KR102450002B1 - 기판 처리 시스템, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 시스템, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체 Download PDF

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무네히사 코다마
타카히로 사카모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

표면에 보호 테이프가 부착된 기판을 박화하는 기판 처리 방법은, 상기 보호 테이프의 두께를 측정하는 테이프 두께 측정 공정과, 이 후, 연삭부를 이용하여 기판 유지부에 유지된 기판의 이면을 연삭하는 연삭 공정을 가진다.

Description

기판 처리 시스템, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
(관련 출원의 상호 참조)
본원은 2017년 6월 21일에 일본국에 출원된 특허출원 2017-121183호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 발명은, 표면에 보호 테이프가 부착된 기판을 박화하는 기판 처리 시스템, 당해 기판 처리 시스템을 이용한 기판 처리 방법 및 컴퓨터 기억 매체에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 표면에 복수의 전자 회로 등의 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 대하여, 당해 웨이퍼의 이면을 연삭하여, 웨이퍼를 박화하는 것이 행해지고 있다.
웨이퍼의 이면의 연삭은, 예를 들면 웨이퍼의 표면을 유지하는 척과, 척에 유지된 웨이퍼의 이면을 연삭하는, 예를 들면 연삭 숫돌 등의 연삭 수단을 구비한 연삭 장치에서 행해진다. 이 연삭 장치에서는, 웨이퍼의 표면측을 척으로 직접 유지하면 디바이스가 손상될 우려가 있다.
따라서 예를 들면 특허 문헌 1에는, 웨이퍼의 표면에 보호 테이프를 배치하여, 당해 표면을 보호하고 있다. 그리고, 보호 테이프의 부착 후, 당해 보호 테이프를 척으로 유지하면서 웨이퍼의 이면을 연삭 숫돌로 연삭하고 있다.
일본특허공개공보 2012-222134호
그런데, 보호 테이프는, 테이프 자체의 두께가 면내에서 불균일한 경우가 있다. 또한, 보호 테이프를 웨이퍼에 부착할 시에 장력이 불균일해지기 때문에, 보호 테이프의 두께가 면내에서 불균일한 경우도 있다. 그러나 특허 문헌 1에 기재된 연삭 방법에서는, 이러한 보호 테이프의 두께 불균일은 고려되어 있지 않다. 이러한 경우, 웨이퍼의 이면을 연삭하면, 웨이퍼의 두께와 보호 테이프의 두께의 합계인 상대 두께는 면내에서 균일해지기 때문에, 결과적으로, 연삭 후의 웨이퍼의 두께는 불균일해진다. 따라서, 종래의 웨이퍼 이면의 연삭 방법에는 개선의 여지가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 표면에 보호 테이프가 부착된 기판의 이면을 적절히 연삭하여, 기판 면내에서 균일한 두께로 기판을 박화하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일태양은, 기판을 박화하는 기판 처리 시스템으로서, 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 연삭하는 연삭부와, 상기 기판 유지부에 접속되어, 상기 기판 유지부를 회전시키는 회전부와, 상기 회전부와 독립하여 마련되고, 상기 기판 유지부를 회전시킬 시의 회전 구동을 부여하는 구동부와, 상기 구동부에 의한 회전 구동을 상기 회전축에 전달하고, 또한 상기 회전축의 기울기를 상기 구동부에 전달하지 않는 구동 전달부를 가지고, 상기 회전축이 기운 상태에서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭한다.
본 발명의 일태양에 따르면, 기판을 연삭하기 전에, 기판에 대한 연삭부의 접촉의 방식을 조절할 수 있다. 예를 들면 보호 테이프의 두께가 면내에 있어서 불균일한 경우, 그 두께 분포에 따라, 기판과 연삭부의 접촉의 방식을 조절한다. 그러면, 기판 면내에서 균일한 두께로 기판을 박화할 수 있다.
다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 기판을 박화하는 기판 처리 방법으로서, 연삭부를 이용하여 기판 유지부에 유지된 기판을 연삭하는 연삭 공정을 가지고, 상기 연삭 공정에서는, 상기 기판 유지부에 접속된 회전축이 기운 상태에서, 상기 회전축에 의해 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 회전시키면서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하고, 상기 회전축과 독립하여 마련된 구동부에 의해, 상기 기판 유지부를 회전시킬시의 회전 구동을 부여하고, 구동 전달부에 의해, 상기 구동부에 의한 회전 구동을 상기 회전축에 전달하고, 또한 상기 회전축의 기울기를 상기 구동부에 전달하지 않는다.
