JP2023049160A - 被加工物の研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面側にデバイスが設けられた板状の被加工物を裏面側から研削する際に、研削が完了するまでの時間を大幅に長くすることなくデバイスが破損する確率を低く抑えられる被加工物の研削方法を提供する。【解決手段】被加工物の研削方法であって、第１研削ホイールと第１保持面との距離が第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側に比べて第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側で広くなるように第１研削ホイールの回転軸と第１チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、被加工物を裏面側から研削し、円板状の第１薄板部と第１薄板部を囲む環状の第１厚板部とを被加工物に形成する第１研削ステップを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハのような板状の被加工物を研削する際に適用される被加工物の研削方法に関する。

小型で軽量なデバイスチップを実現するために、集積回路等のデバイスが表面側に設けられたウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、ウェーハの表面側をチャックテーブルで保持し、砥粒を含む砥石（研削砥石）が固定された研削ホイールと、チャックテーブルと、を互いに回転させて、純水等の液体を供給しながらウェーハの裏面に砥石を押し当てることで、このウェーハを研削して薄くできる。

ところで、上述の方法によりウェーハの全体を薄くすると、ウェーハの剛性が大幅に低下して、後工程でのウェーハの取り扱いが難しくなる。そこで、デバイスが設けられたウェーハの中央側（内側）の領域を研削し、外縁側（外側）の領域を研削せずにそのまま残すことで、研削後のウェーハの剛性を十分な高さに保つ技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、まず、ある程度の大きさの砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールを用いて、ウェーハの中央側の領域を粗く研削し、円板状の薄板部と、薄板部を囲む環状の厚板部と、をウェーハに形成する。このように、大きな砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールを用いれば、相対的に小さな砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールを用いる場合に比べて、ウェーハの研削に要する時間を短くできる。

一方で、大きな砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールを用いてウェーハを研削すると、この研削に起因する傷や歪を含むダメージ層が被研削面側に生成されて、薄板部の力学的な強度（抗折強度）が不足し易い。そこで、ウェーハを粗く研削した後には、相対的に小さな砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールを用いて薄板部を更に研削し、ダメージ層を除去している。

特開２００９－１７６８９６号公報

ところで、薄板部を研削してダメージ層を除去する際に研削ホイールが厚板部の側面等に接触すると、この厚板部が欠けてしまうことがある。よって、ダメージ層を除去する際には、研削ホイールを厚板部に接触させないように、薄板部の中央側の領域だけを研削している。しかしながら、この方法では、薄板部の外縁側の領域（厚板部との境界に近い領域）にダメージ層が残ってしまう。そして、その結果、後の搬送等の際に、残ったダメージ層からウェーハの表面側にクラックが伸長し、デバイスが破損し易かった。

薄板部を厚くして表面側のデバイスからダメージ層までの距離を十分に大きくすれば、ダメージ層から伸長するクラックに起因するデバイスの破損を防ぐことはできる。ところが、この場合には、薄板部を最終的な厚さまで薄くするために、相対的に小さな砥粒を含み単位時間当たりに除去できる量が少ない砥石が固定された研削ホイールを用いてウェーハの多くの部分を除去しなくてはならない。つまり、研削の完了までに要する時間が大幅に長くなってしまう。

よって、本発明の目的は、表面側にデバイスが設けられた板状の被加工物を裏面側から研削する際に、研削が完了するまでの時間を大幅に長くすることなくデバイスが破損する確率を低く抑えられる被加工物の研削方法を提供することである。

本発明の一側面によれば、回転するスピンドルに装着された研削ホイールを用いて、複数のデバイスが表面側に設けられた板状の被加工物を該表面とは反対の裏面側から研削する被加工物の研削方法であって、該被加工物の該表面に保護部材を貼付する貼付ステップと、該保護部材を介して該被加工物が第１チャックテーブルの第１保持面に保持され、且つ、砥粒を含む第１研削砥石を備えた第１研削ホイールと該第１保持面との距離が該第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側に比べて該第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側で広くなるように該第１研削ホイールの回転軸と該第１チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、該第１研削ホイールと該第１チャックテーブルとを回転させながら、該第１研削ホイールと該第１チャックテーブルとを該第１保持面と交差する方向に相対的に移動させて該被加工物を該裏面側から研削し、円板状の第１薄板部と該第１薄板部を囲む環状の第１厚板部とを該被加工物に形成する第１研削ステップと、該第１研削ステップの後に、該保護部材を介して該被加工物が第２チャックテーブルの第２保持面に保持され、且つ、該第１研削砥石に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石を備えた第２研削ホイールと該第２保持面との該第２チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、該第２チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、該第１研削ホイールと該第１保持面との該第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、該第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように該第２研削ホイールの回転軸と該第２チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、該第２研削ホイールと該第２チャックテーブルとを回転させながら、該第２研削ホイールと該第２チャックテーブルとを該第２保持面と交差する方向に相対的に移動させて該第１薄板部を該裏面側から研削し、該第１薄板部よりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部と該第２薄板部を囲む環状の第２厚板部とを該第１薄板部に形成する第２研削ステップと、を含む被加工物の研削方法が提供される。

