KR20190102996A

KR20190102996A - 가공 장치

Info

Publication number: KR20190102996A
Application number: KR1020190012859A
Authority: KR
Inventors: 사토시 야마나카
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2019-09-04
Also published as: TW201937647A; CN110193774A; JP2019149461A

Abstract

(과제) 본 발명의 과제는, 웨이퍼를 원하는 두께로 형성할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
(해결 수단) 본 발명에 의하면, 웨이퍼 (W) 의 면을 가공하는 가공 장치 (1) 로서, 웨이퍼 (W) 를 흡인 유지하는 유지면 (111) 을 갖는 흡인 유지부 (75) 와, 흡인 유지부 (75) 의 외주를 둘러싸는 프레임체 (76) 와, 프레임체 (76) 에 형성되고 흡인원에 연통하는 연통로를 구비한 척 테이블 (71) 과, 척 테이블 (71) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 면을 가공하는 가공 수단을 적어도 포함하고, 흡인 유지부 (75) 는, 흡인공 (101) 이 형성된 기대 (100) 와, 기대 (100) 에 배치 형성되고 웨이퍼 (W) 를 지지하는 복수의 압전 소자 (110) 와, 각 압전 소자 (110) 에 전압을 인가하여 각 압전 소자 (110) 를 유지면 (111) 에 대해 수직 방향으로 팽창시키는 전압 인가 수단과, 전압 인가 수단을 제어하는 제어 수단 (10) 으로 적어도 구성되고, 전압 인가 수단의 작용에 의해 각 압전 소자 (110) 를 팽창시켜 웨이퍼 (W) 의 높이를 조정하는 가공 장치 (1) 가 제공된다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}

본 발명은 웨이퍼의 면을 가공하는 가공 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어, 표면에 형성된 웨이퍼는, 연삭 장치에 의한 이면의 연삭, 및 연마 장치에 의한 이면의 연마 등이 실시되어 원하는 두께, 및 조도 (粗度) 로 마무리된 후, 레이저 가공 장치, 다이싱 장치 등의 분할 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되어 휴대전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

연삭 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연삭하는 환상의 연삭 지석을 회전 가능하게 구비한 연삭 수단과, 그 연삭 수단을 그 척 테이블에 접근 및 이반 (離反) 시켜 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 그 연삭 지석을 가압 및 이반시키는 이송 수단으로 대체로 구성되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조).

또, 연마 장치도 상기 연삭 장치와 대략 동일한 구성을 구비하고 있어, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 구비한 연마 수단과, 그 연마 수단을 그 척 테이블에 접근 및 이반시켜 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼에 그 연마 패드를 가압 및 이반시키는 이송 수단으로 대체로 구성되어 있어, 웨이퍼의 이면을 연마하면서 원하는 조도로 마무리할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 를 참조).

일본 공개특허공보 2005-246491호 일본 공개특허공보 평08-099265호

상기한 연삭 장치 및 연마 장치에 의해, 웨이퍼가 원하는 두께로 연삭되고, 및 원하는 조도로 연마된다. 그러나, 가공이 행해지는 웨이퍼의 두께가 불균일하고, 이면에 기복이 있는 경우에는, 기복을 따라서 연삭 가공 및 연마 가공이 행해지게 되어, 연삭 후 및 연마 후의 웨이퍼의 두께가 불균일한 채로 되어, 의도하지 않은 두께 편차가 남는다고 하는 문제가 있다. 또, 예를 들어, 웨이퍼의 중심의 두께를 외측보다 두껍게 하는 등, 의도적으로 두께를 불균일하게 하고자 하는 경우에도, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재된 기술로는 대응이 곤란하다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 웨이퍼를 원하는 두께로 형성할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 웨이퍼의 면을 가공하는 가공 장치로서, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖는 흡인 유지부와, 그 흡인 유지부의 외주를 둘러싸는 프레임체와, 그 프레임체에 형성되고 흡인원에 연통하는 연통로를 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 면을 가공하는 가공 수단을 적어도 포함하고, 그 흡인 유지부는, 흡인공이 형성된 기대 (基臺) 와, 그 기대에 배치 형성되고 웨이퍼를 지지하는 복수의 압전 소자와, 각 압전 소자에 전압을 인가하여 각 압전 소자를 그 유지면에 대해 수직 방향으로 팽창시키는 전압 인가 수단과, 그 전압 인가 수단을 제어하는 제어 수단으로 적어도 구성되고, 그 전압 인가 수단의 작용에 의해 각 압전 소자를 팽창시켜 웨이퍼의 높이를 조정하는 가공 장치가 제공된다.

