JP2021132181A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工装置において、仮置き手段のコストを低く抑える。【解決手段】ロボット１４は、ウェーハを保持するロボットハンド１４０に配置されウェーハを検知するセンサ１４９を備え、仮置きテーブル１１０の仮置き面に仮置きしたウェーハをセンタリングする手段１８と、保持手段３の保持面の形とウェーハの形とを一致させ保持面にウェーハを保持させる制御を行う制御手段９と、を備え、制御手段９は、センタリング制御部９０と、センタリングされたウェーハの外周縁円弧部分とオリエンテーションフラットとをセンサ１４９が区別して検知可能にロボットハンド１４０を位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部９１と、仮置きテーブル１１０を所定の角度に位置づける仮置き回転制御部９４と、保持面にウェーハを搬送する際に、記憶部に記憶した角度を用い保持面形状とウェーハ形状とが一致するように保持面回転手段３６を制御する保持面回転制御部９５と、を備える加工装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等を加工する加工装置に関する。

チャックテーブルの保持面によって保持されたウェーハを研削砥石で研削する研削装置の該保持面は、ウェーハと同じ形状をしている。そして、ウェーハは、結晶方位を示すノッチ、又はオリエンテーションフラットを備えている。したがって、保持面にウェーハを保持させる際には、保持面の形とウェーハの形とを一致させるように、チャックテーブルの保持面、又はウェーハを回転させ位置合わせを行う必要がある。

よって、例えば特許文献１、又は特許文献２に開示されているように、上記位置合わせのためにウェーハのノッチの位置、又はオリエンテーションフラットの位置を研削装置は検知する必要が有る。つまり、保持面にウェーハを保持させる前に、ノッチ、又はオリエンテーションフラットの位置を検知するための仮置きテーブルが必要である。そして、仮置きテーブルの近傍には、ノッチ、又はオリエンテーションフラットを検知するセンサを備える必要がある。

特開２００２−３５９２７７号公報 特開２００２−１５１５７５号公報

このように仮置きテーブルでウェーハのノッチ、又はオリエンテーションフラットの位置を検知させるためにセンサを配置し、さらに、センサを仮置きテーブルの上面に平行に移動させる機構等が必要であり、仮置きテーブルを備える仮置き手段の構造が複雑になると共に、高価になるという問題がある。
よって、研削装置等の加工装置においては、仮置き手段のコストが高くなることで加工装置が高価になってしまうことが無いようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、結晶方位を示すノッチまたはオリエンテーションフラットを有するウェーハの面と同じ面形状の保持面を有する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハを加工する加工手段と、ウェーハを収容するカセットを載置するカセットステージと、ウェーハを仮置きする仮置き手段と、該カセットステージに載置した該カセットから該仮置き手段にウェーハを搬送するロボットと、を備える加工装置であって、該ロボットは、ウェーハを保持するロボットハンドと、該ロボットハンドに配置され該ロボットハンドで保持したウェーハを検知するウェーハ検知センサと、を備え、該仮置き手段は、仮置き面にウェーハを仮置きする仮置きテーブルと、該仮置き面の中心を軸に該仮置きテーブルを回転させる仮置き回転手段と、を備え、該保持手段は、該保持面の中心を軸に該保持面を回転させる保持面回転手段を備え、該仮置き面に仮置きしたウェーハの中心と該仮置き面の中心とを一致させるセンタリング手段と、該保持面の形とウェーハの形とを一致させ該保持面にウェーハを保持させる制御を行う制御手段と、を備え、該制御手段は、記憶部と、該センタリング手段によるセンタリング動作を制御するセンタリング制御部と、該センタリングされたウェーハの外周縁の円弧部分と、外周縁に形成されるノッチまたはオリエンテーションフラットとを該ウェーハ検知センサが区別して検知可能に該ロボットハンドを位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部と、該仮置き回転手段を制御し該仮置きテーブルを回転させ、該ウェーハ検知センサにウェーハのノッチまたはオリエンテーションフラットを検知させてから、該仮置きテーブルを所定の角度に位置づける仮置き回転制御部と、搬送手段で該仮置きテーブルから該保持手段にウェーハを搬送する際に、該記憶部に記憶した該所定の角度を用いて該保持面の形状とウェーハの形状とが一致するように該保持面回転手段を制御して該保持面を回転させる保持面回転制御部と、を備え、該保持面の形状とウェーハの形状とを一致させ該保持面にウェーハを保持させる加工装置である。

前記センタリング手段は、前記仮置き手段に配置されると好ましい。

前記仮置き手段は、前記仮置きテーブルの回転角度を認識する仮置き角度認識部を備え、前記センタリング手段は、ウェーハを保持した前記仮置きテーブルを前記仮置き回転手段により回転させ、前記ウェーハ検知センサがウェーハの外周を検知しなかった際に該仮置き角度認識部が認識する該仮置きテーブルの角度、及び該ウェーハ検知センサがウェーハの外周を検知した際に該仮置き角度認識部が認識する該仮置きテーブルの角度から、該仮置きテーブルの中心とウェーハの中心とのズレ量を認識するズレ認識部と、該ズレ認識部が認識したズレ量分を前記ロボットハンドでウェーハを移動させウェーハの中心と前記仮置き面の中心とを一致させる位置調整制御部と、を備えると好ましい。

