(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物に液体を供給しながら液浸光計測を行うことができる厚み計測装置を備えた厚み加工装置を提供する。【解決手段】被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、被加工物Ｗがセットされるテーブル９と、前記被加工物Ｗの研削加工を行う砥石車２と、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムにより前記被加工物Ｗの厚さを計測する計測装置２１を備え、前記被加工物Ｗに液体を浸漬した状態で前記被加工物Ｗの厚さの計測を行う。【選択図】図１
2014092513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物がセットされるテーブルと、前記被加工物の研削加工を行う砥石車と、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムにより被加工物の厚さを計測する計測装置を備え、前記被加工物を液体に浸漬した状態で前記被加工物の厚さの計測を行うことを特徴とする被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項２】
前記計測装置は洗浄液を流す流路を有する計測ヘッドを具備することを特徴とする請求項１記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項３】
前記被加工物の加工を行いながら、該被加工物の厚さ計測を液体に浸漬した状態で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項４】
前記被加工物の加工を行いながら、かつ該被加工物の厚さ計測を液体に浸漬した状態で行い、該計測結果に基づいて前記被加工物の加工の制御を行うことを特徴とする請求項３記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項５】
前記低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムは、低コヒーレンス光源からの光を分波素子により参照光と物体光に分波し、参照光はミラーに反射し、同一光路を分波素子に戻り、物体光は対物レンズを介して前記被加工物の検査箇所に照射され、該検査箇所からの表面反射光、内部散乱光、境界面反射光は同一光路を分波素子に戻り、分波素子で合波干渉した光は分光器で分光されイメージセンサで波長毎の強度を電気信号に変換し、演算手段により被加工物の加工を行いながら物体光軸方向の断面情報を得るスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項６】
前記被加工物の厚さ計測において前記物体光で前記被加工物の検査箇所を平面視においてＸ軸走査、またはＸ−Ｙ軸走査し、二次元断面情報または三次元断面情報を得ることを特徴とする請求項５記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項７】
前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を液体で満たした状態で検査を行い、前記洗浄液の流路の途中に気体の溜まる空間を設けないようにしたことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項８】
前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を液体で満たした状態で検査を行い、前記洗浄液の流路が洗浄液の上部取り込み口と洗浄液の下方窓とを結ぶ傾斜流路を備えることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項９】
前記傾斜流路が前記計測ヘッドの下部の外側凹円錐体と、該外側凹円錐体に嵌合する底面に突出部を有する内側凹円錐体に囲まれた空間から形成される形状を持つことを特徴とする請求項８記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【請求項１０】
前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を連続供給される透明な液体で満たした状態で検査を行うことを特徴とする請求項７から９のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの被加工物の厚みを計測するための厚み計測装置を備えた研削装置や研磨装置等の厚み加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイス用ウエハは、結晶インゴットからスライスされた後、研削装置や研磨装置によって所定の厚さに研削、研磨する工程を経て、不純物拡散、配線層形成等の所謂半導体プロセスを経る。
