CN114641369A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种基板处理方法，其针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，对该第1基板进行磨削处理，其中，该基板处理方法包括以下步骤：测量所述重合基板的总厚度分布；测量所述第1基板的厚度分布；从所述重合基板的总厚度分布中减去所述第1基板的厚度分布，来计算所述第2基板的厚度分布；基于所述第2基板的厚度分布，确定保持所述重合基板的基板保持部和磨削所述重合基板的磨削部之间的相对的倾斜度；以及在以所确定的所述倾斜度保持着所述重合基板的状态下，磨削所述第1基板。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
本公开涉及基板处理方法和基板处理装置。
背景技术
在专利文献1中，针对将第1板状工件和第2板状工件粘贴而形成的板状工件，公开有一种磨削方法，其包括以下工序：在保持于保持台的第1板状工件的至少三处测量位置测量厚度；根据测量到的厚度调整第1板状工件的平行度；以及在平行度的调整后磨削第2板状工件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-226749号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开的技术在于，针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，适当地提高第1基板的平坦度。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案是一种基板处理方法，其针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，对该第1基板进行磨削处理，其中，该基板处理方法包括以下步骤：测量所述重合基板的总厚度分布；测量所述第1基板的厚度分布；从所述重合基板的总厚度分布中减去所述第1基板的厚度分布，来计算所述第2基板的厚度分布；基于所述第2基板的厚度分布，确定保持所述重合基板的基板保持部和磨削所述重合基板的磨削部之间的相对的倾斜度；以及在以所确定的所述倾斜度保持着所述重合基板的状态下，磨削所述第1基板。
发明的效果
根据本公开，针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，能够适当地提高第1基板的平坦度。
附图说明
图1是示意性地表示以往的第1晶圆的TTV劣化的情形的说明图。
图2是表示重合晶圆的结构的一例的说明图。
图3是示意性地表示加工装置的结构的一例的俯视图。
图4是示意性地表示旋转台的结构的一例的俯视图。
图5是示意性地表示各磨削单元的结构的一例的侧视图。
图6是示意性地表示本实施方式的总厚度测量部和厚度测量部的结构的一例的侧视图。
图7是表示重合晶圆的总厚度、第1晶圆的厚度以及第2晶圆的厚度的说明图。
图8是表示本实施方式的加工处理的主要的工序的一例的说明图。
图9是表示另一实施方式的加工处理的主要的工序的一例的说明图。
图10是示意性地表示本实施方式的总厚度测量部的结构的一例的侧视图。
具体实施方式
近年来，在半导体器件的制造工序中，对于将在表面形成有多个电子电路等器件的半导体基板(以下，称为“第1基板”)和第2基板接合而成的重合基板，磨削该第1基板的背面而进行薄化。
该第1基板的薄化通过在利用基板保持部保持着第2基板的背面的状态下使磨削磨石抵接于第1基板的背面并进行磨削来进行。然而，在像这样进行第1基板的磨削的情况下，若利用基板保持部保持着的第2基板的径向上的厚度分布不均匀，则磨削后的第1基板的平坦度(TTV：Total Thickness Variation)有可能劣化。具体地说，如图1所示，在重合基板T的面内，在第2基板S的厚度较小的部分，第1基板W的厚度变大，在第2基板S的厚度较大的部分，第1基板W的厚度变小。
上述的专利文献1所记载的磨削方法是如下这样的磨削方法：用于检测该第2基板(第1板状工件)的厚度的不均匀，调整基板保持部(保持台)的倾斜，从而将第1基板(第2板状工件)磨削为均匀的厚度。在专利文献1所记载的磨削方法中，利用从设于重合基板(板状工件)的上方的非接触式的厚度测量部件发射的测量光，直接计算第2基板(第1板状工件)的厚度。另外，测量光穿过第1基板(第2板状工件)。
然而，例如，如上所述，在第1基板的表面形成有器件的情况下、即在作为金属膜的器件层介于第1基板和第2基板之间的情况下，无法适当地计算包含该金属膜的第2基板的厚度。具体地说，由于测量光(例如IR光)无法穿过作为金属膜的器件层，因此，无论从第1基板侧或第2基板侧的哪一者，都无法适当地测量包含金属膜的第2基板的厚度。而且，如此，由于无法适当地测量包含金属膜的第2基板的厚度分布，因此，无法适当地计算与第1基板抵接的磨削磨石的倾斜度、即磨削量，难以提高磨削后的第1基板的平坦度。因而，以往的用于使第1基板成为均匀的厚度的磨削方法存在改善的余地。
