JP2010221378A

JP2010221378A - 研磨装置

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Publication number: JP2010221378A
Application number: JP2009074243A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yamada; 賢山田; Kotaro Kadota; 宏太郎門田; Takenobu Mori; 健展森; Yoshihiro Sakurai; 善浩桜井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP5331533B2

Abstract

【課題】研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーが正常に機能するとともに研磨圧力検出センサーによって検出された研磨圧力信号が制御手段に正常に送られているか否かを確認する機能を備えた研磨装置を提供する。
【解決手段】検出信号確認手段１２は研磨パッド４５２が作用するパッド受け板１２３と、パッド受け板１２３の上面より所定距離上方において研磨パッド４５２が作用した時点を検出するタッチセンサー１２４とを具備し、制御手段は検出信号確認手段１２を研磨パッド４５２の下方に位置付けて研磨圧力検出センサー５３ａ、５３ｂによる検出信号を確認する際に、研磨手段の研磨パッド４５２がタッチセンサー１２４に接触した時点から所定距離研磨送りした状態で研磨圧力検出センサー５３ａ、５３ｂからの圧力信号が所定値以上の場合には正常と判定し、研磨圧力検出センサー５３ａ、５３ｂからの圧力信号が所定値未満の場合には異常と判定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研磨するための研磨装置に関する。

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の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にIC,LSI等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々のデバイスを形成する。デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を備えた研削ホイールを、回転しつつ半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に所謂加工歪が生成し、これによって個々に分割されたデバイスの抗折強度が低減する。

上述したように研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面を研磨することにより研削によって生成された研削ひずみを除去している。（特許文献１参照）。このように半導体ウエーハの裏面を研磨する研磨装置は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研磨する研磨パッドを備えた研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研磨送りする研磨送り手段と、該研磨手段とチャックテーブルをチャックテーブルの保持面と平行に相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。

特開２００３−２４３３４５号公報

上述した研磨装置は、チャックテーブルに保持された被加工物の被加工面に研磨パッドを所定の研磨圧力を作用させつつ研磨するため、研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーおよび該研磨圧力検出センサーからの検出信号に基づいて研磨送り手段を制御する制御手段を備えている。
而して、研磨圧力検出センサーが破損したり研磨圧力検出センサーと制御手段を接続するためのハーネスが断線していたり、メンテナンスの際に研磨圧力検出センサー側と制御手段側とを接続するコネクターの接続を忘れた場合には、研磨圧力信号が制御手段に入力されないことになる。この結果、制御手段は研磨圧力が零と判断して研磨送り手段を作動して研磨送りするため、被加工物を破損するばかりでなく、装置自体を破損に至らしめるという問題がある。

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、研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーが正常に機能するとともに研磨圧力検出センサーによって検出された研磨圧力信号が制御手段に正常に送られているか否かを確認する機能を備えた研磨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備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研磨する研磨パッドおよび該研磨パッドが被加工物の被研磨面に作用する研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーを備えた研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研磨送りする研磨送り手段と、該研磨送り手段による研磨送り量を検出するための研磨送り量検出手段と、該研磨手段と該チャックテーブルを該チャックテーブルの保持面と平行に相対的に移動せしめる移動手段と、該研磨圧力検出センサーおよび該研磨送り量検出手段からの検出信号を入力し該研磨送り手段および該移動手段を制御する制御手段と、を具備する研磨装置において、
該移動手段によって該研磨手段の研磨パッドの下方に位置付けられ該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が該制御手段に正常に入力されたか否かを確認するための検出信号確認手段を具備し、
該検出信号確認手段は、該研磨送り手段によって該研磨手段を研磨送りする際に該研磨パッドが作用するパッド受け板と、該パッド受け板の上面より所定距離上方において該研磨パッドが作用した時点を検出するタッチセンサーとを具備しており、
該制御手段は、該検出信号確認手段を該研磨手段の研磨パッドの下方に位置付けて該研磨圧力検出センサーによる検出信号を確認する際に、該研磨送り手段を作動して該研磨手段を研磨送りしつつ該タッチセンサーおよび該研磨送り量検出手段からの検出信号に基づいて、該研磨手段の研磨パッドが該タッチセンサーに接触した時点から所定距離研磨送りした状態で該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値以上の場合には正常と判定し、該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値未満の場合には異常と判定する、
ことを特徴とする研磨装置が提供される。

