JP5481264B2

JP5481264B2 - 研削装置

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Publication number: JP5481264B2
Application number: JP2010094675A
Authority: JP
Inventors: 文中村; 健展森; 真司吉田; 知憲東川
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-04-16
Also published as: JP2011224678A

Description

本発明は、研削装置に関し、特に、半導体ウェーハ等の被加工物を研削加工する研削装置に関する。

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ェーハの段階で、裏面研削して薄化することが行われている。昨今のデバイスの顕著な薄型化に応じて、ウェーハは一層薄く加工されており、その厚さの管理においてはより高い精度が求められる。ウェーハの研削や研磨は、厚さを測定しながら進められるが、そのような形態での厚み検出手段として、測定用のプローブを被加工面に接触させながら厚さの変位を検出する接触式の厚み検出手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、接触式の厚み検出手段では、接触するプローブによって被加工面に傷がつき、その傷がウェーハの抗折強度を低下させる原因になるといった問題や、保護テープの厚みを除いてウェーハの厚みのみを検出することが出来ない等の問題があった。このため、本出願人においては、ウェーハにプローブ等を接触させることなく厚みを検出可能な光学式で非接触式の厚み検出手段を提案している（例えば、特許文献２参照）。

この非接触式の厚み検出手段では、ウェー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り、非接触式の厚み検出手段の検出範囲を超える厚みのウェーハを加工する場合においては、接触式の厚さ測定手段を併用する必要があった。

特開２００１−９７１６号公報特開２００９−５０９４４号公報

ところで、半導体ウェーハの研削加工において、非接触式の厚み検出手段による検出は、ウェーハの表面に傷を付けることなくウェーハの厚みのみを検出できるため、早期に接触式から非接触式に検出手段を切替えたいという要望がある。一方、非接触式の厚み検出手段が安定して検出できない段階で、接触式から非接触式に切り替えられると正確にウェーハの厚みを検出できないという問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、適切な加工タイミングで接触式の厚み検出から非接触式の厚み検出に切り替えることができる研削装置を提供することを目的とする。

本発明の研削装置は、ワークを保持する保持面を有する保持手段と、前記保持面に保持されたワークを研削加工する加工手段と、前記保持面に保持されたワークの厚みを検出する厚み検出手段と、を有する研削装置であって、前記厚み検出手段は、ワークの上面に接触してワークの厚みを検出する接触式検出部と、ワークの上面に接触せずにワークの厚みを検出する非接触式検出部と、研削加工によってワークの厚みが所定の厚み付近に近づいた際に、前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工から前記非接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工へ切り替える切り替え制御部と、を有し、前記切り替え制御部は、前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工が行われている状態で前記非接触式検出部によるワークの厚み検出を開始し、前記接触式検出部が時間経過に伴って検出した複数のワークの厚み情報から時間経過に対する厚みの変化を表す第一の傾きを複数求めて複数の第一の傾きを平均化することで第一の平均傾きを求め、前記非接触式検出部が時間経過に伴って検出した複数のワークの厚み情報から時間経過に対する厚みの変化を表す第二の傾きを複数求めて複数の第二の傾きを平均化することで第二の平均傾きを求め、前記第一の平均傾きに近似する傾きである許容範囲に前記第二の平均傾きが入ったことに基づいて前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工から前記非接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工へ切り替えることを特徴とする。

上記研削装置によれば、接触式検出部の検出結果に基づく研削加工中に、接触式検出部の検出結果から時間経過に伴うワークの厚みの変化の平均を表す第一の平均傾きが求められると共に、非接触式検出部の検出結果から時間経過に伴うワークの厚みの変化の平均を表す第二の平均傾きが求められる。そして、第二の平均傾きが、第一の平均傾きと略同様な変化傾向が得られる許容範囲内に入ることで、非接触式検出部により接触式検出部と同程度の検出精度が得られるとして、接触式検出部の検出結果に基づく研削加工から非接触式検出部の検出結果に基づく研削加工に切り替えられる。このため、ワークが厚い場合等、非接触式検出部の検出精度が低い段階で、非接触式の厚み検出に切り替えられることがない。このように、ワークの厚みが非接触式検出部により正確に検出可能となったタイミングを特定して、接触式の厚み検出から非接触式の厚み検出に切り替えることができる。

