JP6539467B2

JP6539467B2 - Grinding machine

Info

Publication number: JP6539467B2
Application number: JP2015062892A
Authority: JP
Inventors: 啓介福原
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: JP2016184604A

Description

本発明は研削加工装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding apparatus.

一般に、シリコンウエハのような半導体ウエハ(以下、これを単に「ウエハ」という)の製造工程では、フレームの保護テープ上にウエハを貼り付けて各工程間を移動させる。また、ウエハの表面を加工して、表面精度や厚みを出す研削加工では、異なるチャックテーブル上で粗研削と精研削を順に行っている。そのため、保護テープの貼り合わせ状態などによって生じるロット間での誤差や、ワークチャックが複数存在する装置ではチャック形状のバラツキなどによって生じるチャック間での誤差が生じる。これらの誤差は、加工後のウエハの精度や厚みにバラツキが生じる。しかし、近年では、ウエハの更なる薄化が求められ、またウエハ表裏の貫通電極の作成に伴い、ウエハの厚みの均一性に対する要求が高まっている。 Generally, in the process of manufacturing a semiconductor wafer such as a silicon wafer (hereinafter, this will be simply referred to as a "wafer"), the wafer is attached on a protective tape of a frame and moved between the processes. Further, in the grinding process for processing the surface of the wafer to obtain surface accuracy and thickness, rough grinding and precision grinding are sequentially performed on different chuck tables. Therefore, an error between lots caused due to the bonding state of the protective tape or an error between chucks caused due to a variation in the shape of the chuck occurs in an apparatus having a plurality of work chucks. These errors cause variations in the accuracy and thickness of the processed wafer. However, in recent years, there has been a demand for further thinning of the wafer, and with the formation of the through electrodes on the front and back of the wafer, the demand for uniformity of the thickness of the wafer is increasing.

これを解決するため、ウエハの製造工程では、研削前にウエハの厚み形状を測定し、既存のウエハの形状に合わせてワークチャックの傾斜量と砥石の傾斜量を調節し、所望する研削精度に仕上げるようにして、薄化とウエハ間のバラツキを抑えるようにした技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve this, in the wafer manufacturing process, the thickness and shape of the wafer are measured before grinding, and the amount of inclination of the work chuck and the amount of inclination of the grinding wheel are adjusted according to the shape of the existing wafer. There is also known a technique in which the thinning and the variation between wafers are suppressed by finishing (for example, see Patent Document 1).

図６、図７は、従来におけるウエハの研削工程における研削加工装置の一構成例を模式的に示す図である。そして、図６はその研削盤の平面図、図７はその側面図であって、図７には研削加工と形状測定の手順を模式的に示している。 FIG. 6 and FIG. 7 are views schematically showing an example of the configuration of a grinding apparatus in the conventional wafer grinding process. 6 is a plan view of the grinding machine, and FIG. 7 is a side view thereof. FIG. 7 schematically shows the procedure of grinding and shape measurement.

図６、図７において、研削盤５０は、チャックテーブル５１と、砥石５２と、砥石台５３と、チルト機構５４、センサ５５等で構成されている。 In FIG. 6 and FIG. 7, the grinding machine 50 is composed of a chuck table 51, a grindstone 52, a grindstone stand 53, a tilt mechanism 54, a sensor 55 and the like.

前記チャックテーブル５１は、前記チルト機構５４を介して回転軸線Ｏを中心として回転可能に配設されており、チルト機構５４は回転軸線Ｏの傾きを調整可能に形成されている。そのチャックテーブル５１上には、図示しないフレーム上に同じく図示しないテープで貼着することによりマウントされた、概略円板状のウエハ(ワーク)Ｗが、上記フレームと共にその中心を回転軸線Ｏに合わせて載置され、そしてチャックテーブル５１でエアチャックされている。 The chuck table 51 is disposed rotatably about the rotation axis O via the tilt mechanism 54, and the tilt mechanism 54 is formed so that the inclination of the rotation axis O can be adjusted. An approximately disk-shaped wafer (workpiece) W mounted on the chuck table 51 by attaching it with a tape (not shown) on a frame (not shown) also aligns its center with the above-mentioned frame to the rotation axis O And is air chucked by the chuck table 51.

前記砥石５２は、円板状に形成されている。その砥石５２は、砥石台５３に回転可能に支持されている。そして、砥石５２は、図６に示すようにウエハＷの片側半円部分Ｗａの範囲を覆った状態で回転軸線Ｏの片側に、片側半円部分Ｗａと対峙して配設されており、また砥石台５３と共に上下方向(紙面と直交する方向)に移動可能になっている。 The grindstone 52 is formed in a disk shape. The grindstone 52 is rotatably supported by the grindstone table 53. The grindstone 52 is disposed on one side of the rotation axis O so as to face the one-sided semicircular portion Wa while covering the range of the one-sided semicircular portion Wa of the wafer W as shown in FIG. It is movable in the vertical direction (the direction orthogonal to the paper surface) together with the grinding wheel stand 53.

