(57)【要約】【課題】チャックテーブルの保持面に付着した研磨屑を確実に除去することができる洗浄機能を備えた研磨装置を提供する。【解決手段】被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に選択的に位置付けるチャックテーブル移動機構と、研磨域に位置付けられたチャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドを備えた研磨手段と、被加工物着脱域に位置付けられたチャックテーブルを洗浄するチャックテーブル洗浄手段と、被加工物着脱域に位置付けられたチャックテーブルに洗浄水を供給する洗浄水供給手段とを具備する研磨装置であって、チャックテーブルは小径の被加工物を吸引保持する円形状の第１の保持領域と第１の保持領域を囲繞して設けられ大径の被加工物の外周部を吸引保持する環状の第２の保持領域を備えており、洗浄水供給手段は被加工物着脱域に位置付けられたチャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域に純水を供給する。【選択図】図７
2009160700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に選択的に位置付けるチャックテーブル移動機構と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドを備えた研磨手段と、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルを洗浄するチャックテーブル洗浄手段と、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルに洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、を具備する研磨装置において、
該チャックテーブルは、小径の被加工物を吸引保持する円形状の第１の保持領域と該第１の保持領域を囲繞して設けられ大径の被加工物の外周部を吸引保持する環状の第２の保持領域を備えており、
該洗浄水供給手段は、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルの該第１の保持領域および該第２の保持領域に純水を供給する、
ことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、略円板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切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々の半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分割するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に所謂加工歪が生成され、これによって個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面を硝酸および弗化水素酸を含むエッチング液を使用して化学的エッチングするウエットエッチング法やエッチングガスを用いるドライエッチング法が使用されている。また、研削された半導体ウエーハの裏面を遊離砥粒を使用してポリッシングするポリッシング法も実用化されている。
【０００３】
しかしながら、上述したウエットエッチング法、ドライエッチング法およびポリッシング法は、生産性が悪いとともに、廃液が環境汚染の原因となる。このような問題を解決するためにフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなる研磨パッドを用いて、研削された半導体ウエーハの裏面を研磨し、研削歪みを取り除く研磨装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−２８３２１１号公報
【０００４】
上記公報に開示された研磨装置は、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乾式で研磨する研磨パッドを備えた研磨手段と、チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に位置付けるチャックテーブル移動機構と、被加工物着脱域においてチャックテーブルを洗浄するチャックテーブル洗浄手段とを具備している。このような研磨装置においては、小径（例えば直径が２００mm）のウエーハと大径（例えば直径が３００mm）のウエーハを選択的に加工することができるように構成されたチャックテーブルを装備しているものがある。このチャックテーブルは、小径のウエーハを吸引保持する円形状の第１の保持領域と、該第１の保持領域を囲繞して設けられ大径のウエーハの外周部を吸引保持する環状の第２の保持領域を備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように第１の保持領域と第２の保持領域を備えたチャックテーブルを装備した研磨装置において、小径のウエーハをチャックテーブルの第１の保持領域に吸引保持して研磨した後、小径のウエーハをチャックテーブルから搬出するとともにチャックテーブルの保持面を洗浄して、大径のウエーハをチャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域に吸引保持して研磨すると、大径のウエーハの被研磨面に小径のウエーハの外周縁に対応した環状の段差が生じるという問題がある。この問題は、小径のウエーハを研磨した際に小径のウエーハの外周縁に沿ってチャックテーブルに付着した研磨屑が洗浄した後も残存することに起因すると考えられる。チャックテーブルの保持面を洗浄する際には、研磨屑が静電気によってチャックテーブルの保持面に付着しないように洗浄水として導電性の高い市水や純水に二酸化炭素を混入して導電性を高めたものが用いられているが、上述したように小径のウエーハを研磨した際に小径のウエーハの外周縁に沿ってチャックテーブルに付着した研磨屑が洗浄した後も残存する。
