JP2009111238A

JP2009111238A - 半導体ウエハ研削装置

Info

Publication number: JP2009111238A
Application number: JP2007283252A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Shirasaka; 白坂智久; Tsuneo Kobayashi; 小林恒雄
Original assignee: Marubun Co Ltd; Marubun Corp
Current assignee: Marubun Co Ltd; Marubun Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】高精度に仕上げることのできる半導体ウエハ研削装置を提供する。
【解決手段】半導体ウエハを回転させながらウエハの主面を研削することにより薄く仕上げる研削装置において、前記ウエハの回転軸と平行な回転軸を中心として回転しながらウエハの主面を研削する砥石具３ｃと、ウエハの厚さを計測、及び／又はクラックを検出する電磁誘導方式及び光学方式から選ばれる一つ以上の非接触式センサとを備え、当該センサがプローブ６と、プローブ６の先端と前記ウエハとの間に流体Ｆを充填可能にプローブ６を包囲するジャケット７とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、半導体ウエハを研削し、所定の厚みに仕上げる装置に関する。

携帯電話などのデジタル・モバイル機器の普及に伴い、回路デバイスを形成した半導体ウエハを１００μｍ以下の厚さに歩留まりよく仕上げる研削技術が要請されている。ウエハを所望の厚さに仕上げるには、ウエハの回路デバイス形成面に保護テープを貼り、これを下向きにして吸着した状態で回転させ、センサで厚さを計測しながら裏面を研磨する。また、同時に別のセンサでクラックの有無を検査し、クラックが発見された場合には研磨を終了し、不良品として処理する。

この種の厚さ計測センサとしては、自転するウエハ上に光を照射し、その反射率等で計測する光学式のものが振動・衝突等の影響を受けないことから、好ましいとされている。そして、飛散する研磨液や研磨剤が測定の障害となることを防ぐため、洗浄ノズルをウエハに対向させ、受光・発光素子と接続する光導通管の先端部周囲をノズル内に通し、洗浄液を噴射しながら計測する装置（特許文献１）、光学系を覆うカバーを設けた装置（特許文献２）が提案されている。
特開平１０−３３５２８８特開２００１−３００８４７

しかし、特許文献１には、研磨部材が固形即ち砥石である場合に、如何にしてセンシング環境を一定に保つかについて開示されていない。また、特許文献２の装置に取り付けられたカバーも光学系を包囲しているだけで、プローブの先端とウエハとの間の環境を一定に保つものではない。
それ故、この発明は、プローブの先端とウエハとの間の環境を一定に保ち、高精度に仕上げることのできる半導体ウエハ研削装置を提供することにある。

その課題を解決するために、この発明の研削装置は、
半導体ウエハを回転させながらウエハの主面を研削することにより薄く仕上げる研削装置において、
前記ウエハの回転軸と平行な回転軸を中心として回転しながらウエハの主面を研削する砥石具と、プローブ、及びプローブの先端と前記ウエハとの間に流体を充填可能にプローブを包囲するジャケットを有し、ウエハの厚さを計測、及び／又はクラックを検出する非接触式センサとを備えることを特徴とする。

この研削装置によれば、非接触式センサがプローブの先端とウエハとの間に流体を充填可能にプローブを包囲するジャケットを有しているので、流体を充填することで、ウエハとプローブとの間に障害物が侵入することがなくなり、プローブの先端とウエハとの間の環境が当該流体によって一定に保たれる。従って、高精度に厚さを計測しあるいはクラックを検出することができる。前記非接触式センサが光学方式のものであるとき、この作用が顕著である。
前記ジャケットは筒状をなし、前記流体がジャケットの下部より供給されてプローブの先端を超え、上部よりオーバーフローすることにより充填されるようにするのが好ましい。これにより流体が均一に充填されるからである。

前記非接触式センサとしては電磁誘導方式のものでもよい。この場合、ジャケットが金属や導電性樹脂のような電磁波遮蔽材料からなると好ましい。周辺回路からの不要な電磁波をジャケットが遮断し、誤動作を防止することができるからである。また、複数の電磁誘導方式センサを用いる場合においてはセンサ間の電磁干渉を排除するからである。
更にまた、電磁誘導方式と光学方式を併用してもよい。

半導体ウエハの厚さを高精度に仕上げることができるので、歩留まりが向上する。

この発明の研削装置の実施形態を図面とともに説明する。図１は実施形態に係る研削装置を示す平面図、図２は右側面図、図３は要部軸方向断面図である。
研削装置１は、半導体ウエハＷを吸着した状態で回転させるテーブル２と、テーブル２の上方に位置する砥石具３と、厚さ計測センサ４と、クラック検知センサ５とを備える。

