JP2024003445A - ウェーハの研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの中央部に形成された円形凹部の底面の面内厚みを均一にすることができるウェーハの研削方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るウェーハＷの研削方法は、チャックテーブル１０の保持面１１ａにウェーハＷを保持させる保持工程と、チャック回転軸１２とスピンドル（砥石回転軸）３３とを平行な方向から所定の角度αに相対的に傾け、回転する環状砥石３５ｂでウェーハＷの中央部分を研削して円形凹部Ｗ１を形成し、該円形凹部Ｗ１の底面の厚みｔが予め設定した仕上げ厚みｔ２よりも厚い仕上げ前厚みｔ１（＞ｔ２）になるまで研削する前研削工程と、該前研削工程の後、チャック回転軸１２とスピンドル（砥石回転軸）３３とを平行にする傾き変更工程と、該傾き変更工程の後、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１の底面の厚みｔが予め設定された仕上げ厚みｔ２になるまで研削する仕上げ研削工程とからなる。【選択図】図７

Description

本発明は、チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハを環状砥石によって研削するウェーハの研削方法に関する。

電子機器に用いられるＩＣやＬＳＩなどの半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイスの小型化と軽量化のために、ウェーハの裏面が研削されて該ウェーハが所定の厚さまで薄肉化されている。特に近年、電子機器の薄型化や小型化などの要求に応えるため、半導体デバイスを薄く形成することが求められている。しかし、ウェーハの厚さを例えば５０μｍ以下になるまで研削すると、該ウェーハの抗折強度が低下して破損し易くなり、その後の取り扱いが困難になるという問題がある。

そこで、例えば特許文献１，２には、ウェーハのデバイスが形成された領域の裏側のみを研削して中央部に円形凹部を形成し、この円形凹部の外周側に研削前と同じ厚さの環状凸部を補強部として残すことによって、研削後のウェーハの剛性を高める研削方法が提案されている。

上記研削方法を実施する際、チャックテーブルの保持面を保持面研削用の環状砥石で研削して該保持面を円錐状にしている。そして、この保持面に保持されたウェーハを、保持面研削用の環状砥石よりも径が小さくウェーハの半径よりも小さい直径のウェーハ研削用の環状砥石で研削して該ウェーハに円形凹部を形成している。この場合、保持面研削用の環状砥石とウェーハ研削用の環状砥石は、その下面の半円部分をチャックテーブルの保持面またはウェーハに接触させてこれらの保持面またはウェーハを研削している。

そのため、研削された保持面の半径部分の断面とウェーハの半径部分の断面は、円弧状になっていて保持面の円弧の中心とウェーハの円形凹部の円弧の中心とが一致せず、ウェーハの円形凹部の底面の面内厚みが均一にならないという問題がある。

そこで、特許文献４には、平坦な保持面にウェーハを保持させ、環状砥石の下面全面をウェーハに接触させて該ウェーハに円形凹部を形成するようにした研削装置が提案されている。

特開２００７－０１９４６１号公報 特開２００８－０４２０８１号公報 特開２０１５－０７２９７２号公報 特開２０１６－０４７５６１号公報

しかしながら、特許文献４において提案された研削装置によれば、環状砥石の下面全面がウェーハに接触するため、該環状砥石から脱落した砥粒やウェーハの研削によって発生した研削屑が円形凹部と環状砥石との間から排出されにくく、これらの砥粒や研削屑が環状砥石の下面に付着し易い。このため、ウェーハの円形凹部の底面の面内厚みが不均一になるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ウェーハの中央部に形成された円形凹部の底面の面内厚みを均一にすることができるウェーハの研削方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、チャックテーブルの保持面でウェーハを保持し、該保持面の中心を通るチャック回転軸によって該チャックテーブルを回転させ、ウェーハの半径より小さい直径の環状砥石の中心を通る砥石回転軸によって回転する該環状砥石でウェーハの中央部分を研削して円形凹部と該円形凹部の外周側に環状凸部とを形成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、該チャック回転軸と該砥石回転軸とを平行な方向から所定の角度に相対的に傾け、回転する該環状砥石でウェーハの中央部分を研削し、該円形凹部の底面の厚みが予め設定した仕上げ厚みよりも厚い仕上げ前厚みになるまで研削する前研削工程と、該前研削工程の後、該チャック回転軸と該砥石回転軸とを平行にする傾き変更工程と、該傾き変更工程の後、該円形凹部の底面の厚みが予め設定した仕上げ厚みになるまで研削する仕上げ研削工程とからなることを特徴とする。

