(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの表面に貼着される保護部材の厚さのばらつきの影響を低減して該ウェーハの裏面の研削を予定通りに均一に実施する。【解決手段】表面側に保護部材が貼着されたウェーハの裏面側を粗研削する第１の研削ユニット１０ａと、該ウェーハの該裏面側を仕上げ研削する第２の研削ユニット１０ｂと、該ウェーハ及び該保護部材の総厚さを測定する第１の厚さ測定ユニット４０と、該ウェーハの厚さを測定する第２の厚さ測定ユニット４２と、を備え、粗研削後における該ウェーハ及び該保護部材の目標総厚さと、該ウェーハの目標厚さと、が予め登録される目標厚さ登録部を備える制御ユニットを持ち、該第１の研削ユニットに該ウェーハを粗研削させ該総厚さを該目標総厚さにした後、該第２の厚さ測定ユニットで該ウェーハの厚さを測定して、得られた該ウェーハの厚さと、該ウェーハの該目標厚さと、の差を補正値として補正値登録部に登録する。【選択図】図１
2020127973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面側に保護部材が貼着されたウェーハを該保護部材を介して保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された該ウェーハの裏面側を粗研削する第１の研削ユニットと、
該第１の研削ユニットにより粗研削された該ウェーハの該裏面側を仕上げ研削する第２の研削ユニットと、
該第１の研削ユニットにより粗研削されている該ウェーハの該裏面に接触して該ウェーハ及び該保護部材の総厚さを測定する接触式の第１の厚さ測定ユニットと、
該第２の研削ユニットにより仕上げ研削されている該ウェーハの厚さを非接触で測定する非接触式の第２の厚さ測定ユニットと、
該第１の厚さ測定ユニットで測定される測定値に基づいて該第１の研削ユニットを制御し、該第２の厚さ測定ユニットで測定される測定値に基づいて該第２の研削ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、該第１の研削ユニットで粗研削した後における該ウェーハ及び該保護部材の目標総厚さと、該ウェーハの目標厚さと、が予め登録される目標厚さ登録部と、該目標総厚さの補正値を登録できる補正値登録部と、を備え、
該制御ユニットは、該ウェーハ及び該保護部材の総厚さを該第１の厚さ測定ユニットで測定しながら該第１の研削ユニットに該ウェーハを粗研削させ該総厚さを該目標総厚さにした後、該第２の研削ユニットに該ウェーハの仕上げ研削を実施させる前に該第２の厚さ測定ユニットで該ウェーハの厚さを測定して、測定により得られた該ウェーハの厚さと、該目標厚さ登録部に登録された該ウェーハの該目標厚さと、の差を補正値として該補正値登録部に登録できることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
請求項１に記載の研削装置であって、
該制御ユニットは、該目標厚さ登録部に登録された該ウェーハ及び該保護部材の目標総厚さに該補正値登録部に登録された補正値を適用して該目標総厚さを補正し、該総厚さが補正された該目標総厚さになるまで該第１の研削ユニットに他のウェーハを粗研削させることを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体等で形成されたウェーハを所定の厚さになるまで研削する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やコンピュータ等の電子機器に使用されるデバイスチップの製造工程では、まず、半導体等で形成されたウェーハの表面にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等の複数のデバイスを形成する。次に、該ウェーハを裏面側から研削して所定の厚さに薄化し、デバイス毎に該ウェーハを分割して個々のデバイスチップを形成する。
【０００３】
ウェーハの研削は研削装置で実施される。研削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、該ウェーハを研削する研削ユニットと、を有し、該研削ユニットは、スピンドルと、該スピンドルの下端に装着された研削ホイールと、を備える。該研削ホイールの下面には研削砥石が装着されている。該研削ホイールと、該ウェーハを保持する該チャックテーブルと、を互いに略平行なそれぞれの回転軸を中心に回転させ、該研削ホイールを下降させて該研削砥石を該ウェーハに接触させると、該ウェーハが研削される。
