JP2021146417A - ウェーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの研削方法において、セルフグラインドに時間をとられず、かつ、研削後のウェーハを中心に円柱状の凹みを形成させない。【解決手段】砥石１６４４下面と平行な保持面の半径領域でウェーハを研削する方法であり、保持面中心とウェーハ中心とを合致させ保持面にウェーハを保持する工程と、砥石１６４４の回転軌跡が保持面中心を通らないように該回転軌跡を保持面中心から予め設定した距離ずらしてウェーハを位置づける第１位置づけ工程を実施後、仕上げ厚みより１μｍ〜３μｍ厚い厚みまでウェーハを研削しウェーハの中心部分に砥石１６４４の刃幅よりも小さい直径の円柱凸部８０７を形成する第１研削工程と、第１研削工程後、砥石１６４４の回転軌跡が保持面中心を通るように砥石１６４４に対してウェーハを位置づける第２位置づけ工程を実施し、その後仕上げ厚みまでウェーハ研削する第２研削工程と、を備えるウェーハ研削方法。【選択図】図７

Description

本発明は、半導体ウェーハ等を研削する研削方法に関する。

半導体ウェーハを研削する研削装置は、保持面にウェーハを保持させ保持面の中心を軸に回転するチャックテーブルと、環状の砥石の中心を軸に砥石を回転させ保持面に保持されたウェーハを研削する研削手段と、を備える。保持面は、その中心を頂点とする肉眼では目視できない程度の極めてなだらかな円錐状の斜面に形成されている。そして、きわめてなだらかな円錐斜面である保持面を傾き調整手段によって研削砥石の下面と平行になるように傾き調整した状態で、研削中の砥石は保持面の中心を通り、砥石の回転軌跡において保持面の外周から中心に至る範囲でウェーハを研削している。

例えば、気孔を有するビトリファイドボンド砥石を保持面に接近する方向に所定の研削送り速度で移動させることによって、保持面に保持されたウェーハに砥石を押し付けて例えば６０Ｎの荷重を加えながらウェーハの被研削面である上面を研削している。そのため、研削中の保持面に保持されたウェーハの中心を通過する砥石は、中心の手前では研削荷重に抗するウェーハからの抗力により圧縮され、中心を通過した後は研削荷重が無くなる事によりウェーハからの抗力が無くなり膨張する。これにより砥石の回転軌跡エリアにおけるウェーハの中心は砥石が接触する割合が多くなりその他の部分よりも研削され、直径２ｍｍから４ｍｍの円柱状の空間である凹みができる場合がある。

そのため、例えば特許文献１に開示にされているように、チャックテーブルの上面を研削して円柱状の凹みをウェーハに形成させないような適切な保持面を形成する（セルフグラインドする）発明がある。

特開２０１９−１３６８０６号公報

しかし、上記のようにチャックテーブルの上面をセルフグラインドして適切な保持面を形成するには、形成したい保持面の形状が複雑であることから、時間が掛かるという問題が有る。
よって、保持面に保持されたウェーハを砥石で研削するウェーハの研削方法においては、保持面をセルフグラインドにより形成する工程に時間をとられること無く、また、保持面で保持した状態で研削した研削後のウェーハの中心に円柱状の凹みを形成させないようにするという課題がある。

中心を頂点とする円錐斜面の保持面でウェーハを保持し該保持面の中心を軸に回転可能な保持手段と、環状の研削砥石の中心を軸に該研削砥石を回転可能に装着し該保持面に保持されたウェーハを該研削砥石で研削する研削手段と、該研削砥石の下面に平行な水平方向に該保持手段と該研削手段とを相対的に移動させる水平移動手段と、該保持手段と該研削手段とを該保持面に垂直な方向に相対的に移動させる研削送り手段と、を備えた研削装置を用いて該研削砥石の下面と平行な該保持面の半径領域でウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、該保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、該水平移動手段を用いて該研削砥石の径方向の刃幅からなる該研削砥石の回転軌跡が該保持面に保持されたウェーハの回転中心を通らないように、該回転軌跡を該保持面の中心から予め設定した距離だけずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づける第１位置づけ工程と、該第１位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定した値（例えば、１μｍ〜３μｍ）だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって該研削砥石が通らないウェーハの中心部分に該刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第１研削工程と、該第１研削工程の後、該水平移動手段を用いて該研削砥石の該回転軌跡が該保持面の中心を通るように該研削砥石に対してウェーハを位置づける第２位置づけ工程と、該第２位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に移動させて該円柱凸部を除去すると共に予め設定した該仕上げ厚みまでウェーハを研削する第２研削工程と、を備えるウェーハの研削方法である。

