JP7328104B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、研削装置に関する。

特許文献１、２に開示のように、砥石を用いてウェーハを研削する研削装置は、チャックテーブルに保持された研削加工後のウェーハの上面を搬送パッドを用いて吸引保持して、搬送パッドを上昇させることによりウェーハをチャックテーブルから離間させてから、スピンナテーブルに搬送して洗浄して、カセットに収納している。ウェーハを搬送する搬送手段は、ウェーハを保持する搬送パッドが吊持されたアームと、アームを上下方向に移動させる上下手段とを備えている。上下手段は搬送パッドの下面がウェーハの上面に接触するようにアームの高さ位置を調整している。

ウェーハを保持する保持面を有するポーラス板を備えたチャックテーブルにおいては、その保持面の内部にウェーハの研削時に生じた研削屑が進入して保持面の吸引力が低下することがある。そのため、砥石を用いて保持面を研削するいわゆるセルフグラインドを定期的に実施して新たな保持面を露出させることにより、保持面の吸引力を復活させている。
ウェーハの研削加工はウェーハの厚みを測定しながら、予め設定した厚みになるまで実施される。ウェーハの厚みの測定においては、ハイトゲージを用いて保持面の高さと保持面に保持されたウェーハの上面の高さとをそれぞれ測定して、測定された値の差をウェーハの厚みとして算出している。

特開２００８－０７３７８５号公報 特開２０１５－０３９７５５号公報

上記のようにチャックテーブルの保持面のセルフグラインドをした後は保持面の高さが下がるため、上下手段を用いて予定されていた高さ位置に搬送パッドを下降させても搬送パッドの下面をウェーハの上面に接触させることができない場合がある。
また、ハイトゲージが故障した場合、研削装置に認識されたウェーハの厚みとチャックテーブルに保持され研削加工されたウェーハの実際の厚みとが異なってしまうおそれがある。
したがって、研削装置の搬送手段においては、セルフグラインド後に搬送パッドを用いてウェーハを吸引保持すること、また、予め設定した厚みとは異なる厚みで研削された事を検知するために研削されたウェーハの厚みを知ることという解決すべき課題がある。

本発明は、保持面にウェーハを保持するチャックテーブルと、砥石を用いて該保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持されているウェーハの上面を吸引保持して該保持面からウェーハを搬出させる搬出手段と、を備える研削装置であって、該搬出手段は、該ウェーハの上面を吸引保持する吸引面を下面に有するパッドと、該パッドを上下自在に吊持するアームと、該アームを該吸引面に垂直な方向に移動させる上下手段と、該アームと該パッドとが近づいたことを検知する接近検知部と、該上下手段は、該アームの高さを認識する高さ認識部を備え、該上下手段を用いて該アームを下降させて該パッドの下面が該保持面に接触してからさらに該アームを下降させ、該アームと該パッドとが所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときの該アームの高さを該チャックテーブルに保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さとして設定する高さ設定部を備える研削装置である。
上記の研削装置は、該砥石を用いて研削されたウェーハが予め設定された厚みか否かを判断する判断手段を備え、該判断手段は、該上下手段を用いてアームを下降させて該吸引面を該保持面に接触させて、さらに該アームを下降させて該アームと該パッドとが所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときに該高さ認識部によって認識された該アームの高さを記憶する保持面高さ記憶部と、該上下手段を用いて該アームを下降させて該吸引面を該保持面の保持されたウェーハの上面に接触させて、さらに該アームを下降させて該アームと該パッドとが所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときに該高さ認識部によって認識された該アームの高さをウェーハの上面高さとして、該ウェーハ上面高さから該保持面高さ記憶部に記憶されている該保持面高さを差し引き、ウェーハの厚みとして算出する厚み算出部と、該厚み算出部によって算出された厚みが、予め設定された厚み許容範囲に入っているか否かを判断する判断部と、を備えていることが望ましい。
上記の研削装置の該上下手段は、該アームを、最上位位置から該高さ設定部に設定された高さ位置より所定距離上の高さ位置まで高速で下降させ、該高さ設定部に設定された高さ位置より所定距離上の高さ位置から該高さ設定部に設定された高さ位置まで低速で下降させることが望ましい。

保持面にウェーハが載置されていない状態で保持面にパッドの下面を押し下げていった際にアームとパッドとが上下方向に所定距離近づいたことを接近検知部が検知したときにアームの高さ位置として予め設定した高さまで、ウェーハが保持面に載置されている状態でアームを下降させることによって、ウェーハの上面にパッドの下面を確実に接触させることができ、ウェーハをパッドに吸引保持することができる。
研削加工後のウェーハの上面の高さを測定するとともに、測定されたウェーハの上面の高さから、保持面高さ記憶部に記憶されている保持面の高さを差し引いてウェーハの厚みとして算出することができる。これにより、例えば厚み測定手段の保持面ハイトゲージや上面ハイトゲージ等が故障した際に、予め設定した厚みとは異なる厚みにウェーハが研削されたことを知ることができる。
加えて、アームを下降させる際に、アームの最上位位置から、例えばウェーハの上面から僅かに上にパッドの下面が位置付けられるときのアームの高さ位置まで、アームを高速で下降させるため、この間のアームの上下移動に要する時間を短縮でき、ウェーハの研削加工にかかる時間的コストを削減できる。
そして、ウェーハの上面から僅かに上にパッドの下面が位置付けられるときのアームの高さ位置から、高さ設定部に設定された高さ位置まで、アームを比較的低速で下降させるため、ウェーハがパッドの下面と保持面とに挟まれて上下方向から押圧されるときに、ウェーハが破損するのを防止できる。

