特開 2024-126240 研削装置及び研削方法

(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】P2024126240

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】研削装置及び研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/14 20060101AFI20240912BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20240912BHJP

   B24B 55/02 20060101ALI20240912BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20240912BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B24B49/14

B24B7/04 A

B24B55/02 B

B24B55/06

H01L21/304 631

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034496

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村松 諭

(72)【発明者】

【氏名】後藤 利光

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

3C047

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034BB92

3C034CA19

3C034CB03

3C043BA03

3C043CC04

3C043CC11

3C043DD02

3C043DD04

3C043DD05

3C043DD06

3C047FF04

3C047FF11

3C047GG15

3C047HH13

5F057AA39

5F057BA11

5F057CA14

5F057DA11

5F057EB15

5F057GA04

5F057GB40

(57)【要約】

【課題】簡単な構成で被加工物の加工点の温度を高精度に測定することができる研削装置と、加工点の過熱による被加工物の加工不良を防ぐことができる研削方法を提供すること。
【解決手段】研削装置１は、チャックテーブル１０と、粗研削ユニット２０及び仕上げ研削ユニット３０と、研削水供給ユニット４０と、チャックテーブル１０と研削ホイール２５，３５の全部または一部を覆う加工室カバー５０と、該加工室カバー５０の外側に配置されて該加工室カバー５０内の温度を測定する赤外線温度計６０とを備える。また、本発明に係る研削方法は、赤外線温度計６０によって測定された研削水の温度が閾値を超えると、研削ホイール２５，３５を上昇させてウェーハＷから離間させ、研削水の温度が閾値以内の設定値まで下がると、研削ホイール２５，３５を下降させてウェーハＷの研削を再開する。或いは、研削水の温度が閾値を超えると、研削加工を中止する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を研削する研削装置であって、
該被加工物を保持するチャックテーブルと、
該被加工物を研削する研削ホイールをスピンドルの先端に装着可能な研削ユニットと、
該被加工物と該研削ホイールとの接触領域に研削水を供給する研削水供給ユニットと、
該チャックテーブルと該研削ホイールの全部または一部を覆う加工室カバーと、
該加工室カバーの外側に配置されて該加工室カバー内の温度を測定する赤外線温度計と、
を備え、
該加工室カバーの全部または一部を透明部材で構成し、該透明部材を透過する赤外線の強さを該赤外線温度計が測定して該加工室カバー内の温度を測定することを特徴とする研削装置。

【請求項2】

該赤外線温度計は、
該研削ホイールの回転によって飛散する該研削水が該加工室カバーに接触する位置の該加工室カバーの外側に配置され、飛散する該研削水の温度を測定することを特徴とする請求項１記載の研削装置。

【請求項3】

該透明部材は、ポリ塩化ビニル樹脂またはアクリル樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１記載の研削装置。

【請求項4】

各構成要素を制御する制御ユニットをさらに備え、
該制御ユニットは、
該研削水の温度の閾値を設定する閾値設定部と、
該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値以内か否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の研削装置。

【請求項5】

請求項１～４記載の研削装置によって該被加工物を研削する研削方法であって、
該制御ユニットは、
該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値を超えると、該研削ホイールを上昇させて該被加工物から離間させ、
該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値以内の設定値まで下がると、該研削ホイールを下降させて該被加工物の研削を再開することを特徴とする研削方法。

【請求項6】

請求項１～４記載の研削装置によって該被加工物を研削する研削方法であって、
該制御ユニットは、
該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値を超えると、研削加工を中止することを特徴とする研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チャックテーブルに保持されたウェーハなどの被加工物を研削する研削装置及び該研削装置を用いて実施される研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、携帯電話やパソコン（パーソナルコンピュータ）などの各種電子機器に対して小型・薄型化が要求されていることから、これらの電子機器に用いられている半導体デバイスも小型・薄型化される傾向にある。すなわち、半導体デバイスの製造工程においては、円板状の薄い半導体ウェーハ（以下、単に「ウェーハ」と称する）の表面が格子状に配列されたストリートと称される分割予定ラインによって多数の矩形領域に区画され、各矩形領域にＩＣやＬＳＩなどのデバイスがそれぞれ形成される。このように多数のデバイスが形成されたウェーハをダイシング装置で分割予定ラインに沿って切断することによって、複数の半導体チップが形成される。

【0003】

そして、個々の半導体チップの小型化と薄型化を図るため、通常、ウェーハを分割予定ラインに沿って切断する前に該ウェーハの裏面（デバイスが形成された面とは反対側の面）が所定の厚みに研削されている。このウェーハの裏面を研削する研削装置は、高速回転する研削ホイールの研削砥石をウェーハの裏面に押し当てることによってなされるが、この研削によって発生する研削屑の除去と、研削砥石とウェーハの接触面に発生する摩擦熱による研削砥石やウェーハの過熱を防ぐため、研削加工中には研削砥石とウェーハとの接触部に研削水が供給されている（例えば、特許文献１）。

