特開 2024-154134 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】P2024154134

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】研削方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241023BHJP

   B23K 26/53 20140101ALI20241023BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20241023BHJP

   B28D 5/02 20060101ALI20241023BHJP

   B24B 7/22 20060101ALI20241023BHJP

   B24B 49/04 20060101ALI20241023BHJP

   B24B 49/16 20060101ALI20241023BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622S

H01L21/304 611Z

H01L21/304 631

B23K26/53

B28D5/04 Z

B28D5/02 Z

B24B7/22 Z

B24B49/04 Z

B24B49/16

B24B49/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067787

(22)【出願日】2023-04-18

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 佳一

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

3C069

4E168

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034AA13

3C034BB73

3C034CA02

3C034CA17

3C034CA18

3C034CA26

3C034CA30

3C034CB03

3C034DD07

3C034DD10

3C043BB03

3C043CC04

3C043DD06

3C069AA06

3C069BC03

3C069CA04

3C069EA04

4E168AE01

4E168JA12

4E168JA13

5F057AA20

5F057AA41

5F057BA01

5F057BA12

5F057BB03

5F057BB07

5F057BB09

5F057BB12

5F057BC06

5F057CA02

5F057CA11

5F057DA11

5F057DA19

5F057DA22

5F057DA31

5F057EB16

5F057EB18

5F057FA13

5F057GA02

5F057GA03

5F057GA12

5F057GA16

5F057GA28

5F057GB04

5F057GB05

5F057GB13

5F057GB31

(57)【要約】

【課題】剥離後のウェーハやインゴットの剥離面に形成された分離層を除去するための研削量を低減する研削方法を提供すること。
【解決手段】インゴットの内部にレーザビームを照射することによって分離層を形成し、分離層を起点にインゴットから剥離された、剥離面に分離層が表面側に残るウェーハから分離層を研削するウェーハの研削方法は、ウェーハの裏面をチャックテーブルで保持する保持ステップ１００１と、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削ホイールで研削する研削ステップ１００２と、を備え、研削ステップ１００２は、ウェーハの表面側に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら研削を終了させることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インゴットの内部にレーザビームを照射することによって分離層を形成し、該分離層を起点にインゴットから剥離された、剥離面に分離層が表面側に残るウェーハから該分離層を研削するウェーハの研削方法であって、
該ウェーハの裏面をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該チャックテーブルに保持された該ウェーハを研削ホイールで研削する研削ステップと、を備え、
該研削ステップは、
該ウェーハの表面側に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、該分離層がなくなったら研削を終了させることを特徴とする研削方法。

【請求項2】

該研削ステップは、
該分離層の予想厚さ分を研削ホイールの移動量と設定し、該移動量を監視し該分離層を予想厚さ分研削する事前研削ステップと、
該分離層の有無を監視しながら研削を実施する終点研削ステップと、を備える請求項１記載の研削方法。

【請求項3】

該研削ステップは、
該ウェーハの厚みを測定しながら研削を実施し、該ウェーハの厚み変化量と研削ホイールが装着されたスピンドルの移動量とから該研削ホイールの消耗率を算出し、該消耗率の変化により該分離層の有無を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の研削方法。

【請求項4】

該研削ステップは、
該ウェーハを保持するチャックテーブルもしくは研削ホイールが装着されたスピンドルにかかる研削荷重を監視しながら研削を実施し、該研削荷重の変化により該分離層の有無を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の研削方法。

【請求項5】

該研削ステップは、
研削ホイールが装着されたスピンドルの負荷電流値を監視しながら研削を実施し、該負荷電流値の変化により該分離層の有無を検知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インゴットに対して透過性を有する波長のレーザビームの集光点を単結晶インゴットの内部に位置づけて照射し、切断予定面に改質層及びクラックを含む分離層を形成し、外力を付与してウェーハを分離層が形成された切断予定面に沿って割断して、インゴットからウェーハを分離する技術が知られている（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２０１６－１１１１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ウェーハをインゴットから剥離するとウェーハやインゴットの剥離面が凹凸となるため、剥離後のウェーハやインゴットは、凹凸の除去、すなわちウェーハやインゴットの剥離面に形成された分離層の除去のための研削が行われる。この研削では、ウェーハやインゴットの剥離面に形成された分離層を完全に除去することが必須となるが、剥離後のウェーハやインゴットは、生産性コスト低下のためになるべく少ない量での研削が求められるという課題があった。

