JP2023170933A - ウェーハの研削方法及び研削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チャックテーブルの熱膨張を防いで複数の全てのウェーハを均一に研削すること。
【解決手段】チャックテーブル１０のポーラス板１３の保持面１１に保持したウェーハ１００を砥石４５２で研削するウェーハ１００の研削方法は、保持面１１にウェーハ１００を保持させる保持工程と、ウェーハ１００に所定の温度の研削水を供給しつつ、ウェーハ１００を砥石４５２で研削する研削工程と、研削水の温度水よりも低い温度の冷却流体をポーラス板１３に供給しつつ、研削されたウェーハ１００を保持面１１から離反させる離反工程と、を備え、冷却流体によってポーラス板１３を冷却して保持面１１がウェーハ１００を保持したときの初期温度になるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、チャックテーブルのポーラス板の保持面に保持したウェーハを砥石で研削するウェーハの研削方法及び該研削方法を実施するための研削装置に関する。
砥石を用いてウェーハを研削する研削装置は、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハの上面に環状の砥石を回転させながら当接させることによって、ウェーハの上面を研削加工するものである。この研削装置によるウェーハの研削加工においては、互いに接触して相対回転する砥石とウェーハとの間に摩擦による加工熱が発生するため、砥石とウェーハとの接触面に研削水を供給して加工熱を除去するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－０３０８８４号公報
前述のように砥石とウェーハとの接触面に研削水を供給して加工熱を除去しても、加工熱の一部は、ウェーハを経てチャックテーブルのポーラス板へと伝導し、ポーラス板に蓄熱される。
ところで、研削装置において、ウェーハの研削が終了すると、ポーラス板から流体を噴出させてウェーハを保持面から離反させているが、このとき、ポーラス板に蓄積された加工熱は、その一部が流体によって放熱される。その後、チャックテーブルの保持面には洗浄水が供給されて保持面が洗浄されるが、このときにおいても、保持面からは流体が噴出しているため、この流体によってポーラス板がさらに冷却される。
しかしながら、ポーラス板に蓄熱されている加工熱の全てが完全に除去される訳ではなく、加工熱の一部は、依然としてポーラス板に残留し、この加工熱が残留した状態のポーラス板の保持面に次のウェーハを吸引保持して研削すると、ポーラス板には加工熱の一部が再び蓄熱される。このように、ポーラス板には、前のウェーハの研削で蓄熱された熱に後のウェーハの研削による熱が加わるため、ウェーハの研削が繰り返されると、ポーラス板の温度が次第に上昇していく。
そして、上述のようにポーラス板の温度が時間の経過と共に次第に上昇すると、チャックテーブルが熱膨張し、チャックテーブルの保持面が砥石の下面（加工面）に対して平行にならなくなる。このため、保持面に保持されたウェーハは、均一な厚みに研削され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、チャックテーブルの熱膨張を防いで複数のウェーハを均一に研削できるようにすることにある。
本発明は、チャックテーブルのポーラス板の保持面に保持したウェーハを砥石で研削するウェーハの研削方法であって、該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、該ウェーハに所定の温度の研削水を供給しつつ、該ウェーハを該砥石で研削する研削工程と、該保持面がウェーハを保持したときの初期温度よりも低い温度の冷却流体を該ポーラス板に供給しつつ、研削されたウェーハを該保持面から離反させる離反工程と、を備え、該冷却流体によって該ポーラス板を冷却して該保持面がウェーハを保持したときの初期温度になるようにすることを特徴とする。
該ポーラス板に供給する該冷却流体としては、例えば水とエアとの混合流体がある。
該離反工程の後、該ポーラス板に該冷却流体を供給して該保持面から該冷却流体を噴出させて該保持面を洗浄具で洗浄する洗浄工程を含み、該洗浄工程によって該ポーラス板を該初期温度に設定することが望ましい。
該研削工程は、該ポーラス板の温度を測定する温度測定工程を含み、該温度測定工程で測定した温度に応じて該冷却流体の温度を変更する第１温度変更工程が実施されてもよい。
該研削工程は、該ポーラス板の温度を測定する温度測定工程を含み、該温度測定工程で測定した温度に応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第１時間変更工程が実施されてもよい。
該研削工程は、該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定工程を含み、該荷重測定工程で測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体の温度を変更する第２温度変更工程が実施されてもよい。
