JP4664693B2

JP4664693B2 - ウエーハの研削方法

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Publication number: JP4664693B2
Application number: JP2005015647A
Authority: JP
Inventors: 節男山本
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: JP2006203132A

Description

本発明は、ウエーハの研削方法、更に詳しくは超砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンド砥石を用いたウエーハの研削方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウエーハは、個々のチップに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成されている。半導体ウエーハの裏面を効率的に研削するために、一般に粗研削ユニットと仕上げ研削ユニットを備えた研削装置が用いられている。粗研削ユニットには比較的粒径が大きいダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドまたはメタルボンドで結合したビトリファイドボンド砥石またはメタルボンド砥石が用いられ、仕上げ研削ユニットには粒径が小さいダイヤモンド砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石が用いられている。

ビトリファイドボンド砥石は、二酸化珪素などを主成分とするボンド材で砥粒を結合しているため砥粒保持力が強いので、研削能力が維持される反面、砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であるという特性がある。一方、レジンボンド砥石は、柔軟なレジンボンド材で砥粒を結合しているため被加工物への当たりがソフトであるとともに、砥粒保持力が弱いので自生発刃作用が良好である。このような砥石の特性から、ビトリファイドボンド砥石は主に粗研削砥石として用いられ、レジンボンド砥石は主に仕上げ研削砥石として用いられている。

しかるに、レジンボンド砥石は上述したようにレジンボンド材が柔軟であるため、砥粒の粒径が２μｍ以下になると、研削中に砥粒がレジンボンドの内部に押し込まれて研削能力が低下し、研削焼けが発生する。従って、レジンボンド砥石は、粒径が４〜６μm（＃２０００）以上の砥粒を用いなければならず、微細な仕上げ研削が困難となる。

なお、ビトリファイドボンド砥石は上述したように砥粒保持力が強いので、０．５μm（＃８０００）以下の砥粒であっても研削中に砥粒がビトリファイドボンド内に押し込まれることがなく研削能力が維持される。しかしながら、ビトリファイドボンド砥石は、上述したようにビトリファイドボンドが砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であり、研削面にスジ状の傷を生じさせるという問題がある。

このような問題を解消するために、砥粒をビトリファイドボンドで結合された砥粒層に気孔を形成し自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−１３６４１０号公報

上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石は、砥粒をビトリファイドボンドで結合された砥粒層に形成される気孔が連続気孔である。従って、気孔率を高くすると砥石の強度が低下して所定の研削圧力を得ることができない。事実、上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石の気孔率は２５〜４５容量％であり、自生発刃作用が必ずしも良好とはいえない。

そこで、本出願人は、強度を確保して気孔率を高め、自生発刃作用を良好にするために、気孔率が７５〜９５容量％であるビトリファイドボンド砥石を特願２００４−１５０００３号として提案した。

而して、上述したビトリファイドボンド砥石は、気孔率が７５〜９５容量％であることから、経時的に研削水の影響や研削抵抗等の外力の影響を受けて部分的に欠けが発生した。この欠けた砥石の微砕粉が被加工物であるウエーハと砥石との間に挟まり、ウエーハの研磨面にスクラッチを生じさせるとともに、砥石の消耗を早めるという問題が生じた。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、気孔率が高い砥石を用いてウエーハを研削しても砥石に欠けが生じないようにしたウエーハの研削方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備え、該気孔は、独立気孔からなっていると共に該気孔の気孔率が７５〜９５容量％であるビトリファイドボンド砥石を装備した研削ホイールを用い、該研削ホイールを回転しつつ該ビトリファイドボンド砥石をウエーハの被研削面に接触させるとともに、該ビトリファイドボンド砥石による研削作用部に研削水を供給してウエーハを所定量研削除去するウエーハの研削方法であって、
該研磨ホイールをウエーハの被研削面に対して垂直な研削送り方向に移動せしめる第１の研削工程と、第１の研削工程後に該研削ホイールの該研削送り方向への移動を停止するようにした該第２の研削工程とを含み、
該第１の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量は、該第２の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量より少量に設定された、
ことを特徴とするウエーハの研削方法が提供される。

