JP2021190512A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】研削処理後の基板の平坦度を向上させる。【解決手段】基板を処理する基板処理方法であって、基板保持部で前記基板を保持することと、前記基板保持部に保持された前記基板を研削することと、研削された前記基板の厚み分布を測定することと、測定された前記基板の厚み分布に基づいて、当該基板の処理対象部分に局所的にブラスト処理を行うことと、を含む。【選択図】図5
Description
本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
特許文献1には、ウェハの研削手段と、当該研削手段の回転軸の傾きを調整する傾斜調整手段と、ウェハの研削条件を記憶する研削条件記憶手段と、を備えるウェハの研削加工装置が開示されている。特許文献1に記載の研削加工装置によれば、研削条件記憶手段に記憶された情報に基づいて研削手段の回転軸の傾きを調整することにより、ウェハの厚みのばらつきを最小限に抑えることを図っている。
本開示にかかる技術は、研削処理後の基板の平坦度を向上させる。
本開示の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、基板保持部で前記基板を保持することと、前記基板保持部に保持された前記基板を研削することと、研削された前記基板の厚み分布を測定することと、測定された前記基板の厚み分布に基づいて、当該基板の処理対象部分に局所的にブラスト処理を行うことと、を含む。
本開示によれば、研削処理後の基板の平坦度を向上させることができる。
近年、半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成された半導体基板(以下、「第1のウェハ」という。)と、第2のウェハとが接合された重合ウェハに対し、第1のウェハの裏面を研削して薄化することが行われている。
第1のウェハの薄化は、第2のウェハの裏面をチャックにより保持した状態で、第1のウェハの裏面に研削手段が備える研削砥石を当接させ、研削することにより行われる。しかしながら、このように第1のウェハの研削を行う場合、研削後の第1のウェハの平坦度(TTV:Total Thickness Variation)が悪化するおそれがある。
具体的には、例えば第1のウェハの研削時に当該第1のウェハ(詳細には第2のウェハの裏面)を保持するチャックの保持面の形状が平坦でない場合や、第1のウェハの研削時に研削手段が振動する場合等により、第1のウェハW1のTTVが悪化する場合がある。例えば、第1のウェハの裏面において、中央部に局所的な凸部が形成され、或いは中央部以外の局所的な位置に凸部が形成される。また例えば、周縁部に局所的な環状の凸部が形成される。
上述した特許文献1に記載の方法は、研削砥石(研削手段)の回転軸の傾きを調整することで、第1のウェハを均一な厚みで研削することを図っている。しかしながら、特許文献1に記載の方法では、上述したような局所的な凸部が形成された場合、当該局所的な凸部を研削することはできない。したがって、従来の基板の研削処理には改善の余地がある。
本開示にかかる技術は、研削処理後の基板の平坦度を向上させる。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム1では、図1に示すように基板としての第1のウェハW1と第2のウェハW2とが接合された重合ウェハTに対して処理を行う。そしてウェハ処理システム1では、第1のウェハW1を薄化する。以下、第1のウェハW1において、第2のウェハW2に接合される側の面を表面W1aといい、表面W1aと反対側の面を裏面W1bという。同様に、第2のウェハW2において、第1のウェハW1に接合される側の面を表面W2aといい、表面W2aと反対側の面を裏面W2bという。
第1のウェハW1は、例えばシリコン基板等の半導体ウェハであって、表面W1aに複数のデバイスを含むデバイス層D1が形成されている。また、デバイス層D1にはさらに表面膜F1が形成され、当該表面膜F1を介して第2のウェハW2と接合されている。表面膜F1としては、例えば酸化膜(SiO2膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜又は接着剤などが挙げられる。
第2のウェハW2は、例えば第1のウェハW1と同様の構成を有しており、表面W2aにはデバイス層D2及び表面膜F2が形成されている。なお、第2のウェハW2はデバイス層D2が形成されたデバイスウェハである必要はなく、例えば第1のウェハW1を支持する支持ウェハであってもよい。かかる場合、第2のウェハW2は第1のウェハW1のデバイス層D1を保護する保護材として機能する。
なお、以降の説明で用いられる図面においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層D1、D2及び表面膜F1、F2の図示を省略する場合がある。
図2及び図3に示すようにウェハ処理システム1は、搬入出ステーション2と処理ステーション3を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション2は、例えば外部との間で複数の重合ウェハTを収容可能なカセットCが搬入出される。処理ステーション3は、重合ウェハTに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
搬入出ステーション2には、カセット載置台10が設けられている。図示の例では、カセット載置台10には、複数、例えば2つのカセットCをY軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台10に載置されるカセットCの個数は、本実施形態に限定されず、任意に決定することができる。
搬入出ステーション2には、カセット載置台10のX軸正方向側において、当該カセット載置台10に隣接してウェハ搬送領域20が設けられている。