【０００４】
ウェーハを高精度に研削できる研削装置として、複数の研削ユニットを備える研削装置が知られている（特許文献１参照）。該研削装置では、まず、第１の研削ユニットによりウェーハの粗研削が実施され、第２の研削ユニットによりウェーハの仕上げ研削が実施される。
【０００５】
ここで、粗研削とは、比較的速い速度でウェーハを研削することをいい、該ウェーハの厚さが最終的に目標とする厚さ（仕上がり厚さ）になる前に終了する研削である。そして、仕上げ研削とは、粗研削されたウェーハの厚さが仕上がり厚さになるまで比較的遅い速度で高品質かつ高精度に該ウェーハを研削することをいう。
【０００６】
該研削装置は、第１の研削ユニットにより粗研削されるウェーハの被加工面に接触しつつ該ウェーハの厚さを測定する接触式の厚さ測定ユニットを備える。また、該研削装置は、第２の研削ユニットにより仕上げ研削されるウェーハの被加工面に接触せずに該ウェーハの厚さを測定する非接触式の厚さ測定ユニットを備える。該研削装置で実施される粗研削及び仕上げ研削は、それぞれの厚さ測定ユニットによりウェーハの厚さが測定されながら実施され、それぞれウェーハが所定の厚さとなったことが確認されるまで実施される。
【０００７】
ウェーハの裏面側を研削する場合、表面に形成されたデバイスを保護するために、予めウェーハの表面側にテープ状の保護部材が貼着される。そして、研削装置では、ウェーハの表面側が下方に向けられた状態で該保護部材を介してウェーハがチャックテーブルの上に載せられる。
【０００８】
接触式の厚さ測定ユニットは、第１の研削ユニットがウェーハを粗研削する間、ウェーハ及び保護部材の全体の厚さを測定する。そして、該全体の厚さから該保護部材の厚さを差し引くことで該ウェーハの厚さが算出され、該ウェーハの厚さが粗研削の終了時に目標とされる厚さに達したときに第１の研削ユニットによる粗研削が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２８８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ウェーハ等の被加工物の表面側には、該被加工物の種別や加工の内容に応じて選択された保護部材が貼着される。しかし、例えば、保護部材の材質や商品種別により該保護部材の厚さには仕様値等からのばらつきが存在する。そのため、接触式の厚さ測定ユニットを使用して測定されるウェーハ及び保護部材の総厚さに基づいて導出されるウェーハの厚さは、保護部材のばらつきの影響を受ける。
【００１１】
例えば、接触式の厚さ測定ユニットによりウェーハが所定の厚さとなったことを確認して第１の研削ユニットによる粗研削を完了させても、実際にはウェーハが所定の厚さに達していない場合がある。すなわち、粗研削されたウェーハの厚さは、保護部材の厚さのばらつきの影響を受けて変化する場合がある。
【００１２】
したがって、ウェーハが仕上げ厚さとなるまで仕上げ研削を実施しようとすると、予定された研削量とは異なる厚さを仕上げ研削により除去しなければならない場合がある。そのため、すべてのウェーハに対して繊細な加工条件で高精度に実施される仕上げ研削を予定通りに均一に実施するのは容易ではない。特に、予定された研削量よりも多い研削量で仕上げ研削を実施すると、比較的遅い速度で実施される仕上げ研削に要する時間が大幅に増え、仕上げ研削用の研削砥石の消耗が激しくなるため問題となる。
【００１３】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面に貼着される保護部材の厚さのばらつきの影響を低減でき、ウェーハの裏面に対する仕上げ研削を予定通りに均一に実施できる研削装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によれば、表面側に保護部材が貼着されたウェーハを該保護部材を介して保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該ウェーハの裏面側を粗研削する第１の研削ユニットと、該第１の研削ユニットにより粗研削された該ウェーハの該裏面側を仕上げ研削する第２の研削ユニットと、該第１の研削ユニットにより粗研削されている該ウェーハの該裏面に接触して該ウェーハ及び該保護部材の総厚さを測定する接触式の第１の厚さ測定ユニットと、該第２の研削ユニットにより仕上げ研削されている該ウェーハの厚さを非接触で測定する非接触式の第２の厚さ測定ユニットと、該第１の厚さ測定ユニットで測定される測