JP6877585B2 - 基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体 Download PDF

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Description

本願は、２０１７年１２月１９日に日本国に出願された特願２０１７−２４３３０３号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明は、基板を処理する基板処理システム、当該基板処理システムを用いた基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体に関する。
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ウェハ（以下、ウェハという）に対し、当該ウェハの裏面を研削及び研磨して、ウェハを薄化することが行われている。そして、この薄化されたウェハをそのまま搬送したり、後続の処理を行ったりすると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。このため、ウェハを補強するために、例えば支持基板にウェハを貼り付けることが行われている。
ところで、通常ウェハの周縁部は面取り加工がされているが、上述したようにウェハを研削及び研磨処理を行うと、ウェハの周縁部が鋭く尖った形状になる。そうすると、ウェハの周縁部でチッピングが発生し、ウェハが損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予めウェハの周縁部を削る、いわゆるエッジトリムが行われている。
例えば特許文献１には、エッジトリムを行う装置として、縦軸型の平面研削装置が開示されている。この縦軸型の平面研削装置を用いてウェハの周縁部を研削する場合には、先ず、ウェハをテーブルに固定し、テーブルを鉛直軸に平行な軸の回りに回転させる。そして、スピンドルを回転させて、カップホイールに回転を与えた後、スピンドルを鉛直方向に移動させることにより、カップホイールの研削面をウェハに当接させて、ウェハの周縁部を研削する。
日本国特開平９−２１６１５２号公報
上述したように特許文献１に記載の平面研削装置では、カップホイールを用いてウェハの周縁部を研削している。ここで、例えば周縁部の研削速度を大きくしようとすると、カップホイールの砥粒の粒径を大きくする必要がある。しかしながら、かかる場合、周縁部が研削されることで露出するウェハの表面（以下、露出面という）が粗くなり、所定の品質を満足できない場合があった。
一方、例えばウェハの露出面の表面性状を向上させようとすると、カップホイールの砥粒の粒径を小さくする必要がある。しかしながら、かかる場合、周縁部の研削に時間がかかり、ウェハ処理全体のスループットを向上させることができない。したがって、従来のようにカップホイールを用いたエッジトリムには改善の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板の周縁部を研削して除去するにあたり、周縁部除去にかかる時間を短縮しつつ、周縁部が研削されることで露出する基板表面の表面性状を向上させることを目的とする。
上記課題を解決する本発明の一態様は、基板を処理する基板処理システムであって、前記基板の周縁部に当接する第１の砥石を備え、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去部と、前記基板の周縁部に当接する第２の砥石を備え、前記第１の周縁除去部によって前記周縁部を除去した後、さらに当該周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去部と、を有し、前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、前記第２の周縁除去部によって前記周縁部を除去した後、前記基板の加工面を前記第１の深さと前記第２の深さの間まで研削する研削部を有する。
別な観点による本発明の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の周縁部に第１の砥石を当接させて、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去工程と、その後、前記基板の周縁部に第２の砥石を当接させて、前記周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去工程と、を有し、前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、前記第２の周縁除去工程の後、前記基板の加工面を前記第１の深さと前記第２の深さの間まで研削する研削工程を有する。
本発明の一態様によれば、基板の周縁部を研削して除去するにあたり、第１の砥石を用いることで、周縁部除去にかかる時間を短縮して、基板処理のスループットを向上させることができる。また、第２の砥石を用いることで、周縁部が研削されることで露出する基板表面の表面性状を向上させることも可能となる。
本実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。 重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。 加工装置の構成の概略を示す平面図である。 第１の周縁除去部（第２の周縁除去部）の構成の概略を示す側面図である。 第１の周縁除去部（第２の周縁除去部）の構成の概略を示す説明図である。 ウェハ処理の主な工程を示すフローチャートである。 ウェハ処理の主な工程において被処理ウェハが研削される様子を示す説明図である。 被処理ウェハの第２の周縁部を除去する際、第２の周縁部の底面のコーナー部が湾曲した様子を示す説明図である。 ドレスボードで第２の砥石ホイールの研削面を調整する様子を示す説明図である。 他の実施形態にかかる基板処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、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。
＜基板処理システム＞
