JP2011245571A

JP2011245571A - 加工装置

Info

Publication number: JP2011245571A
Application number: JP2010119112A
Authority: JP
Inventors: Akiji Daii; 暁治台井
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】加工品質及び加工精度よく被加工物に研削加工又は研磨加工を施すことが可能な加工装置を提供することである。
【解決手段】被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第１加工手段と、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第２加工手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第１加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第１移動手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第２加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第２移動手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、シリコンウエーハや化合物半導体ウエーハの表面に複数のデバイスが形成される。表面にデバイスが形成されたウエーハは、特開２００５−１５３０９０号公報に開示されるような研削手段や研磨手段を備えた加工装置でデバイスの仕上げ厚みまで研削又は研磨されて薄化される。その後、薄化されたウエーハを切削装置で切削することで個々のデバイスを製造している。

より詳細には、表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面は、まず、比較的粗いダイアモンド砥粒をビトリファイドやレジンで固めた粗研削ホイールで粗研削される。その後、より細かいダイアモンド砥粒を含む仕上げ研削ホイールで仕上げ研削される。仕上げ研削されたウエーハは、研削によって生じた微小な研削歪を除去するために、必要に応じて裏面が研磨される。

ウエーハを研削又は研磨する加工手段を複数備えた従来の加工装置では、ウエーハはターンテーブルに配設されたチャックテーブルで吸引保持され、ターンテーブルが所定角度回転することで、それぞれ粗研削ホイール、仕上げ研削ホイール、研磨手段に対応する位置へと位置づけられる。

特開２００５−１５３０９０号公報

粗研削、仕上げ研削ホイール等の複数の加工手段を備えた従来の加工装置では、ターンテーブルに配設されたチャックテーブルの吸引面とターンテーブルの回転軸とを完全に直交した状態に加工装置を組み付けることは非常に難しく、チャックテーブルの吸引面には僅かな傾きが生じてしまう。更に、経時変化や作業時又は調整時における不意の接触等によってターンテーブルの組み付け精度が悪化してチャックテーブルの吸引面が傾いてしまうことがある。

ターンテーブルに配設されたチャックテーブルの正確な水平面を維持できない加工装置では、ターンテーブルを回転して複数の加工手段でウエーハに加工を施すと、平坦度の悪化や加工精度の悪化が生じることになる。

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、十分な加工品質及び加工精度で被加工物に研削加工や研磨加工を施すことが可能な加工装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第１加工手段と、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第２加工手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第１加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第１移動手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第２加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第２移動手段と、を具備したことを特徴とする加工装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを第１の方向に移動する第１移動手段と、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第１加工手段と、該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第２加工手段と、該第１加工手段を該第１の方向に直交する第２の方向に移動して、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第１加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第２移動手段と、該第２加工手段を該第２の方向に移動して、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第２加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第３移動手段と、を具備したことを特徴とする加工装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、静止したチャックテーブルに対して、第１及び第２加工手段をそれぞれ第１及び第２移動手段により移動して、チャックテーブルに保持された被加工物に対して第１及び第２加工手段を選択的に加工位置に位置付けることができる。

請求項２記載の発明によると、チャックテーブルを第１の方向に直線移動するように配設し、第１及び第２加工手段を第１の方向に直交する第２の方向に移動可能なように配設して、チャックテーブルに保持された被加工物に対して第１及び第２加工手段を選択的に加工位置に位置付けることができる。

請求項１記載の発明及び請求項２記載の発明とも、ターンテーブルを使用しない構造のため、ターンテーブルの傾きやチャックテーブルのターンテーブルに対する組付け状態に起因する加工精度の悪化を防止できる。

本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。

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削装置２の全体構成図が示されている。研削装置２は、第１ベース４と、第１ベース４より所定高さ高い第２ベース６を備えている。第１ベース４の後方には門型コラム８が立設されている。

第１ベース４上にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１２が固定されており、この一対のガイドレール１２に沿ってボールねじ１４と図示しないパルスモータにより構成されるＹ軸移動機構１６により、チャックテーブル１０がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