好ましくは、該第１チャックテーブルは、該第２チャックテーブルとして用いられる。また、好ましくは、該第１研削ステップでは、該第１研削ステップにおいて該第１薄板部の外縁側に発生する傷又は歪を含むダメージ層から伸長するクラックが該デバイスに達しない厚さの該第１薄板部を形成する。

本発明の一側面にかかる被加工物の研削方法では、砥粒を含む第１研削砥石を備える第１研削ホイールと第１チャックテーブルの第１保持面との距離が、第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側に比べて、第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側で広くなるように、第１研削ホイールの回転軸と第１チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、被加工物を研削し、円板状の第１薄板部と第１薄板部を囲む環状の第１厚板部とを被加工物に形成するので、第１薄板部の外縁側が中央側に比べて厚くなる。

そして、その後、第１研削砥石に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石を備える第２研削ホイールと第２チャックテーブルの第２保持面との第２チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、第２チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、第１研削ホイールと第１保持面との第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように、第２研削ホイールの回転軸と第２チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、第１薄板部を研削し、第１薄板部よりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部と第２薄板部を囲む環状の第２厚板部とを第１薄板部に形成するので、第１薄板部に形成された傷又は歪を含むダメージ層を除去しながら、第１薄板部に比べて外縁側と中央側との厚さの差が小さい第２薄板部を形成できる。

また、本発明の一側面にかかる被加工物の研削方法では、第２厚板部として被加工物に残留する第１薄板部の外縁側が第１薄板部の中央側に比べて厚く、第２厚板部（つまり、第１薄板部の外縁側）に形成されたダメージ層から被加工物の表面までの距離が十分に離れるので、後の搬送等の際に、第２厚板部のダメージ層から被加工物の表面側にクラックが伸長してデバイスが破損する可能性も低くなる。

更に、本発明の一側面にかかる被加工物の研削方法では、外縁側に比べて中央側が薄い第１薄板部を形成するので、全体が厚い第１薄板部を第２薄板部へと加工する場合に比べて、第２研削ホイールによって除去される被加工物の体積が小さくなる。よって、デバイスから第２厚板部（第１薄板部の外縁側）のダメージ層までの距離を十分に大きくしたとしても、研削が完了するまでの時間が大幅に長くならずに済む。このように、本発明の一側面にかかる被加工物の研削方法によれば、研削が完了するまでの時間を大幅に長くすることなくデバイスが破損する確率を低く抑えられる。

図１は、板状の被加工物に保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。 図２は、保護部材を介して被加工物がチャックテーブルに保持される様子を模式的に示す断面図である。 図３は、第１研削ホイールにより被加工物が研削される様子を模式的に示す断面図である。 図４は、第１研削ホイールにより研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。 図５は、第２研削ホイールにより被加工物の第１薄板部が研削される様子を模式的に示す断面図である。 図６は、第２研削ホイールにより第１薄板部が研削された後の被加工物の一部を模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。本実施形態にかかる被加工物の研削方法では、まず、研削の対象となる板状の被加工物に保護部材を貼付する（貼付ステップ）。図１は、板状の被加工物１１に保護部材２１が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。

被加工物１１は、代表的には、シリコン（Ｓｉ）等の半導体でなる円板状のウェーハである。この被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１３で複数の小領域に区画されており、各小領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイス１５が形成されている。本実施形態では、この被加工物１１のデバイス１５が形成された領域（デバイス領域）に対応する部分を、表面１１ａとは反対の裏面１１ｂ側から研削して被加工物１１の一部を薄くする。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体でなる円板状のウェーハを被加工物１１としているが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物１１として用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

被加工物１１に貼付される保護部材２１は、代表的には、被加工物１１と概ね同等の直径を持つ円形のテープ（フィルム）、樹脂基板、被加工物１１と同種又は異種のウェーハ等である。この保護部材２１の表面２１ａ側には、被加工物１１に対する接着力を示す接着層（不図示）が設けられている。

そのため、保護部材２１の表面２１ａ側を被加工物１１に密着させることで、保護部材２１を被加工物１１に貼付できる。本実施形態では、図１に示されるように、保護部材２１の表面２１ａ側を被加工物１１の表面１１ａに密着させて、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１を貼付する。これにより、被加工物１１を裏面１１ｂ側から研削する際に表面１１ａに加わる衝撃を緩和して、デバイス１５等を保護できる。

