(57)【要約】【課題】加工精度の低下を防ぐと共に、高いメンテナンス性を実現した加工装置を提供する。【解決手段】チャックテーブル（４）の周囲に立設された第１の支持柱（１２）及び第２の支持柱（１４）を備え、チャックテーブルを跨ぐように配設された門型基台（１０）と、門型基台に配設され、チャックテーブルに保持された被加工物を研磨する研磨手段（８）と、研磨手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動させる加工送り手段（２８）と、研磨手段をチャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動させる平行方向移動手段（１８）とを備え、平行方向移動手段は、チャックテーブルの保持面（４ａ）に対して平行な第１の案内レール（２０）と、第１の案内レール及びチャックテーブルの保持面に平行な第２の案内レール（２２）と、門型基台を第１の案内レール及び第２の案内レールに沿って移動させる移動部と、を備える構成とした。【選択図】図１
2015054373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの周囲にそれぞれ立設された第１の支持柱及び第２の支持柱を備え該チャックテーブルを跨いで配設された門型基台と、該門型基台に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を研磨する研磨手段と、該門型基台に固定され且つ該研磨手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動させる加工送り手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動させる平行方向移動手段とを備え、
該平行方向移動手段は、該チャックテーブルの保持面に対して平行に延び該第１の支持柱を下側から移動可能に支持する第１の案内レールと、該第１の案内レールと平行に且つ該チャックテーブルの保持面に対して平行に延び該第２の支持柱を下側から移動可能に支持する第２の案内レールと、該第１の支持柱及び該第２の支持柱を備えた該門型基台を該第１の案内レール及び該第２の案内レールに沿って移動させる移動部とから、構成されることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の被加工物を研磨する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等の板状の被加工物を研削する加工装置は、例えば、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルの上方において研削ユニットとを備えている（例えば、特許文献１参照）。研削ユニットの下部に装着された研削砥石を回転させて被加工物の上面に接触させることで、被加工物は研削される。
【０００３】
ところで、被加工物の上面を研削すると、マイクロクラック等の加工歪みが発生してしまうことがある。加工歪みは、被加工物の抗折強度を低下させるので、フェルトに砥粒を分散させた研磨パッドを用いるドライポリッシュで加工歪みを除去しながら、被加工物を研磨している（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９０号公報
【特許文献２】特開２００３−７１７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような研磨方法では、研磨パッドを所定の力で被加工物に押し当てることで、被加工物の上面全体を均一に研磨している。しかしながら、特許文献１に記載されているように、加工ユニットは片持ち状の支持部で支持されているので、研磨パッドを被加工物に押し当てるための下向きの力を発生させると、被加工物からの上向きの反力で支持部が反ってしまう。
【０００６】
支持部が反ると、被加工物の上面全体に均一な力で研磨パッドを押し当てることができなくなり、加工精度は低下する。また、上述した加工装置では、加工ユニットの後方側に支持部が位置付けられているので、加工ユニットを後方側から容易にメンテナンスできないという問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる問題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、加工精度の低下を防ぐと共に、高いメンテナンス性を実現した加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの周囲にそれぞれ立設された第１の支持柱及び第２の支持柱を備え該チャックテーブルを跨いで配設された門型基台と、該門型基台に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を研磨する研磨手段と