JP7865729B2 - 研削ホイール及び被加工物の研削方法 - Google Patents

研削ホイール及び被加工物の研削方法

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Description

本発明は、被加工物を研削するための研削ホイール、及び、研削ホイールで被加工物を研削する研削方法に関する。
半導体デバイスチップを薄化するためには、通常、シリコン等の半導体で形成されたウェーハの表面側にＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスを形成した後、ウェーハの裏面側を研削装置で研削する。
研削装置は、所定の回転軸の周りに回転可能な円板状のチャックテーブルを備える。チャックテーブルの上方には、研削ユニットが配置されている。研削ユニットは、長手部がＺ軸方向（例えば、鉛直方向）に沿って配置されたスピンドルを有する。
スピンドルの下端部には、円板状のマウントを介して円環状の研削ホイールが装着されている。研削ホイールは、金属で形成された円環状の基台を有する。基台の一面（下面）側には、砥粒及びボンド材をそれぞれ有する複数の研削砥石が、基台の周方向に沿って略等間隔に配置されている。
インフィード研削によりウェーハの裏面側を研削するときには、ウェーハの表面側を吸引保持したチャックテーブルを所定の回転軸の周りに回転させる。更に、ウェーハの裏面側に純水等の研削水を供給すると共に、スピンドルで研削ホイールを回転させながら研削ユニットを所定の速度で加工送りする（例えば、特許文献１参照）。
ところで、ウェーハの被研削面には、ウェーハを構成する素材とは異なる材料や性質の層又は膜が形成されている場合がある。例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）ウェーハの被研削面には、シリコン（Ｓｉ）とカーボン（Ｃ）とが分離した改質層が形成されている場合があり、シリコンウェーハの被研削面には、酸化シリコン膜が形成されている場合がある。
この様に、ウェーハ本体を構成する素材とは異なる材料や性質の層又は膜が被研削面に形成されている場合には、通常、当該層又は膜を研削するために第１の研削ホイールを使用し、当該層又は膜の除去後に、ウェーハ本体を研削するために、第１の研削ホイールとは異なる特性の第２の研削ホイールを使用する。
しかし、通常、１つの研削ユニット（即ち、１つのスピンドル）には、１つの研削ホイールが装着されるので、互いに異なる研削特性を有する第１の研削ホイール及び第２の研削ホイールを用いてウェーハを研削するためには、２つの研削ユニットが必要となる。
しかし、１つの研削ユニットを各々有する研削装置を２台使用してウェーハを研削する場合には、研削装置間でウェーハを搬送するという工程が追加的に必要になり、その分だけ、工数がかかる。また、この様に研削装置を２台使用すれば、クリーンルーム等の室内における装置のフットプリントが増加する。
特開２０１４－１２４６９０号公報
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、１つのスピンドルに１つの研削ホイールを装着して、互いに異なる研削特性を有する２つの研削ホイールを用いた研削と同様の研削を被加工物に施すことを目的とする。
本発明の一態様によれば、スピンドルの先端部に装着され、該スピンドルを回転させることによって被加工物を研削するための研削ホイールであって、円環状の基台と、該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、該複数の研削砥石セットの各々は、該スピンドルを所定方向に回転させる際に該第１の研削砥石と該第２の研削砥石との一方が他方よりも先頭となり、該スピンドルを該所定方向とは反対向きに回転させる際に該第１の研削砥石と該第２の研削砥石との他方が一方よりも先頭となるように配置され、各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられている研削ホイールが提供される。
本発明の他の態様によれば、研削ホイールで、表面に非単結晶層が形成された単結晶の基板を有する被加工物を研削する研削方法であって、該研削ホイールは、円環状の基台と、該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられ、該基板の該表面とは反対側に位置する裏面側をチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第２の研削砥石が該第１の研削砥石よりも先頭となる様に、所定方向に該研削ホイールを回転させ、該表面側を研削して該非単結晶層を除去する第１研削ステップと、該第１研削ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第１の研削砥石が該第２の研削砥石よりも先頭となる様に、該所定方向とは反対向きに該研削ホイールを回転させ、該基板を研削する第２研削ステップと、を備える被加工物の研削方法が提供される。
