JP2011212824A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削装置に関し、特に、半導体ウェーハ等の被加工物を研削加工する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding apparatus, and more particularly to a grinding apparatus for grinding a workpiece such as a semiconductor wafer.
半導体デバイスの製造プロセスでは、デバイスの目的厚さを得るために、多数のデバイスの集合体である半導体ウェーハの段階で、裏面研削して薄化することが行われている。昨今のデバイスの顕著な薄型化に応じて、ウェーハは一層薄く加工されており、その厚さの管理においてはより高い精度が求められる。ウェーハの研削や研磨は、厚さを測定しながら進められるが、そのような形態での厚さ測定手段として、測定用のプローブを被加工面に接触させながら厚さの変位を検出する接触式の厚さ測定手段が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the manufacturing process of a semiconductor device, in order to obtain a target thickness of the device, thinning is performed by back-grinding at the stage of a semiconductor wafer which is an aggregate of a large number of devices. In accordance with the remarkable thinning of devices in recent years, wafers are processed to be thinner, and higher accuracy is required in managing the thickness. Wafer grinding and polishing can be performed while measuring the thickness, but as a means of measuring the thickness in such a form, a contact type that detects the displacement of the thickness while bringing the measuring probe into contact with the work surface. There are known thickness measuring means (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、接触式の厚さ測定手段では、接触するプローブによって被加工面に傷がつき、その傷がウェーハの抗折強度を低下させる原因になるといった問題や、保護テープの厚みを除いてウェーハの厚みのみを測定することが出来ない等の問題があった。このため、本出願人においては、ウェーハにプローブ等を接触させることなく厚さを測定可能な光学式で非接触式の厚さ測定手段を提案している。(例えば、特許文献2参照)。 However, in the contact-type thickness measuring means, the surface to be processed is scratched by the probe that comes into contact, and the scratch causes the wafer's bending strength to be reduced. There was a problem that only the thickness could not be measured. For this reason, the present applicant has proposed an optical non-contact type thickness measuring means capable of measuring the thickness without bringing a probe or the like into contact with the wafer. (For example, refer to Patent Document 2).
非接触式の厚み測定手段によって、上述したような問題は解決され、より高度な加工が可能となったが、厚み測定手段がウェーハの表裏面以外からの反射光(デバイス層の表裏面の反射、加工液中のコンタミや砥石のくずからの反射)を誤って検出する場合があった。そして、実際の厚みよりも小さい値を誤って検出すると、実際の厚みは目的厚みになっていないにも関わらず、研削装置が加工を停止してしまう場合があった。 The non-contact type thickness measurement means solves the above-mentioned problems and enables more advanced processing. However, the thickness measurement means reflects light from other than the front and back surfaces of the wafer (reflection of the front and back surfaces of the device layer). In some cases, contamination in the machining fluid and reflection from grindstone waste) are erroneously detected. If a value smaller than the actual thickness is erroneously detected, the grinding apparatus may stop processing even though the actual thickness is not the target thickness.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、誤ったワークの厚み検出値に応じて装置が誤動作するのを低減することができる研削装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a grinding apparatus capable of reducing malfunction of the apparatus in accordance with an erroneous workpiece thickness detection value.
本発明の研削装置は、ワークを保持する保持手段と、前記保持手段に保持されたワークを研削加工する加工手段と、前記保持手段に保持されたワークの厚みを検出する厚み検出手段とを具備する研削装置であって、前記厚み検出手段は、ワークの厚みを検出する検出部と、前記検出部による厚み検出値を記憶する記憶部と、前記記憶部における前記厚み検出値の記憶が許容される下限値以下の前記厚み検出値の前記記憶部における記憶を規制する規制部と、前記記憶部に記憶した前記厚み検出値と前記下限値との差が所定値以下となることに基づいて当該下限値を所定量下げて前記加工手段による研削加工を継続する一方、前記記憶部に記憶した前記厚み検出値が所望値以下になると前記加工手段による研削加工を停止する制御部とを有することを特徴とする。 The grinding apparatus of the present invention comprises a holding means for holding a work, a processing means for grinding the work held by the holding means, and a thickness detection means for detecting the thickness of the work held by the holding means. The thickness detection unit is allowed to detect a thickness of a workpiece, a storage unit that stores a thickness detection value by the detection unit, and storage of the thickness detection value in the storage unit. A regulation unit that regulates storage of the thickness detection value below the lower limit value in the storage unit, and the difference between the thickness detection value stored in the storage unit and the lower limit value is less than or equal to a predetermined value A control unit that lowers the lower limit value by a predetermined amount and continues grinding by the processing unit, and stops the grinding by the processing unit when the thickness detection value stored in the storage unit is less than or equal to a desired value. And wherein the door.
