JP2020032513A - 被加工物の研削装置及び研削方法 - Google Patents
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Abstract
Description
対して、被加工物にプローブ等を接触させることなく厚みを測定可能な測定光(レーザ光)を利用した非接触式の厚み測定手段(例えば、特許文献1参照)が、被加工物の抗折強度を低下させない点では有利とされる。
よって、半導体ウェーハ等の被加工物を研削する場合においては、屈折率が不明な被加工物の厚み測定を非接触式の厚み測定手段によって測定できるようにするという課題がある。
被加工物Wの裏面Wbは、研削加工が施される被研削面になる。被加工物Wの実際の屈折率(屈折率n)については、事前に把握されていないものとする。なお、被加工物Wはシリコン以外にガリウムヒ素、サファイア、窒化ガリウム又はシリコンカーバイド等で構成されていてもよい。
なお、研削装置2が行う研削には、フェルト等の不織布からなる研磨パッドによる被加工物Wの研磨も含む。
チャックテーブル30の下方には、軸方向が鉛直方向(Z軸方向)である回転軸321が接続されており、該回転軸321にはモータ320が連結されている。そして、チャックテーブル30は、モータ320及び回転軸321によって鉛直方向の軸心周りに回転可能となっている。
チャックテーブル30は、例えば、図示しないX軸移動手段によってX軸方向に往復移動可能となっている。
研削手段4は、ボールネジ機構等を備える研削送り手段7によってZ軸方向に上下動可能となっている。
非接触式厚み測定手段6は、例えば、測定光を用いる反射型の変位センサであり、被加工物Wに対して測定光(レーザー光)を照射するための投光部60、測定光を平行光に変換する図示しないコリメータレンズ(投光レンズ)、被加工物Wで反射された反射光を捉える図示しない受光レンズ、及び反射光を検出するためのCCD等からなる受光部61、並びに投光部60、コリメータレンズ、受光レンズ、及び受光部61等が内部に配設され外部光が遮光される筐体62を備えている。なお、非接触式厚み測定手段6の構成は本実施形態に限定されるものではない。
図1に示す被加工物Wが、裏面Wbが上側になるようにチャックテーブル30の保持面300a上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面300aに伝達されることにより、図2に示すように、チャックテーブル30が保持面300a上で被加工物Wの表面Waを吸引保持する。
チャックテーブル30が、図示しないX軸移動手段によって研削手段4の下まで−X方向へ移動されて、研削ホイール44とチャックテーブル30に保持された被加工物Wとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削砥石441の回転中心が被加工物Wの回転中心に対して所定の距離だけ水平方向にずれ、研削砥石441の回転軌跡が被加工物Wの回転中心を通るように行われる。
また、非接触式厚み測定手段6の投光部60が、筐体62の下方に位置付けられた被加工物Wに対して測定光を照射する。測定光は、コリメータレンズで平行な平行光に変換されて、被加工物Wに所定の角度(例えば、略垂直)で入射する。測定光の一部は被加工物Wの上面となる裏面Wbで反射されるとともに、残りの測定光は被加工物W(屈折率n)で屈折して被加工物Wを透過し、被加工物Wの下面となる表面Waで反射される。そして、測定光が被加工物Wの裏面Wbで反射した光と被加工物Wを透過して表面Waで反射した光とを受光レンズが捉えて、さらに受光部61が受光した際の時間差から、非接触式厚み測定手段6は被加工物Wの厚みを測定する。
接触式厚み測定手段5によって測定される被加工物Wの研削中の任意の時刻(研削加工開始から加工時間t1経過時)における除去量を、除去量Lとする。接触式厚み測定手段5によって測定された除去量Lは、被加工物Wの加工時間t1経過時における正確な除去量である。そして、図3に示す一点鎖線で示すグラフG1は、接触式厚み測定手段5により測定された被加工物Wの厚み(μm)の時間経過による推移を示すグラフの一例である。
非接触式厚み測定手段6による計算上の研削手段4の送り速度V1=V/n1・・・(式1)
が成立する。
そして、除去量L1=非接触式厚み測定手段6による計算上の研削手段4の送り速度V1×加工時間t1=(V/n1)×t1・・・(式2)
が成立する。
非接触式厚み測定手段6による計算上の研削手段4の送り速度V2=V/n・・・・・(式3)
が成立する。
そして、接触式厚み測定手段5により測定された正確な除去量L=速度V2×加工時間t1=(V/n)×t1・・・(式4)
が成立する。
即ち、(式2)と(式4)とから、
L1/(V/n1)=L/(V/n)・・・・(式5)
