JP2023135956A - ウェーハの再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハに形成されている膜を、研削によって良好に除去する。【解決手段】厚み測定器８２を用いて、膜１０３を通してウェーハ１００の厚みを測定しながら膜１０３を研削し始め、厚み測定器８２による測定値が減じ始めたら、膜１０３が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、膜１０３の厚みが不明な場合であっても、ウェーハ１００に膜１０３が残存してしまうこと、および、ウェーハ１００の上面１０１を過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハ１００から膜１０３を良好に除去することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハの再生方法に関する。

ウェーハに形成されるデバイスは、ウェーハ上面に、絶縁膜、導電性膜、および半導体膜などの薄膜を含むように構成されている。このような薄膜は、例えば、化学的気相成長法（CVD：Chemical Vapor Deposition）によって形成される。

デバイスを形成する際には、まず、テスト用ウェーハに薄膜を試験的に形成し、デバイスの形成に適した成膜条件の選定が行われる。その選定された成膜条件で、製品ウェーハの成膜が行われる。

このテスト用ウェーハは、成膜条件の選定のための、回路を含まない膜のみが形成されたウェーハであり、テスト後に廃棄されている。

これに関し、コスト削減のため、特許文献１に開示のように、研磨によって膜を除去してテスト用ウェーハを再生する技術がある。しかし、膜が厚い場合には、膜の除去に時間がかかるという問題がある。そのため、特許文献２に開示の技術では、研削によって膜を除去している。

特開２０２１－００２６０６号公報 特開２０２０－０６１５１５号公報

しかし、特許文献２の技術では、予め設定した量を研削しているので、膜の厚みが不明のとき、膜だけでなくウェーハをも研削してウェーハを薄くしてしまい、ウェーハを再利用することが困難となることがある。あるいは、膜が残ってしまい、再び研削を実施する必要が生じて、再生のために多くの時間を必要とすることもある。

したがって、本発明の目的は、ウェーハに形成されている膜を、研削によって良好に除去することにある。

本発明の第１のウェーハの再生方法（第１再生方法）は、上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜および該ウェーハに対して透過性の波長を有する測定光を照射して、該膜を通して該ウェーハの上面で反射した上面反射光と、該膜および該ウェーハを通して該ウェーハの下面で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によって該ウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器を備え、該非接触厚み測定器を用いて、該膜を通して該ウェーハの厚みを測定しながら該膜を研削し始め、該非接触厚み測定器による測定値が減じ始めたら研削を終了する。
本発明の第２のウェーハの再生方法（第２再生方法）は、上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜によって遮光され該ウェーハに対して透過性の波長を有する測定光を照射して、該ウェーハの上面で反射した上面反射光と、該ウェーハを透過して該ウェーハの下面で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によって該ウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器を備え、該膜が該測定光を遮光することで、該非接触厚み測定器がウェーハの厚みを測定できない状態から該膜を研削し始め、該非接触厚み測定器がウェーハの厚みを測定可能になったら研削を終了する。
本発明の第３のウェーハの再生方法（第３再生方法）は、上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜に対して透過性の波長を有し該ウェーハに対して遮光性の波長を有する測定光を照射して、該膜を通して該ウェーハの上面で反射した上面反射光を受光し、三角測距または分光干渉によって該ウェーハの上面高さを測定する非接触上面高さ測定器を備え、該非接触上面高さ測定器を用いて、該膜を通して該ウェーハの上面高さを測定しながら該膜を研削し始め、該非接触上面高さ測定器による測定値が減じ始めたら研削を終了する。
第１再生方法、第２再生方法あるいは第３再生方法では、該研削装置は、該チャックテーブルに保持された該ウェーハの該膜の高さを測定する高さ測定器を備えてもよく、該高さ測定器で該ウェーハの該膜の高さを測定し、該高さ測定器が測定した高さに応じた高さに該研削砥石の下面を位置づけ該膜の研削を開始してもよい。

第１再生方法では、厚み測定器を用いて、膜を通してウェーハの厚みを測定しながら膜を研削し始め、厚み測定器による測定値が減じ始めたら、膜が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、膜の厚みが不明な場合であっても、ウェーハに膜が残存してしまうこと、および、ウェーハを過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハから膜を良好に除去することができる。

また、第２再生方法では、膜が厚み測定器の測定光を遮光することで厚み測定器がウェーハの厚みを測定できない状態から膜を研削し始め、厚み測定器がウェーハの厚みを測定可能になったら、膜が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、膜の厚みが不明な場合であっても、ウェーハに膜が残存してしまうこと、および、ウェーハの上面を過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハから膜を良好に除去することができる。

