KR102606113B1 - 연삭 연마 장치 및 연삭 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
(과제) 연삭 연마 장치에 있어서, 수 시일 형성과 유지 테이블의 냉각이 다른 기구로 실시됨으로써 장치 구성이 크고 복잡해지는 것을 해소한다.
(해결 수단) 웨이퍼 유지 수단 (5) 과, 웨이퍼 연삭 수단 (30, 31) 과, 웨이퍼 연마 수단 (4) 을 구비하고, 유지 수단 (5) 은, 웨이퍼 유지면 (50a) 을 갖는 포러스판 (50) 과, 유지면 (50a) 을 노출시켜 포러스판 (50) 을 수용하는 오목부 (511a) 를 갖는 프레임체 (51) 를 구비하고, 프레임체 (51) 는, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 바닥면을 연통시켜 하면 (511b) 측을 흡인원 (59) 에 접속하는 흡인로 (510) 와, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 외측의 상면 (512a) 을 연통시켜 하면 (511b) 측을 수공급원 (57) 에 접속하는 연통로를 구비하고, 연통로가 상면 (512a) 에 개구된 분출구로부터 물을 분출시켜 웨이퍼와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 수량과 유지 수단 (5) 을 냉각시키는 경우의 수량을 제어하는 수단 (9) 을 구비한 연삭 연마 장치 (1) 이다.
(해결 수단) 웨이퍼 유지 수단 (5) 과, 웨이퍼 연삭 수단 (30, 31) 과, 웨이퍼 연마 수단 (4) 을 구비하고, 유지 수단 (5) 은, 웨이퍼 유지면 (50a) 을 갖는 포러스판 (50) 과, 유지면 (50a) 을 노출시켜 포러스판 (50) 을 수용하는 오목부 (511a) 를 갖는 프레임체 (51) 를 구비하고, 프레임체 (51) 는, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 바닥면을 연통시켜 하면 (511b) 측을 흡인원 (59) 에 접속하는 흡인로 (510) 와, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 외측의 상면 (512a) 을 연통시켜 하면 (511b) 측을 수공급원 (57) 에 접속하는 연통로를 구비하고, 연통로가 상면 (512a) 에 개구된 분출구로부터 물을 분출시켜 웨이퍼와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 수량과 유지 수단 (5) 을 냉각시키는 경우의 수량을 제어하는 수단 (9) 을 구비한 연삭 연마 장치 (1) 이다.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 연삭 연마 가공을 실시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래로부터, 외주측이 휘어 오른 웨이퍼를 유지 테이블에 유지시킨 상태로 연삭하고, 연삭 후의 웨이퍼를 연마하는 연삭 연마 장치가 있다. 이와 같은 연삭 연마 장치에 있어서는, 휘어짐이 있는 웨이퍼를 유지 테이블에서 베큠 리크없이 흡인 유지시키기 위하여, 웨이퍼의 외주에 수 (水) 공급 수단으로부터 노즐을 통하여 물을 공급하여 수 시일을 형성하고 있었다.
그리고, 연삭 연마 장치 상의 유지 테이블에 웨이퍼를 반입출시키는 반입출 에어리어로부터 웨이퍼를 연삭 가공하는 연삭 가공 에어리어에 유지 테이블이 이동할 때까지의 동안에, 형성된 수 (水) 시일이 파괴되지 않도록 하기 위하여, 수공급 수단 및 노즐을 유지 테이블의 가까이에 구비하고 있었다.
수 시일을 형성하고 연삭 가공 에어리어로 유지 테이블을 이동시켜 웨이퍼를 연삭한 후, 유지 테이블은 연마 가공 에어리어로 이동되어 웨이퍼에 연마 가공이 실시된다. 여기서, 연마 가공 중에 있어서는, 가공 열이 많이 발생하기 때문에 유지 테이블을 냉각시키는 기구가 필요해진다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
종래의 연삭 연마 장치에 있어서는, 수 시일을 형성하는 노즐 기구와, 연마 중의 유지 테이블을 냉각시키는 냉각 기구를 따로 따로 구비하고 있었기 때문에, 장치 구성이 크고, 또, 복잡해진다는 문제가 있었다.
따라서, 연삭 연마 장치에 있어서는, 수 시일의 형성과 유지 테이블의 냉각이 별도의 기구로 실시됨으로써, 장치 구성이 크고, 또, 복잡해진다는 점에 해결해야 할 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 그 유지 수단이 유지한 웨이퍼를 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 수단과, 그 유지 수단이 유지한 웨이퍼를 연마 패드로 연마하는 연마 수단을 구비한 연삭 연마 장치로서, 그 유지 수단은, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 갖는 포러스판과, 그 유지면을 노출시켜 그 포러스판을 수용하는 오목부를 갖는 프레임체를 구비하고, 그 프레임체는, 하면과 그 오목부의 바닥면을 연통시켜 하면측을 흡인원에 접속하는 흡인로와, 그 하면과 그 오목부 외측의 상면을 연통시켜 그 하면측을 수공급원에 접속하는 연통로를 구비하고, 그 연통로가 그 상면에 개구된 분출구로부터 물을 분출시키고, 그 웨이퍼와 그 유지면 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 제 1 수량과 그 유지 수단을 냉각시키는 경우의 제 2 수량을 제어하는 제어 수단을 구비한 연삭 연마 장치이다.
상기 프레임체는, 상기 오목부를 구비하고 상기 하면과 외측면을 연통하는 제 1 연통로를 갖는 제 1 프레임체와, 그 제 1 프레임체의 외측면을 둘러싸고, 내측면과 상기 상면을 연통시켜 그 제 1 연통로에 접속하는 제 2 연통로를 갖는 제 2 프레임체를 구비하면 바람직하다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상기 연삭 연마 장치를 사용하여, 웨이퍼를 상기 유지 수단에 유지시키고 연삭 연마하는 연삭 연마 방법으로서, 상기 제 1 수량으로 상기 분출구로부터 물을 공급하여 상기 유지면에 재치 (載置) 한 웨이퍼와 그 유지면 사이에 수 시일을 형성하여 웨이퍼를 유지하는 유지 공정과, 그 수 시일을 형성시킨 그 유지 수단을 상기 연삭 수단이 웨이퍼를 연삭하는 소정의 연삭 가공 위치에 이동시키는 연삭 준비 공정과, 그 유지 수단이 유지한 웨이퍼를 상기 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정과, 연삭 공정 후, 그 유지 수단을 상기 연마 수단이 웨이퍼를 연마하는 소정의 연마 가공 위치에 이동시키는 연마 준비 공정과, 그 제 1 수량보다 적은 상기 제 2 수량으로 상기 연통로에 통수시키고 그 분출구로부터 물을 분출시켜 그 유지 수단을 냉각시키면서 그 연마 패드로 웨이퍼를 연마하는 연마 가공 공정을 구비한 연삭 연마 방법이다.
