(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハ研削時の上面の粗さ測定装置を提供する。【解決手段】ウエーハＷを保持する保持面３０ａを有するテーブル３と、テーブル回転手段と、ウエーハＷを研削する砥石を配設したホイールを回転可能に装着した研削手段と、保持面３０ａが保持したウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置を測定するゲージ４とを備え、ゲージ４は、ウエーハＷの上面Ｗｂに対して垂直方向に上下動可能である測定子４０と、測定子４０の側面を囲繞しエアを介在させ支持するケーシング４１と、測定子４０の垂直方向位置を認識するスケール部４２とを備え、測定子４０の上下方向の振幅を測定する測定部９１を更に備え、ウエーハ上面Ｗｂに測定子４０の先端を接触させた状態でテーブル３を回転させ測定子４０を測定子４０の自重によりウエーハの上面Ｗｂを垂直方向に摺動させ、振幅測定部９１で測定子４０の振幅を測定してウエーハＷの上面Ｗｂの粗さを測定する研削装置。【選択図】図５
2018083266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持面が保持したウエーハを研削加工する研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該保持面が保持したウエーハの上面の高さ位置を測定するゲージとを備え、
該ゲージは、該ウエーハの上面に対して垂直方向に上下動可能である測定子と、該測定子の側面を囲繞しエアを介在させ該測定子の側面を支持するケーシングと、該測定子の垂直方向の位置を認識するスケール部とを備え、
該測定子の上下方向の振幅を測定する振幅測定部を更に備え、
該ウエーハの上面に該測定子の先端を接触させた状態で該保持テーブルを回転させ該測定子を該測定子の自重により該ウエーハの上面上を摺動させて、該振幅測定部により該測定子の振幅を測定してウエーハの上面の粗さを測定する研削装置。
【請求項２】
ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持面が保持したウエーハを研削加工する研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該保持面が保持したウエーハの上面の高さ位置を測定するゲージとを備え、
該ゲージは、該ウエーハの上面に対して垂直方向に上下動可能である測定子と、該測定子の側面を囲繞しエアを介在させ該測定子の側面を支持するケーシングと、該測定子の垂直方向の位置を認識するスケール部とを備え、
該測定子の上下方向の振幅を測定する振幅測定部を更に備える研削装置を用いて、ウエーハの上面の粗さを測定するウエーハの上面粗さ測定方法であって、
該ウエーハの上面に該測定子の先端を接触させた状態で該保持テーブルを回転させ該測定子を該測定子の自重により該ウエーハの上面上を摺動させて、該振幅測定部により該測定子の振幅を測定してウエーハの上面の粗さを測定する粗さ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状のウエーハを研削する研削装置及びウエーハの上面の粗さを測定する粗さ測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハ等の板状の被加工物は、研削装置によってウエーハの裏面が研削されて所定の厚みに薄化された後に、切削装置等により分割されて個々のデバイス等となり、各種電子機器等に利用されている。研削装置は、チャックテーブルで吸引保持された状態のウエーハに回転する研削砥石を当接させて研削を行っていき、研削加工中に随時ウエーハの厚みを測定しつつウエーハを所望の厚みに到るまで研削する。
【０００３】
研削装置は、例えば、ウエーハの厚みを接触式にて測定する一対のハイトゲージを備えている。そして、アウターゲージにより、基準面となるチャックテーブルの上面の高さ位置が測定され、アウターゲージよりもチャックテーブルの保持面の中心側に位置するインナーゲージ（例えば、特許文献１参照）により、研削されるウエーハの上面の高さ位置が測定され、さらに、各ゲージから測定値が演算処理等を行う算出部に送られ、算出部が両ゲージの測定値の差を算出することで、ウエーハの厚みは研削中に随時測定され管理されている。算出部によるウエーハの厚みの算出は、例えば、チャックテーブルを所定の回転速度で回転させながら一定時間継続して各ゲージで測定され各ゲージから送られてきた複数の実測値に基づいて、両ゲージの実測値の差分が複数算出され、この複数算出された差分の平均値がウエーハの厚みの測定値として認定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