半導体プロセスでＩＣ，ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、かつ個々のデバイスが分割予定ラインによって区画された半導体ウエハは、研削装置によって配線層の裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置によって、分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、組立工程を経た後、完成品として携帯電話、パソコン等の電気機器に実装され利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７０６９４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０２１９１６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】小貫  哲平  外  ４名  「近赤外分光計測を用いた薄片シリコンウエハの厚さ計測法」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｊａｐａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌ．５５  Ｎｏ．１２  ２０１１  ＤＥＣ．ｐｐ．７２９−７３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、被加工物の厚み加工を行う最も一般的な加工装置として使用される研削装置の概要について説明する。
図１６はかかる従来の研削装置の模式図であり、１０１は砥石車（研摩装置においては研磨パッドに相当）、１０２は砥石車１０１に固定されるスピンドルヘッド、１０３はスピンドルヘッド１０２に固定され、砥石車１０１を回転駆動するスピンドルモータ、１０４は砥石車１０１を上下方向に移動する上下モータ、１０５は上下モータ１０４によって回転される上下ネジ、１０６は上下ネジ１０５に螺合され、砥石車１０１を上下に駆動する上下ナット、１０７はスピンドルヘッド１０２をガイドするレールである。
【０００６】
一方、下方にはシャシ１０８が配置され、被加工物１０９がテーブル１１０にセットされ、テーブル１１０はテーブルモータ１１１で回転駆動される。また、沈殿槽１１２が配置され、沈殿槽１１２内には研削液１１４（研磨装置においてはスラリーに相当）が溜まっている。この研削液１１４がポンプ１１５でパイプ１１３を通して汲み上げられ、フィルタ１１６を介して研削液供給ノズル１１７から被加工物１０９に供給されて研削を行うように構成されている。
【０００７】
このようにして研削された被加工物１０９は、別個に配置されている計測装置等により、その厚みを計測するようにしている。
しかしながら、このような研削装置を、半導体ウエハなどの被加工物の厚みを計測するための厚み計測装置を備えた研削装置として構成しようとすると、被加工物に研削液が供給された状態で被加工物の厚みを計測することになるので、種々の問題があった。
【０００８】
さらに、計測精度を高めるための計測技術として、光学系において液体を用いる液浸計測が存在するが、研削装置上でこのような液浸計測を行える装置はなかった
本発明は、上記状況に鑑みて、被加工物に液体を供給しながら液浸光計測を行うことができる厚み計測装置を備えた厚み加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、被加工物がセットされるテーブルと、前記被加工物の研削加工を行う砥石車と、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムにより被加工物の厚さを計測する計測装置を備え、前記被加工物を液体に浸漬した状態で前記被加工物の厚さの計測を行うことを特徴とする。
【００１０】
〔２〕上記〔１〕記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記計測装置は洗浄液を流す流路を有する計測ヘッドを具備することを特徴とする。
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記被加工物の加工を行いながら、この被加工物の厚さ計測を液体に浸漬した状態で行うことを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔３〕記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記被加工物の加工を行いながら、かつこの被加工物の厚さ計測を液体に浸漬した状態で行い、この計測結果に基づいて前記被加工物の加工の制御を行うことを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕から〔４〕のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムは、低コヒーレンス光源からの光を分波素子により参照光と物体光に分波し、参照光はミラーに反射し、同一光路を分波素子に戻り、物体光は対物レンズを介して前記被加工物の検査箇所に照射され、この検査箇所からの表面反射光、内部散乱光、境界面反射光は同一光路を分波素子に戻り、分波素子で合波干渉した光は分光器で分光されイメージセンサで波長毎の強度を電気信号に変換し、演算手段により被加工物の加工を行いながら物体光軸方向の断面情報を得るスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムであることを特徴とする。
