(57)【要約】【課題】チャックテーブルの保持面の高さが変化する形式の研削加工装置において、変化する該保持面の高さを常に把握して、研削手段の送り動作時に研削ホイールの砥石固着面が被加工物や保持面に当接することを確実に防止する。【解決手段】研削ホイール３５のホイールベース３６がチャックテーブル２０やウエーハ１に当接することを防ぐインターロック制御を、砥石３７の高さに依存せず、ホイールベース３６と、チャックテーブル上面２０Ａおよびウエーハ１との間隔に基づいて行う。【選択図】図６
2008087104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
該チャックテーブルの前記保持面に対して接近・離間可能に設けられ、接近する送り動作によって該保持面に保持された被加工物を研削する研削ホイールを有する研削手段と、
該研削手段を前記保持面に対して接近・離間させ、その位置を認識する研削手段位置認識部を有する送り手段とを少なくとも含み、
前記研削手段は、スピンドルシャフトと、該スピンドルシャフトの先端に固定され、前記研削ホイールが装着されるマウント面を有するホイールマウントとを備え、
前記研削ホイールは、前記チャックテーブルの前記保持面と略平行な砥石固着面を有する所定厚さのホイールベースと、該ホイールベースの砥石固着面に固着され、実際に被加工物を研削する砥石と
を備えた研削加工装置を用いて、被加工物を研削する方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面と、前記ホイールマウントの前記マウント面との間隔Ａを所定間隔に設定するとともに、この時の前記研削手段位置認識部によって認識される研削手段の初期位置Ｚ１を記憶し、
前記ホイールベースの厚さＴを前記間隔Ａの値から減算して、該ホイールベースの前記砥石固着面と前記チャックテーブルの前記保持面との間隔Ｂを求めるとともに、該間隔Ｂおよび前記研削手段の前記初期位置Ｚ１の値から、砥石固着面が保持面に当接する寸前の前記研削手段の限界位置Ｚ２を求め、
前記チャックテーブルに保持される被加工物の厚さＷを測定し、
前記研削手段の前記限界位置Ｚ２および被加工物の厚さＷに基づいて、前記研削手段位置認識部が、前記ホイールベースの前記砥石固着面と前記チャックテーブルの前記保持面に保持された被加工物とが当接する位置Ｚ３を認識し、
この位置Ｚ３に基づいて、該被加工物に前記研削ホイールの前記砥石固着面が当接する前に研削を終了させることを特徴とする研削加工方法。
【請求項２】
板状の被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
該チャックテーブルの前記保持面に対して接近・離間可能に設けられ、接近する送り動作によって該保持面に保持された被加工物を研削する研削ホイールを有する研削手段と、
該研削手段を前記保持面に対して接近・離間させる送り部、および該送り部によって移動させられる研削手段の位置を認識する研削手段位置認識部とを有する送り手段とを少なくとも含み、
前記研削手段は、スピンドルシャフトと、該スピンドルシャフトの先端に固定され、前記研削ホイールが装着されるマウント面を有するホイールマウントとを備え、
前記研削ホイールは、前記チャックテーブルの前記保持面と略平行な砥石固着面を有する所定厚さのホイールベースと、該ホイールベースの砥石固着面に固着され、実際に被加工物を研削する砥石と
を備えた研削加工装置を用いて、被加工物を研削する方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面と、前記ホイールベースの前記砥石固着面との間隔Ｂ’を所定間隔に設定するとともに、この時の前記研削手段位置認識部によって認識される研削手段の初期位置Ｚ１’を記憶して、これら間隔Ｂ’および初期位置Ｚ１’の値から、前記砥石固着面が保持面に当接する寸前の前記研削手段の限界位置Ｚ２を設定し、
前記チャックテーブルに保持される被加工物の厚さＷを測定し、
前記研削手段の前記限界位置Ｚ２および被加工物の厚さＷに基づいて、前記研削手段位置認識部が、前記ホイールベースの前記砥石固着面と前記チャックテーブルの前記保持面に保持された被加工物とが当接する位置Ｚ３を認識し、
この位置Ｚ３に基づいて、該被加工物に前記研削ホイールの前記砥石固着面が当接する前に研削を終了させることを特徴とする研削加工方法。
【請求項３】
チャックテーブルベースと、
該チャックテーブルベースに支持され、板状の被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
該チャックテーブルの前記保持面に対して接近・離間可能に設けられ、接近する送り動作によって該保持面に保持された被加工物を研削する研削ホイールを有する研削手段と、
該研削手段を前記保持面に対して接近・離間させる送り部、および該送り部によって移動させられる研削手段の位置を認識する研削手段位置認識部とを有する送り手段とを少なくとも含み、
前記研削手段は、スピンドルシャフトと、該スピンドルシャフトの先端に固定され、前記研削ホイールが装着されるマウント面を有するホイールマウントとを備え、
前記研削ホイールは、前記チャックテーブルの前記保持面と略平行な砥石固着面を有する所定厚さのホイールベースと、該ホイールベースの砥石固着面に固着され、実際に被加工物を研削する砥石と
を備えた研削加工装置を用いて、被加工物を研削する方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面と、前記チャックテーブルベースに設定された基準面との距離Ｃを測定して記憶し、前記研削手段における装置固有かつ不動の位置関係である前記ホイールマウントの前記マウント面と前記基準面との距離Ｄの時の前記研削手段位置認識部によって認識される研削手段の初期位置Ｚ１’’を記憶または認識し、前記距離Ｄから前記距離Ｃを減算して、ホイールマウントのマウント面とチャックテーブルの保持面との間隔Ｅを求め、
