JP6719825B2 - 研削装置及びウェーハの加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハを研削するための研削装置、及びこの研削装置を用いるウェーハの加工方法に関する。
携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、ＩＣ等のデバイスを有するデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の分割予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインに沿ってウェーハを分割することによって得られる。
近年では、デバイスチップの小型化、軽量化等を目的として、上述のようなウェーハを研削等の方法で薄く加工する機会が増えている。例えば、デバイスチップの仕上げ厚さ以上の深さの溝をウェーハの表面側に形成した後、裏面側を研削して溝を表出させる先ダイシング法（ＤＢＧ：Dicing Before Grinding）を用いることで、ウェーハを薄く加工しながら複数のデバイスチップへと分割できる（例えば、特許文献１参照）。
この先ダイシング法には、ウェーハの裏面側でチッピング（欠け）の発生を抑制してデバイスチップの抗折強度を高められるというメリットもある。抗折強度は、デバイスチップを評価する上で重要な項目の一つであり、ウェーハの種類や加工条件等を変更した後には必ず測定される。
特開平５−３３５４１１号公報
しかしながら、上述した抗折強度は、カセットに収容された状態で研削装置に搬送される全てのウェーハを研削した後に、この研削装置とは別の装置で測定される。そのため、例えば、加工条件の設定を誤った場合等には、抗折強度の低いデバイスチップが大量に製造されてしまう可能性があった。また、研削装置から測定用の装置にデバイスチップ（ウェーハ）を搬送するので、抗折強度の測定にある程度の長い時間が必要になるという問題もある。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、抗折強度を効率良く測定できる研削装置、及びこの研削装置を用いるウェーハの加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、表面側に改質層又は仕上げ厚さ以上の深さの溝が形成されたウェーハの該表面側を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持したウェーハの裏面を研削しウェーハを該改質層又は該溝に沿って複数のチップに分割する研削ユニットと、複数のウェーハを収容するカセットが載置されるカセット載置領域と、該カセット載置領域に載置された該カセットから搬出されるウェーハを該チャックテーブルへと搬入する搬入ユニットと、該研削ユニットでウェーハを分割して得られる該チップの抗折強度を測定する抗折強度測定ユニットと、該抗折強度測定ユニットの測定結果に基づいて各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該測定結果が閾値未満の場合に、該カセットに収容された他のウェーハの研削を実施しないと判定し、該測定結果が閾値以上の場合に、該カセットに収容された他のウェーハの研削を実施すると判定する判定部を有する研削装置が提供される。
本発明の一態様において、該チャックテーブルは、該表面に貼着された保護部材を介してウェーハの該表面側を保持し、該保護部材から該チップを剥離して該抗折強度測定ユニットに搬送するチップ搬送ユニットを更に備えることが好ましい。
また、本発明の一態様によれば、上記研削装置を用いるウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面側に改質層又は仕上げ厚さ以上の深さの溝を形成する表面側加工ステップと、該表面側加工ステップを実施した後、該ウェーハの該表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材貼着ステップを実施した後、該保護部材を介して該チャックテーブルに保持された該ウェーハの裏面を該研削ユニットで研削し該ウェーハを該改質層又は該溝に沿って複数のチップに分割する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該ウェーハを分割して得られる該チップの抗折強度を測定し、測定結果が閾値未満の場合に、該ウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施しないと判定し、該測定結果が閾値以上の場合に、該ウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施すると判定する判定ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。
本発明の一態様に係る研削装置は、ウェーハを分割して得られるチップの抗折強度を測定する抗折強度測定ユニットと、抗折強度測定ユニットの測定結果に基づいて各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、測定結果が閾値未満の場合に、カセットに収容された他のウェーハの研削を実施しないと判定し、測定結果が閾値以上の場合に、カセットに収容された他のウェーハの研削を実施すると判定する判定部を有する。
