JP2023160031A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持面に加工具が衝突することを防止する。
【解決手段】回転開始受付部７１がスピンドルの回転開始指令を受け付けたときに、セットアップ開始部７２が、スピンドル３００が回転される前に、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、セットアップ工程を実施する。すなわち、スピンドル３００が回転されて粗研削および仕上げ研削が開始される前に、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１のセットアップが実施される。このため、セットアップ工程を実施せずに研削を開始してしまうことを防止できるので、セットアップ忘れによって、粗研削砥石３０６あるいは仕上げ研削砥石３１０が保持面５０に衝突してしまうことを防止することができる。したがって、研削装置１の破損を抑制することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工装置に関する。

特許文献１に開示のように、研削装置は、研削砥石をＺ軸方向に下降させ、研削砥石の下面によって、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハを研削している。

そのため、保持面に研削砥石の下面が接触したときの研削砥石の高さ（原点高さ）を記憶するセットアップを行っている。このセットアップは、特許文献２のような隙間ゲージを用いて、研削砥石を交換したとき、または、研削砥石のドレッシングを行ったときに、作業者によって行われている。

このセットアップによって、ウェーハに研削砥石の下面が接触しないような研削砥石の高さの範囲が求められる。したがって、この範囲に入るまでは研削砥石を高速で下降させ、その後、所定の速度に変更して研削砥石を下降させて、ウェーハを研削することができる。これにより、研削を開始するまでの時間を短くしている。

また、ターンテーブルに複数のチャックテーブルを備える研削装置は、保持面高さを測定する保持面高さ測定器を備えていて、保持面高さ測定器で測定した値と、セットアップしたときの研削砥石の高さとを用いて、セットアップを実施しないチャックテーブルの保持面に研削砥石の下面が接触するときの研削砥石の高さを算出している。

つまり、特許文献３のように、保持面高さ測定器によってチャックテーブル毎に保持面の高さを測定し、１つのチャックテーブルの保持面を基準に、各チャックテーブルの保持面の高さ差を算出する。そして、１つのチャックテーブルの保持面に対する研削砥石の原点高さを測定する。この原点高さを、保持面の高さ差を用いて補正することにより、セットアップを実施していないチャックテーブルの保持面に対する研削砥石の原点高さを求めている。

また、特許文献１、特許文献３および特許文献４に開示の研削装置は、センサを備え、センサによってセットアップを実施する。

特開２０１３－１４４３２７号公報 特開２０１３－２５３８３７号公報 特開２０１３－１５８８７２号公報 特開２０１５－０３６１６９号公報

しかし、例えば研削砥石の交換後、セットアップを忘れて、研削加工を開始することがある。この場合、交換後の研削砥石の方が、交換前の研削砥石よりもＺ軸方向の長さが長いため、研削加工の開始時に研削砥石を高速で下降させた際に、保持面に研削砥石の下面が衝突し、研削砥石を含む研削装置が破損することがある。

したがって、本発明の目的は、研削砥石のような加工具を装着してチャックテーブルの保持面に保持されたウェーハを加工する際、保持面に加工具が衝突することを防止することにある。

本発明の加工装置（本加工装置）は、保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に装着された加工具によって該保持面に保持されたウェーハを加工する加工機構と、該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる垂直移動機構と、該加工機構が下降されることによって該加工具の下端が該保持面に接触したときの該加工具の高さを記憶するためのセットアップ機構と、制御部と、該スピンドルの回転を開始するボタンと、を備える加工装置であって、該制御部は、該ボタンが押されることによって出力される、該スピンドルの回転を開始する回転開始指令を受け付ける回転開始受付部と、該回転開始受付部が該回転開始指令を受け付けたら、該セットアップ機構を作動させるセットアップ開始部と、を備える。
本加工装置では、該加工機構は、該スピンドルが回転しているか停止しているかを検知する回転検知センサをさらに備えてもよく、該制御部は、該回転開始受付部が該回転開始指令を受け付けた際に、該回転検知センサによって該スピンドルが回転していることが検知された場合に、該スピンドルの回転を停止させる停止指令部をさらに備えてもよく、該セットアップ開始部は、該スピンドルが停止したことを該回転検知センサが検知したら、該セットアップ機構を作動させてもよい。

本加工装置では、スピンドルの回転を開始するボタンが押されて回転開始指令が出力されて、制御部の回転開始受付部がこの回転開始指令を受け付けたときに、セットアップ開始部が、加工が開始される前に、セットアップ機構を作動させて、加工機構に対するセットアップを実施する。このため、セットアップを実施せずに加工を開始してしまうことを防止できるので、セットアップ忘れによって、加工具が保持面に衝突してしまうことを防止することができる。したがって、加工装置の破損を抑制することが可能となる。

研削装置の構成を示す斜視図である。 第１セットアップ機構および第２セットアップ機構の構成を示す説明図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、第１セットアップ機構および第２セットアップ機構の他の構成を示す斜視図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）は、第１セットアップ機構および第２セットアップ機構のさらに他の構成を示す斜視図である。

図１に示す研削装置１は、加工装置の一例である。この研削装置１は、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１を備え、チャックテーブル５上に保持されたウェーハ１００を、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１により研削する。

