JP2008047696A

JP2008047696A - ウエーハ搬送方法および研削装置

Info

Publication number: JP2008047696A
Application number: JP2006221856A
Authority: JP
Inventors: Hironaga Ozawa; 寛修小澤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-02-28
Also published as: CN101127316B; CN101127316A

Abstract

【課題】保持テーブル上に水層を介してウエーハを保持するための給水量を減らして表面張力が強い状態であってもウエーハを水層上から剥離して搬送できるようにする。
【解決手段】水層１６２を介して保持テーブル１６３に保持されたウエーハＷに対する搬送手段１７の吸着パッド１７１の吸着位置を、パッド中心φ２がウエーハＷの中心φ１に一致しないようにずれた位置に設定して、吸着パッド１７１で吸着した状態で搬送アーム１７２を鉛直方向に上昇させて搬送させることで、ウエーハ中心位置で吸着する場合に比べて格段に水層１６２からのウエーハＷの吸着剥離が容易となるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウエーハ搬送方法および研削装置に関するものである。

表面に半導体を形成するのに先立ってＳｉウエーハの表面を、或いは、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップが表面に複数形成された半導体ウエーハの裏面を、研削装置を用いて研削することで、Ｓｉウエーハまたは半導体ウエーハは所定の厚さに形成される。研削装置においては、ウエーハをカセットからチャックテーブルに自動で搬送させる際には、ウエーハの位置合わせを行う必要があるが、水の表面張力を利用してウエーハを所定の位置に位置合わせするようにした技術が公知である（例えば、特許文献１，２参照）。すなわち、位置合わせ用の保持テーブルの上面に対する給水を少しずつ継続させて上面のほぼ全体に亘って水層を形成し、形成された水層の表面張力で対象となるウエーハを保持テーブル上面の中心位置に移動させて中心位置合わせした状態で保持するものである。

一方、保持テーブルの水層上に中心位置合わせして保持されたウエーハは、適宜タイミングで、搬送手段の吸着パッドで吸着し、該吸着パッドを支持している搬送アームを鉛直方向に上昇させて水の表面張力から剥離して水平方向に旋回させることで、チャックテーブル上に搬送される。

特公昭６０−２２５００号公報特開平１１−２２００１０号公報

しかしながら、水層を形成してウエーハの中心位置合わせを行うためには、保持テーブル上面に給水する水の流量は少なくてもよいにも関わらず、給水する水の流量が少ないとウエーハに対する表面張力が強くてウエーハを吸着させた吸着パッドを搬送アームで上昇させてもウエーハの剥離が困難となってしまう。そこで、現実には、水層の表面張力に抗して吸着パッドによるウエーハの吸着剥離を容易にするために、中心位置合わせのためには必須ではない流量（例えば、２リットル／分）の水を給水して表面張力を弱めた状態で中心位置合わせを行っているものであり、水の無駄遣いとなっている。特に、研削装置において位置合わせ用の保持テーブル部分は、ウエーハの加工に直接関与する部分ではないので、当該箇所での余分な水の消費は極めて不経済である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保持テーブル上に水層を介してウエーハを保持するための給水量を減らして表面張力が強い状態であってもウエーハを水層上から剥離して搬送させることができるウエーハ搬送方法および研削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るウエーハ搬送方法は、水層を介して保持テーブルに保持されたウエーハを搬送手段によって搬送するウエーハ搬送方法であって、前記搬送手段は、前記保持テーブルに対して鉛直方向および水平方向に移動可能な搬送アームと、該搬送アームに支持されてウエーハを吸着する吸着パッドとを備え、前記保持テーブルに保持されたウエーハの中心にパッド中心が一致しない位置で前記吸着パッドがウエーハを吸着した状態で、前記搬送アームが前記保持テーブルに対して鉛直方向に上昇してウエーハの搬送を行うことを特徴とする。

また、本発明に係る研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、ウエーハを収容したカセットが載置されるカセット載置部と、該カセット載置部に載置された前記カセットからウエーハを搬出するとともに研削後のウエーハを該カセットに収容する搬出入手段と、該搬出入手段によって搬出されたウエーハの位置合わせを行う位置合わせ手段と、ウエーハを前記位置合わせ手段から前記チャックテーブルに搬送する搬送手段とを備える研削装置であって、前記位置合わせ手段は、ウエーハと略同じ大きさおよび外形の載置面を水層により形成する保持テーブルと、該保持テーブルに水を供給して前記水層を形成させる水供給手段とを含み、前記水層を介してウエーハを保持して水の表面張力でウエーハの中心を前記保持テーブルの中心に一致させる構成を有し、前記搬送手段は、前記保持テーブルに対して鉛直方向および水平方向に移動可能な搬送アームと、該搬送アームに支持されてウエーハを吸着する吸着パッドとを備え、前記保持テーブルに保持されたウエーハの中心にパッド中心が一致しない位置で前記吸着パッドがウエーハを吸着した状態で、前記搬送アームが前記保持テーブルに対して鉛直方向に上昇してウエーハの搬送を行うことを特徴とする。

