JP5406676B2 - ウエーハの加工装置 - Google Patents

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本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハの裏面を研削してウエーハを所定の厚みに形成するとともに、研削されたウエーハの裏面を所望の面精度に仕上げることができるウエーハの加工装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にIC、LSI等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々のデバイスを形成する。デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成している。
上述したように個々に分割されたチップの小型化および軽量化を図るために、通常、ウエーハをストリートに沿って切断し個々のチップに分割するのに先立って、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成している。ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削工具を、高速回転させつつウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によってウエーハの裏面を研削すると、ウエーハの裏面にマイクロクラック等の加工歪が生成され、これによって個々に分割されたチップの抗折強度が相当低減される。この研削されたウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削されたウエーハの裏面を硝酸および弗化水素酸を含むエッチング液を使用して化学的エッチングするウエットエッチング法やエッチングガスを用いるドライエッチング法が使用されている。また、研削されたウエーハの裏面を遊離砥粒を使用してポリッシングするポリッシング法も実用化されている。しかるに、研削装置によって研削されたウエーハをエッチングまたはポリッシングするためにウエーハを研削装置からエッチング装置またはポリッシング装置に搬送する際に、ウエーハが破損するという問題がある。
上述した問題を解消するために、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハを粗研削する粗研削手段と、該粗研削手段によって粗研削されたウエーハを仕上げ研削する仕上げ研削手段と、該仕上げ研削手段によって仕上げ研削されたウエーハを研磨する研磨手段を具備したウエーハの加工装置が下記特許文献1に開示されている。
特開2005−153090号公報
而して、ウエーハの裏面にサブデバイスを形成する技術を実施するためには、ウエーハの裏面の面精度を高める必要がある。例えば、ウエーハの裏面にサブデバイスを形成する技術においては、ウエーハの裏面に特定波長の光を照射して反射した光の散乱光の低周波成分をカウントすることで面精度を測定する測定方法において0.1ppm以下の精度が要求される。このように極めて高い精度の被加工面を得るための研磨工具を用いると長い研磨時間が必要となり、粗研削工程および仕上げ研削工程と研磨工程を同期させることが困難となる。
また、DRAMやフラッシュメモリ等のデータ保存機能を有するデバイスにおいては、ウエーハの裏面を研磨して研削歪を除去するとゲッタリング効果が失われてウエーハの裏面側に保持されていた銅イオン等の金属イオンが半導体層内に浮遊してデータ保存機能を著しく低下させるという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、粗研削工程および仕上げ研削工程と同期してウエーハの種類に対応した面精度の研磨面を得ることができるウエーハの加工装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、回転可能に配設されウエーハ搬入・搬出領域と粗研削領域と仕上げ研削領域と研磨領域に沿って適宜回転せしめられるターンテーブルと、該ターンテーブルに等角度をもって配設されウエーハを保持する保持面を備えた4個のチャックテーブルと、該ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルにウエーハを搬入搬出するウエーハ搬入・搬出手段と、該粗研削領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに粗研削加工を施す粗研削手段と、該仕上げ研削領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに仕上げ研削加工を施す仕上げ研削手段と、該研磨領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに第1の研磨加工を施す第1の研磨手段と、を具備するウエーハの加工装置において、
該ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルに保持され該第1の研磨加工が施されたウエーハに第2の研磨加工を施す第2の研磨手段を備えている、
ことを特徴とするウエーハの加工装置が提供される。
