200807538 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對半導體晶圓等之晶圓進行硏磨而加以 薄化的硏磨裝置，尤其是有關於對裝置形成面之表面貼附 有保護帶等之保護構件的晶圚進行硏磨時，可正確獲得僅 爲晶圓之厚度的技術。 【先前技術】 表面形成有IC、LSI等之電子電路的半導體晶片，在 各種電氣·電子設備的小型化上，現今已成爲必需之構件。 半導體晶片係以在圓盤狀之半導體晶圓（以下稱爲晶圓）的 表面，以稱爲界道之切斷線區劃成格子狀的矩形區域，並 在該等矩形區域形成電子電路後，沿界道分割晶圓之步驟 所製造。 在此種製造步驟中，晶圓係在分割成半導體晶片之 前，藉由硏磨裝置來硏磨與形成有電子電路之裝置面相反 側的背面。背面之硏磨係在電子設備之更進一步的小型化 及輕量化之外，更以提高散熱性並維持性能等爲目的，例 如，進行從當初厚度之600 /z m減薄至200〜100 # m或50 /z m以下的厚度的處理。 一般而言，晶圓硏磨裝置係使晶圓背面側露出而將晶 圓吸附、保持於真空式之吸盤上，一邊使與吸盤對向配置 之磨石高速旋轉一邊觸壓於背面進行硏磨的構成。在對此 種硏磨裝置提供晶圓時，藉由在表面貼附保護帶，以防止 表面直接接觸於吸盤而造成電子電路的損傷或遭受硏磨廢 液的污染。保護帶係例如在厚度100〜200 # m之聚乙烯或 200807538 聚烯烴薄片的單面塗佈1 〇 # πι的黏著劑之構成，但在此種 保護帶中，尤其是因黏著劑之厚度的變動，在厚度上會有土 5%程度的偏差。 在硏磨晶圓之過程’通常係以含保護帶之總厚（晶圓之 厚度+保護帶之厚度）來控制厚度，所以保護帶之厚度偏 差，將直接影響到晶圓厚度之偏差。在此，雖在欲硏磨之 晶圓的厚度較厚之情況時，保護帶之厚度偏差的影響較 小，但其越薄則對晶圓厚度之影響越爲顯著，依情況不同 φ 而有僅晶圓本身之厚度超過允許値而變得太厚或相反而爲 過薄的情況。在此，提出以利用雷射光反射之非接觸式厚 度測定器來測定硏磨加工前之晶圓本身的厚度，並從該厚 度及硏磨後之目的厚度計算目標硏磨量，在實際之硏磨時 一邊以接觸式厚度測定器來測定晶圓的厚度（含保護帶之 厚度），一邊硏磨相當於目標硏磨量之硏磨量的技術（參照 归本特開2006-21264號公報）。 但在利用雷射光反射之非接觸式厚度測定器中，難以 φ 正確地測定例如700 /z m以上之某程度之厚度以上的晶圓 的厚度，故而並不實用。另外，例如，即使爲可測定之厚 度，受到形成於晶圓背面之氧化膜或氮化膜的影響，仍在 很多情況下無法正確測定晶圓之厚度。 【發明內容】 因此，本發明之目的在於提供一種晶圓硏磨裝置，其 在對表面被覆有保護帶等之保護構件的晶圓背面進行硏磨 而加以薄化之過程，不受晶圓之厚度、晶圓背面之氧化膜 或氮化膜的有無的影響，可正確地測定保護構件除外之僅 200807538 晶圓本身的厚度，藉此，可確實獲得目的厚度之晶圓。 本發明之晶圓硏磨裝置，其具備：可旋轉之晶圓保持 機構，係至少具備粗硏磨部及精硏磨部，該等硏磨部均具 有保持面，用以對在形成有裝置之表面被覆著保護構件之 晶圓的保護構件側進行保持；硏磨機構，係與保持機構之 該保持面對向配置，並具有與保持機構之旋轉軸平行的旋 轉軸；及進給機構，係使保持機構及硏磨機構沿該等機構 之旋轉軸延長的方向相對移動而相互接近或分開，同時在 Φ 接近時利用硏磨機構硏磨晶圓之背面以減薄該晶圓的厚 度，其特徵爲：在粗硏磨部設置接觸式厚度測定器，其與 保持於晶圓保持機構之晶圓露出的該背面接觸，以測定包 含保護構件之該晶圓的厚度；在精硏磨部設置與接觸式厚 度測定器相同的接觸式厚度測定器，並設置非接觸式厚度 測定器，其與保持於晶圓保持機構之晶圓露出的背面接 近，且種測定晶圓之厚度。 