JP7612303B2

JP7612303B2 - 加工方法

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Inventors: 佳一鈴木
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Description

本発明は、円状の研磨面を有する研磨パッドを用いて円状の被研磨面を有する被加工物を研磨する加工方法に関する。

半導体デバイス及び光デバイス等の電子デバイスのチップは、例えば、シリコン（Ｓｉ）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）等からなる半導体ウェーハ又はサファイア（酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３））等からなる絶縁体ウェーハ等の被加工物を用いて製造される。このようなチップは、例えば、表面に多数のデバイスが形成された被加工物を薄化した後に、個々のデバイスを含む領域毎に被加工物を分割することで製造される。

被加工物を薄化する方法としては、例えば、被加工物の裏面側の研削が挙げられる。ただし、被加工物を研削すると、その裏面（被研削面）に被加工物を構成する材料の結晶構造が乱れた層（破砕層）が形成され、かつ／又は、研削痕が残存するとともに、微細なクラックが形成されることがある。そして、このような被加工物を分割してチップを製造すると、得られるチップの抗折強度が低下するおそれがある。

そのため、被加工物の被研削面側に形成された破砕層、研削痕及び／又はクラックを除去するために、研削後に被加工物の被研削面に対して研磨が行われることがある（例えば、特許文献１参照）。この研磨は、例えば、発泡ポリウレタン等の樹脂又はフェルト等の不織布に砥粒が分散された研磨パッドと被加工物との双方を回転させながら、被加工物の裏面（被研磨面）に研磨パッドの研磨面を接触させることによって行われる。

特開２００３－２４３３４５号公報

研磨パッドの研磨面は、被加工物の被研磨面を研磨することによって摩耗する。そのため、研磨パッドの研磨面の一部の領域のみを用いて、同じサイズの被研磨面を有する多数の被加工物の研磨が行われると、この研磨パッドの研磨面に段差が形成されることがある。例えば、この研磨面の外周近傍の領域がそれよりも内側の領域よりも下に突出することがある。

このような研磨パッドを用いて被加工物の被研磨面を研磨すると、被加工物の被研磨面を平坦化することが困難になるおそれがある。具体的には、研磨パッドは一般的に柔軟であるため、被加工物の被研磨面を研磨する際に、研磨パッドの研磨面が変形することがある。

例えば、研磨の際に、研磨パッドの研磨面に形成された段差の存在に起因して被加工物の外周近傍に加わる荷重が大きくなることがある。この状態で上記の多数の被加工物と同じサイズの被研磨面を有する被加工物を研磨すると、その外周近傍の領域が過剰に研磨されて薄くなる（ダレが生じる）おそれがある。

以上の点に鑑み、本発明の目的は、被加工物の被研磨面の研磨に起因する研磨パッドの研磨面における段差の形成を抑制して、このような研磨を行った後においても、この被研磨面を平坦化するのに適した研磨パッドの形状を維持することが可能な加工方法を提供することである。

本発明によれば、円状の研磨面を有する研磨パッドを用いて円状の被研磨面を有する被加工物を研磨する加工方法であって、中心が凸となる円錐形状の保持面を有するチャックテーブルに該被加工物を保持させる保持ステップと、該保持面の外周上の点のうち該研磨面に垂直な方向における該研磨面までの距離が最も短くなる点と該保持面の中心とを結ぶ線分が該研磨面と平行になるように、該チャックテーブルの回転軸と該研磨パッドの回転軸とがなす角の角度を調整する調整ステップと、該研磨面に平行な座標平面において、該線分と重なる該被研磨面の外周上の点が位置する第１座標が該研磨パッドと重ならず、かつ、該被研磨面の中心が位置する第２座標が該研磨パッドと重なるように、該研磨パッドと該チャックテーブルとを水平方向に相対的に移動させて該研磨パッドを該チャックテーブルの上方に位置付ける位置付けステップと、該研磨パッドと該チャックテーブルとが回転した状態で、該第１座標に位置する該被研磨面の外周上の点を該研磨面に接触させず、かつ、該第１座標と異なる該座標平面上の第３座標に位置する該被研磨面の外周上の点を該研磨面の外周に接触させて該被加工物を研磨する研磨ステップと、を備える加工方法が提供される。

さらに、本発明においては、位置付けステップの前に該研磨パッドをドレスするドレスステップを更に備え、該ドレスステップでは、該研磨面の円状の中央領域に凹部を形成し、該研磨ステップの際に該研磨面と該被研磨面とが接触する界面の境界の一部は、該凹部の外周に沿って円弧状になることが好ましい。

