(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の裏面研削では不可能であったシリコン微粒子の回収を可能とするウェハーの裏面研削方法を提供する。【解決手段】(a)表面に集積回路パターンを形成する集積回路パターン形成過程において裏面に不純物層(sf)が積層されているウェハー(S)の裏面を研削して少なくとも不純物層(sf)を除去し、(b)不純物層除去裏面研削が終了したウェハー(S)の不純物除去洗浄を行い、(c)不純物洗浄後のウェハー(S)の裏面を、純水を供給しつつ研削してウェハー(S)を所定厚さにすると共に研削によって生成されたシリコン微粒子を純水と共に回収し、然る後、(d)ウェハー(S)の裏面を仕上げ研削する。【選択図】図４
2008028204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)表面に集積回路パターンを形成する集積回路パターン形成過程において裏面に不純物層が積層されているウェハーの裏面を研削して少なくとも不純物層を除去し、
(b)不純物層除去裏面研削が終了したウェハーの不純物除去洗浄を行い、
(c)不純物除去洗浄後のウェハーの裏面を、純水を供給しつつ研削してウェハーを所定厚さにすると共に研削によって生成されたシリコン微粒子を純水と共に回収し、然る後、
(d)ウェハーの裏面を仕上げ研削することを特徴とするウェハーの裏面研削方法。
【請求項２】
(a)半導体プロセスが終了し、ウェハーの外面全体に不純物層が形成されているウェハーを一枚ずつ収受するウェハー供給機構部と、ウェハー供給機構部から供給されたウェハーの裏面を研削するウェハー裏面研削装置部とで構成されたウェハーの裏面研削装置であって、
(b)ウェハー裏面研削装置部は、ウェハー収受ゾーン、裏面不純物層除去ゾーン、裏面粗研削ゾーン及び裏面仕上げ研削ゾーンの４区分に別れており、
(b1)均等間隔で設けられた少なくとも４のウェハーチャック機構部を有し、回転によってウェハーチャック機構部を、各ゾーンを順番に間欠巡回させるターンテーブルと、
(b2)ウェハー収受ゾーン以外のターンテーブルの停止位置にて、ウェハーチャック機構部に対面する位置に設けられ、それぞれの停止位置のウェハーの裏面に所定の研削を施す裏面不純物層除去研削機構部、裏面粗研削機構部及び裏面仕上げ研削機構部と、
(b3)ターンテーブルの停止時、ウェハー収受ゾーン以外のターンテーブルの停止位置にて、ウェハーチャック機構部の下方に挿入され、裏面研削により発生したシリコン微粒子含有液を回収する回収トレー機構部と、
(b4)ウェハー収受ゾーン以外のターンテーブルの停止位置にて、研削時にウェハーチャック機構部にチャックされたウェハーに純水を供給し、少なくとも裏面不純物層除去研削機構部においては、研削終了後にも純水を供給して研削後のシリコン微粒子含有液を洗浄・除去する純水供給ノズルとで構成されている、
(c)ことを特徴とするウェハーの裏面研削装置。
【請求項３】
請求項２に記載のウェハーの裏面研削装置において、
シリコン微粒子含有液回収用の回収トレー機構部の移動回収トレーは、研削のためにウェハーをチャッキングする各チャック機構部のチャッキングテーブルを取り囲むように、ターンテーブルの停止時に各チャッキングテーブルの下方に挿入され、ターンテーブルの移動時には各チャック機構部から離脱するように制御されるようになっていることを特徴とするウェハーの裏面研削装置。
【請求項４】
請求項２に記載のウェハーの裏面研削装置において、
シリコン微粒子含有液回収用の回収トレー機構部の回収トレーセットは、
(１)各チャック機構部のチャッキングテーブルの周囲を取り囲むように、各チャッキングテーブルの下方に固定されているテーブル側固定回収トレー部と、
(２)前記テーブル側固定回収トレー部と各チャッキングテーブルの間に、ターンテーブルの停止時に挿入され、ターンテーブルの移動時には各チャッキングテーブルから離脱するように制御される移動回収トレー部と、
(３)ウェハー裏面研削機構部のベースプレート側に固定され、テーブル側固定回収トレー部と移動回収トレー部の少なくともいずれか一方から研削されたシリコン微粒子含有液を回収するベースプレート側固定回収トレー部とで構成されていることを特徴とするウェハーの裏面研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェハーの裏面研削により発生したシリコン微粒子含有液(スラリー或いはスラッジ)を有効利用するための裏面研削方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル携帯パソコンや携帯電話に代表されるように電子機器は急速に高性能化・小型化並びに軽量化が進んでいる。このような流れの中で半導体装置に対しても高性能化・小型化が求められており、最近では非常に肉厚の薄いICチップを多数個積層するという半導体装置が出現している。