다른 관점에 따른 본 발명의 일태양은, 상기 기판 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키도록, 상기 기판 처리 시스템을 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체이다.
본 발명의 일태양에 따르면, 보호 테이프의 두께가 면내에 있어서 불균일한 경우라도, 연삭부를 기판에 적절히 접촉시킬 수 있다. 따라서, 기판 면내에서 균일한 두께로 기판을 박화할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 웨이퍼의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 3은 척, 회전 기구 및 조절 기구의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 4는 구동 전달부의 개략을 나타내는 설명도로, (a)는 횡단면도이며, (b)는 종단면도이다.
도 5는 조절 기구의 고정축과 조절축의 배치를 나타내는 설명도이다.
도 6은 척이 기운 상태를 나타내는 설명도이다.
도 7은 척이 기우는 상태를 나타내는 설명도로, (a)는 본 실시 형태를 나타내고, (b)는 종래예를 나타내고 있다.
도 8은 가공 장치의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 9는 테이프 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도로, (a)는 측면도이며, (b)는 평면도이다.
도 10은 다른 실시 형태에 따른 테이프 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 11은 보호 테이프의 두께가 면내에서 불균일한 모습을 나타내는 설명도이다.
도 12는 도 11에 나타낸 보호 테이프의 두께 불균일에 대하여, 척의 기울기를 조절하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 13은 상대 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 14는 다른 실시 형태에 따른 상대 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 15는 웨이퍼 처리의 주요 공정을 나타내는 순서도이다.
도 16은 다른 실시 형태에 따른 테이프 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 17은 다른 실시 형태에 따른 테이프 두께 측정 유닛의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 18은 다른 실시 형태에 따른 구동 전달부의 개략을 나타내는 설명도로, (a)는 횡단면도이며, (b)는 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
<기판 처리 시스템>
먼저, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 또한, 이하에서는 위치 관계를 명확하게 하기 위하여, 서로 직교하는 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
본 실시 형태의 기판 처리 시스템(1)에서는, 도 2에 나타내는, 기판으로서의 웨이퍼(W)를 박화한다. 웨이퍼(W)는 예를 들면 실리콘 웨이퍼 또는 화합물 반도체 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼이다. 웨이퍼(W)의 표면(W1)에는 디바이스(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 또한 당해 표면(W1)에는 디바이스를 보호하기 위한 보호 테이프(B)가 부착되어 있다. 그리고, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 대하여 연삭 및 연마 등의 정해진 처리가 행해져, 당해 웨이퍼가 박화된다.
기판 처리 시스템(1)은 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 웨이퍼(W)를 수용 가능한 카세트(C)가 반입반출되는, 반입반출부로서의 반입반출 스테이션(2)과, 웨이퍼(W)에 대하여 정해진 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트(C)를 X축 방향으로 일렬로 배치 가능하게 되어 있다.
또한, 반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송 영역(20)이 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(20)에는, X축 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레(θ 방향)로 이동 가능한 반송 암(23)을 가지고, 이 반송 암(23)에 의해, 카세트 배치대(10) 상의 각 카세트(C)와, 후술하는 처리 스테이션(3)의 각 장치(30, 31)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 즉, 반입반출 스테이션(2)은 처리 스테이션(3)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입반출 가능하게 구성되어 있다.
처리 스테이션(3)에는, 웨이퍼(W)를 연삭 및 연마 등의 각 처리를 행하여 박화하는 가공 장치(30)와, 당해 가공 장치(30)에서 가공된 웨이퍼(W)를 세정하는 세정 장치(31)가 X축 부방향으로부터 정방향을 향해 배열되어 배치되어 있다.
가공 장치(30)는 턴테이블(40), 반송 유닛(50), 얼라이먼트 유닛(60), 세정 유닛(70), 거친 연삭부로서의 거친 연삭 유닛(80), 마무리 연삭부로서의 마무리 연삭 유닛(90), 게터링층 형성 유닛(100), 테이프 두께 측정부로서의 테이프 두께 측정 유닛(110) 및 상대 두께 측정부로서의 상대 두께 측정 유닛(120)을 가지고 있다.