また、第３再生方法では、非接触上面高さ測定器を用いて、膜を通してウェーハの上面高さを測定しながら膜を研削し始め、非接触上面高さ測定器による測定値が減じ始めたら、膜が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、膜の厚みが不明な場合であっても、ウェーハに膜が残存してしまうこと、および、ウェーハを過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハから膜を良好に除去することができる。

研削装置の構成を示す斜視図である。 ワーク保持機構の構成を示す説明図である。 ワーク保持機構の構成を示す説明図である。 非接触上面高さ測定器の構成を示す説明図である。 非接触上面高さ測定器の他の構成を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる研削装置１は、被研削物としてのウェーハ１００を研削するための装置である。ウェーハ１００は、たとえばテスト用の半導体ウェーハであり、上面１０１および下面１０２を有している。ウェーハ１００は、上面１０１に膜１０３を有している。この膜１０３は、成膜条件の選定のためのテストにおいて、ウェーハ１００に形成されたものである。ウェーハ１００は、研削装置１において膜１０３が除去されることにより再生される。

図１に示すように、研削装置１は、直方体状の基台１０、上方に延びるコラム１１、および、研削装置１の各部材を制御する制御部７を備えている。

基台１０の上面側には、開口部１３が設けられている。そして、開口部１３内には、ウェーハ保持機構３０が配置されている。ウェーハ保持機構３０は、ウェーハ１００を保持するための保持面２２を有するチャックテーブル２０を有している。

さらに、ウェーハ保持機構３０は、図２に示すように、チャックテーブル２０を支持するテーブル基台５５、チャックテーブル２０およびテーブル基台５５を回転させるテーブル回転機構５０、および、チャックテーブル２０の傾きを調整する傾き調整機構４０を含んでいる。

図２に示すように、チャックテーブル２０は、円板状のポーラス部材２１と、ポーラス部材２１の上面が露出するようにポーラス部材２１を収容する枠体２３と、を備えている。ポーラス部材２１の上面は、ウェーハ１００を吸引保持する保持面２２である。保持面２２は、中心を頂点とする円錐状の面として形成されており、図示しない吸引源に連通されることにより、ウェーハ１００を吸引保持する。枠体２３の上面である枠体面２４は、保持面２２に面一に形成されている。

チャックテーブル２０の下方には、チャックテーブル２０を支持するテーブル基台５５が設けられている。そして、テーブル基台５５の下方に、テーブル基台５５を回転可能に支持するテーブル回転機構５０が配設されている。

図２に示すように、テーブル回転機構５０は、モータ５２１、モータ５２１に取り付けられた主動プーリ５２２、主動プーリ５２２に対して無端ベルト５２３を介して接続されている従動プーリ５２４、従動プーリ５２４の下方に配されたロータリジョイント５２５を備えている。モータ５２１は、固定部材５２６を介して、後述する環状部材４５に取り付けられている。従動プーリ５２４は、テーブル基台５５の下部の細径部分に支持されている。ロータリジョイント５２５は、吸引源と保持面２２とを接続するために用いられる。

テーブル回転機構５０では、モータ５２１が主動プーリ５２２を回転駆動することで、無端ベルト５２３および従動プーリ５２４が回転する。その結果、テーブル基台５５およびチャックテーブル２０が、保持面２２の回転軸２２１を中心に、矢印５０２に示すように回転される。

また、テーブル基台５５の周囲には、チャックテーブル２０の保持面２２の傾きを調整する傾き調整機構４０が備えられている。

傾き調整機構４０は、チャックテーブル２０の下方に配置されてテーブル回転機構５０を囲む開口部４１２を有する内部ベース４１、内部ベース４１を貫通する傾き調整シャフト４２、内部ベース４１に固定されている固定シャフト４３、および、環状部材４５を備えている。

環状部材４５は、ベアリングを含む連結部４６を介して、テーブル基台５５を囲むように、テーブル基台５５を回転可能に支持している。

固定シャフト４３は、その上端が環状部材４５の下面に固定されているとともに、その下端が内部ベース４１の上面に固定されている。

傾き調整シャフト４２は、内部ベース４１に形成されたＺ軸方向に延びる貫通孔４１１を貫通するように設けられている。また、傾き調整シャフト４２の上端側には、雄ネジ４２１が形成されている。

また、環状部材４５における傾き調整シャフト４２に対応する部分には、貫通孔４５０が形成されている。貫通孔４５０には、傾き調整シャフト４２の雄ネジ４２１に対応する形状の雌ネジ４５１が形成されている。
傾き調整シャフト４２は、この貫通孔４５０に挿入されて、その雄ネジ４２１が貫通孔４５０の雌ネジ４５１に螺合した状態で、環状部材４５を支持している。

