JP2009038267A - 基板の裏面研削装置および裏面研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体基板の裏面エッジ部の面取り加工と、裏面の平面研削加工をフットプリントを増加させることなく１台の装置で可能にする裏面研削装置を提供する。
【解決手段】回転軸が同一円周上に在る３基の基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂ，３０ｃを等間隔に搭載したインデックス型回転テーブル２のテーブル３０ｂの上方に研削砥石９０ａを軸承するスピンドルを昇降可能に設けて粗研削ステージを構成し、回転テーブル２をθ度回転させてテーブル３０ａに載置された半導体基板の外周縁部のと研削砥石の外周縁部とが一部重なり合うエッジ研削ステージＳ_2ｅ位置にテーブル３０ａを移動させ、研削砥石により半導体基板の裏面面取り加工を行う。さらに、回転テーブル２を（１２０−θ）度回転させて半導体基板の中心と前記研削砥石９０ａの外周面が一致するステージ位置Ｓ_２ｂｇにテーブル３０ａを移動させ、その位置で半導体基板の裏面を平面研削加工する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の基板ホルダーテーブルの回転軸を同一円周上に、かつ、等間隔に１台のインデックス型回転テーブルに搭載し、この基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板やＳＯＩウエハの裏面を研削砥石でエッジ研削し、ついでインデックス型回転テーブルを回転させた後、エッジ研削された基板裏面を前記研削砥石で裏面研削して平坦化する方法およびそれを実施するのに用いる基板の裏面研削装置に関する。本発明の基板の裏面研削装置は、基板のエッジ研削加工と平坦化研削加工を同一の研削砥石で行うことができるので、フットプリント（装置設置面積）が小さい利点を有する。

半導体基板の径が３００ｍｍ、４５０ｍｍと拡径するとともに、厚みが２０〜８０μｍと極薄の半導体基板が望まれている。配線プリント面が保護テープで被覆されている半導体基板のシリコン基板面を研削砥石で研削加工し、ついで、研削加工シリコン面を研磨加工または／およびエッチング加工して基板の厚みを２０〜８０μｍと薄肉化および鏡面化する平坦化装置として、１台のインデックス型回転テーブルに複数の基板ホルダーテーブルの回転軸を同一円周上に、かつ、等間隔に搭載し、それぞれの基板ホルダーテーブルの上方に粗研削砥石を備える回転スピンドル、仕上研削砥石を備える回転スピンドル、および研磨工具を備える回転スピンドルを配置し、基板収納カセット内に保管されている基板を位置合わせ用の仮置台へ搬送する多関節型搬送ロボット、基板ホルダーテーブル上の基板を次ぎの加工ステージへと搬送する搬送パッドを備えた搬送器具および基板洗浄機器を備える平坦化装置を用い、前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面を粗研削砥石で研削し、ついでインデックス型回転テーブルを回転させた後、粗研削された基板裏面を仕上研削砥石で裏面研削し、更にインデックス型回転テーブルを回転させた後に仕上研削された基板面を研磨加工して基板裏面を平坦化する方法が実施されている。

例えば、図６に示す基板裏面研削・研磨平坦化装置５１０のように、４基の基板ホルダーテーブル５３２，５６８，５３８，５４０の回転軸を同一円周上に、かつ、等間隔に１台のインデックス型回転テーブル５３４に搭載し、インデックス型回転テーブル上での各基板ホルダーテーブル位置によりそれぞれをローディング／アンローディングステージ、第１粗研削ステージ、第２仕上研削ステージおよび研磨ステージと区画した基板平坦化装置５１０を用い、各基板ホルダーテーブルに対してインデックス型回転テーブルの９０度の回転に伴うそれぞれの前記ステージで多関節型搬送ロボット５３０による半導体基板のローディング／アンローディング、粗研削平砥石５４６による基板裏面の粗研削加工、仕上研削平砥石５５４による基板裏面の仕上研削加工を順次、連続して実施することは知られている（例えば、特許文献１および特許文献２の図５参照。）。

また、基板収納ステージを室外に、多関節型搬送ロボット、位置合わせ用仮置台、研削加工ステージ、移動型搬送パッド、研磨加工ステージ、および洗浄ステージを室内に備える平坦化装置において、該平坦化装置の正面側から背面側に向かって、室外の右側に基板収納ステージを設け、室内においては、室内の前列目に前記基板収納ステージ近傍位置に多関節型搬送ロボットを、その多関節型搬送ロボットの後列の右側に、位置合わせ用仮置台および後列中央側に移動型搬送パッドを設置し、それらの最後列に時計廻り方向に基板ローディング／アンローディングステージ、粗研削ステージ、および仕上研削ステージの３つのステ−ジを構成する基板ホルダーテーブルを第１インデックス型回転テーブルの回転軸を同一円周上に等間隔に配置した基板の裏面研削装置を設け、前記基板ローディング／アンローディングステージを構成する基板ホルダーテーブル上面を洗浄する回転式チャッククリーナおよび研削加工された基板面を洗浄する回転式洗浄ブラシ一対を備える洗浄機器を基板ホルダーテーブル上面に対し垂直方向および平行方向に移動可能に設け、前記粗研削ステージを構成する基板ホルダーテーブル上方に粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石を備えるスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記仕上研削ステージを構成する基板ホルダーテーブル上方に、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石を備えるスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記クリーナおよび回転式洗浄ブラシを備える洗浄機器とで基板ローディング／アンローディングステージを構成し、基板ホルダーテーブルと粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で粗研削ステージを構成し、基板ホルダーテーブルと仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で仕上研削ステージを構成させ、前記多関節型搬送ロボットの左側に、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージを構成する基板ホルダーテーブルと、粗研磨ステージを構成する基板ホルダーテーブルを別の１台の第２インデックス型回転テーブルに同一円周上に配置した研磨加工ステ−ジを設け、前記仕上研磨ステ−ジを構成する基板ホルダーテーブル上方に、洗浄液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、この基板ホルダーテーブルと研磨パッドと洗浄液供給機構と前記移動型搬送パッドと多関節型搬送ロボットまたは別の搬送パッドまたは多関節型搬送ロボットとで基板ローディング／アンローディングテーブル上方に、研磨剤スラリー液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、この基板ホルダーテーブルと研磨パッドと研磨剤スラリー液供給機構とで基板粗研磨ステージを構成した半導体基板の平坦化装置も知られている（例えば、特許文献２の図１および図２参照。）。

