JP2020168701A - 研削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チャックテーブルの回転軸と研削ホイールの回転軸との間の傾きの調整作業を容易にする。【解決手段】研削装置に備えたタッチパネルに、目標とするウェーハの断面形状を設定する設定部１２２と、テーブル回転軸の現状の傾きの下で研削されたウェーハの断面形状を入力する入力部１２１とを備え、制御部が、設定部１２２に設定したウェーハの断面形状と入力部１２１に入力したウェーハの断面形状とを比較し、ウェーハを目標とする形状に研削できるように傾き調整手段を制御しテーブル回転軸の傾きを変更する。【選択図】図６

Description

本発明は、研削砥石を用いてウェーハを研削する研削装置に関する。
研削砥石を用いてウェーハを研削する研削装置は、環状に研削砥石が配設された研削ホイールを回転させるとともに、保持面においてウェーハを保持したチャックテーブルを回転させ、保持面に保持されたウェーハの中心を研削砥石が通過するようにウェーハの上方に研削ホイールを位置付け、ウェーハの半径エリアに研削砥石を接触させてウェーハを研削している。そのため、保持面の半径エリアが研削砥石の研削面と平行になるように、チャックテーブルの回転軸の傾きと研削ホイールの回転軸の傾きとの関係が調整されている（例えば、特許文献１参照）。
また、研削加工後は、ウェーハの抗折強度を強化するために研磨加工を実施し、研削加工によって形成された研削痕を除去している。研磨加工は、研磨パッドがウェーハを覆った状態でウェーハに対して研磨パッドを押しつけて実施されるため、ウェーハの中心部分が多く研磨されるという傾向がある。そのため、平坦に研削されたウェーハを研磨すると、研磨加工後のウェーハは、中央が薄く外周側が厚い中凹形状になる。そこで、研磨加工後のウェーハを平坦にするために、研削の段階で、ウェーハを中央部分が厚く外周側が薄い中凸形状に仕上げる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１５−００９２９５号公報 特開２０１３−００４７２６号公報
しかし、研磨パッドや研磨砥粒などの研磨部材、被加工物の材質、ウェーハに研磨パッドを押しつけている時間や押しつける際の荷重などの研磨加工条件によって、ウェーハの中心と外周との間で研磨除去量は異なる。すなわち、研磨加工条件によって、研磨加工後のウェーハの中凹具合が異なる。そのため、研磨加工条件に応じて、研削後の中凸ウェーハの中央と外周側との厚み差を変え、中凸具合を調整する必要がある。
中凸具合の調整は、チャックテーブルの回転軸と研削ホイールの回転軸との間の傾きを変更することにより行う。しかし、この傾きの調整作業は、研削加工及び研磨加工とウェーハの厚み測定とを交互に繰り返し行うことが必要となるため、時間がかかるという問題がある。本発明が解決しようとする課題は、チャックテーブルの回転軸と研削ホイールの回転軸との間の傾きの調整作業を容易にすることにある。
本発明は、ウェーハを保持する保持面を有するチャックテーブルを、該保持面の中心を通るテーブル回転軸を軸として回転させる保持手段と、研削砥石が環状に配設された研削ホイールを下端に装着したスピンドルを回転させることによって回転する該研削砥石によって該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削手段と、該テーブル回転軸を、該スピンドルの回転軸と平行な方向に対して僅かに傾ける傾き調整手段と、タッチパネルと、を備え、該保持面の中心から外周に至る半径エリアを研削領域として、該研削砥石が該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削装置であって、該タッチパネルには、目標とするウェーハの断面形状を設定する設定部と、該テーブル回転軸の現状の傾きの下で研削されたウェーハの断面形状を入力する入力部とを備え、該設定部に設定したウェーハの断面形状と該入力部に入力したウェーハの断面形状とを比較し、ウェーハを目標とする断面形状に研削できるように該傾き調整手段を制御し該テーブル回転軸の傾きを変更する制御部を備える。
上記研削装置は、該保持手段を複数備え、複数の該保持手段のうちの1つを該研削砥石が研削する研削加工位置に位置付ける位置付け手段を備える場合は、該タッチパネルには、該複数の該保持手段のうちの１つを選択する選択部を備え、該制御部は、該選択部によって選択された該保持手段の該テーブル回転軸の傾きを変更することが望ましい。
また、上記研削装置においては、ウェーハを加工するために設定される加工条件毎に、該設定部と該入力部とを少なくとも備えることが望ましい。
本発明では、タッチパネル上において、目標とするウェーハの断面形状を設定することが可能となる。そして、設定したウェーハの目標とする断面形状と入力部に入力したウェーハの現状の断面形状とに基づき、ウェーハを目標とする断面形状に研削できるように傾き調整手段を制御してテーブル回転軸の傾きを変更することができる。
複数の保持手段を備え、複数の保持手段のうちの１つを選択する選択部をタッチパネルに備えることにより、テーブル回転軸の傾きを調整する対象の保持手段をタッチパネル上で選択することが可能となる。
