JP2023150190A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリープフィード研削工程における研削時間を短くする。【解決手段】クリープフィード研削工程において、クリープフィード研削制御部１２が、エアベアリングをＯＦＦにすることにより、スピンドル２５を含むチャックテーブル２０とケーシング２７とを面接触させている。このため、チャックテーブル２０を研削砥石７７に向けて水平方向に研削送りしたときに、研削砥石７７からチャックテーブル２０に、テーブル回転軸３０１を傾ける方向の力が加わった場合でも、チャックテーブル２０が傾くことを抑制することができる。したがって、チャックテーブル２０の研削送り速度を速めることが可能となる。このため、クリープフィード研削工程における研削時間を短くすることができる。【選択図】図５

Description

本発明は、研削装置に関する。

特許文献１に開示のように、環状の砥石でインフィード研削とクリープフィード研削とが可能な研削装置がある。この研削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルを回転させる回転機構と、チャックテーブルと砥石とを相対的に保持面に平行な方向に移動させる移動機構と、チャックテーブルと研削砥石とを相対的に保持面に垂直な方向に移動させる垂直移動機構と、を備えている。

このような研削装置では、例えば、インフィード研削のときには、チャックテーブルを回転させて、砥石を垂直方向に下降させる。一方、クリープフィード研削のときには、チャックテーブルの回転を停止して、ウェーハの上面よりも下に砥石を位置づけ、チャックテーブルを水平方向に移動させている。

特開２０１０－０１６１８１号公報 特開２００８－２４６６２８号公報

上記のような研削装置では、チャックテーブルを回転させる回転機構は、チャックテーブルを載置するテーブルベースと、テーブルベースに連結されるスピンドルと、ベアリングを介してスピンドルを回転可能に支持するケーシングと、を備えている。ベアリングには、特許文献２に開示のようにエアを供給することによって形成されるエアベアリングや、ボールベアリングが用いられる。

そして、クリープフィード研削のときには、ウェーハの外側で、研削砥石の下面をウェーハの上面よりも下に位置づける。そして、チャックテーブルと研削砥石とを、保持面に平行な方向に相対的に移動させる。これにより、研削砥石が、ウェーハの一方の外周縁から中央に向かい、さらに他方の外周縁に向かって移動して、ウェーハを研削する。この際、チャックテーブルに、その回転軸を傾ける力が加わる。

この回転軸を傾ける力は、ベアリングにも加わるため、ベアリングを破損させる要因となっている。また、クリープフィード研削においては、この回転する研削砥石がウェーハの接触することにより回転軸を傾ける力と、チャックテーブルと砥石とを相対的に保持面に平行な方向に移動させることにより回転軸を移動方向に傾ける力とがベアリングにも加わるため、チャックテーブルと砥石とを相対的に保持面に平行な方向に移動させる速度を速めることが困難なる。このため、加工時間が長くなる。

したがって、本発明の目的は、インフィード研削とクリープフィード研削とを実施可能な研削装置におけるクリープフィード研削の研削時間を短くすることにある。

本発明の研削装置（本研削装置）は、環状の砥石で被加工物を研削する研削装置であって、保持面によって被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転可能に支持する支持機構と、環状の砥石を回転させて該被加工物を研削する研削機構と、該チャックテーブルと該研削機構とを、該保持面に平行な方向に相対的に移動させる水平移動機構と、該チャックテーブルと該研削機構とを、該保持面に垂直な方向に相対的に移動させる垂直移動機構と、制御部と、を備え、該支持機構は、該チャックテーブルをエアベアリングを介して支持することの可能なケーシングと、該チャックテーブルを回転させるモータと、を備え、該制御部は、該エアベアリングをＯＮにして該チャックテーブルを回転させ、該砥石を該保持面に保持された被加工物の中心を通過するように配置し、該チャックテーブルと該研削機構とを相対的に接近する方向に移動させ、該砥石で該被加工物を研削するインフィード研削制御部と、該エアベアリングをＯＦＦにして該チャックテーブルを回転させないで、被加工物の外側で該砥石の下面を該被加工物の上面よりも下に配置し、該チャックテーブルと該研削機構とを相対的に水平方向に移動させ、該被加工物を研削するクリープフィード研削制御部とを備える。
本研削装置は、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器と、該エアベアリングをＯＮにしたときに該保持面に該砥石の下面を接触させた際の該研削機構の高さ位置、または、該エアベアリングをＯＦＦにしたときに該保持面に該砥石の下面を接触させた際の該研削機構の高さ位置のいずれかを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された該研削機構の高さ位置、および、該エアベアリングをＯＮにしたときの該保持面高さと該エアベアリングをＯＦＦにしたときの該保持面高さとの差を用いて、該記憶部が記憶していないほうの該研削機構の高さ位置を算出する高さ位置算出部と、を備えていてもよい。

