JP2018144215A - ウエーハのうねり検出方法及び研削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】研削装置を用いてウエーハを研削する場合において、研削装置からウエーハを取り出して別の測定装置でうねりの測定を行わないで済むようにして、加工のための工程数が増えることを防ぐ。【解決手段】ウエーハＷを保持テーブル４００に保持する保持ステップと、保持テーブル４００に保持されたウエーハＷに平坦な透明板５０を接触させる接触ステップと、透明板５０側から光を照射する照射ステップと、を備え、照射ステップにおいて発生する干渉縞によってウエーハＷのうねりを検出するウエーハのうねり検出方法である。【選択図】図５
Description
本発明は、研削前のウエーハの被研削面のうねりまたは研削後のウエーハの被研削面のうねりを検出する検出方法、及びウエーハを研削できかつ該うねりを検出することができる研削装置に関する。
シリコンウエーハ等の板状の被加工物は、研削装置（例えば、特許文献１参照）によって研削されて所定の厚みに薄化された後に、切削装置等により分割されて個々のデバイスチップとなり、各種電子機器等に利用されている。
研削における加工条件が不適切な場合又は研削装置の各構成要素や研削砥石に何らかの異常がある場合には、研削後のウエーハの被研削面に厚みのばらつきによるうねり（面の高低差による歪み）が生じてしまう場合がある。そして、研削されたウエーハの被研削面または研削前のウエーハの被研削面のうねりを検出するために、従来は一度研削装置からウエーハを取り出して別の測定装置に搬送し、この測定装置によってウエーハのうねりの測定を行っていた。そのため、加工のための工程数が増えるという問題があった。
よって、研削装置を用いてウエーハを研削する場合には、研削装置からウエーハを取り出して別の測定装置でうねりの測定を行わないで済むようにして、加工のための工程数が増えることを防ぐという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、ウエーハを保持テーブルに保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持されたウエーハに平坦な透明板を接触させる接触ステップと、該透明板側から光を照射する照射ステップと、を備え、該照射ステップにおいて発生する干渉縞によってウエーハのうねりを検出するウエーハのうねり検出方法である。
また、上記課題を解決するための本発明は、研削手段と、ウエーハを保持するチャックテーブルと、を備える研削装置であって、平坦な透明板と、該透明板を保持する保持手段と、該保持手段をウエーハに接近又は離反させる移動手段と、該透明板側から光を照射する照射手段と、光の照射により発生した干渉縞を撮像する撮像手段と、を更に備えることを特徴とする研削装置である。
本発明に係るウエーハのうねりの検出方法は、ウエーハを保持テーブルに保持する保持ステップと、保持テーブルに保持されたウエーハに平坦な透明板を接触させる接触ステップと、該透明板側から光を照射する照射ステップと、を備えており、照射ステップにおいて発生する干渉縞によってウエーハのうねりを検出することができる。そして、本発明に係るウエーハのうねりの検出方法は研削装置の装置構成を複雑にすることなく研削装置内で実施することができるため、ウエーハのうねりの検出のために研削装置からウエーハを取り出して別の測定装置に搬送する必要がなくなるため、加工のための工程数が増加してしまうことを防ぐことができる。
本発明に係る研削装置は、平坦な透明板と、透明板を保持する保持手段と、保持手段をウエーハに接近又は離反させる移動手段と、透明板側から光を照射する照射手段と、光の照射により発生した干渉縞を撮像する撮像手段と、を備えていることで、研削装置内でウエーハのうねりの検出を行うことができる。そのため、ウエーハのうねりを検出するために研削装置からウエーハを取り出して別の測定装置に搬送する必要がなくなり、加工のための工程数が増加してしまうことを防ぐことができる。さらに、研削装置内でウエーハのうねりの検出ができることで、ウエーハの被研削面に許容値を越えるうねりを発生させる原因となる研削装置の各構成要素（例えば、研削ホイールの回転軸等）及び研削砥石の異常、並びに加工条件の異常に迅速に気付くことが可能となる。
図１に示す研削装置３は、チャックテーブル３０によって吸引保持されたウエーハＷに研削加工を施す装置である。研削加工が施され薄化される図１に示すウエーハＷは、例えば、シリコンからなる円形状の半導体ウエーハであり、ウエーハＷの表面Ｗａには、分割予定ラインによって区画された格子状の領域に多数のデバイスが形成されている。表面Ｗａは、例えば、図示しない保護テープによって保護されている。ウエーハＷの裏面Ｗｂは、研削加工が施される被研削面となる。
