(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のデバイスが形成されたデバイス形成領域と、該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの、前記デバイス形成領域に対応する裏面側の領域を所定厚さ除去して凹部を形成し、その結果、外周余剰領域が凸部となったウェーハの該凹部に金属膜を被覆し、その後、不要となった該凸部を研削加工する加工方法であって、
研削加工前に前記ウェーハの前記凸部が形成された外周余剰領域の厚さと、前記凹部が形成されたデバイス形成領域の厚さとを非接触式センサによって測定する第１厚さ測定工程と、
前記ウェーハを、研削装置の吸着テーブルに裏面が露出する向きに吸着した状態で、ウェーハの前記凸部が形成された外周余剰領域の厚さを接触式センサによって測定する第２厚さ測定工程と、
前記第１厚さ測定工程で測定された外周余剰領域の厚さをａとし、前記第２厚さ測定工程で測定された外周余剰領域の厚さをａ’とし、前記第１厚さ測定工程で測定されたデバイス形成領域の厚さをｂとし、その場合に、差ａ’−ａを測定誤差として求め、該差ａ’−ａにｂを足して、前記接触式センサで測定されるであろうと予測されるデバイス形成領域の厚さｂ’を算出するデバイス形成領域厚さ算出工程と、
前記ｂ’を基準に、前記吸着テーブルに吸着されたウェーハの外周余剰領域の厚さを所望の値になるまで研削する凸部研削工程とを備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイス形成領域に対応する裏面側の領域のみを所望厚さ除去して凹部を形成し、その結果、外周余剰領域が凸部となったウェーハの凸部を研削加工する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の電子回路が表面に形成された半導体チップは、各種電気・電子機器を小型化する上で今や必須のものとなっている。半導体チップは、円盤状の半導体ウェーハ（以下、ウェーハ）の表面に、ストリートと呼ばれる分割予定ラインで格子状の矩形領域を区画し、これら矩形領域に電子回路を形成した後、ウェーハをストリートに沿って切断し、分割するといった工程で製造される。
【０００３】
このような製造工程において、ウェーハは、半導体チップに分割されるに先だち、電子回路が形成されたデバイス面とは反対側の裏面が研削加工装置によって研削され、所定の厚さに薄化されている。裏面の研削は、電子機器のさらなる小型化や軽量化の他、熱放散性を向上させて性能を維持させることなどを目的としている。このような、裏面研削により薄化されたウェーハは、薄化前のウェーハより剛性が低くなり、裏面研削後のウェーハの取り扱いや搬送が困難になるという問題が発生する。そこで、剛性を確保するために、デバイスが形成されているデバイス形成領域に対応する裏面側の領域のみを研削して、デバイス形成領域の外周である外周余剰領域に、補強部として凸部を形成することが行われている。
【０００４】
このように、外周余剰領域に凸部を形成することで、外側の厚さが維持されるとともにウェーハの剛性が確保され、裏面研削後のウェーハの取り扱いや搬送が容易になる。しかしながら、凸部が外周余剰領域に形成されていると、半導体チップに個片化するダイシング工程時に凸部が障害になるという問題が生じてしまう。そのため、外周余剰領域に凸部を形成した場合には、ダイシング工程を行う前に凸部を除去する必要がある。凸部を除去する方法として、例えば特許文献１の方法がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９３７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように、ウェーハの裏面研削後に金、銀、チタンなどの金属膜によって裏面を被覆する場合がある。このような場合、ウェーハの厚さを測定しないで凸部を研削すると、過剰に研削してしまい、デバイス形成領域に対応した領域の金属膜が剥がれてしまう可能性がある。逆に、凸部の研削量が過少になって凸部が除去されずに残ってしまう場合では、上記のように凸部がダイシング工程時に障害になる可能性がある。このため、厚さ測定器を用いて、デバイス形成領域の厚さおよび外周余剰領域の厚さを測定して、凸部を研削することが好ましい。しかしながら、接触端子などを測定箇所に接触させる接触式の厚さ測定器では、接触端子が金属膜を傷つけてしまい使用できない。また、非接触式の厚さ測定器では、研削中にウェーハの研削面などに供給される研削水などの影響を受けてしまい、正確にウェーハの厚さが測定されない。よって、研削加工前にウェーハの凹部と凸部の厚さを非接触式センサによって測定し、研削中は凸部のみを接触式センサによって測定することになるが、両センサによる測定結果に、温度の変化によって生じる測定値のずれである温度ドリフトや保持面に付着した異物の影響などによる誤差が生じた場合、凸部の研削の基準となる凹部の厚さを仮に接触式センサで測定した場合として推定する必要がある。
