板状被研削物の研削方法及び研削装置
【課題】板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くする。
【解決手段】第２のエアーベアリング２６に支持された研削ホイール２５の研削砥石２７を第１のエアーベアリング１３に支持されたチャックテーブル１０上のウェーハ９に押し付け、研削砥石２７がウェーハ９を実際に研削し始めるときの第１のエアーベアリング１３に設けた１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac又は、第２のエアーベアリング２６に設けた１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bwを計測し、記憶する。研削砥石２７の切り込みを停止して研削ホイール２５とチャックテーブル１０とに溜まった撓みを開放するときに計測される１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰAC又は１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差ＰBWが、記憶された圧力差Ｐ０Ac又はＰ０Bwまで低下したときに研削砥石をウェーハ９から離脱させる。
【解決手段】第２のエアーベアリング２６に支持された研削ホイール２５の研削砥石２７を第１のエアーベアリング１３に支持されたチャックテーブル１０上のウェーハ９に押し付け、研削砥石２７がウェーハ９を実際に研削し始めるときの第１のエアーベアリング１３に設けた１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac又は、第２のエアーベアリング２６に設けた１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bwを計測し、記憶する。研削砥石２７の切り込みを停止して研削ホイール２５とチャックテーブル１０とに溜まった撓みを開放するときに計測される１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰAC又は１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差ＰBWが、記憶された圧力差Ｐ０Ac又はＰ０Bwまで低下したときに研削砥石をウェーハ９から離脱させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削方法及び研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持した状態で回転させ、回転する研削ホイールの下面に配置した研削砥石で半導体ウェーハを研削する研削装置は知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、研削ホイールやチャックテーブルをエアーベアリングで支持することで、クッション性を持たせ、脆性材料であるシリコンが破損しないように研削するエアーベアリングを備えた半導体ウェーハの研削装置が開示されている。この研削装置では、砥石を取り付けるホイールマウンタと所定の間隔を空けてスラストプレートを配置し、研削ホイールが撓まないようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１３８４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の研削装置のように研削ホイールが撓まないように工夫されたものでも、ウェーハ及び研削砥石は、それぞれエアーベアリングに隙間を空けて支持された状態にあるので、実際に研削砥石がウェーハに当接してから、さらに切り込んである研削程度研削圧力が加わるまで研削が開始されない。
【０００５】
そして、切り込みを停止したときにも、エアーベアリングから反力を受けているので、急激に研削砥石をウェーハから離すと、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残って仕上げ面精度が低下するという問題がある。
【０００６】
したがって、従来、切り込みを停止した場合でも、すぐには研削砥石をウェーハから離すことができず、徐々にウェーハから離して、できるだけ研削条痕が発生しないようにしているので、研削時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、実際に研削が開始されるときの研削砥石が板状被研削物を押さえ付け、実際に研削が始まる最小の圧力を記憶して、研削砥石を板状被研削物から離す工程で該記憶した値と同じ値にまで研削圧力が低下したときに、研削砥石を板状被研削物から離脱させるようにした。
【０００９】
具体的には、第１の発明では、板状被研削物を研削する方法を前提とし、
第１のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第１のエアーベアリングに設けた１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第２のエアーベアリングに設けた１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含む構成とする。
【００１０】
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第１又は第２のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第１又は第２エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの１対のチャック側圧力ポートと１対の砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。
【００１１】
第２の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。
【００１２】
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。
【００１３】
第３の発明では、第１のエアーベアリングに回転可能に支持され、板状被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第１のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対のチャック側圧力ポート又は、
上記第２のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えている。
【００１４】