先ず、本実施形態にかかる基板処理システムの構成について説明する。図１は、基板処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
本実施形態の基板処理システム１では、図２に示すように例えば接着剤Ｇを介して、基板としての被処理ウェハＷと支持ウェハＳとが接合された重合ウェハＴを処理し、被処理ウェハＷを薄化する。以下、被処理ウェハＷにおいて、加工（研削）される面（接着剤Ｇが接着される面と反対側の面）を「加工面Ｗ１」といい、加工面Ｗ１と反対側の面を「非加工面Ｗ２」という。また、支持ウェハＳにおいて、接着剤Ｇを介して被処理ウェハＷと接合された面を「接合面Ｓ１」といい、接合面Ｓ１と反対側の面を「非接合面Ｓ２」という。なお、本実施形態では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは接着剤Ｇを介して接合されているが、接合方法はこれに限定されるものではない。
被処理ウェハ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って、非加工面Ｗ２に複数のデバイスが形成されている。なお、被処理ウェハＷの周縁部は面取り加工がされており、周縁部の断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。
支持ウェハＳは、被処理ウェハＷを支持するウェハである。また、支持ウェハＳは接着剤Ｇとともに、被処理ウェハＷの非加工面Ｗ２のデバイスを保護する保護材として機能する。なお、本実施の形態では、支持基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。
図１に示すように基板処理システム１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が搬入出される搬入出ステーション２と、重合ウェハＴに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを接続した構成を有している。
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４つのカセットＣをＸ軸方向に一列に載置自在になっている。
搬入出ステーション２には、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上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム２３、２３を有している。各搬送アーム２３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２３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。
処理ステーション３には、ウェハ搬送領域３０が設けられている。ウェハ搬送領域３０には、Ｙ軸方向に延伸する搬送路３１上を移動自在なウェハ搬送装置３２が設けられている。ウェハ搬送装置３２は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム３３、３３を有している。各搬送アーム３３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３３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。
処理ステーション３において、ウェハ搬送領域３０の周囲には、加工装置４０、ＣＭＰ装置４１（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）、第１の周縁除去装置４２、第２の周縁除去装置４３、第１の洗浄装置４４、及び第２の洗浄装置４５が設けられている。ウェハ搬送領域３０のＸ軸負方向側には、加工装置４０とＣＭＰ装置４１がＹ軸正方向から負方向に向けて並べて配置されている。ウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側には、第１の周縁除去装置４２と第２の周縁除去装置４３がＹ軸正方向から負方向に向けて並べて配置されている。ウェハ搬送領域３０の上方であってＹ軸負方向側には、第１の洗浄装置４４と第２の洗浄装置４５がＹ軸正方向から負方向に向けて並べて配置されている。なお、第２の洗浄装置４５の下方には、ウェハ搬送装置２２とウェハ搬送装置３２の間で重合ウェハＴを受け渡すためのトランジション装置（図示せず）が設けられている。
以上の基板処理システム１には、制御部５０が設けられている。制御部５０は、例えば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、基板処理システム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。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述のウェハ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、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（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スク（ＭＯ）、メモリーカードなどの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、その記憶媒体Ｈから制御部５０にインストールされたものであってもよい。
（加工装置）
図３に示すように加工装置４０は、回転テーブル１００、搬送ユニット１１０、アライメントユニット１２０、洗浄ユニット１３０、粗研削ユニット１４０、中研削ユニット１５０、及び仕上研削ユニット１６０を有している。
回転テーブル１００は、回転機構（図示せず）によって回転自在に構成されている。回転テーブル１００上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック１０１が４つ設けられている。チャック１０１は、回転テーブル１００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１０１は、回転テーブル１００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。
