(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている被加工物を研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備する研削装置において、基準チャックテーブルを設定して研削ユニットの原点位置をセットアップする方法であって、
該各チャックテーブルの高さを計測する高さ計測工程と、
該高さ計測工程によって得られた計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定する基準チャックテーブル設定工程と、を含み、
該基準チャックテーブルのみを該研削位置に位置付けて、該基準チャックテーブルの表面に該研削ホイールの研削面が接触する状態を該研削ユニットの原点位置として設定する、
ことを特徴とする研削装置における研削ユニットの原点位置セットアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物を保持する複数個のチャックテーブルを備えた研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハを所定の厚さに形成するために、半導体ウエーハの表面を研削している。このような半導体ウエーハの表面を研削する表面研削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている半導体ウエーハを研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備している。このように複数個のチャックテーブルを具備している研削装置においては、複数個のチャックテーブルに保持された半導体ウエーハを所定の厚さに研削するために複数個のチャックテーブルの高さを均一にして揃える必要がある。
【０００３】
各チャックテーブルの高さを均一にするために、研削装置自身が具備する研削ユニットの研削ホイールによって各チャックテーブルの表面を研削して修正している。このチャックテーブルの研削は、例えば、研削ホイールの切り込み深さを調整する送り機構を制御しながら、所定の送り位置まで研削ホイールを備えた研削ユニットを移動させてターンテーブルに装着された全てのチャックテーブルについて実施している。このようにチャックテーブルの修正を行っても、全てのチャックテーブルの高さを同一にすることは困難であり、５μｍ前後の誤差が生ずるのは止むを得ない。また、研削装置の稼働によって誤差が生じたり拡大したりすることもある。
【０００４】
研削ユニットの研削ホイールによって被加工物を所定の厚さに研削するためには、研削ホイールの研削面がチャックテーブルの表面から所定の間隔を有する位置に達するまで研削ユニットを送る必要がある。このためは、チャックテーブルの表面と研削ユニットの関係位置を常に認識しておく必要があり、定期的にまたは任意にチャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触する状態における研削ユニットの原点位置を設定するセットアップが遂行される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述したセットアップは、複数個のチャックテーブルの一つを基準チャックテーブルとして任意に選択し、この任意に選択された一つの基準チャックテーブルについて行っていた。従って、選択された一つの基準チャックテーブルの高さが他のチャックテーブルの高さより低い場合は、他のチャックテーブルとの関係では原点位置が下がることになり、表面高さの高いチャックテーブルに保持されている被加工物を削りすぎたり、研削ホイールがチャックテーブルの表面と接触して装置自体を損傷させるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、複数個のチャックテーブルを備えた研削装置において、被加工物の削りすぎを確実に防止することができるセットアップ方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている被加工物を研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備する研削装置において、基準チャックテーブルを設定して研削ユニットの原点位置をセットアップする方法であって、該各チャックテーブルの高さを計測する高さ計測工程と、該高さ計測工程によって得られた計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定する基準チャックテーブル設定工程と、を含み、該基準チャックテーブルのみを該研削位置に位置付けて、該基準チャックテーブルの表面に該研削ホイールの研削面が接触する状態を該研削ユニットの原点位置として設定する、ことを特徴とする研削装置における研削ユニットの原点位置セットアップ方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された研削装置におけるセットアップ用の基準チャックテーブル設定方法および基準チャックテーブル設定装置の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１には本発明によるセットアップ用の基準チャックテーブル設定方法および基準チャックテーブル装置を実施する表面研削装置の斜視図が示されている。
