JP4024961B2 - 研削装置における研削ユニットの原点位置セットアップ方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物を保持する複数個のチャックテーブルを備えた研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハを所定の厚さに形成するために、半導体ウエーハの表面を研削している。このような半導体ウエーハの表面を研削する表面研削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている半導体ウエーハを研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備している。このように複数個のチャックテーブルを具備している研削装置においては、複数個のチャックテーブルに保持された半導体ウエーハを所定の厚さに研削するために複数個のチャックテーブルの高さを均一にして揃える必要がある。
【0003】
各チャックテーブルの高さを均一にするために、研削装置自身が具備する研削ユニットの研削ホイールによって各チャックテーブルの表面を研削して修正している。このチャックテーブルの研削は、例えば、研削ホイールの切り込み深さを調整する送り機構を制御しながら、所定の送り位置まで研削ホイールを備えた研削ユニットを移動させてターンテーブルに装着された全てのチャックテーブルについて実施している。このようにチャックテーブルの修正を行っても、全てのチャックテーブルの高さを同一にすることは困難であり、5μm前後の誤差が生ずるのは止むを得ない。また、研削装置の稼働によって誤差が生じたり拡大したりすることもある。
【0004】
研削ユニットの研削ホイールによって被加工物を所定の厚さに研削するためには、研削ホイールの研削面がチャックテーブルの表面から所定の間隔を有する位置に達するまで研削ユニットを送る必要がある。このためは、チャックテーブルの表面と研削ユニットの関係位置を常に認識しておく必要があり、定期的にまたは任意にチャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触する状態における研削ユニットの原点位置を設定するセットアップが遂行される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述したセットアップは、複数個のチャックテーブルの一つを基準チャックテーブルとして任意に選択し、この任意に選択された一つの基準チャックテーブルについて行っていた。従って、選択された一つの基準チャックテーブルの高さが他のチャックテーブルの高さより低い場合は、他のチャックテーブルとの関係では原点位置が下がることになり、表面高さの高いチャックテーブルに保持されている被加工物を削りすぎたり、研削ホイールがチャックテーブルの表面と接触して装置自体を損傷させるという問題がある。
【0006】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、複数個のチャックテーブルを備えた研削装置において、被加工物の削りすぎを確実に防止することができるセットアップ方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている被加工物を研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備する研削装置において、基準チャックテーブルを設定して研削ユニットの原点位置をセットアップする方法であって、該各チャックテーブルの高さを計測する高さ計測工程と、該高さ計測工程によって得られた計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定する基準チャックテーブル設定工程と、を含み、該基準チャックテーブルのみを該研削位置に位置付けて、該基準チャックテーブルの表面に該研削ホイールの研削面が接触する状態を該研削ユニットの原点位置として設定する、ことを特徴とする研削装置における研削ユニットの原点位置セットアップ方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された研削装置におけるセットアップ用の基準チャックテーブル設定方法および基準チャックテーブル設定装置の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0010】
図1には本発明によるセットアップ用の基準チャックテーブル設定方法および基準チャックテーブル装置を実施する表面研削装置の斜視図が示されている。
