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【発明の名称】 ウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法
【発明者】 【氏名】中村 要一

【氏名】山田 和義

【氏名】大久保 雅之

【要約】 【課題】

【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、
面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、
前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、
面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備え、
前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットが、前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハのみを面取り加工することを特徴とするウェーハ面取り装置。
【請求項2】
前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴とする請求項1に記載のウェーハ面取り装置。
【請求項3】
チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、
面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、
前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、
面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備えとを備えた面取り装置において、
前記ウェーハを前記加工ユニットで面取り加工するとともに、平行して前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットで前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハを異なる形状に面取り加工することを特徴とするウェーハ面取り方法。
【請求項4】
前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴とする請求項3に記載のウェーハ面取り方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工が施される。面取り加工に使用される面取り装置は、ウェーハ外周部を研削する外周部用砥石や、方位の基準位置となるV字状のノッチ部を研削するノッチ部用砥石等の各種砥石が複数取り付けられ、これらの砥石をスピンドルにより高速に回転させて加工を行なう。加工の際には、ウェーハを回転するチャックテーブル上に吸着載置し、Xガイド、Yガイド、及びZガイドの各ガイド軸によりウェーハと砥石とを相対的に移動させ、砥石に形成された面取り用の溝へウェーハ外周部を当てることにより面取り加工を行う。
【0003】
この種のウェーハ面取り装置の一つに加工ユニットを複数台備えたウェーハ面取り装置がある(例えば、特許文献1参照。)。このウェーハ面取り装置は、複数台ある加工ユニットが各々独立してウェーハの面取り加工を行うことができるため、1台の装置で多数枚のウェーハを処理することができるという利点がある。
【特許文献1】特開平8−150551号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、引用文献1に記載されたような加工ユニットを複数台備えたウェーハ面取り装置では、大量少品種の生産には向いているが、幾つかの品種において少量のみの生産を行う必要が発生した場合、品種ごとに加工ユニットの砥石を変更し、砥石の調整をする必要があるため、全ての加工ユニットを変更する時間よりも加工時間のほうが短くなり大変効率が悪くなる。そのため、従来は一つの加工ユニットのみ砥石の変更、調整を行ない、他の加工ユニットを停止させるようにして加工を行っていたが、装置の稼働効率が著しく低下する問題があった。
【0005】