また、本発明の更なる他の態様によれば、研削ホイールで、表面に膜が形成された基板を有する被加工物を研削する研削方法であって、該研削ホイールは、円環状の基台と、該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられ、該基板の該表面とは反対側に位置する裏面側をチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第１の研削砥石が該第２の研削砥石よりも先頭となる様に、所定方向に該研削ホイールを回転させ、該膜を研削して該膜を除去する第１研削ステップと、該第１研削ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第２の研削砥石が該第１の研削砥石よりも先頭となる様に、該所定方向とは反対向きに該研削ホイールを回転させ、該基板を研削する第２研削ステップと、を備える被加工物の研削方法が提供される。
本発明の一態様に係る研削ホイールを用いれば、研削砥石セットにおいて第２の研削砥石が第１の研削砥石よりも先頭となる様に所定方向にスピンドルを回転させた研削と、研削砥石セットにおいて第１の研削砥石が第２の研削砥石よりも先頭となる様に、所定方向とは反対向きにスピンドルを回転させた研削とで、研削の特性を変えることができる。
つまり、１つのスピンドルの回転方向を変えることにより、異なる研削特性で被加工物を研削できる。それゆえ、１つのスピンドルに１つの研削ホイールを装着した状態で、互いに異なる研削特性を有する２つの研削ホイールを用いた研削と同様の研削を被加工物に施すことができる。
図１（Ａ）は研削ホイールの上面図であり、図１（Ｂ）は研削ホイールの断面図であり、図１（Ｃ）は研削ホイールの下面図である。 研削装置の斜視図である。 チャックテーブル等の上面図である。 研削方法のフロー図である。 保持ステップを示す図である。 図６（Ａ）は第１研削ステップを示す図であり、図６（Ｂ）は第１研削ステップを示す一部拡大断面図である。 図７（Ａ）は第２研削ステップを示す図であり、図７（Ｂ）は第２研削ステップを示す一部拡大断面図である。 第２の実施形態の保持ステップを示す図である。 第２の実施形態の第１研削ステップを示す図である。 第２の実施形態の第２研削ステップを示す図である。 図１１（Ａ）は第２の研削砥石を先頭とする場合のチャックテーブルの回転方向と加工領域との対応関係を示す図であり、図１１（Ｂ）は第１の研削砥石を先頭とする場合のチャックテーブルの回転方向と加工領域との対応関係を示す図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１（Ａ）は研削ホイール２の上面図であり、図１（Ｂ）は研削ホイール２の断面図であり、図１（Ｃ）は研削ホイール２の下面図である。
研削ホイール２は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状の基台４を有する。例えば、基台４の外径は２００ｍｍであるが、基台４の外径は、研削の目的等に応じて適宜選択される。
基台４は、それぞれ略平坦であり円環状の上面（他面）４ａ及び下面（一面）４ｂを有する。上面４ａには、図２に示すマウント２８に研削ホイール２を装着する際に利用されるねじ穴４ｃが、基台４の周方向に沿って略等間隔に形成されている。
なお、下面４ｂよりも内周側に位置する基台４の円錐台状の内周側面には、純水等の研削水をそれぞれ供給するための複数の開口（不図示）が、基台４の周方向に沿って略等間隔に設けられてもよい。
図１（Ｃ）に示す様に、基台４の下面４ｂ側には、複数の研削砥石セット６が、基台４の周方向に沿って略等間隔で環状に配置されている。図１（Ｃ）では、２４個の研削砥石セット６が配置されているが、研削砥石セット６の数は２４個に限定されない。
図１（Ｂ）に示す様に、１つの研削砥石セット６は、各々セグメント状の第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０を有する。第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の上端部は、基台４の下面４ｂ側に形成された溝部に配置され、接着剤（不図示）により基台４に固定されている。
また、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、所定の突き出し量（セグメント高さとも称される）となる様に、各下端部が下面４ｂから突出している。第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の突き出し量は、略同じである。
第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、例えば、同じ材質で形成され、且つ、同じ粒度の砥粒（例えば、ダイヤモンド砥粒）を有し、両者において砥粒の集中度は、略同じであるが、ボンド材の材質と、気孔率と、は異なる。
