JP7046573B2 - 被加工物の加工方法 - Google Patents

Description

板状の被加工物を研削してから研磨する被加工物の加工方法に関する。

一般に、半導体デバイスが表面に形成されたシリコンなどからなる半導体ウエーハや、光デバイスが形成されたサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などからなる光デバイスウエーハなどの各種ウエーハ（被加工物）は、裏面側が研削砥石で研削されて薄化された後、裏面が研磨される。この種のウエーハを加工する研削研磨装置として、ウエーハをそれぞれ保持する複数の保持テーブルと、複数の保持テーブルが配設されるターンテーブルと、ターンテーブルが回転することにより、一の保持テーブルの上方に順次位置づけられる粗研削用の研削手段、仕上げ研削用の研削手段及び研磨手段と、を有し、１枚のウエーハを粗研削、仕上げ研削、研磨、という順序で連続して加工するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の研削研磨装置では、保持テーブルは、それぞれウエーハを回転可能に保持する保持面と、この保持面の中心を通る回転軸の傾きを調整する傾き調整部とを備えている。

特開２００６－３４４８７８号公報

従来の研削研磨装置は、仕上げ研削加工後のウエーハの形状を測定し、この測定結果に基づいて、一の保持テーブルの保持面の傾きをフィードバック制御している。このフィードバック制御により、次に一の保持テーブルに保持されるウエーハが仕上げ研削加工後に平坦になるように連続的に加工していた。

しかしながら、仕上げ研削加工時に、ウエーハを平坦に加工していたとしても、研磨加工時の研磨レートが加工枚数の増加に伴い不均一となることがあり、研磨加工後のウエーハの被研磨面の形状が平坦にならないという問題が発生した。例えば、研磨加工の加工枚数が増加すると、研磨手段の研磨パットの中心に徐々に熱が籠っていくため、研磨加工時にウエーハの中心の除去量が多くなる傾向にある。このため、研磨加工後のウエーハは、基準値以上の厚みばらつきが生じて被研磨面が平坦にならないという問題が発生した。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、研削加工後に研磨加工を行う際に、研磨加工後の被加工物の厚みばらつきを抑えて被研磨面の形状を平坦にできる被加工物の加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物を回転可能に保持する保持面を有し、該保持面の回転軸の傾きを調整可能に構成された保持テーブルと、該保持テーブルの保持面に保持された該被加工物を研削する研削手段と、該研削手段によって研削された該被加工物を研磨する研磨手段と、該保持テーブルを複数配設した回転可能なターンテーブルと、を少なくとも備える研削研磨装置によって該被加工物を加工する被加工物の加工方法であって、一の保持テーブルの該保持面に保持された被加工物を該研削手段で所定の厚さへと薄化する研削ステップと、該研削ステップの実施後、該ターンテーブルを回転させて一の該保持テーブルを該研磨手段の下に位置づけ、該研磨手段によって被加工物を研磨する研磨ステップと、該研磨ステップの実施後、該被加工物の厚みばらつきを測定する厚み測定ステップと、該厚み測定ステップで測定された該厚みばらつきの結果から、一の該保持テーブルに次に保持される被加工物の該研磨ステップ実施後の形状が平坦になるように、該研削ステップにおける該回転軸の傾きを補正する傾き補正ステップと、該厚み測定ステップで測定された該厚みばらつきが所定の基準値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、を備え、該判定ステップで該厚みばらつきが該基準値よりも大きいと判定された場合、該傾き補正ステップを実施し、該判定ステップで該厚みばらつきが該基準値以下と判定された場合、該厚みばらつきの値に応じて、該厚み測定ステップを実施する頻度を変更するものである。

この構成によれば、研磨ステップ後に測定された被加工物の厚みばらつきによって、研削加工時の保持テーブルの回転軸の傾きを補正するため、研磨加工後の被加工物の厚みばらつきを基準値以下に抑えることができる。このため、加工枚数が増えたとしても、研磨加工後の被加工面を平坦な形状に保つことができる。ここで、平坦とは、測定された被加工物の厚みばらつき、すなわち被加工物の厚みの最大測定値と最小想定値との差が所定の基準値以下にあることをいう。

この構成によれば、被加工物の厚みばらつきが基準値以下、すなわち、被加工物が平坦である場合には、厚みばらつきを測定する頻度を変更するため、被加工物の加工精度を保持しつつ加工時間の短縮を図り、加工性の向上を実現できる。

