JP6856335B2 - 加工装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ウエーハを加工するとともに所望のゲッタリング層をウエーハの被加工面に形成する加工装置に関する。
ウエーハを研削砥石で研削して薄化すると、ウエーハの被加工面に加工歪みなどが生じてチップの抗折強度が低下するため、ウエーハを研削した後に、スラリーを用いずに乾式で研磨するドライポリッシュやＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）と呼ばれる化学的機械的研磨法によってウエーハの被加工面を研磨して加工歪みを除去している。
ここで、加工歪みが除去されたウエーハには、デバイスの金属汚染の原因となる金属不純物を捕獲するゲッタリング効果が消失してしまうという問題が生じている。そこで、ウエーハにゲッタリング効果を生じさせるゲッタリング層を形成する加工装置として、例えば下記の特許文献１に示すものがある。この加工装置においては、ウエーハを研削した後、研磨手段によりＣＭＰによる研磨を施し、その後、スラリーを純水に切り換えて、純水をウエーハの裏面と研磨パッドの研磨面との間に供給しながらウエーハの裏面にゲッタリング層を形成している。
しかし、上記の加工装置においてスラリーと純水とを切り換えて、ウエーハの裏面にゲッタリング層を形成するためには、研磨パッドにスラリーが完全に付着していない状態にする必要がある。つまり、研磨パッドにスラリーが付着した状態では、ウエーハの裏面に所望のゲッタリング層を形成することができず、研磨パッドを洗浄等する必要がある。そのため、ウエーハの研削・研磨が終了しているのにもかかわらず、ゲッタリング層を形成するのに時間がかかるという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、時間をかけることなくウエーハの被加工面に所望のゲッタリング層を形成できるようにすることを目的としている。
本発明は、ウエーハの被加工面に研削と研磨とを施した後、該被加工面にゲッタリング層を形成する加工装置であって、中心を軸に自転可能に配設されウエーハを搬入出する搬入出領域とウエーハを研削する研削領域とウエーハを研磨する研磨領域とにウエーハを位置合わせするターンテーブルと、該ターンテーブルの中心を中心に等角度で配設されウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、該搬入出領域に位置づけられた該保持テーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬送手段と、該研削領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハを研削して所定の厚みに形成する研削手段と、該研磨領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面を研磨する研磨手段と、該搬入出領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成手段と、を備え、該ゲッタリング層形成手段は、円板状のゲッタリングパッドが装着されたマウントの中心を軸に回転するスピンドルを有する回転手段と、該回転手段を該保持テーブルの該保持面に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、該ゲッタリングパッドの中心から純水をウエーハに供給する純水供給手段と、該ゲッタリングパッドをドレスするドレス部材と、を備える。
また、上記回転手段を上記保持テーブルの上記保持面に平行な水平方向に移動させる水平移動手段を備え、前記ゲッタリングパッドを前記搬入出領域から退避可能とする構成でもよい。
本発明にかかる加工装置は、中心を軸に自転可能に配設され搬入出領域，研削領域，研磨領域にウエーハを位置合わせするターンテーブルと、ターンテーブルの中心を中心に等角度で配設されウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、搬入出領域に位置づけられた保持テーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬送手段と、研削領域に位置づけられた保持テーブルに保持されたウエーハを研削して所定の厚みに形成する研削手段と、研磨領域に位置づけられた保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面を研磨する研磨手段と、搬入出領域に位置づけられた保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成手段とを備え、ゲッタリング層形成手段は、円板状のゲッタリングパッドが装着されたマウントの中心を軸に回転するスピンドルを有する回転手段と、回転手段を保持テーブルの保持面に対して垂直方向に昇降させる昇降手段とを備えたため、ウエーハに対して研削・研磨を施した後、ターンテーブルが回転して保持テーブルを搬入出領域に位置づけることで、研磨手段と別機構であるゲッタリング層形成手段により、時間をかけることなくウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成することができる。
