(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の被研削面に対する研削面の回転軸の角度をより簡便で且つ高精度に調整することができる研削処理装置及びその構成装置を提供する。【解決手段】研削ヘッド部は、砥石２０、砥石の回転軸を傾斜させて基板Ｗの被研削面に対する研削砥石面の相対的な角度を変化させる傾き調整機構を有する。傾き調整機構は、研削砥石面の中心を通過する水平線と研削砥石面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備されたアジャスタ２４、研削砥石面周縁に配備され、アジャスタ２４の配備位置を基準に研削砥石面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備されたアジャスタ２２、２３を含んで構成される。傾き調整機構は、直近に処理された被研削面の形状に基づき被研削面に対する研削砥石面の相対的な角度を変化させる変化量を決定し、アジャスタ２２、２３、２４のうちアジャスタ２４のみを変化量に応じて稼働させる。【選択図】図４
2016020017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置に設けられる研削ユニットであって、
回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、
前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、
前記調整機構は、
前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備された第１の調整手段と、
前記研削面周縁に配備され、前記第１の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第２及び第３の調整手段と、を含んで構成されており、
直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第１、第２及び第３の調整手段のうち当該第１の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする、
研削ユニット。
【請求項２】
前記研削手段は、前記研削面の中心と前記被研削面の中心とを結ぶ線分と、前記第１の調整手段の配備位置と前記第２の調整手段の配備位置とを結ぶ線分とが直交するように当該研削面の一部の領域を当該被研削面の一部の領域に摺接させることを特徴とする、
請求項１に記載の研削ユニット。
【請求項３】
前記調整機構は、前記研削処理の開始後から終了するまでの間において前記第１の調整手段のみを稼働させることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の研削ユニット。
【請求項４】
前記研削手段は、前記回転軸に対し垂直方向に延出した鍔部を有し、
前記調整機構は、前記第２及び第３の調整手段が各々の配備位置において前記鍔部を支持し、支持された鍔部の部位を支点に前記第１の調整手段が当該鍔部を上方に押し上げ、又は、下方に引き下げることにより前記被研削面に対する前記研削面の相対的な角度を変化させることを特徴とする、
請求項１、２又は３に記載の研削ユニット。
【請求項５】
前記第１の調整手段は、水平方向に移動自在に構成されたスライダを前記変化量に応じて移動させ、当該スライダの移動量に連動して前記鍔部を上方に押し上げ、又は、下方に引き下げるように構成されたことを特徴とする、
請求項４に記載の研削ユニット。
【請求項６】
前記研削手段の研削面のサイズは、前記基板の被研削面のサイズと略同じサイズに形成されており、
前記第１の調整手段は、前記摺接した際に研削面周縁と被研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備され、
前記第２の調整手段は、前記第１の調整手段の配備位置とは異なる他の一方の交点位置に配備され、
前記第３の調整手段は、前記第１の調整手段の配備位置と前記第２の調整手段の配備位置とを結ぶ線分の二等分線と前記研削面周縁とが交差する位置で、且つ、当該第１及び第２の調整手段から相対的に遠方な交点位置に配備されることを特徴とする、
請求項１乃至５いずれか一項に記載の研削ユニット。
【請求項７】
研削ユニットと、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置であって、
前記研削ユニットは、
回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、
