(57)【要約】【課題】高精度な平坦度が得られるとともに、軸の調整を容易にし、加工効率の優れた研削方法および装置を提供する。【解決手段】水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削方法において、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ方向）およびこれに直交する方向（Ｘ方向）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向の２方向に対して該スピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、該スピンドルヘッドの相対的な傾きを調整するようにした。【選択図】  図１
2004223651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削方法において、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ方向）およびこれに直交する方向（Ｘ方向）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向の２方向に対して該スピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、該スピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする平面研削方法。
【請求項２】
水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削方法において、該砥石の中心と該ウエーハの中心を結んだ線状の方向（α方向）とこれに直交する方向（β方向）からなる座標系（α−β）方向の２方向に対して該スピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、該スピンドルヘッドの軸調整を行なうに際し、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ方向）とこれに直交する方向（Ｘ方向）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向に対する角度θのずれを考慮し、両座標系の間で座標変換を行いウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする平面研削方法。
【請求項３】
前記座標系（α−β）及び座標系（Ｘ−Ｙ）の両座標系の間で座標変換を下記式（１）又は（２）により行うことを特徴とする請求項２記載の平面研削方法。
【数１】
2004223651.tif 000010
【請求項４】
平面研削後に得られるウエーハ形状を「傾き成分」及び「たわみ成分」に分け計測し、これを制御パラメータとしてフィードバックすることで前記ウエーハと前記スピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の平面研削方法。
【請求項５】
平面研削後に得られるウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」を下記式（３）により角度変換し、角度単位の「傾き成分ΔＹ」及び「たわみ成分ΔＸ」を得ることを特徴とする請求項４記載の平面研削方法。
【数２】
2004223651.tif 000011
（式（３）において、ｋ１、ｋ３は補正係数、ｋ２、ｋ４は補正値であり、装置や研削条件により決まる）
【請求項６】
前記ウエーハと前記スピンドルヘッドの相対的な傾きの調整は研削前に実施し、研削中には前記砥石と該ウエーハの相対角度を一定に維持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の平面研削方法。
【請求項７】
水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削装置において、該スピンドルヘッドと該ウエーハを垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構と、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解し、該スピンドルヘッドの傾斜を調整する傾斜制御装置とを備えたことを特徴とする平面研削装置。
【請求項８】
平面研削後に得られるウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段と、これらの値により、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段とをさらに有することを特徴とする請求項７記載の平面研削装置。
【請求項９】
スピンドルヘッドとウエーハを垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構と、砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）からなる座標系（α−β）方向にスピンドルヘッドの傾斜を調整する傾斜制御装置とを有し、水平面内で回転駆動される該ウエーハを、垂直方向に配置された該スピンドルヘッドの下部に取り付けられた該砥石により研削するインフィード方式の平面研削装置であって、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）に対して座標変換する座標変換手段を有し、前記座標系（α−β）及び座標系（Ｘ−Ｙ）の両座標系間で座標変換を行なうことで該ウエーハと該スピンドルヘッドの相対的な傾斜を調整することを特徴とする平面研削装置。
【請求項１０】
平面研削後に得られるウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段と、これらの値により、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸、又は砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）方向の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段とをさらに有することを特徴とする請求項９記載の平面研削装置。
【請求項１１】
前記座標変換手段が、ウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」を角度単位の「傾き成分ΔＹ」及び「たわみ成分ΔＸ」に変換し、さらに座標系（Ｘ−Ｙ）から座標系（α−β）に座標変換し、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を算出することを特徴とする請求項１０記載の平面研削装置。
【請求項１２】
α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を計測する角度検出器を有することを特徴とする請求項１１記載の平面研削装置。
【請求項１３】
前記傾斜制御装置が座標変換を行なうことで得られたα軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）になるまで前記スピンドルヘッドの傾斜を自動的に調整することを特徴とする請求項１１又は１２記載の平面研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体シリコンウエーハやガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐等の化合物半導体ウエーハ表面を平面研削するための方法および装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
