(57)【要約】【課題】加工領域を覆うカバー手段の開口を開状態にしても加工領域の急激な温度変化の発生を防止することができる加工装置を提供する。【解決手段】加工領域に配設され被加工物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被加工物に加工を施す加工手段と、チャックテーブルに被加工物を搬入・搬出する被加工物搬入・搬出手段と、加工領域を覆うとともに被加工物搬入・搬出手段の入出を許容する開口を備えたカバー手段と、該カバー手段の該開口を開閉するシャッター手段と、カバー手段内の空気を吸引する吸引手段とを具備する加工装置であって、吸引手段は吸引口を備えた吸引部材と該吸引部材と吸引源とを連通する吸引ダクトとからなり、吸引部材がカバー手段の該開口の近傍に配設されている。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工領域に配設され被加工物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被加工物に加工を施す加工手段と、該チャックテーブルに被加工物を搬入・搬出する被加工物搬入・搬出手段と、該加工領域を覆うとともに該被加工物搬入・搬出手段の入出を許容する開口を備えたカバー手段と、該カバー手段の該開口を開閉するシャッター手段と、該カバー手段内の空気を吸引する吸引手段と、を具備する加工装置において、
該吸引手段は、吸引口を備えた吸引部材と該吸引部材と吸引源とを連通する吸引ダクトとからなり、
該吸引部材は、該カバー手段の該開口の近傍に配設されている、
ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
該吸引部材の該吸引口は、該開口の周辺に沿ってスリット状に形成されている、請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
該吸引部材の該吸引口は、該開口の上辺に沿って下方に向けて設けられている、請求項１又は２記載の加工装置。
【請求項４】
該加工手段は、回転可能な研磨工具を備えた研磨手段からなっている、請求項１から３のいずれかに記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研磨装置等の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の回路を積層する基板となる半導体ウエーハは、シリコンインゴットをウエーハ状にスライスし、このスライスした半導体ウエーハの両面をラッピング装置または両面研削装置によって研削した後、ポリッシング装置によって半導体ウエーハの表面を鏡面に研磨する所謂ウエーハメーキングと称する加工技術によって形成されている。
【０００３】
上述したポリッシング装置によって半導体ウエーハの表面を鏡面に研磨するには相当の時間を要し、生産性が悪いという問題がある。このポリッシング装置による研磨時間の短縮を図るため、上述したラッピング装置または両面研削装置によって研削された半導体ウエーハの表面をポリッシングする前に、加工領域に配設され被加工物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被加工物を研磨する研磨手段と、チャックテーブルに被加工物を搬入・搬出する被加工物搬送手段と、を具備する研磨装置を用いて半導体ウエーハの表面を研磨する工程を実施している。このような研磨装置は、研磨手段による研磨作用によって発生する粉塵の飛散を防止するために加工領域を覆うとともに該被加工物搬入・搬出手段の入出を許容する開口を備えたカバー手段と、該カバー手段の該開口を開閉するシャッター手段と、研磨手段に対して開口と反対側にカバー手段内の粉塵がクリーンルームに漏れ出さないように負圧にするためにカバー手段内の空気を吸引する吸引手段とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、研磨作業終了後に研磨された被加工物を搬出するためにシャッター手段を作動してカバー手段の開口を開状態にすると、開口から外気が一気にカバー手段内に流入するため、カバー手段内の温度が急激に変化する。図５はシャッターを開状態にした時点からのカバー手段内の温度変化を示すもので、研磨作業終了時に２３度程度であったものが、カバー手段の開口を開状態にした時点から１秒程度で外気（２０度）温度に達してしまう。このように、カバー手段内の加工領域の温度が急激に変化すると、カバー手段内の構成部材の熱収縮により次の被加工物に対する加工条件が狂ってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、加工領域を覆うカバー手段の開口を開状態にしても加工領域の急激な温度変化の発生を防止することができる加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、加工領域に配設され被加工物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被加工物に加工を施す加工手段と、該チャックテーブルに被加工物を搬入・搬出する被加工物搬入・搬出手段と、該加工領域を覆うとともに該被加工物搬入・搬出手段の入出を許容する開口を備えたカバー手段と、該カバー手段の該開口を開閉するシャッター手段と、該カバー手段内の空気を吸引する吸引手段と、を具備する加工装置において、