研削装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。装置ハウジング2の図1において右上端には、静止支持板4が立設されている。この静止支持板4の内側面には、上下方向に延びる2対の案内レール6、6および案内レール8、8が設けられている。一方の案内レール6、6には荒研削ユニット10が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール8、8には仕上げ研削ユニット12が上下方向に移動可能に装着されている。
【0011】
荒研削ユニット10は、ユニットハウジング101と、該ユニットハウジング101の下端に回転自在に装着され回転駆動機構100によって矢印10aで示す方向に回転せしめられる研削ホイール102と、ユニットハウジング101に装着された支持ブロック103と、該支持ブロック103に複数個の取付けボルト104によって取り付けられた移動基台105とを具備している。移動基台105には被案内レール106、106が設けられており、この被案内レール106、106を上記静止支持板4に設けられた案内レール6、6に移動可能に嵌合することにより、荒研削ユニット10が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における荒研削ユニット10は、上記移動基台105を案内レール6、6に沿って移動させ研削ホイール102の切り込み深さを調整する送り機構11を具備している。送り機構11は、図2に示すように静止支持板4の外側面に平行に上下方向に配設された雄ねじロッド111と、静止支持板4の後側面上部に装着され雄ねじロッド111を回転駆動するためのパルスモータ112と、静止支持板4の外側面上部に装着され雄ねじロッド111の下端部を回転可能に支持する軸受ブロック113と、上記移動基台105に装着され雄ねじロッド111と螺合する雌ねじブロック114を具備しており、パルスモータ112によって雄ねじロッド111を正転および逆転駆動することにより、荒研削ユニット10を上下方向に移動せしめる。なお、上記静止支持板4には、雌ねじブロック114の移動を許容する長穴が形成されている。図示の実施形態においては、荒研削ユニット10即ち研削ホイール102の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段13を具備している。研削ホイール移動量検出手段13は、上記雄ねじロッド111と平行に配設され静止支持板4に固定されたリニヤスケール131と、上記雌ねじブロック114に取り付けられリニヤスケール131の被検出線を検出する検出器132とからなっている。検出器132は、それ自体周知の光電式検出器でよく、上記リニヤスケール131の被検出線(例えば1μm間隔で形成されている)の検出に応じてパルス信号を生成し、このパルス信号を後述する制御手段に送る。
【0012】
図1に戻って説明を続けると、仕上げ研削ユニット12も荒研削ユニット10と同様に構成されており、ユニットハウジング121と、該ユニットハウジング121の下端に回転自在に装着され回転駆動機構120によって矢印12aで示す方向に回転せしめられる研削ホイール122と、ユニットハウジング121に装着された支持ブロック123と、該支持ブロック123に複数個の取付けボルト124によって取り付けられた移動基台125とを具備している。移動基台125には被案内レール126、126が設けられており、この被案内レール126、126を上記静止支持板4に設けられた案内レール8、8に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット12が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における仕上げ研削ユニット12は、上記移動基台125を案内レール8、8に沿って移動させ研削ホイール122の切り込み深さを調整する送り機構14を具備している。この送り機構14は、上記送り手段11と実質的に同じ構成である。また、図示の実施形態においては、仕上げ研削ユニット12即ち研削ホイール112の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段を具備している。この研削ホイール移動量検出手段は、上記荒研削ユニット10の移動量を検出するための研削ホイール移動量検出手段13と実質的に同じ構成である。
【0013】
