(57)【要約】【課題】  廃液中から純度の高いシリコンを分別可能な研削装置を提供することである。【解決手段】  シリコン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シリコンウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該チャックテーブルに保持されたシリコンウエーハと該研削ホイールとに研削水を供給する研削水供給手段と、研削水を受け止め廃液を排水する排水手段とを備えた研削装置であって、該排水手段は、研削屑を含んだ廃液を受け止める廃液パンと、廃液パンに配設されたドレンとを含み、該ドレンには、廃液を第１の排水経路と第２の排水経路とに選択的に分別する分別手段が配設されていることを特徴とする。【選択図】図６
2010046763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン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シリコンウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該チャックテーブルに保持されたシリコンウエーハと該研削ホイールとに研削水を供給する研削水供給手段と、研削水を受け止め廃液を排水する排水手段とを備えた研削装置であって、
該排水手段は、研削屑を含んだ廃液を受け止める廃液パンと、該廃液パンに配設されたドレンとを含み、
該ドレンには、廃液を第１の排水経路と第２の排水経路とに選択的に分別する分別手段が配設されていることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
前記分別手段は、不純物検出部と、経路切替部と、該不純物検出部及び該経路切替部を制御する制御部と、前記第１の排水経路に配設された回収部とを含み、
該不純物検出部の情報に従って該制御部が該経路切替部を制御して、廃液を該第１の排水経路と該第２の排水経路とに選択的に分別することを特徴とする請求項１記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエーハの研削屑を含む廃液を不純物の程度に応じて分別可能な研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたシリコンウエーハは、切削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される（特開２００５−３１７８４６号参照）。
【０００３】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの製造プロセスでは、一般的にシリコンインゴットをスライスしてベースとなるシリコンウエーハを形成し、シリコンウエーハの両面を研削すると共にポリッシングして鏡面に加工し、鏡面に加工されたシリコンウエーハの表面にフォトリソグラフィプロセスにより回路を形成する。その後、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに加工された後、ダイシング装置により個々のデバイスに分割される。
【特許文献１】特開２００５−３１７８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したようなデバイスの製造プロセスは、シリコンインゴットからデバイスに至る過程において、シリコンの大半が廃棄され不経済であるという問題がある。
【０００５】
即ち、シリコンインゴットの体積を１００％とした場合、シリコンインゴットをスライスしてベースとなるウエーハを形成する際に廃棄される体積は２０％、鏡面加工される際に廃棄される体積は２０％、ウエーハの裏面を研削してウエーハの厚みを薄くする際に廃棄される体積は５５％、ウエーハを個々のデバイスに分割する際に廃棄される体積は１％となり、デバイスを得るまでにシリコンインゴットの９６％が廃棄されることになる。
【０００６】
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、研削屑を含んだ廃液からシリコン純度の高い廃液を分別可能な研削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、シリコン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シリコンウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、該チャックテーブルに保持されたシリコンウエーハと該研削ホイールとに研削水を供給する研削水供給手段と、研削水を受け止め廃液を排水する排水手段とを備えた研削装置であって、該排水手段は、研削屑を含んだ廃液を受け止める廃液パンと、該廃液パンに配設されたドレンとを含み、該ドレンには、廃液を第１の排水経路と第２の排水経路とに選択的に分別する分別手段が配設されていることを特徴とする研削装置が提供される。
【０００８】
好ましくは、前記分別手段は、不純物検出部と、経路切替部と、不純物検出部と経路切替部とを制御する制御部と、第１の排水経路に配設された回収部とを含み、不純物検出部の情報に従って制御部が経路切替部を制御して、廃液を第１の排水経路と第２の排水経路とに選択的に分別する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、シリコンウエーハの研削によって生成された研削屑を含む廃液を純度に応じて分別して回収できるように研削装置を構成したので、不純物が混入した廃液とシリコン純度の高い廃液とを分別して、純度の高い廃液を回収してシリコンの再生に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明実施形態の研削装置を図面を参照して詳細に説明する。図１は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。図１に示す半導体ウエーハ１１は、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート１３が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート１３によって区画された複数の領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