研削装置３のベース３Ａ上の前方（−Ｙ方向側）は、ウエーハＷを搬送可能なロボット３３０によってチャックテーブル３０に対してウエーハＷの着脱が行われる領域である。ベース３Ａ上の後方（＋Ｙ方向側）は、ウエーハＷに対して粗研削を施す粗研削手段３１又はウエーハＷに対して仕上げ研削を施す仕上げ研削手段３２によりチャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷの研削が行われる領域である。
ベース３Ａの前方側には、研削前のウエーハＷを収容する第一のカセット３３１及び研削済みのウエーハＷを収容する第二のカセット３３２が配設されている。第一のカセット３３１及び第二のカセット３３２の近傍には、第一のカセット３３１から研削前のウエーハＷを搬出すると共に、研削済みのウエーハＷを第二のカセット３３２に搬入する機能を有するロボット３３０が配設されている。
ロボット３３０は、屈曲自在なアーム部３３０ａの先端にウエーハＷを保持する保持部３３０ｂが設けられた構成となっており、保持部３３０ｂの可動域には、加工前のウエーハＷを所定の位置に位置合わせする位置合わせ手段３３３及び研削済みのウエーハＷを洗浄する洗浄手段４０が配設されている。
位置合わせ手段３３３の近傍には第一の搬送手段３３５が配設され、洗浄手段４０の近傍には第二の搬送手段３３６が配設されている。第一の搬送手段３３５は、位置合わせ手段３３３に載置された研削前のウエーハＷを図１に示すいずれかのチャックテーブル３０に搬送する機能を有し、第二の搬送手段３３６は、いずれかのチャックテーブル３０に保持された研削済みのウエーハＷを洗浄手段４０に搬送する機能を有する。
ベース３Ａ上の第一の搬送手段３３５の後方側（＋Ｙ方向側）には、ターンテーブル３４が配設されており、ターンテーブル３４の上面には、例えば３つのチャックテーブル３０が周方向に等間隔を空けて配設されている。ターンテーブル３４がＺ軸方向の軸心周りに回転することで、いずれかのチャックテーブル３０が第一の搬送手段３３５又は第二の搬送手段３３６の近傍に位置付けられる。
外形が円形状のチャックテーブル３０は、ポーラス部材等からなりウエーハＷを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３００の露出面である吸着面３００ａに伝達されることで、チャックテーブル３０は吸着面３００ａ上でウエーハＷを吸引保持する。チャックテーブル３０は、ターンテーブル３４上で自転可能となっている。
ベース３Ａ上の後方側には、コラム３Ｂ及びコラム３Ｃが並べて立設されており、コラム３Ｂの−Ｙ方向側の側面には、粗研削手段３１をＺ軸方向に研削送りする第一の研削送り手段３５が配設されており、コラム３Ｃの−Ｙ方向側の側面には、仕上げ研削手段３２をＺ軸方向に研削送りする第二の研削送り手段３６が配設されている。
第一の研削送り手段３５は、垂直方向の軸心を有するボールネジ３５０と、ボールネジ３５０と平行に配設された一対のガイドレール３５１と、ボールネジ３５０を回動させるモータ３５２と、内部のナットがボールネジ３５０に螺合すると共に側部がガイドレール３５１に摺接する昇降部３５３とから構成されている。そして、モータ３５２がボールネジ３５０を回転させることに伴い昇降部３５３がガイドレール３５１にガイドされて昇降し、これに伴い昇降部３５３に支持されている粗研削手段３１も昇降する。
第二の研削送り手段３６は、垂直方向の軸心を有するボールネジ３６０と、ボールネジ３６０と平行に配設された一対のガイドレール３６１と、ボールネジ３６０を回動させるモータ３６２と、内部のナットがボールネジ３６０に螺合すると共に側部がガイドレール３６１に摺接する昇降部３６３とから構成されている。そして、モータ３６２がボールネジ３６０を回転させることに伴い昇降部３６３がガイドレール３６１にガイドされて昇降し、これに伴い昇降部３６３に支持されている仕上げ研削手段３２も昇降する。
粗研削手段３１は、軸方向がＺ軸方向である回転軸３１０と、回転軸３１０を回転可能に支持するスピンドルハウジング３１１と、回転軸３１０を回転駆動するモータ３１２と、回転軸３１０の下端に着脱可能に接続された研削ホイール３１３とを備える。
研削ホイール３１３の底面には、略直方体形状の複数の粗研削砥石３１３ａが環状に配設されている。粗研削砥石３１３ａは、例えば、適宜のバインダーでダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。粗研削砥石３１３ａは、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。