前記保持工程を行う前に、前記回転軌跡が前記保持面の中心を通る前記研削砥石で試験用ウェーハを研削したことによって、該保持面に保持された該試験用ウェーハの中心に形成される円柱凹部の直径を測定する直径測定工程を備え、前記保持工程は、該試験用ウェーハを該保持面から搬出した後に実施し、前記第１位置づけ工程は、該直径測定工程で測定した測定直径を前記予め設定した距離として、該回転軌跡の前記刃幅の中心と該保持面の中心とが一致する位置から該回転軌跡を該測定直径だけずらして、該回転軌跡の外周又は内周と該保持面の中心との距離を該測定直径の半分としてもよい。

前記第１位置づけ工程は、前記回転軌跡の外周又は内周と前記保持面の中心との距離が前記刃幅の半分になるように該回転軌跡を該保持面の中心からずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づけてもよい。

本発明に係るウェーハの研削方法は、保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて保持面にウェーハを保持させる保持工程と、水平移動手段を用いて研削砥石の回転軌跡が保持面の中心を通らないように研削砥石の径方向の刃幅からなる研削砥石の回転軌跡を保持面の中心から予め設定した距離だけずらして研削砥石に対してウェーハを位置づける第１位置づけ工程と、第１位置づけ工程後、研削送り手段で研削砥石を保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定された値（１μｍ〜３μｍ）だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって研削砥石が通らないウェーハの中心部分に研削砥石の刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第１研削工程とを実施する。そして、第１研削工程の後、水平移動手段を用いて研削砥石の回転軌跡が保持面の中心を通るように研削砥石に対してウェーハを位置づける第２位置づけ工程と、第２位置づけ工程後、研削送り手段で研削砥石を保持面に接近する方向に移動させて円柱凸部を消失させると共に予め設定した仕上げ厚みまでウェーハを研削する第２研削工程と、を実施することで、第２研削工程において、ウェーハの中心は研削砥石が接触する割合が多くなり、第１研削工程においてウェーハの被研削面に形成された円柱凸部がウェーハの被研削面のその他の部分よりも多く研削され、第２研削工程後のウェーハを、従来ウェーハの中心に形成されていた円柱凹部を有さない均一な厚みのウェーハにすることが可能となる。

研削装置の一例を示す斜視図である。 保持工程、第１位置づけ工程、及び第１研削工程を説明するための断面図である。 保持工程、第１位置づけ工程、及び第１研削工程を説明するための平面図である。 第１位置づけ工程において、回転軌跡の外周と保持面の中心との距離が研削砥石の刃幅の半分になるようにずらして研削砥石に対してウェーハを位置づける場合を説明する断面図である。 第１位置づけ工程において、回転軌跡の外周と保持面の中心との距離が研削砥石の刃幅の半分になるようにずらして研削砥石に対してウェーハを位置づける場合を説明する平面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法における研削時間と研削手段の高さとの関係を示すグラフである。 第２位置づけ工程、及び第２研削工程を説明するための断面図である。 第２位置づけ工程、及び第２研削工程を説明するための平面図である。 試験用ウェーハを用いた直径測定工程を説明するための断面図である。 直径測定工程において、試験用ウェーハの中心に形成された円柱凹部を説明する断面図である。 直径測定工程において測定した円柱凹部の測定直径を用いて第１位置づけ工程を行う場合を説明する断面図である。 直径測定工程において測定した円柱凹部の測定直径を用いて第１位置づけ工程を行う場合を説明する平面図である。

図１に示す研削装置１は、チャックテーブル等の保持手段３０上に吸引保持されたウェーハ８０を研削手段１６によって研削加工する装置であり、研削装置１の装置ベース１０上の前方（−Ｙ方向側）は、保持手段３０に対してウェーハ８０の着脱が行われる着脱領域であり、装置ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、研削手段１６によって保持手段３０上に保持されたウェーハ８０の研削加工が行われる加工領域である。
なお、本発明に係る研削装置は、研削装置１のような研削手段１６が１軸の研削装置に限定されるものではなく、粗研削手段と仕上げ研削手段とを備え、回転するターンテーブルでウェーハ８０を粗研削手段又は仕上げ研削手段の下方に位置づけ可能な２軸の研削装置等であってもよい。

図１に示すウェーハ８０は、例えば、円柱状のシリコンインゴットをワイヤーソー等で薄く切断して形成された円形のアズスライスウェーハである。ウェーハ８０の図１において下側を向いている面を表面８０１とし、表面８０１に対してＺ軸方向（鉛直方向）において反対側の面を被研削面８０２とする。例えば、表面８０１は、図示しない保護部材が貼着されて保護されていてもよい。
なお、ウェーハ８０はアズスライスウェーハに限定されるものではない。