研削加工終了後のウエーハの厚みは上記のように把握して管理できる。オペレータ等が研削加工後のウエーハについて把握しておくべき情報としては、ウエーハの厚み以外に、例えば、ウエーハの被研削面である上面の凹凸の度合いがある。そして、例えば、研削加工後のウエーハの上面には、ウエーハの中心から放射状に径方向外側に延びる略円弧状の多数の研削痕が形成されており、研削加工後のウエーハの上面の研削痕による凹凸の度合いを把握することで、凹凸の度合いが許容値以上となっている場合においては、例えば、研削砥石の研削面等に異常があると判断することができる。そして、該判断に基づき、研削砥石を交換したり研削砥石の研削面をドレッシングしたりすることで、次に研削加工を施す別のウエーハに対して適切な研削加工を施すことができる。
【０００６】
したがって、ウエーハの研削加工においては、ウエーハの研削加工が施された上面の凹凸の度合いを測定して把握するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持面が保持したウエーハを研削加工する研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該保持面が保持したウエーハの上面の高さ位置を測定するゲージとを備え、該ゲージは、該ウエーハの上面に対して垂直方向に上下動可能である測定子と、該測定子の側面を囲繞しエアを介在させ該測定子の側面を支持するケーシングと、該測定子の垂直方向の位置を認識するスケール部とを備え、該測定子の上下方向の振幅を測定する振幅測定部を更に備え、該ウエーハの上面に該測定子の先端を接触させた状態で該保持テーブルを回転させ該測定子を該測定子の自重により該ウエーハの上面上を摺動させて、該振幅測定部により該測定子の振幅を測定してウエーハの上面の粗さを測定する研削装置である。
【０００８】
また、上記課題を解決するための本発明は、ウエーハを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持面の中心を軸に該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持面が保持したウエーハを研削加工する研削砥石を環状に配設した研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該保持面が保持したウエーハの上面の高さ位置を測定するゲージとを備え、該ゲージは、該ウエーハの上面に対して垂直方向に上下動可能である測定子と、該測定子の側面を囲繞しエアを介在させ該測定子の側面を支持するケーシングと、該測定子の垂直方向の位置を認識するスケール部とを備え、該測定子の上下方向の振幅を測定する振幅測定部を更に備える研削装置を用いて、ウエーハの上面の粗さを測定するウエーハの上面粗さ測定方法であって、該ウエーハの上面に該測定子の先端を接触させた状態で該保持テーブルを回転させ該測定子を該測定子の自重により該ウエーハの上面上を摺動させて、該振幅測定部により該測定子の振幅を測定してウエーハの上面の粗さを測定する粗さ測定方法である。
【発明の効果】
【０００９】
例えば、ウエーハの上面の凹凸の原因となる研削痕は、ウエーハの中心から放射状に径方向外側に向かって略円弧状に延びている。そして、本発明に係る研削装置は、測定子の上下方向の振幅を測定する振幅測定部を備え、ウエーハの上面に測定子の先端を接触させた状態で保持テーブルを回転させることで研削痕の延在方向に測定子の回転方向を交差させつつ、測定子を測定子の自重によりウエーハの上面上を摺動させて、振幅測定部により測定子の振幅を測定するため、ウエーハの研削加工が施された上面の凹凸の度合いを測定して把握することが可能となる。また、ウエーハの研削加工時においてウエーハの厚みを測定する場合には、測定子をウエーハの上面に対して上方から所定の押圧力によって押し付けながらウエーハの厚みを測定するが、ウエーハの研削加工が施された上面の凹凸の度合い、すなわち、上面の粗さを測定する際には、測定子をウエーハの上面に対して上方から押し付けず、測定子の自重によりウエーハの上面上を摺動させつつ測定を行っていくため、測定子の自重に基づく小さな押圧力でウエーハの上面をなぞるようにして凹凸を測定でき、正確なウエーハの上面の粗さの測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】研削装置の構造の一例を示す断面図である。
【図２】ゲージの一例を示す斜視図である。
【図３】ゲージの一例を示す断面図である。
【図４】研削後のウエーハの上面の研削痕による凹凸を示す平面図である。
【図５】ウエーハの上面の粗さを測定している状態を示す断面図である。
