JP6545518B2

JP6545518B2 - ウエーハの乾燥方法及び加工装置

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Publication number: JP6545518B2
Application number: JP2015090725A
Authority: JP
Inventors: 秀輝小清水; 侑里香荒谷
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2035-04-27
Also published as: JP2016207942A

Description

本発明は、ウエーハの乾燥方法及び加工装置に関する。

半導体ウエーハの研削及び研磨を１つの装置内で完了できる装置として開発された加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に示された加工装置では、乾式の研磨手段を研削後のウエーハの上面に押圧する方法が選択できる。この場合、研削時にウエーハの上面に着いた研削液を研磨前に除去し、ウエーハの上面を乾燥させる必要がある（研削液が残っていると、研磨後のウエーハに黒いシミが残ったり研磨ができない箇所が発生したりする）。そこで、チャックテーブルを回転させながらウエーハの上面と平行に円弧状の軌跡を描くエアー噴射ノズルを使って、ウエーハの上面を乾燥させている。

特開２００５−１５３０９０号公報

しかしながら、特許文献１に示された加工装置では、チャックテーブルを非常に高速で回転させると、乾燥は促進されるが、研削液が大きく飛散して乾式の研磨手段に付着してしまう恐れがある。そのため、チャックテーブルの回転数は３００ｒｐｍ程度が限度であり、エアー噴射ノズルからの噴射も強力にできない。そうした制限下で乾燥を実施すると、なかなか研削液を除去できないため、何度もエアー噴射ノズルを往復させ、時間を掛けて乾燥していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、乾燥までの所要時間を抑制しながらもウエーハを乾燥させることができるウエーハの乾燥方法及び加工装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの乾燥方法は、ウエーハを保持面で保持する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エーハに研削液を供給しながら研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持され研削されたウエーハを乾式研磨する研磨パッドが装着されているとともに研磨領域に設けられた乾式研磨手段と、該ウエーハにエアーを噴射して付着した該研削液を除去するとともに該研磨領域に設けられたエアー噴射ノズルと、を備える加工装置を用い、乾式研磨加工の前にウエーハに付着した研削液を除去して乾燥するウエーハの乾燥方法であって、研削後のウエーハを保持したチャックテーブルを、該エアー噴射ノズル及び該乾式研磨手段が配設される研磨領域に位置付ける位置付けステップと、該位置付けステップを実施した後、該研磨領域の該チャックテーブルを回転させるとともに、エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させ、ウエーハに付着した該研削液を除去する乾燥ステップと、を備え、該乾燥ステップでは、該エアー噴射ノズルが該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って往復移動され、該チャックテーブルの回転数が、該エアー噴射ノズルの位置がウエーハの中心付近に位置付けられている時は１００ｒｐｍ以下、ウエーハの外周付近に位置付けられている時は３００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ以下に制御され、飛散した該研削液が研磨パッドへ付着することを防ぐとともに、ウエーハの中心付近からウエーハの外周付近へ該エアー噴射ノズルの位置を移動させるに伴い、該チャックテーブルの回転数を徐々に増加させていくことを特徴とする。

また、上記ウエーハの乾燥方法は、該乾燥ステップでは、該エアー噴射ノズルが該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って１往復移動されても良い。

本発明の加工装置は、ウエーハを保持面で保持する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エーハに研削液を供給しながら研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持され研削されたウエーハを乾式研磨する研磨パッドが装着されているとともに研磨領域に設けられた乾式研磨手段と、該ウエーハにエアーを噴射して付着した該研削液を除去するとともに該研磨領域に設けられたエアー噴射ノズルと、各構成要素を制御する制御手段と、を備える加工装置であって、該制御手段は、該エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させウエーハから研削液を除去する際、該研磨領域の該チャックテーブルを回転させるとともに、該エアー噴射ノズルを該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って往復移動させ、該チャックテーブルの回転数を、該エアー噴射ノズルの位置がウエーハの中心付近に位置付けられている時は１００ｒｐｍ以下、ウエーハの外周付近に位置付けられている時は３００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ以下に制御し、ウエーハの中心付近からウエーハの外周付近へ該エアー噴射ノズルの位置を移動させるに伴い、該チャックテーブルの回転数を徐々に増加させていくことを特徴とする。
また、上記加工装置は、該制御手段が、該エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させウエーハから研削液を除去する際、該エアー噴射ノズルを該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って１往復移動させても良い。