(턴테이블)
턴테이블(40)은 회전 기구(도시하지 않음)에 의해 회전 가능하게 구성되어 있다. 턴테이블(40) 상에는, 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 기판 유지부로서의 척(200)이 4 개 마련되어 있다. 척(200)은 턴테이블(40)과 동일 원주 상에 균등, 즉 90도마다 배치되어 있다. 4 개의 척(200)은 턴테이블(40)이 회전함으로써, 4 개의 처리 위치(P1 ~ P4)로 이동 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제 1 처리 위치(P1)는 턴테이블(40)의 X축 정방향측 또한 Y축 부방향측의 위치이며, 세정 유닛(70)이 배치된다. 또한, 제 1 처리 위치(P1)의 Y축 부방향측에는 얼라이먼트 유닛(60)이 배치된다. 제 2 처리 위치(P2)는 턴테이블(40)의 X축 정방향측 또한 Y축 정방향측의 위치이며, 거친 연삭 유닛(80)이 배치된다. 제 3 처리 위치(P3)는 턴테이블(40)의 X축 부방향측 또한 Y축 정방향측의 위치이며, 마무리 연삭 유닛(90)이 배치된다. 제 4 처리 위치(P4)는 턴테이블(40)의 X축 부방향측 또한 Y축 부방향측의 위치이며, 게터링층 형성 유닛(100)이 배치된다.
(척)
도 3에 나타내는 바와 같이 척(200)의 표면, 즉 웨이퍼(W)의 유지면은 측면에서 봤을 때, 그 중앙부가 단부에 비해 돌출된 볼록 형상을 가지고 있다. 연삭 처리(거친 연삭 및 마무리 연삭)에 있어서는, 후술하는 연삭 숫돌(280, 290)의 1/4 원호 부분이 웨이퍼(W)에 접촉하고, 또한 연마 처리에 있어서는, 후술하는 연마 숫돌(300)의 1/4 원호 부분이 웨이퍼(W)에 접촉한다. 이 때, 웨이퍼(W)가 균일한 두께로 연삭 및 연마되도록, 척(200)의 표면을 볼록 형상으로 하고, 이 표면을 따르도록 웨이퍼(W)를 흡착시킨다.
척(200)에는 예를 들면 포러스 척이 이용된다. 척(200)의 표면에는, 복수의 홀이 형성된 다공질체로서의 포러스(201)가 마련되어 있다. 포러스(201)에는, 다공질이면 각종 재료를 이용할 수 있고, 예를 들면 카본, 알루미나, 탄화 규소 등이 이용된다. 그리고, 흡인 기구(도시하지 않음)에 의해, 포러스(201)를 개재하여 웨이퍼(W)를 흡인함으로써, 척(200)에 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다.
척(200)은 척 테이블(202)에 유지되고, 척(200)과 척 테이블(202)은 또한 기대(203)에 지지되어 있다. 기대(203)에는 척(200), 척 테이블(202) 및 기대(203)를 회전시키는 회전 기구(204)와, 척(200), 척 테이블(202) 및 기대(203)의 기울기를 조절하는, 조절부로서의 조절 기구(205)가 마련되어 있다.
회전 기구(204)는 척(200)을 회전시키는 회전축(210)과, 척(200)을 회전시킬 시의 회전 구동을 부여하는 구동부(220)와, 구동부(220)에 의한 회전 구동을 회전축(210)에 전달하는 구동 전달부(230)를 가지고 있다. 회전축(210)은 기대(203)의 하면 중앙부에 고정하여 마련되어 있다. 또한, 회전축(210)은 지지대(211)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 회전축(210)을 중심으로, 척(200)이 회전한다.
구동부(220)는 회전축(210)과 독립하여 마련되어 있다. 구동부(220)는 구동축(221)과, 구동축(221)을 회전시키는 모터(222)를 가지고 있다.
도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 구동 전달부(230)는, 회전축(210)에 마련된 종동 풀리(231)와, 구동축(221)에 마련된 구동 풀리(232)와, 종동 풀리(231)와 구동 풀리(232)에 감겨진 벨트(233)를 가지고 있다. 구동부(220)에 의한 회전 구동은 구동 풀리(232), 벨트(233), 종동 풀리(231)를 개재하여 회전축(210)에 전달된다.
종동 풀리(231)는 회전축(210)의 외주면에 고정하여 마련된 내측 종동 풀리(231a)와, 당해 내측 종동 풀리(231a)의 외측에 마련된 외측 종동 풀리(231b)로 분할되어 있다. 내측 종동 풀리(231a)의 외주면에는 제 1 구동 전달부로서의 내측 마그넷(234)이 마련되고, 외측 종동 풀리(231b)의 내주면에는 제 2 구동 전달부로서의 외측 마그넷(235)이 마련되어 있다. 내측 마그넷(234)과 외측 마그넷(235)의 사이에는 중공부(236)가 형성되어 있다. 이와 같이 구동 전달부(230)는, 비접촉의 마그넷 드라이브 방식으로, 구동부(220)에 의한 회전 구동을 회전축(210)에 전달한다. 환언하면, 종동측의 회전축(210)과 구동측의 구동부(220)는 절연되어 각각 독립으로 마련되어 있다.