本明細書において、第１の研削砥石８は比較的柔らかい砥石であり、第２の研削砥石１０は第１の研削砥石８に比べて硬い砥石である。研削砥石の硬度は、例えば、三点曲げ試験で評価できる。第２の研削砥石１０の曲げ強さは、第１の研削砥石８の曲げ強さの２倍以上である。
砥石の硬度は、例えば、ボンド材の材料に起因する。第１の研削砥石８のボンド材がレジンボンドであり、第２の研削砥石１０のボンド材がビトリファイドボンドである場合、第２の研削砥石１０の硬度は、第１の研削砥石８の硬度よりも高い。
また、例えば、砥石の硬度は、気孔率に起因する。第１の研削砥石８のボンド材と、第２の研削砥石１０のボンド材とが、共に略同成分のビトリファイドボンドであるが、第１の研削砥石８の気孔率が第２の研削砥石１０の気孔率よりも高い場合、第２の研削砥石１０の硬度は、第１の研削砥石８の硬度よりも高い。
同様に、第１の研削砥石８のボンド材と、第２の研削砥石１０のボンド材とが、共に略同成分のレジンボンドであるが、第１の研削砥石８の気孔率が第２の研削砥石１０の気孔率よりも高い場合、同様に、第２の研削砥石１０の硬度は、第１の研削砥石８の硬度よりも高い。
この様に、第２の研削砥石１０の硬度が、第１の研削砥石８の硬度よりも高い場合、第２の研削砥石１０のボンド材等による砥粒を固定する力（即ち、結合力）は、第１の研削砥石８のボンド材の結合力に比べて強い。
この結合力の差異に起因して、比較的柔らかい第１の研削砥石８の自生発刃能力は比較的高く、比較的硬い第２の研削砥石１０の自生発刃能力は第１の研削砥石８に比べて低い。
１つの研削砥石セット６において、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、基台４の周方向において所定の向きとなる様に配置されている。図１（Ｃ）に示す下面図では、１つの研削砥石セット６において第２の研削砥石１０から第１の研削砥石８へ進む向きが時計回りとなる様に、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０が配置されている。
但し、研削ホイール２を同様に下面視した場合に、１つの研削砥石セット６において第１の研削砥石８から第２の研削砥石１０へ進む向きが時計回りとなる様に、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０を配置してもよい。
図１（Ｃ）に示す様に、１つの研削砥石セット６において第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、互いに隣接する様に設けられている。本実施形態の第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、略接触しているが、基台４の周方向において僅かに間隔ができる程度に隣接していてもよい。
第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０間における基台４の周方向の僅かな間隔は、例えば、基台４の周方向において隣接する２つの研削砥石セット６間の所定の間隔６ａよりも十分に小さい。
第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０間の基台４の周方向の間隔は、所定の間隔６ａの１／３以下、好ましくは１／４以下である。例えば、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０間の基台４の周方向の間隔は、１ｍｍ以下である。
また、例えば、第２の研削砥石１０に隣接する第１の研削砥石８の側面から突出している砥粒が、第２の研削砥石１０に接している、又は、第１の研削砥石８に隣接する第２の研削砥石１０の側面から突出している砥粒が、第１の研削砥石８に接している程度に、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は近接している。
上述の様に、各研削砥石セット６の間には、所定の間隔６ａが設けられており、所定の間隔６ａは、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０間の基台４の周方向の僅かな間隔よりも大きい。
基台４の周方向に沿う所定の間隔６ａは、例えば３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の所定値であるが、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の個数、サイズ等により、この所定の間隔６ａは適宜調整される。
第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０は、例えば、ボンド材、砥粒、フィラー等を混合した後、圧縮成型、焼成及び整形を経て、個別に形成される。砥粒としては、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等のいわゆる超砥粒が用いられる。