【０００７】
よって本発明は、デバイス形成領域に対応する裏面側の領域のみを所望厚さ除去して、その結果、外周余剰領域が凸部となったウェーハの凸部を除去する加工方法において、デバイス形成領域の厚さおよび外周余剰領域の厚さを測定し、外周余剰領域を最適の厚さまで確実に研削できるウェーハの加工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス形成領域と、デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウェーハの、デバイス形成領域に対応する裏面側の領域を所定厚さ除去して凹部を形成し、その結果、外周余剰領域が凸部となったウェーハの凹部に金属膜を被覆し、その後、不要となった凸部を研削加工する加工方法であって、研削加工前に前記ウェーハの凸部が形成された外周余剰領域の厚さと凹部が形成されたデバイス形成領域の厚さを非接触式センサによって測定する第１厚さ測定工程と、前記ウェーハを、研削装置の吸着テーブルに裏面が露出する向きに吸着した状態で、ウェーハの凸部が形成された外周余剰領域の厚さを接触式センサによって測定する第２厚さ測定工程と、第１厚さ測定工程で測定された外周余剰領域の厚さをａとし、第２厚さ測定工程で測定された外周余剰領域の厚さをａ’とし、第１厚さ測定工程で測定されたデバイス形成領域の厚さをｂとし、その場合に、差ａ’−ａを測定誤差として求め、差ａ’−ａにｂを足して、接触式センサで測定されるであろうと予測されるデバイス形成領域の厚さｂ’を算出するデバイス形成領域厚さ算出工程と、ｂを基準に、吸着テーブルに吸着されたウェーハの外周余剰領域の厚さを所望の値になるまで研削する凸部研削工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明は、デバイス形成領域の裏面が凹状、外周余剰領域の裏面が凸状になったウェーハの凹部および凸部の厚さを測定し、外周余剰領域を所望の厚さに研削するものである。第１厚さ測定工程では、非接触式のセンサを用いて、外周余剰領域の厚さａとデバイス形成領域の厚さｂを測定する。次いで、第２厚さ測定工程では、ウェーハが吸着テーブルに吸着された状態で外周余剰領域の厚さａ’を測定する。デバイス形成領域厚さ算出工程では、それぞれの厚さ工程で得られた外周余剰領域の厚さａ、ａ’およびデバイス形成領域の厚さｂを用いて、接触式センサで測定されるであろうと予測されるデバイス形成領域の厚さｂ’＝（ａ’−ａ）＋ｂを算出する。これらの工程により、デバイス形成領域の裏面であるウェーハの凹部に何も接触させずに、吸着テーブルに吸着された状態のウェーハのデバイス形成領域の厚さｂ’が得られる。このデバイス形成領域の厚さｂ’を基準にして、ウェーハの凸部は、研削される。凸部の研削では、デバイス形成領域の厚さｂ’＋α（凸部の残り代）を所望の研削量として凸部の研削が制御されるため、デバイス形成領域の厚さｂ’が基準となる。
【００１０】
上記ウェーハの裏面には、例えば金、銀、チタンなどの金属膜などが形成される場合があるため、接触式のセンサの接触端子などを接触させて、凸部の厚さおよび凹部の厚さを測定することは好ましくない。また、研削時には研削水などがウェーハの研削面などに供給されるため、吸着テーブル上では、非接触式のセンサを用いて、凸部の厚さおよび凹部の厚さを正確に測定することが困難である。そのため、吸着テーブルに吸着された状態で、上記センサを用いて研削の基準となるデバイス形成領域の厚さを測定することは難しい。しかしながら、本発明では、ウェーハの凹部に何も接触させずに研削の基準となるデバイス形成領域の厚さｂ’を得るため、デバイス形成領域の裏面を傷つけることなく外周余剰領域を所望の厚さに確実に研削することができる。
【００１１】