、該門型基台に固定され且つ該研磨手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に移動させる加工送り手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して平行な方向に移動させる平行方向移動手段とを備え、該平行方向移動手段は、該チャックテーブルの保持面に対して平行に延び該第１の支持柱を下側から移動可能に支持する第１の案内レールと、該第１の案内レールと平行に且つ該チャックテーブルの保持面に対して平行に延び該第２の支持柱を下側から移動可能に支持する第２の案内レールと、該第１の支持柱及び該第２の支持柱を備えた該門型基台を該第１の案内レール及び該第２の案内レールに沿って移動させる移動部とから、構成されることを特徴とする加工装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の加工装置は、チャックテーブルを跨ぐ門型基台で研磨手段を支持しているので、研磨手段を片持ち状に支持する従来の加工装置のように、被加工物からの反力で門型基台が反ることはない。
【００１０】
また、本発明の加工装置では、チャックテーブルを跨ぐ門型基台で研磨手段を支持しているので、門型基台の前後から研磨手段を容易にメンテナンスできる。このように、本発明によれば、加工精度の低下を防ぐと共に、高いメンテナンス性を実現した加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本実施の形態に係る加工装置の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、加工装置の構成例を模式的に示す一部断面正面図である。
【図３】本実施の形態に係る加工装置を含む複合装置の構成例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る加工装置の構成例を示す斜視図である。図２（Ａ）は、本実施の形態に係る加工装置の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、加工装置の構成例を模式的に示す一部断面正面図である。なお、図２では、加工装置の一部の構成を省略している。
【００１３】
図１に示すように、加工装置２は、半導体ウェーハやガラス基板等の被加工物（不図示）を吸引保持する２個のチャックテーブル４を備えている。各チャックテーブル４は、モータ等の回転機構（不図示）と連結され、鉛直軸（Ｚ軸）の周りに回転する。
【００１４】
各チャックテーブル４の上面は、被加工物を吸引保持する保持面４ａとなっている。この保持面４ａは、各チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。各チャックテーブル４に搬入された被加工物は、保持面４ａに作用する吸引源の負圧で吸引保持される。
【００１５】
２個のチャックテーブル４の下方には、ターンテーブル６が設けられている。ターンテーブル６は、鉛直軸の周りに回転可能に構成されており、上面に配置されたチャックテーブル４を、被加工物を搬入搬出する搬入搬出位置と、被加工物の上面（表面）を研磨する加工位置とに位置付ける。
【００１６】
ターンテーブル６の上方には、研磨ユニット（研磨手段）８を支持する門型の基台（門型基台）１０が、チャックテーブル４を跨ぐように配置されている。この基台１０は、チャックテーブル４及びターンテーブル６の周囲において立設された第１の支持部（第１の支持柱）１２及び第２の支持部（第２の支持柱）１４と、第１の支持部１２と第２の支持部１４とを掛け渡す架橋部１６とを含む。
【００１７】
第１の支持部１２及び第２の支持部１４の下部は、上部より幅広に形成されており、重量物である研磨ユニット８を適切に支持できる。第１の支持部１２及び第２の支持部１４の下方には、チャックテーブル４の保持面４ａに対して基台１０を平行な方向（Ｘ軸方向）に移動させる移動機構（平行方向移動手段）１８が設けられている。
【００１８】
移動機構１８は、第１の支持部１２の下方に配置され、チャックテーブル４の保持面４ａに平行な第１の案内レール２０と、第２の支持部１４の下方に配置され、チャックテーブル４の保持面４ａに平行な第２の案内レール２２とを備えている。第１の案内レール２０と第２の案内レール２２とは、Ｘ軸方向に平行である。すなわち、第１の案内レール２０と第２の案内レール２２とは、互いに平行に位置付けられている。
【００１９】
第１の支持部１２及び第２の支持部１４の下面には、第１の案内レール２０及び第２の案内レール２２に平行な第１の溝１２ａ及び第２の溝１４ａが形成されている。第１の溝１２ａ及び第２の溝１４ａには、第１の案内レール２０及び第２の案内レール２２がスライド可能に嵌合されており、第１の支持部１２及び第２の支持部１４は、それぞれ、第１の案内レール２０及び第２の案内レール２２によって移動可能に支持される。すなわち、基台１０は、第１の案内レール２０及び第２の案内レール２２に沿ってスライド可能である。