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第１又は第２のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第１又は第２エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、制御手段が、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの１対のチャック側圧力ポート又は１対の砥石側圧力ポートで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において、研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。
【００１５】
第４の発明では、１対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
１対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されている。
【００１６】
上記の構成によると、基準直線に対して圧力ポートが適切に配置されているので、基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合が圧力差から容易に検出される。このことで、板状被研削物に加わる研削圧力が推定されるので、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが推定される。
【００１７】
第５の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。
【００１８】
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、上記第１及び第３の発明によれば、研削砥石が所定の研削圧力を受けて板状被研削物を実際に研削し始めるときの１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測することで、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において計測された１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、記憶した圧力差よりも小さくなった後、研削砥石を板状被研削物から離脱させている。このため、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。
【００２０】
上記第２及び第５の発明によれば、研削対象である板状被研削物を脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハとしている。このため、本発明の作用効果が顕著に発揮される。
【００２１】
上記第４の発明では、基準直線に対して圧力ポートを適切に配置して基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合を圧力差から容易に検出し、板状被研削物に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に本発明の実施形態にかかる研削装置１を示し、この研削装置１は、基台２と、この基台２から略垂直に立設された縦壁部３とを備えている。この縦壁部３の正面側には、１対のレール４が基台２に対して略垂直に配設されている。このレール４には、スライド板５が上下方向にスライド移動可能に取り付けられている。このスライド板５から略垂直に縦壁部３に向かって推進部６が設けられている。この推進部６には、雌ネジが設けられている。
【００２４】
すなわち、上記縦壁部３の上端には、推進モータ７が設けられ、その駆動軸である推進軸８には、推進ネジ（ボールネジ）が設けられている。この推進ネジに上記推進部６の雌ネジが嵌合し、推進モータ７を駆動することで、上記スライド板５が上下にスライド移動可能となっている。
【００２５】
上記研削装置１は、図示しない制御手段としてのコントローラを備え、研削装置１全体の制御を行うように構成されている。
【００２６】
上記基台２には、板状被研削物としての半導体ウェーハ９を吸引保持するチャックテーブル１０が設けられている。すなわち、基台２の上面には、中央に貫通孔１１ａが設けられたベース１１が配置されている。このベース１１の貫通孔１１ａにベアリングハウジング１２が配置されている。ベアリングハウジング１２内には、第１のエアーベアリング１３が配置され、この第１のエアーベアリング１３にチャックテーブル１０が回転可能に支持されている。
【００２７】
図２に示すように、上記チャックテーブル１０は、回転中心Ｘを頂点とする極めて小さい勾配の傾斜面からなる多孔質材料で形成された円錐面１０ａを有している。チャックテーブル１０は、下方に向かって伸びる中心軸１０ｂを有し、その中心には、空気孔１０ｃが設けられている。この空気孔１０ｃから空気を吸引することで、円錐面１０ａの多数の孔から空気を吸引して半導体ウェーハ９が吸引保持されるようになっている。円錐面１０ａの反対側には、平坦な表面を有する円板状の底部１０ｄが形成されている。
【００２８】
上記第１のエアーベアリング１３は、表面がカーボンなどの多孔質材料で構成され、図示しない圧力源から供給される加圧気体を小さな孔からチャックテーブル１０の中心軸１０ｂ及び底部１０ｄに吹き付けて発生した静圧によって、チャックテーブル１０を回転可能に支持するようになっている。
【００２９】
図１に示すように、チャックテーブル１０の中心軸１０ｂの下端部は、カップリング１４でチャック回転軸１５に傾斜可能に連結されている。このチャック回転軸１５は、その下端側にチャック側プーリー１６が設けられている。このチャック側プーリー１６に嵌められたベルト１７がチャック回転用モータ１８に駆動されるようになっている。
【００３０】
一方、上記スライド板５には、砥石回転用モータ２０が設けられている。この砥石回転用モータ２０のホイール回転軸２１は、ステータ２２に対して傾斜可能な状態で回転可能となっている。図２に示すように、このホイール回転軸２１には、研削ホイール２５の中心軸２５ａが連結されている。この研削ホイール２５の中心軸２５ａは下端部に円板状に広がった表面が平坦な円板部２５ｂを有し、その下側に砥石取付部２５ｃが設けられている。この砥石取付部２５ｃの下端にウェーハ９を研削する円環状の研削砥石２７が着脱可能に取り付けられている。例えば、この研削砥石２７は、円環状のアルミフレームにダイヤモンド砥石が取り付けられた構造となっている。
【００３１】
上記砥石回転用モータ２０の下端側内面には、第２のエアーベアリング２６が設けられている。この第２のエアーベアリング２６も、上記第１のエアーベアリング１３と同様に構成され、加圧気体を小さな孔から研削ホイール２５の中心軸２５ａ及び円板部２５ｂに吹き付けて発生した静圧によって、研削ホイール２５を回転可能に支持するようになっている。