研磨装置は、上記制御手段による判定結果を表示する表示手段を備えている。

本発明による研磨装置は、研磨圧力検出センサーからの圧力信号が制御手段に正常に入力されたか否かを確認するための検出信号確認手段を具備し、制御手段が研磨圧力検出センサーによる検出信号を確認する際に、研磨送り手段を作動して研磨手段を研磨送りしつつ検出信号確認手段のタッチセンサーおよび研磨送り量検出手段からの検出信号に基づいて、研磨手段の研磨パッドがタッチセンサーに接触した時点から所定距離研磨送りして検出信号確認手段のパッド受け板を押圧した状態で研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値以上の場合には正常と判定し、研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値未満の場合には異常と判定するので、研磨圧力検出センサーの故障やハーネスの断線およびコネクターの接続不良等による異常を確認することができる。従って、異常の場合には、研磨圧力検出センサーとハーネスおよびコネクターを修繕または交換することができる。そして、研磨圧力検出センサーとハーネスおよびコネクター等の正常を確認して研削作業を実施することにより、被加工物や装置自体を破損させることなく被加工物を所定量正確に研磨することができる。

本発明による研磨パッドの処理方法を実施する研磨装置の斜視図。図１に示す研磨装置を構成する研磨ユニット一部を破断して示す側面図。図２に示す研磨ユニットを構成するスピンドルユニットを支持する支持手段の要部を示す平面図。図１に示す研磨装置を構成するチャックテーブル機構およびチャックテーブル機構移動手段の斜視図。図１に示す研磨装置に装備される検出信号確認手段の斜視図。図１に示す研磨装置に装備される制御手段のブロック図。図１に示す研磨装置によって実施する検出信号確認工程の説明図。図７に示す検出信号確認工程のフローチャート。図１に示す研磨装置によって実施する研磨工程の説明図。

以下、本発明に従って構成された研磨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磨装置の斜視図が示されている。図１に示す研磨装置は、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、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に研磨手段としての研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研磨ユニット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ブラケット３１３が設けられている。この支持ブラケット３１３にスピンドルユニット４が取り付けられる。

スピンドルユニット４は、支持ブラケット３１３に設けられた穴３１３aに挿入して配設され後述する支持手段５によって支持される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(M1)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)にマウント４４が設けられている。そして、このマウント４４の下面に研磨工具４５が取り付けられる。研磨工具４５は、円形状の基台４５１と該基台４５１の下面に装着された研磨パッド４５２とから構成されている。研磨パッド４５２は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。このように構成された研磨工具４５は、基台４５１がマウント４４の下面に装着され複数の締結ボルト４６によって取り付けられる。

ここで、スピンドルユニット４のスピンドルハウジング４１を支持する支持手段５について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態における支持手段５は、スピンドルハウジング４１の外周面に取り付けられた環状の支持板５１と、該環状の支持板５１を支持ブラケット３１３に取り付ける３個の取り付けボルト５２と、環状の支持板５１と支持ブラケット３１３との間に配設される３個の研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)とを具備している。環状の支持板５１には３個の穴５１１が設けられており、それぞれ取り付けボルト５２が挿通するようになっている。また、上記３個の研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)は、図示の実施形態においてはそれぞれ中央に穴５３１を有する環状に形成され、それぞれ取り付けボルト５２が挿通するようになっている。この研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)は、圧縮荷重が作用すると荷重に対応した電圧信号を出力するように構成されている。一方、支持ブラケット３１３には、上記環状の支持板５１に設けられた３個の穴５１１と対応する位置に下面から形成された３個の雌ネジ３１３bが設けられている。従って、３個の取り付けボルト５２を環状の支持板５１の下面側からそれぞれ３個の穴５１１および３個の環状の研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)の穴５３１に挿入し、支持ブラケット３１３に設けられた３個の雌ネジ３１３bに螺合することにより、スピンドルハウジング４１は環状の支持板５１および３個の取り付けボルト５２を介して支持ブラケット３１３に支持される。以上のようにして、環状の支持板５１と支持ブラケット３１３との間に配設された３個の研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)は、研磨工具４５が後述する研磨送り手段によって下方に研磨送りされ、研磨パッド４５２が後述するチャックテーブルに保持された被加工物に押圧されると、圧縮荷重が作用せしめられ、荷重に対応した電圧信号を後述する制御手段に出力する。

