JPH10217078A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、半導体ウェーハを研磨する研磨装置
におけるターンテーブルの支持構造に関し、静的安定性
の向上とターンテーブルの大口径化に対応することを課
題とする。 【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブル１２
と、該チャックテーブルが２以上配設されたターンテー
ブル１０と、前記チャックテーブルに被加工物を搬出入
する被加工物搬出入領域と、該チャックテーブルに保持
された被加工物を研磨する研磨領域と、を少なくとも含
み、前記ターンテーブル１０はチャックテーブル１２を
被加工物搬出入領域と研磨領域とに位置付ける研磨装置
１ａにおいて、該ターンテーブル１０の外周には、該タ
ーンテーブルの外周の下部を支持するために静圧気体軸
受け２５が少なくとも３箇所配設されている研磨装置１
ａである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハを
研磨する研磨装置に係り、詳しくは研磨装置におけるタ
ーンテーブルの支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェーハのウェーハメイキ
ングにおいてはその両面が平坦面になるように研磨さ
れ、ＩＣ等の回路が形成されているウェーハにおいては
該回路が形成されていない裏面側が放熱効果を高めるた
め薄く研磨される。その半導体ウェーハを研磨するため
の研磨装置１は、図５に示すように、水平状態に置かれ
る作業テーブル２と、該作業テーブル２上に起立して設
けられた支持部材３と、該支持部材３に上下方向に並列
して摺動自在に設けられたスライド板４，４を介して取
り付けられた一対の駆動部５，５と、該駆動部５の下部
に突出した回転軸６に取り付けられたホイール７と、該
ホイール７に取り付けられた研磨用の砥石８と、前記ス
ライド板４，４を各々摺動させる移動用駆動部９，９
と、が装備されている。

【０００３】また、前記作業テーブル２上には、円盤状
で回転自在なターンテーブル１０が配設され、該ターン
テーブル１０は、作業テーブル２の内側にあるターンテ
ーブル回転手段で、その周方向に９０度または１８０度
の回転に選択されて回転される。

【０００４】更に、前記ターンテーブル１０のテーブル
上には、半導体ウェーハ１１を吸着・支持するチャック
テーブル１２が、周方向に９０度の均等配置で４箇所に
配設され、各々のチャックテーブル１２がターンテーブ
ル１０に対して回転自在となっている。

【０００５】前記チャックテーブル１２の４箇所のうち
２箇所のチャックテーブル１２，１２が、ターンテーブ
ル１０で公転されて前記駆動部５，５のホイール７，７
と各々対峙する位置にセットされた際に、該チャックテ
ーブル１２，１２を動力伝達用クラッチ等を介して自転
させるチャックテーブル回転手段である駆動部が、作業
テーブル２の内側に設けられている。

【０００６】ここで、ターンテーブル１０において、前
記駆動部５，５に対峙するチャックテーブル１２，１２
を含むテーブルの略半分を研磨領域Ａと言い、残りのテ
ーブルの半分を被加工物搬出入領域Ｂと言う。

【０００７】前記作業テーブル２上には、前記ターンテ
ーブル１０のウェーハ搬出入領域Ｂにおけるチャックテ
ーブル１２，１２に各々対応して、一対のセンター合わ
せテーブル１３，１３が設けられるとともに、該センタ
ー合わせテーブル１３，１３とチャックテーブル１２，
１２との間に、一対の搬出入手段である搬出アーム１
４，１４が設けられている。

【０００８】前記センター合わせテーブル１３，１３の
後方位置の作業テーブル２上に、半導体ウェーハ１１を
収納・貯蔵するカセット１６が合計４個載置されてい
る。更に、前記各カセット１６の開口部から略等距離に
して、該カセット１６に収納された半導体ウェーハ１１
を取り出したり、逆に半導体ウェーハ１１をカセット１
６に収納したりするロボットアーム１７が作業テーブル
２に設けられている。

【０００９】このような研磨装置１によって、カセット
１６からロボットアーム１７によって半導体ウェーハ１
１を取り出して、該半導体ウェーハ１１をセンター合わ
せテーブル１３に載置し、搬出アーム１４で被加工物搬
出入領域Ｂにおけるチャックテーブル１２に前記半導体
ウェーハ１１を搬出して、当該チャックテーブル１２に
半導体ウェーハ１１を吸着・支持させる。

【００１０】そして、前記チャックテーブル１２が研磨
領域Ａにターンテーブル１０によって位置付けられ、該
半導体ウェーハ１１がホイール７と対峙し砥石８によっ
て所定厚さに研磨される。この時、ウェーハには相当の
圧力が作用するため、ターンテーブル１０が撓まないよ
う、その外周にはその下部を支持するために静圧油軸受
け、または、転がり軸受けが配設されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体ウェー
ハが８インチ，１２インチと大口径になるに連れてター
ンテーブルも大口径となり、特に転がり軸受けの場合に
は静的安定性が悪くなりウェーハを均一且つ正確に所望
厚さに研磨することが出来ないという問題が生じてい
る。

