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基板としての半導体ウェハ(以下、ウェハという)に対し、当該ウェハの裏面を研削加工して、ウェハを薄化することが行われている。
図1は、後述の加工装置1において加工されるウェハWの構成の一例を模式的に示す説明図であり、(a)は側面図、(b)は平面図である。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り、表面Waにはデバイス(図示せず)が形成されている。
図1(a)に示すように、ウェハWの周縁部Weは面取り加工がされており、周縁部Weの断面(例えばウェハWの外端部から径方向に0.2mm~0.6mmの範囲)はその先端に向かって厚みが小さくなっている。また、図1(b)に示すように、ウェハWの周縁部Weには、加工装置1におけるウェハWの回転方向の位置を特定するためのノッチ部Wnが、例えば平面視において略V字形状に形成されている。
なお、ウェハWの表面Waには前記デバイスを保護するための保護材(図示せず)として、例えば保護テープや支持ウェハが貼り付けられていてもよい。
加工装置1においては、例えばウェハWの裏面Wbの研削加工が行われる。この加工装置1における研削加工は、特許文献1に開示されているように、ウェハWがチャックテーブル上に吸着保持された状態で行われる。
ここで、図1に示したように、ウェハWの周縁部Weには面取り加工がされており、また、当該周縁部Weにはノッチ部Wnが形成されている。
そして、このように構成されたウェハWの研削加工を行う場合、図2(a)に示すように、当該研削加工によって発生した研削屑Dが、例えば当該研削屑Dを含んだ洗浄液が滞留することにより、周縁部Weと後述の基板保持部31との間(以下、「基板保持面の外縁部」という場合がある。)、特に、ノッチ部Wnの形成位置における基板保持面の外縁部に入り込み、堆積する場合がある。また、このように堆積した研削屑Dは、基板吸着部としてのポーラス部32の内部に侵入する場合もある。
一般的に基板保持部31は、加工装置1に設けられる基板保持部31を洗浄する洗浄装置により洗浄される。
また、この際ポーラス部32の内部は、図2(b)に示すように、ポーラス部32の吸着面から水とエアを同時にブローすることにより、侵入した研削屑Dが外部に排出されることにより洗浄される。
しかしながら、例えば前記洗浄より洗浄しきれない研削屑D、特にノッチ部Wnにおいて堆積した研削屑Dがある場合、図3(a)に示すように、後に加工を行うウェハWが、堆積した研削屑Dの上に乗り上げてしまうおそれがある。そして、このように研削屑DにウェハWが乗り上げた状態で研削加工が行われる場合、図3(b)に示すように、ウェハWの研削屑Dに乗り上げた部分の厚みが薄くなり、TTV(Total Thickness Variation)が悪化してしまうおそれがある。
上述した特許文献1においては、板状ワークとチャックテーブルのベース部との間に加工水が浸入することにより板状ワークの裏面に加工屑が付着することを、前記ベース部上に水封部を形成することにより防止している。しかしながら、加工屑が板状ワークのノッチ部分に堆積することによりTTVが悪化することについては考慮されていない。したがって、従来の研削加工には改善の余地がある。
そこで、本開示にかかる技術は、基板保持面上における研削屑の堆積位置を分散し、加工後の基板の厚みの面内均一性を向上させる。具体的には、後述のアライメントユニットにより、加工処理を行うウェハWのノッチ部Wnの位置を調節する。以下、本実施形態にかかる加工装置および加工方法について、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。
<第1の実施形態にかかる加工装置の構成>
先ず、本実施形態にかかる加工装置の構成について説明する。図4は、加工装置1の構成の概略を模式的に示す平面図である。
図4に示すように加工装置1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が搬入出される搬入出ステーション2と、ウェハWに対して所定の処理を施す処理ステーション3と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と処理ステーション3は、Y軸方向に並べて配置されている。
