JP2025041242A - 被加工物の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円板状の被加工物を研削して薄板部と厚板部とを形成する際に、従来の方法に比べて大幅に長い時間を要することなく、製品に使用できる有効領域が十分に確保される被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物に切削溝を形成することにより、該切削溝よりも中心側に位置する円板状の第１研削予定部と、該切削溝よりも外周側に位置する環状の厚板部と、を該被加工物に形成する切削溝形成ステップと、該切削溝形成ステップの後に、第１研削砥石を用いて該第１研削予定部を研削することにより、該第１研削予定部よりも薄い円板状の第２研削予定部を形成する第１研削ステップと、該第１研削砥石に比べて小さな砥粒を含む第２研削砥石を用いて該第２研削予定部を研削することにより、該第２研削予定部よりも薄い円板状の該薄板部を形成する第２研削ステップと、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハのような板状の被加工物を加工する際に適用される被加工物の加工方法に関する。

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側に研削砥石を押し当てることで、このウェーハが研削され薄くなる。

ところで、上述の方法によりウェーハの全体が薄くなると、ウェーハの剛性も大幅に低下して、後の工程でのウェーハの取り扱いが難しくなる。そこで、ウェーハの半径よりも直径の小さい研削ホイールを用いて、デバイスが設けられたウェーハの中央側（内側）の領域を裏面側から研削し、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高く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、ある程度に大きな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールでウェーハの中央側の領域が粗く研削され、円板状の薄板部と、薄板部を囲む環状の厚板部と、がウェーハに形成される。このように、大きな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いれば、小さな砥粒を含む研削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が短くなる。

一方で、大きな砥粒を含む研削砥石が固定された研削ホイールを用いてウェーハを粗く研削すると、この研削砥石に起因した傷や歪を含むダメージ層が被研削面側に形成され、薄板部の力学的な強度（抗折強度等）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研削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することで、ダメージ層が除去されている。

特開２００７－１９４６１号公報

ところで、薄板部を更に研削してダメージ層を除去する際に、厚板部の内側の側面に研削ホイールが接触すると、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が研削されていた。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）にダメージ層が残り、薄板部の外縁側の領域を製品に使用できない。

よって、本発明の目的は、円板状の被加工物を研削して薄板部と厚板部とを形成する際に、従来の方法に比べて大幅に長い時間を要することなく、製品に使用できる有効領域が十分に確保される被加工物の加工方法を提供することである。

本発明の一側面によれば、円形状の第１面と、該第１面とは反対側の円形状の第２面と、を有する被加工物を加工して、円板状の薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する際に適用される被加工物の加工方法であって、環状の切削ブレードを回転させた状態で、該被加工物の該第２面の外周よりも該第２面の中心側に位置し該第２面の該中心を囲む環状の部分に該切削ブレードを切り込ませ、該被加工物の該環状の部分に切削溝を形成することにより、該切削溝よりも該中心側に位置する円板状の第１研削予定部と、該切削溝よりも該外周側に位置する環状の該厚板部と、を該被加工物に形成する切削溝形成ステップと、該切削溝形成ステップの後に、それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が該被加工物の半径よりも小さい直径を持つ円形状の領域に配列された第１研削ホイールと、該被加工物と、を回転させて該第１研削予定部を複数の該第１研削砥石により該切削溝の底に至らない深さまで研削することにより、該第１研削予定部よりも薄い円板状の第２研削予定部を形成する第１研削ステップと、それぞれが該第１研削砥石に含まれる砥粒に比べて小さな砥粒を含む複数の第２研削砥石が該被加工物の半径よりも小さい直径を持つ円形状の領域に配列された第２研削ホイールと、該被加工物と、を回転させて該第２研削予定部を複数の該第２研削砥石により該切削溝の底に至る深さまで研削することにより、該第２研削予定部よりも薄い円板状の該薄板部を形成する第２研削ステップと、を含む被加工物の加工方法が提供される。

好ましくは、該切削溝の幅は、４００μｍ以上である。

好ましくは、該第２研削ステップでは、該第２研削予定部を該第２面側から研削する際に、該切削溝の底の一部を該第２研削砥石で研削する。

本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法では、環状の厚板部の内縁を規定する環状の切削溝を、第１研削砥石を用いる研削に比べて原理的にダメージ層が生じにくい切削ブレードを用いる切削により形成する。これにより、環状の切削溝の底には、少なくとも第１研削砥石を用いる場合に生じるようなダメージ層が生じない。よって、本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法では、環状の溝の底の全てを、後に完成する円板状の薄板部の有効領域として取り扱うことができる。

