JP2016201422A - ワーク加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みに均一性のあるワークを容易に得ることができるワーク加工装置を提供する。【解決手段】ワークを回転可能に支持して、順に第１の加工位置と第２の加工位置に移動するチャックテーブル１２と、チャックテーブル１２を傾けてワークの回転軸線Ｏの傾きを調節し得るチルト機構２２と、第１の加工位置で加工されたワークの形状を測定し得る第１センサ２３ａと、第２の加工位置で加工されたワークの形状を測定し得る第２センサ２３ｂと、第１センサ２３ａで測定されたワークの形状に基づいて第１の加工位置におけるチャックテーブルのチルト機構を制御すると共に、第２センサで測定されたワークの形状に基づいて第１の加工位置のチャックテーブル１２におけるチルト機構２２の調節に補正を加える制御手段２１と、を備える構成とした。【選択図】図６

Description

本発明はワーク加工装置に関するものである。

一般に、シリコンウェハのような半導体ウェハ(以下、これを単に「ウェハ」という)の製造工程では、フレームの保護テープ上にウェハを貼り付けて各工程間を移動させる。また、ウェハの表面を加工して、表面精度や厚みを出す研削加工では、異なるチャックテーブル上で粗研削と精研削を順に行っている。そのため、保護テープの貼り合わせ状態などによって生じるロット間での誤差や、ワークチャックが複数存在する装置ではチャック形状のバラツキなどによって生じるチャック間での誤差が生じる。これらの誤差は、加工後のウェハの精度や厚みにバラツキが生じる。しかし、近年では、ウェハの更なる薄化が求められ、またウェハ表裏の貫通電極の作成に伴い、ウェハの厚みの均一性に対する要求が高まっている。

これを解決するため、ウェハの製造工程では、研削前にウェハの厚み形状を測定し、既存のウェハの形状に合わせてワークチャックの傾斜量と砥石の傾斜量を調節し、所望する研削精度に仕上げるようにして、薄化とウェハ間のバラツキを抑えるようにした技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

図９、図１０は、従来におけるウェハの研削工程における研削加工装置の一構成例を模式的に示す図である。そして、図９はその研削盤の平面図、図１０はその側面図であって、図１０には研削加工と形状測定の手順を模式的に示している。

図９、図１０において、研削盤５０は、チャックテーブル５１と、砥石５２と、砥石台５３と、チルト機構５４、センサ５５等で構成されている。

前記チャックテーブル５１は、前記チルト機構５４を介して回転軸線Ｏを中心として回転可能に配設されており、チルト機構５４は回転軸線Ｏの傾きを調節可能に形成されている。そのチャックテーブル５１上には、図示しないフレーム上に同じく図示しないテープで貼着することによりマウントされた、概略円板状のウェハ(ワーク)Ｗが、上記フレームと共にその中心を回転軸線Ｏに合わせて載置され、そしてチャックテーブル５１でエアチャックされている。

前記砥石５２は、円板状に形成されている。その砥石５２は、砥石台５３に回転可能に支持されている。そして、砥石５２は、図９に示すようにウェハＷの一部を覆った状態で回転軸線Ｏの片側の部分に配設されており、また砥石台５３と共に上下方向(紙面と直交する方向)に移動可能になっている。

前記センサ５５は、非接触で検出可能な光学式のセンサであり、アーム状をしたセンサ移動機構５８に取り付けられている。そのセンサ移動機構５８は、図９に示すように、一端側が研削盤５０に駆動軸５９を支点として水平面に沿って旋回可能に取り付けられており、他端側に前記センサ５５を取り付けている。そして、図９に示すように、センサ移動機構５８は駆動軸５９を支点として旋回され、その旋回によりセンサ５５が、ウェハＷ上をワーク外周位置Ｐ１から回転軸線Ｏ上まで移動して、そのウェハＷの形状をスキャンし、そのスキャンによりウェハＷの形状を測定し得るようになっている。