本実施形態では、受渡位置Ａ０は回転テーブル１００のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、受渡位置Ａ０のＹ軸負方向側には、アライメントユニット１２０と洗浄ユニット１３０が配置される。第１の加工位置Ａ１は回転テーブル１００のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、粗研削ユニット１４０が配置される。第２の加工位置Ａ２は回転テーブル１００のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、中研削ユニット１５０が配置される。第３の加工位置Ａ３は回転テーブル１００のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、仕上研削ユニット１６０が配置される。
チャック１０１はチャックベース１０２に保持されている。チャック１０１及びチャックベース１０２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。
搬送ユニット１１０は、複数、例えば３つのアーム１１１〜１１３を備えた多関節型のロボットである。３つのアーム１１１〜１１３は関節部（図示せず）によって接続され、これら関節部によって、第１のアーム１１１と第２のアーム１１２はそれぞれ基端部を中心に旋回自在に構成されている。３つのアーム１１１〜１１３のうち、先端の第１のアーム１１１には、重合ウェハＴを吸着保持する搬送パッド１１４が取り付けられている。また、３つのアーム１１１〜１１３のうち、基端の第３のアーム１１３は、アーム１１１〜１１３を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構１１５に取り付けられている。そして、かかる構成を備えた搬送ユニット１１０は、受渡位置Ａ０、アライメントユニット１２０、及び洗浄ユニット１３０に対して、重合ウェハＴを搬送できる。
アライメントユニット１２０では、研削処理前の重合ウェハ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）で重合ウェハＴ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。
洗浄ユニット１３０では、研削処理後の重合ウェハＴが搬送パッド１１４に保持された状態の支持ウェハＳの非接合面Ｓ２を洗浄するとともに、搬送パッド１１４を洗浄する。
粗研削ユニット１４０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を粗研削する。粗研削ユニット１４０は、環状形状で回転自在な粗研削砥石（図示せず）を備えた粗研削部１４１を有している。また、粗研削部１４１は、支柱１４２に沿って鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。そして、チャック１０１に保持された被処理ウェハＷを粗研削砥石に当接させた状態で、チャック１０１と粗研削砥石をそれぞれ回転させることによって、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を粗研削する。
中研削ユニット１５０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を中研削する。中研削ユニット１５０は、環状形状で回転自在な中研削砥石（図示せず）を備えた中研削部１５１を有している。また、中研削部１５１は、支柱１５２に沿って鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。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。そして、チャック１０１に保持された被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を中研削砥石に当接させた状態で、チャック１０１と中研削砥石をそれぞれ回転させることによって加工面Ｗ１を中研削する。
仕上研削ユニット１６０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を仕上研削する。仕上研削ユニット１６０は、環状形状で回転自在な仕上研削砥石（図示せず）を備えた仕上研削部１６１を有している。また、仕上研削部１６１は、支柱１６２に沿って鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。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。そして、チャック１０１に保持された被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を仕上研削砥石に当接させた状態で、チャック１０１と仕上研削砥石をそれぞれ回転させることによって加工面Ｗ１を仕上研削する。
（ＣＭＰ装置）
図１に示したＣＭＰ装置４１は、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を研磨する研磨部（図示せず）を例えば２つ備えている。第１の研磨部で使用される砥粒の粒度は、第２の研磨部で使用される砥粒の粒度より大きい。そして、第１の研磨部において加工面Ｗ１を粗研磨し、第２の研磨部において加工面Ｗ１を仕上研磨する。なお、ＣＭＰ装置４１の構成には、化学研磨処理を行う一般的な構成を採用できる。例えば被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を上方に向けて、いわゆるフェイスアップの状態で処理を行ってもよいし、加工面Ｗ１を下方に向けて、いわゆるフェイスダウンの状態で処理を行ってもよい。
（周縁除去装置）
第１の周縁除去装置４２と第２の周縁除去装置４３は、それぞれ被処理ウェハＷの周縁部を除去するものである。すなわち、基板処理システム１において、被処理ウェハＷの周縁部は２段階で除去される。