そこで、本願発明は、乾燥までの所要時間を抑制しながらもウエーハを乾燥させることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る加工装置の一例としての研削研磨装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す研削研磨装置の断面図である。図３は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の研削ステップ、研磨ステップを示す研削研磨装置の断面図である。図４は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す平面図である。図５は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す他の平面図である。図６は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップのエアー噴射ノズルの位置とチャックテーブルの回転数との関係を示す図である。図７は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法のフローの一例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウエーハの乾燥方法及び加工装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係る加工装置の一例としての研削研磨装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す研削研磨装置の断面図である。図３は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の研削ステップ、研磨ステップを示す研削研磨装置の断面図である。図４は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す平面図である。図５は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップを示す他の平面図である。図６は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法の乾燥ステップのエアー噴射ノズルの位置とチャックテーブルの回転数との関係を示す図である。図７は、実施形態に係るウエーハの乾燥方法のフローの一例を示す図である。

本実施形態に係るウエーハの乾燥方法（以下、単に乾燥方法と記す）は、図１に示される加工装置としての研削研磨装置１を用いる方法である。研削研磨装置１は、複数のウエーハＷを同時に研削及び研磨（加工に相当する）する装置である。ここで、加工対象としてのウエーハＷは、本実施形態では、シリコン、サファイア、窒化ガリウム（ＧａＮ）などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、例えば、表面ＷＳ（図２などに示す）に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、これらの区画された領域にデバイスが形成されている。ウエーハＷは、表面ＷＳが図示しない支持部材に貼着されて、表面ＷＳの裏側の裏面ＷＲ（図２などに示す）が研削及び研磨される。

研削研磨装置１は、図１に示すように、ウエーハＷを保持する保持面１０ａを有する複数のチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷを粗研削する粗研削手段２０ａ（研削手段に相当）と、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷを仕上げ研削する仕上げ研削手段２０ｂ（研削手段に相当）と、チャックテーブル１０に保持され仕上げ研削されたウエーハＷを乾式研磨する乾式研磨手段２０ｃ（乾式研磨手段に相当）と、洗浄ユニット３０などを備える。また、研削研磨装置１は、図１に示すように、搬送ロボット５０と、仮置きユニット６０と、２つの搬送ユニット７０と、ターンテーブル８０と、エアー噴射手段９０（図２などに示す）と、制御手段１００などを備える。

搬送ロボット５０は、加工前のウエーハＷを未加工物収容カセット１１０ａ内から取り出して仮置きユニット６０上に供給するとともに、加工後のウエーハＷを洗浄ユニット３０から加工済み物収容カセット１１０ｂに収容するものである。実施形態では、搬送ロボット５０は、ウエーハＷを保持するピック部５１を、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能とする関節と、Ｚ軸回りに回転させる回転関節を複数備えたロボットアームで構成されている。未加工物収容カセット１１０ａ及び加工済み物収容カセット１１０ｂは、同一の構成であり、研削研磨装置１の装置本体２の所定位置に設置されて、ウエーハＷを複数収容する。

仮置きユニット６０は、搬送ロボット５０により加工前のウエーハＷが載置される。一方の搬送ユニット７０は、装置本体２に対してＺ軸周りに回動することで、仮置きユニット６０上の加工前のウエーハＷを搬出入領域Ａのチャックテーブル１０上に載置する。他方の搬送ユニット７０は、装置本体２に対してＺ軸周りに回動することで、搬出入領域Ａのチャックテーブル１０上の加工後のウエーハＷを洗浄ユニット３０に搬送する。搬出入領域Ａのチャックテーブル１０上に載置されたウエーハＷは、粗研削手段２０ａによる粗研削と、仕上げ研削手段２０ｂによる仕上げ研削と、乾式研磨手段２０ｃによる乾式研磨された後、他方の搬送ユニット７０により洗浄ユニット３０に搬送され、洗浄ユニット３０により洗浄された後、搬送ロボット５０により加工済み物収容カセット１１０ｂに収容される。