因此，本公开的技术在于，针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，适当地提高第1基板的平坦度。以下，参照附图对本实施方式的作为基板处理装置的加工装置和作为基板处理方法的加工方法进行说明。另外，在本说明书和附图中，对于实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的附图标记，从而省略重复说明。
在本实施方式的后述的加工装置1中，如图2所示，对将作为第1基板的第1晶圆W和作为第2基板的第2晶圆S接合而成的作为重合基板的重合晶圆T进行处理。而且，在加工装置1中，对该第1晶圆W进行薄化。以下，在第1晶圆W中，将与第2晶圆S接合的一侧的面称为表面Wa，将与表面Wa相反的一侧的面称为背面Wb。同样地，在第2晶圆S中，将与第1晶圆W接合的一侧的面称为表面Sa，将与表面Sa相反的一侧的面称为背面Sb。
第1晶圆W例如是硅基板等半导体晶圆，在表面Wa形成有包含多个器件的器件层D。在器件层D还形成有表面膜F，借助该表面膜F与第2晶圆S接合。作为表面膜F，例如可列举氧化膜(SiO2膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜或粘接剂等。另外，预先去除第1晶圆W的周缘部，以抑制由于加工装置1的磨削处理而在该周缘部形成尖锐的形状(所谓的刀口形状)。周缘部例如是在径向上距第1晶圆W的外端部为0.5mm～3mm的范围。此外，也存在在第2晶圆S形成有器件层D和表面膜F的情况、在第1晶圆W未形成器件层D和表面膜F的情况。
第2晶圆S例如具有与第1晶圆W同样的结构，在表面Sa形成有器件层D和表面膜F。此外，第2晶圆S的周缘部进行了倒角加工，周缘部的截面朝向其前端而厚度变小。另外，第2晶圆S不需要是形成有器件层D的器件晶圆，例如也可以是用于支承第1晶圆W的支承晶圆。在该情况下，第2晶圆S作为保护第1晶圆W的表面Wa的器件层D的保护构件发挥功能。
另外，在以下的说明中，为了避免图示的烦杂，有时将器件层D和表面膜F合并地示出，将器件层和表面膜标注为“DF”。
如图3所示，加工装置1具有将送入送出站2和处理站3连接为一体的结构。送入送出站2例如在与外部之间送入送出能够容纳多个重合晶圆T的盒Ct。处理站3包括对重合晶圆T实施期望的处理的各种处理装置。
在送入送出站2设有盒载置台10。在图示的例子中，在盒载置台10，将多个、例如四个盒Ct在X轴方向上自由地载置成一列。另外，在盒载置台10载置的盒Ct的个数不限定于本实施方式，能够任意地确定。
在送入送出站2，在盒载置台10的Y轴正方向侧，与该盒载置台10相邻地设有晶圆输送区域20。在晶圆输送区域20设有构成为在沿X轴方向延伸的输送路径21上移动自如的晶圆输送装置22。晶圆输送装置22具有保持并输送重合晶圆T的输送叉23。输送叉23的前端分支为两支，用于吸附保持重合晶圆T。输送叉23例如输送磨削处理前后的重合晶圆T。而且，输送叉23构成为在水平方向上、在铅垂方向上、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。
另外，晶圆输送装置22的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。例如，晶圆输送装置22也可以具备分别输送磨削处理前、磨削处理后的重合晶圆T的两个输送叉23。
在处理站3，对重合晶圆T进行磨削、清洗等加工处理。处理站3具有旋转台30、输送单元40、对准单元50、第1清洗单元60、第2清洗单元70、粗磨削单元80、中磨削单元90以及精磨削单元100。
旋转台30构成为利用旋转机构(未图示)旋转自如。在旋转台30上设有四个吸附保持重合晶圆T的作为基板保持部的卡盘31。卡盘31在与旋转台30相同的圆周上均等地、即每隔90度地配置。通过旋转台30旋转，四个卡盘31能够向交接位置A0和加工位置A1～A3移动。此外，四个卡盘31分别构成为能够利用旋转机构(未图示)绕铅垂轴线旋转。
如图3所示，在本实施方式中，交接位置A0是旋转台30的X轴正方向侧且Y轴负方向侧的位置，在交接位置A0的Y轴负方向侧配置有第2清洗单元70、对准单元50以及第1清洗单元60。对准单元50和第1清洗单元60从上方起按照该顺序层叠地配置。第1加工位置A1是旋转台30的X轴正方向侧且Y轴正方向侧的位置，配置有粗磨削单元80。第2加工位置A2是旋转台30的X轴负方向侧且Y轴正方向侧的位置，配置有中磨削单元90。第3加工位置A3是旋转台30的X轴负方向侧且Y轴负方向侧的位置，配置有精磨削单元100。
