(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削装置における被加工物の保持機構であって、
被加工物を吸引保持するための多孔質の吸着チャックを有するチャックテーブルと、
真空吸引源と、
該真空吸引源と該チャックテーブルとを接続する吸引路中に配設された吸引開閉弁と、
圧搾空気と水との混合流体を供給する混合流体源と、
該混合流体源と前記チャックテーブルとを接続する混合流体路に配設された混合流体開閉弁と、
前記チャックテーブルと前記吸引開閉弁との間の前記吸引路から分岐してドレインに接続されたリーク調整路と、
該リーク調整路に配設されたリーク調整弁と、
該リーク調整弁の上流側の前記リーク調整路に配設されたリーク開閉弁とを具備し、
前記リーク調整弁を調整してリーク量を調整することにより、前記吸着チャックに発生する負圧の圧力を調整することを特徴とする研削装置における被加工物の保持機構。
【請求項２】
研削装置は被加工物を装置内で搬送する搬送手段を備えており、
前記吸着チャックに吸引保持された被加工物を該搬送手段に受け渡す際は、
前記吸引開閉弁を閉じて前記吸着チャックの吸引力を遮断した後に、前記リーク開閉弁を閉じるのと同時又はその後に、前記混合流体開閉弁を開けて混合流体を前記吸着チャックから噴出させることを特徴とする請求項１記載の研削装置における被加工物の保持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削装置における被加工物の保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切断することにより、半導体ウエーハが個々の半導体チップに分割される。
【０００３】
分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削するか又はエッチングすることにより所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さはより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。
【０００４】
ウエーハの裏面を薄く研削する研削装置は、その要求に応じるべく、薄く且つ抗折強度の高いウエーハに仕上げる装置や加工条件を開発している。しかし、半導体ウエーハが薄くなるにつれ、研削によって発生する研削屑（以下、コンタミレーションと称する）がチャックテーブルに残存することが大きな問題となっている。
【０００５】
チャックテーブルに残存するコンタミレーションを除去するために、特公平５−５５２６７号公報では、チャックテーブルの下側から水を噴出しつつ砥石で表面を摺擦する技術が提案されている。また、特開平１１−２２６５２１号公報では、チャックテーブルをブラシ状のもので洗浄してコンタミネーションを除去する技術が提案されている。
【特許文献１】特公平５−５５２６７号公報
【特許文献２】特開平１１−２２６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１又は特許文献２に開示されたような従来技術を採用しても、チャックテーブル上から微細なコンタミネーションを完全に除去するのは非常に困難である。
【０００７】
このようにチャックテーブル上に微細なコンタミネーションが何らかの理由で残存すると、次に研削するウエーハがコンタミネーションを挟んでチャックテーブルに固定される。
【０００８】
そして、ウエーハが非常に薄く研削されると、ウエーハが薄く剛性がないため、コンタミネーションの影響からウエーハが割れたり、割れなくても当該部分のみ薄くなり局所的なえくぼのような状態（ディンプル）になったりするという問題が発生する。
【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、被加工物が薄く研削されても、被加工物の割れ又は局所的なディンプルの発生を防止可能な研削装置における被加工物の保持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、研削装置における被加工物の保持機構であって、被加工物を吸引保持するための多孔質の吸着チャックを有するチャックテーブルと、真空吸引源と、該真空吸引源と該チャックテーブルとを接続する吸引路中に配設された吸引開閉弁と、圧搾空気と水との混合流体を供給する混合流体源と、該混合流体源と前記チャックテーブルとを接続する混合流体路に配設された混合流体開閉弁と、前記チャックテーブルと前記吸引開閉弁との間の前記吸引路から分岐してドレインに接続されたリーク調整路と、該リーク調整路に配設されたリーク調整弁と、該リーク調整弁の上流側の前記リーク調整路に配設されたリーク開閉弁とを具備し、前記リーク調整弁を調整してリーク量を調整することにより、前記吸着チャックに発生する負圧の圧力を調整することを特徴とする研削装置における被加工物の保持機構が提供される。
