JP2024034111A - 保持面の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハを均一な厚みに研削することができる保持面の形成方法を提供すること。【解決手段】環状の保持面研削砥石６０ｂを装着するスピンドル２４を回転させ、ポーラス部材１１と該ポーラス部材１１の外周を囲む環状の緻密体の枠体１０Ａとで構成されたチャックテーブル１０の上面を、回転する保持面研削砥石６０ｂで研削してウェーハＷを吸引保持する保持面１１ａを形成する保持面形成方法は、スピンドル２４の軸心ＣＬ２に対し、チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１を所定の第１角度αに相対的に傾け、保持面研削砥石６０ｂでチャックテーブル１０の上面全面を研削する第１研削工程と、スピンドルの軸心ＣＬ２に対し、チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１を第１角度αよりも小さい第２角度βに相対的に傾け、保持面研削砥石６０ｂでチャックテーブル１０のポーラス部材１１の上面のみを研削する第２研削工程と、を経て保持面１１ａを形成する。【選択図】図５

Description

本発明は、保持面研削砥石によってチャックテーブルの上面を研削してウェーハを保持する保持面を形成する方法に関する。

各種電子機器に用いられるＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの小型化と軽量化のために、ウェーハの裏面が研削されて該ウェーハが所定の厚さまで薄肉化されている。例えば、特許文献１に開示されている研削装置を用いて、チャックテーブルに保持されたウェーハの半径部分を環状砥石の下面で研削すると、特許文献２に記載されているように、研削されたウェーハの中心部に僅かな凹みが形成される。この凹みは、ウェーハを保持するチャックテーブルの保持面が円錐状に形成されているため、保持面の中央部分でウェーハの中心部が凸状になり、この凸状になった中心部が多く削られるためであると考えられている。

そこで、特許文献３には、チャックテーブルの保持面の中心、つまり、円錐の頂点を除去する保持面形成方法が提案されており、これによればウェーハの中心部が削れ過ぎることによる凹みの形成が防がれる。

ところで、ウェーハの研削装置においては、チャックテーブルを交換した後などでは、チャックテーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行にするために保持面を保持面研削砥石で研削するセルフグラインドが実施されている。

特開２０１８－１１４５７３号公報 特開２０２１－１４６４１６号公報 特開２０２０－１７５４７２号公報

研削装置のチャックテーブルは、一般的には、多孔質のセラミックなどで構成されたポーラス部材と該ポーラス部材の外周を囲む環状の緻密体である枠体を備えており、ポーラス部材の上面が保持面を構成し、この保持面にウェーハが保持されている。そして、チャックテーブルの保持面を研削するセルフグラインドにおいては、例えば、チャックテーブルの軸心をスピンドルの軸心に対して所定角度だけ傾けた状態で、チャックテーブルと保持面研削砥石を所定の速度で回転させながら、保持面の半径部分に保持面研削砥石の下面を当てて該保持面を研削することが行われている。なお、保持面研削砥石を備える研削ホイールは、スピンドルによって支持されており、スピンドルモータによってスピンドルとこれに支持された研削ホイールが回転駆動される。

しかしながら、チャックテーブルのポーラス部材と枠体とは硬度が互いに異なり、枠体の方がポーラス部材よりも硬いため、これらのポーラス部材と枠体に対する保持面研削砥石の回転負荷も互いに異なり、硬度の高い枠体に対する回転負荷の方が硬度の低いポーラス部材に対する回転負荷よりも大きくなる。また、枠体に対する垂直荷重の方がポーラス部材に対する垂直荷重よりも大きくなる。このため、チャックテーブルの軸心をスピンドルの軸心に対して傾けた所定の角度が変化し、チャックテーブルの保持面に高精度の円錐面を形成することができず、研削工程において保持面上に保持されるウェーハを均一な厚みに研削することができないという問題が発生する。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ウェーハを均一な厚みに研削することができる保持面の形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、環状の保持面研削砥石を装着するスピンドルを回転させ、ポーラス部材と該ポーラス部材の外周を囲む環状の緻密体の枠体とで構成されたチャックテーブルの上面を、回転する該保持面研削砥石で研削してウェーハを吸引保持する保持面を形成する保持面形成方法であって、該スピンドルの軸心に対し、該チャックテーブルの軸心を所定の第１角度に相対的に傾け、該保持面研削砥石で該チャックテーブルの上面全面を研削する第１研削工程と、該スピンドルの軸心に対し、該チャックテーブルの軸心を該第１角度よりも小さい第２角度に相対的に傾け、該保持面研削砥石で該チャックテーブルの該ポーラス部材の上面のみを研削する第２研削工程と、を経て該保持面を形成することを特徴とする。

