JP2015205367A

JP2015205367A - 研削装置

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Publication number: JP2015205367A
Application number: JP2014087140A
Authority: JP
Inventors: 文中村; Fumi Nakamura; 修長井; Osamu Nagai; 真司吉田; Shinji Yoshida
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-04-21
Also published as: JP6262593B2

Abstract

【課題】ビア孔が形成された板状ワークを所望の厚みまで精度よく研削すること。
【解決手段】本発明の研削装置（１）は、チャックテーブル（３）の板状ワーク（Ｗ）の厚みを測定しながら研削手段（４）による研削量を制御するものであり、板状ワークに複数の測定ポイントを設定して各測定ポイントにおける上面高さを測定する測定手段（６）と、各測定ポイントの測定値の平均値又は中央値から測定値の基準値を算出する基準値算出部（７１）と、基準値に基準とした許容範囲を設定する許容範囲設定部（７２）と、所定の周期で基準値を切り替える切換部（７３）とを備え、許容範囲内の複数の測定値だけを用いて算出された基準値に順次切換ながら、基準値が仕上げ厚みに対応した上面高さに到達するまで研削加工を継続するように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の板状ワークの厚みを測定しながら所望の厚みに研削する研削装置に関する。

従来、研削加工中に板状ワークの厚みを測定する際に接触式のハイトゲージが用いられている。接触式のハイトゲージでは、一対の接触子を板状ワークの上面とチャックテーブルの上面にそれぞれ接触させて、接触位置の高さの差分に基づいて板状ワークの厚みが検出される。近年では、接触式のハイトゲージの代わりに、レーザー光の光路長に応じて板状ワークの厚みを測定する非接触式のハイトゲージが用いられる（例えば、特許文献１、２参照）。これらの非接触式のハイトゲージでは、板状ワークにレーザー光を照射し、板状ワークの上下面で反射された光の光路差に基づいて板状ワークの厚みが検出される。

特開２０１２−１１１００８号公報特開２００９−０５０９４４号公報

ところで、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）等の板状ワークは、同じ材質のワークを貼り合わせて形成される。貼り合わせワークを研削する際には、上側ワークにビア孔が貫通されていると、ビア孔が形成された位置では、同じ材質の上側ワークと同様に下側ワークの上下面でレーザー光が反射される。このため、上側ワークの厚みを検出しながら研削送りされている最中に、局所的に下側ワークの厚みが検出されてしまい、加工精度が悪化するおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ビア孔が形成された板状ワークを所望の厚みまで精度よく研削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。

本発明の研削装置は、複数のビア孔を有する板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に回転させる回転手段と、該回転手段で回転される該チャックテーブルの回転数を認識する回転数認識部と、該チャックテーブルが保持する板状ワークの上方から非接触で板状ワークの上面高さを測定する測定手段と、板状ワークに研削砥石を当接させて研削する研削手段と、該研削手段を制御する制御手段と、を備える研削装置であって、該測定手段は、板状ワークに該測定光を発射する発光部と、該発光部から発射した該測定光が板状ワークの上面で反射する反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した反射光によって板状ワークの上面の高さを算出する算出部と、を備え、該制御手段は、該回転手段で回転する板状ワークが１回転する間に、該測定手段が測定する複数の測定ポイントにおける板状ワークの上面の高さを測定した複数の測定値から基準値となる平均値もしくは中央値を算出する基準値算出部と、該基準値算出部が算出した該基準値を基準として所定の許容範囲を設定する許容範囲設定部と、該回転手段で回転する板状ワークの該回転数認識部で認識する回転数が予め設定した所定の回転数に達する毎に、該測定手段が測定した該複数の測定値の中から該許容範囲から外れたものを除いて該基準値算出部が算出して該基準値を切換える切換部と、該切換部で順次切換えられた該基準値が予め設定した仕上げ厚みに対応した上面高さに達した時に研削終了と判断する判断部と、を備える。

この構成によれば、板状ワークの複数の測定ポイントで上面高さが測定され、複数の測定ポイントの測定値から基準値が算出される。この基準値の算出は、板状ワークの所定の回転数毎に行われて、新たな基準値に順次切り替えられながら、基準値が仕上げ厚みに対応した上面高さに達するまで研削加工が実施される。このとき、基準値を基準とした許容範囲が設定されており、許容範囲から外れた測定値を除いて新たな基準値に切り換えられている。測定ポイントがビア孔に一致した場合であっても、ビア孔での測定値が許容範囲から外れることで、特異点となるビア孔での測定値を排除して基準値が精度よく算出される。このように、特異点を排除しつつ、基準値を順次切り替えながら仕上げ厚みに近づけられることで、ビア孔が形成された板状ワークが所望の厚みまで精度よく研削される。

