JP6598668B2 - 研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハを研削する研削装置に関する。

ウエーハを研削加工する研削装置では、ウエーハが仮置きテーブルからチャックテーブルに搬送され、チャックテーブルの保持面に吸引保持される。そして、ウエーハを保持するチャックテーブルの保持面高さとウエーハの被研削面（上面）高さとを２つのハイトゲージで測定して、その差が所定の仕上げ厚みになるまでウエーハを研削している（例えば、特許文献１）。ウエーハの被研削面の反対面には保護テープが貼着されており、保護テープを介してウエーハはチャックテーブルの保持面に吸引保持されている。

ウエーハに荷重をかけて研削する場合、ウエーハに貼着された保護テープの基材や粘着層は研削荷重により潰れてしまい、ウエーハの被研削面の平坦度が低下してしまう。これを防止するために、ウエーハがＳｉＣ基板やサファイア基板等の硬い基板であり研削荷重を必要とする場合には、ウエーハに保護テープの代わりにガラスやセラミックスなどの支持基板（サブストレート）を貼着してチャックテーブルに保持している。

上記した厚みが均一な保護テープと違い、サブストレートは個体ごとに厚みが異なっている場合がある。よって、サブストレートの厚みを測定しなければ、ウエーハの仕上げ厚みを正確に算出できず、ウエーハを所定の厚みにすることができない。ウエーハを貼着させたサブストレートの厚みを測定する場合、研削装置に設けられたハイトゲージを用いてチャックテーブルの保持面高さを測定した後に、サブストレートの上面高さを測定する。そして、サブストレートの上面高さとチャックテーブルの保持面高さの差からサブストレートの厚みを算出し、ウエーハの厚みが所定の厚みになるように研削している。

特開２００８−０７３７８５号公報

しかしながら、ウエーハを貼着させたサブストレートをチャックテーブルに搬送する前にチャックテーブルの保持面高さを測定し、チャックテーブルに搬送した後にサブストレートの上面高さを測定すると、測定動作を２回繰り返す必要がある。このため、ウエーハを研削し始めるまでに時間がかかってしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、サブストレートに貼着されたウエーハを研削し始めるまでの時間を短縮して、ウエーハの厚みを所定の仕上げ厚みに研削す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、ウエーハより外径が大きい円板状のサブストレートにウエーハを貼り合わせてはみ出し部を形成した貼り合わせワークを保持する保持面を有するチャックテーブルと、保持面側をチャックテーブルが保持する貼り合わせワークのウエーハを研削砥石で研削する研削手段と、保持面の高さを測定する第１の測定手段と、チャックテーブルに保持される貼り合わせワークのウエーハ上面の高さを測定する第２の測定手段と、チャックテーブルに貼り合わせワークを搬送する搬送手段と、貼り合わせワークを仮置きする仮置き手段と、を備える研削装置であって、仮置き手段は、貼り合わせワークを仮置きする仮置きテーブルと、仮置きテーブル上面の高さとはみ出し部のサブストレート上面の高さとの差によりサブストレートの厚みを算出するサブストレート厚み測定手段と、を含み、サブストレート厚み測定手段で測定したサブストレート厚み値と、第１の測定手段で保持面の高さを測定した保持面高さ値と、第２の測定手段でチャックテーブルに搬送された貼り合わせワークのウエーハ上面の高さを測定したウエーハ上面高さ値とを用い、ウエーハ厚み＝ウエーハ上面高さ値−（保持面高さ値＋サブストレート厚み値）の式により、ウエーハの厚みを算出する算出部を含み、算出部で算出するウエーハ厚みが予め設定する仕上げ厚みに達するまで研削する。