該間隔Ｅから前記ホイールベースの厚さＴを減算して、該ホイールベースの前記砥石固着面と前記チャックテーブルの前記保持面との間隔Ｂを求めるとともに、該間隔Ｂと前記研削手段の初期位置Ｚ１’’の値から、砥石固着面が保持面に当接する寸前の前記研削手段の限界位置Ｚ２を求め、
前記チャックテーブルに保持される被加工物の厚さＷを測定し、
前記研削手段の前記限界位置Ｚ２および被加工物の厚さＷに基づいて、前記研削手段位置認識部が、前記ホイールベースの前記砥石固着面と前記チャックテーブルの前記保持面に保持された被加工物とが当接する位置Ｚ３を認識し、
この位置Ｚ３に基づいて、該被加工物に前記研削ホイールの前記砥石固着面が当接する前に研削を終了させることを特徴とする研削加工方法。
【請求項４】
前記被加工物の厚さを測定する厚さ測定手段によって前記距離Ｃを測定することを特徴とする請求項３に記載の研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエーハ等の薄板状基板を研削する方法に係り、特に、チャックテーブル上に保持した被加工物に対してホイールベースに固着された砥石を回転させながら押圧して研削する装置であって、チャックテーブルの被加工物保持面の高さが変化する研削加工装置を用いる場合の研削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や電子部品の材料となる薄板状の半導体基板は、例えばシリコンなどの単結晶材料からなるものや、複数の元素を有する化合物からなるものなどがあるが、これら基板は、原材料のインゴットをスライスして得た後、面取り、ラッピング、エッチングしてから、所定厚さまで薄くし、かつ表面を平坦にする研削加工が施される。
【０００３】
この種の研削加工には、多孔質のセラミックスによって保持面が形成された真空チャック式のチャックテーブルに被加工物を吸着、保持し、露出する表面に研削ホイールの砥石を回転させながら押圧して研削する形式の研削加工装置が使用されている。このような研削加工装置では、研削加工の前後および研削中において被加工物の厚さを厚さゲージによって測定し、厚さ測定値が目的厚さに達した時点で、砥石が被加工物を押圧する送り動作を停止させるといった制御を行っている。
【０００４】
上記のような研削加工装置が具備する研削ホイールとしては、アルミニウム等からなる環状のホイールベースの一端面に、環状、もしくは環状に配列された砥石を固着させた研削ホイールが好適に用いられている。砥石は、例えばビトリファイド等の結合材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形したものが挙げられる。研削ホイールの砥石は徐々に摩耗し、消滅する場合もあるので、チャックテーブルの保持面とホイールベースの砥石固着面との間隔を超えて研削ホイールが送り込まれることを防ぐためのインターロック制御が必要とされる。通常、研削加工装置では、砥石の刃先（下端）とチャックテーブルの保持面との間隔を装置に入力して研削ホイールの送り量を制御するための運転前のセットアップと呼ばれる作業が行われており、このセットアップの際に使用可能な砥石の高さを入力することで、砥石が消滅した場合にもホイールベースがチャックテーブルに当接することを防ぐインターロック制御が実施される（特許文献１等参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−２４３９０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記研削加工装置においては、自身の研削ホイールによって、チャックテーブルの保持面を定期的に研削して平坦にするセルフグラインドと呼ばれる処理を行う場合がある。このセルフグラインドを行うことによって、例えばチャックテーブルの保持面と砥石の研削面とが均等距離に設定され、結果的に被加工物が均等厚さに研削される。ところで、チャックテーブルをセルフグラインドすることにより保持面の高さは徐々に低くなっていき、したがって、ホイールベースの砥石固着面に対するチャックテーブルの保持面の距離が、セルフグラインドを行うたびに変化するということになる。これは、装置を組み立てた時点でのホイールベースとチャックテーブルとの機械的位置関係が変化するということになる。
【０００７】
具体的には、チャックテーブルの保持面が低くなり、該保持面とホイールベースの砥石固着面との間隔が初期よりも長くなる。ここで、砥石を連続して使用している場合には、砥石は摩耗する一方であり、これに加えてチャックテーブルの保持面とホイールベースの砥石固着面との間隔は長くなるので、上記した通常のインターロック制御を続行しても、ホイールベースがチャックテーブルに当接することはない。
【０００８】
ところで、使用中に研削ホイールに代えて別の研削ホイールをホイールマウントに付け替えたり、使用中の砥石をドレッシングしたりすることによって、砥石の高さが変化する場合がある。この場合には、砥石の刃先（下端）とチャックテーブルの保持面との間隔を装置に再入力することになるが、その入力値が誤った値であったり、入力し忘れたりすると、インターロック制御が正しく行われず、この状態のまま研削加工が続けて行われて砥石が消滅した場合、さらに研削手段が被加工物に向けて送り込まれ、ホイールベースが被加工物やチャックテーブルに当接してしまう危険性があった。
【０００９】