被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１を貼付した後には、保護部材２１を介して被加工物１１をチャックテーブルの保持面で保持する（保持ステップ）。つまり、被加工物１１に貼付されている保護部材２１の裏面２１ｂ側をチャックテーブルで保持する。図２は、保護部材２１を介して被加工物１１がチャックテーブル４に保持される様子を模式的に示す断面図である。なお、以下の各工程では、図２等に示される研削装置２が使用される。

研削装置２は、被加工物１１を保持できるように構成されたチャックテーブル（第１チャックテーブル、第２チャックテーブル）４を備えている。チャックテーブル４は、例えば、セラミックスやステンレス鋼等を用いて形成された円板状の枠体６を含む。枠体６の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部６ａが形成されている。この凹部６ａには、セラミックス等を用いて多孔質の円板状に形成された保持板８が固定されている。

保持板８の上面８ａは、例えば、円錐の側面に相当する形状に構成されており、保護部材２１を保持する保持面として機能する。本実施形態では、この上面（第１保持面、第２保持面）８ａに保護部材２１の裏面２１ｂを接触させる。保持板８の下面側は、枠体６の内部に設けられた流路６ｂや、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

そのため、保持板８の上面８ａに保護部材２１の裏面２１ｂを接触させて、バルブを開き、吸引源の負圧を作用させることにより、この保護部材２１の裏面２１ｂがチャックテーブル４により吸引される。つまり、被加工物１１は、表面１１ａ側に貼付されている保護部材２１を介してチャックテーブル４により保持される。

そして、図２に示すように、被加工物１１の裏面１１ｂ側が上方に露出する。なお、図２等では、保持板８の上面８ａの形状が誇張されているが、実際には、円錐の頂点に相当する上面８ａの頂点８ｂと、上面８ａの外周縁と、の高さの差（高低差）が最大で１０μｍ～３０μｍ程度である。

枠体６の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル４は、この回転駆動源が生じる力によって、頂点８ｂが回転の中心となるように、鉛直方向に沿う回転軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた回転軸の周りに回転する。また、枠体６は、チャックテーブル移動機構（不図示）によって支持されており、チャックテーブル４は、このチャックテーブル移動機構が生じる力によって、水平方向に移動する。

保護部材２１を介して被加工物１１をチャックテーブル４で保持した後には、例えば、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域（デバイス領域）に対応する領域を、裏面１１ｂ側から粗く研削する（第１研削ステップ）。図３は、被加工物１１が粗く研削される様子を示す断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、一部の要素が側面により示されている。

図３等に示すように、研削装置２のチャックテーブル４の上方には、第１研削ユニット（粗研削ユニット）１０が配置されている。第１研削ユニット１０は、例えば、筒状のスピンドルハウジング（不図示）を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル１２が収容されている。

スピンドル１２の下端部には、例えば、被加工物１１や保護部材２１よりも直径の小さな円板状のマウント１４が設けられている。マウント１４の外周部には、このマウント１４を厚さの方向に貫通する複数の穴（不図示）が形成されており、各穴には、ボルト１６等が挿入される。マウント１４の下面には、マウント１４と概ね直径が等しい円板状の第１研削ホイール（粗研削ホイール）１８が、ボルト１６等によって固定されている。

第１研削ホイール１８は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円板状のホイール基台２０を含む。ホイール基台２０の下面には、このホイール基台２０の周方向に沿って複数の第１研削砥石（粗研削砥石）２２が固定されている。第１研削砥石２２は、例えば、ダイヤモンド等でなる大きめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。

この第１研削砥石２２を含む第１研削ホイール１８を用いると、単位時間当たりに被加工物１１を除去できる量が多くなる一方で、被加工物１１の被研削面側に傷又は歪を含むダメージ層が形成され易くなる。スピンドル１２の上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。第１研削ホイール１８は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う回転軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた回転軸の周りに回転する。

第１研削ホイール１８の傍、又は第１研削ホイール１８の内部には、第１研削砥石２２等に対して研削用の液体（代表的には、水）を供給できるように構成されたノズル（不図示）が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第１研削ユニット移動機構（不図示）によって支持されており、第１研削ユニット１０は、この第１研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。

第１研削ユニット１０（第１研削ホイール１８）で被加工物１１を研削する際には、例えば、第１研削ユニット１０の直下にチャックテーブル４を移動させる。具体的には、デバイス１５が形成された領域の直上に第１研削ホイール１８（全ての第１研削砥石２２）が配置されるように、チャックテーブル移動機構でチャックテーブル４を水平方向に移動させる。

また、図３に示されるように、第１研削ホイール１８（第１研削砥石２２）とチャックテーブル４（保持板８の上面８ａ）との距離が、チャックテーブル４の回転軸に近い中央側に比べて、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側で広くなるように、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整する。調整の方法に特段の制限はないが、例えば、チャックテーブル４の回転軸の傾きと、第１研削ホイール１８の回転軸の傾きと、の一方又は両方を調整すると良い。