ターンテーブル８０は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、Ｚ軸回りに回転可能に設けられ、適宜タイミングで回転駆動される。チャックテーブル１０は、ターンテーブル８０上に複数設けられている。本実施形態では、チャックテーブル１０は、ターンテーブル８０上に四つ設けられ、例えば、９０度の角度毎に等間隔に配置されている。

チャックテーブル１０は、保持面１０ａ上にウエーハＷの支持部材が載置されて、保持面１０ａ上に載置されたウエーハＷを保持面１０ａで吸引保持するものである。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１０ａに載置されたウエーハＷを支持部材を介して吸引することで保持する。チャックテーブル１０は、ターンテーブル８０が回転することにより移動可能に設けられている。チャックテーブル１０は、回転駆動手段１１（図４及び図５に示す）により吸引保持したウエーハＷを保持面１０ａに直交するとともに保持面１０ａの中心を通る回転軸Ｐ（図２に一点鎖線で示す）周りに回転可能である。回転駆動手段１１は、５ｒｐｍ〜４００ｒｐｍ程度の回転数でチャックテーブル１０を回転軸Ｐ周りに回転可能である。なお、チャックテーブル１０は、最も搬送ユニット７０寄りの搬出入領域ＡでウエーハＷが搬出入される。ターンテーブル８０が回転することで、搬出入領域Ａ、粗研削領域Ｂ、仕上げ研削領域Ｃ、研磨領域Ｄと、搬出入領域Ａとに順に移動される。

粗研削手段２０ａは、粗研削領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル１０に保持された研削前のウエーハＷの裏面ＷＲを粗研削して、ウエーハＷを薄化するためのものである。仕上げ研削手段２０ｂは、仕上げ研削領域Ｃに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されて粗研削されたウエーハＷの裏面ＷＲを仕上げ研削して、ウエーハＷを薄化するためのものである。

また、粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂは、加工送り手段２１により加工送りされる。加工送り手段２１は、粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂをＺ軸方向に沿ってチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに近づけて、粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂを加工送りする。また、加工送り手段２１は、粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂをＺ軸方向に沿ってチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷから遠ざけて、粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂをウエーハＷから離間させる。

粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂは、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給する図示しない研削液供給手段と、Ｚ軸回りに高速回転する研削ホイール２２とを備えている。研削ホイール２２は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲに押し当てられて、ウエーハＷの裏面ＷＲを研削する研削砥石２３（図２及び図３に示す）を複数備えている。

粗研削手段２０ａ及び仕上げ研削手段２０ｂは、研削ホイール２２をＺ軸回りにチャックテーブル１０と同方向に回転させながら研削ホイール２２の内周又は外周から加工点に向けて研削液を供給する研削液供給手段で研削液を供給しながら、加工送り手段２１により加工送りされて、研削砥石２３をチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲに押し当てることで、ウエーハＷを研削する。

乾式研磨手段２０ｃは、研磨領域Ｄに位置付けられたチャックテーブル１０に保持された仕上げ研削後のウエーハＷの裏面ＷＲを加工液を供給することなく乾式研磨するためのものである。即ち、乾式研磨手段２０ｃは、研磨領域Ｄに配設される。乾式研磨手段２０ｃは、加工送り手段２１ｃにより加工送りされる。加工送り手段２１ｃは、乾式研磨手段２０ｃをＺ軸方向に沿ってチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに近づけて、乾式研磨手段２０ｃを加工送りする。また、加工送り手段２１ｃは、乾式研磨手段２０ｃをＺ軸方向に沿ってチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷから遠ざけて、乾式研磨手段２０ｃをウエーハＷから離間させる。

乾式研磨手段２０ｃは、Ｚ軸回りに高速回転する乾式研磨ホイール２２ｃを備えている。乾式研磨ホイール２２ｃは、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲに押し当てられて、ウエーハＷの裏面ＷＲを乾式研磨する乾式研磨パッド２３ｃ（図２及び図３に示し、研摩パッドに相当する）が装着される。乾式研磨手段２０ｃは、乾式研磨ホイール２２ｃをＺ軸回りにチャックテーブル１０と同方向に回転させながら加工送り手段２１ｃにより加工送りされて、乾式研磨パッド２３ｃをチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲに押し当てることで、ウエーハＷの裏面ＷＲを乾式研磨する。

