(57)【要約】【課題】保持面の外周に研削されない領域を残すことなく、保持面の形状を、ウェーハの厚さが一定になる形状に高い精度で整形する。【解決手段】第１研削工程で、ウェーハを研削して円形凹部を形成するための研削ホイール３０と研削砥石３１の外径３１７が等しい保持面用研削ホイールを研削手段２２に装着し、チャックテーブル２１を回転させ、研削手段２２により保持面２１１の中央部分を研削し、第２研削工程で、ウェーハを研削するときよりも研削手段２２の回転軸２２９とチャックテーブル２１の回転軸２１９とが離れた位置に研削手段２２とチャックテーブル２１とを位置付け、チャックテーブル２１を回転させ、研削手段２２により保持面２１１の外周部分を研削することにより、後のウェーハの研削時に凹部の厚さを均一にできるように保持面の形状を高精度に整形することができる。【選択図】図１
2015072971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形の保持面に載置された円板状のウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、
研削砥石が環状に配置された研削ホイールが先端に装着され、該チャックテーブルの回転軸に対して所望角度傾斜する回転軸を中心として該研削ホイールを回転させて、該チャックテーブルに保持されたウェーハの中央部に該研削砥石を接触させて該中央部に円形凹部を形成し、該円形凹部の外周側に環状凸部を形成する研削手段と、
該研削手段と該チャックテーブルとを、該チャックテーブルの径方向に平行な方向に相対的に移動させる径方向移動手段と、
を備えた研削装置を用いて、該チャックテーブルの該保持面を研削し整形するテーブル整形方法であって、
該ウェーハを研削して該円形凹部を形成するための研削ホイールと該研削砥石の外径が等しい保持面用研削ホイールを該研削手段に装着し、該径方向移動手段により該ウェーハを研削するときと同じ位置に該研削手段と該チャックテーブルとを位置付け、該チャックテーブルを回転させ、該研削手段により該保持面の中央部分を所定量研削して形成された凹面と、該凹面との間に段差を備え該保持面の外周部分に凸面を有する凸部とを形成する第１研削工程と、
該径方向移動手段により該第1研削工程よりも該研削手段の回転軸と該チャックテーブルの回転軸とが離れる位置に該研削手段と該チャックテーブルとを位置付け、該チャックテーブルを回転させ、該保持面の該凹面と該凸面との段差がなくなるよう研削する第２研削工程と、
を備える、テーブル整形方法。
【請求項２】
請求項１記載の研削装置に該保持面の高さを測定する高さ測定手段を備え、
前記第１研削工程において、該高さ測定手段により前記保持面の中央部分内における該保持面の高さを測定しながら、前記研削手段により該中央部分を研削し、
前記第２研削工程において、該高さ測定手段により該保持面の外周部分内における該保持面の高さを測定しながら、該研削手段により該外周部分を研削する
請求項１記載のテーブル整形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを研削して円形凹部を形成する研削装置において、ウェーハを保持するチャックテーブルを整形するテーブル整形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハの中央部分のみを研削して円形凹部を形成し、外周部分を研削せずに残して環状凸部とすることにより、ウェーハの取扱いを容易とし、搬送時等における破損のおそれを低減する技術が提案されている。
【０００３】
この場合に使用される研削装置では、回転軌道の最外周の外径が円形凹部の半径とほぼ等しい研削砥石を有する研削ホイールを用いてウェーハを研削する（なお以下では、研削砥石の回転軌道の最外周の直径を、単に「研削砥石の外径」という。）。ウェーハを研削する際は、ウェーハの面焼けを防ぐとともに、あやめ形状の研削痕がウェーハに形成されるのを防止するために、研削ホイールの回転軸をチャックテーブルの回転軸に対して僅かに傾けている。このため、ウェーハの凹部は、中心付近や外周付近は比較的浅く研削され、半径方向の中央付近は比較的深く研削される。