JP2003229394A - 研磨装置 - Google Patents
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Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加工物の、加工歪を有する被処理面、例え
ば半導体ウエーハ２４の研磨された裏面に研磨焼けが生
じることを確実に防止できる、新規且つ優れた研磨装置
を提供する。 【解決手段】 チャック板９８の裏面の少なくとも中央
領域に冷却液を流動せしめる冷却手段１１３が配設され
ている。
ば半導体ウエーハ２４の研磨された裏面に研磨焼けが生
じることを確実に防止できる、新規且つ優れた研磨装置
を提供する。 【解決手段】 チャック板９８の裏面の少なくとも中央
領域に冷却液を流動せしめる冷却手段１１３が配設され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工物を保持す
るためのチャック手段と．かかるチャック手段上に保持
された被加工物を研磨するための研磨手段とを具備し、
チャック手段は表面に被加工物が載置されるチャック板
を有する研磨装置、特に、それに限定されるものではな
いが、被加工物の、加工歪を有する被処理面を研磨して
加工歪を除去するための研磨装置に関する 。
るためのチャック手段と．かかるチャック手段上に保持
された被加工物を研磨するための研磨手段とを具備し、
チャック手段は表面に被加工物が載置されるチャック板
を有する研磨装置、特に、それに限定されるものではな
いが、被加工物の、加工歪を有する被処理面を研磨して
加工歪を除去するための研磨装置に関する 。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体チップの製造装置におい
ては、半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたスト
リートによって多数の矩形領域を区画し、矩形領域の各
々に半導体回路を配設する。そして、ストリートの各々
に沿って半導体ウエーハを分離することによって矩形領
域の各々を半導体チップにせしめている．半導体チップ
の小型化及び軽量化のために、通常、ストリートの各々
に沿って半導体ウエーハを切断して矩形領域を個々に分
離するに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して半
導体ウエーハの厚さを低減せしめている．或いは、先ダ
イシング様式と称される様式においては、半導体ウエー
ハの表面からストリートに沿って研削加工を加えて所定
深さの溝を形成し、しかる後に半導体ウエーハの裏面か
ら上記溝の底面を越える深さまで研削加工を加え、これ
によって半導体ウエーハの厚さを低減せしめると共に矩
形領域を個々に分離している。研削加工は、一般的に、
ダイヤモンド砥粒をレジンボンドのごとき適宜のボンド
で結合することによって形成され研削部材乃至研削砥石
を有する回転研削工具を半導体ウエーハの裏面に作用せ
しめることによって遂行される。
ては、半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたスト
リートによって多数の矩形領域を区画し、矩形領域の各
々に半導体回路を配設する。そして、ストリートの各々
に沿って半導体ウエーハを分離することによって矩形領
域の各々を半導体チップにせしめている．半導体チップ
の小型化及び軽量化のために、通常、ストリートの各々
に沿って半導体ウエーハを切断して矩形領域を個々に分
離するに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して半
導体ウエーハの厚さを低減せしめている．或いは、先ダ
イシング様式と称される様式においては、半導体ウエー
ハの表面からストリートに沿って研削加工を加えて所定
深さの溝を形成し、しかる後に半導体ウエーハの裏面か
ら上記溝の底面を越える深さまで研削加工を加え、これ
によって半導体ウエーハの厚さを低減せしめると共に矩
形領域を個々に分離している。研削加工は、一般的に、
ダイヤモンド砥粒をレジンボンドのごとき適宜のボンド
で結合することによって形成され研削部材乃至研削砥石
を有する回転研削工具を半導体ウエーハの裏面に作用せ
しめることによって遂行される。
【０００３】而して、半導体ウエーハの裏面に研削加工
を施すと、半導体ウエーハの裏面に加工歪が生成され、
かかる加工歪によって抗折強度が相当低減されてしま
う。そこで、半導体ウエーハの裏面から加工歪を除去し
て抗折強度の低減を回避するために、半導体ウエーハの
研削された裏面を、本出願人の出願にかかる特願２００
１−９３３９７（発明の名称「研磨工具」）に開示され
ている如く、研磨工具、特にフェルトとこのフェルト中
に分散せしめられた砥粒とから構成された研磨部材を有
する研磨工具を使用して乾式研磨することが提案されて
いる。
を施すと、半導体ウエーハの裏面に加工歪が生成され、
かかる加工歪によって抗折強度が相当低減されてしま
う。そこで、半導体ウエーハの裏面から加工歪を除去し
て抗折強度の低減を回避するために、半導体ウエーハの
研削された裏面を、本出願人の出願にかかる特願２００
１−９３３９７（発明の名称「研磨工具」）に開示され
ている如く、研磨工具、特にフェルトとこのフェルト中
に分散せしめられた砥粒とから構成された研磨部材を有
する研磨工具を使用して乾式研磨することが提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然るに、半導体ウエー
ハの研磨された裏面には、特にその中心部分に研磨時に
発生する加工熱に起因して研磨焼けが生じる虞がある。
ハの研磨された裏面には、特にその中心部分に研磨時に
発生する加工熱に起因して研磨焼けが生じる虞がある。
