JP2000225561A - ウエハ研削装置における砥石開始点位置決め機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ研削装置における砥石開始点の位置決
めを機械化する。 【解決手段】 回転可能な軸に鉛直方向に軸承されたウ
エハチャック機構、該チャック機構の上方に設けられた
前記軸と同一の軸芯を有するスピンドル軸に軸承された
砥石、該スピンドル軸の昇降機構を有する研削装置を用
いてウエハ表面に砥石を押圧し、チャック機構の軸とス
ピンドル軸の両者を回転させてウエハを研削するに当た
り、押圧する前の砥石の開始点位置を決める位置決め機
構であって、該砥石位置決め機構は、基台に固定された
ロータリーテーブル、該ロータリーテーブルに鉛直方向
に軸承された回動軸、該回動軸の上方にアームホルダー
で水平方向に固定されたアームおよび該アームの先端に
上側に砥石との接触を感知するセンサを下側にチャック
機構と接触する接触子を保持する掴持具、を備えるもの
であることを特徴とする、ウエハ研削装置における砥石
開始点位置決め機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの研削装置
における研削開始時の砥石の高さ位置（開始点）を決め
る機構、および該砥石開始点位置決め機構を用いて研削
開始時の砥石の開始点の位置を決定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転可能な軸に鉛直方向に軸承されたウ
エハチャック機構、該チャック機構の上方に設けられた
前記軸と同一の軸芯を有するスピンドル軸に軸承された
砥石、該スピンドル軸の昇降機構を有する研削装置を用
いてウエハ表面に砥石を押圧し、チャック機構の軸とス
ピンドル軸の両者を回転させてウエハを研削することは
知られている（特開平４−３４６２２８号、同５−７７
１４８号）。

【０００３】また、ウエハの研削時間を短縮するために
複数のスピンドル軸に軸承された複数の砥石を用い、粗
研削、仕上研削を割り振って研削装置内のウエハのスル
ープット時間を短縮させる研削装置も知られている。例
えば特開平９−２２３６８０号公報は、図８に示すよう
に右側にウエハローディング用カセット３０３を、左側
にウエハアンローディング用カセット３０３を対とし、
さらに両者の中央に昇降機構、回転駆動機構、アライメ
ント機構と各アーム駆動の制御機構を備えた多関節型ロ
ボットロボット３０４を配置させて前列とし、基台の上
にウエハローディング用カセットの後部にウエハ仮置台
Ｂを、ウエハアンローディング用カセットの後部にウエ
ハエッチング・洗浄機構３０２を対として次列に配置
し、（Ｃ）仮置台と洗浄機構の後列の基台上に基台を刳
り抜いてウエハ粗研削用チャック機構３０７，とウエハ
仕上研削用チャック機構３０８を配置し、この後列のチ
ャック機構の基台より起立させた壁に各研削ゾーンに適
した砥石をスピンドル軸に軸承させた２個の研削機構３
０１ａ，３０１ｂを各研削ゾーンに位置するウエハチャ
ック機構に対応して設け、前記ウエハ仮置台Ｂとエッチ
ング・洗浄装置３０２の列と前記チャック機構３０７，
３０８の列間の基台の略中央部に立設した軸に昇降機
構、回転駆動機構および先端に吸着パッドを備えた３つ
のアーム３０５ａを放射状に配置した回転式搬送手段３
０５を有する研削装置３０１を提案する。

【０００４】従来、これら研削装置において、研削開始
前に回転可能な軸に鉛直方向に軸承されたウエハチャッ
ク機構に対する、該チャック機構の上方に設けられた前
記軸と同一の軸芯を有するスピンドル軸に軸承された砥
石の研削の切り込み量に応じた開始点位置を決めること
が手作業で行われる。

