(57)【要約】【課題】研削室内の汚れによって研削時および研削加工後の半導体ウエーハの研削面などを汚すのを防止する。【解決手段】半導体ウエーハ研削盤において、筐体（６０）内に、砥石（３０）に対面していない領域の半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）を覆う開閉自在の防塵カバー（７０），（８０）を備え、防塵カバー（７０），（８０）を閉じた状態で研削室（１００）を形成する。研削室（１００）内には少なくとも半導体ウエーハ（１０）、の研削面（１１）に対して洗浄効果を付与し得る洗浄媒体となる流体を噴出する噴射ノズル（４４）を設ける。研削加工後は防塵カバー（７０），（８０）を開け、搬送アーム（７）にて半導体ウエーハ（１０）を筐体（６０）内から搬出する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハ（１０）の搬入口（６２）を有する筐体（６０）と、
この筐体（６０）内に設けられ搬入された半導体ウエーハ（１０）を吸着して保持する吸着面（２）と、
前記筐体（６０）内に設けられ前記吸着面（２）に吸着保持された半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）に対して砥石面（３１）が対面して回転自在に軸支された砥石（３０）と、を備えた半導体ウエーハ研削盤において、
前記筐体（６０）内において研削時の砥石高さ位置で、前記砥石（３０）の外周に沿って円弧状の切欠部（７２），（８２）が設けられ、
前記切欠部（７２），（８２）を通して前記砥石（３０）が前記研削面（１１）に対面摺接可能とし、前記半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）の露出部分を覆う開閉自在の防塵カバー（７０），（８０）を備え、
前記防塵カバー（７０），（８０）を閉じた状態で研削室（１００）が形成されることを特徴とする半導体ウエーハ研削盤。
【請求項２】
前記研削室（１００）内において、少なくとも前記研削面（１１）に対して洗浄効果を付与し得る洗浄媒体となる流体を噴出する噴射ノズル（４４）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハ研削盤。
【請求項３】
前記防塵カバー（７０），（８０）には、前記半導体ウエーハ（１０）に対峙する面に前記噴射ノズル（７５），（８５）を備えたことを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハ研削盤。
【請求項４】
前記防塵カバー（７０），（８０）には、前記吸着面（２）に前記半導体ウエーハ（１０）を着脱交換可能とする開口面積を有して前記研削面（１１）を露出するヒンジ開閉式またはスライド式の開閉機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の半導体ウエーハ研削盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄円盤状の半導体ウエーハを片面研削する半導体ウエーハ研削盤において、研削加工後の半導体ウエーハを研削作業に伴って発生する削り屑や汚濁水などで汚れた研削室からハンドリング等で取り出すときに、半導体ウエーハの加工面や吸着面が汚れるのを防止でき清浄維持するための機構を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の半導体ウエーハ研削盤において、クーラント４２と共に削り屑６が飛び散る様子の説明図である。
【０００３】
図７（ａ）は従来の半導体ウエーハ研削盤において、飛び散った削り屑６などを含む汚濁水４９が筐体６０の天井６１から研削面１１に滴下した様子を示す説明図であり、図７（ｂ）は、吸着パッド１の吸着面２に落下した削り屑６などが付着したまま、新しい半導体ウエーハ１０を吸着パッド１に載置した様子の模式図である。
【０００４】
図６に示すように、半導体ウエーハ研削盤に、補助装置としてクーラント供給装置４０が付設され、クーラント供給装置４０は液送管４１を介してクーラント４２を研削面１１に滴下している。半導体ウエーハ１０が、ロータリーテーブル２０上に載置され、真空吸着により保持され、矢印Ｊ方向に毎分約１００回転で回転している。
【０００５】