近年のエレクトロニクス技術のめざましい発展により、多くの電子機器にさまざまな半導体装置が使用されるようになってきた。半導体装置はシリコン等の半導体材料を円柱状に単結晶化させ、これをウエーハと呼ばれる薄い円盤状にスライスしたものをベースとして製造される。例えばシリコンウエーハの製造方法は、一般にチョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（Ｆｌｏａｔｉｎｇ  Ｚｏｎｅ；ＦＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する結晶成長工程、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるウエーハ加工工程を経る。更に詳しくその工程を示すと、ウエーハ加工工程は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程と、該スライス工程によって得られたウエーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程と、このウエーハを平坦化するラッピング工程と、面取り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程と、そのウエーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工程と、研磨されたウエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程を有している。上記ウエーハ加工工程は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行なったり、工程順が入れ換えられたりする。
【０００３】
特に近年では上記ラッピング工程に変えて、若しくは併用して平面研削工程を実施することがある。平面研削はウエーハ外周まで高平坦度なウエーハが得られるという利点がある。
【０００４】
このような半導体ウエーハ、特にシリコンの鏡面研磨ウエーハには極めて高い平坦度（厚さむらが小さいこと）が求められている。このため、鏡面研磨ウエーハの原料となるウエーハ、例えば、平面研削後のウエーハの平坦度（厚さむら）もウエーハ全面で１μｍ以下であることが期待されている。
【０００５】
半導体ウエーハの平坦化に使用する平面研削装置としては、主にインフィード方式の平面研削盤が用いられている。この従来のインフィード方式の平面研削盤の構造の概略を図１５に示す。図１５において、１０はインフィード方式の平面研削盤（平面研削装置）で、基台１２を有している。該基台１２の上面には研削されるウエーハ１４を真空吸着するウエーハチャック１６が設けられている。該ウェーハチャック１６の下面にはウエーハチャック回転軸１８が取り付けられている。該回転軸１８はウエーハチャック駆動モータ２０によって回転せしめられるようになっている。該ウェーハチャック１６はロータリテーブル又は回転テーブルなどといわれることもある。
【０００６】
２２は該ウェーハ１４を研削する砥石で、その上面には砥石回転軸２４が取り付けられている。該砥石回転軸２４はスピンドルヘッド２６を介して砥石回転軸駆動モータ２８によって回転せしめられるようになっている。
【０００７】
３０は前記ウエーハチャック１６に対応して前記基台１２の上面に設けられた支台であり、該支台３０の上面にはさらに固定フレーム３２が取り付けられている。該固定フレーム３２の内側面には上下方向に摺動可能な摺動支持板３４が取り付けられており、該摺動支持板３４には傾斜制御装置３６を介してスピンドルヘッド２６が接続されている。なお、該傾斜制御装置３６は後述するように砥石回転軸２４の傾きの制御を行なうものであり、以下の説明や図では軸調装置と称することもある。
【０００８】
４０は該固定フレーム３２の上方に設けられた砥石回転軸昇降モータで、前記摺動支持板３４を上下方向に摺動させることによって、傾斜制御装置３６、スピンドルヘッド２６、砥石回転軸２４及び砥石２２の昇降を行なわせることができる。
【０００９】
なお、前記傾斜制御装置３６は、後述するように、その内面を所定方向に傾斜させることができる構造とされている。したがって、該傾斜制御装置３６の内面に接続するスピンドルヘッド２６、砥石回転軸２４及び砥石２２も傾斜可能となっている。
【００１０】
図１６〜図１８は前記傾斜制御装置（軸調装置）の構造の一例を詳細に示す模式的説明図で、図１６は傾斜制御装置（軸調装置）の全体斜視図、図１７はサーボモータ部分の断面的摘示図、及び図１８は角度検出器部分の断面的摘示図である。
【００１１】
図１６において、３６は傾斜制御装置（軸調装置）であり、該傾斜制御装置３６は、金属製ブロック３７を有している。該金属製ブロック３７の内面３７ａにはスピンドルヘッド２６、砥石回転軸２４及び砥石２２が接続されている。
【００１２】
４２は該傾斜制御装置３６のα方向（スピンドルヘッド２６方向）への傾斜制御を行なうための第１の摺り割りで、該金属製ブロック３７の内面３７ａと平行に穿設され、該第１の摺り割り４２の底部には第１幅広溝部４２ａが設けられている。また、該第１の摺り割り４２の外側及び内側にはそれぞれ第１ブロック部４５及び第２ブロック部４６が形成されている。
【００１３】
図１７に示すように、該第１ブロック部４５には外面３７ｂ及び第１の摺り割り４２に開口する第１貫通孔４８が形成され、該第２ブロック部４６には該第１貫通孔４８に対応して雌ネジ部を螺設したネジ穴５０が設けられている。５２は先端部に雄ネジ部を螺設した第１駆動ロッドで、該貫通孔４８に挿通されるとともに該ネジ穴５０にその先端部が螺合せしめられる。該金属製ブロック３７の外面３７ｂにはサーボモータなどの第１駆動装置５４が設けられている。該第１駆動装置５４は該第１駆動ロッド５２に接続されており、該傾斜制御装置３６のα方向への傾斜制御を行なう。
【００１４】
また、図１８に示すように、該第１ブロック部４５には外面３７ｂ及び第１の摺り割り４２に開口する第２貫通孔５６がさらに形成されており、先端部にゲージプローブ５８を有するリニアーゲージ式変位センサーなどの第１角度検出器６０が設けられ、α方向の傾斜角度を測定する。
【００１５】
±Δα方向への傾斜制御は、第１駆動装置５４により回転する第１駆動ロッド５２が、第１摺り割り４２を超えて第２ブロック部４６を押したり引いたりすることにより第１幅広溝部４２ａを支点として第２ブロック部４６が傾斜することによってなされる。この変位量は第１駆動装置５４の近傍に固定された第１角度検出器６０によって検出される。
【００１６】
６２は該傾斜制御装置３６のβ方向（α方向と直交する方向）への傾斜制御を行なうための第２の摺り割りで、該金属製ブロック３７の内面３７ａと直交する方向に穿設され、該第２の摺り割り６２の底部には第２幅広溝部６２ａが設けられている。また、該第２の摺り割り６２の両側にはそれぞれ第３ブロック部６４及び第４ブロック部６６が形成されている。
【００１７】
該第２の摺り割り６２部分の構成は、図１７及び図１８に示した第１の摺り割り４２部分の構成と同様であるので図示による再度の詳細な説明は省略し、図１６のみによる簡単な説明にとどめる。該第３ブロック部６４には側面３７ｃ及び第２の摺り割り６２に開口する第３貫通孔（図示せず）が形成され、該第４ブロック部６６には該第３貫通孔に対応して雌ネジ部を螺設したネジ穴（図示せず）が設けられている。該ネジ穴には先端部に雄ネジ部を螺設した第２駆動ロッド（図示せず）が第３貫通孔を介して螺合されている。該金属製ブロック３７の側面３７ｃにはサーボモータなどの第２駆動装置６８が設けられている。該第２駆動装置６８は該第２駆動ロッドに接続されており、該傾斜制御装置３６のβ方向への傾斜制御を行なう。
