JPH06124930A - 半導体ウエハの研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】半導体ウエハ等の高度平坦面の要求に応え、生
産性の向上に寄与できる研磨装置を提供する。 【構成】半導体ウエハＷ等の高精度平坦面を要求される
研磨装置に関するものであり、回転軸１の上端へ固着し
た定盤２と、バキューム吸着機構を備えたチャック３
と、チャックを回転自在に且つ昇降自在に保持するアー
ム４と、アーム４を旋回可能に担持して立設する基軸５
と、半転軸６を備えたターンテーブル７と、半転軸１６
を介して両側へ配設した位置合わせ装置８と加工後載置
台９と、チャック洗浄装置１０とから成り、基軸５の回
動によって旋回するチャックの中心線３ａの旋回軌道の
直下に位置合わせ装置８又は加工後載置台９の何れかの
一方の中心線９ａ及びチャック洗浄装置１０の中心線１
０ａが配設されているものであり、更に、基軸の回動に
よって着脱、及び、チャックの洗浄が可能であり、装置
が単純化され部品点数が削減されることによって装置そ
のものの加工精度が向上し、高精度の加工精度を安定し
て維持できる画期的なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、半導体ウエ
ハ等の高精度平坦面を要求されるワークのラップ盤又は
ポリッシング盤等の研磨装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】本発明に係るこの種の半導体ウエハは、
コンピュータ等の電子関連機器、所謂ＯＡ機器等の集積
回路に使用されており、その開発は日々進歩しており機
器そのものの小型化に伴う極薄化と、歩留まりの観点か
らのより超高精度の加工精度と、作業性の観点からより
一層の拡径化が要求されてきている。

【０００３】

【従来技術とその問題点】一般にシリコン等の半導体ウ
エハは、先ず、シリコン結晶体を一定の厚さにスライシ
ングし、そのスライシングした半導体ウエハを更に所望
の厚さにするために研削加工を行っている。

【０００４】通常、研削加工はカップホイールダイヤモ
ンド砥石によって粗研削、仕上研削等に分けて行われて
いるが、昨今要求される半導体ウエハは高精度の平坦精
度と鏡面加工であり、従来のようなカップホイールダイ
ヤモンド砥石で研削するだけでは、半導体ウエハに研削
によるダメージが残り求められる平坦精度に仕上げるの
は不可能と成ってきている。

【０００５】又、従来の研磨装置は、生産性の観点から
比較的大径とした下方定盤と略同径の上部定盤との間に
キャリァ等を介して複数枚のワークを挟圧させて同時に
研磨しているが、極薄化、拡径化する半導体ウエハでは
加工前後の定盤への着脱の際、或いは、加工中に破壊し
てしまうことが屡々あり、又、加工後の平坦精度にバラ
ツキが有り均一化が計れない等に苦慮している実情であ
る。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みて成された
もので、鋭意研鑚の結果、これらの問題点を一挙に解決
すると共に、広径化、極薄化する半導体ウエハの精度向
上の要望に対応できる半導体ウエハの研磨装置に創達
し、これを提供する目的である。

【０００７】

【発明の構成】本発明の構成は、回転軸の上端へ固着し
た定盤と、バキューム吸着機構を備えたチャックと、チ
ャックを保持するアームと、アームを旋回可能に担持す
る基軸と、半転軸を備えたターンテーブルと、ターンテ
ーブルへ配設した位置合わせ装置と加工後載置台と、チ
ャック洗浄装置とから成り、基軸の回動によって旋回す
るチャックの中心線の旋回軌道の直下に位置合わせ装置
又は加工後載置台との何れかの一方の中心線及びチャッ
ク洗浄装置の中心線が配設された構成である。

【０００８】

【発明の作用】本発明の作用は、基軸を回動させてチャ
ックの中心線の旋回軌道の直下へ位置合わせ装置又は加
工後載置台との何れか一方の中心線、及び、チャック洗
浄装置の中心線を配設させて、基軸の回動によって、半
導体ウエハのチャックへの着脱、及び、チャックの洗浄
をするものである。

【０００９】

【発明の実施例】斯る目的を達成した本発明の研磨装置
を以下実施例の図面によって説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例の説明のための概
要平面図であり、図２はその概要側面図である。

