軸３の軸芯と同一の円の中心点を有する環状の位置に設けられた複数の基板（ウエハ）の縦型収納カセット５，５’より基板を搬送または搬入する。ロボットアーム４のアーム裏面は、０．５〜１ｍｍ径の孔を多数有し、チャンバーを減圧することにより基板Ａを吸着する。ロボットアーム４は軸３に備えつけられており回動自在な２個の腕と、エア−シリンダにより前後に伸縮でき、かつ回動できるように設計されたアームとから構成される。

収納カセット５，５’は、ロボットアーム４の軸芯３から６０度離れて同一円周上に設置されている。収納カセット５は、研削加工される前の基板を２５枚収納、収納カセット５’は研削加工された基板Ａを２５枚収納可能となっている。

６は載置される基板の裏面を水で洗浄可能な基板の仮置台、７は上下動可能な軸、８は軸７に軸承された吸着チャック機構、９はチャック機構８の周囲に設けられた水を供給できる吸着テ−ブル、１０はスピナー装置、１１は回動可能な回転軸、１２，１２，１２は中空スピンドル（図示されていない）に軸承された水平方向に回転可能な吸着チャック（円盤状ポ−ラスセラミック製チャック）、１３は回転軸１１に軸承されたインデックステーブルで、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１、粗研削ゾ−ンｓ_２、および仕上研削ゾ−ンｓ_３に区分けする。１４はレール、１５は前記インデックステーブル１３の上面に離間して設けられた洗浄機器で、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２と基板Ａを洗浄する。６０は純水供給ノズルである。

この洗浄機器１５は、基板洗浄専用のブラシ洗浄器１５ａとチャック洗浄専用のブラシとセラミック製竿とを一体化して備えたチャック洗浄器具１５ｂを対として構成されており、レール１４上を横方向に移動可能に取り付けられている。１６は上下動、回動可能な軸に軸承された研削機器で、回転軸１６ａに軸承された荒研削機器１６ｂと、回転軸１６ｃに軸承された仕上研削機器１６ｄとから構成される。これら研削機器１６ｂ，１６ｄはフレーム２１に据え付けられる。

吸着パッドを備える基板移送機構１７，１７は、吸着パッド１７ａを備える軸１７ｂを中心に回動可能な基板移送機構であり、左側の基板移送機構１７は仮置台６上の基板をロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在る円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上に移送するのに用いられる。この左側の基板移送機構１７の機能を前記ロボットアーム４で行わせてもよい（図３参照）。右側の基板移送機構１７は、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在る円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上の基板をスピナー装置１０の吸着テ−ブル９上に移送するのに用いられる。

１８は観音開きの安全扉であり、前面に把手１８ａ，１８ａが設けられ、基台２の前面部の半円台上面のレール２ａ上を軸１８ｂを中心に左右に円弧状に開閉できるものである。１９は制御モニター、２０はハウジングである。図４において、仮置台６は水導入ノズル６１を備える枠体６２の上部に保持されたポーラスセラミック板６３、ユニバーサルジョイント６５を備えた構造となっており、ロボットアーム４のアーム裏面の吸着孔に吸着された基板Ａは仮置台６に載置され、水導入ノズル６１より供給されてチャンバー６４を満たした水がポーラスセラミックス板６３を通過して板６３上を滲み出し、基板Ａを浮上させ、ウエハＡの仮置台６からの離脱を容易としている。

このインデックステ−ブル型基板裏面研削装置１は、ロボットアーム４の軸芯と、仮置台６の軸芯とスピナ−装置１０のチャック機構８の軸芯を同一直線上に設け、この直線と、基板洗浄専用のブラシ洗浄器１５ａとチャック洗浄器具１５ｂの横方向の移動軌跡直線と、荒研削機器１６ｂの回転軸１６ａの軸芯と仕上研削機器１６ｄの回転軸１６ｃの軸芯を結ぶ直線とは、互いに平行な位置にあるように設けたことによりコンパクト設計されている。

