(57)【要約】【課題】被研削面内で面の粗さが異なるウエーハであっても、ウエーハ全体が同じ厚みになるように研削する。【解決手段】結晶方位を示すマークＮを備えたウエーハＷを保持するテーブル３０と、テーブル３０を回転させる手段３１と、テーブル３０の回転角度を認識する認識部３２と、環状の研削砥石７４０を備えた研削ホイール７４を回転可能に装着した研削手段７と、研削手段７を研削送りする手段５と、制御手段９とを備え、回転手段３１は、第１の回転速度と第２の回転速度とに回転速度を切り替える切替機構３１２を備え、制御手段９は、角度認識部３２が認識するテーブル３０の回転角度があらかじめ設定された第１の角度範囲に入ったときにテーブル３０の回転速度を第１の回転速度で回転させ、テーブル３０の回転角度があらかじめ設定された第２の角度範囲に入ったときにテーブル３０の回転速度を第２の回転速度で回転させて研削する研削装置１である。【選択図】図１
2017189844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶方位を示すマークを備えたウエーハを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に該チャックテーブルを回転させる回転手段と、該該チャックテーブルの回転角度を認識する角度認識部と、該チャックテーブルが保持したウエーハの中心を通過してウエーハに接触する環状の研削砥石を備えた研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに接近又は離間する方向に研削送りする研削送り手段と、少なくとも該回転手段を制御する制御手段とを備える研削装置であって、
該回転手段は、第１の回転速度と第２の回転速度とに該チャックテーブルの回転速度を切り替える切替機構を備え、
該制御手段は、
該角度認識部が認識する該チャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第１の角度範囲に入ったときに該チャックテーブルを第１の回転速度で回転させ、該チャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第２の角度範囲に入ったときに該チャックテーブルを第２の回転速度で回転させて研削する研削装置。
【請求項２】
前記研削手段により研削されるウエーハの被研削面の粗さを測定する粗さ測定手段を備え、
ウエーハは、ウエーハの中心を中心として所定の角度ごとに該被研削面の粗さが異なっており、
該粗さ測定手段が測定した測定値により、該被研削面を粗さが粗い面と粗さが細かい面とに区分し、該粗い面に前記研削砥石が接触するときには前記チャックテーブルの回転速度を低速で回転させ、該細かい面に研削砥石が接触するときには該チャックテーブルの回転速度を高速で回転させて研削する請求項１記載の研削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等を研削する研削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハの製造工程においては、回転する研削砥石をウエーハに当接させて研削加工を施していくことで、ウエーハの被研削面の平坦度を高めつつ、ウエーハを所定の厚みにすることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研削対象となるウエーハが、ＳＡＷフィルタ等に用いられる圧電単結晶媒質であるリチウムタンタレート（LiTaO3）又はリチウムナイオベート（LiNbO3）等からなる場合、研削砥石で研削していくと、ウエーハの被研削面の粗さが、被研削面内の位置によって異なる状態になる。例えば、ウエーハの外周縁に形成される結晶方位を示すノッチとウエーハの中心とを通る仮想線を境にして、ウエーハの被研削面は、片側は面の粗さが細かくなり、もう片側が面の粗さが粗い状態になる。さらに、ウエーハの被研削面の粗さが面内の位置によって異なってくると、面の粗さが細かな方は厚みが薄くなり、面の粗さが粗い方は厚みが厚く形成され、ウエーハ全体を同じ厚みになるように研削することが難しいという問題がある。
【０００５】