本発明においては、研磨面に平行な座標平面に含まれる所定の座標（第１座標）に位置する被研磨面の外周上の点を研磨面に接触させず、かつ、別の座標（第３座標）に位置する被研磨面の外周上の点を研磨面の外周に接触させて被加工物を研磨する。この場合、被加工物の被研磨面の全域を研磨できるとともに研磨パッドの研磨面の外周近傍の領域をそれよりも内側の領域と同程度に摩耗させることができる。

これにより、被加工物の被研磨面の研磨に起因する研磨パッドの研磨面における段差の形成を抑制して、このような研磨を行った後においても、この被研磨面を平坦化するのに適した研磨パッドの形状を維持することができる。

図１は、加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、被加工物の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、チャックテーブルの一例等を模式的に示す一部断面側面図である。図４は、被加工物の加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。図５（Ａ）は、研磨位置に位置付けられたチャックテーブルと位置が調整された研磨パッドとを模式的に示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示されるＡ_１Ｂ_１線における断面を模式的に示す断面図である。図６（Ａ）は、研磨パッドによって被加工物を研磨する様子を模式的に示す上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示されるＡ_２Ｂ_２線における断面を模式的に示す断面図である。図７は、被加工物の加工方法の変形例を模式的に示すフローチャートである。図８は、研磨位置に位置付けられたドレスユニットと位置が調整された研磨パッドとを模式的に示す側面図である。図９（Ａ）は、ドレスされた研磨パッドによって被加工物を研磨する様子を模式的に示す上面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示されるＡ_３Ｂ_３線における断面を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、被加工物の研削及び研磨が可能な加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図１に示されるＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ軸方向（上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。

図１に示される加工装置２は、各構造を支持する基台４を備える。基台４の上面前端側には、開口４ａが形成されており、開口４ａ内には、板状の被加工物を搬送するための搬送機構６が設けられている。図２は、搬送機構６によって搬送される被加工物の一例を模式的に示す斜視図である。

図２に示される被加工物１１は、例えば、円状の表面１１ａ及び裏面１１ｂを有し、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料からなるウェーハである。この被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン１３で複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のデバイス１５が形成されている。

また、被加工物１１の表面１１ａには、被加工物１１の径と概ね等しい径を有するフィルム状のテープが貼着されていてもよい。このテープは、例えば、樹脂からなり、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削する際に表面１１ａ側に加わる衝撃を緩和してデバイス１５を保護する。

なお、被加工物１１の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。例えば、被加工物１１は、他の半導体材料、セラミックス、樹脂又は金属等の材料でなる基板であってもよい。同様に、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等にも制限はない。また、被加工物１１には、デバイス１５が形成されていなくてもよい。

開口４ａの前方には、カセットテーブル８ａ、８ｂが設けられている。カセットテーブル８ａ、８ｂには、それぞれ、複数の被加工物１１を収容できるカセット１０ａ、１０ｂが載せられる。開口４ａの斜め後方には、被加工物１１の位置を調整するための位置調整機構１２が設けられている。

位置調整機構１２は、例えば、被加工物１１の中央の部分を支持できるように構成されたテーブル１２ａと、テーブル１２ａよりも外側の領域でこのテーブル１２ａに対して接近及び離隔できるように構成された複数のピン１２ｂとを備える。例えば、カセット１０ａから搬送機構６によって搬出された被加工物１１がテーブル１２ａに載せられると、複数のピン１２ｂによって被加工物１１の中心の位置がテーブル１２ａの中央部に合わせられる。

位置調整機構１２の近傍には、被加工物１１を保持して旋回できる搬入機構１４が設けられている。搬入機構１４は、被加工物１１の上面側を吸着できる吸着パッドを備え、位置調整機構１２で位置が調整された被加工物１１を後方に搬送する。搬入機構１４の後方には、円盤状のターンテーブル１６が設けられている。

ターンテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向に平行な直線を回転軸として回転する。このターンテーブル１６の上面には、加工の際に被加工物１１を支持するための４個のチャックテーブル１８がターンテーブル１６の周方向に沿って概ね等間隔に設けられている。なお、ターンテーブル１６上に設けられるチャックテーブル１８の数等に制限はない。

搬入機構１４は、被加工物１１を吸着パッドで吸着し、搬入機構１４の近傍の搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８へと搬入する。ターンテーブル１６は、例えば、図１に示される矢印の方向に回転し、各チャックテーブル１８を、搬入搬出位置、粗研削位置、仕上げ研削位置、研磨位置の順に移動させる。

