WO2018061721A1 - 加工装置及び該加工装置のセッティング方法 - Google Patents

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WO2018061721A1
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processing apparatus
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誠 下田
雅喜 金澤
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株式会社東京精密
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    • B24B7/04—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a rotary work-table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a processing apparatus that performs rough grinding and fine grinding on a wafer and a setting method of the processing apparatus.
  • wafer such as a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) into a thin film
  • backside grinding is performed by grinding the backside of the wafer.
  • Patent Document 1 includes a cassette storage stage, an alignment stage, a rough grinding stage, a precision grinding stage, a polishing stage, a polishing cloth cleaning stage, a polishing cloth dressing stage, and a wafer cleaning stage.
  • a planar processing apparatus in which an index table moves a wafer to each stage. In such a flat surface processing apparatus, the wafer is sucked and held by the same chuck in rough grinding and fine grinding.
  • the present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is characterized in that a column is straddled above the holding means, and a rough grinding means and a fine grinding means are provided on the column.
  • a processing apparatus for grinding the wafer held by a holding means with the rough grinding means and the fine grinding means, the holding means being capable of rotating around an axis of rotation of the holding means, and the index table A plurality of chucks arranged on a concentric circle around the rotation axis, and arranged on the outer peripheral side in the radial direction of the index table with respect to the chuck, and interposed between the index table and the chuck.
  • Two first movable support portions that are extendable in the vertical direction, and arranged on the inner peripheral side in the radial direction of the index table with respect to the chuck, Providing by that processing apparatus includes a first fixed support to secure a portion of the chuck in the vertical direction to the table, the.
  • the first movable support portion and the first fixed support portion are disposed so as to surround each chuck, so that when the first movable support portion expands and contracts, each chuck becomes the first
  • the angle of tilt of each chuck tilt angle
  • the first movable support portion is arranged on the outer peripheral side of the index table with respect to the chuck, an operator who performs maintenance of the first movable support portion can receive the first movable support portion from the side of the processing apparatus. Therefore, maintenance work can be performed efficiently.
  • the rough grinding means includes a rough grinding wheel for grinding the wafer, a spindle for rotating the rough grinding wheel, and the spindle as the A guide rail that is slidably supported with respect to a column; and tilting means for tilting the coarse grinding wheel, wherein the tilting means is interposed between the coarse grinding wheel and the spindle.
  • two second movable support portions that are interposed between the guide rail and the tilt table and are extendable in the vertical direction, and opposite to the second movable support portions with the rough grinding wheel interposed therebetween.
  • a second fixing support portion which is arranged on the side and fixes a part of the tilt table in the vertical direction.
  • the second movable support portion and the second fixed support portion are arranged so as to surround the rough grinding wheel, so that when the second movable support portion expands and contracts, the rough grinding wheel becomes the second. Therefore, the variation in the in-plane flatness of the wafer among the plurality of chucks can be further suppressed by adjusting the inclination with which the rough grinding wheel contacts the chuck.
  • the inclinations of the rotation axes of the plurality of chucks are set based on the rotation axis of the fine grinding means, the inclinations of the rotation axes of the rough grinding wheel are set based on the rotation axis of the chuck.
  • the variation in the in-plane flatness of the wafer between the plurality of chucks can be further suppressed.
  • the first movable support portion and the first fixed support portion are arranged so as to surround each chuck, so that when the first movable support portion expands and contracts, each chuck becomes the first fixed support portion. Since the tilt angle of each chuck can be individually adjusted by inclining with respect to the portion, variation in in-plane flatness of the wafer among a plurality of chucks can be suppressed. Furthermore, since the first movable support portion is arranged on the outer peripheral side of the index table with respect to the chuck, an operator who performs maintenance of the first movable support portion can receive the first movable support portion from the side of the processing apparatus. Therefore, maintenance work can be performed efficiently.
  • FIG. 3 The perspective view which shows the processing apparatus which concerns on one Example of this invention.
  • the front view of the processing apparatus shown in FIG. The top view which abbreviate
  • omitted a part of processing apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • the elements on larger scale which show the B section in FIG.
  • the longitudinal cross-sectional enlarged view of the inclination means shown in FIG. The elements on larger scale which show the C section in FIG.
  • the flowchart which shows the procedure of the setting method of a processing apparatus.
  • a processing apparatus In order to achieve the object of uniformly grinding a wafer held by each of a plurality of chucks, a processing apparatus according to the present invention has a column straddled above the holding means, and the column is roughly ground and fine grinding means. And a processing device for grinding the wafer held by the holding means with the rough grinding means and the fine grinding means, the holding means being capable of rotating around the rotation axis of the holding means, and the index table A plurality of chucks arranged concentrically around the rotation axis, and arranged on the outer peripheral side of the index table in the radial direction with respect to the chuck. The chuck is interposed between the index table and the chuck and can be expanded and contracted in the vertical direction. Two first movable support portions and an index table radially disposed on the inner side of the index table with respect to the chuck. A first fixed support for fixing the parts in the vertical direction is realized by that it comprises a.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of the processing apparatus 1.
  • FIG. 2 is a front view of the processing apparatus 1.
  • FIG. 3A is a plan view showing the processing apparatus 1 in which the first spindle 52 and the second spindle 62 in FIG. 1 are omitted.
  • FIG. 3B is a plan view of the processing apparatus 1 in which the column 4 in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view showing a portion B in FIG.
  • the processing apparatus 1 continuously grinds the wafer with two grindstones arranged in parallel.
  • the processing apparatus 1 forms the thin film by grinding the back surface of the wafer W.
  • the wafer W to be ground using the processing apparatus 1 is preferably a silicon wafer, silicon carbide wafer, or the like that exhibits high hardness and high brittleness, but is not limited thereto.
  • the processing apparatus 1 includes a holding unit 2 and a main unit 3 disposed above the holding unit 2.
