JP6791551B2 - 研削装置 - Google Patents

研削装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6791551B2
JP6791551B2 JP2016214398A JP2016214398A JP6791551B2 JP 6791551 B2 JP6791551 B2 JP 6791551B2 JP 2016214398 A JP2016214398 A JP 2016214398A JP 2016214398 A JP2016214398 A JP 2016214398A JP 6791551 B2 JP6791551 B2 JP 6791551B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
grinding
scratch
chuck table
center
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016214398A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018069411A (ja
Inventor
真司 吉田
真司 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2016214398A priority Critical patent/JP6791551B2/ja
Priority to TW106133398A priority patent/TWI720254B/zh
Priority to CN201710990740.8A priority patent/CN108015673B/zh
Priority to KR1020170142358A priority patent/KR102305383B1/ko
Publication of JP2018069411A publication Critical patent/JP2018069411A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6791551B2 publication Critical patent/JP6791551B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/0053—Control means for lapping machines or devices detecting loss or breakage of a workpiece during lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
    • B24B37/107—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement in a rotary movement only, about an axis being stationary during lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

本発明は、研削装置に関する。
研削装置でウエーハをインフィード研削すると、ウエーハの被研削面には、研削痕としてソーマークが形成される。ソーマークは、ウエーハの中心から外周に向かって放射状に形成される。ソーマークの中でも特に、加工中に研削砥石から脱落した砥粒がウエーハの被研削面に接触して傷となる、いわゆるスクラッチが発生することがある。このスクラッチは、ウエーハに形成されるデバイスに影響を及ぼすため、研削終了時にスクラッチの有無を確認する必要がある。
そこで、研削加工後にウエーハのスクラッチを検出する研削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、加工後のウエーハの被研削面に光ビームを照射し、その反射光の光量に基づいてスクラッチの有無が判断される。
特開２００９−９５９０３号公報
しかしながら、特許文献１に記載の研削装置では、ウエーハのスクラッチを検出するために複雑な光学系の構成が必要となり、結果として装置全体の構成が複雑化するおそれがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することができる研削装置を提供することを目的の１つとする。
本発明の一態様の研削装置は、研削砥石を環状に備えた研削ホイールを装着するマウントを備え研削ホイールの中心を軸に回転させるスピンドルユニットを有する研削手段と、チャックテーブルの保持面が保持したウエーハの中心を軸にチャックテーブルを回転させるテーブル回転手段を備える保持手段と、スクラッチ検出手段とを備えた研削装置であって、チャックテーブルの保持面は、中心を頂点とし外周が低く傾斜した傾斜面を形成し、研削手段は、スピンドルユニットで回転する研削砥石がチャックテーブルが保持したウエーハの中心を通過しウエーハの中心と外周との半径エリアで円弧の被研削部分で研削していて、スクラッチ検出手段は、ウエーハの半径を撮像する半径長さのラインセンサと、ラインセンサと同じ長さで延在するライトと、判断手段とを備え、判断手段は、ラインセンサが撮像した撮像画像の半径方向を縦軸として円周方向を横軸として帯状画像に編集する編集部と、編集部が編集した帯状画像において規則性がある直線の幅が予め設定した幅より大きかったらもしくは規則性がある直線以外の線があったらスクラッチ有り、規則性がある直線の幅が予め設定された幅以下であったらスクラッチ無しと判断する判断部とを備える。
