JP5767834B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハの研削に用いる研削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が研削され所定の厚さに形成された後、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器等に利用されている。

ウェーハの裏面研削に用いられる研削装置は、ウェーハを保持して回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削手段とを備えており、研削手段は、研削砥石が環状に固着された研削ホイールを備えている。

研削時は、ウェーハの表面に保護テープが貼着され、保護テープ側がチャックテーブルに保持される。そして、チャックテーブルを回転させるとともに回転する研削砥石をチャックテーブルに保持されたウェーハの裏面に接触させることにより、ウェーハを所望の厚さに形成することができる。

ウェーハの裏面研削後は、ウェーハがチャックテーブルに保持された状態で、研削された裏面がブラシにより前洗浄された後、搬出手段の吸着パッドにウェーハの裏面を吸着してウェーハを洗浄手段に搬送し、高圧水及び高圧エアによるウェーハの洗浄が行われる（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−２２６５２１号公報

しかし、研削済みのウェーハをチャックテーブルから搬出する前にブラシによる前洗浄を行うと、ウェーハの表面を保護している保護テープの粘着剤がウェーハの裏面に巻き上げられて研削された裏面に付着するため、その後、搬出手段の吸着パッドでウェーハの裏面を吸着してチャックテーブルから搬出する際に、裏面に付着した粘着剤によってウェーハが割れるという問題がある。この問題は、特に、保護テープがウェーハよりも大きく形成されウェーハの外周から保護テープがはみだしている場合に多発する。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、研削装置において、保護テープが貼着された研削済みのウェーハをチャックテーブルから搬出する前にブラシ部を備えた前洗浄手段で洗浄しても、保護テープの粘着剤がウェーハの裏面に付着しないようにすることを課題とする。

本発明は、ウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石を環状に備え回転可能な研削ホイールを有する研削手段と、チャックテーブルに対するウェーハの搬入及びチャックテーブルからのウェーハの搬出が行われる領域である搬出入領域とチャックテーブルに保持されたウェーハに対して研削手段による研削が行われる領域である研削領域とに該チャックテーブルを位置づける位置づけ手段と、搬出入領域に位置づけられたチャックテーブルに研削前のウェーハを搬入する搬入手段と、ウェーハを洗浄する洗浄手段とを含む研削装置に関するもので、搬出入領域に位置づけられたチャックテーブルから研削済みのウェーハを搬出する前にウェーハの研削面を前洗浄する前洗浄手段と、前洗浄手段で前洗浄されたウェーハをチャックテーブルから搬出し洗浄手段に搬送する搬出手段とを備え、前洗浄手段は、ウェーハより直径が小さく形成されたブラシ部と、ブラシ部をウェーハの面に沿って回転させる回転部と、ウェーハに対してブラシ部を接触及び離反させる移動部と、ウェーハとブラシ部とに洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとから構成され、搬出手段は、ウェーハを保持する吸着面を備えた吸着パッドと、吸着パッドを搬出入領域と洗浄手段とに位置づける搬送アームとから構成され、前洗浄手段のブラシ部は、ウェーハの外周への接触を避けるとともにウェーハの回転中心を通る位置に接触して前洗浄を行い、搬出手段の吸着パッドの吸着面は、ウェーハのうちブラシ部によって前洗浄される領域と同じ大きさに形成されるか、又は前洗浄される領域よりも小さく形成される。

本発明では、研削後のウェーハを搬出入領域から搬出する前に研削面を前洗浄する前洗浄手段を備え、前洗浄手段を構成するブラシ部は、ウェーハよりも直径が小さく形成され、前洗浄時には、ブラシ部がウェーハの外周部に接触しないとともにウェーハの回転中心に接触するように位置づけされるため、ウェーハの外周側から保護テープの粘着剤が露出していたとしても、ブラシ部が粘着剤を巻き上げて研削面に付着させるおそれがない。また、前洗浄されたウェーハを洗浄手段に搬出する搬出手段を構成する吸着パッドの吸着面は、ブラシ部によって前洗浄されるウェーハの領域と同じ大きさまたはその領域よりも小さく形成されるため、前洗浄されなかった領域に研削屑が付着していたとしても、吸着時にその部分に力が加わることがないため、ウェーハを吸着パッドによって吸着して搬送する際にウェーハが割れることがない。

