(57)【要約】【課題】研削水がウェーハの外周側から中央に向けて噴き付けられる場合において、ウェーハを保持するチャックテーブルの保持面に研削屑を付着させず、ウェーハの下面を汚さないようにする。【解決手段】ウェーハと略同径の保持面２１１を有する円板状のポーラス板２１が基台２２上で支持され、環状部２３がポーラス板２１の側面を囲繞するチャックテーブル２において、環状部２３は、保持面２１１と面一でかつリング状に形成されたリング上面２３４と、リング上面２３４の外周端から下方にのびる外側面とを備え、外側面は、リング上面の外周端から垂下する垂下面２３１と、垂下面２３１の下端と基台２２の上面２２４とを接続し、垂下面２３１の下端から基台２２の上面２２４に向かって直径が大きくなる末広がり面２３２とで形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削砥石に研削水を供給して円板状のウェーハを研削する研削装置に装着され、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルであって、
ウェーハの面と略同径の保持面を有する円板状のポーラス板と、
該保持面と反対側の面を支持する上面を有し該上面を吸引源に連通させる連通路を備える基台と、
該基台に支持された該ポーラス板の側面を囲繞する環状部と
を備え、
該環状部は、該保持面と面一でかつリング状に形成されたリング上面と、該リング上面の外周端から下方にのびる外側面とを備え、
該外側面は、
該リング上面の外周端から垂下する垂下面と、
該垂下面の下端と該基台の上面とを接続し、該垂下面の下端から該基台の上面に向かって直径が大きくなる末広がり面と
で形成されるチャックテーブル。
【請求項２】
請求項１記載のチャックテーブルを備えた研削装置であって、
前記保持面の高さ及び前記末広がり面の高さを測定する末広がり面高さ測定手段と、
該保持面が保持したウェーハの上面の高さを測定するウェーハ上面高さ測定手段と、
該末広がり面高さ測定手段が測定した該保持面の高さと、該末広がり面高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの高低差を記憶する記憶手段と、
該ウェーハ上面高さ測定手段が測定したウェーハ上面の高さと、該末広がり高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの差を算出し、さらに、該差から該記憶手段が記憶する該高低差を差し引き、該チャックテーブルが保持するウェーハの厚さを算出する算出手段と
を備え、
あらかじめ設定したウェーハの厚さと該算出手段が算出するウェーハの厚さとが一致したら研削を終了させる研削装置。
【請求項３】
請求項１記載のチャックテーブルを備えた研削装置であって、
前記末広がり面の高さを測定する末広がり面高さ測定手段と、
前記保持面が保持したウェーハの上面の高さを測定するウェーハ上面高さ測定手段と、
該末広がり面高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さと、該ウェーハ上面高さ測定手段が測定した該保持面の高さとの高低差を記憶する記憶手段と、
該ウェーハ上面高さ測定手段が測定したウェーハの上面の高さと該末広がり面高さ測定手段が測定した末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの差を算出し、さらに、該差から該記憶手段が記憶する該高低差を差し引き、該チャックテーブルが保持するウェーハの厚さを算出する算出手段と
を備え、
あらかじめ設定したウェーハの厚さと該算出手段が算出するウェーハの厚さとが一致したら研削を終了させる研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを保持するチャックテーブル及びそのチャックテーブルを備えた研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハを保持する保持面を有するチャックテーブルと、研削砥石が環状に配設された研削ホイールを回転させチャックテーブルが保持したウェーハを研削砥石によって研削する研削手段とを備える研削加工装置では、ウェーハを保持する保持面と、研削砥石の研削面とを平行にして、保持面が保持したウェーハの上面を研削している。
【０００３】
