JP5064102B2

JP5064102B2 - 基板の研削加工方法および研削加工装置

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Publication number: JP5064102B2
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Inventors: 清治根本
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Description

本発明は、基板の被研削面に砥石等の研削工具を回転させながら押し当てて研削する研削加工方法および研削加工装置に関する。

半導体デバイスの軽薄短小化は、近年益々顕著となってきている。そこで、デバイスの薄化を実現するため、多数のデバイスが表面に形成された半導体ウェーハ等のデバイス基板を、デバイスに個片化する前の段階で裏面研削して所望の厚さに薄化加工することが行われている。基板の裏面研削には、基板を真空チャック式のチャックテーブルに吸着、保持して回転（自転）させ、チャックテーブルに対向配置した砥石等の研削工具を回転させながら研削送りして、回転している基板の被研削面に押し付ける形式の研削加工装置が一般に用いられている。このような研削加工装置を用いて基板を研削加工する際には、基板が所望の厚さに到達したら砥石の研削送りを停止させ、その停止位置で、砥石の回転を所定時間継続させるといった、いわゆる“スパークアウト”を実施してから、砥石を基板から退避させている。

特開２００３−３００１５５号公報

上記スパークアウトは、基板を最低１回転させて被研削面を平坦にするとともに、基板の研削歪みを除去するために必要とされている。ところが研削中においては、加工荷重の負荷などによって砥石が収縮したり、チャックテーブルと研削工具等との間に物理的に撓みが生じたりすることにより、残留応力が内包されている。このためスパークアウトの実施中には、その残留応力が解放されて砥石が基板に食い込み、余計に基板が研削されて所望厚さよりも薄くなってしまう事態になる。そこで実際にはスパークアウト時に生じる惰性研削の量を見越して、砥石の停止位置すなわちスパークアウト開始位置を、所望の基板厚さよりも僅かに手前側に設定するといったように、惰性研削量を補正値として与えている。

ところが、上記残留応力に伴う惰性研削量は、加工条件が同じであっても、例えば消耗する砥石のコンディションの微妙な変化や、基板の熱履歴のばらつきなどによる被削性の差異など、種々のファクターによって変化する。一方、その惰性研削量を見越した補正値は一定であるため、補正値が適正な補正値とならない場合が生じ、その結果、研削後すなわちスパークアウト後の基板厚さが一定せず、ばらつきが生じることになっていた。

よって本発明は、スパークアウト時に生じる惰性研削量が基板ごとに変動する場合にも基板厚さをばらつきなく高い精度で均一とすることができる研削加工方法および研削加工装置を提供することを目的としている。

本発明の基板の研削加工方法は、基板を、該基板の被研削面が露出する状態に保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段の保持面に対向配置され、保持手段の回転軸と略平行な回転軸を有する研削手段と、該研削手段を回転駆動するモータと、該モータの負荷電流値をモニタするモータ負荷電流値モニタ手段と、保持手段と研削手段とを、研削手段の回転軸の延びる方向に沿って相対移動させて互いに接近・離間させるとともに、接近時に研削手段によって基板の露出面を研削して該基板の厚さを減じさせる送り手段と、保持手段に保持された基板の厚さを、研削手段によって基板研削中に測定する基板厚さ測定手段と、該基板厚さ測定手段によって測定された基板厚さが所望値に到達した時点で、送り手段による研削手段の研削送りを停止させ、その停止位置で、モータによる研削手段の回転を所定時間継続させるスパークアウトを行わせる送り制御手段とを備える研削加工装置によって、基板の被研削面を研削する研削加工方法であって、予め、スパークアウト時に生じる研削手段の惰性研削量と、モータ負荷電流値モニタ手段でモニタされるモータの負荷電流値との相関関係を把握しておき、送り制御手段は、厚さ測定手段によって測定された基板厚さが、所望値にモータの負荷電流値に応じた惰性研削量を加えた厚さに到達したら、スパークアウトを開始させることを特徴とする。