傾き調整機構４０は、さらに、傾き調整シャフト４２を回転駆動する駆動部４８、および、駆動部４８を内部ベース４１の下面に固定する固定部材４７を備えている。駆動部４８が傾き調整シャフト４２を回転駆動することにより、環状部材４５における傾き調整シャフト４２が挿入されている貫通孔４５０の形成部分（図２における＋Ｙ方向側）が、Ｚ軸方向に沿って昇降移動する。これにより、環状部材４５に支持されているテーブル基台５５、および、テーブル基台５５に支持されているチャックテーブル２０の＋Ｙ方向側も、Ｚ軸方向に沿って昇降移動する。これにより、チャックテーブル２０の保持面２２の傾きが調整される。

本実施形態では、傾き調整機構４０には、２本の傾き調整シャフト４２（１本は図示せず）および１本の固定シャフト４３が備えられており、一方あるいは両方の傾き調整シャフト４２が回転駆動されることにより、チャックテーブル２０の保持面２２の傾きが調整される。これら２本の傾き調整シャフト４２および１本の固定シャフト４３は、たとえば、保持面２２の中心を中心として、１２０度の間隔で、内部ベース４１に設けられている。

なお、傾き調整機構４０は、１本の傾き調整シャフト４２および２本の固定シャフト４３を備え、１本の傾き調整シャフト４２が回転駆動されることにより、チャックテーブル２０の保持面２２の傾きを調整されるように構成されていてもよい。あるいは、傾き調整機構４０は、３本の傾き調整シャフト４２を備え、いずれかの傾き調整シャフト４２が回転駆動されることにより、チャックテーブル２０の保持面２２の傾きが調整されるように構成されていてもよい。

図１に示すように、チャックテーブル２０の周囲には、チャックテーブル２０とともにＹ軸方向に沿って移動されるカバー板３９が設けられている。また、カバー板３９には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバー１２が連結されている。そして、ウェーハ保持機構３０の下方には、図示しないＹ軸方向移動機構が配設されている。Ｙ軸方向移動機構は、研削機構７０に対して、ウェーハ保持機構３０をＹ軸方向に移動させるものである。

また、基台１０上の＋Ｙ方向側に立設されているコラム１１には、ウェーハ１００を研削する研削機構７０、および、昇降機構６０が設けられている。

昇降機構６０は、研削機構７０を、チャックテーブル２０の保持面２２に垂直な方向であるＺ軸方向（研削送り方向）に移動させる。

昇降機構６０は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール６１、このＺ軸ガイドレール６１上をスライドするＺ軸移動テーブル６３、Ｚ軸ガイドレール６１と平行なＺ軸ボールネジ６２、Ｚ軸モータ６４、Ｚ軸エンコーダ６５、および、Ｚ軸移動テーブル６３に取り付けられたホルダ６６を備えている。ホルダ６６は、研削機構７０を保持している。

Ｚ軸移動テーブル６３は、Ｚ軸ガイドレール６１にスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル６３には、ナット部（図示せず）が固定されている。このナット部には、Ｚ軸ボールネジ６２が螺合されている。Ｚ軸モータ６４は、Ｚ軸ボールネジ６２の一端部に連結されている。

昇降機構６０では、Ｚ軸モータ６４がＺ軸ボールネジ６２を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル６３が、Ｚ軸ガイドレール６１に沿って、Ｚ軸方向に昇降移動する。これにより、Ｚ軸移動テーブル６３に取り付けられたホルダ６６、および、ホルダ６６に保持された研削機構７０が、Ｚ軸移動テーブル６３とともにＺ軸方向に昇降移動する。また、Ｚ軸エンコーダ６５が、Ｚ軸モータ６４の回転角度を検知することにより、昇降機構６０によって昇降移動する研削機構７０の後述する研削砥石７７の高さを認識する。

研削機構７０は、チャックテーブル２０の保持面２２に保持されたウェーハ１００を研削砥石７７によって研削する。図１に示すように、研削機構７０は、ホルダ６６に保持されているスピンドルハウジング７１、研削砥石７７を回転させるためのスピンドル７２、スピンドル７２を回転駆動するスピンドルモータ７３、スピンドル７２の下端に取り付けられたホイールマウント７４、および、ホイールマウント７４に支持された研削ホイール７５を備えている。

スピンドル７２は、チャックテーブル２０の保持面２２と直交するようにＺ軸方向に沿って延伸しており、スピンドルハウジング７１に回転可能に支持されている。スピンドルモータ７３は、スピンドル７２の上端側に連結されている。このスピンドルモータ７３により、スピンドル７２は、図２に示すように、Ｚ軸方向に延びるスピンドル回転軸７２１を中心として、矢印５０３に示すように回転する。

図１および図２に示すように、ホイールマウント７４は、円板状に形成されており、スピンドル７２の下端に固定されている。ホイールマウント７４は、研削ホイール７５を支持している。

