JPH10172932A - 研削装置と乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ取り扱い中の破損を防止し、ウエハ搬
送ロボットを使用する際の芯出しを容易に行ない、生産
性を高める。 【解決手段】 位置Ｐ１でウエハＷが縦になるようにカ
セットＣをウエハ保持部１００にセットした後、カセッ
トＣを垂直面内に９０度回転させて位置Ｐ２でウエハを
水平にし、回転ロボット２００でウエハを吸着してイン
デックステーブル４００の位置Ｐ３のターンテーブル３
００に引き渡し、位置Ｐ４、Ｐ５で荒研削、仕上研削を
順番に行って位置Ｐ３で洗浄し、乾燥部８００で下から
空気を噴射しながら芯出した後、回転させて空気乾燥
し、位置Ｐ２でカセットＣ内に収納し、位置Ｐ１でウエ
ハが縦になるようにカセットを９０度回転させる。必要
に応じてウエハ保持部９００も同様にして使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン等のウエ
ハの表面を連続的に研削する研削装置および洗浄後のウ
エハを乾燥させる乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のエレクトロニクス技術のめざまし
い発展により、多くの電子機器にさまざまな半導体装置
が使用されるようになってきた。半導体装置は、シリコ
ン等の半導体材料を円柱状に結晶させ、これをウェハと
呼ばれる薄い円盤状にスライスしたものをベースとして
製造される。ウェハは、非常に高精度な平坦度と粗さが
要求されるため、通常は、まず研削装置を使用し、ウエ
ハをターンテーブルに吸着して、ターンテーブルとは逆
に回転するダイヤモンド砥石により研削した後、今度は
研磨装置の研磨ヘッドに吸着したウエハを、シリカをア
ルカリ水溶液で溶かした研磨剤を供給しながら定盤上の
研磨布に押し付けて研磨することにより、必要な平滑度
と表面粗さを得ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
研削装置では、ウエハを１つのターンテーブルに吸着し
て１枚ずつ研削するため、生産性が低いという問題があ
った。また、ウエハは、通常１０枚から２５枚程度が１
つのカセットに収容されて持ち運ばれるが、その際にウ
エハを落として破損することがあった。また、研削後の
ウエハをロボットを使用してカセット内に収納する場合
には、ウエハの芯出しを正しく行わないと、ウエハをカ
セット内に収納する際にウエハを破損することがあっ
た。このようなウエハの芯出しを、研削後のウエハの表
面を洗浄水で洗浄した後、空気で乾燥させる乾燥装置で
行なう際には、ウエハが洗浄水で濡れているため、ウエ
ハを吸着する吸着盤上にウエハが張り付いてしまい、芯
出しが十分に行なえないという問題があった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、ウエハを破損したりすることなく、生産
性の高い研削装置を提供することを第１の目的とし、研
削、洗浄後のウエハの芯出しを容易に行なうことのでき
る乾燥装置を提供することを第２の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明による研削装置は、ウエハをカセット
に入れて持ち運ぶ際には、ウエハが垂直になるようにし
てウエハがカセットから飛び出さないようにし、カセッ
トの研削装置へのセットもウエハが垂直の状態でセット
した後、カセットを垂直面内に回転させてウエハを水平
にするようにしたので、ウエハを破損する恐れがない。
また、ウエハを着脱・洗浄する位置とウエハを研削する
位置とを分け、一方でウエハを着脱・洗浄している間に
他方ではウエハを研削するようにしたので、ウエハの着
脱・洗浄とウエハの研削を同時に行うことができ、生産
性を高めることができる。