【００３２】
そして、上記研削砥石２７が上記チャックテーブル１０の回転中心Ｘ上に載るように該チャックテーブル１０の回転中心Ｘと上記研削ホイール２５の回転中心Ｙとがオフセットして配置されている。
【００３３】
図１に示すように、上記第１のエアーベアリング１３のベアリングハウジング１２は、上記ウェーハ９の研削砥石２７に対する当たり面の傾斜角を調整可能に構成されている。すなわち、基台２上のベース１１には、１つのボール形状のチルト支点３０と１対のボールネジ３１，３２とが設けられている。
【００３４】
ボールネジ３１はベアリングハウジング１２に固定され内面に雌ネジを有するボールネジナット３１ａに嵌合し、減速機３１ｂを介してボールネジ駆動モータ３１ｃを駆動することによりボールネジナット３１ａが上下する構造となっている。ボールネジ駆動モータ３１ｃはサーボモータ又はステッピングモータよりなる。ボールネジ３２も同様の構造となっている。
【００３５】
上記チルト支点３０と１対のボールネジ３１，３２との位置関係について、図３を用いて具体的に説明する。平面視で研削砥石２７とウェーハ９の外周との交点Ｃ１とチャックテーブル１０の中心点Ｃ２とを結んで基準直線Ｚを引く。この基準直線Ｚに対して略平行となる位置に第１のボールネジ３１と第２のボールネジ３２とを配置する。この１対のボールネジ３１，３２に対して正三角形をつくるように上記チルト支点３０を配置する。この正三角形の中心は、チャックテーブル１０の中心と一致している。このように配置することで、ベアリングハウジング１２が３点で支持され、チャックテーブル１０が研削砥石２７のウェーハ９に対する当たり面に対して傾斜可能に構成されている。
【００３６】
そして、上記基準直線Ｚに略平行となる第１のエアーベアリング１３の中心に対して対向する位置に１対のチャック側圧力ポート４１，４２が設けられている。この１対のチャック側圧力ポート４１，４２は、第１圧力ポート４１及び第２圧力ポート４２からなる。図４に示すように、第１圧力ポート４１で第１のエアーベアリング１３表面とチャックテーブル１０の底部１０ｄとの間における第１のボールネジ３１側の圧力Ｐ1 が検出され、第２圧力ポート４２で第２のボールネジ３２側の圧力Ｐ2 が検出されるようになっている。すなわち、図５に示すように、研削加工中は研削負荷によりチャックテーブル１０が第２のボールネジ３２側へ傾くので、第１のエアーベアリング１３表面とチャックテーブル１０の底部１０ｄとの間の隙間が狭くなって、Ｐ2 が大きくなり（Ｐ2 ＞Ｐ1 ）、その圧力差ＰAC（ＰAC＝Ｐ2 −Ｐ1 ）が生じる。
【００３７】
同様に上記基準直線Ｚに略垂直となる第２のエアーベアリング２６における中心に対して対向する位置に１対の砥石側圧力ポート４３，４４を設ける。この１対の砥石側圧力ポート４３，４４は、第３圧力ポート４３及び第４圧力ポート４４からなる。図２に示すように、第３圧力ポート４３で第２のエアーベアリング２６の表面と円板部２５ｂとの間におけるチャックテーブル１０と反対側の圧力Ｐ3 が検出され、第４圧力ポート４４でチャックテーブル１０側の圧力Ｐ4 が検出されるようになっている。すなわち、研削加工中は研削負荷により研削砥石２７がチャックテーブル１０側へ傾くので、第２のエアーベアリング２６の表面と円板部２５ｂとの間の隙間が狭くなって、Ｐ4 が大きくなり（Ｐ4 ＞Ｐ3 ）、その圧力差ＰBW（ＰBW＝Ｐ4 −Ｐ3 ）が生じる。
【００３８】
−運転動作−
次に、本実施形態にかかる研削装置１の運転動作について説明する。
【００３９】
（ティーチング作業）
予め、上記ウェーハ９の形状が目標とする形状に研削できるようにチャックテーブル１０の傾きを調整しておく。目標とする形状とは、研削後の要求される製品の板厚に仕上がった形状をいう。
【００４０】
（研削作業）
次いで、図６を用いて研削作業について説明する。図６には、砥石回転用モータ２０の消費電力である研削電力及びウェーハに設けたゲージ（図示せず）から送られてくるゲージ信号が示されている。
【００４１】
研削時には、まず、チャックテーブル１０にウェーハ９を吸引保持し、チャック回転用モータ１８を駆動してチャックテーブル１０を回転させる。
【００４２】
次いで、準備工程において、砥石回転用モータ２０を駆動して研削ホイール２５を回転させると共に、研削砥石２７がチャックテーブル１０の回転中心Ｘ上に載るまで、推進モータ７を駆動して研削ホイール２５を下降させる。すると、チャックテーブル１０は、第１のエアーベアリング１３に、研削ホイール２５は、第２のエアーベアリング２６に、それぞれ隙間を空けて載置されているので、チャックテーブル１０又は研削ホイール２５は、傾斜して研削砥石２７がウェーハ９上を滑り砥石に目つぶれを生じるのみで、すぐに研削は始まらない。
【００４３】
そして、Ｐ１において、ある程度ウェーハ９に荷重（実際に加工が始まるときの最小の力）が負荷された段階で研削が開始される。このときの研削中の１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac（Ｐ０Ac＝Ｐ2 −Ｐ1 ）又は、１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bw（Ｐ０Bw＝Ｐ4 −Ｐ3 ）を計測してコントローラに記憶しておく（記憶工程）。
【００４４】
次いで、研削ホイール２５を下降させてさらに荷重を加え、ウェーハ９を研削する。Ｐ２以降では、一定のスピードで安定して研削ホイール２５を下降させて荒削りする（荒研削工程）。このとき研削砥石２７は自生発刃を行って、砥石自身も削れながらウェーハ９が研削される。
【００４５】
次いで、Ｐ３において、研削ホイール２５の下降スピードを緩めて仕上げ工程を行う。
【００４６】
次いで、Ｐ４以降の最終仕上げ工程において、切り込みを停止させ、研削砥石２７とウェーハ９との間に溜まった撓みを開放する。この最終仕上げ工程では、形状変化速度が最少となり、最終形状が決まる。なお、最終仕上げ工程において、ゲージ信号が平坦なのは、測定子を上昇させているためである。
【００４７】
この研削中の上記１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰAC又は、上記１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差ＰBWを計測する。すると、圧力差ＰAC、又はＰBWは、徐々に小さくなる。
【００４８】
そして、上記１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰACが記憶された上記圧力差Ｐ０Acと等しくなるか、又は１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差が記憶された上記Ｐ０Bwと等しくなったときに、一気に推進モータ７を駆動して研削砥石２７をウェーハ９から離脱させる（離脱工程）。