研削装置の全体を表す斜視図である。 搬出手段とチャックテーブルとを側方から見た断面図である。 搬出手段を用いてチャックテーブルの保持面の高さを記憶する様子を側方から見た断面図である。 搬出手段を用いてウェーハの厚みの測定、及びウェーハの搬出を行う様子を側方から見た断面図である。

１ 研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、砥石３４０を用いてウェーハＷを研削する研削装置である。以下、研削装置の構成について説明する。

図１に示すように、研削装置１は、Ｙ軸方向に延設されたベース１０と、ベース１０の＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とを備えている。
ベース１０の上における＋Ｙ方向側の領域はウェーハＷの搬入出が行われる搬入出領域Ａとなっており、ベース１０の上における－Ｙ方向側の領域はウェーハＷの研削加工が行われる研削領域Ｂとなっている。

ベース１０の上には、チャックテーブル２が配設されている。チャックテーブル２は円板状の吸引部２０と吸引部２０を支持する環状の枠体２１とを備えている。吸引部２０の上面はウェーハＷが保持される保持面２０ａとなっている。保持面２０ａと枠体２１の上面２１ａとは面一となっている。
保持面２０ａには図示しない吸引手段等が接続されている。保持面２０ａにウェーハＷが載置されている状態で、図示しない吸引手段等を用いて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が保持面２０ａに伝達されて、保持面２０ａにウェーハＷが吸引保持されることとなる。

チャックテーブル２は、図示しない回転手段等により、チャックテーブル２の中心を通るＺ軸方向の回転軸２５を軸にして回転可能である。

ベース１０の内部には、チャックテーブル２をＹ軸方向に水平移動させる水平移動手段が配設されている。
また、チャックテーブル２の周囲にはカバー２７及びカバー２７に伸縮自在に連結された蛇腹２８が配設されている。例えば、水平移動手段等によってチャックテーブル２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７がチャックテーブル２と共にＹ軸方向に移動して蛇腹２８が伸縮することとなる。

ベース１０の上には、例えば厚み測定手段１００が配設されている。厚み測定手段１００は、保持面ハイトゲージ１０１を備えている。例えば保持面ハイトゲージ１０１のプローブを枠体２１の上面２１ａの上に接触させることにより、枠体２１の上面２１ａに面一な吸引部２０の保持面２０ａの高さを測定することができる。
厚み測定手段１００は、上面ハイトゲージ１０２を備えている。例えば保持面２０ａにウェーハＷが保持されている状態で、上面ハイトゲージ１０２のプローブをウェーハＷの上面Ｗａに接触させることにより、ウェーハＷの上面Ｗａの高さを測定することができる。
保持面ハイトゲージ１０１により測定された保持面２０ａの高さと、上面ハイトゲージ１０２により測定されたウェーハＷの上面Ｗａの高さとを図示しない厚み算出手段により差し引くことによってウェーハＷの厚みを算出することができる。

コラム１１の－Ｙ方向側の側面には、研削手段３を昇降可能に支持する研削送り手段４が配設されている。研削手段３は、Ｚ軸方向の回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、回転軸３５を軸にしてスピンドル３０を回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０の下端に接続された円環状のマウント３３と、マウント３３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３４とを備えている。
研削ホイール３４は、ホイール基台３４１と、ホイール基台３４１の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の砥石３４０とを備えており、砥石３４０の下面はウェーハＷを研削する研削面３４０ａとなっている。

研削送り手段４は、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、回転軸４５を軸にしてボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され研削手段３を支持するホルダ４４とを備えている。

Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、ボールネジ４０が回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ４４に保持されている研削手段３がＺ軸方向に移動することとなる。

ベース１０の－Ｙ方向側には、カセット載置部１２が設けられている。
カセット載置部１２には、カセット７０が載置されている。カセット７０には、研削加工前のウェーハＷが収容されている。また、カセット７０には、研削加工後のウェーハＷを収容することができる。

カセット７０の＋Ｙ方向側には、ロボット７１が配設されている。ロボット７１は、ロボットハンド７１０とロボットハンド７１０を旋回可能に支持する軸部７１１とを備えている。ロボットハンド７１０を用いてカセット７０に収容されているウェーハＷをカセット７０から取り出して、軸部７１１を軸にしてロボットハンド７１０を旋回させることにより、ウェーハＷを搬送することができる。

