(57)【要約】  【課題】レーザ光の干渉波を利用して半導体ウエハの厚さを測定しながら加工するに当たり、その加工水の影響を受けることなく、安定した測定値を得て所定の厚さを有する半導体ウエハに加工することができる半導体ウエハ加工装置を提供する。  【解決手段】水用ノズル２４で半導体ウエハ１１の上面１１ｂに加工水４２を供給しながら、その上面１１ｂを研削砥石２３ａで研削加工するとともに、研削加工中の半導体ウエハの厚みを厚み測定器２５,２６で測定する半導体ウエハ加工装置であって、水用ノズル２４は、半導体ウエハ１１の回転中心Ｏに向けて吐出する第１の水用ノズル２４ａと、研削砥石２３ａに対して半導体ウエハ１１の回転方向上流側で、かつ半導体ウエハ１１の外周面に向けて吐出する第２の水用ノズル２４ｂを備え、厚み測定器２５,２６は、半導体ウエハ１１の外周近傍で、かつ研削砥石２３ａに対して半導体ウエハ１１の回転方向下流側に設けてなる、構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの下面を保持手段により保持し、上面を研削砥石で加工水を供給しながら研削加工するとともに、研削加工中の前記半導体ウエハの上面にタッチセンサを当接させて該半導体ウエハの厚みを測定する接触型の厚み測定器と、前記半導体ウエハにレーザ光を照射し、該半導体ウエハの上面で反射されたレーザ光と下面で反射されたレーザ光との干渉波を受光して該半導体ウエハの厚みを非接触で測定する非接触型の厚み測定器と、を備える半導体ウエハ加工装置であって、
前記加工水を供給する水用ノズルは、前記半導体ウエハの回転中心に向けて吐出する第１の水用ノズルと、前記研削砥石に対して前記半導体ウエハの回転方向上流側で、かつ半導体ウエハの外周面に向けて吐出する第２の水用ノズルを備え、前記非接触型の厚み測定器と前記接触型の厚み測定器は、前記半導体ウエハの外周近傍で、かつ前記研削砥石に対してウエハの回転方向下流側に設けてなることを特徴とする半導体ウエハ加工装置。
【請求項２】
上記非接触型の厚み測定器は、前記レーザ光を照射する前記半導体ウエハの照射部位にエアを吹き付け、該照射部位に前記加工水によるほぼ一定厚みの薄膜を形成するエア吹き付け手段を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ加工装置。
【請求項３】
上記非接触型の厚み測定器によるレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記半導体ウエハの表面で反射されたレーザ光と前記半導体ウエハの裏面で反射されたレーザ光との干渉波を受ける受光部を、前記エア吹き付け手段のエア吹出口のほぼ真上に設けてなることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエハ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハ加工装置に関するもので、特に、レーザ光の干渉波を利用して半導体ウエハの厚さを測定しながら加工するに当たり、その加工水の影響を受けることなく、安定した測定値を得て所定の厚さを有する半導体ウエハに加工することができる半導体ウエハ加工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、デバイスの目的厚さを得るために、多数のデバイスの集合体である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」という)の段階において、裏面を研削して薄型化することが行われている。また、研削加工後は、ウエハの裏面を更に研磨(ポリシング)することより歪みを取り除くことも行われている。
【０００３】
この研削加工及び研磨加工では、回路パターンが形成されたウエハの表面に保護テープを貼り付けて保護し、その表面側をエアでターンテーブル上にチャックし、また厚さを測定しながら加工が進められる。
【０００４】
また、そのような加工形態においては、加工中のウエハの厚みをリアルタイムに知ることが重要であり、従来、各種の測定方法が提案されている。さらに、測定形式では、測定用のプローブを被加工面であるウエハの裏面に接触させて測定する接触式の厚み測定方法(例えば、特許文献１参照)、あるいはウエハの上面(裏面)にレーザ光を照射し、ウエハの表裏面からの反射光を受光して、その干渉波の波形を分析することにより測定する非接触式の厚み測定方法(例えば、特許文献２参照)などが知られている。
