JP5922342B2

JP5922342B2 - ウエーハの面取り部除去装置

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Publication number: JP5922342B2
Application number: JP2011105461A
Authority: JP
Inventors: 章仁川合
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: JP2012238658A

Description

本発明は、外周に面取り部が形成されたウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおけるウエーハの面取り部を除去するウエーハの面取り部除去装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にIC,LSI等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々のデバイスを形成する。デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成している。

しかるに、ウエーハの外周には面取り部が形成されているので、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みまで薄くすると、残存する面取り部が鋭利な所謂ナイフエッジの形態となり、危険であるとともにウエーハを研削している際にナイフエッジから亀裂が入りウエーハが損傷するという問題がある。このような問題を解消するために、ウエーハの面取り部を切削して除去し、面取り部が除去されたウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する加工方法が実施されている。

また、デバイスが形成されたウエーハの表面をガラス基板やシリコン基板等で支持した裏面照射型のCMOSイメージセンサ等の２層構造ウエーハ、または薄化後に次工程でのハンドリングが問題となるSi貫通電極（TSV）を有したデバイスが表面に形成されたウエーハをサブストレートで貼り合わせた２層構造ウエーハにおいてもウエーハの面取り部を除去することが有効である。

なお、デバイスが形成されたウエーハの面取り部を切削して除去した後にウエーハの表面を基板に貼り合わせると、面取り部を切削して除去する際にウエーハの表面が汚染されているので、基板に貼り合わせる前にウエーハの表面を洗浄する必要がある。このため、デバイスが形成されたウエーハの表面を基板に貼り合わせた後に、ウエーハの面取り部を除去する。

また、支持基板として機能する半導体ウエーハと、活性基板として機能する半導体ウエーハとを貼り合わせたSOI基板において、活性基板として機能する半導体ウエーハの面取り部を研削して除去する方法が下記特許文献１に記載されている。

特開平８−１０７０９２号公報

而して、上述したウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおいて、ウエーハの面取り部を除去する際に基板に傷を付けるとデバイスの品質を低下させるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおけるウエーハの面取り部を除去する際に、基板に傷を付けることなく面取り部を除去することができるウエーハの面取り部除去装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、外周に面取り部が形成されたウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおけるウエーハの面取り部を除去するウエーハの面取り部除去装置であって、
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転駆動するチャックテーブル駆動モータと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研削する研削砥石を有する研削工具および該研削工具を回転駆動する研削工具駆動モータを備えた研削ユニットと、該研削ユニットと該チャックテーブルを保持面に対して垂直なＺ軸方向に相対的に移動せしめるＺ軸方向送り手段と、該研削ユニットと該チャックテーブルをＺ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に移動せしめるＹ軸方向送り手段と、該研削工具のＹ軸方向位置を検出するためのＹ軸方向位置検出手段と、該研削工具のＺ軸方向位置を検出するためのＺ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物の研削領域を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルの保持面に保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハと基板との境界部の高さ位置を検出する境界部高さ位置検出手段と、制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動し該チャックテーブルの保持面に基板側が保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハの除去すべき面取り部を検出する面取り部検出工程と、
該境界部高さ位置検出手段を作動するとともに該チャックテーブル駆動モータを作動して該チャックテーブルを回転し、ウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の高さ位置を複数の所定角度毎に検出する境界部高さ位置検出工程と、
該Ｙ軸方向送り手段を作動して該該チャックテーブルに保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハの除去すべき面取り部に該研削工具の研削砥石を位置付ける研削工具位置付け工程と、
該研削工具駆動モータを作動して該研削工具を回転駆動しつつ該チャックテーブル駆動モータを作動して該チャックテーブルを回転するとともに、該境界部高さ位置検出工程が実施されたウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の複数の所定角度毎の高さ位置情報に基づいて該Ｚ軸方向送り手段を制御する面取り部除去工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの面取り部除去装置が提供される。

上記研削工具の研削砥石の下端の高さ位置を検出するための研削砥石高さ位置検出手段を具備している。
また、上記研削工具の研削砥石の研削面をドレッシングするためのドレス手段を具備していることが望ましい。