  • the holding means 2 includes an index table 21 that is rotatable around a rotary shaft 2a that is connected to a motor (not shown), and three chucks 22 that are placed on the index table 21.
  • the chucks 22 are arranged at intervals of 120 degrees on the circumference around the rotating shaft 2a.
  • the chuck 22 includes an adsorbent 22a made of ceramic having a porous (porous) structure embedded in an upper surface thereof.
  • the conduit 22b formed in the chuck 22 is connected to a vacuum source (not shown), and adsorbs the wafer W placed on the chuck 22 with a negative pressure.
  • the chuck 22 is connected to a motor (not shown) and can rotate about the rotation axis a1.
  • An air bearing 22c is provided below the chuck 22, and the chuck 22 can be smoothly rotated.
  • the holding means 2 is divided into an alignment stage S1, a rough grinding stage S2, and a fine grinding stage S3.
  • a partition plate 23 is disposed between the chucks 22 to prevent the machining liquid used in each stage from splashing on adjacent stages.
  • the alignment stage S1 is a stage for transferring the wafer W onto the chuck 22 by a transfer device (not shown) and aligning the wafer W at a predetermined position.
  • the wafer W attracted and held on the chuck 22 is sent to the rough grinding stage S2.
  • the rough grinding stage S2 is a stage in which the wafer W is rough ground.
  • the roughly ground wafer W is sent to the precision grinding stage S3.
  • the precision grinding stage S3 is a stage on which the wafer W is precisely ground.
  • the finely ground wafer W is sent to the alignment stage S1, and is received from the chuck 22 in a rack (not shown) by a transfer device (not shown).
  • the main unit 3 includes an arch-like column 4 arranged so as to straddle the index table 2, rough grinding means 5 attached to the column 4 above the rough grinding stage S2, and column 4 above the fine grinding stage S3. And fine grinding means 6 attached to the.
  • the column 4 includes a base 41 formed in a U-shape when viewed from the front and a central column portion 42 protruding from the center of the base 41, and is formed in an E-shape when viewed in plan.
  • the base 41 is provided so as to straddle the rough grinding stage S2 and the fine grinding stage S3. Thereby, the alignment stage S1 is exposed to the side of the column 4 in plan view. Therefore, when the wafer W is transferred to the chuck 22 or unloaded from the chuck 22, the transfer device or the like can access the chuck 22 without being interfered with the column 4.
  • the base 41 has the rigidity of the base 41 increased by connecting two struts 41 a erected on the outer periphery of the index table 2.
  • the central column portion 42 is disposed between the rough grinding stage S2 and the fine grinding stage S3 in plan view.
  • the lower end of the central column part 42 is extended to above the index table 2.
  • grooves 4b and 4c that are recessed in the vertical direction V are arranged side by side.
  • Coarse grinding means 5 is accommodated in the groove 4b.
  • the fine grinding means 6 is accommodated in the groove 4c.
  • the rough grinding means 5 includes a rough grinding wheel 51, a first spindle 52 to which the rough grinding wheel 51 is attached at the lower end, a first spindle feed mechanism 53 that raises and lowers the first spindle 52 in the vertical direction V, It has.
  • the rough grinding wheel 51 is configured by arranging a plurality of cup-type wheels at the lower end in the circumferential direction.
  • the first spindle 52 includes a saddle 52a with a rough grinding wheel 51 attached to the lower end, and a motor (not shown) provided in the saddle 52a for rotating the rough grinding wheel 51.
  • the first spindle feed mechanism 53 connects the saddle 52a and a rear guide 72 described later, and feeds the first spindle 52 in the vertical direction V.
  • the first spindle feed mechanism 53 does not include a lifting / lowering means for feeding the first spindle 52.
  • a lifting / lowering means for example, a motor-driven ball screw can be considered.
  • the main unit 3 is provided with an in-process gauge (not shown) for measuring the thickness of the wafer W.
  • an in-process gauge (not shown) for measuring the thickness of the wafer W.
  • the fine grinding means 6 includes a fine grinding wheel 61, a second spindle 62 with the fine grinding wheel 61 attached to the lower end, a second spindle feed mechanism 63 that raises and lowers the second spindle 62 in the vertical direction V, It has. Note that the basic configuration of the fine grinding means 6 corresponds to the basic configuration of the rough grinding means 5, and thus redundant description is omitted.
  • the precision grinding wheel 61 is configured by arranging a plurality of cup-type grinding wheels at the lower end in the circumferential direction.
  • the second spindle 62 includes a saddle 62a having a precision grinding wheel 61 attached to the lower end thereof, and a motor (not shown) that is provided in the saddle 62a and rotates the precision grinding wheel 61.
  • the second spindle feed mechanism 63 has the same configuration as that of the first spindle feed mechanism 53, connects the saddle 62a and a rear guide 82 described later, and feeds the second spindle 62 in the vertical direction V.
  • the operation of the second spindle feed mechanism 63 is controlled based on the film thickness measured by the above-described in-process gauge.
  • the processing apparatus 1 includes a first guide 7 that supports the first spindle 52 slidably in the vertical direction V, and a second guide 8 that supports the second spindle 62 slidably in the vertical direction V. And are provided.
  • the first guide 7 includes a front guide 71 disposed on the front surface of each of the base portion 41 and the central column portion 42, and one rear guide 72 disposed in the groove 4b.
  • the front guide 71 and the rear guide 72 are, for example, linear guides.
  • a saddle 52 a is directly attached to the slider 71 a of the front guide 71.
  • a saddle 52 a is attached to the rear guide 72 via a first spindle feed mechanism 53.
  • the front guide 71 and the rear guide 72 are provided in parallel to each other along the vertical direction V. As a result, the front guide 71 and the rear guide 72 restrict the saddle 52a to move along the vertical direction V.
  • the second guide 8 includes a front guide 81 disposed on the front surface of each of the base portion 41 and the central column portion 42, and a single rear guide 82 disposed in the groove 4b.
