JP2023000307A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削されたウェーハに円弧状の僅かな凹凸が形成されることを抑制する。【解決手段】回転制御部８が、非接触厚み測定器６０を用いてウェーハ１００における最大厚み差を算出し、この最大厚み差が許容範囲を超えている場合に、スピンドル７２の回転速度に対してチャックテーブル３１の回転速度を相対的に変化させている。これにより、スピンドル７２の回転速度とチャックテーブル３１の回転速度との比である回転数比ＲＮを整数からずらすことができる。このため、スパークアウト加工において、最大厚み差を小さくすることができる。その結果、ウェーハ１００に形成されている周期的な厚み値の変化を小さくして、ウェーハ１００の被研削面１０２を平坦化することが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、研削装置に関する。

チャックテーブルによって保持されたウェーハを研削砥石で研削する研削装置は、たとえば、ウェーハの厚みを非接触で測定する非接触厚み測定器を備えている。この構成では、研削中に非接触測定器によって測定したウェーハの厚みが、予め設定された所定の厚みになるまで、研削が実施される（特許文献１～３参照）。

特開２０１６－１８４６０４号公報 特開２０１８－０３４２８３号公報 特開２０２０－０２６０１０号公報

所定の厚みに研削されたウェーハには、研削砥石の軌跡に沿って、円弧状に、僅かな凹凸が形成されることがある。この僅かな凹凸は、デバイスに悪影響を及ぼすことがある。

したがって、本発明の目的は、研削されたウェーハに円弧状の僅かな凹凸が形成されることを抑制することにある。

本発明の研削装置（本研削装置）は、保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、該保持面の中心を軸に該チャックテーブルを回転させるテーブル回転機構と、スピンドルの先端に装着されて該保持面の中心を通るように回転する研削砥石によって該ウェーハを研削する研削機構と、該スピンドルを回転させるスピンドル回転機構と、を備える研削装置であって、該保持面によって保持されたウェーハの厚みを非接触で測定する非接触厚み測定器と、該チャックテーブルを回転させるとともに、該非接触厚み測定器によって研削中のウェーハの厚み値を測定し、ウェーハの回転方向に沿って現れるウェーハの周期的な厚み値の変化の最小値と最大値との差が、予め設定された所定の厚みを基準とする許容範囲を超えたら、該スピンドルの回転速度に対して該チャックテーブルの回転速度を相対的に変化させる回転制御を実施する回転制御部と、を備える。
また、本研削装置では、該回転制御部は、該保持面に接近する方向への該研削砥石の移動が停止しているときに、該回転制御を実施してもよい。

本研削装置では、非接触厚み測定器を用いて、ウェーハの周期的な厚み値の変化の最小値と最大値との差（最大厚み差）を算出し、この最大厚み差が許容範囲を超えている場合に、回転制御部が、スピンドルの回転速度に対してチャックテーブルの回転速度を相対的に変化させている。これにより、スピンドルの回転速度とチャックテーブルの回転速度との比である回転数比が整数である場合であっても、チャックテーブルの回転速度の変化により、回転数比を整数からずらすことができる。このため、研削加工において、ウェーハの被研削面に形成される最大厚み差を小さくすることができる。その結果、ウェーハに形成されている周期的な厚み値の変化を小さくして、ウェーハの被研削面を平坦化することが可能となる。したがって、研削されたウェーハに円弧状の僅かな凹凸が形成されることを抑制することができる。

研削装置の構成を示す斜視図である。 研削砥石の高さの時間変化を示すグラフである。 図３（ａ）～（ｃ）は、ウェーハの被研削面に形成される研削痕を示す説明図である。 図４（ａ）は、回転数比が整数である場合にウェーハの被研削面に形成されるセグメント研削痕を示す説明図であり、図４（ｂ）は、回転数比が整数でない場合にウェーハの被研削面に形成されるセグメント研削痕を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態にかかる研削装置１は、被加工物としてのウェーハ１００を研削するための装置であり、直方体状の基台１０、および、上方に延びるコラム１１を備えている。

ウェーハ１００は、たとえば、円形の半導体ウェーハである。図１においては下方を向いているウェーハ１００の一方の面は、複数のデバイスを保持するデバイス面１０１であり、保護テープ１０３が貼着されることによって保護されている。ウェーハ１００の他方の面は、研削加工が施される被研削面１０２となる。