研削装置の一例を示す斜視図である。 ウェーハに保護テープを貼着する状態を示す斜視図である。 保護テープが貼着されたウェーハをチャックテーブルに載置する状態を示す斜視図である。 ウェーハの研削面を前洗浄する状態を示す斜視図である。 前洗浄時のウェーハとブラシ部との位置関係を模式的に示す平面図である。 搬出手段の吸着パッドによりウェーハを吸着する状態を示す斜視図である。 搬出手段の吸着パッドによりウェーハを吸着する状態を示す平面図である。

図１に示す研削装置１は、チャックテーブル２に保持されたウェーハを２つの研削手段３ａ、３ｂによって研削する機能を有する装置である。図１の例における研削装置１は、３つのチャックテーブル２を備えている。

３つのチャックテーブル２は、ターンテーブル４によってターンテーブル４の中心を回転中心として公転可能となっている。このターンテーブル４は、チャックテーブル２に対するウェーハの搬入及びチャックテーブル２からのウェーハの搬出が行われる領域である搬出入領域Ａと、チャックテーブル２に保持されたウェーハに対する研削手段３ａ、３ｂによる研削が行われる領域である研削領域Ｂとにチャックテーブル２を位置づける位置づけ手段として機能する。また、個々のチャックテーブル２は、自転可能となっている。

装置前部には、研削前のウェーハが収容される第一のウェーハカセット５０ａが載置される第一のカセット載置領域５ａと、研削後のウェーハが収容される第二のウェーハカセット５０ｂが載置される第二のカセット載置領域５ｂとが設けられている。

第一のカセット載置領域５ａ、第二のカセット載置領域５ｂの近傍には、第一のウェーハカセット５０ａからのウェーハの取出し及び第二のウェーハカセット５０ｂに対するウェーハの収容を行う取出し収容手段６が配設されている。取出し収容手段６は、ウェーハを吸着して保持する保持部６０と、保持部６０に連結され保持部６０を所望の位置に移動させるアーム部６１とを備えている。

保持部６０の可動域には、ウェーハの中心位置を一定の位置にあわせる位置合わせ手段７ａ及び研削後のウェーハを洗浄する洗浄手段７ｂが配設されている。

位置合わせ手段７ａは、載置されたウェーハを下方から支持するテーブル７０ａと、互いが近づく方向に移動可能な複数な位置合わせ突起７１ａとから構成され、テーブル７０ａに載置されたウェーハの外周を位置合わせ突起７１ａが押すことによりウェーハを一定の位置に位置させることができる。

洗浄手段７ｂには、ウェーハを保持して回転可能なスピンナーテーブル７０ｂと、ウェーハに対して高圧水や高圧エアを噴出する図示しないノズル等を備えており、回転するスピンナーテーブル７０ｂに保持されたウェーハに向けて高圧水を噴出して研削屑を除去し、ウェーハに対して高圧エアを噴出することによりウェーハを乾燥させることができる。

位置合わせ手段７の近傍には、位置合わせされた研削前のウェーハを搬出入領域Ａに位置づけられたいずれかのチャックテーブル２に搬入する搬入手段８ａが配設されている。搬入手段８ａには、ウェーハを吸着して保持する吸着部８０ａと、吸着部８０ａを旋回及び昇降させる搬送アーム８１ａとを備えている。

研削手段３ａは、鉛直方向の軸心を有するスピンドル３０ａと、スピンドル３０ａを回転させるモータ３１ａと、スピンドル３０ａの下端に形成されたマウント３２ａに取り付けられる研削ホイール３３ａとから構成されており、研削ホイール３３ａには、環状に砥石３４ａが固着されている。砥石３４ａは、粗研削用の砥石である。