【００４９】
−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる研削方法及び研削装置１によると、研削砥石２７が所定の研削圧力を受けてウェーハ９を実際に研削し始めるときの１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac又は、１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bwを計測することで、研削砥石２７がウェーハ９上を滑り始め、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において、計測される圧力差ＰAC、又はＰBWが、記憶された圧力差Ｐ０Ac、又はＰ０Bwよりも小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させている。このため、ウェーハ９の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。
【００５０】
また、基準直線Ｚに対して圧力ポート４１〜４４を適切に配置して基準直線Ｚに対するチャックテーブル１０及び研削ホイール２５の傾き具合を圧力差ＰAC、ＰBWから容易に検出し、ウェーハ９に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、ウェーハ９の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５２】
すなわち、上記実施形態では、第１のエアーベアリング１３及び第２のエアーベアリング２６にそれぞれ１対の圧力ポート４１〜４４を設けたが、１対の圧力ポートは第１のエアーベアリング１３又は第２のエアーベアリング２６のどちらか一方のみに設けてもよい。また、圧力ポートは１対ではなく２対の圧力ポートを９０度の間隔を空けて設けてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、第１のエアーベアリング１３又は第２のエアーベアリング２６に設けた圧力ポートの圧力差が記憶された圧力差より小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させているが、第１のエアーベアリング１３と第２のエアーベアリング２６の両者に設けた圧力ポートの圧力差がそれぞれ記憶された両者の圧力差より小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを圧力から求めているが、そのときの研削電力としてもよい。すなわち、仕上げ電力を記憶し、その仕上げ電力と等しくなったときに離脱工程に移るようにしてもよい。
【００５５】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、エアーベアリングを使用した半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削装置及び研削方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態にかかる研削装置を一部破断して示す側面図である。
【図２】チャックテーブル、研削ホイール及びその周辺を拡大して示す側方断面図である。
【図３】チャックテーブル、研削ホイール及びその周辺の位置関係の概略を示す平面図である。
【図４】研削砥石が当たる前のチャックテーブルの傾きを示す側方断面図である。
【図５】研削砥石が当たっているときのチャックテーブルの傾きを示す側方断面図である。
【図６】研削電力及びゲージ信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１ 研削装置
９ ウェーハ（板状被研削物）
１０ チャックテーブル
１３ 第１のエアーベアリング
２５ 研削ホイール
２６ 第２のエアーベアリング
２７ 研削砥石
４１ 第１圧力ポート（チャック側圧力ポート）
４２ 第２圧力ポート（チャック側圧力ポート）
４３ 第３圧力ポート（砥石側圧力ポート）
４４ 第４圧力ポート（砥石側圧力ポート）
Ｚ 基準直線
ＬＷ 砥石軸直径
ＰAC １対のチャック側圧力ポートの圧力差
ＰBW １対の砥石側圧力ポートの圧力差
Ｐ０Ac 記憶された１対のチャック側圧力ポートの圧力差
Ｐ０Bw 記憶された１対の砥石側圧力ポートの圧力差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削方法及び研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ウェーハをチャックテーブルに吸引保持した状態で回転させ、回転する研削ホイールの下面に配置した研削砥石で半導体ウェーハを研削する研削装置は知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、研削ホイールやチャックテーブルをエアーベアリングで支持することで、クッション性を持たせ、脆性材料であるシリコンが破損しないように研削するエアーベアリングを備えた半導体ウェーハの研削装置が開示されている。この研削装置では、砥石を取り付けるホイールマウンタと所定の間隔を空けてスラストプレートを配置し、研削ホイールが撓まないようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１３８４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の研削装置のように研削ホイールが撓まないように工夫されたものでも、ウェーハ及び研削砥石は、それぞれエアーベアリングに隙間を空けて支持された状態にあるので、実際に研削砥石がウェーハに当接してから、さらに切り込んである研削程度研削圧力が加わるまで研削が開始されない。
【０００５】
そして、切り込みを停止したときにも、エアーベアリングから反力を受けているので、急激に研削砥石をウェーハから離すと、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残って仕上げ面精度が低下するという問題がある。
【０００６】
したがって、従来、切り込みを停止した場合でも、すぐには研削砥石をウェーハから離すことができず、徐々にウェーハから離して、できるだけ研削条痕が発生しないようにしているので、研削時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明では、実際に研削が開始されるときの研削砥石が板状被研削物を押さえ付け、実際に研削が始まる最小の圧力を記憶して、研削砥石を板状被研削物から離す工程で該記憶した値と同じ値にまで研削圧力が低下したときに、研削砥石を板状被研削物から離脱させるようにした。
