JP7481135B2

JP7481135B2 - チャックテーブルの検査方法

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Publication number: JP7481135B2
Application number: JP2020046290A
Authority: JP
Inventors: 敬二高; 宜忻劉
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2024-05-10
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: JP2021146414A

Description

本発明は、チャックテーブルの検査方法に関する。

研削装置は、チャックテーブルの保持面によって保持された被加工物を、砥石によって研削する。チャックテーブルは、上面を保持面とするポーラス板と、保持面を露出させるようにポーラス板を収容する枠体と、を備えている。

保持面は、吸引源に連通されることによって被加工物を吸引保持し、研削加工中も被加工物を吸引し続けている。そのため、保持面と被加工物との僅かな隙間を介して、保持面からポーラス板内に、研削水、および、研削加工中に排出される細かな研削屑が、吸い込まれる。

特許文献１に開示の技術では、保持面から被加工物を取り外した後、ポーラス板内に吸い込まれた研削屑を、その保持面から噴き出させている。これによって、保持面の吸引力の低下を遅延させている（すなわち、吸引力を延命させている）。

特開２０１５－０６０９２２号公報

しかし、ポーラス板内に進入した研削屑を、保持面から噴出させることが困難なことがある。この場合、ポーラス板の内部に残った研削屑が、保持面の吸引力を低下させる。

このように吸引力が低下している保持面を、吸引源に連通させると、保持面と吸引源とをつないでいる配管内の圧力は、保持面が被加工物を吸引保持しているかのような、負圧値を示す。そのため、配管内の圧力を用いるだけでは、保持面の吸引力が低下しているのか、あるいは、保持面によって被加工物を吸引保持しているのかを、区別することが困難である。つまり、保持面を吸引源に連通させた状態で、配管内の圧力値に基づいて保持面の吸引力の低下を検知することは、困難である。

したがって、本発明の目的は、被加工物を吸引保持するための保持面の吸引力が低下しているか否かを、容易に検知することにある。

本発明のチャックテーブルの検査方法（本検査方法）は、ポーラス板の上面である保持面を吸引源に連通させ、該保持面によって被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面に保持された被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置に用いられる該チャックテーブルの該保持面の吸引力が低下しているか否か検査するチャックテーブルの検査方法であって、該保持面とエア供給源とを連通させ、該保持面と該エア供給源とをつないでいる配管内の時間の経過とともに上昇する圧力値の一次曲線の傾きの大きさに基づいて、該保持面の吸引力が低下しているか否かを判断する判断工程、を含む。

本検査方法では、該チャックテーブルを、該保持面の中心を軸に回転させ、該保持面上の水を除去する第１水除去工程と、該保持面を該吸引源に連通させ、該保持面と該吸引源との間の水を除去する第２水除去工程とを、該判断工程の前に実施してもよい。

本検査方法では、判断工程において、保持面とエア供給源とを連通することにより保持面からエアを噴出させた状態で、保持面とエア供給源との間の配管の圧力値の時間変化を取得し、この時間変化に基づいて、保持面の吸引力が低下しているか否かを検査している。
本検査方法では、被加工物が保持面に載置されている場合には、保持面からのエアの噴出により、被加工物が保持面から離れる（浮き上がる）ため、保持面が塞がれず、エアの流路が確保される。したがって、本検査方法では、保持面に吸引力を伝達して配管内の圧力値を調べる方法とは異なり、被加工物が保持面に載置されていても、検出された圧力値に基づいて、保持面の吸引力が低下しているか否かを、容易に判断することができる。

加工装置の構成を示す説明図である。第１水除去工程を示す説明図である。判断工程を示す説明図である。エア配管内の圧力値と、保持面とエア供給源との連通からの経過時間との関係を示すグラフである。

図１に示す加工装置１は、保持面３０２によってウェーハ１００を保持するチャックテーブル３０、保持面３０２に保持されたウェーハ１００を加工する加工手段１０、および、これら加工手段１０およびチャックテーブル３０を制御する制御部５０を備えている。

図１に示すウェーハ１００は、被加工物の一例であり、たとえば、円形の半導体ウェーハである。ウェーハ１００の表面１０１には、図示しないデバイスが形成されている。ウェーハ１００の表面１０１は、図１においては下方を向いており、保護テープ１０５が貼着されることによって保護されている。ウェーハ１００の裏面１０４は、研削処理が施される被加工面となる。

