ＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法
【課題】ＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層を一定厚さに研削するにあたり、作業者の手作業をなくし、圧電基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく樹脂層の研削量を正確に算出でき、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とする。
【解決手段】ＳＡＷデバイス用ウェーハ１の樹脂層６の研削前に、近赤外光照射手段６２のヘッド部６１と樹脂層６との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態でヘッド部６１から樹脂層６に近赤外光Ｌを照射し、樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａで反射した各反射光の干渉波から、樹脂層６の厚さを算出し、必要な樹脂層６の研削量をウェーハ１ごとに求める。水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層６の厚さを水に影響されることなく算出するため、研削前の樹脂層６の正確な厚さ測定値をウェーハ１ごとに得る。
【解決手段】ＳＡＷデバイス用ウェーハ１の樹脂層６の研削前に、近赤外光照射手段６２のヘッド部６１と樹脂層６との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態でヘッド部６１から樹脂層６に近赤外光Ｌを照射し、樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａで反射した各反射光の干渉波から、樹脂層６の厚さを算出し、必要な樹脂層６の研削量をウェーハ１ごとに求める。水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層６の厚さを水に影響されることなく算出するため、研削前の樹脂層６の正確な厚さ測定値をウェーハ１ごとに得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状基板の表面に樹脂層を有するＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層を所定厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波デバイス、すなわちＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）デバイスは、水晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電基板上に櫛歯状の電極からなるＩＤＴ（インター・ディジタル・トランスジューサ）電極を配置した構成を備え、例えば、ＩＤＴ電極に高周波電界を印加することで弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電作用により高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。ＳＡＷデバイスの製造過程は、板状の圧電基板の表面を格子状に配列されたストリートによって複数の領域に区画して各領域に櫛歯状の電極を形成し、板状の圧電基板の表面全体を樹脂により被覆して樹脂層が形成されたＳＡＷデバイス用ウェーハを、ストリートに沿って分割するといったものである。
【０００３】
この製造過程においてウェーハを分割するに際しては、表面に被覆して形成した樹脂層を高精度に研削して一定厚さに加工し、この後に分割することが行われる。一般に半導体ウェーハ等の基板を所定厚さに研削するには、回転させた研削用の砥石をワークに押し付けて研削する研削装置が用いられ、研削中においてはワークの厚さが逐一測定されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにＳＡＷデバイスの製造課程でＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層を研削する場合においては、ウェーハを構成する圧電基板の厚さがばらついていてウェーハ間で異なるため、ウェーハの総厚さを測定しても、樹脂層の厚さを一定にするための樹脂層の研削量をウェーハごとに算出することができない。したがって従来は作業者がウェーハの端部を削って圧電基板の表面を表出させ、その圧電基板の厚さとウェーハの総厚さを測定して圧電基板の表面に形成された樹脂層の厚さを算出し、樹脂層の厚さから樹脂層の研削量をウェーハごとに算出していた。しかしながらこのような樹脂層の研削量をウェーハごとに求めるには多くの工数が必要になり、生産性を低下させる原因となっていた。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に記載されるような光学手段を用いた非接触式の厚さ測定器により、研削前の樹脂層の厚さと研削中の樹脂層の厚さとを測定して、樹脂層の研削量を得る方法が考えられる。ところが、樹脂層を形成する樹脂の光の屈折率が水に近似した値を有する樹脂が用いられたＳＡＷデバイス用ウェーハがあり、そのようなウェーハを研削水を供給しながら研削する場合には、樹脂層と研削水の屈折率が近似しているため、研削水が厚さ測定値に影響を与えてしまい、研削中の樹脂層の厚さを正確に測定することができないといった不都合が生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作業者の手作業をなくし、圧電基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく樹脂層の研削量を正確に算出できるとともに、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とするＳＡＷデバイス用ウェーハの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】
【０００８】
本発明のＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法は、板状基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域に櫛歯状の電極が形成されているとともに、該板状基板の表面を水に近似した屈折率を有する樹脂によって被覆して形成した樹脂層を表面に有するＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層を、予め定められた所定の樹脂層の厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法であって、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの、前記樹脂層が形成されていない裏面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ貼着工程で前記保護テープが貼着された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの裏面側を研削装置のチャックテーブルに載置して保持する保持工程と、該保持工程で前記研削装置の前記チャックテーブルに保持された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハに向けて、前記樹脂層側から該樹脂層の表面と略直交する方向に近赤外光を照射する近赤外光照射手段を該ＳＡＷデバイス用ウェーハに対向して配置し、前記近赤外光照射手段と前記樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、該近赤外光照射手段から前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層に向けて近赤外光を照射し、該ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する前記板状基板の表面で反射した反射光と該樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から該樹脂層の厚さを算出する厚さ測定工程と、該厚さ測定工程で測定された前記樹脂層の厚さと、前記予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較して該樹脂層の研削量を算出する研削量算出工程と、該研削量算出工程で算出された研削量に基づいて、前記研削装置を用いて研削水を供給しながら前記樹脂層を研削する研削工程と、該研削工程において、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中の前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの前記樹脂層の表面の位置を連続的に測定して該樹脂層の表面位置の変化から研削量を検知し、該樹脂層の研削量が前記研削量算出工程で算出された研削量に達した時点で研削を終了する研削量検出工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、ＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層の厚さを測定する厚さ測定工程において、近赤外光照射手段と樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、近赤外光照射手段からＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層に向けて近赤外光を照射し、ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する板状基板の表面で反射した反射光と樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から、研削前の樹脂層の厚さを算出する。