上記研削装置によれば、規制部により設定された下限値以下の厚み検出値が記憶部に記憶されることが規制されることから、下限値以下の厚み検出値に応じて加工手段による研削加工が制御されるのを防止することができるので、誤ったワークの厚み検出値に応じて装置が誤動作するのを低減することが可能となる。 According to the above grinding apparatus, since the thickness detection value equal to or lower than the lower limit value set by the restriction portion is restricted from being stored in the storage portion, the grinding by the processing means according to the thickness detection value equal to or lower than the lower limit value. Therefore, it is possible to reduce the malfunction of the apparatus in response to an erroneous workpiece thickness detection value.
本発明によれば、規制部により設定された下限値以下の厚み検出値が記憶部に記憶されることが規制されることから、下限値以下の厚み検出値に応じて加工手段による研削加工が制御されるのを防止することができるので、誤ったワークの厚み検出値に応じて装置が誤動作するのを低減することが可能となる。 According to the present invention, since the thickness detection value equal to or lower than the lower limit set by the restriction unit is restricted from being stored in the storage unit, the grinding by the processing means is performed according to the thickness detection value equal to or lower than the lower limit value. Since it can be prevented from being controlled, it is possible to reduce malfunction of the apparatus in accordance with an erroneous workpiece thickness detection value.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明の一実施の形態に係る研削装置は、被加工物(ワーク)の厚み検出器を備え、その検出結果の許容範囲を設けると共に、この許容範囲外の検出結果を排除しながらワークの研削加工を制御することにより、誤った厚みの検出値に応じて装置が誤動作するのを低減するものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A grinding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a workpiece (workpiece) thickness detector, provides an allowable range of the detection result, and grinds the workpiece while excluding the detection result outside the allowable range. By controlling the processing, it is possible to reduce the malfunction of the apparatus in accordance with the erroneous thickness detection value.
図1は、本発明の一実施の形態に係る研削装置1の外観斜視図である。図2は、本実施の形態に係る研削装置1の研削加工時における研削砥石61と半導体ウェーハWとの関係を説明するための図である。図3は、本実施の形態に係る研削装置1の厚み検出器7における検出結果を説明するための模式図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図1に示す左下方側を研削装置1の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置1の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図1に示す上下方向を研削装置1の上下方向と呼ぶものとする。
FIG. 1 is an external perspective view of a grinding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining the relationship between the
図1に示すように、研削装置1は、概して直方体状の基台2を有している。基台2の上面の前方側には、研削装置1に対する指示を受け付ける操作パネル3が設けられている。操作パネル3の後方側には、チャックテーブル41を支持するテーブル支持台4が設けられている。テーブル支持台4の後方側には、支柱部5が設けられている。この支柱部5の前面には、上下方向に移動可能に研削ユニット6が支持されている。研削ユニット6の近傍には、チャックテーブル41に保持された研削加工前後の半導体ウェーハWの厚みを検出する厚み検出器7の一部を構成するレーザヘッド部71が設けられている。
As shown in FIG. 1, the grinding apparatus 1 has a base 2 having a generally rectangular parallelepiped shape. On the front side of the upper surface of the base 2, an operation panel 3 that receives instructions for the grinding device 1 is provided. A
このような構成を有し、本実施の形態に係る研削装置1においては、研削ユニット6と、半導体ウェーハWを保持したチャックテーブル41とを相対回転させて半導体ウェーハWを加工するように構成されている。また、研削加工の工程において、厚み検出器7にて半導体ウェーハWの厚みを検出しながら、半導体ウェーハWに対する研削加工を継続又は停止するように構成されている。より具体的には、図2に示すように、後述する研削ユニット6の研削砥石61の一部を、チャックテーブル41に保持された半導体ウェーハWと対向して配置し、半導体ウェーハWに当接する位置まで移動する。そして、チャックテーブル41を矢印B方向に回転させると共に、研削砥石61を矢印C方向に回転させることで半導体ウェーハWの研削加工を行う。そして、研削砥石61に対向して配置されていない領域の半導体ウェーハWの厚みを、厚み検出器7で検出しながら、半導体ウェーハWに対する研削加工を継続又は停止する。
The grinding apparatus 1 according to the present embodiment having such a configuration is configured to process the semiconductor wafer W by relatively rotating the grinding unit 6 and the chuck table 41 holding the semiconductor wafer W. ing. In the grinding process, the thickness detector 7 detects the thickness of the semiconductor wafer W, and the grinding process for the semiconductor wafer W is continued or stopped. More specifically, as shown in FIG. 2, a part of a
なお、本実施の形態に係る研削装置1においては、被加工物(ワーク)としてシリコンウェーハやGaAs等の半導体ウェーハWを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、セラミック、ガラス、サファイヤ系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダの平坦度が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。 In the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, a semiconductor wafer W such as a silicon wafer or GaAs is described as an example of a workpiece (workpiece), but the present invention is not limited to this configuration. Glass, sapphire-based inorganic material substrates, plate-like metal or resin ductile materials, and various processed materials requiring flatness on the order of micron to submicron order may be used as the workpiece.