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、複数、例えば4つのカセット載置台10がX軸方向に一列に並べて設けられ、すなわち、4つのカセットCをX軸方向に一列に並べて載置自在に構成されている。
また、搬入出ステーション2には、例えばカセット載置台10のY軸正方向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、ウェハWを保持する搬送フォーク23と搬送パッド24を有している。搬送フォーク23は、その先端が2本に分岐し、ウェハWを吸着保持する。搬送フォーク23は、例えば研削処理前のウェハWを搬送する。搬送パッド24は、平面視においてウェハWの径より大きい径を備えた円形状を有し、ウェハWを吸着保持する。搬送パッド24は、例えば研削処理後のウェハWを搬送する。そして、これら搬送フォーク23と搬送パッド24はそれぞれ、水平方向、鉛直方向、水平軸回りおよび鉛直軸回りに移動自在に構成されている。
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加工処理が連続して行われる。処理ステーション3は、回転テーブル30、搬送ユニット40、アライメントユニット50、第1の洗浄ユニット60、第2の洗浄ユニット70、ウェハ洗浄ユニット80、チャック洗浄ユニット90、厚み測定ユニット100、粗研削ユニット110、中研削ユニット120、および仕上研削ユニット130を有している。
回転テーブル30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30上には、ウェハWを吸着保持する基板保持面31aを有する基板保持部31が4つ設けられている。基板保持部31は、回転テーブル30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つの基板保持部31は、回転テーブル30が回転することにより、受渡位置A0および第1~第3の加工位置A1~A3に移動可能になっている。
図4に示すように本実施形態では、受渡位置A0は回転テーブル30のX軸正方向側且つY軸負方向側の位置であり、ウェハ洗浄ユニット80、チャック洗浄ユニット90および厚み測定ユニット100が配置される。受渡位置A0のY軸負方向側には、第2の洗浄ユニット70、アライメントユニット50および第1の洗浄ユニット60が並べて配置される。アライメントユニット50と第1の洗浄ユニット60は上方からこの順で積層されて配置される。第1の加工位置A1は回転テーブル30のX軸正方向側且つY軸正方向側の位置であり、ウェハ洗浄ユニット80および粗研削ユニット110が配置される。第2の加工位置A2は回転テーブル30のX軸負方向側且つY軸正方向側の位置であり、ウェハ洗浄ユニット80および中研削ユニット120が配置される。第3の加工位置A3は回転テーブル30のX軸負方向側且つY軸負方向側の位置であり、ウェハ洗浄ユニット80および仕上研削ユニット130が配置される。
図5~図7は、それぞれ基板保持部31の構成の概略を模式的に示す説明図であり、図5は平面図、図6は断面図、図7は斜視図である。
基板保持部31は、基板吸着部としてのポーラス部32と、ポーラス部32を下方から支持する支持部としてのチャックベース33とを備えている。このように基板保持部31には、例えばポーラスチャックが用いられる。またチャックベース33は、例えばセラミックにより構成されている。
図6に示すように、基板保持部31は回転機構34によって回転可能に構成されている。回転機構34は、例えば回転テーブル30に形成された貫通孔30aを挿通して設けられる。
基板保持部31には、基板保持面31aに少なくとも液又はガスを供給する供給管35が接続されている。供給管35は、回転機構34の内部を通って基板保持部31に接続される。また、供給管35は、4つの基板保持部31のそれぞれに接続されている。各供給管35には、各基板保持部31への液又はガスの供給を制御するバルブ36が設けられている。また、供給管35は、下流側において液供給管35aとガス供給管35bに分岐している。液供給管35aには、液供給部37が接続されている。液供給部37は、液、例えば純水を貯留し、当該液を基板保持面31aに供給する。ガス供給管35bには、ガス供給部38が接続されている。ガス供給部38は、ガス、例えばエアや不活性ガスを貯留し、当該ガスを基板保持面31aに供給する。