그 가공 장치는, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 두께를 검출하는 두께 검출 수단과, 그 두께 검출 수단에 의해 검출된 두께 데이터를 기억하는 기억 수단을 구비하고, 그 제어 수단은, 그 기억 수단에 기억된 두께 데이터에 기초하여 그 전압 인가 수단을 작동하여 각 전압 소자를 팽창시켜 웨이퍼의 높이를 조정하도록 할 수 있다.

그 가공 수단은, 웨이퍼의 면을 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 구비한 연마 수단이어도 되고, 웨이퍼의 면을 연삭하는 연삭 지석을 환상으로 구비한 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 연삭 수단이어도 된다.

본 발명에 기초하여 구성되는 가공 장치는, 웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖는 흡인 유지부와, 그 흡인 유지부의 외주를 둘러싸는 프레임체와, 그 프레임체에 형성되고 흡인원에 연통하는 연통로를 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 면을 가공하는 가공 수단을 적어도 포함하고, 그 흡인 유지부는, 흡인공이 형성된 기대와, 그 기대에 배치 형성되고 웨이퍼를 지지하는 복수의 압전 소자와, 각 압전 소자에 전압을 인가하여 각 압전 소자를 그 유지면에 대해 수직 방향으로 팽창시키는 전압 인가 수단과, 그 전압 인가 수단을 제어하는 제어 수단으로 적어도 구성되고, 그 전압 인가 수단의 작용에 의해 각 압전 소자를 팽창시켜 웨이퍼의 높이를 조정하기 때문에, 웨이퍼를 균일한 두께로 가공할 수 있다. 또, 각 압전 소자의 팽창량을 적절히 조정함으로써, 웨이퍼의 두께에 원하는 변화 (웨이퍼의 중앙을 두껍게 하거나, 웨이퍼의 중앙을 얇게 하는 등) 를 가져올 수 있다.

도 1 은 본 실시형태에 관련된 연마 장치의 전체 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 연마 장치의 척 테이블의 일부 확대 사시도이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 척 테이블의 A-A 단면도이다.
도 4 는 두께 검출 수단에 의해 웨이퍼 (W) 의 두께를 검출할 때의 두께 데이터의 일부를 발췌하여 나타내는 이미지도이다.
도 5 는 전압 인가 수단에 의해 압전 소자마다 전압을 인가할 때의 인가 전압치의 일부를 발췌하여 나타내는 이미지도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관련된 가공 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 에 나타내는 가공 장치는, 웨이퍼의 이면을 연마하는 연마 장치 (1) 이다. 연마 장치 (1) 는, 도면에 나타내는 바와 같이, 장치 하우징 (2) 을 구비하고 있다. 이 장치 하우징 (2) 은, 대략 직방체 형상의 메인부 (21) 와, 메인부 (21) 의 후단부 (도 1 에 있어서 우측 상단) 에 형성되고 상방으로 연장되는 직립벽 (22) 을 가지고 있다. 직립벽 (22) 의 전면에는, 가공 수단으로서의 연마 유닛 (3) 이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다.

연마 유닛 (3) 은, 이동 기대 (31) 와 이동 기대 (31) 에 장착된 스핀들 유닛 (4), 및 연마 패드 (5) 를 구비하고 있다. 이동 기대 (31) 는, 직립벽 (22) 에 배치 형성된 1 쌍의 안내 레일 (23, 23) 과 슬라이딩 가능하게 걸어 맞춰지도록 구성되어 있다. 이와 같이 직립벽 (22) 에 형성된 1 쌍의 안내 레일 (23, 23) 에 슬라이딩 가능하게 장착된 이동 기대 (31) 의 전면에는, 전방으로 돌출된 지지부를 개재하여 스핀들 유닛 (4) 이 설치된다.

