KR20220156752A - 가공 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 종래의 가공 장치에 비해 가공 후의 웨이퍼의 두께의 편차를 억제할 수 있는 가공 장치를 제공한다.
(해결 수단) 가공 장치로서, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과, 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과, 웨이퍼에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛을 포함하고, 유지 유닛은, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 척 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 구비하고, 척 테이블은, 웨이퍼를 흡착하는 흡착면을 구비한 포러스 플레이트와, 흡착면 이외를 둘러싸는 프레임과, 프레임의 내부에 형성되고 냉각수를 확산시키는 냉각 수로와, 프레임에 형성되고 포러스 플레이트의 흡착면에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍과, 프레임에 형성되고 척 테이블을 상기 테이블 베이스에 고정하는 볼트 구멍을 구비하고, 테이블 베이스는, 프레임의 하면측이 재치되는 재치면과, 재치면에 형성되고 프레임을 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍과, 냉각 수로에 연통되고 냉각 수로에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍을 구비한다.

Description

가공 장치{PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과, 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과, 웨이퍼에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛을 적어도 구비한 가공 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 이면이 연삭되어 원하는 두께로 가공된 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되어, 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

연삭 장치는, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과, 그 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 지석을 환형으로 구비한 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과, 웨이퍼에 가공액으로서 연삭수를 공급하는 가공액 공급 유닛을 적어도 구비하고 있어, 웨이퍼를 원하는 두께로 가공할 수 있다(예를 들어 특허문헌 1 을 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2005-153090호

또한, 상기의 특허문헌 1에 개시된 가공 장치에서는, 웨이퍼의 이면에 유리(遊離) 지립을 가공액으로서 공급하고 연마 패드에 의해 웨이퍼의 이면을 경면으로 가공할 수 있다. 그리고, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛은, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 구비하고, 상기 척 테이블은, 웨이퍼를 흡착하는 흡착면을 구비한 포러스 플레이트와, 상기 흡착면 이외를 둘러싸는 프레임과, 그 프레임의 저면에 형성되고 상기 포러스 플레이트의 흡착면에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍과, 상기 프레임에 형성되고 상기 테이블 베이스에 고정하는 볼트 구멍을 포함하여 구성되어 있어, 웨이퍼를 흡인 유지할 수 있는 구성으로 되어 있다.

그런데, 상기 가공 장치에 있어서 웨이퍼를 가공하는 경우, 미리 척 테이블의 유지면을 연삭 장치의 가공 유닛에 의해 연삭하고, 척 테이블의 유지면의 형상과, 그 척 테이블에 재치되어 유지되는 웨이퍼의 연삭면의 형상이 동일해지도록 하여, 웨이퍼의 두께를 전역에 있어서 균일해지도록 하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 척 테이블의 유지면을 정돈하여 웨이퍼를 연삭, 또는 연마하는 가공을 실시해도, 가공 후의 웨이퍼 두께를 계측하면, 미소한 두께 편차(예를 들어 2∼3㎛ 정도)가 발생하는 것이 판명되었다. 이러한 미소한 편차는, 근년과 같이 웨이퍼의 두께가 매우 얇아지고 있는 경우, 큰 문제가 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 가공 장치에 비해 가공 후의 웨이퍼의 두께의 편차를 억제할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 가공 장치로서, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과, 그 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과, 웨이퍼에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛을 포함하고, 상기 유지 유닛은, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 구비하고, 상기 척 테이블은, 웨이퍼를 흡착하는 흡착면을 구비한 포러스 플레이트와, 상기 흡착면 이외를 둘러싸는 프레임과, 상기 프레임의 내부에 형성되고 냉각수를 확산시키는 냉각 수로와, 상기 프레임에 형성되고 상기 포러스 플레이트의 상기 흡착면에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍과, 상기 프레임에 형성되고 상기 척 테이블을 상기 테이블 베이스에 고정하는 볼트 구멍을 구비하고, 상기 테이블 베이스는, 상기 프레임의 하면측이 재치되는 재치면과, 상기 재치면에 형성되고 상기 프레임을 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍과, 상기 냉각 수로에 연통되고 상기 냉각 수로에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍을 구비한 가공 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍은, 상기 프레임의 상기 포러스 플레이트가 재치되는 플레이트 재치면에 형성되고, 상기 테이블 베이스의 상기 재치면에는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍에 연통됨과 함께, 상기 프레임 흡인 구멍과는 독립적으로 흡인력을 전달하는 연통 구멍이 형성된다. 또한, 바람직하게는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍은, 상기 프레임의 측면에 형성되고, 상기 테이블 베이스의 측면에는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍에 연통됨과 함께, 상기 프레임 흡인 구멍과는 독립적으로 흡인력을 전달하는 연통 구멍이 형성된다.