この構成によれば、ラインセンサがウエーハの半径部分を撮像しながらチャックテーブルが回転されることで、ウエーハ全面の撮像画像を取得することができる。撮像中は、ライトによってウエーハの半径部分が照らされているため、撮像画像の明暗からスクラッチの有無を判断することができる。特に、撮像画像を帯状画像に編集したことにより、スクラッチを規則性のある直線で表示することができる。このため、当該直線の幅と予め設定された直線の幅とを比較し易くすることができる。また、規則性のある直線以外の線を見つけ易くすることができる。この結果、スクラッチ有無の判断が容易になる。よって、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することができる。
本発明によれば、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することができる。
本実施の形態の係る研削装置の斜視図である。 本実施の形態に係る研削装置でウエーハを研削する際（研削工程）の模式図である。 研削後のウエーハ上面を撮像する例を示す上面模式図である。 本実施の形態に係る撮像工程の一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る編集工程の一例を示す模式図である。 スクラッチ検出の具体例を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の研削装置について説明する。図１は、本実施の形態の係る研削装置の斜視図である。図２は、本実施の形態に係る研削装置でウエーハを研削する際（研削工程）の模式図である。また、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及び図２に示すように、研削装置１は、多数の研削砥石４７を円環状に配置した研削ホイール４６を用いて、チャックテーブル２０に保持されたウエーハＷを研削するように構成されている。ウエーハＷは、保護テープＴが貼着された状態で研削装置１に搬入され、チャックテーブル２０に保持される。なお、ウエーハＷは、研削対象となる板状部材であればよく、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウエーハでもよいし、デバイスパターン形成前のアズスライスウエーハでもよい。
研削装置１の基台１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル２０と共に移動可能な移動板１１及び蛇腹状の防水カバー１２に覆われている。防水カバー１２の下方には、チャックテーブル２０をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段（不図示）が設けられている。チャックテーブル２０は、テーブル回転手段２４に連結されており、テーブル回転手段２４の駆動によってウエーハＷの中心を軸に回転可能に構成されている。チャックテーブル２０とテーブル回転手段２４とを合わせて保持手段とする。
チャックテーブル２０の上面には、多孔質のポーラス材によってウエーハＷを吸引保持する保持面２１ａが形成されている。具体的に、チャックテーブル２０は、ウエーハＷを吸引保持するポーラスチャックであり、円板状のポーラス板２１をボディとなる枠体２２に取り付けて構成されている。
ポーラス板２１は、セラミックス等の多孔質材であり、吸引用の微細な気孔が全体に亘って形成されている。枠体２２は、ポーラス板２１より大径の円形状を有し、中央にポーラス板２１を収容する円形凹部２３が形成されている。円形凹部２３の内側面は、ポーラス板２１の外径と同一の内径に形成されている。また、円形凹部２３の深さは、ポーラス板２１の厚みと略同一に形成される。
枠体２２には、吸引源（不図示）に連なる連通路（不図示）が形成されている。円形凹部２３にポーラス板２１が嵌め込まれることで、連通路がポーラス板２１に連通される。これにより、ポーラス板２１の上面には、吸引源の負圧によってウエーハＷを吸引保持可能な保持面２１ａが形成される。特に保持面２１ａは、図２に示すように、チャックテーブル２０の回転中心（保持面２１ａの中心）を頂点とし外周が僅かに低く傾斜した傾斜面を有する。ウエーハＷは、円錐状に傾斜する保持面２１ａに吸引保持されると、保持面２１ａの形状に沿って緩傾斜の円錐状に変形する。