一方、チャックテーブルの保持面が平面状に形成されていると、ウェーハの凹部の厚さが均一ではなくなるため、ウェーハの凹部の仕上がり厚さが均一になるように、あらかじめ、チャックテーブルの保持面を、研削後のウェーハの凹部の表面と平行になるように研削して整形している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８―６０４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、チャックテーブルの直径は、ウェーハの凹部の直径よりも大きいため、凹部形成用の研削砥石の直径と同じ直径を有する研削砥石を使って保持面を研削すると、保持面の外周に研削されない領域が残る。一方、保持面の外周に研削されない領域が残らないように、凹部形成用の研削砥石よりも大きい直径の研削砥石を使って保持面を研削すると、保持面を、凹部の厚さを均一にできる形状に高い精度で整形することが難しい。
【０００６】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、保持面の外周に研削されない領域を残すことなく、保持面の形状を、ウェーハの凹部の厚さを均一にできる形状に高い精度で整形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円形の保持面に載置された円板状のウェーハを保持し回転可能なチャックテーブルと、研削砥石が環状に配置された研削ホイールが先端に装着され、該チャックテーブルの回転軸に対して所望角度傾斜する回転軸を中心として該研削ホイールを回転させて、該チャックテーブルに保持されたウェーハの中央部に該研削砥石を接触させて該中央部に円形凹部を形成し、該円形凹部の外周側に環状凸部を形成する研削手段と、該研削手段と該チャックテーブルとを、該チャックテーブルの径方向に平行な方向に相対的に移動させる径方向移動手段と、を備えた研削装置を用いて、該チャックテーブルの該保持面を研削し整形するテーブル整形方法であって、該ウェーハを研削して該円形凹部を形成するための研削ホイールと該研削砥石の外径が等しい保持面用研削ホイールを該研削手段に装着し、該径方向移動手段により該ウェーハを研削するときと同じ位置に該研削手段と該チャックテーブルとを位置付け、該チャックテーブルを回転させ、該研削手段により該保持面の中央部分を所定量研削して形成された凹面と、該凹面との間に段差を備え該保持面の外周部分に凸面を有する凸部とを形成する第１研削工程と、該径方向移動手段により該第1研削工程よりも該研削手段の回転軸と該チャックテーブルの回転軸とが離れる位置に該研削手段と該チャックテーブルとを位置付け、該チャックテーブルを回転させ、該保持面の該凹面と該凸面との段差がなくなるよう研削する第２研削工程と、を備える。
このテーブル整形方法では、上記研削装置に該保持面の高さを測定する高さ測定手段を備え、前記第１研削工程において、前記高さ測定手段により前記保持面の中央部分内における該保持面の高さを測定しながら、前記研削手段により該中央部分を研削し、前記第２研削工程において、該高さ測定手段により該保持面の外周部分内における該保持面の高さを測定しながら、該研削手段により該外周部分を研削することが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るテーブル整形方法によれば、第１研削工程では、ウェーハの凹部形成用の研削ホイールと研削砥石の外径が等しい保持面用の研削ホイールを用い、チャックテーブルの回転軸に対して所望角度傾斜する回転軸を中心として研削ホイールを回転させて保持面を研削するため、後のウェーハの研削時に凹部の厚さを均一にできるように、保持面の形状を高精度に整形することができる。また、第１研削工程で研削できない凸部を第２研削工程で研削するため、保持面の外周部分が研削されずに残るのを防ぐことができ、ウェーハを確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】研削装置を示す正面図、側面視断面図及び平面図。
【図２】ウェーハ研削工程を示す側面視断面図及び研削されたウェーハを示す斜視図。
【図３】テーブル整形方法を示すフロー図。
【図４】第１研削工程を示す側面視断面図。