さらに、図７に示すように、２基の基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂの回転軸を同一円周上に、かつ、等間隔に１台のインデックス型回転テーブル２に搭載し、一方の基板ホルダーテーブルを基板ローディング／アンローディングステージＳ_１とし、他方の基板ホルダーテーブルを研削ステージＳ_２とし、この基板ホルダーテーブル上方に研削砥石軸を配置した基板研削装置も知られている。

半導体基板の厚みが２０〜５０μｍと極薄が要求され、かかる厚みが希望される半導体基板のある種の素性の半導体基板を裏面研削加工するにおいて半導体基板裏面研削加工に起因して半導体基板エッヂ（縁）部分に脆い加工変質層が発生し、裏面研削加工中に半導体基板のエッジ部が破損、あるいは、後工程の研磨加工中、もしくは半導体基板搬送中に半導体基板のエッジ部が破損する現象が半導体基板の生産において２〜１０％のロス率と多く見受けられることが半導体素子製造メーカーから指摘されている。

ある種の平坦化装置においては、その研削ステージや研磨ステージの構造および配置により８０〜２００μｍ厚みの半導体基板を得る平坦化加工においてもエッジ部破損が見受けられ十数％割合のロスとなるため、粗研削加工と同時に半導体基板のエッジ加工を実施する平坦化装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。

この粗研削加工と半導体基板のエッジ加工を同時に行う方法では、エッジ処理砥石と粗研削砥石をそれぞれ軸承するスピンドル２つが必要とされ、粗研削加工中に半導体基板の裏面に２つの回転砥石振動が伝達され、厚み分布の良好な半導体基板が得られない。

よって、半導体基板の裏面粗研削工程前に半導体基板エッジ部をエッジ研削砥石により面取りするエッジ研削工程を加えた平坦化装置が提案された（特許文献４および特許文献５参照）。

特開２０００−２５４８５７号公報 米国特許第７２３８０８７号明細書 特開平１１−３３８８７号公報 特開２００１−２５２８５３号公報 特開２００７−１６５８０２号公報

前記特許文献４および特許文献５に記載される基板平坦化装置においては、粗研削加工ステージの他にエッジ研削加工ステージが必要とされ、平坦化装置のフットプリントが増加する。

本発明は、１台のインデックス型回転テーブルに複数の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に搭載する基板の平坦化装置において、裏面研削砥石をエッジ研削砥石して兼用可能な半導体基板の裏面研削装置の提供を目的とする。

また、本発明は、前記裏面研削装置を用い、半導体基板のエッジ部の面取り（エッジ研削）加工と、裏面研削加工を行う方法を提供するものである。

請求項１の発明は、次の工程を経て半導体基板の裏面研削加工を行う方法を提供するものである。
（１）複数の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に１台のインデックス型回転テーブルに搭載された内の一つの基板ホルダーテーブル上に半導体基板裏面を上向きに載置する。
（２）前記インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面と研削砥石の外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合う位置に基板ホルダーテーブル位置を移動させる。
（３）この基板ホルダーテーブルの回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取りするエッジ研削加工をする。
（４）エッジ研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。
（５）インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記研削砥石の外周を含む垂直面が一致する位置に基板ホルダーテーブル位置を移動させる。
（６）前記基板ホルダーテーブルの回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の中心点部を通る位置で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面を平面研削加工する。
（７）平面研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。

請求項２の発明は、ｎ基（ｎ＝３〜４の整数）の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に搭載した１台のインデックス型回転テーブル、基板ホルダーテーブルの１つの上方に粗研削砥石を軸承するスピンドルを昇降可能に設けた粗研削機構、基板ホルダーテーブルの１つの上方に仕上研削砥石を軸承するスピンドルを昇降可能に設けた仕上研削機構を設け、前記基板ホルダーテーブルの１つを基板ローディング／アンローディングステージを構成し、前記基板ホルダーテーブルの１つと前記粗研削機構とでエッジ研削ステージと粗研削ステージを構成し、前記基板ホルダーテーブルの１つと前記仕上研削機構とで仕上研削ステージを構成し、および、
次の工程を経由して半導体基板の裏面研削加工を行う加工プログラムを搭載する数値制御装置、を備える基板裏面研削装置を提供するものである。
（１）ｎ基の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に搭載した１台のインデックス型回転テーブルに搭載された内の一つの基板ホルダーテーブル上に半導体基板裏面を上向きに載置する。
（２）前記インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面と研削砥石の外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合うエッジ研削ステージ位置に基板ホルダーテーブルを移動させる。
（３）この基板ホルダーテーブルの回転軸の回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取りするエッジ研削加工をする。
（４）エッジ研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。
（５）インデックス型回転テーブルの回転軸を回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記研削砥石の外周を含む垂直面が一致する粗研削ステージ位置に基板ホルダーテーブルを移動させる。
（６）前記基板ホルダーテーブルの回転軸の回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の中心点部を通る位置で前記研削砥石と半導体基板とを摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面を平面研削加工する。
（７）平面研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。

本発明の基板の裏面研削方法は、インデックス型回転テーブルの回転軸の回転角度に応じて、１基の基板ホルダーテーブルと１つの研削機構とでエッジ研削ステージおよび平面研削ステージを構成できるので、エッジ研削加工を行う研削砥石を用いて裏面研削加工を行うことが可能であり、既販の複数の基板ホルダーテーブルを１台のインデックス型回転テーブルに搭載された裏面研削装置の数値制御装置に搭載される加工プログラムの改訂により実施可能であり、改造装置のフットプリントを増大させることはない。

以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
図１は裏面研削装置を研磨装置にインライン化した平坦化装置の平面図、図２は裏面研削装置の一部を切り欠いた正面図、図３は厚み測定装置のセンサヘッド保持具の断面図、図４はＮＣ裏面研削装置の平面図で、エッジ研削ステージおよび平面研削ステージにおけるインデックス型回転テーブル上で基板ホルダーテーブルに載置された半導体基板と研削砥石の相関位置を説明する図、図５は研削砥石軸の半導体基板裏面のエッジ研削加工および裏面研削加工の状態を示すステップ図、図６は４基の基板ホルダーテーブルを備える平坦化装置の斜視図、および、図７は２基の基板ホルダーテーブルを備える研削装置の平面図である。

図１に示す半導体基板の平坦化装置１０において、この平坦化装置１０は基板収納ステージ１３，１３を室仕切壁１２の外側に備え、室仕切壁１２の内側にはベース１１上に多関節型搬送ロボット１４、位置合わせ用仮置台１５、研削加工ステージ２０、移動型搬送パッド１６、研磨加工ステージ７０、および洗浄機器３８を室内に備える。基板収納ステージ１３の収納カセット内には基板２５枚が収納可能となっている。