該研削工程は、該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定工程を含み、該荷重測定工程で測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第２時間変更工程が実施されてもよい。
また、本発明は、上記ウェーハの研削方法を実施する研削装置であって、ポーラス板の保持面でウェーハを保持するチャックテーブルと、環状の砥石を先端に装着したスピンドルを回転させて該ウェーハを研削する研削機構と、該ウェーハと該砥石とに所定の温度の研削水を供給する研削水供給部と、該保持面から該研削水よりも低い温度の冷却流体を噴出させて該保持面からウェーハを離反させるウェーハ離反機構と、を備えることを特徴とする。
この研削装置は、該ポーラス板の温度を測定する温度計と、該温度計によって測定された、該保持面にウェーハを保持させたときの該ポーラス板の温度と該保持面からウェーハを離反させたときの該ポーラス板の温度との差に基づいて該冷却流体の温度を変更する第１温度変更部と、を備えてもよい。
また、該ポーラス板の温度を測定する温度計と、該温度計によって測定された、該保持面にウェーハを保持させたときの該ポーラス板の温度と該保持面からウェーハを離反させたときの該ポーラス板の温度との差に基づいて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第１時間変更部と、を備えてもよい。
該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定部と、該荷重測定部が測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体の温度を変更する第２温度変更部と、を備えてもよい。
該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定部と、該荷重測定部が測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第２時間変更部と、を備えてもよい。
本発明に係る研削装置及びウェーハの研削方法によれば、研削加工時に砥石とウェーハとの接触面（加工面）に供給される研削水によって一旦冷却されたポーラス板に蓄熱された加工熱の一部は、ウェーハの保持面からの離反時に保持面から噴出される冷却流体によって除去されて保持面の温度がウェーハを保持したときの初期温度に保持されるため、チャックテーブルの熱膨張が防がれる。このため、チャックテーブルの保持面が砥石の加工面に対して常に平行になり、砥石によって次々と連続的に研削される複数のウェーハの厚みが均一に保たれ、ウェーハの品質が安定するという効果が得られる。
本発明に係るウェーハの研削装置の一部を破断して示す斜視図である。 本発明に係るウェーハの研削方法における保持工程を示す研削装置要部の破断側面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法における研削工程を示す研削装置要部の破断側面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法における離反工程を示す研削装置要部の破断側面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法における洗浄工程を示す研削装置要部の破断側面図である。
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。
［ウェーハの研削装置］
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１００を研削加工するものであり、上面の円形の保持面１１でウェーハ１００を保持してウェーハ１００の中心を軸として回転するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００を砥石４５２によって研削加工する研削機構４０と、ウェーハ１００と砥石４５２との接触面に所定温度の研削水を供給する研削水供給部６０（図３参照）と、保持面１１から研削水の温度よりも低い温度の冷却流体を噴出させてウェーハ１００を保持面１１から離反させるウェーハ離反機構７０（図３参照）と、ウェーハ１００が離反した後のチャックテーブル１０の保持面１１を洗浄する洗浄機構８０（図５参照）とを備えている。
ここで、ウェーハ１００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１００の表面に貼着された不図示の保護テープによって保護ざれている。そして、ウェーハ１００は、その表面（図１においては下面が）チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持され、裏面（図１においては上面）が研削機構４０によって研削加工される。
チャックテーブル１０は、円板状の部材であって、図２に示すように、その中央部に形成された円形の凹部１２には、多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス板１３が組み込まれている。そして、ポーラス板１３は、その上面が円板状のウェーハ１００を吸引保持する保持面１１を構成している。
