JPH0366556A

JPH0366556A - ウェハー研削機械用のシール組立体とウェハー研削機械

Info

Publication number: JPH0366556A
Application number: JP2108554A
Authority: JP
Inventors: Jr Robert E Steere; ロバート　イー．スティーレ，ジュニア; Thomas E Leonard; トーマス　イー．レオナード
Original assignee: SILICON TECHNOL CORP
Current assignee: SILICON TECHNOL CORP
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1991-03-22
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: US5331772A; US5036628A; EP0395255A3; JPH0677896B2; EP0395255A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ウェハー研削機械用のシール組立体およびウ
ェハー研削機械に係る。

従来技術、および充用が解決しようとする課題周知のよ
うに、様々な形式の機械を用いてシリコンウェハー等の
ウェハー素材の縁部を研削し、この縁部を例えば放物線
形に加工することが行なわれている。−例として、米国
特許第４．６３８゜６０１号は、ウェハーを保持し且つ
ウェハーが回転している間に研削ホイールでウェハーの
縁を削り必要な形状にする、研削ステーションを備えた
自ｌ！ｌｌ縁取りグラインダーを明らかにしている。

周知のように、ウェハーの縁を研削している間に、ウェ
ハーの縁および研削ホイールから削り屑が生じる。また
、こうした屑がウェハーの平坦面に溜まり、半導体チッ
プの製作に伴ってウェハー加工の障古となることが知ら
れている。従って、様々な技南を使用してそうした屑を
研削機械の研削作業箇所から取り除いたり、またｔよウ
ェハーの表面に屑が溜まらないようにづる工夫すること
が行なわれてきている。例えば、米国特、！Ｆ第４，６
３８．６０１＠に記載されているように、研削されるウ
ェハーを環状リップシールを介してヘッドとブヤックの
間に保持し、ヘッドおよびチャックを通じ圧縮空気を吹
き込んで空気流を形成し、研削粒子をウェハーの表面か
ら環状リップシールの外に吹き飛ばすことも行なわれて
きている。また、研削作業時に閉鎖し排出操作の行なえ
るハウジング内にヘッドとチャックを配置し、研削粒子
を除去することも実施されてきている。

本発明の目的は、研削機械の研削作業箇所をさらに清潔
にすることにある。

本発明の他の目的は、縁を研削した屑がウェハーの表面
に溜まるのを防ぐことにある。

本発明の別の目的は、研削機械の研削ステーションに用
いる比較的単純な構造をしたシール組立体を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、ウェハー研削機械の研削ステーシ
ョンに用いる取外し可能なシール組立体を提供すること
にある。

課　を　決するための；要するに、本発明は、ウェハーの周縁部が通り抜けるＩ
ＩＩ長い開口を持つ支持プレートと、開口に重なり合っ
た関係に設けてあり、開口から突き出ているそれぞれの
ウェハーの平坦面にシール係合づる、支持プレートに固
定された一対の可撓性ストリップとを備えている、ウェ
ハー研削機械用のシール組立体を提供している。また各
ストリップは、他方のストリップの自由縁部に当接した
関係に配ｚｚされる自由縁部を備え、これらストリップ
の間には支持プレートの開口に整合してり字形のギャッ
プが形成されている。

当接した関係に配置されＶ字形のギャップを形成するシ
ーリングストリップの縁は、お互いに対し且つこれら縁
の間を通るウェハーに対し偏伯した関係に配置すること
ができる。このように、ストリップにはこのストリップ
自身の持つスプリング力によりお互いに対して予め荷重
が加わっている。またウェハーがストリップの間を通り
抜けているため、ストリップの縁をプレートの開口に位
欝する他の部分からシールすることができる。

可撓性ストリップは、とりわけ苛性材料を含有する冷却
剤の影響を受けない杉料から製作されており、しかもゆ
がみの生じない材料から作られている。例えば、ストリ
ップは、ポリテトラフルオ［１エチレン（テフロン）、
ポリウレタンまたはその他の適当な可撓性のあるエラス
トマから製作することもできる。

またシール組立体は、ストリップの縁とは反対側にあっ
て支持プレートを横切って空気を送風し、ウェハーから
屑を取り除（ことのできる手段をも備えている。この手
段にはチューブを用いることができ、チューブは支持プ
レートを横切って空気を送風する間隔を設けたｎ過大を
備えている。