したがって、研削装置でウエーハを研削する場合には、被研削対象となるウエーハの被研削面内での面の粗さが異なる場合であっても、ウエーハ全体が同じ厚みになるように研削するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、結晶方位を示すマークを備えたウエーハを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの中心を軸に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の回転角度を認識する角度認識部と、該チャックテーブルが保持したウエーハの中心を通過してウエーハに接触する環状の研削砥石を備えた研削ホイールを回転可能に装着した研削手段と、該研削手段を該チャックテーブルに接近又は離間する方向に研削送りする研削送り手段と、少なくとも該回転手段を制御する制御手段とを備える研削装置であって、該回転手段は、第１の回転速度と第２の回転速度とに該チャックテーブルの回転速度を切り替える切替機構を備え、該制御手段は、該角度認識部が認識する該チャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第1の角度範囲に入ったときに該チャックテーブルを第１の回転速度で回転させ、該チャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第２の角度範囲に入ったときに該チャックテーブルを第２の回転速度で回転させて研削する研削装置である。
【０００７】
本発明に係る研削装置は、前記研削手段により研削されるウエーハの被研削面の粗さを測定する粗さ測定手段を備え、ウエーハは、ウエーハの中心を中心として所定の角度ごとに該被研削面の粗さが異なっており、該粗さ測定手段が測定した測定値により、該被研削面を粗さが粗い面と粗さが細かい面とに区分し、該粗い面に前記研削砥石が接触するときには前記チャックテーブルの回転速度を低速で回転させ、該細かい面に研削砥石が接触するときには該チャックテーブルの回転速度を高速で回転させて研削するものとすると好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る研削装置は、制御手段により、角度認識部が認識するチャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第１の角度範囲に入ったときにチャックテーブルを第１の回転速度で回転させ、チャックテーブルの回転角度があらかじめ設定された第２の角度範囲に入ったときにチャックテーブルを第２の回転速度で回転させて研削することで、例えば、被研削対象となるウエーハが、被研削面内の位置によって面の粗さが異なるウエーハであっても、ウエーハ全体が同じ厚みになるように研削することができる。
【０００９】
また、本発明に係る研削装置は、研削手段により研削されるウエーハの被研削面の粗さを測定する粗さ測定手段を備え、ウエーハは、ウエーハの中心を中心として所定の角度ごとに被研削面の粗さが異なっており、粗さ測定手段が測定した測定値により被研削面を粗さが粗い面と粗さが細かい面とに区分し、粗い面に研削砥石が接触するときにはチャックテーブルを低速で回転させ、細かい面に研削砥石が接触するときにはチャックテーブルを高速で回転させて研削するものとすることで、被研削対象となるウエーハが、被研削面内で面の粗さが異なるウエーハであっても、ウエーハ全体が同じ厚みになるように研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】研削装置の一例を示す斜視図である。
【図２】研削砥石がウエーハに接触している状態を示す斜視図である。
【図３】研削砥石がウエーハに接触している状態を示す断面図である。
【図４】ウエーハの表面中の粗い面が研削加工エリアに入り研削されていく状態を上方からみた場合の説明図である。
【図５】ウエーハの表面中の細かい面が研削加工エリアに入り研削されていく状態を上方からみた場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す研削装置１は、ウエーハＷを吸引保持する保持面３００ａを有するチャックテーブル３０と、チャックテーブル３０の中心３０ｃを軸にチャックテーブル３０を回転させる回転手段３１と、回転手段３１が回転させるチャックテーブル３０の回転角度を認識する角度認識部３２と、環状の研削砥石７４０を備えた研削ホイール７４を回転可能に装着した研削手段７と、研削手段７をチャックテーブル３０に接近又は離間する方向に研削送りする研削送り手段５と、制御手段９とを、少なくとも備えている。
【００１２】
研削装置１によって研削される図１に示すウエーハＷは、例えば、リチウムタンタレート（ＬＴ）又はリチウムナイオベート（ＬＮ）を円形状に形成したものである。ウエーハＷの外周縁Ｗｄには、結晶方位を識別するためのマークであるノッチＮが、ウエーハＷの中心Ｗｏに向けて径方向内側に窪んだ状態で形成されている。ウエーハＷの表面Ｗａは、被研削面となる。例えば、ウエーハＷの裏面Ｗｂには、図示しない保護テープが貼り付けられている。なお、ウエーハＷは、結晶方位を示すオリエンテーションフラットが、外周縁Ｗｄの一部をフラットに切欠くことで形成されているものでもよい。
【００１３】