【００２０】
第１の支持部１２の下面には、第１の溝１２ａと近接する位置に、直方体状のナット部１２ｂが設けられている。ナット部１２ｂには、第１の案内レール２０と平行な方向に貫通するネジ穴が形成されており、このネジ穴には、第１の案内レール２０と平行なボールネジ２４が螺合されている。ボールネジ２４の一端部には、ボールネジ２４を回転させるパルスモータ２６が連結されている。
【００２１】
ボールネジ２４及びパルスモータ２６は、基台１０を移動させる移動部を構成する。すなわち、パルスモータ２６でボールネジ２４を回転させれば、基台１０（第１の支持部１２及び第２の支持部１４）は、第１の案内レール２０及び第２の案内レール２２に沿ってＸ軸方向に移動する。
【００２２】
架橋部１６の前面には、研磨ユニット８をチャックテーブル４の保持面４ａと垂直な加工送り方向（Ｚ軸方向、鉛直方向）に移動させる加工送り機構（加工送り手段）２８が設けられている。加工送り機構２８は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸案内レール３０，３２を備えている。
【００２３】
Ｚ軸案内レール３０，３２には、研磨ユニット８を保持する移動テーブル３４がスライド可能に設置されている。移動テーブル３４の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられている。
【００２４】
ナット部には、Ｚ軸方向に貫通するネジ穴が形成されており、このネジ穴には、Ｚ軸方向に平行なＺ軸ボールネジ３６が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ３６の一端部には、Ｚ軸ボールネジ３６を回転させるＺ軸パルスモータ３８が連結されている。
【００２５】
移動テーブル３４は、Ｚ軸案内レール３０，３２の間において前後に膨出された保持部３４ａを備えており、この保持部３４ａには、Ｚ軸方向に貫通する開口３４ｂが形成されている。開口３４ｂには、研磨ユニット８のスピンドルハウジング４０が挿通されている。なお、架橋部１６の前面は、この保持部３４ａの形状に対応して後方に窪んでいる。
【００２６】
開口３４ｂ内に位置するスピンドルハウジング４０の外壁面には、外向きに突出されたフランジ部４０ａが設けられている（図２）。一方、開口３４ｂの内壁面には、フランジ部４０ａに対応して内側に張り出したフランジ受け部３４ｃが形成されている。フランジ受け部３４ｃにフランジ部４０ａが係合することで、研磨ユニット８は移動テーブル３４に保持される。
【００２７】
スピンドルハウジング４０には、スピンドル（不図示）が回転可能に支持されている。スピンドルの上端側には、スピンドルを回転させるモータ（不図示）が連結されており、スピンドルの下端には、円盤状のホイールマウント４２が固定されている。ホイールマウント４２は、スピンドルを介して伝達されるモータの回転力で鉛直軸（Ｚ軸）の周りに回転する。
【００２８】
このホイールマウント４２の下面には、ポリウレタン等の材料で形成された研磨パッドを含む研磨ホイール（不図示）が装着される。研磨パッドは、チャックテーブル４の保持面４ａより大径に構成されており、チャックテーブル４に保持された被加工物の上面（表面）全体と接触する。
【００２９】
架橋部１６の上面において、保持部３４ａを挟む２箇所には、それぞれカウンターバランス機構支持部４４が設けられている（図１）。カウンターバランス機構支持部４４の上部は前方に突出しており、その先端には、加工送り機構２８にかかる負荷を緩和するカウンターバランス機構４６が設置されている。
【００３０】
カウンターバランス機構４６は、いわゆるエアシリンダであり、支持部４４に固定されたシリンダケース４８と、シリンダケース４８に挿通されたピストンロッド５０とを備えている。ピストンロッド５０の下端部は、移動テーブル３４の前面において、保持部３４ａを挟む２箇所に固定されている。
【００３１】
カウンターバランス機構４６は、シリンダケース４８の内圧に応じた上向きの力をピストンロッド５０に与えることで、移動テーブル３４及び研磨ユニット８による荷重を減少させる。これにより、加工送り機構２８は，比較的小さな力で研磨ユニット８を昇降させることができる。
【００３２】
次に、上述した加工装置２で実施される研磨方法（ドライポリッシュ）について説明する。まず、ホイールマウント４２の下面に研磨パッドを装着させる。そして、移動機構１８で基台１０を移動させて、研磨パッドをチャックテーブル４の上方に位置付ける。
【００３３】