図５乃至図９にチャック洗浄器具１５ｂを示す。これら図に示すチャック洗浄器具１５ｂにおいて、３１は洗浄ブラシ、３２は弧状のセラミック製竿、３３は鉛直方向に据え付けされた中空スピンドル、３４は中空スピンドルの下部側壁面に固定された中央部が空洞３４ａの十文字状取付具で、前記ブラシ３１は十文字状取付具３４下面に等間隔に４個備えられている。３５はシャフトで、前記中空スピンドル３３の中空部に軸芯３３ａを同一にして据え付けられる。３６は円盤状ホルダで、前記シャフト３５の下部に固定ボルト３６ｃで固定される。この円盤状ホルダは上下に貫通する洗浄液通路孔３６ａを複数対称位置に設けているとともに前記ブラシ３１が突出することができる空間部３６ｂを備える。

前記弧状のセラミック製竿３２は該円盤状ホルダ３６の下部周縁に複数対称に固定されており、４分割されたリング状を呈している。３７は前記円盤状ホルダの昇降機構で、３７ａは空気シリンダ、３７ｂは空気入口、３７ｃは空気出口である。３８は前記中空スピンドルを上下移動させるユニット昇降機構、３８ａはユニット昇降シリンダ、３８ｂは取付板、３９は洗浄液供給管、４０はバルブ開閉用ハンドルである。手動でハンドルを開くに回動するか、インデックステ−ブル型研削装置１の数値制御装置（ＮＣ）７０の指示によりバルブ４０が開かれると洗浄液が供給管３９より円盤状ホルダの洗浄液通路孔３６ａを経て基板上または円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上に供給される。

４１は駆動用モ−タで、中空スピンドル３３およびシャフト３５の軸芯３３ａから離して設置され、モ−タ軸の回転駆動をプ−リ−４３で中空スピンドル３３およびシャフト３５に同期して伝える。４２はモ−タ電源、４４、４５および４６は軸受、４７は回り止めピンである。モ−タ４１の回転駆動をプ−リ−４３が受けて中空スピンドル３３は回転される。回り止めピン４７によりシャフト３５は中空スピンドル３３に固定されているので、シャフト３５は中空スピンドル３３に連れ回りする。４８は保護カバ−である。ユニット昇降機構３８は図示されていない研削装置の基台上に立架された橋に取付板を介してチャック上に固定される。

円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２のポ−ラス度は、６０〜１２０番が好ましい。セラミック製竿３２はポ−ラスセラミック製チャック１２と同じ素材のセラミック、例えばアルミナやジルコニア、窒化珪素等のセラミック素材が好ましい。セラミック製竿３２はポ−ラス（多孔質）であってもノンポ−ラス（非多孔質）であってもよい。

ブラシは、ナイロン（ポリアミド）繊維、ポリビニ−ルアルコ−ル繊維、ポリプロピレン繊維が好ましい。洗浄ブラシ３１はその繊維先端が前記保護カバ−４８の下端より突出するよう設けられ、セラミック製竿３２はシリンダ３７ａ内のロッド３７ｄが上昇しているときはブラシの繊維先端よりも高い位置に、シリンダ３７ａのロッド３７ｄが下降しているときはブラシの繊維先端よりも低い位置となるよう設けられる。図５、図７および図８においては、シリンダ３７ａ内のロッド３７ｄが下降し、セラミック製竿３２下面がブラシの繊維先端よりも低い位置となっている。

