JP2024001495A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に付着した液体によって適切な研磨加工が阻害されることを防止可能な加工装置を提供する。【解決手段】被加工物を加工する加工装置であって、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、研磨パッドが装着されるスピンドルを有する研磨ユニットと、研削ホイールによる被加工物の研削が行われる研削領域と研磨パッドによる被加工物の研磨が行われる研磨領域との間でチャックテーブルを移動させる移動機構と、チャックテーブルが研削領域と研磨領域との間を移動する際に、被加工物の被加工面側に残存する液体を除去する液体除去部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を加工する加工装置に関する。

デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

近年では、電子機器の小型化に伴い、薄型のデバイスチップが求められている。そこで、ウェーハの分割前に研削装置を用いてウェーハを薄化する加工が実施されることがある。研削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハに研削加工を施す研削ユニットとを備える。研削ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には研削砥石を備える環状の研削ホイールが装着される。チャックテーブルでウェーハを保持し、チャックテーブル及び研削ホイールを回転させつつ研削砥石をウェーハに接触させることにより、ウェーハが研削、薄化される（特許文献１参照）。

研削砥石によって研削されるウェーハの被加工面側には、研削砥石の回転経路に沿って円弧状の研削痕（ソーマーク）が形成される。そして、研削痕が形成された状態のウェーハを分割してデバイスチップを製造すると、デバイスチップに研削痕が残存し、デバイスチップの抗折強度（曲げ強度）が低下する。そこで、ウェーハの研削後には、研削痕を除去するための研磨加工がウェーハの被加工面側に施される。

研磨加工には、研磨装置が用いられる。研磨装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハに研磨加工を施す研磨ユニットとを備える。研磨ユニットはスピンドルを備えており、スピンドルの先端部には円盤状の研磨パッドが装着される。チャックテーブルでウェーハを保持し、チャックテーブル及び研磨パッドを回転させつつ研磨パッドをウェーハに接触させることにより、ウェーハが研磨される。

なお、ウェーハを研削装置で研削した後に研磨装置で研磨すると、ウェーハの搬送に手間と時間がかかり、ウェーハの加工効率が低下する原因となる。そこで、ウェーハの加工には、研削ユニットと研磨ユニットの両方を備えた加工装置（研削研磨装置）が用いられることがある（特許文献２参照）。研削研磨装置を用いると、ウェーハに対して研削加工と研磨加工とを連続的に実施することが可能になり、加工効率が向上する。

特開２０００－２８８８８１号公報 特開２０１０－１７７９８号公報

ウェーハ等の被加工物を研削研磨装置で加工する際には、まず、研削ユニットによる被加工物の研削が行われ、被加工物が所定の厚さになるまで薄化される。その際、被加工物及び研削砥石には、純水等の液体（研削液）が継続的に供給される。これにより、被加工物及び研削砥石が冷却されるとともに、被加工物の研削によって発生した屑（研削屑）が洗い流される。そして、被加工物の研削が完了すると、続いて研磨パッドによる被加工物の研磨が行われる。この研磨加工によって、被加工物の被加工面側に残存する研削痕が除去される。

しかしながら、被加工物に対して研磨加工を施す際、被加工物の被加工面側には直前の研削工程において供給された研削液等の液体が付着したまま残存しており、この液体が研磨加工に悪影響を及ぼすことがある。例えば、被加工物に乾式研磨が施される場合、残存する液体が原因で被加工物の被加工面と研削砥石の間において摩擦が適切に作用せず、研磨加工が妨げられるおそれがある。また、被加工物に湿式研磨が施される場合にも、残存する液体が研磨加工中に供給される薬液（スラリー）に混入し、被加工物の被加工面に作用する化学作用が減殺されるおそれがある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、被加工物に付着した液体によって適切な研磨加工が阻害されることを防止可能な加工装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を加工する加工装置であって、該被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、研磨パッドが装着されるスピンドルを有する研磨ユニットと、該研削ホイールによる該被加工物の研削が行われる研削領域と該研磨パッドによる該被加工物の研磨が行われる研磨領域との間で該チャックテーブルを移動させる移動機構と、該チャックテーブルが該研削領域と該研磨領域との間を移動する際に、該被加工物の被加工面側に残存する液体を除去する液体除去部と、を備える加工装置が提供される。

なお、好ましくは、該液体除去部は、該被加工物の該被加工面側に接触して該液体を除去する接触部材を備える。また、好ましくは、該接触部材は、該チャックテーブルの移動経路と交差するように配置された弾性部材である。また、好ましくは、該接触部材は、該チャックテーブルの移動経路と交差するように配置された回転可能なスポンジである。また、好ましくは、該加工装置は、該研削領域又は該研磨領域を覆うカバーを更に備え、該液体除去部は、該カバーに設けられている。