このように構成される研削装置では、ウェーハを保持するチャックテーブルを回転させるとともに、研削ホイールを回転させ、研削ホイールの研削砥石をウェーハの外周側から中央に進入させ、研削水を研削砥石に供給しながらウェーハを研削している。研削水も、研削ホイールの回転による遠心力を受けるため、ウェーハの外周から中央に向けて飛散する（例えば、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２０１２−１２１１１８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、ウェーハの外周から中央に向かう研削水は、ウェーハの側面に噴き付けられるため、ウェーハの下面（実際には、ウェーハの下面に貼着される保護テープの下面）と保持面との隙間に、研削屑を含んだ研削水が進入する。そのため、保持面のうちウェーハの外周部分を保持する部分に研削屑が進入して付着する。また、保持面の当該部分に研削屑が付着すると、ウェーハのうち当該部分に保持された外周部分の下面も汚れるという問題がある。
【０００６】
したがって、研削水がウェーハの外周側から中央に向けて噴き付けられる場合においては、ウェーハを保持するチャックテーブルの保持面に研削屑を付着させず、ウェーハの下面を汚さないようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、研削砥石に研削水を供給して円板状のウェーハを研削する研削装置に装着され、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルであって、ウェーハの面と略同径の保持面を有する円板状のポーラス板と、該保持面と反対側の面を支持する上面を有し該上面を吸引源に連通させる連通路を備える基台と、該基台に支持された該ポーラス板の側面を囲繞する環状部とを備え、該環状部は、該保持面と面一でかつリング状に形成されたリング上面と、該リング上面の外周端から下方にのびる外側面とを備え、該外側面は、該リング上面の外周端から垂下する垂下面と、該垂下面の下端と該基台の上面とを接続し、該垂下面の下端から該基台の上面に向かって直径が大きくなる末広がり面と
で形成される。
第２の発明は、前記チャックテーブルを備えた研削装置であって、前記保持面の高さ及び前記末広がり面の高さを測定する末広がり面高さ測定手段と、該保持面が保持したウェーハの上面の高さを測定するウェーハ上面高さ測定手段と、該末広がり面高さ測定手段が測定した該保持面の高さと該末広がり面高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの高低差を記憶する記憶手段と、該ウェーハ上面高さ測定手段が測定したウェーハ上面の高さと該末広がり高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの差を算出し、さらに、該差から該記憶手段が記憶する該高低差を差し引き、該チャックテーブルが保持するウェーハの厚さを算出する算出手段とを備え、あらかじめ設定したウェーハの厚さと該算出手段が算出するウェーハの厚さとが一致したら研削を終了させる。
第３の発明は、前記チャックテーブルを備えた研削装置であって、前記末広がり面の高さを測定する末広がり面高さ測定手段と、前記保持面が保持したウェーハの上面の高さを測定するウェーハ上面高さ測定手段と、該末広がり面高さ測定手段が測定した該末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さと該ウェーハ上面高さ測定手段が測定した該保持面の高さとの高低差を記憶する記憶手段と、該ウェーハ上面高さ測定手段が測定したウェーハの上面の高さと該末広がり面高さ測定手段が測定した末広がり面のうち該チャックテーブルの回転中心から所定距離離れた位置における高さとの差を算出し、さらに、該差から該記憶手段が記憶する該高低差を差し引き、該チャックテーブルが保持するウェーハの厚さを算出する算出手段とを備え、あらかじめ設定したウェーハの厚さと該算出手段が算出するウェーハの厚さとが一致したら研削を終了させる研削装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るチャックテーブルは、環状部の外側面に垂下面と末広がり部とを形成することにより、リング上面の幅が狭く形成されるため、研削屑を含む研削水は、リング上面に付着しにくい。したがって、保持面とウェーハの下面との間に研削水が進入しにくくなり、ウェーハの下面が汚れるおそれが低減される。また、飛散する研削水の大半は環状部の垂下面に当たり、垂下面に当たった研削水は末広がり面に沿って流れ落ちる。したがって、ウェーハの外側面に沿って研削屑が堆積してその研削屑がウェーハの上面に付着することにより研削不良が引き起こされるのを防ぐことができる。