このシール組立体は、ウェハーを受取り且つこれを保持
するための回転可能なチャックと、このチャック上のウ
ェハーの縁部を研削するための研削ホイールとを備えた
ウェハー研削機械に使用する場合に特に有益である。こ
の例では、シール組立体はチャックと研削ホイールとの
間にあって、チャック上のウェハーの表面をシールし、
ウェハーの縁部の研削に際し、ウェハーの縁部を研削し
て生じる屑からこれら表面をシールするようになってい
る。このため研削機械はハウジングを備えており、ハウ
ジング内にはチャックに対し移動可能な状態に研削ホイ
ールとシール組立体が取り付けられている。またハウジ
ングは、ハウジングからの排出を行なうための手段を備
え、ウェハーの縁から研削した屑を取り除けるようにし
である。

使用に際し、チャックまたはその他の適当な手段を用い
、シール組立体のプレートの開口に擦合した状態にウェ
ハーを保持しておき、ウェハーに向けて研削ホイールを
９８させることができる。

シール組立体がウェハーの縁に接近する際、つエバーは
シール組立体を通じてハウジングの内側に突出しており
、研削ホイールによって研削されるように位胃決めされ
ている。引き続いてウェハーの縁の研削が行なわれてい
る間、シール組立体のシールストリップがウェハーの突
き出している開口からＨが洩れ出すのを防いでいるため
、屑はハウジング内部の空間に４１込められている。ま
たハウジング内部のウェハーのｎ山した部分に溜まる屑
は、可撓性ストリップの縁を通り抜けてハウジングの外
に出る際、縁部分より帰き取られる。

シール組立体は、可撓性ストリップのＶｔ着しである支
持プレートを研削機械のハウジングから簡単に取り出せ
るように構成されている。例えば、支持プレートはハウ
ジングに固定された装着プレートに取り付けておくこと
もできる。また支持プレートは、ねじを用いて所定位置
に固定することもできる。この例では、ねじを緩めて支
持プレートを装着プレートから上向ぎにスライドさせ、
研削機械より取り外すことができる。新たな一対の可撓
性ストリップを設けた支持プレートを装着プレートに挿
入し、これを装着プレートに固定することもできる。

本発明のこれらの目的および他の目的、並びに利点は、
添付図面に基づいた以下の詳細な説明を読めばより一膿
明らかである。

実施例第１図および第２図を参照する。シール組立体１０は、
装着プレート１１、支持プレート１２およびこの支持プ
レート１２に固定された一対の可撓性ストリップ１３を
備えている。

装着プレート１１は平担でしかもＵ字形をしており、２
つの立上がり脚部１５０間に中央凹所１４を形成してい
る。また脚部１５は研削機械にシール組立体１ｏを装着
する取付けねじを通すための穴１６を備えている（第５
図〉。第３図を参照する。支持プレート１２は平坦な矩
形をしており、両側の端部１７はこの支持プレート１２
の他の部分よりも厚みが薄く、装着プレート１１の凹所
１４内をスライドすることができる。第２図のに示すよ
うに、支持プレート１２は装着プレート１１に係合する
肩部１８を両端１７に備えている。

未だ第３図に示すように、支持プレート１２の両端１７
は下端にスロット１９を備え、また上端に開口２０を備
えている。

第１図を参照する。支持プレート１２は４本のねじ２１
により装着プレート１１に取り外し可能に固定されてい
る。前記４木のねじ２１は支持プレート１２のスロット
１９と開口２０を通り抜ｔ）、ｖｉ１ｍプレート１１の
ねじ穴（図示せず〉にねじ込まれている。

装着プレート１１から支持プレート１２を取り外すには
、第１図に示す２木の上部ねじ２１が装着プレート１１
から取り外される。次いで２木の下部ねじ２１を緩め、
図面から明らかなように支持プレート１２を上向きにス
ライドさせれば装４１レート１１からこの支持プレート
を取り外すことができる。

第３図を参照する。支持プレート１２は四角い端部を持
つほぼ矩形をした１１１長い開口２２を備え、また可撓
性ストリップ１３がこの開口２２を覆う状態でプレート
１２に固定されている。さらに、各ストリップ１３は自
由縁部２３（第４図参照）を備え“（いる。この自由縁
部２３は別のストリップ１３の自由縁部に当接した状態
に配置され、プレート１２の開口２２に整合してストリ
ップ１３の間にＶ字形のギｉ？ツブを形成している。第
４図に示寸ように、ストリップ１３はプレート１２の一
方の側面に配置され、これらストリップの自由縁部２３
はプレート１２の開口２２が突き出している。

