JP2011161550A

JP2011161550A - 研削装置

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Publication number: JP2011161550A
Application number: JP2010025522A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Kadota; 宏太郎門田; Takahiko Tsuno; 貴彦津野
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: JP5466963B2

Abstract

【課題】より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨できる研削装置を提供すること。
【解決手段】研削機構４は、一方向に沿って第一研磨ユニット４３、粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２及び第二研磨ユニット４４の順に配設している。保持機構３は、第一研摩ユニット４３側に配置された第一チャックテーブル３１１と、第二研摩ユニット４４側に配置された第二チャックテーブル３１２とを有する。制御機構６は、保持機構３を、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２が第一研磨ユニット４３、粗研削ユニット４１に対向する第一加工位置と、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２が粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２に対向する第二加工位置と、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２が仕上げ研削ユニット４２、第二研磨ユニット４４に対向する第三加工位置とに順に位置付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、半導体ウェーハ等の被加工物を研削加工する研削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されてその表面に複数形成された半導体ウェーハや、樹脂基板、電子部品に使用される各種セラミック基板やガラス基板等の板状物は、裏面が研削・研磨されて所定の厚さに形成された後、ダイシング装置やレーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割された各デバイスは各種電子機器に利用されている。

近年、これらの板状物は１ワーク当たりのチップの取り量を増やすために大型化が進んでおり、特に半導体ウェーハにおいてはφ４５０ｍｍとする規格化が進められている。一方、これら板状物の裏面を研削・研磨する装置としては粗研削手段と仕上げ研削（研磨）手段とを備えたグラインダと称する研削・研磨装置が広く使用されている。

これらの研削・研磨装置は、被加工物を保持する複数のチャックテーブルがターンテーブル上に周方向に等間隔離間して設けられており、被加工物がチャックテーブルに保持された状態でターンテーブルが回転していくことで、ターンテーブルに対峙して配設された研削手段又は研磨手段によって、順次粗研削から仕上げ研削又は研磨へと一連の加工が施される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２８４３０３号公報

しかしながら、半導体ウェーハが、例えば、現在広く使用されているφ２００ｍｍやφ３００ｍｍからφ４５０ｍｍへ移行した場合においては、研削・研磨装置は非常に大型化することとなり、複数のチャックテーブルを搭載するターンテーブルの直径も非常に大きくなる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨することができる研削装置を提供することを目的とする。

本発明の研削装置は、ワークを保持する保持機構と、前記保持機構に保持されたワークを研削加工する研削機構とを有する研削装置であって、前記研削機構は、ワークを粗研削する粗研削部と、前記粗研削部で研削されたワークを仕上げ研削する仕上げ研削部と、前記仕上げ研削部で研削されたワークを研磨する第一の研磨部と、前記仕上げ研削部で研削されたワークを研磨する第二の研磨部とを有し、一方向に沿って前記第一の研磨部、粗研削部、仕上げ研削部及び第二の研磨部の順に配設されており、前記保持機構は、前記一方向に沿って二つ配設された保持テーブルを有し、当該一方向内において前記第一の研磨部側の前記保持テーブルを第一の保持テーブルとし、前記第二の研磨部側の前記保持テーブルを第二の保持テーブルとした場合に、前記保持機構を、前記第一の保持テーブルが前記第一の研磨部に対向し前記第二の保持テーブルが前記粗研削部に対向する位置である第一の加工位置と、前記第一の保持テーブルが前記粗研削部に対向し前記第二の保持テーブルが前記仕上げ研削部に対向する位置である第二の加工位置と、前記第一の保持テーブルが前記仕上げ研削部に対向し前記第二の保持テーブルが前記第二の研磨部に対向する位置である第三の加工位置とに順に位置付ける制御機構とを有することを特徴とする。

この構成によれば、第一の研摩部、粗研削部、仕上げ研削部及び第二の研摩部を一方向に沿って配設し、隣接する研摩部と研削部等で構成される第一〜第三の加工位置にワークを保持した保持機構を位置付けるようにしたことから、加工位置間のワークの搬送経路を直線状に構成することができ、研削装置における保持機構の占有面積を縮小することができるので、より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨することができる研削装置を提供することが可能となる。また、第一〜第三の加工位置において、第一、第二の保持テーブルをそれぞれ隣接する研摩部と研削部等に対向させていることから、第一、第二保持テーブルで保持した複数のワークに対して同時に加工処理を施すことができ、加工処理の効率化を図ることが可能となる。

