JPH05116070A - 連続湿式サンドブラスト加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラストムラを低減する。 【構成】 所定の速度で搬送される被加工基板に向け噴
射ノズルにより研磨材を噴射し被加工基板の表面のブラ
スト処理を連続的に行なう連続湿式サンドブラスト加工
装置において、前記被加工基板の上方に、当該被加工基
板の搬送方向と直交する幅方向へ揺動可能に設けられた
支持体と、この支持体に、前記被加工基板の幅方向に互
いに等間隔に、且つ、各先端を前記被加工基板と所定距
離を隔てて配設された複数の噴射ノズルと、前記支持体
と駆動装置との間に介装され、当該駆動装置の回転運動
を前記被加工基板の幅方向の一定速度の揺動運動に変換
する変換手段と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の噴射ノズルから
搬送中の被加工基板の裏面に向けて研磨材を噴射し、被
加工基板をブラスト処理する連続湿式サンドブラスト加
工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウェハ等の被加工基板で
は、ブラスト装置によって研磨材を被加工基板の裏面に
噴射し歪を与えることにより、結晶内の不純物を被加工
基板の裏面に集める、所謂、裏面ゲッタリングを目的と
するブラスト処理が行なわれる。このようなブラスト処
理を行なうブラスト装置では、一つの噴射ノズルの揺動
機構の概略を図１２に示すように、動力装置により回転
する円板１に円板１の回転軸心に対し偏心してアーム２
の一端側が枢支され、アーム２の他端側には被加工基板
（半導体ウェハ）４の上方に配設された一つの噴射ノズ
ル３の基端側が揺動可能に枢支されている。そして、裏
面を上方にして搬送される被加工基板４の裏面に向け噴
射ノズル３から研磨材が噴射され、ブラスト処理が行な
われる。この場合、円板１を回転させ、円板１の回転運
動をアーム２により直線運動に変換し、支点Ｏを中心に
して噴射ノズル３を搬送方向と直交する被加工基板４の
幅方向にゆりかご的に揺動して行なわれ、より均一なブ
ラスト処理を行なうようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うなブラスト装置によれば、噴射ノズルの先端が被加工
基板の幅方向にゆりかご的に揺動するので、被加工基板
の裏面に対する噴射ノズル先端との距離が被加工基板の
中央部から左右両側では変動することになり、また、被
加工基板の裏面に対し噴射ノズルの角度θ（向き）が中
央から左右両側では変化し、左右両側では大きな角度と
なり、更に揺動速度も中央と左右両側では異なり均一と
はならない。このため、研磨材の噴射速度を一定とした
場合には被加工基板の中央部と左右両側では距離と角度
と揺動速度が一様でないことから、被加工基板の幅全体
に亘りブラスト処理を均一に行なうことが困難となる不
具合があった。

【０００４】因みに、噴射ノズルの距離や角度が大きい
場合にはブラスト処理が弱くなる。また、連続的なブラ
スト処理を行なう際に、被加工基板の搬送速度に対し噴
射ノズルの揺動速度が十分でない場合には、波線状のブ
ラストムラが生じ、確実なブラスト処理ができない。

【０００５】そこで、本発明は、被加工基板の幅方向に
亘る噴射ノズルの揺動速度、角度（向き）および距離を
一定にするとともに速い揺動速度を可能とし、ブラスト
ムラの低減を図る連続湿式サンドブラスト加工装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のサンドブラスト
加工装置は、所定の速度で搬送される被加工基板に向け
噴射ノズルにより研磨材を噴射し被加工基板の表面のブ
ラスト処理を連続的に行なう連続湿式サンドブラスト加
工装置において、前記被加工基板の上方に、当該被加工
基板の搬送方向と直交する幅方向へ揺動可能に設けられ
た支持体と、この支持体に、前記被加工基板の幅方向に
互いに等間隔に、且つ、各先端を前記被加工基板と所定
距離を隔てて配設された複数の噴射ノズルと、前記支持
体と駆動装置との間に介装され、当該駆動装置の回転運
動を前記被加工基板の幅方向の一定速度の揺動運動に変
換する変換手段と、を備えた構成とされている。