図１０に示されるようにチャック専用洗浄装置３０の数値制御装置７０は、加工プログラムを収納する記憶部（ＲＯＭ）、インデックステ−ブル１３上に設けられた円盤状ポ−ラスセラミック製チャックの数ｐ（図１のインデックステ−ブル型基板裏面研削装置ではｐ＝３）、前記洗浄ブラシ３１のみでロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在る円盤状ポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する回数ｒ（但し、ｒは１〜１００の整数である。）、およびセラミック製竿３２のみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２を洗浄する回数ｍ（但し、ｍ＝１である。）を数値制御装置７０の記憶部（ＲＯＭ）に入力する入力手段（操作盤）８０、
前記３基の円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２，１２，１２の各チャックに区別分けの符号（ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃）を施し、各チャック（ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃）上で研削された加工基板の枚数ｎを基板移送機構１７の吸着パッド１７ａに備えさせた基板枚数検出器８１で検出し、該ｎの検出信号を数値制御装置の記録部（ＲＡＭ）が受けてこのｎの値が（ｒ＋１）の整数倍数となるか否か比較する比較部、
前記比較部からの出力信号を受け、チャック専用洗浄装置３０の駆動部にｎ＝（ｒ＋1）のときは前記セラミック製竿で円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出し、ｎの値がそれ以外の整数のときは前記ブラシで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出す出力部（ゲ−ト回路）、
を備える。

前記出力部からのセラミック製竿で円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号をチャック専用洗浄装置３０の駆動部が受けると、前記チャック洗浄装置のユニット昇降機構３８のシリンダロッドを上昇させて洗浄ブラシ３１をセラミック製竿３２より上に移動させ、ついで洗浄器具１５ｂを下降させて円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面にセラミック竿３２を当接させる。また、前記出力部からのブラシで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を受けると前記チャック洗浄装置の円盤状ホルダの昇降機構３７のシリンダロッドを上昇させてブラシ３１をセラミック製竿３２より下に移動させ、ついで洗浄器具１５ｂを下降させて円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面に洗浄ブラシ３１を当接させる。

この洗浄器具１５ｂを備えたチャック専用洗浄装置３０を用いてロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に位置する円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２を洗浄する方法を次に記述する。

円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上に載置された研削加工基板上面に純水供給ノズル６０より純水を供給しつつ、ブラシ洗浄器１５ａのブラシを下降、回転させて研削加工基板を洗浄し、洗浄後、純水の供給を止め、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２の回転を止めた後、チャック１２の減圧を開放し、チャック下面の中空スピンドルを経由して加圧空気もしくは空気混入純水を吹き上げて基板の円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２からの剥離を容易とする。次いで、左側の搬送パッド１７ａで基板を吸着し、回動させてスピナ−装置１０へとブラシ洗浄された研削加工基板を搬送する。

研削加工基板が取り除かれた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２を回転させ、チャック表面に純水供給ノズル６０より純水を供給しながらセラミック製竿３２のみで、または洗浄ブラシ３１のみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面を洗浄する。

このロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に位置する円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２は、ブラシ１５ａでブラシ洗浄された研削加工基板の枚数に応じて予めセラミック製竿のみでｍ回（ｍは１の整数である。）チャック洗浄し、続いてｒ回（ｒは１〜１００の整数である。）はロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻った研削加工基板のブラシ１５ａによる洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面を洗浄器具１５ｂのブラシ３１のみで研削加工基板の洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面を洗浄する。以後、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻った研削加工基板のブラシ洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面をセラミック製竿３２のみでｍ回、続いて洗浄ブラシ３１のみでｒ回規則正しく円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面をチャック洗浄することを繰り返す。各々の洗浄の際、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面には純水供給ノズル６０より純水が供給される。

洗浄器具１５ｂのブラシ３１によるチャック１２の洗浄は、水平方向に回転する円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上に洗浄液供給管３９より洗浄液を供給しながらユニット昇降機構３８のシリンダロッドを下降させて洗浄ブラシ３１を基板表面に当接させ、回転している円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面を回転しているブラシ３１で摺動することにより表面のスラッジ等を除去する。

洗浄器具１５ｂのセラミック製竿３２によるチャック１２の洗浄は、水平方向にバキュ−ムチャック１２を回転させ、円盤状ホルダの昇降機構３７のロッドを下降させてブラシの繊維下面よりもセラミック製竿３２の下面が突出する位置に移動させたのち、ポ−ラスセラミック製チャック１２上に洗浄液供給管３９より洗浄液を、純水供給ノズル６０より純水を供給しながらユニット昇降機構３８のシリンダロッドを下降させてセラミック製竿３２をポ−ラスセラミック製チャック１２に当接させ、回転しているチャック表面を回転しているセラミック製竿３２で摺動することによりチャック表面のスラッジを除去するとともに、チャックの隙間の挟雑物を取り除くことにより行われる。