該吸引手段は、吸引口を備えた吸引部材と該吸引部材と吸引源とを連通する吸引ダクトとからなり、
該吸引部材は、該カバー手段の該開口の近傍に配設されている、
ことを特徴とする加工装置が提供される。
【０００７】
上記吸引部材の吸引口は、上記開口の周辺に沿ってスリット状に形成されていることが望ましく、また、上記開口の上辺に沿って下方に向けて設けられていることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１には本発明に従って構成された加工装置としての研磨装置の斜視図が示されている。
図示の研磨装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。このように構成された装置ハウジング２には、図示の実施形態においては２つの研削ライン２ａ、２ｂが平行に設けられている。なお、２つの研削ライン２ａ、２ｂを構成する各機構は実質的に同一であるため同一機構には同一符号を付して説明する。
装置ハウジング２を構成する直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１０】
研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３に研磨手段としてのスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１１】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備しており、サーボモータ３２３の出力軸が回転スピンドル３２２と伝動連結されている。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には研磨工具３２５が装着されている。このように構成され移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２は、装置ハウジング２の主部２１の後部に設けられて研磨領域（加工領域）２０を上下方向に移動せしめられる。
【００１２】
図示の実施形態における研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せしめる研磨ユニット送り機構４を備えている。この研磨ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇せしめられる。
【００１３】
装置ハウジング２の主部２１の後部には略矩形状の没入部２１１が形成されており、この没入部２１１に設けられた研磨領域（加工領域）２０にチャックテーブル５、５が配設されている。このチャックテーブルは、チャック板支持基板５１と、該チャック支持基板５１上に装着されたチャック板５１を具備しており、該チャック板５１の表面である載置面上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって吸着保持するようになっている。また、チャックテーブル５は、図示しない回転機構によって回動可能に構成されている。
【００１４】
上記装置ハウジング２の主部２１における上記チャックテーブル５、５の前側には、カセット載置領域６、６と、搬送手段配置領域７と、仮置き領域８、８が設けられている。カセット載置領域６、６には、半導体ウエーハ等の円形状の被加工物を収納するカセット６０、６０が載置される。搬送手段配置領域７には、被加工物搬送手段７０が配設されている。この被加工物搬送手段７０は、カセット６０、６０に収納された研削前の被加工物を搬出し仮置き領域８、８に搬送するとともに、研削後の被加工物を仮置き領域８、８からカセット６０、６０に搬送する。上記仮置き領域８、８には、カセット６０、６０から搬出された研削前の被加工物の中心合わせ機能と研削後の被加工物の洗浄機能とを具備する中心位置合わせ兼洗浄機構８０、８０が配設されている。
【００１５】
上記仮置き領域８、８と上記チャックテーブル５、５との間には、被加工物搬入・搬出手段９、９が配設されている。この被加工物搬入・搬出手段９、９は、仮置き領域８、８に配設された中心位置合わせ兼洗浄機構８０、８０によって中心位置合わせされた研削前の被加工物をチャックテーブル５、５上に搬送するとともに、チャックテーブル５上の研削後の被加工物を中心位置合わせ兼洗浄機構８０、８０に搬出する。なお、被加工物搬入・搬出手段９は、一般に用いられている周知の吸着式の搬送機構でよい。
【００１６】