【図６】測定された測定子の振幅を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す研削装置１は、ウエーハＷを保持する保持面３０ａを有する保持テーブル３と、保持面３０ａの中心を軸に保持テーブル３を回転させる回転手段５と、保持面３０ａが保持したウエーハＷを研削加工する研削砥石を環状に配設した研削ホイール２４を回転可能に装着した粗研削手段２Ａ及び仕上げ研削手段２Ｂと、保持面３０ａが保持したウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置を測定するゲージ４とを備えている。
【００１２】
図１に示すウエーハＷは、シリコン基板等から構成され、円形板状の外形を備えており、その下面Ｗａには、複数の分割予定ラインによって区画された複数の格子状の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。例えば、ウエーハＷの下面Ｗａには図示ししない保護テープが貼着されており、この保護テープによってウエーハＷの下面Ｗａは保護された状態になっている。ウエーハＷの上面Ｗｂは、研削加工が施される場合の被研削面となる。
【００１３】
保持テーブル３は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなりウエーハＷを吸引保持する保持部３０と、保持部３０を支持する枠体３１とを備える。保持部３０は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が保持面３０ａに伝達されることで、保持テーブル３は保持面３０ａ上でウエーハＷを吸引保持する。保持面３０ａと枠体３１の環状の上面３１ａとは面一に形成されている、又は、保持面３０ａの回転中心を頂点として径方向外側の枠体３１の環状の上面３１ａに向かって下方に極僅かに傾く円錐面に形成されている。保持テーブル３は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能である。
【００１４】
回転手段５は、例えば、保持テーブル３の底面側にその上端が固定された回転軸５１と、回転軸５１を回転させるモータ５２とを備えている。回転軸５１のＺ軸方向に延びる軸心線上には、保持面３０ａの回転中心が位置しており、回転軸５１の下端側は、モータ５２の出力を伝達するシャフトに連結されている。モータ５２により回転軸５１が回転駆動されることに伴って、保持テーブル３も回転する。
【００１５】
粗研削手段２Ａは、粗研削手段２Ａを保持テーブル３に対して離間又は接近するＺ軸方向に研削送りする粗研削送り手段１１によって上下動可能となっている。粗研削送り手段１１は、例えば、モータ等によって動作するボールネジ機構である。粗研削手段２Ａは、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸２１と、回転軸２１を回転駆動するモータ２２と、回転軸２１の下端に接続された円環状のマウント２３と、マウント２３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール２４とを備える。
【００１６】
研削ホイール２４は、ホイール基台２４ａと、ホイール基台２４ａの底面に環状に配設された略直方体形状の複数の粗研削砥石２４ｂとを備える。粗研削砥石２４ｂは、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、粗研削砥石２４ｂの形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。粗研削砥石２４ｂは、例えば、粗研削に用いられる砥石であり、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな砥石である。
【００１７】
例えば、回転軸２１の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸２１の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されており、流路はマウント２３を通り、ホイール基台２４ａの底面において粗研削砥石２４ｂに向かって研削水を噴出できるように開口している。
【００１８】
粗研削手段２ＡとＹ軸方向に並べて配設されている仕上げ研削手段２Ｂは、Ｚ軸方向に仕上げ研削送り手段１２によって上下動可能となっており、粗研削によって仕上げ厚み程度まで薄化されたウエーハＷに対して、ウエーハＷの上面Ｗｂの平坦性を高める仕上げ研削を行うことができる。すなわち、仕上げ研削手段２Ｂは、回転可能に装着した仕上げ研削砥石２４ｃで、粗研削手段２Ａが研削したウエーハＷをさらに研削する。仕上げ研削砥石２４ｃ中に含まれる砥粒は、粗研削手段２Ａの粗研削砥石２４ｂに含まれる砥粒よりも粒径の小さい砥粒である。仕上げ研削手段２Ｂの仕上げ研削砥石２４ｃ以外の構成については、粗研削手段２Ａの構成と同様となっている。