外形が平面視円形状の保持手段３０は、例えば、ポーラス部材等からなりウェーハ８０を吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。保持手段３０の吸着部３００は、エジェクター機構又は真空発生装置等の吸引源３７（図２参照）に連通し、吸引源３７が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３００の露出面と枠体３０１の上面とで構成される保持面３０２に伝達されることで、保持手段３０は保持面３０２上でウェーハ８０を吸引保持することができる。
保持面３０２は、保持手段３０の回転中心３０２２を頂点とし肉眼では判断できない程度の極めてなだらかな円錐斜面となっている。

保持手段３０は、カバー３９によって周囲から囲まれつつ、軸方向がＺ軸方向（鉛直方向）であり保持面３０２の中心３０２２を通る回転軸を軸に回転可能であり、カバー３９及びカバー３９に連結されＹ軸方向に伸縮する蛇腹カバー３９０の下方に配設された水平移動手段１３によって、装置ベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能である。

研削手段１６の研削砥石１６４４の下面に平行な水平方向（Ｙ軸方向）に保持手段３０と研削手段１６とを相対的に移動させる水平移動手段１３は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設された一対のガイドレール１３１と、ボールネジ１３０の一端に連結しボールネジ１３０を回動させるモータ１３２と、内部のナットがボールネジ１３０に螺合し底部がガイドレール１３１に摺接する可動板１３３とを備えており、モータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い可動板１３３がガイドレール１３１にガイドされてＹ軸方向に直動し、可動板１３３上にテーブルベース３５を介して配設された保持手段３０をＹ軸方向に移動させることができる。
なお、水平移動手段１３は、ターンテーブルであってもよい。

保持手段３０は、テーブルベース３５を介して可動板１３３上に配設されている。また、テーブルベース３５は、保持手段３０の周方向に等間隔を空けて複数配設された傾き調整手段３４によって傾きが調整可能となっており、テーブルベース３５の傾きが調整されることで、研削手段１６の研削砥石１６４４の下面に対する保持手段３０の保持面３０２の傾きを調整できる。
傾き調整手段３４は、本実施形態においては、例えば保持手段３０の周方向に１２０度間隔空けて配設された２つの昇降部３４０と、昇降部３４０から周方向に１２０度空けて配設された固定柱部３４１とを備えている。２つの昇降部３４０は、例えば、Ｚ軸方向に上下動可能な電動シリンダやエアシリンダ等である。

加工領域には、コラム１１が立設されており、コラム１１の−Ｙ方向側の前面には保持手段３０と研削手段１６とを保持面３０２に垂直な方向（Ｚ軸方向）に相対的に移動させる研削送り手段１７が配設されている。研削送り手段１７は、軸方向がＺ軸方向であるボールネジ１７０と、ボールネジ１７０と平行に配設された一対のガイドレール１７１と、ボールネジ１７０の上端に連結しボールネジ１７０を回動させる昇降モータ１７２と、内部のナットがボールネジ１７０に螺合し側部がガイドレール１７１に摺接する昇降板１７３とを備えており、昇降モータ１７２がボールネジ１７０を回動させると、これに伴い昇降板１７３がガイドレール１７１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、昇降板１７３に固定された研削手段１６がＺ軸方向に研削送りされる。

例えば、研削装置１は、研削送り手段１７により上下動する研削手段１６の高さ位置を検出する高さ位置検出手段１２を備えている。高さ位置検出手段１２は、一対のガイドレール１７１に沿ってＺ軸方向に延在するスケール１２０と、昇降板１７３に固定されスケール１２０に沿って昇降板１７３と共に移動しスケール１２０の目盛りを光学式にて読み取る読み取り部１２３とを備える。

保持手段３０の保持面３０２に保持されたウェーハ８０を研削加工する研削手段１６は、軸方向がＺ軸方向である回転軸１６０と、回転軸１６０を回転可能に支持するハウジング１６１と、回転軸１６０を回転駆動するモータ１６２と、回転軸１６０の下端に接続された円環状のマウント１６３と、マウント１６３の下面に着脱可能に装着された研削ホイール１６４と、ハウジング１６１を支持し研削送り手段１７の昇降板１７３に固定されたホルダ１６５とを備える。

研削ホイール１６４は、ホイール基台１６４３と、ホイール基台１６４３の底面に環状に配置された研削砥石１６４４とを備える。本実施形態において、研削砥石１６４４は、例えば、気孔を有するビトリファイドボンドでダイヤモンド砥粒等が固着されて、１本の環状の輪に成形されたコンテニュアス配列のビトリファイドボンド研削砥石である。環状の研削砥石１６４４の刃幅は、例えば、３ｍｍに設定されている。なお、研削砥石は、ホイール基台１６４３の下面に、略直方体形状の複数の研削砥石チップを研削砥石チップ間に所定の間隔を空けて環状に配列したセグメント砥石であってもよいし、砥粒を固定するボンドもビトリファイドボンドに限定されるものではなくレジンボンドでもよい。