本発明に係るウエーハ搬送方法および研削装置によれば、水層を介して保持テーブルに保持されたウエーハに対する搬送手段の吸着パッドの吸着位置を、パッド中心がウエーハの中心に一致しないようにずれた位置に設定して、吸着パッドで吸着した状態で搬送アームを鉛直方向に上昇させて搬送させるので、ウエーハ中心位置で吸着する場合に比べて格段に水層からのウエーハの吸着剥離が容易となり、よって、保持テーブル上に水層を介してウエーハを保持するための給水量を減らして表面張力が強い状態であってもウエーハを水層上から剥離して搬送させることができ、ウエーハを保持するための給水量を減らすことができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態であるウエーハ搬送方法および該ウエーハ搬送方法を実施する研削装置について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態のウエーハ搬送方法を実施する研削装置を示す外観斜視図である。研削装置１０は、ウエーハＷを吸引保持する３つのチャックテーブル１１と、これらのチャックテーブル１１をそれぞれ回転自在に支持して回転するターンテーブル１２と、ウエーハＷを収容するカセット１３ａ，１３ｂが載置されるカセット載置部１４ａ，１４ｂと、カセット載置部１４ａに載置されたカセット１３ａからウエーハＷを搬出するとともに研削後のウエーハＷをカセット載置部１４ｂに載置されたカセット１３ｂに収容する搬出入手段１５と、搬出入手段１５によって搬出されたウエーハＷの中心位置合わせを行う位置合わせ手段１６と、ウエーハＷを位置合わせ手段１６からチャックテーブル１１に搬送する搬送手段１７と、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷを研削する研削手段３０，４０と、チャックテーブル１１からウエーハＷを搬出する搬出手段５０と、研削後のチャックテーブル１１を洗浄する洗浄手段１８と、ウエーハＷを吸引保持して回転するスピンナーテーブル６１を備え研削後のウエーハＷの研削面を洗浄する洗浄手段６０とを備えている。ここで、ターンテーブル１２に配設された３個のチャックテーブル１１は、ターンテーブル１２が適宜回転することにより順次移動し、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１、粗研削加工領域Ｅ２、および仕上げ研削加工領域Ｅ３に順次位置付けられる。

このような研削装置１０においては、カセット１３ａに収納されたウエーハＷが搬出入手段１５によって位置合わせ手段１６に搬送され、ここで中心位置合わせがされた後、搬送手段１７によってウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１上に搬送され載置される。

また、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられたチャックテーブル１１に保持されたウエーハＷに粗研削加工を施す研削手段３０は、壁部３１にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール３２にガイドされてモータ３３の駆動により上下動する支持部３４に支持され、支持部３４の上下動に伴ってＺ軸方向に上下動するように構成されている。この研削手段３０は、回転可能に支持されたスピンドル３５ａを回転するモータ３５と、スピンドル３５ａの先端にホイールマウント３６を介して装着された研削ホイール３７と、研削ホイール３７の下面に円環状に固着されてウエーハＷの裏面（上面）を粗研削する研削砥石３８と、を備えている。

そこで、研削手段３０がモータ３５によるスピンドル３５ａの回転を伴ってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール３７の研削砥石３８がウエーハＷの裏面に接触することにより、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられたチャックテーブル１７に保持されているウエーハＷの裏面が粗研削される。

また、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１１に保持されたウエーハＷに仕上げ研削加工を施す研削手段４０は、壁部３１にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール４１にガイドされてモータ４２の駆動により上下動する支持部４３に支持され、支持部４３の上下動に伴ってＺ軸方向に上下動するように構成されている。この研削手段４０は、回転可能に支持されたスピンドル４４ａを回転するモータ４４と、スピンドル４４ａの先端にホイールマウント４５を介して装着された研削ホイール４６と、研削ホイール４６の下面に円環状に固着されてウエーハＷの裏面を仕上げ研削する研削砥石４７と、を備えている。すなわち、研削手段４０は、研削手段３０とは研削砥石の種類のみが異なる構成とされている。

そこで、研削手段４０がモータ４４によるスピンドル４４ａの回転を伴ってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール４６の研削砥石４７がウエーハＷの裏面に接触することにより、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１７に保持されているウエーハＷの裏面が仕上げ研削される。

