JP2018111146A - 基板処理システムおよび基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研削屑を効率よく除去すること。【解決手段】実施形態に係る基板処理システムは、研削装置と、搬送装置と、制御部とを備える。研削装置は、基板を研削する。搬送装置は、研削装置に対して基板の搬入出を行う。制御部は、研削装置および搬送装置を制御する。研削装置は、多孔質体で形成された吸着面および吸着面を介して外部と連通する吸引空間を有するチャックテーブルと、吸引空間を吸気する吸気部と、吸引空間に洗浄水を供給する洗浄水供給部とを備える。搬送装置は、基板を非接触状態で保持する非接触保持部を備える。制御部は、非接触保持部に保持された基板と吸着面との間に隙間を形成した状態で、洗浄水供給部から吸引空間に洗浄水を供給して、吸着面から洗浄水を噴出させることにより、吸着面および基板を洗浄する。【選択図】図１０

Description

開示の実施形態は、基板処理システムおよび基板処理方法に関する。

従来、シリコンウェハ等の基板を研削する研削装置を備えた基板処理システムが知られている（特許文献１参照）。

研削装置は、基板を吸着保持するチャックテーブルと、基板との対向面に研削砥石が設けられたスピンドルとを備える。研削装置は、チャックテーブルに吸着保持された基板の研削面に研削砥石を当てた状態で、チャックとスピンドルとをそれぞれ回転させることによって基板の上面を研削する。

この種の研削装置を備える基板処理システムでは、チャックテーブルや基板に付着した研削屑を除去する除去処理が行われる場合がある。

特開２０１５−１９０５３号公報

しかしながら、従来技術には、研削屑を効率よく除去するという点でさらなる改善の余地がある。

実施形態の一態様は、研削屑を効率よく除去することができる基板処理システムおよび基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理システムは、研削装置と、搬送装置と、制御部とを備える。研削装置は、基板を研削する。搬送装置は、研削装置に対して基板の搬入出を行う。制御部は、研削装置および搬送装置を制御する。研削装置は、多孔質体で形成された吸着面および吸着面を介して外部と連通する吸引空間を有するチャックテーブルと、吸引空間を吸気する吸気部と、吸引空間に洗浄水を供給する洗浄水供給部とを備える。搬送装置は、基板を非接触状態で保持する非接触保持部を備える。制御部は、非接触保持部に保持された基板と吸着面との間に隙間を形成した状態で、洗浄水供給部から吸引空間に洗浄水を供給して、吸着面から洗浄水を噴出させることにより、吸着面および基板を洗浄する。

実施形態の一態様によれば、研削屑を効率よく除去することができる。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２Ａは、第２搬送装置の構成例を示す図である。 図２Ｂは、非接触保持部の構成例を示す図である。 図３は、粗研削装置の構成例を示す図である。 図４は、チャックテーブルの構成例を示す図である。 図５は、基板処理システムが実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、粗研削処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、粗研削処理の動作説明図である。 図８は、粗研削処理の動作説明図である。 図９は、粗研削処理の動作説明図である。 図１０は、粗研削処理の動作説明図である。 図１１は、粗研削処理の動作説明図である。 図１２は、粗研削処理の動作説明図である。 図１３は、粗研削処理の動作説明図である。 図１４は、粗研削処理の動作説明図である。 図１５Ａは、第１期間におけるチャックテーブルの吸着面とウェハの被吸着面との隙間の大きさを示す図である。 図１５Ｂは、第２期間におけるチャックテーブルの吸着面とウェハの被吸着面との隙間の大きさを示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理システムおよび基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜１．基板処理システムの構成＞
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２および処理ステーション３は、Ｘ軸正方向に沿って、搬入出ステーション２および処理ステーション３の順番で並べて配置される。

搬入出ステーション２は、載置台１０と、搬送領域２０とを備える。載置台１０は、複数の載置板１１を備える。各載置板１１には、複数枚の基板、本実施形態ではたとえばシリコンウェハなどの半導体基板Ｗ（以下「ウェハＷ」という場合がある）を水平状態で収容するキャリアＣが載置される。

搬送領域２０は、載置台１０のＸ軸正方向側に隣接して配置される。かかる搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延在する搬送路２１と、搬送路２１に沿って移動可能な第１搬送装置２２とが設けられる。第１搬送装置２２は、Ｘ軸方向にも移動可能かつＺ軸周りに旋回可能であり、載置板１１に載置されたキャリアＣと、後述する処理ステーション３の第４処理ブロックＧ４との間で、ウェハＷの搬送を行う。

なお、載置板１１に載置されるキャリアＣの個数は、図示のものに限定されない。また、載置板１１には、キャリアＣ以外に、不具合が生じた基板を回収するためのキャリア等が載置されてもよい。

処理ステーション３には、各種装置を備えた複数たとえば４つの処理ブロックＧ１〜Ｇ４と、各処理ブロックＧ１〜Ｇ４間のウェハＷの搬送が行われる搬送ブロックＧ５とが設けられる。

４つの処理ブロックＧ１〜Ｇ４は、搬送ブロックＧ５に隣接し、且つ、搬送ブロックＧ５の周囲を囲むように配置される。

第１処理ブロックＧ１は、搬送ブロックＧ５のＹ軸正方向側において搬送ブロックＧ５に隣接して配置され、第２処理ブロックＧ２は、搬送ブロックＧ５のＹ軸負方向側において搬送ブロックＧ５に隣接して配置される。また、第３処理ブロックＧ３は、搬送ブロックＧ５のＸ軸正方向側において搬送ブロックＧ５に隣接して配置され、第４処理ブロックＧ４は、搬送ブロックＧ５のＸ軸負方向側において搬送ブロックＧ５に隣接して配置される。第４処理ブロックＧ４は、搬入出ステーション２の搬送領域２０にも隣接する。