上記第2の研磨手段は、第2の研磨パッドを備えた第2の研磨工具と、該研磨工具を着脱可能に装着するマウンターと、該マウンターを回転せしめるスピンドルユニットと、該スピンドルユニットを該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動可能に支持するスピンドルユニット支持部材と、該スピンドルユニット支持部材をチャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動可能に支持する支持基台と、スピンドルユニットをチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨送り手段と、スピンドルユニット支持部材をチャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動しスピンドルユニットに装着された研磨工具を搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルの上方位置である研磨位置と該研磨位置から退避した待機位置に位置付ける進退手段と、を具備している。
本発明においては、上記ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルに保持され第1の研磨手段によって第1の研磨加工が施されたウエーハに第2の研磨加工を施す第2の研磨手段を備えているので、第1の研磨手段によって第1の研磨加工が施され研削歪が除去されたウエーハに対して、粗研削工程と仕上げ研削工程および第1の研磨工程と同期させつつ第2の研磨手段によって所望の面精度に仕上げる第2の研磨加工を施すことができる。
即ち、上記第2の研磨手段を上記第1の研磨手段より高精度の研磨加工を実施するように構成することにより、サブデバイスを形成するウエーハの裏面を高精度の鏡面に加工することができる。
また、上記第2の研磨手段を上記第1の研磨手段より面粗さの粗い研磨加工を実施するように構成することにより、DRAMやフラッシュメモリ等のデータ保存機能を有するデバイスが形成されたウエーハの裏面をゲッタリング効果が得られる面粗さに加工することができる。
本発明に従って構成されたウエーハの加工装置の斜視図。 図1に示すウエーハの加工装置に装備される第1の研磨手段の斜視図。 図2に示す第1の研磨手段によって実施する第1の研磨加工の説明図。 図1に示すウエーハの加工装置に装備される第2の研磨手段の斜視図。 図4に示す第2の研磨手段によって実施する第2の研磨加工の説明図。 被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 図6に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。
以下、本発明に従って構成されたウエーハの加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には本発明に従って構成されたウエーハの加工装置の斜視図が示されている。
図1に示すウエーハの加工装置は、全体を番号2で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング2は、細長く延在する直方体形状の主部21と、該主部21の後端部(図1において右上部)に設けられ上方に延びる直立壁22とを有している。このように形成された装置ハウジング2は、後述する被加工物であるウエーハを搬入・搬出する搬入・搬出領域2aと粗研削領域2bと仕上げ研削領域2cおよび研磨領域2dを備えている。
上記装置ハウジング2の主部21にはターンテーブル3が回転可能に配設されている。このターンテーブル3は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印Aで示す方向に上記搬入・搬出領域2aと粗研削領域2bと仕上げ研削領域2cおよび研磨領域2dに沿って適宜回転せしめられる。このターンテーブル3には、4個のチャックテーブル4a、4b、4c、4dが配設されている。この4個のチャックテーブル4a、4b、4c、4dは図示の実施形態においてはそれぞれ90度の等角度の位相角をもって配設されている。このチャックテーブル4a、4b、4c、4dは、それぞれ円盤状の基台と該基台の上面に配設されたポーラスセラミック材からなる吸着保持チャックとからなっており、吸着保持チャックの上面(保持面)に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル4a、4b、4c、4dは、それぞれ図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる。なお、上記ターンテーブル3の上面には上記4個のチャックテーブル4a、4b、4c、4dが配設された領域を仕切る仕切り板31、31が配設されている。この仕切り板31、31の高さは、チャックテーブル4a、4b、4c、4dの高さより高く形成されている。