洗浄ユニット３０は、研削手段２０ａ，２０ｂで研削され、乾式研磨手段２０ｃで乾式研磨されたウエーハＷの裏面ＷＲを洗浄するものである。洗浄ユニット３０は、搬送ユニット７０により研削、乾式研磨されたウエーハＷが載置されて吸引保持しかつＺ軸回りに回転するスピンナテーブルと、スピンナテーブル上のウエーハＷに洗浄液を滴下する図示しない洗浄液供給手段を備えている。洗浄ユニット３０は、ウエーハＷを吸引保持したスピンナテーブルをＺ軸回りに回転させながら、洗浄液供給手段からスピンナテーブル上のウエーハＷに洗浄液を供給して、ウエーハＷの裏面ＷＲを洗浄する。

また、研削研磨装置１は、図１に示すように、粗研削領域Ｂ、仕上げ研削領域Ｃ及び研磨領域Ｄに位置付けられたチャックテーブル１０、研削手段２０ａ，２０ｂの研削ホイール２２及び乾式研磨手段２０ｃの乾式研磨ホイール２２ｃを覆うカバー部材４０を備える。カバー部材４０は、上壁４１、複数の側壁４２を備えて、全体として扁平な箱型に形成されている。カバー部材４０は、上壁４１に研削ホイール２２及び乾式研磨ホイール２２ｃを挿入可能な挿入孔４５を設けているとともに、搬出入領域Ａのチャックテーブル１０を露出させる切欠き４６を設けている。また、カバー部材４０は、図２及び図３に示すように、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル１０と、研磨領域Ｄのチャックテーブル１０との間を仕切るシャッタ４７が設けられている。シャッタ４７は、開閉自在に設けられ、開閉することで、仕上げ研削領域Ｃのチャックテーブル１０と研磨領域Ｄのチャックテーブル１０との間を仕切ったり、仕上げ研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間でチャックテーブル１０を移動可能とする。

エアー噴射手段９０は、仕上げ研削後のウエーハＷに加圧されたエアーを噴射して、ウエーハＷに付着した研削液を除去するものである。エアー噴射手段９０は、研磨領域Ｄに設けられ、一端部を中心に揺動自在にカバー部材４０などに支持されている。エアー噴射手段９０は、他端部が研磨領域Ｄのチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの中央部とＺ軸方向に対向する位置と、他端部が研磨領域Ｄのチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷの裏面ＷＲ上から退避する位置とに亘って、揺動手段９１（図４及び図５に示す）により揺動される。また、エアー噴射手段９０は、図示しない加圧エアー供給源から供給される加圧エアーを他端部に設けられたエアー噴射ノズル９２を通して噴射可能である。エアー噴射手段９０は、例えば、７５ｍｌ／ｍｉｎ〜５００ｍｌ／ｍｉｎの流量で加圧エアーを噴射しながらエアー噴射ノズル９２を保持面１０ａに沿ってウエーハＷの径方向に移動させて、ウエーハＷから研削液を除去する。本実施形態では、エアー噴射ノズル９２は、ウエーハＷに向かうにしたがって徐々に保持面１０ａに沿う方向にエアー噴射ノズル９２から離れるように、Ｚ軸方向に対して傾く方向に、加圧エアーを噴射する。また、研削研磨装置１は、揺動手段９１によるエアー噴射手段９０の一端部を中心とした角度を検出する検出手段９３を備える。

制御手段１００は、研削研磨装置１を構成する上述した各構成要素をそれぞれ制御して、ウエーハＷに対する加工動作を研削研磨装置１に行わせるものである。なお、制御手段１００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段などと接続されている。

また、制御手段１００は、エアー噴射手段９０が仕上げ研削後のウエーハＷに加圧されたエアーを噴射してウエーハＷに付着した研削液を除去する際には、検出手段９３が検出したエアー噴射手段９０の角度、即ち、エアー噴射ノズル９２の位置に応じて、チャックテーブル１０の回転数を制御する。具体的には、制御手段１００は、図６に示す検出手段９３が検出したエアー噴射手段９０の角度、即ち、エアー噴射ノズル９２の位置と、チャックテーブル１０の回転数との関係を予め記憶し、図６に示された関係通りにチャックテーブル１０の回転数を制御する。制御手段１００は、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に近付くのにしたがってチャックテーブル１０の回転数を遅くし、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの外周付近に近付くのにしたがってチャックテーブル１０の回転数を早くする。制御手段１００は、チャックテーブル１０を回転させるとともに、加圧エアーを噴射しながらエアー噴射ノズル９２を保持面１０ａに沿って径方向に移動させウエーハＷから研削液を除去する際、チャックテーブル１０の回転数を、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に位置付けられている時は１００ｒｐｍ以下、ウエーハＷの外周付近に位置付けられている時は３００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ以下に制御する。