第１の周縁除去装置４２は、重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）を保持する、基板保持部としてのチャック２００を有している。チャック２００は、チャックテーブル２０１に支持され、Ｘ軸方向に延伸する搬送路２０２上を移動自在に構成されている。また、チャック２００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。なお、本実施形態では、チャックテーブル２０１と搬送路２０２が、本発明の移動機構を構成している。また、本発明の移動機構は、チャック２００と後述する第１の砥石ホイール２１１を相対的に水平方向に移動させればよく、第１の砥石ホイール２１１を水平方向に移動させてもよいし、あるいはチャック２００と第１の砥石ホイール２１１の両方を水平方向に移動させてもよい。
また、第１の周縁除去装置４２は、チャック２００の上方に配置され、チャック２００に保持された被処理ウェハＷの周縁部を除去する第１の周縁除去部２１０を有している。図４に示すように第１の周縁除去部２１０は、第１の砥石ホイール２１１、支持ホイール２１２、スピンドル２１３、及び駆動部２１４を有している。
第１の砥石ホイール２１１を固定した支持ホイール２１２は、スピンドル２１３のスピンドルフランジ２１３ａに支持されており、スピンドル２１３には駆動部２１４が設けられている。駆動部２１４は例えばモータ（図示せず）を内蔵し、スピンドル２１３を介して、第１の砥石ホイール２１１と支持ホイール２１２を回転させる。また、スピンドル２１３と駆動部２１４は、昇降機構２１５によって昇降自在に構成されている。
図５に示すように第１の砥石ホイール２１１と支持ホイール２１２は、それぞれ平面視において円環形状（リング形状）を有している。第１の砥石ホイール２１１は砥粒を含み、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅに当接し、当該周縁部Ｗｅを研削して除去する。なお、本実施形態では、第１の砥石ホイール２１１は円環形状で設けられていたが、これに限定されず、例えば支持ホイール２１２に沿って、分割して設けられていてもよい。
第１の周縁除去装置４２では、先ず、被処理ウェハＷを水平方向に移動させて、第１の砥石ホイール２１１が被処理ウェハＷに当接する範囲が予め定められた所定の幅と合致するように第１の砥石ホイール２１１を配置する。
続いて、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅに第１の砥石ホイール２１１を下降させ当接させた状態で、第１の砥石ホイール２１１と重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）をそれぞれ回転させることによって周縁部Ｗｅを研削し除去する。またこの際、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１に第１の砥石ホイール２１１を当接させた状態から、当該第１の砥石ホイール２１１を鉛直下方に移動させることで、周縁部Ｗｅを上方から下方に研削し除去する。
なお、第２の周縁除去装置４３も、第１の周縁除去装置４２と同様の構成を有している。すなわち、図１及び図４に示すように第２の周縁除去装置４３は、チャック２２０、チャックテーブル２２１、搬送路２２２、及び第２の周縁除去部２３０（第２の砥石ホイール２３１、支持ホイール２３２、スピンドル２３３、駆動部２３４、及び昇降機構２３５）を有している。但し、第２の砥石ホイール２３１の砥粒の粒度は、第１の砥石ホイール２１１の砥粒の粒度より小さい。
（洗浄装置）
図１に示すように第１の洗浄装置４４では被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を粗洗浄し、第２の洗浄装置４５では被処理ウェハＷの加工面Ｗ１を仕上洗浄する。
第１の洗浄装置４４は、重合ウェハＴを保持して回転させるスピンチャック３００と、例えばブラシを備えたスクラブ洗浄具３０１とを有している。そして、スピンチャック３００に保持された重合ウェハＴを回転させながら、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１にスクラブ洗浄具３０１を当接させることで、加工面Ｗ１が洗浄される。
第２の洗浄装置４５は、重合ウェハＴを保持して回転させるスピンチャック３１０と、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１に洗浄液、例えば純水を供給するノズル３１１とを有している。そして、スピンチャック３１０に保持された重合ウェハＴを回転させながら、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１にノズル３１１から洗浄液を供給する。そうすると、供給された洗浄液は加工面Ｗ１上を拡散し、当該加工面Ｗ１が洗浄される。
＜ウェハ処理＞
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
先ず、複数の重合ウェハＴ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。カセットＣには、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が上側を向くように重合ウェハＴが収納されている。
次に、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ内の重合ウェハＴが取り出され、さらに重合ウェハＴはトランジション装置（図示せず）を介してウェハ搬送装置３２に受け渡され、処理ステーション３の第１の周縁除去装置４２に搬送される。第１の周縁除去装置４２では、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去するが、以下の説明においては、第１の周縁除去装置４２で除去される周縁部Ｗｅを第１の周縁部Ｗｅ１という場合がある。
第１の周縁除去装置４２に搬送された重合ウェハＴは、チャック２００に保持される。そして、図７（ａ）に示すように第１の砥石ホイール２１１を鉛直下方に移動させて、当該第１の砥石ホイール２１１を回転させながら被処理ウェハＷの第１の周縁部Ｗｅ１に当接させる。この際、第１の砥石ホイール２１１は、被処理ウェハＷに当接する範囲が、予め定められた周方向の第１の幅Ｌ１（被処理ウェハＷの端部からの距離）に合致するように配置される。