【０００５】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、その主たる技術課題は、被加工物の、加工歪を有
する被処理面、例えば半導体ウエーハの研磨された裏面
に研磨焼けが生じることを確実に防止できる、新規且つ
優れた研磨装置を提供することである。
あり、その主たる技術課題は、被加工物の、加工歪を有
する被処理面、例えば半導体ウエーハの研磨された裏面
に研磨焼けが生じることを確実に防止できる、新規且つ
優れた研磨装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、驚くべきことに、チャック板の裏面の少なくとも
中央領域に冷却液を流動せしめる冷却手段を配設する形
態にすることによって、上記主たる技術的課題を達成す
ることができることを見出した。即ち、本発明によれ
ば、上記主たる技術的課題を達成する研磨装置として、
被加工物を保持するためのチャック手段と．該チャック
手段上に保持された被加工物を研磨するための研磨手段
とを具備し、該チャック手段は表面に被加工物が載置さ
れるチャック板を有する研磨装置において、該チャック
板の裏面の少なくとも中央領域に冷却液を流動せしめる
冷却手段が配設されている、ことを特徴とする研磨装置
が提供される。
結果、驚くべきことに、チャック板の裏面の少なくとも
中央領域に冷却液を流動せしめる冷却手段を配設する形
態にすることによって、上記主たる技術的課題を達成す
ることができることを見出した。即ち、本発明によれ
ば、上記主たる技術的課題を達成する研磨装置として、
被加工物を保持するためのチャック手段と．該チャック
手段上に保持された被加工物を研磨するための研磨手段
とを具備し、該チャック手段は表面に被加工物が載置さ
れるチャック板を有する研磨装置において、該チャック
板の裏面の少なくとも中央領域に冷却液を流動せしめる
冷却手段が配設されている、ことを特徴とする研磨装置
が提供される。
【０００７】好適実施形態においては、該チャック板は
多孔性であり、該チャック板の裏面を真空源に連通せし
めることによって被加工物が該チャック板の表面に吸着
され、該冷却手段は冷却液供給源と該チャック板の裏面
の中央領域を該冷却液供給源に連通せしめる冷却液供給
路とを含み、該チャック板の裏面を該真空源に連通せし
めると、該冷却液供給源から該冷却液供給路を通じて冷
却液が流動せしめられる。好ましくは、該真空源と該チ
ャック板の裏面の周縁領域とを連通せしめる真空吸引路
が配設されており、該冷却液供給源から該冷却液供給路
を通して流動せしめられる冷却液は、該チャック板を通
して該真空吸引路に流入せしめられる。被加工物は半導
体ウエーハであり、該チャック板の表面は平面であるの
が好適である。該研磨手段はフェルトと該フェルト中に
分散せしめられた砥粒とから構成された研磨工具を含
み、該研磨工具が回転せしめられると共に半導体ウエー
ハの片面に押圧され、これによって半導体ウエーハの片
面が研磨されるのが好都合である。
多孔性であり、該チャック板の裏面を真空源に連通せし
めることによって被加工物が該チャック板の表面に吸着
され、該冷却手段は冷却液供給源と該チャック板の裏面
の中央領域を該冷却液供給源に連通せしめる冷却液供給
路とを含み、該チャック板の裏面を該真空源に連通せし
めると、該冷却液供給源から該冷却液供給路を通じて冷
却液が流動せしめられる。好ましくは、該真空源と該チ
ャック板の裏面の周縁領域とを連通せしめる真空吸引路
が配設されており、該冷却液供給源から該冷却液供給路
を通して流動せしめられる冷却液は、該チャック板を通
して該真空吸引路に流入せしめられる。被加工物は半導
体ウエーハであり、該チャック板の表面は平面であるの
が好適である。該研磨手段はフェルトと該フェルト中に
分散せしめられた砥粒とから構成された研磨工具を含
み、該研磨工具が回転せしめられると共に半導体ウエー
ハの片面に押圧され、これによって半導体ウエーハの片
面が研磨されるのが好都合である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
研磨装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照
して、更に詳細に説明する。
研磨装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照
して、更に詳細に説明する。
【０００９】図１には、本発明に従って構成された研磨
装置の好適実施形態が図示されている。図示の研磨装置
は全体を番号２で示すハウジングを具備している。かか
るハウジング２は細長く延在する直方体形状の主部４を
有する。主部４の後端部には実質上鉛直に上方に延びる
直立壁６が配設されている。ハウジング２の主部４にお
ける前半部上には、カセット搬入域８、カセット搬出域
１０、搬送機構１２、仮受手段１４、及び洗浄手段１６
が配設されている。カセット搬入域８上には、複数個の
被加工物を収容したカセット１８が手動で載置される。
装置の好適実施形態が図示されている。図示の研磨装置
は全体を番号２で示すハウジングを具備している。かか
るハウジング２は細長く延在する直方体形状の主部４を
有する。主部４の後端部には実質上鉛直に上方に延びる
直立壁６が配設されている。ハウジング２の主部４にお
ける前半部上には、カセット搬入域８、カセット搬出域
１０、搬送機構１２、仮受手段１４、及び洗浄手段１６
が配設されている。カセット搬入域８上には、複数個の
被加工物を収容したカセット１８が手動で載置される。
【００１０】カセット１８に収容される被加工物は、図
２に図示する如くフレーム２０に装着テープ２２を介し
て装着した半導体ウエーハ２４、或いは図３に図示する
如く支持基板（サブストレート）２６上に装着した半導
