JP6389660B2 - 研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークを研削して薄化する研削方法に関する。

板状ワークを研削して薄化する際は、研削しながら板状ワークの厚さを測定し、板状ワークが目標とする厚さまで薄化された時点で研削を終了している。板状ワークの厚さを測定する方法には、特許文献１に記載されているように接触式の厚さ測定手段を用いる方法と、特許文献２に記載されているように非接触式の厚さ測定手段を用いる方法とがある。

しかし、研削して薄化した板状ワークの厚さは、板状ワークの径方向の位置、すなわち、板状ワークを保持して回転するチャックテーブルの回転軸からの距離によって異なる場合がある。かかる板状ワークの厚さのばらつきに対応するため、特許文献３には、板状ワークを保持して回転するチャックテーブルの回転軸からの距離が異なる複数の位置で板状ワークの厚さを測定して記憶し、そのデータを、板状ワークを分割して得られる各デバイスの良否を判定するための管理データとして利用する技術が記載されている。また、特許文献４には、チャックテーブルの回転軸からの距離が異なる複数の位置で測定した板状ワークの厚さに基づいて、チャックテーブルの傾きを調整し、板状ワークの厚さのばらつきを小さくする技術が記載されている。

特許５０２５２００号 特開２００９−５０９４４号公報 特開２０１１−２３５３８８号公報 特開２００８−２６４９１３号公報

しかし、特許文献３に記載された方法では、デバイスの良否を管理する管理データとして板状ワークの厚さを利用することができるが、チップの厚さが目標とする許容範囲内に収まるという保証はなく、歩留まりを向上させることはできない。

また、特許文献４に記載された方法によれば、チャックテーブルの傾きを調整することによりチャックテーブルの回転軸からの距離による板状ワークの厚さのばらつきを小さくすることはできるが、チップの厚さが目標とする許容範囲内に収まるという保証はない。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、板状ワークを分割して得られるチップの厚さが許容範囲内であるチップの数を最大化し、歩留まりを向上させることを目的とする。

本発明に係る研削方法は、板状ワークを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを回転させる回転手段と、該チャックテーブルに保持された板状ワークの上面に研削砥石を当接させて板状ワークを薄化する研削手段と、該研削手段によって研削される板状ワークの厚さを非接触で測定する厚さ測定手段と、該厚さ測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させる測定位置移動手段と、を備えた研削装置を用いた研削方法であって、該研削手段を用いて該チャックテーブルで保持した板状ワークを研削し、あらかじめ定められた仕上げ厚さより厚い厚さまで薄化する予備研削工程と、該予備研削工程の後、該厚さ測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させながら、該チャックテーブルの回転軸からの距離が異なる複数の測定位置で、該厚さ測定手段を用いて該チャックテーブルに保持された板状ワークの厚さを測定する厚さ測定工程と、該厚さ測定工程で測定した複数の厚さの最大値と最小値との差を算出し、算出した該最大値と最小値との差が、あらかじめ定められた該仕上げ厚さの許容最大厚さと許容最小厚さとの差以下であるか否かを判断する判断工程と、該判断工程における判断の結果に応じて板状ワークの研削量を調整し、該研削手段が該板状ワークを研削して薄化する仕上げ研削工程と、を備え、該判断工程において、該最大値と該最小値との差が該許容最大厚さと該許容最小厚さとの差以下であると判断した場合は、該厚さ測定手段が測定した該最小値から該許容最小厚さを差し引いた値である最大研削量と、該厚さ測定手段が測定した該最大値から該許容最大厚さを差し引いた値である最小研削量と、を算出し、該仕上げ研削工程では、該最小研削量から該最大研削量までの範囲内で設定した値を研削量とし、該判断工程において、該最大値と該最小値との差が該許容最大厚さと該許容最小厚さとの差より大きいと判断した場合は、該厚さ測定手段が測定した複数の測定値の中央値又は平均値から、該許容最大厚さと該許容最小厚さとの平均値を差し引いた差の値を算出し、該仕上げ研削工程では、該差の値を研削量とする。

前記判断工程では、前記最大値と前記最小値との差が前記許容最大厚さと許容最小厚さとの差以下であると判断した場合、前記仕上げ研削工程において、該最小値が測定された測定位置における前記板状ワークの厚さが該許容最小厚さ以上であり、かつ、該最大値が測定された測定位置における該板状ワークの厚さが該許容最大厚さ以下となる厚さまで、該板状ワークを研削することが好ましい。

