晶圆吸附卡盘机构的清洗装置

技术领域

本发明涉及晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，本发明特别是涉及利用粘接膜对与环支架一体化的晶圆进行吸附保持的晶圆吸附卡盘机构的清洗装置。

背景技术

在半导体制造领域中，晶圆有逐年大型化的倾向。另外，为了提高安装密度，正在推进晶圆的薄膜化。为了使晶圆薄膜化，进行对半导体晶圆(以下称为“晶圆”)的背面进行磨削而使其薄壁化的所谓的背面磨削(back grinding)(例如参照专利文献1)。

目前，作为对晶圆进行薄壁化的磨削装置，具有如下结构：利用卡盘工作台以能够释放的方式对通过粘接膜与环支架一体化的晶圆进行吸附保持，并且使环支架位于包围吸附卡盘部而配置的环状的支架吸附保持部，以能够释放的方式进行吸附保持。在该磨削装置中，切削污泥附着于对晶圆进行吸附保持的卡盘工作台的卡盘面、对环支架进行吸附保持的支架吸附保持部上。因此，在这种磨削装置中，需要除去磨削污泥的机构。

过去的卡盘工作台分为对晶圆进行吸附保持的卡盘面和对环支架进行吸附保持的支架吸附保持部。并且，在对晶圆进行吸附保持的卡盘面的清洗处理中，使旋转的修整磨石与旋转的卡盘工作台接触来进行清洗。另一方面，若支架吸附保持部也不去除污泥，则环支架的吸附产生障碍。因此，在支架吸附保持部的清洗处理中，操作者在晶圆磨削之后，一边使支架吸附保持部与卡盘工作台一起旋转，一边利用水枪向支架吸附保持部供给纯水，使其与BEMCOT擦拭布(ベンコットン)等接触而去除污泥。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2010-137349号公报

发明内容

发明要解决的课题

在晶圆吸附卡盘机构的清洗装置中，在对晶圆进行吸附保持的卡盘面的清洗处理中，将旋转的修整磨石按压于旋转的卡盘工作台上进行清洗，在支架吸附保持部的清洗处理中，操作者在晶圆磨削后，一边使支架吸附保持部和卡盘工作台旋转，一边利用水枪向支架吸附保持部供给纯水，使其与BEMCOT擦拭布等接触来去除污泥。因此，支架吸附保持部的清洗处理由操作者手动地进行，于是存在作业性差的问题。

因此，为了提供一种能够自动且简单地进行吸附保持晶圆的卡盘面的清洗处理和支架吸附保持部的清洗处理的晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，产生了应解决的技术课题，本发明的目的在于解决该课题。

用于解决课题的技术方案

本发明是为了实现上述目的而提出的，权利要求1所记载的发明提供一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，其涉及旋转的晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，该晶圆吸附卡盘机构的清洗装置包括：晶圆吸附卡盘部，该晶圆吸附卡盘部吸附保持经由粘接膜而安装于环支架上的晶圆；以及环状的支架吸附保持部，该环状的支架吸附保持部在上述晶圆吸附卡盘部的外侧吸附保持环状支架，该晶圆吸附卡盘机构的清洗装置具有支架吸附保持部清洗机构，该支架吸附保持部清洗机构能在上述支架吸附保持部上移动，对上述支架吸附保持部进行清洗，上述支架吸附保持部清洗机构具有在上述支架吸附保持部上能接触的刮板和刷子中的至少任一者、以及向上述支架吸附保持部上喷射水的水喷嘴。

按照该结构，在去除支架吸附保持部中的污泥的情况下，在使晶圆卡盘机构旋转的状态下，在支架吸附保持部上配置支架吸附保持部清洗机构，当一边从水喷嘴向支架吸附保持部上喷射水，一边使刷子和刮板中的任一者与支架吸附保持部接触时，污泥因水而浮起，利用刷子和刮板中的任一者来刮取污泥。另外，通过刷子和刮板中的任一者或它们双方刮取的污泥利用从水喷嘴喷射的水向支架吸附保持部外流动并排出，从而能够去除支架吸附保持部上的污泥。因此，通过使该作业与去除支架吸附保持部清洗构件上的污泥且基于吸附卡盘清洗磨石部的清洗作业联动，能够同时进行晶圆吸附卡盘部上的污泥的去除和支架吸附保持部上的污泥的去除。