【０００５】
しかし、特許文献１のように、測定用のプローブを使った接触式の厚み測定方法では、接触するプローブによって被加工面に傷がつき、その傷がウエハの強度を低下させるという問題や、保護テープの厚みを除いてウエハの厚みを検出することができないなどの問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２のように、非接触式の厚み測定方法では、ウエハに接触することがないので、被加工面に傷をつけたりすることがなく、また保護テープの厚みを除いてウエハの厚みを検出することができるというメリットがある。しかしながら、非接触式の厚み測定方法では、ウエハの厚みを検出できる検出範囲(例えば、１００μｍ以下)が制限される場合がある。このため、非接触式の厚み検出手段の検出範囲を超える厚みのウエハを加工する場合においては、接触式の厚さ測定方法を併用する必要がある。
【０００７】
そこで、接触式の厚さ測定方法と非接触式の厚み検測定方法を併用して、研削加工の途中で、接触式の厚さ測定方法から非接触式の厚み検測定方法に切り替えるようにした厚み測定方法も知られている(例えば、特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９７１６号公報。
【特許文献２】特開２００９−５０９４４号公報。
【特許文献３】特開２０１１−２２４６７８号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ウエハの研削加工では、研削ユニットに取り付けられた研削砥石とチャックテーブルに固定保持されたウエハとを対向配置し、その研削砥石とチャックテーブルを相対回転させながら、ウエハに研削砥石を接触させて研削を行っている。また、研削加工中、加工部分の潤滑、冷却及び洗浄化などを目的として、ウエハの上面(裏面)に研削水(以下、「加工水」という)を供給している。さらに、ドーピング処理されているウエハにレーザ光などを照射してウエハの厚みを非接触式で測定するような場合、ウエハの上面が全くの乾燥状態で測定を行うと、上面及び下面からの反射光の干渉強度が弱く、測定が困難なウエハもある。そのようなウエハに対しては、ウエハの上面に一定厚の水膜を形成すると、上面と下面からの反射光の干渉強度が強くなり、測定ができるようになることから、上記目的以外にも研削加工中に加工水を供給しながら測定を行うこともある。
【００１０】
しかし、研削加工部分に供給された加工水は、加工で生じた研削屑を含んで、またチャックテーブルの回転する遠心力で被加工面(上面)を流動して排水される。また、一部は回転する工具によって飛沫となり、飛沫の状態で流動して排水されるものもある。
【００１１】
このような環境下にあるウエハに対して、厚さ測定用のレーザ光を照射すると、ウエハ上を流動する加工水の膜厚が変動したり、飛沫がレーザ光を通過したりする。このため、レーザ光の屈折率の変動やレーザ光が透過しにくいという状況が生じて干渉波が安定せず、結果として厚さの測定値が安定しないという問題点があった。
【００１２】
そこで、レーザ光の干渉波を利用して半導体ウエハの厚さを測定しながら加工するに当たり、その加工水の影響を受けることなく、安定した測定値を得て所定の厚さを有する半導体ウエハに加工することができる半導体ウエハ加工装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、半導体ウエハの下面を保持手段により保持し、上面を研削砥石で加工水を供給しながら研削加工するとともに、研削加工中の前記半導体ウエハの上面にタッチセンサを当接させて該半導体ウエハの厚みを測定する接触型の厚み測定器と、前記半導体ウエハにレーザ光を照射し、該半導体ウエハの上面で反射されたレーザ光と下面で反射されたレーザ光との干渉波を受光して該半導体ウエハの厚みを非接触で測定する非接触型の厚み測定器と、を備える半導体ウエハ加工装置であって、前記加工水を供給する水用ノズルは、前記半導体ウエハの回転中心に向けて吐出する第１の水用ノズルと、前記研削砥石に対して前記半導体ウエハの回転方向上流側で、かつ半導体ウエハの外周面に向けて吐出する第２の水用ノズルを備え、前記非接触型の厚み測定器と前記接触型の厚み測定器は、前記半導体ウエハの外周近傍で、かつ前記研削砥石に対してウエハの回転方向下流側に設けてなる、半導体ウエハ加工装置を提供する。
【００１４】