本発明に係る研削装置では、リング上面の幅が狭く形成されるために高さ測定手段によってリング上面の高さを測定できない場合であっても、末広がり面の所定位置の高さを測定することにより、ウェーハの厚さを測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】研削装置の例を示す斜視図である。
【図２】チャックテーブルの例を示す分解斜視図である。
【図３】チャックテーブルの例を示す斜視図である。
【図４】チャックテーブルの例を示す縦断面図である。
【図５】末広がり面高さ測定手段が末広がり面の高さを測定するとともにウェーハ上面高さ測定手段が保持面の高さを測定する状態を示す断面図である。
【図６】末広がり面高さ測定手段が末広がり面の高さを測定するとともに末広がり面高さ測定手段が保持面の高さを測定する状態を示す断面図である。
【図７】ウェーハを研削する状態を示す断面図である。
【図８】ウェーハを研削する際のウェーハと研削砥石との関係を示す平面図である。
【図９】ウェーハを研削する状態の別の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す研削装置１は、円板状のウェーハを保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持されたウェーハを研削する研削手段３と、ウェーハに対して接近する方向及び離間する方向に研削手段３を移動させる研削送り手段４とを備えている。
【００１１】
研削手段３は、鉛直方向の軸心を有するスピンドル３１と、スピンドル３１を回転可能に支持するハウジング３２と、スピンドル３１の下端に装着されたマウント３３と、マウント３３に装着された研削ホイール３４と、スピンドル３１を回転させるモータ３５と、スピンドル３１内に研削水を流入させる研削水流入部３６とを備えている。研削ホイール３４は、マウント３３に固定される基台３４１と、基台３４１の下面に円環状に固着された複数の研削砥石３４２とを備えている。
【００１２】
研削送り手段４は、スピンドル３１と平行な方向の軸心を有するボールネジ４１と、ボールネジ４１と平行に配設された一対のガイドレール４２と、ボールネジ４１を回転させるパルスモータ４３と、ボールネジ４１に螺合するナットを内部に有するとともに側部がガイドレール４２に摺接する昇降部４４と、昇降部４４に固定されハウジング３２を保持するホルダ４５とを備えている。
【００１３】
チャックテーブル２は、水平方向に移動可能であり、研削対象のウェーハと略同面積の保持面２１１を有する円板状のポーラス板２１と、ポーラス板を下方から支持する基台２２とを備えている。保持面２１１は、ウェーハの面と略同径に形成されている。
【００１４】
図２に示すように、基台２２は、ポーラス板２１の保持面２１１の反対側の面２１２を支持する上面２２１と、上面２２１から一段下がった凹部２２３と、凹部２２３の底面において開口する連通路２２２と、リング状の上面２２４とから構成されている。上面２２４よりも上方かつ内周側には、基台２２に支持されたポーラス板２１を側面側から囲繞する環状部２３が形成されている。
【００１５】
環状部２３には、ポーラス板２１の保持面２１１と面一でかつリング状に形成されたリング上面２３４が形成されている。
【００１６】
リング上面２３４の外周端から下方にのびる外側面には、リング上面２３４の外周端から垂下する垂下面２３１と、垂下面２３１の下端から基台２２の上面２２４に向かって直径が大きくなる末広がり面２３２とが形成されている。垂下面２３１は、リング上面２３４に対して略垂直に形成されているが、完全に垂直でなくてもよい。
なお、垂下面２３１と末広がり面２３２は異なる材質で形成しても良い。垂下面２３１は、ポーラス板２１の外側面を露出させなければよい。例えば、樹脂を塗布して硬化させ垂下面２３１を形成しても良い。末広がり面２３２は、触針式の末広がり面高さ測定手段５１が測定可能なように触針したときに凹まない硬さでセラミックスのような材質で形成する。
【００１７】
垂下面２３１の下端と基台２２の上面２２４の内周側とは、末広がり面２３２によって接続されている。図示の例では、基台２２の上面２２４に対して垂直な環状垂直面２３３を介して末広がり面２３２と基台２２とが接続されているが、環状垂直面２３３を介さずに末広がり面２３２と基台２２とが直接接続される構成としてもよい。環状部２３に垂下面２３１及び末広がり面２３２が形成されていることにより、リング上面２３４は、その幅が極めて細くなっている。
【００１８】