本発明によるウエーハの面取り部除去装置は、チャックテーブルの保持面に保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハと基板との境界部の高さ位置を検出する境界部高さ位置検出手段を作動してウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の高さ位置を所定角度毎に検出し、研削工具を回転駆動しつつチャックテーブルを回転するとともに境界部高さ位置検出工程が実施されたウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の所定角度毎の高さ位置情報に基づいてＺ軸方向送り手段を制御するので、ウエーハが貼り合わされた基板を傷つけることなくウエーハに外周に形成された面取り部を除去することができる。

本発明によって構成されたウエーハの面取り部除去装置の斜視図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置に装備される研削ユニットの要部を示す斜視図。図２に示す研削ユニットを構成する研削工具の要部拡大断面図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置に装備される撮像手段および境界部高さ位置検出手段とチャックテーブルに保持された被加工物との関係を示す説明図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置に装備される制御手段のブロック構成図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置に装備される境界部高さ位置検出手段によって検出される高さ位置情報を示す図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置によって実施する面取り部除去工程の説明図。図１に示すウエーハの面取り部除去装置によって実施するドレッシング工程の説明図。本発明によって構成されたウエーハの面取り部除去装置の他の実施形態を示す斜視図。図９に示すウエーハの面取り部除去装置によって実施する面取り部除去工程の説明図。図９に示すウエーハの面取り部除去装置によって実施するドレッシング工程の説明図。

以下、本発明によって構成されたウエーハの面取り部除去装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明によって構成されたウエーハの面取り部除去装置の斜視図が示されている。
図１に示されたウエーハの面取り部除去装置は、静止基台２を具備している。この静止基台２上には、被加工物を保持し矢印Xで示すＸ軸方向に移動せしめるチャックテーブル機構３が配設されている。

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、静止基台２の上面に配設された一対の案内レール３１、３１を備えている。この一対の案内レール３１、３１は、図１においてＸ軸方向に沿って互いに平行に延設されている。この一対の案内レール３１、３１上には、チャックテーブル支持基台３２が移動可能に配設されている。即ち、チャックテーブル支持基台３２には一対の被案内溝３２１、３２１が設けられており、この被案内溝３２１、３２１を一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、チャックテーブル支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿って移動可能に構成される。

チャックテーブル支持基台３２上には円筒部材３３が配設され、この円筒部材３３の上端にチャックテーブル３４が回転可能に配設されている。このチャックテーブル３４は、チャックテーブル本体３４１と該チャックテーブル本体３４１の上面に配設された吸着チャック３４２とからなっており、チャックテーブル本体３４１が円筒部材３３に回転可能に支持されている。吸着チャック３４２は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、図示しない吸引手段を作動すると、吸着チャック３４２の上面である保持面に負圧が作用し、吸着チャック３４２の上面に載置された被加工物を吸引保持する。また、チャックテーブル３４は、円筒部材３３内に配設されたチャックテーブル駆動モータとしてのパルスモータ３４０によって適宜回動せしめられるようになっている。なお、円筒部材３３の上端部には、チャックテーブル３４を挿通する穴を有しチャックテーブル支持基台３２を覆うカバー部材３５が配設されている。

