JP2016072327A - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016072327A JP2016072327A JP2014198027A JP2014198027A JP2016072327A JP 2016072327 A JP2016072327 A JP 2016072327A JP 2014198027 A JP2014198027 A JP 2014198027A JP 2014198027 A JP2014198027 A JP 2014198027A JP 2016072327 A JP2016072327 A JP 2016072327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- polishing pad
- spindle
- chuck table
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
【課題】 研磨屑が研磨パッドの開口に侵入するのを抑制可能な研磨装置を提供することである。【解決手段】 ウェーハを保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に固定した研磨パッドの研磨面で該チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨する研磨手段と、該研磨パッドの該研磨面に高圧流体を噴射して研磨屑を除去する洗浄手段と、を備えた研磨装置であって、該研磨手段は、該スピンドルと該研磨パッドとを貫通して回転中心に形成された中空部内に収容され、研磨中のウェーハの温度を測定する温度センサを含み、該中空部には流体供給源が接続され、該中空部の該研磨パッドの開口から流体を噴出し、該中空部に該研磨屑が侵入することを抑制することを特徴とする。【選択図】図3
Description
本発明は、ウェーハの研磨装置に関し、特に、フェルト中に砥粒が分散された研磨パッドを回転させながらウェーハの被研磨面に押し当てて研磨する乾式の研磨装置に関する。
半導体ウェーハは、チップに分割されるのに先立ち、デバイスが形成された表面とは反対側の裏面が研削装置によって研削されて所定の厚みに加工される。ところが、ウェーハの裏面を研削すると、その裏面に破砕層等の加工歪みが残存する場合が多く、これによって半導体チップの抗折強度が低下して折れやすくなるといった不具合が生じる。
この不具合を解消するために、研削後の裏面を僅かに研磨して破砕層等の加工歪みを除去して半導体チップを仕上げ厚みへと薄化する。これにより、半導体チップの非常に高い抗折強度を実現できる。
研磨方法として、フェルト中に砥粒を分散させて適度なボンド材で固定した研磨パッド(フェルト砥石)を、回転させながらウェーハの裏面に押し当てて研磨する乾式の研磨方法がある。
乾式の研磨方法では、加工中に発生する熱を監視し、適当な研磨が行われているかをチェックするため、研磨パッドの開口の近傍に温度センサが配設されており、温度センサに接続されたリード線がスピンドルと研磨パッドを貫通する貫通穴を介して上方に取り出されている(例えば、特開2006−216895号公報参照)。
しかし、ウェーハの乾式研磨を継続して実施すると、研磨加工により発生した研磨屑が研磨パッドに徐々に詰まってしまうため、適宜高圧エアを噴射する洗浄手段によって研磨パッドの詰まりを除去する必要がある(例えば、特開2003−243345号公報参照)。
しかしながら、研磨パッドに向かって高圧エアを噴射して研磨パッドの洗浄を実施すると、洗浄中に噴射する高圧エアにより巻き上がる研削屑が研磨パッドの中心部の開口に侵入して内部に堆積し、研磨中に研磨屑が落下するとウェーハの表面にスクラッチ等が形成されてウェーハの表面を傷つける恐れがある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研磨屑が研磨パッドの開口に侵入するのを抑制可能な研磨装置を提供することである。
本発明によると、ウェーハを保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に固定した研磨パッドの研磨面で該チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨する研磨手段と、該研磨パッドの該研磨面に高圧流体を噴射して研磨屑を除去する洗浄手段と、を備えた研磨装置であって、該研磨手段は、該スピンドルと該研磨パッドとを貫通して回転中心に形成された中空部内に収容され、研磨中のウェーハの温度を測定する温度センサを含み、該中空部には流体供給源が接続され、該中空部の該研磨パッドの開口から流体を噴出し、該中空部に該研磨屑が侵入することを抑制することを特徴とする研磨装置が提供される。
本発明の研磨装置によると、スピンドルと研磨パッドとを貫通して形成された中空部に流体供給源が接続されているため、研磨パッドの開口から噴射される流体により中空部に研磨屑が侵入することを防止することができる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明実施形態に係る研磨装置2の斜視図が示されている。4は研磨装置2の基台であり、水平基台6の後方にコラム8が立設されている。