研削装置１のベース１０上の前方（−Ｙ方向側）は、チャックテーブル３０に対してウエーハＷの着脱が行われる領域である着脱領域Ａとなっており、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、研削手段７によってチャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷの研削が行われる領域である研削領域Ｂとなっている。
【００１４】
ベース１０の正面側（−Ｙ方向側）には、カセット載置部１１が設けられておりカセット載置部１１には、加工後のウエーハＷを収容するカセット１１０が載置される。
【００１５】
カセット載置部１１の後方（＋Ｙ方向側）には、加工前のウエーハＷをノッチ検出手段１４に搬送するとともに加工後のウエーハＷをカセット１１０に搬入するロボット１２が配設されている。ロボット１２に隣接する位置には、ウエーハＷのノッチＮを検出するノッチ検出手段１４が配設されている。
【００１６】
ノッチ検出手段１４は、例えば、ウエーハＷを吸引保持した状態で回転可能な保持テーブル１４０と、保持テーブル１４０の回転動作を制御する図示しない回転手段と、保持テーブル１４０によって保持されたウエーハＷの上方に位置付けられＣＭＯＳイメージセンサ等を備える高速度カメラ１４１と、高速度カメラ１４１によって撮像された画像を基に画像処理等を行う画像処理部１４２とを備えている。
【００１７】
ノッチ検出手段１４に隣接する位置には、ウエーハＷを保持した状態で旋回するローディングアーム１５が配置されている。ローディングアーム１５は、支持部１５ｂと、支持部１５ｂの先端に配設された吸引パッド１５ａとを備えており、ノッチ検出手段１４においてノッチＮが検出されたウエーハＷを吸引パッド１５ａで吸引保持し、研削領域Ｂ内に配設されているチャックテーブル３０へ搬送する。ローディングアーム１５の隣には、加工後のウエーハＷを保持した状態で旋回するアンローディングアーム１６が設けられている。アンローディングアーム１６に近接する位置には、アンローディングアーム１６により搬送された加工後のウエーハＷを洗浄する洗浄手段１７が配設されている。洗浄手段１７は、例えば、枚葉スピン式の洗浄手段であり、高速回転可能なスピンナーテーブルを備えている。洗浄手段１７により洗浄されたウエーハＷは、ロボット１２によりカセット１１０に搬入される。
【００１８】
研削装置１のベース１０上に配設されウエーハＷを保持するチャックテーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなりウエーハＷを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、吸着部３００の露出面である保持面３００ａに伝達されることで、チャックテーブル３０は保持面３００ａ上でウエーハＷを吸引保持する。チャックテーブル３０の保持面３００ａは、例えば、チャックテーブル３０の中心３０ｃを頂点とする円錐面に形成されている。チャックテーブル３０は、Ｙ軸方向送り手段３９によって、研削領域Ｂ内においてベース１０上をＹ軸方向に往復移動可能となっている。
【００１９】
チャックテーブル３０の下側に配設された回転手段３１は、チャックテーブル３０の底面側にその一端が固定された回転軸３１０と、回転軸３１０を回転させるモータ３１１と、第１の回転速度ｎ１と第２の回転速度ｎ２とにチャックテーブル３０の回転速度を切り替える切替機構３１２とを備えている。なお、図１において、回転手段３１の各構成は模式的に示している。回転軸３１０の軸方向はＺ軸方向であり、回転軸３１０の軸中心の延長線上に、チャックテーブル３０の中心３０ｃが位置している。モータ３１１は、本実施形態においては、例えばサーボモータであるが、パルス信号により回転軸３１０を所定の角度だけ回転させるパルスモータであってもよい。切替機構３１２は、配線３１２ａを介してモータ３１１に接続されるとともに、少なくともＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子を備える制御手段９にも接続されている。例えば、本実施形態においては、第１の回転速度ｎ１は１００ｒｐｍであり、第２の回転速度ｎ２は、第１の回転速度ｎ２よりも高速となり、例えば、２００ｒｐｍとなる。なお、第１の回転速度ｎ１及び第２の回転速度ｎ２は、この値に限定されるものではない。
【００２０】
回転軸３１０の下端側には、角度認識部３２が配設されている。なお、図１において、角度認識部３２の各構成は模式的に示している。角度認識部３２は、例えば、外形が円板状で周方向に等間隔に目盛りが形成されたスケール３２０と、スケール３２０の目盛りを読み取る読み取り部３２１とを備えており、円板状のスケール３２０は、回転軸３１０の下端側に回転軸３１０の軸心と中心とを一致させて固定されている。したがって、回転軸３１０が回転することに伴って、チャックテーブル３０及びスケール３２０が回転軸３１０の回転角度と同方向に同一の角度分だけ回転する。
【００２１】