図１および図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研磨装置は、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）に移動せしめる研磨送り手段６を備えている。この研磨送り手段６は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ネジロッド６１を具備している。この雄ネジロッド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には雄ネジロッド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(M2)が配設されており、このパルスモータ６４(M2)の出力軸が雄ネジロッド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、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ネジ穴（図示していない）が形成されており、この雌ネジ穴に上記雄ネジロッド６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４(M2)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(M2)が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図示の実施形態における研磨装置は、図２に示すように上記研磨ユニット３の移動位置を検出するための研磨送り量検出手段７を具備している。研磨送り量検出手段７は、直立壁２２内に上記研磨送り手段６の雄ネジロッド６１と平行に配設されたリニアスケール７１と、上記移動基台３１に取り付けられリニアスケール７１の被検出線を検出する読み取りヘッド７２（RH）とからなっている。この読み取りヘッド７２（RH）は、上記リニアスケール７１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、このパルス信号を研磨ユニット位置信号として後述する制御手段に出力する。なお、上記直立壁２２には、読み取りヘッド７２（RH）の移動を許容する長穴が形成されている。

図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構８が配設されている。チャックテーブル機構８は、図４に示すように支持基台８１と、該支持基台８１に回転可能に配設されたチャックテーブル８２と、チャックテーブル８２が該挿通する穴を備えたカバー部材８３を含んでいる。支持基台８１は、主部２１の後半部に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動可能に載置されており、後述する移動手段９によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４（図４において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット４を構成する研磨工具４５の研磨パッド４５２と対向する研磨域２５（図４において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。

上記チャックテーブル８２は、上面に被加工物を保持する保持面を有し、上記支持基台８１に回転可能に支持されている。このチャックテーブル８２は、その下面に装着された回転軸（図示せず）に連結されたサーボモータ８４(M3)によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル８２は、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル８２を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、上面である保持面上に載置された被加工物を吸引保持する。

図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研磨装置は、上記チャックテーブル機構８を一対の案内レール２３に沿ってチャックテーブル８２の上面である保持面と平行に矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめる移動手段９を具備している。移動手段９は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ネジロッド９１と、該雄ネジロッド９１を回転駆動するサーボモータ９２(M4)を具備している。雄ネジロッド９１は、上記支持基台８１に設けられたネジ穴８１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３間に配設さられた軸受部材９３によって回転自在に支持されている。サーボモータ９２(M4)は、その駆動軸が雄ネジロッド９１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ９２(M4)が正転すると支持基台８１即ちチャックテーブル機構８が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ９２(M4)が逆転すると支持基台８１即ちチャックテーブル機構８が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構８は、図４において実線で示す被加工物搬入・搬出域と２点鎖線で示す研磨域に選択的に位置付けられる。

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構８には、上記移動手段による移動経路に配設され上記研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号が後述する制御手段に正常に入力されたか否かを確認する検出信号確認手段１２を具備している。この検出信号確認手段１２は、図５に示すように油圧ジャッキ１２１(HJ)と、該油圧ジャッキ１２１(HJ)のピストンロッド１２２の上端に取り付けられたパッド受け板１２３と、該パッド受け板１２３に配設されたタッチセンサー１２４(ＴＳ)とからなっている。パッド受け板１２３は、ステンレス鋼等の金属材によって直方体状に形成されており、その下面が油圧ジャッキ１２１(HJ)のピストンロッド１２２の上端に設けられた取り付け板１２２aに締結ボルト等の固定手段によって取り付けられる。タッチセンサー１２４(ＴＳ)は、図示の実施形態においてはパッド受け板１２３の側面に装着され、その接触子１２４aの先端がパッド受け板１２３の上面より所定距離（図示の実施形態においては１５mm）上方に配置される。このように構成された検出信号確認手段１２は、図４に示すように支持基台８１の上面に配設され、チャックテーブル８２の後側即ち研磨域２５側においてカバー部材８３の後端部に形成された矩形状の切欠部８３１に位置するように配置される。このように配設された検出信号確認手段１２は、油圧ジャッキ１２１(HJ)を作動することにより、パッド受け板１２３およびタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aをチャックテーブル８２の上面より高い検出位置と、チャックテーブル８２の上面より低い待機位置に位置付ける。