図１に示すウェーハ１００は、被加工物の一例であり、たとえば、円形の半導体ウェーハである。ウェーハ１００の表面１０１には、図示しないデバイスが形成されている。ウェーハ１００の裏面１０３は、研削処理が施される被加工面となる。

研削装置１は、第１の装置ベース１０と、第１の装置ベース１０の後方（＋Ｙ方向側）に配置された第２の装置ベース１１とを有している。第１の装置ベース１０上は、ウェーハ１００の搬出入等が行われる領域である搬出入領域４０１となっている。第２の装置ベース１１上は、加工領域４０２となっている。この加工領域４０２では、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１によって、チャックテーブル５に保持されたウェーハ１００が加工される。

第１の装置ベース１０の正面側（－Ｙ方向側）には、第１のカセットステージ１６０および第２のカセットステージ１６２が設けられている。第１のカセットステージ１６０には、加工前のウェーハ１００が収容される第１のカセット１６１が載置されている。第２のカセットステージ１６２には、加工後のウェーハ１００が収容される第２のカセット１６３が載置されている。

第１のカセット１６１および第２のカセット１６３は、内部に複数の棚を備えており、各棚に一枚ずつウェーハ１００が収容されている。すなわち、第１のカセット１６１および第２のカセット１６３は、複数のウェーハ１００を棚状に収容する。

第１のカセット１６１および第２のカセット１６３の開口（図示せず）は、＋Ｙ方向側を向いている。これらの開口の＋Ｙ方向側には、ロボット１５５が配設されている。ロボット１５５は、ウェーハ１００を保持する保持面を備えている。ロボット１５５は、加工後のウェーハ１００を第２のカセット１６３に搬入（収納）する。また、ロボット１５５は、第１のカセット１６１から加工前のウェーハ１００を取り出して、仮置き機構１５２の仮置きテーブル１５４に載置する。

仮置き機構１５２は、第１のカセット１６１から取り出されたウェーハ１００を仮置きするために用いられ、ロボット１５５に隣接する位置に設けられている。仮置き機構１５２は、仮置きテーブル１５４、および、位置合わせ部材１５３を有している。位置合わせ部材１５３は、仮置きテーブル１５４を囲むように外側に配置される複数の位置合わせピンと、位置合わせピンを仮置きテーブル１５４の径方向に移動させるスライダとを備えている。位置合わせ部材１５３では、位置合わせピンが仮置きテーブル１５４の径方向に中央に向かって移動されることにより、複数の位置合わせピンを結ぶ円が縮径される。これにより、仮置きテーブル１５４に裏面１０３を上にして載置されたウェーハ１００が、所定の位置に位置合わせ（センタリング）される。

仮置き機構１５２に隣接する位置には、搬入機構１７０が設けられている。搬入機構１７０は、仮置き機構１５２に仮置きされたウェーハ１００を、チャックテーブル５に搬入する。搬入機構１７０は、ウェーハ１００の裏面１０３を吸引保持する搬送パッド１７１を備えている。搬入機構１７０は、仮置きテーブル１５４に仮置きされたウェーハ１００を搬送パッド１７１によって吸引保持して、加工領域４０２内における仮置き機構１５２の近傍に位置しているチャックテーブル５へ搬送し、その保持面５０に載置する。

チャックテーブル５は、ウェーハ１００を保持して回転する部材であり、ウェーハ１００を吸引保持する保持面５０を備えている。保持面５０は、図示しない吸引源に連通されて、ウェーハ１００を吸引保持することが可能である。チャックテーブル５は、保持面５０によってウェーハ１００を保持し、この状態で、保持面５０の中心を通りＺ軸方向に延在する中心軸を中心として、回転可能である。

本実施形態では、第２の装置ベース１１上に配設されたターンテーブル６の上面に、３つのチャックテーブル５が、ターンテーブル６の中心を中心とする円上に、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いる。ターンテーブル６は、この回転軸によって、Ｚ軸方向に延びる軸心を中心に自転することができる。ターンテーブル６が自転することで、３つのチャックテーブル５が公転する。これにより、チャックテーブル５を、仮置き機構１５２の近傍、粗研削機構３０の下方、および、仕上げ研削機構３１の下方に、順次、位置付けることができる。

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が立設されている。第１のコラム１２の前面には、ウェーハ１００を粗研削する粗研削機構３０、および、粗研削機構３０を研削送りする粗研削送り機構２０が配設されている。粗研削機構３０は、スピンドルの先端に装着された加工具によって保持面５０に保持されたウェーハ１００を加工する加工機構の一例であり、ウェーハ１００を粗研削する。

粗研削送り機構２０は、加工機構を保持面５０に垂直な方向に移動させる垂直移動機構の一例である。粗研削送り機構２０は、Ｚ軸方向に平行な一対のガイドレール２０１、このガイドレール２０１上をスライドする昇降テーブル２０３、ガイドレール２０１と平行なボールネジ２００、ボールネジ２００を回転駆動するモータ２０２、モータ２０２の回転角度を検知するためのエンコーダ２０５、および、昇降テーブル２０３の前面（表面）に取り付けられたホルダ２０４を備えている。ホルダ２０４は、粗研削機構３０を保持している。

