特許 7617761 研削装置およびウェーハの研削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】研削装置およびウェーハの研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 7/00 20060101AFI20250110BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20250110BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20250110BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

B24B7/00 A

B24B7/04 A

B24B41/06 A

B24B41/06 L

H01L21/304 631

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021020558

(22)【出願日】2021-02-12

(65)【公開番号】P2022123325

(43)【公開日】2022-08-24

【審査請求日】2023-12-27

(73)【特許権者】

【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】服部 真人

(72)【発明者】

【氏名】山端 一郎

【審査官】須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２８８８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００６８９３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１２００８５９５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ５／００－７／３０

Ｂ２４Ｂ４１／００－５１／００

Ｈ０１Ｌ２１／３０４；２１／４６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心を軸に回転可能に配設されたターンテーブルと、
該ターンテーブルに少なくとも４つ配置され、保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、
少なくとも３つ配置され、該保持面に保持されたウェーハの半径エリアに環状の研削砥石の下面を接触させることによって、該ウェーハを研削する研削機構と、
該研削機構を該保持面に垂直な研削送り方向に研削送りする研削送り機構と、を備え、
該ターンテーブルを回転させることによって各々の該研削砥石に１つの該チャックテーブルを位置づけ、該保持面に保持されたウェーハをインフィード研削する研削装置であって、
少なくとも３つの該研削機構は、
環状の第１研削砥石の下面をウェーハの第１研削領域に接触させてウェーハを研削する第１研削機構と、
環状の第２研削砥石の下面をウェーハの第２研削領域に接触させてウェーハを研削する第２研削機構と、
環状の第３研削砥石の下面をウェーハの第３研削領域に接触させてウェーハを研削する第３研削機構と、を含み、
該ターンテーブルの回転によって、該第１研削機構の該第１研削砥石、該第２研削機構の該第２研削砥石および該第３研削機構の該第３研削砥石の各々に対して該チャックテーブルを位置付けたときに、該ターンテーブルの回転中心と、該チャックテーブルの回転中心と、該第１研削砥石、該第２研削砥石および該第３研削砥石の各々の回転中心とが同一直線上に配置され、
該第２研削機構の該第２研削砥石にウェーハを保持している該チャックテーブルが位置付けられたときに、該ウェーハの該第１研削領域と該第２研削領域とが、該ターンテーブルの回転中心と該チャックテーブルの回転中心と該第２研削砥石の回転中心とを結ぶ直線に関して線対称となり、該第１研削砥石による研削によって発生したウェーハの第１研削痕に対し、該第２研削砥石による研削によって発生するウェーハの第２研削痕が交差し、
さらに、該第３研削機構の該第３研削砥石にウェーハを保持している該チャックテーブルが位置付けられたときに、該ウェーハの該第２研削領域と該第３研削領域とが、該ターンテーブルの回転中心と該チャックテーブルの回転中心と該第３研削砥石の回転中心とを結ぶ直線に関して線対称となり、該第２研削砥石による研削によって発生したウェーハの第２研削痕に対し、該第３研削砥石による研削によって発生する該ウェーハの第３研削痕が交差する、
研削装置。

【請求項2】

請求項１記載の研削装置によってウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、
該チャックテーブルに保持されたウェーハの該第１研削領域に該第１研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削する第１研削工程と、
該第１研削工程の後、該ウェーハの該第２研削領域に該第２研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削することにより、該第１研削工程にて該ウェーハに発生した該第１研削痕に、該第２研削砥石による研削によって発生する該第２研削痕を交差させる第２研削工程と、
該第２研削工程の後、該ウェーハの該第３研削領域に該第３研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削することにより、該第２研削工程にて該ウェーハに発生した該第２研削痕に、該第３研削砥石による研削によって発生する該第３研削痕を交差させる第３研削工程と、
を含む、ウェーハの研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削装置およびウェーハの研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

チャックテーブルの保持面に保持されたウェーハを研削砥石で研削する研削装置は、たとえば、特許文献１に開示されている。この文献の研削装置は、第１研削機構と第２研削機構とを備えている。この装置では、第１研削機構に装着された第１研削砥石による研削によって発生した研削痕と、第２研削機構に装着された第２研削砥石による研削によって発生した研削痕とを、互いに交差させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２８８８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の研削装置において、先にウェーハを研削する研削機構によってウェーハに形成された研削痕と、後にウェーハを研削する研削機構とによってウェーハに形成された研削痕とを、互いに交差させることは困難である。

