(57)【要約】【課題】  加工中の被加工物の状態を観察可能な加工装置を提供することである。【解決手段】  加工装置であって、被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の一部を覆うように被加工物に当接して被加工物に露出部を形成した状態で回転しつつ被加工物を加工する加工ホイールを有する加工手段と、少なくとも該チャックテーブルと該加工ホイールとを覆って加工室を画成する加工室カバーと、一端が該加工室カバーに形成された開口部に接続された所定の長さを有するパイプ部材と、該パイプ部材の他端側に配設され、加工中に該パイプ部材を通じて被加工物の該露出部を撮像する撮像手段と、一端が光源に接続され該加工室カバーを貫通して他端が該加工室内に配設された該露出部を照らす光ファイバと、を具備したことを特徴とする。【選択図】図５
2013122956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工装置であって、
被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された被加工物の一部を覆うように被加工物に当接して被加工物に露出部を形成した状態で回転しつつ被加工物を加工する加工ホイールを有する加工手段と、
少なくとも該チャックテーブルと該加工ホイールとを覆って加工室を画成する加工室カバーと、
一端が該加工室カバーに形成された開口部に接続された所定の長さを有するパイプ部材と、
該パイプ部材の他端側に配設され、加工中に該パイプ部材を通じて被加工物の該露出部を撮像する撮像手段と、
一端が光源に接続され該加工室カバーを貫通して他端が該加工室内に配設された該露出部を照らす光ファイバと、
を具備したことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記撮像手段は高速度カメラから構成される請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記撮像手段は被加工物の前記露出部を撮像して撮像画像を形成し、
該撮像画像に基づいて被加工物に発生した異常を検出する検出部を有する制御手段を更に具備したことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を加工する加工ホイールを備えた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスの製造プロセスでは、サファイア基板や炭化珪素基板等の結晶成長用基板の表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画される各領域に発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を形成して、光デバイスウエーハを製造する。
【０００３】
その後、光デバイスウエーハの結晶成長用基板側を研削装置で研削して所定の厚みまで薄化し、研磨装置により研磨して研削歪を除去する。更に電極を形成した後、分割予定ラインに沿って分割することで、個々の光デバイスチップを製造している。
【０００４】
研削装置や研磨装置でサファイア基板等の被加工物を加工している最中、被加工物に破損が生じるとその被加工物全体が不良品となり、大量のデバイスを失うことになる。そこで、被加工物が破損する前に、被加工物に発生する僅かな異常を検出するべく、加工中の被加工物の状態を観察しうる加工装置が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７４３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常これらの加工装置では、加工液を加工点に供給しつつ加工が遂行され、加工液が加工装置内に飛散することを防止するために加工点を覆い加工室を画成する加工室カバーを有している。
【０００７】
被加工物の状態を観察するための撮像手段を加工室内部に配設すると、撮像手段に加工液が付着し、撮像できないという問題がある。一方、加工室カバーを透明にし、カバーを介して撮像手段で撮像しようとしてもカバーに加工液が付着し、撮像できないという問題がある。特に、連続加工に伴い、これら加工液に起因する問題の発生頻度は高まることになる。
【０００８】
本発明はこのような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、加工中の被加工物の状態を観察可能な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】
【０００９】
本発明によると、加工装置であって、被加工物を回転可能に保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の一部を覆うように被加工物に当接して被加工物に露出部を形成した状態で回転しつつ被加工物を加工する加工ホイールを有する加工手段と、少なくとも該チャックテーブルと該加工ホイールとを覆って加工室を画成する加工室カバーと、一端が該加工室カバーに形成された開口部に接続された所定の長さを有するパイプ部材と、該パイプ部材の他端側に配設され、加工中に該パイプ部材を通じて被加工物の該露出部を撮像する撮像手段と、一端が光源に接続され該加工室カバーを貫通して他端が該加工室内に配設された該露出部を照らす光ファイバと、を具備したことを特徴とする加工装置が提供される。