上記回転手段を上記保持テーブルの上記保持面に対して水平方向に移動させる水平移動手段を備える場合は、上記搬入出領域に位置づけられた上記保持テーブルに対するウエーハの搬入及び搬出の妨げとならない位置にゲッタリング層形成手段を位置づけることができ、上記同様に、時間をかけることなくウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成することができる。
図１に示す加工装置１は、被加工物であるウエーハに研削・研磨を施す加工装置の一例である。加工装置１は、Ｙ軸方向に延在する装置ベース１００と、装置ベース１００のＹ軸方向後部において立設された直立壁１０１とを有している。本実施形態に示す加工装置１は、ウエーハを搬入出するための搬入出領域Ｐ１と、加工前のウエーハを粗研削するための粗研削領域Ｐ２と、粗研削後のウエーハを仕上げ研削するための仕上げ研削領域Ｐ３と、仕上げ研削後のウエーハを研磨するための研磨領域Ｐ４とを備えている。
装置ベース１００の上面中央には、中心を軸に自転可能なターンテーブル２が配設され、ターンテーブル２の上には、ウエーハを保持する保持テーブル３が配設されている。保持テーブル３は、ターンテーブル２の中心を中心にして等角度の間隔を設けて少なくとも４つ配設されている。ターンテーブル２の上面には、各保持テーブル３が配設された領域を仕切るための仕切り板４が配設されている。仕切り板４の高さは、保持テーブル３の高さよりも高くなっている。そして、ターンテーブル２が回転することにより、保持テーブル３を公転させ、保持テーブル３を搬入出領域Ｐ１と、粗研削領域Ｐ２と、仕上げ研削領域Ｐ３と、研磨領域Ｐ４とに順次位置づけることができる。
装置ベース１００のＹ軸方向前部には、ステージ１０２ａ，１０２ｂが隣接して配設されている。ステージ１０２ａには研削前のウエーハを収容するカセット５ａが配設され、ステージ１０２ｂには研削後のウエーハを収容するカセット５ｂが配設されている。カセット５ａ及びカセット５ｂの近傍には、カセット５ａからの加工前のウエーハの搬出を行うとともにカセット５ｂへの加工後のウエーハの搬入を行う搬入出手段６が配設されている。搬入出手段６には、Ｘ軸方向移動手段７が接続されている。そして、Ｘ軸方向移動手段７によって搬入出手段６をＸ軸方向に水平移動させることにより、カセット５ａ又はカセット５ｂに対面した位置に搬入出手段６を位置づけることができる。
搬入出領域Ｐ１の近傍には、加工前のウエーハを仮置きして中心位置合わせを行う仮置き手段８が配設されている。仮置き手段８に隣接した位置には、加工後のウエーハを洗浄する洗浄手段９が配設されている。
加工装置１は、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に対してウエーハを搬入及び搬出する搬送手段１０と、粗研削領域Ｐ２に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハを所定の厚みに粗研削する粗研削手段２０と、粗研削手段２０を保持テーブル３に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に研削送りする粗研削送り手段３０と、仕上げ研削領域Ｐ３に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハを所定の仕上げ厚みに仕上げ研削する仕上げ研削手段４０と、仕上げ研削手段４０を保持テーブル３に対してＺ軸方向に研削送りする仕上げ研削送り手段５０と、研磨領域Ｐ４に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハの被加工面を研磨する研磨手段６０と、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成手段７０とを備えている。
