(57)【要約】【課題】加工中にワークピースの表面位置をセンサで常時監視する必要を排除しセンサによるワークピースのダメージを低減する。生産効率の向上を図る。【解決手段】各加工回において、ワークピース（１２）の表面位置を測るためのセンサ（１７）をワークピース（１２）から外した状態で、砥石１３を送ってワークピース（１２）の加工を行う（図２（Ｂ））。加工中、砥石１３の送り位置と、前回の加工までに生じた砥石磨耗量と機械変形量、及び今回発生する砥石磨耗量の推定値などを用いて、ワークピース（１２）の表面位置を実時間で推定して、その推定値に基づいて砥石送りの制御を行う。加工完了後、センサ（１７）をワークピース（１２）にセットして、加工完了時のワークピース（１２）の表面位置を計測する。この計測値は、次の加工回における上記加工制御に利用される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石（１３）を送りながら前記砥石（１３）によりワークピース（１２）の表面を研削加工する装置（１０）において、
前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さを計測してセンサ計測値（Ｓ）を発生するセンサ（１７）と、
前記砥石（１３）の送り位置を検出して送り位置値（Ｘ）を発生する送り位置検出手段（１６）と、
前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御する制御手段（１６）と、
を備え、
前記制御手段（１６）が、
複数の加工回が連続する場合の各加工回において、前の加工回の加工完了時に取得したセンサ計測値（Ｓ）と送り位置値（Ｘ）とに基づいて、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））を求める手段（１０５）と、
各加工回において、加工を行っている間に実時間で取得される送り位置値（Ｘ（ｔ））と、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））とに基づいて、加工中の前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））を求める手段（１１１）と、
各加工回において、前記表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））に基づいて、加工中の前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御する手段（１１１）と
を有することを特徴とする研削加工装置。
【請求項２】
前記センサ（１７）が接触式のセンサであり、
加工中は、前記センサ（１７）が前記ワークピース（１２）と接触しないようになっている請求項１記載の研削加工装置。
【請求項３】
前記センサ（１７）が非接触式のセンサである請求項１記載の研削加工装置。
【請求項４】
前記制御装置（１６）が、今回の加工中に生じる砥石磨耗量の推定値（ｍ）を取得する手段を更に備え、前記砥石磨耗量の推定値（ｍ）を更に加味して前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御するようになっている請求項１記載の研削加工装置。
【請求項５】
前記制御装置（１６）が、加工量の変動修正を抑制するための修正量（ｄ（Ｎ−１）又はｋ・ｄ（Ｎ−１））を取得する手段を更に備え、前記修正量（ｄ（Ｎ−１）又はｋ・ｄ（Ｎ−１））を更に加味して前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御するようになっている請求項１記載の研削加工装置。
【請求項６】
前記砥石（１３）を送っている間において前記砥石（１３）が前記ワークピース（１２）に近接したことを検出する近接検出手段を更に備え、
前記制御手段（１６）が、前記近接検出手段の検出結果に基づいて、加工を完了する位置（Ｘｆ）を制御するようになっている請求項１記載の研削加工装置。
【請求項７】
前記砥石（１３）を送っている間において前記砥石（１３）が前記ワークピース（１２）に近接したことを検出する近接検出手段を更に備え、
前記制御手段（１６）が、前記近接検出手段の検出結果に基づいて、衝撃接触を避けるための安全速度に送り速度（Ｖｐ）を落とすタイミングを制御するようになっている請求項１記載の研削加工装置。
【請求項８】
砥石（１３）を送りながら前記砥石（１３）によりワークピース（１２）の表面を研削加工する方法において、
前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さを計測してセンサ計測値（Ｓ）を取得するステップと、
前記砥石（１３）の送り位置を検出して送り位置値（Ｘ）を取得するステップと、
複数の加工回が連続する場合の各加工回において、前の加工回の加工完了時に取得したセンサ計測値（Ｓ）と送り位置値（Ｘ）とに基づいて、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））を求めるステップ（１０５）と、
各加工回において、加工を行っている間に実時間で取得される送り位置値（Ｘ（ｔ））と、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））とに基づいて、加工中の前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））を求めるステップ（１１１）と、
各加工回において、前記表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））に基づいて、加工中の前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御するステップ（１１１）と
を有することを特徴とする研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェハやハードディスクなどの表面研削に使用され得る研削加工装置及び研削加工方法に関し、特に、ワークピースの表面位置又は厚さを目標値に制御するための技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、砥石を用いて半導体ウェハなどの表面研削を行う装置において、接触式のセンサを用いて加工中のワークピースの表面位置（又は厚さ）を常時監視し、センサの計測値が目標の値に達したならば、加工速度（砥石の送り速度）を変更又は停止するという方法が一般に行なわれている。
【０００３】
また、砥石の磨耗量を考慮して砥石の切り込み量を補正する方式として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載のものは、予め設定された加工パターンで前回の加工完了位置まで砥石を送り、その位置まで砥石が到達してから、さらに予め設定してある砥石の磨耗量だけ追加の切り込みを行なう。
【０００４】
また、砥石の磨耗量と砥石の送り軸の熱変形を考慮して砥石の切り込み量を補正する方式として、特許文献２に記載のものが知られている。特許文献２に記載のものは、回転する円盤形砥石とワークピースとの間の相対位置を予め設定された制御データに従って変化させながら円盤形砥石の側面でワークピースを加工する場合に、砥石側面の磨耗量と、砥石の回転軸方向の変位量とを、センサにより加工と並行して検出し、検出された砥石の磨耗量と砥石の回転軸方向の変位量とに応じてワークピースへの切り込み量を補正する。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９３４０２７号公報
【特許文献２】特開平８―２４３９０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
接触式のセンサを加工中に使用する場合、接触子が回転するワークピース表面をこすることになるため、ワークピースに傷を与える。また、ワークピースの切粉や剥離砥粒が研削液に混ざり、ワークピース表面上のセンサの接触子に向かって流れ込む。これらの粒子がセンサ接触子の接触部分に巻き込まれ、長期間の間に、これらの粒子によりセンサ接触子に傷がつくことになる。そして、センサ接触子に付いた傷が、ワークピースに傷を与えることになる。特に、砥石がダイアモンド粉を含有している場合には、センサ接触子の傷の進行が早い。