図１に示す回転軸１６０の内部には、研削水供給源に連通し研削水の通り道となる図示しない流路が、回転軸１６０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられており、該図示しない流路は、さらにマウント１６３を通り、ホイール基台１６４３の底面において研削砥石１６４４に向かって研削水を噴出できるように開口している。

研削位置まで降下した状態の研削手段１６に隣接する位置には、例えば、ウェーハ８０の厚みを接触式にて測定する厚み測定手段３８が配設されている。なお、厚み測定手段３８は、非接触式のタイプであってもよいし、または、研削装置１は厚み測定手段３８が配設されていなくてもよい。

研削装置１は、上記のように説明した研削装置１の各構成要素を制御可能な制御手段９を備えている。ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等で構成される制御手段９は、例えば、研削送り手段１７、研削手段１６、及び水平移動手段１３等に電気的に接続されており、制御手段９の制御の下で、研削送り手段１７による研削手段１６の研削送り動作、研削手段１６における研削ホイール１６４の回転動作、及び水平移動手段１３による保持手段３０の研削ホイール１６４に対する位置付け動作等が制御される。

昇降モータ１７２は、例えば、サーボモータであり、昇降モータ１７２の図示しないエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９の出力インターフェイスから昇降モータ１７２に対して動作信号が供給されることによって回転軸１６０が回転し、図示しないエンコーダが検知した回転数をエンコーダ信号として制御手段９の入力インターフェイスに対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段９は、研削送り手段１７により研削送りされる研削手段１６の高さ位置を遂次認識できるとともに、研削手段１６の研削送り速度をフィードバック制御できる。
なお、制御手段９は、高さ位置検出手段１２が検出した研削手段１６の高さ位置情報を受け取り、該情報を基に研削手段１６の高さ位置を遂次認識できるものであってもよい。

水平移動手段１３のモータ１３２は、例えば、サーボモータであり、モータ１３２の図示しないエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９からモータ１３２に対して動作信号が供給されることによってボールネジ１３０が回転し、図示しないエンコーダが検知した回転数をエンコーダ信号として制御手段９に対して出力する。そして、エンコーダ信号を受け取った制御手段９は、水平移動手段１３によりＹ軸方向に水平移動される保持手段３０のＹ軸方向における位置を遂次認識し、所定の位置に位置づける制御が可能となる。

以下に、図１に示す研削装置１を用いて、本発明に係るウェーハ８０の研削方法を実施する場合の各工程について説明する。

（１）保持工程
まず、着脱領域に位置づけられた保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２とウェーハ８０の中心８０８とが合致するように、ウェーハ８０が被研削面８０２を上に向けた状態で保持面３０２上に載置される。そして、吸引源３７（図２参照）が作動して生み出された吸引力が、保持面３０２に伝達されることで、保持手段３０によりウェーハ８０が保持される。また、緩やかな円錐斜面である保持面３０２が図１に示す研削手段１６の研削砥石１６４４の研削面（下面）に対して平行になるように、図１に示す傾き調整手段３４によってテーブルベース３５及び保持手段３０の傾きが調整されることで、円錐斜面である保持面３０２にならって吸引保持されているウェーハ８０の上面である被研削面８０２が、研削砥石１６４４の下面に対して略平行になる。

（２）第１位置づけ工程
次いで、図２、３に示すように、ウェーハ８０を吸引保持した保持手段３０が、水平移動手段１３によって＋Ｙ方向に送られて、研削砥石１６４４の径方向の刃幅（例えば３ｍｍ）からなる回転軌跡が保持面３０２の中心３０２２、即ち、保持面３０２に保持されたウェーハ８０の回転中心８０８を通らないように研削砥石１６４４の回転軌跡を保持面３０２の中心３０２２から予め設定した距離だけずらして研削砥石１６４４に対してウェーハ８０を位置づける。即ち、研削砥石１６４４の回転中心が保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２（即ち、ウェーハ８０の中心８０８）に対して所定の距離だけ水平方向（＋Ｙ方向、または−Ｙ方向）にずれ、また、従来においては、研削砥石１６４４の刃幅の中心（中点）が保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２に合致するように研削手段１６が水平方向において位置づけられるが、本実施形態においては、例えば、研削砥石１６４４の刃幅の中心が、保持面３０２の中心３０２２から２．８ｍｍだけずれた状態となる。なお、第１位置づけ工程では、図２、３に示す研削砥石１６４４の回転軌跡の内周と保持面３０２の中心３０２２との距離が、研削砥石１６４４の刃幅３ｍｍの半分である１．５ｍｍになるように回転軌跡を保持面３０２の中心３０２２からずらして研削砥石１６４４に対してウェーハ８０を位置づけしてもよい。該位置付けは、例えば、制御手段９は移動する保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２の逐次認識しているため、従来のような保持面３０２の中心３０２２と研削砥石１６４４の刃幅中心とを一度位置合わせした後、該ズレ量（オフセット量）分Ｙ軸方向に保持手段３０を移動させて行ってもよい。
なお、図２、図３においては、研削装置１の各構成を簡略化して示している。

