JP2019022920A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリング運転後の一枚目のウエーハの加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができるウエーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウエーハの加工方法は、研削研磨装置の研磨ユニットを駆動させるアイドリングステップＳＴ１と、アイドリングステップＳＴ１の実施後に、研削研磨装置のチャックテーブルに保持されたウエーハを研磨パッドで研磨する研削研磨ステップＳＴ２とを少なくとも備える。研削研磨ステップＳＴ２における研磨条件は、一枚目のウエーハを研磨する初期加工時の回転軸の傾きと、二枚目以降のウエーハを研磨する連続加工時の回転軸の傾きとの二種類が設定されている。初期加工時の回転軸の傾きは、初期加工時の回転軸の傾きで一枚目のウエーハを研磨した際の研磨レートと、連続加工時の回転軸の傾きで二枚目以降のウエーハを研磨した際の研磨レートと、が同一になるように設定される。【選択図】図９

Description

本発明は、ウエーハを加工するウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイスが表面に形成されたシリコンなどからなる半導体ウエーハや、光デバイスが形成されたサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などからなる光デバイスウエーハなどの各種ウエーハは、裏面側が研削砥石で研削されて薄化された後（例えば、特許文献１参照）、裏面が研磨される。

特開２０１３−１１９１２３号公報

ウエーハの裏面を研磨する研磨装置は、フルオートで連続加工したウエーハと、加工を一時中断しアイドリング運転後の一枚目に加工したウエーハとでは、研磨による除去量の分布が異なる。例えば、研磨装置は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハを加工した時の方が連続加工した時と比較して、中心部分の除去量（研磨レートともいう）が減少し外周部の除去量が増加するという問題がある。この現象の一因は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハの加工時に発生する熱が連続加工時と比較して少ないためと思われる。

本発明は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハの加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができるウエーハの加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された該ウエーハを研磨する研磨パッドと、該研磨パッドが装着されるスピンドル及び該スピンドルを回転駆動するモータとを含む研磨手段と、該研磨手段を加工送りする加工送り手段と、を備えた研磨装置を用いるウエーハの加工方法であって、該研磨手段を駆動させるアイドリングステップと、該アイドリングステップの実施後に、該チャックテーブルに保持されたウエーハを該研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を少なくとも備え、該研磨ステップにおける研磨条件は、一枚目のウエーハを研磨する初期加工条件と、二枚目以降のウエーハを研磨する連続加工条件との二種類が設定され、該初期加工条件は、該初期加工条件で一枚目のウエーハを研磨した際の研磨レートと、該連続加工条件で二枚目以降のウエーハを研磨した際の研磨レートと、が同一になるように設定されることを特徴とする。

前記ウエーハの加工方法において、該チャックテーブルは、外周部が中心に比べて僅かに低い円錐状の保持面と、該保持面の中心を通る回転軸と、該回転軸の傾きを調整する傾き調整手段と、を少なくとも備え、該初期加工条件は、加工点において該研磨パッドと該チャックテーブルとの成す角度が該連続加工条件より大きくなるように該回転軸の傾きが設定されても良い。

本願発明のウエーハの加工方法は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハの加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハの斜視図である。 図２は、図１に示すウエーハの表面に保護部材が貼着された状態の斜視図である。 図３は、実施形態１に係るウエーハの加工方法で用いられる研削研磨装置の構成例の斜視図である。 図４は、図３に示された研削研磨装置のチャックテーブルと研磨ユニット等を示す側面図である。 図５は、図３に示された研削研磨装置の傾き調整機構を示す側面図である。 図６は、初期加工時及び連続加工時のウエーハの単位時間当たりの除去量を測定した測定ポイントを説明する平面図である。 図７は、図６に示された各測定ポイントの初期加工時の単位時間当たりの除去量の測定結果を示す図である。 図８は、図６に示された各測定ポイントの連続加工時の単位時間当たりの除去量の測定結果を示す図である。 図９は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。 図１０は、図９に示されたウエーハの加工方法の研削研磨ステップの初期加工時を示す側断面図である。 図１１は、図９に示されたウエーハの加工方法の研削研磨ステップの連続加工時を示す側断面図である。 図１２は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の初期加工時の回転軸の傾きを説明する図である。 図１３は、実施形態１及び実施形態２の変形例に係るウエーハの加工方法で用いられる研磨装置の構成例の斜視図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の加工対象のウエーハの斜視図である。図２は、図１に示すウエーハの表面に保護部材が貼着された状態の斜視図である。

