JP5101312B2 - Thickness measuring device and grinding device provided with the thickness measuring device - Google Patents
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本発明は、ウエーハの厚みを計測する厚み計測装置及び該厚み計測装置を備えた研削装置に関する。 The present invention relates to a thickness measuring device that measures the thickness of a wafer and a grinding device including the thickness measuring device.
IC,LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン(ストリート)によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置(切削装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。 A semiconductor wafer in which a large number of devices such as IC and LSI are formed on the surface and each device is partitioned by a line to be divided (street) is processed by a grinding machine to have a predetermined thickness after the back surface is ground. A division line is cut by a dicing machine (cutting machine) and divided into individual devices, which are used for electric devices such as mobile phones and personal computers.
ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削砥石が配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、チャックテーブルに保持されたウエーハの厚みを計測する厚み計測手段とを備え、ウエーハの厚みを常時検出しながらウエーハを所望の厚みに加工することができる(特許第2993821号公報参照)。
しかし、従来の厚み計測手段はウエーハの研削面に計測用の針を接触させながら研削を遂行するため、ウエーハにリング状の傷がつき歪等が発生して品質の低下を招くという問題がある。 However, since the conventional thickness measuring means performs grinding while bringing a measuring needle into contact with the grinding surface of the wafer, there is a problem that a ring-shaped scratch is generated on the wafer, causing distortion and the like, leading to a decrease in quality. .
特に、インゴットから切り出されたウエーハの表裏面を研削して回路を形成する基礎ウエーハを形成する場合には、この傷が後に行う鏡面加工を阻害する原因となる。 In particular, when a base wafer for forming a circuit is formed by grinding the front and back surfaces of a wafer cut out from an ingot, this scratch becomes a cause of hindering subsequent mirror surface processing.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハの厚みを非接触で計測する厚み計測装置及び該厚み計測装置を備えた研削装置を提供することである。 The present invention has been made in view of these points, and the object of the present invention is to provide a thickness measuring device that measures the thickness of a wafer in a non-contact manner and a grinding device equipped with the thickness measuring device. is there.
請求項1記載の発明によると、チャックテーブルに保持されたウエーハの厚みを計測する厚み計測装置であって、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを発振するレーザービーム発振手段と、該レーザービーム発振手段が発振したレーザービームが該チャックテーブルに保持されたウエーハに照射された時、該ウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とを受光する光学素子スケールと、該光学素子スケールの出力に基づいてウエーハの厚みを計測する計測手段と、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントし、カウント値を該計測手段に出力するカウンタと、前記光学素子スケールの出力を前記計測手段又は前記カウンタに選択的に入力するスイッチと、該スイッチの切替えを制御する制御手段とを具備し、ウエーハが所定厚さより厚くウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉しない場合は、前記スイッチを介して前記光学素子スケールの出力を前記計測手段に直接入力して該光学素子スケールの読みでウエーハの厚みを計測し、ウエーハの厚みが前記所定厚さ以下になった場合には、前記制御手段により前記スイッチを切り替えて前記光学素子スケールの出力を前記カウンタに入力し、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントしてウエーハの厚みを計測することを特徴とする厚み計測装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a thickness measuring device for measuring the thickness of the wafer held on the chuck table, the laser beam oscillating means for oscillating a laser beam having a wavelength transmissive to the wafer, An optical element that receives the first reflected light reflected from the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected from the lower surface when the laser beam oscillated by the laser beam oscillating means is applied to the wafer held by the chuck table. A scale, measuring means for measuring the thickness of the wafer based on the output of the optical element scale, and counting the maximum or minimum number of interference intensities of the first reflected light and the second reflected light. A counter for outputting to the measuring means; a switch for selectively inputting the output of the optical element scale to the measuring means or the counter; Control means for controlling the switching of the wafer, and when the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface are thicker than a predetermined thickness and do not interfere with each other via the switch The optical element scale output is directly input to the measuring means, and the thickness of the wafer is measured by reading the optical element scale. When the wafer thickness is equal to or less than the predetermined thickness, the control means The switch is switched to input the output of the optical element scale to the counter, and the thickness of the wafer is measured by counting the maximum or minimum number of interference intensities of the first reflected light and the second reflected light. A characteristic thickness measuring device is provided.