水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層の厚さを水に影響されることなく算出するため、研削前の樹脂層の正確な厚さ測定値をウェーハごとに得ることができる。したがって、研削量算出工程を経ることにより、手作業によることなく、かつ、基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく、樹脂層の研削量が正確に算出される。そして、研削水を供給しながら樹脂層を研削する研削工程においては、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中のＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層の表面の位置を連続的に測定して樹脂層の研削量を検知する研削量検出工程を行うことにより、研削水の影響を受けることなく樹脂層の研削量を正確に検知することができる。また、樹脂層の研削量を、作業員の手作業を要することなく測定することができるため、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とすることができる。
【００１０】
本発明では、前記厚さ測定工程では、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハにおける前記近赤外光を照射する位置の座標が予め定められている形態を含む。この形態では、樹脂層に向けて照射される近赤外光が、ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する板状基板の表面に形成されている電極ではなく、板状基板自体の表面に照射されるように該座標を定めるといった具体的形態が挙げられる。その理由としては、板状基板の表面に形成されている電極に近赤外光が照射されると近赤外光は電極で反射してしまい、照射された近赤外光が反射する高さ位置が板状基板の表面とずれるといったことが起こり、結果として樹脂層の厚さが正確に算出されないといった不具合が生じるからである。したがって近赤外光が照射される座標は、電極を避けた板状基板の表面に設定されるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、作業者の手作業をなくし、基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく樹脂層の研削量を正確に算出できるとともに、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とするＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る研削方法により樹脂層が研削されるＳＡＷデバイス用ウェーハの全体および表面の一部を拡大した斜視図である。
【図２】同ウェーハの一部断面図である。
【図３】（ａ）一実施形態の研削方法の保護テープ貼着工程を示す斜視図、（ｂ）保護テープが貼着されたウェーハの側面図である。
【図４】一実施形態の研削方法を実施する研削装置の全体斜視図である。
【図５】同研削装置のチャックテーブルおよび研削ユニットを示す側面図である。
【図６】同研削装置が備える接触式の第１厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【図７】同研削装置が備える非接触式の第２厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【図８】同研削装置が備える接触式の第３厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、複数のチップ状のＳＡＷデバイスに分割される円板状のＳＡＷデバイス用ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１の全体および表面の一部を拡大した状態を示しており、図２はウェーハ１の一部断面を示している。これら図に示すように、ウェーハ１は、板状の基板２の表面２ａに格子状に配列されたストリート３によって複数の矩形状の領域４が区画され、各領域４の表面に櫛歯状の電極５が形成されたものである。基板２は、例えば水晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等からなる圧電基板であり、基板２の表面２ａには、電極５を覆う厚さに樹脂層６が被覆されて形成されている。樹脂層６は、水に近似した屈折率を有する樹脂によって形成されている。
【００１４】
本実施形態はウェーハ１の樹脂層６を予め定められた所定厚さに研削する方法であり、以下、その方法を工程順に説明する。
【００１５】
はじめに、図３に示すように、ウェーハ１の樹脂層６が形成されていない裏面側、すなわち基板２の裏面２ｂに、裏面２ｂ全体を覆う円形状の保護テープ９を貼着する（保護テープ貼着工程）。保護テープ９としては、例えば、厚さ１００〜２００μｍ程度のポリエチレン等の基材の片面に厚さ１０〜２０μｍ程度のアクリル系等の粘着剤を塗布したテープなどが好適に用いられ、その場合には粘着剤を介して基板２の裏面２ｂに貼着される。
【００１６】
次に、図４に示す研削装置１０に、基板２の裏面２ｂに保護テープ９を貼着したウェーハ１を搬入して、予め定められた所定厚さに樹脂層６を研削する。研削装置１０では、貼着した保護テープ９を真空チャック式のチャックテーブル２０の水平な吸着面に吸着させてウェーハ１を保持し、一次研削ユニット３０Ａによってウェーハ１の樹脂層６を予め定められた所定厚さに至る手前の任意厚さまで研削する一次研削と、二次研削ユニット３０Ｂによって樹脂層を所定厚さまで研削する二次研削を順次行う。
【００１７】
以下、研削装置１０の構成ならびに一連の研削動作を説明する。研削動作中には、一実施形態に係る研削方法が含まれる。
【００１８】
研削装置１０は直方体状の基台１１を有しており、ウェーハ１は、基台１１上の所定箇所に着脱自在にセットされる供給カセット１２内に、複数が積層して収納される。その供給カセット１２から１枚のウェーハ１が搬送ロボット１３によって引き出され、そのウェーハ１は、樹脂層６が形成されている表面側を上に向けた状態で位置決めテーブル１４上に載置され、ここで一定の搬送開始位置に位置決めされる。
【００１９】
基台１１上には、図４で示すＲ方向に回転駆動されるターンテーブル２５が設けられており、さらにこのターンテーブル２５上の外周部分には、複数（この場合、３つ）の円盤状のチャックテーブル２０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。これらチャックテーブル２０は回転自在に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向あるいは両方向に回転させられる。
【００２０】
位置決めテーブル１４上で位置決めがなされたウェーハ１は、供給アーム１５により、位置決めテーブル１４から、着脱位置に位置付けられ、１つのチャックテーブル２０（図４で２０Ａ）上に、研削すべき樹脂層６を上にして同心状に載置され、この後、チャックテーブル２０は真空運転されてウェーハ１はチャックテーブル２０上に吸着して保持される（保持工程）。図５および図６に示すように、チャックテーブル２０は、枠体２１の中央上部に、多孔質部材による円形の吸着部２２が形成されたもので、ウェーハ１は、この吸着部２２の水平な表面である吸着面２２ａに保護テープ９が合わせられ、かつ、樹脂層６が露出する状態に吸着、保持される。吸着面２２ａは、枠体２１の表面２１ａと同一面内に形成されている。
【００２１】
チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１は、ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転することにより、一次研削ユニット３０Ａの下方の一次加工位置に送り込まれ、この位置で一次研削ユニット３０Ａにより樹脂層６が一次研削される。次いでウェーハ１は、再度ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転することにより、二次研削ユニット３０Ｂの下方の二次加工位置に送り込まれ、この位置で二次研削ユニット３０Ｂにより樹脂層６が所定厚さまで二次研削される。
【００２２】
基台１１の奥側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのコラム１６Ａ，１６Ｂが立設されており、これらコラム１６Ａ，１６Ｂの前面に、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。すなわち各コラム１６Ａ，１６Ｂの前面にはＺ方向に延びるガイド４１が設けられており、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは、スライダ４２を介してガイド４１に摺動自在に装着されている。そして各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは、サーボモータ４３によって駆動されるボールねじ式の送り機構４４により、スライダ４２を介してＺ方向に昇降する。
【００２３】
研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは同一構成であって、図５に示すように、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング３１を有している。スピンドルハウジング３１内には、スピンドルモータ３３によって回転駆動されるスピンドルシャフト３２が支持されている。そしてこのスピンドルシャフト３２の下端には、フランジ３４を介して砥石ホイール３５が取り付けられている。
【００２４】
砥石ホイール３５は、環状のフレーム３６の下面に複数の砥石３７が配列されて固着されたものである。砥石３７の下面で形成される研削加工面は、スピンドルシャフト３２の軸方向に直交する平面に設定される。したがってその研削加工面は、チャックテーブル２０の吸着面２２ａと平行となる。砥石３７は、例えば、ガラス質のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。一次研削ユニット３０Ａと二次研削ユニット３０Ｂは、砥石ホイール３５の砥石３７が比較的粗い一次研削用と、細かい二次研削用と異なることで区別される。各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂには、研削にあたっての冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示略）が設けられている。
【００２５】
砥石ホイール３５はスピンドルシャフト３２とともに一体回転し、回転する砥石３７の研削外径は、ウェーハ１の直径と同等程度に設定されている。また、ターンテーブル２５が所定角度回転して定められるウェーハ１が加工される位置は、砥石３７の下面である刃先がウェーハ１の回転中心を通過し、チャックテーブル２０が回転することによって自転するウェーハ１の樹脂層６全面が研削され得る位置に設定される。
【００２６】
ウェーハ１の樹脂層６の研削は、チャックテーブル２０が回転してウェーハ１を自転させ、送り機構４４によって研削ユニット３０Ａ（３０Ｂ）を下降させる研削送りの動作をしながら、回転する砥石ホイール３５の砥石３７を樹脂層６に押し付けることによりなされる。樹脂層６の研削時には、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂから研削部分に向けて研削水が供給される。
【００２７】
一次研削および二次研削を経て樹脂層６は所定厚さまで研削されるが、一次研削時には、第１厚さ測定器５０によって「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さを測定しながら樹脂層６が研削され、また、二次研削を行う際には、研削前に第２厚さ測定器６０によって一次研削後の樹脂層６の厚さが測定され、実際に二次研削を行う時には第３厚さ測定器（表面位置測定手段）７０によって樹脂層６の研削量を測定しながら樹脂層６が研削される。
【００２８】
第１厚さ測定器５０は、上下方向に揺動可能で先端が測定対象物の表面に接触させられるプローブを備える接触式であり、図４に示すように、基台１１上における一次加工位置の近傍に配設されている。第１厚さ測定器５０は、図６に示すように、基準側プローブ５１と変位側プローブ５２とを備えており、基準側プローブ５１はチャックテーブル２０の枠体２１の表面２１ａに接触し、変位側プローブ５２は樹脂層６の表面６ａに接触するようにセットされる。第１厚さ測定器５０では、樹脂層６の研削に伴って変位側プローブ５２がしだいに下方に変位し、この変位側プローブ５２の接触点と、接触点が一定高さの基準側プローブ５１の接触点の高さ位置を比較することにより、「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが検出される。
【００２９】
一次研削は上記のようにして「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さを連続的に測定しながら、かつ、研削水が供給されながら樹脂層６の研削が行われ、「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが任意の所定厚さに至った時点で一次研削を終了する。一次研削で得る「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さは、樹脂層６が、予め定められた二次研削後の所定厚さに至る手前まで研削される厚さとされ、樹脂層６や基板２の厚さばらつき、あるいは保護テープ９の厚さばらつきを考慮した上で適宜な厚さ（例えば樹脂層６の厚さが二次研削後の所定厚さに２０〜４０μｍ足した厚さになるまでの厚さ）に設定される。
【００３０】
一次研削が終了すると、ターンテーブル２５が回転してウェーハ１は二次加工位置に送り込まれて二次研削ユニット３０Ｂにより樹脂層６が二次研削されるが、二次研削の前に、光学手段を用いた非接触式の第２厚さ測定器６０により、一次研削後の樹脂層６の厚さが測定される。
【００３１】
第２厚さ測定器６０は近赤外光の干渉波を利用して厚さを測定するもので、図４に示すように、基台１１上の二次加工位置の近傍に配設されている。図７に示すように、第２厚さ測定器６０は、先端に下向きのヘッド部６１を有する近赤外光照射手段６２を備えており、ヘッド部６１が二次加工位置のウェーハ１の外周部近辺の直上に位置付けられるように基台１１に旋回可能に支持されている。
【００３２】
図７に示すように、ヘッド部６１の内部には水平な支持板６３が固定されており、この支持板６３に、近赤外光Ｌを下方に向けて照射する照射部６４が貫通した状態で支持されている。また、支持板６３の下方には、ヘッド部６１の先端開口を塞ぐガラス板６５が固定され、照射部６４の下端面はガラス板６５の内面に当接した状態となっている。
【００３３】
基台１１の内部には、近赤外光を発光する近赤外光源を備えた発光ユニット６６が収容されている。近赤外光源で発光された近赤外光Ｌは、近赤外光照射手段６２内に通された光ファイバ６７に導かれて照射部６４から鉛直下方に向け発光される。また、発光ユニット６６内には、照射部６４から照射された近赤外光Ｌがウェーハ１の樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａとに反射して、照射部６４および光ファイバ６７を逆行する干渉波を受光するフォトダイオードも備えている。
【００３４】
また、ヘッド部６１内には、圧縮エアをヘッド部６１から下方に向けて噴出するエアノズル６８が、支持板６３とガラス板６５を貫通した状態で支持されている。エアノズル６８の上端には、近赤外光照射手段６２内に通されたエアホース６９が接続されており、エアホース６９は、基台１１内に導かれてコンプレッサ等のエア供給源６９Ａに接続されている。
【００３５】
第２厚さ測定器６０では、次のようにして一次研削後の樹脂層６の厚さが測定される。まず、第２厚さ測定器６０を旋回させて、近赤外光照射手段６２のヘッド部６１を測定位置、すなわち二次加工位置にあるウェーハ１の直上に対向して配置する。
【００３６】
次いで、エア供給源６９Ａからエアホース６９を経てエアノズル６８より圧縮エアを噴出させる。これによりヘッド部６１の下方の樹脂層６の表面６ａに残っていた一次研削時に供給された研削水が除去されるとともに、ヘッド部６１と樹脂層６との間に形成される空間は噴出エア（図７の矢印Ｂで示す）のみが存在し、水が存在しない状態となる。この状態を保持して、発光ユニット６６内の近赤外光源で近赤外光を発光し、照射部６４から近赤外光Ｌを発光させる。その近赤外光Ｌは、ガラス板６５を透過し、さらにエアノズル６８から噴出しているエアを透過してウェーハ１の樹脂層６に到達し、樹脂層６の厚さが測定される。