【００１０】
好ましくは、撮像手段は高速度カメラから構成される。好ましくは、撮像手段は被加工物の露出部を撮像して撮像画像を形成し、加工装置は撮像画像に基づいて被加工物に発生した異常を検出する検出部を有する制御手段を更に備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、所定の長さを有するパイプ部材を介して照明された被加工物の露出部を撮像手段で撮像するため、連続加工時でも加工液によって撮像が阻害されることがなく、加工中の被加工物の状態を撮像手段で撮像することにより観察可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】加工室カバーを取り外した状態の研削装置の斜視図である。
【図２】本発明実施形態に係る研削装置の斜視図である。
【図３】光デバイスウエーハの表面に保護テープを貼着する状態の分解斜視図である。
【図４】照明ユニットの斜視図である。
【図５】光デバイスウエーハの裏面を研削中の一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の実施形態に係る研削装置２の加工カバーを取り外した状態の斜視図が示されている。図２は加工カバーを装着した状態の斜視図である。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる二対のガイドレール８，３６が固定されている。
【００１４】
一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング１４が支持部材２８を介して一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１５】
粗研削ユニット１０は、ハウジング１４と、ハウジング１４中に回転可能に収容されたスピンドル１６と、スピンドル１６の先端に固定されたホイールマウント１８と、スピンドル１６を回転駆動するサーボモータ２０と、ホイールマウント１８に着脱可能に装着された粗研削ホイール２２とを含んでいる。粗研削ホイール２２は、ホイール基台２４と、ホイール基台２４の自由端部に環状に固着された複数の粗研削用の研削砥石２６とから構成される。
【００１６】
粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される粗研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２をパルス駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１７】
コラム６に固定された他の一対のレール３６に沿って仕上げ研削ユニット３８が上下方向に移動可能に装着されている。仕上げ研削ユニット３８は、そのハウジング４２が支持部材４３を介して一対のガイドレール３６に沿って上下方向に移動する移動基台４０に取り付けられている。
【００１８】
仕上げ研削ユニット３８は、ハウジング４２と、ハウジング４２中に回転可能に収容されたスピンドル４４と、スピンドル４４の先端に固定されたホイールマウント４６と、スピンドル４４を回転駆動するサーボモータ４８と、ホイールマウント４６に着脱可能に装着された仕上げ研削ホイール５０とを含んでいる。仕上げ研削ホイール５０は、環状基台５２と、環状基台５２の自由端部に環状に固着された複数の仕上げ研削用の研削砥石５４とから構成される。
【００１９】
仕上げ研削ユニット３８は、仕上げ研削ユニット３８を一対の案内レール３６に沿って上下方向に移動するボールねじ５６とパルスモータ５８とから構成される仕上げ研削ユニット送り機構６０を備えている。パルスモータ５８を駆動すると、ボールねじ５６が回転し、仕上げ研削ユニット３８が上下方向に移動される。
【００２０】
研削装置２は、コラム６の前側においてベース４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル６２を具備している。ターンテーブル６２は比較的大径の円板状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印ａで示す方向に回転される。
【００２１】
ターンテーブル６２には、互いに円周方向に１２０度離間して３個のチャックテーブル６４が水平面内で回転可能に配置されている。チャックテーブル６４は、ポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部を有しており、吸引保持部の保持面上に載置されたウエーハを負圧吸引手段を作動することにより吸引保持する。
【００２２】
ターンテーブル６２に配設された３個のチャックテーブル６４は、ターンテーブル６２を適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。
【００２３】
ベース４の前側部分には、研削前のウエーハを収容したカセット６６と、ハンド６８及びリンク機構７０を有するウエーハ搬送ロボット７２と、複数の位置決めピン７６を有する位置決めテーブル７４と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）７８と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）８０と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置８２と、スピンナ洗浄装置８２で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを収容するカセット８６が配設されている。