【００１９】
保持テーブル３は、例えば、図示しないターンテーブル上に配設されている。ターンテーブルが自転することで、保持テーブル３を公転させ、粗研削手段２Ａの下方及び仕上げ研削手段２Ｂの下方へ順次移動させることができる。
【００２０】
図２，３に示すゲージ４は、保持テーブル３（図２には不図示）の保持面３０ａが保持したウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置を測定する直動式のリニアゲージであり、ウエーハＷの上面Ｗｂに対して垂直方向に上下動可能である測定子４０と、測定子４０の側面４００ａを囲繞しエアを介在させ測定子４０の側面４００ａを支持するケーシング４１と、測定子４０の垂直方向の位置を認識するスケール部４２とを少なくとも備えており、研削装置１の図示しないベース上に搭載されて使用される。
【００２１】
測定子４０は、例えば、外形が四角柱状に形成されたシャフト４００と、シャフト４００の下端側に連結された棒状のコンタクト４０１とを備えている。本実施形態におけるコンタクト４０１は、従来の丸みを帯びた球面状の先端を備えるコンタクトに比べて、例えば、その先端４０１ａが先端４０１ａに向かって漸次縮径する鋭頭状に形成されている。なお、コンタクト４０１の先端４０１ａは、丸みを帯びた球面状に形成されていてもよい。コンタクト４０１の先端４０１ａは、例えば、ダイヤモンド等で構成されている。図２に示すように、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在するシャフト４００の上端側は、例えば、矩形平板状の連結部材４３の下面側に固定ナット４３０によって連結している。シャフト４００の側面４００ａは、ケーシング４１から供給されるエアによって囲繞されることで、測定子４０のＺ軸方向の軸心周りの回転を規制する規制面となる。
【００２２】
ゲージ４は、連結部材４３とＺ軸方向において対向して連結部材４３と平行な平板状の支持部材４４を有している。支持部材４４は、図３に示す載置台４４Ａによって下方から支持されている。例えば、載置台４４Ａは、研削装置１の図示しないベース上に配設されている。シャフト４００は、図３に示すように、支持部材４４を貫通しており、シャフト４００の下端側に連結されたコンタクト４０１は、支持部材４４の下面から下方に突出している。
【００２３】
支持部材４４上には、シャフト４００をそのＺ軸方向に直動させる直動駆動手段４６が配設されている。図３に示すように、直動駆動手段４６は、例えば、ピストンシリンダであり、内部にピストン４６０を備え基端側（−Ｚ方向側）に底のあるシリンダチューブ４６１と、シリンダチューブ４６１に挿入され下端がピストン４６０に取り付けられたピストンロッド４６２と、シリンダチューブ４６１の内部にエアを流入するためのエア流入口４６１ａ、４６１ｂとを少なくとも備えている。ピストンロッド４６２の上端側は、連結部材４３の下面に接触可能となっており、シリンダチューブ４６１の基端側は、支持部材４４の上面に固定されている。
【００２４】
直動駆動手段４６によってウエーハＷの上面Ｗｂから離反する方向に測定子４０を上昇させるときは、図示しないエア供給源がエア流入口４６１ｂにエアを流入してシリンダチューブ４６１内にエアを供給することにより、シリンダチューブ４６１の内部においてピストン４６０を上昇させる。そして、連結部材４３の下面にピストンロッド４６２を接触させてからさらにピストンロッド４６２を上昇させて連結部材４３を上昇させることにより、連結部材４３に連結された測定子４０を上昇させる。
【００２５】
一方、直動駆動手段４６によって測定子４０をウエーハＷの上面Ｗｂに接近させる方向に下降させるときは、図示しないエア供給源がエア流入口４６１ａに所定のエアを流入しシリンダチューブ４６１内にエアを供給し、また、エア流入口４６１ｂから所定のエアを流出させることにより、規制された速度でピストンロッド４６２を下降させることで、測定子４０及び測定子４０に連結される連結部材４３の自重によって測定子４０が下降する速度を制限する。そして、コンタクト４０１の先端４０１ａがウエーハＷの上面Ｗｂに接触するまで測定子４０を下降させる。
【００２６】
ケーシング４１は、支持部材４４の上面に配設された枠体４１０を有しており、枠体４１０の内部に測定子４０を挿通させて測定子４０のシャフト４００の周囲を支持できる構成となっている。シャフト４００は、本実施形態においては四角柱状に形成されており、これに対応して、枠体４１０には、シャフト４００を収容するための横断面四角形状の穴が形成されている。枠体４１０は、図３の部分拡大図に示すように、シャフト４００の側面４００ａから均等な隙間Ｖを設けて離間して側面４００ａを囲繞する支持面４１０ａと、測定子４０の側面４００ａを囲繞し測定子４０の側面４００ａを支持するエアを隙間Ｖに対して支持面４１０ａから噴出させる複数のエア噴出口４１０ｂと、図示しないエア供給源に接続されたエア流入口４１０ｃと、エア流入口４１０ｃと各エア噴出口４１０ｂとを連通させる流路４１０ｄとを備えている。