前記センサ５４は、非接触で検出可能な光学式のセンサであり、アーム状をしたセンサ移動機構５８に取り付けられている。そのセンサ移動機構５８は、図６に示すように、一端側が研削盤５０に駆動軸５９を支点として水平面に沿って旋回可能に取り付けられており、他端側に前記センサ５４を取り付けている。そして、図６に示すように、センサ移動機構５８は駆動軸５９を支点として旋回され、その旋回によりセンサ５５が、砥石５２と対向する前記ウエハＷの半円部分Ｗａと反対側に位置している片側の半円部分Ｗｂの範囲上を、ワーク外周位置Ｐ１から回転軸線Ｏ上まで移動して、そのウエハＷの形状をスキャンし、そのスキャンによりウエハＷの形状を測定し得るようになっている。 The sensor 54 is an optical sensor that can detect contactlessly, and is attached to an arm-like sensor moving mechanism 58. As shown in FIG. 6, the sensor moving mechanism 58 is pivotally attached to the grinding machine 50 along the horizontal plane with the drive shaft 59 as a fulcrum, and the sensor 54 is attached to the other end. Then, as shown in FIG. 6, the sensor moving mechanism 58 is pivoted with the drive shaft 59 as a fulcrum, and the sensor 55 is positioned on the opposite side to the semicircular portion Wa of the wafer W facing the grindstone 52 by the pivot. It is possible to move from the workpiece outer peripheral position P1 to the rotation axis O on the range of the semicircular portion Wb on one side, scan the shape of the wafer W, and measure the shape of the wafer W by the scan. There is.

次に、このように構成された研削盤５０の動作を図７の(ａ)〜(ｅ)の順に説明する。
(ａ) まず、ウエハＷが載置される前のチャックテーブル５１の形状が測定され、その測定結果が図示しない制御部などに記憶される。
(ｂ) 続いて、砥石５２が上方に砥石台５３と共に移動された状態において、研削前のウエハＷがチャックテーブル５１上にエアチャックして取り付けられる。次いで、チャックテーブル５１がウエハＷと一体に回転する。また、砥石５２が回転しながら、ウエハＷの表面と接触するまで砥石台５３と共に下降し、ウエハＷの粗研削を行う。
(ｃ) ウエハＷの粗研削が終わると、砥石５２がセンサ５５と干渉しない上方の位置に砥石台５３と共に移動し、その後、センサ５５によるウエハＷの形状の測定が行われる。この形状の測定では、センサ５５がセンサ移動機構５８と共に駆動軸５９を支点として水平に旋回し、ワーク外周位置Ｐ１から回転軸線Ｏ上まで移動してウエハＷの形状をスキャンする。そのセンサ５５で測定されたデータは図示しない制御部に送られ、その制御部では測定データを演算する。また、測定後、センサ５５は、砥石５２と干渉しない位置までセンサ５５と共に移動する。
(ｄ) さらに、制御部では、その演算結果から既存のウエハ形に合わせてチルト機構５４を制御し、そのチルト機構５４を介してチャックテーブル５１の回転軸線Ｏの傾きを制御する。すなわち、その回転軸線Ｏの傾きの制御により、ウエハＷと砥石５２との相対位置関係が調節される。
(ｅ) 次いで、チャックテーブル５１がウエハＷと一体に回転し、また砥石５２が回転しながらウエハＷの表面と接触するまで、砥石台５３と共に下降し、ウエハＷに対する精研削が行われる。これにより、ウエハＷの厚みが均一に研削され、ウエハＷの粗研削から精研削までの処理が完了する。この研削手順では、ウエハＷ間のバラツキを抑え、高精度、かつ、厚みの均一性が得られる。 Next, the operation of the grinding machine 50 configured as described above will be described in the order of (a) to (e) of FIG. 7.
(a) First, the shape of the chuck table 51 before the wafer W is placed is measured, and the measurement result is stored in a control unit (not shown) or the like.
(b) Subsequently, the wafer W before grinding is attached by air chucking on the chuck table 51 in a state where the grinding wheel 52 is moved upward with the grinding wheel stand 53. Next, the chuck table 51 rotates integrally with the wafer W. Further, while the grindstone 52 rotates, it is lowered together with the grindstone table 53 until it comes in contact with the surface of the wafer W, and rough grinding of the wafer W is performed.
(c) When the rough grinding of the wafer W is completed, the grinding wheel 52 is moved to the upper position not interfering with the sensor 55 together with the grinding wheel stand 53, and then the shape of the wafer W is measured by the sensor 55. In the measurement of this shape, the sensor 55 pivots horizontally with the sensor moving mechanism 58 about the drive shaft 59 as a fulcrum, moves from the workpiece outer peripheral position P1 to the rotation axis O and scans the shape of the wafer W. The data measured by the sensor 55 is sent to a control unit (not shown), and the control unit calculates measurement data. Also, after the measurement, the sensor 55 moves together with the sensor 55 to a position not interfering with the grindstone 52.
(d) Further, the control unit controls the tilt mechanism 54 according to the existing wafer shape based on the calculation result, and controls the tilt of the rotation axis O of the chuck table 51 via the tilt mechanism 54. That is, the relative positional relationship between the wafer W and the grinding wheel 52 is adjusted by controlling the inclination of the rotation axis O.
(e) Subsequently, the chuck table 51 rotates integrally with the wafer W, and the grinding wheel 53 descends together with the grinding wheel 52 until the grinding wheel 52 rotates and contacts the surface of the wafer W, and the wafer W is finely ground. Thereby, the thickness of the wafer W is ground uniformly, and the processing from the rough grinding to the fine grinding of the wafer W is completed. In this grinding procedure, variations among wafers W can be suppressed, and high precision and uniform thickness can be obtained.

特開２００３−２５１９７号公報。Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-25197.