体ウエーハ２４でよい。図２において、適宜の金属板或
いは適宜の合成樹脂から形成することができるフレーム
２０にはその中央部に装着開口２８が形成されており、
半導体ウエーハ２４は表裏反転状態、即ち裏面を上方に
向けた状態でフレーム２０の装着開口２８内に位置せし
められている。フレーム２０の下面と半導体ウエーハ２
４の表面即ち下面とに跨って装着テープ２２が接着され
ており、これによってフレーム２０に半導体ウエーハ２
４が装着されている。図3においては、ＰＥＴ等の合成
樹脂、ガラス或いはセラミックスから形成することがで
きる支持基板２６上に半導体ウエーハ２４が表裏反転状
態、即ちその裏面を上方に向けた状態で接着されてい
る。支持基板２６の外形は半導体ウエーハ２４の外形と
実質上同一でよい。装着テープ２２と半導体ウエーハ２
４との接着及び支持基板２６と半導体ウエーハ２４との
接着は、後の剥離の際に加熱或いは紫外線照射等によっ
て接着作用が解消される周知の接着剤を介して遂行され
ているのが好都合である。半導体ウエーハ２４の表面に
は格子状に配列されたストリート（図示していない）に
よって多数の矩形領域が規定されており、かかる矩形領
域の各々に半導体回路（図示していない）が形成されて
いる。半導体ウエーハ２４の厚さを低減せしめるため
に、半導体ウエーハ２４の上方に向けられた裏面には研
削加工が施されており、かかる研削加工に起因して半導
体ウエーハ２４の裏面には加工歪が残留せしめられてい
る。
２に図示する如くフレーム２０に装着テープ２２を介し
て装着した半導体ウエーハ２４、或いは図３に図示する
如く支持基板（サブストレート）２６上に装着した半導
体ウエーハ２４でよい。図２において、適宜の金属板或
いは適宜の合成樹脂から形成することができるフレーム
２０にはその中央部に装着開口２８が形成されており、
半導体ウエーハ２４は表裏反転状態、即ち裏面を上方に
向けた状態でフレーム２０の装着開口２８内に位置せし
められている。フレーム２０の下面と半導体ウエーハ２
４の表面即ち下面とに跨って装着テープ２２が接着され
ており、これによってフレーム２０に半導体ウエーハ２
４が装着されている。図3においては、ＰＥＴ等の合成
樹脂、ガラス或いはセラミックスから形成することがで
きる支持基板２６上に半導体ウエーハ２４が表裏反転状
態、即ちその裏面を上方に向けた状態で接着されてい
る。支持基板２６の外形は半導体ウエーハ２４の外形と
実質上同一でよい。装着テープ２２と半導体ウエーハ２
４との接着及び支持基板２６と半導体ウエーハ２４との
接着は、後の剥離の際に加熱或いは紫外線照射等によっ
て接着作用が解消される周知の接着剤を介して遂行され
ているのが好都合である。半導体ウエーハ２４の表面に
は格子状に配列されたストリート（図示していない）に
よって多数の矩形領域が規定されており、かかる矩形領
域の各々に半導体回路（図示していない）が形成されて
いる。半導体ウエーハ２４の厚さを低減せしめるため
に、半導体ウエーハ２４の上方に向けられた裏面には研
削加工が施されており、かかる研削加工に起因して半導
体ウエーハ２４の裏面には加工歪が残留せしめられてい
る。
【００１１】図１を参照して説明を続けると、カセット
搬出域１０には、後述するとおりにして裏面が研磨され
た被加工物即ち半導体ウエーハ２４を収容するためのカ
セット３０（かかるカセット３０は上記カセット１８と
同一でよい）が載置されている。搬送機構１２はカセッ
ト１８から半導体ウエーハ２４を１枚毎仮受手段１４上
に搬出する。仮受手段１４上に搬出された半導体ウエー
ハ２４は、後に詳述するとおりにしてその裏面が研磨さ
れて加工歪が除去された後に、後述する被加工物搬出手
段によって洗浄手段１６に搬出される。洗浄手段１６に
おいては、半導体ウエーハ２４を高速で回転せしめなが
ら純水でよい洗浄水が半導体ウエーハ２４の裏面に噴射
され、半導体ウエーハ２４の裏面が洗浄され乾燥され
る。しかる後に、洗浄手段１６上の半導体ウエーハ２４
が搬送機構１２によってカセット３０に搬入される。カ
セット搬入域８上のカセット１８に収容されていた半導
体ウエーハ２４が全て搬出されると、空のカセット１８
に代えて複数個の半導体ウエーハ２４を収容した新しい
カセット１８が手動でカセット搬入域８上に載置され
る。カセット搬出域１０上のカセット３０に所要数の半
導体ウエーハ２４が搬入されると、かかるカセット３０
が手動で搬出され、新しい空のカセットが載置される。
搬出域１０には、後述するとおりにして裏面が研磨され
た被加工物即ち半導体ウエーハ２４を収容するためのカ
セット３０（かかるカセット３０は上記カセット１８と
同一でよい）が載置されている。搬送機構１２はカセッ
ト１８から半導体ウエーハ２４を１枚毎仮受手段１４上
に搬出する。仮受手段１４上に搬出された半導体ウエー
ハ２４は、後に詳述するとおりにしてその裏面が研磨さ
れて加工歪が除去された後に、後述する被加工物搬出手
段によって洗浄手段１６に搬出される。洗浄手段１６に
おいては、半導体ウエーハ２４を高速で回転せしめなが
ら純水でよい洗浄水が半導体ウエーハ２４の裏面に噴射
され、半導体ウエーハ２４の裏面が洗浄され乾燥され
る。しかる後に、洗浄手段１６上の半導体ウエーハ２４
が搬送機構１２によってカセット３０に搬入される。カ
セット搬入域８上のカセット１８に収容されていた半導
体ウエーハ２４が全て搬出されると、空のカセット１８
に代えて複数個の半導体ウエーハ２４を収容した新しい
カセット１８が手動でカセット搬入域８上に載置され
る。カセット搬出域１０上のカセット３０に所要数の半
導体ウエーハ２４が搬入されると、かかるカセット３０
が手動で搬出され、新しい空のカセットが載置される。
【００１２】而して、図示の研磨装置における上述した
構成、即ちカセット搬入域８、カセット搬出域１０、搬
送機構１２、仮受手段１４、及び洗浄手段１６の各々