基台１０の上面側には、開口部１３が設けられている。そして、開口部１３内には、ウェーハ保持機構３０が配置されている。ウェーハ保持機構３０は、ウェーハ１００を保持する保持面３２を備えたチャックテーブル３１、および、チャックテーブル３１を支持して回転するテーブル回転機構３５を含んでいる。

チャックテーブル３１は、ウェーハ１００を保持するための保持面３２と、保持面３２を支持する枠体３３とを備えている。保持面３２は、ポーラス材からなり、吸引源（図示せず）に連通されることにより、ウェーハ１００を吸引保持する。すなわち、チャックテーブル３１は、保持面３２によってウェーハ１００を保持する。保持面３２は、枠体３３の上面と面一となるように形成されている。

テーブル回転機構３５は、下方からチャックテーブル３１を支持している。テーブル回転機構３５は、保持面３２の中心を軸に、チャックテーブル３１を回転させるように構成されている。

チャックテーブル３１の周囲には、チャックテーブル３１とともにＹ軸方向に沿って移動されるカバー板３９が設けられている。また、カバー板３９には、Ｙ軸方向に伸縮する蛇腹カバー１２が連結されている。そして、ウェーハ保持機構３０の下方には、Ｙ軸方向移動機構４０が配設されている。

Ｙ軸方向移動機構４０は、チャックテーブル３１と研削機構７０とを、相対的に、保持面３２に平行なＹ軸方向に移動させる。本実施形態では、Ｙ軸方向移動機構４０は、研削機構７０に対して、チャックテーブル３１をＹ軸方向に移動させるように構成されている。

Ｙ軸方向移動機構４０は、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール４２、このＹ軸ガイドレール４２上をスライドするＹ軸移動テーブル４５、Ｙ軸ガイドレール４２と平行なＹ軸ボールネジ４３、Ｙ軸ボールネジ４３に接続されているＹ軸モータ４４、および、これらを保持する保持台４１を備えている。

Ｙ軸移動テーブル４５は、Ｙ軸ガイドレール４２にスライド可能に設置されている。Ｙ軸移動テーブル４５の下面には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Ｙ軸ボールネジ４３が螺合されている。Ｙ軸モータ４４は、図１に示すように、Ｙ軸ボールネジ４３の一端部に連結されている。

Ｙ軸方向移動機構４０では、Ｙ軸モータ４４がＹ軸ボールネジ４３を回転させることにより、Ｙ軸移動テーブル４５が、Ｙ軸ガイドレール４２に沿って、Ｙ軸方向に移動する。Ｙ軸移動テーブル４５には、ウェーハ保持機構３０のテーブル回転機構３５が載置されている。したがって、Ｙ軸移動テーブル４５のＹ軸方向への移動に伴って、テーブル回転機構３５およびチャックテーブル３１を含むウェーハ保持機構３０が、Ｙ軸方向に移動する。

本実施形態では、ウェーハ保持機構３０は、保持面３２にウェーハ１００を保持させるための－Ｙ方向側のワーク載置位置と、ウェーハ１００が研削される＋Ｙ方向側の研削位置との間を、Ｙ軸方向移動機構４０によって、Ｙ軸方向に沿って移動される。

また、図１に示すように、基台１０上の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１１が立設されている。コラム１１の前面には、ウェーハ１００を研削する研削機構７０、および、研削送り機構５０が設けられている。

研削送り機構５０は、チャックテーブル３１と研削機構７０の研削砥石７７とを、保持面３２に垂直なＺ軸方向（研削送り方向）に相対的に移動させる。本実施形態では、研削送り機構５０は、チャックテーブル３１に対して、研削砥石７７をＺ軸方向に移動させるように構成されている。

研削送り機構５０は、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール５１、このＺ軸ガイドレール５１上をスライドするＺ軸移動テーブル５３、Ｚ軸ガイドレール５１と平行なＺ軸ボールネジ５２、Ｚ軸モータ５４、Ｚ軸ボールネジ５２の回転角度を検知するためのエンコーダ５５、および、Ｚ軸移動テーブル５３に取り付けられた支持ケース５６を備えている。支持ケース５６は、研削機構７０を支持している。

Ｚ軸移動テーブル５３は、Ｚ軸ガイドレール５１にスライド可能に設置されている。Ｚ軸移動テーブル５３には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Ｚ軸ボールネジ５２が螺合されている。Ｚ軸モータ５４は、Ｚ軸ボールネジ５２の一端部に連結されている。