なお、本実施形態では、第１研削ユニット１０の直下にチャックテーブル４を移動させた後に、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整しているが、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整した後に、第１研削ユニット１０の直下にチャックテーブル４を移動させても良い。もちろん、被加工物１１をチャックテーブル４で保持する前に、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整しておいても良い。

そして、チャックテーブル４と第１研削ホイール１８とをそれぞれ回転させて、ノズルから液体を供給しながら第１研削ユニット１０（第１研削ホイール１８）を下降させる。つまり、第１研削ホイール１８とチャックテーブル４とを上面８ａと交差する方向に相対的に移動させて、第１研削ホイール１８により被加工物１１を研削する。第１研削ユニット１０を下降させる速さ（研削送り速度）は、被加工物１１に対して第１研削砥石２２が適切な圧力で押し当てられる範囲に調整される。

図４は、第１研削ホイール１８により研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。上述のように、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域に対応する領域を裏面１１ｂ側から研削することで、図４に示されるように、デバイス１５が形成された領域に対応する円板状の第１薄板部１１ｃと、第１薄板部１１ｃを囲む環状の第１厚板部１１ｄと、を被加工物１１に形成することができる。

本実施形態では、上述の通り、砥粒を含む第１研削砥石２２を備える第１研削ホイール１８とチャックテーブル４の上面８ａとの距離が、チャックテーブル４の回転軸に近い中央側に比べて、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側で広くなるように、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度が調整された状態で、被加工物１１が研削されている。よって、第１薄板部１１ｃの外縁側は、中央側に比べて厚くなる。

なお、第１薄板部１１ｃの裏面１１ｂ側の部分（被研削面）には、傷又は歪を含むダメージ層１１ｅが形成される。よって、少なくとも、被加工物１１に残留する第１薄板部１１ｃの外縁側は、後の搬送等の際にダメージ層１１ｅからクラックが伸長したとしても、表面１１ａ側のデバイス１５にクラックが達しない程度の厚さに形成されることが望ましい。例えば、被加工物１１がシリコンでなるウェーハの場合には、第１薄板部１１ｃの外縁側を１５０μｍ以上、好ましくは２００μｍ以上の厚さに形成することで、ダメージ層１１ｅから伸長するクラックが実質的にデバイス１５に達しなくなる。

具体的な研削の条件に大きな制限はない。効率の良い被加工物１１の研削を実現するためには、チャックテーブル４の回転数を、１００ｒｐｍ～６００ｒｐｍ、代表的には、３００ｒｐｍに設定し、第１研削ホイール１８の回転数を、１０００ｒｐｍ～７０００ｒｐｍ、代表的には、４５００ｒｐｍに設定すると良い。

また、第１研削ユニット１０（第１研削ホイール１８）の下降の速さを、０．８μｍ／ｓ～１０μｍ／ｓに設定すると良い。更に、研削の進行に合わせて、第１研削ユニット１０の下降の速さを変更しても良い。代表的には、研削の進行に合わせて、６．０μｍ／ｓ、３．０μｍ／ｓ、及び１．０μｍ／ｓの３段階の速さを順に設定する。

被加工物１１を裏面１１ｂ側から研削し、円板状の第１薄板部１１ｃと、第１薄板部１１ｃを囲む環状の第１厚板部１１ｄと、を形成した後には、第１薄板部１１ｃを裏面１１ｂ側からより高い精度で研削する（第２研削ステップ）。図５は、被加工物１１が高い精度で研削される様子を示す断面図である。なお、図５では、説明の便宜上、一部の要素が側面により示されている。

図５に示されるように、研削装置２のチャックテーブル４の上方には、第１研削ユニット１０とは別の第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）２４が配置されている。第２研削ユニット２４は、例えば、筒状のスピンドルハウジング（不図示）を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル２６が収容されている。

スピンドル２６の下端部には、例えば、被加工物１１や保護部材２１よりも直径の小さな円板状のマウント２８が設けられている。マウント２８の外周部には、このマウント２８を厚さの方向に貫通する複数の穴（不図示）が形成されており、各穴には、ボルト３０等が挿入される。マウント２８の下面には、マウント２８と概ね直径が等しい円板状の第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）３２が、ボルト３０等によって固定されている。

第２研削ホイール３２は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円板状のホイール基台３４を含む。ホイール基台３４の下面には、このホイール基台３４の周方向に沿って複数の第２研削砥石（仕上げ研削砥石）３６が固定されている。第２研削砥石３６は、例えば、ダイヤモンド等でなる小さめの砥粒が樹脂等でなる結合剤中に分散された構造を有している。具体的には、第２研削砥石３６に含まれる砥粒の大きさ（代表的には、平均粒径）は、第１研削砥石２２に含まれる砥粒の大きさに比べて小さい。