【0005】

したがって、本発明の目的は、研削装置に備えられた３つ以上の研削機構の研削痕を、互いに交差させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の研削装置（本研削装置）は、中心を軸に回転可能に配設されたターンテーブルと、該ターンテーブルに少なくとも４つ配置され、保持面によってウェーハを保持するチャックテーブルと、少なくとも３つ配置され、該保持面に保持されたウェーハの半径エリアに環状の研削砥石の下面を接触させることによって、該ウェーハを研削する研削機構と、該研削機構を該保持面に垂直な研削送り方向に研削送りする研削送り機構と、を備え、該ターンテーブルを回転させることによって各々の該研削砥石に１つの該チャックテーブルを位置づけ、該保持面に保持されたウェーハをインフィード研削する研削装置であって、少なくとも３つの該研削機構は、環状の第１研削砥石の下面をウェーハの第１研削領域に接触させてウェーハを研削する第１研削機構と、環状の第２研削砥石の下面をウェーハの第２研削領域に接触させてウェーハを研削する第２研削機構と、環状の第３研削砥石の下面をウェーハの第３研削領域に接触させてウェーハを研削する第３研削機構と、を含み、該ターンテーブルの回転によって、該第１研削機構の該第１研削砥石、該第２研削機構の該第２研削砥石および該第３研削機構の該第３研削砥石の各々に対して該チャックテーブルを位置付けたときに、該ターンテーブルの回転中心と、該チャックテーブルの回転中心と、該第１研削砥石、該第２研削砥石および該第３研削砥石の各々の回転中心とが同一直線上に配置され、該第２研削機構の該第２研削砥石にウェーハを保持している該チャックテーブルが位置付けられたときに、該ウェーハの該第１研削領域と該第２研削領域とが、該ターンテーブルの回転中心と該チャックテーブルの回転中心と該第２研削砥石の回転中心とを結ぶ直線に関して線対称となり、該第１研削砥石による研削によって発生したウェーハの第１研削痕に対し、該第２研削砥石による研削によって発生するウェーハの第２研削痕が交差し、さらに、該第３研削機構の該第３研削砥石にウェーハを保持している該チャックテーブルが位置付けられたときに、該ウェーハの該第２研削領域と該第３研削領域とが、該ターンテーブルの回転中心と該チャックテーブルの回転中心と該第３研削砥石の回転中心とを結ぶ直線に関して線対称となり、該第２研削砥石による研削によって発生したウェーハの第２研削痕に対し、該第３研削砥石による研削によって発生する該ウェーハの第３研削痕が交差する。
本発明のウェーハの研削方法は、本研削装置によってウェーハを研削するウェーハの研削方法であって、該チャックテーブルに保持されたウェーハの該第１研削領域に該第１研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削する第１研削工程と、該第１研削工程の後、該ウェーハの該第２研削領域に該第２研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削することにより、該第１研削工程にて該ウェーハに発生した該第１研削痕に、該第２研削砥石による研削によって発生する該第２研削痕を交差させる第２研削工程と、該第２研削工程の後、該ウェーハの該第３研削領域に該第３研削砥石の下面を接触させて該ウェーハを研削することにより、該第２研削工程にて該ウェーハに発生した該第２研削痕に、該第３研削砥石による研削によって発生する該第３研削痕を交差させる第３研削工程と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本研削装置では、ウェーハの第１研削痕に対してウェーハの第２研削痕が交差するとともに、ウェーハの第２研削痕に対してウェーハの第３研削痕が交差するように、チャックテーブルに対し、第１研削機構、第２研削機構および第３研削機構が配置されている。これにより、第２研削砥石によって、第１研削痕が削り取られるように、ウェーハが研削される。さらに、第３研削砥石によって、第２研削痕が削り取られるように、ウェーハが研削される。したがって、厚さのバラツキが小さいとともに、高い抗折強度を有する高品質なウェーハを得ることができる。

【0008】

また、第２研削砥石および第３研削砥石には、研削時に適度な衝撃力が働き、自生発刃作用が生じて研削力が維持される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】研削装置の構成を示す説明図である。

【図2】ターンテーブル、チャックテーブル、研削機構および研削送り機構の構成を示す斜視図である。

【図3】研削砥石によって形成される研削領域を示す説明図である。

【図4】ターンテーブルに５つのチャックテーブルが配置されるとともに、４つの研削機構が設けられた研削装置の構成を示す斜視図である。

【図5】ターンテーブルに５つのチャックテーブルが配置されるとともに、４つの研削機構が設けられた研削装置の構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１に示す研削装置１は、第１の装置ベース２０１と、第１の装置ベース２０１の－Ｙ方向側に配置された第２の装置ベース２０２とを有している。第１の装置ベース２０１上では、ウェーハ５の搬入出等が行われる。第２の装置ベース２０２上では、ウェーハ５が加工される。

【0011】

すなわち、研削装置１は、制御ユニット７を備えるとともに、第２の装置ベース２０２に、第１研削機構１０、第２研削機構２０、および第３研削機構３０を備えている。制御ユニット７による制御によって、チャックテーブル５０に保持されたウェーハ５が、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０により研削される。