各ステージは、この平坦化装置１０の正面側から背面側に向かって、室外の右側に基板収納ステージ１３，１３を設け、室内の前列目に前記基板収納ステージ近傍位置に吸着アーム１４ａを備える多関節型搬送ロボット１４を、その多関節型搬送ロボットの後列の右側に、位置合わせ用仮置台１５および後列中央側に移動型搬送パッド１６を設置し、それらの最後列に、時計廻り方向に基板ローディング／アンローディングステージＳ₁、粗研削ステージＳ_２、および、仕上研削ステージＳ_３の３つのステ−ジを構成する部材の基板ホルダ−３０ａ，３０ｂ，３０ｃを第１インデックス型回転テーブル２に同心円上に配置した研削加工ステージ２０を設けている。そして、前記多関節型搬送ロボット１４の左側に、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１を構成する基板ホルダーテーブル７０ａと、粗研磨ステージｐｓ_２（７０）を構成する基板ホルダーテーブル７０ｂを第２インデックス型回転テーブル７１に同心円上に配置した研磨加工ステージ７０を設けている。

前記第１インデックス型回転テーブル２に設けられた基板ローディング／アンローディングステージＳ₁を構成する基板ホルダーテーブル３０ａ上方には、基板ホルダーテーブル３０ａ上面を洗浄する回転式チャッククリーナおよび研削加工された基板面を洗浄する回転式洗浄ブラシ一対を基板ホルダーテーブル上面に対し垂直方向および平行方向に移動可能に設けた洗浄機器３８が設置されている。

前記粗研削ステージＳ₂を構成する基板ホルダーテーブル３０ｂ上方に、粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａを備えるスピンドル９０ｂを基板ホルダーテーブル３０ｂ上面に対し昇降可能に設け、前記仕上研削ステージＳ_３を構成する基板ホルダーテーブル３０ｃ上方に、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９１ａを備えるスピンドル９１ｂを基板ホルダーテーブル上面に対し昇降可能に設けている。各スピンドル９０ｂ，９１ｂの支持板９０ｃ，９１ｃはサーボモータ９０ｄ，９１ｄの駆動により回転駆動するボールネジに螺合されている支持板９０ｃ，９１ｃが案内ガイド９０ｅ，９１ｅに沿って上下方向に移動可能となっている。図中、６は２点式インジケート基板厚み測定計、１０１は厚み測定器１００のセンサヘッド保持具である。

前記基板ホルダーテーブル３０ａと多関節型搬送ロボット１４と移動型搬送パッド１６と回転式チャッククリーナおよび回転式洗浄ブラシを備える洗浄機器３８とで基板ローディング／アンローディングステージＳ₁を構成し、前記基板ホルダーテーブル３０ｂと粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａとで粗研削ステージＳ₂を構成し、前記基板ホルダーテーブル３０ｃと仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９１ａとで仕上研削ステージＳ₃を構成する。前記基板ローディング／アンローディングステージＳ₁は、基板と基板ホルダーテーブル３０ａが洗浄されるので洗浄ステージとも言える。

粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａとしては、砥番（ＪＩＳ一般砥粒粒度）８００〜１，８００のレジンボンドダイヤモンド砥石が、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石としては、砥番２，０００〜８，０００のメタルボンドダイヤモンド砥石またはビトリファイドボンドダイヤモンド砥石が好ましい。これらカップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａ，９１ａには、特開２００４−１６７６１７号公報の図１に開示されるように研削液給水ガイドが設けられている。仕上研削ステージＳ₃には、特開２００３−２１８０７９号公報の図２に示すように基板ホルダーテーブル外に設けた研削液供給ノズルより仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９１ａと半導体基板のシリコン基板面が当接する研削加工点に研削液を供給するようにしてもよい。

図１および図４に示されるように、裏面研削装置２０の基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各々は、その回転軸５２の軸心が第１インデックス型回転テーブル２に同一円周上に１２０度の等間隔で搭載されている。この裏面研削装置２０の粗研削ステージＳ₂は、第１インデックス型回転テーブル２の回転が停止された基板ホルダーテーブル３０ｂの位置により、仮想線で示される基板エッジ研削ステージＳ_2ｅと実線で示される粗研削ステージにＳ_2bgに２分される。

図４に示されるように、裏面研削装置２０の基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置の基板ホルダーテーブル３０ａの位置から基板粗研削ステージＳ_2bgの基板ホルダーテーブル３０ｂ位置への回転角度は１２０度である。基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置の基板ホルダーテーブル３０ａの位置から基板エッジ研削ステージＳ_2ｅの基板ホルダーテーブル３０ｂ位置への回転角度θは、半導体基板の直径、粗研削砥石の外周径、半導体基板の外周縁部と研削砥石の外周縁部が重なり合う幅、および、インデックス方回転テーブル２に取り付けられる基板ホルダーテーブルの数（ｎ）により異なる。例えば、図４の基板ホルダーテーブルの数が３基の場合で、半導体基板径が３００ｍｍ、ダイヤモンドホイール型カップ砥石９０ａの外周径が３２５ｍｍの場合、回転角度θは約９５〜９６度である。

冒頭で図６に示した４基の基板ホルダーテーブルを有する裏面研削・研磨平坦化装置５１０においては、基板ローディング／アンローディングステージ位置の基板ホルダーテーブルの位置から基板粗研削ステージの基板ホルダーテーブル位置への回転角度は９０度であり、基板ローディング／アンローディングステージ位置の基板ホルダーテーブル５３２の位置から基板エッジ研削ステージの基板ホルダーテーブル位置への回転角度θは、約８０度である。図７に示す２基の基板ホルダーテーブルを有する研削装置１０においては、基板ローディング／アンローディングステージＳ_１位置の基板ホルダーテーブル３０ａの位置から基板研削ステージＳ_２ｂｇの基板ホルダーテーブル３０ｂ位置への回転角度は１８０度であり、基板ローディング／アンローディングステージＳ_１位置の基板ホルダーテーブル３０ａの位置から仮想線で示される基板エッジ研削ステージＳ_２ｅの基板ホルダーテーブル位置への回転角度θは、約１２５度である。

３基の基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂ，３０ｃを搭載するインデックス型回転テーブル２の回転スピンドル５７の回転は、ＮＣ主制御装置のメモリー部に搭載された加工プログラムに従ってロータリーアクチュエータＭ_４が回転軸５７をθ度、（１２０−θ）度、θ度、続いて（１２０−θ）度または時計針逆方向に（２４０−θ）度回転させることにより続行される。