本発明に係る加工装置は、ロボットは、ウェーハを保持するロボットハンドと、ロボットハンドに配置されロボットハンドで保持したウェーハを検知するウェーハ検知センサと、を備え、制御手段は、センタリング手段によるセンタリング動作を制御するセンタリング制御部と、センタリングされたウェーハの外周縁の円弧部分と、外周縁に形成されるノッチまたはオリエンテーションフラットとをウェーハ検知センサが区別して検知可能にロボットハンドを位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部と、仮置き回転手段を制御し仮置きテーブルを回転させ、ウェーハ検知センサにウェーハのノッチまたはオリエンテーションフラットを検知させてから、仮置きテーブルを所定の角度に位置づける仮置き回転制御部と、搬送手段で仮置きテーブルから保持手段にウェーハを搬送する際に、記憶部に記憶した所定の角度を用いて保持面の形状とウェーハの形状とが一致するように保持面回転手段を制御して保持面を回転させる保持面回転制御部と、を備えることで、保持面の形状とウェーハの形状とを一致させ保持面にウェーハを保持させることができる。また、仮置き手段にウェーハのノッチ、又はオリエンテーションフラットを検知するセンサ、及びセンサを移動させるセンサ移動機構を備える必要が無くなり、仮置き手段のコストを抑えることができ、加工装置全体のコストも抑えることができる。

加工装置の一例を示す斜視図である。 仮置きテーブルにロボットハンドがウェーハを載置した状態を説明する平面図である。 センタリングされたウェーハの外周縁の円弧部分と、外周縁に形成されるオリエンテーションフラットとをウェーハ検知センサが区別して検知可能にロボットハンドが位置づけられた状態を説明する側面図である。 センタリングされたウェーハの外周縁の円弧部分と、外周縁に形成されるオリエンテーションフラットとをウェーハ検知センサが区別して検知可能にロボットハンドが位置づけられた状態を説明する平面図である。 センタリング手段のズレ認識部による仮置きテーブルの中心とウェーハの中心とのズレ量の認識作業を説明する平面図である。 ズレ認識部が認識する仮置きテーブルの中心とウェーハの中心とのズレ量を示す平面図である。 ズレ認識部が認識したズレ量分をロボットハンドでウェーハを移動させて、ウェーハの中心と仮置きテーブルの中心とを一致させた状態を説明する平面図である。

図１に示す加工装置１は、加工手段１６によって保持手段３のチャックテーブル３０に保持されたウェーハ８０を研削する装置である。加工装置１のベース１０上の前方（−Ｙ方向側）は、チャックテーブル３０に対してウェーハ８０の搬入出が行われる領域である搬入出領域１００となっており、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、加工手段１６によってチャックテーブル３０上に保持されたウェーハ８０の研削加工が行われる領域である加工領域１０１となっている。
なお、本発明に係る加工装置は、研削手段として粗研削手段と仕上げ研削手段との２軸備え、回転するターンテーブルでウェーハ８０を保持したチャックテーブル３０を各研削手段の下方に位置付ける構成となっていてもよい。または、本発明に係る加工装置は、研磨パッドで被加工物に研磨加工を施し、ウェーハ８０の被研磨面を鏡面化したり、ウェーハ８０の抗折強度を高めたりする研磨加工装置であってもよい。

加工装置１は、例えば、装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。例えば制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ、及びメモリ等で構成される記憶部９９等を備える制御手段９は、加工手段１６等の本発明の各発明構成要素に電気的に接続されており、各発明構成要素の制御を行う。

図１に示すウェーハ８０は、本実施形態においては、シリコン母材等からなる円形の半導体ウェーハであり、図１において下方を向いているウェーハ８０の表面８０１は、複数のデバイスが形成されており、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。ウェーハ８０の上側を向いている裏面８０２は、研削加工が施される被加工面となる。なお、ウェーハ８０はシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム、樹脂、セラミックス、又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。

ウェーハ８０には、外周縁部分に結晶方位を示すマークであるオリエンテーションフラット８０５が外周の一部をフラットに切欠くことで形成されている。マークは、例えば、結晶方位を示すノッチであってもよく、ノッチは、ウェーハ８０の外周縁にウェーハ８０の中心に向けて径方向内側に窪んだ状態で形成されている。

ベース１０の正面側（−Ｙ方向側）には、複数のウェーハ８０を棚状に収容可能なカセットを載置する第１のカセットステージ１５０及び第２のカセットステージ１５１が設けられており、第１のカセットステージ１５０には複数の加工前のウェーハ８０が棚状に収容される第１のカセット１５０１が載置され、第２のカセットステージ１５１には複数の加工後のウェーハ８０が棚状に収容される第２のカセット１５１２が載置される。
第１のカセット１５０１及び第２のカセット１５１２は、内部に上下方向に所定の間隔を空けて配置された棚部を備えており、該棚部によってウェーハ８０の外周部分を支持している。

図１に示すように、加工装置１は、ウェーハ８０を仮置きする仮置き手段１１と、第１のカセットステージ１５０に載置された第１のカセット１５０１内のウェーハ８０を第１のカセット１５０１から仮置き手段１１に搬送、またはスピンナテーブル１２０に保持されたウェーハ８０を第２のカセットステージ１５１に載置された第２のカセット１５１２内に搬送するロボット１４と、を備える。

図１に示すように、第１のカセット１５０１の＋Ｙ方向側の開口の後方にロボット１４が配設されている。ロボット１４は、多関節ロボットであり、ウェーハ８０を保持するロボットハンド１４０と、ロボットハンド１４０を水平方向に移動させるハンド水平移動手段１４２と、ロボットハンド１４０を上下方向に移動させる電動アクチュエーター等のハンド上下移動手段１４４と、例えばロボットハンド１４０の吸着面１４０４を上下反転させるハンド反転手段１４６と、ロボットハンド１４０に配置されロボットハンド１４０で保持したウェーハ８０を検知するウェーハ検知センサ１４９と、を備えている。

