JPH065568A - 半導体ウエハの全自動ポリッシング装置 - Google Patents

半導体ウエハの全自動ポリッシング装置

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JPH065568A
JPH065568A JP18155992A JP18155992A JPH065568A JP H065568 A JPH065568 A JP H065568A JP 18155992 A JP18155992 A JP 18155992A JP 18155992 A JP18155992 A JP 18155992A JP H065568 A JPH065568 A JP H065568A
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chuck
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 複数枚の半導体ウエハをワンチャックで加工
をするために品質の均一化が計れ、且つ超平坦精度の加
工を施す全自動研磨装置を提供する。 【構成】 本研磨装置は基台1、カセットエレベータ機
構2、カセット載置台3、カセット4、ウエハ搬出機構
5、ウエハスライドプレート6、ウエハ搬入機構7、ハ
ンドリングロボット8、バキュームチャック9、ウエハ
位置合わせ機構10、チャック洗浄機構11、ウエハ洗
浄機構12、ポリッシングヘッド13、水平方向に摺動
自在な夫々のスライド機構14,15を備えた担持台1
6とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
【0002】本発明は、半導体ウエハを超平坦精度の加
工を施す全自動ポリッシング盤に関するものである。
【発明の背景】本発明に係るこの種の半導体ウエハは、
コンピュータ等の電子関連機器、所謂OA機器等の集積
回路に使用されており、その開発は日々進歩しており機
器そのものの小型化に伴う極薄化と、歩留まりの観点か
らのより超高精度の加工精度と、作業性の観点からより
一層の拡径化が要求されてきている。
【0003】
【従来技術とその問題点】一般にシリコン等の半導体ウ
エハは、先ず、シリコン結晶体を一定の厚さにスライシ
ングし、そのスライシングした半導体ウエハを更に所望
の厚さにするために研削加工を行っている。
【0004】通常、研削加工はカップホイールダイヤモ
ンド砥石によって粗研削、仕上研削等に分けて行われて
いるが、昨今要求される半導体ウエハは高精度の平坦精
度と鏡面加工であり、従来のようなカップホイールダイ
ヤモンド砥石で研削するだけでは、半導体ウエハに研削
によるダメージが残り今求められる超平坦精度に仕上げ
るのは不可能と成ってきている。
【0005】又、従来のポリッシング装置は、生産性の
観点から比較的大径とした下方定盤と略同径の上部定盤
との間にキャリァ等を介して複数枚の半導体ウエハを挟
圧させて同時にラッピング加工、ポリッシング加工を施
しているが、極薄化、拡径化する半導体ウエハでは加工
前後の定盤への着脱の際、或いは、加工中に破壊してし
まうことが屡々あり、又、加工後の平坦精度にバラツキ
が有り品質の均一化が計れない等に苦慮している実情で
ある。
【0006】
【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みて成された
もので、鋭意研鑚の結果、これらの問題点を一挙に解決
するもので、ポリッシング盤の全自動化を計ると共に、
複数枚の半導体ウエハをワンチャックでポリッシング加
工をするために品質の均一化が計れるものであり、更
に、超平坦精度の加工を施す全自動ポリッシング装置に
創達し、これを提供する目的である。
【0007】
【発明の構成】本発明の構成は、基台と、カセットエレ
ベータ機構と、カセット載置台と、カセットと、ウエハ
搬出機構と、ウエハスライドプレートと、ウエハ搬入機
構と、ハンドリングロボットと、バキュームチャック
と、ウエハ位置合わせ機構と、チャック洗浄機構と、ウ
エハ洗浄機構と、ポリッシングヘッドと、水平方向に摺
動自在な夫々のスライド機構を備えた担持台とを具備し
た構成である。
【0008】
【発明の実施例】斯る目的を達成した本発明の全自動ポ
リッシング装置を以下実施例の図面によって説明する。
【0009】図1は本発明の実施例の説明のための概要
斜視説明図である。