なお、図２の例では基台２２と環状部２３とが一体に形成されているが、基台２２と環状部２３とが別部材として形成され、互いが連結される構成としてもよい。
【００１９】
図４に示すように、基台２２に形成された連通路２２２は、吸引源２４に連通しており、吸引源２４から供給される吸引力によって、ポーラス板２１の保持面２１１に吸引力を作用させてウェーハを保持することができる。
【００２０】
図１に示すように、チャックテーブル２の移動経路の側方には、チャックテーブル２の末広がり面２３２の高さを測定する末広がり面高さ測定手段５１と、チャックテーブル２に保持されたウェーハの上面の高さを測定するウェーハ上面高さ測定手段５２とから構成される高さ測定手段５が配設されている。末広がり面高さ測定手段５１及びウェーハ上面高さ測定手段５２は、触針式であり、末広がり面２３２及びウェーハの上面に下端が接触したときの触針の位置によって高さを認識する。また、末広がり面高さ測定手段５１及びウェーハ上面高さ測定手段５２は、保持面２１１の高さを測定することにより、保持面２１１に保持されたウェーハの厚さを測定することが可能となる。
末広がり面高さ測定手段５１及びウェーハ上面高さ測定手段５２は、非接触式でもよい。
【００２１】
（１）準備工程
このように構成される研削装置１においては、ウェーハの研削を開始する前に、図５に示すように、末広がり面高さ測定手段５１の下端を末広がり面２３２に接触させ、末広がり面２３２の高さを測定する。測定した高さの値は、算出手段６１に転送されるとともに、記憶手段６２に記憶される。ここで、末広がり面２３２には幅があり、接触位置によって高さも異なるため、末広がり面２３２のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離離れた位置における高さを測定する。この所定距離は、例えば記憶手段６２に記憶させておく。
【００２２】
また、ウェーハ上面高さ測定手段５２の下端を保持面２１１に接触させ、保持面２１１の高さを測定する。測定した高さの値は、算出手段６１に転送される。
【００２３】
次に、算出手段６１は、末広がり面高さ測定手段５１が測定した末広がり面２３２のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離だけ離れた位置における高さとウェーハ上面高さ測定手段５２が測定した保持面２１１の高さとの高低差５１２を算出し、その高低差５１２の値を記憶手段６２に記憶する。
【００２４】
なお、図６に示すように、末広がり面高さ測定手段５１を用いて保持面２１１の高さを測定してもよい。この場合、算出手段６１は、末広がり面高さ測定手段５１が測定した末広がり面２３２のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離だけ離れた位置における高さと末広がり面高さ測定手段５１が測定した保持面２１１の高さとの高低差を算出し、その高低差５１１の値を記憶手段６２に記憶する。
【００２５】
また、記憶手段６２には、オペレータによる入力によってウェーハの最終的な仕上がり厚さの値も記憶させておく。
【００２６】
（２）研削工程
次に、図７に示すように、チャックテーブル２においてウェーハＷを保持する。ここで、図７の例では、ポーラス板２１の保持面２１１におけるエアのリークを防ぐために、ウェーハＷの径がポーラス板２１の径よりも若干大きく形成されているため、ウェーハＷの外周縁は、リング上面２３４の上方に達している。
【００２７】
次に、図８に示すように、チャックテーブル２を例えばＢ方向に回転させるとともに、スピンドル３１を例えばＡ方向に回転させながら図１に示した研削送り手段４が研削手段３を下方に研削送りすることにより、回転する研削砥石３４２をウェーハＷの上面Ｗａに接触させて研削する。研削砥石３４２は、その回転軌道がウェーハＷの中心を通り、ウェーハＷの半径部分において接触する。また、研削砥石は、ウェーハＷの外周側から中心に向けて進入する。
【００２８】
ウェーハＷの研削中は、図１に示した研削水流入部３６から研削水が流入し、研削ホイール３４の基台３４１に形成された放出口から下方に向けて研削水が放出される。したがって、その研削水は、研削ホイール３４に作用する遠心力によってウェーハＷの外周から中央に向く方向にも飛散し、ウェーハＷの外側面Ｗｃに噴き付けられる。この研削水には、研削により生じた研削屑も含まれている。
【００２９】