本発明によれば、第１研削工程において、チャックテーブルの軸心をスピンドルの軸心に対して第１角度だけ相対的に傾けた状態で、枠体を含むチャックテーブルの上面全面を保持面研削砥石で研削し、第２研削工程において、チャックテーブルの軸心をスピンドルの軸心に対して第１角度よりも小さい第２角度だけ相対的に傾けた状態で、ポーラス部材の上面のみを保持面研削砥石で研削するようにしたため、第２研削工程においては、第１研削工程において上面が研削された枠体に保持面研削砥石が接触することがない。このため、第２研削工程においては、ポーラス部材の上面のみが保持面研削砥石によって研削され、一定の回転負荷によってポーラス部材の上面が第２角度で高精度に研削される。

したがって、研削工程において、チャックテーブルの保持面（ポーラス部材の上面）が研削砥石の研削面と平行になるように該チャックテーブルの軸心をスピンドルの軸心に対して第２角度だけ相対的に傾けた状態で、該チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハを研削砥石によって均一な厚みに研削することができる。

本発明方法を実施するための研削装置の一部を破断して示す斜視図である。 チャックテーブルとウェーハ及び研削ホイールの位置関係を示す平面図である。 チャックテーブルの縦断面図である。 本発明方法における第１研削工程を示す図２の矢視Ａ方向の破断面図である。 本発明方法における第２研削工程を示す図２の矢視Ａ方向の破断面図である。 本発明方法によって保持面が形成されたチャックテーブルの縦断面図である。 図６のＢ部拡大詳細図である。 本発明方法におけるモータの負荷電流値の経時変化を示す図である。 本発明方法における荷重重心の経時変化を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

まず、本発明方法を実施するためのウェーハの研削装置の構成を図１～図３に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）とする。

［研削装置］
図１に示す研削装置１は、被加工物である円板状のウェーハＷを研削加工するものであって、次の構成要素を備えている。

すなわち、研削装置１は、ウェーハＷを保持して該ウェーハＷの軸心ＣＬ１（図３参照）回りに回転するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０に吸引保持されたウェーハＷを研削加工する研削ユニット２０と、研削加工中のウェーハＷの厚みを測定する厚み測定器３０と、研削ユニット２０をチャックテーブル１０の保持面１１ａに対して垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降させる研削送り手段４０と、研削ユニット２０の研削砥石２６ｂとウェーハＷとの接触領域（加工領域）に研削水を供給するノズル５０と、チャックテーブル１０の傾きを調整する傾き調整機構７０と、チャックテーブル１０を保持面１１ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる水平移動機構８０を主要な構成要素として備えている。

ここで、ウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成されており、図１に示す状態において下方を向いている表面には、複数の不図示のデバイスが形成されており、これらのデバイスは、ウェーハＷの表面に貼着された保護テープＴによって保護されている。そして、ウェーハＷは、その表面（図１においては下面）が保護テープＴを介してチャックテーブル１０の保持面１１ａに吸引保持され、裏面（図１においては上面）がノズル５０から研削水の供給を受けながら研削ユニット２０の研削砥石２６ｂによって研削される。

次に、研削装置１の主要な構成要素であるチャックテーブル１０、研削ユニット２０、厚み測定器３０、研削送り手段４０、ノズル５０、傾き調整機構７０及び水平移動機構８０の構成についてそれぞれ説明する。

（チャックテーブル）
チャックテーブル１０は、円板状の部材であって、図３に示すように、緻密なセラミックなどで構成された円板状の枠体１０Ａと、該枠体１０Ａの中央部に形成された円形の凹部１０ａに組み込まれたポーラス部材１１によって構成されている。ここで、ポーラス部材１１は、多孔質のセラミックなどで構成されており、その上面が円板状のウェーハＷを吸引保持する保持面１１ａを構成している。

そして、チャックテーブル１０は、不図示の回転駆動機構によって軸心ＣＬ１回りに図４及び図５の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。すなわち、チャックテーブル１０は、その中心から下方に向かって垂直に一体に延びる回転軸１２を備えており、この回転軸１２が不図示の回転駆動機構によって所定の速度で回転駆動される。なお、図示しないが、チャックテーブル１０のポーラス部材１１は、真空ポンプなどの不図示の吸引源に選択的に接続される。