次に、本実施形態に係る研削研磨装置１の加工動作、即ち、研削研磨装置１を用いる乾燥方法について図面に基いて説明する。研削研磨装置１の加工動作は、ウエーハＷの裏面ＷＲを研削、研磨して、ウエーハＷを薄化する。

まず、オペレータが、研削前のウエーハＷを収容した未加工物収容カセット１１０ａと、加工済み物収容カセット１１０ｂを装置本体２の所定位置に設置する。このとき、研削手段２０ａ，２０ｂを加工送り手段２１によりチャックテーブル１０から離間させ、乾式研磨手段２０ｃを加工送り手段２１ｃによりチャックテーブル１０から離間させておくとともに、シャッタ４７を開放しておく。そして、オペレータが加工内容情報を制御手段１００に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、研削研磨装置１が加工動作を開始する。加工動作は、図７に示すように、搬入ステップＳＴ１と、研削ステップＳＴ２と、位置付けステップＳＴ３と、乾燥ステップＳＴ４と、乾式研磨ステップＳＴ５と、洗浄搬出ステップＳＴ６とを備える。

まず、加工動作の搬入ステップＳＴ１では、制御手段１００は、搬送ロボット５０に未加工物収容カセット１１０ａから研削前のウエーハＷを一枚取り出させ、仮置きユニット６０上に載置させて、載置したウエーハＷを位置決めする。制御手段１００は、搬送ユニット７０に仮置きユニット６０上のウエーハＷを搬出入領域Ａのチャックテーブル１０に載置させ、チャックテーブル１０に支持部材を介してウエーハＷを吸引保持する。そして、研削ステップＳＴ２に進む。

研削ステップＳＴ２では、制御手段１００は、搬入ステップＳＴ１を実施した後、ターンテーブル８０を回転駆動させて、ウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を粗研削領域Ｂに移動させる。制御手段１００は、この際、搬送ロボット５０に未加工物収容カセット１１０ａから研削前のウエーハＷを一枚取り出させ仮置きユニット６０上に載置させ、搬送ユニット７０に仮置きユニット６０上のウエーハＷを搬出入領域Ａのチャックテーブル１０に載置させ、ウエーハＷをチャックテーブル１０に吸引保持させる。

制御手段１００は、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを降下させ、粗研削領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給しながら粗研削手段２０ａで粗研削させる。制御手段１００は、粗研削手段２０ａによる粗研削が終了すると、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させた後、ターンテーブル８０を回転駆動させる。制御手段１００は、搬出入領域ＡでウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を粗研削領域Ｂに移動させ、粗研削領域Ｂで粗研削されたウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を仕上げ研削領域Ｃに移動させる。

制御手段１００は、加工送り手段２１に仕上げ研削手段２０ｂを降下させ、仕上げ研削領域Ｃに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給しながら仕上げ研削手段２０ｂで仕上げ研削させる。制御手段１００は、ウエーハＷの厚さが所望の厚さになるまでウエーハＷを仕上げ研削手段２０ｂで仕上げ研削する。また、制御手段１００は、同時に、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを降下させ、粗研削手段２０ａに粗研削領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給しながら粗研削手段２０ａで粗研削させる。このように、研削ステップでは、制御手段１００は、研削前のウエーハＷの厚さが所望の厚さになるまでウエーハＷを研削手段２０ａ，２０ｂで研削する。

制御手段１００は、ウエーハＷの厚さが所望の厚さになると、仕上げ研削手段２０ｂによる仕上げ研削を終了させて、加工送り手段２１に仕上げ研削手段２０ｂを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させる。制御手段１００は、粗研削手段２０ａによる粗研削が終了すると、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させて、位置付けステップＳＴ３に進む。