【0005】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、剥離後のウェーハやインゴットの剥離面に形成された分離層を除去するための研削量を低減する研削方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削方法は、インゴットの内部にレーザビームを照射することによって分離層を形成し、該分離層を起点にインゴットから剥離された、剥離面に分離層が表面側に残るウェーハから該分離層を研削するウェーハの研削方法であって、該ウェーハの裏面をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該チャックテーブルに保持された該ウェーハを研削ホイールで研削する研削ステップと、を備え、該研削ステップは、該ウェーハの表面側に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、該分離層がなくなったら研削を終了させることを特徴とする。

【0007】

該研削ステップは、該分離層の予想厚さ分を研削ホイールの移動量と設定し、該移動量を監視し該分離層を予想厚さ分研削する事前研削ステップと、該分離層の有無を監視しながら研削を実施する終点研削ステップと、を備えてもよい。

【0008】

該研削ステップは、該ウェーハの厚みを測定しながら研削を実施し、該ウェーハの厚み変化量と研削ホイールが装着されたスピンドルの移動量とから該研削ホイールの消耗率を算出し、該消耗率の変化により該分離層の有無を検知してもよい。

【0009】

該研削ステップは、該ウェーハを保持するチャックテーブルもしくは研削ホイールが装着されたスピンドルにかかる研削荷重を監視しながら研削を実施し、該研削荷重の変化により該分離層の有無を検知してもよい。

【0010】

該研削ステップは、研削ホイールが装着されたスピンドルの負荷電流値を監視しながら研削を実施し、該負荷電流値の変化により該分離層の有無を検知してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本願発明は、研削ステップでウェーハもしくはインゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら研削を終了させるため、剥離後のウェーハやインゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するための研削量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、実施形態に係る研削方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図2】図２は、図１の実施形態に係る研削方法を実施する研削装置の構成例を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２の研削装置の要部を示す断面図である。

【図4】図４は、図３の研削装置の要部の一部を示す分解断面図である。

【図5】図５は、図１の研削ステップを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0014】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る研削方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る研削方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。図２は、図１の実施形態に係る研削方法を実施する研削装置１の構成例を示す斜視図である。実施形態に係る研削方法は、図１に示すように、保持ステップ１００１と、研削ステップ１００２と、を備える。実施形態に係る研削方法の保持ステップ１００１及び研削ステップ１００２は、いずれも、例えば、図２に示す研削装置１を用いて実施される。

【0015】

実施形態に係る研削方法の研削対象である被加工物１００は、本実施形態では、図２に示すように、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを基板とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハ、もしくは、同様の材料であるシリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを母材とする単結晶の半導体インゴット等のインゴットである。

【0016】

被加工物１００は、単結晶のインゴットの内部に、インゴットに対して透過性を有するレーザビームを照射することによって改質層が形成され、さらに改質層の両側から伸長するクラックが形成されることにより、改質層及びクラックを含む分離層が形成され、この分離層を起点にインゴットから剥離されたウェーハ、もしくは、この分離層を起点にウェーハが剥離されたインゴットである。なお、改質層は、例えば、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域である。

【0017】

被加工物１００は、インゴットから剥離されたウェーハである場合、インゴットから剥離された剥離面に凹凸を有する分離層が残る。被加工物１００は、ウェーハが剥離されたインゴットである場合、ウェーハが剥離された剥離面に凹凸を有する分離層が残る。本明細書では、被加工物１００の分離層が残る剥離面側を表面側と称し、被加工物１００の分離層が残る剥離面とは反対の面側を裏面側と称する。

【0018】

被加工物１００は、インゴットから剥離されたウェーハである場合、実施形態に係る研削方法により表面側から分離層が除去され、その後、例えば、一方の面に互いに交差（直交）する分割予定ラインが形成され、分割予定ラインによって区画された各領域にチップ状のデバイスが形成され、分割予定ラインに沿って切削装置等によって分割されることで、個々の半導体デバイスチップが製造される。被加工物１００は、ウェーハが剥離されたインゴットである場合、実施形態に係る研削方法により表面側から分離層が除去され、その後、上記したように再びインゴットに対して透過性を有するレーザビームを照射することによって改質層が形成され、さらに改質層の両側から伸長するクラックが形成されることにより、改質層及びクラックを含む分離層が形成され、この分離層を起点にインゴットからウェーハが剥離される。

【0019】

実施形態に係る研削方法の保持ステップ１００１及び研削ステップ１００２を実施する研削装置１は、図２に示すように、チャックテーブル１０と、研削ユニット２０と、接触式厚み測定ユニット３０と、制御ユニット４０と、を備える。なお、本実施形態では、研削ユニット２０（スピンドル２１）が１つ設けられたいわゆる単軸型の研削装置１を使用するが、本発明ではこれに限定されず、研削ユニット２０（スピンドル２１）が２つ設けられたいわゆる２軸型の研削装置や、研削ユニット２０（スピンドル２１）が３つ以上設けられた研削装置を使用してもよい。

