JP2022125928A - 処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削処理後の基板厚み及び平坦度を適切に制御する。【解決手段】基板の処理方法であって、一の基板を研削することと、研削後の前記一の基板の厚み及び厚み分布を取得することと、取得された厚み及び厚み分布に基づいて他の基板を研削することと、を含み、前記他の基板の研削に際しては、前記一の基板の目標厚みと前記一の基板の研削後の厚みとの差分に基づいて、前記他の基板の研削量を調整するとともに、前記一の基板の研削後の厚み分布に基づいて、前記基板を保持する保持機構と、前記基板を研削する研削機構との相対的な傾きを調整する。【選択図】図８

Description

本開示は、基板の処理方法及び処理装置に関する。

特許文献１には、基板を保持する複数の基板保持部と、基板を研削する複数の環状の研削部と、少なくとも前記基板保持部又は前記研削部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、を有する研削装置が開示されている。

国際公開第２０１９／０１３０３７号

本開示にかかる技術は、研削処理後の基板厚み及び平坦度を適切に制御する。

本開示の一態様は、基板の処理方法であって、一の基板を研削することと、研削後の前記一の基板の厚み及び厚み分布を取得することと、取得された厚み及び厚み分布に基づいて他の基板を研削することと、を含み、前記他の基板の研削に際しては、前記一の基板の目標厚みと前記一の基板の研削後の厚みとの差分に基づいて、前記他の基板の研削量を調整するとともに、前記一の基板の研削後の厚み分布に基づいて、前記基板を保持する保持機構と、前記基板を研削する研削機構との相対的な傾きを調整する。

本開示によれば、研削処理後の基板厚み及び平坦度を適切に制御することができる。

本実施形態にかかる加工装置の構成の概略を模式的に示す平面図である。 各種研削機構及びチャックの構成の一例を示す側面図である。 チャックベース及びチャックの配置を示す平面図である。 ウェハの研削処理の様子を示す説明図である。 ウェハの厚みの測定点を示す説明図である。 研削処理の工程の一例を示すフロー図である。 粗研削部における粗研削の様子を示す説明図である。 研削処理の工程の一例を示すフロー図である。 加工装置の他の構成例の概略を模式的に示す平面図である

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、「ウェハ」という。）に対し、当該ウェハを研削して薄化することが行われている。このウェハの研削は、例えば保持機構でウェハの研削面とは反対側の面を保持した状態で、当該保持機構を回転させながら、研削面に研削機構の研削砥石を当接させることにより行われる。

上述した特許文献１に記載の研削装置は、かかるウェハの研削処理を行うための研削装置である。特許文献１に記載の研削装置においては、研削対象のウェハの厚みが目標厚みになった後、研削ホイールを回転させながら下降を一定時間停止させる状態（いわゆるスパークアウトの状態）と、研削ホイールを回転させながら上昇を開始する状態（いわゆるエスケープカットの状態）と、において少なくとも基板保持部（保持機構）又は研削部（研削機構）に作用する荷重がゼロになるポイントを測定する。

しかしながら、特許文献１に記載の方法によりウェハの研削を行う場合、研削機構の装置特性（例えば保持機構や研削機構等の装置構成部材の剛性（弾性）、熱膨張等）に起因して、前述のスパークアウトの状態やエスケープカットの状態においてもウェハの研削が進行する場合があった。換言すれば、ウェハの厚みが目標厚みになった後においても意図せずに研削が継続され、研削処理後のウェハの仕上厚みや平坦度を適切に制御できないおそれがあった。従って、従来のウェハの研削方法には改善の余地がある。

そこで本開示にかかる技術は、研削処理後の基板厚み及び平坦度を適切に制御する。以下、本実施形態にかかる処理装置としての加工装置、及び処理方法としての加工方法ついて、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加工装置１では、基板としてのウェハＷを研削して薄化する。ウェハＷは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体ウェハである。なお、以下の説明においては、保持機構としてのチャックに保持される側の面を「保持面」、保持面とは逆側の研削等の処理が行われる面を「研削面」、という場合がある。

図１に示すように加工装置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では、例えば外部との間で複数のウェハＷ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、ウェハＷ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。また、カセット載置台１０のＹ軸正方向側には、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。ウェハ搬送領域２０には、Ｘ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成されたウェハ搬送装置２２が設けられている。

ウェハ搬送装置２２は、ウェハＷを保持して搬送する搬送フォーク２３を有している。搬送フォーク２３は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そして、ウェハ搬送装置２２は、カセット載置台１０のカセットＣ、アライメント部５０、及び第１の洗浄部６０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

処理ステーション３では、ウェハＷに対して研削や洗浄などの処理が行われる。処理ステーション３は、ウェハＷの搬送を行う搬送部３０、ウェハＷの研削処理を行う研削部４０、研削処理前のウェハＷの水平方向の向きを調整するアライメント部５０、研削処理前、又は処理後のウェハＷを洗浄する第１の洗浄部６０、及び第２の洗浄部７０を有している。

搬送部３０は、複数、例えば３つのアーム３１を備えた多関節型のロボットである。３つのアーム３１は、それぞれが旋回自在に構成されている。先端のアーム３１には、ウェハＷを吸着保持する搬送パッド３２が取り付けられている。また、基端のアーム３１は、アーム３１を鉛直方向に昇降させる昇降機構３３に取り付けられている。そして、搬送部３０は、研削部４０の受渡位置Ａ０、アライメント部５０、第１の洗浄部６０、及び第２の洗浄部７０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