【００２４】
スピンナ洗浄装置８２は、研削されたウエーハを吸引保持して回転するウエーハより小径のスピンナテーブル８４を有している。ベース４の前端部近傍には研削条件等の装置に対する指示を入力するためのコントロールパネル８８が配設されている。
【００２５】
符号９０は、粗研削ホイール２２と、粗研削加工領域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６４と、仕上げ研削ホイール５０と、仕上げ研削加工領域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６４とを覆って加工室９１を画成する加工室カバーであり、図２に示すようにベース４上に搭載される。
【００２６】
加工室カバー９０は、粗研削ユニット１０のハウジング１４が挿入される環状挿入部９２と、仕上げ研削ユニット３８のハウジング４２が挿入される環状挿入部９４を有している。加工室カバー９０は更に、パイプの先端が装着されるパイプ装着穴９６，９８と、照明ユニット１２５，１３５が装着される照明ユニット装着穴１００，１０２を有している。
【００２７】
図２及び図５に示すように、パイプ装着穴９６にはパイプ１０４の一端部が蛇腹１０６を介して装着される。パイプ１０４の他端部は高速度カメラ等から構成される撮像ユニット１０８に接続されている。撮像ユニット１０８はベース４に固定された支持部材１１０に装着されている。パイプ１０４は所定以上の長さ、例えば２０ｃｍ以上の長さを有することが好ましい。この所定の長さは、加工点から研削水が飛散しない程度に離れた距離である。
【００２８】
同様に、パイプ装着穴９８にはパイプ１１２の一端部が蛇腹１１４を介して装着され、パイプ１１２の他端部は高速度カメラ等から構成される撮像ユニット１１６に接続されている。撮像ユニット１１６はベース４に固定された支持部材１１８に装着されている。
【００２９】
図４を参照すると、照明ユニット１２５の斜視図が示されている。照明ユニット１２５は、照明ユニット装着穴１００に着脱可能に装着される装着プレート１２０と、装着プレート１２０に形成された挿入穴に挿入されたフレキシブルコード１２２と、フレキシブルコード１２２中に挿入された光ファイバ１２８と、光ファイバ１２８に接続された光源１３０とを含んでいる。
【００３０】
好ましくは、光源１３０は発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成され、光ファイバ１２８はプラスチック光ファイバから構成される。光ファイバ１２８の先端はフレキシブルコード１２２の先端１２２ａまで伸長している。フレキシブルコード１２２はＯリング等のコード固定部１２４により装着プレート１２０に移動可能に固定されている。装着プレート１２０は取っ手１２６を有している。
【００３１】
照明ユニット１３５も照明ユニット１２５と同様に構成されており、装着プレート１３２と、装着プレート１３２中に挿入された一対のフレキシブルコード１３４を含んでいる。図２に示すように、フレキシブルコード１３４中には光ファイバ１３６が挿入されており、光ファイバ１３６の一端はＬＥＤ等の光源１３８に接続されている。
【００３２】
図３を参照すると、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａに保護テープ２１を貼着する様子を示す分解斜視図が示されている。光デバイスウエーハ１１は、サファイア基板１３上に窒化ガリウム（ＧａＮ）等のエピタキシャル層１５が積層されて構成されている。光デバイスウエーハ１１は、エピタキシャル層１５が積層された表面１１ａと、サファイア基板１３が露出した裏面１１ｂとを有している。
【００３３】
サファイア基板１３は例えば１．３ｍｍの厚みを有しており、エピタキシャル層１５は例えば５μｍの厚みを有している。エピタキシャル層１５にＬＥＤ等の複数の光デバイス１９が格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）１７によって区画されて形成されている。
【００３４】
光デバイスウエーハ１１のサファイア基板１３からなる裏面１１ｂを研削するために、光デバイスウエーハ１１の表面１１ａには保護テープ２１が貼着され、この保護テープ２１側がチャックテーブル６４に吸引保持されて、光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂが露出される。
【００３５】
次に、図５を参照して、本発明の研削装置２の作用について説明する。図５は粗研削ユニット１０で粗研削の終了した光デバイスウエーハ１１を、仕上げ研削ユニット３８で仕上げ研削している状態を示している。
【００３６】
粗研削の終了後、ターンテーブル６２を反時計回りに１２０度回転することにより、光デバイスウエーハ１１を保持したチャックテーブル６４が粗研削加工領域Ｂに位置付けられる。
【００３７】