また、１つのウェーハを複数の厚さ測定器で厚さを測定すると、温度ドリフトや保持面に付着した異物などの影響によって測定値に誤差が生じる場合がある。これを例えると、非接触式センサで測定した結果が「１００」だったものが接触式センサでは「１０１」となり、「２００」だったものが「２０１」となるような場合で、測定値に比例せず誤差の値が一定となるケースである。そのため、複数の場所で複数の厚さ測定器を用いて、ウェーハの厚さを測定する場合では、測定値の間に生じるシフト誤差を把握して、測定値を修正することが好ましい。本発明では、非接触式と接触式の２つの厚さ測定器を用いて、それぞれ別の場所で凹部や凸部の厚さを測定しているため、それぞれの測定値の間にシフト誤差が生じるおそれがある。しかしながら、上記のように凸部の厚さａ、ａ’を得ることで、非接触式の厚さ測定器と接触式の厚さ測定器との間に生じるシフト誤差を把握することができる。この凸部の厚さａ、ａ’を用いて測定値の差であるａ’−ａを求め、デバイス形成領域の厚さｂに足すことで、非接触式センサと接触式センサとの間に生じたシフト誤差が加味されたデバイス形成領域の厚さｂ’が求められる。これらの結果、異なるセンサを用いた測定結果にシフト誤差が生じても、所望の研削結果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、デバイス形成領域に対応する裏面に凹部、外周余剰領域の裏面に凸部を有するウェーハの凸部を研削するにあたって、ウェーハの凹部に何も接触させずに、研削の基準となるウェーハのデバイス形成領域の厚さを得るため、デバイス形成領域の裏面を傷つけることなく外周余剰領域を所望の厚さに確実に研削することができる。この結果、研削加工ミスの発生が抑えられ、加工効率の向上が図られるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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
図１の符号１は、円盤状の半導体ウェーハを示している。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１ａ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（デバイス）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。
【００１４】
複数の半導体チップ３は、ウェーハ１と同心の概ね円形状のデバイス形成領域４に形成されている。デバイス形成領域４はウェーハ１の大部分を占めており、このデバイス形成領域４の周囲であってウェーハ１の外周部は、半導体チップ３が形成されない環状の外周余剰領域５とされている。また、ウェーハ１の外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）６が形成されている。このノッチ６は、外周余剰領域５内に形成されている。
【００１５】
図２に示すように、ウェーハ１は、デバイス形成領域４に対応する裏面１ｂ側の領域が所定厚さに研削される。この研削により、ウェーハ１の裏面１ｂには、デバイス形成領域４に対応する領域に凹部４Ａが形成されるとともに、凹部４Ａの周囲に環状の凸部５Ａが形成される。また、デバイス形成領域４に対応する裏面１ｂ側の研削後、凹部４Ａには、金、銀、チタンなどの金属膜が被覆され、この後、凸部５Ａが研削される。このような加工をするにあたり、半導体チップ３が形成された表面１ａ全面に、保護テープ７が貼着される。ウェーハ１は、裏面研削や凸部５Ａの研削の際には、裏面１ｂを露出させるために表面１ａを研削加工装置のチャックテーブルに合わせて載置する。保護テープ７は、チャックテーブルに表面１ａが直接接触して電子回路等が傷付くことを防いで保護するために、表面１ａに貼着される。保護テープ７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程度の粘着剤を塗布した構成のものが用いられ、粘着剤をウェーハ１の表面１ａに合わせて貼り付けられる。
【００１６】
デバイス形成領域４に対応する裏面側の研削および凸部５Ａの研削は、上述したようにチャックテーブルに裏面を露出させて保持し、チャックテーブルに対向配置された砥石工具を回転させながらウェーハ１の裏面１ｂに押し付けるといった構成の研削加工装置によってなされる。
【００１７】
［２］研削加工装置
図３〜図８を参照して、上記ウェーハ１のデバイス形成領域４の裏面１ｂ側に対応する領域の研削（凹部４Ａ形成の研削）および本実施形態の加工方法を好適に実施する研削加工装置を説明する。
この研削加工装置１０によれば、上記保護テープ７を介してウェーハ１の表面１ａ側を真空チャック式のチャックテーブル３０の吸着面に吸着させてウェーハ１を保持し、２台の研削ユニット（粗研削用と仕上げ研削用）４０Ａ，４０Ｂによってウェーハ１に対し粗研削と仕上げ研削を順次行う。
【００１８】