裏面研削装置の各研削ステージを図２および図４に示す。基板ホルダーテーブル（真空チャック）３０は、ワークｗの径と略同一径のポーラスセラミック製円板状載置台３０を、上部に大小２段の環状空所を有する非通気性材料製支持台５にポ−ラスセラミック製円板状載置台の上面と非通気性材料製支持台上面が面一となるよう載せ、この非通気性材料製支持台を上面凹状支持枠５１と軸受５１ａを介して中空スピンドル（回転軸）５２に回転自在に軸承させる。基板ホルダーテーブル３０，３０は、モ−タＭ₃で１２０度づつ回転されるスピンドル５７に軸承されている。基板ホルダーテーブル３０ａ上に基板が載置されると、吸引孔に通じるパイプ５９を真空ポンプ（図示されていない）で吸引し、基板を基板ホルダーテーブル３０上に固定する。各基板ホルダーテーブル３０，３０はモ−タＭ_５，Ｍ_５で水平方向に回転される。前記スピンドル軸５７が回転されると、インデックス型回転テーブル２がモータＭ_４により角度θ（約９５度）回転され、基板エッジ研削ステージＳ_2ｅで基板エッジ部を基板厚みが所望厚み（２０〜５０μｍ）となるまで粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａでエッジ研削加工し、ついで（１２０−θ）度回転させてそれぞれの各々の基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂ，３０ｃを次のステージ位置Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３へと移動させ、各ステージにある基板ホルダーテーブル位置で基板のローディング／アンローディング、粗研削加工、仕上研削加工を行う。粗研削加工および仕上研削加工時のエアースピンドル４２回転数は、１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１であり、基板ホルダーテーブルのスピンドル５７回転数は、１０〜３００ｍｉｎ^−１である。

図２に戻って、粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９０ａおよび仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９１ａは、それぞれエアースピンドル４２で軸承され、エアースピンドル４２はビルトインモ−タ４３で回転される。４４はスピンドルケーシング、４５は軸受、４６はＸ軸（左右）方向の傾斜調整ボルト、４６’はＹ軸（前後）方向の傾斜調整ボルト、Ｍ_３はモ−タで傾斜ボルト４６を締めたり、緩めたりする。４７はケ−シング４４を昇降機構４８に据え付ける取り付け部、４９は昇降機構を垂直方向に昇降可能とする凹状溝を有するレ−ルである。取り付け部４７下部には半球状凹部４７ａが設けられ、昇降機構４８の下部には前記半球状凹部４７ａに嵌合する半球状凸部４８ａが設けられ、半球状凹部４７ａと半球状凸部４８ａ間には０．０５〜０．１ｍｍの隙間が形成されている。

傾斜調整ボルト４６，４６’をモ−タＭ、Ｍ₃の駆動力で締めたり緩めたりすることにより昇降機構４８の下部の半球状凸部４８ａを中心に取り付け部下部の半球状凹部４７ａ前に設けた前記隙間を利用してスピンドル４２が傾斜する。４８ｂはボールネジ、４８ｃは螺合体でＡＣサーボモータＭ₂の駆動で昇降機構を上下させることによりスピンドル４２に軸承された研削カップホイール型ダイヤモンド砥石９１ａが上下に昇降する。

前記ポーラスセラミック製基板ホルダーテーブル３０下部の空所を吸引するバキューム手段は、真空ポンプと、これに連結する配管５９と切換バルブ５９ａとロータリージョイントと、このロータリージョイントに連結する中空スピンドル５２内に配される管より構成される。切換バルブには純水供給管が連結されている。

また、中空スピンドル５２内には、上面凹状支持枠の凹部に通じる管が配置され、ロータリージョイント、それに連結する管を経由して冷却用の純水を供給するポンプに接続されている。凹状支持枠凹部に供給された純水は非通気性材料製支持台の底部を冷却する。

前記バキューム手段を稼動させることによりポーラスセラミック製基板ホルダーテーブル３０上に載置された半導体基板ｗはシリコン基板面を上方に向けてポーラスセラミック製基板ホルダーテーブル３０上に減圧固定される。バキューム手段の真空を止めた後、切換バルブ６０ａを純水供給側へ切り換えると加圧純水がポーラスセラミック製ホルダーテーブル３０を洗浄する。

半導体基板の肉厚は、粗研削ステージでは２点式インプロセスゲージ６で接触測定し、仕上研削ステージでは非接触型光学式厚み測定器１００を用いる。前記厚み測定器１００のセンサヘッド保持具１０１は、仕上研削ステージＳ₃側のベース３上より起立させたアーム１１０に投光器から投光されるレーザ光が下方向、好ましくは垂直（９０度）に向くよう固定される。

図４に示すように数値制御装置（ＮＣ主制御装置）は、加工プログラムメモリーに搭載された加工プログラムに従って砥石軸４２、基板ホルダーテーブルのスピンドル５２およびインデックス型回転テーブル２の回転軸５７を回転させたり、半導体基板厚み演算検出部で演算された基板厚みとしきい値メモリに記憶されているトリガー値とをしきい値管理部が比較し、前記載スピンドルの回転を停止したり、インデックス型テーブル２や砥石軸の回転駆動機構や昇降機構、インデックス型回転テーブル２の回転軸５７をθ度回転する信号を出力する出力部などを備える。

図１に戻って、研磨加工ステージ７０は前記多関節型搬送ロボット１４の左側に設けられる。研磨加工ステージ７０は、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージ（ｐｓ_１）を構成する基板ホルダーテーブル７０ａと、粗研磨ステージ（ｐｓ_２）を構成する基板ホルダーテーブル７０ｂを第２インデックス型回転テーブル７１に同心円上に対称に配置する。前記仕上研磨ステージを構成する基板ホルダーテ−ブル７０ａ上方に、洗浄液供給機構７２および仕上研磨パッド７３を回転可能に軸承するスピンドル７４を基板ホルダーテーブル７０ａ上面に対し昇降可能および直線揺動可能に揺動アーム７７に設ける。

この基板ホルダーテーブル７０ａと仕上研磨パッド７３と洗浄液供給機構７２と前記移動型搬送パッド１６とで基板ロ−ディング／アンロ−ディング／仕上研磨ステージ（ｐｓ_１）を構成する。基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１および粗研磨ステージｐｓ₂は、図示されていない次ぎのテープマウンタ加工ステージへの搬送位置に近い方に基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１を設ける。よって、図１の平坦化装置においては、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１は研削ステージ２０に近い方に設けられている。基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１は基板を洗浄する洗浄ステ−ジとも言える。