図３は、チャックテーブル１８等を模式的に示す一部断面側面図である。チャックテーブル１８は、ステンレス鋼等の金属材料又はセラミックスからなる枠体２０を有する。枠体２０は、円盤状の底壁と、この底壁の外周部から上方に延在する円環状の側壁とを有する。そして、枠体２０においては、底壁及び側壁によって凹部が画定されている。

枠体２０の底壁には、吸引路（不図示）が形成されている。この吸引路の一端は、凹部の底面に露出しており、吸引路の他端は、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。この凹部には、ポーラス板２２が固定されている。このポーラス板２２の下面は概ね平坦であり、その上面の中心が凸となる円錐形状になっている。

そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板２２の上面近傍の空間には負圧が生じる。そのため、ポーラス板２２の上面は、被加工物１１を保持するチャックテーブル１８の保持面１８ａとして機能する。具体的には、ポーラス板２２の上面に被加工物１１が搬入された状態で吸引源を動作させると、被加工物１１がチャックテーブル１８に吸引保持される。

チャックテーブル１８の下部には、円柱状のスピンドル２４の上部が連結されている。なお、このチャックテーブル１８は、スピンドル２４から取り外し可能である。スピンドル２４の下部は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、保持面１８ａの中心を通る回転軸２６を中心としてチャックテーブル１８が回転する。

チャックテーブル１８の下方には、チャックテーブル１８が回転可能な態様でチャックテーブル１８を支持する環状のベアリング２８が設けられている。ベアリング２８の下方には、環状の支持板３０が固定されている。支持板３０の下方には、環状のテーブルベース３２が設けられている。スピンドル２４は、ベアリング２８、支持板３０及びテーブルベース３２のそれぞれの中央に設けられた開口に位置する。

テーブルベース３２の下面側には、テーブルベース３２の周方向に沿って概ね等間隔に３つの支持機構（固定支持機構３６ａ、第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃ）が設けられている。なお、本明細書では、これら３つの支持機構をまとめて、傾き調整ユニット３６と称する。

テーブルベース３２は、固定支持機構３６ａ、第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃに支持されている。固定支持機構３６ａは、所定長さの支柱（固定軸）を有する。この支柱の上部は、テーブルベース３２の下面に固定された上部支持体に連結され、また、この支柱の下部は、支持ベースに固定されている。

第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃのそれぞれは、先端部に雄ねじが形成された支柱（可動軸）３８を有する。支柱３８の先端部（上部）は、テーブルベース３２の下面に固定された上部支持体４０に回転可能な態様で連結されている。具体的には、上部支持体４０は、雌ねじを有するロッド等の金属製柱状部材であり、支柱３８の雄ねじは、上部支持体４０の雌ねじに回転可能な態様で連結されている。

第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃの支柱３８の外周には、所定の外径を有する円環状のベアリング４２が固定されている。ベアリング４２の一部は、階段状の支持板４４に支持されている。すなわち、第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃは、支持板４４に支持されている。

支柱３８の下部には、支柱３８を回転させるモータ４６が連結されている。モータ４６を動作させて支柱３８を一方向に回転させると、上部支持体４０が上昇する。また、モータ４６を動作させて支柱３８を他方向に回転させると、上部支持体４０が下降する。このように、第１可動支持機構３６ｂ及び第２可動支持機構３６ｃの上部支持体４０が昇降することで、テーブルベース３２（すなわち、チャックテーブル１８）の傾きが調整される。

再び図１を参照して、加工装置２の残りの構成要素について説明する。ターンテーブル１６の周方向に沿って隣接する一対のチャックテーブル１８の間には、後述する研磨パッド１１０のドレスに用いられるドレスユニット４８が配置されている。ドレスユニット４８は、下端部がターンテーブル１６の上面に固定されている円柱状の支持部材５０を有する。支持部材５０の上端部には、ドレス部５２が装着されている。

ドレス部５２は、例えば、樹脂等のボンド材に砥粒が分散されている構造又は支持部材５０の上端部の表面に砥粒が分散されたメッキ層が設けられている構造を有する。この砥粒は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、ダイヤモンド又は金属酸化物微粒子等の材料からなる。なお、この金属酸化物微粒子としては、シリカ（酸化シリコン）、セリア（酸化セリウム）、ジルコニア（酸化ジルコニウム）又はアルミナ（酸化アルミニウム）等からなる微粒子が挙げられる。

粗研削位置及び仕上げ研削位置の後方（ターンテーブル１６の後方）には、それぞれ、柱状の支持構造５４が設けられている。支持構造５４の前面（ターンテーブル１６側の面）には、Ｚ軸移動機構５６が設けられている。Ｚ軸移動機構５６は、支持構造５４の前面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール５８を有する。

