JP6584532B2 - 研削装置および研削方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、研削装置および研削方法に関する。

従来、シリコンウェハ等の基板を研削する研削装置を備えた基板処理システムが知られている。

例えば、特許文献１には、基板を粗研削する粗研削装置と、粗研削された基板を仕上研削する仕上研削装置と、仕上研削された基板を研磨する研磨装置とを備えた基板処理システムが開示されている。

かかる基板処理システムでは、粗研削装置、仕上研削装置および研磨装置の各装置ごとに、基板を保持するステージが設けられており、基板は、搬送装置によって各装置のステージ間を順次搬送されて一連の研削処理が施される。

特開２０１５−１９０５３号公報

しかしながら、上述した従来技術は、一連の研削処理において、ステージからステージへ基板を移し替える必要があるため、例えば基板をステージから外した際に、基板の被研削面とは反対側の面にパーティクルが付着して基板を汚染するおそれがあった。

実施形態の一態様は、ステージから基板を移し替えることなく一連の研削処理を行うことができる研削装置および研削方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る研削装置は、ステージと、複数の研削ヘッドとを備える。ステージは、基板を保持する。複数の研削ヘッドは、基板の被研削面に対して選択的に押し当てられる。また、複数の研削ヘッドは、被研削面よりも面積が小さい研削面を有し、かつ、ステージに対して垂直な方向からステージを見た場合に、いずれも被研削面と重複する位置に配置される。

実施形態の一態様によれば、ステージから基板を移し替えることなく一連の研削処理を行うことができる。

図１は、第１の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。 図２は、３つの研削ヘッドの配置を示す図である。 図３は、粗研削処理時における３つの研削ヘッドとステージとの配置関係を示す図である。 図４は、仕上研削処理時における３つの研削ヘッドとステージとの配置関係を示す図である。 図５は、研磨処理時における３つの研削ヘッドとステージとの配置関係を示す図である。 図６は、厚み補正部および厚み計測部の配置を示す図である。 図７は、厚み補正処理の動作例を示す図である。 図８は、搬入出ステーションにステージが配置された場合の研削装置の構成例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。 図１０は、第３の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する研削装置および研削方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜１．研削装置の全体構成＞
図１は、第１の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。なお、以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示す第１の実施形態に係る研削装置１は、基板Ｗを研削することによって基板Ｗを所望の厚みに加工する。

基板Ｗは、例えば、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された円形の基板であり、電子回路が形成される側とは反対側の板面を被研削面としている。なお、基板Ｗは、電子回路が形成される製品基板と、製品基板を支持する支持基板とを貼り合わせた重合基板または製品基板同士を貼り合わせた重合基板であってもよい。

研削装置１は、ステージ１０と、研削ステーション２０と、搬入出ステーション３０と、ステージ搬送部４０と、搬送装置５０と、制御装置６０とを備える。

ステージ１０は、例えばポーラスチャックであり、炭化ケイ素や多孔質セラミック等の多孔質体で形成された吸着面を有する。ステージ１０の内部には、上記吸着面を介して外部と連通する吸引空間が形成され、吸引空間は、吸気管を介して真空ポンプなどの吸気装置１１と接続される。かかるステージ１０は、吸気装置１１の吸気によって発生する負圧を利用し、基板Ｗを吸着面に吸着させる。

ここでは、ステージ１０がポーラスチャックであるものとしたが、ステージ１０は、静電チャック等の他の吸着機構を備えるものであってもよい。

また、ステージ１０は、駆動部１２に接続される。駆動部１２は、スライド機構１２１と、回転機構１２２と、角度調整機構１２３とを備える。

スライド機構１２１は、ステージ１０を水平方向、具体的には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って直線移動（スライド）させる。回転機構１２２は、Ｚ軸方向に沿った鉛直軸まわりにステージ１０を回転させる。角度調整機構１２３は、ステージ１０が備える吸着面の水平面に対する角度を調整する。

このように、ステージ１０は、駆動部１２によってスライド、回転および角度調整可能に構成される。なお、駆動部１２は、例えばベース部２の内部に配置される。

研削ステーション２０は、基板Ｗに対する研削処理が行われる場所であり、ベース部２上に設けられる。研削ステーション２０には、後述する複数の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃ等が配置される。かかる研削ステーション２０の構成については、後述する。

搬入出ステーション３０は、基板Ｗの搬入出が行われる場所であり、研削ステーション２０と同様、ベース部２上に設けられる。搬入出ステーション３０には、ステージ洗浄部３１が配置されており、基板Ｗの搬入出に加え、ステージ１０の洗浄処理も行われる。かかる搬入出ステーション３０の構成については、後述する。