前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、
前記調整機構は、
前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備された第１の調整手段と、
前記研削面周縁に配備され、前記第１の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第２及び第３の調整手段と、を含んで構成されており、
直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第１、第２及び第３の調整手段のうち当該第１の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする、
研削処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ又はガラス基板などの基板を研削して平坦化するための研削ユニット及び研削処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの製造工程においては、基板の高集積化に伴い、基板表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）である。この化学的機械的研磨は、研磨処理装置（ポリッシング装置とも呼ばれる）を用いて、シリカ（ＳｉＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液を研削パッド上に供給しつつ、基板を研磨パッドに摺接させて研磨処理を行うものである。同様に、ＣＭＰ加工の前加工である研削基板でも高精度化が求められている。
【０００３】
基板の研削処理の対象となる面（以下、「被研削面」という）の平坦度合の評価指標（フラットネス評価指標）として、ＧＢＩＲ（Global Backsurface-referenced Ideal plane/Range）、ＳＦＱＲ（Site Frontsurface referenced least sQuares/Range）などがある。ＧＢＩＲは、裏面基準のグローバルフラットネス指標であり、周縁部を除いて画定される全ウェーハ表面に関する平坦性の評価に使用される。ＧＢＩＲは、半導体ウェーハの裏面を基準面とした場合、この基準面に対する半導体ウェーハの表面の最大、最小の厚さ偏差の幅と定義される。
【０００４】
基板の品質向上を図るという観点からは、特許文献１に開示されたウェーハの研削加工装置がある。この研削加工装置では、研削砥石を搭載した研削ユニット、この研削ユニットをウェーハの被研削面に対して相対的に傾斜させるための傾斜調整機構、研削条件記憶手段を有し、予めウェーハの各研削条件と、各研削条件に対応する研削手段の傾き角度とを研削条件記憶手段に記憶させておき、ウェーハを研削するときに研削条件を選択することによって、その研削条件に対応した傾き角度が選択される、というものである。
【０００５】
この研削加工装置によれば、熟練を要することなく、経験の浅い作業者であっても研削条件記憶手段により選択された傾き角度に沿って研削手段を傾かせれば、ウェーハの厚さを均一に仕上げることができる、としている。
【０００６】
また、ウェーハを保持する保持手段（例えば、チャックテーブル）側の回転軸の角度を傾斜させるという観点からは、特許文献２に開示されたウェーハの研削加工装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−９０３８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２５８５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された研削加工装置では、傾斜調整機構は研削ユニットを前後・左右それぞれに傾かせて所望の傾斜となるように制御するため、制御処理が複雑になるとともに、サブミクロンオーダの微小な傾き制御が困難になる。その結果、被研削面での特定部分におけるＧＢＩＲ等の向上が図れない、という課題が残る。
また、特許文献２に開示された研削加工装置では、ウェーハを保持するチャックテーブル毎に傾斜調整手段を配備することが必要になるため、装置の煩雑化及び製造コストが増加するとともに、チャックテーブル毎に調整を行うため枚葉対応型での生産性の向上が図れない、という問題がある。
さらに、この研削装置では、１２０°間隔に配置された３点のアジャスタで砥石回転軸の角度を調整するが、３点間の幾何学的な関係は複雑であり、高度な制御技術が必要であり、本方式ではサブミクロンの制御は困難である、という課題が残る。
