KR102288259B1 - 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼의 표면을 적신 상태로 반송하는 것.
(해결 수단) 반송 기구 (36) 는, 웨이퍼 (W1) 보다 면적이 넓은 서브 스트레이트 (W2) 를 웨이퍼의 하면에 접합한 판상 워크 피스 (W) 를 반송하는 것이다. 반송 기구는, 웨이퍼의 상면을 덮는 반송 패드 (38) 와, 웨이퍼보다 외주의 서브 스트레이트를 유지하는 유지부 (20) 와, 웨이퍼에 물을 공급하는 물 공급원 (81) 을 구비한다. 반송 기구는, 반송 패드의 하면과 웨이퍼의 상면 사이에 소정의 간극 (D) 을 형성하고, 당해 간극에 소정량의 물을 공급한 상태로 판상 워크 피스를 반송한다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 피가공물을 반송하는 반송 기구를 구비한 가공 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 웨이퍼를 연마하는 연마 장치에 있어서는, CMP (Chemical Mechanical Polishing) 연마를 실시하는 것이 제안되어 있다. 이와 같은 연마 장치에서는, 연마 지립과 슬러리를 사용하여 연마가 실시된다. 구체적으로는, 연마 지립을 함유하는 슬러리를 연마 패드와 웨이퍼 사이에 정착시키고, 당해 슬러리를 연마 패드로 웨이퍼에 누름으로써, 웨이퍼의 표면이 연마된다.
연마 후의 웨이퍼는 세정 수단에 반송된다. 그러나, 반송 도중에 웨이퍼의 표면 (피연마면) 이 건조되어, 웨이퍼의 표면에 부착된 슬러리가 고화될 우려가 있다. 고화된 슬러리는 세정 수단에 의해 제거하기 어렵기 때문에, 웨이퍼의 표면이 건조되는 것은 그다지 바람직하지 않다.
그래서 종래에는, 웨이퍼의 표면에 물을 공급하면서 반송하는 반송 기구가 제안되어 있다 (특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 의 반송 기구는, 에지 클램프식의 반송 기구이며, 웨이퍼를 유지하고 있는 동안에는 웨이퍼의 표면에 항상 물이 공급되고 있다. 이로써, 웨이퍼의 건조가 방지되고 있다.
일본 특허 제5930196호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 반송 기구는, 웨이퍼의 표면으로부터 물이 흘러 넘치는 것을 상정하여, 끊임없이 웨이퍼에 물을 계속 공급하고 있다. 이 때문에, 물의 소비량이 증가한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼의 표면을 적신 상태로 반송할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 가공 장치로서, 웨이퍼와 웨이퍼보다 면적이 큰 서브 스트레이트를, 중심을 일치시키고 접합하여 웨이퍼의 외주 외측으로 그 서브 스트레이트가 돌출된 돌출부를 갖는 판상 워크 피스의 그 서브 스트레이트를 흡인 유지하는 유지 테이블과, 그 유지 테이블에 유지된 판상 워크 피스의 웨이퍼의 상면을 가공하는 가공 수단과, 그 가공 수단에 의해 가공된 웨이퍼의 피가공면을 세정하는 세정 수단과, 그 유지 테이블로부터 그 세정 수단에 웨이퍼를 반송하는 반송 기구를 구비하고, 그 반송 기구는, 그 돌출부를 유지하는 유지부와, 그 유지부에서 유지한 판상 워크 피스의 웨이퍼의 상면에 대해 동일 이상의 면적에서 대면하는 하면을 갖는 반송 패드와, 그 반송 패드의 그 하면으로부터 물을 공급하는 물 공급 수단을 포함하고, 그 유지부가 유지한 판상 워크 피스의 그 상면과 그 반송 패드의 그 하면에 간극을 구비하고, 그 간극에 그 물 공급 수단에 의해 물을 공급하고, 그 간극이 물로 채워지면 그 물 공급 수단으로부터 공급하는 물을 차단하고, 그 간극이 물로 채워진 상태로 그 유지 테이블로부터 그 세정 수단에 판상 워크 피스를 반송하는 가공 장치가 제공된다.