なお、本実施形態では、液供給部37とガス供給部38に共通した供給管35を用いたが、液供給管35aとガス供給管35bをそれぞれ直接、基板保持部31に接続してもよい。かかる場合、液供給管35aとガス供給管35bのそれぞれに、バルブ(図示せず)が設けられる。また、本実施形態では、4つの基板保持部31に共通の液供給部37とガス供給部38を設けたが、基板保持部31毎に個別に液供給部37とガス供給部38をそれぞれ設けてもよい。
搬送ユニット40は、複数、例えば3つのアーム41を備えた多関節型のロボットである。3つのアーム41は、それぞれが旋回自在に構成されている。先端のアーム41には、ウェハWを吸着保持する搬送パッド42が取り付けられている。また、基端のアーム41は、アーム41を鉛直方向に昇降させる昇降機構43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40は、受渡位置A0、アライメントユニット50、第1の洗浄ユニット60、および第2の洗浄ユニット70に対して、ウェハWを搬送できる。
アライメントユニット50では、研削処理前のウェハWの水平方向の向きを調節する。具体的には、例えばスピンチャック(図示せず)に保持されたウェハWを回転させながら、検出部(図示せず)でウェハWのノッチ部Wnの位置を検出することで、当該ノッチ部Wnの位置を調節してウェハWの水平方向の向きを調節する。
第1の洗浄ユニット60では、研削処理後のウェハWの裏面Wbを洗浄し、より具体的にはスピン洗浄する。
第2の洗浄ユニット70では、研削処理後のウェハWが搬送パッド42に保持された状態のウェハWの表面Waを洗浄する。また、搬送パッド42を洗浄する。
ウェハ洗浄ユニット80では、加工位置A1~A3において研削処理中のウェハWの裏面Wb、受渡位置A0において研削処理後のウェハWの裏面Wbを洗浄する。
チャック洗浄ユニット90では、受渡位置A0において基板保持部31を洗浄する。図5に示すように、チャック洗浄ユニット90は、ストーン洗浄具91、および移動機構92を有している。移動機構92は、スライダ93に沿ってY軸方向に移動自在に構成されているとともに、ストーン洗浄具91をX軸方向およびZ軸方向に移動自在に構成されている。
厚み測定ユニット100では、受渡位置A0において研削処理後のウェハWの厚みを測定する。厚み測定ユニット100は、例えば非接触式のレーザ変位センサである。厚み測定ユニット100は、図示しない移動機構により測定位置と待機位置との間で移動自在に構成されている。
粗研削ユニット110では、ウェハWの裏面Wbを粗研削する。粗研削ユニット110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111を有している。また、粗研削部111は、支柱112に沿って鉛直方向および水平方向に移動可能に構成されている。そして、基板保持部31に保持されたウェハWの裏面Wbを粗研削砥石に当接させた状態で、基板保持部31と粗研削砥石をそれぞれ回転させ、さらに粗研削砥石を下降させることによって、ウェハWの裏面Wbを粗研削する。
中研削ユニット120では、ウェハWの裏面Wbを中研削する。中研削ユニット120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121を有している。また、中研削部121は、支柱122に沿って鉛直方向およ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、基板保持部31に保持されたウェハWの裏面Wbを中研削砥石に当接させた状態で、基板保持部31と中研削砥石をそれぞれ回転させ、さらに中研削砥石を下降させることによって、裏面Wbを中研削する。
仕上研削ユニット130では、ウェハWの裏面Wbを仕上研削する。仕上研削ユニット130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131を有している。また、仕上研削部131は、支柱132に沿って鉛直方向およ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、基板保持部31に保持されたウェハWの裏面Wbを仕上研削砥石に当接させた状態で、基板保持部31と仕上研削砥石をそれぞれ回転させ、さらに仕上研削砥石を下降させることによって、裏面Wbを仕上研削する。
