JP2017054872A - ウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハを仕上げ厚さに薄化することができるウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置を提供する。【解決手段】ウェーハＷの裏面研削工程を、粗研削工程と精研削工程とに分けて実施する。粗研削工程では、ＩＰＧ５４の接触子５８をウェーハＷの裏面に接触し、ＩＰＧ５４によって測定されるウェーハＷの厚さに基づいて、ウェーハＷの厚さが仕上げ厚さである第１厚さＢよりも厚い第２厚さＣとなるまで、カップ型砥石４８によって粗研削を行う。精研削工程では、ウェーハＷの裏面がカップ型砥石６４によって精研削されることから、ＮＣＩＧ７０を使用する。ＮＣＩＧ７０によってウェーハＷの厚さのみを非接触で測定しながら、ＮＣＩＧ７０によって測定されるウェーハＷの厚さに基づき、ウェーハＷの厚さが第１厚さＢとなるまで精研削する。【選択図】図８

Description

本発明はウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置に係り、特にウェーハの表面に形成された複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿ってウェーハの表面側からウェーハの厚さよりも浅い溝を加工する溝加工工程を行った後、表面に保護テープが貼り付けられたウェーハの表面側をテーブルによって保持し、ウェーハの裏面を研削してウェーハを仕上げ厚さまで薄化するウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置に関する。

特許文献１には、複数の半導体素子が形成されたチップをウェーハから分離する半導体装置の製造方法であって、ＤＢＧ法（Dicing Before Grinding）と称されるダイシング方法が適用された半導体装置の製造方法が開示されている。

ＤＢＧ法とは、ダイシング工程、貼付工程、及び裏面研削工程を含むものである。

ＤＢＧ法のダイシング工程では、図９（Ａ）のウェーハＷの断面図の如く、ウェーハＷの表面をブレード１によって切削加工を行い、ウェーハＷの裏面に貫通させない深さの溝、すなわち、ウェーハＷの厚さよりも浅い分離用の切削溝２を形成する。これによって、図１０のウェーハＷの平面図の如く、ウェーハＷの表面に、ダイシングラインに沿った格子状の切削溝２が形成される。

次に、貼付工程では、図９（Ｂ）の如くウェーハＷの上下を反転して、図中下側となった半導体素子ＳＤ（Semiconductor Device）の表面にバックグラインディング用テープ（保護テープ。以下、ＢＧテープという。）３を貼り付ける。

次に、裏面研削工程では、図９（Ｃ）の如く、図中上面となっているウェーハＷの裏面を、ウェーハ研削装置４によって、切削溝２に到達するまで裏面研削を行い、ウェーハＷを個々のチップＴに個片化する。裏面研削工程では、ＢＧテープ３を介してウェーハＷの表面側をテーブル５に保持させて、テーブル５及びウェーハ研削装置４を矢印ａ、ｂ方向に回転させ、かつウェーハ研削装置４を矢印ｃ方向に送り込みながら実施する。

この後、分離されたチップＴの裏面にウェーハ保持テープ（不図示）を貼り付けてテーブル５からＢＧテープ３を取り外し、次に、チップＴからＢＧテープ３を除去した後、ウェーハ保持テープからチップＴを取り出す。

特開２００２−１００５８８号公報

しかしながら、特許文献１のようなＤＢＧ法によるウェーハ研削方法は、チップＴを個片化した際に、研削加工によって生じたスラッジ（sludge）が、隣接するチップＴの間の隙間６に入り込み、チップＴの側面にスラッジが付着するという問題があった。

このような問題は、ウェーハ研削装置４による裏面研削が切削溝２に到達した直後に裏面研削工程を終了すれば軽減することができる。よって、ウェーハＷの裏面を研削しながらウェーハＷの厚さを測定し、その厚さが切削溝２の深さに到達した直後に裏面研削工程を終了すればよい。

ここで、裏面研削加工中にウェーハＷの厚さを測定する装置としては、例えば、既知の接触式厚さ測定ゲージ（電気マイクロメータ、インプロセスゲージとも言う。）を用いることが考えられる。この接触式厚さ測定ゲージは、一対の測定子を有している。テーブル５にウェーハＷの裏面を保持させた状態で、一対の測定子のうち一方の測定子をウェーハの裏面に当接し、他方の測定子をテーブルの上面に当接し、テーブルの上面を基準としてウェーハＷの厚さを測定する。

しかしながら、ウェーハＷは表面にＢＧテープ３が貼り付けられているので、接触式厚さ測定ゲージは、ＢＧテープ３の厚さを含むウェーハＷの厚さを検出するが、ＢＧテープ３の厚さは不均一なので、ウェーハＷのみの厚さを正確に測定することは困難である。また、個片化されたチップＴの裏面に、一方の接触子の接触に起因する傷が付くという問題もある。

そこで、接触式厚さ測定ゲージに代えて、超音波又はレーザをウェーハＷの裏面に送波し、その反射波を受波してウェーハＷのみの厚さを測定する既知の非接触式厚さ測定ゲージ（ノンコンタクトインプロセスゲージとも言う。）を用いることが考えられる。

しかしながら、裏面研削加工中のウェーハＷの裏面は、面粗さが粗いため、送波した超音波又はレーザが裏面で拡散される。これにより、ウェーハＷのみの厚さを正確に測定することは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハのみの厚さを正確に測定しながらウェーハの裏面を研削して、ウェーハを仕上げ厚さに薄化することができるウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置を提供することを目的とする。