ハンド水平移動手段１４２は、例えば、複数の板状アーム部材等で構成され内部にプーリ機構を備える旋回アームを旋回モータによって旋回させる構造となっている。即ち、ハンド水平移動手段１４２は、旋回モータが生み出す回転力により、複数の板状アーム部材を軸方向がＺ軸方向（鉛直方向）である回転軸を軸にして互いに旋回させることで、ロボットハンド１４０を水平面内（Ｘ軸Ｙ軸平面内）において旋回移動させることができるとともに、複数の板状アーム部材を互いが交差した状態から互いが直線状となる状態等に変形させることができ、ロボットハンド１４０を水平面内において直動させることができる。

ハンド水平移動手段１４２の下部側には電動シリンダ等で構成されるハンド上下移動手段１４４が接続されており、ハンド上下移動手段１４４は、ハンド水平移動手段１４２と共にロボットハンド１４０をＺ軸方向において上下動させ、ロボットハンド１４０を所定高さに位置づけできる。

ハンド水平移動手段１４２の板状アーム部材には、柱状のアーム連結部１４５を介して、図１においてはＺ軸方向に直交するＹ軸方向の軸心を有するハンド反転手段１４６のスピンドル１４６２を回転可能に支持するハウジング１４６３が固定されている。例えばハウジング１４６３の内部には、スピンドル１４６２を回転駆動する図示しない反転モータが収容されている。

スピンドル１４６２の先端側はハウジング１４６３から突出しており、この先端側に、ロボットハンド１４０の根元側が装着されるホルダが配設されている。図示しない反転モータがスピンドル１４６２を所定角度回転させることに伴って、スピンドル１４６２にホルダを介して接続されているロボットハンド１４０が回転して、ロボットハンド１４０の吸着面１４０４を反転させることができる。

ウェーハ８０を吸着保持する板状のロボットハンド１４０は、例えば、全体として平面視略Ｕ状の外形を備えており、ホルダに装着される矩形平板状の基部１４０６と、基部１４０６に一体的に形成された吸着部１４００とを備えている。なお、ロボットハンド１４０は、本実施形態における形状に限定されるものではなく、全体として平面視略しゃもじ形状となっていてもよい。

例えば、図１においてロボットハンド１４０の上側を向いている面を、ウェーハ８０を吸引保持する吸着面１４０４とする。なお、ロボットハンド１４０は、吸着面１４０４の反対面も吸着面となっていてもよい。吸着面１４０４は平滑に仕上げられており、また、ウェーハ８０に接触した場合にウェーハ８０を傷付けないように、吸着面１４０４の端部には面取りが施されていてもよい。

吸着面１４０４には、複数の吸引孔が開口している。吸引孔は、例えば、吸着面１４０４の外周側の領域に略等間隔空けて、５箇所にそれぞれ３つずつ又は４つずつ開口している。なお、吸引孔の数や配設箇所は本例に限定されるものではない。吸引孔には、変形可能なゴム吸盤等が配設されていてもよい。

各吸引孔には、ロボットハンド１４０の旋回移動を妨げないように可撓性を備える樹脂チューブが継手等を介して連通しており、該樹脂チューブが真空発生装置、又はエジェクター機構等の吸引源に接続されている。

例えば、吸着面１４０４の基部１４０６側の領域には、ウェーハ８０を検知するウェーハ検知センサ１４９が吸着面１４０４から出っ張らないように配設されている。ウェーハ検知センサ１４９は、例えば、反射型（拡散反射型又は限定反射型等）の光電センサであり、投光部と受光部とを１つのセンサアンプ内に内蔵している。

例えば、ロボット１４のハンド水平移動手段１４２の図示しない旋回モータ、ハンド上下移動手段１４４の図示しない昇降モータ、及びハンド反転手段１４６の図示しない反転モータには、これらのモータを統括制御することでロボットハンド１４０を所定位置に位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部９１が電気的に接続されている。ロボットハンド位置づけ制御部９１は、制御手段９に含まれている。

ロボット１４の可動範囲には、仮置き手段１１が設けられており、例えば、仮置き手段１１にはセンタリング手段１８が配置されている。
仮置き手段１１は、仮置き面１１０２にウェーハ８０を仮置きする仮置きテーブル１１０と、仮置き面１１０２の中心を軸に仮置きテーブル１１０を回転させる仮置き回転手段１１８と、さらに、本実施形態においては、仮置きテーブル１１０の回転角度を認識する仮置き角度認識部１１６と、を備えている。
円形の仮置きテーブル１１０は、例えば、ウェーハ８０よりも小径となっており、仮置きテーブル１１０の平坦な上面はウェーハ８０を仮置きする仮置き面１１０２となる。

そして、仮置きテーブル１１０の周囲には、センタリング手段１８を構成し仮置きテーブル１１０の径方向に縮径、又は拡径するように移動可能な位置合わせピンが複数円環状に等間隔を空けて配設されており、仮置きテーブル１１０に仮置きされたウェーハ８０が、センタリング手段１８の縮径する位置合わせピンでウェーハ８０の中心と仮置き面１１０２の中心とが一致される。

位置合わせピンは、図示しないモータ及びギア機構等によって縮径、又は拡径移動可能となっており、該位置合わせピンを移動させる駆動力を生み出す図示しないモータには、制御手段９のセンタリング制御部９０が電気的に接続されている。

仮置きテーブル１１０の下側には、仮置き面１１０２の中心を軸に仮置きテーブル１１０を回転させる仮置き回転手段１１８が接続されている。仮置きテーブル１１０は、仮置き回転手段１１８の軸方向がＺ軸方向であるスピンドル１１８２、及びスピンドル１１８２に連結されたモータ１１８１によって回転可能となっている。