処理ステーション3には、例えば3つの処理ブロックG1〜G3が設けられている。第1の処理ブロックG1、第2の処理ブロックG2及び第3の処理ブロックG3は、X軸負方向側(搬入出ステーション2側)から正方向側にこの順で並べて配置されている。
第1の処理ブロックG1には、エッチング処理部としてのエッチング処理装置30、第1の洗浄装置31、及びウェハ搬送装置40が設けられている。エッチング処理装置30は、例えば鉛直方向に2段に積層して設けられている。第1の洗浄装置31は、例えばエッチング処理装置30の下段に積層して設けられている。ウェハ搬送装置40は、エッチング処理装置30のY軸正方向側に配置されている。なお、エッチング処理装置30、第1の洗浄装置31、及びウェハ搬送装置40の数や配置はこれに限定されない。
エッチング処理装置30は、後述するブラスト処理装置51でブラスト処理が行われた第1のウェハW1の裏面W1b、詳細には処理対象領域Q1をエッチングする。例えば裏面W1bに対してエッチング液(薬液)を供給し、当該裏面W1bをウェットエッチングする。エッチング液には、例えばHF、HNO3、H3PO4、TMAH、Choline、KOHなどが用いられる。
第1の洗浄装置31は、後述する加工装置70において研削処理を行う前の第1のウェハW1の裏面W1b及び第2のウェハの裏面W2bを洗浄する。例えば裏面W1b、W2bに対して洗浄液を供給し、当該裏面W1bを洗浄する。
なお、本実施形態では、エッチング処理装置30と第1の洗浄装置31は別々に設けたが、同一装置としてもよい。例えばこの装置は、エッチング液を供給するノズルと、洗浄液を供給するノズルとを有し、これらのノズルを切り替えることで、エッチング処理と洗浄処理を行うことができる。
ウェハ搬送装置40は、重合ウェハTを保持して搬送する、2つの搬送アーム41を有している。各搬送アーム41は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム41の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。また、ウェハ搬送装置40における搬送アーム41の数も本実施形態に限定されず、任意の数の搬送アーム41を設けることができ、例えば1つでもよい。そして、ウェハ搬送装置40は、カセット載置台10のカセットC、エッチング処理装置30、第1の洗浄装置31、後述するアライメント装置50、後述するブラスト処理装置51、及び後述する第2の洗浄装置52に対して、重合ウェハTを搬送可能に構成されている。
第2の処理ブロックG2には、アライメント装置50、ブラスト処理部としてのブラスト処理装置51、第2の洗浄装置52、及びウェハ搬送装置60が設けられている。アライメント装置50は、例えば鉛直方向に2段に積層して設けられている。ブラスト処理装置51は、例えばアライメント装置50の下段に積層して設けられている。第2の洗浄装置52は、例えばブラスト処理装置51のさらに下段に積層して設けられている。ウェハ搬送装置60は、アライメント装置50、ブラスト処理装置51及び第2の洗浄装置52のY軸負方向側に配置されている。なお、アライメント装置50、ブラスト処理装置51、第2の洗浄装置52及びウェハ搬送装置60の数や配置はこれに限定されない。
アライメント装置50は、後述する加工装置70において研削処理を行う前の重合ウェハTの水平方向の向きを調節する。例えばスピンチャック(図示せず)に保持された重合ウェハTを回転させながら、検出部(図示せず)で第1のウェハW1のノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節して重合ウェハTの水平方向の向きを調節する。
ブラスト処理装置51は、後述する加工装置70において研削処理を行った後の第1のウェハW1に対して局所的にブラスト処理を行う。詳細には、研削処理後の第1のウェハW1の裏面W1bに形成された凸部に対して局所的にブラスト処理を行う。なお、ブラスト処理装置51の詳細な構成については後述する。
第2の洗浄装置52は、後述する加工装置70において研削処理を行った後の第1のウェハW1の裏面W1bを洗浄する。例えば裏面W1bにブラシを当接させて、当該裏面W1bをスクラブ洗浄する。なお裏面W1bの洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、第2の洗浄装置52は、第1のウェハW1を洗浄する際、当該第1のウェハW1の表裏両面を同時に洗浄可能に構成されていてもよい。
ウェハ搬送装置60は、重合ウェハTを吸着保持面(図示せず)により吸着保持して搬送する、2つの搬送アーム61を有している。各搬送アーム61は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム61の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。また、ウェハ搬送装置60における搬送アーム61の数も本実施形態に限定されず、任意の数の搬送アーム61を設けることができ、例えば1つでもよい。そして、ウェハ搬送装置60は、アライメント装置50、ブラスト処理装置51、第2の洗浄装置52及び加工装置70に対して、重合ウェハTを搬送可能に構成されている。
第3の処理ブロックG3には、加工装置70が1つ設けられている。なお、加工装置70の数や配置はこれに限定されない。
加工装置70は、回転テーブル71を有している。回転テーブル71は、回転機構(図示せず)によって、鉛直な回転中心線72を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル71上には、重合ウェハTを吸着保持する、基板保持部としてのチャック73が4つ設けられている。チャック73は、回転テーブル71と同一円周上に均等、すなわち90度毎に配置されている。4つのチャック73は、回転テーブル71が回転することにより、受渡位置A0及び加工位置A1〜A3に移動可能になっている。なお、チャック73は回転機構(図示せず)によって回転可能に構成されている。