본 발명에 관련된 연삭 연마 장치는, 유지 수단은, 웨이퍼를 유지하는 유지면을 갖는 포러스판과, 유지면을 노출시켜 포러스판을 수용하는 오목부를 갖는 프레임체를 구비하고, 프레임체는, 하면과 오목부의 바닥면을 연통시켜 하면측을 흡인원에 접속하는 흡인로와, 하면과 오목부 외측의 상면을 연통시켜 하면측을 수공급원에 접속하는 연통로를 구비하고, 연통로가 그 상면에 개구된 분출구로부터 물을 분출시키고, 웨이퍼와 유지면 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 제 1 수량과 유지 수단을 냉각시키는 경우의 제 2 수량을 제어하는 제어 수단을 구비하고 있기 때문에, 수 시일의 형성과 유지 수단의 냉각을 별도의 기구로 실시하지 않고, 연통로에 공급하는 물의 양을 제어 수단에 의해 조정하는 것만으로, 휘어진 웨이퍼를 베큠 리크없이 흡인 유지하기 위한 연삭시에 있어서의 수 시일의 형성과, 연삭된 웨이퍼를 추가로 연마할 때의 유지 수단의 적절한 냉각이 가능해지기 때문에, 장치 구성이 크고 복잡해지는 경우가 없어진다.
상기 연삭 연마 장치를 사용하여 실시하는 본 발명에 관련된 연삭 연마 방법은, 제 1 수량으로 프레임체의 분출구로부터 물을 공급하여 유지면에 재치한 웨이퍼와 유지면 사이에 수 시일을 형성하여 웨이퍼를 유지하는 유지 공정과, 수 시일을 형성시킨 유지 수단을 연삭 수단이 웨이퍼를 연삭하는 소정의 연삭 가공 위치에 이동시키는 연삭 준비 공정과, 유지 수단이 유지한 웨이퍼를 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정과, 연삭 공정 후, 유지 수단을 연마 수단이 웨이퍼를 연마하는 소정의 연마 가공 위치에 이동시키는 연마 준비 공정과, 제 1 수량보다 적은 제 2 수량으로 연통로에 통수시키고 분출구로부터 물을 분출시켜 유지 수단을 냉각시키면서 연마 패드로 웨이퍼를 연마하는 연마 가공 공정을 구비하고 있기 때문에, 수 시일의 형성과 유지 수단의 냉각을 별도의 기구로 실시하지 않고, 연통로에 공급하는 물의 양을 제어 수단에 의해 제 1 수량과 제 2 수량으로 조정하는 것만으로, 휘어진 웨이퍼를 베큠 리크없이 흡인 유지하기 위한 연삭시에 있어서의 수 시일의 형성과, 연삭된 웨이퍼를 추가로 연마할 때의 유지 수단의 적절한 냉각이 가능해진다.
도 1 은 연마 연삭 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 유지 수단의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 유지 수단으로 유지된 웨이퍼를 연삭 지석으로 연삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 유지 수단으로 유지된 웨이퍼를 연마 패드로 연마하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 는 유지 수단의 구조의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 유지 수단으로 유지된 웨이퍼를 연삭 지석으로 연삭하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는 유지 수단으로 유지된 웨이퍼를 연마 패드로 연마하고 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 연삭 연마 장치 (1) 는, 조 (粗) 연삭 수단 (30), 마무리 연삭 수단 (31) 및 연마 수단 (4) 을 구비하고, 어느 유지 수단 (5) 상에 유지된 웨이퍼 (W) 를 조연삭 수단 (30) 및 마무리 연삭 수단 (31) 에 의해 연삭하고, 추가로 연마 수단 (4) 에 의해 연마하는 장치이다.
연삭 연마 장치 (1) 는, 예를 들어, 제 1 장치 베이스 (10) 의 후방 (＋Y 방향측) 에 제 2 장치 베이스 (11) 를 연결하여 구성되어 있다. 제 1 장치 베이스 (10) 상은, 웨이퍼 (W) 의 반출입 등이 실시되는 반출입 영역 (A) 으로 되어 있다. 제 2 장치 베이스 (11) 상은, 조연삭 수단 (30), 마무리 연삭 수단 (31) 또는 연마 수단 (4) 에 의해 유지 수단 (5) 으로 유지된 웨이퍼 (W) 가 가공되는 가공 영역 (B) 으로 되어 있다.
도 1 에 나타내는 웨이퍼 (W) 는, 예를 들어, 실리콘 모재 등으로 이루어지는 원형판상의 반도체 웨이퍼이고, 도 1 에 있어서는 하방을 향하고 있는 웨이퍼 (W) 의 표면 (Wa) 은, 복수의 디바이스가 형성되어 있고, 도시되지 않은 보호 테이프가 첩착 (貼着) 되어 보호되고 있다. 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 은, 연삭 가공이나 연마 가공이 실시되는 피가공면이 된다.
제 1 장치 베이스 (10) 의 정면측 (-Y 방향측) 에는, 제 1 카세트 재치부 (150) 및 제 2 카세트 재치부 (151) 가 형성되어 있고, 제 1 카세트 재치부 (150) 에는 가공 전의 웨이퍼 (W) 가 수용되는 제 1 카세트 (150a) 가 재치되고, 제 2 카세트 재치부 (151) 에는 가공 후의 웨이퍼 (W) 가 수용되는 제 2 카세트 (151a) 가 재치된다.
제 1 카세트 (150a) 의 개구의 후방에는, 제 1 카세트 (150a) 로부터 가공 전의 웨이퍼 (W) 를 반출함과 함께 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 제 2 카세트 (151a) 에 반입하는 로봇 (155) 이 배치 형성되어 있다. 로봇 (155) 에 인접하는 위치에는, 임시 재치 영역 (152) 이 형성되어 있고, 임시 재치 영역 (152) 에는 위치 맞춤 수단 (153) 이 배치 형성되어 있다. 위치 맞춤 수단 (153) 은, 제 1 카세트 (150a) 로부터 반출되어 임시 재치 영역 (152) 에 재치된 웨이퍼 (W) 를, 축경하는 위치 맞춤 핀으로 소정의 위치에 위치 맞춤 (센터링) 한다.
위치 맞춤 수단 (153) 과 인접하는 위치에는, 웨이퍼 (W) 를 유지한 상태로 선회하는 로딩 아암 (154a) 이 배치되어 있다. 로딩 아암 (154a) 은, 위치 맞춤 수단 (153) 에 있어서 위치 맞춤된 웨이퍼 (W) 를 유지하고, 가공 영역 (B) 내에 배치 형성되어 있는 어느 유지 수단 (5) 으로 반송한다. 로딩 아암 (154a) 의 근처에는, 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 유지한 상태로 선회하는 언로딩 아암 (154b) 이 형성되어 있다. 언로딩 아암 (154b) 과 근접하는 위치에는, 언로딩 아암 (154b) 에 의해 반송된 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 세정하는 매엽식의 세정 수단 (156) 이 배치되어 있다. 세정 수단 (156) 에 의해 세정된 웨이퍼 (W) 는, 로봇 (155) 에 의해 제 2 카세트 (151a) 에 반입된다.