昇降テーブル２０３は、ガイドレール２０１にスライド可能に設置されている。図示しないナット部が、昇降テーブル２０３に固定されている。このナット部には、ボールネジ２００が螺合されている。モータ２０２は、ボールネジ２００の一端部に連結されている。

粗研削送り機構２０では、モータ２０２がボールネジ２００を回転させることにより、昇降テーブル２０３が、ガイドレール２０１に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、昇降テーブル２０３に取り付けられたホルダ２０４、および、ホルダ２０４に保持された粗研削機構３０も、昇降テーブル２０３とともにＺ軸方向に移動する。このようにして、粗研削送り機構２０は、粗研削機構３０をＺ軸方向に沿って研削送りする。

また、エンコーダ２０５は、モータ２０２の回転角度を検知することにより、粗研削送り機構２０によって移動する粗研削機構３０の高さ（たとえば、後述する粗研削砥石３０６の高さ）を認識することができる。

粗研削機構３０は、ホルダ２０４に固定されたスピンドルハウジング３０１、スピンドルハウジング３０１に回転可能に保持されたスピンドル３００、スピンドル３００の回転を検知する回転検知センサ３０７、スピンドル３００を回転駆動するスピンドルモータ３０２、スピンドル３００の下端に取り付けられたホイールマウント３０３、および、ホイールマウント３０３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール３０４を備えている。

スピンドルハウジング３０１は、Ｚ軸方向に延びるようにホルダ２０４に保持されている。スピンドル３００は、チャックテーブル５の保持面５０と直交するようにＺ軸方向に延び、スピンドルハウジング３０１に回転可能に支持されている。

スピンドルモータ３０２は、スピンドル３００の上端側に連結されている。このスピンドルモータ３０２により、スピンドル３００は、Ｚ軸方向に延びる回転軸を中心として、矢印５０１に示すように回転する。
回転検知センサ３０７は、スピンドルモータ３０２の上端側に配置されており、スピンドル３００が回転しているか停止しているかを検知する。

ホイールマウント３０３は、円板状に形成されており、スピンドル３００の先端（下端）に固定されて、スピンドル３００の回転に応じて回転する。ホイールマウント３０３は、研削ホイール３０４を支持している。

研削ホイール３０４は、外径がホイールマウント３０３の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール３０４は、金属材料から形成された円環状のホイール基台３０５を含む。ホイール基台３０５の下面には、全周にわたって、略直方体形状の複数の粗研削砥石３０６が、環状に配置および固定されている。

粗研削砥石３０６は、スピンドル３００の回転により回転され、その下面によって、チャックテーブル５に保持されたウェーハ１００の裏面１０３を粗研削する。粗研削砥石３０６は、スピンドル３００の先端に装着された加工具の一例であり、比較的大きな砥粒を含む砥石である。

また、第２の装置ベース１１上の後方には、第２のコラム１３が、Ｘ軸方向に沿って第１のコラム１２に隣接するように、立設されている。第２のコラム１３の前面には、ウェーハ１００を仕上げ研削する仕上げ研削機構３１、および、仕上げ研削機構３１を研削送りする仕上げ研削送り機構２１が配設されている。仕上げ研削機構３１は、スピンドルの先端に装着された加工具によって保持面５０に保持されたウェーハ１００を加工する加工機構の一例であり、ウェーハ１００を仕上げ研削する。

仕上げ研削送り機構２１は、粗研削送り機構２０と同様に、加工機構を保持面５０に垂直な方向に移動させる垂直移動機構の一例である。仕上げ研削送り機構２１は、粗研削送り機構２０と同様の構成を有しており、仕上げ研削機構３１をＺ軸方向に沿って研削送りすることができる。
仕上げ研削機構３１は、粗研削砥石３０６に代えて、仕上げ研削砥石３１０を備えていることを除いて、粗研削機構３０と同様の構成を有している。仕上げ研削砥石３１０は、スピンドル３００の回転により回転され、その下面によって、チャックテーブル５に保持されたウェーハ１００の裏面１０３を仕上げ研削する。仕上げ研削砥石３１０は、スピンドル３００の先端に装着された加工具の一例であり、比較的小さな砥粒を含む砥石である。

仕上げ研削後のウェーハ１００は、搬出機構１７２によって搬出される。搬出機構１７２は、チャックテーブル５に保持されたウェーハ１００をスピンナ洗浄機構１５６に搬送する。

搬出機構１７２は、ウェーハ１００の裏面１０３を吸引保持する搬送パッド１７３を備えている。搬出機構１７２は、チャックテーブル５に載置されている仕上げ研削後のウェーハ１００の裏面１０３を、搬送パッド１７３によって吸引保持する。その後、搬出機構１７２は、ウェーハ１００をチャックテーブル５から搬出して、枚葉式のスピンナ洗浄機構１５６のスピンナテーブル１５７に搬送する。

スピンナ洗浄機構１５６は、ウェーハ１００を洗浄するスピンナ洗浄ユニットである。スピンナ洗浄機構１５６は、ウェーハ１００を保持するスピンナテーブル１５７、および、スピンナテーブル１５７に向けて洗浄水および乾燥エアを噴射するノズル１５８を備えている。

スピンナ洗浄機構１５６では、ウェーハ１００を保持したスピンナテーブル１５７が回転するとともに、ウェーハ１００に向けて洗浄水が噴射されて、ウェーハ１００がスピンナ洗浄される。その後、ウェーハ１００に乾燥エアが吹き付けられて、ウェーハ１００が乾燥される。