図１に基づいて説明を続けると、図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３４を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向送り手段３６を備えている。Ｘ軸方向送り手段３６は、一対の案内レール３１、３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３６１と、雄ネジロッド３６１の一端部を回転可能に支持する軸受３６２と、雄ネジロッド３６１の他端に連結され該雄ネジロッド３６１を正転または逆転駆動するパルスモータ３６３とからなっている。このように構成されたＸ軸方向送り手段３６は、雄ネジロッド３６１が上記チャックテーブル支持基台３２に形成された雌ネジ３２２に螺合される。従って、Ｘ軸方向送り手段３６は、それぞれパルスモータ３６３を駆動して雄ネジロッド３６１を正転または逆転駆動することにより、上記チャックテーブル支持基台３２に配設されたチャックテーブル３４を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動することができる。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記チャックテーブル３４のＸ軸方向位置を検出するためのＸ軸方向位置検出手段３７を備えている。Ｘ軸方向位置検出手段３７は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７１と、チャックテーブル支持基台３２に配設されチャックテーブル支持基台３２とともにリニアスケール３７１に沿って移動する読み取りヘッド３７２とからなっている。このＸ軸方向位置検出手段３７の読み取りヘッド３７２は、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントし、チャックテーブル３４の基準位置からの移動量を検出することによりチャックテーブル３４のＸ軸方向位置を検出する。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記一対の案内レール３１、３１を跨いでＸ軸方向と直交する矢印Yで示すＹ軸方向に沿って配設された門型の支持フレーム４を備えている。この支持フレーム４は、一対の案内レール３１、３１に沿って移動可能に配設されたチャックテーブル３４の移動を許容する開口４０が設けられており、その前面４aには一対の案内レール４１、４１がＹ軸方向に沿って配設されている。このように構成された支持フレーム４の前面４aの上部に研削手段５が配設されている。研削手段５は、Ｙ軸方向に移動可能に配設されたＹ軸方向移動基台５１と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して垂直な矢印Zで示すＺ軸方向（チャックテーブル３４の保持面に対して垂直な方向）に移動可能に配設されたＺ軸方向移動基台５２および研削ユニット６を具備している。Ｙ軸方向移動基台５１は、後面５１bに上記支持フレーム４に設けられた一対の案内レール４１、４１と嵌合する被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を一対の案内レール４１、４１に嵌合することにより一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動可能に構成される。なお、Ｘ軸方向移動基台５１の前面５１aには、上記チャックテーブル３４の保持面に対して垂直なＺ軸方向に沿って一対の案内レール５１２、５１２が設けられている。このように構成されたＹ軸方向移動基台５１は、Ｙ軸方向送り手段５３によって一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。Ｙ軸方向送り手段５３は、一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド５３１と、雄ネジロッド５３１の一端部を回転可能に支持する軸受５３２と、雄ネジロッド５３１の他端に連結され該雄ネジロッド５３１を正転または逆転駆動するパルスモータ５３３とからなっている。このように構成されたＹ軸方向送り手段５３は、雄ネジロッド５３１がＹ軸方向移動基台５１の後面に突出して設けられた突出部に形成された雌ネジ（図示せず）に螺合される。従って、Ｙ軸方向送り手段５３は、パルスモータ５３３を駆動して雄ネジロッド５３１を正転または逆転駆動することにより、Ｙ軸方向移動基台５１上を一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動することができる。

上記Ｚ軸方向移動基台５２は、後面５２bに上記Ｙ軸方向移動基台５１の前面５１aに設けられた一対の案内レール５１２、５１２と嵌合する被案内溝５２１、５２１が設けられており、この被案内溝５２１、５２１を一対の案内レール５１２、５１２に嵌合することにより一対の案内レール５１２、５１２に沿ってＺ軸方向に移動可能に構成される。このように構成されたＺ軸方向移動基台５２は、Ｚ軸方向送り手段５４によって一対の案内レール５１２、５１２に沿ってＺ軸方向に移動せしめられる。Ｚ軸方向送り手段５４は、一対の案内レール５１２、５１２の間に平行に配設された雄ネジロッド５４１と、雄ネジロッド５４１の一端部を回転可能に支持する軸受（図示せず）と、雄ネジロッド５４１の他端に連結され該雄ネジロッド５４１を正転または逆転駆動するパルスモータ５４３とからなっている。このように構成されたＺ軸方向送り手段５４は、雄ネジロッド５４１がＺ軸方向移動基台５２の後面に突出して設けられた突出部に形成された雌ネジ（図示せず）に螺合される。従って、Ｚ軸方向送り手段５４は、それぞれパルスモータ５４３を駆動して雄ネジロッド５４１を正転または逆転駆動することにより、Ｚ軸方向移動基台５２上を一対の案内レール５１２、５１２に沿ってＺ軸方向に移動することができる。

上記Ｚ軸方向移動基台５２の前面５２aには、研削ユニット６を支持するための研削ユニット支持部材５５が装着されている。この研削ユニット支持部材５５はL字状に形成され、取り付け部５５１と、該取り付け部５５１の下端から直角に水平に延びる支持部５５２とからなっている。このように構成された研削ユニット支持部材５５は、取り付け部５５１がＺ軸方向移動基台５２の前面５２aに取り付けられる。取り付け部５５１は、Ｚ軸方向に長い４個の長穴５５１aが設けられており、この４個の長穴５５１aをそれぞれ挿通して配設された締結ボルト５５３によってＺ軸方向移動基台５２の前面５２aに取り付けられる。また、研削ユニット支持部材５５を構成する支持部５５２にはＸ軸方向に長い４個の長穴５５２aが設けられており、この４個の長穴５５２aをそれぞれ挿通して配設された締結ボルト５５４によって支持部５５２の下面に研削ユニット６のスピンドルハウジング６１を装着する。