【０００７】
特許文献１に記載の方法は、前回の加工完了位置まで砥石を送った後、更に砥石の磨耗分だけ研削速度で砥石を送る。この方法によると、砥石の磨耗量に応じて加工パターン（砥石送り速度の制御パターン）が変化するので、多段の研削速度で加工する場合には、加工条件が毎回変化するという問題がある。また、この方法によると、加工パターンの中の研削加工部分の距離のみを砥石の磨耗量に応じて延ばしていくので、加工時間の増大（生産効率の低下）が生じる。
【０００８】
また、特許文献２に記載の方法によれば、ワークピースの表面位置を測るセンサの他に、砥石の磨耗を検出するセンサが必要であるから、センサの設置コストが余分にかかる。また、この方法では、センサと機械との位置関係が常に保たれていることが前提となるが、研削液がセンサにかかる環境では、この前提を維持することが難しく、コスト増大につながる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、ワークピースの表面位置（又は厚さ）を加工中に常時監視しなくても、ワークピースの表面位置（又は厚さ）を目標値に制御できるようにし、もって、ワークピースのダメージを低減して、ワークピースの歩留まりを向上し、かつ、センサ接触子の寿命を延ばして、メンテナンスサイクル及びコストの低減を図ることにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、ワークピースの表面位置（又は厚さ）を測るセンサとして、研磨液等の影響を受け易く接触式のものより一般に計測精度が劣る、非接触式のセンサを使用できるようにすることにある。
【００１１】
本発明のまた別の目的は、生産効率の向上を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの態様に従う、砥石（１３）を送りながら前記砥石（１３）によりワークピース（１２）の表面を研削加工する装置（１０）は、前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さを計測してセンサ計測値（Ｓ）を発生するセンサ（１７）と、前記砥石（１３）の送り位置を検出して送り位置値（Ｘ）を発生する送り位置検出手段（１６）と、前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御する制御手段（１６）とを備え、前記制御手段（１６）が、複数の加工回が連続する場合の各加工回において、前の加工回の加工完了時に取得したセンサ計測値（Ｓ）と送り位置値（Ｘ）とに基づいて、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））を求める手段（１０５）と、各加工回において、加工を行っている間に実時間で取得される送り位置値（Ｘ（ｔ））と、前記前の加工回までに発生した砥石磨耗量に関連する補正量（Δ（Ｎ））とに基づいて、加工中の前記ワークピース（１２）の表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））を求める手段（１１１）と、各加工回において、前記表面位置又は厚さの推定値（ｓ（ｔ））に基づいて、加工中の前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御する手段（１１１）とを有する。
【００１３】
この研削加工装置によれば、加工中にワークピースの表面位置又は厚さをセンサで常時監視する必要が無い。そのため、接触式のセンサを用いた場合であっても、加工中は、センサをワークピースから離しておくことができる。また、研削液を用いる加工中の計測には適さない非接触式のセンサを用いることもできる。
【００１４】
また、好適な実施形態では、前記制御装置（１６）が、今回の加工中に生じる砥石磨耗量の推定値（ｍ）を取得する手段を更に備え、前記砥石磨耗量の推定値（ｍ）を更に加味して前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御するようになっている。
【００１５】
この構成によれば、今回の加工中に生じる砥石磨耗量を考慮して、一層精度の高い制御が可能となる。
【００１６】
また、好適な実施形態では、前記制御装置（１６）が、加工量の変動修正を抑制するための修正量（ｄ（Ｎ−１）又はｋ・ｄ（Ｎ−１））を取得する手段を更に備え、前記修正量（ｄ（Ｎ−１）又はｋ・ｄ（Ｎ−１））を更に加味して前記砥石（１３）の送り速度（Ｖｐ）を制御するようになっている。
【００１７】
この構成によれば、加工回毎の変動（ばらつき）が抑制され、安定した加工結果が得られるようになる。
【００１８】
また、好適な実施形態では、前記砥石（１３）を送っている間において前記砥石（１３）が前記ワークピース（１２）に近接したことを検出する近接検出手段を更に備え、前記制御手段（１６）が、前記近接検出手段の検出結果に基づいて、加工を完了する位置（Ｘｆ）を制御するようになっている。
【００１９】
この構成によれば、砥石がワークピース（１２）に近接した位置に基づいて加工完了位置を制御することができる。
【００２０】
また、好適な実施形態では、前記砥石（１３）を送っている間において前記砥石（１３）が前記ワークピース（１２）に近接したことを検出する近接検出手段を更に備え、前記制御手段（１６）が、前記近接検出手段の検出結果に基づいて、衝撃接触を避けるための安全速度に送り速度（Ｖｐ）を落とすタイミングを制御するようになっている。
【００２１】
この構成によれば、低い安全速度で砥石をワークピースにアプローチさせる空走距離を小さくすることができるので、空走時間が短縮され生産効率が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は様々なタイプの研削加工装置に適用可能であるが、以下では、本発明の説明のために、例えば半導体ウェハの表面の研削に使用される平面研削装置に本発明を適用した場合の一実施形態を例にとり説明する。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る平面研削装置の要部の概略構成を示す。図２は、この実施形態における砥石を送るための基本的な方法を説明した図である。
【００２４】
図１に示すように、この平面研削装置１０は、ワークピースとしての半導体ウェハ１２を表面上に例えば吸着により保持して回転させるためのテーブル（チャック）１１と、テーブル１１に対面するように配置され、研削のための砥石１３をテーブル１１に近づけたり遠ざけたりするように送るための砥石送り機構１４と、テーブル１１上に取り付けられた半導体ウェハ１２の厚み又は表面位置を測定するためのセンサ１７とを備える。センサ１７のタイプは、接触式でも非接触式でもよいが、この実施形態では接触式であって、接触子１７Ａ、１７Ｂを上げ下げすることができ、例えば、図２（Ａ）に示すように半導体ウェハ１２の厚さ又は表面位置を測定している間は接触子１７Ａ、１７Ｂを下ろしてテーブル（チャック）１１と半導体ウェハ１２の表面に接触させ、他方、図２（Ｂ）に示すように測定を行わない間は接触子１７Ａ、１７Ｂを上げてテーブル（チャック）１１と半導体ウェハ１２の表面から離しておけるようになっている。砥石送り機構１４は、先端に砥石１３が取り付けられた砥石送り軸１５と、砥石送り軸１５をその軸線方向（図中、左右の方向）に往復移動させ、砥石送り軸１５をその中心軸回りに回転させ、且つ砥石送り軸１５の位置や送り速度などを制御するための送り軸駆動装置１６とを備える。砥石送り軸１５の往復移動方向（砥石１３の送り方向）は、テーブル１１の表面（半導体ウェハ１２が固定される面）に対し垂直である。砥石１３の前面は、テーブル１１の表面に対して平行である。
【００２５】
センサ１７は、半導体ウェハ１２の厚み又は表面位置を計測して、その計測結果を数値（以下、「センサ計測値」という）Ｓ（ｔ）として出力する。送り軸駆動装置１６は、図示しない送り位置検出器を有しており、この送り位置検出器は、砥石送り軸１５（砥石１３）の変位量（送り量）を計測して、その計測結果に基づいて、砥石送り軸１５（砥石１３）の位置（以下、「送り位置」という）を数値Ｘ（ｔ）（以下、「送り位置値」という）として出力する。なお、砥石１３を送るための構成として、図示のようにテーブル１１の位置を固定して砥石１３を移動させる構成に代えて、砥石１３の位置を固定してテーブル１１を移動させる構成、或いは、砥石１３とテーブル１１の双方を移動させる構成なども採用することもできる。いずれの構成においても、上記送り位置検出器は、砥石１３のテーブル１１に対する相対的な変位量（送り量）を測ることで、砥石１３の送り位置を表した送り位置値Ｘ（ｔ）を出力する。送り軸駆動装置１６は、上記送り位置検出器からの送り位置値Ｘ（ｔ）と、センサ１７からのセンサ計測値Ｓ（ｔ）とを用いて、砥石送り軸１５（砥石１３）の送り速度Ｖｐを制御する。