研削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の図１において右上端には、静止支持板４が立設されている。この静止支持板４の内側面には、上下方向に延びる２対の案内レール６、６および案内レール８、８が設けられている。一方の案内レール６、６には荒研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール８、８には仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１１】
荒研削ユニット１０は、ユニットハウジング１０１と、該ユニットハウジング１０１の下端に回転自在に装着され回転駆動機構１００によって矢印１０ａで示す方向に回転せしめられる研削ホイール１０２と、ユニットハウジング１０１に装着された支持ブロック１０３と、該支持ブロック１０３に複数個の取付けボルト１０４によって取り付けられた移動基台１０５とを具備している。移動基台１０５には被案内レール１０６、１０６が設けられており、この被案内レール１０６、１０６を上記静止支持板４に設けられた案内レール６、６に移動可能に嵌合することにより、荒研削ユニット１０が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における荒研削ユニット１０は、上記移動基台１０５を案内レール６、６に沿って移動させ研削ホイール１０２の切り込み深さを調整する送り機構１１を具備している。送り機構１１は、図２に示すように静止支持板４の外側面に平行に上下方向に配設された雄ねじロッド１１１と、静止支持板４の後側面上部に装着され雄ねじロッド１１１を回転駆動するためのパルスモータ１１２と、静止支持板４の外側面上部に装着され雄ねじロッド１１１の下端部を回転可能に支持する軸受ブロック１１３と、上記移動基台１０５に装着され雄ねじロッド１１１と螺合する雌ねじブロック１１４を具備しており、パルスモータ１１２によって雄ねじロッド１１１を正転および逆転駆動することにより、荒研削ユニット１０を上下方向に移動せしめる。なお、上記静止支持板４には、雌ねじブロック１１４の移動を許容する長穴が形成されている。図示の実施形態においては、荒研削ユニット１０即ち研削ホイール１０２の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段１３を具備している。研削ホイール移動量検出手段１３は、上記雄ねじロッド１１１と平行に配設され静止支持板４に固定されたリニヤスケール１３１と、上記雌ねじブロック１１４に取り付けられリニヤスケール１３１の被検出線を検出する検出器１３２とからなっている。検出器１３２は、それ自体周知の光電式検出器でよく、上記リニヤスケール１３１の被検出線（例えば１μｍ間隔で形成されている）の検出に応じてパルス信号を生成し、このパルス信号を後述する制御手段に送る。
【００１２】
図１に戻って説明を続けると、仕上げ研削ユニット１２も荒研削ユニット１０と同様に構成されており、ユニットハウジング１２１と、該ユニットハウジング１２１の下端に回転自在に装着され回転駆動機構１２０によって矢印１２ａで示す方向に回転せしめられる研削ホイール１２２と、ユニットハウジング１２１に装着された支持ブロック１２３と、該支持ブロック１２３に複数個の取付けボルト１２４によって取り付けられた移動基台１２５とを具備している。移動基台１２５には被案内レール１２６、１２６が設けられており、この被案内レール１２６、１２６を上記静止支持板４に設けられた案内レール８、８に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット１２が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における仕上げ研削ユニット１２は、上記移動基台１２５を案内レール８、８に沿って移動させ研削ホイール１２２の切り込み深さを調整する送り機構１４を具備している。この送り機構１４は、上記送り手段１１と実質的に同じ構成である。また、図示の実施形態においては、仕上げ研削ユニット１２即ち研削ホイール１１２の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段を具備している。この研削ホイール移動量検出手段は、上記荒研削ユニット１０の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段１３と実質的に同じ構成である。