コラム8には上下方向に伸びる一対のガイドレール12,14が固定されている。この一対のガイドレール12,14に沿って研磨ユニット16が上下方向に移動可能に装着されている。研磨ユニット16は、支持部20を介して一対のガイドレール12,14に沿って上下方向に移動する移動基台18に取り付けられている。
研磨ユニット16は、支持部20に取り付けられたハウジング22と、ハウジング22中に回転可能に収容されたスピンドル24と、スピンドル24を回転駆動するモータ26を含んでいる。
図2及び図3に示されるように、スピンドル24の先端部にはホイールマウント28が固定されており、このホイールマウント28には研磨ホイール30が複数のねじ29により着脱可能に装着されている。
研磨ホイール30は、支持プレート31と、支持プレート31の下面に接着された研磨パッド32とから構成される。本実施形態では、研磨パッド32は、フェルトに砥粒を分散させ適宜のボンド材で固定したフェルト砥石から構成される。
研磨ユニット16は、研磨ユニット16を一対の案内レール12,14に沿って上下方向に移動する研磨ユニット送り機構34を備えている。研磨ユニット送り機構34は、ボールねじ36と、ボールねじ36の一端部に固定されたパルスモータ38と、移動基台18に配設されたボールねじ36に螺合するナットとから構成される。パルスモータ38を駆動すると、ボールねじ36が回転し、移動基台18、即ち研磨ユニット16が上下方向に移動される。
水平基台部分6の凹部10には、チャックテーブルユニット40が配設されている。チャックテーブルユニット40はチャックテーブル42を含んでおり、チャックテーブル42は図示しないチャックテーブル移動機構により装置の前後方向、即ちY軸方向に移動される。
チャックテーブル42の周囲には支持プレート44が配設されており、支持プレート44と研磨装置2のハウジング4の固定部にわたり蛇腹46,48が連結されている。蛇腹46,48によりチャックテーブル移動機構の軸部を覆って保護している。
ハウジング4の水平基台部分6には、研磨前のウェーハを収容するカセット52と、研磨加工後のウェーハを収容するカセット54と、ウェーハ搬送ロボット56と、複数の位置決めピン58を有する位置決め機構60と、ウェーハ搬入機構(ローディングアーム)62と、ウェーハ搬出機構(アンローディングアーム)64と、スピンナーテーブル66を有するスピンナー洗浄ユニット68と、オペレータが研磨条件等を入力する操作パネル70が設けられている。
図2に最も良く示されるように、チャックテーブル42に隣接して研磨パッド32に向けて高圧エア等の高圧流体を噴射するノズル50が支持プレート44に取り付けられている。本実施形態では、高圧流体として高圧エアを採用した。ノズル50は高圧エア供給手段に接続されており、チャックテーブル42が研磨領域に位置づけられた状態で研磨パッド32の研磨面32aに向けて高圧エアを噴出する。
本実施形態においては、ノズル50の噴出口の直径は2〜5mmに設定されている。高圧エアの圧力は0.3メガパスカル(MPa)が望ましく、ノズル50から噴射する高圧エアの流量は150〜250リットル/分が適当である。
図3を参照すると、本発明実施形態に係る研磨ユニット16の縦断面図が示されている。研磨ユニット16のハウジング22中に収容されたスピンドル24は、ハウジング22とスピンドル24との間の空間に充填された高圧エア(ラジアルエアベアリング)により回転可能に支持され、スピンドル24と一体的に形成された、環状スラスト部材24aとハウジングとの間に充填された高圧エアによりスラストエアベアリングが形成される。
モータ26は周知の永久磁石式であって、スピンドル24の上端部外周面に一体的に固着された永久磁石製の円筒状ロータ72と、この円筒状ロータ72を包囲するようにハウジング22の内周面に固定された円筒状のステータ74とから構成される。ステータ74のコイルに電圧を印加すると、ロータ72が回転し、その結果スピンドル24が軸回りに回転する。
スピンドル24の中心部には貫通孔25が形成されており、研磨ホイール30の中心部にはスピンドル24の貫通孔25に連通する貫通孔33が形成されている。本明細書においては、貫通孔25と貫通孔33を総称して中空部と称することにする。研磨パッド32の中心部には貫通孔33に連通する開口35が形成されている。
研磨パッド32に近い貫通孔33内にはウェーハ11の裏面に発生する摩擦熱を検出する温度センサ78が配設されており、この温度センサ78に接続されたリード線80はスピンドル24の貫通孔25内に挿入された細管76内に挿入されて、温度センサ78で検出した温度信号は温度センサ制御手段82に入力される。
本実施形態の研磨ユニット16では、流体供給源88に接続されたチューブ86の先端がスピンドル24の貫通孔25内に挿入されており、高圧エア等の高圧流体が貫通孔25内に吹き込まれる構成となっている。ハウジング22の上部はキャップ23で閉鎖され、スピンドル24の上端は閉鎖部材84で閉鎖されている。
以下、上述のように構成された研磨装置2の作用について説明する。チャックテーブル42上にウェーハ11を吸引保持した後、図示しないチャックテーブル移動機構を駆動してチャックテーブル42を図1で矢印Y方向に移動し、図2において実線で示す研磨開始位置Aに位置づける。