【００２６】
加工作業時の概略動作は次の通りである。半導体ウェハ１２がテーブル１１上に固定され、図２（Ａ）に示すようにセンサ１７の接触子１７Ａ、１７Ｂが下ろされてテーブル１１上の半導体ウェハ１２の加工前の厚み又は表面位置が計測される。この計測値は、この半導体ウェハ１２の加工で使用する加工パターンの修正に利用される（詳細は後述する）。続いて、図２（Ｂ）に示すようにセンサ接触子１７Ａ、１７Ｂが上げられ、その後に、テーブル１１が回転して半導体ウェハ１２を回転させ、また、送り軸駆動装置１６が、砥石送り軸１５を回転させつつ、砥石送り軸１５を最も後退した位置から前方（図中、左の方向）へ移動させていく（つまり砥石１３を前方へ送り出していく）。これにより、砥石１３が回転しながらテーブル１１上の半導体ウェハ１２に近づいていき、やがて、砥石１３の前面が半導体ウェハ１２の表面に接触して研削加工が開始する。砥石１３は更に送り出されて、半導体ウェハ１２の表面を研削していく。研削加工が完了するまで、センサ１７の接触子１７Ａ、１７Ｂは図２（Ｂ）に示すように上げられたままの状態であるが、研削加工中は、送り位置値Ｘ（ｔ）に基づいてセンサ計測値Ｓ（ｔ）の推定値ｓ（ｔ）が計算される。このセンサ計測値の推定値ｓ（ｔ）が所定の加工終了位置に到達した時点で、砥石１３の前方への送りは停止されて研削加工が完了する。研削加工の完了後、半導体ウェハ１２の回転が停止した後、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂが図２（Ａ）に示すように再び下ろされ、半導体ウェハ１２の加工完了後の厚さ又は表面位置が計測される。この計測値は次の加工回（つまり、次の半導体ウェハ１２の加工）で使用される加工パターンの修正に利用されることになる（詳細は後述する）。加工回毎に上記動作が繰り返されることになる。
【００２７】
上記のように砥石１３（砥石送り軸１５）を送り出している間、送り軸駆動装置１６は、図３に示すような予め設定された加工パターンＰＰに従って、砥石１３（砥石送り軸１５）の送り速度Ｖｐを制御する。この加工パターンＰＰは、送り速度（加工速度）Ｖｐをどのように制御すべきか（例えば、どの目標位置でどの目標速度に制御すべきか）を指示したデータであり、例えば、送り速度Ｖｐに対する複数段階の目標速度と、それらの目標速度に対応した複数の目標位置（これは目標速度を切換えるべき位置を指示するもので、以下、「送り速度切換位置」という）から構成される。送り軸駆動装置１６は、加工パターンＰＰに従って送り速度Ｖｐを制御している間、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触する前（つまり研削加工開始前）は、送り位置値Ｘ（ｔ）と加工パターンＰＰの送り速度切換位置とを比較することにより、また、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触した後（つまり研削加工開始後）は、センサ計測値Ｓ（ｔ）の推定値ｓ（ｔ）と加工パターンＰＰの送り速度切換位置とを比較することにより、砥石１３が送り速度切換え位置に到達したか否かを判断して、到達した時点で加工パターンＰＰに従って送り速度Ｖｐの目標値を次の目標値に切換える。なお、この実施形態では、加工パターンＰＰの送り速度切換位置の原点は、設定し易さの点から、テーブル１１の表面位置としてあり、同様に、センサ計測値Ｓ（ｔ）の原点（Ｓ＝０）も送り位置値Ｘ（ｔ）の原点（Ｘ＝０）も、テーブル１１の表面位置に初期設定されるようになっている。
【００２８】
例えば、図３に示された加工パターンＰＰの具体例に従えば、送り速度Ｖｐの目標速度は、最初は最速の早送り速度Ｖｐａであり、その後、より遅い緩衝送り速度Ｖｐｂに切換えられる。その後、送り位置値Ｘ（ｔ）が所定の空走開始位置Ｘｐａに到達すると、砥石１３の半導体ウェハ１２への最終的なアプローチ、つまり空走、が開始される。一般に、空走時には、半導体ウェハ１２への接触衝撃を低くするために、研削加工時の速度程度にまで低い速度（高くても加工速度の数倍程度まで）で砥石１３を送ることが望ましい。例えば、図３に示した具体例では、空走時には、荒研削加工時と同じ荒加工速度Ｖｐｃを目標速度に設定している。砥石１３が空走開始位置Ｘｐａからある程度の距離Ｌｆｒ（以下、「空走距離」という）だけ送られると、半導体ウェハ１２に接触する。ここから研削加工が開始されるが、加工開始後しばらくは、送り速度Ｖｐを荒加工速度Ｖｐｃに維持して荒研削加工を行なう。その後、送り速度Ｖｐは、より低速の仕上げ加工速度Ｖｐｄに切換えられて、最終的な仕上げ研削加工が行なわれる。その後、センサ計測値Ｓ（ｔ）の推定値ｓ（ｔ）が加工終了位置Ｘｐｓに到達すると、研削加工が完了する。
【００２９】
上述したように、センサ計測値Ｓ（ｔ）の原点（Ｓ＝０）及び送り位置値Ｘ（ｔ）の原点（Ｘ＝０）は、テーブル１１の表面位置に初期設定される。しかし、初期設定後に、センサ計測値Ｓ（ｔ）の原点（Ｓ＝０）とテーブル１１の表面位置との間にオフセット（以下、「センサ原点オフセット」という）Ｓｏｆｓが生じたり、送り位置値Ｘ（ｔ）の原点（Ｘ＝０）とテーブル１１の表面位置との間にもオフセット（以下、「送り軸原点オフセット」という）Ｍｏｆｓが生じたりする。これらのオフセットＳｏｆｓ、Ｍｏｆｓの原因は温度変化に伴う機械の熱変形や加工負荷による機械の弾性変形などであり、これらのオフセットＳｏｆｓ、Ｍｏｆｓは、熱的バランスが完全に取れるまで時間的に変化する。従来、この変化を避けるために、数時間程度の暖機運転が行なわれることがある。また、砥石１３の磨耗量は加工時間に伴って増大する。これらオフセットＳｏｆｓ、Ｍｏｆｓや砥石１３の磨耗量の変化は、加工の精度に比較して無視できない程度の大きさになる。
【００３０】
上述した問題を解消するため、送り軸駆動装置１６は、加工回（１枚の半導体ウェハ１２を加工する機会）毎に、その時のオフセットＳｏｆｓ、Ｍｏｆｓと砥石１３の磨耗量とに応じて加工パターンＰＰを最適なものに補正する機能を有している。また、送り軸駆動装置１６は、加工作業中、センサ１７の接触子１７Ａ、１７Ｂを上げて半導体ウェハ１２から離しておいても、半導体ウェハ１２の厚さ又は表面位置が目標値になるように砥石１３の送り動作を適正に制御する機能を有している。以下に、これらの機能が組み込まれた送り軸駆動装置１６による加工制御について説明する。
【００３１】
図４は、送り軸駆動装置１６による加工制御の手順を示す図である。図５は、加工パターンＰＰの補正の仕方を説明した図である。
【００３２】
１．  センサ計測値Ｓ（ｔ）と送り位置値Ｘ（ｔ）の原点設定（図４のステップ１０１）
ある基準の時点で、センサ１７の接触子１７Ａ、１７Ｂをテーブル１１の表面に下ろして接触させると共に、砥石１３の前面をテーブル１１の表面に接触させ、この状態でセンサ計測値Ｓ（ｔ）と送り位置値Ｘ（ｔ）を同時に取得する。これら取得された値対を、センサ計測値Ｓ（ｔ）の原点と送り位置値Ｘ（ｔ）の原点を表す原点値対（Ｓ（０）、Ｘ（０））として記憶する（つまり、テーブル表面の位置を原点として初期設定する）。
【００３３】
なお、原点値対を取得する原点として、テーブル１１の表面以外の場所を設定することもできる。すなわち、テーブル１１上の半導体ウェハ１２の表面位置又は厚さを測定するための基準点として利用できる場所であれば、例えば、テーブル１１に対する相対的位置関係が既知である場所であれば、その位置を原点として設定することができる。例えば、テーブル１１の表面上に厚みが既知の治具をセットして、この治具の表面の位置を原点として設定してもよく、この場合、テーブル１１の表面に砥石１３等が接触しないので、テーブル１１の表面に接触による傷つくことを回避することができる。
【００３４】
上記の原点設定が終わると、センサ１７の接触子１７Ａ、１７Ｂを上げてテーブル１１から離し、また、砥石１３をテーブル１１から遠い所定の送り開始位置まで後退させる。