【００３７】
樹脂層６の厚さ測定には、樹脂層６の表面６ａで反射した第１反射光と、樹脂層６の内部を透過して基板２の表面２ａで反射した第２反射光との干渉波が利用される。これら反射光は、それぞれ樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａで反射してから相互に干渉し合い干渉波を発生させる。その干渉波は、照射部６４および光ファイバ６７を通過し、発光ユニット６６内のフォトダイオードで受光される。フォトダイオードで受光された第１反射光と第２反射光との干渉波は、検波回路等を備えた図示せぬ制御部で波形が分析され、その波形に応じて電気信号等に算出して数値化される。その数値は樹脂層６の厚さに応じたものであり、これによって一次研削後の樹脂層６の厚さが検出される（厚さ測定工程）。
【００３８】
一次研削後の樹脂層６の厚さ測定は、チャックテーブル２０の回転・停止を繰り返して近赤外光の照射位置を変えることにより、樹脂層６の複数箇所（例えば３箇所）で行う。また、樹脂層６に対する近赤外光の照射位置は、基板第２の表面２ａにおける電極５が形成されていない位置を予め定めた座標として照射するとよい。これは、５電極に近赤外光Ｌが照射されると近赤外光Ｌは電極５で反射してしまい、照射された近赤外光Ｌが反射する高さ位置が基板２の表面２ａとずれるといったことが起こり、結果として樹脂層６の厚さが正確に検出されないといった不具合が生じるからである。
【００３９】
一次研削では第１厚さ測定器５０により「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが測定されながら行われ、一次研削後の「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さは一定とされる。しかしながら樹脂層６や基板２、あるいは保護テープ９の厚さのばらつきに起因して、第２厚さ測定器６０で測定される一次研削後の樹脂層６は厚さにばらつきがある場合がある。
【００４０】
そこで、一次研削後の厚さ測定工程で測定された樹脂層６の厚さと、予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較し、樹脂層６の研削量を算出することをウェーハ１ごとに行う（研削量算出工程）。そして、算出された樹脂層６の研削量に基づいて、第２研削ユニット３０Ｂにより研削水を供給しながら樹脂層６を二次研削する（研削工程）。すなわち、一次研削後の厚さ測定工程で測定された樹脂層６の厚さをＴ１、予め定められた所定の樹脂層６の厚さをＴとすると、二次研削での樹脂層６の研削量Ｔ２は「Ｔ１−Ｔ」となる。
【００４１】
二次研削においては、接触式の第３厚さ測定器７０により、二次研削中のウェーハ１の樹脂層６の表面６ａの位置を連続的に測定して樹脂層６の表面６ａの位置の変化から研削量を常に検知し、樹脂層６の研削量が研削量算出工程で算出された上記研削量Ｔ２に達した時点で研削を終了する（研削量検出工程）。
【００４２】
第３厚さ測定器７０は、図４に示すように、基台１１上における第２厚さ測定器６０の近傍に配設されている。第３厚さ測定器７０は、図８に示すように、上下方向に揺動可能で先端が樹脂層６の表面６ａに接触させられるプローブ７１を備える接触式であり、プローブ７１の先端の高さ位置の変位量に基づいて、樹脂層６の研削量が検出される。実際の二次次研削時においては、プローブ７１の先端を樹脂層６の表面６ａに接触させてセットされ、二次研削ユニット３０Ｂによる樹脂層６の研削が開始されてからプローブ７１の変位量に基づく樹脂層６の研削量が上記研削量Ｔ２の数値に達したら、二次研削を終了する。二次研削後の樹脂層６の厚さは、予め定められた所定の樹脂層６の厚さＴとなる。
【００４３】
二次研削後は、次のようにしてウェーハ１の回収に移る。まず、ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転して、ウェーハ１が、二次加工位置から着脱位置（供給アーム１５によってチャックテーブル２０上にウェーハ１が載置された位置）に戻される。この着脱位置でチャックテーブル２０の真空運転は停止され、次いでウェーハ１は、回収アーム１７によってスピンナ式洗浄装置１８に搬送される。ウェーハ１は、洗浄装置１８内で洗浄水が供給された後、窒素ガスや空気が吹き付けられて乾燥される。そしてウェーハ１は、搬送ロボット１３によって洗浄装置１８から回収カセット１９内に移送、収容される。ウェーハ１が取り去られた着脱位置のチャックテーブル２０は、ノズル２６から吐出される洗浄水によって研削屑等が除去される。
【００４４】
以上が１枚のウェーハ１に対する処理サイクルであり、このサイクルが供給カセット１２内に収容されている複数のウェーハ１に対し連続的に行われる。回収カセット１９に収容された処理済みのウェーハ１は次の工程に移され、最終的にはストリート３に沿って分割されて矩形状の領域４が半導体チップとして個片化される。
【００４５】
さて、上記のように研削装置１０を用いてなされる一実施形態の研削方法によれば、厚さ測定工程において、近赤外光照射手段６２と樹脂層６との間に形成される空間に水が存在せずエアノズル６８から噴出させたエアのみしか存在しない状態で、樹脂層６に向けて近赤外光Ｌを照射し、樹脂層６の表面６ａと基板２の表面で反射した各反射光の干渉波から、二次研削前の樹脂層６の厚さを算出している。これにより、水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層６の厚さを、水に影響されることなく算出することができる。このため、二次研削前の樹脂層６の正確な厚さ測定値を、ウェーハ１ごとに得ることができる。
【００４６】
したがって、研削量算出工程を経ることにより、手作業によることなく、かつ、基板２や樹脂層６、あるいは保護テープ９の厚さばらつきに影響されることなく、二次研削時における樹脂層６の研削量が正確に算出される。そして、研削水を供給しながら樹脂層６を研削する二次研削においては、接触式の第３厚さ測定器７０を用いることにより、研削水の影響を受けることなく樹脂層６の研削量を正確に検知することができ、結果として樹脂層６の厚さを常に一定に仕上げることができる。
【００４７】
また、ウェーハ１の樹脂層６の研削量を作業員の手作業を要することなく測定することができるため、上記研削装置１０のように、樹脂層６の研削量の算出から研削実施までの自動化が可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１…ＳＡＷデバイス用ウェーハ
２…基板
２ａ…基板の表面
２ｂ…基板の裏面
３…ストリート
４…領域
５…電極
６…樹脂層
６ａ…樹脂層の表面
９…保護テープ
１０…研削装置
２０…チャックテーブル
６２…近赤外光照射手段
７０…第３厚さ測定器（表面位置測定手段）
Ｌ…近赤外光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状基板の表面に樹脂層を有するＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層を所定厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性表面波デバイス、すなわちＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）デバイスは、水晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電基板上に櫛歯状の電極からなるＩＤＴ（インター・ディジタル・トランスジューサ）電極を配置した構成を備え、例えば、ＩＤＴ電極に高周波電界を印加することで弾性表面波を励起し、弾性表面波を圧電作用により高周波電界に変換することによってフィルタ特性を得るものである。ＳＡＷデバイスの製造過程は、板状の圧電基板の表面を格子状に配列されたストリートによって複数の領域に区画して各領域に櫛歯状の電極を形成し、板状の圧電基板の表面全体を樹脂により被覆して樹脂層が形成されたＳＡＷデバイス用ウェーハを、ストリートに沿って分割するといったものである。
【０００３】