上記粗研削領域2bには、粗研削手段としての粗研削ユニット5が配設されている。粗研削ユニット5は、ユニットハウジング51と、該ユニットハウジング51の下端に回転自在に装着された粗研削ホイール52と、該ユニットハウジング51の上端に装着され粗研削ホイール52を所定の方向に回転せしめるサーボモータ53と、ユニットハウジング51を装着した移動基台54とを具備している。移動基台54には被案内レール55、55が設けられており、この被案内レール55、55を上記直立壁22に設けられた案内レール22a、22aに移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット5が上下方向即ちチャックテーブル4a、4b、4c、4dの保持面に垂直な方向に移動可能に支持される。図示の形態における粗研削ユニット5は、上記移動基台54を案内レール22a、22aに沿って移動させる研削送り手段56を具備している。研削送り手段56は、上記直立壁22に設けられた案内レール22a、22aと平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド57と、該雄ねじロッド57を回転駆動するためのパルスモータ58と、上記移動基台54に装着され雄ねじロッド57と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ58によって雄ねじロッド57を正転および逆転駆動することにより、粗研削ユニット5を上下方向に移動せしめる。
上記仕上げ研削領域2cには、仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット50が配設されている。仕上げ研削ユニット50は、仕上げ用の研削ホイール520が上記粗研削ユニット5の粗研削ホイール52と相違する以外は粗研削ユニット5と実質的に同様の構成であり、従って粗研削ユニット5の構成部材と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略する。
上記研磨領域2dには、第1の研磨手段6が配設されている(図1には2点差線で一部の輪郭が示されている)。この第1の研磨手段6について、図2を参照して説明する。図2に示す第1の研磨手段6は、第1の研磨パッド611を備えた第1の研磨工具61と、該第1の研磨工具61を着脱可能に装着するマウンター62と、該マウンター62を回転せしめるスピンドルユニット63と、該スピンドルユニット63を上記チャックテーブル4a、4b、4c、4dの保持面に対して垂直なZ軸方向に移動可能に支持するスピンドルユニット支持部材64と、スピンドルユニット支持部材64をチャックテーブルの保持面に対して平行なY軸方向に移動可能に支持する支持基台65と、スピンドルユニット63をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向(Z軸方向)に移動せしめる第1の研磨送り手段66と、スピンドルユニット支持部材64をチャックテーブルの保持面に対して平行な方向(Y軸方向)に移動せしめる第2の研磨送り手段67とを具備している。上記第1の研磨パッド611は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。上記スピンドルユニット63は、上記マウンター62を回転駆動するためのサーボモータ631を備えている。
上記スピンドルユニット支持部材64は、一側面(スピンドルユニット63と対向する面)にZ軸方向に延びる一対の案内レール641、641が設けられており、この一対の案内レール641、641にスピンドルユニット63のユニットハウジング630に設けられた被案内溝632、632を嵌合することによりスピンドルユニット63をZ軸方向に移動可能に支持する。このようにしてスピンドルユニット支持部材64にZ軸方向に移動可能に支持されたスピンドルユニット63は、第1の研磨送り手段66によって一対の案内レール641、641に沿ってZ軸方向に移動せしめられる。第1の研磨送り手段66は、パルスモータ661と、上記一対の案内レール641、641間に配設されたパルスモータ661によって回転駆動される雄ねじロッド(図示せず)と、スピンドルユニット63に装着され雄ねじロッドと螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ661によって図示しない雄ねじロッドを正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット63をZ軸方向に移動せしめる。
上記支持基台65は、研磨領域2dにY軸方向に沿って配設されている。この支持基台65は、一側面(スピンドルユニット支持部材64と対向する面)にY軸方向に延びる一対の案内溝651、651が設けられており、この一対の案内溝651、651にスピンドルユニット支持部材64に設けられた被案内溝642、642を嵌合することによりスピンドルユニット支持部材64をY軸方向に移動可能に支持する。このようにして支持基台65にY方向に移動可能に支持されたスピンドルユニット支持部材64は、第2の研磨送り手段67によって一対の案内レール651、651に沿ってY軸方向に移動せしめられる。第2の研磨送り手段67は、パルスモータ671と、上記一対の案内レール651、651間に配設されたパルスモータ671によって回転駆動される雄ねじロッド(図示せず)と、スピンドルユニット支持部材64に装着され雄ねじロッドと螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ671によって図示しない雄ねじロッドを正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット支持部材64をY軸方向に移動せしめる。