図３に示すように、研削加工装置１０は直方体状の基台１１を有しており、ウェーハ１は、この基台１１上の所定箇所に着脱自在にセットされる供給カセット１２Ａ内に、表面側を上にした状態で、複数が積層して収納される。供給カセット１２Ａに収納されている１枚のウェーハ１が搬送ロボット１３によって引き出され、表裏を反転されて裏面を上に向けた状態で位置決めテーブル１４上に載置され、ここで一定の位置に決められる。位置決めテーブル１４はウェーハ１を真空吸着可能なバキューム機構を有するテーブルではあるが、ウェーハ１が載置された段階ではバキュームはせずに複数の位置決めピン１４Ａを位置決めテーブル１４の中心方向に向けて同時に移動させることで位置決めテーブル１４の中心とウェーハ１の中心を合致させて位置決めする。その後、ウェーハ１を真空吸着にて固定し、位置決めテーブル１４を回転させてウェーハ１のノッチ６の位置を、ノッチセンサ１５によって検出する。次いで、位置決めテーブル１４の近傍に設けられた図４に示す第１厚さ測定器１６を用いて、ウェーハ１の凹部４Ａの厚さｂおよび凸部５Ａの厚さａが測定される。なお、ここでの説明では、「凹部の厚さ」とは、凹部４Ａが形成されて薄化されたデバイス形成領域４の厚さのことを言い、「凸部の厚さ」とは、外周余剰領域５の厚さのことを言う。
【００１９】
第１厚さ測定器１６は、図４に示すように、基台１１に固定されるリニアガイド１７と、リニアガイド１７上に摺動自在に取り付けられるスライダ１８と、側端部がスライダ１８に取り付けられたアーム１９と、アーム１９の先端に取り付けられる測定ヘッド２０とで構成される。測定ヘッド２０は、一般周知のレーザ変位計などが用いられる。アーム１９の先端に固定された測定ヘッド２０は、スライダ１８を介してリニアガイド１７により位置決めテーブル１４の中心方向に進退自在に移動する。凸部５Ａと凹部４Ａの厚さ測定は、研削加工装置１０上で実施する以外に別の測定装置などで測定し、その結果を研削加工装置１０にフィードバックしてもかまわない。一般的にレーザ変位計は、水滴などによる影響を受けやすく乾燥した環境での使用に限定されるため、研削ユニット４０Ａ、４０Ｂの近傍の研削水などの液体が使用される状況下では使用できない。
【００２０】
基台１１上には、Ｒ方向（図３に示す）に回転駆動されるターンテーブル３５が設けられており、さらにこのターンテーブル３５の外周部分には、複数（この場合、３つ）の円盤状のチャックテーブル３０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。これらチャックテーブル３０はＺ方向（鉛直方向）を回転軸として回転自在に支持されており、図示せぬ駆動機構によって回転駆動させられる。
【００２１】
位置決めテーブル１４上で位置決めがなされたウェーハ１は、供給アーム２１によって位置決めテーブル１４から取り上げられ、真空運転されている１つのチャックテーブル３０上に、保護テープ７が貼着された表面１ａ側を下に向けた状態で同心状に載置される。チャックテーブル３０は、図５（ｂ）に示すように、枠体３１の中央上部に、多孔質部材による円形の吸着部３２が形成されたもので、ウェーハ１は吸着部３２の上面３２ａに、保護テープ７が密着し、かつ、裏面１ｂが露出する状態に吸着、保持される。このため、ウェーハ１の表面１ａ側の半導体チップ３の電子回路が保護テープ７によって保護され、ダメージを受けることが防止される。
【００２２】
チャックテーブル３０に保持されたウェーハ１は、ターンテーブル３５がＲ方向（時計回り方向）へ所定角度回転することにより、粗研削用研削ユニット４０Ａの下方の一次研削位置に送り込まれる。この位置で研削ユニット４０Ａによりウェーハ１が粗研削される。次いでウェーハ１は、再度ターンテーブル３５がＲ方向へ所定角度回転することにより、仕上げ研削用研削ユニット４０Ｂの下方の二次研削位置に送り込まれ、この位置で研削ユニット４０Ｂによりウェーハ１が仕上げ研削される。
【００２３】
各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは同一構成であり、装着される砥石が粗研削用と仕上げ研削用と異なることで、区別される。図５および図６に示すように、研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、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４１と、このスピンドルハウジング４１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４２と、スピンドルハウジング４１の上端部に固定されてスピンドルシャフト４２を回転駆動するモータ４３と、スピンドルシャフト４２の下端に同軸的に固定された円盤状のフランジ４４とを具備している。