搬送手段１０は、ウエーハを吸着する円板状の吸着パッド１１と、吸着パッド１１を支持するアーム部１２と、アーム部１２を支持する支持ロッド１３と、装置ベース１００に取り付けられた一対の支持柱１５と、一対の支持柱１５の上端に固定されたＹ軸方向に延在する案内レール１６と、支持ロッド１３の上端に連結され案内レール１６に沿ってＹ軸方向に往復移動する移動ブロック１４とを備えている。支持ロッド１３は、図示しない昇降機構によってＺ軸方向に昇降可能となっている。このように構成される搬送手段１０は、仮置き手段８に仮置きされた加工前のウエーハを搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に搬送するとともに、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３から加工後のウエーハを搬出して洗浄手段９に搬送することができる。
粗研削手段２０は、直立壁１０１の側方において粗研削送り手段３０を介して配設され、粗研削領域Ｐ２に配置されている。粗研削手段２０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル２１と、スピンドル２１を回転可能に支持するスピンドルハウジング２２と、スピンドル２１の上端に接続されたモータ２３と、スピンドル２１の下端に装着された粗研削ホイール２４と、粗研削ホイール２４の下部に環状に固着された粗研削用の研削砥石２５とを備えている。そして、モータ２３がスピンドル２１を回転させることにより、粗研削ホイール２４を所定の回転速度で回転させることができる。
粗研削送り手段３０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１と平行に延在する一対のガイドレール３３と、一方の面が粗研削手段２０に連結された昇降板３４とを備えている。昇降板３４の他方の面に形成された一対の案内溝３４０にガイドレール３３が摺接し、昇降板３４の中央部に形成されたナットにはボールネジ３１が螺合している。モータ３２によってボールネジ３１が回動することにより、一対のガイドレール３３に沿って昇降板３４とともに粗研削手段２０をＺ軸方向に昇降させることができる。
仕上げ研削手段４０は、直立壁１０１の側方において仕上げ研削送り手段５０を介して配設され、仕上げ研削領域Ｐ３に配置されている。仕上げ研削手段４０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル４１と、スピンドル４１を回転可能に支持するスピンドルハウジング４２と、スピンドル４１の上端に接続されたモータ４３と、スピンドル４１の下端に装着された仕上げ研削ホイール４４と、仕上げ研削ホイール４４の下部に環状に固着された仕上げ研削用の研削砥石４５とを備えている。モータ４３がスピンドル４１を回転させることにより、仕上げ研削ホイール４４を所定の回転速度で回転させることができる。
仕上げ研削送り手段５０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ５１と、ボールネジ５１の一端に接続されたモータ５２と、ボールネジ５１と平行に延在する一対のガイドレール５３と、一方の面が仕上げ研削手段４０に連結された昇降板５４とを備えている。昇降板５４の他方の面に形成された一対の案内溝５４０にガイドレール５３が摺接し、昇降板５４の中央部に形成されたナットにはボールネジ５１が螺合している。モータ５２によってボールネジ５１が回動することにより、一対のガイドレール５３に沿って昇降板５４とともに仕上げ研削手段４０をＺ軸方向に昇降させることができる。
研磨手段６０は、二点鎖線に示すように、装置ベース１００の上に配設され、研磨領域Ｐ４に配置されている。研磨手段６０は、図２に示すように、ウエーハの被加工面を研磨する研磨ホイール６２と、研磨ホイール６２を回転させる回転手段６１と、回転手段６１をＺ軸方向に昇降可能に支持する可動ブロック６３と、可動ブロック６３に配設され回転手段６１をＺ軸方向に昇降させる第１研磨送り手段６５と、可動ブロック６３をＸ軸方向に移動可能に支持する固定ブロック６４と、固定ブロック６４に配設され可動ブロック６３を保持テーブル３の保持面３ａに対して平行なＸ軸方向に移動させる第２研磨送り手段６６とを備えている。
回転手段６１は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル６１０と、スピンドル６１０の上端に接続されたモータ６１１と、スピンドル６１０を回転可能に支持するスピンドルハウジング６１２とを備えている。研磨ホイール６２は、スピンドル６１０の下端に着脱可能にマウント６２０を介して装着された基台６２１と、基台６２１の下部に装着された円板状の研磨パッド６２２とを備えている。そして、回転手段６１は、モータ６１１を駆動することにより、マウント６２０の中心を軸にして研磨パッド６２２を所定の回転速度で回転させることができる。