以上のように構成された第1の研磨手段6は、図3に示すように研磨工具61を回転するとともにチャックテーブル4(a、b、c、d)を回転し、第1の研磨パッド611をチャックテーブル4(a、b、c、d)上に保持された被加工物Wに押圧しつつ矢印Yで示す方向に被加工物Wの周縁部から中心を越えて移動することにより乾式研磨加工する。
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの加工装置は、搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブルに保持され上記第1の研磨手段6によって第1の研磨加工が施されたウエーハに第2の研磨加工を施す第2の研磨手段7を備えている。この第2の研磨手段7について、図4を参照して説明する。図4に示す第2の研磨手段7は、第2の研磨パッド711を備えた第2の研磨工具71と、該第2の研磨工具71を着脱可能に装着するマウンター72と、該マウンター72を回転せしめるスピンドルユニット73と、該スピンドルユニット73を上記チャックテーブル4a、4b、4c、4dの保持面に対して垂直なZ軸方向に移動可能に支持するスピンドルユニット支持部材74と、スピンドルユニット支持部材74をチャックテーブルの保持面に対して平行なX軸方向に移動可能に支持する支持基台75と、スピンドルユニット73をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向(Z軸方向)に移動せしめる研磨送り手段76と、スピンドルユニット支持部材74をX軸方向に移動せしめる進退手段77を具備している。
上記第2の研磨工具71の第2の研磨パッド711は、図示の実施形態においては上記第1の研磨工具61の第1の研磨パッド611と同様にフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。なお、第2の研磨パッド711は、図示の実施形態においては第1の研磨パッド611に分散されている砥粒の粒径より小さい粒径の砥粒を分散したものが用いられている。上記スピンドルユニット73は、上記マウンター72を回転駆動するためのサーボモータ731を備えている。
上記スピンドルユニット支持部材74は、一側面(スピンドルユニット73と対向する面)にZ軸方向に延びる一対の案内レール741、741が設けられており、この一対の案内レール741、741にスピンドルユニット73のユニットハウジング730に設けられた被案内溝732、732を嵌合することによりスピンドルユニット73をZ軸方向に移動可能に支持する。このようにしてスピンドルユニット支持部材74にZ軸方向に移動可能に支持されたスピンドルユニット73は、研磨送り手段76によって一対の案内レール741、741に沿ってZ軸方向に移動せしめられる。研磨送り手段76は、パルスモータ761と、上記一対の案内レール741、741間に配設されパルスモータ761によって回転駆動される雄ねじロッド(図示せず)と、スピンドルユニット73に装着され雄ねじロッドと螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ761によって図示しない雄ねじロッドを正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット73をZ軸方向に移動せしめる。
上記支持基台75は、搬入・搬出領域2aと研磨領域2dとの境界部に上記ターンテーブル3の中心に向けてX軸方向に沿って配設されている。この支持基台75は、一側面(スピンドルユニット支持部材74と対向する面)にX軸方向に延びる一対の案内レール751、751が設けられており、この一対の案内レール751、751にスピンドルユニット支持部材74に設けられた被案内溝742、742を嵌合することによりスピンドルユニット支持部材74をX軸方向に移動可能に支持する。このようにして支持基台75にX方向に移動可能に支持されたスピンドルユニット支持部材74は、進退手段77によって一対の案内レール751、751に沿ってX軸方向に移動せしめられる。進退手段77は、パルスモータ771と、上記一対の案内レール751、751間に配設されパルスモータ771によって回転駆動される雄ねじロッド772とを具備し、該雄ねじロッド772がスピンドルユニット支持部材74に形成された雌ねじ743に螺合せしめられている。従って、パルスモータ771を作動して雄ねじロッド772を正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット支持部材74をX軸方向に移動せしめる。このように構成された進退手段77は、スピンドルユニット73に装着された第2の研磨工具71を搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブルの上方位置である研磨位置と該研磨位置から退避した待機位置に位置付ける。従って、スピンドルユニット73に装着された第2の研磨工具71を待機位置に位置付けることにより、搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブルへのウエーハの搬入搬出の邪魔にはならない。