【００１１】
好ましくは、研削装置は被加工物を装置内で搬送する搬送手段を備えており、前記吸着チャックに吸引保持された被加工物を該搬送手段に受け渡す際は、前記吸引開閉弁を閉じて前記吸着チャックの吸引力を遮断した後に、前記リーク開閉弁を閉じるのと同時又はその後に、前記混合流体開閉弁を開けて混合流体を前記吸着チャックから噴出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、吸引路から分岐したリーク調整路中にリーク調整弁が配設されているため、このリーク調整弁を調整することにより吸着チャックに発生する吸引力を調整することができ、被加工物を吸着チャックから剥がれない程度に弱く固定することができる。その結果、研削中にコンタミネーションの影響を受けにくくなるので、被加工物の割れ、又は被加工物の局所的なディンプルの発生を抑制することができる。
【００１３】
また、バキュームをオフして混合流体を吸着チャックから噴出する（エアブロー）際、吸引開閉弁を閉じて吸着チャックの吸引力を遮断した後に、リーク開閉弁を閉じるのと同時又はその後に、混合流体開閉弁を開けて混合流体を吸着チャックから噴出させるため、被加工物を損傷するような強い混合流体の吹き上がりを防止することができ、リーク調整弁からの水もれも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明実施形態の研削装置を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態の研削装置の斜視図が示されている。研削装置は、略直方体形状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の右上端には、垂直支持板４が隣接されている。
【００１５】
垂直支持板４の内側面には、上下方向に伸びる２対の案内レール６及び８が設けられている。一方の案内レール６には粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール８には仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１６】
粗研削ユニット１０は、ユニットハウジング１４と、該ユニットハウジング１４の下端に回転自在に装着されたホイールマウント１６に装着された研削ホイール１８と、ユニットハウジング１４の下端に装着されホイールマウント１６を反時計回り方向に回転する電動モータ２０と、ユニットハウジング１４が装着された移動基台２２から構成される。
【００１７】
研削ホイール１８は、環状の砥石基台１８ａと、砥石基台１８ａの下面に装着された粗研削用の研削砥石１８ｂから構成される。移動基台２２には一対の被案内レール２４が形成されており、これらの被案内レール２４を垂直支持板４に設けられた案内レール６に移動可能に嵌合することにより、粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に支持されている。
【００１８】
２６は粗研削ユニット１０の移動基台２２を案内レール６に沿って移動させ、研削ホイール１８を研削送りする研削送り機構である。研削送り機構２６は、垂直支持板４に案内レール６と平行に上下方向に配置され回転可能に支持されたボールねじ２８と、ボールねじ２８を回転駆動するパルスモータ３０と、移動基台２２に装着されボールねじ２８に螺合する図示しないナットから構成される。
【００１９】
パルスモータ３０によってボールねじ２８を正転又は逆転駆動することにより、粗研削ユニット１０を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直方向）に移動する。
【００２０】
仕上げ研削ユニット１２も粗研削ユニット１０と同様に構成されており、ユニットハウジング３２と、ユニットハウジング３２の下端に回転自在に装着されたホイールマウント３４に装着された研削ホイール３６と、ユニットハウジング３２の上端に装着されホイールマウント３４を反時計回り方向に駆動する電動モータ３８と、ユニットハウジング３２が装着された移動基台４０とから構成される。研削ホイール３６は、環状の砥石基台３６ａと、砥石基台３６ａの下面に装着された仕上げ研削用の研削砥石３６ｂから構成される。
【００２１】
移動基台４０には一対の被案内レール４２が形成されており、これらの被案内レール４２を垂直支持板４に設けられた案内レール８に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に支持されている。