ロボットハンド７１０の可動域における＋Ｘ方向側には、研削加工前のウェーハＷが仮置きされる仮置き領域１３が配設されており、同ロボットハンド７１０の可動域における－Ｘ方向側には、研削加工後のウェーハＷを洗浄する洗浄領域１４が設けられている。

仮置き領域１３には、位置合わせ手段７２が配設されている。カセット７０から搬出されて仮置き領域１３に載置されたウェーハＷは、位置合わせ手段７２によって所定の位置に位置合わせされることとなる。

洗浄領域１４には、スピンナ洗浄手段７３が配設されている。スピンナ洗浄手段７３は、ウェーハＷを保持して回転するスピンナテーブル７３０と、スピンナテーブル７３０に保持されたウェーハＷに向けて洗浄水を噴出する洗浄水供給ノズル７３１とを備えている。
スピンナテーブル７３０に研削加工後のウェーハＷが載置されている状態で、洗浄水供給ノズル７３１から洗浄水を供給することによりウェーハＷを洗浄することができる。

仮置き領域１３に隣接する位置には、位置合わせ手段７２によって位置合わせされたウェーハＷをチャックテーブル２に搬入する搬入手段７４が配設されている。搬入手段７４はウェーハＷを吸引保持する搬入パッド７４０と、搬入パッド７４０に端部が連結された搬入アーム７４１と、搬入パッド７４０に連結されていない側の端部に連結され搬入アーム７４１を旋回可能に支持する軸部７４２とを備えている。
軸部７４２は、図示しない回転手段等により駆動されてＺ軸方向の回転軸７４５を軸にして回転可能となっている。軸部７４２が回転することによって、搬入アーム７４１及び搬入パッド７４０が、搬入出領域Ａと研削領域Ｂとの間を旋回移動することとなる。
搬入パッド７４０にウェーハＷが吸引保持されている状態で、軸部７４２が回転すると、搬入アーム７４１及び搬入アーム７４１に連結されている搬入パッド７４０が回転軸７４５を軸に旋回して、ウェーハＷをチャックテーブル２の保持面２０ａに搬入することができる。

搬入手段７４の－Ｘ方向側の近傍には、搬出手段５が配設されている。
搬出手段５は、円板状のパッド５０及びパッド５０を上下自在に吊持するアーム５１を備えている。アーム５１の端部５１ａには、Ｚ軸方向の回転軸５５を有する筒状の軸部５１０が連結されている。例えば、軸部５１０には、回転軸５５を軸にして軸部５１０を回転させる図示しない回転手段等が接続されている。

アーム５１の軸部５１０に連結されていない側の端部５１ｂには、環状部材５２が連結されている。環状部材５２には、例えば３つの貫通孔５２０が円周上に等間隔に貫通形成されている。図１においては１つの貫通孔５２０のみが図示されており、他の２つの貫通孔５２０は省略されている。

図２に示すように、パッド５０は、多数の細孔を有する吸引部５００と吸引部５００を支持する枠体５０１とを備えている。吸引部５００の下面は、ウェーハＷの上面Ｗａを吸引保持する吸引面５００ｂとなっている。パッド５０の下面５０ｂは、吸引部５００の吸引面５００ｂと、吸引面５００ｂに面一な枠体５０１の下面５０１ｂとを有している。

搬出手段５は、環状部材５２の貫通孔５２０の数に対応する数（例えば３つであり、図２においては２つが示されている）の吊持部５６を備えている。吊持部５６は、パッド５０と環状部材５２とを連結する機能を有している。
吊持部５６は、貫通孔５２０の直径よりも僅かに小さな直径を有する軸部５６０と、軸部５６０の上端に形成されたツバ部５６１とを備えている。
軸部５６０は、それぞれの貫通孔５２０に貫通して遊嵌しており、軸部５６０の下端はパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに連結されている。吊持部５６は、例えばストリッパボルト等であり、例えばパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに形成されている図示しないネジ穴に、軸部５６０の下部に形成されている図示しないネジ切りが螺合して、吊持部５６がパッド５０に締結されているものとする。
ツバ部６１は、貫通孔５２０よりも大径に形成されており、吊持部５６の下降範囲を制限している。

吊持部５６の軸部５６０の周りにはバネ５６２が巻きつけられている。バネ５６２の上端５６２ａは環状部材５２の下面５２ｂに接触しており、バネ５６２の下端５６２ｂはパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに接触している。

図示しない回転手段等により軸部５１０が回転軸５５を軸にして回転すると、アーム５１、アーム５１に連結されている環状部材５２、及び環状部材５２に吊持部５６を介して連結されているパッド５０が、回転軸５５を軸にして一体的に旋回することとなる。

