KR20230072411A

KR20230072411A - 연마 장치

Info

Publication number: KR20230072411A
Application number: KR1020220146640A
Authority: KR
Inventors: 카즈마 세키야; 케이지 노마루
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2023-05-24
Also published as: JP2023074312A; CN116135468A; TW202333893A; US20230150086A1; DE102022212131A1

Abstract

(요약) 레이저 광선에 의한 가공이 적절하게 실시되지 않는 것에 기인하여, 분할이 불충분해져, 디바이스 칩에 손상을 주는 경우가 있다고 하는 문제를 해소할 수 있는 연마 장치를 제공한다.
(해결 수단) 연마 장치로서, 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 지지하고, 축심의 일단으로부터 타단에 걸쳐 형성된 관통 구멍을 갖는 스핀들을 구비한 연마 유닛과, 상기 스핀들의 상기 관통 구멍의 일단에 배치된 웨이퍼의 두께를 계측하는 두께 계측 유닛을 포함한다. 연마 장치의 컨트롤러는, 평행 이송 기구에 의해 이송되는 척 테이블에 유지된 회전하는 웨이퍼의 회전 중심과 웨이퍼에 대면하는 관통 구멍의 타단 중심과의 거리의 변화와 척 테이블의 회전 각도에 의해 규정되는 위치에 있어서, 웨이퍼의 두께를 두께 계측 유닛으로 계측하여, 웨이퍼의 두께에 관한 맵핑 데이터를 작성한다.

Description

연마 장치{POLISHING APPARATUS}

본 발명은, 척 테이블의 유지면에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가, 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 연삭 장치에 의해 이면이 연삭되어 박화된 후, 연삭흔을 제거하기 위해 연마 장치에 의해 연마되고, 그 후, 다이싱 장치, 레이저 가공 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전기 기기에 이용된다.

웨이퍼의 이면을 연마하는 연마 장치는, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 구비한 연마 유닛으로 대략 구성되어 있고, 웨이퍼의 연삭면을 연마하여 원하는 평활한 상태로 가공할 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평08-099265호

그런데, 연삭 장치에 의해 가공됨으로써 발생한 연삭흔을, 연마 장치에 의해 제거한 후에, 웨이퍼에 레이저 광선을 조사하여 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하고자 하면, 레이저 광선에 의한 가공이 적절하게 실시되지 않는 것에서 기인하여, 분할이 불충분해져서, 디바이스 칩에 손상을 주는 경우가 있다는 문제가 있다.