この第２研削砥石３６を含む第２研削ホイール３２を用いると、単位時間当たりに被加工物１１を除去できる量が少なくなる一方で、被加工物１１の被研削面側に傷又は歪を含むダメージ層が形成され難くなる。スピンドル２６の上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。第２研削ホイール３２は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う回転軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた回転軸の周りに回転する。

第２研削ホイール３２の傍、又は第２研削ホイール３２の内部には、第２研削砥石３６等に対して研削用の液体（代表的には、水）を供給できるように構成されたノズル（不図示）が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、第２研削ユニット移動機構（不図示）によって支持されており、第２研削ユニット２４は、この第２研削ユニット移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。

第２研削ユニット２４（第２研削ホイール３２）で第１薄板部１１ｃを研削する際には、まず、第２研削ユニット２４の直下にチャックテーブル４を移動させる。具体的には、第１薄板部１１ｃの直上に第２研削ホイール３２（全ての第２研削砥石３６）が配置されるように、チャックテーブル移動機構でチャックテーブル４を水平方向に移動させる。

また、図５に示されるように、第２研削ホイール３２（第２研削砥石３６）とチャックテーブル４（保持板８の上面８ａ）とのチャックテーブル４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、上述した粗い研削の際の第１研削ホイール１８（第１研削砥石２２）とチャックテーブル４（保持板８の上面８ａ）とのチャックテーブル４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整する。

本実施形態では、図５に示されるように、第２研削ホイール３２（第２研削砥石３６）とチャックテーブル４（保持板８の上面８ａ）とのチャックテーブル４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、十分に小さくなるように（実質的にゼロになるように）、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整する。調整の方法に特段の制限はないが、例えば、チャックテーブル４の回転軸の傾きと、第２研削ホイール３２の回転軸の傾きと、の一方又は両方を調整すると良い。

なお、本実施形態では、第２研削ユニット２４の直下にチャックテーブル４を移動させた後に、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整しているが、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整した後に、第２研削ユニット２４の直下にチャックテーブル４を移動させても良い。もちろん、被加工物１１をチャックテーブル４で保持する前に、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度を調整しておいても良い。

そして、チャックテーブル４と第２研削ホイール３２とをそれぞれ回転させて、ノズルから液体を供給しながら第２研削ユニット２４（第２研削ホイール３２）を下降させる。つまり、第２研削ホイール３２とチャックテーブル４とを上面８ａと交差する方向に相対的に移動させる。第２研削ユニット２４を下降させる速さ（研削送り速度）は、被加工物１１に対して第２研削砥石３６が適切な圧力で押し当てられる範囲に調整される。

図６は、第２研削ホイール３２により第１薄板部１１ｃが研削された後の被加工物１１の一部を模式的に示す断面図である。上述のように、第１薄板部１１ｃを裏面１１ｂ側から研削することで、図６に示されるように、第１薄板部１１ｃよりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部１１ｆと第２薄板部１１ｆを囲む環状の第２厚板部１１ｇとを第１薄板部１１ｃに形成することができる。

本実施形態では、上述の通り、第１研削砥石２２に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石３６を備える第２研削ホイール３２とチャックテーブル４の上面８ａとのチャックテーブル４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、粗い研削の際の第１研削ホイール１８とチャックテーブル４の上面８ａとのチャックテーブル４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル４の回転軸とのなす角度が調整された状態で、第１薄板部１１ｃを研削している。よって、第１薄板部１１ｃに形成された傷又は歪を含むダメージ層１１ｅを除去しながら、第１薄板部１１ｃに比べて外縁側と中央側との厚さの差が小さい第２薄板部１１ｆを形成できる。

具体的な研削の条件に大きな制限はない。効率が良く精度の高い被加工物１１の研削を実現するためには、チャックテーブル４の回転数を、１００ｒｐｍ～６００ｒｐｍ、代表的には、３００ｒｐｍに設定し、第２研削ホイール３２の回転数を、１０００ｒｐｍ～７０００ｒｐｍ、代表的には、４０００ｒｐｍに設定すると良い。

なお、この第２研削ホイール３２による研削では、外縁側に比べて中央側が薄い第１薄板部１１ｃを研削するので、全体が厚い第１薄板部を第２薄板部へと加工する場合に比べて、第２研削ホイール３２によって除去される被加工物１１の体積が小さくなる。そのため、例えば、第１薄板部１１ｃの外縁側を研削する段階では、全体が厚い第１薄板部を研削する場合に比べて、第２研削ユニット２４の下降の速さを高めることが可能である。

例えば、本実施形態では、第１薄板部１１ｃの外縁側を研削する段階での第２研削ユニット２４の下降の速さを、０．８μｍ／ｓ～５．０μｍ／ｓに設定し、第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との両方を研削する段階での第２研削ユニット２４の下降の速さを、０．１μｍ／ｓ～０．８μｍ／ｓに設定する。