該第１の研削工程の前にウエーハの被研削面を荒削りする荒削り工程を行うようにすることが好ましい。

本発明によるウエーハの研削方法は、第１の研削工程において供給する切削水の単位時間当たりの供給量が第２の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量より少量に設定されているので、研削加工時に供給される研削水の総量を低減することができるため、切削水の影響が少なく、気孔率が７０〜９５容積％を有するビトリファイドボンド砥石によって研削しても欠けの発生が低減し、砥石の消耗を抑えることができる。一方、第２の研削工程においては第１の研削工程における切削水の単位時間当たりの供給量より多い切削水が供給されるので、ウエーハの被研削面の研削精度を確保することができる。

以下、本発明によるウエーハの研削方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１には、本発明によるウエーハの研削方法を実施するための研削装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における研削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。装置ハウジング２の図１において右上端には、静止支持板２１が立設されている。この静止支持板２１の内側面には、上下方向に延びる２対の案内レール２２、２２および２３、２３が設けられている。一方の案内レール２２、２２には荒研削手段としての荒研削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されており、他方の案内レール２３、２３には仕上げ研削手段としての仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に装着されている。

荒研削ユニット３は、ユニットハウジング３１と、該ユニットハウジング３１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント３２に装着された研削ホイール３３と、該ユニットハウジング３１の上端に装着されホイールマウント３２を矢印３２aで示す方向に回転せしめる電動モータ３４と、ユニットハウジング３１を装着した移動基台３５とを具備している。研削ホイール３３は、図２に示すように環状の砥石基台３３１と、該砥石基台３３１の下面に装着されたビトリファイドボンド砥石３３２からなる複数のセグメントとによって構成されている。砥石基台３３１には雌ネジ穴３３１aが形成されており、この雌ネジ穴３３１aにホイールマウント３２を挿通して配設された締結ネジ３３３（図１参照）を螺合することにより、ホイールマウント３２に装着される。ビトリファイドボンド砥石３３２は、粒径が略１０μm程度のダイヤモンド砥粒を二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドで結合して形成されている。移動基台３５には被案内レール３５１、３５１が設けられており、この被案内レール３５１、３５１を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２２、２２に移動可能に嵌合することにより、荒研削ユニット３が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における荒研削ユニット３は、上記移動基台３５を案内レール２２、２２に沿って移動させ研削ホイール３３を研削送りする研削送り機構３６を具備している。研削送り機構３６は、上記静止支持板２１に案内レール２２、２２と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド３６１と、該雄ねじロッド３６１を回転駆動するためのパルスモータ３６２と、上記移動基台３５に装着され雄ねじロッド３６１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ３６２によって雄ねじロッド３６１を正転および逆転駆動することにより、荒研削ユニット３を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。

上記仕上げ研削ユニット４も荒研削ユニット３と同様に構成されており、ユニットハウジング４１と、該ユニットハウジング４１の下端に回転自在に装着されたホイールマウント４２に装着された研削ホイール４３と、該ユニットハウジング４１の上端に装着されホイールマウント４２を矢印４２aで示す方向に回転せしめる電動モータ４４と、ユニットハウジング４１を装着した移動基台４５とを具備している。研削ホイール４３は、図３に示すように環状の砥石基台４３１と、該砥石基台４３１の下面に装着された本発明によるビトリファイドボンド砥石４３２からなる複数のセグメントとによって構成されている。砥石基台４３１には雌ネジ穴４３１a形成されており、この雌ネジ穴４３１aにホイールマウント４２を挿通して配設された締結ネジ４３３（図１参照）を螺合することにより、ホイールマウント４２に装着される。