テーブル支持台4は、正方形状に設けられ、チャックテーブル41を回転可能に支持する。テーブル支持台4には、図示しない駆動機構に接続され、この駆動機構から供給される駆動力により、基台2の上面に形成された開口部2a内を前後方向にスライド移動される。これにより、チャックテーブル41は、研削ユニット6に半導体ウェーハWを対向させる研削位置と、この研削位置から前方側に離間し、加工前の半導体ウェーハWが供給される一方、加工後の半導体ウェーハWが回収される載せ換え位置との間でスライド移動される。
The
テーブル支持台4の前後には、半導体ウェーハWの研削加工時に発生する研削砥石のくず等の基台2内への侵入を防止する防塵カバー8が設けられている。防塵カバー8は、テーブル支持台4の前面及び後面に取り付けられると共に、その移動位置に応じて伸縮可能に設けられ、基台2の開口部2aを覆うように構成されている。
Before and after the table support 4, a dust-proof cover 8 is provided to prevent intrusion of grinding wheel scraps generated during grinding of the semiconductor wafer W into the base 2. The dust cover 8 is attached to the front surface and the rear surface of the
チャックテーブル41は、保持手段を構成するものであり、円盤状に形成され、半導体ウェーハWが保持される保持面41aが形成されている。保持面41aの中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面が形成されている。チャックテーブル41は、基台2内に配置された図示しない吸引源に接続され、保持面41aの吸着面で半導体ウェーハWを吸着保持する。また、チャックテーブル41は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面41aに半導体ウェーハWを保持した状態で回転される。なお、半導体ウェーハWは、例えば、研削装置1の操作者により矢印Aに示すようにチャックテーブル41の保持面41aに載置される。
The chuck table 41 constitutes a holding unit, and is formed in a disk shape, and a
支柱部5は、直方体状に設けられ、その前面にはチャックテーブル41の上方において研削ユニット6を移動させる研削ユニット移動機構51が設けられている。研削ユニット移動機構51は、支柱部5に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するZ軸テーブル52を有している。Z軸テーブル52には、その前面側に取り付けられた支持部53を介して研削ユニット6が支持されている。
The
研削ユニット6は、加工手段を構成するものであり、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石61を有している。この研削砥石61は、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。
The grinding unit 6 constitutes a processing means, and has a
厚み検出器7は、厚み検出手段を構成するものであり、チャックテーブル41に保持された半導体ウェーハWにレーザ光を照射するレーザヘッド部71と、半導体ウェーハWからの反射光に基づいて半導体ウェーハWの厚み検出値を算出するレーザユニット72と、研削装置1における研削加工の継続又は停止を判定するために必要となる情報を記憶する記憶部73と、記憶部73における所定の厚み検出値の記憶を規制する規制部74と、記憶部73に記憶された厚み検出値に基づいて研削ユニット6による研削加工を制御する制御部75とを有している(図3参照)。なお、このような厚み検出器7のうち、レーザヘッド部71とレーザユニット72とにより、半導体ウェーハWの厚みを検出する検出部が構成される。
The thickness detector 7 constitutes a thickness detection means, and a semiconductor head based on the
レーザヘッド部71は、基台2の開口部2aの側方側に立設された逆L字形状を有するアーム部76の先端に設けられている。レーザヘッド部71は、チャックテーブル41に保持された半導体ウェーハWの表面に近接する位置に配置され、そのレーザ光がチャックテーブル41に保持された半導体ウェーハWの上面に垂直に照射されるように設けられている。なお、アーム部76を図示しない駆動機構に接続し、レーザヘッド部71を水平方向に旋回させる構成とすることもできる。
The
レーザユニット72は、例えば、基台2の内部に配設され、アーム部76内に配置された光ファイバ等によりレーザヘッド部71に接続される。レーザユニット72は、レーザヘッド部71から照射されるレーザ光の光源を構成するレーザ光源と、半導体ウェーハWからの反射光(後述する第1反射光、第2反射光)の干渉波を受光するフォトダイオードと、フォトダイオードで受光された干渉波の波形を分析する検波回路とを含んで構成される。レーザユニット72においては、フォトダイオードで受光された干渉波の波形を検波回路により分析し、その波形に応じて数値化した値(例えば、電気信号等)を厚み検出値として得る。
For example, the
記憶部73は、研削装置1における研削加工の継続又は停止を判断するための情報として、レーザユニット72から出力される厚み検出値と、例えば、操作パネル3から入力される半導体ウェーハWの厚み平均値(以下、単に「厚み平均値」という)と、規制部74から与えられる厚み検出値の許容範囲の幅を示す値(以下、適宜「許容幅値」という)と、制御部75から与えられる厚み検出値の許容範囲の上限値及び下限値とを記憶する。
The
規制部74は、例えば、操作パネル3から入力される半導体ウェーハWの厚みばらつき値(以下、単に「厚みばらつき値」という)から許容幅値を算出し、この許容幅値を記憶部73に通知する。また、規制部74は、記憶部73に記憶された許容範囲の上限値以上の厚み検出値、並びに、許容範囲の下限値以下の厚み検出値が記憶部73に記憶されるのを規制する。例えば、規制部74は、レーザユニット72から厚み検出値が出力される都度、その厚み検出値が許容範囲の上限値以上であるか、或いは、下限値以下であるかを判定し、該当する場合にその厚み検出値を破棄する。
For example, the restricting