スピンナ洗浄機構１５６によって洗浄されたウェーハ１００は、ロボット１５５により、第２のカセットステージ１６２上の第２のカセット１６３に搬入される。

また、研削装置１におけるターンテーブル６の中央には、固定柱８が設けられている。この固定柱８は、ターンテーブル６の回転と共には回転せず、固定された状態で立設されている。そして、この固定柱８上に、第１測定機構４１および第２測定機構４５が配設されている。

第１測定機構４１は、粗研削機構３０の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０の高さ、および、この保持面５０に保持されているウェーハ１００の高さを測定するものである。一方、第２測定機構４５は、仕上げ研削機構３１の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０の高さ、および、この保持面５０に保持されているウェーハ１００の高さを測定するものである。

第１測定機構４１および第２測定機構４５は、保持面５０と面一のチャックテーブル５の枠体面５１に接触することの可能な保持面高さ測定器４２、および、保持面５０に保持されているウェーハ１００の上面である裏面１０３に接触することの可能なウェーハ高さ測定器４３を有している。これらにより、第１測定機構４１および第２測定機構４５は、枠体面５１と面一であるチャックテーブル５の保持面５０の高さ、および、保持面５０に保持されているウェーハ１００の高さ（裏面１０３の高さ）を測定することができる。さらに、第１測定機構４１および第２測定機構４５は、測定された保持面５０の高さとウェーハ１００の高さとの差分に基づいて、ウェーハ１００の厚みを算出することもできる。

なお、保持面高さ測定器４２およびウェーハ高さ測定器４３は、枠体面５１およびウェーハ１００の裏面１０３のそれぞれで反射する光または音波を用いた、非接触式の距離測定器であってもよい。

また、第１のコラム１２および第２のコラム１３の近傍には、それぞれ、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２が備えられている。

第１セットアップ機構８１は、粗研削機構３０の近傍に配置されている。第１セットアップ機構８１は、粗研削機構３０が下降されることによって、粗研削機構３０の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０に粗研削砥石３０６の下面（下端）が接触したときの、粗研削砥石３０６の高さを測定および記憶するために用いられる。

一方、第２セットアップ機構８２は、仕上げ研削機構３１に近傍に配置されている。第２セットアップ機構８２は、仕上げ研削機構３１が下降されることによって、仕上げ研削機構３１の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０に仕上げ研削砥石３１０の下面（下端）が接触したときの、仕上げ研削砥石３１０の高さを測定および記憶するために用いられる。
なお、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２の構成については後述する。

また、研削装置１は、第１の装置ベース１０および第２の装置ベース１１を覆う筐体１５を備えている。筐体１５の側面には、タッチパネル６０が設置されている。

タッチパネル６０には、研削装置１に関する加工条件等の各種情報が表示される。また、タッチパネル６０は、各種情報を設定するためにも用いられる。このように、タッチパネル６０は、情報を入力するための入力部材として機能するとともに、情報を表示するための表示部材としても機能する。

また、タッチパネル６０は、スピンドル３００の回転を開始するボタンの一例である研削開始ボタン６１を備えている。研削開始ボタン６１は、作業者が、研削装置１に対して、ウェーハ１００に対するフルオート研削動作の開始を指示するためのボタンである。

また、研削装置１は、その内部に、研削装置１の制御のための制御部７を有している。制御部７は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部７は、研削装置１の上述した各部材を制御して、ウェーハ１００に対する研削を実行する。制御部７は、図１に示すように、回転開始受付部７１、セットアップ開始部７２および停止指令部７３を備えている。

以下に、制御部７およびその構成部材によって制御される研削装置１の研削加工動作について説明する。

本実施形態では、作業者によって研削開始ボタン６１が押されたことを受けて、研削動作が開始される。

（１）セットアップ工程
研削装置１では、研削開始ボタン６１が押されることによって、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１のスピンドル３００の回転を開始する回転開始指令が出力される。そして、制御部７の回転開始受付部７１が、この回転開始指令を受け付ける。また、回転開始受付部７１が回転開始指令を受け付けたら、セットアップ開始部７２が、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させる。これにより、セットアップ工程が実施される。特に、本実施形態では、セットアップ開始部７２は、スピンドル３００が回転される前に、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させる。

すなわち、セットアップ開始部７２は、第１セットアップ機構８１を用いて粗研削機構３０のセットアップを実施するとともに、第２セットアップ機構８２を用いて仕上げ研削機構３１のセットアップを実施する。

図２に、第１セットアップ機構８１の構成を示す。図２に示すように、第１セットアップ機構８１は、接触式の第１検出器８３、昇降自在部８８を介して第１検出器８３を先端に支持しているアーム部８４、および、アーム部８４を支持して旋回させることの可能な支持部材８５を有している。

昇降自在部８８は、アーム部８４の先端において第１検出器８３とともに上下方向に撓むことの可能な板バネとして機能する。第１検出器８３は、チャックテーブル５の保持面５０に接触する接触子８７、および、接触子８７を上側から保持する保持部８６を有している。
なお、第２セットアップ機構８２も、第１セットアップ機構８１と同様の構成を有している。

