KR20180048374A - 연삭 장치 - Google Patents

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신지 요시다
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출하는 것을 목적으로 한다.
연삭 장치(1)는, 연삭 후의 웨이퍼(W)에 형성된 스크래치를 검출하는 스크래치 검출 수단(50)을 구비한다. 스크래치 검출 수단은, 웨이퍼의 반경 부분을 촬상하는 라인 센서(53)와, 라인 센서와 동일 방향으로 연장되는 라이트(54)와, 라인 센서의 촬상 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단하는 판단 수단(55)을 구비한다. 라인 센서는, 웨이퍼의 반경 부분을 촬상하면서 웨이퍼가 중심을 축으로 1회전함으로써 웨이퍼 전체면을 촬상한다. 판단 수단은, 촬상 화상을 좌표 변환하여 띠형 화상으로 편집하고, 상기 띠형 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단한다.

Description

연삭 장치{GRINDING APPARATUS}
본 발명은 연삭 장치에 관한 것이다.
연삭 장치로 웨이퍼를 인피드 연삭하면, 웨이퍼의 피연삭면에는, 연삭흔(硏削痕)으로서 소 마크(saw mark)가 형성된다. 소 마크는, 웨이퍼의 중심으로부터 외주를 향해 방사형으로 형성된다. 소 마크 중에서도 특히, 가공 중에 연삭 지석으로부터 탈락한 지립이 웨이퍼의 피연삭면에 접촉하여 상처가 되는, 이른바 스크래치가 발생하는 경우가 있다. 이 스크래치는, 웨이퍼에 형성되는 디바이스에 영향을 미치기 때문에, 연삭 종료 시에 스크래치의 유무를 확인할 필요가 있다.
그래서, 연삭 가공 후에 웨이퍼의 스크래치를 검출하는 연삭 장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에서는, 가공 후의 웨이퍼의 피연삭면에 광 빔을 조사하고, 그 반사광의 광량에 기초하여 스크래치의 유무가 판단된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2009-95903호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 연삭 장치에서는, 웨이퍼의 스크래치를 검출하기 위해서 복잡한 광학계의 구성이 필요해지고, 결과로서 장치 전체의 구성이 복잡화될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출할 수 있는 연삭 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 일 양태의 연삭 장치는, 연삭 지석을 환형으로 구비한 연삭 휠을 장착하는 마운트를 구비하고 연삭 휠의 중심을 축으로 회전시키는 스핀들 유닛을 갖는 연삭 수단과, 척 테이블의 유지면이 유지한 웨이퍼의 중심을 축으로 척 테이블을 회전시키는 테이블 회전 수단을 구비하는 유지 수단과, 스크래치 검출 수단을 구비한 연삭 장치로서, 척 테이블의 유지면은, 중심을 정점으로 하여 외주가 낮게 경사진 경사면을 형성하고, 연삭 수단은, 스핀들 유닛에 의해 회전하는 연삭 지석이 척 테이블이 유지한 웨이퍼의 중심을 통과하여 웨이퍼의 중심과 외주와의 반경 에어리어에서 원호의 피연삭 부분을 연삭하고 있으며, 스크래치 검출 수단은, 웨이퍼의 반경을 촬상하는 반경 길이의 라인 센서와, 라인 센서와 동일한 길이로 연장되는 라이트와, 판단 수단을 구비하고, 판단 수단은, 라인 센서가 촬상한 촬상 화상의 반경 방향을 종축으로 하고 원주 방향을 횡축으로 하여 띠형 화상으로 편집하는 편집부와, 편집부가 편집한 띠형 화상에 있어서 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정한 폭보다 크면 혹은 규칙성이 있는 직선 이외의 선이 있으면 스크래치 있음, 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정된 폭 이하이면 스크래치 없음이라고 판단하는 판단부를 구비한다.