研削部４０には回転テーブル４１が設けられている。回転テーブル４１上には、ウェハＷを吸着保持する保持機構としてのチャック４２が４つ設けられている。チャック４２には例えばポーラスチャックが用いられ、ウェハＷの保持面を吸着保持する。チャック４２の表面は、側面視において中央部が端部に比べて突出した凸形状を有している。なおこの中央部の突出は微小であるが、図２においては、説明の明瞭化のためチャック４２の中央部の突出を大きく図示している。

図２及び図３に示すように、４つのチャック４２は、４つのチャックベース４３にそれぞれ保持されている。以下の説明では、図３に示すように、４つのチャックベースをそれぞれ、第１～第４のチャックベース４３ａ～４３ｄという場合がある。チャックベース４３ａ～４３ｄは、それぞれ第１～第４のチャック４２ａ～４２ｄを保持する。

チャックベース４３には、各種研削機構（粗研削機構８０、中研削機構９０及び仕上研削機構１００）とチャック４２の相対的な傾きを調整する傾き調整機構４４が設けられている。傾き調整機構４４は、チャックベース４３の下面に設けられた固定軸４５と複数、例えば２本の昇降軸４６を有している。各昇降軸４６は伸縮自在に構成され、チャックベース４３を昇降させる。この傾き調整機構４４によって、チャックベース４３の外周部の一端部（固定軸４５に対応する位置）を基点に、他端部を昇降軸４６によって鉛直方向に昇降させることで、チャック４２及びチャックベース４３を傾斜させることができる。そしてこれにより、加工位置Ａ１～Ａ３の各種研削機構とチャック４２の上面との相対的な傾きを調整できる。なお、傾き調整機構４４の構成はこれに限定されるものではなく、研削砥石に対するチャック４２の相対的な角度（平行度）を調整することができれば、任意に選択できる。

４つのチャック４２は、回転テーブル４１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。また、４つのチャック４２はそれぞれ、回転機構（図示せず）によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

受渡位置Ａ０では、搬送部３０によるウェハＷの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には粗研削機構８０が配置され、ウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には中研削機構９０が配置され、ウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には仕上研削機構１００が配置され、ウェハＷを仕上研削する。

粗研削機構８０は、下面に環状の粗研削砥石８１ａを備える粗研削ホイール８１、当該粗研削ホイール８１を支持するマウント８２、当該マウント８２を介して粗研削ホイール８１を回転させるスピンドル８３、及び、例えばモータ（図示せず）を内蔵する駆動部８４を有している。また粗研削機構８０は、図１に示す支柱８５に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。

ここで、上述したようにチャック４２は保持面の中央部に凸形状を有している。このため、粗研削機構８０を用いたウェハＷの研削処理に際しては、図４の太線部に示すように、環状の粗研削砥石８１ａの一部が加工点ＲとしてウェハＷと接触する。より具体的には、環状の粗研削砥石８１ａとウェハＷの中心部から外周端部までが円弧線状に接触し、かかる状態でチャック４２と粗研削ホイール８１をそれぞれ回転させることによって、ウェハＷの全面が研削処理される。

また加工位置Ａ１には、図１に示すように、少なくとも粗研削中のウェハＷの厚みを測定する終点検知機構としての厚み測定機構１１０が設けられている。厚み測定機構１１０の構成は任意に選択することができるが、例えば接触式のセンサと演算部を有している。当該厚み測定機構１１０は、粗研削機構８０においてウェハＷが目標厚みまで研削されたことを検知（終点検知）する。

中研削機構９０は粗研削機構８０と同様の構成を有している。すなわち中研削機構９０は、環状の中研削砥石９１ａを備える中研削ホイール９１、マウント９２、スピンドル９３、駆動部９４、及び支柱９５を有している。なお、中研削砥石の砥粒の粒度は、粗研削砥石の砥粒の粒度より小さい。

仕上研削機構１００は粗研削機構８０と同様の構成を有している。すなわち仕上研削機構１００は、環状の仕上研削砥石１０１ａを備える仕上研削ホイール１０１、マウント１０２、スピンドル１０３、駆動部１０４、及び支柱１０５を有している。なお、仕上研削砥石の砥粒の粒度は、中研削砥石の砥粒の粒度より小さい。

また、加工位置Ａ２及びＡ３には、加工位置Ａ１と同様に、少なくとも研削処理中のウェハＷの厚みを測定する終点検知機構としての厚み測定機構１１０がそれぞれ設けられている。厚み測定機構１１０の構成は任意に選択することができるが、例えば接触式のセンサ又は非接触式のセンサの少なくともいずれかと演算部を有している。当該厚み測定機構１１０は、中研削機構９０、仕上研削機構１００においてウェハＷがそれぞれ目標厚みまで研削されたことを検知（終点検知）する。

また図１に示すように、受渡位置Ａ０には、研削処理後のウェハＷの厚みを測定する厚み測定機構１２０が更に設けられている。厚み測定機構１２０は、センサ１２１と演算部１２２を有している。なお、センサ１２１としては、加工位置Ａ３における仕上研削後のウェハＷに傷がつくことを抑制するため、非接触式のセンサが用いられることが好ましい。