【図５】第２研削工程を示す側面視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す研削装置２０は、円板状のウェーハの中央部分だけを研削して中央部分に円形凹部を形成し、外周部分を研削せずに残すことにより、中央部分の外周側に環状凸部を形成することができる装置である。研削装置２０は、ウェーハを保持するチャックテーブル２１と、チャックテーブル２１が保持したウェーハを研削する研削手段２２と、研削手段２２を±Ｚ方向に移動させる研削送り手段２６と、研削手段２２及び研削送り手段２６をチャックテーブル２１に対して±Ｙ方向に相対移動させる径方向移動手段２３と、チャックテーブル２１の保持面２１１の高さを測定する高さ測定手段２４と、高さ測定手段２４を±Ｙ方向に移動させる位置付け手段２５とを備えている。
【００１１】
チャックテーブル２１は、ＸＹ平面に平行な円形の保持面２１１に載置されたウェーハを吸引して保持する。チャックテーブル２１は、保持したウェーハとともに、Ｚ軸方向に対して平行な回転軸２１９を中心として回転可能となっている。
【００１２】
研削手段２２においては、スピンドルの先端に研削ホイール３０が装着される。研削ホイール３０の−Ｚ側には、回転軸２２９を中心として複数の研削砥石３１が環状に配置されている。環状に配置された研削砥石３１の外径３１７は、チャックテーブル２１に保持されるウェーハの半径よりも小さい。研削手段２２は、回転軸２２９を中心として研削ホイール３０を回転させる。研削手段２２の回転軸２２９は、ＸＺ平面内で、Ｚ軸に対して僅かに傾いている。図では誇張してあるが、回転軸２２９の傾き角２２８は、例えば約０．０１度である。
【００１３】
研削送り手段２６は、例えばボールねじ機構を有し、研削手段２２を−Ｚ方向に移動させることにより、研削手段２２に装着された研削ホイール３０をチャックテーブル２１の保持面２１１に接近させ、研削手段２２を＋Ｚ方向に移動させることにより、研削ホイール３０を保持面２１１から離間させることができる。
【００１４】
径方向移動手段２３は、例えばボールねじ機構を有し、研削手段２２及び研削送り手段２６をチャックテーブル２１の径方向（保持面２１１と平行な方向）に移動させることにより、研削手段２２の回転軸２２９と、チャックテーブル２１の回転軸２１９との間の距離を変化させることができる。
【００１５】
位置付け手段２５は、高さ測定手段２４を移動させることにより、高さ測定手段２４が保持面２１１の高さを測定する位置と、チャックテーブル２１の回転軸２１９との間の距離を変化させる。
【００１６】
研削装置２０を用いてウェーハの中央部分を研削して円形凹部を形成し、円形凹部の外周側に環状の凸部を形成する場合は、図２に示すように、ウェーハを保持したチャックテーブル２１が回転し、研削手段２２が研削ホイール３０を回転させながら、研削送り手段２６が研削手段２２を−Ｚ方向に移動させ、研削砥石３１をウェーハに押し当てることにより、ウェーハを研削する。
【００１７】
研削手段２２の回転軸２２９が僅かに傾いているのは、ウェーハに面焼けやあやめ形状の条痕が発生するのを防ぐためである。これにより、研削砥石３１は、ＸＹ平面に対して傾き角２２８だけ傾いた平面内で回転する。このため、研削砥石３１は、−Ｘ方向の側の半円領域にあるときはウェーハに接触せずに浮いた状態となり、＋Ｘ方向の側の半円領域にあるときのみウェーハに接触してウェーハを研削する。研削砥石３１は、研削手段２２の回転軸２２９から＋Ｘ方向に離れるほど−Ｚ方向に位置するので、回転軸２２９から＋Ｘ方向に最も離れた位置で、ウェーハを最も深く研削する。回転軸２１９からの距離によって、研削される深さが異なり、研削される深さの位置による差は、例えば２０μｍ程度である。
【００１８】
研削されたウェーハの円形凹部における厚さが均一になるようにするためには、図２に示すように、研削される深さに合わせて、保持面２１１に例えば円弧状の凹凸をつければよい。すなわち、深く研削される位置では、保持面２１１を−Ｚ方向に低くし、浅く研削される位置では、保持面２１１を＋Ｚ方向に高くする。
【００１９】
こうしておけば、保持面２１１に載置されたウェーハ４０は、吸引されることにより、保持面２１１の形状に沿って湾曲する。この状態で、回転軸２１９を中心としてチャックテーブル２１を回転させ、研削手段２２が回転軸２２９を中心として研削ホイール３０を回転させながら、研削送り手段２６が研削手段２２を−Ｚ方向に移動させ、研削砥石３１の研削面（−Ｚ方向の面）をウェーハ４０の被研削面（＋Ｚ方向の面）に押し当てて、ウェーハ４０を研削する。これにより、ウェーハ４０の中央部分が研削されて、ウェーハ４０の外径４１７よりも小さい内径を有する円形凹部４２が形成され、研削されずに残った外周部分に環状凸部４１が形成される。ウェーハ４０が保持面２１１の凹凸に沿って湾曲した状態で研削されるので、研削される深さが位置によって異なっているにもかかわらず、円形凹部４２の厚さは均一になる。