一対のガイドレール５８の前面側には、一対のガイドレール５８に沿ってスライド可能な態様で移動プレート６０が連結されている。また、一対のガイドレール５８の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸６２が配置されている。このねじ軸６２の上端部には、ねじ軸６２を回転させるためのモータ６４が連結されている。

そして、ねじ軸６２の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸６２の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、ねじ軸６２が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＺ軸方向に沿って移動する。

また、このナット部は、移動プレート６０の後面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ６４でねじ軸６２を回転させれば、ナット部とともに移動プレート６０がＺ軸方向に沿って移動する。さらに、移動プレート６０の表面（前面）には、固定具６６が設けられている。

固定具６６は、被加工物１１を研削するための研削ユニット６８を支持する。研削ユニット６８は、固定具６６に固定されるスピンドルハウジング７０を備える。スピンドルハウジング７０には、Ｚ軸方向に沿って延在するスピンドル７２が回転可能な態様で収容されている。

スピンドル７２の上端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル７２は、この回転駆動源の動力によって回転する。また、スピンドル７２の下端部は、スピンドルハウジング７０の下面から露出し、この下端部には、円盤状のマウント７４が固定されている。

粗研削位置側の研削ユニット６８のマウント７４の下面には、粗研削用の研削ホイール７６ａが装着される。この粗研削用の研削ホイール７６ａは、マウント７４と概ね同径に形成されたホイール基台を備える。そして、このホイール基台は、例えば、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属材料からなる。

また、このホイール基台の下面には、粗研削に適した砥粒を含む複数の研削砥石が固定されている。複数の研削砥石のそれぞれの下面（研削面）は、Ｚ軸方向に概ね垂直な面であり、粗研削位置に配置されたチャックテーブル１８に吸引保持された被加工物１１を粗研削する。

同様に、仕上げ研削位置側の研削ユニット６８のマウント７４の下面には、仕上げ研削用の研削ホイール７６ｂが装着される。この仕上げ研削用の研削ホイール７６ｂは、マウント７４と概ね同径に形成されたホイール基台を備える。そして、このホイール基台は、例えば、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属材料からなる。

また、このホイール基台の下面には、仕上げ研削に適した砥粒を含む複数の研削砥石が固定されている。複数の研削砥石のそれぞれの下面（研削面）は、Ｚ軸方向に概ね垂直な面であり、仕上げ研削位置に配置されたチャックテーブル１８に吸引保持された被加工物１１を仕上げ研削する。なお、この仕上げ研削用の研削砥石に含まれる砥粒の粒径は、一般的に、粗研削用の研削砥石に含まれる砥粒の粒径よりも小さい。

さらに、研削ホイール７６ａ，７６ｂの近傍には、被加工物１１の研削砥石と接触する領域（加工点）に純水等の液体（研削液）を供給するための液体供給ノズル（不図示）が配置されている。あるいは、このノズルに換えて又は加えて、液体を供給するための開口が研削ホイール７６ａ，７６ｂに設けられ、この開口を介して加工点に研削液が供給されてもよい。

研磨領域の側方（ターンテーブル１６の側方）には、支持構造７８が設けられている。支持構造７８のターンテーブル１６側の側面には、Ｘ軸移動機構８０が設けられている。Ｘ軸移動機構８０は、支持構造７８のターンテーブル１６側の側面に固定され、かつ、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール８２を有する。

一対のガイドレール８２のターンテーブル１６側には、一対のガイドレール８２に沿ってスライド可能な態様で移動プレート８４が連結されている。また、一対のガイドレール８２の間には、Ｘ軸方向に沿って延在するねじ軸８６が配置されている。このねじ軸８６の前端部には、ねじ軸８６を回転させるためのモータ８８が連結されている。

そして、ねじ軸８６の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸８６の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。すなわち、ねじ軸８６が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＸ軸方向に沿って移動する。

また、このナット部は、移動プレート８４の支持構造７８と対向する面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ８８でねじ軸８６を回転させれば、ナット部とともに移動プレート８４がＸ軸方向に沿って移動する。さらに、移動プレート８４のターンテーブル１６側の面（表面）には、Ｚ軸移動機構９０が設けられている。

Ｚ軸移動機構９０は、移動プレート８４の表面に固定され、かつ、Ｚ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール９２を有する。一対のガイドレール９２のターンテーブル１６側には、一対のガイドレール９２に沿ってスライド可能な態様で移動プレート９４が連結されている。