センサ１２１は、図５に示すように研削処理後のウェハＷの厚みを例えば径方向に３点で測定する。測定点Ｍ１はウェハＷの中心部である。測定点Ｍ２はウェハＷの中間部であり、ウェハＷの半径をｒとした場合の、中心部からｒ／２の位置である。測定点Ｍ３はウェハＷの外周部である。

測定点Ｍ１では、チャック４２（ウェハＷ）の回転を停止した状態で、厚み測定機構１２０によってウェハＷの厚みを測定する。なおこの際、チャック４２を回転させながらウェハＷの厚みを測定してもよい。

測定点Ｍ２及び測定点Ｍ３ではチャック４２（ウェハＷ）を回転させながら、厚み測定機構１２０によってウェハＷの厚みを周方向に複数点で測定する。そして、測定された複数点の測定結果から移動平均値又は移動中央値を算出し、測定点Ｍ２又は測定点Ｍ３のそれぞれにおけるウェハＷの厚みとする。なお、この際、チャック４２（ウェハＷ）の回転を停止した状態で、周方向に１点のみでウェハＷの厚みを測定し、かかる１点の測定結果を代表値として測定点Ｍ２又は測定点Ｍ３のそれぞれにおけるウェハＷの厚みとしてもよい。

センサ１２１の測定結果は、演算部１２２に出力される。演算部１２２では、センサ１２１による複数点（測定点Ｍ１～Ｍ３）での測定結果（ウェハＷの厚み）からウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出する。取得されたウェハＷの厚み、及び厚み分布は後述の制御部１３０に出力され、後述するように研削処理後のウェハＷの厚み及び平坦度を調整するために用いられる。

なお、厚み測定機構１２０によるウェハＷの厚み測定点は図５に示した径方向での３点には限定されない。すなわち、例えば径方向の１点（好ましくは、後述のように研削処理においてウェハＷの厚みの終点検知が行われる径方向の中間部）のみを代表点として厚み測定を行ってもよいし、２点以上の任意の複数点において厚み測定を行ってもよい。

以上の加工装置１には、図１に示すように制御部１３０が設けられている。制御部１３０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、加工装置１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理ユニットや搬送装置などの駆動系の動作を制御して、加工装置１における後述の加工処理を実現させるためのプログラムも格納されている。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に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１３０にインストールされたものであってもよい。また、当該記憶媒体は一時的なものであってもよいし、非一時的なものであってもよい。

次に、以上のように構成された加工装置１を用いて行われる加工方法について説明する。なお、加工装置１においては、カセットＣに収容された複数のウェハＷに対して連続的に処理が行われる。以下の説明においては、連続的に処理が施されるウェハＷのうち、ｎ枚目に処理が施されるウェハＷのことを「ウェハＷ_ｎ」と呼称するものとする。

先ず、複数のウェハＷを収納したカセット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２２によりカセットＣ内の１枚目のウェハＷ_１が取り出され、処理ステーション３のアライメント部５０に搬送される（図６のステップＳ１：ウェハＷの搬入）。アライメント部５０では、ウェハＷ_１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、当該ウェハＷ_１の水平方向の向きが調節される（図６のステップＳ２：アライメント）。

水平方向の向きが調節されたウェハＷ_１は、次に、搬送部３０により、アライメント部５０から搬送され、受渡位置Ａ０の第１のチャック４２ａに受け渡される。続いて、回転テーブル４１を回転させて、第１のチャック４２ａに保持されたウェハＷ_１を加工位置Ａ１～Ａ３に順次移動させる。

加工位置Ａ１では、粗研削機構８０によってウェハＷ_１の研削面を粗研削する（図６のステップＳ３：粗研削）。以下、図７を参照して加工位置Ａ１におけるウェハＷ_１の粗研削の詳細な方法について説明する。なお、図７の左図は粗研削における粗研削ホイール８１とウェハＷの位置関係を示す説明図である。図７の右図は粗研削ホイール８１の高さ位置の時系列変化を示すグラフであり、縦軸は粗研削ホイール８１の下面（粗研削砥石８１ａ）の高さ位置を示し、横軸は時間を示している。

先ず、粗研削ホイール８１を待機位置Ｈ１から研削開始位置Ｈ２まで高速で下降させる（時間Ｔ０からＴ１）。その後、粗研削ホイール８１を減速させ、低速でウェハＷ_１との当接位置Ｈ３まで下降させる（時間Ｔ１からＴ２：エアカット）。

粗研削ホイール８１の下降により粗研削砥石８１ａとウェハＷが当接されると、その後、粗研削ホイール８１をさらに下降させ、粗研削機構８０における研削終了位置Ｈ４（粗研削機構８０におけるウェハＷの目標厚み）までウェハＷ_１を研削する（時間Ｔ２からＴ５：研削ステップ）。かかる研削ステップにおいては、例えば上述の厚み測定機構１１０を用いてウェハＷの研削面の高さを測定し、当該研削面の高さが所望の高さ（ウェハＷ_１の厚みが所望の目標厚み）になった時点（時間Ｔ５）で粗研削ホイール８１の下降を停止させる（終点検知）。ウェハＷ_１の厚みの終点検知は、例えば図５に示した測定点Ｍ２、すなわちウェハＷの径方向における中間部で行われる。なお、かかる研削ステップにおいては、時間Ｔ２からＴ５までの間に粗研削ホイール８１の下降速度を段階的に変化（例えば時間Ｔ３及びＴ４）させてもよいし、下降速度を一定に制御してもよい。