この構成によれば、サブストレート厚み測定手段で測定したサブストレート厚み値と、第１の測定手段及び第２の測定手段で測定した保持面高さ値及びウエーハ上面高さ値とを用いて、研削中のウエーハの厚みを算出し、ウエーハを所定の仕上げ厚みに研削することができる。また、貼り合わせワークを仮置きテーブルからチャックテーブルに搬送する前に、仮置きテーブルにおいて、サブストレート厚み測定手段により、仮置きテーブルの上面の高さとはみ出し部のサブストレート上面の高さとの差によりサブストレートの厚みを算出することができる。このため、仮置きテーブルで、先行する貼り合わせワークのウエーハの研削時間を利用して、後続の貼り合わせワークのサブストレートの厚みを事前に算出しておくことができる。よって、貼り合わせワークを仮置きテーブルからチャックテーブルに搬送した後に、サブストレートの厚みを測定する時間が省略されるため、ウエーハの研削時間を短縮することができる。

本発明によれば、サブストレートに貼着されたウエーハを研削し始めるまでの時間を短縮して、ウエーハの厚みを所定の仕上げ厚みに研削することができる。

本実施の形態に係る研削装置の斜視図である。 本実施の形態に係る仮置き手段の模式図である。 本実施の形態に係る仮置き手段の位置決め動作の一例を示す図である。 本実施の形態に係るサブストレートの厚みの測定動作の一例を示す図である。 本実施の形態に係るウエーハの厚みの測定動作の一例を示す図である。 変形例に係る仮置き手段の図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る研削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に示すように研削加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研磨加工装置や、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。

図１に示すように、研削装置１は、フルオートタイプの加工装置であり、被加工物であるウエーハＷに対して搬送処理、粗研削加工、仕上げ研削加工、洗浄処理、搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。ウエーハＷは、略円板状に形成されており、カセットＣに収容された状態で研削装置１に搬送される。ウエーハＷの下面には、ウエーハＷより外径が大きい円板状のサブストレートＳがワックス、接着剤等で貼着され、貼り合わせワークＷＳを形成している。ウエーハＷからはみ出されたサブストレートＳは、はみ出し部８７を形成している（図２Ａ参照）。なお、ウエーハＷは、研削対象になる板状のウエーハであればよく、シリコン、ガリウムヒ素等の半導体基板でもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の無機材料基板でもよいし、さらに半導体製品のパッケージ基板等でもよい。また、サブストレートＳは、ガラス、セラミック等から形成されていてもよい。

研削装置１の基台１１の前側には、複数の貼り合わせワークＷＳが収容された一対のカセットＣが載置されている。一対のカセットＣの後方には、カセットＣに対して貼り合わせワークＷＳを出し入れするカセットロボット１６が設けられている。カセットロボット１６の両斜め後方には、加工前の貼り合わせワークＷＳを仮置きする仮置き手段２１と、加工済みの貼り合わせワークＷＳを洗浄する洗浄機構１４とが設けられている。仮置き手段２１と洗浄機構１４の間には、加工前の貼り合わせワークＷＳをチャックテーブル４１に搬送する搬送手段３１と、チャックテーブル４１から加工済みの貼り合わせワークＷＳを搬出する搬出手段３６とが設けられている。

カセットロボット１６は、多節リンクからなるロボットアーム１７の先端にハンド部１８を設けて構成されている。カセットロボット１６では、カセットＣから仮置き手段２１に加工前の貼り合わせワークＷＳが搬送される他、洗浄機構１４からカセットＣに加工済みの貼り合わせワークＷＳが搬送される。

搬送手段３１は、基台１１上で旋回可能な搬送アーム３２の先端に搬送パッド３３を設けて構成される。搬送手段３１では、搬送パッド３３によって仮置きテーブル２２から貼り合わせワークＷＳが持ち上げられ、搬送アーム３２によって搬送パッド３３が旋回されることでチャックテーブル４１に貼り合わせワークＷＳが搬送される。

仮置き手段２１は、仮置きテーブル２２の周囲に、一対の位置決めピン２３ａ、２３ｂ、サブストレートＳの厚みを算出するサブストレート厚み測定手段２４、及び測定テーブル２５を配置して構成される。仮置き手段２１では、仮置きテーブル２２で貼り合わせワークＷＳが浮上されてサブストレートＳの外周縁に位置決めピン２３ａ、２３ｂが突き当てられることで、貼り合わせワークＷＳのサブストレートＳの中心Ｏ２が仮置きテーブル２２の中心Ｏ１（図３参照）に位置決めされる。なお、サブストレート厚み測定手段２４、及び測定テーブル２５の詳細については後述する。