【0004】

ところで、研削加工において、加工条件が不適切であったり、ウェーハが高剛性（高硬度）材料で構成されている場合には、研削砥石とウェーハとの接触部が摩擦熱によって過熱されて高温となり、研削砥石が傷んだり、ウェーハ焼けなどの加工不良が発生する。このため、特許文献２には、ウェーハを支持する支持基台の内部に温度測定ユニットを収容し、この温度測定ユニットによって測定される支持基台の支持面（加工点）の温度が予め定められた閾値を超えると、エラー信号を出力するとともに、加工動作を中止する提案がなされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－１２４６９０号公報

【特許文献2】特開２０１９－１２３０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２において提案されているように、被加工物であるウェーハを支持する支持基台を別に設け、この支持基台の内部に、温度センサやその電源である電池、記録部、無線通信装置などによって構成される温度測定ユニットを組み込む必要があるため、支持基台の構造が複雑化するとともに、コストアップを免れない。

【0007】

また、支持基台の内部に収容された温度測定ユニットに、研削屑を含む研削水が飛散して付着するため、温度測定ユニットによる加工点の温度を高精度に測定することができないばかりか、温度測定ユニットの故障を招き易いという問題がある。

【0008】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成でコストアップを招くことなく、被加工物の加工点の温度を高精度に測定することができる研削装置と、加工点の過熱による被加工物の加工不良などを防ぐことができる研削方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を研削する研削装置であって、該被加工物を保持するチャックテーブルと、該被加工物を研削する研削ホイールをスピンドルの先端に装着可能な研削ユニットと、該被加工物と該研削ホイールとの接触領域に研削水を供給する研削水供給ユニットと、該チャックテーブルと該研削ホイールの全部または一部を覆う加工室カバーと、該加工室カバーの外側に配置されて該加工室カバー内の温度を測定する赤外線温度計と、を備え、該加工室カバーの全部または一部を透明部材で構成し、該透明部材を透過する赤外線の強さを該赤外線温度計が測定して該加工室カバー内の温度を測定することを特徴とする。

【0010】

また、本発明は、上記研削装置によって該被加工物を研削する研削方法であって、該制御ユニットは、該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値を超えると、該研削ホイールを上昇させて該被加工物から離間させ、該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値以内の設定値まで下がると、該研削ホイールを下降させて該被加工物の研削を再開することを特徴とする。ここで、閾値以内の設定値は、閾値よりも低い値に設定されている。

【0011】

さらに、本発明は、前記研削装置によって該被加工物を研削する研削方法であって、該制御ユニットは、該赤外線温度計によって測定された該研削水の温度が該閾値を超えると、研削加工を中止することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る研削装置によれば、赤外線温度計を加工室カバーの外側に配置するだけの簡単な構成によって加工室カバー内の温度（具体的には、研削ホイールの回転に伴う遠心力によって周囲に飛散する研削水の温度）を測定することができ、研削装置の構造の複雑化やコストアップを招くことがない。そして、加工室カバーの外側に配置される赤外線温度計には、研削屑を含む研削水が付着することがないため、該赤外線温度計の故障を招くことなく、加工室内の温度（飛散する研削水の温度）を高精度に測定することができる。

【0013】

本発明に係る研削方法によれば、ウェーハの研削において赤外線温度計によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、ウェーハの加工領域が摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削ホイールを僅かに上昇させてウェーハから僅かに離間させた状態で、該研削ホイールを空転（エアカット）させ、研削水の温度が所定の設定値（＜閾値）以内に下がるまで研削ホイールを空転（エアカット）させるようにしたため、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による加工具（研削砥石）の耐久寿命の低下やウェーハの加工不良などを招くことがない。

【0014】

また、本発明に係る研削方法によれば、ウェーハの研削において赤外線温度計によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、ウェーハの加工領域が摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削加工を中止するようにしたため、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による加工具（研削砥石）の耐久寿命の低下やウェーハの加工不良などを招くことがない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る研削装置の斜視図である。

【図2】本発明に係る研削装置要部（粗研削ユニット、チャックテーブル、昇降機構など）をＸ軸方向から見た側断面図である。

【図3】図２のＡ部拡大詳細図である。

【図4】本発明に係る研削装置要部（粗研削ユニットと仕上げ研削ユニット、チャックテーブル、ターンテーブル、加工室カバーなど）をＹ軸方向から見た正断面図である。

【図5】本発明に係る研削方法をその工程順に示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0017】

［研削装置の構成］
まず、本発明に係る研削装置の構成を図１～図４に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、図１に示す矢印方向をそれぞれＸ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）、Ｚ軸方向（上下方向）とする。