본 발명의 일 측면에 관련된 가공 장치는, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과, 그 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과, 웨이퍼에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛을 적어도 구비한 가공 장치로서, 상기 유지 유닛은, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 포함하고, 상기 척 테이블은, 웨이퍼를 흡착하는 흡착면을 구비한 포러스 플레이트와, 상기 흡착면 이외를 둘러싸는 프레임과, 그 프레임의 내부에 형성되고 냉각수를 확산시키는 냉각 수로와, 상기 프레임에 형성되고 상기 포러스 플레이트의 흡착면에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍과, 상기 프레임에 형성되고 척 테이블을 상기 테이블 베이스에 고정하는 볼트 구멍을 포함하여 구성되고, 상기 테이블 베이스는, 상기 프레임의 하면측이 재치되는 재치면과, 상기 재치면에 형성되고 상기 프레임을 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍과, 상기 냉각 수로에 연통되고 상기 냉각 수로에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍을 구비하고 있기 때문에, 척 테이블의 포러스 플레이트의 흡착면을 연삭할 때, 및 웨이퍼를 연삭할 때의 어느 경우에 있어서도, 척 테이블의 프레임의 전역이 테이블 베이스 상에 확실하게 고정됨과 함께, 냉각수에 의해 소정의 온도로 유지된 상태에서, 가공 유닛에 의한 연삭이 실시된다. 따라서, 척 테이블의 유지면, 즉, 포러스 플레이트의 흡착면의 형상과, 웨이퍼의 연삭면의 형상이 실질적으로 일치하여, 연삭 후에 생기는 웨이퍼의 두께 편차가 억제된다.

도 1은, 제1 실시형태의 연삭 장치의 전체 사시도이다.
도 2(a)는, 도 1에 도시하는 연삭 장치의 유지 유닛을 구성하는 척 테이블 및 테이블 베이스의 사시도이며, 도 2(b)는, 척 테이블의 분해 사시도이다.
도 3은, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시하는 유지 유닛을 구성하는 하부 프레임의 평면도이다.
도 4(a)는, 도 1의 연삭 장치에 장착되는 유지 유닛의 사시도이고, 도 4(b)는, 도 4(a)에 도시하는 유지 유닛의 일부 개략 단면도이다.
도 5는, 유지 유닛의 흡착면을 연삭하는 양태를 도시하는 사시도이다.
도 6은, 도 1에 도시하는 연삭 장치에 의해 웨이퍼의 이면을 연삭하는 양태를 도시하는 사시도이다.
도 7(a)는, 제2 실시형태의 유지 유닛을 구성하는 척 테이블 및 테이블 베이스의 사시도이고, 도 7(b)는, 척 테이블의 분해 사시도이다.
도 8(a)는, 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시하는 유지 유닛의 사시도이고, 도 8(b)는, 도 8(a)에 도시하는 유지 유닛의 일부 개략 단면도이다.

본 발명의 발명자는, 가공 후의 웨이퍼의 미소한 두께 편차의 원인에 대해 예의 검토한 결과, 종래의 연삭 장치에 있어서는, 척 테이블의 유지면을 연삭 가공할 때와, 척 테이블의 유지면에 웨이퍼를 흡인 유지하여 가공할 때에, 척 테이블을 구성하는 프레임의 형태가 약간 상이한 것이 판명하고, 결과적으로, 웨이퍼의 두께에 편차가 발생하는 것을 알아내었다.

그리고, 척 테이블의 유지면을 연삭 가공할 때와, 척 테이블의 유지면에 웨이퍼를 흡인 유지하여 가공할 때에, 척 테이블을 구성하는 프레임의 형태를 가능한 한 변동시키지 않도록 함으로써, 상술한 과제를 해결할 수 있다고 생각하여, 본 발명을 완성시켰다. 이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 가공 장치에 대해, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1에는, 본 발명에 기초하여 구성되는 가공 장치의 제1 실시형태로서 예시되는 연삭 장치(1)의 전체 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 도시하는 연삭 장치(1)는, 본 실시형태의 피가공물인 판형의 웨이퍼(10)를 흡인 유지하는 유지 유닛(3)과, 상기 유지 유닛(3) 및 유지 유닛(3)에 흡인 유지된 웨이퍼(10)를 연삭하는 가공 유닛으로서의 연삭 유닛(4)과, 웨이퍼(10)에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛(5)을 구비하고 있다.

연삭 장치(1)는, 장치 하우징(2)을 구비하고 있다. 장치 하우징(2)은 대략 직방체 형상의 본체부(21)와, 본체부(21)의 후단부에 설치되고 상하 방향으로 세워 설치된 직립벽(22)을 갖고 있다.

유지 유닛(3)은 본체부(21)에 배치되고, 이 유지 유닛(3)의 화살표(X)로 나타내는 X축 방향의 양측에는, 벨로우즈 형상의 커버(6a, 6b)가 배치되어 있다. 본체부(21)의 내부에는, 유지 유닛(3)을 X축 방향으로 이동시키는 이동 기구(도시는 생략함)가 수용되어 있다. 상기 이동 기구를 작동시킴으로써, 벨로우즈 형상의 커버(6a, 6b)를 신축, 신장시킴과 함께, 유지 유닛(3)을, 미가공의 웨이퍼(10)를 척 테이블(32) 상에 재치하는 도면 중 앞쪽의 반출입 영역과, 연삭 유닛(4)의 바로 아래에서 가공이 실시되는 도면 중 안쪽의 가공 영역 사이에서 이동시킬 수 있다.

도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면서, 본 실시형태의 유지 유닛(3)에 대해, 더욱 구체적으로 설명한다. 유지 유닛(3)은, 척 테이블(32)과, 척 테이블(32)을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스(34)를 적어도 포함하고 있다. 척 테이블(32)은, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(10)를 흡착하는 흡착면(321a)을 구비한 포러스 플레이트(321)와, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a) 이외, 즉 측면(321b) 및 흡착면(321a)의 반대측의 이면(321c)을 둘러싸는 프레임(320)을 구비하고 있다.