本発明に係る研削方法によれば、予備研削工程で研削した板状ワークの厚さのばらつきが仕上げ厚さの許容範囲の幅以下であるか否かによって、仕上げ研削工程における仕上げ厚さを制御するので、板状ワークの厚さが仕上げ厚さの許容範囲内となる面積を最大化することができる。これにより、板状ワークを分割して得られるチップの厚さが仕上げ厚さの許容範囲内となるチップの数を最大化することができ、歩留まりを向上させることができる。

予備研削工程で研削した板状ワークの厚さのばらつきが仕上げ厚さの許容範囲の幅以下である場合には、最小値を測定した測定位置における板状ワークの厚さが許容最小厚さ以上であり、かつ、最大値を測定した測定位置における板状ワークの厚さが許容最大厚さ以下となる厚さまで板状ワークを研削すれば、すべての位置における板状ワークの厚さを許容範囲内にすることができる。これにより、板状ワークを分割して得られるすべてのチップの厚さを仕上げ厚さの許容範囲内とすることができ、歩留まりを向上させることができる。
予備研削工程で研削した板状ワークの厚さのばらつきが仕上げ厚さの許容範囲の幅より大きい場合には、板状ワークの厚さが許容範囲内となる面積が最大となる厚さまで板状ワークを研削すれば、板状ワークを分割して得られるチップの厚さが仕上げ厚さの許容範囲内となるチップの数を最大化することができ、歩留まりを向上させることができる。

研削装置を示す斜視図。 チャックテーブル、研削手段及び厚さ測定手段を示す斜視図。 チャックテーブル、研削手段、厚さ測定手段及び測定位置移動手段を示す側面視断面図。 板状ワークの厚さ測定位置を示す平面図。 板状ワークの中心からの距離と回転角度とによる測定位置の分布を示すグラフ。 板状ワークの中心からの距離と測定経路の距離とによる測定位置の分布を示すグラフ。 測定した板状ワークの厚さを示すグラフ。 仕上げ研削した板状ワークの厚さの第１例を示すグラフ。 仕上げ研削した板状ワークの厚さの第２例を示すグラフ。 仕上げ研削した板状ワークの厚さの第３例を示すグラフ。

図１に示す研削装置１０は、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハなどの板状ワークを研削して所定の厚さまで薄化する装置である。研削装置１０は、板状ワークを搬出入するロボット１１１と、研削前の板状ワークの位置合わせをする位置合わせ手段１２と、位置合わせ手段１２で位置合わせされた板状ワークを搬送する供給手段１１２と、供給手段１１２によって搬送された板状ワークを保持する３つのチャックテーブル１４ａ〜１４ｃと、チャックテーブル１４ａ〜１４ｃを移動させるターンテーブル１３と、チャックテーブル１４ａ〜１４ｃに保持された板状ワークを研削する２つの研削手段１５ａ，１５ｂと、各研削手段１５ａ，１５ｂを移動させる２つの研削送り手段１６ａ，１６ｂと、チャックテーブル１４ａ〜１４ｃに保持された板状ワークの厚さを測定する２つの厚さ測定手段１７１，１７２と、研削が終わった板状ワークを搬送する回収手段１１３と、回収手段１１３によって搬送された板状ワークを洗浄する洗浄手段１８とを備えている。

ロボット１１１は、カセット２１ａに収容された研削前の板状ワークを取り出して位置合わせ手段１２に搬送するとともに、洗浄手段１８で洗浄された研削後の板状ワークをカセット２１ｂに搬送し収容する。

各チャックテーブル１４ａ〜１４ｃは、ＸＹ平面に平行な保持面を有し、保持面に載置された板状ワークを吸引保持する。各チャックテーブル１４ａ〜１４ｃは、回転手段１９（図３参照）により、ＸＹ平面に垂直な±Ｚ方向に平行な回転軸を中心として回転可能となっている。

