説明

研削装置

【課題】 ウエーハを高精度に研削可能な研削装置を提供することである。
【解決手段】 ウエーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルを該チャックテーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬入・搬出領域と該研削手段でウエーハを研削する研削領域との間で移動するチャックテーブル移動機構と、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構を電気的に制御する発熱部品を含む電気制御回路と、外装ハウジングとを備えた研削装置において、該電気制御回路を収納した電装ボックスを、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構から所定距離離間した該外装ハウジングの上部又は側方に配設したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエーハの研削精度の向上を図った研削装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、所定の厚さのシリコンウエーハをシリコンインゴットから切り出した後、ウエーハの表面にフォトリソグラフィにより半導体デバイスを形成し、ウエーハの裏面側を研削して所定の厚さに加工した後、ウエーハを個々の半導体デバイスに分割するという一連の流れを要する。
【0003】
その中で実施されるウエーハ研削工程においては、ミクロン単位、サブミクロン単位での研削精度が要求される。特に半導体デバイスを形成する前のウエーハは、シリコンインゴットからワイヤーソー等により板状にスライス加工で切り出された後、高平坦度を持つウエーハへとCMP(Chemical Mechanical Polishing)技術による研磨や、特開2006−75929号公報に開示されたような両面又は片面研削装置により研削加工される。
【0004】
この研磨工程或いは研削工程は、次工程となる細緻な半導体デバイスの正確な形成のため、非常に高精度な平坦度が求められるため、高度な技術が要求される。その加工精度は、半導体デバイス形成後のウエーハの裏面を研削する際に求められる精度と比較すると、1〜2桁ほど違うレベルといえる。
【0005】
こうした半導体デバイス形成前のウエーハを薄化するために、CMP技術を用いた研磨装置が従来から多く用いられているが、この加工方法は加工に時間がかかるという弱点がある。そのため、研削装置によって高精度を達成しながらも目的の厚さ近くまで研削した後、残りの僅かな量をCMP研磨装置で加工するといった手法が取り入れられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−75929号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、研削装置はそもそも半導体デバイス形成済みのウエーハの裏面を研削する用途として製造されていた経緯があり、その際に許容されるウエーハの厚さ精度は数ミクロン単位であり、非常に高いサブミクロン単位の精度で平坦に研削加工を実施するのは困難であった。
【0008】
特にウエーハ間の厚さばらつきのみならず、ウエーハ面内での厚さばらつきをサブミクロン単位で制御するのは、常に動いている研削手段やチャックテーブル、チャックテーブル移動機構等の位置関係を精度良く調整して、それを維持し続けるという困難な課題があった。
【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、ウエーハをサブミクロン単位の高精度に研削可能な研削装置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、ウエーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルを該チャックテーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬入・搬出領域と該研削手段でウエーハを研削する研削領域との間で移動するチャックテーブル移動機構と、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構を電気的に制御する発熱部品を含む電気制御回路と、外装ハウジングとを備えた研削装置において、該電気制御回路を収納した電装ボックスを、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構から所定距離離間した該外装ハウジングの上部又は側方に配設したことを特徴とする研削装置が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によると、研削装置の各部位の制御に欠くことのできない電気制御回路を収納した電装ボックスを、研削手段やチャックテーブルから所定距離離間した外装ハウジングの上方部分や側方部分に配設したので、電装ボックスの発熱の影響を極力避けることができ、研削手段、チャックテーブルの膨張等による僅かな傾きや変形をも抑えることができる。
【0012】
これにより、研削中も常に点で測定している厚さ測定装置にも現れないような、サブミクロン単位のウエーハ表面の形状変化(中凹形状や中凸形状等)も発生させることなくウエーハの研削が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明第1実施形態の電装ボックスの配置を示す研削装置の斜視図である。
【図2】本発明第2実施形態の電装ボックスの配置を示す研削装置の斜視図である。
【図3】第1実施形態の厚み検出工程の説明図である。
【図4】第2実施形態の厚み検出工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明第1実施形態の電装ボックスの配置を示す研削装置の斜視図が示されている。4は研削装置2のベースであり、ベース4の後方にはコラム6が立設されている。コラム6には、上下方向に伸びる一対のガイドレール(一本のみ図示)8が固定されている。
【0015】
この一対のガイドレール8に沿って研削ユニット(研削手段)10が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット10は、そのハウジング20が一対のガイドレール8に沿って上下方向に移動する移動基台12に取り付けられている。
【0016】