【0020】

図３は、図２の研削装置１の要部を示す断面図である。図４は、図３の研削装置１の要部の一部を示す分解断面図である。チャックテーブル１０は、被加工物１００を裏面側から保持する。チャックテーブル１０は、不図示の移動ユニットにより、図２の左手前側に位置する搬入搬出位置と、図２の右奥側に位置する研削ユニット２０に接近した研削位置との間で、水平方向と平行なＸ軸方向に移動自在に設けられている。

【0021】

チャックテーブル１０は、図３及び図４に示すように、凹部が形成された円盤状の枠体１１と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部１２と、を備える。チャックテーブル１０の吸着部１２は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０の吸着部１２の上面は、載置された被加工物１００を下方側から吸引保持する保持面１３である。枠体１１の上面と保持面１３とは、本実施形態では、図２に示すように、チャックテーブル１０の保持面１３の中心１３－１を頂点とし、外周が僅かに低い円錐面状に形成されている。なお、保持面１３は、本発明ではこれに限定されず、平坦に形成されていてもよい。

【0022】

チャックテーブル１０は、図３及び図４に示すように、下方に、チャックテーブル１０を支持する環状のベアリング１４が設けられており、環状のベアリング１４の下方には、環状の支持板１５が固定されている。ベアリング１４は、チャックテーブル１０を支持板１５に対して回転可能に支持している。支持板１５の下方には、環状のテーブルベース１６が設けられている。

【0023】

チャックテーブル１０は、回転駆動源１７により、保持面１３の中心１３－１を通り、保持面１３を形成する円錐の底面に直交する所定の回転軸回りに回転自在に設けられている。図３及び図４に示すように、回転駆動源１７は、ベアリング１４、支持板１５及びテーブルベース１６のそれぞれの中央に設けられた開口に位置付けられており、チャックテーブル１０の枠体１１の下方に接続されている。

【0024】

図３及び図４に示すように、支持板１５とテーブルベース１６との間には、荷重センサ１８が設けられている。荷重センサ１８は、チャックテーブル１０の保持面１３の周方向に沿って等間隔（例えば１２０度）で複数箇所（例えば３箇所）に設けられている。荷重センサ１８は、チャックテーブル１０にかかる荷重を測定し、測定した荷重を制御ユニット４０に出力する。荷重センサ１８は、研削ユニット２０による研削中に、チャックテーブル１０にかかる研削荷重を測定し、測定した研削荷重を制御ユニット４０に出力する。

【0025】

図３及び図４に示すように、テーブルベース１６の下方には、チャックテーブル１０の回転軸を鉛直方向と平行なＺ軸方向に対して傾斜させる回転軸調整ユニット１９が設けられている。チャックテーブル１０は、回転軸調整ユニット１９により、回転軸が鉛直方向に平行なＺ軸方向に対して所定の範囲内の傾斜角だけ傾斜することができ、これに伴い、保持面１３は、保持面１３を形成する円錐の底面がＸＹ平面に平行な水平面に対して同じ傾斜角だけ傾斜することができる。

【0026】

研削ユニット２０は、図２及び図３に示すように、スピンドル２１と、研削ホイール２２と、研削送りユニット２４と、研削流体供給ユニット２５と、負荷電流値検出センサ２６と、荷重センサ２８と、を備える。スピンドル２１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に平行な軸心回りに回転可能に設けられ、下端に着脱可能に装着された研削ホイール２２を鉛直方向に平行な軸心回りに回転可能に支持する。研削ホイール２２は、下面に研削砥石２３を環状に配置している。研削ホイール２２が環状に配置している研削砥石２３は、本実施形態では、例えば、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等の砥粒を、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等のボンド材（結合材）で固定することによって形成されている。

【0027】

研削ユニット２０は、スピンドル２１が、研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０の保持面１３に、鉛直方向に対向するように配置されている。研削装置１は、本実施形態では、図２及び図３に示すように、研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０の回転軸と、研削ユニット２０のスピンドル２１及び研削ホイール２２の回転軸とが、水平方向にずれて配設されており、研削ユニット２０でチャックテーブル１０に保持された被加工物１００の被研削面を研削している際に、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００の被研削面の一部を上方に向けて露出させる。

【0028】

研削送りユニット２４は、研削ユニット２０のスピンドル２１及びスピンドル２１に装着された研削ホイール２２を研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対して研削送り方向（鉛直方向と平行なＺ軸方向）に沿って相対的に移動させる研削送りをすることにより、スピンドル２１及び研削ホイール２２と研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０とを相対的に研削送り方向に沿って接近および離間させる。