本發明之接觸式厚度測定器，可使用一般習知的測高 Φ 計等，其係使搖動自如之測量頭接觸於晶圓背面而將搖動 之位移換算爲測定厚度。另外，本發明之非接觸式厚度測 定器，係利用雷射反射光者，其係從背面將雷射光線照射 於晶圓上，並從接受由背面及表面（與保護構件之界面）所 反射的反射光時的時間差來換算成厚度。 根據本發明之晶圓硏磨裝置，其係採用以粗硏磨部對 例如、厚度爲700 /z m之晶圓進行達厚度1〇〇 μ m的粗硏磨， 接著將晶圓移至精硏磨部而進行達厚度50 /z m的精硏磨之 方法。雖在粗硏磨部中，藉由接觸式厚度測定器，一邊測 200807538 定包含保護構件之晶圓的厚度一邊進行達厚度100# m的 硏磨，但是，在保護構件之厚度上有誤差時，雖其測定値 包含此誤差，但此誤差並不是在精硏磨中，故而可被允許。 其次，在對已移至精硏磨部之晶圓進行精硏磨之過 程，以先藉由接觸式厚度測定器重新確認晶圓之厚度爲較 佳。這是因爲在粗硏磨後之晶圓的厚度比目的厚度更厚之 情況，考慮到設定之目的厚度，在以較高速使精硏磨部之 硏磨機構接近於晶圓時，恐有發生衝突之虞，爲了避免此 Φ 情況的發生，可重新測定晶圓之厚度，並根據此厚度來控 制硏磨機構。在精硏磨部進行之事前的晶圓厚度測定，因 粗硏磨後之硏磨面係粗糙面，所以在非接觸式中測定困 難，因此，先藉由接觸式厚度測定器來測定晶圓之厚度。 又，對於精硏磨之初期（例如，在接觸於硏磨面之後硏磨數 :// m的厚度），要求一邊藉由接觸式厚度測定器來測定晶圓 之厚度.而一邊來控制硏磨。此後，藉精硏磨部之硏磨機構 所硏磨而成的硏磨面，係成爲在非接觸式厚度測定器中亦 φ 可測定的鏡面，所以，切換成非接觸式厚度測定器而一邊 測定晶圓厚度一邊進行硏磨。在非接觸式厚度測定器中， 測定保護構件除外之僅晶圓本身的厚度，所以，可正確地 測定晶圓單體之厚度，在成爲目的厚度、即不含誤差之厚 度爲50/xm的時點，結束硏磨。 根據本發明，藉由在精硏磨部上配置接觸式厚度測定 器及非接觸式厚度測定器，如上述，藉由接觸式厚度測定 器可進行精硏磨前之晶圓厚度的再確認，並可進行初期之 精硏磨，而且藉由非接觸式厚度測定器進行精硏磨，可將 200807538 晶圓之精加工厚度正確地硏磨至目的厚度。 在本發明中，如上述，爲了控制該裝置，其具有控制 機構，係被輸入各接觸式厚度測定器及非接觸式厚度測定 器的測定訊號，同時根據該等測定訊號來控制基於進給機 構之硏磨機構的進給量，而在粗硏磨部及精硏磨部將該晶 圓硏磨成指定之厚度；該控制機構係在粗硏磨部，根據接 觸式厚度測定器的測定訊號來控制該進給機構，迄至包含 該保護構件之晶圓的厚度成爲指定的粗硏磨厚度；接著， φ 在精硏磨部，首先根據接觸式厚度測定器的測定訊號，確 認包含保護構件之晶圓的厚度是否成爲指定粗硏磨後的厚 度之後，開始由硏磨機構進行精硏磨，並在精硏磨時，根 據非接觸式厚度測定器的測定訊號來控制進給機構，迄至 未包含保護構件之該晶圓本身的厚度成爲指定的精硏磨厚 度爲止。 又，作爲將此構成進一步加以具體化之構成，可列舉 以下之形態，亦即，控制部具有記憶部，係用以儲存包含 Φ 晶圓之保護構件的粗硏磨前的厚度、該晶圓之粗硏磨後之 包含保護構件之目的厚度、及該晶圓精硏磨後的目的厚 度；在粗硏磨部之硏磨時，控制該進給機構以硏磨從包含 晶圓之保護構件的粗硏磨前之厚度迄至該晶圓之粗硏磨後 之包含保護構件之目.