本発明に係るウェーハの研削方法によれば、前研削工程においては、チャック回転軸と砥石回転軸とを平行な方向から所定の角度に相対的に傾けて環状砥石でウェーハの中央部分を研削するようにしたため、ウェーハの円形凹部と環状砥石との間に微小な隙間が部分的に形成され、研削中に環状砥石から脱落した砥粒やウェーハの研削によって発生した研削屑が微小隙間から排出され、これらの砥粒や研削屑が環状砥石の下面に付着しにくい。そして、その後の仕上げ研削工程においては、前研削工程において研削中に環状砥石から脱落した砥粒やウェーハの研削によって発生した研削屑が環状砥石とウェーハとの間に形成された微小隙間から排出されており、これらの砥粒や研削屑が付着していない環状砥石の全面をウェーハの円形凹部に接触させて該円形凹部を仕上げ研削するため、円形凹部の底面の面内厚みが全面に亘って均一になり、仕上げ研削されたウェーハの品質が高められる。

本発明に係るウェーハの研削方法を実施するため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の保持工程を示す研削装置要部の破断側面図（図３の矢視Ａ方向の図）である。 本発明に係るウェーハの研削方法の保持工程におけるウェーハと環状砥石の位置関係を示す平面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法の前研削工程を示す研削装置要部の破断側面図（図３の矢視Ａ方向の図）である。 本発明に係るウェーハの研削方法の前研削工程において研削されたウェーハの研削痕を示す平面図である。 図５のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法の傾き変更工程と仕上げ研削工程を示す研は削装置要部の破断側面図（図３の矢視Ａ方向の図）である。 本発明に係るウェーハの研削方法の仕上げ研削工程において研削されたウェーハの研削痕を示す平面図である。 （ａ），（ｂ）は図８のＣ－Ｃ線断面図である。 本発明に係るウェーハの研削方法の手順を示すフローチャートである。

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。

先ず、本発明方法を実施するための研削装置の構成について説明する。

［研削装置の構成］
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Ｗを研削加工するものであって、次の構成要素を備えている。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）とする。

すなわち、研削装置１は、上面の円形の保持面１１ａでウェーハＷを保持するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０をＹ軸方向（前後方向）に移動させる水平移動機構２０と、チャックテーブル１０の保持面１１ａに吸引保持されたウェーハＷを研削加工する研削ユニット３０と、該研削加工中のウェーハＷの厚みを測定する厚み測定器４０と、研削ユニット３０の砥石３５ｂとウェーハＷとの接触領域（加工領域）に研削水を供給する研削水供給手段５０と、研削ユニット３０をチャックテーブル１０の保持面１１ａに対して垂直方向（Ｚ軸方向）に上下動させる垂直移動機構６０と、チャックテーブル１０の傾きを調整する傾き調整機構７０と、制御部８０を主要な構成要素として備えている。

ここで、ウェーハＷは、単結晶のシリコン母材で構成されており、図２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Ｗの表面に貼着された保護テープＴによって保護されている。そして、ウェーハＷは、その表面（図２においては下面）が保護テープＴを介してチャックテーブル１０の保持面１１ａに吸引保持され、裏面（図２においては上面）が研削水供給手段５０から研削水の供給を受けながら研削ユニット３０の環状砥石３５ｂによって研削される。

