(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台２上に設けられた上下動および回転可能な軸３に水平方向伸縮自在にかつ回転可能に取り付けられたロボットアーム４、前記軸３の前側に設けられかつ該軸３の軸芯と同一の円の中心点を有する環状の位置に設けられた複数のウエハの縦型収納カセット５，５′、前記軸３の左横側に設けたウエハの裏面を水で洗浄可能なウエハの仮置台６、軸３の前記ウエハの仮置台６とは反対側の右横側に設けられた上下動可能な軸７に軸承された吸着チャック機構８とこのチャック機構の周囲に水を供給できる板９を配したウエハ洗浄装置１０、ロボットアームの軸３の後側に設けられた回動可能な軸１１に軸承されかつ、３個の回転可能な研削テーブル１２を軸１１から等間隔に設けたインデックステーブル１３、該インデックステーブル１３の上に離間して設けられたレール１４、インデックステーブルに対向して設けられたブラシ洗浄器１５ａとチャッククリーナー１５ｂを対として横方向に走行可能に前記レール１４に取り付けた研削テーブル洗浄器機１５、インデックステーブル１３の上方であって研削テーブル洗浄器機１５の後側に設けられた回転軸１６ａに軸承された荒研削器機１６ｂと回転軸１６ｃに軸承された仕上研削器機１６ｄを据えつけたフレーム２１を備えるウエハの研削装置１。
【請求項２】
更に、仮置台６上のウエハを研削テーブル１２上に移送することができる吸着パッド１７ａを備える回動可能なウエハ移送機構１７、または研削テーブル１２上のウエハをウエハ洗浄装置１０の吸着チャック機構上に移送することができる吸着パッド１７ａを備える回動可能なウエハ移送機構１７′を設けたことを特徴とする請求項１に記載のウエハの研削装置１。
【請求項３】
ウエハの研削装置１の基台２は前方が半円台状であり、半円弧状のレール２ａを複数のウエハの縦型収納カセット５の前面であって基台２の上面に設けてあり、このレール上を移動可能な観音開きの安全扉１８が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のウエハの研削装置１。
【請求項４】
ロボットアーム４の軸芯と、仮置台６の軸芯とウエハ洗浄装置１０のチャック機構８の軸芯は直線上にあり、この直線と、ブラシ洗浄機１５ａとチャッククリーナ１５ｂの対の横方向の移動軸跡の直線と、荒研削器機１６ｂの回転軸１６ａの軸芯と仕上研削器機１６ｄの回転軸１６ｃの軸芯を結ぶ直線とは、互いに平行な位置にあることを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のウエハの研削装置１。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアウエハ、デバイス付ウエハ、磁気ディスクウエハ等のウエハの研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハの研削方法としては、例えば図６に示す研削装置を用い、多数枚のウエハＡを単品毎に梯子形仕切り枠で集積格納され昇降可動かつ前面が開放されているカセット５の直前の下方辺に設けられた搬送用ベルト５０の上へ載置案内し、該搬送用ベルト上のウエハＡを搬送用ベルトの間を縦方向に回動する吸着パット付き反転アーム６０でプリポジション装置７０に移動し、該プリポジションで位置合わせを行ない、該プリポジションからウエハＡを昇降自在で且つ水平方向へ旋回機構を有するウエハ移動アーム８０の先端へ設けた吸着パット８０ａの下面にバキューム吸着し、研削装置１のロータリーインデックステーブル１３上に移動する。
【０００３】