또한, 이와 같이 중공부(236)를 마련함으로써, 모터(222)의 진동 및 열 영향이 척(200)측에 전달되지 않는다고 하는 효과도 있다. 이러한 경우, 당해 척(200)에 유지된 웨이퍼(W)를 적절히 연삭할 수 있다.
도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이 조절 기구(205)는, 1 개의 고정축(240)과, 2 개의 조절축(241, 241)을 가지고 있다. 고정축(240), 조절축(241, 241)은 기대(203)의 외주부에 있어서 동심원 형상으로 등간격으로 배치되어 있다. 조절축(241)에는 예를 들면 볼 나사가 이용되고, 조절축(241)을 회동시키는 모터(242)가 마련되어 있다. 조절축(241)은 모터(242)에 의해 회동하여 연직 방향으로 이동함으로써, 기대(203)를 연직 방향으로 이동시킨다. 그리고, 고정축(240)을 중심으로, 2 개의 조절축(241, 241)이 각각 연직 방향으로 이동함으로써, 기대(203)를 개재하여 척(200)에 여파가 전달되어 척(200)의 기울기가 조절된다.
또한, 조절축(241)의 수 및 배치는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 2 개 이상이면 임의이다. 예를 들면 고정축(240)을 생략하고 조절축(241)을 마련해도 된다. 또한, 조절 기구(205)의 구성은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 볼 나사인 조절축(241)과 모터(242) 대신에, 예를 들면 피에조 소자를 이용해도 된다.
예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이 하나의 조절축(241a)을 하방으로 이동시키고, 다른 조절축(241b)을 상방으로 이동시킴으로써, 척(200)의 기울기를 조절하는 경우, 회전축(210)도 연직 방향으로부터 기운다. 이 회전축(210)의 기울기는 중공부(236)에 흡수되므로, 구동부(220)에 전달되지 않는다.
이와 같이 조절 기구(205)에 의해 척(200)이 기운 경우의, 회전 기구(204)의 동작에 대하여, 종래예와 비교하여 더 설명한다. 도 7은 이러한 회전 기구의 동작을 모식적으로 설명하는 도이며, (a)는 본 실시 형태에 있어서의 회전 기구(204)의 동작을 나타내고, (b)는 종래예에 있어서의 회전 기구(500)의 동작을 나타내고 있다.
도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 종래예의 회전 기구(500)는 회전축(501), 구동축(502), 모터(503), 종동 풀리(504), 구동 풀리(505) 및 벨트(506)를 가지고 있다. 모터(503)에 의한 회전 구동은 구동축(502), 구동 풀리(505), 벨트(506), 종동 풀리(504)를 개재하여 회전축(501)에 전달된다. 그리고, 종래예의 회전 기구(500)에서는, 종동 풀리(504)에 있어서 본 실시 형태와 같은 중공부가 형성되어 있지 않다. 이 때문에, 척(200)이 기운 경우, 회전축(501)에 추종하여 종동 풀리(504)도 기운다. 그러면, 종동 풀리(504)와 벨트(506)가 적절히 접촉하지 않고, 벨트(506)가 이상을 초래한다. 또한, 벨트(506)에 걸리는 장력이 변동하기 때문에, 회전이 불안정해진다.
이에 대하여, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 척(200)이 기운 경우에 회전축(210)이 기울어도, 중공부(236)에 흡수되므로, 구동부(220)에 전달되지 않고, 회전은 안정된다.
또한, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이 벨트(506)와 회전축(501)이 직접 연결되어 있으면, 모터(503) 또는 벨트(506)의 진동이 회전축(501)에 전달되어 회전이 불안정해진다. 이 점, 도 7의 (a)에 나타내는 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 중공부(236)에 의해 벨트(233)와 회전축(210)이 절연되어 있으므로, 모터(222) 또는 벨트(233)의 진동이 회전축(210)에 전달되지 않고, 회전이 안정된다.