受渡位置A0は回転テーブル71の第2の処理ブロックG2側(X軸負方向側且つY軸負方向側)の位置であり、重合ウェハTの受け渡しが行われる。受渡位置A0には、チャック73上に保持された第1のウェハW1の厚みを測定する測定部74が設けられている。測定部74の構成は特に限定されないが、例えば非接触式のセンサ(図示せず)を備えている。測定部74は、移動機構(図示せず)によって鉛直方向及び水平方向に移動自在に構成されている。そして、後述するように測定部74は、研削処理後の第1のウェハW1の複数点において厚みを測定し、当該第1のウェハW1の厚み分布を測定することができる。また、測定部74(後述する制御装置80)は、第1のウェハW1の厚み分布から、第1のウェハW1のTTVデータを算出することができる。
なお、測定部74の設置位置は本実施形態に限定されない。例えば測定部74は、第3の加工位置A3に設けられていてもよい。
第1の加工位置A1は回転テーブル71のX軸正方向側且つY軸負方向側の位置であり、粗研削ユニット75が設けられる。第2の加工位置A2は回転テーブル71のX軸正方向側且つY軸正方向側の位置であり、中研削ユニット76が配置される。第3の加工位置A3は回転テーブル71のX軸正方向側且つY軸正方向側の位置であり、研削部としての仕上研削ユニット77が配置される。
粗研削ユニット75では、第1のウェハW1の裏面W1bを粗研削する。粗研削ユニット75は、環状形状で回転自在な粗研削砥石(図示せず)を備えた第1の研削部75aを有している。また、第1の研削部75aは、支柱75bに沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック73に保持された第1のウェハW1の裏面W1bを研削砥石に当接させた状態で、チャック73と研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面W1bを粗研削する。
中研削ユニット76では、第1のウェハW1の裏面W1bを中研削する。中研削ユニット76は、環状形状で回転自在な中研削砥石(図示せず)を備えた第2の研削部76aを有している。また、第2の研削部76aは、支柱76bに沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック73に保持された第1のウェハW1の裏面W1bを研削砥石に当接させた状態で、チャック73と研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面W1bを中研削する。
仕上研削ユニット77では、第1のウェハW1の裏面W1bを仕上研削する。仕上研削ユニット77は、環状形状で回転自在な仕上研削砥石(図示せず)を備えた第3の研削部77aを有している。また、第3の研削部77aは、支柱77bに沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック73に保持された第1のウェハW1の裏面W1bを研削砥石に当接させた状態で、チャック73と研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面W1bを仕上研削する。
以上のウェハ処理システム1には、制御部としての制御装置80が設けられている。制御装置80は、例えばCPUやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム1における重合ウェハTの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Hに記録されていたものであって、当該記憶媒体Hから制御装置80にインストールされたものであってもよい。
本実施形態にかかるウェハ処理システム1は以上のように構成されている。次に、上述したブラスト処理装置51について説明する。
図4に示すようにブラスト処理装置51は、重合ウェハTを上面で保持するチャック100を有している。チャック100は、第1のウェハW1が上側、第2のウェハW2が下側に配置された状態で、第2のウェハW2の裏面W2bを保持する。またチャック100は回転機構(図示せず)により鉛直軸周りに回転可能に構成され、これによりチャック100上に保持された重合ウェハTを回転可能に構成されている。
チャック100の上方には、ブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103が設けられている。これらブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103は、重合ウェハTの上方において水平方向に移動自在に構成され、これにより第1のウェハW1の裏面W1bの凸部に局所的にブラスト処理を行うことが可能に構成されている。なお、ブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103は、水平方向に対して一体に移動可能に構成されてもよいし、それぞれ独立して移動可能に構成されてもよい。
ブラストノズル101は、第1のウェハW1の裏面W1bの凸部に、スラリー(研磨材と液体の混合液)を噴射する。ブラストノズル101には、当該ブラストノズル101に対してスラリーを供給するためのスラリー供給ユニット101aと、当該ブラストノズル101からスラリーを噴射するためのガス供給源101bと、が接続されている。
なお、ブラストノズル101としてはチューブノズルやスリットノズル等、任意のノズルを選択することができるが、スラリーの噴射孔が細い(例えば10mm程度)ノズルが選択されることが好ましい。
洗浄液ノズル102は、第1のウェハW1の裏面W1bに洗浄液を供給し、これによりブラストノズル101から噴射されたスラリー(研磨材)を除去する。洗浄液ノズル102には、当該洗浄液ノズル102に対して洗浄液を供給するための洗浄液供給ユニット102aが接続されている。
ガスノズル103は、第1のウェハW1の裏面W1bにガスを供給し、これにより第1のウェハW1の裏面W1bに供給された液体を除去する。ガスノズル103には、当該ガスノズル103に対してガスを供給するためのガス供給源103aが接続されている。