제 2 장치 베이스 (11) 상의 후방 (＋Y 방향측) 에는 제 1 칼럼 (12) 이 세워져 형성되어 있고, 제 1 칼럼 (12) 의 전면에는 조연삭 이송 수단 (20) 이 배치 형성되어 있다. 조연삭 이송 수단 (20) 은, 연직 방향 (Z 축 방향) 의 축심을 갖는 볼 나사 (200) 와, 볼 나사 (200) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (201) 과, 볼 나사 (200) 에 연결되어 볼 나사 (200) 를 회동 (回動) 시키는 모터 (202) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (200) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (201) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (203) 과, 승강판 (203) 에 연결되어 조연삭 수단 (30) 을 유지하는 홀더 (204) 로 구성되고, 모터 (202) 가 볼 나사 (200) 를 회동시키면, 이것에 수반하여 승강판 (203) 이 가이드 레일 (201) 로 가이드되어 Z 축 방향으로 왕복 이동하고, 홀더 (204) 에 지지된 조연삭 수단 (30) 도 Z 축 방향으로 왕복 이동한다.
조연삭 수단 (30) 은, 축 방향이 연직 방향 (Z 축 방향) 인 스핀들 (300) 과, 스핀들 (300) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (301) 과, 스핀들 (300) 을 회전 구동하는 모터 (302) 와, 스핀들 (300) 의 하단에 접속된 원 형상의 마운트 (303) 와, 마운트 (303) 의 하면에 착탈 가능하게 접속된 연삭 휠 (304) 을 구비한다. 그리고, 연삭 휠 (304) 은, 휠 기대 (304a) 와, 휠 기대 (304a) 의 바닥면에 환상으로 배치 형성된 대략 직방체 형상의 복수의 조연삭 지석 (304b) 을 구비한다. 조연삭 지석 (304b) 은, 예를 들어, 지석 중에 포함되는 지립이 비교적 큰 지석이다.
예를 들어, 스핀들 (300) 의 내부에는, Z 축 방향으로 연장되는 연삭수 유로가 형성되어 있고, 이 연삭수 유로에 도시되지 않은 연삭수 공급 수단이 연통되어 있다. 연삭수 공급 수단으로부터 스핀들 (300) 에 대해 공급되는 연삭수는, 연삭수 유로의 하단의 개구로부터 조연삭 지석 (304b) 을 향하여 하방으로 분출되어, 조연삭 지석 (304b) 과 웨이퍼 (W) 의 접촉 부위에 도달한다.
또, 제 2 장치 베이스 (11) 상의 후방에는, 제 2 칼럼 (13) 이 제 1 칼럼 (12) 에 X 축 방향으로 나열되어 세워져 형성되어 있고, 제 2 칼럼 (13) 의 전면에는 마무리 연삭 이송 수단 (21) 이 배치 형성되어 있다. 마무리 연삭 이송 수단 (21) 은, 조연삭 이송 수단 (20) 과 동일하게 구성되어 있고, 마무리 연삭 수단 (31) 을 Z 축 방향으로 연삭 이송할 수 있다. 마무리 연삭 수단 (31) 은, 지석 중에 포함되는 지립이 비교적 작은 마무리 연삭 지석 (314b) 을 구비하고 있고, 그 밖의 구성은 조연삭 수단 (30) 과 동일하게 되어 있다.
제 2 장치 베이스 (11) 상의 편측 (-X 방향측) 에는, 제 3 칼럼 (14) 이 세워져 형성되어 있고, 제 3 칼럼 (14) 의 전면에는, Y 축 방향 이동 수단 (24) 이 배치 형성되어 있다. Y 축 방향 이동 수단 (24) 은, Y 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (240) 와, 볼 나사 (240) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (241) 과, 볼 나사 (240) 를 회동시키는 모터 (242) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (240) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (241) 에 슬라이딩 접촉하는 가동판 (243) 으로 구성된다. 그리고, 모터 (242) 가 볼 나사 (240) 를 회동시키면, 이것에 수반하여 가동판 (243) 이 가이드 레일 (241) 로 가이드되어 Y 축 방향으로 이동하고, 가동판 (243) 상에 배치 형성된 연마 수단 (4) 이 가동판 (243) 의 이동에 수반하여 Y 축 방향으로 이동한다.
가동판 (243) 상에는, 연마 수단 (4) 을 유지 수단 (5) 에 대해 접근 또는 이간하는 Z 축 방향으로 승강시키는 연마 이송 수단 (25) 이 배치 형성되어 있다. 연마 이송 수단 (25) 은, 연직 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (250) 와, 볼 나사 (250) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (251) 과, 볼 나사 (250) 에 연결되어 볼 나사 (250) 를 회동시키는 모터 (252) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (250) 에 나사 결합하고 측부가 가이드 레일 (251) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (253) 과, 승강판 (253) 에 연결되어 연마 수단 (4) 을 유지하는 홀더 (254) 로 구성되고, 모터 (252) 가 볼 나사 (250) 를 회동시키면 승강판 (253) 이 가이드 레일 (251) 로 가이드되어 Z 축 방향으로 이동하고, 홀더 (254) 에 지지된 연마 수단 (4) 도 Z 축 방향으로 이동한다.
연마 수단 (4) 은, 예를 들어, 축 방향이 연직 방향인 스핀들 (40) 과, 스핀들 (40) 을 회전 가능하게 지지하는 하우징 (41) 과, 스핀들 (40) 을 회전 구동하는 모터 (42) 와, 스핀들 (40) 의 하단에 고정된 원형판상의 마운트 (43) 와, 마운트 (43) 의 하면에 착탈 가능하게 장착된 원형의 연마 패드 (44) 로 구성되어 있다. 연마 패드 (44) 는, 예를 들어, 펠트 등의 부직포로 이루어지고, 중앙 부분에 슬러리 (유리 지립을 포함하는 연마액) 가 통액되는 관통공이 형성되어 있다. 연마 패드 (44) 의 직경은, 마운트 (43) 의 직경과 동일한 정도의 크기로 되어 있고, 또, 유지 수단 (5) 의 직경보다 대직경으로 되어 있다.
스핀들 (40) 의 내부에는, 축 방향으로 연장되는 슬러리 유로가 형성되어 있고, 그 슬러리 유로에 도시되지 않은 슬러리 공급 수단이 연통되어 있다. 슬러리 공급 수단으로부터 스핀들 (40) 에 대해 공급되는 슬러리는, 슬러리 유로의 하단의 개구로부터 연마 패드 (44) 를 향하여 분출되고, 연마 패드 (44) 의 관통공을 통과하여 연마 패드 (44) 와 웨이퍼 (W) 의 접촉 부위에 도달한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 장치 베이스 (11) 상에는, 턴 테이블 (6) 이 배치 형성되고, 턴 테이블 (6) 의 상면에는, 예를 들어 유지 수단 (5) 이 둘레 방향으로 등간격을 두고 4 개 배치 형성되어 있다. 턴 테이블 (6) 의 중심에는, 턴 테이블 (6) 을 자전시키기 위한 도시되지 않은 회전축이 배치 형성되어 있고, 회전축을 중심으로 하여 턴 테이블 (6) 을 Z 축 방향의 축심 둘레로 자전시킬 수 있다. 턴 테이블 (6) 이 자전함으로써, 4 개의 유지 수단 (5) 을 공전시켜, 임시 재치 영역 (152) 의 근방으로부터, 조연삭 수단 (30) 의 하방, 마무리 연삭 수단 (31) 의 하방, 연마 수단 (4) 의 하방으로 유지 수단 (5) 을 순차 위치시킬 수 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 유지 수단 (5) 은, 예를 들어, 그 외형이 원형판상이고 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지면 (50a) 을 갖는 포러스판 (50) 과, 유지면 (50a) 을 노출시켜 포러스판 (50) 을 수용하는 오목부 (511a) 를 갖는 프레임체 (51) 를 구비하고 있다. 예를 들어, 프레임체 (51) 는, 상기 오목부 (511a) 를 구비하고 하면 (511b) 과 외측면 (511c) 을 연통하는 제 1 연통로 (511f) 를 갖는 제 1 프레임체 (511) 와, 제 1 프레임체 (511) 의 외측면 (511c) 을 둘러싸고, 내측면 (512d) 과 상면 (512a) 을 연통시켜 제 1 연통로 (511f) 에 접속하는 제 2 연통로 (512f) 를 갖는 제 2 프레임체 (512) 로 이루어진다.