(반송 유닛)
도 1에 나타내는 바와 같이 반송 유닛(50)은, Y축 방향으로 연신하는 반송로(250) 상을 이동 가능하게 구성되어 있다. 반송 유닛(50)은 수평 방향, 연직 방향 및 연직축 둘레(θ 방향)로 이동 가능한 반송 암(251)을 가지고, 이 반송 암(251)에 의해, 얼라이먼트 유닛(60)과, 제 1 처리 위치(P1)에 있어서의 척(200)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다.
얼라이먼트 유닛(60)에서는, 처리 전의 웨이퍼(W)의 수평 방향의 방향을 조절한다. 얼라이먼트 유닛(60)은 기대(260)와, 웨이퍼(W)를 유지하여 회전시키는 스핀 척(261)과, 웨이퍼(W)의 노치부의 위치를 검출하는 검출부(262)를 가지고 있다. 그리고, 스핀 척(261)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시키면서 검출부(262)로 웨이퍼(W)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절하여 웨이퍼(W)의 수평 방향의 방향을 조절하고 있다.
(세정 유닛)
세정 유닛(70)에서는, 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 세정한다. 세정 유닛(70)은 척(200)의 상방에 마련되고, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 세정액, 예를 들면 순수를 공급하는 노즐(270)이 마련되어 있다. 그리고, 척(200)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시키면서 노즐(270)로부터 세정액을 공급한다. 그러면, 공급된 세정액은 웨이퍼(W)의 이면(W2) 상을 확산되어, 이면(W2)이 세정된다. 또한, 세정 유닛(70)은 척(200)을 세정하는 기능을 더 가지고 있어도 된다. 이러한 경우, 세정 유닛(70)에는, 예를 들면 척(200)에 세정액을 공급하는 노즐(도시하지 않음)과, 척(200)에 접촉하여 물리적으로 세정하는 스톤(도시하지 않음)이 마련된다.
(거친 연삭 유닛)
거친 연삭 유닛(80)에서는, 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭한다. 도 8에 나타내는 바와 같이 거친 연삭 유닛(80)은, 연삭 숫돌(280)이 기대(281)에 지지되어 마련되어 있다. 기대(281)에는, 스핀들(282)을 개재하여 구동부(283)가 마련되어 있다. 구동부(283)는 예를 들면 모터(도시하지 않음)를 내장하고, 연삭 숫돌(280) 및 기대(281)를 연직 방향으로 이동시키고 또한 회전시킨다. 그리고, 척(200)에 유지된 웨이퍼(W)를 연삭 숫돌(280)의 1/4 원호 부분에 접촉시킨 상태에서, 척(200)과 연삭 숫돌(280)을 각각 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭한다. 또한 이 때, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 연삭액, 예를 들면 물이 공급된다. 또한 본 실시 형태에서는, 거친 연삭의 연삭 부재로서 연삭 숫돌(280)을 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 연삭 부재는, 예를 들면 부직포에 연마용 입자를 함유시킨 부재 등 그 외의 종류의 부재여도 된다.
(마무리 연삭 유닛)
마무리 연삭 유닛(90)에서는, 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 마무리 연삭한다. 마무리 연삭 유닛(90)의 구성은 거친 연삭 유닛(80)의 구성과 대략 동일하며, 연삭 숫돌(290), 기대(291), 스핀들(292) 및 구동부(293)를 가지고 있다. 단, 이 마무리 연삭용의 연삭 숫돌(290)의 입도는, 거친 연삭의 연삭 숫돌(280)의 입도보다 작다. 그리고, 척(200)에 유지된 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 연삭액을 공급하면서, 이면(W2)을 연삭 숫돌(290)의 1/4 원호 부분에 접촉시킨 상태로, 척(200)과 연삭 숫돌(290)을 각각 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 연삭한다. 또한, 마무리 연삭의 연삭 부재도 거친 연삭의 연삭 부재와 마찬가지로, 연삭 숫돌(290)에 한정되는 것은 아니다.
(게터링층 형성 유닛)
게터링층 형성 유닛(100)에서는, 거친 연삭 및 마무리 연삭됨으로써 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 형성된 데미지층을 스트레스 릴리프 처리를 행하여 제거하면서, 당해 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 게터링층을 형성한다. 게터링층 형성 유닛(100)의 구성은 거친 연삭 유닛(80) 및 마무리 연삭 유닛(90)의 구성과 대략 동일하며, 연마 숫돌, 기대, 스핀들 및 구동부를 가지고 있다. 단, 연마 숫돌(300)의 입도는 연삭 숫돌(280, 290)의 입도보다 작다. 그리고, 척(200)에 유지된 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 연마 숫돌(300)의 1/4 원호 부분에 접촉시킨 상태로, 척(200)과 연마 숫돌(300)을 각각 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 연마한다.
