(57)【要約】      （修正有）【課題】研削面に研削屑等の付着を防止可能なウエーハ搬送装置を提供することである。【解決手段】ウエーハ１１を保持して搬送するウエーハ搬送機構６２であって、アーム６６の先端に位置する支持プレート７２と、該支持プレート７２に取り付けられた回転プレート８０と、該支持プレート７２の下方に突出し、該ウエーハ１１から半径方向外側に移動可能なように、リンク８２を介して該回転プレート８０に取り付けられた少なくとも３個の保持部材８６と、該保持部材８６に保持されたウエーハ１１の上面に水を供給する水供給手段１００とを具備し、該水供給手段１００は、ウエーハ１１の外周縁近傍に対向するように該支持プレート７２に固定されたノズル１０４と、該各ノズル１０４を水供給源に接続する配管１０６とを含み、該各ノズル１０４はウエーハ１１の外周縁近傍の上面に向かって水を噴出し、ウエーハ１１の上全面に水の層を形成する。【選択図】図５
2011155131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持して搬送するウエーハ搬送機構であって、
アームと、
該アームの先端に弾性支持手段を介して支持され、少なくとも３個のガイド用の長穴を有する支持プレートと、
該支持プレートに回転可能に取り付けられた回転プレートと、
該支持プレートの長穴を通して下方に突出し、搬送すべきウエーハの外周縁に当接する保持位置と該ウエーハから半径方向外側に退避する退避位置との間で移動可能なように、リンクを介して該回転プレートに取り付けられた少なくとも３個の保持部材と、
該保持部材を前記保持位置と前記退避位置との間で移動する移動手段と、
該保持手段に保持されたウエーハの上面に水を供給する水供給手段とを具備し、
該水供給手段は、該保持部材で保持されたウエーハの外周縁近傍に対向するように該支持プレートに固定された少なくとも３個のノズルと、該各ノズルを水供給源に接続する配管とを含み、
該各ノズルはウエーハの外周縁近傍の上面に向かって水を噴出し、ウエーハの全面に水の層を形成することを特徴とするウエーハ搬送機構。
【請求項２】
前記各ノズルは、前記配管より水が供給されるメイン通路と、該メイン通路から同一面上で少なくとも２方向に分岐して先端部の噴出口から水を噴出する分岐通路とを有し、該分岐通路間の分岐角度は６０度以上１８０度未満であることを特徴とする請求項１記載のウエーハ搬送機構。
【請求項３】
前記各ノズルは、前記配管より水が供給されるメイン通路と、該メイン通路から所定の角度で扇形に広がり先端部の噴出口から水を噴出する扇形通路とを有し、該扇形通路の扇形に広がる角度は６０度以上１８０度未満であることを特徴とする請求項１記載のウエーハ搬送機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを保持して搬送するウエーハ搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインによって格子状に区画された各領域に半導体デバイスが形成され、半導体ウエーハをストリートに沿って個々のデバイスに分割することで、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスを製造している。
【０００３】
近年の電子機器の軽量化、小型化を背景に、半導体デバイスは小型化の要求が常にあり、より小さく、より薄くなってきている。また、年々高機能になるデジタルカメラに近年搭載されるようになってきた裏面照射型イメージセンサ等、研削面のクリーン度が重要となる半導体デバイスが登場してきた（例えば、特許第４３４９２３２号公報参照）。
【０００４】
こうした要求を背景に、半導体ウエーハの裏面を研削する研削装置は、半導体ウエーハを薄く研削するとともに研削後のウエーハの研削面に微細な切削屑が付着せず、装置雰囲気内に分散する金属イオン等に汚染されない、高度なクリーン度を維持することが必要となってきた。
【０００５】
従来一般的には、研削後のウエーハは真空吸引式の吸着パッドで吸着されてチャックテーブルから洗浄ユニットまで搬送されるが、この吸着パッドによるウエーハの保持では研削面に吸着パッドが当接するため、研削面のクリーン度を保つには問題がある。そこで、特開２００７−２５８４５０号公報では、研削後のウエーハの外周縁に当接してウエーハを保持するウエーハ搬送装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３４９２３２号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８４５０号公報
【特許文献３】特開２００９−２５２８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、吸着パッドを使用するウエーハ搬送装置及び特許文献２に開示されたようなウエーハ搬送装置では、研削直後のウエーハは研削面を洗浄するための洗浄ユニットに搬送されるが、その短時間の搬送中においても、研削面に付着していた研削屑を含んだ研削水が僅かながらも乾燥し、研削屑が研削面に固着してしまい、洗浄ユニットで洗浄しても研削屑を取り除くのが困難であるという問題が発生していた。
【０００８】
その対策として、搬送中のウエーハ研削面上に水を満たし、水の表面張力でウエーハを保持する等の対策が検討されてきたが（特許文献３参照）、表面張力という弱い力でウエーハを保持するのは１枚が非常に高価であるウエーハの搬送には好適と言えないという問題がある。
