(57)【要約】【課題】ウエーハを研削ホイールで研削する際にウエーハの研削面に生ずるソーマークを低減させることができるウエーハの研削方法を提供する。【解決手段】ウエーハ研削中に研削ホイール４３の回転速度とチャックテーブル１１と回転速度の少なくとも一方を定期的に又はランダムに変動させる回転速変動工程を含ませることで、研削ホイール４３とウエーハとの定速性による相関を弱め、ウエーハの研削面に生ずるソーマークを変動する回転速度によって互いに打ち消すように研削を行わせることができ、ウエーハの研削面におけるソーマークの残留を減少させることができるようにした。【選択図】        図２
2008047697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、
前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、
を備え、
前記研削工程は、前記研削ホイールの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とするウエーハの研削方法。
【請求項２】
ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、
前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、
を備え、
前記研削工程は、前記チャックテーブルの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とするウエーハの研削方法。
【請求項３】
ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、
前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、
前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、
を備え、
前記研削工程は、前記研削ホイールの回転速度と前記チャックテーブルの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とするウエーハの研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハの研削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インゴットから内周刃、ワイヤソー等の切断装置によって所定の厚さで切り出されたシリコンウエーハ等は、比較的大きなウネリを有していることから研削ホイールが装着された研削装置によって表裏面が研削されウネリが除去される。ウネリが除去されたウエーハは、研磨装置等によってさらに研磨され鏡面に加工された後、表面にＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、研削装置によってウエーハの表裏面を研削すると、ウエーハの表裏面に研削ホイールによるソーマークが形成され、研磨装置等で表裏面を研磨してソーマークを完全に除去する際に比較的長時間を要し効率が悪いという問題がある。
【０００５】
また、ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが表面に形成されたウエーハは、裏面が研削されて所定の厚さに形成され、ダイシング装置等の分割装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電子機器に利用されるが、ウエーハの裏面には研削装置によってソーマークが形成され、デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
【０００６】
前述したような研削装置は、ウエーハを回転可能に保持したチャックテーブルと、このチャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、この研削手段をチャックテーブルに保持されウエーハに対して接近および離反させる研削送り手段とから概ね構成されており、ウエーハを所望の厚さに研削することができるが、チャックテーブルを所定の回転速度で回転させながら研削ホイールを所定の回転速度で回転させてウエーハを研削すると、チャックテーブルおよび研削ホイールの回転に起因してウエーハの研削面に固有のソーマークが形成され、上記の問題を誘発する。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハを研削ホイールで研削する際にウエーハの研削面に生ずるソーマークを低減させることができるウエーハの研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るウエーハの研削方法は、ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、を備え、前記研削工程は、前記研削ホイールの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るウエーハの研削方法は、ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、を備え、前記研削工程は、前記チャックテーブルの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るウエーハの研削方法は、ウエーハを保持する保持面を有し回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールが回転可能に装着された研削手段と、該研削手段を前記チャックテーブルの前記保持面に