卡盘31例如使用多孔卡盘。卡盘31对形成重合晶圆T的第2晶圆S的背面Sb进行吸附保持。卡盘31的表面、即重合晶圆T的保持面在侧视时具有其中央部比端部突出的凸形状。另外，由于该中央部的突出是微小的，因此，在以下的说明中，省略卡盘31的凸形状的图示。
卡盘31保持于卡盘基座32。在以下的说明中，如图4所示，有时将位于加工位置A1～A3和交接位置A0的四个卡盘基座分别称为第1卡盘基座321、第2卡盘基座322、第3卡盘基座323、第4卡盘基座324。卡盘基座321～324分别保持卡盘311～314。
如图5所示，在卡盘基座32设有对卡盘31和卡盘基座32的相对于水平方向的倾斜度进行调整的倾斜调整部33。倾斜调整部33具有在卡盘基座32的下表面设置的固定轴34和多个升降轴35。各升降轴35构成为伸缩自如，用于使卡盘基座32升降。利用该倾斜调整部33，以卡盘基座32的外周部的一端部(与固定轴34相对应的位置)为基点，利用升降轴35使另一端部在铅垂方向上升降，从而能够使卡盘31和卡盘基座32倾斜。于是，由此，能够调整作为磨削面的第1晶圆W的背面Wb相对于加工位置A1～A3的各种磨削单元所具备的磨削磨石的倾斜度。
另外，倾斜调整部33的结构不限定于此，只要能够调节第1晶圆W相对于磨削磨石的相对的角度(平行度)即可，能够任意地选择。
如图3所示，输送单元40是具备多个、例如三个臂41的多关节型的机器人。三个臂41分别构成为回转自如。在前端的臂41安装有吸附保持重合晶圆T的输送盘42。此外，基端的臂41安装于使臂41在铅垂方向上升降的升降机构43。于是，具备该结构的输送单元40能够相对于交接位置A0、对准单元50、第1清洗单元60以及第2清洗单元70输送重合晶圆T。
在对准单元50，调节磨削处理前的重合晶圆T的水平方向上的朝向。例如，一边使保持于旋转卡盘(未图示)的重合晶圆T旋转，一边利用检测部(未图示)检测第1晶圆W的凹口部的位置，从而调节该凹口部的位置来调节重合晶圆T的水平方向上的朝向。
在第1清洗单元60，对磨削处理后的第1晶圆W的背面Wb进行清洗、更具体为旋转清洗。例如，一边使保持于旋转卡盘(未图示)的重合晶圆T旋转，一边从清洗液喷嘴(未图示)向第1晶圆W的背面Wb供给清洗液。于是，所供给的清洗液在背面Wb上扩散，清洗该背面Wb。
在第2清洗单元70，对在磨削处理后的重合晶圆T保持于输送盘42的状态下的第2晶圆S的背面Sb进行清洗，并且对输送盘42进行清洗。
在粗磨削单元80，对第1晶圆W的背面Wb进行粗磨削。粗磨削单元80具有粗磨削部81。如图5所示，粗磨削部81具有粗磨削轮82、安装件83、主轴84以及驱动部85。粗磨削轮82在下表面具备粗磨削磨石，具有环状形状。粗磨削轮82支承于安装件83。在安装件83隔着主轴84设有驱动部85。驱动部85例如内置有马达(未图示)，使粗磨削轮82旋转，并且使其沿着图3所示的支柱86在铅垂方向上移动。于是，在粗磨削单元80，在使保持于卡盘31的重合晶圆T的第1晶圆W和粗磨削轮82的圆弧的局部抵接着的状态下，分别使卡盘31和粗磨削轮82旋转，从而对第1晶圆W的背面Wb进行粗磨削。
在中磨削单元90，对第1晶圆W的背面Wb进行中磨削。如图3和图5所示，中磨削单元90的结构与粗磨削单元80的结构大致同样，具有中磨削部91、中粗磨削轮92、安装件93、主轴94、驱动部95以及支柱96。另外，中磨削磨石的磨粒的粒度小于粗磨削磨石的磨粒的粒度。
在精磨削单元100，对第1晶圆W的背面Wb进行精磨削。如图3和图5所示，精磨削单元100的结构与粗磨削单元80以及中磨削单元90的结构大致同样，具有精磨削部101、精磨削轮102、安装件103、主轴104、驱动部105以及支柱106。另外，精磨削磨石的磨粒的粒度小于中磨削磨石的磨粒的粒度。
此外，如图4所示，在处理站3设有对中磨削结束后的重合晶圆T的总厚度进行测量的总厚度测量部110、对中磨削结束后的第1晶圆W的厚度进行测量的厚度测量部120以及对精磨削结束后的第1晶圆W的厚度进行测量的厚度测量部130。总厚度测量部110和厚度测量部120例如分别设于加工位置A2。厚度测量部130设于加工位置A3。另外，总厚度测量部110和厚度测量部120也可以设于加工位置A3，厚度测量部130也可以设于交接位置A0。此外，在加工位置A1～A3设有用于分别进行加工位置A1～A3中的各种磨削处理的终点检测的厚度测量机构(未图示)。当利用该厚度测量机构测量的第1晶圆W的厚度达到目标厚度时，使旋转台30旋转而使第1晶圆W移动。另外，也可以是，在加工位置A2、A3，使用上述的厚度测量部120、130作为用于进行终点检测的该厚度测量机构。
