(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持するウェーハ保持部を３以上有して前記ウェーハを回転移動させる回転盤と、
前記ウェーハの所定の面を研削する研削部と前記ウェーハの所定の面をポリッシングして平滑度を高めるポリッシング部の少なくともいずれか１つと、
ウェーハエッジ又は前記ウェーハエッジ及び裏面にあるクラックを除去するブラスト部と、を備え、
前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つによる前記ウェーハの研削と前記ブラスト部によるクラック除去を、前記回転盤の回転により前記ウェーハを位置決めして連続的に行う
ことを特徴とするウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置。
【請求項２】
前記ウェーハ保持部は、前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つ、及び前記ブラスト部のそれぞれに対応する配置点に１つずつ配置され、さらに前記ブラスト部の前記回転盤の回転方向の別の配置点に１つ配置され、かつ、隣接する前記ウェーハ保持部間が前記回転盤の回転方向に等間隔となるように前記配置点が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置。
【請求項３】
前記ウェーハ保持部は、前記回転盤を所定角度ずつ回転させることで、前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つ、及び前記ブラスト部のそれぞれに対応する前記配置点に順次移動される
ことを特徴とする請求項２に記載のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置。
【請求項４】
前記ブラスト部は、前記所定の面に対し、所定の液体と微粒子とからなるスラリーを圧縮空気で高速に噴射することで前記クラックを除去する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置。
【請求項５】
前記スラリーは、粒子径が略４６０ｎｍのＳｉＯ２を前記液体に混合して形成されたスラリーに、粒子径が略０．６、１．０、１．４、３．０μｍのいずれかのＳｉＣ粒子、粒子径が略１．５、２．２μｍのいずれかのＳｉＯ２粒子、粒子径が略３．３μｍのＡｌ２Ｏ３粒子、のいずれか１つ以上をさらに混合している
ことを特徴とする請求項４に記載のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置に関し、特にウェーハに素子を形成した後の仕上げ加工を行うウェーハエッジ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では、表面に素子が形成されたウェーハに対し、ウェーハの素子形成面とは反対側の裏面を研磨することで、ウェーハを所定の厚さまで薄厚化する加工処理が行われる。この研磨は、従来より、グラインディングとポリッシングの方法を用いて行われている。
【０００３】
近年、半導体デバイスの小型化、高集積化が進められるのに伴い、ウェーハの厚さも一層薄厚化することが求められている。グラインディングとポリッシングによりウェーハの裏面を研磨してウェーハの薄厚化を進めると、例えばウェーハの厚さが３０μｍ程度では、ウェーハのエッジに発生する微少なクラックにより破損する。
【０００４】
クラックは、ウェーハを薄膜化する前においても存在する。特にウェーハをグラインディングとポリッシングにより薄膜化した後のウェーハにおいては薄膜化前に比べて破損する可能性が高い。このため歩留まりを上げるためにクラックの除去が望まれている。
【０００５】
そこで、ウェーハ裏面の研磨工程が終了した後、クラックを除去するために、ウェーハ外周部または加工プロセスにより裏面を所定のブラスト装置を用いてブラスト加工するのが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来は、仕上げ工程でウェーハが所定の厚さになるまでウェーハ研磨装置を用いて裏面を研磨し、その後ブラスト加工を行うには、搬送ロボット等の搬送手段を用いてウェーハを所定のブラスト装置まで移動させる必要があった。このような従来の方法では、ウェーハ研磨装置、ブラスト装置、及びその間でウェーハを搬送するための搬送手段により搬送中にウェーハが破損するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、ウェーハの研磨とクラックの除去を一体的に行うことができるウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の第１の態様は、ウェーハを保持するウェーハ保持部を３以上有して前記ウェーハを回転移動させる回転盤と、前記ウェーハの所定の面を研削する研削部と前記ウェーハの所定の面をポリッシングして平滑度を高めるポリッシング部の少なくともいずれか１つと、前記ウェーハエッジ又はエッジ及び裏面にあるクラックを除去するブラスト部と、を備え、前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つによる前記ウェーハの研削と前記ブラスト部によるクラック除去を、前記回転盤の回転により前記ウェーハを位置決めして連続的に行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の他の態様は、前記ウェーハ保持部は、前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つ、及び前記ブラスト部のそれぞれに対応する配置点に１つずつ配置され、さらに前記ブラスト部の前記回転盤の回転方向の別の配置点に１つ配置され、かつ、隣接する前記ウェーハ保持部間が前記回転盤の回転方向に等間隔となるように前記配置点が設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の他の態様は、前記ウェーハ保持部は、前記回転盤を所定角度ずつ回転させることで、前記研削部と前記ポリッシング部の少なくともいずれか１つ、及び前記ブラスト部のそれぞれに対応する前記配置点に順次移動されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の他の態様は、前記ブラスト部は、前記所定の面に対し、所定の液体と微粒子とからなるスラリーを圧縮空気で高速に噴射することで機械的に前記クラックを除去することを特徴とする。
