JPH11309666A - ウェーハの平面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェーハの研削作業の効率を低下させることな
く砥石若しくは研磨布の磨耗量を精度良く測定する。 【解決手段】カップ型砥石５４、６４の磨耗量を投光器
７０と受光器７２から成る非接触型の磨耗量測定器６８
で測定するようにしたので、カップ型砥石５６、６４ウ
ェーハ２６を研削する邪魔にならない位置に磨耗量測定
器６８を固定配置することができる。従って、リミット
スイッチ３のような接触型の磨耗量測定器ように、測定
のたびに磨耗量測定器６８を測定位置に移動させたり、
測定終了後に磨耗量測定器６８を元の位置に移動させる
必要がないので、研削効率を低下しないように測定する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの平面加工
装置に係り、特に半導体ウェーハの製造工程で半導体ウ
ェーハの裏面を研削加工するウェーハの平面加工装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハの裏面を研削する平面研
削装置は、チャックテーブルと砥石とを備えており、こ
のチャックテーブルで半導体ウェーハの表面を吸着保持
し、そして、半導体ウェーハの裏面に砥石を押し付ける
と共に、チャックテーブル及び研削砥石を回転させてウ
ェーハの裏面を研削する。

【０００３】このような平面研削装置は、ねじ送り装置
によって砥石をテーブルに送り移動させる送り手段を有
し、この送り手段による砥石の送り量を制御することに
より、半導体ウェーハの研削量を制御している。ところ
で、最近の半導体ウェーハは、ＩＣの高集積化に伴って
薄肉化の要求があり、斯かる要求によって高い研削精度
が平面研削装置に要求されている。しかし、送り手段に
より砥石の送り量を制御することにより半導体ウェーハ
の研削量を制御しているので、研削による砥石の磨耗が
進行すると砥石の送り量を精度良く制御しても、研削精
度が悪くなる。従って、砥石の磨耗量を定期的に測定し
て磨耗量に見合った砥石の送り量を設定する必要があ
る。

【０００４】図３は、従来のリミットスイッチを用いた
磨耗量測定器１を説明する説明図である。図３に示すよ
うに、アーム２の先端に支持されたリミットスイッチ３
を水平揺動させてリミットスイッチ３の下端をチャック
テーブル４に保持されたウェーハ５面に接触させる。そ
して、この状態で、カップ型砥石６の砥石部６Ａを予め
設定された基準位置からリミットスイッチ３の上端に接
触するまで送り、その送り量に基づいて砥石６の磨耗量
を測定していた。即ち、リミットスイッチ３の上端から
下端までの長さ（Ｌ）は一定であるので、砥石６の磨耗
量が大きくなると送り量が大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リミッ
トスイッチ３を用いた従来の磨耗量測定器の場合、リミ
ットスイッチ３とカップ型砥石６とを接触させなくては
ならないたいために、リミットスイッチ３測定位置に固
定配置すると研削の邪魔になる。従って、測定時にリミ
ットスイッチ３を測定位置に移動させたり、測定後にリ
ミットスイッチ３を元の位置に戻すという操作が必要に
なる。これにより、その分、測定に要する時間が長くな
るので、研削効率の低下を招くという欠点がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ウェーハの加工作業の効率を低下させること
なく砥石の磨耗量を精度良く測定することのできるウェ
ーハの平面加工装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、ウェーハを保持したテーブルと、該ウェー
ハを加工する砥石若しくは研磨布とを相対的に近づく方
向に移動させることにより、砥石若しくは研磨布とウェ
ーハとを押し当てると共に、砥石若しくは研磨布とウェ
ーハとを相対的に回転させてウェーハを加工するウェー
ハの平面加工装置において、前記砥石若しくは研磨布の
磨耗量を測定する非接触型の測定手段を、前記加工の邪
魔にならないように前記平面加工装置に固定配置したこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、砥石若しくは研磨布の磨
耗量を非接触型の測定手段、例えば光センサーで測定す
るようにしたので、加工の邪魔にならない場所に測定手
段を固定配置することができる。従って、リミットスイ
ッチのような接触型の測定手段のように、測定のたびに
測定手段を測定位置に移動させたり、測定終了後に測定
手段を元の位置に移動させる必要がないので、加工効率
を低下しないように測定することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るウェーハの平面加工装置の好ましい実施の形態につい
て詳説する。図１は、本発明が適用された半導体ウェー
ハの平面研削装置の斜視図である。図１に示すように平
面研削装置１０の本体１２には、カセット収納ステージ
１４、アライメントステージ１６、粗研削ステージ１
８、仕上げ研削ステージ２０、及び洗浄ステージ２２が
設けられている。