【０００７】

【作用】駆動装置が回転駆動すると、変換手段により、
駆動装置の回転運動が一定速度の往復運動に変換されて
支持体に伝達され、支持体にバランスよく取付けられた
複数の噴射ノズルが搬送される被加工基板の左右方向に
一定速度で揺動運動し、揺動運動しながら噴射ノズルか
ら研磨材を噴射することにより、被加工基板のブラスト
処理が行なわれる。この場合、噴射ノズルは等速の往復
運動となり、また支持体が被加工基板に対し平行に往復
運動するので、揺動運動しても噴射ノズルと被加工基板
との距離が一定となり、更に噴射ノズルの角度が変動す
ることがなくなる。その結果、ブラストムラのないブラ
スト処理が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。尚、本実施例では、被加工基板として半導体ウェ
ハに適用した場合を例に採って説明する。図１、図２は
本実施例のブラスト加工装置１０の平面図、左側面図で
ある。両図に示すように、半導体ウェハ１１を搬送する
水平な搬送路１２の上方には複数の噴射ノズル１３が配
設されている。図中の矢印Ｆが搬送方向を示す。これら
複数の噴射ノズル１３はノズルプレート１４に取付けら
れている。ノズルプレート１４は半導体ウェハ１１より
も広い幅で所定の長さの長方形状に形成され、搬送方向
の前後の端部で支持棒１４ａに固着されている。支持棒
１４ａは、搬送方向に直交する方向に水平に配設され、
両端側がスリーブ１５により軸方向移動可能に支持され
ている。したがって、噴射ノズル１３およびノズルプレ
ート１４は支持棒１４ａとともに半導体ウェハ１１の幅
方向に移動することができる。尚、ノズルプレート１
４、支持棒１４ａにより支持体が構成されている。

【０００９】上記各支持棒１４ａの基端側は搬送方向に
沿って配設された一枚の連結板１６に固着されている。
連結板１６は、搬送路１２の側方で基台上に半導体ウェ
ハの幅方向へ移動可能に設置されている。連結板１６の
中央部には変換手段２０が連結されている。この変換手
段２０は、図３および図４に示すように、偏心回転を直
線運動に変換するアーム部２１と、偏心回転運動する偏
心カム部２３とによりなる。アーム部２１は、一端側に
小径部２１Ａを有し、他端側に太径部２１Ｂを有する。
小径部２１Ａは、上記連絡板１６上で軸受１７に支持さ
れた軸１８に回転可能に挿通されている。太径部２１Ｂ
内には内周にベアリング部２２を介装して偏心カム部２
３が配設されている。偏心カム部２３は、真円に形成さ
れ、真円の中心から偏心した箇所に軸２４が固着されて
いる。この軸２４は軸受２５により基台上で回動可能に
支持され、軸２４の一端に軸着されたプーリ２６および
このプーリ２６に巻懸けられたベルト２７を介してモー
タ（駆動装置）２８に連結されている。したがって、モ
ータ２８の駆動により軸２４が回転すると、偏心カム部
２３が偏心回転運動を行ない、この偏心回転運動がアー
ム部２１によって連結板１６の往復直線運動に変換され
る。この場合、偏心カム部２３の大きさや偏心の度合に
より、噴射ノズル１３の揺動幅や均一な揺動速度Ｖが設
定される。

【００１０】更に、上記複数の噴射ノズル１３は、図５
に示すように、ノズルプレート１４にブラスト処理に応
じバランスよく配設され、図５中の矢印VIで示す搬送方
向から見ると、図６に示すように、幅方向での噴射ノズ
ル間の間隙Ｐ、すなわちピッチは等間隔となるように配
列されており、本実施例ではＰ＝５ｍｍとしている。

【００１１】次に、上記構成のブラスト加工装置により
半導体ウェハの裏面をブラスト処理する場合について説
明する。

【００１２】モータ２８が駆動されると、ベルト２７を
介して偏心カム部２３が偏心回転運動を行ない、この偏
心回転運動はアーム部２１により連結板１６を介して支
持棒１４ａおよびノズルプレート１４に幅方向（半導体
ウェハの左右方向）の直線揺動運動に変換して伝達され
る。そして、搬送路１２上に裏面を上側として搬送され
る半導体ウェハ１１の裏面に向け各噴射ノズル１３から
研磨材が放射状に噴射され、半導体ウェハ１１の裏面ゲ
ッタリングを目的としたブラスト加工が行なわれる。こ
の場合、半導体ウェハ１１が一定の搬送速度Ｖｗで搬送
され、噴射ノズル１３が幅方向に所定の速度で揺動移動
するので、半導体ウェハ１３は図７に示すように略サイ
ンカーブを描きながら加工が行なわれる。この場合、図
７に示すような歪の強さが半導体ウェハ７の裏面に付与
される。図７はブラスト加工による歪強さの軌跡を、半
導体ウェハ１１の幅方向および搬送方向から見たもので
あり、図中３０は半導体ウェハ１１の裏面に加工された
ブラスト処理の軌跡を示す。図７からもわかるように、
このような装置によるブラスト処理においては、各方向
から見た歪の強さは、各噴射ノズルから研磨材が放射状
に噴射されることから、それぞれの噴射ノズルに対応し
た正規分布状に歪量が付与され、良好なブラスト処理が
可能となる。因みに、複数設けられた噴射ノズル１３を
揺動しないでブラスト加工を行なった場合には図８に示
すようになり、良好なブラスト処理を行なうことができ
ない。