【0010】本発明は、半導体ウエハWを超平坦精度の
加工を施すポリッシング盤に関するものであり、基台1
と、該基台1に設けたカセットエレベータ機構2と、該
カセットエレベータ機構2と機械的に接続された昇降可
能なカセット載置台3と、該カセット載置台3へ着脱自
在に載置され複数枚の半導体ウエハWを収納するカセッ
ト4と、該カセット4の半導体ウエハWを単品毎に搬出
するウエハ搬出機構5と、該ウエハ搬出機構5で搬出さ
れた半導体ウエハWを乗載させるウエハスライドプレー
ト6と、該ウエハスライドプレート6の加工後の半導体
ウエハWをカセット4へ搬入するウエハ搬入機構7と、
前記ウエハスライドプレート6の半導体ウエハWを挟持
して移送するハンドリングロボット8と、該ハンドリン
グロボット8のよって移送される半導体ウエハWをバキ
ューム吸着するバキュームチャック9と、該バキューム
チャック9の上面に載置された半導体ウエハWを両側か
ら位置合わせするウエハ位置合わせ機構10と、該バキ
ュームチャック9の上面を洗浄するチャック洗浄機構1
1と、該バキュームチャック9の上面に吸着された半導
体ウエハWを洗浄するウエハ洗浄機構12と、該バキュ
ームチャック9の上方へ昇降自在に配設されたポリッシ
ュヘッド13と、該ポリッシュヘッド13を担持し水平
方向の前後及び左右に摺動自在な夫々のスライド機構1
4.15を備えた担持台16とを具備したものである。
【0011】即ち、本発明は、昨今要求される半導体ウ
エハWの極薄化、拡径化、超高精度の平坦面加工に充分
に対応できる全自動のポリッシング装置に関するもので
ある。
【0012】本発明の基台1は当該ポリッシング盤の後
述する各機構を組設するためものであり、全体的には矩
形状を呈しており、高さは作業性を考慮し適宜に設定さ
れるものである。
【0013】カセットエレベータ機構2は側方へ配設さ
れた駆動源のモーター2aと機械的に接続された棒螺
子、歯車、ベルト等の伝導機構2bによって後述するカ
セット4をカセット載置台3に載置し搬出及び搬入する
際に、上下位置を調整可能に昇降自在として組設されて
いるものであり、図1ではモーターの駆動力を棒螺子の
伝導機構2bに伝え、該伝導機構2bの回転によって昇
降する昇降部材(図示せず)を基台1内に組設し、該昇
降部材と共に昇降するカセット載置台3を基台1の上面
に出没自在に配設したものである。
【0014】前記カセット4は複数枚の半導体ウエハW
を水平に設けた複数の桟体で仕切った棚へ外周縁部を支
持されて単品毎に収納する函状のものであり、該カセッ
ト4は前記カセット載置台3へ載置され、該カセット載
置台3の昇降によって後述するウエハ搬出機構5又はウ
エハ搬入機構7によって出入れされるものである。
【0015】ウエハ搬出機構5はなエア又はオイルで進
退するシリンダ5aの先端に半導体ウエハWの外径と略
同径の円弧状のウエハ押圧部5bを備えたものであり、
前記カセット4に収納されている半導体ウエハWをカセ
ット載置台3の昇降と、前記シリンダ5aを伸延させる
ことによってウエハ押圧部5bで押圧され単品毎にウエ
ハスライドプレート6に搬出するものである。
【0016】ウエハスライドプレート6は両側へ一対の
ガイドプーレト6aを平行に設け、前記ウエハ搬出機構
5で搬出された半導体ウエハWを該ガイドプーレト6a
の間へ乗載すると共に、後述するハンドリングロボット
8によって半導体ウエハWを移送するための着脱位置と
なるものであり、下方よりエア又は水を噴流させること
によって半導体ウエハWを浮上状態とさせるエア又は水
リフトによって半導体ウエハWを遊動自在としているも
のである。
【0017】そして、前記ウエハスライドプレート6へ
はポリッシング加工された後の半導体ウエハWもハンド
リングロボット8によって移送され乗載されるものであ
り、該乗載された半導体ウエハWをウエハ搬入機構7で
カセット4へ搬入するものであって、前記ウエハ搬出機
構5とウエハスライドプレート6を介して相対位置へ配
設され、進退自在なエア又はオイルで駆動するシリンダ
7aの先端に半導体ウエハWの外径と略同径の円弧状の
ウエハ押圧部7bを備え、カセットエレベータ機構2の
昇降によってカセット4の枠体へ単品毎に収納されるも
のである。
【0018】ハンドリングロボット8は前記ウエハスラ
イドプレート6の上面へ乗載された半導体ウエハWの外
周縁を一対の挟持扞8aで挟持し、マニピュレーター機
構8bによって後述するバキュームチャック9の上面に