【００１２】
本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の他の態様は、前記スラリーは、粒子径が略４６０ｎｍのＳｉＯ２を前記液体に混合して形成されたスラリーに、粒子径が略０．６、１．０、１．４、３．０μｍのいずれかのＳｉＣ粒子、粒子径が略１．５、２．２μｍのいずれかのＳｉＯ２粒子、粒子径が略３．３μｍのＡｌ２Ｏ３粒子、のいずれか１つ以上をさらに混合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウェーハの研磨とクラックの除去を一体的に行うことができるウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の構成を示す平面図である。
【図２】本実施形態のブラスト部の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置でウェーハの裏面を加工する後工程の流れを説明する流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態におけるウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００１６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施の形態に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置を図１に示す。図１は、本実施形態に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００の構成を示す平面図である。ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００は、４つのウェーハ保持部１１１〜１１４を備えた回転盤１１０と、ウェーハ１０の所定の面を研削する研削部１２０と、ウェーハ１０の研削面の平滑度を高めるためのポリッシング部１３０と、ウェーハ１０のエッジにあるクラックを除去するブラスト部１４０と、ウェーハ１０をウェーハ保持部１１１〜１１４上に高精度に位置決めして載置する搬送用アーム１５０とを備えている。また、ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００と所定の位置との間でウェーハ１０を搬送する搬送ロボット２０が、ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００に隣接する所定の位置に配置される。
【００１７】
研削部１２０とポリッシング部１３０は、ウェーハ１０が所定の厚さに薄厚化されるまでウェーハ１０の所定の面を研磨する研磨加工手段であり、ブラスト部１４０は、ウェーハ１０のエッジにあるクラックを除去するクラック除去加工手段である。このように、本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００は、研磨加工手段とクラック除去加工手段といった異なる加工手段を一つの装置に一体化させることで、研磨加工手段とクラック除去加工手段とを連続的に行えるようにしている。なお、本実施形態では、ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００が研磨加工手段として研削部１２０とポリッシング部１３０の両方を備える構成としているが、いずれか一方の研磨加工手段のみを備える構成としてもよい。
【００１８】
回転盤１１０に設けられたウェーハ保持部１１１〜１１４は、回転盤１１０の円周方向に等間隔（等中心角度）に配置されており、それぞれウェーハ１０を載置して固定することができる。ウェーハ１０の固定方法として、例えばウェーハ保持部１１１〜１１４上に載置されたウェーハ１０を吸着して固定する方法を用いることができる。
【００１９】
研削部１２０は、例えばスピンドル軸の周りに高速回転する図示しないグライディングホイールをウェーハ１０に当てることで、ウェーハ１０の面を研削することができる。研削部１２０を用いることにより、ウェーハ１０を所定の厚さまで薄厚化することができる。ポリッシング部１３０も、例えばスピンドル軸の周りに高速回転する図示しないポリッシングホイールをウェーハ１０に当てて研磨するものである。ポリッシング部１３０は、研削部１２０で研削したウェーハ面をポリッシングすることで、研削面の平滑度を高めることができる。これにより、ウェーハ面を鏡面にすることができる。
【００２０】
本実施形態では、研磨加工手段として、研削部１２０とポリッシング部１３０とが１台ずつ設けられ、クラック除去加工手段として、ブラスト部１４０が１台設けられており、合わせて３台の加工手段が設けられている。回転盤１１０には、それぞれの加工手段に対応する位置に、ウェーハ保持部（図１の状態ではウェーハ保持部１１２〜１１４）が配置されている。さらに、搬送用アーム１５０を用いてウェーハ１０を回転盤１１０上に載置したり移動させたりするために、加工手段が設けられていないウェーハ保持部（図１の状態ではウェーハ保持部１１１）が設けられている。