次に、研削装置１の主要な構成要素であるチャックテーブル１０、水平移動機構２０、研削ユニット３０、厚み測定器４０、研削水供給手段５０、垂直移動機構６０、傾き調整機構７０及び制御部８０の構成についてそれぞれ説明する。

（チャックテーブル）
チャックテーブル１０は、円板状の部材であって、その中央部には、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部材１１が組み込まれている。そして、ポーラス部材１１は、その上面が円板状のウェーハＷを吸引保持する保持面１１ａを構成している。

そして、チャックテーブル１０は、回転機構２によって垂直な中心軸ＣＬ１回りに回転駆動される。すなわち、チャックテーブル１０は、その中心から下方に向かって垂直に一体に延びるチャック回転軸１２を備えており、このチャック回転軸１２は、リングプレート状の支持フランジ１３に不図示の軸受によって回転可能に支持されている。

チャックテーブル１０を中心軸ＣＬ１回りに回転駆動する回転機構２は、後述の水平移動機構２０に設けられたブロック状のスライダ２１の側面にステー１４によって取り付けられた電動モータ１５を回転駆動源として備えている。また、電動モータ１５から上方に延びる不図示の出力軸には、小径の駆動プーリ１６が結着されており、チャック回転軸１２には、大径の従動プーリ１７が結着されている。そして、駆動プーリ１６と従動プーリ１７には、無端状のタイミングベルト１８が巻き掛けられている。なお、電動モータ１５には、該電動モータ１５の回転速度などを検出するエンコーダ１９が取り付けられており、このエンコーダ１９と電動モータ１５は、制御部８０に電気的に接続されている。

また、図２に示すように、チャックテーブル１０とチャック回転軸１２の中心部には、連通路３が垂直に形成されており、この連通路３の上端は、ポーラス部材１１の下面に開口している。また、連通路３の下端は、配管４に接続されており、配管４は、電磁開閉式のバルブＶ１を介して真空ポンプなどの吸引源５に接続されている。なお、バルブＶは、制御部８０に電気的に接続されており、その開閉動作が制御部８０によって制御される。

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１００を備えており、このベース１００の上面に開口するＹ軸方向に長い矩形の開口部１００ａにはチャックテーブル１０が臨んでいる。そして、ベース１００の上面の開口部１００ａ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６によって覆われており、開口部１００ａのカバー６の前後（－Ｙ方向と＋Ｙ方向）の部分は、カバー６と共に移動して伸縮する蛇腹状の伸縮カバー７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軸上のどの位置にあっても、開口部１００ａは、カバー６と伸縮カバー７によって常に閉じられており、異物が開口部１００ａからベース１００内に侵入することがない。

（水平移動機構）
水平移動機構２０は、チャックテーブル１０を保持面１１ａに対して水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる機構であって、図１に示すように、ベース１００の内部に収容された矩形ブロック状の内部ベース１０１の上に配設されている。この水平移動機構２０は、ブロック状のスライダ２１を備えており、このスライダ２１は、Ｙ軸方向（前後方向）に沿って互いに平行に配設された左右一対のガイドレール２２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２１に支持されたチャックテーブル１０と電動モータ１５などを含む回転機構２は、スライダ２１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１０１上の左右一対のガイドレール２２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２３が配設されており、該ボールネジ軸２３のＹ軸方向一端（図１の左端）は、駆動源である正逆転可能な電動モータ２４に連結されている。また、ボールネジ軸２３のＹ軸方向他端（図１の右端）は、内部ベース１０１上に立設された軸受２５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２３には、スライダ２１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している。

したがって、電動モータ２４を起動してボールネジ軸２３を正逆転させると、このボールネジ軸２３に螺合する不図示のナット部材がスライダ２１と共にボールネジ２３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２１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１１ａに吸引保持されたウェーハＷもＹ軸方向に沿って移動する。