門型コラム８には粗研削ユニット（粗研削手段）１８及び仕上げ研削ユニット（仕上げ研削手段）２０がそれぞれＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に搭載されている。粗研削ユニット１８は、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の先端に固定された複数の粗研削砥石２８を有する粗研削ホイール２６と、スピンドル２４を回転するモータ３０とから構成される。

粗研削ユニット１８のハウジング２２はＺ軸方向に移動可能なＺ軸移動ブロック３２に固定されている。３４は粗研削ユニット１８用のＸ軸移動ブロックであり、Ｘ軸移動ブロック３４上には一対のガイドレール３６がＺ軸方向に伸長して固定されている。ボールねじ３８及びパルスモータ４０とから構成されるＺ軸移動機構４２により、粗研削ユニット１８はガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に移動される。

門型コラム８の前面には、一対のガイドレール４４がＸ軸方向に伸長して固定されている。Ｘ軸方向に伸長するボールねじ４６とパルスモータ４８とから構成されるＸ軸移動機構５０により、Ｘ軸移動ブロック３４がＸ軸方向に移動される。よって、第１研削ユニット１８は、Ｘ軸移動機構５０及びＺ軸移動機構４２により、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に配設されている。

仕上げ研削ユニット２０は、ハウジング５２と、ハウジング５２内に回転可能に収容されたスピンドル５４と、スピンドル５４の先端に固定された複数の仕上げ研削砥石５８を有する仕上げ研削ホイール５６と、モータ６０とから構成される。

仕上げ研削ユニット２０のハウジング５２は、Ｚ軸方向に移動するＺ軸移動ブロック６２に固定されている。６４はＸ軸方向に移動可能な仕上げ研削ユニット２０用のＸ軸移動ブロックであり、Ｘ軸移動ブロック６４にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール６６が固定されている。

ボールねじ６８及びパルスモータ７０とから構成されるＺ軸移動機構７２により、仕上げ研削ユニット２０はＺ軸方向に移動される。Ｘ軸移動ブロック６４は、ボールねじ７４及び図示しないパルスモータとから構成されるＸ軸移動機構７６により、一対のガイドレール４４に沿ってＸ軸方向に移動される。よって、仕上げ研削ユニット２０は粗研削ユニット１８と同様に、Ｘ軸移動機構７６及びＺ軸移動機構７２により、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に配設されている。

第２ベース６の前端面に第１及び第２載置台７８，８０が固定されている。第１載置台７８上には、未研削のウエーハを収容した第１カセット８２が取り除き可能に載置され、第２載置台８０上には、研削済みのウエーハを収容した第２カセット８４が取り除き可能に載置される。

第２ベース６には窪み部７が画成されており、この窪み部７内にウエーハ搬送ロボット８６が配設されている。ウエーハ搬送ロボット８６は、第１カセット８２内から未研削のウエーハを取り出したり、第２カセット８４内に研削済みのウエーハを搬送する。

８８は半径方向に移動可能な複数の位置決めピン９０を有する位置合わせテーブルである。位置合わせテーブル８８上で中心合わせの行われたウエーハは、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）９２により吸着されてウエーハ搬入・搬出位置に位置づけられたチャックテーブル１０上に搬入される。

９４は搬出機構（アンローディングアーム）であり、チャックテーブル１０上に載置されている研削済みのウエーハを吸着して、スピンナ洗浄ユニット９６に搬送する。スピンナ洗浄ユニット９６でスピン洗浄及びスピン乾燥されたウエーハは、ウエーハ搬送ロボット８６により吸着されて第２カセット８４に搬送され、第２カセット８４内に収容される。

このように構成された研削装置２の研削作業について以下に説明する。第１カセット８２中に収容された未研削のウエーハは、ウエーハ搬送ロボット８６の上下動作及び進退動作によって搬送され、ウエーハ位置合わせテーブル８８上に載置される。

ウエーハ位置合わせテーブル８８上に載置されたウエーハは、複数の位置決めピン９０によって中心合わせが行われた後、ローディングアーム９２の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置付けされているチャックテーブル１０上に載置され、チャックテーブル１０によって吸引保持される。

チャックテーブル１０がウエーハを吸引保持したならば、Ｙ軸移動機構１６を駆動して、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動して研削位置に位置づける。チャックテーブル１０のＹ軸方向の移動と連動して、Ｘ軸移動機構５０を駆動して、粗研削ユニット１８をＸ軸方向に移動して、チャックテーブル１０に対向する研削位置に位置づける。

