KR20220008761A - 연마 장치 및 연마 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피가공물을 연마하는 것에 의해 생겨 척 테이블의 외주부에 고착된 연마 부스러기를 제거한다. 피가공물을 연마하는 연마 장치로서, 유지면을 가지며, 상기 유지면에 놓인 상기 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마하는 연마 유닛과, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 고압 수증기를 분사하는 노즐을 구비한 고압 수증기 분사 유닛을 포함하고, 상기 유지면의 외주부에 퇴적된 연마 부스러기에 상기 고압 수증기 분사 유닛으로부터 고압 수증기를 분사하여 상기 연마 부스러기를 상기 유지면으로부터 제거할 수 있다.

Description

연마 장치 및 연마 방법{GRINDING APPARATUS AND GRINDING METHOD}

본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 연마하는 연마 장치, 및 상기 피가공물을 연마 장치로 연마하는 연마 방법에 관한 것이다.

휴대전화나 컴퓨터 등의 전자 기기에 사용되는 디바이스 칩의 제조 공정에서는, 우선, 반도체 웨이퍼의 표면에 IC(Integrated Circuit), LSI(Large Scale Integration) 등의 복수의 디바이스를 형성한다. 다음으로, 상기 웨이퍼를 이면측으로부터 연삭하여 소정의 두께로 박화하고, 상기 웨이퍼를 디바이스마다 분할하여 개개의 디바이스 칩을 형성한다.

웨이퍼의 이면측을 연삭하면, 피연삭면에는 연삭흔으로서 미세한 요철 형상이 형성된다. 그 때문에, 웨이퍼를 분할하여 형성되는 디바이스 칩에도 미세한 요철 형상이 남는다. 이 미세한 요철 형상은 디바이스 칩의 항절 강도를 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 연삭을 실시한 후, 예컨대 CMP(Chemical Mechanical Polishing)법 등에 의해 상기 웨이퍼의 이면을 연마하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

웨이퍼 등의 피가공물을 연마하는 연마 장치는, 상기 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 피가공물을 연마하는 연마 패드가 장착된 연마 유닛을 구비한다. 연마 장치를 사용하여 피가공물을 연마하면, 미세한 요철이 제거되어 피가공물이 경면으로 가공된다.

연마 장치에서는, 피가공물의 연마 시에는 슬러리가 연마액으로서 상기 피가공물의 피연마면에 공급된다. 슬러리는, 예컨대 지립이 분산된 약액이다. 슬러리는, 화학적 및 기계적으로 작용하여 연마에 기여할 뿐만 아니라, 연마에 의해 생긴 연마 부스러기의 배출에도 기여한다. 슬러리는, 연마 패드에 중심에 마련된 공급로로부터 공급되고, 연마 패드와 피가공물의 사이를 진행하여 피가공물의 외주에 도달한다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평8-99265호 공보

피가공물의 외주에 도달한 연마 부스러기를 포함하는 슬러리는, 피가공물의 피연마면으로부터 떨어져 척 테이블의 유지면의 외주부에 퇴적되어 고착된다. 그리고, 피가공물의 연마가 완료된 후에 상기 피가공물을 척 테이블 상으로부터 반출하면, 상기 피가공물이 존재했던 영역을 둘러싸도록 상기 척 테이블의 상면에 고착된 연마 부스러기가 남는다.

연마 패드로 다음에 연마할 피가공물을 척 테이블 상에 반입할 때, 이 고착된 연마 부스러기가 상기 척 테이블 및 상기 피가공물의 사이에 들어가거나 하여, 반입에 방해가 되는 경우가 있다. 예컨대, 고착된 연마 부스러기를 제거하기 위해 척 테이블의 유지면의 외주부에 세정수를 공급하는 것이 고려되지만, 고착된 연마 부스러기를 제거하는 것은 용이하지 않다.

또한, 피가공물의 외주부에 도달한 연마 부스러기를 포함하는 슬러리가 고착되기 전에 상기 슬러리를 씻어내기 위해, 연마 패드로 피가공물이 연마되고 있을 때, 척 테이블의 유지면의 외주부에 충분한 양의 세정액을 공급하는 것이 고려된다. 그러나, 연마 패드와 피가공물 사이에 공급되어 있는 슬러리에 상기 세정액이 혼입되어 슬러리가 엷어지면, 연마 공정이 적절하게 실시되지 않을 우려가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 척 테이블의 외주부에 고착된 연마 부스러기를 제거할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일양태에 의하면, 피가공물을 연마하는 연마 장치로서, 유지면을 가지며, 상기 유지면에 회전 이동된 상기 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마하는 연마 유닛과, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 고압 수증기를 분사하는 노즐을 구비한 고압 수증기 분사 유닛을 포함하고, 상기 유지면의 외주부에 퇴적된 연마 부스러기에 상기 고압 수증기 분사 유닛으로부터 고압 수증기를 분사하여 상기 연마 부스러기를 상기 유지면으로부터 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 일양태에 의하면, 유지면에 놓인 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마하는 연마 유닛을 구비한 연마 장치를 이용한 연마 방법으로서, 상기 피가공물을 상기 유지면에 놓고 상기 척 테이블에 의해 유지하는 유지 단계와, 상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 상기 연마 패드로 연마하는 연마 단계와, 상기 연마 단계에서 연마된 상기 피가공물을 상기 척 테이블로부터 반출하는 반출 단계와, 상기 척 테이블의 상기 유지면의 외주부에 퇴적된 연마 부스러기에 고압 수증기를 분사하여, 상기 연마 부스러기를 제거하는 연마 부스러기 제거 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 방법이 제공된다.