【０００６】
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、チャックテーブルの保持面に付着した研磨屑を確実に除去することができる洗浄機能を備えた研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に選択的に位置付けるチャックテーブル移動機構と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドを備えた研磨手段と、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルを洗浄するチャックテーブル洗浄手段と、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルに洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、を具備する研磨装置において、
該チャックテーブルは、小径の被加工物を吸引保持する円形状の第１の保持領域と該第１の保持領域を囲繞して設けられ大径の被加工物の外周部を吸引保持する環状の第２の保持領域を備えており、
該洗浄水供給手段は、該被加工物着脱域に位置付けられた該チャックテーブルの該第１の保持領域および該第２の保持領域に純水を供給する、
ことを特徴とする研磨装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による研磨装置は、チャックテーブルが小径の被加工物を吸引保持する円形状の第１の保持領域と該第１の保持領域を囲繞して設けられ大径の被加工物の外周部を吸引保持する環状の第２の保持領域を備えており、洗浄水供給手段が被加工物着脱域に位置付けられたチャックテーブルをチャックテーブル洗浄手段によって洗浄する際に第１の保持領域および第２の保持領域に純水を供給するので、チャックテーブルに被加工物を吸引保持して研磨した後、チャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域を洗浄すると、純水の活性力によってチャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域に付着した研磨屑が効果的に除去される。従って、チャックテーブルの第１の保持領域に小径の被加工物を吸引保持して研磨した後、チャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域を洗浄すると、第１の保持領域と第２の保持領域との境界部に小径の被加工物の外周縁に沿って付着した研磨屑も確実に除去されているので、チャックテーブルの第１の保持領域および第２の保持領域に大径の被加工物を吸引保持して研磨しても、大径の被加工物の被研磨面に小径の被加工物の外周縁に対応した環状の段差が生じることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による研磨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。
【００１０】
図１には本発明に従って構成された研磨装置の斜視図が示されている。
図１に示す研磨装置は、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。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に研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１１】
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３１２、３１２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にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１２】
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、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。この工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５が装着される。研磨工具３２５は、図２および図３に図示する如く、円板形状の支持部材３２６と円板形状の研磨パッド３２７とから構成されている。支持部材３２６には周方向に間隔をおいてその上面から下方に延びる複数の盲ねじ穴３２６ａが形成されている。支持部材３２６の下面は円形支持面を構成しており、研磨パッド３２７はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤によって支持部材３２６の円形支持面に接合されている。研磨パッド３２７は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。このフエルト砥石からなる研磨パッド３２７自体の構成についての詳細な説明は、上述した特開２００２−２８３２１１号公報に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細書においては説明を省略する。上記回転スピンドル３２２の下端に固定されている工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５を位置付け、工具装着部材３２４に形成されている貫通孔を通して研磨工具３２５の支持部材３２６に形成されている盲ねじ孔３２６ａに締結ボルト３２８を螺着することによって、工具装着部材３２４に研磨工具３２５が装着される。
【００１３】