第１処理ブロックＧ１には、第１洗浄装置３１と、粗研削装置３２とが鉛直方向に並べて配置される。具体的には、粗研削装置３２の上方に、第１洗浄装置３１が配置される。なお、第１洗浄装置３１および粗研削装置３２の配置は上記の例に限定されない。たとえば、粗研削装置３２の下方に第１洗浄装置３１が配置されてもよいし、第１洗浄装置３１と粗研削装置３２とが水平方向に並べて配置されてもよい。

第１洗浄装置３１は、処理ステーション３に搬入されたウェハＷの洗浄を行う。具体的には、第１洗浄装置３１は、ウェハＷを保持する図示しないチャックを内部に備え、ウェハＷを保持したチャックを回転させながら、ＤＩＷ（純水）などの洗浄水をウェハＷの板面に供給する。これにより、ウェハＷの板面が洗浄される。第１洗浄装置３１としては、たとえば特開２００８−０３４４３７号公報に記載された洗浄装置を用いることができる。

粗研削装置３２は、第１洗浄装置３１によって洗浄されたウェハＷに対して粗研削処理を行う。粗研削装置３２は、たとえばウェハＷを保持するチャック（図示せず）を内部に備え、チャックに保持されたウェハＷの表面を研削砥石（図示せず）に当接させた状態で、チャックと研削砥石とをそれぞれ回転させることによって表面を粗研削する。粗研削装置３２の具体的な構成例については、後述する。なお、図１においては、第１洗浄装置３１を「ＳＣＲ１」で示し、粗研削装置３２を「ＧＲＤ１」で示している。

第２処理ブロックＧ２には、第２洗浄装置３３と、仕上げ研削装置３４とが鉛直方向に並べて配置される。具体的には、仕上げ研削装置３４の上方に、第２洗浄装置３３が配置される。なお、第２洗浄装置３３および仕上げ研削装置３４の配置は上記の例に限定されない。たとえば、仕上げ研削装置３４の下方に第２洗浄装置３３が配置されてもよいし、第２洗浄装置３３と仕上げ研削装置３４とが水平方向に並べて配置されてもよい。

第２洗浄装置３３は、後述する研磨装置３５による研磨処理が施された後、処理ステーション３から搬出されるウェハＷの洗浄を行う。第２洗浄装置３３は、第１洗浄装置３１と同様の構成を備える。

仕上げ研削装置３４は、粗研削処理後のウェハＷに対して仕上げ研削処理を行う。仕上げ研削装置３４の構成は、粗研削装置３２の構成とほぼ同様であるが、仕上げ研削装置３４における研削砥石（図示せず）の粒径は、粗研削装置３２の研削砥石の粒径より小さく設定される。なお、図１においては、第２洗浄装置３３を「ＳＣＲ２」で示し、仕上げ研削装置３４を「ＧＲＤ２」で示している。

第３処理ブロックＧ３には、研磨装置３５が配置される。研磨装置３５は、仕上げ研削処理後のウェハＷに対して研磨処理を行う。具体的には、研磨装置３５は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）によって仕上げ研削処理後のウェハＷを研磨する。なお、ＣＭＰは、ウェハＷの表面を研磨剤を含むスラリーを供給しながら研削砥石等を用いて機械的に研磨する手法であり、研磨剤が有する化学的な作用によって機械的研磨による効果を増大させることで、平滑な研磨面を得ることが可能である。図１においては、研磨装置３５を「ＣＭＰ」で示している。

第４処理ブロックＧ４には、第１搬送装置２２と後述する第２搬送装置４０との間でのウェハＷの受け渡しが行われる複数の受渡装置３６と、ウェハＷの表裏を反転させる複数の反転装置３７が鉛直方向に並べて配置される。具体的には、第４処理ブロックＧ４には、２つの受渡装置３６と、２つの反転装置３７とが配置され、２つの受渡装置３６は、２つの反転装置３７の下方に配置される。図１においては、受渡装置３６を「ＴＲＳ」で示し、反転装置３７を「ＲＶＳ」で示している。

なお、受渡装置３６および第２搬送装置４０の個数は、２つに限定されず、１つでもよいし３つ以上でもよい。また、受渡装置３６および第２搬送装置４０の配置についても上記の例に限定されない。

搬送ブロックＧ５には、複数の第２搬送装置４０が配置される。具体的には、搬送ブロックＧ５には、２つの第２搬送装置４０が鉛直方向に並べて配置される。

複数の第２搬送装置４０は、上述した第１処理ブロックＧ１〜第４ブロックＧ４間でウェハＷの搬送を行う。具体的には、２つの第２搬送装置４０のうち上段の第２搬送装置４０は、受渡装置３６、第１洗浄装置３１、第２洗浄装置３３、反転装置３７、研磨装置３５に対してウェハＷの搬入出を行う。また、２つの第２搬送装置４０のうち下段の第２搬送装置４０は、反転装置３７、粗研削装置３２、仕上げ研削装置３４、研磨装置３５に対してウェハＷの搬入出を行う。

本実施形態に係る第２搬送装置４０は、ウェハＷを非接触状態で保持する非接触保持部４１を備える。非接触保持部４１は、たとえばベルヌーイチャックである。ベルヌーイチャックは、ベルヌーイ効果を利用してウェハＷを非接触状態で吸着保持する。

このように、本実施形態に係る基板処理システム１は、粗研削装置３２と仕上げ研削装置３４と研磨装置３５とをそれぞれ別ユニットとして備えており、粗研削装置３２、仕上げ研削装置３４および研磨装置３５間におけるウェハＷの搬送を非接触保持部４１を備える第２搬送装置４０を用いて行う。