砥石具３は、テーブル２の回転軸と平行な回転軸３ａを有し、昇降機構３ｄによりテーブル２に対して往復動可能に固定されている。回転軸３ａの下端には砥石ホイール３ｂが取り付けられ、その下面に周方向に多数の砥石３ｃが固定されている。
厚さ計測センサ４及びクラック検知センサ５は、テーブル２の近傍に固定されている。厚さ計測センサ４は、光学的にウエハＷの厚さを計測するもので、図３に示すようにプローブ６とプローブ６の先端を包囲する二重円筒状のジャケット７とを備える。プローブ６は、図略の発光素子から発せられた光をウエハＷ上に導き、ウエハＷで反射した光を図略の受光素子に導く光導管６ａの先端に取り付けられている。ジャケット７は、主に樹脂製で、プローブ６を支持する内筒７ｃと、内筒７ｃの外側に同心状に配置された外筒７ｄとからなる。内筒７ｃと外筒７ｄとで囲まれる環状空間は蓄液部となる。内筒７ｃの底は光透過性ガラス板７ｅで液密に封じられている。外筒７ｄの下部には給水口７ａ、上部には出水口７ｂが形成されている。クラック検知センサ５は、光導管６ａに代えて高周波磁界を生じさせるコイルがプローブ内に収納されていること、及びジャケットが金属製であることを除くほかは厚さ計測センサ４と同様の構造を有する。尚、プローブ６が防水性のものであるときは光透過性ガラス板７ｅは不要である。

研削装置１でウエハＷを研削する手順は以下の通りである。表面に回路デバイスの形成されたウエハＷのデバイス形成面に保護テープを貼り、これを下向きにしてテーブル２の上面に吸着させる。テーブル２を回転させる。そして、砥石具３を回転させながら、砥石３ｃがウエハＷの裏面に接するまで下降させる。これにより、ウエハＷの研削が進行し、ウエハＷが薄くなっていく。研削中は常時、厚さ計測センサ４によりウエハＷの厚さを計測し、クラック検知センサ５によりクラックの有無を検出する。所定の厚さに達するまでにクラックが発見されれば、研削を止め、不良品として処理する。クラックが発見されなければ、所定の厚さに達するまで研削する。いずれにしても計測・検出中は、給水口７ａから給水してプローブ６の先端を水没させる。水は、自重により一部がジャケット７内を落下し、ジャケット７とウエハＷとの間隙より出てウエハＷ上に広がり、残部が出水口７ｂより排出される。

研削装置１によれば、研削中はプローブ６先端からウエハＷの計測領域までの間を流水が存在しているので、その間に異物が侵入することはない。このため高精度に厚さを計測し、クラックを検出することができる。

次に、研削装置１に付設されて、研削後のウエハＷの厚さ及びクラックの有無を検査するる検査装置１０を図面とともに説明する。図４は検査装置１０を示す平面図、図５は同じく斜視図である。検査装置１０は、半導体ウエハＷを吸着した状態で回転させるテーブル１２と、厚さ計測センサ８ａ、８ｂと、クラック検知センサ９ａ、９ｂとを備える。

厚さ計測センサ８ａ、８ｂは、研削装置１におけると同じく光学方式のもので、いずれも径方向に往復動可能で、センサ８ａが相対的に内周側を走査し、センサ８ｂが外周側を走査する。但し、研削装置１におけると異なり、センサ８ａ、８ｂは、ジャケットを有していない。クラック検知センサ９ａ、９ｂは、研削装置１におけると同じく電磁誘導方式のもので、いずれも径方向に往復動可能で、センサ９ａが相対的に内周側を走査し、センサ９ｂが外周側を走査する。また、センサ９ａ、９ｂもプローブの先端がジャケットで包囲されている。

研削後のウエハＷは、検査装置１０にかけられてテーブル１２とともに回転させられ、４つのセンサを往復動させることにより、厚さが所定範囲に仕上がっているかどうか、クラックの有無が検査される。検査中、センサ９ａ、９ｂが互いに接近することがあってもジャケットが金属製であるので、電磁干渉することはない。従って、高精度の検査が可能となる。

実施形態に係る研削装置を示す平面図である。同じく右側面図である。要部軸方向断面図である。上記研削装置に付設される検査装置を示す平面図である。同じく斜視図である。

符号の説明

１研削装置
２、１２テーブル
３砥石具
４、８ａ、８ｂ厚さ計測センサ
５、９ａ、９ｂクラック検知センサ
６プローブ
７ジャケット
１０検査装置

Claims

半導体ウエハを回転させながらウエハの主面を研削することにより薄く仕上げる研削装置において、
前記ウエハの回転軸と平行な回転軸を中心として回転しながらウエハの主面を研削する砥石具と、
プローブ、及びプローブの先端と前記ウエハとの間に流体を充填可能にプローブを包囲するジャケットを有し、ウエハの厚さを計測、及び／又はクラックを検出する非接触式センサと
を備えることを特徴とする研削装置。
前記ジャケットが筒状をなし、前記流体がジャケットの下部より供給されてプローブの先端を超え、上部よりオーバーフローすることにより充填される請求項１に記載の研削装置。
前記非接触式センサが複数であって、その少なくとも一つが電磁誘導方式である請求項１又は２に記載の研削装置。
前記ジャケットが電磁波遮蔽材料からなる請求項３に記載の研削装置。
前記非接触式センサが複数であって、その少なくとも一つが光学方式である請求項１に記載の研削装置。
前記非接触式センサが複数であって、その少なくとも一つが光学方式であり、且つ少なくとも一つが電磁誘導方式である請求項１に記載の研削装置。