モータ１１８１は、例えば、サーボモータであり、モータ１１８１のエンコーダである仮置き角度認識部１１６は、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９の仮置き回転制御部９４に電気的に接続されており、仮置き回転制御部９４の出力インターフェイスからモータ１１８１に対して動作信号が供給されることによってスピンドル１１８２が回転し、仮置き角度認識部１１６が認識した仮置きテーブル１１０の回転角度をエンコーダ信号として仮置き回転制御部９４の入力インターフェイスに対して出力する。そして、該エンコーダ信号を受けた仮置き回転制御部９４は、仮置きテーブル１１０の回転動作についてのフィードバック制御を仮置き回転手段１１８に対して行うことができる。

即ち、制御手段９の仮置き回転制御部９４は、仮置き回転手段１１８を制御し仮置きテーブル１１０を回転させ、ロボット１４のウェーハ検知センサ１４９がセンタリングされたウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５（又は、ノッチ）を検知してから、ウェーハ検知センサ１４９の検知情報（オリエンテーションフラット８０５の周方向における位置情報）を用いて、オリエンテーションフラット８０５を所定の位置に位置づけるべく仮置きテーブル１１０を回転させて所定の角度に位置づけることができる。

仮置きテーブル１１０に隣接する位置には、吸引パッド等から構成されウェーハ８０を保持した状態で旋回する第一搬送手段１３１が配置されている。第一搬送手段１３１は、仮置きテーブル１１０上でセンタリングされたウェーハ８０を保持し、加工領域１０１内の搬入位置に位置付けられたチャックテーブル３０へ搬送する。第一搬送手段１３１の隣には、吸引パッド等から構成され加工後のウェーハ８０を保持した状態で旋回する第二搬送手段１３２が設けられている。

第二搬送手段１３２の可動範囲内には、第二搬送手段１３２により搬送される加工後のウェーハ８０を洗浄する枚葉式の洗浄手段１２が配置されている。洗浄手段１２は、ウェーハ８０よりも小径のスピンナテーブル１２０でウェーハ８０を吸引保持し、ウェーハ８０の上方を旋回移動する洗浄ノズル１２１から、洗浄水を回転させたウェーハ８０の被研削面である裏面８０２に噴射して裏面８０２の洗浄を行う。

ウェーハ８０を吸引保持する保持手段３は、結晶方位を示すオリエンテーションフラット８０５を有するウェーハ８０の表面８０１と同じ面形状の保持面３０２を有するチャックテーブル３０と、保持面３０２の中心を軸に保持面３０２を回転させる保持面回転手段３６と、を少なくとも備えている。

図１に示すチャックテーブル３０は、本実施形態においては、ポーラス部材等からなりウェーハ８０を吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は、真空発生装置等の図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３００の露出面（上面）である保持面３０２に伝達されることで、チャックテーブル３０は保持面３０２上でウェーハ８０を吸引保持できる。例えば、保持面３０２はウェーハ８０に形成された結晶方位を示すオリエンテーションフラット８０５に対応してウェーハ８０と同じ形状をしている。つまり、円形の吸着部３００の外周は、オリエンテーションフラット８０５に対応して接線方向にフラットに切り欠かれて、オリフラ合わせ部３０７が形成されている。

チャックテーブル３０は、カバー３９により周囲を囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結された蛇腹カバー３９０の下方に配設されたテーブル移動手段１７により、ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能である。また、チャックテーブル３０は、保持面回転手段３６によってＺ軸方向の回転軸を中心として回転可能となっている。

テーブル移動手段１７は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１７０と、ボールネジ１７０と平行に配設された一対のガイドレール１７１と、ボールネジ１７０の一端に連結しボールネジ１７０を回動させるモータ１７２と、内部のナットがボールネジ１７０に螺合し側部がガイドレール１７１に摺接する可動板１７３とを備えており、モータ１７２がボールネジ１７０を回動させると、これに伴い可動板１７３がガイドレール１７１にガイドされてＹ軸方向に直動し、可動板１７３上にテーブルベース３５を介して配設されたチャックテーブル３０をＹ軸方向に移動させることができる。

チャックテーブル３０が取り外し可能に固定されたテーブルベース３５の下面側には、モータ３６０及びスピンドル３６１等からなる保持面回転手段３６が接続されている。モータ３６０は、例えば、サーボモータであり、モータ３６０のエンコーダ３６２は、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９の保持面回転制御部９５に接続されており、保持面回転制御部９５からモータ３６０に対して動作信号が供給された後、エンコーダ３６２が検知した回転角度をエンコーダ信号として保持面回転制御部９５の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った保持面回転制御部９５は、保持面回転手段３６によるチャックテーブル３０の回転動作のフィードバック制御や、チャックテーブル３０の保持面３０２上のウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５に対応するオリフラ合わせ部３０７の位置の逐次の認識を行うことができる。

先に説明したように、ロボット１４のウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５を検知してから、仮置き回転制御部９４によって仮置きテーブル１１０を所定の角度に位置づける、即ち、仮置きテーブル１１０上の仮置きされたウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５を周方向における所定の位置に位置付けると、該仮置きテーブル１１０の所定の角度が制御手段９の記憶部９９に記憶される。そして、上記保持面回転制御部９５は、第一搬送手段１３１で仮置きテーブル１１０から保持手段３のチャックテーブル３０にウェーハ８０を搬送する際に、記憶部９９に記憶した所定の角度についての情報を用いて保持面３０２の形状とウェーハ８０の形状とが一致するように保持面回転手段３６を制御して保持面３０２を所定角度回転させる。

加工領域１０１の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１０４が立設されており、コラム１０４の−Ｙ方向側の前面には加工手段１６とチャックテーブル３０とを相対的に保持面３０２に垂直なＺ軸方向に研削送りする研削送り手段１９が配設されている。研削送り手段１９は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１９０と、ボールネジ１９０と平行に配設された一対のガイドレール１９１と、ボールネジ１９０の上端に連結しボールネジ１９０を回動させるモータ１９２と、内部のナットがボールネジ１９０に螺合し側部がガイドレール１９１に摺接する昇降板１９３と、昇降板１９３に連結され加工手段１６を保持するホルダ１９４とを備えており、モータ１９２がボールネジ１９０を回動させると、これに伴い昇降板１９３がガイドレール１９１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ１９４に保持された加工手段１６がＺ軸方向に研削送りされる。