基台１０上のコラム１５には、研削手段４０をチャックテーブル２０に対して接近及び離反させる方向（Ｚ軸方向）に研削送りする研削送り手段３０が設けられている。研削送り手段３０は、コラム１５に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１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３２とを有している。Ｚ軸テーブル３２の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３３が螺合されている。ボールネジ３３の一端部に連結された駆動モータ３４によりボールネジ３３が回転駆動されることで、研削手段４０がガイドレール３１に沿ってＺ軸方向に移動される。
研削手段４０は、ハウジング４１を介してＺ軸テーブル３２の前面に取り付けられており、スピンドルユニット４２で研削ホイール４６を中心軸回りに回転させるように構成されている。スピンドルユニット４２は、いわゆるエアスピンドルであり、ケーシングの内側で高圧エアを介してスピンドル軸４４を回転可能に支持している。
スピンドル軸４４の先端にはマウント４５が連結されており、マウント４５には研削砥石４７を環状に備えた研削ホイール４６が装着されている。研削砥石４７は、例えば、所定砥粒径のダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドで結合して構成される。なお、研削砥石４７は、これに限定されず、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めて形成してもよい。
また、研削装置１には、装置各部を統括制御する制御手段９０が設けられている。制御手段９０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。制御手段９０は、例えば、研削手段４０の研削送り量、研削送り速度等（その他、例えば研削ホイールの回転速度）を制御する。また、制御手段９０は、後述するスクラッチ検出手段５０の各種動作を制御する。
チャックテーブル２０の側方には、研削後のウエーハＷに形成されたスクラッチを検出するスクラッチ検出手段５０が設けられている。スクラッチ検出手段５０は、基台１０の上面から立ち上がる立設部５１と、立設部５１からＹ軸方向に延在するスキャナ部５２とを含んで構成される。スキャナ部５２は、ウエーハＷの上面を撮像するラインセンサ５３と、当該ラインセンサ５３に沿って配設されるライト５４とによって構成される（共に図４参照）。
ラインセンサ５３は、例えばイメージセンサで構成され、ウエーハＷの半径部分に相当する長さで延在している。ラインセンサ５３は、ウエーハＷの半径部分に相当する領域を撮像可能である。ライト５４は、ラインセンサ５３と同一方向、同一長さで延在し、ウエーハＷの上面に光を照射する。具体的にライト５４は、ラインセンサ５３の撮像範囲を明るくするように光をウエーハＷに照射する。詳細は後述するが、スキャナ部５２は、ウエーハＷ上面の半径部分を撮像しながらチャックテーブル２０が１回転されることにより、ウエーハＷ前面を撮像することが可能である。
また、スクラッチ検出手段５０は、スキャナ部５２が撮像した撮像画像に基づいてスクラッチの有無を判断する判断手段５５を更に備えている。判断手段５５は、制御手段９０の一部で構成される。判断手段５５は、撮像画像を編集する編集部５６と、編集後の撮像画像に基づいてスクラッチの有無を判断する判断部５７とを有している。判断手段５５の詳細については後述する。
このように構成される研削装置１では、研削ホイール４６の回転軸とチャックテーブル２０の回転軸とをずらした状態で、研削砥石４７とウエーハＷの表面とを回転接触させる、いわゆるインフィード研削が実施される。ここで、図２を参照して、ウエーハＷの研削工程について説明する。
図２に示すように、チャックテーブル２０の保持面２１ａには、ウエーハＷが載置される。具体的にウエーハＷは、保護テープＴが貼着された面が下側となるように保持面２１ａ上に載置される。ウエーハＷは、保持面２１ａ上に生じる負圧によって吸引保持され、保持面２１ａの形状に倣って緩傾斜の円錐形状となる。
チャックテーブル２０は、研削手段４０の下方に位置付けられる。このとき、チャックテーブル２０の回転軸は、研削砥石４７の回転軸から偏心した位置に位置付けられる。更にチャックテーブル２０は、研削砥石４７の研削面４７ａと保持面２１ａとが平行となるように、図示しない傾き調整機構によって回転軸の傾きが調整される。
そして、チャックテーブル２０が回転されると共に、研削手段４０は、スピンドルユニット４２で研削砥石４７を回転させながら、研削送り手段３０によって保持面２１ａに向かって下降（研削送り）される。研削砥石４７の研削面４７ａは、ウエーハＷの中心から外周に至る半径部分に円弧状に接触される。
このように、研削手段４０は、研削砥石４７がウエーハＷの中心を通過し、当該ウエーハＷの中心と外周との半径エリアでウエーハＷの円弧の被研削部分を研削する。研削砥石４７とウエーハＷとを回転接触させながら徐々にＺ軸方向へ研削送りすることで、ウエーハＷが薄化される。ウエーハＷが所望の厚みまで薄化されたところで、研削加工が終了する。
ところで、研削装置でウエーハをインフィード研削すると、ウエーハの被研削面には、スクラッチを含んだ研削痕（ソーマーク）が形成されることがある。スクラッチの例としては、ウエーハの中心から外周に向かって規則的に形成される円弧状の模様（研削痕）が挙げられる。その他、加工中に研削砥石から脱落した砥粒がウエーハの被研削面に接触して傷となるスクラッチが発生することもある。このスクラッチは、ウエーハに形成されるデバイスに影響を及ぼすため、スクラッチが形成されることはあまり好ましくない。