【0018】

図１に示す研削装置１は、被加工物である薄い円板状のウェーハＷを研削する装置であって、回転可能な円盤状のターンテーブル２上に配置された３つのチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０上に保持されたウェーハＷを研削する研削ユニットである粗研削ユニット２０及び仕上げ研削ユニット３０と、チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷの加工領域に研削水を供給する研削水供給ユニット４０と、チャックテーブル１０とターンテーブル２及び粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０の一部を覆う加工室カバー５０と、該加工室カバー５０の内部に形成された加工室Ｓ１，Ｓ２内の温度（より詳細には、加工室Ｓ１，Ｓ２内で飛散する研削水の温度）を非接触で測定する赤外線温度計６０と、以上の各構成要素を制御する制御ユニット７０を主要な構成要素として備えている。ここで、ウェーハＷは、薄い円板状の部材であって、単結晶のシリコン母材で構成されており、その表面（図１においては、下面）には、ＩＣやＬＳＩなどの複数の不図示のデバイスが形成されている。そして、これらのデバイスは、ウェーハＷの表面に貼着された保護テープＴによって保護されている。

【0019】

なお、研削装置１には、その他の構成要素として、研削加工中のウェーハＷの厚みを測定する厚み測定器８１，８２と、研削加工されたウェーハＷを洗浄する洗浄ユニット９０と、研削加工前の複数のウェーハＷを収納するカセット９１と、研削加工後のウェーハＷを収納するカセット９２と、カセット９１から取り出したウェーハＷを位置合わせする位置合わせテーブル９３と、カセット９１，９２に対してウェーハＷを出し入れするとともに、カセット９１から取り出したウェーハＷを位置合わせテーブル９３へと搬送する搬出入ロボット９４と、位置合わせテーブル９３において位置合わせされたウェーハＷをウェーハ搬出入領域Ｒ１に位置するチャックテーブル１０へと搬送する第１搬送手段９５と、仕上げ研削領域Ｒ３において仕上げ研削されたウェーハＷをチャックテーブル１０から取り外して洗浄ユニット９０へと搬送する第２搬送手段９６などが備えられているが、これらについての詳細な説明は省略する。

【0020】

ここで、研削装置１の主要な構成要素であるチャックテーブル１０、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０、研削水供給ユニット４０、加工室カバー５０、赤外線温度計６０及び制御ユニット７０の構成についてそれぞれ説明する。

【0021】

（チャックテーブル）
３つのチャックテーブル１０は、円板状の部材であって、Ｚ軸方向に垂直な中心軸回りに間欠的に回転（公転）するターンテーブル２上に周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されている。そして、これらのチャックテーブル１０は、ターンテーブル２の間欠的な回転によって該ターンテーブル２のＺ軸方向に垂直な軸中心回りに角度１２０°ずつ公転してウェーハ搬出入領域Ｒ１と粗研削領域Ｒ２及び仕上げ研削領域Ｒ３の間を順次移動するとともに、図２及び図４に示す回転機構１１によってＺ軸方向の垂直な軸中心回りに所定の速度で回転（自転）する。

【0022】

ここで、各チャックテーブル１０は、図２及び図４に示すように、多孔質のセラミックなどで構成された円板状のポーラス部材１０Ａが中央部にそれぞれ組み込まれており、各ポーラス部材１０Ａの上面は、円板状のウェーハＷを吸引保持する保持面を構成している。そして、各チャックテーブル１０のポーラス部材１０Ａは、真空ポンプなどの不図示の吸引源に選択的に接続される。

【0023】

また、図２に示すように、各チャックテーブル１０は、傾き調整機構１２によって保持面の水平面に対する傾きが調整可能であって、傾き調整機構１２は、チャックテーブル１０を傾動可能に支持する２つのアクチュエータ１３（図２には１つのみ図示）と１つのピボット１４を備えている。ここで、２つのアクチュエータ１３と１つのピボット１４は、周方向に等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で配置されており、各アクチュエータ１３のロッド１３ａをモータ１５によって上下動させることによって、チャックテーブル１０がピボット１４を中心として傾動する。なお、図２においては、ターンテーブル２などは図示を省略している。

【0024】

（粗研削ユニットと仕上げ研削ユニット）
粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０は、図１に示すように、Ｙ軸方向（前後方向）に長い矩形ボックス状のベース１００の＋Ｙ軸方向端部（後端部）にＸ軸方向（左右方向）に並設される状態で垂直に配置されている。ここで、粗研削ユニット２０は、粗研削領域Ｒ２に位置するチャックテーブル１０の保持面に保持されたウェーハＷの上面（裏面）を粗研削するユニットであり、仕上げ研削ユニット３０は、仕上げ研削領域Ｒ３に位置するチャックテーブル１０の保持面に保持されたウェーハの上面（裏面）を仕上げ研削するユニットであって、両者の基本構成は同じである。

【0025】

すなわち、粗研削ユニット２０は、図１、図２及び図４に示すように、ホルダ２１に固定されたスピンドルモータ２２と、該スピンドルモータ２２によって回転駆動される垂直なスピンドル２３（図２及び図４参照）と、該スピンドル２３の下端に取り付けられた円板状のマウント２４（図２～図４参照）と、該マウント２４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール２５（図２～図４参照）とを備えている。ここで、研削ホイール２５は、図３及び図４に示すように、円板状の基台２５ａと、該基台２５ａの下面に円環状に取り付けられた複数の研削砥石２５ｂによって構成されている。なお、スピンドルモータ２２は、制御ユニット７０に電気的に接続されている。