この構成によれば、非接触型の厚み測定器と接触型の厚み測定器の各検出部分は、それぞれ第１の水用ノズルにおける吐出口の位置と第２の水用ノズルにおける吐出口の位置から大きく離して配置されるので、第１の水用ノズルと第２の水用ノズルから吐出される加工水の流れは、非接触型の厚み測定器と接触型の厚み測定器の各検出部分に到達するまでには、吐出初期の流れの乱れに比べて比較的安定した流れとなり、加工水の膜厚が安定する。これにより、レーザ光の屈折率の変動やレーザ光が透過しにくいという状況も少なくなる。なお、本発明で言う研削は、研磨をも含む。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、上記非接触型の厚み測定器は、前記レーザ光を照射する前記半導体ウエハの照射部位にエアを吹き付け、該照射部位に前記加工水によるほぼ一定厚みの薄膜を形成するエア吹き付け手段を備える、半導体ウエハ
加工装置を提供する。
【００１６】
この構成によれば、エア吹き付け手段により、半導体ウエハのレーザ光を照射する部位にエアを吹き付けて薄膜を形成する際、その照射部位における加工水の一部と共に、研削屑が同時に吹き払われる。また、加工水の飛沫が照射部位に向かって来たときには、その飛沫もエアで吹き払われて照射部位に侵入するのを防ぐことができる。これにより、照射部位には、常に、切削屑及び飛沫を無くした加工水だけによる一定厚みの薄膜が常に作られる。そして、その薄膜が形成されている被加工面に対して、非接触型の厚み測定器によりレーザ光を照射し、その半導体ウエハの上面で反射されたレーザ光と下面で反射されたレーザ光との干渉波を受光し、その干渉波に基づいて半導体ウエハの厚みを非接触で安定的に導き出すことができる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成において、上記非接触型の厚み測定器によるレーザ光を照射するレーザ照射部と、前記半導体ウエハの表面で反射されたレーザ光と前記半導体ウエハの裏面で反射されたレーザ光との干渉波を受ける受光部を、前記エア吹き付け手段のエア吹出口のほぼ真上に設けてなる、半導体ウエハ加工装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、レーザ光の干渉を利用して半導体ウエハの厚さを測定するにあたり、薄膜が形成された照射部位のほぼ中心にレーザ光を当てることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明は、レーザ光の干渉波を利用して半導体ウエハの厚さを測定するにあたり、半導体ウエハの上面に供給される加工水の影響を少なくして、安定した測定値を得ることができるので、測定精度が向上するという効果が期待される。
【００２０】
請求項２記載の発明は、加工水の飛沫や研削屑の影響を受けることなく、さらに安定した測定値を得ることができるので、請求項１記載の発明の効果に加えてさらに測定精度が向上するという効果が期待される。
【００２１】
請求項３記載の発明は、レーザ光の干渉を利用して半導体ウエハの厚さを測定するにあたり、薄膜が形成された照射部位のほぼ中心にレーザ光を当てて測定をすることができるので、請求項２に記載の発明の効果に加えて、さらに測定精度が向上するという効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体ウエハ加工装置で裏面研削される半導体ウエハの一例を示し、(ａ)は斜視図、(ｂ)は側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体ウエハ加工装置の概略構成配置図。
【図３】図２に示した半導体ウエハ加工装置の研削砥石部、チャックテーブル、加工水を供給する水用ノズル及び厚さ測定器の概略構成配置図。
【図４】非接触式厚さ測定器及びエア吹き付け手段の構成を説明する断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体ウエハ加工装置におけるエア吹き付け手段の作用を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、レーザ光の干渉波を利用して半導体ウエハの厚さを測定しながら加工するに当たり、その加工水の影響を受けることなく、安定した測定値を得て所定の厚さを有する半導体ウエハに加工することができる半導体ウエハ加工装置を提供するという目的を達成するために、半導体ウエハの下面を保持手段により保持し、上面を研削砥石で加工水を供給しながら研削加工するとともに、研削加工中の前記半導体ウエハの上面にタッチセンサ