上述した従来の研削加工装置におけるウエハＷと砥石５２との相対位置関係を調節する方法では、ウエハＷの粗研削が終り、その後、センサ５５によりウエハＷの形状を測定する際、センサ５５はセンサ移動機構５８と共にワーク外周位置Ｐ１から回転軸線Ｏ上の位置まで移動し、回転軸線Ｏ上ではウエハＷと砥石５２との間をセンサ５５が横切る形でスキャンをして測定を行う。そのため、砥石５２は、センサ５５との干渉を避けるのに砥石台５３ａと共に上方の位置に大きく移動し、ウエハＷとの間に大きな隙間を作った後で測定を行うようにしている。したがって、砥石５２の上下の移動量が多くなるために研削加工処理時間も多くなり、問題があった。なお、従来の研削加工装置における砥石５２の上下方向に移動するストロークは１００ｍｍ、移動速度は１０ｍｍ／sec、退避動作時間は２０secである。 In the method of adjusting the relative positional relationship between the wafer W and the grinding wheel 52 in the conventional grinding apparatus described above, when the rough grinding of the wafer W is finished and then the shape of the wafer W is measured by the sensor 55, the sensor 55 is a sensor The movement mechanism 58 is moved from the workpiece outer peripheral position P1 to a position on the rotation axis O, and on the rotation axis O, the sensor 55 scans between the wafer W and the grindstone 52 to perform measurement. Therefore, in order to avoid interference with the sensor 55, the grinding wheel 52 is moved to the upper position largely with the grinding wheel head 53a, and measurement is performed after a large gap is formed with the wafer W. Therefore, the amount of movement of the grinding wheel 52 in the upper and lower directions is increased, so that the grinding process time is also increased, causing a problem. In the conventional grinding apparatus, the stroke of the grinding stone 52 in the vertical direction is 100 mm, the moving speed is 10 mm / sec, and the retraction operation time is 20 sec.

そこで、ワークを研削する砥石の移動量を減らして研削加工処理時間の短縮を可能にする研削加工装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, there is a technical problem to be solved in order to provide a grinding apparatus that can reduce the movement amount of a grinding wheel for grinding a work and shorten the grinding processing time, and the present invention Intended to solve.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、概略円板状をしたワークを回転可能に支持し得るワーク保持部と、前記ワークの一部と対向して配設され、前記ワーク表面を研削する砥石と、前記砥石を回転可能に支持し得る砥石支持機構と、前記ワーク保持部を傾けて前記ワークの回転軸線の傾きを調整し得るチルト機構と、前記ワークの形状を測定し得るセンサと、前記砥石に対向する前記ワークの一部と前記ワークの回転軸線を挟んで反対側に位置する部分のワーク表面上を、ワーク外周位置から前記砥石と干渉しない回転軸線の手前の位置まで前記センサと一体に移動し得るセンサ移動機構と、予め既存のワーク全面の形状をデータ化して記憶しているデータマップから前記センサが測定した前記ワークの一部形状に対応するパターンを含むワーク形状を呼び出し、前記ワークの回転軸線手前の位置から前記回転軸線の位置までの形状を予測し、チルト補正量を算出して前記チルト機構によるチルト調整を制御する制御手段と、を備える研削加工装置を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a work holding portion capable of rotatably supporting a substantially disc-like work, and a part of the work And a grinding wheel for grinding the work surface, a grinding wheel support mechanism capable of rotatably supporting the grinding wheel, and a tilt for adjusting the inclination of the rotation axis of the work by tilting the work holding portion The mechanism, a sensor capable of measuring the shape of the workpiece, and a portion of the workpiece opposite to the grindstone and a portion of the workpiece located on the opposite side across the rotation axis of the workpiece from the workpiece outer peripheral position A sensor moving mechanism that can move integrally with the sensor to a position in front of the rotation axis that does not interfere with the grinding stone, and the sensor measures the data map that previously stores the data of the shape of the entire existing workpiece. A work shape including a pattern corresponding to a partial shape of the work is recalled, a shape from a position before the rotation axis of the work to a position of the rotation axis is predicted, a tilt correction amount is calculated, and a tilt by the tilt mechanism is calculated. And a control means for controlling the adjustment.

この構成によれば、ワークの形状を測定するセンサは、ワーク外周位置から砥石と干渉しない回転軸線の手前の位置まで移動し、残りの回転軸線手前の位置から回転軸線までの形状の測定は、既存のウエハの形状データの結果に基づいて予測し、実際に移動(スキャン)をして測定は行わない。したがって、センサは、ウエハと砥石との間を横切る形でスキャンして測定を行うことがない。そのため、従来装置のように、測定を行う都度、砥石を上方の退避位置に大きく移動させて、スキャンするための隙間を作る必要がないので、砥石の上下移動量が少なくなり、また祖研削加工から精研削加工まで、加工をほぼ連続して行うことができる。これにより、研削加工処理時間の短縮を可能にする。また、回転軸線手前の位置から残りの回転軸線までの形状の予測は、制御手段に予め格納されている既存のウエハＷの形状データを基に作成されたデータパターンを含むデータマップを参照して、容易に行うことができる。 According to this configuration, the sensor for measuring the shape of the workpiece moves from the outer peripheral position of the workpiece to a position in front of the rotation axis that does not interfere with the grinding wheel, and the measurement of the shape from the position before the remaining rotation axis to the rotation axis is The prediction is made based on the result of the shape data of the existing wafer, and the actual movement (scan) is not performed and the measurement is not performed. Thus, the sensor does not scan across the wafer and the grinding wheel to make measurements. Therefore, it is not necessary to make a gap for scanning by moving the grinding wheel to the upper retracted position greatly each time measurement is performed as in the conventional device, so the amount of vertical movement of the grinding wheel decreases, and the mother grinding process Processing can be carried out almost continuously, from fine grinding to fine grinding. This makes it possible to shorten the grinding process time. Further, for the prediction of the shape from the position in front of the rotation axis to the remaining rotation axis, reference is made to a data map including a data pattern created based on the shape data of the existing wafer W stored in advance in the control means. , Easy to do.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記センサは、スキャン式の非接触式厚み測定センサである、研削加工装置を提供する。 The invention according to claim 2 provides the grinding apparatus according to the configuration according to claim 1 , wherein the sensor is a scan-type non-contact thickness measurement sensor.