制御部75は、記憶部73に記憶された許容幅値及び厚み平均値から、厚み検出値の許容範囲の上限値及び下限値を算出し、これらの上限値及び下限値を記憶部73に通知する。具体的には、記憶部73に記憶された許容幅値の中心値に厚み平均値を設定することで許容範囲の上限値及び下限値を得る。また、制御部75は、記憶部73に記憶された厚み検出値と許容範囲内の一定値との比較結果により厚み検出値の許容範囲の上限値及び下限値を更新する。さらに、制御部75は、記憶部73に記憶された厚み検出値と予め定めた所望値との比較結果により研削ユニット6における研削加工処理を制御する。
The
ここで、図3を参照して、厚み検出器7における半導体ウェーハWの厚み検出の結果について説明する。なお、図3(a)においては、厚み検出器7で半導体ウェーハWの厚みが適切に検出された場合の反射光の状態について示し、図3(b)においては、厚み検出器7で半導体ウェーハWの厚みが誤って検出された場合の反射光の状態について示している。 Here, with reference to FIG. 3, the thickness detection result of the semiconductor wafer W in the thickness detector 7 will be described. 3A shows the state of reflected light when the thickness detector 7 detects the thickness of the semiconductor wafer W appropriately. In FIG. 3B, the thickness detector 7 shows the semiconductor wafer. It shows the state of reflected light when the thickness of W is detected by mistake.
本実施の形態に係る厚み検出器7においては、レーザユニット72内のレーザ光源でレーザ光を発振し、レーザヘッド部71からレーザ光を半導体ウェーハWに照射させる。そして、図3(a)に示すように、半導体ウェーハWを構成するSi層の表面W1で反射した第1反射光L1と、このSi層の裏面W2で反射した第2反射光L2との干渉波をレーザユニット72内のフォトダイオードで受光する。そして、これらの第1反射光L1と第2反射光L2との干渉波の波形を検波回路により分析し、その波形に応じて電気信号等に数値化することで、適切な厚み検出値を得ることができるものとなっている。
In the thickness detector 7 according to the present embodiment, laser light is oscillated by the laser light source in the
しかしながら、レーザヘッド部71から半導体ウェーハWに照射したレーザ光が、半導体ウェーハWを構成するSi層を透過してしまうと、図3(b)に示すように、Si層の下層にあるデバイス層の表面W3で第1反射光L1が反射し、このデバイス層の裏面W4で第2反射光L2が反射する事態が発生し得る。これらの第1反射光L1と、第2反射光L2との干渉波に基づいて波形が分析され、その波形に応じて数値化されると、本来の厚み検出値よりも小さい誤った厚み検出値が検出されることとなる。
However, when the laser light irradiated to the semiconductor wafer W from the
このような厚み検出値の誤検出に対応するため、本実施の形態に係る厚み検出器7においては、厚み検出器7の検出結果に許容範囲(上限値、下限値)を設定し、この許容範囲外の検出結果を排除しながら半導体ウェーハWの研削加工の継続又は停止を判定することにより、厚み検出値の誤検出に伴う装置の誤動作を低減する。以下、このように厚み検出値の誤検出を考慮した本実施の形態に係る研削装置1の研削加工処理について図4を用いて説明する。図4は、本実施の形態に係る研削装置1の研削加工処理を説明するためのフロー図である。 In order to cope with such a false detection of the thickness detection value, the thickness detector 7 according to the present embodiment sets an allowable range (upper limit value, lower limit value) in the detection result of the thickness detector 7, and this allowable value. By determining the continuation or stop of the grinding process of the semiconductor wafer W while eliminating the detection result outside the range, the malfunction of the apparatus accompanying the erroneous detection of the thickness detection value is reduced. Hereinafter, the grinding process of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment considering the erroneous detection of the thickness detection value will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining the grinding process of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment.
図4に示すように、研削装置1においては、操作パネル3を介して厚みばらつき値x及び厚み平均値yの入力を待機した状態となっている(ステップ(以下、「ST」という)301)。なお、これらの厚みばらつき値x及び厚み平均値yの入力がない場合には、この待機状態が継続されることとなる。 As shown in FIG. 4, the grinding apparatus 1 is in a state of waiting for the input of the thickness variation value x and the thickness average value y via the operation panel 3 (step (hereinafter referred to as “ST”) 301). . Note that, when there is no input of the thickness variation value x and the thickness average value y, this standby state is continued.