また、一対のガイドレール９２の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸９６が配置されている。このねじ軸９６の上端部には、ねじ軸９６を回転させるためのモータ９８が連結されている。そして、ねじ軸９６の螺旋状の溝が形成された表面には、回転するねじ軸９６の表面を転がるボールを収容するナット部（不図示）が設けられ、ボールねじが構成されている。

すなわち、ねじ軸９６が回転すると、ボールがナット部内を循環して、ナット部がＺ軸方向に沿って移動する。また、このナット部は、移動プレート９４の移動プレート８４と対向する面（裏面）側に固定されている。そのため、モータ９８でねじ軸９６を回転させれば、ナット部とともに移動プレート９４がＺ軸方向に沿って移動する。

移動プレート９４のターンテーブル１６側の面（表面）には、固定具１００が設けられている。固定具１００は、被加工物１１を研磨するための研磨ユニット１０２を支持する。研磨ユニット１０２は、固定具１００に固定されるスピンドルハウジング１０４を備える。

スピンドルハウジング１０４には、Ｚ軸方向に沿って延在するスピンドル１０６が回転可能な態様で収容されている。スピンドル１０６の上端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル１０６は、この回転駆動源の動力によって回転する。

スピンドル１０６の下端部は、スピンドルハウジング１０４の下面から露出し、この下端部には、円盤状のマウント１０８が固定されている。このマウント１０８の下面には、円盤状の研磨パッド１１０が装着されている。この研磨パッド１１０は、チャックテーブル１８に吸引保持される被加工物１１よりも長い径を有し、例えば、内部に砥粒が分散された固定砥粒研磨パッドである。

また、研磨パッド１１０の円状の下面（研磨面）は、Ｚ軸方向に概ね垂直な面であり、研磨位置に配置されたチャックテーブル１８に吸引保持された被加工物１１を乾式で研磨する。この研磨パッド１１０は、例えば、ポリエステル製の不織布に平均粒径が２０μｍ以下の砥粒が分散されたウレタン溶液を含侵させた後、乾燥させることで製造される。

研磨パッド１１０の内部に分散される砥粒は、炭化珪素、ｃＢＮ、ダイヤモンド又は金属酸化物微粒子等の材料からなる。なお、この金属酸化物微粒子としては、シリカ、セリア、ジルコニア又はアルミナ等からなる微粒子が挙げられる。また、この研磨パッド１１０は、柔軟であり、被加工物１１を研磨する際に加わる荷重に応じて僅かに撓む。

搬入機構１４の側方には、研磨ユニット１０２によって研磨された後の被加工物１１を保持して旋回できる搬出機構１１２が設けられている。搬出機構１１２の前方、かつ、開口４ａの後方側には、搬出機構１１２によって搬出された被加工物１１を洗浄できるように構成された洗浄機構１１４が配置されている。洗浄機構１１４で洗浄された被加工物１１は、搬送機構６で搬送され、例えば、カセット１０ｂに収容される。

図４は、加工装置２における被加工物１１の加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、チャックテーブル１８に被加工物１１を保持させる（保持ステップ：Ｓ１）。具体的には、位置調整機構１２によって所定の位置に配置された被加工物１１を搬入機構１４が搬出して搬入搬出位置に配置されたチャックテーブル１８に搬入した後、チャックテーブル１８が被加工物１１を吸引保持する。

次いで、このチャックテーブル１８の傾きを調整する（傾き調整ステップ：Ｓ２）。具体的には、チャックテーブル１８の保持面１８ａの外周上の点のうち最も高くなる点と保持面１８ａの中心とを結ぶ線分がＺ軸方向と垂直になるように、傾き調整ユニット３６がチャックテーブル１８の傾きを調整する。すなわち、この線分が、粗研削用の研削砥石の下面（研削面）、仕上げ研削用の研削砥石の下面（研削面）及び研磨パッド１１０の下面（研磨面）と平行になるように、傾き調整ユニット３６がチャックテーブル１８の傾きを調整する。

次いで、このチャックテーブル１８を粗研削位置に位置付ける（第１位置付けステップ：Ｓ３）。具体的には、平面視において、粗研削用の研削ホイール７６ａの研削砥石を回転させた時の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、図１に示される矢印の方向に沿ってターンテーブル１６を回転させる。

次いで、被加工物１１を粗研削する（粗研削ステップ：Ｓ４）。具体的には、チャックテーブル１８と粗研削用の研削ホイール７６ａとを回転させながら、研削砥石の下面（研削面）を被加工物１１の上面（例えば、裏面１１ｂ）に接触させるように研削ホイール７６ａを下降させる。なお、被加工物１１の研削砥石と接触する領域（加工点）には、液体供給ノズル等を介して研削液が供給される。