整形後、図１（Ａ）から図１（Ｃ）に示す配置となる様に、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０を接着剤で基台４に固定する。この様にして製造された研削ホイール２は、被加工物１１（図５等参照）を研削する研削装置１２で使用される。
図２は、研削装置１２の斜視図である。なお、図２では、研削装置１２の要部を示し、便宜上、他の構成要素を省略している。また、図２に示すＺ軸方向は、例えば、鉛直方向と平行である。
研削装置１２は、円板状のチャックテーブル１４を有する。チャックテーブル１４は、非多孔質セラミックスで形成された円板状の枠体１６（図５参照）を有する。枠体１６の上部には、円板状の凹部が形成されており、この凹部には、多孔質セラミックスで形成された円板状の多孔質板１８（図５参照）が固定されている。
枠体１６には、気体流路１６ａ（図５参照）が形成されており、この気体流路１６ａの一端部には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が連結されている。吸引源からの負圧は、気体流路１６ａを介して多孔質板１８に伝達する。
枠体１６の上面と、多孔質板１８の上面とは、略面一となっており、被加工物１１を吸引保持する保持面１４ａとして機能する。多孔質板１８の中央部は、外周部に比べて突出しており、保持面１４ａは、円錐形状になっている。
但し、中央部の突出量は、保持面１４ａの径に比べて非常に小さい。例えば、中央部の突出量が２０μｍであるのに対して、保持面１４ａの径は２００ｍｍである。それゆえ、図５では、便宜上、保持面１４ａを略平坦に示している。
チャックテーブル１４の下部には、円柱状の回転軸２０（図５参照）が設けられている。この回転軸２０は、プーリー、ベルト等の駆動機構（不図示）により、所定の方向に回転する。図２では、回転軸２０の回転中心２０ａを一点鎖線で示す。
チャックテーブル１４は、テーブルベース２２により回転可能に支持されている。テーブルベース２２の下部には、テーブルベース２２の傾きを調整するための傾き調整機構（不図示）が設けられている。
傾き調整機構は、Ｚ軸方向の長さが固定された第１支持部と、Ｚ軸方向の長さをそれぞれ独立に変えることができる第２支持部及び第３支持部と、を有する。第１から第３支持部は、テーブルベース２２の周方向において略等間隔に配置されており、テーブルベース２２を三点で支持している。
チャックテーブル１４の近傍には、研削ホイール２と被加工物との接触領域（加工領域）に研削水を供給するための内部ノズル（不図示）が設けられている。本実施形態では、研削砥石の内周側で被加工物を研削する内刃研削を行うので、研削砥石の内周側に研削水を供給する内部ノズルを用いる。
また、基台４に設けられた開口から研削水を供給してもよい。なお、研削砥石の外周側で被加工物を研削する外刃研削を行う場合には、研削砥石の外周側に研削水を供給する外部ノズル（不図示）を用いてもよい。
チャックテーブル１４の上方には研削ユニット２４が設けられている。研削ユニット２４は、円筒状のスピンドルハウジング（不図示）を有する。スピンドルハウジングには、ボールねじ式のＺ軸方向移動ユニット（不図示）が取り付けられている。
Ｚ軸方向移動ユニットは、スピンドルハウジングをＺ軸方向に沿って上下移動させることができる。例えば、研削時には、所定の加工送り速度で研削ユニット２４を下方に移動させる（即ち、加工送りする）。
スピンドルハウジングには、円柱状のスピンドル２６の一部が回転可能に収容されている。スピンドルハウジングの上端部には、スピンドル２６を回転させるためのモータ等の駆動源（不図示）が設けられている。駆動源に供給される電流の向きにより、スピンドル２６は、右回り及び左回りのいずれの方向にも回転可能である。
スピンドル２６の下端部（先端部）２６ａは、スピンドルハウジングから突出している。下端部２６ａには、円板状のマウント２８の上面側が固定されている。マウント２８の下面側には、ボルト３０により上述の研削ホイール２が装着されている。
この様に、下端部２６ａにはマウント２８を介して研削ホイール２が装着されている。スピンドル２６の回転により研削ホイール２が回転すると、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の下面の軌跡により円環状の研削面が形成される。
チャックテーブル１４の回転軸２０は、保持面１４ａの一部の領域１４ｂ（図３参照）が研削面と略平行になる様に傾けられている。領域１４ｂは、保持面１４ａの中心を通る円弧状の領域である。
領域１４ｂは、複数の研削砥石セット６の直下に位置しており、図３では、領域１４ｂの範囲が両矢印で示されている。研削時には、保持面１４ａで吸引保持された被加工物１１のうち、この領域１４ｂに対応する領域が研削される（即ち、加工領域となる）。