また、環状の切削溝を形成する際に切削ブレードを用いて被加工物から除去される部分の体積は、第１研削砥石及び第２研削砥石を用いて被加工物から除去される部分の体積に比べて著しく小さい。このため、環状の溝を形成する際に要する時間は、被加工物の研削が完了するまでに要する時間に比べて十分に短くなる。つまり、本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法では、被加工物の加工が完了するまでに要する時間が、従来の方法に比べて大幅に長くならない。

このように、本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法によれば、円板状の被加工物を研削して薄板部と厚板部とを形成する際に、製品に使用できる有効領域が十分に確保される。また、本発明の一側面にかかる被加工物の加工方法では、被加工物の研削が完了するまでに、従来の方法に比べて大幅に長い時間を要することもない。

図１は、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、本実施形態にかかる被加工物の加工方法のフロー図である。 図３は、切削溝形成ステップにおいて被加工物が切削される様子を模式的に示す断面図である。 図４は、環状の切削溝が形成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１研削ステップにおいて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６は、粗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７は、第２研削ステップにおいて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８は、仕上げ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。まず初めに、本実施形態にかかる被加工物の加工方法により加工される被加工物について説明する。図１は、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。

図１に示されるように、被加工物１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体で構成される円板状のウェーハである。つまり、被加工物１１は、円形状の表面（第１面）１１ａと、表面１１ａとは反対側の円形状の裏面（第２面）１１ｂと、を有している。被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数のストリート（分割予定ライン）１３で複数の小領域に区画されており、各小領域には、集積回路（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）２３に対応する部分が、裏面１１ｂ側から研削され、薄くなる一方で、残りの環状の領域（外周余剰領域）２５は、研削されずにそのまま残る。つまり、被加工物１１は、裏面１１ｂ側から凹状に加工される。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体で構成される円板状のウェーハが被加工物１１として用いられるが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等は、必ずしもこの態様に制限されない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料で構成される基板等が被加工物１１として用いられ得る。同様に、被加工物１１に形成されるデバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等も、上述の態様に制限されない。被加工物１１には、デバイス１５が形成されていなくてもよい。

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状のテープ（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は、円形状の表面２１ａと、表面２１ａとは反対側の円形状の裏面２１ｂと、を有している。

例えば、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が設けられる。この場合には、図２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に密着させることで、保護部材２１は、被加工物１１の表面１１ａに貼付される。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に加わる衝撃が保護部材２１により緩和され、被加工物１１のデバイス１５等が保護される。

ただし、被加工物１１にデバイス１５が形成されていない場合等には、必ずしも被加工物１１に保護部材２１が貼付されなくてよい。また、本実施形態の一連の工程における被加工物１１の取り扱い易さを高めるために、被加工物１１よりも直径が大きなテープ等の保護部材２１が使用され、この保護部材２１の外縁部に、被加工物１１を囲む環状のフレームが固定されてもよい。

次に、本実施形態にかかる被加工物１１の加工方法について説明する。図２は、本実施形態にかかる被加工物の加工方法のフロー図である。図２に示されるように、本実施形態にかかる被加工物の加工方法は、切削溝形成ステップＳ１と、第１研削ステップＳ２と、第２研削ステップＳ３と、を含む。

切削溝形成ステップＳ１では、上述した保護部材２１が貼付された被加工物１１が裏面１１ｂ側から切削され、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域２３の外縁に対応する部分に環状の切削溝が形成される。

図３は、切削溝形成ステップＳ１において被加工物１１が切削される様子を模式的に示す断面図である。図３に示されるように、この切削溝形成ステップＳ１では、切削装置１０が使用される。

切削装置１０は、保護部材２１が貼付された被加工物１１を保持できるように構成されたチャックテーブル１２を備えている。チャックテーブル１２は、例えば、セラミックス等を用いて形成された円板状の枠体１４を含む。枠体１４の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部１４ａが形成されている。この凹部１４ａ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１６が固定されている。