【００２７】
このように構成されるケーシング４１では、各エア噴出口４１０ｂからシャフト４００の側面４００ａに対して垂直な方向にエアを噴出することによって、シャフト４００を隙間Ｖを介在させエアで囲繞して非接触の状態で支持することができる。なお、シャフト４００の形状は、四角柱状に限られず、回転しない形状、すなわち円柱でない形状であればよい。したがって、多角柱でもよいし、楕円柱でもよい。また、一面のみが平らな面に形成され、他の面が曲面に形成された柱状でもよい。これに対応し、枠体４１０の内周も、シャフト４００と同形状に形成されていればよい。
【００２８】
図２に示すように、連結部材４３の下面の一角には、スケール部４２が配設されている。スケール部４２は、連結部材４３の下面にその上端が固定されておりシャフト４００の延在方向（Ｚ軸方向）と平行に−Ｚ方向に向かって延在するスケール４２０と、スケール４２０の目盛り４２０ａを読み取る読み取り部４２１と、読み取り部４２１が固定される支持板４２２とを備えている。支持板４２２は、支持部材４４の側面に固定されており＋Ｚ方向に向かって延在している。読み取り部４２１は、支持板４２２の側面に固定されているとともに、スケール４２０の側面にＺ軸方向に等間隔に形成された目盛り４２０ａに対面している。読み取り部４２１は、例えば、スケール４２０の目盛り４２０ａの反射光を読み取る光学式のものであり、測定子４０のコンタクト４０１の先端４０１ａの高さ位置、すなわち、ウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置を読み取ることができる。
【００２９】
例えば、図３に示すように、連結部材４３の上面には、ウエーハＷの上面Ｗｂにコンタクト４０１の先端４０１ａが接触している状態において測定子４０に対して−Ｚ方向に向かう押圧力を加えることができる押圧手段８が接続されている。押圧手段８は、例えばコイルバネ等からなるバネ機構や、エアバック等からなるエア圧力機構であり、ウエーハＷの上面Ｗｂにコンタクト４０１の先端４０１ａが接触した状態の測定子４０に対して、−Ｚ方向に向かう所望の押圧力を連結部材４３を介して加えることができる。
【００３０】
図１に示すように、研削装置１は、ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子で構成され装置全体の制御を行う制御手段９を備えている。制御手段９は、各配線９９によって、図１に示す回転手段５、粗研削手段２Ａ、仕上げ研削手段２Ｂ、及びゲージ４等に接続されており、制御手段９の制御の下で、回転手段５による保持テーブル３の回転動作や、各研削手段の回転軸２１の回転動作等が制御される。例えば、制御手段９は、ウエーハＷの厚みを算出する厚み算出部９０と、測定子４０の上下方向の振幅を測定する振幅測定部９１とを備えている。
【００３１】
振幅測定部９１は、スケール部４２の読み取り部４２１に接続されており、読み取り部４２１によって読み取られた値が振幅測定部９１に通知される。
【００３２】
例えば、図１に示すように、保持テーブル３の枠体３１の上方のゲージ４に隣接する位置には、保持テーブル３の保持面３０ａの高さ位置測定用のリニアゲージ７が配設されている。リニアゲージ７は、上下方向に往復移動可能なコンタクト７０を備えている。リニアゲージ７により、基準面となる枠体３１の上面３１ａの高さ位置が測定され、ゲージ４により、研削されるウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置が測定され、リニアゲージ７及びゲージ４から測定値が厚み算出部９０に対して送信され、厚み算出部９０が両者の測定値の差を算出することで、ウエーハＷの厚みを研削中に随時測定することができる。
【００３３】
リニアゲージ７及びゲージ４の近傍には、リニアゲージ７のコンタクト７０及びゲージ４のコンタクト４０１に、例えば純水等を噴射して供給するノズル１７が配設されている。
【００３４】
以下に図１に示す研削装置１によりウエーハＷを研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。ウエーハＷの研削においては、まず、ウエーハＷが保持テーブル３上に搬送され、ウエーハＷが、被研削面である上面Ｗｂが＋Ｚ方向側に向いた状態で保持面３０ａ上に載置された後、保持面３０ａ上で吸引保持される。
【００３５】