そして、前記ロータリーインデックステーブル１３には夫々に自回転する円形状のバキューム吸着するチャック機構１２を備え、ロータリーインデックステーブルは自動的に回転、停止を繰返しており、停止位置で夫々のチャック機構１２の上方に設けられたインデックスヘッドに備えつけられた先端へ研削砥石等を備えたスピンドル軸（図示しない）を下降させて、各チャック機構１２上で予め設定された研削等の加工を施すものである。
【０００４】
前記ウエハＡはウエハ移動アーム８０で前記チャック機構１２上にセットされると共に、該チャック機構１２にバキューム吸着されるものであり、ウエハＡはチャック機構１２と共にロータリーインデックステーブル１３の回動によって、次の加工位置へと移行し、所定の求められる厚さに研削等が荒研削から仕上研削へと順次施され加工が完了するものである。
【０００５】
そして、最終的には洗浄乾燥装置１０で洗浄、乾燥され、格納用搬送ベルト９０へ載置され、格納用カセット５′内の側壁部に設けられた梯子形仕切り枠へ該カセットの昇降によって単品毎に再び集積格納される。（特開平２−１９３８１５号、特開平２−１９３８１６号、特開平４−５３６６１号）。
ＩＣの高集積化は、６４Ｍｂｉｔから２５６Ｍｂｉｔへと移行しつつあり、更に２１世紀初頭には１Ｇｂｉｔになることが予測されている。この様な高集積化に対応するためデバイスの多層構造化が進み、デバイス表面の凹凸のため、露光時に焦点を合せることが困難になりつつある。
【０００６】
このため、ウエハの表面の平坦化が望まれ、ウエハの研削、研磨、化学機械研磨時に前工程のウエハの研削屑や研磨屑が研削テーブルや、ウエハに付着し、研削、研磨されるウエハの平坦度が低下するのを防ぐため、ウエハの表面や研削テーブルを加工前および加工後に洗浄することが行われる。
従って、従来のウエハの研削装置に、これら洗浄装置を取り込むことは研削装置が増々、大型化し、装置をよりコンパクト化することが望まれる。又、研削装置の作業者の装置稼動時の安全確保も必要とされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、作業者の装置稼動時の安全性が確保され、コンパクトなウエハの研削装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１は、基台２上に設けられた上下動および回転可能な軸３に水平方向伸縮自在にかつ回転可能に取り付けられたロボットアーム４、前記軸３の前側に設けられかつ該軸３の軸芯と同一の円の中心点を有する環状の位置に設けられた複数のウエハの縦型収納カセット５，５′、前記軸３の左横側に設けたウエハの裏面を水で洗浄可能なウエハの仮置台６、軸３の前記ウエハの仮置台６とは反対側の右横側に設けられた上下動可能な軸７に軸承された吸着チャック機構８とこのチャック機構の周囲に水を供給できる板９を配したウエハ洗浄装置１０、ロボットアームの軸３の後側に設けられた回動可能な軸１１に軸承され３個の回転可能な研削テーブル１２を軸１１から等間隔に設けたインデックステーブル１３、該インデックステーブル１３の上に離間して設けられたレール１４、インデックステーブル上に対向して設けられたブラシ洗浄器１５ａとチャッククリーナ１５ｂを対として横方向に走行可能に前記レール１４に取り付けた研削テーブル洗浄器機１５、インデックステーブル１３の上方であって研削テーブル洗浄器機１５の後側に設けられた回転軸１６ａに軸承された荒研削器機１６ｂと回転軸１６ｃに軸承された仕上研削器機１６ｄを据えつけたフレーム２１を備えるウエハの研削装置１を提供するものである。
【０００９】
本発明の２は、上記ウエハの研削装置１の基台２は前方が半円台状であり、半円弧状のレール２ａを複数のウエハの縦型収納カセット５，５′の前面であって基台２の上面に設けてあり、このレール上を移動可能な観音開きの安全扉１８が設けられているウエハの研削装置１を提供するものである。
【００１０】
【作用】