本発明のウェーハ研削方法の一態様は、本発明の目的を達成するために、ウェーハの表面に形成された複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿ってウェーハの表面側からウェーハの厚さよりも浅い溝を加工する溝加工工程が行われた後、表面に保護テープが貼り付けられたウェーハの表面側をテーブルによって保持し、ウェーハの裏面を研削してウェーハを仕上げ厚さである第１厚さまで薄化するウェーハ研削方法であって、ウェーハの裏面に接触してウェーハの厚さを測定する接触式厚さ測定手段によってウェーハの厚さを測定しながら、接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づき、ウェーハの厚さが第１厚さよりも厚い第２厚さとなるまで粗研削手段によってウェーハの裏面を粗研削する粗研削工程と、粗研削工程が行われた後、ウェーハの裏面に対して離れた位置からウェーハの厚さ測定する非接触式厚さ測定手段によってウェーハの厚さを測定しながら、非接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づき、ウェーハの厚さが第１厚さとなるまで精研削手段によってウェーハの裏面を精研削する精研削工程と、を備える。

本発明のウェーハ研削装置の一態様は、本発明の目的を達成するために、ウェーハの表面に形成された複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿ってウェーハの表面側からウェーハの厚さよりも浅い溝を加工する溝加工工程が行われた後、表面に保護テープが貼り付けられたウェーハの表面側をテーブルによって保持し、ウェーハの裏面を研削してウェーハを仕上げ厚さである第１厚さまで薄化するウェーハ研削装置であって、テーブルに保持されたウェーハの裏面を粗研削する粗研削手段と、テーブルに保持されたウェーハの裏面に接触してウェーハの厚さを測定する接触式厚さ測定手段と、テーブルに保持されたウェーハの裏面を精研削する精研削手段と、テーブルに保持されたウェーハの裏面に対して離れた位置からウェーハの厚さ測定する非接触式厚さ測定手段と、接触式厚さ測定手段によってウェーハの厚さを測定しながら、接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づき、ウェーハの厚さが第１厚さよりも厚い第２厚さとなるまで粗研削手段によってウェーハの裏面を粗研削させる制御手段であって、粗研削工程が行われた後、非接触式厚さ測定手段によってウェーハの厚さを測定しながら、非接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づき、ウェーハの厚さが第１厚さとなるまで精研削手段によってウェーハの裏面を精研削させる制御手段と、を備える。

本発明の一態様によれば、ウェーハの裏面研削工程を、単位時間当たりの研削量が大きい粗研削工程と、単位時間当たりの研削量が小さい精研削工程とに分けて実施する。粗研削工程では、ウェーハの裏面の面粗さが粗くてもウェーハの厚さを測定可能な接触式厚さ測定手段を使用する。この接触式厚さ測定手段をウェーハの裏面に接触し、ウェーハの厚さを測定しながら、接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づいて、ウェーハの厚さが仕上げ厚さである第１厚さよりも厚い第２厚さとなるまで、粗研削手段によって粗研削を行う。この後、粗研削工程から精研削工程に切り換える。

精研削工程では、ウェーハの裏面が精研削手段によって精研削されることから、つまり、ウェーハの裏面の面粗さが小さくなるように研削されることから、接触式厚さ測定手段に代えて非接触式厚さ測定手段を使用する。非接触式厚さ測定手段によってウェーハの厚さのみを非接触で測定しながら、非接触式厚さ測定手段によって測定されるウェーハの厚さに基づき、ウェーハの厚さが第１厚さとなるまで精研削手段によって精研削する。

これにより、本発明の一態様によれば、ウェーハのみの厚さを正確に測定しながらウェーハの裏面を研削して、ウェーハを仕上げ厚さに薄化することができる。

本発明のウェーハ研削方法の一態様は、粗研削工程は、粗研削手段による送込速度を第１速度に制御して第２厚さまでウェーハの裏面を粗研削し、精研削工程は、精研削手段による送込速度を第１速度よりも低速な第２速度に制御して、ウェーハを第２厚さよりも薄く第１厚さよりも厚い第３厚さとなるまで精研削する第１精研削工程と、第１精研削工程が行われた後、精研削手段による送込速度を第２速度よりも低速な第３速度に制御してウェーハを第１厚さとなるまで精研削する第２精研削工程と、を有することが好ましい。

本発明のウェーハ研削装置の一態様は、制御手段は、粗研削手段による送込速度を第１速度に制御して第２厚さまでウェーハの裏面を粗研削させ、その後、精研削手段による送込速度を第１速度よりも低速な第２速度に制御して、ウェーハを第２厚さよりも薄く第１厚さよりも厚い第３厚さとなるまで精研削させ、その後、精研削手段による送込速度を第２速度よりも低速な第３速度に制御してウェーハを第１厚さとなるまで精研削させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、粗研削工程は、粗研削手段による送込速度（feed speed）を第１速度に制御して第２厚さまでウェーハの裏面を粗研削する。

精研削工程は、第１精研削工程と第２精研工程とに分けて実施する。第１精研削工程では、精研削手段による送込速度を第１速度よりも低速な第２速度に制御して、ウェーハを第２厚さよりも薄く第１厚さよりも厚い第３厚さとなるまで精研削する。これにより、ウェーハＷの裏面が鏡面に研削される。そして、第２精研削工程では、精研削手段による送込速度を第２速度よりも低速な第３速度に制御してウェーハを第１厚さとなるまで精研削する。これにより、ウェーハＷは第３厚さから第１厚さまで徐々に研削されていくので、仕上げ厚さである第１厚さまで研削された直後にウェーハの裏面の研削加工工程を終了することができる。つまり、第１厚さを溝の深さに設定することにより、研削加工によって生じたスラッジが隣接するチップの間の隙間に入り込み、チップの側面にスラッジが付着するという問題を軽減することができる。