이 구성에 의하면, 라인 센서가 웨이퍼의 반경 부분을 촬상하면서 척 테이블이 회전됨으로써, 웨이퍼 전체면의 촬상 화상을 취득할 수 있다. 촬상 중에는, 라이트에 의해 웨이퍼의 반경 부분이 비춰지고 있기 때문에, 촬상 화상의 명암으로부터 스크래치의 유무를 판단할 수 있다. 특히, 촬상 화상을 띠형 화상으로 편집함으로써, 스크래치를 규칙성이 있는 직선으로 표시할 수 있다. 이 때문에, 상기 직선의 폭과 미리 설정된 직선의 폭을 비교하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 규칙성이 있는 직선 이외의 선을 발견하기 쉽게 할 수 있다. 이 결과, 스크래치 유무의 판단이 용이해진다. 따라서, 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 연삭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 연삭 장치로 웨이퍼를 연삭할 때(연삭 공정)의 모식도이다.
도 3은 연삭 후의 웨이퍼 상면을 촬상하는 예를 도시한 상면 모식도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 촬상 공정의 일례를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 편집 공정의 일례를 도시한 모식도이다.
도 6은 스크래치 검출의 구체예를 도시한 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태의 연삭 장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 연삭 장치의 사시도이다. 도 2는 본 실시형태에 따른 연삭 장치로 웨이퍼를 연삭할 때(연삭 공정)의 모식도이다. 또한, 연삭 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 연삭 가공 전용의 장치 구성에 한정되지 않고, 예컨대, 연삭 가공, 연마 가공, 세정 가공 등의 일련의 가공이 전자동으로 실시되는 풀 오토 타입의 가공 장치에 편입되어도 좋다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭 장치(1)는, 다수의 연삭 지석(47)을 원환형으로 배치한 연삭 휠(46)을 이용하여, 척 테이블(20)에 유지된 웨이퍼(W)를 연삭하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 보호 테이프(T)가 접착된 상태로 연삭 장치(1)에 반입되어, 척 테이블(20)에 유지된다. 한편, 웨이퍼(W)는, 연삭 대상이 되는 판형 부재이면 되고, 실리콘, 갈륨비소 등의 반도체 웨이퍼여도 좋으며, 세라믹, 유리, 사파이어 등의 광디바이스 웨이퍼여도 좋고, 디바이스 패턴 형성 전의 애즈 슬라이스 웨이퍼여도 좋다.
연삭 장치(1)의 베이스(10)의 상면에는, X축 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 개구가 형성되고, 이 개구는 척 테이블(20)과 함께 이동할 수 있는 이동판(11) 및 주름상자형의 방수 커버(12)에 덮여 있다. 방수 커버(12)의 하방에는, 척 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시키는 볼나사식의 진퇴 수단(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 척 테이블(20)은, 테이블 회전 수단(24)에 연결되어 있고, 테이블 회전 수단(24)의 구동에 의해 웨이퍼(W)의 중심을 축으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 척 테이블(20)과 테이블 회전 수단(24)을 합쳐 유지 수단으로 한다.
척 테이블(20)의 상면에는, 다공질의 다공성재에 의해 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 유지면(21a)이 형성되어 있다. 구체적으로, 척 테이블(20)은, 웨이퍼(W)를 흡인 유지하는 다공성 척이며, 원판형의 다공성판(21)을 보디가 되는 프레임(22)에 부착하여 구성되어 있다.
다공성판(21)은, 세라믹스 등의 다공질재이며, 흡인용의 미세한 기공이 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 프레임(22)은, 다공성판(21)보다 대직경의 원형 형상을 가지며, 중앙에 다공성판(21)을 수용하는 원형 오목부(23)가 형성되어 있다. 원형 오목부(23)의 내측면은, 다공성판(21)의 외경과 동일한 내경으로 형성되어 있다. 또한, 원형 오목부(23)의 깊이는, 다공성판(21)의 두께와 대략 동일하게 형성된다.