保持板１６の上面１６ａは、被加工物１１等を保持する保持面として機能する。本実施形態では、この保持板１６の上面１６ａに、保護部材２１の裏面２１ｂが接触する。

保持板１６の下面側は、枠体１４の内部に設けられた流路１４ｂや、枠体１４の外部に配置されたバルブ（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１６の上面１６ａに保護部材２１の裏面２１ｂを接触させた状態で、バルブを開き、吸引源の負圧を保持板１６の上面１６ａに作用させると、保護部材２１の裏面２１ｂがチャックテーブル１２により吸引される。

すなわち、被加工物１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように、保護部材２１を介してチャックテーブル１２に保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１が貼付されていない場合には、保持板１６の上面１６ａに被加工物１１の表面１１ａを直に接触させた上で、保持板１６の上面１６ａに吸引源の負圧を作用させるようにバルブが開かれる。

枠体１４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１２は、この回転駆動源が生じる力によって、保持板１６の上面１６ａの中心が回転の中心となるように、鉛直方向に対して平行な又は僅かに傾いた回転軸Ａ２の周りに回転する。

また、チャックテーブル１２は、モーター等の回転駆動力を直線駆動力に変換するためのボールねじを備えたボールねじ式のチャックテーブル移動機構（不図示）により支持されている。チャックテーブル１２は、このチャックテーブル移動機構の直線駆動力により、保持板１６の上面１６ａに対して概ね平行な方向に沿って移動する。

図３に示されるように、切削装置１０は、チャックテーブル１２の上方に配置された切削ユニット１８を有する。切削ユニット１８は、チャックテーブル１２の上面１６ａに対して概ね平行な方向に沿って所定の長さを持つスピンドル２０と、スピンドル２０の先端に装着された切削ブレード２２と、を有する。

スピンドル２０は、モーター等の回転駆動源（不図示）に接続されている。スピンドル２０は、この回転駆動源が生じる力によって、スピンドル２０の中心を通り、スピンドル２０の長さに沿う方向に平行な回転軸Ａ５の周りに回転する。このスピンドル２０とともに、スピンドル２０の先端に装着された切削ブレード２２も回転する。

切削ブレード２２は、例えば、ステンレス等の金属により構成される環状の基台２４と、環状の基台２４の周縁部に設けられた環状の切刃２６と、を有する。切刃２６は、例えば、ダイヤモンド等でなる砥粒が、樹脂や金属等でなる結合材によって分散、固定されたものである。

切削ユニット１８は、切削ユニット移動機構（不図示）に接続されている。切削ユニット１８は、切削ユニット移動機構により、スピンドル２０の回転軸Ａ５に対して概ね平行な方向及びチャックテーブル１２の回転軸Ａ２に対して概ね平行な方向（鉛直方向）に沿って移動することができる。

切削装置１０は、上述した保護部材２１が貼付された被加工物１１をチャックテーブル１２等へと搬送できる一又は複数の搬送機構（不図示）を有する。搬送機構は、例えば、ロボットアームである。保護部材２１が貼付された被加工物１１は、この搬送機構により、被加工物の裏面１１ｂ側が露出するようにチャックテーブル１２に搬入される。また、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、搬送機構により、チャックテーブル１２から、チャックテーブル１２の外部へ搬出される。

切削溝形成ステップＳ１では、被加工物１１が保護部材２１を介してチャックテーブル１２により保持される。具体的には、上述した搬送機構により、保護部材２１が貼付された被加工物１１の裏面１１ｂ側が露出するように、保護部材２１の裏面２１ｂ側がチャックテーブル１２に載置される。

その後、保持板１６の上面１６ａに吸引源の負圧を作用させると、保護部材２１の裏面２１ｂは、チャックテーブル１２に吸引される。すなわち、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、保護部材２１を介してチャックテーブル１２により保持される。なお、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、オペレータ等によって手動でチャックテーブル１２に載せられてもよい。

次に、切削ユニット１８の切削ブレード２２と被加工物１１と、の位置の関係が調整される。具体的には、切削ブレード２２が被加工物１１のデバイス１５が形成された領域２３の外縁に対応する部分の上部に位置付けられるよう、被加工物１１の位置がチャックテーブル移動機構及び切削ユニット移動機構により調整される。