본 발명의 일양태에 관한 연마 장치 및 연마 방법에서는, 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마한다. 피가공물을 연마하면, 생긴 연마 부스러기가 척 테이블의 유지면의 외주부에 퇴적되어 고착된다. 여기서, 유지면의 외주부에 고착된 연마 부스러기에 고압 수증기를 분사하면, 고착된 연마 부스러기가 가열되고 물이 송출되어 연화한다. 그 때문에, 고압 수증기를 계속 분사하면 고착된 연마 부스러기를 비교적 용이하게 유지면으로부터 제거할 수 있다. 유지면으로부터 연마 부스러기를 제거할 수 있으면, 새로운 피가공물을 상기 유지면에 지장없이 놓을 수 있다.

따라서, 본 발명의 일양태에 의하면, 척 테이블의 외주부에 고착된 연마 부스러기를 제거할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법이 제공된다.

도 1은 연마 장치를 모식적으로 나타내는 사시도.
도 2는 연마 휠을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 3은 보호 부재를 피가공물의 표면에 접착하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 4는 피가공물을 척 테이블의 유지면에 놓는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 5는 피가공물을 연마하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 6은 연마된 피가공물을 척 테이블의 유지면으로부터 반출하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 7의 (A)는, 척 테이블의 유지면의 외주부를 세정하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이며, 도 7의 (B)는, 유지면이 세정된 척 테이블을 모식적으로 나타내는 사시도.
도 8의 (A)는, 피가공물의 연마 방법의 일례의 각 단계의 플로우를 나타내는 플로우차트이며, 도 8의 (B)는, 피가공물의 연마 방법의 다른 일례의 각 단계의 플로우를 나타내는 플로우차트이며, 도 8의 (C)는, 피가공물의 연마 방법의 또 다른 일례의 각 단계의 플로우를 나타내는 플로우차트.

첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일양태에 관한 실시형태에 관해 설명한다. 본 실시형태에 관한 연마 장치 및 연마 방법으로 연마되는 피가공물에 관해 설명한다. 도 3에는, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물(1)을 모식적으로 나타내는 사시도가 포함되어 있다.

피가공물(1)은, 예컨대 실리콘, SiC(실리콘카바이드), 혹은, 그 밖의 반도체 등의 재료로 형성된 웨이퍼 또는 사파이어, 유리, 석영 등의 재료로 이루어진 대략 원판형의 기판이다. 피가공물(1)의 표면(1a)은 격자형으로 배열된 복수의 분할 예정 라인(스트리트)(5)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있고, 상기 복수의 영역의 각각에는 IC나 LSI 등의 디바이스(7)가 형성되어 있다. 최종적으로, 피가공물(1)이 분할 예정 라인(5)을 따라 분할됨으로써 개개의 디바이스 칩이 형성된다.

피가공물(1)은 이면(1b)이 연삭됨으로써 박화된다. 연삭된 피가공물(1)의 이면(1b)에는 연삭흔이라고 불리는 미세한 요철 형상이 형성된다. 이대로 피가공물(1)이 분할 예정 라인(5)을 따라 분할되어 디바이스 칩이 제조되면, 상기 디바이스 칩에 미세한 요철 형상이 남아, 상기 디바이스 칩의 항절 강도를 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 이면(1b)이 연삭된 피가공물(1)의 이면(1b)측을 연마하고, 상기 이면(1b)의 미세한 요철을 제거하여 평탄화한다. 그렇게 하면, 디바이스 칩에 상기 미세한 요철 형상이 남지 않는다.

피가공물(1)의 이면(1b)측을 연마할 때, 상기 피가공물(1)의 표면(1a)측을 보호하기 위해 보호 테이프(3)가 미리 접착된다. 보호 테이프(3)는, 피가공물(1)의 이면(1b)에 대한 연마나 피가공물(1)의 반송 등을 할 때 가해지는 충격으로부터 피가공물(1)의 표면(1a)측을 보호하여, 디바이스(7)에 손상이 생기는 것을 방지한다.