図１に戻って説明を続けると、図示の研磨装置は、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が下降即ち前進せしめられ、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が上昇即ち後退せしめられる。
【００１４】
図１および図４を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の作業部２１１が形成されており、この作業部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、上記作業２１１の前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印５１ａおよび５１ｂで示す方向に延在する一対の案内レール５１、５１と、該一対の案内レール５１、５１上に摺動自在に載置された移動基台５２と、該移動基台５２上に円筒部材５３によって支持されたカバーテーブル５４と、該被加工物保持手段としてのチャックテーブル６を具備している。このカバーテーブル５４およびチャックテーブル６について、図５を参照して説明する。
【００１５】
図５に示すように、カバーテーブル５４は中央に開口５４１を備えている、該開口５４１の周囲が円筒部材５３の上端に適宜の固定手段によって取り付けられる。チャックテーブル６は、被加工物を保持する円盤状の保持部６１と、該保持部６１の下面に突出して設けられた回転軸部６２とからなっており、回転軸部６２が円筒部材５３に軸受６２０を介して回転可能に支持されている。また、回転軸部６２の下端は、円筒部材５３内に配設された図示しないパルスモータに連結され、パルスモータによって適宜回転せしめられる。
【００１６】
チャックテーブル６を構成する円盤状の保持部６１は、その上面に設けられた円形状の嵌合凹部６１１と、該嵌合凹部６１１を囲繞して設けられた環状の嵌合凹部６１２を備えている。円形状の嵌合凹部６１１には第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３が嵌合され、環状の嵌合凹部６１２には第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４が嵌合されている。この第１の吸着チャック６３および第２の吸着チャック６４は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料によって形成されている。なお、第１の吸着チャック６３は、図示の実施形態においては直径が２００mmに形成されており、直径が２００mmのウエーハを保持するようになっている。また、第２の吸着チャック６４は、図示の実施形態においては外径が３００mmに形成されており、直径が３００mmのウエーハを保持するようになっている。チャックテーブル６を構成する円盤状の保持部６１および回転軸部６２には、円形状の嵌合凹部６１１に連通する第１の吸引通路６６１と環状の嵌合凹部６１２に連通する第２の吸引通路６６２が設けられている。この第１の吸引通路６６１および第２の吸引通路６６２は、それぞれ配管６７１および配管６７２を介して吸引手段６８に接続されている。なお、配管６７１には第１の電磁開閉弁６９１が配設されており、配管６７２には第２の電磁開閉弁６９２が配設されている。従って、第１の電磁開閉弁６９１が附勢(ON)され開路すると、吸引手段６８から配管６７１、第１の吸引通路６６１および円形状の嵌合凹部６１１を介して第１の保持領域を構成する第１の吸着チャック６３の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。また、第２の電磁開閉弁６９２が附勢(ON)され開路すると、吸引手段６８から配管６７２、第２の吸引通路６６２および環状の嵌合凹部６１２を介して第２の保持領域を構成する第２の吸着チャック６４の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。
【００１７】
図４に戻って説明を続けると、図示の研磨装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール５１、５１に沿って矢印５１ａおよび５１ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール５１間に配設され案内レール５１と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記移動基台５２に設けられたネジ穴５２１と螺合して、その先端部が一対の案内レール５１、５１を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると移動基台５２即ちチャックテーブル６が矢印５１ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると移動基台５２即ちチャックテーブル６が矢印５１ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印５１ａおよび５１ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル６は、図４において実線で示す被加工物着脱域（図１における被加工物着脱域２４）と２点鎖線で示す研磨域（図１における研磨域２５）に選択的に位置付けられる。また、チャックテーブル機構５は、研磨域においては所定範囲に渡って矢印５１ａおよび５１ｂで示す方向に往復動せしめられる。
【００１８】