本発明によれば、接触式検出部による検出結果と非接触式検出部による検出結果との変化傾向を比較することで、適切な加工タイミングで接触式の厚み検出から非接触式の厚み検出に切り替えることができる。

本発明の一実施の形態に係る研削装置の外観斜視図である。上記実施の形態に係る研削装置の研削加工時における研削砥石と半導体ウェーハとの関係を説明するための図である。上記実施の形態に係る研削装置の研削加工時における接触式検出部及び非接触式検出部の検出特性の一例を説明するための図である。上記実施の形態に係る研削装置の厚み検出方式と半導体ウェーハの厚みとの関係を説明するための図である。上記実施の形態に係る研削装置の切り替え制御部による切り替え制御のフローチャートである。上記実施の形態に係る研削装置の並行検出領域における非接触式検出部の検出結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本発明の一実施の形態に係る研削装置は、被加工物（ワーク）の厚みを検出する接触式検出部と非接触式検出部とを有し、適切な加工タイミングで前者から後者に厚み検出部を切り替えるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係る研削装置１の外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る研削装置１の研削加工時における研削砥石６１と半導体ウェーハＷとの関係を説明するための図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方側を研削装置１の前方側と呼び、同図に示す右上方側を研削装置１の後方側と呼ぶものとする。また、以下においては、説明の便宜上、図１に示す上下方向を研削装置１の上下方向と呼ぶものとする。

図１に示すように、研削装置１は、概して直方体状の基台２を有している。基台２の上面の前方側には、研削装置１に対する指示を受け付ける操作パネル３が設けられている。操作パネル３の後方側には、チャックテーブル４１を支持するテーブル支持台４が設けられている。テーブル支持台４の後方側には、支柱部５が設けられている。この支柱部５の前面には、上下方向に移動可能に研削ユニット６が支持されている。研削ユニット６の近傍には、チャックテーブル４１に保持された半導体ウェーハＷの厚みを検出する厚み検出ユニット７が設けられている。

このような構成を有し、本実施の形態に係る研削装置１においては、研削ユニット６と、半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル４１とを相対回転させて半導体ウェーハＷを加工するように構成されている。また、研削加工の工程において、厚み検出ユニット７にて半導体ウェーハＷの厚みを検出し、この検出結果に基づいて半導体ウェーハＷに対する研削加工を継続又は停止するように構成されている。より具体的には、図２に示すように、後述する研削ユニット６の研削砥石６１の一部を、チャックテーブル４１に保持された半導体ウェーハＷと対向して配置し、半導体ウェーハＷに当接する位置まで移動する。そして、チャックテーブル４１を矢印Ｂ方向に回転させると共に、研削砥石６１を矢印Ｃ方向に回転させることで半導体ウェーハＷの研削加工を行う。そして、研削砥石６１に対向して配置されていない領域の半導体ウェーハＷの厚みを、厚み検出ユニット７で検出して半導体ウェーハＷに対する研削加工を継続又は停止を制御する。なお、厚み検出ユニット７を構成する接触式検出部７１及び非接触式検出部７５については後述する。

なお、本実施の形態に係る研削装置１においては、被加工物（ワーク）としてシリコンウェーハやＧａＡｓ等の半導体ウェーハＷを例に挙げて説明するが、この構成に限定されるものではなく、セラミック、ガラス、サファイヤ系の無機材料基板、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が要求される各種加工材料をワークとしてもよい。

テーブル支持台４は、正方形状に設けられ、チャックテーブル４１を回転可能に支持する。テーブル支持台４には、図示しない駆動機構に接続され、この駆動機構から供給される駆動力により、基台２の上面に形成された開口部２ａ内を前後方向にスライド移動される。これにより、チャックテーブル４１は、研削ユニット６に半導体ウェーハＷを対向させる研削位置と、この研削位置から前方側に離間し、加工前の半導体ウェーハＷが供給される一方、加工後の半導体ウェーハＷが回収される載せ換え位置との間でスライド移動される。