を当接させて該半導体ウエハの厚みを測定する接触型の厚み測定器と、前記半導体ウエハにレーザ光を照射し、該半導体ウエハの上面で反射されたレーザ光と下面で反射されたレーザ光との干渉波を受光して該半導体ウエハの厚みを非接触で測定する非接触型の厚み測定器と、を備える半導体ウエハ加工装置であって、前記加工水を供給する水用ノズルは、前記半導体ウエハの回転中心に向けて吐出する第１の水用ノズルと、前記研削砥石に対して前記半導体ウエハの回転方向上流側で、かつ半導体ウエハの外周面に向けて吐出する第２の水用ノズルを備え、前記非接触型の厚み測定器と前記接触型の厚み測定器は、前記半導体ウエハの外周近傍で、かつ前記研削砥石に対してウエハの回転方向下流側に設けてなる、構成としたことにより実現した。
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係る半導体ウエハ加工装置の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
図１は、本発明の半導体ウエハ加工装置で裏面研削される半導体ウエハの一例を示す。同図において、半導体ウエハ１１(以下、単に「ウエハ１１」という)は、シリコンウエハ等であって、裏面研削されて薄化される円盤状のウエハである。そのウエハ１１は、加工前の厚さは例えば７００μｍ程度で均一とされている。
【００２６】
図１の(ａ)に示しているように、前記ウエハ１１の表面１１ａには、格子状の分割予定ライン１２によって複数の矩形状をした半導体チップ１３が区画されている。これら半導体チップ１３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されている。また、ウエハ１１の周面の所定の箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切り欠き(ノッチ)１４が形成されている。
【００２７】
前記ウエハ１１は、前記分割予定ライン１２に沿って切断されることにより多数の半導体チップ１３に個片化されるが、その前に、裏面（研削時には、この面が上面となる）１１ｂが研削されて、得るべき半導体チップ１３の目的厚さ（例えば１０〜１００μｍ）に全体が薄化される。そのウエハ１１の裏面研削は、図２及び図３に一実施形態として示している半導体ウエハ加工装置２１によってなされる。
【００２８】
その裏面１１ｂの研削のために半導体ウエハ加工装置２１に供されるウエハ１１の表面１１ａには、図１(ｂ)に示しているように予め保護テープ１５が貼り付けられる。保護テープ５としては、例えば、厚さ１００〜２００μｍ程度のポリエチレン等の基材の片面に、厚さ１０〜２０μｍ程度のアクリル系等の粘着剤を塗布したテープなどが用いられる。保護テープ１５を貼着する目的は、裏面１１ｂを研削する際に、半導体チップ１３の表面に形成された電子回路がダメージを受けることを防止するためである。
【００２９】
次に、前記ウエハ１１の裏面１１ｂを研削する半導体加工装置２１の構成を図２及び図３を用いて説明する。同図において、半導体ウエハ加工装置２１は、ウエハ１１を保持する保持手段としてのチャックテーブル２２と、ウエハ１１の裏面１１ｂを研削加工する研削砥石部２３と、ウエハ１１の切削加工面(裏面１１ｂ)に加工水４２を供給する水用ノズル２４と、研削加工途中のウエハ１１の厚みをそれぞれリアルタイムに測定する接触式厚み測定器２５及び非接触式厚み測定器２６と、エア供給源２７と、記憶部２８と、制御部２９などを備えたものである。
【００３０】
前記チャックテーブル２２は、図示しないモータにより図３中に示している矢印Ｒ方向に回転駆動される回転するテーブルである。そのチャックテーブル２２の上面には、表面１１ａを下向きにして載せられたウエハ１１を真空吸引して一体回転可能に固定保持する図示しない真空チャック部が設けられている。
【００３１】
前記研削砥石部２３は、図示しない装置本体に取り付けられたモータ３０における出力軸３１の先端に取付けられており、ウエハ１１と対向する面には研削砥石２３ａが設けられている。該研削砥石２３及び研削砥石２３ａは、モータ３０の駆動力により図３中に示している矢印Ｒ方向に回転される。
【００３２】