프레임(320)은, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 상부 프레임(322)과 하부 프레임(323)으로 분해된다. 상부 프레임(322)은, 프레임 상면(322a)과, 측면을 구성하는 측벽(322h)과, 포러스 플레이트(321)의 이면(321c)이 재치되는 플레이트 재치면(322b)과, 플레이트 재치면(322b)과 하면(322g)을 관통하도록 형성되고 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 흡인력(부압)을 전달하는 복수의 웨이퍼 흡인 구멍(322c)(본 실시형태에서는 2개)과, 측벽(322h)을 따라 형성된 외주 단차부(322d)와, 외주 단차부(322d)에 형성되고 프레임(320)을 테이블 베이스(34)에 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(322e)을 포함하여 구성되어 있다.

플레이트 재치면(322b)에 개구되는 복수의 웨이퍼 흡인 구멍(322c)은, 환형 홈(322f)에 의해 연결되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 볼트 구멍(322e)은, 외주 단차부(322d)에 균등한 간격으로 4개(도 2에서는 3개만 도시되어 있음) 형성되어 있다. 또한, 상부 프레임(322)의 하면(322g)은, 상기 웨이퍼 흡인 구멍(322c)이 형성된 영역을 제외하고 평탄면이다.

하부 프레임(323)의 표면(323a)에는, 소정의 깊이를 갖는 오목부로부터 형성된 냉각 수로(323b)가 형성되어 있다. 하부 프레임(323)의 중심측의 소정 영역에는, 상하로 관통하고, 도시를 생략하는 냉각수 공급원으로부터 냉각 수로(323b)에 냉각수를 공급하는 복수의 냉각수 공급 구멍(323c)(본 실시형태에서는 2개)이 형성되어 있다.

또한, 하부 프레임(323)의 표면(323a)의 냉각 수로(323b)가 형성되어 있지 않은 영역에 있어서, 상부 프레임(322)의 웨이퍼 흡인 구멍(322c)에 대응하는 위치에, 상하로 관통하여 부압을 전달하는 관통 구멍(323e)이 형성되어 있다. 또한, 하부 프레임(323)의 외주 영역에는, 상부 프레임(322)에 형성된 볼트 구멍(322e)에 대응하는 위치에, 볼트 구멍(323f)이 형성되어 있다. 하부 프레임(323)의 하면(323g)은, 상기한 냉각수 공급 구멍(323c), 관통 구멍(323e) 등이 형성된 영역을 제외하고 평탄면으로 형성되어 있다. 상부 프레임(322)과 하부 프레임(323)을 합쳐 일체로 함으로써, 프레임(320)의 내부에 냉각 수로(323b)가 형성되고, 또한, 냉각 수로(323b)의 외주 단부에, 냉각수 분출 구멍(323d)이 형성된다.

본 실시형태의 포러스 플레이트(321)는, 예를 들어 통기성을 갖는 포러스 세라믹스로 형성되지만, 연삭 가능하고 통기성을 갖는 그 밖의 재질, 예를 들어, 경석, 수지제 또는 금속제의 입상물의 집합재로 성형하는 것도 가능하며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 2(a)에 도시된 바와 같이, 테이블 베이스(34)는, 프레임(320)이 재치되는 재치면(341)과, 재치면(341)에 형성되고 도시하지 않은 흡인원으로부터 프레임(320)을 구성하는 하부 프레임(323)의 하면(323g)을 흡인하는 부압을 전달하는 프레임 흡인 구멍(342)과, 상기 하부 프레임(323)의 냉각수 공급 구멍(323c)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍(343)과, 척 테이블(32)의 상부 프레임(322)에 형성된 웨이퍼 흡인 구멍(322)에 연통됨과 함께 상기한 프레임 흡인 구멍(342)과는 독립된 경로로 도시되지 않은 흡인원에 접속되는 제1 연통 구멍(344)으로 적어도 구성된다.

본 실시형태에서는, 재치면(341)에는, 프레임 흡인 구멍(342)을 둘러싸는 확경부(342a)와, 복수의 냉각수 공급 구멍(343)을 연결하는 환형 홈(343a)과, 복수의 제1 연통 구멍(344)을 연결하는 환형 홈(344a)이 형성되어 있다.

도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 프레임 흡인 구멍(342)은, 테이블 베이스(34)의 재치면(341)의 중앙 영역에 형성되고, 테이블 베이스(34)의 재치면(341)의 외주연부에는, 상기한 척 테이블(32)의 상부 프레임(322)의 볼트 구멍(322e) 및 하부 프레임(323)의 볼트 구멍(323f)에 대응하는 위치에 볼트 체결 구멍(345)이 형성되어 있다.

도 3에는, 하부 프레임(323)의 평면도가 도시되어 있다. 도 3 등으로부터 이해되는 바와 같이, 냉각 수로(323b)는, 하부 프레임(323)의 표면(323a)의 전역에 걸쳐 형성되어 있고, 테이블 베이스(34)의 냉각수 공급 구멍(343) 및 하부 프레임(323)의 냉각수 공급 구멍(323c)을 통해 공급되는 냉각수를, 프레임(320)의 내부 전역에 확산시켜, 냉각수 분출 구멍(323d)으로부터 배출한다. 또한, 본 실시형태에서는, 프레임(320)을, 상부 프레임(322)과 하부 프레임(323)으로 분할해서 구성했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 프레임(320)을 일체 성형해서 해당 프레임(320)의 내부에 냉각 수로를 형성하는 것이어도 좋다.

척 테이블(32)과, 테이블 베이스(34)는, 척 테이블(32)의 프레임(320)에 형성된 볼트 구멍(322e, 323f)을 통해 체결용의 볼트(8)를 삽입하여 테이블 베이스(34)의 볼트 체결 구멍(345)에 체결함으로써 일체로 된다.