【００１３】
図示の実施形態における研削装置は、上記静止支持板４の前側において装置ハウジング２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２０を具備している。このターンテーブル２０は、比較的大径の円盤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２０ａで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル２０には、図示の実施形態の場合それぞれ９０度の位相角をもって４個のチャックテーブル２２が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル２２は、例えば特開昭６１ー１８２８３８号公報に記載されているような、吸気手段によって被加工物を吸引領域２２１の上面に吸着保持する吸着保持チャックが用いられており、図示しない回転駆動機構によって矢印２２ａで示す方向に回転せしめられる。なお、チャックテーブル２２の吸引領域２２１は、ポーラスセラミック盤によって形成されている。このようにターンテーブル２０に配設された４個のチャックテーブル２２は、ターンテーブル２０が適宜回転することにより被加工物搬入域Ａ、荒研削加工域Ｂ、仕上げ研削加工域Ｃ、および被加工物搬出域Ｄに順次移動せしめられる。
【００１４】
図示の研削装置は、被加工物搬入域Ａ側に配設され研削加工前の被加工物である半導体ウエーハをストックする第１のカセット２４と、被加工物搬出域Ｄ側に配設され研削加工後の被加工物である半導体ウエーハをストックする第２のカセット２６と、第１のカセット２４と被加工物搬入域Ａとの間に設けられた被加工物載置部２８と、第２のカセット２６と被加工物搬出域Ｄの間に配設された洗浄手段３０と、第１のカセット２４内に収納された被加工物である半導体ウエーハを被加工物載置部２８に搬出するとともに洗浄手段３０で洗浄された半導体ウエーハを第２のカセット２６に搬送する被加工物搬送手段３２と、被加工物載置部２８上に載置された半導体ウエーハを被加工物搬入域Ａに位置付けられたチャックテーブル２２上に搬送する被加工物搬入手段３４と、被加工物搬出域Ｄに位置付けられたチャックテーブル２２上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハを洗浄手段３０に搬送する被加工物搬出手段３６とを具備している。
【００１５】
次に、上述した研削装置の加工処理動作について簡単に説明する。
第１のカセット２４に収容された研削加工前の半導体ウエーハは被加工物搬送手段３２の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物載置部２８に載置される。被加工物載置部２８に載置された半導体ウエーハは、被加工物搬入手段３４の旋回動作によって被加工物搬入域Ａに位置付けられたチャックテーブル２２上に載置される。チャックテーブル２２上に載置された半導体ウエーハは、図示しない吸気手段によってチャックテーブル２２上に吸着保持される。そして、ターンテーブル２０を図示しない回転駆動機構によって矢印２０ａで示す方向に９０度回動せしめて、半導体ウエーハを載置したチャックテーブル２２を荒研削加工域Ｂに位置付ける。
【００１６】
半導体ウエーハを載置したチャックテーブル２２は荒研削加工域Ｂに位置付けられると図示しない回転駆動機構によって矢印２２ａで示す方向に回転せしめられ、一方、荒研削ユニット１０の研削ホイール１０２が矢印１０ａで示す方向に回転せしめられつつ送り機構１１によって所定量下降することにより、チャックテーブル２２上の半導体ウエーハに荒研削加工が施される。ここで荒研削ユニット１０の下降量（送り量）について説明する。荒研削ユニット１０の下降量（送り量）を設定するために、後述するセットアップ即ち、基準チャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触する状態における研削ユニットの原点位置が設定されている。この原点位置は、荒研削ユニット１０が所定の基準位置から基準チャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触するまでのリニヤスケール１３１に沿って移動する検出器１３２からのパルス数を検出し、このパルス数が原点位置に対応するパルス数として後述する制御手段のメモリに記憶されている。そして、上記パルス数から被加工物の設計上の厚さに対応するパルス数を減算した値のパルス数が、荒研削ユニット１０が所定の基準位置から下降する送り量として設定される。なお、上記荒研削加工域Ｂにおいて研削加工している間に、被加工物搬入域Ａに位置付けられた次のチャックテーブル２２上には、上述したように研削加工前の半導体ウエーハが載置される。次に、ターンテーブル２０を矢印２０ａで示す方向に９０度回動せしめて、荒研削加工した半導体ウエーハを載置したチャックテーブル２２を仕上げ研削加工域Ｃに位置付ける。なお、このとき被加工物搬入域Ａにおいて半導体ウエーハが載置された次のチャックテーブル２２は荒研削加工域Ｂに位置付けられ、次の次のチャックテーブル２２が被加工物搬入域Ａに位置付けられる。