請求項2記載の発明によると、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハの厚みを計測する厚み計測装置と、該厚み計測装置で計測されたウエーハの厚みに基づいてウエーハを研削する研削手段とを備えた研削装置であって、前記厚み計測装置は、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを発振するレーザービーム発振手段と、該レーザービーム発振手段が発振したレーザービームが該チャックテーブルに保持されたウエーハに照射された時、該ウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とを受光する光学素子スケールと、該光学素子スケールの出力に基づいてウエーハの厚みを計測する計測手段と、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントし、カウント値を該計測手段に出力するカウンタと、前記光学素子スケールの出力を前記計測手段又は前記カウンタに選択的に入力するスイッチと、該スイッチの切替えを制御する制御手段とを具備し、ウエーハが所定厚さより厚くウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉しない場合は、前記スイッチを介して前記光学素子スケールの出力を前記計測手段に直接入力して該光学素子スケールの読みでウエーハの厚みを計測し、ウエーハの厚みが前記所定厚さ以下になった場合には、前記制御手段により前記スイッチを切り替えて前記光学素子スケールの出力を前記カウンタに入力し、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントしてウエーハの厚みを計測することを特徴とする研削装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the chuck table for holding the wafer, the thickness measuring device for measuring the thickness of the wafer held by the chuck table, and the wafer based on the thickness of the wafer measured by the thickness measuring device. The thickness measuring device includes a laser beam oscillating unit that oscillates a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer, and the laser beam oscillating unit oscillates. An optical element scale that receives first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and second reflected light reflected by the lower surface when the laser beam is irradiated on the wafer held by the chuck table; and the optical element scale Measuring means for measuring the thickness of the wafer based on the output of the output, and the maximum or minimum interference intensity of the first reflected light and the second reflected light A counter that outputs the count value to the measuring unit, a switch that selectively inputs the output of the optical element scale to the measuring unit or the counter, and a control unit that controls switching of the switch, When the wafer is thicker than a predetermined thickness and the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface do not interfere with each other, the output of the optical element scale is measured via the switch. The thickness of the wafer is measured by directly inputting to the means and reading the optical element scale. When the thickness of the wafer falls below the predetermined thickness, the control means switches the switch to switch the optical element scale. The output is input to the counter, and the thickness of the wafer is measured by counting the number of maximum or minimum interference intensity of the first reflected light and the second reflected light. Grinding apparatus is provided which is characterized in that.
好ましくは、制御手段はウエーハの厚みが予め定めた所定厚さになった時研削手段の作動を停止するように制御する。 Preferably, the control means controls to stop the operation of the grinding means when the thickness of the wafer reaches a predetermined thickness.
本発明の厚み計測装置によると、ウエーハが比較的厚くウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉しない場合は、光学素子スケールの読みでウエーハの厚みを計測し、ウエーハの厚みが所定厚さ以下でウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉する場合には、光学素子スケールで検出した第1反射光と第2反射光との干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントしてウエーハの厚みを計測するようにしているので、ウエーハの厚みが薄くなった場合にも確実にウエーハの厚みを計測することができる。 According to the thickness measuring apparatus of the present invention, when the wafer is relatively thick and the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface do not interfere with each other, the thickness of the wafer is determined by reading the optical element scale. When the measured thickness of the wafer is below a predetermined thickness and the first reflected light reflected on the upper surface of the wafer interferes with the second reflected light reflected on the lower surface, the first reflected light detected on the optical element scale Since the wafer thickness is measured by counting the maximum value or the minimum value of the interference intensity with the second reflected light, the wafer thickness is reliably measured even when the wafer thickness is reduced. be able to.