図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成するカバーテーブル５４の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール５１、５１や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段８１および８２が付設されている。蛇腹手段８１および８２はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段８１の前端は作業部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバーテーブル５４の前端面に固定されている。蛇腹手段８２の前端はチャックテーブル機構５のカバーテーブル５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル６が矢印５１ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段８１が伸張されて蛇腹手段８２が収縮され、チャックテーブル６が矢印５１ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段８１が収縮されて蛇腹手段８２が伸張せしめられる。
【００１９】
図示の実施形態における研磨装置は、上記被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４の上面である保持面を洗浄するチャックテーブル洗浄手段７を具備している。このチャックテーブル洗浄手段７は、装置ハウジング２の主部２１の両側部に対向して配設された一対の支持部材７１、７１を具備している。この一対の支持部材７１、７１間には水平に配設された案内ロッド７２が固定されおり、該案内ロッド７２に滑動ブロック７３が摺動可能に装着されている。即ち、滑動ブロック７３には案内ロッド７２が挿通せしめられる貫通穴が形成されており、この貫通穴を案内ロッド７２に嵌挿することにより、滑動ブロック７３は案内ロッド７２に摺動可能に支持される。上記一対の支持部材７１、７１間には案内ロッド７２の下方に平行に配設された雄ねじロッド７４が回転可能に装着されている。この雄ねじロッド７４は滑動ブロック７３に形成された雌ねじ穴に螺合せしめられており、その一端が一対の支持部材７１、７１の一方に装着された電動モータ７５に伝動連結されている。電動モータ７５が正転駆動され雄ねじロッド７４が所定方向に回転せしめられると、滑動ブロック７３は矢印７３aで示す方向に移動せしめられる。また、電動モータ７５が逆転駆動され雄ねじロッド７４が所定方向と反対方向に回転せしめられると、滑動ブロック７３は矢印７３bで示す方向に移動せしめられる。
【００２０】
上記滑動ブロック７３の前面には上下方向に案内レール７３１および７３２が形成されており、一方の案内レール７３１に沿ってブラシ洗浄手段７６が移動可能に配設され、他方の案内レール７３２に沿って砥石洗浄手段７７が移動可能に配設されている。ブラシ洗浄手段７６は、一方の案内レール７３１に嵌合する被案内溝７６１aを備えたケース７６１を備え、被案内溝７６１aを案内レール７３１に嵌合することにより案内レール７３１に沿って移動可能に支持される。なお、ケース７６１と滑動ブロック７３との間にはエアシリンダ等の昇降手段（図示せず）が配設されており、該昇降手段によってケース７６１は案内レール７３１に沿って昇降せしめられる。ケース７６１内には電動モータが配設されていて、その出力軸７６２がケース７６１の下方に突出せしめられている。この出力軸７６２に洗浄ブラシ７６３が装着されている。上記砥石洗浄手段７７は、他方の案内レール７３２に嵌合する被案内溝７７１aを備えたケース７７１を備え、被案内溝７７１aを案内レール７３２に嵌合することにより案内レール７３２に沿って移動可能に支持される。なお、ケース７７１と滑動ブロック７３との間にはエアシリンダ等の昇降手段（図示せず）が配設されており、該昇降手段によってケース７７１は案内レール７３２に沿って昇降せしめられる。ケース７７１内には電動モータが配設されている、その出力軸７７２がケース７７１の下方に突出せしめられている。この出力軸７７２にオイルストーン７７３が装着されている。
【００２１】
図示の実施形態における研磨装置は、被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル６に洗浄水を供給する洗浄水供給手段７０を具備している。洗浄水供給手段７０は、装置ハウジング２の主部２１の中間部に配設された洗浄水噴射ノズル７０１から被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４に向けて純水を噴出するように構成されている。
【００２２】
図１に基づいて説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手段１３と、被加工物洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研磨加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置され、研磨加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段１３は第１のカセット１１と被加工物着脱域２４との間に配設され、研磨加工前の被加工物を仮載置する。洗浄手段１４は被加工物着脱域２４と第２のカセット１２との間に配設され、研磨加工後の被加工物を洗浄する。被加工物搬送手段１５は第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された被加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物着脱域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上に載置された研磨加工前の被加工物を被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル機構５のチャックテーブル６上に搬送する。被加工物搬出手段１７は被加工物着脱域２４と洗浄手段１４との間に配設され、被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル６上に載置されている研磨加工後の被加工物を洗浄手段１４に搬送する。上記第１のカセット１１には、第１の半導体ウエーハW1と第２の半導体ウエーハW2がそれぞれ表面に保護テープTが貼着された状態で複数枚収容される。このとき、第１の半導体ウエーハW1と第２の半導体ウエーハW2は、裏面を上側にして収容される。なお、第１の半導体ウエーハW1は図示の実施形態においては直径が２００mmであり、第２の半導体ウエーハW2は図示の実施形態においては直径が３００mmである。