以上のように構成された第2の研磨手段7は、図5に示すように研磨工具71を回転するとともにチャックテーブル4(a、b、c、d)を回転し、第2の研磨パッド711をチャックテーブル4(a、b、c、d)上に保持された被加工物Wの中心を超えた状態で押圧することにより乾式研磨加工する。
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、装置ハウジング2の主部21の前端部(図1において左下端部)には、第1のカセット載置部8aおよび第2のカセット載置部9aが設けられている。第1のカセット載置部8aには加工前のウエーハが収容された第1のカセット8が載置され、第2のカセット載置部9aは加工後のウエーハを収容するための第2のカセット9が載置される。また、装置ハウジング2の主部21の中間部には仮置き領域11aが設けられており、この仮置き領域11aに上記第1のカセット8から搬出された加工前のウエーハの中心位置合わせを行う中心合わせ手段11が配設されている。仮置き領域11aの前方(図1において左下方)には洗浄領域12aが設けられており、この洗浄領域12aに加工後のウエーハを洗浄するスピンナー洗浄手段12が配設されている。
上記第1のカセット載置部8aおよび第2のカセット載置部9aの後方にはウエーハ搬送手段13が配設されている。このウエーハ搬送手段13は、ハンド131を装着した従来周知の多軸関節ロボット132と、該多軸関節ロボット132を装置ハウジング2の幅方向に移動する移動手段133とからなっている。上記移動手段133は、装置ハウジング2の主部21に幅方向に間隔をおいて立設された支持柱133a、133aに取り付けられた案内ロッド133bと、該案内ロッド133bに移動可能に装着された移動ブロック133cと、案内ロッド133bと平行に配設され移動ブロック133cに形成されたねじ穴と螺合するねじ棒133dと、該ねじ棒133dを回転駆動する正転逆転可能なパルスモータ133eとからなっており、移動ブロック133cに上記多軸関節ロボット132が装着されている。このように構成された移動手段133は、パルスモータ133eを正転または逆転駆動しねじ棒133dを回転することにより、移動ブロック133c即ち多軸関節ロボット132を案内ロッド133bに沿って移動せしめる。以上のように構成されたウエーハ搬送手段13は、移動手段133および多軸関節ロボット132を作動することにより、上記第1のカセット8の所定位置に収容された研削加工前のウエーハを搬出して中心合わせ手段11に搬送するとともに、上記スピンナー洗浄手段12によって洗浄および乾燥された研削加工後のウエーハを上記第2のカセット9の所定位置に搬入する。
図示の実施形態における加工装置は、上記中心合わせ手段11に搬送され中心合わせされた加工前のウエーハを上記搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4(a、b、c、d)に搬送するとともに、搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4(a、b、c、d)に保持されている加工後のウエーハを搬出して上記スピンナー洗浄手段12に搬送するウエーハ搬入・搬出手段14を備えている。ウエーハ搬入・搬出手段14は、装置ハウジング2に取り付けられた支持柱15、15に固定され装置ハウジング2の前後方向(長手方向)に延びる案内レール16に沿って移動可能に装着されている。ウエーハ搬入・搬出手段14は、吸着パッド141と、該吸着パッド141を矢印Yで示す方向に移動可能に支持する案内レール142と、該案内レール142を下端に支持する支持ロッド143と、該支持ロッド143の上端と連結し上記案内レール16に装着され矢印Xで示す方向に移動する移動ブロック144とからなっている。このように構成されたウエーハ搬入・搬出手段14は、移動ブロック144が図示しない移動手段によって案内レール16に沿って矢印Xで示すように適宜移動せしめられ、吸着パッド141が図示しない移動手段によって矢印Yで示すように案内レール142に沿って案内レール16と直交する方向に適宜移動せしめられるとともに、支持ロッド143が図示しない移動手段によって矢印Zで示すように上下方向に適宜移動せしめられる。
図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図6には、本発明によるウエーハの加工方法によって加工される被加工物としての半導体ウエーハが示されている。図6に示す半導体ウエーハ10は、例えば厚みが700μmのシリコンウエーハからなり、表面10aに複数のストリート101が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート101によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス102が形成されている。このように形成された加工前の半導体ウエーハ10の裏面10bを研削して所定の厚み(例えば、100μm)に形成するに際し、半導体ウエーハ10の表面10aに形成されたデバイス102を保護するために、図7の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ10の表面10aに塩化ビニール等からなる保護テープTを貼着する(保護テープ貼着工程)。このようにして表面10aに保護テープTが貼着された半導体ウエーハ10は、被加工面である裏面10bを上側にして第1のカセット8に収容される。そして、加工前のウエーハ10が収容された第1のカセット8を第1のカセット載置部8aに載置するとともに、加工後のウエーハを収容するための空の第2のカセット9を第2のカセット載置部9aに載置する。