ステージ搬送部４０は、例えばベルトコンベア等の搬送機構を含んで構成され、上述した研削ステーション２０と搬入出ステーション３０との間でステージ１０を移動させる。

搬送装置５０は、搬入出ステーション３０に対して基板Ｗの搬入出を行う。例えば、搬送装置５０は、保持部５１と、アーム５２と、支柱部５３と、駆動部５４とを備える。

保持部５１は、吸気装置５５に接続され、かかる吸気装置５５の吸気によって発生する負圧を利用して基板Ｗを上方から吸着保持する。保持部５１としては、例えば、ポーラスチャックやベルヌーイチャック等を用いることができる。

アーム５２は、水平方向に延在し、先端において保持部５１を水平に支持する。支柱部５３は、鉛直方向に延在し、アーム５２の基端部を支持する。駆動部５４は、支柱部５３を鉛直軸まわりに旋回させる旋回機構５４１と、支柱部５３を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構５４２とを備える。

制御装置６０は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）であり、制御部６１と記憶部６２とを備え、研削装置１全体の動作を制御する。

制御装置６０の制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置６０の記憶部６２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

制御装置６０の記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

上記のように構成された研削装置１では、まず、研削処理が行われていない未処理の基板Ｗが搬送装置５０によって搬入出ステーション３０に搬入される。このとき、ステージ１０は、搬入出ステーション３０に位置しており、搬送装置５０は、ステージ１０上に基板Ｗを載置する。その後、搬入出ステーション３０に搬入された基板Ｗは、ステージ１０によって吸着保持され、ステージ搬送部４０によってステージ１０とともに研削ステーション２０に搬送される。

研削ステーション２０に搬送された基板Ｗは、研削ステーション２０に配置された複数の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃによって研削処理される。具体的には、研削装置１では、研削ヘッド２１ａによる粗研削処理と、研削ヘッド２１ｂによる仕上研削処理と、研削ヘッド２１ｃによる研磨処理とが行われる。

ここで、従来の研削装置では、粗研削処理を行う装置と仕上研削処理を行う装置と研磨処理を行う装置とが別ユニットとして設けられており、基板は、搬送装置によって各装置のステージ間を順次搬送されていた。

このように、従来の研削装置では、一連の研削処理において、ステージからステージへ基板を移し替える必要があるため、例えば基板をステージから外した際に、基板の被研削面とは反対側の面にパーティクルが付着して基板を汚染するおそれがあった。

なお、近年では、複数のステージをターンテーブル上に円周状に並べて配置するとともに、複数の研削ヘッドをターンテーブルの上方に円周状に並べて配置することで、基板をステージから外すことなく一連の研削処理を行う研削装置も提案されている。しかしながら、かかる研削装置は、比較的大型になることから、省スペース化や研削ヘッド間の移動時間の短縮等の点で改善の余地がある。

そこで、第１の実施形態に係る研削装置１では、基板Ｗの半径程度の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃをステージ１０の上方に互いに近接させて配置することとした。これにより、基板Ｗを他のステージへ移し替えることなく一連の研削処理を行うことができるコンパクトな研削装置１を提供することができる。以下、かかる研削ステーション２０の構成について具体的に説明する。

＜２．研削ステーション＞
図１に示すように、研削ステーション２０には、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃと、３つのスピンドル２２ａ〜２２ｃと、３つの駆動部２３ａ〜２３ｃとが配置される。また、研削ステーション２０には、厚み補正部２４と、スピンドル２５と、駆動部２６とが配置される。

研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、例えば、粒径の大きさがそれぞれ異なる砥石で形成される。具体的には、研削ヘッド２１ａは、粗研削処理に用いられる研削ヘッドであり、最も大きい粒径を有する。また、研削ヘッド２１ｂは、粗研削処理後の仕上研削処理に用いられる研削ヘッドであり、研削ヘッド２１ａよりも小さく研削ヘッド２１ｃよりも大きい粒子径を有する。また、研削ヘッド２１ｃは、仕上研削処理後の研磨処理に用いられる研削ヘッドであり、最も小さい粒径を有する。

スピンドル２２ａ〜２２ｃは、それぞれ研削ヘッド２１ａ〜２１ｃを鉛直軸まわりに回転可能に支持する。また、駆動部２３ａ〜２３ｃは、それぞれスピンドル２２ａ〜２２ｃを回転および昇降させる。具体的には、駆動部２３ａ〜２３ｃは、スピンドル２２ａ〜２２ｃを鉛直軸まわりに回転させる回転機構２３ａ１，２３ｂ１，２３ｃ１と、スピンドル２２ａ〜２２ｃを鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構２３ａ２，２３ｂ２，２３ｃ２とを備える。