定値に基づいて該第１の研削ユニットを制御し、該第２の厚さ測定ユニットで測定される測定値に基づいて該第２の研削ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該第１の研削ユニットで粗研削した後における該ウェーハ及び該保護部材の目標総厚さと、該ウェーハの目標厚さと、が予め登録される目標厚さ登録部と、該目標総厚さの補正値を登録できる補正値登録部と、を備え、該制御ユニットは、該ウェーハ及び該保護部材の総厚さを該第１の厚さ測定ユニットで測定しながら該第１の研削ユニットに該ウェーハを粗研削させ該総厚さを該目標総厚さにした後、該第２の研削ユニットに該ウェーハの仕上げ研削を実施させる前に該第２の厚さ測定ユニットで該ウェーハの厚さを測定して、測定により得られた該ウェーハの厚さと、該目標厚さ登録部に登録された該ウェーハの該目標厚さと、の差を補正値として該補正値登録部に登録できることを特徴とする研削装置が提供される。
【００１５】
好ましくは、該制御ユニットは、該目標厚さ登録部に登録された該ウェーハ及び該保護部材の目標総厚さに該補正値登録部に登録された補正値を適用して該目標総厚さを補正し、該総厚さが補正された該目標総厚さになるまで該第１の研削ユニットに他のウェーハを粗研削させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様に係る研削装置では、ウェーハが粗研削された後、仕上げ研削が実施される前にウェーハの厚さが第２の厚さ測定ユニットにより測定される。そして、測定により得られた該ウェーハの厚さと、目標厚さ登録部に登録された粗研削した後におけるウェーハの目標厚さと、の差が補正値として補正値登録部に登録される。そして、本発明の一態様に係る研削装置では、目標厚さ登録部に登録された粗研削をした後における該目標総厚さを該補正値により補正できる。
【００１７】
複数のウェーハを連続して研削する際、通常、これらのウェーハには同種の保護部材が貼着されるため、保護部材の厚さの仕様値等からのずれは略一定となる。そのため、次に研削加工される他のウェーハを補正された該目標総厚さに基づいて粗研削すると、該他のウェーハの厚さを該目標厚さに近づけられる。この場合、仕上げ研削におけるウェーハの研削量が予定された量で一定となるため、その後研削加工される各ウェーハに対して仕上げ研削を予定通りに均一に実施できる。
【００１８】
したがって、本発明の一態様により、表面に貼着される保護部材の厚さのばらつきの影響を低減でき、ウェーハの裏面に対する仕上げ研削を予定通りに均一に実施できる研削装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】研削装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】第１の研削ユニットにより実施される粗研削を模式的に示す側面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第２の研削ユニットにより実施される仕上げ研削を模式的に示す側面図であり、図３（Ｂ）は、第２の厚さ測定ユニットによるウェーハの厚さの測定を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る研削装置は、例えば、半導体デバイスが表面に形成されたウェーハを裏面側から研削して所定の厚さに薄化する研削装置である。図１は、本実施形態に係る研削装置２の構成を模式的に示す斜視図である。
【００２１】
研削装置２で研削されるウェーハ１は、例えば、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。該ガラスは、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等である。
【００２２】
ウェーハ１の表面１ａにはＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ(Large Scale Integration)等の複数のデバイス（不図示）が形成される。研削装置２によりウェーハ１を裏面１ｂ側から研削して該ウェーハ１を薄化し、デバイス毎に該ウェーハ１を分割すると、個々のデバイスチップを形成できる。
【００２３】
研削装置２では、ウェーハ１の裏面１ｂ側が上方に露出された状態で該裏面１ｂが研削される。ウェーハ１を研削する際に該ウェーハ１の表面１ａ側に形成されたデバイスを保護するために、ウェーハ１の表面１ａ側にはテープ状の保護部材３が貼着される。ウェーハ１は、例えば、複数のウェーハ１を収容できるカセット２８ａに収容されて運搬され、研削装置２に搬入される。