상기한 문제의 원인에 대해서, 본 발명의 발명자들이 예의 검토를 거듭한 결과, 연마 장치에 의해 상기한 연삭흔을 제거할 때에, 웨이퍼의 두께가 불균일해지고, 레이저 광선을 조사하여 개개의 디바이스 칩으로 분할할 때에, 레이저 광선의 집광점이 적절한 위치에 위치되지 않아, 레이저 광선에 의한 가공을 적절히 실시할 수 없는 경우가 있는 것이 판명되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 레이저 광선에 의한 가공이 적절하게 실시되지 않는 것에 기인하여, 분할이 불충분해져, 디바이스 칩에 손상을 준다는 문제를 해소할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 연마 장치에 있어서, 유지면을 갖고 회전 가능한 척 테이블과, 상기 척 테이블의 상기 유지면에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 지지하고, 축심에 일단으로부터 타단에 걸친 관통 구멍이 형성된 스핀들을 구비한 연마 유닛과, 상기 연마 유닛을 상기 척 테이블의 상기 유지면에 대하여 수직 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 수직 이송 기구와, 상기 연마 유닛을 상기 척 테이블의 상기 유지면에 대하여 평행 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 평행 이송 기구와, 상기 스핀들의 상기 관통 구멍의 일단에 배치된 웨이퍼의 두께를 계측하는 두께 계측 유닛과, 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 평행 이송 기구에 의해 이송되는 상기 척 테이블에 유지된 회전하는 상기 웨이퍼의 회전 중심과 상기 웨이퍼에 대면하는 상기 관통 구멍의 타단 중심과의 거리의 변화와 상기 척 테이블의 회전 각도에 의해 규정되는 위치에 있어서, 상기 웨이퍼의 두께를 상기 두께 계측 유닛으로 계측하여, 상기 웨이퍼의 두께에 관한 맵핑 데이터를 작성하는, 연마 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 두께 계측 유닛은, 상기 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 발하는 광원과, 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼에 대하여 상기 광원이 발한 광을 조사하는 집광기와, 상기 광원과 상기 집광기를 연결하는 광로에 배치되어 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼로부터 반사된 복귀광을 상기 광로로부터 분기하는 광 분기부와, 상기 광 분기부에 의해 분기된 복귀광을 파장마다 분광하는 회절 격자와, 상기 회절 격자에 의해 파장마다 분광된 광의 강도를 검출하여, 분광 간섭 파형을 생성하는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서가 생성한 분광 간섭 파형을 연산하여 두께 정보를 출력하는 두께 연산부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는, 상기 맵핑 데이터에 기초하여, 두께의 편차가 허용치 내인 경우에는 합격이라고 판정하고, 두께의 편차가 허용치 외인 경우에는, 불합격이라고 판정하는 판정부를 갖는다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼의 두께를 두께 계측 유닛으로 계측하고, 웨이퍼의 두께에 관한 맵핑 데이터를 작성하기 때문에, 연마 가공이 실시된 후의 웨이퍼의 두께의 편차를 파악할 수 있고, 두께의 편차가 허용치 내이면, 레이저 가공을 실시하는 다음 공정으로의 반송을 허락하고, 두께의 편차가 허용치 외이면, 재가공을 지시하거나 하는 것이 가능해진다. 따라서, 불균일한 두께의 웨이퍼의 분할 가공이 실시되는 것을 방지하여, 분할 가공이 적절히 실시 가능한 균일한 두께의 웨이퍼에만 분할 가공을 실시하여, 확실하게 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할할 수 있어, 분할이 불충분한 영역이 존재함으로써, 디바이스 칩에 손상을 주는 경우가 있다는 문제가 해소된다.

도 1은, 연마 장치의 전체 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 연마 장치의 두께 계측 유닛의 광학계를 나타내는 블록도이다.
도 3은, 테이블에 기억된 매핑 데이터의 개념도이다.
도 4는, 판정부에 의해 실행되는 흐름도이다.

이하, 본 발명 실시 형태의 연마 장치에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.

도 1에는, 본 실시 형태의 연마 장치(1)의 사시도가 도시되어 있다. 연마 장치(1)는, 대략 직방체형의 장치 하우징(2)을 구비하고, 장치 하우징(2)에, 피가공물인 웨이퍼(W)를 연마하는 연마 유닛(3)과, 웨이퍼(W)의 두께를 계측하는 두께 계측 유닛(4)과, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지 유닛(5)과, 연마 가공 전의 웨이퍼(W)를 수용하는 도면 중 전방 측에 배치된 제1 카세트(6)와, 제1 카세트(6)에 대하여 도면 중 X축 방향의 타방 측에 배치되어 연마 가공 후의 웨이퍼(W)를 수용하는 제2 카세트(7)와, 제1 카세트(6)에 도면 중 Y축 방향으로 인접하여 배치된 웨이퍼(W)의 중심 맞춤을 실시하는 임시 배치 유닛(8)과, 제2 카세트(7)에 Y축 방향으로 인접하여 배치된 세정 유닛(9)과, 제1 카세트(6) 내에 수납된 웨이퍼(W)를 임시 배치 유닛(8)에 반출함과 함께, 세정 유닛(9)으로 세정된 웨이퍼(W)를 제2 카세트(7)로 반송하는 제1 반송 기구(10)와, 임시 배치 유닛(8) 상에 재치되어 중심 맞춤된 웨이퍼(W)를, 반출입 위치(도면 중 전방 측)에 위치된 유지 유닛(5)의 척 테이블(52) 상으로 반송하는 제2 반송 기구(11)와, 연마 가공 후의 웨이퍼(W)를, 그 반출입 위치에 위치된 척 테이블(52)로부터 세정 유닛(9)에 반송하는 제3 반송 기구(12)와, 컨트롤러(100)를 구비하고 있다.