보호 테이프(3)는, 가요성을 갖는 필름형의 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 형성된 풀층(접착제층)을 갖는다. 예컨대, 기재에는 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐 또는 폴리스티렌 등이 이용된다. 또한, 풀층(접착제층)에는, 예컨대, 실리콘 고무, 아크릴계 재료, 에폭시계 재료 등이 이용된다.

다음으로, 피가공물(1)의 이면(1b)을 피연마면으로서 연마하는 본 실시형태에 관한 연마 장치에 관해 설명한다. 도 1은, 연마 장치(2)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 연마 장치(2)는, 각 구성을 지지하는 베이스(4)를 갖는다. 베이스(4)의 전방측 부분의 상면에는 카세트 배치대(6a, 6b)가 설치되어 있다.

카세트 배치대(6a) 상에는, 예컨대, 연마전의 피가공물(1)을 수용한 카세트(8a)가 놓인다. 카세트 배치대(6b)에는, 예컨대, 연마후의 피가공물(1)을 수용하기 위한 카세트(8b)가 놓인다. 베이스(4) 상에는, 카세트 배치대(6a, 6b)에 인접하여 피가공물(1)을 반송하는 피가공물 반송 로보트(10)가 설치되어 있다.

베이스(4)의 전방측 부분의 상면에는, 복수의 위치 결정핀으로 피가공물(1)을 사이에 두고 상기 피가공물(1)의 위치를 조정하는 위치 결정 테이블(12)과, 피가공물(1)을 척 테이블(20)에 놓는 피가공물 반입 기구(로딩 아암)(14)가 더 배치되어 있다. 또한, 피가공물(1)을 척 테이블(20)로부터 반출하는 피가공물 반출 기구(언로딩 아암)(16)와, 연마된 피가공물(1)을 세정 및 스핀 건조하는 스피너 세정 장치(52)가 배치되어 있다.

베이스(4)의 후방측 부분의 상면에는 개구(4a)가 마련되어 있다. 상기 개구(4a) 내에는, 피가공물(1)을 흡인 유지하는 척 테이블(20)이 상면에 놓이는 X축 이동 테이블(18)이 구비되어 있다. X축 이동 테이블(18)은, 도시하지 않은 X축 방향 이동 기구에 의해 X축 방향으로 이동 가능하다. X축 이동 테이블(18)은, X축 방향 이동 기구의 기능에 의해, 척 테이블(20) 상에서 피가공물(1)이 착탈되는 반출 반입 영역(22)과, 상기 척 테이블(20) 상에 흡인 유지되는 피가공물(1)이 연마 가공되는 가공 영역(24)에 위치 부여된다.

척 테이블(20)의 상면에는, 피가공물(1)과 동등한 직경의 원판형의 다공질 부재가 노출되어 있다. 척 테이블(20)의 상면은, 피가공물(1)을 유지하는 유지면(20a)이 된다. 척 테이블(20)은, 일단이 상기 다공질 부재에 통하고 타단이 도시하지 않은 흡인원에 접속된 흡인로(도시하지 않음)를 내부에 구비한다. 상기 흡인원을 작동시키면, 유지면(20a) 상에 놓인 피가공물(1)에 부압이 작용하여, 상기 피가공물(1)이 척 테이블(20)에 흡인 유지된다. 또한, 척 테이블(20)은, 유지면(20a)에 수직인 축의 둘레에 회전할 수 있다.

가공 영역(24)의 상측에는, 피가공물(1)을 연마하는 연마 유닛(26)이 배치된다. 연마 장치(2)의 베이스(4)의 후방 단부에는 지지부(28)가 세워져 있고, 이 지지부(28)에 의해 연마 유닛(26)이 지지되어 있다. 지지부(28)의 전면(前面)에는, Z축 방향으로 신장된 한쌍의 Z축 가이드 레일(30)이 마련되고, 각각의 Z축 가이드 레일(30)에는, Z축 이동 플레이트(32)가 슬라이드 가능하게 부착되어 있다.

Z축 이동 플레이트(32)의 이면측(후면측)에는 너트부(도시하지 않음)가 마련되어 있고, 이 너트부에는, Z축 가이드 레일(30)에 평행한 Z축 볼나사(34)가 나사 결합되어 있다. Z축 볼나사(34)의 일단부에는 Z축 펄스 모터(36)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(36)로 Z축 볼나사(34)를 회전시키면, Z축 이동 플레이트(32)는 Z축 가이드 레일(30)을 따라 Z축 방향으로 이동한다. Z축 이동 플레이트(32)의 전면측 하부에는 연마 유닛(26)이 고정되어 있다. Z축 이동 플레이트(32)를 Z축 방향으로 이동시키면, 연마 유닛(26)을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.