研磨開始位置Aにおいては、ウェーハ11を保持したチャックテーブル42を例えば300rpm程度で回転し、モータ26を駆動して研磨ホイール30を4000〜7000rpmで回転すると共に、研磨ユニット送り機構34のパルスモータ38を正転駆動して、研磨ユニット16を下降させる。そして、研磨ユニット16の研磨パッド32をチャックテーブル42に保持されたウェーハ11の裏面に所定の荷重で押圧する。
チャックテーブル42をY軸方向に例えば100〜200mm/分の送り速度で加工送りしながら、ウェーハ11の裏面の研磨を実施する。チャックテーブル42が二点斜線で示す研磨終了位置B、即ちウェーハ11の右端が研磨パッド32の中心を超えてノズル50が研磨パッド32の右端を僅かに超える位置に移動すると、チャックテーブル42を研磨開始位置Aに戻し、上記動作を繰り返し実行する。
この研磨動作を予め設定された時間、又はチャックテーブル42の往復動を設定された回数実行することにより、研磨パッド32によってウェーハ11の裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪みが除去される。
ウェーハ11の乾式研磨時においては、高圧エアがノズル50から研磨パッド32の研磨面32aに向けて噴出される。従って、研磨時に研磨パッド32の研磨面32aに付着した研磨屑は吹き付けられる高圧エアによって除去され、研磨面32aの目詰まりを防止することができる。
ウェーハ11の乾式研磨を続行すると、研磨によって摩擦熱が発生し、ウェーハ11の裏面が過熱状態となって焼ける現象、所謂面焼けが生じて、ウェーハ自体にダメージを与える場合がある。
従って、本実施形態では、ウェーハ11に近接して貫通孔33内に配設された温度センサ78により温度を検出しながら研磨を実行する。温度センサ78がウェーハ11の裏面に近接して配設されているため、検出温度はウェーハ11の裏面の温度とみなすことができる。
温度センサ78の検出信号は温度センサ制御手段82に入力され、予め設定された許容温度に達したか否かを判別部で判別する。判別部で判別した温度が許容温度を下回っていると判別している場合には、図示しない研磨装置2のコントローラは、研磨ユニット送り機構34のパルスモータ38の正転状態を維持する。これによって、研磨ユニット16は下降を続け、ウェーハ11の裏面の研磨が続行される。
一方、温度センサ制御手段82の判別部が温度センサ78で検出した温度が許容温度を超えたと判別した場合には、研磨装置2のコントローラは研磨ユニット送り機構34のパルスモータ38を逆転させる。これによって、研磨ユニット18は退避位置まで上昇し、オペレータにその旨を通知する信号を発すると共に、ここで停止する。
本実施形態では、ウェーハ11の研磨加工中には、流体供給源88から高圧流体、好ましくは高圧エアをチューブ86を介してスピンドル24の貫通孔25内に噴出しながら研磨を実行する。
この高圧エアは研磨パッド32の開口35からウェーハ11に向かって噴出されるため、スピンドル24の貫通孔25及び研磨ホイール30の貫通孔33からなる中空部に研磨屑が侵入することを抑制することができる。
2 研磨装置
16 研磨ユニット
22 ハウジング
24 スピンドル
25 貫通孔
30 研磨ホイール
32 研磨パッド
33 貫通孔
34 研磨ユニット送り機構
35 開口
42 チャックテーブル
44 支持プレート
50 ノズル
76 細管
78 温度センサ
82 温度センサ制御手段
88 流体供給源
16 研磨ユニット
22 ハウジング
24 スピンドル
25 貫通孔
30 研磨ホイール
32 研磨パッド
33 貫通孔
34 研磨ユニット送り機構
35 開口
42 チャックテーブル
44 支持プレート
50 ノズル
76 細管
78 温度センサ
82 温度センサ制御手段
88 流体供給源
Claims (1)
- ウェーハを保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に固定した研磨パッドの研磨面で該チャックテーブルに保持されたウェーハを研磨する研磨手段と、該研磨パッドの該研磨面に高圧流体を噴射して研磨屑を除去する洗浄手段と、を備えた研磨装置であって、
該研磨手段は、該スピンドルと該研磨パッドとを貫通して回転中心に形成された中空部内に収容され、研磨中のウェーハの温度を測定する温度センサを含み、
該中空部には流体供給源が接続され、該中空部の該研磨パッドの開口から流体を噴出し、該中空部に該研磨屑が侵入することを抑制することを特徴とする研磨装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014198027A JP2016072327A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014198027A JP2016072327A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 研磨装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016072327A true JP2016072327A (ja) | 2016-05-09 |
Family