搬出手段３６は、基台１１上で旋回可能な搬出アーム３７の先端に搬出パッド３８を設けて構成される。搬出手段３６では、搬出パッド３８によってチャックテーブル４１から貼り合わせワークＷＳが持ち上げられ、搬出アーム３７によって搬出パッド３８が旋回されることでチャックテーブル４１から貼り合わせワークＷＳが搬出される。

洗浄機構１４は、スピンナーテーブル１５に向けて洗浄水及び乾燥エアを噴射する各種ノズル（不図示）を設けて構成される。洗浄機構１４では、貼り合わせワークＷＳを保持したスピンナーテーブル１５が基台１１内に降下され、基台１１内で洗浄水が噴射されて貼り合わせワークＷＳのウエーハＷがスピンナー洗浄された後、乾燥エアが吹き付けられて貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが乾燥される。

搬送手段３１及び搬出手段３６の後方には、３つのチャックテーブル４１が周方向に均等間隔で備えられたターンテーブル４０が設けられている。チャックテーブル４１の下方にはチャックテーブル４１を回転させる回転手段（不図示）が設けられている。各チャックテーブル４１の上面には、貼り合わせワークＷＳの下面を保持する保持面４２が形成されている。

ターンテーブル４０が回転することで、チャックテーブル４１に保持された貼り合わせワークＷＳが搬送及び搬出される搬送搬出位置、粗研削手段４６に対応する粗研削位置、仕上げ研削手段５１に対応する仕上げ研削位置に順に位置づけられる。

また、ターンテーブル４０の周囲には、コラム１２、１３が立設されている。コラム１２には、粗研削手段４６を上下動させる移動機構６１が設けられている。移動機構６１は、コラム１２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６２と、一対のガイドレール６２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６３とを有している。

Ｚ軸テーブル６３の前面には、ハウジング６４を介して粗研削手段４６が支持されている。Ｚ軸テーブル６３の背面側にはボールネジ６５が螺合されており、ボールネジ６５の一端には駆動モータ６６が連結されている。駆動モータ６６によってボールネジ６５が回転駆動され、粗研削手段４６がガイドレール６２に沿ってＺ軸方向に移動される。

同様に、コラム１３には、仕上げ研削手段５１を上下動させる移動機構７１が設けられている。移動機構７１は、コラム１３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７２と、一対のガイドレール７２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７３とを有している。

Ｚ軸テーブル７３の前面には、ハウジング７４を介して仕上げ研削手段５１が支持されている。Ｚ軸テーブル７３の背面側にはボールネジ７５が螺合されており、ボールネジ７５の一端には駆動モータ７６が連結されている。駆動モータ７６によってボールネジ７５が回転駆動され、仕上げ研削手段５１がガイドレール７２に沿ってＺ軸方向に移動される。

粗研削手段４６及び仕上げ研削手段５１は、円筒状のスピンドルの下端にマウント４７、５２を設けて構成されている。粗研削手段４６では、チャックテーブル４１に保持された貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが粗研削される。粗研削手段４６のマウント４７の下面には、複数の粗研削砥石４８が環状に配設された研削ホイール４９が回転可能に装着される。粗研削砥石４８は、例えば、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドやビトリファイド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る。

また、仕上げ研削手段５１では、チャックテーブル４１に保持された貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが仕上げ研削される。仕上げ研削手段５１のマウント５２の下面には、複数の仕上げ研削砥石５３が環状に配設された仕上げ研削用の加工具としての研削ホイール５４が装着される。仕上げ研削砥石５３は、粗研削砥石４８よりも粒径が細かい砥粒で形成される。粗研削加工及び仕上げ研削加工では、研削砥石４８、５３によって貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが所定の厚みまで研削されて薄化される。