またチャック100の周囲には、ブラスト処理に際して重合ウェハTから飛散するスラリーや洗浄液を受け止めて排出するためのカップ体104が、当該チャック100を取り囲むように設けられている。カップ体104の下部には、排出部105が設けられ、回収したスラリーや洗浄液、及びブラスト処理により除去されたパーティクル(凸部)等を排液ラインに排出する。
次に、以上のように構成されたウェハ処理システム1及びブラスト処理装置51を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム1の外部に設けられた接合装置(図示せず)において第1のウェハW1と第2のウェハW2が接合され、予め重合ウェハTが形成されている。
先ず、重合ウェハTを複数収納したカセットCが、搬入出ステーション2のカセット載置台10に載置される。次に、ウェハ搬送装置40によりカセットC内の重合ウェハTが取り出され、第1の洗浄装置31に搬送される。第1の洗浄装置31では、第1のウェハW1の裏面W1b及び第2のウェハの裏面W2bに洗浄液が供給されて、当該裏面W1b、W2bが洗浄される(図5のステップS1)。
次に、重合ウェハTはウェハ搬送装置40によりアライメント装置50に搬送される。アライメント装置50では、第1のウェハW1に形成されたノッチ部(図示せず)の位置を調節することで、重合ウェハTの水平方向の向きが調節される(図5のステップS2)。
次に、重合ウェハTはウェハ搬送装置60により加工装置70に搬送される。加工装置70では、重合ウェハTは、図6(a)に示すように受渡位置A0のチャック73に受け渡される。
次に、回転テーブル71を回転させて、重合ウェハTを第1の加工位置A1に移動させる。そして、粗研削ユニット75によって、第1のウェハW1の裏面W1bが粗研削される(図5のステップS3)。
次に、回転テーブル71を回転させて、重合ウェハTを第2の加工位置A2に移動させる。そして、中研削ユニット76によって、第1のウェハW1の裏面W1bが中研削される(図5のステップS4)。
次に、回転テーブル71を回転させて、重合ウェハTを第3の加工位置A3に移動させる。そして、仕上研削ユニット77によって、図6(b)に示すように第1のウェハW1の裏面W1bが仕上研削される(図5のステップS5)。この仕上研削を行うことで、第1のウェハW1が所望の厚みに薄化される。
次に、回転テーブル71を回転させて、重合ウェハTを受渡位置A0に移動させる。そして、図6(c)に示すように、測定部74によって第1のウェハW1のウェハ面内における厚み分布が測定される(図5のステップS6)。厚み分布の測定にあたっては、チャック73(第1のウェハW1)を回転させるとともに、測定部74を第1のウェハW1の上方で径方向に水平移動させて、第1のウェハW1の複数点において厚みを測定し、当該第1のウェハW1の厚み分布を測定する。測定部74による測定結果は、制御装置80に出力される。
ここで、上記ステップS3〜S5の研削処理を行う際、裏面W1bに局所的な凸部が形成される場合がある。
そこで、本実施形態では、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善するため、後述するようにブラスト処理装置51において、凸部P1に対して局所的にブラスト処理を行う。制御装置80では、第1のウェハW1の厚み分布に基づいて、この凸部P1のブラスト処理に必要な処理条件を導出する(図5のステップS7)。
具体的に制御装置80では、上記ステップS6において測定された第1のウェハW1の厚み分布に基づいて、裏面W1bに形成された凸部P1を特定する。例えば、凸部P1の位置、凸部P1の平面視の大きさ、凸部P1の高さ等が特定される。
また、制御装置80では、凸部P1のブラスト処理の処理時間を算出する。先ず、上記ステップS6において測定された第1のウェハW1の厚み分布に基づいて、凸部P1に対するブラスト処理の目標加工量を算出する。この目標加工量は、裏面W1bからの凸部P1の突出量であり、すなわち凸部P1の高さである。また、ウェハ処理システム1における一連のウェハ処理を行う前に、例えば実験によって、ブラスト処理装置51における単位時間当たりのブラスト処理の加工量を算出しておく。そして、目標加工量を、単位時間当たりの加工量で除すると、凸部P1のブラスト処理の処理時間が算出される。
そして、この凸部P1のブラスト処理の処理条件(凸部P1の情報、ブラスト処理の目標加工量及びブラスト処理時間)は、制御装置80からブラスト処理装置51に出力される。
加工装置70における処理が終了した重合ウェハTは、次に、ウェハ搬送装置60により第2の洗浄装置52に搬送される。第2の洗浄装置52では、第1のウェハW1の裏面W1bがスクラブ洗浄される(図5のステップS8)。なお、第2の洗浄装置52では、裏面W1bと共に、表面W1aが洗浄されてもよい。
次に、重合ウェハTはウェハ搬送装置60によりブラスト処理装置51に搬送される。ブラスト処理装置51では、第1のウェハW1の裏面W1bに形成された凸部P1に対して、ブラスト処理が行われる(図5のステップS9)。
ステップS9では、図6(d)に示すように、ブラストノズル101を移動させて凸部P1の上方に配置する。続いて、重合ウェハTの回転を停止させた状態で、ブラストノズル101から凸部P1にスラリーを噴射して吹き付け、当該凸部P1が除去される。その結果、裏面W1bが平坦化され、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。またこの際、上述のように噴射孔の細い(例えば10mm程度)ノズルを選択することで、ブラストノズル101からのスラリーの噴射領域が狭くなり、凸部P1に対して的確にスラリーを噴射することができる。
なお、ステップS9における凸部P1のブラスト処理は、上記ステップS7において制御装置80からブラスト処理装置51に出力された処理条件に基づいて行われる。処理条件は、例えば、凸部P1の位置、凸部P1の平面視の大きさ、凸部P1の高さ等の情報、ブラスト処理の目標加工量、及びブラスト処理時間等である。