粗研削ホイール８１が研削終了位置Ｈ４に到達して下降を停止させると、一定の時間、粗研削ホイール８１の高さ位置を研削終了位置Ｈ４で待機させる（時間Ｔ５からＴ６：スパークアウト）。スパークアウトの状態においては粗研削ホイール８１の回転が継続され、例えば上述の加工位置Ａ１における厚み測定機構１１０が接触式のセンサを有する場合において、当該センサにより研削面に与えられた傷等を除去して、ウェハＷ_１の面状態を改善する。また、かかるスパークアウトにおいては、厚み測定機構１１０がこのように接触式のセンサを有する場合においては、かかるセンサの接触によりウェハＷ_１の研削面に新たな傷がつくことを防ぐため、当該センサを研削面から退避させた状態で粗研削ホイール８１の回転を継続する。

スパークアウトが完了すると、次いで、粗研削ホイール８１の回転を継続した状態で粗研削ホイール８１の上昇を開始する（時間Ｔ６～Ｔ７：エスケープカット）。エスケープカットの状態においては、粗研削ホイール８１を低速で上昇させることで、ウェハＷ_１と粗研削砥石８１ａの離接時においてウェハＷ_１の研削面にホイール痕が残存することを抑制する。なお、かかるエスケープカットにおいても、スパークアウトと同様に、接触式のセンサを研削面から退避させた状態を維持する。

ウェハＷと粗研削砥石８１ａが離接すると、その後、粗研削ホイール８１を加速させて粗研削ホイール８１を待機位置Ｈ１まで移動させ（時間Ｔ７以降）、粗研削機構８０におけるウェハＷの粗研削が完了する。

加工位置Ａ２では、中研削機構９０によってウェハＷ_１の研削面を中研削する（図６のステップＳ４：中研削）。中研削機構９０での中研削は、例えば図７に示した粗研削機構８０による粗研削と同様の方法により行われる。すなわち、中研削ホイール９１の高さ位置を制御することで、エアカット、研削ステップ、スパークアウト、エスケープカットが順次行われる。

加工位置Ａ３では、仕上研削機構１００によってウェハＷ_１の研削面を仕上研削する（図６のステップＳ５：仕上研削）。仕上研削機構１００での仕上研削は、例えば図７に示した粗研削機構８０による粗研削と同様の方法により行われる。すなわち、仕上研削ホイール１０１の高さ位置を制御することで、エアカット、研削ステップ、スパークアウト、エスケープカットが順次行われる。

ウェハＷ_１の仕上研削処理が完了すると、次に、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２に保持されたウェハＷ_１を受渡位置Ａ０に移動させる。受渡位置Ａ０においては、例えばウェハＷ_１を回転させながら、厚み測定機構１２０により仕上研削後のウェハＷ_１の中心部付近と、周縁部付近を含む複数点（図５を参照）の厚みが測定される（図６のステップＳ６：仕上り厚みの測定）。そして、測定された複数点のウェハＷ_１の厚みに基づいて仕上研削後のウェハＷ_１の厚み分布が取得され、更に平坦度（ＴＴＶ）が算出される（図６のステップＳ７：厚み分布平坦度の取得）。取得された厚み分布及び平坦度は、例えば制御部１３０に出力される。

なお、このようにウェハＷ１に対する加工位置Ａ１～Ａ３での研削処理、及び受渡位置Ａ０での仕上研削後の厚み（厚み分布）の取得が行われている際には、第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持された次のウェハＷ_２～Ｗ_４に対する処理が順次実行される。すなわち、回転テーブル４１を回転させて、第１のチャック４２ａに保持されたウェハＷ_１と共に、第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持されたウェハＷ_２～Ｗ_４を加工位置Ａ１～Ａ３及び受渡位置Ａ０に順次移動させる。

仕上研削後の厚み、厚み分布及び平坦度が取得されたウェハＷ_１は、次に、搬送部３０により受渡位置Ａ０から第２の洗浄部７０に搬送され、搬送パッド３２に保持された状態で洗浄、及び、乾燥される（図６のステップＳ８：第１の洗浄）。

次にウェハＷ_１は、搬送部３０により第２の洗浄部７０から第１の洗浄部６０に搬送され、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、さらに洗浄される（図６のステップＳ９：第２の洗浄）。

その後、すべての処理が施されたウェハＷ_１は、ウェハ搬送装置２２の搬送フォーク２３によってカセット載置台１０のカセットＣに搬送される（図６のステップＳ１０：ウェハＷの搬出）。こうして、カセットＣに収容された１枚目のウェハＷ_１に対する一連の加工処理が終了する。またこれと同様の処理により、第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持されていたウェハＷ_２～Ｗ_４に対する一連の加工処理が終了する。