도 4(a)에는, 척 테이블(32)을 테이블 베이스(34) 상에 재치하여, 볼트(8)에 의해 일체로 된 유지 유닛(3)(도 2를 참조)의 사시도를 도시하고, 도 4(b)에는, 도 4(a)에 도시하는 유지 유닛(3)의 내부 구조에 관해 설명하기 위한 일부 개략 단면도를 도시하고 있다. 또한, 도 4(b)는, 도 4(a)에 도시하는 유지 유닛(3)의 실제의 단면도가 아니며, 실제로는 상이한 단면에 나타나는 복수의 경로를, 설명의 사정에 따라 함께 기재한 것이다.

도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 테이블 베이스(34)는, 프레임(320)을 재치하는 재치면(341)에 형성된 프레임 흡인 구멍(342)에 흡인력을 전달하는 제1 흡인 경로(346)를 구비하고 있고, 도시하지 않는 흡인원을 작동시킴으로써, 유지 유닛(3)에 웨이퍼(10)를 유지하지 않는 경우라도, 유지 유닛(3)의 프레임(320)을 구성하는 하부 프레임(323)의 하면(323g)에 제1 흡인력(부압)(Vm1)을 작용시켜, 하부 프레임(323)을 흡인할 수 있다. 또한, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a) 상에 웨이퍼(10)를 재치하여 흡인 유지하는 경우는, 테이블 베이스(34)에 형성된 제1 연통 구멍(344), 하부 프레임(323)의 관통 구멍(323e), 및 상기한 상부 프레임(322)의 웨이퍼 흡인 구멍(322c)을 통해 제2 흡인력(부압)(Vm2)을 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 전달하여 웨이퍼(10)를 흡인 유지할 수 있다. 그리고, 프레임 흡인 구멍(342)과, 제1 연통 구멍(344)은, 독립된 흡인 경로로 도시되지 않은 흡인원에 접속되어 있고, 척 테이블(32)에 웨이퍼(10)를 흡인 유지하지 않는 경우에도, 프레임(320)만을 테이블 베이스(34)에 끌어당겨 흡인 유지시킬 수 있다.

도 1로 되돌아가 설명을 계속하면, 연삭 유닛(4)은, 직립벽(22)의 전면(前面)에 배치된다. 연삭 유닛(4)은, 이동 베이스(41)와 이동 베이스(41)에 장착된 스핀들 유닛(42)을 구비하고 있다. 이동 베이스(41)는, 후면측에서, 장치 하우징(2)의 직립벽(22)에 배치된 한 쌍의 안내 레일(221, 221)과 계합하고, 안내 레일(221, 221)에 대하여 Z축 방향(상하 방향)으로 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다.　

스핀들 유닛(42)은, 이동 베이스(41)와 일체로 형성된 지지부(413)에 지지된 스핀들 하우징(421)과, 스핀들 하우징(421)에 회전 가능하게 유지된 회전 스핀들(422)과, 회전 스핀들(422)을 회전 구동하기 위한 회전 구동 수단으로서 배치된 서보 모터(423)를 구비하고 있다. 회전 스핀들(422)의 하단부는, 스핀들 하우징(421)의 하단측으로 돌출되어 있고, 그 하단에는 마운터(424)가 설치되어 있다. 마운터(424)의 하면에 연삭 휠(425)이 장착되고, 연삭 휠(425)의 하면에는, 복수의 연삭 지석(426)이 환형으로 배치되어 있다(도 5도 함께 참조).

도 1에 도시하는 연삭 장치(1)는, 상기한 연삭 유닛(4)을 상기 한 쌍의 안내 레일(221, 221)을 따라 상하 방향(후술하는 척 테이블의 유지면과 수직인 방향)으로 이동시키는 연삭 이송 기구(7)를 구비하고 있다.

이 연삭 이송 기구(7)는, 직립벽(22)의 전면측에 배치되고 상하 방향으로 연장되는 수나사 로드(71)를 구비하고 있다. 이 수나사 로드(71)는, 그 상단부 및 하단부가 직립벽(22)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 수나사 로드(71)의 상측 단부에는 수나사 로드(71)를 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 펄스 모터(72)가 배치되어 있고, 이 펄스 모터(72)의 출력축이 수나사 로드(71)에 연결되어 있다. 이동 베이스(41)의 후면에는, 나사 연결부(도시는 생략함)가 형성되어 있고, 상기 연결부에는 상하 방향으로 연장되는 암나사 구멍이 형성되어 있고, 이 암나사 구멍에 상기 수나사 로드(71)가 나사 결합된다. 이러한 연삭 이송 기구(7)는, 펄스 모터(72)를 정회전시켜 이동 베이스(41)와 함께 연삭 유닛(4)을 하강시키고, 펄스 모터(74)를 역회전시켜 이동 베이스(41)와 함께 연삭 유닛(4)을 상승시킬 수 있다.

연삭 장치(1)에는, 유지 유닛(3) 상에서 연삭되는 피가공물에 연삭수 등의 가공액(L)을 공급하는 가공액 공급 유닛(5)이 배치되어 있다. 가공액 공급 유닛(5)은, 가공액(L)을 저류하고 압송 펌프를 구비한 가공액 탱크(51)와, 가공액 탱크(51)와 연삭 유닛(4)을 접속하는 가공액 공급로(52)와, 가공액 공급로(52) 상에 배치되고, 가공액 공급로(52)의 개폐를 실시하는 개폐 밸브(53)를 구비하고 있다. 가공액 탱크(51)의 압송 펌프를 작동하여, 개폐 밸브(53)를 개방으로 함으로써, 연삭 유닛(4)을 통해 가공액(L)을 가공 영역에 공급할 수 있다.