ここで、厚みばらつき値x及び厚み平均値yについて、図5を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係る研削装置1の加工対象である半導体ウェーハWの厚みばらつき値x及び厚み平均値yを説明するための模式図である。図5に示すように、半導体ウェーハWにおいては、その製造工程にて被研削加工面に厚みばらつきが発生し得る。なお、図5においては、説明の便宜上、半導体ウェーハWの外周縁部よりも中央部近傍の方が薄く設けられた場合について示しているが、実際の厚みばらつきについては、半導体ウェーハWの全体に発生するものである。 Here, the thickness variation value x and the thickness average value y will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the thickness variation value x and the thickness average value y of the semiconductor wafer W that is a processing target of the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the semiconductor wafer W, thickness variations can occur on the surface to be ground in the manufacturing process. In FIG. 5, for convenience of explanation, the case where the central portion is thinner than the outer peripheral edge of the semiconductor wafer W is shown. However, the actual thickness variation is shown in the entire semiconductor wafer W. It is what happens.
図5に示す半導体ウェーハWにおいては、外周縁部の最も厚い部分と中央部近傍の最も薄い部分とで厚みばらつき値xが特定され、この厚みばらつき値xを含む半導体ウェーハWの厚みの平均値として厚み平均値yが特定される。これらの厚みばらつき値xや厚み平均値yは、加工実績に基づいて半導体ウェーハWの種別により特定しておくことができる。本実施の形態に係る研削装置1においては、これらの厚みばらつき値xや厚み平均値yが操作パネル3から入力される構成としているが、これに限定されるものではない。なお、以下においては、説明の便宜上、厚みばらつき値xが「5μm」であり、厚み平均値yが「160μm」であるものとする。 In the semiconductor wafer W shown in FIG. 5, the thickness variation value x is specified by the thickest portion of the outer peripheral edge and the thinnest portion near the center, and the average value of the thickness of the semiconductor wafer W including the thickness variation value x is determined. The thickness average value y is specified as follows. These thickness variation value x and thickness average value y can be specified by the type of the semiconductor wafer W based on the processing results. In the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the thickness variation value x and the thickness average value y are input from the operation panel 3, but the present invention is not limited to this. In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the thickness variation value x is “5 μm” and the thickness average value y is “160 μm”.
これらの厚みばらつき値x及び厚み平均値yの入力を操作パネル3から受け付けると、厚み平均値yが記憶部73に入力される一方、厚みばらつき値が規制部74に入力される。記憶部73は、入力された厚み平均値yを記憶する(ST302)。一方、規制部74は、入力された厚みばらつき値xから許容幅値を算出する(ST303)。ここで、許容幅値を厚みばらつき値xに基づいて算出するのは、加工対象とされる半導体ウェーハWの厚みばらつき値xを考慮しながら適切に研削加工を行うためである。このように許容幅値を決めることにより、厚みばらつき値xが大きい半導体ウェーハWの研削加工を行う場合には、これに応じた許容幅値を算出することができるものとなる。ここでは、許容幅値は、厚みばらつき値xの4倍である「4x」に設定されるものとする。上述した例においては、許容幅値が「20μm」と算出される。規制部74により算出された許容幅値は、記憶部73に入力され、これに記憶される。なお、ここでは、許容幅値の一例として「4x」を用いているが、この許容幅値の値については適宜変更が可能である。この許容幅値は、被加工物としての半導体ウェーハWの種別に応じて算出されることが好ましい。
When the input of the thickness variation value x and the thickness average value y is received from the operation panel 3, the thickness average value y is input to the
次に、制御部75において、記憶部73に記憶された厚み平均値y(=160μm)と、許容幅値4x(=20μm)とから、記憶部73に記憶されることを許容する許容範囲が設定される(ST304)。具体的には、制御部75は、厚み平均値yを中心値に配置した許容範囲4xを設定する。この場合、厚み平均値yが「160μm」であることから、その許容範囲の上限値として「170μm」が設定されると共に、その許容範囲の下限値として「150μm」が設定される。このように設定された許容範囲の上限値及び下限値は、記憶部73に入力され、これに記憶される。
Next, in the
ここまでの処理において、記憶部73には、厚み平均値yとして「160μm」と、許容幅値4xとして「20μm」と、許容範囲の上限値及び下限値として「170μm」、「150μm」とが記憶される。これらの値が記憶部73に記憶されると、半導体ウェーハWに対する研削加工が開始される。そして、随時、レーザヘッド部71及びレーザユニット72により半導体ウェーハWの厚み検出が行われると共に、その厚み検出値が記憶部73に記憶される(ST305)。
In the processing so far, the
厚み検出値が記憶部73に記憶されると、規制部74は、その厚み検出値がST304で設定した許容範囲内の値であるかを判定する(ST306)。この場合、規制部74においては、記憶部73に記憶された厚み検出値が「150μm」より大きく、「170μm」よりも小さいかを判定する。すなわち、ST306においては、記憶部73に記憶された厚み検出値が許容範囲外の誤った厚み検出値であるか否かが判定される。