次いで、このチャックテーブル１８を仕上げ研削位置に位置付ける（第２位置付けステップ：Ｓ５）。具体的には、平面視において、仕上げ研削用の研削ホイール７６ｂの研削砥石を回転させた時の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、図１に示される矢印の方向に沿ってターンテーブル１６を回転させる。

次いで、被加工物１１を仕上げ研削する（仕上げ研削ステップ：Ｓ６）。具体的には、チャックテーブル１８と仕上げ研削用の研削ホイール７６ｂとを回転させながら、研削砥石の下面を被加工物１１の上面（例えば、裏面１１ｂ）に接触させるように研削ホイール７６ｂを下降させる。なお、被加工物１１の研削砥石と接触する領域（加工点）には、液体供給ノズル等を介して研削液が供給される。

次いで、このチャックテーブル１８を研磨位置に位置付け、かつ、研磨パッド１１０の位置を調整する（第３位置付けステップ：Ｓ７）。図５（Ａ）は、研磨位置に位置付けられたチャックテーブル１８と、位置が調整された研磨パッド１１０とを模式的に示す上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示されるＡ_１Ｂ_１線における断面を模式的に示す断面図である。

また、図５（Ａ）は、研磨パッド１１０の研磨面に平行な座標平面、すなわち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な座標平面（ＸＹ座標平面）を示していると表現することもできる。この第３位置付けステップ（Ｓ７）においては、線分Ｌ（上記の線分に対応）と重なる被加工物１１の上面（例えば、裏面１１ｂ）（被研磨面）の外周上の点Ｐ１を第１座標（Ｘ１，Ｙ１）に位置付け、また、被加工物１１の被研磨面の中心Ｐ２を第２座標（Ｘ２，Ｙ２）に位置付ける。

なお、この第１座標（Ｘ１，Ｙ１）は、研磨パッド１１０の外周の僅かに外側に位置し、研磨パッド１１０と重ならない点である。また、この第２座標（Ｘ２，Ｙ２）は、研磨パッド１１０と重なる点である。すなわち、第３位置付けステップ（Ｓ７）においては、被加工物１１の点Ｐ１を含むごく一部の領域を除いた大半の領域が研磨パッド１１０と重なるように、図１に示される矢印の方向に沿ってターンテーブル１６を回転させ、かつ、Ｘ軸方向に沿う研磨ユニット１０２の位置を調整する。

次いで、被加工物１１を研磨する（研磨ステップ：Ｓ８）。図６（Ａ）は、研磨パッド１１０によって被加工物１１を研磨する様子を模式的に示す上面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示されるＡ_２Ｂ_２線における断面を模式的に示す断面図である。また、図６（Ａ）は、ＸＹ座標平面を示していると表現することもできる。

この研磨ステップ（Ｓ８）においては、回転軸２６を中心としてチャックテーブル１８を回転させ、かつ、回転軸１１６を中心として研磨パッド１１０を回転させながら、研磨パッド１１０の下面（研磨面）を被加工物１１の被研磨面に接触させるように研磨パッド１１０を下降させる。この時、被加工物１１を研磨する際に加わる荷重に応じて研磨パッド１１０が僅かに撓む。

換言すると、被加工物１１の一部は、研磨パッド１１０に食い込む（図６（Ｂ）参照）。そのため、被加工物１１のＺ軸方向において最も上に位置する領域（図５（Ａ）に示される線分Ｌと重なる領域）のみならず、この領域よりも僅かに下に位置する領域（研磨域）Ｒ１も研磨パッド１１０に接触する。

そして、この研磨域Ｒ１には、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）に位置する点Ｐ１は含まれないが、第１座標と異なるＸＹ座標平面上の第３座標（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ），（Ｘ３ｂ，Ｙ３ｂ）に位置する被加工物１１の被研磨面の外周上の点Ｐ３ａ，Ｐ３ｂが含まれる。

なお、この研磨域Ｒ１は、第３位置付けステップ（Ｓ７）において調整されたチャックテーブル１８と研磨パッド１１０との相対的な位置等に依存して変化する。そのため、第３位置付けステップ（Ｓ７）においては、この研磨域Ｒ１に点Ｐ１が含まれず、かつ、点Ｐ３ａ，Ｐ３ｂが含まれるように、チャックテーブル１８と研磨パッド１１０との相対的な位置を調整する。