【００１７】
このようにして、仕上げ研削加工域Ｃおよび荒研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル２２上に載置され荒研削加工された半導体ウエーハおよび荒研削加工前の半導体ウエーハは、仕上げ研削ユニット１２および荒研削ユニット１０によって仕上げ研削加工および荒研削加工が施される。なお、仕上げ研削ユニット１２も上述した荒研削ユニット１０のセットアップと同様に、セットアップが行われて原点位置が設定されている。次に、ターンテーブル２０を矢印２０ａで示す方向に９０度回動せしめて、仕上げ研削加工した半導体ウエーハを載置したチャックテーブル２２を被加工物搬出域Ｄに位置付ける。なお、荒研削加工域Ｂにおいて荒研削加工された半導体ウエーハを載置したチャックテーブル２２は仕上げ研削加工域Ｃに、被加工物搬入域Ａにおいて研削加工前の半導体ウエーハが載置されたチャックテーブル２２は荒研削加工域Ｂにそれぞれ移動せしめられる。
【００１８】
被加工物搬出域Ｄに位置付けられたチャックテーブル２２は、ここで仕上げ研削加工された半導体ウエーハの吸着保持を解除する。そして、被加工物搬出域Ｄに位置付けられたチャックテーブル２２上の仕上げ研削加工された半導体ウエーハは、被加工物搬出手段３６によって洗浄手段３０に搬送され、ここで洗浄される。洗浄手段３０によって洗浄された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送手段３２よって第２のカセット２６の所定位置に収納される。
【００１９】
以上のように構成された研削装置は、図３に示すようにチャックテーブル２２の高さを検出するハイトゲージ４０を具備している。このハイトゲージ４０は、図示の実施形態においては荒研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル２２の高さを検出し、その検出信号を制御手段５０に送る。制御手段５０は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）や制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）および演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えている。このように構成された制御手段５０は、ハイトゲージ４０や上記研削ホイール移動量検出手段１３の検出器１３２およびセットアップスイッチ５１等からの検出信号を入力し、制御信号を上記パルスモータ１１２や上記ターンテーブル２０およびチャックテーブル２２の回転駆動機構に制御信号を出力するとともに、ハイトゲージ４０からの検出値等を表示手段５２に出力する。また、制御手段５０は上記洗浄手段３０、被加工物搬送手段３２、被加工物搬入手段３４、被加工物搬出手段３６にも制御信号を出力する。
【００２０】
次に、上述した研削装置において、原点位置を設定するセットアップ方法について説明する。
先ず、セットアップスイッチ５１がＯＮされると、ターンテーブル２０に配設された４個のチャックテーブル２２を順次荒研削加工域Ｂに位置付け、ハイトゲージ４０によってそれぞれの高さを計測する。この計測結果は制御手段５０に送られ、制御手段５０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の第１の記憶領域に一時格納されるとともに、表示手段５２に表示される。
次に、制御手段５０は、４個のチャックテーブル２２の計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の第２の記憶領域に一時格納されるとともに、表示手段５２に表示する。なお、オペレータが表示手段５２に表示された４個のチャックテーブル２２の計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定してもよい。
このようにして、基準チャックテーブルを設定したならば、この基準チャックテーブル２０を荒研削加工域Ｂに位置付ける。次に、送り機構１１のパルスモータ１１２を駆動して荒研削ユニット１０を徐々に下降していく。そして、荒研削ユニット１０に移動が所定の基準位置から研削ホイール１０２の研削面（下面）が基準チャックテーブルの表面に接触するまでのリニヤスケール１３１に沿って移動する検出器１３２からのパルス数を検出し、このパルス数が原点位置に対応するパルス数として制御手段５０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の第３の記憶領域に格納される。
【００２１】