チャックテーブル３０に保持されたウェーハ８０を研削加工する加工手段１６は、軸方向がＺ軸方向である回転軸１６０と、回転軸１６０を回転可能に支持するハウジング１６１と、回転軸１６０を回転駆動するモータ１６２と、回転軸１６０の下端に接続された円環状のマウント１６３と、マウント１６３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール１６４とを備える。

研削ホイール１６４は、ホイール基台と、ホイール基台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とを備える。研削砥石は、例えば、所定のバインダー等で研削砥粒等が固着されて成形されている。

回転軸１６０の内部には、研削水の通り道となる図示しない流路が回転軸１６０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されている。この流路はマウント１６３を通り、ホイール基台の底面において研削砥石に向かって研削水を噴出できるように開口している。

ウェーハ８０を研削する際の高さ位置まで下降した研削ホイール１６４の近傍となる位置には、例えば、研削中においてウェーハ８０の厚みを接触式にて測定する厚み測定手段３８が配設されている。
なお、厚み測定手段３８は、非接触式の厚み測定手段であってもよい。

制御手段９は、先に説明したように、センタリング手段１８によるセンタリング動作を制御するセンタリング制御部９０と、センタリングされたウェーハ８０の外周縁の円弧部分と、外周縁に形成される直線のオリエンテーションフラット８０５とをウェーハ検知センサ１４９が区別して検知可能にロボットハンド１４０を位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部９１と、仮置き回転手段１１８を制御し仮置きテーブル１１０を回転させ、ウェーハ検知センサ１４９にウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５を検知させてから、仮置きテーブル１１０を所定の角度に位置づける仮置き回転制御部９４と、第一搬送手段１３１で仮置きテーブル１１０から保持手段３のチャックテーブル３０にウェーハ８０を搬送する際に、記憶部９９に記憶した仮置きテーブル１１０の所定の角度を用いて保持面３０２の形状とウェーハ８０の形状とが一致するように保持面回転手段３６を制御して保持面３０２を回転させる保持面回転制御部９５と、を備えている。

以下に、図１に示す加工装置１により保持手段３のチャックテーブル３０に保持されたウェーハ８０を研削する場合の加工装置１の動作について説明する。
例えば、まず、ロボットハンド位置づけ制御部９１によるロボットハンド１４０の移動制御の下で、ウェーハ８０が第１のカセット１５０１から搬出される。即ち、図１に示すハンド上下移動手段１４４によってロボットハンド１４０が上下動し、ロボットハンド１４０が、第１のカセット１５０１内の狙いのウェーハ８０が収納されている棚部の高さ位置に位置づけられる。

第１のカセット１５０１内において、ウェーハ８０の表面８０１は、例えば上側（＋Ｚ方向側）を向いた状態になっており、被研削面となる裏面８０２は下側を向いている。そして、例えば、ロボット１４のロボットハンド１４０の吸着面１４０４が、上側（＋Ｚ方向側）を向いた状態にセットされる。

ロボットハンド１４０が旋回され、ロボットハンド１４０が第１のカセット１５０１の開口から第１のカセット１５０１の内部の所定の位置まで進入していき、例えば、ロボットハンド１４０の中心とウェーハ８０の中心とがおおよそ合致するように、ロボットハンド１４０が水平面内における所定位置に位置づけられる。次いで、ロボットハンド１４０が上昇して、ウェーハ８０の裏面８０２に吸着面１４０４を下方から接触させて吸引保持し、さらに、僅かにロボットハンド１４０により上側に持ち上げられたウェーハ８０の外周縁が棚部上から離間された状態で、ロボットハンド１４０の上昇が停止される。

ウェーハ８０を吸引保持したロボットハンド１４０が＋Ｙ方向に移動し、ウェーハ８０がロボットハンド１４０により第１のカセット１５０１から搬出される。なお、ロボットハンド１４０は、ウェーハ８０に上側から保護テープを介して表面８０１に吸着面１４０４を当接させて吸引保持してもよい。

ロボットハンド位置づけ制御部９１による制御の下で、図１に示すハンド反転手段１４６がロボットハンド１４０を上下反転させて、ウェーハ８０の裏面８０２を上側に向ける。さらに、図１に示すロボット１４がウェーハ８０を仮置きテーブル１１０の上方に移動させる。そして、図２に示すように、仮置きテーブル１１０の仮置き面１１０２の中心とロボットハンド１４０の中心とが合致する。さらに、ロボットハンド１４０が下降して、ウェーハ８０が裏面８０２を上側に向けて仮置き面１１０２上に載置される。また、ロボットハンド１４０によるウェーハ８０の吸引保持が解除され、ロボットハンド１４０が上昇する。

次いで、図１に示すセンタリング制御部９０による制御の下で、センタリング手段１８の位置合わせピンが同一円周上の位置を維持しながら縮径するように移動するため、各位置合わせピンがウェーハ８０の外周縁を押してその位置を修正し、位置合わせピンがウェーハ８０の外周縁に接した状態で停止する。この結果、ウェーハ８０の中心を仮置きテーブル１１０の中心に位置合わせする（センタリングする）ことができ、センタリング制御部９０がウェーハ８０の中心位置を認識することができる。その後、ウェーハ８０が仮置きテーブル１１０で吸引保持される。