研削送り機構５０では、Ｚ軸モータ５４がＺ軸ボールネジ５２を回転させることにより、Ｚ軸移動テーブル５３が、Ｚ軸ガイドレール５１に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、Ｚ軸移動テーブル５３に取り付けられた支持ケース５６、および、支持ケース５６に支持された研削機構７０も、Ｚ軸移動テーブル５３とともにＺ軸方向に移動する。

エンコーダ５５は、Ｚ軸モータ５４がＺ軸ボールネジ５２を回転させることで回転され、Ｚ軸ボールネジ５２の回転角度を認識することができる。そして、エンコーダ５５の認識結果に基づいて、Ｚ軸方向に移動される研削機構７０の研削砥石７７の高さ位置を検知することができる。

研削機構７０は、支持ケース５６に固定されたスピンドルハウジング７１、スピンドルハウジング７１に回転可能に保持されたスピンドル７２、スピンドル７２を回転駆動するスピンドルモータ７３、スピンドル７２の下端に取り付けられたホイールマウント７４、および、ホイールマウント７４に支持された研削ホイール７５を備えている。

スピンドルハウジング７１は、Ｚ軸方向に延びるように支持ケース５６に保持されている。スピンドル７２は、チャックテーブル３１の保持面３２と直交するようにＺ軸方向に延び、スピンドルハウジング７１に回転可能に支持されている。

スピンドルモータ７３は、スピンドル７２の上端側に連結されている。このスピンドルモータ７３により、スピンドル７２は、Ｚ軸方向に延びる回転軸を中心として回転する。スピンドルモータ７３は、スピンドル７２を回転させるスピンドル回転機構の一例である。

ホイールマウント７４は、円板状に形成されており、スピンドル７２の下端（先端）に固定されている。ホイールマウント７４は、研削ホイール７５を支持している。

研削ホイール７５は、外径がホイールマウント７４の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール７５は、金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）７６を含む。ホイール基台７６の下面には、全周にわたって、環状に配列された複数のセグメント砥石からなる、環状の研削砥石７７が固定されている。

環状の研削砥石７７は、チャックテーブル３１の保持面３２の中心を下面が通るように配置され、保持面３２から水平方向にはみ出るような内径を有する。
なお、環状の研削砥石７７は、隣合うセグメント砥石とセグメント砥石との間に隙間を備えて環状にセグメント砥石を配置している。

この環状の研削砥石７７は、その中心を通りＺ軸方向に延びる回転軸を中心として、スピンドル７２、ホイールマウント７４、およびホイール基台７６を介して、スピンドルモータ７３によって、チャックテーブル３１の保持面３２の中心を通るように回転される。これにより、研削砥石７７は、研削位置に配置されているチャックテーブル３１の保持面３２に保持されたウェーハ１００の半径部分に接触し、ウェーハ１００を研削する。
なお、保持面３２の半径部分においては、研削砥石７７の下面に平行な研削エリアが形成されている。なお、研削エリアは、保持面３２の中心を軸にウェーハ１００を回転させた際に、研削砥石７７に平行になっている。 なお、環状の研削砥石７７は、隙間無く複数のセグメント砥石を環状に配置したコンティニアス砥石であってもよい。

このように、研削機構７０は、ホイールマウント７４およびホイール基台７６を介してスピンドル７２の先端に装着されて保持面３２の中心を通るように回転する研削砥石７７によって、回転する保持面３２に保持されているウェーハ１００を研削する。

また、図１に示すように、基台１０における開口部１３の側部には、非接触厚み測定器６０が配設されている。非接触厚み測定器６０は、保持面３２に保持されたウェーハ１００の厚みを、非接触で測定することができる。

非接触厚み測定器６０は、１つの非接触式の厚み測定部、たとえばレーザー式の厚み測定部を備えてもよい。この厚み測定部は、たとえば、ウェーハ１００を透過する波長を有するレーザー光線をウェーハ１００に照射し、ウェーハ１００の下面からの反射光とウェーハ１００の上面からの反射光とを受光し、各反射光の光路差に基づいてウェーハ１００の厚みを測定する。なお、１つの非接触式の厚み測定部は、ウェーハ１００の下面からの反射光とウェーハ１００の上面からの反射光との干渉光を解析することによりウェーハ１００の厚みを測定する分光干渉式ウェーハ厚み計であってもよい。なお、測定光を出射する光源として、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）を備えてもよい。