テーブル支持台４の前後には、半導体ウェーハＷの研削加工時に発生する研削砥石６１のくず等の基台２内への侵入を防止する防塵カバー２１が設けられている。防塵カバー２１は、テーブル支持台４の前面及び後面に取り付けられると共に、その移動位置に応じて伸縮可能に設けられ、基台２の開口部２ａを覆うように構成されている。

チャックテーブル４１は、保持手段を構成するものであり、円盤状に形成され、半導体ウェーハＷが保持される保持面４１ａが形成されている。保持面４１ａの中央部分には、ポーラスセラミック材により吸着面が形成されている。チャックテーブル４１は、基台２内に配置された図示しない吸引源に接続され、保持面４１ａの吸着面で半導体ウェーハＷを吸着保持する。また、チャックテーブル４１は、図示しない回転駆動機構に接続され、この回転駆動機構により保持面４１ａに半導体ウェーハＷを保持した状態で回転される。なお、半導体ウェーハＷには、デバイスが形成された一面側にデバイス保護用の保護テープ８１が貼着されており（図４参照）、この保護テープ８１側を下方に向けて矢印Ａに示すようにチャックテーブル４１の保持面４１ａに載置される。

支柱部５は、直方体状に設けられ、その前面にはチャックテーブル４１の上方において研削ユニット６を移動させる研削ユニット移動機構５１が設けられている。研削ユニット移動機構５１は、ボールねじ式の移動機構により支柱部５に対して上下方向に移動するＺ軸テーブル５２を有している。Ｚ軸テーブル５２には、その前面側に取り付けられた支持部５３を介して研削ユニット６が支持されている。

研削ユニット６は、加工手段を構成するものであり、図示しないスピンドルの下端に着脱自在に装着された研削砥石６１を有している。この研削砥石６１は、例えば、ダイヤモンドの砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成されている。

厚み検出ユニット７は、厚み検出手段を構成するものであり、半導体ウェーハＷに接触して厚みを検出する接触式検出部７１と、半導体ウェーハＷに非接触で厚みを検出する非接触式検出部７５とを有している。接触式検出部７１及び非接触式検出部７５は、基台２の開口部２ａを挟んで向かい合わせに配置され、チャックテーブル４１上の半導体ウェーハＷの厚みを検出可能に構成されている。本実施の形態に係る研削装置１では、研削加工の途中までは接触式検出部７１により厚み検出され、その後に非接触式検出部７５による厚み検出に切り替えられて研削加工が継続される。

接触式検出部７１は、基台２上に立設する支持部７２と、支持部７２の上部に設けられた２つの測定用のプローブ７３、７４とを有している。接触式検出部７１は、一方のプローブ７３を半導体ウェーハＷの上面に接触し、他方のプローブ７４をチャックテーブル４１の上面に接触して、プローブ７３、７４のそれぞれ高さ位置を測定する。そして、接触式検出部７１では、図示しないプロセッサにおいてプローブ７３、７４の高さ位置の差分がとられることで、半導体ウェーハＷの厚みが検出される。

非接触式検出部７５は、基台２上に立設する逆Ｌ字形状のアーム部７６と、アーム部７６の先端に設けられたレーザヘッド部７７とを有している。レーザヘッド部７７は、チャックテーブル４１に保持された半導体ウェーハＷの上面に近接する位置に配置され、半導体ウェーハＷの上面に対して垂直にレーザ光を照射する。レーザヘッド部７７には、レーザ光の光源が接続される他、半導体ウェーハＷからの反射光を受光するフォトダイオードや、フォトダイオードで受光された干渉波の波形を分析する検波回路が接続されている。非接触式検出部７５では、フォトダイオードで受光された干渉波の波形を検波回路により分析し、その波形に応じて半導体ウェーハＷの厚みが検出される。

