JP2000198054A - ウェ―ハの平面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インデックステーブルに設けられた複数のウェ
ーハチャックを、砥石による研削加工位置に高精度に位
置決めすることができるウェーハの平面研削装置を提供
する。 【解決手段】本発明では、インデックステーブル５０と
テーブルモータ８４とを電磁クラッチ８２で連結し、こ
の電磁クラッチ８２でテーブルモータ８４の動力を遮断
させた後、インデックステーブル５０に形成された位置
決め用孔１００にロケートピン９４を嵌入させてチャッ
ク４８、５２、５４を位置決め固定する。また、本発明
によれば、ロケートピン９４の先端部及び位置決め用孔
１００の入口部に、ロケートピン９４を位置決め用孔１
００に導く傾斜面９５、１０１を形成したので、ズレた
チャック４８、５２、５４の位置を研削加工位置に矯正
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの平面加工
装置に係り、特に半導体ウェーハの製造工程で半導体ウ
ェーハの裏面（素子形成面の反対面）を研削加工するウ
ェーハの平面加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の平面研削装置として、ウェーハ
を保持するチャック（保持部材に相当）がテーブルに所
定の間隔で複数台設けられたものは、テーブルを間欠的
に回動させ、チャックを砥石による研削加工位置に順次
搬送させることにより、チャックに保持されたウェーハ
を順次研削加工する。

【０００３】前記テーブルは、その回転軸に駆動モータ
の出力軸が連結されている。この駆動モータでテーブル
を回動させることにより、チャックが前記研削加工位置
に位置され、また、駆動モータによってテーブルの回動
がロックされ、この状態でウェーハが研削加工される。
ところで、最近の平面研削装置では、ウェーハの大径化
に伴ってチャック及びテーブルが大型化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平面研削装置は、駆動モータのみでチャックを位置決め
しているので、テーブルが大径化すると、駆動モータの
最少制御角度に相当するテーブルの回動量が大きくなる
ことから、チャックの位置決めが難しくなるという欠点
があった。また、チャックが誤差の許容範囲で位置決め
されても、長期間の使用によってその誤差が累積されて
許容範囲から外れるので、ウェーハの研削精度が漸次悪
化するという欠点があった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、テーブルに設けられた複数の保持部材を、研
削加工位置に高精度に位置決めすることができるウェー
ハの平面加工装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ウェーハを保持する複数の保持部材が所
定の間隔で設けられたテーブルと、前記ウェーハを研削
する砥石が設けられ、該砥石でウェーハを研削加工する
研削手段と、前記テーブルを間欠的に回動させ、前記複
数の保持部材を前記研削手段による研削加工位置に順次
搬送させる駆動モータと、前記駆動モータの出力軸と前
記テーブルの回転軸とを連結／切り離しすることによ
り、駆動モータの動力の伝達／遮断を行うクラッチ手段
と、前記テーブルに形成された位置決め用孔に対して進
退移動自在に設けられ、進出移動されることにより位置
決め用孔に嵌入され、前記テーブルの保持部材を前記研
削加工位置に位置決めするピン部材と、前記ピン部材を
前記位置決め用孔に対して進退移動させる移動手段と、
前記駆動モータを制御して前記保持部材を前記研削加工
位置に搬送させ、前記クラッチ手段を制御して前記駆動
モータの動力を遮断させ、前記移動手段を制御して前記
ピン部材を進出移動させ、該ピン部材を前記位置決め用
孔に嵌入させることにより保持部材を研削加工位置に位
置決めさせる制御手段と、からなることを特徴としてい
る。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、まず、制御
手段が駆動モータを制御してテーブルを回動させ、保持
部材を研削加工位置に搬送させる。次に、制御手段がク
ラッチ手段を制御して駆動モータの動力を遮断させる。
これによって、テーブルは、駆動モータから切り離さ
れ、駆動モータに対してフリーに回転することができ
る。次いで、制御手段が移動手段を制御してピン部材を
進出移動させ、ピン部材をテーブルに形成された位置決
め用孔に嵌入させる。これにより、保持部材が研削加工
位置に確実に位置決めされて固定される。したがって、
本発明は、テーブルに設けられた複数の保持部材を、研
削加工位置に高精度に位置決めすることができる。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、保持部材が
ズレた位置でテーブルが停止された場合、前記ピン部材
が前記位置決め用孔に嵌入されてくると、ピン部材の先
端部が位置決め用孔の入口部の周縁に当接する。この
時、ピン部材の先端部又は位置決め用孔の入口部の少な
くとも一方には傾斜面が形成されているので、ピン部材
の先端部と位置決め用孔の入口部とは、傾斜面を介して
当接される。また、この時、テーブルは、駆動モータか
ら切り離されているので、ピン部材の嵌入方向の移動に
よってピン部材に押されて回動される。そして、テーブ
ルは、ピン部材が位置決め用孔に完全に嵌入された時に
停止される。これによって、ズレていた保持部材の位置
が研削加工位置に矯正される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハの平面加工装置の好ましい実施の形態につい
て詳説する。図１は、本発明が適用された半導体ウェー
ハの平面研削装置の斜視図であり、図２は平面図であ
る。図１に示すように平面研削装置１０の本体１２に
は、カセット収納ステージ１４、アライメントステージ
１６、粗研削ステージ１８、仕上げ研削ステージ２０、
及び洗浄ステージ２２が設けられている。