본 실시형태의 연삭 장치(1)는, 대략 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고, 그 기능, 작용에 대해서, 이하에 설명한다.

상기한 바와 같이, 연삭 장치(1)에 있어서 웨이퍼(10)를 연삭 가공할 때에는, 웨이퍼(10)를 가공하기 전에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(32)의 유지면, 즉, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)을 연삭 유닛(4)에 의해 연삭한다. 상기 연삭을 실시할 때에, 우선, 도 4(b)에 기초하여 설명한 바와 같이, 도시하지 않는 흡인원을 작동시킴으로써, 프레임(320)을 구성하는 하부 프레임(323)의 하면(323g)에 제1 흡인력(부압)(Vm1)을 작용시켜, 프레임(320)을 흡인하여 끌어당긴다. 이 때, 척 테이블(32)의 흡착면(321a)에는 웨이퍼(10)가 재치되지 않기 때문에, 테이블 베이스(34)에 형성된 제1 연통 구멍(344) 및 프레임(320)의 웨이퍼 흡인 구멍(322c), 관통 구멍(323e)을 통해 제2 흡인력(부압)(Vm2)을 전달할 필요는 없다.

이어서, 도시하지 않은 이동 기구를 작동하여, 척 테이블(32)을 연삭 유닛(4)의 하방의 가공 영역, 즉 도 5에 도시하는 바와 같이, 척 테이블(32)의 회전 중심을 연삭 유닛(4)의 연삭 지석(426)이 통과하는 위치에 위치시킨다. 이어서, 연삭 유닛(4)의 회전 스핀들(422)을 화살표(R1)로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도(예컨대 4000rpm)로 회전시킴과 함께, 척 테이블(32)을 도시하지 않는 회전 구동 수단을 작동하여, 화살표(R2)로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도(예컨대 300rpm)로 회전시킨다. 이 때, 상기한 냉각수 공급원을 작동하여, 테이블 베이스(34)의 냉각수 공급 구멍(343)을 통해 프레임(320)의 내부에 형성된 냉각 수로(323b)에 냉각수(W)를 공급한다.

이어서, 상기한 연삭 이송 기구(7)를 작동하여, 연삭 유닛(4)을 화살표(R3)로 나타내는 방향으로 하강시켜, 척 테이블(32)의 흡착면(321a)에 상기한 가공액(L)(연삭수)을 공급하면서, 연삭 휠(425)의 하면에 배치된 연삭 지석(426)을 척 테이블(32)의 포러스 플레이트(321)에 접촉시켜, 소정의 하강 속도(예컨대 0.1 ㎛/초)로 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)을 연삭한다.

그 연삭을 실시하고 있는 동안, 상기의 냉각수 공급원의 작동이 계속되어, 프레임(320)의 내부에 형성된 냉각 수로(323b) 내를 냉각수(W)가 흘러 냉각수 분출 구멍(323d)으로부터 배출되어, 프레임(320)이 소정의 온도가 되도록 냉각된다. 그리고, 소정 시간, 또는 소정량의 연삭이 실시되어, 척 테이블(32)의 유지면, 즉, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a) 및 상부 프레임(322)의 프레임 상면(322a)이 연삭되었다면, 연삭 이송 기구(7)를 정지하고, 그 후, 소정 시간의 공운전을 실시함으로써 연삭 가공이 완료된다.

또한, 척 테이블(32)의 유지면에 대한 가공액(L)의 공급은, 상기한 가공액 공급 유닛(5)을 사용하여 실시함과 함께, 웨이퍼 흡인 구멍(322c)을 이용하여, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)으로부터도 분출시키도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 척 테이블(32)의 흡착면(321a)이 연삭된 후, 도 6에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(10)에 대한 연삭 가공을 실시한다. 또한, 척 테이블(32)의 흡착면(321a)의 연삭은, 웨이퍼(10)의 연삭마다 실시되는 것이 아니라, 예컨대, 1일에 1회 정도 실시된다.

도면 중 좌측에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(10)는, 복수의 디바이스(12)가 분할 예정 라인(14)에 의해 구획되어 표면(10a)에 형성된 것이고, 웨이퍼(10)의 표면(10a)에 보호 테이프(T)가 첩착되어 일체로 되어 있다. 이 웨이퍼(10)를 반전시켜, 이면(10b)측을 상방으로, 보호 테이프(T)를 하방으로 향하게 하여, 반출입 영역으로 이동한 척 테이블(32) 상에 재치한다.

웨이퍼(10)의 이면(10b)에 대한 연삭 가공을 실시할 때에, 우선, 도 4(b)에 기초하여 설명한 바와 같이, 도시하지 않는 흡인원을 작동함으로써, 프레임(320)의 하부 프레임(323)의 하면(323g)에 제1 흡인력(부압)(Vm1)을 작용시켜, 프레임(320)을 흡인하여 끌어당긴다. 또한, 테이블 베이스(34)에 형성된 제1 연통 구멍(344) 및 상부 프레임(322)의 웨이퍼 흡인 구멍(322c)을 통해 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 제2 흡인력(부압)(Vm2)을 전달하여, 척 테이블(32)의 흡착면(321a)에 웨이퍼(10)를 흡인 유지한다.