또한, 본 실시 형태의 게터링층 형성 유닛(100)에서는 이른바 드라이 폴리시를 행했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 연마액, 예를 들면 물을 공급하면서, 이면(W2)을 연마해도 된다.
(테이프 두께 측정 유닛)
도 9에 나타내는 바와 같이 테이프 두께 측정 유닛(110)에서는, 반송 유닛(50)의 반송 암(251)에 유지된 웨이퍼(W)에 대하여, 보호 테이프(B)의 두께를 측정한다. 즉, 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 얼라이먼트 유닛(60)으로부터 제 1 처리 위치(P1)의 척(200)으로 반송 중의 웨이퍼(W)의 보호 테이프(B)의 두께를 측정한다.
테이프 두께 측정 유닛(110)에는, 보호 테이프(B)에 접촉하지 않고 당해 보호 테이프(B)의 두께를 측정하는 측정기가 이용되고, 예를 들면 분광 간섭계가 이용된다. 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 센서(310)와 산출부(311)를 가지고 있다. 센서(310)는, 보호 테이프(B)에 대하여 정해진 파장 대역을 가지는 광, 예를 들면 레이저광을 조사하고, 또한 보호 테이프(B)의 표면(B1)으로부터 반사된 반사광과, 이면(B2)으로부터 반사된 반사광을 수광한다. 산출부(311)는 센서(310)로 수광한 양 반사광의 위상차에 기초하여, 보호 테이프(B)의 두께를 산출한다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 센서(310)는, 이동 기구(도시하지 않음)에 의해, 보호 테이프(B)의 직경을 통과하는 측정 라인(L)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 센서(310)가 보호 테이프(B)의 일단부로부터 타단부로 이동함으로써, 보호 테이프(B)의 직경 방향의 두께 분포를 측정할 수 있다.
또한, 도 10에 나타내는 바와 같이 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 복수의 센서(310)를 가지고 있어도 된다. 그리고, 센서(310)는 각각, 보호 테이프(B)의 직경을 지나는 측정 라인(L1 ~ L3)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 이러한 경우, 테이프 두께 측정 유닛(110)에서는, 각 측정 라인(L1 ~ L3)을 따른 보호 테이프(B)의 두께 분포를 측정할 수 있다. 그리고, 이들 측정 라인(L1 ~ L3)의 두께 분포를 평균화하여, 보호 테이프(B)의 두께 분포로 한다.
또한, 본 실시 형태에서는 테이프 두께 측정 유닛(110)에는 분광 간섭계가 이용되었지만, 테이프 두께 측정 유닛(110)의 구성은 이에 한정되지 않고, 보호 테이프(B)의 두께를 측정하는 것이면 임의의 측정기를 이용할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서 테이프 두께 측정 유닛(110)에서 보호 테이프(B)의 두께를 측정하는 목적에 대하여 설명한다. 도 11에 나타내는 바와 같이 보호 테이프(B)는 그 면내에 있어서 두께가 불균일한 경우가 있다. 도 11의 (a)는 보호 테이프(B)의 중앙부가 양 단부보다 두꺼운 경우를 나타내고, (b)는 보호 테이프(B)의 중앙부가 양 단부보다 얇은 경우를 나타내고, (c)는 보호 테이프(B)의 반면(半面)에 있어서 중앙부가 오목 형상으로 만곡한 경우를 나타내고, (d)는 보호 테이프(B)의 반면에 있어서 중앙부가 볼록 형상으로 만곡한 경우를 나타낸다.
이러한 경우, 거친 연삭 유닛(80), 마무리 연삭 유닛(90), 게터링층 형성 유닛(100)에 있어서 순차, 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 연삭 및 연마하면, 웨이퍼(W)의 두께와 보호 테이프(B)의 두께의 합계인 상대 두께가 면내에서 균일해지기 때문에, 결과적으로 웨이퍼(W)의 두께가 면내에서 불균일해진다.
따라서, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭하기 전에, 테이프 두께 측정 유닛(110)에 있어서 보호 테이프(B)의 두께를 측정한다. 그리고, 측정 결과에 기초하여, 조절 기구(205)에 의해 척(200)의 기울기를 조절한다. 이 때, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서의 척(200)의 기울기, 마무리 연삭 유닛(90)에 있어서의 척(200)의 기울기, 게터링층 형성 유닛(100)에 있어서의 척(200)의 기울기를 각각 조절한다.