【００１１】本発明は、主として、半導体ウエハＷ等の
高精度平坦面を要求されるワークのラップ盤又はポリッ
シング盤等の研磨装置に関するものであり、立設した回
転軸１の上端へ上面を水平保持させて固着した定盤２
と、該定盤２の上面と略平行状態で担持されたバキュー
ム吸着機構を備えたチャック３と、該チャック３を回転
自在に且つ昇降自在に保持するアーム４と、該アーム４
を水平方向に旋回可能に担持し且つ前記回転軸１と平行
して立設する基軸５と、前記定盤２の近傍に並設され半
回転する半転軸６を備えたターンテーブル７と、該ター
ンテーブル７の半転軸６を介して両側へ配設した位置合
わせ装置８と加工後載置台９と、該ターンテーブル７の
近傍に並設されたチャック洗浄装置１０とから成り、前
記基軸５の回動によって旋回する前記チャック３の中心
線３ａの旋回軌道の直下にターンテーブル７の位置合わ
せ装置８又は加工後載置台９の何れかの一方の中心線８
ａ．９ａ及びチャック洗浄装置１０の中心線１０ａが配
設されているものである。

【００１２】即ち、本発明は、昨今要求されるシリコン
等の半導体ウエハＷの極薄化、拡径化、高精度の平坦加
工に充分に対応できるラップ盤又はポリッシング盤等の
研磨装置に関するものである。

【００１３】本発明の立設した回転軸１はモーター等の
駆動源を得て機械的な接続によって適宜回転しているも
のであり、定盤２は前記回転軸１の上端へ上面を水平保
持させて固着されているものであり、通常のラップ盤等
に用いられている定盤２である。

【００１４】前記チャック３は下面を前記定盤２の上面
と略平行状態でアーム４に担持され、該チャック３の下
面のワーク吸着面へはポーラスセラミック等の通気部材
又は該ワーク吸着面を貫通する小孔を多数穿設して真空
ポンプ等の連繋されバキューム吸着機構を備えたもので
あり、該チャック３はアーム４とチャック保持軸３ｂを
介して組設され前記定盤２の上面とは略平行状態に且つ
回転、昇降自在に保持されているものである。

【００１５】前記アーム４は基端側を基軸５へ担持さ
せ、該基軸５の回動によって水平方向に旋回可能なもの
であり、先端側へは前記チャック３をチャック保持軸３
ｂを介して回転自在且つ昇降自在に保持させるものであ
り、加えて、チャック３へ揺動作用を付与するカム等に
よる揺動機構も備えているものであり、前記定盤２の回
転軸１と基軸５とは平行に立設させるものである。

【００１６】そして、ターンテーブル７は前記定盤２の
近傍に並設するものであり、前記ターンテーブル７の中
心へは半回転する半転軸６を備え、該半転軸６の両側へ
は位置合わせ装置８と加工後載置台９とを配設したもの
であり、つまり、半転軸６は水平方向に１８０度宛半回
転、停止を繰り返すことによって、位置合わせ装置８と
加工後載置台９とを配設したターンテーブル７も半転
し、チャック３の中心線３ａの旋回軌道の直下へは位置
合わせ装置８の中心線８ａ又は加工後載置台９の中心線
９ａの何れか一方が半回転停止時に位置するものあり、
ターンテーブル７を半回転させることによってその位置
を入れ替えるものである。

【００１７】更に、ターンテーブル７の近傍には前記チ
ャック３のワーク吸着面を洗浄するための高速回転する
ブラシ、洗浄液噴射ノズル等を備えたチャック洗浄装置
１０を並設しているものである。

【００１８】本発明は、定盤２の回転軸１、基軸５、タ
ーンテーブル７の半転軸６、及び、チャック３の中心線
３ａ、位置合わせ装置８の中心線８ａ、加工後載置台９
の中心線９ａ、チャック洗浄装置１０の中心線１０ａは
夫々上下方向に平行にして配設されたものであって、加
えて、基軸５の中心線５ａからチャック３の中心線３ａ
までの距離と、基軸５の中心線５ａから位置合わせ装置
８の中心線８ａ又は加工後載置台９の中心線９ａまでの
距離と、基軸５の中心線５ａからチャック洗浄装置１０
の中心線１０ａまでの距離とが円弧上に等距離に配設さ
れているものである。