一方、ウェーハ８０を仮置きテーブル１１０に載置したロボットハンド１４０を、センタリングされたウェーハ８０の外周縁の円弧部分８０６（以下、円弧状の外周８０６とする。）と、外周縁に形成されたオリエンテーションフラット８０５とをウェーハ検知センサ１４９が区別して検知可能に位置づける制御を、図１に示すロボットハンド位置づけ制御部９１が行う。
具体的には、例えば、ハンド水平移動手段１４２によって、図３、４に示すロボットハンド１４０が例えば−Ｙ方向、即ち、ウェーハ８０の径方向に直動するように後進して、ロボットハンド１４０のウェーハ検知センサ１４９がオリエンテーションフラット８０５よりも径方向外側に位置してウェーハ８０とＺ軸方向において対向しない所定位置に、ロボットハンド１４０が位置づけられる。該位置づけ制御は、予め図１に示す制御手段９の記憶部９９には、ウェーハ８０のインチやウェーハ８０の中心からオリエンテーションフラット８０５までの距離についてのデータが設定されているため、仮置きテーブル１１０上に保持されたウェーハ８０の中心が図１に示すセンタリング制御部９０によってセンタリングされ認識されることで、ロボットハンド位置づけ制御部９１がロボットハンド１４０の径方向への後進距離を算出することで実現できる

次いで、仮置きテーブル１１０を回転させ、ウェーハ検知センサ１４９にウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５を検知させてから、仮置きテーブル１１０を回転させて所定の角度に位置づける制御が、図１に示す仮置き回転制御部９４によって実行される。即ち、図３、４に示すロボットハンド１４０のウェーハ検知センサ１４９の投光部から下方（−Ｚ方向）に向かって検知光が出射されるとともに、仮置きテーブル１１０が低速で仮置き回転手段１１８によって回転される。

そして、例えばＣＣＤ等からなるウェーハ検知センサ１４９の受光部がウェーハ８０の裏面８０２で反射した検知光を受光することで、ウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の外周縁の円弧部分を検知するが、回転するウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５がウェーハ検知センサ１４９の下方を検知光が照射されないように通過すると、受光部による反射光の受光量が大幅に減少するため、ウェーハ検知センサ１４９がオリエンテーションフラット８０５を検知することができる。

このように、本発明に係る加工装置１は、仮置き手段１１にウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５を検知するセンサや、センサを移動させるセンサ移動機構を備える必要が無くなり、仮置き手段１１のコストを抑えることができ、加工装置１全体のコストも抑えることができる。

ウェーハ検知センサ１４９がオリエンテーションフラット８０５を検知すると、ウェーハ検知センサ１４９から検知信号が図１に示す仮置き回転制御部９４に送信される。そして、仮置き回転制御部９４は、検知されたオリエンテーションフラット８０５を所定の位置、例えば、オリエンテーションフラット８０５がＹ軸方向に平行で＋Ｘ方向を向くように、仮置きテーブル１１０をさらに所定角度回転させて、仮置きテーブル１１０を所定の角度に位置づけて回転を停止させる。該仮置きテーブル１１０の所定の角度、換言すれば、仮置きテーブル１１０上でセンタリングされたウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５の周方向位置についての情報は、記憶部９９に記憶される。

なお、図１に示すロボットハンド１４０がウェーハ８０の表面８０１側を上方から吸引保持して第１のカセット１５０１から搬出している場合には、仮置きテーブル１１０上でロボットハンド１４０がウェーハ８０の表面８０１を下側に向けるように反転してから、ロボット１４によって、ウェーハ８０が表面８０１を下側に向けて仮置きテーブル１１０に載置される。即ち、反転によりウェーハ８０の下側に位置するロボットハンド１４０の吸着部１４００のＵ字状の開口部分に、仮置きテーブル１１０が入り込むように、ロボットハンド１４０が下降してウェーハ８０が、被研削面である裏面８０２を上側に向けて仮置きテーブル１１０上に載置される。そして、ウェーハ検知センサ１４９によるウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５の検知は、ウェーハ８０の下方から実施される。

次に、図１に示す第一搬送手段１３１が、センタリングされオリエンテーションフラット８０５が周方向における所定位置に位置づけられたウェーハ８０を、仮置きテーブル１１０から第一搬送手段１３１の可動範囲に位置付けられた保持手段３のチャックテーブル３０上に搬送する。この際に、記憶部９９に記憶した仮置きテーブル１１０の所定の角度の情報、換言すれば、仮置きテーブル１１０上でセンタリングされたウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５の周方向位置ついての情報を用いて、チャックテーブル３０の保持面３０２の形状とウェーハ８０の形状とが一致するように保持面回転手段３６を制御して保持面３０２を回転させる制御が、保持面回転制御部９５によって実施される。

即ち、チャックテーブル３０が所定角度回転され、チャックテーブル３０上に位置づけられた第一搬送手段１３１が保持しているウェーハ８０のオリエンテーションフラット８０５の位置とチャックテーブル３０のオリフラ合わせ部３０７とが一致するように位置合わせがされる。その後、第一搬送手段１３１が降下して、チャックテーブル３０の中心とウェーハ８０の中心とが略合致するように、ウェーハ８０が裏面８０２を上に向けた状態で保持面３０２上に載置される。

そして、図示しない吸引源が作動して生み出された吸引力が、チャックテーブル３０の保持面３０２に伝達されることにより、チャックテーブル３０が保持面３０２上でウェーハ８０を吸引保持する。
チャックテーブル３０がウェーハ８０を吸引保持した後、テーブル移動手段１７がチャックテーブル３０を＋Ｙ方向に移動させる。そして、ウェーハ８０を保持したチャックテーブル３０が、加工手段１６の研削ホイール１６４の回転中心がウェーハ８０の回転中心に対して所定距離だけ水平方向にずれ、研削砥石の回転軌跡がウェーハ８０の回転中心を通るようにウェーハ８０が位置づけられる。

