(57)【要約】【課題】安価な構成で、研削中にウェーハの割れと厚さを検出すること。【解決手段】ウェーハ（Ｗ）に生じた割れの有無及びウェーハの厚さを検出する割れ厚さ検出装置であって、ウェーハの表面（７１）に対して傾斜した入射角で第一の超音波を発振する超音波発振部（５１）と、ウェーハの表面に対して垂直な入射角で第二の超音波を発振すると共に、ウェーハからの第一、第二の超音波の反射波を受信する超音波発振受信部（５２）と、第一の超音波の反射波に基づいてウェーハの割れの有無を判定する割れ判定部（５６）と、第二の超音波の反射波に基づいてウェーハの厚さを算出する厚さ算出部（５７）とを備え、超音波発振受信部が第一の超音波の反射波と第二の超音波の反射波とを交互に受信する構成にした。【選択図】図２
2015025660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するチャックテーブルに保持されたウェーハに生じた割れの有無及びウェーハの厚さを検出する割れ厚さ検出装置であって、
該チャックテーブルに保持されたウェーハの表面に対して所定の入射角をもって第一の超音波を発振する超音波発振部と、ウェーハの表面に対して垂直の入射角をもって第二の超音波を発振すると共にウェーハ内部を伝播し反射した該第一の超音波及び該第二の超音波を受信する超音波発振受信部と、該超音波発振部及び該超音波発振受信部にパルス電圧を印加するパルス電圧発生部と、該超音波発振受信部が受信した超音波の波形情報からウェーハの割れの有無を判定する割れ判定部と、該超音波発振受信部が受信した超音波の波形情報からウェーハの厚さを算出する厚さ算出部と、を備え、
回転する該チャックテーブルに保持されたウェーハに対して、該超音波発振部及び該超音波発振受信部から時間差をもって交互に該第一の超音波及び該第二の超音波が発振され且つ該超音波発振受信部は該第一の超音波及び該第二の超音波を交互に受信し、
該超音波発振部からウェーハに対して斜めに発振された該第一の超音波はウェーハを透過しウェーハに生じた割れに乱反射した反射波を該超音波発振受信部が受信した際に該割れ判定部はウェーハに割れが発生したと判定し、
該超音波発振受信部からウェーハに対して垂直に発振された該第二の超音波はウェーハの表面で反射した表面反射波とウェーハを透過しウェーハの底面で反射した底面反射波として該超音波発振受信部が受信した時間差によって該厚さ算出部はウェーハの厚さを算出すること、
を特徴とする割れ厚さ検出装置。
【請求項２】
該ウェーハの厚さを算出する際に、該底面反射波を該超音波発振受信部が受信した際の超音波の波形情報に変動が生じた場合に、該厚さ算出部はウェーハに割れが発生したと判定すること、
を特徴とする請求項１記載の割れ厚さ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハの研削中にウェーハの割れと厚さを検出可能な割れ厚さ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウェーハ等のウェーハの表面に格子状に分割予定ラインが形成され、分割予定ラインにより区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成される。ウェーハは切削装置によって裏面が研削されて所定の厚さに形成された後、切削装置によって分割予定ラインに沿って切削されて個々のデバイスチップに分割される。このようにして分割されたデバイスチップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用される。
【０００３】
研削装置では、チャックテーブル上に保持されたウェーハの裏面に、研削砥石を環状に配置した研削ホイールが回転接触されることでウェーハが研削される（例えば、特許文献１参照）。ウェーハの研削中は、研削砥石の目詰まり、砥粒の塊の脱落、研削水のかかり具合の変化等に起因してウェーハに予測し得ない負荷がかかり、肉眼では確認できない微細な割れがウェーハに生じる場合がある。このような微細な割れは、デバイス不良となるため研削工程の終了後に発見しておくことが好ましい。