ターンテーブル１３は、±Ｚ方向に平行な中心軸を中心として回転可能である。各チャックテーブル１４ａ〜１４ｃは、ＸＹ平面に平行なターンテーブル１３の上面に、ターンテーブル１３の中心軸から等距離かつ等角度間隔の位置に配置されている。ターンテーブル１３が回転することにより、各チャックテーブル１４ａ〜１４ｃは、供給手段１１２や回収手段１１３によって板状ワークが搬出入される位置である搬出入位置と、研削手段１５ａによって板状ワークが研削される位置である第一研削位置と、研削手段１５ｂによって板状ワークが研削される位置である第二研削位置との間を移動する。

供給手段１１２は、位置合わせ手段１２で位置合わせされた板状ワークを、搬出入位置に位置付けられたチャックテーブル１４ａ〜１４ｃのいずれかに搬送する。これにより、板状ワークは、チャックテーブル１４ａ〜１４ｃのいずれかの回転軸上に中心が位置付けられた状態で保持される。

研削手段１５ａ，１５ｂは、±Ｚ方向に平行な回転軸の先端のマウント１５０に研削ホイール１５１が装着されて構成されており。研削ホイール１５１の下端には研削砥石２２が固着されている。研削手段１５ａを構成する研削砥石２２は粗研削の砥石であり、研削手段１５ｂを構成する研削砥石２２は仕上げ研削の砥石である。なお、図１の研削装置１０では２つの研削手段を備えているが、研削手段は１つであってもよい。その場合は、ターンテーブル１３はなくてもよい。

研削送り手段１６ａ、１６ｂは、±Ｚ方向に平行な方向にのびるボールネジ１６０と、ボールネジ１６０と平行に配設されたガイドレール１６１と、ボールネジ１６０を回動させるモータ１６２と、ボールネジ１６０の回転にともなってガイドレール１６１にガイドされて±Ｚ方向に移動する移動部１６３とから構成され、モータ１６２がガイドレール１６１を回動させることにより、移動部１６３とともに研削手段１５ａ，１５ｂを昇降させることができる。研削送り手段１６ａが研削手段１５ａを−Ｚ方向に移動させ、第一研削位置に位置付けられ回転しているチャックテーブル１４ａ〜１４ｃのいずれかが保持している板状ワークの上面に、回転している研削砥石２２を当接させることにより、板状ワークを粗研削する。同様に、研削送り手段１６ｂが研削手段１５ｂを−Ｚ方向に移動させ、第一研削位置に位置付けられ回転しているチャックテーブル１４ａ〜１４ｃのいずれかが保持している板状ワークの上面に、回転している研削砥石２２を当接させることにより、板状ワークを仕上げ研削する。

厚さ測定手段１７１は、例えば特許文献１に記載された接触式の厚さ測定手段であり、２本の接触子を有しており、一方の接触子を板状ワークの上面に接触させ、他方の接触子をチャックテーブル１４ａ〜１４ｃの上面に接触させることにより、２本の接触子の高さの差を、第一の研削位置に位置するチャックテーブル１４ａ〜１４ｃが保持する板状ワークの厚さとして求める。厚さ測定手段１７１は、研削手段１５ａが板状ワークを研削するのと並行して、板状ワークの厚さを測定することができる。

厚さ測定手段１７２は、例えば特許文献２に記載された非接触式の厚さ測定手段であり、第二研削位置に位置付けられたチャックテーブルが保持している板状ワークの厚さを測定する。厚さ測定手段１７２は、研削手段１５ｂが板状ワークを研削するのと並行して、板状ワークの厚さを測定することができる。厚さ測定手段１７２は非接触式であるため、板状ワークの上面が傷付くのを防ぐことができる。

図２に示すように、厚さ測定手段１７２は、チャックテーブル１４に保持された板状ワーク３０の厚さを測定する測定部７２１と、測定部７２１を支持する腕部７２２と、腕部７２２を支持する軸部７２３とを備える。なお、チャックテーブル１４は、図１に示したチャックテーブル１４ａ〜１４ｃのいずれかを指す。

軸部７２３は、±Ｚ方向に平行な回動軸７２９（図３参照）を中心として回動可能である。測定位置移動手段１７３（図３参照）が軸部７２３を回動させることにより、腕部７２２が揺動し、腕部７２２の先端に配置された測定部７２１が板状ワークの厚さを測定する測定位置と、チャックテーブル１４の回転軸との間の距離が変化する。