如图6所示，总厚度测量部110具有晶圆侧传感器111、卡盘侧传感器112以及运算部113。晶圆侧传感器111例如是非接触式的高度传感器，在第1晶圆W测量多个点的背面Wb的高度。卡盘侧传感器112例如是非接触式的高度传感器，测量卡盘31的表面的高度。晶圆侧传感器111和卡盘侧传感器112的测量结果分别向运算部113发送。在运算部113，从晶圆侧传感器111的测量结果(第1晶圆W的背面Wb的高度)中减去卡盘侧传感器112的测量结果(卡盘31的表面的高度)，从而计算重合晶圆T的总厚度。此外，在运算部113，根据晶圆侧传感器111的多个点的测量结果，获取重合晶圆T的总厚度的分布，获取该总厚度的TTV(总厚度的平面度：Total Thickness Variation)数据。另外，如图7的(a)所示，重合晶圆T的总厚度Ha包括第1晶圆W的厚度(硅部分的厚度)、器件层D的厚度、表面膜F的厚度以及第2晶圆S的厚度(硅部分的厚度)。
另外，晶圆侧传感器111和卡盘侧传感器112也可以分别是接触式的高度传感器。
如图6所示，厚度测量部120具有传感器121和运算部122。传感器121例如是使用了IR光的非接触式的传感器，用于测量第1晶圆W的厚度。传感器121在第1晶圆W测量多个点的厚度。传感器121的测量结果向运算部122发送。在运算部122，根据传感器121的多个点的测量结果(第1晶圆W的厚度)，获取第1晶圆W的厚度的分布。此时，也能够进一步计算第1晶圆W的TTV数据。另外，如图7的(a)所示，由厚度测量部120测量的第1晶圆W的厚度Hb是第1晶圆W中的硅部分的厚度，不包括器件层D和表面膜F的厚度。
厚度测量部130具有与厚度测量部120同样的结构。于是，在厚度测量部130，获取第1晶圆W的厚度的分布，并进一步计算第1晶圆W的TTV数据。另外，如图7的(b)所示，由厚度测量部130测量的第1晶圆W的厚度Hd是第1晶圆W中的硅部分的厚度，不包括器件层D和表面膜F的厚度。
另外，在使用了厚度测量部110、120的第1晶圆W的厚度测量中，在第1晶圆W的径向上的多个测量点，测量第1晶圆W的厚度。此外，在径向上的各测量点，一边使重合晶圆T旋转，一边在周向上在多个点测量第1晶圆W的厚度。然后，计算在周向上的多个点测量到的厚度的移动平均值或移动中央值，能够使用计算出的值作为径向上的测量点处的第1晶圆W的厚度。
另外，也可以是，例如，测量任意的指定坐标处的第1晶圆W的厚度，将测量到的厚度作为代表值而用作第1晶圆W的厚度，来代替将多个点的移动平均值或移动中央值作为第1晶圆W的厚度。
另外，厚度测量部120、130的结构不限定于本实施方式，只要能够获取第1晶圆W的厚度分布并进一步计算TTV数据即可，能够任意地选择。
如图3所示，在以上的加工装置1设有控制部140。控制部140例如是包括CPU、存储器等的计算机，具有程序存储部(未图示)。在程序存储部存储有控制加工装置1中的重合晶圆T的处理的程序。此外，在程序存储部也存储有用于控制上述的各种处理单元、输送装置等的驱动系统的动作而实现加工装置1中的后述的加工处理的程序。另外，上述程序也可以存储于能够由计算机读取的存储介质H，并从该存储介质H加载于控制部140。
接着，对使用像以上那样构成的加工装置1进行的加工方法进行说明。另外，在本实施方式中，在加工装置1的外部的接合装置(未图示)，将第1晶圆W和第2晶圆S接合，预先形成重合晶圆T。此外，预先去除第1晶圆W的周缘部。
首先，将收纳有多个重合晶圆T的盒Ct向送入送出站2的盒载置台10载置。
接着，利用晶圆输送装置22的输送叉23取出盒Ct内的重合晶圆T，并向处理站3的对准单元50输送。
在对准单元50，如上所述，一边使保持于旋转卡盘(未图示)的重合晶圆T旋转，一边调节第1晶圆W的凹口部的位置，从而调节重合晶圆T的水平方向上的朝向。
接着，利用输送单元40将重合晶圆T从对准单元50向交接位置A0输送，向该交接位置A0的卡盘31交接。之后，使卡盘31向第1加工位置A1移动。然后，利用粗磨削单元80对第1晶圆W的背面Wb进行粗磨削。此时，在预定的点，在测量到所设定的第1晶圆W的厚度的时刻，结束粗磨削。
接着，使卡盘31向第2加工位置A2移动。然后，利用中磨削单元90对第1晶圆W的背面Wb进行中磨削。此时，在预定的点，在测量到所设定的重合晶圆T的总厚度或第1晶圆W的厚度的时刻，结束中磨削。
接着，使卡盘31向第3加工位置A3移动。然后，利用精磨削单元100对第1晶圆W的背面Wb进行精磨削。此时，在预定的点，在测量到所设定的重合晶圆T的总厚度或第1晶圆W的厚度的时刻，结束精磨削。
接着，使卡盘31向交接位置A0移动。在此，使用清洗液喷嘴(未图示)，利用清洗液对第1晶圆W的背面Wb进行粗清洗。在该工序中，进行使背面Wb的污物脱落至一定程度的清洗。
接着，利用输送单元40将重合晶圆T从交接位置A0向第2清洗单元70输送。然后，在第2清洗单元70，在重合晶圆T保持于输送盘42的状态下，清洗第2晶圆S的背面Sb，并进行干燥。
接着，利用输送单元40将重合晶圆T从第2清洗单元70向第1清洗单元60输送。然后，在第1清洗单元60，使用清洗液喷嘴(未图示)，利用清洗液对第1晶圆W的背面Wb进行精清洗。在该工序中，将背面Wb清洗至期望的洁净度，并进行干燥。