本研削装置では、クリープフィード研削の際、クリープフィード研削制御部が、エアベアリングをＯＦＦにすることにより、チャックテーブルとケーシングとを密着させることができる。このため、チャックテーブルを砥石に向けて水平方向に研削送りしたときに、砥石からチャックテーブルに力が加わった場合でも、チャックテーブルが傾くことを抑制することができる。したがって、チャックテーブルの研削送り速度を速めることが可能となる。このため、クリープフィード研削における研削時間を短くすることができる。

また、本研削装置では、保持面高さ測定器を用いることにより、エアベアリングＯＮ時あるいはエアベアリングＯＦＦ時の一方における研削機構の原点高さ位置を測定することによって、他方における研削機構の原点高さ位置を算出することができる。したがって、研削機構のセットアップにかかる時間を短縮することができる。

研削装置の構成を示す斜視図である。 研削装置の構成を示す説明図である。 エアベアリングを示す説明図である。 インフィード研削工程を示す説明図である。 クリープフィード研削工程を示す説明図である。 セットアップ工程を示す説明図である。 セットアップ工程を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる研削装置１は、被加工物としてのウェーハ１００を環状の砥石によって研削する装置である。特に、研削装置１は、ウェーハ１００に対して、インフィード研削およびクリープフィード研削を実施することが可能である。

ウェーハ１００は、たとえば円形の半導体ウェーハであり、表面１０１および裏面１０２を含む。図１においては下方を向いているウェーハ１００の表面１０１は、複数のデバイスを保持しており、保護テープ１０３が貼着されることによって保護されている。ウェーハ１００の裏面１０２は、研削加工が施される被研削面となる。

図１に示すように、研削装置１は、直方体状の基台２、上方に延びるコラム３、および、研削装置１の各部材を制御する制御部７を備えている。

基台２の上面側には、開口部５が設けられている。そして、開口部５内には、ウェーハ保持機構１８が配置されている。ウェーハ保持機構１８は、保持面２２によってウェーハ１００を保持するチャックテーブル２０、および、チャックテーブル２０を回転可能に支持する支持機構２６を含んでいる。

チャックテーブル２０は、図２に示すように、円形板状のポーラス部材２１、および、ポーラス部材２１を支持する枠体２３を備えている。ポーラス部材２１は、図示しない吸引源に連通されることが可能である。吸引源からの吸引力が、ポーラス部材２１の上面である保持面２２に伝達されることで、チャックテーブル２０は、保持面２２によってウェーハ１００を吸引保持することができる。なお、枠体２３の上面である枠体面２４は、保持面２２と面一となるように形成されている。

また、チャックテーブル２０は、枠体２３の下面に接続されているスピンドル２５を備えている。スピンドル２５は、Ｚ軸方向に延びている。スピンドル２５の上端には、大径の第１円板部２５１が形成されている。また、スピンドル２５の下端にも、大径の第２円板部２５２が形成されている。第１円板部２５１と第２円板部２５２との間は、比較的に径の小さい小径部２５３となっている。第１円板部２５１は、枠体２３の下面に接続されている。これにより、スピンドル２５を含むチャックテーブル２０は、一体的に回転するように構成されている。

支持機構２６は、チャックテーブル２０を回転可能に支持するとともに、保持面２２の中心を中心にチャックテーブル２０を回転させるように構成されている。
支持機構２６は、図２に示すように、チャックテーブル２０のスピンドル２５を回転させる回転機構３０と、を備えている。

回転機構３０は、たとえばプーリ機構であり、駆動源となるモータ３１、モータ３１のシャフトに取り付けられた主動プーリ３２、主動プーリ３２に対して無端ベルト３３を介して接続されている従動プーリ３４、従動プーリ３４を支持するとともにスピンドル２５の第２円板部２５２に連結されている回転軸３５、および、回転軸３５に接続されているロータリージョイント３６を備えている。

回転機構３０では、モータ３１が主動プーリ３２を回転駆動することで、主動プーリ３２の回転に伴って無端ベルト３３が回動する。無端ベルト３３が回動することで、従動プーリ３４および回転軸３５が回転する。これにより、回転軸３５に連結されているスピンドル２５を含むチャックテーブル２０が、保持面２２の中心を通るテーブル回転軸３０１を中心として、矢印６０１に示すように回転される。
このように、回転機構３０では、モータ３１が、スピンドル２５を回転させることにより、チャックテーブル２０を回転させる。

さらに、回転機構３０は、ケーシング２７を備えている。ケーシング２７は、エアベアリングを介してチャックテーブル２０のスピンドル２５を回転自在に支持することが可能なように構成されている。

ケーシング２７は、環状の部材であり、スピンドル２５の第１円板部２５１と第２円板部２５２との間に入り込むように、かつ、スピンドル２５の小径部２５３、第１円板部２５１および第２円板部２５２とケーシング２７との間に僅かな隙間のエアベアリングを形成可能なように設けられている。ケーシング２７は、支持柱２８を介して、後述する水平移動機構４０のＹ軸移動テーブル４５に設置されている。