权利要求2所记载的发明提供一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，其涉及权利要求1所记载的结构，其中，上述晶圆吸附卡盘机构的清洗装置还具有吸附卡盘清洗磨石部，该吸附卡盘清洗磨石部按照可在上述晶圆吸附卡盘部上移动的方式构成，对上述晶圆吸附卡盘部进行清洗，上述支架吸附保持部清洗机构按照可与上述吸附卡盘清洗磨石部一体地移动的方式构成。

按照该结构，当在使晶圆卡盘机构旋转的状态下使吸附卡盘清洗磨石部的修整磨石与晶圆吸附卡盘部接触，并且将支架吸附保持部清洗机构配置在支架吸附保持部上时，晶圆吸附卡盘部上的污泥通过修整磨石而刮取，支架吸附保持部上的污泥通过支架吸附保持部清洗机构而刮取。由此，能够同时进行晶圆吸附卡盘部上的污泥的去除和支架吸附保持部上的污泥的去除。

权利要求3所记载的发明提供一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，其涉及权利要求1或2所记载的结构，其中，上述支架吸附保持部具有向上述支架吸附保持部上喷射水的水喷射孔。

按照该结构，在清洗支架吸附保持部时，从设置于支架吸附保持部上的多个水喷射孔喷射水，将支架吸附保持部的整体润湿，并且从水喷嘴喷射水来使刷子接触，因此污泥更容易浮起，利用刮板将其刮取，因此清洗处理效果提高。

权利要求4所记载的发明提供一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，其涉及权利要求1至3中任一项所记载的结构，其中，上述支架吸附保持部清洗机构具有弹簧机构，该弹簧机构弹性地吸收上述刮板或上述刷子向上述支架吸附保持部的按压力。

按照该结构，在刮板或刷子过度地按压于支架吸附保持部上的情况下，能够通过弹簧机构的弹簧作用来缓冲刮板和刷子与支架吸附保持部抵接的力，使其大致恒定。

权利要求5所记载的发明提供一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，权利要求1至4中任一项所记载的结构，其中，还具有保持湿润喷嘴，该保持湿润喷嘴向上述支架吸附保持部上间歇地供给水。

按照该结构，在清洗装置待机时，从保持湿润喷嘴向支架吸附保持部上间歇地供给水，因此能够防止支架吸附保持部中的污泥因干燥而附着。

发明的技术效果

按照本发明，能够同时进行晶圆吸附卡盘部上的清洗和支架吸附保持部上的清洗。由此，能够实现吸附保持晶圆的卡盘面的清洗处理和支架吸附保持部的清洗处理的自动化。

另外，关于支架吸附保持部中的污泥的去除，在使晶圆卡盘机构旋转的状态下，在支架吸附保持部上配置支架吸附保持部清洗机构，当一边从水喷嘴向支架吸附保持部上喷射水，一边使刷子和刮板中的任一者与支架吸附保持部接触时，污泥因水而浮起，利用刷子和刮板中的任一者或这两者来刮取污泥。进而，利用从水喷嘴喷射的水使刮取的污泥流到支架吸附保持部外而排出，因此能够简单且干净地除去支架吸附保持部上的污泥。

附图说明

图1为表示作为本发明的实施方式的实施例示出的晶圆卡盘机构和清洗装置的立体图；

图2为从图1的前方右侧观察示出的晶圆卡盘机构和清洗装置的立体图；

图3为在臂配置于清洗位置的状态下、且省略了结构部件的一部分地示出吸附卡盘清洗磨石部和支架吸附保持部清洗机构的图，(a)为侧视图，(b)为省略了(a)的一部分结构的俯视图；

图4为在臂配置于待机位置的状态下、且省略了结构部件的一部分地示出吸附卡盘清洗磨石部和支架吸附保持部清洗机构的图，(a)为是侧视图，(b)为省略了(a)的一部分结构的俯视图；

图5为从图1的A-A方向观察该清洗装置中的支架吸附保持部清洗机构的主要部分结构的放大图；

图6为表示上述清洗装置中的支架吸附保持部清洗机构的主要部分结构的立体图；

图7为表示经由粘接膜而保持于环支架上的晶圆的一个例子的俯视图。

具体实施方式

为了实现提供能够自动且简单地进行吸附保持晶圆的卡盘面的清洗处理和支架吸附保持部的清洗处理的晶圆吸附卡盘机构的清洗装置的目的，本发明涉及一种晶圆吸附卡盘机构的清洗装置，该晶圆吸附卡盘机构的清洗装置包括：晶圆吸附卡盘部，该晶圆吸附卡盘部吸附保持经由粘接膜而安装于环支架上的晶圆；以及环状的支架吸附保持部，该环状的支架吸附保持部在上述晶圆吸附卡盘部的外侧吸附保持环状支架；该晶圆吸附卡盘机构的清洗装置具有支架吸附保持部清洗机构，该支架吸附保持部清洗机构能在上述支架吸附保持部上移动，对上述支架吸附保持部进行清洗；上述支架吸附保持部清洗机构具有在上述支架吸附保持部上能接触的刮板和刷子中的至少任一者、以及向上述支架吸附保持部上喷射水的水喷嘴。