또한, 제1 카세트(6)에 수용된 웨이퍼(W)는, 연마 장치(1)에 반입되기 전에 실시되는 연삭 가공에 있어서 이면이 연삭되어 연삭흔이 형성되어 있는 것이며, 본 실시 형태의 연마 장치(1)는, 이 연삭흔을 연마 가공에 의해 제거한다.

연마 유닛(3)은, 장치 하우징(2)의 후단 측에 세워 설치된 지지벽(21)의 내측면에 있어서 상하 방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 레일(22, 22)에 상하 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 연마 유닛(3)은, 유닛 하우징(31)과, 유닛 하우징(31)에 회전 가능하게 지지된 스핀들(32)의 하단에 배치된 휠 마운트(33)와, 휠 마운트(33)에 장착되고 하면에 연마 패드(35)가 부착된 연마 휠(34)과, 유닛 하우징(31)의 상단에 장착되고 휠 마운트(33)를 회전시키는 전동 모터(36)와, 유닛 하우징(31)을, 지지 부재(37)를 통해 지지하는 이동 베이스(38)를 구비하고 있다. 이동 베이스(38)에는, 상기한 안내 레일(22, 22)에 슬라이딩 가능하게 감합하는 피안내 홈이 설치되어 있고, 연마 유닛(3)이 상하 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 또한, 스핀들(32)의 축심에는, 스핀들(32)을 관통하여 일단(상단)으로부터 타단(하단)으로 연장되는 관통 구멍(14)(파선으로 나타내고 있음)이 형성되고, 연마 휠(34)에 배치된 연마 패드(35)의 하면 측에는, 상기 관통 구멍(14)의 하단에 대응하는 위치에 개구(도시는 생략하고 있음)가 형성되어 있다.

도시된 연마 장치(1)는, 연마 유닛(3)의 이동 베이스(38)를 안내 레일(22, 22)을 따라 승강시키는 수직 이송 기구(39)를 구비하고 있다. 수직 이송 기구(39)는, 펄스 모터(39a)와, 안내 레일(22, 22)과 평행하게 상하 방향으로 배치되어 회전 가능하게 지지벽(21)에 지지되어 상기 펄스 모터(39a)에 의해 회전 구동되는 수나사 로드(39b)와, 이동 베이스(38)에 장착되어 수나사 로드(39b)와 나사 결합하는 도시하지 않은 암나사 블록을 구비하고 있고, 펄스 모터(39a)에 의해 수나사 로드(39b)를 정회전 및 역회전 구동함으로써, 연마 유닛(3)을 Z축 방향(상하 방향)으로 이동시킨다. 또한, 제1 반송 기구(10)가 배치된 장치 하우징(2)의 전방 측에는, 컨트롤러(100)에 대하여 연마 가공을 지시하거나, 연마 가공 조건을 지정하거나 하기 위한 조작 패널(13)이 배치되고, 상기 컨트롤러(100)에는, 가공 정보 등을 표시하는 표시 모니터(16)가 접속되어 있다.

유지 유닛(5)은, 커버 테이블(51)과, 커버 테이블(51)의 중앙에 상방으로 돌출되어 배치되는 척 테이블(52)을 구비하고 있다. 척 테이블(52)은, 웨이퍼(W)가 유지되는 유지면을 구비하고, 그 유지면은, 통기성을 갖는 부재로 구성되어 있다. 척 테이블(52)은 회전 가능하게 지지되어 도시를 생략하는 회전 구동원에 의해 회전된다. 또한, 장치 하우징(2) 내에는, 척 테이블(52)을 화살표(Y)로 나타내는 Y축 방향이며, 수평면에 평행한 평행 방향으로 가공 이송하는 평행 이송 기구(도시는 생략함)가 배치되고, 척 테이블(52)을 Y축 방향의 전방 측의 반출입 위치와, 연마 유닛(3)의 바로 아래의 연마 위치의 사이에서 이동시킨다.

척 테이블(52)의 반출입 위치의 전방 측에는, 연마 가공 후의 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 세정수를 공급하는 세정수 공급 노즐(23)이 배치되어 있다. 또한, 상기 연마 위치의 근방에는, 슬러리 공급 노즐(24)이 배치되어 있고, 연마 가공 시에는, 슬러리 공급 노즐(24)로부터, 유리 지립을 포함하는 액상의 슬러리가 분출되어, 연마 패드(35)에 의해 연마되는 웨이퍼(W) 상에 슬러리를 공급한다. 또한, 연마 패드(35)의 재질은 특별히 한정되지 않지만, 상기한 슬러리와 친밀성이 좋게 탄성 변형되는 소재, 예를 들어, 발포 우레탄, 펠트(부직포)의 시트에 의해 형성할 수 있다.