図３は、チャックテーブル１４等の上面図である。なお、図３では、チャックテーブル１４に加えて、保持面１４ａ上に位置する研削ユニット２４のうち複数の研削砥石セット６のみを合せて示す。
次に、図４から図７（Ｂ）を参照し、第１の実施形態の研削方法を説明する。図４は、第１の実施形態における研削方法のフロー図である。第１の実施形態では、保持ステップＳ１０、第１研削ステップＳ２０及び第２研削ステップＳ３０の順で、被加工物１１に対してインフィード研削を施す。
被加工物１１は、円板形状であり、主に炭化珪素（ＳｉＣ）で形成された単結晶の基板（ウェーハ）１３を有する。被加工物１１を形成する際には、まず、ＳｉＣインゴットの所定深さにレーザービームを集光させて非晶質領域（改質領域、分離領域などとも呼ばれる）を形成する。
非晶質（アモルファス）領域では、アモルファスカーボン（Ｃ）と、アモルファスシリコン（Ｓｉ）とが形成されていると考えられている。非晶質領域を形成後、非晶質領域を境に基板１３をインゴットから分離する。
それゆえ、インゴットから分離された基板１３の表面１３ａには、非晶質層（非単結晶層）１５が形成されている。なお、分離後の表面１３ａは、例えば、８０μｍから１００μｍ程度の算術平均粗さＲａを有する。
被加工物１１を研削する際には、まず、表面１３ａとは反対側に位置する基板１３の裏面１３ｂ側を保持面１４ａで吸引保持する（保持ステップＳ１０）。図５は、保持ステップＳ１０を示す図である。
保持ステップＳ１０の後、第１研削ステップＳ２０を行う。図６（Ａ）は、第１研削ステップＳ２０を示す図である。第１研削ステップＳ２０では、非晶質層１５を除去するために、比較的硬く自生発刃能力が低い第２の研削砥石１０を主に使用して表面１３ａ側を研削する。
第１研削ステップＳ２０では、チャックテーブル１４を所定方向に１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下の所定値で回転させ、スピンドル２６を所定方向に１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下の所定値で回転させる。これと共に、加工点に研削水を供給しながら、０．１μｍ／ｓ以上２．０μｍ／ｓ以下の所定値の加工送り速度で研削ユニット２４を研削送りする。
特に、第１研削ステップＳ２０では、研削砥石セット６において第２の研削砥石１０が第１の研削砥石８よりも先頭となる様に、所定方向にスピンドル２６及び研削ホイール２を回転させる。図６（Ｂ）は、第１研削ステップＳ２０を示す一部拡大断面図である。
図６（Ｂ）に示す様に、第１研削ステップＳ２０では、各研削砥石セット６の第２の研削砥石１０を主に使用して表面１３ａ側を研削する。それゆえ、第２の研削砥石１０の研削特性を反映した研削を行うことができる。具体的には、砥石の消耗量を低減しつつ表面１３ａ側を研削できる。
なお、第１研削ステップＳ２０において、比較的柔らかく自生発刃能力が高い第１の研削砥石８は、第２の研削砥石１０が研削した表面１３ａをなぞるだけなので、第１の研削砥石８の消耗量は、第２の研削砥石１０の消耗量と略同じになる。
この様に、第１研削ステップＳ２０では、研削砥石の消耗量を比較的低減しながら被加工物１１を研削できる。第１研削ステップＳ２０では、非晶質層１５を除去し、基板１３本体を露出させるまで、表面１３ａ側を研削する。
第１研削ステップＳ２０の後、第２研削ステップＳ３０を行う。単結晶の基板１３本体は、非晶質層１５の領域に比べて硬い。この硬い基板１３本体を研削する際には、砥石の目つぶれや目こぼれが生じやすい。
そこで、基板１３本体を安定的に研削するためには、砥石の自生発刃を促しながら研削を進める必要がある。第２研削ステップＳ３０では、比較的柔らかく自生発刃能力が高い第１の研削砥石８を効果的に利用して基板１３を研削する。
第２研削ステップＳ３０では、まず、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０が被加工物１１に接しない程度に、研削ユニット２４を上昇させる。なお、チャックテーブル１４の回転方向及び回転速度は、第１研削ステップＳ２０と同じに維持する。
そして、研削砥石セット６において第１の研削砥石８が第２の研削砥石１０よりも先頭となる様に、第１研削ステップＳ２０の所定方向とは反対向きにスピンドル２６及び研削ホイール２を１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下の所定値で回転させる。
その後、スピンドル２６を回転させると共に、加工点に研削水を供給しながら０．１μｍ／ｓ以上２．０μｍ／ｓ以下の所定値の加工送り速度で研削ユニット２４を研削送りする。図７（Ａ）は、第２研削ステップＳ３０を示す図である。
第２研削ステップＳ３０では、第１の研削砥石８の研削特性を反映した研削を行うことができる。具体的には、高い自生発刃能力を反映した研削を行うことができる。