  • the front guide 81 and the rear guide 82 are, for example, linear guides.
  • a saddle 62 a is directly attached to the front guide 81. Further, a saddle 62 a is attached to the rear guide 82 via a second spindle feed mechanism 63.
  • the front guide 81 and the rear guide 82 are provided parallel to each other along the vertical direction V. Accordingly, the front guide 81 and the rear guide 82 restrict the saddle 62a to move along the vertical direction V.
  • the operation of the machining apparatus 1 is controlled by a control unit (not shown).
  • the control unit controls each component constituting the processing apparatus 1.
  • the control unit includes, for example, a CPU, a memory, and the like.
  • the function of the control unit may be realized by controlling using software, or may be realized by operating using hardware.
  • the processing apparatus 1 continuously sends the rough grinding stage S2 and the fine grinding stage S3 in this order with the wafer W sucked and held by the chuck 22 of the alignment stage S1 placed on the same chuck 22.
  • the chuck 22 for attracting and holding the wafer W can be formed with higher rigidity than other wafer holding devices such as a belt conveyor. Thereby, the throughput of the grinding process is improved and the wafer W can be ground with high quality.
  • the column 4 can be formed with a larger diameter and higher rigidity than the index table 21, the resonance and axial collapse of the rough grinding means 5 and the fine grinding means 6 due to the vertical drag generated during the grinding of the wafer W are suppressed.
  • the wafer W can be ground with high quality.
  • the holding unit 2 includes two first movable support portions 24 and one first fixed support portion 25 arranged around the chuck 22.
  • the first movable support portion 24 is disposed on the outer peripheral side in the radial direction of the index table 21 with respect to the chuck 22.
  • the first fixed support portion 25 is disposed on the radially inner peripheral side of the index table 21 with respect to the chuck 22.
  • the first movable support 24 is a differential screw mechanism including a slide block 24a, a fixed block 24b, and an adjustment screw 24c.
  • the slide block 24a is joined to the index table 21.
  • the slide block 24a has a threaded portion 24d formed at the center, and the pitch of the threaded portion 24d is set to, for example, 1.25 mm.
  • the fixed block 24b is joined to a tilt table 26 on which the chuck 22 is placed.
  • the fixed block 24b has a threaded portion 24e formed at the center, and the pitch of the threaded portion 24e is smaller than that of the threaded portion 24d, for example, 1.00 mm.
  • the adjustment screw 24c is screwed into the screw portion 25d of the slide block 24a and the screw portion 25e of the fixed block 24b.
  • the adjusting screw 24c is rotated forward or reverse by a drive motor (not shown).
  • a drive motor not shown.
  • the chuck 22 moves up and down by a pitch difference (0.25 mm) between the fixed block 24a and the slide block 24b.
  • the first fixed support portion 25 is a bolt that fastens the tilt table 26 to the index table 21.
  • the two first movable support 24 According to each expansion / contraction amount, the angle formed by the rotation axis a1 of the chuck 22 and the rotation axis a2 of the rough grinding wheel 51 or the rotation axis a3 of the fine grinding wheel 61 can be controlled.
  • FIG. 6 is a perspective view of the rough grinding means 5 from which the rough grinding wheel 51 is omitted as viewed from below.
  • FIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view of the tilting means 9.
  • FIG. 8 is a partially enlarged view showing a portion C in FIG.
  • the tilting means 9 includes two second movable support portions 91 and one second fixed support portion 92 arranged around the rough grinding wheel 51.
  • the second movable support portion 91 is disposed on the front side with respect to the rough grinding wheel 51.
  • the second fixed support portion 92 is disposed on the opposite side of the second movable support portion 91 with the rough grinding wheel 51 interposed therebetween.
  • the second movable support portion 91 is a differential screw mechanism including a slide block 91a, a fixed block 91b, and an adjustment screw 91c.
  • the slide block 91a is joined to the slider 71a of the front guide 71.
  • the slide block 91a has a threaded portion 91d formed at the center, and the pitch of the threaded portion 91d is set to 1.25 mm, for example.
  • the fixed block 91b is joined to the tilt table 93.
  • the fixed block 91b has a threaded portion 91e formed at the center, and the pitch of the threaded portion 91e is smaller than that of the threaded portion 91d, for example, set to 1.00 mm.
  • the adjustment screw 91c is screwed into the screw portion 91d of the slide block 91a and the screw portion 91e of the fixed block 91b.
  • the adjustment screw 91c is rotated forward or reverse by a drive motor (not shown).
  • the tilt table 93 is raised and lowered by a pitch difference (0.25 mm) between the slide block 91a and the fixed block 91b.
  • the second fixed support portion 92 is a bolt that fastens the tilt table 93 to the first spindle feed mechanism 53 as shown in FIG.
  • reference numeral 53 a in FIG. 8 is a lower end of a ball screw as a lifting / lowering means for feeding the first spindle 52.
  • the two second movable support portions 91 are arranged.
  • the angle formed by the rotation axis a2 of the rough grinding wheel 51 and the rotation axis a1 of the chuck 22 can be controlled according to the amount of expansion / contraction.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the setting method of the processing apparatus 1.
  • the surfaces (chuck surfaces) 22a of the three chucks 22 are each ground with the precision grinding wheel 61 (S1).
  • the ground chuck surface 22 a is formed so as to be perpendicular to the rotation axis a ⁇ b> 1 of the chuck 22.
  • the flatness of the chuck surface 22a of each chuck 22 is measured, and the first movable support portion 24 is driven to incline the chucks 22 (S2).
  • the flatness of the chuck surface 22a is measured by a known measuring means.
  • the grinding amount corresponding to the contact state between the chuck 22 and the fine grinding wheel 61 and the amount of expansion / contraction of the first movable support portion 24 corresponding to this grinding amount are stored in advance. Based on the surface shape and the like, the chuck 22 is tilted at an optimum angle.