实施例

以下，基于附图对本发明的实施方式的一个实施例进行详细说明。此外，在以下的实施例中，在提及构成要素的数、数值、量、范围等的情况下，除了特别明示的情况以及原理上明显限定于特定的数量的情况之外，并不限定于该特定的数量，可以是特定的数量以上也可以是特定的数量以下。

另外，在提及构成要素等的形状、位置关系时，除了特别明示的情况以及原理上明显认为并非如此的情况等之外，包含实质上与该形状等近似或类似的形状等。

此外，附图存在为了容易理解特征而将特征性的部分放大等来夸张的情况，构成要素的尺寸比率等不一定与实际相同。另外，在剖视图中，为了容易理解构成要素的剖面构造，有时省略一部分构成要素的剖面线。

还有，在以下的说明中，表示上下、左右等方向的表述不是绝对的，在描绘了本发明的晶圆吸附卡盘机构的清洗装置的各部的姿势的情况下是适当的，但在该姿势发生了变化的情况下，应根据姿势的变化进行变更来解释。另外，在整个实施例的说明中，对相同的要素标注相同的附图标号。

图1～图6表示本发明的清洗装置10。清洗装置10去除附着于卡盘机构11的污泥，具有吸附卡盘清洗磨石部10A、支架吸附保持部清洗机构10B和位置移动机构10C。卡盘机构11具有晶圆吸附卡盘部11A和包围晶圆吸附卡盘部11A的外侧而设置的支架吸附保持部11B。晶圆吸附卡盘部11A和支架吸附保持部11B沿图2中的箭头D方向一体地旋转。而且在磨削加工时，在卡盘机构11上安装晶圆W。

这里的晶圆W使用例如图7所示的借助粘接膜101而保持于环支架102上的晶圆W。而且，在磨削加工时，晶圆W与粘接膜101一起地吸附保持于晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a上，环支架102吸附保持于支架吸附保持部11B上。另外，晶圆吸附卡盘部11A与支架吸附保持部11B之间独立，晶圆吸附卡盘部11A和支架吸附保持部11B能够彼此在上下方向上移动。而且，在支架吸附保持部11B吸附保持着环支架102的状态下，例如，当晶圆吸附卡盘部11A向上方移动时，将粘接膜101的整体拉伸，易于将晶圆W从粘接膜101上拆下。

晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a由多孔性材料形成，能够对以粘贴于粘接膜101上的方式配置于卡盘面11a上的晶圆W进行抽真空并吸附保持，另外，在清洗卡盘面11a时，能够从整个卡盘面11a喷射清洗水(纯水)。

支架吸附保持部11B在周向上分别成列地大致等间隔地设置有多个吸附孔12a和多个水喷射孔12b，多个吸附孔12a对载置于支架吸附保持部11B上的环支架102进行抽真空而将环支架102吸附保持在支架吸附保持部11B上，多个水喷射孔12b在清洗支架吸附保持部11B时从支架吸附保持部11B的上表面喷射清洗水(纯水)。在本实施例中，将吸附孔12a和水喷射孔12b共用为同一孔，但也可以分别设置。此外，在支架吸附保持部11B进行抽真空的配管线和在晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a进行抽真空的配管线为不同的系统。因此，能够按每个系统而控制抽真空。

清洗装置10的位置移动机构10C使吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B一体地移动到清洗位置和待机位置。位置移动机构10C具有导轨部件13和臂14，该导轨部件13沿着晶圆吸附卡盘部11A的一侧水平地引导吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B在清洗位置与待机位置之间的移动，该臂14对吸附卡盘清洗磨石部10A进行保持。即，吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B在清洗位置与待机位置之间的移动通过臂14和导轨部件13的引导来进行。此外，导轨部件13安装于基座部件21。另外，在基底部件21上安装有防干燥用喷嘴22，该防干燥用喷嘴22在待机时向支架吸附保持部11B供给水来防止干燥。