스핀들 유닛 (4) 은, 스핀들 하우징 (41) 과, 스핀들 하우징 (41) 에 자유롭게 회전할 수 있도록 배치 형성된 회전 스핀들 (42) 과, 회전 스핀들 (42) 을 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 서보 모터 (43) 를 구비하고 있다. 스핀들 하우징 (41) 에 회전 가능하게 지지된 회전 스핀들 (42) 은, 하방측의 단부가 스핀들 하우징 (41) 의 하단으로부터 돌출되도록 배치 형성되고, 그 단부에는, 휠 마운트 (44) 가 형성되어 있다. 이 휠 마운트 (44) 의 하면에는, 연마 패드 (5) 가 설치된다. 회전 스핀들 (42), 서보 모터 (43), 휠 마운트 (44) 의 내부에는, 상하 방향으로 관통하는 슬러리 공급로 (46) 가 형성되어 있고, 서보 모터 (43) 의 상단부에는, 슬러리 공급로 (46) 에 연통하는 슬러리 투입구 (45) 가 형성되어 있다.

연마 패드 (5) 를, 도 1 의 좌측 상방에 하면이 보이는 상태로 도시한다. 연마 패드 (5) 는, 휠 마운트 (44) 에 볼트에 의해 고정되는 기대 (51) 와, 연마 시트 (52) 로 구성된다. 기대 (51) 는, 휠 마운트 (44) 와 동일한 원판 형상이며, 예를 들어 알루미늄 합금으로 구성된다. 연마 시트 (52) 는, 예를 들어 발포 우레탄 시트로 구성되고, 기대 (51) 의 하면에 양면 테이프 등의 접착 수단에 의해 접착된다. 연마 시트 (52) 의 표면에는, 연마 가공시에 공급되는 슬러리 (S) 가 연마 시트 (52) 의 표면 전체에 고르게 퍼지도록 하기 위한 미세홈 (52a) 이 격자상으로 형성되어 있다. 연마 시트 (52) 의 중앙에는 슬러리 공급공 (53) 이 형성되어 있어, 슬러리 투입구 (45) 로부터 투입되는 슬러리 (S) 는, 슬러리 공급로 (46) 를 통해서, 이 슬러리 공급공 (53) 으로부터 공급된다. 연마 시트 (52) 는, 소정 시간 사용된 후, 기대 (51) 로부터 벗겨내어, 새로운 연마 시트 (52) 로 교환할 수 있다.

도시한 연마 장치 (1) 는, 연마 유닛 (3) 을 1 쌍의 안내 레일 (23, 23) 을 따라서 상하 방향 (후술하는 척 테이블의 유지면에 대해 수직인 방향) 으로 이동시키는 연마 유닛 이송 기구 (6) 를 구비하고 있다. 이 연마 유닛 이송 기구 (6) 는, 직립벽 (22) 의 전측에 배치 형성되고 실질상 연직으로 연장되는 수나사 로드 (61), 수나사 로드 (61) 를 회전 구동하기 위한 구동원으로서의 펄스 모터 (62) 를 구비하고, 이동 기대 (31) 의 배면에 구비된 도시하지 않은 수나사 로드 (61) 의 베어링 부재 등으로 구성된다. 이 펄스 모터 (62) 가 정회전하면 연마 유닛 (3) 이 하강되어지고, 펄스 모터 (62) 가 역회전하면 연마 유닛 (3) 이 상승되어진다.

상기 하우징 (2) 의 메인부 (21) 에는, 피가공물로서의 판상물 (예를 들어 반도체의 웨이퍼) 을 유지하는 유지 수단으로서의 척 테이블 기구 (7) 가 배치 형성되어 있다. 척 테이블 기구 (7) 는, 척 테이블 (71) 과, 척 테이블 (71) 의 주위를 덮는 커버 부재 (72) 와, 커버 부재 (72) 의 전후에 배치 형성된 벨로우즈 수단 (73) 을 구비하고 있다. 장치 하우징 (2) 의 상면에서, 벨로우즈 수단 (73) 이 배치 형성되는 영역의 근방에는, 척 테이블 상의 웨이퍼에 공급되는 슬러리를 회수하기 위한 회수공 (9) 이 형성된다.