また、ケーシング２７は、図２および図３に示すように、ケーシング２７内に延びるように形成されているエア供給路８２、および、複数のエア噴出口８３を備えている。エア供給路８２は、エアバルブ８１を介して、エア供給源８０に接続されている。

エア噴出口８３は、ケーシング２７に、スピンドル２５の小径部２５３、第１円板部２５１および第２円板部２５２と対向するように設けられており、エア供給路８２に接続されている。

支持機構２６では、エアバルブ８１が開放されて、ケーシング２７のエア噴出口８３からスピンドル２５に向けて、エア供給源８０からのエアが噴出されることにより、所定の厚みのエア層からなるエアベアリングが形成される。

本実施形態では、エアベアリングは、図３に示すように、筒状のエア層であるラジアルエアベアリング８５と、円環板状のエア層である第１スラストエアベアリング８６および第２スラストエアベアリング８７とを含んでいる。ラジアルエアベアリング８５は、スピンドル２５の小径部２５３とケーシング２７との間に、小径部２５３を囲むように形成される。第１スラストエアベアリング８６は、スピンドル２５の第１円板部２５１とケーシング２７との間に形成される。第２スラストエアベアリング８７は、スピンドル２５の第２円板部２５２とケーシング２７との間に形成される。

このように、ケーシング２７は、エアバルブ８１が開放されてエアベアリング８５～８７が形成されているとき（エアベアリングＯＮのとき）には、エアベアリング８５～８７を介して、スピンドル２５を含むチャックテーブル２０を支持することが可能である。
なお、本実施形態では、エアバルブ８１が閉じてエアベアリング８５～８７が形成されていないとき（エアベアリングＯＦＦのとき）には、ケーシング２７は、エアベアリングを介さずに、スピンドル２５を面接触で支持することにより、チャックテーブル２０を支持する。

また、図１に示すように、チャックテーブル２０の周囲には、チャックテーブル２０とともにＹ軸方向に沿って移動されるカバー板３９が設けられている。また、カバー板３９には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバー４が連結されている。そして、ウェーハ保持機構１８の下方には、水平移動機構４０が配設されている。

水平移動機構４０は、チャックテーブル２０と研削機構７０とを、相対的に、保持面２２に平行な方向であるＹ軸方向に移動させる。本実施形態では、水平移動機構４０は、研削機構７０に対して、チャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８をＹ軸方向に移動させるように構成されている。

水平移動機構４０は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール４２、このＹ軸ガイドレール４２上をスライドするＹ軸移動テーブル４５、Ｙ軸ガイドレール４２と平行なＹ軸ボールネジ４３、Ｙ軸ボールネジ４３に接続されているＹ軸モータ４４、Ｙ軸モータ４４の回転角度を検知するためのＹ軸エンコーダ４６、および、これらを保持する保持台４１を備えている。

Ｙ軸移動テーブル４５は、スライド部材４５１（図２参照）を介して、Ｙ軸ガイドレール４２にスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル４５の下面には、ナット部４０１（図２参照）が設けられている。このナット部４０１には、Ｙ軸ボールネジ４３が螺合されている。Ｙ軸モータ４４は、Ｙ軸ボールネジ４３の一端部に連結されている。

水平移動機構４０では、Ｙ軸モータ４４がＹ軸ボールネジ４３を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル４５が、Ｙ軸ガイドレール４２に沿って、Ｙ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル４５には、ウェーハ保持機構１８の支持機構２６における支持柱２８が設置されている。したがって、Ｙ軸移動テーブル４５のＹ軸方向への移動に伴って、チャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８が、Ｙ軸方向に移動する。

本実施形態では、チャックテーブル２０は、保持面２２にウェーハ１００を載置するための－Ｙ方向側のウェーハ載置領域と、ウェーハ１００が研削される＋Ｙ方向側の研削領域との間を、水平移動機構４０によってＹ軸方向に沿って移動される。
また、水平移動機構４０のＹ軸エンコーダ４６は、Ｙ軸モータ４４の回転角度を検知することにより、水平移動機構４０によって移動されるチャックテーブル２０のＹ軸方向における位置を認識することができる。

また、図１に示すように、基台２上の＋Ｙ方向側には、コラム３が立設されている。コラム３の前面には、ウェーハ１００を研削する研削機構７０、および、垂直移動機構５０が設けられている。

垂直移動機構５０は、チャックテーブル２０と研削機構７０とを、相対的に、保持面２２に垂直な方向であるＺ軸方向（研削送り方向）に移動させる。本実施形態では、垂直移動機構５０は、チャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８に対して、研削機構７０をＺ軸方向に移動させるように構成されている。