이 구성에 의하면, 반송 패드의 하면은, 웨이퍼의 상면과 동일 이상의 면적을 갖기 때문에, 웨이퍼를 반송할 때 반송 패드의 중심과 웨이퍼의 중심이 일치함으로써, 웨이퍼의 상면 전체가 반송 패드로 덮인다. 그리고, 물 공급 수단으로부터 물이 공급됨으로써, 반송 패드의 하면과 웨이퍼의 상면의 간극에 물의 층이 형성된다. 이로써, 웨이퍼의 상면 전체가 물의 층으로 덮인다. 이 때, 반송 패드와 웨이퍼 사이의 표면 장력에 의해, 상기 간극 내에서 물의 층이 유지되기 때문에, 물을 계속 공급할 필요가 없다. 즉, 소정량의 물로 웨이퍼의 상면의 웨트 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼의 상면을 적신 상태로 반송할 수 있다.
본 발명에 의하면, 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼의 표면을 적신 상태로 반송할 수 있다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 CMP 연마 장치의 사시도이다.
도 2 는 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 모식적 단면도이다.
도 3 은 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 유지 공정의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 물 공급 공정의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 5 는 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 이간 공정의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태에 관련된 CMP 연마 장치에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 CMP 연마 장치의 사시도이다. 또한, 본 실시형태에 관련된 CMP 연마 장치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 연마 가공 전용의 장치 구성에 한정되지 않고, 예를 들어, 연삭 가공, 연마 가공, 세정 등의 일련의 동작이 전자동으로 실시되는 풀오토 타입의 가공 장치에 도입되어도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 가공 장치로서 CMP 연마 장치를 사용한 경우에 대해 설명하지만 이것에 한정되지 않고, 가공 장치는, 예를 들어 연삭 장치여도 된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, CMP 연마 장치 (1) 는, 판상 워크 피스 (W) 에 대해 반입 처리, 연마 가공, 세정 처리, 반출 처리로 이루어지는 일련의 작업을 전자동으로 실시하도록 구성되어 있다. 판상 워크 피스 (W) 는, 대략 원판상으로 형성되어 있고, 카세트 (C) 에 수용된 상태로 CMP 연마 장치 (1) 에 반입된다.
또한, 판상 워크 피스 (W) 는, 웨이퍼 (W1) 보다 면적이 넓은 서브 스트레이트 (W2) 의 상면에 웨이퍼 (W1) 를, 각각의 중심을 일치시켜 접합한 접합 워크 피스로 구성된다. 이 때문에, 웨이퍼 (W1) 의 외주 외측에는, 서브 스트레이트 (W2) 가 돌출된 돌출부 (Wa) 가 형성된다. 또한, 웨이퍼 (W1) 는, 반도체 기판에 IC, LSI 등의 반도체 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼여도 되고, 무기 재료 기판에 LED 등의 광디바이스가 형성된 광디바이스 웨이퍼여도 된다. 또, 웨이퍼 (W1) 는, 그 외에 디바이스 형성 후의 반도체 기판이나 무기 재료 기판이어도 된다.
CMP 연마 장치 (1) 의 기대 (11) 의 전측에는, 복수의 판상 워크 피스 (W) 가 수용된 1 쌍의 카세트 (C) 가 재치 (載置) 되어 있다. 1 쌍의 카세트 (C) 의 후방에는, 카세트 (C) 에 대해 판상 워크 피스 (W) 를 출납하는 카세트 로봇 (16) 이 형성되어 있다. 카세트 로봇 (16) 의 양대각선 후방에는, 가공 전의 판상 워크 피스 (W) 를 위치 결정하는 위치 결정 기구 (21) 와, 가공이 끝난 판상 워크 피스 (W) 를 세정하는 세정 수단 (26) 이 형성되어 있다. 위치 결정 기구 (21) 와 세정 수단 (26) 사이에는, 가공 전의 판상 워크 피스 (W) 를 유지 테이블 (41) 에 반입하는 반송 기구 (31) 와, 유지 테이블 (41) 로부터 가공이 끝난 판상 워크 피스 (W) 를 반출하는 반송 기구 (36) (본 발명에 관련된 반송 기구에 상당) 가 형성되어 있다.