研削ホイール３１３の底面には、略直方体形状の複数の粗研削砥石３１３ａが環状に配設されている。粗研削砥石３１３ａは、例えば、適宜のバインダーでダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。粗研削砥石３１３ａは、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。
例えば、回転軸３１０の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸３１０の軸方向に貫通して形成されており、流路は研削ホイール３１３の底面において粗研削砥石３１３ａに向かって研削水を噴出できるように開口している。
仕上げ研削手段３２は、仕上げ研削砥石３２３ａを備え回転可能に装着した研削ホイール３１３で、粗研削手段３１が研削し仕上げ厚み程度まで薄化されたウエーハＷの被研削面をさらに研削し、ウエーハＷの被研削面の平坦性を高めることができる。仕上げ研削砥石３２３ａ中に含まれる砥粒は、粗研削砥石３１３ａに含まれる砥粒よりも粒径の小さい砥粒である。仕上げ研削手段３２の仕上げ研削砥石３２３ａ以外の構成は、粗研削手段３１の構成と同様である。
加工位置まで降下した粗研削手段３１及び仕上げ研削手段３２にそれぞれ隣接する位置には、ウエーハＷの厚みを測定する一対のハイトゲージ３８Ａと一対のハイトゲージ３８Ｂとがそれぞれ配設されている。一対のハイトゲージ３８Ａと一対のハイトゲージ３８Ｂとは、同一の構造を備えているため、一対のハイトゲージ３８Ａについてのみ説明する。一対のハイトゲージ３８Ａは、チャックテーブル３０の吸着面３００ａの高さ位置測定用の第１のハイトゲージ３８１と、ウエーハＷの裏面Ｗｂの高さ位置測定用の第２のハイトゲージ３８２とを備えている。第１のハイトゲージ３８１が基準面となる枠体３０１の上面の高さ位置を検出し、第２のハイトゲージ３８２がウエーハＷの被研削面の高さ位置を検出し、両検出値の差が算出されることで、ウエーハＷの厚みを研削中に随時測定できる。
以下に、図１に示す研削装置３を用いてウエーハＷを研削する場合について説明する。＋Ｚ軸方向から見て反時計回り方向にターンテーブル３４が自転し、チャックテーブル３０が第一の搬送手段３３５の近傍まで移動する。ロボット３３０が第一のカセット３３１から一枚のウエーハＷを引き出し、ウエーハＷを位置合わせ手段３３３に移動させる。位置合わせ手段３３３においてウエーハＷが所定の位置に位置決めされた後、第一の搬送手段３３５が、位置合わせ手段３３３上のウエーハＷをチャックテーブル３０の吸着面３００ａ上に搬送する。そして、図示しない吸引源により生み出された吸引力が、吸着面３００ａに伝達されることで、チャックテーブル３０が裏面Ｗｂが上側を向いた状態のウエーハＷを吸引保持する。
＋Ｚ軸方向から見て反時計回り方向にターンテーブル３４が回転することで、ウエーハＷを保持したチャックテーブル３０が粗研削手段３１の下まで移動して、研削ホイール３１３とウエーハＷとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール３１３の回転中心がウエーハＷの回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｙ方向にずれ、粗研削砥石３１３ａの回転軌道がウエーハＷの回転中心を通るように行われる。
図１に示す回転軸３１０が回転駆動されるのに伴って研削ホイール３１３が回転する。また、粗研削手段３１が第一の研削送り手段３５により−Ｚ方向へと送られ、回転する研削ホイール３１３の粗研削砥石３１３ａがウエーハＷの裏面Ｗｂに当接することで粗研削加工が行われる。また、チャックテーブル３０が回転することに伴い吸着面３００ａ上に保持されたウエーハＷも回転するので、ウエーハＷの裏面Ｗｂの全面が研削される。また、研削水が粗研削砥石３１３ａとウエーハＷとの接触部位に対して供給され、接触部位が冷却・洗浄される。
粗研削により仕上げ厚さの手前まで研削されたウエーハＷは、次いで仕上げ厚さまで研削される。粗研削手段３１がウエーハＷから離間した後、ターンテーブル３４が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向に回転することで、チャックテーブル３０が仕上げ研削手段３２の下方まで移動する。図２に示すように、仕上げ研削手段３２に備える研削ホイール３１３とウエーハＷとの位置合わせが行われた後、仕上げ研削手段３２が−Ｚ方向へと送られ、回転する仕上げ研削砥石３２３ａがウエーハＷの裏面Ｗｂに当接し、また、チャックテーブル３０が回転することに伴って吸着面３００ａ上に保持されたウエーハＷが回転して、ウエーハＷの裏面Ｗｂの全面が仕上げ研削される。また、研削水が仕上げ研削砥石３２３ａとウエーハＷとの接触部位に対して供給され、接触部位が冷却・洗浄される。