粗研削処理後のウェハＷ、仕上げ研削処理後のウェハＷおよび研磨処理後のウェハＷは薄型化されていることから搬送中に割れ等の損傷が生じる恐れがある。これに対し、本実施形態に係る基板処理システム１によれば、第２搬送装置４０を用いて、粗研削処理後のウェハＷ、仕上げ研削処理後のウェハＷおよび研磨処理後のウェハＷを非接触状態で搬送することとしたため、これらのウェハＷが搬送中に損傷することを抑制することができる。

なお、研磨処理後のウェハＷは、粗研削処理後および仕上げ研削処理後と比較して割れが生じにくい。このため、研磨処理後のウェハＷを搬送する上段の第２搬送装置４０は、必ずしも非接触保持部４１を備えることを要しない。たとえば、搬送ブロックＧ５において上下２段に配置される第２搬送装置４０のうち、上段側の第２搬送装置４０は、ウェハＷを下面から支持してウェハＷを搬送する搬送装置であってもよい。このように、搬送ブロックＧ５には、粗研削装置３２、仕上げ研削装置３４および研磨装置３５に対してウェハＷを非接触状態で搬送する少なくとも１つの第２搬送装置４０が配置されていればよい。また、基板処理システム１が、必ずしも２つの第２搬送装置４０を備えることを要せず、非接触保持部４１を備える１つの第２搬送装置４０を用いて処理ステーション３内におけるウェハＷの搬送を行ってもよい。

また、基板処理システム１は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と記憶部１０２とを備える。

制御装置１００の制御部１０１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。

制御部１０１は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによって基板処理システム１全体の動作を制御する。

なお、上記プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置１００の記憶部１０２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

制御装置１００の記憶部１０２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。

＜２．第２搬送装置の構成＞
次に、第２搬送装置４０の構成例について図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、第２搬送装置４０の構成例を示す図である。また、図２Ｂは、非接触保持部４１の構成例を示す図である。

図２Ａに示すように、第２搬送装置４０は、非接触保持部４１と、移動機構４２とを備える。

図２Ｂに示すように、非接触保持部４１は、ウェハＷよりも大きい径を有する円板状の本体部４１１と、本体部４１１におけるウェハＷとの対向面に設けられる複数の気体噴出口４１２とを備える。各気体噴出口４１２は、送気管４１３を介して気体供給部４１４と接続される。気体供給部４１４は、送気管４１３を介して複数の気体噴出口４１２に気体（たとえば圧縮空気）を供給する。

非接触保持部４１は、気体噴出口４１２から噴出する気体によって本体部４１１とウェハＷとの隙間にベルヌーイ効果を発生させる。そして、非接触保持部４１は、ベルヌーイ効果による吸着力と、気体噴出口４１２から噴出する気体による反発力とにより、ウェハＷを非接触状態で保持する。

非接触保持部４１は、複数の係止部４１５を備える。複数の係止部４１５は、本体部４１１の外周部に互いに間隔をあけて配置される。複数の係止部４１５は、ウェハＷが位置ずれを起こした場合に、ウェハＷの周縁部に接触することで、ウェハＷの本体部４１１からの脱落を防止することができる。

移動機構４２は、非接触保持部４１を水平方向および鉛直方向に移動させる。具体的には、図２Ａに示すように、移動機構４２は、基台４２２と、昇降部４２３と、第１関節部４２４と、第１アーム４２５と、第２関節部４２６と、第２アーム４２７と、第３関節部４２８と、第３アーム４２９とを備える。

基台４２２は、第２搬送装置４０のベース部であり、たとえば搬送ブロックＧ５の床面または壁面に固定される。昇降部４２３は、基台４２２から鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って移動可能に設けられ、第１アーム４２５を昇降させる。

第１関節部４２４は、軸ａ１まわりの回転関節である。第１アーム４２５は、第１関節部４２４を介して昇降部４２３に回転可能に連結される。第２関節部４２６は、軸ａ２まわりの回転関節である。第２アーム４２７は、第２関節部４２６を介して第１アーム４２５に回転可能に連結される。第３関節部４２８は、軸ａ３まわりの回転関節である。第３アーム４２９は、第３関節部４２８を介して第２アーム４２７に回転可能に連結される。

非接触保持部４１は、本体部４１１におけるウェハＷとの対向面を下方に向けた状態で、第３アーム４２９に水平に支持される。

移動機構４２には、モータなどの駆動源（図示略）が搭載されており、第１関節部４２４、第２関節部４２６および第３関節部４２８は、駆動源の駆動に基づいて回転する。

なお、移動機構４２は、非接触保持部４１を水平方向および鉛直方向に移動させるものであればよく、上記の構成に限定されない。

＜３．粗研削装置の構成＞
次に、粗研削装置３２の構成例について図３および図４を参照して説明する。図３は、粗研削装置３２の構成例を示す図である。また、図４は、チャックテーブル５０の構成例を示す図である。なお、仕上げ研削装置３４は、粗研削装置３２の構成とほぼ同様であるため、仕上げ研削装置３４の構成の説明については省略する。

図３に示すように、粗研削装置３２は、チャックテーブル５０と、カップ６０と、研削ヘッド７０と、スピンドル８０とを備える。

チャックテーブル５０は、平面視円形の本体部５１と、鉛直方向に沿って延在し、本体部５１の下面中央部に連結されて本体部５１を水平に支持する支柱部材５２とを備える。支柱部材５２には、支柱部材５２を鉛直軸まわりに回転させる回転機構５３が接続される。

チャックテーブル５０には、ポーラスチャックが用いられる。具体的には、図４に示すように、チャックテーブル５０の本体部５１は、多孔質体５１ａを備え、多孔質体５１ａの上面がウェハＷの吸着面となる。

また、本体部５１は、内部に吸引空間５１ｂを有する。吸引空間５１ｂは、多孔質体５１ａを介して外部と連通する。また、吸引空間５１ｂは、支柱部材５２を鉛直方向に貫通する貫通口５２ａに連通する。貫通口５２ａには、真空ポンプ等の吸気部５５が接続される。吸気部５５は、貫通口５２ａを介して吸引空間５１ｂを吸気する。