的厚度爲止之厚度區域；接著，在精 硏磨部的硏磨時，藉由非接觸式厚度測定器一邊僅測定晶 圓之厚度一邊控制進給機構，在僅有晶圓之厚度達到被預 先儲存的精硏磨後之目的厚度之後，進行停止進給機構之 動作的控制。 -10 - •200807538 根據本發明，在精硏磨部中，藉由依晶圓之厚度來切 換接觸式與非接觸式之厚度測定器，不會受到晶圓之厚 度、晶圓背面之氧化膜或氮化膜的有無、面粗細度等之面 狀態的影響，而可正確測定保護構件除外之僅爲晶圓的厚 度，藉此，可取得能確實獲得目的厚度之晶圓的效果。 【實施方式】 以下，參照圖面說明本發明之一實施形態。 [1 ]半導體晶圓 Φ 第1A、1B圖之元件符號1係顯示要藉背面硏磨方式施 以薄化加工之圓盤狀的半導體晶圓（以下簡稱爲晶圓）。此 晶圓1是矽晶圓等，且加工前之厚度係例如600〜7 00 // m 左右。在晶圓1之表面，藉由格子狀之分割預定線2而區 劃有複數個矩形狀的半導體晶片（裝置）3，在該等半導體晶 片3之表面形成有1C、LSI等之未圖示的電子電路。 晶欄1係在被進行背面硏磨而薄化加工成目的厚度（例 如，5 0〜1 00 // m)後，會沿著分割預定線2被切斷及分割， φ 而作成多個單片化之半導體晶片3。在背面硏磨時，如第 1 B圖所示，基於保護電子電路等之目的，係在形成有此電 子電路那側的表面上黏貼有保護帶（保護構件）。保護帶4 係使用例如在厚度1 00〜200 /z m之聚乙烯或聚烯烴薄片的 單面上塗佈有l〇//m左右的黏著劑之構成者。 [2]晶圓硏磨裝置 第2圖顯示一實施形態之晶圓硏磨裝置1 〇。同圖之元 件符號1 1係搭載有各種機構之基台’此基台1 1係以具備 水平之上表面的長方體狀的部分作爲主體’在長度方向之 -11- 200807538 一端部（第2圖之縱深側的端部）具有垂直站立之壁部12。 在第2圖中，分別以Y方向、X方向及Z方向來表示基台 11之長度方向、寬度方向及垂直方向。從基台11之長度方 向的大致中間部分到壁部1 2側係作爲硏磨區域1 ο A，而其 相反側係作爲供給、回收區域1 0B，用以將硏磨前之晶圓1 供給到硏磨區域1 0 A且回收硏磨後之晶圓1。 在基台11之上表面中的硏磨區域10A形成有淺矩形狀 的凹槽1 1 a，在此凹槽1 1 a內設有可自由旋轉之圓盤狀轉台 φ 1 3，其旋轉軸與Z方向平行且上表面呈水平。此轉台1 3係 藉由未圖示之旋轉驅動機構而朝箭頭R方向旋轉。此外， 在轉台1 3上之外周部，於其圓周方向等間隔地設置有複數 個（此情況爲 3個）可自由旋轉之圓盤狀吸盤（chuck taMe)14，其旋轉軸係朝與轉台13之轉軸相同之Z方向延 長、且上表面（保持面）1 4a呈水平狀。 吸盤1 4係一般習知之真空吸附式，晶圓1係載置於上 表面14a上而被吸附、保持。各吸盤14分別藉由設於轉台 φ 13內之未圖示的旋轉驅動機構而獨自地朝一個方向或兩個 方向旋轉。 如第2圖所示，在2個吸盤14於壁部12側並排在X 方向的狀態，在該等吸盤14的正上方，從轉台1 3之旋轉 方向上游側起依序分別配置有粗硏磨單元（硏磨機構）20A 及精硏磨單元（硏磨機構）20B。各吸盤14係藉由轉台13之 間歇性旋轉，分別到達粗硏磨單元20A下方之粗硏磨位 置、精硏磨單元20B下方之精硏磨位置、及最接近於供給、 回收區域10B之裝卸位置的3個位置。