その後、第１の砥石ホイール２１１を第１の周縁部Ｗｅ１に当接させた状態で、第１の砥石ホイール２１１と重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）をそれぞれ回転させ、図７（ｂ）に示すようにさらに第１の砥石ホイール２１１を鉛直下方に移動させる。そうすると、第１の周縁部Ｗｅ１が研削される。この際、第１の砥石ホイール２１１は、予め定められた第１の深さＨ１（被処理ウェハＷの加工面Ｗ１からの距離）まで移動する。この第１の深さＨ１は、第１の砥石ホイール２１１の下面が接着剤Ｇまで到達しない深さである。
このように第１の周縁部Ｗｅ１を研削する際、第１の砥石ホイール２１１の砥粒の粒度が大きいため、当該第１の砥石ホイール２１１による第１の周縁部Ｗｅ１の研削速度（下降速度）を大きくすることができる。その結果、第１の周縁部Ｗｅ１の研削を短時間で行うことができる。
その後、図７（ｃ）に示すように第１の砥石ホイール２１１を回転させながら上昇させる。この際、第１の砥石ホイール２１１から離間するように重合ウェハＴを水平方向に移動させる。ここで、第１の砥石ホイール２１１が被処理ウェハＷから離れる際、すなわち第１の砥石ホイール２１１の下端と被処理ウェハＷの上端が同じ高さになった際に、第１の砥石ホイール２１１の下端と被処理ウェハＷの上端が接触しているとこれらが引っ掛り、被処理ウェハＷの上端にクラックが発生するおそれがある。これに対し、本実施形態のように重合ウェハＴを水平方向に移動させることで、第１の砥石ホイール２１１の下端と被処理ウェハＷの上端が同じ高さになった際にこれらを離間させることができ、クラックの発生を抑制することができる。
こうして、図７（ｄ）に示すように被処理ウェハＷにおいて、第１の幅Ｌ１かつ第１の深さＨ１の範囲の第１の周縁部Ｗｅ１が除去され、１回目の周縁部除去処理が終了する（図６のステップＰ１）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により第２の周縁除去装置４３に搬送される。第２の周縁除去装置４３でも、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去するが、以下の説明においては、第２の周縁除去装置４３で除去される周縁部Ｗｅを第２の周縁部Ｗｅ２という場合がある。
第２の周縁除去装置４３に搬送された重合ウェハＴは、チャック２２０に保持される。そして、図７（ｅ）に示すように第２の砥石ホイール２３１を鉛直下方に移動させて、当該第２の砥石ホイール２３１を回転させながら被処理ウェハＷの第２の周縁部Ｗｅ２に当接させる。この際、第２の砥石ホイール２３１は、被処理ウェハＷに当接する範囲が、予め定められた周方向の第２の幅Ｌ２（被処理ウェハＷの端部からの距離）に合致するように配置される。
その後、第２の砥石ホイール２３１を第２の周縁部Ｗｅ２に当接させた状態で、第２の砥石ホイール２３１と重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）をそれぞれ回転させ、図７（ｆ）に示すようにさらに第２の砥石ホイール２３１を鉛直下方に移動させる。そうすると、第２の周縁部Ｗｅ２が研削される。この際、第２の砥石ホイール２３１は、予め定められた第２の深さＨ２（被処理ウェハＷの加工面Ｗ１からの距離）まで移動する。この第２の深さＨ２は、第２の砥石ホイール２３１の下面が支持ウェハＳの接合面Ｓ１に到達する深さである。なお、第２の深さＨ２は、任意に設定することができる。例えば第２の深さＨ２を接着剤Ｇの高さに設定し、支持ウェハＳの接合面Ｓ１を削らないようにしてもよい。
このように第２の周縁部Ｗｅ２を研削する際には、第２の砥石ホイール２３１の砥粒の粒度が小さいため、研削された第２の周縁部Ｗｅ２の仕上がり面の表面粗さを小さくすることができ、第２の周縁部Ｗｅ２が研削されることで露出する被処理ウェハＷの表面の表面性状を向上させることができる。そして、露出した被処理ウェハＷの側面Ｗｅ３の仕上がりもきれいに（表面粗さが小さく）なる。
ここで、２回目に研削される第２の周縁部Ｗｅ２の第２の幅Ｌ２は、１回目に研削される第１の周縁部Ｗｅ１の第１の幅Ｌ１より小さい。すなわち、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅに対し、第２の砥石ホイール２３１は、第１の砥石ホイール２１１より外側に配置される。そして、周方向外側において、深さ（Ｈ２−Ｈ１）、幅（Ｌ１−Ｌ２）の範囲の分だけ、周縁部Ｗｅが残存する。上述したように第２の砥石ホイール２３１の砥粒の粒度は、第１の砥石ホイール２１１の砥粒の粒度より小さいため、第２の砥石ホイール２３１による研削速度は、第１の砥石ホイール２１１による研削速度より小さい。このため、第１の周縁部Ｗｅ１の研削は、第２の砥石ホイール２３１で行うよりも、第１の砥石ホイール２１１で行った方が効率がよい。また、この第１の周縁部Ｗｅ１が除去されることで露出する被処理ウェハＷの側面（以下、露出側面という）は、後述するように加工装置４０で加工面Ｗ１を研削する際に、一緒に除去される。このため、被処理ウェハＷの露出側面の表面性状が悪くても、最終的には除去されるため、被処理ウェハＷの品質に影響はない。
その後、図７（ｇ）に示すように第２の砥石ホイール２３１を回転させながら上昇させる。この際、第２の砥石ホイール２３１から離間するように重合ウェハＴを水平方向に移動させる。その結果、図７（ｃ）を用いて説明したように、被処理ウェハＷにクラックが発生するのを抑制することができる。
こうして、図７（ｈ）に示すように被処理ウェハＷにおいて、第２の幅Ｌ２かつ第２の深さＨ２の範囲の第２の周縁部Ｗｅ２が除去され、２回目の周縁部除去処理が終了する（図６のステップＰ２）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により加工装置４０に搬送される。加工装置４０に搬送された重合ウェハＴは、アライメントユニット１２０に受け渡される。そして、アライメントユニット１２０において、重合ウェハＴの水平方向の向きが調節される（図６のステップＰ３）。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット１１０により、アライメントユニット１２０から受渡位置Ａ０に搬送され、当該受渡位置Ａ０のチャック１０１に受け渡される。その後、回転テーブル１００を反時計回りに９０度回転させ、チャック１０１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１４０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が粗研削される（図６のステップＰ４）。