【０００６】また上記第２の目的を達成するために、本
発明による乾燥装置は、洗浄水で濡れたウエハの表面を
空気を噴射して吸着盤への張り付きを防止しながら芯出
しを行なうようにしたので、ウエハの芯出しを容易に行
なうことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明による研削装置は、複数枚
のウエハを収容したカセットを、ウエハが垂直になるよ
うにセットした後、ウエハが水平になる位置まで垂直面
内に回転させ、さらに水平面内に所定の角度だけ回転さ
せるカセット保持部と、カセット保持部からウエハを１
枚ずつ吸着してインデックステーブルのウエハ着脱・洗
浄位置まで搬送するとともに、ウエハ着脱・洗浄位置か
らウエハ乾燥位置を経由してウエハ収納位置まで水平面
内に回転してウエハをカセット内に収納する回転ロボッ
トと、ウエハを吸着して独立に回転する複数のターンテ
ーブルを有し、各ターンテーブルを水平面内に回転させ
てウエハ着脱・洗浄位置と研削位置とに順番に位置決め
するインデックステーブルと、回転する砥石を保持して
インデックステーブル上のウエハの表面を研削する研削
ヘッドと、インデックステーブルのウエハ着脱・洗浄位
置において研削後のウエハの表面を洗浄する洗浄部と、
インデックステーブル上のウエハ着脱・洗浄位置から回
転ロボットにより搬送されてきたウエハを受け取って乾
燥させる乾燥部とを備えたものであり、ウエハを破損す
ることなく、生産性の高い研削装置を実現することがで
きる。

【０００８】また本発明による研削装置は、ウエハを保
持する吸着盤と、吸着盤上のウエハの芯出しを行う手段
と、芯出しに際して吸着盤上のウエハに下から空気を吹
きつける手段と、芯出しを終えたウエハを吸着盤上に吸
着して高速に回転させる手段とを備えたものであり、洗
浄水で濡れたウエハを下方から空気を吹きつけ吸着盤へ
の張り付きを防止しながら芯出しを行なうので、正確な
芯出しを行うことができ、次の工程でウエハをカセット
内に正しく収納することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例における平面研削装置
の概略平面図、図２は同装置の概略正面図である。１０
０は第１のカセット保持部であり、研削前のウエハＷを
収容したカセットＣを第１の搬入・搬出位置Ｐ１から垂
直面内に９０度回転して第１の待機位置Ｐ２へ移動させ
るとともに、待機位置Ｐ２でカセットＣを水平面内に所
定角度だけ回転させる。２００は回転ロボットであり、
カセット保持部１００からウエハＷを真空吸着してイン
デックステーブル４００のウエハ着脱・洗浄位置Ｐ３ま
で搬送するとともに、ウエハ着脱・洗浄位置Ｐ３からウ
エハ乾燥位置Ｐ６を経由して第１の待機位置Ｐ２または
第２の待機位置Ｐ７まで回転して研削後のウエハＷを第
１のカセット保持部１００または第２のカセット保持部
９００に引き渡す。３００は回転ロボット２００から受
け取ったウエハを真空吸着して独立に回転する３個のタ
ーンテーブルである。４００はインデックステーブルで
あり、各ターンテーブル３００を円周方向に１２０度の
等間隔に配置し、水平面内に所定角度回転させて、各タ
ーンテーブル３００をそれぞれ着脱・洗浄位置Ｐ３、研
削位置Ｐ４、Ｐ５に順番に位置決めする。５００は荒研
削用の研削ヘッドであり、６００は仕上研削用の研削ヘ
ッドであり、それぞれ回転する砥石を保持して、研削位
置Ｐ４、Ｐ５に位置するターンテーブル３００上のウエ
ハの表面を研削する。５０１および６０１はインプロセ
スゲージであり、２つのゲージの差を取ることにより研
削中のウエハの厚さを測定する。７００は洗浄部であ
り、ウエハ着脱・洗浄位置Ｐ３において研削後のウエハ
の表面やテーブル３００の表面を純水により洗浄する。
８００は乾燥部であり、ウエハ着脱・洗浄位置Ｐ３から
回転ロボット２００により搬送されてきたウエハを受け
取って空気を噴射することにより乾燥させる。９００は
第１のカセット保持部１００と同様な第２のカセット保
持部であり、回転ロボット２００により乾燥部８００か
ら搬送されてきたウエハＷを第２の待機位置Ｐ７で受け
取って、カセットＣ内に収容した後、水平面内で所定角
度回転し、さらに垂直面内に９０度回転してカセットＣ
を第２の搬入・搬出位置Ｐ８へ移動させる。なお１００
０は、ウエハをカセット保持部１００からターンテーブ
ル３００に移す際にウエハの芯出しを行うための仮受台
である。