上述したように研削ユニット支持部材５５を構成する支持部５５２の下面に装着された研削ユニット６について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態における研削ユニット６は、上記支持部５５２の下面に装着されるスピンドルハウジング６１と、該スピンドルハウジング６１に回転自在に支持された回転スピンドル６２と、該回転スピンドル６２の前端部に装着された図示しないマウンターを取り付ける締結ボルト６４と、該締結ボルト６４によって取り付けられた図示しないマウンターに装着される研削工具６５と、該研削工具６５を図示しないマウンターのフランジとの間に挟持固定する挟持ナット６６とによって構成されている。なお、回転スピンドル６２は、研削工具駆動モータとしてのサーボモータ６７（図１参照）によって回転駆動されるように構成されている。上記研削工具６５は、図３に示すように円環状の基台６５１と、該円環状の基台６５１の外周部側面に装着された環状の研削砥石６５２とからなっている。環状の研削砥石６５２は、厚みが例えば２mmに形成され、外周面がＹ軸方向に平坦即ち外周面が側面に対して直角に形成されている。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記研削ユニット６の研削工具６５を構成する研削砥石６５２のＹ軸方向位置を検出するためのＹ軸方向位置検出手段６８を備えている。Ｙ軸方向位置検出手段６８は、支持フレーム４に設けられた案内レール４１に沿って配設されたリニアスケール６８１と、Ｙ軸方向移動基台５１に配設されＹ軸方向移動基台５１とともにリニアスケール６８１に沿って移動する読み取りヘッド６８２とからなっている。このＹ軸方向位置検出手段６８の読み取りヘッド６８２は、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントし、研削ユニット６の基準位置からの移動量を検出することにより研削砥石６５２のＹ軸方向位置を検出する。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記研削ユニット６の研削工具６５を構成する研削砥石６５２のＺ軸方向位置を検出するためのＺ軸方向位置検出手段６９を備えている。Ｚ軸方向位置検出手段６９は、Ｙ軸方向移動基台５１に設けられた案内レール５１１に沿って配設されたリニアスケール６９１と、Ｚ軸方向移動基台５２に配設されＺ軸方向移動基台５２とともにリニアスケール６９１に沿って移動する読み取りヘッド６９２とからなっている。このＺ軸方向位置検出手段６９の読み取りヘッド６９２は、図示の実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントし、研削ユニット６の基準位置からの移動量を検出することにより研削砥石６５２のＺ軸方向位置を検出する。

図1を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記研削ユニット６のスピンドルハウジング６１に配設され研削工具６５の研削砥石６５２によって研削すべき加工領域を検出するための撮像手段７１および上記チャックテーブル３４に保持された後述するウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおけるウエーハと基板との境界部、即ちウエーハの下面の高さ位置を検出するための境界部高さ位置検出手段７２を具備している。この撮像手段７１および境界部高さ位置検出手段７２について、図４を参照して説明する。撮像手段７１および境界部高さ位置検出手段７２は、スピンドルハウジング６１に装着されたケース７０内に配設されている。撮像手段７１は、顕微鏡等の光学系と撮像素子（ＣＣＤ）等で構成されており、ケース７０に配設されたハーフミラー７３および対物レンズ７４を通してチャックテーブル３４に保持された被加工物としての２層構造ウエーハ１０を撮像し、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。なお、２層構造ウエーハ１０は、ウエーハ１１の表面を基板１２に貼り合わせた構成である。なお、２層構造ウエーハ１０を構成するウエーハ１１および基板１２の外周にはそれぞれ面取り部１１１および１２１が形成されている。

また、境界部高さ位置検出手段７２は、ウエーハに対して透過性を有する波長の検出光を上記ハーフミラー７３および対物レンズ７４を通してチャックテーブル３４に保持された２層構造ウエーハ１０におけるウエーハ１１に照射し、ウエーハ１１の下面で反射した反射光の光路長と基準光路長との差に基づいてウエーハ１１の下面の高さ位置を求める高さ位置検出器を用いることができる。この境界部高さ位置検出手段７２は、検出信号を後述する制御手段に送る。なお、上述した境界部高さ位置検出手段７２としては、例えば大塚電子株式会社によって製造販売されている「反射分光膜厚計FE-3000」を用いることができる。