【０００５】この手作業は、ウエハチャック機構上にウ
エハを載せないで、縦１０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚み１〜
２ｍｍの長方形のブロックゲージを置き、ついでスピン
ドル軸に軸承された砥石を下降させ、砥石がブロックゲ
ージに接した高さ位置を砥石の開始点（スタート ポイ
ント）と決め、この開始点の位置からウエハを何μｍ削
るかを研削装置のＣＰＵにイン プットし、ウエハの自
動研削を開始する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の手作業による研
削砥石の開始点の決め方は、作業者の個性によりブロッ
クゲージをウエハチャック機構に置く位置が一定せず、
また、砥石の該開始点の高さ位置決めに時間を長く要す
る欠点がある。本発明は、研削砥石の開始点の決定を機
械化することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転可能な軸
に鉛直方向に軸承されたウエハチャック機構、該チャッ
ク機構の上方に設けられた前記軸と同一の軸芯を有する
スピンドル軸に軸承された砥石、該スピンドル軸の昇降
機構を有する研削装置を用いてウエハ表面に砥石を押圧
し、チャック機構の軸とスピンドル軸の両者を回転させ
てウエハを研削するに当たり、押圧する前の砥石の開始
位置を決める位置決め機構であって、該砥石位置決め機
構は、基台に固定されたロータリーテーブル、該ロータ
リーテーブルに鉛直方向に軸承された回動軸、該回動軸
の上方にアームホルダーで水平方向に固定されたアーム
および該アームの先端に上側に砥石との接触を感知する
センサを下側にチャック機構と接触する接触子を保持す
る掴持具、を備えるものであることを特徴とする、ウエ
ハ研削装置における砥石開始点位置決め機構を提供する
ものである。

【０００８】ウエハ研削装置における砥石の研削開始点
の位置決めを機械化したことにより位置決め作業を短時
間に行うことができ、また、チャック機構上の決まった
位置に接触子およびセンサが置かれるので、ウエハの研
削の厚み幅の振れが小さい。

【０００９】本発明はまた、前記砥石開始点位置決め機
構のアームには、掴持具に保持された接触子の上下の高
さ位置を微調整できる二枚の板バネに接触する調整ネジ
が設けられていることを特徴とする。接触子とチャック
機構間のウエハ厚みに相当する距離を調整ネジで変える
ことができるので、異なった厚みのウエハに切り変わる
際でも同一の砥石開始点位置決め機構が利用できる。

【００１０】本発明は、更に前記砥石開始点位置決め機
構を用いて次ぎの工程で砥石の開始点を決定する方法を
提供するものである。 （１） ウエハをチャック機構に載せない状態で砥石開
始点位置決め機構の回動軸を定められた角度回動して軸
の上方にアームホルダーで水平方向に固定されたアーム
の先端に下側向きに掴持具で保持された接触子をチャッ
ク機構上の定位置上に移動させる。 （２） スピンドル軸に軸承された砥石を下降させて前
記掴持具に上側に保持されたセンサに砥石を接触し、セ
ンサ下側に設けた接触子がチャック機構の表面に接した
位置を砥石の開始点としてＣＰＵに記憶させる。

【００１１】研削砥石の開始点の位置決めを機械的に行
うことが可能となった。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す砥石
開始点位置決め機構を備える研削装置の上面図、図２は
研削装置のインデックスターンテーブル部分での断面
図、図３は砥石開始点位置決め機構の断面図、図４は砥
石開始点位置決め機構の側面、図５は砥石開始点位置決
め機構の上面図、図６は砥石開始点位置決め機構の下面
図、図７は砥石開始点位置決め機構に用いられたロータ
リーテーブルの斜視図である。