【００１０】次に上記実施例の動作について説明する。
カセットＣは、外形はほぼ立方体であるが、内部には中
央部に桟を有し、前方が開放されて後方がウエハに合わ
せて狭くなった棚が、例えば２５段設けられている。し
たがって、ウエハを収容したカセットをウエハが水平に
なる状態で持ち運んだり、研削装置にセットしようとす
る場合、少しでもカセットを下向きにすると、内部のウ
エハが滑って落下することになる。このため、本実施例
では、ウエハを収容したカセットは、ウエハが垂直にな
るように、すなわちカセットを上向きに持ち運び、この
研削装置の第１およびまたは第２の搬入・搬出位置Ｐ
１、Ｐ８において、第１およびまたは第２のカセット保
持部１００、９００の受け台にセットするようにしてい
る。

【００１１】第１のカセット保持部１００は、カセット
Ｃを保持した受け台をサーボモータにより垂直面内に９
０度回転させ、カセットＣを第１の待機位置Ｐ２へ移動
させる。次いで受け台を水平面内に所定角度だけ、すな
わち回転ロボット２００の回転中心に向くように回転さ
せる。回転ロボット２００は、吸着アームによりカセッ
トＣ内の最下段の１枚目のウエハＷを真空吸着し、サー
ボモータによりウエハＷを待機位置Ｐ２から着脱・洗浄
位置Ｐ３まで搬送し、そこでターンテーブル３００にウ
エハを引き渡す。

【００１２】位置Ｐ３に位置するターンテーブル３００
が、吸着パッドによりウエハを真空吸着すると、インデ
ックステーブル４００が水平面内に時計回り方向に１２
０度回転して、吸着したウエハを研削位置Ｐ４へ移動さ
せるとともに、研削位置Ｐ５に位置していたターンテー
ブル３００を位置Ｐ３に移動させる。ウエハを吸着した
ターンテーブル３００が研削位置Ｐ４に位置すると、低
速で回転を始めるとともに、荒研削用の研削ヘッド５０
０が下降してその下端部のダイヤモンド砥石が高速に回
転してウエハに接触し、荒研削を行う。その間に回転ロ
ボット２００は、再び待機位置Ｐ２に戻って、そこで２
枚目のウエハを吸着して、位置Ｐ３に位置するターンテ
ーブル３００に引き渡す。研削位置Ｐ４で荒研削が終了
すると、再びインデックスモータ４００が時計回り方向
に１２０度回転して、荒研削を終えたウエハを研削位置
Ｐ５へ移動させる。ここでは、同様にして仕上研削用の
研削ヘッド６００により仕上研削が行われる。この間に
位置Ｐ３のターンテーブル３００には３枚目のウエハが
吸着されるとともに、位置Ｐ４では２枚目のウエハの荒
研削が行われる。位置Ｐ５で仕上研削が終了し、位置Ｐ
４で荒研削が終了すると、再びインデックステーブル４
００が時計回り方向に１２０度回転して、仕上研削を終
えたウエハを位置Ｐ３へ移動させ、荒研削を終えたウエ
ハを位置Ｐ５へ移動させる。

【００１３】研削を終えたウエハが位置Ｐ３に来ると、
洗浄部７００のクリーニングヘッドが下降して、その下
端部の高速に回転する洗浄ブラシをウエハの表面に接触
させて純水を供給しながら洗浄を行う。洗浄が終了する
と、回転ロボット２００が着脱・洗浄位置Ｐ３のターン
テーブル３００にあるウエハを吸着して乾燥位置Ｐ６ま
で搬送する。乾燥装置８００は、詳細については後述す
るが、濡れたウエハを吸着して芯出しを行った後に高速
回転させてウエハを空気乾燥させる。乾燥したウエハ
は、再び回転ロボット２００に吸着されて、第１の待機
位置Ｐ２に搬送され、ここで第１のカセット保持部１０
０に保持されたカセットＣ内に収納される。この時、カ
セットＣは回転ロボット２００の回転中心に向いてい
る。カセットＣへのウエハＷの収納が終わると、カセッ
ト保持部１００が所定角度回転した後、垂直面内に９０
度回転してカセットＣを第１の搬入・搬出位置Ｐ１へ移
動させる。第１の搬入・搬出位置Ｐ１にセットしたカセ
ットＣ内のウエハＷに対する研削をすべて終了すると、
必要に応じて第２の搬入・搬出位置Ｐ８にセットしたカ
セットＣ内のウエハＷに対しても同様な工程で研削が行
われる。