また本発明の上記研削装置において、該判断部は、該許容範囲に入っている複数の該測定値の中の最大値が予め設定した仕上げ厚みに対応した上面高さに達した時に研削終了と判断する。

また本発明の他の研削装置は、複数のビア孔を有する板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に回転させる回転手段と、該回転手段で回転される該チャックテーブルの回転数を認識する回転数認識部と、該チャックテーブルが保持する板状ワークの上方から非接触で板状ワークの厚みを測定する測定手段と、板状ワークに研削砥石を当接させて研削する研削手段と、該研削手段を制御する制御手段と、を備える研削装置であって、該測定手段は、板状ワークに該測定光を発射する発光部と、該発光部から発射した該測定光が板状ワークの上面及び下面で反射する反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した反射光によって板状ワークの厚みを算出する算出部と、を備え、該制御手段は、該回転手段で回転する板状ワークが１回転する間に、該測定手段が測定する複数の測定ポイントにおける板状ワークの厚みを測定した複数の測定値から基準値となる平均値もしくは中央値を算出する基準値算出部と、該基準値算出部が算出した該基準値を基準として所定の許容範囲を設定する許容範囲設定部と、該回転手段で回転する板状ワークの該回転数認識部で認識する回転数が予め設定した所定の回転数に達する毎に、該測定手段が測定した該複数の測定値の中から該許容範囲から外れたものを除いて該基準値算出部が算出して該基準値を切換える切換部と、該許容範囲に入っている複数の該測定値の中の最大値が予め設定した仕上げ厚みに達した時に研削終了と判断する判断部と、を備える。

本発明によれば、特異点を排除しつつ、新たな基準値に順次切り替えられながら研削加工が実施されることで、ビア孔が形成された板状ワークを所望の厚みまで精度よく研削することができる。

第１の実施の形態に係る研削装置の斜視図である。第１の実施の形態に係る測定手段周辺の模式図である。第１の実施の形態に係る研削装置の機能ブロック図である。第１の実施の形態に係る研削装置による研削加工の動作説明図である。第１の実施の形態に係る研削加工時の板状ワークの厚みの変化を示す図である。第２の実施の形態に係る研削装置による研削加工の動作説明図である。第２の実施の形態に係る研削加工時の板状ワークの厚みの変化を示す図である。

以下、添付図面を参照して、第１の実施の形態に係る研削装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る研削装置の斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る測定手段周辺の模式図である。なお、本実施の形態に係る研削装置は、図１に示すように研削加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。

図１に示すように、研削装置１は、非接触式の測定手段６を用いてチャックテーブル３上の板状ワークＷの上面高さを測定しながら、研削手段４によって板状ワークＷを仕上げ厚みまで研削するように構成されている。板状ワークＷは、上側ワークＷ１と下側ワークＷ２とを貼り合わせて形成されており、上側ワークＷ１には下面８２から上面８１に向かう所定の深さの複数のビア孔８７が形成されている（図２参照）。すなわち、ビア孔８７が表出した上側ワークＷ１の下面８２側が下側ワークＷ２の上面８４に貼り付けられ、ビア孔８７が表出していない上側ワークＷ１の上面８１側が上方に露出されている。

なお、上側ワークＷ１、下側ワークＷ２としては、シリコンウェーハ（Ｓｉ）、ガリウムヒソ（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体基板、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板等の各種加工基板を用いてもよい。また、上側ワークＷ１、下側ワークＷ２は、ＭＥＭＳ等の微細加工基板、ＣＳＰ、ＢＧＡ等のパッケージ基板でもよい。さらに、板状ワークＷとして、上側ワークＷ１と下側ワークＷ２とによる貼り合わせワークを例示して説明するが、板状ワークＷは３枚以上のワークを貼り合わせたものでもよいし、複数のワークが貼り合わせられていない単一のワークでもよい。

