JP5149090B2

JP5149090B2 - 加工装置

Info

Publication number: JP5149090B2
Application number: JP2008179267A
Authority: JP
Inventors: 晃一大日野; 聡山中
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: JP2010017798A

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハに研削加工及び研磨加工を施す加工装置に関するものである。

半導体ウエーハは、近年の各種電子機器の小型化・薄型化に伴い、より一層の薄型化が求められている。そのため、半導体ウエーハの厚さが例えば１００μｍ以下と薄くなった場合、チップ化した後の強度維持が問題になっている。そこで、研削加工を行った後に加工面をポリッシュやエッチングすることで、研削加工による機械的ダメージを除去する技術が用いられ、研削加工と研磨加工との両方の加工を行えるようにした加工装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、研削加工を行う雰囲気中では、加工点を冷却し加工屑を排出する研削水が使用されるために噴霧が発生し、研磨加工を行う雰囲気中では加工を行う研磨パッドの研磨屑が発生する。

特開２００１−２５２８５３号公報

しかしながら、加工雰囲気中で発生するこれら噴霧と研磨屑は、一体になると濃くて粘り気の強い物体となるため、共通な１つのダクトで排気を行うとダクト内壁にこの物体がこびり付いてダクトに詰りが生じたりしてしまう。よって、噴霧用と研磨屑用との２つの排気装置を用いて排気を行う必要があり、装置構造が複雑化、大型化、高コスト化する等の弊害がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の排気装置を用いることなく研削加工を行う雰囲気中と研磨加工を行う雰囲気中の排気を支障なく行うことができる加工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、本発明にかかる加工装置は、ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に対向して配設されて研削液を供給しながらウエーハを研削する研削砥石を有する研削手段と、前記保持手段に対向して配設されて乾式でウエーハを研磨する研磨パッドを有する研磨手段とを備え、前記保持手段に保持されたウエーハに研削加工及び研磨加工を施す加工装置であって、研削を行う研削領域及び研磨を行う研磨領域の排気を行う排気手段を備え、該排気手段は、吸引力を発生させる吸引口と、前記研削領域に設けられた第１の排出口に連通する第１のダクトと、前記研磨領域に設けられた第２の排出口に連通する第２のダクトと、前記第１のダクトに結合される第１の結合口と前記第２のダクトに結合される第２の結合口と前記吸引口に結合される第３の結合口とを有する連結ダクトと、を備え、前記第１の結合口及び前記第２の結合口は、前記第３の結合口の近傍に配置されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる加工装置は、上記発明において、前記第２の結合口と前記第３の結合口は、一直線上に配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる加工装置によれば、排気手段が、研削領域側に連通する第１のダクトに結合される第１の結合口と研磨領域側に連通する第２のダクトに結合される第２の結合口と吸引用の吸引口に結合される第３の結合口とを有する連結ダクトを備え、第１の結合口及び第２の結合口が第３の結合口の近傍に配置されているので、吸引口の直前位置まで研削による噴霧と研磨による研磨屑が第１，第２のダクトなる別のダクトで吸引されるため、一体とならずダクト内壁へのこびり付きが発生しにくくなり、よって、複数の排気手段を用いることなく研削加工を行う雰囲気中と研磨加工を行う雰囲気中の排気を支障なく行う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加工装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる加工装置の構成例を示す斜視図であり、図２は、加工領域カバーを省略して示す加工装置の構成例を示す斜視図であり、図３は、各部の位置関係等を示すレイアウト図である。

本実施の形態の加工装置１は、半導体ウエーハ等の円盤状のウエーハＷの裏面を薄型化のために研削加工するとともに、研削加工されたウエーハＷの研削面を高精度に平坦化するために研磨加工するものである。本実施の形態の加工装置１は、例えば、ハウジング２と、第１の研削手段３と、第２の研削手段４と、研磨手段５と、ターンテーブル６上に設置された例えば４つの保持手段７ａ〜７ｄと、カセット８，９と、位置合わせ手段１０と、搬入手段１１と、搬出手段１２と、洗浄手段１３と、搬出入手段１４と、排気手段１５とを主に備えている。

第１の研削手段３は、スピンドル３ａの下端に装着された研削砥石３ｂを有する研削ホイール３ｃを回転させながら保持手段７ｂに保持されたウエーハＷの裏面（上面）に押圧することによって、ウエーハＷの裏面を粗研削加工するためのものである。このような粗研削に際しては、加工点を冷却し加工屑を排出させるために研削水が使用される。同様に、第２の研削手段４は、スピンドル４ａの下端に装着された研削砥石４ｂを有する研削ホイール４ｃを回転させながら保持手段７ｃに保持された粗研削済みのウエーハＷの裏面に押圧することによって、ウエーハＷの裏面を仕上げ研削加工するためのものである。このような仕上げ研削に際しては、加工点を冷却し加工屑を排出させるために研削水が使用される。