切削ブレード２２と被加工物１１と、の位置の関係が調整された後には、図３に示されるように、回転駆動源であるモーターが切削ブレード２２を回転軸Ａ５の周りに回転させた上で、切削ユニット移動機構が切削ブレード２２を下降させる。また、チャックテーブル１２に接続された回転駆動源が、切削ブレード２２の下降に合わせてチャックテーブル１２を回転軸Ａ２の周りに回転させる。

この様に、回転する切削ブレード２２を下降させながら、チャックテーブル１２を回転軸Ａ２の周りに回転させることにより、被加工物１１のデバイス１５が形成された領域２３の外縁に対応する部分に切削ブレード２２の下端を切り込ませ、環状の切削溝が形成される。つまり、被加工物１１の裏面１１ｂの外周よりも裏面１１ｂの中心側に位置し裏面１１ｂの中心を囲む環状の部分に切削溝が形成される。

切削ブレード２２が目標の切り込み深さ（所定の高さ）に達すると、切削ユニット移動機構は、切削ブレード２２の下降を停止させる。一方で、チャックテーブル１２に接続された回転駆動源は、切削ブレード２２の下降が停止した後に、チャックテーブル１２を１周以上回転させる。

このようにして被加工物１１の上記環状の部分が裏面１１ｂから表面１１ａに向かって所定の深さだけ切削ブレード２２により切削され、除去されることにより、被加工物１１に環状の切削溝１１ｃが形成される。なお、切削ブレード２２が下降するのではなく、チャックテーブル１２が上昇することにより、切削ブレード２２の下端が被加工物１１の所定の深さまで切り込むようにしても良い。

例えば、切削ブレード２２を下降させる速度（Ｚ軸送り速度）は、０．００１ｍｍ／ｓ以上０．０３ｍｍ／ｓ以下に、チャックテーブル１２の回転速度は、１ｄｅｇ／ｓ以上１０ｄｅｇ／ｓ以下に、スピンドル２０の回転速度は、１００００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下に、それぞれ設定される。

図４は、環状の切削溝１１ｃが形成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。上述した切削溝形成ステップＳ１により、被加工物１１には、図４に示されるような切削溝１１ｃが形成される。

図４に示されるように、本実施形態では、切削溝１１ｃの底の高さが、最終的に得られる円板状の薄板部１１ｄの上面の少なくとも一部の高さと一致するように、切削溝１１ｃの目標の深さが決定される。この目標の深さに基づき、切削ブレード６２の切り込み深さが決定される。これにより、切削溝１１ｃの底の一部が、円板状の薄板部１１ｄの上面（裏面１１ｂ側の面）の一部となる。

また、この切削溝１１ｃの外側の側壁によって、環状の厚板部１１ｅの内縁が規定される。そして、被加工物１１の切削溝１１ｃよりも内側の部分は、後の工程で研削される円板状の第１研削予定部１１ｆとなる。

よって、切削ブレード２２の厚みと実質的に同じになる切削溝１１ｃの幅Ｗは、後の工程における研削の精度（研削される位置の精度）に合わせて、厚板部１１ｅの内縁（切削溝１１ｃの外側の側壁）に研削ホイール（研削砥石）が接触しない範囲で設定される。Ｗは、例えば、４００μｍ以上８００μｍ以下である。

このように、本実施形態の切削溝形成ステップＳ１では、裏面１１ｂの中心を囲む環状の切削溝１１ｃを被加工物１１に形成することにより、切削溝１１ｃよりも中心側に位置し、後に更に研削されることになる円板状の第１研削予定部１１ｆと、切削溝１１ｃよりも外周側に位置し、第１研削予定部１１ｆを囲む環状の厚板部１１ｅと、が得られる。

切削溝形成ステップＳ１の後に、第１研削ステップＳ２が実行される。第１研削ステップＳ２では、第１研削予定部１１ｆを薄くするために、裏面１１ｂ側から第１研削予定部１１ｆが粗研削される。図５は、第１研削ステップＳ２において被加工物１１が研削される様子を模式的に示す断面図である。

図５に示されるように、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、被加工物１１等を保持する保持面として機能する。なお、円錐の頂点に相当する保持板８の上面８ａの中心８ｂと、保持板８の上面８ａの外縁と、の高さの差（高低差）は、一般的に、１０μｍ以上３０μｍ以下である。本実施形態では、この保持板８の上面８ａに、保護部材２１の裏面２１ｂが接触する。