垂直移動機構５０は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール５１、このＺ軸ガイドレール５１上をスライドするＺ軸移動テーブル５３、Ｚ軸ガイドレール５１と平行なＺ軸ボールネジ５２、Ｚ軸モータ５４、Ｚ軸モータ５４の回転角度を検知するためのＺ軸エンコーダ５５、および、Ｚ軸移動テーブル５３に取り付けられたホルダ５６を備えている。ホルダ５６は、研削機構７０を保持している。

Ｚ軸移動テーブル５３は、スライド部材５３１（図２参照）を介して、Ｚ軸ガイドレール５１にスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル５３には、ナット部５０１（図２参照）が設けられている。このナット部５０１には、Ｚ軸ボールネジ５２が螺合されている。Ｚ軸モータ５４は、Ｚ軸ボールネジ５２の一端部に連結されている。

垂直移動機構５０では、Ｚ軸モータ５４がＺ軸ボールネジ５２を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル５３が、Ｚ軸ガイドレール５１に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、Ｚ軸移動テーブル５３に取り付けられたホルダ５６、および、ホルダ５６に保持された研削機構７０が、Ｚ軸移動テーブル５３とともにＺ軸方向に移動する。

また、垂直移動機構５０のＺ軸エンコーダ５５は、Ｚ軸モータ５４の回転角度を検知することにより、垂直移動機構５０によって移動する研削機構７０の高さ（たとえば、後述する研削砥石７７の高さ）を認識することができる。

研削機構７０は、環状の砥石を回転させてウェーハを研削するように構成されている。研削機構７０は、図１に示すように、ホルダ５６に固定されたスピンドルハウジング７１、スピンドルハウジング７１に回転可能に保持されたスピンドル７２、スピンドル７２を回転駆動するスピンドルモータ７３、スピンドル７２の下端に取り付けられたホイールマウント７４、および、ホイールマウント７４に支持された研削ホイール７５を備えている。

スピンドルハウジング７１は、ホルダ５６に保持されている。スピンドル７２は、Ｚ軸方向に沿って延伸するとともに、延伸方向に沿う軸を中心に回転可能なように、スピンドルハウジング７１に支持されている。

スピンドルモータ７３は、スピンドル７２の上端側に連結されており、スピンドル７２を回転させる。

ホイールマウント７４は、円板状に形成されており、スピンドル７２の下端に固定されている。ホイールマウント７４は、研削ホイール７５を支持している。

研削ホイール７５は、外径がホイールマウント７４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７５は、金属材料から形成された円環状のホイール基台７６を含む。図２に示すように、ホイール基台７６の内部には、図示しない水源からの加工水を研削砥石７７に供給するための加工水路７６１が形成されている。

図１に示すように、ホイール基台７６の下面には、全周にわたって、環状に配列された複数の砥石からなる、環状の研削砥石７７が固定されている。

この環状の研削砥石７７は、その中心をスピンドル７２の延伸方向が通るように、ホイール基台７６に形成されている。したがって、研削砥石７７は、その中心を通る砥石回転軸７０１（図２参照）を中心に、スピンドル７２、ホイールマウント７４、およびホイール基台７６を介して、矢印６０２に示すようにスピンドルモータ７３によって回転され、研削領域に配置されているチャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００を研削する。

このように、研削機構７０は、環状の研削砥石７７の中心を通る砥石回転軸７０１を中心に研削砥石７７を回転させることによって、チャックテーブル２０の保持面２２に保持されたウェーハ１００を研削する。

また、図１に示すように、基台２における開口部５の側部には、測定機構６０が配設されている。測定機構６０は、保持面２２の高さおよびウェーハ１００の高さを、接触式にて測定することができる。

すなわち、測定機構６０は、チャックテーブル２０の枠体面２４およびウェーハ１００に、それぞれ、測定子である保持面高さ測定器６１およびウェーハ高さ測定器６２を接触させる。

これにより、測定機構６０は、枠体面２４と面一であるチャックテーブル２０の保持面２２の高さ、および、ウェーハ１００の高さを測定することができる。さらに、測定機構６０は、測定された保持面２２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６１およびウェーハ高さ測定器６２は、枠体面２４およびウェーハ１００の上面でそれぞれ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、制御部７は、制御プログラムに従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に対する研削加工を実行する。制御部７は、図１に示すように、インフィード研削制御部１１、クリープフィード研削制御部１２、記憶部１３、および、高さ位置算出部１４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の動作について説明する。

［インフィード研削工程］
この工程は、研削装置１によってウェーハ１００をインフィード研削する際に実施される。

この工程では、まず、ウェーハ載置領域に配置されているウェーハ保持機構１８におけるチャックテーブル２０の保持面２２に、裏面１０２が上向きとなるように、ウェーハ１００を保持させる。

その後、制御部７のインフィード研削制御部１１が、エアベアリングをＯＮにする。すなわち、インフィード研削制御部１１は、図４に示すように、エアバルブ８１を開放して、ケーシング２７のエア噴出口８３からチャックテーブル２０のスピンドル２５に向けてエア供給源８０からのエアを噴出させることにより、エアベアリング８５～８７を形成する。