척 테이블 (71) 은, 도시하지 않은 회전 구동 수단에 의해 회전 가능하게 구성됨과 함께, 도시하지 않은 척 테이블 이동 수단에 의해 도 1 에 나타내는 피가공물 재치역 (載置域) (71a) 과, 연마 패드 (5) 와 대향하는 연마역 (71b) 의 사이 (화살표 X 로 나타내는 X 축 방향) 에서 이동되어진다.

도시한 연마 장치 (1) 는, 척 테이블 (71) 에 유지되는 웨이퍼의 두께를 계측하는 두께 검출 수단 (8) 을 구비한다. 이 두께 검출 수단 (8) 은, 도면에 나타내는 바와 같이 장치 하우징 (2) 을 구성하는 직방체 형상의 메인부 (21) 의 상면에 있어서, 척 테이블 (71) 이 피가공물 재치역 (71a) 으로부터 연마역 (71b) 사이에서 이동되어지는 경로 도중의 측방에 배치 형성되어 있다. 두께 검출 수단 (8) 은, 회전축부 (81) 와, 회전축부 (81) 의 선단으로부터 수평으로 연장되는 측정 단자 (82) 로 이루어지고, 도시하지 않은 구동 수단에 의해 회전축부 (81) 를 중심으로 측정 단자 (82) 가 회전한다. 측정 단자 (82) 의 하면에는, 길이 방향으로 배열되는 도시하지 않은 복수의 발광부와, 그 발광부에 대응하여 배치 형성되는 도시하지 않은 수광부가 배치 형성된다. 척 테이블 (71) 상에 유지되는 웨이퍼의 두께를 계측하는 경우에는, 회전축부 (81) 를 회전시킴으로써 측정 단자 (82) 를 벨로우즈 수단 (73) 상에 위치시키고, 척 테이블 (71) 을 피가공물 재치역 (71a) 과 연마역 (71b) 의 사이에서 이동시킨다. 그 때, 측정 단자 (82) 의 바로 아래를 웨이퍼가 이동하면, 그 발광부로부터 웨이퍼에 입사된 광의 일부가 웨이퍼의 표면에서 반사되고, 다른 일부가 웨이퍼를 투과한 후, 웨이퍼와 척 테이블 (71) 의 유지면의 경계면에서 반사된다. 각 반사광은, 그 수광부에서 검출되고, 검출치는, 후술하는 제어 수단 (10) (도 2 를 참조) 으로 보내진다. 이 2 개의 반사광에는 웨이퍼의 두께에 따른 광로차에 의한 위상차가 발생하는 점에서 간섭 현상이 일어난다. 제어 수단 (10) 은, 미리 기억된 제어 프로그램에 따라서, 웨이퍼의 표면에서 반사된 반사광과, 웨이퍼와 척 테이블 (71) 의 경계면에서 반사된 반사광의 간섭에서 얻어진 분광 간섭 파형에 기초하여, 척 테이블 (71) 상의 소정 위치에 있어서의 두께를 산출한다. 또한, 두께를 산출하는 방법에 대해서는 여러 가지 방법이 알려져 있어, 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

도 2, 및 도 3 을 참조하면서, 척 테이블 (71) 의 구성에 대해 한층 더 상세하게 설명한다. 도 2 에는, 척 테이블 기구 (7) 의 커버 부재 (72) 및 벨로우즈 수단 (73) 을 생략하고, 척 테이블 (71) 을 사시도로 나타내고 있다. 척 테이블 (71) 은, 웨이퍼를 흡인 유지하기 위한 흡인 유지부 (75) 와, 흡인 유지부 (75) 의 외주를 둘러싸는 프레임체 (76) 와, 프레임체 (76) 의 하면 중심부로부터 하방으로 연장되는 축부 (77) 를 구비하고 있다. 축부 (77) 의 내부에는, 프레임체 (76) 를 도시하지 않은 흡인원에 연통시키는 연통로 (77a) 가 형성되어 있다. 축부 (77) 는, 도시하지 않은 구동용 모터에 접속되어, 척 테이블 (71) 은, 소정의 회전 속도로 구동된다.