【００１８】
また、該第３ブロック部６４には側面３７ｃ及び第２の摺り割り６０に開口する第４貫通孔（図示せず）がさらに形成されており、先端部にゲージプローブ（図示せず）を有するリニアーゲージ式変位センサーなどの第２角度検出器７０が設けられ、β方向の傾斜角度を測定する。
【００１９】
±Δβ方向への傾斜制御は、第２駆動装置６８により回転する第２駆動ロッドが、第２摺り割り６２を超えて第４ブロック部６６を押したり引いたりすることにより第１幅広溝部４２ａを支点として第２ブロック部４６が傾斜することによってなされる。この変位量は第２駆動装置６８の近傍に固定された第２角度検出器７０によって検出される。
【００２０】
なお、図１６〜図１８の説明においては、傾斜制御装置３６が角度検出器６０、７０を具備している場合について説明したが、後記する図２０の場合のように従来の傾斜制御装置３６においては角度検出器６０、７０を設置しないで、作業者の熟練に依存する場合がほとんどであった。また一般的にはサーボモータなどの自動的に駆動ロットの送り量を制御するものではなく、手動でねじの回転量を調節してその送り量で角度を調整しており、作業者の経験と勘に頼るものが大きくその調整は困難であった。また角度検出器６０、７０が設置されていても、どの方向にどの程度角度を変化させるかはやはり作業者の経験が必要であり、結局は作業者の熟練に頼る以外に方策がないのが現状であった。
【００２１】
上記した構成によって、該インフィード方式の平面研削盤１０は、ウエーハチャック１６に真空吸着したウエーハ１４を高速回転する砥石２２によって研削するものである。この研削にあたって、軸調装置３６によって制御可能な傾き方向は、図２０及び図２１に示すように、砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線（α軸）の方向（α方向）とこれに直交する軸（β軸）の方向（β方向）である。なお、換言すれば、α方向はインフィード方式の平面研削盤１０の長手方向（図１５では左右方向）であり、β方向は該平面研削盤１０の前後方向（図１５では紙面方向）である。
【００２２】
この時、図１９に誇張して示すように、ウエーハチャック１６面は数十μｍの凸形状であり、砥石回転軸（主軸）２４はウエーハチャック回転軸１８から僅かな角度（φ＝１／１００〜１／１０度）だけ傾くように設定されているため、砥石２２とウエーハ１４は図２０及び図２１に示した弧ＯＰ（即ち、ウエーハ中心Ｏとウエーハ１４の外周円と砥石軌跡２２ａとの交点Ｐを結ぶ弧）の部分だけで接触している。以下この弧ＯＰの部分を接触弧４４ということがある。図２１において、ＤＷはウエーハ１４の回転方向及びＤＧは砥石２２の回転方向である。
【００２３】
インフィード方式の平面研削装置によりウエーハ１４を高精度な平坦度（ＴＴＶ）に仕上げるためには、ウエーハチャック１６の平面に対してスピンドルヘッド２６の少なくとも前後方向の傾き（本明細書におけるα方向）を高精度に調整する必要がある。このような手段を備えた装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。また特許文献２には、回転テーブルに対してスピンドルヘッドを傾けるのではなく、スピンドルヘッドに対して回転テーブル（ウエーハチャック）を傾ける装置が開示されている。つまり、インフィード方式の平面研削盤１０は砥石回転軸２４とウエーハチャック回転軸１８との間の相対角度を調整する（以降、軸調と略すことがある）ことによって、希望する平坦度を実現する装置である。
【００２４】
また、特許文献３にはスピンドルヘッドの傾斜を研削の段階（研削中）ごとに応じて自動的に変化させ高平坦度な加工を行なう技術が開示されている。
【００２５】
【特許文献１】
特開昭６１−２７４８７３号公報
【特許文献２】
特開平８−９０３７６号公報
【特許文献３】
特開平１０−３１５１０３号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現行の平面研削装置、例えば上記した平面研削盤およびこれと同様の基本構造の装置では、ウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整（軸調）を行なうことができる方向（軸調手段が制御できる方向）は、前述したごとく、図１５に示すように砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α方向）とこれに直交する方向（β方向）である。
【００２７】
高平坦度なウエーハを得るために、このような方向で軸調を行なうには、専ら作業者の経験と試行錯誤に負っている。つまりスピンドルヘッド（又は砥石）の角度調整は難しく、熟練した技術者が手作業により調整するので、多くの時間と専門的な技術を必要としていた。しかも、一度角度を設定しても使用している間にずれが生じるので、定期的な確認および角度調整が必要となっていた。
【００２８】
また高平坦度に加工するには特許文献３に開示されているように研削中にスピンドルヘッドの角度を変化させるなどの工夫が必要であり制御が複雑になっていた。
【００２９】
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、高精度な平坦度が得られるとともに、軸の調整を容易にし、加工効率の優れた研削方法および装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
インフィード方式の平面研削盤で研削したウエーハ形状は図２２に示すように主に「傾き」成分Ｋや「たわみ」成分Ｔが重畳したものである。図２２は凸状の傾きと凹状のたわみが合成されたウエーハ形状（断面形状）の１例を模式的に例示したものである。インフィード方式の平面研削盤による研削を行なうと、図２２に示すように中心よりほぼ対称な断面形状となる。
【００３１】
このような「傾き」成分Ｋや「たわみ」成分Ｔは、図１２に示すように、ウエーハ中心Ｏと点Ｐを結ぶ方向をＹ軸（砥石２２とウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向）とこれと直交する方向をＸ軸とした場合、接触弧（軌跡）４４をＸ軸に関して傾ける（すなわち、Ｘ軸を対称軸としてＹ軸の方向に傾ける）ことにより、ウエーハ形状が図１１（ａ）、（ｂ）に示すような「凹傾き」または「凸傾き」の断面形状に加工することができ、同様に、接触弧（軌跡）４４をＹ軸に関して傾ける（すなわち、Ｙ軸を対称軸としてＸ軸の方向に傾ける）ことによりウエーハは図１１（ｃ）（ｄ）に示すような「凹たわみ」または「凸たわみ」の断面形状に加工することができる。
【００３２】
つまり、図１２に示すようにＸ軸、Ｙ軸の２軸にスピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、これらの傾け角度ごとに調整することによって、「傾き」や「たわみ」の無い平坦なウエーハを研削することが可能である。また、軸調を効率的に行なうには、Ｙ軸およびＸ軸（接触弧に沿った方向およびこれに直交する方向）に関してそれぞれ独立に傾け角を調整する必要があることが明らかとなった。
【００３３】