이어서, 도시하지 않은 이동 기구를 작동하여, 척 테이블(32)을 연삭 유닛(4)의 하방의 가공 영역, 즉, 웨이퍼(10)가 흡인 유지된 척 테이블(32)의 회전 중심을 연삭 유닛(4)의 연삭 지석(426)이 통과하는 위치에 위치시킨다. 이어서, 연삭 유닛(4)의 회전 스핀들(422)을 화살표(R4)로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도(예를 들어 4000rpm)로 회전시킴과 함께, 척 테이블(32)을 도시되지 않은 회전 구동 수단을 작동하여, 화살표(R5)로 나타내는 방향으로 소정의 회전 속도(예를 들어 300rpm)로 회전시킨다. 이 때, 상기한 냉각수 공급원을 작동하여, 테이블 베이스(34)의 냉각수 공급 구멍(343)을 통해 프레임(320)의 내부에 형성된 냉각 수로(323b)에 냉각수(W)를 공급한다.

이어서, 가공액 공급 유닛(5)을 작동시키면서 가공액(L)(연삭수)을 공급하고, 상기한 연삭 이송 기구(7)를 작동하여, 연삭 유닛(4)을 화살표(R6)로 나타내는 방향으로 소정의 하강 속도(예컨대 0.1 ㎛/초)로 하강시켜, 연삭 지석(426)을 웨이퍼(10)의 이면(10b)에 접촉시키고, 도시하지 않는 두께 검출 수단에 의해 웨이퍼(10)의 두께를 검출하면서 원하는 두께까지 연삭한다. 그 연삭을 실시하고 있는 동안, 상기의 냉각수 공급원의 작동이 계속되며, 프레임(320)의 내부에 형성된 냉각 수로(323b) 내를 냉각수(W)가 흘러 냉각수 분출 구멍(323d)으로부터 배출되어, 프레임(320)이 소정의 온도가 되도록 냉각된다. 상기 연삭이 실시되었다면, 연삭 이송 기구(7)를 정지하여 연삭 가공을 완료한다.

상기한 실시형태에 의하면, 척 테이블(32)의 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)을 연삭할 때, 및 웨이퍼(10)를 연삭할 때의 어느 것에 있어서도, 척 테이블(32)의 프레임(320)의 전역이 테이블 베이스(34) 상에 확실하게 고정됨과 함께, 냉각수(W)에 의해 소정의 온도로 유지된 상태에서, 연삭 유닛(4)의 연삭 휠(425)에 의한 연삭이 실시된다. 따라서, 척 테이블(32)의 유지면의 형상과, 웨이퍼(10)의 연삭면의 형상이 실질적으로 일치하여, 연삭 후에 생기는 웨이퍼(10)의 두께 편차의 발생이 억제된다.

또한, 상기한 실시형태에서는, 척 테이블(32)의 유지면을 구성하는 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍(322c)과, 척 테이블(32)의 프레임(320)을 테이블 베이스(34)의 재치면(341)에 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍(342)이 독립적으로 형성되어 있기 때문에, 척 테이블(32)의 포러스 플레이트(321)로부터 흡인되는 연삭 부스러기가 혼입된 가공액(L)이 테이블 베이스(34)의 재치면(341)과 프레임(320)의 사이에 들어가는 것이 회피되어, 상기 연삭 부스러기에 기인하는 웨이퍼(10)의 두께 편차도 억제된다.

또한, 웨이퍼(10)의 이면(10b)을 연삭한 후, 웨이퍼 흡인 구멍(322c)을 이용하여 에어와 물의 혼합 유체를 포러스 플레이트(321)에 공급하여 분출시켜, 웨이퍼(10)를 척 테이블(32)로부터 이반시켜 반출시킬 때에, 웨이퍼 흡인 구멍(322c)에 진입한 연삭 부스러기가 혼입된 가공액(L)도 함께 분출시킬 수 있지만, 웨이퍼 흡인 구멍(322c)과, 프레임 흡인 구멍(342)이 독립되어 있기 때문에, 연삭 부스러기가 혼입된 가공액(L)이 테이블 베이스(34)의 재치면(341)과 프레임(320) 사이에 들어가는 것이 회피되어, 상기와 마찬가지로, 상기 연삭 부스러기에 기인하는 웨이퍼(10)의 두께 편차도 억제된다.

또한, 상기의 가공 장치가, 유리(遊離) 지립을 사용한 웨이퍼의 연마 가공을 실시하는 장치라고 해도, 유리 지립이 테이블 베이스(34)의 재치면(341)에 도달하는 것이 회피되어, 유리 지립에서 기인하는 웨이퍼의 두께 편차도 억제된다. 그리고, 프레임(320)의 내부에 냉각 수로(323b)가 형성되어 있음으로써, 냉각수(W)에 의해 척 테이블(32)을 소정의 온도로 유지할 수 있고, 프레임(320)의 열팽창을 억제하여, 웨이퍼(10)의 두께 편차도 억제된다.

또한, 본 발명은, 상기한 제1 실시형태의 가공 장치에 한정되지 않고, 이하에 설명하는 제2 실시형태라도 좋다. 또한, 도 7(a), 도 7(b), 도 8(a) 및 도 8(b)을 참조하면서 이하에 설명하는 제2 실시형태는, 도 1에 기초하여 설명한 제1 실시형태의 연삭 장치(1)에 대해, 유지 유닛(3')의 구성만이 상이한 것이며, 연삭 장치(1) 전체에 대한 설명을 생략함과 함께, 앞서 설명한 유지 유닛(3)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙이고, 그 동일 구성에 대한 설명은 적당히 생략한다.