また、厚み補正部２４は、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃよりも小径の研削面を有する研削ヘッドである。かかる厚み補正部２４は、研磨処理後の基板Ｗの平坦度をさらに高めるために、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃによる削り残し部分等を局所的に研削する。

スピンドル２５は、厚み補正部２４を鉛直軸まわりに回転可能に支持する。また、駆動部２６は、スピンドル２５を鉛直軸まわりに回転させる回転機構２６１と、スピンドル２５を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構２６２とを備える。

なお、ここでは、厚み補正部２４が、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃと同様に砥石で形成されるものとするが、厚み補正部２４は、砥石に限らず、例えば、ガスクラスターイオンビーム、研磨布紙、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等であってもよい。

また、ここでは図示を省略するが、研削ステーション２０には、厚み計測部と流体供給部とが配置される。厚み計測部は、例えば、レーザ変位計であり、基板Ｗの厚みを計測する。また、流体供給部は、研削処理中の基板Ｗの被研削面に対してＤＩＷ等の流体を供給する。なお、厚み補正部２４および厚み計測部の配置関係と、これらを用いた厚み補正処理の内容については、後述する。

＜３．３つの研削ヘッドの配置＞
次に、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの配置について図２を参照して説明する。図２は、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの配置を示す図である。なお、図２には、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃをＺ軸正方向からＺ軸負方向に見た図を示しており、スピンドル２２ａ〜２２ｃ，２５および厚み補正部２４を省略して示している。

また、ここでは、基板Ｗにおける電子回路が形成される側とは反対側の板面の全面を被研削面Ｓ０とする場合について説明するが、被研削面Ｓ０は、必ずしも上記板面の全面であることを要せず、例えば、外周部を除いた円形領域であってもよい。

図２に示すように、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、基板Ｗの被研削面Ｓ０よりも面積が小さい研削面Ｓ１〜Ｓ３を有し、かつ、ステージ１０に対して垂直な方向（すなわち、Ｚ軸正方向）からステージ１０を見た場合に、いずれも基板Ｗの被研削面Ｓ０と重複する位置に配置される。

このように、第１の実施形態に係る研削装置１では、比較的小型の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃが基板Ｗの被研削面Ｓ０と重複する位置に近接して配置されるため、従来の研削装置と比較してコンパクトである。また、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃが近接して位置されることから、粗研削、仕上研削および研磨の各工程間におけるステージ移動がわずかであるため、ステージ移動に要する時間を短縮することができるとともに、基板Ｗの位置精度も容易に確保することができる。

また、各研削面Ｓ１〜Ｓ３の直径ｄ１は、基板Ｗの被研削面Ｓ０の半径ｄ２よりも大きく形成される。これにより、各研削面Ｓ１〜Ｓ３の直径ｄ１が被研削面Ｓ０の半径ｄ２よりも小さく形成される場合と比較し、研削処理中に研削ヘッド２１ａ〜２１ｃおよびステージ１０を水平移動させることなく回転動作のみで被研削面Ｓ０を処理することができる。したがって、研削ヘッド２１ａ〜２１ｃを小型化しつつも、これに伴う処理効率の低下を防止することができる。

また、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃ間の距離が等しくなるように配置される。すなわち、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、各研削面Ｓ１〜Ｓ３の中心Ｐ１〜Ｐ３間の距離が等しくなる位置に配置される。したがって、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃをより近接して配置することができるため、研削装置１の更なる小型化を図ることができる。

また、ステージ１０は、基板Ｗの被研削面Ｓ０の中心Ｐ０から各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃまでの距離が等しくなる位置に配置される。具体的には、ステージ１０は、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０から各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃにおける研削面Ｓ１〜Ｓ３の中心Ｐ１〜Ｐ３までの距離が等しくなる位置に配置される。したがって、各工程におけるステージ１０の移動距離を可及的に短くすることができ、ステージ移動に要する時間をさらに短縮することができるとともに、基板Ｗの位置精度も向上させることができる。なお、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０は、ステージ１０の吸着面の中心でもある。

＜４．一連の研削処理について＞
次に、研削ステーション２０において３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃを用いて行われる一連の研削処理について図３〜図５を参照して説明する。

図３は、粗研削処理時における３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃとステージ１０との配置関係を示す図である。また、図４は、仕上研削処理時における３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃとステージ１０との配置関係を示す図であり、図５は、研磨処理時における３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃとステージ１０との配置関係を示す図である。

なお、一連の研削処理は、制御部６１が、駆動部１２，２３ａ〜２３ｃ（図１参照）を制御することにより行われる。また、制御部６１は、図示しない流体供給部を制御して、基板Ｗの被研削面Ｓ０に流体を供給しながら一連の研削処理を行う。