ここで、以上の研削処理動作においては、上述したように、研削ステップ後のスパークアウトやエスケープカットの状態においても、例えば加工装置１の装置特性（チャック４２や粗研削機構８０の剛性（弾性）、熱膨張等）に起因してウェハＷの研削が進行してしまう場合がある。より具体的には、例えば、研削ステップにおいてウェハＷに対して研削砥石が当接された状態で研削ホイールが下降（押圧）されることで弾性力が蓄積され、かかる弾性力がスパークアウトやエスケープカットの状態で開放（復元）されることで、意図せずにウェハＷの研削が進行してしまう場合がある。また例えば、ウェハＷの研削に伴って発生する摩擦熱等によりチャック４２や各種研削機構が熱膨張し、かかる熱膨張により、意図せずにウェハＷの研削が進行してしまう場合がある。

このため、加工装置１におけるウェハＷの研削処理に際しては、かかるスパークアウトやエスケープカットの状態において進行するウェハＷの研削を考慮して、仕上研削後のウェハＷの厚みや平坦度（仕上形状）を制御する必要がある。
また、上述の加工装置１の装置特性は、環境要因（例えば処理雰囲気温度等）によっても経時変化する場合があり、加工装置１においては、かかる環境要因を更に考慮して、仕上研削後のウェハＷの厚みや平坦度（仕上形状）を制御する必要がある。

そこで本実施形態にかかる加工装置１においては、図６のステップＳ６、Ｓ７において取得された１枚目のウェハＷ_１の仕上研削後の厚み、及び厚み分布に基づいて、以降に処理されるのウェハＷ_ｎの研削処理条件を補正する。

また、上述したように回転テーブル４１上には４つのチャック４２ａ～４２ｄが設けられているが、これら４つのチャック４２ａ～４２ｄは、それぞれ異なる装置特性を有すると考えられる。換言すれば、４つのチャック４２ａ～４２ｄのそれぞれにおいて同一条件でウェハＷの研削を行った場合であっても、４つのチャック４２ａ～４２ｄのそれぞれの装置特性の差により、ウェハＷに対する研削処理結果にばらつきが生じるおそれがある。
そこで本実施形態にかかる加工装置１においては、かかるウェハＷ_ｎの研削処理条件の補正を、４つのチャック４２のそれぞれにおいて独立して行う。より具体的には、チャック４２ａ～４２ｄのそれぞれに保持されていたウェハＷ_１～Ｗ_４のそれぞれの仕上研削後の厚み、及び厚み分布に基づいて、チャック４２ａ～４２ｄのそれぞれに対応するウェハＷ_ｎの研削処理条件を補正する。

以下、以降に処理されるウェハＷ_ｎの詳細な研削方法について、当該ウェハＷ_ｎが第１のチャック４２ａに保持される場合を例に説明を行うが、第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持されたウェハＷ_ｎについても、以下と同様の補正が行われる。

先ず、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ内から取り出されたウェハＷ_ｎは、アライメント部５０において水平方向の向きが調節された後、搬送部３０により受渡位置Ａ０の第１のチャック４２ａに受け渡される（図８のステップＰ１、ステップＰ２）。続いて、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２ａに保持されたウェハＷ_ｎを加工位置Ａ１～Ａ３に順次移動させる。

加工位置Ａ１では、図７に示した方法によりウェハＷ_ｎの研削面が粗研削される（図８のステップＰ３）。すなわち、粗研削ホイール８１の高さ位置を制御することで、エアカット、研削ステップ、スパークアウト、エスケープカットが順次行われる。

加工位置Ａ２では、図７に示した方法によりウェハＷ_ｎの研削面が中研削される（図８のステップＰ４）。すなわち、中研削ホイール９１の高さ位置を制御することで、エアカット、研削ステップ、スパークアウト、エスケープカットが順次行われる。

加工位置Ａ３では、図７に示した方法によりウェハＷ_ｎの研削面が仕上研削される（図８のステップＰ５）。すなわち、仕上研削ホイール１０１の高さ位置を制御することで、エアカット、研削ステップ、スパークアウト、エスケープカットが順次行われる。

ここで、ウェハＷ_ｎの仕上研削に際しては、当該仕上研削に先立って、第１のチャック４２ａにおいて当該ウェハＷ_ｎの直前に処理が行われたウェハＷ_ｎ－４（連続的に処理されるウェハＷ_ｎ－１～Ｗ_ｎ－３はそれぞれ第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持されるものとする。）の研削処理結果としての仕上研削後の厚みや厚み分布に基づいて、研削処理条件が補正される。
具体的には、仕上研削後のウェハＷ_ｎ－４の厚み分布に基づいて、当該ウェハＷ_ｎ－４の厚みが大きい位置においては研削量を増やし、厚みが小さい位置においては研削量を減らすことで、ウェハＷ_ｎの面内厚みが均一となるように（ＴＴＶが小さくなるように）、チャック４２と仕上研削砥石１０１ａの相対的な傾きを調整し、これにより仕上研削機構１００におけるウェハＷ_ｎの研削量を調整する（図８のステップＱ１）。
また、仕上研削後のウェハＷ_ｎ－４の厚みに基づいて、当該ウェハＷ_ｎ－４の厚みが所望の目標厚みよりも大きい場合には研削量を増やし、厚みが所望の目標厚みよりも小さい場合には研削量を減らすように、仕上研削ホイール１０１の下降量（図７の時間Ｔ５における研削終了位置Ｈ４）を調整する（図８のステップＱ２）。