When the thickness detection value is stored in
記憶部73に記憶された厚み検出値が許容範囲内の値でない場合、規制部74においては、この厚み検出値を記憶部73から破棄する(ST307)。すなわち、ST307においては、許容範囲を外れるような誤った厚み検出値が、後述する研削加工の継続又は停止の判定に考慮されないように破棄される。これにより、このような許容範囲外の誤った厚み検出値に基づいて研削加工が停止されるような事態を確実に防止することができるものとなっている。なお、該当する厚み検出値が破棄された場合、処理がST305に戻され、後続する研削加工による厚み検出値の到来が待機されることとなる。
When the thickness detection value stored in the
一方、記憶部73に記憶された厚み検出値が許容範囲内の値である場合には、制御部75は、その厚み検出値が予め定められた所望の厚み検出値(所望値)以下であるかを判定する(ST308)。すなわち、ST308においては、半導体ウェーハWが所望の厚みまで研削加工が行われているかが判定される。上述したように、ST307において、許容範囲を外れるような厚み検出値は、規制部74により破棄されていることから、許容範囲内の厚み検出値に基づいて半導体ウェーハWの研削加工の程度を適切に判定することができるものとなっている。
On the other hand, when the thickness detection value stored in the
この場合において、記憶部73に記憶された厚み検出値が所望値以下である場合には、制御部75は、研削ユニット6に研削加工の停止を指示する。この指示に応じて、研削ユニット6による研削加工が停止されることとなる(ST309)。
In this case, when the thickness detection value stored in the
これに対し、記憶部73に記憶された厚み検出値が所望値でない場合、制御部75は、その厚み検出値が許容範囲内の一定値(ここでは、厚み平均値yから厚みばらつき値xを差し引いた値「y−x」であるものとする)以下であるかを判定する(ST310)。ここでは、半導体ウェーハWの厚みが所望値に到達する前に、記憶部73に記憶された許容範囲を更新すべきか否かが判定される。この場合、制御部75においては、記憶部73に記憶された厚み検出値が「155μm」以下であるかが判定される。
On the other hand, when the thickness detection value stored in the
ここで、記憶部73に記憶された厚み検出値が「y−x」以下に到達していない場合には、処理がST305に戻され、後続する研削加工による厚み検出値の到来が待機される。一方、記憶部73に記憶された厚み検出値が「y−x」以下に到達している場合には、制御部75は、厚み平均値yを「y−x」に置換する(ST311)。この場合、厚み平均値yが「160μm」から「155μm」に置換されることとなる。その後、処理がST304に戻され、再び、厚み平均値y(=155μm)と、許容幅値4x(=20μm)とから、記憶部73に記憶されることを許容する許容範囲が設定される。この場合、厚み平均値yが「155μm」であることから、その許容範囲の上限値、下限値が、それぞれ「165μm」、「145μm」に更新される。
If the thickness detection value stored in the
このように更新した許容範囲において、再び、ST305以下の処理が繰り返される。そして、ST304〜ST311の処理を繰り返すうちに、ST308にて記憶部73に記憶された厚み検出値が所望値に到達すると、研削ユニット6における研削加工の停止が指示され、これに伴って研削ユニット6の研削加工が停止される。このようにして本実施の形態に係る研削装置1における一連の研削加工処理が終了する。
In the allowable range updated in this way, the processing from ST305 is repeated again. When the thickness detection value stored in the
以下、図6を参照して、図4に示す研削加工処理で研削加工される半導体ウェーハWの厚みの推移について説明する。図6は、本実施の形態に係る研削装置1で研削加工される半導体ウェーハWの厚みの推移を説明するための図である。なお、図6においては、縦軸に半導体ウェーハWの厚みを示し、横軸に研削加工処理の経過時間を示している。なお、図2に示すように半導体ウェーハWに対して研削ユニット6を配置し、この研削ユニット6とチャックテーブル41とを相対回転させて半導体ウェーハWの研削加工を行う本実施の形態に係る研削装置1においては、半導体ウェーハWが1回転するのを一周期として波を描くように半導体ウェーハWの厚みが推移する。しかしながら、図6においては、説明の便宜上、このような半導体ウェーハWの厚みの推移を省略し、研削加工される半導体ウェーハWの厚みが直線状に推移していくものとして説明するものとする。 Hereinafter, the transition of the thickness of the semiconductor wafer W that is ground by the grinding process shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the transition of the thickness of the semiconductor wafer W that is ground by the grinding apparatus 1 according to the present embodiment. In FIG. 6, the vertical axis indicates the thickness of the semiconductor wafer W, and the horizontal axis indicates the elapsed time of the grinding process. As shown in FIG. 2, the grinding unit 6 is disposed with respect to the semiconductor wafer W, and the grinding according to this embodiment is performed in which the grinding unit 6 and the chuck table 41 are rotated relative to each other to grind the semiconductor wafer W. In the apparatus 1, the thickness of the semiconductor wafer W changes so as to draw a wave with one rotation of the semiconductor wafer W as one cycle. However, in FIG. 6, for convenience of explanation, it is assumed that such a change in the thickness of the semiconductor wafer W is omitted, and the thickness of the semiconductor wafer W to be ground is assumed to change linearly.