【００３５】
２．  １回目の加工（図４のステップ１０２、１０３）
テーブル１１に１枚目の半導体ウェハ１２を固定する。センサ１７の一方の接触子１７Ａを半導体ウェハ１２の表面に、他方の接触子１７Ｂをテーブル１１の表面に接触させて、半導体ウェハ１２の厚さ又は表面位置を計測する状態にセンサ１７をセットする（以後、１回目加工が完了するまで、この状態にセンサ１７は維持される）。そして、加工回Ｎに「１」をセットし、また、予め用意された標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄ（図５参照）を、１回目加工で使用する加工パターンとして設定する（ステップ１０２）。そして、１回目の加工作業を開始する（ステップ１０３）。従って、１回目の加工作業では、標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄに従って砥石１３が送られる。ここで、標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄは、例えばユーザによって、従来の手法により設定することができる。従来の手法によれば、この標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄにおける空走開始位置Ｘｐａ＿ｓｔｄは、半導体ウェハ１２の厚みの最大値（実際の厚みは公称厚みを中心にばらつくため）や熱変形や弾性変形などによる砥石送り軸１５等の伸びの最大値などを見込んだ安全な位置（砥石１３が半導体ウェハ１２に接触する可能性の無い位置）に設定される。１回目加工では、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触するまでは、送り位置値Ｘ（ｔ）と加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの速度切換位置とを比較することにより、また、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触した後（加工中）は、センサ計測値Ｓ（ｔ）と加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの速度切換位置とを比較することにより、砥石１３が各目標位置に到達したかどうか判断され、その判断結果に基づいて、加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの対応する目標速度に砥石１３の送り速度Ｖｐが制御される。
【００３６】
３．  １回目加工完了点の取得（図４のステップ１０４）
１回目の研削加工が実質的に完了した時、センサ１７が半導体ウェハ１２の表面位置を計測しているとともに砥石１３の前面が半導体ウェハ１２の表面に接触しているという状態で、センサ計測値Ｓ（ｔ）と送り位置値Ｘ（ｔ）とを同時に取得し、これら取得された値対を、１回目の研削加工完了時の半導体ウェハ１２の表面位置を表す１回目加工完了点値対（Ｓ（１）、Ｘ（１））として記憶する。なお、上述した「研削加工が実質的に完了する時」とは、研削加工が１００％終わった時点であってもよいし、或いは、１００％に近くまで終わった時点であってもよい。例えば、センサ接触子１７Ａによる半導体ウェハ１２の表面の傷を消すために、加工完了の少し前にセンサ接触子１７Ａを上げて、その後に更に若干の仕上げ加工を追加的に行うことができるが、このような場合には、センサ接触子１７Ａを上げる直前の時点（例えば、加工が９０％程度終わっている時点）で１回目加工完了点値対（Ｓ（１）、Ｘ（１））を取得することになる。あるいは、２回目以降と計測条件を同じにするため、加工が完了した時点で砥石１３が半導体ウェハ１２の表面に接触したままの状態で送り位置値Ｘ（ｔ）を取得し、また、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂを半導体ウェハ１２及びテーブル１１の表面に再び下ろして接触させて、加工完了時の半導体ウェハ１２の厚さ又は表面位置を表すセンサ計測値Ｓ（ｔ）を取得し、１回目加工完了点値対（Ｓ（１）、Ｘ（１））としてもよい。
【００３７】
４．  標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄのシフト（図４のステップ１０５、１０８）１回目の加工作業の時に取得されたデータを用いて補正量Δ（１）を次の式１により求める（ステップ１０５）。
【００３８】
2005021998.tif 000003
式１の意味は次のとおりである。項（Ｓ（１）−Ｓ（０））は、テーブル１１の表面位置を原点とした１回目の研削加工完了時の半導体ウェハ１２の表面位置を表している。また、項（Ｘ（１）−Ｘ（０））は、砥石１３の磨耗が無ければ、テーブル１１の表面位置を原点とした１回目の研削加工完了時の半導体ウェハ１２の表面位置を表すのであるが、実際には、砥石１３の磨耗があるために、砥石１３の磨耗量Ｗ（１）分だけ１回目の研削加工完了時の半導体ウェハ１２の表面位置よりもテーブル１１側へ寄った位置を表している。更に、機械（主に砥石送り軸１５）の熱変形や弾性変形が無ければ、Ｘ（０）もＳ（０）も共に、テーブル１１の表面位置（原点）を表すのであるが、実際には、そのような機械変形があるために、その熱変形によるオフセットＸｏｆｓ、Ｓｏｆｓ分だけそれぞれテーブル１１の表面位置（原点）からずれた位置を表している。従って、砥石磨耗も機械変形も無いならば、式１の項（Ｘ（１）−Ｘ（０））と項（Ｓ（１）−Ｓ（０））は等しい値となり、補正量Δ（１）はゼロとなるが、実際には、砥石磨耗や機械変形があるために、その分の値が補正量Δ（１）に現れる。すなわち、補正量Δ（１）は、１回目研削加工で生じた砥石磨耗量Ｗ（１）と機械変形による誤差量Ｅ（１）とを合わせたトータルの変形量（換言すると、１回目加工で生じた砥石磨耗及び機械変形に起因する、砥石１３を含めた砥石送り軸１５の全長の実質的な短縮量）を表している。
【００３９】
そこで、この１回目研削加工での砥石送り軸１５の実質的な短縮量、つまり補正量Δ（１）、に応じて２回目加工作業のための加工パターンを最適化するために、図５に一点鎖線矢印で示すように、補正量Δ（１）分だけ標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの全体をテーブル１１の方へシフトする（すなわち、標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄ中の各速度切換位置から補正量Δ（１）を減算する）（ステップ１０８）。
【００４０】
５．  空走開始位置Ｘｐａの修正（図４のステップ１０９）
テーブル１に２枚目の半導体ウェハ１２を固定し、２回目加工作業の開始前に、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂを下ろしてテーブル１１及び半導体ウェハ１２の表面に接触させて、センサ１７により半導体ウェハ１２の表面位置を計測する。そのセンサ計測値Ｓａ（２）から、２回目加工用の空走開始位置Ｘｐａ（２）を下記式２により求める。
【００４１】
Ｘｐａ（２）＝（Ｓａ（２）−Ｓ（０））＋Ｘ（０）−Δ（１）＋ＭＡ      …（式２）
この式２の意味は次のとおりである。最初の項（Ｓａ（２）−Ｓ（０））は、テーブル１１の表面位置を原点とした２枚目の半導体ウェハ１２の研削加工前の表面位置（つまり、２枚目の半導体ウェハ１２の研削加工前の厚み）を表している。この値に、送り位置値Ｘ（ｔ）の原点Ｘ（０）を加算し、さらに上記補正量Δ（１）（つまり、砥石磨耗や機械変形などに起因する、砥石１３を含む砥石送り軸１５の全長の実質的な短縮量）を減算することで、２枚目の半導体ウェハ１２の研削加工前の表面位置に砥石１３の前面が接触した状態での送り位置値Ｘ（ｔ）が得られる。この値に、半導体ウェハ１２と砥石１３との衝撃的接触を避けるための適当なマージンＭＡを加算することで、２回目加工作業用の空走開始位置Ｘｐａ（２）が決定される。ここで、マージンＭＡは、空走距離Ｌｆｒに相当する値であり、この実施形態での補正精度程度の大きさの値でよく、ユーザなどが適宜に設定することができる。
【００４２】