【0012】

研削装置１では、第１の装置ベース２０１の正面側（＋Ｙ方向側）に、第１カセット１５０および第２カセット１５１が配置されている。これらカセット１５０および１５１には、加工前あるいは加工後のウェーハ５が収容される。以下では、第１カセット１５０に加工前のウェーハ５が収容される一方、第２カセット１５１に加工後のウェーハ５が収容されるとする。

【0013】

カセット１５０および１５１の開口（図示せず）は、－Ｙ方向側を向いている。これらの開口の－Ｙ方向側には、ロボット１５３が配設されている。ロボット１５３は、加工後のウェーハ５を第２カセット１５１に搬入する。また、ロボット１５３は、第１カセット１５０から加工前のウェーハ５を取り出して、ウェーハ５を仮置きするためのテーブルである仮置きテーブル１５６に載置する。

【0014】

第２の装置ベース２０２の－Ｘ方向側には、搬入機構１５４が設置されている。搬入機構１５４は、ウェーハ５を保持する搬入パッド１５５を備えている。搬入機構１５４は、この搬入パッド１５５によって、仮置きテーブル１５６に載置されているウェーハ５を保持し、チャックテーブル５０に搬送する。

【0015】

チャックテーブル５０は、ウェーハ５を保持する保持面５２を備えている。保持面５２は、中心を頂点とする円錐状の面であり、図示しない吸引源に連通されて、ウェーハ５を吸引保持することが可能である。
チャックテーブル５０は、搬入機構１５４によって搬送されてきたウェーハ５を、保持面５２によって保持する。そして、チャックテーブル５０は、保持面５２の中心を通りＺ軸方向に延在する回転軸を中心として回転することにより、ウェーハ５を保持している保持面５２を回転させることが可能である。

【0016】

本実施形態では、第２の装置ベース２０２上に配設されたターンテーブル６０の上面に、４つのチャックテーブル５０が、周方向に等間隔に配設されている。ターンテーブル６０は、第２の装置ベース２０２に、その中心を軸に回転可能に配設されている。すなわち、ターンテーブル６０は、その中心に位置するＺ軸方向に延びる軸心を回転軸として、図示しないターンテーブルモータの駆動力により、自転することができる。ターンテーブル６０が自転することで、４つのチャックテーブル５０が公転される。これにより、チャックテーブル５０を、搬入機構１５４及び搬出機構１５７の近傍の搬入出エリア４００、第１研削機構１０の下方である第１研削エリア４０１、第２研削機構２０の下方である第２研削エリア４０２、および、第３研削機構３０の下方である第３研削エリア４０３に、順次、位置づけることができる。

【0017】

搬入出エリア４００は、搬入機構１５４によるウェーハ５の搬入および搬出機構１５７によるウェーハ５の搬出を実施することの可能な、チャックテーブル５０のエリア（位置）である。搬入機構１５４は、ウェーハ５を、搬入出エリア４００のチャックテーブル５０に搬送する。
第１～第３研削エリアは、それぞれ、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０によってウェーハ５を研削することが可能となるような、チャックテーブル５０を位置づけるエリアである。

【0018】

第１研削エリア４０１は、第２の装置ベース２０２の＋Ｙ方向側に設けられている。第１研削エリア４０１には、第１研削機構１０、および、第１研削機構１０を研削送り方向に研削送りする第１研削送り機構７０が設置されている。研削送り方向は、チャックテーブル５０の保持面５２に垂直な方向である。

【0019】

第１研削機構１０は、環状の第１研削砥石１１の下面によって、ウェーハ５を研削する。すなわち、第１研削機構１０は、円錐状である保持面５２に保持されたウェーハ５の半径エリアに第１研削砥石１１の下面を接触させることによって、ウェーハ５を研削する。
また、第１研削機構１０の近傍には、研削されているウェーハ５の厚みを計測する厚みセンサ２４０が設けられている。

【0020】

また、第２の装置ベース２０２の－Ｙ方向側には、第２研削エリア４０２および第３研削エリア４０３が設けられている。第２研削エリア４０２には、第２研削機構２０、および、第２研削機構２０を研削送り方向に研削送りする第２研削送り機構８０が設置されている。また、第３研削エリア４０３には、第３研削機構３０、および、第３研削機構３０を研削送り方向に研削送りする第３研削送り機構９０が設置されている。

【0021】

第２研削機構２０は、環状の第２研削砥石２１の下面によってウェーハ５を研削する。また、第３研削機構３０は、環状の第３研削砥石３１の下面によってウェーハ５を研削する。
すなわち、第２研削機構２０（第３研削機構３０）は、保持面５２に保持されたウェーハ５の半径エリアに第２研削砥石２１（第３研削砥石３１）の下面を接触させることによって、ウェーハ５を研削する。