図4に示すST301において、厚みばらつき値xとして「5μm」、厚み平均値yとして「160μm」の入力を受け付けた初期状態においては、図6の時点t1に示すように、ST304で許容範囲の上限値、下限値がそれぞれ「170μm」、「150μm」に設定されている。このように許容範囲が設定された状態で、半導体ウェーハWの研削加工が行われると共に厚み検出が行われ、ST310において、厚み検出値が(y−x)以下(「155μm」以下)に到達したと判定されると、ST311において、厚み平均値yが「155μm」に更新される。 In ST301 shown in FIG. 4, in the initial state in which the input of “5 μm” as the thickness variation value x and “160 μm” as the thickness average value y is accepted, as shown at time t1 in FIG. The value and the lower limit are set to “170 μm” and “150 μm”, respectively. With the allowable range set in this manner, the semiconductor wafer W is ground and the thickness is detected. In ST310, the thickness detection value reaches (y−x) or less (“155 μm” or less). If it is determined, in ST311, the thickness average value y is updated to “155 μm”.
そして、ST304において、時点t2に示すように、更新後の厚み平均値y(155μm)を基準として新たな許容範囲が設定される。具体的には、許容範囲の上限値、下限値がそれぞれ「165μm」、「145μm」に設定される。このように許容範囲が設定された状態で、更に半導体ウェーハWの研削加工が行われると共に厚み検出が行われ、ST310において、再び、厚み検出値が(y−x)以下(「150μm」以下)に到達したと判定されると、ST311において、厚み平均値yが「150μm」に更新される。 In ST304, a new allowable range is set based on the updated thickness average value y (155 μm) as shown at time t2. Specifically, the upper limit value and the lower limit value of the allowable range are set to “165 μm” and “145 μm”, respectively. With the allowable range set in this manner, the semiconductor wafer W is further ground and the thickness is detected. In ST310, the thickness detection value is again (y−x) or less (“150 μm” or less). In ST311, the thickness average value y is updated to “150 μm”.
同様に、時点t3、t4、t5に示すように、更新後の厚み平均値y(それぞれ150μm、145μm、140μm)を基準として新たな許容範囲が設定される。すなわち、本実施の形態に係る研削装置1においては、厚み検出値と許容範囲の下限値との差が所定値以下となることに基づいて許容範囲を徐々に下方側(厚みの薄くなる方)に移行させている。そして、このように許容範囲を移行させていく過程において、ST308にて半導体ウェーハWの厚み検出値が所望値以下になると、ST309において、研削ユニット6における研削加工処理が停止される。 Similarly, as shown at time points t3, t4, and t5, new allowable ranges are set based on the updated thickness average values y (150 μm, 145 μm, and 140 μm, respectively). That is, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the allowable range is gradually lowered to the lower side (thin thickness becomes thinner) based on the difference between the thickness detection value and the lower limit value of the allowable range being a predetermined value or less. Has been moved to. In the process of shifting the allowable range in this way, if the thickness detection value of the semiconductor wafer W becomes equal to or less than the desired value in ST308, the grinding processing in the grinding unit 6 is stopped in ST309.