次に、このように構成された研削盤５０の動作を図１０の(ａ)〜(ｅ)の順に説明する。
(ａ) まず、ウェハＷが載置される前のチャックテーブル５１の形状が測定され、その測定結果が図示しない制御部などに記憶される。
(ｂ) 続いて、砥石５２が上方に砥石台５３と共に移動された状態において、研削前のウェハＷがチャックテーブル５１上にエアチャックして取り付けられる。次いで、チャックテーブル５１がウェハＷと一体に回転する。また、砥石５２が回転しながら、ウェハＷの表面と接触するまで砥石台５３と共に下降し、ウェハＷの粗研削を行う。
(ｃ) ウェハＷの粗研削が終わると、砥石５２がセンサ５５と干渉しない上方の位置に砥石台５３と共に移動し、その後、センサ５５によるウェハＷの形状の測定が行われる。この形状の測定では、センサ５５がセンサ移動機構５８と共に駆動軸５９を支点として水平に旋回し、ワーク外周位置Ｐ１から回転軸線Ｏ上まで移動してウェハＷの形状をスキャンする。そのセンサ５５で測定されたデータは図示しない制御部に送られ、その制御部では測定データを演算する。また、測定後、センサ５５は、砥石５２と干渉しない位置までセンサ５５と共に移動する。
(ｄ) さらに、制御部では、その演算結果から既存のウェハ形に合わせてチルト機構５４を制御し、そのチルト機構５４を介してチャックテーブル５１の回転軸線Ｏの傾きを制御する。すなわち、その回転軸線Ｏの傾きの制御により、ウェハＷと砥石５２との相対位置関係が調節される。
(ｅ) 次いで、チャックテーブル５１がウェハＷと一体に回転し、また砥石５２が回転しながらウェハＷの表面と接触するまで、砥石台５３と共に下降し、ウェハＷに対する精研削が行われる。これにより、ウェハＷの厚みが均一に研削され、ウェハＷの粗研削から精研削までの処理が完了する。この研削手順では、ウェハＷ間のバラツキを抑え、高精度、かつ、厚みの均一性が得られる。

特開２００３−２５１９７号公報。

しかしながら、従来の加工装置では、加工前のウェハＷの形状を測定して、その測定結果に基づいてチャックテーブル５１のチルト調節を行っている。そして、抜き取り検査などを除いては、その調節後の加工状態を測定して、チャックテーブル５１のチルト調節に補正を加えるようなことは行っていなかった。そのため、調節誤差が大きく、加工後の厚みの均一性にも限界があった。