【００１２】
〔６〕上記〔５〕記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記被加工物の厚さ計測において前記物体光で前記被加工物の検査箇所を平面視においてＸ軸走査、またはＸ−Ｙ軸走査し、二次元断面情報または三次元断面情報を得ることを特徴とする。
〔７〕上記〔２〕から〔６〕のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を液体で満たした状態で検査を行い、前記洗浄液の流路の途中に気体の溜まる空間を設けないようにしたことを特徴とする。
【００１３】
〔８〕上記〔２〕から〔７〕のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を液体で満たした状態で検査を行い、前記洗浄液の流路が洗浄液の上部取り込み口と洗浄液の下方窓（計測プローブ）とを結ぶ傾斜流路を備えることを特徴とする。
〔９〕上記〔８〕記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記傾斜流路が前記計測ヘッドの下部の外側凹円錐体と、この外側凹円錐体に嵌合する底面に突出部を有する内側凹円錐体に囲まれた空間から形成される形状を持つことを特徴とする。
【００１４】
〔１０〕上記〔７〕から〔９〕のいずれか一項記載の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置において、前記計測ヘッドの洗浄液の上部取り込み口と前記被加工物の検査箇所の間を連続供給される透明な液体で満たした状態で検査を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）被加工物を液体に浸漬した状態で、非接触で高精度な光断層画像化システムにより被加工物の加工中に被加工物の厚み計測を行うことができる。
（２）液体に気体層や泡を生じないようにすることで、気泡によって反射光が戻らなかったり波面が乱れて干渉しなくなることを防ぐことができる。
【００１６】
（３）液体を連続的に供給して研削くずやスラリーを効率よく除去することで、検査光学系の清浄を保持し、反射光の減衰を抑え、高感度化に寄与することができる。
（４）高い位置にある洗浄液の取り込み口から下降し、計測プローブに至る傾斜部に連続的に供給される洗浄液の流路中に気泡が滞留する部位を設けない構造としたことにより、光断層画像化法（ＯＣＴ）による検査光学系で気泡によって反射光が戻らなかったり波面が乱れて干渉しなくなることを防ぐとともに、研削くずを効率よく除去しつつ検査光学系の清浄を保持し、反射光の減衰を抑え、高感度化に寄与することができる。
【００１７】
（５）被加工物の厚みを研削の途中で点検することにより、その結果テーブルの回転速度を調整し、被加工物の厚みを制御することができる。
（６）被加工物の厚みの走査を物体光の平面視においてＸ軸走査、またはＸ−Ｙ軸走査し、二次元断面情報または三次元断面情報を得ることにより、Ｚ軸方向のみでは判別が難しい被加工物の傷や内部クラックを判別することができる。
【００１８】
（７）計測装置に光断層画像化法（ＯＣＴ）による検査光学系を組み込むことにより、簡便に非接触状態で、半導体ウエハなどの被加工物の浸漬状態での厚み計測を行うことができる。
（８）光断層画像化システムを、全ファイバー型の干渉計で構築し、干渉計出力光を分光器で波数解析することで、被加工物の断層プロファイルを取得するシステムを採用し、約３０ｍｍ3 の光プローブヘッドにＭＥＭＳミラーを内蔵して三次元計測を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例を示す被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置を示す側面図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３】本発明の実施例を示す被加工物の厚み計測装置の拡大側面図である。
【図４】図３の上面図である。
【図５】本発明の実施例を示す計測装置の計測ヘッドの詳細を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例を示す計測装置の計測ヘッドの洗浄液の流路を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例を示す全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図である。