なお、第１位置づけ工程では、図４、図５に示すように、ウェーハ８０を吸引保持した保持手段３０が、水平移動手段１３によって＋Ｙ方向に送られて、研削砥石１６４４の径方向の３ｍｍの刃幅からなる回転軌跡が保持面３０２の中心３０２２を通らないように研削砥石１６４４の回転軌跡を保持面３０２の中心３０２２から予め設定した距離だけずらし、そして、研削砥石１６４４の回転軌跡の外周と保持面３０２の中心３０２２との距離が刃幅３ｍｍの半分である１．５ｍｍになるようにしてもよい。

（３）第１研削工程
次いで、図２に簡略化して示す研削送り手段１７によって、研削砥石１６４４が保持面３０２に接近する−Ｚ方向に所定の研削送り速度で研削手段１６が研削送りされていく。具体的には、図６のグラフＧに示すように、例えば原点高さ位置に位置している研削手段１６が高速で下降していく。また、原点高さ位置から下降し始めた研削手段１６の高さ位置は、制御手段９によって常に把握されている。
そして、図６のグラフＧに示すように、研削手段１６がエアカット開始位置Ｚ１に到達する。なお、図６のグラフＧにおいて、横軸は研削時間Ｔを示し、縦軸は研削手段１６の高さ位置Ｈを示している。

研削手段１６がエアカット開始位置Ｚ１に到達すると、研削送り手段１７が、エアカット開始位置Ｚ１から研削砥石１６４４の研削面がウェーハ８０の被研削面８０２に接触するまでのエアカット（図６のグラフＧに示す時間Ｔ１から時間Ｔ２までのエアカット）におけるエアカット送り速度を、エアカット開始位置Ｚ１に到達する前の下降速度よりも低速で、例えば研削加工時の研削送り速度と同速度とする制御が制御手段９の下で行われる。エアカットを行うことで、ウェーハ８０に研削砥石１６４４がウェーハ８０を破損させる速度で突っ込むことが無いようになる。

その後、研削手段１６が高さ位置Ｚ２まで下降すると、例えば図２、３に示すように＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転される研削砥石１６４４の研削面がウェーハ８０の被研削面８０２に接触して、被研削面８０２の研削が開始される。また、保持手段３０が所定の回転速度で例えば＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転するのに伴い保持面３０２上に保持されたウェーハ８０も回転するので、研削砥石１６４４がウェーハ８０の被研削面８０２全面の研削加工を行う。ウェーハ８０は保持手段３０の緩やかな円錐斜面である保持面３０２にならって吸引保持されているため、図３に示すように、研削砥石１６４４の回転軌跡中の矢印Ｒで示す範囲内、即ち、保持面３０２側から見ると研削砥石１６４４の下面と平行な保持面３０２の半径領域内において、研削砥石１６４４はウェーハ８０に当接し、例えば６０Ｎの押し付け荷重をウェーハ８０に加えつつ研削を行う。また、研削砥石１６４４の回転軌跡中において、主に研削砥石１６４４の内周側の内刃が加工点となる。研削加工中には、研削水が研削砥石１６４４とウェーハ８０の被研削面８０２との接触部位に供給されて、接触部位が冷却・洗浄される。

例えば、図１に示す高さ位置検出手段１２を用いた研削手段１６の高さ位置の検出が行われ、制御手段９が研削送り手段１７による研削手段１６の研削送り量を制御しつつ研削手段１６を図６のグラフＧに示す高さ位置Ｚ３まで降下させることで、制御手段９に予め設定された仕上げ厚みよりも１μｍ〜３μｍだけ厚い厚みまでウェーハ８０が研削（図６のグラフＧに示す時間Ｔ２から時間Ｔ３までの第１研削）された後、所謂スパークアウトと呼ばれる加工が実施される。また、仕上げ厚みよりも１μｍ〜３μｍだけ厚い厚みまで研削された研削砥石１６４４が通らないウェーハ８０の中心部分に、例えば研削砥石１６４４の刃幅（本実施形態おいては、３ｍｍ）よりも小さい直径（例えば、２．６ｍｍ）の図７、図８に示す円柱凸部８０７が形成された状態になる。
つまり、図２に示す回転軌跡の内側に円柱凸部８０７が形成される。なお、回転軌跡の外側に円柱凸部８０７を形成するように研削砥石１６４４をずらしてもよい。