本発明によれば、研磨加工後に測定された被加工物の厚みばらつきによって、研削加工時の保持テーブルの回転軸の傾きを補正するため、研磨加工後の被加工物の厚みばらつきを基準値以下に抑えることができる。このため、加工枚数が増えたとしても、研磨加工後の被加工面を平坦な形状に保つことができる。

図１は、本実施形態に係る被加工物の加工方法の加工対象であるウエーハの斜視図である。 図２は、本実施形態に係る研削研磨装置の構成例の斜視図である。 図３は、図２に示す研削研磨装置の研磨ユニットの構成例の斜視図である。 図４は、図２に示す研削研磨装置の厚み測定部の構成例の平面図である。 図５は、図２に示す研削研磨装置の保持テーブル及び傾き調整機構を示す側面図である。 図６は、仕上げ研磨ユニットに対して保持テーブルを傾けた状態を示す模式図である。 図７は、図５に示す傾き調整機構を構成する位置調整ユニットの配置例を示す平面図である。 図８は、本実施形態に係る被加工物であるウエーハの加工方法の手順を示すフローチャートである。 図９は、断面形状が中凹形状となったウエーハの断面模式図である。 図１０は、仕上げ研削後のウエーハの形状を中凹形状とするように保持テーブルを傾けた状態を示す模式図である。 図１１は、断面形状が中凸形状となったウエーハの断面模式図である。 図１２は、仕上げ研削後のウエーハの形状を中凸形状とするように保持テーブルを傾けた状態を示す模式図である。

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。

本実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る被加工物の加工方法の加工対象であるウエーハの斜視図である。図２は、本実施形態に係る研削研磨装置の構成例の斜視図である。図３は、図２に示す研削研磨装置の研磨ユニットの構成例の斜視図である。図４は、図２に示す研削研磨装置の厚み測定部の構成例の平面図である。図５は、図２に示す研削研磨装置の保持テーブル及び傾き調整機構を示す側面図である。図６は、仕上げ研磨ユニットに対して保持テーブルを傾けた状態を示す模式図である。図７は、図５に示す傾き調整機構を構成する位置調整ユニットの配置例を示す平面図である。

本実施形態に係る被加工物の加工方法は、図１に示すウエーハ（被加工物）２００の裏面２０１を研削及び研磨する加工方法であって、ウエーハ２００を所定の仕上げ厚さに薄化する方法である。ウエーハ２００は、例えば、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハである。ウエーハ２００は、図１に示すように、表面２０２に形成された格子状の分割予定ライン２０３に区画された複数の領域にデバイス２０４が形成されている。ウエーハ２００は、図２に示すように、表面２０２に保護部材２０５が貼着された状態で、研削研磨装置１によって裏面２０１に研削が施されて、所定の厚さまで薄化された後に、該裏面２０１に研磨が施される。保護部材２０５は、ウエーハ２００と同じ大きさの円板状に形成され、可撓性を有する合成樹脂により構成されている。

研削研磨装置１は、図２に示すように、装置本体２と、粗研削ユニット（研削手段）３と、仕上げ研削ユニット（研削手段）４と、研磨ユニット（研磨手段）５と、ターンテーブル８上に設置された例えば４つの保持テーブル９（９ａ～９ｄ）と、厚み測定部１０と、カセット１１，１２と、ポジションテーブル１３と、搬送アーム１５と、ロボットピック１６と、スピンナー洗浄装置１７と、制御装置（制御部）１００とを主に備えている。研削研磨装置１は、フルオートタイプの加工装置であり、制御装置１００の制御の下、ウエーハ２００に対して、粗研削加工、仕上げ研削加工、研磨加工、洗浄処理、及び搬入搬出処理からなる一連の作業を全自動で実施するように構成されている。

粗研削ユニット３は、スピンドル３ａの下端に装着された円盤状のホイールマウント３ｂと、このホイールマウント３ｂの下面に装着された粗研削ホイール３ｃとを備える。粗研削ホイール３ｃは、多数の粗研削用の研削砥石（不図示）を有し、これら研削砥石が環状に配置されてホイールマウント３ｂの下面に固着されている。また、粗研削ユニット３は、保持テーブル９に対して上下に移動可能に配置されている。粗研削ユニット３は、スピンドル３ａを介して粗研削ホイール３ｃを回転させながら、保持テーブル９に保持されたウエーハ２００の裏面２０１に研削砥石を押圧することによって、該ウエーハ２００の裏面２０１を粗研削加工する。