카세트 로봇 (16) 은, 다절 (多節) 링크로 이루어지는 로봇 아암 (17) 의 선단에 핸드부 (18) 를 형성하여 구성되어 있다. 카세트 로봇 (16) 에서는, 카세트 (C) 로부터 위치 결정 기구 (21) 에 가공 전의 판상 워크 피스 (W) 가 반송되는 것 이외에, 세정 수단 (26) 으로부터 카세트 (C) 에 가공이 끝난 판상 워크 피스 (W) 가 반송된다.
위치 결정 기구 (21) 는, 임시 거치 테이블 (22) 의 주위에, 임시 거치 테이블 (22) 의 중심에 대해 진퇴 가능한 복수의 위치 결정 핀 (23) 을 배치하여 구성된다. 위치 결정 기구 (21) 에서는, 임시 거치 테이블 (22) 상에 재치된 판상 워크 피스 (W) 의 외주 가장자리에 복수의 위치 결정 핀 (23) 이 부딪히게 됨으로써, 판상 워크 피스 (W) 의 중심이 임시 거치 테이블 (22) 의 중심으로 위치 결정된다.
반송 기구 (31) 에서는, 반송 패드 (33) 에 의해 임시 거치 테이블 (22) 로부터 판상 워크 피스 (W) 가 들어 올려져, 반송 아암 (32) 에 의해 반송 패드 (33) 가 선회됨으로써 유지 테이블 (41) 에 판상 워크 피스 (W) 가 반입된다. 반송 기구 (36) 에서는, 반송 패드 (38) 에 의해 유지 테이블 (41) 로부터 판상 워크 피스 (W) 가 들어 올려저, 반송 아암 (37) 에 의해 반송 패드 (38) 가 선회됨으로써 유지 테이블 (41) 로부터 판상 워크 피스 (W) 가 반출된다. 반출된 판상 워크 피스 (W) 는 세정 수단 (26) 에 반송된다.
세정 수단 (26) 은, 스피너 테이블 (27) 을 향하여 세정수 및 건조 에어를 분사하는 각종 노즐 (도시 생략) 을 형성하여 구성된다. 세정 수단 (26) 에서는, 판상 워크 피스 (W) 를 유지한 스피너 테이블 (27) 이 기대 (11) 내에 강하되고, 기대 (11) 내에서 세정수가 분사되어 판상 워크 피스 (W) (웨이퍼 (W1) 의 피가공면) 가 스피너 세정된 후, 건조 에어가 분무되어 판상 워크 피스 (W) 가 건조된다.
반송 기구 (31) 및 반송 기구 (36) 의 후방에는 턴테이블 (40) 이 형성되어 있다. 턴테이블 (40) 의 반송 기구 (31) 및 반송 기구 (36) 측은, 판상 워크 피스 (W) 가 반송되는 반송 에어리어를 구성한다. 한편, 턴테이블의 후측 (후술하는 가공 수단 (51) 측) 은, 판상 워크 피스 (W) 가 연마 가공되는 가공 에어리어를 구성한다.
턴테이블 (40) 의 상면에는, 1 쌍의 유지 테이블 (41) 이 둘레 방향으로 균등 간격으로 형성되어 있다. 턴테이블 (40) 은, 도시되지 않은 회전 수단에 의해 자전 가능하게 되어 있다. 턴테이블 (40) 이 반회전할 때마다, 유지 테이블 (41) 에 유지된 판상 워크 피스 (W) 가 반송 에어리어 및 가공 에어리어에 교대로 위치된다.
유지 테이블 (41) 은, 턴테이블 (40) 의 회전축을 중심으로 균등 각도로 배치되어 있다. 각 유지 테이블 (41) 의 하방에는 유지 테이블을 회전시키는 회전 수단 (도시 생략) 이 형성되어 있다. 각 유지 테이블 (41) 의 상면에는, 판상 워크 피스 (W) (서브 스트레이트 (W2)) 의 하면을 유지하는 유지면 (42) 이 형성되어 있다. 유지 테이블 (41) 의 주위에는 환상의 주벽 (43) 이 형성되고, 주벽 (43) 의 내측에는 유지 테이블 (41) 의 옆에 에어 공급원 (도시 생략) 에 접속된 분출구 (44) 가 형성되어 있다. 이 주벽 (43) 의 내측에는, 연마 가공 중에 유지 테이블 (41) 로부터 흘러 떨어진 슬러리가 고여, 분출구 (44) 로부터 에어가 분출됨으로써, 연마 패드 (53) 에 슬러리가 공급되어 재이용된다.