なお本実施形態においては、仕上研削ホイール１０１の下降量の調整に用いられるウェハＷ_ｎ－４の仕上研削後の厚みとしては、図６のステップＳ７において仕上研削後のウェハＷ_ｎ－４の厚み分布を取得するために測定された厚み、すなわち図６のステップＳ６において測定された仕上研削後の厚みを用いる。かかる仕上研削後の厚みとしては、厚み分布の取得のために複数点（図５を参照）で測定された厚みの平均値を使用してもよいし、これら複数点から選択し得る任意の１点を代表値として使用してもよい。ただし、仕上研削後のウェハＷ_ｎの厚みを精密に制御するという観点からは、仕上研削におけるウェハＷ_ｎ－４の終点検知を行った測定位置、すなわち図５に示した測定点Ｍ２における厚みを使用することが好ましい。

そして、調整された傾きでウェハＷ_ｎを保持した状態で、調整された下降量となるように仕上研削ホイール１０１の高さ位置を制御して粗研削処理を行う。

ウェハＷ_ｎの仕上研削処理が完了すると、次に、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２ａに保持されたウェハＷ_ｎを受渡位置Ａ０に移動させる。受渡位置Ａ０においては、厚み測定機構１２０によりウェハＷ_ｎの厚みを複数点で測定し、更に測定されたウェハＷ_ｎの厚みに基づいて研削処理後のウェハＷ_ｎの厚み分布、及び平坦度（ＴＴＶ）を取得する（図８のステップＰ６、ステップＰ７）。取得された厚み、厚み分布及び平坦度は制御部１３０に出力され、例えば第１のチャック４２ａに保持される次のウェハＷ_ｎ＋４の研削処理におけるチャック４２ａと仕上研削砥石１０１ａの相対的な傾き、及び仕上研削ホイール１０１の下降量の調整に用いられる。

その後、厚み分布及びＴＴＶが取得されたウェハＷ_ｎは、第２の洗浄部７０及び第１の洗浄部６０において洗浄された後、カセット載置台１０のカセットＣに搬送される（図８のステップＰ８～Ｐ１０）。こうして、カセットＣに収容された全てのウェハＷに対しての処理が終了すると、加工装置１における一連の加工処理が終了する。
なお、本実施形態においては第１のチャック４２ａに保持されたウェハＷ_ｎの仕上研削に際して研削処理条件を補正する場合を例に説明を行ったが、上述したように、第２～第４のチャック４２ｂ～４２ｄに保持されたウェハＷ_ｎの仕上げ研削に際しても、同様の研削処理条件の補正が行われる。

以上の実施形態によれば、加工装置１におけるウェハＷ_ｎの研削処理に際して、それぞれのチャック４２において直前に処理が施されたＷ_ｎ－４の仕上研削後の厚み、及び厚み分布に基づき、チャック４２と仕上研削砥石１０１ａの相対的な傾きと、仕上研削ホイール１０１の下降量を調整する。このため、仕上研削後のウェハＷ_ｎの厚みを適切に改善できるとともに、平坦度を向上できる。

またこのように、それぞれのチャック４２において直前に処理が施されたウェハＷ_ｎ－４の仕上研削後の厚み、及び厚み分布を参照することで、例えば環境要因の変化（例えば加工処理に伴う雰囲気温度の上昇）に伴って加工装置１の装置特性（例えば装置の剛性）が経時的に変化した場合であっても、かかる装置特性の変化に追従して適切にウェハＷ_ｎの仕上り厚みと平坦度を調整できる。

また本実施形態によれば、ウェハＷ_ｎの研削量（仕上研削ホイール１０１の下降量）の調整に用いられるウェハＷ_ｎ－４の仕上研削後の厚みは、ウェハＷ_ｎの平坦度（チャック４２と仕上研削砥石１０１ａの相対的な傾き）の調整に用いられるウェハＷ_ｎ－４の厚み分布の取得時に測定されたものである。すなわち、ウェハＷ_ｎの仕上研削後の厚みと平坦度のそれぞれの調整にあたって独立してウェハＷ_ｎ－４の厚みを測定する必要がなく、一の厚み測定結果のみに基づいて仕上研削後の厚みと平坦度の両方を効率的に調整できる。換言すれば、仕上研削後のウェハＷ_ｎの厚みと平坦度の調整に係るスループットを適切に向上できる。

更に本実施形態によれば、本開示の技術に係る一連の調整動作、具体的にはウェハＷ_ｎ－４の厚み及び厚み分布の取得、取得情報に基づくウェハＷ_ｎの研削時におけるチャックと研削砥石の相対的な傾き及び研削ホイールの下降量の調整が、例えば制御部１３０により自動制御される。すなわち、一連の調整動作においてオペレータ等による手作業を必要としないため、ウェハＷ_ｎの仕上研削後の厚みと平坦度の改善をより容易かつ適切に実行することができる。

なお、以上の実施形態においては、仕上研削後のウェハＷの厚みを、受渡位置Ａ０に配置された厚み測定機構１２０により測定したが、ウェハＷの厚みの測定位置は受渡位置Ａ０には限定されない。

具体的には、厚み測定機構１２０による受渡位置Ａ０での厚み測定に代えて、加工位置Ａ３に配置された終点検知用の厚み測定機構１１０により、仕上研削後のウェハＷの厚みを測定してもよい。また例えば、図９に示すように、厚み測定機構１２０に加えて又は代えて、例えばアライメント部５０及び第１の洗浄部６０と積層することで研削部４０とは独立した厚み測定部１４０を配置し、かかる厚み測定部１４０において仕上研削後のウェハＷの厚みを測定してもよい。

