特開 2023-152339 製造装置及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023152339

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】製造装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/04 20060101AFI20231010BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20231010BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20231010BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20231010BHJP

   B24B 49/04 20060101ALI20231010BHJP

   B24B 49/02 20060101ALI20231010BHJP

【ＦＩ】

B24B7/04 A

H01L21/304 631

H01L21/304 622R

H01L21/304 622K

H01L21/68 P

B24B41/06 L

B24B49/04 Z

B24B49/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062267

(22)【出願日】2022-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140486

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100121843

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 賢郎

(72)【発明者】

【氏名】野村 和史

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

5F057

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB73

3C034BB93

3C034CA02

3C034CA03

3C034CA22

3C034CB08

3C034DD10

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA14

3C043BA15

3C043BA16

3C043CC04

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD04

3C043DD06

3C043EE04

5F057AA01

5F057AA31

5F057BA19

5F057BB03

5F057CA14

5F057DA03

5F057DA11

5F057EB16

5F057EB20

5F057FA13

5F057FA19

5F057FA46

5F057GA13

5F057GA16

5F057GB02

5F057GB13

5F131AA02

5F131BA32

5F131BA33

5F131CA06

5F131EB03

5F131EB04

(57)【要約】

【課題】半導体ウエハ等の円盤状に形成された被切削物の表面を、厚さのばらつきが小さくなるように研削することが可能となる、製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】本開示に係る製造装置は、円盤状の被切削物の第１表面を切削するための砥石を回転させるための回転体と、前記被切削物の第２表面を保持可能に構成される保持手段と、前記被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位可能に構成される変位手段とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円盤状の被切削物の第１表面を切削するための砥石を回転させるための回転体と、
前記被切削物の第２表面を保持可能に構成される保持手段と、
前記被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位可能に構成される変位手段と
を備える製造装置。

【請求項2】

前記変位手段は、前記第２表面の中心部を前記回転軸方向に変位可能に構成される中心変位手段を備える請求項１に記載の製造装置。

【請求項3】

前記中心変位手段は、前記第２表面の中心を前記砥石から離間する方向に変位可能に構成される請求項２に記載の製造装置。

【請求項4】

前記変位手段は、前記第２表面の外周側の領域を前記回転軸方向に変位可能に構成される外周変位手段を備える請求項１乃至３の何れか一項に記載の製造装置。

【請求項5】

前記変位手段は、前記第２表面の外周側の領域を前記砥石から離間する方向に変位可能に構成される請求項４に記載の製造装置。

【請求項6】

前記被切削物は、シリコンウエハを含む、請求項１に記載の製造装置。

【請求項7】

円盤状の被切削物の第２表面を保持した状態で、砥石を回転させることにより、前記被切削物の第１表面を切削し、
切削された前記第１表面上の複数位置における切削量を示す情報を取得し、
取得された前記情報に基づいて、前記被切削物の前記第２表面、又は、円盤状の第２被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位させ、
変位された前記被切削物の前記第２表面を保持した状態で、又は、変位された前記第２被切削物の前記第２表面を保持した状態で、砥石を回転させることにより、前記被切削物の前記第１表面、又は、前記第２被切削物の第１表面を切削する
製造方法。

【請求項8】

前記変位させることは、前記第２表面の中心を前記回転軸方向に変位させることを含む請求項７に記載の製造方法。

【請求項9】

前記変位させることは、前記第２表面の外周側の領域を前記回転軸方向に変位させることを含む請求項７又は８に記載の製造方法。

【請求項10】

さらに前記第２表面を切削し、
切削された前記第２表面上の複数位置における切削量を示す情報を取得し、
前記第２表面の少なくとも一部を前記回転の回転軸方向に変位させることは、
切削された前記第１表面上の複数位置における切削量を示す情報及び切削された前記第２表面上の複数位置における切削量を示す情報に基づいて、前記第２表面の少なくとも一部を前記回転の回転軸方向に変位させることを含む
請求項７に記載の製造方法。