加工手段１０は、Ｚ軸方向に沿って延びるスピンドル１１、スピンドル１１の下端に接続されたホイールマウント１３、および、ホイールマウント１３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール１５を備える。

ホイールマウント１３は、円板状に形成されており、スピンドル１１の下端（先端）に固定されて、スピンドル１１の回転により回転される。ホイールマウント１３は、研削ホイール１５を支持している。

研削ホイール１５は、ホイールマウント１３と略同径を有するように形成されている。研削ホイール１５は、アルミニウム合金等の金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）１６を含む。ホイール基台１６の下面には、全周にわたって、略直方体形状の複数の研削砥石１７が、環状に配置および固定されている。研削砥石１７は、スピンドル１１の回転により回転され、チャックテーブル３０の保持面３０２に保持されたウェーハ１００を研削する。研削砥石１７は、加工具の一例である。

また、加工手段１０は、図示しない加工水供給機構を備えている。研削砥石１７によってウェーハ１００の裏面１０４が研削される際には、裏面１０４に研削水が供給される。

チャックテーブル３０は、ウェーハ１００を保持するための円板形状のテーブルである。チャックテーブル３０は、円形板状のポーラス板３００、および、ポーラス板３００を支持する枠体３０１を備える。チャックテーブル３０のポーラス板３００は、吸引源３７に連通されることが可能である。吸引源３７からの吸引力が、ポーラス板３００の上面である保持面３０２に伝達されることで、チャックテーブル３０は、保持面３０２によってウェーハ１００を吸引保持することができる。

このように、チャックテーブル３０は、ポーラス板３００の上面である保持面３０２を吸引源３７に連通させ、保持面３０２によってウェーハ１００を吸引保持するものである。
チャックテーブル３０は、回転手段３２によって回転可能となっている。回転手段３２は、例えば、プーリ機構であり、駆動源となるモータ３２１、モータ３２１のシャフト取り付けられた主動プーリ３２２、主動プーリ３２２に対して無端ベルト３２３を介して接続されている従動プーリ３２４、および、従動プーリ３２４を支持する回転軸３２０を備えている。

回転軸３２０は、チャックテーブル３０の下面における保持面３０２の中心の直下に接続されており、チャックテーブル３０の保持面３０２に対して垂直に延在している。モータ３２１が主動プーリ３２２を回転駆動することで、主動プーリ３２２の回転に伴って無端ベルト３２３が回動する。無端ベルト３２３が回動することで、従動プーリ３２４および回転軸３２０が回転する。これにより、チャックテーブル３０が、保持面３０２の中心を軸に回転される。

また、加工装置１は、流体流通機構４０を備えている。流体流通機構４０は、チャックテーブル３０の保持面３０２に対して、流体であるエアあるいは水を供給する、あるいは、保持面３０２を吸引するための機構である。

流体流通機構４０は、吸引溝３０３、吸引溝３０３に連通されている吸引流路３７０、回転軸３２０を覆うロータリージョイント３７３、および、吸引流路３７０に連通されている吸引配管３７４を備えている。

吸引溝３０３は、ポーラス板３００の下面に接するように、チャックテーブル３０における枠体３０１の凹部の底面に設けられている。吸引溝３０３は、チャックテーブル３０の中心を中心として、同心円状に形成されている。

吸引流路３７０は、吸引溝３０３の底面から、枠体３０１の下面、さらに該下面から回転軸３２０およびロータリージョイント３７３を通過するように延びている。ロータリージョイント３７３は、回転軸３２０を囲繞するように配設さている。ロータリージョイント３７３は、吸引源３７が生み出す吸引力を回転軸３２０側に移送する。

吸引流路３７０は、ロータリージョイント３７３の外部で、吸引配管３７４に接続されている。吸引配管３７４は、チャックテーブル３０の保持面３０２と吸引源３７とを連通するための配管である。吸引配管３７４の一端側は、吸引流路３７０に連通されている。吸引配管３７４の他端側には、吸引源３７が接続されている。この吸引源３７は、たとえば、エジェクター機構あるいは真空発生装置等を備え、チャックテーブル３０の保持面３０２に吸引力を与えるために用いられる。

また、吸引配管３７４には、吸引源３７から吸引流路３７０側に向かって順に、吸引開閉弁３７７および吸引流量調整弁３７６が配設されている。吸引開閉弁３７７は、吸引配管３７４と吸引源３７との連通状態を切り換える。吸引流量調整弁３７６は、たとえば比例制御電磁弁であり、入力される電流量を変えることで、吸引源３７から保持面３０２に伝達される吸引力を、０％～１００％の間で自由に調整可能である。