另外，位於粗硏磨 -12 - 200807538 位置之吸盤1 4及粗硏磨單元20A係構成粗硏磨部，而位於 精硏磨位置之吸盤14及精硏磨單元20B係構成精硏磨部。 因爲粗硏磨單元20A及精硏磨單元20B係相同構成’ 所以賦予相同之元件符號進行說明。 該等硏磨單元20 A、20B係透過滑塊31及導軌32而可 於Z方向自由昇降地安裝於基台11之壁部12上，並利用 藉馬達34而驅動之進給機構（進給手段）33進行昇降。如第 3及第4圖所示，硏磨單元20 A、20B係建構成，當藉由馬 φ 達23旋轉驅動被組入圓筒狀殼體21內的心軸22時，隔著 凸緣24而固定於心軸22前端之杯形硏磨輪25係進行旋 轉，而由環狀地排列固定於杯形硏磨輪25下表面之外周部 全周的多數個磨石2 6來硏磨工件的構成者。磨石26之圓 形硏磨軌跡的外徑係與晶圓1之直徑大致相等。 各研磨單元20A、2QB係相對於吸盤14未同軸配置而 有偏番..λ。詳細如第4圖所示，係以環狀排列之多數個磨石 26中之位於吸盤14最內側的刃尖的刃厚（徑向長度）之大致 φ 中央部分會位於通過吸盤1 4之中心的垂直線上的方式來 設定相對位置。根據此位置關係，當一邊使吸盤1 4連同晶 圓1 一起旋轉一邊以杯形硏磨輪25之磨石26按壓晶圓1 之背面時，其背面全面係被硏磨。粗硏磨單元20A之磨石 26，係使用例如含#280〜#600之金剛石磨粒者，而精硏磨 單元20B之磨石26，係使用例如含#2000〜#8000之金剛石 磨粒者。 此外，在杯形硏磨輪2 5設置有未圖示之硏磨水供給 口，係對下方的工件供給用以冷卻、潤滑或硏磨屑之排出 -13- 200807538 用的硏磨水，而在硏磨單元20A、20B備有對其硏磨水供給 口供給硏磨水的供水管線（圖示省略）。 上述構成之粗硏磨單元20A及精硏磨單元20B皆爲使 其殼體2 1透過塊/體27而固定於滑塊3 1上。 如第2圖所示，在基台11上之凹槽11a內之轉台13 的周圍且最接近於供給、回收區域10B之位置上配設有吸 盤洗淨噴嘴1 5，用以將洗淨水吐向位於裝卸位置之吸盤1 4 以洗淨吸盤1 4。另外，在凹槽1 1 a之壁部1 2側的一角處設 • 有用以將凹槽1 1 a內的水排出到外部的排水孔1 6。 晶圓1係在粗硏磨位置上，藉由粗硏磨單元20A粗硏 磨至例如比精硏磨厚度還厚30/zm左右，接著在精硏磨位 置上，藉由精硏磨單元20B精硏磨至目的之精硏磨厚度。 如第2圖所示，在凹槽11a內之轉台13的周圍且在各硏磨 位置附近，分別設置有測定晶圓1之厚度用的粗硏磨側厚 度測定單元40及精硏磨側厚度測定單元50。晶圓1係在各 硏磨位置上，一邊藉由該等厚度測定單元4 0、5 0逐一測定 φ 厚度，一邊硏磨至目的厚度。 首先，說明精硏磨側厚度測定單元50,如第3圖所示， 該單元50係將由一對測高計51、52所構成之接觸式厚度 測定器53及非接觸式厚度測定器54固定於由基台1 1所支 撐之支架59上的構成。 接觸式厚度測定器5 3之各測高計5 1、5 2係一般習知 者且爲具有從固定於支架59上之測定本體部51a、52a在 吸盤14上水平地延伸且會搖動之探針51b、52b之等同構 成，但被分爲基準側測高計5 1及變動側測高計52，其中前 -14 - 200807538 者之探針51b之前端始終與吸盤14之上表面14a接觸以測 定其上表面1 4a之高度位置，而後者之探針5 2b之前端始 終與吸盤1 4上所保持之晶圓1的背面（硏磨面）接觸以測 定晶圓1背面之高度位置。