【００２０】
このように、ウェーハＷの円形凹部４２の厚さを均一とするために、図３に示すテーブル整形方法１０では、研削装置２０のチャックテーブル２１を整形して、研削される深さにあわせて保持面２１１に凹凸をつける。テーブル整形方法１０は、チャックテーブル２１の中央部分を研削する第１研削工程１１と、チャックテーブル２１の外周部分を研削する第２研削工程１２とから構成される。以下、各工程について詳しく説明する。
【００２１】
図４に示すように、第１研削工程１１では、保持面２１１を研削するための保持面用研削ホイール３０ｂを、研削手段２２に装着する。保持面用研削ホイール３０ｂは、研削砥石３１の外径３１７が、ウェーハを研削するためのウェーハ用研削ホイール３０と等しい。
【００２２】
径方向移動手段２３は、ウェーハを研削するときと同じ位置に、研削手段２２及び研削送り手段２６を位置付ける。そして、位置付け手段２５は、研削される深さが最も深い位置における保持面２１１の高さを高さ測定手段２４が測定できるよう、高さ測定手段２４を位置付ける。この状態で、回転軸２１９を中心としてチャックテーブル２１を回転させ、研削手段２２が回転軸２２９を中心として保持面用研削ホイール３０ｂを回転させながら、研削送り手段２６が研削手段２２を−Ｚ方向に移動させ、研削砥石３１をチャックテーブル２１に押し当てて、保持面２１１を研削する。高さ測定手段２４が測定した保持面２１１の高さに基づいて、保持面２１１の研削量を算出し、あらかじめ設定された所定の量に達したら、研削送り手段２６は、研削手段２２を＋Ｚ方向に移動させてチャックテーブル２１から離間させ、研削を終了する。
【００２３】
これにより、保持面２１１は、ウェーハ４０が研削されて円形凹部４２が形成される範囲と同じ円形範囲が研削され、保持面２１１の半径部分が断面円弧状の凹面２１１ａ（図に符号追加予定）に形成される。すなわち、保持面２１１の半径方向の中心付近が最も窪み、その最も窪んだ部分から保持面２１１の中心及び外周にかけて円弧を描いて高さが高くなっている。研削手段２２の位置及び保持面用研削ホイール３０ｂの外径３１７が、ウェーハ４０を研削するときにおける研削手段２２の位置及び研削ホイール３０の外径３１７と同じであるため、ウェーハ４０に形成される円形凹部４２と同様の断面形状を有する凹面２１１ａが保持面２１１に形成される。これにより、ウェーハ４０に形成される円形凹部４２の厚さを高い精度で均一にすることができる。また、保持面２１１の外周部分には、凹面２１１ａとの間に段差を備えた凸面２１１ｂ（図に符号追加予定）を有する凸部が形成される。
【００２４】
しかし、第１研削工程１１では、ウェーハ４０に円形凹部４２が形成される範囲の外側の外周部分は、研削されない。ウェーハ４０の外径４１７は、円形凹部４２の内径よりも大きいため、このままでは、ウェーハ４０の外周部分（環状凸部４１となる部分）が保持面２１１の研削されずに残っている外周部分に当たり、ウェーハ４０を保持面２１１に形成された凹凸に沿って湾曲させることができず、その結果、ウェーハＷをしっかりと保持することができず、ウェーハ４０の円形凹部４２の厚さを高い精度で均一にすることができない。これを防ぐため、以下に示す第２研削工程１２を実行する。
【００２５】
図５に示すように、第２研削工程１２では、径方向移動手段２３が研削手段２２を移動させて、第1研削工程よりもチャックテーブル２１の回転軸２１９と研削手段２２の回転軸２２９との間の距離が離れる位置に研削手段２２とチャックテーブル２１とを位置付ける。また、位置付け手段２５は、第１研削工程１１で研削されずに残っている外周部分における保持面２１１の高さを測定できるよう、高さ測定手段２４を位置付ける。
【００２６】
この状態で、回転軸２１９を中心としてチャックテーブル２１を回転させ、研削手段２２が回転軸２２９を中心として保持面用研削ホイール３０ｂを回転させながら、研削送り手段２６が研削手段２２を−Ｚ方向に移動させ、研削砥石３１をチャックテーブル２１に押し当てて、保持面２１１を研削する。研削中は、高さ測定手段２４が測定した保持面２１１の高さに基づいて、保持面２１１の研削量を算出し、あらかじめ設定された所定の量に達したら、研削を終了する。例えば、保持面２１１の外周部分の高さが、保持面２１１の回転軸２１９上における高さと同じ高さになったら、研削送り手段２６は、研削手段２２を＋Ｚ方向に移動させ、チャックテーブル２１から離間させて研削を終了する。