第１セットアップ機構８１を用いた粗研削機構３０のセットアップ工程では、セットアップ開始部７２は、第１セットアップ機構８１の支持部材８５によってアーム部８４を旋回させることにより、第１検出器８３を、粗研削砥石３０６の下面と、粗研削機構３０の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０との間に配置する。さらに、セットアップ開始部７２は、図１に示した粗研削送り機構２０によって粗研削機構３０を下降させて、粗研削砥石３０６の下面を、第１検出器８３の保持部８６の上端部に当接させる。

そして、セットアップ開始部７２は、粗研削砥石３０６をさらに下降させる。これにより、第１検出器８３が下方に押され、アーム部８４の先端の昇降自在部８８が撓んで、第１検出器８３の接触子８７の下端部が、保持面５０に接触する。その結果、接触子８７が、保持部８６内で上方に押し込まれ、保持部８６内に設けられたセンサ８９に接触して、第１検出器８３がＯＮとなる。

第１検出器８３がＯＮとなったことを受けて、セットアップ開始部７２は、粗研削機構３０の下降を停止し、このときの粗研削機構３０の高さを、粗研削送り機構２０のエンコーダ２０５によって取得する。そして、セットアップ開始部７２は、取得した粗研削機構３０の高さから、予め認識されている第１検出器８３のＺ軸方向の長さ（第１検出器８３がＯＮとなったときの、保持部８６の上端部から接触子８７の下端部までの距離）を差し引くことにより、粗研削機構３０の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。
なお、粗研削機構３０の原点高さは、粗研削砥石３０６の下面が保持面５０に接触したときの高さである。

なお、上記したように、研削装置１には、ターンテーブル６上に、３つのチャックテーブル５が配置されている。このため、セットアップ開始部７２は、予め、第１測定機構４１あるいは第２測定機構４５の保持面高さ測定器４２を用いて、３つのチャックテーブル５の保持面５０の高さを求め、各チャックテーブル５における保持面５０の高さの差を算出している。そして、セットアップ開始部７２は、１つのチャックテーブル５に対する粗研削機構３０の原点高さの測定結果を、各チャックテーブル５における保持面５０の高さの差に基づいて補正することにより、他の２つのチャックテーブル５に対する粗研削機構３０の原点高さを求め、これらの原点高さを記憶する。

また、セットアップ開始部７２は、第２セットアップ機構８２を用いた仕上げ研削機構３１のセットアップ工程を同様に実施して、仕上げ研削機構３１の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。そして、セットアップ開始部７２は、１つのチャックテーブル５に対する仕上げ研削機構３１の原点高さの測定結果を、各チャックテーブル５における保持面５０の高さの差に基づいて補正することにより、他の２つのチャックテーブル５に対する仕上げ研削機構３１の原点高さを求め、これらの原点高さを記憶する。
なお、仕上げ研削機構３１の原点高さは、仕上げ研削砥石３１０の下面が保持面５０に接触したときの高さである。

（２）保持工程
次に、制御部７は、図１に示したロボット１５５を制御して、第１のカセット１６１から加工前のウェーハ１００を取り出して、仮置き機構１５２の仮置きテーブル１５４に載置し、ウェーハ１００の位置合わせを実施する。さらに、制御部７は、搬入機構１７０を制御して、仮置きテーブル１５４上のウェーハ１００を保持し、仮置き機構１５２の近傍に配置されているチャックテーブル５の保持面５０に、裏面１０３を上面として載置する。

その後、制御部７は、保持面５０を、図示しない吸引源に連通させる。これにより、保持面５０がウェーハ１００を吸引保持する。このようにして、チャックテーブル５が、保持面５０によってウェーハ１００を保持する。
なお、保持工程は、上述したセットアップ工程と同時、ある、セットアップ工程よりも前に実施されてもよい。

（２）粗研削工程
この工程では、チャックテーブル５に保持されているウェーハ１００を、粗研削機構３０によって粗研削する。具体的には、制御部７は、保持工程の後、ターンテーブル６を自転させることにより、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル５を、粗研削機構３０の下方に配置する。

また、制御部７は、回転開始受付部７１によって受け付けられた上述した回転開始指令に基づいて、粗研削機構３０のスピンドルモータ３０２を用いてスピンドル３００を回転駆動する。これにより、スピンドル３００の下端に取り付けられた粗研削砥石３０６が回転される。さらに、制御部７は、図示しないテーブル回転機構によって、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル５を回転させる。

次に、制御部７は、セットアップ工程において求められた、このチャックテーブル５に対する粗研削機構３０の原点高さ、および、予め記憶されているウェーハ１００の厚さに基づいて、このチャックテーブル５に保持されているウェーハ１００の直上に粗研削砥石３０６の下面が配置されるような粗研削機構３０の高さ（粗研削開始高さ）を求める。

そして、制御部７は、粗研削送り機構２０を用いて粗研削機構３０を下降させ、粗研削開始高さに粗研削機構３０を位置づけて、ウェーハ１００の研削を開始する。この際、制御部７は、粗研削送り機構２０を用いて、比較的に高速の初期速度で粗研削機構３０を下降させ、粗研削開始高さに粗研削機構３０を位置づける。その後、制御部７は、粗研削送り機構２０を用いて、比較的に低速の粗研削速度で粗研削機構３０を下降させて、ウェーハ１００の粗研削を実施する。