裏面（上面）が仕上げ研削されたウエーハＷを吸引保持しているチャックテーブル１７は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻される。裏面が仕上げ研削されたウエーハＷは、この位置で、搬出手段５０によって吸引保持されてチャックテーブル１７から搬出されて洗浄手段６０のスピンナーテーブル６１上に搬送され、洗浄手段６０による洗浄により研削屑が除去された後に、搬出入手段１５によってカセット１４に収容される。また、洗浄手段１８は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻されたチャックテーブル１１上の仕上げ研削済みのウエーハＷの裏面（上面）を洗浄するとともに、仕上げ研削されたウエーハＷが搬出手段５０によって取り上げられて空き状態となったウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１の洗浄を行う。

ここで、位置合わせ手段１６の構成および作用について説明する。図２は、位置合わせ手段１６の構成例を示す概略断面図であり、図３は、位置合わせ手段１６の平面図である。本実施の形態の位置合わせ手段１６は、水の表面張力を利用してウエーハＷの中心位置合わせを行うものであり、対象となるウエーハＷと略同じ大きさおよび外形の載置面１６１を水層１６２により形成するよう水溜り部１６３ａが凹部形状で形成された保持テーブル１６３と、この保持テーブル１６３の水溜り部１６３ａに水を供給して上面に水層１６２を形成させる水供給手段１６４とを備える。水供給手段１６４は、例えば、水を貯蔵した水貯留タンク１６５と、水貯留タンク１６５から水を送り出すポンプ１６６と、水の供給を制御する供給バルブ１６７と、保持テーブル１６３の中心に鉛直方向に貫通させて形成されポンプ１６６から送り出される水を水溜り部１６３ａに供給するための中心孔１６８とを備え、中心孔１６８を通して保持テーブル１６３の水溜り部１６３ａに水をゆっくりと噴出させて保持テーブル１６３外にオーバーフローする状態で水層１６２による載置面１６１を形成する。

これにより、位置合わせ手段１６は、水供給手段１６４による水溜り部１６３ａへの給水により保持テーブル１６３の上面に水層１６１が形成され、オーバーフローするように給水を少しずつ継続させることで水層１６１は一定に維持され、その水面は表面張力によって少し盛り上がった状態となる。この状態で、搬出入手段１５によってウエーハＷが図２に示すように水面上に載せられると、水の表面張力によって中心方向に引っ張られ、最終的には、後述の図４（ａ）に示すように、ウエーハＷは中心φ１が保持テーブル１６３の中心位置に一致する中心位置合わせされた状態で保持される。

次に、搬送手段１７の構成および搬送手段１７によるウエーハ搬送方法について説明する。図４は、ウエーハ搬送方法を示す概略断面図である。まず、本実施の形態の搬送手段１７は、吸着パット１７１と搬送アーム１７２と図示しない昇降旋回機構と吸引源とを備える。搬送アーム１７２は、吸着パット１７１を支持して昇降旋回機構により保持テーブル１６３に対して鉛直方向に昇降自在で水平方向に旋回自在に設けられ、位置合わせ手段１６の保持テーブル１６３とウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１との間で吸着パット１７１を昇降・往復移動させるためのものである。吸着パット１７１は、吸引源による吸引力によって未研削のウエーハＷの上面を吸引保持し搬送アーム１７２の昇降動作および旋回動作に伴い保持テーブル１６３からウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１へウエーハＷを搬送する。

ここで、本実施の形態の吸着パッド１７１は、図４（ａ）に示すように、保持テーブル１６３の水層１６２上に中心位置合わせして保持されたウエーハＷの中心φ１にパッド中心φ２が一致しない位置で該ウエーハＷを吸着するように吸着位置が中心φ１から若干ずらして設定されている。中心φ１に対する中心φ２のずらし量Δは、例えば３００ｍｍウエーハの場合で２０ｍｍ程度である。

そこで、保持テーブル１６３からのウエーハＷの搬送時には、まず、図４（ａ）に示すように、水層１６２を介して保持テーブル１６３に表面張力によって位置合わせ保持されたウエーハＷに対して搬送アーム１７２を鉛直方向に下降させて吸着パッド１７１をウエーハＷの表面に当接させ、吸引源による吸引力によってウエーハＷを吸着した状態とする。この際、吸着パッド１７１によるウエーハＷの吸着位置は、ウエーハＷの中心φ１から若干ずれた位置となる。