또, 턴테이블 (40) 의 후측에는 칼럼 (12) 이 세워서 형성되어 있다. 칼럼 (12) 에는, 가공 수단 (51) 을 Z 축 방향으로 가공 이송하는 가공 이송 수단 (61) 이 형성되어 있다. 가공 이송 수단 (61) 은, 칼럼 (12) 의 전면 (前面) 에 배치된 Z 축 방향과 평행한 1 쌍의 가이드 레일 (62) 과, 1 쌍의 가이드 레일 (62) 에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Z 축 테이블 (63) 을 갖고 있다.
Z 축 테이블 (63) 의 전면에는, 하우징 (64) 을 개재하여 가공 수단 (51) 이 지지되어 있다. Z 축 테이블 (63) 의 배면측에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사 (도시 생략) 가 나사 결합되어 있고, 볼 나사 (도시 생략) 의 일단에는 구동 모터 (66) 가 연결되어 있다. 구동 모터 (66) 에 의해 볼 나사 (도시 생략) 가 회전 구동되고, 가공 수단 (51) 이 가이드 레일 (62) 을 따라 Z 축 방향으로 이동된다.
가공 수단 (51) 은, 유지 테이블 (41) 에 유지된 판상 워크 피스 (W) (웨이퍼 (W1) 의 상면) 를 연마 가공한다. 가공 수단 (51) 은, 하우징 (64) 을 개재하여 Z 축 테이블 (63) 의 전면에 장착되어 있고, 스핀들 (54) 의 하부에 연마 패드 (53) 를 형성하여 구성되어 있다. 스핀들 (54) 에는 플랜지 (55) 가 형성되고, 플랜지 (55) 를 개재하여 하우징 (64) 에 가공 수단 (51) 이 지지된다. 스핀들 (54) 의 하부에는, 연마 패드 (53) 가 장착되는 플래턴 (52) 이 장착되어 있다. 연마 패드 (53) 의 연마면에는 슬러리를 정착시키는 다수의 구멍이 형성되어 있다.
또, 스핀들 (54) 의 상부에는, 판상 워크 피스 (W) 의 상면과 연마 패드 (53) 의 연마면 사이에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급원 (도시 생략) 이 접속되어 있다. 슬러리 공급원으로부터 슬러리가 공급됨으로써, 스핀들 (54) 내의 유로를 통해서 연마면에 슬러리가 정착된다. 슬러리는, 지립을 함유하는 알칼리성 수용액 또는 산성 수용액으로, 예를 들어, 그린 카보랜덤, 다이아몬드, 알루미나, 산화세륨, CBN (입방정 질화붕소) 의 지립이 함유된다.
CMP 연마 장치 (1) 에는, 장치 각 부를 통괄 제어하는 제어 수단 (90) 이 형성되어 있다. 제어 수단 (90) 은, 각종 처리를 실행하는 프로세서나 메모리 등에 의해 구성된다. 메모리는 용도에 따라 ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) 등의 하나 또는 복수의 기억 매체로 구성된다.
이와 같은 CMP 연마 장치 (1) 에서는, 카세트 (C) 내로부터 판상 워크 피스 (W) 가 위치 결정 기구 (21) 에 반송되고, 위치 결정 기구 (21) 에서 판상 워크 피스 (W) 가 센터링된다. 다음으로, 유지 테이블 (41) 상에 판상 워크 피스 (W) 가 반입되고, 턴테이블 (40) 의 회전에 의해, 유지 테이블 (41) 에 유지된 판상 워크 피스 (W) 가 CMP 연마 위치에 위치된다. CMP 연마 위치에서는 가공 수단 (51) 에 의해 판상 워크 피스 (W) 가 연마 가공된다. 그리고, 세정 수단 (26) 에 의해 판상 워크 피스 (W) 가 세정되고, 세정 수단 (26) 으로부터 카세트 (C) 에 판상 워크 피스 (W) 가 반출된다.
그런데, 종래의 연마 장치에서는, 연마 가공 후의 웨이퍼가 상기와 같은 스피너식의 세정 수단에 의해 세정된다. 구체적으로 세정 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지한 스피너 테이블을 고속 회전시켜, 웨이퍼에 세정수를 분사하여 세정한다. 이 종류의 세정 수단에서는, 원심력에 의해 세정수가 외측으로 날아가는 힘을 이용하여 웨이퍼의 상면의 오염 (연마 찌꺼기나 슬러리 등) 을 씻어낸다.