図示の実施形態における研削装置は、上記静止支持板4の前側において装置ハウジング2の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル20を具備している。このターンテーブル20は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印20aで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル20には、図示の実施形態の場合それぞれ90度の位相角をもって4個のチャックテーブル22が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル22は、例えば特開昭61ー182838号公報に記載されているような、吸気手段によって被加工物を吸引領域221の上面に吸着保持する吸着保持チャックが用いられており、図示しない回転駆動機構によって矢印22aで示す方向に回転せしめられる。なお、チャックテーブル22の吸引領域221は、ポーラスセラミック盤によって形成されている。このようにターンテーブル20に配設された4個のチャックテーブル22は、ターンテーブル20が適宜回転することにより被加工物搬入域A、荒研削加工域B、仕上げ研削加工域C、および被加工物搬出域Dに順次移動せしめられる。
【0014】
図示の研削装置は、被加工物搬入域A側に配設され研削加工前の被加工物である半導体ウエーハをストックする第1のカセット24と、被加工物搬出域D側に配設され研削加工後の被加工物である半導体ウエーハをストックする第2のカセット26と、第1のカセット24と被加工物搬入域Aとの間に設けられた被加工物載置部28と、第2のカセット26と被加工物搬出域Dの間に配設された洗浄手段30と、第1のカセット24内に収納された被加工物である半導体ウエーハを被加工物載置部28に搬出するとともに洗浄手段30で洗浄された半導体ウエーハを第2のカセット26に搬送する被加工物搬送手段32と、被加工物載置部28上に載置された半導体ウエーハを被加工物搬入域Aに位置付けられたチャックテーブル22上に搬送する被加工物搬入手段34と、被加工物搬出域Dに位置付けられたチャックテーブル22上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハを洗浄手段30に搬送する被加工物搬出手段36とを具備している。
【0015】
次に、上述した研削装置の加工処理動作について簡単に説明する。
第1のカセット24に収容された研削加工前の半導体ウエーハは被加工物搬送手段32の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物載置部28に載置される。被加工物載置部28に載置された半導体ウエーハは、被加工物搬入手段34の旋回動作によって被加工物搬入域Aに位置付けられたチャックテーブル22上に載置される。チャックテーブル22上に載置された半導体ウエーハは、図示しない吸気手段によってチャックテーブル22上に吸着保持される。そして、ターンテーブル20を図示しない回転駆動機構によって矢印20aで示す方向に90度回動せしめて、半導体ウエーハを載置したチャックテーブル22を荒研削加工域Bに位置付ける。
【0016】
半導体ウエーハを載置したチャックテーブル22は荒研削加工域Bに位置付けられると図示しない回転駆動機構によって矢印22aで示す方向に回転せしめられ、一方、荒研削ユニット10の研削ホイール102が矢印10aで示す方向に回転せしめられつつ送り機構11によって所定量下降することにより、チャックテーブル22上の半導体ウエーハに荒研削加工が施される。ここで荒研削ユニット10の下降量(送り量)について説明する。荒研削ユニット10の下降量(送り量)を設定するために、後述するセットアップ即ち、基準チャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触する状態における研削ユニットの原点位置が設定されている。この原点位置は、荒研削ユニット10が所定の基準位置から基準チャックテーブルの表面に研削ホイールの研削面が接触するまでのリニヤスケール131に沿って移動する検出器132からのパルス数を検出し、このパルス数が原点位置に対応するパルス数として後述する制御手段のメモリに記憶されている。そして、上記パルス数から被加工物の設計上の厚さに対応するパルス数を減算した値のパルス数が、荒研削ユニット10が所定の基準位置から下降する送り量として設定される。なお、上記荒研削加工域Bにおいて研削加工している間に、被加工物搬入域Aに位置付けられた次のチャックテーブル22上には、上述したように研削加工前の半導体ウエーハが載置される。次に、ターンテーブル20を矢印20aで示す方向に90度回動せしめて、荒研削加工した半導体ウエーハを載置したチャックテーブル22を仕上げ研削加工域Cに位置付ける。なお、このとき被加工物搬入域Aにおいて半導体ウエーハが載置された次のチャックテーブル22は荒研削加工域Bに位置付けられ、次の次のチャックテーブル22が被加工物搬入域Aに位置付けられる。
【0017】