두께 계측 유닛(4)은, 스핀들(32)에 형성된 관통 구멍(14)의 일단 측의 개구(32a)에 향하도록 배치되어 있다. 상기 두께 계측 유닛(4)은, 컨트롤러(100)에 접속되어 있고, 웨이퍼(W)의 소정의 위치에 있어서, 웨이퍼(W)의 두께를 계측하여, 후술하는 웨이퍼(W)의 두께에 관한 맵핑 데이터를 작성한다.

도 2에는, 두께 계측 유닛(4)을 구성하는 광학계의 블록도가 도시되어 있고, 도 2를 참조하면서, 두께 계측 유닛(4)에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 두께 계측 유닛(4)을 구성하는 광학계는, 척 테이블(52)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여 투과성을 갖는 소정의 파장 영역을 구비한 광(LB1)을 발하는 광원(41)과, 광원(41)으로부터의 광(LB1)을 광 파이버에 의해 형성된 제1 광로(41a)와, 광원(41)으로부터의 광(LB1)을 척 테이블(52) 측에 있어서 광 파이버로 형성된 제2 광로(41b)로 유도함과 함께, 척 테이블(52)에 유지된 웨이퍼(W)에서 반사하여 역행하는 복귀광(LB2)을 도시한 콜리메이션 렌즈(45) 측의 광로로 분기하는 광 분기부(42)와, 제2 광로(41b)로 유도된 광(LB1)이 조사되는 콜리메이션 렌즈(43)와, 콜리메이션 렌즈(43)로부터 조사된 광(LB1)을 집광하는 집광 렌즈(44)와, 광 분기부(42)로부터 분기되어 콜리메이션 렌즈(45)에 의해 평행광으로 된 복귀광(LB2)을 파장마다 분광하는 회절 격자(46)와, 회절 격자(46)에 의해 분광된 복귀광(LB2)을 수광하여 파장마다의 광 강도를 검출하여 분광 간섭 파형을 생성하는 이미지 센서(47)를 구비하고 있다. 상기 이미지 센서(47)에 의해서 생성된 분광 간섭 파형은, 컨트롤러(100)에 보내진다.

광원(41)은, 예를 들어 파장이 400∼1200nm의 광을 발광하는 할로겐 램프를 채용할 수 있다. 광 분기부(42)는, 예를 들어, 편파 유지 파이버 커플러, 편파 유지 파이버 서큘레이터, 싱글 모드 파이버 커플러, 싱글 모드 파이버 커플러 서큘레이터 등으로부터 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 광원(41)은, 상기한 할로겐 램프에 한정되는 것이 아니며, 연마 가공을 실시하는 웨이퍼(W)의 소재에 의해 선택되는 것이며, 웨이퍼(W)를 투과하는 파장의 광을 발하는 주지의 광원으로부터 적절하게 선택된다. 또한, 집광 렌즈(44)로 유도되는 광(LB1)은, 집광 렌즈(44)에 의해 집광되어, 스핀들(32)의 관통 구멍(14)으로 유도되고, 척 테이블(52) 상에 유지된 웨이퍼(W)의 표면에 있어서, 관통 구멍(14)의 타단(하단)의 중심에 대응하는 위치에 집광점(P)이 위치된다.

컨트롤러(100)는, 컴퓨터에 의해 구성되고, 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 연산 처리 장치(CPU)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)와, 검출한 검출값, 연산 결과 등을 일시적으로 저장하기 위한 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 입력 인터페이스, 및 출력 인터페이스를 구비하고 있다(상세한 것에 대한 도시는 생략한다). 컨트롤러(100)에는, 두께 연산부(110), 및 판정부(120)가 배치되어 있다. 두께 연산부(110)는, 예를 들어, 광원(41)으로부터 조사된 광(LB1)이, 척 테이블(52)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면과, 웨이퍼(W)의 이면에서 반사되고, 집광 렌즈(44), 콜리메이션 렌즈(43), 광 분기부(42), 및 회절 격자(46)를 통해 유도된 복귀광(LB2)을 이미지 센서(47)가 수광하여 생성된 분광 간섭 파형을 푸리에 변환하여, 웨이퍼(W)의 두께 정보를 출력한다. 판정부(120)는, 그 두께 연산부(110)에 의해 작성된 매핑 데이터(추후에 상술한다)에 기초하여, 웨이퍼(W)의 두께의 편차가 허용치 내인지 아닌지를 판정한다.