本発明の一態様に係る加工装置は、チャックテーブルが研削領域と研磨領域との間を移動する際に被加工物の被加工面側に残存する液体を除去する液体除去部を備える。これにより、液体が除去された状態で被加工物が研磨領域に配置され、被加工物の適切な研磨が液体によって妨げられることを防止できる。

加工装置を示す斜視図である。 研磨ユニットを示す斜視図である。 チャックテーブル及び移動機構を示す平面図である。 図４（Ａ）は被加工物の前端部に接触する弾性部材を示す側面図であり、図４（Ｂ）は被加工物に付着した液体を除去する弾性部材を示す側面図であり、図４（Ｃ）は被加工物の後端部に接触する弾性部材を示す側面図である。 図５（Ａ）は被加工物の前端部に接触するスポンジを示す側面図であり、図５（Ｂ）は被加工物に付着した液体を除去するスポンジを示す側面図であり、図５（Ｃ）は被加工物の後端部に接触するスポンジを示す側面図である。 液体除去部が設けられたカバーを示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る加工装置の構成例について説明する。図１は、被加工物１１に研削加工及び研磨加工を施すことが可能な加工装置（研削研磨装置）２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（第１水平方向、左右方向）とＹ軸方向（第２水平方向、前後方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、高さ方向、上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

加工装置２は、加工装置２が備える各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の前端部の上面側には、開口４ａが設けられている。開口４ａの内側には、被加工物１１を搬送する搬送ユニット６が設けられている。例えば搬送ユニット６として、被加工物１１を保持可能なロボットハンド（エンドエフェクタ）が装着された搬送ロボットが用いられる。

開口４ａの前方には、一対の載置台８Ａ，８Ｂが設けられている。載置台８Ａ，８Ｂ上にはそれぞれ、箱型のカセット１０Ａ，１０Ｂが載置される。カセット１０Ａ，１０Ｂは、加工装置２による加工の対象物である複数の被加工物１１を収容可能な容器である。加工装置２で被加工物１１を加工する際には、複数の被加工物１１を収容したカセット１０Ａ及び／又はカセット１０Ｂが、載置台８Ａ及び／又は載置台８Ｂ上にセットされる。

例えば被加工物１１は、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面（第１面）１１ａ及び裏面（第２面）１１ｂを備える。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって、複数の矩形状の領域に区画されている。ストリートによって区画された複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイスが形成されている。

被加工物１１をストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、被加工物１１の分割前に、加工装置２で被加工物１１を研削及び研磨して薄化しておくことにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。

ただし、被加工物１１の種類、材質、形状、大きさ、構造等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板（ウェーハ）であってもよい。また、被加工物１１に形成されるデバイスの種類、数、形状、構造、大きさ、配列等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイスが形成されていなくてもよい。

開口４ａの斜め後方には、被加工物１１の位置合わせを行うアライメント機構（位置合わせ機構）１２が設けられている。アライメント機構１２は、被加工物１１が仮置きされる仮置きテーブル１４を備える。カセット１０Ａ，１０Ｂに収容されている被加工物１１は、搬送ユニット６によって仮置きテーブル１４上に搬送される。そして、アライメント機構１２は、被加工物１１を挟み込んで所定の位置に配置する。

基台４の側方には、アライメント機構１２を跨ぐように配置された門型の支持構造１６が設けられている。支持構造１６には、被加工物１１を搬送する搬送ユニット１８が装着されている。例えば、支持構造１６には搬送ユニット１８をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が設けられており、搬送ユニット１８は移動機構に連結されている。また、搬送ユニット１８は、被加工物１１の上面側を吸引保持する吸引パッド（不図示）を備える。

アライメント機構１２の後方には、開口４ｂが設けられている。開口４ｂの内側には、被加工物１１を保持する複数のチャックテーブル（保持テーブル）２０と、チャックテーブル２０を移動させる移動機構２２とが設けられている。

チャックテーブル２０の上面は、被加工物１１を保持する保持面２０ａを構成している。保持面２０ａは、チャックテーブル２０の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル２０には、チャックテーブル２０をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

例えば移動機構２２は、チャックテーブル２０が載置される円盤状のターンテーブルを備える。ターンテーブルには、ターンテーブルをＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。そして、複数（図１では４個）のチャックテーブルが、ターンテーブルの周方向に沿って概ね等間隔（９０°間隔）で配置される。

ターンテーブルは、平面視で時計回り（矢印Ｒで示す方向）に回転し、各チャックテーブル２０を搬送領域Ａ、研削領域Ｂ（第１研削領域、粗研削領域）、研削領域Ｃ（第２研削領域、仕上げ研削領域）、研磨領域Ｄに順に位置付ける。なお、チャックテーブル２０を搬送領域Ａ、研削領域Ｂ、研削領域Ｃ、及び研磨領域Ｄに位置付けることが可能であれば、移動機構２２の種類及び構成に制限はない。