【0022】

また、第２研削機構２０および第３研削機構３０の近傍には、研削されているウェーハ５の厚みを計測する厚みセンサ２４０がそれぞれ設けられている。
また、本実施形態では、搬入出エリア４００に、水とエアとの混合水である二流体洗浄水によって保持面５２洗浄するための二流体洗浄装置、および、保持面５２を砥石によって洗浄するための保持面砥石洗浄装置が設けられている（ともに図示せず）。

【0023】

本実施形態では、ターンテーブル６０を回転させることによって、第１研削砥石１１、第２研削砥石２１および第３研削砥石３１に、１つのチャックテーブル５０を順次に位置づけ、その保持面５２に保持されたウェーハ５を、これらの研削砥石によってインフィード研削する。

【0024】

なお、本実施形態では、たとえば、第１研削砥石１１は、比較的に大きな砥粒を含む粗研削用の砥石であり、第２研削砥石２１は、中程度の大きさの砥粒を含む砥石であり、第３研削砥石３１は、比較的に小さな砥粒を含む仕上げ研削用の砥石である。

【0025】

研削後のウェーハ５は、搬出機構１５７によって、搬入出エリア４００のチャックテーブル５０から搬出され、ターンテーブル６０に隣接配置されたスピン洗浄ユニット２６５に搬送される。

【0026】

スピン洗浄ユニット２６５では、ウェーハ５に純水を供給し、ウェーハ５を、その中心を軸に回転させる。これにより、ウェーハ５が洗浄される。その後、ウェーハ５を洗浄時よりも高速で回転させることによって、ウェーハ５を乾燥させる。
なお、純水で洗浄する前に、薬液を供給してウェーハ５を洗浄し、その後、純水で薬液を除去してもよい。

【0027】

スピン洗浄ユニット２６５よってスピン洗浄されたウェーハ５は、ロボット１５３により、第２カセット１５１に搬入される。

【0028】

ここで、ターンテーブル６０、チャックテーブル５０、研削機構および研削送り機構の近傍の構成について、より詳細に説明する。

【0029】

ターンテーブル６０は、支持パッド３１０（図３参照）を介して、テーブル基台３００上に設置されている。図１に示すように、テーブル基台３００は、ターンテーブル６０の基台であり、研削装置１の第２の装置ベース２０２の略中央に設置されている。そして、テーブル基台３００には、テーブル基台３００から立設する円柱状の支持柱３２０が固定されている。

【0030】

ターンテーブル６０は、中央に開口を有する環状板形状を有しており、この開口を、テーブル基台３００に固定された支持柱３２０が貫通している。このような構成により、ターンテーブル６０は、支持柱３２０の外周方向に回転することが可能となっている。

【0031】

チャックテーブル５０は、詳細には、ターンテーブル６０上に設けられている。また、ターンテーブル６０は、ウォータケース６１の中央に、回転可能に配置されている。ウォータケース６１は、矩形の底面６５、および、底面６５の側部に立設された外壁６３を備えている。また、底面６５は、中央に、ターンテーブル６０を回転可能とする開口（図示せず）を有している。また、ウォータケース６１は、ターンテーブル６０の上に、開口を覆うような面積の円盤状のカバー６２を備えている。また、ウォータケース６１は、カバー６２の上面に、カバー６２の上面を４つに区切る内壁６４を備えている。内壁６４によって区切られた各領域に、４つのチャックテーブル５０がそれぞれ配置されている。また、ウォータケース６１の中央には、ターンテーブル６０およびカバー６２を貫通する支持柱３２０がテーブル基台３００に配置されている。なお、図１以外の図面では、他の構成を明示するために、ウォータケース６１を省略し、チャックテーブル５０を、ターンテーブル６０上に直接に配置されているように描画している。

【0032】

ここで、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０、ならびに、第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０および第３研削送り機構９０の構成について説明する。

【0033】

第２の装置ベース２０２上の構成を示す斜視図である図２に示すように、第２の装置ベース２０２の前方（＋Ｙ方向側）には、第１研削機構１０、および、第１研削機構１０を研削送りする第１研削送り機構７０が設けられている。

【0034】

また、図２に示すように、第２の装置ベース２０２上の後方には、第２研削機構２０、および、第２研削機構２０を研削送りする第２研削送り機構８０、ならびに、第３研削機構３０、および、第３研削機構３０を研削送りする第３研削送り機構９０が設けられている。
なお、図２では、ターンテーブル６０、チャックテーブル５０、研削機構１０，２０および３０ならびに研削送り機構７０，８０および９０の構成を明示するために、他の構成を省略している。

【0035】

第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０は、スピンドルユニット４１を含んでいる。また、上述した第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０および第３研削送り機構９０は、それぞれ、スピンドルユニット４１を含む第１研削機構１０、第２研削機構２０、および第３研削機構３０を、研削送り方向に研削送りするように構成されている。