なお、非接触厚み測定器６０は、図１に示すように、保持面高さ測定部６１およびウェーハ高さ測定部６２を有していてもよい。保持面高さ測定部６１およびウェーハ高さ測定部６２は、非接触式のハイトゲージであり、レーザー式の距離測定器であってもよい。

たとえば、保持面高さ測定部６１は、レーザー光線をチャックテーブル３１の枠体３３の上面に照射して、その反射光に基づいて、枠体３３の上面の高さ（すなわち、保持面３２の高さ）を測定する。一方、ウェーハ高さ測定部６２は、レーザー光線をウェーハ１００の上面（被研削面１０２）に照射し、その反射光に基づいて、ウェーハ１００の上面の高さを測定する。
そして、非接触厚み測定器６０は、測定された保持面３２の高さとウェーハ１００の高さとの差分に基づいて、ウェーハ１００の厚みを算出する。

なお、保持面高さ測定部６１およびウェーハ高さ測定部６２は、枠体３３およびウェーハ１００の上面に音波を照射することによって、保持面３２の高さおよびウェーハ１００の上面の高さを測定するように構成されていてもよい。

また、研削装置１は、制御部７および回転制御部８を備えている。
制御部７は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部７は、研削装置１の上述した各部材を制御して、ウェーハ１００に対する研削加工を実行する。

回転制御部８は、研削加工の際に、テーブル回転機構３５によるチャックテーブル３１の回転、および、スピンドルモータ７３によるスピンドル７２の回転を制御する機能を有する。

以下に、研削装置１における研削加工について説明する。
研削装置１における研削加工では、まず、作業者が、載置位置にあるチャックテーブル３１の保持面３２（図１参照）に、ウェーハ１００を、被研削面１０２が上面となるように保持させる。

次に、制御部７は、Ｙ軸方向移動機構４０を制御して、チャックテーブル３１を、研削機構７０の下方の研削位置に配置されるように、Ｙ軸方向に移動させる。研削位置では、チャックテーブル３１の保持面３２に保持されたウェーハ１００の回転中心に、研削砥石７７が位置づけられる。

また、制御部７は、研削機構７０のスピンドルモータ７３を制御して、スピンドル７２とともに研削砥石７７を回転させる。スピンドル７２の回転速度は、本実施形態では、１６５０ｒｐｍである。さらに、回転制御部８が、テーブル回転機構３５を制御して、ウェーハ１００を保持しているチャックテーブル３１の保持面３２を回転させる。チャックテーブル３１の回転速度は、本実施形態では、１５０ｒｐｍである。

次に、制御部７は、研削送り機構５０を用いて、保持面３２の上方で、保持面３２が保持したウェーハ１００に研削砥石７７の下面（研削面）が接触しない高さの原点高さ位置にある研削機構７０を、チャックテーブル３１に近づける。

図２に、研削砥石７７の高さ（研削砥石７７の研削面（下面）の高さ）の時間変化を示す。図２に示すように、制御部７は、まず、研削砥石７７の高さが、所定のエアカット開始高さｈ１となるまで、研削機構７０を、比較的に高速の初期速度Ｖ１で、チャックテーブル３１に近づくように降下させる（時間範囲Ｔ１）。

制御部７は、たとえば、適宜、エンコーダ５５を用いて、Ｚ軸方向における研削砥石７７の高さ位置を検知する。そして、制御部７は、研削砥石７７の研削面が所定のエアカット開始高さｈ１に到達した後、研削送り機構５０を用いて、研削機構７０の降下速度を、初期速度Ｖ１よりも遅いエアカット速度Ｖ２に設定する。そして、制御部７は、研削送り機構５０によって、エアカット速度Ｖ２で研削機構７０をチャックテーブル３１に接近させる（時間範囲Ｔ２）。

時間範囲Ｔ２では、研削砥石７７は、まだウェーハ１００に接触しておらず、エアカットがなされている。その後、制御部７は、研削送り機構５０によって、研削砥石７７をチャックテーブル３１の保持面３２に接近させ、保持面３２に保持されているウェーハ１００の被研削面１０２に、研削砥石７７の研削面を接触させる。

研削砥石７７の研削面が、ウェーハ１００の被研削面１０２に接触する高さｈ２に到達した場合、制御部７は、第１研削速度Ｖ３で、研削砥石７７によって、ウェーハ１００の被研削面１０２を研削する（時間範囲Ｔ３；第１研削加工）。第１研削速度Ｖ３は、初期速度Ｖ１よりも遅く、たとえば、エアカット速度Ｖ２と同様の速度である。この第１研削加工では、ウェーハ１００の被研削面１０２が、たとえば３０μｍほど研削される。