【請求項11】

前記被切削物は、シリコンウエハを含む、請求項７に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、製造装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ等の半導体素子が表面に形成されたシリコンウエハ等の半導体ウエハの裏面を研削して所定の厚さに加工することが行われている。シリコンウエハ等が均一の厚さを持つように裏面を研削する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０３０８８４号公報

【特許文献2】特開２０１９－１１１６３４号公報

【特許文献3】特開２０２１－１０９２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本実施形態によれば、半導体ウエハ等の円盤状に形成された被切削物の表面を、厚さのばらつきが小さくなるように研削（切削）することが可能となる、製造装置及び製造方法が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態は、円盤状の被切削物の第１表面を切削するための砥石を回転させるための回転体と、前記被切削物の第２表面を保持可能に構成される保持手段と、前記被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位可能に構成される変位手段とを備える製造装置を開示する。この製造装置は、半導体装置の製造装置を含む。

【0006】

さらに、円盤状の被切削物の第１表面を回転しながら切削可能に構成される砥石と、前記被切削物の第２表面を保持可能に構成される保持手段と、前記被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位可能に構成される変位手段とを備える製造装置を開示する。この製造装置は、半導体装置の製造装置を含む。

【0007】

本実施形態は、円盤状の被切削物の第２表面を保持した状態で、砥石を回転させることにより、前記被切削物の第１表面を切削し、切削された前記第１表面上の複数位置における切削量を示す情報を取得し、取得された前記情報に基づいて、前記被切削物の前記第２表面、又は、円盤状の第２被切削物の第２表面の少なくとも一部を、前記回転の回転軸方向に変位させ、変位された前記被切削物の前記第２表面を保持した状態で、又は、変位された前記第２被切削物の前記第２表面を保持した状態で、砥石を回転させることにより、前記被切削物の前記第１表面、又は、前記第２被切削物の第１表面を切削する製造方法を開示する。この製造方法は、半導体装置を製造するための製造方法を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る研削装置の主要部を示す模式図及び研削装置の砥石が通過する経路とウエハとの関係を示す平面図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る研削装置の保持部を示す模式図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る研削装置のエア吸込管によるウエハの変位を示す模式図である。

【図4】図４は、一実施形態及び変形例に係る研削装置のチャックテーブル及びエアバックを砥石が配置される上方から見た平面図である。

【図5】図５は、研削後及びＣＭＰ研磨後のウエハの厚さを示す表面プロファイルである。

【図6】図６は、他の実施形態に係る研削装置の保持部を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0010】

［第１実施形態］
以下、本実施形態に係る研削装置及び研削方法（「切削」の一例）について説明する。本実施形態における被研削物は、２枚以上のシリコンウエハが貼合されることにより、円盤状（円形で平たい形状）に形成されている（以下、被研削物を単に「ウエハＷ」と呼ぶ場合がある）。ウエハＷは、本実施形態における研削方法により研削された後、ＣＭＰにより研磨（「切削」の一例）され、その後ダイシングにより複数の半導体デバイスに分割される。したがって、本実施形態に係る研削装置及び研削方法は、半導体デバイスその他の装置を製造するための製造装置及び製造方法である。

【0011】

ただし本発明は、シリコンウエハその他の半導体ウエハの後工程に適用することも可能である。この場合、半導体ウエハの一方の表面には半導体素子が形成される。この場合、本実施形態に係る研削装置は、半導体ウエハの他方の表面を研削可能に構成されてもよい。

【0012】

図１（Ａ）は、本実施形態に係る研削装置１０の主要部を示す模式図であり、図１（Ｂ）は、研削装置１０の砥石２６の経路ＴＲとウエハＷとの関係を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る研削装置１０の保持部３０を模式的に示す断面図である。

【0013】

研削装置１０は、ウエハＷを研削するための研削部２０とウエハＷを保持するための保持部３０とウエハＷを変位させるための変位部４０（図２）とウエハＷの研削量を計測するための計測部５０とを備える。