前記研削砥石２３ａは、チャックテーブル２２上に吸着保持されたウエハ１１の裏面(上面)１１ｂを研削加工する砥石であり、例えば、液体ボンドを結合材とするダイヤモンド砥石が用いられる。結合材を液体ボンドにすることで、砥石が弾性を持ち、研削砥石２３ａとウエハ１１の接触時の衝撃力が緩和され、ウエハ裏面１１ｂを高精度に加工することができる。そして、この研削砥石部２３は、チャックテーブル２２で吸着保持されたウエハ１１の裏面１１ｂに対向させて、研削砥石２３ａを配置している。
【００３３】
図３に示しているように、前記水ノズル２４は、チャックテーブル２２で吸着固定保持されて研削加工されるウエハ１１に対し、そのウエハ１１の裏面１１ｂの回転中心Ｏに加工水４２が吐出するようにして、吐出口２４ｃをウエハ１１の回転中心Ｏに向けて配置された第１の水用ノズル２４ａと、ウエハ１１の外周近傍に向けて加工水４２を吐出するようにして、吐出口２４ｃをチャックテーブル２２の回転方向Ｌに対して、第１の水用ノズル２４ａよりも下流側で、かつ研削砥石部３２の上流側に向けて配置されている第２の水用ノズル２４ｂとを備えてなる。そして、第１の水用ノズル２４ａ及び第２の水用ノズル２４ｂからは、それぞれ研削途中のウエハ１１と研削砥石２３ａとの間に潤滑、冷却及び洗浄化などによる加工水４２を供給する。
【００３４】
そして、前記第１の水用ノズル２４ａの吐出口２４ｃからウエハ１１の回転中心Ｏに向けて吐出された加工水４２は、ウエハ１１の回転による遠心力で回転中心Ｏから外周に向かって輪を描くように拡がりながら裏面１１ｂ上を流れ、研削加工で生じた研削屑や飛沫を外周側に流して除去する。
【００３５】
一方、前記第２の水用ノズル２４ｂの吐出口２４ｃからウエハ１１の外周近傍に向けて吐出された加工水４２は、研削砥石部２３の回転で、研削砥石２３ａとウエハ１１との間に誘引されて流れ込み、加工部分の潤滑及び冷却を行う。なお、図３に示す第２の水用ノズル２４ｂの位置は、ウエハ１１の径が例えば２００ｍｍの場合と３００ｍｍの場合とで異なり、図３では径が２００ｍｍのウエハ１１の場合で示している。
【００３６】
前記接触式厚み測定器２５は、一対のタッチセンサ２５ａ,２５ｂであり、各タッチセンサ２５ａ,２５ｂの先端にはそれぞれプローブ３２ａ,３２ｂが取り付けられている。また、図２及び図３に示しているように、一方のタッチセンサ２５ａは、プローブ３２ａを回転しているウエハ１１の裏面１１ｂの外周端近傍に当接して配置され、他方のタッチセンサ２５ｂは、プローブ３２ｂを回転しているチャックテーブル２２の上面２２ａに当接して配置されている。より詳しく説明すると、タッチセンサ２５ａのプローブ３２ａ及びタッチセンサ２５ｂのプローブ３２ｂは、図３に示しているように、第２の水用ノズル２４ｂの吐出口２４ｃから吐出された加工水４２の影響を少なくするために、研削砥石部２３に対してウエハ１１の回転方向下流側で、かつ第２の水用ノズル２４ｂの吐出口２４ｃ付近位置に配設されている。なお、タッチセンサ２５ａを配置する位置は、前記第２の水用ノズル２４ｂの場合と同じように、ウエハ１１の径が例えば２００ｍｍの場合と３００ｍｍの場合とで異なり、図３では径が２００ｍｍのウエハ１１の場合で示している。そして、径が３００ｍｍの場合では、径が２００ｍｍの場合よりも外周方向外側に移動した位置に設定される。
【００３７】
そして、接触式厚み測定器２５の各タッチセンサ２５ａ,２５ｂは、プローブ３２ａ,３
２ｂの変化が差動トランスによって電圧信号に変換される。また、その変換信号が制御部２８に入力され、制御部２９では変換差電圧信号に基づいてチェックテーブル２２の上面２２ａとウエハ１１の裏面１１ｂとの間の距離、すなわちウエハ１１及び保護テープ１５の厚さをリアルタイムに実測する。
【００３８】
図４に示しているように、前記非接触式厚み測定器２６は、エア吹き付け手段３３と一体化されている。また、非接触式厚み測定器２６は、第１の水用ノズル２４ａの吐出口２４ｃから吐出される加工水４２及び第２の水用ノズル２４ｂの吐出口２４ｃから吐出された加工水４２の影響を受けるのを少なくするために、研削砥石部２３に対してウエハ１１の回転方向下流側で、かつ第１の水用ノズル２４ａの吐出口２４ｃと離れたウエハ１１の外周端付近位置に配設されている。一方、エア吹き付け手段３３は、図２に示しているように、エア供給源２７と、該エア供給源２７に接続されて設けられたエアノズル３４を有してなる。
【００３９】
