JP2009113149A

JP2009113149A - 研削装置

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Publication number: JP2009113149A
Application number: JP2007288492A
Authority: JP
Inventors: Fumiteru Tashino; 文照田篠; Sosuke Kumagai; 壮祐熊谷
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-05-28
Also published as: CN101428398A

Abstract

【課題】被加工物の被研削面に傷を付けることなくチャックテーブルに保持された被加工物の厚みを計測することができる研削装置を提供する。
【解決手段】被加工物Ｗを保持する保持面を有する吸着テーブル７１４を備えたチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物の上面を研削する研削手段と、を具備する研削装置であって、チャックテーブルの吸着テーブルに埋設して配設され吸着テーブルの保持面に吸引保持された被加工物の厚みを計測する非接触式の厚み計測器８を具備している。
【選択図】図３

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された半導体ウエーハ等の被加工物の厚みを計測する厚み計測器を装備した研削装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるウエーハの表面に格子状に形成されたストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。なお、ウエーハは、一般に個々のチップに分割する前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成されている。

ウエーハの厚みを検出する方法としては、表面高さを検出する計測用の接触針をウエーハを保持するチャックテーブルの保持面に接触させてチャックテーブルの保持面の高さ位置HIを求め、次にチャックテーブルの保持面に保持されたウエーハの研削面(上面)に接触針を接触させてウエーハの上面の高さ位置H2を検出しつつ、H2−HIを演算してウエーハの厚みTを求めている。(例えば、特許文献１参照)。
特許第２９９３８２１号公報

而して、上述したウエーハの厚みを検出する方法においては、計測用の接触針をウエーハの被研削面に接触させるために、被研削面にリング状の傷がつきウエーハの品質を低下させるという問題がある。特に、ウエーハを形成するインゴットから切り出された基素ウエーハの表面および裏面を研削して、表面にデバイスを形成する基素ウエーハを研削する場合には、その後に実施する鏡面加工を阻害する原因となる。

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、被加工物の被研削面に傷を付けることなくチャックテーブルに保持された被加工物の厚みを計測することができる研削装置を提供することにある。

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保持面を有する吸着テーブルを備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を研削する研削手段と、を具備する研削装置において、
該チャックテーブルの該吸着テーブルに埋設して配設され該吸着テーブルの保持面に吸引保持された被加工物の厚みを計測する非接触式の厚み計測器を具備している、
ことを特徴とする研削装置が提供される。

上記非接触式の厚み計測器は、チャックテーブルの吸着テーブルに保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射する発光手段と、該発光手段から照射されたレーザー光線が被加工物の下面および上面で反射した反射光を受光する受光手段とを具備している。
また、上記非接触式の厚み計測器は、チャックテーブルの吸着テーブルに保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射する発光手段と、該発光手段から照射されたレーザー光線が被加工物の下面および上面で反射した反射光を受光する干渉カウンタとを具備している。
更に、上記非接触式の厚み計測器は、チャックテーブルの吸着テーブルに保持された被加工物に超音波を発振する超音波発振手段と、該超音波発振手段から発振され被加工物の下面および上面で反射した超音波を受信する反射波受信手段を具備している。
また、上記非接触式の厚み計測器は、チャックテーブルの吸着テーブルに径方向に複数個配設されていることが望ましい。

本発明による研削装置は、チャックテーブルの吸着テーブルに埋設して配設され吸着テーブルの保持面に吸引保持された被加工物の厚みを計測する非接触式の厚み計測器を具備しているので、被加工物の被研削面に傷を付けることなくチャックテーブルに保持された被加工物の厚みを計測することができる。

以下、本発明による研削方法および研削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成された研削装置１の斜視図が示されている。図１に示す研削装置１は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研削手段としての研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット４を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３に研削手段としてのスピンドルユニット４が取り付けられる。