【００２３】
上述したように第１の半導体ウエーハW1と第２の半導体ウエーハW2を収容した第１のカセット１１は、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されていた研磨加工前の第１の半導体ウエーハW1と第２の半導体ウエーハW2が全て搬出されると、空のカセット１１に代えて半導体ウエーハを収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域に載置される。一方、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット１２に所定数の研磨加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット１２が載置される。
【００２４】
次に、上述した研磨装置による研磨作業について、主に図１と図４乃至図８を参照して説明する。
先ず、第１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物としての半導体ウエーハにおける直径が２００mmの第１の半導体ウエーハW1が被加工物搬送手段１５の上下動作および進退動作により搬出されるものとする。被加工物搬送手段１５によって搬出された第１の半導体ウエーハW1は、被加工物仮載置手段１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置された第１の半導体ウエーハW1は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物着脱域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３上に載置される。第１の半導体ウエーハW1が第１の吸着チャック６３上に載置されたならば、図５に示す第１の電磁開閉弁６９１を附勢(ON)して開路し、吸引手段６８から配管６７１、第１の吸引通路６６１および円形状の嵌合凹部６１１を介して第１の吸着チャック６３の上面である保持面に負圧を作用せしめる。この結果、第１の半導体ウエーハW1は第１の吸着チャック６３の上面である保持面上に吸引保持される。
【００２５】
チャックテーブル６の第１の吸着チャック６３上に第１の半導体ウエーハW1を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル６を矢印５１aで示す方向に移動し、図４において２点鎖線で示す研磨域（図１における研磨域２５）の研磨開始位置に位置付ける。研磨域の研磨開始位置おいては、図６に示すように第１の半導体ウエーハW1を保持したチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を矢印３２５aで示す方向に４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を下降即ち前進せしめる。そして研磨工具３２５の研磨部材３２７をチャックテーブル６上の第１の半導体ウエーハW1の裏面に所定の荷重で押圧する。次に、チャックテーブル移動機構５６を一方向に作動しチャックテーブル６を矢印５１ａで示す方向に移動する。このとき、チャックテーブル６の移動速度は、例えば１００〜２００ｍｍ／分に設定されている。そして、チャックテーブル６が折り返し位置まで移動したら、チャックテーブル移動機構５６を他方向に作動してチャックテーブル６を矢印５１ｂで示す方向に移動し図６で示す研磨開始位置に戻し、研磨工程が終了する。このようにして研磨工程を実行することにより、研磨部材３２７の作用によって第１の半導体ウエーハW1の裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪が除去される。この研磨工程においては、研磨屑がチャックテーブル６の上面である保持面における第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３と第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４との境界部に半導体ウエーハW1の外周縁に沿って堆積される。
【００２６】
上記のようにして、第１の半導体ウエーハW1の研磨工程が終了したら、スピンドルユニット３２を所定位置まで上昇させるとともに、研磨工具３２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル５２の回転を停止する。次に、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル６を矢印５１bで示す方向に移動し、被加工物着脱域２４（図１参照）に位置付ける。
【００２７】
上述したようにチャックテーブル６が被加工物着脱域２４に位置付けられたならば、第１の電磁開閉弁６９１を除勢(OFF)して閉路し、チャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３上で研磨加工された第１の半導体ウエーハW1の吸引保持を解除する。チャックテーブル６の第１の吸着チャック６３による吸引保持が解除された第１の半導体ウエーハW1は、被加工物搬出手段１７により搬出されて被加工物洗浄手段１４に搬送される。被加工物洗浄手段１４に搬送された第１の半導体ウエーハW1は、ここで洗浄され（ウエーハ洗浄工程）、その後被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。
【００２８】