チャック洗浄後は、ユニット昇降機構３８のシリンダ内のロッドを上昇させてセラミック製竿３２をポ−ラスセラミック製チャック１２表面より遠ざけ、洗浄液、純水の供給を止め、ポ−ラスセラミック製チャック１２の回転を止め、一方、シリンダ３７ａ内のロッド３７ｄを上昇させてセラミック製竿３２の下面位置をブラシ３１の繊維先端よりも高い位置に戻す。

ポ−ラスセラミック製チャック１２の洗浄後、チャックのポ−ラス度が１００〜１２０番と緻密であるときはチャック下面より高圧空気を吹き上げてポ−ラスセラミック製チャックの隙間に詰まったスラッジを吹き上げて除去する工程を取り入れることもある。しかし、ポ−ラスセラミック製チャックのポ−ラス度が６０〜８０番と目が粗い場合はこのチャック下面よりの高圧空気の吹き上げは、この吹き上げが繰り返えされると逆にスラッジによるバキュ−ムチャックに除去できないスラッジの蓄積による目詰まりを早い時期に生じさせるので好ましくない。

前記洗浄器具１５ｂの別の実施態様として十文字状の取付具３４の代わりに三つ又状の取付具を用い、ブラシ３１を３個固定するようにしてもよい。また、各チャック（ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃）上で研削加工された加工基板の枚数ｎを検出する基板枚数検出器８１を基板移送機構１７の吸着パッド１７ａに備えさせる代わりに、研削された基板を収納する収納カセット５’に基板枚数検出器８１を取り付け、あるいはスピナ−装置１０上の研削加工基板を収納カセット５’へと搬送するロボットアーム４の裏面に基板枚数検出器８１を取り付けてもよい。

この場合、図１に示すインデックステ−ブル型基板裏面研削装置１は、３個（ｐ＝３）のポ−ラスセラミック製チャック１２を備えているので、加工プログラムは、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻った各々のポ−ラスセラミック製チャック１２（ｐ_１，Ｐ_２，ｐ_３）の戻った回数と基板枚数検出器８１でカウントされた枚数とが相関するよう組み立てられる。例えば、加工プログラムは、基板の研削開始前にロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に在るポ−ラスセラミック製チャック１２をｍｐ回（ｍ＝1、ｐ＝３であるので、３回となる。）セラミック製竿３２のみのチャック洗浄を続けて行い、ついで基板の研削加工が開始され、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻る毎の各ポ−ラスセラミック製チャック１２のブラシ３１のみによる洗浄をｒｐ回（ｒを１０回とすると、ｐ＝３なので、３０回となる。）続けて行い、このブラシ洗浄がｒｐ回行われたらチャック洗浄の回数カウントをゼロ（０）に戻し、以下同様にして、セラミック製竿３２によるロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻ったポ−ラスセラミック製チャック１２の洗浄をｍｐ回、続いてブラシ３１によるロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に戻ったポ−ラスセラミック製チャック１２の洗浄をｒｐ回、チャック洗浄の回数カウントをゼロ（０）に戻すよう組み立てられる。よって、ｎ＝０に戻された後の初回のポ−ラスセラミック製チャック１２のみによるポ−ラスセラミック製チャックの洗浄に到る基板枚数は、ｐ（ｍ＋ｒ）＋１枚目、即ち、（１＋ｒ）の整数倍＋１枚目とカウントされる。