研削手段としてのスピンドルユニット４は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に配設された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ４３とを具備している。スピンドルハウジング４１に回転可能に支持された回転スピンドル４２は、一端部(図１において下端部)がスピンドルハウジング４１の下端から突出して配設されており、その一端(図１において下端)にホイールマウント４４が設けられている。そして、このホイールマウント４４の下面に研削ホイール5が取り付けられる。この研削ホイール5は、環状の砥石基台５１と、該砥石基台５１の下面に装着された研削砥石５２からなる複数のセグメントとによって構成されており、砥石基台５１が締結ネジ５３によってホイールマウント４４に装着される。上記サーボモータ４３は、後述する制御手段１０によって制御される。

図示の研削装置１は、上記研削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研削ユニット送り機構６を備えている。この研削ユニット送り機構６は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド６１を具備している。この雄ねじロッド６１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材６２および６３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材６２には雄ねじロッド６１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ６４が配設されており、このパルスモータ６４の出力軸が雄ねじロッド６１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴（図示していない）が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ６４が逆転すると移動基台３１即ち研削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。なお、パルスモータ６４は、後述する制御手段１０によって制御される。

上記ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構７が配設されている。チャックテーブル機構７は、チャックテーブル７１と、該チャックテーブル７１の周囲を覆うカバー部材７２と、該カバー部材７２の前後に配設された蛇腹手段７３および７４を具備している。チャックテーブル７１は、図２に示すようにチャックテーブル本体７１１と、該チャックテーブル本体７１１の上面に締結ボルト７１２によって取付けられた枠体７１３と、該枠体７１３の上面に装着された吸着テーブル７１４とを具備している。枠体７１３の上面には円形状の凹部７１３aが設けられており、この凹部７１３aに円形状の吸着テーブル７１４が嵌合される。このように枠体７１３の凹部７１３aに嵌合された吸着テーブル７１４の上面である保持面と枠体７１３の上面とは同一平面となるように構成されている。吸着テーブル７１４はポーラスなセラミックス材によって形成され、上面が被加工物を保持する保持面として機能する。なお、枠体７１３に設けられた凹部７１３aは、吸引通路７１３bおよびチャックテーブル本体７１１に設けられた連通路７１１aを介して図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段を作動すると、負圧が連通路７１１と吸引通路７１３bおよび凹部７１３aを介して吸着テーブル７１４の上面である保持面に作用し、該保持面に載置された被加工物を吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル７１は、図示しない回転駆動手段によって回転せしめられるようになっている。

また、チャックテーブル７１は、図示しないチャックテーブル移動手段によって図１に示す被加工物載置域７０aと上記スピンドルユニット４を構成する研削ホイール5と対向する研削域７０bとの間で移動せしめられる。上記蛇腹手段７３および７４はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段７３の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端はカバー部材７２の前端面に固定されている。蛇腹手段７４の前端はカバー部材７２の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル７１が矢印７１ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が伸張されて蛇腹手段７４が収縮され、チャックテーブル７１が矢印７１ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段７３が収縮されて蛇腹手段７４が伸張せしめられる。

図示の研削装置１は、上記カバー部材７２に配設されチャックテーブル７１に保持された後述する被加工物の厚みを測定する接触式の厚み計測器８を具備している。この非接触式の厚み計測器８は、一般に用いられている厚み計測器でよく、計測用の接触針８１を備え、該計測用の接触針８１を被計測物の表面に接触させることにより被加工物の表面の高さ位置信号を後述する制御手段１０に出力する。

図示の研削装置１は、上記チャックテーブル７１を構成する吸着テーブル７１４に配設され保持面に保持された被加工物の厚みを測定する非接触式の厚み計測器９を具備している。この非接触式の厚み計測器９は、図２に示すように吸着テーブル７１４の上面である保持面に開口する計測器収容穴７１４aに収容される計測ケース９１を具備している。計測ケース９１には、図３に示すように発光手段９２と、該発光手段９２によって照射された光を受光する受光手段９３が配設されているとともに、上面に透明版９４が配設されている。発光手段９２は、レーザーダイオード(LD)９２１と集光レンズ９２２を具備している。レーザーダイオード(LD)９２１は、後述する被加工物に対して透過性を有する波長、例えば１１００nmの波長を有するレーザー光線を発振する。このレーザーダイオード(LD)９２１から発振されたレーザー光線は、集光レンズ９２２によって集光され、図３に示すように透明版９４を通して上記チャックテーブル７１の吸着テーブル７１４上に保持される被加工物としての基素ウエーハＷに所定の入射角θをもって照射する。基素ウエーハＷに照射されたレーザー光線は、図３に示すように基素ウエーハＷの下面で反射するとともに、基素ウエーハを透過した光が基素ウエーハＷの上面で反射する。