位置付けステップＳＴ３では、研削ステップＳＴ２を実施した後、制御手段１００は、ターンテーブル８０を回転駆動させる。制御手段１００は、搬出入領域ＡでウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を粗研削領域Ｂに移動させ、粗研削領域Ｂの粗研削後のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を仕上げ研削領域Ｃに移動させ、仕上げ研削領域Ｃの仕上げ研削後のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を、エアー噴射ノズル９２乾式研磨手段２０ｃが配設される研磨領域Ｄに位置付ける。そして、乾燥ステップＳＴ４に進む。

乾燥ステップＳＴ４は、位置付けステップＳＴ３を実施した後、研磨領域Ｄのチャックテーブル１０を回転軸Ｐ周りに回転させるとともに、図２に示すように、加圧エアーを噴出しながらエアー噴射ノズル９２を保持面１０ａに沿ってウエーハＷの径方向に移動させて、ウエーハＷに付着した研削液を除去するステップである。具体的には、乾燥ステップＳＴ４では、チャックテーブル１０の回転数が、図４に示すようにエアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に位置付けられる時は、５ｒｐｍ以上でかつ１００ｒｐｍ以下とし、図５に示すようにエアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの外周付近に位置付けられる時は３００ｒｐｍ以上でかつ８００ｒｐｍ以下に制御されるとともに、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近から外周付近へエアー噴射ノズル９２の位置を移動させるに伴い、図６に示すように、チャックテーブル１０の回転数を徐々に増加させるように制御される。本実施形態では、乾燥ステップＳＴ４では、制御手段１００は、退避する位置から図４に示す位置とに亘って、１往復エアー噴射手段９０を揺動させて、ウエーハＷに付着した研削液を除去するとともに、飛散した研削液が乾式研磨パッド２３ｃへ付着することを防ぐ。そして、乾式研磨ステップＳＴ５に進む。なお、少なくとも前述した位置付けステップＳＴ３と乾燥ステップＳＴ４とは、乾式研磨加工の前にウエーハＷに付着した研削液を除去して乾燥する本実施形態に係る乾燥方法を構成する。

乾式研磨ステップＳＴ５では、制御手段１００は、シャッタ４７で仕上げ研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間を閉じて、加工送り手段２１ｃに乾式研磨手段２０ｃを降下させ、研磨領域Ｄに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに乾式研磨手段２０ｃで乾式研磨させる。制御手段１００は、所定時間、ウエーハＷを乾式研磨手段２０ｃで乾式研磨する。また、制御手段１００は、同時に、加工送り手段２１に仕上げ研削手段２０ｂを降下させ、仕上げ研削手段２０ｂに仕上げ研削領域Ｃに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給しながら仕上げ研削手段２０ｂで仕上げ研削させるとともに、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを降下させ、粗研削手段２０ａに粗研削領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに研削液を供給しながら粗研削手段２０ａで粗研削させる。

制御手段１００は、所定時間経過すると、乾式研磨手段２０ｃによる乾式研磨を終了させて、加工送り手段２１ｃに乾式研磨手段２０ｃを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させる。制御手段１００は、シャッタ４７を開放する。また、制御手段１００は、仕上げ研削手段２０ｂによる仕上げ研削が終了すると、加工送り手段２１に仕上げ研削手段２０ｂを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させるとともに、粗研削手段２０ａによる粗研削が終了すると、加工送り手段２１に粗研削手段２０ａを上昇させてチャックテーブル１０上のウエーハＷから離間させる。制御手段１００は、ターンテーブル８０を回転駆動させる。制御手段１００は、搬出入領域ＡでウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を粗研削領域Ｂに移動させ、粗研削領域Ｂの粗研削後のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を仕上げ研削領域Ｃに移動させ、仕上げ研削領域Ｃの仕上げ研削後のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を研磨領域Ｄに位置付け、研磨領域Ｄの乾式研磨後のウエーハＷを吸引保持したチャックテーブル１０を搬出入領域Ａに移動させる。そして、洗浄搬出ステップＳＴ６に進む。