【００２４】
次に、本実施形態に係る研削装置２について詳述する。研削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前端にはカセット載置台２６ａ，２６ｂが固定されている。例えば、カセット載置台２６ａ上には研削前のウェーハ１を収容したカセット２８ａが載置され、カセット載置台２６ｂ上には研削の終了したウェーハ１を収容するためのカセット２８ｂが載置される。
【００２５】
基台４上のカセット載置台２６ａ，２６ｂに隣接した位置には、ウェーハ搬送ロボット３０が据え付けられている。ウェーハ搬送ロボット３０は、カセット載置台２６ａに載せられたカセット２８ａからウェーハ１を搬出し、基台４上の該ウェーハ搬送ロボット３０に隣接した位置に設けられた位置決めテーブル３２に該ウェーハ１を搬送する。
【００２６】
該位置決めテーブル３２は、環状に並ぶ複数の位置決めピンを有する。該位置決めテーブル３２は、中央の載置領域にウェーハ１が載置された際、それぞれの位置決めピンを径方向内側に連動させて移動させることにより、ウェーハ１を予定された位置に位置付ける。
【００２７】
基台４の上面の該位置決めテーブル３２に隣接した位置には、ローディングアーム３４と、アンローディングアーム３６と、が設けられる。位置決めテーブル３２により予定された位置に位置付けられたウェーハ１は、該ローディングアーム３４により搬送される。
【００２８】
基台４の中央上面には、円板状のターンテーブル６が水平面内において回転可能に設けられている。ターンテーブル６の上面には、円周方向に互いに１２０度離間した３個のチャックテーブル８が備えられている。ターンテーブル６を回転させると、各チャックテーブル８を移動できる。
【００２９】
チャックテーブル８は、一端が吸引源（不図示）と接続された吸引路（不図示）を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル８上の保持面８ａに接続されている。該保持面８ａは多孔質部材によって構成され、該保持面８ａ上に載せ置かれたウェーハ１に該多孔質部材を通して該吸引源により生じた負圧を作用させて、チャックテーブル８は被加工物を吸引保持する。
【００３０】
チャックテーブル８へのウェーハ１の搬出入は、ターンテーブル６のウェーハ搬入・搬出領域で実施される。ウェーハ搬入・搬出領域では、ローディングアーム３４によりウェーハ１をチャックテーブル８に搬入できるとともにアンローディングアーム３６によりウェーハ１をチャックテーブル８から搬出できる。ウェーハ搬入・搬出領域に位置付けられたチャックテーブル８にローディングアーム３４によりウェーハ１を搬入した後、ターンテーブル６を回転させて、該チャックテーブル８を次の粗研削領域に移動させる。
【００３１】
基台４の後方側上面のターンテーブル６の外側には、粗研削領域に位置付けられたチャックテーブル８に保持されたウェーハ１の裏面１ｂ側を粗研削する第１の研削ユニット１０ａが配されている。第１の研削ユニット１０ａによりウェーハ１の粗研削が実施された後、ターンテーブ６を回転させて、該チャックテーブル８を該粗研削領域に隣接する仕上げ研削領域に移動させる。
【００３２】
基台４の後方側上面のターンテーブル６の外側には、仕上げ研削領域に位置付けられたチャックテーブル８に保持されたウェーハ１の裏面１ｂ側を仕上げ研削する第２の研削ユニット１０ｂが配されている。第２の研削ユニット１０ｂによりウェーハ１の仕上げ研削が実施された後、ターンテーブ６を回転させて、該チャックテーブル８をウェーハ搬入・搬出領域に戻し、アンローディングアーム３６により該ウェーハ１をチャックテーブル８から搬出する。
【００３３】
基台４の上面のアンローディングアーム３６と、ウェーハ搬送ロボット３０と、の近傍には、研削されたウェーハ１を洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置３８が配設されている。そして、スピンナ洗浄装置３８により洗浄及び乾燥されたウェーハ１は、ウェーハ搬送ロボット３０によりスピンナ洗浄装置３８から搬送され、カセット載置台２６ｂに載置されたカセット２８ｂに収容される。
【００３４】
基台４の後部にはコラム２２ａ，２２ｂが立設されている。コラム２２ａの前面には、第１の研削ユニット１０ａを鉛直方向に沿って移動可能に支持する研削送りユニット２４ａが配設されている。コラム２２ｂの前面には、第２の研削ユニット１０ｂを鉛直方向に沿って移動可能に支持する研削送りユニット２４ｂが配設されている。