【００１３】図１および図２に示す研削装置において、
１は研削装置、２は後述する基台３の面と同一面の高さ
の位置にある置台上に載せられたウエハローディング用
カセット、２’はウエハアンローディング用カセット、
３は基台、４は床、５はロボット、５ａは基台より立設
した枠体、６はウエハ仮置台、７はウエハ洗浄機構、
８、８は搬送パッド、８ａ，８’ａは吸着パッド、８
ｂ，７８’ｂは柄、８ｃ，８’ｃは軸、９は基台の中央
部を刳り抜いた箇所に設けたインデックスターンテーブ
ル、ｓ１はウエハローディング／ウエハアンローディン
グゾーン、ｓ２は粗研削ゾーン、ｓ３は仕上研削ゾー
ン、９ａ，９ｂ，９ｃはチャック機構、１０ａ，１０ｂ
は基台より立設した壁、１１は粗研削砥石、１１ａは第
１スピンドル軸、１２は仕上砥石、１２ａは第２スピン
ドル軸、１３はチャック洗浄機構、１４はセラミック製
チャッククリーナ、１５は研磨機構、１５ａはチャック
機構、１５ｃは洗浄液供給機構、１５ｄは空気供給ノズ
ル、１６は砥石開始点位置決め機構である。

【００１４】図３から図６に示す砥石開始点位置決め機
構１６において、砥石開始点位置決め機構１６は基台３
に対し中空の支柱１６１のフランジ部１６１ａを介して
垂直方向に固定されている。１６１ｂはカバーである。
１６２は支柱の下部に設けられた図７にその斜視図が示
されるロータリーテーブル、１６２ａは右角度調整ボル
ト、１６２ｂは左角度調整ボルト、１６２ｃは空気供給
口、１６２ｄは空気排気口、１６２ｅは揺動テーブルで
ある。

【００１５】１６３はこの揺動テーブルに鉛直（垂直）
方向に起立され、かつ、前記支柱１６１の中空部内に納
められている軸、１６４はこの軸にホルダー１６５によ
り固定されるアーム、１６６ａはセンサ、１６６ｂは接
触子、１６７は前記センサを上側に、前記接触子をセン
サの下側に保持する掴持具、１６８ａ，１６８ｂは高さ
微調整ネジ、１６９ａ，１６９ｂは板バネで微調整ネジ
を右側に回動すれば接触子が下降、微調整ネジを左側に
回動すれば接触子が上昇するようになっている。

【００１６】該砥石開始点位置決め機構１６を用いてス
ピンドル軸１０ａまたは１０ｂに軸承された砥石１１，
１２の開始点を決めるには次の工程を採る。 （１） ウエハをチャック機構に載せない状態で砥石開
始点位置決め機構１６の空気供給口１６２ｃより空気を
供給し、揺動テーブル１６２ｅを右角度調整ボルトで決
められた角度回動させることにより軸１６３を回動し、
該軸の上方にアームホルダーで水平方向に固定されたア
ーム１６４の先端に下側向きに掴持具１６６で保持され
たセンサ１６６ａ、接触子１６６ｂをインデックステー
ブル９のウエハがまだ載っていないチャック機構９ａ，
９ｂまたは９ｃ上に移動させる。 （２） ついで、スピンドル軸１０ａまたは１０ｂに軸
承された砥石１１または１２を下降させて前記掴持具に
上側に保持されたセンサ１６６ａに砥石が接触し、セン
サ下側の接触子１６６ｂがチャック機構表面に接触した
位置を砥石開始点としてＣＰＵに記憶させる。 スピンドル軸を上昇させた後、空気排気口１６２ｄより
空気を排出し、揺動テーブル１６２ｅを左方向に回動す
ることにより軸１６３に固定されたアームを左方向に移
動させ、砥石開始点位置決め機構１６がウエハの自動研
削が開始された際の障害とならない位置にセンサを移動
させる。

【００１７】砥石の開始点の位置が一旦決定されると、
新たに研削されるウエハの厚みが変更されるまでは、砥
石開始点位置決め機構は使用されることはない。略同一
厚みのウエハを連続して研削される場合、前のウエハの
研削後、スピンドル軸に軸承された砥石は待機位置まで
後退され、次のウエハの研削時に一気に開始点まで砥石
を下降させることができる。接触子とチャック機構間の
距離の微調整は、ウエハの厚みに応じ、微調整ネジ１６
９ａ，１６９ｂの回動で行なう。