【０００３】
一方、半導体業界においては非常に激しいコスト競争が繰り広げられており、ウェハーの大口径化が急速に進んでいる。ウェハーの大口径化が進むとそのハンドリングが困難となるため必然的にウェハーの肉厚は厚くなっており、たとえば口径約３０ｃｍ(１２インチ)のウェハーの場合、その肉厚は７００〜８００ミクロン・メートル程度になっている。これに対して前記ICチップの多数個積層型半導体装置に使用される１個のＩＣチップの厚みは３０〜１５０ミクロン・メートル程度のものが要求されており、その結果、最近では要求薄さのものを提供できるように半導体プロセス完了ウェハーの裏面研削が行われている。
【０００４】
また、この数年前から太陽電池産業の急成長に伴い、ウェハーの原料となるシリコンに対する需要が急増し、需要が原料シリコンの供給を大幅に上回っている状態が続いている。前述の裏面研削では、研削により１ミクロン・メートル程度のシリコン微粒子が、研削時に大量に供給される純水中にスラリー状に懸濁して排出され(或いは若干粘稠性を持つ泥状のスラッジとして排出され)、その状態からのシリコン微粒子回収方法が確立されていないため産業廃棄物として廃棄されているのが現状である。
【０００５】
そこで、発明者等はスラリー(或いはスラッジ)状シリコン含有廃液からシリコン微粒子を回収する方法を発明したのであるが、半導体基板の裏面研削から得られたシリコン微粒子には、半導体プロセス時に形成された不純物含有層(例えば減圧CVDにより半導体基板の表裏両面を含む全外面に形成されたＰ−Ｓｉ[ポリ・シリコン]層)由来の不純物含有シリコン微粒子が純粋シリコン微粒子に混入し、そのままではシリコン原料として使用することができないと言う問題があった。なお、ウェハーの裏面研削装置としては特開２０００‐２６９１７５のような装置があるが、前述の不純物含有由来の不純物含有シリコン微粒子と純粋シリコン微粒子とを分別することができず、同装置によって発生したスラリー状等シリコン含有廃液はそのまま産業廃棄物として廃棄せざるを得なかった。
【特許文献１】特開２０００−２６９１７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる従来の裏面研削では不可能であった純粋シリコン微粒子の回収を可能とするウェハーの裏面研削方法と、その装置を提供することとをその技術的解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、本発明のウェハーの裏面研削方法で、
(a)表面に集積回路パターンを形成する集積回路パターン形成過程において裏面に不純物層(sf)が積層されているウェハー(S)の裏面を研削して少なくとも不純物層(sf)を除去し、
(b)不純物層除去裏面研削が終了したウェハー(S)の不純物除去洗浄を行い、
(c)不純物洗浄後のウェハー(S)の裏面を、純水を供給しつつ研削してウェハー(S)を所定厚さにすると共に研削によって生成されたシリコン微粒子を純水と共に回収し、然る後、
(d)ウェハー(S)の裏面を仕上げ研削することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記方法を実施するための装置に関し、
(a)半導体プロセスが終了し、ウェハー(S)の外面全体に不純物層(sf)が形成されているウェハー(S)を一枚ずつ収受するウェハー供給機構部(1)と、ウェハー供給機構部(1)から供給されたウェハー(S)の裏面を研削するウェハー裏面研削装置部(2)とで構成されたウェハーの裏面研削装置(A)であって、
(b)ウェハー裏面研削装置部(2)は、ウェハー収受ゾーン(z1)、裏面不純物層除去ゾーン(z2)、裏面粗研削ゾーン(z3)及び裏面仕上げ研削ゾーン(z4)の４区分に別れており、
(b1)均等間隔で設けられた少なくとも４のウェハーチャック機構部(41)〜(44)を有し、ウェハーチャック機構部(41)〜(44)を、各ゾーン(z1〜4)を順番に間欠巡回させるターンテーブル(3)と、
(b2)ウェハー収受ゾーン(z1)以外のターンテーブル(3)の停止位置にて、ウェハーチャック機構部(42)〜(44)に対面する位置に設けられ、それぞれの停止位置のウェハー(S)の裏面に所定の研削を施す裏面不純物層除去研削機構部(52)、裏面粗研削機構部(53)及び裏面仕上げ研削機構部(54)と、
(b3)ターンテーブル(3)の停止時、ウェハー収受ゾーン(z1)以外のターンテーブル(3)の停止位置にて、ウェハーチャック機構部(42)〜(44)の下方に挿入され、裏面研削により発生したシリコン微粒子含有液を回収する回収トレー機構部(62)〜(64)又は(62')〜(64')と、