スケール３２０の下側に配設された読み取り部３２１は、例えば、スケール３２０に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式のものであり、読み取り部３２１には、読み取った情報を送信するためのケーブル３２１ａが接続されている。このケーブル３２１ａのもう一端は、制御手段９に接続されている。そして、角度認識部３２は、読み取り部３２１がスケール３２０から読み取った情報に基づいて、チャックテーブル３０の回転角度を認識することができる。なお、角度認識部３２は、モータ３１１の回転角度をエンコーダが認識して制御手段９に通知する構成としてもよい。
【００２２】
研削領域Ｂには、チャックテーブル３０の移動経路の傍にコラム１９が立設されており、コラム１９の＋Ｘ方向側の側面には研削送り手段５が配設されている。研削送り手段５は、鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０の上端に連結しボールネジ５０を回動させるモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合し側部がガイドレール５１に摺接する昇降板５３と、昇降板５３に連結され研削手段７を保持するホルダ５４と、から構成され、モータ５２がボールネジ５０を回動させると、これに伴い昇降板５３がガイドレール５１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ５４に保持された研削手段７がチャックテーブル３０に接近又は離間するＺ軸方向に研削送りされる。
【００２３】
研削領域Ｂ内にあるチャックテーブル３０に隣接する位置には、ウエーハＷの表面Ｗａの粗さを測定する粗さ測定手段１８が水平面上を旋回可能に配設されている。粗さ測定手段１８は、例えば、光学系のセンサ１８０を備えており、センサ１８０からウエーハＷに向けて測定光を出射してからウエーハＷの表面Ｗａで反射した反射光を受光するまでの時間の分布を求めることにより、非接触でウエーハＷの表面Ｗａの粗さを測定できる。粗さ測定手段１８は、配線１８ａを介して制御手段９に接続されている。
【００２４】
研削手段７は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル７０と、スピンドル７０を回転可能に支持するスピンドルハウジング７１と、スピンドル７０を回転駆動するスピンドルモータ７２と、スピンドル７０の下端に接続された円環状のマウント７３と、マウント７３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール７４とを備える。
【００２５】
研削ホイール７４は、環状のホイール基台７４１と、ホイール基台７４１の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石７４０とを備える。研削砥石７４０は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。なお、研削砥石７４０の形状は、環状に一体に形成されているものでもよい。研削手段７の内部には、研削水の通り道となる図示しない流路が形成されており、この流路はホイール基台７４１の底面において研削砥石７４０に向かって研削水を噴出できるように開口している。
【００２６】
以下に、図１〜５を用いて、ウエーハＷのノッチＮを利用して研削装置１によりウエーハＷを研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。なお、図４及び図５については、研削砥石７４０等及びウエーハＷを模式的に示している。
【００２７】
まず、ロボット１２がアームを旋回移動させ、研削前のウエーハＷを吸引保持する。次いで、ロボット１２は、アームを旋回させて、ウエーハＷを保持テーブル１４０の上方に位置付ける。この際、ロボット１２は、保持テーブル１４０の中心とウエーハＷの中心Ｗｏとが上方から見て重なる位置に位置するように調整する。そして、加工前のウエーハＷを保持テーブル１４０上に載置する。この際、ウエーハＷは、例えば被研削面となる表面Ｗａ側が上側になるようにする。そして、図示しない吸引源が吸引することで生み出された吸引力が保持テーブル１４０の上面に伝達されて、保持テーブル１４０がウエーハＷを吸引保持し、また、ロボット１２が保持テーブル１４０上から退避する。
【００２８】
ウエーハＷを吸引保持した保持テーブル１４０上に高速度カメラ１４１が移動し、高速度カメラ１４１の撮像領域内にウエーハＷの少なくとも外周縁Ｗｄが納まるように高速度カメラ１４１が位置付けられる。次いで、ウエーハＷを吸引保持する保持テーブル１４０がＺ軸方向の軸心を軸に回転する。高速度カメラ１４１が、回転しているウエーハＷの外周縁Ｗｄを高速で連続撮影し、画像処理部１４２が、例えば、撮像画中のウエーハＷの外周縁Ｗｄが有する固有の色情報を持つ画素によって、ウエーハＷの外周縁ＷｄのノッチＮを検出する。