本発明のウェーハ研削方法の一態様は、精研削工程が行われた後、精研削手段の送り込みを停止して、精研削手段によってスパークアウトを実行するスパークアウト工程を備えることが好ましい。

本発明のウェーハ研削装置の一態様は、制御手段は、精研削工程が行われた後、精研削手段の送り込みを停止して、精研削手段によってスパークアウトを実行させることが好ましい。

本発明の一態様によれば、精研削工程によって第１厚さに到達したウェーハの裏面の切り残しを、スパークアウト工程によって除去することができる。これにより、仕上げ面である裏面の品質を向上させることができる。

本発明のウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置によれば、ウェーハのみの厚さを正確に測定しながらウェーハの裏面を研削して、ウェーハを仕上げ厚さに薄化することができる。

実施形態のウェーハ研削装置の外観斜視図 図１に示したウェーハ研削装置の平面図 図１に示したウェーハ研削装置の構成を示したブロック図 ＩＰＧの構成を示すブロック図 ＮＣＩＧの構成を示すブロック図 粗研削部及び精研削部の工程を示したフローチャート 粗研削部及び精研削部の工程によるウェーハの研削量を示したグラフ 粗研削部及び精研削部の動作を示した説明図 半導体装置の製造方法を時系列的に示した説明図 ダイシング工程にて切削溝が形成されたウェーハの平面図

以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ研削方法及びウェーハ研削装置の好ましい実施形態について説明する。

〔ウェーハ研削装置１０〕
図１は、実施形態のウェーハ研削装置１０の斜視図であり、図２はウェーハ研削装置１０の平面図である。また、図３は、ウェーハ研削装置１０の構成を示したブロック図である。

図１、図２の如く、ウェーハ研削装置１０の本体１２には、カセット収納部１４、ウェーハ搬送装置１６、アライメント部１８、インデックステーブル２０、粗研削部２２、及び精研削部２４が所定の位置に設けられている。これらの装置及び各部は、図３に示すコントローラ（制御手段）２６によって統括制御されている。コントローラ２６は、入力装置２８から入力されるウェーハＷの品種等を示す情報に基づいてこれらの装置及び各部を制御する。制御内容については後述する。なお、図１、図２の粗研削部２２及び精研削部２４は、不図示のカバーによって覆われており、粗研削部２２、精研削部２４で使用した加工液が外部に飛散するのを防止している。

〈カセット収納部１４〉
カセット収納部１４には、裏面研削前の複数枚のウェーハＷが収納されたカセット３０と、裏面研削終了後のウェーハＷが収納されるカセット３２が着脱自在に装着される。

裏面研削前のウェーハＷの表面には、不図示のダイシング装置による溝加工工程を経ることによって、半導体素子を分離するための切削溝２（図８参照）が形成されている。すなわち、ウェーハＷの表面には、複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿ってウェーハの表面側からウェーハＷの初期厚さよりも浅い切削溝２が加工されている。そして、そのウェーハＷの表面には、半導体素子を保護するＢＧテープ３（図８参照）が貼り付けられている。

カセット３０に収納されたウェーハＷは、ウェーハ搬送装置１６の吸着部３４によって１枚ずつ保持されて、アライメント部１８に搬送される。ウェーハ搬送装置１６は、汎用の６軸関節ロボットであり、その構成は周知であるので、ここではその説明を省略する。

〈アライメント部１８〉
アライメント部１８は、カセット３０から搬出されたウェーハＷを所定の位置に位置合わせする装置である。アライメント部１８で位置合わせされたウェーハＷは、ウェーハ搬送装置１６の吸着部３４に再度吸着保持された後、空のテーブル３６に搬送され、テーブル３６の上面の吸着面にウェーハＷの表面側が吸着保持される。テーブル３６は、インデックステーブル２０の上面に設置され、また、同機能を備えたテーブル３８、４０、４２がインデックステーブル２０の上面に設置されている。

〈インデックステーブル２０〉
インデックステーブル２０は円盤状に構成され、図２の破線で示す回転軸４４を介して本体１２に回転自在に支持されている。また、回転軸４４には、図２の破線で示すモータ４６の回転軸（不図示）が連結されている。よって、インデックステーブル２０はモータ４６の動力によって回転され、このモータ４６が図３のコントローラ２６によって制御されている。なお、前述した４台のテーブル３６〜４２は、インデックステーブル２０の回転軸４４を中心とする同心円上に９０度の間隔をもって設置されている。

〈テーブル３６〜４２〉
図１、図２において、テーブル３６はウェーハＷの受取位置に、テーブル３８は粗研削部２２による粗研削加工位置に、テーブル４０は精研削部２４による精研削加工位置に、テーブル４２はウェーハＷの受渡位置にそれぞれ配置される。

ウェーハＷは、受取位置に位置するテーブル３６に保持された後、インデックステーブル２０の９０度の間欠的な回動によって粗研削加工位置に移動され、ここで粗研削加工される。粗研削加工が終了するとウェーハＷは、インデックステーブル２０の同方向の９０度の間欠的な回動によって精研削加工位置に移動され、ここで精研削加工及びスパークアウト加工される。精研削加工が終了するとウェーハＷは、インデックステーブル２０の同方向の９０度の間欠的な回動によって受渡位置に移動され、ここでウェーハ搬送装置１６に保持された後、カセット３２に収納される。