ロータリーテーブル２０の回転軸から、回転半径の長さ位離れた位置に垂直に配設された別の砥石軸Ｚに軸支されたホルダ３２に取付けられて砥石を構成するカップ状の砥石３０が、ロータリーテーブル２０に対して、互いの円盤面を部分的に面接触させるため、部分的に砥石３０が覆い被さるような位置関係に配設されている。
【０００６】
そして、半導体ウエーハ１０の研削面１１の一部に、砥石３０の下側の砥石面３１が、その一部を摺接し、図示せぬモータに軸直結されるか、または前記モータからベルトを介して矢印Ｋ方向に回転する。
【０００７】
また、研削面１１と砥石面３１を適宜に摺接させるため、また半導体ウエーハ１０がロータリーテーブル２０上で研削工程に合わせて間欠的に載置・吸着・保持・離脱されるように、砥石３０には、そのＺ軸方向に昇降可能な昇降機構（図示せず）がある。
【０００８】
すなわちロータリーテーブル２０のテーブル面と砥石面３１の間隔を大きく広げて、前記テーブル面上に、半導体ウエーハ１０を挿入するようにセットし、隙間を閉じてから、所定の切り込みにより研削加工する。なお、ロータリーテーブル２０と砥石３０のそれぞれの回転制御も適宜になされる。
【０００９】
ここで、図６および図７に示すように、研削面１１や吸着面２に落下する塵埃や削り屑６などにはシリコンの切粉の他、例えば３００〜３５０番の荒さに相当するダイヤモンドの粒が砥石面３１から脱落した破片などがある。これらを含めた削り屑６が粉塵として空中に飛散し、室内を汚し、さらにはクーラント４２に混じった汚濁水４９が当該装置の筐体６０の天井６１から滴下する。なお、筐体６０は説明の便宜上、透明な立方体を仮想したに過ぎない。
【００１０】
このとき、図７（ｂ）に示すように、筐体６０内に搬入された半導体ウエーハ１０が、ロータリーテーブル２０上に載置され、矢印Ｖに示す真空吸引により吸着面２に吸着保持される際に、吸着パッド１の吸着面２に落下した塵埃や削り屑６などが付着したまま、削り屑６を噛み込んで新しい半導体ウエーハ１０を吸着パッド１に載置した場合は、盤面平坦度（Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ；以下「ＴＴＶ」と略す）を悪化させ、ウエーハ割れ、または傷付きの原因になる。
【００１１】
また、研削加工後の半導体ウエーハ１０を、ハンドリング等で取り出すときに、半導体ウエーハ１０の研削面１１が筐体６０の天井６１から落下する汚濁水４９で汚れていると、半導体ウエーハ１０を吸着してハンドリングする吸着パッドの吸着面にも、同様に削り屑６を噛み込む現象が生じ、半導体ウエーハ１０の研削面１１を傷付けたり、吸着力が低下する原因にもなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年の半導体メモリー、ＩＣチップ、大容量メモリを備えた高速処理可能なパソコンなどに内蔵される超小型ＩＣになる３０〜５０μｍの極薄円盤状の半導体ウエーハを研削加工する研削盤には、品質管理上、三つの課題がある。第１に清浄、第２にＴＴＶ、第３に冷却である。これら、三つの課題は半導体ウエーハの極薄化が進む程に高度に厳密な管理を要求される。
【００１３】
一般的に半導体ウエーハの最終用途である電子機器などに対する要求が、軽く、薄く、短く、小さく、しかも高性能であることを追求されて止まない以上、前述した三つの課題を解決する必要がある。なお、これら三つの課題である第１に清浄、第２にＴＴＶ、第３に冷却に関し、それぞれが技術概念としては異なっても、解決手段としては同一または類似の技術によることがある。
【００１４】
本発明は、精密かつ安定品質を要求される半導体ウエーハ研削盤において、特にウエーハ交換時の研削面１１や吸着パッド１の吸着面２を初め、研削加工中の研削面１１およびその周辺の半導体ウエーハ１０全体に対して清浄維持するように、研削加工に伴って発生する切粉などの削り屑６を洗浄・除去し、ＴＴＶも所定範囲に維持し、かつ冷却も確保することにより、鏡面仕上げの品質を維持できるようにした半導体ウエーハ研削盤を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、半導体ウエーハ（１０）の搬入口（６２）を有する筐体（６０）と、この筐体（６０）内に設けられ搬入された半導体ウエーハ（１０）を吸着して保持する吸着面（２）と、前記筐体（６０）内に設けられ前記吸着面（２）に吸着保持された半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）に