  • the precision grinding wheel 61 grinds the chuck surface 22a flatly (S3). Thereby, the chuck surface 22 a is formed flat and perpendicular to the rotation axis a ⁇ b> 1 of the chuck 22.
  • the angle formed by the rotation axis a1 of the chuck 22 and the rotation axis a3 of the precision grinding wheel 61 is measured (S4), and the angle formed by the rotation axis a1 of the chuck 22 and the rotation axis a3 of the precision grinding wheel 61 is predetermined.
  • the first movable support portion 24 is expanded and contracted to tilt the chuck 22 so as to be within a range (for example, within 0.06 °) (S5).
  • the angle formed by the rotation axis a1 of the chuck 22 and the rotation axis a2 of the rough grinding wheel 51 is measured (S6), and the angle formed by the rotation axis a1 of the chuck 22 and the rotation axis a2 of the rough grinding wheel 51 is predetermined.
  • the second movable support portion 91 is expanded and contracted to tilt the rough grinding wheel 51 so as to be within a range (for example, within 0.06 °) (S7).
  • the first movable support portion 24 and the first fixed support portion 25 are disposed so as to surround the chucks 22, whereby the first movable support portion 24. Since the chucks 22 are inclined with respect to the first fixed support portion 25 and the tilt angle of each chuck 22 can be individually adjusted, the in-plane flatness of the wafer W between the plurality of chucks 22 can be adjusted. Can suppress the variation of
  • the 1st movable support part 24 and the 2nd movable support part 91 are not limited to the differential screw mechanism mentioned above, What kind of structure may be sufficient.
  • Fine grinding means 61 Fine grinding wheel 62 ... 2nd spindle 63 ... 2nd spindle Feed mechanism 7 First guide 71 ... Front guide 71a ... Slider 72 ... Back guide 8 ... Second guide 81 ... Front guide 82 ... Back guide 9 ... Inclining means 91 ... 2nd movable support part 91a ... Slide block 91b ... Fixed block 91c ... Adjustment screw 92 ... 2nd fixed support part 93 ... Tilt table H ... Horizontal direction S1 ... Alignment stage S2 ... Rough grinding stage S3 ... Fine grinding stage V ... Vertical direction W ... Wafer

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Abstract

【課題】複数のチャックにそれぞれ保持されたウェハを均一に研削する加工装置及び該加工装置のセッティング方法を提供する。 【解決手段】加工装置１は、保持手段２の上方に跨設されたコラム４に粗研削手段５及び精研削手段６を設けている。保持手段２は、インデックステーブル２１と、回転軸２ａ回りに同心円上に配置されたチャック２２と、チャック２２に対してインデックステーブルの径方向の外周側に配置された第１の可動支持部２４と、チャック２２に対してインデックステーブルの径方向の内周側に配置された第１の固定支持部２５と、を備えている。第１の可動支持部２４は、インデックステーブル２１とチャック２２との間に介装され、鉛直方向に伸縮自在である。

Description

加工装置及び該加工装置のセッティング方法
　本発明は、ウェハに粗研削加工及び精研削加工を行う加工装置及び加工装置のセッティング方法に関する。
　半導体製造分野では、シリコンウェハ等の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）を薄膜に形成するために、ウェハの裏面を研削する裏面研削が行われている。