テーブル３６〜４２は、インデックステーブル２０の下面に支持された不図示のモータの回転軸に連結され、モータの駆動力によって回転される。

テーブル３６〜４２の吸着面は、セラミックス等の焼結体からなるポーラス材で構成され、不図示のサクションポンプに連結されている。サクションポンプの吸引力を吸着面に作用させることにより、ウェーハＷの表面側が吸着面に吸着保持される。

〈粗研削部２２〉
粗研削部２２は、ウェーハＷの裏面を粗研削するカップ型砥石（粗研削手段）４８、モータ５０、送込装置５２、接触式厚さ測定手段であるインプロセスゲージ（株式会社東京精密製品、パルコムシリーズ。In Process Gage。以下、「ＩＰＧ」と言う。）５４を備える。

カップ型砥石４８は図１の如く、モータ５０の図示しない回転軸に連結され、モータ５０の駆動力によって回転される。また、カップ型砥石４８は、モータ５０及びモータ支持部５６を介して送込装置５２に取り付けられている。

送込装置５２は、カップ型砥石４８をモータ５０とともに、粗研削加工位置に対して昇降移動させる装置であり、下降移動による送込移動によってカップ型砥石４８をウェーハＷの裏面に押し付けることができる。これによって、ウェーハＷの裏面粗研削加工が行われる。

送込装置５２によるカップ型砥石４８の送込速度は、カップ型砥石４８の砥粒の番手等の砥石の仕様及びウェーハＷの材質等の研削条件に基づいて一定速度に設定される。

また、送込装置５２による、ウェーハＷの裏面に対するカップ型砥石４８の送込量は、ウェーハＷの初期厚さ、ＩＰＧ５４によって測定される粗研削加工中のウェーハＷの厚さ、及び溝加工工程にて形成された溝２の深さに基づいて図３のコントローラ２６が制御する。

図４は、ＩＰＧ５４の構成を示すブロック図である。

ＩＰＧ５４は、一対の接触子５８、６０及び演算部６２を備える。接触子５８はウェーハＷの裏面に、接触子６０は粗研削加工位置に位置したテーブル３６の上面にそれぞれ接触される（図８参照）。演算部６２は、接触子６０で測定されるウェーハＷの裏面の高さから、接触子６０によって測定されるテーブル３６の上面の高さを減算することによってウェーハＷの厚さを求める。ＩＰＧ５４にて測定されたウェーハＷの厚さは、図３のコントローラ２６に出力され、コントローラ２６はその厚さに基づいて粗研削部２２を制御する。なお、ＩＰＧ５４によって測定されるウェーハＷの厚さは、ＢＧテープ３の厚さを含むものである。

粗研削部２２にて粗研削工程が行われたウェーハＷは、ウェーハＷからカップ型砥石４８が上方に退避移動した後、インデックステーブル２０の９０度の回動で精研削部２４に移動される。

〈精研削部２４〉
図１、図２の如く、精研削部２４は、ウェーハＷの裏面を精研削するカップ型砥石（精研削手段）６４、モータ６６、送込装置６８、非接触式厚さ測定手段であるノンコンタクトインプロセスゲージ（No Contact In Process Gage。以下、「ＮＣＩＧ」と言う。）７０を備える。

カップ型砥石６４は、モータ６６の図示しない回転軸に連結され、モータ６６の駆動力によって回転される。また、カップ型砥石６４は、モータ６６及びモータ支持部７２を介して送込装置６８に取り付けられている。

送込装置６８は、カップ型砥石６４をモータ６６とともに、精研削加工位置に対して昇降移動させる装置であり、下降移動による送込移動によってカップ型砥石６４をウェーハＷの裏面に押し付けることができる。これによって、ウェーハＷの裏面精研削加工が行われる。

送込装置６８によるカップ型砥石６４の送込速度は、カップ型砥石６４の砥粒の番手等の砥石の仕様及びウェーハＷの材質等の研削条件に基づいて設定される。

また、送込装置６８による、ウェーハＷの裏面に対するカップ型砥石６４の送込量は、ＮＣＩＧ７０によって測定される精研削加工中のウェーハＷの厚さ、及び溝加工工程にて形成された溝２の深さに基づいて図３のコントローラ２６が制御する。

図５は、ＮＣＩＧ７０の構成を示すブロック図である。

ＮＣＩＧ７０は、超音波発振部から発振されるパルス超音波等の超音波Ｕを下方のウェーハＷに向けて送波する送波部７６と、送波部７６から送波されてウェーハＷに反射した超音波の反射波を受波する受波部７８と、演算部８０とを備えている。

ＮＣＩＧ７０によれば、送波部７６からウェーハＷに向けて送波された超音波Ｕは、ウェーハＷの裏面Ｗ１と表面Ｗ２とで反射し、それぞれが第１反射波Ｕ１、第２反射波Ｕ２として、受波部７８で受波される。第２反射波Ｕ２は、ウェーハＷの厚さ分だけ第１反射波Ｕ１よりも遅れて受波部７８に到達するので、この時間差に基づいてウェーハＷのみの厚さを演算部８０が求める。ＮＣＩＧ７０にて測定されたウェーハＷのみの厚さは、図３のコントローラ２６に出力され、コントローラ２６はその厚さに基づいて精研削部２４を制御する。なお、非接触式厚さ測定手段として、超音波を利用したＮＣＩＧ７０を説明したが、非接触式の形態として、レーザ光を用いた測定手段を用いることもできる。