仕上げ研削ユニット４は、粗研削ユニット３と同様に、スピンドル４ａの下端に装着された円盤状のホイールマウント４ｂと、このホイールマウント４ｂの下面に装着された仕上げ研削ホイール４ｃとを備える。仕上げ研削ホイール４ｃは、多数の仕上げ研削用の研削砥石４ｄ（図６）を有し、これら研削砥石４ｄが環状に配置されてホイールマウント４ｂの下面に固着されている。仕上げ研削用の研削砥石４ｄは、粗研削用の砥石と比べて、粒径の細かい砥粒を結合剤で固めて成形されている。仕上げ研削ユニット４は、粗研削ユニット３と同様に、保持テーブル９に対して上下に移動可能に配置されている。仕上げ研削ユニット４は、スピンドル４ａを介して回転軸４３（図６）を中心に仕上げ研削ホイール４ｃを回転させながら、保持テーブル９に保持されたウエーハ２００の裏面２０１に研削砥石４ｄを押圧することによって、該ウエーハ２００の裏面２０１を仕上げ研削加工する。

研磨ユニット５は、図３に示すように、スピンドル５ａの下端に研磨マウント５ｂを介して装着された研磨パッド５ｃを備える。研磨パッド５ｃは、スピンドル５ａと共に回転しながら、保持テーブル９（図２）に保持された仕上げ研削加工後のウエーハ２００の裏面２０１に押圧することによって、該ウエーハ２００の裏面２０１を研磨加工する。研磨パッド５ｃは、研磨対象となるウエーハ２００の形状に追従して変形し、研磨パッド５ｃの下面は、ウエーハ２００の裏面２０１に接触して該裏面２０１の研磨面となる。研磨ユニット５は、この研磨ユニット５を移動する移動機構６を備える。移動機構６は、研磨ユニット５を水平方向（研磨パッド５ｃの径方向、図２、３ではＸ軸方向）および垂直方向（スピンドル５ａの軸方向、図２、３ではＺ軸方向）に移動させることができる。また、研磨ユニット５には、図示は省略するが、研磨加工時に、ウエーハ２００の裏面２０１に研磨液または洗浄液を選択的に供給する加工液供給ユニットが接続されている。

ターンテーブル８は、図２に示すように、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平方向（図中矢印Ｒ方向）に回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル８上には、例えば、４つの保持テーブル９（９ａ～９ｄ）が、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。また、ターンテーブル８上には、例えば、研磨加工後のウエーハ２００の厚みを測定する厚み測定部１０が設けられている。この厚み測定部１０は、ターンテーブル８に立設する支柱１０ｃと、この支柱１０ｃの上端部から水平方向に延びるアーム１０ｂと、このアーム１０ｂの先端に固定される計測ヘッド１０ａとを備える。この計測ヘッド１０ａは、例えば、ウエーハ２００の裏面２０１に向けて、超音波を放射してその反射時間からウエーハ２００の裏面２０１の高さ位置を測定する。この場合、計測ヘッド１０ａから保持テーブル９までの距離は事前に計測して既知となっているため、計測した高さ位置との差分値からウエーハ２００の厚みを測定することができる。また、本実施形態では、厚み測定部１０は、計測ヘッド１０ａがウエーハ２００の中央を通過するようにしてウエーハ２００の中心２００Ａから外周部２００Ｂまでの片側の半径領域で円弧状（矢印ＲＡ）に移動させ、その移動軌跡の複数点（例えば３点）での厚みを測定し、制御装置１００に送信する。制御装置１００は、受信した測定値に基づき、ウエーハ２００の反対側の半径領域は対称形状とみなして全体の断面形状を算出する。

保持テーブル９は、図５に示すように、ウエーハ２００の表面２０２側を、保護部材２０５を介して保持する保持面９１と、保持面９１の中心を通る図５中に一点鎖線で示す回転軸９２と、この回転軸９２を鉛直方向に対して傾斜させる傾き調整機構（傾き調整手段）４０とを備える。保持テーブル９は、保持面９１に真空チャックを備えた構造であり、保持面９１に載置されたウエーハ２００を真空吸着して保持する。

保持面９１は、図６に詳細に示すように、外周部９１Ｂが中心９１Ａに比べて僅かに低い円錐状に形成されている。即ち、保持面９１は、中心９１Ａを頂点とした円錐面に形成されて、中心９１Ａから外周部９１Ｂに向けて下降する傾斜を有する斜面に形成されている。保持テーブル９は、加工対象のウエーハ２００を保持面９１の円錐面にならって保持する。なお、図６は、保持面９１の円錐面の傾斜を誇張して示しているが、保持面９１の円錐面の傾斜は、実際には肉眼では認識できないほどの僅かな傾斜である。