【００１１】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、デバイス１５が形成されているデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００１２】
半導体ウエーハ１１の表面１１ａには、保護テープ貼着工程により保護テープ２３が貼着される。従って、半導体ウエーハ１１の表面１１ａは保護テープ２３によって保護され、図２に示すように裏面１１ｂが露出する形態となる。
【００１３】
以下、このように構成された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを所定厚さに研削する研削装置２を図３を参照して説明する。研削装置２のハウジング４は、水平ハウジング部分６と、垂直ハウジング部分８から構成される。
【００１４】
垂直ハウジング部分８には上下方向に伸びる１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に沿って研削手段（研削ユニット）１６が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット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。
【００１５】
研削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング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を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。
【００１６】
図６に最も良く示されるように、スピンドル２４の先端部にはマウンター２８が固定されており、このマウンター２８には研削ホイール３０がねじ止めされている。例えば、研削ホイール３０はホイール基台３２の自由端部に粒径０．３〜１．０μｍのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで固めた複数の研削砥石３４が固着されて構成されている。
【００１７】
研削手段（研削ユニット）１６にはホース３６を介して研削水が供給される。好ましくは、研削水としては純水が使用される。図６に示すように、ホース３６から供給された研削水が、スピンドル２４に形成された研削水供給穴３８、マウンター２８に形成された空間４０及び研削ホイール３０のホイール基台３２に形成された複数の研削水供給ノズル４２を介して研削砥石３４及びチャックテーブル５４に保持されたウエーハ１１に供給される。
【００１８】
図３を再び参照すると、研削装置２は、研削ユニット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削ユニット送り機構４４を備えている。研削ユニット送り機構４４は、ボールねじ４６と、ボールねじ４６の一端部に固定されたパルスモータ４８から構成される。パルスモータ４８をパルス駆動すると、ボールねじ４６が回転し、移動基台１８の内部に固定されたボールねじ４６のナットを介して移動基台１８が上下方向に移動される。
【００１９】
水平ハウジング部分６の凹部（廃液パン）１０には、チャックテーブルユニット５０が配設されている。チャックテーブルユニット５０は、図４に示すように、支持基台５２と、支持基台５２に回転自在に配設されたチャックテーブル５４を含んでいる。チャックテーブルユニット５０は更に、チャックテーブル５４を挿通する穴を有したカバー５６を備えている。
【００２０】
チャックテーブルユニット５０は、チャックテーブル移動機構５８により研削装置２の前後方向に移動される。チャックテーブル移動機構５８は、ボールねじ６０と、ボールねじ６０のねじ軸６２の一端に連結されたパルスモータ６４から構成される。
【００２１】
パルスモータ６４をパルス駆動すると、ボールねじ６０のねじ軸６２が回転し、このねじ軸６２に螺合したナットを有する支持基台５２が研削装置２の前後方向に移動する。よって、チャックテーブル５４もパルスモータ６４の回転方向に応じて、前後方向に移動する。
【００２２】
図３に示されているように、図４に示した一対のガイドレール６６，６８及びチャックテーブル移動機構５８は蛇腹７０，７２により覆われている。すなわち、蛇腹７０の前端部は凹部１０を画成する前壁に固定され、後端部がカバー５６の前端面に固定されている。また、蛇腹７２の後端は垂直ハウジング部分８に固定され、その前端はカバー５６の後端面に固定されている。
【００２３】
ハウジング４の水平ハウジング部分６には、第１のウエーハカセット７４と、第２のウエーハカセット７６と、ウエーハ搬送手段７８と、ウエーハ仮載置手段８０と、ウエーハ搬入手段８２と、ウエーハ搬出手段８４と、洗浄手段８６が配設されている。更に、ハウジング４の前方にはオペレータが研削条件等を入力する操作手段８８が設けられている。
【００２４】
また、水平ハウジング部分６の概略中央部には、チャックテーブル５４を洗浄する洗浄水噴射ノズル９０が設けられている。この洗浄水噴射ノズル９０は、チャックテーブルユニット５０がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル５４に保持された研削加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。
【００２５】
チャックテーブルユニット５０は、チャックテーブル移動機構５８のパルスモータ６４をパルス駆動することにより、図３に示した装置奥側の研削領域と、ウエーハ搬入手段８２からウエーハを受け取りウエーハ搬出手段８４にウエーハを受け渡す手前側のウエーハ搬入・搬出領域との間で移動される。
【００２６】
図３及び図６に示すように、凹部（廃液パン）１０には研削屑を含んだ廃液を排水するドレン９２が配設されている。ドレン９２には、研削屑を含んだ廃液を第１の排水経路９６と第２の排水経路９８とに選択的に分別する分別手段９４が配設されている。