前記エアノズル３４は、図２に示しているように、チャックテーブル２２に保持されたウエハ１１の裏面１１ｂと近接した位置に配置されている。また、図４に示しているように、ウエハ１１の裏面１１ｂに対して垂直な第１の孔３４ａとエアノズル３４内で一端側が第１の孔３４ａに通じる第２の孔３４ｂとを有している。なお、第１の孔３４ａにおける開口３５の面は、ウエハ１１の裏面１１ｂに対してほぼ平行で、かつ対向して設けられており、したがって開口３５から吹き出される後述するエア４１は、ウエハ１１の裏面１１ｂに対してほぼ垂直に当たるようになっている。
【００４０】
そして、前記非接触式厚み測定器２６は、エアノズル３４における第１の孔３４ａの上端側に、該第１の孔３４ａの上端側の開口側を塞ぐようにして設けられている。また、第２の孔３４ｂの他端側はエア供給源２７に繋がっている。したがって、エアノズル３４では、エア供給源２７からのエア４１の供給を第２の孔３４ｂが受けると、このエア４１は第１の孔３４ｂ側に送られ、更に第１の孔３４ｂの下面側の開口３５からウエハ１１の裏面１１ｂに対してほぼ垂直に吹き付けられる。そのエア４１が吹き付けた部位が、図３中に符号Ｓで示す範囲である。以後、この範囲Ｓを「照射部位Ｓ」という。なお、図３中に示す照射部位Ｓの位置も、前記第２の水用ノズル２４ｂ及び前記タッチセンサ２５ａのプローブ３２ａの場合と同じように、ウエハ１１の径が例えば２００ｍｍの場合と３００ｍｍの場合とで異なり、図３では径が２００ｍｍのウエハ１１の場合で示している。そして、径が３００ｍｍの場合では、径が２００ｍｍの場合よりも外周方向外側に移動した位置に設定されるが、照射部位Ｓ内の照射ポイント３６とプローブ３２ａの位置は、何れの場合も同一円周上に配置されるのが好ましい。
【００４１】
また、照射部位Ｓに吹き付けられたエア４１は、その照射部位Ｓにおける加工水４２及び加工屑を外側に吹き飛ばし、同時に、図５に示しているように、その照射部位Ｓ内に加工水４２で作られる一定厚みの薄膜ｔを形成する。なお、本実施例では、開口３５の直径は２〜３ｍｍ、エア４１の吹き出し量は約100リットル／分であり、また、エア４１の吹き出しで形成される照射部位Ｓは、図２に示しているように後述するレーザ光４０の照射ポイント３６の外側周囲を大きく囲むようにして作られ、その薄膜ｔの厚みはほぼ１０μｍとなるように設定してある。
【００４２】
一方、前記第１の孔３４ａの上端側に取り付けられている前記非接触式厚み測定器２６は、第１の孔３４ａを通して、ウエハ１１の裏面１１ｂに対して垂直にレーザ光４０を発射し、上記照射ポイント３６を照射するレーザ照射部(図示せず)と、ウエハ１１の裏面１１ｂからの反射光と表面１１ａからの反射光を受光するフォトダイオードなどの受光部(図示せず)と、を有してなるもので、その非接触式厚み測定器２６自体は一般に知られた測定器である。また、非接触式厚み測定器２６には制御部２９が接続されており、制御部
２９では非接触式厚み測定器２６の受光部で各々受光された表裏面からの反射波による干渉波の波形を検波回路(図示せず)で分析し、その波形に応じてウエハ１１の厚みを検出するようになっている。
【００４３】
また、前記非接触式厚み測定器２６の受光部には、該受光部による検出結果などを記憶しておく前記記憶部２８が接続されている。その記憶部２８は、接触式厚み測定器２５及び非接触式厚み測定器２６で測定された検出結果の他に、制御部２９が各種の処理を実行するためのプログラムなどが記憶されている。
【００４４】
次に、このように構成された半導体加工装置２１の動作の一例を説明する。前記ウエハ１１は、裏面１１ｂを上側(研削砥石部２３側)に向けてチャックテーブル２２上の所定の位置に真空チャックされた状態で固定保持され、チャックテーブル２２と共に図３中の矢印Ｌ方向に回転する。
【００４５】
また、チャックテーブル２２の回転と同時に、水用ノズル２４から加工水４２が供給されるとともに、エア供給源２７からエア吹き付け手段３３にエア４１が供給される。そして、このエア４１が、第１の孔３４ａの下面開口３５からウエハ１１の裏面１１ｂ上に吹き付けられて照射部位Ｓの加工水４２の一部を除去し、照射部位Ｓに薄膜ｔを形成する。なお、この薄膜ｔの形成は、ウエハ１１の研削加工時に、研削屑の除去及び飛沫侵入防御などを行う。同時に、非接触式厚み測定器２６による厚み測定におけるウエハ１１の裏面１１ｂからの反射光と表面１１ａからの反射光の干渉強度を強めて、非接触式厚み測定器２６による測定精度を向上させる。
【００４６】