よって本発明は、チャックテーブルの保持面の高さが変化する形式の研削加工装置において、変化する該保持面の高さを常に把握して、研削手段の送り動作時に研削ホイールの砥石固着面が被加工物や保持面に当接することを未然に防止することができるインターロック機能を備えた研削加工装置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】
【００１０】
本発明は、板状の被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に対して接近・離間可能に設けられ、接近する送り動作によって該保持面に保持された被加工物を研削する研削ホイールを有する研削手段と、該研削手段を保持面に対して接近・離間させ、その位置を認識する研削手段位置認識部とを有する送り手段とを少なくとも含み、研削手段は、スピンドルシャフトと、該スピンドルシャフトの先端に固定され、研削ホイールが装着されるマウント面を有するホイールマウントとを備え、研削ホイールは、チャックテーブルの保持面と略平行な砥石固着面を有する所定厚さのホイールベースと、該ホイールベースの砥石固着面に固着され、実際に被加工物を研削する砥石とを備えた研削加工装置を用いて、被加工物を研削する方法であって、チャックテーブルの保持面と、ホイールマウントのマウント面との間隔Ａを所定間隔に設定するとともに、この時の研削手段位置認識部によって認識される研削手段の初期位置Ｚ１を記憶し、ホイールベースの厚さＴを間隔Ａの値から減算して、該ホイールベースの砥石固着面とチャックテーブルの保持面との間隔Ｂを求めるとともに、該間隔Ｂおよび研削手段の初期位置Ｚ１の値から、砥石固着面が保持面に当接する寸前の研削手段の限界位置Ｚ２を求め、チャックテーブルに保持される被加工物の厚さＷを測定し、研削手段の限界位置Ｚ２および被加工物の厚さＷに基づいて、研削手段位置認識部が、ホイールベースの砥石固着面とチャックテーブルの保持面に保持された被加工物とが当接する位置Ｚ３を認識し、この位置Ｚ３に基づいて、該被加工物に研削ホイールの砥石固着面が当接する前に研削を終了させることを特徴としている。
【００１１】
本発明は、研削手段の研削ホイールをスピンドルシャフトとともに回転させながら、送り手段の送り部によって研削手段をチャックテーブルに保持された被加工物に向けて送り込み、被加工物の表面に研削ホイールの砥石を押圧することにより、被加工物を研削する方法である。この方法において、ホイールベースの砥石固着面が被加工物やチャックテーブルの保持面に当接することを防ぐインターロック制御を、本発明では、ホイールマウントのマウント面に装着する研削ホイールの砥石の高さに依存せず、ホイールベースの砥石固着面と、チャックテーブルの保持面および被加工物との間隔を正確に把握することによって行っている。その具体的方法は上記の通りであり、本発明に係るインターロック制御によれば、研削手段の送り手段が備える研削手段位置認識部が、上記の限界位置Ｚ２を把握することにより、ホイールベースの砥石固着面がチャックテーブルの保持面に当接することが防止され、また、位置Ｚ３を把握することにより、ホイールベースの砥石固着面がチャックテーブルに当接することが防止される。
【００１２】
上記方法では、研削手段の初期位置Ｚ１を、ホイールマウントのマウント面とチャックテーブルの保持面との間隔Ａに基づいて設定しており、このため、ホイールベースの厚さＴを間隔Ａから減算する必要が生じている。そこで、この減算の必要のない方法として、ホイールベースの砥石固着面とチャックテーブルの保持面との間隔Ｂ’を直接設定してもよい。すなわち、この間隔Ｂ’を設定するとともに、この時の研削手段位置認識部によって認識される研削手段の初期位置Ｚ１’を記憶し、これら間隔Ｂ’および初期位置Ｚ１’の値から、砥石固着面が保持面に当接する寸前の研削手段の限界位置Ｚ２を設定する。この後のインターロック制御の流れは、上記方法と同様である。
【００１３】
また、本発明は、チャックテーブルの保持面と、チャックテーブルベースに設定された基準面との距離Ｃに基づいてインターロック制御を行う方法も含む。この距離Ｃは、被加工物の厚さを測定する厚さ測定手段によって測定することができる。
【００１４】
すなわち本方法はこの距離Ｃを測定して記憶し、ホイールマウントのマウント面と基準面との距離Ｄから距離Ｃを減算して、ホイールマウントのマウント面とチャックテーブルの保持面との間隔Ｅを求め、該間隔Ｅからホイールベースの厚さＴを減算して、該ホイールベースの砥石固着面とチャックテーブルの保持面との間隔Ｂを求めるとともに、該間隔Ｂと前記研削手段位置認識部によって認識される、装置固有かつ不動の位置関係である距離Ｄの時の研削手段の初期位置Ｚ１’’の値から、砥石固着面が保持面に当接する寸前の研削手段の限界位置Ｚ２を求め、チャックテーブルに保持される被加工物の厚さＷを測定し、研削手段の限界位置Ｚ２および被加工物の厚さＷに基づいて、研削手段位置認識部が、ホイールベースの砥石固着面とチャックテーブルの保持面に保持された被加工物とが当接する位置Ｚ３を認識し、この位置Ｚ３に基づいて、該被加工物に研削ホイールの砥石固着面が当接する前に研削を終了させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、研削ホイールのホイールベースがチャックテーブルや被加工物に当接することを防ぐインターロック制御を、砥石の高さに依存せず、ホイールベースと、チャックテーブルの保持面および被加工物との間隔に基づいて行うので、チャックテーブルの保持面の高さが変化しても、研削手段の送り動作時において研削ホイールの砥石固着面がチャックテーブルの保持面や被加工物に当接することを確実に防止することができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］研削加工装置の構成と概略動作