チャックテーブル５０は、吸気部５５の吸気によって発生する負圧を利用し、吸着面すなわち多孔質体５１ａの上面にウェハＷを吸着させることによって、ウェハＷを保持する。

また、吸引空間５１ｂには、吸引空間５１ｂに気体を供給する気体供給部５６が貫通口５２ａを介して接続される。気体供給部５６から供給される気体は、たとえばドライエアである。ドライエアは、常温であってもよいし、加熱されていてもよい。なお、気体供給部５６から供給される気体は、ドライエアに限定されず、たとえば窒素などの他の気体であってもよい。

また、吸引空間５１ｂには、吸引空間５１ｂに洗浄水を供給する洗浄水供給部５７が、貫通口５２ａを介して接続される。洗浄水供給部５７は、洗浄水供給源５７ａと流量調整機構５７ｂとを有する。洗浄水供給部５７は、洗浄水供給源５７ａから供給される洗浄水を流量調整機構５７ｂを介して吸引空間５１ｂへ供給する。

洗浄水供給源５７ａから供給される洗浄水は、たとえば純水である。純水は、常温（２０℃〜２５℃）の純水であってもよいし、加熱された純水であってもよい。なお、洗浄水は、純水に限定されない。

流量調整機構５７ｂは、バルブや流量調整弁等を含んで構成され、洗浄水供給源５７ａから吸引空間５１ｂへ供給される洗浄水の流量を調整する。

また、図４に示すように、粗研削装置３２は、パッド機構９０を備える。パッド機構９０は、水平方向に延在する棒状または板状のパッド９１と、パッド９１の下面に連結されてパッド９１を水平に支持する支柱部材９２と、支柱部材９２を鉛直軸まわりに回転させる回転機構９３とを備える。パッド９１には研磨面が設けられる。

パッド機構９０は、回転機構９３を用いて支柱部材９２を回転させる。これにより、パッド機構９０は、チャックテーブル５０の吸着面の上部にパッド９１が配置される処理位置（図４において破線で示す）と、チャックテーブル５０の吸着面の上部からパッド９１が退避した退避位置との間で、パッド９１を移動させる。パッド９１が処理位置に配置された状態において、パッド９１の研磨面は、チャックテーブル５０の吸着面（すなわち多孔質体５１ａの上面）に当接する。

図３に戻り、粗研削装置３２が備える他の構成について説明する。図３に示すように、カップ６０は、チャックテーブル５０を取り囲むように配置され、チャックテーブル５０の外方へ飛散する液体を受け止める。また、カップ６０の底部は、排液管６１に連通しており、カップ６０によって受け止められた液体は、排液管６１から外部へ排出される。

研削ヘッド７０およびスピンドル８０は、チャックテーブル５０の上方に配置される。研削ヘッド７０の下部には研削砥石７１が設けられる。研削砥石７１は、チャックテーブル５０の吸着面の径よりも小さい径を有する。より具体的には、研削砥石７１は、ウェハＷの径よりも小さい径を有する。

なお、仕上げ研削装置３４（図１参照）の構成は、粗研削装置３２が備える研削砥石７１よりも粒径が小さい研削砥石を備える点において粗研削装置３２と異なり、その他の点においては粗研削装置３２と同様である。

スピンドル８０は、研削ヘッド７０を鉛直軸まわりに回転可能に保持する。スピンドル８０には、回転機構８１と、移動機構８２とが接続される。回転機構８１は、スピンドル８０を鉛直軸まわりに回転させる。また、移動機構８２は、スピンドル８０を水平方向および鉛直方向に移動させる。

研削ヘッド７０およびスピンドル８０には、研削ヘッド７０およびスピンドル８０を鉛直方向に貫く貫通口８５が形成される。貫通口８５には、供給管８６の一端部が接続され、供給管８６の他端部には研削水供給部８７が接続される。

研削水供給部８７は、研削水供給源８７ａと流量調整機構８７ｂとを有し、研削水供給源８７ａから供給される研削水を流量調整機構８７ｂを介して貫通口８５へ供給する。貫通口８５へ供給された研削水は、チャックテーブル５０に吸着保持されたウェハＷへ供給される。

研削水供給源８７ａから供給される研削水は、たとえば純水である。純水は、常温の純水であってもよいし、加熱された純水であってもよい。なお、研削水は、純水に限定されない。

流量調整機構８７ｂは、バルブや流量調整弁等を含んで構成され、研削水供給源８７ａから貫通口８５へ供給される研削水の流量を調整する。

＜４．基板処理システムの具体的動作＞
次に、基板処理システム１の具体的動作の一例について図５を参照して説明する。図５は、基板処理システム１が実行する基板処理の手順を示すフローチャートである。なお、図５に示す一連の処理は、制御装置１００の制御部１０１（図１参照）によって実行される。

まず、制御部１０１は、ウェハＷの搬入処理を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１０１は、第１搬送装置２２（図１参照）により、キャリアＣ内の薄型化される前のウェハＷを取り出して受渡装置３６へ搬送する。

つづいて、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、受渡装置３６に載置されたウェハＷを取り出して反転装置３７へ搬送する。そして、制御部１０１は、反転装置３７によってウェハＷの表裏を反転させた後、第２搬送装置４０により、ウェハＷを反転装置３７から取り出して第１洗浄装置３１へ搬送する。なお、反転装置３７によって、ウェハＷは被吸着面（チャックテーブル５０に吸着される面）が上方を向いた状態となる。

つづいて、制御部１０１は、第１洗浄装置３１により、ウェハＷの被吸着面を洗浄する第１洗浄処理を行う（ステップＳ１０２）。これにより、ウェハＷの被吸着面に付着したゴミ等を粗研削処理前に除去することができ、チャックテーブル５０とウェハＷとの間にゴミが介在することにより研削不良が生じることを防止することができる。