例えば、ウエーハの上面に多量の研削水を供給して研削加工を実施することで、脱落した砥粒をウエーハの被研削面から排除してスクラッチを形成し難くすることが考えられる。しかしながら、研削水の供給量を増やすと不経済であり、更には、多量の研削水が要因となって、研削砥石がウエーハに引っ掛かる力、すなわち、砥粒の食いつきが弱まってしまう。この結果、研削効率が悪化するおそれがある。このように、研削水を多くすることでスクラッチの発生を抑制することが可能ではあるが、研削効率との両立は難しい。このため、研削終了時にスクラッチの有無を確認する必要がある。
例えば、加工後のウエーハの被研削面に光ビームを照射し、その反射光の光量に基づいてスクラッチの有無を判断する研削装置が提案されている。しかしながら、この研削装置では、ウエーハのスクラッチを検出するために複雑な光学系の構成が必要となり、結果として装置全体の構成が複雑化するおそれがある。
そこで、本発明者は、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することを着想した。具体的に本実施の形態では、スキャナ部５２でウエーハＷの半径部分を撮像しながらチャックテーブル２０を１回転させることでウエーハＷ全面を撮像し、得られた撮像画像に基づいてスクラッチの有無を判断する。
ここで、図３を参照して、本実施の形態に係るスクラッチ検出手段について説明する。図３は、研削後のウエーハ上面を撮像する例を示す上面模式図である。具体的に図３Ａは比較例に係るウエーハ撮像を示し、図３Ｂは本実施の形態に係るウエーハ撮像の例を示す。
図３に示すように、研削後のウエーハＷの上面には、ウエーハＷの中心から外周に向かって規則的な円弧状のスクラッチが無数に形成される。図３Ａに示す例では、ウエーハＷの直径長に相当するスキャナ部６０がウエーハＷの上方に位置付けられている。スキャナ部６０は、Ｙ軸方向に延在している。スキャナ部６０は、ウエーハＷに向けて光を照射しながらウエーハＷに対してＸ軸方向に相対移動（走査）されることでウエーハＷを全面にわたって撮像する。
この場合、ウエーハＷのＸ軸方向に沿う中心線Ｃに対して紙面左側の領域に形成されるスクラッチ（例えばスクラッチＳ１）と、紙面右側の領域に形成されるスクラッチ（例えばスクラッチＳ２）とでは、スキャナ部６０の走査方向に対して光の照射される向きが異なっている。
このように、スクラッチの位置によってスクラッチに対する光の当たり具合が不均一となるため、適切な撮像画像を得ることができない場合が想定される。例えば、図３Ａでは、紙面左側と右側で光の照射向きが変わることでウエーハＷの中心位置にずれが生じることがある。
これに対し、図３Ｂに示す本実施の形態では、ウエーハＷの上面において、スキャナ部５２がウエーハＷの半径部分に相当する長さ及び位置で配置されている。スキャナ部５２は、ウエーハＷに向けて光を照射しながらウエーハＷが１回転されることにより、ウエーハＷを全面にわたって撮像する。この場合、スクラッチＳに対する光の当たり具合を常に均一にすることが可能である。この結果、ウエーハＷの中心がずれることなく、適切なウエーハＷの撮像画像を取得することが可能である。
また、詳細は後述するが、スキャナ部５２によって撮像された画像を座標変換してスクラッチを見易くしたことにより、スクラッチを容易且つ適切に検出することが可能となっている。
次に、図４から図６を参照して、本実施の形態に係るスクラッチ検出方法について説明する。図４は、本実施の形態に係る撮像工程の一例を示す模式図である。図４Ａは図１の矢印Ａから見た図であり、図４Ｂは図１の矢印Ｂから見た図である。図５は、本実施の形態に係る編集工程の一例を示す模式図である。図５Ａは編集前の撮像画像であり、図５Ｂは編集後の帯状画像である。図６は、スクラッチ検出の具体例を示す模式図である。
本実施の形態に係るスクラッチ検出方法は、研削後のウエーハＷの被研削面を撮像する撮像工程（図４参照）と、ウエーハＷの撮像画像を座標変換して帯状画像に編集する編集工程（図５参照）と、編集後の帯状画像に基づいてスクラッチの有無を判断する判断工程（図６参照）とによって実施される。
先ず、撮像工程について説明する。図４Ａに示すように、研削加工後のウエーハＷは、チャックテーブル２０に吸引保持されたまま、スキャナ部５２の下方に位置付けられる。更にチャックテーブル２０は、スキャナ部５２（ラインセンサ５３）の延在方向とウエーハＷの上面（保持面２１ａ）とが平行となるように、図示しない傾き調整機構によって回転軸の傾きが調整される。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ラインセンサ５３の撮像領域は、ラインセンサ５３直下のウエーハＷの半径部分に相当する。ライト５４は、ラインセンサ５３の撮像領域に向かって光を照射する。スキャナ部５２は、ライト５４の光が照射されるウエーハＷの半径部分をラインセンサ５３で撮像しながらチャックテーブル２０上のウエーハＷが１回転されることで、ウエーハＷ全面の撮像画像を取得する。なお、ライト５４から照射される光は、ウエーハＷの表面で反射する波長を有しており、ウエーハＷに対して透過性を有する波長の光は用いられない。