（研削ユニット）
研削ユニット３０は、ホルダ３１に固定されたスピンドモータ３２と、該スピンドルモータ３２によって回移転駆動される垂直なスピンドル３３と、該スピンドル３３の下端に取り付けられた円板状のマウント３４と、該マウント３４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３５とを備えている。ここで、研削ホイール３５は、円板状の基台３５ａと、該基台３５ａの下面に円環状に取り付けられた環状砥石３５ｂによって構成されている。なお、スピンドルモータ３２は、制御部８０に電気的に接続されており、その動作が制御部８０によって制御される。

（厚み測定器）
厚み測定器４０は、チャックテーブル１０に保持された研削加工中のウェーハＷの厚みを測定するハイトゲージによって構成されており、チャックテーブル１０の上面に接触する接触子４１とウェーハＷの上面に接触する接触子４２を備えている。この厚み測定器４０は、制御部８０に電気的に接続されており、一方の接触子４１によって測定されるチャックテーブル１０の上面の高さと他方の接触子４２によって測定されるウェーハＷの上面の高さの差に基づいて制御部８０がウェーハＷの厚みを求める。なお、本実施の形態では、厚み測定器４０として接触式のハイトゲージを用いたが、光学的に厚みを測定する非接触式のものを使用しても良い。

（研削水供給手段）
研削水供給手段５０は、研削水供給源５１と、該研削水供給源５１から配管５２を経て供給される研削水を環状砥石３５ｂとウェーハＷとの接触点（加工点）に向けて噴射する不図示の噴射ノズルを含んで構成されている。ここで、配管５２には、電磁開閉式のバルブＶ２が設けられており、このバルブＶ２は、制御部８０に電気的に接続されてその開閉動作が制御部８０によって制御される。

（垂直移動機構）
垂直移動機構６０は、研削ユニット３０をチャックテーブル１０の保持面１１ａに対して垂直な方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降動させるものであって、図１に示すように、ベース１００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６１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６０は、ホルダ３１の背面に取り付けられた矩形プレート状の昇降板６２を、ホルダ３１及び該ホルダ３１に保持されたスピンドル３３と研削ホイール３５と共に左右一対のガイドレール６３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６３は、コラム６１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６３の間には、回転可能なボールネジ軸６４がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、該ボールネジ軸６４の上端は、駆動源である正逆転可能な電動モータ６５に連結されている。ここで、電動モータ６５は、コラム６１の上面に取り付けられた矩形プレート状のブラケット６６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６４の下端は、コラム６１に回転可能に支持されており、このボールネジ軸６４には、昇降板６２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している。

したがって、電動モータ６５を駆動してボールネジ軸６４を正逆転させれば、このボールネジ軸６４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６２が研削ユニット３０と共にＺ軸に沿って上下動する。なお、電動モータ６５は、制御部８０に電気的に接続されており、その動作が制御部８０によって制御される。

（傾き調整機構）
傾き調整機構７０は、チャックテーブル１０の傾きを調整する機構であって、図１に示すように、チャックテーブル１０とその下方の支持フランジ１３との間の周方向３箇所に設けられている。この傾き調整機構７０は、２つのアクチュエータ７１と１つの不図示のピボットによって構成されており、これらのアクチュエータ７１とピボットは、周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されている。

ここで、各アクチュエータ７１は、不図示のロッドを上下動させることによって、チャックテーブル１０を、不図示のピボットを中心として傾動させてその保持面１１ａの水平面に対する傾きを調整する。なお、各アクチエータ７１には、環状砥石３５ｂからウェーハＷに対して垂直方向に作用する垂直荷重を測定するためのロードセルなどの垂直荷重測定器が設けられていても良い。