【００１０】前記カセット収納ステージ１４には、２台
のカセット２４、２４が着脱自在にセットされ、これら
のカセット２４、２４には裏面研削前のウェーハ２６が
多数枚収納されている。このウェーハ２６は、搬送用ロ
ボット２８によって１枚ずつ保持されて、次工程である
アライメントステージ１６に順次搬送される。前記搬送
用ロボット２８は、本体１２に立設されたビーム３０に
昇降装置３２を介して吊り下げ支持される。また、前記
昇降装置３２は、ビーム３０に内蔵された図示しない送
りねじ装置に連結されており、この送りねじ装置で前記
昇降装置３２を送り移動させると、前記搬送用ロボット
２８が、ビーム３０の配設方向に沿って図１上矢印Ａ、
Ｂ方向に往復移動することができる。この搬送用ロボッ
ト２８の前記移動と、搬送用ロボット２８の動作によっ
て、前記ウェーハ２６が平面研削装置１０内で予め設定
された順路に従って順次搬送される。

【００１１】本実施の形態の如く搬送用ロボット２８を
吊り下げ支持すると、カセット収納ステージ１４とアラ
イメントステージ１６との間隔を狭くすることができる
ので、平面研削装置１０を小型化することができる。即
ち、搬送用ロボット２８を装置本体１２の上面に設置す
ると、ウェーハ２６を搬送する関係上、搬送用ロボット
２８をカセット収納ステージ１４とアライメントステー
ジ１６との間のスペースに設置しなければならない。こ
のため、前記スペースの分だけ平面研削装置１０が無用
に大型化する。これに対して、本実施の形態の平面研削
装置１０は、装置本体１２の上方空間を搬送用ロボット
２８の設置スペース及び動作スペースとして有効利用し
たので、装置の小型化を図ることができる。

【００１２】前記ロボット２８は、汎用の産業用ロボッ
トであり、その構成はウェーハ２６を吸着保持する馬蹄
形のアーム３４、及び３本のリンク３６、３８、４０等
から成っている。前記アーム３４の先端には、ウェーハ
２６を吸着する吸着パッド３５、３５が設けられる。ま
た、アーム３４は、リンク３６にその基端部が軸芯を中
心に回転自在に支持され、図示しないモータからの駆動
力で軸芯を中心に回転することができる。前記リンク３
６は、リンク３８に軸４２を介して回動自在に連結さ
れ、図示しないモータからの駆動力で軸４２を中心に回
転することができる。また、リンク３８は、軸４４を介
してリンク４０に回動自在に連結され、図示しないモー
タからの駆動力で軸４４を中心に回転することができ
る。さらに、リンク４０は、軸４６を介して図示しない
モータの出力軸に連結されているので、モータを駆動す
ることにより軸４６を中心に回転することができる。ま
た、モータは、昇降装置３２の図示しない昇降ロッドに
連結されている。したがって、前記ロボット２８によれ
ば、アーム３４及び３本のリンク３６、３８、４０の動
作を各々のモータで制御すると共に、昇降装置３２の昇
降ロッドの収縮動作を制御することにより、前記カセッ
ト２４に収納されたウェーハ２６を取り出してアライメ
ントステージ１６に搬送することができる。

【００１３】前記アライメントステージ１６は、カセッ
ト２４から搬送されたウェーハ２６を所定の位置に位置
合わせするステージである。このアライメントステージ
１６で位置合わせされたウェーハ２６は、前記搬送用ロ
ボット２８の吸着パッド３５、３５に再度吸着保持され
た後、空のチャックテーブル４８に向けて搬送され、こ
のチャックテーブル４８の所定の位置に吸着保持され
る。

【００１４】前記チャックテーブル４８は、ターンテー
ブル５０に設置され、また、同機能を備えたチャックテ
ーブル５２、５４がターンテーブル５０に所定の間隔を
もって設置されている。前記チャックテーブル５２は、
粗研削ステージ１８に位置されており、吸着したウェー
ハ２６がここで粗研削される。また、前記チャックテー
ブル５４は、仕上げ研削ステージ２０に位置され、吸着
したウェーハ２６がここで仕上げ研削（精研削、スパー
クアウト）される。