【００２１】
上記のように、図１に示す実施例では、回転盤１１０上に４つのウェーハ保持部１１１〜１１４が設けられている。そして、４つのウェーハ保持部１１１〜１１４が等間隔（等中心角度）に配置されることで、回転盤１１０を右方向に９０°単位で回転させる毎に、ウェーハ保持部１１１〜１１４がそれぞれ右方向に９０°ずつ移動する。すなわち、ウェーハ保持部１１１はウェーハ保持部１１２の位置に移動し、ウェーハ保持部１１２〜１１４も、同様に右方向に隣接するウェーハ保持部の位置に移動する。
【００２２】
図１に示す状態では、回転盤１１０の回転方向に合わせて、ウェーハ保持部１１２〜１１４に対応する上方位置に研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０がこの順序で配置されている。ここで回転盤１１０を右方向に回転させると、次に研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０に対応する下方位置には、ウェーハ保持部１１１〜１１３が配置される。以下、同様にして、回転盤１１０を右方向に回転させる毎に、ウェーハ保持部１１１〜１１４のそれぞれが、研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０に対応する下方位置に順次配置される。
【００２３】
以下では、説明を容易とするために、図１に示す状態の回転盤１１０において、ウェーハ保持部１１１の位置を第１配置点とし、以下、ウェーハ保持部１１２〜１１４の順に第２〜第４配置点とする。このとき、第１配置点に対応する上方位置には加工手段がなく、第２〜第４配置点に対応する上方位置には、それぞれ研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０が配置される。
【００２４】
上記説明のように、本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００では、研磨加工手段とクラック除去加工手段といった異なる加工手段を同じ装置内に一体化して設置しており、これにより、回転盤１１０を右方向に回転させるだけで、ウェーハ保持部１１１〜１１４に載置されたウェーハ１０に対し、研削部１２０及びポリッシング部１３０による研磨と、ブラスト部１４０によるクラック除去を連続的に行うことが可能となる。すなわち、ウェーハ１０の薄厚化と、クラック除去を、回転盤１１０の回転だけで連続的に行うことが可能となる。これにより、搬送部によりウェーハを研削部１２０及びポリッシング部１３０による研磨と、ブラスト部１４０との間を搬送する搬送手段によりウェーハ持ち替え作業を必要とせず、この間においてもウェーハが破損するおそれを低減できる。
【００２５】
なお、回転盤１１０の回転方向は、上記のように右方向に限定する必要はなく、例えば左方向に回転させるように構成することも可能である。この場合には、研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０を、この順序で左方向に配置する必要がある。
【００２６】
ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００は、研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０を筺体１０１に固定しており、回転盤１１０を回転可能に筺体１０１に固定している。これにより、研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０と、それぞれの下方に配置されるウェーハ保持部１１１〜１１４とを高精度に位置決めすることが可能となっている。
【００２７】
その結果、研削部１２０及びポリッシング部１３０で研磨されたウェーハ１０を、ブラスト部１４０に対応する下方位置に高精度に位置決めして配置することができ、ウェーハエッジのクラック除去加工が可能となる。また、ポリッシング部１３０からブラスト部１４０にウェーハ１０を移動させるための搬送手段が不要となるため、コストの低減と設置スペースの削減を図ることができる。
【００２８】
ウェーハ１０にブラスト処理を行うブラスト部１４０の一例を、図２を用いて説明する。図２は、ブラスト部１４０の概略構成を示す斜視図である。ブラスト部１４０は、投射ガン（本体部）１４１、配管１４２、１４３、及び噴射ノズル１４４を備えている。配管１４３から投射ガン１４１に所定の液体と微粒子とからなるスラリーが注入され、これが配管１４２から注入された圧縮空気で噴射ノズル１４４から高速に噴射される。
【００２９】
スラリーの一例として、ＳｉＯ２スラリー（粒子径４６０ｎｍ）に、ＳｉＣ粒子（粒子径０．６、１．０、１．４、３．０μｍのいずれか）、ＳｉＯ２粒子（粒子径１．５、２．２μｍのいずれか）、Ａｌ２Ｏ３粒子（粒子径３．３μｍ）のいずれか１つ以上を混合したものを用いる。なお、図２では、ブラスト部１４０としてウェット型のブラスト処理行う例を示したが、これに限定されず、ドライ型のブラスト処理を行う装置を用いてもよい。
【００３０】
本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００を用いてウェーハ１０を加工する工程を、図１及び図３を用いて説明する。図３は、ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００に搬送されてきた１枚のウェーハ１０の裏面を加工する後工程の流れを説明する流れ図である。搬送ロボット２０で搬送されてきたウェーハ１０は、まずステップＳ１において、搬送アーム１５０を用いて第１配置点のウェーハ保持部（図１の状態ではウェーハ保持部１１１）上に載置されて固定される。ここでは、ウェーハ１０の裏面を加工するものとしていることから、ウェーハ１０の裏面が上方に向くように第１配置点のウェーハ保持部（ウェーハ保持部１１１）上に固定される。