【図８】本発明の実施例を示すＸ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図である。
【図９】本発明の実施例を示すＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図である。
【図１０】本発明の実施例を示すＭＥＭＳ技術によるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図である。
【図１１】本発明の実施例を示すＸ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例を示すガルバノミラーによるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施例を示すＭＥＭＳ技術によるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施例を示す被加工物の厚み計測例を示す図である。
【図１５】本発明による厚み加工装置にて研削加工を行いながらＳｉウエハ厚さ計測を行った結果を示すグラフである。
【図１６】従来の研削装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置は、被加工物がセットされるテーブルと、前記被加工物の研削加工を行う砥石車と、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化システムにより被加工物の厚さを計測する計測装置を備え、前記被加工物を液体に浸漬した状態で前記被加工物の厚さの計測を行う。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示す被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置を示す側面図、図２は図１の上面図、図３は被加工物の厚み計測装置の拡大側面図、図４は図３の上面図、図５は計測装置の計測ヘッドの詳細を示す断面図、図６は計測装置の計測ヘッドの洗浄液の流路を示す断面図、図７は全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＣＯＴ計測システムのブロック図、図８はＸ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図、図９はＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図、図１０はＭＥＭＳ技術によるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだ全ファイバー型のスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムのブロック図、図１１はＸ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図、図１２はガルバノミラーによるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図、図１３はＭＥＭＳ技術によるＸ−Ｙ軸走査機構を組み込んだスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システムの計測ヘッドの詳細を示す断面図である。
【００２２】
図１及び図２において、１はシャシ、２は被加工物の砥石車、３は砥石車２に固定されるスピンドルヘッド、４はスピンドルヘッド３に固定され砥石車２を回転駆動するスピンドルモータ、５は砥石車２を上下方向に移動する上下モータ、６は上下モータ５によって回転される上下ネジ、７は上下ネジ６に螺合され、砥石車２を上下に駆動する上下ナット、８はスピンドルヘッド３をガイドするレール、９は半導体ウエハ等の被加工物Ｗがセットされるテーブル、１０はテーブルモータ、１１は沈殿槽、１２は研削液、１３は研削液供給パイプ、１４は研削液供給ポンプ、１５は研削液１２中の研削屑や研削泥を除去するフィルタ、１６は研削液供給ノズルである。
【００２３】
スピンドルヘッド３はレール８によってガイドされるように上昇、下降自在に装着される。スピンドルヘッド３には上下ナット７が上下ネジ６に螺合するように設置される。上下ネジ６は回転軸受を介しシャシ１に回動自在に設置され、上下モータ５が回転駆動することにより、スピンドルヘッド３を上昇下降させる。被加工物の砥石車２はスピンドルモータ４によって回転駆動される。テーブル９は被加工物Ｗの砥石車２に対応するように設けられ、テーブルモータ１０によって回転駆動され、テーブル９上に載置され固定された被加工物Ｗを回転させた状態で、被加工物Ｗの上方から回転する被加工物の砥石車２を被加工物Ｗに当接させ、厚さ（高さ）方向の研削加工を行う。研削加工時には被加工物Ｗと砥石車２の冷却、清浄を目的に加工箇所付近に研削液供給ノズル１６から研削液１２を連続供給する。加工後の研削液１２には加工時に発生する研削屑が含まれるためテーブル９の下部から沈殿槽１１に一旦集められ、その集められた研削液１２は固形浮遊物の沈殿、フィルタ１５による濾過を行い、研削液供給ポンプ１４により循環して供給される。