図２に示すように、チャックテーブル１０は、ロータリジョイント１４から上方に延びる回転軸１５の上端に水平に取り付けられており、回転軸１５の外周には従動プーリ１６が取り付けられている。また、従動プーリ１６の横には、回転駆動源であるモータ１７が縦置き状態で配置されており、このモータ１７から上方に延びるモータ軸１７１の上端には駆動プーリ１８が取り付けられている。そして、駆動プーリ１８と従動プーリ１６との間には、無端状のタイミングベルト１９が巻き掛けられている。なお、駆動プーリ１８の外径は、従動プーリ１６の外径よりも小さく設定されている。
また、図２に示すように、チャックテーブル１０と回転軸１５及びロータリジョイント１４の各軸心には、縦方向に延びる通路２，３，４が形成されており、通路２の上端は、ポーラス板１３の下面に向けて開口している。そして、通路４の下端は直角に屈曲してロータリジョイン１４の側部に開口しており、この開口部には、配管５が接続されている。
ここで、配管５からは３本の分岐管６，７，８がそれぞれ分岐しており、分岐管６には、流量調整用の可変オリフィス２０と電磁開閉弁２１を介して真空ポンプなどの吸引源２２が接続されている。また、分岐管７には可変オリフィス７１と電磁開閉弁７２を介してエアコンプレッサなどのエア供給源７３が接続されており、分岐管８には可変オリフィス７４と電磁開閉弁７５及び温度調整部７６を介してウォータポンプなどの冷却水供給源７７が接続されている。なお、温度調整部７６は、第１温度変更部７６１と第２温度変更部７６２とを備えている。
２つの電磁開閉弁７２，７５には、これらの電磁開閉弁７２，７５の開閉タイミングを制御するための時間調整部７８が電気的に接続されている。なお、時間調整部７８は、第１時間変更部７８１と第２時間変更部７８２とを備えている。
また、図２に示すように、チャックテーブル１０には、ウェーハ１００の研削加工時に砥石４５２からウェーハ１００に作用する荷重を測定する荷重センサ２３が設けられている。さらに、チャックテーブル１０には、ポーラス板１３の温度を測定する温度計２４が設けられている。なお、荷重センサ２３は、荷重測定部を構成しており、この荷重センサ２３と温度計２４、モータ１７、電磁開閉弁２１，７２，７５、時間調整部７８は、不図示の制御部に電気的に接続されている。
ここで、本実施の形態に係る研削装置１は、図１に示すように、Ｙ軸方向（前後方向）に長い矩形ボックス状のベース２５を備えており、このベース２５に開口するＹ軸方向に長い矩形の開口部２６にはチャックテーブル１０が収容されている。そして、ベース２５の上面に開口する開口部２６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２７によって覆われており、開口部２６のカバー２７の前後（－Ｙ方向と＋Ｙ方向）の部分は、カバー２７と共に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー２８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軸上のその位置にあっても、開口部２６は、カバー２７と伸縮カバー２８によって常時閉じられているため、開口部２６からベース２５内への異物の侵入が確実に防がれる。
図１に示すように、ベース２５内には、チャックテーブル１０を保持面１１に対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる水平移動機構３０が設けられている。この水平移動機構３０は、ベース２５の内部に収容された矩形ブロック状の内部ベース３１の上に配設されており、ブロック状のスライダ３２を備えている。このスライダ３２は、Ｙ軸方向（前後方向）に沿って互いに平行に配置された左右一対のガイドレール３３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３２に支持されたチャックテーブル１０とモータ１７（図２参照）を含む回転駆動機構は、スライダ３２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３１上の左右一対のガイドレール３３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軸３４が配設されており、ボールネジ軸３４のＹ軸方向一端（図１の右端）は、駆動源である正逆転可能なモータ３５に連結されている。また、ボールネジ軸３４のＹ軸方向他端（図１の左端）は、内部ベース３１上に立設された軸受３６によって回転可能に支持されている。そして、このボールネジ軸３４には、スライダ３２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挿通している。
したがって、モータ３５を正逆転させてボールネジ軸３４を正逆転させると、このボールネジ軸３４に螺合挿通する不図示のナット部材がスライダ３２と共にボールネジ軸３４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３２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１１に吸引保持されたウェーハ１００もＹ軸方向に沿って移動する。なお、モータ３５は、不図示の制御部に電気的に接続されており、制御部によってその駆動が制御される。