次いで、ウエーハＷを保持した保持テーブル３が、図示しないターンテーブルが回転することで粗研削手段２Ａの下まで移動して、粗研削手段２Ａに備える研削ホイール２４とウエーハＷとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール２４の回転中心が保持テーブル３の回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｘ方向にずれ、粗研削砥石２４ｂの回転軌道が保持テーブル３の回転中心を通るように行われる。
【００３６】
上記位置合わせがなされた後、モータ２２が回転軸２１を＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転駆動するのに伴って研削ホイール２４も回転する。また、粗研削手段２Ａが粗研削送り手段１１により−Ｚ方向へと送られ、回転する粗研削砥石２４ｂがウエーハＷの上面Ｗｂに当接することで粗研削加工が行われる。粗研削加工中は、回転手段５により保持テーブル３が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に所定の速度（例えば、３００ｒｐｍ）で回転するのに伴って、保持面３０ａに保持されたウエーハＷも回転するので、粗研削砥石２４ｂがウエーハＷの上面Ｗｂ全面の粗研削加工を行う。また、粗研削砥石２４ｂとウエーハＷとの接触部位となる加工点に研削水が供給され、研削水による加工点の冷却及び洗浄がなされる。
【００３７】
ウエーハＷの粗研削加工中においては、ゲージ４及びリニアゲージ７を用いてウエーハＷの厚みを常時測定して厚みの変化を監視する。まず、リニアゲージ７のコンタクト７０が保持テーブル３の枠体３１の上方に位置付けられる。次いで、コンタクト７０が下降し、コンタクト７０の先端がウエーハＷで覆われていない保持テーブル３の枠体３１の環状の上面３１ａへ接触する状態にセットされ、基準面となる枠体３１の上面３１ａの高さ位置、すなわち、保持面３０ａの高さ位置が随時測定される。リニアゲージ７は、測定した保持面３０ａの高さ位置についての情報を制御手段９の厚み算出部９０に随時送信する。
【００３８】
図１に示すように、保持テーブル３に保持されたウエーハＷの上方にゲージ４の測定子４０が位置付けられる。次いで、直動駆動手段４６が、測定子４０をウエーハＷに接近する−Ｚ方向に下降させる。具体的には、図３に示す図示しないエア供給源がエア流入口４６１ａに所定のエアを流入させてシリンダチューブ４６１内にエアを供給することにより、規制された速度でシリンダチューブ４６１の内部においてピストン４６０を下方向（−Ｚ方向）に移動させる。これにより、連結部材４３及び測定子４０の自重による下降速度を制限しながら測定子４０のコンタクト４０１の先端４０１ａがウエーハＷの上面Ｗｂに接触するまで測定子４０を下降させる。このように、直動駆動手段４６が連結部材４３及び測定子４０の下降速度を制限することにより、コンタクト４０１の先端４０１ａがウエーハＷに接触する時の衝撃を小さくすることができる。
【００３９】
この際、図示しないエア供給源からエア流入口４１０ｃにエアを供給し、エア噴出口４１０ｂから隙間Ｖにエアを噴出させることによりケーシング４１でシャフト４００の側面４００ａを非接触で支持しつつ、規制面としての役割を果たす側面４００ａによって測定子４０の回転方向の動きを規制する。
【００４０】
測定子４０の下降によりウエーハＷにコンタクト４０１が接触したら、コンタクト４０１の先端４０１ａがウエーハＷの上面Ｗｂに接触したときのスケール４２０の目盛り４２０ａを読み取り部４２１が読み取り、読み取り部４２１が、読み取ったウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置についての情報を図１に示す制御手段９の厚み算出部９０に送信する。
【００４１】
その後、図示しないエア供給源からエア流入口４６１ａに流入させるエアの供給量を調整し、また、測定子４０がウエーハＷの厚みの変化に応じて自由に軸方向に動くことができる程度の押し付け圧力を押圧手段８から測定子４０に加えつつ、ウエーハＷの厚みを測定し続ける。そして、読み取り部４２１が、読み取ったウエーハＷの上面Ｗｂの高さ位置についての情報を図１に示す制御手段９の厚み算出部９０に随時送信する。
【００４２】
厚み算出部９０は、例えば、所定の単位時間内においてゲージ４及びリニアゲージ７で測定され各ゲージから送られてきた複数の各実測値に基づいて、両ゲージの実測値の差分を複数算出し、この複数算出した差分の平均値を算出してウエーハＷの厚みの各測定値として随時認定し続ける。なお、ゲージ４、リニアゲージ７及び厚み算出部９０によるウエーハＷの厚み測定は、粗研削加工開始時から粗研削加工終了時まで継続的に行っても、断続的に行ってもよい。
【００４３】