ビトリファイドボンド砥石４３２は、粒径が１μm以下のダイヤモンド砥粒を二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドで結合して形成されているとともに、砥粒層に独立気孔を備えている。独立気孔を備えたビトリファイドボンド砥石を得るには、砥粒とビトリファイドボンド材と発泡剤と有機物粒子とを混錬して造粒し顆粒物を生成し、この顆粒物を成型用の金型に充填して所定の形状に加圧成型し、この成型物を焼成炉で焼成することにより、独立気孔を備えたビトリファイドボンド砥石が得られる。なお、独立気孔の気孔率は７０〜９５容積％であることが望ましい。このように、気孔率が７０〜９５容積％の独立気孔を有するビトリファイドボンド砥石を構成することにより、自生発刃作用が良好で研削性に優れているとともに、その強度を確保することができる。

次に、本発明によるビトリファイドボンド砥石の他の実施形態について、図４を参照して説明する。
図４に示すビトリファイドボンド砥石４３２は、リムタイプの砥石で環状に形成されており、上述した図３に示すビトリファイドボンド砥石４３２と同様に粒径が１μm以下のダイヤモンド砥粒を二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドで結合して形成されているとともに、砥粒層に独立気孔を備え、独立気孔の気孔率が７０〜９５容積％有している。図４に示す実施形態の環状のビトリファイドボンド砥石４３２は、上記図３に示す砥石基台４３１の下面に装着される。

図１に戻って説明を続けると、上記移動基台４５には被案内レール４５１、４５１が設けられており、この被案内レール４５１、４５１を上記静止支持板２１に設けられた案内レール２３、２３に移動可能に嵌合することにより、仕上げ研削ユニット４が上下方向に移動可能に支持される。図示の形態における仕上げ研削ユニット４は、上記移動基台４５を案内レール２３、２３に沿って移動させ研削ホイール４３を研削送りする送り機構４６を具備している。送り機構４６は、上記静止支持板２１に案内レール２３、２３と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド４６１と、該雄ねじロッド４６１を回転駆動するためのパルスモータ４６２と、上記移動基台４５に装着され雄ねじロッド４６１と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ４６２によって雄ねじロッド４６１を正転および逆転駆動することにより、仕上げ研削ユニット４を上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる。

図示の実施形態における研削装置は、上記静止支持板２１の前側において装置ハウジング２の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル５を具備している。このターンテーブル５は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル５には、図示の実施形態の場合それぞれ１２０度の位相角をもって３個のチャックテーブル６が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル６は、円盤状の基台６１とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック６２とからなっており、吸着保持チャック６２上（保持面）に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル６は、図１に示すように図示しない回転駆動機構によって矢印６aで示す方向に回転せしめられる。ターンテーブル５に配設された３個のチャックテーブル６は、ターンテーブル５が適宜回転することにより被加工物搬入・搬出域Ａ、荒研削加工域Ｂ、および仕上げ研削加工域Ｃおよび被加工物搬入・搬出域Ａに順次移動せしめられる。

図示の研削装置は、被加工物搬入・搬出域Ａに対して一方側に配設され研削加工前の被加工物である半導体ウエーハをストックする第１のカセット７と、被加工物搬入・搬出域Ａに対して他方側に配設され研削加工後の被加工物である半導体ウエーハをストックする第２のカセット８と、第１のカセット７と被加工物搬入・搬出域Ａとの間に配設され被加工物の中心合わせを行う中心合わせ手段９と、被加工物搬入・搬出域Ａと第２のカセット８との間に配設されたスピンナー洗浄手段１１と、第１のカセット７内に収納された被加工物である半導体ウエーハを中心合わせ手段９に搬出するとともにスピンナー洗浄手段１１で洗浄された半導体ウエーハを第２のカセット８に搬送する被加工物搬送手段１２と、中心合わせ手段９上に載置され中心合わせされた半導体ウエーハを被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に搬送する被加工物搬入手段１３と、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハを洗浄手段１１に搬送する被加工物搬出手段１４を具備している。なお、上記第１のカセット７には、半導体ウエーハ１５が表面に保護テープ１６が貼着された状態で複数枚収容される。このとき、半導体ウエーハ１５は、裏面１５bを上側にして収容される。