制御部７は、適宜、非接触厚み測定器６０を用いて、研削されているウェーハ１００の厚みを測定する。そして、非接触厚み測定器６０が測定したウェーハ１００の最小の厚みが所定値（目標値）に近づいた場合、制御部７は、研削送り機構５０を用いて、第１研削速度Ｖ３よりも遅い第２研削速度Ｖ４で、研削機構７０をチャックテーブル３１に接近させる（時間範囲Ｔ４）。すなわち、制御部７は、研削機構７０の降下速度を、第１研削速度Ｖ３から第２研削速度Ｖ４にさらに遅くして、研削加工を継続する（第２研削加工）。この第２研削加工では、第１研削加工においてウェーハ１００に生じた研削痕が低減される。この第２研削加工では、ウェーハ１００の被研削面１０２が、たとえば１０μｍほど研削される。

そして、非接触厚み測定器６０が測定するウェーハ１００の最小の厚みが所定値に到達したときに、制御部７は、研削機構７０の降下動作を停止させ、いわゆるスパークアウト加工と呼ばれる加工を実施する（時間範囲Ｔ５）。

すなわち、制御部７は、研削機構７０をチャックテーブル３１の保持面３２に接近させる降下動作を停止させる。このようなスパークアウト加工により、ウェーハ１００の被研削面１０２における研削斑を除去するとともに、回転制御部８が、後述する回転制御を実施することにより、チャックテーブル３１を回転させ非接触厚み測定器６０が測定するウェーハ１００の周期的な厚み値の変化を小さくして、ウェーハ１００の被研削面１０２を平坦化する。

スパークアウト加工の終了後、制御部７は、エスケープカット加工を実施する（時間範囲Ｔ６）。この際、制御部７は、研削送り機構５０を用いて、研削機構７０を、予め設定されているエスケープカット加工速度Ｖ６で、ゆっくりと上昇させることにより、研削砥石７７によってウェーハ１００をエスケープカット加工する。

エスケープカット加工は、たとえば、研削砥石７７がウェーハ１００の被研削面１０２から離れるまで実施される。エスケープカット加工の終了後、制御部７は、研削送り機構５０を用いて、研削機構７０を、比較的に高速の退避速度Ｖ７で、原点高さ位置に退避させる（時間範囲Ｔ７）。

ここで、上述した回転制御部８による、ウェーハ１００に形成されている周期的な厚み値の変化を小さくして、ウェーハ１００の被研削面１０２を平坦化するための回転制御について説明する。
まず、ウェーハ１００に、周期的な厚み値の変化が形成されるメカニズムについて説明する。

研削砥石７７によってウェーハ１００を研削すると、ウェーハ１００の回転方向に周期的な厚み値の変化が現れることがある。すなわち、図３（ａ）に示すように、ウェーハ１００の被研削面１０２に、ウェーハ１００の回転方向に沿って、周期的に、周期的な厚み値の変化としての研削痕（厚み斑、うねり）１３０が形成されることがある。この研削痕１３０は、研削時における研削砥石７７の研削面の軌跡２００に対応するものであり、所定周期で現れる凸部１３１および凹部１３２を含む。
つまり、環状の研削砥石７７を形成する各々のセグメント砥石の研削面の軌跡によって研削痕１３０が形成される。
なお、この研削痕１３０は、セグメント砥石の外周が通った痕である。そのため、研削痕１３０は、セグメント砥石とセグメント砥石との間に隙間が配置されている環状の研削砥石７７の場合に形成されやすい。また、研削痕１３０は、セグメント砥石とセグメント砥石との間に隙間が無いコンティニアスタイプの環状の研削砥石７７においても、各セグメント砥石にかかる荷重が異なりセグメント砥石が圧縮される量が異なることによって形成される。

この研削痕１３０の高さＨ１（即ち、凸部１３１と凹部１３２との高低差）は、回転数比ＲＮが整数である場合に顕著となる。ここで、回転数比ＲＮは、スピンドル７２の回転数（研削砥石７７の回転数）をＮ１とし、チャックテーブル３１の回転数（ウェーハ１００の回転数）をＮ２とすると、ＲＮ＝Ｎ１／Ｎ２として表される。