【００３５】
研削送りユニット２４ａに支持された第１の研削ユニット１０ａは、鉛直方向に沿って伸長するスピンドル１４ａと、該スピンドル１４ａの上端に接続されたスピンドルモータ１２ａと、を備える。また、研削送りユニット２４ｂに支持された第２の研削ユニット１０ｂは、鉛直方向に沿って伸長するスピンドル１４ｂと、該スピンドル１４ｂの上端に接続されたスピンドルモータ１２ｂと、を備える。
【００３６】
スピンドル１４ａの下端には、円板状のホイールマウント１６ａが配設され、該ホイールマウント１６ａ下面には研削ホイール１８ａが固定されている。研削ホイール１８ａの下面には、円環状に並ぶ複数の研削砥石２０ａが装着されている。スピンドル１４ｂの下端には、円板状のホイールマウント１６ｂが配設され、該ホイールマウント１６ｂ下面には研削ホイール１８ｂが固定されている。研削ホイール１８ｂの下面には、円環状に並ぶ複数の研削砥石２０ｂが装着されている。
【００３７】
スピンドルモータ１２ａを作動させスピンドル１４ａを鉛直方向の周りに回転させると、研削ホイール１８ａが回転して研削砥石２０ａが環状軌道上を移動する。そして、研削送りユニット２４ａを作動させて第１の研削ユニット１０ａを下降させ、研削砥石２０ａをチャックテーブル８に保持されたウェーハ１の裏面１ｂに接触させると、該ウェーハ１が該裏面１ｂ側から研削される。
【００３８】
また、スピンドルモータ１２ｂを作動させスピンドル１４ｂを鉛直方向の周りに回転させると、研削ホイール１８ｂが回転して研削砥石２０ｂが環状軌道上を移動する。そして、研削送りユニット２４ｂを作動させて第２の研削ユニット１０ｂを下降させ、研削砥石２０ｂをチャックテーブル８に保持されたウェーハ１の裏面１ｂに接触させると、該ウェーハ１が該裏面１ｂ側から研削される。
【００３９】
第１の研削ユニット１０ａを使用したウェーハ１の研削では、研削送りユニット２４ａによる研削送りを比較的速い速度で実施してウェーハ１を粗研削する。第１の研削ユニット１０ａによる粗研削では、研削装置２で研削されて除去されるウェーハ１の厚さの大部分が効率的に除去される。
【００４０】
第２の研削ユニット１０ｂを使用したウェーハ１の研削では、研削送りユニット２４ｂによる研削送りを比較的低い速度で実施してウェーハ１を仕上げ研削する。第２の研削ユニット１０ｂによる仕上げ研削では、ウェーハ１が予定された仕上げ厚さに高精度に研削される。
【００４１】
基台４の上面の第１の研削ユニット１０ａの近傍には、第１の研削ユニット１０ａにより粗研削されているウェーハ１の裏面１ｂに接触して、ウェーハ１及び保護部材３の厚さを合わせた総厚さを測定する接触式の第１の厚さ測定ユニット４０が配設されている。第１の厚さ測定ユニット４０について、図２を用いて詳述する。図２は、裏面１ｂ側の粗研削が実施されているウェーハ１を模式的に示す側面図である。
【００４２】
第１の厚さ測定ユニット４０は、ターンテーブル６の外側で鉛直方向に沿って立設されたポスト４０ａと、該ポスト４０ａの上端部から粗研削領域に位置付けられたチャックテーブル８の上方に延びる２つのプローブ４０ｂ，４０ｃと、を備える。それぞれのプローブ４０ｂ，４０ｃはポスト４０ａに対して鉛直方向に沿って移動可能である。
【００４３】
比較的上側に配される第１のプローブ４０ｂは、水平方向に延びた腕部と、該腕部の先端から下方に延びた探針と、を備える。第１のプローブ４０ｂは、ウェーハ１の裏面１ｂに該探針の下端を接触させることでウェーハ１の裏面１ｂの高さを測定する。また、比較的下側に配される第２のプローブ４０ｃは、水平方向に延びた腕部と、該腕部の先端から下方に延びた探針と、を備える。第２のプローブ４０ｃは、チャックテーブル８の保持面８ａに該探針の下端を接触させることで該保持面８ａの高さを測定する。
【００４４】
ウェーハ１は、チャックテーブル８の保持面８ａ上に保護部材３を介して載せられ保持される。そのため、第１の厚さ測定ユニット４０は、測定されたウェーハ１の裏面１ｂの高さと、チャックテーブル８の保持面８ａの高さと、の差からウェーハ１及び保護部材３の総厚さを算出できる。
【００４５】
基台４の上面の第２の研削ユニット１０ｂの近傍には、第２の研削ユニット１０ｂにより仕上げ研削されているウェーハ１の厚さを非接触で測定する非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２が配設されている。第２の厚さ測定ユニット４２について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いて詳述する。図３（Ａ）は、裏面１ｂ側の仕上げ研削が実施されているウェーハ１を模式的に示す側面図であり、図３（Ｂ）は、第２の厚さ測定ユニット４２によるウェーハ１の厚さの測定を模式的に示す断面図である。