【００２９】
画像処理部１４２によってノッチＮが検出された時の保持テーブル１４０の回転角度についての情報は、制御手段９に送られて記憶される。そして、ウエーハＷのノッチＮ及び中心Ｗｏを通る仮想線が一定の方向を向くように、ウエーハＷを保持する保持テーブル１４０が回転する。
【００３０】
次に、ローディングアーム１５が、吸引パッド１５ａを保持テーブル１４０上の前記一定の方向に向いたウエーハＷの上方に位置付ける。この際、ローディングアーム１５は、吸引パッド１５ａの中心とウエーハＷの中心Ｗｏとが上方から見て重なる位置に位置するように調整される。次いで、吸引パッド１５ａがウエーハＷの表面Ｗａに向けて下降する。そして、吸引パッド１５ａがウエーハＷの表面Ｗａに接触した後、吸引を開始して、ローディングアーム１５によりウエーハＷが吸引保持される。
【００３１】
ローディングアーム１５によりウエーハＷがチャックテーブル３０に搬送される前に、回転手段３１は、チャックテーブル３０を所要角度分だけ回転させて、チャックテーブル３０を例えば所定の基準位置に位置させておく。このとき、制御手段９により、例えば、この基準位置において、角度認識部３２のスケール３２０の内、スケール３２０の中心を通りＸ軸方向に向かう仮想線Ｌ２を境にして、＋Ｙ方向側の範囲、すなわち、スケール３２０を＋Ｚ方向からみた場合に、＋Ｘ方向から−Ｘ方向まで時計回り方向に１８０度の範囲が、第１の角度範囲θ１として予め認識される。また、スケール３２０の内、仮想線Ｌ２を境にして、−Ｙ方向側の範囲、すなわち、スケール３２０を＋Ｚ方向からみた場合に、−Ｘ方向から＋Ｘ方向まで時計回り方向に１８０度の範囲が、第２の角度範囲θ２として予め認識される。
【００３２】
上記のようにチャックテーブル３０が所定の基準位置に位置した状態で、ウエーハＷを吸引保持したローディングアーム１５が、ウエーハＷをチャックテーブル３０の上方に位置付ける。この際、ローディングアーム１５は、チャックテーブル３０の中心３０ｃとウエーハＷの中心Ｗｏとが上方から見て重なる位置に位置するように調整する。次いで、吸引パッド１５ａが下降して、ウエーハＷが、表面Ｗａが上側になるようにチャックテーブル３０の保持面３００ａ上に載置される。そして、チャックテーブル３０に接続された図示しない吸引源により生み出される吸引力が保持面３００ａに伝達されることにより、チャックテーブル３０が保持面３００ａ上でウエーハＷを吸引保持し、また、ローディングアーム１５がチャックテーブル３０上から退避する。
【００３３】
図２に示すように、チャックテーブル３０上のウエーハＷは、ウエーハＷ上のウエーハＷのノッチＮ及び中心Ｗｏを通る仮想線Ｌ１とスケール３２０の中心を通りＸ軸方向に向かう仮想線Ｌ２とが一致した状態で、かつ、ノッチＮが＋Ｘ方向側に位置した状態になる。
【００３４】
次に、ウエーハＷを保持したチャックテーブル３０が、研削手段７の下まで＋Ｙ方向へ移動して、図２に示すように、研削砥石７４０の回転軌道がチャックテーブル３０の回転中心３０ｃ上、すなわち、ウエーハＷの中心Ｗｏを通過するように、チャックテーブル３０が研削手段７の研削ホイール７４に対して位置付けられる。
【００３５】
研削ホイール７４とウエーハＷとの位置合わせが行われた後、スピンドルモータ７２によりスピンドル７０が回転駆動されるのに伴って、研削ホイール７４が、＋Ｚ方向側からみて反時計周り方向（矢印Ｒ１方向）に所定の速度で回転する。また、研削手段７が研削送り手段５により−Ｚ方向へと送られ、研削手段７に備える研削ホイール７４が−Ｚ方向へと降下していき、研削砥石７４０がウエーハＷの表面Ｗａに当接することで研削加工が行われる。さらに、研削中は、回転手段３１がチャックテーブル３０を回転させるのに伴って、チャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷも回転するので、研削砥石７４０がウエーハＷの表面Ｗａの全面の研削加工を行う。図３に示すように、チャックテーブル３０の保持面３００ａは、チャックテーブル３０の中心３０ｃを頂点とする円錐面に形成されているため、ウエーハＷも円錐面である保持面３００ａにならって吸引保持された状態になっている。したがって、図２に示すウエーハＷの半径部分であるエリアＥが、チャックテーブル３０の保持面３００ａの一部分と研削砥石７４０の一部分とによって形成される、研削砥石７４０がウエーハＷに当接し研削を行う研削加工エリアＥとなる。
【００３６】
チャックテーブル３０は、例えば、図２、４に示すように、＋Ｚ方向側からみて反時計周り方向（矢印Ｒ２方向）に回転する。そして、回転する研削砥石７４０が研削加工エリアＥにおいてウエーハＷの表面Ｗａに接触し、図１に示した研削送り手段５が研削手段７を−Ｚ方向に所定の研削送り速度で研削送りすることにより、回転するウエーハＷの表面Ｗａ全面が研削される。研削開始直後は、研削送り速度を比較的速くすることにより、効率よく研削を行う。その後、研削開始から所定時間経過後、又は、表面Ｗａが所定量研削された後、表面Ｗａの粗さを改善するために、研削送り手段５による研削送りの速度を低下させる。