次に図１に示されるインデックステ−ブル型基板裏面研削装置１を用いて基板を研削する方法およびポ−ラスセラミック製チャック１２を洗浄する方法を記述する。基板Ａを研削するには、ロボットアーム４の回転軸３を上下移動して収納カセット５内の基板の高さに調整し、ついでエアーシリンダーを作動してロボットアーム４を伸ばし、吸引孔の存在する方を上面として吸引するカセットの下にロボットアームを差し込み、吸引して基板をロボットアームに吸着させる。ついで、エアーシリンダーを作動してロボットアーム４を縮ませながら後退させ、ロボットアームを回動させて、ロボットアームの下側に吸引した基板を位置させる。一方、インデックステーブル１３上のロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に在る円盤状ポーラスセラミック製チャック１２は水平方向に回転され、この円盤状ポーラスセラミック製チャック１２上面に純水が純水供給ノズル６０より供給され、洗浄機器１５ｂのセラミック製竿３２でチャック洗浄される。チャック洗浄が終了すると、セラミック製竿３２によるチャック洗浄ｍ＝１が記録部（ＲＡＭ）に記録される。

ロボットアーム４の回転軸３を回動し、ロボットアーム４を伸ばし、吸着した基板を仮置台６上に移送してきたら減圧を止め、基板を仮置台６上のポーラスセラミックス板６３上に載置する。チャンバー６４内に洗浄水を導き、ポーラスセラミックス板６３から洗浄水を滲ませて基板の裏面を洗浄する。洗浄した基板の上側より、ロボットアーム４を伸ばし、軸３を下降させて基板をロボットアームに吸着させる。

ロボットアーム４を縮め、後退させ、軸３を回動し、再びロボットアームを前進、伸ばし、インデックステーブル１３上の前記セラミック製竿３２で洗浄されたポーラスセラミック製チャック１２上に基板をロボットアームの減圧を止めることにより載せ、ポーラスセラミック製チャック１２下面の中空スピンドルを減圧して基板をチャック１２上に固定する。一方、ロボットアーム４を後退させながらアームを折り畳む。

インデックステーブル１３の回転軸１１を回動させてインデックテーブル１３を右方向に１２０度回動させ、基板を載せ、吸着したポーラスセラミック製チャック１２を粗研削ゾ−ンｓ_２に位置する荒研削機器１６ｂの下に位置させる。この荒研削機器１６ｂの回転軸１６ａを下降させ、備えつけられた砥石を基板に押し当て、ポーラスセラミック製チャック（研削テーブル）１２の回転と荒研削機器１６ｂ砥石の回転を回転させ、砥石を基板面で摺擦させて粗研削する。

この粗研削時の砥石軸１６ａの回転数は、１０〜２００ｒｐｍ、両軸の回転方向は正逆いずれの方向でもよいが逆方向の回転の方が好ましい。ポーラスセラミック製チャック１２、荒研削機器１６ｂの回転軸１６ａの回転が止められてこの粗研削（一次研削）が終了すると、荒研削機器１６ｂが上昇され、ついでインデックステーブル１３を１２０度右方向に回動させ、粗研削された基板を載せたポーラスセラミック製チャック１２を精研削ゾ−ンｓ_３に位置する仕上研削機器１６ｄの下に移動させる。

仕上研削機器１６ｄを下降させ、仕上研削砥石を基板に押し当て、ポーラスセラミック製チャック１２を軸承する中空スピンドルおよび仕上研削機器１６ｄ砥石を軸承する回転軸１６ｃを回転させることにより基板の仕上研削（二次研削）を行なう。回転数は１０〜２００ｒｐｍ、両軸の回転方向は正逆いずれの方向でもよいが、逆方向が好ましい。

ポーラスセラミック製チャック１２を軸承する中空スピンドルおよび仕上研削機器１６ｄ砥石を軸承する回転軸１６ｃの回転を止めることにより仕上研削を終了させ、仕上研削機器１６ｄを上昇させ、インデックステーブル１３を右方向に１２０度、または逆方向に２４０度回動させて、研削加工された基板を最初のインデックステーブル１３上のロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に戻す。

洗浄機器１５をレール１４上に右側に走行させ、ついで基板洗浄専用のブラシ洗浄器１５ａのブラシを回転させつつブラシ洗浄器１５ａを下降させてブラシをロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在るポーラスセラミック製チャック１２上の研削加工基板に当接させ、基板を洗浄する。この際、純水供給ノズル６０からも純水が基板表面に供給される。