本発明の厚み計測装置を研削装置に適用することにより、確実にウエーハの厚みを計測しながらウエーハを予め定めた所望の厚さに研削することができる。 By applying the thickness measuring apparatus of the present invention to a grinding apparatus, the wafer can be ground to a predetermined desired thickness while reliably measuring the thickness of the wafer.
以下、本発明実施形態のウエーハの厚み計測装置及び該厚み計測装置を備えた研削装置を図面を参照して詳細に説明する。図1は所定の厚さに加工される前の半導体ウエーハの斜視図である。 Hereinafter, a wafer thickness measuring apparatus and a grinding apparatus including the thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor wafer before being processed to a predetermined thickness.
図1に示す半導体ウエーハ11は、例えば厚さが700μmのシリコンウエーハからなっており、表面11aに複数のストリート13が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート13によって区画された複数の領域にIC,LSI等のデバイス15が形成されている。
A
このように構成された半導体ウエーハ11は、デバイス15が形成されているデバイス領域17と、デバイス領域17を囲繞する外周余剰領域19を備えている。また、半導体ウエーハ11の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ21が形成されている。
The
半導体ウエーハ11の表面11aには、保護テープ貼着工程により保護テープ23が貼着される。従って、半導体ウエーハ11の表面11aは保護テープ23によって保護され、図2に示すように裏面11bが露出する形態となる。
A
以下、このように構成された半導体ウエーハ11の裏面11bを所定厚さに研削する研削装置2を図3を参照して説明する。研削装置2のハウジング4は、水平ハウジング部分6と、垂直ハウジング部分8から構成される。
Hereinafter, a
垂直ハウジング部分8には上下方向に伸びる1対のガイドレール12,14が固定されている。この一対のガイドレール12,14に沿って研削手段(研削ユニット)16が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット16は支持部20を介して一対のガイドレール12,14に沿って上下方向に移動する移動基台18に取り付けられている。
A pair of
研削ユニット16は、支持部20に取り付けられたスピンドルハウジング22と、スピンドルハウジング22中に回転可能に収容されたスピンドル24と、スピンドル24を回転駆動するサーボモータ26を含んでいる。
The
図6に最も良く示されるように、スピンドル24の先端部にはマウンター28が固定されており、このマウンター28には研削ホイール30がねじ止めされている。例えば、研削ホイール30はホイール基台32の自由端部に粒径0.3〜1.0μmのダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで固めた複数の研削砥石34が固着されて構成されている。よって、研削面は鏡面となる。
As best shown in FIG. 6, a
研削手段(研削ユニット)16にはホース36を介して研削水が供給される。好ましくは、研削水としては純水が使用される。図6に示すように、ホース36から供給された研削水が、スピンドル24に形成された研削水供給穴38、マウンター28に形成された空間40及び研削ホイール30のホイール基台32に形成された複数の研削水供給ノズル42を介して研削砥石34及びチャックテーブル54に保持されたウエーハ11に供給される。
Grinding water is supplied to the grinding means (grinding unit) 16 via a
図3を再び参照すると、研削装置2は、研削ユニット16を一対の案内レール12,14に沿って上下方向に移動する研削ユニット送り機構44を備えている。研削ユニット送り機構44は、ボールねじ46と、ボールねじ46の一端部に固定されたパルスモータ48から構成される。パルスモータ48をパルス駆動すると、ボールねじ46が回転し、移動基台18の内部に固定されたボールねじ46のナットを介して移動基台18が上下方向に移動される。
Referring back to FIG. 3, the