도 3 에, 도 2 에 나타내는 척 테이블 (71) 의 A-A 단면을 나타낸다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 프레임체 (76) 에 둘러싸여 유지되는 흡인 유지부 (75) 는, 기대 (100) 와, 기대 (100) 상에 유지되는 복수의 압전 소자 (110) 를 구비하고 있고, 압전 소자 (110) 의 상면이, 웨이퍼를 유지하는 유지면 (111) 을 구성한다. 기대 (100) 는, 프레임체 (76) 에 둘러싸이는 원반 형상을 이루고 있으며, 프레임체 (76) 의 내부에 형성되고 공간부 (76a) 와 외부를 연통하는 흡인공 (101) 이 복수 형성되어 있다. 공간부 (76a) 는, 연통로 (77a) 와 접속되어 있고, 인접하는 압전 소자 (110) 사이에 형성되는 공극 (112) 과, 기대 (100) 의 흡인공 (101) 을 통하여 유지면 (111) 측에 흡인 작용을 일으킨다. 본 실시형태의 압전 소자 (110) 는, 인가되는 전압에 비례하여 수직 방향으로 팽창 (두께가 변화) 하는 것으로서 주지된 구성이며, 예를 들어 1 V 의 전압에 대해 1 ㎛ 팽창한다. 각 압전 소자 (110) 에는, 기대 (100) 를 통해서 전압을 인가하기 위한 전압 공급선 (121) 과, 접지 (어스) 용의 어스선 (122) 이 접속된다.

도 2, 및 도 3 으로부터 이해되는 바와 같이, 전압 공급선 (121) 은, 흡인 유지부 (75) 를 구성하는 압전 소자 (110) 에 대응하여 개개에 배치 형성되는 것이고, 어스선 (122) 은, 각 압전 소자 (110) 에 공통되는 선이다. 척 테이블 (71) 은 회전하도록 구성되어 있기 때문에, 축부 (77) 에는, 개개의 전압 공급선 (121) 의 각각에 접속되는 회전 접점 (121A), 및 어스선 (122) 에 접속되는 회전 접점 (122A) 이 배치 형성된다.

회전 접점 (121A 및 122A) 이 배치 형성된 척 테이블 (71) 의 축부 (77) 에 인접하여, 회전 접점 (122A) 에 접하는 접점 (12) 및 회전 접점 (121A) 에 접하는 접점 (13) 이 배치 형성된다. 접점 (12) 은 어스에 접속되고, 접점 (13) 은 배선 (131) 을 통해서 제어 수단 (10) 에 접속된다. 상기한 접점 (12) 및 접점 (13) 으로부터 압전 소자 (110) 까지 형성되는 회로가, 본 실시형태의 전압 인가 수단을 구성한다.

제어 수단 (10) 은, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치 (CPU) 와, 제어 프로그램 등을 격납하는 리드 온리 메모리 (ROM) 와, 검출한 검출치, 연산 결과 등을 일시적으로 격납하기 위한 읽고 쓰기 가능한 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 와, 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 구비하고 있고, 적어도 두께 검출 수단 (8) 으로부터의 검출치가 입력되어, 척 테이블 (71) 을 이동시키는 이동 수단 (도시는 생략한다) 및 상기 전압 인가 수단을 제어한다.

제어 수단 (10) 의 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 내에는, 두께 검출 수단 (8) 에 의해 검출된 흡인 유지부 (75) 상의 각 좌표 위치에 있어서의 두께 데이터를 각 좌표 위치에 대응시켜 기억하는 기억 수단이 설정된다. 그리고, 제어 수단 (10) 의 기억 수단에 기억된 두께 데이터를 참조하면서, 상기한 전압 인가 수단을 제어하여, 흡인 유지부 (75) 의 각 압전 소자 (110) 에 인가되는 전압을 조정함으로써, 각 압전 소자 (110) 가 팽창하는 양을 제어하여, 흡인 유지부 (75) 의 유지면 (111) 의 높이를 조정한다.

본 실시형태에 관련된 연마 장치 (1) 는, 대체로 상기한 것과 같이 구성되어 있으며, 이하, 상기한 연마 장치 (1) 를 사용하여 웨이퍼를 연마하는 순서에 대해서 설명한다.