研削機構４０は、図１に示すように、上方が開口するホルダ４１と、該ホルダ４１に縦置き状態で収容された回転駆動源であるスピンドルモータ４２と、スピンドルモータ４２によって回転駆動されるスピンドル４３と、該スピンドル４３の下端に取り付けられた円板状のマウント４４と、該マウント４４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール４５とを備えている。ここで、研削ホイール４５は、円板状の基台４５１と、基台４５１の下面に円環状に取り付けられた加工具である複数の砥石４５２によって構成されている。なお、砥石４５２は、ウェーハ１００を研削するための加工具であって、その下面は、ウェーハ１００に接触する研削面を構成している。
ここで、図３に示すように、スピンドルモータ４２には、スピンドルモータ４２の負荷電流値を検知するための負荷電流値検知部４６が接続されている。また、スピンドル４３には、研削加工中に砥石４５２からウェーハ１００に作用する荷重を測定する荷重測定部を構成する荷重センサ４７が設けられている。なお、スピンドルモータ４２と負荷電流値検知部４６及び荷重センサ４７は、不図示の制御部に電気的に接続されている。
研削機構４０は、垂直移動機構５０によってチャックテーブル１０の保持面１１に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降動することができ、この垂直移動機構５０は、図１に示すように、ベース２５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５１の－Ｙ軸方向端面（前面）に配置されている。この垂直移動機構５０は、ホルダ４１の背面に取り付けられた矩形プレート状の昇降板５２を、ホルダ４１及びホルダ４１に保持されたスピンドルモータ４２や研削ホイール４５などと共に左右一対のガイドレール５３に沿ってＺ軸方向に昇降動させるものである。ここで、左右一対のガイドレール５３は、コラム５１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５３の間には、回転可能なボールネジ軸５４がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、ボールネジ軸５４の上端は、駆動源である正逆転可能なモータ５５に連結されている。ここで、モータ５５は、コラム５１の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット５６を介して縦置き状態で取り付けられている。また、ボールネジ軸５４の下端は、コラム５１に回転可能に支持されており、このボールネジ軸５４には、昇降板５２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挿通している。
したがって、モータ５５を駆動してボールネジ軸５４を正逆転させれば、このボールネジ軸５４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５２が研削機構４０と共にＺ軸に沿って上下動する。なお、モータ５５は、不図示の制御部に電気的に接続されており、その駆動が制御部によって制御される。
図３に示す研削水供給部６０は、チャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００の研削加工中にウェーハ１００と砥石４５２との接触面に所定温度の研削水を供給するものであって、研削水供給源６１を備えている。ここで、スピンドル４３の軸中心に沿って形成された水路６２の上端に研削水供給源６１が接続されており、水路６２の下端は、マウント４４の中心から径方向外方に向かって水平且つ放射状に形成された複数の水路６３に接続されている。そして、複数の水路６３の径方向外端部からはマウント４４と研削ホイール４５の基台４５１に縦方向に形成された複数の水路６４に連通しており、複数の水路６４は、砥石４５２の内周側に開口している。
ウェーハ離反機構７０は、研削加工が終了したウェーハ１００をチャックテーブル１０の保持面１１から離反させるために、保持面１１から研削水の温度よりも低い温度の冷却流体（本実施の形態では、水とエアの混合流体）を噴出させるものであって、図２に示すように構成されている。すなわち、このウェーハ離反機構７０は、分岐管７に設けられた可変オリフィス７１と電磁開閉弁７２を介して配管５に接続されたエア供給源７３と、分岐管８に設けられた可変オリフィス７４と電磁開閉弁７５及び温度調整部７６を介して配管５に接続された冷却水供給源７７と、電磁開閉弁７２，７５の開閉タイミングを制御するための時間調整部７８を含んで構成されている。
洗浄機構８０は、研削加工が終了したウェーハ１００がチャックテーブル１０の保持面１１から離反した後の保持面１１に洗浄液を供給して該保持面１１を供給するものであって、以下のように構成されている。
すなわち、図１に示すように、ベース２５上には、門型の支持枠８１が開口部２６を跨ぐように垂直に立設されており、この支持枠８１の水平部８１１には、モータ８２と、モータ８２をＺ軸方向（上下方向）に昇降動させる昇降シリンダ８３が支持されている。そして、モータ８２から下方に延びるモータ軸８２１の下端にはブラシ状の洗浄具８４が取り付けられている。