ウェーハを加工するために設定される加工条件毎に、設定部と入力部とを少なくとも備えることにより、１つの研削装置において断面形状の異なるウェーハを形成することができる。
研削装置の例を示す斜視図である。 保持手段及び研削手段を側面側から示す断面図である。 ウェーハを研削する様子を側面側から示す断面図である。 研削後にウェーハの厚みを測定する様子を側面側から示す断面図である。 （ａ）は、中凸型のウェーハを示す断面図であり、（ｂ）は、中凹型のウェーハを示す断面図であり、（ｃ）は、かもめ型のウェーハを示す断面図であり、（ｄ）は、逆かもめ型のウェーハを示す断面図であり、（ｅ）は、均一型のウェーハを示す断面図である。 タッチパネルに表示される条件設定画面の例を示す説明図である。 チャックテーブルとウェーハと研削砥石の軌道との関係並びに微調整軸及び固定軸の位置を示す平面図である。 タッチパネルに表示される条件設定画面において、ウェーハの現在断面形状及び目標断面形状が入力され、微調整軸の移動量が表示された状態を示す説明図である。 タッチパネルに表示される条件設定画面において、条件を記憶する対象のチャックテーブルを選択するためのプルダウンメニューが表示された状態を示す説明図である。 タッチパネルに表示される条件設定画面において、微調整軸の移動が終了し、微調整軸の現在位置が更新されて表示された状態を示す説明図である。
図１に示す研削装置１は、第１研削手段３０と第２研削手段３１と研磨手段４とを備える研削装置であり、チャックテーブルＣＴＡ〜ＣＴＤ上に保持されたウェーハを、第１研削手段３０及び第２研削手段３１により研削し、研磨手段４により研磨する装置である。研削装置１は、例えば、第１の装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に第２の装置ベース１１が連結されて構成されている。第１の装置ベース１０上は、ウェーハの搬出入等が行われる領域である搬出入領域Ａを構成している。一方、第２の装置ベース１１上は、第１研削手段３０、第２研削手段３１又は研磨手段４によってチャックテーブルＣＴＡ〜ＣＴＤ上に保持されたウェーハの加工が行われる領域である加工領域Ｂを構成している。
第１の装置ベース１０の正面側（−Ｙ方向側）には、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前のウェーハが収容される第１のカセット１５０ａが載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後のウェーハを収容する第２のカセット１５１ａが載置される。
第１のカセット１５０ａの後方（＋Ｙ方向側）には、第１のカセット１５０ａから加工前のウェーハを搬出するとともに加工後のウェーハを第２のカセット１５１ａに搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には位置合わせ手段１５３が配設されている。位置合わせ手段１５３は、第１のカセット１５０ａから搬出され仮置き領域１５２に載置されたウェーハを所定の位置に位置合わせする。
位置合わせ手段１５３に隣接する位置には、ウェーハを保持した状態で旋回する第１搬送手段１５４ａが配置されている。第１搬送手段１５４ａは、位置合わせ手段１５３において位置合わせされたウェーハを保持し、そのウェーハを加工領域Ｂ内に配設されているいずれかのチャックテーブルへ搬送する。第１搬送手段１５４ａの隣には、加工後のウェーハを保持した状態で旋回する第２搬送手段１５４ｂが設けられている。第２搬送手段１５４ｂに近接する位置には、第２搬送手段１５４ｂにより搬送された加工後のウェーハを洗浄する洗浄手段１５６が配置されており、第２搬送手段１５４ｂに保持されたウェーハは、いずれかのチャックテーブルから洗浄手段１５６に搬送される。また、洗浄手段１５６により洗浄されたウェーハは、ロボット１５５により第２のカセット１５１ａに搬入される。
第２の装置ベース１１上の後方（＋Ｙ方向側）には第１のコラム１２が立設されており、第１のコラム１２の−Ｙ方向側の側面には研削送り手段２０が配設されている。研削送り手段２０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００に連結されボールネジ２００を回動させるモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し側部がガイドレール２０１に摺接する昇降板２０３とから構成され、モータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い昇降板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板２０３上に配設された第１研削手段３０がＺ軸方向に研削送りされる。