【0026】

また、仕上げ研削ユニット３０も粗研削ユニット２０と同様に、ホルダ３１に固定されたスピンドルモータ３２と、該スピンドルモータ３２によって回転駆動される垂直なスピンドル３３（図４参照）と、該スピンドル３３の下端に取り付けられた円板状のマウント３４と、該マウント３４の下面に着脱可能に装着された研削ホイール３５とを備えている（図４参照）。ここで、研削ホイール３５は、図４に示すように、円板状の基台３５ａと、該基台３５ａの下面に円環状に取り付けられた複数の研削砥石３５ｂによって構成されているが、これらの研削砥石３５ｂは、粗研削ユニット２０の研削砥石２５ｂよりも細かい砥粒によって構成されている。なお、スピンドルモータ３２は、制御ユニット７０に電気的に接続されている。

【0027】

ところで、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０は、図１に示すように、ベース１００の＋Ｙ軸方向端部（後端部）にＸ軸方向（左右方向）に沿って垂直に立設された一対のブロック状のコラム１０１の各－Ｙ軸方向端面（前面）にそれぞれ設けられた昇降機構３によって昇降可能に支持されている。ここで、両昇降機構３の構成は同じであるため、以下、対応する構成要素には同一符号を付して説明する。

【0028】

各昇降機構３は、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０をそれぞれ独立にＺ軸方向（上下方向）に沿って昇降動させるものであって、矩形プレート状の昇降板４と、該昇降板４の昇降動をガイドするためのガイドレール５をそれぞれ備えている。そして、各昇降板４には、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０がそれぞれ取り付けられている。また、ガイドレール５は、コラム１０１の前面に垂直に配設されている。

【0029】

そして、各ガイドレール５の横には、回転可能なボールネジ６がＺ軸方向（上下方向）に沿って垂直に立設されており、該ボールネジ６の上端は、駆動源である正逆転可能なサーボモータ７に連結されている。また、ボールネジ６の下端は、軸受８（図２参照）によってコラム１０１に回転可能に支持されており、このボールネジ６には、図２に示すように、昇降板４の背面に後方（＋Ｙ軸方向）に向かって水平に突設されたナット部材９が螺合している。なお、図２に示すように、ナット部材９には、ボールネジ６と平行に配置された垂直なスケール１６の目盛りを光学的に読み取るための読み取り部１７が取り付けられている。なお、各サーボモータ７は、制御ユニット７０に電気的に接続されている。

【0030】

したがって、以上のように構成された各昇降機構３のサーボモータ７を起動して各ボールネジ６を正逆転させると、各ボールネジ６に螺合するナット部材９（図２参照）が突設された各昇降板４がガイドレール５に沿って昇降するため、該昇降板４に取り付けられた粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０もそれぞれＺ軸方向（上下方向）に沿って互いに独立して昇降動する。

【0031】

（研削水供給ユニット）
研削水供給ユニット４０は、図１に示すように、研削加工中に粗研削ユニット２０の研削砥石２５ｂとウェーハＷとの接触領域（加工領域）に研削水を供給する第１研削水供給ユニット４１と、仕上げ研削ユニット３０の研削砥石３５ｂとウェーハＷとの接触領域（加工領域）に研削水を供給する第２研削水供給ユニット４２を備えている。本実施形態では、第１研削水供給ユニット４１と第２研削水供給ユニット４２は、１つ（共通）の研削水供給源４３を備えており、この研削水供給源４３から延びる配管４４，４５にそれぞれ設けられた開閉弁Ｖ１，Ｖ２を開閉操作することによって、研削水供給源４３からの研削水を粗研削ユニット２０または仕上げ研削ユニット３０へと選択的に供給することができる。すなわち、第１研削水供給ユニット４１は、共通の研削水供給源４３と配管４４及び開閉弁Ｖ１を含んで構成され、第２研削水供給ユニット４２は、研削水供給源４３と配管４５及び開閉弁Ｖ２を含んで構成されている。なお、開閉弁Ｖ１，Ｖ２は、制御ユニット７０に電気的に接続されており、その開閉動作が制御ユニット７０によって制御される。

【0032】

ここで、本実施形態では、共通の研削水供給源４３から延びる一方の配管４４は、図２に示すように、粗研削ユニット２０のスピンドルモータ２２の軸心に垂直に形成された供給路２２ａと、スピンドル２３の軸心に垂直に形成された供給路２３ａ、マウント２４の中心に形成された円孔２４ａと該円孔２４ａから径方向に沿って放射状に形成された複数の水平な供給路２４ｂ（図３参照）及び各供給路２４ｂに連通するよう研削ホイール２５の基台２５ａに垂直に形成された複数のノズル２５ｃ（図３参照）に選択的に接続される。また、他方の配管４５は、仕上げ研削ユニット３０のスピンドルモータ３２、スピンドル３３、マウント３４及び研削ホイール３５に形成された同様の供給路やノズル（不図示）に選択的に接続される。なお、研削水には、純水が好適に用いられる。