このようにチャックテーブル１０及び粗研削ユニット１８をそれぞれ研削位置に位置づけてから、チャックテーブル１０に吸引保持されているウエーハに対してチャックテーブル１０を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、粗研削ホイール２６をチャックテーブル１０と同一方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、Ｚ軸移動機構４６を駆動して粗研削ユニット２６の研削砥石２８をウエーハの裏面に接触させる。

そして、粗研削ホイール２６を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハの粗研削を実施する。図示しない接触式の厚み測定ゲージによってウエーハの厚みを測定しながらウエーハを所望の厚みに仕上げる。

粗研削が終了すると、粗研削ユニット１８をＸ軸方向に移動して研削位置から退避させる。次いで、仕上げ研削用のＸ軸移動機構７６を駆動して、仕上げ研削ユニット２０をＸ軸方向に移動してチャックテーブル１０に対向する研削位置に位置づける。

研削位置に位置づけられた粗研削済みのウエーハに対してチャックテーブル１０を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削ホイール５６をチャックテーブル１０と同一方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、仕上げ研削用のＺ軸移動機構７２を駆動して、仕上げ研削用の研削砥石５８を粗研削済みのウエーハの裏面に接触させる。

そして、仕上げ研削ホイール５６を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハの仕上げ研削を実施する。仕上げ研削が終了すると、Ｙ軸移動機構１６を駆動して、チャックテーブル１０をウエーハ搬入・搬出位置に位置づける。

チャックテーブル１０に保持されている研削済みのウエーハの吸引保持が解除されてから、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）９４の搬送パッドでウエーハを吸着して、アンローディングアーム９４が旋回することによりスピンナユニット９６に搬送する。

スピンナユニット９６で、ウエーハがスピン洗浄及びスピン乾燥される。スピン乾燥されたウエーハは、ウエーハ搬送ロボット９６で把持されて第２カセット８４中に収容される。

上述した実施形態では、本発明を粗研削ユニット１８及び仕上げ研削ユニット２０を有する研削装置２に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じてウエーハの研削歪を除去するための研磨手段をＸ軸方向に移動可能に門型コラム８に搭載するようにしてもよい。

本実施形態の研削装置２では、チャックテーブル１０をターンテーブルに搭載せずにＹ軸方向に移動可能に構成し、粗研削ユニット１８及び仕上げ研削ユニット２０を選択的にチャックテーブル１０に対向する研削位置に位置付け可能に構成したので、従来のようにターンテーブルの傾きに起因する加工精度の悪化を効果的に防止できる。

尚、上述した実施形態では、チャックテーブル１０をＹ軸方向に移動可能に構成したが、チャックテーブルを移動させずに回転可能にのみ構成し、静止したチャックテーブルに対して粗研削ユニット１８及び仕上げ研削ユニット２０を選択的にチャックテーブル１０に対向する研削位置に位置づけるように構成してもよい。

２研削装置
１０チャックテーブル
１６Ｙ軸移動機構
１８粗研削ユニット
２０仕上げ研削ユニット
２６粗研削ホイール
４２，７２Ｚ軸移動機構
５０，７６Ｘ軸移動機構
８６ウエーハ搬送ロボット
８８位置合わせテーブル
９２ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）
９４ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）
９６スピンナユニット

Claims

被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置であって、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第１加工手段と、
該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第２加工手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第１加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第１移動手段と、
該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第２加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第２移動手段と、
を具備したことを特徴とする加工装置。
被加工物を研削又は研磨する加工手段を複数備えた加工装置であって、
被加工物を保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルを第１の方向に移動する第１移動手段と、
該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第１加工手段と、
該チャックテーブルに対向して配設されて、該チャックテーブルに保持された被加工物に研削又は研磨を施す第２加工手段と、
該第１加工手段を該第１の方向に直交する第２の方向に移動して、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第１加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第２移動手段と、
該第２加工手段を該第２の方向に移動して、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工可能に該第２加工手段を該チャックテーブルに対向する位置に位置づける第３移動手段と、
を具備したことを特徴とする加工装置。