第１研削手段３０は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル３００と、スピンドル３００を回転可能に支持するハウジング３０１と、スピンドル３００を回転駆動するモータ３０２と、スピンドル３００の下端に装着された円形状のマウント３０３と、マウント３０３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３０４とを備える。研削ホイール３０４は、ホイール基台３０４ａと、ホイール基台３０４ａの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石３０４ｂとを備える。研削砥石３０４ｂは、例えば、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。すなわち、第１研削手段３０は、ウェーハに対して粗研削を施すための粗研削手段として機能する。第１研削手段３０は、昇降板２０３に取り付けられたホルダ２６１により保持された状態で配設されている。
また、第２の装置ベース１１上の後方（＋Ｙ方向側）には、第２のコラム１３が第１のコラム１２に対してＸ軸方向に並列に立設されており、第２のコラム１３の−Ｙ方向側の側面には研削送り手段２０が配設されている。第２のコラム１３に配設された研削送り手段２０は、第２研削手段３１をＺ軸方向に研削送りする。第２研削手段３１は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル３１０と、スピンドル３１０を回転可能に支持するハウジング３１１と、スピンドル３１０を回転駆動するモータ３１２と、スピンドル３１０の下端に接続された円形状のマウント３１３と、マウント３１３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３１４とを備える。研削ホイール３１４は、ホイール基台３１４ａと、ホイール基台３１４ａの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石３１４ｂとを備える。研削砥石３１４ｂは、例えば、仕上げ研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな砥石である。すなわち、第２研削手段３１は、ウェーハに対して仕上げ研削を施すための仕上げ研削手段として機能する。
第２の装置ベース１１上の左方（−Ｘ方向側）には、第３のコラム１４が立設されており、第３のコラム１４の＋Ｘ方向側の側面には、Ｙ軸方向移動手段２４が配設されている。Ｙ軸方向移動手段２４は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ２４０と、ボールネジ２４０と平行に配設された一対のガイドレール２４１と、ボールネジ２４０を回動させるモータ２４２と、内部のナットがボールネジ２４０に螺合し側部がガイドレール２４１に摺接する可動板２４３とから構成される。そして、モータ２４２がボールネジ２４０を回動させると、これに伴い可動板２４３がガイドレール２４１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板２４３上に配設された研磨手段４が可動板２４３の移動に伴いＹ軸方向に移動する。
可動板２４３上には、研磨手段４をチャックテーブルに対して接近および離反する方向に昇降させる研磨送り手段２５が配設されている。研磨送り手段２５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ２５０と、ボールネジ２５０と平行に配設された一対のガイドレール２５１と、ボールネジ２５０に連結しボールネジ２５０を回動させるモータ２５２と、内部のナットがボールネジ２５０に螺合し側部がガイドレール２５１に摺接する昇降板２５３とから構成され、モータ２５２がボールネジ２５０を回動させると、これに伴い昇降板２５３がガイドレール２５１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板２５３に配設された研磨手段４がチャックテーブルに対して接近及び離反するＺ軸方向に昇降する。
研磨手段４は、例えば、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル４０と、スピンドル４０を回転可能に支持するハウジング４１と、スピンドル４０を回転駆動するモータ４２と、スピンドル４０の下端に接続されチャックテーブルに保持されるウェーハを研磨する研磨パッド４３とを少なくとも備える。研磨パッド４３は、スピンドル４０の下端に接続されたマウント４４に固定されている。研磨手段４は、昇降板２５３に取り付けられたホルダ２６３により保持された状態で配設されている。
図１に示すように、第２の装置ベース１１上には回転可能なターンテーブル６が配設され、ターンテーブル６の上面６ａには、例えば４つのチャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤが周方向に等間隔に配設されている、ターンテーブル６の中心には、ターンテーブル６を自転させるための図示しない回転軸が配設されており、回転軸を中心としてターンテーブル６を自転させることができる。ターンテーブル６が自転することで、４つのチャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤを公転させ、仮置き領域１５２の近傍から、第１研削手段３０の下方、第２研削手段３１の下方、研磨手段４の下方へと順次移動させることができる。すなわち、ターンテーブル６は、チャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤを研削加工位置や研磨加工位置に位置付ける位置付け手段として機能する。