研削加工された基板のブラシ洗浄が終了すると、ポーラスセラミック製チャック１２を軸承する中空スピンドルの回転は止められ、減圧を止め、空気混じりの加圧水に切り替え、中空スピンドルを経由してポーラスセラミック製チャック１２下面より吹き上げ、チャック１２面からの研削加工基板の剥離を容易とする。

空気混じりの加圧水のチャックへの供給を止め、次いで、軸１７ｂを中心に吸着パッド１７ａを回動させ、吸着パッド１７ａを研削加工基板上面に移動させ、軸１７ｂを下降させることにより基板を吸着パッドに吸着するとともに、基板枚数検出器８１で基板数をカウントする。次いで、軸１７ｂを上昇、回動してスピナ−装置１０の吸着チャック機構８上に移動（アンロ−ディング）させ、吸着パッド１７ａの減圧を止めることにより研削加工・ブラシ洗浄されたウエハを吸着チャック機構８のポーラスセラミックス板９上に載せ、チャック機構８を減圧して基板をしっかりと吸着した後、軸７を下降させてチャック機構８のポーラスセラミックス板の位置と、このポーラスセラミックス板の周囲に配された吸着テ−ブル（ポーラスセラミックス製）９の高さの位置を略同等の高さとする。

ついで、吸着テ−ブル９下面より純水を滲ませて研削加工基板を水に浸漬して基板を洗浄し、この水洗後、軸７を上昇させてチャック機構８上の研削加工基板を水面より高い位置にもっていき、ロボットアーム４を回動、前進、伸ばして洗浄された研削加工基板上面をアームで吸着し、チャック機構８の減圧を止め、ついで中空軸７より乾燥空気を吹きつけて基板の裏面を乾燥する。

乾燥した研削加工基板を吸着しているロボットアーム４は、後退、アームを折り畳み、回動し、再びアームを前進、伸ばして研削加工基板を収納カセット５′内に収納し、後退、アームを折り畳み、回動し、更にアームを反転して次の新しい基板の移送に準備する。

このスピナ−装置１０上で研削加工基板が洗浄、乾燥処理されている間に、洗浄機器１５をレール１４上に左側に走行させて水平方向に回転する円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上に移動させ、ついで洗浄機器１５ｂの洗浄液供給管３９より洗浄液を供給しながらユニット昇降機構３８のシリンダロッドを下降させてブラシ３１をロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在り回転している円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２表面に当接・摺動させることによりチャック１２面をブラシ洗浄する。この際、純水供給ノズル６０からもチャック表面に純水が供給される。この際、チャックブラシ洗浄ｒ＝１回の出力信号が制御装置の記録部に出力される。チャックの洗浄が終了すると、洗浄機器１５をレール１４上にさらに左側に走行させて待機位置へと戻す。

他の作業ゾ−ン、すなわち、粗研削ゾ−ンｓ_２で基板の粗研削加工がおよび精研削ゾ−ンｓ_３で基板の仕上げ研削加工がなされている間、ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１位置に在り、ブラシ洗浄が終了した円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２上には、収納カセット５より新たな基板が搬出され、仮置台を経由して吸着パッドにより載置（ロ−ディング）される。

ロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１で新しい基板のロ−ディング、粗研削ゾ−ンｓ_２で基板の粗研削加工、および精研削ゾ−ンｓ_３で基板の仕上研削が終了するとインデックステ−ブル１３は再び、１２０度時計回り方向、１２０度時計回り方向、および１２０度時計回り方向または２４０度逆回り方向の移動を繰り返し、新しい基板の粗研削加工、仕上研削加工、研削加工基板の洗浄、基板のアンロ−ディング、チャック洗浄、および基板のロ−ディングを各作業ゾ−ン（ｓ₁、ｓ₂およびｓ₃）の円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２で行う。