本発明の研削装置において、前記制御機構は、初めに位置付けられる前記第一の加工位置では前記第二の保持テーブルに搬入して保持された加工前のワークを前記粗研削部で研削し、初めに位置付けられる前記第二の加工位置では前記第一の保持テーブルに搬入して保持された加工前のワークを前記粗研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削し、前記第三の加工位置では前記第一の保持テーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記第二の研磨部で研磨し、前記保持機構が前記第三の加工位置に位置付けられた後に再び前記第一の加工位置に位置付けて、二回目以降に位置付けられる前記第一の加工位置では前記第一の保持テーブルに保持されたワークを前記第一の研磨部で研磨すると共に前記第二の保持テーブルに保持された加工後のワークを搬出して加工前のワークを搬入した後に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記粗研削部で研削し、二回目以降に位置付けられる前記第二の加工位置では前記第一の保持テーブルに保持された加工後のワークを搬出して加工前のワークを搬入した後に前記第一の保持テーブルに保持されたワークを前記粗研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削することが好ましい。

本発明によれば、第一の研摩部、粗研削部、仕上げ研削部及び第二の研摩部を一方向に沿って配設し、隣接する研摩部と研削部等で構成される第一〜第三の加工位置にワークを保持した保持機構を位置付けるようにしたことから、加工位置間のワークの搬送経路を直線状に構成することができ、研削装置における保持機構の占有面積を縮小することができるので、より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨することができる研削装置を提供することが可能となる。また、第一〜第三の加工位置において、第一、第二の保持テーブルをそれぞれ隣接する研摩部と研削部等に対向させていることから、第一、第二保持テーブルで保持した複数のワークに対して同時に加工処理を施すことができ、加工処理の効率化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る研削装置の外観斜視図である。実施の形態１に係る研削装置のチャックテーブルがウェーハ搬入・搬出位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態１に係る研削装置のチャックテーブルが第一加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態１に係る研削装置のチャックテーブルが第二加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態１に係る研削装置のチャックテーブルが第三加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態１に係る研削装置の一方のチャックテーブルとの間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。実施の形態１に係る研削装置の他方のチャックテーブルとの間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。本発明の実施の形態２に係る研削装置の外観斜視図である。実施の形態２に係る研削装置のチャックテーブルが第一加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態２に係る研削装置のチャックテーブルが第二加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態２に係る研削装置のチャックテーブルが第三加工位置に配置された状態の平面模式図である。実施の形態２に係る研削装置の一方のチャックテーブルとの間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。実施の形態２に係る研削装置の他方のチャックテーブルとの間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る研削装置においては、被加工物（ワーク）としてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではない。例えば、ＧａＡｓ等の半導体ウェーハ、セラミック、ガラス、サファイヤ（Al₂O₃）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（TTV: total thickness variation）が要求される各種加工材料が挙げられる。なお、ここでいう平坦度とは、ワークの被研削面を基準面として厚み方向を測定した高さのうち、最大値と最小値との差を示している。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る研削装置の外観斜視図である。図１に示すように、研削装置１は、加工前の半導体ウェーハを搬入する他、加工後の半導体ウェーハを搬出する搬入搬出機構２と、搬入搬出機構２から搬入された半導体ウェーハを保持した状態で所定位置に移動する保持機構３と、保持機構３に保持された半導体ウェーハを研削加工して薄化する研削機構４とから構成されている。これらの搬入搬出機構２、保持機構３及び研削機構４は、基台５に配設されている。搬入搬出機構２は、基台５の前面５ａ側の位置に配置され、保持機構３及び研削機構４は、この搬入搬出機構２の後面５ｄ側の位置に配置されている。

搬入搬出機構２は、基台５の前面５ａ側の上面に配設されている。搬入搬出機構２は、搬入用カセット２１、搬出用カセット２２、搬入搬出アーム２３、位置決め部２４及びスピンナー洗浄部２５を有している。搬入用カセット２１、搬出用カセット２２は、それぞれ基台５の前面５ａから前方に突設されたカセット載置部５１、５２に載置されている。搬入用カセット２１には、加工前の半導体ウェーハが収容される。搬出用カセット２２には、加工後の半導体ウェーハが収容される。搬入搬出アーム２３は、カセット載置部５２の後面５ｄ側に配置され、カセット載置部５２に面して設けられている。位置決め部２４は、搬入搬出アーム２３に隣接して基台５の一方の側面５ｂ近傍に設けられ、スピンナー洗浄部２５は、搬入搬出アーム２３に隣接して基台５の他方の側面５ｃ近傍に設けられている。

搬入搬出アーム２３は、カセット載置部５１に載置された搬入用カセット２１から位置決め部２４に加工前の半導体ウェーハを搬入する他、スピンナー洗浄部２５からカセット載置部５２に載置された搬出用カセット２２に加工後の半導体ウェーハを収納する。また、搬入搬出アーム２３は、位置決め部２４により位置決めされた半導体ウェーハを後述するチャックテーブル３１に供給する一方、チャックテーブル３１上で加工された半導体ウェーハを回収してスピンナー洗浄部２５に移動する。