アライメント機構１２によって位置合わせが行われた被加工物１１は、搬送ユニット１８によって、搬送領域Ａに位置付けられたチャックテーブル２０に搬送される。そして、チャックテーブル２０の保持面２０ａ上に被加工物１１が配置された状態で、保持面２０ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル２０によって吸引保持される。

基台４の後端部（チャックテーブル２０及び移動機構２２の後方）には、基台４の上面から上方に突出する直方体状の支持構造２４が設けられている。支持構造２４の表面側（前面側）には、一対の移動機構２６Ａ，２６Ｂが設けられている。移動機構２６Ａ，２６Ｂはそれぞれ、支持構造２４の表面側にＺ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール２８を備え、ガイドレール２８には平板状の移動プレート３０がスライド可能に装着されている。

移動プレート３０の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のガイドレール２８の間にＺ軸方向に沿って配置されたボールねじ３２が螺合されている。また、ボールねじ３２の端部には、ボールねじ３２を回転させるパルスモータ３４が連結されている。パルスモータ３４でボールねじ３２を回転させると、移動プレート３０がガイドレール２８に沿ってＺ軸方向に移動する。

移動プレート３０の表面側（前面側）には、支持部材３６が固定されている。移動機構２６Ａの移動プレート３０に固定された支持部材３６は、研削領域Ｂの上方に位置付けられ、被加工物１１に粗研削を施す粗研削用の研削ユニット３８Ａを支持している。一方、移動機構２６Ｂの移動プレート３０に固定された支持部材３６は、研削領域Ｃの上方に位置付けられ、被加工物１１に仕上げ研削を施す仕上げ研削用の研削ユニット３８Ｂを支持している。

研削ユニット３８Ａ，３８Ｂはそれぞれ、筒状のハウジング４０を備える。ハウジング４０には、円柱状のスピンドル４２が収容されている。スピンドル４２の先端部（下端部）はハウジング４０から露出しており、スピンドル４２の先端部には金属等でなる円盤状のホイールマウント４４が固定されている。また、スピンドル４２の基端部（上端部）には、スピンドル４２を回転させるモータ等の回転駆動源が連結されている。

研削ユニット３８Ａが備えるホイールマウント４４の下面側には、粗研削用の研削ホイール４６Ａが装着される。一方、研削ユニット３８Ｂが備えるホイールマウント４４の下面には、仕上げ研削用の研削ホイール４６Ｂが装着される。研削ホイール４６Ａ，４６Ｂはそれぞれ、金属等でなる環状のホイール基台と、ホイール基台の下面側に固定された複数の研削砥石とを備える。

研削砥石は、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等でなる砥粒を、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材（ボンド材）で固定することによって形成される。例えば、直方体状に形成された複数の研削砥石が、ホイール基台の外周縁に沿って概ね等間隔で環状に配列される。なお、研削ホイール４６Ｂの研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径は、研削ホイール４６Ａの研削砥石に含まれる砥粒の平均粒径よりも小さい。

研削ホイール４６Ａ，４６Ｂは、回転駆動源からスピンドル４２及びホイールマウント４４を介して伝達される動力により、Ｚ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。これにより、複数の研削砥石がそれぞれ水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な環状の回転経路（回転軌道）に沿って旋回する。

被加工物１１を保持したチャックテーブル２０を研削領域Ｂに配置し、チャックテーブル２０及び研削ホイール４６Ａを回転させつつ研削砥石を被加工物１１に接触させることにより、被加工物１１に粗研削が施される。その後、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０を研削領域Ｃに配置し、チャックテーブル２０及び研削ホイール４６Ｂを回転させつつ研削砥石を被加工物１１に接触させることにより、被加工物１１に仕上げ研削が施される。

基台４には、研削領域Ｂ，Ｃを覆うカバー４８が装着される。例えばカバー４８は、箱型に形成され、チャックテーブル２０を収容可能な収容部（収容空間）４８ａを備える。カバー４８を基台４に装着すると、研削領域Ｂ，Ｃがカバー４８によって覆われ、被加工物１１の研削が行われる加工室（研削室）が画定される。

カバー４８の上面側には、カバー４８の外部と収容部４８ａとを連結させる一対の挿入孔５０Ａ，５０Ｂが設けられている。挿入孔５０Ａは研削ホイール４６Ａと重なる位置に設けられ、挿入孔５０Ａに研削ホイール４６Ａが挿入される。一方、挿入孔５０Ｂは研削ホイール４６Ｂと重なる位置に設けられ、挿入孔５０Ｂに研削ホイール４６Ｂが挿入される。これにより、研削ホイール４６Ａ，４６Ｂの昇降時における研削ホイール４６Ａ，４６Ｂとカバー４８との干渉が回避される。

研磨領域Ｄには、被加工物１１に研磨加工を施す研磨ユニット５２が設けられている。研削ユニット３８Ａ，３８Ｂによる被加工物１１の研削が完了した後、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０が研磨領域Ｄに位置付けられ、被加工物１１が研磨ユニット５２によって研磨される。なお、研磨ユニット５２の構成及び機能の詳細については後述する（図２参照）。