上記受光手段９３は、図示の実施形態においてはCCDラインセンサー９３１を具備しており、上記発光手段９２から照射されたレーザー光線が基素ウエーハＷで正反射する位置に配設されている。受光手段９３を構成するCCDラインセンサー９３１は、その検出信号をチャックテーブル本体７１１に設けられた図示しないロータリーブラシを介して制御手段１０に送る。制御手段１０は、発光素子９２１を制御するとともに、CCDラインセンサー９３１からの受信信号および上記接触式の厚み計測器８からの検出信号に基いて上記研削手段としてのスピンドルユニット４のパルスモータ６４やサーボモータ４３等を制御する。

ここで、上述した非接触式の厚み計測器９を構成する発光手段９２と受光手段９３の作用について、図３を参照して説明する。
発光手段９２から基素ウエーハＷに照射されたレーザー光線は、被加工物Ｗの下面で反射するとともに、基素ウエーハＷを透過した光が基素ウエーハＷの上面で反射する。この基素ウエーハＷの下面で反射した光と、基素ウエーハＷの上面で反射した光を受光手段９３のCCDラインセンサー９３１によって受光し、その間隔(L)と入射角θに基づいて被加工物Ｗの厚みとして求めることができる。しかるに、基素ウエーハＷはその材質によって屈折率が異なるため、基素ウエーハＷの厚みを正確に計測することが困難である。従って、基素ウエーハＷの厚みを正確に計測するは後述するように補正する。

図示の研削装置１は以上のように構成されており、以下、上記研削装置１を用いてウエーハを形成するインゴットから切り出された基素ウエーハＷを所定の厚さに研削する研削方法について説明する。
基素ウエーハＷは、図１に示す記研磨装置１における被加工物載置域７０aに位置付けられているチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４上に載置され、図示しない吸引手段を作動することによって吸着テーブル７１４上に吸引保持される。チャックテーブル７１の吸着テーブル７１４上に基素ウエーハＷを吸引保持したならば、制御手段１０は上記接触式の厚み計測器８を作動して吸着テーブル７１４に保持された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)を計測する第１の加工前の厚み計測工程を実施する。

第１の加工前の厚み計測工程は、図４の(a)に示すように接触式の厚み計測器８の計測用の接触針８１をチャックテーブル７１の枠体７１３の上面に接触させ、その高さ位置信号(H1)を制御手段１０に送る。なお、このチャックテーブル７１の高さ位置の計測は、吸着テーブル７１４上に基素ウエーハＷを保持する前に、チャックテーブル７１の上面である保持面に接触式の厚み計測器８の計測用の接触針８１を接触させて実施してもよい。次に、図４の(b)に示すように接触式の厚み計測器８の計測用の接触針８１をチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面に保持された基素ウエーハＷの上面に接触させ、その高さ位置信号(H2)を制御手段１０に送る。制御手段１０は、接触式の厚み計測器８から送られた上記高さ位置信号(H1)および高さ位置信号(H2)に基いて、チャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面に保持された基素ウエーハＷの上面の高さ位置(H2)からチャックテーブル７１の枠体７１３（吸着テーブル７１４）の上面の高さ位置(H1)を減算して基素ウエーハＷの厚み(T1)(T1＝H2−H1)を求める。このようにして求めた基素ウエーハＷの厚み(T1)は、制御手段１０のメモリーに格納される。

