(57)【要約】【課題】被加工物と保持面との間に隙間ができないようにする【解決手段】研削砥石３４０を用いて保持面５００を研削して保持面を形成する保持面形成方法であって、チャックテーブル５を傾けて研削ホイール３４の回転軸である第１回転軸とチャックテーブル５の回転軸である第２回転軸とが所定の大きさの角θ３をなすように調節することにより、両軸の間の傾き関係を第１傾き関係にしてから保持面５００を研削して円錐面の形状を有する第１面５０Ｃを形成する第１保持面形成工程を行った後、両軸がなす角を第１傾き関係における両軸の間の角θ３よりも大きな角θ４になるようにチャックテーブル５を更に傾けることにより、両軸の間の傾き関係を第２傾き関係にしてから、再び、保持面５００を研削して、第１面５０Ｃの外周に連なる円錐台の側面形状を有する第２面５０Ｄを形成する第２保持面形成工程を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削砥石を環状に配置した研削ホイールの中心を軸に該研削ホイールを回転させ、被加工物を吸引保持するチャックテーブルの保持面の中心を軸に該チャックテーブルを回転させ該保持面に保持された被加工物を研削砥石で研削する研削装置において、該研削砥石で該保持面を研削して該保持面を形成する保持面形成方法であって、
該研削ホイールを回転させる際の軸となる該研削ホイールの中心を通る第１回転軸と、該チャックテーブルを回転させる際の軸となる該保持面の中心を通る第２回転軸とを所定の角度の第１傾き関係で配置し、該研削砥石を該保持面の中心を通過する位置に位置づけて該保持面を研削し、少なくとも該保持面中央に円形の第１面を形成する第１保持面形成工程と、
該第１回転軸と該第２回転軸とを該第１傾き関係より大きい角度で傾けた第２傾き関係で配置し、該研削砥石で該保持面の外周部分を研削して、該保持面中央に円形の該第１面を残し、該第１面からつながる円錐台の側面形状である円環形状の第２面を形成する第２保持面形成工程と、を備え、異なる傾き関係の下で該研削砥石で該保持面を少なくとも２回研削して保持面を形成する保持面形成方法。
【請求項２】
該第１保持面形成工程は、該第１回転軸と該第２回転軸とを平行に配置し、平坦面の該第１面を形成する、請求項１記載の保持面形成方法。
【請求項３】
該第１保持面形成工程は、該第１傾き関係で、該保持面中心を頂点とした円錐面の該第１面を形成する、請求項１記載の保持面形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持面形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハを研削する研削装置は、ウェーハを保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持されたウェーハを研削する研削砥石が配設された研削手段とを備えている。
【０００３】
研削装置において、研削ホイールや保持テーブルの交換等をした後は、保持テーブルの保持面と研削砥石の研削面とを平行にするため、研削砥石で保持面を研削するセルフグラインドを実施している（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３７２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のセルフグラインドは、保持テーブルの回転軸に対して研削ホイールの回転軸を若干傾斜させ、研削砥石を保持テーブルの保持面の中心を通るように接触させて保持面の研削が行われ、保持テーブルの保持面が円錐面に形成される。ウェーハが厚い場合、保持面にウェーハを保持させた際に保持面の円錐面形状にならわずに保持面の円錐面の頂点付近とウェーハの下面の中央との間に隙間が生じてしまうため、この状態でウェーハの研削を行うとウェーハの中央が研削され過ぎて薄くなるという問題がある。
研削ホイールを回転させ回転する被加工物をインフィード研削する研削装置においては、被加工物の中央が薄くなることを防止して平坦なウェーハに仕上げるという解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、研削砥石を環状に配置した研削ホイールの中心を軸に該研削ホイールを回転させ、被加工物を吸引保持するチャックテーブルの保持面の中心を軸に該チャックテーブルを回転させ該保持面に保持された被加工物を研削砥石で研削する研削装置において、該研削砥石で該保持面を研削して該保持面を形成する保持面形成方法であって、該研削ホイールを回転させる際の軸となる該研削ホイールの中心を通る第１回転軸と、該チャックテーブルを回転させる際の軸となる該保持面の中心を通る第２回転軸とを所定の角度の第１傾き関係で配置し、該研削砥石を該保持面の中心を通過する位置に位置づけて該保持面を研削し、少なくとも該保持面中央に円形の第１面を形成する第１保持面形成工程と、該第１回転軸と該第２回転軸とを該第１傾き関係より大きい角度で傾けた第２傾き関係で配置し、該研削砥石で該保持面の外周部分を研削して、該保持面中央に円形の該第１面を残し、該第１面からつながる円錐台の側面形状である円環形状の第２面を形成する第２保持面形成工程と、を備え、異なる傾き関係の下で該研削砥石で該保持面を少なくとも２回研削して保持面を形成する保持面形成方法である。