測定部７２１は、例えば光の干渉に基づいて板状ワーク３０の厚さを測定する。測定部７２１は、板状ワーク３０を透過する波長の光を板状ワーク３０に照射し、板状ワークに当たって反射した反射光を受光する。測定部７２１が照射する光は、比較的広いスペクトルを有し、板状ワークの上面で反射した光と板状ワークの下面で反射した光とが干渉した干渉光のスペクトル分布を解析することにより、板状ワーク３０の厚さを測定する。この測定御方法では、チャックテーブル１４の保持面の高さを測定する必要がなく、チャックテーブル１４の保持面に凹凸がある場合でも、測定位置における板状ワークの厚さを正確に測定することができる。

研削手段１５ｂに装着された研削砥石２２は、円環状に配置されており、研削ホイール１５１が回転すると、チャックテーブル１４の回転軸上を通過する。測定部７２１は、研削砥石２２が板状ワーク３０の上面に当接する範囲以外で板状ワーク３０の厚さを測定するので、研削手段１５ｂが板状ワーク３０を研削している最中であっても、板状ワーク３０の厚さを測定することができる。

図３に示すように、測定位置移動手段１７３は、正逆両方向に回転可能なモータ７３１と、モータ７３１の回転を軸部７２３に伝達するベルト７３２とを備え、モータ７３１の回転により軸部７２３を回動させる。

測定位置移動手段１７３が軸部７２３を回動させることにより測定部７２１の測定位置がチャックテーブル１４の径方向に移動し、回転手段１９がチャックテーブル１４を回転させることにより板状ワーク３０が回転するので、測定部７２１は、板状ワーク３０の中心付近を除くほぼすべての位置で、板状ワーク３０の厚さを測定することができる。

以下では、このような研削装置１０を用いて板状ワークを研削する研削方法について説明する。

（１）保持工程
カセット２１ａからロボット１１１が板状ワーク３０を取り出し、位置合わせ手段１２に搬送する。搬送された板状ワーク３０を位置合わせ手段１２によって所定の位置に位置合わせした後、供給手段１１２は、搬出入位置に位置するチャックテーブル１４に板状ワーク３０を載置する。載置された板状ワーク３０は、チャックテーブル１４によって吸引保持される。

（２）第一研削工程
次に、ターンテーブル１３が回転することにより、板状ワークを保持したチャックテーブル１４を第一研削位置に位置付ける。そして、第一研削位置に位置付けられたチャックテーブル１４に保持された板状ワーク３０を研削手段１５ａが粗研削しながら、板状ワーク３０の厚さを厚さ測定手段１７１が測定する。板状ワーク３０の厚さが、あらかじめ定められた仕上げ厚さよりも厚い所定の厚さになったら、粗研削を終了する。

（３）第二研削工程
次に、ターンテーブル１３が回転することにより、研削手段１５ａによって研削された板状ワーク３０を保持したチャックテーブル１４を第二研削位置に位置付ける。そして、第二研削位置に位置付けられたチャックテーブル１４に保持された板状ワーク３０を研削手段１５ｂが研削しながら、板状ワーク３０の厚さを厚さ測定手段１７２が測定する。板状ワーク３０の厚さがあらかじめ定められた仕上げ厚さになると、研削を終了する。以下では、第二研削工程について詳しく説明する。第二研削工程は、板状ワーク３０をあらかじめ定められた仕上げ厚さよりも厚い所定の厚さになるまで研削する予備研削工程と、チャックテーブル１４の回転軸からの距離が異なる複数の位置で板状ワーク３０の厚さを測定する厚さ測定工程と、厚さ測定工程で測定した厚さに基づいて仕上げ研削をどのように行うかを判断する判断工程と、判断工程における判断結果に基づいて仕上げ研削をする仕上げ研削工程とから構成される。

（３−１）予備研削工程
チャックテーブル１４に保持された板状ワーク３０を研削手段１５ｂが研削して薄化しながら、厚さ測定手段１７２が板状ワーク３０の厚さを測定する。厚さ測定手段１７２が測定した厚さが、あらかじめ定めた仕上げ厚さよりも厚い所定の厚さになったら、予備研削を終了する。