次に、インフィード研削制御部１１は、回転機構３０のモータ３１（図２参照）を制御して、保持面２２の中心を通るテーブル回転軸３０１を中心に、チャックテーブル２０を、矢印６０１に示すように回転させる。

また、インフィード研削制御部１１は、水平移動機構４０を制御して、チャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８を、＋Ｙ方向側の研削領域に移動させる。そして、インフィード研削制御部１１は、図４に示すように、研削機構７０の研削砥石７７が保持面２２に保持されたウェーハ１００の中心を通過するように、研削砥石７７をウェーハ１００の上方に配置する。

さらに、インフィード研削制御部１１は、研削機構７０のスピンドルモータ７３（図１参照）を制御してスピンドル７２を回転させることにより、図４に示すように、研削砥石７７を、その砥石回転軸７０１を中心に、矢印６０２に示すように回転させる。

次に、インフィード研削制御部１１は、垂直移動機構５０を制御して、研削機構７０とチャックテーブル２０とを相対的に接近する方向に移動させる。本実施形態では、インフィード研削制御部１１は、研削砥石７７を含む研削機構７０を、チャックテーブル２０に垂直方向に接近する方向に研削送りする。このようにして、インフィード研削制御部１１は、研削砥石７７の下面によって、チャックテーブル２０の保持面２２に保持されているウェーハ１００の裏面１０２を研削する。

なお、この研削の際、インフィード研削制御部１１は、保持面高さ測定器６１およびウェーハ高さ測定器６２を含む測定機構６０によって、研削されているウェーハ１００の厚みを測定する。そして、インフィード研削制御部１１は、測定されるウェーハ１００の厚みが、予め設定されている目標厚みになったことを確認して、インフィード研削を終了する。

このように、インフィード研削制御部１１は、エアベアリングをＯＮにしてチャックテーブル２０を回転させ、研削砥石７７を保持面２２に保持されたウェーハ１００の中心を通過するように配置し、研削機構７０をチャックテーブル２０に接近する方向に移動させ、研削砥石７７によってウェーハ１００を研削する。

［クリープフィード研削工程］
この工程は、研削装置１によってウェーハ１００をクリープフィード研削する際に実施される。

この工程でも、まず、ウェーハ載置領域に配置されているウェーハ保持機構１８におけるチャックテーブル２０の保持面２２に、裏面１０２が上向きとなるように、ウェーハ１００を保持させる。

その後、制御部７のクリープフィード研削制御部１２が、図５に示すように、エアベアリングをＯＦＦとする。すなわち、クリープフィード研削制御部１２は、エアバルブ８１を閉じて、ケーシング２７のエア噴出口８３からチャックテーブル２０のスピンドル２５に向けてのエアの噴出を停止した状態とする。これにより、エアベアリング８５～８７が形成されなくなる。したがって、図４に示した第１スラストエアベアリング８６が形成されず、図５に示すように、スピンドル２５の第１円板部２５１の下面がケーシング２７の上面に接触して、スピンドル２５がケーシング２７に直接に載置される。すなわち、スピンドル２５を含むチャックテーブル２０とケーシング２７とが、面接触により互いに密着する。

また、クリープフィード研削制御部１２は、図５に示すように、ウェーハ１００よりも外側で、ウェーハ１００の被研削面である裏面１０２よりも低い位置に、研削砥石７７の下面を位置づける。

すなわち、まず、クリープフィード研削制御部１２は、水平移動機構４０を制御して、チャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８を、クリープフィード研削開始位置に配置する。クリープフィード研削開始位置は、たとえば、研削領域における最も－Ｙ方向側の位置であり、図５に示すように、チャックテーブル２０に保持されるウェーハ１００に研削砥石７７が接触しないような位置である。このとき、研削砥石７７の下面は、ウェーハ１００の外周および保持面２２の外周よりも水平方向外側に位置する。

次に、クリープフィード研削制御部１２は、クリープフィード研削後のウェーハ１００が所定の厚みを有するような、研削砥石７７の下面の高さ位置（研削高さ位置）を求める。この研削高さ位置は、クリープフィード研削前のウェーハ１００の裏面１０２よりも低い位置である。たとえば、クリープフィード研削制御部１２は、予め設定されているクリープフィード研削後のウェーハ１００の目標厚みと、予め取得されている保持面２２の高さとから、研削高さ位置を求める。

その後、クリープフィード研削制御部１２は、垂直移動機構５０を用いて、研削砥石７７を含む研削機構７０を下方に送り、研削砥石７７の下面の高さ位置を、上述した研削高さ位置に設定する。