そこで、厚みに均一性のあるワークを容易に得ることができるワーク加工装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、概略円板状のワークを回転可能に支持して、少なくとも順に第１の加工位置と第２の加工位置に移動するチャックテーブルと、前記チャックテーブルを傾けて前記ワークの回転軸線の傾きを調節し得るチルト機構と、前記第１の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第１センサと、前記第２の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第２センサと、前記第１センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置における前記チャックテーブルのチルト機構を制御すると共に、前記第２センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置の前記チャックテーブルにおけるチルト機構の前記調節に補正を加える制御手段と、を備えるワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、第１の加工位置において、第１センサのワーク形状の測定に基づいてチルト調節を行って加工されたワークを、次の第２の加工位置において第２センサでワークの形状の測定を再度行う。そして、次に第１加工位置に送られて来て、その第１加工位置において第１センサで形状の測定がされ、その測定に基づいて第１加工位置でチルト調節されて加工されるとき、その第１加工位置でのチルト調節に、第２センサで測定された直前のワークの結果に基づいて、＋または−の補正を加えて是正する。すなわち、後からチャックテーブルと共に第１の加工位置に送られて来るワークの加工には、既に第２の加工位置での加工を終えて第２センサで測定されたワークの測定結果に基づく補正が加えられて更に精度の高いチルト調節が行われて加工されるので、更に均一な厚みを有したウェハＷが得られることになる。このように、第２加工位置で測定された最後の形状に誤差が生じているようなとき、その誤差を打ち消すための補正を第１加工位置での調節に加えることにより、その誤差を極力ゼロに近づけ、ワークの厚みを均一化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の構成において、前記制御手段は、前記第２センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置の前記チャックテーブルにおけるチルト機構の前記調節に補正を加えるデータを含むデータマップを予め備える、ワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、第１加工位置での補正量は、既存のワークの形状データを基に作成されたデータマップを参照して、容易に行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記第１、第２のセンサは、スキャン式の非接触式厚み測定センサである、ワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、第１、第２のセンサはワーク表面の形状を非接触で測定し、制御手段はその各センサの結果に基づいて各チルト機構を制御し、ワークと砥石などとの相対位置関係を容易に調節することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の構成において、前記チャックテーブルは、前記ワークを該チャックテーブル上にアライメントするためのアライメントステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に粗研削用の砥石を当接させて粗研削するための粗研削ステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に精研削用の砥石を当接させて精研削するための精研削ステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に研磨布を押し付けて研磨するための研磨ステージと、に順に移動される、ワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、チャックテーブルがワークと共に、アライメントステージ、粗研削ステージ、精研削ステージ、研磨ステージの順に移動されるワーク加工装置において、厚みが均一なワークを容易に得ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３または４に記載の構成において、前記第１または第２のセンサは、前記ワークの外周位置から回転軸線位置に向かって前記ワーク上を直線的に移動する、ワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、ワークの外周位置から回転軸線位置に向かってワーク上を直線的に移動する第１または第２のセンサを使用したワーク加工装置が得られる。

請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４または５に記載の構成において、前記ワークは、半導体ウェハである、ワーク加工装置を提供する。

この構成によれば、半導体ウェハの加工を容易にし、厚みに均一性のある半導体ウェハが得られる。

本発明のワーク加工装置によれば、厚みに均一性のあるワークを容易に得ることができる。

本発明の実施形態として示す半導体製造工程におけるウェハ加工装置の平面図である。 図１に示すウェハ加工装置の駆動を制御する制御系の一例を示す構成ブロック図である。 同上ウェハ加工装置の精研削ステージの概略拡大図である。 図３中のＡ−Ａ位置で切断した断面図である。 同上ウェハ加工装置の動作説明図で、(ａ)は粗研削加工を説明する図、(ｂ)は精研削加工を説明する図である。 同上研削加工装置における加工処理手順の一例を説明するフロー図である。 データマップの一例としてチルト軸の補正とウェハ形状の関係を示した図である。 センサ移動機構の一変形例を説明する図で、(ａ)はその平面図、(ｂ)はその側面図である。 従来の一例として示す研削加工装置の平面図である。 従来における研削加工装置の加工手順の一例を模式的に示す側面図である。

本発明は、厚みに均一性のあるワークを容易に得ることができるワーク加工装置を提供するという目的を達成するために、概略円板状のワークを回転可能に支持して、少なくとも順に第１の加工位置と第２の加工位置に移動するチャックテーブルと、前記チャックテーブルを傾けて前記ワークの回転軸線の傾きを調節し得るチルト機構と、前記第１の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第１センサと、前記第２の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第２センサと、前記第１センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置における前記チャックテーブルのチルト機構を制御すると共に、前記第２センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置の前記チャックテーブルにおけるチルト機構の前記調節に補正を加える制御手段と、を備えることにより実現した。

以下、本発明の実施形態による研削加工装置を、半導体製造工程において概略円板状をした半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」という)を製造する場合に適用して説明する。

図１乃至図６は本発明の一実施例としての半導体製造工程におけるウェハ加工装置を示すものであり、図１はそのウェハ加工装置の装置構成を概略的に示す平面図である。なお、本実施例において、「上」、「下」の語は、垂直方向における上方、下方に対応するものとする。