（３−２）厚さ測定工程
予備研削工程で研削された板状ワーク３０の厚さを、厚さ測定手段１７２が複数の位置で測定する。例えば図４に示すように、厚さ測定手段１７２によって厚さが測定される測定位置４１ａ〜４１ｄは、板状ワーク３０の中心を中心とし、径の異なる複数の同心円上に位置する。具体的には、例えば、測定位置移動手段１７３が、チャックテーブル１４の中心軸から所定の距離の位置に、厚さ測定手段１７２の測定位置を位置付け、回転手段１９がチャックテーブル１４を回転させながら、所定の時間間隔で、厚さ測定手段１７２が板状ワークの厚さを測定する。板状ワーク３０の中心は、チャックテーブル１４の中心軸上に位置しているため、板状ワーク３０の中心を中心とする円上に位置する複数の位置で板状ワーク３０の厚さを測定することができる。

次に、測定位置移動手段１７３が厚さ測定手段１７２をチャックテーブル１４の径方向に移動させて、チャックテーブル１４の中心軸と厚さ測定手段１７２の測定位置との間の距離を変更し、回転手段１９がチャックテーブル１４を回転させながら、所定の時間間隔で、厚さ測定手段１７２が板状ワークの厚さを測定する。これにより、板状ワーク３０の中心を中心とし、前回とは径が異なる円上に位置する複数の位置で板状ワーク３０の厚さを測定することができる。これを所定の回数繰り返すことにより、板状ワーク３０の中心を中心とし、径の異なる複数の同心円上に位置する複数の測定位置４１ａ〜４１ｄで、板状ワーク３０の厚さを測定することができる。

厚さ測定手段１７２が板状ワーク３０の厚さを測定する時間間隔が一定であり、回転手段１９がチャックテーブル１４を回転させる回転速度も一定であるとすると、厚さ測定手段１７２が板状ワーク３０の厚さを測定する測定位置４１ａ〜４１ｄは、図５に示すように、板状ワーク３０の中心からの距離（縦軸）に関わらず、同じ角度間隔（横軸）で分布する。

しかし、図６に示すように、各同心円上における測定経路の距離（横軸）で見ると、板状ワーク３０の中心からの距離（縦軸）が遠くなるほど、円周が長くなる分、測定位置の間隔が広くなる。すなわち、各測定位置で測定された測定値で板状ワーク３０の厚さが代表される部分の面積は、板状ワーク３０の中心からの距離が遠いほど広くなり、板状ワーク３０の中心からの距離が近いほど狭くなる。このことを考慮し、以降の工程では、測定値の数ではなく、測定値によって代表される部分の面積に基づいて、判断を行う。もしくは、各同心円上における測定経路での測定間隔が同じになるよう制御する。その制御としては、各測定位置におけるチャックテーブル１４の回転速度を変化させるか、各測定位置におけるサンプリング時間を変化させる。例えば、測定位置がチャックテーブル１４の外周に行くほどチャックテーブル１４の回転速度を速くするか、測定位置がチャックテーブル１４の外周に行くほどサンプリング時間を短くする。これによって、各同心円上における測定経路での測定密度が同じになる。この場合、後述する判断工程における厚さ測定値の中央値もしくは平均値を求める計算において、中心から測定位置までの距離を掛ける必要が無い。なお、中央値とは、複数ある測定値の中で値が真ん中である値を指す。例えば測定位置が５箇所ある場合は、値の大きさが上から３番目かつ下から３番目の値が中央値となる。測定位置が偶数である場合は、中央の２つの値の平均値を中央値とする。例えば、測定位置が６箇所ある場合は、値の大きさが上から３番目の値と下から３番目の値との平均が中央値となる。

（３−３）判断工程
厚さ測定工程で測定された複数の厚さに基づいて、例えば研削装置１０に内蔵されたコンピュータなどの制御部（不図示）が、仕上げ工程における研削量を判断する。

例えば、図７に示すように、厚さ測定工程で測定された複数の厚さ４３１のうちから、最小値４３２と、最大値４３３とを抽出し、抽出した最大値４３３と最小値４３２との差４３４を算出する。

板状ワークの目標仕上げ厚さ４２１には、あらかじめ定められた範囲での誤差が許される。そこで、許容される厚さの最大値（許容最大厚さ４２３）と、許容される厚さの最小値（許容最小厚さ４２２）との差（許容範囲４２４）を、あらかじめ記憶しておき、算出した差４３４と比較する。