【０００９】
本発明は、基板の被研削面に対する砥石研削面（以下「研削面」という）の回転軸の角度をより簡便で且つ高精度に調整することができる研削処理装置及びその構成装置を提供することを、主たる課題とする。また、基板表面のＧＢＩＲ等の向上を図ることができる研削処理装置及びその構成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の研削ユニットは、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置に設けられる研削ユニットであって、回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、前記調整機構は、前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備された第１の調整手段と、前記研削面周縁に配備され、前記第１の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第２及び第３の調整手段と、を含んで構成されており、直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第１、第２及び第３の調整手段のうち当該第１の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の研削処理装置は、研削ユニットと、研削処理の対象となる基板を保持して水平に回転する保持機構を有する研削処理装置であって、前記研削ユニットは、回転する研削面を有し、その研削面の一部の領域を前記保持機構に保持された基板の被研削面の一部の領域と摺接させる研削手段と、前記研削手段の回転軸を傾斜させて前記被研削面に対し前記研削面の相対的な角度を変化させる調整機構と、を有し、前記調整機構は、前記研削面の中心を通過する水平線と当該研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備された第１の調整手段と、前記研削面周縁に配備され、前記第１の調整手段の配備位置を基準に前記研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置に配備された第２及び第３の調整手段と、を含んで構成されており、直近に研削処理された基板の被研削面の形状に基づき前記角度を変化させる変化量を決定し、前記第１、第２及び第３の調整手段のうち当該第１の調整手段のみ当該変化量に応じて稼働し前記相対的な角度を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の研削ユニットによれば、基板の被研削面に対する研削面の回転軸（砥石研削軸）の角度をより簡便で且つ精度高く調整することができる。これにより、基板表面のＧＢＩＲ等の更なる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る研削処理装置の概略構成図。
【図２】研削ヘッド部の傾きを調整するための構成を説明するための図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、研削処理時の砥石と基板との幾何的構成を説明するための図。
【図４】研削処理時の砥石と基板との摺接位置とアジャスタの配置関係の具体例を示す図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、アジャスタの高さ調整機構の一例と研削後の基板の厚さ計測点を説明するための図。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、一般的な研削面ヒール角と、基板Ｗの被研削面がω形状に形成されることを説明するための図。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、研削処理装置が行うフィードバック補正を説明するための図。
【図８】研削処理を実行する際の制御部による主要な制御手順の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を説明する。
【００１５】
本実施形態において説明する枚葉対応型の研削処理装置は、半導体ウェーハやガラス基板のような基板を研削処理対象とする。本明細書では、この基板の表面を円形又は略円形の被研削面と称す。また、基板の被研削面に対する砥石研削面（研削面）と称す。