【０００９】
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、研削後のウエーハの研削面を汚染することがなく且つ研削面に研削屑が付着することのないウエーハ搬送機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、ウエーハを保持して搬送するウエーハ搬送機構であって、アームと、該アームの先端に弾性支持手段を介して支持され、少なくとも３個のガイド用の長穴を有する支持プレートと、該支持プレートに回転可能に取り付けられた回転プレートと、該支持プレートの長穴を通して下方に突出し、搬送すべきウエーハの外周縁に当接する保持位置と該ウエーハから半径方向外側に退避する退避位置との間で移動可能なように、リンクを介して該回転プレートに取り付けられた少なくとも３個の保持部材と、該保持部材を前記保持位置と前記退避位置との間で移動する移動手段と、該保持手段に保持されたウエーハの上面に水を供給する水供給手段とを具備し、該水供給手段は、該保持部材で保持されたウエーハの外周縁近傍に対向するように該支持プレートに固定された少なくとも３個のノズルと、該各ノズルを水供給源に接続する配管とを含み、該各ノズルはウエーハの外周縁近傍の上面に向かって水を噴出し、ウエーハの全面に水の層を形成することを特徴とするウエーハ搬送機構が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記各ノズルは、前記配管より水が供給されるメイン通路と、該メイン通路から同一面上で少なくとも２方向に分岐して先端部の噴出口から水を噴出する分岐通路とを有し、該分岐通路間の分岐角度は６０度以上１８０度未満である。
【００１２】
好ましくは、前記各ノズルは、前記配管より水が供給されるメイン通路と、該メイン通路から所定の角度で扇形に広がり先端部の噴出口から水を噴出する扇形通路とを有し、該扇形通路の扇形に広がる角度は６０度以上１８０度未満である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、研削後のウエーハの外周縁を保持部材で保持するため、ウエーハ研削面に接触する部分がないのに加えて、ウエーハ研削面を常に水の層で満たすことで研削面が乾燥することがなく、研削屑等の付着による研削面の汚染を徹底的に防ぐことができる。
【００１４】
また、ウエーハ周囲の複数個所に対応したウエーハの上方から水を噴出させることで、ウエーハに多少の傾きがあっても水が一方に向かって流れ落ちることがなく、ウエーハ全面を常に水の層で満たすことができ、研削面の乾燥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】表面に保護テープを貼着した状態の半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図３】本発明のウエーハ搬送装置を具備した研削装置の斜視図である。
【図４】ウエーハ搬出機構の平面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図６（Ａ）は第１実施形態のノズルを採用した場合の水の噴出方向を示す模式図、図６（Ｂ）は第２実施形態のノズルを採用した場合の水の噴出方向を示す模式図である。
【図７】図７（Ａ）は第３実施形態のノズルを採用した場合の水の噴出方向を示す模式図、図７（Ｂ）は第３実施形態のノズルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明実施形態のウエーハの搬送機構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１１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成っており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）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。
【００１７】
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。
【００１８】
半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削する前に、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。保護テープ２３に替えて剛性のあるガラス等の保護部材を使用するようにしてもよい。
【００１９】
次に、図３を参照して、本発明実施形態のウエーハ搬送装置を採用した研削装置について説明する。４は研削装置２のベースであり、ベースの後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。コラム６ａには、上下方向に延びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【００２０】
この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００２１】
粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された複数の粗研削用の研削砥石２６を有する研削ホイール２４を含んでいる。
【００２２】
粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００２３】
他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。
【００２４】
仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。
【００２５】
仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット移動機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。
【００２６】
研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてベース４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印４５で示す方向に回転される。
【００２７】
ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル４６は、ポーラスセラミック材によって円盤状に形成された吸着部を有しており、吸着部の保持面上に載置されたウエーハを真空吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２８】
ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。
【００２９】
ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット５０と、第２のウエーハカセット５２と、ウエーハ搬送ロボット５４と、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、スピンナユニット６４が配設されている。ウエーハ搬出機構６２が本発明実施形態のウエーハ搬送装置を構成する。
【００３０】
研削後のウエーハ１１は、研削面を洗浄するためスピンナテーブル６４に搬送されるが、ウエーハの研削面を吸着パッドで吸着して搬送すると、吸着パッドがウエーハの研削面に接触するため研削面の汚染が懸念される。
【００３１】
更に、研削面を洗浄するためスピンナユニット６４に搬送して洗浄を開始する間においても、研削面に付着していた研削屑を含んだ研削水が僅かながらも乾燥し、研削屑がウエーハの研削面に固着してスピンナユニット６４で洗浄しても落ちないという問題が発生していた。この問題を解決する本発明実施形態のウエーハ搬出機構（ウエーハ搬出装置）６２を図４乃至図７を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図４はウエーハ搬送装置６２の平面図、図５は図４の５−５線断面図である。ウエーハ搬送装置６２のアーム６６の先端には取り付けプレート６８が固定されている。この取り付けプレート６８に、弾性支持機構７０を介して支持プレート７２が弾性的に支持されている。
【００３３】
支持プレート７２には、支持ボルト７８を介して回転プレート８０が回転可能に支持されている。支持ボルト７８に対してナット７９を所定の隙間を持って締結することにより、回転プレート８０は支持ボルト７８に回転可能に支持される。
【００３４】
弾性支持機構７０は、取り付けプレート６８の貫通穴６９及び回転プレート８０の貫通穴８１に挿入されて支持プレート７２に固定された円周方向に１２０度離間した３本の支持柱７４と、取り付けプレート６８と支持プレート７２との間で支持柱７４に外嵌されたコイルばね７４とから構成される。弾性支持機構７０により、支持プレート７２は下方に付勢されて取り付けプレート６８に弾性的に支持される。
【００３５】
図４に示されるように、回転プレート８０は互いに円周方向に１２０度離間した３個のアーム８０ａを有しており、アーム８０ａの先端部にピン８４を介してリンク８２の一端部が回動可能に取り付けられている。
【００３６】
リンク８２の他端部にはウエーハ１１の外周縁部を支持する支持部材８６の軸部８８がかしめ等により固定されている。支持部材８６の軸部８８は支持プレート７２のガイド用の長穴８５中に挿入されており、この長穴８５によりガイドされて支持部材８６が半径方向に移動する。
【００３７】
図４に示されるように、回転プレート８０の一つのアーム８０ａにはエアシリンダ９０のピストンロッド９２がピン９４により回動可能に取り付けられている。保持部材８６は、図５に示したウエーハ１１の外周縁に当接する保持位置と、ウエーハ１１から半径方向外側に退避する退避位置との間で移動手段９６により移動される。
【００３８】
即ち、移動手段９６を構成するエアシリンダ９０を作動してピストンロッド９２を縮めると、図４で回転プレート８０が反時計周り方向に回転して、保持部材８６はウエーハ１１の外周縁に当接する保持位置に移動される。
【００３９】
反対に、エアシリンダ９０のピストンロッド９２を伸長すると、回転プレート８０は時計回り方向に回転されて、保持部材８６はウエーハ１１から半径方向外側に退避する退避位置に移動される。支持プレート７２の外周部には、互いに円周方向に１２０度離間して３個の間隔形成ピン９８が下方向に突出するように固定されている。