次に、第1のウェハW1の裏面W1bにおいて凸部P1が形成されていた領域(処理対象部分)を洗浄する(図5のステップS10)。なお、以下の説明では、ブラスト処理後の凸部P1が形成されていた領域を処理対象領域Q1という。
ステップS10では、図6(e)に示すように、洗浄液ノズル102を処理対象領域Q1の上方に配置する。この際、洗浄液ノズル102を移動させてもよいし、或いは洗浄液ノズル102がブラストノズル101に近接して配置されている場合には、洗浄液ノズル102を移動させなくてもよい。続いて、重合ウェハTを回転させながら、洗浄液ノズル102から処理対象領域Q1に洗浄液を供給し、ブラストノズル101から第1のウェハW1の裏面W1b上に噴射されたスラリー(研磨材)が除去される。
また、ステップS10ではさらに、図6(f)に示すように、ガスノズル103を処理対象領域Q1の上方に配置する。この際、ガスノズル103を移動させてもよいし、或いはガスノズル103がブラストノズル101に近接して配置されている場合には、ガスノズル103を移動させなくてもよい。続いて、重合ウェハTを回転させながら、ガスノズル103から処理対象領域Q1にガスを供給し、第1のウェハW1の裏面W1b上の液体(スラリー及び洗浄液)が除去される。
本実施形態においては、このようにブラストノズル101による凸部P1のブラスト処理後、洗浄液ノズル102及びガスノズル103から処理対象領域Q1に洗浄液及びガスを供給する。これにより、ブラスト処理後の第1のウェハW1に砥粒等のパーティクルが残渣することが抑制され、ブラスト処理後の裏面W1bや、ウェハ処理システム1及び後工程の処理チャンバの内部が汚染されるのを適切に抑制できる。さらに、このようにウェットブラスト処理の直後にガスを用いて第1のウェハW1の裏面W1b上の液体(スラリー及び洗浄液)を除去することにより、裏面W1bに対するウォーターマークの発生を適切に抑制できる。
ブラスト処理により第1のウェハW1の裏面W1bの凸部P1が除去された重合ウェハTは、次に、ウェハ搬送装置40によりエッチング処理装置30に搬送される。エッチング処理装置30では、第1のウェハW1の裏面W1bに対してウェットエッチング処理(洗浄処理)が行われる(図5のステップS11)。
ここで、ブラスト処理が行われた処理対象領域Q1は、当該ブラスト処理によるインパクトにより表面が荒れてしまうおそれがある。例えばブラスト処理で処理対象領域Q1の表面が荒れた場合であっても、表面が荒れた処理対象領域Q1は、エッチングされることにより整えられ、裏面W1bを平坦化することができる。
その後、すべての処理が施された重合ウェハTは、ウェハ搬送装置40によりカセット載置台10のカセットCに搬送される。こうして、ウェハ処理システム1における一連のウェハ処理が終了する。
以上の実施形態によれば、ステップS3〜S5において第1のウェハW1の裏面W1bを研削した後、ステップS6において第1のウェハW1の厚み分布を測定し、さらに厚み分布の測定結果に基づいて、ステップS9において凸部P1のブラスト処理を行う。このように凸部P1の局所的なブラスト処理を行うことで、当該凸部P1を除去し、裏面W1bを平坦化して、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。
また、ステップS10において、ブラストノズル101から噴射されるスラリーを洗浄液ノズル102から供給される洗浄液により裏面W1b上から除去するため、ブラスト処理後の裏面W1b上やウェハ処理システム1の内部が汚染されるのを適切に抑制できる。またさらに、ブラスト処理において裏面W1b上に供給された液体をガスノズル103から供給されるガスにより除去することで、裏面W1b上にウォーターマークが発生することを適切に抑制できる。
以上の実施形態では、図6において、凸部P1が裏面W1bの中央部に形成された例が図示されたが、局所的な凸部の形成位置はこれに限定されず、中央部以外の局所的な位置にも凸部は形成され得る。このような凸部に対しても、ステップS9における凸部の局所的なブラスト処理を行うことで、裏面W1bを平坦化して、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。
また、以上の実施形態では、ステップS9において、重合ウェハTの回転を停止させた状態で、第1のウェハW1の裏面W1bに形成された局所的な凸部P1に対してブラスト処理を行ったが、このブラスト処理は重合ウェハTを回転させながら行ってもよい。
また、以上の実施形態では、ステップS3〜S5の研削処理を行った後、第1のウェハW1の裏面W1bに局所的な凸部P1が形成された例について説明したが、凸部が形成される位置はこれに限定されない。例えば、図7(a)に示すように裏面W1bの周縁部に環状の凸部P2が形成される場合がある。
かかる場合、ステップS9ではブラスト処理装置51において、凸部P2にブラスト処理が行われる。図7(b)に示すように、ブラストノズル101を移動させて凸部P2の上方に配置する。続いて、重合ウェハTを回転させながら、ブラストノズル101から凸部P2にスラリーを噴射して吹き付け、当該凸部P2が除去される。その結果、裏面W1bが平坦化され、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。
また、ステップS9では、図8に示すように、重合ウェハTを回転させながら、凸部P2に対して、重合ウェハTの接線方向に沿ってスラリーを噴射して吹き付けてもよい。これにより、凸部P2に噴射されたスラリーは重合ウェハTの外側方向へと飛散し、第1のウェハW1の裏面W1bにパーティクル等が付着することが抑制される。
次に、ステップS10では、第1のウェハW1の裏面W1bにおいて凸部P2が形成されていた領域(処理対象部分)を洗浄する。なお、以下の説明では、ブラスト処理後の凸部P2が形成されていた領域を処理対象領域Q2という。
ステップS10では、図7(c)に示すように、洗浄液ノズル102を処理対象領域Q1の上方に配置する。この際、洗浄液ノズル102を移動させてもよいし、或いは洗浄液ノズル102がブラストノズル101に近接して配置されている場合には、洗浄液ノズル102を移動させなくてもよい。続いて、重合ウェハTを回転させながら、洗浄液ノズル102から処理対象領域Q1に洗浄液を供給し、ブラストノズル101から第1のウェハW1の裏面W1b上に噴射されたスラリー(研磨材)が除去される。