次に、制御手段１０は、上記非接触式の厚み計測器９を作動してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４に保持された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T2)を計測する第２の加工前の厚み計測工程を実施する。即ち、制御手段１０は図３に示すように、発光手段９２および受光手段９３を作動する。そして、制御手段１０は、発光手段９２から照射されたレーザー光線が基素ウエーハＷの下面で反射し受光手段９３としてのCCDラインセンサー９３１に受光された位置と、基素ウエーハＷの上面で反射した光をCCDラインセンサー９３１に受光された位置との間隔(L)と入射角θに基づいて基素ウエーハＷの加工前の厚み(T2)(T2＝（cosθ／sin2θ）×L)を求める。

上記第２の加工前の厚み計測工程によって求められた基素ウエーハＷの加工前の厚み(T2)は、上述したように基素ウエーハＷの材質によって屈折率が異なるため、基素ウエーハＷの正確な厚みとはいえない。即ち、基素ウエーハＷの材質固有の屈折率を上記厚み(T2)の計算式に乗じることにより基素ウエーハＷの正確な厚みを求めることができるが、基素ウエーハＷの正確な屈折率を知ることが困難であるため、便宜的に屈折率を１として厚みを求めているので、上記厚み(T2)は基素ウエーハＷの正確な厚みとはいえない。そこで、制御手段１０は、上記第１の加工前の厚み計測工程によって計測された被加工物の加工前の厚み(T1)と第２の加工前の厚み計測工程によって計測された被加工物の加工前の厚み(T2)に基づいて非接触式の厚み計測器９による計測値を補正する補正値（T1／T2）を求める補正値演算工程を実施する。このようにして求めた補正値（T1／T2）は、制御手段１０のメモリーに格納される。

上述したように非接触式の厚み計測器９による計測値を補正する補正値（T1／T2）求め、この補正値（T1／T2）によって非接触式の厚み計測器９が計測した厚みを補正することにより、基素ウエーハＷの正確な厚みを求めることが可能となる。次に、制御手段１０は、非接触式の厚み計測器９を作動してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷの厚みを計測しつつ研削手段を作動してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷを研削する研削工程を実施する。即ち、制御手段１０は基素ウエーハＷを保持したチャックテーブル７１の図示しない移動手段を作動し、チャックテーブル７１を図１において矢印７１ａで示す方向に移動して研削域７０bに位置付け、図５に示すように研削ホイール5の複数の研削砥石５２の外周縁がチャックテーブル７１の回転中心を通過するように位置付ける。

このように研削ホイール5とチャックテーブル７１に保持された基素ウエーハＷが所定の位置関係にセットされたならば、制御手段１０は図示しない回転駆動手段を駆動してチャックテーブル７１を図５において矢印Aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、上記サーボモータ４３を駆動して研削ホイール5を矢印Bで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転する。そして、制御手段９は、研削ユニット送り機構６のパルスモータ６４を正転駆動し研削ホイール5を下降（研削送り）して複数の研削砥石５２を基素ウエーハＷの上面である被研削面に所定の圧力で押圧する。この結果、基素ウエーハＷの被研削面が研削される（研削工程）。

上記研削工程においては、非接触式の厚み計測器９によって基素ウエーハＷの厚み(T0)が測定されている。非接触式の厚み計測器９によって計測される基素ウエーハＷの厚み(T0)は、上述した発光手段９２から照射されたレーザー光線が基素ウエーハＷの下面で反射し受光手段９３としてのCCDラインセンサー９３１に受光された位置と、基素ウエーハＷの上面で反射した光がCCDラインセンサー９３１に受光された位置との間隔(L)と入射角θに基づいて算出される。即ち、基素ウエーハＷの厚み(T0)は、(T0＝（cosθ／sin2θ）×L)となる。しかるに、非接触式の厚み計測器９によって計測される基素ウエーハＷの厚み(T0)は、上述したように基素ウエーハＷの屈折率によって異なるので、基素ウエーハＷの正確な厚みとはいえない。そこで、制御手段１０は基素ウエーハＷの厚み(T0)に上記補正値（T1／T2）を乗算して基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝T0×（T1／T2））を求める。そして、制御手段１０は、基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝T0×（T1／T2））が所定値に達したら、研削ユニット送り機構６のパルスモータ６４を逆転駆動し研削ホイール5を上昇せしめる（切削終了工程）。この結果、研削ホイール5による研削作用は終了する。