本発明は、このような問題に対して成されたものであり、少量多品種生産であっても効率的な加工が行えるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は前記目的を達成するために、チャックテーブルに保持されたウェーハの周縁を外周スピンドルに装着された外周研削砥石で研削して面取り加工する複数の加工ユニットと、面取り加工するウェーハを搬送する搬送手段と、前記加工ユニットで面取り加工されたウェーハを洗浄する洗浄部と、面取り加工形状の異なるウェーハを供給する専用供給キャリアとを備え、前記加工ユニットのうち一部の加工ユニットが、前記専用供給キャリアより供給される面取り加工形状の異なるウェーハのみを面取り加工することを特徴としている。
【0007】
また、本発明における前記面取り加工形状の異なるウェーハは、面取り形状、ウェーハ外径のサイズ、ウェーハ厚さ、及びウェーハ材質の異なるウェーハであることを特徴としている。
【0008】
本発明によれば、通常の自動運転により大量加工品種の加工を続けている複数の加工ユニットを備えたウェーハ面取り装置には、大量加工品種とは面取り形状の違う少量加工品種用の専用供給キャリアが備えられている。専用供給キャリアにセットされた少量加工品種を加工する場合は、まずウェーハ面取り装置に指令を出し、複数の加工ユニットの一部の加工ユニットを一旦停止させる。停止した加工ユニットは、砥石の変更、調整等が行なわれ、専用供給キャリアにセットされた少量加工品種に対応させる。この間、停止されていない残りの加工ユニットでは引き続き大量加工品種の加工を続けている。
【0009】
調整が終了した加工ユニットでは、大量加工品種を加工している加工ユニットと平行して少量加工品種の加工を行う。加工された少量加工品種は加工後に専用供給キャリアに戻される。
【0010】
専用供給キャリアにセットされた全てのウェーハの加工が終了した時点で、少量加工品種用に調整された加工ユニットのみが停止する。停止した加工ユニットは、再度大量加工品種用に砥石の変更、調整等が行なわれ、残りの大量加工品種の加工を他の加工ユニットと同様に行う。
【0011】
これにより、少量加工品種の加工をする場合も、全ての加工ユニットを停止することなく平行して大量加工品種の加工を続けることが可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【0012】
以上説明したように、本発明のウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法によれば、大量加工品種の面取り加工を妨げることなく少量加工品種の面取り加工が可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【0014】
まず初めに、本発明に係わるウェーハ面取り装置の構成について説明する。図1は、面取り装置の全体構成を示す平面図である。図2は面取り装置の加工部の断面図である。
【0015】
図1に示すように、面取り装置10は、面取り加工される大量加工品種のウェーハWの供給を行う供給部14と、加工前のウェーハWの厚さ測定及びプリアライメントを行う前処理部16A、16Bと、ウェーハWの面取り加工を行う加工部18A、18Bとが備えられている。また、面取り装置10には、不図示の操作パネル、制御装置等も備えられている。
【0016】
供給部14は、供給カセット30を所定位置に位置決めする供給カセット位置決め装置32と、その供給カセット位置決め装置32によって所定のウェーハ供給位置に位置決めされた供給カセット30からウェーハWを取り出して前処理部16Aに供給する供給搬送ロボット34から構成されている。
【0017】
供給カセット位置決め装置32は、複数の(本実施の形態では4台とする。)の供給カセットテーブル33を有しており、供給カセット30は、供給カセットテーブル33上にセットされて所定位置に位置決めされる。
【0018】
供給搬送ロボット34は、先端部に一対の吸着パッドを備えた供給搬送アーム36を有している。供給搬送アーム36はターンテーブル38上に敷設されたガイド40に沿って前後移動するとともに、ターンテーブル38が回転することにより旋回する。供給搬送アーム36は、ターンテーブル38がY方向へスライド移動することにより供給カセットテーブル33に沿ってスライド移動し、ターンテーブル38が上下動することにより上下動する。
【0019】
続いて、前処理部16Aは、ウェーハWの厚さ測定とプリアライメントを行う前処理装置44と、供給部14から供給されたウェーハWを前処理装置44に搬送する前処理搬送ロボット42と、テストウェーハWTの供給と回収を行うテストウェーハ供給回収部26とから構成されている。