加工装置1には、制御部140が設けられている。制御部140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、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。また更に、プログラム格納部には前記アライメントユニット50の動作を制御して、受渡位置A0の基板保持部31に受け渡されるウェハWの水平方向の位置、具体的には円周方向の位置を調節し、TTVの悪化を抑制す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から制御部140にインストールされたものであってもよい。
<第1の実施形態にかかる加工処理>
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処理について、図8に示すフローチャートに沿って説明する。
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。カセットCには、ウェハWの表面Waが上側を向くようにウェハWが収納されている。
次に、ウェハ搬送装置22の搬送フォーク23によりカセットC内のウェハWが取り出され、処理ステーション3に搬送される。この際、搬送フォーク23によりウェハWの裏面Wbが上側に向くように、表裏面が反転される。
処理ステーション3に搬送されたウェハWは、アライメントユニット50に受け渡される。そして、アライメントユニット50において、ウェハWの水平方向の向きが調節される(図8のステップS1)。
なお、次のステップS2においてウェハWが基板保持部31に保持される前の任意のタイミング、すなわち、例えばこのステップS1においてウェハWのアライメントが行われる際に、基板保持部31はチャック洗浄ユニット90のストーン洗浄具91を用いて洗浄されている(第1のチャック全面洗浄:図8のステップT1)。なお、かかる基板保持部31の洗浄にあたっては、供給管35を介してポーラス部32の吸着面から水とエアを同時にブローされる。
次に、ウェハWは搬送ユニット40により、アライメントユニット50から受渡位置A0に搬送され、当該受渡位置A0の基板保持部31に受け渡される。その後、基板保持部31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110によって、ウェハWの裏面Wbが粗研削される(図8のステップS2)。またこの際、ウェハ洗浄ユニット80から基板保持部31に保持されたウェハWの中心方向へと洗浄液が供給される。なお、かかる粗研削においては、発生した研削屑Dを含んだ前記洗浄液がウェハWの周縁部Weとポーラス部32との間、すなわち基板保持面31aの外縁部に入り込むことにより、当該基板保持面31aの外縁部に研削屑Dが堆積する。
次に、基板保持部31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120によって、ウェハWの裏面Wbが中研削される(図8のステップS3)。またこの際、ウェハ洗浄ユニット80から基板保持部31に保持されたウェハWの中心方向へと洗浄液が供給される。なお、かかる中研削においては、発生した研削屑Dを含んだ前記洗浄液がウェハWの周縁部Weとポーラス部32との間、すなわち基板保持面31aの外縁部に入り込むことにより、当該基板保持面31aの外縁部に研削屑Dが堆積する。
次に、基板保持部31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130によって、ウェハWの裏面Wbが仕上研削される(図8のステップS4)。またこの際、ウェハ洗浄ユニット80から基板保持部31に保持されたウェハWの中心方向へと洗浄液が供給される。なお、かかる仕上研削においては、発生した研削屑Dを含んだ前記洗浄液がウェハWの周縁部Weとポーラス部32との間、すなわち基板保持面31aの外縁部に入り込むことにより、当該基板保持面31aの外縁部に研削屑Dが堆積する。
次に、基板保持部31を受渡位置A0に移動させる。ここでは、ウェハ洗浄ユニット80から洗浄液が供給されることによって、ウェハWの裏面Wbの全面が粗洗浄される(図8のステップS5)。この工程では、裏面Wbの汚れをある程度まで落とす洗浄が行われる。
かかる粗洗浄と同時に、厚み測定ユニット100によって、研削加工後のウェハWの厚みが測定される。具体的には、厚み測定ユニット100が備える図示しない水供給部によりウェハWの裏面Wbに洗浄液が供給されるのと同時に、当該供給される洗浄液の液中に計測用のレーザを照射することにより、ウェハWの厚みを測定する。