更に、第１の研削砥石８のボンド材８ａから脱落した砥粒８ｂが、第２の研削砥石１０の下面（研削面）に進入することで、比較的硬く自生発刃能力が低い第２の研削砥石１０の自生発刃が促される。
図７（Ｂ）は、第２研削ステップＳ３０を示す一部拡大断面図である。図７（Ｂ）に示す様に、第２研削ステップＳ３０では、脱落した砥粒８ｂにより第２の研削砥石１０の自生発刃を促すことができる。その結果、第１の研削砥石８と第２の研削砥石１０との消耗量は、略同じになる。
この様に、第２研削ステップＳ３０では、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の消耗量を第１研削ステップＳ２０に比べて増加させながら被加工物１１を研削し、所定の仕上げ厚さとなるまで基板１３を研削する。
第１の実施形態では、１つのスピンドル２６に装着された１つの研削ホイール２を用いて、スピンドル２６の回転方向に応じて、第１研削ステップＳ２０では砥石の消耗量を低減した研削ができ、更に、第２研削ステップＳ３０では高い自生発刃能力を発揮できる。この様に、スピンドル２６の回転方向に応じて研削の特性を変えることができる。
つまり、スピンドル２６の回転方向に応じて、互いに異なる研削特性を有する２つの研削ホイールを用いた研削と同様の研削を被加工物１１に施すことができる。それゆえ、研削装置間での搬送工程の追加や、研削装置のフットプリントの増加を抑制できる。
なお、複数の研削砥石セット６が基台４の周方向に沿って環状に配置されているので、スピンドル２６の回転方向がどちらであっても、研削ホイール２の研削面の内径及び外径を略同じにできるという特徴もある。
ところで、出願人が行った実験によると、第１研削ステップＳ２０における第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の消耗量を１とした場合に、第２研削ステップＳ３０における第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の消耗量は、１．５となった。
（比較実験）これに対して、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０が基台４の周方向に沿って交互に３．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の所定の間隔で環状に配置された研削ホイールを使用して、被加工物の一面をそれぞれ研削する比較実験を行った。
比較実験では、所定方向に研削ホイールを回転させて被加工物を研削する第１工程と、所定方向とは反対向きに研削ホイールを回転させて被加工物を研削する第２工程とでは、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の消耗量は、略同じとなった。
それゆえ、回転方向に応じて研削特性を変えるためには、１つの研削砥石セット６を構成する第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０の基台４の周方向の間隔を、基台４の周方向における研削砥石セット６同士の間隔よりも狭くする必要があると言える。
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、上述の研削ホイール２が装着された研削装置１２を用いて、図４に示すフロー図に示す研削方法に従って被加工物２１（図８参照）を研削する。
図８に示す様に、被加工物２１は、主にシリコンで形成された単結晶の基板（ウェーハ）２３を有する。基板２３は、円板形状を有し、基板２３の表面２３ａには、酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（例えばＳｉ３Ｎ４）膜、金属膜等の、基板２３本体とは異なる材料で形成された膜２５が形成されている。
被加工物２１を研削する際には、まず、表面２３ａとは反対側に位置する基板２３の裏面２３ｂ側を保持面１４ａで吸引保持する（保持ステップＳ１０）。図８は、第２の実施形態の保持ステップＳ１０を示す図である。
保持ステップＳ１０の後、第１研削ステップＳ２０を行う。図９は、第２の実施形態の第１研削ステップＳ２０を示す図である。
第１研削ステップＳ２０では、チャックテーブル１４を所定方向に１００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下の所定値で回転させ、スピンドル２６を所定方向に３０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下の所定値で回転させる。これと共に、加工点に研削水を供給しながら、０．１μｍ／ｓ以上２．０μｍ／ｓ以下の所定値の加工送り速度で研削ユニット２４を研削送りする。
第１研削ステップＳ２０では、研削砥石セット６において第１の研削砥石８が第２の研削砥石１０よりも先頭となる様に、所定方向にスピンドル２６及び研削ホイール２を回転させる。