この際、制御部７は、第１測定機構４１を用いて、研削されているウェーハ１００の厚みを測定し、この厚みが所定の粗研削厚みになるまで、粗研削を実施する。

（３）仕上げ研削工程
この工程では、チャックテーブル５に保持されているウェーハ１００を、仕上げ研削機構３１によって仕上げ研削する。具体的には、制御部７は、粗研削工程の後、ターンテーブル６を自転させることで、粗研削されたウェーハ１００を保持しているチャックテーブル５を、仕上げ研削機構３１の下方に配置する。

また、制御部７は、回転開始受付部７１によって受け付けられた上述した回転開始指令に基づいて、仕上げ研削機構３１のスピンドルモータ３０２を用いてスピンドル３００を回転駆動する。これにより、スピンドル３００の下端に取り付けられた仕上げ研削砥石３１０が回転される。さらに、制御部７は、図示しないテーブル回転機構によって、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル５を回転させる。

次に、制御部７は、セットアップ工程において求められた、このチャックテーブル５に対する仕上げ研削機構３１の原点高さ、および、粗研削後のウェーハ１００の厚さに基づいて、このチャックテーブル５に保持されているウェーハ１００の直上に仕上げ研削砥石３１０の下面が配置されるような仕上げ研削機構３１の高さ（仕上げ研削開始高さ）を求める。

そして、制御部７は、仕上げ研削送り機構２１を用いて仕上げ研削機構３１を下降させ、仕上げ研削開始高さに仕上げ研削機構３１を位置づけて、ウェーハ１００の研削を開始する。この際、制御部７は、仕上げ研削送り機構２１を用いて、比較的に高速の初期速度で仕上げ研削機構３１を下降させ、仕上げ研削開始高さに仕上げ研削機構３１を位置づける。その後、制御部７は、仕上げ研削送り機構２１を用いて、比較的に低速の仕上げ研削速度で仕上げ研削機構３１を下降させて、ウェーハ１００の仕上げ研削を実施する。

この際、制御部７は、第２測定機構４５を用いて、研削されているウェーハ１００の厚みを測定し、この厚みが所定の仕上げ削厚みになるまで、仕上げ研削を実施する。

以上のように、本実施形態では、研削開始ボタン６１が押されて回転開始指令が出力されて、制御部７の回転開始受付部７１がこの回転開始指令を受け付けたときに、セットアップ開始部７２が、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１のスピンドル３００が回転される前に、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、セットアップ工程を実施している。

すなわち、本実施形態では、スピンドル３００が回転されて粗研削および仕上げ研削が開始される前に、セットアップ開始部７２によって、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１のセットアップが実施される。このため、セットアップ工程を実施せずに研削を開始してしまうことを防止できるので、セットアップ忘れによって、保持面５０に粗研削砥石３０６あるいは仕上げ研削砥石３１０が衝突してしまうことを防止することができる。したがって、研削装置１の破損を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態におけるセットアップ工程において、回転開始受付部７１が回転開始指令を受け付けた際に、制御部７が、図１に示した回転検知センサ３０７によって、スピンドル３００が回転しているか否かを検知してもよい。この場合、スピンドル３００が回転していない場合には、セットアップ開始部７２は、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、上述したセットアップ工程を実施する。

一方、回転検知センサ３０７によってスピンドル３００が回転していることが検知された場合には、制御部７の停止指令部７３が、スピンドルモータ３０２を制御して、スピンドル３００の回転を停止させる。そして、セットアップ開始部７２は、スピンドル３００が停止したことを回転検知センサ３０７が検知したら、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、セットアップ工程を実施する。

また、本実施形態では、スピンドル３００の回転を開始するボタンとして、ウェーハ１００に対するフルオート研削動作の開始を指示するための研削開始ボタン６１が示されている。これに関し、スピンドル３００の回転を開始するボタンは、研削装置１のウォームアップ開始のボタンであってもよいし、単にスピンドル３００を回転させるためのボタンであってもよい。本実施形態では、これらのようなスピンドル３００の回転を開始するボタンが押されることによって、回転開始指令が出力される。そして、この回転開始指令を回転開始受付部７１が受け付けたら、セットアップ開始部７２が、スピンドル３００が回転される前に、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、セットアップ工程が実施される。

また、研削装置１における第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すような構成を有していてもよい。

この場合、第１セットアップ機構８１は、上述したアーム部８４および支持部材８５を備えているとともに、アーム部８４の先端に、第２検出器９０を備えている。

第２検出器９０は、Ｕ字形の溝部９１を有している。この溝部９１は、粗研削砥石３０６および仕上げ研削砥石３１０を挟み込めるように構成されている。

また、この溝部９１の２つの内側面には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、互いに向かい合うように、測定光を発する投光部９２、および、測定光を受光する受光部９３が設けられている。これら投光部９２および受光部９３の高さと、チャックテーブル５の保持面５０の高さとの差は、予め認識されている。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示した第１セットアップ機構８１を用いた粗研削機構３０のセットアップ工程では、図１に示したセットアップ開始部７２は、第１セットアップ機構８１の支持部材８５によってアーム部８４を旋回させることにより、第２検出器９０を、粗研削砥石３０６の下方、たとえば、粗研削砥石３０６における保持面５０からはみ出た部分の下方に配置する。さらに、セットアップ開始部７２は、第２検出器９０の投光部９２を制御して、受光部９３に向けて測定光を照射する。