本発明に備える該第１保持面形成工程においては、該第１回転軸と該第２回転軸とを平行に配置させ、平坦面の該第１面を形成することが望ましい。
本発明に備える該第１保持面形成工程においては、該第１傾き関係で、該保持面中心を頂点とした円錐面の該第１面を形成することが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、保持面に被加工物を保持したときに、保持面の中心付近に形成される保持面と被加工物との隙間をなくすために、２回の研削加工を施して第１面と第２面とを形成している。そのため、保持面の中心で被加工物が変形させられる原因となるような力が加わらなくなるため、保持面と被加工物との間に隙間ができなくなり、保持面の中央部分の被加工物が研削されすぎて薄くなるという問題を解決することができる。
これにより、従来はφ２００ｍｍのシリコンウェーハは２００〜３００ｎｍ以内の厚み差に仕上げることが限界であったが、本発明では、１００ｎｍ以内の厚み差に仕上げることが可能になった。
また、第２面に加えてさらに第３面、第４面、・・・といったようにさらに複数の面を形成することも可能であり、これによって、さらに確実に保持面に被加工物を保持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】研削装置の全体を表す斜視図である。
【図２】（ａ）は、研削手段を用いて保持面を研削して平坦な第１面を形成する第１保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｂ）は、第１保持面形成工程の実施後に研削手段とチャックテーブル５との傾きを変えてから再び研削手段を用いて保持面を研削して第１面の円の外側に連なる円錐台側面形状の第２面を形成する第２保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｃ）は、両工程を経て形成された保持面を表す断面図である。
【図３】（ａ）は、研削手段を用いて保持面を研削して円錐面形状の第１面を形成する第１保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｂ）は、第１保持面形成工程の実施後に研削手段とチャックテーブル５との傾きを変えてから再び研削手段を用いて保持面を研削して第１面の外側に連なる円錐台側面形状の第２面を形成する第２保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｃ）は、両工程を経て形成された保持面を表す断面図である。
【図４】（ａ）は、チャックテーブルを紙面奥行き側にも傾けてから、研削手段を用いて保持面を研削してドーム状の第１面を形成する第１保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｂ）は、第１保持面形成工程の実施後に研削手段とチャックテーブル５との傾きを変えてから再び研削手段を用いて保持面を研削して第１面の外側に連なる円錐台側面形状の第２面を形成する第２保持面形成工程の様子を表す断面図であり、（ｃ）は、両工程を経て形成された保持面を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１  研削装置の構成
図１に示す研削装置１は、チャックテーブル５に保持された半導体ウェーハ等の被加工物Ｗを、研削手段３を用いて研削する研削装置である。以下、研削装置１の構成について説明する。
【００１０】
研削装置１には、研削装置１に備える各種の機構を電気的に制御する制御手段２が備えられている。
【００１１】
図１に示すように、研削装置１には、Ｙ軸方向に延設されたベース１０と、ベース１０の上における＋Ｙ方向側に立設されたコラム１１とが備えられている。
【００１２】
コラム１１の−Ｙ方向側の側面には、研削手段３と研削送り手段４とが備えられている。
研削手段３には、Ｚ軸方向の第１回転軸３５を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を、第１回転軸３５を軸にして回転駆動するスピンドルモータ３２と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１とが備えられている。スピンドル３０の下端には、マウント３３が接続されており、マウント３３の下面には、研削ホイール３４が着脱可能に配設されている。研削ホイール３４は、基台３４１と基台３４１の下面に環状に配設された複数の研削砥石３４０とから構成されている。研削砥石３４０は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等によって固着されたダイヤモンド砥粒等によって形成されており、その下面３４０ａは被加工物Ｗを研削する研削面となっている。
【００１３】