図６のグラフＧに示す時間Ｔ３から時間Ｔ４までのスパークアウトでは、研削送り手段１７による研削手段１６の下降が停止され、研削手段１６の高さ位置が、所定時間例えば高さ位置Ｚ３で保持された状態で、回転する研削砥石１６４４により、回転するウェーハ８０の被研削面８０２の削り残しが除去されて、被研削面８０２が整えられる。
なお、第１研削工程において、図１に示す厚み測定手段３８によるウェーハ８０の厚み測定が行われてもよい。

スパークアウト実施後に、研削送り手段１７により研削手段１６がエスケープカット（図６のグラフＧに示す時間Ｔ４から時間Ｔ５までのエスケープカット）される。エスケープカットにおいては、研削手段１６がウェーハ８０の被研削面８０２への悪影響を抑えるためにゆっくりと上昇する。ここで、研削加工中において、研削手段１６からウェーハ８０、ウェーハ８０を保持する保持手段３０、テーブルベース３５、及び傾き調整手段３４等に−Ｚ方向への例えば６０Ｎの押し付け荷重が掛かっており、研削手段１６がゆっくり上昇すると、押し付け荷重から上記ウェーハ８０等が解放される。その結果、いわゆるスプリングバック現象が生じて、ウェーハ８０の被研削面８０２も上昇するため、ウェーハ８０の被研削面８０２が研削砥石１６４４の下面に接した状態が例えば継続される。そして、例えば、ウェーハ８０の被研削面８０２が上昇する研削砥石１６４４の下面に追従するように接触しながら、研削手段１６が所定の高さ位置Ｚ４まで上昇して停止する。
なお、エスケープカット中は、研削手段１６の上昇速度を速めて研削砥石１６４４の下面にウェーハ８０の被研削面８０２が接触しないようにしてもよい。

（４）第２位置づけ工程
第１研削工程後、水平移動手段１３によって保持手段３０が−Ｙ方向に移動されて、研削砥石１６４４の回転軌跡が保持面３０２の中心３０２２を通るように研削砥石１６４４に対してウェーハ８０が位置づけされる。即ち、研削砥石１６４４の回転軌跡が第１研削工程においてウェーハ８０の中心部分に形成された円柱凸部８０７の直上に位置するように研削砥石１６４４に対してウェーハ８０が位置づけされる。例えば、図６のグラフＧに示すように、時間Ｔ５から時間Ｔ６において行われる第２位置づけ工程では、研削手段１６の高さ位置Ｚ４は固定されており、ウェーハ８０の被研削面８０２から研削砥石１６４４が離間せずに、回転する研削砥石１６４４により円柱凸部８０７を水平方向に向かって研削しつつ、研削砥石１６４４に対してウェーハ８０が位置づけされてもよい。または、図６のグラフＧの二点鎖線で示すように、研削送り手段１７によって研削砥石１６４４を一度ウェーハ８０の被研削面８０２から少しだけ上方の高さ位置Ｚ５まで上昇退避させウェーハ８０から研削砥石１６４４を離間させ、その後、水平移動手段１３による先に説明したウェーハ８０の位置づけを行い、再び、研削送り手段１７により例えば第２研削工程における研削送り速度と略同様の下降速度で研削手段１６を下降させてもよい。

（５）第２研削工程
次いで、図７に簡略化して示す研削送り手段１７によって、研削砥石１６４４が保持面３０２に接近する−Ｚ方向に所定の研削送り速度で研削手段１６が研削送りされていく。そして、回転する研削砥石１６４４がウェーハ８０の被研削面８０２に接触して、被研削面８０２が円柱凸部８０７と共に研削されていく。また、保持手段３０が所定の回転速度で回転するのに伴い保持面３０２上に保持されたウェーハ８０も回転して、研削水の供給が行われつつ研削砥石１６４４がウェーハ８０の被研削面８０２全面の研削加工を行う。