【0020】
前処理搬送ロボット42は、先端部に一対の吸着パッドを備えた前処理搬送アーム46を有している。前処理搬送アーム46はターンテーブル48上に敷設されたガイド50に沿って前後移動するとともに、ターンテーブル48が回転することにより旋回する。また、ターンテーブル48が上下動することにより上下動する。
【0021】
前処理装置44は、ウェーハWの中心部を吸着保持して回転及び上下動する測定テーブル54、厚さセンサ52、及びオリフラ・ノッチ検出センサ56から構成されている。
【0022】
厚さセンサ52は、上下一対からなる静電容量センサで構成されている。一対の静電容量センサは、所定の間隔をもって互いに対向するように配置されており、その間に位置したウェーハWの表面、裏面までの距離を測定する。この静電容量センサの測定結果は、図示しない演算装置に出力され、この演算措置が演算処理によってウェーハWの厚さを測定する。
【0023】
オリフラ・ノッチ検出センサ56は、赤外線センサで構成されており、測定テーブル54に保持されて回転するウェーハWのノッチ又はオリフラの位置を検出する。
【0024】
テストウェーハ供給回収部26は、カセットテーブル180を備えており、カセットテーブル182上に面取り装置10のテスト加工に使用されるテストテストウェーハWTが多数枚収納されたテストウェーハカセット182がセットされる。
【0025】
続いて、加工部18Aは、面取り装置10の正面部に並列して配置された加工ユニット60A、60Bを備えている。更に加工部18Aには、加工ユニット60A、60Bの奥側に搬送手段としてのトランスファーユニット62A、及びセンタリングユニット64Aが備えられ、加工ユニット60Bの側面に洗浄部20Aが配置されている。
【0026】
加工ユニット60A、60Bは、それぞれウェーハ送り装置66A、66Bと、外周研削装置68A、68Bと、ノッチ研削装置70A、70Bとから構成されている。
【0027】
ウェーハ送り装置66A、66Bは、ウェーハWを吸着保持するチャックテーブル72A、72Bを有しており、該チャックテーブル72A、72Bは、図示しない駆動手段に駆動されてY、X方向、及び上下方向(Z軸方向)の各方向に移動するとともに、図示しないモータに駆動されて中心軸(θ軸)回りに回転する。
【0028】
外周研削装置68A、68Bは、それぞれ図2に示す、モータ74A、74Bにより駆動されて回転する不図示のスピンドル76A,76Bを有しており、スピンドル76A,76BにはウェーハWの外周を面取り加工する研削砥石が装着される。
【0029】
ノッチ研削装置70A、70Bは、それぞれ不図示のモータにより駆動されて回転する不図示のノッチスピンドルを有しており、ノッチスピンドルにウェーハWのノッチを面取り加工するノッチ研削砥石が装着される。
【0030】
加工ユニット60A、60Bは、ウェーハ送り装置66A、66Bによりチャックテーブル72A、72Bに吸着載置されて回転するウェーハWを、高速に回転する研削砥石と相対的に移動させることによりウェーハWの外周を面取り加工する。
【0031】
トランスファーユニット62Aは、前処理部16AでプリアライメントされたウェーハWを各加工ユニット60A、60Bに搬送するとともに、各加工ユニット60A、60Bで面取り加工されたウェーハWを洗浄部20Aに搬送し、更に前処理部16BへのウェーハWの搬送を行う。
【0032】
トランスファーユニット62Aは、図2に示すように、水平ガイド114と、その水平ガイド114に沿ってスライド移動するスライドブロック116と、そのスライドブロック116上に設けられた第1トランスファーアーム118と、同じくスライドブロック116上に設けられた第2トランスファーアーム120とから構成されている。
【0033】
水平ガイド114は、加工ユニット60A、60Bに沿って配設されており、この水平ガイド114に沿ってスライドブロック116が図示しない駆動手段に駆動されてスライド移動する。第1トランスファーアーム118の先端には吸着パッド122が設けられ、第2トランスファーアーム120の先端には吸着パッド132が設けられている。第1トランスファーアーム118及び第2トランスファーアーム120は、不図示のアーム旋回モータ、及びZ方向移動軸により旋回、Z方向に上下移動する。
【0034】
これにより、トランスファーユニット62Aでは、第1トランスファーアーム118及び第2トランスファーアーム120によりウェーハWを吸着して前処理部16A、加工ユニット60A、60B、洗浄部20A及び前処理部16Bへ搬送する。
