JP5473736B2 - 研削装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハを研削する研削装置の運転方法に関する。

ＩＣ，ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置（ダイシング装置）によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールを有する研削手段と、チャックテーブルにウエーハを搬入するウエーハ搬入手段と、ウエーハ搬入手段が搬入すべきウエーハを位置合わせする位置合わせ手段と、複数のウエーハが収容されたカセットからウエーハを取り出し位置合わせ手段に搬送するウエーハ搬送手段とから少なくとも構成されていて、ウエーハを効率良く所望の厚みに研削できる（例えば、特開平１０−１７２９３２号公報参照）。

このような研削装置の多くは自動研削プログラムで運転されている。即ち、ウエーハを複数枚カセット内に収容して、カセットを所定の載置場所にセットした後、操作ボタンを押して自動研削プログラムをスタートさせると、第１のカセット内に収容されたウエーハは、第１のカセット→位置合わせ手段→チャックテーブル（研削実行）→洗浄手段→第２のカセットの順に移動し、加工が施される。

特開平１０−１７２９３２号公報

しかし、自動研削プログラムをスタート後、何らかの理由（例えば、セットしたウエーハが違っていた又は研削条件の設定が違っていた等）により、研削中止の指令を出したとしても、カセットから搬出されたウエーハは通常の経路、つまり、カセット→位置合わせ手段→チャックテーブル（研削実行）→洗浄手段→カセットの順に移動するようになっていた。

そのため、自動研削プログラムスタート直後に間違いに気づき中止指令を出したとしても、極端な場合、カセットから僅かでもウエーハが搬出されてしまうと、自動研削プログラムの全ての経路を回ってカセットに回収されるため、非常に長い待機時間が発生してしまう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、自動研削プログラムを実行中に研削中止指令が出された場合、迅速に且つ効率良くウエーハをカセットに回収可能な研削装置の運転方法を提供することである。

本発明によると、ウエーハを収容する第１のカセットからウエーハを搬送する第１搬送手段と、該第１搬送手段により搬送されたウエーハを載置しウエーハの中心合わせを実施する位置合わせ手段と、該位置合わせ手段から第２搬送手段によって搬送されたウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルをウエーハ搬入・搬出領域と研削領域との間で移動するチャックテーブル移動手段と、回転する研削砥石によって該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルから第３搬送手段によって搬送されたウエーハを洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段からウエーハを収容する第２のカセットまでウエーハを搬送する第４搬送手段と、前記各手段を制御する制御手段と、該制御手段に接続されオペレータがキー操作する入力手段とを備えた研削装置の運転方法であって、該制御手段が自動研削プログラム実行の信号を受信すると、該制御手段はウエーハを該第１のカセット、該位置合わせ手段、該チャックテーブル、該洗浄手段及び該第２のカセットの順に移動して該自動研削プログラムを実行し、該自動研削プログラム実行中に該制御手段が該自動研削プログラムを中止する信号を受信すると、該第１のカセットから新たにウエーハを搬送することを中止するとともに、該第１のカセットから搬送されたウエーハに研削加工が実施されているか否かを判断し、研削加工が実施されていると判断した場合には、該ウエーハを該自動研削プログラムと同じ経路で移動して該第２のカセットに収容し、研削加工が実施されていないと判断した場合には、該ウエーハを該自動研削プログラムと逆の経路で移動して該第１のカセットに収容することを特徴とする研削装置の運転方法が提供される。

本発明の研削装置の運転方法によれば、自動研削プログラム開始後且つ研削加工実施前に中止指令が出された場合には、自動研削プログラムのウエーハ搬送経路と逆の経路でウエーハを搬送してウエーハを第１のカセットに戻すため、ウエーハを戻す移動時間を短縮化することができ、不要な待機時間を削減することができる。

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状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。 研削装置の斜視図である。 研削装置の制御ブロック図である。 本発明の運転方法におけるウエーハの経路を示すフローチャートである。

以下、本発明実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハ１１の斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハから成っており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。

このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。

半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する前に、半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは、保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。

図３を参照すると、本発明の運転方法を実施するのに適した研削装置２の斜視図が示されている。４は研削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。

コラム６ａには、上下方向に伸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に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット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。

粗研削ユニット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複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。

粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット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とから構成される粗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。

他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。

仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６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３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。

仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。

研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてベース４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４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４５で示す方向に回転される。

ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着チャックを有しており、吸着チャックの保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。

ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。

ベース４の前側部分には、第１のカセット５０と、リンク５１及びハンド５２を有するウエーハ搬送ロボット５４と、複数の位置合わせピン５８を有する位置合わせテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４と、スピンナ洗浄装置６４で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを収容する第２のカセット６６が配設されている。