搬入搬出アーム２３は、例えば、上下方向に移動可能な支持台と、この支持台上に設けられた多節リンク機構と、この多節リンク機構の先端に設けられ、半導体ウェーハを支持するウェーハ支持部とを含んで構成される。この場合、搬入搬出アーム２３においては、支持台によりウェーハ支持部の高さ方向の位置合わせが行われ、多節リンク機構によりウェーハ支持部の水平移動が行われる。これにより、搬入搬出アーム２３は、搬入用カセット２１、位置決め部２４、スピンナー洗浄テーブル２５１及び搬出用カセット２２の設置位置、並びに、後述するチャックテーブル３１のウェーハ搬入搬出位置を含む範囲でウェーハ支持部を移動可能に構成される。なお、ウェーハ支持部は、例えば、半導体ウェーハに対する支持部分に形成された孔を介して、基台５内部に設けられた負圧発生機構により発生した負圧により半導体ウェーハを支持することができる。

位置決め部２４は、位置決めテーブル２４１と、この位置決めテーブル２４１に放射状に形成された溝部２４２から突出する複数の位置決めピン２４３とを有している。複数の位置決めピン２４３は、不図示の駆動機構に接続され、溝部２４２に沿って位置決めテーブル２４１の中央に対して進退可能に構成されている。これらの複数の位置決めピン２４３は、位置決めテーブル２４１上に配置された半導体ウェーハの側面に外周側から当接して、半導体ウェーハを位置決めできるものとなっている。

スピンナー洗浄部２５は、チャックテーブル３１から回収された半導体ウェーハが載置されるスピンナー洗浄テーブル２５１と、上下方向に移動してスピンナー洗浄部２５内を開放、密閉するシャッター部２５２とを有している（図１においては、シャッター部２５２が開いた状態を示している）。スピンナー洗浄部２５においては、シャッター部２５２を閉じた状態において、スピンナー洗浄テーブル２５１に載置された半導体ウェーハを回転させ、洗浄水を噴射して洗浄できるものとなっている。

保持機構３は、基台５の上面の中央部近傍で側面５ｂ、５ｃ間に形成された凹部５３に配設されている。保持機構３は、半導体ウェーハを保持する２つのチャックテーブル３１と、これらのチャックテーブル３１を移動する移動機構の一部を構成する２本のシャフト３２１、３２２と、これらのチャックテーブル３１の移動をガイドするガイド部材３３とを有している。シャフト３２１、３２２及びガイド部材３３は、チャックテーブル３１の下方側領域にて基台５の前面５ａから後面５ｄに向かう前後方向に並べて配置されている。

チャックテーブル３１は、基台５の側面５ｂ側に配置される第一の保持テーブルとしての第一チャックテーブル３１１と、基台５の側面５ｃ側に配置される第二の保持テーブルとしての第二チャックテーブル３１２とから構成される。これらの第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２は、それぞれ独立した基台３１３、３１４に設けられている（図１において、基台３１４は不図示）。第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２は、これらの基台３１３、３１４上において、半導体ウェーハを保持した状態で回転可能に構成されている。

シャフト３２１、３２２は、基台５の側面５ｂ近傍から側面５ｃ近傍の位置まで延在し、その側面５ｂ側の端部で駆動モータ３２１ａ、３２２ａに接続されている。基台３１３、３１４は、ボールねじ構造によりそれぞれシャフト３２１、３２２に連結されている。駆動モータ３２１ａ、３２２ａによりシャフト３２１、３２２を回転させることで、基台３１３、３１４を基台５の側面５ｂ、５ｃ方向に移動可能に構成されている。ガイド部材３３は、シャフト３２１、３２２と同様に、側面５ｂ、５ｃ方向に延在し、基台３１３、３１４の下面に設けられた凹部３１３ａ、３１４ａに係合する位置に設けられている（図１において、凹部３１４ａは不図示）。なお、駆動モータ３２１ａ、３２２ａによるシャフト３２１、３２２の回転は、後述する制御機構６により制御される。研削装置１においては、この制御機構６の制御の下、基台５における所定位置に第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を移動することが可能となっている。

研削機構４は、基台５の後面５ｄ側に設けられる壁面部５４の前面５ａ側に配設されている。研削機構４は、粗研削部としての粗研削ユニット４１、仕上げ研削部としての仕上げ研削ユニット４２、第一の研磨部としての第一研摩ユニット４３及び第二の研磨部としての第二研摩ユニット４４を有している。粗研削ユニット４１は、半導体ウェーハを粗研削するものであり、仕上げ研削ユニット４２は、粗研削ユニット４１により粗研削された半導体ウェーハを仕上げ研削するものである。第一、第二研摩ユニット４３、４４は、同一の研摩機能を有し、仕上げ研削ユニット４２により仕上げ研削された半導体ウェーハを研摩するものである。

粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２、第一研摩ユニット４３及び第二研摩ユニット４４は、それぞれチャックテーブル３１上に保持された半導体ウェーハを研削、研摩可能に保持機構３に対向して配置されている。すなわち、研削機構４における粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２、第一研摩ユニット４３及び第二研摩ユニット４４は、保持機構３と上面視にてオーバーラップして配設されている。また、研削機構４においては、基台５の側面５ｂから側面５ｃに向かう一方向に沿って、第一研摩ユニット４３、粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２及び第二研摩ユニット４４の順に配設されている。上述した第一チャックテーブル３１１は、第一研摩ユニット４３側に配置され、第二チャックテーブル３１２は、第二研摩ユニット４４側に配置されている。

壁面部５４の前面５ａ側には、粗研削ユニット４１を移動させる研削ユニット移動機構４１１が設けられている。研削ユニット移動機構４１１は、壁面部５４に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するＺ軸テーブル４１２を有している。Ｚ軸テーブル４１２には、前面５ａ側に取り付けられた支持部４１３を介して粗研削ユニット４１が支持されている。同様に、壁面部５４には、仕上げ研削ユニット４２を移動させる研削ユニット移動機構４２１が設けられている。研削ユニット移動機構４２１は、研削ユニット移動機構４１１と同様に、Ｚ軸テーブル４２２及び支持部４２３を有し、仕上げ研削ユニット４２を支持している。

さらに、壁面部５４には、第一研摩ユニット４３を移動させる研摩ユニット移動機構４３１が設けられている。研摩ユニット移動機構４３１は、壁面部５４に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するＺ軸テーブル４３２を有している。Ｚ軸テーブル４３２には、前面５ａ側に取り付けられた支持部４３３を介して第一研摩ユニット４３が支持されている。同様に、壁面部５４には、第二研摩ユニット４４を移動させる研摩ユニット移動機構４４１が設けられている。研削ユニット移動機構４４１は、研摩ユニット移動機構４３１と同様にＺ軸テーブル４４２及び支持部４４３を有し、第二研摩ユニット４４を支持している。

粗研削ユニット４１は、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石４１４を有している。研削砥石４１４は、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。仕上げ研削ユニット４２は、粗研削ユニット４１と略同様の構成を有しているが、研削砥石４２４として粒度が細かいものを使用している。また、第一、第二研磨ユニット４３、４４は、粗研削ユニット４１と略同様の構成を有するが、ダイヤモンド砥石を有する研磨砥石４３４、４４４の代わりに発泡剤や繊維質等で形成された研磨砥石が使用される場合もある。

基台５の内部には、保持機構３に接続され、基台３１３、３１４を介して第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を所定位置に移動させる制御機構６が設けられている。制御機構６は、駆動モータ３２１ａ、３２２ａに駆動信号を与えてシャフト３２１、３２２を回転させ、基台３１３、３１４を所定位置に移動させる。この場合、制御機構６は、駆動モータ３２１ａ、３２２ａに個別の駆動信号を与えることで、基台３１３、３１４を独立して移動させることができる。

以下、制御機構６により移動制御される第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２の所定位置について説明する。制御機構６は、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を、ウェーハ搬入搬出位置と、第一加工位置〜第三加工位置とに移動制御する。図２は、実施の形態１に係る研削装置１のチャックテーブル３１がウェーハ搬入搬出位置に配置された状態の平面模式図である。図３〜図５は、それぞれ実施の形態１に係る研削装置１のチャックテーブル３１が第一加工位置〜第三加工位置に配置された状態の平面模式図である。なお、図２〜図５においては環状に配設された研削砥石４１４、４２４、研磨砥石４３４、４４４が夫々のチャックテーブル３１の中心を通る様に配置された状態を示している。

ウェーハ搬入搬出位置においては、図２に示すように、第一チャックテーブル３１１は、第一研摩ユニット４３に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、第二研摩ユニット４４に対向する位置に配置される。ウェーハ搬入搬出位置において、搬入搬出アーム２３は、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２に加工前の半導体ウェーハを供給することが可能であり、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２に保持された加工後の半導体ウェーハを回収することが可能である。

第一加工位置においては、図３に示すように、第一チャックテーブル３１１は、第一研摩ユニット４３に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置される。すなわち、第一加工位置においては、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを研摩することが可能であり、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを粗研削することが可能である。