アライメント機構１２の前方には、被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット５４が設けられている。例えば洗浄ユニット５４は、被加工物１１を保持して回転するスピンナテーブルと、洗浄流体を供給するノズルとを備える。洗浄流体としては、純水等の液体や、液体（純水等）と気体（エアー等）とが混合された混合流体を用いることができる。被加工物１１をスピンナテーブルで保持し、スピンナテーブルを回転させつつノズルから被加工物１１に洗浄流体を供給することにより、被加工物１１が洗浄される。

加工装置２は、加工装置２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）５６を備える。制御ユニット５６は、加工装置２を構成する各構成要素（搬送ユニット６、アライメント機構１２、搬送ユニット１８、チャックテーブル２０、移動機構２２、移動機構２６Ａ，２６Ｂ、研削ユニット３８Ａ，３８Ｂ、研磨ユニット５２、洗浄ユニット５４等）に接続されている。制御ユニット５６は、加工装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、加工装置２の稼働を制御する。

例えば制御ユニット５６は、コンピュータによって構成され、加工装置２の稼働に必要な演算を行う演算部と、加工装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを含む。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。

次に、研磨ユニット５２について説明する。図２は、研磨ユニット５２を示す斜視図である。研磨ユニット５２は、研磨領域Ｄ（図１参照）又はその近傍に設けられた直方体状の支持構造６０によって支持されている。

支持構造６０の表面側には、研磨ユニット５２をＸ軸方向に沿って移動させるＸ軸移動機構６２が設けられている。Ｘ軸移動機構６２は、支持構造６０の表面側に固定されＸ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール６４を備える。Ｘ軸ガイドレール６４には、直方体状のＸ軸移動ブロック６６がスライド可能に装着されている。

Ｘ軸移動ブロック６６の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＸ軸ガイドレール６４の間にＸ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじの端部には、Ｘ軸ボールねじを回転させるＸ軸パルスモータ６８が連結されている。Ｘ軸パルスモータ６８でＸ軸ボールねじを回転させると、Ｘ軸移動ブロック６６がＸ軸ガイドレール６４に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動ブロック６６の表面側には、研磨ユニット５２をＺ軸方向に沿って移動させるＺ軸移動機構７０が設けられている。Ｚ軸移動機構７０は、Ｘ軸移動ブロック６６の表面側に固定されＺ軸方向に沿って配置された一対のＺ軸ガイドレール７２を備える。Ｚ軸ガイドレール７２には、直方体状のＺ軸移動ブロック７４がスライド可能に装着されている。

Ｚ軸移動ブロック７４の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、一対のＺ軸ガイドレール７２の間にＺ軸方向に沿って配置されたＺ軸ボールねじ（不図示）が螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじの端部には、Ｚ軸ボールねじを回転させるＺ軸パルスモータ７６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ７６でＺ軸ボールねじを回転させると、Ｚ軸移動ブロック７４がＺ軸ガイドレール７２に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動ブロック７４の表面側には、研磨ユニット５２が装着されている。研磨ユニット５２は、Ｚ軸移動ブロック７４に固定された筒状のハウジング７８を備える。ハウジング７８には、円柱状のスピンドル８０が収容されている。スピンドル８０の先端部（下端部）はハウジング７８から露出しており、スピンドル８０の先端部には金属等でなる円盤状のマウント８２が固定されている。また、スピンドル８０の基端部（上端部）には、スピンドル８０を回転させるモータ等の回転駆動源が連結されている。

マウント８２の下面側には、被加工物１１を研磨する研磨パッド８４が装着される。研磨パッド８４は、円盤状の基台８６を備える。基台８６は、金属等でなり、マウント８２と概ね同径に形成されている。また、基台８６の下面側には、円盤状の研磨層８８が固定されている。被加工物１１を保持したチャックテーブル２０を研磨領域Ｄ（図１参照）に配置し、チャックテーブル２０及び研磨パッド８４を回転させつつ研磨層８８を被加工物１１に接触させることにより、被加工物１１が研磨される。

また、基台４（図１参照）には、研磨領域Ｄを覆うカバー９０が装着される。例えばカバー９０は、箱型に形成され、チャックテーブル２０を収容可能な収容部（収容空間）９０ａを備える。カバー４８を基台４に装着すると、研磨領域Ｄ（図１参照）がカバー４８によって覆われ、被加工物１１の研磨が行われる加工室（研磨室）が画定される。

カバー９０の上面側には、カバー９０の外部と収容部９０ａとを連結させる長円形の貫通孔９０ｂが設けられている。研磨ユニット５２とカバー９０の貫通孔９０ｂとは、連結部材９２を介して接続される。例えば連結部材９２は、ゴム、樹脂等の柔軟な弾性体でなる可撓性の部材であり、中空の蛇腹状に形成されている。