すなわち、第１薄板部１１ｃの外縁側を研削する段階での第２研削ユニット２４の下降の速さを、第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との両方を研削する段階での第２研削ユニット２４の下降の速さよりも大きくする。代表的には、研削の進行に合わせて、１．５μｍ／ｓ、１．３μｍ／ｓ、０．６μｍ／ｓ、及び０．３μｍ／ｓの４段階の速さを順に設定する。これにより、研削に要する時間を短くして効率を高めながら、第２薄板部１１ｆに形成される傷や歪の量を十分に少なくできる。つまり、研削の完了までに要する時間を大幅に長くすることなく、新たなダメージ層の発生を防止できる。

なお、第２研削ホイール３２により研削されない第２厚板部１１ｇ（第１薄板部１１ｃの外縁側）には、ダメージ層１１ｅが残留することになるものの、このダメージ層１１ｅから表面１１ａ側のデバイス１５までの距離は、十分に大きい。よって、後の搬送等の際に、残留したダメージ層１１ｅから表面１１ａ側のデバイス１５に達するクラックが伸長する確率も、十分に低くなる。

ところで、上述したダメージ層１１ｅを被加工物１１の第２薄板部１１ｆに残留させないためには、この第２研削ホイール３２（第２研削砥石３６）を用いて被加工物１１（第１薄板部１１ｃ）を十分に研削する必要がある。具体的には、ダメージ層１１ｅを完全に除去するために第２研削ホイール３２で除去すべき厚さがＡ以上の場合には、第１薄板部１１ｃの最も薄い中央側で除去すべき厚さがＡ以上となる。

そのため、研削の際に第２研削ホイール３２を下降させる距離（第２研削ホイール３２を用いる研削で除去される厚さ）をＢとすると、ダメージ層１１ｅを第２薄板部１１ｆに残留させないためには、第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との高低差を（Ｂ－Ａ）以下にすることが求められる。例えば、ダメージ層１１ｅを完全に除去するために必要な研削の厚さＡが３０μｍ、第２研削ホイール３２を下降させる距離Ｂが１００μｍの場合には、高低差の上限（Ｂ－Ａ）は、７０μｍとなる。

第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との高低差の下限には大きな制限はないが、この高低差が小さくなり過ぎると、第２研削ユニット２４の下降の速さを高め難くなり、本実施形態にかかる被加工物の研削方法の効果が低下する。よって、高低差の下限は、（Ｂ－Ａ－３０μｍ）程度が望ましい。

つまり、上述した粗い研削（第１研削ステップ）では、形成される第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との高低差が（Ｂ－Ａ－３０μｍ）～（Ｂ－Ａ）となるように、チャックテーブル４の回転軸と第１研削ホイール１８の回転軸とのなす角度を調整することが望ましい。

次に、本実施形態にかかる被加工物の研削方法の効果を確認するために行った実施例及び比較例について説明する。実施例及び比較例では、約７２５μｍの厚さの被加工物を研削して約１００μｍの厚さの第２薄板部が得られるまでに要する研削の時間をそれぞれ確認した。実施例では、まず、第１研削ホイール１８を用いて被加工物１１を研削し、２００μｍの厚さの第１薄板部１１ｃと、７２５μｍの厚さの第１厚板部１１ｄと、を形成した。

被加工物１１を研削する際に第１研削ホイール１８を下降させる速さ（研削送り速度）は、研削の進行に合わせて、６．０μｍ／ｓ、３．０μｍ／ｓ、及び１．０μｍ／ｓの順に設定された。各速さで第１研削ホイール１８を下降させた距離（つまり、研削で除去される厚さ）は、６．０μｍ／ｓの速さで４６５μｍ、３．０μｍ／ｓの速さで３０μｍ、１．０μｍ／ｓの速さで３０μｍであった。チャックテーブル４の回転軸と第１研削ホイール１８の回転軸とのなす角度は、第１薄板部１１ｃの外縁側と中央側との高低差が約７０μｍとなるように調整された。

その後、第２研削ホイール３２を用いて第１薄板部１１ｃを研削し、約１００μｍの厚さの第２薄板部１１ｆを形成した。第１薄板部１１ｃを研削する際に第２研削ホイール３２を下降させる速さ（研削送り速度）は、研削の進行に合わせて、１．５μｍ／ｓ、１．３μｍ／ｓ、０．６μｍ／ｓ、及び０．３μｍ／ｓの順に設定された。各速さで第２研削ホイール３２を下降させた距離は、１．５μｍ／ｓ速さで３０μｍ、１．３μｍ／ｓの速さで３０μｍ、０．６μｍ／ｓの速さで３０μｍ、０．３μｍ／ｓの速さで１０μｍであった。チャックテーブル４の回転軸と第２研削ホイール３２の回転軸とのなす角度は、第２薄板部１１ｆの外縁側と中央側との高低差が実質的にゼロとなるように調整された。この実施例では、研削の時間の合計が約２４４ｓとなった。