ID=55864916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014198027A Pending JP2016072327A (ja) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 研磨装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016072327A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017077612A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 株式会社ディスコ | 研磨装置 |
TWI748069B (zh) * | 2017-03-23 | 2021-12-01 | 日商迪思科股份有限公司 | 晶圓研磨方法及研磨裝置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002343755A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Canon Inc | 半導体基板研磨方法及び装置 |
JP2006216895A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体ウエーハの研磨装置 |
JP2010130022A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Semes Co Ltd | 基板研磨装置、及びそれを利用する基板研磨方法 |
JP2011258789A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 研削方法及び研削装置 |
-
2014
- 2014-09-29 JP JP2014198027A patent/JP2016072327A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002343755A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Canon Inc | 半導体基板研磨方法及び装置 |
JP2006216895A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Disco Abrasive Syst Ltd | 半導体ウエーハの研磨装置 |
JP2010130022A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Semes Co Ltd | 基板研磨装置、及びそれを利用する基板研磨方法 |
JP2011258789A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 研削方法及び研削装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017077612A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | 株式会社ディスコ | 研磨装置 |
TWI748069B (zh) * | 2017-03-23 | 2021-12-01 | 日商迪思科股份有限公司 | 晶圓研磨方法及研磨裝置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6844970B2 (ja) | 研磨装置 | |
JP6329728B2 (ja) | 研削装置 | |
KR101530269B1 (ko) | 웨이퍼 그라인딩 장치 | |
JP6316652B2 (ja) | 研削装置 | |
JP2008114336A (ja) | チャックテーブルのセルフグラインディング方法 | |
CN110170892B (zh) | 磨削装置 | |
JP6534335B2 (ja) | 研磨装置 | |
JP2016072327A (ja) | 研磨装置 | |
JP5943766B2 (ja) | 研削装置 | |
TWI783136B (zh) | 研磨裝置 | |
TW202007473A (zh) | 輪座 | |
JP6335592B2 (ja) | 研削方法 | |
JP5350127B2 (ja) | 被加工物の研削方法 | |
JP5037255B2 (ja) | 研削装置及び研削装置の観察方法 | |
JP5225733B2 (ja) | 研削装置 | |
JP2012148389A (ja) | 硬質基板の研削方法 | |
JP5907797B2 (ja) | ウエーハの加工方法 | |
JP5679183B2 (ja) | 硬質基板の研削方法 | |
CN112338706B (zh) | 主轴单元 | |
JP2007194471A (ja) | ウェーハの研磨方法 | |
JP7216601B2 (ja) | 研磨装置 | |
JP2020199596A (ja) | 研削方法 | |
JP5955069B2 (ja) | ウエーハの研削方法 | |
JP5653234B2 (ja) | 硬質基板の研削方法 | |
JP5693256B2 (ja) | 硬質基板の研削方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180508 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181106 |