この製造過程においてウェーハを分割するに際しては、表面に被覆して形成した樹脂層を高精度に研削して一定厚さに加工し、この後に分割することが行われる。一般に半導体ウェーハ等の基板を所定厚さに研削するには、回転させた研削用の砥石をワークに押し付けて研削する研削装置が用いられ、研削中においてはワークの厚さが逐一測定されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０５０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにＳＡＷデバイスの製造課程でＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層を研削する場合においては、ウェーハを構成する圧電基板の厚さがばらついていてウェーハ間で異なるため、ウェーハの総厚さを測定しても、樹脂層の厚さを一定にするための樹脂層の研削量をウェーハごとに算出することができない。したがって従来は作業者がウェーハの端部を削って圧電基板の表面を表出させ、その圧電基板の厚さとウェーハの総厚さを測定して圧電基板の表面に形成された樹脂層の厚さを算出し、樹脂層の厚さから樹脂層の研削量をウェーハごとに算出していた。しかしながらこのような樹脂層の研削量をウェーハごとに求めるには多くの工数が必要になり、生産性を低下させる原因となっていた。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に記載されるような光学手段を用いた非接触式の厚さ測定器により、研削前の樹脂層の厚さと研削中の樹脂層の厚さとを測定して、樹脂層の研削量を得る方法が考えられる。ところが、樹脂層を形成する樹脂の光の屈折率が水に近似した値を有する樹脂が用いられたＳＡＷデバイス用ウェーハがあり、そのようなウェーハを研削水を供給しながら研削する場合には、樹脂層と研削水の屈折率が近似しているため、研削水が厚さ測定値に影響を与えてしまい、研削中の樹脂層の厚さを正確に測定することができないといった不都合が生じる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作業者の手作業をなくし、圧電基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく樹脂層の研削量を正確に算出できるとともに、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とするＳＡＷデバイス用ウェーハの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】
【０００８】
本発明のＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法は、板状基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域に櫛歯状の電極が形成されているとともに、該板状基板の表面を水に近似した屈折率を有する樹脂によって被覆して形成した樹脂層を表面に有するＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層を、予め定められた所定の樹脂層の厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法であって、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの、前記樹脂層が形成されていない裏面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、該保護テープ貼着工程で前記保護テープが貼着された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの裏面側を研削装置のチャックテーブルに載置して保持する保持工程と、該保持工程で前記研削装置の前記チャックテーブルに保持された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハに向けて、前記樹脂層側から該樹脂層の表面と略直交する方向に近赤外光を照射する近赤外光照射手段を該ＳＡＷデバイス用ウェーハに対向して配置し、前記近赤外光照射手段と前記樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、該近赤外光照射手段から前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層に向けて近赤外光を照射し、該ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する前記板状基板の表面で反射した反射光と該樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から該樹脂層の厚さを算出する厚さ測定工程と、該厚さ測定工程で測定された前記樹脂層の厚さと、前記予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較して該樹脂層の研削量を算出する研削量算出工程と、該研削量算出工程で算出された研削量に基づいて、前記研削装置を用いて研削水を供給しながら前記樹脂層を研削する研削工程と、該研削工程において、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中の前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの前記樹脂層の表面の位置を連続的に測定して該樹脂層の表面位置の変化から研削量を検知し、該樹脂層の研削量が前記研削量算出工程で算出された研削量に達した時点で研削を終了する研削量検出工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明では、ＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層の厚さを測定する厚さ測定工程において、近赤外光照射手段と樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、近赤外光照射手段からＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層に向けて近赤外光を照射し、ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する板状基板の表面で反射した反射光と樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から、研削前の樹脂層の厚さを算出する。水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層の厚さを水に影響されることなく算出するため、研削前の樹脂層の正確な厚さ測定値をウェーハごとに得ることができる。したがって、研削量算出工程を経ることにより、手作業によることなく、かつ、基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく、樹脂層の研削量が正確に算出される。そして、研削水を供給しながら樹脂層を研削する研削工程においては、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中のＳＡＷデバイス用ウェーハの樹脂層の表面の位置を連続的に測定して樹脂層の研削量を検知する研削量検出工程を行うことにより、研削水の影響を受けることなく樹脂層の研削量を正確に検知することができる。また、樹脂層の研削量を、作業員の手作業を要することなく測定することができるため、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とすることができる。
【００１０】
本発明では、前記厚さ測定工程では、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハにおける前記近赤外光を照射する位置の座標が予め定められている形態を含む。この形態では、樹脂層に向けて照射される近赤外光が、ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する板状基板の表面に形成されている電極ではなく、板状基板自体の表面に照射されるように該座標を定めるといった具体的形態が挙げられる。その理由としては、板状基板の表面に形成されている電極に近赤外光が照射されると近赤外光は電極で反射してしまい、照射された近赤外光が反射する高さ位置が板状基板の表面とずれるといったことが起こり、結果として樹脂層の厚さが正確に算出されないといった不具合が生じるからである。したがって近赤外光が照射される座標は、電極を避けた板状基板の表面に設定されるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、作業者の手作業をなくし、基板や保護テープの厚さばらつきに影響されることなく樹脂層の研削量を正確に算出できるとともに、樹脂層の研削量の算出から研削実施までの自動化を可能とするＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る研削方法により樹脂層が研削されるＳＡＷデバイス用ウェーハの全体および表面の一部を拡大した斜視図である。
【図２】同ウェーハの一部断面図である。
【図３】（ａ）一実施形態の研削方法の保護テープ貼着工程を示す斜視図、（ｂ）保護テープが貼着されたウェーハの側面図である。