回転数比ＲＮが整数である場合（たとえば、ＲＮ＝９である場合）には、図４（ａ）に示すように、チャックテーブル３１が１回転する間に、環状の研削砥石７７の個々のセグメント砥石によって形成される個々の研削痕の大きさが略同一のＲＮ個（９個）のセグメント研削痕１２１～１２９が、ウェーハ１００の被研削面１０２に隙間なく並ぶこととなる。
なお、セグメント研削痕１２１～１２９は、１つのセグメント砥石によってのみ形成される場合もある。また、セグメント研削痕１２１～１２９は、複数のセグメント砥石の軌跡が重なることによって形成される場合もある。
なお、セグメント研削痕１２１～１２９は、図３に示す研削痕１３０である。

ここで、セグメント研削痕１２１～１２９は、研削砥石７７が１回転する間に、研削砥石７７の研削面と幾何学的な干渉を起こしたウェーハ１００の被研削面１０２の領域である。セグメント研削痕１２１～１２９は、ウェーハ１００の中心から外周に向かって延びる２本の略弧状の曲線と、ウェーハ１００の外周の一部とによって囲まれた形状を有する。

回転数比ＲＮが整数である場合、図４（ａ）に太線によって示すように、チャックテーブル３１の１回転目における最初のセグメント研削痕１２１の開始位置１２１１と、最後のセグメント研削痕１２９の終了位置１２９２とが一致する。

ここで、最後のセグメント研削痕１２９の終了位置１２９２は、２回転目における最初のセグメント研削痕１２１の開始位置となる。このため、チャックテーブル３１の２回転目、および、３回転目以降でも、最初のセグメント研削痕１２１の開始位置１２１１は、１回転目と略同一の位置となる。

したがって、回転数比ＲＮが整数である場合には、スパークアウト加工時にチャックテーブル３１が複数回回転しても、ウェーハ１００の被研削面１０２上のセグメント研削痕１２１～１２９の配置態様が常に略同一となり、研削砥石７７の研削面は、ウェーハ１００上において、略同一の軌跡をたどることとなる。

したがって、研削砥石７７の研削面の高低差が、既成の被研削面１０２上の凹凸と常に一致してしまうため、研削砥石７７の研削面は、図３（ａ）に示した凸部１３１を削り取ることが困難となる。その結果、スパークアウト時にチャックテーブル３１を何度も回転させても、研削痕１３０を十分に低減させることが困難であるため、比較的に大きな凹凸を有する研削痕１３０が残存してしまう。

一方、回転数比ＲＮが整数でない場合（たとえば、ＲＮ＝８．２である場合）には、図４（ｂ）に示すように、チャックテーブル３１が１回転する間に、個々の大きさが略同一のＲＮ個（８個）のセグメント研削痕１２１～１２８が、ウェーハ１００の被研削面１０２に並ぶ。しかし、この場合には、最初のセグメント研削痕１２１の開始位置１２１１と最後のセグメント研削痕１２８の終了位置１２８２との間にずれ量θが形成され、これらが一致しない。

よって、チャックテーブル３１の１回転目と２回転目とでは、最初のセグメント研削痕１２１の開始位置にずれが生ずることとなる。さらに、同様にして、チャックテーブル３１の２回転目と３回転目との間などでも、最初のセグメント研削痕１２１の開始位置にずれが生じる。なお、１回転目と３回転目との間においても、最初のセグメント研削痕１２１の開始位置にずれが生じる。

このため、チャックテーブル３１の２回転目では、ウェーハ１００の被研削面１０２上のセグメント研削痕１２１～１２８の配置態様が、１回転目のセグメント研削痕１２１～１２８の配置態様とは異なる。このため、研削砥石７７の研削面は、１回転目とは異なるウェーハ１００上の軌跡を形成することとなる。したがって、研削砥石７７の研削面の高低差と既成の被研削面１０２上の凹凸との間にずれが生じて、これらが互いに干渉して、凸部１３１を削り取ることができる。このため、回転数比ＲＮが整数でない場合には、スパークアウト後の研削痕１３０が、上記回転数比ＲＮが整数である場合と比較して小さくなる。

そこで、回転制御部８は、たとえばスパークアウト加工の開始直後に、回転制御を実施する。この回転制御では、回転制御部８は、まず、非接触厚み測定器６０によって、研削中のウェーハ１００の厚み値を測定する。そして、回転制御部８は、ウェーハ１００の回転方向に沿って現れる、周期的な厚み値の変化（上述の研削痕１３０に対応）を検出する。