ここで、一連の研削処理は、ステージ１０が図２に示す位置、すなわち、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０から各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの中心Ｐ１〜Ｐ３までの距離が等しい位置（以下、「ホーム位置」と記載する）に配置された状態から開始される。かかるホーム位置から一連の研削処理を開始することで、ステージ１０の移動距離を可及的に短くすることができる。

図３に示すように、制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０をホーム位置（図２参照）から図３に示す位置、すなわち、研削ヘッド２１ａの研削面Ｓ１が被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する粗研削位置へ変位させる。このときのステージ１０の移動距離は、例えば、基板Ｗの直径を３００ｍｍとした場合に、１ｃｍ以内、具体的には、数１０ｍｍ程度である。

ここで、上述したように、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの研削面Ｓ１〜Ｓ３の直径ｄ１は、基板Ｗの被研削面Ｓ０の半径ｄ２よりも大きく形成される（図２参照）。このため、図３に示す粗研削位置へ変位した場合、研削ヘッド２１ａの研削面Ｓ１は、被研削面Ｓ０の外縁から中心Ｐ０をカバーすることとなる。

その後、制御部６１は、駆動部１２の回転機構１２２を制御して、ステージ１０を鉛直軸周りに回転させるとともに、駆動部２３ａの回転機構２３ａ１を制御して、スピンドル２２ａを鉛直軸まわりに回転させる。そして、制御部６１は、駆動部２３ａの昇降機構２３ａ２を制御して研削ヘッド２１ａを降下させ、基板Ｗの被研削面Ｓ０に押し当てる。これにより、基板Ｗの被研削面Ｓ０が研削ヘッド２１ａによって粗研削される。このとき、研削ヘッド２１ａの研削面Ｓ１は、被研削面Ｓ０の外縁から中心Ｐ０をカバーするため、ステージ１０および研削ヘッド２１ａを水平移動させることなく被研削面Ｓ０の全面を粗研削することができる。

粗研削処理が終了すると、制御部６１は、駆動部２３ａの昇降機構２３ａ２を制御して研削ヘッド２１ａを上昇させ、回転機構２３ａ１を制御してスピンドル２２ａの回転を停止する。

なお、ここでは、ステージ１０を粗研削位置へ移動させてからステージ１０を回転させることとしたが、制御部６１は、ホーム位置の状態からステージ１０の回転を開始させてもよい。

つづいて、制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０を図３に示す粗研削位置から図４に示す位置、すなわち、研削ヘッド２１ｂの研削面Ｓ２が被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する仕上研削位置へ直線移動させる。

その後、制御部６１は、駆動部２３ｂの回転機構２３ｂ１を制御して、スピンドル２２ｂを鉛直軸まわりに回転させる。そして、制御部６１は、駆動部２３ｂの昇降機構２３ｂ２を制御して研削ヘッド２１ｂを降下させ、基板Ｗの被研削面Ｓ０に押し当てる。これにより、基板Ｗの被研削面Ｓ０が研削ヘッド２１ｂによって仕上研削される。このとき、研削ヘッド２１ｂの研削面Ｓ２は、被研削面Ｓ０の外縁から中心Ｐ０をカバーするため、ステージ１０および研削ヘッド２１ｂを水平移動させることなく被研削面Ｓ０の全面を仕上研削することができる。

仕上研削処理が終了すると、制御部６１は、駆動部２３ｂの昇降機構２３ｂ２を制御して研削ヘッド２１ｂを上昇させ、回転機構２３ｂ１を制御してスピンドル２２ｂの回転を停止する。

つづいて、制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０を図４に示す仕上研削位置から図５に示す位置、すなわち、研削ヘッド２１ｃの研削面Ｓ３が被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する研磨位置へ直線移動させる。

その後、制御部６１は、駆動部２３ｃの回転機構２３ｃ１を制御して、スピンドル２２ｃを鉛直軸まわりに回転させる。そして、制御部６１は、駆動部２３ｃの昇降機構２３ｃ２を制御して研削ヘッド２１ｃを降下させ、基板Ｗの被研削面Ｓ０に押し当てる。これにより、基板Ｗの被研削面Ｓ０が研削ヘッド２１ｃによって研磨される。このとき、研削ヘッド２１ｃの研削面Ｓ３は、被研削面Ｓ０の外縁から中心Ｐ０をカバーするため、ステージ１０および研削ヘッド２１ｃを水平移動させることなく被研削面Ｓ０の全面を研磨することができる。

研磨処理が終了すると、制御部６１は、駆動部２３ｃの昇降機構２３ｃ２を制御して研削ヘッド２１ｃを上昇させ、回転機構２３ｃ１を制御してスピンドル２２ｃの回転を停止する。また、制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０を図５に示す研磨位置から図２に示すホーム位置へ直線移動させ、一連の研削処理を終了する。