また、本実施形態に係る研削装置１は、Ｙ軸方向（前後方向）に長い矩形ボックス状のベース１００を備えており、このベース１００に開口するＹ軸方向に長い矩形の開口部１００ａにはチャックテーブル１０が臨んでいる。そして、開口部１００ａのチャックテーブル１０の周囲は、矩形プレート状のカバー１０１によって覆われており、開口部１００ａのカバー１０１の前後（－Ｙ方向と＋Ｙ方向）の部分は、カバー１０１と共に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー１０２，１０３によってそれぞれ覆われている。したがって、チャックテーブル１０がＹ軸上のどの位置にあっても、開口部１００ａは、カバー１０１と伸縮カバー１０２，１０３によって常に閉じられており、開口部１００ａからベース１００内への異物の侵入が防がれる。

（研削ユニット）
研削ユニット２０は、ホルダ２１に固定されたスピンドルハウジング２２と、該スピンドルハウジング２２に収容されたスピンドルモータ２３と、該スピンドルモータ２３によって回転駆動される垂直なスピンドル２４と、該スピンドル２４の下端に取り付けられた円板状のマウント２５と、該マウント２５の下面に着脱可能に装着された研削ホイール２６とを備えている。ここで、研削ホイール２６は、円板状の基台２６ａと、該基台２６ａの下面に円環状に取り付けられた加工具である複数の研削砥石２６ｂによって構成されている。なお、研削砥石２６ｂは、ウェーハＷを研削するための矩形ブロック状の加工具であって、その下面は、ウェーハＷの上面（被研削面）に接触する研削面を構成している。

（厚み測定器）
厚み測定器３０は、チャックテーブル１０に保持された研削加工中のウェーハＷの厚みを測定するハイトゲージであって、ウェーハＷの上面に接触する第１の接触子３１とチャックテーブル１０の枠体１０Ａの上面に接触する第２の接触子３２を備えている。ここで、ウェーハ上面高さ測定器の第１の接触子３１によって研削加工中のウェーハＷの上面高さが測定されるが、この第１の接触子３１によって測定されるウェーハＷの上面高さと第２の接触子３２によって測定される保持面１１ａと同一高さである枠体１０Ａの上面の高さとの差によってウェーハＷの厚みが求められる。ここで、第２の接触子３２は、枠体１０Ａの上面の高さを測定する枠体上面高さ測定器を構成している。なお、ウェーハ上面高さ測定器は、第１の接触子３１を備えず非接触でウェーハＷの上面高さを測定するものでもよい。また、枠体上面高さ測定器は、第２の接触子３２を備えず非接触で枠体１０Ａの上面高さを測定するものでもよい。

（研削送り手段）
研削送り手段４０は、研削ユニット２０をチャックテーブル１０の保持面１１ａに対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降させるものであって、ベース１００の上面の＋Ｙ軸方向端部（後端部）上に垂直に立設された矩形ボックス状のコラム４１の－Ｙ軸方向端面（前面）に配置されている。この研削送り手段４０は、ホルダ２１の背面に取り付けられた矩形プレート状の昇降板４２を、ホルダ２１及び該ホルダ２１に保持されたスピンドル２４と研削ホイール２６と共に左右一対のガイドレール４３に沿ってＺ軸方向に昇降させるものである。ここで、左右一対のガイドレール４３は、コラム４１の前面に垂直且つ互いに平行に配設されている。

また、左右一対のガイドレール４３の間には、回転可能なボールネジ４４がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、該ボールネジ４４の上端は、駆動源である正逆転可能な電動モータ４５に連結されている。ここで、電動モータ４５は、コラム４１の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット４６を介してコラム４１に縦置き状態で取り付けられている。また、ボールネジ４４の下端は、コラム４１に回転可能に支持されており、このボールネジ４４には、昇降板４２の背面に後方（＋Ｙ軸方向）に向かって水平に突設された不図示のナット部材が螺合している。

したがって、電動モータ４５を駆動してボールネジ４４を正逆転させれば、このボールネジ４４に螺合する不図示のナット部材が取り付けられた昇降板４２が一対のガイドレール４３に沿って研削ユニット２０と共に上下動するため、研削ユニット２０が昇降して研削砥石２６ｂのウェーハＷに対する研削量（研削代）が設定される。