さらに、回転制御部８は、このウェーハ１００の周期的な厚み値の変化における、最小値と最大値との差（以下、最大厚み差と称する）を算出する。この最大値は、図３（ａ）に示した凸部１３１の高さであり、最小値は、同じく凹部１３２の高さであり、最大厚み差は、凸部１３１と凹部１３２との高低差（高さＨ１）である。

そして、回転制御部８は、この最大厚み差が許容範囲を超えているか否かを判断する。この許容範囲は、たとえば、予め設定されたウェーハ１００の所定の厚み、すなわち、研削後のウェーハ１００の厚みの目標値を基準として定められる。

最大厚み差（高さＨ１）が許容範囲を超えている場合、上述した回転数比ＲＮが、実質的に整数になっていると考えられる。したがって、この場合、回転制御部８は、テーブル回転機構３５（図１参照）を制御して、スピンドル７２の回転速度（１６５０ｒｐｍ）に対して、チャックテーブル３１の回転速度（１５０ｒｐｍ）を、相対的に、たとえば１４５～１５５ｒｐｍの範囲で、変化させる。これにより、回転数比ＲＮが整数ではなくなる。

このような回転制御の後、制御部７は、上記のように変化されたチャックテーブル３１の回転速度を維持した状態で、スパークアウト加工を継続する。このスパークアウト加工においては、図３（ｂ）に示すように、回転速度の変化後のチャックテーブル３１の１回転目では、研削砥石７７の研削面の軌跡である第１軌跡２０１（破線）が、回転速度の変化前の軌跡である初期軌跡２００（実線）から変化する。このため、それまでに形成された研削痕１３０の凸部１３１が、研削砥石７７によって削り取られる。したがって、最大厚み差（高さＨ２）は、それまでの最大厚み差（高さＨ１）よりも小さくなる。

さらに、図３（ｃ）に示すように、回転速度の変化後のチャックテーブル３１の２回転目では、研削砥石７７の研削面の軌跡である第２軌跡２０２（一点鎖線）が、初期軌跡２００（実線）および第１軌跡２０１（破線）の双方と異なる。このため、研削痕１３０の凸部１３１が、研削砥石７７によって、さらに削り取られる。したがって、最大厚み差（高さＨ３）は、それまでの最大厚み差（高さＨ２）よりもさらに小さくなる。
このように、本実施形態では、スパークアウト加工により、最大厚み差を小さくすることができる。

そして、制御部７は、最大厚み差が許容範囲内に入った後、ウェーハ１００の被研削面１０２が平坦化されたと判断し、スパークアウト加工を終了して、上述したエスケープカット加工を実施する（図２の時間範囲Ｔ６）。

一方、制御部７は、チャックテーブル３１の回転速度が変化された後、所定時間が経過しても最大厚み差が許容範囲内に入らない場合には、研削加工動作を停止する。そして、制御部７は、図示しない表示部材を用いて、作業者に、最大厚み差が許容範囲内に入らない旨を、加工エラーとして表示する。

以上のように、本実施形態では、回転制御部８が、スパークアウト加工時に、非接触厚み測定器６０を用いてウェーハ１００における最大厚み差を算出し、この最大厚み差が許容範囲を超えている場合に、スピンドル７２の回転速度に対してチャックテーブル３１の回転速度を相対的に変化させている。これにより、スピンドル７２の回転速度とチャックテーブル３１の回転速度との比である回転数比ＲＮが整数である場合であっても、チャックテーブル３１の回転速度の変化により、回転数比ＲＮを整数からずらすことができる。このため、スパークアウト加工において、ウェーハ１００の被研削面１０２に形成される最大厚み差を小さくすることができる。その結果、ウェーハ１００に形成されている周期的な厚み値の変化を小さくして、ウェーハ１００の被研削面１０２を平坦化することが可能となる。したがって、研削されたウェーハ１００に円弧状の僅かな凹凸が形成されることを抑制することができる。