また、この研削装置を用いる本発明の一態様に係るウェーハの加工方法は、ウェーハを分割して得られるチップの抗折強度を測定し、測定結果が閾値未満の場合に、測定対象のチップへと分割されたウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施しないと判定し、測定結果が閾値以上の場合に、測定対象のチップへと分割されたウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施すると判定する判定ステップを備える。
よって、研削装置に搬送されるカセット内の全てのウェーハを研削した後でなくてもチップの抗折強度を測定し、他のウェーハの研削を続けて実施するか否かを判定できる。そのため、抗折強度の低いチップが大量に製造される可能性を低く抑えることができる。また、研削装置内でチップの抗折強度を測定するので、抗折強度の測定に要する時間も短縮できる。このように、本発明の一態様に係る研削装置、及びこの研削装置を用いるウェーハの加工方法によれば、抗折強度を効率良く測定できる。
研削装置の構成例を模式的に示す図である。 抗折強度測定ユニットの構成例を模式的に示す平面図である。 抗折強度測定ユニットの構成例を模式的に示す一部断面側面図である。 図４（Ａ）は、ウェーハ等の構成例を模式的に示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、表面側加工ステップを説明するための一部断面側面図である。 図５（Ａ）は、保護部材貼着ステップを説明するための斜視図であり、図５（Ｂ）は、研削ステップを説明するための側面図である。 図６（Ａ）は、判定ステップにおいて、保護部材に紫外線を照射する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図６（Ｂ）は、判定ステップにおいて、粘着テープにウェーハを貼着する様子を模式的に示す一部断面側面図である。 図７（Ａ）は、第１チップ搬送ユニットによってチップが搬送される様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図７（Ｂ）は、第２チップ搬送ユニットによってチップが搬送される様子を模式的に示す一部断面側面図である。 図８（Ａ）は、チップの抗折強度が測定される様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図８（Ｂ）は、清掃ユニットで一対の支持部材等が清掃される様子を模式的に示す一部断面側面図である。 変形例に係る表面側加工ステップを説明するための一部断面側面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研削装置の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、研削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には、研削対象のウェーハ１１（図４（Ａ）等参照）を搬送するための搬送機構６が設けられている。
開口４ａの前方には、複数のウェーハ１１が収容されるカセット８を載せるためのカセットテーブル（カセット載置領域）１０が設けられている。開口４ａの斜め後方には、ウェーハ１１の位置を調整するための位置調整機構１２が設けられている。位置調整機構１２は、例えば、カセット８から搬送機構６によって搬出されたウェーハ１１の中心を所定の位置に合わせる。
位置調整機構１２に隣接する位置には、ウェーハ１１を吸引、保持して旋回する搬入機構（搬入ユニット）１４が設けられている。搬入機構１４は、ウェーハ１１の上面側全体を吸着する吸着パッドを備え、位置調整機構１２で位置が調整されたウェーハ１１を後方に搬送する。
搬入機構１４の後方には、ターンテーブル１６が設けられている。このターンテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。ターンテーブル１６の上面には、ウェーハ１１を吸引、保持するための３個のチャックテーブル１８が概ね等しい角度の間隔で設けられている。なお、ターンテーブル１６上に設けられるチャックテーブル１８の数等に制限はない。
搬送機構１４は、吸着パッドで吸着、保持したウェーハ１１を、搬送機構１４に隣接する搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８へと搬入する。ターンテーブル１６は、例えば、図１の矢印で示す向きに回転し、各チャックテーブル１８を、搬入搬出位置、粗研削位置、仕上げ研削位置の順に移動させる。
各チャックテーブル１８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。各チャックテーブル１８の上面の一部は、ウェーハ１１を吸引、保持するための保持面１８ａとなっている。この保持面１８ａは、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。チャックテーブル１８に搬入されたウェーハ１１は、保持面１８ａに作用する吸引源の負圧で下面側を吸引、保持される。
粗研削位置及び仕上げ研削位置の後方（ターンテーブル１６の後方）には、それぞれ、柱状の支持構造２０が設けられている。各支持構造２０の前面側には、Ｚ軸移動機構２２が設けられている。各Ｚ軸移動機構２２は、Ｚ軸方向に概ね平行な一対のＺ軸ガイドレール２４を備えており、Ｚ軸ガイドレール２４には、Ｚ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。