포러스판 (50) 은, 제 1 프레임체 (511) 의 원형의 오목부 (511a) 에 끼워 맞춰져 있다. 제 1 프레임체 (511) 의 상면은, 예를 들어, 환상의 단차가 1 단 형성됨으로써, 외주측의 영역이 1 단 낮아져 있고, 외측 하방 기울어진 방향으로부터 분사된 물이 포물선을 그리도록 제 1 프레임체 (511) 의 상면에 도달할 수 있도록 되어 있다.
프레임체 (51) 는, 제 1 프레임체 (511) 의 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 의 바닥면을 연통시켜 하면 (511b) 측을 진공 발생 장치 등의 흡인원 (59) 에 접속하는 흡인로 (510) 를 구비하고 있다. 흡인로 (510) 의 일단측 (상단측) 은, 예를 들어, 오목부 (511a) 의 바닥면에 있어서 복수 개 지점에서 개구되어 있다. 흡인로 (510) 는, 예를 들어, 제 1 프레임체 (511) 내를 하방으로 연장되고, 제 1 프레임체 (511) 의 하면 (511b) 의 중앙 영역에서 그 타단이 개구되어 있다.
제 1 연통로 (511f) 는, 제 1 프레임체 (511) 내에 있어서 둘레 방향으로 등간격을 두고 복수 형성되어 있고, 각 제 1 연통로 (511f) 의 일단은, 각각 외측면 (511c) 에 개구되어 있다. 각 제 1 연통로 (511f) 는, 예를 들어, 외측면 (511c) 으로부터 제 1 프레임체 (511) 의 중심을 향하여 수평으로 연장되고, 또한 하방으로 연장되어 제 1 프레임체 (511) 의 하면 (511b) 의 중앙 영역에서 그 타단이 개구되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 유지 수단 (5) 은, 유지 수단 (5) 의 하방에 배치 형성된 회전 수단 (56) 에 의해 턴 테이블 (6) 상에서 회전 가능하게 되어 있다. 회전 수단 (56) 은, 예를 들어, 축 방향이 Z 축 방향이고 그 상단이 유지 수단 (5) 의 제 1 프레임체 (511) 의 하면 (511b) 에 접속된 스핀들 (560) 과, 유지 수단 (5) 의 중심을 축으로 유지 수단 (5) 을 회전시키는 구동원인 모터 (561) 를 구비한 풀리 기구이다. 모터 (561) 의 모터 샤프트에는, 주동 풀리 (562) 가 장착되어 있고, 주동 풀리 (562) 에는 무단 벨트 (563) 가 감겨져 있다. 스핀들 (560) 의 상단측에는 종동 풀리 (564) 가 장착되어 있고, 무단 벨트 (563) 는, 이 종동 풀리 (564) 에도 감겨져 있다. 모터 (561) 가 주동 풀리 (562) 를 회전 구동시킴으로써, 주동 풀리 (562) 의 회전에 수반하여 무단 벨트 (563) 가 회동하고, 무단 벨트 (563) 가 회동함으로써 종동 풀리 (564) 및 스핀들 (560) 이 회전한다.
스핀들 (560) 의 내부에는, 흡인로 (510) 에 연통하는 스핀들 흡인로 (560b) 가 형성되어 있다. 스핀들 흡인로 (560b) 의 상단측은, 흡인로 (510) 의 타단의 개구에 연결되어 있다. 스핀들 (560) 에는, 회전하는 스핀들 (560) 에 흡인원 (59) 이 만들어내는 흡인력 및 후술하는 수공급원 (57) 이 공급하는 물을 유루 (遺漏) 없이 이송하는 로터리 조인트 (55) 가 접속되어 있다. 스핀들 흡인로 (560b) 는 스핀들 (560) 내를 축 방향으로 연장되어 있고, 그 하단측은 로터리 조인트 (55) 를 통하여 흡인원 (59) 에 연통되어 있다.
스핀들 (560) 의 내부에는, 각 제 1 연통로 (511f) 에 연통하는 공급로 (560a) 가 복수 형성되어 있다. 각 공급로 (560a) 의 상단측은, 각 제 1 연통로 (511f) 의 타단의 개구에 연결되어 있다. 공급로 (560a) 는 스핀들 (560) 내를 축 방향으로 연장되어 있고, 그 하단측은 로터리 조인트 (55) 및 배관 (571) 을 통하여 펌프 등으로 구성되는 수공급원 (57) 에 연통되어 있다.
제 2 프레임체 (512) 는, 원환상의 외형을 구비하고 있고, 그 내측면 (512d) 을 제 1 프레임체 (511) 의 외측면 (511c) 에 맞닿게 한 상태로, 제 1 프레임체 (511) 에 도시되지 않은 고정 볼트 등에 의해 고정되어 있다. 또한, 제 2 프레임체 (512) 는 제 1 프레임체 (511) 와 일체적으로 형성되어 있어도 된다.
제 2 연통로 (512f) 는, 제 2 프레임체 (512) 내에 있어서 둘레 방향으로 등간격을 두고 복수 형성되어 있고, 내측면 (512d) 에 개구되는 각 제 2 연통로 (512f) 의 일단은, 제 1 연통로 (511f) 에 각각 연통되어 있다. 제 1 프레임체 (511) 의 오목부 (511a) 의 외측에 위치하는 제 2 프레임체 (512) 의 상면 (512a) 에는, 각 제 2 연통로 (512f) 의 타단이 물을 분사하는 분출구로서 둘레 방향으로 등간격을 두고 개구되어 있다.