【０００９】
具体的には、第１の発明では、板状被研削物を研削する方法を前提とし、
第１のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第１のエアーベアリングに設けた１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第２のエアーベアリングに設けた１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含む構成とする。
【００１０】
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第１又は第２のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第１又は第２エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの１対のチャック側圧力ポートと１対の砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。
【００１１】
第２の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。
【００１２】
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。
【００１３】
第３の発明では、第１のエアーベアリングに回転可能に支持され、板状被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第１のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対のチャック側圧力ポート又は、
上記第２のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えている。
【００１４】
すなわち、チャックテーブルと研削ホイールとは、それぞれ第１又は第２のエアーベアリングにそれぞれ回転可能に支持されているので、研削中に研削砥石を切り込んで研削砥石から板状被研削物に研削圧力が負荷されると、チャックテーブル及び研削ホイールが傾く。研削圧力が小さい段階では、研削砥石が板状被研削物の表面を滑るだけで、実際には研削は行われない。そして、ある程度研削圧力が上昇した段階で実際に研削が開始され、板状被研削物の表面が除去される。切り込みを停止して研削圧力を低下させるときに、急激に研削砥石をウェーハから離すと、第１又は第２エアーベアリングから反力を受けているので、最後に研削砥石がウェーハに当接した場所に１本の研削条痕が残る。しかし、上記の構成によると、制御手段が、研削圧力が上昇して実際に研削が開始されるときの１対のチャック側圧力ポート又は１対の砥石側圧力ポートで検出した圧力差を記憶することで、研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程において、研削圧力を低下させながら研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが判明するので、それ以降に研削砥石を板状被研削物から離脱させれば研削条痕が許容される程度以下になる。
【００１５】
第４の発明では、１対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
１対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されている。
【００１６】
上記の構成によると、基準直線に対して圧力ポートが適切に配置されているので、基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合が圧力差から容易に検出される。このことで、板状被研削物に加わる研削圧力が推定されるので、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングが推定される。
【００１７】
第５の発明では、上記板状被研削物は、半導体ウェーハとする。
【００１８】
上記の構成によると、脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハが研削条痕を残すことなく研削される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、上記第１及び第３の発明によれば、研削砥石が所定の研削圧力を受けて板状被研削物を実際に研削し始めるときの１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測することで、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において計測された１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、記憶した圧力差よりも小さくなった後、研削砥石を板状被研削物から離脱させている。このため、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。
【００２０】
上記第２及び第５の発明によれば、研削対象である板状被研削物を脆性材料であり、極めて高精度な仕上げを要求される半導体ウェーハとしている。このため、本発明の作用効果が顕著に発揮される。
【００２１】
上記第４の発明では、基準直線に対して圧力ポートを適切に配置して基準直線に対するチャックテーブル及び研削ホイールの傾き具合を圧力差から容易に検出し、板状被研削物に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、板状研削物の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に本発明の実施形態にかかる研削装置１を示し、この研削装置１は、基台２と、この基台２から略垂直に立設された縦壁部３とを備えている。この縦壁部３の正面側には、１対のレール４が基台２に対して略垂直に配設されている。このレール４には、スライド板５が上下方向にスライド移動可能に取り付けられている。このスライド板５から略垂直に縦壁部３に向かって推進部６が設けられている。この推進部６には、雌ネジが設けられている。
【００２４】
すなわち、上記縦壁部３の上端には、推進モータ７が設けられ、その駆動軸である推進軸８には、推進ネジ（ボールネジ）が設けられている。この推進ネジに上記推進部６の雌ネジが嵌合し、推進モータ７を駆動することで、上記スライド板５が上下にスライド移動可能となっている。
【００２５】
上記研削装置１は、図示しない制御手段としてのコントローラを備え、研削装置１全体の制御を行うように構成されている。
【００２６】