（制御部）
制御部８０は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリなどを備えている。この制御部８０は、チャックテーブル１０の回転機構２の電動モータ１５や研削ユニット３０の駆動源であるスピンドルモータ３２、垂直移動機構６０の電動モータ６５を駆動制御してチャックテーブル１０（ウェーハＷ）と環状砥石３５ｂの回転速度、環状砥石３５ｂの研削量などを調整する機構を果たすものである。その他、制御部８０は、厚み測定器４０から送信される信号を受信して研削加工中のウェーハＷの厚みを算出する機能も果たす。

［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本発明に係るウェーハＷの研削方法を図１０に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。

本発明に係るウェーハＷの研削方法は、１）保持工程と、２）前研削工程と、３）傾き変更工程と、４）仕上げ研削工程を順次経てウェーハＷを研削する方法である。以下、各工程についてそれぞれ説明する。

１）保持工程：
保持工程は、図２に示すように、チャックテーブル１０の保持面１１ａにウェーハＷを保持させる工程であって、この保持工程においては、ウェーハＷが保護テープＴを下にしてチャックテーブル１０の保持面１１ａ上に載置されると、制御部８０は、図２に示すバルＶ１を開く（図１０のステップＳ１）。すると、チャックテーブル１０のポーラス部材１１内のエアが連通路３と配管４を通って吸引源５に吸引されるため、ポーラス部材１１に負圧が発生し、この負圧によってウェーハＷがチャックテーブル１０の保持面（ポーラス部材１１の上面）１１ａに吸引保持される。

なお、この保持工程においては、図２に示すように、チャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１と砥石回転軸であるスピンドル３３の中心軸ＣＬ２とは互いに平行に配置されており、ウェーハＷの上面と環状砥石３５ｂの下面（加工面）は、水平なＸＹ平面において互いに平行に配置されている。

また、図３に示すように、環状砥石３５ｂの直径（外接円直径）φＤは、ウェーハＷの半径Ｒよりも小さく設定されている（φＤ＜Ｒ）。そして、環状砥石３５ｂは、ウェーハＷの後述の円形凹部Ｗ１（図４及び図７参照）を研削することができるように、少なくともウェーハＷの中心Ｏ１を通るような位置にその中心Ｏ２が位置するように配置されている。したがって、図３に示すように、環状砥石３５ｂの外周縁がウェーハＷの中心Ｏ１を通るように該環状砥石３５ｂを配置した場合には、後述のように環状砥石３５ｂによるウェーハＷの研削によって、該ウェーハＷの外周部には、幅Ｂ（＝Ｒ－φＤ）の環状凸部Ｗ２（図４及び図７参照）が形成される。

２）前研削工程：
前研削工程は、チャック回転軸１２とスピンドル（砥石回転軸）３３とを平行な方向から所定の角度αだけ相対的に傾け、回転する環状砥石３５ｂでウェーハＷの中央部分を研削して円形凹部Ｗ１を形成し、該円形凹部Ｗ１の底面の面内厚みｔが予め設定した仕上げ厚みｔ_２よりも厚い仕上げ前厚みｔ_１（＞ｔ_２）になるまで研削する工程である。

すなわち、この前研削工程においては、図４に示すように、傾き調整機構７０によってチャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１を垂直に対して図示の角度αだけ傾ける（図１０のステップＳ２）。なお、図４においては、チャック回転軸１２の傾斜角度αを誇張して図示しているが、この角度αは、実際には目視で確認することができない程度の微小な角度である。

上記状態から、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷが研削ユニット３０の環状砥石３５ｂによって研削される（図１０のステップＳ３）。すなわち、制御部８０は、チャックテーブル１０をこれに保持されたウェーハＷと共に図４の矢印方向（反時計方向）に所定の速度で回転駆動するとともに、研削ユニット３０のスピンドルモータ３２を起動して環状砥石３５ｂを図示矢印方向（反時計方向）に回転駆動する。そして、制御部８０は、垂直移動機構６０の電動モータ６５を起動して研削ユニット３０の環状砥石３５ｂを所定量（研削代）だけ下降させるとともに、バルブＶ２を開いて研削水供給源５１から研削水を環状砥石３５ｂとウェーハＷとの接触点（加工点)に向けて供給する。