【００１５】前記チャックテーブル４８に吸着保持され
たウェーハ２６は、図示しない測定ゲージによってその
厚みが測定される。厚みが測定されたウェーハ２６は、
ターンテーブル５２の図１上矢印Ｃ方向の回動で粗研削
ステージ１８に位置し、粗研削ステージ１８のカップ型
砥石５６によって粗研削される。このカップ型砥石５６
は図１に示すように、モータ５８の図示しない出力軸に
連結され、また、モータ５８のサポート用ケーシング６
０を介して砥石送り装置（ねじ送り装置）６２に取り付
けられている。前記砥石送り装置６２は、カップ型砥石
５６をモータ５８と共に昇降移動させるもので、この下
降移動によりカップ型砥石５６がウェーハ２６の裏面に
押し付けられる。これにより、ウェーハ２６の裏面粗研
削が行われる。

【００１６】粗研削ステージ１８で粗研削されたウェー
ハ２６は、ウェーハ２６からカップ型砥石５８が退避移
動した後に、図示しない厚み測定ゲージによってその厚
みが測定される。厚みが測定されたウェーハ２６は、タ
ーンテーブル５０の同方向の回動で仕上げ研削ステージ
２０に位置し、仕上げ研削ステージ２０に示すカップ型
砥石６４によって精研削、スパークアウトされる。この
仕上げ研削ステージ２０の主たる構造については、粗研
削ステージ１８で説明した構造と同様であるので詳細な
説明は省略する。

【００１７】仕上げ研削ステージ２０で仕上げ研削され
たウェーハ２６は、ウェーハ２６からカップ型砥石６４
が退避移動した後に、ターンテーブル５０の同方向の回
動で図１に示した空のチャックテーブル４８の位置に搬
送される。そして、前記ウェーハは、搬送アーム６６の
先端に設けた、ウェーハと略同径の吸着パッド３５に吸
着された後、搬送アーム６６の図１上矢印Ｄ方向の回動
で洗浄ステージ２２に搬送され、ここで洗浄される。

【００１８】洗浄ステージ２２で洗浄されたウェーハ２
６は、前記搬送用ロボット２８によって吸着保持されて
カセット収納ステージ１４に搬送され、所定のカセット
２４の所定の棚に収納される。以上が、本実施の形態の
平面研削装置１０によるウェーハ処理工程の流れであ
る。上記説明したウェーハ処理工程において、カップ型
砥石５６、６４の下降移動量、即ち、カップ型砥石５
６、６４による研削量は、予め設定されたカップ型砥石
５６、６４の基準位置と、ウェーハ２６の厚みとに基づ
いて決定される。従って、研削によるカップ型砥石５
６、６４の磨耗が進行すると、カップ型砥石５６、６４
の送り量を精度良く制御しても、研削精度が悪くなる。
このため、粗研削ステージ１８及び仕上げ研削ステージ
２０には、カップ型砥石５６、６４の磨耗量を測定する
非接触型の磨耗量測定器が設けられる。

【００１９】次に、カップ型砥石５６、６４を磨耗量を
測定する磨耗量測定器６８について説明する。図２に示
すように、磨耗量測定器６８は、主として、投光器７０
と受光器７２から成る光センサー部と、受光器７２から
の信号に基づいてカップ型砥石５６、６４の砥石部５６
Ａ、６４Ａの磨耗量を演算する演算部７４とで構成され
る。投光器７０と受光器７２は、各チャックテーブル４
８、５２、５４の径方向の両側に対向するようにターン
テーブル５０上に固定配置され、投光器７０からは１本
の細いレーザー光線７６が受光器７２に向かって水平発
射される。この水平発射されるレーザー光線７６は、タ
ーンテーブル５０からの高さ（Ｈ）が常に一定に維持さ
れる。投光器７０から発射する光線としては赤外線、可
視光線、紫外線等の光線も使用可能であるが、高さ
（Ｈ）を一定に維持するためには直線性の良い光線を発
射することのできるレーザー光線が最も好ましい。受光
器７２では、投光器７０から発射されるレーザー光線７
６の受光の有無を検出し、受光の有無を無線信号により
演算器７４に出力する。