また、以上の実施形態においては、チャック４２と研削砥石の相対的な傾きと研削ホイールの下降量の調整を仕上研削機構１００において行う場合を例に説明を行ったが、これら調整動作は、仕上研削機構１００に加えて粗研削機構８０及び中研削機構９０において更に行われてもよい。すなわち、それぞれの研削処理後にウェハＷの厚み及び厚み分布を逐次取得し、取得された厚み及び厚み分布に基づいて、研削機構毎に調整動作が行われてもよい。かかる場合、仕上研削後のウェハＷの厚み及び平坦度をより精密に制御することができる。

なお、上記実施形態にかかる加工装置１においては、回転テーブル４１上に４つのチャック４２ａ～４２ｄが設けられ、それぞれのチャック４２の装置特性の差を考慮してそれぞれのチャック４２毎に研削処理条件の補正を行った。しかしながら、研削処理条件の補正方法はこれに限定されるものではなく、例えばそれぞれのチャック４２の装置特性の差が小さい場合には、他のチャック４２に保持されるウェハＷに対して研削処理条件の補正が行われてもよい。換言すれば、ウェハＷ_ｎの厚み及び平坦度を調整するために処理結果を参照するウェハＷは同一のチャック４２で処理されたウェハＷ_ｎ－４には限られず、他のチャック４２において処理が行われた任意のウェハＷ_ｍ（ｎ－４≦ｍ≦ｎ－１）の処理結果を参照できる。

また、以上の実施形態においては、仕上研削後のウェハＷ_ｎの厚み及び平坦度を、それぞれのチャック４２において当該ウェハＷ_ｎの直前に処理されたウェハＷ_ｎ－４の処理結果に基づいて調整したが、処理結果を参照するウェハＷはウェハＷ_ｎ－４には限られない。すなわち、少なくともウェハＷ_ｎよりも前に処理が行われたウェハＷ_ｍ（１≦ｍ＜ｎ）の処理結果に基づいてチャックと研削砥石の相対的な傾き、及び研削ホイールの下降量を調整できれば、少なくともウェハＷ_ｎの仕上り厚み及び平坦度を改善できる。

なお、以上の実施形態においては、カセットＣに収容された１枚目のウェハＷ_１の仕上研削後の厚み及び厚み分布（より具体的にはそれぞれのチャック４２ａ～４２ｄで最初に処理されるウェハＷ_１～Ｗ_４）に基づいて、以降に処理されるウェハＷ_ｎの仕上研削後の厚み及び平坦度を調整した。しかしながら、以上のような調整動作を行った場合、各チャック４２で１枚目に処理されるウェハＷの仕上り厚み及び平坦度を調整することはできない。
そこで、仕上研削後の厚み及び厚み分布が取得された１枚目のウェハＷ_１～Ｗ_４は、取得された当該仕上研削後の厚み及び厚み分布に基づいて、当該ウェハＷ_１～Ｗ_４が所望の目標厚み平坦度となるように再研削が行われてもよい。

また例えば、チャック４２ａ～４２ｄで最初に処理されるウェハＷ_１～Ｗ_４の処理結果に基づいて、ウェハＷ_ｎの仕上研削後の厚み及び平坦度を調整することに代え、例えばダミーウェハＷ_０の研削処理を各チャック４２において予め行い、かかるダミーウェハＷ_０の処理結果に基づいてウェハＷ_ｎ（ｎ≧１）の仕上り厚み及び平坦度を調整してもよい。このようにダミーウェハＷ_０の処理結果に基づいて調整動作を行うことにより、チャック４２ａ～４２ｄで最初に処理されるウェハＷ_１～Ｗ_４に上述のような再研削を行う必要がない。すなわち、当該ウェハＷ_１～Ｗ_４の研削に係るスループットを向上できる。

なお、以上の実施形態では、加工装置１において単枚のウェハＷ_ｎを研削して薄化する場合を例に説明を行ったが、加工装置１において処理されるウェハの構成もこれに限定されない。例えば、第１のウェハと第２のウェハとが接合された重合ウェハにおいて、第１のウェハを研削して薄化する場合にも、本実施形態を適用できる。かかる場合、チャック４２には研削対象の第１のウェハとは反対側の第２のウェハが保持され、かかる状態で第１のウェハに対して研削砥石が当接される。

また、このように加工装置１において重合ウェハを処理する場合においては、チャック４２に保持される第２のウェハの厚み分布を事前に取得し、かかる第２のウェハの厚み分布を、少なくとも前に処理が行われた他の重合ウェハを構成する他の第２のウェハの厚み分布と比較することで、チャックと研削砥石の相対的な傾き、及び研削ホイールの下降量が更に調整されてもよい。すなわち、第２のウェハの厚み分布の差に起因する、第１のウェハの仕上研削後の厚み及び平坦度を更に調整してもよい。
かかる場合、第２のウェハの厚み分布は、例えば図９に示した厚み測定部１４０において研削処理前の重合ウェハの総厚（厚み分布）を測定した後、厚み測定機構１２０において仕上研削後の第１ウェハの厚み（厚み分布）を測定し、更に重合ウェハの総厚（厚み分布）から第１ウェハの厚み（厚み分布）を差し引くことで算出できる。