（ノズル）
ノズル５０は、研削加工中の研削砥石２６ｂとウェーハＷとの接触部である加工領域に向けて純水などの研削水を供給するものであって、研削加工中にウェーハＷを覆って回転する研削砥石２６ｂの内側から研削水を噴出するものである。より詳細には、このノズル５０は、研削水をウェーハＷの外周から中心に向かう径方向に直線状に噴出する逆Ｌ字状に屈曲する部材である。なお、保持面１１ａを研削する際には、ノズル５０からの研削水は、保持面研削砥石６０ｂと保持面１１ａとの接触部である加工領域に向けて供給される。また、保持面１１ａを研削する際の研削水は、スピンドル２４の中心を貫通している不図示の連通路を通って保持面研削砥石６０ｂに供給されてもよい。

（傾き調整機構）
傾き調整機構７０は、チャックテーブル１０の傾きを調整する機構であって、図１に示すように、チャックテーブル１０のフランジ１３と後述のスライダ８２との間に設けられている。具体的には、この傾き調整機構７０は、２つのアクチュエータ７１と１つのピボット７２（図２参照）によって構成されており、これらのアクチュエータ７１とピボット７２は、周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されている（図２参照）。

ここで、各アクチュエータ７１は、不図示のロッドを上下動させることによって、チャックテーブル１０を、ピボット７２を中心として傾動させてその保持面１１ａの水平面に対する傾きを調整する。なお、各アクチエータ７１には、研削砥石２６ｂからウェーハＷに対して垂直方向に作用する垂直荷重を測定するためのロードセルなどの垂直荷重測定器が設けられていても良い。

（水平移動機構）
水平移動機構８０は、チャックテーブル１０を保持面１１ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる機構であって、図１に示すように、ベース１００の内部に収容された矩形ブロック状の内部ベース８１の上に配設されている。この水平移動機構８０は、ブロック状のスライダ８２を備えており、このスライダ８２は、Ｙ軸方向（前後方向）に沿って互いに平行に配設された左右一対のガイドレール８３に沿ってＹ軸方向に摺動可能である。したがって、このスライダ８２に支持されたチャックテーブル１０と不図示の回転駆動機構は、スライダ８２と共にＹ軸方向に沿って摺動可能である。

そして、内部ベース８１上の左右一対のガイドレール８３の間には、Ｙ軸方向（前後方向）に延びる回転可能なボールネジ８４が配設されており、該ボールネジ８４のＹ軸方向一端（図１の左端）は、駆動源である正逆転可能な電動モータ８５に連結されている。また、ボールネジ８４のＹ軸方向他端（図１の右端）は、内部ベース８１上に立設された軸受８６によって内部ベース８１に回転可能に支持されている。そして、このボールネジ８４には、スライダ８２から下方に向かって突設された不図示のナット部材が螺合している。

したがって、電動モータ８５を起動してボールネジ８４を正逆転させると、このボールネジ８４に螺合する不図示のナット部材がスライダ８２と共にボールネジ８４に沿ってＹ軸方向（前後方向）に摺動するため、このスライダ８２と共にチャックテーブル１０もＹ軸方向に沿って一体的に移動する。この結果、チャックテーブル１０の保持面１１ａに吸引保持されたウェーハＷもＹ軸方向に沿って移動する。

次に、本発明に係るチャックテーブル１０の保持面１１ａの形成方法を図４～図７に基づいて以下に説明する。

［保持面の形成方法］
本発明方法は、研削装置１によるウェーハＷの研削加工に先立って行われるものであって、１）第１切削工程と、２）第２切削工程を経てチャックテーブル１０の保持面１１ａを研削（セルフグラインド）して該保持面１１ａを所定の円錐形状に形成する方法である。以下、第１研削工程と第２研削工程についてそれぞれ説明する。

１） 第１切削工程：
本発明方法における第１切削工程においては、図１に示す研削ホイール２６に代えて図４及び図５に示すセルフグラインド用の研削ホイール６０が使用される。この研削ホイール６０は、マウント２５に着脱可能に装着されおり、円板状の基台６０ａの下面に複数の保持面研削砥石６０ｂを円環状に取り付けて構成されている。