図示の実施形態における研磨装置は、上記装置ハウジング２の主部２１に配設され研磨領域（加工領域）２０を覆うカバー手段１０を備えている。このカバー手段１０は全体として箱形状であり、上壁１０１、前壁１０２および両側壁１０３、１０３を有する。カバー手段１０の両側壁１０３、１０３は上下方向中間に下方を向いた肩面１０３ａ、１０３ａを有し　両側壁１０３、１０３の下半部は上記没入部２１１の両側面に密接せしめられ、肩面１０３ａ、１０３ａがハウジング２の主部２１の両側縁部の上面に載置せしめられる。カバー手段１０の前壁１０２には、被加工物搬入・搬出手段９、９入出を許容する矩形開口１０２ａ、１０２ａが設けられている。カバー手段１０の上壁１０１には、研磨工具３２５の挿通を許容するための円形開口１０１ａ、１０１ａが形成されており、この円形開口１０１ａ、１０１ａの周縁から上方に延びる円筒部材１０４、１０４が設けられている。この円筒部材１０４、１０４の略半分と上壁１０１の一部は上壁１０１と分割して形成され、それぞれ外側辺を中心として開閉可能な保守点検用の扉１０５、１０５を構成している。
【００１７】
図示の実施形態における研磨装置は、図２に示すようにカバー手段１０の前壁１０２に設けられた矩形開口１０２ａ、１０２ａを閉状態と開状態にするシャッター手段１１を具備している。このシャッター手段１１は、前壁１０２の前側に配設され矩形開口１０２ａ、１０２ａを閉塞する大きさを有する矩形状のシャッター１１１、１１１と、該シャッター１１１、１１１を上下方向に作動せしめるエアシリンダ１１２、１１２とからなっている。このエアシリンダ１１２、１１２は、装置ハウジング２に取り付けられた図示しないブラケットに取り付けられており、そのピストンロッド１１２ａ、１１２ａがシャッター１１１、１１１に連結されている。従って、エアシリンダ１１２、１１２を作動することにより、シャッター１１１、１１１を上下方向に移動することができる。
【００１８】
図示の実施形態における研磨装置は、カバー手段１０内の空気を吸引する吸引手段１２を具備している。この吸引手段１２は、上記上壁１０１の下面における開口１０２ａ、１０２ａ付近に配設された吸引部材１２１、１２１と、該吸引部材１２１、１２１と図示しない吸引源と連通する吸引ダクト１２２、１２２とからなっている。吸引部材１２１、１２１は、図３に示すように　中空状の吸引部１２１ａ、１２１ａと、該吸引部１２１ａ、１２１ａの一端部に形成された接続部１２１ｂ、１２１ｂとからなっている。吸引部１２１ａ、１２１ａはその長さが上記開口１０２ａ、１０２ａの幅より長く形成されており、その底壁には開口１０２ａ、１０２ａの上辺に沿って形成されたスリット状の吸引口１２１ｃ、１２１ｃが形成されている。上記接続部１２１ｂ、１２１ｂには、その上壁に接続ダクト１２１ｄ、１２１ｄが設けられている。このように構成された吸引部材１２１、１２１は適宜の合成樹脂によって一体的に形成されており、カバー手段１０を構成する上壁１０１の前側下面に吸引部１２１ａ、吸引部１２１ａを開口１０２ａ、開口１０２ａの上辺に沿って配設する。従って、吸引部１２１ａ、１２１ａに設けられたスリット状の吸引口１２１ｃ、１２１ｃは、開口１０２ａ、１０２ａの上辺に沿って下方に向けて設けられていることになる。また、接続ダクト１２１ｄ、１２１ｄは、カバー手段１０を構成する上壁１０１の前側中央部に形成された穴（図示せず）を挿通して上壁１０１の上方に突出せしめられる。この接続ダクト１２１ｄ、１２１ｄにそれぞれ吸引ダクト１２２、１２２の一端部が接続される。
【００１９】
図示の実施形態における研磨装置は以上のように構成されており、以下その加工処理動作について主に図１に基づいて説明する。
カセット載置領域６に載置されたカセット６０内に収容された研削加工前の被加工物である半導体ウエーハは、被加工物搬送手段７０の上下動作および進退動作により搬送され、仮置き領域８に配設された中心位置合わせ兼洗浄機構８０のセンターテーブル８１上に載置される。センターテーブル８１上に載置された半導体ウエーハは中心合わせされ、被加工物搬入・搬出手段９の旋回動作によってチャックテーブル５上に載置される。なお、このとき上記シャッター手段１１のエアシリンダ１１２、１１２がシャッター１１１、１１１を図２において実線で示すように上方に作動して、カバー手段１０の開口１０２ａ、１０２ａが開状態にされており、被加工物搬入・搬出手段９は開口１０２ａ、１０２ａを通して被加工物である半導体ウエーハをチャックテーブル５上に搬送する。上記のようにしてチャックテーブル５上に載置された半導体ウエーハは、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５を構成するチャック板５１上に吸着保持される。なお、被加工物搬入・搬出手段９は、被加工物である半導体ウエーハをチャックテーブル５上に搬送したならば、図１に示すホームポジションに戻される。以上のようにして、チャックテーブル５上に半導体ウエーハが吸着保持され、被加工物搬入・搬出手段９が図１に示すホームポジションに戻されたならば、シャッター手段１１のエアシリンダ１１２、１１２がシャッター１１１、１１１を図２において２点鎖線で示すように下方に作動して、カバー手段１０の開口１０２ａ、１０２ａを閉状態にする。
【００２０】
次に、被加工物である半導体ウエーハを保持したチャックテーブル５が回転せしめらるとともに、回転駆動せしめられている研磨工具３２５がチャックテーブル５上の半導体ウエーハに所定の圧力で押圧することによって、半導体ウエーハが研磨加工される。なお、研磨作用によって研磨粉が生成されカバー手段１０内に飛散するが、この研磨粉は吸引手段１２の吸引部材１２１、１２１に設けられた吸引口１２１ｃ、１２１ｃから吸引され吸引ダクト１２２、１２２を通して吸引源である粉塵処理装置に排出される。