この構成によれば、スキャン式の非接触式厚み測定センサを使用して、非接触状態でウエハの形状を測定することができる。 According to this configuration, it is possible to measure the shape of the wafer in a noncontact state using a scanning noncontact thickness measuring sensor.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、前記ワークの回転方向において、前記砥石の下流側に前記センサを配設し、前記砥石の上流側に研削水を供給するスラリー供給機構を配設している、研削加工装置を提供する。 The invention according to claim 3 is characterized in that in the configuration according to claim 1 or 2 , the sensor is disposed on the downstream side of the grindstone in the rotational direction of the work, and the grinding water is supplied to the upstream side of the grindstone The present invention provides a grinding apparatus having a slurry supply mechanism.

この構成によれば、研削水を供給するスラリー供給機構を砥石の上流側に配設し、砥石の下流側にセンサを設けている。したがって、スラリー供給機構から供給された研削水のほとんどは砥石の部分で払拭され、研削水が下流側のセンサの測定に影響を与えることも少ない。 According to this configuration, the slurry supply mechanism for supplying the grinding water is disposed on the upstream side of the grindstone, and the sensor is provided on the downstream side of the grindstone. Therefore, most of the grinding water supplied from the slurry supply mechanism is wiped off at the portion of the grinding wheel, and the grinding water hardly affects the measurement of the downstream sensor.

請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の構成において、前記ワークは、半導体ウエハである、研削加工装置を提供する。 The invention according to a fourth aspect provides a grinding apparatus according to the first, second, or third aspect , wherein the work is a semiconductor wafer.

この構成によれば、半導体ウエハの研削加工を容易にし、高精度で厚みに均一性のある半導体ウエハが容易に得られる。 According to this configuration, the semiconductor wafer can be easily ground and processed, and a semiconductor wafer with high precision and uniformity in thickness can be easily obtained.

本発明の研削加工装置によれば、ワークを研削する砥石の移動量を減らして研削加工処理時間の短縮を可能し、生産性の向上に寄与する。また、ワークの研削を高精度に行うことができ、厚みが均一なワークが容易に得られ、品質の向上に寄与する。 According to the grinding apparatus of the present invention, it is possible to reduce the moving time of the grinding process by reducing the moving amount of the grinding wheel for grinding the workpiece, which contributes to the improvement of the productivity. Further, the workpiece can be ground with high accuracy, a workpiece having a uniform thickness can be easily obtained, and this contributes to the improvement of the quality.

本発明の実施形態として示す半導体製造工程における研削加工装置の平面図である。It is a top view of the grinding processing device in the semiconductor manufacturing process shown as an embodiment of the present invention. 図１に示す研削加工装置の模式図である。It is a schematic diagram of the grinding-work apparatus shown in FIG. 図２中のＡ−Ａ位置で切断した同上研削加工装置の断面図である。It is sectional drawing of the grinding | polishing processing apparatus same as the above cut | disconnected in the AA position in FIG. 同上研削加工装置の駆動を制御する制御系の一例を示す構成ブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the control system which controls the drive of a grinding processing apparatus same as the above. 同上研削加工装置の制御手順を説明する図である。It is a figure explaining the control procedure of a grinding processing device same as the above. 従来の一例として示す研削加工装置の平面図である。It is a top view of a grinding processing device shown as an example of the former. 従来における研削加工装置を模式的に示す側面図である。It is a side view showing typically the grinding processing device in the past.

本発明は、ウエハを研削する砥石の移動量を減らして研削加工処理時間の短縮を可能にする研削加工装置を提供するという目的を達成するために、概略円板状をしたワークを回転可能に支持し得るワーク保持部と、前記ワークの一部と対向して配設され、前記ワーク表面を研削する砥石と、前記砥石を回転可能に支持し得る砥石支持機構と、前記ワーク保持部を傾けて前記ワークの回転軸線の傾きを調整し得るチルト機構と、前記ワークの形状を測定し得るセンサと、前記砥石に対向する前記ワークの一部と前記ワークの回転軸線を挟んで反対側に位置する部分のワーク表面上を、ワーク外周位置から前記砥石と干渉しない回転軸線の手前の位置まで前記センサと一体に移動し得るセンサ移動機構と、前記センサの測定結果に基づいて前記ワークの回転軸線手前の位置から前記回転軸線の位置までの形状を予測し、チルト補正量を算出して前記チルト機構によるチルト調整を制御する制御手段と、を備えることにより実現した。 In order to achieve the object of the present invention to provide a grinding apparatus capable of reducing the movement amount of a grinding wheel for grinding a wafer and shortening the grinding processing time, it is possible to rotate a roughly disk-shaped work A workpiece holding portion that can be supported, a grindstone that is disposed to face a part of the workpiece, and that grinds the workpiece surface, a grindstone support mechanism that can rotatably support the grindstone, and the workpiece holding portion are inclined Tilt mechanism that can adjust the inclination of the rotation axis of the workpiece, a sensor that can measure the shape of the workpiece, and a position opposite to the part of the workpiece facing the grindstone and the workpiece rotation axis A sensor moving mechanism capable of moving integrally with the sensor from the workpiece outer peripheral position to a position in front of the rotation axis not interfering with the grinding stone on the workpiece surface of the portion to be machined; It predicts the shape from the axis of rotation before the position of the click to the position of the axis of rotation, was achieved by calculate the tilt correction amount and a control means for controlling the tilt adjustment by the tilt mechanism.