研削ユニット10は、ハウジング20と、ハウジング20中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ22と、スピンドルの先端に固定された複数の研削砥石26を有する研削ホイール24を含んでいる。
【0017】
研削ユニット10は、研削ユニット10を一対の案内レール8に沿って上下方向に移動するボールねじ14とパルスモータ16とから構成される研削ユニット送り機構18を備えている。パルスモータ16をパルス駆動すると、ボールねじ14が回転し、移動基台12が上下方向に移動される。
【0018】
ベース4の中間部分にはチャックテーブル機構28が配設されており、チャックテーブル機構28は図示しないチャックテーブル移動機構により装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域と研削ユニット10でウエーハを研削する研削領域との間でY軸方向に移動される。30はチャックテーブル機構28をカバーする蛇腹である。
【0019】
チャックテーブル機構28は回転駆動されるチャックテーブル50を備えている。チャックテーブル50は、枠体50aと、枠体50aの上面とその保持面が面一に形成されたポーラスセラミックス等の吸引部50bとから構成される。
【0020】
ベース4の前側部分には第1のウエーハカセット32と、第2のウエーハカセット34と、ウエーハ搬送ロボット36と、複数の位置決めピン40を有する位置決め機構38と、ウエーハ搬入機構(ローディングアーム)42と、ウエーハ搬出機構(アンローディングアーム)44と、スピンナ洗浄ユニット46が配設されている。
【0021】
また、ベース4の概略中央部には、チャックテーブル50を洗浄する洗浄水噴射ノズル48が設けられている。この洗浄水噴射ノズル48は、チャックテーブル50が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、チャックテーブル50に向かって洗浄水を噴射する。
【0022】
チャックテーブル50に隣接して、第1厚み測定器52と第2厚み測定器54が配設されている。図3の拡大図に示すように、第1厚み測定器52の測定針52aはチャックテーブル50の枠体52aの上面に接触して枠体52aの高さを検出する。第2厚み測定器54の測定針54aはチャックテーブル50に吸引保持されたウエーハ11の表面に接触してウエーハ11の表面の高さを検出する。
【0023】
第2厚み測定器54で検出したウエーハ11の表面の高さから第1厚み測定器52で検出したチャックテーブル50の高さを減算することにより、ウエーハ11の厚みを算出することができる。
【0024】
本実施形態の第1厚み測定器52及び第2厚み測定器54の配置では、チャックテーブル50を矢印A方向に回転しながらウエーハ11の外周部近傍の複数個所で研削中のウエーハ11の厚みを測定することができる。
【0025】
図4を参照すると、本発明第2実施形態に係る厚み測定器の配置が示されている。本実施形態では、第1厚み測定器52は上述した第1実施形態と同様に、チャックテーブル50の枠体50aの上面の高さを検出する。
【0026】
一方、第2厚み測定器56は、回動軸58を中心に矢印B方向に回動可能に配設されている。よって、第2厚み測定器56の測定針56aは研削中のウエーハ11の表面の高さをウエーハ11の中心から外周に渡る複数個所で検出することができる。
【0027】
研削装置2は外装カバー60により覆われている。本明細書では、ベース4と外装カバー60を含めて外装ハウジングと称する。外装カバー60の上部には電装ボックス62が取り付けられている。電装ボックス62は研削装置2の各部分の制御に欠くことのできない発熱部品を含む電気制御回路を収納している。
【0028】
本実施形態の研削装置2では、発熱部品を含む電気制御回路を収容した電装ボックス62が、研削ユニット10やウエーハを保持するチャックテーブル50から所定距離離間し、且つ熱の影響が伝わりにくい外装カバー60の上部に配置されているので、研削ユニット10、チャックテーブル50等が電装ボックス62の発熱の影響を受けて膨張することがなく、熱膨張による僅かな傾きや変形をも完全に抑制することができる。
【0029】
本実施形態の研削装置2は、特にシリコンインゴットからスライス加工で切り出された半導体デバイスを形成する前のウエーハを所定厚さ(例えば700μm)に研削するのに特に適している。
【0030】
この研削はウエーハ11の表裏両面を研削する必要があり、まず図3又は図4に示すような厚み測定装置でウエーハ11の厚みを測定しながら、ウエーハ11の表面を研削してウエーハを約800μm程度に加工する。
【0031】
次いで、チャックテーブル50で研削された表面側を吸引保持して、図3又は図4に示す厚み測定装置でウエーハの厚みを測定しながらウエーハ11の裏面を研削して、ウエーハ11を700μmの厚みに仕上げる。本実施形態によると、ウエーハ面内での厚みばらつきをサブミクロン単位に抑えることができる。
【0032】
図2を参照すると、本発明第2実施形態の研削装置2Aの斜視図が示されている。本実施形態では、発熱部品を含む電気制御回路を収納した電装ボックス62Aをベース4の下部側方に配置している。
【0033】
本実施形態でも、研削ユニット10、チャックテーブル50等が電装ボックス62Aの発熱の影響を受けることが無く、第1実施形態と同様にウエーハ11を高精度に所望の厚み(例えば700μm)に仕上げることができる。
【符号の説明】
【0034】
2,2A 研削装置
4 ベース
10 研削ユニット
50 チャックテーブル
52 第1厚み測定器
54,56 第2厚み測定器
60 外装カバー
62 電装ボックス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウエーハを保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルを該チャックテーブルに対してウエーハを搬入及び搬出する搬入・搬出領域と該研削手段でウエーハを研削する研削領域との間で移動するチャックテーブル移動機構と、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構を電気的に制御する発熱部品を含む電気制御回路と、外装ハウジングとを備えた研削装置において、
該電気制御回路を収納した電装ボックスを、該チャックテーブル、該研削手段及び該チャックテーブル移動機構から所定距離離間した該外装ハウジングの上部又は側方に配設したことを特徴とする研削装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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