しかし、環状部２３のリング上面２３４は、幅が狭いリング状に形成されているため、研削屑を含む研削水は、リング上面２３４の上に付着しにくい。特に、図７に示した例では、リング上面２３４がウェーハＷの周縁部によって覆われていることにより、研削水がリング上面２３４に付着するのを防ぐことができる。したがって、保持面２１１とウェーハＷの下面Ｗｂとの間に研削水が進入しにくくなり、ウェーハの下面が汚れるおそれが低減される。
【００３０】
また、研削水は、その大半が垂下面２３１に当たり、垂下面２３１に当たった研削水は、末広がり面２３２に沿って流れ落ちる。したがって、ウェーハＷの外側面Ｗｃに沿って研削屑が堆積してその研削屑が上面Ｗａに付着することにより研削不良を引き起こすのを防ぐことができる。
【００３１】
ウェーハＷの研削中は、図７に示すように、ウェーハ上面高さ測定手段５２によってウェーハＷの上面Ｗａの高さを計測する。そして、算出手段６１は、研削中にウェーハ上面高さ測定手段５２が測定したウェーハＷの上面Ｗａの高さの値と、記憶手段６２に記憶した末広がり面高さ測定手段５１が測定した末広がり面２３２のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離だけ離れた位置における値との差５１３を算出し、さらに、算出した当該差５１３から記憶手段６２が記憶する高低差５１２を差し引くことにより、チャックテーブル２が保持するウェーハＷの厚さを算出する。そして、算出手段６１が算出するウェーハＷの厚さが、あらかじめ記憶手段６２に記憶させていた仕上がり厚さと一致すると、研削送り手段４が研削手段３を上昇させて研削を終了する。
【００３２】
なお、準備工程において、末広がり面高さ測定手段５１を用いて保持面２１１の高さを測定し、末広がり面高さ測定手段５１が測定した末広がり面２３２のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離だけ離れた位置における高さと末広がり面高さ測定手段５１が測定した保持面２１１の高さとの高低差５１１が記憶手段６２に記憶されている場合においても、算出手段６１は、研削中にウェーハ上面高さ測定手段５２が測定したウェーハＷの上面Ｗａの高さの値と、記憶手段６２に記憶した末広がり面高さ測定手段５１が測定した末広がり面のうちチャックテーブル２の回転中心から所定距離Ｒだけ離れた位置における高さの値との差５１３を算出し、さらに、算出した当該差５１３から記憶手段６２が記憶する高低差５１１を差し引くことにより、チャックテーブル２が保持するウェーハＷの厚さを算出する。
【００３３】
通常、ウェーハＷの厚さを測定する場合は、ウェーハＷの研削中に保持面２１１と面一に形成されたリング上面２３４の高さ及びウェーハＷの上面Ｗａの高さをリアルタイムに測定し、その差の値をウェーハＷの厚さとするが、研削装置１では、リング上面２３４の幅が狭いために高さ測定手段５によってリング上面２３４の高さを測定することができない。しかし、末広がり面２３２の所定位置の高さを測定することにより、ウェーハＷの厚さを測定することが可能となる。
【００３４】
なお、図９に示すように、ウェーハＷの研削中は、末広がり面高さ測定手段５１による末広がり面２３２の所定位置の高さ測定を行わず、ウェーハ上面高さ測定手段５２によるウェーハＷの上面Ｗａの高さ測定のみ行い、末広がり面２３２の所定位置の高さについては、準備工程において測定し記憶手段６２に記憶させた値を用いて、ウェーハＷの厚さを求めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１：研削装置
２：チャックテーブル
２１：ポーラス板  ２１１：保持面  ２１２：下面
２２：基台  ２２１：上面  ２２２：連通路  ２２３：凹部  ２２４：上面
２３：環状部
２３１：垂下面  ２３２：末広がり面  ２３３：環状垂直面  ２３４：リング上面
２４：吸引源
３：研削手段
３１：スピンドル  ３２：ハウジング  ３３：マウント
３４：研削ホイール  ３４１：基台  ３４２：研削砥石
３５：モータ  ３６：研削水流入部
４：研削送り手段
４１：ボールネジ  ４２：ガイドレール  ４３：パルスモータ  ４４：昇降部
４５：ホルダ
５：高さ測定手段
５１：末広がり面高さ測定手段  ５２：ウェーハ上面高さ測定手段
６１：算出手段  ６２：記憶手段
Ｗ：ウェーハ  Ｗａ：上面  Ｗｂ：下面
【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】
2019181634.tif 000008
【図７】
2019181634.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019181634.tif 000011