ロボットアームの軸３の前面に複数のウエハの縦型収納カセット５，５′を軸３の軸芯と同一の円の中心点を有する環状の位置に設け、かつ、この軸３の両横側にウエハの仮置台６、ウエハ洗浄装置（スピナー装置）１０を設けたことにより、ウエハの搬送を行うロボットアーム４は１基で済み、かつ、軸３の後面にウエハの研削加工を行うインデックステーブル１３、研削テーブル洗浄機器１５、研削機器１６ｂ，１６ｄを設けたので、従来のロボットアームを２基用いる研削装置と比較し、装置はよりコンパクトとなった。
【００１１】
又、上記の設置（レイアウト）により基台２の前面形状を半円台状とすることが可能となったので、半円弧状のレール２ａを複数のウエハの縦型収納カセット５，５′の前面であって基台２の上面に設け、このレール上を移動可能な観音開きの安全扉１８を設けることにより更に作業者の安全が確保される。
この観音扉は、半円弧状のレール上を左右に走行するので、従来の横方向に走行する安全扉（横方向に遊びのレールを設ける必要があり）と比較して装置の横幅をより狭くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
【００１３】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を説明する。
図１は本発明の研削装置１の上面図、図２は研削装置の正面図、図３は研削装置の要部を示す斜視図で、図４は仮置台の断面図、図５はロボットアームの裏面のアーム先端を示す平面図である。
【００１４】
図１〜図３において、１はウエハの研削装置、２は基台、３は上下動および回転可能な軸、４は前記軸３に水平方向伸縮自在にかつ回転可能に取り付けられたロボットアーム５，５′は前記軸３の前側に設けられかつ該軸３の軸芯と同一の円の中心点を有する環状の位置に設けられた複数のウエハの縦型収納カセット、６は載置されるウエハの裏面を水で洗浄可能なウエハの仮置台、７は上下動可能な軸、８は軸７に軸承された吸着チャック機構、９はチャック機構８の周囲に設けられた水を供給できるポーラスセラミック板、１０はウエハ洗浄装置（スピナー装置）、１１は回動可能な軸、１２，１２，１２は回転軸に軸承された水平方向に回転可能な研削テーブル、１３は軸１１に軸承されたインデックステーブル、１４はレール、１５は前記インデックステーブルの上面に設けられた研削テーブル洗浄器機で、このものは、ブラシ洗浄器１５ａと研削テーブル１２用のチャッククリーナ１５ｂを対として構成されており、横方向に移動可能にレール１４に取り付けられている。１６は上下動、回動可能な軸に軸承された研削器機で、回転軸１６ａに軸承された荒研削器機１６ｂと、回転軸１６ｃに軸承された仕上研削器機１６ｄとから構成される。これら研削器機１６ｂ，１６ｄはフレーム２１に据え付けられる。
【００１５】
吸着パッド１７，１７′は、必要によりロボットアーム４の作業の負担を軽くするために設置されるもので、吸着パッド１７ａを備える軸１７ｂを中心に回動可能なウエハ移送機構であり、１７は仮置台６上のウエハを研削テーブル１２上に移送するのに用いられ、１７′は研削テーブル１２上のウエハをウエハ洗浄装置１０の吸着チャック機構上に移送するのに用いられる。これら作業はロボットアーム４で行ってもよい。
【００１６】
１８は観音開きの安全扉であり、前面に把手１８ａ，１８ａが設けられ、基台２の前面部の半円台状の上面のレール２ａ上を軸１８ｂを中心に左右に円弧状に開閉できるものである。１９は制御モニター、２０はハウジングである。
図４において、仮置台６は水導入ノズル６１を備える枠体６２の上部に保持されたポーラスセラミック板６３、ユニバーサルジョイント６５を備えた構造となっており、ロボットアーム４のアーム裏面の吸着孔に吸着されたウエハＡは仮置台６に載置されたり、水導入ノズル６１より供給され、チャンバー６４を満たした水がポーラスセラミックス板６３を通過して板６３上を滲み出し、ウエハＡを浮上させ、ウエハＡの仮置台６からの離脱を容易としている。