また、吸引配管３７４には、三方管３７５を介して、エア配管４９１が連通されている。エア配管４９１は、チャックテーブル３０の保持面３０２とエア供給源４９とを連通するための配管である。

エア配管４９１の一端側は、三方管３７５および吸引配管３７４を介して、吸引流路３７０に連通されている。エア配管４９１の他端側には、エア供給源４９が接続されている。エア供給源４９は、コンプレッサー等を備え、チャックテーブル３０の保持面３０２にエアを供給するために用いられる。

また、エア配管４９１には、エア供給源４９から吸引流路３７０側に向かって順に、エア供給開閉弁４９５およびエア調整部４９３が配設されている。エア供給開閉弁４９５は、エア配管４９１とエア供給源４９との連通状態を切り換える。エア調整部４９３は、たとえば比例制御電磁弁であり、入力される電流量を変えることで、エア供給源４９から保持面３０２に送られるエア流量を、０％～１００％の間で自由に調整可能である。

また、エア配管４９１における三方管３７５と三方管４９２との間には、圧力センサ４９７が設けられている。圧力センサ４９７は、チャックテーブル３０の保持面３０２とエア供給源４９とをつないでいる配管であるエア配管４９１の圧力値（負圧値）を検出するものである。

さらに、エア配管４９１には、三方管４９２を介して、水配管４８１が連通されている。水配管４８１は、チャックテーブル３０の保持面３０２と水供給源４８とを連通するための配管である。

水供給源４８の一端側は、三方管４９２、エア配管４９１、三方管３７５、および吸引配管３７４を介して、吸引流路３７０に連通されている。三方管４９２の他端側には、水供給源４８が接続されている。水供給源４８は、ポンプ等を備え、チャックテーブル３０の保持面３０２に水（洗浄水）を供給するために用いられる。

また、水配管４８１には、水供給源４８から吸引流路３７０側に向かって順に、水供給開閉弁４８５および水調整部４８３が配設されている。水供給開閉弁４８５は、水配管４８１と水供給源４８との連通状態を切り換える。水調整部４８３は、たとえば比例制御電磁弁であり、入力される電流量を変えることで、水供給源４８から保持面３０２に送られる水流量を、０％～１００％の間で自由に調整可能である。

制御部５０は、制御プログラムに従って演算処理を行うＣＰＵ、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部５０は、加工装置１の上述した各部材を制御して、ウェーハ１００に対する研削処理を実行する。また、制御部５０は、流体流通機構４０の各部材を制御して、保持面３０２に伝達される吸引力、保持面３０２に供給されるエアおよび水の量を調整する。さらに、制御部５０は、圧力センサ４９７の検出結果に基づいて、チャックテーブル３０の検査を実施する。

以下に、加工装置１におけるチャックテーブル３０の検査方法について説明する。
チャックテーブル３０のポーラス板３００に研削屑が多く残っていると、保持面３０２を吸引源３７に連通させたときに生じる、保持面３０２におけるウェーハ１００を吸引する力である吸引力が低下する。そして、本実施形態にかかるチャックテーブル３０の検査方法は、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを検査するための方法である。
この方法は、第１水除去工程、第２水除去工程および判断工程を含む。

（第１水除去工程）
この工程では、制御部５０は、まず、吸引開閉弁３７７、水供給開閉弁４８５および水供給源４８の全てを閉じる。そして、制御部５０は、ウェーハ１００を保持していない状態のチャックテーブル３０を回転させる。

すなわち、制御部５０は、図２に示すように、回転手段３２のモータ３２１を駆動して、主動プーリ３２２を矢印５０１に示すように回転させる。これに伴い、主動プーリ３２２に無端ベルト３２３を介して連結されている従動プーリ３２４、および、従動プーリ３２４を支持している回転軸３２０も、矢印５０３に示すように回転する。

これにより、チャックテーブル３０が、保持面３０２の中心を軸に回転される。そして、この回転により、チャックテーブル３０の保持面３０２に付着していた水分が、遠心力で飛ばされて、水滴４００となって保持面３０２上から除去される。なお、この水分には、たとえば、加工手段１０の加工水、および、水供給源４８からの洗浄水が含まれる。