【００２４】
フランジ４４には、図５（ｂ）に示すように、凹部形成用の砥石ホイール４５が着脱可能に取り付けられる。砥石ホイール４５は、環状のフレーム４５ａの下面に複数の砥石４７が環状に配列されて固着されたものである。砥石４７の下端面である刃先は、スピンドルシャフト４２の軸方向に直交するように設定される。砥石４７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。砥石ホイール４５の研削外径は、ウェーハ１の半径よりも僅かに小さくて形成する凹部４Ａの半径に相当している。砥石ホイール４５のフレーム４５ａは、下部が下方に向かうにしたがって縮径する円錐状に形成されており、砥石４７が配列される下端面の外径が凹部４Ａの半径に相当する寸法となっている。
【００２５】
砥石ホイール４５に固着される砥石４７は、粗研削用と仕上げ研削用があり、砥石４７が粗研削用とされた砥石ホイール４５は、粗研削用の研削ユニット４０Ａに装着される。また、砥石４７が仕上げ研削用とされた砥石ホイール４５は、仕上げ研削用の研削ユニット４０Ｂに装着される。粗研削用の砥石４７は、例えば♯３２０〜♯６００程度の比較的粗い砥粒を含むものが用いられる。また、仕上げ研削用の研削ユニット４０Ｂに取り付けられる砥石４７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。各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂ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）が設けられている。
【００２６】
各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、基台１１の奥側の端部に立設されたＸ方向に並ぶ左右一対のコラム２６の前面に、それぞれ取り付けられている。各コラム２６に対する各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂの取付構造は同一であってＸ方向で左右対称となっている。
【００２７】
各コラム２６のＹ方向手前側の前面２６ａは、基台２１の上面に対しては垂直面であるが、Ｘ方向の中央から端部に向かうにしたがって奥側に所定角度で斜めに後退するテーパ面に形成されている。このテーパ面２６ａの水平方向すなわちテーパ方向は、対応する前方の加工位置（左側のコラム２６では左側の一次加工位置、右側のコラム２６では右側の二次加工位置）に位置付けられたチャックテーブル３０の回転中心と、ターンテーブル３５の回転中心とを結ぶ線に対して平行になるように設定されている。
【００２８】
図３および図７に示すように、各コラム２６のテーパ面２６ａには、そのテーパ方向と平行な上下一対のガイド５１が設けられており、このガイド５１には、Ｘ軸スライダ５２が摺動自在に装着されている。このＸ軸スライダ５２は、サーボモータ５３によって駆動される図示せぬボールねじ式の送り機構により、ガイド５１に沿って往復移動するようになっている。Ｘ軸スライダ５２の往復方向は、ガイド５１の延びる方向、すなわちテーパ面２６ａのテーパ方向と平行である。
【００２９】
Ｘ軸スライダ５２の前面はＸ・Ｚ方向に沿った面であり、その前面に、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。これら研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、Ｘ軸スライダ５２の前面に設けられたＺ方向に延びるガイド５４にＺ軸スライダ５５を介して摺動自在に装着されている。そして各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、サーボモータ５６よって駆動されるボールねじ式の送り機構５７により、Ｚ軸スライダ５５を介してＺ方向に昇降するようになっている。
【００３０】