【図４】一実施形態の研削方法を実施する研削装置の全体斜視図である。
【図５】同研削装置のチャックテーブルおよび研削ユニットを示す側面図である。
【図６】同研削装置が備える接触式の第１厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【図７】同研削装置が備える非接触式の第２厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【図８】同研削装置が備える接触式の第３厚さ測定器の要部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、複数のチップ状のＳＡＷデバイスに分割される円板状のＳＡＷデバイス用ウェーハ（以下、ウェーハと略称）１の全体および表面の一部を拡大した状態を示しており、図２はウェーハ１の一部断面を示している。これら図に示すように、ウェーハ１は、板状の基板２の表面２ａに格子状に配列されたストリート３によって複数の矩形状の領域４が区画され、各領域４の表面に櫛歯状の電極５が形成されたものである。基板２は、例えば水晶やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等からなる圧電基板であり、基板２の表面２ａには、電極５を覆う厚さに樹脂層６が被覆されて形成されている。樹脂層６は、水に近似した屈折率を有する樹脂によって形成されている。
【００１４】
本実施形態はウェーハ１の樹脂層６を予め定められた所定厚さに研削する方法であり、以下、その方法を工程順に説明する。
【００１５】
はじめに、図３に示すように、ウェーハ１の樹脂層６が形成されていない裏面側、すなわち基板２の裏面２ｂに、裏面２ｂ全体を覆う円形状の保護テープ９を貼着する（保護テープ貼着工程）。保護テープ９としては、例えば、厚さ１００〜２００μｍ程度のポリエチレン等の基材の片面に厚さ１０〜２０μｍ程度のアクリル系等の粘着剤を塗布したテープなどが好適に用いられ、その場合には粘着剤を介して基板２の裏面２ｂに貼着される。
【００１６】
次に、図４に示す研削装置１０に、基板２の裏面２ｂに保護テープ９を貼着したウェーハ１を搬入して、予め定められた所定厚さに樹脂層６を研削する。研削装置１０では、貼着した保護テープ９を真空チャック式のチャックテーブル２０の水平な吸着面に吸着させてウェーハ１を保持し、一次研削ユニット３０Ａによってウェーハ１の樹脂層６を予め定められた所定厚さに至る手前の任意厚さまで研削する一次研削と、二次研削ユニット３０Ｂによって樹脂層を所定厚さまで研削する二次研削を順次行う。
【００１７】
以下、研削装置１０の構成ならびに一連の研削動作を説明する。研削動作中には、一実施形態に係る研削方法が含まれる。
【００１８】
研削装置１０は直方体状の基台１１を有しており、ウェーハ１は、基台１１上の所定箇所に着脱自在にセットされる供給カセット１２内に、複数が積層して収納される。その供給カセット１２から１枚のウェーハ１が搬送ロボット１３によって引き出され、そのウェーハ１は、樹脂層６が形成されている表面側を上に向けた状態で位置決めテーブル１４上に載置され、ここで一定の搬送開始位置に位置決めされる。
【００１９】
基台１１上には、図４で示すＲ方向に回転駆動されるターンテーブル２５が設けられており、さらにこのターンテーブル２５上の外周部分には、複数（この場合、３つ）の円盤状のチャックテーブル２０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。これらチャックテーブル２０は回転自在に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向あるいは両方向に回転させられる。
【００２０】
位置決めテーブル１４上で位置決めがなされたウェーハ１は、供給アーム１５により、位置決めテーブル１４から、着脱位置に位置付けられ、１つのチャックテーブル２０（図４で２０Ａ）上に、研削すべき樹脂層６を上にして同心状に載置され、この後、チャックテーブル２０は真空運転されてウェーハ１はチャックテーブル２０上に吸着して保持される（保持工程）。図５および図６に示すように、チャックテーブル２０は、枠体２１の中央上部に、多孔質部材による円形の吸着部２２が形成されたもので、ウェーハ１は、この吸着部２２の水平な表面である吸着面２２ａに保護テープ９が合わせられ、かつ、樹脂層６が露出する状態に吸着、保持される。吸着面２２ａは、枠体２１の表面２１ａと同一面内に形成されている。
【００２１】
チャックテーブル２０に保持されたウェーハ１は、ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転することにより、一次研削ユニット３０Ａの下方の一次加工位置に送り込まれ、この位置で一次研削ユニット３０Ａにより樹脂層６が一次研削される。次いでウェーハ１は、再度ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転することにより、二次研削ユニット３０Ｂの下方の二次加工位置に送り込まれ、この位置で二次研削ユニット３０Ｂにより樹脂層６が所定厚さまで二次研削される。
【００２２】
基台１１の奥側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのコラム１６Ａ，１６Ｂが立設されており、これらコラム１６Ａ，１６Ｂの前面に、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。すなわち各コラム１６Ａ，１６Ｂの前面にはＺ方向に延びるガイド４１が設けられており、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは、スライダ４２を介してガイド４１に摺動自在に装着されている。そして各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは、サーボモータ４３によって駆動されるボールねじ式の送り機構４４により、スライダ４２を介してＺ方向に昇降する。
【００２３】
研削ユニット３０Ａ，３０Ｂは同一構成であって、図５に示すように、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング３１を有している。スピンドルハウジング３１内には、スピンドルモータ３３によって回転駆動されるスピンドルシャフト３２が支持されている。そしてこのスピンドルシャフト３２の下端には、フランジ３４を介して砥石ホイール３５が取り付けられている。
【００２４】
砥石ホイール３５は、環状のフレーム３６の下面に複数の砥石３７が配列されて固着されたものである。砥石３７の下面で形成される研削加工面は、スピンドルシャフト３２の軸方向に直交する平面に設定される。したがってその研削加工面は、チャックテーブル２０の吸着面２２ａと平行となる。砥石３７は、例えば、ガラス質のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。一次研削ユニット３０Ａと二次研削ユニット３０Ｂは、砥石ホイール３５の砥石３７が比較的粗い一次研削用と、細かい二次研削用と異なることで区別される。各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂには、研削にあたっての冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示略）が設けられている。
【００２５】
砥石ホイール３５はスピンドルシャフト３２とともに一体回転し、回転する砥石３７の研削外径は、ウェーハ１の直径と同等程度に設定されている。また、ターンテーブル２５が所定角度回転して定められるウェーハ１が加工される位置は、砥石３７の下面である刃先がウェーハ１の回転中心を通過し、チャックテーブル２０が回転することによって自転するウェーハ１の樹脂層６全面が研削され得る位置に設定される。
【００２６】
ウェーハ１の樹脂層６の研削は、チャックテーブル２０が回転してウェーハ１を自転させ、送り機構４４によって研削ユニット３０Ａ（３０Ｂ）を下降させる研削送りの動作をしながら、回転する砥石ホイール３５の砥石３７を樹脂層６に押し付けることによりなされる。樹脂層６の研削時には、各研削ユニット３０Ａ，３０Ｂから研削部分に向けて研削水が供給される。
【００２７】
一次研削および二次研削を経て樹脂層６は所定厚さまで研削されるが、一次研削時には、第１厚さ測定器５０によって「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さを測定しながら樹脂層６が研削され、また、二次研削を行う際には、研削前に第２厚さ測定器６０によって一次研削後の樹脂層６の厚さが測定され、実際に二次研削を行う時には第３厚さ測定器（表面位置測定手段）７０によって樹脂層６の研削量を測定しながら樹脂層６が研削される。
【００２８】