之后，利用晶圆输送装置22的叉23将实施了所有处理的重合晶圆T向盒载置台10的盒Ct输送。然后，在对盒Ct内的所有重合晶圆T进行的处理结束时，结束加工装置1中的一系列的加工处理。另外，在加工装置1中，既可以单张地进行重合晶圆T的加工处理、即在一个重合晶圆T的加工处理完成之后开始另一个重合晶圆T的加工处理，也可以连续地对多个重合晶圆T进行处理、即在加工装置1中同时进行多张重合晶圆T的处理。
如以上所述，在加工装置1中，对容纳于盒Ct的多个重合晶圆T连续地进行处理。而且，为了对各重合晶圆T均匀地进行加工装置1中的磨削处理、即为了在精磨削后的各重合晶圆T均匀地控制第1晶圆W的厚度分布，如上所述，需要考虑第2晶圆S的面内的厚度分布。以下，对加工装置1中的考虑到第2晶圆S的面内厚度的第1晶圆W的磨削方法进行说明。
在实现上述磨削方法时，如图4所示，加工装置1具有总厚度测量部110和厚度测量部120、130。总厚度测量部110测量中磨削后且精磨削前的重合晶圆T的总厚度(总厚度的分布)。厚度测量部120测量中磨削后且精磨削前的第1晶圆W的厚度(厚度的分布)。厚度测量部130测量精磨削后的第1晶圆W的厚度(厚度的分布)。
在本实施方式中，首先，对于在加工装置1中处理的重合晶圆T，在利用粗磨削单元80对第1晶圆W的背面Wb进行了粗磨削之后，如图7的(a)和图8的(a)所示，利用中磨削单元90对背面Wb进行中磨削。在中磨削之后，利用总厚度测量部110测量重合晶圆T的多个点的总厚度Ha，测量总厚度Ha的分布。此外，在中磨削之后，利用厚度测量部120测量第1晶圆W的多个点的厚度Hb，测量厚度Hb的分布。这些总厚度测量部110的测量结果和厚度测量部120的测量结果分别向控制部140输出。
在控制部140，如下述式(1)所示，从重合晶圆T的总厚度Ha中减去第1晶圆W的厚度Hb，来计算第2晶圆S的厚度Hc。此外，测量了总厚度Ha和厚度Hb的位置处的第2晶圆S的厚度Hc的分布成为该厚度Hc的分布。
[厚度Hc]＝[总厚度Ha]－[厚度Hb]···(1)
第2晶圆S的厚度Hc除了包括第2晶圆S的硅部分的厚度以外还包括第1晶圆W和第2晶圆S的器件层D的厚度和表面膜F的厚度。如此，在本实施方式中，能够测量以往无法直接测量到的第2晶圆S的厚度Hc。
在控制部140，如以上这样计算第2晶圆S的厚度Hc的分布。然后，基于厚度Hc的分布，以使精磨削后的第1晶圆W的厚度Hd在面内成为均匀的方式确定该精磨削中的第1晶圆W的磨削量。
基于第2晶圆S的厚度Hc的分布，例如利用倾斜调整部33调整卡盘31相对于精磨削磨石的相对的倾斜度，从而调整该精磨削中的第1晶圆W的磨削量。该卡盘31的倾斜度由控制部140确定。
接着，如图7的(b)和图8的(b)所示，利用精磨削单元100对第1晶圆W的背面Wb进行精磨削。此时，利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度，在重合晶圆T保持于该卡盘31的状态下，基于由控制部140确定的第1晶圆W的磨削量，对背面Wb进行精磨削。于是，将第1晶圆W磨削为面内均匀的厚度Hd。
根据以上的实施方式，在中磨削后且精磨削前，测量重合晶圆T的总厚度Ha的分布和第1晶圆W的厚度Hb的分布，根据该测量结果，能够获取以往无法直接测量到的第2晶圆S的厚度Hc的分布。然后，基于该第2晶圆S的厚度Hc的分布，能够适当地调整精磨削中的卡盘31的倾斜度，适当地调整精磨削中的第1晶圆W的磨削量。其结果，能够将第1晶圆W磨削为面内均匀的厚度Hd，提高该第1晶圆W的平坦度。
接着，对另一实施方式的磨削方法进行说明。另外，在以下的说明中，在加工装置1中，有时将第n张处理的重合晶圆T分别称为“重合晶圆Tn”。同样地，有时将构成第n张处理的重合晶圆T的第1晶圆W、第2晶圆S分别称为“第1晶圆Wn”、“第2晶圆Sn”。
首先，对于多个重合晶圆T中的第一张重合晶圆T1，在利用粗磨削单元80对第1晶圆W1的背面W1b进行了粗磨削之后，如图9的(a)所示，利用中磨削单元90对背面W1b进行中磨削。在中磨削之后，利用总厚度测量部110测量重合晶圆T1的多个点的总厚度H1a，测量总厚度H1a的分布。此外，在中磨削之后，利用厚度测量部120测量第1晶圆W1的多个点的厚度H1b，测量厚度H1b的分布。这些总厚度测量部110的测量结果和厚度测量部120的测量结果分别向控制部140输出。在控制部140，使用上述式(1)计算第2晶圆S1的厚度H1c，计算第2晶圆S1的厚度H1c的分布。
此外，在控制部140，与上述实施方式同样地，基于第2晶圆S1的厚度H1c的分布，确定精磨削中的卡盘31的倾斜度，确定精磨削中的第1晶圆W1的磨削量。此外，基于第2晶圆S的厚度H1c的分布，例如利用倾斜调整部33调整卡盘31相对于精磨削磨石的相对的倾斜度，调整精磨削磨石的与第1晶圆W抵接的面积，从而调整精磨削中的第1晶圆W1的磨削量。