実施形態１に係るウエーハの加工方法は、図１に示すウエーハ２００の裏面２０１を研削及び研磨する加工方法であって、ウエーハ２００の所定の仕上げ厚さに薄化する方法である。実施形態１に係るウエーハの加工方法の加工対象であるウエーハ２００は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハである。ウエーハ２００は、図１に示すように、表面２０２に形成された格子状の分割予定ライン２０３に区画された複数の領域にデバイス２０４が形成されている。ウエーハ２００は、図２に示すように、表面２０２に保護部材２０５が貼着された状態で裏面２０１に研削などが施されて、所定の厚さまで薄化された後に、裏面２０１に研磨が施される。保護部材２０５は、ウエーハ２００と同じ大きさの円板状に形成され、可撓性を有する合成樹脂により構成されている。

実施形態１に係るウエーハの加工方法は、図３に示す研磨装置である研削研磨装置１を用いてウエーハ２００の裏面２０１を研削する。図３は、実施形態１に係るウエーハの加工方法で用いられる研削研磨装置の構成例の斜視図である。図４は、図３に示された研削研磨装置のチャックテーブルと研磨ユニット等を示す側面図である。図５は、図３に示された研削研磨装置の傾き調整機構を示す側面図である。

研削研磨装置１は、図３に示すように、装置本体２と、第１の研削ユニット３と、第２の研削ユニット４と、研磨手段である研磨ユニット５と、加工送り手段である加工送りユニット１２と、ターンテーブル６上に設置されかつウエーハ２００を保持する例えば４つのチャックテーブル７と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬入ユニット１１と、洗浄ユニット１３と、搬出入ユニット１４と、制御装置１００とを主に備えている。

第１の研削ユニット３は、スピンドル３１の下端に装着された研削砥石を有する研削ホイール３２が研削水を供給されつつモータ３３により回転されながら粗研削位置１０２のチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００の裏面２０１に鉛直方向Ｚに沿って押圧されることによって、ウエーハ２００の裏面２０１を粗研削するためのものである。同様に、第２の研削ユニット４は、スピンドル４１の下端に装着された研削砥石を有する研削ホイール４２が研削水を供給されつつモータ４３により回転されながら仕上げ研削位置１０３に位置するチャックテーブル７に保持された粗研削済みのウエーハ２００の裏面２０１にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２００の裏面２０１を仕上げ研削するためのものである。なお、実施形態１において、第１の研削ユニット３及び第２の研削ユニット４の研削ホイール３２，４２の回転中心である軸心と、チャックテーブル７の図４に示す回転軸７２とは、水平方向に間隔をあけて配置されている。

研磨ユニット５は、図４に示すように、研磨パッド５１と、スピンドル５２と、図３に示すモータ５３とを含む。研磨パッド５１は、チャックテーブル７に保持されたウエーハ２００を研磨するものであり、研磨工具５４の円盤状の支持基台５５の下面に取り付けられているとともにウエーハ２００と対向する研磨面５６が水平方向と平行である。スピンドル５２は、下端に研磨工具５４の支持基台５５が取り付けられる工具装着部材５７が取り付けられて、支持基台５５を介して下端に研磨パッド５１が装着される。モータ５３は、スピンドル５２を回転駆動して、研磨パッド５１を軸心５８回りに回転させる。加工送りユニット１２は、研磨ユニット５を鉛直方向Ｚに沿ってチャックテーブル７に保持されたウエーハ２００に向けて加工送りするものである。研磨ユニット５は、研磨工具５４が回転されながら、研磨位置１０４に位置するチャックテーブル７の保持面７１で保持された仕上げ研削済みのウエーハ２００の裏面２０１に鉛直方向Ｚに沿って加工送りユニット１２により押圧される。研磨ユニット５は、研磨工具５４の研磨パッド５１がウエーハ２００の裏面２０１にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２００の裏面２０１を研磨するためのものである。

なお、実施形態１において、研磨ユニット５のスピンドル５２及び研磨パッド５１の回転中心である軸心５８は鉛直方向Ｚと平行に配置されている。研磨ユニット５のスピンドル５２及び研磨パッド５１の回転中心である軸心５８と、チャックテーブル７の図４に示す回転軸７２とは、水平方向に間隔をあけて配置されている。また、実施形態１において、研磨ユニット５は、研磨時に加工液供給ユニット１５から研磨液と洗浄液とが選択的に供給される。加工液供給ユニット１５は、加工液供給経路１６を介して、研磨ユニット５の上端部と連結され、研磨ユニット５に研磨液又は洗浄液を供給する。

ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、例えば４つのチャックテーブル７が、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。

チャックテーブル７は、図２に示すように、ウエーハ２００の表面２０２側を保護部材２０５を介して保持する保持面７１と、保持面７１の中心７１１を通る図４中に一点鎖線で示す回転軸７２と、図３に示す傾き調整手段である傾き調整機構７３とを備える。チャックテーブル７は、保持面７１に真空チャックを備えたチャックテーブル構造のものであり、保持面７１に載置されたウエーハ２００を真空吸着して保持する。

保持面７１は、図４に示すように、外周部７１２が中心７１１に比べて僅かに低い円錐状に形成されている。即ち、保持面７１は、中心７１１を頂点とした円錐面に形成されて、中心７１１から外周部７１２に向けて下降する傾斜を有する斜面に形成されている。チャックテーブル７は、加工対象のウエーハ２００を保持面７１の円錐面にならって保持する。なお、図４は、保持面７１の円錐面の傾斜を誇張して示しているが、保持面７１の円錐面の傾斜は、実際には肉眼では認識できないほどの僅かな傾斜である。

回転軸７２は、チャックテーブル７の回転中心である。回転軸７２は、鉛直方向Ｚに対して僅かに傾いて配置される。このために、保持面７１の円錐面の一部分７１３は、図４に示すように、水平方向に沿って配置される。なお、保持面７１の円錐面の水平方向に沿う一部分７１３と、研磨面５６の一部分７１３と鉛直方向Ｚに対向する一部分５６１とは、ウエーハ２００の裏面２０１を研磨パッド５１が研磨する加工点である。なお、図４は、回転軸７２の鉛直方向Ｚに対する傾きθを誇張して示しているが、この傾きθは、実際には肉眼では認識できないほどの僅かな角度である。

傾き調整機構７３は、各チャックテーブル７に取り付けられている。傾き調整機構７３は、回転軸７２の鉛直方向Ｚに対する傾きθを変更（調整）するためのものである。傾き調整機構７３は、図５に示すように、支持台７４と、支持台７４に連結された位置調整ユニット７５とを備える。支持台７４は、図示しない軸受を介してチャックテーブル７を回転自在に支持する円筒状に形成された支持筒部７４１と、支持筒部７４１から拡径したフランジ部７４２とを備える。傾き調整機構７３は、フランジ部７４２の傾きを調整することにより、回転軸７２の傾きθを調整する。

図５に示した位置調整ユニット７５は、フランジ部７４２の円弧に沿って、等間隔に２つ以上設けられている。実施形態１において、傾き調整機構７３は、１２０度間隔で２つの位置調整ユニット７５と、フランジ部７４２を固定する図示しない固定部とを配置しているが、本発明では、位置調整ユニット７５を３つ以上配置しても良い。

位置調整ユニット７５は、図５に示すように、ターンテーブル６に固定された筒部７５１と、筒部７５１を貫通するシャフト７５２と、シャフト７５２の下端に連結された駆動部７５３と、シャフト７５２の上端においてフランジ部７４２に固定された固定部７５４とを備える。駆動部７５３は、シャフト７５２を回転させるモータ７５５と、シャフト７５２の回転速度を弱めるとともにターンテーブル６に固定された減速機７５６とを備える。

固定部７５４は、シャフト７５２の上端部に形成された図示しない雄ねじが螺合する。位置調整ユニット７５は、モータ７５５が減速機７５６を介してシャフト７５２を軸心回りに回転することで、回転軸７２の傾きθを調整する。また、ターンテーブル６には、チャックテーブル７を回転軸７２を中心に回転するモータ７６が取り付けられている。

チャックテーブル７は、研削時及び研磨時には、回転軸７２を中心として、モータ７６により回転駆動される。このようなチャックテーブル７は、ターンテーブル６の回転によって、搬入搬出位置１０１、粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４、搬入搬出位置１０１に順次移動される。

カセット８，９は、複数のスロットを有するウエーハ２００を収容するための収容器である。一方のカセット８は、研削研磨前の表面２０２に保護部材２０５が貼着されたウエーハ２００を収容し、他方のカセット９は、研削研磨後のウエーハ２００を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８から取り出されたウエーハ２００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