図示の実施形態における研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
第１のカセット７に収容された研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１５は被加工物搬送手段１２の上下動作および進退動作により搬送され、中心合わせ手段９に載置され６本のピン９１の中心に向かう径方向運動により中心合わせされる。中心合わせ手段９に載置され中心合わせされた半導体ウエーハ１５は、被加工物搬入手段１４の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６の吸着保持チャック６２上に載置される。そして、図示しない吸引手段を作動して、半導体ウエーハ１５を吸着保持チャック６２上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を図示しない回転駆動機構によって矢印５ａで示す方向に１２０度回動せしめて、半導体ウエーハを載置したチャックテーブル６を荒研削加工域Ｂに位置付ける。

半導体ウエーハ１５を保持したチャックテーブル６は、荒研削加工域Ｂに位置付けられると図示しない回転駆動機構によって矢印６aで示す方向に回転せしめられる。一方、荒研削ユニット３の研削ホイール３３は、矢印３２aで示す方向に回転せしめられつつ研削送り機構３６によって所定量下降する。この結果、チャックテーブル６上の半導体ウエーハ１５の被研削面である裏面１５bに研削ホイール３３のビトリファイドボンド砥石３３２の研磨作用面(下面)が接触し、半導体ウエーハ１５の被研削面である裏面１５bが荒研削加工が施される。この荒研削加工時においては、ビトリファイドボンド砥石３３２による研削部に研削水が例えば４リットル／分〜５リットル／分程度供給される。なお、この間に被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられた次のチャックテーブル６上には、上述したように研削加工前の半導体ウエーハ１５が載置される。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ１５をチャックテーブル６上に吸引保持する。次に、ターンテーブル５を矢印５aで示す方向に１２０度回動せしめて、荒研削加工された半導体ウエーハ１５を保持しているチャックテーブル６を仕上げ研削加工域Ｃに位置付け、研削加工前の半導体ウエーハ１５を保持したチャックテーブル６を荒研削加工域Ｂに位置付ける。

このようにして、荒研削加工域Ｂに位置付けられたチャックテーブル６上に保持された荒研削加工前の半導体ウエーハ１５の裏面１５bには荒研削ユニット３によって荒研削加工が施され、仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され荒研削加工された半導体ウエーハ１５の裏面１５bには仕上げ研削ユニット４によって仕上げ研削加工が施される。即ち、チャックテーブル６が矢印６aで示す方向に回転せしめられ、仕上げ研削ユニット４の研削ホイール４３が矢印４２aで示す方向に回転せしめられつつ研削送り機構４６によって所定量下降する。この結果、チャックテーブル６上の半導体ウエーハ１５の被研削面である裏面１５bに研削ホイール４３のビトリファイドボンド砥石４３２の研磨作用面(下面)が接触し、半導体ウエーハ１５の被研削面である裏面１５bが仕上げ研削加工が施される。なお、仕上げ研削加工時においても、ビトリファイドボンド砥石４３２による研削部には研削水は供給されるが、この研削水の供給量については後で詳細に説明する。次に、ターンテーブル５を矢印５ａで示す方向に１２０度回動せしめて、仕上げ研削加工した半導体ウエーハ１５を保持したチャックテーブル６を被加工物搬入・搬出域Ａに位置付ける。なお、荒研削加工域Ｂにおいて荒研削加工された半導体ウエーハ１５を保持したチャックテーブル６は仕上げ研削加工域Ｃに、被加工物搬入・搬出域Ａにおいて研削加工前の半導体ウエーハ１５を保持したチャックテーブル６は荒研削加工域Ｂにそれぞれ移動せしめられる。

なお、荒研削加工域Ｂおよび仕上げ研削加工域Ｃを経由して被加工物搬入・搬出域Ａに戻ったチャックテーブル６は、ここで仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１５の吸着保持を解除する。そして、被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上の仕上げ研削加工された半導体ウエーハ１５は、被加工物搬出手段１４によってスピンナー洗浄手段１１に搬出される。スピンナー洗浄手段１１に搬送された半導体ウエーハ１５は、ここで裏面１５a（研削面）および側面に付着している研削屑が洗浄除去されるとともに、スピン乾燥される。このようにして洗浄およびスピン乾燥された半導体ウエーハ１５は、被加工物搬送手段１２によって第２のカセット８に搬送され収納される。