【0014】

研削部２０は、砥石２６を回転させるためのスピンドル２２と、スピンドル２２と一体的に回転可能に設けられるホイール２４（「回転体」の一例）と、ホイール２４に取り付けられ、スピンドル２２によって回転しながらウエハＷの第１表面ＷＳ１を研削可能に構成された砥石２６とを備える。

【0015】

保持部３０は、ウエハＷの第１表面ＷＳ１と対向する第２表面ＷＳ２を保持するためのチャックテーブル３２（「保持手段」の一例）と、チャックテーブル３２を回転させるためのベルト３４とを備える。

【0016】

変位部４０は、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心部を第２表面ＷＳ２の法線方向に変位させるためのエア吸込管４２及び調整軸４４（「中心変位手段」）と、第２表面ＷＳ２の外周側の領域を第２表面ＷＳ２の法線方向に変位可能に構成されるエアバック４６（「外周変位手段」の一例）とを備える。

【0017】

計測部５０は、例えば反射光との干渉を検出することによりウエハＷの厚みを計測可能に構成された非接触式ゲージを備える。ウエハＷの研削中又は研削後にウエハＷの膜厚を測定することにより、研削量を反映した情報を取得可能に構成されている。

【0018】

なお後述するように、ホイール２４及びホイール２４に保持される砥石２６の回転軸ＡＸ１と、ウエハＷの第１表面ＷＳ１及び第２表面ＷＳ２の法線とは、略平行である。したがって、ウエハＷを第１表面ＷＳ１又は第２表面ＷＳ２の法線方向に変位させることは、ウエハＷを砥石２６の回転軸ＡＸ１方向に変位させることに相当する。以下研削装置１０の各構成を詳述する。

【0019】

研削部２０のスピンドル２２は、回転軸ＡＸ１を中心に回転可能に構成されている。スピンドル２２は例えば、数千ｒｐｍで回転することができる。またスピンドル２２は、回転軸ＡＸ１方向に移動可能に構成されている。例えば、スピンドル２２を回転軸ＡＸ１方向にチャックテーブル３２に接近する方向に移動した状態でスピンドル２２を回転させることにより、ウエハＷの研削速度及び研削量を増加させることが可能である。

【0020】

ホイール２４は、砥石２６を保持して回転させるために、スピンドル２２と一体的に回転可能に構成されている。本実施形態に係るホイール２４は円環状（リング状）に形成されており、周方向に沿って溝が形成されている。この溝に複数の砥石２６を互いに離間させてはめ込むことにより、ホイール２４は、複数の砥石２６を保持可能に構成されている。

【0021】

砥石２６は、例えば、人造ダイヤモンドを使用した板状に形成されており、ホイール２４に形成された溝にはめ込まれるために湾曲して形成されている。なお、スピンドル２２、ホイール２４及び砥石２６等の研削部２０の各構成は、被研削物の組成及び加工目的等に応じて適宜変更可能である。

【0022】

保持部３０のチャックテーブル３２は、ウエハＷの少なくとも第２表面ＷＳ２を保持可能に構成されている。またチャックテーブル３２は、例えば数百ｒｐｍで回転可能に構成されている。図１（Ａ）に示されるように、ウエハＷの第２表面ＷＳ２と対向するチャックテーブル３２の表面は、チャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２を軸とし、回転軸ＡＸ２を含む軸線上に頂点を有する極めて小さな勾配の円錐面を含む円錐状に形成されている。例えば３００ｍｍのウエハＷを保持するためのチャックテーブル３２の円錐面を含む円錐は、３００ｍｍ以上の直径を有する底面と、１０～２０μｍの高さを有する。このため円錐の母線と底面がなす傾斜角は例えば０．１度未満であり、円錐の頂角は例えば１７９．９度より大きい。また、チャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２を含む中心には、エア吸込管４２を挿入するために回転軸ＡＸ２方向に延伸する貫通孔が形成されている。