【0033】

（加工室カバー）
加工室カバー５０は、図１に破線にて示すように、ターンテーブル２の粗研削領域Ｒ２と仕上げ研削領域Ｒ３に臨む部分と、粗研削領域Ｒ２と仕上げ研削領域Ｒ３に位置するチャックテーブル１０と、粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０の一部（研削ホイール２５，３５部分）を覆う多角形のケースであって、その内部は、図４に示すように、垂直な仕切り壁５１によって加工室Ｓ１，Ｓ２に区画されている。ここで、一方の加工室Ｓ１には、粗研削領域Ｒ２に位置するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを租研削する粗研削ユニット２０の一部(研削ホイール２５部分)が収容され、他方の加工室Ｓ２には、仕上げ研削領域Ｒ３に位置するチャックテーブル１０と、該チャックテーブル１０に保持されたウェーハＷを仕上げ研削する粗研削ユニット２０の一部（研削ホイール３５部分）が収容される。

【0034】

ところで、加工室カバー５０は、図４に示すように、平面視多角形の天板５０ａと、該天板５０ａの周縁から垂直下方に延びる側板５０ｂと、該側板５０ｂの下端から直角に折り曲げられた底板５０ｃを備えている。

【0035】

（赤外線温度計）
赤外線温度計６０は、被測定物から放射される赤外線をレンズで検出素子（サーモパイル）に集光し、検出素子が赤外線を吸収して暖められると、該検出素子が温度に応じた電気信号を出力するため、この電気信号を増幅するとともに、放射率補正を行うことによって被測定物の温度を非接触で測定するものである。本実施形態では、図１及び図４に示すように、加工室カバー５０の左右（－Ｘ方向と＋Ｘ方向）の側板５０ｂの外面に取り付けられている。より詳細には、加工室カバー５０内の加工室Ｓ１，Ｓ２において、それぞれ回転する研削ホイール２５，３５によって周囲に飛散する研削水が加工室カバー５０に接触する位置の外側、つまり、加工室カバー５０の左右の側板５０ｂの研削ホイール２５，３５の各研削砥石２５ｂ，３５ｂとウェーハＷとの接触部の高さ位置の外面に赤外線温度計６０がそれぞれ取り付けられている（図４参照）。

【0036】

本実施形態においては、加工室カバー５０の左右の側板５０ｂの外面に取り付けられた赤外線温度計６０は、各加工室Ｓ１，Ｓ２内の温度、より具体的には、ウェーハＷの研削加工中に周囲に飛散する研削水の温度を測定するものであって、図１、図２及び図４に示すように、これらの赤外線温度計６０は、制御ユニット７０にそれぞれ電気的に接続されている。

【0037】

そして、本実施形態においては、図４に示すように、加工室カバー５０の左右の側板５０ｂのうち、赤外線温度計６０が取り付けられる箇所には、赤外線が透過可能な透明部材５２がそれぞれ組み込まれている。ここで、本実施形態では、透明部材５２としては、ポリ塩化ビニル樹脂またはアクリル樹脂が使用されている。なお、本実施形態では、加工室カバー５０の左右の側板５０ｂの赤外線温度計６０が取り付けられる部分のみを透明部材５２で構成したが、加工室カバー５０の全体を透明部材で構成してもよい。

【0038】

（制御ユニット）
制御ユニット７０は、制御プログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリなどを備えている。この制御ユニット７０は、ウェーハＷの研削加工中に赤外線温度計６０によって測定される研削水（加工室Ｓ１，Ｓ２において周囲に飛散する加工水）の温度の閾値を設定する閾値設定部７１と、赤外線温度計６０によって測定された研削水の温度が閾値以内であるか否かを判定する判定部７２を備えている。なお、これらの閾値設定部７１と判定部７２の具体的な作用については後述する。

【0039】

［研削方法］
次に、以上のように構成された研削装置１を用いて実施される本発明に係る研削方法を図５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。

【0040】

ウェーハＷを研削加工する際には、図１に示す搬出入ロボット９４によってカセット９１から加工前の１枚のウェーハＷが取り出され、取り出されたウェーハＷが位置合わせテーブル９３へと移送される。すると、位置合わせテーブル９３においては、ウェーハＷが位置合わせされ、位置合わせされたウェーハＷは、第１搬送手段９５によってウェーハ搬出入領域Ｒ１に位置するチャックテーブル１０へと移送されて該チャックテーブル１０上に保護テープＴを下にして吸引保持される。すなわち、ウェーハＷが載置されたチャックテーブル１０のポーラス部材１０Ａ（図２及び図４参照）が不図示の吸引源に接続されて該ポーラス部材１０Ａに負圧が発生するため、この負圧に引かれてウェーハＷがチャックテーブル１０の保持面上に吸引保持される。

【0041】

すると、ターンテーブル２がその垂直な軸中心回りに図１の矢印方向（反時計方向）に角度１２０°だけ回転してウェーハＷと共に粗研削領域Ｒ２へと移動する。この粗研削領域Ｒ２においては、チャックテーブル１０の保持面に保持されたウェーハＷの裏面（上面）が粗研削ユニット２０によって粗研削される。