第１洗浄処理を終えると、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、ウェハＷを第１洗浄装置３１から取り出して反転装置３７へ搬送し、反転装置３７により、ウェハＷの表裏を再び反転させる。これにより、ウェハＷは研削面（被吸着面とは反対側の面）が上方を向いた状態となる。その後、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、ウェハＷを反転装置３７から取り出して粗研削装置３２へ搬送する。粗研削装置３２へ搬送されたウェハＷは、研削面を上方に向けた状態で、チャックテーブル５０に載置される。

つづいて、制御部１０１は、粗研削装置３２に搬送されたウェハＷに対して粗研削処理を行う（ステップＳ１０３）。

ここで、粗研削処理の内容について図６〜図１４を参照して説明する。図６は、粗研削処理の手順を示すフローチャートである。また、図７〜図１４は、粗研削処理の動作説明図である。

まず、制御部１０１は、チャックテーブル５０に載置されたウェハＷをチャックテーブル５０により吸着保持した後、チャックテーブル５０を回転させる。

その後、制御部１０１は、ウェハＷの研削面を研削ヘッド７０により粗研削する研削処理を行う（ステップＳ２０１）。

具体的には、図７に示すように、制御部１０１は、スピンドル８０を回転させることによって研削ヘッド７０を回転させる。そして、制御部１０１は、貫通口８５からウェハＷの研削面に研削水を供給しつつ、回転する研削ヘッド７０の研削砥石７１を回転するウェハＷの研削面に当接させる。

その後、制御部１０１は、移動機構８２を用いて研削ヘッド７０を水平移動させることにより、ウェハＷの研削面の全面を粗研削する。その後、制御部１０１は、研削ヘッド７０をウェハＷから離隔させ、ウェハＷの上方からウェハＷに研削水を供給して、ウェハＷの研削面を洗浄する。その後、制御部１０１は、研削水の供給を停止し、研削ヘッド７０を退避させる。

つづいて、制御部１０１は、研削処理によって発生した研削屑Ｓを除去するために、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面を洗浄する洗浄処理を行う（ステップＳ２０２〜Ｓ２０６）。

まず、制御部１０１は、チャックテーブル５０に保持されたウェハＷを第２搬送装置４０に受け渡す受け渡し処理を行う（ステップＳ２０２）。

具体的には、まず、図８に示すように、制御部１０１は、第２搬送装置４０の非接触保持部４１をチャックテーブル５０の上方に配置させる。また、制御部１０１は、回転機構５３（図３参照）によるウェハＷの回転を停止した後、吸気部５５（図４参照）によるチャックテーブル５０の吸気を停止する。チャックテーブル５０の吸気が停止することで、ウェハＷの吸着保持が解除される。

つづいて、図９に示すように、制御部１０１は、気体供給部４１４（図２Ｂ参照）から非接触保持部４１に気体を供給して各気体噴出口４１２から気体を噴出させる。これにより、ウェハＷがチャックテーブル５０から非接触保持部４１へ受け渡される。ウェハＷが非接触保持部４１へ受け渡されることにより、ウェハＷとチャックテーブル５０の吸着面との間には隙間が形成される。この隙間の大きさは、後述する面洗浄処理（ステップＳ２０３）において多孔質体５１ａから噴出される洗浄水がウェハＷの被吸着面に届く距離に設定される。

なお、制御部１０１は、吸気部５５（図４参照）によるチャックテーブル５０の吸気を停止した後、気体供給部５６（図４参照）から吸引空間５１ｂへ気体を供給する。吸引空間５１ｂへ供給された気体は、多孔質体５１ａから外部へ噴出し、吸着面に載置されたウェハＷに対して上方向きの力を加える。これにより、チャックテーブル５０から非接触保持部４１へウェハＷの受け渡しをスムーズに行うことができる。

つづいて、制御部１０１は、チャックテーブル５０の吸着面すなわち多孔質体５１ａの上面の全面とウェハＷの被吸着面の全面とを同時に洗浄する面洗浄処理を行う（ステップＳ２０３）。

具体的には、図１０に示すように、制御部１０１は、吸引空間５１ｂへの気体の供給を停止した後、洗浄水供給部５７から吸引空間５１ｂへ洗浄水を供給する。吸引空間５１ｂへ供給された洗浄水は、多孔質体５１ａから外部へ噴出する。これにより、チャックテーブル５０の吸着面すなわち多孔質体５１ａの上面が洗浄されて、多孔質体５１ａの上面に付着した研削屑Ｓが除去される。

また、多孔質体５１ａの内部を洗浄水が通過することで、多孔質体５１ａの内部に入り込んだ研削屑Ｓを多孔質体５１ａの外部へ排出することができる。

また、多孔質体５１ａから噴出した洗浄水は、非接触保持部４１に保持されたウェハＷの下面すなわち被吸着面に供給される。これにより、ウェハＷの被吸着面が洗浄されて、被吸着面に付着した研削屑Ｓが被吸着面から除去される。さらに、多孔質体５１ａから噴出した洗浄水は、非接触保持部４１の係止部４１５にも供給される。これにより、係止部４１５も洗浄される。

非接触保持部４１の気体噴出口４１２から噴出された気体は、非接触保持部４１とウェハＷとの隙間から外部へ向かって噴出する。これにより、ウェハＷの上面側に洗浄水が回り込むことが防止される。