次に、ウェハWは搬送ユニット40により、受渡位置A0から第2の洗浄ユニット70に搬送される。そして、第2の洗浄ユニット70では、ウェハWが搬送パッド42に保持された状態で、当該ウェハWの表面Waが洗浄、乾燥される(図8のステップS6)。
次に、ウェハWは搬送ユニット40によって、第2の洗浄ユニット70から第1の洗浄ユニット60に搬送される。そして、第1の洗浄ユニット60では、ウェハWの裏面Wbが洗浄液によって仕上洗浄される(図8のステップS7)。この工程では、裏面Wbが所望の清浄度まで洗浄、乾燥される。
なお、前記ステップS6においてウェハWが受渡位置A0から第2の洗浄ユニット70に搬送された後、すなわち、基板保持部31からウェハWが搬出された後の任意のタイミングにおいて、基板保持部31はチャック洗浄ユニット90のストーン洗浄具91により洗浄される(第2のチャック全面洗浄:図8のステップT2)。これにより、基板保持面31aの外縁部に堆積した研削屑Dが洗い流される。かかる基板保持部31の洗浄にあたっては、供給管35を介してポーラス部32の吸着面から水とエアを同時にブローされる。
なお、かかる基板保持部31の洗浄にあたっては、ウェハ洗浄ユニット80から基板保持部31に向けて洗浄液を供給してもよい。
その後、すべての処理が施されたウェハWは、ウェハ搬送装置22の搬送パッド24によってカセット載置台10のカセットCに搬送される。こうして、1枚のウェハWに対する一連の加工処理が終了すると、カセットCから次に処理が行われるウェハWがウェハ搬送装置22の搬送フォーク23により取り出され、当該次のウェハWに対して一連の加工処理が開始される。
なお、かかる次のウェハWに対しての加工処理においては、前のウェハWに対して行われた厚み測定ユニット100による測定結果に基づいて、チャック洗浄のフィードバック制御を行う。具体的には、例えば厚み測定ユニット100によりウェハWの面内厚みに差があると測定された場合には、基板保持部31上に研削屑Dが堆積していると判断し、当該研削屑Dを洗い流すように各洗浄ユニットによるチャック洗浄を行う。
また、かかる次のウェハWに対しての加工処理においては、アライメントユニット50におけるウェハWの水平方向の向きの調整(図8のステップS1)において、当該次のウェハWよりも前に処理されたウェハWと円周方向の位置が重ならないように、制御部140により制御される。
具体的には、図9に示すように、カセットCに収納された全てのウェハWのノッチ部Wnの位置が、基板保持部31上において重ならないように、ウェハWの円周方向位置が調節される。
かかる際、複数のウェハWのそれぞれのノッチ部Wn同士の円周方向における間隔は、下記(1)式により決定されることが望ましい。すなわち、カセットCに収納された全てのウェハWのノッチ部Wnの位置が、図10に示すように円周方向において均等に配置されるようにウェハWの円周方向の位置が決定されることが望ましい。
360 / 加工されるウェハWの枚数 [°/枚] ・・・(1)
そして、カセットCに収納された全てのウェハWに対しての一連の加工処理が終了すると、加工装置1における一連の加工処理が終了する。
前述のように、研削加工において発生した研削屑Dは、特にノッチ部Wnにおいて堆積しやすいが、かかる研削屑Dの堆積による影響は、繰り返し処理される複数のウェハWの水平方向の向きが一致している場合に顕著に表れるものと考えることができる。すなわち、複数のウェハWのノッチ部Wnの位置が水平方向において一致する場合、同一の箇所において研削屑Dが繰り返し堆積することとなり、これにより従来行われていたチャック洗浄ユニット90および供給管35を介して供給される水とエアによる基板保持部31の全面洗浄では洗浄が追い付かなくなってしまう。
そこで、本実施形態によれば、複数のウェハWの水平方向の向き、具体的には円周方向の位置が制御され、ノッチ部Wnの位置が重ならないように調節される。これにより、ノッチ部Wnにおける研削屑Dの堆積位置が基板保持面31aの外縁部において分散される。すなわち、研削屑Dが基板保持面31a上において局所的に堆積することが抑制され、その結果、加工処理におけるTTVの悪化を適切に抑制することができる。
また、前述のようにウェハWのノッチ部Wnの位置が、図10に示すように円周方向において均等に配置されるようにウェハWの円周方向の位置が決定することにより、前記全面洗浄による研削屑Dの除去が円周方向において全面均等に行われ、TTVの悪化が適切に抑制される。