【００１４】このように、本実施例の研削装置によれ
ば、カセットの研削装置へのセットもウエハが垂直の状
態でセットした後、カセットを垂直面内に回転させてウ
エハを水平にするようにしたので、カセットの取り扱い
中にウエハを落として破損する恐れがない。また、ウエ
ハを着脱・洗浄する位置とウエハを研削する位置とをイ
ンデックステーブル４００で割り出すようにしたので、
一方でウエハを着脱・洗浄している間に他方ではウエハ
を研削することができ、生産性を高めることができる。

【００１５】次に、乾燥部８００に示された乾燥装置の
詳細について説明する。本実施例においては、ウエハの
搬送に回転ロボット２００を使用し、研削洗浄後のウエ
ハを回転ロボット２００を利用してカセット内に収納す
るので、その前の工程である乾燥部８００においてウエ
ハの芯出しを確実に行っておかないと、ウエハを正しく
カセット内に収納することができない。図３は乾燥装置
８００の概略断面正面図、図４は乾燥装置８００の吸着
盤の概略平面図である。花びら型パッド８０１は、中心
部のウエハ回転用吸着パッド８０２の周辺に６個配置さ
れ、通気路８０３を介してエアーリフトされる。吸着パ
ッド８０２は、多孔質のセラミックを有し、吸気路８０
４に連結されている。吸気路８０４は、吸着パッド８０
２を支持する回転軸８０５の中心部を貫通しており、下
端部はロータリージョイント８０６を介して真空ポンプ
に接続されている。また、各花びら型パッド８０１に
は、コンプレッサに連結される給気穴８０７が設けられ
ている。回転軸８０５には、従動プーリ８０８が固定さ
れ、駆動モータ８０９の回転軸に設けられた駆動プーリ
８１０との間にベルト８１１が掛け渡されている。回転
軸８０５の周囲には、基板８１２に固定されたシリンダ
外筒８１３が配置され、シリンダ外筒８１３には通気路
８１４が形成されて給排気ポート８１５、８１５’に連
通している。シリンダ外筒８１３にはシリンダ内筒８１
６が軸方向に気密に摺動可能に嵌合しており、空気室８
１７が通気路８１４に連通している。さらに、シリンダ
外筒８１８には、スリーブ８２１を介して同一の大径ギ
ヤ８１９、８２０が設けられ、各大径ギヤ８１９、８２
０は、スリーブ８２１により連結されている。下側の大
径ギヤ８１９は、駆動モータ８２２に固定された小径ギ
ヤ８２３に噛み合っている。上側の大径ギヤ８２０は、
回転軸８２４に固定された小径ギヤ８２５に噛み合って
おり、回転軸８２４の上端部は、キャップ８２６から突
出して芯出しレバー８２７の基端部が固定され、芯出し
レバー８２７の先端部には芯出しピン８２８が立設され
ている。各芯出しレバー８２７および芯出しピン８２８
は、１個の駆動モータ８２２により同期して動くように
なっている。