図３に示したスピンナ洗浄装置６４には、研削された半導体ウエーハ１１を吸引保持して回転する半導体ウエーハ１１より小径のスピンナテーブル６８が装着されている。７０はスピンナ洗浄装置６４のカバーである。

図４を参照すると、研削装置２の制御ブロック図が示されている。研削装置２のコントローラ７２はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）７４と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）７６と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７８と、カウンタ８０と、入力インターフェイス８２と、出力インターフェイス８４とを備えている。

例えば、タッチパネル式の入力手段８６からオペレータがコマンドを入力すると、入力インターフェイス８２を介してコントローラ７２にコマンドが入力される。出力インターフェイス８４は、第１のカセット５０、第１搬送手段としてのウエーハ搬送ロボット５４、位置合わせ手段としての位置合わせテーブル５６、第２搬送手段としてのローディングアーム６０、チャックテーブル４６、チャックテーブル移動手段としてのターンテーブル４４、第３搬送手段としてのアンローディングアーム６２、洗浄手段としてのスピンナ洗浄装置６４、第４搬送手段としてのウエーハ搬送ロボット５４、第２のカセット６６に接続されており、コントローラ７２がこれらの動作を制御する。

ここで、第１のカセット５０及び第２のカセット６６はそれぞれカセットエレベータ上に載置されており、実際にはコントローラ７２がこれらのカセットエレベータの動作を制御する。

次に図５のフローチャートを参照して、本発明の研削装置の運転方法について詳細に説明する。図１のカセット５０中に表面に保護テープ２３が貼着された半導体ウエーハ１１が複数枚挿入されて、第１のカセット５０がカセットエレベータ上にセットされ（ブロックＢ１０）、オペレータが入力手段８６から自動研削プログラムの実行を入力すると、自動研削プログラムがスタートする。

ウエーハ搬送ロボット５４のハンド５２が第１のカセット５０内のウエーハ１１を把持して、仮置きテーブル５６まで搬送するが、この途中で中止指令（キャンセル）が入力されたか否かが判定される（ブロックＢ１１）。ブロックＢ１１でオペレータが中止指令を入力したと判定された場合には、ウエーハ搬送ロボット５４は把持しているウエーハ１１を第１のカセット５０内に再収用する。

中止指令がない場合には、ウエーハ搬送ロボット５４は把持したウエーハ１１をブロックＢ１２の位置合わせテーブル５６まで搬送し、位置合わせピン５８を作動してウエーハ１１の中心合わせを実施する。

中心合わせ実施後、ローディングアーム６０の吸着パッドでウエーハ１１を吸着して、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられたチャックテーブル４６までウエーハ１１を搬送する。

この途中で、中止指令が入力されたか否かが判定され（ブロックＢ１３）、中止指令が入力されたと判定された場合には、ローディングアーム６０がウエーハ１１を位置合わせテーブル５６まで戻し、更にウエーハ搬送ロボット５４が位置合わせテーブル５６に戻されたウエーハ１１を把持して、第１のカセット５０内に戻す。

ブロックＢ１３が否定判定の場合には、ローディングアーム６０の吸着パッドで保持したウエーハ１１をウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられたチャックテーブル４６に搬送し、チャックテーブル４６でウエーハ１１を吸引保持する（ブロックＢ１４）。

ブロックＢ１５で中止指令が入力されたか否かを判定し、この段階で中止指令が入力された場合には、ローディングアーム６０の吸着パッドでチャックテーブル４６上のウエーハ１１を吸着し、ローディングアーム６０でウエーハ１１を位置合わせテーブル５６に戻し、更にウエーハ搬送ロボット５４で位置合わせテーブル５６上のウエーハ１１を把持して第１のカセット５０内に戻す。

ブロックＢ１５で中止指令がないと判定された場合には、ターンテーブル４４を矢印４５方向に１２０度回転して、ウエーハ１１を保持したチャックテーブル４６を粗研削加工領域Ｂに位置づける（ブロックＢ１６）。

ここで、粗研削加工が開始されていない場合には、ブロックＢ１７の判定が否定判定となり、ブロックＢ１８で中止指令が入力されたか否かが判定される。ブロックＢ１８で中止指令有りと判定された場合には、ターンテーブル４４を矢印４５と反対方向（即ち時計回り方向）に１２０度回転して、ウエーハ１１を保持したチャックテーブル４６をウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付け、ローディングアーム６０でウエーハ１１を位置合わせテーブル５６に戻し、更にウエーハ搬送ロボット５４でウエーハ１１を位置合わせテーブル５６から第１のウエーハカセット５０内に戻す。