【００４６】
第２の厚さ測定ユニット４２は、ターンテーブル６の外側で鉛直方向に沿って立設されたポスト４２ａと、該ポスト４２ａの上端部から仕上げ研削領域に位置付けられたチャックテーブル８の上方に延びる腕部４２ｂと、を備える。そして、該腕部４２ｂの先端には円筒状のヘッド部４２ｃが設けられている。図３（Ｂ）に、ヘッド部４２ｃの断面を示す。第２の厚さ測定ユニット４２が使用される際、ヘッド部４２ｃの内部には水４６が供給される。
【００４７】
第２の厚さ測定ユニット４２は、水４６に超音波を送る超音波送波部４２ｄと、水４６中を伝播した超音波５０ａ，５０ｂを受ける超音波受波部４２ｅと、をヘッド部４２ｃの内部空間に備える。ヘッド部４２ｃの内部に水４６を供給し、超音波送波部４２ｄから水４６に超音波４８を送ると、水４６を伝播した超音波４８がウェーハ１の裏面１ｂに到達する。
【００４８】
このうちの一部が該裏面１ｂで反射され、反射された超音波５０ａが水４６中を伝播する。また、他の一部はウェーハ１の内部を進行してウェーハ１の表面１ａで反射され、反射された超音波５０ｂがウェーハ１の内部及び水４６中を伝播する。そして、反射された超音波５０ａ，５０ｂが超音波受波部４２ｅで観測される。
【００４９】
このとき、超音波受波部４２ｅでは、超音波５０ａよりも超音波５０ｂの方が遅く観測される。これは、入射する超音波４８及び反射された超音波５０ｂがウェーハ１の内部を進行する分、超音波５０ｂが超音波５０ａに対して遅れるためである。そして、超音波５０ｂが超音波５０ａに対して遅れる時間はウェーハ１の厚さに応じて変化するため、超音波５０ｂ及び超音波５０ａの超音波受波部４２ｅへの到達時間の差に基づいてウェーハ１の厚さを測定できる。
【００５０】
ただし、非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２は、このような超音波を利用した高さ測定器に限定されず、他の方式の厚さ測定ユニットであってもよい。例えば、ウェーハ１に測定用レーザを照射して反射光を観測する分光干渉レーザ変位計を使用してもよい。
【００５１】
ウェーハ１を研削して所定の厚さに薄化する際、第１の研削ユニット１０ａによる粗研削と、第２の研削ユニット１０ｂによる仕上げ研削と、の２段階に分けて研削が実施される。研削により除去されるウェーハ１の除去厚さ（研削量）に占める粗研削により除去されるウェーハ１の除去厚さの割合は、仕上げ研削により除去されるウェーハ１の除去厚さと比較して大きくなる。すなわち、粗研削においてウェーハ１の厚さは比較的大きく変動する一方で、仕上げ研削においてウェーハ１の厚さの変動は比較的小さくなる。
【００５２】
接触式の第１の厚さ測定ユニット４０は測定可能な厚さの範囲が比較的広い。その一方で、非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２はウェーハ１の厚さの測定値の精度が高いが測定可能な厚さの範囲が比較的狭い。また、粗研削が実施されたウェーハ１の被研削面は比較的粗い面となるため、非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２による厚さ測定を適切に実施できない場合がある。
【００５３】
そのため、ウェーハ１の粗研削が実施される粗研削領域では接触式の第１の厚さ測定ユニット４０が使用され、ウェーハ１の仕上げ研削が実施される仕上げ研削領域では、非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２が使用される。
【００５４】
接触式の第１の厚さ測定ユニット４０は、ウェーハ１の厚さを測定するのではなく、ウェーハ１及び保護部材３の総厚さを測定する。そして、測定された総厚さから保護部材３の厚さの仕様値を差し引くとウェーハ１の厚さを算出できる。第１の研削ユニット１０ａにより実施されるウェーハ１の粗研削は、ウェーハ１が目標の厚さとなったとき、すなわち、第１の厚さ測定ユニット４０により測定される該総厚さが粗研削完了時の目標となる目標総厚さに達したときに完了する。
【００５５】