프레임(22)에는, 흡인원(도시하지 않음)에 연속되는 연통로(連通路)(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 원형 오목부(23)에 다공성판(21)이 끼워 넣어짐으로써, 연통로가 다공성판(21)에 연통된다. 이에 의해, 다공성판(21)의 상면에는, 흡인원의 부압에 의해 웨이퍼(W)를 흡인 유지할 수 있는 유지면(21a)이 형성된다. 특히 유지면(21a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 척 테이블(20)의 회전 중심[유지면(21a)의 중심]을 정점으로 하여 외주가 약간 낮게 경사진 경사면을 갖는다. 웨이퍼(W)는, 원뿔형으로 경사지는 유지면(21a)에 흡인 유지되면, 유지면(21a)의 형상에 따라 완경사(緩傾斜)의 원뿔형으로 변형한다.
베이스(10) 상의 칼럼(15)에는, 연삭 수단(40)을 척 테이블(20)에 대해 접근 및 이격시키는 방향(Z축 방향)으로 연삭 이송하는 연삭 이송 수단(30)이 설치되어 있다. 연삭 이송 수단(30)은, 칼럼(15)에 배치된 Z축 방향에 평행한 한 쌍의 가이드 레일(31)과, 한 쌍의 가이드 레일(31)에 슬라이드 가능하게 설치된 모터 구동의 Z축 테이블(32)을 갖고 있다. Z축 테이블(32)의 배면측에는 도시하지 않은 너트부가 형성되고, 이들 너트부에 볼나사(33)가 나사 결합되어 있다. 볼나사(33)의 일단부에 연결된 구동 모터(34)에 의해 볼나사(33)가 회전 구동됨으로써, 연삭 수단(40)이 가이드 레일(31)을 따라 Z축 방향으로 이동된다.
연삭 수단(40)은, 하우징(41)을 통해 Z축 테이블(32)의 전면(前面)에 부착되어 있고, 스핀들 유닛(42)에 의해 연삭 휠(46)을 중심축 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 스핀들 유닛(42)은, 이른바 에어 스핀들이며, 케이싱의 내측에서 고압 에어를 통해 스핀들축(44)을 회전 가능하게 지지하고 있다.
스핀들축(44)의 선단에는 마운트(45)가 연결되어 있고, 마운트(45)에는 연삭 지석(47)을 환형으로 구비한 연삭 휠(46)이 장착되어 있다. 연삭 지석(47)은, 예컨대, 소정 지립 직경의 다이아몬드 지립을 비트리파이드 본드로 결합하여 구성된다. 한편, 연삭 지석(47)은, 이것에 한정되지 않고, 다이아몬드 지립을 메탈 본드나 레진 본드 등의 결합제로 굳혀 형성해도 좋다.
또한, 연삭 장치(1)에는, 장치 각부를 통괄 제어하는 제어 수단(90)이 설치되어 있다. 제어 수단(90)은, 각종 처리를 실행하는 프로세서나 메모리 등에 의해 구성된다. 메모리는, 용도에 따라 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 하나 또는 복수의 기억 매체로 구성된다. 제어 수단(90)은, 예컨대 연삭 수단(40)의 연삭 이송량, 연삭 이송 속도 등(그 외, 예컨대 연삭 휠의 회전 속도)을 제어한다. 또한, 제어 수단(90)은, 후술하는 스크래치 검출 수단(50)의 각종 동작을 제어한다.
척 테이블(20)의 측방에는, 연삭 후의 웨이퍼(W)에 형성된 스크래치를 검출하는 스크래치 검출 수단(50)이 설치되어 있다. 스크래치 검출 수단(50)은, 베이스(10)의 상면으로부터 기립하는 입설부(立設部; 51)와, 입설부(51)로부터 Y축 방향으로 연장되는 스캐너부(52)를 포함하여 구성된다. 스캐너부(52)는, 웨이퍼(W)의 상면을 촬상하는 라인 센서(53)와, 상기 라인 센서(53)를 따라 배치되는 라이트(54)에 의해 구성된다(모두 도 4 참조).