従って本発明の平面研削方法は、水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削方法において、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ）およびこれに直交する方向（Ｘ）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向の２方向に対してスピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、スピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする。
【００３４】
このような方向で軸を正確に調整することにより任意の形状のウエーハが製造でき、特に高平坦度なウエーハの製造ができる。
【００３５】
また、従来の平面研削では、軸調整を行なうには一般的に砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（本明細書におけるα方向）とこれに直交する方向（本明細書におけるβ方向）である。このような装置で上記のような軸調整を行なう為、本発明の別な形態の平面研削方法は、水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削方法において、砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α方向）とこれに直交する方向（β方向）からなる座標系（α−β）方向に対してスピンドルヘッドの軸の傾き成分を分解し、スピンドルヘッドの軸調整を行なうに際し、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ方向）とこれに直交する方向（Ｘ方向）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向に対する角度θのずれを考慮し、両座標系の間で座標変換を行いウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする平面研削方法である。
【００３６】
このように実際に軸調整できる方向（α−β）と、本来軸調整したい方向（Ｘ−Ｙ）との間に角度θのずれがある場合、角度θのずれを考慮し、両座標系の間で座標変換を行いウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整すると良い。これにより（α−β）の方向の軸調整でもＸ軸およびＹ軸方向に対する成分をそれぞれ独立して正確に任意の量だけ調整することができる。
【００３７】
また、実際に軸調整できる方向がα軸、β軸である場合は、座標系（α−β）及び座標系（Ｘ−Ｙ）の両座標系の間で座標変換を下記式（１）又は（２）により行うとよい。
【００３８】
【数３】
2004223651.tif 000003
【００３９】
なお、式（１）及び（２）において、θ（度）は用いる砥石の直径及びウエーハの直径、及びこれらの配置により決定される。式（１）及び（２）における角度の単位も「度」でも「ラジアン」でもよい。
【００４０】
このような変換を行なうことで、正確に軸調整を行なうことができ、精度の良いウエーハ加工が行なえる。
【００４１】
特に、平面研削後に得られるウエーハ形状を「傾き成分」及び「たわみ成分」に分け計測し、これを制御パラメータとしてフィードバックすることでウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整すると良い。
【００４２】
このようにウエーハ形状の傾き成分及びたわみ成分をスピンドルヘッドの調整パラメータとして使用することで容易に高平坦度のウエーハが製造できる。
【００４３】
この時、平面研削後に得られるウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」を下記式（３）により角度変換し、角度単位の「傾き成分ΔＹ」及び「たわみ成分ΔＸ」を得ると良い。
【００４４】
【数４】
2004223651.tif 000004
【００４５】
ここで、ｋ１、ｋ３は補正係数、ｋ２、ｋ４は補正値であり、装置や研削条件により決まる数値で用いる装置や研削条件により決定する。なお、式（３）における角度の単位は「度」でも「ラジアン」でも良い（単位の変化に応じて係数を変える必要があることはいうまでもない）。このような関係式により得られた値を調整パラメータにすることでより制御しやすくなる。
【００４６】
なお、このようなウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きの調整は研削前に実施し、研削中には砥石とウエーハの相対角度は一定に維持すると良い。
【００４７】
本発明の方法でも研削中に軸調整をすることは可能であるが、研削中に砥石とウエーハの相対角度は一定に維持することで、初めに設定した形状への制御が容易になり、また形状確認後のフィードバックも容易である。
【００４８】
また、特許文献３では本発明のようにウエーハの平坦度を直交する２軸成分に分けて制御しようとする意図がなく、主にＸ方向にしか制御しなかった為、ウエーハを高平坦度にするため研削中に砥石角度を調整するなど機構的に複雑になっていた。つまり研削中に砥石とウエーハの相対角度を制御する為、Ｘ軸の方向への相対角度を予め設定したプログラムで段階的または連続的に変化させる必要があった。本発明の軸調整方法を採用することによりウエーハ研削中の砥石角度の調整は必ずしも行なう必要が無くなり、容易に高平坦度なウエーハが製造できる。
【００４９】
本発明の平面研削装置の第１の態様は、上記のような方法を実施する為の装置であり、水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の研削装置において、前記スピンドルヘッドとウエーハを垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動装置と、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解し、スピンドルヘッドを相対的に移動させる傾斜制御装置を備えたことを特徴とする平面研削装置である。
【００５０】
本発明の平面研削装置の第１の態様においては平面研削後に得られるウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段と、これらの値により、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段とをさらに有するのが好ましい。
【００５１】
本発明の平面研削装置の第２の態様は、スピンドルヘッドとウエーハを垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構と、砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）からなる座標系（α−β）方向にスピンドルヘッドの傾斜を調整する傾斜制御装置とを有し、水平面内で回転駆動されるウエーハを、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削するインフィード方式の平面研削装置であって、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）に対して座標変換する座標変換手段を有し両座標間で座標変換を行なうことでウエーハとスピンドルヘッドの相対的な傾きを調整することを特徴とする。
【００５２】
本発明の平面研削装置の第２の態様においては、平面研削後に得られるウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段と、これらの値により、該砥石と該ウエーハとの接触弧に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸、又は砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）方向の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段とをさらに有すると良い。