図１において、研削加工装置１０は、図１の紙面を反時計回りに回動可能なＩＮＤＥＸテーブル１１を有している。そのＩＮＤＥＸテーブル１１は、十字形状に形成されている仕切板２０により、アライメントステージＳＴ１と、粗研削ステージＳＴ２と、精研削ステージＳＴ３と、研磨ステージＳＴ４の、４つのステージに等間隔に仕切られている。また、各ステージＳＴ１〜ＳＴ４には、それぞれチャックテーブル１２が設けられており、その各チャックテーブル１２はＩＮＤＥＸテーブル１１と共に９０°ずつステップ回転をし、順に、アライメントステージＳＴ１、粗研削ステージＳＴ２、精研削ステージＳＴ３、研磨ステージＳＴ４に移動する。

また、研削加工装置１０は、粗研削ステージＳＴ２と精研削ステージＳＴ３にそれぞれ対応して、ＩＮＤＥＸテーブル１１の上方に配置された粗研削用の円板状をした砥石１３ａ及び精研削用の円板状をした砥石１３ｂを備えると共に、研磨ステージＳＴ４に対応して、ＩＮＤＥＸテーブル１１の上方に配置された研磨布(ポリッシュパッド)１４を備えている。

さらに、研削加工装置１０は、アライメントステージＳＴ１に対応して設けられた加工前のウェハＷを収容する第１ラック１５と、研磨ステージＳＴ４に対応して設けられた加工後のウェハＷを収容する第２ラック１６と、第１ラック１５からアライメントステージＳＴ１のチャックテーブル１２にウェハＷを搬送する第１アーム１７と、研磨ステージＳＴのチャックテーブル１２から第２ラック１６にウェハＷを搬送する第２アーム１８と、を備えている。なお、図中１の符号１９は、砥石１３ａ、１３ｂを回転可能に保持して、該砥石１３ａ、１３ｂを上下方向に昇降させる砥石送り装置であり、砥石１３ａを保持する砥石送り部１９ａと砥石１３ｂを保持する砥石送り部１９ｂを有している。また、研削加工装置１０は、制御手段２１により、決められた手順で動作される。

前記制御手段２１は、例えばコンピュータである。その制御手段２１は、図２に示すように、研削加工装置１０の全体を決められた手順で動作させるためのプログラムが格納されたメモリ２１ａと、既存のウェハＷの形状データを電子化したデータマップなどを含む、各種のデータを読み書き可能に格納しておくメモリ２１ｂと、各メモリ２１ａ、２１ｂ及び後述する第１、第２センサ２３ａ、２３ｂから入力されるデータを演算処理するＣＰＵ(演算処理装置)２１ｃなどで構成されている。

また、前記制御手段２１には、ＩＮＤＥＸテーブル１１の回転駆動を制御するＩＮＤＥＸテーブル制御部３１ａと、チャックテーブル１２の回転を制御するチャックテーブル制御部３１ｂと、砥石１３ａ、１３ｂの回転駆動を個々に制御する砥石回転駆動制御部３２ｃと、第１センサ２３ａ及び第２センサ２３ｂの移動を個々に制御するセンサ移動機構駆動制御部３１ｄと、第１アーム１７及び第２アーム１８の駆動を個々に制御するアーム駆動制御部３１ｅと、各チャックテーブル１２のチルト機構２２を個々に制御するチルト機構制御部３１ｆと、研磨布１４の回転駆動を制御する研磨布回転駆動制御部３１ｇと、前記第１センサ２３ａ及び第２センサ２３ｂが各々接続されている。

前記各チャックテーブル１２は、図３に示すように、チルト機構２２を介して、回転軸線Ｏを中心として回転可能に配設されている。チルト機構２２は、チャックテーブル１２の全体を傾け、チャックテーブル１２の回転軸線Ｏの傾きをＸ−Ｙ方向に調節可能に構成されている。そして、チルト機構２２によるチルト量の調節は、チルト機構制御部３１ｆを介して制御手段２１により制御される。