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、枠体６の外部に配置されたバルブ（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を接触させた状態で、バルブを開き、吸引源の負圧を保持板８の上面８ａに作用させると、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。

すなわち、被加工物１１は、裏面１１ｂが上方に露出するように、保護部材２１を介してチャックテーブル４に保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａに保護部材２１が貼付されていない場合には、保持板８の上面８ａに被加工物１１の表面１１ａを直に接触させた上で、保持板８の上面８ａに吸引源の負圧を作用させるようにバルブが開かれる。

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、上面８ａの中心８ｂが回転の中心となるように、鉛直方向に対して平行な又は僅かに傾いた回転軸Ａ１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。

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よりも上方の位置には、第１研削ユニット（粗研削ユニット）３０が配置されている。第１研削ユニット３０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３２が収容されている。

スピンドル３２の下端部には、例えば、被加工物１１よりも小さな直径を持つ円板状のマウント３４が設けられている。マウント３４の下面には、マウント３４と概ね直径が等しい円環状の第１研削ホイール（粗研削ホイール）３６が、ボルト（不図示）等で固定されている。

第１研削ホイール３６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環状のホイール基台３８を含む。ホイール基台３８の円環状の下面には、このホイール基台３８の周の方向に沿って、複数の第１研削砥石（粗研削砥石）４０が固定されている。

具体的には、複数の第１研削砥石４０は、被加工物１１の裏面１１ｂの半径よりも小さな直径の円形状の領域（円周に沿った領域、又は円周よりも内側の領域）に配列されている。第１研削砥石４０の幅（第１研削ホイール３６の直径に沿った方向での長さ）は、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、代表的には、３ｍｍである。ただし、第１研削砥石４０の幅は、必ずしもこの範囲に制限されない。

各第１研削砥石４０は、例えば、ダイヤモンド等でなる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。本実施形態では、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ：Japanese Industrial Standards）Ｒ６００１で定められる♯２８０～♯１０００の粒度の砥粒を含む第１研削砥石４０が使用される。なお、第１研削砥石４０に含まれる砥粒の大きさ（粒度）は、これに限定されない。

スピンドル３２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３６は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に対して平行な又は僅かに傾いた回転軸Ａ３の周りに回転する。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）により支持されており、第１研削ユニット３０は、この第１研削ユニット移動機構が生じる力で、鉛直方向に移動する。

第１研削ホイール３６の傍又は第１研削ホイール３６の内部には、被加工物１１や第１研削砥石４０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。被加工物１１を研削する際には、このノズルから供給される研削用の液体により、第１研削砥石４０が冷却され、また、被加工物１１や第１研削砥石４０から発生する屑が被加工物１１の外部に排出される。

研削装置２は、上述した保護部材２１が貼付された被加工物１１をチャックテーブル４等へと搬送できる一又は複数の搬送機構（不図示）を有する。搬送機構は、例えば、ロボットアームである。保護部材２１が貼付された被加工物１１は、この搬送機構により、被加工物の裏面１１ｂ側が露出するようにチャックテーブル４に搬入される。また、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、搬送機構により、チャックテーブル４から、チャックテーブル４の外部へ搬出される。

第１研削ステップＳ２では、被加工物１１が保護部材２１を介してチャックテーブル４により保持される。具体的には、上述した搬送機構により、保護部材２１が貼付された被加工物１１の裏面１１ｂ側が露出するように、保護部材２１の裏面２１ｂ側がチャックテーブル４に載置される。

その後、裏面２１ｂに吸引源の負圧を作用させると、保護部材２１の裏面２１ｂは、チャックテーブル４に吸引される。すなわち、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、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。なお、保護部材２１が貼付された被加工物１１は、オペレータ等によって手動でチャックテーブル４に載せられてもよい。

次に、第１研削ユニット３０の直下にチャックテーブル４が移動する。より具体的には、全ての第１研削砥石４０が切削溝１１ｃ又は第１研削予定部１１ｆの直上に配置されるように、第１研削ホイール３６と、チャックテーブル４（及び被加工物１１）と、の位置の関係がチャックテーブル移動機構により調整される。

