(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する保持面が形成された保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを研削加工する加工手段とを有する研削装置であって、
該保持面の所定位置に搬入されたワークが、研削加工中に該所定位置からズレた際に、該ズレ量を検出するズレ検出手段を有し、
該ズレ検出手段は、回転するワークのエッジ近傍に検出光を照射する照射部と、ワークで反射した該検出光を受光する受光部と、該受光部での受光強度が周期的に変化することに基づいてワークのズレを算出する演算部と、該演算部で算出したズレが予め設定した閾値を下回っていた場合には研削加工を続行し、予め設定した閾値を上回っていた場合には研削加工を停止する制御部と、を有し、該閾値はワークのズレがない時の受光量を計測して算出した移動平均に基づき設定され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、半導体ウェーハ等のワークを研削加工する研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体デバイスの目的厚みを得るために、多数の半導体デバイスの集合体であるワークの段階で、その裏面を研削，研磨して薄化することが行われている。また、昨今の半導体デバイスの顕著な薄型化に伴い、ワークは一層薄く加工されるようになっている。
【０００３】
一般に、ワークの研削や研磨は、ワークの表面を研削装置のチャックテーブルに吸着保持させた後、チャックテーブルおよびワークを回転させながら裏面を研削砥石で研削加工することにより、行われる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ワーク上に構造物やハンダなどのバンプが形成されていて被保持面が平坦でない場合に、チャックテーブルへの吸着保持が不完全になり、ワークを回転させている際に、徐々にワーク（ウェーハ）がズレて、しまいにはチャックテーブルからワークが外れて飛んでしまうという現象が起こる場合があった。このため、ワークのズレを検出し、ワークがずれた場合、チャックテーブルの回転を停止して、ワークが飛んでしまうことを抑制する技術の提供が期待されていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークのチャックテーブルからのズレを検出することが可能な研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研削装置は、ワークを保持する保持面が形成された保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを研削加工する加工手段とを有する研削装置であって、該保持面の所定位置に搬入されたワークが、研削加工中に該所定位置からズレた際に、該ズレ量を検出するズレ検出手段を有し、該ズレ検出手段は、回転するワークのエッジ近傍に検出光を照射する照射部と、ワークで反射した該検出光を受光する受光部と、該受光部での受光強度が周期的に変化することに基づいてワークのズレを算出する演算部と、該演算部で算出したズレが予め設定した閾値を下回っていた場合には研削加工を続行し、予め設定した閾値を上回っていた場合には研削加工を停止する制御部と、を有し、該閾値はワークのズレがない時の受光量を計測して算出した移動平均に基づき設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る研削装置によれば、ワークのチャックテーブルからのズレを検出し、ワークが飛んでしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である研削装置の検出部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である研削装置の構成及びその動作について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
〔研削装置の構成〕
始めに、図１〜３を参照して、本発明の一実施形態である研削装置の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す斜視図であり、図２は本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す側面図である。図３は、本発明の一実施形態である研削装置の検出部の構成を示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の一実施形態である研削装置１は、直方体状の基台２を備える。基台２の上面の前方側には、研削装置１に対する各種指示を受け付ける操作パネル３が設けられている。操作パネル３の後方側には、チャックテーブル４１を支持するテーブル支持台４が設けられている。テーブル支持台４の後方側には、支柱部５が設けられている。支柱部５の前面には、上下方向に移動可能に研削ユニット６が支持されている。研削ユニット６の近傍には、チャックテーブル４１に保持されたワークＷを構成する部材を検出する検出部７０が設けられている。これらの各構成部を制御部Ｃが制御・統括している。