また、洗浄機構８０は、図５に示すように、洗浄液を洗浄具８４とポーラス板１３との接触面に向けて噴射する洗浄液噴射ノズル８５と、洗浄液噴射ノズル８５に洗浄液を供給する洗浄液供給源８６と、洗浄液供給源８６から洗浄液噴射ノズル８５への洗浄液供給経路に設けられた電磁開閉弁８７と温度調整部８８を備えている。なお、電磁開閉弁８７と温度調整部８８は、不図示の制御部に電気的に接続されている。
図１に示すように、本実施の形態に係る研削装置１は、研削加工前の複数のウェーハ１００を収納するカセット１０１、研削加工後のウェーハ１００を収納するカセット１０２、カセット１０１に対してウェーハ１００を出し入れする搬出入ロボット１０３、カセット１０１から搬出されたウェーハ１００を位置決めする位置合わせテーブル１０４、位置合わせテーブル１０４において位置決めされたウェーハ１００をチャックテーブル１０へと搬送する第１搬送アーム１０５、研削加工後のウェーハ１００を洗浄する洗浄機構９０、研削加工後のウェーハ１００をチャックテーブル１０から取り出して洗浄機構９０へと搬送する第２搬送アーム１０６などを備えている。
上記洗浄機構９０は、研削加工後のウェーハ１００を保持して回転するスピンナーテーブル９１と、洗浄水や高圧エアを噴射する噴射ノズル９２を備えている。
ここで、第２搬送アーム１０６の構成の一部を図４に示すが、この第２アーム１０６の先端には、円板状の吸着板１１０が複数本のピン１１１（図４には、２本のみ図示）によって水平に取り付けられている。そして、この吸着板１１０には、円板状のポーラス板１１２が嵌め込まれており、該ポーラス板１１２には、真空ポンプなどの吸引源１１３が接続されている。なお、ポーラス板１１２の下面は、研削加工されたウェーハ１００を吸着保持するための保持面を形成している。
［ウェーハの研削方法］
次に、以上のように構成された研削装置１を用いて実施されるウェーハ１００の研削方法について説明する。
本発明に係るウェーハ１００の研削方法は、保持工程と、研削工程と、離反工程及び洗浄工程の４つの工程を順次経て実施される。以下、各工程についてそれぞれ説明する。
（保持工程）
保持工程は、ウェーハ１００をチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持させる工程であって、この保持工程においては、図１に示す搬出入ロボット１０３によってカセット１０１から１枚のウェーハ１００が取り出されて位置合わせテーブル１０４上に載置される。すると、位置合わせテーブル１０４によってウェーハ１００の位置合わせがなされ、位置合わせされたウェーハ１００は、第１搬送アーム１０５に吸引保持された状態でチャックテーブル１０へと搬送される。
チャックテーブル１０においては、ウェーハ１００は、その裏面（研削加工面）を上にして保持面１１の上に載置され、この状態から電磁開閉弁７２，７５を共に閉じた状態で電磁開閉弁２１が開かれる。そして、真空ポンプなどの吸引源２２が駆動されてポーラス板１３内のエアが通路２，３，４、配管５及び分岐管６を経て吸引されると、ポーラス板１３内に負圧が発生するため、この負圧に引かれてウェーハ１００がチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持される。
（研削工程）
研削工程は、前記保持工程においてチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持されたウェーハ１００を図１に示す研削機構４０によって研削加工する工程であって、この研削工程においては、図１に示す水平移動機構３０によってチャックテーブル１０とこれに吸引保持されたウェーハ１００が研削機構４０の研削ホイール４５の下方へと移動して位置決めされる。
すなわち、水平移動機構３０のモータ３５が起動されてボールネジ軸３４が回転すると、このボールネジ軸３４に螺合挿通する不図示のナット部材が取り付けられたスライダ３２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３３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１１に保持されているウェーハ１００が研削機構４０の研削ホイール４５の下方に位置決めされる。なお、このとき、研削砥石４５２の下面（加工面）がウェーハ１００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、図３に示すモータ１７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１１に保持されているウェーハ１００を所定の回転速度で図示矢印１０ａ方向（反時計方向）に回転させる。すなわち、モータ１７が駆動されて駆動プーリ１８が回転すると、この回転がタイミングベルト１９を介して減速されて従動プーリ１６へと伝達されるため、該従動プーリ１６と共に回転軸１５と該回転軸１５に取り付けられたチャックテーブル１０とこれに保持されたウェーハ１００が前述のように所定の回転速度で回転駆動される。そして、同時にスピンドルモータ４２を駆動して研削ホイール４５を所定の回転速度で図３の矢印４０ａ方向（反時計方向）に回転させておく。