接着，如图9的(b)所示，利用精磨削单元100对第1晶圆W1的背面W1b进行精磨削。此时，利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度，在重合晶圆T保持于该卡盘31的状态下，基于由控制部140确定的第1晶圆W的磨削量，对背面W1b进行精磨削。在精磨削之后，利用厚度测量部130测量第1晶圆W1的多个点的厚度H1d，测量厚度H1d的分布。该厚度测量部130的测量结果向控制部140输出。
如此，基于由厚度H1c的分布所确定的磨削量，对第1晶圆W1进行精磨削，从而与上述实施方式同样地，能够提高该第1晶圆W1的平坦度、即能够使第1晶圆W1的厚度H1d在面内成为均匀。
在此，为了进一步提高第1晶圆W1的平坦度，例如，优选的是，使精磨削磨石的磨损、卡盘31和精磨削磨石之间的平行度、其他的装置特性不对第1晶圆W1的平坦度造成影响。因此，在本实施方式中，如后述那样，在对接下来处理的第二张重合晶圆T2中的第1晶圆W2的背面W2b进行精磨削时，使用上述的精磨削后的第1晶圆W1的厚度H1d，来确定卡盘31的倾斜度和第1晶圆W2的磨削量。
在重合晶圆T2的处理中，在利用粗磨削单元80对第1晶圆W2的背面W2b进行了粗磨削之后，如图9的(c)所示，利用中磨削单元90对背面W2b进行中磨削。在中磨削之后，利用总厚度测量部110测量重合晶圆T2的多个点的总厚度H2a，测量总厚度H2a的分布。此外，在中磨削之后，利用厚度测量部120测量第1晶圆W2的多个点的厚度H2b，测量厚度H2b的分布。这些总厚度测量部110的测量结果和厚度测量部120的测量结果被分别向控制部140输出。在控制部140，使用上述式(1)计算第2晶圆S12的厚度H2c，计算第2晶圆S2的厚度H2c的分布。
在控制部140，如下述式(3)所示，将第2晶圆S2的厚度H2c和第2晶圆S1的厚度H1c之间的差值与第1晶圆W1的厚度H1d相加，来计算TTV校正量。另外，TTV校正量基于在第1晶圆W和第2晶圆S2的晶圆面内的同一点处获取到的厚度来计算。
[TTV校正量]＝[第1晶圆W1的厚度H1d]+([第2晶圆S2的厚度H2c]－[第2晶圆S1的厚度H1c])···(3)
然后，基于TTV校正量，以使精磨削后的第1晶圆W2的厚度H2d在面内成为均匀的方式确定精磨削中的卡盘31的倾斜度，确定精磨削中的第1晶圆W2的磨削量。具体地说，利用倾斜调整部33调整卡盘31相对于精磨削磨石的相对的倾斜。
接着，如图9的(d)所示，利用精磨削单元100对第1晶圆W2的背面W2b进行精磨削。此时，利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度，在重合晶圆T保持于该卡盘31的状态下，基于由控制部140确定的第1晶圆W2的磨削量，对背面Wb进行精磨削。于是，将第1晶圆W2磨削为面内均匀的厚度H2d。
另外，在第2晶圆S2的厚度H2c的TTV和第2晶圆S1的厚度H1c的TTV相同的情况下，不需要进行倾斜调整部33对卡盘31的倾斜度的调整。此外，也可以是，设定阈值，仅在第2晶圆S2的厚度H2c的TTV和第2晶圆S1的厚度H1c的TTV之间的差值大于设定阈值的情况下，利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度。
在以上的实施方式中，也能够享有与上述实施方式同样的效果。即，能够适当地调整精磨削中的卡盘31的倾斜度，将第1晶圆W2磨削为面内均匀的厚度H2d，提高该第1晶圆W的平坦度。
另外，在以上的实施方式中，在进行精磨削时，利用倾斜调整部33调整了卡盘31的倾斜度，但在精磨削以外，也可以调整卡盘31的倾斜度。
例如，在进行粗磨削时利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度的情况下，在粗磨削之前，测量重合晶圆T的总厚度Ha，测量总厚度Ha的分布，并且测量第1晶圆W的厚度Hb，测量厚度Hb的分布。这些测量场所是任意的，例如也可以在对准单元50设置总厚度测量部110和厚度测量部120。然后，计算第2晶圆S的厚度Hc的分布，来调整卡盘31的倾斜度。
此外，例如，在进行中磨削时利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度的情况下，在中磨削之前，测量重合晶圆T的总厚度Ha，测量总厚度Ha的分布，并且测量第1晶圆W的厚度Hb，测量厚度Hb的分布。这些测量场所是任意的，例如也可以在加工位置A1设置总厚度测量部110和厚度测量部120。然后，计算第2晶圆S的厚度Hc的分布，来调整卡盘31的倾斜度。
此外，例如，也可以在进行粗磨削时和进行中磨削时这两者，利用倾斜调整部33调整卡盘31的倾斜度。
无论在哪种情况下均是，若在精磨削以外预先调整卡盘31的倾斜度，则能够减少精磨削中的卡盘31的倾斜度的调整量。其结果，能够提高加工处理的生产率。