研磨パッド６２２は、例えば発泡ウレタンや不織布中に砥粒を分散させ適宜のボンド材によって固定した研磨パッドによって構成される。砥粒は、例えば粒径が０．２〜１．５μｍのＧＣ（Green Carbide）砥粒を用いることができる。また、砥粒はウエーハの硬度よりも高くウエーハの被加工面に微小な傷をつけることができるものであればよい。砥粒としては、ＧＣ砥粒のほか、ダイヤモンド、アルミナ、セリア、ＣＢＮ等の砥粒でもよい。研磨手段６０によってＣＭＰによる研磨加工を行う場合は、図示していないが、研磨パッド６２２と保持テーブル３が保持するウエーハの被加工面との間にスラリーを供給するスラリー供給源が接続されている。なお、スラリーは、アルカリ性の研磨液を用いることが多いが、加工対象となるウエーハの材質に応じて酸性の研磨液を用いるようにしてもよい。また、研磨手段６０で乾式の研磨加工（ドライポリッシュ）を行うようにしてもよい。
第１研磨送り手段６５は、Ｚ軸方向に延在する図示しないボールネジと、ボールネジの一端に接続されたモータ６５０とを備えている。可動ブロック６３の側面には、Ｚ軸方向に延在する一対のガイドレール６３０が形成され、この一対のガイドレール６３０にスピンドルハウジング６１２に形成された一対の案内溝６１３が摺接し、スピンドルハウジング６１２の中央のナットにはボールネジが螺合している。そして、モータ６５０によってボールネジが回動することにより、一対のガイドレール６３０に沿って回転手段６１とともに研磨ホイール６２をＺ軸方向に移動させることができる。
第２研磨送り手段６６は、Ｘ軸方向に延在する図示しないボールネジと、ボールネジの一端に接続されたモータ６６０とを備えている。固定ブロック６４の側面には、Ｘ軸方向に延在する一対のガイドレール６４０が形成され、この一対のガイドレール６４０に可動ブロック６３に形成された一対の案内溝６３１が摺接し、可動ブロック６３の中央のナットにはボールネジが螺合している。そして、モータ６６０によってボールネジが回動することにより、一対のガイドレール６４０に沿って可動ブロック６３をＸ軸方向に移動させることができる。
図１に示すゲッタリング層形成手段７０は、研磨手段６０の近傍に配設され、搬入出領域Ｐ１に配置されている。ゲッタリング層形成手段７０は、図３に示すように、ウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリングホイール７２と、ゲッタリングホイール７２を回転させる回転手段７１と、回転手段７１をＺ軸方向に昇降可能に支持する可動ブロック７３と、回転手段７１を図１に示した保持テーブル３の保持面３ａに対して垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段７５と、可動ブロック７３をＹ軸方向に移動可能に支持する固定ブロック７４と、固定ブロック７４に配設され可動ブロック７３を保持テーブル３の保持面３ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる水平移動手段７６とを備えている。
回転手段７１は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル７１０と、スピンドル７１０の上端に接続されたモータ７１１と、スピンドル７１０を回転可能に支持するスピンドルハウジング７１２とを備えている。ゲッタリングホイール７２は、スピンドル７１０の下端に着脱可能にマウント７２０を介して装着された基台７２１と、基台７２１の下部に装着された円板状のゲッタリングパッド７２２とを備えている。そして、ゲッタリング層形成手段７０は、モータ７１１を駆動することにより、マウント７２０の中心を軸にしてゲッタリングパッド７２２を所定の回転速度で回転させることができる。
ゲッタリングパッド７２２の直径は、例えば、図１に示した保持テーブル３の保持面３ａの半径以上、かつ直径以下となっている。ゲッタリングパッド７２２は、上記の研磨パッド６２２と同様に、例えば発泡ウレタンや不織布中に例えば、ＧＣ、ダイヤモンド、アルミナ、セリア、ＣＢＮ等の砥粒を分散させ適宜のボンド材によって固定したものである。砥粒については、研磨パッド６２２に分散されている砥粒の粒径よりも小さい粒径の砥粒を分散したものが用いられている。ゲッタリング層形成手段７０には、図４に示すように、純水供給源９０が接続されている。純水供給源９０は、ゲッタリングパッド７２２の中心からウエーハとゲッタリングパッド７２２とが接触する部分に所定の流量の純水を供給する構成となっている。なお、形成するゲッタリング層によっては、ゲッタリングパッド７２２に分散される砥粒の粒径が、研磨パッド６２２に分散されている砥粒の粒径以上であってもよい。