라인 센서(53)는, 예컨대 이미지 센서로 구성되고, 웨이퍼(W)의 반경 부분에 상당하는 길이로 연장되어 있다. 라인 센서(53)는, 웨이퍼(W)의 반경 부분에 상당하는 영역을 촬상할 수 있다. 라이트(54)는, 라인 센서(53)와 동일 방향, 동일 길이로 연장되고, 웨이퍼(W)의 상면에 광을 조사한다. 구체적으로 라이트(54)는, 라인 센서(53)의 촬상 범위를 밝게 하도록 광을 웨이퍼(W)에 조사한다. 상세한 것은 후술하겠지만, 스캐너부(52)는, 웨이퍼(W) 상면의 반경 부분을 촬상하면서 척 테이블(20)이 1회전됨으로써, 웨이퍼(W) 전체면을 촬상하는 것이 가능하다.
또한, 스크래치 검출 수단(50)은, 스캐너부(52)가 촬상한 촬상 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단하는 판단 수단(55)을 더 구비하고 있다. 판단 수단(55)은, 제어 수단(90)의 일부로 구성된다. 판단 수단(55)은, 촬상 화상을 편집하는 편집부(56)와, 편집 후의 촬상 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단하는 판단부(57)를 갖고 있다. 판단 수단(55)의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
이와 같이 구성되는 연삭 장치(1)에서는, 연삭 휠(46)의 회전축과 척 테이블(20)의 회전축을 어긋나게 한 상태에서, 연삭 지석(47)과 웨이퍼(W)의 표면을 회전 접촉시키는, 이른바 인피드 연삭이 실시된다. 여기서, 도 2를 참조하여, 웨이퍼(W)의 연삭 공정에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 척 테이블(20)의 유지면(21a)에는, 웨이퍼(W)가 배치된다. 구체적으로 웨이퍼(W)는, 보호 테이프(T)가 접착된 면이 하측이 되도록 유지면(21a) 상에 배치된다. 웨이퍼(W)는, 유지면(21a) 상에 발생하는 부압에 의해 흡인 유지되고, 유지면(21a)의 형상을 따라 완경사의 원뿔형 형상이 된다.
척 테이블(20)은 연삭 수단(40)의 하방에 위치된다. 이때, 척 테이블(20)의 회전축은, 연삭 지석(47)의 회전축으로부터 편심한 위치에 위치된다. 또한 척 테이블(20)은, 연삭 지석(47)의 연삭면(47a)과 유지면(21a)이 평행하게 되도록, 도시하지 않은 경사 조정 기구에 의해 회전축의 경사가 조정된다.
그리고, 척 테이블(20)이 회전되고, 연삭 수단(40)은, 스핀들 유닛(42)에 의해 연삭 지석(47)을 회전시키면서, 연삭 이송 수단(30)에 의해 유지면(21a)을 향해 하강(연삭 이송)된다. 연삭 지석(47)의 연삭면(47a)은, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외주에 이르는 반경 부분에 원호형으로 접촉된다.
이와 같이, 연삭 수단(40)은, 연삭 지석(47)이 웨이퍼(W)의 중심을 통과하여, 상기 웨이퍼(W)의 중심과 외주와의 반경 에어리어에서 웨이퍼(W)의 원호의 피연삭 부분을 연삭한다. 연삭 지석(47)과 웨이퍼(W)를 회전 접촉시키면서 서서히 Z축 방향으로 연삭 이송함으로써, 웨이퍼(W)가 박화(薄化)된다. 웨이퍼(W)가 원하는 두께까지 박화되었을 때, 연삭 가공이 종료된다.
그런데, 연삭 장치로 웨이퍼를 인피드 연삭하면, 웨이퍼의 피연삭면에는, 스크래치를 포함한 연삭흔(소 마크)이 형성되는 경우가 있다. 스크래치의 예로서는, 웨이퍼의 중심으로부터 외주를 향해 규칙적으로 형성되는 원호형의 모양(연삭흔)을 들 수 있다. 그 외에, 가공 중에 연삭 지석으로부터 탈락한 지립이 웨이퍼의 피연삭면에 접촉하여 상처가 되는 스크래치가 발생하는 경우도 있다. 이 스크래치는, 웨이퍼에 형성되는 디바이스에 영향을 미치기 때문에, 스크래치가 형성되는 것은 그다지 바람직하지 않다.