なお、研削加工の前に、スピンドル７２の回転速度およびチャックテーブル３１の回転速度を、これらの比である回転数比ＲＮが整数とならないように、初期設定しておくが好ましい。ただし、このような初期設定を実施しても、実際には、研削砥石７７やチャックテーブル３１にかかる荷重などによって、スピンドル７２およびチャックテーブル３１の回転数が初期設定通りにならないことがあり、回転数比ＲＮが整数になってしまうことがある。このため、上述の初期設定を実施した場合でも、本実施形態のように、回転制御部８による回転動作制御を実施し、非接触厚み測定器６０によるウェーハ１００の厚み測定の測定結果に応じて、チャックテーブル３１の回転速度を適切に設定することが好ましい。

また、本実施形態では、最大厚み差が許容範囲を超えている場合、回転制御部８が、スピンドル７２の回転速度（１６５０ｒｐｍ）に対して、チャックテーブル３１の回転速度（１５０ｒｐｍ）を、相対的に、たとえば１４５～１５５ｒｐｍの範囲で変化させている。これに関し、回転制御部８は、ウェーハ１００が硬質である場合（たとえばＳｉＣウェーハである場合）には、チャックテーブル３１の回転速度を、初期値（１５０ｒｐｍ）よりも遅くする一方、ウェーハ１００がシリコンウェーハのように研削しやすいウェーハである場合には、チャックテーブル３１の回転速度を、初期値（１５０ｒｐｍ）よりも早くすることが好ましい。

また、本実施形態では、回転制御部８は、スパークアウト加工の開始直後、すなわち、研削砥石７７の降下が停止しているときに、上述のチャックテーブル３１の回転速度を制御する回転制御を実施している。なお、スパークアウト加工の開始直後に限らず、スパークアウト加工の開始前の第２研削加工の終了直前において、回転制御を実施してもよい。また、回転制御部８は、第２研削加工とスパークアウト加工とに跨がって回転速度の制御を実施してもよい。つまり、第２研削加工の終了直前において、回転制御動作の一部（たとえば、最大厚み差が許容範囲を超えているか否かの判断まで）を実施し、残りの動作を、スパークアウト加工の開始直後に実施してもよい。あるいは、回転制御部８は、回転制御を、スパークアウト加工の開始から所定時間経過後に実施してもよい。
なお、回転制御部８は、チャックテーブル３１の回転速度ではなく、スピンドル７２の回転速度を制御してもよい。

１：研削装置，７：制御部，８：回転制御部，
１０：基台，１１：コラム，１２：蛇腹カバー，１３：開口部，
３０：ウェーハ保持機構，３１：チャックテーブル，３２：保持面，３３：枠体，
３５：テーブル回転機構，３９：カバー板，
４０：Ｙ軸方向移動機構，４１：保持台，４２：Ｙ軸ガイドレール，
４３：Ｙ軸ボールネジ，４４：Ｙ軸モータ，４５：Ｙ軸移動テーブル，
５０：研削送り機構，５１：Ｚ軸ガイドレール，５２：Ｚ軸ボールネジ，
５３：Ｚ軸移動テーブル，５４：Ｚ軸モータ，５５：エンコーダ，
５６：支持ケース，
６０：非接触厚み測定器，６１：保持面高さ測定部，６２：ウェーハ高さ測定部，
７０：研削機構，７１：スピンドルハウジング，７２：スピンドル，
７３：スピンドルモータ，７４：ホイールマウント，７５：研削ホイール，
７６：ホイール基台，７７：研削砥石，
１００：ウェーハ，１０１：デバイス面，１０２：被研削面，
１０３：保護テープ，
１２１～１２９：セグメント研削痕，１３０：研削痕，１３１：凸部，１３２：凹部

Claims (2)

1. 保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、該保持面の中心を軸に該チャックテーブルを回転させるテーブル回転機構と、スピンドルの先端に装着されて該保持面の中心を通るように回転する研削砥石によって該ウェーハを研削する研削機構と、該スピンドルを回転させるスピンドル回転機構と、を備える研削装置であって、
   該保持面によって保持されたウェーハの厚みを非接触で測定する非接触厚み測定器と、
   該チャックテーブルを回転させるとともに、該非接触厚み測定器によって研削中のウェーハの厚み値を測定し、ウェーハの回転方向に沿って現れるウェーハの周期的な厚み値の変化の最小値と最大値との差が、予め設定された所定の厚みを基準とする許容範囲を超えたら、該スピンドルの回転速度に対して該チャックテーブルの回転速度を相対的に変化させる回転制御を実施する回転制御部と、
   を備える研削装置。
2. 該回転制御部は、該保持面に接近する方向への該研削砥石の移動が停止しているときに、該回転制御を実施する、
   請求項１記載の研削装置。

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