次に、回転テーブル１００を反時計回りに９０度回転させ、チャック１０１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１５０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が中研削される（図６のステップＰ５）。
次に、回転テーブル１００を反時計回りに９０度回転させ、チャック１０１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１６０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が仕上研削される（図６のステップＰ６）。そして、図７（ｉ）に示すように被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が研削される。なお、図７（ｉ）に図示した点線の範囲は、これら研削ユニット１４０、１５０、１６０で被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が研削される範囲であり、上述した第１の周縁部Ｗｅ１に対応する露出側面も含まれる。また、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が研削される深さは、第１の深さＨ１と第２の深さＨ２の間である。
次に、回転テーブル１００を反時計回りに９０度回転させ、又は回転テーブル１００を時計回りに２７０度回転させて、チャック１０１を受渡位置Ａ０に移動させる。ここでは、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が、洗浄液ノズル（図示せず）から吐出される洗浄液によって洗浄される（図６のステップＰ７）。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット１１０により、受渡位置Ａ０から洗浄ユニット１３０に搬送される。そして、洗浄ユニット１３０では、重合ウェハＴが搬送パッド１１４に保持された状態で、支持ウェハＳの非接合面Ｓ２が洗浄し、乾燥される（図６のステップＰ８）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２によりＣＭＰ装置４１に搬送される。ＣＭＰ装置４１では、第１の研磨部（図示せず）によって被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が研磨（粗ＣＭＰ）され、さらに第２の研磨部（図示せず）によって被処理ウェハＷの加工面Ｗ１が研磨（仕上ＣＭＰ）される（図６のステップＰ９）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により第１の洗浄装置４４に搬送される。第１の洗浄装置４４に搬送された重合ウェハＴは、スピンチャック３００に保持される。そして、スピンチャック３００に保持された重合ウェハＴを回転させながら、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１にスクラブ洗浄具３０１を当接させて、加工面Ｗ１が洗浄される（図６のステップＰ１０）。このステップＰ１０における洗浄は、加工面Ｗ１上のパーティクルなどを物理的に除去するものであり、粗洗浄である。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により第２の洗浄装置４５に搬送される。第２の洗浄装置４５に搬送された重合ウェハＴは、スピンチャック３１０に保持される。そして、スピンチャック３１０に保持された重合ウェハＴを回転させながら、被処理ウェハＷの加工面Ｗ１にノズルから洗浄液を供給して、加工面Ｗ１が洗浄される（図６のステップＰ１１）。このステップＰ１１における洗浄は、最終的な仕上洗浄である。
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３２からウェハ搬送装置２２に受け渡され、カセット載置台１０のカセットＣに搬送される。こうして、基板処理システム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Ｐ１とステップＰ２の２段階で被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去している。ステップＰ１では、第１の砥石ホイール２１１の砥粒の粒度が大きいため、第１の周縁部Ｗｅ１の除去時間を短縮することができ、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。また、その後のステップＰ２では、第２の砥石ホイール２３１の砥粒の粒度が小さいため、除去された第２の周縁部Ｗｅ２の仕上がり面の表面粗さを小さくすることができる。このように粒度の異なる２つの砥石ホイール２１１、２３１を用いることで、周縁部Ｗｅの除去にかかる時間を短縮しつつ、第２の周縁部Ｗｅ２が研削されることで露出する被処理ウェハＷの表面の表面性状を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、一の基板処理システム１において、一連の処理を複数の被処理ウェハＷに対して連続して行うことができ、スループットを向上させることができる。
＜砥石ホイールのドレッシング＞
以上の実施形態のステップＰ２において、第２の砥石ホイール２３１を用いて被処理ウェハＷの第２の周縁部Ｗｅ２を除去した際、図８に示すように、第２の周縁部Ｗｅ２の底面のコーナー部Ｎ（図中の点線で囲った部分）が湾曲する場合がある。かかる場合、被処理ウェハＷから支持ウェハＳを剥離した後に、被処理ウェハＷの端面に湾曲部分が残ることになり、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが鋭く尖った形状になるため、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅでチッピングが発生し、被処理ウェハＷが損傷を被るおそれがある。