以上のように、研削工程においては非接触式の厚み計測器９によって基素ウエーハＷの下面から厚み(T0)を計測しているので、基素ウエーハＷの上面である被研削面に傷がつくことはない。そして、非接触式の厚み計測器９によって計測された基素ウエーハＷの厚み(T0)は、上記補正値（T1／T2）によって補正されるので、基素ウエーハＷの材質によって屈折率が異なっても基素ウエーハＷの正確な厚み(T)に研削することができる。

次に、上記非接触式の厚み計測器の他の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、非接触式の厚み計測器以外は上記研削装置１を構成する各部材と同一である。
図６に示す非接触式の厚み計測器９aは、上記計測ケース９１に配設され上記基素ウエーハＷに対して透過性を有する波長、例えば１１００nmの波長を有するレーザー光線を発振する発光手段としてのレーザーダイオード(LD)９１aと、該レーザーダイオード(LD)９１aから発振されたレーザー光線を図において上方に分光するビームスプリッター９２aと、該ビームスプリッター９２aによって分光されたレーザー光線を集光してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４に保持された基素ウエーハＷに向けて照射する集光レンズ９３aと、該集光レンズ９３aから照射されたレーザー光線が基素ウエーハＷの下面および上面で反射した反射光を上記ビームスプリッター９２aを介して受光する干渉カウンタ９４aとからなっており、該干渉カウンタ９４aによってカウントされた干渉数を上記制御手段１０に送る。

図６に示す非接触式の厚み計測器９aは以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
レーザーダイオード(LD)９１aから発振されたレーザー光線は、ビームスプリッター９２aによって分光され、集光レンズ９３aによって集光されてチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４に保持された基素ウエーハＷに照射される。基素ウエーハＷに照射されたレーザー光線は、基素ウエーハＷの下面および上面で反射し、集光レンズ９３aおよびビームスプリッター９２aを介して干渉カウンタ９４aに到達する。ここで、干渉カウンタ９４aに到達する反射光について説明する。基素ウエーハＷが研削されずに上面の高さ位置が変化しない場合には、基素ウエーハＷの上面と下面で反射した反射光の光波は同一周期で推移する。一方、基素ウエーハＷが研削され上面の高さ位置が変化すると、基素ウエーハＷの下面と上面で反射した反射光の光波は次第に周期がずれてくる。図示の実施形態においては、レーザーダイオード(LD)９１aから発振されるレーザー光線は波長(α)が１１００nmに設定されているので、基素ウエーハＷが１１００nm研削される都度、基素ウエーハＷの下面で反射した反射光の光波と基素ウエーハＷの上面で反射した反射光の光波が干渉することになる。従って、この干渉回数(n)を干渉カウンタ９４aによってカウントし、干渉回数(n)に波長(α)を乗算することにより研削量（n×α）を求めることができる。

図６に示す非接触式の厚み計測器９aを備えた上記研削装置１を用いてウエーハを形成するインゴットから切り出された基素ウエーハＷを所定の厚さに研削する研削方法について説明する。
上記接触式の厚み計測器８を作動してチャックテーブル７１に保持された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)を計測する加工前の厚み計測工程は、上述した実施形態の第１の加工前の厚み計測工程と同様に実施する。