なお、この際、クリープフィード研削制御部１２は、図示しない砥石回転軸調整機構を制御して、図５に示すように、チャックテーブル２０の保持面２２に対する研削砥石７７の砥石回転軸７０１の傾きを、クリープフィード研削工程におけるウェーハ１００と研削砥石７７との相対移動の方向（矢印６１１の方向）に対し、垂直方向よりも僅かに移動方向側に傾ける。これにより、研削砥石７７は、チャックテーブル２０に対して移動方向（Ｙ軸方向）に関して傾けられた状態となる。

さらに、クリープフィード研削制御部１２は、研削機構７０のスピンドルモータ７３（図１参照）を制御してスピンドル７２を回転させることにより、研削砥石７７を、その砥石回転軸７０１を中心に、矢印６０２に示すように回転させる。

そして、クリープフィード研削制御部１２は、ウェーハ１００と研削砥石７７とを、保持面２２に平行方向に相対的に移動させる。本実施形態では、クリープフィード研削制御部１２は、水平移動機構４０を用いて、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル２０を含むウェーハ保持機構１８を、図５に矢印６１１によって示すように、Ｙ軸方向に沿って、研削砥石７７に向けて水平方向に研削送りする。このようにして、クリープフィード研削制御部１２は、回転する該研削砥石７７の側面によって、ウェーハ１００の裏面１０２を研削する。これにより、裏面１０２が、所定のクリープフィード研削量だけ削られる。

なお、この研削の際、クリープフィード研削制御部１２は、保持面高さ測定器６１およびウェーハ高さ測定器６２を含む測定機構６０によって、研削されているウェーハ１００の厚みを測定してもよい。この場合、クリープフィード研削制御部１２は、測定されたウェーハ１００の厚みが目標厚みになったことを確認して、クリープフィード研削を終了してもよい。また、測定されたウェーハ１００の厚みが目標厚みに達していなかった場合には、クリープフィード研削制御部１２は、再度、クリープフィード研削を実施してもよい。

このように、クリープフィード研削制御部１２は、エアベアリングをＯＦＦにしてチャックテーブル２０を回転させないで、ウェーハ１００の外側で研削砥石７７の下面をウェーハ１００の上面である裏面１０２よりも下に配置し、チャックテーブル２０を研削機構７０に対して水平方向に移動させ、ウェーハ１００を研削する。

以上のように、本実施形態では、クリープフィード研削工程において、クリープフィード研削制御部１２が、エアベアリングをＯＦＦにすることにより、スピンドル２５を含むチャックテーブル２０とケーシング２７とを面接触させて、これらを互いに密着させている。このため、チャックテーブル２０を研削砥石７７に向けて水平方向に研削送りしたときに、研削砥石７７からチャックテーブル２０に、テーブル回転軸３０１を傾ける方向の力が加わった場合でも、チャックテーブル２０が傾くことを抑制することができる。したがって、チャックテーブル２０の研削送り速度を速めることが可能となる。このため、クリープフィード研削工程における研削時間を短くすることができる。

なお、制御部７は、上述したインフィード研削工程およびクリープフィード研削工程に先立って、研削機構７０の原点高さを求める以下のセットアップ工程を実施してもよい。研削機構７０の原点高さは、研削砥石７７の下面がチャックテーブル２０の保持面２２に接触した際の研削機構７０の高さである。

［セットアップ工程］
この工程では、制御部７は、まず、図６に示すように、エアベアリングをＯＮとする。すなわち、制御部７は、エアバルブ８１を開放して、ケーシング２７のエア噴出口８３からチャックテーブル２０のスピンドル２５に向けてエア供給源８０からのエアを噴出させることにより、エアベアリング８５～８７を形成する。

この状態で、制御部７は、垂直移動機構５０を用いて研削機構７０を下降させて、研削砥石７７の下面を、ウェーハ１００を保持していないチャックテーブル２０の保持面２２に接触させる。さらに、制御部７は、研削砥石７７の下面が保持面２２に接触したときの研削機構７０の高さを、垂直移動機構５０のＺ軸エンコーダ５５（図１参照）によって取得する。

このようにして、制御部７は、エアベアリングＯＮ時における研削機構７０の原点高さ位置、すなわち、エアベアリングをＯＮしたときに保持面２２に研削砥石７７の下面を接触させた際の研削機構７０の高さ位置である第１原点高さ位置Ｚ１を取得する。制御部７は、取得した第１原点高さ位置Ｚ１を、記憶部１３に記憶する。

また、この際、制御部７は、測定機構６０の保持面高さ測定器６１をチャックテーブル２０の枠体面２４に接触させて、エアベアリングＯＮ時における保持面２２の高さである第１保持面高さＨ１を測定し、この第１保持面高さＨ１を記憶部１３に記憶する。

次に、制御部７は、図７に示すように、エアベアリングをＯＦＦとする。すなわち、制御部７は、エアバルブ８１を閉じて、ケーシング２７のエア噴出口８３からスピンドル２５に向けてのエアの噴出を停止する。これにより、エアベアリング８５～８７が形成されなくなる。したがって、第１スラストエアベアリング８６が形成されず、図７に示すように、スピンドル２５の第１円板部２５１の下面がケーシング２７の上面に接触して、スピンドル２５がケーシング２７に直接に載置される。