各Ｚ軸移動プレート２６の後面側（裏面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２４に平行なＺ軸ボールネジ２８が螺合されている。各Ｚ軸ボールネジ２８の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３０が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３０でＺ軸ボールネジ２８を回転させることで、Ｚ軸移動プレート２６はＺ軸ガイドレール２４に沿ってＺ軸方向に移動する。
各Ｚ軸移動プレート２６の前面（表面）には、固定具３２が設けられている。各固定具３２には、ウェーハ１１を研削するための研削ユニット３４が支持される。各研削ユニット３４は、固定具３２に固定されるスピンドルハウジング３６を有している。各スピンドルハウジング３６には、Ｚ軸方向に概ね平行な回転軸となるスピンドル３８が回転できる態様で収容されている。
各スピンドル３８の下端部は、スピンドルハウジング３６の下端面から露出している。このスピンドル３８の下端部には、円盤状のマウント４０が固定されている。マウント４０の下面には、マウント４０と概ね同径の研削ホイール４２が装着される。研削ホイール４２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台４４（図５（Ｂ）参照）を備えている。ホイール基台４４の下面には、複数の砥石４６（図５（Ｂ）参照）が環状に配列されている。
搬入機構１４でチャックテーブル１８に搬入されたウェーハ１１は、上述した研削ユニット３４で研削される。具体的には、まず、ターンテーブル１６を回転させて、ウェーハ１１を保持しているチャックテーブル１８を粗研削位置又は仕上げ研削位置に移動させる。次に、チャックテーブル１８及び研削ホイール４２を相互に回転させた状態で研削ユニット３４を下降させ、研削ホイール４２の砥石４６をウェーハ１１の上面に接触させる。これにより、ウェーハ１１の上面側を研削できる。
搬入機構１４及び搬入搬出位置に隣接する位置には、研削後のウェーハ１１を吸引、保持して旋回する搬出機構４８が設けられている。搬出機構４８は、ウェーハ１１の上面側全体を吸着する吸着パッドを備え、搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８から研削後のウェーハ１１を搬出して前方に搬送する。
搬出機構４８に隣接する位置には、搬出機構４８で搬送された研削後のウェーハ１１を洗浄するための洗浄機構５０が設けられている。洗浄機構５０で洗浄されたウェーハ１１は、搬送機構６で搬送され、例えば、開口４ａの前方に設けられた仮置きテーブル５２に載せられる。仮置きテーブル５２に載せられたウェーハ１１は、搬送機構６とは別の搬送機構５４で他の装置（例えば、保護部材の張り替え装置）へと送られる。
洗浄機構５０と仮置きテーブル５２との間の位置には、ウェーハ１１を分割して得られたチップ（デバイスチップ）２７（図３等参照）の抗折強度を測定するための抗折強度測定ユニット５６が設けられている。また、上述した各構成要素には、制御ユニット５８が接続されている。制御ユニット５８は、ウェーハ１１を適切に研削できるように各構成要素の動作等を制御する。
図２は、抗折強度測定ユニット５６の構成例を模式的に示す平面図であり、図３は、抗折強度測定ユニット５６の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図２及び図３では、説明の便宜上、一部の構成要素を省略している。図２及び図３に示すように、抗折強度測定ユニット５６は、粘着テープ３１の外周部分に固定されたフレーム３３を把持するためのフレームクランプ６２を備えている。
粘着テープ３１は、例えば、ウェーハ１１の全体を貼着（貼付）できる大きさの矩形状に形成されており、強い粘着力を示す糊層を上面側に有している。この粘着テープ３１の外周部分には、矩形状の開口を有するフレーム３３が固定される。よって、フレームクランプ６２でフレーム３３を把持し、このフレーム３３の開口を通じて粘着テープ３１にウェーハ１１を貼着すれば、ウェーハ１１をフレームクランプ６２によって支持できる。
フレームクランプ６２の下方には、ウェーハ１１を粘着テープ３１に貼着する際に下方から上向きの圧力を掛けるためのローラ６４が配置されている。このローラ６４は、移動機構（不図示）によって支持されており、例えば、Ｘ軸方向（第１水平方向）及びＺ軸方向に移動できる。ただし、ローラ６４の移動できる方向に特段の制限はない。
図２に示すように、平面視でフレームクランプ６２と洗浄機構５０との間の位置には、紫外線照射ユニット６６が設けられている。図３に示すように、例えば、紫外線によって硬化する糊層を持つ保護部材２５がウェーハ１１に貼着されている場合には、この紫外線照射ユニット６６から紫外線を照射して糊層を硬化させることで、ウェーハ１１に対する保護部材２５の接着力を低下させられる。
フレームクランプ６２の上方には、ウェーハ１１を分割して得られるチップ２７を搬送するための第１チップ搬送ユニット６８が配置されている。第１チップ搬送ユニット６８は、移動機構（不図示）によって支持されており、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向（第２水平方向）、及びＺ軸方向に移動する。