対して砥石面（３１）が対面して回転自在に軸支された砥石（３０）と、を備えた半導体ウエーハ研削盤において、前記筐体（６０）内において研削時の砥石高さ位置で、前記砥石（３０）の外周に沿って円弧状の切欠部（７２），（８２）が設けられ、前記切欠部（７２），（８２）を通して前記砥石（３０）が前記研削面（１１）に対面摺接可能とし、前記半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）の露出部分を覆う開閉自在の防塵カバー（７０），（８０）を備え、前記防塵カバー（７０），（８０）を閉じた状態で研削室（１００）が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項１のようにしたので、研削加工中の前記研削面（１１）に発生する削り屑（６）を空中に巻き上げず、しかも工場内に漂う塵埃等が前記研削面（１１）の上に落下しても付着させないように、前記防塵カバー（７０），（８０）で遮蔽できる。
【００１７】
また、研削加工後は、防塵カバー（７０），（８０）を開放し、半導体ウエーハ（１０）の上方から防塵カバー（７０），（８０）を退避させることができ、従って防塵カバー（７０），（８０）に付着した削り屑（６）や汚濁水（４９）が落下して前記半導体ウエーハ（１０）を汚すようなことがなく、しかも筐体（６０）の天井（６１）は滴下する汚れが付かないことから半導体ウエーハ（１０）を清浄な状態で筐体（６０）の外部へ搬出することができる。また、半導体ウエーハ搬出後の吸着面（２）も清浄に維持することができる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明は、前記研削室（１００）内において、少なくとも前記研削面（１１）に対して洗浄効果を付与し得る洗浄媒体となる流体を噴出する噴射ノズル（４４）を備えたので、研削加工中、半導体ウエーハ（１０）の研削面（１１）を常に清浄・冷却でき、高精度な加工ができるとともに、研削室（１００）内だけに限定して効率良く洗浄と冷却ができ、研削室（１００）外まで前記流体を拡散することなく、工場内を清浄に保つことができる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、前記防塵カバー（７０），（８０）には、前記半導体ウエーハ（１０）に対峙する面に前記噴射ノズル（７５），（８５）を備えたので、確実かつ効率良く清浄維持および冷却ができる。また、前記噴射ノズル（７５），（８５）から前記研削面（１１）までの距離を微小にできるので、前記防塵カバー（７０），（８０）が嵩張らず、装置全体を小型軽量にできる。
【００２０】
また、請求項４に係る発明は、前記防塵カバー（７０），（８０）には、前記吸着面（２）に前記半導体ウエーハ（１０）を着脱交換可能とする開口面積を有して前記研削面（１１）を露出するヒンジ開閉式またはスライド式の開閉機構を備えたので、大量生産に対応できる。
【００２１】
すなわち、大量生産するために前記半導体ウエーハ（１０）の研削作業の進捗に対応して、ワークである前記半導体ウエーハ（１０）の着脱交換を連続的に繰り返す作業においては、前記防塵カバー（７０），（８０）を開けて、前記研削面（１１）を露出すれば、ワークである前記半導体ウエーハ（１０）を着脱交換するのに足りる面積の開口部から前記半導体ウエーハ（１０）を着脱交換できる。従って、円滑かつ確実に清浄維持および冷却ができて、しかも大量生産に対応できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明による実施の一形態について説明する。なお、各図にわたり、同一効果の物には同一符号を付けて説明の重複を避けているが、同一効果の部位でも断面の切り口などによっては違った形に図示していることがある。
【００２３】
図１は本発明の実施の一形態を示す半導体ウエーハ研削盤の縦断面図であり、（ａ）は防塵カバーとして備えたヒンジドア７０とスライドカバー８０を閉じた状態、（ｂ）は防塵カバーとして備えた７０とスライドカバー８０を開けた状態を示す。
【００２４】
筐体６０の側壁には半導体ウエーハ１０を搬出入するための搬送アーム７が挿入可能な搬入口６２が開口され、そのベース６５には枠体６３が一体に立渡されている。筐体６０の内部には、防塵カバーとして備えたヒンジドア７０とスライドカバー８０が設けられ、閉じた状態において、吸着面２，砥石３０を覆う研削室１００が形成されている。