は、例えば株式会社ディスコから商品名「ＤＦＰ８１４
０」として販売されている研削機に使用されている構成
と実質上同一でよく、それ故にこれらについての詳細な
説明は本明細書においては省略する。
構成、即ちカセット搬入域８、カセット搬出域１０、搬
送機構１２、仮受手段１４、及び洗浄手段１６の各々
は、例えば株式会社ディスコから商品名「ＤＦＰ８１４
０」として販売されている研削機に使用されている構成
と実質上同一でよく、それ故にこれらについての詳細な
説明は本明細書においては省略する。
【００１３】図１を参照して説明を続けると、ハウジン
グ２の主部４の後半部上には略矩形状の没入部３２が形
成されており、かかる没入部３２には被加工物即ち半導
体ウエーハ２４を保持するためのチャック手段３４が装
着されている。また、没入部３２にはハウジング４の延
在方向に実質上水平(従って、後述する研磨手段の回転
軸に対して実質上垂直)である矢印３６及び３８で示す
方向に延在する一対の案内レール（図示していない）が
配設されており、かかる一対の案内レールに上記チャッ
ク手段３４が滑動自在に装着されている。更に、没入部
３２には矢印３６及び３８で示す方向に延在するねじ軸
（図示していない）が回転自在に装着されており、かか
るねじ軸がチャック手段３４に形成された、矢印３６及
び３８で示す方向に延びる貫通雌ねじ孔に螺合せしめら
れている。上記ねじ軸にはパルスモータでよい電動モー
タ（図示していない）の出力軸が連結されており、電動
モータが正転せしめられると、チャック手段３４が矢印
３６で示す方向に移動せしめられ、電動モータが逆転せ
しめられると、チャック手段３４が矢印３８で示す方向
に移動せしめられる。チャック手段３４の移動方向両側
には、横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記ね
じ軸等を覆っている蛇腹手段４０及び４２が付設されて
いる。蛇腹手段４０及び４２はキャンパス布の如き適宜
の材料から形成することができる。蛇腹手段４０の前端
は没入部３２の前面壁に固定され、後端はチャック手段
３４の前端面に固定されている。チャック手段３４が矢
印３６で示す方向に移動せしめられる際には、蛇腹手段
４０が伸張され蛇腹手段４２が収縮され、チャック手段
３４が矢印３８で示す方向に移動せしめられる際には蛇
腹手段４０が収縮され蛇腹手段４２が伸張せしめられ
る。矢印３６及び３８で示す方向に延びる直線経路に沿
って移動せしめられるチャック手段３４は、後に更に詳
述する如く、矢印３６及び３８で示す方向に間隔をおい
て位置せしめられている被加工物搬入・搬出域４４及び
研磨域４６に選択的に位置せしめられる（後に更に言及
する如く、チャック手段３４は研磨域４６においては、
所定範囲に渡って矢印３６及び３８で示す方向に往復動
せしめられる）。
グ２の主部４の後半部上には略矩形状の没入部３２が形
成されており、かかる没入部３２には被加工物即ち半導
体ウエーハ２４を保持するためのチャック手段３４が装
着されている。また、没入部３２にはハウジング４の延
在方向に実質上水平(従って、後述する研磨手段の回転
軸に対して実質上垂直)である矢印３６及び３８で示す
方向に延在する一対の案内レール（図示していない）が
配設されており、かかる一対の案内レールに上記チャッ
ク手段３４が滑動自在に装着されている。更に、没入部
３２には矢印３６及び３８で示す方向に延在するねじ軸
（図示していない）が回転自在に装着されており、かか
るねじ軸がチャック手段３４に形成された、矢印３６及
び３８で示す方向に延びる貫通雌ねじ孔に螺合せしめら
れている。上記ねじ軸にはパルスモータでよい電動モー
タ（図示していない）の出力軸が連結されており、電動
モータが正転せしめられると、チャック手段３４が矢印
３６で示す方向に移動せしめられ、電動モータが逆転せ
しめられると、チャック手段３４が矢印３８で示す方向
に移動せしめられる。チャック手段３４の移動方向両側
には、横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記ね
じ軸等を覆っている蛇腹手段４０及び４２が付設されて
いる。蛇腹手段４０及び４２はキャンパス布の如き適宜
の材料から形成することができる。蛇腹手段４０の前端
は没入部３２の前面壁に固定され、後端はチャック手段
３４の前端面に固定されている。チャック手段３４が矢
印３６で示す方向に移動せしめられる際には、蛇腹手段
４０が伸張され蛇腹手段４２が収縮され、チャック手段
３４が矢印３８で示す方向に移動せしめられる際には蛇
腹手段４０が収縮され蛇腹手段４２が伸張せしめられ
る。矢印３６及び３８で示す方向に延びる直線経路に沿
って移動せしめられるチャック手段３４は、後に更に詳
述する如く、矢印３６及び３８で示す方向に間隔をおい
て位置せしめられている被加工物搬入・搬出域４４及び
研磨域４６に選択的に位置せしめられる（後に更に言及
する如く、チャック手段３４は研磨域４６においては、
所定範囲に渡って矢印３６及び３８で示す方向に往復動
せしめられる）。
【００１４】ハウジング２の主部４の中間部片側には、
チャック手段３４が被加工物搬入・搬出域４４に位置せ
しめられている際に、上記仮受手段１４上の被加工物即
ち半導体ウエーハ２４を後述するチャック板上に搬入す
る被加工物搬入手段４８が配設されている。かかる搬入
手段４８は、実質上鉛直に延びる鉛直部及びこの鉛直部
から実質上水平に延出する水平部を有する可動アーム５
０と、可動アーム５０の先端に装着された吸着具５２と
から構成されている。可動アーム５０の鉛直部は昇降自
在に且つ実質上鉛直に延びる中心軸線を中心として回転
自在に装着されている。吸着具５２の下面には多孔性部
材が配設されている。可動アーム５０及びハウジング２
の主部４に配設されている連通路（図示していない）を
通して吸着具５２を真空源（図示していない）に選択的