上述したように加工前の半導体ウエーハ10が収容された第1のカセット8を第1のカセット載置部8aに載置するとともに、加工後のウエーハを収容するための空の第2のカセット9を第2のカセット載置部9aに載置し、研削開始スイッチ(図示せず)が投入されると、ウエーハ搬送手段13が作動して第1のカセット載置部8aに載置された第1のカセット8の所定位置に収容されている加工前の半導体ウエーハ10をハンド131によって保持し、第1のカセット8から搬出して中心合わせ手段11に搬送する。そして、中心合わせ手段11は、搬送された加工前の半導体ウエーハ10の中心合わせを行う。次に、ウエーハ搬入・搬出手段14を作動して、吸着パッド141により中心合わせ手段11によって中心合わせされた加工前の半導体ウエーハ10の裏面10bを吸引保持し、上記搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4a上に搬送する。なお、加工開始時においては、ターンテーブル3は図1に示す原点位置に位置付けられており、ターンテーブル3に配設されたチャックテーブル4aが搬入・搬出領域2aに、チャックテーブル4bが粗研削領域2bに、チャックテーブル4cが仕上げ研削領域2cに、チャックテーブル4dが研磨領域2dにそれぞれ位置付けられている。上述したようにして搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4a上に搬送された半導体ウエーハ10は、表面10aに貼着された保護テープT側がチャックテーブル4a上に載置され、被加工面である裏面10bが上側となる。このとき、第2の研磨手段7のスピンドルユニット73は図1に示す待機位置に位置付けられており、加工前のウエーハ10の搬入の邪魔にはならない。このようにして、搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4a上に載置された加工前の半導体ウエーハ10は、図示しない吸引手段が作動することによってチャックテーブル4a上に吸引保持される。
搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4aに加工前の半導体ウエーハ10を吸引保持したならば、ターンテーブル3を図1において矢印Aで示す方向に90度の角度だけ回動する。この結果、加工前の半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル4aが粗研削領域2bに位置付けられ、チャックテーブル4bが仕上げ研削領域2cに、チャックテーブル4cが研磨領域2dに、チャックテーブル4dが搬入・搬出領域2aにそれぞれ位置付けられる。このようにしてチャックテーブル4a、4b、4c、4dがそれぞれの領域に位置付けられたならば、粗研削領域2bに位置付けられたチャックテーブル4aに保持されている半導体ウエーハ10に対して粗研削ユニット5によって粗研削加工が実施される(粗研削工程)。このとき、チャックテーブル4aは所定方向に所定の回転速度で回転せしめられる。なお、この間に搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4dに加工前の半導体ウエーハ10が搬送され、チャックテーブル4d上に加工前の半導体ウエーハ10が吸引保持される。
次に、上記ターンテーブル3を図1において矢印Aで示す方向に更に90度回動する(従って、ターンテーブル3は図1に示す原点位置から180度回動する)。この結果、粗研削領域2bにおいて粗研削加工された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4aが仕上げ研削領域2cに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域2aにおいて加工前の半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル4dが粗研削領域2bに位置付けられる。そして、チャックテーブル4bが研磨領域2dに、チャックテーブル4cが搬入・搬出領域2aにそれぞれ位置付けられる。この状態で仕上げ研削領域2cに位置付けられたチャックテーブル4aに保持されている粗研削加工された半導体ウエーハ10に対して仕上げ研削ユニット50によって仕上げ研削加工(仕上げ研削工程)が施されるとともに、粗研削領域2bに位置付けられたチャックテーブル4dに保持されているウエーハに対して粗研削ユニット5によって粗研削加工が実施される。このとき、チャックテーブル4aおよびチャックテーブル4dは所定方向に所定の回転速度で回転せしめられる。このように、粗研削加工および仕上げ研削加工が実施されることにより、半導体ウエーハ10が所定の厚みに形成される。なお、この間に搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4cに加工前の半導体ウエーハ10が搬送され、チャックテーブル4c上に加工前の半導体ウエーハ10が吸引保持される。