図４に示される方法においては、ＸＹ座標平面に含まれる第１座標（Ｘ１，Ｙ１）に位置する被加工物１１の被研磨面の外周上の点を研磨パッド１１０の研磨面に接触させず、かつ、第３座標（Ｘ３ａ，Ｙ３ａ），（Ｘ３ｂ，Ｙ３ｂ）に位置する被研磨面の外周上の点を研磨面の外周に接触させて被加工物１１を研磨する。この場合、被加工物１１の被研磨面の全域を研磨できるとともに研磨パッド１１０の研磨面の外周近傍の領域をそれよりも内側の領域と同程度に摩耗させることができる。

これにより、被加工物１１の被研磨面の研磨に起因する研磨パッド１１０の研磨面における段差の形成を抑制して、このような研磨を行った後においても、この被研磨面を平坦化するのに適した研磨パッド１１０の形状を維持することができる。

さらに、この方法においては、被加工物１１の被研磨面を研磨する際に、研磨パッド１１０の研磨面の中央付近の一部（未使用領域）Ｒ２（図６（Ａ）参照）が被加工物１１の被研磨面に接触しないことがある。そして、この場合には、被加工物１１の被研磨面の研磨によって、この未使用領域Ｒ２がそれよりも外側の領域よりも下方に突出する（段差が形成される）おそれがある。

このように未使用領域Ｒ２が突出した研磨パッド１１０を用いて被加工物１１の被研磨面を研磨すると、被加工物１１の被研磨面を平坦化することが困難になるおそれがある。具体的には、この場合には、被加工物１１の被研磨面と同心円状の環状の凹みが、この被研磨面に形成されるおそれがある。

そのため、本発明においては、第３位置付けステップ（Ｓ７）の前に、この未使用領域Ｒ２を含む円状の領域（中央領域）に凹部を形成することが好ましい。図７は、このような加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、保持ステップ（Ｓ１）及び傾き調整ステップ（Ｓ２）を行う。

次いで、ドレスユニット４８を研磨位置に位置付け、かつ、研磨パッド１１０の位置を調整する（第４位置付けステップ：Ｓ９）。図８は、研磨位置に位置付けられたドレスユニット４８と、位置が調整された研磨パッド１１０とを模式的に示す側面図である。

具体的には、平面視において、研磨パッド１１０の研磨面の中央領域（図６（Ａ）に示される未使用領域Ｒ２を含む領域）にドレスユニット４８が重なるように、図１に示される矢印の方向に沿ってターンテーブル１６を回転させ、かつ、Ｘ軸方向に沿う研磨ユニット１０２の位置を調整する。

次いで、研磨パッド１１０をドレスする（ドレスステップ：Ｓ１０）。具体的には、研磨パッド１１０を回転させながら、研磨パッド１１０の下面（研磨面）をドレスユニット４８のドレス部５２の上面に接触させるように研磨パッド１１０を下降させる。これにより、研磨パッド１１０の研磨面に凹部が形成される。さらに、研磨パッド１１０の研磨面の中央領域に凹部を形成するために必要であれば、研磨パッド１１０を回転させたまま、Ｘ軸方向に沿って研磨ユニット１０２を移動させてもよい。

次いで、第３位置付けステップ（Ｓ７）及び研磨ステップ（Ｓ８）を行う。図９（Ａ）は、ドレスされた研磨パッド１１０によって被加工物１１を研磨する様子を模式的に示す上面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示されるＡ_３Ｂ_３線における断面を模式的に示す断面図である。また、図９（Ａ）は、ＸＹ座標平面を示していると表現することもできる。

図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示される研磨パッド１１０の研磨面には、この研磨面と被加工物１１の被研磨面とが接触する界面（端的には、研磨域Ｒ１）の境界の一部を画定するように凹部１１８が形成されている。換言すると、この界面の境界の一部は、凹部１１８の外周に沿って円弧状になっている。

このような凹部１１８が研磨パッド１１０の研磨面に形成されている場合には、研磨ステップ（Ｓ８）後に研磨パッド１１０の中央領域がそれよりも外側の領域よりも下方に突出する（段差が形成される）ことがない。そのため、この場合には、被加工物１１の被研磨面と同心円状の環状の凹みを被加工物１１に形成することなく、被加工物１１の被研磨面の全域を研磨できる。

なお、上述した方法は本発明の一態様であって、本発明は上述した方法に限定されない。例えば、本発明は、図４に示される加工方法から、被加工物１１の粗研削及び／又は仕上げ研削を行うためのステップ（第１位置付けステップ（Ｓ３）～仕上げ研削ステップ（Ｓ６））を割愛した加工方法であってもよい。