본 실시 형태의 연마 장치(1)는, 대략 상기한 바와 같은 구성을 나타내고 있고, 연마 장치(1)의 기능 작용에 대해서, 보다 구체적으로 설명한다.

본 실시 형태의 연마 장치(1)를 사용하여 웨이퍼(W)의 연마 가공을 실시할 때에, 제1 반송 기구(10), 제2 반송 기구(11)를 작동하여, 제1 카세트(6)에 수용된 웨이퍼(W)를, 임시 배치 유닛(8)을 경유하여 척 테이블(52)에 반송하고, 표면 측을 아래쪽으로, 이면 측을 위쪽으로 향하게 하여 재치한다. 웨이퍼(W)를 척 테이블(52) 상에 재치했다면, 도시를 생략하는 흡인 수단을 작동하여, 척 테이블(52)의 유지면에 흡인 부압을 발생시켜, 웨이퍼(W)를 흡인 유지한다. 웨이퍼(W)의 표면 측에는, 적절한 보호막을 부착하도록 해도 된다.

상기한 웨이퍼 유지 공정을 실시했다면, 상기한 평행 이송 기구에 의해 척 테이블(52)을 연마 유닛(3)의 바로 아래의 연마 위치로 이동시켜, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여, 슬러리 공급 노즐(24)로부터 슬러리를 공급하면서 웨이퍼(W)를 연마하는 연마 가공을 실시한다. 보다 구체적으로는, 우선, 도시를 생략하는 회전 구동 수단에 의해, 척 테이블(52)을 도 1에 화살표(R1)로 나타내는 방향으로 회전시키고, 상기한 전동 모터(36)를 작동하여 연마 유닛(3)의 스핀들(32)을 화살표(R2)로 나타내는 방향으로 회전시키며, 상기한 수직 이송 기구(39)를 작동하여 연마 유닛(3)을 화살표(R3)로 나타내는 방향으로 하강시킨다. 연마 패드(35)를 웨이퍼(W)의 이면에 접촉시키고, 슬러리 공급 노즐(24)로부터 슬러리를 공급하면서 소정의 압박 하중에 의해 압박하여, 소정의 연마 시간, 연마 가공을 실시하여, 웨이퍼(W)의 이면으로부터, 먼저 실시된 연삭 가공에 기인하는 연삭흔을 제거하여 평활화한다.

상기한 연마 가공을 실시했다면, 척 테이블(52)을, 상기한 평행 이송 기구에 의해 도 1의 전방 측의 반출입 위치로 이동시켜, 회전하는 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 세정수 공급 노즐(23)로부터 세정수를 분사하여, 웨이퍼(W)의 이면을 세정한다.

세정수 공급 노즐(23)에 의해 웨이퍼(W)를 세정하였다면, 척 테이블(52)을 다시 연마 유닛(3)의 바로 아래의 연마 위치를 향해 이동한다. 그런데, 두께 연산부(110)에는, 도 2의 표시 유닛(16)에 표시되어 있는 웨이퍼(W)의 형상 데이터에 기초하여, 상기한 평행 이송 기구에 의해 이송되는 척 테이블(52)에 유지되어 회전하는 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)과 웨이퍼(W)에 대면하는 상기한 관통 구멍(14)의 타단 중심과의 거리(Y0―Ym)의 변화와, 회전 중심(O)과 노치(Wn)를 연결하는 방향을 기준(0°)으로 하는 척 테이블(52)의 회전 각도(0°―360°)의 변화에 의해 복수의 소정의 위치가 규정된 테이블(112)이 기억되어 있다(도 3을 참조). 그리고, 상기한 평행 이송 기구에 의해 척 테이블(52)을 Y축 방향으로 평행 이동하여, 적절한 속도로 회전하는 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)과 웨이퍼(W)에 대면하는 스핀들(32)의 관통 구멍(14)의 타단(하단) 측의 중심에 대응하는 위치의 변화와, 상기 척 테이블의 회전 각도의 변화에 의해 규정된 각 소정의 위치에 있어서, 웨이퍼(W)의 두께를 연산하여, 도 3에 도시된 테이블(112)에 규정된 모든 소정의 위치에 대응하는 두께 정보를 연산하고 기억하여, 맵핑 데이터를 완성시킨다.