例えば、図１に示す高さ位置検出手段１２を用いた研削手段１６の高さ位置の検出が行われ、制御手段９が研削送り手段１７による研削手段１６の研削送り量を制御しつつ、制御手段９に予め設定された仕上げ厚みまでウェーハ８０が第２研削（図６のグラフＧに示す時間Ｔ６から時間Ｔ７に示す第２研削）された後、時間Ｔ７から時間Ｔ８においてスパークアウト、及び時間Ｔ８から時間Ｔ９においてエスケープカットが行われ、さらに、研削手段１６がウェーハ８０から上昇退避して第２研削工程が終了する。第２研削工程後のウェーハ８０は、第１研削工程において形成されていた円柱凸部８０７に対する研削が第２研削工程においてその他の被研削面８０２よりも割合が多くなされたことで、中心８０８に従来形成されていた円柱状の凹部が形成されていない均一な厚みのウェーハとなる。
なお、円柱凸部８０７は、刃幅の直径に対応した大きさで形成する。

本発明に係るウェーハの研削方法は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている研削装置１の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、研削ホイール１６４と保持手段３０との回転方向を同一とし、回転する研削砥石１６４４がウェーハ８０の外周から入り中心８０８に向かって研削していく外内研削を行っているが、例えば、第１研削工程及び第２研削工程において、研削ホイール１６４と保持手段３０との回転方向を反対方向とし、回転する研削砥石１６４４がウェーハ８０の中心８０８から入り外周に向かって研削していく内外研削を行ってもよい。

本発明に係るウェーハの研削方法は、先に説明した保持工程を行う前に、回転軌跡が保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２を通る研削砥石１６４４で図９に示す試験用ウェーハ８０６を研削したことによって、保持面３０２に保持された試験用ウェーハ８０６の中心８０６２に形成される円柱凹部の直径を測定する直径測定工程を備えていてもよい。

（保持工程の前に実施する直径測定工程）
図９に示すように、まず、保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２と試験用ウェーハ８０６の中心８０６２とが合致するように、試験用ウェーハ８０６が被研削面を上に向けた状態で保持面３０２上に載置され吸引保持される。なお、試験用ウェーハ８０６は、図１に示すウェーハ８０であってもよいし、ダミーウェーハであってもよい。試験用ウェーハ８０６を吸引保持した保持手段３０が、＋Ｙ方向に送られて、研削砥石１６４４の回転中心が保持手段３０の保持面３０２の中心３０２２（即ち、試験用ウェーハ８０６の中心８０６２）に対して所定の距離だけ水平方向（＋Ｙ方向）にずれ、研削砥石１６４４の径方向の刃幅（例えば、３ｍｍ）からなる回転軌跡が試験用ウェーハ８０６の回転中心８０６２を通るように行われる。即ち、例えば、研削砥石１６４４のＹ軸方向の刃幅の中心（中点）の位置に保持面３０２に保持されている試験用ウェーハ８０６の中心８０６２が合致せしめられる。

次いで、図９に示す研削送り手段１７によって、研削砥石１６４４が保持面３０２に接近する−Ｚ方向に所定の研削送り速度で研削手段１６が研削送りされていく。例えば図９に示す＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転される研削砥石１６４４の研削面が試験用ウェーハ８０６の被研削面（上面）に接触して、被研削面の研削が開始される。また、保持手段３０が所定の回転速度で例えば＋Ｚ方向側から見て反時計回り方向に回転するのに伴い保持面３０２上に保持された試験用ウェーハ８０６も回転するので、研削砥石１６４４が試験用ウェーハ８０６の被研削面全面の研削加工を行う。そして、仕上げ厚みよりも１μｍ〜３μｍだけ厚い厚みまで研削された試験用ウェーハ８０６の中心８０６２には、背景技術の欄で説明したような現象によって、図１０に示す円柱凹部８０６８が形成された状態になる。

次いで、例えば、保持手段３０の上方に位置づけされた図示しない撮像手段によって試験用ウェーハ８０６の被研削面が撮像され、さらに、形成された円柱凹部８０６８が写った撮像画像を用いた画像解析が、例えば、図１に示す研削装置１の制御手段９によって実施されて、円柱凹部８０６８の直径が測定される。例えば、円柱凹部８０６８の測定直径は約３ｍｍとなる。そして、円柱凹部８０６８の測定直径３ｍｍについての情報が、制御手段９の記憶素子に記憶される。

（直径測定工程後に実施する保持工程）
研削装置１の着脱領域において、保持手段３０の保持面３０２から試験用ウェーハ８０６が搬出され、代わりに図１に示す製品チップとなるウェーハ８０が、先に説明した保持工程における場合と同様に、保持面３０２の中心３０２２とウェーハ８０の中心８０８とを合致させて保持面３０２で保持される。

