(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに被加工物を搬入する搬入領域と、該保持テーブルに保持された被加工物を研削する研削領域と、該保持テーブルから被加工物を搬出する搬出領域とを少なくとも含む研削装置であって、
該保持テーブルを、該搬入領域と該研削領域と該搬出領域とに位置付ける保持テーブル位置付け手段と、
該保持テーブル位置付け手段によって該研削領域に位置付けられた該保持テーブルを支持する支持基台とが配設され、
該研削領域には、研削ホイールを回転可能に支持した研削手段が配設されており、該研削手段は、該研削領域に位置付けられ該支持基台に支持された該保持テーブルに対峙する位置に配設され、
該保持テーブル位置付け手段には、該保持テーブルを回転及び昇降可能に支持するテーブル支持部と、該テーブル支持部が配設されたターンテーブルと、該ターンテーブルを駆動する駆動部とを少なくとも備え、
該駆動部には、該ターンテーブルを昇降させて上部位置と下部位置とに位置付ける昇降手段が配設されており、該ターンテーブルが上部位置に位置付けられた際は、該ターンテーブルが割り出し回転されて該テーブル支持部に支持されている該保持テーブルを該搬入領域、該研削領域、該搬出領域のいずれかに位置付け、該ターンテーブルが下部位置に位置付けられた際は、該保持テーブルは支持基台に支持される研削装置。
【請求項２】
保持テーブルは、被加工物保持部と、該被加工物保持部を囲繞する枠体とから構成され、該枠体は、テーブル支持部に回転及び昇降可能に支持され、
支持基台は、該保持テーブルを支持する保持テーブル支持部と、該被加工物保持部に吸引力を伝達する吸引路と、保持テーブルを回転させる回転部とから構成される請求項１に記載の研削装置。
【請求項３】
保持テーブルは、被加工物保持部と、該被加工物保持部を囲繞する枠体と、該被加工物保持部に吸引力を伝達する吸引孔とから構成され、
該枠体は、テーブル支持部に回転及び昇降可能に支持され、支持基台は、保持テーブルを支持する保持テーブル支持部と、該保持テーブルを回転させる回転部とから構成される請求項１に記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物の面を研削する研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図７に示す研削装置８０には、被加工物を保持する保持テーブル８１と、保持テーブル８１に対峙して配設された研削手段８２と、保持テーブル８１を保持して回転するターンテーブル８３とを備えている。
【０００３】
被加工物の研削を行う際は、まず、搬入領域（図示せず）において被加工物を保持テーブル８１に搬入して保持させる。次に、ターンテーブル８３を適宜回転させることにより保持テーブル８１を研削手段８２の直下（研削領域）に位置付け、下部に研削砥石８４が固着された研削ホイール８５が回転しながら下降して被加工物に押圧力を加えることによって研削が行われる。そして、研削終了後は、ターンテーブル８３の回転により保持テーブル８１が搬出領域（図示せず）に位置付けられ、ここで研削済みの被加工物が搬出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、被加工物を保持する保持テーブル８１は、ターンテーブル８３に支持された状態となっており、その状態で研削手段８２により上方から押圧力が加えられて研削が行われるため、研削時にはターンテーブル８３に相当の負荷がかかって撓みが生じる。従って、このターンテーブル８３の撓みに伴い保持テーブル８１の高さ、角度に誤差が生じ、これが原因となって高精度な研削ができないという問題がある。
【０００５】
一方、高精度な研削を確保するためにターンテーブル８３自体の剛性を高めようとすると、重量が増すと共に装置が大型化し、コスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、ターンテーブルを用いずに、保持テーブルを固定式にして、被加工物のみが搬送されるよう構成した研削装置も提供されているが、この場合は、被加工物の保持テーブルへの搬入及び保持テーブルからの搬出において被加工物を破損させないよう慎重に扱わなければならないため、搬送に時間がかかり、スループットが低下するという問題がある。