各測高計51、52係以內建於測 定本體部5 1 a、52a之利用電磁感應的線圏式感測器將探針 5 1 b、52b之搖動轉換爲電氣訊號而作爲高度位置的測定値 加以輸出的構成。根據由該等測高計5 1、52所構成之接觸 r 式厚度測定器53,係從變動側測高計52之測定値與基準側 φ 測高計5 1之測定値的差，換算晶圓1之總厚（包含保護帶 4” 非接觸式厚度測定器54具有雷射頭56,其係在固定於 支架59上且於吸盤14上水平延伸之手臂55的前端，將可 視光半導體雷射光線垂直地照射於吸盤1 4上所保持的晶 圓1，並接受來自晶圓1之反射光。雷射頭56分別接受會 在吸盤1 4上所保持之晶圓1的上側之背面及下側之表面 (與保護構件之界面）反射的雷射光線之反射光。非接觸式 φ 厚度測定器54係從雷射頭56接受該等反射光時之時間差 來換算晶圓1的厚度。此種利用雷射光反射之非接觸式的 厚度測定器54，例如，可使用日本專利公開2001 -203249 號公報所記載之構成者。 在支架59上透過噴嘴支架57安裝有氣體噴嘴58，其 係將空氣對要從雷射頭56照射於晶圓1上之雷射光線的照 射面上噴吹，以除去硏磨水等之水份，以防止因雷射光線 穿透水份而導致測定精度降低之情況。在氣體噴嘴5 8上連 接著未圖示之空氣壓送管線。 -15- 200807538 另一方面，粗硏磨側厚度測定單元40係由與上述精硏 磨側厚度測定單元50之接觸式厚度測定器53完全相同構 成之接觸式厚度測定器43所構成，亦即，由測定吸盤14 上表面之高度位置的基準測高計4 1及始終與晶圓1背面接 觸以測定晶圓1背面之高度位置的變動側測高計42所構 成。各測高計4 1、42皆爲安裝有會進行搖動之探針4 1 b、 4 2b的構成（參照第5A、5C圖）。 以上，係基台1 1上之硏磨區1 0 A之相關構成，其次參 φ 照第2圖來說明供給、回收區域10B。 在供給、回收區域10B的中央設置有會上下移動之2 節連#式的移送機械臂60。此外、在此移送機械臂60之周 圍，在從上面往下看之狀態下，依逆時針方向分別配置供 給匣6 1、位置對準台62、旋臂式之供給臂63、與供給臂 63相同構造之回收臂64、自旋式（spinner)之洗淨裝置65 及回收厘6 6。 供給匣61、位置對準台62及供給臂63係將晶圓1供 φ 給至吸盤14的手段，回收臂64、自旋式之洗淨裝置65及 回收匣66係從吸盤14上回收已完成背面硏磨之晶圓1的 手段。匣6 1、66係將複數片晶圓1以水平之姿勢且在上下 方向取一定間隔以疊層狀態加以收容者，且設定於基台1 1 之指定位置上。 當藉由移送機械臂60從供給匣6 1內取出一片晶圓1 時，此晶圓1係以未黏貼保護帶4之背面側朝 上的狀態被載置於位置對準台62上，在此處被決於一 定位置。接著，晶圓1係藉由供給臂63而從位置對準台62 -16- 200807538 上被吸附並取起，然後載置於正在裝卸位置待機的吸盤14 上。 另一方面，由各硏磨單元20 A、20B進行背面硏磨且被 定位於裝卸位置上之吸盤1 4上的晶圓1，由回收臂64所吸 附並被取起，然後移至洗淨裝置65進行水洗及乾燥。然 後，在洗淨裝置65完成洗淨處理後之晶圓1，由移送機械 臂60移送至回收匣66內並被收容。 以上，係晶圓硏磨裝置10之機械構成，但如第2圖所 φ 示，此晶圓硏磨裝置1 0具有控制機構70，其係被輸入粗硏 磨側厚度測定單元4〇之接觸式厚度測定器43的測定値、 及精硏磨側厚度測定單元50之接觸式厚度測定器53的測 定値與非接觸式厚度測定器54的測定値。