＜５．厚み補正部および厚み計測部＞
次に、厚み補正部２４および厚み計測部の構成および厚み補正処理の内容について説明する。図６は、厚み補正部２４および厚み計測部の配置を示す図である。

図６に示すように、厚み補正部２４は、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの隙間に配置される小型の研削ヘッドである。具体的には、厚み補正部２４は、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの研削面Ｓ１〜Ｓ３よりも面積が小さい研削面Ｓ４を有し、かつ、ステージ１０に対して垂直な方向からステージ１０を見た場合に、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃとともに被研削面Ｓ０と重複する位置に配置される。

より具体的には、厚み補正部２４は、研削面Ｓ４が基板Ｗの被研削面Ｓ０の外周部と重複する位置に配置される。なお、ここでは、厚み補正部２４が、研削ヘッド２１ｂと研削ヘッド２１ｃとの間に配置されるものとするが、厚み補正部２４は、研削ヘッド２１ａと研削ヘッド２１ｂとの間に配置されてもよいし、研削ヘッド２１ａと研削ヘッド２１ｃとの間に配置されてもよい。

一方、厚み計測部２７は、ステージ１０の上方において、基板Ｗの被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する位置に配置される。

つづいて、厚み補正部２４および厚み計測部２７を用いた厚み補正処理の内容について図７を参照して説明する。図７は、厚み補正処理の動作例を示す図である。なお、厚み補正処理は、制御部６１が、駆動部１２，２６および厚み計測部２７を制御することにより行われる。

図７に示すように、制御部６１は、駆動部１２の回転機構１２２を制御してステージ１０を回転させる。つづいて、制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０を図２に示すホーム位置から図７に示す位置、すなわち、厚み計測部２７が基板Ｗの被研削面Ｓ０の外周部に到達する位置までＹ軸負方向に直線移動させつつ、厚み計測部２７を制御して、基板Ｗの厚みを計測する。これにより、被研削面Ｓ０全面の厚みを計測することができる。制御部６１は、厚み計測部２７による計測結果を記憶部６２に記憶する。

なお、ここでは、ステージ１０を回転させながら厚み計測部２７による計測処理を行うこととしたが、制御部６１は、必ずしもステージ１０を回転させることを要しない。すなわち、制御部６１は、被研削面Ｓ０のＹ軸方向に沿った厚みのみを計測することとしてもよい。

厚み計測部２７が被研削面Ｓ０の外周部に到達すると、厚み補正部２４は、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する位置に配置される。制御部６１は、駆動部１２のスライド機構１２１を制御して、ステージ１０を図７に示す位置から図２に示すホーム位置までＹ軸正方向に直線移動させつつ、記憶部６２に記憶された厚み計測の結果に基づき、駆動部２６の回転機構２６１および昇降機構２６２を制御して、所定の閾値を超える厚み部分を厚み補正部２４を用いて局所的に研削する。これにより、基板Ｗの平坦度を高めることができる。

その後、制御部６１は、駆動部１２の回転機構１２２を制御してステージ１０の回転を停止し、駆動部２６の昇降機構２６２を制御して厚み補正部２４を上昇させ、駆動部２６の回転機構２６１を制御してスピンドル２５の回転を停止させて、厚み補正処理を終了する。

このように、第１の実施形態に係る研削装置１では、厚み補正部２４および厚み計測部２７の一方が、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０と重複する位置に配置され、他方が、被研削面Ｓ０の外周部と重複する位置に配置されるため、厚み補正処理の実行に際し、ステージ１０を効率的に移動させることができる。

なお、ここでは、厚み計測部２７が被研削面Ｓ０の中心Ｐ０に配置され、厚み補正部２４が被研削面Ｓ０の外周部に配置されるものとしたが、厚み補正部２４が被研削面Ｓ０の中心Ｐ０に配置され、厚み計測部２７が被研削面Ｓ０の外周部に配置されてもよい。

＜６．搬入出ステーション＞
次に、搬入出ステーション３０の構成について図８を参照して説明する。図８は、搬入出ステーション３０にステージ１０が配置された場合の研削装置１の構成例を示す図である。

図８に示すように、搬入出ステーション３０には、ステージ１０の吸着面を洗浄するステージ洗浄部３１が配置される。例えば、ステージ洗浄部３１は、ブラシやスポンジ等の洗浄ヘッド３２と、洗浄ヘッド３２を鉛直軸まわりに回転可能に支持するスピンドル３３と、スピンドル３３を水平に支持するアーム３４と、アーム３４を鉛直軸まわりに旋回可能に支持する支柱部３５とを備える。