移送するものであり、又、該バキュームチャック9でポ
リッシング加工を施された後の半導体ウエハWを前述の
ハンドリングロボット8と逆の動作によってウエハスラ
イドプレート6の上面へ乗載させるものである。
【0019】バキュームチャック9はハンドリングロボ
ット8よって移送させた半導体ウエハWを上面に載置さ
せ、上面を通気性部材で形成すると共に下方を真空ポン
プ等の吸引機構(図示せず)と連繋させてバキューム吸
着すると共に、モーター等(図示せず)の駆動源を得て
機械的接続によって自転するものである。
【0020】ウエハ位置合わせ機構10は前記バキュー
ムチャック9の上面にハンドリングロボット8によって
移送され載置された半導体ウエハWの位置を正確に合わ
せるものであり、前記バキュームチャック9の両側へ配
設され夫々エア又はオイルで進退自在とするシリンダ1
0aの先端に半導体ウエハWの外径と略同径の円弧状の
ウエハ位置調整部10bを備えたものであり、両側から
伸延するシリンダ10aとウエハ位置調整部10bによ
ってバキュームチャック9の中心位置へ移動させ位置合
わせするものである。
【0021】次いで、チャック洗浄機構11は半導体ウ
エハWを載置する前、つまり、半導体ウエハWを除いた
後に前記バキュームチャック9の上面を噴射する洗浄液
と共に先端にブラシ11aを付設した伸延可能な回転軸
11bによってブラシ11aを回転させて洗浄するもの
である。
【0022】ウエハ洗浄機構12は伸延可能な回転軸1
2bの先端にブラシ12aを付設し、バキュームチャッ
ク9の上面に吸着させた半導体ウエハWを後述するポリ
ッシュヘッド13によってポリッシング加工された後に
該加工面を洗浄するものであり、洗浄後の半導体ウエハ
Wは前記ハンドリングロボット8によってウエハスライ
ドプレート6に移送するものである。
【0023】ポリッシュヘッド13は下端にクロス等を
張設した研磨加工部13aを備え、上方をスピンドルに
固定しモーター13b等の駆動力を機械的に接続させて
回転をさせると共に、後述する担持台16と昇降自在と
するレールとレール受部等とから成る昇降機構(図示せ
ず)を内設したものである。
【0024】担持台16は前記基台1と左右の水平方向
に摺動自在とする入子式のスライド機構14を備え、加
えて、前後の水平方向にも摺動自在とする入子式のスラ
イド機構15を備えると共に、且つ、前記ポリッシュヘ
ッド13を前記昇降機構によって昇降自在に担持したも
のである。
【0025】本発明のポリッシング盤を用いてポリッシ
ング加工を施すには、先ず、複数枚の半導体ウエハWを
収納したカセット4をカセット載置台3へ載置するもの
であり、載置されたカセット4はカセットエレベータ機
構2によってカセット載置台3と共に下方を基台1の内
部へ没入され、最上段の半導体ウエハWがウエハ搬出機
構5のシリンダ5aとウエハ押圧部5bによって押圧さ
れてウエハスライドプレート6に搬出されるものであ
る。
【0026】前記ウエハスライドプレート6へ搬出され
た半導体ウエハWはエア又は水リフトによって揺動自在
に載置されるものであり、該半導体ウエハWは上方に配
設されたハンドリングロボット8の先端の一対の挟持扞
8aによって外周縁を挟着され、マニピュレーター機構
8bの作動によって、予め、チャック洗浄機構11によ
って洗浄されたバキュームチャック9の上面へ移送され
るものである。
【0027】前記バキュームチャック9では両側に配設
されたウエハ位置合わせ機構10のエア又はオイルによ
って伸延するシリンダ10aの夫々のウエハ位置調整1
0bの間に挟さまれて正確にバキュームチャック9の中
心位置へ位置合わせされ、下方からバキューム吸着され
て確りと固着させると共に、該バキュームチャック9は
ポリッシング加工のために自転を開始するものである。
【0028】次いで、前記基台1と担持台16とへ備え
た水平方向の前後及び左右に摺動自在の入子式のスライ
ド機構14.15を夫々作動させると共に担持台16と
ポリッシュヘッド13との間に備えた昇降機構とによっ
てポリッシュヘッド13をバキュームチャック9の上方
に位置させ、降下させるて前記夫々のスライド機構1
4.15によってオッシレーションを付与しながらポリ
ッシング加工を開始するものである。
【0029】この時、バキュームチャック9の軸心とポ
リッシュヘッド13の軸心とはずらせており、ポリッシ
ング加工の際の夫々の回転の周速の変化を抑え、加え
て、半導体ウエハWの中心辺に残留する小突起状物を無