洗浄搬出ステップＳＴ６では、制御手段１００は、搬出入領域Ａに位置付けられたチャックテーブル１０のウエーハＷの吸引保持を解除し、搬送ユニット７０に搬出入領域Ａに位置付けられたチャックテーブル１０上のウエーハＷを洗浄ユニット３０まで搬送させ、洗浄ユニット３０でウエーハＷを洗浄させた後、搬送ロボット５０に洗浄されたウエーハＷを加工済み物収容カセット１１０ｂ内に収容させる。制御手段１００は、前述したステップＳＴ１〜ＳＴ６を繰返して、未加工物収容カセット１１０ａ内のウエーハＷに粗研削、仕上げ研削、乾式研磨などを順に施して、加工済み物収容カセット１１０ｂ内に収容させる。

以上のように、本実施形態に係る乾燥方法及び研削研磨装置１は、チャックテーブル１０の回転数をエアー噴射ノズル９２の位置に応じて変更する事で、上限回転数が低いチャックテーブル１０と、エアー噴射量が限られたエアー噴射ノズル９２を用いても、乾燥までの所要時間を抑制しながらもウエーハＷを乾燥させることができるという効果を奏する。

また、本実施形態に係る乾燥方法及び研削研磨装置１は、ウエーハＷの中心付近からウエーハＷの外周付近へエアー噴射ノズル９２の位置を移動させるに伴い、チャックテーブル１０の回転数を徐々に増加させる。このために、本実施形態に係る乾燥方法及び研削研磨装置１は、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近ではチャックテーブル１０の回転数を遅く、ウエーハＷの外周付近ではチャックテーブル１０の回転数を早くするので、ウエーハＷの中心付近及び外周付近の双方に研削液が残ることを抑制でき、乾式研磨パッド２３ｃに研削液が付着することを抑制することができる。よって、本実施形態に係る乾燥方法及び研削研磨装置１は、乾燥までの所要時間を抑制しながらもウエーハＷを乾燥させることができる。

次に、本発明の発明者らは、本発明の効果を確認した。結果を表１に示す。

確認にあたっては、本発明品１、本発明品２、比較例１及び比較例２それぞれの乾燥状況、乾式研磨パッド２３ｃへの研削液の付着状況、所要時間を確認した。本発明品１、本発明品２、比較例１及び比較例２それぞれは、前述した実施形態の研削研磨装置１を用い、乾燥ステップＳＴ４のチャックテーブル１０の回転数、エアー噴射手段９０の揺動回数が異なるだけである。

本発明品１は、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数が５ｒｐｍで、かつエアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの外周付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数が３００ｒｐｍである。また、本発明品１は、ウエーハＷの中心付近から外周付近へエアー噴射ノズル９２の位置を移動させるに伴い、チャックテーブル１０の回転数を徐々に増加（エアー噴射ノズル９２の位置と回転数とを比例関係で増加）させる。さらに、本発明品１では、図４に示す位置と図５に示す位置とに亘って、エアー噴射手段９０を１回往復させる。

本発明品２は、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数が１００ｒｐｍで、かつエアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの外周付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数が８００ｒｐｍである。また、本発明品２は、ウエーハＷの中心付近から外周付近へエアー噴射ノズル９２の位置を移動させるに伴い、チャックテーブル１０の回転数を徐々に増加（エアー噴射ノズル９２の位置と回転数とを比例関係で増加）させる。さらに、本発明品２では、図４に示す位置と図５に示す位置とに亘って、エアー噴射手段９０を１回往復させる。

比較例１は、チャックテーブル１０の回転数を３００ｒｐｍで一定とし、かつ図４に示す位置と図５に示す位置とに亘って、エアー噴射手段９０を５回往復させる。比較例２は、チャックテーブル１０の回転数を１００ｒｐｍで一定とし、かつ図４に示す位置と図５に示す位置とに亘って、エアー噴射手段９０を５回往復させる。

比較例１は、ウエーハＷの中心付近に研削液が残りやすく、ウエーハＷの乾燥状況が不良で、かつ、乾式研磨パッド２３ｃに研削液が付着するとともに、エアー噴射手段９０を５回揺動させるので、乾燥ステップＳＴ４にかかる所要時間が長時間化してしまう。比較例２は、ウエーハＷの外周付近に研削液が残りやすく、ウエーハＷの乾燥状況が不良で、かつ、乾式研磨パッド２３ｃに研削液が付着するとともに、エアー噴射手段９０を５回揺動させるので、乾燥ステップＳＴ４にかかる所要時間が長時間化してしまう。