セラミック製竿３２による円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２の磨耗を現象させるため、上記一連の基板の研削加工において、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上でブラシ洗浄された研削加工基板の枚数に応じて予めセラミック製竿のみでｍ回（ｍは１の整数である。）研削加工基板の洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄した後、続いてブラシのみでｒ回（ｒは１〜１００の整数である。）研削加工基板の洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄し、以後、研削加工基板の洗浄が終了し、取り去られた円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面をセラミック製竿のみでｍ回、続いてブラシのみでｒ回規則正しく円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面をチャック洗浄することを繰り返す。

この洗浄ブラシ３１のみでチャック洗浄する回数ｒは、セラミック製竿３２の素材、円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２の素材、それらのサイズに依存するが、基板径が６インチ（約１５０ｍｍ）のときはｒ＝３０〜５０、基板径が８インチ（約２００ｍｍ）のときはｒ＝１０〜３０、基板径が１２インチ（約３００ｍｍ）のときはｒ＝５〜１０、基板径が約４５０ｍｍのときはｒ＝３〜６が好ましい。この回数は、１基の円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２についてのブラシ洗浄回数である。よって、図１に示すインデックステ−ブル型基板裏面研削装置１で３００ｍｍ径の基板を研削加工する際のｒ＝７と定めると、この研削装置１のチャック１２数は３基（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）であるので、基板の研削加工枚数ｎに応じてインデックステ−ブル１３上のチャック１２（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）が元のロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に最初に戻るまでの間、セラミック製竿３２によるチャック（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）洗浄をそれぞれ１回（計３回）行い、ついで、インデックステ−ブル１３上のチャック１２（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）が元のロ−ディング／アンロ−ディングゾ−ンｓ_１に２回から７回戻るまでの間、ブラシ３１によるチャック（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）洗浄をそれぞれ７回（計２１回）行い、このｐｒ回のブラシ洗浄が連続して行われた後のたびに、基板枚数ｎの数をゼロ（０）カウントに戻し、続いてセラミック製竿３２によるチャック（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）洗浄をそれぞれ１回（計３回）行い、ブラシ３１によるチャック（ｐ_１，ｐ_２，ｐ_３）洗浄をそれぞれ７回（計２１回）行い、基板枚数ｎの数をゼロ（０）カウントに戻すという作業を繰り返せばよい。

実施例１
図１０ａは、３００ｍｍ径のシリコン基板を図１に示す裏面研削装置１を用いてチャック洗浄ｍ＝１、ｒ＝７、ｐ＝３の設定で研削加工し、洗浄して得られた２４００枚目の研削加工基板を、株式会社ニデックのＡＤＥ組込型面検査装置−中高感度切替型表面欠陥検査装置“ＳＣ−１３”（商品名：いわゆる魔鏡）を用いて撮像した表面魔鏡写真である。この２４００枚目の研削加工基板は、表面光沢もよく、傷はない。なお、２４００枚目の基板研削加工後のチャック１２中央部の磨耗の程度は、１．２μｍであった。

比較例１
図１に示すインデックステ−ブル型基板研削装置１を用い、実施例１において洗浄ブラシ３１によるチャック洗浄を行わず、従来のチャック洗浄方法とおりセラミック製竿のみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック１２のチャック洗浄を繰り返した場合の得られた６６枚目の研削加工基板の魔鏡写真を図１０ｂに示す。この２４００枚目の研削加工基板は、表面の光沢に曇りが見受けられ、また、傷（窪み）が見受けられた。なお、２４００枚目の研削加工後のチャック１２中央部の磨耗の程度は、３．１μｍであった。

本発明のセラミック製竿とブラシを用いてポ−ラスセラミック製チャックの洗浄を行う方法は、経時的なチャックの磨耗量が減少されるので、表面光沢がよく、傷のない研削加工基板が得られる。