상기 제 1 프레임체 (511) 에 형성된 제 1 연통로 (511f) 및 제 2 프레임체 (512) 에 형성된 제 2 연통로 (512f) 에 의해, 제 1 프레임체 (511) 의 하면 (511b) 과 오목부 (51a) 외측의 제 2 프레임체 (512) 의 상면 (512a) 을 연통시켜 하면 (511b) 측을 수공급원 (57) 에 접속하는 연통로가 프레임체 (51) 에 형성된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 2 장치 베이스 (11) 상은, 케이스 커버 (70) 로 덮여 있고, 도 1 에 나타내는 반출입 영역 (A) 은 케이스 커버 (70) 로부터 외부에 노출되어 있다. 케이스 커버 (70) 내부의 공간에는, 예를 들어, 턴 테이블 (6) 의 상면 상에 4 개의 유지 수단 (5) 의 사이를 구분하도록 배치 형성된 도시되지 않은 칸막이판으로 구분되어 복수의 가공실이 형성되어 있다. 즉, 케이스 커버 (70) 의 내부에는, 적어도, 조연삭 가공이 실시될 때에 유지 수단 (5) 및 조연삭 수단 (30) 의 연삭 휠 (304) 이 수용되는 가공실 (71) 과, 마무리 연삭 가공이 실시될 때에 유지 수단 (5) 및 마무리 연삭 수단 (31) 의 연삭 휠 (304) 이 수용되는 도시되지 않은 가공실과, 연마 가공이 실시될 때에 유지 수단 (5) 및 연마 패드 (44) 가 수용되는 가공실 (72)(도 4 참조) 이 형성되어 있다. 턴 테이블 (6) 의 회전에 의해 각 가공실 사이를 유지 수단 (5) 은 이동 가능하다. 또, 도시되지 않은 칸막이판에 의해, 예를 들어, 조연삭 가공 중에 있어서 사용되는 연삭수나 발생하는 연삭 부스러기 등이, 가공실 (71) 로부터 연마 가공이 실시되는 가공실 (72) 에 흘러드는 경우는 없다.
예를 들어, 각 유지 수단 (5) 의 주위에는, 회전 커버 (53) 가 배치 형성되어 있다. 회전 커버 (53) 는, 턴 테이블 (6) 의 상면에 세워 형성하는 측벽부 (530) 와, 측벽부 (530) 의 상단으로부터 유지 수단 (5) 의 중심측으로 연장되는 천정부 (531) 를 갖고 있다. 유지 수단 (5) 의 유지면 (50a) 은, 천정부 (531) 의 원형의 개구로부터 상방으로 돌출된 상태로 되어 있다. 예를 들어, 천정부 (531) 의 선단의 연장 위치 및 선단 형상과, 제 2 프레임체 (512) 의 상면 (512a) 에 있어서의 제 2 연통로 (512f) 의 분출구의 위치를 조정함으로써, 분출구로부터 분사되는 물의 이동 방향이나 속도 등을 조정 가능하게 해도 된다.
도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 연삭 연마 장치 (1) 는, CPU 및 메모리 등의 기억 소자로 구성되고 장치 전체의 제어를 실시하는 제어 수단 (9) 을 구비하고 있다. 제어 수단 (9) 은, 도시되지 않은 배선에 의해, 조연삭 이송 수단 (20), Y 축 방향 이동 수단 (24) 및 회전 수단 (56) 등에 전기적으로 접속되어 있고, 제어 수단 (9) 의 제어하에서, 조연삭 이송 수단 (20) 에 의한 조연삭 수단 (30) 의 상하 방향으로의 이동 동작, 연마 가공시에 있어서의 Y 축 방향 이동 수단 (24) 에 의한 연마 수단 (4) 의 Y 축 방향에 있어서의 왕복 동작, 및 회전 수단 (56) 에 의한 유지 수단 (5) 의 회전 동작 등이 제어된다.
예를 들어, 수공급원 (57) 과 스핀들 (560) 의 공급로 (560a) 를 연결하는 배관 (571) 상에는, 도시되지 않은 유량 조정 밸브 (572) (예를 들어, 전자 비례 제어 밸브) 가 배치 형성되어 있고, 그 유량 조정 밸브 (572) 는 제어 수단 (9) 에 전기적으로 접속되어 있다. 제어 수단 (9) 은 유량 조정 밸브 (572) 에 보내는 제어 신호를 증감시켜 밸브의 스로틀을 가변함으로써, 배관 (571) 으로부터 제 2 연통로 (512f) 를 흐르는 물의 유량을 조정 가능하다. 즉, 제 2 연통로 (512f) 가 제 2 프레임체 (512) 의 상면 (512a) 에 개구된 분출구로부터 물을 분출시키고, 웨이퍼 (W) 와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 수량 (제 1 수량) 과, 연마 가공시에 유지 수단 (5) 을 냉각시키는 경우의 수량 (제 2 수량) 을 제어 수단 (9) 이 제어할 수 있다.
또한, 제어 수단 (9) 에 의한 상기 수량의 제어는, 본 실시형태에 나타내는 바와 같은 유량 조정 밸브 (572) 에 대한 제어 신호의 증감을 통하여 실시되는 예에 한정되는 것이 아니고, 수공급원 (57) 이 제어 수단 (9) 에 의해 직접 제어됨으로써 이루어지는 것이어도 된다.
이하에, 상기 도 1 에 나타내는 연삭 연마 장치 (1) 를 사용하여 웨이퍼 (W) 에 연삭 가공 및 연마 가공을 실시하는 경우의 각 공정에 대해 설명한다.
(1) 유지 공정
먼저, 도 1 에 나타내는 턴 테이블 (6) 이 자전함으로써, 웨이퍼 (W) 가 재치되어 있지 않은 상태의 유지 수단 (5) 이 공전하여, 유지 수단 (5) 이 로딩 아암 (154a) 의 근방까지 이동한다. 로봇 (155) 이 제 1 카세트 (150a) 로부터 1 장의 웨이퍼 (W) 를 인출하여, 웨이퍼 (W) 를 임시 재치 영역 (152) 에 이동시킨다. 이어서, 위치 맞춤 수단 (153) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 센터링된 후, 로딩 아암 (154a) 이, 센터링된 웨이퍼 (W) 를 유지 수단 (5) 상에 이동시킨다. 그리고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유지 수단 (5) 의 중심과 웨이퍼 (W) 의 중심이 대략 합치하도록, 웨이퍼 (W) 가 이면 (Wb) 을 위로 향한 상태로 유지면 (50a) 상에 재치된다. 도 2 에 있어서 파선으로 나타내는 유지면 (50a) 에 재치된 상태의 웨이퍼 (W) 는, 예를 들어, 그 전체가 가운데가 우묵한 형상으로 만곡되어 있는, 즉, 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 의 외주측의 영역에서 중앙의 영역을 향하여 서서히 낮아져 가는 휘어짐을 갖고 있다.