【００３７】
表面Ｗａを研削していくと、ウエーハＷの材質に起因して、表面Ｗａは、ノッチＮ及びウエーハＷの中心Ｗｏを通る仮想的な直線Ｌ１を境にして面の粗さが異なることとなり、ウエーハＷの中心Ｗｏを中心に１８０度間隔で粗さが異なった状態となる。図２の例においては、表面Ｗａ中、仮想線Ｌ１を境にして、＋Ｙ方向側の面が、粗い面Ｗａ１となっており、−Ｙ方向側の面が、粗い面Ｗａ１より面の粗さが細かい面Ｗａ２となっている。また、研削中のウエーハＷは、粗い面Ｗａ１を表面とする部分の方が、細かい面Ｗａ２を表面とする部分よりも厚く形成されている。このような厚み差は、研削砥石７４０の研削負荷に依存しており、粗い面Ｗａ１を研削するときの研削負荷は小さく、細かい面Ｗａ２を研削するときの研削負荷は大きい。その研削負荷の違いによりウエーハＷの厚みが一致しない。そこで、例えば研削送り速度を低下させた時に、このような厚さの違いを解消するための制御を開始する。かかる制御は、研削砥石７４０の研削負荷を一致させる制御であり、チャックテーブル３０の回転速度を速くすると研削砥石７４０の研削負荷が小さくなり、チャックテーブル３０の回転速度を遅くすると研削砥石７４０の研削負荷が大きくなるという性質を利用するもので、チャックテーブル３０の１回転中で回転速度を切り替えることにより、面の粗さが粗い部分については回転速度を低下させ、面の粗さが細かい部分については回転速度を上昇させて、表面Ｗａの研削を行う。なお、かかる制御は、研削中のウエーハＷの厚さを例えば図示しない触針式又は光学式の厚さ測定手段によって測定し、その厚さが所定値に達した時に開始するようにしてもよい。以下に具体的な制御方法を示す。
【００３８】
チャックテーブル３０上のウエーハＷは、ウエーハＷ上の仮想線Ｌ１がスケール３２０の中心を通りＸ軸方向に向かう仮想線Ｌ２と一致した状態で保持されているため、チャックテーブル３０の第１の角度範囲θ１と粗い面Ｗａ１とが一致し、チャックテーブル３０の第２の角度範囲θ２と細かい面Ｗａ２とが一致している。また、研削加工エリアＥは、第１の角度範囲θ１と第２の角度範囲θ２との境界部分に位置している。そこで、角度認識部３２が、チャックテーブル３０の回転角度が予め設定された第１の角度範囲θ１に入ったと認識すると、角度認識部３２が、チャックテーブル３０の回転角度が予め設定された第１の角度範囲θ１に入ったことを示す信号を、図１に示す配線３１２ａを介して制御手段９に対して出力する。そうすると、制御手段９から切替機構３１２に対して信号が送られ、切替機構３１２が、モータ３１１が回転軸３１０を回転させる速度、すなわちチャックテーブル３０の回転速度を、第１の回転速度ｎ１（例えば、１００ｒｐｍ）に設定する。
【００３９】
その後は、第１の回転速度ｎ１でチャックテーブル３０が回転し、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１の研削が進行していく。チャックテーブル３０が、図４に示す状態から図５に示すように１８０度回転した状態になると、図５に示すように、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２が研削加工エリアＥ内に入っていく。また、図１に示す角度認識部３２が、チャックテーブル３０の回転角度が予め設定された第２の角度範囲θ２に入ったことを認識する。そうすると、角度認識部３２が、チャックテーブル３０の回転角度が予め設定された第２の角度範囲θ２に入ったことを示す信号を、配線３１２ａを介して制御手段９に対して出力する。次いで、制御手段９から切替機構３１２に対して信号が送られ、切替機構３１２が、モータ３１１が回転軸３１０を回転させる速度、すなわちチャックテーブル３０の回転速度を、第２の回転速度ｎ２（例えば、２００ｒｐｍ）に設定し、回転速度を速める。その後は、第２の回転速度ｎ２でチャックテーブル３０が回転し、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２の研削が進行していく。チャックテーブル３０が、図５に示す状態から図４に示すように１８０度回転した状態になると、角度認識部３２が、チャックテーブル３０の回転角度が予め設定された第１の角度範囲θ１に入ったことを認識し、再度チャックテーブル３０の回転速度が、第１の回転速度ｎ１（例えば、１００ｒｐｍ）に設定され、同様に研削が行われていく。このようにして、第１の回転速度ｎ１の下での粗い面Ｗａ１の研削と第２の回転速度ｎ２の下での細かい面Ｗａ２の研削とを交互に繰り返すことで、粗い面Ｗａ１を表面とする部分と細かい面Ｗａ２を表面とする部分との厚さの差が解消されていく。