図３に示すように、第１チップ搬送ユニット６８は、チップ２７を吸着するためのチップ吸着パッド６８ａを有している。チップ吸着パッド６８ａは、第１チップ搬送ユニット６８の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。そのため、例えば、フレームクランプ６２によって支持されたチップ２７（ウェーハ１１）の上面にチップ吸着パッド６８ａを接触させて、吸引源の負圧を作用させることで、チップ２７を吸着、保持して搬送できる。
図２に示すように、フレームクランプ６２に隣接する位置には、第１チップ搬送ユニット６８で搬送されたチップ２７を一時的に載せるための仮置き領域７０が形成されている。また、仮置き領域７０に隣接する位置には、仮置き領域７０に載せられたチップ２７を搬送するための第２チップ搬送ユニット７２が設けられている。第２チップ搬送ユニット７２は、移動機構（不図示）及び回転機構（不図示）によって支持されており、Ｚ軸方向に移動できるとともに、Ｚ軸方向に平行な回転軸の周りに旋回できる。
第２チップ搬送ユニット７２は、チップ２７を吸着するためのチップ吸着パッド７２ａを有している。チップ吸着パッド７２ａは、第２チップ搬送ユニット７２の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。そのため、例えば、仮置き領域７０に載せられたチップ２７の上面にチップ吸着パッド７２ａを接触させて、吸引源の負圧を作用させることで、このチップ２７を吸着、保持して搬送できる。
第２チップ搬送ユニット７２に隣接する位置には、第２チップ搬送ユニット７２で搬送されたチップ２７を載せるための一対の支持部材７４が所定の間隔をあけて配置されている。一対の支持部材７４は、例えば、Ｙ軸方向に沿って延び、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて配置される。ただし、支持部材７４の形状、向き等に特段の制限はない。
一対の支持部材７４に隣接する位置には、柱状の支持構造７６が設けられている。支持構造７６の支持部材７４側の側面には、Ｚ軸移動ブロック７８がスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動ブロック７８の一部には、平面視で一対の支持部材７４が重なる。また、Ｚ軸移動ブロック７８は、支持構造７６に設けられたＺ軸移動機構（不図示）によってＺ軸方向に移動できる。
図３に示すように、Ｚ軸移動ブロック７８の下面側には、一対の支持部材７４に載せられたチップ２７に圧力を掛けるための加圧部材８０が設けられている。加圧部材８０は、例えば、Ｙ軸方向に沿って延び、平面視で一対の支持部材７４の間に配置される。ただし、加圧部材８０の形状、向き等は、支持部材７４の形状、向き等に合わせて調整できる。
一対の支持部材７４の下方には、抗折強度を測定する際に破断されるチップ２７の破片を廃棄するための廃棄穴８２が形成されている。また、一対の支持部材７４に隣接する位置には、チップ２７の抗折強度を測定した後に支持部材７４等を清掃するための清掃ユニット８４が設けられている。
このように構成された抗折強度測定ユニット５６で測定される抗折強度の測定結果は、上述した制御ユニット５８に送られる。制御ユニット５８は、チップ２７に要求される抗折強度の値（閾値）と測定結果とを比較して、カセット８に収容されている残りのウェーハの研削を実施するか否かを判定する判定部５８ａを有している。
この判定部５８は、例えば、測定結果が抗折強度の閾値未満（閾値以下）の場合に、カセット８に収容されている他のウェーハ１１の研削を行わないと判定する。一方で、判定部５８は、測定結果が抗折強度の閾値以上（閾値より大きい）の場合に、カセット８に収容されている他のウェーハ１１の研削を行うと判定する。制御ユニット５２は、判定部５８ａの判定結果に応じて、各構成要素の動作を制御する。
次に、上述した研削装置１１を用いるウェーハの加工方法について説明する。図４（Ａ）は、本実施形態で加工されるウェーハ１１等の構成例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の半導体材料で円盤状に形成されており、その表面１１ａ側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられる。
デバイス領域は、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３で更に複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。ウェーハ１１を加工する前には、例えば、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にダイシングテープ２１を貼着する。また、ダイシングテープ２１の外周部分には、環状のフレーム２３を固定する。これによりウェーハ１１は、ダイシングテープ２１を介して環状のフレーム２３に支持される。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いているが、ウェーハ１１の材質、形状、構造等に制限はない。例えば、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなるウェーハ１１を用いることもできる。デバイス１５の種類、数量、配置等にも制限はない。また、必ずしもウェーハ１１の裏面１１ｂ側にダイシングテープ２１を貼着しなくて良い。
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、まず、このウェーハ１１の表面１１ａ側に溝を形成する表面側加工ステップを行う。図４（Ｂ）は、表面側加工ステップを説明するための一部断面側面図である。表面側加工ステップは、例えば、図４（Ｂ）に示す切削装置９２を用いて行われる。