이어서, 수공급원 (57) 이 배관 (571) 에 물을 송출한다. 그 물은, 배관 (571), 로터리 조인트 (55), 스핀들 (560) 의 각 공급로 (560a) 및 제 1 프레임체 (511) 의 제 1 연통로 (511f) 를 통과하여, 제 2 프레임체 (512) 의 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출된다. 또한, 제어 수단 (9) 이 유량 조정 밸브 (572) 를 조절하여, 그 분출구로부터 분출되는 물의 양이, 웨이퍼 (W) 와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 제 1 수량 (예를 들어, 3 ℓ/분 ∼ 5 ℓ/분) 으로 조정된다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 분출구로부터 분출된 물은, 예를 들어, 유지면 (50a) 의 외측 기울어진 하방으로부터 포물선을 그리도록 하여, 파선으로 나타내는 웨이퍼 (W) 의 휘어진 외주 가장자리와 유지면 (50a) 의 간극에 도달한다. 그 결과, 웨이퍼 (W) 의 휘어진 외주 가장자리와 유지면 (50a) 사이의 간극이 수 시일에 의해 막힌다. 이 상태로, 흡인원 (59) 이 작동하여 만들어낸 흡인력이, 스핀들 (560) 의 스핀들 흡인로 (560b) 및 제 1 프레임체 (511) 의 흡인로 (510) 를 통과하여 포러스판 (50) 의 유지면 (50a) 에 전달됨으로써, 유지 수단 (5) 이 유지면 (50a) 상에서 웨이퍼 (W) (실선으로 나타내는 웨이퍼 (W)) 를 베큠 리크시키지 않고 흡인 유지한다.
(2) 조연삭 준비 공정
다음으로, 수 시일을 형성시킨 유지 수단 (5) 을 조연삭 수단 (30) 이 웨이퍼 (W) 를 연삭하는 소정의 연삭 가공 위치에 이동시킨다. 즉, 도 1, 2 에 나타내는 턴 테이블 (6) 이 ＋Z 방향에서 봤을 때 반시계 회전 방향으로 자전함으로써, 수 시일이 형성되어 베큠 리크없이 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지한 상태의 유지 수단 (5) 이 공전하여 도 2 에 나타내는 가공실 (71) 내에 수용되고, 또, 조연삭 수단 (30) 의 조연삭 지석 (304b) 과 유지 수단 (5) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 위치 맞춤이 이루어진다. 위치 맞춤은, 예를 들어, 조연삭 지석 (304b) 의 회전 궤적이 웨이퍼 (W) 의 회전 중심을 통과하도록 실시된다. 이 턴 테이블 (6) 이 자전하고 있을 때, 유지 수단 (5) 의 스핀들 (560) 의 회전을 정지시키고 있다. 또는, 턴 테이블 (6) 의 회전 방향에 대해 역방향으로 회전시켜도 된다.
(3) 조연삭 공정
도 3 에 나타내는 바와 같이, 모터 (302) 에 의해 스핀들 (300) 이 소정의 회전 속도로 회전되는 데에 수반하여, 조연삭 지석 (304b) 이 회전한다. 또, 조연삭 수단 (30) 이 조연삭 이송 수단 (20) 에 의해 -Z 방향으로 이송되고, 회전하는 조연삭 지석 (304b) 이 유지 수단 (5) 으로 유지된 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 에 맞닿음으로써 연삭 가공이 실시된다. 또, 회전 수단 (56) 이 유지 수단 (5) 을 소정의 회전 속도 (예를 들어, 300 rpm ∼ 500 rpm) 로 회전시키는 데에 수반하여 유지면 (50a) 상에 유지된 웨이퍼 (W) 도 회전하므로, 조연삭 지석 (304b) 이 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 전체면의 조연삭 가공을 실시한다. 조연삭 가공 중에 있어서도, 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 제 1 수량 (예를 들어, 3 ℓ/분 ∼ 5 ℓ/분) 으로 물이 분출되어, 수 시일의 형성이 유지된다. 또, 도시되지 않은 연삭수 공급 수단이, 연삭수를 스핀들 (300) 중의 연삭수 유로를 통해 조연삭 지석 (304b) 과 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 의 접촉 부위에 공급하여, 접촉 부위를 냉각·세정한다.
(4) 마무리 연삭 준비 공정
마무리 두께의 직전까지 웨이퍼 (W) 가 조연삭된 후, 조연삭 이송 수단 (20) 이 조연삭 수단 (30) 을 상승시켜 웨이퍼 (W) 로부터 이간시킨다. 도 1, 3 에 나타내는 턴 테이블 (6) 이 ＋Z 방향에서 봤을 때 반시계 회전 방향으로 회전하고, 수 시일이 형성되어 베큠 리크없이 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지하는 유지 수단 (5) 이 마무리 연삭 수단 (31) 의 하방까지 이동한다. 또한, 조연삭에 의해 웨이퍼 (W) 의 휘어짐이 해소되어 있는 경우에는, 마무리 연삭 준비 공정은, 수공급원 (57) 으로부터의 유지 수단 (5) 에 대한 물의 공급을 멈추고 수 시일을 해제한 상태에서 실시해도 된다.
(5) 마무리 연삭 공정
도 1 에 나타내는 마무리 연삭 수단 (31) 의 마무리 연삭 지석 (314b) 과 유지 수단 (5) 으로 흡인 유지된 웨이퍼 (W) 의 위치 맞춤이 실시된 후, 마무리 연삭 수단 (31) 이 마무리 연삭 이송 수단 (21) 에 의해 하방으로 이송되고, 회전하는 마무리 연삭 지석 (314b) 이 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 에 맞닿고, 또, 유지 수단 (5) 이 회전하는 것에 수반하여 유지면 (50a) 에 유지된 웨이퍼 (W) 가 회전하여, 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 의 전체면이 마무리 연삭된다. 또, 연삭수가 마무리 연삭 지석 (314b) 과 웨이퍼 (W) 의 접촉 부위에 대해 공급되어, 접촉 부위가 냉각·세정된다.
(6) 연마 준비 공정
마무리 두께까지 연삭되어 이면 (Wb) 의 평탄성이 보다 높아진 웨이퍼 (W) 로부터 마무리 연삭 지석 (314b) 을 이간시킨 후, 도 1 에 나타내는 턴 테이블 (6) 이 ＋Z 방향에서 봤을 때 반시계 회전 방향으로 자전함으로써, 마무리 연삭 후의 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지 수단 (5) 이 공전하여 도 4 에 나타내는 가공실 (72) 내에 수용되고, 연마 수단 (4) 이 웨이퍼 (W) 를 연마하는 소정의 연마 가공 위치에 유지 수단 (5) 이 위치하게 된다. 연마 수단 (4) 의 연마 패드 (44) 에 대한 웨이퍼 (W) 의 위치 맞춤은, 예를 들어 도 4 에 나타내는 바와 같이, 연마 패드 (44) 가 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 전체면에 맞닿도록 실시된다.
(7) 연마 가공 공정
도 4 에 나타내는 바와 같이, 모터 (42) 에 의해 스핀들 (40) 이 회전 구동됨에 수반하여 연마 패드 (44) 가 회전한다. 또, 연마 수단 (4) 이 연마 이송 수단 (25) 에 의해 -Z 방향으로 이송되고, 연마 패드 (44) 가 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 에 맞닿음으로써 연마 가공이 실시된다. 또, 회전 수단 (56) 이 유지 수단 (5) 을 소정의 회전 속도 (예를 들어, 800 rpm) 로 회전시키는 데에 수반하여 유지면 (50a) 상에 유지된 웨이퍼 (W) 도 회전하므로, 연마 패드 (44) 가 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 전체면의 연마 가공을 실시한다. 또, 연마 가공 중은, 슬러리를 연마 패드 (44) 와 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 의 접촉 부위에 대해 공급한다.