さらに、薄膜ｔの形成と同時に、接触式厚み測定器２５による厚み測定と、非接触式厚み測定器２６による厚み測定をリアルタイムに行い、接触式厚み測定器２５による測定値と非接触式厚み測定器２６による測定値を記憶部２８に各々リアルタイムに記憶する。また、制御部２９により、接触式厚み測定器２５による測定値と非接触式厚み測定器２６による測定値の比較を行う。そして、比較した値の差が許容範囲内であり、この状態が連続して得られたとき、制御部２９では非接触式厚み測定器２６で測定を行うための準備条件、すなわち測定を行っても問題とならない条件が整っていると判断する。
【００４７】
そして、制御部２９では、記憶部２８に記憶されたある一定時間の間に得られた測定値を平均化して平均値Ａを得る。また、測定した次の平均値Ｂが平均値Ａよりも許容範囲以上ずれる場合、再度、平均値Ａを採用する。さらに、測定した次の平均値Ｂが平均値Ａよりも許容範囲以上ずれる状態が一定の時間以上続く場合は、非接触式厚み測定器２６で得られた測定値を採用しないで、接触式厚み測定器２５による厚み測定値を基に研削加工を行う。すなわち、非接触式による測定から接触式の測定に切り切り換える。したがって、制御部２９における測定では、非接触式厚み測定器２６で得られた測定値自身が安定していることが測定を行うための準備条件となる。
【００４８】
また、上記準備条件が整えられていることを確認したら、それまで非接触式厚み測定器２６で得られた値を記憶部２８に記憶し、かつ、制御部２９の制御で研削砥石部２３を下降させ、ウエハ１１の研削加工を仕上げ目標厚さになるまで行う。なお、上記各準備条件を整えているか否かの条件確認は、加工中、連続して行っており、その条件から外れるような状態が所定回数繰り返された場合は、非接触式厚み測定器２６による測定から接触式厚み測定器２５による厚み測定に切り換え、目標厚さになるまで加工を行う。これらの制御を行うことにより、非接触式厚み測定器２６による測定をより安定して、正確に測定を行うことができる。さらに、仮に、非接触式厚み測定器２６による測定ができなくても、接触式厚み測定器２５による厚み測定を使用することにより、ウエハ１１の加工厚みを正確に得ることができる。
【００４９】
以上、説明したように、本発明の半導体ウエハ加工装置２１によれば、非接触型の厚み測定器２６と接触型の厚み測定器２６の各検出部分は、それぞれ第１の水用ノズル２４ａにおける吐出口２４ｃの位置と第２の水用ノズル２４ｂにおける吐出口２４ｃの位置から大きく離して配置されるので、第１の水用ノズル２４ａと第２の水用ノズル２４ｂから吐出される加工水４２の流れは、非接触型の厚み測定器２６と接触型の厚み測定器２５の各検出部分に到達するまでには、吐出初期の流れの乱れに比べて比較的安定した流れとなり、加工水４２の膜厚が安定するので、レーザ光４０の屈折率の変動やレーザ光４０が透過しにくいという状況も少なくなり、安定した測定値を得ることができる。これにより、測定精度が向上することになる。
【００５０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、半導体ウエハの厚さを測定する以外のレーザ光を当てて測定する測定装置にも応用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１１      半導体ウエハ
１１ａ    表面(下面)
１１ｂ    裏面(上面)
２１      半導体ウエハ加工装置
２２      チャックテーブル
２３      研削砥石部
２３ａ    研削砥石
２４      水用ノズル
２４ａ    第１の水用ノズル
２４ｂ    第２の水用ノズル
２５      接触式厚み測定器
２５ａ    タッチセンサ
２５ｂ    タッチセンサ
２６      非接触式厚み測定器
２７      エア供給源
２８      記憶部
２９      制御部
３０      モータ
３１      出力軸
３２ａ    プローブ
３２ｂ    プローブ
３３      エア吹き付け手段
３４      エアのズル
３４ａ    第１の孔
３４ｂ    第２の孔
３５      開口
３６      レーザ光の照射ポイント
４０      レーザ光
４１      エア
４２      加工水
Ｌ        チャックテーブルの回転方向
Ｒ        研削砥石部の回転方向
Ｓ        照射部位
ｔ        薄膜
Ｏ        ウエハの回転中心
【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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