図１は、シリコンウエーハ等の半導体ウエーハ（以下、ウエーハと略称）を被加工物とし、そのウエーハの表面を研削する研削加工装置１０を示している。図２は、研削加工するウエーハの一例を示しており、このウエーハ１は、例えば、原材料のインゴットをスライスして得た後、ラッピングによって厚さが調整され、次いでラッピングで形成された両面の機械的ダメージ層をエッチングによって除去した素材段階のものである。ウエーハ１の外周縁には、結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）２が形成されている。ウエーハ１の厚さは、例えば８００μｍ程度であり、研削加工装置１０によって例えば２０μｍ程度の厚さが除去される。
【００１７】
図１に示す研削加工装置１０は、上面が水平な直方体状の基台１１を備えている。図１では、基台１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。基台１１のＹ方向一端部には、Ｘ方向に並ぶコラム１２が一対の状態で立設されている。基台１１上には、Ｙ方向のコラム１２側にウエーハ１を研削加工する加工エリア１１Ａが設けられ、コラム１２とは反対側には、加工エリア１１Ａに加工前のウエーハ１を供給し、かつ、加工後のウエーハ１を回収する着脱エリア１１Ｂが設けられている。
【００１８】
加工エリア１１Ａには、回転軸がＺ方向と平行で上面が水平とされた円盤状のターンテーブル１３が回転自在に設けられている。このターンテーブル１３は、図示せぬ回転駆動機構によって矢印Ｒ方向に回転させられる。ターンテーブル１３上の外周部には、回転軸がＺ方向と平行で上面が水平とされた複数（この場合は３つ）の円盤状のチャックテーブル２０が、周方向に等間隔をおいて回転自在に配置されている。
【００１９】
これらチャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式であり、上面に載置されるウエーハ１を吸着、保持する。図３および図４に示すように、チャックテーブル２０は、円盤状の枠体２１の上面中央部に、多孔質のセラミックス材からなる円形の吸着エリア２２が設けられた構成である。吸着エリア２２の周囲に枠体２１の環状の上面２１ａが形成されており、この上面２１ａと、吸着エリア２２の上面２２ａは、ともに水平で、かつ互いに平坦な同一平面２０Ａをなしている。各チャックテーブル２０は、それぞれがターンテーブル１３内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって、一方向、または両方向に独自に回転すなわち自転するようになっており、ターンテーブル１３が回転すると公転の状態になる。
【００２０】
図１に示すように２つのチャックテーブル２０がコラム１２側でＸ方向に並んだ状態において、それらチャックテーブル２０の直上には、研削ユニット（研削手段）３０がそれぞれ配されている。各チャックテーブル２０は、ターンテーブル１３の回転によって、各研削ユニット３０の下方の研削位置と、着脱エリア１１Ｂに最も近付いた着脱位置との３位置にそれぞれ位置付けられるようになっている。研削位置は２箇所あり、これら研削位置ごとに研削ユニット３０が配備されている。この場合、ターンテーブル１３の回転によるチャックテーブル２０の矢印Ｒで示す移送方向上流側（図１で奥側）の研削位置が一次研削位置、下流側の研削位置が二次研削位置とされている。一次研削位置では粗研削が行われ、二次研削位置では仕上げ研削が行われる。
【００２１】
各研削ユニット３０は、コラム１２に昇降自在に取り付けられたスライダ４０に固定されている。スライダ４０は、Ｚ方向に延びるガイドレール４１に摺動自在に装着されており、サーボモータ４２によって駆動されるボールねじ式の送り機構（送り手段）４３によってＺ方向に移動可能とされている。各研削ユニット３０は、送り機構４３によってＺ方向に昇降し、下降によってチャックテーブル２０に接近する送り動作により、チャックテーブル２０に保持されたウエーハ１の露出面を研削する。送り機構４３は、昇降する研削ユニット３０の位置を認識する図示せぬ位置認識部を備えている。
【００２２】
研削ユニット３０は、図３に示すように、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング３１と、このスピンドルハウジング３１内に同軸的、かつ回転自在に支持されたスピンドルシャフト３２と、スピンドルハウジング３１の上端部に固定されてスピンドルシャフト３２を回転駆動するモータ３３と、スピンドルシャフト３２の下端に同軸的に固定された円盤状のホイールマウント３４とを具備している。そしてホイールマウント３４の下面であるマウント面３４ａには、研削ホイール３５がねじ止め等の取付手段によって着脱自在に取り付けられる。
【００２３】
研削ホイール３５は、アルミニウム等からなる環状のホイールベース３６の下面である砥石固着面３６ａに、全周にわたって複数の砥石３７が配列されて固着されたものである。砥石３７は、例えばビトリファイド等の結合材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形したものが用いられる。一次研削位置の上方に配された一次研削用の研削ユニット３０のホイールマウント３４には、例えば♯２０００〜♯８０００の砥粒を含む砥石３７が固着された研削ホイール３５が取り付けられる。また、二次研削位置の上方に配された二次研削用の研削ユニット３０のホイールマウント３４には、例えば♯１００００以上の砥粒を含む砥石３７が固着された研削ホイール３５が取り付けられる。ホイールマウント３４および研削ホイール３５には、研削面の冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示省略）が設けられ、該機構には給水ラインが接続されている。  