このような吸着状態で、図４（ｂ）に示すように、搬送アーム１７２をそのまま真っ直ぐ鉛直方向に上昇させることで、吸着パッド１７１が吸着しているウエーハＷを水層１６２の表面張力に抗して剥離して上昇させ、搬送アーム１７２の旋回動作に伴いウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１へ搬送する。ここで、水層１６２からのウエーハＷの剥離時に、吸着パッド１７１の吸着位置がウエーハＷの中心φ１からずれているので、ウエーハＷに対して水層１７２による表面張力が作用していても、ウエーハＷの中心φ１位置で吸着して剥離させる場合に比して、例えば、図４（ｂ）中に丸で囲んで示す部分の剥離が容易となって全体の保持状態の安定性を崩しやすくなり、搬送アーム１７２の上昇に伴いウエーハＷを容易に剥離させることができる。

よって、本実施の形態によれば、保持テーブル１６３上に水層１６２を介してウエーハＷを保持するための給水量を減らして表面張力が強い状態であってもウエーハＷを水層１６２上から剥離して搬送させることができ、ウエーハを保持するための給水量を減らすことができる。本発明者らの実験によれば、現状で水の表面張力からウエーハの剥離を可能にするために２リットル／分なる流量の水を給水しているのに対して、本実施の形態の搬送方法によれば、保持テーブル１６３に給水する水を１リットル／分なる流量に半減してウエーハＷに対する表面張力が強くなっても、ウエーハＷを水層１６２上から確実に剥離して搬送できることが確認できたものである。これにより、研削装置１０においてウエーハＷの加工に直接関与しない位置合わせ用の保持テーブル１６３部分での水の消費量を半減させることができ、経済的となる。このためにも、ウエーハＷに対する吸着パッド１７１の吸着位置を変更すればよく、簡単に実現することができる。

なお、本実施の形態では、研削装置１０中の位置合わせ手段１６の保持テーブル１６３からのウエーハ搬送時への適用例で説明したが、例えば、特許文献１に例示される如く、チャックテーブル１１が水層による表面張力を利用してウエーハを保持する場合であれば、該チャックテーブル１１からのウエーハ搬送時にも同様に適用可能である。また、保持テーブルの構成も単一サイズ対応の構造のものに限らず、例えば、特許文献２に例示される如く、複数サイズ対応の構造の場合にも同様に適用可能である。

本実施の形態のウエーハ搬送方法を実施する研削装置を示す外観斜視図である。位置合わせ手段の構成例を示す概略断面図である。位置合わせ手段の平面図である。ウエーハ搬送方法を示す概略断面図である。

符号の説明

１１チャックテーブル
３０，４０研削手段
１３ａ，１３ｂカセット
１４ａ，１４ｂカセット載置部
１５搬出入手段
１６位置合わせ手段
１７搬送手段
１６１載置面
１６２水層
１６３保持テーブル
１７１吸着パッド
１７２搬送アーム
Ｗウエーハ
φ１ウエーハの中心
φ２パッド中心

Claims

水層を介して保持テーブルに保持されたウエーハを搬送手段によって搬送するウエーハ搬送方法であって、
前記搬送手段は、前記保持テーブルに対して鉛直方向および水平方向に移動可能な搬送アームと、該搬送アームに支持されてウエーハを吸着する吸着パッドとを備え、
前記保持テーブルに保持されたウエーハの中心にパッド中心が一致しない位置で前記吸着パッドがウエーハを吸着した状態で、前記搬送アームが前記保持テーブルに対して鉛直方向に上昇してウエーハの搬送を行うことを特徴とするウエーハ搬送方法。
ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、ウエーハを収容したカセットが載置されるカセット載置部と、該カセット載置部に載置された前記カセットからウエーハを搬出するとともに研削後のウエーハを該カセットに収容する搬出入手段と、該搬出入手段によって搬出されたウエーハの位置合わせを行う位置合わせ手段と、ウエーハを前記位置合わせ手段から前記チャックテーブルに搬送する搬送手段とを備える研削装置であって、
前記位置合わせ手段は、ウエーハと略同じ大きさおよび外形の載置面を水層により形成する保持テーブルと、該保持テーブルに水を供給して前記水層を形成させる水供給手段とを含み、前記水層を介してウエーハを保持して水の表面張力でウエーハの中心を前記保持テーブルの中心に一致させる構成を有し、
前記搬送手段は、前記保持テーブルに対して鉛直方向および水平方向に移動可能な搬送アームと、該搬送アームに支持されてウエーハを吸着する吸着パッドとを備え、前記保持テーブルに保持されたウエーハの中心にパッド中心が一致しない位置で前記吸着パッドがウエーハを吸着した状態で、前記搬送アームが前記保持テーブルに対して鉛直方向に上昇してウエーハの搬送を行うことを特徴とする研削装置。