第１研削ステップＳ２０では、比較的柔らかく研削時に砥石の目詰まりを生じさせやすい金属膜や、比較的硬く研削時に砥石の目つぶれ及び目こぼれを生じさせやすい酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を研削するために、比較的柔らかく自生発刃能力が高い第１の研削砥石８を効果的に利用して膜２５を研削する。
それゆえ、第１の研削砥石８の研削特性を反映した研削を行うことができる。具体的には、第１の研削砥石８の高い自生発刃能力を反映した研削を行うことができる。
また、第１研削ステップＳ２０では、自生発刃能力が高い第１の研削砥石８を使用して膜２５を研削すると共に、脱落した砥粒８ｂで第２の研削砥石１０の自生発刃を促しながら第２の研削砥石１０を使用して膜２５を研削することもできる。
なお、第１研削ステップＳ２０において、第１の研削砥石８と第２の研削砥石１０との消耗量は、略同じになる。第１研削ステップＳ２０では、膜２５を除去するまで、表面２３ａ側を研削し、基板２３本体を露出させる。第１研削ステップＳ２０の後、第２研削ステップＳ３０を行う。
第２研削ステップＳ３０では、まず、第１の研削砥石８及び第２の研削砥石１０が被加工物１１に接しない程度に、研削ユニット２４を上昇させる。チャックテーブル１４の回転方向及び回転速度は、第１研削ステップＳ２０と同じに維持する。
そして、研削砥石セット６において第２の研削砥石１０が第１の研削砥石８よりも先頭となる様に、第１研削ステップＳ２０の所定方向とは反対向きにスピンドル２６及び研削ホイール２を３０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下の所定値で回転させる。
その後、スピンドル２６を回転させると共に、加工点に研削水を供給しながら０．５μｍ／ｓ以上２．０μｍ／ｓ以下の所定値の加工送り速度で研削ユニット２４を研削送りする。図１０は、第２の実施形態の第２研削ステップＳ３０を示す図である。
第２研削ステップＳ３０では、加工送りを所定時間行い、所定の仕上げ厚さとなるまで基板２３を研削する。第２研削ステップＳ３０では、各研削砥石セット６の第２の研削砥石１０で表面２３ａ側を主に研削する。
それゆえ、第２研削ステップＳ３０では、第２の研削砥石１０の研削特性を反映した研削を行うことができる。具体的には、砥石の消耗量の低減しつつ表面２３ａ側を研削できる。
なお、第２研削ステップＳ３０において、第１の研削砥石８は、第２の研削砥石１０が研削した表面１３ａをなぞるので、第１の研削砥石８の消耗量は、第２の研削砥石１０の消耗量と略同じになる。
第２の実施形態では、研削ホイール２を用いて、スピンドル２６の回転方向を変えることで、第１研削ステップＳ２０では高い自生発刃能力を発揮でき、第２研削ステップＳ３０では砥石の消耗量を低減した研削ができる。
この様に、１つのスピンドル２６に装着された１つの研削ホイール２を用いて、互いに異なる研削特性を有する２つの研削ホイールを用いた研削と同様の研削を被加工物２１に施すことができる。それゆえ、研削装置間での搬送工程の追加や、研削装置のフットプリントの増加を抑制できる。
次に、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を参照し、第１及び第２の実施形態の変形例について説明する。上述の第１及び第２の実施形態では、チャックテーブル１４の回転方向を同じに維持する。
しかし、当該変形例では、研削の態様が外内研削、且つ、内刃研削となる様に、スピンドル２６の回転方向に応じて、チャックテーブル１４の回転方向と、テーブルベース２２の傾きと、を変更する。
外内研削とは、被加工物の外周部から中心に向けて研削砥石を進めながら被加工物を研削することを指す。なお、チャックテーブル１４の回転方向は、上述の駆動機構により変更でき、テーブルベース２２の傾きは、上述の傾き調整機構により調整できる。
図１１（Ａ）は、研削砥石セット６の第２の研削砥石１０を先頭とする場合のチャックテーブル１４の回転方向と、研削面と略平行になる加工領域（領域１４ｂ）と、の対応関係を示す図である。但し、図１１（Ａ）では、保持面１４ａ上の被加工物を省略している。
図１１（Ａ）に示す上面視では、チャックテーブル１４及び研削ホイール２の回転方向が略同じ時計回り方向であり、保持面１４ａの右半分に領域１４ｂが存在する。
図１１（Ｂ）は、研削砥石セット６の第１の研削砥石８を先頭とする場合のチャックテーブル１４の回転方向と、研削面と略平行になる加工領域（領域１４ｂ）と、の対応関係を示す図である。但し、図１１（Ｂ）では、保持面１４ａ上の被加工物を省略している。
図１１（Ｂ）に示す上面視では、チャックテーブル１４及び研削ホイール２の回転方向が略同じ反時計回り方向である。また、テーブルベース２２の傾きは、図１１（Ａ）における傾きとは異なり、保持面１４ａの左半分に領域１４ｂが存在する。