連結部材９２の上端側は研磨ユニット５２（例えば、Ｚ軸移動ブロック７４又はハウジング７８）に固定され、連結部材９２の下端側はカバー９０の上面側に貫通孔９０ｂを覆うように固定される。また、カバー９０には、収容部９０ａ内の気体やミスト状の液体が排出されるダクト９４が接続されている。

研磨ユニット５２で被加工物１１を研磨する際には、研磨パッド８４がカバー９０の貫通孔９０ｂと重なるように位置付けられ、貫通孔９０ｂに挿入される。これにより、研磨パッド８４の昇降時における研磨パッド８４とカバー９０との干渉が回避される。

次に、加工装置２を用いた被加工物１１の加工方法について、図１及び図２を参照しつつ説明する。本実施形態では一例として、被加工物１１の裏面１１ｂが、研削加工及び研磨加工が施される被加工面（被研削面、被研磨面）である場合について説明する。

被加工物１１の裏面１１ｂ側を加工する際には、被加工物１１の表面１１ａ側に保護部材を固定してもよい。例えば、樹脂等でなるフィルム状の保護シート（保護テープ）が保護部材として被加工物１１の表面１１ａ側に貼付される。これにより、被加工物１１の表面１１ａ側が保護される。そして、複数の被加工物１１を収容したカセット１０Ａ又はカセット１０Ｂが、載置台８Ａ又は載置台８Ｂ上に載置される。

加工装置２が稼働すると、まず、カセット１０Ａ又はカセット１０Ｂに収容されている被加工物１１が、搬送ユニット６によってアライメント機構１２に搬送される。そして、アライメント機構１２によって被加工物１１の位置合わせが行われる。その後、被加工物１１は搬送ユニット１８によって保持され、搬送領域Ａに配置されているチャックテーブル２０に搬送される。

被加工物１１は、表面１１ａ側が保持面２０ａに対向し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル２０上に配置される。この状態で、保持面２０ａに吸引源の吸引力を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル２０によって吸引保持される。

次に、移動機構２２（ターンテーブル）が回転する。これにより、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０がカバー４８の収容部４８ａに進入して、研削領域Ｂに配置される。また、被加工物１１が研削ホイール４６Ａの下方に位置付けられる。そして、チャックテーブル２０及び研削ホイール４６Ａを回転させつつ、研削ホイール４６Ａを下降させて研削砥石を被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触させる。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側が研削ホイール４６Ａの研削砥石によって削り取られ、被加工物１１に粗研削が施される。被加工物１１が所定の厚さになるまで薄化されると、被加工物１１の粗研削が完了する。

被加工物１１の粗研削が完了すると、移動機構２２（ターンテーブル）が回転する。これにより、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０がカバー４８の収容部４８ａ内を移動して、研削領域Ｃに配置される。また、被加工物１１が研削ホイール４６Ｂの下方に位置付けられる。そして、チャックテーブル２０及び研削ホイール４６Ｂを回転させつつ、研削ホイール４６Ｂを下降させて研削砥石を被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触させる。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側が研削ホイール４６Ｂの研削砥石によって削り取られ、被加工物１１に仕上げ研削が施される。被加工物１１が所定の厚さになるまで薄化されると、被加工物１１の仕上げ研削が完了する。

なお、被加工物１１の粗研削中及び仕上げ研削中は、被加工物１１及び研削砥石に純水等の液体（研削液）が継続的に供給される。これにより、被加工物１１及び研削砥石が冷却されるとともに、被加工物１１の研削によって発生した屑（研削屑）が洗い流される。

被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側には、研削砥石の回転経路に沿って円弧状の研削痕（ソーマーク）が形成される。この研削痕は、被加工物１１に加工によって得られる製品の機械的強度を低下させる原因となる。そこで、研削後の被加工物１１の裏面１１ｂ側に研磨加工を施すことにより、研削痕を除去する。

具体的には、被加工物１１の仕上げ研削が完了すると、移動機構２２（ターンテーブル）が回転する。これにより、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０が、カバー４８の収容部４８ａから退出してカバー９０の収容部９０ａ（図２参照）に進入し、研磨領域Ｄに配置される。また、被加工物１１と研磨パッド８４とが重なるように、研磨ユニット５２の位置がＸ軸移動機構６２（図２参照）によって調節される。

そして、チャックテーブル２０及び研磨パッド８４を回転させつつ、研磨パッド８４をＺ軸移動機構７０（図２参照）によって下降させ、研磨層８８の下面を被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触させる。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側が研磨される。

研磨層８８は、ポリウレタン等の樹脂やフェルト等の不織布でなり、砥粒（固定砥粒）を含有している。砥粒としては、例えば粒径が０．５μｍ以上１０μｍ以下のシリカを用いることができる。ただし、研磨層８８の材質、砥粒の粒径及び材質は、被加工物１１の材質等に応じて適宜選択できる。