연마 유닛(26)은, 기단측에 연결된 모터에 의해 회전하는 스핀들(40)과, 상기 스핀들(40)의 선단측에 배치된 마운트(42)에 고정 기구(46)에 의해 고정된 연마 휠(44)을 구비한다. 상기 모터는 스핀들 하우징(38) 내에 구비되어 있고, 상기 모터를 작동시키면, 연마 휠(44)이 스핀들(40)의 회전에 따라서 회전한다.

도 2는, 연마 휠(44)의 연마면측을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 연마 휠(44)은, 예컨대, 피가공물(1)의 이면(1b)보다 직경이 큰 펠트지의 우레탄 등으로 형성된 연마 패드(44b)와, 상기 연마 패드(44b)가 고정된 휠 베이스(44a)를 구비한다.

휠 베이스(44a)에는, 연마 패드(44b)가 고정되어 있는 측의 면과는 반대측의 면에 고정 기구(46)가 진입하는 복수의 고정 구멍(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 연마 휠(44)의 휠 베이스(44a)와, 연마 패드(44b)에는, 중앙을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있고, 상기 관통 구멍의 연마 패드(44b)측의 단부가 연마액 공급구(54)가 된다.

도 1에 파선으로 나타내는 바와 같이, 연마 유닛(26)의 내부에는, 상기 연마 유닛(26)을 Z축 방향으로 관통하는 연마액 공급로(50)가 형성되어 있다. 연마액 공급로(50)의 상단측은 연마액 공급원(48)에 접속되어 있고, 피가공물(1)의 연마 시에는, 상기 연마액 공급원(48)으로부터 상기 연마액 공급로(50)를 통해 상기 연마 패드(44b)의 중앙부에 형성된 연마액 공급구(54)(도 2 참조)에 슬러리라고 불리는 연마액이 공급된다.

슬러리는, 지립(유리(遊離) 지립)이 분산된 약액이며, 지립의 재질, 지립의 입경, 분산매의 종류 등은, 피가공물(1)의 재질 등에 따라서 적절하게 선택된다.

지립으로는, 예컨대, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 이산화망간, 세리아, 콜로이달 실리카, 흄드 실리카, 베마이트, 바이어라이트, 다이아몬드 등을 사용할 수 있다. 분산매로는, 예컨대, 아세트산칼륨, 염화칼륨, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 탄산수소나트륨, 이미다졸, 피라졸, 피라진이 용해된 알칼리 수용액을 사용할 수 있다. 다만, 슬러리에 포함되는 부재는 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 첨가제 등이 첨가되어도 좋다.

가공 영역(24)에 위치 부여된 척 테이블(20)에 유지된 피가공물(1)을 연마할 때에는, 연마 패드(44b)를 피가공물(1)의 상측에 배치한다. 그리고, 연마 휠(44)과 척 테이블(20)을 Z축 방향에 따르는 각각의 축의 둘레에 회전시키고, 상기 연마 휠(44)을 하강시켜 연마 패드(44b)를 피가공물(1)에 접촉시킨다. 이 때, 피가공물(1)과 연마 패드(44b)의 사이에 슬러리를 공급하기 위해, 연마액 공급원(48)을 작동시켜 연마액 공급로(50)에 슬러리를 보낸다.

도 5는, 피가공물(1)을 연마하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 피가공물(1)을 연마할 때에는, 예컨대, 척 테이블(20)의 회전수는 300 rpm 정도가 되고, 연마 휠(44)의 회전수는 1000 rpm 정도가 되는 것이 좋다.

연마 패드(44b)의 연마액 공급구(54)가 피가공물(1)에 의해 막히도록 척 테이블(20)의 위치가 미리 조정된다. 그 때문에, 연마액 공급구(54)로부터 공급된 상기 슬러리는 피가공물(1) 상에 머무르게 된다. 연마 패드(44b)와 피가공물(1)을 서로 접촉시키면서 Z축 방향을 따르는 축의 둘레에 회전시키면, 슬러리는 연마 패드(44b)와 피가공물(1)의 피연마면(이면(1b)) 사이에 침입한다.

연마 패드(44b)에 의해 피가공물(1)이 연마되면, 피연마면(이면(1b))으로부터 연마 부스러기가 생긴다. 상기 연마 부스러기는, 슬러리에 흡수되어 연마 패드(44b)의 외측으로 배출된다. 연마 부스러기를 흡수한 슬러리(56)는, 결국 피가공물(1)의 이면(1b)의 외주부에 도달하고, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 낙하한다.