ストリップ１３は、苛性材料を含有する冷却剤の影響を
受けない材料から作られている。さらにストリップ１３
は、常に信頼性のあるシールを維持できるゆがみの生じ
ない材料からｕ作されていることも特徴の１つである。

例えば、ストリップ１３Ｇよテフロン、ポリウレタンあ
るいはこうした特性を備えた可撓性エラストマ材料から
製作することができる。

ストリップ１３は開口２２のほぼ全瓜を覆って位置し、
開口２２の両端に比較的小さなギマ戸ツブ２４を形成す
る程度の長さから作られている。

１７７１口２２は、ストリップ１３の自由縁部２３　ｉ
ｒ３よびこれら自由縁部の間にシール状態に配置される
ウェハー（図示せず）を受４′ｌ入れられる大きさから
できている。

ストリップ１３は適当な方法により支持プレート１２に
固定することができる。例えば、各ストリップ１３には
プレート１２に挟合される自己接着面を設け（おき、ま
た自由縁部２３には接着剤が付着しないように、プレー
ト１２の開口２２を形成する壁に自由縁部が接着するの
を防ぐようにもできる。

第１図および第２図を参照する。シール組立体１０は、
ストリップ１３の縁／Ｓｌｌとは反対側にあって支持プ
レート１２を横切って空気を送風し、胡削されているウ
ェハーから屑を除去する手段を備えている。この手段は
、プレート１２の開口２２の付近に平行に位置している
チューブ２５を備えている。チューブ２５は、開口２２
を横断する向きに且つ支持プレート１２を横切って空気
を送風する複数の貫通口（図示せず）をｕ８１えている
。

チューブ２５は、一対のブラケット２６の間に装着され
ている。各ブラケット２６喰、一対のねじ２７により装
着プレート１１に固定されている。

さらに、（図面で兄て〉左側のブラケットは空気ダクト
２８を備えている。この空気ダクト２８はチューブ２５
の内部に連絡し、またブラケット２６に装着した空気流
入口２９にも連絡している。

空気流入口２９は、ダクト２８を通じて空気流をチュー
ブ２５に送り込み、支持プレート１２を横切って４通孔
（図示せず）から空気を送り出すようにしである。

第５図および第６図を参照する。シール組立体１０は、
米国特許第４．６３８．６０１号に記載された研削機械
に類似した機械３０に装着されている。図示の例では、
研削機械３０　ｉ、を研削ホイール３３用のスピンドル
ハウジング３２の設置されているハウジングまたはタブ
３１を備えている。

さらに、シール組立体１０はヨーク３４に装着されてい
る。このヨークもハウジング３１の内側にあって、研削
ホイール３３に対し所定の縦方向（前後）に設けられて
いる。ヨーク３４は、例えばロッド３５に装着されてい
る。ロッド３５はハウジングのＶＩ！３８を通り抜↓プ
、またベローズ３７により壁３６に対しシールされてい
る。ロッド３５は、キャリッジ３９に設けである適当な
ブラケット３８により取り付けられている。キャリッジ
３９は、適当な手段（図示せず）により水平な軸道４・
Ｏに往復運動可能に取り付けられている。

研削ホイール３３のスピンドルハウジング３２もＪｉｉ
ｌｌにキャリッジ３９にｉ着され、シール組立体１０と
の間に一定したｌ１１７＋向の関係が得られるようにし
ている。従って、研削ホイール３３とシール組立体１０
は、ハウジング３１の外側にあってウェハーＷを保持す
る回転可能なチャック等の手段４０Ａに対し運動して移
動することができる。

第６図を参照する。ハウジングまたはタブ３１は、側ｙ
１４１に開口を備えている。このｂ１０４１Ｕハウジン
グ３１の内部の排出を行なうための手段４２に連絡し、
ウェハーの縁の周四から屑を取り除くようにしている。

例えば、手段４２は、側１ｐ、４１の開口を覆って固定
されたマニホルド４３と、マニホルド４３から適当な負
圧供給源に連絡する＋３Ｑ引ダクト４４とを備えること
ができる。

操作に際し、ウェハーＷは回転可能なチャック４０Ａに
設置される一方、研削機械３０には、米国特許第４．６
３８．６０１号に記載されているようにして、ウェハー
Ｗの特定の縁部を研削するプログラムが組み込まれる。