이하, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서의 척(200)의 기울기를 조절하는 경우에 대하여 구체적으로 설명한다. 예를 들면 도 11의 (a)에 나타낸 보호 테이프(B)의 경우, 도 12의 (a)에 나타내는 바와 같이 연삭 숫돌(280)측의 척(200)의 단부를 상승시켜, 척(200)을 기울인다. 도 11의 (b)에 나타낸 보호 테이프(B)의 경우, 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이 연삭 숫돌(280)측의 척(200)의 단부를 하강시켜, 척(200)을 기울인다. 도 11의 (c)에 나타낸 보호 테이프(B)의 경우, 도 12의 (c)에 나타내는 바와 같이 연삭 숫돌(280)측의 척(200)의 단부를 하강시켜, 연삭 숫돌(280)의 선단이 웨이퍼(W)의 반면의 중앙부(오목부)에 접촉하도록, 척(200)을 기울인다. 도 11의 (d)에 나타낸 보호 테이프(B)의 경우, 도 12의 (d)에 나타내는 바와 같이 연삭 숫돌(280)측의 척(200)의 단부를 하강시켜, 연삭 숫돌(280)의 선단이 웨이퍼(W)의 전면의 중앙부(오목부)에 접촉하도록, 척(200)을 기울인다. 즉, 척(200)을 기울여 연삭 숫돌(280)의 앙각을 올림으로써, 연삭 숫돌(280)이 웨이퍼(W)의 전면의 중앙부와 외주부에 접촉하기 쉬워진다. 이렇게 하여, 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 연삭 및 연마 후의, 웨이퍼(W)의 두께를 면내에서 균일하게 할 수 있다.
(상대 두께 측정 유닛)
상대 두께 측정 유닛(120)은 거친 연삭 유닛(80), 마무리 연삭 유닛(90), 게터링층 형성 유닛(100)의 각각에 마련된다. 이하에서는, 거친 연삭 유닛(80)에 마련된 상대 두께 측정 유닛(120)에 대하여 설명한다.
도 13에 나타내는 바와 같이 상대 두께 측정 유닛(120)에서는, 거친 연삭 유닛(80)에서 거친 연삭 중인 웨이퍼(W)에 대하여, 웨이퍼(W)의 두께와 보호 테이프(B)의 두께의 합계인 상대 두께를 측정한다. 상대 두께 측정 유닛(120)은 제 1 센서(320), 제 2 센서(321) 및 산출부(322)를 가지고 있다.
제 1 센서(320)에는, 예를 들면 레이저 변위계가 이용된다. 제 1 센서(320)는 척(200)에 접촉하지 않고, 척(200)의 표면에 있어서 포러스(201)가 마련되어 있지 않은 위치(높이)를 측정한다. 이와 같이 포러스(201)가 마련되어 있지 않은 위치를 측정하는 것은, 포러스(201)에 레이저광을 조사하면, 당해 레이저광이 흡수되어 반사되지 않기 때문이다. 또한, 이 척(200)의 표면이 기준면이 된다.
제 2 센서(321)에도, 예를 들면 레이저 변위계가 이용된다. 제 2 센서(321)는 웨이퍼(W)에 접촉하지 않고, 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치(높이)를 측정한다. 또한 본 실시 형태에서는, 제 1 센서(320)와 제 2 센서(321)에는 각각 레이저 변위계가 이용되었지만, 이에 한정되지 않고, 비접촉으로 측정 대상의 위치를 측정할 수 있는 것이면 임의의 측정기를 이용할 수 있다.
산출부(322)는, 제 2 센서(321)로 측정된 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치로부터, 제 1 센서(320)로 측정된 척(200)의 표면의 위치를 빼고, 상대 두께를 산출한다.
그리고, 거친 연삭 유닛(80)에서 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭 중, 상대 두께 측정 유닛(120)에 있어서 상대 두께를 측정한다. 상대 두께 측정 유닛(120)에 있어서의 측정 결과는, 산출부(322)로부터 후술하는 제어부(340)에 출력된다. 제어부(340)에서는, 상대 두께 측정 유닛(120)에서 측정되는 상대 두께를 모니터링하고, 당해 상대 두께가 정해진 두께에 달했을 시, 거친 연삭을 정지하도록 거친 연삭 유닛(80)을 제어한다. 이와 같이 상대 두께 측정 유닛(120)을 이용하여, 거친 연삭의 엔드 포인트(종단)를 파악할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 상대 두께 측정 유닛(120)은, 다른 마무리 연삭 유닛(90), 게터링층 형성 유닛(100)에도 마련된다. 그리고, 상대 두께 측정 유닛(120)은 각각 상대 두께를 측정하여, 마무리 연삭의 엔드 포인트, 게터링층 형성 시의 연마의 엔드 포인트를 파악할 수 있다.