그 후, 일부의 슬러리(56)는, 척 테이블(20)로부터 탈락하여 연마 장치(2)의 베이스(4)의 개구(4a)에 형성된 배수구(4b)로부터 배출된다. 한편, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 낙하한 슬러리의 다른 일부는, 외주부(20b) 상에서 건조되어, 연삭 부스러기와 함께 상기 외주부(20b)에 고착된다. 피가공물(1)의 이면(1b)에서는, 연마에 의해 가공열이 생겨 슬러리의 온도가 비교적 높게 유지되지만, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 낙하한 슬러리의 온도는 급격히 저하되므로 고착이 진행되기 쉽다.

도 6은, 연마된 피가공물(1)을 척 테이블(20)로부터 반출하는 모습을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에는, 고착된 연마 부스러기(9)가 남는다.

연마 장치(2)에서는, 카세트(8a)에 수용된 복수의 피가공물(1)이 차례대로 반출되어 척 테이블(20)에 놓이고, 연마 유닛(26)으로 연마되고, 상기 척 테이블(20)로부터 반출되고, 스피너 세정 장치(52)로 세정되어 카세트(8b)에 수용된다. 그리고, 고착된 연마 부스러기(9)가 외주부(20b)에 남는 유지면(20a)에는, 다음에 연마되는 피가공물(1)이 놓인다.

복수의 피가공물(1)의 연마를 반복하면, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 연마 부스러기(9)가 차례대로 퇴적된다. 그리고, 외주부(20b)에 고착된 연마 부스러기(9)의 양이 증가하면, 새로운 피가공물(1)을 척 테이블(20)에 놓을 때, 피가공물(1)과 유지면(20a) 사이에 연마 부스러기(9)가 들어갈 우려가 있다. 이 경우, 피가공물(1)을 척 테이블(20)로 적절하게 유지할 수 없기 때문에, 연마 유닛(26)으로 피가공물(1)을 적절하게 연마할 수 없게 된다.

예컨대, 연마 부스러기(9)에 물을 분사하여 척 테이블(20)의 유지면(20a)을 세정하는 것이 고려되지만, 단순히 물을 분사하는 것만으로는 세정 효과가 낮아, 연마 부스러기(9)를 제거할 수 없다. 또한, 척 테이블(20)의 유지면(20a)을 기계적으로 연마하는 것도 고려되지만, 유지면(20a)에 고착된 연마 부스러기(9)가 질질 끌려서 유지면(20a)에 상처가 생길 우려가 있다.

따라서, 본 실시형태에 관한 연마 장치(2)에서는, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 연마 부스러기(9)가 고착된 척 테이블(20)을 고압 수증기로 세정한다. 연마 장치(2)는, 예컨대, 피가공물(1)의 반입 반출이 실시되는 반출 반입 영역(22)의 근방에 고압 수증기 분사 유닛(58)이 마련된다.

도 7의 (A)는, 고압 수증기 분사 유닛(58)에 의해 고압 수증기(60)가 분사되는 척 테이블(20)을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 고압 수증기 분사 유닛(58)은, 예컨대, Z축 방향으로 신장된 축부(58a)와, 축부(58a)의 상단으로부터 수평 방향으로 신장된 아암부(58b)와, 아암부(58b)의 선단에 마련된 노즐(58c)을 구비하는 파이프형의 부재이다. 고압 수증기 분사 유닛(58)은, 예컨대, 축부(58a)가 회전함으로써 아암부(58b)가 회전하여, 소정의 위치에 노즐(58c)이 위치 부여되어도 좋다.

축부(58a)의 하단에는, 도시하지 않은 고압 수증기 공급원이 접속되어 있다. 상기 고압 수증기 공급원은, 예컨대, 물을 소정의 온도로 가열하는 가열부(도시하지 않음)를 구비한다. 고압 수증기 분사 유닛(58)은, 예컨대, 105℃ 정도로 가열된 수증기를 0.3 MPa 정도의 압력으로 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 분사한다.

척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)를 세정할 때에는, 예컨대, 척 테이블을 30 rpm 정도의 회전수로 회전시키는 것이 좋다. 그렇게 하면, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 전체 둘레에 걸쳐 고압 수증기(60)가 분사된다.

유지면(20a)의 외주부(20b)에 고착된 연마 부스러기(9)에 고압 수증기(60)가 분사되면, 연마 부스러기(9)가 가열됨과 더불어 물에 노출되므로 연마 부스러기(9)가 연화된다. 그리고, 고압 수증기(60)의 분사를 계속하면, 결국 연마 부스러기(9)가 유지면(20a)의 외주부(20b)로부터 박리되어 제거된다.

또, 고압 수증기 분사 유닛(58)으로부터 고압 수증기(60)를 분사하는 동안, 척 테이블(20)의 유지면(20a)을 형성하는 다공질 부재로부터 물을 분출시키는 것이 좋다. 이 경우, 외주부(20b)로부터 박리된 연마 부스러기(9)가 상기 다공질 부재에 들어가지 않고, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외측으로 배출되기 때문에, 박리된 연마 부스러기(9)가 유지면(20a)에 재부착되는 등의 문제를 억제할 수 있다.