切削装置９２は、ウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル９４を備えている。チャックテーブル９４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル９４の下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル９４は、この加工送り機構によって加工送り方向に移動する。
チャックテーブル９４の上面の一部は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側（ダイシングテープ２１側）を吸引、保持する保持面９４ａとなっている。保持面９４ａは、チャックテーブル９４の内部に形成された吸引路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面９４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル９４に吸引、保持される。チャックテーブル９４の周囲には、環状のフレーム２３を固定するための複数のクランプ９６が設けられている。
チャックテーブル９４及びクランプ９６の上方には、ウェーハ１１を切削するための切削ユニット９８が配置されている。切削ユニット９８は、加工送り方向に対して概ね垂直な回転軸となるスピンドル１００を備えている。スピンドル１００の一端側には、環状の切削ブレード１０２が装着されている。
スピンドル１００の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル１００の一端側に装着された切削ブレード１０２は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。また、スピンドル１００は、移動機構（不図示）に支持されており、スピンドル１００は、この移動機構によって、加工送り方向に垂直な割り出し送り方向、及び鉛直方向（加工送り方向及び割り出し送り方向に垂直な方向）に移動する。
表面側加工ステップでは、まず、ウェーハ１１に貼着されたダイシングテープ２１（ダイシングテープ２１を貼着していない場合には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ）をチャックテーブル９４の保持面９４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、クランプ９６でフレーム２３を固定する。これにより、ウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル９４及びクランプ９６に保持される。
次に、チャックテーブル９６を回転させて、対象となる分割予定ライン１３を切削装置９２の加工送り方向に合わせる。また、チャックテーブル９６及び切削ユニット９８を相対的に移動させて、対象となる分割予定ライン１３の延長線上に切削ブレード１０２の位置を合わせる。そして、チップ２７の仕上げ厚さ以上の深さの位置まで切削ブレード１０２を下降させ、切削ブレード１０２を回転させながら対象の分割予定ライン１３に対して平行な加工送り方向にチャックテーブル９４を移動させる。
これにより、対象の分割予定ライン１３に沿って切削ブレード１０２を切り込ませ、チップ２７の仕上げ厚さ以上の深さの溝１７をウェーハ１１の表面１１ａ側に形成できる。この手順を繰り返し、全ての分割予定ライン１３に沿って溝１７が形成されると、表面側加工ステップは終了する。
表面側加工ステップの後には、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２５を貼着する保護部材貼着ステップを行う。図５（Ａ）は、保護部材貼着ステップを説明するための斜視図である。保護部材貼着ステップで使用される保護部材２５は、例えば、ウェーハ１１と概ね同形のテープ（フィルム）、樹脂基板、ウェーハ１１と同種又は異種のウェーハ等である。
この保護部材２５の第１面２５ａ側には、例えば、紫外線硬化型の樹脂等でなる糊層が形成されている。よって、保護部材２５の第１面２５ａ側をウェーハ１１の表面１１ａに密着させることで、ウェーハ１１に保護部材２５を貼着できる。その結果、研削時に加わる荷重によるデバイス１５の破損等を防止できるようになる。また、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にダイシングテープ２１が貼着されている場合には、保護部材２５の貼着前又は貼着後に、このダイシングテープ２１をウェーハ１１から剥離、除去する。
保護部材貼着ステップの後には、裏面１１ｂを研削してウェーハ１１を所定の厚さまで薄くする研削ステップを行う。図５（Ｂ）は、研削ステップを説明するための側面図である。研削ステップは、上述した研削装置２を用いて行われる。
研削ステップでは、まず、ウェーハ１１に貼着されている保護部材２５の第２面２５ｂを、搬入搬出位置に配置されているチャックテーブル１８の保持面１８ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル１８に吸引、保持される。すなわち、この研削ステップでは、ウェーハ１１の裏面１１ｂが上面となり、ウェーハ１１の表面１１ａが下面となる。