その後、スピンドルとチャックテーブル４とを回転させつつ、加工送り機構２８で加工ユニット８を下降させて、チャックテーブル４が保持する被加工物の上面に研磨パッドを接触させる。この時、加工送り機構２８による加工ユニット８の下降量を調節して、研磨パッドを所定の力で被加工物に押し当てるようにする。これにより、被加工物の上面全体を均一に研磨できる。なお、この研磨加工では、移動機構１８によって基台１０を移動させることで、加工ユニット８の位置をチャックテーブル４の保持面４ａに対して平行な方向に移動させても良い。
【００３４】
このように構成された加工装置２は、例えば、被加工物に対する一連の処理を実施する複合装置に組み込まれる。図３は、本実施の形態に係る加工装置が組み込まれた複合装置の構成例を模式的に示す平面図である。なお、図３では、複合装置の一部の構成のみを示している。
【００３５】
図３に示すように、複合装置５２は、複合装置５２に組み込まれた各装置に対して被加工物等を搬送する搬送機構５４を備えている。搬送機構５４と隣接する位置には、本実施の形態に係る加工装置２が設置されている。また、加工装置２と隣接する位置には、別の加工装置５６が設けられている。
【００３６】
この複合装置５２では、搬送機構５４で搬送された被加工物を加工装置２のチャックテーブル４へと搬入できるように、加工装置２の前方側に搬送機構５４が位置づけられている。そのため、研磨パッドの交換をはじめとする研磨ユニット８のメンテナンスは、基台１０の後方側から実施される必要がある。
【００３７】
本実施の形態に係る加工装置２は、図３に示すように、後方側から作業者５８の腕を差し込むスペースのある門型の基台１０で研磨ユニット８を支持しているので、研磨ユニット８を基台１０の後方側から容易にメンテナンスできる。そのため、本実施の形態に係る加工装置２は、前方側からのメンテナンスが困難な複合装置等への組み込みに適している。
【００３８】
さらに、本実施の形態に係る加工装置２は、チャックテーブル４の保持面４ａに対して基台１０を平行な方向に移動させる移動機構１８を備えるので、研磨ユニット８をメンテナンスに適した位置まで移動させることができる。この点においても、本実施の形態に係る加工装置２は、複合装置等への組み込みに適していると言える。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る加工装置２は、チャックテーブル４を跨ぐ門型の基台（門型基台）１０で研磨ユニット（研磨手段）８を支持しているので、研磨ユニット８を片持ち状に支持する従来の加工装置のように、被加工物からの反力で基台１０が反ることはない。
【００４０】
また、本実施の形態に係る加工装置２では、チャックテーブル４を跨ぐ基台１０で研磨ユニット８を支持しているので、基台１０の後方からでも、研磨ユニット８を容易にメンテナンスできる。このように、本発明によれば、加工精度の低下を防ぐと共に、高いメンテナンス性を実現した加工装置２を提供できる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、半導体ウェーハやガラス基板等の被加工物を研磨する加工装置（研磨装置）について説明しているが、本発明の加工装置は、被加工物を研削する加工装置（研削装置）であっても良い。
【００４２】
被加工物を研削する加工装置では、例えば、研磨ユニットと同等の構成を備える研削ユニットのホイールマウントに、研削砥石を含む研削ホイールが装着される。なお、研削ホイールは保持面４ａより小径でも良い。
【００４３】
また、上記実施の形態では、加工装置で研磨される被加工物として、半導体ウェーハやガラス基板等を例示しているが、本発明の加工装置で加工される被加工物はこれに限定されない。例えば、半導体チップをパッケージした樹脂基板、光デバイスウェーハ、セラミックス等を被加工物としても良い。
【００４４】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００４５】
２  加工装置
４  チャックテーブル
４ａ  保持面
６  ターンテーブル
８  研磨ユニット（研磨手段）
１０  基台
１２  第１の支持部（第１の支持柱）
１２ａ  第１の溝
１２ｂ  ナット部
１４  第２の支持部（第２の支持柱）
１４ａ  第２の溝
１６  架橋部
１８  移動機構（平行方向移動手段）
２０  第１の案内レール
２２  第２の案内レール
２４  ボールネジ
２６  パルスモータ
２８  加工送り機構（加工送り手段）
３０，３２  Ｚ軸案内レール
３４  移動テーブル
３４ａ  保持部
３４ｂ  開口
３４ｃ  フランジ受け部
３６  Ｚ軸ボールネジ
３８  Ｚ軸パルスモータ
４０  スピンドルハウジング
４０ａ  フランジ部
４２  ホイールマウント
４４  カウンターバランス機構支持部
４６  カウンターバランス機構
４８  シリンダケース
５０  ピストンロッド
５２  複合装置
５４  搬送機構
５６  加工装置
５８  作業者
【図１】
2015054373.tif 000003
【図２】
2015054373.tif 000004
【図３】
2015054373.tif 000005