JP5473670B2

JP5473670B2 - 研削装置のチャックテーブルシール機構

Info

Publication number: JP5473670B2
Application number: JP2010037181A
Authority: JP
Inventors: 純諏訪野
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP2011173181A

Description

本発明は、研削に寄与する水が供給される状態でウエーハを吸引保持するチャックテーブルを有する研削装置のチャックテーブルシール機構に関する。

半導体製造装置の一種である研削装置は、チャックテーブルに吸引保持されたウエーハを研削加工する際に研削水を供給しながら研削を遂行している。また、ウエーハを個々のデバイスに分割する切削装置では、チャックテーブルに吸引保持されたウエーハを切削する際に切削水を供給しながら切削を行っている（例えば、特開２００３−３２６４５８号公報参照）。

チャックテーブルはチャックテーブルベース上に搭載され、チャックテーブルベースはモータを内蔵した回転駆動部上に搭載されて、回転駆動部により回転される。このようなチャックテーブルを有する加工装置では、電気機器である回転駆動部に研削水や切削水がかからないように回転駆動部を保護するウォーターカバーが配設されている。そして、チャックテーブルの回転部とウォーターカバーの間には所定の隙間が設けられており、この隙間に水が浸入しないように様々なシール機構が提案されている。

例えば、実開平６−７５６３３号公報は、ベースに取り付けた環状立壁と回転テーブルに取り付けた環状カバーとの間にラビリンスシールを形成し、ベースと回転テーブルとの間に負圧が発生しても、切粉がベースと回転テーブルとの間に侵入するのを防止するようにした工作機械のシール構造を開示している。

また、特開２００３−８３２９０号公報は、環状の弾性部材を回転体に装着して非回転体であるカバー部に弾性部材を接触させて回転摺動させることにより、シールを達成する構造を開示している。

特開２００３−３２６４５８号公報実開平６−７５６３３号公報特開２００３−８３２９０号公報

ところが、特許文献２に開示されたようなシール構造を加工装置のチャックテーブル部分に適用すると、水の勢いや水量が多い場合は完全な水の浸入を防止することは困難であるという問題がある。

また、特許文献３に開示されたようなシール構造では、弾性部材の摺動部分が磨り減って形状が変化するため、弾性部材が交換が必要な消耗部品となったり、水中に異物が混入している場合には、摺動部に異物が噛みこまれてカバー部に穴が開いたりするという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動部を持たずに水等の液体の浸入を完全に防止可能な研削装置のチャックテーブルシール機構を提供することである。

本発明によると、回転駆動部と、該回転駆動部上に搭載されたチャックテーブルベースと、該チャックテーブルベース上に搭載されウエーハを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、加工に寄与する液体を供給しながら該チャックテーブルに保持されたウエーハを加工する研削手段とを備えた研削装置のチャックテーブルシール機構であって、該チャックテーブルベースが挿入される円形開口部を有し、該回転駆動部の上方を覆って該回転駆動部を液体から保護するウォーターカバーと、該ウォーターカバーの該円形開口部の周囲に立設された内側円筒状部材と、該内側円筒状部材の外周面上に半径方向外側へ張り出すように形成された複数の環状内側フランジ部材と、該内側フランジ部材から半径方向外側に所定間隔離間して該チャックテーブルベースから下垂するように該チャックテーブルベースに取り付けられた外側円筒状部材と、該外側円筒状部材の下端から該ウォーターカバーの上面と１〜５ｍｍの間隙をもって半径方向外側へ延在する環状外側フランジ部材と、を具備し、該内側円筒状部材と、該複数の環状フランジ部材と、該外側円筒状部材と、該環状外側フランジ部材と、該ウォーターカバーの上面との間にラビリンスシールを形成したことを特徴とする研削装置のチャックテーブルシール機構が提供される。

本発明によると、チャックテーブルベースとウォーターカバーが隙間を保ちつつ、ウォーターカバーに取り付けられた内側円筒状部材とチャックテーブルベースに取り付けられた外側円筒状部材とは所定の隙間で離間してラビリンスシールを形成しているため、摺動による部品の変形を起こすことなく液体の侵入を完全に防止することができる。