図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル支持基台３２を覆うカバー部材３５の上面に配設され研削工具６５の研削砥石６５２の下端の高さ位置を検出するための研削砥石高さ位置検出手段７５を具備している。この研削砥石高さ位置検出手段７５は、所定の間隔を置いて互いに対向して配設された発光素子７５１および受光素子７５２と、該受光素子７５２によって受光された光の光量に対応した電圧に変換する光電変換器（図示せず）とを具備し、該光電変換器が受光された光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に出力する。このように構成された研削砥石高さ位置検出手段７５によって研削砥石６５２の下端の高さ位置を検出するには、研削砥石高さ位置検出手段７５を研削砥石６５２の直下に位置付け、上記Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削砥石６５２を下降させ、発光素子７５１と受光素子７５２との間を研削砥石６５２が遮った時点における光電変換器からの検出信号に基づいて、上記Ｚ軸方向位置検出手段６９からの位置信号によって求める。

また、上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル支持基台３２を覆うカバー部材３５の上面には、研削工具６５の研削砥石６５２の外周面（研削面）をドレッシングするためのドレス手段７６が配設されている。このドレス手段７６は、ドレッシングボード７６１と該ドレッシングボード７６１を支持する支持部材７６２とからなり、支持部材７６２がカバー部材３５の上面に取り付けられている。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は、図５に示すように制御手段２０を具備している。制御手段２０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）２０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）２０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３と、入力インターフェース２０４および出力インターフェース２０５とを備えている。このように構成された制御手段２０の入力インターフェース２０４には、Ｘ軸方向位置検出手段３７の読み取りヘッド３７２、Ｙ軸方向位置検出手段６８の読み取りヘッド６８２、Ｚ軸方向位置検出手段６９の読み取りヘッド６９２、撮像手段７１、境界部高さ位置検出手段７２、研削砥石高さ位置検出手段７５等からの検出信号が入力される。また、出力インターフェース２０５からは上記チャックテーブル３４を回転駆動するチャックテーブル駆動モータとしてのパルスモータ３４０、Ｘ軸方向送り手段３６のサーボモータ３６３、Ｙ軸方向送り手段５３のパルスモータ５３３、Ｚ軸方向送り手段５４のパルスモータ５４３、研削工具６５を回転駆動する研削工具駆動モータとしてのサーボモータ６７等に制御信号を出力する。

図示の実施形態におけるウエーハの面取り部除去装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
先ず、チャックテーブル３４上に２層構造ウエーハ１０の基板１２側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル３４上に２層構造ウエーハ１０を吸引保持する。従って、チャックテーブル３４上に保持された２層構造ウエーハ１０は、ウエーハ１１が上側となる。このようにしてチャックテーブル３４上に２層構造ウエーハ１０を吸引保持したならば、Ｘ軸方向送り手段３６を作動して２層構造ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３４を図４に示すように撮像手段７１および境界部高さ位置検出手段７２を収容したケース７０に配設された対物レンズ７４の直下に位置付ける。そして、Ｚ軸方向送り手段５４を作動して撮像手段７１による撮像画面の中心を２層構造ウエーハ１０を構成するウエーハ１１の外周縁から例えば１mm内側の位置に位置付ける（面取り部検出工程）。

次に、境界部高さ位置検出手段７２を作動するとともにチャックテーブル駆動モータとしてのパルスモータ３４０を作動してチャックテーブル３４を１回転する。この結果、境界部高さ位置検出手段７２によって２層構造ウエーハ１０を構成するウエーハ１１と基板１２との境界部であるウエーハ１１の下面の高さ位置（チャックテーブル３４の上面からの高さ位置）が図６に示すように１度毎に検出され制御手段２０に送られる。制御手段２０は、図６に示す高さ位置情報をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に一時格納する（境界部高さ位置検出工程）。