第二加工位置においては、図４に示すように、第一チャックテーブル３１１は、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に配置される。すなわち、第二加工位置においては、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを粗研削することが可能であり、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを仕上げ研削することが可能である。

第三加工位置においては、図５に示すように、第一チャックテーブル３１１は、仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、第二研摩ユニット４４に対向する位置に配置される。すなわち、第三加工位置においては、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを仕上げ研削することが可能であり、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを研摩することが可能である。

次に、実施の形態１に係る研削装置１における半導体ウェーハに対する加工手順について図２〜図７を参照しながら説明する。図６は、実施の形態１に係る研削装置１の第二チャックテーブル３１２との間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。図７は、実施の形態１に係る研削装置１の第一チャックテーブル３１１との間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。なお、以下においては、説明の便宜上、加工が施される順序に応じて半導体ウェーハを半導体ウェーハＷ１〜半導体ウェーハＷ６と呼ぶものとする。

実施の形態１に係る研削装置１においては、半導体ウェーハを加工する場合、まず、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を第一研摩ユニット４３に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を第二研摩ユニット４４に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２をウェーハ搬入搬出位置に移動する。そして、第二チャックテーブル３１２に最初に加工する半導体ウェーハＷ１を搬入し、第一チャックテーブル３１１に２番目に加工する半導体ウェーハＷ２を搬入する（図２に示す状態）。この場合、半導体ウェーハＷ１、Ｗ２は、それぞれ搬入用カセット２１から搬入搬出アーム２３により取り出され、位置決め部２４で位置決めされた後、第二チャックテーブル３１２、第一チャックテーブル３１１に搬入される。なお、この場合、第二研摩ユニット４４、第一研摩ユニット４３による半導体ウェーハＷ１、Ｗ２に対する研摩は行われない。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を移動せず、第二チャックテーブル３１２を粗研削ユニット４１に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第一加工位置に配置する（図３に示す状態）。そして、粗研削ユニット４１で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を粗研削する。なお、この場合、第一研摩ユニット４３による半導体ウェーハＷ２に対する研摩は行われない。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を粗研削ユニット４１に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第二加工位置に配置する（図４に示す状態）。そして、仕上げ研削ユニット４２で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を仕上げ研削すると共に、粗研削ユニット４１で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を粗研削する。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を第二研摩ユニット４４に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第三加工位置に配置する（図５に示す状態）。そして、第二研摩ユニット４４で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を研摩すると共に、仕上げ研削ユニット４２で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を仕上げ研削する。これにより、半導体ウェーハＷ１に対する加工処理が完了する。

次に、制御機構６により第二チャックテーブル３１２を移動せず、第一チャックテーブル３１１を第一研摩ユニット４３に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２をウェーハ搬入搬出位置に配置する。そして、第一研摩ユニット４３で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を研摩する。これにより、半導体ウェーハＷ２に対する加工処理が完了する。一方、搬入搬出アーム２３により第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を搬出すると共に、３番目に加工する半導体ウェーハＷ３を第二チャックテーブル３１２に搬入する（図６に示す状態）。なお、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２に対する研摩作業と、第二チャックテーブル３１２に対する半導体ウェーハＷ１、Ｗ３の搬出・搬入作業との順序は任意に選択可能であり、同時に行うことも可能である。

次に、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２をウェーハ搬入搬出位置に維持した状態で、搬入搬出アーム２３により第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を搬出すると共に、４番目に加工する半導体ウェーハＷ４を第一チャックテーブル３１１に搬入する（図７に示す状態）。この場合、第二研摩ユニット４４による半導体ウェーハＷ３に対する研摩は行われない。なお、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２に対する研摩作業と、第二チャックテーブル３１２に対する半導体ウェーハＷ１、Ｗ３の搬出・搬入作業との順序は任意に選択可能であり、同時に行うことも可能である。

第一チャックテーブル３１１に対して半導体ウェーハＷ４を搬入したならば、再び第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第一加工位置に配置し、上述した加工処理を繰り返す。そして、半導体ウェーハＷ３、Ｗ４に対する加工が完了したならば、上述した要領で半導体ウェーハＷ３、Ｗ４を搬出すると共に、新たな半導体ウェーハＷ５、Ｗ６を搬入し、その加工処理を行う。なお、加工処理が完了した半導体ウェーハは、搬入搬出アーム２３により第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２から搬出され、スピンナー洗浄部２５で洗浄された後、搬出用カセット２２に収容される。

このように実施の形態１に係る研削装置１においては、第一研摩ユニット４３、粗研削ユニット４１、仕上げ研削ユニット４２及び第二研摩ユニット４４を基台５の側面５ｂから側面５ｃに向かう一方向に沿って配設し、隣接する研摩ユニットと研削ユニット等で構成される第一〜第三加工位置に半導体ウェーハを保持したチャックテーブル３１を配置するようにしたことから、加工位置間の半導体ウェーハの搬送経路を直線状に構成することができ、研削装置１における保持機構３の占有面積を縮小することができるので、より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨することができる研削装置１を提供することが可能となる。