搬出手段５は配管５７を備えている。配管５７は、例えばパッド５０の枠体５０１を貫通するように配設され、その下端が吸引部５００に接続されている。配管５７は、分岐点ａにおいてエア流路５８１と吸引路５９１とに分岐している。
吸引部５００は、配管５７及びエア流路５８１を通じてエア供給源５８に接続されている。エア流路５８１には、エア供給源５８と吸引部５００との連通状態を切り替えるエアバルブ５８０が配設されている。
また、吸引部５００は、配管５７及び吸引路５９１を通じて吸引源５９に接続されている。吸引路５９１には、吸引源５９と吸引部５００との連通状態を切り替える吸引バルブ５９０が配設されている。

例えば、吸引部５００の吸引面５００ｂにウェーハＷの上面Ｗａが接触している状態で、吸引バルブ５９０を開くとともに吸引源５９を作動させて吸引力を発揮させることにより、生み出された吸引力が吸引路５９１及び配管５７を通じて吸引部５００の吸引面５００ｂに伝達されて、吸引部５００の吸引面５００ｂにウェーハＷを吸引保持されることとなる。

また、例えば、ウェーハＷの研削加工によって生じた研削屑等がパッド５０の吸引部５００の吸引面５００ｂに付着したり、加工屑等が吸引部５００の多数の細孔の内部に入り込んだりすると、吸引部５００が詰まってしまい、吸引部５００に作用する吸引力が損なわれていく。そこで、例えばウェーハＷの研削加工後等には、パッド５０の吸引面５００ｂにウェーハＷが吸引保持されていない状態で、エアバルブ５８０を開くとともにエア供給源５８を作動させて、エア流路５８１及び配管５７を通じて吸引部５００にエアを供給し、吸引面５００ｂからエアを噴出して、吸引部５００の内部及び吸引面５００ｂの洗浄を行うこととなる。

搬出手段５は、上下手段６を備えている。上下手段６は、Ｚ軸方向の回転軸６５を有するボールネジ６０と、ボールネジ６０に螺合され軸部５１０に連結されているナット部６６と、ボールネジ６０に対して平行に配設された一対のガイドレール６１と、ボールネジ６０の上端に配設され回転軸６５を軸にしてボールネジ６０を回転させるモータ６２とを備えている。モータ６２を用いて、回転軸６５を軸にしてボールネジ６０を回転させることにより、軸部５１０及びアーム５１を吸引面５００ｂに垂直な方向（Ｚ軸方向）に昇降移動させることができる。

例えば、ウェーハＷが保持面２０ａに載置されているチャックテーブル２が搬出手段５の下方に位置付けられている状態で、上下手段６を用いてアーム５１を－Ｚ方向に下降させることにより、アーム５１に吊持されているパッド５０を下降させて、その下面５０ｂをウェーハＷの上面Ｗａに接触させることができる。
また、パッド５０の下面５０ｂがウェーハＷ等に接触している状態で、さらに、上下手段６を用いてアーム５１を－Ｚ方向に下降させると、パッド５０の吸引部５００の吸引面５００ｂによってウェーハＷ等が－Ｚ方向に押され、その押力の反作用の力として、パッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷ等から＋Ｚ方向の押力を受ける。これにより、パッド５０と吊持部５６とが一体的に＋Ｚ方向に上昇して、ツバ部５６１が環状部材５２の上面５２ａの上方に浮き上がった状態になるとともに、バネ５６２がパッド５０とアーム５１との間で収縮することとなる。

上下手段６は、アーム５１を、高さ設定部９において設定された高さ位置から所定距離上の高さ位置まで低速で移動させて、該設定された高さから所定距離上の高さ位置から最上位位置まで高速で移動させる機能を有している。
高さ設定部９において設定された高さ位置から所定距離上の高さ位置は、例えば、保持面２０ａに保持されたウェーハＷの上面Ｗａから僅かに上にパッド５０の下面５０ｂが位置付けられているときのアーム５１の高さ位置等とする。

上下手段６は高さ認識部６３を備えている。高さ認識部６３は、例えばエンコーダ等であり、モータ６２の上に取り付けられている。
高さ認識部６３は、上記のエンコーダのかわりに、例えばガイドレール６１に配設された図示しないスケール及び読み取り部を備えるものであってもよい。

搬出手段５は、投受光センサ５３を備えている。投受光センサ５３は、アーム５１またはパッド５０に配設される。投受光センサ５３は、例えばアーム５１に連結されている環状部材５２の下面５２ｂに配設されている。投受光センサ５３は、光を投光する投光部５３０と、投光部５３０に対向配置され投光部５３０から投光された光を受光する受光部５３１とを備えている。

搬出手段５は、遮光性を有する板状のドグ５４を備えている。ドグ５４は、例えばパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに、投受光センサ５３に向かい合うように配設されている。

搬出手段５における投受光センサ５３とドグ５４との位置関係は、図示の例に限定されない。例えば、投受光センサ５３がパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに配設されており、ドグ５４がアーム５１に有する環状部材５２の下面５２ｂに、投受光センサ５３に向かい合うように配設されていてもよい。