研削手段３ｂは、鉛直方向の軸心を有するスピンドル３０ｂと、スピンドル３０ｂを回転させるモータ３１ｂと、スピンドル３０ｂの下端に形成されたマウント３２ｂに取り付けられる研削ホイール３３ｂとから構成されており、研削ホイール３３ｂには、環状に砥石３４ｂが固着されている。砥石３４ｂは、仕上げ研削用の砥石である。

研削手段３ａは、研削送り手段９ａによって駆動されて昇降可能となっている。研削送り手段９ａは、鉛直方向の軸心を有するボールネジ９０ａと、ボールネジ９０ａと平行に配設されたガイドレール９１ａと、ボールネジ９０ａを回動させるパルスモータ９２ａと、内部に備えたナットがボールネジ９０ａに螺合し側部がガイドレール９１ａに摺接する昇降部９３ａとから構成され、パルスモータ９２ａによって駆動されてボールネジ９０ａが回動するのにともない昇降部９３ａがガイドレール９１ａに案内されて昇降し、昇降部９３ａによって支持された研削手段３ａも昇降する構成となっている。

研削手段３ｂは、研削送り手段９ｂによって駆動されて昇降可能となっている。研削送り手段９ｂは、鉛直方向の軸心を有するボールネジ９０ｂと、ボールネジ９０ｂと平行に配設されたガイドレール９１ｂと、ボールネジ９０ｂを回動させるパルスモータ９２ｂと、内部に備えたナットがボールネジ９０ｂに螺合し側部がガイドレール９１ｂに摺接する昇降部９３ｂとから構成され、パルスモータ９２ｂによって駆動されてボールネジ９０ｂが回動するのにともない昇降部９３ｂがガイドレール９１ｂに案内されて昇降し、昇降部９３ｂによって支持された研削手段３ｂも昇降する構成となっている。

搬出入領域Ａには、搬出入領域Ａに位置づけられたチャックテーブル２から研削済みのウェーハを搬出する前にウェーハの研削面を前洗浄する前洗浄手段１０が配設されている。前洗浄手段１０は、研削対象のウェーハよりも直径が小さく形成されたブラシ部１００と、ブラシ部１００をウェーハの面に沿って回転させる回転部１０１と、ウェーハに対してブラシ部１００を接触及び離反させる移動部１０２と、ウェーハとブラシ部１００に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル１０３とを備えている。移動部１０２及び回転部１０１によって支持されたブラシ部１００は、水平方向に配設されたレール１０４に沿って水平方向に移動可能となっている。ブラシ部１００は、研削対象のウェーハよりも直径が小さく形成されている。

洗浄手段７ｂの近傍には、前洗浄手段１０で前洗浄されたウェーハをチャックテーブル２から搬出し洗浄手段７ｂに搬送する搬出手段１１が配設されている。搬出手段１１は、ウェーハを保持する吸着面１１０ａを備えた吸着パッド１１０と、吸着パッド１１０を搬出入領域Ａと洗浄手段７ｂとに位置づける搬送アーム１１１とから構成されている。

以下では、以上のように構成される研削装置１において、図２に示すウェーハＷの裏面Ｗ２を研削する場合における装置の動作を説明する。

図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗ１には、分割予定ラインＬによって区画されて複数のデバイスＤが形成されており、この表面Ｗ１に、デバイス保護用の保護テープＴを貼着する。保護テープＴは、研削後に剥離しやすいように、図３に示すように、ウェーハＷよりも直径が大きく形成されていることが望ましい。この場合は、粘着剤Ｔ１がウェーハＷの外周側から露出している。

こうして表面Ｗ１に保護テープＴが貼着されたウェーハは、図１に示した第一のウェーハカセット５０ａに収容される。そして、収容されたウェーハＷは、取出し収容手段６によって１枚ずつ取り出されて位置合わせテーブル７のテーブル７０ａに載置され、位置合わせ突起７１ａによって一定の位置に位置合わせされた後に、搬入手段８ａによってチャックテーブル２に搬送されて保持される。このとき、図３に示すように、保護テープＴ側がチャックテーブル２に保持され、裏面Ｗ２が露出した状態となる。