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 加工装置
４２ チャック
４４ 傾き調整機構
８０ 粗研削機構
９０ 中研削機構
１００ 仕上研削機構
１２０ 厚み測定機構
１３０ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (13)

1. 基板の処理方法であって、
   一の基板を研削することと、
   研削後の前記一の基板の厚み及び厚み分布を取得することと、
   取得された厚み及び厚み分布に基づいて他の基板を研削することと、を含み、
   前記他の基板の研削に際しては、
   前記一の基板の目標厚みと前記一の基板の研削後の厚みとの差分に基づいて、前記他の基板の研削量を調整するとともに、
   前記一の基板の研削後の厚み分布に基づいて、前記基板を保持する保持機構と、前記基板を研削する研削機構との相対的な傾きを調整する、処理方法。
2. 研削後の前記一の基板の厚み分布は、当該一の基板の厚みを複数点で測定することにより取得され、
   前記他の基板の研削量を調整に用いられる前記一の基板の研削後の厚みは、前記一の基板の厚み分布の取得に際して測定された少なくともいずれか厚みである、請求項１に記載の処理方法。
3. 前記一の基板の研削においては、研削処理中の前記一の基板の厚みを測定することで研削処理の終点検知が行われ、
   前記研削量を調整に用いられる前記一の基板の研削後の厚みは、前記終点検知に際しての前記一の基板の厚み測定位置と同一の測定位置において取得される、請求項１又は２に記載の処理方法。
4. 複数の基板の処理を連続的に実行し、
   前記一の基板は、連続的に処理される複数の基板のうち、前記他の基板の直前に処理された基板である、請求項１～３のいずれか一項に記載の処理方法。
5. 基板の処理を行う処理装置には複数の前記保持機構が設けられ、
   複数の基板の処理を連続的に実行し、
   前記一の基板は、連続的に処理される複数の基板のうち、少なくとも同一の前記保持機構において前記他の基板よりも前に保持された基板である、請求項１～４のいずれか一項に記載の処理方法。
6. 前記研削機構は、
   前記基板を粗研削する粗研削機構と、
   粗研削後の前記基板を仕上研削する仕上げ研削機構と、を備え、
   前記一の基板の研削後の厚み及び厚み分布の取得を、少なくとも前記一の基板の仕上研削後に行い、
   前記他の基板の研削量の調整、及び前記相対的な傾きの調整を、少なくとも前記仕上げ研削機構において行う、請求項１～５のいずれか一項に記載の処理方法。
7. 取得された前記一の基板の研削後の厚み及び厚み分布に基づいて前記一の基板を再研削することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の処理方法。
8. 複数の基板を連続的に処理する処理装置であって、
   基板を保持する保持機構と、
   前記保持機構に保持された基板を研削する研削機構と、
   基板の厚みを測定する厚み測定機構と、
   前記保持機構と前記研削機構との相対的な傾きを調整する傾き調整機構と、
   基板の研削処理を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   一の基板の研削と、
   研削後の前記一の基板の厚み及び厚み分布の取得と、
   取得された前記一の基板の厚み及び厚み分布に基づいて行われる他の基板の研削と、を順次行い、
   前記他の基板の研削に際して、
   前記一の基板の目標厚みと前記一の基板の研削後の厚みとの差分に基づいて、前記他の基板の研削量を調整するとともに、前記一の基板の研削後の厚み分布に基づいて、前記保持機構と前記研削機構との相対的な傾きを調整する、処理装置。
9. 前記制御部は、
   前記厚み測定機構により測定された研削後の前記一の基板の複数点の厚みに基づいて、前記厚み分布を取得し、
   前記他の基板の研削量を調整に用いられる前記一の基板の研削後の厚みとして、前記厚み分布の取得に際して測定された少なくともいずれか厚みを用いる、請求項８に記載の処理装置。
10. 前記研削機構による基板の研削処理中において、当該基板の厚みを測定する終点検知機構を備え、
    前記制御部は、
    前記他の基板の研削量を調整に用いられる前記一の基板の研削後の厚みを、前記終点検知機構による前記基板の厚み測定位置と同一の測定位置において取得するように、前記厚み測定機構の動作を制御する、請求項８又は９に記載の処理装置。
11. 前記保持機構が複数設けられ、
    前記制御部は、
    前記他の基板の研削量の調整、及び前記相対的な傾きの調整を、少なくとも同一の前記保持機構において前記他の基板よりも前に保持された前記一の基板の研削後の厚み及び厚み分布に基づいて行う、請求項８～１０のいずれか一項に記載の処理装置。
12. 前記研削機構は、
    前記基板を粗研削する粗研削機構と、
    粗研削後の前記基板を仕上研削する仕上げ研削機構と、を備え、
    前記制御部は、
    少なくとも前記仕上げ研削機構による前記一の基板の研削後に前記厚み及び厚み分布を取得し、
    少なくとも前記仕上げ研削機構において前記他の基板の研削量の調整、及び前記相対的な傾きの調整を行うように、前記研削処理を制御する、請求項８～１１のいずれか一項に記載の処理装置。
13. 前記制御部は、
    取得された前記一の基板の研削後の厚み及び厚み分布に基づいて前記一の基板を再研削するように前記研削処理を制御する、請求項８～１２のいずれか一項に記載の処理装置。

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