次に、ターンテーブル１６を回転させて、搬入搬出位置にあるチャックテーブル１８を粗研削位置に移動させる。つまり、粗研削用の研削ホイール４２の下方にウェーハ１１を移動させる。また、図５（Ｂ）に示すように、チャックテーブル１８と研削ホイール４２とをそれぞれ回転させながら、スピンドルハウジング３６を下降させる。スピンドルハウジング３６の下降速さ（下降量）は、ウェーハ１１の裏面１１ｂに研削砥石４６の下面が押し付けられる程度とする。
これにより、裏面１１ｂを粗く研削（粗研削）してウェーハ１１を薄くできる。この粗研削は、例えば、ウェーハ１１の厚さを測定しながら、裏面１１ｂ側に溝１７が表出するまで続けられる。その結果、ウェーハ１１は、溝１７に沿って複数のチップ２７へと分割される。
粗研削の後には、ターンテーブル１６を更に回転させて、粗研削位置にあるチャックテーブル１８を仕上げ研削位置に移動させる。つまり、仕上げ研削用の研削ホイール４２の下方にウェーハ１１を移動させる。そして、粗研削と同様の手順で仕上げ研削を行う。なお、本実施形態では、ウェーハ１１を粗研削及び仕上げ研削の２段階で研削しているが、ウェーハ１１を１段階又は３段階以上の多段階で研削することもできる。また、研削ステップの後には、ウェーハ１１を洗浄機構５０で洗浄する洗浄ステップを行うと良い。
研削ステップ（洗浄ステップを行う場合には、洗浄ステップ）の後には、チップ２７の抗折強度を測定し、他のウェーハ１１の研削を続けて行うか否かを判定する判定ステップを行う。この判定ステップでは、まず、紫外線照射ユニット６６から紫外線を照射して保護部材２５の糊層を硬化させることで、ウェーハ１１に対する保護部材２５の接着力を低下させる。図６（Ａ）は、保護部材２５に紫外線を照射する様子を模式的に示す一部断面側面図である。
保護部材２５に紫外線を照射するには、例えば、複数のチップ２７へと分割されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側を搬送機構６で保持して、保護部材２５を下方に露出させる。そして、紫外線照射ユニット６６から上向きに紫外線を放射させながら、搬送機構６を移動させて、ウェーハ１１に紫外線照射ユニット６６の上方を通過させる。これにより、保護部材２５に紫外線を照射して、糊層を硬化させることができる。
保護部材２５に紫外線を照射した後には、フレームクランプ６２に把持されたフレーム３３に固定されている粘着テープ３１にウェーハ１１を貼着する。図６（Ｂ）は、粘着テープ３１にウェーハ１１を貼着する様子を模式的に示す一部断面側面図である。図６（Ｂ）に示すように、まず、ウェーハ１１を保持した搬送機構６を移動させて、粘着テープ３１の上面に保護部材２５（ウェーハ１１の表面１１ａ側）を接触させる。
次に、ローラ６４を粘着テープ３１の下面に接触させて、圧力を掛けながらＸ軸方向に移動させる。これにより、粘着テープ３１を保護部材２５（ウェーハ１１の表面１１ａ側）に密着させることができる。その結果、ウェーハ１１は、粘着テープ３１及びフレーム３３を介してフレームクランプ６２に支持される。
粘着テープ３１にウェーハ１１を貼着した後には、チップ２７を搬送する。図７（Ａ）は、第１チップ搬送ユニット６８によってチップ２７が搬送される様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図７（Ｂ）は、第２チップ搬送ユニット７２によってチップ２７が搬送される様子を模式的に示す一部断面側面図である。
まず、粘着テープ３１を拡張して、隣接するチップ２７同士の間隔を広げる。具体的には、例えば、粘着テープ３１の下方に配置された環状の部材（不図示）を、ウェーハ１１とフレーム３３との間の位置で上昇させて、粘着テープ３１を押し上げる。これにより、粘着テープ３１を拡張して、隣接するチップ２７同士の間隔を広げることができる。
隣接するチップ２７同士の間隔を広げた後には、第１チップ搬送ユニット６８を移動させて、フレームクランプ６２によって支持された任意のチップ２７の上面に、チップ吸着パッド６８ａを接触させる。次に、吸引源の負圧を作用させて、チップ吸着パッド６８ａでチップ２７を吸着、保持する。その後、図７（Ａ）に示すように、再び第１チップ搬送ユニット６８を移動させて、仮置き領域７０にチップ２７を載せる。
また、仮置き領域７０に載せたチップ２７の上面に、第２チップ搬送ユニット７２のチップ吸着パッド７２ａを接触させる。そして、吸引源の負圧を作用させて、チップ吸着パッド７２ａでチップ２７を吸着、保持する。その後、図７（Ｂ）に示すように、この第２チップ搬送ユニット７２でチップ２７を一対の支持部材７４に載せる。
チップ２７を一対の支持部材７４へと搬送した後には、このチップ２７の抗折強度を測定する。図８（Ａ）は、チップ２７の抗折強度が測定される様子を模式的に示す一部断面側面図である。チップ２７の抗折強度を測定するには、Ｚ軸移動ブロック７８を下降させて、加圧部材８０でチップ２７に圧力を掛ける。例えば、チップ２７が破断する際の荷重が、測定結果として制御ユニット５８に送られる。破断されたチップ２７は、廃棄穴８２に廃棄される。
チップ２７の抗折強度を測定した後には、制御ユニット５８の判定部５８が、引き続き他のウェーハ１１の研削を行うか否かを判定する。具体的には、測定結果が抗折強度の閾値未満（閾値以下）の場合に、カセット８に収容されている他のウェーハ１１の研削を行わないと判定する。一方で、判定部５８は、測定結果が抗折強度の閾値以上（閾値より大きい）の場合に、カセット８に収容されている他のウェーハ１１の研削を行うと判定する。