예컨대, 웨이퍼의 상면에 다량의 연삭수를 공급하여 연삭 가공을 실시함으로써, 탈락한 지립을 웨이퍼의 피연삭면으로부터 배제하여 스크래치를 형성하기 어렵게 하는 것이 고려된다. 그러나, 연삭수의 공급량을 늘리면 비경제적이고, 나아가서는, 다량의 연삭수가 요인이 되어, 연삭 지석이 웨이퍼에 걸리는 힘, 즉 지립의 달라붙음이 약해져 버린다. 이 결과, 연삭 효율이 악화될 우려가 있다. 이와 같이, 연삭수를 많게 함으로써 스크래치의 발생을 억제하는 것이 가능하긴 하지만, 연삭 효율과의 양립은 어렵다. 이 때문에, 연삭 종료 시에 스크래치의 유무를 확인할 필요가 있다.
예컨대, 가공 후의 웨이퍼의 피연삭면에 광 빔을 조사하고, 그 반사광의 광량에 기초하여 스크래치의 유무를 판단하는 연삭 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이 연삭 장치에서는, 웨이퍼의 스크래치를 검출하기 위해서 복잡한 광학계의 구성이 필요해져, 결과로서 장치 전체의 구성이 복잡화될 우려가 있다.
그래서, 본 발명자는, 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출하는 것을 착상하였다. 구체적으로 본 실시형태에서는, 스캐너부(52)로 웨이퍼(W)의 반경 부분을 촬상하면서 척 테이블(20)을 1회전시킴으로써 웨이퍼(W) 전체면을 촬상하고, 얻어진 촬상 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단한다.
여기서, 도 3을 참조하여, 본 실시형태에 따른 스크래치 검출 수단에 대해 설명한다. 도 3은 연삭 후의 웨이퍼 상면을 촬상하는 예를 도시한 상면 모식도이다. 구체적으로 도 3a는 비교예에 따른 웨이퍼 촬상을 도시하고, 도 3b는 본 실시형태에 따른 웨이퍼 촬상의 예를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 연삭 후의 웨이퍼(W)의 상면에는, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 외주를 향해 규칙적인 원호형의 스크래치가 무수히 형성된다. 도 3a에 도시된 예에서는, 웨이퍼(W)의 직경 길이에 상당하는 스캐너부(60)가 웨이퍼(W)의 상방에 위치되어 있다. 스캐너부(60)는 Y축 방향으로 연장되어 있다. 스캐너부(60)는, 웨이퍼(W)를 향해 광을 조사하면서 웨이퍼(W)에 대해 X축 방향으로 상대 이동(주사)됨으로써 웨이퍼(W)를 전체면에 걸쳐 촬상한다.
이 경우, 웨이퍼(W)의 X축 방향을 따르는 중심선(C)에 대해 지면(紙面) 좌측의 영역에 형성되는 스크래치[예컨대 스크래치(S1)]와, 지면 우측의 영역에 형성되는 스크래치[예컨대 스크래치(S2])에서는, 스캐너부(60)의 주사 방향에 대해 광이 조사되는 방향이 상이하다.
이와 같이, 스크래치의 위치에 따라 스크래치에 대한 광의 비춤 상태가 불균일해지기 때문에, 적절한 촬상 화상을 얻을 수 없는 경우가 상정된다. 예컨대, 도 3a에서는, 지면 좌측과 우측에서 광의 조사 방향이 변함으로써 웨이퍼(W)의 중심 위치에 어긋남이 발생하는 경우가 있다.
이에 대해, 도 3b에 도시된 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 상면에 있어서, 스캐너부(52)가 웨이퍼(W)의 반경 부분에 상당하는 길이 및 위치에서 배치되어 있다. 스캐너부(52)는, 웨이퍼(W)를 향해 광을 조사하면서 웨이퍼(W)가 1회전됨으로써, 웨이퍼(W)를 전체면에 걸쳐 촬상한다. 이 경우, 스크래치(S)에 대한 광의 비춤 상태를 항상 균일하게 하는 것이 가능하다. 이 결과, 웨이퍼(W)의 중심이 어긋나지 않고, 적절한 웨이퍼(W)의 촬상 화상을 취득하는 것이 가능하다.