図２に示すように、第１研削手段３０及び第２研削手段３１のスピンドル３００、３１０は、鉛直方向（Ｚ軸方向）のスピンドル回転軸３００ａ、３１０ａをそれぞれ有しており、研削ホイール３０４、３１４は、スピンドル回転軸３００ａ、３１０ａを軸としてそれぞれ回転する。
チャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤは、ポーラス部材等からなりウェーハを吸着する吸着部５１０と、吸着部５１０を支持する枠体５１１とを備えている、チャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤの下方には、モータ５１２を備え、モータ５１２は、テーブル回転軸５１３を軸としてチャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤを回転させる。それぞれのチャックテーブルと、モータ５１２と、テーブル回転軸５１３とで、保持手段５１が構成されている。吸着部５１０は、図示しない吸引源に連通し、吸引源により生み出された吸引力が吸着部５１０の露出面である保持面５１０ａに伝達されることで、保持面５１０ａ上においてウェーハを吸引保持する。
チャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤは、保持面５１０ａの中心を通るテーブル回転軸５１３の傾きを調節する傾き調整手段５６によって支持されている。傾き調整手段５６は、少なくとも３つの支持部により構成され、そのうちの少なくとも２つが可動支持部５２、５３であり、例えば１つが固定支持部５４であり、これらが枠体５１１の底面側に周方向に一定の間隔をおいて配設されている。なお、可動支持部が３つ配設され、固定支持部がなく、すべてを可動支持部とする構成としてもよい。また、可動支持部と固定支持部とが合わせて４つ以上配設されていてもよい。
可動支持部５２は、研削装置１の内部の基台５５に配設されたモータ５２０と、モータ５２０に連結され回転可能な微調整軸５２１と、微調整軸５２１を回転可能に支持する支持部５２２と、枠体５１１の下部から下方に突出し微調整軸５２１を収容する収容部５２３とから構成されている。モータ５２０は、制御部６０と接続されており、制御部６０による制御の下で動作する。また、制御部６０は、研削装置１を構成する各部位の動作を統括する。
微調整軸５２１の先端には雄ねじ５２１ａが形成され、収容部５２３の内側面には、雄ねじ５２１ａに螺合する雌ねじ５２３ａが形成されている。また、収容部５２３の内側面には、微調整軸５２１の先端の位置を検出する原点センサ５２３ｂが配設されている。制御部６０は、微調整軸５２１の先端の位置を、原点センサ５２３ｂに対する相対的な関係において認識する。
一方、固定支持部５４は、下端が基台５５の上に固定されるとともに上端が枠体５１１の下部に固定された固定軸５４１を備えている。
可動支持部５２においては、制御部６０による制御の下でモータ５２０が微調整軸５２１を回転させることにより、雄ねじ５２１ａが雌ねじ５２３ａに対して進退して収容部５２３が昇降し、基台５５に対する枠体５１１の相対的な高さが変化する。可動支持部５３についても同様である。一方、固定支持部５４おいては、基台５５に対する枠体５１１の高さ位置が変化しない。したがって、収容部５２３に対する微調整軸５２１の高さが収容部５２３に対して昇降し、又は、収容部５３３に対する微調整軸５３１の高さが収容部５３３に対して昇降することにより、スピンドル回転軸３００ａに対するテーブル回転軸５１３の傾きが変化する。
保持面５１０ａは、円錐面となっており、傾き調整手段５６によって、その円錐面の一部の半径エリアと、研削砥石３０４ｂ、３１４ｂの下面（研削面）とが平行になるように調整される。
図１に示すように、研削装置１には、加工条件の入力、加工状態の表示等を行うタッチパネル７０を備えている。タッチパネル７０は、目標とするウェーハの断面形状を設定し記憶する設定部７１と、テーブル回転軸５１３の現状の傾きの関係の下でウェーハを研削した場合のウェーハの断面形状を入力する入力部７２と、複数の保持手段５１をそれぞれ構成するチャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤのうちのいずれかを選択する選択部７３とを備えている。なお、設定部７１で設定されるウェーハの断面形状及び入力部７２で入力されるウェーハの断面形状は、ともに、ウェーハの中心を通り厚さ方向に切断した際の縦断面の形状である。
次に、研削装置１の動作について、工程別に説明する。
１ 準備工程
本工程では、粗研削、仕上げ研削及び研磨に関する加工条件が、タッチパネル７０から入力される。そして、実際の加工時には、制御部６０が、入力された加工条件を読み出すことにより、制御部６０による制御の下で、各加工が行われる。また、研削対象のウェーハの目標とする断面形状に応じて、タッチパネル７０に入力された内容に基づき、図２に示した傾き調整手段５６を制御して、各研削手段のスピンドル回転軸３００ａ、３１０ａと平行な方向に対する各チャックテーブルのテーブル回転軸５１３の傾きを調整する。当該調整の詳細については後述する。