上述したように、上記一次加工位置および二次加工位置に位置付けられた各チャックテーブル３０の回転中心と、ターンテーブル３５の回転中心との間を結ぶ方向（図７および図８の矢印Ｆで示す方向、以下、軸間方向と称する）は、それぞれコラム２６の前面２６ａのテーパ方向、すなわちガイド５１の延びる方向と平行に設定されている。そして、各研削ユニット４０Ａ，４０Ｂは、砥石ホイール４５の回転中心（スピンドルシャフト４２の軸心）が、対応する加工位置（研削ユニット４０Ａでは一次加工位置、仕上げ用の研削ユニット４０Ｂでは二次加工位置）に位置付けられたチャックテーブル３０の回転中心とターンテーブル３５の回転中心とを結ぶ軸間方向の直上にそれぞれ存在するように位置設定がなされている。したがって、研削ユニット４０Ａ，４０Ｂが、Ｘ軸スライダ５２ごとガイド５１に沿って移動すると、砥石ホイール４５の回転中心が軸間方向に沿って移動するように設定されている。
【００３１】
ところで、凹部４Ａ形成の研削および凸部５Ａの研削の際には、粗研削および仕上げ研削とも、各加工位置の近傍に設けられた接触式の第２厚さ測定器６０によってウェーハ１の厚さが逐一測定され、その測定値に基づいて研削量が制御される。第２厚さ測定器６０は、図５（ａ）に示すように、基準側ハイトゲージ６１と可動側ハイトゲージ６２との組み合わせで構成されている。
【００３２】
各ハイトゲージ６１，６２はプローブ６１ａ，６２ａをそれぞれ備えており、基準側ハイトゲージ６１のプローブ６１ａがチャックテーブル３０の枠体３１の表面３１ａに接触し、可動側ハイトゲージ６２のプローブ６２ａがウェーハ１の凸部５Ａに接触するようにセットされる。この第２厚さ測定器６０では、各プローブ６１ａ，６２ａの接触点の高さ位置を比較することにより、チャックテーブル３０に吸着されたウェーハ１の厚さ測定値が出力される。凹部４Ａを形成してデバイス形成領域４の厚さを測定する際の可動側ハイトゲージ６１のプローブ６１ａの接触点は、図５の破線で示すように、凹部４Ａの外周側が好ましい。
【００３３】
研削が終了したウェーハ１は、次のようにして回収される。まず、仕上げ用の研削ユニット４０Ｂが上昇してウェーハ１から退避し、一方、ターンテーブル３５がＲ方向へ所定角度回転することにより、ウェーハ１が供給アーム２１からチャックテーブル３０に載置された着脱位置に戻される。この着脱位置でチャックテーブル３０の真空運転は停止され、次いでウェーハ１は、回収アーム２２によって洗浄ユニット２３に移されて洗浄される。
【００３４】
洗浄ユニット２３では、ウェーハ１と同径程度の回転式の吸着テーブルにウェーハ１が吸着、保持され、１０００ｒｐｍ程度で回転する最中に純水等の洗浄水がウェーハ１の中心付近に滴下されて裏面が洗浄される。この後、回転速度が２０００〜３０００ｒｐｍ程度に上昇しながらドライエアが吹き付けられて乾燥処理される。洗浄ユニット２３で洗浄処理されたウェーハ１は、搬送ロボット１３によって回収カセット１２Ｂ内に移送、収容される。
【００３５】
［３］凹部形成の研削方法と本実施形態の加工方法
以上が研削加工装置１０の構成であり、次に凹部の形成方法と本実施形態の加工方法である凸部の研削加工方法を説明する。
（ａ）凹部形成の研削加工方法
まず最初に、研削ユニット４０Ａ（４０Ｂ）の軸間距離が凹部４Ａ形成用に調整される。研削ユニット４０Ａ（４０ｂ）は、Ｘ軸スライダ５２を移動させることにより、図５および図７に示すように、ウェーハ１の裏面に対面する砥石ホイール４５の研削外径がウェーハ１のデバイス形成領域４の半径に対応する凹部形成位置に位置付けられる。この凹部形成位置は砥石４７の刃先がウェーハ１の回転中心付近とデバイス形成領域４の外周縁を通過する位置であり、この場合はウェーハ１の回転中心よりもターンテーブル３５の外周側とされる。
【００３６】
次いで、研削されるウェーハ１が、搬送ロボット１３によって供給カセット１２Ａ内から取り出され、位置決めテーブル１４上に載置されて一定の位置に決められる。ウェーハ１が位置決めされたら、供給アーム２１によって位置決めテーブル１４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３０上に被研削面（半導体チップ３が形成されていない裏面）を上に向けて載置される。
【００３７】
チャックテーブル３０に載置されたウェーハ１は、ターンテーブル３５のＲ方向への回転によって一次研削位置に移送される。一次研削位置に位置付けられたウェーハ１の凹部４Ａは、研削ユニット４０Ａにより所定の厚さまで粗研削される。一次研削位置では、仕上げ研削後の厚さ＋２０〜４０μｍ程度まで研削することが好ましい。凹部４Ａが所定の厚さに研削されたら、研削ユニット４０Ａがウェーハ１から退避し、ターンテーブル３５が回転してウェーハ１が二次研削位置に位置付けられる。次いで、ウェーハ１は、一次研削と同様に研削ユニット４０Ｂにより仕上げ研削される。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３５がＲ方向に回転することにより着脱位置に戻される。