【００２４】
図１に示すように、基台１１上には、基準側ハイトゲージ５１とウエーハ側ハイトゲージ５２との組み合わせで構成される厚さ測定ゲージ５０が、一次研削側および二次研削側に位置するチャックテーブル２０に対して、それぞれ配設されている。図３に示すように、基準側ハイトゲージ５１は、揺動する基準プローブ５１ａの先端が、ウエーハ１で覆われないチャックテーブル２０の枠体２１の上面２１ａに接触し、該上面２１ａの高さ位置を検出するものである。ウエーハ側ハイトゲージ５２は、揺動する変動プローブ５２ａの先端がチャックテーブル２０に保持されるウエーハ１の上面すなわち被研削面に接触することで、ウエーハ１の上面の高さ位置を検出するものである。
【００２５】
厚さ測定ゲージ５０によれば、ウエーハ側ハイトゲージ５２の測定値から基準側ハイトゲージ５１の測定値を引いた値に基づいてウエーハ１の厚さが測定される。図４に示すように、ウエーハ１が目標厚さ：ｔ１まで研削されるとすると、研削前において元の厚さ：ｔ２がまず測定され、（ｔ２−ｔ１）が研削量とされる。ウエーハ側ハイトゲージ５２によるウエーハ１の厚さ測定ポイント、すなわち変動プローブ５２ａの接触点は、図３（ａ）の破線で示すようにウエーハ１の外周縁に近い外周部分が好適である。
【００２６】
上記研削ユニット３０は、研削ホイール３５が例えば２０００〜５０００ｒｐｍで回転しながら所定速度（例えば０．３〜０．５μｍ／秒程度）で下降することにより、研削ホイール３５の砥石３７がウエーハ１の表面を押圧し、これによって該表面が研削される。研削の際、ウエーハ１はチャックテーブル２０とともに研削ホイール３５と同方向に回転させられるが、チャックテーブル２０の回転速度は通常の１０ｒｐｍ程度から、最大で３００ｒｐｍ程度とされる。研削ユニット３０による研削量は、上記厚さ測定ゲージ５０によってウエーハ１の厚さを測定することにより制御される。
【００２７】
図４に示すように、研削ホイール３５は、その直径と同等である砥石３７の研削外径がチャックテーブル２０の半径よりも大きなものが用いられ、研削ホイール３５は、砥石３７による研削外周縁がチャックテーブル２０の回転中心すなわちウエーハ１の中心を通過するようにウエーハ１に対面して位置付けられる。この位置関係により、回転するウエーハ１の表面全面が研削ホイール３５の砥石３７で一様に研削される。
【００２８】
ウエーハ１は、最初に一次研削位置で研削ユニット３０により一次研削された後、ターンテーブル１３が図１に示すＲ方向に回転することにより二次研削位置に移送され、ここで研削ユニット３０により二次研削される。
【００２９】
図１の符合６０は、基台１１上に設けられたセットアップセンサである。このセットアップセンサ６０は、図１では二次研削側のチャックテーブル２０に対するものしか図示されていないが、一次研削側のチャックテーブル２０に対しても設けられている（一次研削側の研削ユニット３０に隠れて図示されていない）。
【００３０】
このセットアップセンサ６０は、図５に示すように、上下動自在なセンサプローブ６１によってＯＮ／ＯＦＦされるスイッチ６２を有しており、水平に延びる上下２本の板ばね６３の先端に固定されている。これら板ばね６３は上下方向に撓むもので、ポスト６４の上端部に固定されている。ポスト６４は、基台１１上に垂直に、かつ、回転自在に支持されている。ポスト６４の下端部にはギヤ６５ａが形成されたシャフト６５が同軸的に延びており、ギヤ６５ａには、モータ６６のピニオンギヤ６６ａが連結されている。モータ６６の作動によりポスト６４は回転し、これに伴ってセットアップセンサ６０は水平方向に旋回する。
【００３１】
セットアップセンサ６０は、図１の実線で示すようにチャックテーブル２０の直上であって、チャックテーブル２０と研削ユニット３０との間の検知位置に配置され、また、ここから旋回して破線で示すターンテーブル１３の外側に退避させられる。図５に示すように、セットアップセンサ６０がチャックテーブル２０上に配置されると、センサプローブ６１はチャックテーブル２０の上面に近接し、この状態から研削ユニット３０が下降してきてホイールマウント３４などがセットアップセンサ６０の上面に接触し押し下げると、センサプローブ６１が相対的に上に動いてスイッチ６２がＯＮになる。そして、研削ユニット３０が上昇するとスイッチ６２はＯＦＦになる。
【００３２】
図１に示すように、着脱エリア１１Ｂの中央には、上下移動する２節リンク式のピックアップロボット７０が設置されている。そしてこのピックアップロボット７０の周囲には、上から見て反時計回りに、供給カセット７１、位置合わせ台７２、供給アーム７３、回収アーム７４、スピンナ式洗浄装置７５、回収カセット７６が、それぞれ配置されている。カセット７１，７６は複数のウエーハ１を水平な姿勢で、かつ上下方向に一定間隔をおいて積層状態で収容するもので、基台１１上の所定位置にセットされる。
【００３３】
研削加工されるウエーハ１は、はじめにピックアップロボット７０によって供給カセット７１内から取り出され、位置合わせ台７２上に載置されて一定の位置に決められる。次いでウエーハ１は、供給アーム７３によって位置合わせ台７２から取り上げられ、着脱位置で待機しているチャックテーブル２０上に被研削面を上に向けて載置される。ウエーハ１はターンテーブル１３のＲ方向への回転によって一次研削位置と二次研削位置にこの順で移送され、これら研削位置で、研削ユニット３０により上記のようにして表面が研削される。
【００３４】
二次研削が終了したウエーハ１は、さらにターンテーブル１３がＲ方向に回転することにより着脱位置に戻される。着脱位置に戻ったチャックテーブル２０上のウエーハ１は回収アーム７４によって取り上げられ、洗浄装置７５に移されて水洗、乾燥される。そして、洗浄装置７５で洗浄処理されたウエーハ１は、ピックアップロボット７０によって回収カセット７６内に移送、収容される。