또한, 상세한 것은 후술하겠지만, 스캐너부(52)에 의해 촬상된 화상을 좌표 변환하여 스크래치를 보기 쉽게 함으로써, 스크래치를 용이하고 또한 적절히 검출하는 것이 가능해지고 있다.
다음으로, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 실시형태에 따른 스크래치 검출 방법에 대해 설명한다. 도 4는 본 실시형태에 따른 촬상 공정의 일례를 도시한 모식도이다. 도 4a는 도 1의 화살표 A에서 본 도면이고, 도 4b는 도 1의 화살표 B에서 본 도면이다. 도 5는 본 실시형태에 따른 편집 공정의 일례를 도시한 모식도이다. 도 5a는 편집 전의 촬상 화상이고, 도 5b는 편집 후의 띠형 화상이다. 도 6은 스크래치 검출의 구체예를 도시한 모식도이다.
본 실시형태에 따른 스크래치 검출 방법은, 연삭 후의 웨이퍼(W)의 피연삭면을 촬상하는 촬상 공정(도 4 참조)과, 웨이퍼(W)의 촬상 화상을 좌표 변환하여 띠형 화상으로 편집하는 편집 공정(도 5 참조)과, 편집 후의 띠형 화상에 기초하여 스크래치의 유무를 판단하는 판단 공정(도 6 참조)에 의해 실시된다.
먼저, 촬상 공정에 대해 설명한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 연삭 가공 후의 웨이퍼(W)는, 척 테이블(20)에 흡인 유지된 채로, 스캐너부(52)의 하방에 위치된다. 또한 척 테이블(20)은, 스캐너부(52)[라인 센서(53)]의 연장 방향과 웨이퍼(W)의 상면[유지면(21a)]이 평행하게 되도록, 도시하지 않은 경사 조정 기구에 의해 회전축의 경사가 조정된다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 라인 센서(53)의 촬상 영역은, 라인 센서(53) 바로 아래의 웨이퍼(W)의 반경 부분에 상당한다. 라이트(54)는, 라인 센서(53)의 촬상 영역을 향해 광을 조사한다. 스캐너부(52)는, 라이트(54)의 광이 조사되는 웨이퍼(W)의 반경 부분을 라인 센서(53)로 촬상하면서 척 테이블(20) 상의 웨이퍼(W)가 1회전됨으로써, 웨이퍼(W) 전체면의 촬상 화상을 취득한다. 한편, 라이트(54)로부터 조사되는 광은, 웨이퍼(W)의 표면에서 반사되는 파장을 갖고 있고, 웨이퍼(W)에 대해 투과성을 갖는 파장의 광은 이용되지 않는다.
다음으로, 편집 공정에 대해 설명한다. 촬상 공정에서 얻어진 촬상 화상에서는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 스크래치에 의해 형성되는 미세한 요철에 의해 촬상광의 반사광이 약해지기(산란되기) 때문에, 명암의 콘트라스트로부터 스크래치를 인식하는 것이 가능하다. 편집 공정에서는, 도 5a에 도시된 촬상 화상이 좌표 변환되어, 판단부(57)(도 1 참조)가 스크래치의 유무를 판단하기 쉬운 화상(도 5b에 도시된 띠형 화상)으로 편집된다.
구체적으로 편집부(56)(도 1 참조)는, 도 5a의 촬상 화상의 반경 방향(웨이퍼 중심으로부터 웨이퍼 외주)을 종축으로 하고, 촬상 화상의 원주 방향(0°로부터 360°)을 횡축으로 하여 좌표 변환을 실시한다. 좌표 변환에 의해 얻어진 편집 화상은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 긴 직사각형 화상(띠형 화상)으로 나타난다. 예컨대, 도 5a에 도시된 굵은 선의 스크래치(S)는, 도 5b의 띠형 화상에 있어서, 굵은 선의 스크래치(SA)로 나타난다.