次に、編集工程について説明する。撮像工程で得られた撮像画像では、図５Ａに示すように、スクラッチによって形成される微細な凹凸によって撮像光の反射光が弱まる（散乱される）ため、明暗のコントラストからスクラッチを認識することが可能である。編集工程では、図５Ａに示す撮像画像が座標変換され、判断部５７（図１参照）がスクラッチの有無を判断し易い画像（図５Ｂに示す帯状画像）に編集される。
具体的に編集部５６（図１参照）は、図５Ａの撮像画像の半径方向（ウエーハ中心からウエーハ外周）を縦軸とし、撮像画像の円周方向（０°から３６０°）を横軸として座標変換を実施する。座標変換によって得られた編集画像は、図５Ｂに示すように、円周方向に長い矩形画像（帯状画像）で表される。例えば、図５Ａに示す太線のスクラッチＳは、図５Ｂの帯状画像において、太線のスクラッチＳＡで表される。
このように、実際の撮像画像において、スクラッチは円弧状の曲線で示されているのに対し、編集後の帯状画像では、スクラッチが規則性を有する略直線状で示される。これにより、後の判断工程において、判断部５７がスクラッチの有無を判定し易くなっている。
次に、判断工程について説明する。判断工程では、編集工程で得られた帯状画像に基づいてスクラッチの有無が判断される。具体的には、判断部５７が、帯状画像において、規則性のある直線の幅が予め設定した幅より大きかったらスクラッチ有りと判断し、規則性の有る直線の幅が予め設定された幅以下であったらスクラッチ無しと判断する。また、判断部５７は、帯状画像において規則性のある直線以外の線が有った場合もスクラッチ有りと判断する。
例えば、図６Ａに示すように、帯状画像において、規則性のある直線に沿って比較的太い直線ＳＢが示された場合を考える。判断部５７は、帯状画像から直線ＳＢの幅Ｄを検出し、予め設定されたスクラッチ有無の判断基準となる直線幅とを比較する。この結果、直線ＳＢの幅の方が大きかった場合、当該直線ＳＢをスクラッチＳＢとして認識する。すなわち、判断部５７は、スクラッチ有りと判断する。
また、別の例として図６Ｂに示すように、帯状画像において、規則性を有する直線に対して交差するように形成される直線ＳＣが示された場合、判断部５７は、当該直線ＳＣをスクラッチＳＣとして認識する。すなわち、この場合も判断部５７は、スクラッチ有りと判断する。
このように、本実施の形態では、撮像画像において、研削痕のように規則性を有するスクラッチが示される場合であっても、編集後の帯状画像から比較的大きなスクラッチや規則性のないスクラッチを検出することが可能である。すなわち、後の工程やウエーハＷに形成されるデバイスに対して影響を与え得るスクラッチを取捨選択して判断することが可能である。
なお、上記のようにスクラッチ有りと判断した場合、再度研削工程を実施することで、後に問題と成り得るスクラッチを除去することが可能である。よって、単一の研削装置１で研削、スクラッチ検出、及びスクラッチ除去の一連の工程を実施することが可能である。これにより、スクラッチ検出やスクラッチ除去のために別の装置にウエーハＷを搬送する手間を省くことができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、ラインセンサ５３がウエーハＷの半径部分を撮像しながらチャックテーブル２０が回転されることで、ウエーハ全面の撮像画像を取得することができる。撮像中は、ライト５４によってウエーハＷの半径部分が照らされているため、撮像画像の明暗からスクラッチの有無を判断することができる。特に、撮像画像を帯状画像に編集したことにより、スクラッチを規則性のある直線で表示することができる。このため、当該直線の幅と予め設定された直線の幅とを比較し易くすることができる。また、規則性のある直線以外の線を見つけ易くすることができる。この結果、スクラッチ有無の判断が容易になる。よって、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することができる。
なお、本実施の形態では、チャックテーブル２０を１回転させることでウエーハＷの全面を撮像する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、スキャナ部５２をウエーハＷの中心を軸に回転させてもよい。
また、本実施の形態では、スキャナ部５２がウエーハＷの半径部分に相当する長さで延在する構成としたが、この構成に限定されない。スキャナ部５２（ラインセンサ５３及びライト５４）は、ウエーハＷの半径より短くてもよい。スキャナ部５２がウエーハＷの半径より短い場合は、スキャナ部５２をウエーハＷから離して撮像させスクラッチを検出するか、スキャナ部５２をウエーハＷに近づけウエーハＷの径方向に移動させウエーハ全面を撮像させスクラッチを検出する。このように、スキャナ部５２とウエーハＷとの距離を調整してもよい。また、スキャナ部５２が短いと安価なスキャナ５２を選択することができる。
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