また、厚み検出ユニット７には、接触式検出部７１による検出結果、非接触式検出部７５による検出結果等を記憶する記憶部７８と、半導体ウェーハＷの厚み検出方式を接触式と非接触式との間で切り替え制御する切り替え制御部７９とが設けられている。記憶部７８には、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５において検出された半導体ウェーハＷの厚みの検出値（厚み情報）が、所定の時間間隔で記憶される。なお、記憶部７８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＡＭ(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。

切り替え制御部７９は、記憶部７８に記憶された接触式検出部７１及び非接触式検出部７５の検出値に基づいて、厚み検出方式の切り替えに適切なタイミングを計り、接触式から非接触式に切り替え制御する。なお、切り替え制御部７９による切り替え制御の詳細については後述する。また、切り替え制御部７９は、各種処理を実行するプロセッサや、メモリ等により構成されている。切り替え制御部７９内のメモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。また、メモリには、厚み検出方式の切り替え制御の制御プログラム等が記憶されている。

ここで、図３を参照して、研削加工時における接触式検出部７１及び非接触式検出部７５の検出特性の一例について説明する。図３においては、研削ユニット６を一定の加工速度に制御された状態で研削加工されているものとし、縦軸が検出値、横軸が加工時間、実線Ｐ１が接触式検出部の検出特性、破線Ｐ２が非接触式検出部の検出特性の一例をそれぞれ示している。

図３に示すように、接触式検出部７１の検出特性Ｐ１は、研削加工の加工時間の経過に伴って線形的に変化している。このように、接触式検出部７１は、研削加工の加工時間に応じて半導体ウェーハＷの厚みを精度よく検出可能に構成されている。一方、非接触式検出部７５の検出特性Ｐ２は、研削加工の開始から所定時間が経過するまでは、検出値がばらつき、所定時間の経過後に、検出特性Ｐ１と略同様な傾きで線形に変化している。これは、研削加工の開始から所定時間が経過するまでは、半導体ウェーハＷが十分な厚みを有するため、非接触式検出部７５では精度良く検出できないからである。

このように、半導体ウェーハＷが十分に薄化されるまでは（例えば、１００μｍ以下）、非接触式検出部７５により半導体ウェーハＷの厚みが誤検出される。また、半導体ウェーハＷが薄化されると、接触式検出部７１では半導体ウェーハＷに傷を付けて屈折強度を低下させるおそれがある。このため、切り替え制御部７９において、検出特性Ｐ１、Ｐ２の傾きが略同一となる加工タイミングで接触式から非接触式に検出方式が切り替えられる。これにより、非接触式検出部７５により誤検出される間は、接触式検出部７１により厚み検出され、その後は非接触式検出部７５により厚み検出される。

この場合、切り替え制御部７９は、接触式検出部７１により半導体ウェーハＷの後述する所定の厚みｔ₀付近の検出値が検出された時点で、接触式から非接触式に切り替え制御を開始する。以下、図４を参照して、厚み検出方式と半導体ウェーハＷの厚みとの関係について説明する。

図４に示すように、半導体ウェーハＷには、上記した切り替え制御を開始する際の目安となる所定の厚みｔ₀が規定されている。また、半導体ウェーハＷには、この所定の厚みｔ₀を中心として、接触式検出部７１と非接触式検出部７５とにより並行して厚みが検出される並行検出領域Ａ１が設けられている。並行検出領域Ａ１の上方は、接触式検出部７１により厚み検出される接触式検出領域Ａ２とされ、並行検出領域Ａ１の下方は、非接触式検出部７５により厚み検出される非接触式検出領域Ａ３とされる。

接触式検出領域Ａ２は、接触式検出部７１による半導体ウェーハＷの厚み検出に基づいて研削加工される領域であり、半導体ウェーハＷの上面と切り替え制御が開始される並行検出領域Ａ１の上限とで規定される。並行検出領域Ａ１は、接触式検出部７１による半導体ウェーハＷの厚み検出に基づく研削加工が行われると共に、非接触式検出部７５により半導体ウェーハＷの厚みが検出される領域である。この並行検出領域Ａ１では、切り替え制御部７９による切り替え制御処理が行われ、接触式から非接触式に検出方式が切り替えられる。また、並行検出領域Ａ１の大きさは、切り替え制御部７９の切り替え制御の開始から完了までの処理時間によって規定される。