【００１０】前記カセット収納ステージ１４には、２台
のカセット２４、２４が着脱自在にセットされ、これら
のカセット２４、２４には裏面研削前のウェーハ２６が
多数枚収納されている。このウェーハ２６は、搬送用ロ
ボット２８によって１枚ずつ保持されて、次工程のアラ
イメントステージ１６に順次搬送される。前記搬送用ロ
ボット２８は、本体１２に立設されたビーム３０に昇降
装置３２を介して吊り下げ支持される。また、前記昇降
装置３２は、ビーム３０に内蔵された図示しない送り装
置に連結されており、この送り装置で前記昇降装置３２
を送り移動させると、前記搬送用ロボット２８が、ビー
ム３０の配設方向に沿って図１、図２上矢印Ａ、Ｂ方向
に往復移動される。

【００１１】前記ロボット２８は、汎用の産業用ロボッ
トであり、その構成はウェーハ２６を吸着保持する馬蹄
形のアーム３４、及び３本のリンク３６、３８、４０等
から成っている。前記アーム３４の先端には、ウェーハ
２６を吸着する吸着パッド３５、３５が設けられる。ま
た、アーム３４は、リンク３６にその基端部が軸芯を中
心に回転自在に支持され、図示しないモータからの駆動
力で軸芯を中心に回転することができる。前記リンク３
６は、リンク３８に軸４２を介して回動自在に連結さ
れ、図示しないモータからの駆動力で軸４２を中心に回
転することができる。また、リンク３８は、軸４４を介
してリンク４０に回動自在に連結され、図示しないモー
タからの駆動力で軸４４を中心に回転することができ
る。さらに、リンク４０は、軸４６を介して図示しない
モータの出力軸に連結されているので、モータを駆動す
ることにより軸４６を中心に回転することができる。ま
た、モータは、昇降装置３２の図示しない昇降ロッドに
連結されている。したがって、前記ロボット２８によれ
ば、アーム３４及び３本のリンク３６、３８、４０の動
作を各々のモータで制御するとともに、昇降装置３２の
昇降ロッドの収縮動作を制御することにより、前記カセ
ット２４に収納されたウェーハ２６を取り出してアライ
メントステージ１６に搬送することができる。

【００１２】前記アライメントステージ１６は、カセッ
ト２４から搬送されたウェーハ２６を所定の位置に位置
合わせするステージである。このアライメントステージ
１６で位置合わせされたウェーハ２６は、前記搬送用ロ
ボット２８の吸着パッド３５、３５に再度吸着保持され
た後、空のウェーハチャック（保持部材に相当）４８に
向けて搬送され、このチャック４８の所定の位置に吸着
保持される。