このようにして、仕上げ研削加工域Cおよび荒研削加工域Bに位置付けられたチャックテーブル22上に載置され荒研削加工された半導体ウエーハおよび荒研削加工前の半導体ウエーハは、仕上げ研削ユニット12および荒研削ユニット10によって仕上げ研削加工および荒研削加工が施される。なお、仕上げ研削ユニット12も上述した荒研削ユニット10のセットアップと同様に、セットアップが行われて原点位置が設定されている。次に、ターンテーブル20を矢印20aで示す方向に90度回動せしめて、仕上げ研削加工した半導体ウエーハを載置したチャックテーブル22を被加工物搬出域Dに位置付ける。なお、荒研削加工域Bにおいて荒研削加工された半導体ウエーハを載置したチャックテーブル22は仕上げ研削加工域Cに、被加工物搬入域Aにおいて研削加工前の半導体ウエーハが載置されたチャックテーブル22は荒研削加工域Bにそれぞれ移動せしめられる。
【0018】
被加工物搬出域Dに位置付けられたチャックテーブル22は、ここで仕上げ研削加工された半導体ウエーハの吸着保持を解除する。そして、被加工物搬出域Dに位置付けられたチャックテーブル22上の仕上げ研削加工された半導体ウエーハは、被加工物搬出手段36によって洗浄手段30に搬送され、ここで洗浄される。洗浄手段30によって洗浄された半導体ウエーハ11は、被加工物搬送手段32よって第2のカセット26の所定位置に収納される。
【0019】
以上のように構成された研削装置は、図3に示すようにチャックテーブル22の高さを検出するハイトゲージ40を具備している。このハイトゲージ40は、図示の実施形態においては荒研削加工域Bに位置付けられたチャックテーブル22の高さを検出し、その検出信号を制御手段50に送る。制御手段50は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)や制御プログラムを格納するリードオンリメモリ(ROM)および演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)等を備えている。このように構成された制御手段50は、ハイトゲージ40や上記研削ホイール移動量検出手段13の検出器132およびセットアップスイッチ51等からの検出信号を入力し、制御信号を上記パルスモータ112や上記ターンテーブル20およびチャックテーブル22の回転駆動機構に制御信号を出力するとともに、ハイトゲージ40からの検出値等を表示手段52に出力する。また、制御手段50は上記洗浄手段30、被加工物搬送手段32、被加工物搬入手段34、被加工物搬出手段36にも制御信号を出力する。
【0020】
次に、上述した研削装置において、原点位置を設定するセットアップ方法について説明する。
先ず、セットアップスイッチ51がONされると、ターンテーブル20に配設された4個のチャックテーブル22を順次荒研削加工域Bに位置付け、ハイトゲージ40によってそれぞれの高さを計測する。この計測結果は制御手段50に送られ、制御手段50のランダムアクセスメモリ(RAM)の第1の記憶領域に一時格納されるとともに、表示手段52に表示される。
次に、制御手段50は、4個のチャックテーブル22の計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルをランダムアクセスメモリ(RAM)の第2の記憶領域に一時格納されるとともに、表示手段52に表示する。なお、オペレータが表示手段52に表示された4個のチャックテーブル22の計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定してもよい。
このようにして、基準チャックテーブルを設定したならば、この基準チャックテーブル20を荒研削加工域Bに位置付ける。次に、送り機構11のパルスモータ112を駆動して荒研削ユニット10を徐々に下降していく。そして、荒研削ユニット10に移動が所定の基準位置から研削ホイール102の研削面(下面)が基準チャックテーブルの表面に接触するまでのリニヤスケール131に沿って移動する検出器132からのパルス数を検出し、このパルス数が原点位置に対応するパルス数として制御手段50のランダムアクセスメモリ(RAM)の第3の記憶領域に格納される。
【0021】
なお、上述した例においては、原点位置に対応するパルス数を設定する際に、研削ホイール102の研削面(下面)が基準チャックテーブルの表面に接触させたが、研削ホイール102をチャックテーブルに直接接触させると、両者を損傷させる虞がある。そこで、図2に示すように基準チャックテーブル20の表面に所定の厚さを有する接触感知センサ(例えば、AEセンサ:acoustic emissioncensor)53を載置し、荒研削ユニット10を徐々に下降していき、荒研削ユニット10に移動が所定の基準位置から研削ホイール102の研削面(下面)が接触感知センサ53に接触するまでのリニヤスケール131に沿って移動する検出器132からのパルス数を検出して、このパルス数を制御手段50のランダムアクセスメモリ(RAM)の第4の記憶領域に格納する。次に、制御手段50は、第4の記憶領域に格納したパルス数に上記接触感知センサ53の厚さに対応するリニヤスケール131上のパルス数を加算した値のパルス数が原点位置に対応するパルス数として制御手段50のランダムアクセスメモリ(RAM)の第5の記憶領域に格納する。