そして、この第１研削工程においては、図４に示すように、スピンドル２４の垂直な軸心ＣＬ２に対し、チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１を所定の第１角度αに相対的に傾けた状態で、不図示の回転駆動機構によってチャックテーブル１０を図示矢印方向（反時計方向）に３０～３００ｒｐｍのうちの所定の速度で回転させるとともに、図１に示すスピンドルモータ２３を起動してスピンドル２４と研削ホイール６０を図４に示す矢印方向（反時計方向）に１５００～３０００ｒｐｍのうちの所定の速度で回転させつつ、研削送り手段４０によって研削ホイール６０を－Ｚ軸方向に下降させる。なお、このとき、図１に示す水平移動機構８０によってチャックテーブル１０が＋Ｙ軸方向に移動し、該チャックテーブル１０の中心が保持面研削砥石６０ｂの外接円上に位置するように当該チャックテーブル１０が位置決めされる。

すると、図４に示すように、保持面研削砥石６０ｂの下面がチャックテーブル１０の半径部分に接触し、チャックテーブル１０の枠体１０Ａを含む上面全面が保持面研削砥石６０ｂによって研削され、該チャックテーブル１０の枠体１０Ａを含む上面全面が中心を頂点とする傾斜角αの円錐面として形成される。なお、この保持面研削砥石６０ｂによるチャックテーブル１０の上面全面の研削加工中においては、保持面研削砥石６０ｂとチャックテーブル１０との加工領域Ｒ１（図２参照）には、図１に示すノズル５０から研削水が供給される。また、この第１研削工程においては、硬度が異なるポーラス部材１１と枠体１０Ａの上面が同時に研削される。

２）第２切削工程：
第２研削工程は、第１実施工程に続いて実施される工程であって、図５に示すように、チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１をスピンドル２４の軸心ＣＬ２に対して第１角度αよりも小さい第２角度β（＜α）に傾けた状態で、不図示の回転駆動機構によってチャックテーブル１０を図示矢印方向（反時計方向）に３０～３００ｒｐｍのうちの所定の速度で回転させるとともに、研削ホイール６０を図示矢印方向（反時計方向）に１５００～３０００ｒｐｍのうちの所定の速度で回転させつつ、研削送り手段４０によって研削ホイール６０を－Ｚ軸方向に下降させる。

すると、図５に示すように、保持面研削砥石６０ｂの下面がチャックテーブル１０の中央から研削し、保持面研削砥石６０ｂの下降に伴って円形の被研削面の面積が広がり、チャックテーブル１０のポーラス部材１１の半径部分に接触し、チャックテーブル１０のポーラス部材１１の上面である保持面１１ａのみが保持面研削砥石６０ｂによって研削され、該チャックテーブル１０の保持面１１ａが中心を頂点とする傾斜角βの円錐面として形成される。なお、図５に破線にて示す保持面１１ａは、第１研削工程において形成されたものであって、その傾斜角は、図示のようにαである。また、この保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の保持面１１ａの研削加工中においては、保持面研削砥石６０ｂとチャックテーブル１１（ポーラス部材１１）との加工領域Ｒ２（図２参照）には図１に示すノズル５０から研削水が供給される。

ここで、チャックテーブル１０の枠体１０Ａは、第１研削工程における研削によってポーラス部材１１の保持面１１ａと共に第２角度βよりも大きな第１角度αの斜面として形成されるため（図５及び図７参照）、第２研削工程においてチャックテーブル１０の軸心ＣＬ１をスピンドル２４の軸心ＣＬ２に対して第１角度α（例えば、５°）よりも小さな第２角度β（例えば、３°）だけ傾斜させた状態で、保持面研削砥石６０ｂによってチャックテーブル１０のポーラス部材１１を研削する場合、保持面研削砥石６０ｂがチャックテーブル１０のポーラス部材１１の保持面１１ａのみを研削することができる。

本実施形態では、第２研削工程において厚み測定器３０（図１参照）の第２の接触子３２によって枠体１０Ａの上面高さを測定し、この第２の接触子３２によって測定される枠体１０Ａの上面高さの値に変化が生じると、つまり、保持面研削砥石６０ｂによる研削が枠体１０Ａに及ぶ直前に、この保持面研削砥石６０ｂによる研削を終了する。したがって、この第２研削工程においては、保持面研削砥石６０ｂによってポーラス部材１１の保持面１１ａのみが研削される。

したがって、この第２研削工程においては、第１研削工程において上面が研削された枠体１０Ａに保持面研削砥石６０ｂが接触することがない。このため、第２研削工程においては、前述のように、ポーラス部材１１の保持面１１ａのみが保持面研削砥石６０ｂによって研削され、一定の回転負荷によってポーラス部材１１の保持面１１ａが第２角度βで高精度に研削され、保持面１１ａが第２角度βの円錐面として高精度に形成される（図５及び図７参照）。