【００３５】
［２］チャックテーブルのセルフグラインド
以上が研削加工装置１０の構成であり、この装置１０でウエーハ１を研削するにあたっては、研削ユニット３０の研削ホイール３５によってチャックテーブル２０の上面（枠体２１の上面２１ａと吸着エリア２２の上面２２ａ）を研削して平坦に加工するセルフグラインドと呼ばれるこの研削加工が、定期的に行われる。セルフグラインドはチャックテーブル２０にウエーハ１を水平に載置させるために行われ、極めて硬い吸着エリア２２を研削することから、研削ホイール３５の砥石３７は、♯６００程度のメタルやビトリファイドからなるものが用いられる。
【００３６】
チャックテーブル２０のセルフグラインドは、チャックテーブル２０を回転させながら送り機構４３によって研削ユニット３０を下降させ、回転する研削ホイール３５の砥石３７をチャックテーブル２０の上面に押圧させることにより行われる。セルフグラインドは、用いる研削ホイール３５の砥石３７による研削外周縁が、図４で示したようにチャックテーブル２０の回転中心を通過するように行われ、これによってチャックテーブル２０の上面全面が平坦に研削される。
【００３７】
チャックテーブル２０のセルフグラインドは、一定量のウエーハ１を研削処理するごとに定期的に行われ、セルフグラインドを行ったら、その都度セットアップがなされる。本実施形態の研削加工装置においては、次のようにして、セットアップおよびセットアップに基づくインターロック制御が行われる。なお、セットアップおよびインターロック制御は、図示せぬ制御部で行われる。
【００３８】
［３］セットアップおよびインターロック制御の実施形態
（ａ）チャックテーブルとホイールマウントの間隔設定方法（研削ホイール無し）
図６に示すように、まず、研削ユニット３０のホイールマウント３４に研削ホイール３５を取り付けていない状態とし、一方、セットアップセンサ６０をチャックテーブル２０上の検知位置に配置する。そして、送り機構４３によって研削ユニット３０を下降させることによりホイールマウント３４のマウント面３４ａをセットアップセンサ６０に接近させていき、接触してスイッチ６２がＯＮになった時点で、送り機構４３の位置認識部で認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１を記憶する。このとき、予め判っているセットアップセンサ６０の高さが、チャックテーブル上面（保持面）２０Ａと、ホイールマウント３４のマウント面３４ａとの間隔Ａとして設定される。
【００３９】
次に、ホイールマウント３４に取り付けられるホイールベース３６の厚さＴを上記間隔Ａの値から減算して、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル上面２０Ａとの間隔Ｂを求めるとともに、この間隔Ｂおよび研削ユニットの初期位置Ｚ１の値から、砥石固着面３６ａがチャックテーブル上面２０Ａに当接する寸前の研削ユニットの限界位置Ｚ２を求める。
【００４０】
次に、厚さ測定ゲージ５０で測定したウエーハ１の厚さＷと、研削ユニット３０の限界位置Ｚ２に基づき、送り機構４３の位置認識部が、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル２０上のウエーハ１とが当接する位置Ｚ３を認識する。
【００４１】
以上でセットアップは終了し、この後、ホイールマウント３４のマウント面３４ａに研削ホイール３５を取り付け、所定枚数のウエーハ１の研削を開始する。研削する際には、送り機構４３によりウエーハ１に向かって送り込まれる研削ユニット３０が、最後に認識した上記位置Ｚ３に達しないように制御される。これによってホイールベース３６の砥石固着面３６ａがウエーハ１の表面に当接する前に研削を終了させることができる。
【００４２】
（ｂ）チャックテーブルとホイールマウントの間隔設定方法（研削ホイール有り）
図７に示すように、研削ユニット３０のホイールマウント３４に砥石の無いホイールベース３６を取り付けた状態から、送り機構４３によって研削ユニット３０を下降させて検知位置に配置したセットアップセンサ６０に接近させていき、接触してスイッチ６２がＯＮになった時点で、送り機構４３の位置認識部で認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１’を記憶する。このとき、セットアップセンサ６０の高さは、チャックテーブル上面２０Ａと、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとの間隔Ｂ’として設定される。なお、ここではホイールベース３６に砥石３７が固着されておらず、そのようなホイールベース３６を用いることが困難である場合には、ホイールベース３６のダミー（実際に用いるホイールベース３６と同じ高さを有するもの）をホイールベース３６の代わりにホイールマウント３４に取り付けるとよい。
【００４３】
次に、間隔Ｂ’および初期位置Ｚ１’の値から、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａがチャックテーブル上面２０Ａに当接する寸前の研削ユニット３０の限界位置Ｚ２を求める。そして、上記方法と同様に、厚さ測定ゲージ５０で測定したウエーハ１の厚さＷと、研削ユニット３０の限界位置Ｚ２に基づき、送り機構４３の位置認識部が、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル２０上のウエーハ１とが当接する位置Ｚ３を認識する。
【００４４】