水平ハウジング部分6の凹部10には、チャックテーブルユニット50が配設されている。チャックテーブルユニット50は、図4に示すように、支持基台52と、支持基台52に回転自在に配設されたチャックテーブル54を含んでいる。
A
チャックテーブルユニット50は更に、チャックテーブル54を挿通する穴を有したカバー56を備えている。カバー56には、ウエーハに非接触で研削中のウエーハの厚みを計測する非接触厚み計測装置57が回動可能に配設されている。
The
チャックテーブルユニット50は、チャックテーブル移動機構58により研削装置2の前後方向に移動される。チャックテーブル移動機構58は、ボールねじ60と、ボールねじ60のねじ軸62の一端に連結されたパルスモータ64から構成される。
The
パルスモータ64をパルス駆動すると、ボールねじ60のねじ軸62が回転し、このねじ軸62に螺合したナットを有する支持基台52が研削装置2の前後方向に移動する。よって、チャックテーブル54もパルスモータ64の回転方向に応じて、前後方向に移動する。
When the
図3に示されているように、図4に示した一対のガイドレール66,68及びチャックテーブル移動機構58は蛇腹70,72により覆われている。すなわち、蛇腹70の前端部は凹部10を画成する前壁に固定され、後端部がカバー56の前端面に固定されている。また、蛇腹72の後端は垂直ハウジング部分8に固定され、その前端はカバー56の後端面に固定されている。
As shown in FIG. 3, the pair of
ハウジング4の水平ハウジング部分6には、第1のウエーハカセット74と、第2のウエーハカセット76と、ウエーハ搬送手段78と、ウエーハ仮載置手段80と、ウエーハ搬入手段82と、ウエーハ搬出手段84と、洗浄手段86が配設されている。更に、ハウジング4の前方にはオペレータが研削条件等を入力する操作手段88が設けられている。
In the horizontal housing portion 6 of the housing 4, a
また、水平ハウジング部分6の概略中央部には、チャックテーブル54を洗浄する洗浄水噴射ノズル90が設けられている。この洗浄水噴射ノズル90は、チャックテーブルユニット54がウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル54に保持された研削加工後のウエーハに向けて洗浄水を噴出する。
Further, a cleaning
チャックテーブルユニット50は、チャックテーブル移動機構58のパルスモータ64をパルス駆動することにより、図3に示した装置奥側の研削領域と、ウエーハ搬入手段82からウエーハを受け取りウエーハ搬出手段84にウエーハを受け渡す手前側のウエーハ搬入・搬出領域との間で移動される。
The
このように構成された研削装置2の研削作業について以下に説明する。第1のウエーハカセット74中に収容されるウエーハは、保護テープが表面側(回路が形成されている側の面)に装着された半導体ウエーハであり、従ってウエーハは裏面が上側に位置する状態で第1のカセット74中に収容されている。このように複数の半導体ウエーハを収容した第1のウエーハカセット74は、ハウジング4の所定のカセットを搬入領域に載置される。
The grinding operation of the grinding
そして、カセット搬入領域に載置された第1のウエーハカセット74に収容されていた研削加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のウエーハカセット74に変えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しい第1のウエーハカセット74が手動でカセット搬入領域に載置される。
When all of the unprocessed semiconductor wafers contained in the
一方、ハウジング4の所定のカセット搬出領域に載置された第2のウエーハカセット76に所定枚数の研削加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第2のウエーハカセット76は手動で搬出されて、新しい空の第2のウエーハカセット76がカセット搬出領域に載置される。
On the other hand, when a predetermined number of ground semiconductor wafers are loaded into the
第1のウエーハカセット74に収容された半導体ウエーハは、ウエーハ搬送手段78の上下動作及び進退動作により搬送され、ウエーハ仮載置手段80に載置される。ウエーハ仮載置手段80に載置されたウエーハは、ここで中心合わせが行われた後にウエーハ搬入手段82の旋回動作によって、ウエーハ搬入・搬出領域に位置せしめられているチャックテーブルユニット50のチャックテーブル54に載置され、チャックテーブル54によって吸引保持される。