また、粗研削位置及び仕上げ研削位置の近傍には、チャックテーブル４１の保持面の高さを測定する第１の測定手段９１、９３と、チャックテーブル４１が保持する貼り合わせワークＷＳのウエーハＷの被研削面（上面）の高さを測定する第２の測定手段９２、９４とが設けられている。第１の測定手段９１、９３及び第２の測定手段９２、９４は接触式のゲージで構成される。第１の測定手段９１、９３及び第２の測定手段９２、９４によって得られた各値（測定値）は、装置各部を統括制御する制御部８５に出力される。

制御部８５には、算出部８６が設けられている。算出部８６では、各測定手段９１−９４、及び後述するサブストレート厚み測定手段２４におけるゲージ２４ａで（図２参照）測定された値からウエーハＷの厚みを算出する。制御部８５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る。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。制御部８５は、算出部８６からの出力結果に応じ、粗研削手段４６及び仕上げ研削手段５１のＺ軸方向に移動量を制御する。なお、ウエーハＷの厚みの算出方法については後述する。

このような研削装置１では、カセットＣ内から貼り合わせワークＷＳが仮置き手段２１に搬送されて、仮置き手段２１で貼り合わせワークＷＳが位置決めされる。次に、チャックテーブル４１上に貼り合わせワークＷＳが搬送され、ターンテーブル４０の回転によって、チャックテーブル４１に保持された貼り合わせワークＷＳが粗研削位置、仕上げ研削位置の順に位置づけられる。粗研削位置では貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが粗研削加工され、仕上げ研削位置では貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが仕上げ研削加工される。そして、洗浄機構１４で貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが洗浄され、洗浄機構１４からカセットＣへ貼り合わせワークＷＳが搬出される。

ところで、一般的な研削装置の研削では、ウエーハＷの上面高さとチャックテーブルの保持面高さとの差から、サブストレートＳの厚みを含む貼り合わせワークＷＳの厚みが求められ、ウエーハＷの研削量が調整されている。しかし、サブストレートＳの厚みにはバラツキがあると、ウエーハＷの厚みを正確に算出することができず、ウエーハＷを精度よく研削することができない。

このため、通常は、貼り合わせワークＷＳをチャックテーブルに載置する前にチャックテーブルの保持面高さを第１の測定手段を用いて測定し、チャックテーブルに貼り合わせワークＷＳを搬送した後にサブストレートＳの上面高さを測定している。しかしながら、この方法では、第１の測定手段で保持面高さを測定した後に、再び第１の測定手段でサブストレートＳの上面高さを測定しているため、測定動作を２回繰り返すことになる。このため、ウエーハＷを研削し始めるまでに時間がかかってしまう。

そこで本実施の形態では、先行の貼り合わせワークＷＳのウエーハＷを研削している間の待機時間を利用して、仮置き手段２１において、後続の貼り合わせワークＷＳのサブストレートＳの厚みを事前に算出しておくようにしている。これにより、貼り合わせワークＷＳを仮置きテーブル２１からチャックテーブル４１に搬送した後に、チャックテーブル４１でサブストレートＳの厚みを測定する時間を省略することができるため、研削装置１における一連の動作のスループットを向上することができる。

以下、図２を参照して、仮置き手段ついて詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る仮置き手段の模式図である。図２Ａは、本実施の形態に係る仮置き手段を示す上面図であり、図２Ｂは、本実施の形態に係る仮置き手段を図２Ａの矢印Ａ方向から見た側面図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、仮置き手段２１は、基台１１上のボックス台２６で貼り合わせワークＷＳを位置決めすると共に、サブストレートＳの厚みを測定している。仮置き手段２１のボックス台２６の上面の中心には、仮置きテーブル２２が設けられている。仮置きテーブル２２の周囲には、一対の位置決めピン２３ａ、２３ｂが置かれている。一対の位置決めピン２３ａ、２３ｂの間には、測定テーブル２５が仮置きテーブル２２から径方向外側に向かって延在するように配置されている。測定テーブル２５の上方には、サブストレートの厚みを算出するサブストレート厚み測定手段２４が設けられている。ボックス台２６の上面は、角度θだけ傾斜している。このため、仮置きテーブル２２、及び測定テーブル２５の上面も、ボックス台２６の上面に倣って傾斜している。