【0042】

すなわち、図２及び図４に示す回転機構１１によってチャックテーブル１０が所定の回転速度（例えば、３００ｒｐｍ）で回転駆動されるとともに、粗研削ユニット２０のスピンドルモータ２２が起動されて研削ホイール２５が所定の速度（例えば、１０００ｒｐｍ）で回転駆動される（図５のステップＳ１）。

【0043】

上述のように、チャックテーブル１０とこれに保持されたウェーハＷ及び研削ホイール２５（研削砥石２５ｂ）がそれぞれ回転している状態で、昇降機構３を駆動して研削ホイール２５（研削砥石２５ｂ）を－Ｚ軸方向に下降させる（図５のステップＳ２）。すなわち、サーボモータ７が駆動されてボールネジ６が回転すると、このボールネジ６に螺合するナット部材９（図２参照）が設けられた昇降板４が粗研削ユニット２０と共に－Ｚ軸方向に下降する。すると、研削砥石２５ｂの下面（研削面）がウェーハＷの上面（裏面）に接触する。このとき、図１に示す第１研削水供給ユニット４１の開閉弁Ｖ１が開く一方、第２研削水供給ユニット４２の開閉弁Ｖ２が閉じられ、研削水供給源４３からの研削水が配管４４と粗研削ユニット２０のスピンドルモータ２２に形成された供給路２２ａ、スピンドル２３に形成された供給路２３ａ、マウント２４に形成された円孔２４ａと供給路２４ｂを通って研削ホイール２５の複数のノズル２５ｃからウェーハＷに向かって供給される。

【0044】

すると、研削水の供給を受けながら、ウェーハＷの上面（裏面）が研削砥石２５ｂによって粗研削され（図５のステップＳ３）、その厚みが厚み測定器８１によって測定されるとともに（図５のステップＳ４）、加工室Ｓ１内の温度、つまり、研削砥石２５ｂとウェーハＷとの接触面（加工部）に供給されて遠心力によって周囲に飛散する研削水の温度が赤外線温度計６０によって測定される（図５のステップＳ５）。この研削水の温度の測定においては、研削水から放射される赤外線が加工室カバー５０の側板５０ｂの一部に組み込まれた透明部材５２（図４参照）を透過して赤外線温度計６０に入射するため、該赤外線温度計６０によって研削水の温度が正確に測定され、その結果が制御ユニット７０へと送信される。

【0045】

すると、制御ユニット７０の判定部７２は、測定された研削水の温度が閾値設定部７１によって設定された閾値（本実施形態では、４３℃（研削水の供給温度が２３℃である場合））以内であるかを判定する（図５のステップＳ６）。研削砥石２５ｂとウェーハＷとの接触部（加工部）が摩擦熱によって過熱状態にあるために測定された研削水の温度が閾値を超えた場合（ステップＳ６：Ｎｏ）には、昇降機構３によって研削ホイール２５を僅かに上昇させ（ステップＳ７）、研削砥石２５ｂをウェーハＷの上面から僅かに離間させた状態で、研削ホイール２５を空転させる（エアカット）。

【0046】

上述のように、研削砥石２５ｂをウェーハＷの上面から僅かに離間させた状態で、研削ホイール２５を空転させると、研削ホイール２５とウェーハＷが研削水によって冷却されるために、これらの研削ホイール２５とウェーハＷの回転に伴う遠心力によって周囲に飛散する研削水の温度が下がる。このような状態で、赤外線温度計６０によって測定される研削水の温度が所定の設定値（本実施形態では、４０℃）以内に低下したか否かが判定され（ステップＳ８）、研削水の温度が所定の設定値以内に低下していない場合（ステップＳ８：Ｎｏ）には、研削水の温度が所定の設定値以内に低下するまで研削ホイール２５の空転（エアカット）が継続される。ここで、所定の設定値とは、制御ユニット７０の閾値設定部７１によって設定された閾値（本実施形態では、４３℃）よりも低い温度（本実施形態では、４０℃）である。

【0047】

以上のように、ウェーハＷの粗研削において赤外線温度計６０によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、研削砥石２５ｂとウェーハＷが摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削ホイール２５を僅かに上昇させて研削砥石２５ｂをウェーハＷから僅かに離間させた状態で、研削ホイール２５を空転させ、研削水の温度が所定の設定値（＜閾値）以内に下がるまで研削ホイール２５を空転させるようにしたため、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による研削砥石２５ｂの耐久寿命の低下やウェーハＷの加工不良などを招くことがない。

【0048】

以上の研削ホイール２５の空転によって研削水の温度が所定の設定値以内まで低下すると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、粗研削が再開され、ステップＳ２～Ｓ６の処理が繰り返される。この場合、研削水の温度は閾値よりも低い設定値以内まで下がっているため、ステップＳ６の判断結果はＹｅｓとなり、処理はステップＳ９へと進む。すなわち、ステップＳ９においては、図１に示す厚み測定器８１によって測定されるウェーハＷの厚みが所定の厚みに達したか否か（ウェーハＷの粗研削量が所定の値に達したか否か）が判定される（ステップＳ９）。