The semiconductor wafer accommodated in the
このようにチャックテーブル54がウエーハを吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構58を作動して、チャックテーブルユニット50を移動して装置後方の研削領域に位置づける。
When the chuck table 54 sucks and holds the wafer in this way, the chuck
チャックテーブルユニット50が研削領域に位置づけられると、チャックテーブル54に保持されたウエーハの中心が研削ホイール30の外周円を僅かに超えた位置に位置づけられる。
When the
次に、チャックテーブル54を例えば100〜300rpm程度で回転し、サーボモータ26を駆動して研削ホイール30を4000〜7000rpmで回転するとともに、研削ユニット送り機構44のパルスモータ48を正転駆動して研削ユニット16を下降させる。
Next, the chuck table 54 is rotated at, for example, about 100 to 300 rpm, the
そして、図6に示すように、研削ホイール30の研削砥石34をチャックテーブル54上のウエーハ11の裏面(被研削面)に所定の荷重で押圧することにより、ウエーハ11の裏面が研削される。
Then, as shown in FIG. 6, the back surface of the
このようにして所定時間研削することにより、ウエーハ11が所定の厚さに研削される。ウエーハの研削中は、後で詳細に説明する非接触厚み計測装置57によってウエーハの厚みを計測しながらウエーハの研削を遂行する。
By grinding in this way for a predetermined time, the
研削が終了すると、チャックテーブル移動機構58を駆動してチャックテーブル54を装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付ける。チャックテーブル54がウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられたならば、洗浄水噴射ノズル90から洗浄水を噴射して、チャックテーブル54に保持されている研削加工されたウエーハ11の被研削面(裏面)を洗浄する。
When grinding is completed, the chuck
チャックテーブル54に保持されているウエーハ11の吸引保持が解除されてから、ウエーハ11はウエーハ搬出手段84により洗浄手段86に搬送される。洗浄手段86に搬送されたウエーハ11は、ここで洗浄されるとともにスピン乾燥される。次いで、ウエーハ11がウエーハ搬送手段78により第2のウエーハカセット76の所定位置に収納される。
After the suction and holding of the
次に、図7乃至図10を参照して、本発明実施形態に係る非接触厚み計測装置57の詳細について説明する。まず、図7を参照すると、92は非接触厚み計測装置57のハウジングであり、このハウジング92の先端部と、ガラス板96と、ウエーハ11の上面との間に計測室95が画成されている。
Next, with reference to FIG. 7 thru | or FIG. 10, the detail of the non-contact
管路102は圧縮空気源に接続され、管路102の先端102aから圧縮空気が噴出されてウエーハ11の研削面に滞留する研削水等のコンタミネーションを吹き飛ばすようにしている。
The
隔壁94には半導体レーザー(LD)98が取り付けられており、LD98からはウエーハ11に対して透過性を有する波長(例えば、1000nm〜1500nm)のレーザービームが出射され、ウエーハ11に所定の入射角で入射する。
A semiconductor laser (LD) 98 is attached to the
符号100は多数のCCDが所定ピッチで配置されたCCDスケールであり、CCDスケール100はレーザービーム99のウエーハ11の上面及び下面からの反射光101a,101bに対して垂直となるように隔壁94に取り付けられている。CCDスケール100に代わり、同様な機能を有する他の光学素子スケールを採用するようにしても良い。
CCDスケール100の出力はスイッチ106を介して計測部104に入力され、CCDスケール100の読みに応じて計測部104でウエーハ11の厚みを計測する。
The output of the
符号108はウエーハ11の厚さが所定厚さ以下となり、ウエーハ11の上面11bで反射した第1反射光101aとウエーハ11の下面11aで反射した第2反射光101bが干渉するようになった場合、反射光の干渉強度の最大値又は最小値をカウントするカウンタであり、スイッチ106を介して選択的にCCDスケール100に接続される。