比較例でも、第１研削ホイール１８を用いて被加工物を研削し、２００μｍの厚さの第１薄板部と、７２５μｍの厚さの第１厚板部と、を形成した。被加工物を研削する際に第１研削ホイール１８を下降させる速さ（研削送り速度）は、研削の進行に合わせて、６．０μｍ／ｓ、３．０μｍ／ｓ、及び１．０μｍ／ｓの順に設定された。各速さで第１研削ホイール１８を下降させた距離は、６．０μｍ／ｓの速さで４６５μｍ、３．０μｍ／ｓの速さで３０μｍ、１．０μｍ／ｓの速さで３０μｍであった。ただし、チャックテーブル４の回転軸と第１研削ホイール１８の回転軸とのなす角度は、第１薄板部の外縁側と中央側との高低差が実質的にゼロとなるように調整された。

その後、第２研削ホイール３２を用いて第１薄板部を研削し、約１００μｍの厚さの第２薄板部を形成した。第１薄板部を研削する際に第２研削ホイール３２を下降させる速さ（研削送り速度）は、研削の進行に合わせて、０．６μｍ／ｓ、及び０．３μｍ／ｓの順に設定された。各速さで第２研削ホイール３２を下降させた距離は、０．６μｍ／ｓの速さで９０μｍ、０．３μｍ／ｓの速さで１０μｍであった。チャックテーブル４の回転軸と第２研削ホイール３２の回転軸とのなす角度は、第２薄板部の外縁側と中央側との高低差が実質的にゼロとなるように調整された。比較例では、研削の時間の合計が約３０１ｓとなった。つまり、実施例では、研削の時間の合計が比較例より５７ｓほど短くなった。

以上のように、本実施形態にかかる被加工物の研削方法では、砥粒を含む第１研削砥石２２を備える第１研削ホイール１８とチャックテーブル（第１チャックテーブル）４の保持板８の上面（第１保持面）８ａとの距離が、チャックテーブル（第１チャックテーブル）４の回転軸に近い中央側に比べて、チャックテーブル（第１チャックテーブル）４の回転軸から遠い外縁側で広くなるように、第１研削ホイール１８の回転軸とチャックテーブル（第１チャックテーブル）４の回転軸とのなす角度が調整された状態で、被加工物１１を研削し、円板状の第１薄板部１１ｃと第１薄板部１１ｃを囲む環状の第１厚板部１１ｄとを被加工物１１に形成するので、第１薄板部１１ｃの外縁側が中央側に比べて厚くなる。

そして、その後、第１研削砥石２２に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石３６を備える第２研削ホイール３２とチャックテーブル（第２チャックテーブル）４の保持板８の上面（第２保持面）８ａとのチャックテーブル（第２チャックテーブル）４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル（第２チャックテーブル）４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、第１研削ホイール１８とチャックテーブル（第１チャックテーブル）４の保持板８の上面（第１保持面）８ａとのチャックテーブル（第１チャックテーブル）４の回転軸に近い中央側での距離と、チャックテーブル（第１チャックテーブル）４の回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように、第２研削ホイール３２の回転軸とチャックテーブル（第２チャックテーブル）４の回転軸とのなす角度が調整された状態で、第１薄板部１１ｃを研削し、第１薄板部１１ｃよりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部１１ｆと第２薄板部１１ｆを囲む環状の第２厚板部１１ｇとを第１薄板部１１ｃに形成するので、第１薄板部１１ｃに形成された傷又は歪を含むダメージ層１１ｅを除去しながら、第１薄板部１１ｃに比べて外縁側と中央側との厚さの差が小さい第２薄板部１１ｆを形成できる。

また、本実施形態にかかる被加工物の研削方法では、第２厚板部１１ｇとして被加工物１１に残留する第１薄板部１１ｃの外縁側が第１薄板部１１ｃの中央側に比べて厚く、第２厚板部１１ｇ（つまり、第１薄板部１１ｃの外縁側）に形成されたダメージ層１１ｅから被加工物１１の表面１１ａまでの距離が十分に離れるので、後の搬送等の際に、第２厚板部１１ｇのダメージ層１１ｅから被加工物１１の表面１１ａ側にクラックが伸長してデバイス１５が破損する可能性も低くなる。

更に、本実施形態にかかる被加工物の研削方法では、外縁側に比べて中央側が薄い第１薄板部１１ｃを形成するので、全体が厚い第１薄板部を第２薄板部へと加工する場合に比べて、第２研削ホイール３２によって除去される被加工物１１の体積が小さくなる。よって、デバイス１５から第２厚板部１１ｇ（第１薄板部１１ｃの外縁側）のダメージ層１１ｅまでの距離を十分に大きくしたとしても、研削が完了するまでの時間が大幅に長くならずに済む。このように、本実施形態にかかる被加工物の研削方法によれば、研削が完了するまでの時間を大幅に長くすることなくデバイス１５が破損する確率を低く抑えられる。