도 7(a) 및 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 유지 유닛(3')은, 척 테이블(32')과, 척 테이블(32')을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스(34')를 적어도 포함하고 있다. 척 테이블(32')은, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(10)를 흡착하는 흡착면(321a)을 구비한 포러스 플레이트(321)와, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a) 이외, 즉 측면(321b) 및 흡착면(321a)의 반대측의 이면(321c)을 둘러싸는 프레임(320')을 구비한다.

본 실시형태의 프레임(320')은, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 상부 프레임(322')과 하부 프레임(323)으로 분해된다. 또한, 본 실시형태의 하부 프레임(323)은, 앞서 설명한 상기의 실시형태에 채용된 하부 프레임(323)과 동일한 구성이다. 상부 프레임(322')은, 프레임 상면(322a')을 구비하고 측면을 구성하는 측벽(322h')과, 측벽(322h')에 형성되어 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 흡인력(부압)을 전달하는 복수의 웨이퍼 흡인 구멍(322c')과, 측벽(322h')을 따라 형성된 외주 단차부(322d')와, 외주 단차부(322d')에 형성되어 프레임(320')을 테이블 베이스(34')에 고정하기 위한 복수의 볼트 구멍(322e')을 포함하여 구성되어 있다.

상부 프레임(322')에 있어서, 포러스 플레이트(321)의 이면(321c)이 재치되는 플레이트 재치면(322b')에는, 상부 프레임(322')의 측벽(322h')에 형성된 4개의 웨이퍼 흡인 구멍(322c')을 연결하여 직교하는 2개의 직선홈(322f')이 형성되어 있다. 또한, 상부 프레임(322')의 하면(322g')은 평탄면이다.

도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 테이블 베이스(34')는, 프레임(320')의 포러스 플레이트(321)가 재치되는 플레이트 재치면(322b')과는 반대측의 하면(323g)이 재치되는 재치면(341')과, 도시되지 않은 흡인원을 작동함으로써 프레임(320')을 구성하는 하부 프레임(323)의 하면(323g)을 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍(342')과, 도 7(b)에 도시하는 하부 프레임(323)의 냉각수 공급 구멍(323c)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍(343')과, 상부 프레임(322')에 형성된 웨이퍼 흡인 구멍(322c')에 연통됨과 함께, 상기한 프레임 흡인 구멍(342')과는 독립된 경로로 도시하지 않은 흡인원에 접속되는 테이블 베이스(34')의 측면에 형성된 제2 연통 구멍(344')으로 적어도 구성된다. 본 실시형태의 테이블 베이스(34')의 재치면(341')에는, 프레임 흡인 구멍(342')을 둘러싸는 확경부(342a')와, 복수의 냉각수 공급 구멍(343')을 환형으로 연결하는 환형 홈(343a')이 형성되어 있다.

본 실시형태의 프레임 흡인 구멍(342')은, 테이블 베이스(34')의 재치면(341')의 중앙 영역에 형성되고, 재치면(341')의 외주연부에는, 상기한 척 테이블(32')의 프레임(320')에 형성된 볼트 구멍(322e')과 대응하는 위치에 볼트 체결 구멍(345')이 형성되어 있다.

그리고, 도 7(a) 및 도 7(b)에 더하여, 도 8(a)로부터 이해되는 바와 같이, 척 테이블(32')과, 테이블 베이스(34')는, 척 테이블(32')의 프레임(322')에 형성된 볼트 구멍(322e')을 통해 테이블 베이스(34')의 재치면(341')에 형성된 볼트 체결 구멍(345')에 체결 볼트(8)를 삽입하여 체결함으로써 일체로 되고, 웨이퍼 흡인 구멍(322c')과, 제2 연통 구멍(344')은, 연통로(346)에 의해 연통된다.

또한, 유지 유닛(3')의 일부 개략 단면도를 도시하는 도 8(b)를 참조함으로써 이해되는 바와 같이, 제2 연통 구멍(344')은, 상기한 프레임 흡인 구멍(342')과는 독립된 경로로 도시되지 않은 흡인원에 접속되어 있다. 또한, 도 8(b)에 도시하는 일부 개략 단면도는, 연통로(346)의 연통 구성을 설명하기 위해, 도 4(b)와는 다른 위치의 단면을 조합하여 도시한 것이다.

도 7(a), 도 7(b), 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시하는 제2 실시형태로서 나타낸 유지 유닛(3')에 의하면, 테이블 베이스(34')는, 프레임(320')의 하면(323g)을 재치하는 재치면(341')에 형성된 프레임 흡인 구멍(342')을 구비하고 있으므로, 도시하지 않는 흡인원을 작동함으로써, 프레임(320')의 하면(323g)에 제1 흡인력(부압)(Vm1)을 작용시켜, 프레임(320')을 흡인해서 끌어당길 수 있다. 또한, 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a) 상에 웨이퍼(10)를 재치하여 흡인 유지하는 경우는, 테이블 베이스(34')에 형성된 제2 연통 구멍(344'), 연통로(346), 및 웨이퍼 흡인 구멍(322c')을 통해 제2 흡인력(부압)(Vm2)을 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 전달하여 웨이퍼(10)를 흡인 유지할 수 있다. 또한, 도시를 생략하는 냉각수 공급원을 작동하여, 테이블 베이스(34')의 냉각수 공급 구멍(343')을 통해 프레임(320')의 내부에 형성되는 냉각 수로(323b)에 냉각수(W)를 공급할 수 있다.