(b4)ウェハー収受ゾーン(z1)以外のターンテーブル(3)の停止位置にて、研削時にウェハーチャック機構部(42)〜(44)にチャックされたウェハー(S)に純水を供給し、少なくとも裏面不純物層除去研削機構部(52)においては、研削終了後にも純水を供給して研削後の不純物含有シリコン微粒子含有液を洗浄・除去する純水供給ノズル(72)〜(74)とで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３(図８)は、請求項２に記載のウェハー裏面研削装置(A)の回収トレー機構部(62')〜(64')の１実施例に関し、「シリコン微粒子含有液回収用の回収トレー機構部(62')〜(64')の移動回収トレー部(62c)〜(64c)は、研削のためにウェハー(S)をチャッキングする各チャック機構部(42)〜(44)のチャッキングテーブル(42a)〜(44a)の周囲を取り囲むように、ターンテーブル(3)の停止時に各チャッキングテーブル(42a)〜(44a)の下方に挿入され、ターンテーブル(3)の移動時には各チャック機構部(42)〜(44)から離脱するように制御されるようになっている」ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４(図３〜７)は、請求項２に記載のウェハー裏面研削装置(A)の回収トレー機構部(62)〜(64)の他の実施例に関し、「シリコン微粒子含有液回収用の回収トレー機構部(62)〜(64)の回収トレーセット(62a)〜(64a)は、
(１)各チャック機構部(42)〜(44)のチャッキングテーブル(42a)〜(44a)の周囲を取り囲むように、各チャッキングテーブル(42a)〜(44a)の下方に固定されているテーブル側固定回収トレー部(62a1)〜(64a1)と、
(２)前記テーブル側固定回収トレー部(62a1)〜(64a1)と各チャッキングテーブル(42a)〜(44a)の間に、ターンテーブル(3)の停止時に挿入され、ターンテーブル(3)の移動時には各チャッキングテーブル(42a)〜(44a)から離脱するように制御される移動回収トレー部(62a2)〜(64a2)と、
(３)ウェハー裏面研削装置部(2)のベースプレート(20)側に固定され、テーブル側固定回収トレー部(62a1)〜(64a1)と移動回収トレー部(62a2)〜(64a2)の少なくともいずれか一方から研削されたシリコン微粒子含有液を回収するベースプレート側固定回収トレー部(62a3)〜(64a3)とで構成されている」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以上のように、粗研削の前にウェハー(S)の裏面に形成されている不純物層(sf)を不純物層除去裏面研削にて予め研削除去し、続いて不純物層除去裏面研削が終了したウェハー(S)を始め回収トレー機構部(62)〜(64)又は(62')〜(64')やチャック機構部(42)〜(44)のチャッキングテーブル(42a)〜(44a)に付着している不純物の除去洗浄を行うのであるから、これに続く裏面粗研削で生成したシリコン微粒子は不純物がほとんど含まれておらず、水分を分離することでシリコン原料としての高純度のシリコン微粒子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すウェハー裏面研削装置(A)の平面図、図２は同装置(A)の斜視図である。本装置(A)は、大別して(a)半導体プロセスが終了したウェハー(S)を一枚ずつ収受するウェハー供給機構部(1)と、ウェハー供給機構部(1)から供給されたウェハー(S)の裏面を研削するウェハー裏面研削装置部(2)とで構成されたウェハーの裏面研削装置であって、ウェハー供給機構部(1)に張設されている基板(10)には、左右にウェハーローディング用カセット(11a)(11b)が対として前列に配置され、左側のウェハーローディング用カセット(11a)の背部にはウェハー仮置台(12)が、右側のカセット(11b)の後部にウェハー洗浄機構部(13)が対として配置されており、ウェハー仮置台(12)とウェハー洗浄機構部(13)の背方中央部には、ウェハー裏面研削装置部(2)のベースプレート(20)を穿設してインデックスターンテーブル(3)が時計方向に間欠回転するように設けられており、更に前記ウェハー仮置台(12)とウェハー洗浄機構部(13)の中間で且つインデックスターンテーブル(3)の前方にはロボットハンド機構部(8)が立設されている。
【００１３】
ウェハーローディング用カセット(11a)(11b)は既存のもので、同一形状であって互換性があり、そのフレーム(11f)内に水平段溝が多数列上下方向に刻設されており、処理前または処理後のウェハー(S)が収納されるようになっており、収納状態のまま前工程から本装置(A)に、或いは収納状態のまま次工程に搬送することができるようになっているものである。