上述のように、ウェーハ１００と研削ホイール４５が回転している状態で、垂直移動機構５０を駆動して研削ホイール４５を－Ｚ軸方向に下降させる。すなわち、モータ５５が駆動されてボールネジ軸５４が回転すると、このボールネジ軸５４に螺合挿通する不図示のナット部材が設けられた昇降板５２がスピンドルモータ４２や研削ホイール４５などと共に－Ｚ軸方向に下降する。すると、研削ホイール４５の砥石４５２の下面（加工面）がウェーハ１００の裏面に接触する。このように、砥石４５２の下面がウェーハ１００の上面に接触している状態から、研削ホイール４５をさらに－Ｚ軸方向（図３の矢印６０ａ方向）に所定量だけ下降させると、ウェーハ１００の上面が砥石４５２によって所定量だけ研削される。
そして、この研削工程においては、図３に示す研削水供給源６１から所定温度の研削水が水路６２，６３，６４を経て砥石４５２とウェーハ１００との接触面（加工面）に供給され、砥石４５２とウェーハ１００との摩擦によって両者の接触面に発生する加工熱が研削水によって除去されて接触面が冷却される。なお、この研削工程においては、チャックテーブル１０に設けられたポーラス板１３の温度は、温度計２４によって測定されている（温度測定工程）。また、ウェーハ１００は、吸引源２２によるポーラス板１３からのエアの吸引によってチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持された状態が維持されている。
なお、研削工程の終了時は、後の離反工程に備え、ポーラス板１３の温度を測定する温度測定工程、又は、荷重センサ４７を用いて砥石４５２の下面に対して下面４５２に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定工程を実施し、ポーラス板１３の温度又は当該荷重の値を制御部に記憶しておく。
（離反工程）
離反工程は、前工程である研削工程において研削加工されたウェーハ１００をチャックテーブル１０の保持面１１から離反させる工程であって、この離反工程においては、図４に示すように、電磁開閉弁２１が閉じられ、ウェーハ離反機構７０の２つの電磁開閉弁７２，７５が開かれる。すると、エア供給源７３からのエアと冷却水供給源７７からの冷却水との混合流体である冷却流体が各分岐管７，８から配管５及び通路４，３，２を経てポーラス板１３へと供給され、ポーラス板１３から冷却流体が噴出してウェーハ１００の下面に圧力を加えるために該ウェーハ１００がチャックテーブル１０の保持面１１から離反し易くなる。
そして、上記状態から、図４に示すように、第２搬送アーム１０６の先端に設けられた吸着板１１０が下降し、ウェーハ１００の上面に吸着板１１０のポーラス板１１２が当接した状態において、真空ポンプなどの吸引源１１３からポーラス板１１２内のエアが吸引される。すると、ポーラス板１１２に負圧が発生し、この負圧に引かれてウェーハ１００がポーラス板１１２によって吸引保持されるため、第２搬送アーム１０６が上昇することによって、ウェーハ１００がチャックテーブル１０から第２搬送アーム１０６へと持ち替えられる。
ここで、この離反工程の前の研削工程において、ポーラス板１３に供給される冷却流体の温度は、砥石４５２とウェーハ１００との接触面に供給される研削水の温度よりも低く設定されており、この冷却流体の温度は、温度計２４によって測定されたポーラス板１３の温度がウェーハ１００を吸引保持したときの初期温度になるように温度調整部７６によって変更される（第１温度変更工程）。具体的には、温度調整部７６を構成する第１温度変更部７６１が、保持工程前に温度計２４によって予め測定されたポーラス板１３の温度と、離反工程において保持面１１からウェーハ１００を離反させたときのポーラス板１３の温度との温度差に基づいて、温度差が０となるように冷却流体の温度を変更する。
なお、保持工程前のポーラス板１３の温度を初期温度としてもよい。また、保持工程前のポーラス板１３の温度（初期温度）を温度計２４で測定してもよいし、温度計２４以外の温度計でポーラス板１３の保持面１００の温度を測定してもよい。
また、温度計２４は、チャックテーブル１０のポーラス板１３を収容する枠体の温度を測定するように配置され、枠体の温度を測定してポーラス板１３を初期温度に戻すようにしてもよい。
なお、初期温度と保持面１１からウェーハ１００を離反させる前のポーラス板１３の温度との温度差に基づいて、温度差が０となるように冷却流体の温度を変更してもよい。
なお、冷却流体が水とエアとを混合しているとき、冷却水のみの温度を変更、エアのみの温度、または、冷却水とエアの両方の温度変更によって、冷却流体の温度変更をしてもよい。
なお、保持面１１から噴出させる冷却流体の温度は、初期温度よりも低い温度であってもよい。
或いは、研削工程における荷重測定工程において荷重センサ４７によって測定した、砥石４５２の下面に対する当該下面に垂直な方向にかかる荷重の大きさに応じて、冷却流体の温度を温度調整部７６の第２温度変更部７６２によって変更し（第２温度変更工程）、ポーラス板１３の温度がウェーハ１００を吸引保持したときの初期温度となるようにしても良い。具体的には、砥石４５２の下面に対する荷重が大きいほど（加工熱が大きいほど）、冷却流体の温度を低くする。