前記粗研磨ステージｐｓ₂を構成する基板ホルダーテーブル７０ｂ上方に、研磨剤スラリー液供給機構７２’および粗研磨パッド７３’を回転可能に軸承するスピンドル７４を基板ホルダーテーブル７０ｂ上面に対し昇降可能および平行に振子揺動または直線揺動可能に設け、この基板ホルダーテーブル７０ｂと粗研磨パッド７３’と研磨剤スラリー液供給機構７２’とで基板粗研磨ステージｐｓ₂を構成する。基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１の粗研磨パッド７３’の揺動軌跡上にはパッドコンディショナ７５が設けられ、粗研磨パッド７３’の下面をドレッシング砥石７５ａで削り、毛羽立たせるとともに、洗浄水７５ｂが粗研磨パッド面に供給され、洗浄する。図示されていないが、必要により仕上研磨パッド７３の揺動軌跡上に別のパッドコンディショナ７５を設置してもよい。

研磨剤スラリー液としては、コロイダルシリカ、酸化セリウム、アルミナ、ベーマイト、二酸化マンガンなどの砥粒を純水に分散したスラリー液が用いられる。必要によりスラリー液には界面活性剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、酸化剤、防腐剤が配合される。研磨剤スラリー液は５０〜１，５００ｃｃ／分の割合で研磨布面に供給される。

洗浄液としては、純水、蒸留水、深層海水、脱イオン交換水、界面活性剤含有純水等が使用される。

図１に示される基板平坦化装置において、粗研磨パッド７３’および仕上研磨パッド７３は回動軸７６に支持されたアーム７７の前方に回転自在に固定される。回動軸７６の回転により図２において仮想線で示される研磨パッド位置（待機位置）まで後退できる。研磨ヘッド７０ａ，７０ｂの回転数は、１０〜１５０ｒｐｍ（ｍｉｎ^−１）、基板ホルダーテーブル７０ａ，７０ｂの回転数は１０〜１５０ｒｐｍ、研磨パッドが基板に当てられる圧力は０．０５〜０．３ｋｇ／ｃｍ^２、好ましくは１００〜２００ｇ／ｃｍ^２である。

図１に開示される研磨加工ステージ７０の研磨パッド７３，７３’は、モータＭ₂により回動されるボールネジ７８に螺合されている螺合体７９がリニアーガイド８０に沿って前後方向へ移動することにより研磨パッドを軸承する中空スピンドル７４が基板ホルダーテーブル７０ａ，７０ｂ上を直線揺動することにより仮想線で示される研磨パッド位置（待機位置）まで後退される。ホルダーテーブルのスピンドル９５およびインデックス型回転テーブル７１のスピンドル７は、ベース２０の刳り貫き穴１０９部分に起立して設置される。中空スピンドル７４の回転は、モータＭ_１の回転駆動をプーリー８１が受け、ベルト８２を介してプーリー８３に伝え中空スピンドル７４を回転させることにより行われる。中空スピンドル７４の昇降はエアシリンダー８４により行われる。この中空スピンドル７４の中央には液供給管８５が設けられ、ロータリージョイント８６に接続され、更に洗浄液供給機構７２あるいは研磨剤スラリー液供給機構７２’に接続している。この中空スピンドル７４内側と液供給管８５外側で形成される空間８７には前記ロータリージョイント８６を経由して加圧空気供給管８８が接続されている。

研磨ステージ７０の第２インデックス型回転テーブル７１の構造は、基板ホルダーテーブル７０ａ，７０ｂが２基である点を除けば研削ステージ２０の第１インデックス型回転テーブル２の構造に類似する。即ち、図５において、基板ホルダーテーブル（真空チャック）７０ａ，７０ｂは、ワークｗの径と略同一径を有する穿孔（孔径は０．３〜１ｍｍ）したセラミック製円板状載置台７０ａ，７０ｂを、非通気性材料製支持台９２に穿孔セラミック製円板状載置台７０ａ，７０ｂの上面と非通気性材料製支持台９２上面が面一となるよう載せ、この非通気性材料製支持台９２を中空スピンドル９５に上面凹状支持枠９４を介して回転自在に軸承させるとともに前記穿孔セラミック製円板状載置台下面にある前記非通気性材料製支持台の環状空所９６を減圧するバキューム手段９７を備える。基板ホルダーテーブル７０ａ，７０ｂは、スピンドル７に軸承され、スピンドルはモータＭ_３の駆動を受けて回転可能となっている。基板ホルダーテーブル（穿孔セラミック製円板状載置台）７０ａ，７０ｂは、研削ステージで用いたものと同種のポーラスセラミック製円板であってもよい。

バキューム手段を稼動させることにより穿孔セラミック製円板状載置台７０ａ，７０ｂ上に載せられた半導体基板ｗは基板面を上方に向けて穿孔セラミック製円板状載置台７０ａ，７０ｂに減圧固定される。バキューム手段の真空を止めた後、切換バルブを純水供給側へ切り換えると加圧純水が穿孔セラミック製円板状載置台７０ａ，７０ｂを洗浄する（所謂バックフラッシュ）。

研磨ステージ７０の基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１と粗研磨ステージｐｓ₂は、第２インデックス型回転テーブル７１上に設けられた仕切堤１０８の存在により飛散した研磨剤スラリー液や洗浄液が相手方ステージに飛散しない。

図３に示す厚み測定器１００は、レーザ光投光器と受光器を備えるセンサヘッド１０２の外周を囲む外套１０３によりセンサヘッド１０２外壁と外套１０３内壁間に純水を供給できる断面円環状の流体通路１０４を設けたセンサヘッド保持具１０１とコントロールユニット１１０とデータ解析手段１２０を備える厚み測定器である。流体通路１０４の円環状隙間幅は、１〜５ｍｍである。前記流体通路１０４には、図示されていない水槽内の純水をポンプで汲み上げ、管を介して供給する

このセンサヘッド保持具１０１は、図１に示すように、インデックス型回転テーブル２に設けた裏面研削装置２０の仕上研削ステージＳ_３に位置する基板ホルダー３０ｃの上方に設置される。センサヘッド保持具１０１の下面とシリコン基板面との距離は１０〜１５０ｍｍが好ましい。基板ホルダーテーブルの回転数は１０〜３００ｍｉｎ^−１、研削砥石の回転数は１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１、シリコン基板面への純水供給量は１００〜２，０００ｃｃ／分である。