また、制御部１０１は、回転機構５３を用いてチャックテーブル５０を回転させながら、洗浄水供給部５７から吸引空間５１ｂに洗浄水を供給する。これにより、多孔質体５１ａから噴出する洗浄水に回転力が加わることで、ウェハＷの被吸着面に付着した研削屑Ｓを効率よく除去することができる。また、非接触保持部４１に非接触状態で保持されたウェハＷが、洗浄水につられて回転することで、ウェハＷの被吸着面をムラなく洗浄することができる。さらに、ウェハＷが回転だけでなく水平方向にも移動することで、ウェハＷと係止部４１５との接触状態が変化する。これにより、係止部４１５もムラなく洗浄することができる。

つづいて、制御部１０１は、チャックテーブル５０の吸着面の外周部に残存する研削屑Ｓをパッド機構９０を用いて除去するエッジ洗浄処理を行う（ステップＳ２０４）。

具体的には、図１１に示すように、制御部１０１は、回転機構９３を用いて支柱部材９２を旋回させることにより、パッド９１をチャックテーブル５０とウェハＷとの隙間に進入させてチャックテーブル５０の吸着面の外周部に当接させる。回転機構５３によってチャックテーブル５０は回転しているため、回転するチャックテーブル５０の吸着面にパッド９１を当接させることで、吸着面に付着した研削屑Ｓがパッド９１により削り取られる。

研削処理によって発生した研削屑Ｓは、チャックテーブル５０の吸着面の外周部に付着し易い。チャックテーブル５０の吸着面の外周部に付着した研削屑Ｓは、乾燥することでチャックテーブル５０に強固にこびり付き、洗浄水の供給だけでは除去することが困難となる。そこで、粗研削装置３２では、チャックテーブル５０の吸着面の外周部にパッド９１を当接させて、吸着面に付着した研削屑Ｓをパッド９１により削り取ることとした。これにより、仮に、乾燥して強固にこびり付いた研削屑Ｓがチャックテーブル５０の吸着面の外周部に存在する場合であっても、かかる研削屑Ｓを適切に除去することができる。

エッジ洗浄処理を終えると、制御部１０１は、回転機構９３を用いて支柱部材９２を旋回させることにより、パッド９１をチャックテーブル５０上から退避させる。

つづいて、制御部１０１は、チャックテーブル５０の吸着面に泡を発生させ、泡が弾ける際に発生する超音波を利用してチャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面を洗浄するバブル洗浄処理を行う（ステップＳ２０５）。

具体的には、制御部１０１は、洗浄水供給部５７から吸引空間５１ｂに洗浄水を供給してチャックテーブル５０の吸着面から洗浄水を噴出させる第１期間と、気体供給部５６から吸引空間５１ｂに気体を供給してチャックテーブル５０の吸着面から気体を噴出させる第２期間とを交互に繰り返す。これにより、図１２に示すように、チャックテーブル５０の吸着面に多数の泡Ｂが発生し、この泡Ｂが弾ける際に発生する超音波によって、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面が洗浄される。

つづいて、制御部１０１は、バブル洗浄処理において第１期間（洗浄水を噴出させる期間）と第２期間（気体を噴出させる期間）とを複数回繰り返した後、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面を乾燥させる乾燥処理を行う（ステップＳ２０６）。

具体的には、図１３に示すように、制御部１０１は、気体供給部５６から吸引空間５１ｂに気体を供給して、回転するチャックテーブル５０の吸着面から気体を噴出させる。これにより、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面ならびに非接触保持部４１が乾燥する。また、多孔質体５１ａの内部を気体が通過することで、多孔質体５１ａの内部も乾燥する。

なお、乾燥処理において、制御部１０１は、チャックテーブル５０の回転速度を増加させてもよい。これにより、チャックテーブル５０の乾燥に要する時間を短縮することができる。

その後、制御部１０１は、ウェハＷの搬出処理を行う（ステップＳ２０７）。具体的には、図１４に示すように、制御部１０１は、吸引空間５１ｂへの気体の供給を停止し、チャックテーブル５０の回転を停止する。また、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、ウェハＷを粗研削装置３２から退出させる。これにより、一連の粗研削処理が終了する。

なお、ここでは、研削処理（ステップＳ２０１）の後、面洗浄処理（ステップＳ２０３）、エッジ洗浄処理（ステップＳ２０４）およびバブル洗浄処理（ステップＳ２０５）を行うこととしたが、エッジ洗浄処理（ステップＳ２０４）およびバブル洗浄処理（ステップＳ２０５）については、必ずしも実行されることを要しない。

図５に戻り、粗研削処理後の手順について説明する。制御部１０１は、第２搬送装置４０により、粗研削処理後のウェハＷを仕上げ研削装置３４へ搬送する。そして、制御部１０１は、仕上げ研削装置３４により、粗研削処理後のウェハＷに対して仕上げ研削処理を行う（ステップＳ１０４）。仕上げ研削処理の内容は、上述した粗研削処理（図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０７）の内容と同一である。

つづいて、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、仕上げ研削処理後のウェハＷを研磨装置３５へ搬送する。そして、制御部１０１は、研磨装置３５により、仕上げ研削処理後のウェハＷに対して研磨処理を行う（ステップＳ１０５）。

研磨装置３５は、たとえば、図３に示す粗研削装置３２の構成に、研磨剤（スラリー）をウェハＷへ供給するノズルを追加した構成とすることができる。研磨装置３５には、仕上げ研削装置３４に設けられる研削砥石７１よりも粒径が小さい研削砥石７１が設けられる。制御部１０１は、仕上げ研削処理後のウェハＷに対してＣＭＰによる研磨を行った後、上述した粗研削処理におけるステップＳ２０２〜Ｓ２０７と同様の処理を行う。

このように、本実施形態に係る基板処理システム１は、粗研削装置３２とは異なる粗さでウェハＷを研削する他の研削装置（仕上げ研削装置３４および研磨装置３５）を備え、制御部１０１は、粗研削装置３２から仕上げ研削装置３４へのウェハＷの搬送および仕上げ研削装置３４から研磨装置３５へのウェハＷの搬送を非接触保持部４１を用いて非接触状態で行うこととした。したがって、研削装置間を搬送されるウェハＷが搬送中に損傷することを抑制することができる。