搬入ユニット１１は、吸着パッドを有し、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研削研磨前のウエーハ２００を吸着保持して搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。搬入ユニット１１は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に保持された研削研磨後のウエーハ２００を吸着保持して洗浄ユニット１３に搬出する。

搬出入ユニット１４は、例えばＵ字型ハンド１４１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１４１によってウエーハ２００を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１４は、研削研磨前のウエーハ２００をカセット８から位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研削研磨後のウエーハ２００を洗浄ユニット１３からカセット９へ搬入する。洗浄ユニット１３は、研削研磨後のウエーハ２００を洗浄し、研削及び研磨された加工面に付着している研削屑及び研磨屑等のコンタミネーションを除去する。

制御装置１００は、研削研磨装置１を構成する上述した各構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御装置１００は、ウエーハ２００に対する研削研磨動作を研削研磨装置１に実行させるものである。制御装置１００は、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。制御装置１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有する。制御装置１００のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、研削研磨装置１を制御するための制御信号を生成する。制御装置１００のＣＰＵは、生成した制御信号を入出力インタフェース装置を介して研削研磨装置１の各構成要素に出力する。また、制御装置１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。

制御装置１００は、以下の表１に示す研磨条件を記憶している。表１に示す研磨条件は、初期加工条件である初期加工時の研磨位置１０４における回転軸７２の傾きθ１と、連続加工条件である連続加工条件時の研磨位置１０４における回転軸７２の傾きθ２との二種類が設定されている。

制御装置１００は、加工の一次中断などのウエーハ２００の研削研磨を行っていない状態から研削研磨加工を開始する研削研磨装置１の立ち上げ時にアイドリング運転（暖機運転）を実施する。制御装置１００は、アイドリング運転では、ウエーハ２００を研削研磨することなく、チャックテーブル７を研削研磨加工時同一の回転速度で回転させ、所定の温度に調温された研削水を供給しながら研削ユニット３，４の研削ホイール３２，４２を研削加工時と同一の回転速度で回転させるとともに、研磨ユニット５の研磨工具５４を研磨加工時と同一の回転速度で回転させる空運転を実施する。アイドリング運転は、研削研磨装置１の各部位をウエーハ２００を研削研磨する時と同様の温度に整え、所定の精度で研削研磨が実施できるよう準備するための運転である。制御装置１００は、所定時間（例えば、３０分）アイドリング運転を実施した後、実際にウエーハ２００の研削研磨を実施する。

表１に示された初期加工は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨する加工である。初期加工時の回転軸７２の傾きθ１は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨する際の回転軸７２の傾きθであり、ウエーハ２００を所定の精度に形成するための傾きθである。即ち、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の厚さのばらつき等を所定の精度以下に抑制するための傾きθである。

表１に示された連続加工は、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨する加工である。連続加工時の回転軸７２の傾きθ２は、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨する際の回転軸７２の傾きθであり、ウエーハ２００を所定の精度に形成するための傾きθである。即ち、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２は、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００の厚さのばらつき等を所定の精度以下に抑制するための傾きθである。

このように、表１に示された本発明のウエーハの加工方法の研磨条件は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨する初期加工条件と、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨する連続加工条件との二種類が設定されている。

初期加工時の回転軸７２の傾きθ１は、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２よりも小さく、例えば、以下のように設定される。図６は、初期加工時及び連続加工時のウエーハの単位時間当たりの除去量を測定した測定ポイントを説明する平面図である。図７は、図６に示された各測定ポイントの初期加工時の単位時間当たりの除去量の測定結果を示す図である。図８は、図６に示された各測定ポイントの連続加工時の単位時間当たりの除去量の測定結果を示す図である。

なお、単位時間当たりの除去量は、単位時間当たりに減少（薄化）されるウエーハ２００の厚さを示している。図６に示す測定ポイントのうち測定ポイント「１」及び「９」は、ウエーハ２００の外縁部に配置し、測定ポイント「５」は、ウエーハ２００の中心に配置した。図６に示す測定ポイントは、測定ポイント「５」から測定ポイント「１」に向かって等間隔に測定ポイント「４」、「３」及び「２」を配置し、測定ポイント「５」から測定ポイント「９」に向かって等間隔に測定ポイント「６」、「７」及び「８」を配置した。また、図７は、回転軸７２の傾きθを表１に示された連続加工条件の回転軸７２の傾きθ２とした時の初期加工時の各測定ポイントの単位時間当たりの除去量を示し、図８は、回転軸７２の傾きθを表１に示された連続加工条件の回転軸７２の傾きθ２とした時の連続加工時の各測定ポイントの単位時間当たりの除去量を示している。