被加工物１１には、例えば乾式研磨が施される。この場合、被加工物１１の研磨中にスラリーや純水等の液体（研磨液）は供給されない。一方、被加工物１１に湿式研磨が施される場合には、砥粒を含有しない研磨液が被加工物１１及び研磨パッド８４に供給される。研磨液としては、酸性研磨液、アルカリ性研磨液等の薬液や、純水を用いることができる。酸性研磨液としては、過マンガン酸塩等が溶解した酸性溶液等が用いられる。また、アルカリ性研磨液としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが溶解したアルカリ溶液等が用いられる。

なお、研磨層８８は、固定砥粒を含有していなくてもよい。この場合には、砥粒を含有する研磨液が被加工物１１及び研磨パッド８４に供給される。例えば研磨液には、シリカ、アルミナ等の砥粒が遊離砥粒として含有される。

研磨パッド８４で被加工物１１の裏面１１ｂ側を研磨すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側が平坦化、鏡面化され、被加工物１１の裏面１１ｂ側に残存する研削痕が除去される。なお、被加工物１１の研磨量（研磨前後の被加工物１１の厚さの差）は、被加工物１１の材質、研削痕の深さ等に応じて適宜設定される。

被加工物１１の研磨が完了すると、移動機構２２（ターンテーブル）が回転する。これにより、被加工物１１を保持したチャックテーブル２０が、カバー９０の収容部９０ａ（図２参照）から退出して、再び搬送領域Ａに配置される。そして、被加工物１１は、搬送ユニット１８によってチャックテーブル２０から洗浄ユニット５４に搬送され、洗浄ユニット５４によって洗浄される。その後、被加工物１１は搬送ユニット６によってカセット１０Ａ又はカセット１０Ｂに収容される。

図３は、チャックテーブル２０及び移動機構２２を示す平面図である。上記の加工装置２による被加工物１１の加工プロセスにおいては、研削領域Ｃにおいて被加工物１１の研削が行われた後、チャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄに移動し、研磨領域Ｄにおいて被加工物１１の研磨が行われる。そして、研削後の被加工物１１の裏面１１ｂ側には、研削中に供給された研削液等の液体が付着している。この液体が研磨加工時に被加工物１１に残存していると、研磨加工に悪影響を及ぼすことがある。

そこで、本実施形態に係る加工装置２には、液体除去部１００が設けられている。液体除去部１００は、チャックテーブル２０が研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間を移動する際に、被加工物１１の被加工面に残存する液体を除去する。これにより、チャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動する途中で被加工物１１の被加工面側から液体が除去され、被加工物１１の適切な研磨が液体によって阻害されることを防止できる。

図３に示すように、液体除去部１００は、研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ向かうチャックテーブル２０の移動経路と重なる位置に配置される。例えば液体除去部１００は、チャックテーブル２０の移動経路と交差する方向（図３ではＸ軸方向）に沿って配置された柱状の部材である。また、液体除去部１００の高さ（Ｚ軸方向における位置）は、チャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動する際に液体除去部１００が被加工物１１の裏面１１ｂに接触するように調節される。

被加工物１１の研削後にチャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動すると、液体除去部１００が被加工物１１の裏面１１ｂ側に接触し、被加工物１１の裏面１１ｂ側に付着している液体を拭い、又は吸い取る。これにより、液体が除去された状態の被加工物１１が研磨領域Ｄに配置される。

なお、液体除去部１００の設置方法に制限はない。例えば液体除去部１００は、図２に示すように、カバー９０の後端部（収容部９０ａの入口）にＸ軸方向に沿って固定される。この場合、カバー９０を基台４（図１参照）に装着することにより、液体除去部１００が研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間に配置される。

次に、液体除去部１００の具体的な構成について説明する。液体除去部１００は、被加工物１１の被加工面側に接触して液体を除去する接触部材を備える。例えば液体除去部１００は、被加工物１１に接触する弾性部材１０２（図４（Ａ）～図４（Ｃ）参照）、又は、被加工物１１に接触するスポンジ１０４（図５（Ａ）～図５（Ｃ）参照）を、接触部材として備える。また、被加工物１１の裏面１１ｂ側には、研削加工時に付着した研削液等の液体１３が残存している。

図４（Ａ）～図４（Ｃ）に示す弾性部材１０２は、ゴム、樹脂等の柔軟な弾性体でなる板状の部材であり、例えば長方形状に形成される。そして、弾性部材１０２は、研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動するチャックテーブル２０の移動経路と交差するように配置される（図３参照）。例えば弾性部材１０２は、長さ方向（長手方向）がＸ軸方向に沿うように、カバー９０（図２参照）の後端部に設けられる。なお、弾性部材１０２の長さは被加工物１１の直径よりも大きい。

弾性部材１０２は、弾性部材１０２の先端（下端）が被加工物１１の裏面１１ｂよりも僅かに下方に位置付けられるように配置される。例えば、被加工物１１の裏面１１ｂと弾性部材１０２の先端との高さの差は、１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ以上に設定される。