【０００７】
更に、この場合は保持テーブルが研削ホイールの直下に固定されているため、保持テーブルの洗浄が困難であるという問題もある。
【０００８】
このように、研削装置においては、重量の増大及び装置の大型化を招くことなく、かつ、高いスループット及び保持テーブルの洗浄の容易性を維持しつつ、高精度な研削を可能とすることに解決すべき課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、保持テーブルに被加工物を搬入する搬入領域と、保持テーブルに保持された被加工物を研削する研削領域と、保持テーブルから被加工物を搬出する搬出領域とを少なくとも含む研削装置であって、保持テーブルを、搬入領域と研削領域と搬出領域とに位置付ける保持テーブル位置付け手段と、保持テーブル位置付け手段によって研削領域に位置付けられた保持テーブルを支持する支持基台とが配設され、研削領域には、研削ホイールを回転可能に支持した研削手段が配設されており、研削手段は、研削領域に位置付けられ支持基台に支持された該保持テーブルに対峙する位置に配設され、保持テーブル位置付け手段には、保持テーブルを回転及び昇降可能に支持するテーブル支持部と、テーブル支持部が配設されたターンテーブルと、ターンテーブルを駆動する駆動部とを少なくとも備え、駆動部には、ターンテーブルを昇降させて上部位置と下部位置とに位置付ける昇降手段が配設されており、ターンテーブルが上部位置に位置付けられた際は、ターンテーブルが割り出し回転されてテーブル支持部に支持されている保持テーブルを搬入領域、研削領域、搬出領域のいずれかに位置付け、ターンテーブルが下部位置に位置付けられた際は、保持テーブルは支持基台に支持される研削装置を提供する。
【００１０】
そしてこの研削装置は、保持テーブルは、被加工物保持部と、被加工物保持部を囲繞する枠体とから構成され、枠体は、テーブル支持部に回転及び昇降可能に支持され、支持基台は、保持テーブルを支持する保持テーブル支持部と、被加工物保持部に吸引力を伝達する吸引路と、保持テーブルを回転させる回転部とから構成されること、保持テーブルは、被加工物保持部と、被加工物保持部を囲繞する枠体と、被加工物保持部に吸引力を伝達する吸引孔とから構成され、枠体は、テーブル支持部に回転及び昇降可能に支持され、支持基台は、保持テーブルを支持する保持テーブル支持部と、保持テーブルを回転させる回転部とから構成されることを付加的要件とする。
【００１１】
このように構成される研削装置では、保持テーブルに保持された被加工物が研削領域に位置付けられた際に保持テーブルが支持基台によって支持されるため、保持テーブル位置付け手段は研削の際に加わる押圧力の影響を受けることがなく、この押圧力は支持基台のみによって受け止めることになる。従って、保持テーブル位置付け手段には剛性が要求されない。また、保持テーブル位置付け手段を構成するターンテーブルに撓みが生じることもないため、研削精度が低下することもない。
【００１２】
更に、保持テーブルに保持された状態で被加工物が搬入領域、研削領域、搬出領域に搬送されることにより、被加工物のみを搬送する場合に比べて被加工物の取扱いを慎重に行う必要がない上に、搬送に要する時間も短い。また、保持テーブルも搬入領域、搬出領域に位置付けられるため、保持テーブルの洗浄を容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、図１に示す研削装置１０を例に挙げて説明する。まず最初に研削装置１０の概要について説明すると、研削装置１０は、半導体ウェーハＷを収容するカセット１１、１２と、カセット１１からの半導体ウェーハＷの搬出またはカセット１２への半導体ウェーハＷの搬入を行う搬出入手段１３と、被加工物の位置合わせを行う中心合わせテーブル１４ａ、１４ｂと、被加工物を搬送する第一の搬送手段１５及び第二の搬送手段１６と、上部に半導体ウェーハＷを吸引保持するチャック面を有する４つの保持テーブル１７と、４つの保持テーブル１７を回転可能に支持すると共に自身も回転して各保持テーブルを所定の位置に位置付ける保持テーブル位置付け手段１８と、各保持テーブルに保持された半導体ウェーハＷを研削する研削手段１９ａ、１９ｂと、各保持テーブルの洗浄を行う保持テーブル洗浄手段２０と、研削後の被加工物を洗浄する被加工物洗浄手段２１とを備えている。