【００２４】
高精度な研削加工を行う場合には純水等、不純物を含まない研削液を用いるため、循環使用せずに常に新しい研削液を供給するようにしてもよい。被加工物Ｗの固定はワックス固定、真空吸着、冷凍チャック等による。
被加工物Ｗの加工量〔被加工物の砥石車２とスピンドルヘッド３の下降量〕は、上下モータ５にクローズドループ制御のサーボモータやエンコーダ付のパルスモータ等を用いたり、シャシ１に対する被加工物の砥石車２とスピンドルヘッド３の下降量を正確に測定するリニアエンコーダを用いるなどしてスピンドルヘッド３の上下送り量を高精度に制御する。
【００２５】
次に、計測装置について説明する。
図３及び図４において、計測装置２１は、計測ヘッド２２、機台２３、機台２３上に配置されるシリンダ２４、シリンダ２４の操作によって上下に調整されるとともに計測ヘッド２２を支持するブラケット２５からなる。
また、図５及び図６において、３１は蓋、３２は外筒、３３は外側凹円錐体、３４は外側凹円錐体３３に嵌合する、底面に突出部を有する内側凹円錐体、３５は対物レンズホルダ、３６はコリメートレンズホルダ、３７は支持筒、３８はコリメートレンズ、３９は対物レンズ、４０は洗浄液供給パイプ、４１はニップル、４２は洗浄液の上部取り込み口、４３は下方窓（計測プローブ）、４４は洗浄液の上部取り込み口４２と下方窓４３とを結ぶ洗浄液の傾斜流路、４５は光ファイバー、４６は計測ヘッド２２の物体光出口、４７は被加工物の計測箇所である。
【００２６】
計測装置２１は、計測ヘッド２２が、回転するテーブル９上の被加工物Ｗ上面（加工面）に対して所定の距離となるように設置される。計測装置２１は、シャシ１に機台２３により設置されるが、テーブル９への被加工物Ｗの取り付け取り外しを考慮し、ブラケット２５から先の部分がシリンダ２４の動作により上下可動する。この計測装置２１は、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化法（ＯＣＴ）により断面情報を計測するものであり、その計測装置２１の計測へッド２２からテーブル９にセットされた半導体ウエハなどの被加工物Ｗの厚みを計測するように構成されている。すなわち、テーブル９にセットされた半導体ウエハなどの被加工物Ｗの厚みは、被加工物の砥石車２に干渉されることのない位置に配置された計測装置２１で、低コヒーレンス光源に接続される光ファイバー４５から導かれる光による光断層画像化法（ＯＣＴ）により計測するようにしている。
【００２７】
より詳細には、本発明では被加工物Ｗを液体に浸漬した状態で計測する液浸ＯＣＴ計測を行うようにしている。液浸に用いられる液体には計測ヘッド２２から供給される洗浄液が用いられる。これにより、高精度な計測が可能となる。
ここで、計測装置２１の計測原理である光断層画像化システムによる計測について詳細に説明する。
【００２８】
図７に示すように、低コヒーレンス光源を用いた光断層画像化法（ＯＣＴ）を実施するスペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システム５０は、低コヒーレンス光源（ＳＬＤ：λ＝１．５５μｍ）５１からの光を分波素子５２により参照光５３と物体光５４に分波し、参照光５３は参照ミラー５５で反射し、同一光路を分波素子５２に戻り、物体光５４は干渉計ヘッド５７の対物レンズ５８を介して被加工物の検査箇所に照射され、検査箇所からの表面反射光、内部散乱光、境界面反射光は同一光路を分波素子５２に戻り、分波素子５２で合波干渉した光は分光器５９で分光され、イメージセンサで波長毎の強度を電気信号６０に変換し、演算手段（ＰＣ）６１により被加工物の加工を行いながら物体光軸方向の断面情報を得るスペクトルドメイン型ＯＣＴを構成している。つまり、ここでは、全ファイバー型の干渉計を構築し、干渉計の出力光を分光器で波数解析することで、被加工物の断層プロファイルを取得するシステムを採用している。
【００２９】
光ファイバー４５により導かれる物体光５４を被加工物Ｗの検査箇所に平面視においてＸ軸走査、またはＸ−Ｙ軸走査し、二次元断面情報または三次元断面情報を得るように構成することができる。
具体的には、図８及び図１１に示すようなＸ軸走査ミラー５７ＡとＸ軸走査用ガルバノメータ５７ＢによるＸ軸走査機構を干渉計ヘッド５７に組み込むことにより被加工物の二次元断面情報を得たり、図９及び図１２に示すようなＸ軸走査ミラー５７ＡとＸ軸走査用ガルバノメータ５７ＢとＹ軸走査ミラー５７ＣとＹ軸走査用ガルバノメータ５７Ｄとを備えた２つのガルバノメータによるＸ−Ｙ軸走査機構を干渉計ヘッド５７に組み込むことにより三次元断面情報を得ることが可能である。また、図１０及び図１３のシステムは、１枚の走査ミラーでＸ軸とＹ軸の走査が可能なＭＥＭＳミラー５６を有する。このシステムでは、約３０ｍｍ3 の光プローブヘッドにＭＥＭＳミラー５６を内蔵して３次元計測を実現する。  もっともシンプルな図７のシステムでは、より具体的には、計測装置２１からの物体光５４は、光ファイバー４５により計測ヘッド２２と連繋し、コリメートレンズホルダ３６と支持筒３７に挟持されたコリメートレンズ３８の下方で空気中に発散する。その発散した物体光５４はコリメートレンズ３８により略平行光束となり、支持筒３７と対物レンズホルダ３５に入射する。