【００１２】また、静圧油軸受けの場合は、油圧供給シ
ステムが必要であり、定期的なシステムの保守，油の保
守が必要であり煩に堪えないものがあると共に、研磨装
置が設置されるクリーンルームが、油によって汚染され
ると言う問題が指摘されている。このように、従来の研
磨装置のターンテーブルにはその軸受けに解決しなけれ
ばならない課題を有している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨装置の
上記課題を解決するための要旨は、被加工物を保持する
チャックテーブルと、該チャックテーブルが２以上配設
されたターンテーブルと、前記チャックテーブルに被加
工物を搬出入する被加工物搬出入領域と、該チャックテ
ーブルに保持された被加工物を研磨する研磨領域と、を
少なくとも含み、前記ターンテーブルはチャックテーブ
ルを被加工物搬出入領域と研磨領域とに位置付ける研磨
装置であって、該ターンテーブルの外周には、該ターン
テーブルの外周の下部を支持するために静圧気体軸受け
が少なくとも３箇所配設されていることである。

【００１４】また、前記静圧気体軸受けは、高圧気体供
給部と、該高圧気体供給部の下部を支持する球面座金と
から構成されていることである。

【００１５】本発明の研磨装置によれば、ターンテーブ
ルが大口径となっても静的安定性が優れたものとなり、
大口径の半導体ウェーハを研磨する場合でもターンテー
ブルが撓むことがない。また、油を使わない静的気体軸
受けなので、クリーンルームを汚染する心配がない。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る研磨装置につ
いて図面を参照して説明する。なお、発明の理解容易の
ため従来例に対応する部分には、従来例と同一の符号を
付けて説明する。

【００１７】本発明に係る研磨装置１ａの概略構成につ
いては、実質的に従来例で示したものとほぼ同じである
ので、その従来例で示した図を用いて説明すると、水平
な作業テーブル２にロボットアーム１７とカセット１６
と、搬出入アーム１４とターンテーブル１０とが配設さ
れ、該ターンテーブル１０のテーブル上に４箇所に被加
工物である半導体ウェーハ１１を吸着・支持するチャッ
クテーブル１２が配設された構成を有している。

【００１８】チャックテーブル１２は、ターンテーブル
によって被加工物搬出入領域Ｂと研磨領域Ａとに位置付
けられる。ターンテーブル１０の研磨領域Ａに位置付け
られたチャックテーブル１２，１２に対峙するようにホ
イール７の先端に砥石８を取り付けた１対の駆動部５，
５が設けられた構成を有している。

【００１９】そして、本発明に係る研磨装置１ａのター
ンテーブルの支持構造は、図１に示すように、円盤状の
ターンテーブル１０が回転軸２１を中心に回転するよう
にされ、該テーブル１０の外周に設けられた周溝２２に
ベルト２３が巻装され駆動モータ２４のモータプーリ２
４ａの回転によって当該テーブル１０が回転するように
なっている。

【００２０】そして、ターンテーブル１０は、その外周
の下部に３箇所配設された静圧気体軸受け２５によって
水平に支持されている。

【００２１】前記静圧気体軸受け２５は、図２に示すよ
うに、ターンテーブル１０の外周に沿って１２０゜均等
配置にされ、当該ターンテーブル１０の下面との間に高
圧空気を噴出させて形成される薄い空気膜層により、該
テーブル１０を３点支持するものである。尚、静圧気体
軸受け２５を３箇所に限らず、ターンテーブル１０の全
周に配設しても良い。

【００２２】この静圧気体軸受け２５の構造は、例え
ば、図３に示すように、コンプレッサー等からの高圧空
気を供給する供給管２６と、該供給管２６の一端側に接
続されその平板状本体の上面に複数穿孔した噴出口２７
ａと連通させて供給管２６からの高圧空気を噴出させる
支持部材２７と、該支持部材２７に球面を取り付けるた
めの取付部材２８と、該取付部材２８を支持部材２７の
下面の略中央部に取りつけるためのネジ２９と、前記取
付部材２８に突設された取付部２８ａに嵌合する孔であ
る嵌合部３０ａを有した半球体３０と、該半球体３０を
受ける半球の座面３１ａを有した球面座金３１とからな
る。

【００２３】前記支持部材２７の複数の噴出口２７ａ
は、その直径φが約１ｍｍ程度のものであり、その噴出
口２７ａの配列は格子状の規則配列若しくは不規則配列
でもよく特に限定するものではない。噴出口２７ａの大
きさや数量またはその配列等は、ターンテーブルの大き
さによって適宜設定されるものである。また、支持部材
２７の外形形状は、図３に示す一実施例では略矩形状に
してあるが、このほか多角形状、円形状等にすることも
できるものである。コンプレッサー等から供給される供
給管２６への高圧空気は約５気圧程度の圧力である。