このまま同じ条件で仕上げ研削工程における研削をすると仮定すると、板状ワーク３０全体が同じ量だけ薄化されると考えられる。かかる仮定の下では、仕上げ研削が終了した時の板状ワーク３０の厚さの最大値と最小値との差は、差４３４に等しい。

したがって、差４３４が許容範囲４２４の幅以下である場合には、図８に示すように、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１の最大値４４３と最小値４４２との差４４４も許容範囲４２４の幅以下となるので、後の仕上げ研削工程において、最小値４４２が許容最小厚さ４２２以上で、かつ、最大値４４３が許容最大厚さ４２３以下となるように仕上げ研削をすれば、板状ワーク３０上のすべての位置において、板状ワーク３０の厚さ４４１を許容範囲４２４内にすることができる。そこで、測定した厚さの最小値４３２から許容最小厚さ４２２を差し引いた差を最大研削量とし、測定した厚さの最大値４３３から許容最大厚さ４２３を差し引いた差を最小研削量として、仕上げ研削における研削量を、最小研削量以上最大研削量以下の範囲内から選択する。例えば、最小研削量と最大研削量とを平均した平均値を、仕上げ研削における研削量とする。そうすれば、厚さを測定していない位置における板状ワーク３０の厚さが最小値４３２より小さかったり、最大値４３３より大きかったりした場合であっても、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１が許容範囲４２４外となる位置が発生する可能性を最小限にすることができる。

最大値４３３と最小値４３２との差４３４が許容範囲４２４の幅より大きい場合は、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１の最大値４４３と最小値４４２との差４４４も許容範囲４２４の幅より大きくなるので、板状ワーク３０上のすべての位置において、板状ワーク３０の厚さ４４１を許容範囲４２４内にすることはできない。
そこで、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１が許容範囲４２４内となる部分の面積が最大になるように、後の仕上げ研削工程における研削量を決定する。Ok

例えば、図９に示すように、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１の最小値４４２が許容最小厚さ４２２に一致するまで研削したら、板状ワーク３０の厚さ４４１は許容最大厚さ４２３より大きい部分が存在する。
また、図１０に示すように、仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さ４４１の最大値４４３が許容最大厚さ４２３に一致するまで研削したら、板状ワーク３０の厚さ４４１が許容最小厚さ４２２より小さい部分が存在する。
このように、予備研削工程で研削した板状ワークの厚さを厚さ測定手段１７２で測定し、その測定データ４３１の最小値４３２と最大値４３３との差４３４が許容範囲４２４より大きい場合には、測定データ４３１を参考にして仕上げ研削が終わった板状ワーク３０の厚さが許容範囲内になっている部分が最も大きい面積となるよう仕上げ研削の研削量を制御する。

研削量の制御は、例えば以下のようにして行う。
１．予備研削工程で測定した測定データ４３１の測定位置４１ａの厚さの中央値、測定位置４１ｂの厚さの中央値、測定位置４１ｃの厚さの中央値、測定位置４１ｄの厚さの中央値を求める。
２．各測定位置の中央値に板状ワーク３０の中心から測定位置までの距離を掛けた値を合計し、その合計値を板状ワーク３０の中心から測定位置までの距離の合算値で割ることで、測定した値の中央値を求める。具体的には、板状ワーク３０の中心を中心とした同心円上の複数の測定位置４１ａ〜４１ｄの中心から測定位置までの距離をｒａ〜ｒｄとして、下記の式で求める。
予備研削工程で研削した板状ワーク３０の厚さの中央値＝
（測定位置４１ａの厚さの中央値×ｒａ＋測定位置４１ｂの厚さの中央値×ｒｂ＋測定位置４１ｃの厚さの中央値×ｒｃ＋測定位置４１ｄの厚さの中央値×ｒｄ）／（ｒａ＋ｒｂ＋ｒｃ＋ｒｄ）
３．予備研削工程後に仕上げ厚さまで仕上げ研削する仕上げ研削工程では、上記で求めた中央値が仕上げ厚さ目標値４２５になるまで研削する。仕上げ厚さ目標値４２５は、許容範囲４２４の中間値とする。
実際には、仕上げ研削開始時に厚さ測定手段１７２が測定した測定値と上記で求めた中央値との差を求める。この時、厚さ測定手段１７２は、１つの円周で測定する。例えば、測定位置４１ｃの位置で測定していた場合、測定位置４１ｃで測定した測定値の中央値と上記で求めた中央値との差を求める。