以上の第１研削工程と第２研削工程を実施することによって、図６及び図７に示すように、チャックテーブル１０のポーラス部材１１の上面には、水平面に対する傾斜角が第２角度βの円錐状の保持面１１ａが形成され、枠体１０Ａの上面には、水平面に対する傾斜角が第１角度αの斜面が形成される。

なお、本実施形態では、第１研削工程と第２研削工程において、チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１をスピンドル２４の軸心ＣＬ２に対して第１角度αと第２角度βにそれぞれ傾けた状態で、保持面研削砥石６０ｂによってチャックテーブル１０の上面全面とポーラス部材１１の保持面１１ａをそれぞれ研削するようにしたが、逆にスピンドル２４の軸心ＣＬ２をチャックテーブル１０の軸心ＣＬ１に対して第１角度αと第２角度βにそれぞれ傾けた状態で、保持面研削砥石６０によってチャックテーブル１０の上面全面とポーラス部材１１の保持面１１ａをそれぞれ研削するようにしてもよい。

また、第１研削工程に使用するチャックテーブル１０の回転速度及びスピンドル２４の回転速度と、第２研削工程に使用するチャックテーブル１０の回転速度及びスピンドル２４の回転速度とが、同一でも良いし、異なっていても良い。例えば、第２研削工程においては、チャックテーブル１０の回転速度を第１研削工程における回転速度よりも大きくしても良い。

ところで、本実施形態では、第２研削工程における保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の保持面１１ａの研削を終了するタイミングを、厚み測定器３０の第２の接触子３２によって測定される枠体１０Ａの上面高さの値に変化が生じるタイミングに設定しにたが、スピンドル２４を回転させるモータであるスピンドルモータ２３の負荷電流値Ｉの研削時間ｔに対する変化量（ｄＩ／ｄｔ）が所定の変化量以上の変化量で増えるタイミングに設定しても良い。

ここで、スピンドルモータ２３の負荷電流値Ｉの経時変化を図８に示すが、保持面研削砥石６０ｂによる研削が硬度の高い枠体１０Ａに及ぶ時間ｔ１において、スピンドルモータ２３の負荷電流値Ｉの研削時間ｔに対する変化量（ｄＩ／ｄｔ）が急増するため、この時間ｔ１において保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の研削を終了するようにしても、該保持面研削砥石６０ｂによる枠体１０Ａの研削が防がれる。なお、第２研削工程における研削の終了タイミングを設定するパラメータとしては、スピンドルモータ２３の負荷電流値Ｉの他、研削送り手段４０の回転駆動源である電動モータ（研削送りモータ）４５の負荷電流値を用い、この負荷電流値の研削時間に対する変化量が所定の変化量を超えて急増するタイミングでポーラス部材１１の研削を終了するようにしても良い。

また、第２研削工程における研削の終了タイミングを設定するパラメータとして、保持面研削砥石６０ｂの下面および保持面１１ａに相対的に垂直方向に掛かる荷重の研削時間に対する変化量を用い、この変化量が所定の値を超えて急増するタイミングで保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の研削を終了するようにしても良い。

さらに、第２研削工程における研削の終了タイミングを設定するパラメータとしては、保持面研削砥石６０ｂの下面およびチャックテーブル１０の保持面１１ａに相対的に垂直方向に掛かる荷重（以下、「垂直荷重」と称する）の重心位置の研削時間に対する変化量を用い、この変化量が所定の値を超えて急増するタイミングで保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の研削を終了するようにしても良い。ここで、垂直荷重の重心位置は、第１研削工程においては、図２に示すＯ１となり、第２研削工程においては、図２に示すＯ２となる。そして、重心位置Ｏ２は、研削時間に対しチャックテーブル１０の外周に向かって移動する。また、垂直荷重の重心位置の研削時間ｔの経過に対する変化を図９に示す。

図９に示すように、保持面研削砥石６０ｂによる研削が硬度の高い枠体１０Ａに及ぶ時間ｔ１において、垂直荷重の重心位置の研削時間ｔに対する変化量が急増するため、この時間ｔ１において保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の研削を終了するようにしても、該保持面研削砥石６０ｂによる枠体１０Ａの研削が防がれる。なお、上記のように保持面研削砥石６０ｂの下面およびチャックテーブル１０の保持面１１ａに垂直方向に掛かる荷重は、例えば、アクチュエータ７１とピボット７２に各々配置した不図示の垂直荷重測定器によって測定され、その３つの垂直荷重測定器が測定した測定値の合計により総荷重を検知している。また、各々の測定値から荷重重心を検知している。