図１を参照して説明すると、こうして搬出入領域Ａにおいてチャックテーブル２にウェーハＷが保持されると、ターンテーブル４の回転によってウェーハＷが研削領域Ｂに移動していき、まず、研削手段３ａの下方に位置づけされる。そして、モータ３１ａの駆動により研削ホイール３３ａを回転させながら、研削送り手段９ａによる制御によって研削手段３ａを降下させ、回転する砥石３４ａをウェーハＷの裏面Ｗ２に接触させて粗研削を行う。

次に、ターンテーブル４の回転によって、粗研削されたウェーハＷが研削手段３ｂの下方に位置づけされる。そして、モータ３１ｂの駆動により研削ホイール３３ｂを回転させながら、研削送り手段９ｂによる制御によって研削手段３ｂを降下させ、回転する砥石３４ｂをウェーハＷの裏面Ｗ２に接触させて仕上げ研削を行う。

こうして仕上げ研削が終了すると、ターンテーブル４が回転して仕上げ研削されたウェーハＷが搬出入領域Ａに位置づけされる。そして、研削済みのウェーハＷをチャックテーブル２から搬出する前に、前洗浄手段１０を構成するブラシ部１００をウェーハＷの上方に移動させ、ウェーハＷを保持するチャックテーブル２を回転させるとともに、回転部１０１がブラシ部１００を回転させながら移動部１０２がブラシ部１００を降下させることにより、図４に示すように、回転するブラシ部１００をウェーハＷの仕上げ研削された研削面Ｗ２’に接触させて前洗浄を行い、研削屑を除去する。前洗浄時は、洗浄水供給ノズル１０３からブラシ部１００と研削面Ｗ２’との接触部位に向けて洗浄水を供給する。

図５に示すように、ウェーハＷよりも直径が小さいブラシ部１００は、洗浄時に常にウェーハＷの回転中心Ｏを通るように、かつ、ブラシ部１００の周縁部１００ａがウェーハＷの外周部Ｗ３に達しないように、ウェーハＷの外周部Ｗ３を避けて接触させる。すなわち、ウェーハＷの裏面Ｗ２は、ブラシ部１００によって前洗浄が行われる領域である前洗浄領域Ｗ４と、前洗浄領域Ｗ４の外周側にリング状に形成され前洗浄が行われない領域である非前洗浄領域Ｗ５とに分けられる。

このようにして非前洗浄領域Ｗ５が形成されるように前洗浄を行うと、保護テープＴの直径がウェーハＷの直径よりも大きいために粘着剤Ｔ１が上方に向けて露出している場合でも、ブラシ部１００が粘着剤Ｔ１に接触することがないため、粘着剤Ｔ１を研削面Ｗ２’に巻き上げることがない。

前洗浄処理が終了すると、チャックテーブル２の回転を止めるとともに、ブラシ部１００を上昇させて水平方向に移動させることにより、ブラシ部１００をウェーハＷの上方から退避させる。そして、図６に示すように、搬出手段１１を構成する吸着パッド１１０によって前洗浄された研削面Ｗ２’を吸着面１１０ａによって吸着し、搬送アーム１１１を上昇させるとともに旋回させ、図１に示した洗浄手段７ｂのスピンナーテーブル７０ｂに搬送する。

搬出手段１１を構成する吸着パッド１１０は、図７に示すように、吸着面１１０ａの直径が、前洗浄領域Ｗ４よりも小さく形成されており、吸着時は、前洗浄領域Ｗ４のみを吸着し、吸着パッド１１０の吸着面１１０ａが非前洗浄領域Ｗ５に接触しないようにする。このようにして前洗浄領域Ｗ４を吸着することで、前洗浄により研削屑が除去された部分のみを吸着するため、非前洗浄領域Ｗ５が前洗浄されなかったためにその領域に研削屑が付着していたとしても、吸着時にその部分に力が加わることはないため、ウェーハＷを吸着パッド１１０によって吸着して搬送する際にウェーハＷが割れることがない。なお、吸着面１１０ａは、前洗浄領域Ｗ４と等しい大きさに形成されていてもよい。