対して垂直方向に接近および離反させる研削送り手段とを備える研削装置を用いたウエーハの研削方法であって、前記チャックテーブルの前記保持面にウエーハを保持するウエーハ保持工程と、前記チャックテーブルを回転してウエーハを回転し、前記研削ホイールを回転してウエーハの回転中心を通るように該研削ホイールを構成する環状の研削砥石を接触させてウエーハを研削する研削工程と、を備え、前記研削工程は、前記研削ホイールの回転速度と前記チャックテーブルの回転速度を定期的に又はランダムに変動させる回転速度変動工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るウエーハの研削方法によれば、ウエーハ研削中に研削ホイールとチャックテーブルとの少なくとも一方の回転速度を定期的に又はランダムに変動させることで、研削ホイールとウエーハとの定速性による相関を弱め、ウエーハの研削面に生ずるソーマークを変動する回転速度によって互いに打ち消すように研削を行わせることができ、ウエーハの研削面におけるソーマークの残留を減少させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のウエーハの研削方法を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態のウエーハの研削方法に用いる研削装置を示す外観斜視図であり、図２は、その一部を切り欠いて示す側面図である。研削装置１０は、ウエーハＷを吸引保持する保持面１１ａをそれぞれ有する３つのチャックテーブル１１と、これらのチャックテーブル１１をそれぞれ回転自在に支持して回転するターンテーブル１２と、ウエーハＷを収容するカセット１３，１４と、カセット１３からのウエーハＷの搬出またはカセット１４へのウエーハＷの搬入を行う搬出入手段１５と、ウエーハＷの中心位置合わせを行う位置合わせ手段１６と、チャックテーブル１１にウエーハＷを搬入する搬入手段１７と、チャックテーブル１１の保持面１１ａに保持されたウエーハＷに研削処理を施す研削手段３０，４０と、チャックテーブル１１からウエーハＷを搬出する搬出手段５０と、研削後のチャックテーブル１１を洗浄する洗浄手段１８と、研削後のウエーハＷの研削面を洗浄する洗浄手段６０とを備えている。なお、研削対象となるウエーハＷは、切断装置によって切り出されて両面を研削するウエーハであっても、表面にデバイスが形成されて裏面のみを研削するウエーハであってもよい。
【００１４】
ここで、ターンテーブル１２に配設された３個のチャックテーブル１１は、ターンテーブル１２がモータ１９（図２参照）によって適宜回転することにより順次移動し、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１、粗研削加工領域Ｅ２、および仕上げ研削加工領域Ｅ３に順次位置付けられる。また、個々のチャックテーブル１１は、ターンテーブル１２上に軸受２０を介して回転自在に設けられ、パルスモータ２１によって回転駆動可能に構成されている。
【００１５】
このような研削装置１０においては、カセット１３に収納されたウエーハＷが搬出入手段１５によって位置合わせ手段１６に搬送され、ここで中心位置合わせがされた後、搬入手段１７によってウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１上に搬送され載置される。
【００１６】
また、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられたチャックテーブル１１の保持面１１ａに保持されたウエーハＷに粗研削加工を施す研削手段３０は、回転可能に支持されたスピンドル３１ａを回転する交流モータ３１と、スピンドル３１ａの先端にホイールマウント３２を介して装着された研削ホイール３３と、研削ホイール３３の下面に固着されて研削ホイール３３を構成しウエーハＷの上面を粗研削する円環状の研削砥石３４と、を備えている。また、このような研削手段３０をチャックテーブル１１の保持面１１ａに対して垂直方向であるＺ軸方向に接近および離反させる研削送り手段３５を備えている。研削送り手段３５は、壁部３６にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール３７にガイドされて上下動する支持部３８に研削手段３０を支持させ、支持部３８をモータ３９の駆動により回転するボールネジ３９ａによって上下動させる構成とされている。
【００１７】
そこで、研削手段３０が交流モータ３１によるスピンドル３１ａの回転を伴って研削送り手段３５によってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール３３の研削砥石３４がウエーハＷの上面の回転中心を通るように接触することにより、粗研削加工領域Ｅ２に位置付けられパルスモータ２１によって回転中のチャックテーブル１１の保持面１１ａに保持されているウエーハＷの上面が粗研削される。
【００１８】
また、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１１の保持面１１ａに保持されたウエーハＷに仕上げ研削加工を施す研削手段４０は、回転可能に支持されたスピンドル４１ａを回転する交流モータ４１と、スピンドル４１ａの先端にホイールマウント４２を介して装着された研削ホイール４３と、研削ホイール４３の下面に固着されて研削ホイール４３を構成しウエーハＷの上面を仕上げ研削する円環状の研削砥石４４と、を備えている。また、このような研削手段４０をチャックテーブル１１の保持面１１ａに対して垂直方向であるＺ軸方向に接近および離反させる研削送り手段４５を備えている。研削送り手段４５は、壁部３６にＺ軸方向に配設された一対のガイドレール４７にガイドされて上下動する支持部４８に研削手段４０を支持させ、支持部４８をモータ４９の駆動により回転するボールネジ４９ａによって上下動させる構成とされている。すなわち、研削手段４０は、研削手段３０とは研削砥石の種類のみが異なる構成とされている。