その他、第２研削工程における研削の終了タイミングを設定するパラメータとして、ポーラス部材１１の上面の高さ（保持面１１ａの高さ）を測定するポーラス上面高さ測定器の測定値を用い、ポーラス上面高さ測定器によって測定されるポーラス部材１１の上面高さに変化が生じ、この上面高さの変化が生じてから所定時間が経過したタイミングで保持面研削砥石６０ｂによるポーラス部材１１の研削を終了するようにしても、該保持面研削砥石６０ｂによる枠体１０Ａの研削が防がれる。

［ウェーハ研削方法］
次に、図１に示す研削装置１によるウェーハＷの研削方法について説明する。

ウェーハＷを研削加工する際には、該ウェーハＷをチャックテーブル１０の保持面１１ａ上に保護テープＴを下にして載置する。そして、チャックテーブル１０のポーラス部材１１に接続されている不図示の吸引源を駆動してポーラス部材１１を真空引きする。すると、ポーラス部材１１に負圧が発生し、ポーラス部材１１の保持面１１ａ上に保護テープＴ（図１参照）を介して載置されているウェーハＷが負圧によって保持面１１ａ上に吸引保持される。

ここで、チャックテーブル１０の保持面１１ａ（ポーラス部材１１の上面）は、前述のように、中心を頂点とする円錐面、すなわち、中心から径方向外方に向かって下方に傾斜する斜面に形成されている。したがって、チャックテーブル１０の保持面１１ａに吸引保持されたウェーハＷも保持面１１ａと同様に中心を頂点とする円錐面を形成している。なお、実際には、この円錐面の傾斜は、肉眼では視認できない程度の微小なものである。

そして、本実施形態では、垂直な軸心ＣＬ２回りに水平状態で回転する研削砥石２６ｂの水平な下面（研削面）とチャックテーブル１０の保持面１１ａ及びウェーハＷの上面（被研削面）とが平行になるように、傾き調整機構７０によってチャックテーブル１０の保持面１１ａが水平面に対して所定の第２角度βだけ（チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１が垂直に対して第２角度βだけ）傾斜するように傾きが調整される（図４と同じ状態）。

上記状態から図１に示す水平移動機構８０を駆動してチャックテーブル１０を＋Ｙ軸方向（後方）に移動させ、該チャックテーブル１０に吸引保持されているウェーハＷを研削ユニット２０の研削ホイール２６の下方に位置決めする。すなわち、電動モータ８５が起動されてボールネジ軸８４が回転すると、このボールネジ軸８４に螺合する不図示のナット部材が取り付けられたスライダ８２がチャックテーブル１０などと共に左右一対のガイドレール８３に沿って＋Ｙ軸方向に摺動するため、チャックテーブル１０の保持面１１ａに保持されているウェーハＷが研削ユニット２０の研削ホイール２６の下方に位置決めされる。なお、このとき、研削砥石２６ｂの下面（加工面）がウェーハＷの中心を通るように両者の水平位置関係が調整される。

また、不図示の回転駆動機構２を駆動してチャックテーブル１０を回転させ、該チャックテーブル１０の保持面１１ａに保持されているウェーハＷを所定の回転速度（例えば、３００ｒｐｍ）で回転させるとともに、スピンドルモータ２３を駆動して研削ホイール２６を所定の回転速度（２０００ｒｐｍ）で回転させておく。

上述のように、ウェーハＷと研削ホイール２６が回転している状態で、研削送り手段４０を駆動して研削ホイール２６を－Ｚ軸方向に下降させる。すなわち、電動モータ４５が駆動されてボールネジ４４が回転すると、このボールネジ４４に螺合する不図示のナット部材が設けられた昇降板４２が研削ホイール２６などと共に－Ｚ軸方向に下降する。すると、研削ホイール２６の砥石２６ｂの下面（加工面）がウェーハＷの上面（裏面）に接触する。このように、研削砥石２６ｂの下面がウェーハＷの上面に接触している状態から、研削ホイール２６をさらに－Ｚ軸方向に所定量だけ下降させると、ウェーハＷの上面が砥石２６ｂによって所定量だけ研削される。なお、上述のようにウェーハＷが研削されている間、ノズル５０からは研削水がウェーハＷの外周から中心に向かう径方向に直線状に噴射される。