上記基台２には、板状被研削物としての半導体ウェーハ９を吸引保持するチャックテーブル１０が設けられている。すなわち、基台２の上面には、中央に貫通孔１１ａが設けられたベース１１が配置されている。このベース１１の貫通孔１１ａにベアリングハウジング１２が配置されている。ベアリングハウジング１２内には、第１のエアーベアリング１３が配置され、この第１のエアーベアリング１３にチャックテーブル１０が回転可能に支持されている。
【００２７】
図２に示すように、上記チャックテーブル１０は、回転中心Ｘを頂点とする極めて小さい勾配の傾斜面からなる多孔質材料で形成された円錐面１０ａを有している。チャックテーブル１０は、下方に向かって伸びる中心軸１０ｂを有し、その中心には、空気孔１０ｃが設けられている。この空気孔１０ｃから空気を吸引することで、円錐面１０ａの多数の孔から空気を吸引して半導体ウェーハ９が吸引保持されるようになっている。円錐面１０ａの反対側には、平坦な表面を有する円板状の底部１０ｄが形成されている。
【００２８】
上記第１のエアーベアリング１３は、表面がカーボンなどの多孔質材料で構成され、図示しない圧力源から供給される加圧気体を小さな孔からチャックテーブル１０の中心軸１０ｂ及び底部１０ｄに吹き付けて発生した静圧によって、チャックテーブル１０を回転可能に支持するようになっている。
【００２９】
図１に示すように、チャックテーブル１０の中心軸１０ｂの下端部は、カップリング１４でチャック回転軸１５に傾斜可能に連結されている。このチャック回転軸１５は、その下端側にチャック側プーリー１６が設けられている。このチャック側プーリー１６に嵌められたベルト１７がチャック回転用モータ１８に駆動されるようになっている。
【００３０】
一方、上記スライド板５には、砥石回転用モータ２０が設けられている。この砥石回転用モータ２０のホイール回転軸２１は、ステータ２２に対して傾斜可能な状態で回転可能となっている。図２に示すように、このホイール回転軸２１には、研削ホイール２５の中心軸２５ａが連結されている。この研削ホイール２５の中心軸２５ａは下端部に円板状に広がった表面が平坦な円板部２５ｂを有し、その下側に砥石取付部２５ｃが設けられている。この砥石取付部２５ｃの下端にウェーハ９を研削する円環状の研削砥石２７が着脱可能に取り付けられている。例えば、この研削砥石２７は、円環状のアルミフレームにダイヤモンド砥石が取り付けられた構造となっている。
【００３１】
上記砥石回転用モータ２０の下端側内面には、第２のエアーベアリング２６が設けられている。この第２のエアーベアリング２６も、上記第１のエアーベアリング１３と同様に構成され、加圧気体を小さな孔から研削ホイール２５の中心軸２５ａ及び円板部２５ｂに吹き付けて発生した静圧によって、研削ホイール２５を回転可能に支持するようになっている。
【００３２】
そして、上記研削砥石２７が上記チャックテーブル１０の回転中心Ｘ上に載るように該チャックテーブル１０の回転中心Ｘと上記研削ホイール２５の回転中心Ｙとがオフセットして配置されている。
【００３３】
図１に示すように、上記第１のエアーベアリング１３のベアリングハウジング１２は、上記ウェーハ９の研削砥石２７に対する当たり面の傾斜角を調整可能に構成されている。すなわち、基台２上のベース１１には、１つのボール形状のチルト支点３０と１対のボールネジ３１，３２とが設けられている。
【００３４】
ボールネジ３１はベアリングハウジング１２に固定され内面に雌ネジを有するボールネジナット３１ａに嵌合し、減速機３１ｂを介してボールネジ駆動モータ３１ｃを駆動することによりボールネジナット３１ａが上下する構造となっている。ボールネジ駆動モータ３１ｃはサーボモータ又はステッピングモータよりなる。ボールネジ３２も同様の構造となっている。
【００３５】
上記チルト支点３０と１対のボールネジ３１，３２との位置関係について、図３を用いて具体的に説明する。平面視で研削砥石２７とウェーハ９の外周との交点Ｃ１とチャックテーブル１０の中心点Ｃ２とを結んで基準直線Ｚを引く。この基準直線Ｚに対して略平行となる位置に第１のボールネジ３１と第２のボールネジ３２とを配置する。この１対のボールネジ３１，３２に対して正三角形をつくるように上記チルト支点３０を配置する。この正三角形の中心は、チャックテーブル１０の中心と一致している。このように配置することで、ベアリングハウジング１２が３点で支持され、チャックテーブル１０が研削砥石２７のウェーハ９に対する当たり面に対して傾斜可能に構成されている。
【００３６】
そして、上記基準直線Ｚに略平行となる第１のエアーベアリング１３の中心に対して対向する位置に１対のチャック側圧力ポート４１，４２が設けられている。この１対のチャック側圧力ポート４１，４２は、第１圧力ポート４１及び第２圧力ポート４２からなる。図４に示すように、第１圧力ポート４１で第１のエアーベアリング１３表面とチャックテーブル１０の底部１０ｄとの間における第１のボールネジ３１側の圧力Ｐ1 が検出され、第２圧力ポート４２で第２のボールネジ３２側の圧力Ｐ2 が検出されるようになっている。すなわち、図５に示すように、研削加工中は研削負荷によりチャックテーブル１０が第２のボールネジ３２側へ傾くので、第１のエアーベアリング１３表面とチャックテーブル１０の底部１０ｄとの間の隙間が狭くなって、Ｐ2 が大きくなり（Ｐ2 ＞Ｐ1 ）、その圧力差ＰAC（ＰAC＝Ｐ2 −Ｐ1 ）が生じる。
【００３７】
同様に上記基準直線Ｚに略垂直となる第２のエアーベアリング２６における中心に対して対向する位置に１対の砥石側圧力ポート４３，４４を設ける。この１対の砥石側圧力ポート４３，４４は、第３圧力ポート４３及び第４圧力ポート４４からなる。図２に示すように、第３圧力ポート４３で第２のエアーベアリング２６の表面と円板部２５ｂとの間におけるチャックテーブル１０と反対側の圧力Ｐ3 が検出され、第４圧力ポート４４でチャックテーブル１０側の圧力Ｐ4 が検出されるようになっている。すなわち、研削加工中は研削負荷により研削砥石２７がチャックテーブル１０側へ傾くので、第２のエアーベアリング２６の表面と円板部２５ｂとの間の隙間が狭くなって、Ｐ4 が大きくなり（Ｐ4 ＞Ｐ3 ）、その圧力差ＰBW（ＰBW＝Ｐ4 −Ｐ3 ）が生じる。
【００３８】
−運転動作−
次に、本実施形態にかかる研削装置１の運転動作について説明する。
【００３９】
（ティーチング作業）
予め、上記ウェーハ９の形状が目標とする形状に研削できるようにチャックテーブル１０の傾きを調整しておく。目標とする形状とは、研削後の要求される製品の板厚に仕上がった形状をいう。
【００４０】
（研削作業）
次いで、図６を用いて研削作業について説明する。図６には、砥石回転用モータ２０の消費電力である研削電力及びウェーハに設けたゲージ（図示せず）から送られてくるゲージ信号が示されている。
【００４１】
研削時には、まず、チャックテーブル１０にウェーハ９を吸引保持し、チャック回転用モータ１８を駆動してチャックテーブル１０を回転させる。