前記アライメントステージＳＴ１では、第１のアーム１７が第１のラック１５からウェハＷを取り出し、そのウェハＷをチャックテーブル１２上に、そのチャックテーブル１２の回転軸線ＯにウェハＷの中心を合わせて載置する。ウェハＷは、チャックテーブル１２に真空吸着されて、チャックテーブル１２と一体に固定される。また、第２のアーム１８は、研磨後のウェハＷをチャックテーブル１２から第２ラック１６に搬送する。そして、ウェハＷがチャックテーブル１２に取り付けられると、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、ウェハＷはチャックテーブル１２と共にアライメントステージＳＴ１から粗研削ステージＳＴ２に搬送される。

前記粗研削ステージＳＴ２では、砥石１３ａとチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、図５の(ａ)に示すように、砥石１３ａをウェハＷに押し付けることで、ウェハＷの表面を粗研削する。粗研削加工後には、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、ウェハＷはチャックテーブル１２と共に精研削ステージＳＴ３に搬送される。

前記精研削ステージＳＴ３では、砥石１３ｂとチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、図５の(ｂ)に示すように、砥石１３ｂをウェハＷに押し付けることで、ウェハＷの表面を精研削する。また、精研削ステージＳＴ３には、粗研削ステージＳＴ２で粗研削された後のウェハＷの厚み形状、すなわち精研削前のウェハＷの形状を測定し得る第１センサ２３ａが設けられている。

第１センサ２３ａは、非接触で検出可能な光学式のセンサであり、図１、図３、図４に示すように、アーム状をしたセンサ移動機構２４ａに取り付けられている。そのセンサ移動機構２４ａは、一端側が装置本体１０ａの駆動軸２５ａに、その駆動軸２５ａを支点として旋回可能に取り付けられており、他端側に第１センサ２３ａを取り付けている。そして、センサ移動機構２４ａが駆動軸２５ａを支点として水平面(装置本体１０ａの上面)に沿って旋回されると、その旋回により第１センサ２３ａが、図３，図４に示すようにウェハＷのウェハ外周位置Ｐ１(以下、これを「ワーク外周位置Ｐ１」という)からウェハＷの中心軸線Ｏと重なる位置まで移動して、そのウェハＷの形状をスキャンし、そのスキャンによりウェハＷの厚み形状を測定し得るようになっている。また、第１センサ２３ａで測定された測定結果は、精研削前のウェハＷの形状として、すなわち粗研削後のウェハＷの形状として前記制御手段２１に入力される。

そして、前記精研削ステージＳＴ３では、第１センサ２３ａで測定された測定結果に基づき、制御手段２１がチルト機構２２を制御し、チャックテーブル１２のチルト調節を行い、その後、精研削加工を実施する。また、精研削加工後、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、ウェハＷはチャックテーブル１２と共に研磨ステージＳＴ４に搬送される。

研磨ステージＳＴ４では、研磨布１４とチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、研磨布１４をウェハＷに押し付けることで、ウェハＷの表面を鏡面に研磨する。また、研磨ステージＳＴ４には、研磨ステージＳＴ４で研磨された後のウェハＷの厚み形状を測定し得る第２センサ２３ｂが設けられている。