【００１７】
図５において、ロボットアーム４のアーム裏面には、０．５〜１ｍｍ径の孔４ａ，４ａ…を多数有し、チャンバー４ｂ，４ｂを減圧することによりウエハＡを吸着する。ロボットアーム４は軸３に備えつけられており回動自在な２個の腕４ｃと、エアシリンダー４ｄにより前後に伸縮でき、かつ回動できるように設計されたアーム４ｅとから構成される（図３参照）。
【００１８】
図１において、収納カセット５，５′は、ロボットアーム４の軸３芯から６０度離れて同じ円の環上に設置されている。
この図１で示す研削装置１は、ロボットアーム４の軸芯と、仮置台６の軸芯とウエハ洗浄装置１０のチャック機構８の軸芯を同一直線上に設け、この直線と、ブラシ洗浄機１５ａとチャッククリーナ１５ｂの対の横方向の移動軌跡の直線と、荒研削器機１６ｂの回転軸１６ａの軸芯と仕上研削器機１６ｄの回転軸１６ｃの軸芯を結ぶ直線とは、互いに平行な位置にあるように設けたことにより、よりコンパクトに設計できる。
【００１９】
かかる研削装置１を用いてウエハＡを研削するには、軸３を上下移動してカセット５内のウエハＡの高さに調整し、ついでエアーシリンダー４ｄを作動してロボットアーム４ｅを伸ばし、吸引孔４ａの存在する方を上面として吸引するカセットの下にアーム４ｅを差し込み、吸引してウエハをアーム４ｅに吸着させる。ついで、エアシリンダーを作動してロボットアーム４を縮ませながら後退させ、アーム４ｅを回動させて、アーム４ｅの下側に吸引したウエハを位置させる。
【００２０】
軸３を回動し、ロボットアーム４を伸ばし、吸着したウエハを仮置台６上に移送してきたら減圧を止め、ウエハを仮置台６上のポーラスセラミックス板６３上に載置する。チャンバー６４内に洗浄水を導き、ポーラスセラミックス板６３から洗浄水を滲ませてウエハの裏面を洗浄する。
洗浄したウエハの上側より、ロボットアーム４を伸ばし、軸３を下降させてウエハをアーム４ｅに吸着させる。
【００２１】
ロボットアーム４を縮め、後退させ、軸３を回動し、再びロボットアームを前進、伸ばし、ブラシ洗浄器１５ａの水とブラシで洗浄されたインデックステーブル１３上のポーラスセラミック製研削テーブル１２上にウエハをロボットアームの減圧を止めることにより載せ、ついでロボットアームを後退させながらアームを折り畳む。
【００２２】
軸１１を回動させてインデックテーブル１３を右方向に１２０度回動させ、ウエハを載せ、吸着した研削テーブル１２を荒研削器機１６ｂの下に位置させる。この荒研削器機１６ｂの回転軸１６ａを下降させ、備えつけられた砥石をウエハに押し当て、研削テーブル１２の回転と荒研削器機１６ｂの回転によりウエハを１次研削する。
【００２３】
この１次研削時の回転軸の回転数は、５０〜５００ｒｐｍ、両軸の回転方向は正逆いずれの方向でもよいが逆方向の回転の方が好ましい。
研削テーブル１２、荒研削器機１６ｂの回転が止められてこの一次研削（荒研削）が終了すると、荒研削器機１６ｂが上昇され、ついでインデックステーブル１３を１２０度右方向に回動させ、荒研削されたウエハを載せた研削テーブル１２を仕上研削器機１６ｄの下に移動させる。
【００２４】
仕上研削器機１６ｄを下降させ、砥石をウエハに押し当て、研削テーブル１２および仕上研削機器を回転させることによりウエハの仕上研削（二次研削）を行なう。回転数は１０〜２００ｒｐｍ、両軸の回転方向は正逆いずれの方向でもよいが、逆方向が好ましい。
研削テーブル１２を仕上研削機器１６ｄの回転を止めることにより仕上研削を終了させたら、仕上研削機器１６ｄを上昇させ、インデックステーブル１３を右方向に１２０度回動させて、ウエハが最初にインデックステーブル上に載置させた位置に戻す。
【００２５】