上述した仕上げ研削加工時には研削ホイール４３のビトリファイドボンド砥石４３２に
よる研削部には切削水が供給されるが、ビトリファイドボンド砥石４３２は気孔率が７０〜９５容積％と非常に高いことから、切削水の供給量が上述した荒研削加工時と同様に例えば４リットル／分〜５リットル／分程度供給すると、切削水の影響を受けて部分的に欠けが発生し易い。そこで、本発明によるウエーハの研削方法においては、ウエーハの被研削面から０．５〜０．９５tの厚さを研削除去する第１の研削工程と、該第１の研削工程によって研削除去されずに残存する０．５〜０．０５tの厚さを研削除去する第２の研削工程とを含み、第１の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量を第２の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量より少量に設定する。

上述したウエーハの研削方法を実施するために、図１に示す研削装置は荒研削加工域Ｂおよび仕上げ研削加工域Ｃにそれぞれ隣接して配設された第１のハイトゲージ１７aおよび第２のハイトゲージ１７bを備えている。この第１のハイトゲージ１７aおよび第２のハイトゲージ１７bは、それぞれ荒研削加工域Ｂおよび仕上げ研削加工域Ｃに位置付けられたチャックテーブル６に保持された被加工物である半導体ウエーハ１５の上面の高さ位置を検出し、その検出データを後述する制御手段に送る。

また、図１に示す研削装置は、研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１５の厚さを測定する厚さ測定器１８を備えている。この厚さ測定器１８は、上記仮置きテーブル９に隣接して配設され仮置きテーブル９に載置された被加工物である半導体ウエーハ１５の厚さを測定し、その測定データを後述する制御手段に送る。厚さ測定器１８は、図示の実施形態においては例えば特開２００１−２０３２４９号公報に記載されているように、被加工物に対して透過性を有するレーザー光線を仮置きテーブル９に載置された被加工物である半導体ウエーハ１５の上面（裏面１５b）に照射し、上面（裏面１５b）と底面（表面１５a）とで反射した反射光の干渉光を検出して厚さを計測する非接触方式の測定器が用いられている。このような非接触方式の厚さ測定器を用いることにより、半導体ウエーハ１５の表面１５aに保護テープ１６が貼着されていても半導体ウエーハ１５の厚さを正確に測定することができる。従って、保護テープ１６の厚さにバラツキがあっても、このバラツキに影響されることなく半導体ウエーハ１５の厚さを正確に測定することができる。

また、図１に示す研削装置は、図５に示すように研削水供給手段１９を具備している。この研削水供給手段１９は、研削水を送出する研削水送出ポンプ１９１を具備している。該研削水送出ポンプ１９１から送出された研削水は、配管１９２および１９３を介して上記荒研削ユニット３を構成する研削ホイール３３のビトリファイドボンド砥石３３２による研削部(図示せず)および上記仕上げ研削ユニット４を構成する研削ホイール４３のビトリファイドボンド砥石４３２による研削部に供給される。配管１９２、１９３にはそれぞれ流量調整弁１９４、１９５が配設されている。この流量調整弁１９４、１９５は、後述する制御手段によって研削水の流量が調整せしめられるようになっている。なお、配管１９３の先端にはビトリファイドボンド砥石４３２による研削部に向けて研削水を噴出するノズル１９６が装着されている。