第２センサ２３ｂは、第１センサ２３ａと同じ様に非接触で検出可能な光学式のセンサであって、また第１センサ２３ａと同様に構成されている。したがって、第１センサ２３ａと対応する部材には、第１セン２３ａで使用した符号ａを符号ｂに付け替えて説明すると、図１、図３、図４に示すように、第２センサ２３ｂはアーム状をしたセンサ移動機構２４ｂに取り付けられている。そのセンサ移動機構２４ｂは、一端側が装置本体１０ａの駆動軸２５ｂに、その駆動軸２５ｂを支点として旋回可能に取り付けられており、他端側に前記第２センサ２３ｂを取り付けている。そして、センサ移動機構２４ｂが駆動軸２５ｂを支点として水平面(装置本体１０ａの上面)に沿って旋回されると、その旋回により第２センサ２３ｂが、ウェハＷのワーク外周位置Ｐ１からウェハＷの中心軸線Ｏと重なる位置まで移動して、そのウェハＷの形状をスキャンし、そのスキャンによりウェハＷの厚み形状を測定し得るようになっている。また、第２センサ２３ｂで測定された測定結果は、研磨後のウェハＷの形状として前記制御手段２１に入力される。測定後は、研磨を終えたウェハＷは第２アーム１８により第２ラック１６に搬送され、ＩＮＤＥＸテーブル１１は図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、アライメントステージＳＴ１に搬送される。

図６は、本実施例における研削加工装置において、より均一な厚みを有したウェハＷの加工を実現可能にする、加工処理手順の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートに従って、特に精研削ステージＳＴ３から研磨ステージＳＴ４での加工処理の手順を、(１)〜(７)の順に説明する。

(１) まず、ウェハＷが載置される前の各チャックテーブル１２の形状が測定され、その測定結果が制御手段２１のメモリ２１ｂなどに予め格納される。

(２) アライメントステージＳＴ１では、制御手段２１が、アライメントステＳＴ１に到達したチャックテーブル１２におけるチルト調節のリセットと、ウェハＷのアライメント調節、及び、粗研削ステージＳＴ２で必要とされるチャックテーブル１２における中心軸線Ｏの傾き、すなわちチルト調節を行う。調節後は、制御手段２１の制御で、ウェハＷがチェックテーブル１２にエアチャックされて固定保持される。その後、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転されて、ウェハＷはチャックテーブル１２と共に粗研削ステージＳＴ２に搬送される。

(３) 粗研削ステージＳＴ２では、砥石１３ａとチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、そして図５の(ａ)に示すように砥石１３ａをウェハＷに押し付けることでウェハＷの表面を粗研削する(ステップＳ１)。粗研削加工後は、制御手段２１の制御により、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、ウェハＷはチャックテーブル１２と共に精研削ステージＳＴ３に搬送される。

(４) 精研削ステージＳＴ３では、精研削前に、第１センサ２３ａを使用して粗研削を終えたウェハＷの形状の測定を、制御手段２１がセンサ移動制御部３１ｄを制御して行う(ステップＳ２)。そして、制御手段２１は、第１センサ２３ａからの測定結果から粗研削を終えたウェハＷの形状を演算する(ステップＳ３)と共に、必要とされる中心軸線Ｏの傾き量、すなわちチルト調節量を演算する(ステップＳ４)。また、制御手段２１は、そのステップＳ４で得られたチルト調節量に基づいて、チルト機構制御部３１ｆを介してチルト機構２２を制御し、チャックテーブル１２をチルト調節して中心軸線Ｏの傾斜を変える(ステップＳ５)。

(５) ステップＳ５でのチルト調節が完了したら、続いて砥石１３ｂとチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、砥石１３ｂをウェハＷに押し付けてウェハＷの表面を精研削する(ステップＳ６)。精研削加工後には、制御手段２１の制御により、ＩＮＤＥＸテーブル１１が図１の紙面上で反時計回りに９０°回転して、ウェハＷはチャックテーブル１２と共に研磨ステージＳＴ４に搬送される。

(６) 研磨ステージＳＴ４では、研磨布１４とチャックテーブル１２をそれぞれ自転させ、研磨布１４をウェハＷに押し付けてウェハＷの表面を鏡面に研磨する。また、前研磨ステージＳＴ４では、研磨後に第２センサ２３ｂを使用して研磨を終えたウェハＷの形状測定を、制御手段２１がセンサ移動制御部３１ｄを制御して行う(ステップＳ７)。