すると、ウェーハＷの上面中央部が環状砥石３５ｂによって研削され、該ウェーハＷの中央部に円形凹部Ｗ１が形成され、この円形凹部Ｗ１の外周側には、研削されないで元の厚さを維持する環状凸部Ｗ２が形成されるが、図６に示すような断面が円弧凹曲面状の円形凹部Ｗ１には、図５に示すように、環状砥石３５ｂによる半円弧状の研削痕がウェーハＷの中心を中心に放射状に形成される。つまり、ウェーハＷの中心を軸に複数の円弧状の研削痕が等間隔で形成される。また、環状砥石３５ｂとウェーハＷとの接触点（加工点）は、研削水によって潤滑されるとともに、冷却されて温度上昇が抑えられる。

ここで、環状砥石３５ｂによる研削によってウェーハＷの中央部に形成される円形凹部Ｗ１の厚さｔは、図１に示す厚み測定器４０によって測定され（図１０のステップＳ４）、その測定結果が制御部８０に送信される。ここで、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚み測定器４０による測定点を図５に円形の破線にて示す。厚み測定器４０は、図６に示すウェーハの断面の最も厚みが薄くなる部分の厚みを測定する。すると、制御部８０は、測定されたウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚さｔが予め設定した仕上げ前厚みｔ_１に達したか否か（ｔ＝ｔ_１？）を判定し（図１０のステップＳ５）、円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ前厚みｔ_１に達していない（ｔ＞ｔ_１）場合（ステップＳ５：Ｎｏ）には、円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ前厚みｔ_１に達するまで環状砥石３５ｂによる研削と円形凹部Ｗ１の厚みｔの測定が繰り返される（ステップＳ３～Ｓ５）。

この前研削工程においては、チャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１が垂直に対して図４に示す角度αだけ傾斜しており、チャックテーブル１０及びこれに保持されたウェーハＷが水平なＸＹ平面に対して同角度αだけ傾斜しているため、環状砥石３５ｂの下面の半円部分のみがウェーハＷに接触する。このため、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１と環状砥石３５ｂとの間に微小な隙間が部分的に形成され、研削中に環状砥石３５ｂから脱落した砥粒やウェーハＷの研削によって発生した研削屑が微小隙間から排出され、これらの砥粒や研削屑が環状砥石３５ｂの下面に付着しにくい。

他方、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ前厚みｔ_１に達すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、次の傾き変更工程が実施される（ステップＳ６）。

３）傾き変更工程：
傾き変更工程においては、傾き調整機構７０によってチャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１の角度を元の垂直な状態に戻し、図７に示すように、このチャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１とスピンドル（砥石回転軸）３３の中心軸ＣＬ２とが平行になるようにする（図１０のステップＳ６）。すると、チャックテーブル１０の保持面１１ａとこれに保持されたウェーハＷの研削面（円形凹部Ｗ１の底面）とが水平なＸＹ平面に対して平行な面となる。このような傾き変更工程が実施されると、次の仕上げ研削工程が実施される。

４）仕上げ研削工程：
仕上げ研削工程は、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚みｔが予め設定された仕上げ厚みｔ_２になるまで円形凹部Ｗ１を研削する工程であり、この仕上げ研削工程においては、前記前研削工程と同様に、回転するウェーハＷに対して回転する環状砥石３５ｂによる仕上げ研削が実施される（ステップＳ７）。

すなわち、この仕上げ研削工程においては、図７に示すように、チャックテーブル１０を、これに保持されたウェーハＷと共に図７の矢印方向（反時計方向）に所定の速度で回転駆動するとともに、研削ユニット３０のスピンドルモータ３２を起動して環状砥石３５ｂを図示矢印方向（反時計方向）に回転駆動する。そして、制御部８０は、垂直移動機構６０の電動モータ６５を起動して研削ユニット３０の環状砥石３５ｂを所定量（研削代）だけ下降させるとともに、バルブＶ２を開いて研削水供給源５１から研削水を環状砥石３５ｂとウェーハＷとの接触点（加工点）に向けて供給する。

