説明

研削装置

【課題】ワークのチャックテーブルからズレを検出する。
【解決手段】ワークを保持する保持面が形成された保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを研削加工する加工手段とを有する研削装置であって、該保持面の所定位置に搬入されたワークが、研削加工中に該所定位置からズレた際に、該ズレ量を検出するズレ検出手段を有し、該ズレ検出手段は、ワークのエッジ近傍に検出光を照射する照射部と、ワークで反射した該検出光を受光する受光部と、該受光部での受光に基づいてワークのズレを算出する演算部と、該演算部で算出したズレが予め設定した閾値を下回っていた場合には研削加工を続行し、予め設定した閾値を上回っていた場合には研削加工を停止する制御部と、を有する研削装置とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハ等のワークを研削加工する研削装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体デバイスの目的厚みを得るために、多数の半導体デバイスの集合体であるワークの段階で、その裏面を研削,研磨して薄化することが行われている。また、昨今の半導体デバイスの顕著な薄型化に伴い、ワークは一層薄く加工されるようになっている。
【0003】
一般に、ワークの研削や研磨は、ワークの表面を研削装置のチャックテーブルに吸着保持させた後、チャックテーブルおよびワークを回転させながら裏面を研削砥石で研削加工することにより、行われる(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2001−252853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、ワーク上に構造物やハンダなどのバンプが形成されていて被保持面が平坦でない場合に、チャックテーブルへの吸着保持が不完全になり、ワークを回転させている際に、徐々にワーク(ウェーハ)がズレて、しまいにはチャックテーブルからワークが外れて飛んでしまうという現象が起こる場合があった。このため、ワークのズレを検出し、ワークがずれた場合、チャックテーブルの回転を停止して、ワークが飛んでしまうことを抑制する技術の提供が期待されていた。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークのチャックテーブルからのズレを検出することが可能な研削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る研削装置は、ワークを保持する保持面が形成された保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを研削加工する加工手段とを有する研削装置であって、該保持面の所定位置に搬入されたワークが、研削加工中に該所定位置からズレた際に、該ズレ量を検出するズレ検出手段を有し、該ズレ検出手段は、ワークのエッジ近傍に検出光を照射する照射部と、ワークで反射した該検出光を受光する受光部と、該受光部での受光に基づいてワークのズレを算出する演算部と、該演算部で算出したズレが予め設定した閾値を下回っていた場合には研削加工を続行し、予め設定した閾値を上回っていた場合には研削加工を停止する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る研削装置によれば、ワークのチャックテーブルからのズレを検出し、ワークが飛んでしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す斜視図である。
【図2】図2は、本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す側面図である。
【図3】図3は、本発明の一実施形態である研削装置の検出部の構成を示す模式図である。
【図4】図4は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図5】図5は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理を説明するための図である。
【図6】図6は、本発明の一実施形態であるズレ検出処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である研削装置の構成及びその動作について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0011】
〔研削装置の構成〕
始めに、図1〜3を参照して、本発明の一実施形態である研削装置の構成について説明する。図1は本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す斜視図であり、図2は本発明の一実施形態である研削装置の構成を示す側面図である。図3は、本発明の一実施形態である研削装置の検出部の構成を示す模式図である。
【0012】
図1に示すように、本発明の一実施形態である研削装置1は、直方体状の基台2を備える。基台2の上面の前方側には、研削装置1に対する各種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。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に保持されたワークWを構成する部材を検出する検出部70が設けられている。これらの各構成部を制御部Cが制御・統括している。
【0013】
ワークWを構成する部材としては、特に限定されないが、例えばシリコンウェーハ、ガリウムヒ素ウェーハ、シリコンカーバイドウェーハ等の半導体ウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、サファイア基板等の無機材料基板などが例示できる。
【0014】
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って、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にワークWの露出面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、加工前のワークWが供給される一方、加工後のワーク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、ワークWの研削加工時に発生する研削砥石のくずなどが基台2内に侵入することを抑制する防塵カバー8が設けられている。防塵カバー8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、テーブル支持台4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。
【0015】
チャックテーブル41は、本発明に係る保持手段を構成するものであり、円盤状に形成され、その上面には図中矢印Aが示す方向に搬入されたワーク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の吸着面においてワーク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にワークWを保持した状態で回転される。
【0016】
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、支柱部5に対してボールねじ式の移動機構により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。
【0017】