연마 작업을 실시하는 작업자는, 피가공물인 웨이퍼의 디바이스가 형성된 표면측에 보호 테이프를 첩착하여, 도 1 에 나타내는 연마 장치 (1) 에 있어서의 피가공물 재치역 (71a) 에 위치되어 있는 척 테이블 (71) 상에, 웨이퍼의 보호 테이프측을 아래로 하여 재치한다. 이어서, 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써, 축부 (77) 의 연통로 (77a), 및 흡인 유지부 (75) 의 흡인공 (101) 을 통하여 유지면 (111) 에 웨이퍼를 흡인 유지한다. 따라서, 척 테이블 (71) 상에 흡인 유지된 웨이퍼는, 이면이 상측이 된다.

다음으로, 제어 수단 (10) 은, 척 테이블 (71) 을 이동시키는 도시하지 않은 이동 수단을 작동하여, 척 테이블 (71) 을 피가공물 재치역 (71a) 으로부터 이동시켜 연마역 (71b) 에 위치시키고, 연마 패드 (5) 의 외주 가장자리를 척 테이블 (71) 의 회전 중심을 통과하는 위치에 위치시킨다. 이 과정에서, 두께 검출 수단 (8) 을 작동하여, 척 테이블 (71) 상의 웨이퍼를 두께 검출 수단 (8) 의 측정 단자 (82) 의 바로 아래를 통과시킨다. 상기한 바와 같이, 척 테이블 (71) 의 흡인 유지부 (75) 는, 복수의 압전 소자 (110) 에 의해 구성되어 있고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 압전 소자 (110) 는, X-Y 좌표축으로 그 위치가 특정되도록 배치 형성되어 있다. 척 테이블 (71) 이 피가공물 재치역 (71a) 으로부터 연마역 (71b) 으로 이동할 때에는, 연마 장치 (1) 의 장치 하우징 (2) 상의 X-Y 방향과, 상기 척 테이블 (71) 의 X-Y 방향이 일치하도록 위치되어지고, 각 압전 소자 (110) 에는 전압은 인가되어 있지 않고, 각 압전 소자 (110) 에 의해 구성되는 유지면 (111) 은 균일한 높이로 설정되어 있다. 또한, 도 4 에서는, 척 테이블 (71) 상에 W 로 나타내는 웨이퍼가 재치되어 있는 상태를 나타내고 있고, 웨이퍼 (W) 의 이면측에 있는 압전 소자 (110) 를 점선으로 나타내며, 웨이퍼 (W) 의 표면측에 형성된 디바이스는, 설명의 형편상 생략하였다.

상기한 것처럼 두께 검출 수단 (8) 을 작동시켜 웨이퍼 (W) 전체면의 각 X-Y 위치에 대응하는 위치의 두께를 계측하여, 도 4 의 하방에 그 일부를 나타내는 바와 같이, 제어 수단 (10) 의 메모리에 각 X-Y 위치에 있어서의 두께 데이터를 기억시킨다. 또한, 제어 수단 (10) 의 메모리에 기억되는 두께 데이터는, 검출된 두께 중, 가장 작은 값을 기준치로 했을 경우의 그 기준치와의 차로서, 흡인 유지부 (75) 의 X-Y 위치에 연관시켜 ㎛ 단위로 기억된다. 보다 구체적으로는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, X-Y 위치가 7-1 로 특정되는 위치는, 웨이퍼 (W) 의 두께가 가장 작은 위치이고, 두께 데이터는 0 ㎛ 가 된다. 또, X-Y 위치가 10-3 으로 특정되는 위치에서는, 웨이퍼 (W) 의 두께 데이터가 3 ㎛ (기준치보다 3 ㎛ 두껍다) 인 것을 이해할 수 있다.