図４（Ａ）は、被加工物１１の前端部に接触する弾性部材１０２を示す側面図である。被加工物１１を保持したチャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄに向かって移動を開始すると（図３参照）、まず、弾性部材１０２の先端部が被加工物１１の前端部（図４（Ａ）における左端部）に接触する。そして、弾性部材１０２の先端部が被加工物１１に押されて弾性変形し、撓んだ状態になる。

図４（Ｂ）は、被加工物１１に付着した液体１３を除去する弾性部材１０２を示す側面図である。チャックテーブル２０の移動が進行すると、弾性部材１０２の先端部が弾性変形した状態で被加工物１１の裏面１１ｂ側をなぞる。これにより、被加工物１１の裏面１１ｂ側に付着している液体１３が弾性部材１０２によって拭われる。すなわち、弾性部材１０２は液体１３を除去するワイパーとして機能する。

図４（Ｃ）は、被加工物１１の後端部に接触する弾性部材１０２を示す側面図である。弾性部材１０２が被加工物１１の後端部（図４（Ｃ）における右端部）に到達すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側の全体が弾性部材１０２によって拭われ、被加工物１１の裏面１１ｂ側に付着していた液体１３が除去される。これにより、被加工物１１は液体１３が付着していない状態で研磨領域Ｄ（図３参照）に配置される。

図５（Ａ）～図５（Ｃ）に示すスポンジ１０４は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ゴムスポンジ等の吸水性を有する材質でなり、例えば円柱状に形成される。スポンジ１０４の中心部には、スポンジ１０４を長さ方向に貫通する貫通孔（不図示）が設けられている。そして、スポンジ１０４の貫通孔には、スポンジ１０４を支持する支持軸１０６が挿入される。これにより、スポンジ１０４は支持軸１０６の周りを自由に回転可能な状態で、支持軸１０６によって支持される。

スポンジ１０４は、研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動するチャックテーブル２０の移動経路と交差するように配置される（図３参照）。例えば、支持軸１０６の両端部は、一対の支持部材１０８の下端部に固定される。そして、一対の支持部材１０８の上端部が、カバー９０（図２参照）の後端側の両端部に固定される。これにより、スポンジ１０４は、長さ方向がＸ軸方向に沿うように配置される。なお、スポンジ１０４の長さは被加工物１１の直径よりも大きい。

スポンジ１０４は、スポンジ１０４の先端（下端）が被加工物１１の裏面１１ｂよりも僅かに下方に位置付けられるように配置される。例えば、被加工物１１の裏面１１ｂとスポンジ１０４の先端との高さの差は、１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ以上に設定される。

図５（Ａ）は、被加工物１１の前端部に接触するスポンジ１０４を示す側面図である。被加工物１１を保持したチャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄに向かって移動を開始すると（図３参照）、まず、スポンジ１０４の外周部が被加工物１１の前端部（図５（Ａ）における左端部）に接触する。そして、スポンジ１０４の外周部が被加工物１１によって押されて弾性変形し、縮んだ状態になる。

図５（Ｂ）は、被加工物１１に付着した液体１３を除去するスポンジ１０４を示す側面図である。チャックテーブル２０の移動が進行すると、スポンジ１０４は下端部が変形した状態で回転し、被加工物１１の裏面１１ｂ側をなぞる。これにより、液体１３がスポンジ１０４によって吸い取られる。すなわち、スポンジ１０４は液体１３を吸い取る吸水部材として機能する。

図５（Ｃ）は、被加工物１１の後端部に接触するスポンジ１０４を示す側面図である。スポンジ１０４が回転しつつ被加工物１１の後端部（図５（Ｃ）における右端部）に到達すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側の全体にスポンジ１０４が接触し、被加工物１１の裏面１１ｂ側に付着していた液体１３が吸い取られて除去される。これにより、被加工物１１は液体１３が付着していない状態で研磨領域Ｄ（図３参照）に配置される。

上記のように、チャックテーブル２０が研削領域Ｃから研磨領域Ｄへ移動する途中で被加工物１１に付着している液体１３を液体除去部１００によって除去すると、被加工物１１が研磨領域Ｄに到達した後に被加工物１１を乾燥させる作業を短縮又は省略できる。これにより、研磨領域Ｄに配置された被加工物１１の研磨を速やかに開始することが可能になり、被加工物１１の加工効率が向上する。

なお、上記では液体除去部１００が被加工物１１に接触して液体を除去する接触部材（弾性部材１０２又はスポンジ１０４）を備える例について説明したが、液体除去部１００は被加工物１１と接触せずに液体を除去してもよい。例えば液体除去部１００は、エアー等の気体を噴射する柱状（バー状）のノズルであってもよい。この場合、ノズルから噴射される気体によって、被加工物１１の裏面１１ｂ側に付着している液体１３が吹き飛ばされて除去される。ただし、接触部材を用いてノズルを省略すると、ノズルに気体を供給するための構成要素（バルブ、気体供給源等）も省略できるため、液体除去部１００の構成を簡略化できる。