また、液体が勢いよく吹き付けられた場合でも、内側円筒状部材に複数の環状内側フランジ部材が設けられ、外側円筒状部材に環状外側フランジ部材が設けられているため、これらのフランジが二重、三重の防護壁となって水の浸入を防ぐことができる。

本発明が適用される研削装置の概略斜視図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。表面に保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。本発明第１実施形態の縦断面図である。図４の一部拡大断面図である。図６（Ａ）は本発明第２実施形態の縦断面図、図６（Ｂ）は本発明第３実施形態の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明第１実施形態が適用された研削装置２の斜視図を示している。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に延びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に装着された下端に複数の研削砥石２６が固定された研削ホイール２５を含んでいる。

研削ユニット１０は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される研削ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

ベース４の中間部分にはチャックテーブル５０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３０はチャックテーブル機構２８をカバーする蛇腹であり、５２は蛇腹に取り付けられたウォーターカバーである。

ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。

また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル機構２８を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル機構２８が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル機構２８に向かって洗浄水を噴射する。５４は研削水供給ノズルであり、先端の水噴出口５５から研削ホイール２５とチャックテーブル５０に保持されたウエーハとの間に水を噴出する。

図４を参照すると、本発明第１実施形態に係るチャックテーブルシール機構の縦断面図が示されている。５６は回転駆動部であり、内部にモータ及びモータを駆動する電気機器が内蔵されている。回転駆動部５６上には円柱状のチャックテーブルベース５８が搭載されており、回転駆動部５６に内蔵されたモータにより回転駆動される。

チャックテーブルベース５８上には、チャックテーブル５０が搭載されてねじ５９によりチャックテーブルベース５８に固定されている。チャックテーブル５０はポーラスセラミックスから形成されたポーラス吸着部５１を有している。特に図示しないが、ポーラス吸着部５１はチャックテーブルベース５８及び回転駆動部５６に形成された吸引路を介して負圧吸引源に接続されている。

チャックテーブル５０のポーラス吸着部５１の保持面上には半導体ウエーハ１１の表面に貼着された保護テープ２３が吸引保持されている。研削ユニット１０のスピンドル２７の先端にはマウンタ２４が固定されており、このマウンタ２４に複数の研削砥石２６が環状に配列された研削ホイール２５が着脱可能に取り付けられている。

ウォーターカバー５２は開口部５３を有しており、この開口部５３中にチャックテーブルベース５８が挿入されている。ウォーターカバー５２は蛇腹３０に取り付けられており、図示しないチャックテーブル移動機構によりチャックテーブル５０が図１でＹ軸方向に移動されると、チャックテーブルベース５８と開口部５３との間に所定の間隙を保ちながらウォーターカバー５２もＹ軸方向に移動される。

チャックテーブルベース５８の上端部外周には環状部材６０が固定されている。環状部材６０は、環状部材６０をチャックテーブルベース５８から取り外した状態でウォーターカバー５２をチャックテーブルベース５８に挿入した後、チャックテーブルベース５８に固定される。

図５の一部拡大断面図に最もよく示されるように、ウォーターカバー５２の円形開口部５３の周囲には内側円筒状部材６０が立設されている。内側円筒状部材６０の外周面上には複数の環状内側フランジ６２が半径方向外側に張り出すように一体的に形成されている。内側フランジ６２の幅は５〜１２ｍｍの範囲内が好ましい。

内側フランジ６２の先端から半径方向外側に所定間隔離間して、チャックテーブルベース５８に固定された環状部材６０から下垂するように外側円筒状部材６６が環状部材６０に取り付けられている。

外側円筒状部材６６の下端からウォーターカバー５２の上面と所定の間隙をもって半径方向外側へ延在するように、環状外側フランジ６８が外側円筒状部材６６と一体的に形成されている。

好ましくは、外側フランジ６６の下面とウォーターカバー５２の上面との間には１〜５ｍｍの間隙が形成されている。好ましくは、環状外側フランジ６８の幅は５〜１２ｍｍの範囲内である。