傾き調整機構４０は、各保持テーブル９に取り付けられている。傾き調整機構４０は、図５に示すように、回転軸９２の鉛直方向（Ｚ方向）に対する傾きθ（図６）を変更（調整）するためのものである。傾き調整機構４０は、図５に示すように、支持台２２と、支持台２２に連結された位置調整ユニット２３とを備える。支持台２２は、図示しない軸受を介して保持テーブル９を回転自在に支持する円筒状に形成された支持筒部２２０と、支持筒部２２０から拡径したフランジ部２２１とを備える。傾き調整機構４０は、フランジ部２２１の傾きを調整することにより、回転軸９２の傾きθを調整する。

位置調整ユニット２３は、図７に示すように、フランジ部２２１の円弧に沿って、等間隔に２つ以上設けられている。本実施形態において、傾き調整機構４０は、１２０度間隔で２つの位置調整ユニット２３と、フランジ部２２１を固定する固定部２３ａとを配置しているが、本発明では、位置調整ユニット２３を３つ以上配置しても良い。

位置調整ユニット２３は、図５に示すように、ターンテーブル８に固定された筒部２３０と、筒部２３０を貫通するシャフト２３１と、シャフト２３１の下端に連結された駆動部２３２と、シャフト２３１の上端においてフランジ部２２１に固定された固定部２３３とを備える。駆動部２３２は、シャフト２３１を回転させるモータ２３２ａと、シャフト２３１の回転速度を弱めるとともにターンテーブル８に固定された減速機２３２ｂとを備える。

固定部２３３は、シャフト２３１の上端部に形成された図示しない雄ねじが螺合する図示しない雌ねじが設けられている。位置調整ユニット２３は、モータ２３２ａが減速機２３２ｂを介してシャフト２３１を軸心回りに回転することで、回転軸９２の傾きθを調整する。また、ターンテーブル８には、保持テーブル９を、回転軸９２を中心に回転するモータ２４が取り付けられている。

保持テーブル９は、研削時及び研磨時には、回転軸９２を中心として、モータ２４により回転駆動される。このような保持テーブル９ａ～９ｄは、ターンテーブル８の回転によって、図２に示すように、搬入搬出領域Ａ、粗研削領域Ｂ、仕上げ研削領域Ｃ、研磨領域Ｄの順番に移動して周回する。

カセット１１，１２は、図２に示すように、複数のスロットを有するウエーハ２００用の収容器である。一方のカセット１１は、研削研磨前のウエーハ２００を収容し、他方のカセット１２は、研磨加工後のウエーハ２００を収容する。ポジションテーブル１３は、カセット１１から取り出されたウエーハ２００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。

搬送アーム１５は、水平方向（Ｙ軸方向）に移動可能に構成されており、ポジションテーブル１３に載置された研削研磨前のウエーハ２００を搬送して、搬入搬出領域Ａに位置する保持テーブル９ａに載置する。また、搬送アーム１５は、再び搬入搬出領域Ａに位置する保持テーブル９ａに載置された研磨後のウエーハ２００を搬送して、スピンナー洗浄装置１７のスピンナーテーブルに載置する。

ロボットピック１６は、ウエーハ保持部（例えば，Ｕ字型ハンド）１６Ａを備え、このウエーハ保持部１６Ａによってウエーハ２００を吸着保持して搬送する。具体的には、ロボットピック１６は、研削研磨前のウエーハ２００をカセット１１からポジションテーブル１３へ搬送する。また、研磨後のウエーハ２００をスピンナー洗浄装置１７からカセット１２へ搬送する。スピンナー洗浄装置１７は、研磨後のウエーハ２００を洗浄して、研削および研磨された加工面に付着している研削屑や研磨屑等のコンタミネーションを除去する。

制御装置１００は、研削研磨装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御装置１００は、ウエーハ２００に対する研削研磨動作を研削研磨装置１に実行させるものである。制御装置１００は、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。制御装置１００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部１０１と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶部１０２と、入出力インタフェース装置とを有する。演算処理部１０１は、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、研削研磨装置１を制御するための制御信号を生成し、生成された制御信号は入出力インタフェース装置を介して研削研磨装置１の各構成要素に出力される。