また、研削処理装置は、研削対象の基板を吸着保持して水平に回転するチャックテーブルが複数配備されたターンテーブルと、研削部材となる砥石（カップ型砥石）が取り付けられ、基板の被研削面に対して砥石を回転させながら上下方向に移動する研削ヘッド部とを有しているものとして説明する。
研削処理装置は、例えば研削ユニットが基板Ｗに向けて下降して砥石を基板Ｗの被研削面に押圧する。そして、被研削面に研削液を供給しながらチャックテーブルと砥石を回転させることにより、被研削面の研削処理を行う。以下、この研削処理装置の実施の形態例を説明する。
【００１６】
［実施形態］
図１は、本実施形態に係る研削処理装置の概略構成図である。図１に示す研削処理装置１は、大別して、基板を研削するための砥石が装着される研削ヘッド部２１を含む各構成からなる研削機構（研削ユニット２）と、研削対象の基板を吸着保持するチャックテーブル３１を含んだ保持機構を有する。また、これら各機構は、図１に示すように基台１０上に配備される。
研削ユニット２は、その一端に砥石２０を装着する研削ヘッド部２１、研削ヘッド部２１に形成された鍔部２１ａを介して当該研削ヘッド部２１の傾きを調整するアジャスタ２２、２３、２４、各アジャスタが配備されたアジャスタ台２５、このアジャスタ台２５を保持する背板２６、背板２６に接続されたブッシュロッド２７を含んで構成される。また、背板２６には、後述するヒール角度を設定する際の傾きの支点となるくびれ部２８が形成される。ブッシュロッド２７は、ヒール角度調整機構（不図示）に接続され、くびれ部２８を支点にこの背板２６を研削ヘッド部２１の方向に前又は後方向（Ｙ軸方向）に揺動可能に構成される。また、研削ヘッド部２１は、砥石２０を被研削面に切込み作用させるための送り機構を備える。
なお、本実施形態の説明においては、当初設定されたヒール角度は最適角に固定された状態のままであるとして説明を進める。
【００１７】
保持機構は、ターンテーブル３０、このターンテーブル３０上に所定の数（図１においては３つ）配備された、基板Ｗを吸着保持するチャックテーブル３１を含んで構成される。ターンテーブル３０は、図示しないモータからの駆動力が伝達され回転し、チャックテーブル３１が吸着保持した処理対象の基板Ｗを所定の研削処理位置まで移動する。
チャックテーブル３１は、例えば図示しない吸着機構に接続された真空吸引式のチャックテーブルである。また、研削処理装置１では、研削液を基板Ｗの被研削面に向けて供給するためのノズル（不図示）、砥石２０及びチャックテーブル３１をそれぞれ水平に回転させるためのモータ（不図示）、研削ヘッド部２１を上下方向に移動させるためのモータ（不図示）、ノズルと接続されている研削液供給機構（不図示）、モータを含む各駆動部を制御するためのコンピュータを含む制御部４０と含んで構成される。
【００１８】
なお、砥石２０は、例えば円柱状、あるいは鍋型（カップ型）状に形成された砥石であり、その半径は、基板Ｗの被研削面の半径以上のサイズのものである。また、砥石２０は、例えばダイヤモンド砥粒を含んで形成され、処置対象とする基板Ｗに応じて適宜砥石の単位容積当たりの砥粒の含有量、砥粒の粒径、砥石の密度や硬度などが決定される。また、この機構において砥石２０とチャックテーブル３１の回転数を変化させ、基板Ｗ面内の相対研削速度を調整できる機構となっている。このように、砥石２０と研削ヘッド部２１を含む構成が研削手段として機能する。なお、研削処理装置１では、研削面の一部の領域を基板Ｗの被研削面の一部の領域と摺接させて研削処理が実施される。
【００１９】
制御部４０は、砥石軸モータの回転数、砥石軸の送り速度（Ｚ軸）、チャックテーブル回転数、研削ヘッド部２１の傾き制御、ノズルの位置決め、ノズルからの研削液の供給開始又は停止制御、ノズルから噴出供給される研削液の単位時間当たりの供給量制御、モータの始動開始や始動停止制御等を主として行う。制御部４０により制御されたモータの回転力は、図示しない駆動部を介してチャックテーブル３１に伝達される。これによりチャックテーブル３１が水平に回転し、あるいは回転を停止する。
研削ヘッド部２１にも、図示しない駆動部（例えば自在継手）を介してモータの回転力が伝達される。これにより研削ヘッド部２１に装着された砥石２０が水平に回転し、あるいは回転を停止する。さらに、厚み検出センサからの信号処理とアジャスタ２４への制御指令を実施する。
【００２０】
ここで、チャックテーブル３１の回転方向と砥石２０の回転方向は同方向であることが一般的である。また、研削液は、制御部４０の制御によりチャックテーブル３１の回転速度が所定値に達した状態で、ノズルから所定時間、研削処理位置の基板Ｗの被処理面に向けて供給される。この制御部４０による制御手順の詳細は、後述する。