上記本発明方法のポイントは、まず、スパークアウト時に生じる研削手段の惰性研削量を、モータの負荷電流値を指標として予め把握しておくことにある。研削加工中に、スパークアウト時に惰性研削を生じさせる残留応力が生じる場合、その惰性研削量は残留応力に比例した量となる。残留応力が大きいと加工時の抵抗が増大し、それに比例してモータの負荷電流値も大きくなる。一方、残留応力が小さいと加工時の抵抗は少なく、それに比例してモータの負荷電流値も小さくなる。この原理に基づき、研削加工中のモータの負荷電流値をモータ負荷電流値モニタ手段でモニタし、生じているモータの負荷電流値から、スパークアウトした際に生じるであろう惰性研削の量を把握しておく。

次いで、基板厚さが所望値に近付き、厚さ測定手段によって測定された基板厚さが、「所望値＋モータの負荷電流値に応じた惰性研削量」を加えた厚さに到達したら、研削手段の研削送りを停止するとともに研削手段の回転は継続させてスパークアウトを開始させる。そして、スパークアウトの所定時間が経過したら研削手段を基板から退避させ、研削加工を完了する。スパークアウト時には、モータの負荷電流値に応じた惰性研削が生じて僅かに基板は研削されるが、その惰性研削量を見越して研削手段の研削送りが停止させられているので、最終的な基板厚さは所望値となる。本発明によれば、スパークアウト開始位置を、モータの負荷電流値に基づく惰性研削量に見合った位置に補正することにより、研削加工する基板１枚ごとにスパークアウト開始位置を適正に補正することができる。その結果、研削加工完了後の基板厚さを毎回所望値とすることができ、厚さばらつきの発生を抑えることができる。なお、本発明においては、基板厚さの所望値に加える「モータの負荷電流値に応じた惰性研削量」を、残留応力が十分に反映した最も有効な量とする観点から、惰性研削量を導くモータの負荷電流値は、スパークアウト直前における最大負荷電流値であることが好ましい。

次に、本発明の基板の研削加工装置は、上記本発明の研削加工方法を好適に実施し得るものであり、基板を、該基板の被研削面が露出する状態に保持する保持面を有する保持手段と、該保持手段の保持面に対向配置され、保持手段の回転軸と略平行な回転軸を有する研削手段と、該研削手段を回転駆動するモータと、該モータの負荷電流値をモニタするモータ負荷電流値モニタ手段と、保持手段と研削手段とを、研削手段の回転軸の延びる方向に沿って相対移動させて互いに接近・離間させるとともに、接近時に研削手段によって基板の露出面を研削して該基板の厚さを減じさせる送り手段と、保持手段に保持された基板の厚さを、研削手段によって基板研削中に測定する基板厚さ測定手段と、該基板厚さ測定手段によって測定された基板厚さが所望値に到達した時点で、送り手段による研削手段の研削送りを停止させ、その停止位置で、モータによる研削手段の回転を所定時間継続させるスパークアウトを行わせる送り制御手段と、スパークアウト時に生じる研削手段の惰性研削量と、モータ負荷電流値モニタ手段でモニタされるモータの負荷電流値との相関関係を記憶する記憶手段とを備え、送り制御手段は、厚さ測定手段によって測定された基板厚さが、所望値にモータの負荷電流値に応じた惰性研削量を加えた厚さに到達したら、スパークアウトを開始させることを特徴とする。

本発明によれば、スパークアウト開始位置を、モータの負荷電流値に基づく惰性研削量に見合った位置に適正に補正するので、基板厚さを一定の所望値とすることができ、厚さばらつきの発生が抑えられるといった効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［１］半導体ウェーハ（基板）
図１の符合１は、図２に示す一実施形態の研削加工装置によって裏面が研削されて薄化される円盤状の半導体ウェーハ（以下ウェーハと略称）を示している。このウェーハ１はシリコンウェーハ等であって、加工前の厚さは例えば７００μｍ程度である。ウェーハ１の表面には格子状の分割予定ライン２によって複数の矩形状の半導体チップ３が区画されている。これら半導体チップ３の表面には、ＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されている。また、ウェーハ１の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）４が形成されている。ウェーハ１は、最終的には分割予定ライン２に沿って切断、分割され、複数の半導体チップ３に個片化される。