例えば、保持面２０ａ等にパッド５０の下面５０ｂが接触している状態で、上下手段６に駆動されてアーム５１が－Ｚ方向へと下降すると、アーム５１に吊持されているパッド５０が保持面２０ａ等から＋Ｚ方向への押力を受けて＋Ｚ方向へと上昇していき、パッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに立設されているドグ５４が、アーム５１に対して＋Ｚ方向へと上昇する。
これにより、ドグ５４の上端５４ａが投受光センサ５３の投光部５３０と受光部５３１とを結ぶ直線状の光軸Ｌの高さ位置まで上昇すると、ドグ５４により光軸Ｌが遮られる。
投受光センサ５３の光軸Ｌがドグ５４によって遮られて、受光部５３１が投光部５３０からの光を受光しなくなると、投受光センサ５３から高さ認識部６３に電気信号が送信されて、そのときのアーム５１の高さが高さ認識部６３において認識されることとなる。
このように、投受光センサ５３及びドグ５４は、パッド５０とアーム５１とが上下方向であるＺ軸方向に近づいたことを検知する接近検知部を構成している。

研削装置１は、高さ設定部９を備えている。高さ設定部９は、例えば、保持面２０ａにウェーハＷ等が保持されていない状態で、上記のように上下手段６を用いてアーム５１を－Ｚ方向に下降させることにより、ドグ５４が光軸Ｌを遮ったときのアーム５１の高さを、チャックテーブル２に保持されたウェーハＷをパッド５０に吸引保持するときのアーム５１の高さとして設定することができる。

研削装置１は、砥石３４０を用いて研削されたウェーハＷが予め設定された厚みか否かを判断する判断手段８を備えている。判断手段８は、例えばＣＰＵ、メモリ等を有している。

判断手段８は、保持面高さ記憶部８０を備えている。保持面高さ記憶部８０は、上下手段６を用いてアーム５１を下降させることにより吸引面５００ｂを保持面２０ａに接触させてから、さらにアーム５１を下降させることにより、ドグ５４が光軸Ｌを遮ったときに高さ認識部６３によって認識されたアーム５１の高さを記憶することができる。

判断手段８は、厚み算出部８１を備えている。
例えば、上下手段６を用いてアーム５１を下降させることにより、パッド５０の吸引面５００ｂが保持面２０ａに保持されたウェーハＷの上面Ｗａに接触する。パッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａに接触してから、さらにアーム５１を下降させることにより、光軸Ｌをドグ５４が遮ると、そのときのアーム５１の高さが、ウェーハＷの上面Ｗａの高さとして高さ認識部６３によって認識される。厚み算出部８１は、ウェーハＷの上面Ｗａの高さから保持面高さ記憶部８０に記憶されている保持面２０ａの高さを差し引き、ウェーハＷの厚みとして算出することができる。

判断手段８は、判断部８２を備えている。判断部８２は、厚み算出部８１によって算出された厚みが予め設定された厚み許容範囲に入っているか否かを判断することができる。

２ 研削装置の動作
以下、上記の研削装置１を用いてウェーハＷを研削加工する際の研削装置１の動作について説明する。

まず、図１に示すように、予め、チャックテーブル２にウェーハＷが吸引保持されていない状態で、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル２を－Ｙ方向に移動させて搬出手段５の下方に位置付ける。そして、上下手段６を用いてアーム５１を－Ｚ方向に下降させることにより、図３に示すように、パッド５０の吸引面５００ｂをチャックテーブル２の保持面２０ａに接触させる。

吸引面５００ｂと保持面２０ａとが接触している状態で、さらにアーム５１を－Ｚ方向に下降させていく。これにより、吸引面５００ｂが保持面２０ａから＋Ｚ方向の押力を受けて、パッド５０、吊持部５６、及びパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに配設されているドグ５４がアーム５１に対して＋Ｚ方向に上昇していく。
ドグ５４がアーム５１に対して上昇していき、図３に示すようにドグ５４の上端５４ａの高さ位置が投受光センサ５３の光軸Ｌの高さ位置に一致すると、ドグ５４によって光軸Ｌが遮られる。ドグ５４に光軸Ｌが遮られて投光部３５０から投光された光が受光部３５１に受光されなくなると、そのときのアーム５１の高さが、高さ認識部６３において認識される。このようにして、パッド５０とアーム５１とがＺ軸方向に所定距離近づいたことが、投受光センサ５３とドグ５４とからなる接近検知部によって検知される。

高さ認識部６３に認識されたアーム５１の高さは、高さ設定部９において、チャックテーブル２の保持面２０ａに保持されたウェーハＷをパッド５０に吸引保持するときのアーム５１の高さとして予め設定される。
このように、パッド５０の吸引面５００ｂを保持面２０ａに接触させさらにアームを下降させてからアーム５１の高さを設定することにより、セルフグラインドにより保持面２０ａの高さが低くなった場合においても、ウェーハＷを確実に保持することが可能となる。