本実施形態のチャックテーブルのシール機構では、内側円筒状部材６０と、環状内側フランジ６２と、外側円筒状部材６６と、環状外側フランジ６８と、ウォーターカバー５２の上面との間にラビリンスシールが形成される。

よって、チャックテーブル５０に吸引保持された半導体ウエーハ１１を研削中に研削水供給ノズル５４の水噴出口５５から供給された研削水は、図５で破線矢印Ａのようにチャックテーブル５０、チャックテーブルベース５８及び外側円筒状部材６６の外周面に沿って流れる。

少量の研削水が矢印Ｂのようにウォーターカバー５２の上面と環状外側フランジ６８の隙間を通って内側円筒状部材６０と外側円筒状部材６６との間に侵入するが、内側円筒状部材６０の外周面上には複数の環状内側フランジ６２が形成されているので、侵入した研削水はこれらの環状内側フランジ６２によってブロックされ、内側円筒状部材６０の内部に侵入することはない。よって、研削水が回転駆動部５６内に浸入することが完全に防止され、回転駆動部５６の内部に収容されたモータ及び電気機器を防水することができる。

図６（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態のチャックテーブルシール機構の縦断面図が示されている。本実施形態の説明において、上述した第１実施形態と実質的に同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。

この第２実施形態においては、チャックテーブルベース５８の上端部外周に環状部材６０を固定せずに、外側円筒状部材６６Ａをチャックテーブルベース５８の上端部の側面に直接固定している。本実施形態の他の構成は上述した第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によっても、上述した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

図６（Ｂ）を参照すると、本発明第３実施形態のチャックテーブルシール機構の縦断面図が示されている。本実施形態の説明において、上述した第１及び第２実施形態と実質的に同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。

本実施形態では、チャックテーブルベース５８の上端部が半径方向外側に張り出すことなく、直径の大きなチャックテーブルベース５８Ａを採用している。そして、第２実施形態と同様に、チャックテーブルベース５８Ａの側面に外側円筒状部材６６Ａが直接固定されている。本実施形態の他の構成は上述した第１実施形態と同様である。本実施形態によっても、上述した第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

以上の説明では、本発明を研削装置のチャックテーブルのシール機構に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回転するチャックテーブルを有する研磨装置、切削装置等の加工装置のチャックテーブルのシール機構に同様に適用可能である。

２研削装置
１０研削ユニット
１１半導体ウエーハ
２３保護テープ
２５研削ホイール
２８チャックテーブル機構
５０チャックテーブル
５４研削水供給ノズル
５６回転駆動部
５８チャックテーブルベース
６２内側円筒状部材
６４環状内側フランジ
６６外側円筒状部材
６８環状外側フランジ

Claims

回転駆動部と、該回転駆動部上に搭載されたチャックテーブルベースと、該チャックテーブルベース上に搭載されウエーハを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、加工に寄与する液体を供給しながら該チャックテーブルに保持されたウエーハを加工する研削手段とを備えた研削装置のチャックテーブルシール機構であって、
該チャックテーブルベースが挿入される円形開口部を有し、該回転駆動部の上方を覆って該回転駆動部を液体から保護するウォーターカバーと、
該ウォーターカバーの該円形開口部の周囲に立設された内側円筒状部材と、
該内側円筒状部材の外周面上に半径方向外側へ張り出すように形成された複数の環状内側フランジ部材と、
該内側フランジ部材から半径方向外側に所定間隔離間して該チャックテーブルベースから下垂するように該チャックテーブルベースに取り付けられた外側円筒状部材と、
該外側円筒状部材の下端から該ウォーターカバーの上面と１〜５ｍｍの間隙をもって半径方向外側へ延在する環状外側フランジ部材と、を具備し、
該内側円筒状部材と、該複数の環状フランジ部材と、該外側円筒状部材と、該環状外側フランジ部材と、該ウォーターカバーの上面との間にラビリンスシールを形成したことを特徴とする研削装置のチャックテーブルシール機構。