【００１６】次に上記乾燥装置の動作について説明す
る。まず回転ロボット２００に吸着された洗浄後のウエ
ハが乾燥部８００の上に来ると、給排気ポートＦ２から
圧縮空気が供給されてシリンダ外筒８１６を介して花び
ら型パッド８０１が上昇し、回転ロボット２００が吸着
を解くことにより、ウエハを花びら型パッド８０１の上
に乗せる。洗浄後のウエハは純水で濡れているので、花
びら型パッド８０１に張り付いてしまう。そこで、給気
穴８０７から圧縮空気を噴射することにより、花びら型
パッド８０１上のウエハの張り付きを防止し、この状態
で、駆動モータ８２２を回転させて、小径ギヤ８２３、
大径ギヤ８１９、８２０、小径ギヤ８２５、芯出しレバ
ー８２７を通じて、６個の芯出しピン８２８によりウエ
ハの端面を押して芯出しを行う。芯出しを終了した後、
給排気ポートＦ１から圧縮空気が供給されて、花びら型
パッド８０１が下降して、ウエハを吸着パッド８０２の
上に乗せるとともに、真空ポンプからのバキュームによ
りロータリージョイント８０６を介してウエハを吸着す
る。この吸着後、給排気ポート８１５、８１５’から圧
縮空気が供給されて、シリンダー外筒８１６を介して吸
着パッド８０２が上昇し、別の駆動モータ８０９を回転
させ、駆動プーリ９１０、ベルト９１１、従動プーリ８
０８、回転軸８０５を介して吸着パッド８０２を高速回
転してウエハを空気乾燥させる。

【００１７】このように、本実施例における乾燥部８０
０は、吸着盤８０１のウエハに下側から空気を送って張
り付きを防止したので、ウエハの芯出しを容易に行うこ
とができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明による研削装置
は、カセットの研削装置へのセットをウエハが垂直の状
態で行なった後、カセットを垂直面内に回転させてウエ
ハを水平にするようにしたので、カセットの取り扱い中
にウエハを落として破損する恐れがない。また、ウエハ
を着脱・洗浄する位置とウエハを研削する位置とをイン
デックステーブルで割り出すようにしたので、一方でウ
エハを着脱・洗浄している間に他方ではウエハを研削す
ることができ、生産性を高めることができる。

【００１９】また、本発明による乾燥装置は、吸着盤に
乗せられたウエハの芯出しを行なう際に、下側から空気
を送ってウエハの吸着盤に対する張り付きを防止するよ
うにしたので、ウエハの芯出しを容易に行うことがで
き、次工程におけるウエハのカセット内への収納を正し
く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す研削装置の概略平面図。

【図２】同装置の概略正面図。

【図３】同装置の乾燥部の概略断面正面図。

【図４】同装置の乾燥部の概略部分平面図。

【符号の説明】

１００ 第１のカセット保持部 ２００ 回転ロボット ３００ ターンテーブル ４００ インデックステーブル ５００ 荒研削用の研削ヘッド ６００ 仕上研削用の研削ヘッド ７００ 洗浄部 ８００ 乾燥部 ９００ 第２のカセット保持部 Ｃ カセット Ｗ ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のウエハを収容したカセットを、
   ウエハが垂直になるようにセットした後、ウエハが水平
   になる位置まで垂直面内に回転させ、さらに水平面内に
   所定の角度だけ回転させるカセット保持部と、カセット
   保持部からウエハを１枚ずつ吸着してインデックステー
   ブルのウエハ着脱・洗浄位置まで搬送するとともに、ウ
   エハ着脱・洗浄位置からウエハ乾燥位置を経由してウエ
   ハ収納位置まで水平面内に回転してウエハをカセット内
   に収納する回転ロボットと、ウエハを吸着して独立に回
   転する複数のターンテーブルを有し、各ターンテーブル
   を水平面内に回転させてウエハ着脱・洗浄位置と研削位
   置とに順番に位置決めするインデックステーブルと、回
   転する砥石を保持してインデックステーブル上のウエハ
   の表面を研削する研削ヘッドと、インデックステーブル
   のウエハ着脱・洗浄位置において研削後のウエハの表面
   を洗浄する洗浄部と、インデックステーブル上のウエハ
   着脱・洗浄位置から回転ロボットにより搬送されてきた
   ウエハを受け取って乾燥させる乾燥部とを備えた研削装
   置。
2. 【請求項２】 ウエハの表面を研削し、洗浄水で洗浄し
   た後に乾燥を行なう乾燥装置であって、ウエハを保持す
   る吸着盤と、吸着盤上のウエハの芯出しを行う手段と、
   芯出しに際して吸着盤上のウエハに下から空気を吹きつ
   ける手段と、芯出しを終えたウエハを吸着盤上に吸着し
   て高速に回転させる手段とを備えた乾燥装置。