（直径測定工程で測定した測定直径を用いた第１位置づけ工程）
次いで、図１１、図１２に示すように、ウェーハ８０を吸引保持した保持手段３０が、水平移動手段１３によって＋Ｙ方向に送られて、研削砥石１６４４の径方向の刃幅（例えば３ｍｍ）からなる回転軌跡が保持面３０２の中心３０２２を通らないようにするために、直径測定工程で測定した測定直径３ｍｍを用いて、研削砥石１６４４の回転軌跡の刃幅の中心と保持面３０２の中心３０２２とが一致する位置から回転軌跡を測定直径３ｍｍだけずらして、研削砥石１６４４に対してウェーハ８０が位置づけされる。その結果、例えば、研削砥石１６４４の回転軌跡の内周と保持面３０２の中心３０２２との距離が測定直径３ｍｍの半分である１．５ｍｍになる。
なお、研削砥石１６４４の回転軌跡の外周と保持面３０２の中心３０２２との距離が測定直径３ｍｍの半分である１．５ｍｍになるように、ウェーハ８０を研削砥石１６４４に対して位置づけてもよい。

その後、先に説明した第１研削工程から第２研削工程を実施して、第２研削工程後のウェーハ８０を、中心８０８に従来形成されていた円柱凹部が形成されていない均一な厚みのウェーハとする。

８０：ウェーハ ８０２：被研削面 ８０１：表面 ８０７：円柱凸部
１：研削装置 １０：装置ベース
３０：保持手段 ３００：吸着部 ３０１：枠体 ３０２：保持面
３５：テーブルベース ３４：傾き調整手段 ３４０：昇降部 ３４１：固定柱部
３８：厚み測定手段 ３７：吸引源
１３：水平移動手段 １３０：ボールネジ １３２：モータ １３３：可動板
１１：コラム １７：研削送り手段 １７０：ボールネジ １７２：昇降モータ
１６：研削手段 １６０：回転軸 １６２：モータ １６４：研削ホイール
１６４３：ホイール基台 １６４４：研削砥石
９：制御手段
８０６：試験用ウェーハ ８０６２：試験用ウェーハの中心 ８０６８：円柱凹部

Claims (3)

1. 中心を頂点とする円錐斜面の保持面でウェーハを保持し該保持面の中心を軸に回転可能な保持手段と、環状の研削砥石の中心を軸に該研削砥石を回転可能に装着し該保持面に保持されたウェーハを該研削砥石で研削する研削手段と、該研削砥石の下面に平行な水平方向に該保持手段と該研削手段とを相対的に移動させる水平移動手段と、該保持手段と該研削手段とを該保持面に垂直な方向に相対的に移動させる研削送り手段と、を備えた研削装置を用いて該研削砥石の下面と平行な該保持面の半径領域でウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、
   該保持面の中心とウェーハの中心とを合致させて該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、
   該水平移動手段を用いて該研削砥石の径方向の刃幅からなる該研削砥石の回転軌跡が該保持面に保持されたウェーハの回転中心を通らないように、該回転軌跡を該保持面の中心から予め設定した距離だけずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づける第１位置づけ工程と、
   該第１位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に研削送りして予め設定した仕上げ厚みより予め設定した値だけ厚い厚みまでウェーハを研削することによって該研削砥石が通らないウェーハの中心部分に該刃幅よりも小さい直径の円柱凸部を形成させる第１研削工程と、
   該第１研削工程の後、該水平移動手段を用いて該研削砥石の該回転軌跡が該保持面の中心を通るように該研削砥石に対してウェーハを位置づける第２位置づけ工程と、
   該第２位置づけ工程後、該研削送り手段で該研削砥石を該保持面に接近する方向に移動させて該円柱凸部を除去すると共に予め設定した該仕上げ厚みまでウェーハを研削する第２研削工程と、を備えるウェーハの研削方法。
2. 前記保持工程を行う前に、前記回転軌跡が前記保持面の中心を通る前記研削砥石で試験用ウェーハを研削したことによって、該保持面に保持された該試験用ウェーハの中心に形成される円柱凹部の直径を測定する直径測定工程を備え、
   前記保持工程は、該試験用ウェーハを該保持面から搬出した後に実施し、
   前記第１位置づけ工程は、該直径測定工程で測定した測定直径を前記予め設定した距離として、該回転軌跡の前記刃幅の中心と該保持面の中心とが一致する位置から該回転軌跡を該測定直径だけずらして、該回転軌跡の外周又は内周と該保持面の中心との距離を該測定直径の半分とする請求項１記載のウェーハの研削方法。
3. 前記第１位置づけ工程は、前記回転軌跡の外周又は内周と前記保持面の中心との距離が前記刃幅の半分になるように該回転軌跡を該保持面の中心からずらして該研削砥石に対してウェーハを位置づける請求項１記載のウェーハの研削方法。

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