チャックテーブル３０の回転を開始してから所定時間の経過後、制御部５０は、チャックテーブル３０の回転を停止し、次の第２水除去工程を実施する。

（第２水除去工程）
この工程では、制御部５０は、チャックテーブル３０の保持面３０２を吸引源３７に連通させ、保持面３０２と吸引源３７との間の水を除去する。

すなわち、制御部５０は、吸引開閉弁３７７を開けるとともに、吸引流量調整弁３７６に所定量の電流を流して、保持面３０２を吸引源３７に連通させる。これにより、保持面３０２に、所定の吸引力を伝達する。これにより、保持面３０２と吸引開閉弁３７７との間に配置されている吸引溝３０３、吸引流路３７０および吸引配管３７４内に滞留していた水が、吸引源３７によって吸引されて除去される。

保持面３０２を吸引源３７に連通させてから所定時間の経過後、制御部５０は、吸引開閉弁３７７を閉じて、次の判断工程を実施する。

（判断工程）
この工程では、制御部５０は、チャックテーブル３０の保持面３０２をエア供給源４９に連通させ、連通から所定時間間隔が経過した際に変化した、保持面３０２とエア供給源４９とをつないでいる配管であるエア配管４９１内の圧力値（陽圧値）に応じて、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを判断する。

すなわち、制御部５０は、エア供給開閉弁４９５を開けるとともに、エア調整部４９３に所定量の電流を流して、保持面３０２をエア供給源４９に連通させる。これにより、制御部５０は、図３において矢印５０５に示すように、保持面３０２に、所定量のエアを供給する。その結果、保持面３０２からエアが噴出される。
なお、エア調整部４９３は、エアの流量が調整可能であればよくて、ニードルバルブでもよい。

その後、制御部５０は、保持面３０２とエア供給源４９との連通から所定時間間隔（たとえば、２００ｍｓｅｃから４００ｍｓｅｃの間）にわたって、圧力センサ４９７によって検出される、エア配管４９１内の圧力値（陽圧値）を取得する。そして、制御部５０は、図４に示すように、エア配管４９１内の圧力値Ｐと、保持面３０２とエア供給源４９との連通からの経過時間ｔとの関係を示すグラフを作成する。

図４に示す第１の例Ｅ１では、エア配管４９１内の圧力値Ｐは、時間ｔの経過とともに、角度θ１の傾きを有する一次曲線にほぼ沿うように、上昇してゆく。そして、この第１の例Ｅ１では、４００ｍｓｅｃ後の圧力値Ｐ１が、所定の閾値Ｐ０以下である。この場合、制御部５０は、エア配管４９１内の圧力値Ｐの時間変化が小さいため、チャックテーブル３０のポーラス板３００内に蓄積されている研削屑が少なく、保持面３０２の吸引力の低下が小さい、すなわち、保持面３０２の吸引力が低下していない、と判断する。

一方、図４に示す第２の例Ｅ２では、エア配管４９１内の圧力値Ｐは、時間ｔの経過とともに、角度θ１よりも大きい角度θ２の傾きを有する一次曲線にほぼ沿うように、上昇してゆく。そして、この第２の例Ｅ２では、４００ｍｓｅｃ後の圧力値Ｐ２が、閾値Ｐ０よりも大きい。この場合、制御部５０は、エア配管４９１内の圧力値Ｐの時間変化が大きいため、ポーラス板３００内に多くの研削屑が残存しており、保持面３０２の吸引力の低下が大きい、すなわち、保持面３０２の吸引力が低下している、と判断する。
なお、実施例では、保持面３０２は、直径２９４ｍｍで、保持面３０２から噴出するエア流量が、２．０Ｌ／ｍｉｎで、その際の角度θ１は、１２．４°であった。
また、閾値を角度にしてもよい。その際は、図４に示すように角度θ３を閾値とする。

制御部５０は、このように保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを判断し、判断結果を、加工装置１に設けられている表示パネルなどの表示部材（図示せず）を用いて作業者に向けて表示する。その後、制御部５０は、エア供給開閉弁４９５を閉じて、検査を終了する。

以上のように、本実施形態では、判断工程において、保持面３０２とエア供給源４９とを連通することにより保持面３０２からエアを噴出させた状態で、保持面３０２とエア供給源４９との間の配管であるエア配管４９１の圧力値（負圧値）の時間変化を取得し、この時間変化に基づいて、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを検査している。