【００２１】
次に、研削処理装置１が備える研削ヘッド部２１の傾きを調整するための構成について、詳しく説明する。図２は、研削ヘッド部２１の傾きを調整するための構成を説明するための図である。
【００２２】
研削ヘッド部２１は、図１に示すように例えば円柱状に形成された筐体の外側面上の所定部位において周方向（研削面の回転軸に対して垂直方向）に延出された鍔部２１ａが形成されている。各アジャスタは、図２に示すように、各アジャスタの上底面がそれぞれ鍔部２１ａの下底面と当接し、各アジャスタの下底面がそれぞれアジャスタ台２５の上底面と当接するように配備される。このように配備された各アジャスタは傾き調整機構を構成する。アジャスタ２４は、第１の調整手段として機能する。また、アジャスタ２３は、第２の調整手段として機能し、アジャスタ２２は、第３の調整手段として機能する。なお、図２に示すように、各アジャスタの上底面の中心が鍔部２１ａ周縁に位置するように配備することにより、傾き調整の際に各アジャスタと研削ヘッド部２１とが干渉してしまうことを防止することができる。
【００２３】
また、アジャスタ２２、２３、２４が配備されるアジャスタ台２５は、研削ヘッド部２１が挿入される孔部が形成されており、アジャスタ２２、２３、２４を介して研削ヘッド部２１を所定の傾き（Ｘ軸方向）で保持することができるように構成される。
また、各アジャスタ２２、２３は、ゼロバックラッシュの球座軸受（不図示）を有し、鍔部２１ａの所定部位に配備されたソケット（不図示）に接続され、それぞれが個別に鍔部２１ａを上方（Ｚ軸方向）に押し上げたり、あるいは下方に引き下げたりする場合の支点作用ができるように構成される。これにより、アジャスタ台２５に対する鍔部２１ａの相対的な高さ、つまり各アジャスタが配備された箇所において鍔部２１ａとアジャスタ台２５間の距離を相対的に変化させることができる。
【００２４】
なお、アジャスタ２２、２３は、傾き調整における鍔部２１ａとアジャスタ台２５間の距離の基準値（基準距離）とするために所定の高さで固定される。つまり、アジャスタ２２、２３は、各々の配備位置において鍔部２１ａを支持し、支持された鍔部２１ａの部位を支点にアジャスタ２４が鍔部２１ａを上方に押し上げ、又は、下方に引き下げる。そのため、アジャスタ２４は、後述する直近の研削結果に応じて鍔部２１ａとアジャスタ台２５との間の距離を調整する高さ調整機構を含んで構成される。アジャスタ２４の高さ調整機構の詳細については図５を用いて後述する。
【００２５】
このように、アジャスタ２４が鍔部２１ａとアジャスタ台２５との間の距離を相対的に変化させることにより研削ヘッド部２１の傾き、つまり基板Ｗの被研削面に対し研削面を相対的に傾斜させ、その傾きを調整することができる。さらに、例えば複数の基板Ｗを連続して研削処理する際には、一連の処理が終了するまでの間はアジャスタ２４の高さ調整機構のみ稼働させて研削面の傾き調整が行われる。
以下、研削処理時における基板Ｗと砥石２０との位置関係について、図３、図４を用いて詳細に説明する。
【００２６】
図３は、研削処理時の砥石２０と基板Ｗとの幾何的構成を説明するための図である。なお、図３では説明の便宜上、砥石２０（研削面）をリング形状で模式的に表している。また、図３（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示すＢ方向から見た場合の正面図、（ｃ）は、Ｃ方向から見た場合の側面図である。
【００２７】
本実施形態に係る研削処理装置１では、図３（ａ）に示すような基板Ｗの被処理面の一部の領域と砥石２０の研削面の一部の領域とが重なる位置が処理位置として設定される。
また、砥石２０、基板Ｗ双方の回転軸は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｘ軸及びＹ軸方向それぞれにおいて異なる位置となる。
図３（ｂ）に示すように、傾き調整値β（傾斜角β）は基板Ｗの被研削面に対する研削面の相対的な傾きであり、前述したようにアジャスタ２４により調整される。また、図３（ｃ）に示すように、ヒール角度は、ヒール角度調整機構（不図示）に接続されたブッシュロッド２７が背板２６をＹ軸方向に傾けることにより設定される。ヒール角αを設けることにより、基板Ｗの回転中心付近と外周付近とにおける精度調整の簡便化を図ることができる。
【００２８】
図４は、研削処理時の砥石２０と基板Ｗとの幾何的構成の具体例を示す図である。なお、図４においては、砥石２０の半径をＧｒ、基板Ｗの半径をＷｒとして示している。