次に、上記ターンテーブル3を図1において矢印Aで示す方向に更に90度回動する(従って、ターンテーブル3は図1に示す原点位置から270度回動する)。この結果、仕上げ研削領域2cにおいて仕上げ研削加工された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4aが研磨領域2dに位置付けられ、粗研削領域2bにおいて粗研削加工された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4dが仕上げ研削領域2cに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域2aにおいて加工前の半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル4cが粗研削領域2bに位置付けられる。そして、チャックテーブル4bが搬入・搬出領域2aに位置付けられる。研磨領域2dに位置付けられたチャックテーブル4aに保持されている仕上げ研削加工された半導体ウエーハ10に対しては、第1の研磨手段6によって第1の研磨加工が施される。この結果、半導体ウエーハ10の被加工面である裏面10bは、上記粗研削加工および仕上げ研削加工によって生成された研削歪が除去される。そして、上述したようにターンテーブル3が回動し仕上げ研削領域2cに位置付けられたチャックテーブル4dに保持されている粗研削加工された半導体ウエーハ10に対しては仕上げ研削ユニット50によって仕上げ研削加工が施されるとともに、粗研削領域2bに位置付けられたチャックテーブル4cに保持されている半導体ウエーハ10に対しては粗研削ユニット5によって粗研削加工が実施される。
次に、上記ターンテーブル3を図1において矢印Aで示す方向に更に90度回動する(従って、ターンテーブル3は図1に示す原点位置から360度回動する)。この結果、研磨領域2dにおいて第1の研磨加工が施され研削歪が除去された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4aが搬入・搬出領域2aに位置付けられ、仕上げ研削領域2cにおいて仕上げ研削加工された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4dが研磨領域2dに位置付けられ、粗研削領域2bにおいて粗研削加工された半導体ウエーハ10を保持したチャックテーブル4cが仕上げ研削領域2cに位置付けられるとともに、搬入・搬出領域2aにおいて加工前の半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル4bが粗研削領域2bに位置付けられる。搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4aに保持されている第1の研磨加工が施され研削歪が除去された半導体ウエーハ10に対しては第2の研磨手段7によって第2の研磨加工が施される。即ち、第2の研磨手段7の進退手段77を作動して、スピンドルユニット73に装着された第2の研磨工具71を搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4aの上方位置である研磨位置に移動し、チャックテーブル4aに保持されている第1の研磨加工が施され研削歪が除去された半導体ウエーハ10に対して図5に示すように第2の研磨加工を実施する。この第2の研磨加工を実施する第2の研磨手段7の第2の研磨パッド711は、図示の実施形態においては上記第1の研磨手段の第1の研磨パッド611に分散されている砥粒の粒径より小さい粒径の砥粒を分散したものが用いられているので、半導体ウエーハ10の被加工面である裏面10bを更に高精度に研磨することができる。このように、粗研削加工および仕上げ研削加工され所定の厚みに形成された半導体ウエーハ10の裏面を、第1の研磨手段6および第2の研磨手段7によって研削歪を除去するとともに所望の面精度に仕上げるので、第1の研磨手段6および第2の研磨手段7による第1の研磨加工および第2の研磨加工を粗研削加工および仕上げ研削加工と同期させつつ実施することができる。
なお、被加工物がDRAMやフラッシュメモリ等のデータ保存機能を有するデバイスが形成されたウエーハを加工する場合には、ウエーハの裏面に上記第1の研磨加工を施して研削歪を除去するとゲッタリング効果が失われるという問題があるので、このようなウエーハに対しては上記第2の研磨工程において適当な研磨歪が生成されるような面粗さに仕上げる。このためには、第2の研磨手段7の第2の研磨パッド711は、上記第1の研磨手段の第1の研磨パッド611に分散されている砥粒の粒径より大きい粒径の砥粒を分散したものを用いる。なお、図示の実施形態においては第1の研磨手段および第2の研磨手段7とも乾式研磨する例を示したが、スラリーを供給しつつ研磨する形態の研磨手段を使用する場合にはスラリーを選択することにより第1の研磨手段と第2の研磨手段7の研磨精度を変更することができる。