その後、ウェーハＷの研削面Ｗ２’は、洗浄手段７ｂにおいて高圧水によって非前洗浄領域Ｗ５も含めて洗浄され、完全に研削屑が除去される。そして、ウェーハＷの乾燥が行われた後、取出し収容手段６によって保持されて搬送され、第二のウェーハカセット５０ｂに収容される。

１：研削装置
Ａ：搬出入領域 Ｂ：研削領域
２：チャックテーブル
３ａ、３ｂ：研削手段
３０ａ、３０ｂ：スピンドル ３１ａ，３１ｂ：モータ
３２ａ，３２ｂ：マウント ３３ａ，３３ｂ：研削ホイール ３４ａ，３４ｂ：砥石
４：ターンテーブル（位置づけ手段）
５ａ：第一のカセット載置領域 ５ｂ：第二のカセット載置領域
５０ａ：第一のウェーハカセット ５０ｂ：第二のウェーハカセット
６：取出し収容手段 ６０：保持部 ６１：アーム部
７ａ：位置合わせ手段 ７０ａ：テーブル ７１ａ：位置合わせ突起
７ｂ：洗浄手段 ７０ｂ：スピンナーテーブル
８ａ：搬入手段 ８０ａ：吸着部 ８１ａ：搬送アーム
９ａ、９ｂ：研削送り手段
９０ａ，９０ｂ：ボールネジ ９１ａ，９１ｂ：ガイドレール
９２ａ，９２ｂ：パルスモータ ９３ａ，９３ｂ：昇降部
１０：前洗浄手段
１００：ブラシ部 １０１：回転部 １０２：移動部 １０３：洗浄水供給ノズル
１０４：レール
１１：搬出手段
１１０：吸着パッド １１０ａ：吸着面 １１１：搬送アーム
Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面 Ｌ：分割予定ライン Ｄ：デバイス
Ｗ２：裏面 Ｗ３：外周部
Ｗ２’：研削面 Ｗ４：前洗浄領域 Ｗ５：非前洗浄領域

Claims (1)

1. ウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石を環状に備え回転可能な研削ホイールを有する研削手段と、
   該チャックテーブルに対するウェーハの搬入及び該チャックテーブルからのウェーハの搬出が行われる領域である搬出入領域と、該チャックテーブルに保持されたウェーハに対して該研削手段による研削が行われる領域である研削領域とに該チャックテーブルを位置づける位置づけ手段と、
   該搬出入領域に位置づけられたチャックテーブルに研削前のウェーハを搬入する搬入手段と、
   ウェーハを洗浄する洗浄手段と、
   を含む研削装置であって、
   該搬出入領域に位置づけられたチャックテーブルから研削済みのウェーハを搬出する前にウェーハの研削面を前洗浄する前洗浄手段と、該前洗浄手段で前洗浄されたウェーハを該チャックテーブルから搬出し該洗浄手段に搬送する搬出手段とを備え、
   該前洗浄手段は、ウェーハより直径が小さく形成されたブラシ部と、該ブラシ部をウェーハの面に沿って回転させる回転部と、ウェーハに対して該ブラシ部を接触及び離反させる移動部と、ウェーハと該ブラシ部とに洗浄水を供給する洗浄水供給ノズルとから構成され、
   該搬出手段は、ウェーハを保持する吸着面を備えた吸着パッドと、該吸着パッドを該搬出入領域と該洗浄手段とに位置づける搬送アームとから構成され、
   該前洗浄手段のブラシ部は、ウェーハの外周への接触を避けるとともに該ウェーハの回転中心を通る位置に接触して前洗浄を行い、
   該搬出手段の吸着パッドの吸着面は、ウェーハのうち該ブラシ部によって前洗浄される領域と同じ大きさに形成されるか、又は該前洗浄される領域よりも小さく形成される
   研削装置。

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