(７)そして、制御手段２１は、第２センサ２３ｂからの測定結果からウェハＷの形状を演算し、ウェハＷが所望する形状になっているか否かを判定する(ステップＳ８)。そして、ここでの測定で、ウェハＷの形状が所望する形状(目標とする形状内)になっている場合は、ステップＳ４でのチルト調節に補正を加えない。これに対して、ウェハＷの形状が所望する形状になっていない場合には、制御手段２１は、精研削ステージＳＴ３でチルト機構２２が調節をするチルト量に、既存のウェハＷの形状から予め求められているデータを基に作成されたデータマップを参照して、＋(プラス)または−(マイナス)の調節量を付加する。これにより、次に研磨ステージＳＴ４で研磨加工を終えたウェハＷの形状は所望する形状に補正されて来る。これにより、均一の厚みをした精度の高いウェハＷの加工を可能にする。このように、第２加工位置で測定された最後の形状に誤差が生じているようなとき、その誤差を打ち消すための補正を第１加工位置での調節に加えることにより、その誤差を極力ゼロに近づけ、ワークの厚みを均一化することができる。

図７は、上記データマップの一例として、チルト軸の補正とウェハ形状の関係を示した図である。図７は、縦軸に回転軸線Ｏのチルト補正量(ＴＴＶ)で、横軸にウェハＷの半径方向の位置を示している。図７では、ウェハＷの中央部における厚みが外周部よりも低い場合(イ)、(ロ)と、高い場合(ハ)、(ニ)、(ホ)、(へ)、(ト)を示しており、精研削ステージＳＴ３での制御手段２１によるチルト軸機構２２に対するチルト調節補正は、このようなデータマップで得られるデータを参照して、回転軸線Ｏを＋または−となる方向に調節される。

したがって、本実施例の研削加工装置１０は、ステップＳ４(精研削ステージＳＴ３)では、研磨後にステップＳ７測定された形状誤差を基に、精研削ステージＳＴ３の第１センサ２３ａで測定された値に＋または−の補正を加えて、チルト機構２２のチルト調節を行うことにより、後から続くウェハＷに対してより精度の高い調節を行うことができる。これにより、均一な厚みを有したウェハＷが得られることになる。

なお、上記実施例の研削加工装置１０では、第１センサ２３ａを第３ステージＳＴ３に設け、第２センサ２３ｂを第４ステージＳＴ４に設けた構成として説明したが、例えば第１センサ２３ａを第２ステージＳＴ２に設け、第２センサ２３ｂを第３ステージＳＴ３に設けるなど、加工後のウェハ形状の測定結果を基にして加工前のチルト調節に補正を加える手順であれば、それらセンサ２３ａ、２３ｂを設ける位置は自由に変更してもよいものである。

また、同一ステージ、例えば第２ステージＳＴ２上で粗研削と精研削を行う構成とした場合では、粗研削後した後にセンサでウェハＷの形状測定を行ってチルト調節を行って精研削を行い、精研削後に再度センサによりウェハＷの形状測定を行って、粗研削のチルト後(精研削前)のチルト調節に補正を加えるようにすることも可能である。

さらに、上記実施例では、第１センサ２３ａと第２センサ２３ｂを、それぞれ駆動軸２５ａ、２５ｂを支点として旋回するセンサ移動機構２４ａ、２４ｂの先端に取り付け、そのセンサ移動機構２４ａ、２４ｂと共に一体に旋回させて、ウェハＷの外周位置Ｐ１から中心軸線Ｏと重なる位置まで移動させてスキャンする構造を示したが、これ以外の構造、例えば図８に示すように、ウェハＷの外周位置Ｐ１から中心軸線Ｏと重なる位置まで直線的に移動するスライダー４２の先端部分にセンサ２３ａ、２３ａを取り付け、センサ２３ａ、２３ｂを直線的に移動させるようにした構造としてもよい。