カウンタ108のカウント値は計測部104に入力され、以下に詳細に説明する方法に基づいてウエーハ11の厚みが計測される。カウンタ108は最大値と最小値を共にカウントするようにしても良い。
The count value of the
研削を続行してウエーハ11の厚みが予め定めた所定厚さになった場合には、計測部104から研削装置2のコントローラ110に信号が入力され、コントローラ110が研削を停止するように制御する。
When the grinding is continued and the thickness of the
以下、本発明実施形態のウエーハ11の厚み計測方法について詳細に説明する。LD98から出射されたレーザービーム99はガラス板96を透過してウエーハ11に所定の入射角で入射し、その一部は第1反射光101aとしてウエーハ11の上面11aで反射されるとともに、残りのレーザービームはウエーハ11(屈折率3.35)で屈折してウエーハ11を透過し、反射角θでウエーハ11の下面11aで反射されて第2反射光101bとしてCCDスケール100で受光される。
Hereinafter, a method for measuring the thickness of the
ウエーハ11が比較的厚い場合、例えばウエーハ11の厚みが110μmより大きい場合には、第1反射光101aと第2反射光101bはほとんど干渉しない。よって、この場合には、CCDスケール100の読みから計測部104でウエーハ11の厚みを測定する。
When the
空気とSiウエーハ11の相対屈折率を無視すると、LD98から出射されたレーザービーム99の光路は図8に示すようになる。図8に示すようにCCDスケール100の読みをLとすると、
L1=L/sin2θ
であるから、
W=L1cosθ
=Lcosθ/sin2θ
となる。空気(屈折率約1.0)とSiウエーハ(屈折率3.35)の相対屈折率を考慮して屈折率に基づく補正係数をkとすると、
W=L×cosθ/sin2θ×k … (1)
が得られる。
If the relative refractive index of the air and the
L1 = L / sin2θ
Because
W = L1 cos θ
= Lcosθ / sin2θ
It becomes. Considering the relative refractive index of air (refractive index of about 1.0) and Si wafer (refractive index of 3.35), the correction coefficient based on the refractive index is k.
W = L × cos θ / sin 2θ × k (1)
Is obtained.
LはCCDスケール100の読みから検出され、ウエーハ11の下面11aでの反射角θは既値であり、補正係数kは実験により予め求められることから、計測部104でウエーハ11の厚さWを(1)式に基づいて計測可能である。
L is detected from the reading of the
研削を続行して、ウエーハ11の厚みが所定厚み以下になった場合、例えば110μm以下になった場合には、第1反射光101aと第2反射光101bは互いに干渉し、CCDスケール100で正弦波状の干渉強度が得られる。即ち、レーザービーム99の波長をλとすると、第1反射光101aと第2反射光101bは互いに干渉して1波長λ(2π)毎にその強度が大きくなる(又は小さくなる)。
When the grinding is continued and the thickness of the
よって、LD98が出射するレーザービーム99の波長をλ、nを波長の数とすると、ウエーハ11の厚み110μmの場合には、図9に示す関係が得られる。図9から、
L2=nλ×cosθ/sinθ
L3=L2×1/sin2θ=nλ×cosθ/sinθ×1/sin2θ
よって、W1=L3×cosθ=nλ×cos2θ/(sin2θ×sinθ)
となる。空気とSiウエーハ11の相対屈折率を考慮して、補正係数をkとすると、
W1=cos2θ×k/(sin2θ×sinθ)×nλ=110μm … (2)
が得られる。
Therefore, when the wavelength of the
L2 = nλ × cos θ / sin θ
L3 = L2 × 1 / sin2θ = nλ × cosθ / sinθ × 1 / sin2θ
Therefore, W1 = L3 × cos θ = nλ × cos 2 θ / (sin 2θ × sin θ)
It becomes. Considering the relative refractive index of air and
W1 = cos 2 θ × k / (sin 2θ × sin θ) × nλ = 110 μm (2)
Is obtained.