【００２２】
４４は仕上げ研削ユニット１２の移動基台４０を案内レール８に沿って移動させ、研削ホイール３６を研削送りする研削送り機構である。研削送り機構４４は、垂直支持板４に案内レール８と平行に上下方向に配設され回転可能に支持されたボールねじ４６と、ボールねじ４６を回転駆動するパルスモータ４８と、移動基台４０に装着され、ボールねじ４６に螺合する図示しないナットから構成される。
【００２３】
パルスモータ４８によってボールねじ４６を正転又は逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット１２は上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直方向）に移動される。
【００２４】
研削装置は、垂直支持板４の前側において装置ハウジング２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５０を具備している。ターンテーブル５０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５１で示す方向に回転される。
【００２５】
ターンテーブル５０には、互いに円周方向に１２０度離間して３個のチャックテーブル５２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５２は、円盤状の基台５４と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チャック５６から構成されており、吸着チャック５６の保持面上に載置されたウエーハを図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２６】
このように構成されたチャックテーブル５２は、図示しない回転駆動機構によって矢印５３で示す方向に回転される。ターンテーブル５０に配設された３個のチャックテーブル５２は、ターンテーブル５０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。
【００２７】
研削装置は、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに対して一方側に配設され、研削加工前のウエーハをストックする第１のカセット５８と、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに対して他方側に配置され、研削加工後のウエーハをストックする第２のカセット６０を具備している。
【００２８】
第１のカセット５８とウエーハ搬入・搬出領域Ａとの間には、第１のカセット５８から搬出されたウエーハを載置する仮置きテーブル６２が配設されている。ウエーハ搬入・搬出領域Ａと第２のカセット６０との間にはスピンナ洗浄手段６８が配設されている。
【００２９】
ウエーハ搬送手段７０は、保持アーム７２と、保持アーム７２を移動する多節リンク機構７４から構成され、第１のカセット５８内に収納されたウエーハを仮置きテーブル６０に搬出するとともに、スピンナ洗浄手段６８で洗浄されたウエーハを第２のカセット６０に搬送する。
【００３０】
ウエーハ搬入手段７６は、仮置きテーブル６２上に載置された研削加工前のウエーハを、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられたチャックテーブル５２上に搬送する。ウエーハ搬出手段７８は、ウエーハ搬入・搬出領域Ａに位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている研削加工後のウエーハを、スピンナ洗浄手段６８に搬送する。
【００３１】
第１のカセットを５８内には、図２に示す半導体ウエーハ１１が収納されている。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１３が格子状に形成されているとともに、これら複数のストリート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。
【００３２】
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。尚、外周余剰領域１９の幅、約２〜３ｍｍに設定されている。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。
【００３３】
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３に示すように、裏面１１ｂが露出する状態となり、裏面１１ｂを上側にして半導体ウエーハ１１が複数枚第１のカセット５８中に収納されている。