また、精研削部２４においては、カップ型砥石６４による精研削工程の後、カップ型砥石６４によるスパークアウト工程に移行することもできる。スパークアウト工程とは、研削の最終段階で行われる工程であり、カップ型砥石６４の送り込みを停止し、カップ型砥石６４を回転させて、研削による火花や研削音がなくなるまでウェーハＷの裏面を加工する工程である。

精研削部２４にて裏面がスパークアウトされたウェーハＷは、ウェーハＷからカップ型砥石６４が上方に退避移動した後、インデックステーブル２０の同方向の９０度の回動で受渡位置に移動される。

〔粗研削部２２及び精研削部２４の作用〕
図６は、粗研削部２２による粗研削工程（Ｓ（Step）１０、Ｓ２０）、精研削部２４による精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）を含むウェーハ研削方法のフローチャートである。

図７は、粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）及び精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）によって漸次減少するウェーハＷの厚さを継時的に示したグラフである。すなわち、縦軸はウェーハＷの厚さを示し、横軸は研削加工の経過時間を示している。

図８（Ａ）〜（Ｅ）は、粗研削部２２及び精研削部２４の研削加工動作を示した説明図である。

図３において、粗研削部２２のモータ５０の回転数、送込装置５２の送込速度、送込終了位置、及び精研削部２４のモータ６６の回転数、送込装置６８の送込速度、送込終了位置は、コントローラ２６によって制御される。

以下、図３、図６〜図８を参照しながら説明する。

コントローラ２６は、入力装置２８から入力されるウェーハＷの初期厚さＡ、表面に形成されている切削溝２の深さｄ、仕上げ厚さである第１厚さＢ（Ｂ＝ｄ）、カップ型砥石４８の第１送込速度（feed speed）Ｖ１、粗研削工程にて研削後の第２厚さＣ、第１精研削工程にて精研削後の第３厚さＤ、第１精研削工程におけるカップ型砥石６４の第２送込速度Ｖ２、第２精研削工程におけるカップ型砥石６４の第３送込速度Ｖ３、及びスパークアウト工程の設定時間Ｓ１に基づいて粗研削部２２及び精研削部２４の各部の動作を制御する。

まず、粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）及び精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）を概説する。

〈粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）〉
図８（Ａ）は、テーブル３６が粗研削位置に移動した図である。この後、図８（Ｂ）の如く、ウェーハＷの上方からカップ型砥石４８を下降移動させ、ウェーハＷの裏面にカップ型砥石４８が当接したところで粗研削を開始する（Ｓ１０）。

粗研削が開始されると、テーブル３６に保持されたウェーハＷの裏面に接触してウェーハの厚さを測定するＩＰＧ５４によってウェーハＷの厚さを測定しながら、ＩＰＧ５４によって測定されるウェーハＷの厚さ（ＢＧテープの厚さを含む）に基づき、ウェーハＷの厚さが、初期厚さＡから仕上げ厚さである第１厚さＢよりも厚い第２厚さＣとなるまでカップ型砥石４８によってウェーハＷの裏面を粗研削する（Ｓ２０）。

図８（Ｂ）の如く、ウェーハＷの厚さが第２厚さＣに到達すると、カップ型砥石４８を上方に退避移動させる。その後、インデックステーブル２０を９０度回動させてテーブル３６を精研削位置に移動させる（Ｓ３０）。

〈精研削工程〉
粗研削工程が行われた後、図８（Ｃ）の如く、カップ型砥石６４による精研削を開始する（Ｓ４０）。精研削工程では、ウェーハＷの裏面に対して離れた位置からウェーハＷの厚さ測定するＮＣＩＧ７０によってウェーハＷのみの厚さを測定しながら、ＮＣＩＧ７０によって測定されるウェーハＷの厚さに基づき、ウェーハＷの厚さが第１厚さＢとなるまでカップ型砥石６４によってウェーハＷの裏面を精研削する（Ｓ７０）。ウェーハＷの厚さが第１厚さＢに到達すると、カップ型砥石４８を上方に退避移動させる。その後、インデックステーブル２０を９０度回動させてテーブル３６を受渡位置に移動させる。

実施形態のウェーハ研削装置１０によれば、ウェーハＷの裏面研削工程を、単位時間当たりの研削量が大きい粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）と、単位時間当たりの研削量が小さい精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）とに分けて実施している。

粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）では、ウェーハＷの裏面の面粗さが粗くてもウェーハＷの厚さを測定可能なＩＰＧ５４を使用する。このＩＰＧ５４の接触子５８をウェーハＷの裏面に接触し、初期厚さＡから漸次減少するウェーハＷの厚さを測定しながら、ＩＰＧ５４によって測定されるウェーハＷの厚さに基づいて、ウェーハＷの厚さが仕上げ厚さである第１厚さＢよりも厚い第２厚さＣとなるまで、カップ型砥石４８によって粗研削を行う。この後、粗研削工程から精研削工程に切り換える。

精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）では、ウェーハＷの裏面がカップ型砥石６４によって精研削されることから、つまり、ウェーハＷの裏面の面粗さが小さくなるように研削されることから、ＩＰＧ５４に代えてＮＣＩＧ７０を使用する。ＮＣＩＧ７０によってウェーハＷの厚さのみを非接触で測定しながら、ＮＣＩＧ７０によって測定されるウェーハＷの厚さに基づき、ウェーハＷの厚さが第１厚さＢとなるまでカップ型砥石６４によって精研削する。

これにより、実施形態のウェーハ研削装置１０及びウェーハ研削方法によれば、ウェーハＷのみの厚さを正確に測定しながらウェーハＷの裏面を研削して、ウェーハを仕上げ厚さである第１厚さＢに薄化することができる。