その後、チャックテーブル４と第１研削ホイール３６とがそれぞれ回転し、第１研削ユニット３０（第１研削ホイール３６）が下降する。つまり、第１研削ホイール３６と被加工物１１とが相互に回転しながら、被加工物１１の裏面１１ｂと交差する方向に相対的に移動する。また、この際には、ノズルから被加工物１１や第１研削砥石４０等に液体が供給される。

これにより、図５に示されるように、第１研削砥石４０が裏面１１ｂ側から被加工物１１の第１研削予定部１１ｆに接触し、この第１研削予定部１１ｆの研削が開始される。本実施形態では、第１研削砥石４０の下端が切削溝１１ｃの底の位置よりも高い目標の高さの位置に達するまで、第１研削ユニット３０（第１研削ホイール３６）が下降する。つまり、本実施形態では、切削溝１１ｃの底が第１研削砥石４０により研削されない。

なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、効率の良い第１研削予定部１１ｆの研削を実現するためには、チャックテーブル４の回転数が、１００ｒｐｍ以上６００ｒｐｍ以下、代表的には、３００ｒｐｍに設定され、第１研削ホイール３６の回転数が、１０００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下、代表的には、４５００ｒｐｍに設定され、第１研削ユニット３０の下降の速さ（研削送り速度）が、０．８μｍ／ｓ以上１０μｍ／ｓ以下、代表的には、６μｍ／ｓに設定される。

図６は、粗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。図６に示されるように、第１研削予定部１１ｆが研削されることによって、後の工程で更に研削される円板状の第２研削予定部１１ｇが得られる。また、第２研削予定部１１ｇの上面（裏面１１ｂ側の面、被研削面）側の部分には、傷又は歪を含むダメージ層１１ｈが生じる。

なお、本実施形態では、第２研削予定部１１ｇ（ダメージ層１１ｈ）の上面（裏面１１ｂ側の面）が、例えば、切削溝１１ｃの底から２０μｍ以上１００μｍ以下の高さ（距離）の位置、代表的には、切削溝１１ｃの底から４０μｍの高さ（距離）の位置に形成されるように、被加工物１１が研削される。これにより、後の仕上げ研削で除去される被加工物１１の量が少なくなるので、研削の終了までに要する時間も短くなる。

第１研削ステップＳ２の後に、第２研削ステップＳ３が実行される。第２研削ステップＳ３では、第２研削予定部１１ｇに発生したダメージ層１１ｈを除去するために、第２研削予定部１１ｇが裏面１１ｂ側から仕上げ研削される。図７は、第２研削ステップＳ３において被加工物１１が研削される様子を模式的に示す断面図である。

図７に示されるように、研削装置２のチャックテーブル４よりも上方の位置には、第１研削ユニット３０とは別の第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）５０が配置されている。第２研削ユニット５０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５２が収容されている。

スピンドル５２の下端部には、例えば、被加工物１１よりも小さな直径を持つ円板状のマウント５４が設けられている。マウント５４の下面には、マウント５４と概ね直径が等しい円環状の第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）５６が、ボルト（不図示）等で固定されている。

第２研削ホイール５６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環状のホイール基台５８を含む。ホイール基台５８の円環状の下面には、このホイール基台５８の周の方向に沿って、複数の第２研削砥石（仕上げ研削砥石）６０が固定されている。

具体的には、複数の第２研削砥石６０は、被加工物１１の裏面１１ｂの半径よりも小さな直径の円形状の領域（円周に沿った領域、又は円周よりも内側の領域）に配列されている。第２研削砥石６０の幅（第２研削ホイール５６の直径に沿った方向での長さ）は、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、代表的には、３ｍｍである。ただし、第２研削砥石６０の幅は、必ずしもこの範囲に制限されない。

各第２研削砥石６０は、例えば、ダイヤモンド等でなる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。本実施形態では、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ：Japanese Industrial Standards）Ｒ６００１で定められる♯２０００～♯８０００の粒度の砥粒を含む第２研削砥石６０が使用される。

すなわち、第２研削砥石６０に含まれる砥粒の大きさ（平均粒径）は、第１研削砥石４０に含まれる砥粒の大きさ（平均粒径）よりも小さい。なお、本明細書では、レーザー回折・散乱法によって測定される粒子径分布の積算５０％における粒径（メディアン径、ｄ５０径、５０％径）を平均粒径と呼ぶ。