上述した抗折強度の測定は、選択された任意のチップ２７に対して行われても良いし、ウェーハ１１を分割して得られるすべてのチップ２７に対して行われても良い。また、抗折強度を測定した後には、一対の支持部材７４等を清掃すると良い。図８（Ｂ）は、清掃ユニット８４で一対の支持部材７４等が清掃される様子を模式的に示す一部断面側面図である。
以上のように、本実施形態に係る研削装置２は、ウェーハ１１を分割して得られるチップ２７の抗折強度を測定する抗折強度測定ユニット５６と、抗折強度測定ユニット５６の測定結果に基づいて各構成要素を制御する制御ユニット５８と、を備え、制御ユニット５８は、測定結果が閾値未満の場合に、カセット８に収容された他のウェーハ１１の研削を実施しないと判定し、測定結果が閾値以上の場合に、カセット８に収容された他のウェーハ１１の研削を実施すると判定する判定部５８ａを有する。
また、この研削装置２を用いるウェーハの加工方法は、ウェーハ１１を分割して得られるチップ２７の抗折強度を測定し、測定結果が閾値未満の場合に、測定対象のチップ２７へと分割されたウェーハ１１とは別のウェーハ１１の研削を続けて実施しないと判定し、測定結果が閾値以上の場合に、測定対象のチップ２７へと分割されたウェーハ１１とは別のウェーハ１１の研削を続けて実施すると判定する判定ステップを備える。
よって、研削装置２に搬送されるカセット８内の全てのウェーハ１１を研削した後でなくてもチップ２７の抗折強度を測定し、他のウェーハ１１の研削を続けて実施するか否かを判定できる。そのため、抗折強度の低いチップ２７が大量に製造される可能性を低く抑えることができる。また、研削装置２内でチップ２７の抗折強度を測定するので、抗折強度の測定に要する時間も短縮できる。つまり、本実施形態に係る研削装置２、及びこの研削装置２を用いるウェーハの加工方法によれば、抗折強度を効率良く測定できる。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態の表面側加工ステップでは、切削ブレード１０２を用いる切削によってウェーハ１１の表面１１ａ側に溝１７を形成しているが、他の方法で溝１７を形成しても良い。例えば、ウェーハ１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを用いるアブレーション加工によってウェーハ１１の表面１１ａ側に溝１７を形成することもできる。
また、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームを用いてウェーハ１１の表面１１ａ側を改質し、分割の起点となる改質層を形成しても良い。図９は、変形例に係る表面側加工ステップを説明するための一部断面側面図である。変形例に係る表面側加工ステップは、図９に示すレーザー加工装置１１２を用いて行われる。
レーザー加工装置１１２は、ウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル１１４を備えている。チャックテーブル１１４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１１４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル１１４は、この移動機構によって加工送り方向及び割り出し送り方向に移動する。
チャックテーブル１１４の上面の一部は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側（ダイシングテープ２１側）を吸引、保持する保持面１１４ａとなっている。保持面１１４ａは、チャックテーブル１１４の内部に形成された吸引路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面１１４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル１１４に吸引、保持される。チャックテーブル１１４の周囲には、環状のフレーム２３を固定するための複数のクランプ１１６が設けられている。
チャックテーブル１１４の上方には、レーザー照射ユニット１１８が配置されている。レーザー照射ユニット１１８は、レーザー発振器（不図示）でパルス発振されたレーザービームＬを所定の位置に照射、集光する。レーザー発振器は、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長（吸収され難い波長）のレーザービームＬをパルス発振できるように構成されている。
変形例に係る表面側加工ステップでは、まず、ウェーハ１１に貼着されたダイシングテープ２１（ダイシングテープ２１を貼着していない場合には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ）をチャックテーブル１１４の保持面１１４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。併せて、クランプ１１６でフレーム２３を固定する。これにより、ウェーハ１１は、表面１１ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル１１４及びクランプ１１６に保持される。
次に、チャックテーブル１１６を回転させて、対象となる分割予定ライン１３をレーザー加工装置１１２の加工送り方向に合わせる。また、チャックテーブル１１４を移動させて、対象となる分割予定ライン１３の延長線上にレーザー照射ユニット１１８の位置を合わせる。そして、図９に示すように、レーザー照射ユニット１１８からウェーハ１１の表面１１ａに向けてレーザービームＬを照射しながら、対象の分割予定ライン１３に対して平行な加工送り方向にチャックテーブル１１４を移動させる。