次に、粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）及び精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）を詳説する。

《粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）》
粗研削工程（Ｓ１０、Ｓ２０）では、カップ型砥石４８による送込速度を第１送込速度Ｖ１に制御して、初期厚さＡから第２厚さＣまでウェーハＷの裏面を粗研削する。

第１送込速度Ｖ１は、ウェーハＷの裏面にカップ型砥石４８によるダメージを与えることなく、裏面研削工程に費やす加工時間を短縮し、裏面研削工程を効率よく実施することを優先して設定された速度である。

《精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０、Ｓ７０）》
精研削工程は、第１精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０）と第２精研工程（Ｓ６０、Ｓ７０）とに分けて実施する。

図８（Ｄ）の如く、第１精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０）では、カップ型砥石６４による送込速度を第１送込速度Ｖ１よりも低速な第２送込速度Ｖ２に制御して、ウェーハＷを第２厚さＣよりも薄く第１厚さＢよりも厚い第３厚さＤとなるまで精研削する。

第２送込速度Ｖ２は、ウェーハＷの裏面にカップ型砥石６４によるダメージを与えることなく、粗面であったウェーハＷの裏面を鏡面化することを優先して設定された速度である。そのため、第１送込速度Ｖ１よりも低速に第２送込速度Ｖ２を設定し、単位時間当たりの研削量を低減させている。よって、第１精研削工程（Ｓ４０、Ｓ５０）において、ウェーハＷの裏面が鏡面に研削される。

そして、図８（Ｅ）の如く、第２精研削工程（Ｓ６０、Ｓ７０）では、カップ型砥石６４による送込速度を第２送込速度Ｖ２よりも低速な第３送込速度Ｖ３に制御してウェーハＷを第１厚さＢとなるまで精研削する。

第３送込速度Ｖ３は、ウェーハＷの裏面にカップ型砥石６４によるダメージを与えない速度であることはもちろんであるが、仕上げ厚さである第１厚さＢまで研削された直後に、送込装置６８によるカップ型砥石６４の下降移動を直ちに停止させることを優先して設定された速度である。つまり、第１厚さＢまで研削された時間とカップ型砥石６４の下降移動の停止時間の僅かな差に起因する、裏面研削量の過多を防止するために設定された速度である。

よって、第２精研削工程のウェーハＷは、送込速度が第３送込速度Ｖ３に制御されたカップ型砥石６４によって、第３厚さＤから第１厚さＢまで時間をかけて徐々に研削されていく。そして、ＮＣＩＧ７０によって第１厚さＢが検出されると、コントローラ２６は送込装置６８によるカップ型砥石６４の下降移動を直ちに停止する。これにより、裏面研削量の過多を防止することができる。

つまり、第１厚さＢを切削溝２の深さｄに設定することにより、研削加工によって生じたスラッジが隣接するチップＴの間の隙間に入り込み、チップＴの側面にスラッジが付着するという問題を軽減することができる。また、個片化された直後のチップＴのずれも抑制できるので、チップＴ同士の接触によるチップＴの損傷を防止することができる。

《スパークアウト工程（Ｓ８０）》
精研削工程が行われた後、カップ型砥石６４の送り込みを停止して、カップ型砥石６４によってスパークアウトをＳ１時間実行する。

第２精研削工程（Ｓ６０、Ｓ７０）によって第１厚さＢに到達したウェーハＷの裏面の切り残しを、スパークアウト工程（Ｓ８０）にて除去することができる。これにより、ウェーハＷの仕上げ面である裏面の品質が向上する。

以上の如く、実施形態のウェーハ研削方法によれば、ウェーハＷの裏面を研削して所定の厚さ（仕上げ厚さ、第１厚さＢ、チップＴのターゲット厚さ）まで薄化する際、ウェーハＷの厚さに合わせて研削の種別（粗研削、精研削）を変えるだけでなく、ウェーハＷの厚さを測定する手段も変えている。具体的には、粗研削工程では、接触式厚さ測定手段であるＩＰＧ５４を用いる一方で、精研削工程では非接触式厚さ測定手段であるＮＣＩＧ７０を用いる。

これにより、粗研削工程では、ウェーハＷの裏面（研削面）の面粗さの影響を受けることなく、接触式厚さ測定手段（ＩＰＧ５４）によってウェーハＷの概略的な厚さ（すなわち、保護テープの厚さ誤差を含むウェーハＷの厚さ）を測定しつつ、比較的速い研削速度でウェーハＷの裏面を効率よく研削することができる。また、精研削工程では、ウェーハＷの裏面の面粗さは粗研削工程が行われるときよりも小さくなっているので、非接触式厚さ測定手段（ＮＣＩＧ７０）によって、ウェーハＷの厚さを精度よく測定することができ、それによってウェーハＷの仕上げ厚さや溝残膜厚さ管理を行うことが可能となる。

これによって、実施形態のウェーハ研削方法によれば、ウェーハＷのみの厚さを検出しながら、ウェーハＷの厚さを仕上げ厚さに研削することができる。

なお、上述した溝残膜厚さとは、ウェーハＷの裏面から溝２までの厚さであり、この溝残膜厚さも非接触式厚さ測定手段（ＮＣＩＧ７０）によって精度よく測定することができる。溝残膜厚さを得ることで、コントローラ２６は、精研削部２４のカップ型砥石６４の送込速度を更に低速に制御して溝２に到達するまで裏面を研削することも可能となる。