すると、ウェーハＷの上面中央部に形成された円形凹部Ｗ１が環状砥石３５ｂによって仕上げ研削されるが、この仕上げ研削中にウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚みｔが図１に示す厚み測定器４０によって測定され（図１０のステップＳ８）、その測定結果が制御部８０に送信される。すると、制御部８０は、測定されたウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚みｔが予め設定した仕上げ厚みｔ_２に達したか否か（ｔ＝ｔ_２？）を判定し（図１０のステップＳ９）、円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ厚みｔ_２に達していない（ｔ＞ｔ_２）場合（ステップＳ９：Ｎｏ）には、円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ厚みｔ_２に達するまで環状砥石３５ｂによるウェーハＷの研削と円形凹部Ｗ１の厚みｔの測定が繰り返される（ステップＳ７～Ｓ９）。

この仕上げ研削工程においては、チャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１とスピンドル（砥石回転軸）３３の中心軸ＣＬ２が共に平行に配置されており、チャックテーブル１０の保持面１１ａと環状砥石３５ｂの下面全面が水平なＸＹ平面に対して平行になっているため、環状砥石３５ｂの全面がウェーハＷの円形凹部Ｗ１の底面に接触して該円形凹部Ｗ１を均一な厚みに研削する。これにより、図８に示すように円形凹部Ｗ１の底面には、あやめ状の研削痕が形成され、図９（ａ）に示す図８のＣ－Ｃ線断面図のように、円形凹部Ｗ１が均一な厚みになる。

以上の仕上げ研削工程においては、これより前に実施された前研削工程において、研削中に環状砥石３５ｂから脱落した砥粒やウェーハＷの研削によって発生した研削屑が研削水と共に環状砥石３５ｂとウェーハＷとの間に形成された微小隙間から排出されており、これらの砥粒や研削屑が付着していない環状砥石３５ｂの下面全面をウェーハＷの円形凹部Ｗ１に接触させて該円形凹部Ｗ１を仕上げ研削するため、円形凹部Ｗ１の厚みｔが下面全面に亘って均一な仕上げ厚みｔ_２になり、仕上げ研削されたウェーハＷの品質が高められる。なお、環状砥石３５ｂが円周方向に複数のセグメント砥石を隙間をあけて配置している場合には、その隙間から研削屑を含む研削水を排出している。また、円形凹部Ｗ１から研削屑を含む研削水を排出させやすくするために、前研削工程において、図９（ｂ）に示すように、円形凹部Ｗ１の内周面を斜面に研削してもよい。

そして、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１の厚みｔが仕上げ厚みｔ_２に達すると（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、ウェーハＷに対する一連の研削加工が終了する（図１０のステップＳ１０）。

以上の説明で明らかなように、本発明に係るウェーハＷの研削方法によれば、前研削工程においては、チャック回転軸１２とスピンドル（砥石回転軸）３３とを平行な方向から所定の角度に相対的に傾けて環状砥石３５ｂでウェーハＷの中央部分を研削して円形凹部Ｗ１を形成するようにしたため、ウェーハＷの円形凹部Ｗ１と環状砥石３５ｂとの間に微小な隙間が部分的に形成され、研削中に環状砥石３５ｂから脱落した砥粒やウェーハＷの研削によって発生した研削屑が微小隙間から排出され、これらの砥粒や研削屑が環状砥石３５ｂの下面に付着しにくい。そして、その後の仕上げ研削工程においては、前研削工程において研削中に環状砥石３５ｂから脱落した砥粒やウェーハＷの研削によって発生した研削屑が環状砥石３５ｂとウェーハＷとの間に形成された微小隙間から排出されており、これらの砥粒や研削屑が付着していない環状砥石３５ｂの全面をウェーハＷの円形凹部Ｗ１に接触させて該円形凹部Ｗ１を仕上げ研削するようにしたため、円形凹部Ｗ１の底面の面内厚みｔが全面に亘って均一な仕上げ厚みｔ_２になり、仕上げ研削されたウェーハＷの品質が高められる。