본 실시 형태에서는, 도 2의 표시 유닛(16)에 나타내는 웨이퍼(W)의 노치(Wn)가 형성된 방향이며, 노치(Wn)가 형성된 외측 가장자리 영역의 내측(도면 중 Y0으로 나타내는 위치)으로부터 두께의 계측을 개시한다. 상기 계측 개시 지점(각도 0°, Y0)에서 두께를 계측하였다면, 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 예를 들어 36°마다, 두께 연산부(110)에 의해 웨이퍼(W)의 두께를 연산하여, 360° 회전시킴으로써, 각 점에서의 두께의 정보(92, 92, 93, 93, 92, … 92㎛)를 도 3에 나타내는 테이블(112)의 소정의 위치에 기억한다. 또한, 0°에 있어서의 두께와 360°에 있어서의 두께는 동일 위치를 계측하고 있기 때문에, 360°에 있어서의 두께의 계측은 생략해도 된다.

계속해서, 상기한 평행 이송 기구에 의해 척 테이블(52)을 평행 이동시킴으로써, 상기한 계측 개시 지점으로부터 회전 중심(O)까지의 거리를 소정의 간격으로 분할한 거리만큼, 두께 계측 유닛(4)에 의해 광(LB1)을 조사하는 위치를 회전 중심(O)을 향해 근접시켜, 상기한 바와 같이 36°마다 웨이퍼(W)의 두께를 계측하면서 360° 회전시켜, 웨이퍼(W)의 두께를 계측한다. 이것을 반복함으로써, 도 3에 나타내는 테이블(112)에 웨이퍼(W) 전체 영역의 두께 정보를 기록하여, 매핑 데이터를 완성시킨다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 Ym으로 규정되는 위치는, 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)과 일치하는 위치이고, 두께 계측 유닛(4)의 광(LB1)이 조사되는 위치가 웨이퍼(W)의 회전 중심(O)이 되기 때문에, 360°회전시키는 사이에 웨이퍼(W)의 두께를 복수 회 계측해도, 웨이퍼(W)의 두께는 변화하지 않는다.

이상에 의해, 컨트롤러(100)는, 두께 계측 유닛(4)에 의해 테이블(112)에 규정된 모든 위치에 있어서의 웨이퍼(W)의 두께에 관한 정보를 취득하여 도 3에 나타내는 바와 같은 맵핑 테이터가 된다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)를 360° 회전시킬 때마다, 평행 이송 기구를 단계적으로 작동시켜, 광(LB1)을 조사하는 위치를 회전 중심(O)을 향하여 근접시켰지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 36° 회전시킬 때마다, 조금씩 광(LB1)을 조사하는 위치를 회전 중심(O)을 향하여 근접시켜 웨이퍼(W)의 두께를 계측하여, 소위 나선형으로 두께 정보를 연산하도록 하여도 좋다.

본 실시 형태의 컨트롤러(100)의 판정부(120)는, 테이블(112)에 기억된 매핑 데이터에 기초하여, 두께의 편차가 허용치 내인 경우는 합격이라고 판정하고, 두께의 편차가 허용치 외인 경우는 불합격이라고 판정한다. 도 4에, 상기 판정부(120)가 실행하는 플로우 차트(122)가 도시되어 있다.