【００４０】
このように、本発明に係る研削装置１は、制御手段９により、角度認識部３２が認識するチャックテーブル３０の回転角度があらかじめ設定された第１の角度範囲θ１に入ったときにチャックテーブル３０の回転速度を第１の回転速度ｎ１で回転させ、チャックテーブル３０の回転角度があらかじめ設定された第２の角度範囲θ２に入ったときにチャックテーブル３０の回転速度を第２の回転速度ｎ２で回転させて研削する。そのため、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１を研削砥石７４０が研削する際には、第１の回転速度ｎ１でチャックテーブル３０を回転させることで、研削砥石７４０がより長い時間ウエーハＷに接触するものとし、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２を研削砥石７４０が研削する際には、第１の回転速度ｎ１よりも高速の第２の回転速度ｎ２でチャックテーブル３０を回転させることで、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１を研削砥石７４０で研削する時間よりも、より短い時間だけ研削砥石７４０をウエーハＷに接触させて、ウエーハＷの表面Ｗａの粗さの違いにより研削砥石７４０の接触時間を適宜配分することを可能として、ウエーハＷ全体が均一な厚みになるように研削することができる。
【００４１】
以下に、図１〜２、及び図４〜５を用いて、粗さ測定手段１８を利用して研削装置１によりウエーハＷを研削する場合の、研削装置１の動作について説明する。
【００４２】
ウエーハＷの研削においては、先に説明したウエーハＷのノッチＮを利用する場合と同様に、図１に示すロボット１２が研削前のウエーハＷを吸引保持し、ウエーハＷを保持テーブル１４０の上面に載置し、保持テーブル１４０がウエーハＷを吸引保持する。
【００４３】
次いで、ローディングアーム１５がウエーハＷを吸引保持し、ローディングアーム１５によりウエーハＷがチャックテーブル３０へと搬送され、チャックテーブル３０がウエーハＷを吸引保持する。ウエーハＷを保持したチャックテーブル３０が、研削手段７の下まで＋Ｙ方向へ移動して、研削砥石７４０の回転軌道がチャックテーブル３０の回転中心３０ｃ上、すなわち、ウエーハＷの中心Ｗｏを通るように、チャックテーブル３０が研削手段７の研削ホイール７４に対して位置付けられる。
【００４４】
研削ホイール７４とウエーハＷとの位置合わせが行われた後、図２に示すように研削ホイール７４が、＋Ｚ方向側からみて反時計周り方向（矢印Ｒ１方向）に所定の速度で回転する。また、研削送り手段５が所定の研削送り速度で研削ホイール７４が−Ｚ方向へと降下させていき、研削砥石７４０がウエーハＷの表面Ｗａに当接することで研削加工が行われる。さらに、研削中は、回転手段３１がチャックテーブル３０を回転させるのに伴って、チャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷも回転するので、研削砥石７４０がウエーハＷの表面Ｗａの全面の研削加工を行う。研削開始直後は、研削送り速度を比較的速くすることにより、効率よく研削を行う。その後、研削開始から所定時間経過後、又は、表面Ｗａが所定量研削された後、研削送り手段５による研削送りの速度を低下させる。
【００４５】
研削加工中は、粗さ測定手段１８がウエーハＷの上方に位置付けられ、粗さ測定手段１８が、ウエーハＷの表面Ｗａの粗さを継続的に測定し続ける。粗さ測定手段１８は、センサ１８０からウエーハＷに向けて測定光を出射し、ウエーハＷの表面Ｗａで反射した反射光を測定し続け、測定光を出射してから反射光を受光するまでの時間を計測する。そして、計測した時間のバラツキが所定値以上である場合は粗い面Ｗａ１、計測した時間のバラツキが所定値未満である場合は細かい面Ｗａ２を計測していると判断し、チャックテーブル３０が回転することにより生じるウエーハＷの表面Ｗａ中の仮想線Ｌ１を境にした粗い面Ｗａ１と細かい面Ｗａ２との切り換わりについての情報を制御手段９に出力する。
【００４６】
制御手段９は、粗さ測定手段１８が測定した測定値（本実施形態においては、反射光が到達するまでの時間）により、ウエーハＷの表面Ｗａを、粗さが粗い面Ｗａ１と粗さが細かい面Ｗａ２とに区分し、チャックテーブル３０上における両面の位置を認識する。そして、図４に示すように、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１が研削加工エリアＥ内に入っていき、粗い面Ｗａ１に研削砥石７４０が接触するときには、制御手段９が切替機構３１２に対してチャックテーブル３０の回転速度を低速で回転させる旨の信号を送り、切替機構３１２が、モータ３１１が回転軸３１０を回転させる速度、すなわちチャックテーブル３０の回転速度を、例えば、第１の回転速度ｎ１（例えば、１００ｒｐｍ）に設定する。