그러나, 원심력을 이용하여 웨이퍼의 상면의 오염을 날려버렸다고 해도, 웨이퍼의 외주 부분에 슬러리가 잔류될 우려가 있어, 충분한 세정 효과가 얻어진다고는 할 수 없다.
웨이퍼의 외주 부분에 잔류한 슬러리 등의 오염은 건조시키면 고화되어, 다시 물로 적셨다고 해도 제거하기 어려워진다. 그뿐만 아니라, 다음 공정에서 장치 내에 슬러리가 혼입되는 것에 의해, 예기치 못한 문제가 발생할 우려도 있다. 그 때문에, 웨이퍼를 연마 가공 후, 세정 수단까지 웨이퍼를 반송하는 동안에 웨이퍼의 상면이 건조되지 않도록 항상 물을 공급하는 반송 기구가 제안되어 있다. 그러나, 물이 항상 공급됨으로써 물을 쓸데없이 사용한다는 문제가 있다.
또, 최근, 웨이퍼의 추가적인 박화가 요구되고 있어, 웨이퍼의 하면에 보호 테이프를 접착하는 것 대신에, 서브 스트레이트를 왁스로 접착하는 경우가 있다. 이것은, SiC 기판이나 사파이어 기판과 같이, 보다 큰 가압 하중 (예를 들어 연삭 하중) 을 필요로 하는 웨이퍼의 가공에 있어서, 보호 테이프의 내려앉음이나 웨이퍼가 옆으로 미끄러지는 것에 의한 오차를 방지할 목적으로 이루어지는 것이다.
그래서, 본 발명자는 상기 과제에 기초하여, 물의 소비량을 억제하면서도 웨이퍼의 표면을 적신 상태로 반송하는 것을 착상하였다.
구체적으로 본 실시형태에서는, 웨이퍼 (W1) 를 반송할 때, 웨이퍼 (W1) 의 상면 전체를 덮도록 반송 패드 (38) (도 2 참조) 를 웨이퍼 (W1) 에 대향시키고, 반송 패드 (38) 의 하면과 웨이퍼의 상면 사이에 형성되는 간극에 소정량의 물을 공급하는 구성으로 하였다. 간극에 공급된 물 (물의 층) 은, 표면 장력에 의해 간극 내에 유지되기 때문에, 소정량의 물을 공급하는 것만으로 웨이퍼 (W1) 의 상면의 건조를 억제하는 것이 가능하다. 이와 같이, 물을 절약하면서도 웨이퍼 (W1) 의 상면을 적신 상태로 반송하는 것이 가능하게 되었다.
다음으로, 도 2 를 참조하여, 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 상세 구성에 대해 설명한다. 도 2 는, 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 모식도이다. 또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼의 하면에 서브 스트레이트가 접합된 판상 워크 피스를 반송하는 경우에 대해 설명하지만, 반송 대상은 이것에 한정되지 않는다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 반송 기구 (36) 는, 유지 테이블 (41) 로부터 연마 가공이 끝난 판상 워크 피스 (W) 를 반출하여 세정 수단 (26) (도 1 참조) 에 반송하도록 구성되어 있다.
유지 테이블 (41) 은, 판상 워크 피스 (W) 의 하면을 흡인 유지한다. 구체적으로 유지 테이블 (41) 의 표면에는, 포러스 세라믹스 등의 다공질 부재에 의해 서브 스트레이트 (W2) 를 흡인 유지하는 유지면 (42) 이 형성되어 있다. 유지면 (42) 은, 서브 스트레이트 (W2) 의 외경보다 약간 작은 외경을 갖고 있다. 유지 테이블 (41) 에는, 유지면 (42) 에 연통하는 연통공 (41a) 이 형성되어 있다. 이 연통공 (41a) 에는, 밸브 (70) 를 개재하여 흡인원 (71) 이 접속됨과 함께, 밸브 (72) 를 개재하여 에어 공급원 (73) 에 접속되어 있다. 또한, 유지 테이블 (41) 에서 판상 워크 피스 (W) 를 유지하고 있는 동안에는, 밸브 (70) 가 열리는 한편, 밸브 (72) 는 닫혀 있다.