図３に示す昇降手段７５は、Ｚ軸方向に延在する図示しないボールネジと、ボールネジの一端に接続されたモータ７５０とを備えている。可動ブロック７３の側面７３ａには、Ｚ軸方向に延在する一対のガイドレール７３０が形成され、この一対のガイドレール７３０にスピンドルハウジング７１２に形成された一対の案内溝７１３が摺接し、スピンドルハウジング７１２の中央のナットにはボールネジが螺合している。そして、モータ７５０によってボールネジが回動することにより、一対のガイドレール７３０に沿って回転手段７１とともにゲッタリングホイール７２をＺ軸方向に昇降させることができる。
水平移動手段７６は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ７６０と、ボールネジ７６０の一端に接続されたモータ７６１とを備えている。固定ブロック７４の側面７４ａには、Ｙ軸方向に延在する一対のガイドレール７４０が形成され、この一対のガイドレール７４０に可動ブロック７３に形成された一対の案内溝７３１が摺接し、可動ブロック７３の中央のナットにはボールネジ７６０が螺合している。モータ７６１によってボールネジ７６０が回動することにより、一対のガイドレール７４０に沿って可動ブロック７３をＹ軸方向に水平に移動させて、回転手段７１とともにゲッタリングホイール７２をＹ軸方向に水平に移動させることができる。本実施形態に示す固定ブロック７４は、図１に示すターンテーブル２の外側に突出した位置まで延在した構成となっている。そのため、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に対するウエーハの搬入及び搬出を実施するときに、水平移動手段７６により、可動ブロック７３を搬入出領域Ｐ１から例えば−Ｙ方向側に退避した退避位置にまで移動させ、ゲッタリング層形成手段７０が、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に対するウエーハの搬入及び搬出の妨げになるのを防止することができる。
さらに、ゲッタリング層形成手段７０には、図３に示すように、ゲッタリングパッド７２２をドレス（目立て及び整形）するためのドレッサユニット８０がゲッタリングホイール７２の下方側に配設されている。ドレッサユニット８０は、固定ブロック７４の側面７４ａに固定されたブラケット８１と、ブラケット８１の上に配設されたドレス部材８２とを備えている。そして、ドレッサユニット８０を用いてゲッタリングパッド７２２をドレスする際には、回転手段７１によりゲッタリングホイール７２を回転させつつ、ゲッタリングパッド７２２をドレス部材８２に接触させる高さに昇降手段７５で位置づけたのち水平移動手段７６により水平移動させて、ドレス部材８２でゲッタリングパッド７２２を削ることによりドレスを実施する。
次に、加工装置１の動作例について詳述する。加工対象となる図４に示すウエーハＷは、被加工物の一例であって、特に限定されるものではない。ウエーハＷとしては、例えば、Ｓｉウエーハ、ＧａＮウエーハ、ＳｉＣウエーハなどが含まれる。ウエーハＷの表面Ｗａには、複数のデバイスが形成され、保持テーブル３に保持される被保持面となっている。この表面Ｗａには保護部材があらかじめ貼着される。一方、ウエーハＷの表面Ｗａと反対側の裏面Ｗｂは、研削・研磨されるとともに、ゲッタリング層が形成される被加工面となっている。加工前のウエーハＷは、図１に示したカセット５ａに複数収容されている。
まず、搬入出手段６は、カセット５ａから加工前のウエーハＷを１枚取り出し、Ｘ軸方向移動手段７によって、搬入出手段６を例えば−Ｘ方向に移動させて仮置き手段８にウエーハＷを仮置きする。続いて、搬送手段１０は、仮置き手段８においてウエーハＷの中心の位置が位置決めされたウエーハＷを吸着パッド１１で吸着して、搬入出領域Ｐ１で待機する保持テーブル３にウエーハＷを搬送する。このとき、ゲッタリング層形成手段７０を、固定ブロック７４に沿って例えば−Ｙ方向に移動させ、保持テーブル３へのウエーハＷの搬入の妨げとならない退避位置に退避させておく。保持テーブル３は、吸引源の吸引力を作用させた保持面３ａでウエーハＷを吸引保持する。
次いで、ターンテーブル２は、例えば矢印Ａ方向に回転し、搬入出領域Ｐ１に位置する保持テーブル３を回転させつつ、ウエーハＷを粗研削領域Ｐ２に位置合わせする。粗研削送り手段３０は、モータ３２によってボールネジ３１を駆動することにより、粗研削手段２０を保持テーブル３に保持されたウエーハＷに向けて−Ｚ方向に下降させる。粗研削手段２０は、スピンドル２１を回転させながら、研削砥石２５でウエーハＷを押圧しながら所望の厚みに達するまで粗研削する。ウエーハＷが所望の厚みに達した時点で、粗研削送り手段３０により粗研削手段２０を＋Ｚ方向に上昇させ、粗研削を終了する。