に連通せしめることによって吸着具５２の下面に、仮受
手段１４上に載置されている半導体ウエーハ２４を吸着
し、可動アーム５０の昇降動及び回転によって半導体ウ
エーハ２４を被加工物搬入・搬出域４４に搬送する。ハ
ウジング２の主部４の中間部他側には、チャック手段３
４が被加工物搬入・搬出域４４に位置せしめられている
際に、後述するチャック板上の半導体ウエーハ２４を上
記洗浄手段１６に搬出するための被加工物搬出手段５４
が配設されている。かかる搬出手段５４も、実質上鉛直
に延びる鉛直部及びこの鉛直部から実質上水平に延出す
る水平部を有する可動アーム５６と、可動アーム５６の
先端に装着された吸着具５８とから構成されている。可
動アーム５６の鉛直部は昇降動自在に且つ実質上鉛直に
延びる中心軸線を中心として回転自在に装着されてい
る。吸着具５８の下面には多孔性部材が配設されてい
る。可動アーム５６及びハウジング２の主部４に配設さ
れている連通路（図示していない）を通して吸着具５８
を真空源（図示していない）に選択的に連通せしめるこ
とによって吸着具５８の下面に、後述するチャック板上
の半導体ウエーハ２４を吸着し、可動アーム５６の昇降
動及び回転によって半導体ウエーハ２４を上記洗浄手段
１６に搬送する。
チャック手段３４が被加工物搬入・搬出域４４に位置せ
しめられている際に、上記仮受手段１４上の被加工物即
ち半導体ウエーハ２４を後述するチャック板上に搬入す
る被加工物搬入手段４８が配設されている。かかる搬入
手段４８は、実質上鉛直に延びる鉛直部及びこの鉛直部
から実質上水平に延出する水平部を有する可動アーム５
０と、可動アーム５０の先端に装着された吸着具５２と
から構成されている。可動アーム５０の鉛直部は昇降自
在に且つ実質上鉛直に延びる中心軸線を中心として回転
自在に装着されている。吸着具５２の下面には多孔性部
材が配設されている。可動アーム５０及びハウジング２
の主部４に配設されている連通路（図示していない）を
通して吸着具５２を真空源（図示していない）に選択的
に連通せしめることによって吸着具５２の下面に、仮受
手段１４上に載置されている半導体ウエーハ２４を吸着
し、可動アーム５０の昇降動及び回転によって半導体ウ
エーハ２４を被加工物搬入・搬出域４４に搬送する。ハ
ウジング２の主部４の中間部他側には、チャック手段３
４が被加工物搬入・搬出域４４に位置せしめられている
際に、後述するチャック板上の半導体ウエーハ２４を上
記洗浄手段１６に搬出するための被加工物搬出手段５４
が配設されている。かかる搬出手段５４も、実質上鉛直
に延びる鉛直部及びこの鉛直部から実質上水平に延出す
る水平部を有する可動アーム５６と、可動アーム５６の
先端に装着された吸着具５８とから構成されている。可
動アーム５６の鉛直部は昇降動自在に且つ実質上鉛直に
延びる中心軸線を中心として回転自在に装着されてい
る。吸着具５８の下面には多孔性部材が配設されてい
る。可動アーム５６及びハウジング２の主部４に配設さ
れている連通路（図示していない）を通して吸着具５８
を真空源（図示していない）に選択的に連通せしめるこ
とによって吸着具５８の下面に、後述するチャック板上
の半導体ウエーハ２４を吸着し、可動アーム５６の昇降
動及び回転によって半導体ウエーハ２４を上記洗浄手段
１６に搬送する。
【００１５】図1を参照して説明を続けると、ハウジン
グ２の後端に配設された上記直立壁６には研磨手段６０
が配設されている。更に詳述すると、直立壁６の前面に
は実質上鉛直に延びる一対の案内レール６２が固定され
ている。かかる一対の案内レール６２には、滑動ブロッ
ク６４が鉛直方向に滑動自在に装着されている。滑動ブ
ロック６４の後面両側には実質上鉛直に延びる脚部６６
が形成されている。かかる脚部６６に形成されている被
案内溝が一対の案内レール６２に滑動自在に係合せしめ
られている。直立壁６の前面には、更に、実質上鉛直に
延びるねじ軸６８が軸受部材７０及び７２によって回転
自在に装着されている。軸受部材７０にはパルスモータ
でよい電動モータ７４も装着されており、かかるモータ
７４の出力軸がねじ軸６８に連結されている。滑動ブロ
ック６４の後面にはその幅方向中央部から後方に突出す
る連結部（図示しない）も形成されており、かかる連結
部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ孔が形成されてお
り、かかる雌ねじ孔に上記ねじ軸６８が螺合せしめられ
ている。従って、モータ７４が正転せしめられると、滑
動ブロック６４が下降せしめられ、モータ７４が逆転せ
しめられると、滑動ブロック６４が上昇せしめられる。
グ２の後端に配設された上記直立壁６には研磨手段６０
が配設されている。更に詳述すると、直立壁６の前面に
は実質上鉛直に延びる一対の案内レール６２が固定され
ている。かかる一対の案内レール６２には、滑動ブロッ
ク６４が鉛直方向に滑動自在に装着されている。滑動ブ
ロック６４の後面両側には実質上鉛直に延びる脚部６６
が形成されている。かかる脚部６６に形成されている被
案内溝が一対の案内レール６２に滑動自在に係合せしめ
られている。直立壁６の前面には、更に、実質上鉛直に
延びるねじ軸６８が軸受部材７０及び７２によって回転
自在に装着されている。軸受部材７０にはパルスモータ
でよい電動モータ７４も装着されており、かかるモータ
７４の出力軸がねじ軸６８に連結されている。滑動ブロ
ック６４の後面にはその幅方向中央部から後方に突出す
る連結部（図示しない）も形成されており、かかる連結
部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ孔が形成されてお
り、かかる雌ねじ孔に上記ねじ軸６８が螺合せしめられ
ている。従って、モータ７４が正転せしめられると、滑
動ブロック６４が下降せしめられ、モータ７４が逆転せ