式２で求まった空走開始位置Ｘｐａ（２）を用いて、上述のステップ１０８で補正された加工パターンＰＰ´（２）の中の空走開始位置Ｘｐａに関わる部分を修正する。すなわち、例えば、補正加工パターンＰＰ´（２）中の空走開始位置Ｘｐａを、式２で求まった空走開始位置Ｘｐａ（２）に置き換え、また、これに伴って、その直前の緩衝送り速度Ｖｐｂから速度を落とし始めるタイミングを決める速度切換位置も修正する（図５の点線矢印）。これにより、砥石磨耗と機械変形だけでなく、半導体ウェハ１２の厚みのばらつきに起因する誤差Ｄ（２）（最初の項（Ｓａ（２）−Ｓ（０））に反映されている）も考慮に入れて、空走開始位置Ｘｐａ（２）を最適化される。以上の修正結果を、２回目加工作業用の加工パターンＰＰ（２）として設定する。
【００４３】
なお、上記の式２ではなく次の式３により、２回目の空走開始位置Ｘｐａ（２）を求めるようにしてもよい。
【００４４】
Ｘｐａ（２）＝Ｘ（０）−Δ（１）＋ＭＡ＋ＴＨｍａｘ      …（式３）
ここで、値ＴＨｍａｘは、半導体ウェハ１２の厚みのばらつきから予測された半導体ウェハ１２の最大厚みに、センサオフセットＳｏｆｓの変化量の最大値を加えた値である。
【００４５】
６．  ２回目加工（図４のステップ１１０、１１１）
加工回Ｎに２をセットする（ステップ１１０）。そして、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂを上げてテーブル１１及び半導体ウェハ１２の表面から離し、その後に、テーブル１１及び砥石１３を回転させ、そして、砥石１３の送りを開始して、上述した２回目加工作業用の加工パターンＰＰ（２）を用いて２回目の加工作業を実行する（ステップ１１１）。
【００４６】
２回目の加工作業では、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触するまでは、１回目と同様に、送り位置値Ｘ（ｔ）と加工パターンＰＰ（２）の速度切換位置とを比較しながら砥石送り制御を行う。しかし、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触した後は、１回目のようにセンサ計測値Ｓ（ｔ）と加工パターンＰＰ（２）の速度切換位置とを比較しながら砥石送り制御を行うことはできない。何故なら、センサ１７が半導体ウェハ１２から離れており、センサ計測値Ｓ（ｔ）が得られないからである。そこで、２回目加工作業では、砥石１３を送っている間に実時間で逐次に取得される送り位置値Ｘ（ｔ）を使って、センサ計測値Ｓ（ｔ）の推定値ｓ（ｔ）を次式による逐次計算により実時間で求め、この推定値ｓ（ｔ）と加工パターンＰＰ（２）の速度切換位置とを比較しながら砥石送り制御を行うことになる。
【００４７】
ｓ（ｔ）＝（Ｘ（ｔ）  ＋Δ（１）−Ｘ（０））＋Ｓ（０）  ＋ｍ＋ｄ（１）      …（式４）
この式４の意味は次のとおりである。最初の項（Ｘ（ｔ）  ＋Δ（１）−Ｘ（０））は、テーブル１１の表面位置を原点とした２枚目の半導体ウェハ１２の研削加工中の表面位置（つまり、２枚目の半導体ウェハ１２の研削加工中の厚み）を、送り位置値Ｘ（ｔ）を用いて表した値である。この値にセンサ計測値Ｓ（ｔ）の原点Ｓ（０）を加算することで、この値が、センサ計測値Ｓ（ｔ）で表された値に換算される。この値には、補正量Δ（１）が含まれているから、前回の加工完了時までに生じた砥石磨耗量や機械変形量が織り込まれていることになる。しかし、この値には、今回の加工中に生じることになる砥石磨耗量はまだ織り込まれていない。そこで、この値に、今回の加工中に生じることになる砥石磨耗量の推定値ｍが加算され、それにより、今回の研削加工中に半導体ウェハ１２の表面位置又は厚さを実際にセンサ１７で計測したならば得られるであろう、センサ計測値Ｓ（ｔ）の推定値が得られる。更に、このセンサ計測値推定値に対して、加工回毎の加工量の変動（これは、加工回毎に砥石磨耗量やその他の条件がばらつくことによって生じる）を抑制するための修正値ｄ（１）が加算される。
【００４８】
ここで、上述した今回の加工中に生じることになる砥石磨耗量とは、実際には、加工の進行に従って徐々に増加していく値である。そこで、この砥石磨耗量の推定値ｍとしては、例えば、１回の研削加工当たりの（つまり、１回の研削加工の開始から完了までの間に生じた総ての）砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）の推定値の２分の１の値（つまり、１回の加工の開始から完了までの間の中間点での磨耗量の推定値）を用いたり、或いは、１回の研削加工当たり砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）の推定値を、加工開始から完了までの間の送り距離に応じて比例配分した値を用いたりすることができる。また、砥石磨耗量推定値ｍは、予め用意された固定値でもよいし、或いは、前回までの加工時に取得された値から計算された値でもよい。なお、砥石磨耗量推定値ｍをセンサ計測値推定値ｓ（ｔ）に算入せずに、代わりに、加工パターンの加工中の目標位置（加工終了位置や加工速度を切換える位置など）を砥石磨耗量推定値ｍによって修正してもよい。
【００４９】
また、上記の加工量変動を抑制するための修正値ｄ（Ｎ−１）とは、例えば、前回（Ｎ回目）の加工量が、加工の厚さ又は深さの目標値に比べて、大きすぎたならば今回（Ｎ回目）は加工量を幾分小さくし、逆に、前回（Ｎ−１回目）の加工量が小さすぎたならば今回（Ｎ回目）は加工量を幾分大きくするというように、過去の加工量の偏差に応じた値を将来の加工制御にフィードバックすることで将来の加工量の偏差を小さくするために用いられる、そのフィードバックされる値である。この修正値ｄ（Ｎ−１）は、前回や前々回などの過去の加工量に基づいて計算により求めることができる。例えば、加工目的が、半導体ウェハ１２の加工後の厚さを一定にしようとするという場合には、修正値ｄ（Ｎ）は、前回と前々回の加工後厚さの差として、次式
ｄ（Ｎ−１）＝Ｓ（Ｎ−１）−Ｓ（Ｎ−２）      …（式５）
で求めることができ、また、半導体ウェハ１２の元の表面から一定深さだけ除去しよう（加工量を一定にしよう）という場合には、修正値ｄ（Ｎ）は、前回と前々回の加工量の差として、次式
ｄ（Ｎ−１）＝（Ｓａ（Ｎ−１）−Ｓ（Ｎ−１））−（Ｓａ（Ｎ−２）−Ｓ（Ｎ−２））      …（式６）
で求めることができる。ここに、Ｓａ（Ｎ−１）とＳａ（Ｎ−２）は、前回（Ｎ−１回目）と前々回（Ｎ−２回目）の加工開始前にセンサ１７で測定した半導体ウェハ１２の厚さであり、Ｓ（Ｎ−１）とＳ（Ｎ−２）は、前回（Ｎ−１回目）と前々回（Ｎ−２回目）の加工完了後にセンサ１７で測定した半導体ウェハ１２の厚さである。なお、この変動抑制修正値ｄ（Ｎ−１）も、上述した砥石磨耗量推定値ｍと同様に、センサ計測値推定値ｓ（ｔ）に算入せずに、代わりに、加工パターンの加工中の目標位置（加工終了位置や加工速度を切換える位置など）を修正値ｄ（Ｎ−１）によって修正してもよい。
【００５０】
ただし、上述した式５又は式６を使って求めた変動抑制修正値ｄ（Ｎ−１）を使うのは、３回目（Ｎ＝３）以降の加工時であり、２回目（Ｎ＝２）の加工時に用いる修正値ｄ（１）はゼロ、又は、Ｓ（１）−（目標厚さ）、或いは、（Ｓａ（１）−Ｓ（１））−（目標深さ）、とする。
【００５１】
７．  ２回目加工完了点の取得（図４のステップ１１２、１０４）
上記式４で求まるセンサ計測値推定値ｓ（ｔ）が加工パターンＰＰ（２）の２回目の加工完了位置Ｘｐｓ（２）に達した時点で、２回目の加工が完了する。加工が完了すると、砥石１３が半導体ウェハの表面に接触したままの状態で送り位置値Ｘ（ｔ）を取得し、また、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂを半導体ウェハ及びテーブル１１の表面に再び下ろして接触させて、加工完了時の半導体ウェハの厚さ又は表面位置を表すセンサ計測値Ｓ（ｔ）を取得する。取得された送り位置値Ｘ（ｔ）とセンサ計測値Ｓ（ｔ）を２回目加工完了点値対（Ｓ（２）、Ｘ（２））として記憶する。
【００５２】
なお、この加工完了時のセンサ１７による計測では、テーブル１１や砥石１３の回転を止め、また、場合によっては更に砥石１３を計測に影響のない位置まで後退させるなどして、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂが砥粒等で傷つく要因を排除してから、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂを下ろして計測を行うことができる。