また、高さ認識部６３において認識されたアーム５１の高さは保持面高さ記憶部８０において、保持面２０ａの高さとして記憶される。
保持面高さ記憶部８０に記憶された保持面２０ａの高さは、厚み算出部８１に例えば電気信号として送信される。

上記のように保持面２０ａの高さを記憶した後、図１に示したロボット７１を用いてカセット７０に収容されているウェーハＷを一枚取り出して、仮置き領域１３に載置する。仮置き領域１３に載置されたウェーハＷは、位置合わせ手段７２によって所定の位置に位置合わせされる。

次に、仮置き領域１３において位置合わせがなされたウェーハＷを搬入手段７４の搬入パッド７４０を用いて保持して、軸部７４２を軸に搬入アーム７４１及び搬入パッド７４０を旋回させることにより、搬入パッド７４０に保持されているウェーハＷを仮置き領域１３からチャックテーブル２の保持面２０ａに移動する。

保持面２０ａにウェーハＷが載置されている状態で、保持面２０ａに接続されている図示しない吸引手段を用いて吸引力を発揮させる。これにより、生み出された吸引力が保持面２０ａに伝達されて、ウェーハＷが保持面２０ａに吸引保持される。

保持面２０ａにウェーハＷが吸引保持されている状態で、図示しない水平移動手段を用いてチャックテーブル２を＋Ｙ方向に移動させて、チャックテーブル２及びチャックテーブル２の保持面２０ａに吸引保持されているウェーハＷを研削手段３の下方に位置付ける。

チャックテーブル２及びチャックテーブル２の保持面２０ａに吸引保持されているウェーハＷが研削手段３の下方に位置付けられている状態で、図示しない回転手段等を用いて回転軸２５を軸にしてチャックテーブル２を回転させる。これにより、保持面２０ａに吸引保持されているウェーハＷが回転軸２５を軸にして回転する。

さらに、スピンドルモータ３２を用いて、回転軸３５を軸にスピンドル３０を回転させる。これにより、回転軸３５を軸にして砥石３４０が回転する。

保持面２０ａに吸引保持されているウェーハＷが回転軸２５を軸にして回転しており、回転軸３５を軸にして砥石３４０が回転している状態で、研削送り手段４を用いて、砥石３４０を－Ｚ方向に下降させる。

研削送り手段４に駆動されて砥石３４０が－Ｚ方向に移動していくと、砥石３４０の研削面３４０ａが保持面２０ａに保持されているウェーハＷの上面Ｗａに当接する。砥石３４０の研削面３４０ａがウェーハＷの上面Ｗａに当接している状態で、研削送り手段４を用いて、さらに砥石３４０を－Ｚ方向に下降させることによってウェーハＷの上面Ｗａが研削される。

ウェーハＷの研削加工中には、厚み測定手段１００においてウェーハＷの厚みを測定する。具体的には、保持面ハイトゲージ１０１を枠体２１の上面２１ａに、上面ハイトゲージ１０２をウェーハＷの上面Ｗａにそれぞれ接触させて、両者の高さの差をウェーハＷの厚みとして算出する。
研削加工により、ウェーハＷの厚みが所定の厚みになったら、研削送り手段４を用いて砥石３４０を＋Ｚ方向に上昇させて、砥石３４０をウェーハＷの上面Ｗａから離間させるとともに、図示しない回転手段等を制御してチャックテーブル２の回転を停止させる。

次いで、図示しない水平移動手段等を用いてチャックテーブル２及びチャックテーブル２の保持面２０ａに保持されているウェーハＷを－Ｙ方向に移動させて、保持面２０ａに保持されているウェーハＷを搬出手段５のパッド５０の可動域に位置付ける。

そして、図４に示すように、上下手段６を用いてアーム５１を予め高さ設定部９に設定された高さ位置まで－Ｚ方向に下降させる。

アーム５１を予め高さ設定部９に設定された高さ位置まで下降させる際には、まず、アーム５１の最上位位置から、高さ設定部９に設定された高さ位置より所定の距離上の高さ位置、すなわち、例えばパッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａから僅かに上に位置付けられるときのアーム５１の高さ位置まで、アーム５１を高速で－Ｚ方向に移動させる。
そして、パッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａから僅かに上に位置付けられるときのアーム５１の高さ位置から、高さ設定部９に設定された高さ位置まで、アーム５１を比較的低速で－Ｚ方向に移動させる。そうすると、やがて、パッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａに接触する。

上記のようにパッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａに接触してからもなお、アーム５１を下降させていくと、吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａから＋Ｚ方向の押力を受けて、パッド５０、吊持部５６、及びパッド５０の枠体５０１の上面５０１ａに配設されているドグ５４がアーム５１に対して＋Ｚ方向に上昇していく。
ドグ５４がアーム５１に対して所定の高さ上昇すると、ドグ５４により投受光センサ５３の光軸Ｌが遮られる。光軸Ｌが遮られて、投光部３５０から投光された光が受光部３５１に受光されなくなると、高さ認識部６３においてそのときのアーム５１の高さが認識される。そして、このときのアーム５１の高さも、図示しない記憶部に記憶させておくことが望ましい。このようにして、パッド５０とアーム５１とがＺ軸方向に所定距離近づいたことが、投受光センサ５３とドグ５４とからなる接近検知部によって検知される。