図１に示す研削装置は、図６に示す制御手段１０を具備している。制御手段１０は、上記第１のハイトゲージ１７aおよび第２のハイトゲージ１７bや厚さ測定器１８からの測定データに基づいて上記荒研削ユニット３や仕上げ研削ユニット４等を制御する。この制御手段１０は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を記憶する記憶手段としての読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３を、入力インターフェース１０４および出力インターフェース１０５を備えている。なお、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、後述する入力手段によって入力された被加工物である半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）データを格納する第１の記憶領域１０３aと、上記厚さ測定器１８によって測定された研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)データを格納する第２の記憶領域１０３bと、研削加工前の被加工物である半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)データと仕上り厚さ（t1）データに基づいて算出された目標研削量Ｔ（Ｔ＝t2−t1）を格納する第３の記憶領域１０３cを備えている。このように構成された制御手段１０の入力インターフェース１０４には、上記第１のハイトゲージ１７aおよび第２のハイトゲージ１７bや厚さ測定器１８から測定データが入力されるとともに、入力手段２０から上記仕上がり厚さ(t1)等のデータが入力される。一方、制御手段１０の出力インターフェース１０５からは、上記荒研削ユニット３のサーボモータ３４およびパルスモータ３６２、仕上げ研削ユニット４のサーボモータ４４およびパルスモータ４６２、上記研削水供給手段１９の流量調整弁１９４および１９５に制御信号を出力するとともに、上記ターンテーブル５およびチャックテーブル６の図示しない回転駆動機構等に制御信号を出力する。

図６に示す制御手段１０は以上のように構成されており、以下半導体ウエーハ１５の厚さを所定の仕上がり厚さに研削する制御手順について説明する。
上述した研削作業を開始するに際して、第１のカセット７に収容された半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）を入力手段２０から制御手段１０に入力する。制御手段１０は、入力された半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第１の記憶領域１０３aに格納する。また、厚さ測定器１８は、第１のカセット７から搬出され仮置きテーブル９に載置された研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)を測定し、その測定データを制御手段１０に送る。制御手段１０は、厚さ測定器１８から送られた半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２の記憶領域１０３bに格納する。次に、制御手段１０は、第１の記憶領域１０３aに格納されている半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）と第２の記憶領域１０３bに格納されている研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)に基づいて目標研削量Ｔ（Ｔ＝t2−t1）を算出し、算出した目標研削量Ｔをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第３の記憶領域１０３cに格納する。このように研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)を測定し、予め設定された半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）から目標研削量Ｔを算出するので、研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)にバラツキがあっても正確な目標研削量Ｔを求めることができる。

以上のようにして仮置きテーブル９に載置された研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)を測定し目標研削量Ｔを求められたならば、仮置きテーブル９で厚さが測定された半導体ウエーハ１５は被加工物搬入手段１４によって被加工物搬入・搬出域Ａに位置付けられたチャックテーブル６上に載置され吸引保持される。そして、半導体ウエーハを載置したチャックテーブル６を荒研削加工域Ｂに位置付け、上述したように半導体ウエーハ１５に対して荒研削ユニット３によって荒研削加工が施される。この荒研削加工は、例えばチャックテーブル６を例えば３００rpmの回転速度で回転し、荒研削ユニット３の荒研削ホイール３３を１０００〜７２０００rpmの回転速度で回転しつつ、研削送り手段３６のパルスモータ３６２を正転駆動し荒研削ユニット３を例えば２００〜３００μm／分の研削送り速度で下降せしめる。この研削過程において、チャックテーブル６に保持され荒研削加工されている半導体ウエーハ１５の被研削面である上面（裏面１５b）の高さ位置が第１のハイトゲージ１７aによって検出され、その検出信号が随時制御手段１０に送られている。