ウェーハの割れを検出する装置としては、超音波探触子をウェーハに接触させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５３０９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４６５６８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、特許文献２に記載された装置は、研削装置とは別装置であり、さらにウェーハを吸着した状態で超音波を発振する構成であるため、研削中にウェーハの割れを検出することができない。また、研削中はウェーハの厚さをリアルタイムで測定する必要があるが、研削中に割れを検出するためには、厚さ検出装置の他に割れ検出装置を設けなければならず、装置コストが増大してしまうという問題がある。研削中に割れ検出と厚さ検出を並行して行う検出装置は存在しない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価な構成で、研削中にウェーハの割れと厚さを検出することができる割れ厚さ検出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】
【０００７】
本発明の割れ厚さ検出装置は、回転するチャックテーブルに保持されたウェーハに生じた割れの有無及びウェーハの厚さを検出する割れ厚さ検出装置であって、チャックテーブルに保持されたウェーハの表面に対して所定の入射角をもって第一の超音波を発振する超音波発振部と、ウェーハの表面に対して垂直の入射角をもって第二の超音波を発振すると共にウェーハ内部を伝播し反射した第一の超音波及び第二の超音波を受信する超音波発振受信部と、超音波発振部及び超音波発振受信部にパルス電圧を印加するパルス電圧発生部と、超音波発振受信部が受信した超音波の波形情報からウェーハの割れの有無を判定する割れ判定部と、超音波発振受信部が受信した超音波の波形情報からウェーハの厚さを算出する厚さ算出部と、を備え、回転するチャックテーブルに保持されたウェーハに対して、超音波発振部及び超音波発振受信部から時間差をもって交互に第一の超音波及び第二の超音波が発振され且つ超音波発振受信部は第一の超音波及び第二の超音波を交互に受信し、超音波発振部からウェーハに対して斜めに発振された第一の超音波はウェーハを透過しウェーハに生じた割れに乱反射した反射波を超音波発振受信部が受信した際に割れ判定部はウェーハに割れが発生したと判定し、超音波発振受信部からウェーハに対して垂直に発振された該第二の超音波はウェーハの表面で反射した表面反射波とウェーハを透過しウェーハの底面で反射した底面反射波として超音波発振受信部が受信した時間差によって厚さ算出部はウェーハの厚さを算出する。
【０００８】
この構成によれば、超音波発振部からウェーハの表面に対して所定の入射角で第一の超音波が発振され、超音波発振受信部からウェーハの表面に対して垂直の入射角で第二の超音波が発振される。そして、第一、第二の超音波の反射波が共に超音波発振受信部に受信され、第一の超音波の波形情報からウェーハの割れが検出され、第二の超音波の波形情報からウェーハの厚さが検出される。よって、１台の装置でウェーハに生じた割れとウェーハの厚さを検出できるのに加え、第一、第二の超音波の反射波を超音波発振受信部に受信させることで部品点数を低減できるため、装置コストの増大を抑えることができる。また、超音波発振受信部では、第一の超音波と第二の超音波の受信が交互に繰り返されるため、研削中にウェーハの割れ検出と厚さ検出を並行して行うことができる。さらに、研削中はウェーハの表面から底面に向けて縦割れが生じ易いが、第一の超音波が縦方向に対して交差する方向に伝播するため、このような縦割れが検出され易くなっている。
【０００９】
本発明の上記割れ厚さ検出装置において、ウェーハの厚さを算出する際に、底面反射波を超音波発振受信部が受信した際の超音波の波形情報に変動が生じた場合に、厚さ算出部はウェーハに割れが発生したと判定する。
【００１０】