【００５３】
このようにウエーハ形状、特に傾き成分とたわみ成分を制御パラメータとして入力し、これをもとにＸ軸及びＹ軸の調整量（スピンドルヘッドの軸傾き成分）を算出することで、専門的な技術を必要とせず、容易に軸調整を行なうことができる。
【００５４】
座標変換する場合は、座標変換手段が、ウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」を角度単位の「傾き成分ΔＹ」及び「たわみ成分ΔＸ」に変換し、さらに（Ｘ−Ｙ座標）から（α−β座標）に座標変換し、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を算出するプログラム（アルゴリズム）を有すると好ましい。
【００５５】
さらに、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を計測する角度検出器、例えば電気的なセンサーを取り付け、前記傾斜制御装置の座標変換を行なうことで得られたα軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）までをステッピングモータ等の駆動装置により駆動して自動的に調整する事が好ましい。必要によりΔα、Δβ（角度単位）をステッピングモータの移動距離などに変換しても良い。
【００５６】
このような軸調機構が実際に指示値通りに動作したかどうかをセンサーで確認したり、センサーの値により自動的に任意の位置まで傾斜させることにより、装置の管理が容易になる。特にセンサーの値をリアルタイムで確認しながら軸の調整を行なうような制御（フィードバック機構）システムにすると良い。
【００５７】
以上のような装置を用いることで、軸調整の為に多くの時間と専門的な技術を必要とせず、熟練した作業者で無くても容易に高平坦度なウエーハ（又は必要としている形状のウエーハ）の製造が実施できる。しかも、定期的な確認および角度調整（フィードバック）も容易である。
【００５８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構造部品の寸法、材質、形状、相対位置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００５９】
図１は本発明に係る平面研削装置の第１実施形態を示す概略説明図である。図２は図１の平面研削装置による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。図１及び図２において図１５及び図２０と同一又は類似部材は同一符号によって示される。また、図１及び図２の構成において、図１５及び図２０の構成と共通の点については再度の詳細な説明は省略し、主として相違点についての説明を行なう。
【００６０】
図１において、１０ａは本発明の第１実施形態である平面研削装置である。該平面研削装置１０ａは、水平面内で回転駆動されるウエーハ１４を、垂直方向に配置されたスピンドルヘッド２６の下部に取り付けられた砥石２２により研削するインフィード方式の研削装置であり、前記スピンドルヘッド２６とウエーハ１４を垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構、例えば砥石回転軸昇降モータ４０を有し、さらに図２にその配置を示すように該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸（２方向）に分解しスピンドルヘッド２６を相対的に傾斜させる傾斜制御装置（軸調装置）３６を備えている。
【００６１】
具体的には、基台１２に固定フレーム３２が設けられ、この固定フレーム３２にスピンドルヘッド２６が傾斜制御装置（軸調装置）３６を介して配置されている。傾斜制御装置３６はスピンドルヘッド２６を該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解しスピンドルヘッド２６を相対的に移動させることができる。
【００６２】
スピンドルヘッド２６の先端に砥石２２が固定された回転軸２４が支持され、この回転軸２４は砥石回転軸駆動モータ２８により駆動されるようになっている。砥石２２は、固定フレーム３２の上部に設けられた砥石回転軸昇降モータ（Ｚ軸方向に相対移動させる駆動機構）４０により昇降されると共に、スピンドルヘッド２６は傾斜制御装置３６により制御されて砥石２２の回転軸２４の傾斜角を任意に設定できるようになっている。
【００６３】
基台１２にはウエーハチャック駆動モータ２０の回転軸１８に取り付けられたウエーハチャック１６が配置されている。このウエーハチャック１６上にウエーハ１４が支持固定される。このとき本発明の平面研削装置１０ａでは、スピンドルヘッド２６とウエーハチャック１６及び軸調を行なう方向の関係が、図２に示すような該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解し制御できるように配置・設計されている。
【００６４】
なお、本平面研削装置１０ａは、この他に装置全体を制御するＣＰＵやこのＣＰＵに制御を行なわせるためのプログラムを格納したメモリ、さらにはＸ軸、Ｙ軸の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段などを有する加工制御部１００Ａ、及びＣＰＵに所定の動作を行なわせるため、ウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段などを備え、その入力指示を行なうキーボード等の操作部１００ｂ、動作表示を行なうＣＲＴや液晶デバイス等の表示部１００ｃを有している。
【００６５】
例えば、作業者がウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」又は目標とする傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）をキーボード等の操作部１００ｂによって入力してやると、傾斜制御装置３６におけるサーボモータ等の駆動装置５４、６８（図８）が指示値になるまで自動的に駆動する。
【００６６】
加工制御部１００Ａでは、スピンドルヘッド２６とウエーハ１４を垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構４０や該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解した後の傾斜制御装置（軸調装置）３６を制御するプログラミングが収納されている。
【００６７】
次に、本発明の第２実施形態である平面研削装置を図３、図４を用い説明する。図３は本発明に係る平面研削装置の第１実施形態を示す概略説明図である。図４は図３の平面研削装置による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。図３及び図４において図１５及び図２０と同一又は類似部材は同一符号によって示される。また、図３及び図４の構成において、図１５及び図２０の構成と共通の点ついては再度の詳細な説明は省略し、主として相違点についての説明を行なう。
【００６８】