【００２５】
図２は図１の筐体６０内部において、防塵カバーとして備えたヒンジドア７０とスライドカバー８０が、それぞれ矢印Ｍ，Ｎ方向に開いた状態の半導体ウエーハ研削盤を示す要部斜視図である。これらの、防塵カバーには、吸着面２に半導体ウエーハ１０を着脱交換可能とする開口面積を有して研削面１１を露出するヒンジ開閉式またはスライド式の開閉機構を備えている。
【００２６】
図３は、図２に示すヒンジドア７０とスライドカバー８０を矢印Ｓ，Ｔ方向に閉じた状態を示す要部斜視図である。
図１ないし図３に示すように、ヒンジドア７０はヒンジ７１により筐体６０と一体の枠体６３に回動自在に枢着され、スライドカバー８０はロータリーテーブル２０に対し水平方向を摺動自在にガイド８１で支承されている。そして、それぞれシリンダ７６，８６により開閉駆動される。
【００２７】
ヒンジドア７０のドア端の一部には、ほぼ半月形の切欠部７２を設け、切欠部７２の端面７３には、砥石３０の外周面３３との間に僅かな隙間を空けて、閉塞時に嵌合する。この隙間は、ヒンジドア７０の開閉時および閉塞時に外周面３３と端面７３が接触しない最小限でよい。
【００２８】
一方、スライドカバー８０の突き合わせ部の一部は、ほぼ半月形の切欠部８２を設け、切欠部８２の端面８３は、砥石３０の外周面３３との間が接触しない程度に僅かな隙間を空けて、閉塞時に嵌合する。
また、図１に示すように、半導体ウエーハ１０の研削面１１に付着した削り屑６を効率良く洗浄して徐去するように、砥石３０から外れた部分の研削面１１に対し斜め上から洗浄媒体となる純水を噴射する噴射ノズル４４が、洗浄効率を高くするような噴射角度で配設されている。
【００２９】
すなわち、図１（ａ），図３に示すように、ヒンジドア７０とスライドカバー８０を閉じた状態で周知の片面研削する。その際に発生する削り屑６は、研削室１００から外部へ飛散しないし、このとき矢印Ｐ方向から供給される高圧水を噴射ノズル４４が、斜め上から噴射するので、研削面１１に付着しようとする削り屑６を効率良く洗浄して徐去する。なお、砥石３０の種類や片面研削の工程によっては、純水を噴射する角度および水圧等の勢いを加減する。
【００３０】
なお、特許請求の範囲でいう「洗浄媒体となる流体」は液体でも気体でも構わないが、本実施形態では純水を洗浄媒体に用いている。
【００３１】
ここで動作について説明する。
図１（ｂ），図２に示すように、ヒンジドア７０とスライドカバー８０を開けてから、半導体ウエーハ１０をロータリーテーブル２０上に着脱交換のハンドリングを行う。これら、ヒンジドア７０とスライドカバー８０の開閉動作は、シリンダ７６，８６により行われる。また、ハンドリングは、吸着パッド１ａを有する搬送アーム７により行う。なお、砥石３０およびホルダ３２は、その軸方向に昇降可能な昇降機構（図示せず）により適宜に昇降がされる。
【００３２】
また、図１（ａ），図３に示すように、ロータリーテーブル２０上に載置された半導体ウエーハ１０の研削面１１の露出部分をヒンジドア７０とスライドカバー８０で覆い隠してから片面研削を開始する。その後、片面研削を終了すれば、ヒンジドア７０とスライドカバー８０を開き、覆い隠していた研削面１１を露出させる。それから、再び半導体ウエーハ１０をロータリーテーブル２０上に着脱交換するハンドリング等の一連の操作を繰り返すことにより、大量生産に対応する。
【００３３】
なお、図１（ａ），図３に示す噴射ノズル４４は、ヒンジドア７０またはスライドカバー８０が厚肉の構造であれば、その内部に埋め込まれた配管等によりヒンジドア７０またはスライドカバー８０と一体構造にしてもよい。
【００３４】
図４，図５は、図１（ａ），図３で示す噴射ノズル４４に代え、複数個の噴射ノズル７５，８５を用い、それらをヒンジドア７０またはスライドカバー８０の面に、半導体ウエーハ１０の研削面１１の砥石３０から外れている部分に対峙する位置に埋め込み、あるいは直接取付けた例を示す。図示しない複数の配管を介して取り付けることもできる。このようにすることにより、複数個の噴射ノズル７５，８５から同時または選択的に純水を噴射できるので、研削面１１全面を均一に洗浄、冷却することができる。
【００３５】
さらに、切欠部７２，８２の端面７３，８３には、その端面７３，８３に対峙する砥石３０の外周面３３に向けた噴射ノズル７４，８４が複数個を等間隔に配設されている。この噴射ノズル７４，８４は、砥石３０の片面研削に伴って発生する削り屑６を洗浄するために、例えばエアを噴射する。ただし、実際にエアを噴射するのは図５に示すようにヒンジドア７０とスライドカバー８０を閉じてからである。