第１厚さ測定器５０は、上下方向に揺動可能で先端が測定対象物の表面に接触させられるプローブを備える接触式であり、図４に示すように、基台１１上における一次加工位置の近傍に配設されている。第１厚さ測定器５０は、図６に示すように、基準側プローブ５１と変位側プローブ５２とを備えており、基準側プローブ５１はチャックテーブル２０の枠体２１の表面２１ａに接触し、変位側プローブ５２は樹脂層６の表面６ａに接触するようにセットされる。第１厚さ測定器５０では、樹脂層６の研削に伴って変位側プローブ５２がしだいに下方に変位し、この変位側プローブ５２の接触点と、接触点が一定高さの基準側プローブ５１の接触点の高さ位置を比較することにより、「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが検出される。
【００２９】
一次研削は上記のようにして「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さを連続的に測定しながら、かつ、研削水が供給されながら樹脂層６の研削が行われ、「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが任意の所定厚さに至った時点で一次研削を終了する。一次研削で得る「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さは、樹脂層６が、予め定められた二次研削後の所定厚さに至る手前まで研削される厚さとされ、樹脂層６や基板２の厚さばらつき、あるいは保護テープ９の厚さばらつきを考慮した上で適宜な厚さ（例えば樹脂層６の厚さが二次研削後の所定厚さに２０〜４０μｍ足した厚さになるまでの厚さ）に設定される。
【００３０】
一次研削が終了すると、ターンテーブル２５が回転してウェーハ１は二次加工位置に送り込まれて二次研削ユニット３０Ｂにより樹脂層６が二次研削されるが、二次研削の前に、光学手段を用いた非接触式の第２厚さ測定器６０により、一次研削後の樹脂層６の厚さが測定される。
【００３１】
第２厚さ測定器６０は近赤外光の干渉波を利用して厚さを測定するもので、図４に示すように、基台１１上の二次加工位置の近傍に配設されている。図７に示すように、第２厚さ測定器６０は、先端に下向きのヘッド部６１を有する近赤外光照射手段６２を備えており、ヘッド部６１が二次加工位置のウェーハ１の外周部近辺の直上に位置付けられるように基台１１に旋回可能に支持されている。
【００３２】
図７に示すように、ヘッド部６１の内部には水平な支持板６３が固定されており、この支持板６３に、近赤外光Ｌを下方に向けて照射する照射部６４が貫通した状態で支持されている。また、支持板６３の下方には、ヘッド部６１の先端開口を塞ぐガラス板６５が固定され、照射部６４の下端面はガラス板６５の内面に当接した状態となっている。
【００３３】
基台１１の内部には、近赤外光を発光する近赤外光源を備えた発光ユニット６６が収容されている。近赤外光源で発光された近赤外光Ｌは、近赤外光照射手段６２内に通された光ファイバ６７に導かれて照射部６４から鉛直下方に向け発光される。また、発光ユニット６６内には、照射部６４から照射された近赤外光Ｌがウェーハ１の樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａとに反射して、照射部６４および光ファイバ６７を逆行する干渉波を受光するフォトダイオードも備えている。
【００３４】
また、ヘッド部６１内には、圧縮エアをヘッド部６１から下方に向けて噴出するエアノズル６８が、支持板６３とガラス板６５を貫通した状態で支持されている。エアノズル６８の上端には、近赤外光照射手段６２内に通されたエアホース６９が接続されており、エアホース６９は、基台１１内に導かれてコンプレッサ等のエア供給源６９Ａに接続されている。
【００３５】
第２厚さ測定器６０では、次のようにして一次研削後の樹脂層６の厚さが測定される。まず、第２厚さ測定器６０を旋回させて、近赤外光照射手段６２のヘッド部６１を測定位置、すなわち二次加工位置にあるウェーハ１の直上に対向して配置する。
【００３６】
次いで、エア供給源６９Ａからエアホース６９を経てエアノズル６８より圧縮エアを噴出させる。これによりヘッド部６１の下方の樹脂層６の表面６ａに残っていた一次研削時に供給された研削水が除去されるとともに、ヘッド部６１と樹脂層６との間に形成される空間は噴出エア（図７の矢印Ｂで示す）のみが存在し、水が存在しない状態となる。この状態を保持して、発光ユニット６６内の近赤外光源で近赤外光を発光し、照射部６４から近赤外光Ｌを発光させる。その近赤外光Ｌは、ガラス板６５を透過し、さらにエアノズル６８から噴出しているエアを透過してウェーハ１の樹脂層６に到達し、樹脂層６の厚さが測定される。
【００３７】
樹脂層６の厚さ測定には、樹脂層６の表面６ａで反射した第１反射光と、樹脂層６の内部を透過して基板２の表面２ａで反射した第２反射光との干渉波が利用される。これら反射光は、それぞれ樹脂層６の表面６ａと基板２の表面２ａで反射してから相互に干渉し合い干渉波を発生させる。その干渉波は、照射部６４および光ファイバ６７を通過し、発光ユニット６６内のフォトダイオードで受光される。フォトダイオードで受光された第１反射光と第２反射光との干渉波は、検波回路等を備えた図示せぬ制御部で波形が分析され、その波形に応じて電気信号等に算出して数値化される。その数値は樹脂層６の厚さに応じたものであり、これによって一次研削後の樹脂層６の厚さが検出される（厚さ測定工程）。
【００３８】
一次研削後の樹脂層６の厚さ測定は、チャックテーブル２０の回転・停止を繰り返して近赤外光の照射位置を変えることにより、樹脂層６の複数箇所（例えば３箇所）で行う。また、樹脂層６に対する近赤外光の照射位置は、基板第２の表面２ａにおける電極５が形成されていない位置を予め定めた座標として照射するとよい。これは、５電極に近赤外光Ｌが照射されると近赤外光Ｌは電極５で反射してしまい、照射された近赤外光Ｌが反射する高さ位置が基板２の表面２ａとずれるといったことが起こり、結果として樹脂層６の厚さが正確に検出されないといった不具合が生じるからである。
【００３９】
一次研削では第１厚さ測定器５０により「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さが測定されながら行われ、一次研削後の「ウェーハ１＋保護テープ９」の厚さは一定とされる。しかしながら樹脂層６や基板２、あるいは保護テープ９の厚さのばらつきに起因して、第２厚さ測定器６０で測定される一次研削後の樹脂層６は厚さにばらつきがある場合がある。
【００４０】
そこで、一次研削後の厚さ測定工程で測定された樹脂層６の厚さと、予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較し、樹脂層６の研削量を算出することをウェーハ１ごとに行う（研削量算出工程）。そして、算出された樹脂層６の研削量に基づいて、第２研削ユニット３０Ｂにより研削水を供給しながら樹脂層６を二次研削する（研削工程）。すなわち、一次研削後の厚さ測定工程で測定された樹脂層６の厚さをＴ１、予め定められた所定の樹脂層６の厚さをＴとすると、二次研削での樹脂層６の研削量Ｔ２は「Ｔ１−Ｔ」となる。
【００４１】
二次研削においては、接触式の第３厚さ測定器７０により、二次研削中のウェーハ１の樹脂層６の表面６ａの位置を連続的に測定して樹脂層６の表面６ａの位置の変化から研削量を常に検知し、樹脂層６の研削量が研削量算出工程で算出された上記研削量Ｔ２に達した時点で研削を終了する（研削量検出工程）。
【００４２】
第３厚さ測定器７０は、図４に示すように、基台１１上における第２厚さ測定器６０の近傍に配設されている。第３厚さ測定器７０は、図８に示すように、上下方向に揺動可能で先端が樹脂層６の表面６ａに接触させられるプローブ７１を備える接触式であり、プローブ７１の先端の高さ位置の変位量に基づいて、樹脂層６の研削量が検出される。実際の二次次研削時においては、プローブ７１の先端を樹脂層６の表面６ａに接触させてセットされ、二次研削ユニット３０Ｂによる樹脂層６の研削が開始されてからプローブ７１の変位量に基づく樹脂層６の研削量が上記研削量Ｔ２の数値に達したら、二次研削を終了する。二次研削後の樹脂層６の厚さは、予め定められた所定の樹脂層６の厚さＴとなる。
【００４３】
二次研削後は、次のようにしてウェーハ１の回収に移る。まず、ターンテーブル２５がＲ方向へ所定角度回転して、ウェーハ１が、二次加工位置から着脱位置（供給アーム１５によってチャックテーブル２０上にウェーハ１が載置された位置）に戻される。この着脱位置でチャックテーブル２０の真空運転は停止され、次いでウェーハ１は、回収アーム１７によってスピンナ式洗浄装置１８に搬送される。ウェーハ１は、洗浄装置１８内で洗浄水が供給された後、窒素ガスや空気が吹き付けられて乾燥される。そしてウェーハ１は、搬送ロボット１３によって洗浄装置１８から回収カセット１９内に移送、収容される。ウェーハ１が取り去られた着脱位置のチャックテーブル２０は、ノズル２６から吐出される洗浄水によって研削屑等が除去される。