此控制機構70 係根據該等厚度測定値，來控制使粗硏磨單元20A及精硏 磨單元20B之杯形硏磨輪旋轉的馬達23或使該.等硏磨單元 20A、2ΌΒ昇降之進給機構33的各馬達34之動作。另外， 在此控制機構70上具有記憶部7 1，係從適宜之輸入機構輸 φ 入「硏磨前之含保護帶4的晶圓1之厚度（總厚）」、作爲 目的之「粗硏磨後之含保護帶4的晶圓1之厚度（總厚）」、 作爲目的之「僅晶圓1的精加工厚度」，並記憶該等資料。 其次，說明含有控制機構70的控制在內之藉由上述晶 圓硏磨裝置10硏磨晶圓1之背面的動作。 首先，藉由移送機械臂60，將收容於供給匣61內之一 片晶圓1移至位置對準台62進行位置對準，接著，藉由供 給臂63將背面側朝上之晶圓1載置於在裝卸位置待機且真 空運轉中之吸盤14上。藉此，晶圓1係在將表面側之保護 -17- 200807538 帶4密接於吸盤14之上表面14a並使背面露出的狀態下被 吸附並保持於其上表面14a上。此外，此時，粗硏磨側之 接觸式厚度測定器43之各測高計4卜42的探針41b、42b， 係適度地朝上，以避開吸盤14之上表面14a。 然後，轉台13朝第2圖所示之箭頭R方向旋轉，並使 保持著晶圓1之吸盤14停止在粗硏磨位置。此時，下一個 吸盤1 4定位於裝卸位置，並在此吸盤1 4上如上述般地設 定下一個要硏磨之晶圓1。 φ 在粗硏磨位置上，藉由旋轉吸盤14而使晶圓1朝一個 方向旋轉，與此同時地使粗硏磨側之接觸式厚度測定器43 之基準測高計4 1及變動側測高計42的各探針41 b、42b下 降而分別與吸盤14之上表面14a及屬晶圓1之露出面的背 面接觸，以保持測定含保護帶4在內之晶圓1的厚度之狀 態。接著，藉由進給機構使粗硏磨單元20A下降，一邊供 給硏磨冰一邊使高速旋轉之杯形硏磨輪25的磨石26按壓 晶圓1之背面而進行硏磨。又，在使粗硏磨單元20 A下降 φ 時，當杯形硏磨輪25的磨石26根據接觸式厚度測定器43 之測定値，在接近晶圓1之前是以較高速下降時，可縮短 時間，故較理想。 第5 A、5 C圖顯示硏磨前之吸盤14上的晶圓1，第5八 圖顯示保護帶4較厚，而第5 C圖顯示保護帶4較薄之情 況。接觸式厚度測定器43係測定晶圓1與保護帶4之總厚 t(tl+t4)。在此，控制機構70係將基於接觸式厚度測定器 43的總厚t與預先輸入之含保護帶4的晶圓1之總厚作比 較，在測定値之總厚t大幅增厚而超過允許値之情況（例 -18 - 200807538 如，具有磨石26與晶圓1衝撞之虞等），則採進行警報處 理而暫時中止運轉等之處置。又，在第5A、5C圖中係顯示 在保護帶4之厚度t4上具有誤差，而在晶圚1之厚度tl 上亦具有誤差之情況，因此必須把握總厚t。 又，在進行粗硏磨之期間，將依接觸式厚度測定器43 測定之晶圓1的厚度（總厚t)逐一輸入控制機構70，控制機 構70係根p此測定値來控制粗硏磨單元20A之馬達34， 以控制杯形硏磨輪25之進給量也就是硏磨量。接著，控制 φ 機構70係在判斷觸式厚度測定器43之測定値既達到記憶 部71所記憶之粗硏磨厚度（粗硏磨後之含保護帶4在內的 晶圓1之厚度）後，停止依進給機構33之杯形硏磨輪25的 下降，並在一定時間維持其原狀態而使杯形硏磨輪25旋轉 後，使粗硏磨單元20A上昇而結束粗硏磨。粗硏磨之厚度， 如上述，例如，係設爲比精硏磨厚度厚30 // m左右。 接著，既結束粗硏磨之晶圓1係藉由使轉台1 3朝R方 向旋轉而被移送至精硏磨位置。