このような第２研削砥石６０を含む第２研削ホイール５６で被加工物１１が研削されると、第１研削ホイール３６で被加工物１１が研削される場合に比べて、単位時間当たりに被加工物１１を除去できる量は少なくなるが、ダメージ層は生じ難い。一方で、第２研削砥石６０に含まれる砥粒の大きさは、必ずしも上述の範囲に制限されない。第２研削砥石６０は、少なくとも、第１研削砥石４０に含まれる砥粒に比べて小さな粒径の砥粒を含んでいればよい。言い換えれば、第２研削砥石６０は、少なくとも、第１研削砥石４０に含まれる砥粒に比べて大きな砥粒を含まなければよい。

スピンドル５２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５６は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に対して平行な又は僅かに傾いた回転軸Ａ４の周りに回転する。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）により支持されており、第２研削ユニット５０は、この第２研削ユニット移動機構が生じる力で、鉛直方向に移動する。

第２研削ホイール５６の傍又は第２研削ホイール５６の内部には、被加工物１１や第２研削砥石６０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。被加工物１１を研削する際には、このノズルから供給される研削用の液体により、第２研削砥石６０が冷却され、また、被加工物１１や第２研削砥石６０から発生する屑が被加工物１１の外部に排出される。

第２研削ユニット５０（第２研削ホイール５６）で第２研削予定部１１ｇを研削する際には、まず、第２研削ユニット５０の直下にチャックテーブル４が移動する。より具体的には、全ての第２研削砥石６０が切削溝１１ｃ又は第２研削予定部１１ｇの直上に配置されるように、第２研削ホイール５６と、チャックテーブル４（及び被加工物１１）と、の位置の関係がチャックテーブル移動機構により調整される。

その後、チャックテーブル４と第２研削ホイール５６とがそれぞれ回転し、第２研削ユニット５０（第２研削ホイール５６）が下降する。つまり、第２研削ホイール５６と被加工物１１とが相互に回転しながら、被加工物１１の裏面１１ｂと交差する方向に相対的に移動する。また、この際には、ノズルから被加工物１１や第２研削砥石６０等に液体が供給される。

これにより、図７に示されるように、第２研削砥石６０が裏面１１ｂ側から被加工物１１の第２研削予定部１１ｇに接触し、この第２研削予定部１１ｇの研削が開始される。本実施形態では、第２研削砥石６０の下端が切削溝１１ｃの底と同じ程度の高さの位置に達するまで、第２研削ユニット５０（第２研削ホイール５６）が下降する。なお、切削溝１１ｃの底は、第２研削砥石６０によりわずかに研削されてもよい。もちろん、切削溝１１ｃの底の一部は、第２研削砥石６０により研削されなくても良い。

なお、具体的な研削の条件に大きな制限はない。例えば、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の回転数が、１００ｒｐｍ以上６００ｒｐｍ以下、代表的には、３００ｒｐｍに設定され、第２研削ホイール５６の回転数が、１０００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下、代表的には、４０００ｒｐｍに設定され、第２研削ユニット５０の下降の速さ（研削送り速度）が、０．１μｍ／ｓ以上０．８μｍ／ｓ以下、代表的には、０．５μｍ／ｓに設定される。

図８は、仕上げ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。図８に示されるように、第２研削予定部１１ｇが研削されることによって、ダメージ層１１ｈが除去され、円板状の薄板部１１ｄが完成する。上述のように、円板状の薄板部１１ｄは、その上面の一部に切削溝１１ｃの底を含んでいる。

以上のように、本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、環状の厚板部１１ｅの内縁を規定する環状の切削溝１１ｃを、第１研削砥石４０を用いる研削に比べて原理的にダメージ層が生じにくい切削ブレード２２を用いる切削により形成する。このため、環状の切削溝１１ｃの底には、少なくとも第１研削砥石４０を用いる場合に生じるようなダメージ層１１ｈが生じない。よって、環状の切削溝１１ｃの底の全てを、円板状の薄板部１１ｄの有効領域として取り扱うことができる。