一対の位置決めピン２３ａ、２３ｂは円筒状に形成され、それぞれ仮置きテーブル２２の中心Ｏ１から等距離になるように配置されている。仮置きテーブル２２上に載置されたウエーハＷの外周縁に一対の位置決めピン２３ａ、２３ｂが突き当てられることで、貼り合わせワークＷＳの中心Ｏ２が仮置きテーブル２２の中心Ｏ１に位置決めされる。

各位置決めピン２３ａ、２３ｂの真下には、ボックス台２６の内側にモータ２７ａ（位置決めピン２３ｂに該当するモータは不図示）が設けられている。位置決めピン２３ａ、２３ｂは、モータ２７ａの出力軸に鉛直軸周りに回転可能に取り付けられている。なお、貼り合わせワークＷＳを浮上させ外周縁が位置決めピン２３ａ、２３ｂに接触した際に、位置決めピン２３ａ、２３ｂを回転させることにより、光学系（不図示）によりウエーハＷの外周から中心を測定して、サブストレートＳに対するウエーハＷの貼着ズレを検出することができる。

測定テーブル２５の上面と仮置きテーブル２２の上面とは面一に連なっており、各テーブル２５、２２内のエア流路２８が連通している。測定テーブル２５の上面には、エアを吹き上げる複数の吹き上げ口２５ａが径方向に二列に並んで形成されている。また、仮置きテーブル２２の中心Ｏ１には、中心口２２ａが形成され、テーブル内のエア流路２８と連通している。ボックス台２６の下面には供給ノズル９６が取り付けられ、供給ノズル９６はバルブ９７を介してエア供給源９８に接続されている。バルブ９７を開くことにより、エアが供給ノズル９６に供給され、供給ノズル９６からボックス台２６に設けられた吹き出し路２６ａを通ってエア流路２８に送られ、中心口２２ａ及び吹き出し口２５ａから吹き出される。

ここで図３及び図４を参照して、貼り合わせワークＷＳの位置決め動作、及びサブストレートＳの厚みの測定動作について詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る仮置き手段の位置決め動作の一例を示す図である。図４は、本実施の形態に係るサブストレートの厚みの測定動作の一例を示す図である。なお、以下の説明ではサブストレートＳに対してウエーハＷの貼着ズレがないものとして、ウエーハＷの中心検出の説明は省略する。

図３Ａに示すように、仮置き手段２１においては、貼り合わせワークＷＳが仮置きテーブル２２に搬送され、ボックス台２６の傾斜に伴って傾斜している仮置きテーブル２２に載置される。図の例では、貼り合わせワークＷＳの中心Ｏ２は、仮置きテーブル２２の中心Ｏ１に合っておらず、貼り合わせワークＷＳはズレが生じた状態で仮置きテーブ２２に置かれる。このとき、バルブ９７は閉じられ、エア供給源９８からエアは供給されていない。

次に、図３Ｂに示すように、バルブ９７が開かれ、エア供給源９８から供給ノズル９６を介してエア流路２８にエアが供給され、エア流路２８に連通する中心口２２ａ、及び吹き上げ口２５ａからエアが吹き上げられる。このとき、エアが貼り合わせワークＷＳの下面に向かって吹き上げられ、仮置きテーブル２２及び測定テーブル２５に置かれている貼り合わせワークＷＳは水平に浮上する。浮上した貼り合わせワークＷＳと、仮置きテーブル２２及び測定テーブル２５との間には空気の層が生じて、貼り合わせワークＷＳと各テーブル２２、２５との間の摩擦は小さくなる。これにより、貼り合わせワークＷＳは、仮置きテーブル２２の傾斜に沿って滑り、貼り合わせワークＷＳは浮上した状態で、その外周縁が位置決めピン２３ａ、２３ｂに接触する。