ところで、比較形態として、研削の種別に関係なくウェーハＷの厚さを同一方式の厚さ測定手段によって測定した場合には、次のような問題がある。すなわち、粗研削工程だけでなく精研削工程においても接触式厚さ測定手段（ＮＣＩＧ７０）を用いた場合には、接触式厚さ測定手段の接触子（接触子５８）によってウェーハＷの裏面、つまり、チップＴの裏面を傷付けてしまう。また、接触式厚さ測定手段は、厚さの不均一な保護テープの厚さを含むウェーハＷの厚さを測定するため、ウェーハＷのみの厚さを測定することができず、これにより仕上げ厚さや溝残膜厚さの管理を適正に行うことが困難となる。

一方で、精研削工程だけでなく粗研削工程においても非接触式厚さ測定手段を用いた場合には、粗研削工程において、ウェーハＷの裏面の面粗さの影響を大きく受けて、ウェーハＷの厚さを測定することができない場合がある。これにより、粗研削工程での研削量を確認できない場合がある。

これに対し、実施形態のウェーハ研削方法では、上述したように、接触式厚さ測定手段によってウェーハＷの厚さを測定しながらウェーハＷの厚さが所定の厚さ（第２厚さＣ）となるまでウェーハＷの厚さを測定しながらウェーハＷの裏面を粗研削した後、非接触式厚さ測定手段によってウェーハＷの厚さを測定しながらウェーハＷの厚さが仕上げ厚さ（第１厚さＢ）となるまでウェーハＷの裏面を精研削するので、前述した比較形態における問題点を改善することができる。

また、実施形態のウェーハ研削方法では、ウェーハＷの裏面を研削して仕上げ厚さ（第１厚さＢ）まで薄化する際、ウェーハＷの厚さに応じてカップ型砥石４８、６４の送込速度を段階的に遅くしている。すなわち、粗研削工程では、初期厚さＡから第２厚さＣまで第１送込速度Ｖ１で粗研削加工を行い、精研削工程では、第２厚さＣから第１厚さＢまで、第１送込速度Ｖ１よりも低速な送込速度（第２送込速度Ｖ２、第３送込速度Ｖ３）で精研削加工を行っている。そして更に、精研削工程では、送込速度を２段階に分けて、第２厚さＣから第３厚さＤまでは、第１送込速度Ｖ１よりも低速な第２送込速度Ｖ２で精研削加工を行い、第３厚さＤから第１厚さＢまでは、第２送込速度Ｖ２よりも低速な第３送込速度Ｖ３で精研削加工を行っている。つまり、実施形態のウェーハ研削方法では、送込速度を３段階に徐々に遅くしながら研削加工を行っている。

なお、実施形態では、一例として送込速度を３段階に徐々に遅くする形態を示したが、これに限定されず、例えば４段階以上で送込速度を変化させてもよい。また、ウェーハＷの厚さに比例させて送込速度を連続的に遅くするようにしてもよい。

このように、ウェーハＷの厚さに応じて送込速度を段階的又は連続的に遅くすることによって、ウェーハＷの厚さの測定精度よりも送込速度（研削速度）が優先される粗研削工程では、厚さが厚く裏面の面粗さが大きいウェーハＷを第２厚さＣまで短時間で効率よく粗研削することができる。また、送込速度よりもウェーハＷの厚さ測定精度が優先される精研削工程では、厚さが薄く裏面の面粗さが小さいウェーハＷを仕上げ厚さまで精研削することができる。

これにより、実施形態のウェーハ研削方法は、ウェーハＷのみの厚さを検出しながら、ウェーハＷの厚さを仕上げ厚さに研削することができ、かつスループットを高めつつ、ウェーハＷの仕上げ厚さや溝残膜厚さ管理を適正に行うことが可能となる。

また、粗研削工程（Ｓ１０〜Ｓ２０）の加工時間と、スパークアウト工程（Ｓ８０）を含む精研削工程（Ｓ４０〜Ｓ７０）の加工時間とが略等しくなるように、粗研削工程での粗研削条件（すなわち、カップ型砥石４８の粗研削量、送込速度、回転数等）、及び精研削工程での精研削条件（すなわち、カップ型砥石６４の精研削量、送込速度、回転数等）を設定することが好ましい。

つまり、図７のグラフでは、スパークアウト工程（Ｓ８０）を含む精研削工程（Ｓ４０〜Ｓ７０）の加工時間は、粗研削工程（Ｓ１０〜Ｓ２０）の加工時間と比較して約３倍である。これらの加工時間を等しくすることによって、研削工程が終了したウェーハＷの待機時間を無くすことができる。よって、研削加工時間を更に短縮することができるので、スループットを更に高めることができる。

例えば、ウェーハＷを粗研削工程で初期厚さＡから第３厚さＤまで粗研削し、この後、第３厚さＤから第１厚さＢまでウェーハＷを精研削工程で精研削する。これにより、図７の研削時間と比較して、粗研削加工時間は若干長くなるが、精研削工程時間が大幅に短縮するので、研削加工時間が大幅に短縮し、スループットが更に高まる。なお、第３厚さＤから第１厚さＢまでの精研削の送込速度を、２段階（第２送込速度Ｖ２、第３送込速度Ｖ３）に分けて実施してもよく、連続的に遅くするようにしてもよい。

上述したウェーハ研削方法は、粗研削部２２と精研削部２４とがそれぞれ１台設置されたウェーハ研削装置１０による研削方法であるが、精研削部２４が複数台設置されている場合には、粗研削部２２で粗研削終了したウェーハＷを、空の精研削部２４に順次移送して精研削を実行すればよい。この場合、粗研削部２２の粗研削加工時間を短くし、精研削部２４の精研削加工時間を精研削部２４の台数分だけ長くすることが好ましい。