図３において、１０ｂは本発明の第２実施形態である平面研削装置である。該平面研削装置１０ｂは、スピンドルヘッド２６とウエーハ１４を垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構、例えば砥石回転軸昇降モータ４０と、図４に示したように砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）方向にスピンドルヘッド２６の傾斜を調整する傾斜制御装置（軸調装置）３６を有し、水平面内で回転駆動されるウエーハ１４を垂直方向に配置されたスピンドルヘッド２６の下部に取り付けられた砥石２２により研削するインフィード方式の平面研削装置である。該平面研削装置１０ｂは、該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）に対して座標変換する座標変換手段１００ａを有し、両座標間で座標変換を行なうことでウエーハ１４とスピンドルヘッド２６の相対的な傾きを調整する。
【００６９】
具体的には、基台１２に固定フレーム３２が設けられ、この固定フレーム３２にスピンドルヘッド２６が傾斜制御装置（軸調装置）３６を介して配置されている。スピンドルヘッド２６の先端に砥石２２が固定された回転軸２４が支持され、この回転軸２４は砥石回転軸駆動モータ２８により駆動されるようになっている。砥石２２は、固定フレーム３２の上部に設けられた砥石回転軸昇降モータ（Ｚ軸方向に相対移動させる駆動機構）４０により昇降されると共に、傾斜制御装置３６により制御されて砥石２２の回転軸２４の傾斜角を任意に設定できるようになっている。
【００７０】
基台１２にはウエーハチャック駆動モータ２０の回転軸１８に取り付けられたウエーハチャック１６が配置されている。このウエーハチャック１６上にウエーハ１４が支持固定される。本平面研削装置１０ｂでは、スピンドルヘッド２６とウエーハチャック１６及び軸調を行なう方向の関係が、従来と同じように砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）方向にスピンドルヘッド２６の傾斜を調整する傾斜制御装置３６が設置されている。
【００７１】
この平面研削装置１０ｂでは、更に該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）に対して制御する為に、座標系（Ｘ−Ｙ）及び座標系（α―β）の両座標系間で座標を変換する座標変換手段１００ａが設けられており、両座標間で座標変換を自動的に行なうことができるようになっている。
【００７２】
つまり、座標変換する座標変換手段１００ａを用いることで、図４に示すような該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）の２軸に分解し正確に制御できるように設計されている。
【００７３】
なお、本平面研削装置１０ｂにおいても、この他に装置全体を制御するＣＰＵやこのＣＰＵに制御を行なわせるためのプログラムを格納したメモリ、さらにはＸ軸、Ｙ軸の２軸、又はα軸、β軸の２軸に対するスピンドルヘッドの軸傾き成分を算出する算出手段などを有する加工制御部１００Ａ、及びＣＰＵに所定の動作を行なわせるため、ウエーハ形状の「傾き成分」及び「たわみ成分」を入力する入力手段などを備え、その入力指示を行なうキーボード等の操作部１００ｂ、動作表示を行なうＣＲＴや液晶デバイス等の表示部１００ｃを有している。
【００７４】
加工制御部１００Ａでは、スピンドルヘッドとウエーハを垂直方向であるＺ軸方向に相対移動させる駆動機構４０や、該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）から、砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）に対して座標変換する座標変換手段１００ａ、砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α軸）とこれに直交する方向（β軸）方向の２軸についてスピンドルヘッド２６の傾斜を調整する傾斜制御装置３６を制御するプログラミングが格納されている。
【００７５】
上記のような本発明の平面研削装置１０ａ，１０ｂを用い実際に加工する時の手順について説明する。該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ軸）およびこれに直交する方向（Ｘ軸）に対して制御する為に、本発明の平面研削装置１０ａ，１０ｂで一度テストウエーハを研削し、ウエーハの形状、特に傾き成分とたわみ成分を確認し、これを制御パラメータとして平面研削装置１０ａ，１０ｂの操作部に入力し、これをもとに加工制御部１００ＡでＸ軸及びＹ軸の調整量（スピンドルヘッド２６の軸傾き成分）を算出することで、専門的な技術を必要とせず、容易に軸調整を行なうことができる。
【００７６】
具体的には平面研削後に得られるウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」を下記式（３）により角度変換し、角度単位の「傾き成分ΔＹ」及び「たわみ成分ΔＸ」に換算する。つまりウエーハを実際に研削し、測定した平坦度の成分から目標とする傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）を決定する作業を容易にするため、測定した平坦度成分の大きさを厚さ単位で直接入力できるようにした。すなわち平坦度の成分をΔＸ’（μｍ）、ΔＹ’（μｍ）とし、これに補正係数と補正値をつけて傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）とする。
【００７７】
【数５】
2004223651.tif 000005
【００７８】
ここで、ｋ１、ｋ３は、補正係数、ｋ２、ｋ４は補正値であり、装置や研削条件により決まる係数で、用いる装置などにより当初は試行錯誤で修正し決定する。このような関係式はメモリなどを有する加工制御部１００Ａにプログラミングされている。
【００７９】
実際の作業においては、作業者は先ずテストウエーハを研削し、測定したウエーハの平坦度を図５（ａ）〜（ｄ）に示す２種類の平坦度成分「傾き」および「たわみ」に分解する。
【００８０】
図５に示すように「傾き成分」（図５（ａ）（ｂ））及び「たわみ成分」は（図５（ｃ）（ｄ））、大きく分けて傾き成分２種類（以下、凸傾き、凹傾きという）、たわみ成分で２種類（以下、凸たわみ、凹たわみという）の２種類である。得られるウエーハ形状は主にこれらの組合せでありほぼ４パターンのウエーハ形状が形成される。つまり図２２に示すような凸傾きと凹たわみが合成された形状（凸傾き＋凹たわみ）や、（凸傾き＋凸たわみ）、（凹傾き＋凸たわみ）、（凹傾き＋凹たわみ）の形状のウエーハが研削される。本発明では。この傾き成分とたわみ成分に分離し、それぞれの成分に対応した軸調整を行なう。
【００８１】
ウエーハ形状の測定方法は特に限定するものではないが、接触式の粗さ計や光学式の粗さ計を用いることができる。
【００８２】
実際の手順について図６〔第１実施形態の装置：（Ｘ−Ｙ）方向に直接軸調整可能〕及び図７〔第２実施形態の装置：（Ｘ−Ｙ）方向に直接軸調整不可能、（α−β）方向に軸調整可能〕に示したフローチャートを用いて説明する。上記したように厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’（μｍ）」及び「たわみ成分ΔＸ’（μｍ）」を計測し（ステップ２００）、これらの値を上記第１の実施の形態の平面研削装置１０ａ又は上記第２の実施形態の平面研削装置１０ｂのキーボード等の操作部１００ｂ（入力手段）によって入力する（ステップ２０２）。これを上記関係式により角度単位に変換した「傾け成分ΔＹ（度）」及び「たわみ成分ΔＸ（度）」に換算し、実際に制御すべき目標角度（傾け角度）を決定する（ステップ２０４）。なお、別に計算するなどしてあらかじめ制御すべき目標角度（「傾け成分ΔＹ（度）」及び「たわみ成分ΔＸ（度）」）がわかっていれば、その値をステップ２０４の段階でキーボード等の操作部１００ｂ（入力手段）によって入力するようにしても良い（図６及び図７）。