여기서, 고압 수증기 분사 유닛(58)의 노즐(58c)은, 예컨대, 수직 방향(Z축 방향)의 하측을 향해 있는 것이 좋다. 수증기는 분위기 중에서 상승하기 쉬운 경향에 있기 때문에, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 바로 위에서 고압 수증기(60)를 분사하면, 효율적으로 고압 수증기(60)를 연마 부스러기(9)에 작용하기 쉬워진다.

또한, 고압 수증기 분사 유닛(58)의 노즐(58c)은, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)의 피분사 위치에서의 척 테이블(20)의 회전 방향에 대향하도록, Z축 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어져 있어도 좋다. 이 경우, 고압 수증기(60)는, 유지면(9a)의 외주부(9b)에 놓여 회전 이동하는 연마 부스러기(9)에 진행 방향을 거스르는 방향으로부터 분사되기 때문에, 고압 수증기(60)를 강하게 연마 부스러기(9)에 작용하기 쉬워진다. 다만, 본 실시형태에 관한 연마 장치(2)에 있어서, 노즐(58c)의 방향은 이것에 한정되지 않는다.

이상에 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 연마 장치(2)에서는, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고착된 연마 부스러기(9)에 고압 수증기를 분사할 수 있어, 상기 연마 부스러기(9)를 용이하게 제거할 수 있다. 도 7의 (B)는, 유지면(20a)의 외주부(20b)로부터 연마 부스러기(9)가 제거된 척 테이블(20)을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 유지면(20a)이 세정된 척 테이블(20)은 새로운 피가공물(1)을 문제없이 흡인 유지할 수 있기 때문에, 상기 피가공물(1)을 연마 유닛(26)으로 적절하게 연마할 수 있다.

다음으로, 연마 장치(2)로 피가공물(1)을 연마하고, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)를 세정하는 본 실시형태에 관한 연마 방법에 관해 설명한다. 도 8의 (A)는, 본 실시형태에 관한 연마 방법의 각 단계의 흐름을 모식적으로 나타내는 플로우차트이다.

본 실시형태에 관한 연마 방법에서는, 우선, 피가공물(1)을 유지면(20a)에 놓고 척 테이블(20)에 의해 유지하는 유지 단계 S10을 실시한다. 도 3은, 유지 단계 S10을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

유지 단계 S10에서는, X축 이동 테이블(18)을 반출 반입 영역(22)에 위치 부여해 두고, 위치 결정 테이블(12)에서 소정의 위치에 위치 부여된 피가공물(1)을 피가공물 반입 기구(14)에 의해 유지면(20a) 상에 반입한다. 이 때, 보호 테이프(3)가 접착된 피가공물(1)의 표면(1a)을 유지면(20a)으로 향하게 하고, 피연마면이 되는 이면(1b)을 상측으로 향하게 한다. 그리고, 척 테이블(20)의 흡인원을 작동시켜, 척 테이블(20)로 피가공물(1)을 흡인 유지한다. 그리고, X축 이동 테이블(18)을 가공 영역(24)으로 이동시킨다.

다음으로, 척 테이블(20)에 의해 유지된 피가공물(1)에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물(1)을 연마 패드로 연마하는 연마 단계 S20을 실시한다. 도 5는, 연마 단계 S20을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 연마 단계 S20에서는, 척 테이블(20) 및 연마 휠(44)을 각각의 축의 둘레에 회전시킨다. 그리고, 연마액 공급원(48)으로부터 연마액 공급로(50)를 통해 슬러리를 피가공물(1)의 이면(1b)에 공급하면서, 연마 유닛(26)을 하강시켜 연마 패드(44b)를 상기 이면(1b)에 접촉시킨다.

이때, 슬러리가 연마 패드(44b)와 피가공물(1)의 이면(1b) 사이에 들어가고, 피가공물(1)의 이면(1b)측이 연마되어 평탄해진다. 피가공물(1) 등으로부터 생긴 연마 부스러기는, 슬러리에 흡수되어 피가공물(1)의 외주측으로 운반된다. 그리고, 연마 부스러기를 흡수한 슬러리(56)는, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 낙하하고, 일부의 연마 부스러기 등이 외주부(20b)에 고착된다.

다음으로, 연마 단계 S20에서 연마된 피가공물(1)을 척 테이블(20)로부터 반출하는 반출 단계 S30을 실시한다. 반출 단계 S30에서는, X축 이동 테이블(18)을 반출 반입 영역(22)으로 이동시키고, 척 테이블(20)에 의한 피가공물(1)의 흡인 유지를 해제하고, 피가공물(1)을 피가공물 반출 기구(16)로 스피너 세정 장치(52)에 반송한다. 그리고, 스피너 세정 장치(52)로 피가공물(1)을 세정 및 건조하고, 피가공물 반송 로보트(10)로 피가공물(1)을 카세트(8b)에 수용한다.