【0022】
以上、荒研削ユニット10についてのセットアップについて説明したが、図示の研削装置のように仕上げ研削ユニット12を備えたものにおいては、仕上げ研削ユニット12についても上記のように設定された基準チャックテーブル22を用いて上述したセットアップを実行する。
【0023】
以上のように、原点位置を設定するセットアップに際しては、複数個のチャックテーブル22のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルによって原点位置が設定されるので、他のチャックテーブルに保持された被加工物を削りすぎるとはないとともに、研削ホイールがチャックテーブルと接触することによる損傷を確実に防止できる。なお、全てのチャックテーブルについてセットアップを実行してそれぞれ原点位置を検出し、その中から一番高い値の原点位置を基準値として設定することも考えられるが、セットアップ作業は上述したように研削ユニットを徐々に下降して慎重に遂行されるので、相当の時間を要し効率が悪い。しかるに、本発明によれば、複数個のチャックテーブル22のうち一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定し、この基準チャックテーブルについてだけセットアップ作業を実行すればよいので、短時間で効率よくセットアップ作業を行うことができる。
【0024】
以上、本発明を図示の研削装置に適用した例を示したが、本発明は図示形態の研削装置のみに限定されるものではなく、例えばチャックテーブルを3個備えた研削装置、研削ユニットが1個のみの研削装置にも広く適用することができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係る研削装置におけるセットアップ方法は、以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【0026】
即ち、本発明によれば、ターンテーブルに配設された複数個のチャックテーブルの高さを計測し、一番高い値のチャックテーブルをセットアップ用の基準チャックテーブルとして設定するので、他のチャックテーブルに保持された被加工物を削りすぎることはないとともに、研削ホイールがチャックテーブルと接触することによる損傷を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する表面研削装置の斜視図。
【図2】図1に示す表面研削装置の要部側面図。
【図3】図1に示す表面研削装置に装備される制御回路の概略構成図。
【符号の説明】
2:装置ハウジング
4:静止支持板4
6:案内レール
8:案内レール
10:荒研削ユニット
101:ユニットハウジング
102:研削ホイール
103:支持ブロック
105:移動基台
106:被案内レール
11:送り機構
111:雄ねじロッド
112:パルスモータ
113:軸受ブロック
13:研削ホイール移動量検出手段
131:リニヤスケール
132:検出器
12:仕上げ研削ユニット
121:ユニットハウジング
122:研削ホイール
123:支持ブロック
125:移動基台
126:被案内レール
14:送り機構
20:ターンテーブル
22:チャックテーブル
24:第1のカセット
26:第2のカセット
28:被加工物載置部
30:洗浄手段
32:被加工物搬送手段
34:被加工物搬入手段
36:被加工物搬出手段
40:ハイトゲージ
50:制御手段
51:セットアップスイッチ
52:表示手段
53:接触感知センサ
Claims (1)
- 被加工物を保持する複数個のチャックテーブルと、該複数個のチャックテーブルを配設し各チャックテーブルを所定の研削位置に位置付けるターンテーブルと、該研削位置に位置付けられた該チャックテーブルに保持されている被加工物を研削するための研削ホイールを備えた研削ユニットと、該研削ユニットを切り込み方向に移動せしめる送り機構とを具備する研削装置において、基準チャックテーブルを設定して研削ユニットの原点位置をセットアップする方法であって、
該各チャックテーブルの高さを計測する高さ計測工程と、
該高さ計測工程によって得られた計測値のうち、一番高い値のチャックテーブルを基準チャックテーブルとして設定する基準チャックテーブル設定工程と、を含み、
該基準チャックテーブルのみを該研削位置に位置付けて、該基準チャックテーブルの表面に該研削ホイールの研削面が接触する状態を該研削ユニットの原点位置として設定する、
ことを特徴とする研削装置における研削ユニットの原点位置セットアップ方法。
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