研削送り手段４には、Ｚ軸方向の回転軸４５を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０に対して平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールネジ４０を回転軸４５を軸にして回動させるＺ軸モータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合して側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３と、昇降板４３に連結され研削手段３を保持するホルダ４４とが備えられている。
Ｚ軸モータ４２によってボールネジ４０が駆動されて、回転軸４５を軸にして回転すると、これに伴い、昇降板４３がガイドレール４１に案内されてＺ軸方向に昇降移動して、ホルダ４４に保持されている研削手段３がＺ軸方向に昇降移動する構成となっている。研削送り手段４を用いて研削手段３を駆動して、研削砥石３４０をチャックテーブル５に保持されている被加工物Ｗに対して接近及び離間させることができる。
【００１４】
図１に示すように、研削装置１のベース１０の上には、チャックテーブル５が備えられている。チャックテーブル５は、被加工物Ｗを保持する円板形状のテーブルであり、保持面５００を有する吸引部５０と吸引部５０を囲繞する枠体５１とを備えている。また、チャックテーブル５は、吸引路５２を介して吸引源５３に接続されている。例えば、吸引源５３によって発揮される吸引力を、吸引路５２を通じて保持面５００に伝達することによって、保持面５００の上に被加工物Ｗを吸引保持することができる。
チャックテーブル５には、チャックテーブル５をＺ軸方向の第２回転軸５５を軸にして回転させる回転手段５４が配設されている。
また、チャックテーブル５には、図示しない傾き調整手段が配設されている。傾き調整手段を用いてチャックテーブル５を傾けることによって、第２回転軸５５がＺ軸方向に対して傾斜することとなる。なお、傾き調整手段としては、例えば特許文献１の可動支持部を用いることができる。
さらに、チャックテーブル５の周囲にはカバー１２が配設されており、カバー１２には蛇腹１３が伸縮自在に連結されている。カバー１２とチャックテーブル５とは、被加工物Ｗの研削加工の際に、ベース１０の内部に配設されている図示しないＹ軸方向への移動手段によって駆動されて、Ｙ軸方向に一体的に往復移動する。このとき、カバー１２のＹ軸方向の移動に伴って蛇腹１３が伸縮することとなる。
【００１５】
図１に示すように、研削装置１のベース１０の上には、ウェーハ上面ハイトゲージ６０、保持面ハイトゲージ６１、及び算出手段６２を備えた厚み測定手段６が配設されている。研削加工中、ウェーハ上面ハイトゲージ６０を被加工物Ｗの表面Ｗａに当接させつつ、保持面ハイトゲージ６１をチャックテーブル５の保持面５００に当接させることによって、被加工物Ｗの表面Ｗａ及びチャックテーブル５の保持面５００の高さを測定して、測定された両者の高さの値を基に、算出手段６２において被加工物Ｗの厚みを算出することができる。
【００１６】
２  保持面形成方法
上記の研削装置１を用いて保持面５００を研削して、所望の形状を有する保持面５００を形成する保持面形成方法について説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
（第１保持面形成工程）
まず、図１に示すチャックテーブル５を図示しないＹ軸方向への移動手段を用いてＹ軸方向に移動させて、図２（ａ）に示すように、研削砥石３４０の下面３４０ｂがチャックテーブル５の保持面５００の中心Ｏを通るように位置合わせする。
次に、第１回転軸３５と第２回転軸５５との傾き関係が第１傾き関係となるように第２回転軸５５の傾きを調整する。第１実施形態においては、第１傾き関係を、図２（ａ）に示すような、第１回転軸３５と第２回転軸５５とが互いに平行となる関係とする。従って、図示しない傾き調整手段を用いてチャックテーブル５を傾斜させて、第１回転軸３５と第２回転軸５５とが互いに平行になるように調整する。
なお、図２（ａ）に示すように、第１回転軸３５と第２回転軸５５とが平行であるときには、便宜上、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の角度θ１を０度とする。
【００１８】
その後、図１及び図２に示すように、研削手段３のスピンドルモータ３２を用いてスピンドル３０を、第１回転軸３５を軸にして回転させることによって、スピンドル３０に接続された研削砥石３４０を、第１回転軸３５を軸にして回転させるとともに、回転手段５４を用いてチャックテーブル５を、第２回転軸５５を軸にして回転させる。
研削砥石３４０とチャックテーブル５とが回転している状態で、研削送り手段４のＺ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を回動させて、昇降板４３をガイドレール４１に沿って−Ｚ方向に降下させる。これにより、ホルダ４４を介して昇降板４３に支持されている研削手段３が−Ｚ方向に降下していき、図２（ａ）に示すように、研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の保持面５００とが当接する。