非接触式検出領域Ａ３は、非接触式検出部７５による半導体ウェーハＷの厚み検出に基づいて研削加工される領域であり、切り替え制御が完了する並行検出領域Ａ１の下限と半導体ウェーハＷの下面とで規定される。なお、所定の厚みｔ₀付近の並行検出領域Ａ１の上限は、切り替え制御の開始タイミングを特定するための閾値として研削装置１に設定されている。

ここで、切り替え制御部７９による切り替え制御について簡単に説明する。研削加工の開始時は、接触式検出部７１の検出結果に基づいて研削加工が制御される。そして、接触式検出部７１により所定の厚みｔ₀付近、すなわち、並行検出領域Ａ１の上限が検出されると、接触式検出部７１の検出結果に基づく研削加工が継続されると共に、非接触式検出部７５により厚み検出が開始される。接触式検出部７１及び非接触式検出部７５のそれぞれによって検出された厚みの検出値は、所定の時間間隔で記憶部７８に記憶される。

このとき、切り替え制御部７９は、記憶部７８から十分に時間間隔を空けた２つの検出値を取り出し、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５のそれぞれに対して、検出値の変化量を算出する。この検出値の変化量は、時間経過に伴う半導体ウェーハＷの厚みの変化を表しており、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５のそれぞれに対して複数求められる。そして、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５のそれぞれに対して求められた複数の変化量がそれぞれ平均化され、接触式検出部７１の検出値の平均変化量と非接触式検出部７５の検出値の平均変化量とが比較される。

この平均変化量とは、検出値の変化傾向（検出特性）を示すものである。よって、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５は、双方の検出値の平均変化量が近づいた時点で、略同一の検出特性を有する。この場合、非接触式検出部７５の検出値の平均変化量が、接触式検出部７１の検出値の平均変化量の許容範囲内（例えば、±１５％以内）の場合に、非接触式検出部７５により接触式検出部７１と同程度の検出精度が得られるとして、厚みの検出方式が接触式から非接触式に切り替えられる。

次に、図５及び図６を参照して、切り替え制御部７９による切り替え制御の具体例について説明する。図５は、切り替え制御部７９による切り替え制御のフローチャートである。図６は、並行検出領域Ａ１における非接触式検出部７５の検出結果を示す図である。なお、以下に示す切り替え制御は、あくまでも一例を示すものであり、この構成に限定されるものではない。また、以下の説明では、検出値の変化量として、２つの検出値の傾きを用いて検出方式を切り替え制御する場合について説明する。

接触式検出部７１の検出結果に基づいて研削加工が制御されている状態で、接触式検出部７１により所定の厚みｔ₀付近が検出されると、切り替え制御部７９により切り替え制御が開始される。図５に示すように、切り替え制御が開始されると、接触式検出部７１による厚み検出が継続されると共に、非接触式検出部７５により厚み検出が開始される（ステップ（以下、「ＳＴ」という）１０１）。このとき、研削加工が接触式検出部７１の検出結果に基づいて制御されている。また、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５によって検出された検出値は、所定の時間間隔で記憶部７８に入力される。

次に、切り替え制御部７９により、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５のそれぞれにおいてＮ個以上の検出値が検出されたか否かが判定される（ＳＴ１０２）。接触式検出部７１及び非接触式検出部７５の検出値がＮ個に満たない場合には、Ｎ個以上となるまでＳＴ１０１の処理が繰り返される。一方、接触式検出部７１及び非接触式検出部７５の検出値がＮ個以上の場合、Ｎ番目以降の検出値と、この検出値に対し所定の間隔だけ離れたＮ番目以前の検出値とから時間経過に対する検出値の変化量を示す傾きが算出される（ＳＴ１０３）。なお、以下においては、接触式検出部７１の検出に基づく傾きを第一の傾き、非接触式検出部７５の検出に基づく傾きを第二の傾きとして説明する。