次に厚さ測定手段１７２が板状ワーク３０の厚さを測定しつつ研削砥石２２を板状ワーク３０の表面に接触させ板状ワーク３０の表面を研削する。そして、厚さ測定手段１７２が測定する測定値＋上記の差＝仕上げ厚さ目標値４２５となった時に、研削を終了させる。これによって許容範囲４２４に入る板状ワーク３０の面積が最大となる。
上記では、測定位置４１ａ〜４１ｄで測定した厚さ測定手段１７２が測定した測定値の中央値を用いているが、各測定位置での測定値の平均値を用いても良い。
中央値を用いた場合は、チャックテーブルの上面と板状ワークの下面との間にゴミなどが挟まった要因により局所的に大きく異なった測定値を異常値としてとらえることができ、計算に含めないことができる。

（３−４）仕上げ研削工程
チャックテーブル１４に保持された板状ワーク３０を、同じ条件で再び研削手段１５ｂが研削し、判断工程で決定した仕上げ研削における研削量だけ薄化したら、研削を終了する。例えば、厚さ測定手段１７２が板状ワーク３０の厚さを測定し、測定した板状ワーク３０の厚さが、厚さ測定工程で同じ測定位置で測定した厚さから、判断工程で決定した仕上げ研削における研削量を差し引いた厚さに達したら、仕上げ研削を終了する。

このように、予備研削工程で研削された板状ワークの厚さを複数の位置で測定し、測定した厚さの最大値と最小値との差が、仕上げ厚さの許容範囲の幅以内であるか否かによって、仕上げ研削における研削量を決定するので、仕上げ研削が終わった板状ワークの厚さが許容範囲内である部分の面積を最大化することができ、板状ワークを分割して得られるチップのうち、厚さが許容範囲内であるチップの数を最大化することができる。測定した厚さの最大値と最小値との差が、仕上げ厚さの許容範囲の幅以内である場合には、最小値が測定された位置における板状ワークの厚さが許容最小厚さ以上であり、かつ、最大値が測定された位置における板状ワークの厚さが許容最大厚さ以下となるように、仕上げ研削における研削量を決定するので、すべての位置における板状ワークの厚さを、許容範囲内とすることができ、厚さが許容範囲内であるチップの数を最大化することができる。

一方、測定した厚さの最大値と最小値との差が、仕上げ厚さの許容範囲の幅より大きい場合には、厚さが許容範囲外となる部分の面積が最小になるように、仕上げ研削における研削量を決定するので、厚さが許容範囲内であるチップの数を最大化することができる。

仕上げ研削における研削量を変えるだけで、厚さが許容範囲内であるチップの数を最大化することができるので、特許文献３に記載されたチャックテーブルの傾きを調整する方式などと比べて、計算量が少なく、調整が容易であるから、研削にかかる時間を短くすることができる。特に、板状ワークを分割して得られるチップがパワーデバイスチップである場合、仕上げ厚さの許容範囲の幅が例えば数十μｍであり、通常のデバイスチップの場合（例えば数μｍ）よりも大きい。このように仕上げ厚さの許容範囲の幅が大きい場合には、仕上げ研削における研削量を変えるだけで、容易に、すべての位置における板状ワークの厚さを許容範囲内とすることができる。

また、チャックテーブルの傾きを調整する方式では、例えばチャックテーブルの保持面の凹凸など、板状ワークの中心からの距離とは異なる要因による厚さのばらつきには、対応できない。これに対し、本方式では、板状ワークの中心からの距離が異なる複数の位置について板状ワークの厚さを測定するだけでなく、板状ワークの中心からの距離が同じ複数の位置についても板状ワークの厚さを測定することにより、板状ワークの中心からの距離とは異なる要因による厚さのばらつきにも対応することができる。

なお、予備研削工程において、厚さ測定手段が板状ワークの厚さを測定する測定位置は、いずれの位置であってもよい。正確な厚さの測定は、その後の厚さ測定工程でなされるからである。