【００５３】
８．  ３回目以降の加工パターンの決定（図４のステップ１０５〜１０９）
以降、加工回Ｎ（Ｎ＝２、３、４、…）毎に、上述したステップ１０５〜１０９を行うことで、次回目（Ｎ＋１回目）の加工パターンＰＰ（Ｎ＋１）を最適化する。すなわち、各回目（Ｎ回目）の研削加工完了時に取得した加工完了点値対（（Ｓ（Ｎ）、Ｘ（Ｎ））と、次回目（Ｎ＋１回目）の研削加工前に半導体ウェハ１２の厚さをセンサ１７で測って得たセンサ計測値Ｓａ（Ｎ＋１）とを用いて、次回目（Ｎ＋１回目）のための補正量Δ（Ｎ）と空走開始位置Ｘｐａ（Ｎ＋１）をそれぞれ式７及び式８により計算し、これらの値を用いて標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄを上述した方法で修正することで、次回目（Ｎ＋１回目）の加工パターンＰＰ（Ｎ＋１）を決定する。
【００５４】
Δ（Ｎ）＝−（（Ｘ（Ｎ）−Ｓ（Ｎ））−（Ｘ（０）−Ｓ（０）））      …（式７）
Ｘｐａ（Ｎ＋１）＝（Ｓａ（Ｎ＋１）−Ｓ（０））＋Ｘ（０）−Δ（Ｎ）＋ＭＡ      …（式８）
【００５５】
なお、熱バランスが完全に取れて、熱変形による機械寸法の時間的変化が無くなった時には、毎回の補正量の差（Δ（Ｎ＋１）−Δ（Ｎ））が、１回の加工当たりの砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）となる。従って、温度変化がほとんど無く熱バランスが実質的に完全に取れている間は、ステップ１０８において、補正量Δ（Ｎ）分だけ標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄをシフトするという上述の方法に代えて、１加工回当たりの砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）分だけ前回の加工パターンＰＰ（Ｎ）をシフトする方法を採用することもできる。その場合、１加工回当たりの砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）は、Ｎ回目とＮ−１回目の加工完了点値対（Ｘ（Ｎ）、Ｓ（Ｎ））及び（Ｘ（Ｎ−１）、Ｓ（Ｎ−１））だけから計算できるので、弾性変形などの影響を受けない信頼性のある値として得られる。
【００５６】
９．  ３回目以降の加工（図４のステップ１１０〜１１２、１０４）
以降、加工回Ｎ（Ｎ＝３、４、…）毎に、上述したステップ１１０〜１１２、１０４を行う。特に、ステップ１１０では、センサ１７をテーブル１１及び半導体ウェハ１２から離した状態で、砥石１３を送りながら加工を行なう。加工中は、送り位置値Ｘ（ｔ）に基づいて次式
ｓ（ｔ）＝（Ｘ（ｔ）  ＋Δ（Ｎ−１）−Ｘ（０））＋Ｓ（０）  ＋ｍ＋ｄ（Ｎ−１）      …（式９）
による逐次計算でセンサ計測値推定値ｓ（ｔ）を実時間で求め、この推定値ｓ（ｔ）と加工パターンＰＰ（Ｎ）の速度切換位置とを比較しながら砥石送り制御を行うことになる。このとき、加工量の変動を抑制するための修正値ｄ（Ｎ）は、既に説明したように、次式
ｄ（Ｎ−１）＝Ｓ（Ｎ−１）−Ｓ（Ｎ−２）      …（式５）
又は次式
ｄ（Ｎ−１）＝（Ｓａ（Ｎ−１）−Ｓ（Ｎ−１））−（Ｓａ（Ｎ−２）−Ｓ（Ｎ−２））      …（式６）
で求めたものを使うことができる。
【００５７】
９−２．  加工量の変動を抑制するための修正値ｄ（Ｎ）に対するゲイン調整
上述した式５又は式６によって計算された修正値ｄ（Ｎ）は、前回と前々回との間の加工完了位置又は加工量の変動量そのものを表している。上述した式９では、この修正値ｄ（Ｎ）をそのまま用いている。その結果、加工回を追うごとに加工完了位置又は加工量の変動量が小さくなっていき最終的にほぼゼロに収束する場合がある一方で、半導体ウェハ１２の前処理又は前加工の精度や砥石１３の材質や砥石送り速度Ｖｐなどの加工条件によっては、図６の点線グラフに示すように変動量が小さくならない場合もある。後者の場合、図６の実線グラフのように変動量を安定してほぼゼロに収束させるために、調整値ｄ（Ｎ）に適当なゲインｋ（０＜ｋ＜１）を乗ずることができる。すなわち、上記の式９に変えて、次式を用いることができる。
【００５８】
ｓ（ｔ）＝（Ｘ（ｔ）  ＋Δ（Ｎ−１）−Ｘ（０））＋Ｓ（０）  ＋ｍ＋ｋ・ｄ（Ｎ−１）      …（式１０）
【００５９】
１０．  長いインターバルがあった場合の補正量Δ（Ｎ）の修正（図４のステップ１０６、１０７）
短いインターバルで加工作業が繰り返されるような連続的加工が中断して、前回（Ｎ回）の研削加工完了時から次回（Ｎ＋１回）の加工作業開始時までのインターバルが、その間に生じる機械の熱変形量が無視できないと考えられる程度に長い場合（例えば、所定の閾値時間Ｔを超えた場合）には、上述したステップ１０５にて前回の加工完了点値対（Ｘ（Ｎ）、Ｓ（Ｎ）から補正量Δ（Ｎ）を求めた後、この補正量Δ（Ｎ）を、インターバル中の熱変形量を考慮して予め設定しておいた調整量δ分だけ式６によって修正する。
【００６０】
Δ（Ｎ）＝Δ（Ｎ）−δ      …（式６）
【００６１】
この修正により、インターバル中の熱変形に応じて一層最適化された加工パターンが得られる。
【００６２】
なお、調整量δは、固定値を用いる代わりに、インターバルの長さと熱変形量との間の所定の関係に基づいて、実際のインターバルの長さに応じて可変設定するようにしてもよい。
【００６３】
以上説明した加工制御における、加工パターンＰＰ（Ｎ）の補正方法の利点を明確にするために、上記の計算式に関する若干の補足説明を以下に述べる。
【００６４】
テーブル１１の表面を原点とした真の送り位置と真のセンサ計測位置をそれぞれＴＸ（ｔ）とＴＳ（ｔ）で表すと、Ｎ回目加工完了時の真の送り位置ＴＸ（Ｎ）と真のセンサ計測位置ＴＳ（Ｎ）は、
ＴＸ（Ｎ）＝Ｘ（Ｎ）＋Ｍｏｆｓ（Ｎ）      …（式１１）
ＴＳ（Ｎ）＝Ｓ（Ｎ）＋Ｓｏｆｓ（Ｎ）      …（式１２）
となる。もし、砥石１３の磨耗が無ければ、加工完了時の真の送り位置ＴＸ（Ｎ）と真のセンサ計測位置ＴＳ（Ｎ）は共に、加工回Ｎによらず、同じ位置（半導体ウェハ１２の表面位置）であるから、
ＴＸ（Ｎ）−ＴＳ（Ｎ）＝０      …（式１３）
となる。しかし、実際には、砥石磨耗が発生して、真の送り位置ＴＸ（Ｎ）は、真のセンサ位置ＴＳ（Ｎ）よりも砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）分だけテーブル１１側へ進むので、
ＴＸ（Ｎ）−ＴＳ（Ｎ）＝−Ｗ（Ｎ）      …（式１４）
の差が出ることになる。また、機械の熱変形や弾性変形などによってオフセットＭｏｆｓ、Ｓｏｆｓが時間的に変化するため、仮に真の送り位置ＴＸ（Ｎ）と真のセンサ位置ＴＳ（Ｎ）に変化が無かったとしても、実際に取得される送り位置Ｘ（Ｎ）とセンサ計測値Ｓ（Ｎ）は、オフセットＭｏｆｓ、Ｓｏｆｓの変化に伴って時間的に変化する。
【００６５】
一方、上述した基準タイミングＮ＝０では、砥石磨耗量Ｗ（０）がゼロであるから、
ＴＸ（０）−ＴＳ（０）＝０      …（式１５）
が成立する。この式１５を利用して、式１４を書き変えると、
Ｗ（Ｎ）＝−（（ＴＸ（Ｎ）−ＴＳ（Ｎ））−（ＴＸ（０）−ＴＳ（０）））      …（式１６）
となり、この式１６の右辺に式１１及び式１２を代入すると、
Ｗ（Ｎ）＝−（Ｘ（Ｎ）−Ｓ（Ｎ））＋（Ｘ（０）−Ｓ（０））−（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））−（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））                                    …（式１７）
が得られる。そして、この式１７の右辺に式７を代入すると、
Δ（Ｎ）＝Ｗ（Ｎ）＋（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））＋（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））      …（式１８）
が得られる。
【００６６】