【００１４】
カセット１１には研削前の被加工物、例えば半導体ウェーハが複数段に重ねて収納されており、搬出入手段１３によって１枚ずつピックアップされて中心合わせテーブル１４ａに載置される。そしてここで半導体ウェーハの位置合わせが行われた後、第一の搬送手段１５に吸着されると共に第一の搬送手段１５が旋回動することによって、近傍に位置する保持テーブル１７に半導体ウェーハＷが載置される。このときに保持テーブル１７が位置付けられる領域を搬入領域という。
【００１５】
次に、保持テーブル位置付け手段１８を構成するターンテーブル３５が所要角度（本実施の形態のように保持テーブルが４つの場合は９０度）回転して半導体ウェーハが載置された保持テーブル１７が研削手段１９ａの直下に位置付けられる。このとき、ターンテーブル３５の回転前に保持テーブル１７が位置していた位置には、別の保持テーブル１７が自動的に位置付けられる。そして、カセット１１から次に研削する半導体ウェーハが搬出されて中心合わせテーブル１４ａに載置され、位置合わせがなされた後、第一の搬送手段１５によって保持テーブル１７に搬送されて載置される。一方、研削手段１９ａの直下に位置付けられた半導体ウェーハは、研削手段１９ａの作用を受けて上面が研削される。ここでは例えば粗仕上げが行われる。
【００１６】
そして、保持テーブル１７に保持された半導体ウェーハの粗仕上げが終了すると、ターンテーブル３５が所要角度回転し、粗仕上げがされた半導体ウェーハは研削手段１９ｂの直下に位置付けられ、研削手段１９ｂの作用を受けて上面を研削される。ここでは例えば最終仕上げが行われる。またこのとき研削前の半導体ウェーハは研削手段１９ａの直下に位置付けられ、ここで研削手段１９ａの作用を受けて粗仕上げが行われる。研削手段１９ａ、１９ｂによって研削が行われる際に保持テーブル１７が位置付けられる領域を研削領域という。
【００１７】
研削手段１９ａ、１９ｂは、起立した壁部２２に対して上下動可能となっている。ここで、研削手段１９ａと研削手段１９ｂとは研削砥石の種類以外については同様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、壁部２２の内側の面には一対のレール２３が垂直方向に併設され、駆動源２４に駆動されてレール２３に沿ってスライド部２５が上下動するのに伴い、スライド部２５に固定された研削手段１９ａ、１９ｂが上下動する構成となっている。
【００１８】
研削手段１９ａ、１９ｂにおいては、回転可能に支持されたスピンドル２６の先端にマウンタ２７を介して研削ホイール２８が装着されており、研削ホイール２８の下部には研削砥石２９が固着されている。研削砥石２９としては、例えば研削手段１９ａには粗仕上げ用の砥石、研削手段１９ｂには最終仕上げ用の砥石が用いられる。
【００１９】
最終仕上げにより研削された半導体ウェーハは、ターンテーブル３５の回転によって第二の搬送手段１６の近傍に位置付けられる。そして、第二の搬送手段１６によって被加工物洗浄手段２１に搬送されて洗浄された後、更に第二の搬送手段１６によって中心合わせテーブル１４ｂに搬送される。このときに保持テーブル１７が位置付けられる領域を搬出領域という。
【００２０】
中心合わせテーブル１４ｂにおいて一定の位置への位置合わせが行われると、搬出入手段１３によって研削された半導体ウェーハがピックアップされてカセット１２の内部に収納される。以上のようにして順次研削を行い、最終的には研削された半導体ウェーハＷがすべてカセット１２に収納される。
【００２１】