図４に示すように、図１のターンテーブル３０は、砥石２０の中心（Ｏ）を座標原点（０，０）とした場合、基板Ｗの中心（Ｗｓ）が、座標：Ｘ＝Ｇｒ・ＳＩＮ３０［°］、Ｙ＝−Ｇｒ・ＣＯＳ３０［°］の位置で回転を停止し、その後被研削面の研削が開始されるように制御される。このように制御する場合では、アジャスタ２４は、研削面周縁上においてＹ＝０線上（Ｘ＝Ｒ）に配備される。また、アジャスタ２２は、研削面周縁上においてＸ＝−Ｇｒ・ＳＩＮ３０［°］、Ｙ＝Ｇｒ・ＣＯＳ３０［°］で特定される位置に配備される。アジャスタ２３は、研削面周縁上においてＸ＝−Ｇｒ・ＳＩＮ３０［°］、Ｙ＝−Ｇｒ・ＣＯＳ３０［°］で特定される位置に配備される。
また、前述したように、本実施形態に係る研削処理装置１では、ヒール角度は予め設定された最適角度に固定されており、一連の処理が終了するまでの間は操作されない。つまり、アジャスタ２４の高さ調整機構のみ稼働させて研削面のＸ軸方向の傾き調整が行われる。
【００２９】
なお、図４に示す各アジャスタの配置位置の関係は一例であり、砥石２０の中心を含むＹ軸方向を基準に鏡面対向位置に配備する事も可能である。
例えば、図４においては、研削面のサイズは、基板Ｗの被研削面のサイズと略同じサイズに形成されている場合を例に挙げている。この場合、アジャスタ２４は、砥石２０と基板Ｗとが摺接した際に研削面周縁と被研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備する。また、アジャスタ２３は、アジャスタ２４の配備位置とは異なる他の一方の交点位置に配備する。アジャスタ２２は、アジャスタ２４の配備位置とアジャスタ２３の配備位置とを結ぶ線分の二等分線と研削面周縁とが交差する位置で、且つ、アジャスタ２４及びアジャスタ２３から相対的に遠方な交点位置に配備する。このような幾何的構成を採用することもできる。つまり、アジャスタ２４は、研削面の中心を通過する水平線と研削面周縁とが交差する２つの交点のうち一方の交点位置に配備しても良い。また、アジャスタ２２、２３は、アジャスタ２４の配備位置を基準に、研削面の中心に対しそれぞれが等間隔の角度をなす位置で研削面周縁に配備しても良い。
以下、アジャスタ２４の高さ調整機構について詳細に説明する。
【００３０】
図５は、アジャスタ２４の高さ調整機構の一例を説明するための図である。図５（ａ）は、この傾き調整機構の構成を模式的に示した図であり、５（ｂ）は、直近に研削処理が行われた基板に対して行われる厚み検出ポイントの一例を示す図である。
アジャスタ２４の高さ調整機構（２４ａ）は、アーム５０、ローラ５１、５２、コイルばね５３、５４、楔状に形成されたスライダ５５、スライダ５５を所定方向に所定量だけ移動させるためのボールねじ式送り機構５６を含んで構成される。ボールねじ式送り機構５６は、センサ制御部５８と電気的に接続される。センサ制御部５８は、研削処理後の基板の厚みを検出するための厚み検出センサ５７の検出結果（計測結果）に基づき所定の処理を実施する。この処理結果は、ボールねじ式送り機構５６へ伝達される。
【００３１】
アーム５０は、ローラ５２を介してスライダ５５のスライド動作に連動して揺動可能に構成される。厚み検出センサ５７は、例えば基板の表面側からの計測のみで表裏間の厚みを計測できる、分光干渉式厚みセンサを使用し、当該被研削面の厚さを計測することにより、検出ポイント毎に被研削面の厚みを計測する。つまり、厚み検出センサ５７により研削後の被処理面の厚さ形状が計測される。また、厚み検出センサ５７は、図示しない駆動機構に接続されており、図５に示す各検出ポイント（例えば、図中網丸で示す１７箇所）へ移動可能に構成される。なお、直近に研削された基板Ｗの厚さ形状の計測は、例えばチャックテーブル３１に保持されたままで計測するように構成したり、あるいはチャックテーブル３１から取り出した後に計測するように構成したりすることができる。
【００３２】
アジャスタ２４には、その外周面上の所定部位に突起部６０が形成される。突起部６０には、図５に示すように、アーム５０の上又は下方向の揺動動作がローラ５１を介して伝達される。これにより、アジャスタ２４を介して鍔部２１ａとアジャスタ台２５間の距離の調整が行われる。この調整は、直近に研削処理された基板に対し、図５（ｂ）に示すような各検出ポイントにおける計測結果に基づきセンサ制御部５８が研削面の回転軸（砥石回転軸）の傾斜角βを決定する。ボールねじ式送り機構５６は、受け付けた傾斜角βに応じてスライダ５５を水平方向に移動する。スライダ５５の移動量に連動してアーム５０が上又は下方向に揺動する。このようにして、研削処理装置１では直近の研削結果に応じて傾きを調整するフィードバック補正が行われる。
【００３３】