仕上げ研削により仕上げ厚さまで研削され裏面Ｗｂの平坦性が高められたウエーハＷは、図１に示す洗浄手段４０により洗浄される。仕上げ研削手段３２がウエーハＷから離間した後、ターンテーブル３４が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向に自転することで、ウエーハＷが第二の搬送手段３３６の近傍まで移動する。そして、第二の搬送手段３３６が、チャックテーブル３０上のウエーハＷを洗浄手段４０に搬送する。
図１、３に示す洗浄手段４０は、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置であり、ウエーハＷを吸引保持する保持テーブル４００と、ベース３Ａに形成され保持テーブル４００を側方から包囲する容器部４０１と、容器部４０１の内部に配設され保持テーブル４００を回転させる回転手段４０２と、保持テーブル４００に保持されたウエーハＷに洗浄液を供給するノズル４０３と、洗浄液の飛散を防止するためのカバー４０４とを備えている。
保持テーブル４００は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなりウエーハＷを吸着保持する水平な保持面４００ａを備えている。保持面４００ａは、図示しない吸引源に連通しており、吸引源の吸引により生み出された吸引力は、保持面４００ａに伝達される。
容器部４０１の外形は、例えば、多角形上に形成されており、容器部４０１の底には図示しない排水口が形成されている。容器部４０１の内部の−Ｘ方向側の領域には、ノズル４０３を旋回させる旋回手段等が設置される台部４０１ａが形成されている。
図３に示すように、回転手段４０２は、保持テーブル４００の底面側に上端が固定され鉛直方向の軸心周りに回転可能なスピンドル４０２ａと、モータ等で構成されスピンドル４０２ａの下端側に連結する回転駆動源４０２ｂとを少なくとも備えている。回転駆動源４０２ｂがスピンドル４０２ａを回転させることで、スピンドル４０２ａに固定された保持テーブル４００も回転する。
図示しない洗浄液供給源に連通しウエーハＷに洗浄液を供給するノズル４０３は、−Ｚ方向側に向かって開口し洗浄液を噴射する噴射口４０３ａを備えている。ノズル４０３は、Ｚ軸方向の軸心周りに旋回可能なアーム部４０５により支持されており、保持テーブル４００の上方から退避位置まで噴射口４０３ａが移動可能となっている。
図１、３に示すカバー４０４は、保持テーブル４００を上方から覆う上部カバー４０４ａと、保持テーブル４００を側方から包囲する側部カバー４０４ｂと、上部カバー４０４ａと一体的に形成されたブラケットカバー４０４ｃとを備えている。側部カバー４０４ｂは、図１においては下降して容器部４０１内にあり、図３においては容器部４０１内から上昇した状態になっている。
開閉可能のシャッターとして働く側部カバー４０４ｂは、容器部４０１の内側に位置し、容器部４０１の側壁に沿った形状になっている。また、側部カバー４０４ｂは、エアシリンダ等によって容器部４０１に対して上下動可能となっている。側部カバー４０４ｂは、ウエーハＷを保持テーブル４００に着脱する際は下降して容器部４０１内に収納され開状態となり、ウエーハＷを洗浄する際は上昇して閉状態となり、洗浄液等の飛散を防止する。
板状のブラケットカバー４０４ｃは、台部４０１ａ上の−Ｘ方向側端に固定されている。
上部カバー４０４ａは、＋Ｚ方向から見た場合に容器部４０１と同じ平面形状を有しており、ブラケットカバー４０４ｃの上端部から＋Ｘ方向側に向かって水平に延びるように形成されている。側部カバー４０４ｂが上昇して閉状態となると、上部カバー４０４ａの周縁部の底面が側部カバー４０４ｂの上端面に接触した状態になる。
上部カバー４０４ａは、＋Ｚ方向から見た場合に容器部４０１と同じ平面形状を有しており、ブラケットカバー４０４ｃの上端部から＋Ｘ方向側に向かって水平に延びるように形成されている。側部カバー４０４ｂが上昇して閉状態となると、上部カバー４０４ａの周縁部の底面が側部カバー４０４ｂの上端面に接触した状態になる。
仕上げ研削後のウエーハＷの洗浄においては、まず、図１に示すように側部カバー４０４ｂが下降して容器部４０１内に収容され、退避位置に位置付けられる。洗浄手段４０は、上部カバー４０４ａと容器部４０１とのＺ軸方向における間が開放され、ウエーハＷを吸引保持した第二の搬送手段３３６の進入及び退出が可能となる。