また、ステージ洗浄部３１は、駆動部３６を備える。駆動部３６は、支柱部３５を鉛直軸まわりに旋回させる旋回機構３６１と、支柱部３５を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構３６２と、スピンドル３３を鉛直軸周りに回転させる回転機構３６３とを備える。なお、駆動部３６は、例えばベース部２内に配置される。

上述した厚み補正処理が終了すると、制御部６１は、ステージ搬送部４０を制御して、ステージ１０を研削ステーション２０から搬入出ステーション３０へ移動させる。つづいて、制御部６１は、ステージ１０の吸気装置１１を停止して基板Ｗの吸着保持を解除した後、搬送装置５０の駆動部５４を制御してステージ１０上の基板Ｗを搬入出ステーション３０から搬出する。

つづいて、制御部６１は、ステージ洗浄部３１の旋回機構３６１を制御して洗浄ヘッド３２をステージ１０の上方に位置させる。また、制御部６１は、ステージ１０の回転機構１２２を制御してステージ１０を回転させ、ステージ洗浄部３１の昇降機構３６２を制御して洗浄ヘッド３２をステージ１０に接触させ、ステージ洗浄部３１の回転機構３６３を制御して洗浄ヘッド３２を回転させる。

つづいて、制御部６１は、ステージ洗浄部３１の昇降機構３６２を制御して洗浄ヘッド３２をステージ１０の吸着面に接触させる。そして、制御部６１は、ステージ洗浄部３１の旋回機構３６１を制御して、洗浄ヘッド３２を例えばステージ１０の中心部から外周部へ移動させる。これにより、ステージ１０の吸着面に付着したパーティクル等が除去される。

その後、制御部６１は、搬送装置５０を制御して、未処理の基板Ｗを搬入出ステーション３０へ搬入し、搬入出ステーション３０に配置されたステージ１０上に載置する。つづいて、制御部６１は、ステージ１０の吸気装置１１を制御して基板Ｗをステージ１０に吸着保持させる。そして、制御部６１は、ステージ搬送部４０を制御してステージ１０を搬入出ステーション３０から研削ステーション２０へ搬送した後、ステージ１０上の基板Ｗに対し、上述した粗研削処理、仕上研削処理、研磨処理、厚み補正処理を行う。

このように、第１の実施形態に係る研削装置１では、搬入出ステーション３０にステージ洗浄部３１を配置することとした。したがって、第１の実施形態に係る研削装置１によれば、処理済みの基板Ｗを搬出し、ステージ１０を洗浄して新たな基板Ｗを搬入する一連の動作を効率よく行うことができる。

なお、ステージ洗浄部３１は、図示しない流体供給部を備え、かかる流体供給部から回転するステージ１０上にＤＩＷ等の流体を供給しながら洗浄ヘッド３２を用いた上記処理を行ってもよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係る研削装置１は、ステージ１０と、複数の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃとを備える。ステージ１０は、基板Ｗを保持する。複数の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、基板Ｗの被研削面Ｓ０に対して選択的に押し当てられる。また、複数の研削ヘッド２１ａ〜２１ｃは、被研削面Ｓ０よりも面積が小さい研削面Ｓ１〜Ｓ３を有し、かつ、ステージ１０に対して垂直な方向からステージ１０を見た場合に、いずれも被研削面Ｓ０と重複する位置に配置される。

したがって、第１の実施形態に係る研削装置１によれば、ステージ１０から基板Ｗを移し替えることなく一連の研削処理を行うことを省スペース化や処理時間の短縮等を図りつつ実現することができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、研削装置１が、基板Ｗの搬入および搬出が行われる搬入出ステーション３０を備える場合の例について説明した。しかし、これに限らず、研削装置は、基板Ｗの搬入が行われる搬入ステーションと、基板Ｗの搬出が行われる搬出ステーションとを備える構成であってもよい。以下では、かかる場合の研削装置の構成について図９を参照して説明する。

図９は、第２の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、第２の実施形態に係る研削装置１Ａは、ベース部２Ａ上に、搬入ステーション７０と、研削ステーション２０と、搬出ステーション８０と、洗浄ステーション９０とを備える。搬入ステーション７０、研削ステーション２０、搬出ステーション８０および洗浄ステーション９０は、矩形状のベース部２Ａの四隅にそれぞれ配置されており、搬入ステーション７０と搬出ステーション８０とは、斜向かいに配置されて、研削ステーション２０および洗浄ステーション９０にそれぞれ隣接する。

搬入ステーション７０は、未処理の基板Ｗが搬入される場所であり、搬出ステーション８０は、処理済みの基板Ｗが搬出される場所である。搬入ステーション７０および搬出ステーション８０には、それぞれ第１搬送装置５０Ａ１および第２搬送装置５０Ａ２が配置される。