【００１９】本発明の半導体ウエハＷは、先ず、単品毎
に桟体で仕切られて集積格納されているカセットＣから
伸縮可能なアーム部を有し先端に吸着パットを備えた移
送アーム１１等で前記ターンテーブル７の位置合わせ装
置８の上に載置し位置合わせをした後に、基軸５を回動
させてチャック３を位置合わせ装置８の上方へ旋回さ
せ、チャック３を降下させてバキューム吸着機構を作動
させてチャック３のワーク吸着面へ半導体ウエハＷを確
りと吸着させ、その状態でチャック３を上昇させ、基軸
５を逆方向に回動させて定盤２の上方まで旋回させ、チ
ャック３を降下させて定盤２の上面へ半導体ウエハＷを
押圧させて加工を施すものであり、半導体ウエハＷは平
坦状のワーク吸着面の全体で密着吸着されるもので、チ
ャック３と一体化して、加工中の半導体ウエハＷの破壊
又は欠落は皆無と成るものであると共に、チャック３の
定盤２に対する押圧力を増して時間当たりの研磨量を大
幅に増大することを可能とするものである。

【００２０】研磨研削加工が終了すると半導体ウエハＷ
をチャック３と共に上昇させ、基軸５を回動させてター
ンテーブル７の上方に旋回させるものであるが、半導体
ウエハＷの加工中にターンテーブル７の半転軸６を半回
転させて位置合わせ装置８と加工後載置台９の位置を入
れ替えるものであり、チャック３を降下させて加工後載
置台９の上面でバキューム吸着を開放し半導体ウエハＷ
を載置するものである。

【００２１】次いで、チャック３を上昇させ、基軸５を
回動させチャック３をチャック洗浄装置１０まで旋回さ
せるものであり、そして、チャック３を降下させてワー
ク吸着面を洗浄するものであり、洗浄後は再びチャック
３を上昇させてターンテーブル７の上方まで旋回させる
ものであり、一方、研磨加工後の半導体ウエハＷは前記
加工後載置台９の上面から吸着パットを備えた移送アー
ム４で格納用カセットＣへ単品毎に集積格納されるもの
であるが、前記加工後載置台９へ洗浄及び乾燥機等を設
けても構わないものである。

【００２２】そして、ターンテーブル７の半転軸６を半
回転させて加工後載置台９と位置合わせ装置８の位置を
入れ替えるものであり、前述を繰返し且つ自動的に作動
させるものであり、又、本発明は研磨装置としているが
研削装置にも応用できるものであり、ワークも半導体ウ
エハＷに限定するものではないものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明の前述ように、半導体ウエハ等の
ワークはバキューム吸着機構を備えたチャックへ確りと
バキューム吸着されて研磨されるため極薄化、拡径化さ
れたものでも破壊したり、欠けたりする虞れは無く、更
に、基軸の回動によってチャックが旋回して半導体ウエ
ハの着脱、及び、チャックの洗浄が可能であり、装置が
単純化され部品点数が削減されることによって装置その
ものの加工精度が向上し、ワンチャックでの研磨加工で
あるので加工後の半導体ウエハの平坦精度にむらがな
く、高精度の加工精度を安定して維持できる画期的なも
のである。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の説明のための概要平
面図である。

【図２】図２はその概要側面図である。

【００２５】

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハＷ Ｃ カセット １ 回転軸 ２ 定盤 ３ チャック ３ａ チャックの中心線 ３ｂ チャック保持軸 ４ アーム ５ 基軸 ５ａ 基軸の中心線 ６ 半転軸 ７ ターンテーブル ８ 位置合わせ装置 ８ａ 位置合わせ装置の中心線 ９ 加工後載置台 ９ａ 加工後載置台の中心線 １０ チャック洗浄装置 １０ａ チャック洗浄装置の中心線 １１ 移送アーム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体ウエハを研磨加工する装置であっ
   て、 立設した回転軸の上端へ上面を水平保持させて固着した
   定盤と、該定盤の上面と略平行状態で担持されたバキュ
   ーム吸着機構を備えたチャックと、該チャックを回転自
   在に且つ昇降自在に保持するアームと、該アームを水平
   方向に旋回可能に担持し且つ前記回転軸と平行して立設
   する基軸と、前記定盤の近傍に並設され半回転する半転
   軸を備えたターンテーブルと、該ターンテーブルの半転
   軸を介して両側へ配設した位置合わせ装置と加工後載置
   台と、該ターンテーブルの近傍に並設されたチャック洗
   浄装置とから成り、前記基軸の回動によって旋回する前
   記チャックの中心線の旋回軌道の直下にターンテーブル
   の位置合わせ装置又は加工後載置台の何れかの一方の中
   心線及びチャック洗浄装置の中心線が配設されているこ
   とを特徴とする半導体ウエハの研磨装置。