図７及び図８によると、初期加工時の測定ポイント「５」の単位時間当たりの除去量は、連続加工時の測定ポイント「５」の単位時間当たりの除去量よりも少ない。このために、初期加工時の測定ポイント「５」の単位時間当たりの除去量を連続加工時の測定ポイント「５」の単位時間当たりの除去量に近付けるためには、初期加工時の測定ポイント「５」の研磨パッド５１に接触する圧力を連続加工時の測定ポイント「５」の研磨パッド５１に接触する圧力よりも高くする必要が生じ、初期加工時の傾きθ１を連続加工時の傾きθ２よりも小さくする必要が生じる。なお、測定ポイント「５」即ちウエーハ２００の中心の単位時間当たりの除去量は、請求項１に記載された研磨レートに相当する。

このように、表１に示された本発明のウエーハの加工方法の研磨条件の初期加工条件は、初期加工条件でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工条件でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されている。即ち、初期加工条件でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工条件でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているとは、図７に示された測定ポイント「５」の除去量を図８に示された測定ポイント「５」の除去量に近付けることをいう。初期加工条件でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工条件でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているとは、初期加工条件でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の各測定ポイントの除去量と連続加工条件でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の各測定ポイントの除去量とが完全に一致することに限定されない。

次に、実施形態１に係るウエーハの加工方法について説明する。図９は、実施形態１に係るウエーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１０は、図９に示されたウエーハの加工方法の研削研磨ステップの初期加工時を示す側断面図である。図１１は、図９に示されたウエーハの加工方法の研削研磨ステップの連続加工時を示す側断面図である。

実施形態１に係るウエーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、研削研磨装置１がウエーハ２００に粗研削、仕上げ研削、及び研磨を順に施す方法である。加工方法は、図９に示すように、アイドリングステップＳＴ１と、研磨ステップである研削研磨ステップＳＴ２とを少なくとも備える。加工方法は、オペレータが研削研磨前の保護部材２０５が表面２０２に貼着されたウエーハ２００を収容したカセット８と、ウエーハ２００を収容していないカセット９を装置本体２に取り付ける。加工方法は、オペレータが加工情報を制御装置１００に登録し、オペレータから研削研磨装置１に加工動作の開始指示が入力されると、アイドリングステップＳＴ１と、研削研磨ステップＳＴ２とが順に実施される。

アイドリングステップＳＴ１は、研磨ユニット５等を駆動（空運転）させる、即ちアイドリング運転を所定時間実施するステップである。アイドリングステップＳＴ１では、制御装置１００は、研削研磨装置１の各構成要素を所定時間アイドリング運転する。加工方法は、各構成要素を所定時間アイドリング運転すると、研削研磨ステップＳＴ２に進む。

研削研磨ステップＳＴ２は、アイドリングステップＳＴ１の実施後に、チャックテーブル７に保持されたウエーハ２００を研磨パッド５１で研磨するステップである。研削研磨ステップＳＴ２では、研削研磨装置１の制御装置１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２００を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０にウエーハ２００の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされたウエーハ２００の表面２０２側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

研削研磨ステップＳＴ２では、研削研磨装置１の制御装置１００は、ウエーハ２００の表面２０２側を保護部材２０５を介してチャックテーブル７に保持し、裏面２０１を露出させて、ターンテーブル６でウエーハ２００を粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４及び搬入搬出位置１０１に順に搬送し、租研削、仕上げ研削、研磨を順に施して、ウエーハ２００の裏面２０１を高精度に平坦化する。なお、研削研磨ステップＳＴ２では、研削研磨装置１は、ターンテーブル６が９０度回転する度に、研削研磨前のウエーハ２００が搬入搬出位置１０１のチャックテーブル７に搬入される。

制御装置１００は、研削研磨ステップＳＴ２における研摩条件を表１に示された研磨条件に設定する。即ち、研削研磨ステップＳＴ２における研磨条件は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨する初期加工条件である初期加工時の回転軸７２の傾きθ１と、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨する連続加工条件である連続加工時の回転軸７２の傾きθ２との二種類が設定されている。また、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１が、前述したように設定されているので、初期加工条件である初期加工時の回転軸７２の傾きθ１は、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されている。