【００１４】
ロボットハンド機構部(8)は、昇降機構部(8a)、回転駆動機構部(8b)、ウェハーアライメント測定機構部(8c)と１乃至複数のアームで構成されたアーム機構部(8d)、先端アーム(8d1)の先端に取り付けられた真空ピンセット(8e)、これらアーム機構部(8d)と真空ピンセット(8e)の駆動用制御機構(図示せず)とで構成された多関節型ロボットで、前記ウェハー仮置台(12)上のウェハー(S)をインデックスターンテーブル(3)のウェハー収受ゾーン(z1)に位置するチャック機構部(41)に移送可能、且つ、洗浄機構部(13)上のウェハー(S)をウェハーアンローディング用カセット(11b)に搬送するものである。
【００１５】
真空ピンセット(8e)は、先端二股部(8f)の先端表面にウェハー(S)の吸着・離脱を行う吸着孔(図示せず)が多数形成されたもので、前記吸着孔は孔径０．３〜１ｍｍで、真空ピンセット(8e)の内部には吸着孔に連通する空気通路(図示せず)が設けられている。前記真空ピンセット(8e)の径は、ウェハー径の２／３〜４／３、好ましくは略同径である。
【００１６】
アーム機構部(8d)は、先端アーム(8d1)を含めてその関節部分において屈伸可能に接続されており、例えばステッピングモータのような駆動源にて屈伸角度が制御されるようになっている。
【００１７】
昇降機構部(8a)はその上に設置されたアーム機構部(8d)を昇降させるためのもので、アーム機構部(8d)を任意の位置にて昇降・停止させることができるような、例えばシリンダーのようなものを駆動源としている。
【００１８】
回転駆動機構部(8b)は、その上に設置された昇降機構部(8a)並びにその上のアーム機構部(8d)を３６０°水平面内において回転させるもので、例えばステッピングモータのような駆動源にてその回転角度が制御されるようになっている。
【００１９】
ウェハー仮置台(12)は、ウェハーローディング用カセット(11a)から取り出されたウェハー(S)をインデックスターンテーブル(3)のウェハー収受ゾーン(z1)に位置するチャック機構部(41)に移送する間の待機場所であり、その近傍であるインデックスターンテーブル(3)のベースプレート(20)に首振り自在且つ昇降自在に移送用アーム(15)が備えられており、その先端に移送用真空ピンセット(15a)が設けられており、該移送用真空ピンセット(15a)によりウェハー仮置台(12)からウェハー(S)をウェハー収受ゾーン(z1)に位置するチャック機構部(41)に搬送するようになっている。
【００２０】
インデックスターンテーブル(3)は、主軸駆動モータ(3a)によりウェハー裏面研削装置部(2)のベースプレート(20)の中央に一方向に９０°間歇回転可能に設けられており、更にインデックスターンテーブル(3)の回転中心に対する同心円上に４個のウェハーチャック機構部(41)〜(44)が９０°等間隔で配置されている。そして、この内のウェハーチャック機構部(42)〜(44)に対応して回収トレー機構部(62)〜(64)又は(62')〜(64')及び裏面不純物層除去研削機構部(52)、裏面粗研削機構部(53)、裏面仕上げ研削機構部(54)等が設けられている。そして、前記インデックスターンテーブル(3)上空間が、その機能によりウェハー収受ゾーン(z1)、裏面不純物層除去ゾーン(z2)、裏面粗研削ゾーン(z3)及び裏面仕上げ研削ゾーン(z4)の４区分に別れており、インデックスターンテーブル(3)の９０°間歇回転により、ウェハーチャック機構部(41)〜(44)が順次前記ゾーンを移動することになる。
【００２１】
以下、ウェハーチャック機構部(41)〜(44)、回収トレー機構部(62)〜(64)及び裏面研削機構部(52)〜(54)について説明するが、各機構部のそれぞれは同一構造であるので、粗研削ゾーン(z3)を代表例として説明する(図３〜７参照)。図面では同一部材は第２番目の数字として１〜４を入れて区別するようにした。
【００２２】
図６において、ウェハーチャック機構部(43)のチャッキングテーブル(43a)は遊星回転駆動モータ(43d)により遊星回転するようになっており、且つ、該チャッキングテーブル(43a)の表面には多数の吸着孔(43b)が形成されており、その上に裏返して載置されたウェハー(S)を吸着固定するようになっている。また、チャッキングテーブル(43a)は遊星回転駆動モータ(43d)の回転軸(43c)によりターンテーブル(3)から持ち上げられ状態となっており、ターンテーブル(3)との間に回収トレー挿脱用の間隙(K)が設けられている。また、チャッキングテーブル(43a)の上方には純水供給ノズル(73)が適所に１ないし複数箇所設けられている。
【００２３】