此外，例如第2晶圆S的厚度Hc的TTV较大，即使在精磨削中调整卡盘31的倾斜度，也有可能无法将精磨削后的第1晶圆W的厚度Hd处理为均匀。在该情况下，在精磨削以外也调整卡盘31的倾斜度，从而能够使第1晶圆W的厚度Hd均匀。
另外，在以上的实施方式中，加工装置1具有粗磨削单元80、中磨削单元90以及精磨削单元100这三个磨削单元(三轴的磨削)，但也存在两个或一个磨削单元的情况。在两个磨削单元的情况下，既可以利用精磨削单元调整卡盘31的倾斜度，也可以还利用之前的粗磨削单元调整卡盘31的倾斜度。在一个磨削单元的情况下，也可以利用该磨削单元调整卡盘31的倾斜度。
在以上的实施方式中，总厚度测量部110具有晶圆侧传感器111、卡盘侧传感器112以及运算部113，但总厚度测量部的结构不限定于此。例如，如图10所示，总厚度测量部200具有上侧传感器201、下侧传感器202以及运算部203。上侧传感器201例如是非接触式的高度传感器，在第1晶圆W测量多个点的背面Wb的高度。下侧传感器202例如是非接触式的高度传感器，在第2晶圆S测量多个点的背面Sb的高度。具体地说，下侧传感器202借助在卡盘31形成的贯通孔210测量背面Sb的高度。上侧传感器201的测量点和下侧传感器202的测量点相对，即、利用上侧传感器201和下侧传感器202夹着重合晶圆T地测量。上侧传感器201和下侧传感器202的测量结果分别向运算部203发送。在运算部203，计算上侧传感器201的测量结果(第1晶圆W的背面Wb的高度)和下侧传感器202的测量结果(第2晶圆S的背面Sb的高度)之间的差值作为重合晶圆T的总厚度。此外，在运算部203，根据上侧传感器201和下侧传感器202的多个点的测量结果，获取重合晶圆T的总厚度的分布，计算该总厚度的TTV数据。
另外，上侧传感器201和下侧传感器202也可以分别是接触式的高度传感器。
此外，在以上的实施方式中，在加工装置1的内部设置总厚度测量部110、200，但总厚度测量部也可以设于加工装置1的外部。例如，也可以由接合第1晶圆W和第2晶圆S的接合装置测量重合晶圆T的总厚度，从而对该测量到的重合晶圆T的总厚度进行利用。
此外，在以上的实施方式中，利用倾斜调整部33使卡盘基座32倾斜，从而调整第1晶圆W的磨削量，由此提高第1晶圆W的平坦度，但磨削量的调整方法不限定于此。例如，也可以通过倾斜调整部33使磨削磨石倾斜来调整第1晶圆W的磨削量。此外，例如，只要能够调整第1晶圆W的磨削量即可，也可以不使用倾斜调整部33。
此外，在以上的实施方式中，获取第1晶圆W1的精磨削前后的厚度分布数据，基于获取到的厚度分布数据进行第1晶圆W1的平坦度的调节，但该平坦部的调节也可以在第1晶圆W1的粗磨削、中磨削时进行。即，也可以是，还获取粗磨削前后、中磨削前后的厚度分布数据，基于获取到的厚度分布数据，调节进行粗磨削、中磨削时的卡盘基座32相对于磨削磨石的相对的倾斜度。
此外，在以上的实施方式中，以由于介于第1晶圆W和第2晶圆S之间的金属膜(器件层)的影响而无法计算包含该金属膜的第2基板的厚度的情况为例进行了说明。然而，本公开的技术不限于重合晶圆T具有金属膜的情况，在无法适当地计算第2晶圆S的厚度的任意的情况下，能够适当地应用。
另外，在以上的实施方式中，例如，也可以在对准单元50设置测量磨削处理前的重合晶圆T的总厚度Ha的总厚度测量部(未图示)和测量第1晶圆W的厚度Hb的厚度测量部(未图示)。在该情况下，也可以根据磨削处理前的重合晶圆T的总厚度Ha和第1晶圆W的厚度Hb来计算第2晶圆S的厚度Hc，基于该厚度Hc的分布，调整精磨削中的卡盘31的倾斜度。
此外，在以上的实施方式中，例如，也可以在第1清洗单元60设置测量磨削处理后的第1晶圆W的厚度Hb的厚度测量部(未图示)。在该情况下，也可以基于磨削处理后的第1晶圆W的厚度Hb的分布，调整精磨削中的卡盘31的倾斜度。
应该认为本次公开了的实施方式在所有方面均为例示，而不是限制性的。上述实施方式也可以在不脱离添附的权利要求书及其主旨的范围内以各种各样的方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
1、加工装置；31、卡盘；80、粗磨削单元；90、中磨削单元；100、精磨削单元；140、控制部；W、第1晶圆；S、第2晶圆；T、重合晶圆。

Claims (13)

1.一种基板处理方法，其针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，对该第1基板进行磨削处理，其中，
该基板处理方法包括以下步骤：
测量所述重合基板的总厚度分布；
测量所述第1基板的厚度分布；
从所述重合基板的总厚度分布中减去所述第1基板的厚度分布，来计算所述第2基板的厚度分布；
基于所述第2基板的厚度分布，确定保持所述重合基板的基板保持部和磨削所述重合基板的磨削部之间的相对的倾斜度；以及