以上の通り、本実施形態に係る加工装置２は、チャックテーブル２０が研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間を移動する際に被加工物１１の被加工面側に残存する液体１３を除去する液体除去部１００を備える。これにより、液体１３が除去された状態で被加工物１１が研磨領域Ｄに配置され、被加工物１１の適切な研磨が液体１３によって妨げられることを防止できる。

なお、上記実施形態では、液体除去部１００が研磨領域Ｄを覆うカバー９０に設けられる例について説明したが（図２参照）、液体除去部１００の設置方法に制限はない。例えば、液体除去部１００は研削領域Ｂ，Ｃを覆うカバー４８に設けることもできる。

図６は、液体除去部１００が設けられたカバー４８を示す斜視図である。カバー４８の前端部の一端側（研削領域Ｂ側）は、チャックテーブル２０が進入する収容部４８ａの入口に相当する。また、カバー４８の前端部の他端側（研削領域Ｃ側）は、チャックテーブル２０が退出する収容部４８ａの出口に相当する。

液体除去部１００は、カバー４８の前端部の他端側（出口）にＸ軸方向に沿って固定される。この場合、カバー４８を基台４（図１参照）に装着することにより、液体除去部１００が研削領域Ｃと研磨領域Ｄとの間に配置される。

なお、液体除去部１００は、カバー４８とカバー９０の両方に装着されてもよい。また、液体除去部１００は、基台４に設けられた専用の支持部材によって支持されてもよい。例えば、基台４に装着されたカバー４８とカバー９０との間に支持部材が設置され、この支持部材によって液体除去部１００が支持される。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。

１１ 被加工物
１１ａ 表面（第１面）
１１ｂ 裏面（第２面）
１３ 液体
２ 加工装置（研削研磨装置）
４ 基台
４ａ，４ｂ 開口
６ 搬送ユニット
８Ａ，８Ｂ 載置台
１０Ａ，１０Ｂ カセット
１２ アライメント機構（位置合わせ機構）
１４ 仮置きテーブル
１６ 支持構造
１８ 搬送ユニット
２０ チャックテーブル（保持テーブル）
２０ａ 保持面
２２ 移動機構
２４ 支持構造
２６Ａ，２６Ｂ 移動機構
２８ ガイドレール
３０ 移動プレート
３２ ボールねじ
３４ パルスモータ
３６ 支持部材
３８Ａ，３８Ｂ 研削ユニット
４０ ハウジング
４２ スピンドル
４４ ホイールマウント
４６Ａ，４６Ｂ 研削ホイール
４８ カバー
４８ａ 収容部（収容空間）
５０Ａ，５０Ｂ 挿入孔
５２ 研磨ユニット
５４ 洗浄ユニット
５６ 制御ユニット（制御部、制御装置）
６０ 支持構造
６２ Ｘ軸移動機構
６４ Ｘ軸ガイドレール
６６ Ｘ軸移動ブロック
６８ Ｘ軸パルスモータ
７０ Ｚ軸移動機構
７２ Ｚ軸ガイドレール
７４ Ｚ軸移動ブロック
７６ Ｚ軸パルスモータ
７８ ハウジング
８０ スピンドル
８２ マウント
８４ 研磨パッド
８６ 基台
８８ 研磨層
９０ カバー
９０ａ 収容部（収容空間）
９０ｂ 貫通孔
９２ 連結部材
９４ ダクト
１００ 液体除去部
１０２ 弾性部材
１０４ スポンジ
１０６ 支持軸
１０８ 支持部材

Claims (5)

1. 被加工物を加工する加工装置であって、
   該被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
   研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、
   研磨パッドが装着されるスピンドルを有する研磨ユニットと、
   該研削ホイールによる該被加工物の研削が行われる研削領域と該研磨パッドによる該被加工物の研磨が行われる研磨領域との間で該チャックテーブルを移動させる移動機構と、
   該チャックテーブルが該研削領域と該研磨領域との間を移動する際に、該被加工物の被加工面側に残存する液体を除去する液体除去部と、を備えることを特徴とする加工装置。
2. 該液体除去部は、該被加工物の該被加工面側に接触して該液体を除去する接触部材を備えることを特徴とする、請求項１に記載の加工装置。
3. 該接触部材は、該チャックテーブルの移動経路と交差するように配置された弾性部材であることを特徴とする、請求項２に記載の加工装置。
4. 該接触部材は、該チャックテーブルの移動経路と交差するように配置された回転可能なスポンジであることを特徴とする、請求項２に記載の加工装置。
5. 該研削領域又は該研磨領域を覆うカバーを更に備え、
   該液体除去部は、該カバーに設けられていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の加工装置。
   

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