この場合において、研削加工過程の各時点でそれぞれ設定された許容範囲外の誤った厚み検出値は、ST306において検出され、ST307において破棄される。このように本実施の形態に係る研削装置1においては、許容範囲外の誤った厚み検出値が記憶部73に記憶されることが規制されることから、許容範囲外の厚み検出値に応じて研削ユニット6による研削加工が制御されるのを確実に防止することができるので、半導体ウェーハWの誤った厚み検出値に応じて研削装置1が誤動作するのを低減することが可能となる。
In this case, an erroneous thickness detection value outside the allowable range set at each point in the grinding process is detected in ST306 and discarded in ST307. As described above, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, since an erroneous thickness detection value outside the allowable range is restricted from being stored in the
より具体的には、本実施の形態に係る研削装置1においては、規制部74により設定された下限値以下の厚み検出値が記憶部73に記憶されることが規制されることから、下限値以下の厚み検出値に応じて研削ユニット6による研削加工が制御されるのを防止することができるので、半導体ウェーハWの適切な厚み検出値よりも小さい誤った厚み検出値に応じて研削加工が停止される誤動作が発生する事態を低減できるものとなっている。
More specifically, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, since the thickness detection value equal to or lower than the lower limit set by the
また、本実施の形態に係る研削装置1においては、規制部74により設定された上限値以上の厚み検出値が記憶部73に記憶されることが規制されることから、上限値以上の厚み検出値に応じて研削ユニット6による研削加工が制御されるのを防止することができるので、半導体ウェーハWの適切な厚み検出値よりも大きい誤った厚み検出値に応じて半導体ウェーハWが所望地を越えて研削加工(オーバーグラインド)される誤動作が発生する事態を低減できるものとなっている。
Further, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, since the thickness detection value equal to or higher than the upper limit value set by the
さらに、本実施の形態に係る研削装置1においては、記憶部73に記憶された厚み検出値と、許容範囲の下限値との差が所定値以下となることに基づいて許容範囲を徐々に下方側に移行させている。これにより、記憶部73に記憶が許容される厚み検出値の許容範囲を、現在の半導体ウェーハWの厚み平均値yに追随させることができるので、誤った厚み検出値の記憶部73への記憶を精度良く規制することが可能となる。
Furthermore, in the grinding apparatus 1 according to the present embodiment, the allowable range is gradually lowered based on the difference between the thickness detection value stored in the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、上記実施の形態においては、厚み検出器7の規制部74が、記憶部73における厚み検出値の記憶を制限する許容範囲を設定し、この許容範囲外の厚み検出値の記憶部73における記憶を規制する場合について説明しているが、記憶部73に対する記憶の規制を行う構成要素については、規制部74に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、制御部75にこのような機能を兼ね備えるようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態においては、レーザユニット72から出力される全ての厚み検出値(破棄の対象となる厚み検出値を含む)を記憶部73に記憶した後に、規制部74により必要に応じて破棄することで記憶部73への所定の厚み検出値の記憶を規制する場合について説明しているが、記憶部73への記憶を規制する手法としては、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、記憶部73の記憶処理に先だって規制部74で記憶の許否を判定し、その判定結果に応じて記憶が許容される厚み検出値のみを記憶部73に出力するような構成としても良い。
In the above-described embodiment, all the thickness detection values (including the thickness detection values to be discarded) output from the
以上説明したように、本発明は、下限値以下の厚み検出値に応じて研削加工が制御されるのを防止することで、誤ったワークの厚み検出値に応じて装置が誤動作するのを低減できるという効果を有し、特に、半導体ウェーハの厚みを検出しながら研削加工を行う研削装置に有用である。 As described above, the present invention reduces the malfunction of the apparatus according to the erroneous workpiece thickness detection value by preventing the grinding process from being controlled according to the thickness detection value equal to or lower than the lower limit value. In particular, the present invention is useful for a grinding apparatus that performs grinding while detecting the thickness of a semiconductor wafer.
1 研削装置
2 基台
3 操作パネル
4 テーブル支持台
41 チャックテーブル(保持手段)
41a 保持面
5 支柱部
51 研削ユニット移動機構
52 Z軸テーブル
53 支持部
6 研削ユニット(加工手段)
7 厚み検出器(厚み検出手段)
71 レーザヘッド部
72 レーザユニット
73 記憶部
74 規制部
75 制御部
76 アーム部
8 防塵カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Grinding device 2 Base 3
7 Thickness detector (thickness detection means)
71
Claims (1)
前記厚み検出手段は、ワークの厚みを検出する検出部と、前記検出部による厚み検出値を記憶する記憶部と、前記記憶部における前記厚み検出値の記憶が許容される下限値以下の前記厚み検出値の前記記憶部における記憶を規制する規制部と、前記記憶部に記憶した前記厚み検出値と前記下限値との差が所定値以下となることに基づいて当該下限値を所定量下げて前記加工手段による研削加工を継続する一方、前記記憶部に記憶した前記厚み検出値が所望値以下になると前記加工手段による研削加工を停止する制御部とを有することを特徴とする研削装置。 A grinding apparatus comprising: holding means for holding a workpiece; processing means for grinding the workpiece held by the holding means; and thickness detecting means for detecting the thickness of the workpiece held by the holding means,
The thickness detection means includes a detection unit that detects a thickness of a workpiece, a storage unit that stores a thickness detection value by the detection unit, and the thickness that is equal to or less than a lower limit value that allows the storage of the thickness detection value in the storage unit. The lower limit value is lowered by a predetermined amount based on a regulation unit that regulates storage of the detected value in the storage unit, and a difference between the thickness detection value stored in the storage unit and the lower limit value is equal to or less than a predetermined value. A grinding apparatus comprising: a control unit that continues grinding by the processing unit, and stops the grinding by the processing unit when the detected thickness value stored in the storage unit becomes a desired value or less.
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