【0023】

図１（Ａ）に示されるように、側面視において、チャックテーブル３２のわずかに傾斜する円錐面の母線の一方がホイール２４の回転軸ＡＸ１と略直交するように、チャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２をホイール２４の回転軸ＡＸ１に対して僅かに傾斜させて研削が実行される。このため、チャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２とホイール２４の回転軸ＡＸ１とは、略平行である（ただし図１（Ａ）においては、傾斜を強調している）。なお、保持部３０は、ホイール２４の回転軸ＡＸ１に対するチャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２を変更可能に構成される知られた角度調整手段を備えている。

【0024】

チャックテーブル３２は、上述した円錐面を含む表面が形成された、例えば、顔料を含有するポーラスセラミックから構成される。

【0025】

保持部３０はさらに、内部にチャックテーブル３２の底面に連通する通気管３６ＣＨが形成され、チャックテーブル３２を支持してチャックテーブル３２と一体的に回転可能に構成された支持基台３６と、支持基台３６に係合することにより、支持基台３６及びチャックテーブル３２を回転軸ＡＸ２に従って回転させるためのベルト３４と、通気管３６ＣＨ内に負圧を発生させるためのエジェクタ（不図示）と、チャックテーブル３２を回転させるためのモータ等から構成される回転駆動部（不図示）とを備える。図２に示されるように支持基台３６の回転軸ＡＸ２を含む中心には、調整軸４４（後述）を挿入するために回転軸ＡＸ２方向に延伸する貫通孔が形成されている。

【0026】

このような構成のチャックテーブル３２によれば、通気管３６ＣＨ内に負圧を発生させることにより、この通気管３６ＣＨ内に連通するポーラス（多孔質体）内の気孔を介してウエハＷを吸引（ポーラスチャック）することが可能となる。

【0027】

変位部４０は、被研削物であるウエハＷの第２表面ＷＳ２の少なくとも一部を、ホイール２４の回転軸ＡＸ１及び回転軸ＡＸ２方向に変位する。本実施形態に係る研削装置１０は、変位手段として、ウエハＷの中心部をウエハＷの表面の法線方向に変位させるためのエア吸込管４２及び調整軸４４と、ウエハＷの外周側の領域をウエハＷの表面の法線方向に変位させるためのエアバック４６とを備える。

【0028】

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、エア吸込管４２によるウエハＷの変位を示す模式図である。エア吸込管４２（図２及び図３）は、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域を砥石２６から離間する方向に変位可能に構成されている。本実施形態に係るエア吸込管４２は、チャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２上に形成される貫通孔内の領域に挿入されており、先端面４２ＴＳがウエハＷの第２表面ＷＳ２に近接対向した状態で、内部に形成される通気管４２ＣＨ内に負圧を発生させてウエハＷを吸引することにより、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域を砥石２６から離間する方向に変位可能に構成されている。ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域が砥石２６から離間する方向に変位するとき、第１表面ＷＳ１の中心を含む領域も同じ方向に変位する（図３（Ａ））。このため、エア吸込管４２を用いてウエハＷを吸引することにより、研削されるウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心を含む領域を砥石２６から離間させ、この領域の研削量を低減させることが可能となる。

【0029】

なお、エア吸込管４２の周囲にはウエハＷの第２表面ＷＳ２を吸引して保持するチャックテーブル３２が設けられているため、ウエハＷの変位が妨げられる。このため、エア吸込管４２を用いることにより、所定領域（本実施形態においてはウエハＷの中心を含む領域）の研削量を局所的に低減させることが可能となる。

【0030】

本実施形態に係るエア吸込管４２の内部には通気管４２ＣＨとして機能する貫通孔が形成されているから、この通気管４２ＣＨ内をエジェクタ等の知られた構成により負圧にすることで、ウエハＷを変位させることが可能となる。なおエア吸込管４２に形成される貫通孔は、チャックテーブル３２の底面に連通する通気管３６ＣＨとは独立に（連通されることなく）形成されている。このような構成により、チャックテーブル３２によりウエハＷを吸引するための吸引力と、エア吸込管４２によりウエハＷを変位させるための吸引力を異ならせることが可能となる。