厚み測定器１００は、レーザ光の反射率を利用する厚み測定器のセンサヘッド１０２とコントロールユニット１１０とデータ解析手段１２０を備える厚み測定器を市場より入手し、このセンサヘッド１０２の外壁と外套１０３内壁間に純水を供給できる断面円環状の流体通路１０４を設けたセンサヘッド保持具１０１と改造して用いる。

かかる市販のレーザ光の反射率を利用する厚み測定器としては、近赤外光（波長１．３μｍ）を計測ステージ上のシリコン基板の片面に照射し、その反射光を受光器により検知し、シリコン基板の厚みを算出するシリコン基板厚さ測定器として、プレサイズゲージ株式会社よりＬＴＭ１００１の商品名で、ホトジェニック株式会社より厚み測定装置Ｃ８１２５の商品名で、米国FRONTIER SEMICONDUCTOR社からFSM413-300の商品名で入手できる。また、６５０ｎｍ〜１，７００ｎｍ波長の近赤外光を利用する反射率分光法を用いる非接触光学式厚み測定器として、米国FILMETRICS,INC.社から非接触光学式厚み測定器Ｆ２０−ＸＴの商品名で、大塚電子株式会社よりインライン膜厚測定器ＭＣＰＤ５０００の商品名で入手できる。半導体基板のプリント配線基板面の厚みを測定する分光の波長は、白色光（４２０〜７２０ｎｍ波長）が用いられ、シリコン基板の厚みを測定する分光の波長は、６５０ｎｍまたは１．３μｍ波長が用いられる。

シリコン基板面へ供給される純水としては、蒸留水、深層海水、脱イオン交換水、界面活性剤含有純水等が使用される。

図１および図４に示す裏面研削装置を用い、半導体基板裏面のエッジ研削加工、粗研削加工、および、仕上研削加工等の薄肉化研削加工を行う作業は、次ぎの工程を経て行われる。

１）基板収納ステージ１３の収納カセット内に保管されている半導体基板ｗを多関節型搬送ロボット１４の吸着パッド１４ａに吸着し、位置合わせ用仮置台１５上に搬送し、そこで半導体基板のセンタリング位置調整を行う。

２）位置合わせされた基板上面を前記多関節型搬送ロボットの吸着パッド１４ａに吸着させ、ついで、第１インデックス型回転テーブル２に設けられた基板ロ−ディング／アンローディングステ−ジＳ_１を構成する基板ホルダーテーブル３０ａ上に移送し、半導体基板裏面を上向きにして載置し、基板ホルダーテーブル３０ａ底面を減圧して固定する。

３）第１インデックス型回転テーブル２を時計廻り方向にθ角度（約９５度）回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面とダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａの外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合うエッジ研削ステージＳ_２ｅ位置に基板ホルダーテーブル３０ａを移動させる。

４）この基板ホルダーテーブルの回転軸５２の１０〜３００ｍｉｎ^−１の回転と前記粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で１〜３秒間摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取り（エッジ研削加工）する。

５）エッジ研削加工後、前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を上昇させる。

６）インデックス型回転テーブル２の回転軸５７を（１２０−θ）である約２５度回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記ダイヤモンドカップホイール型租粗研削砥石９０ａの外周を含む垂直面が一致する粗研削ステージＳ_２ｂｇ位置に基板ホルダーテーブルを移動させる。言い換えれば、基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置の基板ホルダーテーブル３０ａ位置から１２０度回転軸が回転され、真空チャックされている半導体基板は粗研削ステージＳ₂の基板ホルダーテーブル３０ｂ位置へと移送される。

７）前記基板ホルダーテーブルの回転軸５２の１０〜３００ｍｉｎ^−１の回転と前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１回転させつつ下降させて前記粗研削ステージＳ₂に移動してきた半導体基板の中心点部で前記研削砥石９０ａと半導体基板裏面とを摺擦させて半導体基板裏面を裏面研削する。粗研削加工は、１５〜２５秒なされ、粗研削加工された半導体基板の厚みは、約２２〜５２μｍにまで減ぜられる。この粗研削加工が成されている間に、多関節型搬送ロボット１４を用い前記第１と第２の工程が行われ、新たな半導体基板ｗが基板ローディング／アンローディングステージＳ₁上に搬送される。

８）裏面粗研削加工後、前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を上昇させる。

９）第１インデックス型回転テーブル２を時計廻り方向にθ度（約９５度）回転させてローディング／アンローディングステージＳ₁位置の前記基板ホルダーテーブル３０ｂ上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面とダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａの外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合うエッジ研削ステージＳ_２ｅ位置に基板ホルダーテーブル３０ａを移動させる。前記粗研削加工された半導体基板を載置する基板ホルダーテーブル３０ａも第１インデックス型回転テーブル２がθ度回転した位置へと移送される。

１０）この基板ホルダーテーブル３０ｂの回転軸５２の１０〜３００ｒｐｍの回転数と前記粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を１，０００〜３，０００ｒｐｍ回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で１〜３秒間摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取り（エッジ研削加工）する。

１１）エッジ研削加工後、前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を上昇させる。

１２）インデックス型回転テーブル２の回転軸５７を(１２０-θ)である約２５度回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記ダイヤモンドカップホイール型租粗研削砥石９０ａの外周を含む垂直面が一致する粗研削ステージＳ_２ｂｇ位置に基板ホルダーテーブル３０ｂを移送させる。前記粗研削加工された半導体基板を載置する基板ホルダーテーブル３０ａは仕上げ研削ステージＳ_３位置の基板ホルダーテーブル位置へと移送される。

１３）前記基板ホルダーテーブル３０ｂの回転軸５２の１０〜３００ｍｉｎ^−１の回転と前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１回転させつつ下降させて前記粗研削ステージＳ_２ｂｇに移動してきた半導体基板の中心点部で前記研削砥石９０ａと半導体基板裏面とを摺擦させて半導体基板裏面を裏面研削する。粗研削加工は、２０〜３０秒なされ、粗研削加工された半導体基板の厚みは、約２５〜５５μｍにまで減ぜられる。この粗研削加工が成されている間に、多関節型搬送ロボット１４を用い前記第１と第２の工程が行われ、新たな半導体基板ｗが基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置の基板ホルダーテーブル３０ｃ上に搬送される。および、仕上研削ステージＳ_３では、前記基板ホルダーテーブル３０ａの回転軸５２の１０〜３００ｍｉｎ^−１の回転と前記ダイヤモンドカップホイール型仕上研削砥石９１ａを軸承するスピンドル４２を１，０００〜３，０００ｍｉｎ^−１回転させつつ下降させて前記仕上研削ステージＳ_３に移動してきた半導体基板の中心点部で前記仕上研削砥石９１ａと半導体基板裏面とを摺擦させて半導体基板裏面を裏面研削する。仕上研削加工は、約２〜１５秒なされ、仕上研削加工された半導体基板の厚みは約５〜１０μｍ減ぜられ、非接触型光学式厚み測定器１００により希望厚みの約２０〜５０μｍの半導体基板と測定される。