なお、各検出ポイントは、検出対象となる基板のサイズ、所望の研削ヘッド部２１の傾き調整精度などに応じて設定される。また、アーム５０に対するローラ５１及びローラ５２の相対的な配備位置は、研削ヘッド部２１の傾き分解能精度、ボールねじ式送り機構５６の送り精度などに応じて決定される。また、コイルばね５３、５４は、砥石研削抵抗力に応じて材質、ばね係数等が決定される。
これにより、例えば構成部品間で生じる「ガタ」などにより調整精度が影響されてしまう従来のボールねじ軸とナットのみで行う傾き調整に比べて、アジャスタ２４の高さ調整機構では、高精度に基板の表面（被研削面）プロファイルに応じた研削面の傾きを調整することができる。この点について図６、図７を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図６は、研削処理において基板の被研削面がω形状に形成されることを説明するための図である。
図６（ａ）は、砥石回転軸にヒール角を与えた場合の研削モデルを示す平面図であり、（ｂ）は矢印Ｂから見たときの図（正面図）、（ｃ）は矢印Ｃから見たときの図（側面図）である。この構成において、基板を回転させずに、基板の半径部のみを研削すると、研削箇所は凹断面形状となるが、通常の研削状態では基板にも回転を与えるため、研削後の被研削面は図６（ｄ）に示すような軸対称のω形状となる。
【００３５】
なお、図６（ｄ）中に示す高さＨｚは、研削処理後の基板の最小厚みと中心凸部の厚みの差分を表している。この高さＨｚは、予め設定されたヒール角αと傾斜角βに依存するものである。しかしながら、ヒール角度を設けて回転中心付近と外周付近とにおける幾何的な調整を図った場合であっても、一般的な研削ヘッドを用いた研削処理においては、この高さＨｚにも大きなばらつきが生じてしまうことがある。
【００３６】
図７は、研削処理装置１が行うフィードバック補正を説明するための図である。
例えば、図７（ａ）では、研削処理後の基板においてその周縁の厚みに比べてその中心厚みが厚くなった場合であり、その差分を「＋Ｃｚ」として示している。また、図７（ｂ）では、研削処理後の基板においてその周縁の厚みに比べてその中心厚みが薄くなった場合であり、その差分を「−Ｃｚ」として示している。この差分Ｃｚは図６において説明したように、基板毎に研削後の被研削面にばらつきが生じることがある。また、図７（ｃ）は、研削後において中心部と周縁部が同じ厚さである理想的な被研削面の状態（β＝０）を示し、Ｈｚはヒール角αと砥石半径Ｇｒで決定される。
【００３７】
例えば、直近に研削処理された基板の被処理面が、図７（ａ）に示すような状態である場合、図７（ｃ）に示す理想的な被研削面の状態と比べて中心部の研削量が少ないことが見て取れる。また、直近に研削処理された基板の被処理面が、図７（ｂ）に示すような状態である場合、図７（ｃ）に示す理想的な被研削面の状態と比べて中心部の研削量が多いことが見て取れる。
本実施形態に係る研削処理装置１では、ヒール角度は角度制御の対象とせず、厚み検出センサ５７の検出結果に基づき、アジャスタ２４の高さ調整機構により研削面の傾きを調整し、これにより研削後の被研削面のばらつきを抑制する。その際、研削面の角度を変化させる変化量、つまり傾き調整に利用される傾斜角βは、下記の式（１）により算出することができる。
【００３８】
β＝±Ｃｚ／２／Ｒ（Ｒは、基板Ｗの半径）・・・式（１）
【００３９】
このようにして決定された傾斜角βに基づきアジャスタ２４の高さ調整機構でフィードバック補正を行うことにより、研削ヘッド部２１のサブミクロンオーダの微小な傾き制御を容易且つ精度高に行うことができる。
【００４０】
［研削処理のための制御手順］
次に、本実施形態の研削処理装置１による研削処理手順について説明する。図８は、研削処理方法を実行する際の制御部４０による主要な制御手順の説明図である。
制御部４０は、研削処理装置１のオペレータによる開始指示の入力受付を契機に制御を開始する（Ｓ１００）。所定の初期処理後、保持機構による基板Ｗのチャックテーブル３１への吸着保持を開始する。
【００４１】
制御部４０は、吸着機構による吸引を開始する（Ｓ１０１）。制御部４０は、吸引を開始してから規定の時間（第１規定時間）が経過したか否かを判別する（Ｓ１０２）。なお、第１規定時間が経過したか否かは、図示しない第１タイマにより行う。
規定の時間が経過したと判別した場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、制御部４０は、ターンテーブル３０を回転させて研削対象の基板Ｗを研削開始位置へ移動する（Ｓ１０３）。また、そうでない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、規定時間が経過するまでの間吸引を継続する。