【0031】

本実施形態に係るエア吸込管４２の、ウエハＷの第２表面ＷＳ２に対向する先端面４２ＴＳは、滑らかに湾曲する凸面を有する。しかしながら先端面４２ＴＳは凸面に限られるものではない。図３（Ｃ）は変形例に係るエア吸込管４３を示している。この図に示されるように、エア吸込管４３の先端面４３ＴＳは、通気管（中心）に向かって窪む凹面を有するように形成されてもよい。このような構成とすることにより、エア吸込管４３による吸引力を高めることが可能となる。

【0032】

調整軸４４は、調整軸４４に対してエア吸込管４２を砥石２６に接近する方向に移動させることにより、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域を、砥石２６に接近する方向に変位可能に構成されている。具体的には調整軸４４は、内部にエア吸込管４２を回転軸方向に移動させるためのサーボモータ又はエアシリンダ等のアクチュエータ（不図示）を備え、このアクチュエータを用いてエア吸込管４２を回転軸方向に移動可能に構成されている。また、調整軸４４の内部には、エア吸込管４２の通気管４２ＣＨに連通し、通気管４２ＣＨ内を負圧にするエジェクタ等に接続される通気管が形成されている。

【0033】

図３（Ｂ）に示されるように、調整軸４４のアクチュエータがエア吸込管４２を砥石２６に接近する方向に移動させることにより、エア吸込管４２の先端面４２ＴＳを第２表面ＷＳ２の中心を含む領域に当接させると、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域は、砥石２６に接近する方向に変位する。ウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域が砥石２６に接近する方向に変位するとき、第１表面ＷＳ１の中心を含む領域も同じ方向に変位するため、ウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心部における研削量を増加させることが可能となる。

【0034】

なお後述するように、通常の場合、ウエハＷを１μｍ以下変位させることにより、ウエハＷの厚さのばらつきを小さくすることが可能となる。従って、エア吸込管４２によるウエハＷの法線方向の変位量は、１μｍ以下である。

【0035】

本実施形態に係る変位手段は、さらに、ウエハＷの外周側の領域をウエハＷ表面の法線方向に変位させるためのエアバック４６を備える。

【0036】

図４（Ａ）は、チャックテーブル３２及びエアバック４６を上方から見た平面図である。図４（Ｂ）は、変形例に係るエアバック４７を示す平面図である。同図（Ａ）に示されるようにエアバック４６は、円盤状に形成されるチャックテーブル３２の外側面を包囲する環状に形成されている。エアバック４６の内部には、チャックテーブル３２内に設けられるバキュームラインＢＬと連通し、周方向に延伸する通気管４６ＣＨが形成されている。またエアバック４６の、ウエハＷの第２表面ＷＳ２に対向する面には、周方向に離間して設けられ通気管４６ＣＨに連通する複数の開口孔４６ＯＰが形成される。例えば同図（Ａ）に示されるように、エアバック４６には周方向に４５度ごとに離間して設けられ通気管４６ＣＨに連通する８個の開口孔４６ＯＰが形成される。この開口孔４６ＯＰがウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周側の領域に近接した状態で、バキュームラインＢＬを介して通気管４６ＣＨ内に負圧を発生させることにより、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周側の領域を砥石２６から離間する方向に変位可能に構成されている。

【0037】

さらにエアバック４６は、回転軸方向に伸縮自在に設けられている。エアバック４６の内部空間は、チャック用の通気管３６ＣＨ及びバキュームラインＢＬと独立してチャックテーブル３２内に設けられるエアーラインＡＬと連通している。エアーラインＡＬを介して気体（例えば空気）をエアバック４６内に送り込み、エアバック４６内の気圧を高めるとエアバック４６は回転軸ＡＸ２方向に伸長し、ウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周部に当接して外周部を押し上げることにより、ウエハＷの外周部を砥石２６に接近する方向に変位させるように構成されている。一方でエアーラインＡＬを介して気体をエアバック４６内から排出させ、エアバック４６内の気圧を低下させるとエアバック４６は回転軸ＡＸ２方向に収縮し、ウエハＷの第２表面ＷＳ２から離間するように構成されている。