研削研磨ステップＳＴ２では、制御装置１００は、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転軸７２の傾きθを調整する傾き調整機構７３を制御して、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨する際には、図１０に示すように、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転軸７２の傾きθを傾きθ１に調整して研磨を実施する。研削研磨ステップＳＴ２では、制御装置１００は、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転軸７２の傾きθを調整する傾き調整機構７３を制御して、アイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨する際には、図１１に示すように、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転軸７２の傾きθを傾きθ２に調整して研磨を実施する。

このように、研削研磨ステップＳＴ２では、制御装置１００は、アイドリングステップＳＴ１の実施後に研削研磨ステップＳＴ２の一枚目のウエーハ２００を研磨する際の傾きθ１を二枚目以降のウエーハ２００を研磨する際に傾きθ２よりも小さくする。こうして、初期加工条件は、研磨パッド５１の研磨面５６の加工点である一部分５６１と保持面７１の一部分７１３とにおいて、図１０に示す研磨パッド５１とチャックテーブル７とのなす角度θ３が図１１に示す連続加工条件よりも大きくなるように、回転軸７２の傾きθ１が設定されている。なお、図１０及び図１１は、図４と同様に、保持面７１の円錐面の傾斜、傾きθ１，θ２及び角度θ３を誇張して示しているが、これらは実際には肉眼では認識できないほどの僅かな傾斜、傾き及び角度である。

研削研磨装置１は、研磨ユニット５により研磨されたウエーハ２００を搬入搬出位置１０１に位置付け、搬入ユニット１１により洗浄ユニット１３に搬入し、洗浄ユニット１３で洗浄し、洗浄後のウエーハ２００を搬出入ユニット１４でカセット９へ搬入する。研削研磨装置１は、カセット８内の全てのウエーハ２００に研削研磨を施すと、加工方法を終了する。

以上のように、実施形態１に係る加工方法は、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１が、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の研磨レートと二枚目以降のウエーハ２００の研磨レートの差を抑制することができる。その結果、実施形態１に係る加工方法は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。

また、実施形態１に係る加工方法は、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１が、研磨パッド５１の研磨面５６の加工点である一部分５６１と保持面７１の一部分７１３とにおいて、研磨パッド５１とチャックテーブル７とのなす角度θ３が連続加工条件よりも大きくなるように設定されているので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の研磨レートと二枚目以降のウエーハ２００の研磨レートの差を抑制することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウエーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１２は、実施形態２に係るウエーハの加工方法の初期加工時の回転軸の傾きを説明する図である。

実施形態２に係るウエーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、制御装置１００が図１２に示す直前の加工からの待機時間と初期加工時の回転軸７２の傾きθ１との関係３００を記憶しておき、アイドリングステップＳＴ１の実施後に研削研磨ステップＳＴ２の一枚目のウエーハ２００を研磨する際の傾きθ１を直前の加工からの待機時間に応じて変更する。実施形態２に係る加工方法は、アイドリングステップＳＴ１の実施後に研削研磨ステップＳＴ２の一枚目のウエーハ２００を研磨する際の傾きθ１を直前の加工からの待機時間が長くなるのにしたがって小さくする。なお、直前の加工とは、直前の加工の開始時でも良く、直前の加工の終了時でも良い。また、待機時間とは、待機状態を維持した時間をいい、待機状態は、加工していない全ての状態（アイドリング運転している状態、及びアイドリング運転を停止している状態との双方を含む）をいう。

以上のように、実施形態２に係る加工方法は、実施形態１と同様に、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１が、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の研磨レートと二枚目以降のウエーハ２００の研磨レートの差を抑制することができる。その結果、実施形態２に係る加工方法は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。

また、実施形態２に係る加工方法は、アイドリングステップＳＴ１の実施後に研削研磨ステップＳＴ２の一枚目のウエーハ２００を研磨する際の傾きθ１を直前の加工からの待機時間が長くなるのにしたがって小さくするので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の研磨レートと二枚目以降のウエーハ２００の研磨レートの差を抑制することができる。

〔変形例〕
本発明の実施形態１及び実施形態２の変形例に係るウエーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１３は、実施形態１及び実施形態２の変形例に係るウエーハの加工方法で用いられる研磨装置の構成例の斜視図である。なお、図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態１及び実施形態２の変形例に係るウエーハの加工方法（以下、単に加工方法と記す）は、図１３に示す研磨装置を用いる。図１３に示す研磨装置１−１は、第１の研削ユニット３及び第２の研削ユニット４を備えずに、研磨ユニット５のみを備えている点を除いて、研削研磨装置１と構成が同等である。