【００４２】
また、制御部４０は、アジャスタ２４の高さ調整機構に指示を出し、直近に研削処理された基板の各検出ポイント毎の厚み計測を開始させ、傾き調整（フィードバック補正）を実施する（Ｓ１０４）。その後、制御部４０は、計測結果に応じたフィードバック補正が終了したか否かを判別する（Ｓ１０５）。終了したと判別した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理へ進む。また、そうでない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、フィードバック補正が終了するまで待機する。
【００４３】
制御部４０は、研削処理の開始位置において、チャックテーブル３１、並びに、砥石２０の回転を開始するように、図示しないモータへ指示を出す（Ｓ１０６）。
【００４４】
チャックテーブル３１と砥石２０の回転開始を指示した後、制御部４０は、ノズルの位置決めを指示するとともに、研削液供給機構に対して研削液の供給を開始させるように指示を出す（Ｓ１０７）。これにより、研削液がノズルから被研削面に向けて供給される。
制御部４０は、研削液の供給開始指示後、研削ヘッド部２１の降下速度：−Ｖｚを指示して研削面と被研削面とを摺接させる。このようにして、被研削面の研削が開始される。
制御部４０は、規定の研削時間（第２規定時間）が経過したことを図示しない第２タイマによって検知すると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、研削液供給機構に対して研削液の供給停止を指示するとともに、研削ヘッド部２１の上昇速度：＋Ｖｚを指示する（Ｓ１０９）。その後、制御部４０は、チャックテーブル３１、並びに、砥石２０の回転を停止するように、図示しないモータへ指示を出す（Ｓ１１０）。
【００４５】
制御部４０は、再びターンテーブル３０を回転させて研削後の基板Ｗを研削位置から離脱させる。制御部４０は、研削後の基板Ｗが次工程の搬送位置まで移動したことを契機に、その後吸着保持を解除（終了）する（Ｓ１１１）。これにより、一連の研削処理が終了する。
【００４６】
なお、ここでは、フィードバック補正（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）が、次の基板に対する研削処理の開始前に実施される場合を例に挙げて説明した。この他、次の基板に対する研削処理を実施している間、例えば研削ヘッド部２１の降下開始から降下停止までの間に傾きを調整するフィードバック補正が実施されるように構成することもできる。このように、フィードバック補正の実施タイミングは、研削処理対象の基板の特性、連続して研削処理する基板の総数、一枚の基板の研削処理に要する時間などを加味して設定することができる。
【００４７】
このように、本実施形態に係る研削処理装置１では、直近に研削処理した基板の被研削面の状態に基づき傾斜角βを算出し、これに基づき研削ヘッド部２１の傾きを調整（フィードバック補正）する。また、この調整は、アジャスタ２４の高さ調整機構により行われる。これにより、サブミクロンオーダの微小な傾き制御が可能となり、より容易且つ精度高く基板の研削ムラの発生、ばらつきを防ぐことができる。また、基板表面のＧＢＩＲ等の更なる向上を図ることができる。
さらに、研削機構側に調整機構を配備したことにより、保持機構側に調整機構を配備する場合と比べて、機構の簡便化による装置製造のコストダウンを図ることができる。
【００４８】
上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・研削処理装置、２・・・研削ユニット、１０・・・基台、２０・・・砥石、２１・・・研削ヘッド部、２１ａ・・・鍔部、２２、２３、２４・・・アジャスタ、２４ａ・・・アジャスタ２４の高さ調整機構、２５・・・アジャスタ台、２６・・・背板、ブッシュロッド２７、２８・・・くびれ部、３０・・・ターンテーブル、３１・・・チャックテーブル、４０・・・制御部、５０・・・アーム、５１、５２・・・ローラ、５３、５４・・・コイルばね、５５・・・スライダ、５６・・・ボールねじ式送り機構、５７・・・厚み検出センサ、５８・・・センサ制御部、６０・・・突起部、Ｗ・・・基板。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図５】
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