また、本実施形態の記憶部１０２には、研磨加工後に厚み測定部１０によって測定されたウエーハ２００の厚みデータと、これら厚みデータに基づく厚みばらつき、及び、ウエーハ２００の形状に関するデータとが記憶されている。また、記憶部１０２には、演算処理部１０１が上記厚みばらつきの結果に基づいて算出した、保持テーブル９の回転軸９２の傾きθの補正値が記憶されている。この厚みばらつきは、ウエーハ２００の厚みの最大値と最小値との差であり、ウエーハ２００の形状に関するデータは、研磨後のウエーハ２００の形状が、（１）中心２００Ａが最も薄く、外周部２００Ｂに向かってって次第に厚みが厚くなる中凹形状、（２）中心２００Ａが最も厚く、外周部２００Ｂに向かって次第に厚みが薄くなる中凸形状に関するデータである。例えば、研磨加工の加工枚数が増加すると、研磨ユニット５の研磨パット５ｃの中心に徐々に熱が籠っていくため、研磨加工時にウエーハ２００の中心の除去量が多くなり、中凹形状となる傾向にある。また、例えば、研磨ユニット５のスピンドル５ａの回転数が大きいと、研磨パッド５ｃとウエーハ２００外周部２００Ｂとの接触の衝撃が大きくなるため、研磨加工時にウエーハ２００の外周部２００Ｂの除去量が多くなり、中凸形状となる傾向にある。

また、補正値は、先の周回において、一の保持テーブル９ａに保持されて研磨された後のウエーハ２００の形状に基づき、次の周回において、研磨後にウエーハ２００が平坦となるように、仕上げ研削ユニット４に対する一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを設定するための補正値である。例えば、先の周回において、研磨後のウエーハ２００の形状が中凹形状であった場合、次の周回において、仕上げ研削ユニット４に対する一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθは、仕上げ研削後のウエーハ２００の形状を、上記した中凹形状を逆形状に反転させた中凸形状とする傾きθに補正される。これにより、中凸形状のウエーハ２００をそのまま研磨することで、研磨後のウエーハ２００が平坦となる。ここで、平坦とは、測定されたウエーハ２００の厚みばらつき、すなわちウエーハ２００の厚みの最大値と最小値との差が所定の基準値以下にあることをいう。

また、本実施形態のように、複数（４つ）の保持テーブル９（９ａ～９ｄ）がターンテーブル８と共に回転する構成では、保持テーブル９ａ～９ｄの個体差が発生するため、上記した研磨後のウエーハ２００の厚みデータ、厚みばらつきやウエーハ２００の形状に関するデータ、及び、回転軸９２の傾きθの補正値は、保持テーブル９ａ～９ｄごとに記憶されている。

次に、被加工物としてのウエーハ２００の加工方法について説明する。図８は、本実施形態に係る被加工物の加工方法の手順を示すフローチャートである。まず、ウエーハ２００を保持テーブル９の保持面９１に保持する（ステップＳ１；保持ステップ）。ウエーハ２００は、表面２０２側に保護部材２０５が貼着され、裏面２０１側を上方に向けて、ターンテーブル８の搬入搬出領域Ａにて、４つの保持テーブル９のうち、保持テーブル９ａ（一の保持テーブル）の保持面９１に保持される。

次に、保持テーブル９ａに保持されたウエーハ２００に対して粗研削を実行する（ステップＳ２；粗研削ステップ）。保持テーブル９ａに保持されたウエーハ２００は、ターンテーブル８を９０度回転することによって、粗研削領域Ｂに移動する。この粗研削領域Ｂでは、保持テーブル９ａを回転させた状態で、粗研削ユニット３の粗研削ホイール３ｃを回転させつつ下降させ、回転する粗研削ホイール３ｃの研削砥石をウエーハ２００の裏面２０１に接触させて所定厚みの近くまで薄化する粗研削を行う。この粗研削ステップでは、制御装置１００の演算処理部１０１は、保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを基準設定値に設定する。この基準設定値は、粗研削ステップを実行した後のウエーハ２００の被研削面（裏面２０１）と粗研削ユニット３の粗研削ホイール３ｃの研削砥石の研削面（下面）とが平行となる角度に設定されている。

粗研削ステップが終了すると、演算処理部１０１は、保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθに補正値が設定されているか否かを判別する（ステップＳ３）。補正値が設定されていない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、傾き補正ステップ（ステップＳ４）を飛ばしてステップＳ５に移行する。傾き補正ステップについては後述する。