以下、本発明の実施形態による研削加工装置を、半導体製造装置においてウエハを製造する場合に適用して説明する。 Hereinafter, a grinding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by applying to a case of manufacturing a wafer in a semiconductor manufacturing apparatus.

図１乃至図３は本発明の一実施例としての半導体製造工程における研削加工装置を示すもので、図１はその研削加工装置の平面図、図２はその研削加工装置の要部を模式的に示した平面図、図３は図２中のＡ−Ａ位置で切断した研削加工装置の概略断面図である。 1 to 3 show a grinding apparatus in a semiconductor manufacturing process as one embodiment of the present invention, FIG. 1 is a plan view of the grinding apparatus, and FIG. 2 is a schematic view of the main part of the grinding apparatus. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the grinding apparatus cut at the A-A position in FIG.

図１及び図２において、研削加工装置１０は、チャックテーブル１１と、砥石１
２と、砥石台１３と、チルト機構１４、センサ１５、スラリー供給機構としてのクーラント供給機構１７等で構成されている。 In FIGS. 1 and 2, the grinding processing apparatus 10 includes a chuck table 11 and a grinding wheel 1.
A grinding wheel head 13, a tilt mechanism 14, a sensor 15, and a coolant supply mechanism 17 as a slurry supply mechanism are provided.

前記チャックテーブル１１は、前記チルト機構１４を介して、回転軸線Ｏを中心として時計まわり方向(図１中の矢印３１の方向)に回転可能に配設されており、チルト機構１４は回転軸線Ｏの傾きをＸ−Ｙ方向に調整可能に形成されている。そのチャックテーブル１１上には、図１に示すように基板１６上にテープ(図示せず)で貼着することによりマウントされた、概略円板状のウエハ(ワーク)Ｗが、その中心を回転軸線Ｏに合わせて基板１６と共に載置され、そのチャックテーブル１１でエアチャックされている。 The chuck table 11 is disposed rotatably in the clockwise direction (the direction of the arrow 31 in FIG. 1) about the rotation axis O via the tilt mechanism 14, and the tilt mechanism 14 has the rotation axis O The tilt of the lens is adjustable in the XY direction. A substantially disk-shaped wafer (workpiece) W mounted on the chuck table 11 by sticking with a tape (not shown) on the substrate 16 as shown in FIG. 1 has its center rotated. The substrate 16 is placed along the axis O and is air-chucked by the chuck table 11.

前記砥石１２は、円板状に形成されている。その砥石１２は、砥石台１３に時計回り方向(図１中の矢印３２の方向)に回転可能に支持されている。そして、砥石１２は図１及び図２に示すように、ウエハＷの一部、すなわち片側半円部分Ｗａの範囲(図２のＡ−Ａ線位置の上側)を覆った状態で回転軸線Ｏの片側に、片側半円部分Ｗａと対向して配設されており、また砥石台１３と共に上下方向(紙面と直交する方向)に移動可能になっている。 The grindstone 12 is formed in a disk shape. The grindstone 12 is rotatably supported by the grindstone table 13 in the clockwise direction (the direction of the arrow 32 in FIG. 1). Then, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the grindstone 12 covers a part of the wafer W, that is, the range of one side semicircular part Wa (upper side of line A-A in FIG. 2) It is disposed on one side so as to be opposed to the one-side semicircular portion Wa, and is movable in the vertical direction (the direction orthogonal to the paper surface) together with the grindstone head 13.

前記センサ１５は、非接触で検出可能な光学式のセンサであり、アーム状をしたセンサ移動機構１８に取り付けられている。そのセンサ移動機構１８は、図１及び図２に示すように、一端側が装置本体１０ａの駆動軸１９に、その駆動軸１９を支点として回転可能に取り付けられており、他端側に前記センサ１５を取り付けている。そして、センサ移動機構１８は駆動軸１９を支点として水平面(装置本体１０ａの上面)に沿って旋回され、その旋回によりセンサ１５が、砥石１２に対向する前記ウエハＷの半円部分Ｗａと反対側に位置している部分である片側の半円部分Ｗｂの範囲上を、ワーク外周位置Ｐ１(図１中に実線で示す位置)から回転軸線Ｏに向かって、前記砥石１２と干渉しない手前の位置Ｐ２(図１中に点線で示す位置)上まで移動して、そのウエハＷの形状をスキャンし、そのスキャンによりウエハＷの形状を測定し得るようになっている。 The sensor 15 is an optical sensor that can detect contactlessly, and is attached to an arm-like sensor moving mechanism 18. As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor moving mechanism 18 is rotatably attached at one end to the drive shaft 19 of the apparatus main body 10 a with the drive shaft 19 as a fulcrum and the sensor 15 at the other end. Is attached. Then, the sensor moving mechanism 18 is pivoted along the horizontal surface (the upper surface of the apparatus main body 10a) with the drive shaft 19 as a fulcrum, and the sensor 15 is opposite to the semicircular portion Wa of the wafer W facing the grindstone 12 by the pivot. Position on the one-side semi-circular portion Wb, which is a portion located on the front, from the workpiece outer peripheral position P1 (the position shown by the solid line in FIG. 1) toward the rotation axis O The wafer W is moved to a position P2 (the position indicated by a dotted line in FIG. 1), the shape of the wafer W is scanned, and the shape of the wafer W can be measured by the scan.