【００２７】
これにより、保持面２１１の外周部分が研削されて凹面２１１ａと凸面２１１ｂとの間にあった段差がなくなり、第１研削工程１１で研削された中央部分との間にあった高さの不連続が除去される。これにより、ウェーハを保持面２１１に形成された凹凸に沿って湾曲させることができるので、ウェーハをしっかりと保持し、ウェーハの円形凹部の厚さを高い精度で均一にすることができる。
【００２８】
以上のように、第１研削工程１１で、ウェーハ４０を研削して円形凹部を形成するためのウェーハ用研削ホイール３０と研削砥石３１の外径が同じ保持面用研削ホイール３０ｂを使用して保持面２１１の中央部分を研削するので、ウェーハ４０の円形凹部４２の厚さを均一にすることができる形状の凹凸を、高い精度で保持面２１１に形成することができる。
また、第２研削工程１２で、保持面２１１の外周部分を研削するので、ウェーハ４０を保持面２１１で保持したとき、保持面２１１に形成された凹凸に沿って、ウェーハ４０を湾曲させて保持することができ、ウェーハ４０の円形凹部４２の厚さを、高い精度で均一にすることができる。
【００２９】
なお、研削送り手段２６は、研削手段２２とチャックテーブル２１とを保持面２１１に対して垂直な方向に相対的に移動させるものであればよく、研削手段２２を移動させるのではなく、チャックテーブル２１を移動させる構成であってもよいし、研削手段２２とチャックテーブル２１との双方を移動させる構成であってもよい。
【００３０】
径方向移動手段２３は、研削手段２２とチャックテーブル２１とを保持面２１１に対して平行な方向に相対的に移動させ、研削手段２２の回転軸２２９とチャックテーブル２１の回転軸２１９との間の距離を変化させるものであればよく、研削手段２２を移動させるのではなく、チャックテーブル２１を移動させる構成であってもよいし、研削手段２２とチャックテーブル２１との双方を移動させる構成であってもよい。
【００３１】
第１研削工程１１で高さ測定手段２４が保持面２１１の高さを測定する位置は、研削される深さが最も深い位置に限らず、保持面２１１が研削される範囲内（すなわち、チャックテーブル２１の回転軸２１９を中心とし、ウェーハ４０に形成される円形凹部４２の半径と同じ半径を有する円形領域の範囲内）であればよい。また、研削送り手段２６の送り量に基づいて研削量を測定する構成であってもよく、その場合、高さ測定手段２４が保持面２１１の高さを測定しなくてもよい。
【００３２】
第２研削工程１２では、ウェーハ４０の外径４１７よりも広い範囲で保持面２１１を研削すればよく、チャックテーブル２１の外周部分に研削されずに残る部分があってもよい。
【００３３】
第１研削工程１１を先に実行して第２研削工程１２をあとから実行するのではなく、第２研削工程１２を先に実行してから第１研削工程１１を実行する構成であってもよい。
【００３４】
位置付け手段２５は、高さ測定手段２４とチャックテーブル２１との保持面２１１に対して平行な方向に相対的に移動させ、高さ測定手段２４が保持面２１１の高さを測定する測定位置と、チャックテーブル２１の回転軸２１９との間の距離を変化させるものであればよく、高さ測定手段２４を移動させるのではなく、チャックテーブル２１を移動させる構成であってもよいし、高さ測定手段２４とチャックテーブル２１との双方を移動させる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０  テーブル整形方法、１１  第１研削工程、１２  第２研削工程、
２０  研削装置、２１  チャックテーブル、２１１  保持面、
２１７，３１７，４１７  外径、２１９，２２９  回転軸、
２２  研削手段、２２８  傾き角、
２３  径方向移動手段、２４  高さ測定手段、２５  位置付け手段、
２６  研削送り手段、
３０，３０ｂ  研削ホイール、３１  研削砥石、
４０  ウェーハ、４１  環状凸部、４２  円形凹部
【図１】
2015072971.tif 000003
【図２】
2015072971.tif 000004
【図３】
2015072971.tif 000005
【図４】
2015072971.tif 000006
【図５】
2015072971.tif 000007