さらに、セットアップ開始部７２は、図１に示した粗研削送り機構２０によって、粗研削機構３０を下降させる。

そして、粗研削機構３０の下降に伴い、第２検出器９０の溝部９１に粗研削砥石３０６が挟み込まれて、図３（ｂ）に示すように、投光部９２と受光部９３との間に粗研削砥石３０６の下面が配置されると、投光部９２からの測定光を受光する受光部９３の受光量が減少する。そして、受光部９３の受光量が減少したことを受けて、第２検出器９０がＯＮとなる。
なお、第２検出器９０は、受光部９３が測定光を受光しなくなったことを受けてＯＮとなるように構成されていてもよい。

第２検出器９０がＯＮとなったことを受けて、セットアップ開始部７２は、粗研削砥石３０６の下面が第２検出器９０の投光部９２および受光部９３の高さ位置に到達した判断して、粗研削機構３０の下降を停止し、このときの粗研削機構３０の高さを、粗研削送り機構２０のエンコーダ２０５によって取得する。

そして、セットアップ開始部７２は、取得した粗研削機構３０の高さから、投光部９２および受光部９３の高さと保持面５０との高さの差を差し引くことで、粗研削機構３０の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。

また、セットアップ開始部７２は、第２セットアップ機構８２を用いた仕上げ研削機構３１のセットアップ工程を同様に実施して、仕上げ研削機構３１の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。

なお、第２検出器９０では、溝部９１の一方の内側面に、投光部９２および受光部９３が並設されていてもよい。この場合、受光部９３は、投光部９２からの測定光が粗研削砥石３０６によって反射した反射光を受光する。

また、研削装置１における第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような構成を有していてもよい。

この場合、第１セットアップ機構８１は、上述したアーム部８４および支持部材８５を備えているとともに、アーム部８４の先端に、第３検出器９５を備えている。また、第１セットアップ機構８１は、アーム部８４の基端に、受発光部９４を備えている。
受発光部９４は、測定光を投光する投光部９６、および、反射光を受光する受光部９７を有している。また、第３検出器９５は、ビームスプリッタ９８およびミラー９９を備えている。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示した第１セットアップ機構８１を用いた粗研削機構３０のセットアップ工程では、セットアップ開始部７２は、第１セットアップ機構８１の支持部材８５によってアーム部８４を旋回させることにより、第３検出器９５を、粗研削砥石３０６の下面と、粗研削機構３０の下方に配置されたチャックテーブル５の保持面５０との間に配置する。

さらに、セットアップ開始部７２は、図１に示した粗研削送り機構２０を用いて、粗研削機構３０を所定の測定高さに配置する。そして、セットアップ開始部７２は、受発光部９４の投光部９６から第３検出器９５に向けて、測定光Ｌ０を投光する。

測定光Ｌ０は、図４（ｂ）に示すように、第３検出器９５のビームスプリッタ９８に入射される。ビームスプリッタ９８は、図４（ｂ）に示すように、測定光Ｌ０の一部の進行方向を９０度だけ変えて、第１測定光Ｌ１として、上方の粗研削砥石３０６の下面に向かうように反射させる。また、ビームスプリッタ９８は、測定光Ｌ０の残りの部分を、第２測定光Ｌ２として、進行方向を変えずにミラー９９に向けて透過させる。

第１測定光Ｌ１は、粗研削砥石３０６の下面で反射され、第１反射光Ｒ１となってビームスプリッタ９８に向けて進行する。この第１反射光Ｒ１は、ビームスプリッタ９８で反射されて、受発光部９４の受光部９７で受光される。

ミラー９９は、第２測定光Ｌ２の進行方向を９０度だけ変えて、保持面５０に投光する。第２測定光Ｌ２は、保持面５０で反射され、第２反射光Ｒ２となってミラー９９に向けて進行する。第２反射光Ｒ２は、ミラー９９で反射されてビームスプリッタ９８を透過し、受光部９７に受光される。

ここで、受光部９７における第１反射光Ｒ１の受光位置は、第３検出器９５と粗研削砥石３０６の下面との距離に応じて変化する。また、受光部９７における第２反射光Ｒ２の受光位置も、第３検出器９５と保持面５０との距離に応じて変化する。したがって、セットアップ開始部７２は、受光部９７における第１反射光Ｒ１および第２反射光Ｒ２の受光位置を検出することで、第３検出器９５と保持面５０との間の距離、および、第３検出器９５と粗研削砥石３０６の下面との間の距離を測定することができる。そして、セットアップ開始部７２は、これらの距離を合算することで、保持面５０と粗研削砥石３０６の下面との間の距離を算出する。

さらに、セットアップ開始部７２は、算出された保持面５０と粗研削砥石３０６の下面との間の距離を、測定時の粗研削機構３０の高さである上述した測定高さから差し引くことによって、粗研削機構３０の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。
また、セットアップ開始部７２は、第２セットアップ機構８２を用いた仕上げ研削機構３１のセットアップ工程を同様に実施して、仕上げ研削機構３１の原点高さを求め、この原点高さを記憶する。