なお、前研削工程に用いる環状砥石と仕上げ研削工程に用いる環状砥石は、同じでもよいし、別でもよい。つまり、前研削工程で用いる環状砥石は、砥粒径の大きい粗い砥石を用いて、仕上げ研削工程で用いる環状砥石は、前研削工程で用いる環状砥石よりも砥粒径の小さい砥石を用いてもよい。

なお、以上に実施の形態では、前研削工程においてチャック回転軸１２の中心軸ＣＬ１を垂直に対して所定角度αだけ傾けたが、スピンドル（砥石回転軸）３３の中心軸ＣＬ２を垂直に対して所定角度αだけ傾けるようにしても良い。

その他、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：回転機構、３：連通路、４：配管、５：吸引源、６：カバー、
７：伸縮カバー、１０：チャックテーブル、１１：ポーラス部材、１１ａ：保持面、
１２：チャック回転軸、１３：支持フランジ、１４：ステー、１５：電動モータ、
１６：駆動プーリ、１７：従動プーリ、１８：タイミングベルト、１９：エンコーダ、
２０：水平移動機構、２１：スライダ、２２：ガイドレール、２３：ボールネジ軸、
２４：電動モータ、２５：軸受、３０：研削ユニット、３１：ホルダ、
３２：スピンドルモータ、３３：スピンドル（砥石回転軸）、３４：マウント、
３５：研削ホイール、３５ａ：基台、３５ｂ：環状砥石、４０：厚み測定器、
４１，４２：接触子、５０：研削水供給手段、５１：研削水供給源、５２：配管、
６０：垂直移動機構、６１：コラム、６２：昇降板、６３：ガイドレール、
６４：ボールネジ軸、６５：電動モータ、６６：ブラケット、７０：傾き調整機構、
７１：アクチュエータ、８０：制御部、１００：ベース、１００ａ：基台の開口部、
１０１：内部ベース、Ｂ：環状凸部の幅、ＣＬ１：チャック回転軸の中心軸、
ＣＬ２：スピンドルの中心軸、φＤ：環状砥石の直径、Ｏ１：ウェーハの中心、
Ｏ２：環状砥石の中心、Ｒ：ウェーハの半径、Ｔ：保護テープ、ｔ：円形凹部の厚み、
ｔ_１：円形凹部の仕上げ前厚み、ｔ_２：円形凹部の仕上げ厚み、Ｖ１，Ｖ２：バルブ、
Ｗ：ウェーハ、Ｗ１：円形凹部、Ｗ２：環状凸部、α：チャック回転軸の傾斜角

Claims (1)

1. チャックテーブルの保持面でウェーハを保持し、該保持面の中心を通るチャック回転軸によって該チャックテーブルを回転させ、ウェーハの半径より小さい直径の環状砥石の中心を通る砥石回転軸によって回転する該環状砥石でウェーハの中央部分を研削して円形凹部と該円形凹部の外周側に環状凸部とを形成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、
   該チャック回転軸と該砥石回転軸とを平行な方向から所定の角度に相対的に傾け、回転する該環状砥石でウェーハの中央部分を研削し、該円形凹部の底面の厚みが予め設定した仕上げ厚みよりも厚い仕上げ前厚みになるまで研削する前研削工程と、
   該前研削工程の後、該チャック回転軸と該砥石回転軸とを平行にする傾き変更工程と、
   該傾き変更工程の後、該円形凹部の底面の厚みが予め設定した仕上げ厚みになるまで研削する仕上げ研削工程と、
   からなるウェーハの研削方法。

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