次に、図３Ｃに示すように、バルブ９７が閉じられ、エア供給源９８からのエアの供給が停止され、中心口２２ａ及び吹き上げ口２５ａからエアの吹き上げが停止される。これにより、貼り合わせワークＷＳは外周縁を位置決めピン２３ａ、２３ｂに接触させて浮上している状態から、仮置きテーブル２２に降ろされる。再び仮置きテーブル２２に置かれた貼り合わせワークＷＳの中心Ｏ２は、仮置きテーブ２２の中心Ｏ１と合っており、貼り合わせワークＷＳの位置決めが完了する。

図４に示すように、サブストレート厚み測定手段２４は、アーム２４ｂの先端にピン状の接触式のゲージ２４ａを備えて構成され、測定テーブル２５の近傍に配設される支持部２４ｃによって支持されている。ゲージ２４ａは、測定テーブル２５の上面に対して垂直になるように備えられている。また、ゲージ２４ａは、貼り合わせワークＷＳのはみ出し部８７の上方で支持される。

貼り合わせワークＷＳの中心Ｏ２と仮置きテーブル２２の中心Ｏ１が合っている状態で貼り合わせワークＷＳが仮置きテーブル２２に載置されると、サブストレート厚み測定手段２４は、先行の貼り合わせワークＷＳのウエーハＷが研削されている間に、サブストレートＳの厚みΔＨ１を算出する。サブストレート厚み測定手段２４は、ゲージ２４ａを後続の貼り合わせワークＷＳのはみ出し部８７に接触させてサブストレートＳの上面８２の高さＨ２を測定する。測定結果は算出部８６（図１参照）に出力され、ゲージ２４ａで測定されたＨ２の値と、予めゲージ２４ａで測定し算出部８６のメモリに記録されている仮置きテーブル２２（測定テーブル２５）の上面２２ｂの高さＨ１の値との差ΔＨ１から、貼り合わせワークＷＳのサブストレート厚み値が算出される。このように、サブストレート厚み値ΔＨ１が、先行するウエーハＷの研削中に算出されることにより、貼り合わせワークＷＳを仮置きテーブル２２からチャックテーブル４１に搬送した後にサブストレートＳの上面８２の高さＨ２を測定する必要がなくなるため、ウエーハＷを研削し始めるまでの時間を短縮することができる。

なお、サブストレートＳの上面８２の高さＨ２は、サブストレートＳの複数箇所で測定し、平均の高さを算出してもよい。この場合、サブストレート厚み測定手段２４によりサブストレートＳの上面８２の高さＨ２を測定した後に、再び中心口２２ａ及び吹き上げ口２５ａにからエアを吹き上げて貼り合わせワークＷＳを浮上させ、貼り合わせワークＷＳを位置決めピン２３ａ、２３ｂに接触させる。位置決めピン２３ａ、２３ｂを回転させて貼り合わせワークＷＳを回転させる。そして、中心口２２ａ及び吹き上げ口２５ａからのエアの吹き上げを停止し、貼り合わせワークＷＳを降ろし、サブストレートＳの別の箇所の高さＨ２を測定する。

次に、図５を参照して、ウエーハＷの厚みの測定動作について詳細に説明する。図５は、本実施の形態に係るウエーハの厚みの測定動作の一例を示す図である。

ターンテーブル４０の回転によりチャックテーブル４１が公転され、チャックテーブル４１の保持面４２に保持される貼り合わせワークＷＳが粗研削手段４６の粗研削位置に位置付けられると、研削ホイール４９の外周が貼り合わせワークＷＳのウエーハＷの中心を通過する位置に位置づけられる。このとき、貼り合わせワークＷＳの外側の保持面４２に第１の測定手段９１が接触し、保持面４２の高さＨ３が測定される。また、貼り合わせワークＷＳのウエーハＷの上面８１に第２の測定手段９２が接触し、ウエーハＷの上面８１の高さＨ４が測定される。測定結果は算出部８６に出力される。