【００１３】前記チャック４８は、インデックステーブ
ル（テーブルに相当）５０に設置され、また、同機能を
備えたチャック５２、５４がインデックステーブル５０
の回転軸を中心とする同心円上に等間隔で設置されてい
る。前記チャック５２は、粗研削ステージ１８に位置さ
れており、吸着したウェーハ２６がここで粗研削され
る。また、前記チャック５４は、仕上げ研削ステージ２
０に位置され、吸着したウェーハ２６がここで仕上げ研
削（精研削、スパークアウト）される。なお、本実施の
形態では、インデックステーブル５０に３台のチャック
４８、５２、５４を設置したが、チャックの台数は３台
に限定されるものではない。

【００１４】前記チャック４８に吸着保持されたウェー
ハ２６は、図示しない測定ゲージによってその厚みが測
定される。厚みが測定されたウェーハ２６は、インデッ
クステーブル５０の図１、図２上矢印Ｃ方向の回動で粗
研削ステージ１８に位置され、粗研削ステージ１８のカ
ップ型砥石５６によって、前記測定された厚さに基づき
粗研削される。なお、符号７０は砥石モータであり、こ
の砥石モータ７０によってカップ型砥石５６が回転され
る。また、符号７２は昇降装置である。この昇降装置７
２によってカップ型砥石５６がウェーハ２６に押し付け
られ、ウェーハ２６が粗研削される。

【００１５】粗研削ステージ１８で粗研削されたウェー
ハ２６は、ウェーハ２６からカップ型砥石５８が退避
（上昇）移動された後、図示しない厚み測定ゲージによ
ってその厚みが測定される。厚みが測定されたウェーハ
２６は、インデックステーブル５０の同方向の回動で仕
上げ研削ステージ２０に位置され、仕上げ研削ステージ
２０の図２に示すカップ型砥石６４によって、前記測定
された厚さに基づき精研削、スパークアウトされる。な
お、符号７４は砥石モータであり、この砥石モータ７４
によってカップ型砥石６４が回転される。また、符号７
６は昇降装置であり、この昇降装置７６によってカップ
型砥石６４がウェーハ２６に押し付けられ、ウェーハ２
６が仕上げ研削される。

【００１６】仕上げ研削ステージ２０で仕上げ研削され
たウェーハ２６は、ウェーハ２６からカップ型砥石６４
が退避移動された後に、インデックステーブル５０の同
方向の回動で図１に示した空のチャック４８の位置に搬
送される。そして、前記ウェーハ２６は、搬送アーム６
６の先端に設けた、ウェーハと略同径の吸着パッド６８
に吸着された後、搬送アーム６６の図１上矢印Ｄ方向の
回動で洗浄ステージ２２に搬送され、ここで洗浄されて
乾燥される。

【００１７】洗浄ステージ２２で洗浄／乾燥されたウェ
ーハ２６は、前記搬送用ロボット２８によって吸着保持
されてカセット収納ステージ１４に搬送され、所定のカ
セット２４の所定の棚に収納される。以上が、本実施の
形態の平面研削装置１０によるウェーハ処理工程の流れ
である。図３は、インデックステーブル５０を含むその
近傍の縦断面図である。同図に示すようにインデックス
テーブル５０は、装置本体１２に設置されたインデック
スベース７８上に回転自在に支持されている。また、イ
ンデックステーブル５０の回転軸８０は、電磁クラッチ
８２を介してテーブルモータ（ステッピングモータ）８
４の出力軸８６に連結されている。前記電磁クラッチ８
２は、図４に示す電磁クラッチ駆動回路８８によって動
力伝達／遮断の切り換えが制御されている。また、前記
電磁クラッチ駆動回路８８は、平面研削装置１０全体を
統括制御するＣＰＵ９０によって制御されている。この
ＣＰＵ９０によって、テーブルモータ８４、砥石モータ
７０、７２、及びチャック４８、５２、５４の各チャッ
クモータ９２等が制御されている。前記ＣＰＵ９０によ
る前記部材の制御方法については後述する。