制御手段１０は、第１のハイトゲージ１７aによって検出された高さ位置が所定値になるまで荒研削ユニット３による研削作業を実行する。荒研削ユニット３による荒研削加工は、例えば仕上り厚さ（t1）に仕上げ研削代（t3）（例えば５０μm）を残した値(t1＋t3)までを荒目標研削量Ｔ０（Ｔ０＝t2−t1＋t3）とする。従って、例えば上記厚さ測定器１８によって検出された研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)が４９５μmの場合には、仕上り厚さ（t1）を例えば１００μmとし仕上げ研削代（t3）を例えば５０μmとすると、荒目標研削量Ｔ０は３４５μm（Ｔ０＝４９５−１００＋５０＝３４５）となる。また、例えば上記厚さ測定器１８によって検出された研削加工前の半導体ウエーハ１５の厚さ(t2)が５０６μmの場合には、仕上り厚さ（t1）を例えば１００μmとし仕上げ研削代（t3）を例えば５０μmとすると、荒目標研削量Ｔ０は３５６μm（Ｔ０＝５０６−１００＋５０＝３５６）となる。そして、制御手段１０は、第１のハイトゲージ１７aによって検出された高さ位置が研削開示時の値から上記荒目標研削量Ｔ０（上述した例においては３４５μmまたは３５６μm）低下した位置に達したら、研削送り手段３６のパルスモータ３６２の正転駆動を停止し、更に逆転駆動して荒研削ユニット３を上昇せしめる。この結果、荒研削加工された半導体ウエーハ１５の厚さは１５０μmとなる。なお、この荒研削加工時においては、研削ホイール３３のビトリファイドボンド砥石３３２による研削部に研削水が例えば４リットル／分〜５リットル／分程度供給される。

上述したように荒研削ユニット３による荒研削加工を実施したならば、荒研削加工された半導体ウエーハ１５を保持しているチャックテーブル６を仕上げ研削加工域Ｃに位置付け、上述したように半導体ウエーハ１５に対して仕上げ研削ユニット４によって仕上げ研削加工が実施される。この仕上げ削加工は、ウエーハの被研削面から研削除去すべき厚さをtとした場合、ウエーハの被研削面から０．５〜０．９５tの厚さを研削除去する第１の研削工程と、該第１の研削工程によって研削除去されずに残存する０．５〜０．０５tの厚さを研削除去する第２の研削工程に分けて実施する。

ここで、仕上げ研削加工における第１の研削工程および第２の研削工程の目標研削量について説明する。
上述した荒研削加工が実施された半導体ウエーハ１５の厚さは１５０μmまで研削されている。従って、半導体ウエーハ１５の仕上り厚さ（t1）１００μmの場合、仕上げ研削加工において研削除去すべきおける目標研削量（t）は５０μmとなる。この仕上げ研削加工における第１の研削工程は上述したようにウエーハの被研削面から０．５〜０．９５tの厚さを研削除去するので、例えば０．９tとすると第１の研削工程における目標研削量は４５μmとなる。一方、この仕上げ研削加工における第２の研削工程は上述したように第１の研削工程によって研削除去されずに残存する厚さを研削除去するので、この実施形態における第２の研削工程の目標研削量は５μmとなる。

仕上げ研削加工における第１の研削工程は、例えばチャックテーブル６を例えば３００rpmの回転速度で回転し、仕上げ研削ユニット４の仕上げ研削ホイール４３を１０００〜７２００rpmの回転速度で回転しつつ、研削送り手段４６のパルスモータ４６２を正転駆動し仕上げ研削ユニット４を１０〜１５μm／分の研削送り速度で下降せしめる。この研削過程において、チャックテーブル６に保持され仕上げ削加工されている半導体ウエーハ１５の上面（裏面１５b）の高さ位置が第２のハイトゲージ１７bによって検出され、その検出信号が随時制御手段１０に送られている。制御手段１０は、第１の研削工程における研削開始時から第２のハイトゲージ１７bによって検出された高さ位置が例えば４５μmに達したら、研削送り手段４６のパルスモータ４６２の正転駆動を停止する。なお、仕上げ研削加工における第１の研削工程においては、制御手段１０は研削水供給手段１９の流量調整弁１９５を制御して研削ホイール３３のビトリファイドボンド砥石４３２による研削部に供給する研削水の供給量を２リットル／分〜３リットル／分に調整する。