次に、研削装置２が備える制御ユニット４４について説明する。制御ユニット４４は研削装置２の各構成要素に接続されており各構成要素を制御する機能を有する。例えば、制御ユニット４４は、研削装置２に接続されたコンピュータにより構成される。制御ユニット４４には予めウェーハ１を加工するための加工条件が入力されており、制御ユニット４４は該加工条件に従って各構成要素を制御する。
【００５６】
制御ユニット４４は、目標厚さ登録部４４ａを備える。目標厚さ登録部４４ａには、第１の研削ユニット１０ａによるウェーハ１の粗研削が実施された後におけるウェーハ１及び保護部材３の目標総厚さと、粗研削された後におけるウェーハ１の目標厚さと、が予め登録される。目標厚さ登録部４４ａには、さらに、仕上げ研削された後におけるウェーハ１の仕上げ厚さが予め登録されてもよい。
【００５７】
制御ユニット４４は、第１の厚さ測定ユニット４０及び第２の厚さ測定ユニット４２に接続されている。そして、制御ユニット４４は、第１の厚さ測定ユニット４０で測定されるウェーハ１及び保護部材３の総厚さの測定値に基づいて第１の研削ユニット１０ａを制御する。制御ユニット４４は、第１の厚さ測定ユニット４０が測定した該測定値が目標厚さ登録部４４ａに登録された該目標総厚さに到達したとき、第１の研削ユニット１０ａによるウェーハ１の粗研削を停止させる。
【００５８】
また、制御ユニット４４は、第２の厚さ測定ユニット４２で測定されるウェーハ１の測定値に基づいて第２の研削ユニット１０ｂを制御する。制御ユニット４４は、第２の厚さ測定ユニット４２が測定した該測定値が目標厚さ登録部４４ａに登録されたウェーハ１の仕上げ厚さに到達したとき、第２の研削ユニット１０ｂによるウェーハ１の仕上げ研削を停止させる。
【００５９】
なお、保護部材３の厚さにはばらつきが存在する。ウェーハ１の表面１ａには、該ウェーハ１の種別や加工の内容に応じて選択された適切な材質又は商品種別の保護部材３が貼着される。そして、保護部材３の厚さには、例えば、該保護部材３の材質や商品種別によって異なる仕様値からのずれ等のばらつきが存在するため、接触式の第１の厚さ測定ユニット４０を使用して測定される該総厚さは、保護部材３の該ばらつきの影響を受ける。
【００６０】
そのため、第１の厚さ測定ユニット４０によりウェーハ１が所定の厚さとなったことを確認して第１の研削ユニット１０ａによる粗研削を完了させても、実際にはウェーハ１が所定の厚さに達していない場合がある。
【００６１】
第１の研削ユニット１０ａによるウェーハ１の粗研削が十分に実施されない場合、ウェーハ１を仕上げ厚さにするためには、第２の研削ユニット１０ｂによるウェーハ１の仕上げ研削において、予定されていた研削量以上にウェーハ１を研削しなければならない。第２の研削ユニット１０ｂにより実施される仕上げ研削は比較的低い研削送り速度で実施される。そのため、仕上げ研削により除去するべきウェーハ１の厚さ（研削量）が増大すると、仕上げ研削に要する時間が大幅に増大し、また、研削砥石２０ｂの寿命も短くなる。
【００６２】
特に、ウェーハ１がサファイア基板等の硬度の高い基板である場合、保護部材３のばらつきの影響は特に重大であり、研削量が増大すると研削砥石２０ｂの研削能力が早期に失われて研削ホイール１８ｂの交換頻度を高めなければならない。研削ホイール１８ｂを交換する間、研削装置２の稼働を停止させなければならず、結果としてウェーハ１の研削効率が低下してしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態に係る研削装置２の制御ユニット４４は、ウェーハ１を粗研削し、該総厚さを該目標総厚さにした後、ウェーハ１を仕上げ研削する前に第２の厚さ測定ユニット４２でウェーハ１の厚さを測定する。そして、測定により得られた該ウェーハ１の厚さと、目標厚さ登録部４４ａに登録されたウェーハ１の該目標厚さと、の差を算出する。この差は、保護部材３の想定される厚さ（厚さの仕様値）と、実際にウェーハ１に貼着されている保護部材３の厚さと、の差に起因して生じる厚さ差である。
【００６４】
目標厚さ登録部４４ａに登録された該目標総厚さを該差の値で補正できると、それ以降に他のウェーハ１を第１の研削ユニット１０ａにより粗研削する際に、ウェーハ１を目標厚さに近づけられる。そこで、本実施形態の一態様に係る研削装置２の制御ユニット４４は、該差を目標総厚さの補正値として登録できる補正値登録部４４ｂを備え、該差の値は補正値として補正値登録部４４ｂに登録される。
【００６５】