なお、本発明は、上述した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、上述した実施形態では、チャックテーブル４で保持した被加工物１１を第１研削ホイール１８で研削した後に、同じチャックテーブル４で保持した被加工物１１を第２研削ホイール３２で研削している。つまり、第１研削ホイール１８で被加工物１１を研削する際の第１チャックテーブルを、そのまま、第２研削ホイール３２で被加工物１１を研削する際の第２チャックテーブルとして用いている。

これに対して、チャックテーブル４で保持した被加工物１１を第１研削ホイール１８で研削した後に、チャックテーブル４とは別のチャックテーブルで保持した被加工物１１を第２研削ホイール３２で研削することもできる。つまり、第１研削ホイール１８で被加工物１１を研削する際の第１チャックテーブルと、第２研削ホイール３２で被加工物１１を研削する際の第２チャックテーブルと、は別のものでも良い。同様に、本発明にかかる被加工物の研削方法は、複数の研削装置を用いて行われても良い。

その他、上述の実施形態及び変形例にかかる構造、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。

１１ ：被加工物
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
１１ｃ ：第１薄板部
１１ｄ ：第１厚板部
１１ｅ ：ダメージ層
１１ｆ ：第２薄板部
１１ｇ ：第２厚板部
１３ ：分割予定ライン（ストリート）
１５ ：デバイス
２１ ：保護部材
２１ａ ：表面
２１ｂ ：裏面
２ ：研削装置
４ ：チャックテーブル（第１チャックテーブル、第２チャックテーブル）
６ ：枠体
６ａ ：凹部
６ｂ ：流路
８ ：保持板
８ａ ：上面（第１保持面、第２保持面）
８ｂ ：頂点
１０ ：第１研削ユニット（粗研削ユニット）
１２ ：スピンドル
１４ ：マウント
１６ ：ボルト
１８ ：第１研削ホイール（粗研削ホイール）
２０ ：ホイール基台
２２ ：第１研削砥石（粗研削砥石）
２４ ：第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）
２６ ：スピンドル
２８ ：マウント
３０ ：ボルト
３２ ：第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）
３４ ：ホイール基台
３６ ：第２研削砥石（仕上げ研削砥石）

Claims (3)

1. 回転するスピンドルに装着された研削ホイールを用いて、複数のデバイスが表面側に設けられた板状の被加工物を該表面とは反対の裏面側から研削する被加工物の研削方法であって、
   該被加工物の該表面に保護部材を貼付する貼付ステップと、
   該保護部材を介して該被加工物が第１チャックテーブルの第１保持面に保持され、且つ、砥粒を含む第１研削砥石を備えた第１研削ホイールと該第１保持面との距離が該第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側に比べて該第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側で広くなるように該第１研削ホイールの回転軸と該第１チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、該第１研削ホイールと該第１チャックテーブルとを回転させながら、該第１研削ホイールと該第１チャックテーブルとを該第１保持面と交差する方向に相対的に移動させて該被加工物を該裏面側から研削し、円板状の第１薄板部と該第１薄板部を囲む環状の第１厚板部とを該被加工物に形成する第１研削ステップと、
   該第１研削ステップの後に、該保護部材を介して該被加工物が第２チャックテーブルの第２保持面に保持され、且つ、該第１研削砥石に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石を備えた第２研削ホイールと該第２保持面との該第２チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、該第２チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差が、該第１研削ホイールと該第１保持面との該第１チャックテーブルの回転軸に近い中央側での距離と、該第１チャックテーブルの回転軸から遠い外縁側での距離と、の差に比べて小さくなるように該第２研削ホイールの回転軸と該第２チャックテーブルの回転軸とのなす角度が調整された状態で、該第２研削ホイールと該第２チャックテーブルとを回転させながら、該第２研削ホイールと該第２チャックテーブルとを該第２保持面と交差する方向に相対的に移動させて該第１薄板部を該裏面側から研削し、該第１薄板部よりも直径が小さく薄い円板状の第２薄板部と該第２薄板部を囲む環状の第２厚板部とを該第１薄板部に形成する第２研削ステップと、を含む被加工物の研削方法。
2. 該第１チャックテーブルは、該第２チャックテーブルとして用いられる請求項１に記載の被加工物の研削方法。
3. 該第１研削ステップでは、該第１研削ステップにおいて該第１薄板部の外縁側に発生する傷又は歪を含むダメージ層から伸長するクラックが該デバイスに達しない厚さの該第１薄板部を形成する請求項１又は請求項２に記載の被加工物の研削方法。

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