【００１３】
ワークＷを構成する部材としては、特に限定されないが、例えばシリコンウェーハ、ガリウムヒ素ウェーハ、シリコンカーバイドウェーハ等の半導体ウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板等の無機材料基板などが例示できる。
【００１４】
テーブル支持台４は、正方形状に設けられ、チャックテーブル４１を回転可能に支持する。テーブル支持台４は、図示しない駆動機構に接続され、この駆動機構から供給される駆動力によって、基台２の上面に形成された開口部２ａ内を前後方向にスライド移動される。これにより、チャックテーブル４１は、研削ユニット６にワークＷの露出面を対向させる研削位置と、この研削位置から前方側に離間し、加工前のワークＷが供給される一方、加工後のワークＷが回収される載せ換え位置との間でスライド移動される。テーブル支持台４の前後には、ワークＷの研削加工時に発生する研削砥石のくずなどが基台２内に侵入することを抑制する防塵カバー８が設けられている。防塵カバー８は、テーブル支持台４の前面及び後面に取り付けられると共に、テーブル支持台４の移動位置に応じて伸縮可能に設けられ、基台２の開口部２ａを覆うように構成されている。
【００１５】
チャックテーブル４１は、本発明に係る保持手段を構成するものであり、円盤状に形成され、その上面には図中矢印Ａが示す方向に搬入されたワークＷが保持される保持面４１ａが形成されている。保持面４１ａの中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面が形成されている。チャックテーブル４１は、基台２内に配置された図示しない吸引源に接続され、保持面４１ａの吸着面においてワークＷを吸着保持する。また、チャックテーブル４１は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面４１ａにワークＷを保持した状態で回転される。
【００１６】
支柱部５は、直方体状に設けられ、その前面にはチャックテーブル４１の上方において研削ユニット６を移動させる研削ユニット移動機構５１が設けられている。研削ユニット移動機構５１は、支柱部５に対してボールねじ式の移動機構により上下方向に移動するＺ軸テーブル５２を有している。Ｚ軸テーブル５２には、その前面側に取り付けられた支持部５３を介して研削ユニット６が支持されている。
【００１７】
研削ユニット６は、本発明に係る加工手段を構成するものであり、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石６１を有している。この研削砥石６１は、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。研削ユニット６は、チャックテーブル４１の回転方向と同じ方向に研削砥石６１を回転させつつ、研削位置に配置されたワークＷの表面に研削砥石６１を当接させることによって、ワークＷの表面に露出した部材を研削加工する。
【００１８】
検出部７０は、本発明に係るズレ検出手段を構成するものであり、基台２の開口部２ａの側方側に立設された逆Ｌ字形状のアーム部７１と、アーム部７１の先端に設けられたレーザヘッド部７２とを備える。図２に示すように、検出部７０は、レーザヘッド部７２からワークＷの表面にレーザ光を照射し、ワークＷの表面で反射したレーザ光を受光する。
【００１９】
レーザヘッド部７２は、図３に示すように、ケース７２１と、分離壁７２２と、光源とレンズを含む照射系７２３と、演算部７２７に接続されたセンサー７２４とを備える。照射系７２３が本発明に係る照射部を構成し、センサー７２４が本発明に係る受光部を構成する。また、演算部７２７は制御部Ｃに含まれる。ケース７２１と分離壁７２２とで囲まれた空間に、ケース７２１の側面に設けられた給水口７２５から給水された水を、ケース７２１下面に設けられた排水口７２６からワークＷの表面に供給しながら、照射系７２７がワークＷの表面にレーザ光を照射するとともに、センサー７２４が反射光を受光する。そして、演算部７２７が、反射光の受光量に基づいてワークＷのズレの有無を検出する。
【００２０】
以上のように構成される研削装置１の各構成部の動作を統括的に制御する制御部Ｃは、研削装置１の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成される。この制御部Ｃの制御のもとで、研削装置１は、以下に説明するズレ検出処理を実行する。
【００２１】
〔ズレ検出処理〕
図２に示すように、検出部７０のレーザヘッド部７２は、チャックテーブル４１の回転に伴って回転するワークＷのエッジ近傍に対し、検出光としてのレーザ光を照射するとともに、反射光を受光する。その際、図２のワークＷの上部からの拡大部に示すように、レーザ光のスポットがワークＷとチャックテーブル４１の双方に当たるように照射する。そうすると、検出部７０は、ワークＷからの反射光とチャックテーブル４１の保持面４１ａからの反射光とを受光する。