【００３８】
凹部４Ａの形成時の粗研削後の被研削面には、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。この研削条痕９は砥石中の砥粒による破砕加工の軌跡であり、マイクロクラック等を含む機械的ダメージ層である。凹部４Ａ形成時の粗研削による研削条痕９は凹部４Ａ形成時の仕上げ研削によって除去されるが、仕上げ研削によっても新たな研削条痕が残留する場合がある。
【００３９】
着脱位置に戻ったチャックテーブル３０上のウェーハ１は、上記のように回収アーム２２によって取り上げられ、洗浄ユニット２３に移されて水洗、乾燥される。そして、洗浄ユニット２３で洗浄処理されたウェーハ１は、搬送ロボット１３によって回収カセット１２Ｂ内に移送、収容される。以上が凹部形成時の研削加工装置１０の全体動作であり、この動作が繰り返し行われて多数のウェーハ１が連続的に研削される。
【００４０】
（ｂ）凸部研削の研削加工方法
まずはじめに、研削ユニット４０Ａ（４０Ｂ）の軸間距離が凸部５Ａ研削用に調整される。研削ユニット４０Ａ（４０ｂ）は、Ｘ軸スライダ５２を移動させることにより、図６および図８に示すように、ウェーハ１の裏面に対面する砥石ホイール４５の砥石４７が凸部５Ａに接触する凸部研削位置に位置付けられる。
【００４１】
次いで、上記凹部の形成方法と同様に、ウェーハ１が、搬送ロボット１３によって供給カセット１２Ａ内から取り出され、位置決めテーブル１４上に載置されて一定の位置に決められる。ウェーハ１が位置決めされたら、第１厚さ測定装置１６によりウェーハ１の凹部４Ａおよび凸部５Ａの厚さが測定される（第１厚さ測定工程）。第１厚さ測定工程では、まず最初に、第１厚さ測定器１６の測定ヘッド２０が凸部５Ａの直上に配置されるまで移動する。測定ヘッド２０が凸部５Ａの直上に配置されたら、測定ヘッド２０から凸部５Ａにレーザ光が照射され、ウェーハ１の凸部５Ａの厚さａが測定される。凸部５Ａの厚さａが測定された後、測定ヘッド２０がさらに内側に移動し、凸部５Ａの測定と同様にして凹部４Ａの厚さｂが測定される。凸部５Ａの厚さａおよび凹部４Ａの厚さｂが測定されたら、測定ヘッド２０が外側へ移動し、測定ヘッド２０がウェーハ１上から退避する。次いでウェーハ１は、供給アーム２１によって位置決めテーブル１４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３０上に被研削面（半導体チップ３が形成されていない裏面１ｂ）を上に向けて載置される。
【００４２】
ウェーハ１はターンテーブル３５のＲ方向への回転によって一次研削位置に移送される。移送されたら、ウェーハ１の凸部５Ａの厚さａ’が測定される（第２厚さ測定工程）。第２厚さ測定工程では、第２厚さ測定器６０の基準側のプローブ６１ａを枠体３１ａに接触させ、また、可動側のプローブ６２ａを凸部５Ａの表面に接触させて、凸部５Ａの厚さａ’が測定される。この後、各厚さ測定器１６、６０で得た凸部５Ａの厚さａ、ａ’および凹部４Ａの厚さｂが演算装置に供給され、チャックテーブル３０に保持されたウェーハ１の凹部４Ａの厚さｂ’＝（ａ’−ａ）＋ｂが算出される。（デバイス形成領域厚さ算出工程）この算出された凹部４Ａの厚さｂ’を基準にして、凸部５Ａが所望の厚さになるまで研削される（凸部研削工程）。凸部５Ａの研削では、凹部４Ａの厚さｂ’＋α（凸部５Ａの残り代）を所望の研削量として凸部５Ａの研削が制御されるため、凹部４Ａの厚さｂ’が基準となる。このとき、凸部５Ａの厚さは逐一測定され、研削量が制御される。一次研削位置では、凹部４Ａの底面から＋２０〜４０μｍまで研削することが好ましい。凸部５Ａが所望の厚さに達したら、研削ユニット４０Ａが退避される。次いで、ターンテーブル３５がＲ方向に回転し、ウェーハ１が二次研削位置まで移動する。次いで、一次研削位置と同様にして、凸部５Ａが仕上げ研削される。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３５がＲ方向に回転することにより着脱位置に戻される。
【００４３】
着脱位置に戻ったチャックテーブル３０上のウェーハ１は、上記凹部の形成方法と同様に回収アーム２２によって取り上げられ、洗浄ユニット２３に移されて水洗、乾燥される。そして、洗浄ユニット２３で洗浄処理されたウェーハ１は、搬送ロボット１３によって回収カセット１２Ｂ内に移送、収容される。以上が本実施形態の研削加工装置１０の全体動作であり、この動作が繰り返し行われて多数のウェーハ１が連続的に研削される。
【００４４】