つづいて、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、研磨処理後のウェハＷを第２洗浄装置３３へ搬送する。そして、制御部１０１は、第２洗浄装置３３により、ウェハＷの研削面を洗浄する第２洗浄処理を行う（ステップＳ１０６）。

つづいて、制御部１０１は、ウェハＷの搬出処理を行う（ステップＳ１０７）。具体的には、制御部１０１は、第２搬送装置４０により、第２洗浄処理後のウェハＷを第２洗浄装置３３から取り出して反転装置３７へ搬送する。そして、制御部１０１は、反転装置３７によってウェハＷの表裏を反転させた後、第２搬送装置４０により、ウェハＷを反転装置３７から取り出して受渡装置３６へ搬送する。そして、制御部１０１は、受渡装置３６に載置された処理済のウェハＷを、第１搬送装置２２によって載置板１１のキャリアＣへ戻して、一連の基板処理が終了する。

＜５．変形例＞
上述したバブル洗浄処理（ステップＳ２０５）において、制御部１０１は、第１期間と第２期間とで、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを異ならせてもよい。この点について、図１５Ａおよび図１５Ｂを参照して説明する。図１５Ａは、第１期間におけるチャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを示す図である。また、図１５Ｂは、第２期間におけるチャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを示す図である。

図１５Ａに示すように、洗浄水供給部５７（図４参照）から吸引空間５１ｂへ洗浄水を供給する第１期間において、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさはｄ１であるとする。

ここで、バブル洗浄処理において発生する泡Ｂの大きさは、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさに依存し、隙間が大きいほど大きな泡Ｂが発生し、隙間が小さいほど小さい泡Ｂが発生する。大きな泡Ｂは、小さな泡Ｂと比較して超音波を発生させにくい。このため、泡Ｂの大きさは、できるだけ小さいほうが好ましい。

そこで、第１期間の終了後、制御部１０１は、図１５Ｂに示すように、昇降部４２３（図２Ａ参照）により非接触保持部４１を降下させて、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさをｄ１よりも小さいｄ２とする。そして、制御部１０１は、気体供給部５６（図４参照）から吸引空間５１ｂへ気体を供給する。

これにより、第１期間および第２期間において、隙間の大きさをｄ１で一定とした場合と比較して、より効率的に超音波を発生させることができる。更に、小さい泡Ｂのはじける部分を効率的にウェハＷに当てることができるため、隙間の大きさをｄ１で一定とした場合と比較して、より効率的に洗浄することができる。

なお、泡Ｂの大きさは、多孔質体５１ａの孔径にも依存し、多孔質体５１ａの孔径が小さいほど、言い換えれば多孔質体５１ａの目が細かいほど小さい泡Ｂを発生させることができる。また、泡Ｂの大きさは、吸引空間５１ｂに供給する洗浄水と気体の比率にも依存し、気体の比率を多くするほど、小さい泡Ｂを発生させることができる。吸引空間５１ｂに供給する洗浄水と気体の比率は、制御部１０１により制御可能である。

第２期間の終了後、制御部１０１は、昇降部４２３により非接触保持部４１を上昇させて、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさをｄ１に戻す。そして、制御部１０１は、洗浄水供給部５７から吸引空間５１ｂへ洗浄水を供給する。

なお、上記の動作は一例であり、制御部１０１は、第１期間におけるチャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを、第２期間におけるチャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさよりも小さくしてもよい。すなわち、制御部１０１は、バブル洗浄処理において、第１期間および第２期間のそれぞれに適した隙間の大きさとなるように、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを調整すればよい。

また、粗研削装置３２に、泡Ｂの状態を監視する監視部を設け、監視部の監視結果に基づいて、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを調整するようにしてもよい。監視部としては、たとえば、ＣＣＤカメラや赤外線カメラ等の撮像部あるいは超音波マイク等の集音部を用いることができる。

たとえば、制御部１０１は、撮像部によって撮像された画像から泡Ｂの平均径を算出し、算出される泡Ｂの平均径がより小さくなるように、昇降部４２３を制御して非接触保持部４１の高さ位置を調整してもよい。また、制御部１０１は、撮像部によって撮像された画像から泡Ｂの単位面積あたりの個数を算出し、算出される泡Ｂの個数がより多くなるように、昇降部４２３を制御して非接触保持部４１の高さ位置を調整してもよい。

また、制御部１０１は、集音部を用いて泡Ｂから発せられる超音波を検出し、検出される超音波の周波数のピーク位置が予め決められたピーク位置に近づくように、昇降部４２３を制御して非接触保持部４１の高さ位置を調整してもよい。

このように、制御部１０１は、監視部による監視結果に基づき、チャックテーブル５０の吸着面とウェハＷの被吸着面との隙間の大きさを調整することにより、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面をより効率的に洗浄することができる。

上述してきたように、本実施形態に係る基板処理システム１は、粗研削装置３２（研削装置の一例）と、第２搬送装置４０（搬送装置の一例）と、制御部１０１とを備える。粗研削装置３２は、ウェハＷ（基板の一例）を研削する。第２搬送装置４０は、粗研削装置３２に対してウェハＷの搬入出を行う。制御装置１００は、粗研削装置３２および第２搬送装置４０を制御する。また、粗研削装置３２は、多孔質体５１ａで形成された吸着面および吸着面を介して外部と連通する吸引空間５１ｂを有するチャックテーブル５０と、吸引空間５１ｂを吸気する吸気部５５と、吸引空間５１ｂに洗浄水を供給する洗浄水供給部５７とを備える。また、第２搬送装置４０は、ウェハＷを非接触状態で保持する非接触保持部４１を備える。また、制御部１０１は、非接触保持部４１に保持されたウェハＷと吸着面との間に隙間を形成した状態で、洗浄水供給部５７から吸引空間５１ｂに洗浄水を供給して、吸着面から洗浄水を噴出させることにより、チャックテーブル５０の吸着面およびウェハＷの被吸着面を洗浄する。