また、環状の切削溝１１ｃを形成する際に切削装置１０を用いて被加工物１１から除去される部分の体積は、第１研削砥石４０及び第２研削砥石６０を用いて被加工物１１から除去される部分の体積に比べて著しく小さい。このため、環状の切削溝１１ｃを形成する際に要する時間は、被加工物１１の研削が完了するまでに要する時間に比べて十分に短くなる。つまり、本実施形態にかかる被加工物の加工方法では、被加工物１１の研削が完了するまでに要する時間が、従来の方法に比べて大幅に長くならない。

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され得る。例えば、上述した実施形態では、第１研削ユニット３０と第２研削ユニット５０とを備える１台の研削装置２で被加工物１１が研削されているが、被加工物１１は、別の構造の１台又は複数台の研削装置で研削されてもよい。

その他、上述した実施形態及び各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され得る。

１１ ：被加工物
１１ａ ：表面（第１面）
１１ｂ ：裏面（第２面）
１１ｃ ：切削溝
１１ｄ ：薄板部
１１ｅ ：厚板部
１１ｆ ：第１研削予定部
１１ｇ ：第２研削予定部
１１ｈ ：ダメージ層
１３ ：ストリート（分割予定ライン）
１５ ：デバイス
２１ ：保護部材
２１ａ ：表面
２１ｂ ：裏面
２３ ：デバイス領域
２５ ：外周余剰領域
２ ：研削装置
４ ：チャックテーブル
６ ：枠体
６ａ ：凹部
６ｂ ：流路
８ ：保持板
８ａ ：上面
８ｂ ：中心
１０ ：切削装置
１２ ：チャックテーブル
１４ ：枠体
１４ａ ：凹部
１４ｂ ：流路
１６ ：保持板
１６ａ ：上面
１８ ：切削ユニット
２０ ；スピンドル
２２ ：切削ブレード
２４ ：基台
２６ ：切刃
３０ ：第１研削ユニット（粗研削ユニット）
３２ ：スピンドル
３４ ：マウント
３６ ：第１研削ホイール（粗研削ホイール）
３８ ：ホイール基台
４０ ：第１研削砥石（粗研削砥石）
５０ ：第２研削ユニット（仕上げ研削ユニット）
５２ ：スピンドル
５４ ：マウント
５６ ：第２研削ホイール（仕上げ研削ホイール）
５８ ：ホイール基台
６０ ：第２研削砥石（仕上げ研削砥石）
Ａ１ ：回転軸
Ａ２ ：回転軸
Ａ３ ：回転軸
Ａ４ ：回転軸
Ａ５ ：回転軸

Claims (3)

1. 円形状の第１面と、該第１面とは反対側の円形状の第２面と、を有する被加工物を加工して、円板状の薄板部と、該薄板部を囲み該薄板部よりも厚い環状の厚板部と、を形成する際に適用される被加工物の加工方法であって、
   環状の切削ブレードを回転させた状態で、該被加工物の該第２面の外周よりも該第２面の中心側に位置し該第２面の該中心を囲む環状の部分に該切削ブレードを切り込ませ、該被加工物の該環状の部分に切削溝を形成することにより、該切削溝よりも該中心側に位置する円板状の第１研削予定部と、該切削溝よりも該外周側に位置する環状の該厚板部と、を該被加工物に形成する切削溝形成ステップと、
   該切削溝形成ステップの後に、それぞれが砥粒を含む複数の第１研削砥石が該被加工物の半径よりも小さい直径を持つ円形状の領域に配列された第１研削ホイールと、該被加工物と、を回転させて該第１研削予定部を複数の該第１研削砥石により該切削溝の底に至らない深さまで研削することにより、該第１研削予定部よりも薄い円板状の第２研削予定部を形成する第１研削ステップと、
   それぞれが該第１研削砥石に含まれる砥粒に比べて小さな砥粒を含む複数の第２研削砥石が該被加工物の半径よりも小さい直径を持つ円形状の領域に配列された第２研削ホイールと、該被加工物と、を回転させて該第２研削予定部を複数の該第２研削砥石により該切削溝の底に至る深さまで研削することにより、該第２研削予定部よりも薄い円板状の該薄板部を形成する第２研削ステップと、を含む被加工物の加工方法。
2. 該切削溝の幅は、４００μｍ以上である請求項１に記載の被加工物の加工方法。
3. 該第２研削ステップでは、該第２研削予定部を該第２面側から研削する際に、該切削溝の底の一部を該第２研削砥石で研削する請求項１又は２に記載の被加工物の加工方法。

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