次に、保持テーブル９ａに保持されたウエーハ２００に対して仕上げ研削を実行する（ステップＳ５；仕上げ研削ステップ）。この仕上げ研削ステップは、本発明における研削ステップに相当する。なお、仕上げ研削ステップに上記した粗研削ステップを含めて研削ステップとしてもよい。粗研削ステップの終了後、ターンテーブル８をさらに９０度回転させることにより、粗研削されたウエーハ２００を保持する保持テーブル９ａは仕上げ研削領域Ｃに移動する。この仕上げ研削領域Ｃでは、保持テーブル９ａを回転させた状態で、仕上げ研削ユニット４の仕上げ研削ホイール４ｃを回転させつつ下降させ、回転する仕上げ研削ホイール４ｃの研削砥石４ｄをウエーハ２００の裏面２０１に接触させて所定厚みまで薄化する仕上げ研削を行う。この仕上げ研削ステップでは、演算処理部１０１は、保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを直近の設定値（第１の傾き）に設定する。すなわち、以前に補正値が設定されていれば、その補正値を記憶部１０２から読み出して設定し、一度も補正値が設定されていなければ、上記した基準設定値に設定する。仕上げ研削ホイール４ｃの研削砥石４ｄは、保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθをいかなる設定値に設定したとしても、常にウエーハ２００の裏面２０１の中心２００Ａ（回転中心）に接触するようになっている。

次に、保持テーブル９ａに保持された仕上げ研削されたウエーハ２００を研磨する（ステップＳ６；研磨ステップ）。仕上げ研削されたウエーハ２００を保持する保持テーブル９ａは、ターンテーブル８をさらに９０度回転させることによって、研磨領域Ｄに移動して研磨ユニット５の下に位置づけられる。この場合、保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθは、仕上げ研削ステップにおいて設定された傾きとなっている。研磨領域Ｄでは、保持テーブル９ａを回転させた状態で、研磨ユニット５の研磨パッド５ｃを回転させつつ下降させ、回転する研磨パッド５ｃをウエーハ２００の裏面２０１に接触させて研磨を行う。研磨の際に、不図示の加工液供給ユニットから加工液が供給されるため、研磨パッド５ｃと加工液とによって、ウエーハ２００の裏面２０１を化学的機械的研磨（ＣＭＰ研磨）することができる。また、加工液を使用しないで研磨するドライポリッシュを行うこともできる。

次に、演算処理部１０１は、研磨後のウエーハ２００の厚みばらつきを測定する（ステップＳ７；厚み測定ステップ）。この厚み測定ステップでは、演算処理部１０１は、厚み測定部１０の動作を制御して被研磨面（裏面２０１）の高さ位置を複数点で測定し、保持テーブル９ａの保持面９１の高さ位置との差分値から複数点におけるウエーハ２００の厚み、及び厚みばらつきを測定（算出）する。具体的には、図４に示すように、厚み測定部１０の計測ヘッド１０ａをウエーハ２００の中央を通過するようにしてウエーハ２００の中心２００Ａから外周部２００Ｂまでの片側の半径領域で円弧状（矢印ＲＡ）に移動させ、その移動軌跡の複数点（例えば３点）での厚みを測定し、この厚みから厚みばらつきを測定（算出）する。この際、厚みばらつきとともに、ウエーハ２００の断面形状が中凹形状であるか中凸形状であるかを求めておく。これらウエーハ２００の厚みデータ、厚みばらつき及び、ウエーハ２００の形状に関するデータは、保持テーブル９ａに対応づけられて、制御装置１００の記憶部１０２に記憶される。

次に、演算処理部１０１は、厚みばらつきが所定の基準値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８；判定ステップ）。この判定において、厚みばらつきが基準値（例えば、５μｍ）より大きい場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、演算処理部１０１は、一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθの補正値を設定する（ステップＳ９；補正値設定ステップ）。

具体的には、先の周回において、厚みばらつきが基準値より大きく、かつ、研磨後のウエーハ２００の形状が図９に示すように、中心２００Ａが最も薄く、外周部２００Ｂに向かってって次第に厚みが厚くなる中凹形状である場合、演算処理部１０１は、次の周回において、仕上げ研削後のウエーハ２００の形状が上記した中凹形状を逆形状に反転させた中凸形状となるように、仕上げ研削ユニット４に対する一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正する補正値を設定する。例えば、厚みばらつきが基準値以下に収まるように、傾き調整機構４０の２つの位置調整ユニット２３を固定部２３ａに対して均等に数μｍだけ下降させる傾きの補正値を設定する。上記したステップＳ３において、補正値が設定されている場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、次の周回で仕上げ研削されるウエーハ２００の傾き補正ステップ（ステップＳ４）が実行される。この傾き補正ステップでは、一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを上記した補正値に補正することにより、図１０に示すように、仕上げ研削後のウエーハ２００の形状を中凸形状とすることができる。仕上げ研削後の形状を中凸形状とする傾きθに補正することにより、中凸形状のウエーハ２００をそのまま研磨することで、研磨後のウエーハ２００が平坦となる。