【００３０】
対物レンズ３９により集光された物体光５４は下方窓４３を透過し、被加工物Ｗ上の設定位置（検査箇所）に焦点を結ぶ。
物体光５４は被加工物Ｗを透過しやすい波長帯域の光源〔例えば、低コヒーレンス光源（ＳＬＤ：λ＝１．５５μｍ）〕を選定している。
さらに、液浸光断層画像化法（ＯＣＴ）による計測にあたっては、半導体ウエハ等の被加工物Ｗに供給される液体（洗浄液）の導入方法に工夫が必要である。図５及び図６に示すように、被加工物Ｗの洗浄に用いる計測装置の計測ヘッドの洗浄液は、洗浄液供給パイプ４０により計測ヘッド２２内の内側凸円錐体３４にニップル４１を経由し圧送される。
【００３１】
内側凸円錐体３４の下部には、洗浄液の上部取り込み口４２と下方窓４３とを結ぶ洗浄液の傾斜流路４４からなる洗浄液の流路が形成されている。すなわち、計測ヘッド２２の外側凹円錐体３３とこの外側凹円錐体３３に嵌合する、底面に突出部を有する内側凹円錐体３４に囲まれた空間から形成される形状を持つとともに、内側凹円錐体３４の底面の突出部により形成される下方窓（計測プローブ）４３と上部取り込み口４２とを接続する傾斜流路４４を形成し、洗浄液からなる液体を連続供給するようにしている。傾斜流路４４は、例えば、外側凹円錐体３３と内側凹円錐体３４の間にわずかな間隙を設けて嵌合させることで形成してもよいし、外側凹円錐体の対応する位置に溝を設けることで嵌合した際に筋状の流路を形成するようにしてもよいし、気体の溜まる空間を設けずに、液体導入口から下方になだらかな傾斜を持たせて円滑に液体を供給できるものであれば、その他の方法で形成されてもよい。
【００３２】
下方窓４３を通り抜けた洗浄液は、下方窓４３から被加工物Ｗに向けて照射される物体光５４の光軸心方向に勢い良く噴出し、研削によって発生した研削屑や研削泥を効率よく洗い流し、物体光路を確保する。
このように、本発明では、計測装置２１の液体の流路が計測装置２１の洗浄液の上部取り込み口４２と下方窓４３とを結ぶ洗浄液の傾斜流路４４を持つとともに、円錐底面側に液体供給口、円錐頂角側に噴出口をそれぞれ設け、円錐面に沿ったこの傾斜流路４４を通して、洗浄液を供給する。
【００３３】
洗浄液は干渉計ヘッド２２の両側からプローブ表面に向かって計測装置２１の洗浄液の上部取り込み口４２と洗浄液の傾斜流路４４と下方窓４３からなる液体の流路を通り導入されるので、液体の流路の途中に気体の溜まる空間を設けないようにした。なお、洗浄液としては透明な液体を用いる。
このように、計測ヘッド２２の洗浄液は計測ヘッド２２上方から導入し最底面である下方窓から噴出するという構造を持っているが、流路途中に気体が貯留する気体貯留部を持たない構造としたので、流路途中に気泡が溜まる恐れがなく、気泡が予期せぬタイミングで流路を流れて、物体光路を通過する際に計測に影響を与えてしまうといったおそれがなくなる。
【００３４】
次いで、図１４を参照しながら、本発明の実施例を示す被加工物の厚み計測例について説明する。
計測装置からの物体光（プローブ光）７７は、図１４（ａ）に示すように、テーブル７１にセットされた被加工物Ｗとしての半導体ウエハ７２の表面７２Ａと裏面７２Ｂで表面反射光と、内部散乱光、境界面反射光としてそれぞれ反射し、内部で散乱し同じ光路を計測装置へ戻る。なお、７３は液体（洗浄液）、７４は上部取り込み口、７５は下方窓（計測プローブ）、７６は上部取り込み口７４と下方窓７５とを結ぶ傾斜流路である。
【００３５】
また、図１４（ｂ）に示すように、テーブル８１にセットされた被加工物Ｗとしての半導体ウエハ８３の下部にプロセス層（ＩＣなどの加工層）８４が形成されている場合、半導体ウエハ８３の表面８３Ａと、半導体ウエハ８３の下部とプロセス層８４の境界面８３Ｂで、半導体ウエハ８３の表面反射光と、内部散乱光、境界面反射光とをそれぞれ反射し、内部で散乱し同じ光路を計測装置（ＯＣＴ干渉計）へ戻る。なお、８５は液体（洗浄液）、８６は上部取り込み口、８７は下方窓（計測プローブ）、８８は上部取り込み口８６と下方窓８７とを結ぶ傾斜流路、８９は計測装置からの物体光（プローブ光）である。
【００３６】
このように、上記した構成によって、本発明による被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置では、被加工物の研削と被加工物の高精度液浸光計測を同一装置で行うことができる。
以下、本発明の特徴についてまとめる。
（１）本発明においては、テーブル９にセットされた被加工物Ｗに液体を供給しながら計測装置２１により液浸ＯＣＴ計測を行う。つまり、液浸状態で被加工物Ｗの厚みの計測を行う。
【００３７】
（２）その液浸ＯＣＴ計測の際には、液体の上面に空気層又は液体中に泡が形成されると、その空気層又は泡によりＯＣＴ計測のプローブ光が屈折されて計測誤差を生じることになる。そこで、計測箇所における液体の上面に空気層や液体中に泡が形成されないように、流路の途中に気体が溜まる空間を設けないようにし、傾斜流路４４に液体を円滑に流すように供給する。