도 7(a), 도 7(b), 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시하는 제2 실시형태에서는, 프레임 흡인 구멍(342')과, 제2 연통 구멍(344')이, 독립된 흡인 경로로 흡인원에 연결되어 있으며, 또한, 프레임(320')의 내부에 냉각 수로(323b)를 구비하고 있으므로, 도 2(a), 도 2(b), 도 3, 도 4(a) 및 도 4(b)에 기초하여 설명한 제1 실시형태의 유지 유닛(3)과 동일한 작용효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에 따르면, 프레임(322')에 유지되는 포러스 플레이트(321)의 흡착면(321a)에 전달되는 흡인력(Vm2)은, 테이블 베이스(34')의 재치면(341')을 경유하지 않고, 프레임(322')의 측벽(322h')에 형성된 웨이퍼 흡인 구멍(322c')과, 연통로(346)와, 제2 연통 구멍(344')에 의해 공급되기 때문에, 연삭 부스러기가 혼입된 가공액(L)이 테이블 베이스(34')의 재치면(341')과 프레임(320') 사이에 들어간다고 하는 문제가 보다 확실하게 회피되어, 상기 연삭 부스러기에서 기인하는 웨이퍼(10)의 두께 편차가 더욱 억제된다.

1: 연삭 장치(가공 장치)
2: 장치 하우징
　21: 본체부
　22: 직립벽
3: 척 테이블 기구
　32: 척 테이블
　320: 프레임
　321: 포러스 플레이트
　321a: 흡착면
　321b: 측면
　321c: 이면
　322: 상부 프레임
　322a: 프레임 상면
　322b: 플레이트 재치면
　322c: 웨이퍼 흡인 구멍
　322d: 외주 단차부
　322e: 볼트 구멍
　322f: 환형 홈
　322g: 하면
　322h: 측벽
　323: 하부 프레임
　323a: 표면
　323b: 냉각 수로
　323c: 냉각수 공급 구멍
　323d: 냉각수 분출 구멍
　323e: 관통 구멍
　323f: 볼트 구멍
　323g: 하면
　34: 테이블 베이스
　341: 재치면
　342: 프레임 흡인 구멍
　343: 냉각수 공급 구멍
　344: 제1 연통 구멍
　345: 볼트 체결 구멍
3': 척 테이블 기구
　32': 척 테이블
　320': 프레임
　321: 포러스 플레이트
　321a: 흡착면
　321b: 측면
　321c: 이면
　322': 상부 프레임
　322a': 프레임 상면
　322b': 플레이트 재치면
　322c': 웨이퍼 흡인 구멍
　322d': 외주 단차부
　322e': 볼트 구멍
　322f': 환형 홈
　322g': 하면
　322h': 측벽
　323: 하부 프레임
　323a: 표면
　323b: 냉각 수로
　323c: 냉각수 공급 구멍
　323d: 냉각수 분출 구멍
　323e: 관통 구멍
　323f: 볼트 구멍
　323g: 하면
　34': 테이블 베이스
　341': 재치면
　342': 프레임 흡인 구멍
　343': 냉각수 공급 구멍
　344': 제2 연통 구멍
　345': 볼트 체결 구멍
4: 연삭 유닛
5: 가공액 공급 유닛
6a, 6b: 벨로우즈 형상의 커버
7: 연삭 이송 기구
8: 볼트
10: 웨이퍼

Claims (3)

1. 가공 장치에 있어서,
   웨이퍼를 흡인 유지하는 유지 유닛과,
   상기 유지 유닛에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 가공 유닛과,
   웨이퍼에 가공액을 공급하는 가공액 공급 유닛을 포함하고,
   상기 유지 유닛은,
   웨이퍼를 유지하는 척 테이블과,
   상기 척 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 구비하고,
   상기 척 테이블은,
   웨이퍼를 흡착하는 흡착면을 구비한 포러스 플레이트와,
   상기 흡착면 이외를 둘러싸는 프레임과,
   상기 프레임의 내부에 형성되고 냉각수를 확산시키는 냉각 수로와,
   상기 프레임에 형성되고 상기 포러스 플레이트의 상기 흡착면에 흡인력을 전달하는 웨이퍼 흡인 구멍과,
   상기 프레임에 형성되고 상기 척 테이블을 상기 테이블 베이스에 고정하는 볼트 구멍을 구비하고,
   상기 테이블 베이스는,
   상기 프레임의 하면측이 재치되는 재치면과,
   상기 재치면에 형성되고 상기 프레임을 흡인하여 끌어당기는 프레임 흡인 구멍과,
   상기 냉각 수로에 연통되고 상기 냉각 수로에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 구멍을 구비한 가공 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웨이퍼 흡인 구멍은, 상기 프레임의 상기 포러스 플레이트가 재치되는 플레이트 재치면에 형성되고,
   상기 테이블 베이스의 상기 재치면에는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍에 연통됨과 함께, 상기 프레임 흡인 구멍과는 독립적으로 흡인력을 전달하는 연통 구멍이 형성되는 것인 가공 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 웨이퍼 흡인 구멍은, 상기 프레임의 측면에 형성되고,
   상기 테이블 베이스의 측면에는, 상기 웨이퍼 흡인 구멍에 연통됨과 함께, 상기 프레임 흡인 구멍과는 독립적으로 흡인력을 전달하는 연통 구멍이 형성되는 것인 가공 장치.

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