前記クーラント供給機構１７は、砥石１２とウエハＷとの間にノズルから研削水(冷却水)を供給ためのものである。なお、クーラント供給機構１７は、ウエハＷの回転方向(チャックテーブル１１の回転方向)において、砥石１２の上流側に配設され、砥石１２の下流側にセンサ１５を配設している。したがって、クーラント供給機構１７から供給された研削水のほとんどは砥石１２の部分で払拭されるので、例え研削を行っているオンラインの状態でセンサ１５が測定を行ったとしても、研削水が下流側のセンサ１５の測定に与える影響は少なくなる。 The coolant supply mechanism 17 is for supplying grinding water (cooling water) from a nozzle between the grindstone 12 and the wafer W. The coolant supply mechanism 17 is disposed on the upstream side of the grindstone 12 in the rotational direction of the wafer W (the rotational direction of the chuck table 11), and the sensor 15 is disposed on the downstream side of the grindstone 12. Therefore, most of the grinding water supplied from the coolant supply mechanism 17 is wiped off by the portion of the grindstone 12, so even if the sensor 15 performs measurement in the state of on-line grinding, the grinding water is on the downstream side The influence on the measurement of the sensor 15 is reduced.

図４は、研削加工装置１０の駆動を制御する制御系の構成ブロック図である。同図において、研削加工装置１０の制御系は、研削加工装置１０の全体を予め決められた手順で制御する制御手段としての主制御部２１と、前記チャックテーブル１１の回転及びチャックの開閉動作を制御するチャックテーブル制御部２２と、砥石１２の回転を制御する砥石回転駆動制御部２３と、センサ移動機構１８の旋回動作を制御するセンサ移動機構駆動制御部２４と、チルト機構１４を制御するチルト機構制御部２５などを備えている。 FIG. 4 is a configuration block diagram of a control system that controls the driving of the grinding apparatus 10. As shown in FIG. In the figure, the control system of the grinding apparatus 10 controls the rotation of the chuck table 11 and the opening / closing operation of the chuck 11 as a main control unit 21 as control means for controlling the entire grinding apparatus 10 according to a predetermined procedure. The chuck table control unit 22 to control, the grindstone rotation drive control unit 23 to control the rotation of the grindstone 12, the sensor moving mechanism drive control unit 24 to control the turning operation of the sensor moving mechanism 18, and the tilt to control the tilt mechanism 14 A mechanism control unit 25 and the like are provided.

主制御部２１は、メインの制御部であり、例えばコンピュータである。主制御部２１は、研削加工装置１０の全体を予め決められた手順で制御する制御系のプログラムを有するメモリ２１ａと、既存のウエハＷの形状データが電子化されてデータパターンとして予め記憶されているマップなどを含む各種のデータを読み書き可能に格納するメモリ２１ｂと、メモリ２１ａ、２１ｂ及びセンサ１５から入力されるデータを演算処理するＣＰＵ(演算処理装置)２１ｃなどで構成されている。 The main control unit 21 is a main control unit, and is, for example, a computer. The main control unit 21 converts the shape data of the existing wafer W into a data pattern and stores it in advance as a data pattern, and a memory 21a having a control system program that controls the entire grinding processing apparatus 10 according to a predetermined procedure. The memory 21 b stores various data including a map etc. in a readable and writable manner, and the CPU 21 c performs arithmetic processing on the data input from the memories 21 a and 21 b and the sensor 15.

また、主制御部２１では、センサ１５が前記ワーク外周位置Ｐ１から砥石１２と干渉しない手前の前記位置Ｐ２上まで移動してウエハＷの形状をスキャンして得られた結果と、既存のウエハＷの形状をデータ化して予め記憶しているマップ２２ｂ内のデータパターンを参照して、例えば今回スキャンして得られた結果が、既存のウエハＷから得られたどのパターンに対応しているかを判定し、ウエハＷ上における残りの位置Ｐ２から中心軸線Ｏまでの範囲における形状を演算して予測することができるようになっている。そして、主制御部２１では、その予測に基づいてチルト機構制御部２５を介してチルト機構１４を制御し、チャックテーブル１１の傾きを調整することができるようになっている。 Further, the main control unit 21 moves the sensor 15 from the workpiece outer peripheral position P1 to the position P2 on the front side where it does not interfere with the grindstone 12, scans the shape of the wafer W, and the existing wafer W The data pattern in the map 22b stored in advance by converting the shape of the data into a data pattern is referred to, for example, it is determined which pattern obtained from the existing wafer W corresponds to the result obtained by scanning this time The shape in the range from the remaining position P2 on the wafer W to the central axis O can be calculated and predicted. The main control unit 21 can control the tilt mechanism 14 via the tilt mechanism control unit 25 based on the prediction to adjust the tilt of the chuck table 11.