また、本発明においては、チャックテーブル１８及び研磨ユニット１０２の移動方向は限定されない。例えば、チャックテーブル１８がＺ軸方向に沿って移動可能であってもよく、また、研磨ユニット１０２がＹ軸方向に沿って移動可能であってもよい。また、チャックテーブル１８は、ターンテーブル１６の上面に設けられることなく、ボールねじ等によって構成されるＸ軸移動機構及び／又はＹ軸移動機構に連結されていてもよい。

また、本発明においては、研磨ユニット１０２の傾きを調整する傾き調整ユニットが設けられていてもよい。そして、本発明の傾き調整ステップ（Ｓ２）において、チャックテーブル１８の傾きを調整することなく、研磨ユニット１０２の傾きを調整してもよい。

すなわち、本発明においては、チャックテーブル１８の保持面１８ａの外周上の点のうち研磨パッド１１０の研磨面に垂直な方向における研磨面までの距離が最も短くなる点と保持面１８ａの中心とを結ぶ線分が研磨面と平行になるように、チャックテーブル１８の回転軸２６と研磨パッド１１０の回転軸１１６とがなす角の角度を調整可能であればよい。

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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。

１１：被加工物（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面）
１３：分割予定ライン
１５：デバイス
２：加工装置
４：基台（４ａ：開口）
６：搬送機構
８ａ，８ｂ：カセットテーブル
１０ａ，１０ｂ：カセット
１２：位置調整機構（１２ａ：テーブル、１２ｂ：ピン）
１４：搬入機構
１６：ターンテーブル
１８：チャックテーブル（１８ａ：保持面）
２０：枠体
２２：ポーラス板
２４：スピンドル
２６：回転軸
２８：ベアリング
３０：支持板
３２：テーブルベース
３６：傾き調整ユニット（３６ａ：固定支持機構、３６ｂ，３６ｃ：可動支持機構）
３８：支柱
４０：上部支持体
４２：ベアリング
４４：支持板
４６：モータ
４８：ドレスユニット
５０：支持部材
５２：ドレス部
５４：支持構造
５６：Ｚ軸移動機構
５８：ガイドレール
６０：移動プレート
６２：ねじ軸
６４：モータ
６６：固定具
６８：研削ユニット
７０：スピンドルハウジング
７２：スピンドル
７４：マウント
７６ａ，７６ｂ：研削ホイール
７８：支持構造
８０：Ｘ軸移動機構
８２：ガイドレール
８４：移動プレート
８６：ねじ軸
８８：モータ
９０：Ｚ軸移動機構
９２：ガイドレール
９４：移動プレート
９６：ねじ軸
９８：モータ
１００：固定具
１０２：研磨ユニット
１０４：スピンドルハウジング
１０６：スピンドル
１０８：マウント
１１０：研磨パッド
１１２：搬出機構
１１４：洗浄機構
１１６：回転軸
１１８：凹部

Claims

円状の研磨面を有する研磨パッドを用いて円状の被研磨面を有する被加工物を研磨する加工方法であって、
中心が凸となる円錐形状の保持面を有するチャックテーブルに該被加工物を保持させる保持ステップと、
該保持面の外周上の点のうち該研磨面に垂直な方向における該研磨面までの距離が最も短くなる点と該保持面の中心とを結ぶ線分が該研磨面と平行になるように、該チャックテーブルの回転軸と該研磨パッドの回転軸とがなす角の角度を調整する調整ステップと、
該研磨面に平行な座標平面において、該線分と重なる該被研磨面の外周上の点が位置する第１座標が該研磨パッドと重ならず、かつ、該被研磨面の中心が位置する第２座標が該研磨パッドと重なるように、該研磨パッドと該チャックテーブルとを水平方向に相対的に移動させて該研磨パッドを該チャックテーブルの上方に位置付ける位置付けステップと、
該研磨パッドと該チャックテーブルとが回転した状態で、該第１座標に位置する該被研磨面の外周上の点を該研磨面に接触させず、かつ、該第１座標と異なる該座標平面上の第３座標に位置する該被研磨面の外周上の点を該研磨面の外周に接触させて該被加工物を研磨する研磨ステップと、
を備えることを特徴とする加工方法。
該位置付けステップの前に該研磨パッドをドレスするドレスステップを更に備え、
該ドレスステップでは、該研磨面の円状の中央領域に凹部を形成し、
該研磨ステップの際に該研磨面と該被研磨面とが接触する界面の境界の一部は、該凹部の外周に沿って円弧状になることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。