ウェーハ１を裏面研削する際には、電子回路を保護するなどの目的で、図１（ｂ）に示すように電子回路が形成された側の表面に保護テープ５が貼着される。保護テープ５は、例えば厚さ７０〜２００μｍ程度のポリオレフィン等の柔らかい樹脂製基材シートの片面に５〜２０μｍ程度の粘着材を塗布した構成のものが用いられ、粘着材をウェーハ１の表面に合わせて貼り付けられる。ウェーハ１は、図２に示す研削加工装置で裏面研削されることにより、例えば５０〜１００μｍ程度まで薄化される。

［２］研削加工装置の基本的な構成および動作
図２に示す一実施形態の研削加工装置１０は、上面が水平な直方体状の基台１１を備えている。図２では、基台１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。基台１１のＹ方向一端部（奥側の端部）には、Ｘ方向に並ぶ一対のコラム１２が立設されている。基台１１上のコラム１２側である奥側は、ウェーハ１を研削加工する加工エリア１１Ａとされ、手前側は、加工エリア１１Ａに加工前のウェーハ１を供給し、かつ、加工後のウェーハ１を回収する着脱エリア１１Ｂとされている。

加工エリア１１Ａには、回転軸がＺ方向と平行で上面が水平とされた円盤状のターンテーブル１３が回転自在に設けられている。このターンテーブル１３は、図示せぬ回転駆動機構によって矢印Ｒ方向に回転させられる。ターンテーブル１３上には、複数（この場合は３つ）の円盤状のチャックテーブル（保持手段）２０が、周方向に等間隔をおいて回転自在に配置されている。各チャックテーブル２０は、回転軸がＺ方向と平行に設定されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向に回転すなわち自転し、ターンテーブル１３が回転すると公転の状態になる。ウェーハ１は、略水平とされるこれらチャックテーブル２０の上面に同心状に保持される。

チャックテーブル２０は一般周知の真空チャック式であり、上面に載置されるウェーハ１を真空作用によって吸着、保持する。図３に示すように、チャックテーブル２０は外形が円盤状の枠体２２で形成され、この枠体２２の上面に形成された浅い凹部２２ｂに、多孔質の吸着エリア２１が形成されている。ウェーハ１は、吸着エリア２１の上面（保持面）２１ａに吸着、保持される。

図２に示すように２つのチャックテーブル２０がコラム１２に近接してＸ方向に並んだ状態において、それらチャックテーブル２０の直上には、研削ユニット（研削手段）３０がそれぞれ配されている。各チャックテーブル２０は、ターンテーブル１３の回転によって、各研削ユニット３０の下方の研削位置と、着脱エリア１１Ｂに最も近付いた着脱位置との３位置にそれぞれ位置付けられるようになっている。研削位置は２箇所あり、これら研削位置ごとに研削ユニット３０が配備されている。この場合、ターンテーブル１３の回転によるチャックテーブル２０の矢印Ｒで示す移送方向上流側（図２で左側）の研削位置が一次研削位置、下流側の研削位置が二次研削位置とされている。一次研削位置では粗研削が行われ、二次研削位置では仕上げ研削が行われる。

各研削ユニット３０は、コラム１２に昇降自在に取り付けられたスライダ４０に固定されている。スライダ４０は、Ｚ方向に延びるガイドレール４１に摺動自在に装着されており、サーボモータ４２によって駆動されるボールねじ式の送り機構４３によってＺ方向に移動可能とされている。各研削ユニット３０は、送り機構４３によってＺ方向に昇降し、下降してチャックテーブル２０に接近する研削送り動作により、チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１の露出面を研削する。送り機構４３を回転させるサーボモータ４２の動作は、送り制御手段７１によって制御される。