研削装置１の基台２の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル３と共に移動可能な移動板３１及び蛇腹状の防水カバー３２により覆われている。防水カバー３２の下方には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動させる不図示のボールねじ式の移動機構が設けられている。チャックテーブル３の表面には、多孔質のポーラス板３３によって板状ワークＷを吸着する保持面３４が形成されている。保持面３４は、チャックテーブル３内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面３４に生じる負圧によって板状ワークＷが吸引保持される。

基台２上の開口の後方にはコラム２１が立設されており、コラム２１には研削手段４を上下動させる移動機構５が設けられている。移動機構５は、コラム２１に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール５１と、一対のガイドレール５１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル５２とを有している。Ｚ軸テーブル５２の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ５３が螺合されている。そして、ボールネジ５３の一端部に連結された駆動モータ５４によりボールネジ５３が回転駆動されることで、研削手段４がガイドレール５１に沿ってＺ軸方向に移動される。

研削手段４は、ハウジング４１を介してＺ軸テーブル５２の前面に取り付けられており、円筒状のスピンドル４２の下端にマウント４３を設けて構成されている。スピンドル４２には径方向に広がるフランジ４４が設けられ、フランジ４４を介してハウジング４１に研削手段４が支持される。マウント４３の下面には、複数の研削砥石４５が環状に配置された研削ホイール４６が装着されている。複数の研削砥石４５は、例えば、ダイヤモンド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る。研削手段４の近傍には、板状ワークＷの上面高さを測定する測定手段６が設けられている。

図２に示すように、測定手段６は、例えば非接触式のハイトゲージであり、板状ワークＷの上方から非接触で板状ワークＷの上面高さを測定するように構成されている。測定手段６には、板状ワークＷに測定光を発射する発光部６１と、発光部６１から発射された測定光が板状ワークＷ（上側ワークＷ１）の上面８１で反射した反射光を受光する受光部６２とが設けられている。測定手段６のヘッド内には、板状ワークＷの上面高さの測定基準となる参照反射面６３が設けられている。測定手段６では、ヘッド内の参照反射面６３からの反射光と板状ワークＷの上面８１からの反射光よって上面高さが測定される。

また、研削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段７が設けられている。制御手段７は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。制御手段７には、チャックテーブル３の中心を軸に回転させる回転手段３６、チャックテーブル３の回転数を認識する回転数認識部３７、上記した測定手段６及び研削手段４（図１参照）が接続されている。なお、制御手段７及び測定手段６の詳細な制御構成については後述する。

図１に戻り、このように構成された研削装置１では、スピンドル４２によって研削ホイール４６がＺ軸回りに回転されながら、研削手段４がチャックテーブル３に近づけられる。そして、板状ワークＷに研削水が供給され、研削砥石４５が板状ワークＷに当接（回転接触）させることで、研削砥石４５と板状ワークＷとが相対的に摺動されて板状ワークＷが研削される。研削中は、測定手段６によって板状ワークＷの厚みがリアルタイムに測定されており、測定手段６の測定結果に基づいて板状ワークＷが目標の仕上げ厚みに近付くように研削手段４の送り量が制御されている。

ところで、測定手段６によって板状ワークＷの上面高さを測定する際には、板状ワークＷ（上側ワークＷ１）の上面８１に複数の測定ポイントを設定し、各測定ポイントでの測定値の平均値や中央値を用いて板状ワークＷの上面高さが測定される。上記したように板状ワークＷの上側ワークＷ１の下面側には、上面８１に届かない程度のビア孔８７（図２参照）が形成されているため、研削途中で上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７が表出される。このビア孔８７が測定ポイントに設定されると、ビア孔８７で測定された測定値が特異点となるため、特異点を排除した状態で上側ワークＷ１の上面高さが測定されることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、板状ワークＷの上面高さの測定値に所定の幅の許容範囲を設けて、許容範囲から外れた測定値を特異点として排除するようにしている。これにより、複数の測定ポイントから得られる測定値からビア孔８７で測定された測定値が排除され、残りの測定ポイントでの測定値から板状ワークＷの上面高さが精度よく測定される。このように、研削加工中にリアルタイムで特異点を排除しながら板状ワークＷの上面高さが測定されるため、ビア孔８７が形成された板状ワークＷを所望の厚みまで精度よく研削することが可能になっている。

以下、図３を参照して、研削装置の測定手段及び制御手段について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る研削装置の機能ブロック図である。