加工手段１６が研削送り手段１９により−Ｚ方向へと送られ、回転する研削砥石がチャックテーブル３０で保持されたウェーハ８０の裏面８０２に当接することで研削が行われる。また、保持面回転手段３６がチャックテーブル３０を所定の回転速度で回転させるのに伴い保持面３０２上のウェーハ８０も回転するので、研削砥石がウェーハ８０の裏面８０２全面の研削加工を行う。研削中は、研削砥石とウェーハ８０の裏面８０２との接触部位に研削水が供給され、接触部位を冷却・洗浄する。

厚み測定手段３８による厚み測定が行われつつ正常に仕上げ厚みまで研削されたウェーハ８０から加工手段１６が上昇し離間した後、例えば、ウェーハ８０を吸引保持したチャックテーブル３０が、テーブル移動手段１７によって−Ｙ方向に移動されて第二搬送手段１３２の近傍まで移動する。

次に、第二搬送手段１３２が、ウェーハ８０をチャックテーブル３０からスピンナテーブル１２０に搬送する。そして、洗浄ノズル１２１がウェーハ８０の上方を所定角度で往復するように旋回移動しながら下方のウェーハ８０に対し洗浄水を噴射し、また、ウェーハ８０を吸引保持したスピンナテーブル１２０が所定の回転速度で回転することで、ウェーハ８０の裏面８０２全面に洗浄水が供給され、洗浄が行われる。

所定時間ウェーハ８０の洗浄が行われた後、スピンナテーブル１２０の回転が停止され、洗浄ノズル１２１から例えばエアがウェーハ８０に吹きかけられて、ウェーハ８０が乾燥せしめられる。次いで、ロボット１４が洗浄後のウェーハ８０をスピンナテーブル１２０から搬出して、第２のカセット１５１２に収容せしめる。

本発明に係る加工装置１は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている加工装置１の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

例えば、加工装置１において、仮置きテーブル１１０の仮置き面１１０２に仮置きしたウェーハ８０の中心と仮置き面１１０２の中心とを一致させるセンタリング手段は、センタリング手段１８のように仮置き手段１１に配置されている形態に限定されず、下記に示す構成となっていてもよい。以下に説明するセンタリング手段を、図５に示すセンタリング手段１４７とする。

図５に示すセンタリング手段１４７は、ウェーハ８０を保持した仮置きテーブル１１０を仮置き回転手段１１８（図１参照）により回転させ、ロボット１４のロボットハンド１４０に配設されたウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の円弧状の外周８０６を検知しなかった際に仮置き角度認識部１１６（図１参照）が認識する仮置きテーブル１１０の角度、及びウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の円弧状の外周８０６を検知した際に仮置き角度認識部１１６が認識する仮置きテーブル１１０の角度から、仮置きテーブル１１０の中心と仮置きテーブル１１０に保持されたウェーハ８０の中心とのズレ量を認識するズレ認識部１４７１と、ズレ認識部１４７１が認識したズレ量分をロボットハンド１４０でウェーハ８０を移動させウェーハ８０の中心と仮置き面１１０２の中心とを一致させる位置調整制御部１４７３と、を備える。
なお、ズレ量は、仮置きテーブル１１０の中心と仮置きテーブル１１０に保持されたウェーハ８０の中心との偏心量である。

センタリング手段１４７による仮置きテーブル１１０に載置されたウェーハ８０のセンタリングについて以下に説明する。
先に説明したように、図１に示す第１のカセット１５０１からウェーハ８０を搬出したロボットハンド１４０が仮置きテーブル１１０上で下降して、図５に示すように、ウェーハ８０が裏面８０２を上側に向けて仮置き面１１０２上に載置される。この段階において、仮置きテーブル１１０に載置されたウェーハ８０の中心８０９と仮置き面１１０２の中心１１０７とは合致していないとする。

次いで、ロボットハンド１４０によるウェーハ８０の吸引保持が解除される。また、簡略化して示すハンド水平移動手段１４２によって、図５に示すロボットハンド１４０が例えば−Ｙ方向、即ち、ウェーハ８０の径方向に直動するように後進して、例えば仮置きテーブル１１０上に吸引保持されているウェーハ８０の中心８０９が仮置きテーブル１１０の中心１１０７と合致していると仮定した場合にウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の円弧状の外周８０６を常に検知可能な位置に、ロボットハンド１４０が位置づけられる。

次いで、ウェーハ検知センサ１４９の投光部から下方（−Ｚ方向）に向かって検知光が出射されるとともに、図１に示す仮置き回転制御部９４による仮置き回転手段１１８の制御の下で、ウェーハ８０を保持した仮置きテーブル１１０が所定の回転速度で回転される。ウェーハ検知センサ１４９の受光部がウェーハ８０の裏面８０２で反射した検知光を受光することで、ウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の外周を検知するが、仮置きテーブル１１０に載置されたウェーハ８０の中心８０９と仮置き面１１０２の中心１１０７とは実際には合致していないため、回転するウェーハ８０の円弧状の外周８０６がウェーハ検知センサ１４９の下方から一度外れる。したがって、受光部による反射光の受光量が減少するため、ウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の外周を検知することができなくなる。この際における仮置きテーブル１１０の角度（例えば、第一回転角度とする）を、図５に示す仮置き角度認識部１１６が認識して、例えば、図１に示す制御手段９の記憶部９９に記憶する。

さらに、ウェーハ８０が回転することで、ウェーハ８０の円弧状の外周８０６が再びウェーハ検知センサ１４９の下方に入り、受光部の反射光の受光量が増加するため、ウェーハ検知センサ１４９がウェーハ８０の円弧状の外周８０６を再び検知する。この際における仮置きテーブル１１０の角度（例えば、第二回転角度とする）を、仮置き角度認識部１１６が認識して、例えば、制御手段９の記憶部９９に記憶する。