そして、制御ユニット４４は、該補正値登録部４４ｂに登録された該補正値を読み出し、目標厚さ登録部４４ａに登録された該目標総厚さに該補正値を適用して該目標総厚さ補正する。この場合、次に、他のウェーハ１に対して粗研削をする際、第１の厚さ測定ユニット４２により測定される該他のウェーハ１及び保護部材３の総厚さが補正された該目標総厚さとなったときに粗研削を終了すると、該他のウェーハ１を該目標厚さに近づけられる。
【００６６】
そのため、連続的に複数のウェーハ１を研削する場合、各ウェーハ１に対して第２の研削ユニット１０ｂにより予定された研削量で仕上げ研削が実施され、同様な厚さが除去される。したがって、本実施形態に係る研削装置２によると、保護部材３の厚さのばらつきの影響が低減されて、各ウェーハ１が予定された研削量で均一に仕上げ研削される。
【００６７】
また、接触式の第１の厚さ測定ユニット４０を使用したウェーハ１の厚さの測定には、保護部材３の厚さのばらつき以外に様々な要因で誤差等が生じる場合がある。この誤差等は、例えば、第１の厚さ測定ユニット４０の測定精度自体や、ウェーハ１や第１の厚さ測定ユニット４０の温度、または、研削装置２の各構成要素のたわみ等に起因する。
【００６８】
そして、本実施形態に係る研削装置２によると、測定値の精度が比較的低い接触式の第１の厚さ測定ユニット４０によるウェーハ１の厚さ測定について、測定値の精度が比較的高い非接触式の第２の厚さ測定ユニット４２により補正できる。そのため、保護部材３の厚さのばらつきが小さい場合においても、本実施形態に係る研削装置２は、各ウェーハ１を予定された研削量で均一に仕上げ研削できるとの効果を奏する。
【００６９】
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、保護部材３の材質や商品種別により厚さのばらつきが生じることを説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。保護部材３の厚さのばらつきは、例えば、保護部材３の製造日や製造ロット、製造工場の違いにより生じる可能性も考えられる。また、ウェーハ１の研削加工を実施する日の研削装置が置かれた環境の温度により保護部材３の厚さが変化する可能性もある。
【００７０】
本発明の一態様にかかる研削装置は、これらの要因により生じる保護部材３の厚さのばらつきにも対応可能である。すなわち、複数のウェーハ１を連続的に加工する際に、各ウェーハ１に貼着される保護部材３の厚さが仕様値等の期待される厚さから一定程度ずれるようなばらつきが存在する場合に、各ウェーハ１に均一に仕上げ研削を実施できる。
【００７１】
また、上記実施形態では、目標厚さ登録部４４ａに登録された該目標総厚さに補正値登録部４４ｂ登録された補正値を適用して、次に研削される他のウェーハ１に対して粗研削を実施する場合について説明した。本発明の一態様では、粗研削された該他のウェーハ１について、仕上げ研削を実施する前にさらに第２の厚さ測定ユニット４２で厚さを測定し、測定値に基づいて補正値登録部４４ｂに登録された該補正値を修正してもよい。
【００７２】
複数のウェーハ１を連続的に研削加工する際、補正値登録部４４ｂに登録された目標総厚さの補正値の修正を繰り返すと、より高い精度で各ウェーハ１を粗研削できるようになる。その結果、第２の研削ユニット１０ｂは、予定された研削量により近づいた研削量で各ウェーハ１を高精度に均一に仕上げ研削できる。
【００７３】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  ウェーハ
１ａ  表面
１ｂ  裏面
３  保護テープ
２  研削装置
４  基台
６  ターンテーブル
８  チャックテーブル
８ａ  保持面
１０ａ，１０ｂ  研削ユニット
１２ａ，１２ｂ  スピンドルモータ
１４ａ，１４ｂ  スピンドル
１６ａ，１６ｂ  ホイールマウント
１８ａ，１８ｂ  研削ホイール
２０ａ，２０ｂ  研削砥石
２２ａ，２２ｂ  コラム
２４ａ，２４ｂ  加工送りユニット
２６ａ，２６ｂ  カセット載置台
２８ａ，２８ｂ  カセット
３０  ウェーハ搬送ロボット
３２  位置決めテーブル
３４  ローディングアーム
３６  アンローディングアーム
３８  スピンナ洗浄装置
４０，４２  厚さ測定ユニット
４０ａ，４２ａ  ポスト
４０ｂ，４０ｃ  プローブ
４２ｂ  腕部
４２ｃ  ヘッド部
４２ｄ  超音波送波部
４２ｅ  超音波受波部
４４  制御ユニット
４４ａ  目標厚さ登録部
４４ｂ  補正値登録部
４６  水
４８，５０ａ，５０ｂ  超音波
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020127973.tif 000005