また、先の周回において、厚みばらつきが基準値より大きく、かつ、研磨後のウエーハ２００の形状が図１１に示すように、中心２００Ａが最も厚く、外周部２００Ｂに向かってって次第に厚みが薄くなる中凸形状である場合、演算処理部１０１は、次の周回において、仕上げ研削後のウエーハ２００の形状が上記した中凸形状を逆形状に反転させた中凹形状となるように、仕上げ研削ユニット４に対する一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正する補正値を設定する。例えば、厚みばらつきが基準値以下に収まるように、傾き調整機構４０の２つの位置調整ユニット２３を固定部２３ａに対して均等に数μｍだけ上昇させる傾きの補正値を設定する。上記したステップＳ３において、補正値が設定されている場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、次の周回で仕上げ研削されるウエーハ２００の傾き補正ステップ（ステップＳ４）が実行される。この傾き補正ステップでは、一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを上記した補正値に補正することにより、図１２に示すように、仕上げ研削後のウエーハ２００の形状を中凹形状とすることができる。仕上げ研削後の形状を中凹形状とする傾きθに補正することにより、中凹形状のウエーハ２００をそのまま研磨することで、研磨後のウエーハ２００が平坦となる。

一方、厚みばらつきが基準値以下の場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、演算処理部１０１は、上記した厚み測定ステップを実施する頻度を変更する（ステップＳ１０；測定頻度変更ステップ）。保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正した場合、上記のように、研磨後のウエーハ２００の形状が変化するため、補正した直後に厚み測定ステップを実施する必要がある。これに対して、加工条件を変更しなければ、ウエーハ２００の形状が突然大きく変動することはない。このため、研磨後のウエーハ２００の厚みばらつきが基準値以下、すなわち平坦に加工されていれば、厚み測定ステップを実施する頻度を低く（測定間隔を長く）する。具体的には、上記した厚みばらつきの基準値よりも小さな頻度変更基準値を予め設定しておく。演算処理部１０１は、測定した厚みばらつきが頻度変更基準値よりも大きい場合には、厚み測定ステップを実施する頻度を、例えば１０周ごと（一の保持テーブル９ａに保持されて研削研磨されるウエーハ２００が１０枚ごと）とし、測定した厚みばらつきが頻度変更基準値よりも大きい場合には、厚み測定ステップを実施する頻度を、例えば３０周ごととする。この構成によれば、ウエーハ２００の加工精度を保持しつつ、研削研磨の加工時間の短縮を図り、加工性の向上を実現できる。

上記した加工手順は、研磨後のウエーハ２００の形状に基づいて、一の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正する構成について説明したが、複数（４つ）の保持テーブル９ａ～９ｄをターンテーブル８で周回する構成では、保持テーブル９ａ～９ｄのそれぞれについて、独立して回転軸９２の傾きが補正される。

以上、本実施形態は、ウエーハ２００を回転可能に保持する保持面９１を有し、該保持面９１の回転軸９２の傾きを調整可能に構成された保持テーブル９と、保持テーブル９の保持面９１に保持されたウエーハ２００を研削する仕上げ研削ユニット４と、仕上げ研削手段によって研削されたウエーハ２００を研磨する研磨ユニット５と、保持テーブル９を複数配設した回転可能なターンテーブル８と、を少なくとも備える研削研磨装置１によってウエーハ２００を加工するウエーハ２００の加工方法であって、一の保持テーブル９ａの保持面９１に保持されたウエーハ２００を仕上げ研削ユニット４で所定の厚さへと薄化する仕上げ研削ステップＳ５と、仕上げ研削ステップＳ５の実施後、ターンテーブル８を回転させて一の保持テーブル９ａを研磨ユニット５の下に位置づけ、研磨ユニット５によってウエーハ２００を研磨する研磨ステップＳ６と、研磨ステップＳ６の実施後、ウエーハ２００の厚みばらつきを測定する厚み測定ステップＳ７と、厚み測定ステップＳ７で測定された厚みばらつきの結果から、一の保持テーブル９ａに次の周回で保持されるウエーハ２００の研磨ステップＳ６を実施後の形状が平坦になるように、仕上げ研削ステップＳ５における回転軸９２の傾きを補正する傾き補正ステップＳ４と、を備える。