研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の保持面５００とが当接している状態で、さらに研削砥石３４０をチャックテーブル５の保持面５００に対して押し下げていくことによって保持面５００を研削して、図２（ａ）に示すようなＸＹ平面に平行な平坦な第１面５０Ａを形成する。
【００１９】
（第２保持面形成工程）
次に、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を上昇させて、研削砥石３４０を第１面５０Ａから離間させる。そして、第１回転軸３５と第２回転軸５５との傾き関係が第２傾き関係となるように第２回転軸５５の傾きを調整する。図示しない傾き調整手段を用いて、第２回転軸５５を−Ｙ方向に傾けて、例えば、図２（ｂ）に示すように、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の角度がθ２（θ２≠０）となるように調整する。
なお、第２傾き関係における第１回転軸３５と第２回転軸５５とのなす角度θ２は、上記の第１傾き関係における第１回転軸３５と第２回転軸５５とのなす角度θ１よりも大きいものとする。
【００２０】
その後、研削砥石３４０及びチャックテーブル５を、第１回転軸３５及び第２回転軸５５を軸としてそれぞれ回転させながら、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を降下させて、研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の保持面５００を構成する第１面５０Ａとを当接させる。このとき、図２（ｂ）に示すように、第１面５０Ａの中心Ｏと研削砥石３４０の下面３４０ｂとの間には隙間が空いた状態となっている。この状態で研削送り手段４を用いて、再び研削砥石３４０を−Ｚ方向に押し下げていき、第１面５０Ａの外周部分を研削して、第２面５０Ｂを形成する。
【００２１】
このとき、図２（ｂ）に示すように、第１面５０Ａの研削を行いながら、例えば、保持面ハイトゲージ６１をチャックテーブル５の上に接触させて、研削によって変化する第２面５０Ｂの高さを監視することにより、第２面５０Ｂが予め定められた高さになるまで研削することができる。
また、第１面５０Ａの面積が予め定められた面積になるまで研削することができる。
例えば、第1面５０Ａは直径１０ｍｍの円になるまで研削する。
【００２２】
以上のように、保持面５００を研削することによって、図２（ｃ）に示すように、保持面５００の中央に平坦な円形状の第１面５０Ａを残しつつ、第1面の円の径方向と−Ｚ方向との間に延びるように、第１面５０Ａからつながる円錐面、または円錐台の側面の形状を有する第２面５０Ｂを形成することができる。
【００２３】
［第２実施形態］
（第１保持面形成工程）
まず、図１に示すチャックテーブル５を図示しないＹ軸方向への移動手段を用いてＹ軸方向に移動させて、図３（ａ）に示すように、研削砥石３４０の下面３４０ｂがチャックテーブル５の保持面５００の中心Ｏを通るように位置合わせする。
次いで、図示しない傾き調整手段を用いてチャックテーブル５を傾けることによって、第１回転軸３５と第２回転軸５５との傾き関係を第１傾き関係に調整する。第２実施形態においては、第１傾き関係を、図３（ａ）に示すような、第１回転軸３５と第２回転軸５５とが０度でない所定の角θ３をなしている関係とする。
【００２４】
その後、第１実施形態と同様に、研削砥石３４０及びチャックテーブル５を第１回転軸３５及び第２回転軸５５を軸としてそれぞれ回転させる。研削砥石３４０及びチャックテーブル５が回転している状態で、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を−Ｚ方向に降下させる。これにより、図３（ａ）に示すように、研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の保持面５００とが当接する。
【００２５】
研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の保持面５００とが当接している状態で、さらに研削砥石３４０をチャックテーブル５の保持面５００に対して押し下げていくことによって、保持面５００を研削して、図３（ａ）に示すように、保持面５００の中心Ｏを頂点に持つ円錐面形状の第１面５０Ｃを形成する。
【００２６】
（第２保持面形成工程）
次に、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を上昇させて、研削砥石３４０を第１面５０Ｃから離間させる。そして、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の傾き関係が第２傾き関係となるように、図示しない傾き調整手段を用いてチャックテーブル５を傾ける。このとき、図３（ｂ）に示すように、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の角θ４が、第１傾き関係における第１回転軸３５と第２回転軸５５とがなす角θ３よりも大きくなるように傾ける。