また、上記第１及び第２温度変更工程による冷却流体の温度の変更に代えて冷却流体の噴出時間を変更するようにしても良い。すなわち、温度測定工程において温度計２４によって測定された保持面１１にウェーハ１００を保持させたときのポーラス板１３の温度と、離反工程において保持面１１からウェーハ１００を離反させたときのポーラス板１３の温度との差に応じて、時間調整部７８を構成する第１時間変更部７８１が冷却流体の噴出時間を変更し（第１時間変更工程）、或いは荷重センサ４７によって検出される砥石４５２の下面に対する当該下面に垂直な方向の荷重の大きさに応じて、時間調整部７８を構成する第２時間変更部７８２が冷却流体の噴出時間を変更するようにしても良い（第２時間変更工程）。具体的には、温度計２４によって測定されるポーラス板１３の温度が高いほど、また、荷重センサ４７によって検出される荷重が大きいほど、冷却流体の噴出時間を長くし、逆に温度計２４によって測定されるポーラス板１３の温度が低いほど、また、荷重センサ４７によって検出される垂直荷重が小さいほど、冷却流体の噴出時間を短くする。
なお、保持面１１から噴出させる冷却流体の温度は、初期温度よりも低い温度であってもよい。
（洗浄工程）
洗浄工程は、前工程である離反工程においてウェーハ１００がチャックテーブル１０の保持面１１から離反した後の保持面１１の表面を洗浄する工程であって、この洗浄工程においては、図５に示す洗浄機構８０によってチャックテーブル１０の保持面１１が洗浄される。
すなわち、図５の矢印１０ａ方向に回転する１０の保持面１１に洗浄具８４が押し当てられた状態で、電磁開閉弁８７が開けられて洗浄液供給源８６からの洗浄液が洗浄液噴射ノズル８５から保持面１１と洗浄具８４との接触部に向けて噴射される。すると、チャックテーブル１０の保持面１１が洗浄されるが、このとき、電磁開閉弁７５を開いて冷却水供給源７７の冷却水をポーラス板１３に供給し、保持面１１から冷却水を噴出させてもよい。その場合は、温度調整部８８によって冷却水の温度を調整し、温度計２４（図３参照）によって測定されるポーラス板１３の温度がウェーハ１００を吸引保持したときの初期温度となるようにする。これにより、離反工程後にポーラス板１３の温度が上昇した場合においても、ポーラス板１３の温度を初期温度に戻すことができる。
なお、離反工程においてチャックテーブル１０の保持面１１から離反して第２搬送アーム１０６に吸引保持されたウェーハ１００は、図１に示す洗浄機構９０へと搬送され、この洗浄機構９０のスピンナーテーブル９１上にセットされる。そして、ウェーハ１００は、スピンナーテーブル９１と共に回転しながら、噴射ノズル９２から噴射する高圧のエアと水によって上面（加工面）が洗浄され、上面に付着していた研削屑などの異物が除去される。
その後、上面が洗浄されたウェーハ１００は、図１に示す搬出入ロボット１０３によって吸引保持されてカセット１０２へと搬送され、該カセット１０２内に収納されることによって当該ウェーハ１００に対する一連の研削加工が終了する。
以上のように、本発明に係る研削方法によれば、研削加工時に砥石４５２とウェーハ１００との接触面（加工面）に供給される研削水によって、砥石４５２とウェーハ１００との接触面（加工面）の加工熱が除去され、研削加工時にポーラス板１３に伝熱されポーラス板１３に蓄熱された加工熱の一部は、ウェーハ１００の保持面１１からの離反時に保持面１１から噴出される冷却流体によって除去されて保持面１１の温度がウェーハ１００を保持したときの初期温度に戻されるため、チャックテーブル１０に時間の経過と共に蓄熱がなされることがなく、該チャックテーブル１０の温度が常に一定（初期温度）に保持されてその熱膨張が防がれる。このため、チャックテーブル１０の保持面１１が砥石４５２の面（加工面）に対して常に平行になり、次に研削加工されるウェーハ１００も温度が初期温度に接待されたポーラス板１３の保持面１１によって保持されることとなり、したがって、砥石４５２によって次々と連続的に研削される複数のウェーハ１００の厚みが全て均一に保たれ、該ウェーハ１００の品質が安定するという効果が得られる。
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、２～４：通路、５：配管、６～８：分岐管、１０：チャックテーブル、
１１：保持面、１２：凹部、１３：ポーラス板、１４：ロータリジョイント、
１５：回転軸、１６：従動プーリ、１７：モータ、１７１：モータ軸、
１８：駆動プーリ、１９：タイミングベルト、２０：可変オリフィス、
２１：電磁開閉弁、２２：吸引源、２３：荷重センサ（荷重測定部）、２４：温度計、
２５：ベース、２６：開口部、２７：カバー、２８：伸縮カバー、３０：水平移動機構、
３１：内部ベース、３２：スライダ、３３：ガイドレール、３４：ボールネジ軸、
３５：モータ、３６：軸受、４０：研削機構、４１：ホルダ、
４２：スピンドルモータ、４３：スピンドル、４４：マウント、４５：研削ホイール、
４５１：基台、４５２：砥石、４６：負荷電流値検知部、４７：荷重センサ(荷重測定部)、
５０：垂直移動機構、５１：コラム、５２：昇降板、５３：ガイドレール、
５４：ボールネジ軸、５５：モータ、５６：ブラケット、６０：研削水供給部、
６１：研削水供給源、６２～６４：水路、７０：ウェーハ離反機構、
７１：可変オリフィス、７２：電磁開閉弁、７３：エア供給源、７４：可変オリフィス、
７５：電磁開閉弁、７６：温度調整部