上述したように仕上げ研削加工における第１の研削工程を実施したならば、例えば研削送り手段４６のパルスモータ４６２の正転駆動を停止した状態(研削送り速度が零)、即ち仕上げ研削ユニット４の仕上げ研削ホイール４３の研削送り方向への移動を停止した状態で、研削ホイール４３を１０００〜７２００rpmの回転速度で回転せしめる第２の研削工程を実施する。この仕上げ研削加工における第２の研削工程においては、制御手段１０は研削水供給手段１９の流量調整弁１９５を制御して研削ホイール３３のビトリファイドボンド砥石４３２による研削部に供給する研削水の供給量を４リットル／分〜５リットル／分に調整する。そして、上記第１の研削工程における研削開始時から第２のハイトゲージ１７bによって検出された高さ位置が例えば５０μmに達したら、研削送り手段４６のパルスモータ４６２の正転駆動を停止し、更に逆転駆動して仕上げ研削ユニット４を上昇せしめる。以上にようにして研削加工を実施することにより、半導体ウエーハ１５の表面１５aに貼着される保護テープ１６の厚さにバラツキがあっても、このバラツキに影響されることなく半導体ウエーハ１５を所定の仕上り厚さ（t1）に研削することができる。

上述した実施形態においては、ウエーハの被研削面から０．５〜０．９５tの厚さを研削除去する第１の研削工程は、研削ホイール３３を１０〜１５μm／分の研削送り速度で移動するとともに、研削水の供給量を２リットル／分〜３リットル／分に調整するので、研削水の供給量が第２の研削工程における研削水の供給量（４リットル／分〜５リットル／分）より少ないため、切削水の影響が少なく、気孔率が７０〜９５容積％を有するビトリファイドボンド砥石４３２でも欠けの発生が低減する。一方、第２の工程においては、研削水の供給量を４リットル／分〜５リットル／分とし、研削送り速度が１０〜１５μm／分または零（０）であるため、ウエーハの被研削面の研削精度を確保することができる。
なお、上述した実施形態においては、ハイトゲージ１７bを用いてウエーハの研削量を検出する例を示したが、ハイトゲージ１７bを用いずにパルスモータ４６２に供給するパルス数をカウントして研削量を検出してもよい。

本発明によるウエーハの研削方法を実施する研削装置の斜視図。図１に示す研削装置に装備される荒研削ユニットを構成する研削ホイールの斜視図。図１に示す研削装置に装備される仕上げ研削ユニットを構成する研削ホイールを示すもので、本発明の一実施形態によるビトリファイドボンド砥石を備えた研削ホイールの斜視図。本発明によるビトリファイドボンド砥石の他の実施形態を示す斜視図。図１に示す研削装置に装備される研削水供給手段のブロック構成図。図１に示す研削装置に装備される制御手段のブロック構成図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：荒研削ユニット
３３：研削ホイール
３６：研削送り手段
３６２：パルスモータ
４：仕上げ研削ユニット
４３：研削ホイール
４６：研削送り手段
４６２：パルスモータ
５：ターンテーブル
６：チャックテーブル
７：第１のカセット
８：第２のカセット
９：仮置きテーブル
１０：
１１：スピンナー洗浄手段
１２：被加工物搬送手段
１３：被加工物搬入手段
１４：被加工物搬出手段
１５：半導体ウエーハ
１６：保護テープ
１７a ：第１のハイトゲージ
１７b ：第2のハイトゲージ
１８：厚さ測定器

Claims

超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備え、該気孔は、独立気孔からなっていると共に該気孔の気孔率が７５〜９５容量％であるビトリファイドボンド砥石を装備した研削ホイールを用い、該研削ホイールを回転しつつ該ビトリファイドボンド砥石をウエーハの被研削面に接触させるとともに、該ビトリファイドボンド砥石による研削作用部に研削水を供給してウエーハを所定量研削除去するウエーハの研削方法であって、
該研磨ホイールをウエーハの被研削面に対して垂直な研削送り方向に移動せしめる第１の研削工程と、第１の研削工程後に該研削ホイールの該研削送り方向への移動を停止するようにした該第２の研削工程とを含み、
該第１の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量は、該第２の研削工程において供給する研削水の単位時間当たりの供給量より少量に設定された、
ことを特徴とするウエーハの研削方法。
該第１の研削工程の前にウエーハの被研削面を荒削りする荒削り工程を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のウエーハの研削方法。