　ウェハの裏面研削を行う加工装置として、特許文献１には、カセット収納ステージ、アライメントステージ、粗研削ステージ、精研削ステージ、研磨ステージ、研磨布洗浄ステージ、研磨布ドレッシングステージ、及びウェハ洗浄ステージが設けられ、インデックステーブルがウェハを各ステージに移動させる平面加工装置が開示されている。このような平面加工装置では、粗研削加工及び精研削加工において、ウェハは同一のチャックに吸着保持されている。
特開２００３－７６６１号公報
　しかしながら、上述したような特許文献１記載の平面加工装置では、チャック毎に表面の平坦度が異なったり、一部のチャックの回転軸が傾斜している等してチャック間で加工条件が異なる場合、チャック毎のウェハの面内平坦度（ＴＴＶ）にばらつきが生じる虞があるという問題があった。
　そこで、複数のチャックにそれぞれ保持されたウェハを均一に研削するという解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
　本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、保持手段の上方にコラムを跨設し、該コラムに粗研削手段及び精研削手段を設け、前記保持手段に保持された前記ウェハを前記粗研削手段及び精研削手段で研削加工する加工装置であって、前記保持手段は、該保持手段の回転軸回りに回転可能なインデックステーブルと、該インデックステーブル上に前記回転軸を中心に同心円上に配置された複数のチャックと、前記チャックに対して前記インデックステーブルの径方向の外周側に配置され、前記インデックステーブルと前記チャックとの間に介装されて、鉛直方向に伸縮自在な２つの第１の可動支持部と、前記チャックに対して前記インデックステーブルの径方向の内周側に配置され、前記インデックステーブルに前記チャックの一部を鉛直方向に固定する第１の固定支持部と、を備えている加工装置を提供する。
　この構成によれば、第１の可動支持部と第１の固定支持部とが、各チャックを囲むように配置されることにより、第１の可動支持部が伸縮すると、各チャックが第１の固定支持部を基準に傾斜して、各チャックの回転軸が傾いた角度（チルト角）を個別に調整可能なため、複数のチャック間でのウェハの面内平坦度のばらつきを抑制することができる。
　さらに、第１の可動支持部がチャックに対してインデックステーブルの外周側に配置されることにより、第１の可動支持部のメンテナンスを行う作業員が加工装置の側方から第１の可動支持部にアクセスし易いため、メンテナンス作業を効率的に行うことができる。
　請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記粗研削手段は、前記ウェハを研削する粗研削砥石と、該粗研削砥石を回転させるスピンドルと、前記スピンドルを前記コラムに対して摺動可能に支持するガイドレールと、前記粗研削砥石を傾斜させる傾斜手段と、を備え、前記傾斜手段は、前記粗研削砥石と前記スピンドルとの間に介装されたチルトテーブルと、前記ガイドレールと前記チルトテーブルとの間に介装されて、鉛直方向に伸縮自在な２つの第２の可動支持部と、前記粗研削砥石を挟んで前記第２の可動支持部の反対側に配置されて、前記チルトテーブルの一部を鉛直方向に固定する第２の固定支持部と、を備えている加工装置を提供する。
　この構成によれば、第２の可動支持部と第２の固定支持部とが粗研削砥石を囲むように配置されることにより、第２の可動支持部が伸縮すると、粗研削砥石が第２の固定支持部を基準に傾斜するため、粗研削砥石がチャックに当接する傾きを調整し、複数のチャック間でのウェハの面内平坦度のばらつきを更に抑制することができる。
　請求項３記載の発明は、請求項２記載の加工装置を用いて研削加工を実施する前に行う加工装置のセッティング方法であって、前記精研削手段の精研削砥石で前記チャックのチャック面を平坦且つ前記チャックの回転軸に対して垂直に形成し、前記精研削砥石の回転軸に対して前記チャックの回転軸が所定範囲内に収まるように、前記第１の可動支持部で前記回転軸を傾斜させ、前記チャックの回転軸に対して前記粗研削砥石の回転軸が所定範囲内に収まるように、前記粗研削砥石の回転軸を傾斜させる加工装置のセッティング方法を提供する。
　この構成によれば、精研削手段の回転軸を基準にして複数のチャックの回転軸の傾きが設定された後に、チャックの回転軸を基準に粗研削砥石の回転軸の傾きが設定されることにより、複数のチャック間でのウェハの面内平坦度のばらつきを更に抑制することができる。
　本発明は、第１の可動支持部と第１の固定支持部とが、各チャックを囲むように配置されることにより、第１の可動支持部が伸縮すると、各チャックが第１の固定支持部を基準に傾斜して、各チャックのチルト角を個別に調整可能なため、複数のチャック間でのウェハの面内平坦度のばらつきを抑制することができる。さらに、第１の可動支持部がチャックに対してインデックステーブルの外周側に配置されることにより、第１の可動支持部のメンテナンスを行う作業員が加工装置の側方から第１の可動支持部にアクセスし易いため、メンテナンス作業を効率的に行うことができる。
本発明の一実施例に係る加工装置を示す斜視図。 図１に示す加工装置の正面図。 図１に示す加工装置の一部を省略した平面図。 図２のＡ－Ａ線断面図。 図４中のＢ部を示す部分拡大図。 図１に示す粗研削手段を下方から視た斜視図。 図６に示す傾斜手段の縦断面拡大図。 図４中のＣ部を示す部分拡大図。 加工装置のセッティング方法の手順を示すフローチャート。
　本発明に係る加工装置は、複数のチャックにそれぞれ保持されたウェハを均一に研削するという目的を達成するために、保持手段の上方にコラムを跨設し、コラムに粗研削手段及び精研削手段を設け、保持手段に保持されたウェハを粗研削手段及び精研削手段で研削加工する加工装置であって、保持手段は、保持手段の回転軸回りに回転可能なインデックステーブルと、インデックステーブル上に回転軸を中心に同心円上に配置された複数のチャックと、チャックに対してインデックステーブルの径方向の外周側に配置され、インデックステーブルとチャックとの間に介装されて、鉛直方向に伸縮自在な２つの第１の可動支持部と、チャックに対してインデックステーブルの径方向の内周側に配置され、インデックステーブルにチャックの一部を鉛直方向に固定する第１の固定支持部と、を備えていることにより実現する。
　以下、本発明の一実施例に係る加工装置１について、図面に基づいて説明する。なお、以下の実施例において、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。