また、実施の形態１に係る研削装置１においては、第一〜第三の加工位置において、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２をそれぞれ隣接する研削ユニットと研摩ユニット等に対向させていることから、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２で保持した複数の半導体ウェーハに対して同時に加工処理を施すことができ、加工処理の効率化を図ることが可能となる。

さらに、実施の形態１に係る研削装置１においては、第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２をそれぞれ基台３１３、３１４に設け、これらの基台３１３、３１４を制御機構６によって独立して移動制御できるようにしたことから、それぞれ独立した任意の位置で第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２との間で半導体ウェーハの搬入搬出を行うことが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る研削装置は、保持機構３が有する構成のみにおいて実施の形態１に係る研削装置１と相違する。具体的には、第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２が設けられる基台が一部材で構成されている点、並びに、この基台を介して第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２を移動させるシャフトが１本である点で実施の形態１に係る研削装置１と相違する。

以下、実施の形態１に係る研削装置１との相違点を中心に実施の形態２に係る研削装置の構成について説明する。図８は、本発明の実施の形態２に係る研削装置１０の外観斜視図である。なお、図８に示す研削装置１０において、図１と共通する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態２に係る研削装置１０の保持機構３において、第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２は、一部材で構成される基台３１５に設けられている。この基台３１５上において、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２は、研削機構４の隣接するユニットに対向する位置に配置されている。基台３１５は、その下方側に配置されたシャフト３２３にボールねじ構造により連結されている。研削装置１０においては、シャフト３２３の端部に設けられた駆動モータ３２３ａによってシャフト３２３を回転させることで、基台３１５を基台５の側面５ｂ、５ｃ方向に移動可能に構成されている。

制御機構６は、実施の形態１に係る研削装置１と同様に、駆動モータ３２３ａに駆動信号を与えてシャフト３２３を回転させ、基台３１５を所定位置に移動させる。この場合、実施の形態２に係る研削装置１０においては、同一の基台３１５に設けられていることから、第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２は、隣接した状態を維持しながら移動することとなる。

以下、制御機構６により移動制御される第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２の所定位置について説明する。制御機構６は、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を、第一加工位置〜第三加工位置に移動制御する。図９〜図１１は、それぞれ実施の形態２に係る研削装置１０のチャックテーブル３１が第一加工位置〜第三加工位置に配置された状態の平面模式図である。なお、図９〜図１１においては環状に配設された研削砥石４１４、４２４、研磨砥石４３４、４４４が夫々のチャックテーブル３１の中心を通る様に配置された状態を示している。

実施の形態２に係る研削装置１０においても、第一加工位置〜第三加工位置における第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２の配置は、実施の形態１に係る研削装置１と同一である。すなわち、第一加工位置においては、図９に示すように、第一チャックテーブル３１１は、第一研摩ユニット４３に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置される。第二加工位置においては、図１０に示すように、第一チャックテーブル３１１は、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に配置される。第三加工位置においては、図１１に示すように、第一チャックテーブル３１１は、仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に配置され、第二チャックテーブル３１２は、第二研摩ユニット４４に対向する位置に配置される。

なお、実施の形態２に係る研削装置１０において、加工前の半導体ウェーハは、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置されたチャックテーブル３１に搬入される。一方、加工後の半導体ウェーハは、粗研削ユニット４１に対向する位置に配置されたチャックテーブル３１から搬出される。すなわち、第一加工位置に配置された場合に第二チャックテーブル３１２に対する半導体ウェーハの搬入・搬出が可能であり、第二加工位置に配置された場合に第一チャックテーブル３１１に対する半導体ウェーハの搬入・搬出が可能である。

次に、実施の形態２に係る研削装置１０における半導体ウェーハに対する加工手順について図９〜図１３を参照しながら説明する。図１２は、実施の形態２に係る研削装置１０の第二チャックテーブル３１２との間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。図１３は、実施の形態２に係る研削装置１０の第一チャックテーブル３１１との間で半導体ウェーハを搬出・搬入する状態の平面模式図である。なお、以下においては、説明の便宜上、加工が施される順序に応じて半導体ウェーハを半導体ウェーハＷ１〜半導体ウェーハＷ６と呼ぶものとする。