研削ユニット３０は、図３に示すように、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング３１と、このスピンドルハウジング３１内に同軸的、かつ回転自在に支持されたスピンドルシャフト３２と、スピンドルハウジング３１の上端部に固定されてスピンドルシャフト３２を回転駆動するモータ３３と、スピンドルシャフト３２の下端に同軸的に固定された円盤状のフランジ３４とを具備している。そしてフランジ３４の下面に、砥石ホイール３５がねじ止め等の取付手段によって着脱自在に取り付けられる。

砥石ホイール３５は、アルミニウム等からなる環状のフレーム３６の下面に複数の砥石３７が配列されて固着されたものである。砥石３７による加工面は、研削ユニット３０の回転軸、すなわちスピンドルシャフト３２の軸方向に直交するように設定される。砥石３７は、例えばガラス質のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。ここで、一次研削用の研削ユニット３０の砥石３７は、例えば♯３２０〜♯４００程度の比較的粗い砥粒を含むものが用いられる。また、二次研削用の研削ユニット３０の砥石３７は、例えば♯２０００〜♯８０００程度の比較的細かい砥粒を含むものが用いられる。各フランジ３４および各砥石ホイール３５には、研削面の冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示省略）が設けられ、該機構には給水ラインが接続されている。

図２に示すように、基台１１上には、基準側ハイトゲージ５１とウェーハ側ハイトゲージ５２との組み合わせで構成される厚さ測定ゲージ（基板厚さ測定手段）５０が、一次研削側および二次研削側に位置するチャックテーブル２０に対して、それぞれ配設されている。図３（ａ）に示すように、基準側ハイトゲージ５１は、揺動する基準プローブ５１ａの先端が、ウェーハ１で覆われないチャックテーブル２０の枠体２２の上面２２ａに接触し、該上面２２ａの高さ位置を検出するものである。枠体２２の上面２２ａは、実際にウェーハ１を吸着、保持する吸着エリア２１の上面２１ａと同一平面である。ウェーハ側ハイトゲージ５２は、揺動する変動プローブ５２ａの先端がチャックテーブル２０に保持されるウェーハ１の上面すなわち被研削面に接触することで、ウェーハ１の上面の高さ位置を検出するものである。

厚さ測定ゲージ５０によれば、ウェーハ側ハイトゲージ５２の測定値から基準側ハイトゲージ５１の測定値を引いた値に基づいてウェーハ１の厚さが測定される。この場合はウェーハ１の表面に保護テープ５が貼着されているので、保護テープ５の厚さも加味してウェーハ１の厚さが算出される。ウェーハ側ハイトゲージ５２によるウェーハ１の厚さ測定ポイント、すなわち変動プローブ５２ａのウェーハ１への接触点は、ウェーハ１の外周縁に近い外周部分が好適である。

上記研削ユニット３０は、砥石ホイール３５が例えば３０００〜５０００ｒｐｍで回転しながら所定速度（例えば一次研削では３〜５μｍ／秒程度、二次研削では０．２〜０．５μｍ／秒程度）で研削送りされることにより、砥石ホイール３５の砥石３７がチャックテーブル２０上に保持されたウェーハ１の被研削面である裏面を押圧し、これによって裏面が研削される。図４は研削ユニットによってウェーハを研削して厚さを減じた状態を示しており、研削加工中は、ウェーハ側ハイトゲージ５２の変動プローブ５２ａはウェーハ１の上面に常に接触させられ、ウェーハ厚さが逐一測定される。また、研削加工の際、ウェーハ１はチャックテーブル２０によって砥石ホイール３５と同方向に回転させられ、その回転速度は、通常の１０ｒｐｍ程度から、最大で３００ｒｐｍ程度とされる。研削ユニット３０による研削量は、上記厚さ測定ゲージ５０によるウェーハ厚さ測定値に基づいて制御される。