なお、保持テーブル洗浄手段２０は、ターンテーブル３５の上方に架設されたガイドレール３０と、ガイドレール３０にガイドされて所定範囲移動可能な可動部３１と、可動部３１に対して垂直方向に上下動する上下動部３２とから構成され、上下動部３２の下端には、回転可能な洗浄ブラシ３３を備えており、研削により保持テーブル１７が汚染された場合は、可動部３１がガイドレール３０を所要範囲移動して適宜の位置に位置付けられ、更に洗浄ブラシ３３が回転しながら上下動部３２が下降することにより、回転する洗浄ブラシ３３によって保持テーブル１７が洗浄される。
【００２２】
図２に示すように、保持テーブル位置付け手段１８は、保持テーブル１７を回転及び昇降可能に支持するテーブル支持部３４と、テーブル支持部３４が形成されたターンテーブル３５と、ターンテーブル３５を駆動する駆動部３６とから構成され、駆動部３６には、ターンテーブル３５に連結されてターンテーブル３５を回転駆動するモーター３７を備えている。モーター３７には、例えばロータリーエンコーダが配設され、所定角度（例えば９０度）の割り出し回転によって保持テーブル１８を所定位置に位置付けることができる。更に、モーター３７は昇降手段３８に連結されており、ターンテーブル３５を上下動させることができる。
【００２３】
ターンテーブル３５に形成されたテーブル支持部３４には、載置された被加工物を保持する被加工物保持部３９と被加工物保持部３９を囲繞する枠体４０とから構成される複数の保持テーブル１７が回転及び昇降可能に自由支持されている。
【００２４】
また、各保持テーブルは、研削領域における研削手段１９ａまたは研削手段１９ｂの直下に位置付けられたときには、支持基台４１によって下方から支持される。即ち、研削手段１９ａ（１９ｂ）は、研削領域に位置付けられ支持基台４１に支持された保持テーブル１７に対峙している。
【００２５】
この支持基台４１は、各保持テーブルを支持する保持テーブル支持部４２と、保持テーブル１７の被加工物保持部３９に吸引力を伝達する吸引路４３と、ベッド４５に支持されて自身が回転することによって保持テーブル１７を回転させる回転部４４とから概ね構成される。
【００２６】
昇降手段３８によってターンテーブル３５が上部位置に位置付けられた際は、ターンテーブル３５のテーブル支持部３４によって枠体４０が支持され、ターンテーブル３５の割り出し回転によって保持テーブル１７を搬入領域、研削領域、搬出領域のいずれかに位置付けることができる。なお、昇降手段３８を支持基台４１に設け、支持基台４１を下降させることによって枠体４０がターンテーブル３５に支持されるよう構成してもよい。即ち、支持基台４０とターンテーブル３５とが相対的に上下動するように構成されていればよい。
【００２７】
ターンテーブル３５の割り出し回転によって、保持テーブル１７が研削領域に位置付けられると、研削手段１９ａまたは研削手段１９ｂの直下に位置することになる。そして、昇降手段３８によって駆動されてターンテーブル３５が下降して下部位置に位置付けられると、図３に示すように、保持テーブル１７が支持基台４１によって支持された状態となる。
【００２８】
ここで、支持基台４１、保持テーブル１７及び保持テーブル位置付け手段１８の内部構造について説明すると、支持基台４１の保持テーブル支持部４２には電磁石４６が埋設されていると共に、枠体４０の下部には磁着部材４７を備えており、昇降手段３８によってターンテーブル３５が下降すると、電磁石４６と磁着部材４７が磁着され、支持基台４１によって保持テーブル１７が強固に固定される。このときのターンテーブル３５の位置は下部位置である。そして、ターンテーブル３５が更に若干下降することによって、保持テーブル１７は、テーブル支持部３４に自由支持された状態で回転可能となる。なお、電磁石４６の代わりにバキューム源を設け、吸引力によって保持テーブル１７を固定する構成としてもよい。
【００２９】
支持基台４１の中心部には、垂直方向に吸引路４８が形成されており、上記のように支持基台４１と保持テーブル１７が固定されると、吸引路４８は、保持テーブル１７に形成された吸引孔４９と連通し、更に被加工物保持部３９と連通する。そして、吸引路４８と連通する吸引源（図示せず）から供給される吸引力によって被加工物保持部３９において被加工物を保持することができる。被加工物保持部３９は、例えばポーラスセラミックスで形成されていることが好ましい。