이어서, 제어 수단 (10) 은, 기억 수단에 기억된 상기 웨이퍼 (W) 의 두께 데이터에 기초하여, 각 X-Y 위치에 대응하는 위치에 배치 형성된 각 압전 소자 (110) 에 인가하는 전압치를 압전 소자 (110) 마다 연산한다. 도 5 에는, 도 4 에 나타낸 X-Y 위치에 있어서의 웨이퍼 (W) 의 두께 데이터에 기초하여 연산된 당해 위치에 있는 압전 소자 (110) 에 대해 인가하는 인가 전압치의 일부를 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, X-Y 위치가 7-1 로 특정되는 위치의 압전 소자 (110) 에 대해서는, 당해 위치의 웨이퍼 (W) 의 두께 데이터가 0 ㎛ 인 점에서, 인가 전압치는 0 V 이고, 또, X-Y 위치가 10-3 으로 특정되는 위치의 압전 소자 (110) 에 대해서는, 당해 위치의 웨이퍼 (W) 의 두께 데이터가 3 ㎛ 인 점에서, 인가 전압치는 3 V 이다. 이와 같이, 각 압전 소자 (110) 에 대한 인가 전압치는, 이하에 나타내는 식 (1) 에 기초하여 연산된다.

인가 전압치 (V) = 두께 데이터 (㎛) × 1 (V) ····· (1)

척 테이블 (71) 이 연마역 (71b) 으로 이동되고, 연마 패드 (5) 와 척 테이블 (71) 이 소정의 위치 관계로 세팅되면, 제어 수단 (10) 은 도시하지 않은 회전 구동 수단을 구동하여 척 테이블 (71) 을 예를 들어 300 rpm 의 회전 속도로 회전시킴과 함께, 상기한 서보 모터 (43) 를 구동하여 연마 패드 (5) 를 예를 들어 6000 rpm 의 회전 속도로 회전시킨다. 그리고, 연마 시트 (52) 와 웨이퍼 (W) 의 경계부에 대해 슬러리 (S) 를 공급하면서, 연마 유닛 이송 기구 (6) 의 펄스 모터 (62) 를 정회전 구동하여 연마 패드 (5) 를 하강시켜, 연마 시트 (52) 를 웨이퍼의 상면 (이면측) 인 피연마면에 소정의 압력으로 가압한다. 이 때, 제어 수단 (10) 에 의해 전압 인가 수단이 제어됨으로써, 흡인 유지부 (75) 에 배치 형성된 각 압전 소자 (110) 에 대해 도 5 에 나타낸 웨이퍼의 두께 데이터에 따른 전압이 인가된다. 그 결과, 연마되는 웨이퍼 (W) 의 높이가 각 위치의 두께에 따라서 조정되고, 높은 위치로 조정된 웨이퍼 (W) 의 특정 위치가 보다 중점적으로 연마되어, 웨이퍼 (W) 의 전체가 균일한 두께가 되도록 연마된다. 연마 가공이 실시된 후의 웨이퍼 (W) 는, 적절히 세정 공정 등의 다음 공정으로 반송된다. 또한, 도 1 에는 도시되지 않지만, 연마 장치 (1) 에는, 가공 전, 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 수용하는 카세트를 재치하는 카세트 테이블, 카세트로부터 반출된 웨이퍼 (W) 의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 테이블, 가공 후의 웨이퍼 (W) 를 세정하는 세정 수단, 및 이들의 사이에 있어서 웨이퍼 (W) 를 반송하는 반송 수단 등을 구비하고 있어도 된다.

상기한 실시형태에서는, 가공 수단으로서 웨이퍼 (W) 를 연마하는 연마 유닛 (3) 을 구비한 연마 장치 (1) 의 예를 제시했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 특허문헌 1 에 나타내는 것과 같은 연삭 장치에 적용해도 된다. 연삭 장치에 적용하는 경우에는, 예를 들어, 가공 수단으로서, 웨이퍼 (W) 의 면을 연삭하는 연삭 지석을 환상으로 구비한 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 연삭 수단을 구비하도록 하면 된다. 본 발명을 연삭 장치에 적용하는 경우에도, 상기 연마 장치 (1) 와 마찬가지로, 척 테이블의 흡인 유지부에 복수의 압전 소자를 배치하고, 각 압전 소자에 전압을 인가하여 각 압전 소자를 유지면에 대해 수직 방향으로 팽창시키는 전압 인가 수단을 제어한다. 이로써, 흡인 유지부에 유지되는 웨이퍼 (W) 의 높이를 조정하여, 원하는 두께로 가공할 수 있다.