また、本実施形態によれば、研削屑Dの堆積位置が分散されることにより各堆積位置に堆積する研削屑Dの量が軽減され、これにより基板保持部31の全面洗浄によって研削屑Dを除去することが容易になる。すなわち、適切に研削屑Dの除去をすることができるようになり、加工処理におけるTTVの悪化を更に適切に抑制することができる。
なお、ウェハWのノッチ部Wnの位置は、図10に示すように徐々に角度をずらすようにして順に制御されてもよいが、ノッチ部Wnの位置の順序の制御はこれに限られない。例えば、図11に示すように、一のウェハWの次に加工されるウェハWのノッチ部Wnの位置が、基板保持部31の中心軸Mに対して対角位置近傍となるように制御されることが望ましい。このように対角位置にノッチ部Wnが配置されるように制御することにより、より適切に加工処理におけるTTVの悪化を抑制することができる。
なお、「対角位置近傍」とは、例えば一のウェハWのノッチ部Wnの位置に対して中心軸Mに対する対角位置であることが望ましいが、当該対角位置において既に加工処理が行われていた場合には、対角位置から円周方向に所定角度をずらした位置となる。かかる所定角度とは、例えば中心軸Mに対して対角側の基板保持面31aの外縁部における半円周内において任意に設定され、例えば前記(1)式で求められる、隣接する均等配置位置であることが望ましい。
また、ウェハWのノッチ部Wnの位置は、厚み測定ユニット100による測定結果に基づいて、円周方向において分散させてもよい。すなわち、研削屑Dの堆積により局所的にTTVが悪化した場合、例えば次に加工処理が行われるウェハWのノッチ部Wn位置を当該TTV悪化箇所の径方向反対側に設定することにより、次のウェハWのTTVを改善することができる。
また更に、上記実施形態においては各加工位置A1~A3におけるウェハWの研削加工時に、ウェハ洗浄ユニット80から洗浄液を供給するように制御したが、ウェハ洗浄ユニット80からの洗浄液の供給タイミングもこれに限られない。例えば、加工処理後、ウェハWを保持していない基板保持部31のポーラス部32に向けて洗浄液を供給するようにしてもよい。
また、ウェハ洗浄ユニット80の設置位置も上記実施形態には限られず、例えばチャック洗浄ユニット90と同様にスライダ93によって移動自在に構成されていてもよい。また、ウェハ洗浄ユニット80は例えば2流体ノズルであってもよい。
なお、本実施形態によれば、受渡位置A0において当該ウェハWの粗洗浄(図8のステップS5)と同時に、厚み測定ユニット100による厚み測定が行われる。このように厚み測定と洗浄が同時に行われることにより、加工装置1におけるスループットを向上させることが出来る。また、これにより、第3の加工位置A3における待機時間を短縮することができるため、加工装置1におけるスループットを更に適切に向上させることができる。
なお、上記実施形態においてはウェハ洗浄ユニット80と厚み測定ユニット100を別体として設けたが、ウェハ洗浄ユニット80と厚み測定ユニット100は必ずしも別体として設ける必要はない。例えば、これらを一体に設け、厚み測定ユニット100が備える水供給部(図示せず)から供給される水を、洗浄液として利用することにより、さらに加工装置1におけるスループットを向上させることができる。
また、上記実施形態においてはウェハWの厚み測定を前記粗洗浄または基板保持部31の全面洗浄と同時に行ったが、ウェハWの厚み測定のタイミングはこれに限られない。例えば、ウェハWの厚み測定は、これら洗浄の前後の任意のタイミングで行われてもよい。ただし、上述のようにウェハWの厚み測定と洗浄を同時に行うことにより、加工装置1におけるスループットを向上させることができるため、これらは同時に行われることが望ましい。
なお、上記実施形態では、例えば単一の径のウェハWを吸着保持可能なポーラスチャックを例に説明を行ったが、径の異なるウェハW(例えばφ200mmのウェハWおよびφ300mmのウェハW)のそれぞれを吸着保持可能な基板保持部としてのコンバージョンチャックに本開示内容が適用されてもよい。
図12は、コンバージョンチャック310の構成の概略を模式的に示す斜視図である。図12に示すように、コンバージョンチャック310は、基板吸着部としてのポーラス部320と、ポーラス部320を支持する支持部としてのチャックベース330とを備えている。