반송 기구 (36) 는, 선회 가능한 반송 아암 (37) (도 1 참조) 의 선단에 축부 (36a) 를 개재하여 지지되는 반송 패드 (38) 를 갖고 있다. 반송 패드 (38) 는, 축부 (36a) 를 중심으로 한 대략 원판 형상으로 형성되고, 전체적으로 판상 워크 피스 (W) 의 외경보다 약간 큰 외경을 갖고 있다. 반송 패드 (38) 에는, 하면측에 전체 외경보다 약간 작은 원형의 돌출부 (38a) 가 형성되어 있다.
상세한 것은 후술하지만, 돌출부 (38a) 의 하면은, 웨이퍼 (W1) 의 상면에 대면했을 때, 웨이퍼 (W1) 와 대략 동일 또는 동일 이상의 면적을 갖고 있다. 도 2 에서는, 웨이퍼 (W1) 의 면적보다 돌출부 (38a) 의 외경이 약간 큰 경우를 나타내고 있지만, 돌출부 (38a) 의 외경은 웨이퍼 (W1) 의 외경과 동일해도 된다. 반송 패드 (38) 및 축부 (36a) 의 중심에는 관통공 (38b) 이 형성되어 있다. 이 관통공 (38b) 에는, 밸브 (80) 를 개재하여 물 공급원 (81) 이 접속되어 있다.
또, 반송 패드 (38) 의 돌출부 (38a) 보다 외주 부분에는, 판상 워크 피스 (W) 의 돌출부 (Wa) 를 유지하는 유지부 (82) 가 형성되어 있다. 유지부 (82) 는, 둘레 방향에 균등 간격으로 복수 개 (예를 들어, 3 개) 형성되어 있다 (도 2 에서는 2 개만 도시). 유지부 (82) 는, 반송 패드 (38) 의 외주 근방을 연직 방향으로 관통하는 축부 (83) 와, 축부 (83) 의 하단에 형성되는 흡착부 (84) 와, 축부 (83) 의 상단에 형성되는 스토퍼부 (85) 를 포함하여 구성된다.
흡착부 (84) 는, 하방을 향하여 확경되는 원추 사다리꼴상을 갖고, 예를 들어, 고무 등의 탄성체로 이루어진다. 스토퍼부 (85) 는, 축부 (83) 보다 대경의 원판 형상을 갖고 있고, 축부 (83) 및 흡착부 (84) 의 탈락을 방지하는 역할을 한다. 유지부 (82) 에는, 흡착부 (84) 에 연통하는 연통로 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 당해 연통로에는, 밸브 (86) 를 개재하여 흡인원 (87) 이 접속되어 있다.
또, 유지부 (82) 는, 축 방향으로 승강 가능하게 구성되어 있다. 상세한 것은 후술하지만, 소정 높이로 판상 워크 피스 (W) 를 유지하도록, 반송 패드 (38) 에 대한 흡착부 (84) 의 높이가 제어 수단 (90) (도 1 참조) 에 의해 제어된다. 또, 반송 기구 (36) 전체적으로도, 도시되지 않은 승강 기구에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다.
다음으로, 도 3 내지 도 5 를 참조하여 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 반송 공정에 대해 설명한다. 도 3 은, 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 유지 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4 는, 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 물 공급 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4A 는 물 공급 공정의 전체 모식도를 나타내고, 도 4B 는 도 4A 의 웨이퍼 근방의 부분 확대도를 나타내고 있다. 도 5 는, 본 실시형태에 관련된 반송 기구의 이간 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
본 실시형태에 관련된 반송 공정은, 반송 기구 (36) 에 의해 판상 워크 피스 (W) 를 흡인 유지하는 유지 공정 (도 3 참조), 웨이퍼 (W1) 의 상면에 물을 공급하는 물 공급 공정 (도 4 참조), 판상 워크 피스 (W) 를 유지 테이블 (41) 로부터 이간시키는 이간 공정 (도 5 참조) 을 거쳐 실시된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 유지 공정에서는, 반송 기구 (36) 에 의해 판상 워크 피스 (W) 가 흡인 유지된다. 반송 기구 (36) 는, 반송 아암 (37) (도 1 참조) 을 선회시켜 유지 테이블 (41) 상의 판상 워크 피스 (W) 의 중심과 반송 패드 (38) 의 중심을 일치시킨다. 그리고, 반송 기구 (36) 는, 도시되지 않은 승강 기구에 의해 강하되고, 판상 워크 피스 (W) 를 유지할 수 있는 높이에 위치된다. 이로써, 판상 워크 피스 (W) 의 상면은, 반송 패드 (38) 에 의해 덮인다.