【0029】

研削送りユニット２４は、モータと、ボールねじと、ガイドと、を有する公知のボールねじ機構である。研削送りユニット２４は、Ｚ軸の軸心回りに回転自在に設けられたボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させるモータと、スピンドル２１をＺ軸方向に移動自在に支持するガイドと、を有して構成されている。研削送りユニット２４は、制御ユニット４０により、モータの駆動が制御されることにより、送り速度、及び、移動量等が制御される。ここで、送り速度は、研削送りユニット２４により、スピンドル２１及び研削ホイール２２を研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対してＺ軸方向に沿って相対的に接近および離間させる速度のことを指す。また、移動量は、研削送りユニット２４によりスピンドル２１及び研削ホイール２２を研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対してＺ軸方向に沿って相対的に接近および離間させた量（高さ）のことを指す。送り速度は、単位時間当たりの移動量となる。

【0030】

研削送りユニット２４は、モータの回転位置を読み取るエンコーダを含み、エンコーダが読み取ったモータの回転位置に基づいて、スピンドル２１の研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対するＺ軸方向の相対的な位置を検出し、検出した相対的な位置を制御ユニット４０に出力する。ここで、Ｚ軸方向の相対的な位置は、研削装置１に備え付けられた装置直交座標系（ＸＹＺ座標）が使用される。装置直交座標系は、例えば、研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０上の中心が原点に設定される。また、研削送りユニット２４は、研削開始前、研削中及び研削終了後に、例えば一定時間毎（例えば、毎秒）に、スピンドル２１の研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対するＺ軸方向の相対的な位置を検出することにより、送り速度や移動量を検出し、検出した送り速度や移動量を制御ユニット４０に出力する。なお、研削送りユニット２４は、エンコーダによりスピンドル２１の研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に対するＺ軸方向の相対的な位置を検出する構成に限定されず、Ｚ軸方向に平行なリニアスケールと、研削送りユニット２４によりＺ軸方向に移動自在に設けられリニアスケールの目盛を読み取る読み取りヘッドと、により構成してもよい。

【0031】

研削流体供給ユニット２５は、研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に純水等の研削流体を供給する。負荷電流値検出センサ２６は、スピンドル２１に設けられたスピンドルモータに接続されて設けられており、スピンドル２１に設けられたスピンドルモータに流れる電流値であるスピンドル２１の負荷電流値を検出する。なお、スピンドル２１の負荷電流値は、研削ホイール２２で被加工物１００を研削する際の研削負荷や研削抵抗が増加すると上昇傾向になるものである。

【0032】

図３に示すように、スピンドル２１の下方の、スピンドル２１とスピンドル２１の外周を覆うカバー部材との間には、荷重センサ２８が設けられている。荷重センサ２８は、スピンドル２１に装着される研削ホイール２２の周方向に沿って等間隔（例えば１２０度）で複数箇所（例えば３箇所）に設けられている。荷重センサ２８は、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる荷重を測定し、測定した荷重を制御ユニット４０に出力する。荷重センサ２８は、研削ユニット２０による研削中に、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる研削荷重を測定し、測定した研削荷重を制御ユニット４０に出力する。

【0033】

研削ユニット２０は、スピンドル２１を鉛直方向に平行な軸心回りに回転駆動することにより、スピンドル２１の下端に装着した研削ホイール２２を鉛直方向に平行な軸心回りに回転させ、研削位置に位置付けられてスピンドル２１に対向配置された、被加工物１００を保持するチャックテーブル１０を回転軸回りに回転させた状態で、回転させたチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対し、研削流体供給ユニット２５により研削流体を供給しながら、研削送りユニット２４により、回転する研削ホイール２２を研削送り方向に沿って押圧することによって、研削ホイール２２の研削砥石２３で被加工物１００を研削する。研削ホイール２２は、被加工物１００を研削面に沿って研削して、被加工物１００の被研削面を研削面と平行に形成する。

【0034】

接触式厚み測定ユニット３０は、本実施形態では、図２に示すように、研削位置付近に設けられている。接触式厚み測定ユニット３０は、図２に示すように、第１プローブ３１と、第２プローブ３２と、を備える。第１プローブ３１及び第２プローブ３２は、本実施形態では、いずれも接触した位置の高さを測定する接触式のプローブである。

【0035】

第１プローブ３１は、被加工物１００を保持したチャックテーブル１０の保持面１３の被加工物１００の外側に接触することで、保持面１３のＺ軸方向における位置、すなわち保持面１３の高さを測定する。第２プローブ３２は、チャックテーブル１０の保持面１３に保持された被加工物１００の上面（被研削面）に接触することで、被加工物１００の上面のＺ軸方向における位置（上面位置）、すなわち被加工物１００の上面の高さ（上面高さ）を測定する。第１プローブ３１及び第２プローブ３２は、いずれも、測定した位置（高さ）の結果を制御ユニット４０に出力する。また、第１プローブ３１及び第２プローブ３２は、いずれも、研削開始前、研削中及び研削終了後に、例えば一定時間毎（例えば、毎秒）に、チャックテーブル１０の保持面１３の高さ及び被加工物１００の上面の高さを検出することにより、保持面１３の高さの時間変化及び被加工物１００の上面の高さの時間変化を取得し、取得したこれらの時間変化を制御ユニット４０に出力する。