研削を続行して、ウエーハ11の上面11bが11b´まで研削され、この時の第1反射光101a´と第2反射光101bとの間の距離をL4とし、第1反射光101a´と第2反射光101bとの干渉強度の例えば最大値のカウント数をcとすると、図10に示すような関係が得られる。図10から、
L4=(n−c)λ×cosθ/sinθ
L5=L4×1/sin2θ=(n−c)λ×cosθ/sinθ×1/sin2θ
よって、W=L5×cosθ=(n−c)λ×cos2θ/(sinθ×sinθ)
=110μm−cos2θ/(sin2θ×sinθ)×cλ
空気とSiウエーハ11の屈折率を考慮して、補正係数をkとすると、
W=110μm−cos2θ×k/(sin2θ×sinθ)×cλ … (3)
となる。尚、最大値と最小値を共にカウントするとカウント数は2倍になり分解能が2倍になる。
Grinding is continued, and the
L4 = (n−c) λ × cos θ / sin θ
L5 = L4 × 1 / sin2θ = (n−c) λ × cosθ / sinθ × 1 / sin2θ
Therefore, W = L5 × cos θ = (n−c) λ × cos 2 θ / (sin θ × sin θ)
= 110 μm-cos 2 θ / (sin 2θ × sin θ) × cλ
Considering the refractive index of air and
W = 110 μm−cos 2 θ × k / (sin 2θ × sin θ) × cλ (3)
It becomes. If both the maximum value and the minimum value are counted, the count number is doubled and the resolution is doubled.
θ及び波長λは既値であるから、第1反射光101a´と第2反射光101bの干渉強度が大きくなった回数をカウンタ108でカウントすることにより、カウンタ108のカウント値に基づいて計測部104でウエーハ11の厚みを測定することができる。
Since θ and wavelength λ are already values, the
本実施形態では、ウエーハ11の研削を継続してウエーハ11の厚みが110μmになった瞬間に、コントローラ110でスイッチ106を切り替えてCCDスケール100の出力をカウンタ108に入力する。
In this embodiment, at the moment when the
本実施形態では、以上に説明した方法で計測装置でウエーハ11の厚みを計測しながらウエーハ11の研削を継続して、ウエーハ11の厚みが予め定めた所望の厚み(例えば50μm)になった場合には、計測部104から研削装置2のコントローラ110に信号を出力して、コントローラ110がウエーハ11の研削を停止するように制御する。
In this embodiment, when the thickness of the
これにより、研削によりウエーハ11の厚みが薄くなってCCDスケール100の読みからはウエーハ11の厚みが計測できない場合にも、正確にウエーハ11の厚みを計測しながらウエーハ11を所望の厚みに仕上げることができる。
Thus, even when the thickness of the
尚、上述した実施形態では、管路102の先端から圧縮空気を噴き出して、ウエーハ11の研削面11b上から研削水等のコンタミネーションを除去しているが、管路102から圧縮空気を噴出す代わりに、管路102から測定室95内に水を供給して、ハウジング92の先端部と、ガラス板96と、ウエーハ11の上面との間に水を充填して、上述したのと同様な計測を実行するようにしても良い。
In the above-described embodiment, compressed air is ejected from the tip of the
2 研削装置
11 半導体ウエーハ
16 研削手段(研削ユニット)
24 スピンドル
26 サーボモータ
30 研削ホイール
34 研削砥石
50 チャックテーブルユニット
54 チャックテーブル
57 非接触厚み計測装置
98 レーザーダイオード(LD)
100 CCDスケール
104 計測部
106 スイッチ
108 カウンタ
2 Grinding
24
100
Claims (3)
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを発振するレーザービーム発振手段と、
該レーザービーム発振手段が発振したレーザービームが該チャックテーブルに保持されたウエーハに照射された時、該ウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とを受光する光学素子スケールと、
該光学素子スケールの出力に基づいてウエーハの厚みを計測する計測手段と、
該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントし、カウント値を該計測手段に出力するカウンタと、
前記光学素子スケールの出力を前記計測手段又は前記カウンタに選択的に入力するスイッチと、
該スイッチの切替えを制御する制御手段とを具備し、
ウエーハが所定厚さより厚くウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉しない場合は、前記スイッチを介して前記光学素子スケールの出力を前記計測手段に直接入力して該光学素子スケールの読みでウエーハの厚みを計測し、
ウエーハの厚みが前記所定厚さ以下になった場合には、前記制御手段により前記スイッチを切り替えて前記光学素子スケールの出力を前記カウンタに入力し、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントしてウエーハの厚みを計測することを特徴とする厚み計測装置。 A thickness measuring device for measuring the thickness of a wafer held on a chuck table,
Laser beam oscillation means for oscillating a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer;
An optical system for receiving the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface when the laser beam oscillated by the laser beam oscillating means is applied to the wafer held by the chuck table. Element scale,
Measuring means for measuring the thickness of the wafer based on the output of the optical element scale;
A counter that counts the maximum or minimum number of interference intensities of the first reflected light and the second reflected light, and outputs the count value to the measuring means;
A switch for selectively inputting the output of the optical element scale to the measuring means or the counter;