図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構８を構成する支持基台８１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や上記移動手段９の雄ネジロッド９１およびサーボモータ９２(M4)等を覆っている蛇腹手段１３および１４が付設されている。蛇腹手段１３および１４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１３の前端はハウジング２を構成する主部２１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構８のカバー部材８３の前端面に固定されている。一方、蛇腹手段１４の前端はカバー部材８３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。チャックテーブル機構８が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段１３が伸張されて蛇腹手段１４が収縮され、チャックテーブル機構８が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段１３が収縮されて蛇腹手段１４が伸張せしめられる。

図示の実施形態における研削装置は、図６に示す制御手段１０を具備している。制御手段１０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、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）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。このように構成された制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)、研磨送り量検出手段７の読み取りヘッド７２（RH）、検出信号確認手段１２のタッチセンサー１２４(ＴＳ)等からの検出信号が入力される。なお、研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)は、それぞれハーネス５３２および該ハーネス５３２に取り付けられた凸型コネクター５３３と、該凸型コネクター５３３と嵌合する凹型コネクター５３４および該凹型コネクター５３４に接続されたハーネス５３５を介して入力インターフェース１０５に接続されている。また、出力インターフェース１０６からは上記回転スピンドル４２を回転駆動するためのサーボモータ４３(M1)、研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)、チャックテーブル８２を回転駆動するためのサーボモータ８４(M3)、移動手段９のサーボモータ９２(M4)、検出信号確認手段１２の油圧ジャッキ１２１(HJ)および表示手段１５０等に制御信号を出力する。

図示の実施形態における研磨装置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。
研磨作業を実施するに先立って、上記研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号が制御手段１０に正常に入力されるか否かを確認する検出信号確認作業を実施する。この検出信号確認作業は、先ず移動手段９を作動してチャックテーブル機構８を研磨域に向けて移動し、図７の(a)に示すようにチャックテーブル機構８に配設された検出信号確認手段１２を研磨ユニット３を構成するスピンドルユニット４の下側の検出信号確認位置に位置付ける。そして、検出信号確認手段１２の油圧ジャッキ１２１(HJ)（図５参照）を作動して、パッド受け板１２３の上面およびタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aをチャックテーブル８２の上面より高い検出位置に位置付ける。このようにして検出信号確認手段１２を検出信号確認位置に位置付けるとともに、パッド受け板１２３の上面およびタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aをチャックテーブル８２の上面より高い検出位置に位置付けたならば、研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号が制御手段１０に正常に入力されるか否かを確認する検出信号確認工程を実施する。この検出信号確認工程について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。

図７の(a)に示す状態から制御手段１０は、研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を正転駆動する（ステップS1）。このように研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を正転駆動することにより、研磨ユニット３が下方に向けて研磨送りされる。ステップS1において研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を正転駆動したならば、制御手段１０はステップS2に進んで検出信号確認手段１２のタッチセンサー１２４(ＴＳ)がONしたか否かをチェックする。ステップS2において、タッチセンサー１２４(ＴＳ)がONしなければ制御手段１０は、研磨ユニット３のスピンドルユニット４を構成する研磨工具４５の研磨パッド４５２の下面がタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aに達していないと判断して待つ。ステップS2において、タッチセンサー１２４(ＴＳ)がONしたならば制御手段１０は、研磨ユニット３のスピンドルユニット４を構成する研磨工具４５の研磨パッド４５２の下面がタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aに達しと判断し、ステップS3に進んで研磨送り量検出手段７の読み取りヘッド７２（RH）からの入力信号に基づいて研磨送り量（L0）が所定値(L1)に達したか否かをチェックする。なお、所定値(L1)は、図示の実施形態においては検出信号確認手段１２のパッド受け板１２３の上面から接触子１２４aの先端までの距離(１５mm)より1ｍｍだけ長い１６mmに設定されている。ステップS3において、研磨送り量（L0）が所定値(L1)より小さい場合には制御手段１０は、研磨工具４５の研磨パッド４５２がパッド受け板１２３の上面に達していないと判断して待つ。ステップS3において研磨送り量（L0）が所定値(L1)以上の場合には、制御手段１０は研磨工具４５の研磨パッド４５２がパッド受け板１２３を押圧した状態に達したと判断し、ステップS4に進んで研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)の作動を停止する。