【００１８】図３に示すように前記インデックスベース
７８には、ロケートピン（ピン部材に相当）９４が配置
されている。このロケートピン９４は、インデックスベ
ース７８に形成されたピン収納穴９６に収納配置される
とともに、図４に示すロケートピン昇降装置９８によっ
て、図３のピン収納穴９６から上方に突出するように駆
動される。また、インデックステーブル５０の下面に
は、位置決め用孔１００が３ヵ所（図３では１つの位置
決め用孔１００のみ図示）形成される。

【００１９】前記位置決め用孔１００は、インデックス
テーブル５０の回転軸８０を中心とした同心円上に等間
隔で形成されている。また、この位置決め用孔１００
は、ロケートピン９４が突出された時に、ロケートピン
９４が嵌入される孔であり、この位置決め用孔１００に
ロケートピン９４が嵌入されることにより、インデック
ステーブル５０が位置決め固定され、図１に示したチャ
ック４８、５２、５４が各ステージ１８、２０による研
削加工位置にそれぞれ位置決めされる。

【００２０】次に、図３に示したＣＰＵ９０による各部
材の駆動制御方法について説明する。まず、ＣＰＵ９０
はテーブルモータ８４を制御して、インデックステーブ
ル５０を１２０度回動させ、ウェーハ２６を保持したチ
ャック４８を粗研削ステージ１８による粗研削加工位置
に搬送させるとともに、ウェーハ２６を保持したチャッ
ク５２を仕上げ研削ステージ２０による仕上げ研削加工
位置に搬送させる。

【００２１】次に、ＣＰＵ９０は、電磁クラッチ駆動回
路８８を制御して電磁クラッチ８２を切り、テーブルモ
ータ８４の動力を遮断させる。これによって、インデッ
クステーブル５０は、テーブルモータ８４から切り離さ
れるので、テーブルモータ８４に対してフリーに回転す
ることができる。次いで、ＣＰＵ９０は、ロケートピン
昇降装置９６を制御してロケートピン９４をピン収納穴
９６から上昇移動させ、ロケートピン９４をインデック
ステーブル５０に形成された位置決め用孔１００に嵌入
させる。

【００２２】これによって、インデックステーブル５０
に設けられた２台のチャック４８、５２が、研削加工位
置に高精度に位置決め固定される。なお、この時、チャ
ック５４は、搬送アーム６６による排出位置に位置決め
固定される。ところで、前記チャック４８、５２の位置
がズレた位置でインデックステーブル５０が停止された
場合、図５（Ａ）で示すようにロケートピン９４が位置
決め用孔１００に嵌入されてくると、ロケートピン９４
の先端部に形成された傾斜面９５が、図５（Ｂ）で示す
ように位置決め用孔１００の入口部に形成された傾斜面
１０１に当接される。この時、インデックステーブル５
０は、電磁クラッチ８２によってテーブルモータ８４か
ら切り離されているので、ロケートピン９４の嵌入方向
の移動によってロケートピン９４に押され、図５（Ｂ）
上矢印で示す方向に回動される。そして、インデックス
テーブル５０は、図５（Ｃ）に示すようにロケートピン
９４が位置決め用孔１００に完全に嵌入された時に停止
される。これによって、ズレていたチャック４８、５２
の位置が正規の研削加工位置にそれぞれ矯正される。

【００２３】したがって、本実施の形態の平面研削装置
１０によれば、ズレたチャック４８、５２を研削加工位
置に矯正して固定することができる。なお、本実施の形
態では、ロケートピン９４の先端部及び位置決め用孔１
００の入口部の両方に傾斜面を形成したが、少なくとも
一方に傾斜面を形成すればよい。このように２台のチャ
ック４８、５２が研削加工位置に位置決めされると、Ｃ
ＰＵ９０は砥石モータ７０、７４と、それぞれのチャッ
クモータ９２、９２とを駆動させ、粗研削ステージ１８
でウェーハ２６の粗研削加工を実施し、仕上げ研削ステ
ージ２０でウェーハ２６の仕上げ研削加工を実施する。