본 실시형태에 관한 연마 방법에서는, 피가공물(1)을 척 테이블(20)로부터 반출한 후, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 퇴적된 연마 부스러기(9)에 고압 수증기(60)를 분사하여, 상기 연마 부스러기(9)를 제거하는 연마 부스러기 제거 단계 S40을 실시한다. 도 7의 (A)는, 연마 부스러기 제거 단계 S40을 모식적으로 나타내는 사시도이다.

연마 부스러기 제거 단계 S40에서는, 고압 수증기 분사 유닛(58)의 노즐(58c)을 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)로 향하게 한다. 그리고, 노즐(58c)로부터 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고압 수증기(60)를 분출시킨다. 이 때, 소정의 회전 속도로 척 테이블(20)을 회전시킨다. 그렇게 하면, 외주부(20b)에 고착된 연마 부스러기(9)가 가열됨과 더불어 물에 노출되어 연화되고, 더 높은 고압 수증기(60)의 분사에 의해 제거된다.

또한, 연마 부스러기 제거 단계 S40에서는, 유지면(20a)을 구성하는 다공질 부재로부터 물을 분출시킴으로써 유지면(20a)의 외주부(20b)로부터 제거된 연마 부스러기(9)가 상기 다공질 부재에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 도 7의 (B)는, 세정되어 연마 부스러기(9)가 제거된 척 테이블(20)의 사시도가 모식적으로 나타나 있다. 이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 연마 방법에서는, 연마 부스러기(9)를 용이하게 유지면(20a)의 외주부(20b)로부터 제거할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 연마 장치(2)에서는, 척 테이블(20)의 유지면(20a)에 고압 수증기(60)를 분사하는 고압 수증기 분사 유닛(58)이 가공 영역(24)의 근방에 마련되어도 좋다. 그리고, 본 실시형태에 관한 연마 방법에서는, 연마 단계 S20을 실시하는 동안에 연마 부스러기 제거 단계 S40가 실시되어도 좋다. 도 8의 (B)는, 연마 단계 S20에서 연마 부스러기 제거 단계 S40가 실시되는 경우의, 본 실시형태에 관한 연마 방법의 각 단계의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

고압 수증기 분사 유닛(58)이 가공 영역(24)의 근방에 마련되어 있으면, 연마 유닛(26)에 의해 피가공물(1)의 연마가 실시되고 있을 때에, 고압 수증기 분사 유닛(58)으로부터 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고압 수증기(60)를 분사할 수 있다. 이 경우, 외주부(20b)에 도달한 연마 부스러기를 포함하는 슬러리의 온도가 저하되고 건조되어 고착되기 전에, 고압 수증기(60)로 슬러리를 외주부(20b)로부터 제거할 수 있다.

이 경우, 고압 수증기(60)가 연마 패드(44b)와 피가공물(1)의 이면(1b) 사이에 들어가 슬러리의 농도를 저하시킬 우려가 있다. 그러나, 예컨대, 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고압의 물을 분사하는 경우와 비교하여, 고압 수증기 분사 유닛(58)으로부터 척 테이블(20)의 유지면(20a)에 공급되는 물의 양은 매우 소량이다. 그 때문에, 고압 수증기(60)의 분사가 연마에 미치는 영향은 적다.

이 경우, 연마가 완료한 피가공물(1)을 척 테이블(20)로부터 반출한 후, 즉시 새로운 피가공물(1)을 척 테이블(20)에 반입할 수 있기 때문에, 복수의 피가공물(1)을 효율적으로 연마할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 연마 방법에서는, 연마 부스러기 제거 단계 S40은 유지 단계 S10의 전에 실시되어도 좋다. 도 8의 (C)는, 유지 단계 S10의 전에 연마 부스러기 제거 단계 S40을 실시하는 경우의 피가공물의 연마 방법의 각 단계의 흐름을 모식적으로 나타내는 플로우차트이다.

예컨대, 복수의 피가공물(1)을 차례대로 연마 장치(2)로 연마할 때, 새로운 피가공물(1)을 척 테이블(20)에 반입할 때에, 그 전에 연마 유닛(26)으로 연마된 피가공물(1)에 유래하는 연마 부스러기(9)가 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고착되어 있으면 문제가 된다. 따라서, 유지 단계 S10을 실시하기 전에 연마 부스러기 제거 단계 S40이 실시되어 유지면(20a)이 고압 수증기(60)의 분사에 의해 세정되어도 좋다.