另外，預先設定於裝卸位 φ 置上之晶圓1係被移送至粗硏磨位置上，此晶圓1係與前 面進行之精硏磨同時一邊進行與上述相同之厚度測定一邊 進行粗硏磨。再者，於被移動至裝卸位置上的吸盤14上， 設定下一個應處理之晶圓1。 在精‘硏磨位置上，首先，使吸盤14連同晶圓1 一起旋 轉，並藉由精硏磨側厚度測定單元5 0之接觸式厚度測定器 53，與上述相同地測定晶圓1的厚度（總厚t)。依接觸式厚 度測定器5 3之厚度測定値係與粗硏磨厚度相同，假若依粗 硏磨側之接觸式厚度測定器4 3的測定値與實際厚度相異 -19- 200807538 時，在使精硏磨單元20B之磨石26接近晶圓1之前是以較 高速下降時，恐有不能適宜地動作，例如像上述那樣造成 磨石26與晶圓1衝撞之虞。而要在事前避免此類缺失上， 有必要藉由接觸式厚度測定器53來重新測定並確定包含 保護帶4在內之晶圓1的厚度。 接著，使精硏磨單元20B根據接觸式厚度測定器53之 測定値，在杯形硏磨輪25之磨石26接近晶圓1之前以較 高速下降之後，接著，一邊藉由接觸式厚度測定器5 3測定 φ 晶圓1之厚度，一邊與粗硏磨相同地，使用精硏磨單元20B 對晶圓1之背面進行數//m左右之硏磨。藉此，晶圓1之 背面因爲成爲能以非接觸式厚度測定器54測定之鏡面，所 以，將晶圓1之厚度測定切換爲非接觸式厚度測定器54以 進行晶圓1之硏磨。此精硏磨係藉由非接觸式厚度測定器 54 —邊僅測定晶圓1之厚度一邊進行測定。又，從以非接 觸式厚渡測定器54來正確地測定僅晶圓1本身之厚度的觀 點，被移至精硏磨之晶圓1的厚度（粗硏磨厚度）宜爲200 μ φ m左右以下。 在進行精硏磨之期間，將依非接觸式厚度測定器54測 定之晶圓1的厚度逐一輸入控制機構70，控制機構70係根 據此測定値來控制精硏磨單元20B之馬達34，以控制杯形 硏磨輪25之進給量亦即硏磨量。然後，繼續進行精硏磨， 在控制機構70判斷非觸式厚度測定器54之測定値既達到 記憶部7 1所記憶之精硏磨厚度後，停止依進給機構33之 杯形硏磨輪25的下降，並在一定時間維持其原狀態而使杯 形硏磨輪25旋轉後，使精硏磨單元20B上昇而結束精硏磨。 -20- 200807538 在此，例舉粗硏磨及精硏磨之較佳運轉條件。粗硏磨 及精硏磨之硏磨單元20 A、20B，其杯形硏磨輪25之旋轉 速度均爲3000〜5 000RPM，吸盤14之旋轉速度均爲100〜 3 00RPM。另外，屬粗硏磨單元20 A之進給速度的下降速度 係3〜5 // m/秒，屬精硏磨單元20B之下降速度係0.3〜1 // m /秒。 在同時進行之精硏磨及粗硏磨均結束之後，使轉台13 旋轉而將完成精硏磨後之晶圓1移送至裝卸位置。藉此， φ 後續之晶圓1分別被移送至粗硏磨位置及精硏磨位置。被 定位於裝卸位置之吸盤14上之晶圓1，係藉由回收臂64 而移至洗淨裝置65進行水洗及乾燥。然後，在洗淨裝置65 完成洗淨處理後之晶圓1，由移送機械臂60移送至回收匣 6 6內並被收容。 以上，係將一片之晶圓1薄化至目的的精硏磨厚度並 進行洗淨及回收的一個循環。根據本實施形態之晶圓硏磨 裝置1 0，係如上述一邊使轉台1 3間歇性旋轉，一邊並行地 φ 在粗硏磨位置對晶圓1進行粗硏磨，且在精硏磨位置進行 精硏磨，藉此可有效率地進行複數片晶圓1的硏磨處理。 在本實施形態之晶圓硏磨裝置10中，首先，一邊藉由 粗硏磨側厚度單元40之接觸式厚度測定器43測定含有保 護帶4之晶圓1的總厚（t)，——邊以粗硏磨單元20A對晶圓 1進行粗硏磨，將晶圓1加以薄化而迄至例如尙差精加工 厚度30/zm爲止。