また、上述したようにターンテーブル3を図1に示す原点位置から360度回動した位置に位置付けた状態においては、研磨領域2dに位置付けられたチャックテーブル4dに保持されている仕上げ研削加工された半導体ウエーハ10に対して第1の研磨手段6によって第1の研磨加工が施され、仕上げ研削領域2cに位置付けられたチャックテーブル4cに保持されている粗研削加工された半導体ウエーハ10に対しては仕上げ研削ユニット50によって仕上げ研削加工が施されるとともに、粗研削領域2bに位置付けられたチャックテーブル4bに保持されている半導体ウエーハ10に対しては粗研削ユニット5によって粗研削加工が実施される。
以上のようにして最初に搬入・搬出領域2aに位置付けられたチャックテーブル4aに保持されている半導体ウエーハ10に対して第2の研磨手段7によって第2の研磨加工を実施したならば、進退手段77を作動してスピンドルユニット73を図1に示す待機位置に位置付ける。そして、チャックテーブル4aによる半導体ウエーハ10の吸着保持を解除する。次に、上記ウエーハ搬入・搬出手段14を作動して、吸着パッド11によりチャックテーブル4a上の加工後のウエーハ10の裏面10bを吸引保持し、スピンナー洗浄手段12に搬送する。このとき、第2の研磨手段7のスピンドルユニット73は、上述したように図1に示す待機位置に位置付けられているので、加工後のウエーハ10の搬出の邪魔にはならない。スピンナー洗浄手段12に搬送された加工後の半導体ウエーハ10は、ここで洗浄されるとともにスピンナー乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された加工後の半導体ウエーハ10は、ウエーハ搬送手段13によって第2のカセット9の所定位置に搬入せしめられる。
2:装置ハウジング
3:ターンテーブル
4a、4b、4c、4d:チャックテーブル
5:粗研削ユニット
50:仕上げ研削ユニット
51:ユニットハウジング
52:粗研削ホイール
520:仕上げ用の研削ホイール
53:サーボモータ
56:研削送り手段
6:第1の研磨手段
61:第1の研磨工具
611:第1の研磨パッド
62:マウンター
63:スピンドルユニット
64:スピンドルユニット支持部材
65:支持基台
66:第1の研磨送り手段
67:第2の研磨送り手段
7:第2の研磨手段
71:第2の研磨工具
711:第2の研磨パッド
72:マウンター
73:スピンドルユニット
74:スピンドルユニット支持部材
75:支持基台
76:研磨送り手段
77:進退手段
8:第1のカセット
9:第2のカセット
11:中心合わせ手段
12:スピンナー洗浄手段
13:ウエーハ搬送手段
14:ウエーハ搬入・搬出手段

Claims (2)

  1. 回転可能に配設されウエーハ搬入・搬出領域と粗研削領域と仕上げ研削領域と研磨領域に沿って適宜回転せしめられるターンテーブルと、該ターンテーブルに等角度をもって配設されウエーハを保持する保持面を備えた4個のチャックテーブルと、該ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルにウエーハを搬入搬出するウエーハ搬入・搬出手段と、該粗研削領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに粗研削加工を施す粗研削手段と、該仕上げ研削領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに仕上げ研削加工を施す仕上げ研削手段と、該研磨領域に位置付けられたチャックテーブルに保持されているウエーハに第1の研磨加工を施す第1の研磨手段と、を具備するウエーハの加工装置において、
    該ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブルに保持され該第1の研磨加工が施されたウエーハに第2の研磨加工を施す第2の研磨手段を備えている、
    ことを特徴とするウエーハの加工装置。
  2. 該第2の研磨手段は、第2の研磨パッドを備えた第2の研磨工具と、該研磨工具を着脱可能に装着するマウンターと、該マウンターを回転せしめるスピンドルユニットと、該スピンドルユニットを該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動可能に支持するスピンドルユニット支持部材と、該スピンドルユニット支持部材をチャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動可能に支持する支持基台と、該スピンドルユニットを該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨送り手段と、該スピンドルユニット支持部材を該チャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動し該スピンドルユニットに装着された該研磨工具を搬入・搬出領域に位置付けられた該チャックテーブルの上方位置である研磨位置と該研磨位置から退避した待機位置に位置付ける進退手段とを具備している、請求項1記載のウエーハの加工装置。
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