当該変形例では、スピンドル２６の回転方向に応じて、チャックテーブル１４の回転方向と、テーブルベース２２の傾きと、を変更するので、研削の態様を、外内研削、且つ、内刃研削に維持できる。
その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２：研削ホイール、４：基台、４ａ：上面（他面）、４ｂ：下面（一面）、４ｃ：ねじ穴
６：研削砥石セット、６ａ：間隔
８：第１の研削砥石、８ａ：ボンド材、８ｂ：砥粒、１０：第２の研削砥石
１１：被加工物、１３：基板、１３ａ：表面、１３ｂ：裏面
１５：非晶質層（非単結晶層）
１２：研削装置、１４：チャックテーブル、１４ａ：保持面、１４ｂ：領域
１６：枠体、１６ａ：気体流路、１８：多孔質板
２０：回転軸、２０ａ：回転中心、２２：テーブルベース
２１：被加工物、２３：基板、２３ａ：表面、２３ｂ：裏面、２５：膜
２４：研削ユニット、２６：スピンドル、２６ａ：下端部（先端部）
２８：マウント、３０：ボルト
Ｓ１０：保持ステップ、Ｓ２０：第１研削ステップ、Ｓ３０：第２研削ステップ

Claims (3)

  1. スピンドルの先端部に装着され、該スピンドルを回転させることによって被加工物を研削するための研削ホイールであって、
    円環状の基台と、
    該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、
    該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、
    該複数の研削砥石セットの各々は、該スピンドルを所定方向に回転させる際に該第１の研削砥石と該第２の研削砥石との一方が他方よりも先頭となり、該スピンドルを該所定方向とは反対向きに回転させる際に該第１の研削砥石と該第２の研削砥石との他方が一方よりも先頭となるように配置され、
    各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられていることを特徴とする研削ホイール。
  2. 研削ホイールで、表面に非単結晶層が形成された単結晶の基板を有する被加工物を研削する研削方法であって、
    該研削ホイールは、
    円環状の基台と、
    該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、
    該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、
    各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられ、
    該基板の該表面とは反対側に位置する裏面側をチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、
    該保持ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第２の研削砥石が該第１の研削砥石よりも先頭となる様に、所定方向に該研削ホイールを回転させ、該表面側を研削して該非単結晶層を除去する第１研削ステップと、
    該第１研削ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第１の研削砥石が該第２の研削砥石よりも先頭となる様に、該所定方向とは反対向きに該研削ホイールを回転させ、該基板を研削する第２研削ステップと、
    を備えることを特徴とする被加工物の研削方法。
  3. 研削ホイールで、表面に膜が形成された基板を有する被加工物を研削する研削方法であって、
    該研削ホイールは、
    円環状の基台と、
    該基台の一面側において、該基台の周方向に沿って環状に配置された複数の研削砥石セットと、を備え、
    該複数の研削砥石セットの各々には、第１の研削砥石と、該第１の研削砥石に比べて自生発刃能力が低い第２の研削砥石と、が該基台の周方向において所定の向きで隣接するように設けられ、
    各研削砥石セットの間には、該基台の周方向における該第１の研削砥石及び該第２の研削砥石の間隔よりも大きな所定の間隔が設けられ、
    該基板の該表面とは反対側に位置する裏面側をチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、
    該保持ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第１の研削砥石が該第２の研削砥石よりも先頭となる様に、所定方向に該研削ホイールを回転させ、該膜を研削して該膜を除去する第１研削ステップと、
    該第１研削ステップの後、該研削砥石セットにおいて該第２の研削砥石が該第１の研削砥石よりも先頭となる様に、該所定方向とは反対向きに該研削ホイールを回転させ、該基板を研削する第２研削ステップと、
    を備えることを特徴とする被加工物の研削方法。
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