しめられると、滑動ブロック６４が上昇せしめられる。
【００１６】滑動ブロック６４の前面には突出部７６が
形成されており、かかる突出部７６はケース７８が装着
されている。ケース７８には実質上鉛直に延びる回転軸
８０が回転自在に装着されている。ケース７８内には電
動モータ（図示していない）も配設されており、かかる
モータの出力軸は回転軸８０に連結されている。回転軸
８０の下端部はケース７８の下端を越えて下方に突出せ
しめられており、回転軸８０の下端には円板形状の装着
部材８２が固定されており、かかる装着部材８２の下面
には研磨工具８４が装着されている。詳述すると、装着
部材８２には周方向に間隔をおいて複数個の貫通孔（図
示していない）が形成されている。研磨工具８４は図４
及び図５に図示する如く、円板形状の支持部材８６と同
様に円板形状である研磨部材８８とから構成されてい
る。支持部材８６には周方向に間隔をおいてその上面か
ら下方に延びる複数個の盲ねじ孔９０が形成されてい
る。支持部材８６下面は円形支持面を構成しており、研
磨部材８８はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤
によって支持部材８６の円形支持面に接合されている。
研磨部材８８はフェルトとこのフェルト中に分散せしめ
られた多数の砥粒とから構成されているのが好適であ
る。かかる研磨部材８８自体の構成についての詳細な説
明は、上記特願２００１−９３３９７の明細書及び図面
に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細
書においては説明を省略する。回転軸８０の下端に固定
されている上記装着部材８２の下面に研磨工具８４を位
置せしめ、装着部材８２に形成されている貫通孔を通し
て研磨工具８４の支持部材８６に形成されている盲ねじ
孔９０に締結ボルト９２を螺着することによって、装着
部材８２に研磨工具８４が装着される。
形成されており、かかる突出部７６はケース７８が装着
されている。ケース７８には実質上鉛直に延びる回転軸
８０が回転自在に装着されている。ケース７８内には電
動モータ（図示していない）も配設されており、かかる
モータの出力軸は回転軸８０に連結されている。回転軸
８０の下端部はケース７８の下端を越えて下方に突出せ
しめられており、回転軸８０の下端には円板形状の装着
部材８２が固定されており、かかる装着部材８２の下面
には研磨工具８４が装着されている。詳述すると、装着
部材８２には周方向に間隔をおいて複数個の貫通孔（図
示していない）が形成されている。研磨工具８４は図４
及び図５に図示する如く、円板形状の支持部材８６と同
様に円板形状である研磨部材８８とから構成されてい
る。支持部材８６には周方向に間隔をおいてその上面か
ら下方に延びる複数個の盲ねじ孔９０が形成されてい
る。支持部材８６下面は円形支持面を構成しており、研
磨部材８８はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤
によって支持部材８６の円形支持面に接合されている。
研磨部材８８はフェルトとこのフェルト中に分散せしめ
られた多数の砥粒とから構成されているのが好適であ
る。かかる研磨部材８８自体の構成についての詳細な説
明は、上記特願２００１−９３３９７の明細書及び図面
に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細
書においては説明を省略する。回転軸８０の下端に固定
されている上記装着部材８２の下面に研磨工具８４を位
置せしめ、装着部材８２に形成されている貫通孔を通し
て研磨工具８４の支持部材８６に形成されている盲ねじ
孔９０に締結ボルト９２を螺着することによって、装着
部材８２に研磨工具８４が装着される。
【００１７】図１と共に図６及び図７を参照して説明を
続けると、上記チャック手段３４は、支持台９４と、支
持台９４上に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心と
して回転自在に装着された円板形状の基台９６と、多孔
性セラミックスの如き適宜の多孔性材料から構成するこ
とができる円板形状のチャック板９８とを有する。支持
台９４にはチャック板９８と共に基台９６を回転せしめ
るための電動モータ（図示していない）が配設されてい
る。基台９６には、その上面にチャック板９８と実質上
同径の円形状凹部１００が形成されており、かかる凹部
１００における周壁１０２には、基台９６の上面から所
定量下方の位置を周方向に延びる環状の肩部１０４が形
成されている。また、基台９６にはその凹部１００にお
ける底壁１０６に同心円状に複数個（図示の場合２個）
の環状の隔壁１０８が配設されており、かかる隔壁１０
８によって基台９６の凹部１００が複数個（図示の場合
２個）の吸引室１１０及び冷却室１１２に区画されてい
る。隔壁１０８の自由端は周壁１０２に形成されている
肩部１０４の高さ位置と実質上同一高さになるように構
成されており、チャック板９８を基台９６の凹部１００
に嵌合せしめた状態においては、チャック板９８は肩部
１０４及び隔壁１０８の自由端上に載置せしめられる故
に、チャック板９８の裏面の中央領域は基台９６におけ
る冷却室１１2の上面をなし、チャック板９８の裏面の
周縁領域は基台９６における吸引室１１０の上面をなし
ている。
続けると、上記チャック手段３４は、支持台９４と、支
持台９４上に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心と
して回転自在に装着された円板形状の基台９６と、多孔
性セラミックスの如き適宜の多孔性材料から構成するこ
とができる円板形状のチャック板９８とを有する。支持
台９４にはチャック板９８と共に基台９６を回転せしめ
るための電動モータ（図示していない）が配設されてい