【００１９】
そこで、研削手段４０が交流モータ４１によるスピンドル４１ａの回転を伴って研削送り手段４５によってＺ軸方向の下方に研削送りされて、回転する研削ホイール４３の研削砥石４４がウエーハＷの上面の回転中心を通るように接触することにより、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられパルスモータ２１によって回転中のチャックテーブル１１の保持面１１ａに保持されているウエーハＷの上面が仕上げ研削される。
【００２０】
上面が仕上げ研削されたウエーハＷを吸引保持しているチャックテーブル１１は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻される。上面が仕上げ研削されたウエーハＷは、この位置で、搬出手段５０に吸引保持されてチャックテーブル１１から搬出されて洗浄手段６０に搬送され、洗浄手段６０による洗浄により研削屑が除去された後に、搬出入手段１５によってカセット１４に収容される。また、洗浄手段１８は、ウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１に戻されたチャックテーブル１１上の仕上げ研削済みのウエーハＷの上面を洗浄するとともに、仕上げ研削されたウエーハＷが搬出手段５０によって取り上げられて空き状態となったウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１の洗浄を行う。
【００２１】
ここで、図２に示すように、仕上げ研削用の研削手段４０の交流モータ４１は、交流１００Ｖ電源７１に対してインバータ回路７２を介して接続されることで、研削ホイール４３の回転速度を規定するモータ回転数がインバータ回路７２の駆動周波数に依存して可変自在とされている。インバータ回路７２に対しては、その駆動周波数を制御するインバータ制御手段７３が接続されている。粗研削用の研削手段３０中の交流モータ３１に関しても同様であり、モータ回転数が可変自在とされている。また、チャックテーブル１１を回転駆動するパルスモータ２１に対しては、チャックテーブル１１の回転速度を規定するモータ回転数をパルス信号数によって可変制御するパルス信号出力手段７４が接続されている。
【００２２】
次に、本実施の形態によるウエーハＷの研削方法について説明する。ここでは、仕上げ研削加工領域Ｅ３における研削例として説明する。まず、チャックテーブル１１の保持面１１ａに対象となるウエーハＷを保持するウエーハ保持工程を実行する。この処理は、カセット１３に収納されたウエーハＷを搬出入手段１５によって位置合わせ手段１６に搬送し、中心位置合わせを行った後、搬入手段１７によってウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１のチャックテーブル１１の保持面１１ａ上に搬送載置させ、該チャックテーブル１１を処理工程の進行に伴いウエーハ搬入・搬出領域Ｅ１から粗研削加工領域Ｅ２を経て仕上げ研削加工領域Ｅ３まで移動させることで行われる。
【００２３】
ウエーハ保持工程に続いて、仕上げ研削加工領域Ｅ３に位置付けられたチャックテーブル１１をパルスモータ２１によって回転させることで保持面１１ａに保持されているウエーハＷを回転し、かつ、交流モータ４１によって研削ホイール４３を回転させるとともにウエーハＷの回転中心を通るように研削砥石４４を接触させつつ研削送り手段４５によって研削手段４０をＺ軸方向の下方に研削送りすることで、ウエーハＷの上面を研削砥石４４で研削する研削工程を実行する。
【００２４】
この研削工程は、例えば図３に示すようにチャックテーブル１１（ウエーハＷ）とＺ軸方向に研削送りされる研削ホイール４３とを共に反時計方向に回転させることで行う。
【００２５】
ここで、従来にあっては、チャックテーブルの回転数を１００ｒｐｍで一定とし、研削ホイール用のスピンドルの回転数を３０００ｒｐｍで一定として研削工程を実行しているものであり、図３中に示すように、ウエーハＷの研削面にはソーマークＭが形成される。ウエーハＷに形成されるソーマークＭの溝幅や溝深さは回転数によって異なるが、特に、チャックテーブル回転数：１００ｒｐｍ、スピンドル回転数：３０００ｒｐｍのような倍数関係にある回転数の場合には、溝深さが比較的深くて凹凸模様のはっきりとしたソーマークＭが形成されることが知られている。このように研削処理で形成されるソーマークＭは、後の研磨装置での研磨処理の効率を悪くする一因となって好ましくない。
【００２６】
そこで、本実施の形態のウエーハＷの研削方法は、研削工程中に、研削ホイール４３の回転速度又はチャックテーブル１１の回転速度の少なくとも一方を定期的に変動させる回転速度変動工程を含ませることで、ウエーハＷの研削面に生ずるソーマークを低減させるものである。
【００２７】
第一の例として、研削工程に、研削ホイール４３の回転速度を変動させる回転速度変動工程を含ませる場合を説明する。研削ホイール４３を交流モータ４１で回転駆動する場合、モータ回転数（スピンドル４１ａの回転数）は、インバータ回路７２の駆動周波数に依存し、
スピンドル回転数（ｒｐｍ）
＝｛１２０×インバータ回路７２の駆動周波数（Ｈｚ）｝／モータ極数