第１搬送装置５０Ａ１および第２搬送装置５０Ａ２は、第１の実施形態に係る搬送装置５０と同様、保持部５１と、アーム５２と、支柱部５３とを備える。また、第１搬送装置５０Ａ１および第２搬送装置５０Ａ２は、搬送装置５０と同様に駆動部５４（図１参照）を備える。

洗浄ステーション９０は、ステージ１０の洗浄処理が行われる場所である。洗浄ステーション９０には、ステージ洗浄部３１が配置される。

また、研削装置１Ａは、ステージ搬送部４０Ａを備える。ステージ搬送部４０Ａは、例えばベルトコンベア等の搬送機構を含んで構成され、搬入ステーション７０、研削ステーション２０、搬出ステーション８０および洗浄ステーション９０の順にステージ１０を移動させる。

第２の実施形態に係る研削装置１Ａは、上記のように構成されており、搬入ステーション７０において未処理の基板Ｗを第１搬送装置５０Ａ１を用いて搬入してステージ１０に吸着保持させる。その後、ステージ１０を研削ステーション２０へ移動させて粗研削処理、仕上研削処理、研磨処理および厚み補正処理を順次行う。その後、ステージ１０を搬出ステーション８０に移動させ、処理済みの基板Ｗの吸着保持を解除した後、かかる基板Ｗを第２搬送装置５０Ａ２を用いて搬出する。

その後、ステージ１０を洗浄ステーション９０へ移動させてステージ１０の吸着面をステージ洗浄部３１を用いて洗浄した後、洗浄済みのステージ１０を再度搬入ステーション７０へ移動させる。その後、未処理の基板Ｗが搬入ステーション７０に新たに搬入されて上述した一連の処理が繰り返される。

このように、研削装置１Ａは、基板Ｗの搬入が行われる搬入ステーション７０と、基板Ｗの搬出が行われる搬出ステーション８０と、ステージ１０の洗浄が行われる洗浄ステーション９０とを別個独立に備えていてもよい。かかる構成とすることにより、研削装置１Ａによる一連の処理のスループットを高めることができる。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、研削装置１Ａが１つのステージ１０を備える場合の例について説明した。しかし、これに限らず、研削装置は、複数のステージを備える構成であってもよい。以下では、かかる場合の研削装置の構成について図１０を参照して説明する。図１０は、第３の実施形態に係る研削装置の構成例を示す図である。

図１０に示すように、第３の実施形態に係る研削装置１Ｂは、第１ステージ１０Ｂ１および第２ステージ１０Ｂ２の２つのステージを備える。第１ステージ１０Ｂ１および第２ステージ１０Ｂ２は、例えばステーション１つ分の間隔をあけてベース部２Ａ上に配置され、ステージ搬送部４０Ａによって同時に搬送される。

第３の実施形態に係る研削装置１Ｂは、上記のように構成されており、例えば、第１ステージ１０Ｂ１に吸着保持された基板Ｗを研削ステーション２０において処理する間、第２ステージ１０Ｂ２を洗浄ステーション９０において洗浄することができる。同様に、研削装置１Ｂでは、処理済みの基板Ｗを搬出ステーション８０から搬出する処理と、未処理の基板Ｗを搬入ステーション７０に搬入する処理とを同時に行うことができる。

なお、ここでは、研削装置１Ｂが２つのステージ１０Ｂ１，１０Ｂ２を備えることとしたが、研削装置１Ｂは、３つ又は４つのステージを備えていてもよい。

このように、第３の実施形態に係る研削装置１Ｂは、複数のステージ１０Ｂ１，１０Ｂ２を備え、何れかのステージ１０Ｂ１，１０Ｂ２が、搬入ステーション７０、研削ステーション２０、搬出ステーション８０および洗浄ステーション９０のうち一のステーションに配置されたときに、残りのステージ１０Ｂ１，１０Ｂ２が、他のステーションに配置されることとした。したがって、第３の実施形態に係る研削装置１Ｂによれば、研削装置１Ｂによる一連の処理のスループットをさらに高めることができる。

（その他の実施形態）
上述した各実施形態では、スライド機構１２１を用いてステージ１０，１０Ｂ１，１０Ｂ２を移動させる場合の例について説明したが、これに限らず、スライド機構１２１は、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃ、厚み補正部２４および厚み計測部２７を一体的に移動させてもよい。すなわち、スライド機構１２１は、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃおよびステージ１０，１０Ｂ１，１０Ｂ２の少なくとも一方をスライドさせればよい。