【００２２】
ワークＷのズレが生じた場合、すなわち、ワークＷの中心がチャックテーブル４１の回転軸Ｌからズレた場合には、検出部７０が受光するワークＷからの反射光とチャックテーブル４１の保持面４１ａからの反射光の割合は、周期的に変化する。ここで、ワークＷでの反射率とチャックテーブル４１の保持面４１ａでの反射率が異なることから、反射光の強度が周期的に変化する。そこで、ズレが生じていない場合と比較して反射光の強度が変化したことで、ワークＷのズレが生じたと判断できる。なお、検出光のスポットの直径は検出したいズレより適宜に大きいものとする。
【００２３】
以下に、図４を参照して、本実施の形態に係るズレ検出処理手順について説明する。図４に示すフローチャートは、オペレータが操作パネル３を操作してズレ検出処理の実行を指示したタイミングで開始となり、検出処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ１の処理では、制御部Ｃは、検出部７０の動作を制御して、チャックテーブル４１の回転に伴って回転するワークＷのエッジ近傍に対し、レーザ光を照射するとともに反射光を受光して、受光量をメモリに記憶させる。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、ズレ検出処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ２の処理では、演算部７２７が、ステップＳ１で記憶した受光量に基づいてズレが生じていない状態からの変化量（ズレ）を算出し、ステップＳ３の処理では、制御部Ｃが、算出されたズレとあらかじめ設定された閾値とを比較する。算出されたズレが閾値を下回る場合には（ステップＳ３，Ｎｏ）、制御部Ｃは、ズレは生じていないと判断してワークＷの研削を続行し（ステップ４）、ステップＳ１に戻る。一方、算出されたズレが閾値を上回る場合には（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、ズレが生じたと判断して研削ユニット６を制御してワークＷの研削を停止し（ステップＳ５）、一連のズレ検出処理を終了する。
【００２６】
ここで、具体的にズレを算出する方法について、図５および図６を参照して説明する。図５は、直径４ｍｍのレーザ光スポットをワークＷのエッジに１．３ｍｍかぶるように照射して、受光した反射光の強度を計測した結果を例示しており、図６は、図５の計測結果について、移動平均を算出した結果を例示したものである。図５，図６とも、ワークＷのズレが０ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍの３ケースについての結果を示している。なお、図５の計測結果については、センサー７２４が受光可能な受光量の上限をワークＷのズレが０ｍｍの場合の計測開始時の受光量とした状態のものとなっている。そのため、チャックテーブル４１の回転に伴って検出光がワークＷの外側にズレた場合の受光量のみを計測できる。ワークＷのズレが大きくなるほど、反射光の強度の変化が大きくなり、センサー７２４は受光量の減少のみを検出することになるので、移動平均が大きく変化することがわかる。ズレ検出処理の前には、あらかじめワークＷのズレが０ｍｍの場合について反射光の受光量を計測し、移動平均を算出しておき、これを考慮して閾値を設定しておく。そしてズレ検出処理の際には、演算部７２７が移動平均を算出し、閾値と比較すればよいことがわかる。
【００２７】
なお、ワークＷの閾値以上のズレを検出した場合には、研削装置１の制御部Ｃは、チャックテーブル４１の回転を止める。その後、オペレータによりワークＷのズレを修正し、研削加工を再開することで、ワークが飛んでしまうことを抑制できる。
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるズレ検出処理によれば、ワークＷのチャックテーブル４１からのズレを検出できるので、ワークが飛んでしまうことを抑制することができる。
【００２９】
なお、ステップＳ１でレーザ光の照射を始める際には、ワークＷのエッジ近傍であればよく、ワークＷ、チャックテーブル４１の保持面４１ａのいずれか一方にのみ照射するようにしてもよい。検出能に応じたワークＷのズレが生じた際に、チャックテーブル４１の回転に伴って他方にも照射されるようになればよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  研削装置
６  研削ユニット
４１  チャックテーブル
７０  検出部
７２３  照射部
７２４  受光部
７２７  演算部
Ｗ  ワーク
Ｃ  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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