本発明の上記割れ厚さ検出装置において、パルス電圧発生部及び波形検出部を制御する制御部を有し、制御部は、パルス電圧発生部が超音波発振部にパルス電圧を印加した際には波形検出部が検出した波形情報を割れ判定部に送信させ、パルス電圧発生部が超音波発振受信部にパルス電圧を印加した際には波形検出部が検出した波形情報を厚さ算出部に送信させ、パルス電圧発生部が超音波発振部にパルス電圧を印加した際には、波形検出部は、超音波発振部で発振された超音波がウェーハを透過しウェーハに生じた割れに乱反射した反射波を超音波発振受信部が受信した際の波形を検出し、パルス電圧発生部が超音波発振受信部にパルス電圧を印加した際には、波形検出部は、超音波発振受信部で発振された超音波がウェーハの表面で反射した表面反射波とウェーハを透過しウェーハの底面で反射した底面反射波とを超音波発振受信部が受信した波形を検出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の超音波をウェーハ表面に対して斜めに発振し、第２の超音波をウェーハ表面に対して垂直に発振すると共に、第１、第２の超音波の反射波を超音波発振受信部で交互に受信するようにしたことで、安価な構成で、研削中にウェーハの割れと厚さを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る割れ検出時の割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る割れ検出時の反射波の波形情報を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る厚さ検出時の割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係る厚さ検出時の反射波の波形情報を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る厚さ検出時に割れ検出を実施する割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。
【図７】本実施の形態に係る厚さ検出時に割れ検出する際の反射波の波形情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る割れ厚さ検出装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係る研削装置は、図１に示す構成に限定されない。研削装置は、研削中にウェーハの割れと厚さを検出する割れ厚さ検出装置を備えた構成であれば、どのような構成でもよい。
【００１４】
図１に示すように、研削装置１は、ウェーハＷが保持されたチャックテーブル３と研削手段４の研削ホイール３１とを相対回転させることで、ウェーハＷを所望の厚さまで研削するように構成されている。ウェーハＷは、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）等の半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性材料、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダの平坦度（TTV: Total  Thickness  Variation）が要求される各種加工材料でもよい。
【００１５】
研削装置１は、略直方体状の基台２を有しており、基台２の上面には複数のチャックテーブル３（図１では１つのみ図示）が配置されたターンテーブル６が設けられている。ターンテーブル６の後方には、研削手段４を支持する支柱部１１が立設されている。各チャックテーブル３は、ターンテーブル６の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル３の上面にはポーラスセラミック材によって保持面１５（図２参照）が形成されている。保持面１５はチャックテーブル３内の管路を通じて吸引源に接続され、保持面１５に生じる負圧によってウェーハＷが吸引保持される。
【００１６】
基台２の上面において、ターンテーブル６の近傍にはウェーハＷの研削中の割れと厚さを検出する割れ厚さ検出装置７が設けられている。割れ厚さ検出装置７は、逆Ｌ字状の支持部４１を介してチャックテーブル３の上方で揺動可能に支持されている。割れ厚さ検出装置７は、研削中にウェーハＷに対して超音波を発振して、ウェーハＷからの反射波の波形形状からウェーハＷの割れと厚さとを検出する。ウェーハＷ内の割れからデバイス不良となる箇所が特定されると共に、ウェーハＷの厚さに基づいて研削量が制御される。なお、割れ厚さ検出装置７の詳細については後述する。
【００１７】