また、図２において、インデックスターンテーブル(3)に向かって左側から後列にかけて、枠体(21a)(21b)が立設されており、この枠体(21a)(21b)にウェハー研削機構部(52)〜(54)が取り付けられており、図６のようにウェハー研削機構部(53)[(52)(54)]の研削モータ(53M)[(52M)(54M)]のスピンドル軸(53a)[(52a)(54a)]に各ゾーン(z1)(z2)(z3)(z4)に適したダイヤモンド砥石(53c)[(52c)(54c)]が取り付けられている。
【００２４】
図３〜５に示す回収トレー機構部(62)〜(64)は、ウェハー収受ゾーン(z1)を除く各研削機構部(52)〜(54)に設けられるもので、その代表例とした粗研削用の回収トレー機構部(63)の回収トレーセット(63a)は、テーブル側固定回収トレー部(63a1)、前記チャッキングテーブル(43a)を避けてチャッキングテーブル(43a)の下に設けられた間隙(K)に挿脱される上面開口皿状の移動回収トレー部(63a2)及びベースプレート(20)側に固定されたベースプレート側固定回収トレー部(63a3)とで構成されている。
【００２５】
テーブル側固定回収トレー部(63a1)は、上面開口に平たい皿状のもので、ターンテーブル(3)に固定されてターンテーブル(3)と共に回転するようになっている。その形状は回転軸(43c)が貫通して設けられている固定床部材(63a12)、ターンテーブル(3)の外周側側縁を除く３面を覆う固定壁部材(63a13)とで構成されており、ターンテーブル(3)の外周側側縁にはこの部分が開放され、且つこの部分に舌片(63a16)が垂設されていて、回収シリコン微粒子含有液流出用の開放部分(63a11)となっている。なお、固定床部材(63a12)には回転軸(43c)の周囲を取り囲み、回収されたシリコン微粒子含有液が回転軸(43c)側に流れ込まないような仕切壁部(63a14)が設けられている。
【００２６】
移動回収トレー部(63a2)も上面開口皿状のもので、チャッキングテーブル(43a)を避けるため挿脱方向にて挿入先端までその底部(63a24)に切欠溝(63a21)が形成されている。そして前記チャッキングテーブル(43a)と干渉しない形でその側面と外側周部を覆うように内側壁部(63a22)が立設され、且つ底部(63a24)の残りの外周部分に外側壁部(63a23)が立設され、更にその背面にスライドアーム(63a24)が後方に突設されており、本装置(A)の側面に設けられたトレー駆動部(63d)にて進退挿脱方向に移動回収トレー部(63a2)を駆動するようになっている。移動回収トレー部(63a2)にて回収されたシリコン微粒子含有液は床部(63a24)の排水孔(63b)を通って後述するベースプレート側固定回収トレー部(63a3)に排出される。
【００２７】
ベースプレート側固定回収トレー部(63a3)も上面開口の皿状のものでベースプレート(20)側に固定されている。その底部(63a31)の周囲には側壁部(63a32)が立設されており、且つ、底部(63a31)に排水配管(63a33)が設けられており、集合したシリコン微粒子含有液を排出・回収するようになっている。前面側壁部(63a33)は、ターンテーブル(3)の外周と干渉しないように凹円弧状に形成され、更に前述開放部分(63a11)と干渉しないようにするため、前記開放部分(63a11)の舌片(63a16)を避けるように切欠(63a34)が設けられている。
【００２８】
ウェハー洗浄機構部(13)は図９に示すように、上下方向に昇降且つ回転可能な中空軸(13a)に軸承されている花弁状のウェハーサポート補助フレーム(13c)、該補助フレーム(13c)の花弁部分に嵌め込まれたポーラスセラミック製板(13b)、前記花弁部分の間にその間隔が拡縮自在に配設された複数本のウェハー位置合わせ用のピン(13d)…、リンス（純水供給）ノズル(13e)、空気供給ノズル(13f)とで概略構成されている。そして、このウェハー洗浄機構部(13)に近接してベースプレート(20)に洗浄側首振りアーム(16)が首振り可能に設けてあり、その先端に洗浄側移送用真空ピンセット(16a)が設置されている。
【００２９】
ウェハーサポート補助フレーム(13c)のポーラスセラミックス製板(13b)(13b)…から純水を滲み出させウェハー(S)を浮かせると共にウェハー表面にリンスノズル(13e)から純水を吹きつけウェハー(S)の表・裏両面を洗浄する。洗浄終了後、純水の滲出と純水の吹き付けを停止し、然る後、このウェハー(S)の周囲に配置され、縮径方向へ移動する複数本のピン(13d)…によりその外周を押圧してセンタ合わせ(位置決め)を行う。続いて、中空軸(13a)を上昇させてから回転させることによりウェハー(S)を回転させ、回転させながらウェハー(S)に空気供給ノズル(13f)より空気を吹きつけてウェハー(S)の乾燥を行い、収納用カセット(11b)への移送を待つ。