구체적으로 반송 기구 (36) 는, 흡착부 (84) 의 하단이 돌출부 (Wa) 의 상면에 맞닿은 후, 돌출부 (38a) 의 하면과 웨이퍼 (W1) 의 상면의 간극이 소정의 간극 (D) 이 되는 높이에 위치된다. 이 때, 유지부 (82) 는, 반송 패드 (38) 에 대해 상대적으로 상승되어 있다. 상기한 바와 같이, 반송 패드 (38) 에 대한 흡착부 (84) 의 높이는, 소정의 간극 (D) 을 형성하도록 제어 수단 (90) (도 1 참조) 에 의해 제어된다. 소정의 간극 (D) 이 형성되면, 밸브 (86) 가 열리고 흡착부 (84) 에 부압이 발생한다. 이로써, 돌출부 (Wa) 가 흡착부 (84) 에 의해 흡인 유지된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 물 공급 공정에서는, 웨이퍼 (W1) 의 상면에 물이 공급된다. 구체적으로는, 도 4A 에 나타내는 바와 같이, 밸브 (80) 가 열리고, 물 공급원 (81) 으로부터 연통공 (41a) 을 통해서 반송 패드 (38) 에 물이 공급된다. 물은, 돌출부 (38a) 의 하면으로부터 돌출부 (38a) 와 판상 워크 피스 (W) 의 간극 (D) 에 공급된다. 물은, 당해 간극 (D) 을 지나 웨이퍼 (W1) 의 외주를 향하여 흘러든다. 이 결과, 간극 (D) 이 물에 의해 채워진다. 즉, 돌출부 (38a) 의 하면과 웨이퍼 (W1) 사이에 물의 층이 형성되고, 웨이퍼 (W1) 의 상면 전체가 물에 의해 덮인다.
더욱 구체적으로는, 도 4B 에 나타내는 바와 같이, 돌출부 (38a) 와 판상 워크 피스 (W) 사이의 표면 장력에 의해, 물이 돌출부 (38a) 의 외연부로부터 직경 방향 외측으로 약간 부풀어 오르도록 유지된다. 즉, 웨이퍼 (W1) 의 외주 부분 (측면) 도 물에 덮인 상태가 된다. 간극 (D) 이 물에 의해 채워지면 밸브 (80) 가 닫히고, 물 공급원 (81) 으로부터의 물 공급이 차단된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 표면 장력에 의해 돌출부 (38a) 와 웨이퍼 (W1) 사이에 물의 층을 유지할 수 있도록 소정의 간극 (D) 을 설정함으로써, 그 이상 물을 공급할 필요가 없어, 절수 효과를 얻을 수 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 이간 공정에서는, 판상 워크 피스 (W) 가 유지 테이블 (41) 로부터 이간된다. 구체적으로, 밸브 (70) 가 닫힘과 함께 밸브 (72) 가 열리고, 판상 워크 피스 (W) 는, 유지 테이블 (41) 로부터 부상 (이간) 된다. 반송 기구 (36) 는, 도 4 에 나타내는 소정의 간극 (D) 및 물의 층을 유지한 채로 상승된다. 이 때, 반송 패드 (38) 에 대한 유지부 (82) 의 높이는, 도 4 의 상태로 유지 (고정) 되어 있다. 그리고, 반송 기구 (36) 는, 반송 아암 (37) 을 선회시켜 판상 워크 피스 (W) 를 세정 수단 (26) (모두 도 1 참조) 에 반송한다. 반송 중에는, 웨이퍼 (W1) 전체 (간극 (D)) 가 물에 덮여 있기 (채워져 있기) 때문에 건조되는 경우가 없다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 반송 패드 (38) 의 하면은, 웨이퍼 (W1) 의 상면과 동일 이상의 면적을 갖기 때문에, 판상 워크 피스 (W) 를 반송할 때, 반송 패드 (38) 의 중심과 웨이퍼 (W1) 의 중심이 일치함으로써, 웨이퍼 (W1) 의 상면 전체가 반송 패드 (38) 로 덮인다. 그리고, 물 공급원 (81) 으로부터 물이 공급됨으로써, 반송 패드 (38) 의 하면과 웨이퍼 (W1) 의 상면의 간극 (D) 에 물의 층이 형성된다. 이 때, 반송 패드 (38) 와 웨이퍼 (W1) 사이의 표면 장력에 의해, 상기 간극 (D) 내에서 물의 층이 유지되기 때문에, 물을 계속 공급할 필요가 없다. 즉, 소정량의 물로 웨이퍼 (W1) 의 상면의 웨트 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼 (W1) 의 상면을 적신 상태로 반송할 수 있다.