次に、チャックテーブル４１が回転しつつ研削ホイール４９が回転し、研削ホイール４９がウエーハＷの上面８１に近付けられ、研削ホイール４９がウエーハＷの上面８１に接触されて、ウエーハＷの上面８１が研削ホイール４９によって粗研削される。第２の測定手段９２によってウエーハＷの上面８１の高さＨ４の変化がリアルタイムで測定される。

このとき、算出部８６（図１参照）では、ウエーハＷの上面８１の高さＨ４と保持面４２の高さＨ３との差ΔＨ２から、貼り合わせワークＷＳの厚み（サブストレートＳの厚みとウエーハＷの厚みとの合計値）が算出される。そして、このΔＨ２から、予め仮置き手段２１のサブストレート厚み測定手段２４で算出しておいたサブストレート厚み値ΔＨ１を差し引き、ウエーハＷの厚みΔＨ３とする。即ち、算出部８６では、下記式（１）を用いて、ウエーハＷの厚みが算出される。
ウエーハ厚み（ΔＨ３）＝ウエーハ上面高さ値（Ｈ４）−（保持面高さ値（Ｈ３）＋サブストレート厚み値（ΔＨ１））（１）

算出されたウエーハＷの厚みΔＨ３により、制御部８５（図１参照）によって粗研削手段４６の移動量が制御される。この制御によって、ウエーハＷの厚みΔＨ３が所定の厚みになるまでウエーハＷの粗研削が続けられ、所定の厚みになると粗研削手段４６が上昇し、ウエーハＷから研削ホイール４９が離されてウエーハＷの粗研削が完了する。また、仕上げ研削手段５１による仕上げ研削において粗研削手段４６による粗研削と同様に研削している。

以上のように、本実施の形態に係る研削装置１では、サブストレート厚み測定手段２４で測定したサブストレート厚み値ΔＨ１と、第１の測定手段９１、９３及び第２の測定手段９２、９４で測定した保持面高さ値Ｈ３及びウエーハ上面高さ値Ｈ４とを用いて、研削中のウエーハＷの厚みΔＨ３を算出し、ウエーハＷを所定の仕上げ厚みに研削することができる。また、貼り合わせワークＷＳを仮置きテーブル２２からチャックテーブル４１に搬送する前に、仮置きテーブル２２において、サブストレート厚み測定手段２４により、仮置きテーブル２２の上面２２ｂの高さＨ１とはみ出し部８７のサブストレート上面８２の高さＨ２との差によりサブストレートＳの厚みΔＨ１を算出することができる。このため、仮置きテーブル２２で、先行する貼り合わせワークＷＳのウエーハＷの研削時間を利用して、後続の貼り合わせワークＷＳのサブストレートＳの厚みΔＨ１を事前に算出しておくことができる。よって、貼り合わせワークＷＳを仮置きテーブル２２からチャックテーブル４１に搬送した後に、サブストレートＳの厚みΔＨ１を測定する時間が省略されるため、ウエーハＷの研削時間を短縮することができる。

なお、上記実施の形態では、サブストレート厚み測定手段２４として接触式のゲージ２４ａを用いたが、この構成に限定されない。図６に示すように、サブストレート厚み測定手段２４は光学式厚み測定器２９を用いてもよい。図６は、変形例に係る仮置き手段の図である。図６Ａは、変形例に係る仮置き手段を示す平面図であり、図６Ｂは、変形例に係る仮置き手段を図６Ａの矢印Ａ方向から見た側面図である。光学式厚み測定器２９としては、例えば反射型の光変位センサであり、貼り合わせワークＷＳのサブストレートＳに向けて測定光を照射し、サブストレートＳの上面で反射した反射光とサブストレートＳの下面で反射した反射光とを受光して、上面で反射した反射光と下面で反射した反射光との光路差によってサブストレートＳの厚みΔＨ１を測定する。光学式厚み測定器２９を用いる場合、中心口２２ａからエアを供給して貼り合わせワークＷＳを浮上させた状態で、サブストレートＳの厚みΔＨ１を測定することができる。