この式１８が、本実施形態の制御方法で用いた補正量Δ（Ｎ）の意味を表している。すなわち、補正量Δ（Ｎ）には、砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）だけでなく、機械の熱変形や弾性変形などによるオフセットＭｏｆｓ、Ｓｏｆｓの時間的な変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））、（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））も含まれている。本実施形態の制御方法では、加工回毎に上記補正量Δ（Ｎ）分だけ加工パターンＰＰ＿ｓｔｄをテーブル１１側へシフトするという補正を行う。この補正の具体的な意味は次のとおりである。
【００６７】
まず、式１８で示される補正量Δ（Ｎ）の第１の構成要素は砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）である。砥石１３が磨耗すると、砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）分だけ、砥石１３を含む砥石送り軸１５の全長が短縮したことになる。そこで、本制御方法では、この短縮を補償するために、砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）分だけ加工パターンＰＰ＿ｓｔｄ）をテーブル１１側へシフトするのである。
【００６８】
次に、式１８で示される補正量Δ（Ｎ）の第２の構成要素は送り軸原点オフセットＭｏｆｓの変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））であり、その原因は砥石１３を含む砥石送り軸１５やテーブル１１やそれらを固定した基台などの熱変形や弾性変形などである。このオフセット変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））は、実質的に、熱変形や弾性変形などに起因する砥石１３を含む砥石送り軸１５の全長の伸び縮みとみなすことができる。そして、このオフセット変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））が正の値となることは、この値分だけ砥石１３を含む砥石送り軸１５の全長が実質的に短縮したことを意味する。そこで、本制御方法では、この短縮を補償するために、オフセット変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））分だけ加工パターンＰＰ＿ｓｔｄをテーブル１１側へシフトするのである。逆に、オフセット変化量（Ｍｏｆｓ（Ｎ）−Ｍｏｆｓ（０））は負の値となるときは、その値分だけ砥石送り軸１５の全長が実質的に伸びたことを意味するから、加工パターンＰＰ＿ｓｔｄはその値分だけテーブル１１とは反対の方向へシフトされることになる。
【００６９】
次に、式１８で示される補正量Δ（Ｎ）の第３の構成要素はセンサ原点オフセットＳｏｆｓの変化量（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））であり、その原因はセンサ１７やテーブル１１やそれらを固定した基台などの熱変形や弾性変形などである。このオフセット変化量（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））は、実質的にセンサ１７の原点位置ずれである。一般にこの原点位置ずれがないよう様々な工夫はされているが、無視できない大きさの原点位置ずれが生じる場合がある。この値が正の値となることは、その値分だけセンサ１７の原点位置が砥石１３側へずれたことを意味し、その結果、センサ１７により測定される半導体ウェハ１２の表面位置は、その値分だけ実際の表面位置よりテーブル１１側へシフトする。そこで、本制御方法では、このシフトを補償するために、オフセット変化量（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））分だけ加工パターンＰＰ＿ｓｔｄをテーブル１１側へシフトするのである。逆に、オフセット変化量（Ｓｏｆｓ（Ｎ）−Ｓｏｆｓ（０））が負の値となるときは、センサ１７により測定される半導体ウェハ１２の表面位置は、その値分だけ実際の表面位置よりテーブル１１とは反対方向へシフトするので、その値分だけ加工パターンＰＰ＿ｓｔｄはテーブル１１とは反対の方向へシフトされる。
【００７０】
このように、本制御方法によると、砥石磨耗量Ｗ（Ｎ）だけでなく、機械の熱変形や弾性変形などに起因する寸法変化も加味して加工パターンを補正するので、熱的バランスが完全に取れていなくても加工作業に入ることが可能であり、従来の砥石磨耗量のみを考慮した制御方法に比較して、暖機運転の時間がより短時間になる。
【００７１】
また、加工作業中に熱的バランスが取れた場合は、例えばＭｏｆｓ（Ｎ）＝Ｍｏｆｓ（Ｎ−１）、Ｓｏｆｓ（Ｎ）＝Ｓｏｆｓ（Ｎ−１）を利用して、式１８に基づいて、次の式１９で１回の加工当たりの砥石磨耗量ΔＷ（Ｎ）を計算することができる。そして、この値ΔＷ（Ｎ）を用いて次回の加工パターンＰＰ（Ｎ＋１）を最適化することができる。
【００７２】
2005021998.tif 000004
【００７３】
また、本実施形態の制御方法によれば、毎回、半導体ウェハ１２の加工前の厚さから空走開始位置Ｘｐａを決定しているので、機械の熱変形量や砥石磨耗量を除外したほぼ必要最小のマージン距離ＭＡ（１回分の補正精度程度）の設定で、半導体ウェハ１２にダメージを与えるおそれ無く加工を行うことができる。すなわち、毎回の空走距離Ｌｆｒをほぼ必要最小にすることができ、よって全体の作業時間が短縮する。本実施形態の制御方法は、特に、高い加工精度が要求され、低速加工かつ砥石磨耗大の条件下で実施せざるを得ない類の加工（精密加工が多い）において、スループットの向上に効果的に寄与することができる。
【００７４】
また、本実施形態の制御方法によれば、作業停止時間が長時間になった場合に調整値δを導入することで、砥石送り軸１５などが熱変形していると考えられる時間に加工を開始しても、半導体ウェハ１２にダメージや品質劣化などの問題が生じるおそれ無しに加工を行うことができる。
【００７５】
また、本実施形態の制御方法によれば、加工中はセンサ１７での計測は行わず、代わりに、送り軸位置Ｘ（ｔ）、前回の加工までに生じた砥石磨耗量や機械変形を合わせた量Δ（Ｎ−１）、及び今回発生する砥石磨耗量の推定値ｍなどを用いて、センサ計測値Ｓ（ｔ）を実時間で推定して、その推定値ｓ（ｔ）を加工パターンＰＰ（Ｎ）と対比しているため、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂのダメージを小さくすることができる。
【００７６】
また、本実施形態の制御方法によれば、加工量の変動を抑制するための修正値ｄ（Ｎ−１）の導入より、安定して一定の加工結果が得られる。
【００７７】
〔第２の実施形態〕
上述した最初の実施形態では、連続加工の中の１回目（１枚目）の加工では、加工完了を検知するために、加工中も常時、センサ１７を半導体ウェハ１２に接触させておく必要がある。これは実用上問題ないとしても、センサ接触子１７Ａ、１７Ｂのダメージをゼロにすることはできない。そこで、この実施形態では、１回目における加工完了を送り位置値Ｘ（ｔ）から検知できるようにした改良を採用し、それにより、加工中のセンサ１７の接触を完全に不要とする。この改良により、加工中には研削液の計測精度に問題が出る非接触式センサ（例えば、光学センサ）が使用できるようになる。なお、この改良は、１回目の加工の制御で使用すればよく、２回目以降の加工では上述した最初の実施系形態と同様の制御を行うことができる。
【００７８】
図７は、この改良による１回目の制御方法を説明した図である。図７を参照して、この改良について以下に説明する。
【００７９】
すなわち、１回目の加工の開始前に、センサ１７により半導体ウェハ１２の厚さ又は表面位置を測定し、そのときのセンサ計測値Ｓ（ｔ）を、１回目加工開始前厚さＳａ（１）として記憶する。その後、センサ１７の接触を無くした状態で、１回目の加工のための砥石送りを開始し、そして後述する方法により、砥石１３が半導体ウェハ１２に接触した時点（つまり、研削加工の開始時点）を検出する。この検出時点における送り位置値Ｘ（ｔ）を、１回目加工開始位置Ｘａ（１）として記憶する。そして、これらの値に基づいて、１回目の加工完了位置Ｘｆ（１）を次式により決定する。