【0036】

ここで、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０は、それぞれ第１研削砥石１１、第２研削砥石２１および第３研削砥石３１を備えていることを除いて、互いに同様の構成を有している。そこで、以下では、これらの構成の説明に関し、第１研削機構１０の構成について説明する。
また、第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０および第３研削送り機構９０も、互いに同様の構成を有している。そこで、以下では、これらの構成の説明に関し、第１研削機構１０を研削送りする第１研削送り機構７０の構成について説明する。

【0037】

第１研削送り機構７０は、角柱形状のコラム１０１を有している。コラム１０１は、第２の装置ベース２０２におけるターンテーブル６０の外側に設置されている。
そして、第１研削送り機構７０は、コラム１０１の一方の面に、研削送り方向であるＺ軸方向に延びる一対のガイドレール１０４、このガイドレール１０４上をスライドする昇降テーブル１１６、ガイドレール１０４と平行なボールネジ１１５、ボールネジ１１５を回転駆動するＺ軸モータ１１４、および、昇降テーブル１１６の前面（表面）に取り付けられたホルダ１１０を備えている。ホルダ１１０は、第１研削機構１０を保持している。

【0038】

ガイドレール１０４は、第１研削機構１０の研削送り方向の移動をガイドする。昇降テーブル１１６は、ガイドレール１０４にスライド可能に設置されている。図示しないナット部が、昇降テーブル１１６の後面側（裏面側）に固定されている。このナット部には、ボールネジ１１５が螺合されている。Ｚ軸モータ１１４は、ボールネジ１１５の一端部に連結されている。

【0039】

第１研削送り機構７０では、Ｚ軸モータ１１４がボールネジ１１５を回転させることにより、昇降テーブル１１６が、ガイドレール１０４に沿って、Ｚ軸方向に移動する。これにより、昇降テーブル１１６に取り付けられたホルダ１１０、および、ホルダ１１０に保持された第１研削機構１０も、昇降テーブル１１６とともにＺ軸方向に移動する。このようにして、第１研削送り機構７０は、第１研削機構１０をＺ軸方向に沿って研削送りする。そして、ボールネジ１１５が、第１研削機構１０を研削送り方向に移動させる進退軸として機能する。

【0040】

第１研削機構１０は、ホルダ１１０に固定されたスピンドルハウジング４０、スピンドルハウジング４０に回転可能に保持されたスピンドル４２、スピンドル４２を回転駆動するスピンドルモータ４４、スピンドル４２の下端に取り付けられたホイールマウント４５、および、ホイールマウント４５の下面に着脱可能に接続された研削ホイール４３を備えている。
スピンドルハウジング４０、スピンドル４２およびスピンドルモータ４４は、第１研削機構１０のスピンドルユニット４１を構成している。

【0041】

スピンドルハウジング４０は、Ｚ軸方向に延びるようにホルダ１１０に保持されている。スピンドル４２は、チャックテーブル５０の保持面５２と略直交するようにＺ軸方向に延び、スピンドルハウジング４０に回転可能に支持されている。

【0042】

スピンドルモータ４４は、スピンドル４２の上端側に連結されている。このスピンドルモータ４４により、スピンドル４２は、第１研削砥石１１の中心を通りＺ軸方向に沿って延びる回転軸を中心として回転可能となっている。

【0043】

スピンドル４２は、ホルダ１１０の底板に設けられた開口を貫通しており、開口の下方に、ホイールマウント４５が配置されている。ホイールマウント４５は、円板状に形成されており、スピンドル４２の下端（先端）に固定されて、スピンドル４２の回転に応じて回転する。ホイールマウント４５は、研削ホイール４３を支持している。

【0044】

研削ホイール４３は、外径がホイールマウント４５の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール４３は、アルミニウム合金等の金属材料から形成された円環状のホイール基台（環状基台）４６を含む。ホイール基台４６の下面には、全周にわたって、略直方体形状の複数の第１研削砥石１１が、環状に配置および固定されている。
このように、第１研削機構１０では、スピンドル４２の先端に配置されている第１研削砥石１１が、スピンドル４２の回転により回転され、チャックテーブル５０に保持されたウェーハ５を研削する。

【0045】

また、第１研削送り機構７０は、図示しないカウンタバランスを備えていてもよい。カウンタバランスは、コラム１０１とホルダ１１０とに、上方から橋架されるように設けられる。カウンタバランスは、第１研削機構１０を含むホルダ１１０の重量に応じた力で、ホルダ１１０を持ち上げるように構成される。カウンタバランスにより、第１研削送り機構７０にかかる第１研削機構１０を含むホルダ１１０の重量による負荷をなくしている。なお、カウンタバランスが発する力は、上記の重量よりわずかに大きい。