【００２１】
上述したようにして研削が終了すると、研磨工具３２５がチャックテーブル５上の半導体ウエーハから上方に離隔され、研磨工具３２５およびチャックテーブル５の回転駆動が停止される。なお、研磨工具３２５が上方に離隔された状態においても、スピンドルハウジング３２１の下部はカバー手段１０の円筒部材１０４と対面する位置にある。次に、シャッター手段１１のエアシリンダ１１２、１１２がシャッター１１１、１１１を図２において実線で示すように上方に作動して、カバー手段１０の開口１０２ａ、１０２ａを開状態にする。カバー手段１０の開口１０２ａ、１０２ａが開状態になると、開口１０２ａ、１０２ａを通して外気がカバー手段１０内に侵入しようとする。しかるに、吸引手段１２を構成する吸引部材１２１、１２１の吸引部１２１ａ、１２１ａの底壁にはスリット状の吸引口１２１ｃ、１２１ｃが開口１０２ａ、１０２ａの上辺に沿って下方に向けて形成されているので、開口１０２ａ、１０２ａに侵入する外気は図２および図３において矢印で示すように吸引口１２１ｃ、１２１ｃに向かって層状に流れるエアカーテンを形成するため、カバー手段１０内の加工領域の温度が急激に変化することはない。図４はシャッター１１１、１１１を開状態にした時点からのカバー手段１０内の温度変化を示すもので、研磨作業終了時に２３度程度であったものが、シャッターを開状態にした時点から３秒程度経過しても２２度程度あり、急激な温度変化はない。従って、カバー手段１０内の温度が下がる前に次の被加工物をチャックテーブル５に搬送することができ、カバー手段１０内の構成部材の熱収縮により加工条件が狂うことを防ぐことができる。
【００２２】
その後、チャックテーブル５上の研磨加工された被加工物である半導体ウエーハの吸着保持が解除され、吸着保持が解除された研削後の半導体ウエーハは被加工物搬入・搬出手段９により搬出されて中心位置合わせ兼洗浄機構８０のセンターテーブル８１上に載置される。このようにして中心位置合わせ兼洗浄機構９０に搬送された研磨後の半導体ウエーハは、ここでスピンナー洗浄されるとともに乾燥される。中心位置合わせ兼洗浄機構９０に搬送され洗浄・乾燥された研削後の被加工物である半導体ウエーハは、被加工物搬送手段７０よってカセット６０の所定位置に収納される。
【００２３】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではない。即ち、図示の実施形態においては本発明を研磨装置に適用した例を示したが、本発明は被加工物をチャックテーブル上に吸着保持して切削等の加工を行う他の加工装置にも広く適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る加工装置は以上のように構成されているで、次の作用効果を奏する。
即ち、加工領域を覆うカバー手段内の空気を吸引する吸引手段は吸引口を備えた吸引部材と該吸引部材と吸引源とを連通する吸引ダクトとからなり、該吸引部材がカバー手段の開口近傍に配設されているので、加工終了後に開口を開状態にしても開口部にはエアカーテンが形成されるため、加工領域が急激な温度変化を生ずることはない。従って、加工領域の急激な温度変化によって生ずるカバー手段内の構成部材の熱収縮により加工条件が狂うことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって構成された加工装置としての研磨装置の斜視図。
【図２】図１に示す研磨装置に装備されたカバー手段部の断面図。
【図３】図１に示す研磨装置に装備された吸引手段を構成する吸引部材の斜視図。
【図４】図１に示す研磨装置に装備されたカバー手段内の温度変化を示す図。
【図５】従来の研磨装置に装備されたカバー手段内の温度変化を示す図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
２１１：加工液受け皿
３：研磨ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
４：研削ユニット送り機構
４１：雄ねじロッド
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル
５１：チャック板支持基板
５２：チャック板
６：カセット載置領域
６０：カセット
７：搬送手段配置領域
７０：被加工物搬送手段
８：仮置き領域
８０：中心位置合わせ兼洗浄機構
８１：センターテーブル
９：被加工物搬入・搬出手段
１０：カバー手段
１０１：上壁
１０２：前壁
１０２ａ：開口
１０３：側壁
１０５：扉
１１：シャッター手段
１１１：シャッター
１１２：エアシリンダ
１１：吸引手段
１２１：吸引部材
１２１：吸引部
１２１ｃ：吸引口
１２２：吸引ダクト
【図１】
2004074382.tif 000003
【図２】
2004074382.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004074382.tif 000006
【図５】
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