接著，在精硏磨中，採藉由接觸式厚度 測定器5 3重新測定晶圓1之厚度以確認爲安全之後，一邊 藉由非接觸式厚度測定器54僅測定晶圓1之厚度一邊進行 -21- 200807538 硏磨，而在晶圓1減薄至精加工厚度後就結束硏磨的步 驟。在粗硏磨時，雖測定包含保護帶4之晶圓1的厚度， 但此測定値不是精硏磨，所以，即使例如保護帶4之厚度 具有誤差，仍被允許。然後，在移行至精硏磨之後，由非 接觸式厚度測定器54僅測定晶圓1之(厚度，所以，可正確 地測定晶圓1之厚度，而可與保護帶4及晶圓1之厚度誤 差無關地將晶圓1確實地加工成目的厚度。 第5B、5D圖分別顯示將第5A、5C圖所示之晶圓1， φ 由接觸式厚度測定器53及非接觸式厚度測定器54 —邊測 定之厚度，一邊硏磨晶圓1的狀態。若僅以接觸式厚度測 定器53來測定晶圓1之厚度的情況，僅總厚t係可被控制， 當保護帶4之厚度t4，如圖所示互爲相異時，則硏磨之晶 圓1之厚度tl亦相異。但是，藉由非接觸式厚度測定器54 測定僅晶圓1之厚度，並根據此測定値控制硏磨進給量’ 即使保護帶4之厚度不同，仍可將晶圓1之精加工厚度始 終作成一定。 φ 此外，在精硏磨側，藉由接觸式厚度測定器53重新測 定硏磨前之晶圓1的厚度後，繼續進行測定而迄至精硏磨 結束爲止，具有可取得瞭解杯形硏磨輪25之磨石26的磨 耗量的資料的意味。 •【圖式簡單說明】 第ΙΑ、1B圖顯示藉由本發明之一實施形態硏磨背面之 半導體晶圓，第1 A圖爲立體圖，第1 B圖爲側視圖。 第2圖爲一實施形態之晶圓硏磨裝置的整體立體圖。 第3圖爲第1圖所示之晶圓硏磨裝置所具備之硏磨單 -22- 200807538 元的立體圖。 第4圖爲第1圖所示之晶圓硏磨裝置所具備之硏磨單 元的側視圖。 第5 A、5C圖爲顯示藉由接觸式厚度測定器對保護帶之 厚度不同的晶圓進行厚度測定之狀態的剖視圖，第5B、5D 圖爲顯示分別藉由接觸式厚度測定器及非接觸式厚度測定 器，一邊對第5A、5C圖所示晶圓進行厚度測定一邊進行硏 磨之狀態的側視圖。 _ 【主要元件符號說明】 1 半導體晶圓 2 分割預定線 3 半導體晶片 4 保護帶 10 晶圓硏磨裝置 1ΌΑ 硏磨區域 10B 供給及回收區域 11 基台 11a 凹槽 12 壁部 13 轉台 14 吸盤 14a 上表面（保持面） 15 吸盤洗淨噴嘴 16 排水孔 20A 粗硏磨單元 -23- 200807538 20B 精硏磨單元 21 殼體 22 心軸 23 馬達 24 凸緣 25 杯形硏磨輪 26 磨石 27 塊體 3 1 滑塊 32 導軌 33 進給機構 34 馬達 40 粗硏磨側厚度測定單元 41 基準測高計 4 lib > 42b 探針 42 變動側測高計 43 接觸式厚度測定器 50 精硏磨側厚度測定單元 51、5 2 測局計 51a、 52a 測定本體部 51b 、 52b 探針 53 接觸式厚度測定器 54 非接觸式厚度測定器 55 手臂 56 雷射頭 -24- 200807538 5 7 噴嘴支架 5 8 氣體噴嘴 5 9 支架 60 移送機械臂 61 供給匣 62 位置對準台 63 供給臂 64 回收臂 • 65 洗淨裝置 66 回收匣 70 控制機構 71 記憶部 t 含保護帶在內的晶圓厚度 tl 僅晶圓本身之厚度 t4 保護帶之厚度
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