【0038】

したがってエアバック４６を伸長させることにより、ウエハＷの外周側の領域を砥石２６に接近する方向に変位させることが可能となるから、ウエハＷの外周側の領域の研削量を増加させることが可能となる。一方でエアバック４６を収縮させ、開口孔がウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周側の領域に近接した状態で通気管４６ＣＨ内に負圧を発生させてウエハＷを吸引することにより、ウエハＷの外周側の領域を砥石２６から離間する方向に変位可能に構成されている。このため、ウエハＷの外周側の領域の研削量を低減させることも可能となる。

【0039】

図４（Ｂ）は、エアバック４７及び通気管４７ＣＨが周方向に４分割された変形例を示している。この変形例によれば、ウエハＷの外周側の領域のうち４分割された領域を独立に変位させることが可能となる。このため、周方向に研削量が変動する場合であっても、厚さのばらつきを小さくすることが可能となる。

【0040】

［研削方法］
以上のような構成を備える研削装置１０を用いた研削方法の一例を以下に説明する。
まず、チャックテーブル３２の円錐面上にウエハＷの第２表面ＷＳ２を対向して載置した状態でチャックテーブル３２の底面に連通する通気管３６ＣＨを負圧にすることにより、チャックテーブル３２はウエハＷを吸引して保持する。

【0041】

この状態で回転駆動部を駆動させることにより、チャックテーブル３２及びチャックテーブル３２に保持されたウエハＷは、例えば数百ｒｐｍ（例えば１００～９００ｒｐｍ）で回転を開始する。

【0042】

一方で、スピンドル２２は、例えば、数千ｒｐｍ（例えば１０００～９０００ｒｐｍ）で回転を開始する。これに伴いホイール２４及びホイール２４に取り付けられている砥石２６も回転を開始する。そしてスピンドル２２は、チャックテーブル３２に接近する方向に移動する。このとき図１（Ａ）に示される側面視において、チャックテーブル３２のわずかに傾斜する円錐面の一方の母線がホイール２４の回転軸ＡＸ１と略直交するようにホイール２４の回転軸ＡＸ１に対するチャックテーブル３２の回転軸ＡＸ２は、予め調整されている。また図１（Ｂ）に示されるように、砥石２６がウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心部を通過するように、チャックテーブル３２に対するホイール位置は、予め調整されている。

【0043】

砥石２６がウエハＷの第１表面ＷＳ１に接触すると、砥石２６はウエハＷの第１表面ＷＳ１の研削を開始する。このときウエハＷも回転しているから、砥石２６は、第１表面ＷＳ１の全面を研削する。図１（Ｂ）に示されるように、砥石２６は常にウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心部を通過し、かつ、砥石２６の経路においてウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心部が最も砥石２６に接近する位置に相当するため、ウエハＷの第１表面ＷＳ１の中心部の研削量は、他の領域と比較して大きくなる場合がある。

【0044】

研削が完了すると、計測部５０の非接触式ゲージは、ウエハＷの第１表面ＷＳ１に光を照射することによりウエハＷの厚みを計測する。非接触式ゲージは、例えば、図１（Ｂ）に示される位置Ｌ１（ウエハＷの中心部）、位置Ｌ２（位置Ｌ１よりも外径方向に移動したウエハＷの内周側の領域）、位置Ｌ３（ウエハＷの径方向中間部）、位置Ｌ４（位置Ｌ３よりも外径方向に移動したウエハＷの外周側の領域）及び位置Ｌ５（ウエハＷの外周部）という、径方向において異なる５つの位置におけるウエハＷの厚みを計測する。ウエハＷの厚みは、ウエハＷの研削量を示す情報に相当する。