以上説明したように、本発明は、複雑な光学系の構成を必要とすることなく、簡易な構成で適切にスクラッチを検出することができるという効果を有し、特に、ウエーハの表面を研削する研削装置に有用である。
１ 研削装置
２０ チャックテーブル
２１ａ 保持面
２４ テーブル回転手段
４０ 研削手段
４２ スピンドルユニット
４５ マウント
４６ 研削ホイール
４７ 研削砥石
５０ スクラッチ検出手段
５３ ラインセンサ
５４ ライト
５５ 判断手段
５６ 編集部
５７ 判断部
Ｗ ウエーハ
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ スクラッチ
Ｄ 幅

Claims (1)

  1. 研削砥石を環状に備えた研削ホイールを装着するマウントを備え該研削ホイールの中心を軸に回転させるスピンドルユニットを有する研削手段と、チャックテーブルの保持面が保持したウエーハの中心を軸に該チャックテーブルを回転させるテーブル回転手段を備える保持手段と、スクラッチ検出手段とを備えた研削装置であって、
    該チャックテーブルの該保持面は、中心を頂点とし外周が低く傾斜した傾斜面を形成し、
    該研削手段は、該スピンドルユニットで回転する該研削砥石が該チャックテーブルが保持したウエーハの中心を通過しウエーハの中心と外周との半径エリアで円弧の被研削部分で研削していて、
    該スクラッチ検出手段は、ウエーハの半径を撮像する該半径長さのラインセンサと、該ラインセンサと同じ長さで延在するライトと、判断手段とを備え、
    該判断手段は、該ラインセンサが撮像した撮像画像の半径方向を縦軸として円周方向を横軸として帯状画像に編集する編集部と、該編集部が編集した帯状画像において規則性がある直線の幅が予め設定した幅より大きかったらもしくは該規則性がある直線以外の線があったらスクラッチ有り、該規則性がある直線の幅が予め設定された幅以下であったらスクラッチ無しと判断する判断部とを備える研削装置。
JP2016214398A 2016-11-01 2016-11-01 研削装置 Active JP6791551B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016214398A JP6791551B2 (ja) 2016-11-01 2016-11-01 研削装置
TW106133398A TWI720254B (zh) 2016-11-01 2017-09-28 磨削裝置
CN201710990740.8A CN108015673B (zh) 2016-11-01 2017-10-23 磨削装置
KR1020170142358A KR102305383B1 (ko) 2016-11-01 2017-10-30 연삭 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016214398A JP6791551B2 (ja) 2016-11-01 2016-11-01 研削装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018069411A JP2018069411A (ja) 2018-05-10
JP6791551B2 true JP6791551B2 (ja) 2020-11-25

Family

ID=62080238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016214398A Active JP6791551B2 (ja) 2016-11-01 2016-11-01 研削装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6791551B2 (ja)
KR (1) KR102305383B1 (ja)
CN (1) CN108015673B (ja)
TW (1) TWI720254B (ja)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100301067B1 (ko) * 1999-08-23 2001-11-01 윤종용 마이크로 스크래치 검사방법 및 이를 적용한 장치
JP4703141B2 (ja) * 2004-07-22 2011-06-15 株式会社荏原製作所 研磨装置、基板処理装置、基板飛び出し検知方法
KR20060118182A (ko) * 2005-05-16 2006-11-23 주식회사 하이닉스반도체 웨이퍼의 마이크로-스크래치 검출방법
JP2009061511A (ja) * 2007-09-04 2009-03-26 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの研削方法及び研削装置
JP2009095903A (ja) * 2007-10-15 2009-05-07 Disco Abrasive Syst Ltd 研削装置及びスクラッチ検出装置
JP5149020B2 (ja) * 2008-01-23 2013-02-20 株式会社ディスコ ウエーハの研削方法