また、研磨手段５は、スピンドル５ａの下端に装着された研削パッド５ｂを回転させながら保持手段７ｄに保持された仕上げ研削済みのウエーハＷの裏面に押圧することによって、ウエーハＷの裏面を研磨加工するためのものである。

ターンテーブル６は、ハウジング２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、適宜タイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば４つの保持手段７ａ〜７ｄが、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。これら保持手段７ａ〜７ｄは、上面に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、載置されたウエーハＷを真空吸着して保持する。これら保持手段７ａ〜７ｄは、研削加工時及び研磨加工時には、回転駆動機構によって水平面内で回転駆動される。このような保持手段７ａ〜７ｄは、ターンテーブル６の回転によって、搬入搬出位置Ａ、粗研削位置Ｂ、仕上げ研削位置Ｃ、研磨位置Ｄ、搬入搬出位置Ａに順次移動される。

カセット８，９は、複数のスロットを有するウエーハ用の収容器である。一方のカセット８は、研削加工前のウエーハＷを収容し、他方のカセット９は、研磨加工後のウエーハＷを収容する。また、位置合わせ手段１０は、カセット８から取り出されたウエーハＷが仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

また、搬入手段１１は、吸着パッドを有して水平面内で回転駆動される搬送アームからなり、位置合わせ手段１０で位置合わせされた研削加工前のウエーハＷを吸着保持して搬入搬出位置Ａに位置する保持手段７ａ上に搬入する。搬出手段１２は、吸着パッドを有して水平面内で回転駆動される搬送アームからなり、搬入搬出位置Ａに位置する保持手段７ａ上に保持された研磨加工後のウエーハＷを吸着保持して洗浄手段１３に搬出する。

また、搬出入手段１４は、例えばＵ字型ハンド１４ａを備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１４ａによってウエーハＷを吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入手段１４は、研削加工前のウエーハＷをカセット８から位置合わせ手段１０へ搬出するとともに、研磨加工後のウエーハＷを洗浄手段１３からカセット９へ搬入する。洗浄手段１３は、研磨加工後のウエーハＷを洗浄し、研削及び研磨された加工面に付着している研削屑や研磨屑等のコンタミネーションを除去する。

さらに、排気手段１５は、研削を行う研削領域Ｅ１に発生する噴霧と研磨を行う研磨領域Ｅ２に発生する研磨パッド５ｂの研磨屑を除去するための排気を行うためのものである。ここで、本実施の形態では、第１，第２の研削手段３，４によりウエーハＷに対して研削を行うターンテーブル６上の保持手段７ｂ，７ｃ周りの領域が研削領域Ｅ１として設定され、研磨手段５によりウエーハＷに対して研磨を行うターンテーブル６上の保持手段７ｄ周りの領域が研磨領域Ｅ２として設定されている。そして、研削領域Ｅ１及び研磨領域Ｅ２に対応して少しでも閉塞的となる研削雰囲気及び研磨雰囲気を形成するようにターンテーブル６上を覆う平面的に略Ｌ字状に形成された加工領域カバー１６がハウジング２上に設けられている。なお、加工領域カバー１６には、第１，第２の研削手段３，４や研磨手段５のウエーハＷに対する加工動作に支障を来たさないように上下方向の進退を許容する開口部が形成されている。

そして、排気手段１５は、吸引口１５１と、第１のダクト１５２と、第２のダクト１５３と、連結ダクト１５４とを備えている。吸引口１５１は、図示しない負圧吸引源に連結された箱状の吸引部１５５の一部に開口形成されて、吸引力を発生させるためのものである。第１のダクト１５２は、研削領域Ｅ１の雰囲気中に臨ませて設けられた第１の排出口１５６に連通させてハウジング２周りに配設されたダクトである。ここで、第１の排出口１５６は、第１の研削手段３側と第２の研削手段４側との２箇所に設けられ、ともに第１のダクト１５２に連通している。また、第２のダクト１５３は、研磨領域Ｅ２の雰囲気中に臨ませて設けられた第２の排出口１５７に連通させて配設されたダクトである。

また、連結ダクト１５４は、第１のダクト１５２に結合される第１の結合口１５４ａと第２のダクト１５３に結合される第２の結合口１５４ｂと吸引口１５１に結合される第３の結合口１５４ｃとを有する。ここで、連結ダクト１５４は、第１の結合口１５４ａ及び第２の結合口１５４ｂが第３の結合口１５４ｃの近傍に配置されるように短めに形成されている。この際、連結ダクト１５４は、第１の結合口１５４ａと第３の結合口１５４ｃとは直交する向きとなるが、第２の結合口１５４ｂと第３の結合口１５４ｃとが一直線上に配置されるように形成されている。さらには、吸引口１５１（吸引部１５５）は、研磨領域Ｅ２の近傍に配置され、第２のダクト１５３の長さが極力短くなるように設定されている。