また、ステップS10ではさらに、図7(d)に示すように、ガスノズル103を処理対象領域Q2の上方に配置する。この際、ガスノズル103を移動させてもよいし、或いはガスノズル103がブラストノズル101に近接して配置されている場合には、ガスノズル103を移動させなくてもよい。続いて、重合ウェハTを回転させながら、ガスノズル103から処理対象領域Q2にガスを供給し、第1のウェハW1の裏面W1b上の液体(スラリー及び洗浄液)が除去される。
なお、ステップS10では、処理対象領域Q2に対して、洗浄液ノズル102及びガスノズル103により、重合ウェハTの径方向外側に向けて洗浄液及びガスを供給してもよい。このようにスラリーの供給面に対して洗浄液を供給することにより、処理対象領域Q1に噴射されたスラリーが重合ウェハTの径方向外側に除去され、第1のウェハW1の裏面W1bにパーティクル等が付着することが抑制される。
次に、ステップS11ではエッチング処理装置30において、第1のウェハW1の裏面W1bに対してウェットエッチング処理が行われる。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、ステップS6において研削処理後の第1のウェハW1の厚み分布を測定し、この厚み分布の測定結果に基づいて、ステップS9において凸部P2のブラスト処理を行う。このように凸部P2の局所的なブラスト処理を行うことで、当該凸部P2を除去し、裏面W1bを平坦化して、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。
なお、本実施形態では、裏面W1bの周縁部に環状の凸部P2が形成されたが、周縁部に部分的な凸部が形成される場合もある。かかる場合、ステップS9では、重合ウェハTを回転させながら、ブラストノズル101からのスラリーの噴射タイミングを、凸部だけにスラリーが噴射されるように制御すればよい。
以上の実施形態では、ステップS9における凸部P1のブラスト処理は、ステップS7において制御装置80からブラスト処理装置51に出力された処理条件に基づいて行われていたが、ブラスト処理の制御方法はこれに限定されない。
例えば、ブラスト処理の他の実施形態として、ブラスト処理後の処理対象領域Q1における第1のウェハW1の厚みを測定し、測定された厚みが所望の厚みになるまで、ブラスト処理を繰り返し行ってもよい。
図9に示すようにブラスト処理装置51には、ブラスト処理が行われた処理対象領域Q1(凸部P1)における第1のウェハW1の厚みを測定する測定センサ200が設けられている。測定センサ200の構成は特に限定されないが、例えば非接触式のセンサ(図示せず)が用いられる。測定センサ200は、ブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103と同様に、重合ウェハTの上方において水平方向に移動自在に構成されている。なお、測定センサ200は、ブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103と、水平方向に対して一体に移動可能に構成されてもよいし、独立して移動可能に構成されてもよい。
かかる場合、ステップS9において、ブラストノズル101から凸部P1にスラリーを噴射してブラスト処理を行った後、測定センサ200を処理対象領域Q1(凸部P1)の上方に配置する。この際、測定センサ200を移動させてもよいし、或いは測定センサ200がブラストノズル101に近接して配置されている場合には、測定センサ200を移動させなくてもよい。続いて、測定センサ200によって、ブラスト処理が行われた処理対象領域Q1(凸部P1)における第1のウェハW1の厚みを測定する。測定センサ200による測定結果は、制御装置80に出力される。
制御装置80では、測定センサ200によって測定された、処理対象領域Q1における第1のウェハW1の厚みが所望の厚みになっている場合、すなわち処理対象領域Q1以外の第1のウェハW1の厚みと同じになっている場合には、凸部P1が適切にブラスト処理されて、除去されたと判断される。この場合、次のステップS10の処理対象領域Q1の洗浄処理に進む。
一方、制御装置80において、測定センサ200によって測定された、処理対象領域Q1(凸部P1)における第1のウェハW1の厚みが所望の厚みになっていない場合、凸部P1が裏面W1bに残っていると判断される。この場合、再度、ブラストノズル101を移動させて凸部P1の上方に配置し、当該ブラストノズル101から凸部P1にスラリーを噴射して吹き付けて、ブラスト処理を行う。そして、処理対象領域Q1(凸部P1)における第1のウェハW1の厚みが所望の厚みになるまで、ブラストノズル101による凸部P1のブラスト処理と、測定センサ200による第1のウェハW1の厚み測定とを繰り返し行う。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、凸部P1の局所的なブラスト処理を行うことで、当該凸部P1を除去し、裏面W1bを平坦化して、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。しかも、ブラストノズル101による凸部P1のブラスト処理と、測定センサ200による第1のウェハW1の厚み測定とを繰り返し行って、処理対象領域Q1(凸部P1)における第1のウェハW1の厚みを所望の厚みにすることができる。したがって、裏面W1bをより確実に平坦化することができる。
また、例えば、ブラスト処理の他の実施形態として、ブラスト処理をリアルタイム制御してもよい。
図10に示すようにブラスト処理装置51には、ブラスト処理が行われた凸部P1を含む測定領域の第1のウェハW1の厚み分布を測定する測定センサ210が設けられている。測定センサ210は、第1のウェハW1の厚みを測定領域の面内で測定し、当該測定領域における第1のウェハW1の厚み分布を測定することができる。測定センサ210の構成は特に限定されないが、例えば非接触式のセンサ(図示せず)が用いられる。測定センサ210は、チャック100の上方、例えばカップ体104の天井面に設けられる。