JP5274919B2 (ja) * 2008-07-09 2013-08-28 株式会社ディスコ 研削装置及びスクラッチ検出装置
US8269960B2 (en) * 2008-07-24 2012-09-18 Kla-Tencor Corp. Computer-implemented methods for inspecting and/or classifying a wafer
JP2010030007A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Disco Abrasive Syst Ltd 研削装置及びスクラッチ検出装置
JP5526911B2 (ja) * 2010-03-25 2014-06-18 東レ株式会社 研磨パッド
JP6113015B2 (ja) * 2013-07-24 2017-04-12 株式会社ディスコ 割れ厚さ検出装置
JP2016047561A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 株式会社ディスコ 研削装置
JP6377459B2 (ja) * 2014-08-29 2018-08-22 株式会社ディスコ ウエーハ検査方法、研削研磨装置
JP2016075554A (ja) * 2014-10-06 2016-05-12 株式会社ディスコ ウエーハ検査方法及びウエーハ検査装置
JP2016078147A (ja) * 2014-10-14 2016-05-16 株式会社ディスコ 研削装置
JP6441056B2 (ja) * 2014-12-10 2018-12-19 株式会社ディスコ 研削装置
CN105870033B (zh) * 2016-05-06 2019-04-05 中国科学院物理研究所 一种半导体抛光晶片表面划痕的检测方法
JP6760820B2 (ja) * 2016-11-01 2020-09-23 株式会社ディスコ スクラッチ検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108015673A (zh) 2018-05-11
KR102305383B1 (ko) 2021-09-24
CN108015673B (zh) 2021-06-04
JP2018069411A (ja) 2018-05-10
KR20180048374A (ko) 2018-05-10
TW201817543A (zh) 2018-05-16
TWI720254B (zh) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102413812B1 (ko) 절삭 장치
KR102319943B1 (ko) 연삭 장치
JP5073962B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2008155292A (ja) 基板の加工方法および加工装置
JP6166974B2 (ja) 研削装置
JP2018140469A (ja) 被加工物の検査方法、被加工物の検査装置及び加工装置
KR102257264B1 (ko) 스크래치 검출 방법
JP6860416B2 (ja) 加工装置
CN110293480A (zh) 磨削装置
JP2009061511A (ja) ウエーハの研削方法及び研削装置
JP2018062052A (ja) 切削方法及び切削装置
JP6791551B2 (ja) 研削装置
JP2016159409A (ja) 切削装置
JP2018192603A (ja) 切削装置の切削ブレード検出機構
JP2010030007A (ja) 研削装置及びスクラッチ検出装置
JP6312482B2 (ja) 中心算出方法及び切削装置
JP2023083014A (ja) ウェーハの製造方法および研削装置
JP6774263B2 (ja) 切削装置
JP6817798B2 (ja) ウエーハの研削方法及び研削装置
JP6767849B2 (ja) ウエーハ加工装置及びウエーハの加工方法
TW201236811A (en) Cutting device
JP6636360B2 (ja) 切削装置
KR102613641B1 (ko) 플라이 컷 장치
JP7292799B2 (ja) 修正方法
JP2017189844A (ja) 研削装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190920

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200924

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201006

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201030

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6791551

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250