そして、図６に示すズレ認識部１４７１が、仮置き面１１０２の中心１１０７、仮置きテーブル１１０の第一回転角度、及び仮置きテーブル１１０の第二回転角度の情報を用いて、三角測量の原理等によって、仮置きテーブル１１０の中心１１０７と仮置きテーブル１１０に保持されたウェーハ８０の中心８０９とのズレ量Ｌ１、即ち、偏心量Ｌ１を認識する。

次いで、図６に示すロボットハンド１４０が再びウェーハ８０を吸引保持し、さらに、例えば、ロボット１４のハンド水平移動手段１４２の図示しない旋回モータに電気的に接続された位置調整制御部１４７３によって、ズレ認識部１４７１が認識したズレ量Ｌ１分をロボットハンド１４０でウェーハ８０を移動させる制御が実施されて、水平方向にズレ量Ｌ１分移動したウェーハ８０の中心８０９と仮置きテーブル１１０の仮置き面１１０２の中心１１０７とが、図７に示すように一致される（センタリングされる）。即ち、センタリング手段１４７においては、ロボットハンド１４０によるウェーハ８０の仮置きテーブル１１０に対する置き直しが最終的に行われる。

８０：ウェーハ ８０１：被加工物の表面 ８０２：被加工物の裏面 ８０５：オリエンテーションフラット
１：加工装置 １０：ベース １０４：コラム
９：制御手段 ９０：センタリング制御部 ９１：ロボットハンド位置づけ制御部
９４：仮置き回転制御部 ９５：保持面回転制御部 ９９：記憶部
１５０：第１のカセットステージ １５１：第２のカセットステージ
１５０１：第１のカセット １５１２：第２のカセット
１１：仮置き手段
１１０：仮置きテーブル １１０２：仮置き面 １８：センタリング手段 １１８：仮置き回転手段 １１６：仮置き角度認識部
１３１：第一搬送手段 １３２：第二搬送手段
１２：洗浄手段 １２０：スピンナテーブル １２１：洗浄ノズル
１４：ロボット １４０：ロボットハンド １４００：吸着部 １４０４：吸着面 １４２：ハンド水平移動手段 １４４：ハンド上下移動手段 １４６：ハンド反転手段 １４５：アーム連結部 １４９：ウェーハ検知センサ
１７：テーブル移動手段
３：保持手段 ３０：チャックテーブル ３９：カバー ３９０：蛇腹カバー ３６：保持面回転手段
３５：テーブルベース ３８：厚み測定手段
１９：研削送り手段 １６：加工手段 １６４：研削ホイール
１４７：センタリング手段 １４７１：ズレ認識部 １４７３：位置調整制御部

Claims (3)

1. 結晶方位を示すノッチまたはオリエンテーションフラットを有するウェーハの面と同じ面形状の保持面を有する保持手段と、該保持面に保持されたウェーハを加工する加工手段と、ウェーハを収容するカセットを載置するカセットステージと、ウェーハを仮置きする仮置き手段と、該カセットステージに載置した該カセットから該仮置き手段にウェーハを搬送するロボットと、を備える加工装置であって、
   該ロボットは、ウェーハを保持するロボットハンドと、該ロボットハンドに配置され該ロボットハンドで保持したウェーハを検知するウェーハ検知センサと、を備え、
   該仮置き手段は、仮置き面にウェーハを仮置きする仮置きテーブルと、該仮置き面の中心を軸に該仮置きテーブルを回転させる仮置き回転手段と、を備え、
   該保持手段は、該保持面の中心を軸に該保持面を回転させる保持面回転手段を備え、
   該仮置き面に仮置きしたウェーハの中心と該仮置き面の中心とを一致させるセンタリング手段と、
   該保持面の形とウェーハの形とを一致させ該保持面にウェーハを保持させる制御を行う制御手段と、を備え、
   該制御手段は、
   記憶部と、
   該センタリング手段によるセンタリング動作を制御するセンタリング制御部と、
   該センタリングされたウェーハの外周縁の円弧部分と、外周縁に形成されるノッチまたはオリエンテーションフラットとを該ウェーハ検知センサが区別して検知可能に該ロボットハンドを位置づける制御を行うロボットハンド位置づけ制御部と、
   該仮置き回転手段を制御し該仮置きテーブルを回転させ、該ウェーハ検知センサにウェーハのノッチまたはオリエンテーションフラットを検知させてから、該仮置きテーブルを所定の角度に位置づける仮置き回転制御部と、
   搬送手段で該仮置きテーブルから該保持手段にウェーハを搬送する際に、該記憶部に記憶した該所定の角度を用いて該保持面の形状とウェーハの形状とが一致するように該保持面回転手段を制御して該保持面を回転させる保持面回転制御部と、を備え、
   該保持面の形状とウェーハの形状とを一致させ該保持面にウェーハを保持させる加工装置。
2. 前記センタリング手段は、前記仮置き手段に配置される請求項１記載の加工装置。
3. 前記仮置き手段は、前記仮置きテーブルの回転角度を認識する仮置き角度認識部を備え、
   前記センタリング手段は、
   ウェーハを保持した前記仮置きテーブルを前記仮置き回転手段により回転させ、前記ウェーハ検知センサがウェーハの外周を検知しなかった際に該仮置き角度認識部が認識する該仮置きテーブルの角度、及び該ウェーハ検知センサがウェーハの外周を検知した際に該仮置き角度認識部が認識する該仮置きテーブルの角度から、該仮置きテーブルの中心とウェーハの中心とのズレ量を認識するズレ認識部と、該ズレ認識部が認識したズレ量分を前記ロボットハンドでウェーハを移動させウェーハの中心と前記仮置き面の中心とを一致させる位置調整制御部と、を備える請求項１記載の加工装置。

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