【0046】

次に、ターンテーブル６０のテーブル基台３００、および、支持パッド３１０について説明する。図３に示すように、テーブル基台３００は、円筒形状の側壁３０３を有しており、この側壁３０３は、ターンテーブル６０の外径と略同径の円形の外側面３０１、および、外側面３０１よりも小さい径の円形の内側面３０２を備えている。そして、テーブル基台３００の上面（側壁３０３の上面）には、複数の支持パッド３１０が配されている。また、支持柱３２０は、テーブル基台３００の底面（図示せず）に固定され立設されている。

【0047】

支持パッド３１０は、図３に示すように、上矢視でほぼ正三角形となる位置で、テーブル基台３００上に、ターンテーブル６０の下面に接するように設置されている。

【0048】

支持パッド３１０は、図示しないエア源に接続されている。そして、ターンテーブル６０が自転する際には、支持パッド３１０は、エア源からのエアをターンテーブル６０の下面に噴射して、テーブル基台３００からターンテーブル６０を浮上させることができる。このようにして、支持パッド３１０は、ターンテーブル６０を、回転可能に非接触で支持している。

【0049】

すなわち、本実施形態では、制御ユニット７は、ターンテーブル６０を自転させる際には、支持パッド３１０から噴射されたエアによって、テーブル基台３００からターンテーブル６０を浮上させるとともに、ターンテーブルモータによって、ターンテーブル６０を回転させる。なお、ターンテーブルの側面とターンテーブルモータの先端に配置したプーリとは無端ベルトで連結されている。そして、制御ユニット７は、第１研削エリア４０１における第１研削機構１０の第１研削砥石１１、第２研削エリア４０２における第２研削機構２０の第２研削砥石２１、あるいは、第３研削エリア４０３における第３研削機構３０の第３研削砥石３１に対応した位置に、ウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０を位置づける。

【0050】

その後、制御ユニット７は、支持パッド３１０からのエアの噴出を停止することによって、支持パッド３１０に、ターンテーブル６０の下面を接触させて支持させる。

【0051】

また、図３には、チャックテーブル５０に保持されているウェーハ５の上面における、第１研削砥石１１、第２研削砥石２１および第３研削砥石３１の下面が接触する領域である、第１研削領域４３１、第２研削領域４３２および第３研削領域４３３を示している。
これら研削領域４３１～４３３は、矢印５０５の方向にチャックテーブル５０が回転するとともに、矢印５０１の方向に第１研削砥石１１、第２研削砥石２１および第３研削砥石３１が回転することによって、外周から中心に向かって、ウェーハ５の上面に形成される。研削領域４３１～４３３は、比較的に細い環状扇形の形状を有している。

【0052】

以下に、制御ユニット７の制御による研削装置１における研削動作について説明する。

【0053】

［保持工程］
まず、制御ユニット７は、図１に示したロボット１５３および搬入機構１５４を用いて、加工前のウェーハ５を、第１カセット１５０から取り出し、仮置きテーブル１５６を経由して、搬入出エリア４００に位置しているチャックテーブル５０の保持面５２に保持させる。

【0054】

［第１研削工程］
次に、制御ユニット７は、第１研削機構１０に対してウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０の配置を制御する。
すなわち、まず、制御ユニット７は、ターンテーブル６０を回転させることにより、ウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０を、第１研削エリア４０１における第１研削機構１０の下方に配置する。

【0055】

この第１研削エリア４０１では、第１研削送り機構７０のホルダ１１０が、第１研削機構１０のスピンドルユニット４１を保持している（図２参照）。

【0056】

また、スピンドルユニット４１の先端の第１研削砥石１１の下面が、チャックテーブル５０の円錐状の保持面５２の半径部分と平行になっている。これにより、保持面５２に保持されているウェーハ５に、第１研削砥石１１によって、図３に示すような、外周から中心に向かう円弧状の第１研削領域４３１が形成される状態となる。

【0057】

この状態で、制御ユニット７は、第１研削機構１０および第１研削送り機構７０を制御して、ウェーハ５を研削加工する。これにより、ウェーハ５には、第１研削領域４３１の形状に応じた形状を有する第１研削痕４５１が形成される。なお、第１研削痕４５１は、実際には、ウェーハ５の研削面の全体に形成されるが、図３では、第１研削領域４３１と重複するもののみを示している。これは、後述の第２研削痕４５２および第３研削痕４５３についても同様である。

【0058】

［第２研削工程］
第１研削工程の完了後、制御ユニット７は、第２研削機構２０に対してウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０の配置を制御する。
すなわち、まず、制御ユニット７は、ターンテーブル６０を回転させることにより、ウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０を、第２研削エリア４０２における第２研削機構２０の下方に配置する。