吸附卡盘清洗磨石部10A具有修整磨石15，该修整磨石15以能够水平旋转的方式安装于臂14的下端。修整磨石15通过在图中未示出的马达的驱动力沿图2中的箭头E方向旋转。修整磨石15一边水平旋转，一边通过臂14的上下方向的移动按压于同样旋转的晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a、即接触于该晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a，从而刮取附着于卡盘面11a上的污泥。另外，在接触时，从修整磨石15的下表面喷射水，使卡盘面11a的污泥浮出而进行刮取。

支架吸附保持部清洗构件10B以单元化的状态安装于凸缘状部件14a上，该凸缘状部件14a与修整磨石15的上表面相邻并固定安装于臂14的下端部。即，支架吸附保持部清洗机构10B具有以能够装卸的方式安装于凸缘状部件14a上的单元基座16，在单元基座16的下面侧，以与支架吸附保持部11B的旋转方向相反的方式依次安装有刮板17、刷子18以及水喷嘴19来形成单元。另外，通过单元基座16单元化的支架吸附保持部清洗机构10B以单元的状态，通过螺栓、螺母等可装卸地安装于凸缘状部件14a上。

如图1、图2、图3所示的那样，支架吸附保持部清洗机构10B按照下述的方式构成，该方式为：当通过位置移动机构10C移动到清洗位置时，在支架吸附保持部11B上从支架吸附保持部11B的旋转方向的上游侧朝向下游侧依次配置有水喷嘴19、刷子18、刮板17。另外，如图5所示的那样，在单元基座16与刷子18及刮板17之间设置有弹簧机构20，该弹簧机构20用于以使电刷18及刮板17抵接于支架吸附保持部11B上的抵接力(推压力)大致恒定的方式进行缓冲。另外，刷子18相对于支架吸附保持部11B倾斜地安装，以便能够去除附着于支架吸附保持部11B的底座23的角落(拐角)的部位23a的污泥。

清洗装置10的动作由在图未示出的控制机构进行控制。控制机构分别控制构成清洗装置10的构成要素。控制机构例如计算机，由CPU、存储器等构成。另外，控制机构的功能可以通过使用软件进行控制来实现，也可以通过使用硬件进行动作来实现。

接着，对清洗装置10的动作的一个例子进行说明。在磨削装置进行晶圆W的磨削加工时，吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B通过位置移动机构10C移动到图4所示的待机位置。

在磨削装置的磨削加工结束，进行晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a的污泥清洗和支架吸附保持部11B的污泥清洗时，在晶圆吸附卡盘部11A和支架吸附保持部11B旋转的状态下，位置移动机构10C使臂14移动到清洗位置。由此，吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B也与臂14一起一体地向清洗位置的上方移动。

此外，在污泥清洗处理实际开始之前、即待机时，晶圆吸附卡盘部11A和支架吸附保持部11B分别以规定的速度旋转。并且，为了不使分别附着于晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a和支架吸附保持部11B的污泥干燥，在晶圆吸附卡盘部11A中从卡盘面11a喷射水来进行防止，在支架吸附保持部11B中接收来自水喷射孔12b的水和来自防干燥用喷嘴22的水，以防止干燥。

接着，使吸附卡盘清洗磨石部10A的修整磨石15旋转，并且使臂14下降。图1、图2、图3表示配置于该清洗位置且下降的状态。

然后，在吸附卡盘清洗磨石部10A中，旋转着的修整磨石15按压(接触)于晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a，对附着于卡盘面11a上的污泥进行清洗处理。在该污泥清洗处理中，从修整磨石15的磨石面和卡盘面11a的整个面喷射供给清洗水来进行清洗，清洗后的清洗水排出到卡盘面11a的外侧。

另一方面，在支架吸附保持部清洗机构10B中，从水喷嘴19向支架吸附保持部11B上喷射供给清洗水，并且刮板17和刷子18抵接于旋转的支架吸附保持部11B上，对附着于支架吸附保持部11B上的污泥进行清洗处理。在该支架吸附保持部11B的污泥的清洗处理中，从设置于支架吸附保持部11B的多个水喷射孔12b而喷射水，在润湿了支架吸附保持部11B的整体的状态下，进一步从水喷嘴19喷射水并使刷子18接触，因此污泥容易浮起，利用刮板17来刮取该污泥，因此刮取顺畅地进行。由此，能够同时进行晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a的清洗处理和支架吸附保持部11B的清洗处理。