なる関係を有する。例えば、交流モータ４１の極数が６極で、インバータ回路７２の駆動周波数が１５０Ｈｚの場合であれば、スピンドル回転数は、１２０×１５０／６＝３０００ｒｐｍとなる。そして、インバータ制御手段７３の制御によってインバータ回路７２の駆動周波数を、例えば、１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲で連続的に変動させるとともに、１分間に３回の割合で該変動を繰返す（１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ〜２５０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ）ように制御すると、スピンドル回転数は３０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの範囲の速度変動を１分間に３回の割合で繰返すこととなる。
【００２８】
このようなスピンドル回転数の変動制御を行うことで、研削ホイール４３の回転速度も研削中に定期的に変動を繰返すこととなり、研削砥石４４は定期的な回転速度の変動を繰り返しながらウエーハＷの研削面の研削を行う。ここに、研削ホイール４３やチャックテーブル１１の回転速度の定速性ないしは周期性が高い程、研削砥石４４とウエーハＷとの相関が大きくなって溝幅、溝深さの大きなソーマークＭが形成されるのに対して、本実施の形態の第一の例では、研削ホイール４３の回転速度を定期的に変動させているので、研削砥石４４とウエーハＷとの回転速度の定速性による相関を弱め、ウエーハＷに生ずるソーマークを変動する回転速度によって互いに打ち消すように研削動作を行わせることができ、ウエーハＷの研削面に形成され又は残留するソーマークを低減させることができる。
【００２９】
第二の例として、研削工程に、チャックテーブル１１の回転速度を変動させる回転速度変動工程を含ませる場合を説明する。チャックテーブル１１をパルスモータ２１で回転駆動する場合、モータ回転数（チャックテーブル１１の回転数）は、供給されるパルス信号の数に依存し、
チャックテーブル１１の回転数（ｒｐｍ）
＝供給されるパルス信号数÷１回転に要するパルス数
なる関係を有する。例えば、パルスモータ２１が３６０パルスで１回転する場合、１秒間に６００パルスの信号を供給すると、チャックテーブル１１の回転数は、６００×６０÷３６０＝１００ｒｐｍとなる。そして、パルス信号出力手段７４の制御によってパルスモータ２１に対して、例えば、６００パルス／秒〜９００パルス／秒の範囲で連続的に変動させたパルス信号を出力するとともに、１分間に３回の割合で該変動を繰返す（６００パルス／秒〜９００パルス／秒〜６００パルス／秒〜９００パルス／秒〜６００パルス／秒〜９００パルス／秒〜６００パルス／秒）ように制御すると、チャックテーブル１１の回転数数は１００ｒｐｍ〜１５０ｒｐｍの範囲の速度変動を１分間に３回の割合で繰返すこととなる。
【００３０】
このようなチャックテーブル１１の回転速度の定期的な変動制御を行うことで、ウエーハＷは定期的な回転速度の変動を繰り返しながら研削面が研削されることとなる。ここに、研削ホイール４３やチャックテーブル１１（ウエーハＷ）の回転速度の定速性ないしは周期性が高い程、研削砥石４４とウエーハＷとの相関が大きくなって溝幅、溝深さの大きなソーマークＭが形成されるのに対して、本実施の形態の第二の例では、チャックテーブル１１（ウエーハＷ）の回転速度を定期的に変動させているので、研削砥石４４とウエーハＷとの回転速度の定速性による相関を弱め、ウエーハＷに生ずるソーマークを変動する回転速度によって互いに打ち消すように研削動作を行わせることができ、ウエーハＷの研削面に形成され又は残留するソーマークを低減させることができる。
【００３１】
第三の例としては、上述の第一および第二の例、すなわち、研削工程に、研削ホイール４３の回転速度およびチャックテーブル１１の回転速度を定期的に変動させる回転速度変動工程を含ませればよく、ウエーハＷの研削面に形成され又は残留するソーマークをより一層低減させることができる。
【００３２】
なお、上述の説明では、仕上げ研削加工領域Ｅ３における研削手段４０の研削例として説明したが、粗研削加工領域Ｅ２における研削手段３０による研削処理についても同様に適用することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、研削工程中に含まれる回転速度変動工程として、研削ホイール４３の回転速度とチャックテーブル１１の回転速度との少なくとも一方を定期的に変動させる例で説明したが、乱数発生器等を用いて研削ホイール４３の回転速度とチャックテーブル１１の回転速度との少なくとも一方をランダムに変動させる回転速度変動工程としてもよい。回転速度をランダムに変動させることによって、研削ホイール４３とチャックテーブル１１との回転速度の定速性および周期性による相関を弱めることができ、ウエーハＷの研削面に形成され又は残留するソーマークをより一層低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施の形態のウエーハの研削方法に用いる研削装置を示す外観斜視図である。
【図２】図１の研削装置の一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】チャックテーブルと研削ホイールとの関係を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１  チャックテーブル
１１ａ  保持面
３０  研削手段
３２  研削ホイール
３３  研削砥石
３５  研削送り手段
４０  研削手段
４２  研削ホイール
４３  研削砥石
４４  研削送り手段
Ｗ  ウエーハ
【図１】
2008047697.tif 000003
【図２】
2008047697.tif 000004
【図３】
2008047697.tif 000005