続いて、キャリッジ３９を縦方向に水平に動かし、研削
ホイール３３とシール組立体１０をウェハーＷに向けて
移動させる操作が行なわれる。

シール組立体１０／／接近するにつれて、ウェハーＷは
支持プレート１２の開口２２を通り抜け（第３図参照〉
、ストリップ１３の縁ａ！！２３　＜第４図参照）を互
いに押し開くように作用する。これに対し、縁部２３は
お互いに向けてばねにより偏倚させられているため、各
縁部２３とウェハーＷの箇々の平坦面との間にはシール
接触がＩｌｌ持されている。またウェハーＷがストリッ
プ１３を通り抜けない箇所、すなわち、ストリップ１３
の間を通り抜けているウェハーの放物線形部分の端部か
ら外れた縁部２３はお互いに接触したままの状態に保た
れている。

次いで、研削ホイール３３をウェハーＷの縁部に係合さ
せ、研削操作が始められる。ウェハーＷがチャック４０
Ａ上で回転している煕、ウェハーの周縁部分は研削ホイ
ール３３に接触させられる。

研削中に生じる屑は、シールされた空間をなすハウジン
グ３１の内部に閉じ込められる。例えば、適当なシール
ドやカバー（図示せず〉をハウジング３１に固定装着し
ておけば確実なシール状態が冑られる。

また研削操作に伴い、ハウジング３１の排出を行なうた
めの手段４２を作動させ、研削により生じる屑を取り除
くことができる。尚、研削中には研削ホイールとウェハ
ーに周知の方法で適当な冷却剤をスプレーすることがで
きる。また使用された冷部剤から生じるミスト（ｍｉｓ
ｔ）も周知のようにして、排出手段４２により取り出さ
れる。使用済みの冷却剤の大部分はミタブ３１の底に設
置されたノズル〈図示せず〉を経てタブ３１から排出さ
れる。

さらに操作に伴い、シール組立体１０の中空なチューブ
２５を通じて空気が吹き込まれ、ウェハーＷの上側平坦
面から屑を吹き飛ばすことが行なわれる。

耐用ｒＸｔ間を経過すると、可撓性ストリップ１３の自
由縁部２３は、ウェハーがこれら自由縁部の間を運動す
ることで摩耗するようになる。しかしながら、支持プレ
ート１２とストリップ１３をハウジング３１から取り外
し、ストリップ１３を装着プレート１１（１１１図参照
）から外吐ば簡単に交換できる。

可撓性ストリップ１３の自由縁部２３は、お互いに向け
て偏倚されているため、これらストリップの間を通り抜
けるウェハーＷの平坦面に対しシールを効果的に維持し
ておける。また研削を終えた後にシール組立体１０がウ
ェハーＷから遠去かる向きに移動するにつれ、自由縁部
２３は復元してお互いに再び当接するようになる。スト
リップ１３１よゆがみの生じない材料から作られている
ため、自由縁部２３はａｍを受けることがなく、シール
組立体１０がウェハーＷから遠去かる向きに移動する際
にもバックリングは起きない。しかもストリップ１３は
ゆがみの生じない材料からできているため、縁部２３に
注がれる冷却剤によりこの縁部２３に歪みが生じたり、
縁部２３とウェハーＷの表面の間のシール効果が損なわ
れることがない。