次に、研削手段を作動してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷを研削する研削工程を上述した実施形態と同様実施する。
この研削工程においては、非接触式の厚み計測器９aによって上述したように研削量（n×α）を求めている。この研削量（n×α）を求めることにより、上記加工前の厚み計測工程によって計測された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)から研削量（n×α）を減算することにより、現在の基素ウエーハＷの厚み(T)を求める（T＝T1−（n×α））ことができる。そして、現在の基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝T1−（n×α））が所定値に達したら、制御手段１０は研削ユニット送り機構６のパルスモータ６４を逆転駆動し研削ホイール5を上昇せしめる（切削終了工程）。この結果、研削ホイール5による研削作用は終了する。このように研削工程においては非接触式の厚み計測器９aによって基素ウエーハＷの上面（被研削面）を計測して研削量（n×α）を求め、加工前の厚み計測工程によって計測された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)から研削量（n×α）を減算することにより、現在の基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝T1−（n×α））を求めることができるので、基素ウエーハＷの被研削面に傷がつくことはない。

次に、上記非接触式の厚み計測器の更に他の実施形態について、図７を参照して説明する。なお、非接触式の厚み計測器以外は上記研削装置１を構成する各部材と同一である。
図７に示す非接触式の厚み計測器９bは、計測ケース９１に配設された超音波発振手段９２ｂと反射波受信手段９３ｂを具備している。超音波発振手段８２ｂは、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成された超音波振動子９２１ｂと、該超音波振動子８１に例えば２５０Vのパルス変圧を印加する電圧印加手段９２２ｂと、超音波振動子９２１ｂによって生成された超音波を伝送して発振する伝達部材９２３ｂとからなっており、チャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷに向けて例えば周波数が１kHzの超音波を発振する。この超音波発振手段９２ｂから発振された超音波は、の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷの下面で反射するとともに基素ウエーハＷの上面で反射する。基素ウエーハＷの下面と上面で反射した反射波は、反射波受信手段９３ｂによって受信される。この反射波受信手段９３ｂは、基素ウエーハＷの下面で反射した反射波と基素ウエーハＷの上面で反射した反射波を受信して受信信号を上記制御手段１０に送る。

図７に示す非接触式の厚み計測器９bを備えた上記研削装置１を用いてウエーハを形成するインゴットから切り出された基素ウエーハＷを所定の厚さに研削する研削方法について説明する。
上記接触式の厚み計測器８を作動してチャックテーブル７１に保持された基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)を計測する加工前の厚み計測工程は、上述した実施形態の第１の加工前の厚み計測工程と同様に実施する。

次に、制御手段１０は超音波発振手段９２ｂおよび反射波受信手段９３ｂを作動し、超音波発振手段９２ｂからパルス超音波が発振されてから加工前の基素ウエーハＷの下面で反射した反射波が反射波受信手段９３ｂで受信するまでの時間(ｔ1)と、超音波発振手段９２ｂからパルス超音波が発振されてから加工前の基素ウエーハＷの上面で反射した反射波が反射波受信手段９３ｂで受信するまでの時間(ｔ2)との差(ｔ)＝(ｔ2−ｔ1)を求める。そして、両反射光が反射波受信手段９３ｂに達するまでの時間差(ｔ)で上記加工前の厚み計測工程によって求められた基素ウエーハＷの加工前の厚み(T1)を除算することにより厚み計測基準値(T1／ｔ)を求める。このようにして求めた厚み計測基準値(T1／ｔ)は、制御手段１０のメモリーに格納される。

次に、研削手段を作動してチャックテーブル７１の吸着テーブル７１４の上面（保持面）に保持された基素ウエーハＷを研削する研削工程を上述した実施形態と同様実施する。
この研削工程においては、非接触式の厚み計測器９bによって、超音波発振手段９２ｃからパルス超音波が発振されてから基素ウエーハＷの下面で反射した反射波が反射波受信手段９３ｂで受信するまでの時間(ｔ1)と、超音波発振手段９２ｂからパルス超音波が発振されてから基素ウエーハＷの上面で反射した反射波が反射波受信手段９３ｂで受信するまでの時間(ｔ2)との差(ｔ0)＝(ｔ2−ｔ1)を求めている。そして、制御手段１０は、両反射光が反射波受信手段９３ｂに達するまでの時間差(ｔ0)を上記厚み計測基準値(T1／ｔ)に乗算して現在の基素ウエーハＷの厚み(T)を求める（T＝(T1／ｔ)×ｔ0）ことができる。このようにして求めた現在の基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝(T1／ｔ)×ｔ0））が所定値に達したら、制御手段１０は研削ユニット送り機構６のパルスモータ６４を逆転駆動し研削ホイール5を上昇せしめる（切削終了工程）。この結果、研削ホイール5による研削作用は終了する。このように研削工程においては非接触式の厚み計測器９ｂによって現在の基素ウエーハＷの厚み(T)（T＝(T1／ｔ)×ｔ0））を求めることができるので、基素ウエーハＷの被研削面に傷がつくことはない。