例えば、非接触式検出部７５によりＮ番目の検出値が検出されると、図６に示すように、Ｎ番目とＮ−３１番目の検出値から時間経過に対する検出値の第二の傾きが算出される。また、非接触式検出部７５によりＮ＋１番目の検出値が検出されると、Ｎ＋１番目とＮ−３０番目の検出値から第二の傾きが算出される。このように、図６の例では、３１個だけ離れた２つの検出値を用いて時間経過に対する検出値の傾きが算出されている。また、接触式検出部７１の検出値に対しても同様な方法で第一の傾きが算出される。なお、傾きの算出に用いる２つの検出値の間隔は、半導体ウェーハＷに貼着された保護テープ８１の貼りムラ等による誤差を拾わない程度に離れていればよい。

次に、切り替え制御部７９により、Ｍ個以上の第一、第二の傾きが算出されたか否かが判定される（ＳＴ１０４）。第一、第二の傾きがＭ個以上に満たない場合には、Ｍ個以上となるまでＳＴ１０１からＳＴ１０３の処理が繰り返される。一方、第一、第二の傾きがＭ個以上の場合、切り替え制御部７９によりＭ個の第一の傾きが平均化されて第一の平均傾きが算出されると共に、Ｍ個の第二の傾きが平均化されて第二の平均傾きが算出される（ＳＴ１０５）。

例えば、非接触式検出部７５のＮ番目とＮ−３１番目の検出値から第二の傾きが求められた後、ＳＴ１０１からＳＴ１０３の処理が１５回繰り返されて計１６個の第二の傾きが算出される。第二の平均傾きは、図６に示すように、Ｎ−１６番目とＮ＋１５番目の検出値から１６個目の第二の傾きが算出された後、計１６個の第二の傾きが平均化されることで算出される。また、接触式検出部７１の検出値に対しても同様に第一の平均傾きが算出される。なお、傾きの個数は、１６個に限定されるものではなく、第一、第二の平均傾きが安定した値となる個数であればよい。

次に、切り替え制御部７９により第一の平均傾きと第二の平均傾きとが比較され、第二の平均傾きが第一の平均傾きの許容範囲内（例えば、第一の平均傾きの傾きに対して±１５％以内の傾き）か否かが判定される（ＳＴ１０６）。なお、許容範囲は、非接触式検出部７５により接触式検出部７１と略同一の検出精度が得られる範囲に設定されている。第二の平均傾きが第一の平均傾きの許容範囲外と判定されると、第二の平均傾きが第一の平均傾きの許容範囲となるまでＳＴ１０１からＳＴ１０５の処理が繰り返される。一方、第二の平均傾きが第一の平均傾きの許容範囲内と判定されると、接触式検出部７１の検出結果に基づく研削制御から非接触式検出部７５の検出結果に基づく研削制御に切り替えられる（ＳＴ１０７）。そして、非接触式検出部７５の検出結果に基づいて研削加工が継続され、半導体ウェーハＷが薄化される。

なお、ここでは、時間経過に対する検出値の変化を表すものとして２つの検出値から傾きを算出し、この傾きに基づいて切り替えが制御される場合について説明しているが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。検出方式の切り替えは、時間経過に対する検出値の変化を表す変化量に基づいて制御されればよく、例えば、２つの検出値の差分をとるようにし、この差分に基づいて制御されてもよい。すなわち、接触式検出部７１の検出値に基づく平均差分と非接触式検出部７５の検出値に基づく平均差分とを比較して検出方式を切り替えるようにする。