２ 研削工程
タッチパネル７０からの加工条件の入力が行われた後、ロボット１５５が第１のカセット１５０ａから研削加工前のウェーハを取り出し、位置合わせ手段１５３に搬送する。そして、ウェーハが一定の位置に位置合わせされた後、第１搬送手段１５４ａによって、チャックテーブルＣＴＡ〜ＣＴＤのうち最も近い位置にあるものに搬送される。ここでは、ウェーハがチャックテーブルＣＴＡに搬送され保持されることとする。
図３に示すように、ウェーハＷの下面Ｗｂには保護テープＴが貼着されており、保護テープＴ側がチャックテーブルＣＴＡの保持面５１０ａにおいて保持される。そして、ターンテーブル６が所定角度回転し、ウェーハが第１研削手段３０の下方に移動する。その後、回転軸５１３を軸としてチャックテーブルＣＴＡを回転させるとともに、スピンドル回転軸３００ａを軸とするスピンドル３００の回転により研削ホイール３０４が回転しながら研削送り手段２０が第１研削手段３０を下方（−Ｚ方向）に研削送りすることにより、回転する研削砥石３０４ｂがウェーハＷの上面Ｗａに接触して粗研削が行われる。このとき、研削砥石３０４ｂは、ウェーハＷの上面Ｗａの半径部分に接触する。
図示していないが、研削装置１には、保持面５１０ａの高さを測定する保持面ゲージと、ウェーハＷの上面Ｗａの高さを測定するウェーハゲージとを備え、保持面ゲージとウェーハゲージとの高さの差からウェーハＷの厚みを測定する厚み測定手段を備えており、ウェーハＷが所定の厚みに形成されると、研削送り手段２０が第１研削手段３０を上方（＋Ｚ方向）に退避させ、粗研削を終了する。
次に、図１に示したターンテーブル６が所定角度回転し、ウェーハＷが第２研削手段３１の下方に移動する。そして、図３に示すように、回転軸５１３を軸としてチャックテーブルＣＴＡを回転させるとともに、スピンドル回転軸３１０ａを軸とするスピンドル３１０の回転により研削ホイール３１４が回転しながら研削送り手段２０が第２研削手段３１を下方（−Ｚ方向）に研削送りすることにより、回転する研削砥石３１４ｂがウェーハの上面に接触して仕上げ研削が行われる。そして、ウェーハが所定の厚みに形成されると、研削送り手段２０が第２研削手段３１を上方（＋Ｚ方向）に退避させ、仕上げ研削を終了する。
図４に示すように、第２研削手段３１の近傍には、３つの厚み測定手段３２０、３２１、３２２を備えている。厚み測定手段３２０は仕上げ研削されたウェーハＷの中央部Ｗｏの厚みを測定し、厚み測定手段３２２は仕上げ研削されたウェーハＷの外周部Ｗｅの厚みを測定し、厚み測定手段３２１は仕上げ研削されたウェーハＷの中央部Ｗｏと外周部Ｗｅとの間の中間部Ｗｍの厚みを計測することができる。制御部６０は、この３つの厚み測定手段３２０、３２１、３２２がそれぞれ測定した厚みを読み出すことができる。なお、１つの厚み測定手段がウェーハＷの径方向に移動する構成とし、当該１つの厚み測定手段のみで、ウェーハＷの中央部Ｗｏ、中間部Ｗｍ及び外周部Ｗｅの厚みをそれぞれ測定するようにしてもよい。
ウェーハＷの断面形状は、図５（ａ）に示すように中央部Ｗｏが厚く外周部Ｗｅが薄く形成された中凸型、図５（ｂ）に示すように中央部Ｗｏが薄く外周部Ｗｅが厚く形成された中凹型、図５（ｃ）に示すように中間部Ｗｍが中央部Ｗｏ及び外周部Ｗｅよりも厚く形成されたかもめ型、図５（ｄ）に示すように中間部Ｗｍが中央部Ｗｏ及び外周部Ｗｅよりも薄く形成された逆かもめ型、図５（ｅ）に示すように中央部Ｗｏ、中間部Ｗｍ、外周部Ｗｅの厚みが均一な均一型のいずれかに属する。厚み測定手段３２０、３２１、３２２は、測定した３箇所の厚みにより、ウェーハＷの断面形状がいずれのタイプに属するかを判断することができる。
なお、図４においては、実線で示したウェーハＷの断面形状は、均一型であるが、研磨手段４においてはウェーハＷの中央部がより研磨されやすいため、研磨後におけるウェーハＷの断面形状を均一型にするために、仕上げ研削終了時における理想的な断面形状は、二点鎖線で示す中凸型である。
３ 研磨工程
仕上げ研削の終了後、ターンテーブル６が所定角度回転し、ウェーハＷが研磨手段４の下方に移動する。そして、チャックテーブルＣＴＡが回転するとともに、スピンドル４０の回転により研磨パッド４３が回転しながら研磨送り手段２５が研磨手段４を下方（−Ｚ方向）に研削送りすることにより、回転する研磨パッド４３がウェーハの上面Ｗａに接触して研磨が行われる。そして、ウェーハが所定の厚みに形成されると、研磨送り手段２５が研磨手段４を上方（＋Ｚ方向）に退避させ、研磨を終了する。
研磨の終了後は、第２搬送手段１５４ｂが研磨後のウェーハを保持して洗浄手段１５６に搬送する。そして、洗浄手段１５６に搬送されたウェーハは、洗浄された後、ロボット１５５によって第２のカセット１５１ａに収容される。
４ 準備工程における加工条件の設定
上記準備工程において、仕上げ研削工程の加工条件設定に関しては、例えば図６に示す条件設定画面１００がタッチパネル７０に表示される。条件設定画面１００は、微調整軸記憶位置表示欄１１０と、Ｚ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄１２０と、位置記憶欄１３０とを有している。ここで、条件設定画面１００におけるＺ２とは、図１に示した第２研削手段３１を意味している。