支柱部１１には、研削手段４を上下動させる研削移動手段５が設けられている。研削移動手段５は、支柱部１１の前面に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル２２とを有している。Ｚ軸テーブル２２の前面にはハウジング２３を介して研削手段４が支持されている。Ｚ軸テーブル２２の背面側には、図示しないナット部が形成され、ナット部にボールねじ２４が螺合されている。ボールねじ２４の一端部に連結された駆動モータ２５が回転駆動されることで、研削手段４がガイドレール２１に沿ってＺ軸方向に移動される。
【００１８】
研削手段４は、円筒状のスピンドル２６の下端にマウント２７を設けて構成されている。スピンドル２６には径方向に広がるフランジ２８が設けられ、このフランジ２８を介してハウジング２３に研削手段４が支持される。マウント２７の下面には、複数の研削砥石３２を環状に配置した研削ホイール３１が装着される。このように構成された研削装置１では、割れ厚さ検出装置７によってウェーハＷの厚さがリアルタイムで検出され、ウェーハＷの厚さの検出結果がウェーハＷの仕上げ厚さに近付くように研削手段４の送り量が制御される。同時にデバイス不良になるようなウェーハＷの割れも検出されており、割れが検出された時点で作業者に報知される。
【００１９】
以下、図２から図７を参照して、割れ厚さ検出装置による割れ検出及び厚さ検出について説明する。図２は、本実施の形態に係る割れ検出時の割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。図３は、本実施の形態に係る割れ検出時の反射波の波形情報を示す図である。図４は、本実施の形態に係る厚さ検出時の割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。図５は、本実施の形態に係る厚さ検出時の反射波の波形情報を示す図である。図６は、本実施の形態に係る厚さ検出時に割れ検出を実施する割れ厚さ検出装置を示すブロック図である。図７は、本実施の形態に係る厚さ検出時に割れ検出する際の反射波の波形情報を示す図である。
【００２０】
図２に示すように、割れ厚さ検出装置７は、円筒状の筺体４２をウェーハＷの表面７１に近づけて、ウェーハＷの表面７１に対して超音波伝播媒体としての水Ａを供給しながら超音波を発振するように構成されている。筺体４２の下部は、周壁部４３の下端部よりも上方に底板４４が設けられ、ウェーハＷの表面７１との間に水が溜まるように凹状に形成されている。底板４４には、超音波発振部５１と超音波発振受信部５２とが設けられており、超音波発振部５１と超音波発振受信部５２の各超音波振動子６１、６２がウェーハＷの表面７１側に露出されている。
【００２１】
超音波発振部５１は、底板４４に斜めに取り付けられており、超音波発振受信部５２は、底板４４に縦向きに取り付けられている。超音波発振部５１及び超音波発振受信部５２は、それぞれパルス電圧発生部５３に接続されている。超音波発振部５１は、パルス電圧発生部５３から超音波振動子６１にパルス電圧が印加されることで、ウェーハＷの表面７１に対して所定の入射角をもって第一の超音波を発振する。超音波発振受信部５２は、パルス電圧発生部５３から超音波振動子６２にパルス電圧が印加されることで、ウェーハＷの表面７１に対して垂直の入射角をもって第二の超音波を発振する。
【００２２】
パルス電圧発生部５３は、制御部５４に制御されて、パルス電圧の印加先を超音波発振部５１と超音波発振受信部５２との間で交互に切り替えている。これにより、超音波発振部５１と超音波発振受信部５２とから第一、第二の超音波が時間差をもってウェーハＷの表面７１に対して交互に発振される。また、超音波発振受信部５２は、第二の超音波の発振だけでなく、ウェーハＷの内部を伝播して反射した第一、第二の超音波の反射波を受信する。このとき、超音波発振受信部５２は、パルス電圧発生部５３のパルス電圧の切り替えに同期して、第一、第二の超音波を交互に受信する。
【００２３】
超音波発振受信部５２は、第一、第二の超音波の反射波を受信すると、これらの反射波の波形情報を波形検出部５５に出力する。波形検出部５５は、アンプ、Ａ／Ｄ変換器、フィルタ等からなり、波形情報に対して増幅、アナログデータからデジタルデータへの変換処理、雑音除去等の各種処理を実施する。また、波形検出部５５は、制御部５４に制御されて、波形情報の出力先を割れ判定部５６と厚さ算出部５７との間で交互に切り換えている。パルス電圧の印加先が超音波発振部５１の場合には、割れ判定部５６に波形情報が出力され、パルス電圧の印加先が超音波発振受信部５２の場合には、厚さ算出部５７に波形情報が出力される。