粗研削の終了後、ターンテーブル２がさらに矢印Ａ方向に回転し、粗研削されたウエーハＷを仕上げ研削領域Ｐ３に位置合わせする。仕上げ研削送り手段５０は、モータ５２によってボールネジ５１を駆動することにより、仕上げ研削手段４０を保持テーブル３に保持されたウエーハＷに向けて−Ｚ方向に下降させる。仕上げ研削手段４０は、スピンドル４１を回転させながら、研削砥石４５でウエーハＷを押圧しながら仕上げ厚みに達するまで仕上げ研削する。ウエーハＷが仕上げ厚みに達した時点で、仕上げ研削送り手段５０により仕上げ研削手段４０を＋Ｚ方向に上昇させ、仕上げ研削を終了する。
仕上げ研削の終了後、ターンテーブル２がさらに矢印Ａ方向に回転し、仕上げ研削されたウエーハＷを研磨領域Ｐ４に位置合わせする。図２に示した研磨手段６０は、スピンドル６１０が回転して研磨パッド６２２を所定の回転速度で回転させながら、第１研磨送り手段６５によって、スピンドルハウジング６１２とともに研磨ホイール６２を下降させる。回転する研磨パッド６２２を保持テーブル３に保持されたウエーハＷの全面に接触させるとともに、第２研磨送り手段６６によって可動ブロック６３をＸ軸方向に往復移動させることで、回転する研磨パッド６２２とウエーハＷとを相対的に摺動させてウエーハＷを研磨する。ウエーハＷの研磨中は、スラリー供給源から回転するウエーハＷと研磨パッド６２２との間にスラリーを供給することにより、スラリーによる化学的作用と研磨パッド６２２による機械的作用とが相まって、研削時にウエーハＷの被加工面に生じた加工歪みが除去される。
研磨終了後、ターンテーブル２がさらに矢印Ａ方向に回転し、研磨されたウエーハＷを搬入出領域Ｐ１に位置合わせする。少なくともゲッタリング層形成を開始する前までに、ゲッタリング層形成手段７０を、固定ブロック７４に沿って例えば＋Ｙ方向に移動させ、上記した退避位置から搬入出領域Ｐ１に移動させておくとよい。ウエーハＷの被加工面にゲッタリング層を形成する場合は、図４に示すように、保持テーブル３を例えば矢印Ｂ方向に回転させるとともに、スピンドル７１０が回転しゲッタリングホイール７２を所定の回転速度で例えば矢印Ｂ方向に回転させながら、図３に示した昇降手段７５によって、スピンドルハウジング７１２とともにゲッタリングホイール７２を下降させる。ゲッタリングパッド７２２を保持テーブル３に保持されたウエーハＷの裏面Ｗｂに接触させるとともに、図３に示した水平移動手段７６によって可動ブロック７３をＹ軸方向に往復移動させることで、回転するゲッタリングパッド７２２とウエーハＷとを相対的に摺動させてウエーハＷの裏面Ｗｂにゲッタリング層を形成する。
このとき、純水供給源９０によってゲッタリングパッド７２２の中心からゲッタリングパッド７２２とウエーハＷとの接触面に純水を供給する。すなわち、純水が回転するウエーハＷの裏面Ｗｂとゲッタリングパッド７２２の研磨面との間に進入することにより、微細なキズからなるダメージ層がウエーハＷの裏面Ｗｂに形成される。かかるダメージ層は、ゲッタリング効果を生じさせるゲッタリング層として機能する。このようにして、研磨手段６０とは別のゲッタリング層形成手段７０によって、研削・研磨直後のウエーハＷの裏面Ｗｂを研磨してゲッタリング層を裏面Ｗｂに形成する。なお、本実施形態では、ゲッタリング層を形成するために純水を用いているが、純水のほか、研磨のときに使用したスラリーを中和する薬液を用いてもよい。つまり、アルカリ性のスラリーを用いて研磨したときは酸性の薬液を供給して中和させるとよい。スラリーを中和する薬液は、シリコンと反応しない液体であることが好ましい。
ゲッタリング層が形成された後、図１に示すゲッタリング層形成手段７０を搬入出領域Ｐ１から上記した退避位置に移動させる。続いて、搬送手段１０は、搬入出領域Ｐ１に位置する保持テーブル３に保持された加工済みのウエーハＷを吸着パッド１１で吸着し、洗浄手段９にウエーハＷを搬送する。ウエーハＷは、洗浄手段９によって、洗浄処理・乾燥処理が施された後、搬入出手段６により洗浄手段９から取り出され、カセット５ｂに収容される。このようにして、１枚のウエーハＷに対する研削、研磨及びゲッタリング層の形成が完了する。そして、複数のウエーハＷに対して上記同様の加工が繰り返し行われる。