図７に示すように、２つの可動支持部５２、５３及び１つの固定支持部５４は、チャックテーブルＣＴＡ−ＣＴＤの外周において、保持面５１０ａの中心を重心とした正三角形を構成するように配置されており、正三角形の頂点の直下において、各チャックテーブルと図２に示した基台５５との間に配設されている。図６に示した条件設定画面１００においては、可動支持部５２の微調整軸５２１をＬ軸、可動支持部５３の微調整軸５３１をＲ軸と称している。図７に示すように、Ｌ軸、Ｒ軸及び固定支持部の固定軸５４１を通る円の中心は、チャックテーブルＣＴＡ−ＣＴＤの保持面５１０ａの中心Ｏであり、保持面５１０ａの直径をＤとする。
なお、この保持面５１０ａの外周の直下に固定軸５４１、微調整軸５２１、５３１が等間隔で配設されている。
ウェーハＷは、保持面５１０ａよりも小径に形成されており、その半径をＲとする。また、上記研削工程における仕上げ研削に用いられる研削砥石３１４ｂの回転軌道の半径をｒとする。なお、研削砥石３１４ｂには幅があるため、例えばその幅の中央の軌道の半径をｒとする。
図２に示したように、保持面５１０ａは円錐面に形成されており、研削砥石３１４ｂは、図７におけるウェーハＷの半径エリアである研削領域ＷＲにおいて、ウェーハＷの上面Ｗａと接触する。この研削領域ＷＲは、保持面５１０ａの中心Ｏから固定軸５４１に向けて延びている。また、中心Ｏから研削領域ＷＲの中間部Ｗｍまでの距離は、ウェーハＷの半径Ｒの半分（Ｒ／２）である。
図６に示した条件設定画面１００において、微調整軸記憶位置表示欄１１０は、図２に示した傾き調整手段５６の２つの可動支持部５２、５３におけるそれぞれの微調整軸５２１、５３１、すなわち図７におけるＬ軸及びＲ軸のＺ方向の現在位置を示している。また、ＣＴＡはチャックテーブルＣＴＡを、ＣＴＢはチャックテーブルＣＴＢを、ＣＴＣはチャックテーブルＣＴＣを、ＣＴＤはチャックテーブルＣＴＤを、それぞれ指している。ＣＴＡ〜ＣＴＤにおける「Ｌ軸」及び「Ｒ軸」の値は、可動支持部５２、５３における図２に示した微調整軸５２１、５３１の先端と原点センサ５２３ｂ、５３３ｂとの間の距離を示している。値が−となっているのは、微調整軸５２１、５３１の先端が原点センサ５２３ｂ、５３３ｂよりも下方に位置していることを意味している。
図６に示した条件設定画面１００において、Ｚ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄１２０は、現在形状入力欄１２１と、目標形状入力欄１２２と、微調整軸移動量表示欄１２３とを備えている。
現在形状入力欄１２１は、第２研削手段３１によるテスト仕上げ研削後に測定された実際のウェーハの断面形状が入力される欄であり、図４に示した３つの厚み測定手段３２０、３２１、３２２によって測定された厚みの値がそれぞれ入力される。「中心高さ（基準）」の値は厚み測定手段３２０による測定値であり、「Ｒ／２高さ」の値は厚み測定手段３２１による測定値であり、「Ｒ高さ」の値は厚み測定手段３２２による測定値である。現在形状入力欄１２１は、現状のウェーハの断面形状を入力するための入力部１２１として機能する。
目標形状入力欄１２２は、研磨手段４による研磨後の目標とするウェーハの断面形状が入力される欄であり、「中心高さ（基準）」はウェーハＷの中央部Ｗｏの高さの値の目標値であり、「Ｒ／２高さ」はウェーハＷの中間部Ｗｍの高さの目標値であり、「Ｒ高さ」はウェーハＷの外周部Ｗｅの高さの目標値である。目標形状入力欄１２２は、ウェーハＷの目標とする断面形状を入力し設定するための設定部１２２として機能する。
入力部１２１及び設定部１２２は、ウェーハＷを加工するために設定される加工条件ごとに、値を設定する。
Ｚ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄１２０の下部の微調整軸移動量表示欄１２３は、図２に示した２つの微調整軸５２１、５３１であるＬ軸及びＲ軸について、ウェーハＷを目標とする断面形状に形成するためのＬ軸及びＲ軸のそれぞれの高さの調整量を表示する欄であり、現在形状入力欄１２１及び目標形状入力欄１２２の値に応じて制御部６０において算出され、微調整軸Ｌ軸及びＲ軸を上方に移動させる場合は＋、下方に移動させる場合は−の値が表示される。
位置記憶欄１３０は、４つのチャックテーブルＣＴＡ−ＣＴＤのうち、微調整軸移動量表示欄１２３に表示されるＬ軸及びＲ軸の調整量を適用しようとするいずれかのチャックテーブルを選択する選択部１３１と、その調整量を保存する際にタッチされる保存ボタン１３２とを備えている。選択部１３１においては、「対象ＣＴ」の欄をタッチすることにより、プルダウンメニューが表示され、チャックテーブルＣＴＡ−ＣＴＤのいずれかを選択することができる。図６の例では、ＣＴＡが選択された状態となっている。
図１に示した制御部６０は、設定部１２２に設定された目標とするウェーハの断面形状に関するデータと、入力部１２１に入力された現在のウェーハの断面形状に関するデータとを読み出す。そして、中央部Ｗｏ、中間部Ｗｍ、外周部Ｗｅの３箇所における両値、すなわち入力部１２１に入力された中心高さ（基準）、Ｒ／２高さ、Ｒ高さの値と、設定部１２２に設定された中心高さ（基準）、Ｒ／２高さ、Ｒ高さの値とに基づき、研磨後のウェーハが設定部１２２に設定された目標の断面形状に形成されるように、可動支持部５２、５３を制御する。