【００２４】そして、粗研削加工及び仕上げ研削加工が
終了すると、ＣＰＵ９０は、まず、前記砥石モータ７
０、７４とチャックモータ９２、９２とを停止させる。
次に、ＣＰＵ９０は、電磁クラッチ駆動回路８８を制御
して電磁クラッチ８２を駆動し、テーブルモータ８４と
インデックステーブル５０とを連結させる。次いで、Ｃ
ＰＵ９０はロケートピン昇降装置９６を制御してロケー
トピン９４を下降移動させ、ロケートピン９４を前記位
置決め用孔１００から退避させる。これにより、ロケー
トピン９４によるインデックステーブル５０の回動規制
が解除されるので、テーブルモータ８４によるインデッ
クステーブル５０の回動が可能となる。

【００２５】したがって、本実施の形態の平面研削装置
１０によれば、インデックステーブル５０の回動／停
止、電磁クラッチ８２の伝達／遮断、及びロケートピン
９４の上昇／下降の各動作を上記の通り繰り返し制御す
ることによって、チャック４８、５２、５４に保持され
たウェーハ２６を、研削加工位置に確実に位置決めする
ことができる。よって、ウェーハ２６を精度良く研削加
工することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハの平面加工装置によれば、駆動モータとテーブルとを
クラッチ手段で連結し、このクラッチ手段で駆動モータ
の動力を遮断させた後、テーブルに形成された位置決め
用孔にピン部材を嵌入させて保持部材を位置決め固定す
るようにしたので、テーブルに設けられた複数の保持部
材を、研削加工位置に高精度に位置決めすることができ
る。

【００２７】また、本発明によれば、ピン部材の先端部
又は位置決め用孔の入口部のうち少なくとも一方に、ピ
ン部材を位置決め用孔に導く傾斜面を形成したので、ズ
レたチャックの位置を研削加工位置に矯正させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハの平
面研削装置の全体斜視図

【図２】図１に示した平面研削装置の平面図

【図３】図１に示した平面研削装置のインデックステー
ブルの縦断面図

【図４】図１に示した平面研削装置の制御系を示すブロ
ック図

【図５】ロケートピンによる位置決め動作説明図

【符号の説明】

１０…平面研削装置 １８…粗研削ステージ ２０…仕上げ研削ステージ ４８、５２、５４…チャック ５０…インデックステーブル ８２…電磁クラッチ ８４…テーブルモータ ９０…ＣＰＵ ９４…ロケートピン １００…位置決め用孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハを保持する複数の保持部材が所
   定の間隔で設けられたテーブルと、 前記ウェーハを研削する砥石が設けられ、該砥石でウェ
   ーハを研削加工する研削手段と、 前記テーブルを間欠的に回動させ、前記複数の保持部材
   を前記研削手段による研削加工位置に順次搬送させる駆
   動モータと、 前記駆動モータの出力軸と前記テーブルの回転軸とを連
   結／切り離しすることにより、駆動モータの動力の伝達
   ／遮断を行うクラッチ手段と、 前記テーブルに形成された位置決め用孔に対して進退移
   動自在に設けられ、進出移動されることにより位置決め
   用孔に嵌入され、前記テーブルの保持部材を前記研削加
   工位置に位置決めするピン部材と、 前記ピン部材を前記位置決め用孔に対して進退移動させ
   る移動手段と、 前記駆動モータを制御して前記保持部材を前記研削加工
   位置に搬送させ、前記クラッチ手段を制御して前記駆動
   モータの動力を遮断させ、前記移動手段を制御して前記
   ピン部材を進出移動させ、該ピン部材を前記位置決め用
   孔に嵌入させることにより保持部材を研削加工位置に位
   置決めさせる制御手段と、 からなることを特徴とするウェーハの平面加工装置。
2. 【請求項２】 前記ピン部材の先端部、及び前記位置決
   め用孔の入口部の少なくとも一方には、ピン部材を位置
   決め用孔に導く傾斜面が形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のウェーハの平面加工装置。