ゲッタリング層形成手段７０を用いて、複数のウエーハＷに対して連続してゲッタリング層の形成を行うと、ゲッタリングパッド７２２が目つぶれ又は摩耗するため、加工装置１では、図３に示したドレッサユニット８０を用いてゲッタリングパッド７２２をドレスする。具体的には、図３に示す水平移動手段７６によって、可動ブロック７３をＹ軸方向に移動させて、ドレス部材８２の上方にゲッタリングホイール７２を位置づける。続いて、回転手段７１によりスピンドル７１０が回転し、ゲッタリングホイール７２を回転させながら、昇降手段７５によってゲッタリングパッド７２２を下降させて、回転するゲッタリングパッド７２２をドレス部材８２に押し付けながら削ることにより、ゲッタリングパッド７２２の研磨面のドレスを行う。なお、ゲッタリングパッド７２２のドレスするタイミングは、特に限定されず、ゲッタリングパッド７２２の状態を常に監視して適宜ドレスを実施してもよいし、定期的にドレスを実施してもよい。
このように、本発明にかかる加工装置１は、中心を軸に自転可能に配設され搬入出領域Ｐ１，粗研削領域Ｐ２，仕上げ研削領域Ｐ３，研磨領域Ｐ４に沿って回転するターンテーブル２と、ターンテーブル２の中心を中心に等角度で配設されウエーハＷを保持する保持面３ａを有する保持テーブル３と、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に対してウエーハＷを搬入及び搬出する搬送手段１０と、粗研削領域Ｐ２に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハＷを所定の厚みに粗研削する粗研削手段２０と、仕上げ研削領域Ｐ３に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハＷを仕上げ厚みに仕上げ研削する仕上げ研削手段４０と、研磨領域Ｐ４に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハＷの被加工面を研磨する研磨手段６０と、搬入出領域Ｐ１に位置づけられた保持テーブル３に保持されたウエーハＷの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成手段７０とを備え、ゲッタリング層形成手段７０は、ウエーハＷの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリングホイール７２と、ゲッタリングホイール７２を回転させる回転手段７１と、回転手段７１とともにゲッタリングホイール７２を保持テーブル３の保持面３ａに対して垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段７５と、回転手段７１とともにゲッタリングホイール７２を保持テーブル３の保持面３ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる水平移動手段７６を備えたため、ウエーハＷに対して研削・研磨を施した後、研磨手段６０と別機構であるゲッタリング層形成手段７０を用いて、短時間でウエーハＷの被加工面に所望のゲッタリング層を形成することが可能となる。
本実施形態に示したゲッタリング層形成手段７０は、純水を用いた湿式タイプのゲッタリングパッド７２２を備えた場合について説明したが、この構成に限定されるものではなく、乾式のゲッタリングパッドを用いて、ウエーハＷの裏面Ｗｂにゲッタリング層を形成してもよい。この場合は、乾式のゲッタリングパッドと保持テーブルとを覆うカバーを用いて、ゲッタリングパッドでウエーハＷの被加工面にゲッタリング層を形成する際に発生する粉塵が飛散するのを防ぐことが好ましい。
本実施形態に示した加工装置１は、ゲッタリング層形成手段７０に水平移動手段７６を備えた場合を説明したが、この構成に限定されず、水平移動手段７６を備えない構成にしてもよい。この場合は、ドレッサユニット８０自体が、ゲッタリングパッド７２２に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能な構成にすることが好ましい。
１：加工装置 ２：ターンテーブル ３：保持テーブル ４：仕切り板
５ａ，５ｂ：カセット ６：搬入出手段 ７：Ｘ方向移動手段 ８：仮置き手段
９：洗浄手段 １０：搬送手段 １１：吸着パッド １２：アーム部 １３：支持ロッド
１４：移動ブロック １５：支持柱 １６：案内レール
２０：粗研削手段 ２１：スピンドル ２２：スピンドルハウジング ２３：モータ
２４：粗研削ホイール ２５：研削砥石
３０：粗研削送り手段 ３１：ボールネジ ３２：モータ ３３：ガイドレール
３４：昇降板 ３４０：案内溝
４０：仕上げ研削手段 ４１：スピンドル ４２：スピンドルハウジング ４３：モータ
４４：粗研削ホイール ４５：研削砥石
５０：仕上げ研削送り手段 ５１：ボールネジ ５２：モータ ５３：ガイドレール
５４：昇降板 ５４０：案内溝
６０：研磨手段 ６１：回転手段 ６１０：スピンドル ６１１：モータ