　また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。
　また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。
　図１は、加工装置１の基本的構成を示す斜視図である。図２は、加工装置１の正面図である。図３（ａ）は、図１の第１のスピンドル５２、第２のスピンドル６２を省略した加工装置１を示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のコラム４を省略した加工装置１の平面図である。図４は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図５は、図４中のＢ部を示す部分拡大図である。
　加工装置１は、並列に並べられた２つの砥石でウェハを連続的に研削加工する。加工装置１は、ウェハＷを裏面研削して薄膜に形成する。加工装置１を用いて研削加工が施されるウェハＷは、シリコンウェハ、シリコンカーバイドウェハ等の高硬度・高脆性を示すものが好適であるが、これらに限定されるものではない。加工装置１は、保持手段２と、保持手段２の上方に配置されたメインユニット３と、を備えている。
　保持手段２は、図示しないモータに連結された回転軸２ａ回りに回転可能なインデックステーブル２１と、インデックステーブル２１上に載置された３つのチャック２２と、を備えている。
　チャック２２は、回転軸２ａを中心として円周上に１２０度の間隔を空けて配置されている。チャック２２は、上面に埋設されたポーラス（多孔質）構造のセラミックから成る吸着体２２ａを備えている。チャック２２内に形成された管路２２ｂには、図示しない真空源に接続されており、チャック２２上に載置されたウェハＷを負圧で吸着する。チャック２２は、図示しないモータに連結されており回転軸ａ１回りに回転可能である。チャック２２の下方には、エアベアリング２２ｃが設けられており、チャック２２を滑らかに回転させることができる。
　保持手段２は、アライメントステージＳ１、粗研削ステージＳ２、精研削ステージＳ３に区画されている。チャック２２の間には仕切板２３が配置されており、各ステージで使用する加工液が隣接するステージに飛散することを抑制する。
　アライメントステージＳ１は、図示しない搬送装置等によってウェハＷをチャック２２上に搬送し、ウェハＷを所定の位置に位置合わせするステージである。チャック２２上に吸着保持されたウェハＷは、粗研削ステージＳ２に送られる。
　粗研削ステージＳ２は、ウェハＷが粗研削加工されステージである。粗研削加工されたウェハＷは、精研削ステージＳ３に送られる。
　精研削ステージＳ３は、ウェハＷが精研削加工されるステージである。精研削加工されたウェハＷは、アライメントステージＳ１に送られ、図示しない搬送装置等によってチャック２２から図示しないラック等に収容される。
　メインユニット３は、インデックステーブル２を跨ぐように配置されたアーチ状のコラム４と、粗研削ステージＳ２の上方でコラム４に取り付けられた粗研削手段５と、精研削ステージＳ３の上方でコラム４に取り付けられた精研削手段６と、を備えている。
　コラム４は、正面視でコ字状に形成された基部４１と、基部４１の中央から突設された中央柱部４２と、を備え、平面視でＥ字状に形成されている。
　基部４１は、粗研削ステージＳ２及び精研削ステージＳ３を跨ぐように設けられている。これにより、平面視で、アライメントステージＳ１はコラム４の側方に露出している。したがって、ウェハＷをチャック２２に搬送したりチャック２２から搬出したりする際に、搬送装置等が、コラム４に干渉されることなくチャック２２にアクセスすることができる。基部４１は、インデックステーブル２の外周に立設された２本の支柱４１ａを連結することで基部４１の剛性が増大されている。
　中央柱部４２は、平面視で粗研削ステージＳ２と精研削ステージＳ３の間に配置されている。中央柱部４２の下端は、インデックステーブル２の上方までに延伸されている。
　コラム４の前面４ａには、鉛直方向Ｖに亘って凹設された溝４ｂ、４ｃが並んで配置されている。溝４ｂには、粗研削手段５が収容されている。また、溝４ｃには、精研削手段６が収容されている。
　粗研削手段５は、粗研削砥石５１と、粗研削砥石５１が下端に取り付けられた第１のスピンドル５２と、第１のスピンドル５２を鉛直方向Ｖに昇降させる第１のスピンドル送り機構５３と、を備えている。
　粗研削砥石５１は、周方向に複数のカップ型砥石を下端に配置して構成されている。
　第１のスピンドル５２は、粗研削砥石５１を下端に取り付けたサドル５２ａと、サドル５２ａ内に設けられて粗研削砥石５１を回転させる図示しないモータと、を備えている。
　第１のスピンドル送り機構５３は、サドル５２ａと後述する後方ガイド７２とを連結し、第１のスピンドル５２を鉛直方向Ｖに送る。なお、第１のスピンドル送り機構５３には、第１のスピンドル５２を送る昇降手段が省略されているが、昇降手段としては、例えば、モータ駆動のボールネジ等が考えられる。
　メインユニット３には、ウェハＷの厚みを計測する図示しないインプロセスゲージが設けられている。インプロセスゲージが計測したウェハＷの厚みが所望の値に達すると、第１のスピンドル送り機構５３が駆動してサドル５２ａを上昇させることで、ウェハＷと粗研削砥石５１とが離間する。
　精研削手段６は、精研削砥石６１と、精研削砥石６１が下端に取り付けられた第２のスピンドル６２と、第２のスピンドル６２を鉛直方向Ｖに昇降させる第２のスピンドル送り機構６３と、を備えている。なお、精研削手段６の基本的な構成は、粗研削手段５の基本的構成に対応するため、重複する説明を省略する。
　精研削砥石６１は、周方向に複数のカップ型砥石を下端に配置して構成されている。
　第２のスピンドル６２は、精研削砥石６１を下端に取り付けたサドル６２ａと、サドル６２ａ内に設けられて精研削砥石６１を回転させる図示しないモータと、を備えている。
　第２のスピンドル送り機構６３は、第１のスピンドル送り機構５３と同様の構成であり、サドル６２ａと後述する後方ガイド８２とを連結し、第２のスピンドル６２を鉛直方向Ｖに送る。第２のスピンドル送り機構６３の運転は、上述したインプロセスゲージが計測した膜厚に基づいて制御される。
　加工装置１には、第１のスピンドル５２を鉛直方向Ｖに摺動可能に支持する第１のガイド７と、第２のスピンドル６２を鉛直方向Ｖに摺動可能に支持する第２のガイド８と、が設けられている。