【0036】

制御ユニット４０は、研削装置１の各種構成要素の動作を制御して、実施形態に係る研削方法を含む被加工物１００の研削処理等を研削装置１に実施させる。制御ユニット４０は、研削ユニット２０による被加工物１００の研削中に、研削位置に位置付けられたチャックテーブル１０に設けられた荷重センサ１８により、当該チャックテーブル１０にかかる研削荷重を取得し、研削送りユニット２４により、スピンドル２１の送り速度や移動量を取得し、負荷電流値検出センサ２６により、スピンドル２１の負荷電流値を取得し、荷重センサ２８により、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる研削荷重を取得し、接触式厚み測定ユニット３０により、保持面１３の高さの時間変化及び被加工物１００の上面の高さの時間変化を取得する。制御ユニット４０は、研削送りユニット２４によるスピンドル２１の送り速度や移動量を制御する。

【0037】

制御ユニット４０は、接触式厚み測定ユニット３０により取得した、保持面１３の高さ及び被加工物１００の上面の高さに基づいて、被加工物１００の上面の高さから保持面１３の高さを差し引くことにより、被加工物１００の厚みを算出する。制御ユニット４０は、接触式厚み測定ユニット３０により取得した、保持面１３の高さの時間変化及び被加工物１００の上面の高さの時間変化に基づいて、被加工物１００の厚みの時間変化や被加工物１００の厚みの変化量を算出し、この算出した被加工物１００の厚みの時間変化や被加工物１００の厚みの変化量に基づいて、研削ホイール２２で被加工物１００を研削した研削量を算出する。このように、制御ユニット４０は、接触式厚み測定ユニット３０により、実質的に、被加工物１００の厚み、及び、被加工物１００の厚みの時間変化や被加工物１００の厚みの変化量を測定することができる。

【0038】

制御ユニット４０は、研削送りユニット２４により取得したスピンドル２１の移動量と、接触式厚み測定ユニット３０により実質的に測定して取得した被加工物１００の厚みの変化量とに基づいて、スピンドル２１の移動量から被加工物１００の厚みの変化量を差し引くことにより、スピンドル２１に装着された研削ホイール２２の消耗量を算出する。また、制御ユニット４０は、研削送りユニット２４により取得したスピンドル２１の移動量と、接触式厚み測定ユニット３０により実質的に測定して取得した被加工物１００の厚みの変化量とに基づいて、所定の単位時間（例えば、１秒）当たりのスピンドル２１の移動量から所定の単位時間当たりの被加工物１００の厚みの変化量を差し引き、この差し引いた値を所定の単位時間当たりの被加工物１００の厚みの変化量で割ることにより、所定の単位時間におけるスピンドル２１に装着された研削ホイール２２の消耗率を算出する。また、制御ユニット４０は、所定の単位時間における研削ホイール２２の消耗率の時間変化のデータに基づいて、所定の時間（例えば、１０秒間）当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均を算出する。

【0039】

制御ユニット４０は、チャックテーブル１０及びスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重の時間変化のデータに基づいて、所定の時間（例えば、１０秒間）当たりのチャックテーブル１０及びスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重の移動平均を算出する。制御ユニット４０は、スピンドル２１の負荷電流値の時間変化のデータに基づいて、所定の時間（例えば、１０秒間）当たりのスピンドル２１の負荷電流値の移動平均を算出する。

【0040】

制御ユニット４０は、本実施形態では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット４０が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット４０の演算処理装置は、制御ユニット４０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研削装置１を制御するための制御信号を、制御ユニット４０の入出力インターフェース装置を介して研削装置１の各構成要素に出力する。

【0041】

研削装置１は、チャックテーブル１０の搬入搬出位置に近接して、不図示のカセット、位置合わせユニット、搬入ユニット、搬出ユニット、洗浄ユニット、及び搬出入ユニットを備えていても良い。カセットは、複数の被加工物１００を収容するための収容器である。位置合わせユニットは、カセットから取り出された被加工物１００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。搬入ユニットは、吸着パッドを有し、位置合わせユニットで位置合わせされた研削前の被加工物１００を吸着保持して搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１０上に搬入する。搬出ユニットは、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１０上に保持された研削後の被加工物１００を吸着保持して洗浄ユニットに搬出する。洗浄ユニットは、研削後の被加工物１００を洗浄し、研削された被研削面に付着している研削屑等のコンタミネーションを除去する。搬出入ユニットは、研削前の被加工物１００をカセットから位置合わせユニットへ搬出するとともに、研削後の被加工物１００を洗浄ユニットからカセットへ搬入する。搬出入ユニットは、例えばＵ字型の形状をしたハンドを備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンドによって被加工物１００を吸着保持して被加工物１００を搬送する。