研削ホイール７５は、外径がホイールマウント７４の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール７５は、金属材料から形成された円環状のホイール基台７６を含む。

ホイール基台７６の下面には、全周にわたって、環状に配置された複数の研削砥石７７が固定されている。研削砥石７７は、その中心を通るスピンドル回転軸７２１を軸に、スピンドル７２とともにスピンドルモータ７３によって回転され、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の上面１０１、あるいは、この上面１０１に形成された膜１０３を研削する。

また、図１に示すように、基台１０における開口部１３の側部には、ウェーハ１００の高さおよび厚さを測定する測定機構８０が配設されている。

測定機構８０は、ウェーハ１００の高さを測定する高さ測定器８１、ウェーハ１００の厚みを測定する厚み測定器８２、これら高さ測定器８１および厚み測定器８２を先端に支持しているアーム部８３、および、アーム部８３を支持して旋回させることの可能な支持部材８４を有している。

高さ測定器８１は、ウェーハ１００の高さとして、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定する。なお、ウェーハ１００の上面１０１から膜１０３が除去されている場合、高さ測定器８１は、ウェーハ１００の高さとして、ウェーハ１００における上面１０１の高さを測定する。

本実施形態では、高さ測定器８１は、接触式の高さ測定器であり、接触子８５（図２参照）を、その下方に位置するウェーハ１００の上面１０１あるいは膜１０３に接触させて、その高さを測定する。
なお、高さ測定器８１は、非接触式の高さ測定器であってもよく、たとえば、レーザー式あるいは音波式の高さ測定器であってもよい。

厚み測定器８２は、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の厚みを測定するものである。厚み測定器８２は、ウェーハ１００の上方から、膜１０３およびウェーハ１００に対して透過性の波長を有する測定光を照射して、膜１０３を通してウェーハ１００の上面１０１で反射した上面反射光と、膜１０３およびウェーハ１００を通してウェーハ１００の下面１０２で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によってウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器である。このように、本実施形態では、厚み測定器８２から照射される測定光は、膜１０３およびウェーハ１００を透過する光である。

また、図１に示した制御部７は、制御プログラムに従って演算処理を行うＣＰＵ、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部７は、研削装置１の上述した各部材を制御して、研削装置１の各構成要素を統括制御する。たとえば、制御部７は、研削装置１の上述した各部材を制御して、ウェーハ１００から膜１０３を除去してウェーハ１００を再生するウェーハ再生方法を実行する。

以下に、このウェーハ再生方法について説明する。このウェーハ再生方法は、上面１０１に膜１０３を有するウェーハ１００の下面１０２を研削装置１のチャックテーブル２０によって保持し、研削装置１の研削砥石７７によって膜１０３を研削して除去することによりウェーハ１００を再生する方法である。

［保持工程］
具体的には、まず、たとえば作業者あるいは図示しない搬送装置が、チャックテーブル２０の保持面２２に、下面１０２が下向きとなるようにウェーハ１００を載置する。そして、制御部７が、図示しない吸引源を保持面２２に連通させる。これにより、図２に示すように、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３が上向きとなるように、ウェーハ１００の下面１０２が保持面２２によって保持される。

［研削工程］
次に、制御部７は、図示しないＹ軸方向移動機構によってウェーハ保持機構３０におけるＹ軸方向の位置を調整することにより、ウェーハ保持機構３０のチャックテーブル２０を、研削機構７０の下方の研削位置に配置する。その後、制御部７は、研削機構７０のスピンドルモータ７３（図１参照）により、スピンドル７２とともに研削砥石７７を回転させる。さらに、制御部７は、テーブル回転機構５０（図２参照）により、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル２０を回転させる。

次に、制御部７は、図２に示すように、高さ測定器８１の接触子８５を膜１０３に接触させることにより、高さ測定器８１によって、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定する。

そして、制御部７は、昇降機構６０を用いて研削機構７０を下降させ、高さ測定器８１が測定した高さに応じた高さ（たとえば、膜１０３の間近）に研削砥石７７の下面を位置づけて、膜１０３の研削を開始する。たとえば、制御部７は、昇降機構６０を用いて、比較的に高速の初期速度で研削機構７０を下降させ、ウェーハ１００における膜１０３の間近に研削砥石７７の下面を位置づける。その後、制御部７は、昇降機構６０を用いて、比較的に低速の研削速度で研削機構７０を下降させて、膜１０３の研削を開始する。

また、この際、制御部７は、厚み測定器８２を用いて、膜１０３を介したウェーハ１００の厚み測定を実施する。すなわち、制御部７は、膜１０３を通してウェーハ１００の厚みを測定しながら、膜１０３を研削し始める。