　第１のガイド７は、基部４１及び中央柱部４２の前面にそれぞれ１つずつ配置された前方ガイド７１と、溝４ｂに配置された１つの後方ガイド７２と、で構成される。前方ガイド７１及び後方ガイド７２は、例えば、リニアガイドである。前方ガイド７１のスライダ７１ａには、サドル５２ａが直接取り付けられている。また、後方ガイド７２には、第１のスピンドル送り機構５３を介してサドル５２ａが取り付けられている。
　前方ガイド７１及び後方ガイド７２は、鉛直方向Ｖに沿って互いに平行に設けられている。これにより、前方ガイド７１及び後方ガイド７２は、サドル５２ａを鉛直方向Ｖに沿って移動するように規制する。
　第２のガイド８は、基部４１及び中央柱部４２の前面にそれぞれ１つずつ配置された前方ガイド８１と、溝４ｂに配置された１つの後方ガイド８２と、で構成される。前方ガイド８１及び後方ガイド８２は、例えば、リニアガイドである。前方ガイド８１には、サドル６２ａが直接取り付けられている。また、後方ガイド８２には、第２のスピンドル送り機構６３を介してサドル６２ａが取り付けられている。
　前方ガイド８１と後方ガイド８２とは、鉛直方向Ｖに沿って互いに平行に設けられている。これにより、前方ガイド８１及び後方ガイド８２は、サドル６２ａを鉛直方向Ｖに沿って移動するように規制する。
　加工装置１の動作は、図示しない制御ユニットによって制御される。制御ユニットは、加工装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御ユニットは、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成される。なお、制御ユニットの機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。
　このように、加工装置１は、アライメントステージＳ１のチャック２２に吸着保持されたウェハＷを同一のチャック２２に載置した状態で、粗研削ステージＳ２、精研削ステージＳ３の順に連続して送る。また、ウェハＷを吸着保持するチャック２２は、ベルトコンベヤ等の他のウェハ保持装置に比べて、高剛性に形成可能である。これにより、研削加工のスループットが向上すると共に、ウェハＷを高品位に研削加工することができる。
　また、コラム４がインデックステーブル２１より広径で高剛性に形成可能なため、ウェハＷの研削加工中に生じた垂直抗力に起因する粗研削手段５及び精研削手段６の共振及び軸倒れが抑制され、ウェハＷを高品位で研削加工することができる。
　次に、保持手段２について詳しく説明する。保持手段２は、図３（ｂ）に示すように、チャック２２の周囲に配置された２つの第１の可動支持部２４及び１つの第１の固定支持部２５を備えている。第１の可動支持部２４は、チャック２２に対してインデックステーブル２１の径方向の外周側に配置されている。第１の固定支持部２５は、チャック２２に対してインデックステーブル２１の径方向の内周側に配置されている。
　図５に示すように、第１の可動支持部２４は、スライドブロック２４ａと、固定ブロック２４ｂと、調整ネジ２４ｃと、を備えている差動ネジ機構である。
　スライドブロック２４ａは、インデックステーブル２１に接合されている。スライドブロック２４ａは、中心にネジ部２４ｄが穿設されており、ネジ部２４ｄのピッチは、例えば１．２５ｍｍに設定されている。
　固定ブロック２４ｂは、チャック２２を載置するチルトテーブル２６に接合されている。固定ブロック２４ｂは、中心にネジ部２４ｅが穿設されており、ネジ部２４ｅのピッチは、ネジ部２４ｄより小さく、例えば１．００ｍｍに設定されている。
　調整ネジ２４ｃは、スライドブロック２４ａのネジ部２５ｄ及び固定ブロック２４ｂのネジ部２５ｅに螺入されている。調整ネジ２４ｃは、図示しない駆動モータによって正転又は逆転する。調整ネジ２４ｃが１回転すると、固定ブロック２４ａとスライドブロック２４ｂのピッチ差（０．２５ｍｍ）だけチャック２２が昇降する。
　第１の固定支持部２５は、チルトテーブル２６をインデックステーブル２１に締結するボルトである。
　このようにして、第１の可動支持部２４がチルトテーブル２６を昇降させると共に第１の固定支持部２５がチルトテーブル２６を鉛直方向Ｖに固定するため、２つの第１の可動支持部２４の各伸縮量に応じて、チャック２２の回転軸ａ１が粗研削砥石５１の回転軸ａ２又は精研削砥石６１の回転軸ａ３となす角度を制御することができる。
　次に、粗研削砥石５１を傾斜させる傾斜手段９について、図６～８に基づいて説明する。図６は、粗研削砥石５１を省略した粗研削手段５を下方から視た斜視図である。図７は、傾斜手段９の縦断面拡大図である。図８は、図４中のＣ部を示す部分拡大図である。
　傾斜手段９は、図６に示すように、粗研削砥石５１の周囲に配置された２つの第２の可動支持部９１及び１つの第２の固定支持部９２を備えている。第２の可動支持部９１は、粗研削砥石５１に対して手前側に配置されている。第２の固定支持部９２は、粗研削砥石５１を挟んで第２の可動支持部９１の反対側に配置されている。
　図７に示すように、第２の可動支持部９１は、スライドブロック９１ａと、固定ブロック９１ｂと、調整ネジ９１ｃと、を備えている差動ネジ機構である。
　スライドブロック９１ａは、前方ガイド７１のスライダ７１ａに接合されている。スライドブロック９１ａは、中心にネジ部９１ｄが穿設されており、ネジ部９１ｄのピッチは、例えば１．２５ｍｍに設定されている。
　固定ブロック９１ｂは、チルトテーブル９３に接合されている。固定ブロック９１ｂは、中心にネジ部９１ｅが穿設されており、ネジ部９１ｅのピッチは、ネジ部９１ｄより小さく、例えば１．００ｍｍに設定されている。
　調整ネジ９１ｃは、スライドブロック９１ａのネジ部９１ｄ及び固定ブロック９１ｂのネジ部９１ｅに螺入されている。調整ネジ９１ｃは、図示しない駆動モータによって正転又は逆転する。調整ネジ９１ｃが１回転すると、スライドブロック９１ａと固定ブロック９１ｂのピッチ差（０．２５ｍｍ）だけチルトテーブル９３が昇降する。
　第２の固定支持部９２は、図８に示すように、チルトテーブル９３を第１のスピンドル送り機構５３に締結するボルトである。なお、図８中の符号５３ａは、第１のスピンドル５２を送る昇降手段としてのボールネジの下端である。
　このようにして、第２の可動支持部９１がチルトテーブル９３を昇降させると共に第２の固定支持部９２がチルトテーブル９３を鉛直方向Ｖに固定するため、２つの第２の可動支持部９１の各伸縮量に応じて、粗研削砥石５１の回転軸ａ２がチャック２２の回転軸ａ１となす角度を制御することができる。