【００２７】
その後、チャックテーブル５及び研削砥石３４０を第１回転軸３５及び第２回転軸５５を軸としてそれぞれ回転させながら、研削送り手段４を用いて研削砥石３４０を降下させて、研削砥石３４０の下面３４０ｂとチャックテーブル５の第１面５０Ｃとを当接させる。このとき、図３（ｂ）に示すように、第１面５０Ｃの中心Ｏと研削砥石３４０の下面３４０ｂとの間には隙間が空いた状態となっており、この状態で、研削砥石３４０を−Ｚ方向に押し下げていくことによって、第１面５０Ｃの外周部分を研削して、第２面５０Ｄを形成する。
【００２８】
このとき、第１実施形態と同様に、図３（ｂ）に示すように、第１面５０Ｃの研削中に、例えば、保持面ハイトゲージ６１を第２面５０Ｄの上に接触させて、研削によって変化する第２面５０Ｄの高さを監視することにより、第２面５０Ｄが予め定められた高さになるまで研削することができる。
また、第１面５０Ｃの面積が予め定められた面積になるまで研削することができる。
このようにして、保持面５００を研削することにより、図３（ｃ）に示すように、中央に円錐面の形状を有する第１面５０Ｃを残しつつ、第１面５０Ｃからつながる円錐台の側面の形状を有する第２面５０Ｄを形成することができる。
【００２９】
また、例えば、第１保持面形成工程において、図４（ａ）に示すように、チャックテーブル５を−Ｙ方向に傾けて第１回転軸３５と第２回転軸５５とが角θ３をなすようにするだけでなく、チャックテーブル５をＸ軸方向にも傾斜させてから、研削砥石３４０を保持面５００に当接させて保持面５００を研削することにより、ドーム状の第１面５０Ｅを形成することができる。
その後、図４（ｂ）に示すように、さらに、チャックテーブル５を−Ｙ方向に傾けて、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の角を、θ３よりも大きな角度を有するθ４にした後に、再び保持面５００の研削を行うことにより、図４（ｃ）に示すような、ドーム状の第１面５０Ｅにつながる円錐台の側面形状を有する第２面５０Ｆを形成することができる。
なお、第１回転軸３５と第２回転軸５５との間の角をθ４にする際に、チャックテーブルをＸ軸方向にも傾けてもよい。
【００３０】
以上のように、第１保持面形成工程と第２保持面形成工程とを順次行うことにより、円形の第１面と円環状の第２面とを形成することができる。これにより、保持面５００の第１面と第２面とに被加工物Ｗを保持したときに、中心Ｏと被加工物Ｗとの間に隙間ができなくなり、保持面５００の中央付近に位置している被加工物Ｗが研削されすぎてしまうという問題を解決することができる。
【００３１】
なお、本発明にかかる保持面形成方法は、上記のような第１保持面形成工程と第２保持面形成工程とから構成されるものに限定されない。すなわち、第２保持面形成工程において第２面を形成した後に、例えば、チャックテーブル５をさらに傾けて、第１回転軸３５と第２回転軸５５とがなす角が、第２傾き関係のときの第１回転軸３５と第２回転軸５５とがなす角よりも大きな角度となるような第３傾き関係にしてから、第２面を研削することによって、第２面の外周に連なる第３面を形成することができる。同様にして、第４面、第５面、・・・というように、さらに複数の面を形成することも可能であり、被加工物Ｗを保持した際に、保持面５００と被加工物Ｗの間の隙間ができるのをより確実に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：研削装置  １０：ベース  １１：コラム  １２：カバー  １３：蛇腹
２：制御手段  ３：研削手段  ３０：スピンドル  ３１：ハウジング
３２：スピンドルモータ
３３：マウント  ３４：研削ホイール  ３４０：研削砥石  ３４０ｂ：研削砥石の下面
４３１：基台  ３５：第１回転軸  ４：研削送り手段  ４０：ボールネジ
４１：ガイドレール  ４２：Ｚ軸モータ  ４３：昇降板  ４４：ホルダ  ４５：回転軸
５：チャックテーブル  ５０：吸引部  ５００：保持面  ５１：枠体  ５２：吸引路
５３：吸引源  ５４：回転手段  ５５：第２回転軸
６：厚み測定手段  ６０：ウェーハ上面ハイトゲージ  ６１：保持面ハイトゲージ
６２：算出手段  Ｗ：被加工物  Ｗａ：被加工物の表面  Ｏ：保持面の中心
５０Ａ：平坦な第１面  ５０Ｃ：円錐面形状の第１面  ５０Ｅ：ドーム状の第１面
５０Ｂ、５０Ｄ、５０Ｆ：円錐台の側面形状の第２面
θ１〜θ４：第１回転軸と第２回転軸とがなす角
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020175472.tif 000005
【図４】
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