상기한 실시형태에서는, 연마 장치 (1) 에 의해 웨이퍼 (W) 에 대해 연마 가공을 실시할 때에, 기억 수단에 기억된 두께 데이터에 기초하여 전압 인가 수단을 작동하여 웨이퍼 (W) 의 높이를 조정하고, 가공 후의 웨이퍼 (W) 의 두께가 균일해지도록 했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 연마 가공 후의 웨이퍼 (W) 의 두께를, 웨이퍼의 중심측에서 두껍고, 외주측에서 얇아지도록 하는 경우에는, 웨이퍼 (W) 의 중심측에 위치되는 압전 소자 (110) 에 인가되는 인가 전압치를 작게, 외주 측에 위치되는 압전 소자 (110) 에 대한 인가 전압치가 서서히 커지도록 인가 전압치를 조정해도 된다. 또, 가공 전의 웨이퍼 (W) 의 두께를 알고 있는 경우에는, 반드시 웨이퍼 (W) 전역의 두께를 검출하는 두께 검출 수단 (8) 을 구비하지 않아도 되며, 생략할 수도 있다.

상기한 실시형태에서는, 두께 데이터에 기초하여 압전 소자 (110) 에 인가되는 인가 전압치를 상기한 식 (1) 에 기초하여 연산했지만, 인가 전압치의 연산식은 이것으로 한정되지 않고, 압전 소자 (110) 의 팽창 특성, 혹은, 적용되는 연삭 장치 및 연마 장치의 가공 특성에 따라서, 적절히 변경하는 것이 가능하다.

1 : 연마 장치
2 : 장치 하우징
3 : 연마 유닛
31 : 이동 기대
4 : 스핀들 유닛
41 : 스핀들 하우징
42 : 회전 스핀들
43 : 서보 모터
44 : 휠 마운트
46 : 슬러리 공급로
5 : 연마 패드
51 : 기대
52 : 연마 시트
53 : 슬러리 공급공
7 : 척 테이블 기구
71 : 척 테이블
72 : 커버 부재
73, 74 : 벨로우즈 수단
75 : 흡인 유지부
76 : 프레임체
76a : 공간부
77 : 축부
77a : 연통로
8 : 두께 검출 수단
10 : 제어 수단
12, 13 : 접점
100 : 기대
101 : 흡인공
110 : 압전 소자
111 : 유지면
121 : 전압 공급선
121A, 122A : 회전 접점

Claims

웨이퍼의 면을 가공하는 가공 장치로서,
웨이퍼를 흡인 유지하는 유지면을 갖는 흡인 유지부와, 그 흡인 유지부의 외주를 둘러싸는 프레임체와, 그 프레임체에 형성되고 흡인원에 연통하는 연통로를 구비한 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 면을 가공하는 가공 수단을 적어도 포함하고,
그 흡인 유지부는, 흡인공이 형성된 기대와, 그 기대에 배치 형성되고 웨이퍼를 지지하는 복수의 압전 소자와, 각 압전 소자에 전압을 인가하여 각 압전 소자를 그 유지면에 대해 수직 방향으로 팽창시키는 전압 인가 수단과, 그 전압 인가 수단을 제어하는 제어 수단으로 적어도 구성되고,
그 전압 인가 수단의 작용에 의해 각 압전 소자를 팽창시켜 웨이퍼의 높이를 조정하는, 가공 장치.
제 1 항에 있어서,
그 척 테이블에 유지된 웨이퍼의 두께를 검출하는 두께 검출 수단과, 그 두께 검출 수단에 의해 검출된 두께 데이터를 기억하는 기억 수단을 구비하고,
그 제어 수단은, 그 기억 수단에 기억된 두께 데이터에 기초하여 그 전압 인가 수단을 작동하여 각 압전 소자를 팽창시켜 웨이퍼의 높이를 조정하는, 가공 장치.
제 1 항에 있어서,
그 가공 수단은, 웨이퍼의 면을 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 구비한 연마 수단인, 가공 장치.
제 1 항에 있어서,
그 가공 수단은, 웨이퍼의 면을 연삭하는 연삭 지석을 환상으로 구비한 연삭 휠을 회전 가능하게 구비한 연삭 수단인, 가공 장치.