【００３６】
なお、本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改良が可能であり、前述した実施の一形態の他にも多様な実施形態が考えられる。それらにおいて、噴射ノズル４４，７４，７５，８４，８５が、純水あるいはエアを噴射することにより研削面１１や砥石３０を洗浄し、その洗浄効果と合わせて周囲に削り屑６を飛散させないヒンジドア７０、スライドカバー８０に類する覆いを設けた場合は、全て本願発明に属することは当然である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、精密かつ安定品質を要求される半導体ウエーハ研削盤において、研削加工中や研削加工後のウエーハ交換時、研削面およびその周辺の半導体ウエーハ全体に対して清浄維持ができ、これにより、鏡面仕上げの品質を維持できるようにした半導体ウエーハ研削盤を提供できる。
【００３８】
また、請求項１に係る発明によれば、研削加工中の研削面に発生する削り屑を空中に巻き上げず、しかも工場内に漂う塵埃等が研削面の上に落下しても付着させないように、防塵カバーで遮蔽できる。
【００３９】
また、研削加工後は、防塵カバーを開放し、半導体ウエーハの上方から防塵カバーを退避させることができ、従って防塵カバーに付着した削り屑や汚濁水が落下して半導体ウエーハを汚すようなことがなく、しかも筐体の天井は滴下する汚れが付かないことから半導体ウエーハを清浄な状態で筐体の外部へ搬出することができる。また、半導体ウエーハ搬出後の吸着面も清浄に維持することができる。
【００４０】
また、請求項２に係る発明によれば、研削加工中、半導体ウエーハの研削面を常に清浄・冷却でき、高精度な加工ができるとともに、研削室内だけに限定して効率良く洗浄と冷却ができ、研削室外まで流体を拡散することなく、工場内を清浄に保つことができる。
【００４１】
また、請求項３に係る発明によれば、確実かつ効率良く清浄維持および冷却ができる。また、噴射ノズルから研削面までの距離を微小にできるので、防塵カバーが嵩張らず、装置全体を小型軽量にできる。
【００４２】
また、請求項４に係る発明によれば、大量生産に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す半導体ウエーハ研削盤の縦断面図であり、（ａ）は防塵カバーを閉じた状態、（ｂ）は防塵カバーを開いた状態を示す。
【図２】図１の半導体ウエーハ研削盤において筐体内部の防塵カバーを開いた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のものにおいて、防塵カバーを閉じた状態を示す斜視図である。
【図４】図２のものを変形した実施の形態を示し、筐体内部の防塵カバーを開いた状態を示す斜視図である。
【図５】図４のものにおいて、防塵カバーを閉じた状態を示す斜視図である。
【図６】従来の半導体ウエーハ研削盤においてクーラントと共に削り屑などが飛び散る様子の説明図である。
【図７】（ａ）は従来の半導体ウエーハ研削盤において、飛び散った削り屑などを含む汚濁水が研削面に滴下した様子を示す説明図であり、（ｂ）は、吸着パッドの吸着面に落下した削り屑などが付着したまま、新しい半導体ウエーハを吸着パッドに載置した様子の模式図である。
【符号の説明】
１，１ａ　吸着パッド
２　吸着面
６　削り屑
７　搬送アーム
１０　半導体ウエーハ
１１　研削面
２０　ロータリーテーブル
３０　砥石
３１　砥石面
３２　ホルダ
３３　外周面
４０　クーラント供給装置
４１　液送管
４２　クーラント
４４，７４，７５，８４，８５　噴射ノズル
４６，Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｓ，Ｔ，Ｖ　矢印
４９　汚濁水
６０　筐体
６１　天井
６２　搬入口
６３　枠体
６５　ベース
７０　ヒンジドア
７１　ヒンジ
７２，８２　切欠部
７３，８３　端面
７６，８６　シリンダ
８０　スライドカバー
８１　ガイド
１００　研削室
【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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