この状態で、制御部７は、測定機構６０の保持面高さ測定器６１をチャックテーブル２０の枠体面２４に接触させて、エアベアリングＯＦＦ時における保持面２２の高さである第２保持面高さＨ２を測定し、この第２保持面高さＨ２を記憶部１３に記憶する。

その後、制御部７の高さ位置算出部１４が、第１保持面高さＨ１と第２保持面高さＨ２との差であるエアギャップ（Ｈ１－Ｈ２）を求める。このエアギャップ（Ｈ１－Ｈ２）は、エアベアリングＯＮ時における第１スラストエアベアリング８６の間隔（隙間の間隔）に相当する。さらに、高さ位置算出部１４は、記憶部１３に記憶されている研削機構７０の第１原点高さ位置Ｚ１から、上述のエアギャップ（Ｈ１－Ｈ２）を差し引くことによって、エアベアリングＯＦＦ時における研削機構７０の原点高さ位置、すなわち、エアベアリングＯＦＦ時に研削砥石７７の下面が保持面２２に接触したときの研削機構７０の高さである第２原点高さ位置Ｚ２を求め、この第２原点高さ位置Ｚ２を記憶部１３に記憶する。

このようにして、エアベアリングＯＮ時における研削機構７０の原点高さである第１原点高さ位置Ｚ１、および、エアベアリングＯＦＦ時における研削機構７０の原点高さである第２原点高さ位置Ｚ２が求められる。この工程では、第２原点高さ位置Ｚ２を求める際に、研削機構７０を下降させて研削砥石７７の下面を保持面２２に接触させる必要がないので、第２原点高さ位置Ｚ２を求める時間を短縮することができる。

なお、上記の説明では、エアベアリングＯＮ時における研削機構７０の第１原点高さ位置Ｚ１に基づいて、エアベアリングＯＦＦ時における研削機構７０の第２原点高さ位置Ｚ２が求められている。これに関し、第２原点高さ位置Ｚ２に基づいて、第１原点高さ位置Ｚ１が求められてもよい。

この場合、制御部７は、エアベアリングＯＮ時には、測定機構６０の保持面高さ測定器６１を用いて、チャックテーブル２０の保持面２２の第１保持面高さＨ１のみを取得する。一方、エアベアリングＯＦＦ時には、その際の保持面２２の第２保持面高さＨ２に加えて、研削機構７０の第２原点高さ位置Ｚ２を取得する。すなわち、制御部７は、垂直移動機構５０を用いて研削機構７０を下降させて、研削砥石７７の下面をチャックテーブル２０の保持面２２に接触させ、その際の研削機構７０の高さである第２原点高さ位置Ｚ２をＺ軸エンコーダ５５によって取得し、記憶部１３に記憶する。

そして、高さ位置算出部１４が、記憶部１３に記憶されている研削機構７０の第２原点高さ位置Ｚ２に、上述した第１保持面高さＨ１と第２保持面高さＨ２との差であるエアギャップ（Ｈ１－Ｈ２）を加えることによって、エアベアリングＯＮ時における研削機構７０の第１原点高さ位置Ｚ１を求め、この第１原点高さ位置Ｚ１を記憶部１３に記憶する。

このように、本実施形態では、記憶部１３は、エアベアリングＯＮ時に保持面２２に研削砥石７７の下面を接触させた際の研削機構７０の高さ位置である第１原点高さ位置Ｚ１、または、エアベアリングＯＦＦ時に保持面２２に研削砥石７７の下面を接触させた際の研削機構７０の高さ位置である第２原点高さ位置Ｚ２のいずれかを記憶する。そして、高さ位置算出部１４は、記憶部１３に記憶された研削機構７０の原点高さ位置、および、エアベアリングＯＮ時の第１保持面高さＨ１とエアベアリングＯＦＦ時の第２保持面高さＨ２との差を用いて、記憶部１３が記憶していないほうの研削機構７０の原点高さ位置を算出する。

これによれば、エアベアリングＯＮ時あるいはエアベアリングＯＦＦ時の一方における研削機構７０の原点高さ位置を測定することによって、他方における研削機構７０の原点高さ位置を算出することができる。したがって、研削機構７０の原点高さ位置の取得（セットアップ）にかかる時間を短縮することができる。

なお、エアベアリングＯＮ時の第１保持面高さＨ１と、エアベアリングＯＦＦ時の第２保持面高さＨ２とを、研削砥石７７の下面をチャックテーブル２０の保持面２２に接触させた際の研削機構７０の高さ（原点高さ）に基づいて測定してもよい。