【００４７】
その後、第１の回転速度ｎ１でチャックテーブル３０が回転し、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１の研削が進行していく。チャックテーブル３０が、図４に示す状態から図５に示すように１８０度回転した状態となると、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２が研削加工エリアＥ内に入っていき、細かい面Ｗａ２に研削砥石７４０が接触するため、制御手段９が切替機構３１２に対してチャックテーブル３０の回転速度を高速で回転させる旨の信号を送り、切替機構３１２が、モータ３１１が回転軸３１０を回転させる速度、すなわちチャックテーブル３０の回転速度を、例えば、第２の回転速度ｎ２（例えば、２００ｒｐｍ）に設定する。そして、第２の回転速度ｎ２でチャックテーブル３０が回転し、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２の研削が進行していく。このようにして、第１の回転速度ｎ１の下での粗い面Ｗａ１の研削と第２の回転速度ｎ２の下での細かい面Ｗａ２の研削とを交互に繰り返すことで、粗い面Ｗａ１を表面とする部分と細かい面Ｗａ２を表面とする部分との厚さの差が解消されていく。なお、チャックテーブル３０の回転速度を第１の回転速度ｎ１と第２の回転速度ｎ２とに切り替える制御は、研削送り速度を低下させた後に開始してもよいし、研削中のウエーハＷの厚さを例えば図示しない触針式又は光学式の厚さ測定手段によって測定し、その厚さが所定値に達した時に開始するようにしてもよい。
【００４８】
本発明に係る研削装置１は、ウエーハＷの被研削面である表面Ｗａの粗さを測定する粗さ測定手段１８を備え、粗さ測定手段１８が測定した測定値により粗さが粗い面Ｗａ１と粗さが細かい面Ｗａ２とに区分し粗い面Ｗａ１に研削砥石７４０が接触するときにはチャックテーブル３０の回転速度を低速で回転させ、細かい面Ｗａ２に研削砥石７４０が接触するときにはチャックテーブル３０の回転速度を高速で回転させて研削する。そのため、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１を研削砥石７４０が研削する際には、研削砥石７４０がより長い時間ウエーハＷに接触するものとし、ウエーハＷの表面Ｗａ中の細かい面Ｗａ２を研削砥石７４０が研削する際には、ウエーハＷの表面Ｗａ中の粗い面Ｗａ１を研削砥石７４０が研削する時間よりも短い時間だけ研削砥石７４０をウエーハＷに接触させることで、ウエーハＷの表面Ｗａの粗さの違いにより研削砥石７４０の接触時間を適宜配分することを可能として、ウエーハＷ全体が均一な厚みになるように研削することができる。
上記のようにチャックテーブル３０の回転速度をウエーハＷの被研削面である表面Ｗａの粗さの違いによって変化させることで、ウエーハＷの被研削面である表面Ｗａの粗さが違っていても研削砥石７４０にかかる研削負荷が同じになる。
【００４９】
なお、本発明に係る研削装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１：研削装置  １０：ベース  Ａ：着脱領域  Ｂ：研削領域  １１：カセット載置部  
１１０：カセット  １２：ロボット  
１４：ノッチ検出手段  １４０：保持テーブル  １４１：高速度カメラ  
１４２：画像処理部  Ｌ２：仮想線
１５：ローディングアーム  １５ａ：吸引パッド  １５ｂ：支持部  
１６：アンローディングアーム  １７：洗浄手段  １９：コラム
１８：粗さ測定手段  １８０：センサ  １８ａ：配線
３０：チャックテーブル  ３００：吸着部  ３００ａ：保持面  
３０１：枠体  ３０ｃ：チャックテーブルの中心
３１：回転手段  ３１０：回転軸  ３１１：モータ  ３１２：切替機構  ３１２ａ：配線
３２：角度認識部  ３２０：スケール  ３２１：読み取り部  ３２１ａ：ケーブル
３９：Ｙ軸方向送り手段
５：研削送り手段  ５０：ボールネジ  ５１：ガイドレール  ５２：モータ  
５３：昇降板  ５４：ホルダ
７：研削手段  ７０：スピンドル  ７１：スピンドルハウジング  
７２：スピンドルモータ  ７３：マウント  
７４：研削ホイール  ７４０：研削砥石  ７４１：ホイール基台
９：制御手段
Ｗ：ウエーハ  Ｗａ：ウエーハの表面  
Ｗａ１：粗さの粗い面  Ｗａ２：粗さの細かい面  Ｗｂ：ウエーハの裏面  
Ｗｄ：ウエーハの外周縁  Ｗｏ：ウエーハの中心  Ｎ：ノッチ  Ｌ１：仮想線
Ｅ：研削加工エリア
【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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