図３に示すように、測定手段６には、上記した受光部６２が受光した反射光によって板状ワークＷの上面高さを算出する算出部６５が設けられている。発光部６１から発射された測定光は、参照反射面６３及び板状ワークＷ（上側ワークＷ１）の上面８１で反射されてそれぞれ受光部６２で受光される。算出部６５では、ヘッド内の参照反射面６３からの反射光と板状ワークＷの上面８１からの反射光の光路差よって板状ワークＷの上面高さの測定値が算出される。板状ワークＷの上面８１には周方向に複数の測定ポイントが設定されており、各測定ポイントにおいて板状ワークＷの上面高さが測定されて制御手段７に測定値が出力される。

制御手段７には、基準値算出部７１、許容範囲設定部７２、切換部７３、判断部７４が設けられている。基準値算出部７１では、測定手段６の算出部６５から入力された複数の測定値から、板状ワークＷが１回転する間に基準値となる平均値もしくは中央値が算出される。また、許容範囲設定部７２では、基準値算出部７１で算出された基準値を基準として、新たな基準値の算出時の許容範囲が設定される。すなわち、基準値算出部７１では、許容範囲設定部７２で設定された許容範囲を用いて、複数の測定値の中から許容範囲から外れた測定値を除いて基準値が算出される。

回転手段３６によって回転される板状ワークＷの回転数が回転数認識部３７によって認識されており、切換部７３では板状ワークＷの回転数が予め設定された所定の回転数に達する度に基準値が切換えられる（更新される）。すなわち、切換部７３では、研削手段４によって板状ワークＷ（上側ワークＷ１）が所定量研削される度に、基準値算出部７１で算出された新たな基準値に切換えられる。判断部７４では、切換部７３で順次切換えられる板状ワークＷの上面高さの基準値が、板状ワークＷの仕上げ厚みに対応した上面高さに達した時に研削終了と判断され、研削手段４の動作が停止される。なお、切換部７３では、複数回転毎に基準値が切換えられてもよいし、１回転毎に基準値が切換えられてもよい。

このように、許容範囲から外れた測定値を除きながら、板状ワークＷ（上側ワークＷ１）の上面高さの基準値が順次切り替えられて研削加工が実施される。このため、板状ワークＷの上面８１から表出したビア孔８７が測定ポイントに設定された場合であっても、ビア孔８７で測定された測定値が許容範囲から外れるため、ビア孔８７での測定値を除いて基準値が算出される。ビア孔８７の存在に起因した測定値の誤差が無くなるため、ビア孔８７が形成された板状ワークＷであっても上面高さが精度よく算出される。よって、板状ワークＷが所望の仕上げ厚みまで良好に研削される。

図４及び図５を参照して、研削装置による研削加工について説明する。図４は、第１の実施の形態に係る研削装置による研削加工の動作説明図である。図５は、第１の実施の形態に係る研削加工時の板状ワークの厚みの変化を示す図である。なお、図５においては、横軸は時間を示し、縦軸は上側ワークの厚みを示している。

図４Ａに示すように、研削加工の開始時にはチャックテーブル３上に上側ワークＷ１を上方に向けた状態で板状ワークＷがチャックテーブル３に保持される。上側ワークＷ１は、ビア孔８７及びデバイス８８が形成された下面８２側に下側ワークＷ２が貼着されているため、上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７が表出していない。この研削加工の開始時には、上側ワークＷ１の上面８１に全ての測定ポイントが設定されるため、上側ワークＷ１の上面８１で板状ワークＷの上面高さの測定値が算出される。そして、複数の測定ポイントにおける測定値の平均値もしくは中央値から基準値が算出される。

図５に示すように、研削加工の開始時の時間ｔ_０では、研削加工の開始時の測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂが測定される。また、基準値Ｖ_ｓを基準とした所定幅の許容範囲Ｒが設定される。なお、許容範囲Ｒは、測定値の特異点を排除できるように設定されていればよく、ここでは研削加工の開始時の測定値の最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂを含む所定幅に設定されている。時間ｔ_０では、上側ワークＷ１の上面８１に全ての測定ポイントが設定されているため、測定値にバラツキが生じることがなく、測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂとして近い値が測定されている。