以上、本実施の形態に係る研削装置１によれば、接触式検出部７１の検出結果に基づく研削加工中に、接触式検出部７１の検出から時間経過に伴う半導体ウェーハＷの厚みの変化の平均を表す第一の平均傾きが求められると共に、非接触式検出部７５の検出から時間経過に伴う半導体ウェーハＷの厚みの変化の平均を表す第二の平均傾きが求められる。そして、第二の平均傾きが、第一の平均傾きと略同様な変化傾向が得られる許容範囲内に入ることで、非接触式検出部７５により接触式検出部７１と同程度の検出精度が得られるとして、接触式検出部７１の検出結果に基づく研削加工から非接触式検出部７５の検出結果に基づく研削加工に切り替えられる。このため、半導体ウェーハＷが厚い場合等、非接触式検出部７５の検出精度が低い段階で非接触式の厚み検出に切り替えられることがない。このように、半導体ウェーハＷの厚みが非接触式検出部７５により正確に検出可能となったタイミングを特定して、接触式の厚み検出から非接触式の厚み検出に切り替えることが可能となる。

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。

例えば、上記実施の形態においては、半導体ウェーハＷの厚みの変化を表す傾きが、接触式検出部７１又は非接触式検出部７５において検出された２つの検出値により算出される場合について説明しているが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、傾きが３つ以上の検出値により算出されるようにしても良い。

また、上記実施の形態においては、研削加工中に接触式検出部７１に対する第一の平均傾き、非接触式検出部７５に対する第二の平均傾きを求め、これを比較する場合について説明しているが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、接触式検出部７１に対する第一の平均傾きについては、研削加工前に求められた値を使用するようにしてもよいし、予め設定される閾値を用いてもよい。

また、上記実施の形態においては、非接触式検出部７５により光学的に半導体ウェーハＷの厚みを検出する場合について説明しているが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。非接触式検出部７５は、非接触で半導体ウェーハＷの厚みを検出可能であればよく、例えば、超音波等により厚みを検出するようにしてもよい。

また、切り替え制御部７９は、研削装置１全体を統括制御する制御部の一部で構成されていてもよい。また、切り替え制御部７９が、記憶部７８を含む構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、接触式検出部による検出結果と非接触式検出部による検出結果との変化傾向を比較することで、適切な加工タイミングで接触式の厚み検出から非接触式の厚み検出に切り替えることができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハの厚みの検出に基づいて研削加工を行う研削装置に有用である。

１研削装置
２基台
３操作パネル
４テーブル支持台
５支柱部
６研削ユニット（加工手段）
７厚み検出ユニット（厚み検出手段）
２１防塵カバー
４１チャックテーブル（保持手段）
７１接触式検出部
７２支持部
７３、７４プローブ
７５非接触式検出部
７６アーム部
７７レーザヘッド部
７８記憶部
７９切り替え制御部
Ｗ半導体ウェーハ（ワーク）

Claims

ワークを保持する保持面を有する保持手段と、
前記保持面に保持されたワークを研削加工する加工手段と、
前記保持面に保持されたワークの厚みを検出する厚み検出手段と、を有する研削装置であって、
前記厚み検出手段は、
ワークの上面に接触してワークの厚みを検出する接触式検出部と、
ワークの上面に接触せずにワークの厚みを検出する非接触式検出部と、
研削加工によってワークの厚みが所定の厚み付近に近づいた際に、前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工から前記非接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工へ切り替える切り替え制御部と、を有し、
前記切り替え制御部は、
前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工が行われている状態で前記非接触式検出部によるワークの厚み検出を開始し、
前記接触式検出部が時間経過に伴って検出した複数のワークの厚み情報から時間経過に対する厚みの変化を表す第一の傾きを複数求めて複数の第一の傾きを平均化することで第一の平均傾きを求め、
前記非接触式検出部が時間経過に伴って検出した複数のワークの厚み情報から時間経過に対する厚みの変化を表す第二の傾きを複数求めて複数の第二の傾きを平均化することで第二の平均傾きを求め、
前記第一の平均傾きに近似する傾きである許容範囲に前記第二の平均傾きが入ったことに基づいて前記接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工から前記非接触式検出部で検出したワークの厚みに基づく研削加工へ切り替えることを特徴とする研削装置。