上記ステップS４において研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)の作動を停止したならば、制御手段１０はステップS５に進んで研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)からの入力信号(Va)が所定電圧(V1)以上か否かをチェックする。なお、所定電圧(V1)は、研磨工具４５の研磨パッド４５２がパッド受け板１２３の上面に押圧して例えば1ｍｍ圧縮した状態における荷重に相当する値に設定されている。ステップS5において研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)からの入力信号(Va)が所定電圧(V1)未満の場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)の故障かハーネス５３２およびハーネス５３５の断線か或いは凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４の接続不良等の原因により、研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)による検出信号が正常に入力されていないと判断し、ステップS6に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)系が異常であることを表示する。そして、制御手段１０はステップS8に進む。

上記ステップS5において研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)からの入力信号(Va)が所定電圧(V1)以上である場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)とハーネス５３２、ハーネス５３５および凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４は正常であると判断し、ステップS7に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３a(LDSa)系が正常であることを表示する。そして、制御手段１０はステップS8に進む。

制御手段１０はステップS8において、研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)からの入力信号(Vb)が所定電圧(V1)以上か否かをチェックする。ステップS8において研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)からの入力信号(Vb)が所定電圧(V1)未満の場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)の故障かハーネス５３２およびハーネス５３５の断線か或いは凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４の接続不良等の原因により、研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)による検出信号が正常に入力されていないと判断し、ステップS9に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)系が異常であることを表示する。そして、制御手段１０はステップS11に進む。

上記ステップS8において研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)からの入力信号(Vb)が所定電圧(V1)以上である場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)とハーネス５３２、ハーネス５３５および凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４は正常であると判断し、ステップS10に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３b(LDSb)系が正常であることを表示する。そして、制御手段１０はステップS11に進む。

制御手段１０はステップS11において、研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)からの入力信号(Vc)が所定電圧(V1)以上か否かをチェックする。ステップS11において研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)からの入力信号(Vc)が所定電圧(V1)未満の場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)の故障かハーネス５３２およびハーネス５３３の断線か或いは凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４の接続不良等の原因により、研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)による検出信号が正常に入力されていないと判断し、ステップS12に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)が異常であることを表示する。

上記ステップS11において研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)からの入力信号(Vc)が所定電圧(V1)以上である場合には、制御手段１０は研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)とハーネス５３２、ハーネス５３５および凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４は正常であると判断し、ステップS13に進んで表示手段１５０に研磨圧力検出センサー５３c(LDSc)系が正常であることを表示する。

なお、上記検出信号確認工程を実施したならば、研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を逆転駆動し、研磨ユニット３を上方に移動して図２に示すホームポジションに位置付ける。そして、検出信号確認手段１２の油圧ジャッキ１２１(HJ)を作動して、パッド受け板１２３およびタッチセンサー１２４(ＴＳ)の接触子１２４aをチャックテーブル８２の上面より低い待機位置に位置付ける。次に、移動手段９を作動してチャックテーブル機構８を図１に示す被加工物搬入・搬出域に位置付ける。

以上のように検出信号確認工程を実施することにより、研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号が制御手段１０に正常に入力されるか否かを確認することができ、異常表示された場合にはオペレータは異常表示された研磨圧力検出センサーとハーネス５３２、ハーネス５３５および凸型コネクター５３３と凹型コネクター５３４を修繕または交換する。そしてオペレータは、上記検出信号確認工程において正常表示されたことを確認して、以下の研削作業を実施する。

研削作業は、図１に示すように研磨装置の被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられているチャックテーブル８２の上面である保持面上に被加工物としての半導体ウエーハWを載置する。なお、半導体ウエーハWのデバイスが形成された表面には保護テープTが貼着されており、この保護テープT側をチャックテーブル８２に載置する。このようにしてチャックテーブル８２上に載置された半導体ウエーハWは、図示しない吸引手段によってチャックテーブル８２上に吸引保持される。チャックテーブル８２上に半導体ウエーハWを吸引保持したならば、上記移動手段９を作動してチャックテーブル８２を矢印２３ａで示す方向に移動し研削域２５に位置付ける。このようにしてチャックテーブル８２が研削域２５に位置付けられると、図９に示すように研磨工具４５の研磨パッド４５２がチャックテーブル８２に保持された半導体ウエーハWの全面を覆う状態となる。そして、チャックテーブル８２を回転駆動するためのサーボモータ８４(M3)を作動して図９に示すようにチャックテーブル８２を矢印８２aで示す方向に例えば３００rpmの回転速度で回転するとともに、回転スピンドル４２を回転駆動するためのサーボモータ４３(M1)を作動して研磨工具４5を矢印４５aで示す方向に例えば３０００ｒｐｍの回転速度で回転する。そして、研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を正転駆動して研磨工具４５を下降して研磨パッド４５２の下面である研磨面を半導体ウエーハWの上面である裏面（被研磨面）に所定の圧力で押圧しつつ研磨工程を実施する。