そして、制御部７は、厚み測定器８２による厚み測定の測定値が減じ始めたら、図３に示すように、ウェーハ１００から膜１０３が除去されて、ウェーハ１００の上面１０１が研削され始めたと判断して、研削を終了する。

以上のように、本実施形態では、厚み測定器８２を用いて、膜１０３を通してウェーハ１００の厚みを測定しながら膜１０３を研削し始め、厚み測定器８２による測定値が減じ始めたら、膜１０３が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、本実施形態では、膜１０３の厚みが不明な場合であっても、ウェーハ１００に膜１０３が残存してしまうこと、および、ウェーハ１００の上面１０１を過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハ１００から膜１０３を良好に除去することができる。

また、本実施形態では、高さ測定器８１によって、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定し、測定された高さに応じた高さ（膜１０３の間近）に研削砥石７７の下面を位置づけてから、研削を開始している。したがって、研削砥石７７の下面の高さが膜１０３の間近（直上）となるまで、研削砥石７７を含む研削機構７０を、比較的に高速で下降させることができる。これにより、研削工程にかかる時間を短縮することができる。

なお、ウェーハ１００が回路を有している場合、厚み測定器８２によって、ウェーハ１００における回路の形成されていない部分の厚みを測定することが好ましい。これにより、ウェーハ１００の厚みを、より正確に測定することが可能となる。

また、上述の実施形態では、制御部７は、厚み測定器８２によるウェーハ１００の厚み測定の測定値が減じ始めたら、ウェーハ１００の上面１０１が研削され始めたと判断して、研削を終了している。これに代えて、制御部７は、厚み測定器８２による厚み測定の測定値が減じ始めたら、予め設定した研削量（たとえば２～３μｍ）だけウェーハ１００の上面１０１を研削した後、研削を終了してもよい。

また、制御部７は、膜１０３の研削の開始後、高さ測定器８１による高さ測定を実施し続けてもよい。この場合、高さ測定器８１の測定値が、当然に膜１０３が除去されていると判断できるくらい十分に低くなったにも関わらず、厚み測定器８２によるウェーハ１００の厚み測定の測定値が減じ始めないときには、制御部７は、高さ測定器８１あるいは厚み測定器８２に不具合が生じていると判断して、研削を停止してもよい。

この場合、制御部７は、高さ測定器８１の測定値が十分に低くなったか否かの判断を、たとえば膜１０３の膜厚の概略値に基づいて実施することができる。膜１０３の膜厚の概略値は、たとえば作業者によって、図示しない入出力パネルを用いて研削装置１に予め設定されていてもよい。

また、上述した実施形態では、厚み測定器８２から照射される測定光は、膜１０３およびウェーハ１００を透過する光である。これに関し、厚み測定器８２から照射される測定光は、ウェーハ１００を透過する一方、膜１０３によって遮光される光であってもよい。すなわち、厚み測定器８２は、ウェーハ１００の上方から膜１０３によって遮光されウェーハ１００に対して透過性の波長を有する測定光を照射して、ウェーハ１００の上面１０１で反射した上面反射光と、ウェーハ１００を透過してウェーハ１００の下面１０２で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によって該ウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器であってもよい。

この場合のウェーハ再生方法も、上述した再生方法と同様に、上面１０１に膜１０３を有するウェーハ１００の下面１０２を研削装置１のチャックテーブル２０によって保持し、研削装置１の研削砥石７７によって膜１０３を研削して除去することによりウェーハ１００を再生する方法である。

この場合も、制御部７は、上述した保持工程を実施して、ウェーハ１００を保持面２２に保持させる。

その後、制御部７は、上述した研削工程と同様に、研削砥石７７およびチャックテーブル２０を回転させる。
すなわち、制御部７は、図２に示すように、高さ測定器８１の接触子８５を膜１０３に接触させることにより、高さ測定器８１によって、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定する。そして、制御部７は、昇降機構６０を用いて研削機構７０を下降させ、高さ測定器８１が測定した高さに応じた高さ（たとえば膜１０３の間近）に研削砥石７７の下面を位置づけて、膜１０３の研削を開始する。

また、この際、制御部７は、厚み測定器８２を用いて、膜１０３を介したウェーハ１００の厚み測定を実施する。なお、上述したように、厚み測定器８２の測定光は、膜１０３によって遮光される。したがって、制御部７は、膜１０３が厚み測定器８２の測定光を遮光することで、厚み測定器８２がウェーハ１００の厚みを測定できない状態から、膜１０３を研削し始める。

そして、厚み測定器８２がウェーハ１００の厚みを測定可能になったら、制御部７は、図３に示すように、ウェーハ１００から膜１０３が除去されたと判断して、研削を終了する。