상기 실시형태에 있어서는, 웨이퍼 (W1) 와 서브 스트레이트 (W2) 를 접합한 판상 워크 피스 (W) 를 반송하는 구성으로 했지만 이것에 한정되지 않는다. 반송 대상이 되는 판상 워크 피스는 적절히 변경이 가능하다.
상기 실시형태에 있어서는, 웨이퍼 (W1) 의 측면도 물로 덮이는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 웨이퍼 (W1) 의 측면은 반드시 물로 덮이지 않아도 된다.
또, 본 발명의 실시형태는 상기 각 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 된다. 나아가서는, 기술의 진보 또는 파생하는 별도 기술에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 다른 방법으로 실현할 수 있으면, 그 방법을 사용하여 실시되어도 된다. 따라서, 특허청구범위는, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시양태를 커버하고 있다.
본 실시형태에서는, 본 발명을 CMP 연마 장치 (1) 에 있어서 판상 워크 피스 (W) 를 반송하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 판상 워크 피스 (W) 를 웨트 상태로 반송하고자 하는 가공 장치이면, 어떠한 가공 장치여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 물의 소비량을 억제하면서도, 웨이퍼의 표면을 적신 상태로 반송할 수 있다는 효과를 갖고, 특히, 서브 스트레이트를 접합한 웨이퍼를 반송하는 반송 기구를 구비한 가공 장치에 유용하다.
W1 : 웨이퍼
W2 : 서브 스트레이트
Wa : 돌출부
W : 판상 워크 피스
D : 간극
1 : CMP 연마 장치 (가공 장치)
26 : 세정 수단
36 : 반송 기구
38 : 반송 패드
41 : 유지 테이블
51 : 가공 수단
81 : 물 공급원 (물 공급 수단)
82 : 유지부

Claims (1)

  1. 가공 장치로서,
    웨이퍼와 웨이퍼보다 면적이 큰 서브 스트레이트를, 중심을 일치시키고 접합하여 웨이퍼의 외주 외측으로 그 서브 스트레이트가 돌출된 돌출부를 갖는 판상 워크 피스의 그 서브 스트레이트를 흡인 유지하는 유지 테이블과, 그 유지 테이블에 유지된 판상 워크 피스의 웨이퍼의 상면을 가공하는 가공 수단과, 그 가공 수단에 의해 가공된 웨이퍼의 피가공면을 세정하는 세정 수단과, 그 유지 테이블로부터 그 세정 수단에 웨이퍼를 반송하는 반송 기구를 구비하고,
    그 반송 기구는, 그 돌출부를 유지하는 유지부와, 그 유지부에서 유지한 판상 워크 피스의 웨이퍼의 상면에 대해 동일 이상의 면적에서 대면하는 하면을 갖는 반송 패드와, 그 반송 패드의 그 하면으로부터 물을 공급하는 물 공급 수단을 포함하고,
    그 유지부가 유지한 판상 워크 피스의 그 상면과 그 반송 패드의 그 하면에 간극을 구비하고, 그 간극에 그 물 공급 수단에 의해 물을 공급하고, 그 간극이 물로 채워지면 그 물 공급 수단으로부터 공급하는 물을 차단하고, 그 간극이 물로 채워지고 상기 웨이퍼의 측면도　물로 덮인 상태로 그 유지 테이블로부터 그 세정 수단에 판상 워크 피스를 반송하는 가공 장치.
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