る。基台９６には、その上面にチャック板９８と実質上
同径の円形状凹部１００が形成されており、かかる凹部
１００における周壁１０２には、基台９６の上面から所
定量下方の位置を周方向に延びる環状の肩部１０４が形
成されている。また、基台９６にはその凹部１００にお
ける底壁１０６に同心円状に複数個（図示の場合２個）
の環状の隔壁１０８が配設されており、かかる隔壁１０
８によって基台９６の凹部１００が複数個（図示の場合
２個）の吸引室１１０及び冷却室１１２に区画されてい
る。隔壁１０８の自由端は周壁１０２に形成されている
肩部１０４の高さ位置と実質上同一高さになるように構
成されており、チャック板９８を基台９６の凹部１００
に嵌合せしめた状態においては、チャック板９８は肩部
１０４及び隔壁１０８の自由端上に載置せしめられる故
に、チャック板９８の裏面の中央領域は基台９６におけ
る冷却室１１2の上面をなし、チャック板９８の裏面の
周縁領域は基台９６における吸引室１１０の上面をなし
ている。
【００１８】上述した如く構成されたチャック手段３４
には、チャック板９８の裏面の少なくとも中央領域に冷
却液を流動せしめる冷却手段が配設されているのが重要
である。図示の実施形態においては、冷却手段１１３は
冷却液供給源１１４と冷却室１１２を冷却液供給源１１
４に選択的に連通せしめる冷却液供給路１１６とを含ん
でいる。また、図示の実施形態においては、吸引室１１
０の各々と真空源１１８とを選択的に連通せしめる真空
吸引路１２０が配設されている。更に、真空源１１８に
は連結路１２２を介して気液分離槽１２４が連通されて
おり、かかる気液分離層１２４には排出路１２６を介し
てフィルター機構１２８が連通されると共に排液路１３
０も接続されている。
には、チャック板９８の裏面の少なくとも中央領域に冷
却液を流動せしめる冷却手段が配設されているのが重要
である。図示の実施形態においては、冷却手段１１３は
冷却液供給源１１４と冷却室１１２を冷却液供給源１１
４に選択的に連通せしめる冷却液供給路１１６とを含ん
でいる。また、図示の実施形態においては、吸引室１１
０の各々と真空源１１８とを選択的に連通せしめる真空
吸引路１２０が配設されている。更に、真空源１１８に
は連結路１２２を介して気液分離槽１２４が連通されて
おり、かかる気液分離層１２４には排出路１２６を介し
てフィルター機構１２８が連通されると共に排液路１３
０も接続されている。
【００１９】図１及び図７を参照して説明を続けると、
チャック手段３４が上記被加工物搬入・搬出域４４に位
置せしめられている際に、仮受手段１４上に載置されて
いる、加工歪を有する研削すべき半導体ウエーハ２４
は、その裏面を上方に向けた状態で被加工物搬入手段４
８によって仮受手段１４上からチャック手段３４のチャ
ック板９８上に搬送される。その後、真空吸引路１２０
が開放され、吸引室１１０と真空源１１８とが連通せし
められると、半導体ウエーハ２４は多孔性部材であるチ
ャック板９８上に真空吸着される。しかる後に、チャッ
ク手段３４が矢印３６で示す方向に研磨域４６まで移動
せしめられる。研磨域４６においては、研磨手段６０に
おける滑動ブロック６４が下降せしめられ、回転駆動せ
しめられている研磨工具８４の研磨部材８８がチャック
板９８上の半導体ウエーハ２４の裏面に押圧される。そ
して、半導体ウエーハ２４を真空吸着したチャック板９
８が基台９６と共に回転せしめられ、チャック手段３４
が矢印３６及び３８で示す方向に所定範囲に渡って往復
動せしめられる。かくして、研磨部材８８が半導体ウエ
ーハ２４の裏面に作用せしめられ、半導体ウエーハ２４
の裏面が乾式研磨されて残留加工歪が除去される。かよ
うな研磨の際には、上記冷却手段１１３における冷却液
供給路１１６が開放され、冷却室１１２と冷却液供給源
１１４とが連通せしめられる。これによって冷却液が冷
却液供給路１１６、冷却室１１２を通って、チャック板
９８の裏面の中央領域から多孔性部材であるチャック板
９８中に進入せしめられる。その後、冷却液は、半導体
ウエーハ２４をチャック板９８上に真空吸着するために
吸引している真空源１１８によってチャック板５２中を
半径方向外方へ吸引流動せしめられ、真空吸引路１２０
に流入せしめられる。この際、冷却液は、研磨による加
工熱を放熱しづらい半導体ウエーハ２４の裏面における
中心部分を半導体ウエーハ２４の表面を介して効果的に
冷却する。かくして、半導体ウエーハ２４の研磨された
裏面に研磨焼けが生じることを確実に防止することがで
きる。真空吸引路１２０に流入せしめられた冷却液は、
真空源１１８、連結路１２２を介して気液分離層１２４
に流出せしめられ、かかる気液分離層１２４において僅
かに流入した気体と冷却液に分離せしめられる。しかる
後においては、分離された空気は排出路１２６を通りフ
ィルター機構１２８により濾過され外部に排出され、分
離された冷却液は排液路１３０を介して外部に排出され
る。
チャック手段３４が上記被加工物搬入・搬出域４４に位
置せしめられている際に、仮受手段１４上に載置されて
いる、加工歪を有する研削すべき半導体ウエーハ２４
は、その裏面を上方に向けた状態で被加工物搬入手段４
８によって仮受手段１４上からチャック手段３４のチャ
ック板９８上に搬送される。その後、真空吸引路１２０
が開放され、吸引室１１０と真空源１１８とが連通せし
められると、半導体ウエーハ２４は多孔性部材であるチ
ャック板９８上に真空吸着される。しかる後に、チャッ
ク手段３４が矢印３６で示す方向に研磨域４６まで移動
せしめられる。研磨域４６においては、研磨手段６０に
おける滑動ブロック６４が下降せしめられ、回転駆動せ
しめられている研磨工具８４の研磨部材８８がチャック
板９８上の半導体ウエーハ２４の裏面に押圧される。そ
して、半導体ウエーハ２４を真空吸着したチャック板９
８が基台９６と共に回転せしめられ、チャック手段３４