本実施形態に係る基板処理システム１によれば、チャックテーブル５０の吸着面すなわち多孔質体５１ａの上面とウェハＷの被吸着面とを同時に洗浄することができる。したがって、研削屑Ｓを効率よく除去することができる。

なお、上述した実施形態では、研削処理（ステップＳ２０１）の後で、面洗浄処理（ステップＳ２０３）、エッジ洗浄処理（ステップＳ２０４）、バブル洗浄処理（ステップＳ２０５）および乾燥処理（ステップＳ２０６）を行うこととした。しかし、これに限らず、面洗浄処理（ステップＳ２０３）、エッジ洗浄処理（ステップＳ２０４）、バブル洗浄処理（ステップＳ２０５）および乾燥処理（ステップＳ２０６）は、研削処理（ステップＳ２０１）の前、具体的には、ウェハＷを粗研削装置３２に搬送してチャックテーブル５０に載置する前に行われてもよい。

また、上述した実施形態では、基板処理システム１が３つの研削装置（粗研削装置３２、仕上げ研削装置３４および研磨装置３５）を備える場合の例について説明したが、基板処理システム１は、少なくとも１つの研削装置を備えていればよい。

また、基板処理システム１は、研磨装置３５に代えて、研削によってウェハＷの研削面に形成されたダメージ層を除去するダメージ層除去装置を備える構成であってもよい。ダメージ層除去装置としては、たとえば特願２０１５−１４７９８８号に記載のダメージ層除去装置を用いることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

Ｗ ウェハ
１ 基板処理システム
３２ 粗研削装置
３４ 仕上げ研削装置
３５ 研磨装置
４０ 第２搬送装置
４１ 非接触保持部
５０ チャックテーブル
５１ 本体部
５１ａ 多孔質体
５１ｂ 吸引空間
７０ 研削ヘッド
８０ スピンドル

Claims (9)

1. 基板を研削する研削装置と、
   前記研削装置に対して前記基板の搬入出を行う搬送装置と
   前記研削装置および前記搬送装置を制御する制御部と
   を備え、
   前記研削装置は、
   多孔質体で形成された吸着面および前記吸着面を介して外部と連通する吸引空間を有するチャックテーブルと、
   前記吸引空間を吸気する吸気部と、
   前記吸引空間に洗浄水を供給する洗浄水供給部と
   を備え、
   前記搬送装置は、
   前記基板を非接触状態で保持する非接触保持部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記非接触保持部に保持された前記基板と前記吸着面との間に隙間を形成した状態で、前記洗浄水供給部から前記吸引空間に前記洗浄水を供給して、前記吸着面から前記洗浄水を噴出させることにより、前記吸着面および前記基板を洗浄すること
   を特徴とする基板処理システム。
2. 前記研削装置は、
   前記チャックテーブルを回転させる回転機構
   を備え、
   前記制御部は、
   前記回転機構を用いて前記チャックテーブルを回転させながら、前記洗浄水供給部から前記吸引空間に前記洗浄水を供給すること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理システム。
3. 前記研削装置は、
   前記隙間にパッドを進入させて前記パッドを前記吸着面の外周部に当接させるパッド機構
   を備え、
   前記制御部は、
   前記パッド機構を用いて前記隙間に前記パッドを進入させて前記パッドを前記吸着面の外周部に当接させ、前記回転機構を用いて前記チャックテーブルを回転させることにより、前記吸着面に付着した研削屑を前記パッドにより削り取ること
   を特徴とする請求項２に記載の基板処理システム。
4. 前記研削装置は、
   前記吸引空間に気体を供給する気体供給部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記洗浄水供給部から前記吸引空間に前記洗浄水を供給して前記吸着面から前記洗浄水を噴出させる第１期間と、前記気体供給部から前記吸引空間に前記気体を供給して前記吸着面から前記気体を噴出させる第２期間とを交互に繰り返すこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理システム。
5. 前記制御部は、
   前記第１期間と前記第２期間とで前記隙間の大きさを異ならせること
   を特徴とする請求項４に記載の基板処理システム。
6. 前記研削装置は、
   洗浄水と気体とを交互に噴出させることによって発生する泡を監視する監視部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記監視部による監視結果に基づき、前記隙間の大きさを調整すること
   を特徴とする請求項４に記載の基板処理システム。
7. 前記制御部は、
   前記第１期間と前記第２期間とを複数回繰り返した後、前記気体供給部から前記吸引空間に前記気体を供給して、前記吸着面から前記気体を噴出させることにより、前記吸着面および前記基板を乾燥させること
   を特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の基板処理システム。
8. 前記研削装置と異なる粗さで前記基板を研削する他の研削装置
   を備え、
   前記制御部は、
   前記研削装置および前記他の研削装置間における前記基板の搬送を前記非接触保持部を用いて非接触状態で行うこと
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の基板処理システム。
9. 多孔質体で形成された吸着面および前記吸着面を介して外部と連通する吸引空間を有するチャックテーブルと、前記吸引空間を吸気する吸気部と、前記吸引空間に洗浄水を供給する洗浄水供給部とを備えた研削装置の前記吸着面に吸着保持された基板を研削する研削工程と、
   前記基板を保持して前記吸着面との間に隙間を形成する隙間形成工程と、
   前記隙間形成工程後、前記洗浄水供給部から前記吸引空間に前記洗浄水を供給して、前記吸着面から前記洗浄水を噴出させることにより、前記吸着面および前記基板を洗浄する洗浄工程と
   を含むことを特徴とする基板処理方法。

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