ウエーハＷの厚みを測定している最中には、図１に示すノズル１７からリニアゲージ７のコンタクト７０及びゲージ４のコンタクト４０１に対して純水等を供給する。ウエーハＷの粗研削時には、粗研削砥石２４ｂとウエーハＷとの接触部位となる加工点に研削水を供給しながらウエーハＷの粗研削を実施するため、粗研削砥石２４ｂから脱粒した砥粒や研削屑が混じった研削水がウエーハＷの上面Ｗｂを流れて、リニアゲージ７のコンタクト７０及びゲージ４のコンタクト４０１に接触してしまう。そこで、ノズル１７から噴射させる清浄な水で、この研削水を押しのけて透明度の高い条件下でウエーハＷの厚みを測定する。また、ノズル１７から供給される純水によって、例えば、ゲージ４のコンタクト４０１とウエーハＷの上面Ｗｂとの間に生じ得る摩擦力を大幅に減少させることで、ゲージ４のコンタクト４０１の先端４０１ａが磨耗してしまうことを防ぐことができる。
【００４４】
ウエーハＷが所定の厚みになるまで粗研削された後、粗研削手段２Ａが上方へ移動しウエーハＷから離間する。また、押圧手段８による測定子４０に対する−Ｚ方向に向かう押圧力を解除するとともに、図３に示す直動駆動手段４６は、測定子４０をウエーハＷから離反する上方向（＋Ｚ方向）に上昇させる。具体的には、図示しないエア供給源がエア流入口４６１ｂに所定のエアを流入してシリンダチューブ４６１内にエアを供給することにより、シリンダチューブ４６１の内部においてピストン４６０を＋Ｚ方向に上昇させる。そして、ピストンロッド４６２を上昇させることにより連結部材４３を押し上げて測定子４０を＋Ｚ方向に上昇させることにより、コンタクト４０１の先端４０１ａをウエーハＷから退避させる。
【００４５】
次いで、図示しないターンテーブルが自転することで、粗研削後のウエーハＷを保持する保持テーブル３が公転し、保持テーブル３が図１に示す仕上げ研削手段２Ｂの下方まで移動し、仕上げ研削手段２Ｂに備える研削ホイール２４とウエーハＷとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール２４の回転中心が保持テーブル３の回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｘ方向にずれ、仕上げ研削砥石２４ｃの回転軌道が保持テーブル３の回転中心を通るように行われる。仕上げ研削手段２Ｂが仕上げ研削送り手段１２により−Ｚ方向へと送られ、回転する仕上げ研削砥石２４ｃがウエーハＷの上面Ｗｂに当接することで仕上げ研削加工が行われる。仕上げ研削中は、保持テーブル３が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に自転するのに伴って、保持テーブル３で保持されたウエーハＷも回転するので、仕上げ研削砥石２４ｃがウエーハＷの上面Ｗｂの全面の仕上げ研削加工を行う。
【００４６】
ウエーハＷの仕上げ研削加工中においても、粗研削加工中と同様にゲージ４及びリニアゲージ７を用いてウエーハＷの厚みを常に測定して厚みの変化を監視する。仕上げ研削によりウエーハＷの上面Ｗｂの平坦性を高めた後、仕上げ研削手段２Ｂを＋Ｚ方向へと移動させてウエーハＷから離間させる。
【００４７】
次いで、図１に示す研削装置１を用いて本発明に係る粗さ測定方法を実施してウエーハＷの上面Ｗｂの粗さを測定する場合の、研削装置１の動作について説明する。ウエーハＷの上面Ｗｂは、仕上げ研削加工が施されることで平坦度が非常に高められた状態となるが、例えば、仕上げ研削砥石２４ｃの状態によっては、研削加工による図４に示す研削痕Ｍが大なり小なり残存する。そして、研削痕Ｍは、ウエーハＷの中心から放射状に径方向外側に延びる略円弧状に多数形成されている。研削加工後のウエーハＷの上面Ｗｂの研削痕Ｍによる凹凸の度合いが許容値内にあるか否かを測定することで、例えば、仕上げ研削砥石２４ｃの研削面等に異常があるか否か等を判断することができる。
【００４８】
シリンダチューブ４６１内部のエアを全て排出することで、直動駆動手段４６は、図５に示すように、ピストンロッド４６２を連結部材４３から離反させ、ピストンロッド４６２と測定子４０とが非接触となるようにする。ピストンロッド４６２と測定子４０とが非接触となることで、測定子４０が直動駆動手段４６による制御を離れるため、測定子４０は、ウエーハＷの上面Ｗｂにコンタクト４０１の先端４０１ａを自重（連結部材４３等の重さも含む）により接触させた状態となる。なお、押圧手段８による−Ｚ方向に向かう押圧力は測定子４０に対して掛けない。また、図示しないエア供給源からエア流入口４１０ｃにエアを供給し、エア噴出口４１０ｂから隙間Ｖにエアを噴出させることによりケーシング４１でシャフト４００の側面４００ａを非接触で支持しつつ、規制面としての役割を果たす側面４００ａによって測定子４０の回転方向の動きを規制する。
【００４９】