【００４０】
支持プレート７２には、保持部材８６により保持されたウエーハ１１の上面に水を供給する３個の水供給手段１００が円周方向に互いに１２０度離間して配設されている。図５に示されるように、各水供給手段１００は、保持部材８６で保持されたウエーハ１１の外周縁近傍に対向するようにねじ１０２で支持プレート７２に固定されたノズル１０４と、ノズル１０４を水供給源に接続する配管１０６とを含んでいる。
【００４１】
ノズル１０４は配管１０６より水が供給されるメイン通路１０８と、図６（Ａ）の模式図に示されるように、メイン通路１０８から同一面上で２方向に分岐して先端部の噴出口１１２から水を噴出する分岐通路１１０を有している。図５に示すように、ノズル１０４の噴出口１１２から噴出された水はウエーハ１１の上面に水の層１１４を形成する。
【００４２】
メイン通路１０８から分岐する分岐通路１１０は、図６（Ａ）に示す配置に限定されるものではなく、図６（Ｂ）に示すノズル１０４Ａのように、一方の分岐通路１１０を保持部材８６により保持されたウエーハ１１の中心方向に向けるようにしてもよい。分岐通路１１０の間の分岐角度は６０度以上１８０度未満であることが好ましい。
【００４３】
或いは、図７（Ａ）に示すように、ノズル１０４Ｂはメイン通路１０８から所定の角度で扇形に広がり先端部の噴出口１１２から水を噴出する扇形通路１１６を有する構成であってもよい。扇形通路１１６の扇形に広がる角度は６０度以上１８０度未満であることが好ましい。
【００４４】
以下、上述したように構成された本発明実施形態のウエーハ搬送装置（ウエーハ搬出機構）６２の作用について説明する。粗研削ユニット１０による粗研削及び仕上げ研削ユニット２８による仕上げ研削の終了したウエーハ１１は、ターンテーブル４４を回転してウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置づけられる。
【００４５】
次いで、ウエーハ搬送装置６２のアーム６６が回動されて保持プレート７２がチャックテーブル４６に保持されたウエーハ１１の上に位置づけられ、間隔形成ピン９８をチャックテーブル４６の上面に当接させる。
【００４６】
そして、チャックテーブル４６の吸引保持を解除してから、図示しない送風手段を作動させて、チャックテーブル４６に保持されていたウエーハ１１を浮上させる。この際、ウエーハ１１が水平方向に移動しても３個の間隔形成ピン９８によって囲まれているので、ウエーハ１１の水平方向の移動が規制される。
【００４７】
このように浮上されたウエーハ１１は、移動手段９６を構成するエアシリンダ９０を作動してピストンロッド９２を縮めることにより、回転プレート８０を反時計回り方向に回転して、保持部材８６をウエーハ１１の半径方向内側に移動して保持部材８６でウエーハ１１の外周縁を保持する。
【００４８】
ノズル１０４の噴出口１１２から水を噴出してウエーハ１１の全面に水の層１１４を形成しながらウエーハ搬送装置６２を回動してウエーハ１１をスピンナユニット６４まで搬送する。
【００４９】
スピンナユニット６４では、移動手段９６のエアシリンダ９０を作動して保持部材８６によるウエーハ１１の保持を解除してから、スピンナユニット６４の図示しないスピンナテーブルでウエーハ１１を吸引保持し、スピンナテーブルを回転しながらウエーハ１１を洗浄する。
【００５０】
ウエーハ１１の洗浄が終了すると、スピンナユニット６４でウエーハ１１をスピン乾燥した後、ウエーハ搬送ロボット５４でウエーハを把持して第２のウエーハカセット５２の所定箇所にウエーハ１１を収容する。
【００５１】
本発明のウエーハ搬送装置６２によると、研削後のウエーハ１１の外周縁を保持部材８６で保持しながら搬送するため、ウエーハ研削面に接触する部分がないのに加えて、ウエーハ１１の上面に常に水の層１１４を形成しながら搬送するため、ウエーハ上面が乾燥することがなく、研削屑等によるウエーハ研削面の汚染を徹底的に防止することができる。
【００５２】
また、ウエーハ１１の周囲複数個所のノズル１０４から水を噴出することで、保持部材８６で保持されたウエーハ１１に多少の傾きがあっても水が一方に向かって流れ落ちることがなく、ウエーハ１１の全面を常に水の層１１４で満たすことができる。
【符号の説明】
【００５３】
２    研削装置
１０    粗研削ユニット
１１    半導体ウエーハ
２３    保護テープ
２８    仕上げ研削ユニット
４４    ターンテーブル
４６    チャックテーブル
６２    ウエーハ搬送装置（ウエーハ搬出機構）
６４    スピンナユニット
７０    弾性保持機構
７２    支持プレート
８０    回転プレート
８２    リンク
８６    保持部材
９０    エアシリンダ
９６    移動手段
９８    間隔形成ピン
１００    水供給手段
１０４    ノズル
１０６    配管
１０８  メイン通路
１１０    分岐通路
１１２    噴出口
【図１】
2011155131.tif 000003
【図２】
2011155131.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011155131.tif 000006
【図５】
2011155131.tif 000007
【図６】
2011155131.tif 000008
【図７】
2011155131.tif 000009