次いで、軸１７ｂを中心に吸着パッド１７ａを回動させ、吸着パッド１７ａを仕上研削されたウエハの上面にもっていき、軸１７ｂを下降させることによりウエハを吸着パッドに吸着し、軸１７ｂを上昇、回動してウエハ洗浄装置１０の吸着チャック機構８上に移動させ、吸着パッドの減圧を止めることにより仕上研削されたウエハを吸着チャック機構８のポーラスセラミックス板上に載せ、チャック機構８を減圧してウエハをしっかりと吸着した後、軸７を下降させてチャック機構８のポーラスセラミックス板の位置と、このポーラスセラミックス板の周囲に配されたポーラスセラミックス板９，９，９…の高さの位置を略同等の高さとする。
【００２６】
ついで、板９，９，９…より水を滲ませて仕上研削したウエハを水に浸漬してウエハを洗浄し、この水洗後、軸７を上昇させてチャック機構８上のウエハを水面より高い位置にもっていき、ロボットアーム４を回動、前進、伸ばして仕上研削されたウエハの上面をアーム４ｅで吸着し、チャック機構８の減圧を止め、ついで中空軸７より乾燥空気を吹きつけてウエハの裏面を乾燥する。
【００２７】
乾燥したウエハを吸着しているロボットアーム４は、後退、アームを折り畳み、回動し、再びアーム４ｅを前進、伸ばして仕上研削したウエハを収納カセット５′内に収納し、後退、アームを折り畳み、回動し、更にアーム４ｅを反転して、次の新しいウエハの移送に準備する。
ウエハの荒研削、仕上研削がされている間、ウエハの載置されていない研磨テーブル１２は、研削テーブル洗浄器機１５のブラシ洗浄器１５ａを右側に移動し、ポーラスセラミックス製研削テーブル１２を水とブラシで洗浄し、ついでブラシ洗浄器１５ａを左側に移動させて元の位置に戻し、ポーラスセラミックス製チャッククリーナ１５ｂを下降させて研削テーブル１２に押し当て、回転して研削テーブル１２のコンディショニングを行ない、再びブラシ洗浄器１５ａを右側に移動し、研削テーブルのブラシ水洗浄、ついで水洗浄を行って、再度、左側に移動して元の位置に戻し、研削テーブル１２上の研削屑の除去と、研削テーブル１２のコンディショニングを終了させる。
以上がウエハの研削の全工程であり、ロボットアーム４は収納カセット５に新しく研削に供されるウエハＡを吸引するよう作動されて２枚目のウエハの研削が開始される。
【００２８】
【発明の効果】
この研削装置は、ウエハの収納カセット、セッティング方向を縦型据え付けとしたのでウエハをカセットより飛び出さずに置ける為、作業ミスによるウエハの破損が無い。
インデックス方式のため、ウエハのローディング、荒研削、仕上研削、アンローディング迄、ウエハを研削テーブルから取り外しせず研削ができる。
安全扉により作業者が装置作動中の危険から守られる。
各機器の配置をコンパントに設計したので、研削機械の設置面積が狭くてよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削装置の上面図である。
【図２】本発明の研削装置の正面図である。
【図３】本発明の研削装置の要部を示す斜視図である。
【図４】仮置台の断面図である。
【図５】ロボットアームの裏面のアーム先端を示す平面図である。
【図６】公知の研削装置の平面図である。
【符号の説明】
１    研削装置
２    基台
３    軸
４    ロボットアーム
５，５′    収納カセット
６    仮置台
８    チャック機構
１０    ウエハ洗浄装置
１２    研削テーブル
１３    インデックステーブル
１４    レール
１５    研削テーブル洗浄器機
１６ｂ    荒研削器機
１６ｄ    仕上研削器機
１７    ウエハ移送機構
１８    安全扉
【図１】
0003987202.tif 000002
【図２】
0003987202.tif 000003
【図３】
0003987202.tif 000004
【図４】
0003987202.tif 000005
【図５】
0003987202.tif 000006
【図６】
0003987202.tif 000007