図３に示すように、砥石ホイール３５の砥石３７による研削外径は、チャックテーブル２０の吸着エリア２１の半径よりも大きなものが用いられる。そして、一次研削位置および二次研削位置に位置付けられるチャックテーブル２０は、一定の幅を有する砥石３７の下端面である刃先がチャックテーブル２０の回転中心、すなわちウェーハ１の中心を通過するように、研削ユニット３０に対面して位置付けられる。この位置関係により、チャックテーブル２０上に保持され、チャックテーブル２０の回転によって自転するウェーハ１の裏面全面が、砥石ホイール３５の砥石３７で一様に研削される。

ウェーハ１は、最初に一次研削位置で研削ユニット３０により一次研削された後、ターンテーブル１３が図２に示すＲ方向に回転することにより二次研削位置に移送され、ここで研削ユニット３０により二次研削される。図３（ａ）に示すように、ウェーハ１の被研削面には、多数の弧が放射状に描かれた模様を呈する研削条痕９が残留する。研削条痕９は、まず一次研削において形成され、これが二次研削によって除去されるものの、二次研削で新たな研削条痕が形成される。

以上が加工エリア１１Ａに関する構成であり、次に、着脱エリア１１Ｂについて説明する。図２に示すように、着脱エリア１１Ｂの中央には、上下移動可能で２節リンク式の旋回アームを備えたピックアップロボット６０が設置されている。そしてこのピックアップロボット６０の周囲には、上から見て反時計回りに、供給カセット６１、位置合わせ台６２、供給アーム６３、洗浄ノズル６７、回収アーム６４、スピンナ式洗浄ユニット（洗浄手段）６５、回収カセット６６が、それぞれ配置されている。カセット６１，６６は複数のウェーハ１を水平な姿勢で、かつ上下方向に一定間隔をおいて積層状態で収容するもので、基台１１上の所定位置にセットされる。

研削加工されるウェーハ１は、はじめにピックアップロボット６０によって供給カセット６１内から取り出され、位置合わせ台６２上に載置されて一定の位置に決められる。次いでウェーハ１は、供給アーム６３によって位置合わせ台６２から取り上げられ、着脱位置で待機しているチャックテーブル２０上に裏面を上に向けて同心状に載置される。ウェーハ１はターンテーブル１３のＲ方向への回転によって一次研削位置と二次研削位置にこの順で移送され、これら研削位置で、研削ユニット３０により上記のようにして裏面が研削される。

一次研削および二次研削は、厚さ測定ゲージ５０によってウェーハ１の厚さを測定しながら行われ、その測定値に基づいて送り機構４３による砥石ホイール３５の研削送り量が制御され、二次研削終了の段階でウェーハ１は所望厚さまで裏面研削される。なお、一次研削では、所望厚さの例えば２０〜４０μｍ手前まで粗研削され、残りが二次研削で仕上げ研削される。

二次研削が終了したウェーハ１は、さらにターンテーブル１３がＲ方向に回転することにより着脱位置に戻される。着脱位置に戻ったチャックテーブル２０上のウェーハ１は回収アーム６４によって取り上げられ、洗浄ユニット６５に移されて洗浄される。洗浄ユニット６５では、ウェーハ１が上記チャックテーブル２０と同様の回転式の吸着テーブルに吸着、保持され、回転の最中に純水等の洗浄水が被研削面に噴射されて研削屑等が除去され、この後、窒素ガスや乾燥エア等が吹き付けられて乾燥処理される。洗浄ユニット６５で洗浄処理されたウェーハ１は、ピックアップロボット６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。洗浄ノズル６７からは、着脱位置に位置付けられたチャックテーブル２０に向けて洗浄水が噴射されるようになっており、ウェーハ１が研削されるごとにこの動作が繰り返され、これによって供給アーム６３からウェーハ１が供給される時のチャックテーブル２０は、常に洗浄された状態とされる。