このような比較例１及び比較例２に対して、本発明品１及び本発明品２によれば、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの中心付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数を５ｒｐｍ以上でかつ１００ｒｐｍ以下とし、エアー噴射ノズル９２の位置がウエーハＷの外周付近に位置付けられている時のチャックテーブル１０の回転数を３００ｒｐｍ以上でかつ８００ｒｐｍ以下とすることで、ウエーハＷの中心付近及び外周付近に研削液が残ることを抑制でき、ウエーハＷの乾燥状況を良として、乾式研磨パッド２３ｃに研削液が付着することを抑制することができることが明らかとなった。また、本発明品１及び本発明品２では、エアー噴射手段９０を１回揺動させるので、乾燥までの所要時間を抑制しながらもウエーハＷを乾燥させることができることが明らかとなった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１研削研磨装置（加工装置）
１０チャックテーブル
１０ａ保持面
２０ａ粗研削手段（研削手段）
２０ｂ仕上げ研削手段（研削手段）
２０ｃ乾式研磨手段
２３ｃ乾式研磨パッド（研磨パッド）
９２エアー噴射ノズル
１００制御手段
Ｄ研磨領域
Ｗウエーハ
ＳＴ３位置付けステップ
ＳＴ４乾燥ステップ

Claims

ウエーハを保持面で保持する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エーハに研削液を供給しながら研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持され研削されたウエーハを乾式研磨する研磨パッドが装着されているとともに研磨領域に設けられた乾式研磨手段と、該ウエーハにエアーを噴射して付着した該研削液を除去するとともに該研磨領域に設けられたエアー噴射ノズルと、を備える加工装置を用い、乾式研磨加工の前にウエーハに付着した研削液を除去して乾燥するウエーハの乾燥方法であって、
研削後のウエーハを保持したチャックテーブルを、該エアー噴射ノズル及び該乾式研磨手段が配設される研磨領域に位置付ける位置付けステップと、
該位置付けステップを実施した後、該研磨領域の該チャックテーブルを回転させるとともに、エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させ、ウエーハに付着した該研削液を除去する乾燥ステップと、を備え、
該乾燥ステップでは、
該エアー噴射ノズルが該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って往復移動され、
該チャックテーブルの回転数が、該エアー噴射ノズルの位置がウエーハの中心付近に位置付けられている時は１００ｒｐｍ以下、ウエーハの外周付近に位置付けられている時は３００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ以下に制御され、飛散した該研削液が研磨パッドへ付着することを防ぐとともに、ウエーハの中心付近からウエーハの外周付近へ該エアー噴射ノズルの位置を移動させるに伴い、該チャックテーブルの回転数を徐々に増加させていくことを特徴とするウエーハの乾燥方法。
該乾燥ステップでは、
該エアー噴射ノズルが該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って１往復移動されることを特徴とする請求項１に記載のウエーハの乾燥方法。
ウエーハを保持面で保持する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エーハに研削液を供給しながら研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持され研削されたウエーハを乾式研磨する研磨パッドが装着されているとともに研磨領域に設けられた乾式研磨手段と、該ウエーハにエアーを噴射して付着した該研削液を除去するとともに該研磨領域に設けられたエアー噴射ノズルと、各構成要素を制御する制御手段と、を備える加工装置であって、
該制御手段は、
該エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させウエーハから研削液を除去する際、
該研磨領域の該チャックテーブルを回転させるとともに、
該エアー噴射ノズルを該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って往復移動させ、
該チャックテーブルの回転数を、該エアー噴射ノズルの位置がウエーハの中心付近に位置付けられている時は１００ｒｐｍ以下、ウエーハの外周付近に位置付けられている時は３００ｒｐｍ以上８００ｒｐｍ以下に制御し、ウエーハの中心付近からウエーハの外周付近へ該エアー噴射ノズルの位置を移動させるに伴い、該チャックテーブルの回転数を徐々に増加させていく事を特徴とする加工装置。
該制御手段は、
該エアーを噴射しながら該エアー噴射ノズルを保持面に沿って径方向に移動させウエーハから研削液を除去する際、
該エアー噴射ノズルを該ウエーハ上から退避する位置と該ウエーハの中央と対向する位置とに亘って１往復移動させることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。