【００４２】
次いで、準備工程において、砥石回転用モータ２０を駆動して研削ホイール２５を回転させると共に、研削砥石２７がチャックテーブル１０の回転中心Ｘ上に載るまで、推進モータ７を駆動して研削ホイール２５を下降させる。すると、チャックテーブル１０は、第１のエアーベアリング１３に、研削ホイール２５は、第２のエアーベアリング２６に、それぞれ隙間を空けて載置されているので、チャックテーブル１０又は研削ホイール２５は、傾斜して研削砥石２７がウェーハ９上を滑り砥石に目つぶれを生じるのみで、すぐに研削は始まらない。
【００４３】
そして、Ｐ１において、ある程度ウェーハ９に荷重（実際に加工が始まるときの最小の力）が負荷された段階で研削が開始される。このときの研削中の１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac（Ｐ０Ac＝Ｐ2 −Ｐ1 ）又は、１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bw（Ｐ０Bw＝Ｐ4 −Ｐ3 ）を計測してコントローラに記憶しておく（記憶工程）。
【００４４】
次いで、研削ホイール２５を下降させてさらに荷重を加え、ウェーハ９を研削する。Ｐ２以降では、一定のスピードで安定して研削ホイール２５を下降させて荒削りする（荒研削工程）。このとき研削砥石２７は自生発刃を行って、砥石自身も削れながらウェーハ９が研削される。
【００４５】
次いで、Ｐ３において、研削ホイール２５の下降スピードを緩めて仕上げ工程を行う。
【００４６】
次いで、Ｐ４以降の最終仕上げ工程において、切り込みを停止させ、研削砥石２７とウェーハ９との間に溜まった撓みを開放する。この最終仕上げ工程では、形状変化速度が最少となり、最終形状が決まる。なお、最終仕上げ工程において、ゲージ信号が平坦なのは、測定子を上昇させているためである。
【００４７】
この研削中の上記１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰAC又は、上記１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差ＰBWを計測する。すると、圧力差ＰAC、又はＰBWは、徐々に小さくなる。
【００４８】
そして、上記１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差ＰACが記憶された上記圧力差Ｐ０Acと等しくなるか、又は１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差が記憶された上記Ｐ０Bwと等しくなったときに、一気に推進モータ７を駆動して研削砥石２７をウェーハ９から離脱させる（離脱工程）。
【００４９】
−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかる研削方法及び研削装置１によると、研削砥石２７が所定の研削圧力を受けてウェーハ９を実際に研削し始めるときの１対のチャック側圧力ポート４１，４２の圧力差Ｐ０Ac又は、１対の砥石側圧力ポート４３，４４の圧力差Ｐ０Bwを計測することで、研削砥石２７がウェーハ９上を滑り始め、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になる研削圧力を記憶し、最終仕上げ工程において、計測される圧力差ＰAC、又はＰBWが、記憶された圧力差Ｐ０Ac、又はＰ０Bwよりも小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させている。このため、ウェーハ９の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を短くすることができる。
【００５０】
また、基準直線Ｚに対して圧力ポート４１〜４４を適切に配置して基準直線Ｚに対するチャックテーブル１０及び研削ホイール２５の傾き具合を圧力差ＰAC、ＰBWから容易に検出し、ウェーハ９に加わる研削圧力を推定している。このため、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを正確に推定できるので、ウェーハ９の仕上がり面精度を低下させることなく、研削時間を極めて効率的に短くすることができる。
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５２】
すなわち、上記実施形態では、第１のエアーベアリング１３及び第２のエアーベアリング２６にそれぞれ１対の圧力ポート４１〜４４を設けたが、１対の圧力ポートは第１のエアーベアリング１３又は第２のエアーベアリング２６のどちらか一方のみに設けてもよい。また、圧力ポートは１対ではなく２対の圧力ポートを９０度の間隔を空けて設けてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、第１のエアーベアリング１３又は第２のエアーベアリング２６に設けた圧力ポートの圧力差が記憶された圧力差より小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させているが、第１のエアーベアリング１３と第２のエアーベアリング２６の両者に設けた圧力ポートの圧力差がそれぞれ記憶された両者の圧力差より小さくなった後に研削砥石２７をウェーハ９から離脱させてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、研削砥石２７を離脱させても研削条痕が許容される程度以下になるタイミングを圧力から求めているが、そのときの研削電力としてもよい。すなわち、仕上げ電力を記憶し、その仕上げ電力と等しくなったときに離脱工程に移るようにしてもよい。
【００５５】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、エアーベアリングを使用した半導体ウェーハなどの板状被研削物の研削装置及び研削方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態にかかる研削装置を一部破断して示す側面図である。
【図２】チャックテーブル、研削ホイール及びその周辺を拡大して示す側方断面図である。
【図３】チャックテーブル、研削ホイール及びその周辺の位置関係の概略を示す平面図である。
【図４】研削砥石が当たる前のチャックテーブルの傾きを示す側方断面図である。
【図５】研削砥石が当たっているときのチャックテーブルの傾きを示す側方断面図である。
【図６】研削電力及びゲージ信号を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１ 研削装置
９ ウェーハ（板状被研削物）
１０ チャックテーブル
１３ 第１のエアーベアリング
２５ 研削ホイール