６１２：スピンドルハウジング ６１３：案内溝
６２：研磨ホイール ６２０：マウント ６２１：基台 ６２２：研磨パッド
６３：可動ブロック ６３０：ガイドレール ６３１：案内溝
６４：固定ブロック ６４０：ガイドレール
６５：第１研磨送り手段 ６５０：モータ
６６：第２研磨送り手段 ６６０：モータ
７０：ゲッタリング層形成手段 ７１：回転手段 ７１０：スピンドル ７１１：モータ
７１２：スピンドルハウジング ７１３：案内溝
７２：ゲッタリングホイール ７２０：マウント ７２１：基台
７２２：ゲッタリングパッド
７３：可動ブロック ７３０：ガイドレール ７３１：案内溝
７４：固定ブロック ７４０：ガイドレール ７４１：案内溝
７５：昇降手段 ７５０：モータ
７６：水平移動手段 ７６０：ボールネジ ７６１：モータ
８０：ドレッサユニット ８１：ブラケット ８２：ドレス部材
９０：純水供給手段
５ａ，５ｂ：カセット ６：搬入出手段 ７：Ｘ方向移動手段 ８：仮置き手段
９：洗浄手段 １０：搬送手段 １１：吸着パッド １２：アーム部 １３：支持ロッド
１４：移動ブロック １５：支持柱 １６：案内レール
２０：粗研削手段 ２１：スピンドル ２２：スピンドルハウジング ２３：モータ
２４：粗研削ホイール ２５：研削砥石
３０：粗研削送り手段 ３１：ボールネジ ３２：モータ ３３：ガイドレール
３４：昇降板 ３４０：案内溝
４０：仕上げ研削手段 ４１：スピンドル ４２：スピンドルハウジング ４３：モータ
４４：粗研削ホイール ４５：研削砥石
５０：仕上げ研削送り手段 ５１：ボールネジ ５２：モータ ５３：ガイドレール
５４：昇降板 ５４０：案内溝
６０：研磨手段 ６１：回転手段 ６１０：スピンドル ６１１：モータ
６１２：スピンドルハウジング ６１３：案内溝
６２：研磨ホイール ６２０：マウント ６２１：基台 ６２２：研磨パッド
６３：可動ブロック ６３０：ガイドレール ６３１：案内溝
６４：固定ブロック ６４０：ガイドレール
６５：第１研磨送り手段 ６５０：モータ
６６：第２研磨送り手段 ６６０：モータ
７０：ゲッタリング層形成手段 ７１：回転手段 ７１０：スピンドル ７１１：モータ
７１２：スピンドルハウジング ７１３：案内溝
７２：ゲッタリングホイール ７２０：マウント ７２１：基台
７２２：ゲッタリングパッド
７３：可動ブロック ７３０：ガイドレール ７３１：案内溝
７４：固定ブロック ７４０：ガイドレール ７４１：案内溝
７５：昇降手段 ７５０：モータ
７６：水平移動手段 ７６０：ボールネジ ７６１：モータ
８０：ドレッサユニット ８１：ブラケット ８２：ドレス部材
９０：純水供給手段
Claims (2)
- ウエーハの被加工面に研削と研磨とを施した後、該被加工面にゲッタリング層を形成する加工装置であって、
中心を軸に自転可能に配設されウエーハを搬入出する搬入出領域とウエーハを研削する研削領域とウエーハを研磨する研磨領域とにウエーハを位置合わせするターンテーブルと、
該ターンテーブルの中心を中心に等角度で配設されウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、
該搬入出領域に位置づけられた該保持テーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬送手段と、
該研削領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハを研削して所定の厚みに形成する研削手段と、
該研磨領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面を研磨する研磨手段と、
該搬入出領域に位置づけられた該保持テーブルに保持されたウエーハの被加工面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成手段と、を備え、
該ゲッタリング層形成手段は、円板状のゲッタリングパッドが装着されたマウントの中心を軸に回転するスピンドルを有する回転手段と、
該回転手段を該保持テーブルの該保持面に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、
該ゲッタリングパッドの中心から純水をウエーハに供給する純水供給手段と、
該ゲッタリングパッドをドレスするドレス部材と、
を備える加工装置。 - 前記回転手段を前記保持テーブルの前記保持面に平行な水平方向に移動させる水平移動手段を備え、前記ゲッタリングパッドを前記搬入出領域から退避可能とする
請求項１記載の加工装置。
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