이와 같이, 실제의 촬상 화상에 있어서, 스크래치는 원호형의 곡선으로 나타나고 있는 데 대해, 편집 후의 띠형 화상에서는, 스크래치가 규칙성을 갖는 대략 직선형으로 나타난다. 이에 의해, 이후의 판단 공정에 있어서, 판단부(57)가 스크래치의 유무를 판정하기 쉽게 되어 있다.
다음으로, 판단 공정에 대해 설명한다. 판단 공정에서는, 편집 공정에서 얻어진 띠형 화상에 기초하여 스크래치의 유무가 판단된다. 구체적으로는, 판단부(57)가, 띠형 화상에 있어서, 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정한 폭보다 크면 스크래치 있음이라고 판단하고, 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정된 폭 이하이면 스크래치 없음이라고 판단한다. 또한, 판단부(57)는, 띠형 화상에 있어서 규칙성이 있는 직선 이외의 선이 있었던 경우에도 스크래치 있음이라고 판단한다.
예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 띠형 화상에 있어서, 규칙성이 있는 직선을 따라 비교적 굵은 직선(SB)이 나타난 경우를 생각한다. 판단부(57)는, 띠형 화상으로부터 직선(SB)의 폭(D)을 검출하여, 미리 설정된 스크래치 유무의 판단 기준이 되는 직선 폭과 비교한다. 이 결과, 직선(SB)의 폭 쪽이 컸던 경우, 상기 직선(SB)을 스크래치(SB)로서 인식한다. 즉, 판단부(57)는, 스크래치 있음이라고 판단한다.
또한, 다른 예로서 도 6b에 도시된 바와 같이, 띠형 화상에 있어서, 규칙성을 갖는 직선에 대해 교차하도록 형성되는 직선(SC)이 나타난 경우, 판단부(57)는, 상기 직선(SC)을 스크래치(SC)로서 인식한다. 즉, 이 경우도 판단부(57)는, 스크래치 있음이라고 판단한다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 촬상 화상에 있어서, 연삭흔과 같이 규칙성을 갖는 스크래치가 나타나는 경우라도, 편집 후의 띠형 화상으로부터 비교적 큰 스크래치나 규칙성이 없는 스크래치를 검출하는 것이 가능하다. 즉, 이후의 공정이나 웨이퍼(W)에 형성되는 디바이스에 대해 영향을 줄 수 있는 스크래치를 취사 선택하여 판단하는 것이 가능하다.
한편, 상기한 바와 같이 스크래치 있음이라고 판단한 경우, 재차 연삭 공정을 실시함으로써, 이후에 문제가 될 수 있는 스크래치를 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 단일의 연삭 장치(1)로 연삭, 스크래치 검출, 및 스크래치 제거의 일련의 공정을 실시하는 것이 가능하다. 이에 의해, 스크래치 검출이나 스크래치 제거를 위해서 다른 장치에 웨이퍼(W)를 반송하는 수고를 생략할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 라인 센서(53)가 웨이퍼(W)의 반경 부분을 촬상하면서 척 테이블(20)이 회전됨으로써, 웨이퍼 전체면의 촬상 화상을 취득할 수 있다. 촬상 중에는, 라이트(54)에 의해 웨이퍼(W)의 반경 부분이 비춰지고 있기 때문에, 촬상 화상의 명암으로부터 스크래치의 유무를 판단할 수 있다. 특히, 촬상 화상을 띠형 화상으로 편집함으로써, 스크래치를 규칙성이 있는 직선으로 표시할 수 있다. 이 때문에, 상기 직선의 폭과 미리 설정된 직선의 폭을 비교하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 규칙성이 있는 직선 이외의 선을 발견하기 쉽게 할 수 있다. 이 결과, 스크래치 유무의 판단이 용이해진다. 따라서, 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출할 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 척 테이블(20)을 1회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 전체면을 촬상하는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 스캐너부(52)를 웨이퍼(W)의 중심을 축으로 회전시켜도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 스캐너부(52)가 웨이퍼(W)의 반경 부분에 상당하는 길이로 연장되는 구성으로 하였으나, 이 구성에 한정되지 않는다. 스캐너부(52)[라인 센서(53) 및 라이트(54)]는, 웨이퍼(W)의 반경보다 짧아도 좋다. 스캐너부(52)가 웨이퍼(W)의 반경보다 짧은 경우에는, 스캐너부(52)를 웨이퍼(W)로부터 떼어 놓아 촬상시켜 스크래치를 검출하거나, 스캐너부(52)를 웨이퍼(W)에 가깝게 해서 웨이퍼(W)의 직경 방향으로 이동시켜 웨이퍼 전체면을 촬상시켜 스크래치를 검출한다. 이와 같이, 스캐너부(52)와 웨이퍼(W)와의 거리를 조정해도 좋다. 또한, 스캐너부(52)가 짧으면 저렴한 스캐너부(52)를 선택할 수 있다.