【００３０】
次に本研削装置(A)を用い、ウェハー(S)を裏面研削するには次の工程による。多関節型ロボットハンド機構部(8)の真空ピンセット(8e)にてウェハーローディング用カセット(11a)からウェハー(S)を１枚吸着して取り出し、これをウェハー仮置台(12)上に載せる。この間、ターンテーブル(3)を９０度回転させ、空の(或いは裏面研削されたウェハー(S)を収納用カセット(11b)へ移送し終わった空の)ウェハーチャック機構部(41)をウェハー収受ゾーン(z1)に位置させる。
【００３１】
次いで、移送用真空ピンセット(15a)にてウェハー仮置台(12)上のウェハー(S)を吸着し、移送用真空ピンセット(15a)を首振り回動させて該吸着ウェハー(S)をターンテーブル(3)のウェハー収受ゾーン(z1)に位置する前記ウェハーチャック機構部(41)に移送する。その間に前記多関節型ロボットハンド機構部(8)の真空ピンセット(8e)にてウェハーローディング用カセット(11a)のウェハー(S)を吸着し、これをウェハー仮置台(12)上に載せ、次の移送を待つ。ゾーン(z1)に研削終了ウェハー(S)がある場合には、これと同時に洗浄側移送用真空ピンセット(16a)にてウェハー洗浄機構部(13)から研削終了のウェハー(S)のカセット(11b)への収容が行われる。
【００３２】
移送が完了すると、ターンテーブル(3)を９０度回転させ、ウェハー(S)を吸着載置したウェハーチャック機構部(41)を不純物層研削除去ゾーン(z2)に移動させる。このゾーン(z2)に入ると、そこで行われる作業に合わせて前記ウェハーチャック機構部の符号(41)を(42)とする。ここでの説明は、次ゾーン(z3)の図面である図３〜５に従って行われるため、第２番目の数字３を２に読み替えるものとする。
【００３３】
図３〜５において、移動前或いは移動と同時にトレー駆動部(63d)を作動させて移動回収トレー部(62a2)を前進させ、本ゾーン(z2)に位置するウェハーチャック機構部(42)のチャッキングテーブル(42a)の下方の間隙(K)内に挿入する。この状態で第１スピンドル軸(52a)を下降させてダイヤモンド砥石(52c)をウェハー(S)の裏面に押圧し、純水供給ノズル(72)からの純水の供給を行いつつウェハーチャック機構部(42)のチャッキングテーブル(42a)及び第１スピンドル軸(52a)を回転させてウェハー(S)の裏面に形成付着している不純物層(sf)を研削除去する。この場合、不純物層(sf)の除去が完全に行われることが必要であるため、ウェハー(S)のシリコン層(st)まで若干削り込んでもよい。なお、図６の拡大図からわかるように、不純物層(sf)はウェハー(S)の側面にも形成されているが、この部分については量的に極く僅かであるため本工程では側面の不純物層(sf)までの研削除去は行わない。
【００３４】
研削された不純物層(sf)は、平均粒径１ミクロン・メートル程度の微粒子となり、供給されている純水と共にテーブル側固定回収トレー部(62a1)と移動回収トレー部(62a2)に分かれて流入し、これらから更にベースプレート側固定回収トレー部(62a3)に流れ込み、排水配管(62a33)を通って回収され、産業廃棄物として廃棄される。
【００３５】
不純物層(sf)の研削除去が終了すると、裏面不純物層除去研削用のダイヤモンド砥石(52c)を上昇させ、同ゾーン(z2)に位置するウェハーチャック機構部(42)のチャッキングテーブル(42a)を回転させつつ純水を供給し続け、テーブル側固定回収トレー部(62a1)、チャッキングテーブル(42a)とその上に吸着固定されているウェハー(S)の洗浄を行う。これら廃液も排出される。この時点の洗浄は研削除去された不純物が次工程(z3)に持ち越されないようにするためウェハー(S)は勿論、チャキングテーブル(42a)、テーブル側固定回収トレー部(62a1)も出来る限りの洗浄を行う。洗浄が完了するとチャッキングテーブル(42a)の回転と純水の供給が停止し続いて移動回収トレー部(62a2)が後退してチャッキングテーブル(42a)から離脱する。
【００３６】
この間にウェハー仮置台(12)上で待機中のウェハー(S)を移送用真空ピンセット(15a)でターンテーブル(3)のウェハー収受ゾーン(z1)に位置する空の(又は前述のように空となった)ウェハーチャック機構部(41)に移送すると共に前述のように多関節型ロボットハンド機構部(8)を用いてウェハーローディング用カセット(11a)内の次のウェハー(S)をウェハー仮置台(12)の上に載せて次の移送まで待機する。前述同様、ゾーン(z1)に研削終了ウェハー(S)がある場合には、これと同時に洗浄側移送用真空ピンセット(16a)にてウェハー洗浄機構部(13)から研削終了のウェハー(S)のカセット(11b)への収容が行われる。