７６１：第１温度変更部、７６２：第２温度変更部、
７７：冷却水供給源、７８：時間調整部
７８１：第１時間変更部、７８２：第２時間変更部、８０：洗浄機構、
８１：支持枠、８１１：支持枠の水平部、８２：モータ、
８２１：モータ軸、８３：昇降シリンダ、８４：洗浄具、
８５：洗浄液噴射ノズル、８６：洗浄液供給源、８７：電磁開閉弁、８８：温度調整部、
９０：洗浄機構、９１：スピンナー4テーブル、９２：噴射ノズル、１００：ウェーハ、
１０１，１０２：カセット、１０３：搬出入ロボット、１０４：位置合わせテーブル、
１０５：第１搬送アーム、１０６：第２搬送アーム、１１０：吸着板、１１１：ピン、
１１２：ポーラス板、１１３：吸引源

Claims (12)

  1. チャックテーブルのポーラス板の保持面に保持したウェーハを砥石で研削するウェーハの研削方法であって、
    該保持面にウェーハを保持させる保持工程と、
    該ウェーハに所定の温度の研削水を供給しつつ、該ウェーハを該砥石で研削する研削工程と、
    該保持面がウェーハを保持したときの初期温度よりも低い温度の冷却流体を該ポーラス板に供給しつつ、研削されたウェーハを該保持面から離反させる離反工程と、
    を備え、
    該冷却流体によって該ポーラス板を冷却して該保持面がウェーハを保持したときの初期温度になるようにすることを特徴とするウェーハの研削方法。
  2. 該ポーラス板に供給する該冷却流体は、水とエアとの混合流体である請求項１記載のウェーハの研削方法。
  3. 該離反工程の後、該ポーラス板に該冷却流体を供給して該保持面から該冷却流体を噴出させて該保持面を洗浄具で洗浄する洗浄工程を含み、該洗浄工程によって該ポーラス板を該初期温度に設定する請求項１記載のウェーハの研削方法。
  4. 該研削工程は、該ポーラス板の温度を測定する温度測定工程を含み、該温度測定工程で測定した温度に応じて該冷却流体の温度を変更する第１温度変更工程が実施される請求項１記載のウェーハの研削方法。
  5. 該研削工程は、該ポーラス板の温度を測定する温度測定工程を含み、該温度測定工程で測定した温度に応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第１時間変更工程が実施される請求項１記載のウェーハの研削方法。
  6. 該研削工程は、該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定工程を含み、該荷重測定工程で測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体の温度を変更する第２温度変更工程が実施される請求項１記載のウェーハの研削方法。
  7. 該研削工程は、該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定工程を含み、該荷重測定工程で測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第２時間変更工程が実施される請求項１記載のウェーハの研削方法。
  8. 請求項１または請求項２記載のウェーハの研削方法を実施する研削装置であって、
    ポーラス板の保持面でウェーハを保持するチャックテーブルと、
    環状の砥石が先端に装着されたスピンドルを回転させて該ウェーハを研削する研削機構と、
    該ウェーハと該砥石とに所定の温度の研削水を供給する研削水供給部と、
    該保持面から該研削水よりも低い温度の冷却流体を噴出させて該保持面からウェーハを離反させるウェーハ離反機構と、
    を備えることを特徴とするウェーハの研削装置。
  9. 該ポーラス板の温度を測定する温度計と、
    該温度計によって測定された、該保持面にウェーハを保持させたときの該ポーラス板の温度と該保持面からウェーハを離反させたときの該ポーラス板の温度との差に基づいて該冷却流体の温度を変更する第１温度変更部と、
    を備える請求項８記載のウェーハの研削装置。
  10. 該ポーラス板の温度を測定する温度計と、
    該温度計によって測定された、該保持面にウェーハを保持させたときの該ポーラス板の温度と該保持面からウェーハを離反させたときの該ポーラス板の温度との差に基づいて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第１時間変更部と、
    を備える請求項８記載のウェーハの研削装置。
  11. 該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定部と、
    該荷重測定部が測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体の温度を変更する第２温度変更部と、
    を備える請求項８記載のウェーハの研削装置。
  12. 該砥石の下面に対して該下面に垂直な方向にかかる荷重を測定する荷重測定部と、
    該荷重測定部が測定した荷重の大きさに応じて該冷却流体を該保持面から噴出させる噴出時間を変更する第２時間変更部と、
    を備える請求項８記載のウェーハの研削装置。
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