연마 가공 중에 연마 수단 (4) 을 웨이퍼 (W) 의 면 방향 (수평 방향) 으로 이동시키지 않는 경우, 이면 (Wb) 에 줄무늬가 형성되는 경우가 있고, 이것은 웨이퍼 (W) 의 항절 강도를 저하시키는 요인이 된다. 그래서, 연마 가공 중에 있어서는, Y 축 방향 이동 수단 (24) 이 연마 수단 (4) 을 Y 축 방향으로 왕복 이동시키고, 연마 패드 (44) 를 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 상에서 Y 축 방향으로 슬라이딩시킨다.
슬러리를 사용한 연마 가공 (소위, CMP) 이 개시되면, 유지 수단 (5) 에 가공열이 많이 가해지기 때문에, 수공급원 (57) 이 배관 (571) 에 물을 송출한다. 그 물은, 스핀들 (560) 의 각 공급로 (560a) 및 제 1 프레임체 (511) 의 제 1 연통로 (511f) 를 통과하여, 제 2 프레임체 (512) 의 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출되기 때문에, 유지 수단 (5) 이 내부로부터 냉각된다. 또한, 제어 수단 (9) 이 유량 조정 밸브 (572) 를 조절하여, 제 1 연통로 (511f) 및 제 2 연통로 (512f) 를 통과하는 물의 양이, 먼저 수 시일을 형성시켰을 때의 제 1 수량 (예를 들어, 3 ℓ/분 ∼ 5 ℓ/분) 보다 적은 제 2 수량 (예를 들어, 1 ℓ/분) 으로 조정된다.
수량의 조정이 실시되어 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출되는 물은, 수 시일 형성시와 달리 유지면 (50a) 에 도달할 기세를 갖지 않는다. 또한, 유지 수단 (5) 의 회전 속도 (예를 들어, 800 rpm) 를 연삭 가공을 실시하였을 때의 회전 속도 (예를 들어, 300 rpm ∼ 500 rpm) 보다 빠르게 설정하고 있기 때문에, 유지 수단 (5) 에 가하는 원심력은 연삭 가공시보다 커져 있고, 그 결과, 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출되는 물은, 유지면 (50a) 과는 멀어지는 직경 방향 외측을 향하여 흘러 간다. 이와 같이, 유지 수단 (5) 을 냉각시키고 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출된 물은, 유지면 (50a) 에는 도달하지 않기 때문에, 연마 패드 (44) 와 웨이퍼 (W) 의 이면 (Wb) 의 접촉 부위 (가공점) 에 물이 들어가는 경우도 없어, 가공점에 있어서 슬러리가 엷어지거나 하는 문제도 발생하지 않는다.
예를 들어, 본 실시형태와 같이 유지 수단 (5) 의 주위에 회전 커버 (53) 가 배치 형성되어 있으면, 제 2 연통로 (512f) 의 분출구로부터 분출되어 유지면 (50a) 과는 멀어지는 직경 방향 외측을 향한 물이 상측 방향으로 튄 경우라도, 천정부 (531) 에 의해 연마 패드 (44) 의 하면에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 그 물은, 예를 들어, 회전 커버 (53) 의 측벽부 (530) 등에 의해 도시되지 않은 배수구 등으로 유도된다.
1 장의 웨이퍼 (W) 의 연마를 완료시킨 후, 연마 이송 수단 (25) 에 의해 연마 수단 (4) 을 ＋Z 방향으로 이동시켜 연마 가공이 완료된 웨이퍼 (W) 로부터 이간시킨다. 또, 유지 수단 (5) 의 회전이 정지되고, 턴 테이블 (6) 이 ＋Z 방향에서 봤을 때 반시계 회전 방향으로 자전함으로써, 연마 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지 수단 (5) 이 공전하여, 유지 수단 (5) 이 도 1 에 나타내는 언로딩 아암 (154b) 의 근방까지 이동한다. 또한, 수공급원 (57) 으로부터의 유지 수단 (5) 에 대한 물의 공급이 정지된다.
이어서, 유지 수단 (5) 상에 흡인 유지되어 있는 연마 가공이 실시된 웨이퍼 (W) 를, 언로딩 아암 (154b) 이 흡인 유지하고, 또, 흡인원 (59) 에 의한 흡인을 멈추고, 유지 수단 (5) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지를 해제한다. 언로딩 아암 (154b) 이 유지 수단 (5) 에서 세정 수단 (156) 으로 웨이퍼 (W) 를 반송하고, 세정 수단 (156) 으로 웨이퍼 (W) 의 세정이 실시된다. 세정이 실시된 웨이퍼 (W) 는, 로봇 (155) 에 의해 제 2 카세트 (151a) 내에 수용된다.
본 발명에 관련된 연삭 연마 장치 (1) 는, 유지 수단 (5) 은, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지면 (50a) 을 갖는 포러스판 (50) 과, 유지면 (50a) 을 노출시켜 포러스판 (50) 을 수용하는 오목부 (511a) 를 갖는 프레임체 (51) 를 구비하고, 프레임체 (51) 는, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 의 바닥면을 연통시켜 하면 (511b) 측을 흡인원 (59) 에 접속하는 흡인로 (510) 와, 하면 (511b) 과 오목부 (511a) 외측의 상면 (512a) 을 연통시켜 하면 (511b) 측을 수공급원 (57) 에 접속하는 연통로 (제 1 연통로 (511f) 및 제 2 연통로 (512f)) 를 구비하고, 제 2 연통로 (512f) 가 상면 (512a) 에 개구된 분출구로부터 물을 분출시키고, 웨이퍼 (W) 와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하는 경우의 제 1 수량과 유지 수단 (5) 을 냉각시키는 경우의 제 2 수량을 제어하는 제어 수단 (9) 을 구비하고 있기 때문에, 수 시일의 형성과 유지 수단 (5) 의 냉각을 별도의 기구로 실시하지 않고, 연통로에 공급하는 물의 양을 제어 수단 (9) 에 의해 조정하는 것만으로, 휘어진 웨이퍼 (W) 를 베큠 리크없이 흡인 유지하기 위한 연삭시에 있어서의 수 시일의 형성과, 연삭된 웨이퍼 (W) 를 추가로 연마할 때의 유지 수단 (5) 의 적절한 냉각이 가능해지기 때문에, 장치 구성이 크고, 또, 복잡해지는 경우가 없어진다.