【0049】

粗研削によってウェーハＷが所定の厚みに達していない場合（ステップＳ９：Ｎｏ）には、ウェーハＷの粗研削が継続され（ステップＳ２～Ｓ１０）、ウェーハＷが所定厚みまで粗研削された場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）には、仕上げ研削ユニット３０によるウェーハＷの仕上げ研削が粗研削と同様になされる。

【0050】

すなわち、図２及び図４に示す回転機構１１によってチャックテーブル１０が所定の回転速度（例えば、３００ｒｐｍ）で回転駆動されるとともに、仕上げ研削ユニット３０のスピンドルモータ３２が起動されて研削ホイール３５が所定の速度（例えば、１０００ｒｐｍ）で回転駆動される（図５のステップＳ１０）。

【0051】

上述のように、チャックテーブル１０とこれに保持されたウェーハＷ及び研削ホイール３５（研削砥石３５ｂ）がそれぞれ回転している状態で、昇降機構３を駆動して研削ホイール３５を－Ｚ軸方向に下降させる（図５のステップＳ１１）。そして、図１に示す第２研削水供給ユニット４２の開閉弁Ｖ２が開く一方、第１研削水供給ユニット４１の開閉弁Ｖ１が閉じられ、研削水供給源４３からの研削水が配管４５と仕上げ研削ユニット３０のスピンドルモータ２２、スピンドル２３、マウント２４及び研削ホイール２５の各軸心に形成された不図示の供給路を通って研削ホイール３５の中心からウェーハＷに向かって供給される。

【0052】

すると、研削水の供給を受けながら、ウェーハＷの上面（裏面）が研削砥石３５ｂによって仕上げ研削され（図５のステップＳ１２）、その厚みが厚み測定器８２によって測定されるとともに（図５のステップＳ１３）、加工室Ｓ２内の温度、つまり、研削砥石３５ｂとウェーハＷとの接触面（加工部）に供給されて遠心力によって周囲に飛散して加工室カバー５０の内壁へと到達する研削水の温度が赤外線温度計６０によって測定される（図５のステップＳ１４）。この研削水の温度の測定においても、研削水から放射される赤外線が加工室カバー５０の側板５０ｂの一部に組み込まれた透明部材５２（図４参照）を透過して赤外線温度計６０に入射するため、該赤外線温度計６０によって研削水の温度が正確に測定され、その結果が制御ユニット７０へと送信される。

【0053】

すると、制御ユニット７０の判定部７２は、測定された研削水の温度が閾値設定部７１によって設定された閾値以内であるかを判定し（図５のステップＳ１５）、研削砥石３５ｂとウェーハＷとの接触部（加工部）が摩擦熱によって過熱状態にあるために測定された研削水の温度が閾値を超えた場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）には、昇降機構３によって研削ホイール３５を僅かに上昇させ（ステップＳ１６）、研削砥石２５ｂをウェーハＷの上面から僅かに離間させた状態で、研削ホイール３５を空転させる（エアカット）。

【0054】

上述のように、研削砥石３５ｂをウェーハＷの上面から僅かに離間させた状態で、研削ホイール３５を空転（エアカット）させると、該研削ホイール３５とウェーハＷが研削水によって冷却されるために、これらの研削ホイール３５とウェーハＷの回転に伴う遠心力によって周囲に飛散する研削水の温度が下がる。このような状態で、赤外線温度計６０によって測定される研削水の温度が所定の設定値（本実施形態では、４３℃）以内に低下したか否かが判定され（ステップＳ１７）、研削水の温度が所定の設定値（本実施形態では、４０℃）以内に低下していない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）には、研削水の温度が所定の設定値以内に低下するまで研削ホイール３５の空転（エアカット）が継続される。ここで、所定の設定値（本実施形態では、４０℃）とは、制御ユニット７０の閾値設定部７１によって設定された閾値（本実施形態では、４３℃）よりも低い温度である。

【0055】

以上のように、ウェーハＷの仕上げ研削において赤外線温度計６０によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、研削砥石３５ｂとウェーハＷが摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削ホイール３５を僅かに上昇させて研削砥石３５ｂをウェーハＷから僅かに離間させた状態で、研削ホイール３５を空転させ、研削水の温度が所定の設定値（＜閾値）以内に下がるまで研削ホイール３５を空転させるようにしたため、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による研削砥石３５ｂの耐久寿命の低下やウェーハＷの研削不良などを招くことがない。

【0056】

以上の研削ホイール３５の空転（エアカット）によって研削水の温度が所定の設定値以内まで低下すると（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、仕上げ研削が再開され、ステップＳ１１～Ｓ１５の処理が繰り返される。この場合、研削水の温度は閾値よりも低い設定値以内まで下がっているため、ステップＳ１５の判断結果はＹｅｓとなり、処理はステップＳ１８へと進む。すなわち、ステップＳ１８においては、図１に示す厚み測定器８２によって測定されるウェーハＷの厚みが所定の厚みに達したか否か（ウェーハＷの仕上げ研削量が所定の値に達したか否か）が判定される（ステップＳ１８）。