그 플로우 차트(122)를 실시할 때에, 먼저, 단계(S1)에 있어서, 상기한 매핑 데이터의 모든 데이터를 참조하여, 두께 정보의 최대값(Max)을 판독한다. 또한, 본 실시 형태의 테이블(112)에 기억된 매핑 데이터에서의 최대값(Max)은 93㎛이다. 계속해서, 단계(S2)로 진행하여, 맵핑 데이터(112)에 있어서의 최소값(Min)을 판독한다. 본 실시 형태의 매핑 데이터에 있어서의 최소값(Min)은 85㎛이다. 계속해서, 단계(S3)로 진행하여, 차분(D)=Max―Min을 연산한다(본 실시 형태에서는, D=8㎛). 여기서, 컨트롤러(100)에는, 두께의 편차의 허용치(T)가 기억되어 있고, 판정부(120)가 허용치(T)(본 실시 형태에서는 T=5㎛)를 판독하고, 단계(S4)에 있어서, 차분(D)이 허용치(T) 내인지 아닌지를 판정한다. 본 실시 형태에 있어서는, 차분(D)(8㎛)이, 허용치(T)(5㎛) 내가 아닌 것이 판정되었기(No) 때문에, 단계(S6)에서 "불합격"이라고 판정된다. 또한, 가령, 차분(D)이 허용치(T)(5㎛) 미만인 경우는, 단계(S5)에서 "합격"으로 판정되고, 플로우 차트(122)는 종료(END)가 된다. 단계(S5, S6)의 판정 결과는, 적절히 상기의 표시 유닛(16)에 표시됨과 함께, 컨트롤러(100)에 기억된다.

상기한 실시 형태에 따르면, 맵핑 데이터를 작성함으로써, 웨이퍼(W)의 두께의 편차를 파악할 수 있어, 연마 장치(1)에 있어서 실행되는 연마 가공을 평가할 수 있다. 또한, 두께의 편차가 허용치 내이면, 레이저 가공을 실시하는 다음 공정으로의 반송을 허락하고, 두께의 편차가 허용치 외이면, 재가공이 지시되고, 재가공이 불가능한 경우에는 폐기 등을 지시한다. 이에 의해, 불균일한 두께의 웨이퍼의 분할 가공이 실시되는 것을 방지하여, 분할 가공이 적절히 실시 가능한 균일한 두께의 웨이퍼에만 분할 가공을 실시하여, 확실하게 웨이퍼를 개개의 디바이스 칩으로 분할하는 것이 가능해져서, 분할이 불충분한 영역이 존재함으로써, 디바이스 칩에 손상을 주는 경우가 있다고 하는 문제가 해소된다.

또한, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기한 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 소정의 위치의 두께를 계측할 때에, 두께 연산부(110)에 의해 이미지 센서(47)가 생성한 분광 간섭 파형에 대하여 푸리에 변환 등의 파형 해석을 실시하여 두께 정보를 출력하도록 하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 예를 들어, 상기 관통 구멍(14)을 통해 조사한 광의 복귀광에 기초하여 취득한 분광 간섭 파형과, 기준 파형 기록부에 미리 기록된 기준 파형을 대조하여 파형이 일치한 기준 파형으로부터 두께를 결정하는 두께 계측 유닛을 구비하는 것도 가능하고(예를 들어, 일본 특허 공개 제2020-176999호 공보를 참조), 또한, 백색 광원과 백색 광을 음향 광학 변경 수단에 의해 분광된 회절광의 일부의 파장의 광을 통과시키는 제1 핀홀 마스크와, 제1 핀홀 마스크를 통과한 광을 집광하여 피가공물에 조사하는 색수차 렌즈와, 피가공물에 조사된 광의 반사광을 편향하는 빔 스플리터와, 빔 스플리터에 의해 편향된 반사광을 통과시키는 제2 핀홀 마스크와, 제2 핀홀 마스크를 통과한 반사광의 수광 신호를 출력하는 수광 소자와, 음향 광학 편향 수단의 제어 신호와 수광 소자로부터의 수광 신호에 기초하여 피가공물의 높이 위치를 구하는 두께 계측 유닛을 준비하고(예를 들면, 일본 특허 공개 제2008-209299호 공보를 참조), 상기한 스핀들(32)의 타단 측에 배치하도록 하여도 좋다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 두께 계측 유닛(4)으로 웨이퍼(W)의 두께를 계측할 때에, 척 테이블(52)에 유지되어 회전하는 웨이퍼(W)의 회전 각도를 36°마다가 되도록 설정하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 상기 회전 각도를 다른 각도마다, 예를 들어, 5°, 10°마다 등으로 설정하도록 하여도 좋다.