実施の形態２に係る研削装置１０においては、半導体ウェーハを加工する場合、まず、制御機構６により第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２をそれぞれ第一研摩ユニット４３、粗研削ユニット４１に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第一加工位置に配置する（図９に示す状態）。そして、第二チャックテーブル３１２に初めに加工する半導体ウェーハＷ１を搬入すると共に、粗研削ユニット４１で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を粗研削する。この場合、半導体ウェーハＷ１は、搬入用カセット２１から搬入搬出アーム２３により取り出され、位置決め部２４で位置決めされた後、第二チャックテーブル３１２に搬入される。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を粗研削ユニット４１に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第二加工位置に配置する（図１０に示す状態）。そして、第一チャックテーブル３１１に２番目に加工する半導体ウェーハＷ２を搬入すると共に、粗研削ユニット４１で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を粗研削し、仕上げ研削ユニット４２で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を仕上げ研削する。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を第二研摩ユニット４４に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第三加工位置に配置する（図１１に示す状態）。そして、第二研摩ユニット４４で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を研摩すると共に、仕上げ研削ユニット４２で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を仕上げ研削する。これにより、半導体ウェーハＷ１に対する加工処理が完了する。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を第一研摩ユニット４３に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を粗研削ユニット４１に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を再び第一加工位置に配置する。そして、第一研摩ユニット４３で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を研摩する。これにより、半導体ウェーハＷ２に対する加工処理が完了する。一方、搬入搬出アーム２３により第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ１を搬出すると共に、３番目に加工する半導体ウェーハＷ３を第二チャックテーブル３１２に搬入する（図１２に示す状態）。なお、第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２に対する研摩作業と、第二チャックテーブル３１２に対する半導体ウェーハＷ１、Ｗ３の搬出・搬入作業との順序は任意に選択可能であり、同時に行うことも可能である。

次に、制御機構６により第一チャックテーブル３１１を粗研削ユニット４１に対向する位置に移動すると共に、第二チャックテーブル３１２を仕上げ研削ユニット４２に対向する位置に移動する。すなわち、第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を再び第二加工位置に配置する。そして、搬入搬出アーム２３により第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ２を搬出すると共に、４番目に加工する半導体ウェーハＷ４を第一チャックテーブル３１１に搬入する（図１３に示す状態）。さらに、粗研削ユニット４１で第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ４を粗研削すると共に、仕上げ研削ユニット４２で第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ３を仕上げ研削する。なお、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハＷ３に対する研摩作業と、第一チャックテーブル３１１に対する半導体ウェーハＷ２、Ｗ４の搬出・搬入作業との順序は任意に選択可能であり、同時に行うことも可能である。

第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハＷ４を粗研削したならば、再び第一チャックテーブル３１１、第二チャックテーブル３１２を第三加工位置に配置し、上述した加工処理を繰り返す。そして、半導体ウェーハＷ３、Ｗ４に対する加工が完了したならば、上述した要領で半導体ウェーハＷ３、Ｗ４を搬出すると共に、新たな半導体ウェーハＷ５、Ｗ６を搬入し、その加工処理を行う。なお、加工処理が完了した半導体ウェーハは、搬入搬出アーム２３により粗研削ユニット４１に対向する位置に配置された第一チャックテーブル３１１又は第二チャックテーブル３１２から搬出され、スピンナー洗浄部２５で洗浄された後、搬出用カセット２２に収容される。

すなわち、実施の形態２に係る研削装置１０においては、初めに位置付けられる第一加工位置では第二チャックテーブル３１２に搬入して保持された加工前の半導体ウェーハを粗研削ユニット４１で粗研削する。また、初めに位置付けられる第二加工位置では第一チャックテーブル３１１に搬入して保持された加工前の半導体ウェーハを粗研削ユニット４１で粗研削すると共に、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを仕上げ研削ユニット４２で仕上げ研削する。そして、第三加工位置では第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを仕上げ研削ユニット４２で仕上げ研削すると共に、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを第二研磨ユニット４４で研磨する。さらに、第三加工位置に配置した後に再び第一加工位置に配置して、二回目以降に位置付けられる第一加工位置では第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを第一研磨ユニット４１で研磨すると共に、第二チャックテーブル３１２に保持された加工後の半導体ウェーハを搬出して加工前の半導体ウェーハを搬入した後に第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを粗研削ユニット４１で研削する。さらに、二回目以降に位置付けられる第二加工位置では第一チャックテーブル３１１に保持された加工後の半導体ウェーハを搬出して加工前の半導体ウェーハを搬入した後に第一チャックテーブル３１１に保持された半導体ウェーハを粗研削ユニット４１で粗研削すると共に、第二チャックテーブル３１２に保持された半導体ウェーハを仕上げ研削ユニットで仕上げ研削する。