上述したように境界部高さ位置検出工程を実施したならば、２層構造ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３４を研削工具６５による加工領域に移動し、図７の(a)に示すようにウエーハ１１の外周部における０度の位置における外周縁から例えば１mm内側の位置を研削工具６５を構成する研削砥石６５２の外側縁の直下に位置付ける（研削工具位置付け工程）。そして、研削工具駆動モータとしてのサーボモータ６７を作動して研削工具６５を矢印６５aで示す方向（研削砥石６５２を正面から見て時計回りの方向）に回転しつつ上記Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削工具６５を下降し、研削砥石６５２の下面（外周縁）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に格納された上記図６に示す高さ位置情報におけるウエーハ１１の０度位置における高さ（図示の実施形態においてはチャックテーブル３４の上面から２３５μmの位置）に位置付ける。このようにして、研削砥石６５２の下面（外周縁）をウエーハ１１の０度位置における高さ位置に位置付けるに際しては、制御手段２０はＺ軸方向位置検出手段６９からの検出信号に基づいてＺ軸方向送り手段５４を制御する。次に、研削工具６５を矢印６５aで示す方向に回転しつつチャックテーブル駆動モータとしてのパルスモータ３４０を作動してチャックテーブル３４を矢印３４aで示す方向（チャックテーブル３４を正面から見て時計回りの方向）に１回転する。このようにしてチャックテーブル３４を１回転する際には、制御手段２０は上記図６に示す高さ位置データに基づいて各回転角度に対応した高さ位置となるようにＺ軸方向送り手段５４を制御する。この結果、図７の(b)に示すようにウエーハ１１の外周に形成された面取り部１１１が研削されて除去される（面取り部除去工程）。この面取り部除去工程においては、研削工具６５を上記図６に示す高さ位置データに基づいて各回転角度に対応した高さ位置となるようにＺ軸方向送り手段５４を制御するので、ウエーハ１１が貼り合わされた基板１２を傷つけことなくウエーハ１１に外周に形成された面取り部１１１を除去することができる。

なお、２層構造ウエーハ１０の中心がチャックテーブル３４の中心に正確に保持されていない場合には、チャックテーブル３４を回転すると２層構造ウエーハ１０の外周が僅かにＹ軸方向に変位する。このＹ軸方向の変位を上記面取り部検出工程において２層構造ウエーハ１０が例えば１度回動する毎に検出し、検出した変位データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に一時格納する。そして、上記面取り部除去工程を実施する際に、変位データに基づいてＹ軸方向送り手段５３を制御して研削工具６５を構成する研削砥石６５２を変位せしめることが望ましい。

上述した面取り部除去工程を実施すると研削工具６５を構成する研削砥石６５２の外周部が摩滅する。この結果、研削砥石６５２の外周面がＹ軸方向に平坦即ち外周面が側面に対して直角の状態ではなくなる。このため、面取り部除去工程を実施したならば、研削砥石６５２の外周面をドレッシングしてＹ軸方向において平坦に修正するドレッシング工程を実施する。このドレッシング工程は、ドレス手段７６のドレッシングボード７６１を研削工具６５による加工領域に移動し、図８に示すよう研削工具６５を矢印６５aで示す方向に回転しつつ上記Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削工具６５を下降し、研削砥石６５２の外周面（研削面）をドレッシングボード７６１に接触させ所定の圧力で押圧するとともにＹ軸方向送り手段５３を作動して研削工具６５をＹ軸方向に移動させることにより実施する。この結果、研削砥石６５２の外周面（研削面）はＹ軸方向に平坦即ち側面に対して直角の状態に修正される。

上述したようにしてドレッシング工程を実施すると、研削砥石６５２の外径が減少するため、研削砥石６５２の下端の高さ位置が変化する。この研削砥石６５２の下端の高さ位置の変化を検出するために、上記高さ位置検出手段７５をドレッシング工程が実施された研削砥石６５２の直下に位置付ける。そして、Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削工具６５を下降し、研削砥石６５２の外周部を高さ位置検出手段７５の発光素子７５１と受光素子７５２との間に挿入し、研削砥石６５２が光を遮った時点における光電変換器からの検出信号に基づいて、Ｚ軸方向位置検出手段６９からの位置信号によって研削砥石６５２の下面の高さ位置を求める。このようにして検出した研削砥石６５２の下面の高さ位置に基づいて、制御手段２０は上記面取り部除去工程におけるＺ軸方向送り手段５４の制御を補正する。