第二の搬送手段３３６によりウエーハＷが保持テーブル４００の保持面４００ａ上に搬送され、ウエーハＷが裏面Ｗｂが上側になった状態で保持テーブル４００によって吸引保持される。また、第二の搬送手段３３６が洗浄手段４０内から外部に退避する。次いで、図３に示すように、側部カバー４０４ｂが容器部４０１内から上昇し、上部カバー４０４ａ、側部カバー４０４ｂ、ブラケットカバー４０４ｃ、及び容器部４０１によってウエーハＷを洗浄するための密閉空間が形成される。
図４に示すように、ノズル４０３が旋回移動し、噴射口４０３ａが保持テーブル４００で吸引保持されたウエーハＷの裏面Ｗｂに向いた状態となる。図示しない洗浄液供給源から洗浄液がノズル４０３に供給され、噴射口４０３ａからウエーハＷの裏面Ｗｂに洗浄液が噴射される。また、回転手段４０２が保持テーブル４００を回転させるのに伴ってウエーハＷも回転するので、ウエーハＷの裏面Ｗｂ全面が洗浄される。そして、洗浄液は、ウエーハＷの裏面Ｗｂ上から容器部４０１内に流下して、外部に排水されていく。ウエーハＷの洗浄が完了した後、ノズル４０３が旋回移動してウエーハＷの上方から退避する。
研削装置３は、例えば図３に示す洗浄手段４０内に、平坦な透明板５０と、透明板５０を保持する保持手段５１と、保持手段５１をウエーハＷに接近又は離反させる移動手段５２と、本実施形態においては透明板５０側から光を照射する照射手段５３と、光の照射により発生した干渉縞を撮像する撮像手段５４と、を更に備えている。
例えば、台部４０１ａ上の中央領域に配設された移動手段５２はエアシリンダであり、内部に図示しないピストンを備えるシリンダ５２０と、シリンダ５２０に挿入され一端がピストンに取り付けられたピストンロッド５２１とを備える。ピストンロッド５２１のもう一端は、保持テーブル４００の上方側に水平に延びるアーム状の保持手段５１の下面に固定されている。シリンダ５２０にエアが供給（または、排出）されシリンダ５２０の内部圧力が変化することで、ピストンロッド５２１がＺ軸方向に移動し、保持手段５１がＺ軸方向に移動する。保持手段５１は、Ｚ軸方向の軸心周りに旋回可能となっていてもよい。
例えば外形が円形板状に形成された透明板５０は、保持手段５１の先端の下面に固定されている。透明板５０の上面５０ａ及び下面５０ｂは、高い平坦性を備える平坦面であり、下面５０ｂは保持テーブル４００の保持面４００ａに対して平行な状態となっている。本実施形態においては、透明板５０として、エドモンド・オプティクス・ジャパン社製のオプティカルフラット（製品名：ＴＳ オプティカルフラットミラー ゼロデュア）を使用している。例えば、保持手段５１は感圧センサー等を備えており、透明板５０が下降してウエーハＷに接触した際のウエーハＷから透明板５０に掛かる垂直抗力を感知して、両者の接触を移動手段５２へ通知することができる。
撮像手段５４は、例えば、被写体からの反射光を捕らえる光学系及び反射光に対応した電気信号を出力する撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されたカメラであり、撮像手段５４を支持するアーム部５５０を備える撮像手段移動手段５５によって、保持テーブル４００上を旋回移動可能であるとともに上下動可能となっている。なお、撮像手段５４は、移動可能となっていなくてもよい。
撮像手段５４の撮像領域に光を照射する照射手段５３は、例えば、一定波長（例えば、約５８９ｎｍ）の単色光を発することができるナトリウム灯等の光源及びナトリウム灯の光束を制限する収束レンズ等から構成されており、洗浄手段４０の上部カバー４０４ａの下面に固定されており、その光軸は水平面に対して垂直になっている。照射手段５３の構成及び配設箇所は本実施形態における例に限定されない。照射手段５３の配設箇所は、例えば、撮像手段５４の近傍、例えば、アーム部５５０の下面等であってもよい。また、照射手段５３は、ナトリウム灯等の光源が発する光をハーフミラーで反射して透明板５０に入射するように構成されていてもよい。また、照射手段５３は一定波長のレーザー光を照射できるように構成されていてもよい。
ウエーハＷの研削加工における加工条件が不適切であった場合又は図１に示す研削装置３の第二の研削送り手段３６や仕上げ研削手段３２の仕上げ研削砥石３２３ａに何らかの異常がある場合等においては、研削後のウエーハＷの裏面Ｗｂに厚みのばらつきによるうねりが生じている、すなわち、面の高低差による歪みによりウエーハＷの裏面Ｗｂの平坦性が低くなっている場合がある。そこで、研削されたウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりを検出するために、本発明に係るうねり検出方法を実施する。
（１）保持ステップ