上記ウエーハ洗浄工程を実施している際に、被加工物着脱域２４において研磨加工された第１の半導体ウエーハW1が搬出されたチャックテーブル６を洗浄するチャックテーブル洗浄工程が実施される。即ち、チャックテーブル洗浄手段７の電動モータ７５を作動して滑動ブロック７３を案内レール７２に沿って移動し、滑動ブロック７３に装着されたブラシ洗浄手段７６の洗浄ブラシ７６３をチャックテーブル６の上方に位置付ける。次に、図７で示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に例えば１００rpmで回転するとともに、洗浄ブラシ７６３を矢印７６３aで示す方向に例えば１０００rpmで回転しつつ図示しない昇降手段を作動してチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４の上面である保持面に接触させる。このとき、洗浄水供給手段７０の洗浄水噴射ノズル７０１から純水を噴射して、チャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４上面である保持面に供給する。この結果、チャックテーブル６の上面である保持面に付着した研削屑が除去される（第１のチャックテーブル洗浄工程）。
【００２９】
次に、図示しない昇降装置を作動して洗浄ブラシ７６３を上昇させるとともに、チャックテーブル洗浄手段７の電動モータ７５を作動して滑動ブロック７３を案内レール７２に沿って移動し、滑動ブロック７３に装着された砥石洗浄手段７７のオイルストーン７７３をチャックテーブル６の上方に位置付ける。そして、図８で示すようにチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に例えば１００rpmで回転するとともに、オイルストーン７７３を矢印７７３aで示す方向に例えば１０００rpmで回転しつつ図示しない昇降手段を作動してチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４の上面である保持面に接触させる。このとき、洗浄水供給手段７０の洗浄水噴射ノズル７０１から純水を噴射して、チャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４の上面である保持面に供給する。この結果、オイルストーン７７３によってチャックテーブル６の上面である保持面が研削されて平坦化される（第２のチャックテーブル洗浄工程）。
【００３０】
上述したチャックテーブル洗浄工程を実施する際には、チャックテーブルの第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４には純水が供給されるので、純水の活性力によってチャックテーブル６の保持面に付着した研磨屑が効果的に除去される。本発明者等の実験によると、チャックテーブル洗浄工程を実施する際に洗浄水として市水を供給した場合には、チャックテーブル６の上面である保持面における第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３と第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４との境界部に上記半導体ウエーハW1の外周縁に沿って付着した研磨屑が残存していることが判った。しかるに、上述したようにチャックテーブル洗浄工程を実施する際に洗浄水として純水を供給した場合には、チャックテーブル６の上面である保持面における第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３と第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４との境界部に上記第１の半導体ウエーハW1の外周縁に沿って付着した研磨屑も確実に除去された。
【００３１】
以上のようにして、被加工物着脱域２４に戻ったチャックテーブル６に対して上述したチャックテーブル洗浄工程を実施したならば、第１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物としての半導体ウエーハにおける直径が３００mmの第２の半導体ウエーハW2が被加工物搬送手段１５により搬出されるものとする。被加工物搬送手段１５によって搬出された第２の半導体ウエーハW2は、被加工物仮載置手段１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置された第２の半導体ウエーハW2は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物着脱域２４において上記チャックテーブル洗浄工程が実施されたチャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４上に載置される。第２の半導体ウエーハW2が第１の吸着チャック６３および第２の吸着チャック６４上に載置されたならば、第１の電磁開閉弁６９１および第２の電磁開閉弁６９２を附勢(ON)して開路し、吸引手段６８から配管６７１、第１の吸引通路６６１および円形状の嵌合凹部６１１を介して第１の吸着チャック６３の上面である保持面に負圧を作用せしめるとともに、吸引手段６８から配管６７２、第２の吸引通路６６２および環状の嵌合凹部６１２を介して第２の吸着チャック６４の上面である保持面に負圧を作用せしめる。この結果、第２の半導体ウエーハW2は第１の吸着チャック６３および第２の吸着チャック６４の上面である保持面上に吸引保持される。
【００３２】