【００３７】
移送が完了すると続いてターンテーブル(3)を９０度回転させて粗研削ゾーン(z3)に前記ウェハーチャック機構部(42)を移動させ、該ウェハーチャック機構部(42)を粗研削ゾーン(z3)で停止させる。このゾーン(z3)に停止している前記ウェハーチャック機構部(42)をそこでの作業内容に合わせて(43)とする。ゾーン(z3)では前記不純物層除去ゾーン(z2)で行ったように、移動前或いは移動と同時に粗研削シリコン微粒子含有液を回収するための移動回収トレー部(63a2)を前進させて本ゾーン(z3)のウェハーチャック機構部(43)のチャッキングテーブル(43a)の下方の間隙(K)内に挿入する。この状態で第２スピンドル軸(53a)を下降させてダイヤモンド砥石(53c)をウェハー(S)の裏面に押圧し、純水供給ノズル(73)からの純水の供給を行いつつウェハーチャック機構部(43)のチャッキングテーブル(43a)及び第２スピンドル軸(53a)を回転させてウェハー(S)の裏面を所定量だけ研削除去する。
【００３８】
この時点では、ウェハー(S)の裏面は純シリコン層(st)が露出しているので、研削されたシリコン微粒子はシリコン原料として使用をすることができる純粋シリコンであり、必要厚さの極く手前まで研削される。なお、不純物としてダイヤモンド砥石(53c)を構成する炭素が極く少量含まれる。研削された純粋シリコン微粒子は平均粒径１ミクロン・メートル程度の微粒子であり、前述同様粗研削時に供給された大量の純水と共にスラリー状となり、テーブル側固定回収トレー部(63a1)と移動回収トレー部(63a2)を介してベースプレート側固定回収トレー部(63a3)内に流れ込み、排水配管(63a33)を通って回収される。
【００３９】
粗研削が終了すると、前述同様粗研削用のダイヤモンド砥石(53c)を上昇させ、同ゾーン(z3)に位置するウェハーチャック機構部(43)のチャッキングテーブル(43a)を回転させつつ純水を供給し続け、チャッキングテーブル(43a)とその上に吸着固定されているウェハー(S)、テーブル側固定回収トレー部(63a1)の洗浄を行う。洗浄が完了するとチャッキングテーブル(43a)の回転と純水の供給が停止し続いて移動回収トレー部(63a2)が後退してチャッキングテーブル(43a)から離脱する。なお、ここでは前記裏面不純物層除去研削と異なり完全に洗浄する必要はないので、研削終了と同時に洗浄を終了することも可能である。
【００４０】
前述同様この間に不純物層除去ゾーン(z2)での不純物層研削除去と、ウェハー収受ゾーン(z1)でのウェハー(S)の供給並びにウェハーローディング用カセット(11a)からのウェハー仮置台(12)へのウェハー(S)の移送、ウェハーチャック機構部(41)からのウェハー(S)のカセット(11b)への収容、及びこれに続くウェハー仮置台(12)からウェハー収受ゾーン(z1)に位置する空の(又は空になった)ウェハーチャック機構部(41)への移送が行われている。
【００４１】
続いてターンテーブル(3)を９０度回転させて仕上げ研削ゾーン(z4)に前記ウェハーチャック機構部(43)を移動させ、該ウェハーチャック機構部(43)を仕上げ研削ゾーン(z4)を停止させる。このゾーン(z4)に停止している前記ウェハーチャック機構部(43)をそこで行われる作業に合わせて(44)とする。ゾーン(z4)では前記粗研削ゾーン(z3)で行ったように、仕上げ研削ゾーン(z4)では前記粗研削ゾーン(z3)で行ったように、移動前或いは移動と同時に仕上げ研削シリコン微粒子含有液を回収するための移動回収トレー部(64a2)を前進させて本ゾーン(z4)のウェハーチャック機構部(44)のチャッキングテーブル(44a)の下方の間隙(K)内に挿入する。この状態で第３スピンドル軸(54a)を下降させてダイヤモンド砥石(54c)をウェハー(S)の裏面に押圧し、純水供給ノズル(74)からの純水の供給を行いつつウェハーチャック機構部(44)のチャッキングテーブル(44a)及び第３スピンドル軸(53a)を回転させてウェハー(S)の裏面を仕上げ研削に必要な極く僅かな量(粗研削によって発生した歪層を除去できる量)だけ研削除去する。仕上げ研削されたシリコン微粒子もシリコン原料として使用をすることができる純粋シリコンである。この場合も、不純物としてダイヤモンド砥石(54c)を構成する炭素が極く少量含まれる。
【００４２】
前記同様研削された純粋シリコン微粒子は平均粒径１ミクロン・メートル程度の微粒子であり、前述同様粗研削時に供給された大量の純水と共にスラリー状となり、テーブル側固定回収トレー部(64a1)と移動回収トレー部(64a2)を介してベースプレート側固定回収トレー部(64a3)内に流れ込み、排水配管(64a33)を通って回収される。
【００４３】