【００３４】
次に、図４を参照して、本発明第１実施形態の半導体ウエーハの保持機構について説明する。尚、ウエーハの保持機構の説明において、３個のチャックテーブル５２を区別するため、図４においてはチャックテーブル５２ａ，５２ｂ，５２ｃとする。各チャックテーブル５２ａ〜５２ｃは、円盤状の基台５４に嵌合凹部５５が形成されており、この嵌合凹部５５の段差部に吸着チャック５６が搭載されている。
【００３５】
各チャックテーブル５２ａ〜５２ｃの嵌合凹部５５は、吸引路８８を介して真空吸引源８０に接続されるとともに、混合流体路９２を介して混合流体源８６に接続されている。混合流体源８６は、水源８４と圧縮空気源８２を含んでおり、圧縮空気と水との混合流体を混合流体路９２に供給する。
【００３６】
各チャックテーブル５２ａ〜５２ｃを真空吸引源８０に接続する吸引路８８には吸引開閉弁９０ａ〜９０ｃが配設されている。また、各チャックテーブル５２ａ〜５２ｃを混合流体源８６に接続する混合流体路９２には混合流体開閉弁９４ａ〜９４ｃが配設されている。
【００３７】
各チャックテーブル５２ａ〜５２ｃと各吸引開閉弁９０ａ〜９０ｃとの間の吸引路８８からはリーク調整路９６が分岐しており、これらのリーク調整路９６には上流側からリーク開閉弁９８ａ〜９８ｃ及びリーク調整弁１００ａ〜１００ｃが配設されている。１０２はドレインである。
【００３８】
各吸引開閉弁９０ａ〜９０ｃ、各混合流体開閉弁９４ａ〜９４ｃ、各リーク開閉弁９８ａ〜９８ｃ及び各リーク調整弁１００ａ〜１００ｃはコントローラ１０４に接続されており、コントローラ１０４により制御される。尚、図４では、各リーク調整弁１００ａ〜１００ｃとコントローラ１０４との接続ラインは省略されている。
【００３９】
本実施形態では、リーク調整弁１００ａ〜１００ｃとしてスロットル弁を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スピードコントロール弁又はスロースタート弁等をリーク調整弁１００ａ〜１００ｃとして用いても良い。
【００４０】
以下、このように構成された本実施形態のウエーハの保持機構の作用について説明する。チャックテーブル５２ａでウエーハ１１を吸引保持する場合には、混合流体開閉弁９４ａを閉じ、吸引開閉弁９０ａを開く。
【００４１】
これにより、吸着チャック５６は吸引開閉弁９０ａ及び吸引路８８を介して真空吸引源８０に接続され、吸着チャック５６が真空吸引されるため、吸着チャック５６でウエーハ１１を吸引保持することができる。
【００４２】
吸着チャック５６の吸引力を調整したい場合には、リーク開閉弁９８ａを開いて吸着チャック５６をリーク調整路９６を介してリーク調整弁１００ａに接続する。コントローラ１０４でリーク調整弁１００ａの絞りの程度を調整することにより、吸着チャック５６を吸引する負圧の程度を調整することができる。
【００４３】
例えば、リーク調整弁１００ａとしてスロットル弁を採用した場合、スロットル弁１００ａの回転数とリーク調整路９６中の圧力の関係が表１に示されている。
【００４４】
【表１】
0005014964.tif 000002
【００４５】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、チャックテーブル５２の吸着チャック５６とウエーハ１１との間に研削屑（コンタミネーション）１０６を挟み込んだ場合の作用について説明する。
【００４６】
図５（Ａ）の矢印１０８で示すように、吸着チャック５６の吸引力が強い場合には、ウエーハ１１が非常に薄く研削されると、研削屑１０６を間に挟んでウエーハ１１が吸着チャック５６により強く吸引されるため、１０７で示すようにウエーハ１１が破損することがある。
【００４７】
このような恐れがある場合には、コントローラ１０４によりリーク開閉弁９８ａを開ける（ＯＮする）とともに、リーク調整弁１００ａの開度を調整することにより、吸着チャック５６の吸引負圧を図５（Ｂ）の矢印１１０に示すように低減する。
【００４８】
その結果、吸着チャック５６の吸引力が弱くなるため、ウエーハ１１と吸着チャック５６との間に研削屑１０６が介在している場合にも、挟まれた研削屑１０６に起因してウエーハ１１が破損するのを防止することができる。
【００４９】
次に、チャックテーブル５２ａに吸引保持されたウエーハ１１をウエーハ搬出手段７８に受け渡す際の作用について説明する。この場合には、まず吸引開閉弁９０ａを閉じて（ＯＦＦして）チャックテーブル５２ａの吸着チャック５６の吸引力を遮断する。
【００５０】
その後、リーク開閉弁９８ａを閉じる（ＯＦＦする）のとほぼ同時に、混合流体開閉弁９４ａを開けて（ＯＮして）圧搾空気と水との混合流体をチャックテーブル５２ａの吸着チャック５６から噴出させる。
【００５１】