次に、本発明によって構成されたウエーハの面取り部除去装置の他の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、図８に示すウエーハの面取り部除去装置は、上記図１乃至図４に示すウエーハの面取り部除去装置と研削ユニットが相違する以外は実質的に同一でよいため、同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図９に示すウエーハの面取り部除去装置の研削ユニット８は、Ｚ軸方向移動基台５２の前面５２aに装着されたスピンドルハウジング８１と、該スピンドルハウジング８１に回転自在に配設された回転スピンドル８２と、該回転スピンドル８２を回転駆動するための研削工具駆動モータとしてのサーボモータ８３とを具備している。回転スピンドル８２の下端部はスピンドルハウジング８１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター８４が設けられている。このマウンター８４の下面に研削工具８５が装着される。研削工具８５は、環状の基台８５１と該基台８５１の下面に環状に装着された研削砥石８５２とからなっており、環状の基台８５１がマウンター８４に締結ボルト８６によって取付けられる。環状の研削砥石８５２は、厚みが例えば３mmに形成され、下面が平面に形成されている。

図９に示すウエーハの面取り部除去装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
なお、図９に示すウエーハの面取り部除去装置においても上述したようにチャックテーブル３４上に２層構造ウエーハ１０の基板１２側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル３４上に２層構造ウエーハ１０を吸引保持する。そして、上述した境界部高さ位置検出工程を上述したように実施する。

境界部高さ位置検出工程を実施したならば、２層構造ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３４を研削工具８５による加工領域に移動し、図１０の(a)に示すようにウエーハ１１の外周部における０度の位置における外周縁から例えば１mm内側の位置を研削工具８５を構成する研削砥石８５２の外周縁の直下に位置付ける（研削工具位置付け工程）。そして、研削工具８５を矢印８５aで示す方向（研削工具８５を正面から見て時計回りの方向）に回転しつつ上記Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削工具８５を下降し、研削砥石８５２の下面をウエーハ１１の０度位置における高さ（図示の実施形態においてはチャックテーブル３４の上面から２３５μmの位置）に位置付ける。このようにして、研削砥石８５２の下面をウエーハ１１の０度位置における高さ位置に位置付けるに際しては、制御手段２０はＺ軸方向位置検出手段６９からの検出信号に基づいてＺ軸方向送り手段５４を制御する。次に、研削工具８５を矢印８５aで示す方向に回転しつつパルスモータ３４０を作動してチャックテーブル３４を矢印３４aで示す方向（チャックテーブル３４を正面から見て時計回りの方向）に１回転する。このようにしてチャックテーブル３４を１回転する際には、制御手段２０は上記図６に示す高さ位置データに基づいて各回転角度に対応した高さ位置となるようにＺ軸方向送り手段５４を制御する。この結果、図１０の(b)に示すようにウエーハ１１に外周に形成された面取り部１１１が研削されて除去される（面取り部除去工程）。この面取り部除去工程においては、研削工具８５を上記図６に示す高さ位置データに基づいて各回転角度に対応した高さ位置となるようにＺ軸方向送り手段５４を制御するので、ウエーハ１１が貼り合わされた基板１２を傷つけことなくウエーハ１１の外周に形成された面取り部１１１を除去することができる。

図９に示すウエーハの面取り部除去装置においても、２層構造ウエーハ１０の中心がチャックテーブル３４の中心に正確に保持されていない場合には、チャックテーブル３４を回転すると２層構造ウエーハ１０の外周が僅かにＹ軸方向に変位する。このＹ軸方向の変位を上記面取り部検出工程において２層構造ウエーハ１０が例えば１度回動する毎に検出し、検出した変位データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０３に一時格納する。そして、上記面取り部除去工程を実施する際に、変位データに基づいてＹ軸方向送り手段５３を制御して研削工具８５を構成する研削砥石８５２を変位せしめることが望ましい。

上述した面取り部除去工程を実施すると研削工具８５を構成する研削砥石８５２の下面部が摩滅する。この結果、研削砥石８５２の下面が平面の状態ではなくなる。このため、面取り部除去工程を実施したならば、研削砥石８５２の下面をドレッシングして平面に修正するドレッシング工程を実施する。このドレッシング工程は、ドレス手段７６のドレッシングボード７６１を研削工具６５による加工領域に移動し、図１１に示すよう研削工具８５を矢印８５aで示す方向に回転しつつ上記Ｚ軸方向送り手段５４を作動して研削工具８５を下降し、研削砥石８５２の下面をドレッシングボード７６１に接触させ所定の圧力で押圧するとともにＹ軸方向送り手段５３を作動して研削工具８５をＹ軸方向に移動させることにより実施する。この結果、研削砥石８５２の下面（研削面）は平面に修正される。