另外，在晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a的清洗处理和支架吸附保持部11B的清洗处理结束后，停止来自水喷嘴19的清洗水的喷射供给、来自修整磨石15的清洗水和来自卡盘面11a的清洗水的供给。然后，修整磨石15的旋转也停止，臂14上升，修整磨石15也从卡盘面11a离开。然后，吸附卡盘清洗磨石部10A和支架吸附保持部清洗机构10B通过位置移动机构10C移动到图4所示的待机位置。由此，晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a的清洗处理和支架吸附保持部11B的清洗处理的一个循环结束，然后，等待再次发出进行晶圆吸附卡盘部11A的卡盘面11a的清洗处理和支架吸附保持部11B的清洗处理的指示。

因此，在本实施例的清洗装置10中，能够同时进行晶圆吸附卡盘部11A的清洗和支架吸附保持部11B上的清洗，因此能够自动地进行吸附保持晶圆W的卡盘面11a的清洗处理和支架吸附保持部11B的清洗处理。

另外，支架吸附保持部11B在支架吸附保持部11B的周向上设置有多个喷射水的水喷射孔12b，因此在清洗支架吸附保持部11B时，从设置于支架吸附保持部11B上的水喷射孔12b喷射水，在润湿了支架吸附保持部11B的整体的状态下，进一步从水喷嘴19喷射水并使刷子18接触，因此污泥更容易浮起，利用刮板17将其刮取，因此清洗处理效果提高。

此外，晶圆吸附卡盘部11A设置有在清洗晶圆吸附卡盘部11A时从整个卡盘面11a喷射水的水喷射孔，因此，在清洗晶圆吸附卡盘部11A时，能够从晶圆吸附卡盘部11A的整个卡盘面11a喷射水，在润湿整个晶圆吸附卡盘部的状态下使修整磨石15与晶圆吸附卡盘部接触，因此，能够抑制与修整磨石15接触时的发热，并且能够容易地将由修整磨石15刮取的污泥排出到晶圆吸附卡盘部11A外。

还有，支架吸附保持部清洗部件10B设置有用于刮板17和刷子18相对于支架吸附保持部11B的缓冲用的弹簧机构20，因此能够利用弹簧机构20的弹簧作用对刮板17和刷子18与支架吸附保持部11B抵接的力(推压力)进行缓冲而使其大致恒定，从而以恒定的力使刮板17和刷子18与支架吸附保持部11B接触。弹簧机构20既可以是仅共通地设置有一个刮板17和电刷18的构造，也可以是分别设置有刮板17用的弹簧机构20和刷子18用的弹簧机构20的构造。在分别设置的结构的情况下，能够进行更精细的缓冲调整。

另外，设置有在清洗装置10待机时向支架吸附保持部11B上间歇地供给水的防干燥用喷嘴(保持湿润喷嘴)22，在清洗装置10待机时，从防干燥用喷嘴22向支架吸附保持部11B上间歇地供给水，因此能够防止支架吸附保持部11B中的污泥因干燥而附着。

此外，在上述实施例中，公开了如下结构：在去除支架吸附保持部11B中的污泥的情况下，在使晶圆吸附卡盘部11A旋转的状态下，一边从水喷嘴19向支架吸附保持部11B上喷射水一边使刷子18抵接，进而使刮板17与支架吸附保持部11B接触而以刮取污泥的顺序去除，但也可以使刷子18和刮板17中的任一者抵接而去除。

还有，本发明只要不脱离本发明的精神，则能够进行各种改变，并且，本发明当然包含该改变后的方案。

标号的说明：

标号10表示清洗装置；

标号10A表示吸附卡盘清洗磨石部；

标号10B表示支架吸附保持部清洗机构；

标号10C表示位置移动机构；

标号11表示卡盘机构；

标号11A表示晶圆吸附卡盘部；

标号11B表示支架吸附保持部；

标号11a表示卡盘面；

标号12a表示吸附孔；

标号12b表示水喷射孔；

标号13表示导轨部件；

标号14表示臂；

标号14a表示凸缘状部件；

标号15表示修整磨石；

标号16表示单元基座；

标号17表示刮板；

标号18表示刷子；

标号19表示水喷嘴；

标号20表示弹簧机构；

标号21表示基座部件；

标号22表示干燥防止用喷嘴；

标号23表示台座；

标号23a表示部位；

标号101表示粘接膜；

标号102表示环状支架；

标号W表示晶圆。