또한, 본 실시형태 및 변형예를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 실시형태 및 변형예를 전체적 또는 부분적으로 조합한 것이어도 좋다.
또한, 본 발명의 실시형태는 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 좋다. 나아가서는, 기술의 진보 또는 파생되는 다른 기술에 의해, 본 발명의 기술적 사상을 다른 방식으로 실현할 수 있으면, 그 방법을 이용하여 실시되어도 좋다. 따라서, 특허청구의 범위는, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시형태를 커버하고 있다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 복잡한 광학계의 구성을 필요로 하지 않고, 간이한 구성으로 적절히 스크래치를 검출할 수 있다고 하는 효과를 가지며, 특히, 웨이퍼의 표면을 연삭하는 연삭 장치에 유용하다.
1: 연삭 장치 20: 척 테이블
21a: 유지면 24: 테이블 회전 수단
40: 연삭 수단 42: 스핀들 유닛
45: 마운트 46: 연삭 휠
47: 연삭 지석 50: 스크래치 검출 수단
53: 라인 센서 54: 라이트
55: 판단 수단 56: 편집부
57: 판단부 W: 웨이퍼
S, S1, S2, SA, SB, SC: 스크래치 D: 폭

Claims (1)

  1. 연삭 지석을 환형으로 구비한 연삭 휠을 장착하는 마운트를 구비하고 상기 연삭 휠의 중심을 축으로 회전시키는 스핀들 유닛을 갖는 연삭 수단과, 척 테이블의 유지면이 유지한 웨이퍼의 중심을 축으로 상기 척 테이블을 회전시키는 테이블 회전 수단을 구비하는 유지 수단과, 스크래치 검출 수단을 구비한 연삭 장치로서,
    상기 척 테이블의 상기 유지면은, 중심을 정점으로 하여 외주가 낮게 경사진 경사면을 형성하고,
    상기 연삭 수단은, 상기 스핀들 유닛에 의해 회전하는 상기 연삭 지석이 상기 척 테이블이 유지한 웨이퍼의 중심을 통과하여 웨이퍼의 중심과 외주와의 반경 에어리어에서 원호의 피연삭 부분을 연삭하고 있으며,
    상기 스크래치 검출 수단은, 웨이퍼의 반경을 촬상하는 상기 반경 길이의 라인 센서와, 상기 라인 센서와 동일한 길이로 연장되는 라이트와, 판단 수단을 구비하고,
    상기 판단 수단은, 상기 라인 센서가 촬상한 촬상 화상의 반경 방향을 종축으로 하고 원주 방향을 횡축으로 하여 띠형 화상으로 편집하는 편집부와, 상기 편집부가 편집한 띠형 화상에 있어서 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정한 폭보다 크면 혹은 상기 규칙성이 있는 직선 이외의 선이 있으면 스크래치 있음, 상기 규칙성이 있는 직선의 폭이 미리 설정된 폭 이하이면 스크래치 없음이라고 판단하는 판단부를 구비하는 연삭 장치.
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