インデックステ−ブル型基板裏面研削装置の平面図である。インデックステ−ブル型基板裏面研削装置の正面図である。インデックステ−ブル型基板裏面研削装置の要部を示す斜視図である。仮置台の断面図である。チャック洗浄器具を下側から見た平面図である。チャック洗浄器具の断面図で、図５においてＩ−Ｉの線で切断した正面断面図である。チャック洗浄器具を上側から見た平面図である。チャック洗浄器具の右側面図である。チャック洗浄器具の左側面図である。チャック専用洗浄装置の数値制御図である。本発明のチャック専用洗浄装置のブラシとセラミック製竿を用いて洗浄されたチャックを利用して得られたシリコン基板の魔鏡写真、図11ｂは従来のセラミック製竿のみで洗浄されたチャックを利用して得られたシリコン基板の魔鏡写真である。インデックステ−ブル型基板裏面研削装置の平面図である。（公知）

符号の説明

１インデックステ−ブル型基板裏面研削装置
Ａ基板
１２ポ−ラスセラミック製チャック
１３インデックステ−ブル
１５ａ基板洗浄用ブラシ
１５ｂ洗浄機器
３０チャック専用洗浄装置
３１洗浄ブラシ
３２セラミック製竿
６０純水供給ノズル
７０数値制御装置

Claims

円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に基板を載置し、この載置された基板表面を研削砥石を用いて研削し、研削された基板の表面をブラシ洗浄した後、ブラシ洗浄された研削加工基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上より取り去り、この円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給しながらセラミック製竿およびブラシを備える洗浄器具を用いて前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する方法において、
初回（ｍ＝１）の前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄は前記洗浄器具のセラミック製竿のみで行い、
２回目以降、ｒ（ｒは１〜１００の整数である）回までのブラシ洗浄された研削加工基板を取り去った前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄は前記洗浄器具のブラシのみで行い、
以下、新たな基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に載置し、この載置された基板表面を研削砥石を用いて研削し、研削された基板の表面をブラシ洗浄した後、ブラシ洗浄された研削加工基板を前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上より取り去り、この円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給しながら前記洗浄器具を用いて前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する作業を１回目はポ−ラスセラミック製チャックのみを用いて行い、２回目からｒ回までは前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する作業をブラシのみを用いて行う研削加工基板が取り去られた前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面の洗浄を繰り返すことを特徴とする、円盤状ポ−ラスセラミック製チャックの洗浄方法。
円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を、このチャック上に保持されたセラミック製竿とブラシを備える洗浄器具を用いて洗浄するチャック専用洗浄装置であって、該チャック専用洗浄装置は、
鉛直方向に据え付けされた中空スピンドルの下部側壁面に固定された取付具下面に等間隔に備えられた複数個の洗浄ブラシと、この中空スピンドルの中空部に軸芯を同一にして据え付けられたシャフトの下部に固定された円盤状ホルダで、この円盤状ホルダは上下に貫通する洗浄液通路孔を複数対称位置に設けるとともに前記ブラシが突出することができる空間部を備える円盤状ホルダであって、該円盤状ホルダの下部周縁には弧状のセラミック製竿を複数対称に固定した円盤状ホルダよりなる洗浄器具、
前記中空スピンドルの昇降機構、
前記円盤状ホルダの昇降機構、
前記円盤状ホルダの洗浄液通路孔に洗浄液を供給する機構、
前記中空スピンドルおよびシャフトを回転させる回転駆動機構、
円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面に純水を供給する給水機構
および、
次の機能を備える数値制御装置を備えるチャック専用洗浄装置。
数値制御装置の構成：
加工プログラムを収納する記憶部、
前記洗浄ブラシのみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する回数ｒ（但し、ｒは１〜１００の整数である。）とセラミック製竿のみで円盤状ポ−ラスセラミック製チャックを洗浄する回数ｍ（但し、ｍ＝１である。）を入力する入力手段、
前記円盤状ポ−ラスセラミック製チャック上で研削され、ブラシ洗浄された加工基板の枚数ｎを検出し、該ｎの検出信号を比較部が受けてこのｎの値が（ｒ＋１）の整数倍数となるか否か比較する比較部、前記比較部からの出力信号を受け、ｎの値が（ｒ＋1）の整数倍＋１枚のときは前記セラミック製竿で円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出し、ｎの値がそれ以外の整数のときは前記ブラシで円盤状ポ−ラスセラミック製チャック表面を洗浄する出力信号を出す出力部。