このように、厚み測定器８２から照射される測定光が膜１０３によって遮光される光である場合、膜１０３が厚み測定器８２の測定光を遮光することで厚み測定器８２がウェーハ１００の厚みを測定できない状態から膜１０３を研削し始め、厚み測定器８２がウェーハ１００の厚みを測定可能になったら研削を終了する。したがって、膜１０３の厚みが不明な場合であっても、ウェーハ１００に膜１０３が残存してしまうこと、および、ウェーハ１００の上面１０１を過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハ１００から膜１０３を良好に除去することができる。

また、この場合にも、制御部７は、膜１０３の研削の開始後、高さ測定器８１による高さ測定を実施し続けてもよい。そして、高さ測定器８１の測定値が、当然に膜１０３が除去されていると判断できるくらい十分に低くなったにも関わらず、厚み測定器８２によるウェーハ１００の厚み測定を実施できる状態にならないときには、制御部７は、高さ測定器８１あるいは厚み測定器８２に不具合が生じていると判断して、研削を停止してもよい。

また、上述した実施形態では、研削装置１が厚み測定器８２を備えている。これに関し、研削装置１は、厚み測定器８２に代えてあるいは加えて、非接触上面高さ測定器９０を備えていてもよい（図１～図３参照）。非接触上面高さ測定器９０は、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１００の上面１０１の高さである上面高さを測定するものである。

図４に示すように、非接触上面高さ測定器９０は、三角測距を利用した反射型の測定器であり、発光素子９１および受光素子９２を有している。発光素子９１は、ウェーハ１００の上方から、ウェーハ１００に向けて測定光Ｌ１を照射する。この測定光Ｌ１は、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３を透過する一方、ウェーハ１００によって遮光される波長の光である。

非接触上面高さ測定器９０では、発光素子９１からの測定光Ｌ１を、膜１０３を通してウェーハ１００の上面１０１に照射する。さらに、測定光Ｌ１が上面１０１で反射されることによって得られる上面反射光Ｌ２を、受光素子９２によって受光する。そして、受光素子９２における上面反射光Ｌ２の受光位置を検知することにより、ウェーハ１００の上面１０１の高さである上面高さを測定することができる。

このように、非接触上面高さ測定器９０は、ウェーハ１００の上方から膜１０３に対して透過性の波長を有しウェーハ１００に対して遮光性の波長を有する測定光Ｌ１を照射して、膜１０３を通してウェーハ１００の上面１０１で反射した上面反射光Ｌ２を受光し、三角測距によってウェーハ１００の上面高さを測定するように構成されている。

この場合のウェーハ再生方法も、上述した再生方法と同様に、上面１０１に膜１０３を有するウェーハ１００の下面１０２を研削装置１のチャックテーブル２０によって保持し、研削装置１の研削砥石７７によって膜１０３を研削して除去することによりウェーハ１００を再生する方法である。

この場合も、制御部７は、上述した保持工程を実施して、ウェーハ１００を保持面２２に保持させる。

その後、制御部７は、上述した研削工程と同様に、研削砥石７７およびチャックテーブル２０を回転させる。
すなわち、制御部７は、図２に示すように、高さ測定器８１の接触子８５を膜１０３に接触させることにより、高さ測定器８１によって、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定する。そして、制御部７は、昇降機構６０を用いて研削機構７０を下降させ、高さ測定器８１が測定した高さに応じた高さ（たとえば膜１０３の間近）に研削砥石７７の下面を位置づけて、膜１０３の研削を開始する。

また、この際、制御部７は、非接触上面高さ測定器９０を用いて、膜１０３を介したウェーハ１００の上面高さ測定を実施する。すなわち、制御部７は、膜１０３を通してウェーハ１００の上面高さを測定しながら膜１０３を研削し始める。

そして、制御部７は、非接触上面高さ測定器９０による測定値が減じ始めたら、図３に示すように、ウェーハ１００から膜１０３が除去されて、ウェーハ１００の上面１０１が研削され始めたと判断して、研削を終了する。

このように、非接触上面高さ測定器９０を用いる場合、膜１０３を通してウェーハ１００の上面高さを測定しながら膜１０３を研削し始め、非接触上面高さ測定器９０による測定値が減じ始めたら、膜１０３が除去されたと判断して、研削を終了する。したがって、膜１０３の厚みが不明な場合であっても、ウェーハ１００に膜１０３が残存してしまうこと、および、ウェーハ１００の上面１０１を過度に研削してしまうことを抑制しながら、研削によって、ウェーハ１００から膜１０３を良好に除去することができる。

なお、非接触上面高さ測定器９０は、三角測距を利用することに代えて、分光干渉によってウェーハ１００の上面高さを測定するように構成されていてもよい。
この場合、非接触上面高さ測定器９０は、図５に示すように、高さ測定の基準となる基準板９５を備えている。基準板９５は、たとえばガラスあるいは石英から形成されている。