ポーラス部320は、例えばφ200mmのウェハWの表面Waを上面に吸着保持するための略円板形状から成る中心領域320aと、例えばφ300mmのウェハWの表面Waを中心領域320aと共に上面に吸着保持するための略環状形状から成る外周領域320bとを有している。すなわち、加工装置1においてφ200mmのウェハWを加工処理する場合にあっては、中心領域320aが基板保持面310aとなり、φ300mmのウェハWを加工処理する場合にあっては、中心領域320aおよび外周領域320bが基板保持面310aとなる。なお、中心領域320aおよび外周領域320bは、チャックベース330の後述の仕切部330cを介してチャックベース330上に支持される。
チャックベース330は、ポーラス部320を下方から支持するように構成され、上面にはポーラス部320の中心領域320aを嵌合するための中心孔330aと、外周領域320bを嵌合するための外周孔330bとが、仕切部330cを介して形成されている。また、チャックベース330はポーラス部320の外周領域320bよりも大きな径で形成されており、外周孔330bの径方向外側(外周領域320bの径方向外側)には非吸着領域330dが形成されている。なお、チャックベース330は、例えばセラミックにより構成されている。
なお、ポーラス部320およびチャックベース330の上面は、それぞれポーラス部320の中心領域320aおよび外周領域320bを中心孔330aおよび外周孔330bに嵌合した状態で一致するように構成されている。
<第2の実施形態にかかる加工装置>
以上の第1の実施形態によれば、基板保持面31aの外縁部に堆積した研削屑Dは、チャック洗浄ユニット90および供給管35を介して供給される水とエアによる基板保持部31の全面洗浄によって除去されたが、研削屑Dを除去するための外縁洗浄部を加工装置1に設けることにより、堆積した研削屑Dの除去をさらに適切に行うことができる。
図13は、第2の実施形態にかかる加工装置1の構成の概略を模式的に示す平面図である。また、図14(a)、(b)は、それぞれ基板保持部31の構成の概略を模式的に示す平面図と断面図である。なお、第1の実施形態にかかる加工装置1と同様の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。
第2の実施形態にかかる加工装置1には、第1の実施形態にかかる構成に加え、受渡位置A0に第1の外縁洗浄ユニット150、第1~第3の加工位置A1~A3に第2の外縁洗浄ユニット160がそれぞれ更に配置されている。
図13、図14に示すように、第1の外縁洗浄ユニット150は、受渡位置A0における基板保持面31aの外縁部上方に設けられている。第1の外縁洗浄ユニット150は、基板保持面31aの外縁部に向けてガス、例えばエアや不活性ガスと、液、例えば純水を供給するノズル151を有している。ノズル151は、供給管152を介して、液供給部153やガス供給部154に接続されている。
第1の外縁洗浄ユニット150では、ウェハWの研削処理後の基板保持部31を洗浄、より具体的には基板保持面31aの外縁部であって、ウェハWの研削により周縁部Weとポーラス部32の間に入り込んで堆積した研削屑Dを洗い流す。
なお、第1の外縁洗浄ユニット150の構成はこれに限定されず、例えば上述のような2流体ノズルに代えて、高圧洗浄ノズルや洗浄用ブラシが用いられてもよい。また、これらノズルや洗浄用ブラシを任意に組み合わせて加工装置1に設けてもよい。
第2の外縁洗浄ユニット160は、第1~第3の加工位置A1~A3における基板保持面31aの径方向外側に設けられている。第2の外縁洗浄ユニット160は、基板保持面31aの外縁部に向けて液、例えば純水を供給するノズル161を有している。ノズル161は、供給管162を介して、液供給部163に接続されている。
第2の外縁洗浄ユニット160では、ウェハWの研削処理中の基板保持部31を洗浄、より具体的には基板保持面31aの外縁部であって、ウェハWの研削により周縁部Weとポーラス部32の間に入り込んで堆積しようとする研削屑Dを洗い流す。
なお、液供給部163は、加工位置A1~A3のそれぞれに個別に設けてもよいし、加工位置A1~A3に共通の液供給部163を設け、各加工位置A1~A3への液の供給をバルブ(図示せず)により制御するようにしてもよい。
<第2の実施形態にかかる加工処理>