【００１８】図１および図２に示す研削装置（インデッ
クスターンテーブルに設けたチャック機構がａ，ｂ，ｃ
のｍ＝３基のもの）を用いてウエハを研削、または研削
・研磨するには、次の工程を経て行う。 （１）吸着アーム５ｂ，５ｃが下側となるように吊した
多関節型ロボット５の吸着アーム５ｃにウエハローディ
ング用カセット２よりウエハｗを吸着させ、これを仮置
台３上に載せる。

【００１９】（２）インデックスターンテーブル９を
１２０度回転させ、ついで仮置台上のウエハを搬送パ
ッド８に吸着させ、搬送パッドを回動させてウエハをイ
ンデックスターンテーブルのウエハローディング／ウエ
ハアンローディングゾーンｓ１のチャック機構ａに移送
し、その間に前記多関節型ロボット５の吸着アームに
ウエハローディング用カセットよりウエハを吸着させ、
これを仮置台上に載せる。

【００２０】（３）インデックスターンテーブル９を
１２０度回転させてチャック機構ａを粗研削ゾーンｓ２
に移動、チャック機構ｂをウエハローディング／ウエハ
アンローディングゾーンｓ１に移動させた後、第１番
目のスピンドル軸１０ａを下降させて砥石１１をウエハ
に押圧し、チャック機構ａおよび第１スピンドル軸を回
転させてウエハの粗研削を行い、ついで、第１番目のス
ピンドル軸を上昇させ、この間に仮置台３上のウエハ
を搬送パッド８でインデックスターンテーブル９のウエ
ハローディング／ウエハアンローディングゾーンｓ１の
チャック機構ｂに移送するとともに、多関節型ロボッ
ト５を用いてウエハローディング用カセット２内のウエ
ハを仮置台３の上に載せる。

【００２１】（４）インデックスターンテーブル９を
１２０度回転させて仕上研削ゾーンｓ３にチャック機構
ａを移動、チャック機構ｂを粗研削ゾーンｓ２に移動、
チャック機構ｃをウエハローディング／ウエハアンロー
ディングゾーンｓ１に移動させた後、第２番目のスピ
ンドル１０ｂ軸を下降させて砥石１２をウエハに押圧
し、チャック機構ａおよびスピンドル軸を回転させてウ
エハの仕上研削を行い、ついで、第２番目のスピンドル
軸を上昇させ、この間に第１番目のスピンドル軸１０
ａを下降させて砥石１１をウエハに押圧し、チャック機
構ｂおよびスピンドル軸を回転させてウエハの粗研削を
行い、ついで、第１番目のスピンドル軸を上昇させ、一
方仮置台３上のウエハを左側の搬送パッド８でインデ
ックスターンテーブルのウエハローディング／ウエハア
ンローディングゾーンｓ１のチャック機構ｃに移送する
とともに、多関節型ロボット５を用いてウエハローデ
ィング用カセット２内のウエハを仮置台３の上に載せ
る。

【００２２】（５）インデックスターンテーブル９を
１２０度回転させてチャック機構ａをウエハローディン
グ／ウエハアンローディングゾーンｓ１に、チャック機
構ｂを仕上研削ゾーンｓ３ならびにチャック機構ｃを粗
研削ゾーンｓ２に移動し、右側の搬送パッド８で仕上
研削されたウエハを洗浄機構に移送し、該ウエハを洗浄
した後、多関節型ロボット５を右側に移動させて該ロボ
ットのアームに仕上研削および洗浄されたウエハを吸着
させ、これを研磨盤１５のチャック機構１５ａに載せ、
研磨パッド１５ｂをウエハ面に押圧し、チャック機構、
研磨パッドを回転させて研磨を行い、研磨されたウエハ
の表面を洗浄機構１５ｃより噴射される洗浄液で洗浄、
ついで空気供給ノズル１５ｄより空気を吹き付けて乾燥
後、多関節型ロボット５の吸着アームにウエハを吸着さ
せ、右側のアンローディング用カセット２内に収納し、
ついで、左側の搬送パッド８を回動させて仮置台３上
のウエハをインデックスターンテーブルのウエハローデ
ィング／ウエハアンローディングゾーンのチャック機構
ａに移送し、一方、前記多関節型ロボットを左側に移
動させ、多関節型ロボットの吸着アームにウエハローデ
ィング用カセットよりウエハを吸着させ、これを仮置台
上に載せ、その間に第２番目のスピンドル軸を下降さ
せて砥石をウエハに押圧し、チャック機構ｂおよびスピ
ンドル軸を回転させてウエハの仕上研削を行い、つい
で、第２番目のスピンドル軸を上昇させ、また、第１
番目のスピンドル軸を下降させて砥石をウエハに押圧
し、チャック機構ｃおよびスピンドル軸を回転させてウ
エハの粗研削を行い、ついで、第１番目のスピンドル軸
を上昇させる。