２６ 第２のエアーベアリング
２７ 研削砥石
４１ 第１圧力ポート（チャック側圧力ポート）
４２ 第２圧力ポート（チャック側圧力ポート）
４３ 第３圧力ポート（砥石側圧力ポート）
４４ 第４圧力ポート（砥石側圧力ポート）
Ｚ 基準直線
ＬＷ 砥石軸直径
ＰAC １対のチャック側圧力ポートの圧力差
ＰBW １対の砥石側圧力ポートの圧力差
Ｐ０Ac 記憶された１対のチャック側圧力ポートの圧力差
Ｐ０Bw 記憶された１対の砥石側圧力ポートの圧力差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状被研削物を研削する方法において、
第１のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第１のエアーベアリングに設けた１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第２のエアーベアリングに設けた１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含んでいることを特徴とする板状被研削物の研削方法。
【請求項２】
請求項１に記載の板状被研削物の研削方法において、
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする板状被研削物の研削方法。
【請求項３】
第１のエアーベアリングに回転可能に支持され、板状被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第１のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対のチャック側圧力ポート又は、
上記第２のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えていることを特徴とする研削装置。
【請求項４】
請求項３に記載の研削装置において、
上記１対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
上記１対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されていることを特徴とする研削装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の研削装置において、
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする研削装置。
【請求項１】
板状被研削物を研削する方法において、
第１のエアーベアリングに回転可能に支持されたチャックテーブルに上記板状被研削物を吸引保持すると共に、該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールを、上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように配置する準備工程と、
上記チャックテーブルを回転させると共に、上記研削ホイールを回転させ、上記研削砥石を上記板状被研削物に近付けて当接させ、押し付けながら切り込んで研削する荒研削工程と、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記第１のエアーベアリングに設けた１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は、上記第２のエアーベアリングに設けた１対の砥石側圧力ポートの圧力差を計測し、記憶する記憶工程と、
上記研削砥石の切り込みを停止して研削ホイールとチャックテーブルとに溜まった撓みを開放する最終仕上げ工程と、
上記最終仕上げ工程において、計測される１対のチャック側圧力ポートの圧力差又は上記１対の砥石側圧力ポートの圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに上記研削砥石を板状被研削物から離脱させる離脱工程とを含んでいることを特徴とする板状被研削物の研削方法。
【請求項２】
請求項１に記載の板状被研削物の研削方法において、
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする板状被研削物の研削方法。
【請求項３】
第１のエアーベアリングに回転可能に支持され、板状被研削物を吸引保持するチャックテーブルと、
該板状被研削物を研削する円環状の研削砥石を有し、第２のエアーベアリングに回転可能に支持された研削ホイールとを備え、
上記研削砥石が上記チャックテーブルの回転中心上に載るように該チャックテーブルの回転中心と上記研削ホイールの回転中心とがオフセットして配置された研削装置であって、
上記第１のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対のチャック側圧力ポート又は、
上記第２のエアーベアリングに設けられた少なくとも１対の砥石側圧力ポートと、
上記研削砥石が所定の研削圧力を受けて上記板状被研削物を実際に研削し始めるときの上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートとで検出した圧力差を記憶し、切り込み停止後、上記チャック側圧力ポート又は上記砥石側圧力ポートで検出した圧力差が、上記記憶された圧力差まで低下したときに、研削ホイールを離脱させる制御手段とを備えていることを特徴とする研削装置。
【請求項４】
請求項３に記載の研削装置において、
上記１対のチャック側圧力ポートは、平面視でチャックテーブルの中心を通り、上記研削砥石及び上記板状被研削物の外周端の交点と、上記チャックテーブルの回転中心とを結んだ基準直線に対して略平行な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置され、
上記１対の砥石側圧力ポートは、平面視で研削ホイールの中心を通り、上記基準直線に対して略垂直な直線上に該中心から等しい距離を空けてそれぞれ配置されていることを特徴とする研削装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の研削装置において、
上記板状被研削物は、半導体ウェーハであることを特徴とする研削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１２５６５６（Ｐ２００７−１２５６５６Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２０８３９（Ｐ２００５−３２０８３９）
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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