くするものである。
【0030】ポリッシング加工後は基台1と担持台16
との夫々のスライド機構14.15を作動させてポリッ
シュヘッド13をバキュームチャック9の上方から移動
させると共にポリッシュヘッド13を上昇させるもので
あり、一方、バキュームチャック9へはウエハ洗浄機構
12の回転軸12aを伸延させ乍ブラシ12bを回転さ
せて半導体ウエハWの加工面を洗浄するものである。
【0031】そして、バキュームチャック9は回転を停
止させると共にバキュームを開放し、ハンドリングロボ
ット8のマニピュレーター機構8bの作動により、一対
の挟持扞8aで半導体ウエハWの外周縁を挟持してウエ
ハスライドプレート6へ乗載されるものである。
【0032】ウエハスライドプレート6に乗載された半
導体ウエハWはウエハ搬入機構7のシリンダ7aを延伸
させてウエハ押圧部7bによって押圧すると共に、カセ
ットエレベータ機構2に昇降によってカセット4の棚に
半導体ウエハWを収納するものである。
【0033】本発明は、上述の工程を全自動で且つ規則
的に繰返し、一つのカセット4に収納されている全ての
半導体ウエハWの加工を一つのバキュームチャック9上
で行なうものである。
【0034】
【発明の効果】本発明の前述ように、複数枚収納された
カセットの半導体ウエハを搬出、ポリッシング、搬入ま
で全自動で行なえ、且つ、一基のバキュームチャックで
ポリッシング加工を施せるために加工後の半導体ウエハ
の平坦精度にむらがなく、高精度の加工精度を安定して
維持できる画期的なものである。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施例の説明のための概要斜視
説明図である。
【0036】
【符号の説明】
W 半導体ウエハ 1 基台 2 カセットエレベータ機構 2a モーター 2b 伝導機構 3 カセット載置台 4 カセット 5 ウエハ搬出機構 5a シリンダ 5b ウエハ押圧部 6 ウエハスライドプレート 6a ガイドプーレト 7 ウエハ搬入機構 7a シリンダ 7b ウエハ押圧部 8 ハンドリングロボット 8a 挟持扞 8b マニピュレーター機構 9 バキュームチャック 10 ウエハ位置合わせ機構 10a シリンダ 10b ウエハ位置調整部 11a ブラシ 11b 回転軸 12 ウエハ洗浄機構 12a ブラシ 12b 回転軸 13 ポリッシュヘッド 13a 研磨加工部 13b モーター 14 左右のスライド機構 15 前後のスライド機構 16 担持台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 B 8418−4M G 8418−4M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウエハをポリッシング加工する装置
    であって、基台と、該基台に設けたカセットエレベータ
    機構と、該カセットエレベータ機構と機械的に接続され
    た昇降可能なカセット載置台と、該カセット載置台へ着
    脱自在に載置され複数枚の半導体ウエハを収納するカセ
    ットと、該カセットの半導体ウエハを単品毎に搬出する
    ウエハ搬出機構と、該ウエハ搬出機構で搬出された半導
    体ウエハを乗載させるウエハスライドプレートと、該ウ
    エハスライドプレートの加工後の半導体ウエハをカセッ
    トへ搬入するウエハ搬入機構と、前記ウエハスライドプ
    レートの半導体ウエハを挟持して移送するハンドリング
    ロボットと、該ハンドリングロボットのよって移送され
    る半導体ウエハをバキューム吸着するバキュームチャッ
    クと、該バキュームチャックの上面に載置された半導体
    ウエハを両側から位置合わせするウエハ位置合わせ機構
    と、該バキュームチャックの上面を洗浄するチャック洗
    浄機構と、該バキュームチャックの上面に吸着された半
    導体ウエハを洗浄するウエハ洗浄機構と、該バキューム
    チャックの上方へ昇降自在に配設されたポリッシングヘ
    ッドと、該ポリッシングヘッドを担持し水平方向の前後
    及び左右に摺動自在な夫々のスライド機構を備えた担持
    台とを具備したことを特徴とする半導体ウエハの全自動
    ポリッシング装置。
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