【００３０】
更に、支持基台４１の回転部４４にはモーター５０を備え、モーター５０によって回転部４４が回転すると、支持基台４１に固定され、被加工物を保持した保持テーブル１７も回転する構成となっている。
【００３１】
このように、ターンテーブル３５が下部位置に位置付けられて支持基台４１に保持テーブル１７が固定された状態で保持テーブル１７に保持された被加工物を研削すると、研削手段１９ａ（１９ｂ）によって上方から押圧力が加えられるが、この押圧力は、保持テーブル位置付け手段１８には加わらず、支持基台４１のみで受けとめることになる。従って、支持基台４１の剛性により、保持テーブル１７が安定的に支持された状態で研削が行われるため、研削の精度が向上し、被加工物の品質を向上させることができる。
【００３２】
また、支持テーブル４１の剛性により、ターンテーブル３５には剛性が要求されないため、保持テーブル位置付け手段１８が重量化したり、装置が大型化したりすることがないため、コスト高にならない。更に、支持基台４１を保持テーブル洗浄手段２０の下方に設ければ、研削時だけでなく、保持テーブル洗浄手段２０による保持テーブル１７の洗浄時も上記と同様に支持されるため、洗浄も十分に行うことができる。
【００３３】
更に、被加工物は、保持テーブル１７に保持された状態で搬入領域、研削領域、搬出領域にそれぞれ搬送され、被加工物のみを搬送する場合に比べて被加工物の取扱いを慎重に行う必要がなく、搬送に要する時間も短いため、スループットの低下を招くことがない。
【００３４】
図３に示すように、枠体４０の側面におけるターンテーブル３５より下方の位置には、被加工物の研削時に使用された研削水の流れをガイドする廃液ガイド５１が突出しており、図４にも示すように、その下方には回転廃液受け５２が設けられ、この回転廃液受け５２は、廃液となった研削水を、回転廃液受け５２より更に下方に設けられた固定廃液受け５３に向けてガイドする。そして、固定廃液受け５３に溜まった廃液はドレーン５４を通じて排水される。なお、図３においては図示していないが、ターンテーブル３５の周囲には、図４及び図５に示す本体廃液受け５５が配設され、ここに溜まった廃液も固定廃液受け５３に向けてガイドされる。
【００３５】
研削領域において被加工物が研削される際は、図５に示すように、研削手段１９ａ（１９ｂ）に設けられた研削水供給路５６を通じて研削ホイール２８から被加工物５７に研削水が供給される。そして、使用後の廃液は、保持テーブル１７とターンテーブル３５との間に形成される僅かな隙間及びターンテーブル３５と本体廃液受け５５との間に形成される僅かな隙間を通り、回転廃液受け５２を介して固定廃液受け５３に流れこみ、ここに溜まった廃液はドレーン５４から排出される。
【００３６】
なお、図３における支持基台４１、保持テーブル１７及び保持テーブル位置付け手段１８は、図６に示すように構成されていてもよい。図６の構成においては、被加工物保持部３９における吸引力が保持テーブル位置付け手段６０から供給されている点で、図３の構成とは異なっている。
【００３７】
ここで、図３の例と同様に構成される部位については同一の符号を付して説明すると、図６の構成の場合は、回転軸６１を貫通する吸引路６２がターンテーブル６３を通り、更にフレキシブルホース６４及び枠体６５を囲繞するロータリージョイント６６を介して枠体６５に形成された吸引孔６７に連通しており、吸引路６２に連通する吸引源（図示せず）から供給される吸引力によって、被加工物保持部６８において被加工物を保持する。従って、被加工物保持部６８には、常に吸引力が供給されているので、ターンテーブル３５の回転時においても保持テーブル１７から被加工物がずれることがない。。
【００３８】