本実施形態では、デバイス形成領域４の裏面が凹状、外周余剰領域５の裏面が凸状になったウェーハ１の凹部４Ａおよび凸部５Ａの厚さを測定し、凸部５Ａを所望の厚さに研削するものである。第１厚さ測定工程では、第１厚さ測定器１６を用いて、凸部５Ａの厚さａと凹部４Ａの厚さｂを測定する。次いで、第２厚さ測定工程では、第２厚さ測定装置６０を用いて、ウェーハ１がチャックテーブル３０に吸着された状態で凸部５Ａの厚さａ’を測定する。デバイス形成領域厚さ算出工程では、それぞれの厚さ工程で得られた凸部５Ａの厚さａ、ａ’および凹部４Ａの厚さｂを用いて、凹部４Ａの厚さｂ’＝（ａ’−ａ）＋ｂが算出される。これらの工程により、ウェーハ１の凹部４Ａに何も接触させずに、チャックテーブル３０に吸着された状態のウェーハ１の凹部４Ａの厚さｂ’が得られる。
【００４５】
上記ウェーハ１の裏面１ｂには、例えば金、銀、チタンなどの金属膜などが形成される場合があるため、接触式の測定器の接触端子などを接触させて、凹部４Ａの厚さｂを測定することは好ましくない。また、研削時には研削水などがウェーハ１の研削面などに供給されるため、研削中に非接触式の測定器を用いて、凹部４Ａの厚さｂおよび凸部５Ａの厚さａを正確に測定することが困難である。そのため、チャックテーブル３０に吸着された状態で研削中に、上記各測定器を用いて研削の基準となる凹部４Ａの厚さｂ’を測定することは難しい。しかしながら、本発明では、ウェーハ１の凹部４に何も接触させずに研削の基準となる凹部４Ａの厚さｂ’を得るため、デバイス形成領域４の裏面を傷つけることなく凸部５Ａを所望の厚さに確実に研削することができる。
【００４６】
また、ウェーハ１の凹部４Ａおよび凸部５Ａを各厚さ測定器１６、６０で厚さを測定すると、各測定器１６、６０の温度ドリフトや吸着部３２の上面３２ａに付着した異物などによって測定値に誤差が生じる場合がある。そのため、各厚さ測定器１６、６０を用いて複数の場所で、ウェーハ１の厚さを測定する場合では、測定値の間に生じるシフト誤差を把握して、測定値を修正するのが好ましい。本実施形態では、非接触式の第１厚さ測定器１６と接触式の第２厚さ測定器６０を用いて、位置決めテーブル１４やチャックテーブル３０上で凹部４Ａや凸部５Ａの厚さを測定しているため、それぞれの測定値の間にシフト誤差が生じるおそれがある。しかしながら、上記のように凸部５Ａの厚さａ、ａ’を得ることで、第１厚さ測定器１６と第２厚さ測定器６０との間に生じるシフト誤差が把握できる。この凸部５Ａの厚さａ、ａ’を用いて測定値の差であるａ’−ａを求め、凹部４Ａの厚さｂに足すことで、第１厚さ測定器１６と第２厚さ測定器６０との間に生じたシフト誤差が加味された凹部４Ａの厚さｂ’が求められる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態の加工方法で加工されるウェーハの（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図２】裏面に凹部が形成されたウェーハの裏面側を示す斜視図である。
【図３】一実施形態の加工方法を好適に実施し得る研削加工装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示した研削加工装置が備える第１厚さ測定装置で、位置決めテーブルに保持されたウェーハの厚さを測定する様子を示す側面図である。
【図５】図３に示した研削加工装置が備える研削ユニットによってウェーハのデバイス領域に対応した裏面側を研削している状態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図６】図３に示した研削加工装置が備える研削ユニットによってウェーハの凸部を研削している状態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。
【図７】ウェーハのデバイス形成領域に対応する裏面側を研削する時の、研削ユニットの位置を示す平面図である。
【図８】凸部を研削する時の、研削ユニットの位置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…ウェーハ
１ｂ…ウェーハの裏面
３…半導体チップ（デバイス）
４…デバイス形成領域
４Ａ…凹部
５…外周余剰領域
５Ａ…凸部
１６…第１厚さ測定器（非接触式センサ）
３０…チャックテーブル（吸着テーブル）
６０…第２厚さ測定器（接触式センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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