【0042】

実施形態に係る研削方法について説明する。本明細書では、以下において、主に被加工物１００としてのウェーハを研削して、ウェーハの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するウェーハの研削方法について説明するが、本発明ではこれに限定されず、被加工物１００としてインゴットを研削して、インゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するインゴットの研削方法も含む。

【0043】

保持ステップ１００１は、被加工物１００であるウェーハの裏面をチャックテーブル１０で保持するステップである。保持ステップ１００１では、まず、不図示の搬出入ユニットにより、不図示のカセットに収容された被加工物１００（ウェーハ）を搬出して、不図示の位置合わせユニットに搬送し、位置合わせユニットにより、搬送された被加工物１００（ウェーハ）を中心位置合わせした後に、不図示の搬入ユニットにより、位置合わせユニットで中心位置合わせされた被加工物１００（ウェーハ）を、搬入搬出位置に位置付けられたチャックテーブル１０の保持面１３上に搬入する。保持ステップ１００１では、次に、保持面１３上に搬入された被加工物１００（ウェーハ）の裏面を、チャックテーブル１０の保持面１３で吸引保持し、その後、不図示の移動ユニットにより、保持面１３で被加工物１００（ウェーハ）を吸引保持したチャックテーブル１０を、搬入搬出位置から研削位置に移動させる。

【0044】

研削ステップ１００２は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００であるウェーハを研削ホイール２２で研削するステップである。研削ステップ１００２では、まず、スピンドル２１を鉛直方向に平行な軸心回りに回転駆動することにより、スピンドル２１の下端に装着した研削ホイール２２を鉛直方向に平行な軸心回りに回転させ、研削位置に位置付けられてスピンドル２１に対向配置された、被加工物１００（ウェーハ）を保持するチャックテーブル１０を、回転軸回りに回転させる。研削ステップ１００２では、次に、回転させたチャックテーブル１０に保持された被加工物１００（ウェーハ）に対し、研削流体供給ユニット２５により研削流体を供給しながら、研削送りユニット２４により回転する研削ホイール２２を研削送り方向に沿って押圧することによって、研削ホイール２２の研削砥石２３で被加工物１００（ウェーハ）を研削する。

【0045】

図５は、図１の研削ステップ１００２を説明する図である。図５は、研削ステップ１００２と同様にして、スピンドル２１の送り速度を例えば０．４μｍ／ｓで一定に維持して、その他の研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）を研削する研削条件も同じに維持して、研削ホイール２２で、剥離面（表面側）に１５μｍ程度の厚みの分離層が形成された被加工物１００（ウェーハ）の剥離面（表面側）を研削した際の、被加工物１００（ウェーハ）の研削量に対する研削ホイール２２の消耗率の変化のグラフを示している。ここで、算出した研削ホイール２２の消耗率は、図５に示すように、算出するタイミングによって大きなばらつきが生じる場合がある。そこで、本実施形態では、この研削ホイール２２の消耗率のばらつきを考慮して、研削ホイール２２の消耗率の時間変化に基づいて算出される、所定の時間（例えば、１０秒間）当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均を使用する。また、本実施形態では、研削ホイール２２の消耗率と同様に、チャックテーブル１０及びスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重や、スピンドル２１の負荷電流値についても、その所定の時間（例えば、１０秒間）当たりの移動平均を使用する。

【0046】

図５のグラフは、被加工物１００（ウェーハ）の研削量が１５μｍ程度以下の領域では、研削ホイール２２の消耗率の移動平均が所定の閾値（図５に示す例では０．７％）より大きくなり、被加工物１００（ウェーハ）の研削量が増加するに従って研削ホイール２２の消耗率の移動平均が次第に減少し、被加工物１００（ウェーハ）の研削量が１５μｍ程度より大きい領域では、研削ホイール２２の消耗率の移動平均が所定の閾値以下の低い値に落ち着くことを示している。ここで、図５において被加工物１００（ウェーハ）の研削量が１５μｍ程度以下の領域は、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層を研削している領域であり、図５において被加工物１００（ウェーハ）の研削量が１５μｍ程度より大きい領域は、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層の研削が終了し、分離層ではない部分を研削している領域である。