この点、例えばステップＰ２において、第２の砥石ホイール２３１による研削速度や第２の砥石ホイール２３１の回転速度などを制御することで、図８に示した第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎの湾曲をある程度抑えることができる。しかしながら、第２の砥石ホイール２３１を繰り返し使用すると、当該第２の砥石ホイール２３１の研削面が摩耗し、第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎが湾曲しやすくなる。
そこで、第２の砥石ホイール２３１の研削面を調整する、いわゆるドレッシングを行うのが好ましい。第２の砥石ホイール２３１のドレッシングに際しては、図１及び図９に示すように、調整部としてのドレスボード４００を用いる。ドレスボード４００は、平面視において円形状を有し、その周縁部に段部４０１を有している。
ドレスボード４００は、例えば第２の周縁除去装置４３の内部において、第２の周縁除去部２３０のＸ軸正方向側に設けられている。ドレスボード４００の下面側には、当該ドレスボード４００を水平方向及び鉛直方向に移動させるとともに、回転させる移動機構４１０が設けられている。移動機構４１０は、例えばシャフト４１１、２本のアーム４１２、４１３、及び駆動部４１４を有している。シャフト４１１はドレスボード４００の下面と第１のアーム４１２の先端部との間に設けられている。第１のアーム４１２の先端部には回転部（図示せず）が設けられ、この回転部によりシャフト４１１を介してドレスボード４００が回転自在に構成されている。第１のアーム４１２と第２のアーム４１３は関節部（図示せず）によって接続され、この関節部によって第１のアーム４１２は基端部を中心に旋回自在に構成されている。第２のアーム４１３は駆動部４１４に取り付けられ、駆動部４１４によって第２のアーム４１３は基端部を中心に旋回自在であるとともに、鉛直方向に移動自在に構成されている。そして、かかる構成を備えた移動機構４１０により、ドレスボード４００は、第２の周縁除去部２３０に対して進退自在に移動できる。
なお、ドレスボード４００は、上述した第２の周縁除去装置４３の内部に限定されず、任意の位置に設置できる。例えばドレスボード４００は、第２の周縁除去装置４３の外部に設けられた、例えば棚などの設置場所（図示せず）に載置しておき、チャック２００に保持された状態でドレッシングを行ってもよい。
かかる場合、第２の砥石ホイール２３１とドレスボード４００をそれぞれ回転させながら、第２の砥石ホイール２３１の周縁部にドレスボード４００の段部４０１を当接させる。そうすると、第２の砥石ホイール２３１の周縁部において、下面２３１ａと外側面２３１ｂ（第２の周縁部Ｗｅ２の研削面）がそれぞれ研削され、平坦化される。すなわち、第２の砥石ホイール２３１において、図８に示した第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎに当接する下端が直角になる。そして、このようにドレッシングを施した第２の砥石ホイール２３１を用いて第２の周縁部Ｗｅ２を研削すると、当該第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎを直角に形成することができ、湾曲を抑制することができる。
なお、第２の砥石ホイール２３１のドレッシングにあたっては、事前に、例えばレーザ変位計を用いて、第２の砥石ホイール２３１の周縁部における下面２３１ａと外側面２３１ｂの表面状態を検査してもよい。具体的には、例えば下面２３１ａと外側面２３１ｂの高さを測定する。そして、検査の結果、下面２３１ａと外側面２３１ｂのいずれか又は両方に、摩耗や異常突起などが発見された場合に、第２の砥石ホイール２３１のドレッシングを行うようにしてもよい。
また、第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎの湾曲を抑制するという観点からは、第２の砥石ホイール２３１が、側面視においてテーパ形状を有するようにしてもよい。第２の砥石ホイール２３１の下面の径を上面の径よりも大きくし、すなわち、下面を外側に張り出させる。かかる場合、第２の砥石ホイール２３１が摩耗しても、当該第２の砥石ホイール２３１の下端が側面視において鋭角になり、第２の周縁部Ｗｅ２のコーナー部Ｎが湾曲し難くなる。
さらに、上述した例では、第２の砥石ホイール２３１のドレッシングについて説明したが、第１の砥石ホイール２１１に対しても、同様のドレスボード４００を用いてドレッシングを行うのが好ましい。
＜他の実施形態＞
基板処理システム１の構成は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態の基板処理システム１では、第２の周縁除去部２３０は、加工装置４０の外部の第２の周縁除去装置４３に設けられていたが、図１０に示すように加工装置４０の内部に設けてもよい。かかる場合、第２の周縁除去部２３０は第１の加工位置Ａ１に配置され、第２の加工位置Ａ２と第３の加工位置Ａ３にはそれぞれ粗研削ユニット１４０と仕上研削ユニット１６０が配置される。なお、この場合は、中研削ユニット１５０が省略される。
第１の周縁除去装置４２では被処理ウェハＷの第１の周縁部Ｗｅ１を除去するが、その範囲（第１の幅Ｌ１と第１の深さＨ１）は通常、大きい。このため、粒度の大きい第１の砥石ホイール２１１を用いたとしても、第１の周縁部Ｗｅ１の除去にはある程度時間がかかる場合がある。
一方、第２の周縁除去装置４３で除去される第２の周縁部Ｗｅ２の範囲（第２の幅Ｌ２と第２の深さＨ２）は通常、小さい。このため、第２の周縁除去部２３０を加工装置４０の内部に設けたとしても、加工装置４０内のスループットを下げることはない。したがって、本実施形態のように、第２の周縁除去部２３０を加工装置４０の内部に設けることで、ウェハ処理全体のスループットを向上させることも可能となる。
また、上記実施形態の基板処理システム１において、加工装置４０、ＣＭＰ装置４１、第１の周縁除去装置４２、第２の周縁除去装置４３、第１の洗浄装置４４、第２の洗浄装置４５の、数や配置は任意に設計することができる。
上記実施形態の基板処理システム１では、第１の周縁除去部２１０と第２の周縁除去部２３０は別々に設けられていたが、これらを合体させてもよい。例えば共通の支持ホイール（図示せず）に対して、第１の砥石ホイール２１１と第２の砥石ホイール２３１を同心円状に２重に取り付ける。例えば第１の砥石ホイール２１１の径を大きくし、第２の砥石ホイール２３１の径を小さくすると、第１の砥石ホイール２１１の内側に第２の砥石ホイール２３１が配置される。