仕上げ研削が終了すると、前述同様粗研削用のダイヤモンド砥石(54c)を上昇させ、同ゾーン(z4)に位置するウェハーチャック機構部(44)のチャッキングテーブル(44a)を回転させつつ純水を供給し続け、チャッキングテーブル(44a)とその上に吸着固定されているウェハー(S)の洗浄を行う。洗浄が完了するとチャッキングテーブル(44a)の回転と純水の供給が停止し続いて仕上げ移動回収トレー部(64a2)が後退してチャッキングテーブル(44a)から離脱する。
【００４４】
仕上げ研削が終了すると、仕上げ研削用のダイヤモンド砥石(54c)を上昇させ、同ゾーン(z4)に位置するウェハーチャック機構部(44)のチャッキングテーブル(44a)を回転させつつ純水を供給し続け、チャッキングテーブル(44a)とその上に吸着固定されているウェハー(S)の洗浄を行う。洗浄が完了するとチャッキングテーブル(44a)の回転と純水の供給が停止し続いて仕上げ研削シリコン微粒子含有液回収トレー(64)が後退してチャッキングテーブル(44a)から離脱する。なお、ここでも前記裏面不純物層除去研削と異なり完全に洗浄する必要なないので、研削終了と同時に洗浄を終了することも可能である。
【００４５】
前述同様この間に粗研削ゾーン(z2)での粗研削、不純物層除去ゾーン(z2)での不純物層研削除去、ウェハー収受ゾーン(z1)でのウェハー(S)のカセット(11b)への収容と供給並びにウェハーローディング用カセット(11a)からのウェハー仮置台(12)へのウェハー(S)の移送が行われている。
【００４６】
然る後、ターンテーブル(3)を９０度回転させてウェハーチャック機構部(44)をウェハー収受ゾーン(z1)に移動させると、これによってターンテーブル(3)は一周したことになり、ウェハーチャック機構部(44)に続くウェハーチャック機構部もそれぞれのゾーン(z2)〜(z4)に移動して停止し、当該ゾーン(z2)〜(z4)にて前記所定作業がなされることになる。
【００４７】
一周してウェハー収受ゾーン(z1)に移動したウェハーチャック機構部(44)に吸着固定されているウェハー(S)は所定厚さまで削りこまれており、ウェハー洗浄機構部(13)に図中右側の洗浄側移送用真空ピンセット(16a)で仕上げ研削されたウェハー(S)をウェハー洗浄機構部(13)に移送し、前述のように洗浄した後、多関節型ロボットハンド機構部(8)によって収納用カセット(11b)に収納される。
【００４８】
なお、図３〜５に示す回収トレー機構部(62)〜(64)の代わりに図８に示すような移動回収トレー部(62c)〜(64c)のみで構成された回収トレー機構部(62')〜(64')を用いてもよい。この場合は、チャッキングテーブル(42a)〜(44a)下に挿脱できるように回転軸(42c)〜(44c)を避けるように形成した切欠(62a')〜(64a')が先端まで形成されている。この場合、外側の壁部(62e)〜(64e)はチャッキングテーブル(42a)〜(44a)を取り囲むことが出来るように高く、一方、内側の壁部(62f)〜(64f)はチャッキングテーブル(42a)〜(44a)に干渉しないように低く形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、粗研削の前にウェハーの裏面に形成されている不純物層を不純物層除去裏面研削にて予め研削除去・廃棄し、粗・仕上げ研削で得られた純粋シリコン微粉末だけを回収することができるので、本発明により深刻な原料シリコンの供給不足を解消することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明裏面研削装置の平面図
【図２】本発明裏面研削装置の斜視図
【図３】本発明装置の回収トレー機構部の平面図
【図４】図３の移動回収トレー部による回収時の断面図
【図５】図３の移動回収トレー部が後退した時の断面図
【図６】本発明装置のゾーン１，３のターンテーブル部分の部分断面図
【図７】本発明装置のゾーン２，４のターンテーブル部分の部分断面図
【図８】本発明の他の移動回収トレー部の斜視図
【図９】本発明装置のウェハー洗浄機構部の斜視図
【符号の説明】
【００５１】
(A)裏面研削装置
(S)ウェハー
(sf)不純物層
(z1)ウェハー収受ゾーン
(z2)裏面不純物層除去ゾーン
(z3)裏面粗研削ゾーン
(z4)裏面仕上げ研削ゾーン
(1)ウェハー供給機構部
(2)ウェハー裏面研削装置部
(3)ターンテーブル
(41)〜(44)ウェハーチャック機構部
(52)裏面不純物層除去研削機構部
(53)裏面粗研削機構部
(54)裏面仕上げ研削機構部
(72)〜(74)純水供給ノズル
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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