Control means for controlling the switching of the switch,
When the wafer is thicker than a predetermined thickness and the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface do not interfere with each other, the output of the optical element scale is directly input to the measuring means via the switch. Then, the thickness of the wafer is measured by reading the optical element scale,
When the thickness of the wafer is equal to or less than the predetermined thickness, the control means switches the switch to input the output of the optical element scale to the counter, and the interference between the first reflected light and the second reflected light. A thickness measuring apparatus for measuring the thickness of a wafer by counting the number of maximum or minimum intensity values.
前記厚み計測装置は、
ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームを発振するレーザービーム発振手段と、
該レーザービーム発振手段が発振したレーザービームが該チャックテーブルに保持されたウエーハに照射された時、該ウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とを受光する光学素子スケールと、
該光学素子スケールの出力に基づいてウエーハの厚みを計測する計測手段と、
該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントし、カウント値を該計測手段に出力するカウンタと、
前記光学素子スケールの出力を前記計測手段又は前記カウンタに選択的に入力するスイッチと、
該スイッチの切替えを制御する制御手段とを具備し、
ウエーハが所定厚さより厚くウエーハの上面で反射した第1反射光と下面で反射した第2反射光とが干渉しない場合は、前記スイッチを介して前記光学素子スケールの出力を前記計測手段に直接入力して該光学素子スケールの読みでウエーハの厚みを計測し、
ウエーハの厚みが前記所定厚さ以下になった場合には、前記制御手段により前記スイッチを切り替えて前記光学素子スケールの出力を前記カウンタに入力し、該第1反射光及び第2反射光の干渉強度の最大値又は最小値の回数をカウントしてウエーハの厚みを計測することを特徴とする研削装置。 A chuck table for holding a wafer, a thickness measuring device for measuring the thickness of the wafer held on the chuck table, and a grinding means for grinding the wafer based on the wafer thickness measured by the thickness measuring device. A grinding device,
The thickness measuring device is
Laser beam oscillation means for oscillating a laser beam having a wavelength that is transparent to the wafer;
An optical system for receiving the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface when the laser beam oscillated by the laser beam oscillating means is applied to the wafer held by the chuck table. Element scale,
Measuring means for measuring the thickness of the wafer based on the output of the optical element scale;
A counter that counts the maximum or minimum number of interference intensities of the first reflected light and the second reflected light, and outputs the count value to the measuring means;
A switch for selectively inputting the output of the optical element scale to the measuring means or the counter;
Control means for controlling the switching of the switch,
When the wafer is thicker than a predetermined thickness and the first reflected light reflected by the upper surface of the wafer and the second reflected light reflected by the lower surface do not interfere with each other, the output of the optical element scale is directly input to the measuring means via the switch. Then, the thickness of the wafer is measured by reading the optical element scale,
When the thickness of the wafer is equal to or less than the predetermined thickness, the control means switches the switch to input the output of the optical element scale to the counter, and the interference between the first reflected light and the second reflected light. A grinding apparatus for measuring the thickness of a wafer by counting the maximum or minimum number of strengths.
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