【0045】

図５（Ａ）の線Ｘ１は、研削後のウエハＷの表面プロファイルの一例である。線Ｘ１に示されるように、ウエハＷの中心部が過研削されて、例えば１μｍ以下の範囲で中心部が他の領域よりも薄くなることがある。反対に、例えば１μｍ以下の範囲でウエハＷの中心部が他の領域よりも厚くなることもある。
その後ウエハの第１表面ＷＳ１は、ＣＭＰ研磨（シリコンＣＭＰ）される。研磨が完了すると、ＣＭＰ研磨装置が備える膜厚測定器の光学式ゲージ（又は研削装置１０の計測部５０の非接触式ゲージ）は、ウエハＷの第１表面ＷＳ１に光を照射することにより、位置Ｌ１乃至位置Ｌ５の５つの位置を通る直径方向のウエハＷの厚みを計測する。

【0046】

図５（Ｂ）の線Ｘ２は、ＣＭＰ後のウエハＷの表面プロファイルの一例である。線Ｘ２に示されるように、ＣＭＰ研磨において、ウエハＷの外周部が研磨されにくいために、例えば１μｍ以下の範囲で外周部が他の領域よりも厚くなる場合がある。反対に、ウエハＷの外周部が過研磨された結果、例えば１μｍ以下の範囲で外周部が他の領域よりも薄くなることもある。

【0047】

次いで、研削後の位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さを示す情報（「切削量を示す情報」の一例）及び／又はＣＭＰ研磨後の位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さを示す情報（「切削量を示す情報」の一例）に基づいて、中心変位手段であるエア吸込管４２及び調整軸４４によるウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心部の変位量ならびに外周変位手段であるエアバック４６によるウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周部の変位量が決定される。例えば研削装置１０は、研削後及び研磨後の位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さに関連付けて、中心変位手段及び外周変位手段による変位量を決定するアルゴリズム乃至テーブルを格納する記憶措置を有し、このアルゴリズム乃至テーブルに基づいてエア吸込管４２、調整軸４４及びエアバック４６の制御パラメータを決定可能に構成されてもよい。

【0048】

例えば研削後の位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さを示す情報に基づいて、位置Ｌ１（ウエハＷの中心部）の厚さが他の領域と比較して薄く、その傾向が、ＣＭＰ研磨後においても維持されている場合、中心変位手段がウエハＷの第２表面ＷＳ２の中心を含む領域を砥石２６から離間する方向に変位させた状態で、研削部２０が２枚目以降のウエハＷを研削するように構成される。

【0049】

また、ＣＭＰ研磨後の位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さを示す情報に基づいて、位置Ｌ５（ウエハＷの外周部）の厚さが他の領域と比較して薄い場合、たとえ、研削後の位置Ｌ５の厚さが他の領域と同様の厚さであったとしても、外周変位手段であるエアバック４６がウエハＷの第２表面ＷＳ２の外周側の領域を砥石２６から離間する方向に変位させた状態で、研削部２０が２枚目以降のウエハＷを研削するように構成される。このように、研削後に実行されるＣＭＰ研磨後の厚さ情報を考慮してＣＭＰ研磨前に実行される研削においてウエハＷを変位させることにより、ＣＭＰ研磨後の厚さのばらつきを小さくすることが可能となる。

【0050】

図５（Ａ）の線Ｙ１は２枚目のウエハＷの研削後のプロファイルの一例であり、図５（Ｂ）の線Ｙ２は２枚目のウエハＷの研磨後のプロファイルの一例である。線Ｙ１及び線Ｙ２に示されるように、ウエハＷの中心部及び外周部の過研削が緩和され、厚さのばらつきを小さくすることが可能となる。

【0051】

従来は、ホイール２４の回転軸に対するチャックテーブル３２の回転軸を変更可能に構成される角度調整手段等の手段により切削量のばらつきを抑える試みがなされていた。しかしながらこれら手段は、被切削物の表面全体を変位させるため、表面内のある領域の切削量を調整すると、必然的に他の領域の切削量まで変動してしまう。

【0052】

本実施形態の切削装置及び切削方法によれば、被切削物の表面内の一部の領域を変位させたときの他の領域の変位が抑制されるため、他の領域の切削量の変動を抑制することが可能となる。したがって、切削後（研削後又は研磨後）の厚さのばらつきが小さくなるように被切削物を切削することが可能となる。