【0047】

このように、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）を研削する研削条件を同じに維持した場合、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層を研削する際には、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層でない部分を研削する際と比較して、研削ホイール２２の消耗率の移動平均が大きくなることから、研削ホイール２２にかかる研削負荷が大きくなっていることがわかる。また、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）を研削する研削条件を同じに維持した場合、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層を研削する際には、研削ホイール２２で被加工物１００（ウェーハ）の分離層でない領域を研削する際と比較して、さらに、研削される被加工物１００（ウェーハ）を保持するチャックテーブル１０及び被加工物１００（ウェーハ）を研削する研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重が小さくなり、被加工物１００（ウェーハ）を研削する研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１の負荷電流値が低くなる。

【0048】

このため、研削ステップ１００２では、以下の第１例、第２例、及び第３例の方法で、分離層の有無を監視することができる。そして、本実施形態では、研削ステップ１００２は、被加工物１００（ウェーハ）の剥離面（表面側）に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら、すなわち分離層がないと検知した際に、研削を終了させる。

【0049】

研削ステップ１００２の第１例では、制御ユニット４０は、被加工物１００（ウェーハ）の厚みを測定しながら研削を実施し、被加工物１００（ウェーハ）の厚み変化量と研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１の移動量とから研削ホイール２２の消耗率を算出し、消耗率の変化により分離層の有無を検知する。

【0050】

研削ステップ１００２の第１例では、具体的には、制御ユニット４０は、研削送りユニット２４により取得したスピンドル２１の送り速度と、接触式厚み測定ユニット３０により実質的に測定して取得した被加工物１００（ウェーハ）の厚みの時間変化とに基づいて、スピンドル２１の送り速度から被加工物１００（ウェーハ）の厚みの時間変化を差し引くことにより、スピンドル２１に装着された研削ホイール２２の消耗率を算出し、研削ホイール２２の消耗率の時間変化に基づいて、所定の時間当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均を算出する。研削ステップ１００２の第１例では、そして、所定の時間当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均が所定の閾値より大きくなった場合、分離層がまだ残存していると検知し、所定の時間当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以下となった場合、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知する。

【0051】

ここで、研削ステップ１００２の第１例における所定の閾値は、分離層でない部分を研削する際に算出される所定の時間当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均よりも十分に大きく、分離層を研削する際に算出される所定の時間当たりの研削ホイール２２の消耗率の移動平均を十分に上回らない値に予め定められ、制御ユニット４０に記憶される。

【0052】

研削ステップ１００２の第１例では、例えば、図５に示す例では、被加工物１００（ウェーハ）の研削量が１５μｍ手前（図５に示す例では約１４μｍ）を境に、研削ホイール２２の消耗率の移動平均が、所定の閾値（図５に示す例では０．７％）より大きい状態から、所定の閾値以下の状態に移行していることがわかる。このような場合では、制御ユニット４０は、算出した研削ホイール２２の消耗率の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以下となったことを検知したタイミングで、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知し、研削ステップ１００２の第１例を終了する。

【0053】

研削ステップ１００２の第２例では、制御ユニット４０は、研削される被加工物１００（ウェーハ）を保持するチャックテーブル１０もしくは研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる研削荷重を監視しながら研削を実施し、研削荷重の変化により分離層の有無を検知する。

【0054】

研削ステップ１００２の第２例では、具体的には、制御ユニット４０は、荷重センサ１８により、研削される被加工物１００（ウェーハ）を保持するチャックテーブル１０にかかる研削荷重を取得し、荷重センサ２８により、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる研削荷重を取得し、チャックテーブル１０及びスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重の時間変化に基づいて、所定の時間当たりのチャックテーブル１０及びスピンドル２１のそれぞれにかかる研削荷重の移動平均を算出する。研削ステップ１００２の第２例では、そして、所定の時間当たりのチャックテーブル１０もしくはスピンドル２１にかかる研削荷重の移動平均が所定の閾値より小さくなった場合、分離層がまだ残存していると検知し、所定の時間当たりのチャックテーブル１０もしくはスピンドル２１にかかる研削荷重の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以上となった場合、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知する。研削ステップ１００２の第２例では、制御ユニット４０は、算出したチャックテーブル１０もしくはスピンドル２１にかかる研削荷重の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以上となったことを検知したタイミングで、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知し、研削ステップ１００２の第２例を終了する。

【0055】

ここで、研削ステップ１００２の第２例における所定の閾値は、分離層でない部分を研削する際に算出されるチャックテーブル１０もしくはスピンドル２１にかかる研削荷重の移動平均よりも十分に小さく、分離層を研削する際に算出されるチャックテーブル１０もしくはスピンドル２１にかかる研削荷重の移動平均を十分に下回らない値に予め定められ、制御ユニット４０に記憶される。