図４Ｂに示すように、研削加工中に上側ワークＷ１がビア孔８７の上端まで研削されると、上側ワークＷ１の上面８１から複数のビア孔８７が表出される。このため、測定ポイントがビア孔８７に一致すると、下側ワークＷ２の上面８４に測定ポイントが設定される。このように、研削加工中には、上側ワークＷ１の上面８１だけでなく、ビア孔８７の形成箇所では下側ワークＷ２の上面８４に測定ポイントが設定される。この場合、下側ワークＷ２の上面８４で測定された測定値の最小値Ｖ_ｂ１は、特異点として測定結果から排除される。

図５に示すように、時間ｔ_０から時間ｔ_１までは一定の割合で測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂが減少する。そして、ビア孔８７の貫通時の時間ｔ_１で複数のビア孔８７が上側ワークＷ１の上面８１から表出され、ビア孔８７の形成箇所で許容範囲外の測定値の最小値Ｖ_ｂ１が測定される。この測定値の最小値Ｖ_ｂ１は、複数の測定値の中から特異点として排除されるため、測定値の基準値Ｖ_ｓが影響を受けることがない。よって、許容範囲Ｒ内の測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂは、上側ワークＷ１にビア孔８７が形成されていても、研削加工に伴って一定の割合で減少する。

図４Ｃに示すように、上側ワークＷ１が所望の仕上げ厚みに対応した上面位置まで研削されると、上側ワークＷ１に対する研削加工が停止される。すなわち、図５に示すように、時間ｔ_１から時間ｔ_２までは、特異点を排除しつつ研削加工が実施されて、測定値の基準値Ｖ_ｓが所望の仕上げ厚みＬに到達した時間ｔ_２で研削加工が停止される。このように、特異点となる所定の測定値を排除しつつ、上側ワークＷ１の上面高さをリアルタイムに測定して上側ワークＷ１が所望の厚みまで精度よく研削される。

なお、本実施の形態では、測定値の基準値Ｖ_ｓが所望の仕上げ厚みＬに到達した時点で研削加工が停止される構成としたが、この構成に限定されない。許容範囲Ｒに入っている測定値の中の最大値Ｖ_ａが所望の仕上げ厚みＬに到達した時間ｔ_３で研削加工が停止される構成でもよい。この場合、図３に示す判断部７４は、測定値の基準値Ｖ_ｓに基づいて研削終了を判断するのではなく、許容範囲Ｒに入っている測定値の中の最大値Ｖ_ａに基づいて研削終了を判断するようにする。

以上のように、第１の実施の形態に係る研削装置１によれば、板状ワークＷ（上側ワークＷ１）の複数の測定ポイントで上面高さが測定され、複数の測定ポイントの測定値から基準値Ｖ_ｓが算出される。この基準値Ｖ_ｓの算出は、板状ワークＷの所定の回転数毎に行われて、新たな基準値Ｖ_ｓに順次切り替えられながら、基準値Ｖ_ｓが仕上げ厚みＬに対応した上面高さに達するまで研削加工が実施される。このとき、基準値Ｖ_ｓを基準とした許容範囲Ｒが設定されており、許容範囲Ｒから外れた測定値を除いて新たな基準値Ｖ_ｓに切り換えられている。測定ポイントがビア孔８７に一致した場合であっても、ビア孔８７での測定値が許容範囲から外れることで、特異点となるビア孔８７での測定値を排除して基準値Ｖ_ｓが精度よく算出される。このように、特異点を排除しつつ、基準値Ｖ_ｓを順次切り替えながら仕上げ厚みＬに近づけられることで、ビア孔８７が形成された板状ワークＷが所望の厚みまで精度よく研削される。

次に、図３、図６、図７を参照して、第２の実施の形態に係る研削装置について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る研削装置による研削加工の動作説明図である。図７は、第２の実施の形態に係る研削加工時の板状ワークの厚みの変化を示す図である。なお、第２の実施の形態は、板状ワーク（上側ワーク）の上面高さに基づいて研削加工を制御するのではなく、板状ワークの厚みに基づいて研削加工を制御する点で第１の実施の形態と相違している。したがって、主に相違点について詳細に説明する。また、ここでは、第１の実施の形態と同一名称については同一の符号を付して説明する。