まず、図５に示すように、洗浄後のウエーハＷが、被研削面である裏面Ｗｂが例えば上側になった状態で保持テーブル４００によって吸引保持される。
まず、図５に示すように、洗浄後のウエーハＷが、被研削面である裏面Ｗｂが例えば上側になった状態で保持テーブル４００によって吸引保持される。
（２）接触ステップ
保持テーブル４００の上方に位置する透明板５０が、移動手段５２によって−Ｚ方向へと降下し、透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとが接触する。なお、ウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりが大きい場合等においては、透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとは、面ではなく数点又は１点で接触した状態となる。そして、保持手段５１の感圧センサーが、透明板５０とウエーハＷとの接触を感知し移動手段５２へ該情報を通知することで、透明板５０の下降が停止する。
保持テーブル４００の上方に位置する透明板５０が、移動手段５２によって−Ｚ方向へと降下し、透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとが接触する。なお、ウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりが大きい場合等においては、透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとは、面ではなく数点又は１点で接触した状態となる。そして、保持手段５１の感圧センサーが、透明板５０とウエーハＷとの接触を感知し移動手段５２へ該情報を通知することで、透明板５０の下降が停止する。
（３）照射ステップ
次いで、照射手段５３が透明板５０側から単色光を照射することで、照射された光が透明板５０に垂直に入射する。なお、上部カバー４０４ａ、側部カバー４０４ｂ、ブラケットカバー４０４ｃ、及び容器部４０１によって密閉空間を形成し、照射手段５３より照射される光以外の余計な光が外部から入射しないようにすると好ましい。研削後のウエーハＷの裏面Ｗｂに厚みのばらつきによるうねりが生じている場合は、ウエーハＷに接触する透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとの間には、微小な隙間が生じている。そのため、この微小な隙間に存在する空気層によって、透明板５０の下面５０ｂで反射した光とウエーハＷの裏面Ｗｂで反射した光とが干渉し、干渉縞（ニュートンリング）が形成される。
次いで、照射手段５３が透明板５０側から単色光を照射することで、照射された光が透明板５０に垂直に入射する。なお、上部カバー４０４ａ、側部カバー４０４ｂ、ブラケットカバー４０４ｃ、及び容器部４０１によって密閉空間を形成し、照射手段５３より照射される光以外の余計な光が外部から入射しないようにすると好ましい。研削後のウエーハＷの裏面Ｗｂに厚みのばらつきによるうねりが生じている場合は、ウエーハＷに接触する透明板５０の下面５０ｂとウエーハＷの裏面Ｗｂとの間には、微小な隙間が生じている。そのため、この微小な隙間に存在する空気層によって、透明板５０の下面５０ｂで反射した光とウエーハＷの裏面Ｗｂで反射した光とが干渉し、干渉縞（ニュートンリング）が形成される。
単色光の照射により発生した干渉縞のピント、位置、及び拡大率等が定められ、撮像手段５４が干渉縞を撮像素子（ＣＣＤ）で捉えて、例えば透明板５０全体が収まった撮像画像を形成する。なお、撮像手段５４が形成する撮像画像は、透明板５０の上面５０ａの一部が収まった画像であってもよい。
例えば、撮像手段５４には、撮像手段５４が形成した撮像画像に写る干渉縞を観察、測定しウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりを検出する検出手段８が接続されており、撮像手段５４は形成した撮像画像についての情報を検出手段８に送信する。
例えば、撮像手段５４には、撮像手段５４が形成した撮像画像に写る干渉縞を観察、測定しウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりを検出する検出手段８が接続されており、撮像手段５４は形成した撮像画像についての情報を検出手段８に送信する。
検出手段８は、図６に示す所定の解像度を備える出力画面Ｂ上に干渉縞Ｒが写る撮像画像を表示し、出力画面Ｂ上に表示された干渉縞ＲからウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりを検出する。例えば、干渉縞Ｒの本数が少なく干渉縞Ｒの形状が円に近いほど、ウエーハＷの裏面Ｗｂの平坦性が高くうねりが少ないものとなる。例えば、干渉縞Ｒが不等間隔で同芯円状となっている箇所は、ウエーハＷの裏面Ｗｂに緩やかな球面状のうねりがあることを検出できる。また、干渉縞Ｒが例えば２組の双曲線状となっている箇所は、ウエーハＷの裏面Ｗｂに鞍型のうねりがあることを検出できる。