また、上述した各実施形態では、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの研削面Ｓ１〜Ｓ３が真円である場合の例について説明したが、各研削ヘッド２１ａ〜２１ｃの研削面Ｓ１〜Ｓ３は、被研削面Ｓ０の中心Ｐ０に向かって僅かに偏心した楕円形状であってもよい。この場合の研削面Ｓ１〜Ｓ３の直径ｄ１（図２参照）は、長軸の長さをいうものとする。

また、上述した各実施形態では、研削装置１，１Ａ，１Ｂが、３つの研削ヘッド２１ａ〜２１ｃを備える場合の例について説明したが、研削装置１，１Ａ，１Ｂは、２つ又は４つ以上の研削ヘッドを備えていてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ 基板
Ｓ０ 基板の被研削面
Ｓ１〜Ｓ３ 研削ヘッドの研削面
１ 研削装置
１０ ステージ
２０ 研削ステーション
２１ａ〜２１ｃ 研削ヘッド
２４ 厚み補正部
２７ 厚み計測部
３０ 搬入出ステーション
４０ ステージ搬送部
５０ 搬送装置
６０ 制御装置

Claims (10)

1. 基板を保持するステージと、
   前記基板の被研削面に対して選択的に押し当てられる複数の研削ヘッドと
   を備え、
   前記複数の研削ヘッドは、
   前記被研削面よりも面積が小さく前記被研削面の半径よりも直径が大きい研削面を有し、かつ、前記ステージに対して垂直な方向から前記ステージを見た場合に、いずれも前記被研削面と重複する位置に配置されること
   を特徴とする研削装置。
2. 前記複数の研削ヘッドは、
   ３つの研削ヘッドであり、各前記研削ヘッド間の距離が等しくなる位置にそれぞれ配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の研削装置。
3. 前記ステージは、
   前記被研削面の中心から各前記研削ヘッドまでの距離が等しくなる位置に配置されること
   を特徴とする請求項２に記載の研削装置。
4. 前記３つの研削ヘッドおよび前記ステージの少なくとも一方をスライドさせるスライド機構と、
   前記スライド機構を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記スライド機構を制御して、前記３つの研削ヘッドと前記ステージとの相対位置を、前記被研削面の中心から各前記研削ヘッドまでの距離が等しいホーム位置から、前記３つの研削ヘッドのうちの何れか一つの研削面が前記被研削面の中心と重複する研削位置へ変位させること
   を特徴とする請求項３に記載の研削装置。
5. 前記複数の研削ヘッドの研削面よりも面積が小さい研削面を有し、かつ、前記ステージに対して垂直な方向から前記ステージを見た場合に、前記複数の研削ヘッドとともに前記被研削面と重複する位置に配置される厚み補正部
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の研削装置。
6. 前記基板の厚みを計測する厚み計測部
   を備え、
   前記厚み補正部および前記厚み計測部は、
   一方が、前記被研削面の中心と重複する位置に配置され、他方が、前記被研削面の外周部と重複する位置に配置されること
   を特徴とする請求項５に記載の研削装置。
7. 前記複数の研削ヘッドが配置される研削ステーションと、
   前記基板の搬入出が行われる搬入出ステーションと、
   前記搬入出ステーションに対して前記基板の搬入出を行う搬送装置と、
   前記研削ステーションと前記搬入出ステーションとの間で前記ステージを移動させるステージ搬送部と
   を備え、
   前記搬入出ステーションは、
   前記ステージを洗浄するステージ洗浄部
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の研削装置。
8. 前記複数の研削ヘッドが配置される研削ステーションと、
   未処理の前記基板の搬入を行う第１搬送装置が配置される搬入ステーションと、
   前記複数の研削ヘッドを用いて処理された前記基板の搬出を行う第２搬送装置が配置される搬出ステーションと、
   前記ステージを洗浄するステージ洗浄部が配置される洗浄ステーションと、
   前記搬入ステーション、前記研削ステーション、前記搬出ステーションおよび前記洗浄ステーションの順に、前記ステージを移動させるステージ搬送部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の研削装置。
9. 複数の前記ステージを備え、何れかの前記ステージが、前記搬入ステーション、前記研削ステーション、前記搬出ステーションおよび前記洗浄ステーションのうち一のステーションに配置されたときに、残りの前記ステージが、他のステーションに配置されること
   を特徴とする請求項８に記載の研削装置。
10. 基板を保持するステージを用いて前記基板を保持する保持工程と、
    前記基板の被研削面よりも面積が小さく前記被研削面の半径よりも直径が大きい研削面を有し、かつ、前記ステージに対して垂直な方向から前記ステージを見た場合に、いずれも前記被研削面と重複する位置に配置される複数の研削ヘッドを前記被研削面に対して選択的に押し当てて前記被研削面を研削する研削工程と
    を含むことを特徴とする研削方法。

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