なお、研削砥石７７の下面をチャックテーブル２０の保持面２２に接触させた際の研削機構７０の高さである原点高さに基づいて保持面２２の高さを測定する場合には、研削砥石７７の下面と保持面２２との間に配置されることの可能な接触式のセンサを用いてもよい。このセンサを用いる場合、研削砥石７７を下降させて、研削砥石７７の下面をセンサの上端部に当接させる。そして、研削砥石７７をさらに下降させることにより、センサの下端部が保持面２２に接触して、センサがＯＮとなる。このときの研削機構７０の高さから、予め認識されているセンサのＺ軸方向の長さ（上端部と下端部との間の距離）を差し引くことで、研削機構７０の原点高さを求めてもよい。また、センサは、荷重センサでもよい。

１：研削装置、２：基台、３：コラム、４：蛇腹カバー、５：開口部、７：制御部、
１１：インフィード研削制御部、１２：クリープフィード研削制御部、
１３：記憶部、１４：高さ位置算出部、１８：ウェーハ保持機構、
２０：チャックテーブル、２１：ポーラス部材、２２：保持面、２３：枠体、
２４：枠体面、２５：スピンドル、２６：支持機構、２７：ケーシング、
２８：支持柱、３０：回転機構、３１：モータ、３２：主動プーリ、３３：無端ベルト、
３４：従動プーリ、３５：回転軸、３６：ロータリージョイント、３９：カバー板、
４０：水平移動機構、４１：保持台、４２：Ｙ軸ガイドレール、４３：Ｙ軸ボールネジ、
４４：Ｙ軸モータ、４５：Ｙ軸移動テーブル、４６：Ｙ軸エンコーダ、
５０：垂直移動機構、５１：Ｚ軸ガイドレール、５２：Ｚ軸ボールネジ、
５３：Ｚ軸移動テーブル、５４：Ｚ軸モータ、５５：Ｚ軸エンコーダ、５６：ホルダ、
６０：測定機構、６１：保持面高さ測定器、６２：ウェーハ高さ測定器、
７０：研削機構、７１：スピンドルハウジング、７２：スピンドル、
７３：スピンドルモータ、７４：ホイールマウント、７５：研削ホイール、
７６：ホイール基台、７７：研削砥石、８０：エア供給源、８１：エアバルブ、
８２：エア供給路、８３：エア噴出口、８５：ラジアルエアベアリング、
８６：第１スラストエアベアリング、８７：第２スラストエアベアリング、
１００：ウェーハ、１０１：表面、１０２：裏面、１０３：保護テープ、
２５１：第１円板部、２５２：第２円板部、２５３：小径部、
３０１：テーブル回転軸、４０１：ナット部、４５１：スライド部材、
５０１：ナット部、５３１：スライド部材、６０１：矢印、６０２：矢印、
６１１：矢印、７０１：砥石回転軸、７６１：加工水路、
Ｈ１：第１保持面高さ、Ｈ２：第２保持面高さ、
Ｚ１：第１原点高さ位置、Ｚ２：第２原点高さ位置

Claims (2)

1. 環状の砥石で被加工物を研削する研削装置であって、
   保持面によって被加工物を保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルを回転可能に支持する支持機構と、
   環状の砥石を回転させて該被加工物を研削する研削機構と、
   該チャックテーブルと該研削機構とを、該保持面に平行な方向に相対的に移動させる水平移動機構と、
   該チャックテーブルと該研削機構とを、該保持面に垂直な方向に相対的に移動させる垂直移動機構と、
   制御部と、を備え、
   該支持機構は、該チャックテーブルをエアベアリングを介して支持することの可能なケーシングと、該チャックテーブルを回転させるモータと、を備え、
   該制御部は、
   該エアベアリングをＯＮにして該チャックテーブルを回転させ、該砥石を該保持面に保持された被加工物の中心を通過するように配置し、該チャックテーブルと該研削機構とを相対的に接近する方向に移動させ、該砥石で該被加工物を研削するインフィード研削制御部と、
   該エアベアリングをＯＦＦにして該チャックテーブルを回転させないで、被加工物の外側で該砥石の下面を該被加工物の上面よりも下に配置し、該チャックテーブルと該研削機構とを相対的に水平方向に移動させ、該被加工物を研削するクリープフィード研削制御部とを備える、研削装置。
2. 該保持面の高さを測定する保持面高さ測定器と、
   該エアベアリングをＯＮにしたときに該保持面に該砥石の下面を接触させた際の該研削機構の高さ位置、または、該エアベアリングをＯＦＦにしたときに該保持面に該砥石の下面を接触させた際の該研削機構の高さ位置のいずれかを記憶する記憶部と、
   該記憶部に記憶された該研削機構の高さ位置、および、該エアベアリングをＯＮにしたときの該保持面高さと該エアベアリングをＯＦＦにしたときの該保持面高さとの差を用いて、該記憶部が記憶していないほうの該研削機構の高さ位置を算出する高さ位置算出部と、
   を備える、請求項１記載の研削装置。

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