次に、第2の実施形態にかかる加工装置1を用いて行われる加工処理について、図15に示すフローチャートに沿って説明する。なお、第1の実施形態にかかる加工処理と同様の工程においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図15に示すように、第2の実施形態にかかる加工処理においては、ステップS2~S4において行われる粗洗浄、中洗浄および仕上洗浄と同時に、それぞれ第2の外縁洗浄ユニット160による第2の外縁洗浄(図15のステップT3~T5)が行われる。また、ステップT2において行われる第2のチャック全面洗浄を行う際、すなわち、基板保持面31aの外縁部に堆積した研削屑Dの除去を行う際に、第1の外縁洗浄ユニット150による第1の外縁洗浄が同時に行われる。
具体的には、第1の外縁洗浄および第2の外縁洗浄は、それぞれ第1の外縁洗浄ユニット150または第2の外縁洗浄ユニット160から基板保持面31aの外縁部に向けて洗浄液が供給されることにより行われる。かかる際、基板保持部31を回転機構34により回転させることにより、基板保持面31aの外周部に入り込もうとする、または入り込むことにより堆積した研削屑Dを、全周に亘って洗い流すことができる。
このように、第2の実施形態にかかる加工処理によれば、研削処理により発生した研削屑Dを、ウェハWの研削加工中に第2の外縁洗浄ユニット160によって適切に洗浄することができる。これにより、ウェハWの周縁部Weとポーラス部32との間に研削屑Dが堆積することを適切に抑制することができる。
具体的には、第2の外縁洗浄ユニット160により洗浄液を供給して洗浄を行うことにより、供給された洗浄液により基板保持面31aの外縁部、およびノッチ部Wnの部分の研削屑Dが洗い流され、これにより研削屑Dが堆積することを抑制することができる。
なお、かかる第2の外縁洗浄ユニット160による基板保持面31aの外縁部の洗浄にあたっては、基板保持部31に保持されたウェハWの回転方向、すなわち、図16に示すように、洗浄対象となる基板保持面31aの外縁部の接線方向に向けて、洗浄液を供給することが望ましい。
また、本実施形態にかかる加工装置1によれば、ウェハWの研削処理により発生し、基板保持面31aの外周部に堆積した研削屑Dを、当該ウェハWの研削加工後に第1の外縁洗浄ユニット150によって適切に洗浄することができる。これにより例えばチャック洗浄ユニット90および供給管35を介して供給される水とエアにより研削屑Dを洗い流しきれなかった場合であっても、適切に当該研削屑Dを洗い流し、TTVの悪化を抑制することができる。
なお、かかる第1の外縁洗浄ユニット150による基板保持面31aの外縁部の洗浄方法は任意に選択することができる。例えば、上述のように基板保持部31を回転させることにより外縁部の全周の洗浄を行ってもよいし、基板保持部31を回転させずに少なくともウェハWのノッチ部Wnにおいて堆積した研削屑Dに対して集中的に洗浄を行ってもよい。
なお、本実施形態にかかる加工装置1においては、上述のように第1の外縁洗浄ユニット150、および第2の外縁洗浄ユニット160の両方が設けられていてもよいし、または少なくともいずれか一方のみが設けられてもよい。また、第2の外縁洗浄ユニット160の設置個数も上記の例には限られず、例えば加工位置A1~A3のいずれかに、少なくとも1つ設けられるようにしてもよい。
なお、基板保持部として前記したコンバージョンチャック310を使用する場合、第1の外縁洗浄ユニット150および第2の外縁洗浄ユニット160では、例えばφ200mmのウェハWの研削処理後にあっては、中心領域320aの外縁部を洗浄し、例えばφ300mmのウェハWの研削処理後にあっては、外周領域320bの外縁部を洗浄する。かかる場合、第1の外縁洗浄ユニット150および第2の外縁洗浄ユニット160は、それぞれ図示しない移動機構により基板保持部31上において径方向に移動自在に構成されていてもよい。
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、添付の請求の範囲およ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。
例えば、加工装置1において研削加工されるウェハWは、例えば支持ウェハが張り合わされた重合ウェハであってもよく、被処理ウェハとしてのウェハWにはエッジトリム加工が施されていてもよい。かかる場合、支持ウェハに形成されたノッチ部により水平方向の位置合わせが行われ、また、当該支持ウェハのノッチ部に堆積する研削屑Dを洗浄装置により除去する。