【００２３】（６）インデックスターンテーブルを１
２０度回転させてチャック機構ｂをウエハローディング
／ウエハアンローディングゾーンに、チャック機構ｃを
仕上研削ゾーンにならびにチャック機構ａを粗研削ゾー
ンに移動し、搬送パッドで仕上研削されたウエハを洗
浄機構に移送し、該ウエハを洗浄した後、多関節型ロボ
ットを右側に移動させて該ロボットのアームに仕上研削
および洗浄されたウエハを吸着させ、これを研磨盤のチ
ャック機構に載せ、研磨パッドをウエハ面に押圧し、チ
ャック機構、研磨パッドを回転させて研磨を行い、研磨
されたウエハの表面を洗浄、乾燥後、多関節型ロボット
の吸着アームにウエハを吸着させ、アンローディング用
カセット内に収納し、ついで、搬送パッドを回動させ
て仮置台上のウエハをインデックスターンテーブルのウ
エハローディング／ウエハアンローディングゾーンのチ
ャック機構ｂに移送し、一方、前記多関節型ロボット
を左側に移動させ、多関節型ロボットの吸着アームにウ
エハローディング用カセットよりウエハを吸着させ、こ
れを仮置台上に載せ、その間に第２番目のスピンドル
軸を下降させて砥石をウエハに押圧し、チャック機構ｃ
およびスピンドル軸を回転させてウエハの仕上研削を行
い、ついで、第２番目のスピンドル軸を上昇させ、ま
た、第１番目のスピンドル軸を下降させて砥石をウエ
ハに押圧し、チャック機構ａおよびスピンドル軸を回転
させてウエハの粗研削を行い、ついで、第１番目のスピ
ンドル軸を上昇させる。

【００２４】（７）インデックスターンテーブルを１
２０度回転させてチャック機構ｃをウエハローディング
／ウエハアンローディングゾーンに、チャック機構ａを
仕上研削ゾーンにならびにチャック機構ｂを粗研削ゾー
ンに移動し、搬送パッドで仕上研削されたウエハを洗
浄機構に移送し、該ウエハを洗浄した後、多関節型ロボ
ットを右側に移動させて該ロボットのアームに仕上研削
および洗浄されたウエハを吸着させ、これをアンローデ
ィング用カセット内に収納し、ついで、搬送パッドを
回動させて仮置台上のウエハをインデックスターンテー
ブルのウエハローディング／ウエハアンローディングゾ
ーンのチャック機構ｃに移送し、一方、前記多関節型
ロボットを左側に移動させ、多関節型ロボットの吸着ア
ームにウエハローディング用カセットよりウエハを吸着
させ、これを仮置台上に載せ、その間に第２番目のス
ピンドル軸を下降させて砥石をウエハに押圧し、チャッ
ク機構ａおよびスピンドル軸を回転させてウエハの仕上
研削を行い、ついで、第２番目のスピンドル軸を上昇さ
せ、また、第１番目のスピンドル軸を下降させて砥石
をウエハに押圧し、チャック機構ｂおよびスピンドル軸
を回転させてウエハの粗研削を行い、ついで、第１番目
のスピンドル軸を上昇させる。