図６の条件設定画面１００は、初期画面であるため、微調整軸記憶位置表示欄１１０に、チャックテーブルＣＴＡ−ＣＴＤのＬ軸及びＲ軸の現在位置が表示されているが、Ｚ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄１２０のそれぞれの値はいずれも０となっている。この状態から、オペレータは、図８の条件設定画面１００ａに示すように、最初にＺ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄１２０の現在形状入力欄１２１に、テスト研削したウェーハの３箇所における測定値を入力する。ここで、入力する値は、中心高さを０とし、Ｒ／２高さ及びＲ高さについては、中心高さを基準とする相対値とする。中心高さは中央部Ｗｏの高さであり、Ｒ／２高さは中間部Ｗｍの高さであり、Ｒ高さは外周部Ｗｅの高さである。
図８の例における現在形状入力欄１２１には、テスト研削したウェーハＷにおける測定値として、中心高さ（基準）が０．００μｍ、Ｒ／２高さが０．５０μｍ、Ｒ高さが１．００μｍと入力されている。すなわち、テスト研削したウェーハＷは、中凸型である。一方、研磨後に目標とするウェーハＷの断面形状は、厚さが均一な断面形状であるため、目標形状入力欄には、中心高さ（基準）の値として０、Ｒ／２高さ及びＲ高さについても、値を０としている。
このようにして現在形状及び目標形状が入力されると、制御部６０は、設定部１２２に設定したウェーハの断面形状と、入力部１２１に入力した現在のウェーハの断面形状とを比較し、微調整軸移動量表示欄１２３に、現在形状及び目標形状に応じた値を表示する。そして、ウェーハを目標とする断面形状に研削できるように、傾き調整手段５６を制御し、テーブル回転軸５１３の傾きを変更する。その具体的な処理は、以下のとおりである。
一例として、チャックテーブルＣＴＡの微調整軸５２１（Ｌ軸）及び微調整軸５３１（Ｒ軸）並びに固定軸５４１について、それぞれの軸の先端の原点センサ５２３ｂ、５３３ｂからのＺ方向の距離の現在値及び目標値が以下の表１に示す値である場合について説明する。なお、微調整軸５２１（Ｌ軸）及び微調整軸５３１（Ｒ軸）の原点センサに対する相対的なＺ位置は、微調整軸記憶位置表示欄１１０に表示されている。

（表１）
制御部６０は、
設定部１２２に設定された値を読み出す。そして、以下の式（１）により、Ｌ軸の調整時のＺ方向の移動量MLを算出する。

ML=(ZL0−ZF0)−(ZL1−ZF1)・・・式（１）
＝(-0.32-0.60)−(0-0)＝-0.92
また、制御部６０は、以下の式（２）により、Ｒ軸の調整時のＺ方向の移動量MRを算出する。
MR=(ZR0−ZF0)−(ZR1−ZF1)・・・式（２）
＝(-0.28-0.60)−(0-0)＝-0.88
制御部６０は、上記の算出されたML及びMRの値を、図８の条件設定画面１００ａの微調整軸移動量表示欄１２３にそれぞれ表示する。
その後、図９の条件設定画面１００ｂに示すように、オペレータが、選択部１３１の「対象ＣＴ」をタッチしてプルダウンメニュー１３１ａを表示させ、「ＣＴＡ」をタッチして選択する。そして、保存ボタン１３２をタッチすることにより、ＣＴＡのＬ軸及びＲ軸に関する微調整軸移動量が保存される。
こうしてＣＴＡのＬ軸及びＲ軸に関する微調整軸移動量の値が保存されると、制御部６０は、図２に示した可動支持部５２、５３のモータ５２０、５３０をそれぞれ駆動し、微調整軸５２１（Ｌ軸）及び微調整軸５３１（Ｒ軸）を、その調整量だけ移動させる。そして、その移動が終了すると、制御部６０は、Ｌ軸及びＲ軸の現在位置に、算出した微調整軸移動量の値を加算する。すなわち、以下の計算を行う。
-0.32+(-0.92)=-1.24
-0.28+(-0.88)=-1.16
制御部６０は、この算出結果を、図１０の条件設定画面１００ｃに示すように、微調整軸記憶位置表示欄１１０におけるＣＴＡのＬ軸及びＲ軸の欄にそれぞれ表示する。そして、微調整軸移動量表示欄１２３の値を０に戻す。
ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤについても、同様に、目標形状の入力を行うと、各チャックテーブルのＬ軸及びＲ軸の調整量が算出される。そして、その値を保存すると、それぞれの保持手段に備える可動支持部５２、５３による実際の高さ調整が行われ、調整後の値が微調整軸記憶位置表示欄１１０に表示される。
以上のようにしてチャックテーブルＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤの高さを調整することにより、各保持手段５１のテーブル回転軸５１３の傾きを変更することができる。そして、各テーブル回転軸５１３の傾きを変更した状態において前記研磨工程を行うことにより、ウェーハを均一な厚さに仕上げることができる。
なお、実際には、一度の調整によってウェーハを均一な厚さに仕上げることは困難であるため、調整後の条件にて研削を行い、仕上げ研削後の断面形状が、現在形状入力欄に入力した値にならなかった場合には、微調整軸５２１、５３１の移動量を再調整する。そして、調整後に再び研削及び研磨を行うといった作業を繰り返す。これにより、ウェーハＷを均一な厚さに形成することが可能となる。