このように実施の形態２に係る研削装置１０においては、第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２を一部材である基台３１５に設け、この基台３１５上の第一チャックテーブル３１１及び第二チャックテーブル３１２を第一〜第三加工位置の順に配置するようにしたことから、実施の形態１に係る研削装置１と同様に、直線状に構成することができ、研削装置１における保持機構３の占有面積を縮小することができるので、より省スペースな装置で、大型の板状物を研削・研磨することができる研削装置１０を提供することが可能となる。

また、実施の形態２に係る研削装置１０においては、第一〜第三の加工位置において、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２をそれぞれ隣接する研削ユニットと研摩ユニット等に対向させていることから、実施の形態１に係る研削装置１と同様に、第一、第二チャックテーブル３１１、３１２で保持した複数の半導体ウェーハに対して同時に加工処理を施すことができ、加工処理の効率化を図ることが可能となる。

さらに、実施の形態２に係る研削装置１０においては、第一加工位置に配置された場合の第二チャックテーブル３１２との間で半導体ウェーハの搬入搬出を行い、第二加工位置に配置された場合の第一チャックテーブル３１１との間で半導体ウェーハの搬入搬出を行うようにしたことから、第一チャックテーブル３１１と第二チャックテーブル３１２とを独立して移動制御する必要がなくなるので、単一のシャフト３２３でこれらを駆動することができ、研削装置１０の構成を簡素化すると共に、チャックテーブル３１の移動制御を簡素化することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

以上説明したように、本発明は、省スペースな装置で大型の板状物を研削・研摩することができるという効果を有し、特に、大型の半導体ウェーハを連続して研削・研摩する研削装置に有用である。

１、１０研削装置
２搬入搬出機構
２１搬入用カセット
２２搬出用カセット
２３搬入搬出アーム
２４位置決め部
２５スピンナー洗浄部
３保持機構
３１チャックテーブル
３１１第一チャックテーブル
３１２第二チャックテーブル
３１３、３１４、３１５基台
３２１、３２２、３２３シャフト
３２１ａ、３２２ａ、３２３ａ駆動モータ
４研削機構
４１粗研削ユニット
４２仕上げ研削ユニット
４３第一研摩ユニット
４４第二研摩ユニット
５基台
５１、５２カセット載置部
５３凹部
５４壁面部
６制御機構
Ｗ半導体ウェーハ（ワーク）

Claims

ワークを保持する保持機構と、前記保持機構に保持されたワークを研削加工する研削機構とを有する研削装置であって、
前記研削機構は、ワークを粗研削する粗研削部と、前記粗研削部で研削されたワークを仕上げ研削する仕上げ研削部と、前記仕上げ研削部で研削されたワークを研磨する第一の研磨部と、前記仕上げ研削部で研削されたワークを研磨する第二の研磨部とを有し、一方向に沿って前記第一の研磨部、粗研削部、仕上げ研削部及び第二の研磨部の順に配設されており、
前記保持機構は、前記一方向に沿って二つ配設された保持テーブルを有し、当該一方向内において前記第一の研磨部側の前記保持テーブルを第一の保持テーブルとし、前記第二の研磨部側の前記保持テーブルを第二の保持テーブルとした場合に、
前記保持機構を、前記第一の保持テーブルが前記第一の研磨部に対向し前記第二の保持テーブルが前記粗研削部に対向する位置である第一の加工位置と、前記第一の保持テーブルが前記粗研削部に対向し前記第二の保持テーブルが前記仕上げ研削部に対向する位置である第二の加工位置と、前記第一の保持テーブルが前記仕上げ研削部に対向し前記第二の保持テーブルが前記第二の研磨部に対向する位置である第三の加工位置とに順に位置付ける制御機構とを有することを特徴とする研削装置。
前記制御機構は、初めに位置付けられる前記第一の加工位置では前記第二の保持テーブルに搬入して保持された加工前のワークを前記粗研削部で研削し、初めに位置付けられる前記第二の加工位置では前記第一の保持テーブルに搬入して保持された加工前のワークを前記粗研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削し、前記第三の加工位置では前記第一のテーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記第二の研磨部で研磨し、
前記保持機構が前記第三の加工位置に位置付けられた後に再び前記第一の加工位置に位置付けて、二回目以降に位置付けられる前記第一の加工位置では前記第一の保持テーブルに保持されたワークを前記第一の研磨部で研磨すると共に前記第二の保持テーブルに保持された加工後のワークを搬出して加工前のワークを搬入した後に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記粗研削部で研削し、二回目以降に位置付けられる前記第二の加工位置では前記第一の保持テーブルに保持された加工後のワークを搬出して加工前のワークを搬入した後に前記第一の保持テーブルに保持されたワークを前記粗研削部で研削すると共に前記第二の保持テーブルに保持されたワークを前記仕上げ研削部で研削することを特徴とする請求項１記載の研削装置。