【００２４】このような静圧気体軸受け２５により、タ
ーンテーブル１０を、少なくとも３箇所に配設した当該
静圧気体軸受け２５の各支持部材２７における複数の噴
出口２７ａから上方に吹き出す高圧空気によって、ター
ンテーブル１０の下面と支持部材２７の上面との間にで
きる空気膜層で、静的に支持させるものである。

【００２５】前記静圧気体軸受け２５を、ターンテーブ
ルの外周部に少なくとも３箇所以上に配設してなる、タ
ーンテーブル１０を備えた研磨装置１ａによれば、装置
内部の基台１ｂ等に備えられたコンプレッサーから供給
管２６を介して高圧空気を静圧気体軸受け２５の支持部
材２７に供給し、該支持部材２７の複数の噴出口２７ａ
から前記高圧空気を噴出させる。

【００２６】そして、駆動モータ２４を所定量回転させ
ベルト２３を介して回転軸２１を中心に、ターンテーブ
ル１０を９０゜若しくは１８０゜所定方向に回転させて
その位置でロックし、半導体ウェーハ１１を吸着・支持
しているチャックテーブル１２を被加工物搬出入領域Ｂ
から研磨領域Ａに公転させ位置付けさせる。

【００２７】この位置において、ターンテーブル１０の
回転を停止させて位置的にロックした後、静圧気体軸受
け２５で支持させたままで、研磨領域にあるチャックテ
ーブル１２，１２に対して、下部にセットしてあるチャ
ックテーブル回転手段（図示せず）を上昇させ、クラッ
チ等を介してそれぞれチャックテーブル１２，１２と連
結させ回転駆動（自転）させるものである。そして、こ
の研磨領域のチャックテーブル１２，１２に対峙した駆
動部５，５の砥石８を回転させ、該砥石８をチャックテ
ーブル１２に吸着・支持されている半導体ウェーハ１１
に所定圧力で当接させ、該半導体ウェーハ１１の裏面を
研磨する。

【００２８】半導体ウェーハ１１の研磨中において、駆
動部５，５の砥石８による圧力がターンテーブル１０に
作用するが、静圧気体軸受け２５によってターンテーブ
ルの上面の静的安定性が向上し、更に、該静圧気体軸受
け２５が球面座金３１で支持されテーブル全体が３点支
持されてターンテーブルの平面度の影響が最小に押さえ
られるようになり、半導体ウェーハ１１が均一に且つ所
定の厚さに研磨されるものである。

【００２９】また、研磨装置１ａは、クリーンルーム内
で使用されるものであるが、前記静圧気体軸受け２５が
高圧空気によって支持するので、油を使用しないのでク
リーンルームを汚染する心配もなくなるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨装置
は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャッ
クテーブルが２以上配設されたターンテーブルと、前記
チャックテーブルに被加工物を搬出入する被加工物搬出
入領域と、該チャックテーブルに保持された被加工物を
研磨する研磨領域と、を少なくとも含み、前記ターンテ
ーブルはチャックテーブルを被加工物搬出入領域と研磨
領域とに位置付ける研磨装置であって、該ターンテーブ
ルの外周には、該ターンテーブルの外周の下部を支持す
るために静圧気体軸受けが少なくとも３箇所配設されて
いることなので、ターンテーブルの静的安定性が向上
し、ターンテーブルの大口径化にも静的精度を低下させ
ることなく対応することが可能となり、比較的簡易な構
造で保守点検も容易でクリーンルームを汚染しないとい
う優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨装置における、静圧気体軸受
け部分の拡大部分断面図である。

【図２】同研磨装置におけるターンテーブルに対して静
圧気体軸受けの配置を示す平面的説明図である。

【図３】同研磨装置の静圧気体軸受けの構造を示す分解
斜視図である。

【図４】同研磨装置の静圧気体軸受けを組み立てた説明
図である。

【図５】従来例に係る研磨装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ａ 研磨装置、２ 作業テーブル、７ ホイール、８
砥石、１０ インデックステーブル、１１ 半導体ウ
ェーハ、１２ チャックテーブル、２１ 回転軸、２２
周溝、２３ ベルト、２４ 駆動モータ、２５ 静圧
気体軸受け、２６ 供給管、２７ 支持部材、２７ａ
噴出口、２８ 取付部材、３０ 半球体、３０ａ 嵌合
部、３１ 球面座金、３１ａ 座面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物を保持するチャックテーブルと、 該チャックテーブルが２以上配設されたターンテーブル
   と、 前記チャックテーブルに被加工物を搬出入する被加工物
   搬出入領域と、 該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨する研
   磨領域と、を少なくとも含み、 前記ターンテーブルはチャックテーブルを被加工物搬出
   入領域と研磨領域とに位置付ける研磨装置であって、 該ターンテーブルの外周には、該ターンテーブルの外周
   の下部を支持するために静圧気体軸受けが少なくとも３
   箇所配設されていること、 を特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】静圧気体軸受けは、高圧気体供給部と、該
   高圧気体供給部の下部を支持する球面座金とから構成さ
   れていること、 を特徴とする請求項１に記載の研磨装置。