１４）裏面粗研削加工、仕上研削加工後、前記ダイヤモンドカップホイール型粗研削砥石９０ａを軸承するスピンドル４２を上昇、および、前記ダイヤモンドカップホイール型仕上研削砥石９１ａを軸承するスピンドル４２を上昇させる。

１５）第１インデックス型回転テーブル２を時計廻り方向に１２０度または時計逆周り方向に２４０度回転させて前記仕上研削加工された半導体基板を載置する基板ホルダーテーブル３０ａを基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置へ、前記粗研削加工された半導体基板を載置する基板ホルダーテーブル３０ｂを仕上研削ステージ_２位置へ、および、新しく半導体基板が載置された基板ホルダーテーブル３０ｃを粗研削ステージ_２位置へ移送する。

１６）基板ローディング／アンローディングステージＳ₁位置に在る基板ホルダーテーブル３０ａの底面の減圧を止め、半導体基板裏面を洗浄した後、吸着パッド１６で半導体基板裏面を吸着し、続けて基板ホルダーテーブル底面より加圧空気または加圧水を吹き上げて半導体基板の基板ホルダーテーブルからの距脱を容易としたのちに移動型搬送パッド１６の吸着パッド１６ａ面に研削・洗浄された基板上面を吸着し、ついで、仮想線で示される位置まで回転移動もしくは直線移動後、再び移動して第２インデックス型回転テ−ブル７１に設けられた基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１に位置する基板ホルダーテーブル７０ａ上へと基板は移送される。半導体基板が取り去られた基板ホルダーテーブル３０ａの表面は、チャック洗浄機器５３により洗浄されたのち、新たな半導体基板が多関節型搬送ロボットの吸着パッド１４ａにより基板ホルダーテーブル３０ａ上に載置される。

１８）インデックス型回転テーブル２の回転軸５７を−３０度回転させて前記基板ホルダーテーブル３０ｃ上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記ダイヤモンドカップホイール型租粗研削砥石９０ａの外周を含む垂直面が一致する粗研削ステージＳ_２ｂｇ位置に基板ホルダーテーブル３０ｃを移送させる。

以下、前記１０）工程から１８）工程を繰り返し、半導体基板ｗの基板ホルダーテーブル３０ａ，３０ｂ，３０ｃ上へのローディング、エッジ研削加工、裏面粗研削加工、裏面仕上研削加工、および、アンローディングの作業を連続して行う。

一方、裏面研削装置２０にインライン化した研磨装置７０では、裏面研削装置２０が前記ローディング、エッジ研削加工、裏面粗研削加工、裏面仕上研削加工、および、アンローディングの作業を行っている間に研削傷の除去研磨、研磨面の洗浄を以下の工程で行う。

１）第２インデックス型回転テ−ブル７１に設けられた基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１に位置する基板ホルダーテーブル７０ａ上へ前記裏面エッジ研削加工・粗研削加工・仕上研削加工・洗浄処理された半導体基板は裏面を上向きにして載置される。

２）第２インデックス型回転テーブル７１は時計回り方向または時計回り方向に１８０度回転され、研削・洗浄された基板は第２インデックス型回転テーブルに設けられた粗研磨ステージｐｓ_２位置へと移動される。

３）第２インデックス型回転テーブル７１に設けられた粗研磨ステージｐｓ_２に位置する基板ホルダーテーブル７０ｂ上に保持された基板上方で回転する粗研磨パッド７３’が下降され、基板面を摺擦する。同時平行して第２インデックス型回転テ−ブル７１に設けられた基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１に位置する基板ホルダーテーブル７０ａ上へ新しく前記裏面エッジ研削加工・粗研削加工・仕上研削加工・洗浄処理された半導体基板が裏面を上向きにして載置される。

４）粗研磨パッド７３’を粗研磨加工された半導体基板面より後退させる。

５）第２インデックス型回転テーブル７１は時計回り方向または時計回り方向に１８０度回転され、粗研磨加工された基板は第２インデックス型回転テーブル７１の基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１位置へと移動される。

６）第２インデックス型回転テーブル７１の基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１では、基板ホルダーテーブル７０ａ上に保持された粗研磨加工基板上面に回転する仕上研磨パッド７３が下降され、基板面を摺擦する。この基板と仕上研磨パッド摺擦の際、研磨砥粒を含有しない洗浄液７２、例えば純水が洗浄液供給機構から仕上研磨パッド７３の研磨布またはウレタン発泡製シートパッドを経由して基板上面に供給されるとともに仕上研磨パッド７３は揺動される。仕上研磨された基板は、仕上研磨パッド７３を上昇させ、基板ホルダーテーブルを回転させることにより仕上研磨面が乾燥するので、基板ホルダーテーブルを回転させながらＣＣＤセンサにより仕上研磨加工された半導体基板外周縁のチッピング（破損）の有無をモニタリング（観察）するとともに、基板厚み測定レーザ変位センサ１２０ｂを揺動させて仕上研磨加工された半導体基板の径方向の厚み分布を測定する。これと同時平行して第２インデックス型回転テ−ブル７１に設けられた基板粗研磨ステージｐｓ_２に位置する基板ホルダーテーブル７０ａ上の裏面エッジ研削加工・粗研削加工・仕上研削加工・洗浄処理された半導体基板の裏面の粗研磨加工が実施される。

７）仕上研磨パッド７３および粗研磨パッド７３’をそれぞれ研磨加工された半導体基板面より後退させる。

８）仕上研磨加工された半導体基板ｗを、図示されていない吸着パッドをアームに備える基板搬送器具または多関節型搬送ロボットを用いて図示されていない次ぎのマウンタ加工ステージへと搬送する。

９）仕上研磨加工された半導体基板が次工程のステージへと移送されたことにより第２インデックス型回転テーブル７１の基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１位置の基板ホルダーテーブル７０ａが空くと、第１インデックス型回転テーブル２の基板ローディング／アンローディングステージＳ_１位置にある基板ホルダーテーブル３０ａ上の研削・洗浄された基板を移動型吸着パッド１６で吸着し、ついで、第２インデックス型回転テーブル７１に設けられた基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１に位置する基板ホルダーテーブル７０ａ上へと移送する。