【0053】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。

【0054】

例えば、ウエハＷの研削途中に、位置Ｌ１乃至位置Ｌ５のウエハＷの厚さを示す情報（研削量を示す情報）を取得し、取得された情報に基づいてウエハＷの第２表面ＷＳ２をホイール２４の回転の回転軸方向に変位させた状態で、このウエハＷの第１表面ＷＳ１を切削するように変形してもよい。

【0055】

また上述したように、被切削物は第２表面ＷＳ２に半導体素子が形成される半導体ウエハであってもよい。この場合、本実施形態に開示される研削方法を後工程プロセスに適用してもよい。

【0056】

さらに変位手段は、ウエハＷの中心部以外の領域を変位可能に構成されてもよい。くわえて変位手段は、ウエハＷを一方向のみ（例えばウエハＷを砥石２６から離間する方向のみ）に変位可能に構成されてもよい。

【0057】

さらに本実施形態に係る研削装置１０及び研削方法は、知られた他の研削装置１０及び研削方法と組み合わせて用いることが可能である。例えば、チャックテーブル３２及びウエハＷの回転軸と、ホイール２４及び砥石２６の回転軸とがねじれの関係を有するようにチャックテーブル３２又はホイール２４を傾斜させる研削装置１０及び研削方法が知られている。本実施形態に係る研削装置１０及び研削方法は、このような知られた他の研削装置に採用されている他の手段及び他の研削方法と組み合わせて用いることが可能である。

【0058】

［第２実施形態］
以下、本実施形態に係る研削装置及び研削方法について説明する。ただし、他の実施形態と同一乃至同様の機能又は構成を有すると理解される構成要素については、同一乃至同様の符号を付して説明を省略乃至簡略化し、異なる部分を中心に説明する。

【0059】

図６は、本実施形態に係る研削装置１００の保持部を模式的に示す断面図である。同図に示されるように本実施形態に係る研削装置１００の変位部は、エア吸込管４２及び調整軸４４（「中心変位手段」）を備えるものの、外周変位手段に相当する構成を備えない点で、研削装置１０と異なる。

【0060】

研削装置１００によれば、エア吸込管４２を用いることにより、被切削物の中心を含む領域を砥石から離間する方向又は接近する方向に変位させることが可能となるから、中心を含む領域の研削量を局所的に低減又は増加させることが可能となる。

【0061】

なお本実施形態においては被切削物であるウエハＷの中心を含む領域に近接してエア吸込管４２を設けたがこれに限られるものではない。例えば、過切削される領域が径方向中間部の切削プロセスにおいては、径方向中間部に近接してエア吸込管その他の変位手段を設けてもよい。

【0062】

［第３実施形態］
以下、本実施形態に係る研削装置及び研削方法について説明する。
本実施形態に係る研削装置の変位部は、外周変位手段を備えるものの、中心変位手段に相当する構成を備えない点で、研削装置１０と異なる。

【0063】

この研削装置によれば、被切削物の外周側の領域を砥石から離間する方向又は接近する方向に変位させることが可能となるから、外周側の領域の研削量を局所的に低減又は増加させることが可能となる。

【0064】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0065】

ＡＬ （エアバック用）エアーライン
ＡＸ１ ホイール及び砥石の回転軸
ＡＸ２ チャックテーブル及びウエハの回転軸
ＢＬ （外周吸引用）バキュームライン
ＴＲ 経路
Ｗ ウエハ
ＷＳ１ 第１表面
ＷＳ２ 第２表面
１０ 研削装置
２０ 研削部
２２ スピンドル
２４ ホイール
２６ 砥石
３０ 保持部
３２ チャックテーブル（保持手段）
３４ ベルト
３６ 支持基台
３６ＣＨ （チャック用）通気管
４０ 変位部
４２ エア吸込管（エア吸込チューブ）
４２ＣＨ （中心変位用）通気管
４２ＴＳ 先端面
４４ 調整軸４４
４６ エアバック
４６ＯＰ 開口孔
５０ 計測部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】