この構成では、非接触上面高さ測定器９０の図示しない光照射部が、基準板９５に向けて測定光を照射する。この測定光は、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３を透過する一方、ウェーハ１００によって遮光される波長の光である。

基準板９５に向けて照射された測定光のうちの一部の測定光Ｌ３は、基準板９５を透過して、膜１０３を通してウェーハ１００の上面１０１に照射される。測定光Ｌ３が上面１０１で反射されることによって得られる上面反射光Ｌ４は、非接触上面高さ測定器９０の図示しない受光部（分光器）によって受光される。
また、基準板９５に向けて照射された測定光のうちの他の一部の測定光Ｌ５は、基準板９５の基準面９６によって反射され、その反射光である基準面反射光Ｌ６が、受光部によって受光される。

このように、この構成では、受光部には、基準面９６で反射された基準面反射光Ｌ６と、ウェーハ１００の上面１０１で反射された上面反射光Ｌ４とが入射する。そして、基準面反射光Ｌ６と上面反射光Ｌ４との干渉光の振幅は、基準面９６からウェーハ１００の上面１０１までの距離に応じて変動する。
したがって、非接触上面高さ測定器９０は、基準面反射光Ｌ６と上面反射光Ｌ４との干渉光を解析することにより、基準面９６からウェーハ１００の上面１０１までの距離を算出して、ウェーハ１００の上面１０１の高さを求めることが可能である。

このように、非接触上面高さ測定器９０は、ウェーハ１００の上方から膜１０３に対して透過性の波長を有しウェーハ１００に対して遮光性の波長を有する測定光を照射して、膜１０３を通してウェーハ１００の上面１０１で反射した上面反射光を受光し、三角測距または分光干渉によってウェーハ１００の上面高さを測定するように構成されていてもよい。

また、非接触上面高さ測定器９０を用いる場合にも、制御部７は、膜１０３の研削の開始後、高さ測定器８１による高さ測定を実施し続けてもよい。そして、高さ測定器８１の測定値が、当然に膜１０３が除去されていると判断できるくらい十分に低くなったにも関わらず、非接触上面高さ測定器９０によるウェーハ１００の上面高さ測定の測定値が減じ始めないときには、制御部７は、高さ測定器８１あるいは非接触上面高さ測定器９０に不具合が生じていると判断して、研削を停止してもよい。

また、上記の実施形態では、高さ測定器８１によって、ウェーハ１００の上面１０１に形成されている膜１０３の高さを測定し、測定された高さに応じた高さに研削砥石７７の下面を位置づけて、膜１０３の研削を開始している。

これに関し、研削装置１は、高さ測定器８１を備えなくてもよい。この場合、制御部７は、たとえば、研削機構７０を、一定の研削速度で下降させてもよい。

また、厚み測定器８２を用いる場合であって、厚み測定器８２の測定光が膜１０３を透過するときには、制御部７は、チャックテーブル２０における保持面２２の高さと、厚み測定器８２によって測定されるウェーハ１００の厚みと、膜１０３の膜厚とから、膜１０３の高さを求めてもよい。また、非接触上面高さ測定器９０を用いる場合には、制御部７は、非接触上面高さ測定器９０によって測定されるウェーハ１００の上面高さと、膜１０３の膜厚とから、膜１０３の高さを求めてもよい。

そして、制御部７は、比較的に高速の初期速度で、求めた高さに応じた高さに研削砥石７７の下面を位置付けてから、比較的に低速の研削速度で研削を開始してもよい。この場合、膜１０３の膜厚は、膜１０３の正確な厚みに限らず、上述した概略値でよい。
この構成では、高さ測定器８１を必要としないので、研削装置１のコストを削減することが可能となる。

なお、研削装置１では、研削砥石７７の高さを、図１に示した研削機構７０のＺ軸エンコーダ６５を用いて測定することができる。したがって、制御部７は、研削砥石７７による膜１０３の研削量を、膜１０３の研削開始からの研削砥石７７の高さの変化量に基づいて取得することが可能である。

ただし、研削砥石７７が膜１０３に対応していない場合、膜１０３が研削されずに研削砥石７７ばかり消耗することがある。この場合、膜１０３が削られていなくても、研削砥石７７が消耗することによって、研削砥石７７の高さが変化する。このため、制御部７は、研削砥石７７の高さから膜１０３の研削量を取得することが困難となる。