【００２７】
分別手段９４は、廃液中の不純物を検出する不純物検出部１００と、経路切替部を構成する切替弁１０２と、不純物検出部１００及び切替弁１０２を制御する制御部１０４と、第１の排水経路９６に配設されてシリコン純度の高い廃液を回収する回収部１０６とを含んでいる。
【００２８】
不純物検出部１００は、例えば廃液中の研削屑の抵抗を測定することによりシリコンに含有された不純物の割合を検出する。不純物検出部１００で検出された不純物の含有量が低い場合には、即ち廃液中のシリコン純度が高い場合には、制御部１０４が切替弁１０２を切り替えてドレン９２を第１の排水経路９６に接続し、回収部１０６で廃液中のシリコンを回収する。
【００２９】
一方、不純物検出部１００で検出された廃液中の不純物の含有量が高い場合には、制御部１０４がドレン９２を第２の排水経路９８に接続するように切替弁１０２を切り替え、廃液を排出部１０８に排出する。
【００３０】
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のウエーハカセット７４中に収容されるウエーハは、保護テープが表面側（回路が形成されている側の面）に装着された半導体ウエーハであり、従ってウエーハは裏面が上側に位置する状態で第１のカセット７４中に収容されている。このように複数の半導体ウエーハを収容した第１のウエーハカセット７４は、ハウジング４の所定のカセットを搬入領域に載置される。
【００３１】
そして、カセット搬入領域に載置された第１のウエーハカセット７４に収容されていた研削加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のウエーハカセット７４に変えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しい第１のウエーハカセット７４が手動でカセット搬入領域に載置される。
【００３２】
一方、ハウジング４の所定のカセット搬出領域に載置された第２のウエーハカセット７６に所定枚数の研削加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第２のウエーハカセット７６は手動で搬出されて、新しい空の第２のウエーハカセット７６がカセット搬出領域に載置される。
【００３３】
第１のウエーハカセット７４に収容された半導体ウエーハは、ウエーハ搬送手段７８の上下動作及び進退動作により搬送され、ウエーハ仮載置手段８０に載置される。ウエーハ仮載置手段８０に載置されたウエーハは、ここで中心合わせが行われた後にウエーハ搬入手段８２の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置せしめられているチャックテーブルユニット５０のチャックテーブル５４に載置され、チャックテーブル５４によって吸引保持される。
【００３４】
このようにチャックテーブル５４がウエーハを吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５８を作動して、チャックテーブルユニット５０を移動して装置後方の研削領域に位置づける。
【００３５】
チャックテーブルユニット５０が研削領域に位置づけられると、チャックテーブル５４に保持されたウエーハの中心が研削ホイール３０の外周円を僅かに超えた位置に位置づけられる。
【００３６】
次に、チャックテーブル５４を例えば１００〜３００ｒｐｍ程度で回転し、サーボモータ２６を駆動して研削ホイール３０を４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、研削ユニット送り機構４４のパルスモータ４８を正転駆動して研削ユニット１６を下降させる。
【００３７】
そして、図６に示すように、研削ホイール３０の研削砥石３４をチャックテーブル５４上のウエーハ１１の裏面（被研削面）に所定の荷重で押圧することにより、ウエーハ１１の裏面が研削される。研削中には研削水が常に供給されてウエーハ１１の研削が遂行される。このようにして所定時間研削することにより、ウエーハ１１が所定の厚さに研削される。
【００３８】
研削が終了すると、チャックテーブル移動機構５８を駆動してチャックテーブル５４を装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付ける。チャックテーブル５４がウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたならば、洗浄水噴射ノズル９０から洗浄水を噴射して、チャックテーブル５４に保持されている研削加工されたウエーハ１１の被研削面（裏面）を洗浄する。
【００３９】
回収部１０６で回収された純度の高いシリコンはシリコン精製工場等に運ばれて、ある程度の純度まで精製される。このように精製されたシリコンを溶融し、再凝固してシリコンインゴットを製造する。
【００４０】
シリコンインゴットは、適度な厚さにスライスさせて例えば太陽電池等の製造に供される。シリコンの多結晶太陽電池はそれ程の純度を必要としないため、このような半導体製造プロセスのリサイクル品を使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】本発明実施形態に係る研削装置の外観斜視図である。
【図４】チャックテーブルユニット及びチャックテーブル送り機構の斜視図である。
【図５】下側から見た研削ホイールの斜視図である。
【図６】分別手段のブロック図とともに示す研削ホイールの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２    研削装置
１１    半導体ウエーハ
１６    研削手段（研削ユニット）
２４    スピンドル
２６    サーボモータ
３０    研削ホイール
３４    研削砥石
５４    チャックテーブル
９２    ドレン
９４    分別手段
１００    不純物検出部
１０２    切替弁
１０６    回収部
【図１】
2010046763.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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