以上でセットアップは終了し、この後、砥石無しのホイールベース３６（もしくは上記のホイールベース３６のダミー）をホイールマウント３４から取り外して正規に用いる砥石付きの研削ホイール３５に付け替え、所定枚数のウエーハ１の研削を開始する。この場合も、最後に認識した上記位置Ｚ３に研削ユニットが達しないように制御される。
【００４５】
（ｃ）ブロックゲージを使用する間隔設定方法
チャックテーブル上面２０Ａと、ホイールマウント３４のマウント面３４ａとの間隔Ａ、あるいはホイールベース３６の砥石固着面３６ａとの間隔Ｂ’を認識する方法としては、上記セットアップセンサ６０を用いる代わりに、図１０に示すブロックゲージ９０を使用する方法もある。このブロックゲージ９０は、下面が平坦で、上面が、最も低い段部９１から中間の段部９２を経て最も高い段部９３が階段状に３段形成されたものである。各段部９１〜９３は下面と平行で、それぞれの高さ９１ａ，９２ａ，９３ａは予め正確に認識されている。
【００４６】
図８は、上記（ａ）の「チャックテーブルとホイールマウントの間隔設定方法（研削ホイール無し）」での上記間隔Ａを、ブロックゲージ９０を用いて設定している状態を示している。この場合には、チャックテーブル上面２０Ａにブロックゲージ９０を載置し、研削ホイール３５を取り付けていない研削ユニット３０を下降させて、ホイールマウント３４のマウント面３４ａをブロックゲージ９０の任意の段部（図８では段部９１）の上面に接近させていき、接触した時点で、送り機構４３の位置認識部で認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１を記憶する。このとき、ホイールマウント３４が接触した段部の高さ（段部９１の高さ９１ａ）が、チャックテーブル上面２０Ａとホイールマウント３４のマウント面３４ａとの間隔Ａとして設定される。これ以降は上記（ａ）の方法と同様にしてセットアップおよびインターロック制御が行われる。
【００４７】
図９は、上記（ｂ）の「チャックテーブルとホイールマウントの間隔設定方法（研削ホイール有り）」の上記間隔Ｂ’を、ブロックゲージ９０を用いて設定している状態を示している。この場合には、ホイールマウント３４に砥石無しのホイールベース３６（もしくは上記ダミーのホイールベース）を取り付けた研削ユニット３０を下降させて、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａがチャックテーブル２０上に載置されたブロックゲージ９０の任意の段部（図９では段部９１）に接触した時点で、送り機構４３の位置認識部で認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１’を記憶する。このとき、ホイールベース３６が接触した段部の高さ（段部９１の高さ９１ａ）が、チャックテーブル上面２０Ａとホイールベース３６の砥石固着面３６ａとの間隔Ｂ’として設定される。これ以降は上記（ｂ）の方法と同様にしてセットアップおよびインターロック制御が行われる。
【００４８】
（ｄ）ターンテーブルの基準面を利用する方法
次に、図１に示すターンテーブル１３上に設けられた基準ブロック１００の上端面である基準面１０１を利用して、セットアップおよびインターロック制御を行う実施形態を説明する。
【００４９】
ターンテーブル１３は、図１１に示すように、基台１１に回転自在に支持されたターンテーブルベース１３ａと、このターンテーブルベース１３ａの上方を覆うカバー１３ｂとから構成されている。図１ではターンテーブル１３のカバー１３ａを示している。チャックテーブル２０は、ターンテーブルベース１３ａに回転自在に支持された円柱状のチャックテーブルベース２０ａの上端に固定されており、チャックテーブル２０は、ターンテーブル１３のカバー１３ａに形成された孔から上方に突出している。
【００５０】
基準ブロック１００はターンテーブルベース１３ａ上に固定されており、上端部がカバー１３ｂに形成された孔から上方に突出している。基準面１０１はカバー１３ｂの上面と同様に水平に設定されており、カバー１３ｂよりも上方、かつ、チャックテーブル上面２０Ａよりも下方に位置している。
【００５１】
基準ブロック１００は、ターンテーブル１３が回転することによって各厚さ測定ゲージ５０の各プローブ５１ａ，５２ａが基準面１０１に接触可能な位置に配されており、各プローブ５１ａ，５２ａで基準面１０１の高さ位置が測定可能とされている。さらに基準ブロック１００は、ターンテーブル１３が回転することによって検知位置にあるセットアップセンサ６０が基準面１０１に接触可能な位置に配されている。
【００５２】
基準面１０１を利用するセットアップおよびインターロック制御の方法は、次の通りである。
厚さ測定ゲージ５０の変動プローブ５２ａをチャックテーブル上面２０Ａに接触させてチャックテーブル上面２０Ａの高さ位置を測定する。続いて、ターンテーブル１３を回転させて基準面１０１を厚さ測定ゲージ５０に対応する位置に移動させ、変動プローブ５２ａを基準面１０１に接触させて基準面１０１の高さ位置を測定する。そして、チャックテーブル上面２０Ａの測定値から基準面１０１の測定値を減算して、これらの間の距離Ｃを求めて記憶する。
【００５３】
次に、ターンテーブル１３を回転させて基準面１０１を研削ユニット３０の下方に位置付けるとともに、基準面１０１の上方の検知位置にセットアップセンサ６０を位置付ける。次いで、上記（ａ）の方法のように、ホイールマウント３４に研削ホイール３５を取り付けていない研削ユニット３０を下降させ、ホイールマウント３４のマウント面３４ａがセットアップセンサ６０に接触してスイッチ６２がＯＮになった時点での送り機構４３の位置認識部で認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１’’を記憶する。ここでは、予め判っているセットアップセンサ６０の高さが、チャックテーブル上面２０Ａとホイールマウント３４のマウント面３４ａとの距離Ｄとして設定される。この距離Ｄの時における研削ユニット３０の位置認識部によって認識される研削ユニット３０自身の初期位置Ｚ１’’とは、当該研削加工装置１０の固有かつ不動の位置関係である。したがって距離Ｄの時の位置認識部によって認識される研削ユニット３０の初期位置Ｚ１’’の値は、セットアップするたびに測定してもよいが、一旦測定した後は、装置情報として記憶しておき、セットアップする際に読み出して使用するようにしてもよい。