かかる場合、ステップS9では、測定センサ210によって測定領域における第1のウェハW1の厚み分布を測定しながら、ブラストノズル101から凸部P1にスラリーを噴射してブラスト処理を行う。測定センサ210による測定結果は、制御装置80に出力される。制御装置80では、測定センサ210による測定結果に基づいて、ブラストノズル101による凸部P1のブラスト処理を制御する。すなわち、凸部P1における第1のウェハW1の厚みが所望の厚みになり、測定領域における第1のウェハW1の厚み分布が均一になるまで、凸部P1のブラスト処理を行う。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、凸部P1の局所的なブラスト処理を行うことで、当該凸部P1を除去し、裏面W1bを平坦化して、第1のウェハW1のTTVを小さくして改善することができる。しかも、ブラストノズル101による凸部P1のブラスト処理をリアルタイム制御するので、裏面W1bをより確実に平坦化することができる。
なお、本実施形態では、ステップS6において研削処理後の第1のウェハW1の全面の厚み分布を測定して凸部P1を特定した後、ステップS9においてブラスト処理を行う際、測定センサ210によって測定領域における第1のウェハW1の厚み分布を測定した。この点、ステップS6を省略し、ブラスト処理装置51でブラスト処理を行う前に、測定センサ210を用いて、第1のウェハW1の全面の厚み分布を測定し、凸部P1を特定してもよい。かかる場合、加工装置70の測定部74を省略できる。
以上の実施形態のブラスト処理装置51では、チャック100の上方にブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103を設けたが、洗浄液ノズル102又はガスノズル103のいずれか一方が省略されてもよい。また上記実施形態においては、このようにチャック100の上方にブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103を設けることで、ブラスト処理装置51においてブラスト処理後の第1のウェハW1の洗浄を行うように構成したが、洗浄液ノズル102及びガスノズル103を省略し、洗浄装置(図示せず)をブラスト処理装置51の外部に独立して設けてもよい。
また、以上の実施形態のブラスト処理装置51には、第2のウェハW2の裏面W2bに洗浄液を供給するための洗浄液ノズル(図示せず)がさらに設けられていてもよい。かかる場合、チャック100により重合ウェハTを下方から保持することに代え、保持機構(図示せず)により重合ウェハTの端部を保持してもよい。かかる場合であっても、ブラスト処理を第1のウェハW1の裏面W1bの全面に対して適切に行うため、重合ウェハTは鉛直軸周りに回転可能に保持されることが好ましい。
また、以上の実施形態のブラスト処理装置51では、ブラストノズル101によるブラスト処理(ステップS9)、洗浄液ノズル102による洗浄液の供給及びガスノズル103によるガスの供給(ステップS10)を順次行ったが、これらステップS9とステップS10は同時に行われてもよい。
また、以上の実施形態のブラスト処理装置51は、内部にブラストノズル101、洗浄液ノズル102及びガスノズル103を設けることにより、ブラスト処理及び裏面W1bの洗浄を行った。換言すれば、上記実施形態にかかるウェハ処理システム1においては、ブラスト処理装置と洗浄装置を一体に構成した。一方、これらブラスト処理装置と洗浄装置は、別装置として設けられていてもよい。
また、以上の実施形態では、ブラスト処理後の第1のウェハW1の裏面W1b(処理対象領域Q1、Q2)のウェットエッチング処理をエッチング処理装置30で行ったが、当該ウェットエッチング処理は、ブラスト処理装置51の内部で行ってもよい。
また、以上の実施形態のブラスト処理装置51では、第1のウェハW1の裏面W1bの凸部P1、P2にウェットブラスト処理を行ったが、ブラスト処理装置51において行われるブラスト処理はドライブラスト処理であってもよい。
また、以上の実施形態のウェハ処理システム1では、第1のウェハW1と第2のウェハW2とが接合された重合ウェハTにおいて、第1のウェハW1を研削して薄化する場合を例に説明を行ったが、薄化される第1のウェハW1は第2のウェハW2と接合されていなくてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
1 ウェハ処理システム
51 ブラスト処理装置
73 チャック
74 測定部
77 仕上研削ユニット
101 ブラストノズル
T 重合ウェハ
W1 第1のウェハ
W2 第2のウェハ
51 ブラスト処理装置
73 チャック
74 測定部
77 仕上研削ユニット
101 ブラストノズル
T 重合ウェハ
W1 第1のウェハ
W2 第2のウェハ
Claims (18)
- 基板を処理する基板処理方法であって、
基板保持部で前記基板を保持することと、
前記基板保持部に保持された前記基板を研削することと、
研削された前記基板の厚み分布を測定することと、
測定された前記基板の厚み分布に基づいて、当該基板の処理対象部分に局所的にブラスト処理を行うことと、を含む、基板処理方法。 - 測定された前記基板の厚み分布に基づいて、前記処理対象部分に対する前記ブラスト処理の目標加工量を算出することと、
予め求めた単位時間当たりの前記ブラスト処理の加工量を用いて、前記目標加工量から前記ブラスト処理の処理時間を算出することと、を含む、請求項1に記載の基板処理方法。 - 前記ブラスト処理が行われた前記処理対象部分における前記基板の厚みを測定することを含み、
測定された前記処理対象部分における前記基板の厚みが所望の厚みになるまで、前記処理対象部分に対する前記ブラスト処理と、前記処理対象部分における前記基板の厚みの測定とを繰り返し行う、請求項1に記載の基板処理方法。 - 研削された前記基板の厚み分布を測定しながら、測定された前記基板の厚み分布に基づいて、前記処理対象部分に前記ブラスト処理を行う、請求項1に記載の基板処理方法。