が矢印３６及び３８で示す方向に所定範囲に渡って往復
動せしめられる。かくして、研磨部材８８が半導体ウエ
ーハ２４の裏面に作用せしめられ、半導体ウエーハ２４
の裏面が乾式研磨されて残留加工歪が除去される。かよ
うな研磨の際には、上記冷却手段１１３における冷却液
供給路１１６が開放され、冷却室１１２と冷却液供給源
１１４とが連通せしめられる。これによって冷却液が冷
却液供給路１１６、冷却室１１２を通って、チャック板
９８の裏面の中央領域から多孔性部材であるチャック板
９８中に進入せしめられる。その後、冷却液は、半導体
ウエーハ２４をチャック板９８上に真空吸着するために
吸引している真空源１１８によってチャック板５２中を
半径方向外方へ吸引流動せしめられ、真空吸引路１２０
に流入せしめられる。この際、冷却液は、研磨による加
工熱を放熱しづらい半導体ウエーハ２４の裏面における
中心部分を半導体ウエーハ２４の表面を介して効果的に
冷却する。かくして、半導体ウエーハ２４の研磨された
裏面に研磨焼けが生じることを確実に防止することがで
きる。真空吸引路１２０に流入せしめられた冷却液は、
真空源１１８、連結路１２２を介して気液分離層１２４
に流出せしめられ、かかる気液分離層１２４において僅
かに流入した気体と冷却液に分離せしめられる。しかる
後においては、分離された空気は排出路１２６を通りフ
ィルター機構１２８により濾過され外部に排出され、分
離された冷却液は排液路１３０を介して外部に排出され
る。
【００２０】研磨が終了すると、研磨手段６０における
滑動ブロック６４が上昇せしめられ、 研磨工具８４が
半導体ウエーハ２４の裏面から上方に離隔され、チャッ
ク手段３４が矢印３８で示す方向に移動し、チャック板
９８は半導体ウエーハ２４を吸着した状態で被加工物搬
入・搬出域４４まで移動せしめられる。その後、真空吸
引路１２０が閉鎖され、半導体ウエーハ２４のチャック
板９８への真空吸着が解除される。しかる後において、
被加工物搬出手段５４によって半導体ウエーハ２４がチ
ャック板９８上から洗浄手段１６に搬出される。
滑動ブロック６４が上昇せしめられ、 研磨工具８４が
半導体ウエーハ２４の裏面から上方に離隔され、チャッ
ク手段３４が矢印３８で示す方向に移動し、チャック板
９８は半導体ウエーハ２４を吸着した状態で被加工物搬
入・搬出域４４まで移動せしめられる。その後、真空吸
引路１２０が閉鎖され、半導体ウエーハ２４のチャック
板９８への真空吸着が解除される。しかる後において、
被加工物搬出手段５４によって半導体ウエーハ２４がチ
ャック板９８上から洗浄手段１６に搬出される。
【００２１】
【発明の効果】本発明の研磨装置においては、被加工物
の、加工歪を有する被処理面、例えば半導体ウエーハの
研磨された裏面に研磨焼けが生じることを確実に防止で
きる。
の、加工歪を有する被処理面、例えば半導体ウエーハの
研磨された裏面に研磨焼けが生じることを確実に防止で
きる。
【図１】本発明に従って構成された研磨装置の好適実施
形態を示す斜視図。
形態を示す斜視図。
【図２】加工歪が残留する被処理面を有する被加工物の
典型例である半導体ウエーハを装着テープを介してフレ
ームに装着した状態を示す斜面図。
典型例である半導体ウエーハを装着テープを介してフレ
ームに装着した状態を示す斜面図。
【図３】加工歪が残留する被処理面を有する被加工物の
典型例である半導体ウエーハを支持基板上に装着した状
態を示す斜面図。
典型例である半導体ウエーハを支持基板上に装着した状
態を示す斜面図。
【図４】図１に示す研磨装置に使用される研磨工具を示
す斜面図。
す斜面図。
【図５】図４に示す研磨工具をその下面側から見た状態
で示す斜面図。
で示す斜面図。
【図６】図１に示す研磨装置に使用される、チャック手
段の一部を分離して示す斜視図。
段の一部を分離して示す斜視図。
【図７】図６に示すチャック手段の一部と冷却手段と真
空源との関係を示すブロック図。
空源との関係を示すブロック図。
２４：半導体ウエーハ
３４：チャック手段
６０：研磨手段
８４：研磨工具
９８：チャック板
１１３：冷却手段
１１４：冷却液供給源
１１６：冷却液供給路
１１８：真空源
１２０：真空吸引路
Claims (5)
- 【請求項１】 被加工物を保持するためのチャック手段
と．該チャック手段上に保持された被加工物を研磨する
ための研磨手段とを具備し、該チャック手段は表面に被
加工物が載置されるチャック板を有する研磨装置におい
て、 該チャック板の裏面の少なくとも中央領域に冷却液を流
動せしめる冷却手段が配設されている、ことを特徴とす
る研磨装置。 - 【請求項２】 該チャック板は多孔性であり、該チャッ
ク板の裏面を真空源に連通せしめることによって被加工
物が該チャック板の表面に吸着され、該冷却手段は冷却
液供給源と該チャック板の裏面の中央領域を該冷却液供
給源に連通せしめる冷却液供給路とを含み、該チャック
板の裏面を該真空源に連通せしめると、該冷却液供給源
から該冷却液供給路を通じて冷却液が流動せしめられ
る、請求項１記載の研磨装置。 - 【請求項３】 該真空源と該チャック板の裏面の周縁領
域とを連通せしめる真空吸引路が配設されており、該冷
却液供給源から該冷却液供給路を通して流動せしめられ
る冷却液は、該チャック板を通して該真空吸引路に流入
せしめられる、請求項２記載の研磨装置。 - 【請求項４】 被加工物は半導体ウエーハであり、該チ
ャック板の表面は平面である、請求項１から３のいずれ
かに記載の研磨装置。 - 【請求項５】 該研磨手段はフェルトと該フェルト中に
分散せしめられた砥粒とから構成された研磨工具を含
み、該研磨工具が回転せしめられると共に半導体ウエー
ハの片面に押圧され、これによって半導体ウエーハの片
面が研磨される、請求項４記載の研磨装置。
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