【００８３】
その後、第１実施形態の平面研削装置１０ａでは、図６に示すように、（Ｘ−Ｙ）方向の軸調整が直接できる構成の装置である為、そのまま傾斜制御装置３６に指示を送り（ステップ２０６）、その値をもとに駆動装置５４、６８を含む傾斜制御装置３６が指示値になるまで自動的に駆動し、軸調整を行なうようになっている。
【００８４】
一方、第２実施形態の平面研削装置１０ｂでは、図７に示すように、（Ｘ−Ｙ）方向の軸調整が直接できない構成の装置である為、ステップ２０２で制御すべき目標角度（傾け角度）を決定した後、更に角度単位の「傾け成分ΔＹ（度）」及び「たわみ成分ΔＸ（度）」を実際に制御可能な（α−β）方向の成分に座標変換し、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を算出し（ステップ２０８）、その値をもとに傾斜制御装置３６に指示を送り（ステップ２１０）、駆動装置５４、６８を含む傾斜制御装置３６が指示値になるまで自動的に駆動し、軸調整を行なうようになっている。
【００８５】
つまり、本発明で調整を行ないたい該砥石２２と該ウエーハ１４との接触弧４４に沿った方向（Ｙ方向）およびこれに直交する方向（Ｘ方向）からなる座標系（Ｘ−Ｙ）方向と、実際に制御できる砥石中心ＯＧとウエーハ中心Ｏを結んだ線状の方向（α方向）とこれに直交する方向（β方向）からなる座標系（α−β）方向が異なる場合、座標変換手段１００ａにより座標変換し、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を求める。
【００８６】
座標系（Ｘ−Ｙ）と座標系（α−β）の両者間には下記の簡単な座標変換式で表される幾何学的な関係がある。すなわち、角度ΔＸおよびΔＹを下記式（１）によって角度Δαおよび  Δβに自動的に換算することができる。また下記式（２）によって逆方向の変換も可能である。
【００８７】
【数６】
2004223651.tif 000006
【００８８】
座標変換手段１００ａは上記のような関係式がメモリなどを有する加工制御部１００Ａにプログラミングされ、作業者がウエーハ形状の厚さ単位の「傾き成分ΔＹ’」及び「たわみ成分ΔＸ’」又は目標とする傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）をキーボード等によって入力してやると、前述の式（１）によってΔα、Δβを自動的に計算するようになっており、さらにサーボモータなどの駆動装置を含む傾斜制御装置３６によってΔα、Δβが指示値になるまで軸調を制御している。
【００８９】
傾斜制御装置３６は、図１又は図３に示す固定フレーム３２とスピンドルヘッド２６の間に位置しており、図８〜図１０の模式図に示す構造を有している。なお、図８〜図１０は一例であり、本発明において採用される傾斜制御装置は特にこれに限定するものではない。図８〜図１０に示した構造は図１６〜図１８に示した構造と基本的には共通であり、再度の詳細な説明は省略し、主要な構成及び作用並びに相違点について以下に説明する。
【００９０】
図８〜図１０において、３６は第１実施形態の平面研削装置１０ａで用いられる傾斜制御装置で、Ｘ軸、Ｙ軸方向に直接、角度調整できる形態のものである。該傾斜制御装置３６は、Ｘ方向およびＹ方向に摺り割り４２、６２のついた金属製ブロック３７に固定されたサーボモータなどの駆動装置５４、６８と、これらによって駆動される駆動ロッド５２、およびリニアーゲージ式変位センサーなどの角度検出器６０、７０から成っている。±ΔＸ方向への傾斜は、加工制御部１００Ａからの信号によって駆動されるサーボモータなどの駆動装置５４により回転する駆動ロッド５２が、摺り割り４２を超えて相手方の第２ブロック部４６を押したり引いたりすることによってなされる。この変位量は駆動装置５４の近傍に固定された角度検出器６０によって検出され、角度に換算され、加工制御部１００Ａへのフィードバック信号となる。±ΔＹ方向への傾斜制御も同様にサーボモータなどの駆動装置６８と角度検出器７０によってなされる。第２実施形態の平面研削装置１０ｂで用いられる傾斜制御装置３６は、図１６〜図１８に示したα軸、β軸方向に角度調整できる形態のものと実質同様である。
【００９１】
また、必ずしも必要ではないが、サーボモータなどの駆動装置５４、６８によって電動で軸調を行った結果（場合によっては手動操作によって軸調を行ってもよい）は、Ｘ軸、Ｙ軸の実際の調整量としてディスプレー等に表示しても良い。特に座標変換した場合などは、傾け角度Δα（度）、Δβ（度）を角度検出器６０、７０によって読み取り、先に示した式（２）によってΔＸ（度）、ΔＹ（度）に自動的に換算して、Ｘ軸、Ｙ軸の調整量としてディスプレー等に表示するようにすれば制御の状況が把握しやすい。
【００９２】
本発明装置を用いウエーハ（製品ウエーハ）の研削を行なうには、まず研削前に上記制御パラメータをもとに調整量を算出し、上記傾斜制御装置３６を駆動させることによりスピンドルヘッド２６（砥石２２とウエーハ１４の相対角度）の軸調を行なう。
【００９３】
ウエーハ形状の傾き成分およびたるみ成分を目標値（一般には零）にするよう、軸調方向ＸおよびＹの傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）を決定してやると、本発明の第１実施形態の装置１０ａでは、Ｘ軸、Ｙ軸方向に直接的にサーボモータなどの駆動装置５４、６８を駆動し、また第２実施形態の装置１０ｂでは、Δα、Δβを自動的に計算し、α軸、β軸方向にサーボモータなどの駆動装置５４、６８を駆動させることによって間接的にＸ軸、Ｙ軸方向の傾け角度を指示値になるまで正確に軸調する。
【００９４】
つまり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対応する傾斜補正量を読み込んで、該補正量に対応するモータ駆動信号をサーボモータなどの駆動装置５４、６８や角度検出器６０、７０に送り、傾斜制御装置３６を駆動して砥石２２の傾斜角（ウエーハチャック１６の回転軸１８に対する傾斜角）を制御するように構成されている。
【００９５】
軸調を行なった後、実際のウエーハの研削は、従来から行なわれている方法で行なわれれば良く、例えば前記砥石回転軸昇降モータ４０を制御することにより通常の研削開始位置まで送り、研削工程時における高速切込み、低速切込み時、スパークアウト（無切込み）の三段階程度に切込み速度（研削速度）を調整して行ない高平坦度なウエーハを加工する。なお、特に研削加工中には砥石の角度等は調整しておらず、研削前に軸調した状態で研削を行なっている。
【００９６】
研削後に平坦度が目標値に達しない場合には、目標とする傾け角度ΔＸ、ΔＹに微調整を施す。それぞれの成分を目標値（一般には零）にするよう、軸調方向ＸおよびＹの傾け角度ΔＸ（度）、ΔＹ（度）を決定する。本発明ではこのようなフィードバック操作が容易に実施できる。
【００９７】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００９８】
【実験例１】
図３に示す形態の平面研削装置を用いウエーハを研削した。ウエーハは直径３００ｍｍの両頭研削（粗研削）を行った厚さ約８００μｍのシリコンウエーハを用いた。砥石は直径３５０ｍｍのレジンボンド砥石（ＳＤ＃２０００Ｂ）を用いた。
【００９９】
研削条件として、下記の三段階の切込み速度で加工した（片面研削）。全体の取り代は片面６μｍであった。