【0035】
センタリングユニット64Aは、ウェーハWを所定位置に位置決めして加工ユニット60A、60Bのチャックテーブル72A、72Bに載置する。
【0036】
センタリングユニット64Aは、図2に示すように、水平ガイド138に沿ってX方向にスライド移動するスライドブロック140と、そのスライドブロック140上に配設された垂直ガイド142に沿ってZ軸方向に昇降移動する昇降ブロック144と、その昇降ブロック144に着脱自在に取り付けられたセンタリング装置146とから構成されている。
【0037】
洗浄部20Aは、図1に示すように、スピン洗浄装置156が設置され、面取り加工後のウェーハWの洗浄を行う。スピン洗浄装置156は、洗浄テーブル158で保持したウェーハWを回転させてウェーハWの表面に洗浄液を噴射することにより、ウェーハWの表面に付着した汚れを剥離除去する。
【0038】
続いて、前処理部16Bは、前処理部16Aと同様に前処理装置44が備えられており、更に前処理搬送ロボット42と同等の構成を持つ前処理搬送ロボット43、及び少量加工品種のウェーハWLの供給を行う専用供給キャリア24から構成されている。
【0039】
専用供給キャリア24は、カセットテーブル12を備えており、カセットテーブル12上に少量のみ加工が行われる品種のウェーハWLが収納された専用供給キャリアカセット11がセットされる。
【0040】
続いて、加工部18Bは、加工部18Aと同様に、面取り装置10の正面部に並列して配置された加工ユニット60C、60Dが備えられ、加工ユニット60C、60Dの奥側にトランスファーユニット62B、及びセンタリングユニット64B、加工ユニット60Dの側面に洗浄部20B、及び後処理部22Bが並んで配置されている。
【0041】
加工ユニット60C、60Dは、加工ユニット60A、60Bと同等の構成を備え、それぞれチャックテーブル72C、72Dを有したウェーハ送り装置66C、66Dと、外周研削装置68C、68Dと、ノッチ研削装置70C、70Dとを備えている。
【0042】
トランスファーユニット62Bは、トランスファーユニット62Aと同等の構成を備え、前処理部16BでプリアライメントされたウェーハWを各加工ユニット60C、60Dに搬送するとともに、各加工ユニット60C、60Dで面取り加工されたウェーハWを洗浄部20Aに搬送する。
【0043】
センタリングユニット64Bは、センタリングユニット64Aと同等の構成を備え、ウェーハW、またはウェーハWLを所定位置に位置決めして加工ユニット60C、60Dのチャックテーブル72A、72Bに載置する。
【0044】
洗浄部20Bは、洗浄部20Aと同等の構成を備えている。
【0045】
面取り装置10は以上のような構成を成し、ウェーハW、またはウェーハWLの面取り加工を行う。
【0046】
次に、面取り装置10によるウェーハ面取り方法について説明する。図3は本発明に係わるウェーハ面取り方法のフロー図である。
【0047】
面取り装置10では通常時、供給部14より供給された大量加工品種であるウェーハWを、前処理部16Aまたは前処理部16Bにて厚さ測定、プリアライメント等を行い、加工ユニット60A、60B、60C、60Dの各ユニットに供給して面取り加工を行う。
【0048】
面取り加工では、加工ユニット60A、60B、60C、60Dの各ユニットの外周研削装置68A、68B、68C、68Dに備えられているウェーハWの面取り形状に合わせられた研削砥石にて面取り加工が行われる。
【0049】
面取り加工後のウェーハWは、洗浄部20A、または洗浄部20Bへ搬送された後、スピン洗浄され、再び供給部14に載置された供給カセット30へ戻される(ステップS1)。
【0050】
ウェーハWとは面取り形状が異なる少量加工品種のウェーハWLの加工の必要が発生した場合は、ウェーハWLが収納された専用供給キャリアカセット11を専用供給キャリア24へ載置し、面取り装置10の制御装置に対してウェーハWLの加工準備を実施する割り込み指令を送る(ステップS2)。
【0051】
割り込み指令を受けた面取り装置10は、加工ユニット60A、60B、60C、60DのいずれかへのウェーハW供給を停止する(ステップS3)。本実施の形態では加工ユニット60DへのウェーハWの供給を停止させるものとする。
【0052】
ウェーハWの供給が停止された加工ユニット60Dは、加工中のウェーハWの加工が終了した時点で研削砥石の回転等の動作を全て停止させる(ステップS4)。
【0053】