［３］スパークアウトの制御
以上が研削加工装置１０の基本動作であるが、この装置１０では、一次研削および二次研削の双方において、研削ユニット３０のスパークアウトがモータ３３の最大負荷電流値に基づいて制御される。以下、その制御方法を説明する。

スパークアウトは、研削加工中のウェーハ１が所望の厚さに到達する時点で研削ユニット３０の研削送りを停止させ、その停止位置で砥石ホイール３５の回転を所定時間継続させてウェーハ１の被研削面を平坦に仕上げる処理動作である。このスパークアウト時には、研削加工中に該装置１０に生じている様々な残留応力が解放されることにより砥石３７がウェーハ１に食い込み、研削ユニット３０が停止していても研削されてしまう惰性研削が生じる。残留応力に伴う惰性研削量は、加工条件が同じであっても研削加工を繰り返していく中で種々のファクターにより変化し、このため厚さがばらつくことは前に述べた通りである。

そこで本実施形態では、研削加工中のウェーハ１に生じるスパークアウト時の惰性研削量を、当該ウェーハ１を研削加工している時のモータ３３の最大負荷電流値から知見し、ウェーハ１枚を研削する工程ごとに、スパークアウトの開始位置を惰性研削量に見合った位置にその都度制御する。これを実現するために、まず、モータ３３の最大負荷電流値と、その最大負荷電流値で研削加工された際の惰性研削量との相関関係を把握するとともに、それに基づく補正値を求めておく。表１はその補正値の例を示しており、ここで示す補正値は、惰性研削がない場合にウェーハ１が所望厚さとなる研削ユニット３０の停止位置からの、惰性研削量を見越した上方への調整量であり、惰性研削量と同等の値である。これら補正値は最大負荷電流値との相関関係の形態で、図２に示す記憶手段７２に記憶されている。

研削ユニット３０のスパークアウト開始位置は、厚さ測定ゲージ５０によって測定されるウェーハ厚さが、「所望値＋最大負荷電流値に応じた補正値（補正値＝惰性研削量）」に到達した時点での位置とされる。なお、表１では補正値０の場合が示されているが、当該研削加工装置１０には、負荷電流値にかかわらず一定の惰性研削補正値が前提的に与えられており、補正値が０の場合のスパークアウト開始位置は、その前提補正値のみが反映される。これは、研削加工中には惰性研削を生じさせる残留応力は僅かながらも必ず生じており０になることはないため、残留応力が最低レベルである時の惰性研削補正値として前提補正値が与えられているのである。そして、補正値が０以外の場合は、表１の補正値に前提補正値を加えた値が実際の補正値とされる。

図２に示すように、モータ３３の負荷電流値は負荷電流値モニタ（モータ負荷電流値モニタ手段）７３によって認識される。表１に示した補正値を取得する際のモータ３３の最大負荷電流値や、実際の研削加工中におけるモータ３３の最大負荷電流値は、このモニタ７３によって認識される。負荷電流値モニタ７３でモニタされる負荷電流値は、送り制御手段７１に供給される。送り制御手段７１には、厚さ測定ゲージ５０で測定されるウェーハ厚さも逐一供給される。

送り制御手段７１は、各研削位置に位置付けられたウェーハ１に対する研削ユニット３０の裏面研削動作を、次のようにして制御する。まず、サーボモータ４２を所定回転数で回転させ、砥石ホイール３５が回転している研削ユニット３０を送り機構４３によって研削送りさせる。砥石ホイール３５の砥石３７はウェーハ１の裏面に近付き、やがては裏面に接触して押圧し、これによってウェーハ１の裏面が研削されて厚さが減じられていく。チャックテーブル２０が回転してウェーハ１が自転していることにより、ウェーハ１の裏面は全面が研削される。