高さ認識部６３において認識されたアーム５１の高さは、ウェーハＷの上面Ｗａの高さとして厚み算出部８１に送信される。そして、厚み算出部８１により、ウェーハＷの上面Ｗａの高さとして受信したアーム５１の高さから、ウェーハＷの研削加工前に予め受信した保持面２０ａの高さとしてのアーム５１の高さを差し引いて、ウェーハＷの厚みが算出される。

さらに、厚み算出部８１において算出されたウェーハＷの厚みが予め設定された厚みの許容範囲に入っているか否かが判断部８２において判断される。

判断部８２において、厚み算出部８１により算出された厚みが予め設定された厚みの許容範囲に入っていると判断された場合にはウェーハＷを搬出する。

ウェーハＷの搬出の際には、まず、チャックテーブル２に接続されている図示しない吸引手段を停止させて、保持面２０ａに作用している吸引力を除去する。

そして、上下手段６を用いてアーム５１を予め設定された高さ位置まで下降させる。ここで、予め設定された高さ位置は、上記のように、保持面２０ａにウェーハＷが載置されていない状態で保持面２０ａにアーム５１を押し下げていった際にドグ５４に光軸Ｌが遮られるときのアーム５１の高さ位置であるため、保持面２０ａにウェーハＷが載置されている状態で、該予め設定された高さ位置までアーム５１を下降させていくと、パッド５０の下面５０ｂがウェーハＷの上面Ｗａに確実に接触する。
アーム５１が予め設定された高さ位置に位置付けられて、パッド５０の下面５０ｂがウェーハＷの上面Ｗａに接触している状態で、吸引バルブ５９０を開いて吸引源５９を作動させることによって、生み出された吸引力が吸引路５９１及び配管５７を通じてパッド５０の吸引部５００に伝達され、パッド５０の吸引面５００ｂにウェーハＷの上面Ｗａが吸引保持される。

そして、パッド５０にウェーハＷが吸引保持されている状態でアーム５１を上昇及び旋回させて、ウェーハＷをチャックテーブル２の保持面２０ａから、図１に示した洗浄領域１４に移動する。そして、洗浄領域１４においてスピンナ洗浄手段７３を用いてウェーハＷの上面Ｗａを洗浄する。その後、ロボット７１を用いてウェーハＷをカセット７０へと収容する。

研削装置１によるウェーハＷの研削加工においては、保持面２０ａにウェーハＷが載置されていない状態で保持面２０ａにパッド５０の下面５０ｂを押し下げていった際にドグ５４に光軸Ｌが遮られるときのアーム５１の高さ位置を、ウェーハＷをパッド５０に吸引保持するときのアーム５１の高さ位置としている。そのため、ウェーハＷを搬出する際に、保持面２０ａにウェーハＷが載置されている状態で該予め設定された高さ位置までアーム５１を下降させると、ウェーハＷの上面Ｗａにパッド５０の下面５０ｂを確実に接触させることができる。
従って、例えば保持面２０ａのセルフグラインド等がなされて、保持面２０ａの高さ位置が所定の位置よりも低い位置であったとしても、パッド５０の吸引面５００ｂにウェーハＷの上面Ｗａを吸引保持できる。

また、搬出手段５によれば、研削加工後のウェーハＷの上面Ｗａの高さを測定するとともに、測定されたウェーハＷの上面Ｗａの高さから、保持面高さ記憶部８０に記憶されている保持面２０ａの高さを差し引いてウェーハＷの厚みとして算出することができる。
これにより、例えば厚み測定手段１００の保持面ハイトゲージ１０１や上面ハイトゲージ１０２等が故障した際に、予め設定した厚みとは異なる厚みにウェーハが研削されたことを知ることができる。

さらには、上下手段６を用いて高さ設定部９に設定された高さ位置までアーム５１を下降させる際に、アーム５１の最上位位置から、例えばパッド５０の下面５０ｂがウェーハＷの上面Ｗａから僅かに上に位置付けられるときのアーム５１の高さ位置まで、アーム５１を高速で－Ｚ方向に移動させるため、この間のアーム５１の上下移動に要する時間を短縮することができ、ウェーハＷの研削加工にかかる時間的コストを削減できる。
そして、パッド５０の吸引面５００ｂがウェーハＷの上面Ｗａから僅かに上に位置付けられるときのアーム５１の高さ位置から、高さ設定部９に設定された高さ位置まで、アーム５１を比較的低速で－Ｚ方向に移動させるため、ウェーハＷがパッド５０の下面５０ｂに接触する際、及びウェーハＷがパッド５０の下面５０ｂに接触してからパッド５０の下面５０ｂと保持面２０ａとに挟まれて上下方向から押圧される際に、ウェーハＷが破損するのを防止できる。