【0059】

この第２研削エリア４０２では、第２研削送り機構８０のホルダ１１０が、第２研削機構２０のスピンドルユニット４１を保持している（図２参照）。

【0060】

また、スピンドルユニット４１の先端の第２研削砥石２１の下面が、チャックテーブル５０の円錐状の保持面５２の半径部分と平行となっている。これにより、保持面５２に保持されているウェーハ５に、第２研削砥石２１によって、図３に示すような、外周から中心に向かう円弧状の第２研削領域４３２が形成される状態となる。この第２研削領域４３２は、第１研削領域４３１と交差するように、第２研削機構２０に対してチャックテーブル５０が配置される。

【0061】

この状態で、制御ユニット７は、第２研削機構２０および第２研削送り機構８０を制御して、ウェーハ５を研削加工する。これにより、ウェーハ５には、第２研削領域４３２の形状に応じた形状を有する第２研削痕４５２が形成される。

【0062】

このように、第１研削工程および第２研削工程では、第１研削砥石１１による研削によって発生したウェーハ５の第１研削痕４５１に対し、第２研削砥石２１による研削によって発生するウェーハ５の第２研削痕４５２が交差するよう、チャックテーブル５０を、第１研削機構１０および第２研削機構２０に対して配置される。

【0063】

［第３研削工程］
第２研削工程の完了後、制御ユニット７は、第３研削機構３０に対してウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０の配置を制御する。
すなわち、制御ユニット７は、ターンテーブル６０を回転させることにより、ウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０を、第３研削エリア４０３における第３研削機構３０の下方に配置する。

【0064】

この第３研削エリア４０３では、第３研削送り機構９０のホルダ１１０が、第３研削機構３０のスピンドルユニット４１を保持している（図２参照）。

【0065】

また、スピンドルユニット４１の先端の第３研削砥石３１の下面が、チャックテーブル５０の円錐状の保持面５２の半径部分と平行となっている。これにより、保持面５２に保持されているウェーハ５に、第３研削砥石３１によって、図３に示すような、外周から中心に向かう円弧状の第３研削領域４３３が形成される状態となる。この第３研削領域４３３は、第２研削領域４３２と交差するように、第３研削機構３０に対してチャックテーブル５０が配置される。

【0066】

この状態で、制御ユニット７は、第３研削機構３０および第３研削送り機構９０を制御して、ウェーハ５を研削加工する。これにより、ウェーハ５には、第３研削領域４３３の形状に応じた形状を有する第３研削痕４５３が形成される。

【0067】

このように、第３研削工程では、第２研削砥石２１による研削によって発生したウェーハ５の第２研削痕４５２に対し、第３研削砥石３１による研削によって発生するウェーハ５の第３研削痕４５３が交差するよう、第３研削機構３０に対してチャックテーブル５０が配置される。

【0068】

［洗浄・回収工程］
第３研削工程の完了後、制御ユニット７は、ターンテーブル６０を回転させることにより、ウェーハ５を保持しているチャックテーブル５０を、搬入出エリア４００に配置する。制御ユニット７は、図１に示す搬出機構１５７を制御して、ウェーハ５を、スピン洗浄ユニット２６５に搬送して、スピン洗浄する。その後、制御ユニット７は、ロボット１５３を制御して、スピン洗浄されたウェーハ５を、第２カセット１５１に搬入する。

【0069】

以上のように、本実施形態では、第２研削工程において、ウェーハ５の第１研削痕４５１に対し、第２研削砥石２１による研削によって発生するウェーハ５の第２研削痕４５２が交差するよう、チャックテーブル５０に対して、第２研削機構２０が配置される。さらに、第３研削工程では、ウェーハ５の第２研削痕４５２に対し、第３研削砥石３１による研削によって発生するウェーハ５の第３研削痕４５３が交差するよう、チャックテーブル５０に対して、第３研削機構３０が配置される。

【0070】

これにより、第２研削工程において、第１研削痕４５１が削り取られるように、ウェーハ５が研削されるとともに、第３研削工程において、第２研削痕４５２が削り取られるように、ウェーハ５が研削される。したがって、厚さのバラツキが小さいとともに、高い抗折強度を有する高品質なウェーハ５を得ることができる。

【0071】

また、第１研削痕４５１に交差する第２研削痕４５２を形成する第２研削砥石２１および第２研削痕４５２に交差する第３研削痕４５３を形成する第３研削砥石３１には、研削痕が交差して研削している時に適度な衝撃力が働き、自生発刃作用が生じて研削力が維持される。したがって、第２研削砥石２１および第３研削砥石３１の研削力を向上させることができる。

【0072】

また、本実施形態における第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０および第３研削送り機構９０には、それぞれ、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０のスピンドルユニット４１が配置されている。