例えば、検出手段８は、うねりの検出に伴って下記の式１を実行して、ウエーハＷの裏面Ｗｂの面精度、すなわち、ウエーハＷの裏面Ｗｂの最高位置と最低位置との高低差を算出するものとしてもよい。
（照射光の波長／２）×（干渉縞Ｒの曲がり量／各干渉縞Ｒ間の間隔）＝面精度・・・・（式１）
また、例えば、保持テーブル４００の底面側に、保持テーブル４００の保持面４００ａの傾きを調節する傾き調節機構を配設し、この傾き調節機構によって保持テーブル４００で吸引保持するウエーハＷの裏面Ｗｂを水平面に対して傾けると共に、照射手段５３による光の照射及び撮像手段５４による撮像画像の形成を行い、検出手段８によって出力画面Ｂ上に表示された干渉縞Ｒの移動方向を監視することで、ウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりの凹凸を判定するものとしてもよい。そして、ウエーハＷの厚みのばらつきを算出できるものとしてもよい。なお、保持手段５１を透明板５０の傾きを調節できる構成として、透明板５０の下面５０ｂの傾きを調節して干渉縞Ｒの移動方向を監視することができるようにしてもよい。
（照射光の波長／２）×（干渉縞Ｒの曲がり量／各干渉縞Ｒ間の間隔）＝面精度・・・・（式１）
また、例えば、保持テーブル４００の底面側に、保持テーブル４００の保持面４００ａの傾きを調節する傾き調節機構を配設し、この傾き調節機構によって保持テーブル４００で吸引保持するウエーハＷの裏面Ｗｂを水平面に対して傾けると共に、照射手段５３による光の照射及び撮像手段５４による撮像画像の形成を行い、検出手段８によって出力画面Ｂ上に表示された干渉縞Ｒの移動方向を監視することで、ウエーハＷの裏面Ｗｂのうねりの凹凸を判定するものとしてもよい。そして、ウエーハＷの厚みのばらつきを算出できるものとしてもよい。なお、保持手段５１を透明板５０の傾きを調節できる構成として、透明板５０の下面５０ｂの傾きを調節して干渉縞Ｒの移動方向を監視することができるようにしてもよい。
本発明に係るウエーハのうねりの検出方法は、ウエーハＷを保持テーブル４００に保持する保持ステップと、保持テーブル４００に保持されたウエーハＷに平坦な透明板５０を接触させる接触ステップと、例えば透明板５０側から光を照射する照射ステップと、を備えており、照射ステップにおいて発生する干渉縞ＲによってウエーハＷのうねりを検出することができる。そして、本発明に係るウエーハのうねりの検出方法は研削装置３の装置構成を複雑にすることなく研削装置３内で実施することができるため、ウエーハＷのうねりの検出のために研削装置３からウエーハＷを取り出して別の測定装置に搬送する必要がなくなるため、加工のための工程数が増加してしまうことを防ぐことができる。
また、本発明に係る研削装置３は、平坦な透明板５０と、透明板５０を保持する保持手段５１と、保持手段５１をウエーハＷに接近又は離反させる移動手段５２と、例えば透明板５０側から光を照射する照射手段５３と、光の照射により発生した干渉縞Ｒを撮像する撮像手段５４と、を備えていることで、研削装置３内でウエーハＷのうねりの検出を行うことができる。そのため、ウエーハＷのうねりを検出するために研削装置３からウエーハＷを取り出して別の測定装置に搬送する必要がなくなり、加工のための工程数が増加してしまうことを防ぐことができる。さらに、研削装置３内でウエーハＷのうねりの検出ができることで、ウエーハＷの被研削面である裏面Ｗｂに許容値を越えるうねりを発生させる原因となる研削装置３の各構成要素（例えば、仕上げ研削手段３２の回転軸３１０等）及び仕上げ研削砥石３２３ａの異常、並びに加工条件の異常に迅速に気付くことが可能となる。
なお、本発明に係る研削装置３及び本発明に係るウエーハのうねり検出方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている研削装置３の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、透明板５０、保持手段５１、移動手段５２、照射手段５３、及び撮像手段５４の配設箇所は洗浄手段４０内に限定されるものではなく、例えば、ベース３Ａ上の第二の搬送手段３３６の近傍に、透明板５０、保持手段５１、移動手段５２、照射手段５３、及び撮像手段５４を配設し、チャックテーブル３０に保持されたウエーハＷに対して本発明に掛かるうねり検出方法を実施できるようにしてもよい。