したがって、厚み測定器８２を用いる場合、制御部７は、たとえば、Ｚ軸エンコーダ６５によって取得される研削砥石７７の高さの測定値が、当然に膜１０３が除去されていると判断できるくらい十分に低くなったにも関わらず、厚み測定器８２によるウェーハ１００の厚み測定の測定値が減じ始めないとき（厚み測定器８２の測定光が膜１０３を透過する場合）、あるいは、厚み測定器８２によるウェーハ１００の厚み測定を実施できる状態にならないとき（測定光が膜１０３によって遮光される場合）には、研削砥石７７が膜１０３に対応していないと判断して、研削を停止してもよい。

同様に、非接触上面高さ測定器９０を用いる場合、制御部７は、Ｚ軸エンコーダ６５によって取得される研削砥石７７の高さの測定値が、当然に膜１０３が除去されていると判断できるくらい十分に低くなったにも関わらず、非接触上面高さ測定器９０によるウェーハ１００の上面高さ測定の測定値が減じ始めないときには、研削砥石７７が膜１０３に対応していないと判断して、研削を停止してもよい。

１：研削装置、７：制御部、１０：基台、１１：コラム、１２：蛇腹カバー、
１３：開口部、２０：チャックテーブル、２１：ポーラス部材、２２：保持面、
２３：枠体、２４：枠体面、３０：ウェーハ保持機構、３９：カバー板、
４０：傾き調整機構、４１：内部ベース、４２：傾き調整シャフト、
４３：固定シャフト、４５：環状部材、４６：連結部、４７：固定部材、４８：駆動部、
５０：テーブル回転機構、５５：テーブル基台、６０：昇降機構、
６１：Ｚ軸ガイドレール、６２：Ｚ軸ボールネジ、６３：Ｚ軸移動テーブル、
６４：Ｚ軸モータ、６５：Ｚ軸エンコーダ、６６：ホルダ、７０：研削機構、
７１：スピンドルハウジング、７２：スピンドル、７３：スピンドルモータ、
７４：ホイールマウント、７５：研削ホイール、７６：ホイール基台、７７：研削砥石、
８０：測定機構、８１：高さ測定器、８２：厚み測定器、８３：アーム部、
８４：支持部材、８５：接触子、９０：非接触上面高さ測定器、９１：発光素子、
９２：受光素子、９５：基準板、９６：基準面、
１００：ウェーハ、１０１：上面、１０２：下面、１０３：膜、
２２１：回転軸、４１１：貫通孔、４１２：開口部、４２１：雄ネジ、
４５０：貫通孔、４５１：雌ネジ、５０２：矢印、５０３：矢印、５２１：モータ、
５２２：主動プーリ、５２３：無端ベルト、５２４：従動プーリ、
５２５：ロータリジョイント、５２６：固定部材、７２１：スピンドル回転軸

Claims (4)

1. 上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、
   該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜および該ウェーハに対して透過性の波長を有する測定光を照射して、該膜を通して該ウェーハの上面で反射した上面反射光と、該膜および該ウェーハを通して該ウェーハの下面で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によって該ウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器を備え、
   該非接触厚み測定器を用いて、該膜を通して該ウェーハの厚みを測定しながら該膜を研削し始め、該非接触厚み測定器による測定値が減じ始めたら研削を終了する、
   ウェーハの再生方法。
2. 上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、
   該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜によって遮光され該ウェーハに対して透過性の波長を有する測定光を照射して、該ウェーハの上面で反射した上面反射光と、該ウェーハを透過して該ウェーハの下面で反射した下面反射光とを受光し、分光干渉によって該ウェーハの厚みを測定する非接触厚み測定器を備え、
   該膜が該測定光を遮光することで、該非接触厚み測定器がウェーハの厚みを測定できない状態から該膜を研削し始め、該非接触厚み測定器がウェーハの厚みを測定可能になったら研削を終了する、
   ウェーハの再生方法。
3. 上面に膜を有するウェーハの下面を研削装置のチャックテーブルによって保持し、該研削装置の研削砥石によって該膜を研削して除去することによりウェーハを再生するウェーハの再生方法であって、
   該研削装置は、該ウェーハの上方から該膜に対して透過性の波長を有し該ウェーハに対して遮光性の波長を有する測定光を照射して、該膜を通して該ウェーハの上面で反射した上面反射光を受光し、三角測距または分光干渉によって該ウェーハの上面高さを測定する非接触上面高さ測定器を備え、
   該非接触上面高さ測定器を用いて、該膜を通して該ウェーハの上面高さを測定しながら該膜を研削し始め、該非接触上面高さ測定器による測定値が減じ始めたら研削を終了する、
   ウェーハの再生方法。
4. 該研削装置は、該チャックテーブルに保持された該ウェーハの該膜の高さを測定する高さ測定器を備え、
   該高さ測定器で該ウェーハの該膜の高さを測定し、該高さ測定器が測定した高さに応じた高さに該研削砥石の下面を位置づけ該膜の研削を開始する、
   請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載のウェーハの再生方法。

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