ウェーハ１の厚さは厚さ測定ゲージ５０で逐一測定され、その厚さ測定値が図５（ａ）に示すようにウェーハ厚さの所望値ｔ１に達したと送り制御手段７１が判断したら、ウェーハ側ハイトゲージ５２の変動プローブ５２ａをウェーハ１から離間させると同時にサーボモータ４２を停止して研削送りを停止させ、その停止位置ｈ１で、砥石ホイール３５の回転を所定時間継続させるスパークアウトを実施させる。そしてスパークアウトの所定時間が経過したら、サーボモータ４２を逆回転させて研削ユニット３０を上昇させ、砥石３７をウェーハ１から離間させる。この動作は、惰性研削が生じない（実際には上記前提補正値に相当する惰性研削量が生じる）ことを前提とした基本動作であり、負荷電流値モニタ７３によってモニタされた最大負荷電流値が、表１で示した補正値０に対応する値であった場合に行われる形態である。

さて、研削加工装置１０では多数のウェーハ１が上記のように研削加工されていくが、その生産過程においては、惰性研削を生じさせる様々な残留応力を当該研削加工装置１０は内包することになり、その残留応力に応じた惰性研削がスパークアウト時に生じる。図５（ｂ）は、所望のウェーハ厚さｔ１に対応した高さ位置ｈ１でスパークアウトを開始した際に、惰性研削がｈ２の高さ位置まで生じ、ウェーハ厚さがｔ１よりも薄いｔ２になった状態を示している。ここでｔ１−ｔ２が惰性研削量（上記補正値に相当する）であり、この惰性研削量は、多数のウェーハ１を研削していく中で徐々に変位していき、これによってウェーハの１枚１枚の厚さに僅かなばらつきが生じるものとなる。残留応力はモータ３３の最大負荷電流値の変動（残留応力が大きいほど負荷電流値は増大する）となって現れ、スパークアウトの開始位置は、その時の惰性研削量を見越してウェーハ厚さの所望値よりも上方に設定される必要がある。

そこで本実施形態では、送り制御手段７１が、研削加工中のモータ３３の最大負荷電流値を認識するとともに、その最大負荷電流値に対応する補正値を認識し、補正値が０以外の場合は、スパークアウト開始位置の変更が必要であると判断してスパークアウト開始位置を適正な位置に変更させる。すなわち、ウェーハ厚さが所望値に近付き、図５（ｃ）に示すように、厚さ測定ゲージ５０によって測定されたウェーハ厚さが、「所望値（ｔ１）＋最大負荷電流値に応じた補正値（ｔ１−ｔ２）」を加えた厚さに到達したと判断したら、ウェーハ側ハイトゲージ５２の変動プローブ５２ａをウェーハ１から離間させると同時に、その高さ位置ｈ３でスパークアウトを開始させる。そして、スパークアウトの所定時間が経過したら、サーボモータ４２を逆回転させて研削ユニット３０を上昇させ、砥石３７をウェーハ１から離間させる。

このようにスパークアウト開始位置ｈ３で研削ユニット３０が停止してスパークアウトが所定時間経過する間、研削ユニット３０は、研削加工時の最大負荷電流値に対応する補正値の量の惰性研削が生じ、スパークアウト終了後のウェーハ厚さは所望値ｔ１となる。

上記本実施形態では、研削送りを終えた直後に行う研削ユニット３０のスパークアウト開始位置を、研削ユニット３０のモータ３３の最大負荷電流値に基づく惰性研削量に見合った位置に補正している。このため、スパークアウト開始位置を、ウェーハ１枚に対する研削工程ごとに適正な位置に変更することができる。その結果、常にウェーハを高い精度で所望厚さに仕上げることができるとともに、多数のウェーハを研削加工した際にも厚さばらつきの発生が抑えられる。