レーザービームＬは、例えば、ウェーハ１１の内部の表面１１ａ側に集光させる。このように、ウェーハ１１に対して透過性を有する波長のレーザービームＬを、ウェーハ１１の表面１１ａ側の内部に集光させることで、ウェーハ１１の表面１１ａ側の内部を改質して分割の起点となる改質層１９を形成できる。
この改質層１９は、後の研削ステップによって除去される深さの位置に形成されることが望ましい。上述のような動作を繰り返し、全ての分割予定ライン１３に沿って改質層１９が形成されると、表面側加工ステップは終了する。なお、各分割予定ライン１３に対して、異なる深さの位置に複数の改質層１９を形成することもできる。
また、ここでは、ウェーハ１１の表面１１ａ側からレーザービームＬを照射しているが、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側からレーザービームＬを照射することもできる。この場合には、例えば、ウェーハ１１の表面１１ａ側にダイシングテープ２１が貼着される。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２ 研削装置
４ 基台
４ａ 開口
６ 搬送機構
８ カセット
１０ カセットテーブル（カセット載置領域）
１２ 位置調整機構
１４ 搬入機構（搬入ユニット）
１６ ターンテーブル
１８ チャックテーブル
１８ａ 保持面
２０ 支持構造
２２ Ｚ軸移動機構
２４ Ｚ軸ガイドレール
２６ Ｚ軸移動プレート
２８ Ｚ軸ボールネジ
３０ Ｚ軸パルスモータ
３２ 固定具
３４ 研削ユニット
３６ スピンドルハウジング
３８ スピンドル
４０ マウント
４２ 研削ホイール
４４ ホイール基台
４６ 砥石
４８ 搬出機構
５０ 洗浄機構
５２ 仮置きテーブル
５４ 搬送機構
５６ 抗折強度測定ユニット
５８ 制御ユニット
５８ａ 判定部
６２ フレームクランプ
６４ ローラ
６６ 紫外線照射ユニット
６８ 第１チップ搬送ユニット
６８ａ チップ吸着パッド
７０ 仮置き領域
７２ 第２チップ搬送ユニット
７２ａ チップ吸着パッド
７４ 支持部材
７６ 支持構造
７８ Ｚ軸移動ブロック
８０ 加圧部材
８２ 廃棄穴
８４ 清掃ユニット
９２ 切削装置
９４ チャックテーブル
９４ａ 保持面
９６ クランプ
９８ 切削ユニット
１００ スピンドル
１０２ 切削ブレード
１１２ レーザー加工装置
１１４ チャックテーブル
１１４ａ 保持面
１１６ クランプ
１１８ レーザー照射ユニット
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ 溝
１９ 改質層
２１ ダイシングテープ
２３ フレーム
２５ 保護部材
３１ 粘着テープ
３３ フレーム
Ｌ レーザービーム

Claims (3)

  1. 表面側に改質層又は仕上げ厚さ以上の深さの溝が形成されたウェーハの該表面側を保持するチャックテーブルと、
    該チャックテーブルで保持したウェーハの裏面を研削しウェーハを該改質層又は該溝に沿って複数のチップに分割する研削ユニットと、
    複数のウェーハを収容するカセットが載置されるカセット載置領域と、
    該カセット載置領域に載置された該カセットから搬出されるウェーハを該チャックテーブルへと搬入する搬入ユニットと、
    該研削ユニットでウェーハを分割して得られる該チップの抗折強度を測定する抗折強度測定ユニットと、
    該抗折強度測定ユニットの測定結果に基づいて各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
    該制御ユニットは、該測定結果が閾値未満の場合に、該カセットに収容された他のウェーハの研削を実施しないと判定し、該測定結果が閾値以上の場合に、該カセットに収容された他のウェーハの研削を実施すると判定する判定部を有することを特徴とする研削装置。
  2. 該チャックテーブルは、該表面に貼着された保護部材を介してウェーハの該表面側を保持し、
    該保護部材から該チップを剥離して該抗折強度測定ユニットに搬送するチップ搬送ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の研削装置を用いるウェーハの加工方法であって、
    ウェーハの表面側に改質層又は仕上げ厚さ以上の深さの溝を形成する表面側加工ステップと、
    該表面側加工ステップを実施した後、該ウェーハの該表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
    該保護部材貼着ステップを実施した後、該保護部材を介して該チャックテーブルに保持された該ウェーハの裏面を該研削ユニットで研削し該ウェーハを該改質層又は該溝に沿って複数のチップに分割する研削ステップと、
    該研削ステップを実施した後、該ウェーハを分割して得られる該チップの抗折強度を測定し、測定結果が閾値未満の場合に、該ウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施しないと判定し、該測定結果が閾値以上の場合に、該ウェーハとは別のウェーハの研削を続けて実施すると判定する判定ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
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