すなわち、図８の(ａ)は変形例として示すセンサ移動機構を備える装置概要の平面図、(ｂ)はその側面図である。スライダー４２は図中に実線で示す位置から点線で示す位置までチャックテーブル１２上を移動し、チャックテーブル１２上に配置されたウェハＷ(図示せず)の外周位置Ｐ１から中心軸線Ｏと重なる位置(点線で示す位置)まで直線的に移動し、その移動により第１センサ２３ａと第２センサ２３ｂがウェハＷの形状を測定できるようになっている。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

以上説明したように、本発明は半導体製造工程における研削加工装置を一例として説明したが、半導体製造工程に限らず、広く一般のワーク加工装置として応用できるものである。

１０ 研削加工装置
１０ａ 装置本体
１１ ＩＮＤＥＸテーブル
１２ チャックテーブル
１３ａ、１３ｂ 砥石
１４ 研磨布(ポリッシュパッド)
１５ 第１ラック
１６ 第２ラック
１７ 第１アーム
１８ 第２アーム
１９ 砥石送り装置
１９ａ 支持機構
１９ｂ 支持機構
２０ 仕切板
２１ 制御手段
２１ａ メモリ
２１ｂ メモリ
２１ｃ ＣＰＵ
２２ チルト機構
２３ａ 第１センサ
２３ｂ 第２センサ
２４ａ、２４ｂ センサ移動機構
２５ａ、２５ｂ 駆動軸
２６ 研磨布
３１ａ ＩＮＤＥＸテーブル制御部
３１ｂ チャックテーブル制御部
３１ｃ 砥石回転駆動制御部
３１ｄ センサ移動機構制御部
３１ｅ アーム駆動制御部
３１ｆ チルト機構制御部
３１ｇ 研磨布回転駆動制御部
４１ａ、４１ｂ センサ移動機構
ＳＴ１ アライメントステージ
ＳＴ２ 粗研削ステージ
ＳＴ３ 精研削ステージ
ＳＴ４ 研磨ステージ
Ｗ ウェハ(ワーク)
Ｏ 回転軸線
Ｐ１ ワーク外周位置

Claims (6)

1. 概略円板状のワークを回転可能に支持して、少なくとも順に第１の加工位置と第２の加工位置に移動するチャックテーブルと、
   前記チャックテーブルを傾けて前記ワークの回転軸線の傾きを調節し得るチルト機構と、
   前記第１の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第１センサと、
   前記第２の加工位置で加工された前記ワークの形状を測定し得る第２センサと、
   前記第１センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置における前記チャックテーブルのチルト機構を制御すると共に、前記第２センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置の前記チャックテーブルにおけるチルト機構の前記調節に補正を加える制御手段と、
   を備えることを特徴とするワーク加工装置。
2. 前記制御手段は、前記第２センサで測定された前記ワークの形状に基づいて前記第１の加工位置の前記チャックテーブルにおけるチルト機構の前記調節に補正を加えるデータを含むデータマップを予め備える、ことを特徴とする請求項１に記載のワーク加工装置。
3. 前記第１、第２のセンサは、スキャン式の非接触式厚み測定センサである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク加工装置。
4. 前記チャックテーブルは、前記ワークを該チャックテーブル上にアライメントするためのアライメントステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に粗研削用の砥石を当接させて粗研削するための粗研削ステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に精研削用の砥石を当接させて精研削するための精研削ステージと、前記チャックテーブル上のワーク表面に研磨布を押し付けて研磨するための研磨ステージと、に順に移動される、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のワーク加工装置。
5. 前記第１または第２のセンサは、前記ワークの外周位置から回転軸線位置に向かって前記ワーク上を直線的に移動する、ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のワーク加工装置。
6. 前記ワークは、半導体ウェハである、ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の研削加工装置。

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