【００２５】（８）以下、インデックスターンテーブル
の回動と、粗研削ウエハの仕上研削、洗浄、ウエハの研
磨、研磨されたウエハのアンローディング用カセット内
の収納、新たなウエハのウエハローディング／ウエハア
ンローディングゾーンのチャック機構への移送、ウエハ
の粗研削の（５）から（７）の工程を繰り返す。研磨盤
によるウエハ研削面の破砕傷の消滅のための研摩工程が
必要でないときは、洗浄機構７で洗浄・乾燥されたウエ
ハを多関節型ロボット５でアンローディング用カセット
２内に搬送し、収納する。

【００２６】一群のウエハの自動研削が終了し、異なっ
た厚みの新たな一群のウエハを研削するときは、新たに
微調整ネジ１６９ａ，１６９ｂで接触子とチャック機構
間の距離をウエハ厚みに応じて調整し、前述の研削砥石
の開始点の位置決めを行う。

【００２７】

【発明の効果】本発明の研削装置における砥石の開始点
位置の決定は、機械的に行うことができるので短い時間
で開始点位置を正確に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 研削装置の上面図である。

【図２】 研削装置のインデックスターンテーブル部分
での断面図である。

【図３】 砥石開始点位置決め機構の断面図である。

【図４】 砥石開始点位置決め機構の側面図である。

【図５】 砥石開始点位置決め機構の上面図である。

【図６】 砥石開始点位置決め機構の下面図である。

【図７】 ロータリーテーブルの斜視図である。

【図８】 別の研削装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 研削装置 ２ カセット ３ 仮置台 ５ 多関節型搬送ロボット ７ 洗浄機構 ８ 搬送パッド ９ インデックスターンテーブル ｗ ウエハ １１ 粗研削砥石 １２ 仕上研削砥石 １５ 研摩盤 １６ 砥石開始点位置決め機構 １６９ａ センサ １６９ｂ 接触子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な軸に鉛直方向に軸承されたウ
   エハチャック機構、該チャック機構の上方に設けられた
   前記軸と同一の軸芯を有するスピンドル軸に軸承された
   砥石、該スピンドル軸の昇降機構を有する研削装置を用
   いてウエハ表面に砥石を押圧し、チャック機構の軸とス
   ピンドル軸の両者を回転させてウエハを研削するに当た
   り、押圧する前の砥石の開始点位置を決める位置決め機
   構であって、 該砥石位置決め機構は、基台に固定されたロータリーテ
   ーブル、該ロータリーテーブルに鉛直方向に軸承された
   回動軸、該回動軸の上方にアームホルダーで水平方向に
   固定されたアームおよび該アームの先端に上側に砥石と
   の接触を感知するセンサを下側にチャック機構と接触す
   る接触子を保持する掴持具、を備えるものであることを
   特徴とする、ウエハ研削装置における砥石開始点位置決
   め機構。
2. 【請求項２】 アームには、掴持具に保持された接触子
   の上下の高さ位置を微調整できる二枚の板バネに接触す
   る調整ネジが設けられている、請求項１に記載のウエハ
   研削装置における砥石開始点位置決め機構。
3. 【請求項３】 （１）ウエハをチャック機構に載せない
   状態で砥石開始点位置決め機構の回動軸を定められた角
   度回動して軸の上方にアームホルダーで水平方向に固定
   されたアームの先端に下側向きに掴持具で保持された接
   触子をチャック機構上の定位置上に移動させ、（２）つ
   いで、スピンドル軸に軸承された砥石を下降させて前記
   掴持具に上側に保持されたセンサに砥石が接触し、セン
   サ下側に設けられた接触子がチャック機構表面に接触し
   た位置を研削開始時の砥石の開始点位置とＣＰＵに記憶
   させることを特徴とする、ウエハ研削装置における砥石
   開始点位置を決める方法。