厚さ測定工程において、厚さ測定手段が板状ワークの厚さを測定する測定位置は、必ずしも同心円状に分布している必要はなく、板状ワークの中心からの距離が異なる複数の位置であればよい。例えば、測定位置移動手段が厚さ測定手段の測定位置を板状ワークの径方向にゆっくりと移動させ、回転手段がチャックテーブルを回転させながら、所定の時間間隔で厚さ測定手段が板状ワークの厚さを測定すれば、測定位置は、渦巻き状に分布することになる。

判断工程においては、最小研削量と最大研削量との２つについて許容範囲外となる部分の面積を算出するではなく、最小研削量以上最大研削量以下の範囲内から選択した２つあるいは３つ以上の研削量について、許容範囲外となる部分の面積を算出し、算出した面積が最も小さい研削量を仕上げ研削における研削量とする構成であってもよい。

１０ 研削装置、
１１１ ロボット、１１２ 供給手段、１１３ 回収手段、
１２ 位置合わせ手段、１３ ターンテーブル、
１４，１４ａ〜１４ｃ チャックテーブル、
１５ａ，１５ｂ 研削手段、
１５０ マウント，１５１ 研削ホイール，２２ 研削砥石，
１６ａ，１６ｂ 研削送り手段、１７１，１７２ 厚さ測定手段、
７２１ 測定部、７２２ 腕部、７２３ 軸部、７２９ 回動軸、
１７３ 測定位置移動手段、７３１ モータ、７３２ ベルト、
１８ 洗浄手段、１９ 回転手段、
２１ａ，２１ｂ カセット、３０ 板状ワーク、４１ａ〜４１ｄ 測定位置、
４２１ 目標仕上げ厚さ、４２２ 許容最小厚さ、４２３ 許容最大厚さ、
４２４ 許容範囲、４３１，４４１ 厚さ、４３２，４４２ 最小値、
４３３，４４３ 最大値、４３４，４４４ 差

Claims (2)

1. 板状ワークを保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルを回転させる回転手段と、
   該チャックテーブルに保持された板状ワークの上面に研削砥石を当接させて板状ワークを薄化する研削手段と、
   該研削手段によって研削される板状ワークの厚さを非接触で測定する厚さ測定手段と、
   該厚さ測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させる測定位置移動手段と、
   を備えた研削装置を用いた研削方法であって、
   該研削手段を用いて該チャックテーブルで保持した板状ワークを研削し、あらかじめ定められた仕上げ厚さより厚い厚さまで薄化する予備研削工程と、
   該予備研削工程の後、該厚さ測定手段を該チャックテーブルの径方向に移動させながら、該チャックテーブルの回転軸からの距離が異なる複数の測定位置で、該厚さ測定手段を用いて該チャックテーブルに保持された板状ワークの厚さを測定する厚さ測定工程と、
   該厚さ測定工程で測定した複数の厚さの最大値と最小値との差を算出し、算出した該最大値と最小値との差が、あらかじめ定められた該仕上げ厚さの許容最大厚さと許容最小厚さとの差以下であるか否かを判断する判断工程と、
   該判断工程における判断の結果に応じて板状ワークの研削量を調整し、該研削手段が該板状ワークを研削して薄化する仕上げ研削工程と、
   を備え、
   該判断工程において、該最大値と該最小値との差が該許容最大厚さと該許容最小厚さとの差以下であると判断した場合は、該厚さ測定手段が測定した該最小値から該許容最小厚さを差し引いた値である最大研削量と、該厚さ測定手段が測定した該最大値から該許容最大厚さを差し引いた値である最小研削量と、を算出し、該仕上げ研削工程では、該最小研削量から該最大研削量までの範囲内で設定した値を研削量とし、
   該判断工程において、該最大値と該最小値との差が該許容最大厚さと該許容最小厚さとの差より大きいと判断した場合は、該厚さ測定手段が測定した複数の測定値の中央値又は平均値から、該許容最大厚さと該許容最小厚さとの平均値を差し引いた差の値を算出し、該仕上げ研削工程では、該差の値を研削量とする、
   研削方法。
2. 前記判断工程において、前記最大値と前記最小値との差が前記許容最大厚さと前記許容最小厚さとの差以下であると判断した場合は、
   前記仕上げ研削工程において、該最小値が測定された測定位置における板状ワークの厚さが該許容最小厚さ以上であり、かつ、該最大値が測定された測定位置における板状ワークの厚さが該許容最大厚さ以下となる厚さまで、板状ワークを研削する、
   請求項１記載の研削方法。

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