Ｗ…ウェーハ、１０…ウェーハ研削装置、１２…本体、１４…カセット収納部、１６…ウェーハ搬送装置、１８…アライメント部、２０…インデックステーブル、２２…粗研削部、２４…精研削部、２６…コントローラ、２８…入力装置、３０、３２…カセット、３４…吸着部、３６、３８、４０、４２…テーブル、４４…回転軸、４６…モータ、４８…カップ型砥石、５０…モータ、５２…送込装置、５４…ＩＰＧ、５６…モータ支持部、５８、６０…接触子、６２…演算部、６４…カップ型砥石、６６…モータ、６８…送込装置、７０…ＮＣＩＧ、７２…モータ支持部、７６…送波部、７８…受波部、８０…演算部

Claims (6)

1. ウェーハの表面に形成された複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿って前記ウェーハの表面側から前記ウェーハの厚さよりも浅い溝を加工する溝加工工程が行われた後、前記表面に保護テープが貼り付けられた前記ウェーハの表面側をテーブルによって保持し、前記ウェーハの裏面を研削して前記ウェーハを仕上げ厚さである第１厚さまで薄化するウェーハ研削方法であって、
   前記ウェーハの裏面に接触して前記ウェーハの厚さを測定する接触式厚さ測定手段によって前記ウェーハの厚さを測定しながら、前記接触式厚さ測定手段によって測定される前記ウェーハの厚さに基づき、前記ウェーハの厚さが前記第１厚さよりも厚い第２厚さとなるまで粗研削手段によって前記ウェーハの裏面を粗研削する粗研削工程と、
   前記粗研削工程が行われた後、前記ウェーハの裏面に対して離れた位置から前記ウェーハの厚さ測定する非接触式厚さ測定手段によって前記ウェーハの厚さを測定しながら、前記非接触式厚さ測定手段によって測定される前記ウェーハの厚さに基づき、前記ウェーハの厚さが前記第１厚さとなるまで精研削手段によって前記ウェーハの裏面を精研削する精研削工程と、
   を備える、ウェーハ研削方法。
2. 前記粗研削工程は、
   前記粗研削手段による送込速度を第１速度に制御して前記第２厚さまで前記ウェーハの裏面を粗研削し、
   前記精研削工程は、
   前記精研削手段による送込速度を前記第１速度よりも低速な第２速度に制御して、前記ウェーハを前記第２厚さよりも薄く前記第１厚さよりも厚い第３厚さとなるまで精研削する第１精研削工程と、
   前記第１精研削工程が行われた後、前記精研削手段による送込速度を前記第２速度よりも低速な第３速度に制御して前記ウェーハを前記第１厚さとなるまで精研削する第２精研削工程と、
   を有する、請求項１に記載のウェーハ研削方法。
3. 前記精研削工程が行われた後、前記精研削手段の送り込みを停止して、前記精研削手段によってスパークアウトを実行するスパークアウト工程を備える、請求項１又は２に記載のウェーハ研削方法。
4. ウェーハの表面に形成された複数の半導体素子を区画するダイシングラインに沿って前記ウェーハの表面側から前記ウェーハの厚さよりも浅い溝を加工する溝加工工程が行われた後、前記表面に保護テープが貼り付けられた前記ウェーハの表面側をテーブルによって保持し、前記ウェーハの裏面を研削して前記ウェーハを仕上げ厚さである第１厚さまで薄化するウェーハ研削装置であって、
   前記テーブルに保持された前記ウェーハの裏面を粗研削する粗研削手段と、
   前記テーブルに保持されたウェーハの裏面に接触して前記ウェーハの厚さを測定する接触式厚さ測定手段と、
   前記テーブルに保持された前記ウェーハの裏面を精研削する精研削手段と、
   前記テーブルに保持された前記ウェーハの裏面に対して離れた位置から前記ウェーハの厚さ測定する非接触式厚さ測定手段と、
   前記接触式厚さ測定手段によって前記ウェーハの厚さを測定しながら、前記接触式厚さ測定手段によって測定される前記ウェーハの厚さに基づき、前記ウェーハの厚さが前記第１厚さよりも厚い第２厚さとなるまで前記粗研削手段によって前記ウェーハの裏面を粗研削させる制御手段であって、前記粗研削が行われた後、前記非接触式厚さ測定手段によって前記ウェーハの厚さを測定しながら、前記非接触式厚さ測定手段によって測定される前記ウェーハの厚さに基づき、前記ウェーハの厚さが前記第１厚さとなるまで前記精研削手段によって前記ウェーハの裏面を精研削させる制御手段と、
   を備える、ウェーハ研削装置。
5. 前記制御手段は、前記粗研削手段による送込速度を第１速度に制御して前記第２厚さまで前記ウェーハの裏面を粗研削させ、その後、前記精研削手段による送込速度を前記第１速度よりも低速な第２速度に制御して、前記ウェーハを前記第２厚さよりも薄く前記第１厚さよりも厚い第３厚さとなるまで精研削させ、その後、前記精研削手段による送込速度を前記第２速度よりも低速な第３速度に制御して前記ウェーハを前記第１厚さとなるまで精研削させる、請求項４に記載のウェーハ研削装置。
6. 前記制御手段は、前記精研削手段の送り込みを停止して、前記精研削手段によってスパークアウトを実行させる、請求項４又は５に記載のウェーハ研削装置。

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