【００２４】
割れ判定部５６は、第一の超音波の反射波の波形情報に含まれる乱反射の有無によってウェーハＷ内の割れを判定し、判定結果を報知部５８に出力する。報知部５８は、ウェーハＷ内に割れが存在する場合にはオペレータに対してウェーハＷの割れを報知する。厚さ算出部５７は、第二の超音波の反射波の波形情報に含まれる表面反射波と底面反射波に基づいてウェーハＷの厚さを算出し、出力部５９を介して算出結果を研削移動手段５（図１参照）に出力する。研削移動手段５は、ウェーハＷの厚さの算出結果に基づいて研削量を制御している。
【００２５】
また、筺体４２の底板４４には、超音波伝播媒体である水の供給口４５が開口されており、この供給口４５は筺体４２内の管路を通じて水供給源４６に接続されている。水供給源４６から水が供給されると、底板４４とウェーハＷの表面７１との間が水で満たされる。そして、超音波発振部５１及び超音波発振受信部５２の超音波振動子６１、６２が水中に浸漬され、空気の層を介すことなく第一、第二の超音波がウェーハＷの表面７１に入射される。よって、水の層とウェーハＷとの界面（表面７１）で第一、第二の超音波の反射が抑えられ、ウェーハＷの内部への第一、第二の超音波の伝播性が向上されている。
【００２６】
ここで、図２を参照して、研削中におけるウェーハＷの割れ検出について説明する。円筒状の筺体４２がウェーハＷの表面７１に近づけられ、ウェーハＷの表面７１に接触しない程度に周壁部４３の下端部が位置付けられる。これにより、周壁部４３と底板４４とウェーハＷの表面７１によって空間が形成される。そして、供給口４５から空間内に水Ａが供給され、空間内の空気を周壁部４３の下部とウェーハＷの表面７１との隙間から外部に押し出すようにして、底板４４とウェーハＷの表面７１との間が水Ａで満たされる。このようにして、超音波発振部５１及び超音波発振受信部５２の超音波振動子６１、６２が浸漬される水槽が形成される。
【００２７】
次に、制御部５４によって制御されて、パルス電圧発生部５３から超音波発振部５１の超音波振動子６１にパルス電圧が印加される。超音波振動子６１から第一の超音波が発振され、ウェーハＷの表面７１に対して所定の入射角をもって第一の超音波がウェーハＷの内部を伝播する。第一の超音波はウェーハＷの内部に生じた割れＣ１で乱反射され、この反射波は超音波発振受信部５２に受信される。研削中は、研削ホイール３１によってウェーハＷに対して上方から負荷が作用し、ウェーハＷの表面７１から底面７２に向かって縦割れが生じ易いので、第一の超音波がウェーハＷの内部に斜めに伝播することによってウェーハＷ内の割れＣ１が検出され易くなっている。
【００２８】
超音波発振受信部５２に第一の超音波の反射波が受信されると、アナログ信号の波形情報として波形検出部５５に出力され、波形検出部５５でデジタル信号に変換される。また、波形情報に含まれる周囲の雑音やウェーハＷの表面７１及び底面７２からの反射波等がフィルタによって除去される。この結果、図３に示す波形情報が割れ判定部５６に出力される。図３Ａに示すように、ウェーハＷの内部に割れＣ１が存在しない場合には、第一の超音波の反射波の波形情報は略一定の大きさで細かく振幅する。図３Ｂに示すように、ウェーハＷの内部に割れＣ１が存在する場合には、第一の超音波の反射波の波形情報は一時的に大きく振幅する。
【００２９】
割れ判定部５６では、この波形の変化に基づいてウェーハＷの割れＣ１が検出される。例えば、第一の超音波の反射波の波形情報において閾値Ｔ１以上の振幅が得られた場合にウェーハＷに割れＣ１（図２参照）が存在すると判定される。また、割れ判定部５６では、ウェーハＷが保持されるチャックテーブル３の基準位置（０度位置）をゼロ点センサ（不図示）で検出し、チャックテーブル３の基準位置に対するウェーハＷ内の割れＣ１の角度位置を検出してもよい。図３Ｂに示すでは、基準位置からθ度の回転させた角度位置でウェーハＷの割れＣ１が検出される。割れ判定部５６においてウェーハＷの割れＣ１が検出されると、報知部５８によってオペレータにウェーハＷの割れＣ１が報知される。
【００３０】
続いて、図４を参照して、研削中におけるウェーハＷの厚さ検出について説明する。ウェーハＷの厚さ検出時には、制御部５４に制御されて、パルス電圧発生部５３によるパルス電圧の印加先が超音波発振部５１から超音波発振受信部５２に切り換えられる。そして、底板４４とウェーハＷの表面７１との間が水Ａで満たされた状態で、パルス電圧発生部５３から超音波発振受信部５２の超音波振動子６２にパルス電圧が印加される。超音波振動子６２から第二の超音波が発振され、ウェーハＷの表面７１に対して垂直な入射角をもって第二の超音波がウェーハＷの内部を伝播する。