【０１００】
【表１】
2004223651.tif 000007
【０１０１】
特に軸調整を行なわず研削した結果、図１４に示すようなウエーハ形状が得られた。なお、ウエーハ形状は黒田精工社製ナノメトロによりウエーハ面を非吸着の状態で測定した厚さむらで示したものである。
【０１０２】
図１４に示したウエーハから、傾き成分およびたわみ成分を計測した。計測した結果、傾き成分ΔＹ’＝−０．６０μｍ、たわみ成分ΔＸ’＝−０．２８μｍであった。
【０１０３】
ウエーハの平坦度成分を零にするように、この厚さ単位の傾き成分「ΔＹ’（μｍ）」およびたわみ成分「ΔＸ’（μｍ）」を角度単位の傾き成分「ΔＹ（度）」及びたわみ成分「ΔＸ（度）」に変換した。この変換は下記式（４）を用いて行った。
【０１０４】
【数７】
2004223651.tif 000008
【０１０５】
この式（４）は、本平面研削装置、研削条件から得られた経験式である。このような式（４）より、傾き成分ΔＹ＝−０．０００２３度、たわみ成分ΔＸ＝−０．０００９５度という結果が得られた。このような角度で軸調すれば良いことがわかる。
【０１０６】
本装置では、このようなＸ軸方向、Ｙ軸方向に直接軸調できないため、下記式（１）から、実際に制御できる砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α方向）とこれに直交する方向（β方向）からなる座標系（α−β）に座標変換し、α軸およびβ軸の傾斜角度Δα（度）、Δβ（度）を求めた。θは、砥石の直径及びウエーハの直径から、２５．４°である。
【０１０７】
【数８】
2004223651.tif 000009
【０１０８】
これにより、傾き成分Δα＝−０．０００９６度、たわみ成分Δβ＝０．０００２０度という結果が得られた。
【０１０９】
【実施例１】
この結果を、傾斜制御装置に送り軸調整を行なった。具体的には、実際に制御できる砥石中心とウエーハ中心を結んだ線状の方向（α方向）のサーボモータとこれに直交する方向（β方向）のサーボモータを駆動させ任意の角度まで変化させた。なお、実際にはセンサーによりΔα、Δβの値を管理し、センサーの値が上記設定値になるまで制御している。なお以上のような傾斜量の算出や傾斜制御装置の制御は加工制御部の命令で自動的に処理されている。
【０１１０】
このように調整した後、初めに研削した条件と同じ条件、つまりウエーハは直径３００ｍｍの両頭研削（粗研削）を行った厚さ約８００μｍのシリコンウエーハを用いた。砥石は直径３５０ｍｍのレジンボンド砥石（ＳＤ＃２０００Ｂ）を用いた。研削条件として、実験例１と同様の三段階の切込み速度で加工した。全体の取り代は片面６μｍであった。
【０１１１】
特にこのような軸調を行なった後のウエーハ形状は、図１３に示すような大変高平坦度なウエーハが得られた。
【０１１２】
以上のように、研削したウエーハの形状を測定し、その情報を入力すれば、簡単な操作で精度良く本来軸調したいＸ軸、Ｙ軸方向の制御が行なわれ、熟練した作業者でなくても容易に調整が行なえ、加工効率の優れた研削を行なうことが出来た。またフィードバック作業も容易である。
【０１１３】
なお、上記実施例１においては、スピンドルヘッド傾動機構としてサーボモータを用いたが、差動ねじ等を用いても良く他の構造を用いてもよい。またスピンドルヘッドを回転テーブルに対して傾ける構成について説明したが、スピンドルヘッドに代えて回転テーブルを傾ける構成でもよい。
【０１１４】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、これまで専ら熟練した作業者の経験と勘に依存してきた軸調作業を、系統的かつ効率的に行なうことができるようになった。その結果、品質（ウエーハの平坦度）および作業性（軸調にかかる時間）を大幅に改善できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面研削装置の第１実施形態を示す概略説明図である。
【図２】図１の平面研削装置による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。
【図３】本発明の平面研削装置の第２実施形態を示す概略説明図である。
【図４】図３の平面研削装置による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。
【図５】本発明の研削方法による研削を行なったウエーハの断面形状を示す説明図である。
【図６】第１実施形態の平面研削装置を用いた場合の本発明方法による研削手順を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の平面研削装置を用いた場合の本発明方法による研削手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明装置において用いられる角度制御機構の一例を示す斜視的概略説明図である。
【図９】図８におけるサーボモータ部分の詳細説明図である。
【図１０】図８における角度検出器部分の詳細説明図である。
【図１１】本発明の研削方法による研削を行なったウエーハの断面形状を示す説明図である。
【図１２】本発明の研削方法によるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。
【図１３】実験例１において研削されたウエーハ形状を示すグラフである。
【図１４】実施例１において研削されたウエーハ形状を示すグラフである。
【図１５】従来のインフィード方式の平面研削盤の構造例を示す概略説明図である。
【図１６】従来の角度制御機構の一例を示す斜視的概略説明図である。
【図１７】図１６におけるサーボモータ部分の詳細説明図である。
【図１８】図１６における角度検出器部分の詳細説明図である。
【図１９】従来のインフィード方式の平面研削盤による研削状態を誇張して示す説明図である。
【図２０】従来のインフィード方式の平面研削盤による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す上面的説明図である。
【図２１】従来のインフィード方式の平面研削盤による研削時におけるウエーハと砥石との接触状態を模式的に示す斜視的説明図である。
【図２２】従来のインフィード方式の平面研削盤によって研削したウエーハ形状を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０：従来の平面研削盤、１０ａ，１０ｂ：本発明の平面研削装置、１２：基台、１４：ウエーハ、１６：ウエーハチャック、１８：ウエーハチャック回転軸、２０：ウエーハチャック駆動モータ、２２：砥石、２２ａ：            砥石軌跡、２４：砥石回転軸、２６：スピンドルヘッド、２８：砥石回転軸駆動モータ、３０：支台、３２：固定フレーム。３４：摺動支持板、３６：傾斜制御装置（軸調装置）、３７：金属製ブロック、４０：砥石回転軸昇降モータ（駆動機構）、４２：第１摺り割り、４２ａ：第１幅広溝部、４４：接触弧、４５：第１ブロック部、４６：第２ブロック部、４８：貫通孔、５０：ネジ穴、５２：駆動ロッド、５４：第１駆動装置、５６：貫通孔、５８：ゲージプローブ、６０：第１角度検出器、６２：第２摺り割り、６２ａ：第２幅広溝部、６４：第３ブロック部、６６：第４ブロック部、６８：第２駆動装置、７０：第２角度検出器、１００Ａ：加工制御部、１００ａ：座標変換手段、１００ｂ：操作部、１００ｃ：表示部。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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