図３に示す機能ブロックでは、第２の実施の形態の測定手段６による測定方法が第１の実施の形態とは異なっている。図３では、参照反射面６３と上側ワークＷ１の上面８１で測定光が反射される状態が図示されているが、第２の実施の形態では発光部６１から測定光が発射されて、受光部６２で板状ワークＷの上面８１及び下面８２からの反射光が受光される。算出部６５では上側ワークＷ１の上面８１及び下面８２からの反射光に基づいて上側ワークＷ１の厚みが測定値として算出される。また、制御手段７の基準値算出部７１では、許容範囲内の複数の測定値の中から基準値が算出され、切換部７３では研削加工中に測定値の基準値が順次更新される。そして、判断部７４では、許容範囲に入っている複数の測定値の中の最大値が予め設定した仕上げ厚みに到達した時に研削終了と判断される。

図６Ａに示すように、研削加工の開始時には上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７が表出していない。しかしながら、第２の実施の形態では、上側ワークＷ１を透過する測定光が、上側ワークＷ１の下面８２だけでなく、ビア孔８７の上端面やデバイス８８の界面でも反射される。この研削加工の開始時では、上側ワークＷ１の上面８１と下面８２との厚みが測定値の最大値Ｖ_ａ、上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７の上端面までの厚みが測定値の最小値Ｖ_ｂとして測定される。第２の実施の形態では、この測定値の最小値Ｖ_ｂを含めて、複数の測定値の平均値もしくは中央値から上側ワークＷ１の基準値が算出される。

図７に示すように、研削加工の開始時の時間ｔ_０では、研削加工の開始時の測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂが測定される。また、基準値Ｖ_ｓを基準とした所定幅の許容範囲Ｒが設定されている。なお、許容範囲Ｒは、測定値の特異点を排除できるように、研削加工の開始時の測定値の最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂを含む所定幅に設定されている。時間ｔ_０では、上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７の上端面までの厚みを含めて測定値の基準値Ｖ_ｓが算出されるため、測定値の最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂとして基準値Ｖ_ｓから離れた値が算出される。

図６Ｂに示すように、研削加工中に上側ワークＷ１がビア孔８７の上端まで研削されると、上側ワークＷ１の上面８１から複数のビア孔８７が表出される。このため、測定ポイントがビア孔８７に一致すると、下側ワークＷ２の上面８４及び下面８５で測定光が反射されて下側ワークＷ２の厚みが測定される。このように、研削加工中には、上側ワークＷ１の厚みだけでなく、ビア孔８７の形成箇所では下側ワークＷ２の厚みが測定される。この場合、下側ワークＷ２の厚みを測定した測定値の最大値Ｖ_ａ１は、特異点として測定結果から排除される。

図７に示すように、時間ｔ_０から時間ｔ_１までは一定の割合で測定値の基準値Ｖ_ｓ、最大値Ｖ_ａ、最小値Ｖ_ｂが減少する。そして、ビア孔８７の貫通時の時間ｔ_１で複数のビア孔８７が上側ワークＷ１の上面８１から表出され、ビア孔８７の形成箇所で許容範囲外の測定値の最大値Ｖ_ａ１が測定される。この測定値の最大値Ｖ_ａ１は、複数の測定値の中から特異点として排除されるため、測定値の基準値Ｖ_ｓが影響を受けることがない。また、時間ｔ_１以降は、ビア孔８７の貫通によって上側ワークＷ１の上面８１とデバイス８８の界面までの厚みが測定値の最小値Ｖ_ｂとして測定される。

ビア孔８７の貫通時の時間ｔ_１では、測定値の最小値Ｖ_ｂが上側ワークＷ１の上面８１からビア孔８７の上端面までの厚みから、上側ワークＷ１の上面８１からデバイス８８の界面までの厚みに切り替わるため、時間ｔ_１以前よりも測定値の最小値Ｖ_ｂが一時的に増加する。同時に、測定値の基準値Ｖ_ｓは、特異点となる測定値の最大値Ｖ_ａ１の影響を受けることはないが、測定値の最小値Ｖ_ｂの増加に伴って一時的に増加する。一方、測定値の最大値Ｖ_ａは、許容範囲外の測定値の最大値Ｖ_ａ１が排除されるため、上側ワークＷ１にビア孔８７が形成されていても研削加工に伴って一定の割合で減少する。

図６Ｃに示すように、上側ワークＷ１が所望の仕上げ厚みまで研削されると、上側ワークＷ１に対する研削加工が停止される。すなわち、図７に示すように、時間ｔ_１から時間ｔ_２までは、特異点を排除しつつ研削加工が実施されて、測定値の最大値Ｖ_ａが所望の仕上げ厚みＬに到達した時間ｔ_２で研削加工が停止される。第２の実施の形態では、測定値の基準値Ｖ_ｓが仕上げ厚みＬに到達した時点では実際の上側ワークＷ１の厚みは仕上げ厚みＬまで到達していないため、測定値の最大値Ｖ_ａを用いて研削終了が判断されている。