チャックテーブル６の第１の吸着チャック６３および第２の吸着チャック６４上に第２の半導体ウエーハW2を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル６を矢印５１aで示す方向に移動し、研磨域２５（図１参照）の研磨開始位置に位置付ける。研磨域の研磨開始位置おいては、図９に示すように半導体ウエーハW2を保持したチャックテーブル６を矢印６aで示す方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を矢印３２５aで示す方向に４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を下降即ち前進せしめる。そして研磨工具３２５の研磨部材３２７をチャックテーブル６上の第２の半導体ウエーハW2の裏面に所定の荷重で押圧する。次に、チャックテーブル移動機構５６を一方向に作動しチャックテーブル６を矢印５１ａで示す方向に移動する。このとき、チャックテーブル６の移動速度は、例えば１００〜２００ｍｍ／分に設定されている。そして、チャックテーブル６が折り返し位置まで移動したら、チャックテーブル移動機構５６を他方向に作動してチャックテーブル６を矢印５１ｂで示す方向に移動し図９で示す研磨開始位置に戻し、研磨工程が終了する。このようにして研磨工程を実行することにより、研磨部材３２７の作用によって第２の半導体ウエーハW2の裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪が除去される。この第２の半導体ウエーハW2を研磨する際には、第２の半導体ウエーハW2を吸引保持するチャックテーブル６の上面である保持面が上述したようにチャックテーブル洗浄工程を実施することにより上記第１の半導体ウエーハW1の外周縁に沿って付着した研磨屑が確実に除去されているので、第２の半導体ウエーハW2の被加工面に第１の半導体ウエーハW1の外周縁に対応した環状の段差が生じることはない。
【００３３】
上記のようにして、第２の半導体ウエーハW2研磨工程が終了したら、スピンドルユニット３２を所定位置まで上昇させるとともに、研磨工具３２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル６の回転を停止する。次に、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル６を矢印５１bで示す方向に移動し、被加工物着脱域２４（図１参照）に位置付ける。
【００３４】
上述したようにチャックテーブル６が被加工物着脱域２４に位置付けられたならば、第１の電磁開閉弁６９１および第２の電磁開閉弁６９２を除勢(OFF)して閉路し、チャックテーブル６の第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャック６３および第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャック６４上で研磨加工された第２の半導体ウエーハW2の吸引保持を解除する。チャックテーブル６の第１の吸着チャック６３および第２の吸着チャック６４による吸引保持が解除された第２の半導体ウエーハW2は、被加工物搬出手段１７により搬出されて被加工物洗浄手段１４に搬送される。被加工物洗浄手段１４に搬送された第２の半導体ウエーハW2は、ここで洗浄され（ウエーハ洗浄工程）、その後被加工物搬送手段１５によって第２のカセット１２の所定位置に収納される。
【００３５】
なお、上記ウエーハ洗浄工程を実施している際に、被加工物着脱域２４において研磨加工された第２の半導体ウエーハW2が搬出されたチャックテーブル６を洗浄するチャックテーブル洗浄工程が上述したように実施される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に従って構成された研磨装置の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す研磨装置に装備される研磨ユニットを構成する研磨工具を示す斜視図。
【図３】図２に示す研磨工具その下面側から見た状態を示す斜視図。
【図４】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル移動機構を示す斜視図。
【図５】図４に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブルの断面図。
【図６】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブルの第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャックに小径のウエーハを吸引保持して実施する研磨工程の説明図。
【図７】図１に示す研磨装置に装備されるテーブル洗浄手段によって実施する第１のチャックテーブル洗浄工程の説明図。
【図８】図１に示す研磨装置に装備されるテーブル洗浄手段によって実施する第２のチャックテーブル洗浄工程の説明図。
【図９】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブルの第１の保持領域を構成する円形状の第１の吸着チャックおよび第２の保持領域を構成する環状の第２の吸着チャックに大径のウエーハを吸引保持して実施する研磨工程の説明図。
【符号の説明】
【００３７】
２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２５：研磨工具
３２７：研磨パッド
４：研磨ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
６：チャックテーブル
６３：円形状の第１の吸着チャック
６４：環状の第２の吸着チャック
６８：吸引手段
６９１：第１の電磁開閉弁
６９２：第２の電磁開閉弁
５６：チャックテーブル移動機構
７：チャックテーブル洗浄手段
７２：案内ロッド
７３：滑動ブロック
７４：雄ねじロッド
７５：電動モータ
７６：ブラシ洗浄手段
７６３：洗浄ブラシ
７７：砥石洗浄手段
７７３：オイルストーン
７０：洗浄水供給手段
７０１：洗浄水噴射ノズル
８１、８２：蛇腹手段
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮載置手段
１４：洗浄手段
１５：被加工物搬送手段
１６：被加工物搬入手段
１７：被加工物搬出手段
W1：第１の半導体ウエーハ
W2：第２の半導体ウエーハ
【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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