また、本発明に係るうねり検出方法は、粗研削手段３１によるウエーハＷの粗研削が終わった後に実施するものとしてもよい。
例えば、透明板５０、保持手段５１、移動手段５２、照射手段５３、及び撮像手段５４の配設箇所は洗浄手段４０内に限定されるものではなく、例えば、ベース３Ａ上の第二の搬送手段３３６の近傍に、透明板５０、保持手段５１、移動手段５２、照射手段５３、及び撮像手段５４を配設し、チャックテーブル３０に保持されたウエーハＷに対して本発明に掛かるうねり検出方法を実施できるようにしてもよい。
また、本発明に係るうねり検出方法は、粗研削手段３１によるウエーハＷの粗研削が終わった後に実施するものとしてもよい。
Ｗ：ウエーハ Ｗａ：ウエーハの表面 Ｗｂ：ウエーハの裏面
３：研削装置 ３Ａ：ベース ３Ｂ、３Ｃ：コラム
３０：チャックテーブル３００：吸着部 ３００ａ：吸着面 ３０１：枠体
３１：粗研削手段 ３１０：回転軸 ３１１：スピンドルハウジング ３１２：モータ
３１３：研削ホイール ３１３ａ：粗研削砥石
３２：仕上げ研削手段 ３２３ａ：仕上げ研削砥石
３３０：ロボット ３３０ａ：アーム部 ３３０ｂ：保持部
３３１：第一のカセット ３３２：第二のカセット ３３３：位置合わせ手段
３３５：第一の搬送手段 ３３６：第二の搬送手段 ３４：ターンテーブル
３５：第一の研削送り手段 ３５０：ボールネジ ３５１：ガイドレール ３５２：モータ ３５３：昇降部
３６：第二の研削送り手段 ３６０：ボールネジ ３６１：ガイドレール ３６２：モータ ３６３：昇降部
３８Ａ、３８Ｂ：一対のハイトゲージ ３８１：第１のハイトゲージ ３８２：第２のハイトゲージ
４０：洗浄手段 ４００：保持テーブル ４００ａ：保持面 ４０１：容器部 ４０１ａ：台部 ４０２：回転手段 ４０２ａ：スピンドル ４０２ｂ：回転駆動源 ４０３：ノズル ４０３ａ：噴射口 ４０４：カバー ４０４ａ：上部カバー ４０４ｂ：側部カバー ４０４ｃ：ブラケットカバー
５０：透明板 ５１：保持手段 ５２：移動手段 ５２０：シリンダ ５２１：ピストンロッド ５３：照明手段 ５４：撮像手段 ５５：撮像手段移動手段
８：検出手段 Ｂ：出力画面 Ｒ：干渉縞
３：研削装置 ３Ａ：ベース ３Ｂ、３Ｃ：コラム
３０：チャックテーブル３００：吸着部 ３００ａ：吸着面 ３０１：枠体
３１：粗研削手段 ３１０：回転軸 ３１１：スピンドルハウジング ３１２：モータ
３１３：研削ホイール ３１３ａ：粗研削砥石
３２：仕上げ研削手段 ３２３ａ：仕上げ研削砥石
３３０：ロボット ３３０ａ：アーム部 ３３０ｂ：保持部
３３１：第一のカセット ３３２：第二のカセット ３３３：位置合わせ手段
３３５：第一の搬送手段 ３３６：第二の搬送手段 ３４：ターンテーブル
３５：第一の研削送り手段 ３５０：ボールネジ ３５１：ガイドレール ３５２：モータ ３５３：昇降部
３６：第二の研削送り手段 ３６０：ボールネジ ３６１：ガイドレール ３６２：モータ ３６３：昇降部
３８Ａ、３８Ｂ：一対のハイトゲージ ３８１：第１のハイトゲージ ３８２：第２のハイトゲージ
４０：洗浄手段 ４００：保持テーブル ４００ａ：保持面 ４０１：容器部 ４０１ａ：台部 ４０２：回転手段 ４０２ａ：スピンドル ４０２ｂ：回転駆動源 ４０３：ノズル ４０３ａ：噴射口 ４０４：カバー ４０４ａ：上部カバー ４０４ｂ：側部カバー ４０４ｃ：ブラケットカバー
５０：透明板 ５１：保持手段 ５２：移動手段 ５２０：シリンダ ５２１：ピストンロッド ５３：照明手段 ５４：撮像手段 ５５：撮像手段移動手段
８：検出手段 Ｂ：出力画面 Ｒ：干渉縞
Claims (2)
- ウエーハを保持テーブルに保持する保持ステップと、
該保持テーブルに保持されたウエーハに平坦な透明板を接触させる接触ステップと、
該透明板側から光を照射する照射ステップと、を備え、
該照射ステップにおいて発生する干渉縞によってウエーハのうねりを検出するウエーハのうねり検出方法。 - 研削手段と、ウエーハを保持するチャックテーブルと、を備える研削装置であって、
平坦な透明板と、
該透明板を保持する保持手段と、
該保持手段をウエーハに接近又は離反させる移動手段と、
該透明板側から光を照射する照射手段と、
光の照射により発生した干渉縞を撮像する撮像手段と、を更に備えることを特徴とする研削装置。
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2018
- 2018-02-12 TW TW107104959A patent/TWI744482B/zh active
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