以上のウェーハの研削加工においては、セルフグラインドによってチャックテーブル１０の保持面１１ａが前述のように第２角度βの傾斜角の円錐面として高精度に形成されているため、チャックテーブル１０の保持面（ポーラス部材１１の上面）１１ａが研削砥石２６ｂの研削面と平行になるように該チャックテーブル１０の軸心ＣＬ１をスピンドル２４の軸心ＣＬ２に対して第２角度βだけ相対的に傾けた状態で、該チャックテーブル１０の保持面１１ａに保持されたウェーハＷを研削砥石２６ｂによって均一な厚みに研削することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１：研削装置、１０：チャックテーブル、１０Ａ：枠体、１０ａ：枠体の凹部、
１１：ポーラス部材、１１ａ：保持面、１２：回転軸、１３：フランジ、
２０：研削ユニット、２１：ホルダ、２２：スピンドルハウジング、
２３：スピンドルモータ、２４：スピンドル、２５：マウント、２６：研削ホイール、
２６ａ：基台、２６ｂ：研削砥石、３０：厚み測定器、３１：第１の接触子、
３２：第２の接触子（枠体上面高さ測定器）、４０：研削送り手段、４１：コラム、
４２：昇降板、４３：ガイドレール、４４：ボールネジ、
４５：電動モータ（研削送りモータ）、４６：ブラケット、５０：ノズル、
６０：研削ホイール、６０ａ：基台、６０ｂ：保持面研削砥石、７０：傾き調整機構、
７１：アクチュエータ、７２：ピボット、８０：水平移動機構、８１：内部ベース、
８２：スライダ、８３：ガイドレール、８４：ボールネジ、８５：電動モータ、
８６：軸受、１００：ベース、１００ａ：ベースの開口部、１０１：カバー、
１０２，１０３：伸縮カバー、Ｏ１，Ｏ２：荷重重心位置、Ｒ１，Ｒ２：加工領域、
ＣＬ１：チャックテーブルの軸心、ＣＬ２：スピンドルの軸心、Ｔ：保護テープ、
Ｗ：ウェーハ

Claims (7)

1. 環状の保持面研削砥石を装着するスピンドルを回転させ、ポーラス部材と該ポーラス部材の外周を囲む環状の緻密体の枠体とで構成されたチャックテーブルの上面を、回転する該保持面研削砥石で研削してウェーハを吸引保持する保持面を形成する保持面の形成方法であって、
   該スピンドルの軸心に対し、該チャックテーブルの軸心を所定の第１角度に相対的に傾け、該保持面研削砥石で該チャックテーブルの上面全面を研削する第１研削工程と、
   該スピンドルの軸心に対し、該チャックテーブルの軸心を該第１角度よりも小さい第２角度に相対的に傾け、該保持面研削砥石で該チャックテーブルの該ポーラス部材の上面のみを研削する第２研削工程と、
   からなる保持面の形成方法。
2. 該第２研削工程において、該ポーラス部材の上面の高さを測定するポーラス上面高さ測定器で、該ポーラス部材の上面高さを測定しつつ、該ポーラス部材上面高さ測定器の測定値に変化が生じ所定時間が経過すると該ポーラス部材の上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。
3. 該第２研削工程において、該枠体の上面の高さを測定する枠体上面高さ測定器で、該枠体の上面高さを測定しつつ、該枠体上面高さ測定器の測定値に変化が生じると該ポーラス部材の上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。
4. 該第２研削工程において、該スピンドルを回転させるモータの負荷電流値が研削時間経過に対し所定の変化量以上の変化量で増えると該ポーラス部材の上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。
5. 該第２研削工程において、該スピンドルを該チャックテーブルの上面に垂直方向に接近する方向に移動させる研削送りモータの負荷電流値が研削時間経過に対し所定の変化量以上の変化量で増えると、該ポーラス部材の上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。
6. 該第２研削工程において、該保持面研削砥石の下面に垂直方向に掛かる荷重が研削時間経過に対し所定の変化量以上の変化量で増えると、該ポーラス部材の上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。
7. 該第２研削工程において、該保持面研削砥石の下面または該保持面に垂直方向に掛かる荷重の重心位置が研削時間経過に対し所定の変化量以上の変化量で増えると、該ポーラス部材上面の研削を終了する、請求項１記載の保持面の形成方法。

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