【0073】

なお、本実施形態では、研削装置１は、ウェーハ５を収容するためのカセットとして、２つのカセット１５０および１５１を有している。これに関し、研削装置１の有するカセットの数は、２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

【0074】

また、保持面５２によってウェーハ５を保持するチャックテーブル５０は、ターンテーブル６０に、少なくとも４つ、配置されていればよい。また、研削機構は、少なくとも３つ、配置されていればよい。

【0075】

たとえば、ターンテーブル６０に５つのチャックテーブル５０が配置されるとともに、４つの研削機構が設けられてもよい。すなわち、図４に示すように、第１研削機構１０、第２研削機構２０および第３研削機構３０が、第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０および第３研削送り機構９０とともに設けられるとともに、新たに、第４研削機構３５が、これを研削送りする第４研削送り機構９５とともに設けられていてもよい。

【0076】

５つのチャックテーブル５０は、ターンテーブル６０上に、周方向において等間隔に配置されている。そして、第１研削機構１０、第２研削機構２０、第３研削機構３０および第４研削機構３５は、４つのチャックテーブル５０の上方に配されるように設けられている。

【0077】

第４研削機構３５は、第３研削機構３０等と同様の構成を有しており、第４研削砥石３６を備えている。第４研削砥石３６は、たとえば、第３研削砥石３１よりも小さな砥粒を含む最終仕上げ研削用の砥石である。

【0078】

第４研削砥石３６が回転することによって、チャックテーブル５０に保持されているウェーハ５の上面に、第４研削領域４３４が形成される。第４研削領域４３４は、研削領域４３１～４３３と同様に、比較的に細い環状扇形の形状を有している。
なお、図４では、研削砥石１１、２１、３１および３６の回転方向を矢印５０１によって示す一方、チャックテーブル５０の回転方向を矢印５０５によって示している。

【0079】

また、図４に示す例においても、第１研削送り機構７０、第２研削送り機構８０、第３研削送り機構９０および第４研削送り機構９５は、コラム１０１およびホルダ１１０などで構成されている。なお、コラム１０１は、ホルダ１１０を挟む柱を備えた門型コラムであってもよい。なお、門型コラムでは、チャックテーブル５０を挟むように柱が配置されている。

【0080】

さらに、第４研削機構３５を用いたウェーハ５の研削では、第３研削砥石３１による研削によって発生するウェーハ５の第３研削痕４５３に対し、第４研削砥石３６による研削によって発生するウェーハ５の第４研削痕４５４が交差するよう、ターンテーブル６０を回転させ、第４研削機構に対してチャックテーブル５０が配置される。したがって、第３研削痕４５３が削り取られるように、ウェーハ５が研削される。これにより、厚さのバラツキが小さいとともに、高い抗折強度を有する高品質なウェーハ５を得ることができる。さらに、第２研削砥石２１、第３研削砥石３１および第４研削砥石３６の研削力を向上させることができる。

【0081】

なお、図４に示した４つの研削機構を備える構成では、図５に示すように、第２研削送り機構８０および第４研削送り機構９５におけるコラム１０１およびホルダ１１０の向きを変えてもよい。この構成においても、図４に示した構成と同様の作用効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0082】

１：研削装置、５：ウェーハ、７：制御ユニット、４００：搬入出エリア、
１０：第１研削機構、１１：第１研削砥石、
４０１：第１研削エリア、４３１：第１研削領域、４５１：第１研削痕、
２０：第２研削機構、２１：第２研削砥石、
４０２：第２研削エリア、４３２：第２研削領域、４５２：第２研削痕、
３０：第３研削機構、３１：第３研削砥石、
４０３：第３研削エリア、４３３：第３研削領域、４５３：第３研削痕、
３５：第４研削機構、３６：第４研削砥石、
４３４：第４研削領域、４５４：第４研削痕、
４０：スピンドルハウジング、４１：スピンドルユニット、４２：スピンドル、
４３：研削ホイール、４４：スピンドルモータ、
５０：チャックテーブル、５２：保持面、６０：ターンテーブル、
６１：ウォータケース、
３００：テーブル基台、３０１：外側面、３０２：内側面、３０３：側壁、
３２０：支持柱、
３１０：支持パッド、
７０：第１研削送り機構、８０：第２研削送り機構、
９０：第３研削送り機構、９５：第４研削送り機構、
１０１：コラム、１０４：ガイドレール、１１０：ホルダ、１１４：Ｚ軸モータ
１１５：ボールネジ、１１６：昇降テーブル、１５０：第１カセット、１５１：第２カセット、１５３：ロボット、
１５６：仮置きテーブル、１５４：搬入機構、１５７：搬出機構、
２０１：第１の装置ベース、２０２：第２の装置ベース、
２４０：厚みセンサ
２６５：スピン洗浄ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】