が成立する。そして、式(5)を変形することで、被加工物Wの実際の屈折率nを求める下記式である、
n=(L1×n1)/L・・・・・・(式6)
が導出される。
屈折率nの具体的な数値の算出の一例を、(式6)及び図3に示すグラフG1及びグラフG2を用いて示す。非接触式厚み測定手段6に設定されている任意の屈折率n1は、例えば、屈折率n1=3.2である。加工時間t1経過時において、グラフG1から読み取れる接触式厚み測定手段5によって測定された被加工物Wの除去量L=18.8171μmであり、加工時間t1経過時において、グラフG2から読み取れる非接触式厚み測定手段6によって測定された被加工物Wの除去量L1=22.78038μmである。
上記各数値を(式6)に代入して被加工物Wの実際の屈折率nを算出すると、
n=(22.78038×3.2)/18.8171=3.873987となる。
そして、屈折率算出手段90は、非接触式厚み測定手段6に任意に設定された屈折率n1=3.2を算出した屈折率n=3.873987と置き換える。
屈折率が屈折率n1から実際の被加工物Wの屈折率nに置き換えられた非接触式厚み測定手段6によって、さらに被加工物Wの厚みが正しく測定されつつ、被加工物Wが所望の厚みまで研削される。その後、研削送り手段7が研削手段4を+Z方向に上昇させて、研削砥石441が被加工物Wから離間し被加工物Wに対する研削が終了する。
2:研削装置
3:保持手段 30:チャックテーブル 300:保持部 300a:保持面 301:枠体 320:モータ 321:回転軸
4:研削手段 40:回転軸 41:ハウジング 42:モータ 43:マウント 44:研削ホイール 440:ホイール基台 441:研削砥石
5:接触式厚み測定手段 50:プローブ 51:アーム部
6:非接触式厚み測定手段 60:投光部 61:受光部 62:筐体
9:制御手段 90:屈折率算出手段
Claims (2)
- 格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成された表面を有する被加工物の裏面を研削砥石で研削する被加工物の研削装置であって、
該被加工物の表面を鉛直方向の回転軸で回転するチャックテーブルの保持面で保持する保持手段と、
該保持面と直交する回転軸で回転する研削砥石で該被加工物を研削する研削手段と、
該被加工物にプローブを接触させて該被加工物の厚みと該被加工物の研削により除去された量とを測定する接触式厚み測定手段と、
測定光を該被加工物に向けて照射し、照射した測定光が該被加工物の裏面で反射した光と該被加工物を透過して表面で反射した光とを受光した時間差から該被加工物の厚みと該被加工物の研削により除去された量とを測定する非接触式厚み測定手段と、
該接触式厚み測定手段によって測定した該被加工物の研削による除去量Lと、該非接触式厚み測定手段にて測定した該被加工物の研削による除去量L1と、該非接触式厚み測定手段に任意に設定された屈折率n1とから、該被加工物の屈折率nをn=L1×n1/Lの計算式により算出し、該非接触式厚み測定手段に設定された該屈折率n1を算出した該屈折率nと置き換える屈折率算出手段と、を備え、
屈折率が該屈折率nに置き換えられた該非接触式厚み測定手段で、該被加工物の厚みを測定することを特徴とする被加工物の研削装置。 - 格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成された表面を有する被加工物の裏面を研削砥石で研削する被加工物の研削方法であって、
該被加工物の表面を鉛直方向の回転軸で回転するチャックテーブルの保持面で保持する保持ステップと、
該被加工物にプローブを接触させて該被加工物の厚みと該被加工物の研削により除去された量とを測定する接触式厚み測定手段と、測定光を該被加工物に向けて照射し、照射した測定光が該被加工物の裏面で反射した光と該被加工物を透過して表面で反射した光とを受光した時間差から該被加工物の厚みと該被加工物の研削により除去された量とを測定する非接触式厚み測定手段とで測定を行いながら、該保持面と直交する回転軸で回転する研削砥石で該被加工物をチップの仕上がり厚みまで研削する研削ステップと、
該接触式厚み測定手段にて測定した該被加工物の除去量Lと、任意の屈折率n1が設定された該非接触式厚み測定手段にて測定した該被加工物の除去量L1と、該非接触式厚み測定手段に任意に設定された該屈折率n1とから、該被加工物の屈折率nをn=L1×n1/Lの計算式により算出し、該非接触式厚み測定手段に任意に設定された該屈折率n1を算出した該屈折率nと置き換える屈折率算出ステップと、を備え、
屈折率が該屈折率nに置き換えられた該非接触式厚み測定手段で、該被加工物の厚みを測定することを特徴とする被加工物の研削方法。
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