【００３１】
次に、ステップＳ２において回転盤１１０が９０°回転され、これによりウェーハ保持部１１１に固定されたウェーハ１０が研削部１２０の下方の第２配置点に移動される。ステップＳ３では、研削部１２０を用いてウェーハ１０が所定の厚さになるまで裏面が研削される。ウェーハ１０の裏面の研削が終了すると、ステップＳ４で回転盤１１０が再び９０°回転される。これにより、ウェーハ保持部１１１に固定されたウェーハ１０がポリッシング部１３０の下方の第３配置点に移動する。
【００３２】
ステップＳ５では、ウェーハ保持部１１１に固定されたウェーハ１０に対し、ポリッシング部１３０を用いてポリッシングの処理を行う。そして、ポリッシング処理が終了すると、ステップＳ６で回転盤１１０がさらに９０°回転され、ウェーハ保持部１１１に固定されたウェーハ１０がブラスト部１４０の下方の第４配置点に移動される。
【００３３】
ステップＳ７では、ウェーハ保持部１１１に固定されたウェーハ１０に対し、ブラスト部１４０を用いてブラストの処理を行う。これにより、ウェーハエッジのクラックを除去できる。ブラスト処理が終了すると、ステップＳ８で回転盤１１０がさらに９０°回転され、ウェーハ保持部１１１が再び元の第１配置点に戻る。ここで、ウェーハ１０がウェーハ保持部１１１から解放され、搬送用アーム１５０を用いてウェーハ保持部１１１から搬送ロボット２０上に移動される。その後、ステップＳ１に戻り、クラックが除去されたウェーハ１０が搬出された後のウェーハ保持部１１１に、別のウェーハ１０が載置される。なお、ブラスト処理終了後のウェーハ１０を、ステップＳ８の回転盤１１０の回転を行う前の第４配置点で搬送ロボット２０上に移動させるようにし、ウェーハ保持部１１１にウェーハ１０が載置されていない状態で第１配置点に戻すようにしてもよい。
【００３４】
上記では、ウェーハ保持部１１１に固定された１枚のウェーハ１０について説明したが、ウェーハ保持部１１２〜１１４に固定されたウェーハ１０も並行してそれぞれの処理が行われる。本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置１００によれば、研削部１２０、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０の加工処理を連続的に行うことができ、各加工処理間の移動を、回転盤１１０の回転だけで行うことができることから、ウェーハ１０の位置決めを高精度に行うことが可能となる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施の形態に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置を図４に示す。図４は、第２の実施形態に係るウェーハ加装置２００の構成を示す平面図である。本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置２００は、第１の実施形態の研削部１２０に代えて、粗研削部２２１と仕上研削部２２２の２台の研削部を備える構成としている。これにより、本実施形態のウェーハ加装置２００では、研磨加工手段として、粗研削部２２１、仕上研削部２２２、及びポリッシング部１３０の３台が設けられており、クラック除去加工手段として、ブラスト部１４０が１台設けられている。
【００３６】
上記のように、本実施形態では加工手段が合計で４台設けられていることから、これに対応して、回転盤２１０には、ウェーハ保持部が第１の実施形態より１つ多い５台（ウェーハ保持部２１１〜２１５）設けられている。これに伴って、本実施形態では、回転盤２１０の回転角度を、１回あたり７２°としている。本実施形態のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置２００によれば、粗研削部２２１、仕上研削部２２２、ポリッシング部１３０、及びブラスト部１４０の加工処理を連続的に行うことが可能となる。また、上記の各加工処理間の移動を、回転盤２１０の回転だけで行うことができることから、ウェーハ１０の位置決めを高精度に行うことが可能となる。
【００３７】
本実施形態では、研削部を２台としたが、これをさらに追加することも可能である。本発明のウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置によれば、研磨加工手段の台数によらず、研磨加工手段と変形加工手段のブラスト部とを、回転盤の上方に所定の間隔で設置することで、研磨加工手段とクラック除去加工手段とを連続的に行うことが可能となる。また、研磨加工手段からクラック除去加工手段への移動を回転盤の回転のみで行えることから、ウェーハの位置決めを高精度に行うことが可能となっている。
【００３８】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０      ウェーハ
２０      搬送ロボット
１００、２００    ウェーハエッジ及びウェーハ裏面加工装置
１０１    筺体
１１０、２１０    回転盤
１１１〜１１４    ウェーハ保持部
１２０    研削部
１３０    ポリッシング部
１４０    ブラスト部
１４１    投射ガン
１４２、１４３    配管
１４４    噴射ノズル
１５０    搬送用アーム
２２１    粗研削部
２２２    仕上研削部
【図１】
0005523115.tif 000002
【図２】
0005523115.tif 000003
【図３】
0005523115.tif 000004
【図４】
0005523115.tif 000005