【0056】

研削ステップ１００２の第３例では、制御ユニット４０は、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１の負荷電流値を監視しながら研削を実施し、負荷電流値の変化により分離層の有無を検知する。

【0057】

研削ステップ１００２の第３例では、具体的には、制御ユニット４０は、負荷電流値検出センサ２６により、スピンドル２１の負荷電流値を取得し、スピンドル２１の負荷電流値の時間変化に基づいて、所定の時間当たりのスピンドル２１の負荷電流値の移動平均を算出する。研削ステップ１００２の第３例では、そして、所定の時間当たりのスピンドル２１の負荷電流値の移動平均が所定の閾値より低くなった場合、分離層がまだ残存していると検知し、所定の時間当たりのスピンドル２１の負荷電流値の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以上となった場合、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知する。研削ステップ１００２の第３例では、制御ユニット４０は、算出したスピンドル２１の負荷電流値の移動平均が例えば所定の時間内で所定の閾値以上となったことを検知したタイミングで、分離層が無くなって、分離層の研削が終了したと検知し、研削ステップ１００２の第３例を終了する。

【0058】

ここで、研削ステップ１００２の第３例における所定の閾値は、分離層でない部分を研削する際に算出されるスピンドル２１の負荷電流値の移動平均よりも十分に低く、分離層を研削する際に算出されるスピンドル２１の負荷電流値の移動平均を十分に下回らない値に予め定められ、制御ユニット４０に記憶される。

【0059】

また、被加工物１００（ウェーハ）の剥離面（表面側）に形成される分離層の厚さは、予め調査することにより、概ねどの程度の厚さであるかを予想できる。このため、研削ステップ１００２は、図１に示すように、分離層の有無の監視を省略し、分離層の予想厚さ分を研削ホイール２２の移動量と設定し、当該移動量を監視し分離層を当該予想厚さ分研削する事前研削ステップ１０１１と、分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら研削を終了させる終点研削ステップ１０１２と、を備えるようにしてもよい。研削ステップ１００２は、このように事前研削ステップ１０１１と終点研削ステップ１０１２とを備えるようにすることで、分離層の有無を監視しながら研削する時間を必要最小限に低減することにより、より効率よく、剥離後のウェーハやインゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するための研削量を低減できる。

【0060】

以上のような構成を有する実施形態に係る研削方法は、研削ステップ１００２で被加工物１００（ウェーハもしくはインゴット）の剥離面（表面側）に形成された分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら、すなわち分離層がないと検知した際に、研削を終了させる。このため、実施形態に係る研削方法は、剥離後のウェーハやインゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するための研削量を低減できるという作用効果を奏する。

【0061】

また、実施形態に係る研削方法は、研削ステップ１００２が、分離層の有無の監視を省略し、分離層の予想厚さ分を研削ホイール２２の移動量と設定し、当該移動量を監視し分離層を当該予想厚さ分研削する事前研削ステップ１０１１と、分離層の有無を監視しながら研削を実施し、分離層がなくなったら研削を終了させる終点研削ステップ１０１２と、を備えるようにすることができる。このため、実施形態に係る研削方法は、分離層の有無を監視しながら研削する時間を必要最小限に低減することにより、より効率よく、剥離後のウェーハやインゴットの剥離面（表面側）に形成された分離層を除去するための研削量を低減できる。

【0062】

また、実施形態に係る研削方法は、第１例では、制御ユニット４０が、被加工物１００（ウェーハもしくはインゴット）の厚みを測定しながら研削を実施し、被加工物１００（ウェーハもしくはインゴット）の厚み変化量と研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１の移動量とから研削ホイール２２の消耗率を算出し、消耗率の変化により分離層の有無を検知する。また、実施形態に係る研削方法は、第２例では、制御ユニット４０が、研削される被加工物１００（ウェーハもしくはインゴット）を保持するチャックテーブル１０もしくは研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１にかかる研削荷重を監視しながら研削を実施し、研削荷重の変化により分離層の有無を検知する。また、実施形態に係る研削方法は、第３例では、制御ユニット４０が、研削ホイール２２が装着されたスピンドル２１の負荷電流値を監視しながら研削を実施し、負荷電流値の変化により分離層の有無を検知する。これらのため、実施形態に係る研削方法は、分離層の有無を精度よく好適に検知する事ができる。

【0063】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 研削装置
１０ チャックテーブル
２１ スピンドル
２２ 研削ホイール
１００ 被加工物（本発明に係るウェーハに相当）
１００１ 保持ステップ
１００２ 研削ステップ
１０１１ 事前研削ステップ
１０１２ 終点研削ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】