このように、本発明によれば、設置されているウェハー
の周縁部をウェハーの残りの部分から簡単にシールする
ことのできるシール組立体が得られる。

また本発明により得られるシール組立体は、既存の研１
’ｌｌ１機械に簡単に組み付けることができる。

さらにまた、本発明により得られるシール組立体は、摩
耗が起きれば必要に応じて研削機械から外して簡単に交
換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に則って構成されたシール組立体を示
す正面図である。第２図は、笥１図のシール組立体の平面図である。第３図は、本発明に則った一対の可撓性ストリップを装
備する支持プレートを示す正面図である。第４図は、第３図のＩＶ　−ＩＶ線に沿った断面図であ
る。第５図は、本発明に則ったシール組立体を用いているウ
ェハー研削機械の一部側面図である。第６図は、第５図の研削機械の正面図である。１０：シール組立体、１１・・・装着プレート、１２：
支持プレート、１３：可撓性ストリップ、１４：中央凹
所、１５；脚部、１９ニスロツト、２２：１１１長い開
口、２３ニストリツプの自由縁部、２５：ブユーブ、２
６：ブラケット、２８：ダクト、２９：空気流入口、３
０：研削機械、３１：ハウジングまたはタブ、３２ニス
ピンドルハウジング、３３　：　ＩＩ＋削ホイール、３
４：ヨーク、３５：ロッド、３７：ベローズ、３８ニブ
ラケツト、３９　：　：’Ｆ　ｔ　１．Ｊ　ツシ、４０
：軌道、４０Ａ：チトツク、４１：側壁、４２：排出手
段、４３：マニホルド、４４：吸引ダクト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウェハーの周縁部が通り抜ける細長い開口（２２
）を持つ支持プレート（１２）と、前記開口に重なり合
つた関係に設けてあり、ウェハーのそれぞれの平坦面に
シール係合することのできる、前記支持プレート（１２
）に固定された一対の可撓性ストリップ（１３）とを有
し、前記各ストリップ（１３）は、他方のストリップの
自由縁部（２３）に当接した関係に配置される自由縁部
（２３）を備え、これらストリップの間に前記開口に整
合してり字型のギャップを形成していることを特徴とす
るウェハー研削機械用のシール組立体。
（２）請求項１に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、前記ストリップの前記縁部（２３）
は、前記開口（２２）を通じて突き出していることを特
徴とするウェハー研削機械用のシール組立体。
（３）請求項１に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、各ストリップはポリテトラフルオロ
エチレンから作られていることを特徴とするウェハー研
削機械用のシール組立体。
（４）請求項１に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、さらに、前記ストリップの縁部とは
反対側にあつて前記支持プレートを横切つて空気を送風
し、ウェハーから屑を取り除くことのできる手段（２５
）を備えていることを特徴とするウェハー研削機械用の
シール組立体。
（５）請求項４に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、前記手段は、前記支持プレートの前
記開口に平行で且つこの開口に隣接して位置しているチ
ューブ（２５）を備え、このチューブ（２５）は前記開
口を横断する向きに且つ前記支持プレートを横切つて空
気を送風するための複数の貫通穴を備えていることを特
徴とするウェハー研削機械用のシール組立体。
（６）請求項５に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、さらに、前記支持プレート（１２）
が取り外し可能に装着されていて、しかも一対のブラケ
ット（２６）の固定されている装着プレート（１１）を
備えており、前記チューブ（２５）がこれらブラケット
（２６）の間に装着されていることを特徴とするウェハ
ー研削機械用のシール組立体。
（７）請求項６に記載されたウェハー研削機械用のシー
ル組立体において、さらに、前記ブラケット（２６）の
一方にあって前記チューブ（２５）に連絡している空気
ダクト（２８）と、この空気ダクト（２８）に連絡して
いて、空気ダクト（２８）を通じて空気の流れを前記チ
ューブ（２５）内に送り込むことのできる、前記一方の
ブラケット（２６）に装着された空気流入口（２９）と
を備えていることを特徴とするウェハー研削機械用のシ
ール組立体。
（８）ウェハーを受取り且つこれを保持するための回転
可能なチャック（４０Ａ）と、このチャック（４０Ａ）
上のウェハーの縁部を研削するための研削ホィール（３
３）とを有するウェハー研削機械において、前記チャッ
ク（４０Ａ）と前記研削ホィール（３３）との間にあっ
て、チャック上のウエハーの平坦面をシールすることの
できるシール組立体（１０）を備え、ウェハーの縁部の
研削に際し、ウェハーの縁部を研削して生じる屑から平
坦面をシールするようにしてあることを特徴とするウェ
ハー研削機械。
（９）請求項８に記載されたウェハー研削機械において
、前記シール組立体（１０）は、前記チャックと前記研
削ホィールとの間に直交して位置している支持プレート
（１２）を備え、この支持プレート（１２）はウェハー
の縁部が通り抜ける開口（２２）を備えており、また前
記シール組立体は、前記開口を覆う支持プレート（１２
）に取り付けられていて、この開口を通り抜けるウェハ
ーの箇々の平坦面にシール係合することのできる一対の
可撓性ストリップ（１３）を備えていることを特徴とす
るウェハー研削機械。
（１０）請求項９に記載されたウェハー研削機械におい
て、さらに、前記研削ホィールとは反対側にあつて前記
プレートを横切って空気を送風し、ウェハーから屑を取
り除く多孔チューブ（２５）を備えていることを特徴と
するウェハー研削機械。