【００３８】
（３）上記した事項を考慮して、その液体の流路として工夫を重ねた結果、図５及び図６に示すように、両側の液体導入口から下方になだらかな傾斜を持たせる凹円錐形状の部位に、例えば筋状に形成された傾斜流路４４を形成させてそこに透明な液体を供給するようにして泡などの空気層が形成されないように構成した。
（４）また、液浸状態での計測を行うと、被加工物Ｗの切削により発生した切削屑が液体にまざり液体が濁ってくるので、正確な液浸ＯＣＴ計測が適切に行えなくなる。そこで、透明な液体を連続して供給するようにする。
【００３９】
（５）また、被加工物Ｗの切削を行いながら、即座に被加工物Ｗの厚みを計測できるように構成する。そのように構成すると、被加工物Ｗの切削を行いながら、被加工物Ｗの厚みを計測できるので、その計測される厚みをチェックしながらテーブル９の回転速度を調整することができ、被加工物Ｗの加工の制御を行うことができる利点がある。
図１５は本発明による厚み加工装置にて研削加工を行いながらＳｉウエハ厚さ計測を行った結果を示すグラフである。
【００４０】
この実験では加工前の厚さが２９０μｍのＳｉウエハに対し１００μｍまで研削加工を行った。縦軸はウエハ厚さ（μｍ）、横軸は時間（ｓ）を示している。
縦軸のウエハ厚さは、ＳＤ（スペクトルドメイン）−ＯＣＴ計測によるウエハ表面とウエハ裏面の反射から光学距離を計測後、Ｓｉの屈折率を考慮し実距離として演算したものである。ＳＤ−ＯＣＴ計測は毎秒３７回連続サンプリングして行った。図９から明らかなように、測定開始から約２０秒で厚さが減少し始め（加工を開始し）、約１２０秒で厚さ減少が終了（加工終了）している。
【００４１】
このように、本発明の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置により、研削及び計測が良好に行われることが分かる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
例えば、同じく半導体製造工程では、Ｓｉウエハの厚さ方向の平坦度を得るために研磨装置によってＳｉウエハの表面研磨加工を行っているが、本実施例の砥石車を研磨パッドに、研削液を研磨スラリーに置き換え、本発明の被加工物の厚み計測装置を構成すれば全く同一の作用効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の被加工物の厚み計測装置を備えた厚み加工装置は、被加工物に液体を供給しながら液浸光計測を行うことができる厚み計測装置を備えた厚み加工装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１    シャシ
２    砥石車
３    スピンドルヘッド
４    スピンドルモータ
５    上下モータ
６    上下ネジ
７    上下ナット
８    レール
Ｗ    被加工物
９，７１，８１    テーブル
１０    テーブルモータ
１１    沈殿槽
１２    研削液
１３    研削液供給パイプ
１４    研削液供給ポンプ
１５    フィルタ
１６    研削液供給ノズル
２１    計測装置
２２    計測ヘッド
２３    機台
２４    シリンダ
２５    ブラケット
３１    蓋
３２    外筒
３３    外側凹円錐体
３４    底面に突出部を有する内側凹円錐体
３５    対物レンズホルダ
３６    コリメートレンズホルダ
３７    支持筒
３８    コリメートレンズ
３９，５８    対物レンズ
４０    洗浄液供給パイプ
４１    ニップル
４２，７４，８６    洗浄液の上部取り込み口
４３，７５，８７    下方窓（計測プローブ）
４４，７６，８８    洗浄液の傾斜流路
４５    光ファイバー
４６    物体光出口
４７    被加工物の計測箇所
５０    スペクトルドメイン型ＯＣＴ計測システム
５１    低コヒーレンス光源
５２    分波素子
５３    参照光
５４，７７，８９    物体光（プローブ光）
５５    参照ミラー
５６    ＭＥＭＳミラー
５７    干渉計ヘッド
５７Ａ    Ｘ軸走査ミラー
５７Ｂ    Ｘ軸走査用ガルバノメータ
５７Ｃ    Ｙ軸走査ミラー
５７Ｄ    Ｙ軸走査用ガルバノメータ
５９    分光器
６０    電気信号
６１    演算手段（ＰＣ）
７２，８３    被加工物としての半導体ウエハ
７２Ａ，８３Ａ    半導体ウエハの表面
７２Ｂ    半導体ウエハの裏面
７３，８５      液体（洗浄液）
８３Ｂ    半導体ウエハの下部とプロセス層の境界面
８４    半導体ウエハのプロセス層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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