以上のようにして、仕上げ研削後のウェーハを所望の中凸形状とし、その後、研磨手段４を用いてウェーハの上面Ｗａを研磨すると、ウェーハを均一な厚さに形成することができる。
なお、ウェーハの目標断面形状は、チャックテーブルごとに異なっていてもよい。また、本実施形態では、保持手段が４つの場合について説明したが、保持手段は１つでもよいし、２つ以上の任意の数でもよい。
また、本実施形態では、研磨手段を備えた研削装置を例に挙げて説明したが、研削装置は、研磨装置を備えていなくても良い。また、研削装置は、研削手段を１つのみ備えたものであってもよい。
１：研削装置
１０：第１の装置ベース １１：第２の装置ベース
１２：第１のコラム １３：第２のコラム １４：第３のコラム
２０：研削送り手段
２００：ボールネジ ２０１：ガイドレール ２０２：モータ ２０３：昇降板
２４：Ｙ軸方向移動手段
２４０：ボールネジ ２４１：ガイドレール ２４２：モータ ２４３：可動板
２５：研磨送り手段
２５０：ボールネジ ２５１：ガイドレール ２５２：モータ ２５３：昇降板
２６１：ホルダ ２６３：ホルダ
３０：第１研削手段
３００：スピンドル ３００ａ：スピンドル回転軸 ３０１：ハウジング
３０２：モータ ３０３：マウント
３０４：研削ホイール ３０４ａ：ホイール基台 ３０４ｂ：研削砥石
３１：第２研削手段
３１０：スピンドル ３１０ａ：スピンドル回転軸 ３１１：ハウジング
３１２：モータ ３１３：マウント
３１４：研削ホイール ３１４ａ：ホイール基台 ３１４ｂ：研削砥石
４：研磨手段
４０：スピンドル ４１：ハウジング ４２：モータ ４３：研磨パッド
４４：マウント
５１：保持手段 ５２，５３：可動支持部 ５４：固定支持部
５５：基台 ５６：傾き調整手段
ＣＴＡ、ＣＴＢ、ＣＴＣ、ＣＴＤ：チャックテーブル
６：ターンテーブル ６ａ：上面
６０：制御部
７０：タッチパネル
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ：条件設定画面
１１０：微調整軸記憶位置表示欄 １２０：Ｚ２加工時ウェーハ形状調整量入力欄
１２１：現在形状入力欄（入力部） １２２：目標形状入力欄（設定部）
１２３：微調整軸移動量表示欄
１３０：位置記憶欄 １３１：選択部 １３１ａ：プルダウンメニュー
１３２：保存ボタン
１５０：第１のカセット載置部 １５０ａ：第１のカセット
１５１：第２のカセット載置部 １５１ａ：第２のカセット
１５２：仮置き領域 １５３：位置合わせ手段
１５４ａ：第１搬送手段 １５４ｂ：第２搬送手段 １５５：ロボット
１５６：洗浄手段
３２０、３２１、３２２：厚み測定手段
５１０：吸着部 ５１０ａ：保持面 ５１１：枠体 ５１２：モータ
５１３：テーブル回転軸
５２０：モータ ５２１：微調整軸 ５２１ａ：雄ねじ ５２２：支持部
５２３：収容部 ５２３ａ：雌ねじ ５２３ｂ：原点センサ
５３０：モータ ５３１：微調整軸 ５３３：収容部 ５３３ｂ：原点センサ
５４１：固定軸
Ａ：搬出入領域 Ｂ：加工領域
Ｗ：ウェーハ Ｔ：保護テープ
ＷＲ：研削領域 Ｗａ：上面 Ｗｂ：下面
Ｗｅ：外周部 Ｗｍ：中間部 Ｗｏ：中央部

Claims (3)

  1. ウェーハを保持する保持面を有するチャックテーブルを、該保持面の中心を通るテーブル回転軸を軸として回転させる保持手段と、
    研削砥石が環状に配設された研削ホイールを下端に装着したスピンドルを回転させることによって回転する該研削砥石によって該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削手段と、
    該テーブル回転軸を、該スピンドルの回転軸と平行な方向に対して僅かに傾ける傾き調整手段と、
    タッチパネルと、
    を備え、
    該保持面の中心から外周に至る半径エリアを研削領域として、該研削砥石が該チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削装置であって、
    該タッチパネルには、
    目標とするウェーハの断面形状を設定する設定部と、
    該テーブル回転軸の現状の傾きの下で研削されたウェーハの断面形状を入力する入力部とを備え、
    該設定部に設定したウェーハの断面形状と該入力部に入力したウェーハの断面形状とを比較し、ウェーハを目標とする断面形状に研削できるように該傾き調整手段を制御し該テーブル回転軸の傾きを変更する制御部
    を備えた研削装置。
  2. 該保持手段を複数備え、複数の該保持手段のうちの1つを該研削砥石が研削する研削加工位置に位置付ける位置付け手段を備え、
    該タッチパネルには、
    該複数の該保持手段のうちの１つを選択する選択部を備え、
    該制御部は、
    該選択部によって選択された該保持手段の該テーブル回転軸の傾きを変更する
    請求項１記載の研削装置。
  3. ウェーハを加工するために設定される加工条件毎に、該設定部と該入力部とを少なくとも備える
    請求項１記載の研削装置。
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