以上のように、第２の実施の形態に係る研削装置１においても、第１の実施の形態と同様に特異点を排除しつつ、測定値の最大値Ｖ_ａを仕上げ厚みＬまで近づけられることで、ビア孔８７が形成された板状ワークＷが所望の厚みまで精度よく研削される。

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。

以上説明したように、本発明は、ビア孔が形成された板状ワークを所望の厚みまで精度よく研削することができるという効果を有し、特に、ＭＥＭＳ、ＣＳＰ、ＢＧＡ等の複数のワークを貼り合わせた板状ワークを研削する研削装置に有用である。

１研削装置
３チャックテーブル
４研削手段
６測定手段
７制御手段
３６回転手段
３７回転数認識部
６１発光部
６２受光部
６３参照反射面
６５算出部
７１基準値算出部
７２許容範囲設定部
７３切換部
７４判断部
８７ビア孔
８８デバイス
Ｗ板状ワーク
Ｗ１上側ワーク
Ｗ２下側ワーク

Claims

複数のビア孔を有する板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に回転させる回転手段と、該回転手段で回転される該チャックテーブルの回転数を認識する回転数認識部と、該チャックテーブルが保持する板状ワークの上方から非接触で板状ワークの上面高さを測定する測定手段と、板状ワークに研削砥石を当接させて研削する研削手段と、該研削手段を制御する制御手段と、を備える研削装置であって、
該測定手段は、
板状ワークに該測定光を発射する発光部と、該発光部から発射した該測定光が板状ワークの上面で反射する反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した反射光によって板状ワークの上面の高さを算出する算出部と、を備え、
該制御手段は、
該回転手段で回転する板状ワークが１回転する間に、該測定手段が測定する複数の測定ポイントにおける板状ワークの上面の高さを測定した複数の測定値から基準値となる平均値もしくは中央値を算出する基準値算出部と、
該基準値算出部が算出した該基準値を基準として所定の許容範囲を設定する許容範囲設定部と、
該回転手段で回転する板状ワークの該回転数認識部で認識する回転数が予め設定した所定の回転数に達する毎に、該測定手段が測定した該複数の測定値の中から該許容範囲から外れたものを除いて該基準値算出部が算出して該基準値を切換える切換部と、
該切換部で順次切換えられた該基準値が予め設定した仕上げ厚みに対応した上面高さに達した時に研削終了と判断する判断部と、を備える研削装置。
該判断部を、該許容範囲に入っている複数の該測定値の中の最大値が予め設定した仕上げ厚みに対応した上面高さに達した時に研削終了と判断させる請求項１記載の研削装置。
複数のビア孔を有する板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に回転させる回転手段と、該回転手段で回転される該チャックテーブルの回転数を認識する回転数認識部と、該チャックテーブルが保持する板状ワークの上方から非接触で板状ワークの厚みを測定する測定手段と、板状ワークに研削砥石を当接させて研削する研削手段と、該研削手段を制御する制御手段と、を備える研削装置であって、
該測定手段は、
板状ワークに該測定光を発射する発光部と、該発光部から発射した該測定光が板状ワークの上面及び下面で反射する反射光を受光する受光部と、該受光部が受光した反射光によって板状ワークの厚みを算出する算出部と、を備え、
該制御手段は、
該回転手段で回転する板状ワークが１回転する間に、該測定手段が測定する複数の測定ポイントにおける板状ワークの厚みを測定した複数の測定値から基準値となる平均値もしくは中央値を算出する基準値算出部と、
該基準値算出部が算出した該基準値を基準として所定の許容範囲を設定する許容範囲設定部と、
該回転手段で回転する板状ワークの該回転数認識部で認識する回転数が予め設定した所定の回転数に達する毎に、該測定手段が測定した該複数の測定値の中から該許容範囲から外れたものを除いて該基準値算出部が算出して該基準値を切換える切換部と、
該許容範囲に入っている複数の該測定値の中の最大値が予め設定した仕上げ厚みに達した時に研削終了と判断する判断部と、を備える研削装置。