このように位置付けられた光デバイスウエーハ１１に対して、チャックテーブル６４を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、仕上げ研削ホイール５０を矢印ｂ方向に例えば１０００ｒｐｍで回転させるとともに、仕上げ研削ユニット送り機構６０を作動して仕上げ研削用の研削砥石５４を光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。
【００３８】
そして、仕上げ研削ホイール３８を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂの仕上げ研削を実施する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによって光デバイスウエーハ１１の厚みを測定しながら光デバイスウエーハ１１を所望の厚みに仕上げる。仕上げ研削加工時には、純水等の研削液（加工液）を供給しながら光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂの研削が遂行される。
【００３９】
この仕上げ研削加工中には、フレキシブルコード１２２内に挿入された光ファイバ１２８により加工領域を照らしながら、パイプ１０４を介して撮像ユニット１０８で光デバイスウエーハ１１の裏面１１ｂの露出部を撮像して撮像画像を形成しながら仕上げ研削を実施する。
【００４０】
撮像ユニット１０８は撮像画像に基づいて光デバイスウエーハ１１に発生した異常を検出する検出部を有する図示しないコントローラに接続されており、この検出部が光デバイスウエーハ１１のクラック等の異常を検出した際には、ブザー或いは赤色ランプ等を点灯して、被加工物の異常を研削装置２のオペレータに報知できるようになっている。
【００４１】
更に、撮像ユニット１０８を図示を省略した表示モニタに接続することにより、研削中の撮像画像をこの表示モニタ上に表示し、研削加工中の光デバイスウエーハ１１の状態をオペレータが観察できるようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態では、加工室９１の撮像領域を光ファイバ１２８で照らしながらパイプ１０４を介して撮像ユニット１０８で光デバイスウエーハ１１の露出部を撮像するため、連続研削時でも研削液によって撮像が阻害されることがない。
【００４３】
好ましくは、撮像ユニット１０８は高速度カメラから構成される。撮像ユニット１０８として高速度カメラを採用することにより、研削時に高速回転している光デバイスウエーハ１１の静止画像を得ることが出来る。
【００４４】
パイプ１０４の先端部に蛇腹１０６が装着されていることにより、パイプ１０４の加工室カバー９０に対する柔軟な取り付けを確保することができる。パイプ１０４の撮像ユニット１０８側にも蛇腹を設けるようにしてもよい。
【００４５】
また、光ファイバ１２８はその先端がフレキシブルコード１２２の先端１２２ａに届くようにフレキシブルコード１２２内に挿入されているため、フレキシブルコード１２２を手で折り曲げることにより最適な照明位置に光ファイバ１２８の先端を位置付けることができる。
【００４６】
フレキシブルコード１２２は固定部１２４で装着プレート１２０に移動可能に固定されているため、加工室９１内に挿入されたフレキシブルコード１２２の長さの調整も自由である。
【００４７】
図５を参照した説明では、仕上げ研削ユニット３８による仕上げ研削中の照明ユニット１２５による照明及びパイプ１０４を介した撮像ユニット１０８による撮像について説明したが、粗研削ユニット１０による粗研削加工中にも、同様な照明及び撮像を行うことができる。
【００４８】
この場合には、照明ユニット１３５で光デバイスウエーハ１１の露出部を照らしながら、パイプ１１２を介して撮像ユニット１１６で光デバイスウエーハ１１の露出部を撮像する。好ましくは、撮像ユニット１１６も高速度カメラから構成される。パイプ１０４と同様に、パイプ１１２も所定の長さ以上、例えば２０ｃｍ以上の長さを有することが好ましい。
【００４９】
上述した実施形態では、被加工物として光デバイスウエーハ１１を採用した例について説明したが、被加工物は光デバイスウエーハ１１に限定されるものではなく、本発明はシリコンウエーハ等の他のウエーハにも同様に適用することができる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、本発明を研削装置２に適用した例について説明したが、本発明は研削装置に限定されるものではなく、例えば研磨パッドにより被加工物の一部を覆うようにして被加工物を研磨するドライポリッシュ型の研磨装置にも適用することができる。この場合には、研磨ホイールが加工ホイールとなる。
【符号の説明】
【００５１】
２    研削装置
１０    粗研削ユニット
１１    光デバイスウエーハ
１３    サファイア基板
２２    粗研削ホイール
３８    仕上げ研削ユニット
５０    仕上げ研削ホイール
９０    加工室カバー
９１    加工室
１０４，１１２    パイプ
１０８，１１６    撮像ユニット（高速度カメラ）
１２２，１３４    フレキシブルコード
１２８，１３６    光ファイバ
【図１】
2013122956.tif 000003
【図２】
2013122956.tif 000004
【図３】
2013122956.tif 000005
【図４】
2013122956.tif 000006
【図５】
2013122956.tif 000007