【００３１】
第二の超音波は、ウェーハＷの表面７１で一部反射されて表面反射波として超音波発振受信部５２に受信される。また、ウェーハＷの表面７１を透過した第二の超音波は、底面７２で反射されて底面反射波として超音波発振受信部５２に受信される。超音波発振受信部５２に表面反射波及び底面反射波が受信されると、アナログ信号の波形情報として波形検出部５５に出力され、波形検出部５５でデジタル信号に変換される。また、波形情報に含まれる周囲の雑音等がフィルタによって除去される。この結果、図５に示すような波形情報が厚さ算出部５７に出力される。第二の超音波の反射波の波形情報は、表面反射波と底面反射波において一時的に大きく振幅する。
【００３２】
厚さ算出部５７では、この表面反射波と底面反射波との時間差に基づいてウェーハＷの厚さが検出される。例えば、次式（１）によりウェーハＷの厚さが算出される。なお、式（１）の表面反射時間と底面反射時間は、それぞれ超音波発振受信部５２に表面反射波と底面反射波が受信された時間を示している。なお、表面反射波と底面反射波は、第二の超音波の反射波の波形情報において閾値Ｔ２以上の振幅が得られた場合に検出される。
【数１】
2015025660.tif 000003
【００３３】
例えば、シリコンウェーハでは、底面反射時間が１１７２［μｓｅｃ］、表面反射時間が１０００［μｓｅｃ］の場合、媒体であるシリコンの音速（伝播速度）が８４３３［ｍ／ｓｅｃ］なので、シリコンウェーハの厚さが７２５［μｍ］として算出される。厚さ算出部５７においてウェーハＷの厚さが算出されると、出力部５９を介して研削移動手段５（図１参照）に出力されて研削量が制御される。
【００３４】
上記したように、割れ厚さ検出装置７では、ウェーハＷの割れ検出と厚さ検出とが交互に切り換えられている。この場合、波形検出部５５で生成される波形情報が途切れないタイミングで、パルス電圧発生部５３によるパルス電圧の印加先が超音波発振部５１と超音波発振受信部５２との間で切り替わる。例えば、チャックテーブル回転数が３００［ｒｐｍ］の場合には、０．５［ｍｓｅｃ］周期でパルス電圧発生部５３によるパルス電圧の印加先が超音波発振部５１と超音波発振受信部５２との間で切り替わる。このように、ウェーハＷの割れ検出と厚さ検出とが交互に切り替わることで、研削中にウェーハＷの割れ検出と厚さ検出を並行して行うことが可能になっている。
【００３５】
ところで、図６に示すように、ウェーハＷに生じた割れＣ２の向きが、第一の超音波の入射角と等しい場合には、第一の超音波の伝播方向とウェーハＷ内の割れＣ２の向きが平行となり、割れ検出時にウェーハＷの割れＣ２を検出することができない。このような場合には、厚さ検出時に底面反射波の波形情報の変動を捉えることで、ウェーハＷの割れを検出することが可能である。超音波振動子６２から第二の超音波が発振されると、ウェーハＷの表面７１から垂直な入射角で第二の超音波がウェーハＷ内を伝播する。このため、ウェーハＷに斜めに入った割れＣ２に対して第二の超音波の伝播方向が交差する。
【００３６】
第二の超音波は、ウェーハＷの表面７１で一部反射されて表面反射波として超音波発振受信部５２に受信される。また、ウェーハＷの表面７１を透過した第二の超音波は、ウェーハＷの内部に生じた割れＣ２で乱反射され、この反射波は底面反射波として超音波発振受信部５２に受信される。超音波発振受信部５２に表面反射波及び底面反射波が受信されると、波形検出部５５で各種処理が施されて、図７に示すような波形情報が厚さ算出部５７に出力される。第二の超音波の反射波の波形情報は、表面反射波と底面反射波において一時的に大きく振幅する。
【００３７】
このとき、図７に示す底面反射波は、図５に示すようなウェーハＷに割れが生じない場合の底面反射波と比較して波形が変化している。厚さ算出部５７では、この波形の変化が検出されると、ウェーハＷの厚さではなく、ウェーハＷの割れＣ２が検出される。例えば、第二の超音波の反射波の波形情報において、底面反射波の振幅が閾値Ｔ３以上かつ閾値Ｔ２以下の場合に、ウェーハＷに割れＣ２が存在すると判定される。また、厚さ算出部５７では、割れ判定部５６と同様にチャックテーブル３の基準位置（０度位置）に対するウェーハＷの割れの角度位置を検出してもよい。厚さ算出部５７においてウェーハＷの割れＣ２が検出されると、厚さ算出部５７の出力先が出力部５９から報知部５８に切り換えられて、報知部５８によってオペレータにウェーハＷの割れＣ２が報知される。