この構成によれば、研磨ステップＳ６後に測定されたウエーハ２００の厚みばらつきによって、仕上げ研削ステップＳ５実施時の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きを補正するため、研磨ステップＳ６後のウエーハ２００の厚みばらつきを基準値以下に抑えることができる。このため、例えば、加工枚数が増えたとしても、研磨加工後のウエーハ２００の被加工面を平坦な形状に保つことができる。

また、本実施形態によれば、厚み測定ステップＳ７で測定された厚みばらつきが所定の基準値よりも大きいか否かを判定する判定ステップＳ８を備え、判定ステップＳ８で厚みばらつきが基準値よりも大きいと判定された場合、補正値設定ステップＳ９及び傾き補正ステップＳ４を実施し、判定ステップＳ８で厚みばらつきが基準値以下と判定された場合、厚みばらつきの値に応じて、厚み測定ステップＳ７を実施する頻度を変更する測定頻度変更ステップＳ１０を備えるため、ウエーハ２００の加工精度を保持しつつ加工時間の短縮を図り、加工性の向上を実現できる。

また、本実施形態に係る研削研磨装置１は、ウエーハ２００を回転可能に保持する保持面９１と保持面９１の回転軸９２の傾きを調整する傾き調整機構４０とを有する保持テーブル９と、保持テーブル９の保持面９１に保持されたウエーハ２００を仕上げ研削する仕上げ研削ユニット４と、仕上げ研削ユニット４によって研削されたウエーハ２００を研磨する研磨ユニット５と、保持テーブル９を複数配設した回転可能なターンテーブル８と、複数の保持テーブル９の一の保持テーブル９ａの保持面９１に保持された研磨後のウエーハ２００の厚みばらつきを測定する厚み測定部１０と、厚み測定部１０が測定した厚みばらつきの結果から、一の保持テーブル９ａに次の周回で保持されるウエーハ２００の研磨後の形状が平坦になるように、傾き調整機構４０を駆動させて、仕上げ研削ユニット４の下に位置する保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正する制御装置１００と、を備える。この構成によれば、制御装置１００は、研磨加工後に測定されたウエーハ２００の厚みばらつきによって、仕上げ研削加工時の保持テーブル９ａの回転軸９２の傾きθを補正するため、研磨加工後のウエーハ２００の厚みばらつきを基準値以下に抑えることができる。従って、加工枚数が増えたとしても、研磨加工後のウエーハ２００の被加工面（裏面２０１）を平坦な形状に保つことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、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。

１ 研削研磨装置
２ 装置本体
３ 粗研削ユニット
４ 仕上げ研削ユニット（研削手段）
５ 研磨ユニット（研磨手段）
８ ターンテーブル
９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 保持テーブル
１０ 厚み測定部
２３ 位置調整ユニット
２３ａ 固定部
２４ モータ
４０ 傾き調整機構（傾き調整手段）
９１ 保持面
９２ 回転軸
１００ 制御装置（制御部）
１０１ 演算処理部
１０２ 記憶部
２００ ウエーハ
２０１ 裏面
２０２ 表面
２０５ 保護部材

Claims (1)

1. 被加工物を回転可能に保持する保持面を有し、該保持面の回転軸の傾きを調整可能に構成された保持テーブルと、
   該保持テーブルの保持面に保持された該被加工物を研削する研削手段と、
   該研削手段によって研削された該被加工物を研磨する研磨手段と、
   該保持テーブルを複数配設した回転可能なターンテーブルと、を少なくとも備える研削研磨装置によって該被加工物を加工する被加工物の加工方法であって、
   一の保持テーブルの該保持面に保持された被加工物を該研削手段で所定の厚さへと薄化する研削ステップと、
   該研削ステップの実施後、該ターンテーブルを回転させて一の該保持テーブルを該研磨手段の下に位置づけ、該研磨手段によって被加工物を研磨する研磨ステップと、
   該研磨ステップの実施後、該被加工物の厚みばらつきを測定する厚み測定ステップと、
   該厚み測定ステップで測定された該厚みばらつきの結果から、一の該保持テーブルに次に保持される被加工物の該研磨ステップ実施後の形状が平坦になるように、該研削ステップにおける該回転軸の傾きを補正する傾き補正ステップと、
   該厚み測定ステップで測定された該厚みばらつきが所定の基準値よりも大きいか否かを判定する判定ステップと、を備え、
   該判定ステップで該厚みばらつきが該基準値よりも大きいと判定された場合、該傾き補正ステップを実施し、
   該判定ステップで該厚みばらつきが該基準値以下と判定された場合、該厚みばらつきの値に応じて、該厚み測定ステップを実施する頻度を変更することを特徴とする被加工物の加工方法。

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