図５は研削加工装置１０の動作手順の一例を示す図である。その研削加工装置１０の動作を、図５の(ａ)〜(ｆ)の順に説明する。
(ａ) まず、ウエハＷが載置される前のチャックテーブル１１の形状が測定され、その測定結果が主制御部２１のメモリ２１ｂなどに予め格納される。
(ｂ) 次いで、砥石１２が上方に、砥石台１３と共に移動された状態において、チャックテーブル１１上に研削前のウエハＷがエアチャックして取り付けられる。また、チャックテーブル１１がウエハＷと一体に回転するとともに、砥石１２が回転しながらウエハＷの表面と接触するまで砥石台１３と共に下降し、クーラント供給機構１７から研削水を供給しながらウエハＷの粗研削を行う。ウエハＷの粗研削後、クーラント供給機構１７による研削水の供給を停止するとともに、砥石１２はチャックテーブル１１の傾斜、すなわちチルト機構１４によるチャックテーブル１１のチルト制御の邪魔にならない位置まで、上方に砥石台１３と共に移動される。
(ｃ) その後、センサ１５によるウエハＷの形状の測定が行われる。この形状の測定では、センサ１５がセンサ移動機構１８と共に駆動軸１９を支点として水平に旋回し、図１及び図２に示すワーク外周位置Ｐ１から砥石１２と干渉しない手前の位置Ｐ２まで移動してウエハＷの形状をスキャンし、そのウエハＷの形状を測定する。そして、センサ１５の測定の結果がデータとして主制御部２１に入力される。
(ｄ) 主制御部２１では、センサ１５が測定したデータとデータマップ２２ｂ内に予め格納されているデータパターンを参照し、どのデータパターンと対応しているかを判定し、ウエハＷ上における残りの位置Ｐ２から中心軸線Ｏまでの範囲における形状を演算して予測する。
(ｅ) そして、主制御部２１では、その予測値に基づいてチルト機構制御部２５を介してチルト機構１４を制御し、チャックテーブル１１の回転軸線Ｏの傾きを調整する。すなわち、ウエハＷと砥石５２との相対位置関係を調節する。
(ｆ) 次いで、チャックテーブル５１がウエハＷと一体に回転し、また砥石５２が回転しながらウエハＷの表面と接触するまで、砥石台５３と共に下降し、クーラント供給機構１７から研削水を供給しながらウエハＷに対する精研削が行われる。これにより、ウエハＷは厚みが均一になるように精研削され、ウエハＷの粗研削から精研削までの一連の処理が完了する。この研削手順では、ウエハＷ間のバラツキを抑え、高精度、かつ、厚みの均一性が得られる。 FIG. 5 is a view showing an example of the operation procedure of the grinding apparatus 10. As shown in FIG. The operation of the grinding apparatus 10 will be described in the order of (a) to (f) in FIG.
(a) First, the shape of the chuck table 11 before the wafer W is placed is measured, and the measurement result is stored in advance in the memory 21 b of the main control unit 21 or the like.
(b) Next, the wafer W before grinding is attached as an air chuck on the chuck table 11 in a state where the grindstone 12 is moved upward together with the grindstone table 13. In addition, while the chuck table 11 rotates integrally with the wafer W, while the grindstone 12 rotates, the chuck table 11 descends with the grindstone table 13 until it contacts the surface of the wafer W, and supplies grinding water from the coolant supply mechanism 17. Perform rough grinding. After rough grinding of the wafer W, the supply of grinding water by the coolant supply mechanism 17 is stopped, and the grindstone 12 is moved upward to a position where the inclination of the chuck table 11 does not interfere with the tilt control of the chuck table 11 by the tilt mechanism 14. It is moved together with the grinding wheel head 13.
(c) Thereafter, the measurement of the shape of the wafer W by the sensor 15 is performed. In the measurement of this shape, the sensor 15 turns horizontally with the sensor moving mechanism 18 around the drive shaft 19 as a fulcrum, and moves from the workpiece outer peripheral position P1 shown in FIGS. 1 and 2 to a position P2 before interference with the grinding stone 12 The shape of the wafer W is scanned, and the shape of the wafer W is measured. Then, the result of the measurement of the sensor 15 is input to the main control unit 21 as data.
(d) The main control unit 21 refers to the data measured by the sensor 15 and the data pattern stored in advance in the data map 22 b to determine which data pattern corresponds to the remaining data on the wafer W. The shape in the range from the position P2 to the central axis O is calculated and predicted.
(e) Then, the main control unit 21 controls the tilt mechanism 14 via the tilt mechanism control unit 25 based on the predicted value to adjust the inclination of the rotation axis O of the chuck table 11. That is, the relative positional relationship between the wafer W and the grindstone 52 is adjusted.
(f) Subsequently, the chuck table 51 is rotated together with the wafer W, and the grinding wheel 53 is lowered together with the grinding wheel 52 until the grinding wheel 52 rotates and contacts the surface of the wafer W, and the coolant supply mechanism 17 supplies grinding water. While the wafer W is finely ground. As a result, the wafer W is finely ground so that the thickness becomes uniform, and a series of processes from rough grinding to precise grinding of the wafer W are completed. In this grinding procedure, variations among wafers W can be suppressed, and high precision and uniform thickness can be obtained.