【００２０】次に、磨耗量測定器６８でカップ型砥石５
６、６４の磨耗量を測定する動作について説明する。例
えば、平面研削装置を制御するＣＰＵからの指示により
砥石部５６Ａ、６４Ａの磨耗量の測定が開始されると、
カップ型砥石５６、６４が基準位置からターンテーブル
５０に向かって下降移動を開始する。この下降移動と同
期して投光器７０から受光器７２に向かってレーザー光
線７６が発射される。そして、受光器７２における受光
の有無が受光器７２から演算器７４に出力される。演算
器７４では、受光器７２からのレーザー光線７６の受光
の有無に基づいて、カップ型砥石５６、６４が下降を開
始してから砥石部５６Ａ、６４Ａの下端５６Ｂ ６４Ｂ
がレーザー光線７６を遮ぎるまでの下降移動量が演算さ
れる。そして、演算された下降移動量と基準移動量との
差が砥石部５６Ａ、６４Ａの磨耗量として算出される。
ここで、基準移動量とは、砥石部５６Ａ、６４Ａが磨耗
していない未使用状態におけるカップ型砥石５６、６４
の前記基準位置からレーザー光線７６までの下降移動量
である。そして、平面研削装置１０の運転前に、未使用
状態のカップ型砥石５６、６４を磨耗量測定器６８で予
め測定した下降移動量を基準移動量として演算器に入力
させておく。

【００２１】また、演算器７４で算出されたカップ型砥
石５６、６４の磨耗量は、粗研削ステージ１８及び仕上
げ研削ステージ２０の砥石送り装置の図示しない制御部
にフィードバックされる。そして、制御部では、磨耗量
に応じてカップ型砥石５６、６４の下降移動量の設定値
を逐次修正する。以上説明したように、本実施の形態で
は、カップ型砥石５６、６４の砥石部５６Ａ、６４Ａの
磨耗量を、投光器７０と受光器７２から成る光センサー
を利用した非接触型の磨耗量測定器６８で測定するよう
にしたので、カップ型砥石５６、６４でウェーハを研削
するのに邪魔にならない場所、例えばターンテーブル５
０上に磨耗量測定器６８のセンサー部を固定配置するこ
とができる。従って、従来のリミットスイッチを使用し
た接触型の磨耗量測定器のように、測定のたびにリミッ
トスイッチを測定位置に移動させたり、測定終了後にリ
ミットスイッチを元の位置に移動させる必要がない。こ
れにより、研削効率を低下させることなくカップ型砥石
５６、６４の砥石部５６Ａ、６４Ａの磨耗量を測定する
ことができるので、生産性を向上させることができる。

【００２２】尚、本発明の実施の形態では、非接触型の
磨耗量測定器を光センサーの例で説明したが、これに限
定することはなく、非接触型で且つ研削の邪魔にならな
い場所にセンサー部を設置できるものであれば何でも良
い。更には、センサー部を取り付ける場所も平面研削装
置で、研削の邪魔にならない場所であればどこでもよ
い。また、光センサーを投光器と受光器で説明したが、
投光器からの光を砥石部に反射させる反射型の光センサ
ーでもよい。また、それぞれのチャックテーブルに非接
触型の磨耗量測定器をを配置したが、１つのチャックテ
ーブルのみに配置するようにしてもよい。

【００２３】なお、本実施の形態では、ウェーハの裏面
を研削する平面研削装置について説明したが、カップ型
砥石の代わりに研磨布を使用してウェーハを加工するＣ
ＭＰ装置、カップ型砥石の代わりにブレードを使用して
ウェーハをダイス状に切断するダイシング装置に本発明
を適用しても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るウェー
ハの平面加工装置によれば、加工効率を低下させること
なく砥石の磨耗量を測定することができるので、生産性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る半導体ウェーハの平
面研削装置の全体斜視図

【図２】本発明に係る磨耗量測定器の構成を説明する説
明図

【図３】従来の磨耗量測定器の構成を説明する説明図

【符号の説明】

１０…平面研削装置 １２…本体 １４…カセット収納ステージ １６…アライメントステージ １８…粗研削ステージ ２０…仕上げ研削ステージ ２２…洗浄ステージ ２６…ウェーハ ４８、５２、５４…チャックテーブル ５６、６４…カップ型砥石 ６８…磨耗量測定器 ７０…投光器 ７２…受光器 ７４…演算器 ７６…レーザー光線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェーハを保持したテーブルと、該ウェー
   ハを加工する砥石若しくは研磨布とを相対的に近づく方
   向に移動させることにより、砥石若しくは研磨布とウェ
   ーハとを押し当てると共に、砥石若しくは研磨布とウェ
   ーハとを相対的に回転させてウェーハを加工するウェー
   ハの平面加工装置において、 前記砥石若しくは研磨布の磨耗量を測定する非接触型の
   測定手段を、前記加工の邪魔にならないように前記平面
   加工装置に固定配置したことを特徴とするウェーハの平
   面加工装置。
2. 【請求項２】前記測定手段は、前記テーブル近傍に固定
   配置されることを特徴とする請求項１記載のウェーハの
   平面加工装置。