このような構成において、第１の研削手段３や第２の研削手段４によるウエーハＷの研削加工時には、加工点を冷却し研削に伴う加工屑を排出させる研削水が使用されるため、研削領域Ｅ１に対応する研削雰囲気中には液体の噴霧が発生する。このような噴霧は、吸引口１５１に発生している吸引力に従い研削領域Ｅ１の第１の排出口１５６に連通する第１のダクト１５２及び連結ダクト１５４を介して吸引部１５５内に吸引され排気される。

一方、このようなウエーハＷの研削加工に並行して、研磨領域Ｅ２では、保持手段７ｄに保持された研削済みのウエーハＷに対して研磨手段５によって研磨加工が行われる。このような研磨加工時においては、研磨領域Ｅ２に対応する研磨雰囲気中には研磨パッド５ｂの研磨屑が発生する。このような研磨屑は、吸引口１５１に発生している吸引力に従い研磨領域Ｅ２の第２の排出口１５７に連通する第２のダクト１５３及び連結ダクト１５４を介して吸引部１５５内に吸引され排気される。

このようにして、研削に伴い発生する液体の噴霧と研磨に伴い発生する研磨屑は、ともに吸引口１５１から吸引部１５５内に吸引されることとなるが、本実施の形態では、連結ダクト１５４は短めに形成されて第１，第２の結合口１５４ａ，１５４ｂが第３の結合口１５４ｃの近傍に配置されるように構成されているので、吸引口１５１の直前まで、液体の噴霧と研磨屑は、それぞれ別の第１，第２のダクト１５２，１５３で吸引され、最後に連結ダクト１５４内で合流するだけである。よって、これら第１，第２のダクト１５２，１５３内では噴霧と研磨屑が一体となって濃くて粘り気の強い物体になることはなく、ダクト内壁へのこびり付きが発生しにくくなる。よって、複数の排気手段を用いることなく１つの排気手段１５のみで、研削加工を行う雰囲気中と研磨加工を行う雰囲気中の排気を支障なく行うことができる。

特に、本実施の形態では、連結ダクト１５４において第２，第３の結合口１５４ｂ，１５４ｃを一直線上に配置させているので、ダクト内壁に付着しやすい方の研磨パッド５ｂの研磨屑が連結ダクト１５４内においても内壁に殆ど触れることなく排気させることができ、その付着を防止することができ、ダクト詰りの発生を防止することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、連結ダクト１５４に関して、本実施の形態では略Ｔ字状に形成したが、図４に示すように、第３の結合口１５４ｃを第１，第２の結合口１５４ａ，１５４ｂに対して均等の角度となるように略Ｙ字状に形成してもよい。これによれば、吸引口１５１に対する噴霧と研磨屑の流れは略均等となり、双方ともスムーズに吸引排気される。特に、第３の結合口１５４ｃ部分の径が第１，第２の結合口１５４ａ，１５４ｂ部分の径に比べて大きければ、第１，第３の結合口１５４ａ，１５４ｃと第２，第３の結合口１５４ｂ，１５４ｃとを、共に一直線上の配置に近づけることができる。

本発明の実施の形態にかかる加工装置の構成例を示す斜視図である。加工領域カバーを省略して示す加工装置の構成例を示す斜視図である。各部の位置関係等を示すレイアウト図である。変形例として連結ダクト付近を示す平面図である。

符号の説明

１加工装置
３，４研削手段
３ｂ，４ｂ研削砥石
５研磨手段
５ｂ研磨パッド
７ａ〜７ｄ保持手段
１５排気手段
１５１吸引口
１５２第１のダクト
１５３第２のダクト
１５４連結ダクト
１５４ａ第１の結合口
１５４ｂ第２の結合口
１５４ｃ第３の結合口
１５６第１の排出口
１５７第２の排出口
Ｅ１研削領域
Ｅ２研磨領域
Ｗウエーハ

Claims

ウエーハを保持する保持手段と、該保持手段に対向して配設されて研削液を供給しながらウエーハを研削する研削砥石を有する研削手段と、前記保持手段に対向して配設されて乾式でウエーハを研磨する研磨パッドを有する研磨手段とを備え、前記保持手段に保持されたウエーハに研削加工及び研磨加工を施す加工装置であって、
研削を行う研削領域及び研磨を行う研磨領域の排気を行う排気手段を備え、
該排気手段は、
吸引力を発生させる吸引口と、
前記研削領域に設けられた第１の排出口に連通する第１のダクトと、
前記研磨領域に設けられた第２の排出口に連通する第２のダクトと、
前記第１のダクトに結合される第１の結合口と前記第２のダクトに結合される第２の結合口と前記吸引口に結合される第３の結合口とを有する連結ダクトと、
を備え、前記第１の結合口及び前記第２の結合口は、前記第３の結合口の近傍に配置されていることを特徴とする加工装置。
前記第２の結合口と前記第３の結合口は、一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。