本実施形態では、ウェーハ１００が保持面３０２に載置されている場合には、保持面３０２からのエアの噴出により、ウェーハ１００が保持面３０２から離れる（浮き上がる）ため、保持面３０２が塞がれず、エアの流路が確保される。
したがって、保持面３０２に吸引力を伝達して配管内の圧力値を調べる方法とは異なり、ウェーハ１００が保持面３０２に載置されていても、検出された圧力値に基づいて、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを、容易に判断することができる。

また、本実施形態では、保持面３０２からエアを噴き出す判断工程を実施する前に、第１水除去工程および第２水除去工程を実施している。このため、保持面３０２上および保持面３０２と吸引源３７との間に水（加工水あるいは洗浄水）が溜まっていても、これらから水を除去することができる。このため、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを、より精度よく判断することができる。

なお、本実施形態では、制御部５０は、保持面３０２とエア供給源４９との連通から所定時間経過後（４００ｍｓｅｃ後）の圧力値Ｐが、閾値Ｐ０よりも大きいか否かに基づいて、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを判断している。これに代えて、制御部５０は、時間ｔの経過とともに上昇する圧力値Ｐの近似曲線（一次曲線）の傾き（上述した角度θ１およびθ２）の大きさに基づいて、保持面３０２の吸引力が低下しているか否かを判断してもよい。たとえば、制御部５０は、この傾きが所定の閾値よりも大きい場合に、保持面３０２の吸引力が低下していると判断してもよい。

また、本実施形態では、判断工程において、保持面３０２からエアが吹き出すため、保持面３０２にウェーハ１００が載置されている場合、ウェーハ１００が飛ばされて損傷する可能性がある。そこで、作業者は、チャックテーブル３０の検査を実施する前に、保持面３０２にウェーハ１００が載置されていないことを確認することが好ましい。これにより、保持面３０２にウェーハ１００が載置されたまま検査が実施されて、ウェーハ１００が損傷することを抑制することができる。

また、本実施形態では、判断工程の前に、第１水除去工程および第２水除去工程を実施している。これに限らず、第１水除去工程および第２水除去工程は、実施されなくてもよい。特に、加工装置１が数日間にわたって使用されていなかった場合など、チャックテーブル３０および流体流通機構４０が乾燥している状態にある場合には、判断工程を実行するだけでも、チャックテーブル３０の検査を良好に実施することができる。

また、本実施形態では、加工手段として、加工具としての研削砥石１７を有する研削装置を示している。これに代えて、加工手段は、加工具としての研磨パッドを備えた研磨装置であってもよい。この場合、判断工程において、研磨パッドの直下で、保持面３０２の吸引力の検査を実施すること可能である。また、第２水除去工程および第２水除去工程では、研磨に用いられるスラリーを除去することが可能である。

１：加工装置、
１０：加工手段、１７：研削砥石、
３２：回転手段、
３７：吸引源、４８：水供給源、４９：エア供給源、
５０：制御部、
３０：チャックテーブル、３００：ポーラス板、３０１：枠体、３０２：保持面、
３２０：回転軸、３２１：モータ、３２２：主動プーリ、
３２３：無端ベルト、３２４：従動プーリ、
４０：流体流通機構、
３０３：吸引溝、３７０：吸引流路、３７３：ロータリージョイント、
３７４：吸引配管、３７６：吸引流量調整弁、３７７：吸引開閉弁、
４８１：水配管、４８３：水調整部、４８５：水供給開閉弁、
４９１：エア配管、４９３：エア調整部、４９５：エア供給開閉弁、
４９７：圧力センサ、
１００：ウェーハ、１０１：表面、１０４：裏面、１０５：保護テープ、

Claims

ポーラス板の上面である保持面を吸引源に連通させ、該保持面によって被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該保持面に保持された被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置に用いられる該チャックテーブルの該保持面の吸引力が低下しているか否か検査するチャックテーブルの検査方法であって、
該保持面とエア供給源とを連通させ、該保持面と該エア供給源とをつないでいる配管内の時間の経過とともに上昇する圧力値の一次曲線の傾きの大きさに基づいて、該保持面の吸引力が低下しているか否かを判断する判断工程、を含む、
チャックテーブルの検査方法。
該チャックテーブルを、該保持面の中心を軸に回転させ、該保持面上の水を除去する第１水除去工程と、
該保持面を該吸引源に連通させ、該保持面と該吸引源との間の水を除去する第２水除去工程とを、該判断工程の前に実施する、
請求項１記載のチャックテーブルの検査方法。