また、本実施形態では、加工装置の一例として、研削装置１を示している。これに関し、本実施形態にかかる加工装置は、加工機構および保持面を有する加工装置であればよく、たとえば、切削装置、バイト旋削装置あるいは研磨装置であってもよい。

また、研削装置１における第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すような構成の場合は、セットアップを実施する際に、粗研削砥石３０６および仕上げ研削砥石３１０が回転していてもよい。
また、研削装置１における第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような構成の場合は、セットアップを実施する際に、粗研削砥石３０６および仕上げ研削砥石３１０が回転していてもよい。

すなわち、第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）が、図３（ａ）および図３（ｂ）、あるいは、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すような構成を有している場合、セットアップ工程において、粗研削砥石３０６および仕上げ研削砥石３１０が、第１セットアップ機構８１（第２セットアップ機構８２）に触れることはない。このため、スピンドル３００とともに粗研削砥石３０６および仕上げ研削砥石３１０が回転していても、セットアップ工程を実施することができる。

したがって、この場合、回転開始受付部７１が回転開始指令を受け付けたら、制御部７が、スピンドル３００を回転させるとともに、セットアップ開始部７２が、第１セットアップ機構８１および第２セットアップ機構８２を作動させて、セットアップ工程を実施してもよい。

この場合でも、粗研削工程および仕上げ研削工程が開始される前に、セットアップ開始部７２によって、粗研削機構３０および仕上げ研削機構３１に対するセットアップ工程が実施される。このため、セットアップ工程を実施せずに研削を開始してしまうことを防止できるので、セットアップ忘れによって、保持面５０に粗研削砥石３０６あるいは仕上げ研削砥石３１０が衝突してしまうことを防止することができる。したがって、研削装置１の破損を抑制することが可能となる。

１：研削装置、５：チャックテーブル、６：ターンテーブル、７：制御部、８：固定柱、
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、１５：筐体、２０：粗研削送り機構、２１：仕上げ研削送り機構、
３０：粗研削機構、３１：仕上げ研削機構、４１：第１測定機構、
４２：保持面高さ測定器、４３：ウェーハ高さ測定器、４５：第２測定機構、
５０：保持面、５１：枠体面、６０：タッチパネル、６１：研削開始ボタン、
７１：回転開始受付部、７２：セットアップ開始部、７３：停止指令部、
８１：第１セットアップ機構、８２：第２セットアップ機構、８３：第１検出器、
８４：アーム部、８５：支持部材、８６：保持部、８７：接触子、８８：昇降自在部、
８９：センサ、９０：第２検出器、
９１：溝部、９２：投光部、９３：受光部、９４：受発光部、９５：第３検出器、
９６：投光部、９７：受光部、９８：ビームスプリッタ、９９：ミラー、
１００：ウェーハ、１０１：表面、１０３：裏面、
１５２：仮置き機構、１５３：位置合わせ部材、１５４：仮置きテーブル、
１５５：ロボット、１５６：スピンナ洗浄機構、１５７：スピンナテーブル、
１５８：ノズル、１６０：第１のカセットステージ、１６１：第１のカセット、
１６２：第２のカセットステージ、１６３：第２のカセット、１７０：搬入機構、
１７１：搬送パッド、１７２：搬出機構、１７３：搬送パッド、２００：ボールネジ、
２０１：ガイドレール、２０２：モータ、２０３：昇降テーブル、２０４：ホルダ、
２０５：エンコーダ、３００：スピンドル、３０１：スピンドルハウジング、
３０２：スピンドルモータ、３０３：ホイールマウント、３０４：研削ホイール、
３０５：ホイール基台、３０６：粗研削砥石、３０７：回転検知センサ、
３１０：仕上げ研削砥石、４０１：搬出入領域、４０２：加工領域、５０１：矢印、
Ｌ０：測定光、Ｌ１：第１測定光、Ｌ２：第２測定光、
Ｒ１：第１反射光、Ｒ２：第２反射光

Claims (2)

1. 保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、
   スピンドルの先端に装着された加工具によって該保持面に保持されたウェーハを加工する加工機構と、
   該加工機構を該保持面に垂直な方向に移動させる垂直移動機構と、
   該加工機構が下降されることによって該加工具の下端が該保持面に接触したときの該加工具の高さを記憶するためのセットアップ機構と、
   制御部と、
   該スピンドルの回転を開始するボタンと、を備える加工装置であって、
   該制御部は、
   該ボタンが押されることによって出力される、該スピンドルの回転を開始する回転開始指令を受け付ける回転開始受付部と、
   該回転開始受付部が該回転開始指令を受け付けたら、該セットアップ機構を作動させるセットアップ開始部と、を備える、
   加工装置。
2. 該加工機構は、該スピンドルが回転しているか停止しているかを検知する回転検知センサをさらに備え、
   該制御部は、該回転開始受付部が該回転開始指令を受け付けた際に、該回転検知センサによって該スピンドルが回転していることが検知された場合に、該スピンドルの回転を停止させる停止指令部をさらに備え、
   該セットアップ開始部は、該スピンドルが停止したことを該回転検知センサが検知したら、該セットアップ機構を作動させる、
   請求項１記載の加工装置。

Images