【００４４】
以上が１枚のウェーハ１に対する処理サイクルであり、このサイクルが供給カセット１２内に収容されている複数のウェーハ１に対し連続的に行われる。回収カセット１９に収容された処理済みのウェーハ１は次の工程に移され、最終的にはストリート３に沿って分割されて矩形状の領域４が半導体チップとして個片化される。
【００４５】
さて、上記のように研削装置１０を用いてなされる一実施形態の研削方法によれば、厚さ測定工程において、近赤外光照射手段６２と樹脂層６との間に形成される空間に水が存在せずエアノズル６８から噴出させたエアのみしか存在しない状態で、樹脂層６に向けて近赤外光Ｌを照射し、樹脂層６の表面６ａと基板２の表面で反射した各反射光の干渉波から、二次研削前の樹脂層６の厚さを算出している。これにより、水に近似した屈折率を有する樹脂で形成された樹脂層６の厚さを、水に影響されることなく算出することができる。このため、二次研削前の樹脂層６の正確な厚さ測定値を、ウェーハ１ごとに得ることができる。
【００４６】
したがって、研削量算出工程を経ることにより、手作業によることなく、かつ、基板２や樹脂層６、あるいは保護テープ９の厚さばらつきに影響されることなく、二次研削時における樹脂層６の研削量が正確に算出される。そして、研削水を供給しながら樹脂層６を研削する二次研削においては、接触式の第３厚さ測定器７０を用いることにより、研削水の影響を受けることなく樹脂層６の研削量を正確に検知することができ、結果として樹脂層６の厚さを常に一定に仕上げることができる。
【００４７】
また、ウェーハ１の樹脂層６の研削量を作業員の手作業を要することなく測定することができるため、上記研削装置１０のように、樹脂層６の研削量の算出から研削実施までの自動化が可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１…ＳＡＷデバイス用ウェーハ
２…基板
２ａ…基板の表面
２ｂ…基板の裏面
３…ストリート
４…領域
５…電極
６…樹脂層
６ａ…樹脂層の表面
９…保護テープ
１０…研削装置
２０…チャックテーブル
６２…近赤外光照射手段
７０…第３厚さ測定器（表面位置測定手段）
Ｌ…近赤外光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域に櫛歯状の電極が形成されているとともに、該板状基板の表面を水に近似した屈折率を有する樹脂によって被覆して形成した樹脂層を表面に有するＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層を、予め定められた所定の樹脂層の厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法であって、
前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの、前記樹脂層が形成されていない裏面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープ貼着工程で前記保護テープが貼着された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの裏面側を研削装置のチャックテーブルに載置して保持する保持工程と、
該保持工程で前記研削装置の前記チャックテーブルに保持された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハに向けて、前記樹脂層側から該樹脂層の表面と略直交する方向に近赤外光を照射する近赤外光照射手段を該ＳＡＷデバイス用ウェーハに対向して配置し、前記近赤外光照射手段と前記樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、該近赤外光照射手段から前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層に向けて近赤外光を照射し、該ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する前記板状基板の表面で反射した反射光と該樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から該樹脂層の厚さを算出する厚さ測定工程と、
該厚さ測定工程で測定された前記樹脂層の厚さと、前記予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較して該樹脂層の研削量を算出する研削量算出工程と、
該研削量算出工程で算出された研削量に基づいて、前記研削装置を用いて研削水を供給しながら前記樹脂層を研削する研削工程と、
該研削工程において、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中の前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの前記樹脂層の表面の位置を連続的に測定して該樹脂層の表面位置の変化から研削量を検知し、該樹脂層の研削量が前記研削量算出工程で算出された研削量に達した時点で研削を終了する研削量検出工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法。
【請求項２】
前記厚さ測定工程では、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハにおける前記近赤外光を照射する位置の座標が予め定められていることを特徴とする請求項１に記載のＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法。
【請求項１】
板状基板の表面に格子状に配列されたストリートによって複数の領域が区画され、該複数の領域に櫛歯状の電極が形成されているとともに、該板状基板の表面を水に近似した屈折率を有する樹脂によって被覆して形成した樹脂層を表面に有するＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層を、予め定められた所定の樹脂層の厚さに研削するＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法であって、
前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの、前記樹脂層が形成されていない裏面側に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープ貼着工程で前記保護テープが貼着された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの裏面側を研削装置のチャックテーブルに載置して保持する保持工程と、
該保持工程で前記研削装置の前記チャックテーブルに保持された前記ＳＡＷデバイス用ウェーハに向けて、前記樹脂層側から該樹脂層の表面と略直交する方向に近赤外光を照射する近赤外光照射手段を該ＳＡＷデバイス用ウェーハに対向して配置し、前記近赤外光照射手段と前記樹脂層との間に形成される空間に少なくとも水が存在しない状態で、該近赤外光照射手段から前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの該樹脂層に向けて近赤外光を照射し、該ＳＡＷデバイス用ウェーハを構成する前記板状基板の表面で反射した反射光と該樹脂層の表面で反射した反射光の干渉波から該樹脂層の厚さを算出する厚さ測定工程と、
該厚さ測定工程で測定された前記樹脂層の厚さと、前記予め定められた所定の樹脂層の厚さとを比較して該樹脂層の研削量を算出する研削量算出工程と、
該研削量算出工程で算出された研削量に基づいて、前記研削装置を用いて研削水を供給しながら前記樹脂層を研削する研削工程と、
該研削工程において、接触式の表面位置測定手段を用いて研削中の前記ＳＡＷデバイス用ウェーハの前記樹脂層の表面の位置を連続的に測定して該樹脂層の表面位置の変化から研削量を検知し、該樹脂層の研削量が前記研削量算出工程で算出された研削量に達した時点で研削を終了する研削量検出工程と、
を少なくとも含むことを特徴とするＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法。
【請求項２】
前記厚さ測定工程では、前記ＳＡＷデバイス用ウェーハにおける前記近赤外光を照射する位置の座標が予め定められていることを特徴とする請求項１に記載のＳＡＷデバイス用ウェーハの研削方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１０３２８３（Ｐ２０１３−１０３２８３Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７０８５（Ｐ２０１１−２４７０８５）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]