【００８０】
Ｘｆ（１）＝Ｘａ（１）−Ｌ−ｍ      …（式２０）
ここで、Ｌは１回目の目標の加工量（研削深さ）であり、例えば、加工目的が半導体ウェハ１２の厚さを一定値Ｔｋにすることである場合には、
Ｌ＝Ｓａ（１）−Ｔｋ      …（式２１）
で求めることができ、また、例えば、加工目的が半導体ウェハ１２の元の表面から一定深さＤｋを除去することである場合には、
Ｌ＝Ｄｋ      …（式２２）
とすることができる。また、値ｍは、既に述べたように、１加工回での砥石磨耗量（加工開始から完了までの中間地点での磨耗量）の推定値である。
【００８１】
１回目の加工中は、式２０で求めた加工完了位置Ｘｆ（１）に送り位置値Ｘ（ｔ）が到達した時点で、加工を完了させる。そして、この１回目の加工完了後、上述した最初の実施形態における２回目以降の加工完了点値対（Ｓ（Ｎ）、Ｘ  （Ｎ））の取得方法と同様な方法で、１回目の加工完了点値対（Ｓ（１）、Ｘ  （１））を取得する。以後は、上述した最初の実施形態と同じ方法で、加工制御を進めていく。
【００８２】
砥石１３が半導体ウェハ１２に接触したこと（つまり、研削加工の開始）を検出する方法としては、一つには、その接触を検知するセンサを別途に設ける方法がある。例えば、研削液の透明度を検出するセンサを用いて、加工開始前後にかけてその透明度を監視し、透明度の変化から接触（加工開始）を検出する方法がある。或いは、例えば、電気伝導度や機械振動を検出するセンサを用いて、接触による電気伝導度や機械振動の変化から接触（加工開始）を検出する方法もある。
【００８３】
また、別途のセンサを用いずに上記接触（研削加工の開始）を検出する一つの方法として、砥石１３又はテーブル１１を回転させるためのモータの電流の変化を利用する方法がある。砥石１３が半導体ウェハ１２に接触あるいは研削液を介して実質的に接触状態となると、そのモータの負荷が増加するからである。図８は、この方法を説明したものである。
【００８４】
図８に示すように、砥石１３が半導体ウェハ１２に非常に近接した位置（半導体ウェハ１２に完全に接触するより僅かに手前の位置）まで来るとモータ電流が急に立ち上がる。これは、砥石１３が半導体ウェハ１２の表面上の研削液に接して、この研削液を介してモータに負荷がかかったからである。発明者らが行った実験によると、モータ電流の立上り量がある閾値になる位置Ｘｉには、高精度の再現性があることが確認された。この電流立上り位置Ｘｉから或る距離ｐだけ進むと、砥石１３が半導体ウェハ１２に完全に接触する。つまり
Ｘａ＝Ｘｉ−ｐ      …（式２３）
である。この式２３を上述した式２０に代入すると、
Ｘｆ（１）＝Ｘｉ  （１）−Ｌ−ｍ−ｐ      …（式２４）
となる。
【００８５】
このことを利用して、１回目加工では以下のように加工制御を行うことができる。すなわち、図７を参照して、基本的には標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄ（図８中の太実線グラフ）を用いて砥石１３を送るが、ただし、空走開始位置と加工完了位置については、標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄに従わず、次のように制御を行う。
【００８６】
まず、標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄと送り位置値Ｘ（ｔ）とを対比しながら、標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄに沿って送り速度Ｖｐを早送り速度Ｖｐａに、次いで緩衝送り速度Ｖｐｂに制御する。砥石１３を緩衝送り速度Ｖｐｂで送っている間、モータ電流を監視して、図８に示した電流立上り位置Ｘｉに到達したか否かを判断する。この電流立上り位置Ｘｉは、砥石１３が半導体ウェハ１３の表面に対してあと距離ｐを残すのみという近接した位置に到達したことを意味する。そこで、図８中の太点線グラフに示すように、標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの空走開始位置Ｘｐａ＿ｓｔｄを無視して、電流立上り位置Ｘｉに到達するまでは緩衝送り速度Ｖｐｂで送り続け、そして、電流立上り位置Ｘｉに到達した時点で、送り速度Ｖｐを荒加工速度Ｖｐｃ（つまり、衝撃接触を避けるための低い安全速度）へ低下させる。また、その電流立上り位置Ｘｉから上記式２４を用いて、１回目の加工完了位置Ｘｆ（１）を決定する。このとき、式２４中の値（ｍ＋ｐ）には、予め実験結果等に基づいて設定していた固定値を用いることもできるし、或いは、過去の加工結果から逆算的に求めた値を用いてもよい。
【００８７】
砥石１３が半導体ウェハ１２に接触して加工が開始された後は、標準の加工パターンＰＰ＿ｓｔｄと送り位置値Ｘ（ｔ）とを対比することで、荒加工速度Ｖｐｃから仕上加工速度Ｖｐｄに切換えるタイミングを制御する。仕上加工速度Ｖｐｄに切換えた後は、標準加工パターンＰＰ＿ｓｔｄの加工完了位置Ｘｐｓ＿ｓｔｄを無視して、上述の式２４で求めた加工完了位置Ｘｆ（１）に送り位置値Ｘ（ｔ）が一致した時点で、加工を完了する。
【００８８】
なお、２回目以降の加工では、第１の実施形態と同様の制御方法を採用することができる。しかし、変形例として、空走開始位置に関して、加工パターンＰＰ（Ｎ）のそれを無視して、毎回電流立上り位置Ｘｉを検出して、そのタイミングで送り速度を安全速度に落とすようにしてもよい。
【００８９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、この実施形態のみに本発明の範囲を限定する趣旨ではない。従って、本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の様々な形態で実施することが可能である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、センサ接触子のダメージが少なくなり、センサ接触子の寿命が延び、また、製品のダメージも減り歩留まりが向上する。
【００９１】
また、第２の実施形態で採用したような改良を導入すると、加工中の使用に適さない非接触式センサ（例えば、光学式センサ）を用いることもできる。
【００９２】
また、第１の実施形態に関して説明したような加工パターンの修正方法を用いると、全体の作業時間を短縮して生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る平面研削装置の要部の概略構成を示した模式図。
【図２】第１実施形態における異なる作業段階でのセンサ接触子の位置を示した図であり、図２（Ａ）は砥石送り開始前と加工完了後のそれを示し、図２（Ｂ）は砥石送り中及び研削加工中のそれを示す。
【図３】第１実施形態における砥石を送るための基本的な制御方法を説明した図。
【図４】第１実施形態における加工制御の手順を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態における加工パターンＰＰの補正の仕方の説明図。
【図６】加工量の変動を抑制するためのゲイン調整の効果の説明図。
【図７】第２実施形態における１回目加工制御の改良の説明図。
【図８】第２実施形態におけるモータ負荷電流の変化から加工開始を検出する方法の説明図。
【符号の説明】
１０：平面研削装置
１１：テーブル
１２：ワークピース（半導体ウェハ）
１３：砥石
１４：砥石送り機構
１５：砥石送り軸
１６：送り軸駆動装置
１７：厚みセンサ
１７Ａ、１７Ｂ：センサ接触子
Ｘ：送り位置値
Ｓ：センサ計測値
ＰＰ：加工パターン
Ｌｆｒ：空走距離
Ｘｐａ：空走開始位置
Ｘｐｓ：加工終了位置
Ｓａ：加工前のワークピース（半導体ウェハ）のセンサ計測値
Ｍｏｆｓ：送り軸原点オフセット
Ｓｏｆｓ：センサ原点オフセット
Ｘ（０）、Ｓ（０）：原点値対
Ｘ（Ｎ）、Ｓ（Ｎ）：加工完了点値対
ＰＰ＿ｓｔｄ：標準の加工パターン
Ｗ：砥石磨耗量
Ｅ：機械変形に起因する誤差量
Ｄ：ワークピース（半導体ウェハ）の厚みばらつきに起因する誤差量
【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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