本発明の一実施形態に係る研削加工装置によって裏面研削される半導体ウェーハの（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。本発明の一実施形態に係る研削加工装置の斜視図である。研削加工装置が具備する研削ユニットを示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。研削ユニットでウェーハ裏面を研削した状態を示す側面図である。研削ユニットをスパークアウトさせた後のウェーハの研削状態を示す側面図であって、（ａ）は惰性研削なしでウェーハが所望厚さに研削された場合、（ｂ）はウェーハが所望厚さに到達した時点でスパークアウトした場合、（ｃ）は本実施形態の方法でウェーハが所望厚さに研削された場合を示している。

符号の説明

１…半導体ウェーハ（基板）
１０…研削加工装置
２０…チャックテーブル（保持手段）
２１ａ…吸着エリアの上面（保持面）
３０…研削ユニット（研削手段）
３３…モータ
４３…送り手段
５０…厚さ測定ゲージ（基板厚さ測定手段）
７１…送り制御手段
７２…記憶手段
７３…負荷電流値モニタ（モータ負荷電流値モニタ手段）

Claims

基板を、該基板の被研削面が露出する状態に保持する保持面を有する保持手段と、
該保持手段の前記保持面に対向配置され、前記保持手段の回転軸と略平行な回転軸を有する研削手段と、
該研削手段を回転駆動するモータと、
該モータの負荷電流値をモニタするモータ負荷電流値モニタ手段と、
前記保持手段と前記研削手段とを、研削手段の前記回転軸の延びる方向に沿って相対移動させて互いに接近・離間させるとともに、接近時に研削手段によって前記基板の前記露出面を研削して該基板の厚さを減じさせる送り手段と、
前記保持手段に保持された基板の厚さを、前記研削手段によって基板研削中に測定する基板厚さ測定手段と、
該基板厚さ測定手段によって測定された基板厚さが所望値に到達した時点で、前記送り手段による前記研削手段の研削送りを停止させ、その停止位置で、前記モータによる研削手段の回転を所定時間継続させるスパークアウトを行わせる送り制御手段と
を備える研削加工装置によって、基板の被研削面を研削する研削加工方法であって、
予め、前記スパークアウト時に生じる前記研削手段の惰性研削量と、前記モータ負荷電流値モニタ手段でモニタされる前記モータの負荷電流値との相関関係を把握しておき、
前記送り制御手段は、前記厚さ測定手段によって測定された基板厚さが、所望値に前記モータの負荷電流値に応じた惰性研削量を加えた厚さに到達したら、前記スパークアウトを開始させることを特徴とする基板の研削加工方法。
基板を、該基板の被研削面が露出する状態に保持する保持面を有する保持手段と、
該保持手段の前記保持面に対向配置され、前記保持手段の回転軸と略平行な回転軸を有する研削手段と、
該研削手段を回転駆動するモータと、
該モータの負荷電流値をモニタするモータ負荷電流値モニタ手段と、
前記保持手段と前記研削手段とを、研削手段の前記回転軸の延びる方向に沿って相対移動させて互いに接近・離間させるとともに、接近時に研削手段によって前記基板の前記露出面を研削して該基板の厚さを減じさせる送り手段と、
前記保持手段に保持された基板の厚さを、前記研削手段によって基板研削中に測定する基板厚さ測定手段と、
該基板厚さ測定手段によって測定された基板厚さが所望値に到達した時点で、前記送り手段による前記研削手段の研削送りを停止させ、その停止位置で、前記モータによる研削手段の回転を所定時間継続させるスパークアウトを行わせる送り制御手段と、
前記スパークアウト時に生じる前記研削手段の惰性研削量と、前記モータ負荷電流値モニタ手段でモニタされる前記モータの負荷電流値との相関関係を記憶する記憶手段とを備え、
前記送り制御手段は、前記厚さ測定手段によって測定された基板厚さが、所望値に前記モータの負荷電流値に応じた惰性研削量を加えた厚さに到達したら、前記スパークアウトを開始させることを特徴とする基板の研削加工装置。