かかる場合、１つの周縁除去装置の内部で、２つの第１の周縁除去部２１０と第２の周縁除去部２３０を用いて、２段階で被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去することができる。したがって、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
上記実施形態の基板処理システム１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは接着剤Ｇを介して接合されていたが、この接着剤Ｇに代えて、例えば両面テープを用いて被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４０ 加工装置
４１ ＣＭＰ装置
４２ 第１の周縁除去装置
４３ 第２の周縁除去装置
５０ 制御部
１４０ 粗研削ユニット
１４１ 粗研削部
１５０ 中研削ユニット
１５１ 中研削部
１６０ 仕上研削ユニット
１６１ 仕上研削部
２００ チャック
２０１ チャックテーブル
２０２ 搬送路
２１０ 第１の周縁除去部
２１１ 第１の砥石ホイール
２１２ 支持ホイール
２１３ スピンドル
２１４ 駆動部
２１５ 昇降機構
２２０ チャック
２２１ チャックテーブル
２２２ 搬送路
２３０ 第２の周縁除去部
２３１ 第２の砥石ホイール
２３２ 支持ホイール
２３３ スピンドル
２３４ 駆動部
２３５ 昇降機構
４００ ドレスボード
Ｇ 接着剤
Ｓ 支持ウェハ
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 被処理ウェハ
Ｗ１ 加工面
Ｗ２ 非加工面
Ｗｅ（Ｗｅ１、Ｗｅ２） 周縁部（第１の周縁部、第２の周縁部）

Claims (7)

  1. 基板を処理する基板処理システムであって、
    前記基板の周縁部に当接する第１の砥石を備え、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去部と、
    前記基板の周縁部に当接する第２の砥石を備え、前記第１の周縁除去部によって前記周縁部を除去した後、さらに当該周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去部と、を有し、
    前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、
    前記第２の周縁除去部によって前記周縁部を除去した後、前記基板の加工面を前記第１の深さと前記第２の深さの間まで研削する研削部を有する。
  2. 基板を処理する基板処理システムであって、
    前記基板の周縁部に当接する第１の砥石を備え、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去部と、
    前記基板の周縁部に当接する第２の砥石を備え、前記第１の周縁除去部によって前記周縁部を除去した後、さらに当該周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去部と、を有し、
    前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、
    前記第２の周縁除去部で除去される前記周縁部の周方向の幅は、前記第１の周縁除去部で除去される前記周縁部の周方向の幅よりも小さい。
  3. 請求項２に記載の基板処理システムにおいて、
    前記第１の周縁除去部で前記周縁部を除去する際、前記基板を保持する基板保持部と、
    前記第１の砥石を昇降させる昇降機構と、
    前記第１の砥石と前記基板保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を有する。
  4. 請求項１又は２に記載の基板処理システムにおいて、
    前記第２の周縁除去部で前記周縁部を除去する際、前記基板を保持する基板保持部と、
    前記第２の砥石を昇降させる昇降機構と、
    前記第２の砥石と前記基板保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を有する。
  5. 基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板の周縁部に第１の砥石を当接させて、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去工程と、
    その後、前記基板の周縁部に第２の砥石を当接させて、前記周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去工程と、を有し、
    前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、
    前記第２の周縁除去工程の後、前記基板の加工面を前記第１の深さと前記第２の深さの間まで研削する研削工程を有する。
  6. 基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板の周縁部に第１の砥石を当接させて、前記周縁部を第１の深さまで研削して除去する第１の周縁除去工程と、
    その後、前記基板の周縁部に第２の砥石を当接させて、前記周縁部を前記第１の深さより深い第２の深さまで研削して除去する第２の周縁除去工程と、を有し、
    前記第２の砥石が備える砥粒の粒度は、前記第１の砥石が備える砥粒の粒度より小さく、
    前記第２の周縁除去工程で除去される前記周縁部の周方向の幅は、前記第１の周縁除去工程で除去される前記周縁部の周方向の幅よりも小さい。
  7. 請求項５又は６に記載の基板処理方法において、
    前記第２の周縁除去工程において、
    基板保持部に保持された前記基板の周縁部に前記第２の砥石を当接させた状態で、当該第２の砥石を下降させて前記周縁部を前記第２の深さまで研削し、
    その後、前記第２の砥石を上昇させるとともに、前記第２の砥石と前記基板保持部を相対的に水平方向に移動させて離間させる。
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