次いで、保持テーブル３が＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に所定の速度（例えば、５０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍ）で回転するのに伴って、保持面３０ａに保持されたウエーハＷも回転するので、ウエーハＷの上面Ｗｂに先端４０１ａを接触させた状態の測定子４０は、図４に示すように、研削痕Ｍの延在方向に交差する回転方向に向かって相対的に回転する。同時に、図５に示す測定子４０のコンタクト４０１の先端４０１ａは、測定子４０の自重によりウエーハＷの上面Ｗｂに接触しつつ、図４に示すウエーハＷの研削痕Ｍによる凹凸の変化に応じて自由に軸方向に動き、また、ウエーハＷの上面Ｗｂを研削痕Ｍによる凹凸にならって摺動する。
【００５０】
スケール部４２により測定される測定子４０の振幅は、例えば、図６に示すグラフＧのようになる。振幅測定部９１では、一周期における読み取り値の最大値と最小値との差を振幅として算出する。図６に示すグラフＧの縦軸は測定子４０のＺ軸方向の位置を示し、横軸は測定時間（秒）を示す。
【００５１】
ウエーハＷの上面Ｗｂの粗さを測定している最中には、ノズル１７からゲージ４のコンタクト４０１に対して純水等を供給する。ノズル１７から供給される純水によって、例えば、ゲージ４のコンタクト４０１とウエーハＷの上面Ｗｂとの間に生じ得る摩擦力を大幅に減少させることができ、ゲージ４のコンタクト４０１の先端４０１ａを磨耗を防止でき、また、ウエーハＷの上面Ｗｂがコンタクト４０１で傷付けられてしまうことを防止できる。
【００５２】
このように、本発明に係る粗さ測定方法は、測定子４０をウエーハＷの上面Ｗｂに対して上方から押し付けず、測定子４０の自重によりウエーハＷの上面Ｗｂ上を摺動させつつ測定を行っていくため、測定子４０の自重に基づく小さな押圧力でウエーハＷの上面Ｗｂに常に接触しつつウエーハＷの上面Ｗｂをなぞるようにして研削痕Ｍによる凹凸を測定でき、正確なウエーハＷの上面Ｗｂの粗さの測定が可能となる。そして、本発明に係る研削装置１の構成は、本発明に係る粗さ測定方法を実施するのに最適な装置構成となっている。
【００５３】
そして、例えば、図６に示すグラフＧにおいて測定子４０の振幅が平均して０．１μｍ未満であれば、ウエーハＷの上面Ｗｂの粗さは許容値内にあると判断でき、仕上げ研削砥石２４ｃの研削面等に異常がないと判断することができる。これに対して、図６に示す測定子４０の振幅が、例えば平均して０．１μｍ以上であれば、ウエーハＷの上面Ｗｂの粗さは許容値内にないと判断でき、仕上げ研削砥石２４ｃの研削面等に異常があると判断し、仕上げ研削砥石２４ｃを別の仕上げ研削砥石に交換する等の手立てを講じることができる。
【００５４】
なお、本発明に係る粗さ測定方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている本発明に係る研削装置１の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
【００５５】
また、粗さ測定は、本実施形態のように研削加工後（仕上げ研削加工後）に行うとよい。つまり、研削加工後に、測定子４０をデバイスに影響の無い、すなわちデバイスが形成されていないウエーハＷの外周部分に接触させて粗さ測定すると好ましい。
【符号の説明】
【００５６】
Ｗ：ウエーハ  Ｗａ：ウエーハの下面  Ｗｂ：ウエーハの上面  Ｍ：研削痕
１：研削装置  １１：粗研削送り手段  １２：仕上げ研削送り手段
３：保持テーブル３：吸着部  ３０ａ：保持面  ３１：枠体  ３１ａ：枠体の環状の上面
５：回転手段  ５１：回転軸  ５２：モータ
２Ａ：粗研削手段  ２１：回転軸  ２２：モータ  ２３：マウント  
２４：研削ホイール  ２４ａ：ホイール基台  ２４ｂ：粗研削砥石
２Ｂ：仕上げ研削手段  ２４ｃ：仕上げ研削砥石
４：ゲージ
４０：測定子  ４００：シャフト  ４００ａ：シャフトの側面  ４０１：コンタクト
４１：ケーシング  ４１０：枠体  ４１０ｂ：エア噴出口
４２：スケール部  ４２０：スケール  ４２１：読み取り部  ４２２：支持板  
４３：連結部材  ４３０：固定ナット  ４４：支持部材  ４４Ａ：載置台
４６：直動駆動手段  ４６０：ピストン  ４６１：シリンダチューブ  ４６１ａ、４６１ｂ：エア流入口  ４６２：ピストンロッド
５：回転手段  ５１：回転軸  ５２：モータ
７：リニアゲージ  ７０：コンタクト
８：押圧手段
９：制御手段  ９０：厚み算出部  ９１：振幅測定部  
【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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