즉, 연마 부스러기 제거 단계 S40은, 피가공물(1)을 적절하게 연마하기 위해 미리 실시되는 단계라고 생각할 수도 있다. 또한, 연마 부스러기 제거 단계 S40은, 연마 단계 S20에서 피가공물(1)의 연마에 의해 생겨 유지면(20a)의 외주부(20b)에 고착된 연마 부스러기(9)를 제거하는 단계라고 생각할 수도 있다.

어느 쪽이든, 본 실시형태에 관한 연마 방법은, 피가공물(1)을 적절하게 척 테이블(20)로 유지하여 피가공물(1)을 적절하게 연마한다는 효과를 연마 장치(2)로 연마되는 모든 피가공물(1)에 대하여 발휘하는 것이다. 척 테이블(20)의 교환이나 세정에 관한 공정수도 감소하고, 연마 유닛(26)의 정지 시간이나 감소하기 때문에, 피가공물(1)의 가공 효율도 높아진다.

또, 본 발명은, 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 다양하게 변경하여 실시 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 피가공물(1)을 연마하는 연마 장치(2)에 의해 피가공물(1)이 연마되는 경우에 관해 설명했지만, 본 발명의 일양태는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 연마 장치(2)는, 피가공물(1)을 연마하는 연마 유닛(26)에 더해, 피가공물(1)을 연삭하는 연삭 유닛(도시하지 않음)을 가져도 좋다. 그리고, 척 테이블(20)에 의해 유지된 피가공물(1)이 상기 연삭 유닛으로 연삭되고, 그 후에 연마 유닛(26)으로 연마되어도 좋다.

이 경우, 척 테이블(20)의 유지면(20a)의 외주부(20b)에는, 연마 부스러기(9)에 더해 연삭 부스러기도 퇴적되게 된다. 이 경우에도, 고압 수증기 분사 유닛(58)으로부터 상기 외주부(20b)에 고압 수증기를 분출하면, 연마 부스러기(9)와 함께 연삭 부스러기를 제거할 수 있다. 따라서, 척 테이블(20)에 새로운 피가공물(1)을 놓을 때, 연마 부스러기(9) 및 연삭 부스러기가 척 테이블(20)에 의한 상기 피가공물(1)의 적절한 유지를 방해하지는 않는다.

기타, 상기 실시형태에 관한 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적으로 하는 범위를 일탈하지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.

1 : 피가공물
1a : 표면
1b : 이면
3 : 보호 테이프
5 : 분할 예정 라인
7 : 디바이스
9 : 연마 부스러기
2 : 연마 장치
4 : 베이스
4a : 개구
4b : 배수구
6a, 6b : 카세트 배치대
8a, 8b : 카세트
10 : 피가공물 반송 로보트
12 : 위치 결정 테이블
14 : 피가공물 반입 기구(로딩 아암)
16 : 피가공물 반출 기구(언로딩 아암)
18 : X축 이동 테이블
20 : 척 테이블
20a : 유지면
22 : 반출 반입 영역
24 : 가공 영역
26 : 연마 유닛
28 : 지지부
30 : Z축 가이드 레일
32 : Z축 이동 플레이트
34 : Z축 볼나사
36 : Z축 펄스 모터
38 : 스핀들 하우징
40 : 스핀들
42 : 마운트
44 : 연마 휠
44a : 휠 베이스
44b : 연마 패드
46 : 고정 기구
48 : 연마액 공급원
50 : 연마액 공급로
52 : 스피너 세정 장치
54 : 연마액 공급구
56 : 슬러리
58 : 고압 수증기 분사 유닛
58a : 축부
58b : 아암부
58c : 노즐

Claims (2)

1. 피가공물을 연마하는 연마 장치로서,
   유지면을 가지며, 상기 유지면에 놓인 상기 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과,
   상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마하는 연마 유닛과,
   상기 척 테이블의 상기 유지면에 고압 수증기를 분사하는 노즐을 구비한 고압 수증기 분사 유닛을 포함하고,
   상기 유지면의 외주부에 퇴적된 연마 부스러기에 상기 고압 수증기 분사 유닛으로부터 고압 수증기를 분사하여 상기 연마 부스러기를 상기 유지면으로부터 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
2. 유지면에 놓인 피가공물을 흡인 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 연마 패드로 연마하는 연마 유닛을 구비한 연마 장치를 이용한 연마 방법으로서,
   상기 피가공물을 상기 유지면에 놓고 상기 척 테이블에 의해 유지하는 유지 단계와,
   상기 척 테이블에 의해 유지된 상기 피가공물에 슬러리를 공급하면서 상기 피가공물을 상기 연마 패드로 연마하는 연마 단계와,
   상기 연마 단계에서 연마된 상기 피가공물을 상기 척 테이블로부터 반출하는 반출 단계와,
   상기 척 테이블의 상기 유지면의 외주부에 퇴적된 연마 부스러기에 고압 수증기를 분사하여, 상기 연마 부스러기를 제거하는 연마 부스러기 제거 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.

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