したがって、本実施形態に係る研削加工装置１０によれば、ウエハ(ワーク)Ｗの形状を測定するセンサ１５は、ワーク外周位置Ｐ１から砥石１２と干渉しない回転軸線Ｏの手前の位置Ｐ２まで移動し、残りの回転軸線Ｏ手前の位置Ｐ２から回転軸線Ｏまでの形状(図２中に示す範囲Ｓ２内の形状)は、既存のウエハＷで予め測定されたデータマップ２２ｂ内のデータパターンを参照して予測し、実際のスキャンは行わない。これにより、センサ１５は、ウエハＷと砥石１２との間を横切る形でスキャンして測定を行うことがないので、回転軸線Ｏの位置までセンサを移動させていた従来装置においては、測定を行う都度、砥石を上方の退避位置に大きく移動させて隙間を作る必要があったが、本実施形態の研削加工装置１０ではその必要はない。このため、砥石の上下移動量が少なくなり、また粗研削加工から精研削加工まで、加工をほぼ連続して行うことができるので、研削加工処理時間の短縮を可能にする。さらに、ウエハＷの研削を高精度に行うことができると共に厚みが均一なワークが容易に得られ、品質の向上に寄与する。 Therefore, according to the grinding processing apparatus 10 according to the present embodiment, the sensor 15 for measuring the shape of the wafer (workpiece) W moves from the workpiece outer peripheral position P1 to a position P2 in front of the rotation axis O which does not interfere with the grindstone 12 The shape from the position P2 in front of the remaining rotation axis O to the rotation axis O (shape in the range S2 shown in FIG. 2) refers to the data pattern in the data map 22b previously measured in the existing wafer W. Do not do an actual scan. As a result, the sensor 15 does not scan and make measurements across the wafer W and the grindstone 12, so in the conventional apparatus in which the sensor is moved to the position of the rotation axis O, the measurement is performed. Although it was necessary to move the grinding wheel to the upper retracted position to create a gap each time, this is not necessary in the grinding apparatus 10 of the present embodiment. As a result, the amount of vertical movement of the grinding wheel is reduced, and since processing can be carried out almost continuously from rough grinding to precise grinding, the grinding processing time can be shortened. Further, the wafer W can be ground with high accuracy, and a workpiece having a uniform thickness can be easily obtained, which contributes to the improvement of the quality.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 The present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that the present invention extends to those modified.

以上説明したように、本発明は半導体製造工程における研削加工装置を一例として説明したが、半導体製造工程に限らず、広く一般の研削加工装置にも応用できるものである。 As described above, the present invention has been described by way of example of the grinding apparatus in the semiconductor manufacturing process, but the present invention is not limited to the semiconductor manufacturing process, and can be widely applied to general grinding apparatuses.

１０研削加工装置
１０ａ装置本体
１１チャックテーブル(ワーク保持部)
１２砥石
１３砥石台
１４チルト機構
１５センサ
１６基板
１７クーラント供給機構
１８センサ移動機構
１９駆動軸
２１主制御部(制御手段)
２１ａメモリ(プログラム)
２１ｂメモリ(データマップ)
２１ｃＣＰＵ(演算処理装置)
２２チャックテーブル制御部
２３砥石回転駆動制御部
２４センサ移動機構駆動制御部
２５チルト機構制御部
Ｗウエハ(ワーク)
Ｗａ、Ｗｂ半円部分
Ｏ回転軸線
Ｐ１１ワーク外周位置
Ｐ２ワーク上の位置 10 Grinding apparatus 10a Apparatus main body 11 Chuck table (work holding portion)
12 grindstone 13 grindstone head 14 tilt mechanism 15 sensor 16 substrate 17 coolant supply mechanism 18 sensor moving mechanism 19 drive shaft 21 main control section (control means)
21a Memory (program)
21b Memory (data map)
21c CPU (calculation processing unit)
22 chuck table control unit 23 grinding wheel rotation drive control unit 24 sensor moving mechanism drive control unit 25 tilt mechanism control unit W wafer (work)
Wa, Wb Semicircle O Rotational axis P11 Workpiece peripheral position P2 Position on work

Claims

A work holding portion capable of rotatably supporting a substantially disk-like work;
A grinding wheel disposed opposite to a portion of the work to grind the surface of the work;
A grinding wheel support mechanism capable of rotatably supporting the grinding wheel;
A tilt mechanism capable of adjusting the tilt of the rotation axis of the work by tilting the work holding portion;
A sensor capable of measuring the shape of the workpiece;
A portion of the workpiece facing the grindstone and the workpiece surface on the opposite side across the rotational axis of the workpiece from the outer peripheral position of the workpiece to a position just in front of the rotational axis not interfering with the grindstone A sensor moving mechanism that can move together;
The workpiece shape including the pattern corresponding to the partial shape of the workpiece measured by the sensor is recalled from the data map stored in advance by converting the shape of the entire surface of the existing data into data, and the position of the workpiece before the rotation axis Control means for predicting a shape up to the position of the rotation axis, calculating a tilt correction amount, and controlling tilt adjustment by the tilt mechanism;
Grinding device characterized by having.

The grinding apparatus according to claim 1 , wherein the sensor is a scan-type non-contact thickness measurement sensor.

In the rotation direction of the workpiece, the sensor is disposed downstream of said grinding wheel, said are disposed a slurry supply mechanism for supplying grinding water to the upstream side of the grinding wheel, according to claim 1 or, characterized in that grinding device according to 2.

The grinding apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the work is a semiconductor wafer.