全ての動作が停止した加工ユニット60Dは、カバーが外され、研削砥石の交換、調整作業が開始される(ステップS5)。
【0054】
研削砥石の交換、調整作業では、研削砥石をスピンドル76Dの軸より外し、研削砥石を取り付けるフランジ、及びフランジナットの清掃、防錆油塗布等の処理を行った後、ウェーハWLの加工形状に適した新たな研削砥石をスピンドル76Dへ取り付ける。このとき、新たに取り付けた研削砥石には、振れ精度測定、振動測定などの各種測定を行い、取り付け時の精度確認が行なわれる。
【0055】
新たな研削砥石がとりつけられた加工ユニット60Dは、カバーが閉じられ、ウェーハWLを加工する前準備が行われる(ステップS6)。
【0056】
前準備では、ウェーハWLの加工に関するデータが面取り装置10の制御装置へ入力される。更に、マニュアル動作によりチャックテーブル72Dと研削砥石の面取り加工を行う溝の位置が確認され、専用供給キャリアカセット11に予め収納されていたウェーハWL用のテストウェーハが加工ユニット60Dでテスト加工される。テスト加工の結果を元に、研削砥石の位置やサイズ、またはウェーハWLの加工に関するデータが調整、補正される。
【0057】
加工ユニット60Dに対して全ての変更、調整が終了した時点で、専用供給キャリア24より加工ユニット60DへウェーハWLを供給し、ウェーハWLの加工を開始する(ステップS7)。
【0058】
加工されたウェーハWLは、前処理部16Bでプリアライメント等が行われ、加工ユニット60Dで面取り加工された後、洗浄部20Bにて洗浄されて再び専用供給キャリアカセット11に収納される。
【0059】
全てのウェーハWLの加工が終了した時点で、加工ユニット60Dの動作が再度全て停止する。加工ユニット60Dの動作が再度停止した後は、ステップS5、ステップS6と同様の作業により、加工ユニット60DをウェーハW加工用の状態に戻される(ステップS8)。
【0060】
このとき、加工ユニット60DへのウェーハWの供給を中止させたステップS3以降、加工ユニット60A、60B、60Cの各加工ユニットでは、ステップS4からステップS8までの工程と平行してウェーハWの加工が行われる(ステップS9)。
【0061】
ステップS8によりウェーハW加工用の状態に戻された加工ユニット60Dは、加工ユニット60A、60B、60Cとともに残りのウェーハWの加工を継続する。
【0062】
以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法によれば、大量加工品種のウェーハを加工している際に、少量加工品種のウェーハを加工する必要が発生した場合にも、必要な数の加工ユニットのみを停止させて調整の後、専用の供給キャリアより少量加工品種のウェーハを供給できるので、大量加工品種の面取り加工を妨げることなく少量加工品種の面取り加工が可能となり、装置の稼動効率を下げない効率的なウェーハ面取り加工を可能とする。
【0063】
なお、本実施の形態では、少量加工品種であるウェーハWLの加工を行う加工ユニットは、加工ユニット60Dの1台のみであったが、本発明はそれに限らず複数台の加工ユニットを少量加工品種用に変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明に係わる面取り装置の全体構成を示す平面図。
【図2】面取り装置の加工部の断面図。
【図3】本発明に係わるウェーハ面取り方法のフロー図。
【符号の説明】
【0065】
10…面取り装置,11…専用供給キャリアカセット,12…カセットテーブル、20A、20B…洗浄部,24…専用供給キャリア,30…供給カセット,34…供給搬送ロボット,42…前処理搬送ロボット,44…前処理装置,60A、60B、60C、60D…加工ユニット,62A、62B…トランスファーユニット,64A、64B…センタリングユニット, 118…第1トランスファーアーム,120…第2トランスファーアーム,W、WL…ウェーハ
【出願人】 【識別番号】000151494
【氏名又は名称】株式会社東京精密
【出願日】 平成18年7月5日(2006.7.5)
【代理人】 【識別番号】100083116
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三


【公開番号】 特開2008−12622(P2008−12622A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−185743(P2006−185743)