この研磨工程は、上記研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号に基づいて、制御手段１０は３個の研磨圧力検出センサーからの出力電圧の平均値が所定の値を維持するように研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を制御する。そして、制御手段１０は、研磨送り量検出手段７の読み取りヘッド７２（ＬＩＳ）からの入力信号に基づいて、研磨パッド４５２の下面である研磨面を半導体ウエーハWの上面である裏面（被研磨面）に所定の圧力で押圧した時点からの研磨量が所定値に達したら、研磨送り手段６のパルスモータ６４(M2)を逆転駆動し、研磨ユニット３を上方に移動して所定のホームポジションに位置付けるとともに、回転スピンドル４２を回転駆動するためのサーボモータ４３(M1)の作動を停止する。次に、チャックテーブル８２を回転駆動するためのサーボモータ８４(M3)の駆動を停止し、移動手段９を作動して研磨加工された半導体ウエーハWを保持しているチャックテーブル８２を図１に示す被加工物搬入・搬出域に位置付ける。この研削工程においては、上述した検出信号確認工程を実施することにより研磨圧力検出センサー５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)からの検出信号が制御手段１０に正常に入力されていることが確認されているので、被加工物である半導体ウエーハWやチャックテーブル８２等を破損させることなく、半導体ウエーハWの上面である裏面（被研磨面）を所定量正確に研磨することができる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変更は可能である。例えば、上述した実施形態においてはチャックテーブル８２を研磨ユニット３が位置する研磨領域に移動する形態の研磨装置におけるチャックテーブル機構８に検出信号確認手段１２を配設した例を示したが、研磨ユニットのスピンドルユニットをチャックテーブルが位置する研磨領域に移動するように構成した形態の研磨装置においては、検出信号確認手段を研磨ユニットの移動経路に配設する。

２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
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(M1)
４４：マウント
４５：研磨工具
５：支持手段
５３a(LDSa),５３b(LDSｂ),５３c(LDSｃ)：研磨圧力検出センサー
６：研磨送り手段
６４：パルスモータ(M2)
７：研磨送り量検出手段
７１：リニアスケール
７２：読み取りヘッド（RH）
８：チャックテーブル機構
８２：チャックテーブル
８４：サーボモータ(M3)
９：移動手段
９２：サーボモータ(M4)
１０：制御手段
１２：検出信号確認手段
１２１：油圧ジャッキ(HJ)
１２３：パッド受け板
１２４：タッチセンサー(ＴＳ)

Claims

被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研磨する研磨パッドおよび該研磨パッドが被加工物の被研磨面に作用する研磨圧力を検出するための研磨圧力検出センサーを備えた研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に研磨送りする研磨送り手段と、該研磨送り手段による研磨送り量を検出するための研磨送り量検出手段と、該研磨手段と該チャックテーブルを該チャックテーブルの保持面と平行に相対的に移動せしめる移動手段と、該研磨圧力検出センサーおよび該研磨送り量検出手段からの検出信号を入力し該研磨送り手段を制御する制御手段と、を具備する研磨装置において、
該移動手段によって該研磨手段の研磨パッドの下方に位置付けられ該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が該制御手段に正常に入力されたか否かを確認するための検出信号確認手段を具備し、
該検出信号確認手段は、該研磨送り手段によって該研磨手段を研磨送りする際に該研磨パッドが作用するパッド受け板と、該パッド受け板の上面より所定距離上方において該研磨パッドが作用した時点を検出するタッチセンサーとを具備しており、
該制御手段は、該検出信号確認手段を該研磨手段の研磨パッドの下方に位置付けて該研磨圧力検出センサーによる検出信号を確認する際に、該研磨送り手段を作動して該研磨手段を研磨送りしつつ該タッチセンサーおよび該研磨送り量検出手段からの検出信号に基づいて、該研磨手段の研磨パッドが該タッチセンサーに接触した時点から所定距離研磨送りした状態で該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値以上の場合には正常と判定し、該研磨圧力検出センサーからの圧力信号が所定値未満の場合には異常と判定する、
ことを特徴とする研磨装置。
該制御手段による判定結果を表示する表示手段を備えている、請求項１記載の研磨装置。