なお、本実施形態では、接近検知部として投受光センサ５３とドグ５４とで構成されるものを挙げたが、接近検知部は、この構成には限られない。

１：研削装置 １０：ベース １１：コラム
１００：厚み算出手段 １０１：保持面ハイトゲージ １０２：上面ハイトゲージ
１２：カセット載置部 １３：仮置き領域 １４：洗浄領域
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２０ａ：保持面 ２１：枠体 ２１：枠体上面
２５：回転軸 ２７：カバー ２８：蛇腹
３：研削手段 ３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：スピンドルモータ
３３：マウント ３４：研削ホイール ３４０：砥石 ３４０ａ：研削面
３４１：ホイール基台 ３５：回転軸
４：研削送り手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板 ４４：ホルダ ４５：回転軸
５：搬出手段 ５０：パッド ５０ｂ：パッドの下面
５００：吸引部 ５００ｂ：吸引面 ５０１：枠体 ５０１ａ：枠体の上面
５０１ｂ：枠体の下面 ５１：アーム ５１ａ：アームの一端 ５１ｂ：アームの他端
５１０：軸部 ５２：環状部材 ５２ａ：環状部材の上面 ５２ｂ：環状部材の下面
５２０：貫通孔 ５２１：開口
５３：投受光センサ ５３０：投光部 ５３１：受光部
５４：ドグ ５４ａ：ドグの上端 ５５：回転軸
５６：吊持部 ５６０：軸部 ５６１：ツバ部 ５６２：バネ ５６２ａ：バネの上端
５６２ｂ：バネの下端 ５７：配管 ａ：分岐点
５８：エア供給源 ５８０：エアバルブ ５８１：エア流路
５９：吸引源 ５９０：吸引バルブ ５９１：吸引路
６：上下手段 ６０：ボールネジ ６１：ガイドレール ６２：モータ
６３：高さ認識部 ６５：回転軸 ６６：ナット
７０：カセット ７１：ロボット ７１０：ロボットハンド ７１１：軸部
７２：位置合わせ手段 ７３：スピンナ洗浄手段 ７３０：スピンナテーブル
７３１：洗浄水供給ノズル ７４：搬入手段 ７４０：搬入パッド
７４１：搬入アーム ７４２：軸部 ７４５：回転軸
８：判断手段 ８０：保持面高さ記憶部 ８１：厚み算出部 ８２：判断部
９：高さ設定部
Ｗ：ウェーハ Ｗａ：ウェーハの上面 Ａ：搬入出領域 Ｂ：加工領域 Ｌ：光軸

Claims (3)

1. 保持面にウェーハを保持するチャックテーブルと、砥石を用いて該保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、該チャックテーブルに保持されているウェーハの上面を吸引保持して該保持面からウェーハを搬出させる搬出手段と、を備える研削装置であって、
   該搬出手段は、該ウェーハの上面を吸引保持する吸引面を下面に有するパッドと、該パッドを上下自在に吊持するアームと、該アームを該吸引面に垂直な上下方向に移動させる上下手段と、該アームと該パッドとが該上下方向に近づいたことを検知する接近検知部と、を備え、
   該上下手段は、該アームの高さを認識する高さ認識部を備え、
   該上下手段を用いて該アームを下降させることによって該パッドの下面が該保持面に接触してからさらに該アームを下降させ、該アームと該パッドとが該上下方向に所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときの該アームの高さを該チャックテーブルに保持されたウェーハを吸引保持するときの該アームの高さとして設定する高さ設定部を備える研削装置。
2. 該砥石を用いて研削されたウェーハが予め設定された厚みか否かを判断する判断手段を備え、
   該判断手段は、
   該上下手段を用いてアームを下降させて該吸引面を該保持面に接触させ、さらに該アームを下降させて該アームと該パッドとが該上下方向に所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときに該高さ認識部によって認識された該アームの高さを記憶する保持面高さ記憶部と、
   該上下手段を用いて該アームを下降させて該吸引面を該保持面に保持されたウェーハの上面に接触させ、さらに該アームを下降させて該アームと該パッドとが該上下方向に所定距離近づいたことを該接近検知部が検知したときに該高さ認識部によって認識された該アームの高さをウェーハの上面高さとして、該ウェーハ上面高さから該保持面高さ記憶部に記憶されている該保持面高さを差し引き、ウェーハの厚みとして算出する厚み算出部と、
   該厚み算出部によって算出された厚みが、予め設定された厚み許容範囲に入っているか否かを判断する判断部と、を備える請求項１記載の研削装置。
3. 該上下手段は、該アームを、最上位位置から該高さ設定部に設定された高さ位置より所定距離上の高さ位置まで高速で下降させ、該高さ設定部に設定された高さ位置より所定距離上の高さ位置から該高さ設定部に設定された高さ位置まで低速で下降させる
   請求項１又は２記載の研削装置。

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