上述したようにしてドレッシング工程を実施すると、研削砥石８５２の外径が減少するため、研削砥石８５２の下面の高さ位置が変化する。この研削砥石８５２の下面の高さ位置の変化を検出するために、上記高さ位置検出手段７５をドレッシング工程が実施された研削砥石８５２の直下に位置付ける。そして、Z軸方向送り手段５４を作動して研削工具８５を下降し、研削砥石８５２の外周部を高さ位置検出手段７５の発光素子７５１と受光素子７５２との間に挿入し、研削砥石８５２が光を遮った時点における光電変換器からの検出信号に基づいて、Z軸方向位置検出手段６９からの位置信号のよって研削砥石８５２の下面の高さ位置を求める。このようにして検出した研削砥石８５２の下面の高さ位置に基づいて、制御手段２０は上記面取り部除去工程におけるZ軸方向送り手段５４の制御を補正する。

２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３２：チャックテーブル支持基台
３４：チャックテーブル
３４０：チャックテーブル駆動モータとしてのパルスモータ
３６：Ｘ軸方向送り手段
３７：Ｘ軸方向位置検出手段
５：研削手段
５１：Ｙ軸方向移動基台
５２：Ｚ軸方向移動基台
５３：Ｙ軸方向送り手段
５４：Ｚ軸方向送り手段
６：研削ユニット
６５：研削工具
６５２：環状の研削砥石
６７：研削工具駆動モータとしてのサーボモータ
６８：Ｙ軸方向位置検出手段
６９：Ｚ軸方向位置検出手段
７１：撮像手段
７２：境界部高さ位置検出手段
７５：研削砥石高さ位置検出手段
７６：ドレス手段
７６１：ドレッシングボード
８：研削ユニット
８５：研削工具
８５２：環状の研削砥石
８３：研削工具駆動モータとしてのサーボモータ
１０：２層構造ウエーハ

１１：ウエーハ
１２基板
２０：制御手段

Claims

外周に面取り部が形成されたウエーハの表面を基板に貼り合わせた２層構造ウエーハにおけるウエーハの面取り部を除去するウエーハの面取り部除去装置であって、
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転駆動するチャックテーブル駆動モータと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を研削する研削砥石を有する研削工具および該研削工具を回転駆動する研削工具駆動モータを備えた研削ユニットと、該研削ユニットと該チャックテーブルを保持面に対して垂直なＺ軸方向に相対的に移動せしめるＺ軸方向送り手段と、該研削ユニットと該チャックテーブルをＺ軸方向に直交するＹ軸方向に相対的に移動せしめるＹ軸方向送り手段と、該研削工具のＹ軸方向位置を検出するためのＹ軸方向位置検出手段と、該研削工具のＺ軸方向位置を検出するためのＺ軸方向位置検出手段と、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物の研削領域を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルの保持面に保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハと基板との境界部の高さ位置を検出する境界部高さ位置検出手段と、制御手段と、を具備し、
該制御手段は、該撮像手段を作動し該チャックテーブルの保持面に基板側が保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハの除去すべき面取り部を検出する面取り部検出工程と、
該境界部高さ位置検出手段を作動するとともに該チャックテーブル駆動モータを作動して該チャックテーブルを回転し、ウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の高さ位置を複数の所定角度毎に検出する境界部高さ位置検出工程と、
該Ｙ軸方向送り手段を作動して該該チャックテーブルに保持された２層構造ウエーハにおけるウエーハの除去すべき面取り部に該研削工具の研削砥石を位置付ける研削工具位置付け工程と、
該研削工具駆動モータを作動して該研削工具を回転駆動しつつ該チャックテーブル駆動モータを作動して該チャックテーブルを回転するとともに、該境界部高さ位置検出工程が実施されたウエーハの除去すべき面取り部と基板との境界部の複数の所定角度毎の高さ位置情報に基づいて該Ｚ軸方向送り手段を制御する面取り部除去工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの面取り部除去装置。
該研削工具の研削砥石の下端の高さ位置を検出するための研削砥石高さ位置検出手段を具備している、請求項１記載のウエーハの面取り部除去装置。
該研削工具の研削砥石の研削面をドレッシングするためのドレス手段を具備している、請求項１又は２記載のウエーハの面取り部除去装置。