在以所确定的所述倾斜度保持着所述重合基板的状态下，磨削所述第1基板。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，
所述第1基板的磨削包含利用不同的磨削部连续地进行的多个磨削，
在所述多个磨削中的、最后进行的精磨削，调整所述倾斜度。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，
在所述多个磨削中的、所述精磨削以外的磨削，调整所述倾斜度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的基板处理方法，其中，
对多个所述重合基板，依次进行所述重合基板的总厚度分布的测量、所述第1基板的厚度分布的测量、所述第2基板的厚度分布的计算、所述倾斜度的调整以及所述第1基板的磨削，
在对一所述重合基板进行了所述第1基板的磨削之后，测量该第1基板的厚度分布，
对下一所述重合基板的所述倾斜度的调整基于厚度分布校正量来进行，该厚度分布校正量通过将一所述第2基板的厚度分布和下一所述第2基板的厚度分布之间的差值与磨削后的一所述第1基板的厚度分布相加而得到。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述重合基板的总厚度分布的测量在进行所述第1基板的磨削的基板处理装置的内部进行，
测量保持所述重合基板的基板保持部的表面的高度和在该基板保持部保持着的所述重合基板的表面的高度，计算所述重合基板的表面的高度和所述基板保持部的表面的高度之间的差值作为所述重合基板的总厚度分布。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述重合基板的总厚度分布的测量在进行所述第1基板的磨削的基板处理装置的内部进行，
测量在保持所述重合基板的基板保持部保持着的所述重合基板的表面的高度和背面的高度，计算所述表面的高度和所述背面的高度之间的差值作为所述重合基板的总厚度分布。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的基板处理方法，其中，
所述重合基板的总厚度分布的测量在进行所述第1基板的磨削的基板处理装置的外部进行。
8.一种基板处理装置，其针对将第1基板和第2基板接合而成的重合基板，对该第1基板进行磨削处理，其中，
该基板处理装置包括：
基板保持部，其保持所述重合基板；
磨削部，其针对在所述基板保持部保持着的所述重合基板，对所述第1基板进行磨削；
倾斜调整部，其调整所述基板保持部和所述磨削部之间的相对的倾斜度；以及
控制部，其控制所述磨削部和所述倾斜调整部的动作，
所述控制部进行以下控制：从所述重合基板的总厚度分布中减去所述第1基板的厚度分布，来计算所述第2基板的厚度分布，基于所述第2基板的厚度分布，确定所述倾斜调整部的所述倾斜度。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置包括多个所述磨削部，
所述倾斜调整部在所述多个磨削部中的、最后对第1基板进行精磨削的精磨削部调整所述倾斜度。
10.根据权利要求9所述的基板处理装置，其中，
所述倾斜调整部在所述多个磨削部中的、所述精磨削部以外的磨削部调整所述倾斜度。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置包括厚度测量部，该厚度测量部在进行了所述磨削部中的所述第1基板的磨削之后测量该第1基板的厚度分布，
所述控制部控制所述磨削部和所述倾斜调整部，以对多个所述重合基板依次进行所述第2基板的厚度分布的计算、所述倾斜度的调整以及所述第1基板的磨削，
所述控制部控制所述厚度测量部，以在对一所述重合基板进行了所述第1基板的磨削之后测量该第1基板的厚度分布，
所述控制部控制所述倾斜调整部，以使对下一所述重合基板的所述倾斜度的调整基于厚度分布校正量来进行，该厚度分布校正量通过将一所述第2基板的厚度分布和下一所述第2基板的厚度分布之间的差值与磨削后的一所述第1基板的厚度分布相加而得到。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置包括测量所述重合基板的总厚度分布的总厚度测量部，
所述总厚度测量部测量所述基板保持部的表面的高度和在该基板保持部保持着的所述重合基板的表面的高度，计算所述重合基板的表面的高度和所述基板保持部的表面的高度之间的差值作为所述重合基板的总厚度分布。
13.根据权利要求8～11中任一项所述的基板处理装置，其中，
该基板处理装置包括测量所述重合基板的总厚度分布的总厚度测量部，
所述总厚度测量部测量在所述基板保持部保持着的所述重合基板的表面的高度和背面的高度，计算所述表面的高度和所述背面的高度之间的差值作为所述重合基板的总厚度分布。
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