変形例に係る加工方法は、実施形態１と同様に、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１が、初期加工時の回転軸７２の傾きθ１でアイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートと、連続加工時の回転軸７２の傾きθ２でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハ２００を研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の研磨レートと二枚目以降のウエーハ２００の研磨レートの差を抑制することができる。その結果、変形例に係る加工方法は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハ２００の加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。

なお、前述した実施形態１に係る加工方法によれば、以下の研磨装置が得られる。
（付記１）
ウエーハを保持するチャックテーブルと、
該チャックテーブルに保持された該ウエーハを研磨する研磨パッドと、該研磨パッドが装着されるスピンドル及び該スピンドルを回転駆動するモータとを含む研磨手段と、
該研磨手段を加工送りする加工送り手段と、
各構成要素を制御する制御装置と、を備えた研磨装置であって、
該チャックテーブルは、該ウエーハを保持する保持面の中心を通る回転軸の傾きを調整する傾き調整手段を備え、
該制御装置は、研磨手段を駆動させるアイドリングステップの実施後に、該チャックテーブルに保持されたウエーハを該研磨パッドで研磨する研磨ステップの一枚目のウエーハを研磨する際の該回転軸の鉛直方向に対する傾きを、二枚目以降のウエーハを研磨する際の該回転軸の鉛直方向に対する傾きよりも小さくすることを特徴とする研磨装置。

上記研磨装置は、実施形態１に係る加工方法と同様に、初期加工条件が、初期加工条件でアイドリング運転後の一枚目のウエーハを研磨した際の研磨レートと、連続加工条件でアイドリング運転後の二枚目以降のウエーハを研磨した際の研磨レートとが同一になるように設定されているので、アイドリング運転後の一枚目のウエーハの研磨レートと二枚目以降のウエーハの研磨レートの差を抑制することができる。その結果、上記研磨装置は、アイドリング運転後の一枚目のウエーハの加工時の研磨レートと連続加工時の研磨レートとのばらつきを抑制することができる、という効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 研削研磨装置（研磨装置）
１−１ 研磨装置
７ チャックテーブル
５ 研磨ユニット（研磨手段）
１２ 加工送りユニット（加工送り手段）
５１ 研磨パッド
５２ スピンドル
５３ モータ
５６１ 一部分（加工点）
７１ 保持面
７２ 回転軸
７３ 傾き調整機構（傾き調整手段）
７１１ 中心
７１２ 外周部
７１３ 一部分（加工点）
２００ ウエーハ
θ 回転軸の傾き
θ１ 初期加工時の回転軸の傾き（初期加工条件）
θ２ 連続加工時の回転軸の傾き（連続加工条件）
θ３ 角度
ＳＴ１ アイドリングステップ
ＳＴ２ 研削研摩ステップ（研磨ステップ）

Claims (2)

1. ウエーハを保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持された該ウエーハを研磨する研磨パッドと、該研磨パッドが装着されるスピンドル及び該スピンドルを回転駆動するモータとを含む研磨手段と、
   該研磨手段を加工送りする加工送り手段と、を備えた研磨装置を用いるウエーハの加工方法であって、
   該研磨手段を駆動させるアイドリングステップと、
   該アイドリングステップの実施後に、該チャックテーブルに保持されたウエーハを該研磨パッドで研磨する研磨ステップと、
   を少なくとも備え、
   該研磨ステップにおける研磨条件は、
   一枚目のウエーハを研磨する初期加工条件と、
   二枚目以降のウエーハを研磨する連続加工条件との二種類が設定され、
   該初期加工条件は、
   該初期加工条件で一枚目のウエーハを研磨した際の研磨レートと、
   該連続加工条件で二枚目以降のウエーハを研磨した際の研磨レートと、が同一になるように設定されることを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該チャックテーブルは、
   外周部が中心に比べて僅かに低い円錐状の保持面と、
   該保持面の中心を通る回転軸と、
   該回転軸の傾きを調整する傾き調整手段と、を少なくとも備え、
   該初期加工条件は、
   加工点において該研磨パッドと該チャックテーブルとの成す角度が該連続加工条件より大きくなるように該回転軸の傾きが設定されていることを特徴とする、
   請求項１に記載のウエーハの加工方法。

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