研削ユニット6は、本発明に係る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。研削ユニット6は、チャックテーブル41の回転方向と同じ方向に研削砥石61を回転させつつ、研削位置に配置されたワークWの表面に研削砥石61を当接させることによって、ワークWの表面に露出した部材を研削加工する。
【0018】
検出部70は、本発明に係るズレ検出手段を構成するものであり、基台2の開口部2aの側方側に立設された逆L字形状のアーム部71と、アーム部71の先端に設けられたレーザヘッド部72とを備える。図2に示すように、検出部70は、レーザヘッド部72からワークWの表面にレーザ光を照射し、ワークWの表面で反射したレーザ光を受光する。
【0019】
レーザヘッド部72は、図3に示すように、ケース721と、分離壁722と、光源とレンズを含む照射系723と、演算部727に接続されたセンサー724とを備える。照射系723が本発明に係る照射部を構成し、センサー724が本発明に係る受光部を構成する。また、演算部727は制御部Cに含まれる。ケース721と分離壁722とで囲まれた空間に、ケース721の側面に設けられた給水口725から給水された水を、ケース721下面に設けられた排水口726からワークWの表面に供給しながら、照射系727がワークWの表面にレーザ光を照射するとともに、センサー724が反射光を受光する。そして、演算部727が、反射光の受光量に基づいてワークWのズレの有無を検出する。
【0020】
以上のように構成される研削装置1の各構成部の動作を統括的に制御する制御部Cは、研削装置1の動作に必要な各種データを保持するメモリを内蔵したマイクロコンピュータ等で構成される。この制御部Cの制御のもとで、研削装置1は、以下に説明するズレ検出処理を実行する。
【0021】
〔ズレ検出処理〕
図2に示すように、検出部70のレーザヘッド部72は、チャックテーブル41の回転に伴って回転するワークWのエッジ近傍に対し、検出光としてのレーザ光を照射するとともに、反射光を受光する。その際、図2のワークWの上部からの拡大部に示すように、レーザ光のスポットがワークWとチャックテーブル41の双方に当たるように照射する。そうすると、検出部70は、ワークWからの反射光とチャックテーブル41の保持面41aからの反射光とを受光する。
【0022】
ワークWのズレが生じた場合、すなわち、ワークWの中心がチャックテーブル41の回転軸Lからズレた場合には、検出部70が受光するワークWからの反射光とチャックテーブル41の保持面41aからの反射光の割合は、周期的に変化する。ここで、ワークWでの反射率とチャックテーブル41の保持面41aでの反射率が異なることから、反射光の強度が周期的に変化する。そこで、ズレが生じていない場合と比較して反射光の強度が変化したことで、ワークWのズレが生じたと判断できる。なお、検出光のスポットの直径は検出したいズレより適宜に大きいものとする。
【0023】
以下に、図4を参照して、本実施の形態に係るズレ検出処理手順について説明する。図4に示すフローチャートは、オペレータが操作パネル3を操作してズレ検出処理の実行を指示したタイミングで開始となり、検出処理はステップS1の処理に進む。
【0024】
ステップS1の処理では、制御部Cは、検出部70の動作を制御して、チャックテーブル41の回転に伴って回転するワークWのエッジ近傍に対し、レーザ光を照射するとともに反射光を受光して、受光量をメモリに記憶させる。これにより、ステップS1の処理は完了し、ズレ検出処理はステップS2の処理に進む。
【0025】
ステップS2の処理では、演算部727が、ステップS1で記憶した受光量に基づいてズレが生じていない状態からの変化量(ズレ)を算出し、ステップS3の処理では、制御部Cが、算出されたズレとあらかじめ設定された閾値とを比較する。算出されたズレが閾値を下回る場合には(ステップS3,No)、制御部Cは、ズレは生じていないと判断してワークWの研削を続行し(ステップ4)、ステップS1に戻る。一方、算出されたズレが閾値を上回る場合には(ステップS3,Yes)、ズレが生じたと判断して研削ユニット6を制御してワークWの研削を停止し(ステップS5)、一連のズレ検出処理を終了する。
【0026】
ここで、具体的にズレを算出する方法について、図5および図6を参照して説明する。図5は、直径4mmのレーザ光スポットをワークWのエッジに1.3mmかぶるように照射して、受光した反射光の強度を計測した結果を例示しており、図6は、図5の計測結果について、移動平均を算出した結果を例示したものである。図5,図6とも、ワークWのズレが0mm,0.5mm,1mmの3ケースについての結果を示している。なお、図5の計測結果については、センサー724が受光可能な受光量の上限をワークWのズレが0mmの場合の計測開始時の受光量とした状態のものとなっている。そのため、チャックテーブル41の回転に伴って検出光がワークWの外側にズレた場合の受光量のみを計測できる。ワークWのズレが大きくなるほど、反射光の強度の変化が大きくなり、センサー724は受光量の減少のみを検出することになるので、移動平均が大きく変化することがわかる。ズレ検出処理の前には、あらかじめワークWのズレが0mmの場合について反射光の受光量を計測し、移動平均を算出しておき、これを考慮して閾値を設定しておく。そしてズレ検出処理の際には、演算部727が移動平均を算出し、閾値と比較すればよいことがわかる。
【0027】
なお、ワークWの閾値以上のズレを検出した場合には、研削装置1の制御部Cは、チャックテーブル41の回転を止める。その後、オペレータによりワークWのズレを修正し、研削加工を再開することで、ワークが飛んでしまうことを抑制できる。
【0028】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるズレ検出処理によれば、ワークWのチャックテーブル41からのズレを検出できるので、ワークが飛んでしまうことを抑制することができる。
【0029】
なお、ステップS1でレーザ光の照射を始める際には、ワークWのエッジ近傍であればよく、ワークW、チャックテーブル41の保持面41aのいずれか一方にのみ照射するようにしてもよい。検出能に応じたワークWのズレが生じた際に、チャックテーブル41の回転に伴って他方にも照射されるようになればよい。
【符号の説明】
【0030】
1 研削装置
6 研削ユニット
41 チャックテーブル
70 検出部
723 照射部
724 受光部
727 演算部
W ワーク
C 制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを保持する保持面が形成された保持手段と、該保持手段に保持された前記ワークを研削加工する加工手段とを有する研削装置であって、
該保持面の所定位置に搬入されたワークが、研削加工中に該所定位置からズレた際に、該ズレ量を検出するズレ検出手段を有し、
該ズレ検出手段は、ワークのエッジ近傍に検出光を照射する照射部と、ワークで反射した該検出光を受光する受光部と、該受光部での受光に基づいてワークのズレを算出する演算部と、該演算部で算出したズレが予め設定した閾値を下回っていた場合には研削加工を続行し、予め設定した閾値を上回っていた場合には研削加工を停止する制御部と、を有することを特徴とする研削装置。

【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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【公開番号】特開2012−152859(P2012−152859A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−14589(P2011−14589)
【出願日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【出願人】(000134051)株式会社ディスコ (2,397)
【Fターム(参考)】