この場合も、昇降手段３８によってモーター６９及びターンテーブル６３が下降して下部位置に位置付けられると、電磁石４６と磁着部材４７が磁着され、支持基台４１によって保持テーブル７０が強固に固定される。そして、支持基台４１に保持テーブル７０が固定された状態で、保持テーブル１７に保持された被加工物を研削すると、研削手段１９によって上方から押圧力が加えられても支持基台の剛性により被加工物に撓みが生じることがないため、研削の精度が向上する。また、研削時だけでなく、保持テーブル洗浄手段２０の下方にも支持基台４１を設ければ、保持テーブル１７の洗浄時も被加工物に撓みが生じることがないため、洗浄も十分に行うことができ、この点でも被加工物の品質を向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る研削装置においては、保持テーブルに保持された被加工物が研削領域に位置付けられた際に保持テーブルが支持基台によって支持されるため、研削時に研削手段によって上方から押圧力が加えられても、この押圧力は保持テーブル位置付け手段には加わらず、支持基台全体で受けとめることになる。従って、ターンテーブルに撓みが生じることがなく、支持基台の剛性により、保持テーブルが安定的に支持された状態で研削が行われるため、研削の精度が向上し、被加工物の品質を向上させることができる。
【００４０】
また、支持テーブルの剛性により、ターンテーブルには剛性が要求されないため、保持テーブル位置付け手段が重量化したり、装置が大型化したりすることがなく、コスト高にならない。
【００４１】
更に、被加工物は、保持テーブルに保持された状態で搬入領域、研削領域、搬出領域にそれぞれ搬送され、被加工物のみを搬送する場合に比べて被加工物の取扱いを慎重に行う必要がなく、搬送に要する時間も短いため、スループットの低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研削装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】同研削装置を構成する保持テーブル、保持テーブル位置付け手段及び支持基台を示す斜視図である。
【図３】同保持テーブル、保持テーブル位置付け手段及び支持基台を示す断面図である。
【図４】本発明に係る研削装置において廃液を排出する廃液受け部材及び廃液ガイドを示す斜視図である。
【図５】同研削装置において研削水を供給しながら被加工物の研削を行う様子を示す説明図である。
【図６】保持テーブル、保持テーブル位置付け手段及び支持基台の第二の例を示す断面図である。
【図７】従来の研削装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…研削装置  １１、１２…カセット
１３…搬出入手段
１４ａ、１４ｂ…中心合わせテーブル
１５…第一の搬送手段  １６…第二の搬送手段
１７…保持テーブル  １８…保持テーブル位置付け手段
１９ａ、１９ｂ…研削手段
２０…保持テーブル洗浄手段  ２１…被加工物洗浄手段
２２…壁部  ２３…レール  ２４…駆動源
２５…スライド部  ２６…スピンドル  ２７…マウンタ
２８…研削ホイール  ２９…研削砥石
３０…ガイドレール  ３１…可動部  ３２…上下動部
３３…洗浄ブラシ  ３４…テーブル支持部
３５…ターンテーブル  ３６…駆動部  ３７…モーター
３８…昇降手段  ３９…被加工物保持部  ４０…枠体
４１…支持基台  ４２…保持テーブル支持部
４３…吸引路  ４４…回転部  ４５…ベッド
４６…電磁石  ４７…磁着部材  ４８…吸引路
４９…吸引孔  ５０…モーター  ５１…廃液ガイド
５２…回転廃液受け  ５３…固定廃液受け
５４…ドレーン  ５５…本体廃液受け
５６…研削水供給路  ５７…被加工物
６０…保持テーブル位置付け手段  ６１…回転軸
６２…吸引路  ６３…ターンテーブル
６４…フレキシブルホース  ６５…枠体
６６…ロータリージョイント  ６７…吸引孔
６８…被加工物保持部  ６９…モーター
７０…保持テーブル
８０…研削装置  ８１…保持テーブル  ８２…研削手段
８３…ターンテーブル  ８４…研削砥石
８５…研削ホイール
【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】
0004488581.tif 000008