なお、上述した例においては、原点位置に対応するパルス数を設定する際に、研削ホイール１０２の研削面（下面）が基準チャックテーブルの表面に接触させたが、研削ホイール１０２をチャックテーブルに直接接触させると、両者を損傷させる虞がある。そこで、図２に示すように基準チャックテーブル２０の表面に所定の厚さを有する接触感知センサ（例えば、ＡＥセンサ：acoustic emissioncensor）５３を載置し、荒研削ユニット１０を徐々に下降していき、荒研削ユニット１０に移動が所定の基準位置から研削ホイール１０２の研削面（下面）が接触感知センサ５３に接触するまでのリニヤスケール１３１に沿って移動する検出器１３２からのパルス数を検出して、このパルス数を制御手段５０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の第４の記憶領域に格納する。次に、制御手段５０は、第４の記憶領域に格納したパルス数に上記接触感知センサ５３の厚さに対応するリニヤスケール１３１上のパルス数を加算した値のパルス数が原点位置に対応するパルス数として制御手段５０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の第５の記憶領域に格納する。
【００２２】
以上、荒研削ユニット１０についてのセットアップについて説明したが、図示の研削装置のように仕上げ研削ユニット１２を備えたものにおいては、仕上げ研削ユニット１２についても上記のように設定された基準チャックテーブル２２を用いて上述したセットアップを実行する。
【００２３】
以上のように、原点位置を設定するセットアップに際しては、複数個のチャックテーブル２２のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルによって原点位置が設定されるので、他のチャックテーブルに保持された被加工物を削りすぎるとはないとともに、研削ホイールがチャックテーブルと接触することによる損傷を確実に防止できる。なお、全てのチャックテーブルについてセットアップを実行してそれぞれ原点位置を検出し、その中から一番高い値の原点位置を基準値として設定することも考えられるが、セットアップ作業は上述したように研削ユニットを徐々に下降して慎重に遂行されるので、相当の時間を要し効率が悪い。しかるに、本発明によれば、複数個のチャックテーブル２２のうち一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルについてだけセットアップ作業を実行すればよいので、短時間で効率よくセットアップ作業を行うことができる。
【００２４】
以上、本発明を図示の研削装置に適用した例を示したが、本発明は図示形態の研削装置のみに限定されるものではなく、例えばチャックテーブルを３個備えた研削装置、研削ユニットが１個のみの研削装置にも広く適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る研削装置におけるセットアップ方法は、以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００２６】
即ち、本発明によれば、ターンテーブルに配設された複数個のチャックテーブルの高さを計測し、一番高い値のチャックテーブルをセットアップ用の基準チャックテーブルとして設定するので、他のチャックテーブルに保持された被加工物を削りすぎることはないとともに、研削ホイールがチャックテーブルと接触することによる損傷を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する表面研削装置の斜視図。
【図２】図１に示す表面研削装置の要部側面図。
【図３】図１に示す表面研削装置に装備される制御回路の概略構成図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
４：静止支持板４
６：案内レール
８：案内レール
１０：荒研削ユニット
１０１：ユニットハウジング
１０２：研削ホイール
１０３：支持ブロック
１０５：移動基台
１０６：被案内レール
１１：送り機構
１１１：雄ねじロッド
１１２：パルスモータ
１１３：軸受ブロック
１３：研削ホイール移動量検出手段
１３１：リニヤスケール
１３２：検出器
１２：仕上げ研削ユニット
１２１：ユニットハウジング
１２２：研削ホイール
１２３：支持ブロック
１２５：移動基台
１２６：被案内レール
１４：送り機構
２０：ターンテーブル
２２：チャックテーブル
２４：第１のカセット
２６：第２のカセット
２８：被加工物載置部
３０：洗浄手段
３２：被加工物搬送手段
３４：被加工物搬入手段
３６：被加工物搬出手段
４０：ハイトゲージ
５０：制御手段
５１：セットアップスイッチ
５２：表示手段
５３：接触感知センサ
【図１】
0004024961.tif 000002
【図２】
0004024961.tif 000003
【図３】
0004024961.tif 000004