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、方向などについては、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、上記した実施の形態においては、貼り合わせワークＷＳを浮上させ、貼り合わせワークＷＳを位置決めピン２３ａ、２３ｂに接触させ、位置決めピン２３ａ、２３ｂを回転させることにより貼り合わせワークＷＳを回転させる構成としたが、この構成に限定されない。貼り合わせワークＷＳが載置されている仮置きテーブル２２を回転させることで、貼り合わせワークＷＳを回転させる構成としてもよい。

また、位置決めピン２３ａ、２３ｂによって貼り合わせワークＷＳを位置決めする構成にしたが、この構成に限定されない。サブストレート厚み測定手段２４でのサブストレートＳの測定箇所が１箇所の場合には、貼り合わせワークＷＳは、板状の位置決めブロックで位置決めされてもよい。

以上説明したように、本発明は先行する貼り合わせワークのウエーハの研削時間を利用して、後続の貼り合わせワークのウエーハを研削し始めるまでの時間を短縮することができるという効果を有し、特に、サファイア等の硬い基板を研削する研削装置に有用である。

１ 研削装置
２１ 仮置き手段
２２ 仮置きテーブル
２２ａ 中心口
２３ａ、２３ｂ 位置決めピン
２４ サブストレート厚み測定手段
２４ａ ゲージ
２４ｂ アーム
２４ｃ 支持部
２５ 測定テーブル
２５ａ 吹き上げ口
２９ 光学式厚み測定器
３１ 搬送手段
４１ チャックテーブル
４２ チャックテーブルの保持面
４６ 粗研削手段
４８、５３ 研削砥石
５１ 仕上げ研削手段
８１ ウエーハの上面
８２ サブストレートの上面
８６ 算出部
８７ はみ出し部
９１、９３ 第１の測定手段
９２、９４ 第２の測定手段
Ｏ１ 仮置きテーブルの中心
Ｏ２ 貼り合わせワークの中心
Ｈ１ 仮置きテーブル上面の高さ
Ｈ２ サブストレート上面の高さ
Ｈ３ チャックテーブルの保持面の高さ
Ｈ４ 貼り合わせワークのウエーハ上面の高さ
ΔＨ１ サブストレート厚み値
ΔＨ３ ウエーハ厚み
Ｓ サブストレート
Ｗ ウエーハ
ＷＳ 貼り合わせワーク

Claims (1)

1. ウエーハより外径が大きい円板状のサブストレートにウエーハを貼り合わせてはみ出し部を形成した貼り合わせワークを保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面側を該チャックテーブルが保持する貼り合わせワークのウエーハを研削砥石で研削する研削手段と、該保持面の高さを測定する第１の測定手段と、該チャックテーブルに保持される貼り合わせワークのウエーハ上面の高さを測定する第２の測定手段と、該チャックテーブルに貼り合わせワークを搬送する搬送手段と、貼り合わせワークを仮置きする仮置き手段と、を備える研削装置であって、
   該仮置き手段は、貼り合わせワークを仮置きする仮置きテーブルと、該仮置きテーブル上面の高さと該はみ出し部のサブストレート上面の高さとの差によりサブストレートの厚みを算出するサブストレート厚み測定手段と、を含み、
   該サブストレート厚み測定手段で測定したサブストレート厚み値と、
   該第１の測定手段で該保持面の高さを測定した保持面高さ値と、
   該第２の測定手段で該チャックテーブルに搬送された貼り合わせワークのウエーハ上面の高さを測定したウエーハ上面高さ値とを用い、
   ウエーハ厚み＝ウエーハ上面高さ値−（保持面高さ値＋サブストレート厚み値）
   の式により、ウエーハの厚みを算出する算出部を含み、
   該算出部で算出するウエーハ厚みが予め設定する仕上げ厚みに達するまで研削する研削装置。

Images