【0057】

仕上げ研削によってウェーハＷが所定の厚みに達していない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）には、ウェーハＷの仕上げ研削が継続され（ステップＳ１１～Ｓ１８）、ウェーハＷが所定厚みまで仕上げ研削された場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）には、昇降機構３によって研削ホイール３５が上昇し（ステップＳ１９）、ウェーハＷに対する一連の研削加工（粗研削と仕上げ研削）が終了する（ステップＳ２０）。

【0058】

以上のように、本発明に係る研削装置１によれば、赤外線温度計６０を加工室カバー５０の外側に配置するだけの簡単な構成によって加工室カバー５０内の温度（具体的には、研削ホイール２５，３５の回転に伴う遠心力によって周囲に飛散する研削水の温度）を測定することができ、当該研削装置１の構造の複雑化やコストアップを招くことがない。そして、加工室カバー５０の外側に配置される赤外線温度計６０には、研削屑を含む研削水が付着することがないため、該赤外線温度計６０の故障を招くことなく、加工室Ｓ１，Ｓ２内の温度（飛散する研削水の温度）を高精度に測定することができる。

【0059】

また、本発明に係る研削装置１を用いて実施される本発明に係る研削方法によれば、ウェーハＷの研削において赤外線温度計６０によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、ウェーハＷの加工領域が摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削ホイール２５，３５を僅かに上昇させてウェーハＷから僅かに離間させた状態で、該研削ホイール２５，３５を空転させ（エアカット）、研削水の温度が所定の設定値（＜閾値）以内に下がるまで研削ホイール２５，３５を空転させるようにしたため、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による研削砥石２５ｂ，３５ｂの耐久寿命の低下やウェーハＷの加工不良などを招くことがない。

【0060】

なお、本実施形態に係る研削方法においては、粗研削或いは仕上げ研削中に赤外線温度計６０によって測定される研削水の温度が閾値を超えると、研削ホイール２５，３５を僅かに上昇させて空転させるようにしたが、研削水の温度が閾値を超えた場合には、研削加工を中止するようにしてもよい。このように、ウェーハＷの研削において赤外線温度計６０によって測定される温度が閾値を超えると、つまり、ウェーハＷの加工領域が摩擦熱によって過熱状態にあると判断される場合には、研削加工を中止することによって、研削水の温度が閾値を超えて上昇し続ける事態の発生が防がれ、過熱による研削砥石２５ｂ，３５ｂの耐久寿命の低下やウェーハＷの加工不良などを招くことがない。

【0061】

また、以上の実施の形態に係る研削装置１においては、加工水を粗研削ユニット２０と仕上げ研削ユニット３０の各軸中心からウェーハＷに向けてそれぞれ供給する方式を採用しているが、チャックテーブル１０の側部に配置されたノズルからウェーハＷに向けて加工水を側方から供給する方式を採用することもできる。

【0062】

さらに、以上は本発明に係る研削装置として，ウェーハの研削装置を例として説明したが、本発明は、ウェーハ以外の他の任意の被加工物を研削する研削装置に対しても同様に適用可能である。

【0063】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0064】

１：研削装置（加工装置）、２：ターンテーブル、３：昇降機構、４：昇降板、
５：ガイドレール、６：ボールネジ、７：サーボモータ、８：軸受、９：ナット部材、
１０：チャックテーブル、１０Ａ：ポーラス部材、１１：回転機構、
１３：アクチュエータ、１３ａ：ロッド、１４：ピボット、１５：モータ、
１６：スケール、１７：読み取り部、２０：粗研削ユニット（研削ユニット）、
２１：ホルダ、２２：スピンドルモータ、２２ａ：供給路、２３：スピンドル、
２３ａ：供給路、２４：マウント、２４ａ：円孔、２４ｂ：供給路、
２５：研削ホイール、２５ａ：基台、２５ｂ：研削砥石、２５ｃ：ノズル、
３０：仕上げ研削ユニット（研削ユニット）、３１：ホルダ、３２：スピンドルモータ、３３：スピンドル、３４：マウント、３５：研削ホイール、３５ａ：基台、
３５ｂ：研削砥石、４０：研削水供給ユニット、４１：第１研削水供給ユニット、
４２：第２研削水供給ユニット、４３：研削水供給源、４４，４５：配管、
５０：加工し位置カバー、５０ａ：天板、５０ｂ：側板、５０ｃ：底板、
５１：仕切り壁、５２：透明部材、６０：赤外線温度計、７０：制御ユニット、
７１：閾値設定部、７２：判定部、８１，８２：厚み測定器、９０：洗浄ユニット、
９１，９２：カセット、９３：位置合わせテーブル、９４：搬出入ロボット、
９５：第１搬送手段、９６：第２搬送手段、１００：ベース、１０１：コラム、
Ｒ１：ウェーハ搬出入領域、Ｒ２：粗研削領域、Ｒ３：仕上げ研削領域、
Ｓ１，Ｓ２：加工室、Ｔ：保護テープ、Ｖ１，Ｖ２：開閉弁、Ｗ：ウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】