　次に、上述した加工装置１が研削加工を行う前に実施する加工装置１のセッティング方法の手順について、図９に基づいて説明する。図９は、加工装置１のセッティング方法の手順を示すフローチャートである。
　まず、精研削砥石６１で３つのチャック２２の表面（チャック面）２２ａをそれぞれ研削する（Ｓ１）。研削後のチャック面２２ａは、チャック２２の回転軸ａ１に対して垂直になるように形成される。
　次に、各チャック２２のチャック面２２ａの平坦度を計測し、第１の可動支持部２４を駆動して、チャック２２をそれぞれ傾斜させる（Ｓ２）。チャック面２２ａの平坦度は公知の計測手段によって測定される。制御ユニットには、チャック２２と精研削砥石６１との当接状態に応じた研削量とこの研削量に対応する第１の可動支持部２４の伸縮量が予め記憶されており、チャック面２２ａの表面形状等に基づいて、チャック２２を最適な角度で傾ける。
　次に、精研削砥石６１が、チャック面２２ａを平坦に研削する（Ｓ３）。これにより、チャック面２２ａは、平坦且つチャック２２の回転軸ａ１に対して垂直に形成される。
　次に、チャック２２の回転軸ａ１と精研削砥石６１の回転軸ａ３とがなす角度を計測し（Ｓ４）、チャック２２の回転軸ａ１と精研削砥石６１の回転軸ａ３とがなす角度を所定範囲（例えば、０．０６°以内）に収まるように、第１の可動支持部２４を伸縮させてチャック２２を傾斜させる（Ｓ５）。
　次に、チャック２２の回転軸ａ１と粗研削砥石５１の回転軸ａ２とがなす角度を計測し（Ｓ６）、チャック２２の回転軸ａ１と粗研削砥石５１の回転軸ａ２とがなす角度が所定範囲（例えば、０．０６°以内）に収まるように、第２の可動支持部９１を伸縮させて粗研削砥石５１を傾斜させる（Ｓ７）。
　このようにして、上述した加工装置１は、第１の可動支持部２４と第１の固定支持部２５とが、各チャック２２を囲むように配置されることにより、第１の可動支持部２４が伸縮すると、各チャック２２が第１の固定支持部２５を基準に傾斜して、各チャック２２のチルト角を個別に調整可能なため、複数のチャック２２間でのウェハＷの面内平坦度のばらつきを抑制することができる
　なお、第１の可動支持部２４及び第２の可動支持部９１は、上述した差動ネジ機構に限定されるものではなく、如何なる構成であっても構わない。
　なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
　１　・・・　加工装置
　２　・・・　保持手段
　２ａ・・・　回転軸
　２１・・・　インデックステーブル
　２２・・・　チャック
　２２ａ・・・チャック面
　２３・・・　仕切板
　２４・・・　第１の可動支持部
　２４ａ・・・スライドブロック
　２４ｂ・・・固定ブロック
　２４ｃ・・・調整ネジ
　２５・・・　第１の固定支持部
　３　・・・　メインユニット
　４　・・・　コラム
　４ａ・・・　前面
　４ｂ・・・　（粗研削手段を収容する）溝
　４ｃ・・・　（精研削手段を収容する）溝
　４１・・・　基部
　４１ａ・・・支柱
　４２・・・　中央柱部
　５　・・・　粗研削手段
　５１・・・　粗研削砥石
　５２・・・　第１のスピンドル
　５３・・・　第１のスピンドル送り機構
　６　・・・　精研削手段
　６１・・・　精研削砥石
　６２・・・　第２のスピンドル
　６３・・・　第２のスピンドル送り機構
　７　・・・　第１のガイド
　７１・・・　前方ガイド
　７１ａ・・・スライダ
　７２・・・　後方ガイド
　８　・・・　第２のガイド
　８１・・・　前方ガイド
　８２・・・　後方ガイド
　９　・・・　傾斜手段
　９１・・・　第２の可動支持部
　９１ａ・・・スライドブロック
　９１ｂ・・・固定ブロック
　９１ｃ・・・調整ネジ
　９２・・・　第２の固定支持部
　９３・・・　チルトテーブル
　Ｈ　・・・　水平方向
　Ｓ１・・・　アライメントステージ
　Ｓ２・・・　粗研削ステージ
　Ｓ３・・・　精研削ステージ
　Ｖ　・・・　鉛直方向
　Ｗ　・・・　ウェハ
 

Claims (3)

  1. 　保持手段の上方にコラムを跨設し、該コラムに粗研削手段及び精研削手段を設け、前記保持手段に保持された前記ウェハを前記粗研削手段及び精研削手段で研削加工する加工装置であって、
    　前記保持手段は、
    　該保持手段の回転軸回りに回転可能なインデックステーブルと、
    　該インデックステーブル上に前記回転軸を中心に同心円上に配置された複数のチャックと、
    　前記チャックに対して前記インデックステーブルの径方向の外周側に配置され、前記インデックステーブルと前記チャックとの間に介装されて、鉛直方向に伸縮自在な２つの第１の可動支持部と、
    　前記チャックに対して前記インデックステーブルの径方向の内周側に配置され、前記インデックステーブルに前記チャックの一部を鉛直方向に固定する第１の固定支持部と、を備えていることを特徴とする加工装置。
  2. 　前記粗研削手段は、前記ウェハを研削する粗研削砥石と、該粗研削砥石を回転させるスピンドルと、前記スピンドルを前記コラムに対して摺動可能に支持するガイドレールと、前記粗研削砥石を傾斜させる傾斜手段と、を備え、
    　前記傾斜手段は、前記粗研削砥石と前記スピンドルとの間に介装されたチルトテーブルと、前記ガイドレールと前記チルトテーブルとの間に介装されて、鉛直方向に伸縮自在な２つの第２の可動支持部と、前記粗研削砥石を挟んで前記第２の可動支持部の反対側に配置されて、前記チルトテーブルの一部を鉛直方向に固定する第２の固定支持部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
  3. 　請求項２記載の加工装置を用いて研削加工を実施する前に行う加工装置のセッティング方法であって、
    　前記精研削手段の精研削砥石で前記チャックのチャック面を平坦且つ前記チャックの回転軸に対して垂直に形成し、
    　前記精研削砥石の回転軸に対して前記チャックの回転軸が所定範囲内に収まるように、前記第１の可動支持部で前記回転軸を傾斜させ、
    　前記チャックの回転軸に対して前記粗研削砥石の回転軸が所定範囲内に収まるように、前記粗研削砥石の回転軸を傾斜させることを特徴とする加工装置のセッティング方法。
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