これにより、吸着チャック５６表面を混合流体で洗浄するとともに、ウエーハ１１がチャックテーブル５２ａから剥離され易くなるので、ウエーハ搬出手段７８でウエーハ１１を吸着してウエーハを容易にチャックテーブル５２ａ上から搬出することができる。
【００５２】
尚、混合流体開閉弁９４ａをＯＮする（開く）のは、リーク開閉弁９８ａを閉じるのと同時ではなく、所定時間のディレーを持って混合流体開閉弁９０ａをＯＮ作動するようにしても良い。
【００５３】
チャックテーブル５２ｂ又はチャックテーブル５２ｃの吸引力調整及びエアブロー時の作用も、チャックテーブル５２ａに関連して説明した吸引力の調整及びエアブロー時の作用と同様であるので、その説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、チャックテーブル５２ａ〜５２ｃの吸引力を調整するのにリーク調整弁１００ａ〜１００ｃを調整して行い、真空吸引源８０は何ら調整しないため、一つのチャックテーブル５２ａの吸引力の調整又はエアブロー時の作用が他のチャックテーブル５２ｂ及び５２ｃの作用に影響を与えることはない。
【００５５】
図６を参照すると、本発明第２実施形態のウエーハの保持機構が示されている。本実施形態は、図４に示されたウエーハの保持機構に混合流体路９２をドレイン１０２に接続する解放路１１２と、解放路１１２に配設された解放開閉弁１１４を追加したものである。本実施形態の他の構成は、図４に示した第１実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態では、解放開閉弁１１４を開け混合流体の一部をドレイン１０２に解放することにより、混合流体の圧力を下げ、混合流体の吸着チャック５６から噴出する勢いを抑制することができる。
【００５７】
よって、薄く研削されたウエーハ１１に割れ等の不具合を発生させることなく、制御されたエアブローによりウエーハ１１をチャックテーブル５２ａ〜５２ｃから取り外すことができる。
【００５８】
上述した各実施形態によれば、チャックテーブル５２ａ〜５２ｃに発生させる吸引力を個々に調整することができ、ウエーハ１１がチャックテーブルから剥がれない程度に弱く固定することができるため、ウエーハとチャックテーブルとの間に挟まれた研削屑の影響を研削中に受けることが抑制され、ウエーハを破損することなく薄く研削することができる。
【００５９】
また、バキュームをオフして混合流体をチャックテーブルから噴出する際、各開閉弁の開閉タイミングを制御することにより、ウエーハを損傷するような強い混合流体の吹き上げを防止し、リーク調整弁１００ａ〜１００ｃからの水漏れも防止することができる。
【００６０】
以上の説明では、被加工物として半導体ウエーハを研削する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、薄く研削する必要のある他の被加工物についても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明が適用可能な研削装置の外観斜視図である。
【図２】半導体ウエーハの表側斜視図である。
【図３】保護テープが貼着された半導体ウエーハの裏面側斜視図である。
【図４】本発明第１実施形態にかかるウエーハの保持機構の回路図である。
【図５】図５（Ａ）は吸引力が強い場合の作用を説明するチャックテーブルの断面図、図５（Ｂ）は吸引力が弱い場合の作用を説明するチャックテーブルの断面図である。
【図６】本発明第２実施形態にかかるウエーハの保持機構の回路図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    粗研削ユニット
１２    仕上げ研削ユニット
１８ａ    粗研削ホイール
１８ｂ    粗研削砥石
３６    仕上げ研削ホイール
３６ｂ    仕上げ研削砥石
５０    ターンテーブル
５２，５２ａ〜５２ｃ    チャックテーブル
５４    吸着チャック
８０    真空吸引源
８２    圧縮空気源
８４    水源
８６    混合流体源
８８    吸引路
９０ａ〜９０ｃ    吸引開閉弁
９２    混合流体路
９４ａ〜９４ｃ    混合流体開閉弁
９６    リーク調整路
９８ａ〜９８ｃ    リーク開閉弁
１００ａ〜１００ｃ    リーク調整弁
１０２    ドレイン
１０４    コントローラ
【図１】
0005014964.tif 000003
【図２】
0005014964.tif 000004
【図３】
0005014964.tif 000005
【図４】
0005014964.tif 000006
【図５】
0005014964.tif 000007
【図６】
0005014964.tif 000008