【００５４】
次に、距離Ｄから距離Ｃを減算して、ホイールマウント３４のマウント面３４ａとチャックテーブル上面２０Ａとの間隔Ｅを求める。そして、この間隔Ｅから、装着する研削ホイール３５のホイールベース３６の厚さＴを減算して、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル上面２０Ａとの間隔Ｂを求めるとともに、この間隔Ｂと初期位置Ｚ１’’の値から、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａがチャックテーブル上面２０Ａに当接する寸前の研削ユニット３０の限界位置Ｚ２を求める。
【００５５】
この後は、上記（ａ）の方法と同様であり、厚さ測定ゲージ５０で測定したウエーハ１の厚さＷと研削ユニット３０の限界位置Ｚ２とに基づいて、送り機構４３の位置認識部がホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル上のウエーハとが当接する位置Ｚ３を認識し、セットアップを終了する。そして、この後、ホイールマウント３４のマウント面３４ａに砥石付きの研削ホイール３５を取り付け、所定枚数のウエーハ１の研削を開始し、研削ユニット３０が位置Ｚ３に達しないように制御される。
【００５６】
上記の各セットアップ方法、およびセットアップに基づくホイールベース３６がウエーハ１に当接することを未然に防ぐインターロック制御は、ホイールマウント３４のマウント面３４ａに装着する研削ホイール３５の砥石３７の高さに依存せず、ホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル２０上に保持されるウエーハ１との間隔を正確に把握することに基づいて行っている。
【００５７】
ところで、チャックテーブル２０のセルフグラインドを行ってから次のセルフグラインドを行うまでの間に、使用中の研削ホイール３５に代えて、砥石３７の高さの異なる別の研削ホイール３５をホイールマウント３４に付け替えたり、使用中の砥石３７をドレッシングしたりする場合がある。従来では、新たな砥石の高さを装置に再入力してインターロック制御を行っていたが、砥石の高さの入力値が誤った値であったり、入力し忘れたりすることにより、インターロック制御が正しく行われず、砥石が消滅した場合、ホイールベース３６がウエーハ１やチャックテーブル２０に当接してしまう危険性があったわけである。
【００５８】
ところが本実施形態では、砥石３７の高さではなくホイールベース３６の砥石固着面３６ａとチャックテーブル２０上に保持されるウエーハ１との間隔Ｂを求め、この間隔Ｂに基づいて、ホイールベース３６がウエーハ１に当接する研削ユニット３０の位置Ｚ３を認識することにより、砥石３７が消滅したホイールベース３６がウエーハに当接する危険が確実に回避される。また、研削ユニット３０の上記限界位置Ｚ２を認識することにより、ホイールベース３６がチャックテーブル２０に当接することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る研削加工方法を好適に実施し得る研削加工装置の斜視図である。
【図２】一実施形態に係る研削加工方法で研削加工されるウエーハの（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図３】一実施形態の研削加工装置が具備する研削ユニットでウエーハ表面を研削している状態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図４】同研削ユニットでウエーハ表面を研削している状態を示す側面図である。
【図５】一実施形態の研削加工装置が具備するセットアップセンサを示す側面図である。
【図６】セットアップセンサを利用して研削ユニットをセットアップする方法を示す側面図である。
【図７】セットアップセンサを利用して研削ユニットをセットアップする他の方法を示す側面図である。
【図８】ブロックゲージを利用して研削ユニットをセットアップする方法を示す側面図である。
【図９】ブロックゲージを利用して研削ユニットをセットアップする他の方法を示す側面図である。
【図１０】ブロックゲージの斜視図である。
【図１１】研削ユニットのセットアップに用いられる基準面を有する基準ブロックの取付構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…半導体ウエーハ（被加工物）
１０…研削加工装置
２０…チャックテーブル
２０Ａ…チャックテーブル上面（保持面）
３０…研削ユニット（研削手段）
３２…スピンドルシャフト
３４…ホイールマウント
３４ａ…マウント面
３５…研削ホイール
３６…ホイールベース
３６ａ…砥石固着面
３７…砥石
４３…送り機構（送り手段）
５０…厚さ測定ゲージ
１０１…基準面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008087104.tif 000010
【図９】
2008087104.tif 000011
【図１０】
2008087104.tif 000012
【図１１】
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