연삭 연마 장치 (1) 를 사용하여 실시하는 본 발명에 관련된 연삭 연마 방법은, 제 1 수량으로 프레임체 (51) 의 분출구로부터 물을 공급하여 유지면 (50a) 에 재치한 웨이퍼 (W) 와 유지면 (50a) 사이에 수 시일을 형성하여 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지 공정과, 수 시일을 형성시킨 유지 수단 (5) 을 조연삭 수단 (30), 마무리 연삭 수단 (31) 이 웨이퍼 (W) 를 연삭하는 소정의 연삭 가공 위치에 이동시키는 연삭 준비 공정과, 유지 수단 (5) 이 유지한 웨이퍼 (W) 를 조연삭 지석 (304b), 마무리 연삭 지석 (314b) 으로 연삭하는 연삭 공정과, 연삭 공정 후, 유지 수단 (5) 을 연마 수단 (4) 이 웨이퍼 (W) 를 연마하는 소정의 연마 가공 위치에 이동시키는 연마 준비 공정과, 제 1 수량보다 적은 제 2 수량으로 연통로 (제 1 연통로 (511f) 및 제 2 연통로 (512f)) 에 통수시키고 분출구로부터 물을 분출시켜 유지 수단 (5) 을 냉각시키면서 연마 패드 (44) 로 웨이퍼 (W) 를 연마하는 연마 가공 공정을 구비하고 있기 때문에, 수 시일의 형성과 유지 수단 (5) 의 냉각을 별도의 기구로 실시하지 않고, 연통로에 공급하는 물의 양을 제어 수단 (9) 에 의해 제 1 수량과 제 2 수량으로 조정하는 것만으로, 휘어진 웨이퍼 (W) 를 베큠 리크없이 흡인 유지하기 위한 연삭시에 있어서의 수 시일의 형성과, 연삭된 웨이퍼 (W) 를 추가로 연마할 때의 유지 수단 (5) 의 적절한 냉각이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관련된 연삭 연마 방법은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 또, 첨부 도면에 도시되어 있는 연삭 연마 장치 (1) 의 각 구성에 대해서도 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경 가능하다.
1： 연삭 연마 장치
10：제 1 장치 베이스
A：반출입 영역
150：제 1 카세트 재치부
150a：제 1 카세트
151：제 2 카세트 재치부
151a：제 2 카세트
152：임시 재치 영역
153：위치 맞춤 수단
154a：로딩 아암
154b：언로딩 아암
155：로봇
156：세정 수단
11：제 2 장치 베이스
B：가공 영역
12：제 1 칼럼
20：조연삭 이송 수단
30：조연삭 수단
13：제 2 칼럼
21：마무리 연삭 이송 수단
31：마무리 연삭 수단
14：제 3 칼럼
24：Y 축 방향 이동 수단
25：연마 이송 수단
4：연마 수단
6：턴 테이블
5：유지 수단
50：포러스판
50a：유지면
51：프레임체
53：회전 커버
511：제 1 프레임체
511a：오목부
511b：제 1 프레임체의 하면
511f：제 1 연통로
512：제 2 프레임체
512f：제 2 연통로
55：로터리 조인트
56：회전 수단
560：스핀들
560a：공급로
560b：스핀들 흡인로
57：수공급원
571：배관
572：유량 조정 밸브
59：흡인원
70：케이스 커버
71, 72：가공실
9：제어 수단
10：제 1 장치 베이스
A：반출입 영역
150：제 1 카세트 재치부
150a：제 1 카세트
151：제 2 카세트 재치부
151a：제 2 카세트
152：임시 재치 영역
153：위치 맞춤 수단
154a：로딩 아암
154b：언로딩 아암
155：로봇
156：세정 수단
11：제 2 장치 베이스
B：가공 영역
12：제 1 칼럼
20：조연삭 이송 수단
30：조연삭 수단
13：제 2 칼럼
21：마무리 연삭 이송 수단
31：마무리 연삭 수단
14：제 3 칼럼
24：Y 축 방향 이동 수단
25：연마 이송 수단
4：연마 수단
6：턴 테이블
5：유지 수단
50：포러스판
50a：유지면
51：프레임체
53：회전 커버
511：제 1 프레임체
511a：오목부
511b：제 1 프레임체의 하면
511f：제 1 연통로
512：제 2 프레임체
512f：제 2 연통로
55：로터리 조인트
56：회전 수단
560：스핀들
560a：공급로
560b：스핀들 흡인로
57：수공급원
571：배관
572：유량 조정 밸브
59：흡인원
70：케이스 커버
71, 72：가공실
9：제어 수단
Claims (3)
- 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖는 유지 수단과, 그 유지 수단이 흡인 유지한 웨이퍼를 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 수단과, 그 유지 수단이 흡인 유지한 연삭 후의 웨이퍼를 연마 패드로 연마하는 연마 수단을 구비한 연삭 연마 장치로서,
그 유지 수단은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖는 포러스판과, 그 유지면을 노출시켜 그 포러스판을 수용하는 오목부를 갖는 프레임체를 구비하고,
그 프레임체는, 제 1 프레임체의 하면과 그 오목부의 바닥면을 연통시켜 하면측을 흡인원에 접속하는 흡인로와, 그 하면과 그 오목부 외측의 제 2 프레임체의 상면을 연통시켜 그 하면측을 수공급원에 접속하는 연통로를 구비하고,
그 연통로가 그 상면에 개구된 분출구로부터 물을 분출시키고, 그 유지면에 재치된 그 웨이퍼의 하면의 외주측 영역과 그 유지면과의 간극을 그 물로 막은 후, 그 유지면에 흡인 유지된 웨이퍼의 외주연의 외측에 그 물로 수 시일을 형성하여 웨이퍼의 외주연과 그 유지면과의 사이의 베큠 리크를 방지하는 경우의 제 1 수량과, 웨이퍼를 연마할 때에 그 물을 그 유지면에 도달시키지 않고 그 유지 수단을 냉각시키는 경우의 제 2 수량을 제어하는 제어 수단을 구비한, 연삭 연마 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 프레임체는, 상기 오목부를 구비하고 상기 하면과 외측면을 연통하는 제 1 연통로를 갖는 제 1 프레임체와, 그 제 1 프레임체의 외측면을 둘러싸고, 내측면과 상기 상면을 연통시켜 그 제 1 연통로에 접속하는 제 2 연통로를 갖는 제 2 프레임체를 구비하는, 연삭 연마 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 연삭 연마 장치를 사용하여, 웨이퍼를 상기 유지 수단에 흡인 유지시키고 연삭 연마하는 연삭 연마 방법으로서,
상기 제 1 수량으로 상기 분출구로부터 물을 공급하여 상기 유지면에 재치한 웨이퍼의 하면의 외주측 영역과 그 유지면과의 간극을 그 물로 막은 후, 상기 흡인원이 생성하는 흡인력을 그 유지면에 전달하여 웨이퍼를 흡인 유지하고, 웨이퍼의 외주연의 외측에 그 물로 물 시일을 형성하여 웨이퍼의 외주연과 그 유지면과의 사이의 베큠 리크를 방지하는 유지 공정과,
그 수 시일을 형성시킨 그 유지 수단을 상기 연삭 수단이 웨이퍼를 연삭하는 소정의 연삭 가공 위치에 이동시키는 연삭 준비 공정과,
그 유지 수단이 유지한 웨이퍼를 상기 연삭 지석으로 연삭하는 연삭 공정과,
연삭 공정 후, 그 유지 수단을 상기 연마 수단이 웨이퍼를 연마하는 소정의 연마 가공 위치에 이동시키는 연마 준비 공정과,
그 제 1 수량보다 적은 상기 제 2 수량으로 상기 연통로에 통수시키고 그 분출구로부터 그 물을 분출시켜 그 물을 그 유지면에 도달시키지 않고 그 유지 수단을 냉각시키면서 그 연마 패드로 웨이퍼를 연마하는 연마 가공 공정을 구비한, 연삭 연마 방법.
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