- 前記処理対象部分は、前記基板に形成された凸部であり、
前記ブラスト処理では、ブラストノズルを前記処理対象部分の上方に配置した状態で、前記基板を回転させながら、前記ブラストノズルから前記処理対象部分にスラリーを噴射する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記処理対象部分は、前記基板に形成された凸部であり、
前記ブラスト処理では、前記基板を停止させた状態で、ブラストノズルを前記処理対象部分の上方に配置し、当該ブラストノズルから前記処理対象部分にスラリーを噴射する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 前記処理対象部分に前記ブラスト処理を行った後、当該処理対象部分に洗浄液を供給する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記処理対象部分に前記ブラスト処理を行った後、当該処理対象部分にガスを供給する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記ブラスト処理が行われた前記処理対象部分に対してウェットエッチングを行うことを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板を研削する研削部と、
前記研削部で研削された前記基板の厚み分布を測定する測定部と、
前記基板にスラリーを噴射するブラストノズルを備え、前記測定部で測定された前記基板の厚み分布に基づいて、前記処理対象部分に局所的にブラスト処理を行うブラスト処理部と、を有する、基板処理装置。 - 前記ブラスト処理部を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記測定部で測定された前記基板の厚み分布に基づいて、前記処理対象部分に対する前記ブラスト処理の目標加工量を算出し、
予め求めた単位時間当たりの前記ブラスト処理の加工量を用いて、前記目標加工量から前記ブラスト処理の処理時間を算出する、請求項10に記載の基板処理装置。 - 前記ブラスト処理部を制御する制御部を有し、
前記ブラスト処理部は、前記ブラスト処理が行われた前記処理対象部分における前記基板の厚みを測定する測定センサを備え、
前記制御部は、
前記測定センサで測定された前記処理対象部分における前記基板の厚みが所望の厚みになるまで、前記ブラストノズルによる前記ブラスト処理と、前記測定センサによる前記基板の厚みの測定とを繰り返し行うように、前記ブラスト処理部を制御する、請求項10に記載の基板処理装置。 - 前記ブラスト処理部を制御する制御部を有し、
前記ブラスト処理部は、前記ブラスト処理が行われた前記処理対象部分を含む領域の前記基板の厚み分布を測定する測定センサを備え、
前記制御部は、
前記測定センサによって前記基板の厚み分布を測定しながら、測定された前記基板の厚み分布に基づいて、前記ブラスト処理部による前記ブラスト処理を行うように、前記測定部と前記ブラスト処理部を制御する、請求項10に記載の基板処理装置。 - 前記ブラスト処理を制御する制御部を有し、
前記処理対象部分は、前記基板の周縁部に環状に形成された凸部であり、
前記制御部は、
前記ブラスト処理において、前記ブラストノズルを前記処理対象部分の上方に配置した状態で、前記基板を回転させながら、前記ブラストノズルから前記処理対象部分にスラリーを噴射するように、前記ブラスト処理部を制御する、請求項10〜13のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ブラスト処理を制御する制御部を有し、
前記処理対象部分は、前記基板の中心部に形成された凸部であり、
前記制御部は、
前記ブラスト処理において、前記基板を停止させた状態で、前記ブラストノズルを前記処理対象部分の上方に配置し、当該ブラストノズルから前記処理対象部分にスラリーを噴射するように、前記ブラスト処理部を制御する、請求項10〜13のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 前記ブラスト処理部は、前記処理対象部分に洗浄液を供給する洗浄液ノズルを備える、請求項10〜15のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記ブラスト処理部は、前記処理対象部分にガスを供給するガスノズルを備える、請求項10〜16のいずれか一項に記載の基板処理装置。
- 前記ブラスト処理部で前記ブラスト処理が行われた前記処理対象部分に対してウェットエッチングを行うエッチング処理部を有する、請求項10〜17のいずれか一項に記載の基板処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020092574A JP2021190512A (ja) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020092574A JP2021190512A (ja) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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ID=78848480
Family Applications (1)
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JP2020092574A Pending JP2021190512A (ja) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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-
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