一方、ブロックＢ１７で研削開始と判定された場合、即ち粗研削ユニット１０による粗研削が開始された後に、ブロックＢ１９で中止指令が入力された場合には、ブロックＢ２０の粗研削を中止して仕上げ研削を実施することなく、第１のカセット５０から新たにウエーハを搬送することを中止するとともに、ターンテーブル４４が矢印４５方向に回転されて、研削の中止されたウエーハ１１を保持したチャックテーブル４６がウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられる（ブロックＢ２１）。

即ち、粗研削ユニット１０による粗研削が開始された後には、ウエーハ１１に研削屑や研削水が付着して洗浄工程が必要となるため、研削開始後に中止指令が入力された場合には、実際の研削は中止されるが自動研削プログラムの搬送経路は維持される。

一方、ブロックＢ１８及びブロックＢ１９で中止指令がないと判定された場合には、ブロックＢ２０へ進んで粗研削ユニット１０による粗研削及び仕上げ研削ユニット２８による仕上げ研削を実施する。

仕上げ研削が終了すると、ターンテーブル４４が矢印４５方向に回転されて、研削の終了したウエーハ１１を保持したチャックテーブル４６がウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられる（ブロックＢ２１）。

そして、アンローディングアーム６２の吸着パッドでウエーハ１１が把持されて、スピンナ洗浄装置６４まで搬送されて、スピンナ洗浄装置６４で洗浄され、更にスピン乾燥される（ブロックＢ２２）。次いで、ウエーハ搬送ロボット５４で洗浄後のウエーハ１１が把持されて第２のカセット６６内に収容される（ブロックＢ２３）。

上述した実施形態では、第１のカセット５０からウエーハを搬送する第１搬送手段と、スピンナ洗浄装置６４から第２のカセット６６までウエーハを搬送する第４搬送手段とを一つのウエーハ搬送ロボット５４で共用している。

上述した本発明の研削装置の運転方法によると、自動研削プログラムの実行を開始した後の中止指令に基づく搬送経路を、ウエーハ１１の研削を開始したか否かにより切り分けている。

即ち、研削開始前に中止指令が入力された場合には、自動研削プログラムの搬送方向と反対方向の搬送経路を通って、ウエーハ１１を第１のカセット５０中に戻すように制御する。これにより、ウエーハ１１を第１のカセット５０まで戻す時間が短縮化され、不要な待機時間を削減することができる。

研削開始後に中止指令が入力された場合には、第１のカセット５０から新たにウエーハ１１を搬送することを中止するとともに、実際の研削は中止するが自動研削プログラムの搬送経路を維持する。

これは、ウエーハ１１の研削を一旦開始してしまうと、ウエーハ１１に研削屑や研削水が付着し洗浄工程が必要となるため、スピンナ洗浄装置６４を通過する経路を取らせる必要があるからである。

２ 研削装置
１０ 粗研削ユニット
１１ 半導体ウエーハ
２８ 仕上げ研削ユニット
４４ ターンテーブル
４６ チャックテーブル
５０ 第１のカセット
５４ ウエーハ搬送ロボット
５６ 位置合わせテーブル
６０ ローディングアーム
６２ アンローディングアーム
６４ スピンナ洗浄装置
６６ 第２のカセット
７２ コントローラ
８６ 入力手段

Claims (1)

1. ウエーハを収容する第１のカセットからウエーハを搬送する第１搬送手段と、該第１搬送手段により搬送されたウエーハを載置しウエーハの中心合わせを実施する位置合わせ手段と、該位置合わせ手段から第２搬送手段によって搬送されたウエーハを吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルをウエーハ搬入・搬出領域と研削領域との間で移動するチャックテーブル移動手段と、回転する研削砥石によって該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルから第３搬送手段によって搬送されたウエーハを洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段からウエーハを収容する第２のカセットまでウエーハを搬送する第４搬送手段と、前記各手段を制御する制御手段と、該制御手段に接続されオペレータがキー操作する入力手段とを備えた研削装置の運転方法であって、
   該制御手段が自動研削プログラム実行の信号を受信すると、該制御手段はウエーハを該第１のカセット、該位置合わせ手段、該チャックテーブル、該洗浄手段及び該第２のカセットの順に移動して該自動研削プログラムを実行し、
   該自動研削プログラム実行中に該制御手段が該自動研削プログラムを中止する信号を受信すると、該第１のカセットから新たにウエーハを搬送することを中止するとともに、該第１のカセットから搬送されたウエーハに研削加工が実施されているか否かを判断し、研削加工が実施されていると判断した場合には、該ウエーハを該自動研削プログラムと同じ経路で移動して該第２のカセットに収容し、研削加工が実施されていないと判断した場合には、該ウエーハを該自動研削プログラムと逆の経路で移動して該第１のカセットに収容することを特徴とする研削装置の運転方法。

Images