또한, 상기한 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 두께의 계측을, 웨이퍼(W)에 대한 연마 가공이 종료된 후에 실시하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 웨이퍼(W)에 대하여, 상기한 연마 장치(1)에 의해 연마 가공을 실시하고 있는 도중에 상기한 웨이퍼의 두께에 관한 계측을 실시하도록 하여도 좋다. 그 경우는, 상기한 슬러리 공급 노즐(24)로부터 슬러리를 공급하지 않고, 미리 연마 패드에 연마제를 충전하여 두고, 드라이 연마를 실시하도록 하는 것이 바람직하다.

1: 연마 장치
2: 장치 하우징
21: 지지벽
22: 안내 레일
23: 세정수 공급 노즐
24: 슬러리 공급 노즐
3: 연마 유닛
31: 유닛 하우징
32: 스핀들
32a: 개구
33: 휠 마운트
34: 연마 휠
35: 연마 패드
36: 전기 모터
37: 지지 부재
38: 이동 베이스
39: 연마 이송 기구
4: 두께 계측 유닛
41: 광원
41a: 제1 광로
41b: 제2 광로
42: 광 분기부
43: 콜리메이션 렌즈
44: 집광 렌즈
45: 콜리메이션 렌즈
46: 회절 격자
47: 이미지 센서
5: 유지 유닛
51: 커버 테이블
52: 척 테이블
6: 제1 카세트
7: 제2 카세트
8: 임시 배치 유닛
9: 세정 유닛
10: 제1 반송 기구
11: 제2 반송 기구
12: 제3 반송 기구
14: 관통 구멍
100: 컨트롤러
110: 두께 연산부
112: 테이블
120: 판정부
122: 플루우 차트
LB1: 광
LB2: 복귀광

Claims

연마 장치에 있어서,
유지면을 갖고 회전 가능한 척 테이블과,
상기 척 테이블의 상기 유지면에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 패드를 회전 가능하게 지지하고, 축심에 일단으로부터 타단에 걸친 관통 구멍이 형성된 스핀들을 구비한 연마 유닛과,
상기 연마 유닛을 상기 척 테이블의 상기 유지면에 대하여 수직 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 수직 이송 기구와,
상기 연마 유닛을 상기 척 테이블의 상기 유지면에 대하여 평행 방향으로 상대적으로 가공 이송하는 평행 이송 기구와,
상기 스핀들의 상기 관통 구멍의 일단에 배치된 웨이퍼의 두께를 계측하는 두께 계측 유닛과,
컨트롤러를 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 평행 이송 기구에 의해 이송되는 상기 척 테이블에 유지된 회전하는 상기 웨이퍼의 회전 중심과 상기 웨이퍼에 대면하는 상기 관통 구멍의 타단 중심과의 거리의 변화와 상기 척 테이블의 회전 각도에 의해 규정되는 위치에 있어서, 상기 웨이퍼의 두께를 상기 두께 계측 유닛으로 계측하여, 상기 웨이퍼의 두께에 관한 맵핑 데이터를 작성하는, 연마 장치.
제1항에 있어서,
상기 두께 계측 유닛은,
상기 웨이퍼에 대해 투과성을 갖는 파장 영역의 광을 발하는 광원과,
상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼에 대하여 상기 광원이 발한 광을 조사하는 집광기와,
상기 광원과 상기 집광기를 연결하는 광로에 배치되어 상기 척 테이블에 유지된 상기 웨이퍼로부터 반사된 복귀광을 상기 광로로부터 분기하는 광 분기부와,
상기 광 분기부에 의해 분기된 복귀광을 파장마다 분광하는 회절 격자와,
상기 회절 격자에 의해 파장마다 분광된 광의 강도를 검출하여, 분광 간섭 파형을 생성하는 이미지 센서와,
상기 이미지 센서가 생성한 분광 간섭 파형을 연산하여 두께 정보를 출력하는 두께 연산부
를 포함하는, 연마 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 맵핑 데이터에 기초하여, 두께의 편차가 허용치 내인 경우에는 합격이라고 판정하고, 두께의 편차가 허용치 외인 경우에는, 불합격이라고 판정하는 판정부를 갖는 것인, 연마 장치.