【００１３】また、噴射ノズル１３の揺動幅は偏心カム
部２３の偏心距離で決定され、また噴射ノズル１３の揺
動速度は偏心カム部２３の回転数（ｒｐｍ）で決定され
る。本実施例では、揺動幅は噴射ノズル間のピッチをＰ
とすると、２Ｐ〜４Ｐの範囲に設定している。また、揺
動速度Ｖは、半導体ウェハの搬送速度Ｖｗ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）に関連するため、Ｖ（ｒｐｍ）≧Ｖｗ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）÷２０ｍｍ×６０（ｓｅｃ）となるように設定して
いる。

【００１４】例えば、揺動幅を１０ｍｍ〜１５ｍｍと
し、揺動速度Ｖを１２０（ｒｐｍ）とした場合には、半
導体ウェハの搬送速度Ｖｗを４０（ｍｍ／ｓｅｃ）程度
とすることで均一なブラスト加工が得られる。また、揺
動速度を大きくする一方、搬送速度を小さくすることに
よりブラスト加工の均一性を向上することができる。例
えば、揺動幅が１５ｍｍで、揺動速度Ｖを２４０（ｒｐ
ｍ）とし、搬送速度Ｖｗを２０（ｍｍ／ｓｅｃ）とする
と、上記条件の４倍の揺動となり、これに複数のノズル
の干渉作用によってノズルのバラツキは無視できること
になりブラストムラの発生を解消できる。

【００１５】本発明者が試験した結果を図１１に示す。
図１１はブラスト処理の一評価方法であるライフタイム
評価（ｗｆ−τ分布）を示したものである。図１１に示
すように、図１０に示す揺動しない場合と比べ大幅にブ
ラストムラが改善され、図９に示す無歪の分布に近いこ
とがわかる。

【００１６】尚、本実施例では変換手段としては、アー
ム部、偏心カム部等を組合せた機構により構成したが、
これに限らず、各種の機構により構成してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の噴射ノズルが、被加工基板の幅方向に等速で、被加
工基板に平行に揺動されるので、噴射ノズルの角度およ
び被加工基板との距離が変動することがなくなり、ブラ
ストムラを大幅に低減したブラスト処理を可能とするこ
とができ、半導体ウェハの裏面ゲッタリングを目的とし
たブラスト処理に好適となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係り、ブラスト加工装置の
概略平面図である。

【図２】ブラスト加工装置を示す図１中のII矢視図であ
る。

【図３】変換手段の平面図である。

【図４】変換手段を示す図３中のＮ矢視図である。

【図５】ノズルプレートの噴射ノズルの取付け状態を示
す平面図である。

【図６】噴射ノズルの幅方向の間隔を示す図５中の拡大
VI矢視図である。

【図７】被加工基板上の揺動処理後の軌跡、および各方
向の歪強さを示す図である。

【図８】揺動しない処理後の被加工基板上の軌跡を示す
図である。

【図９】無歪状態のライフタイム評価を示す図である。

【図１０】揺動しない場合のライフタイム評価を示す図
である。

【図１１】本実施例による揺動処理後のライフタイム評
価を示す図である。

【図１２】従来例に係るブラスト加工装置の揺動機構を
示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 連続湿式サンドブラスト加工装置 １１ 被加工基板 １３ 噴射ノズル １４、１４ａ 支持体 ２０ 変換手段 ２１ アーム部 ２６ 偏心カム部 ２８ 駆動装置（モータ） Ｐ ピッチ Ｖ 揺動速度 Ｖｗ 搬送速度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の速度で搬送される被加工基板に向
   け噴射ノズルにより研磨材を噴射し被加工基板の表面の
   ブラスト処理を連続的に行なう連続湿式サンドブラスト
   加工装置において、 前記被加工基板の上方に、当該被加工基板の搬送方向と
   直交する幅方向へ揺動可能に設けられた支持体と、 この支持体に、前記被加工基板の幅方向に互いに等間隔
   に、且つ、各先端を前記被加工基板と所定距離を隔てて
   配設された複数の噴射ノズルと、 前記支持体と駆動装置との間に介装され、当該駆動装置
   の回転運動を前記被加工基板の幅方向の一定速度の揺動
   運動に変換する変換手段と、を備えたことを特徴とする
   連続湿式サンドブラスト加工装置。
2. 【請求項２】 前記変換手段を、前記駆動装置により偏
   心回転する偏心カムと、この偏心カム部と前記支持体と
   の間に介装され前記偏心カムの回転運動を等速の往復運
   動に変換して前記支持体に伝達するアーム部とにより構
   成した請求項１記載の連続湿式サンドブラスト加工装
   置。
3. 【請求項３】 前記複数の噴射ノズルの間隔をＰ、前記
   被加工基板の搬送速度をＶｗ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記支
   持体の揺動幅を２Ｐ〜４Ｐとし、前記揺動速度Ｖを、Ｖ
   （ｒｐｍ）＝Ｖｗ（ｍｍ／ｓｅｃ）÷２０ｍｍ×６０
   （ｓｅｃ）とした請求項１、又は２記載の連続湿式サン
   ドブラスト加工装置。