【００３８】
このように構成された割れ厚さ検出装置７では、ウェーハＷの研削開始と同時に駆動され、ウェーハＷの中央付近と外周縁との間で往復揺動しながらウェーハＷの割れと厚さが検出される。研削中は、研削ホイール３１（図１参照）の円弧状の研削面がウェーハＷの中心を通るように位置付けられるため、ウェーハＷの中心に割れ厚さ検出装置７を位置付けることができない。ウェーハＷの厚さについては、ウェーハＷの外周縁でも検出できるが、ウェーハＷの中心の割れを検出するためにはウェーハＷの中心に割れ厚さ検出装置７を位置付ける必要がある。このため、ウェーハＷの中心を除く範囲については研削中に割れを検出し、ウェーハＷの中心については、研削終了後に割れを検出している。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る割れ厚さ検出装置７によれば、超音波発振部５１からウェーハＷの表面７１に対して所定の入射角で第一の超音波が発振され、超音波発振受信部５２からウェーハＷの表面７１に対して垂直の入射角で第二の超音波が発振される。そして、第一、第二の超音波の反射波が共に超音波発振受信部５２に受信され、第一の超音波の波形情報からウェーハＷの割れが検出され、第二の超音波の波形情報からウェーハＷの厚さが検出される。よって、１台の装置でウェーハＷに生じた割れとウェーハの厚さを検出できるのに加え、第一、第二の超音波の反射波を超音波発振受信部５２に受信させることで部品点数を低減できるため、装置コストの増大を抑えることができる。また、超音波発振受信部５２では、第一の超音波と第二の超音波の受信が交互に繰り返されるため、研削中にウェーハＷの割れ検出と厚さ検出を並行して行うことができる。さらに、研削中はウェーハＷの表面７１から底面７２に向けて縦割れが生じ易いが、第一の超音波が縦方向に対して交差する方向に伝播するため、このような縦割れが検出され易くなっている。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００４１】
例えば、上記実施の形態においては、割れ判定部５６は、第一の超音波の反射波の波形情報において閾値Ｔ１以上の振幅が得られた場合（図３参照）に、ウェーハに割れが存在すると判定したが、この構成に限定されない。割れ判定部５６は、ウェーハＷ内の割れを検出可能であればよく、閾値Ｔ１以上の振幅が一定時間以上継続された場合にウェーハに割れが存在すると判定してもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、厚さ算出部５７は、底面反射波の振幅が閾値Ｔ３以上かつ閾値Ｔ２以下の振幅の場合（図７参照）に、ウェーハＷに割れＣ２が存在すると判定したが、この構成に限定されない。厚さ算出部５７は、底面反射波の変化を検出可能であればよく、閾値Ｔ３以上かつ閾値Ｔ２以下の振幅が一定時間以上継続された場合にウェーハに割れが存在すると判定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように、本発明は、安価な構成で、ウェーハの割れと厚さを検出することができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハ用の研削装置に搭載される割れ厚さ検出装置に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  研削装置
３  チャックテーブル
４  研削手段
６  ターンテーブル
７  割れ厚さ検出装置
５１  超音波発振部
５２  超音波発振受信部
５３  パルス電圧発生部
５４  制御部
５５  波形検出部
５６  割れ判定部
５７  厚さ算出部
６１、６２  超音波振動子
７１  ウェーハの表面
７２  ウエーハの底面
Ｃ１、Ｃ２  割れ
Ｗ  ウェーハ
【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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