上述した各実施形態においては、チャックテーブル７１を構成する吸着テーブル７１４に１個の非接触式の厚み計測器を配設した例を示したが、図８に示すようにチャックテーブル７１を構成する吸着テーブル７１４の径方向に複数個配設することが望ましい。即ち、図８に示すように吸着テーブル７１４の中央部と外周部および中央部と外周部との中間部にそれぞれ非接触式の厚み計測器９（９a,９b）を配設することにより、基素ウエーハＷの各部の研削誤差を検出することができる。

本発明に従って構成された研削装置の斜視図。図１に示す研削装置に装備されるチャックテーブルの要部断面図。図１に示す研削装置に装備される非接触式の厚み計測器の構成ブロック図。図１に示す研削装置に装備される接触式の厚み計測器を用いて実施する第１の加工前の厚み計測工程の説明図。図１に示す研削装置を用いて実施する研削工程の説明図。図１に示す研削装置に装備ざれる非接触式の厚み計測器の一実施形態を示す構成ブロック図。図１に示す研削装置に装備ざれる非接触式の厚み計測器の更に実施形態を示す構成ブロック図。非接触式の厚み計測器をチャックテーブルを構成する吸着テーブルの径方向に複数個排泄した状態を示す

符号の説明

２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３１：移動基台
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：サーボモータ
４４：ホイールマウント
５：研削ホイール
５１：砥石基台
５２：研削砥石
６：研削ユニット送り機構
６４：パルスモータ
７：チャックテーブル機構
７１：チャックテーブル
８：接触式の厚み計測器
８１：計測用の接触針
９：非接触式の厚み計測器
９１：計測ケース
９２：発光手段
９２１：レーザーダイオード(LD)
９２２：集光レンズ
９３：受光手段
９３１：CCDラインセンサー
９４：透明版
９a：非接触式の厚み計測器
９１a：レーザーダイオード(LD)
９２a：ビームスプリッター
９３a：集光レンズ
９４a：干渉カウンタ
９b：非接触式の厚み計測器
１０：制御手段

Claims

被加工物を保持する保持面を有する吸着テーブルを備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物の上面を研削する研削手段と、を具備する研削装置において、
該チャックテーブルの該吸着テーブルに埋設して配設され該吸着テーブルの保持面に吸引保持された被加工物の厚みを計測する非接触式の厚み計測器を具備している、
ことを特徴とする研削装置。
該非接触式の厚み計測器は、該チャックテーブルの該吸着テーブルに保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射する発光手段と、該発光手段から照射されたレーザー光線が被加工物の下面および上面で反射した反射光を受光する受光手段とを具備している、請求項１記載の研削装置。
該非接触式の厚み計測器は、該チャックテーブルの該吸着テーブルに保持された被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射する発光手段と、該発光手段から照射されたレーザー光線が被加工物の下面および上面で反射した反射光を受光する干渉カウンタとを具備している、請求項１記載の研削装置。
該非接触式の厚み計測器は、該チャックテーブルの該吸着テーブルに保持された被加工物に超音波を発振する超音波発振手段と、該超音波発振手段から発振され被加工物の下面および上面で反射した超音波を受信する反射波受信手段を具備している、請求項１記載の研削装置。
該非接触式の厚み計測器は、該チャックテーブルの該吸着テーブルに径方向に複数個配設されている、請求項１から４のいずれかに記載の研削装置。