１０）第２インデックス型回転テーブル７１を時計回り方向または時計回り方向に１８０度回転し、研削・洗浄された半導体基板は第２インデックス型回転テーブルに設けられた粗研磨ステージｐｓ_２位置へと移動され、粗研磨された半導体基板は第２インデックス型回転テーブルに設けられた基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージｐｓ_１位置へと移動される。

１１）仕上研磨パッド７３および粗研磨パッド７３’をそれぞれのステージ位置ｐｓ_１，ｐｓ_２にある研磨加工された半導体基板裏面へ移動させ、それぞれの半導体基板裏面の仕上研磨・洗浄加工および粗研磨加工を行う。

１２）以後、前述の７）工程から１１）工程を繰り返し、半導体基板の裏面を研磨・洗浄し、半導体基板の裏面の研削傷をなくす研磨作業を連続的に行う。

基板の平坦化装置１０は、上述した３基の基板ホルダーテーブルを有する裏面研削装置に限定されるものではなく、冒頭で図６に示した４基の基板ホルダーテーブルを有する裏面研削・研磨装置５１０であってもよく、その場合においては、基板ローディング／アンローディングステージ位置の基板ホルダーテーブルの位置から基板粗研削ステージの基板ホルダーテーブル位置への回転角度は９０度であり、基板ローディング／アンローディングステージ位置の基板ホルダーテーブルの位置から基板エッジ研削ステージの基板ホルダーテーブル位置への回転角度θは約８０度である。また、基板の平坦化装置１０は、図７に示した２基の基板ホルダーテーブルを有する研削装置１０であってもよく、その研削装置１０においては、基板ローディング／アンローディングステージＳ_１位置の基板ホルダーテーブルの位置から基板研削ステージＳ_２ｂｇの基板ホルダーテーブル位置への回転角度は１８０度であり、基板ローディング／アンローディングステージ位置の基板ホルダーテーブルの位置から基板エッジ研削ステージＳ_２ｅの基板ホルダーテーブル位置への回転角度θは約１２５度である。

本発明の裏面研削方法は、インデックス型回転テーブルの回転軸の回転角度θに応じて、１基の基板ホルダーテーブルと１つの研削砥石軸を用いてエッジ研削ステージと平面研削ステージとを構成できるので、エッジ研削加工を行う研削砥石を用いて裏面研削加工を行うことが可能であり、既存の裏面研削のフットプリントを増大させることなく、数値制御装置の加工プログラムメモリーに搭載する加工プログラムの変更により実施可能である。

基板平坦化装置の平面図である。 裏面研削装置の一部を切り欠いた正面図である。 厚み測定装置のセンサヘッド保持具の断面図である。 ＮＣ裏面研削装置の平面図である。 研削砥石軸の半導体基板裏面のエッジ研削加工および裏面研削加工の状態を示すステップ図である。 基板平坦化装置の斜視図である。（公知） 基板研削装置の平面図である。

符号の説明

２ インデックス型回転テーブル
１０ 基板平坦化装置
２０ 基板の裏面研削装置（ステージ）
ｗ 半導体基板
Ｓ_１ ローディング／アンローディングステージ
Ｓ_２ 粗研削ステージ
Ｓ_２ｅ エッジ研削ステージ
Ｓ_２ｂｇ粗研削ステージ
Ｓ_３ 仕上研削ステージ
３０ 基板ホルダーテーブル
３０ａ 基板ホルダーテーブル
３０ｂ 基板ホルダーテーブル
３０ｃ 基板ホルダーテーブル
５７ インデックス型回転テーブルの回転軸
７０ 研磨装置
９０ａ 粗研削砥石
９１ａ 仕上研削砥石

Claims (2)

1. 次の工程を経て半導体基板の裏面研削加工を行う方法。
   （１）複数の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に１台のインデックス型回転テーブルに搭載された内の一つの基板ホルダーテーブル上に半導体基板裏面を上向きに載置する。
   （２）前記インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面と研削砥石の外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合う位置に基板ホルダーテーブル位置を移動させる。
   （３）この基板ホルダーテーブルの回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取りするエッジ研削加工をする。
   （４）エッジ研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。
   （５）インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記研削砥石の外周を含む垂直面が一致する位置に基板ホルダーテーブル位置を移動させる。
   （６）前記基板ホルダーテーブルの回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の中心点部を通る位置で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面を平面研削加工する。
   （７）平面研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。
2. ｎ基（ｎ＝３〜４の整数）の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に搭載した１台のインデックス型回転テーブル、基板ホルダーテーブルの１つの上方に粗研削砥石を軸承するスピンドルを昇降可能に設けた粗研削機構、基板ホルダーテーブルの１つの上方に仕上研削砥石を軸承するスピンドルを昇降可能に設けた仕上研削機構を設け、前記基板ホルダーテーブルの１つを基板ローディング／アンローディングステージを構成し、前記基板ホルダーテーブルの１つと前記粗研削機構とでエッジ研削ステージと粗研削ステージを構成し、前記基板ホルダーテーブルの１つと前記仕上研削機構とで仕上研削ステージを構成し、および、
   次の工程を経由して半導体基板の裏面研削加工を行う加工プログラムを搭載する数値制御装置、を備える基板裏面研削装置を提供するものである。
   （１）ｎ基の基板ホルダーテーブルをその回転軸が同一円周上に在り、かつ、等間隔に搭載した１台のインデックス型回転テーブルに搭載された内の一つの基板ホルダーテーブル上に半導体基板裏面を上向きに載置する。
   （２）前記インデックス型回転テーブルを回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の外周縁部の垂直面と研削砥石の外周縁部の垂直面とが０．５〜３ｍｍ幅重なり合うエッジ研削ステージ位置に基板ホルダーテーブルを移動させる。
   （３）この基板ホルダーテーブルの回転軸の回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の外周縁部で摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面外周縁部を面取りするエッジ研削加工をする。
   （４）エッジ研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。
   （５）インデックス型回転テーブルの回転軸を回転させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の中心点を経過する垂直面と前記研削砥石の外周を含む垂直面が一致する粗研削ステージ位置に基板ホルダーテーブルを移動させる。
   （６）前記基板ホルダーテーブルの回転軸の回転と前記研削砥石を軸承するスピンドルを回転させつつ下降させて前記半導体基板の中心点部を通る位置で前記研削砥石と半導体基板とを摺擦させて前記基板ホルダーテーブル上に載置された半導体基板の裏面を平面研削加工する。
   （７）平面研削加工後、前記研削砥石を軸承するスピンドルを上昇させる。

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