또한 본 실시 형태의 상대 두께 측정 유닛(120)은, 웨이퍼(W)와 척(200)에 접촉하지 않고 상대 두께를 측정할 수 있다. 여기서 종래와 같이, 접촉식의 측정기를 이용한 경우, 즉 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 접촉하여 상대 두께를 측정하는 경우, 접촉 부분이 스쳐 흠집이 생긴다. 또한, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 디바이스에 따라서는, 이러한 접촉식의 측정기를 이용할 수 없다. 이 점, 본 실시 형태의 상대 두께 측정 유닛(120)은 유용하다.
여기서, 거친 연삭 유닛(80)과 마무리 연삭 유닛(90)에서는, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 연삭액인 물을 공급하면서, 이면(W2)을 연삭한다. 그러면, 도 14에 나타내는 바와 같이 이면(W2)에는 수층(D)이 형성된다. 이러한 경우에, 제 2 센서(321)로부터 이면(W2)에 레이저광을 조사한 경우, 수층(D) 또는 당해 수층(D)에 포함되는 기포 등이 노이즈가 되어, 이면(W2)의 위치를 정확하게 측정하는 것이 곤란한 경우가 있다.
따라서, 예를 들면 제 2 센서(321)의 하면에, 유체 공급부로서의 노즐(323)을 마련하는 것이 바람직하다. 노즐(323)은, 제 2 센서(321)로부터의 레이저광의 광로(P)를 따라, 당해 광로(P)의 주위를 둘러싸도록, 유체로서 예를 들면 공기(A)를 분사한다. 이러한 경우, 공기(A)가 벽이 되어 수층(D)을 날려, 레이저광이 이면(W2)에 조사되어 반사되는 스폿(광축 스폿)을 드라이 환경으로 할 수 있다. 따라서, 수층(D)의 영향을 받지 않고, 제 2 센서(321)에 의해 이면(W2)의 위치를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한 노즐(323)로부터 분사되는 유체는 공기에 한정되지 않고, 예를 들면 수층(D)과 동일한 물이어도 된다. 이러한 경우, 제 2 센서(321)로부터 이면(W2)까지 물기둥이 형성된다. 그리고, 이 노즐(323)로부터 분사되는 물과 수층(D)에서는, 레이저광의 굴절률이 변화하지 않기 때문에, 이면(W2)의 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
(세정 장치)
도 1에 나타내는 바와 같이 세정 장치(31)에서는, 가공 장치(30)에서 연삭 및 연마된 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 세정한다. 구체적으로, 스핀 척(330)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시키면서, 당해 웨이퍼(W)의 이면(W2) 상에 세정액, 예를 들면 순수를 공급한다. 그러면, 공급된 세정액은 웨이퍼(W)의 이면(W2) 상을 확산되어, 이면(W2)이 세정된다.
(제어부)
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이 제어부(340)가 마련되어 있다. 제어부(340)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼(W)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 장치 또는 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 후술하는 웨이퍼 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한 상기 프로그램은, 예를 들면 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로, 그 기억 매체(H)로부터 제어부(340)에 인스톨된 것이어도 된다.
(웨이퍼 처리)
이어서, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 웨이퍼 처리에 대하여 설명한다. 도 15는 이러한 웨이퍼 처리의 주요 공정의 예를 나타내는 순서도이다.
먼저, 복수의 웨이퍼(W)를 수납한 카세트(C)가, 반입반출 스테이션(2)의 카세트 배치대(10)에 배치된다. 카세트(C)에는, 보호 테이프(B)가 변형되는 것을 억제하기 위하여, 당해 보호 테이프가 부착된 웨이퍼(W)의 표면이 상측을 향하도록 웨이퍼(W)가 수납되어 있다.
이어서, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 가공 장치(30)로 반송된다. 이 때, 반송 암(23)에 의해 웨이퍼(W)의 이면(W2)이 상측을 향하도록, 표리면이 반전된다.
가공 장치(30)로 반송된 웨이퍼(W)는, 얼라이먼트 유닛(60)의 스핀 척(261)으로 전달된다. 그리고, 당해 얼라이먼트 유닛(60)에 있어서, 웨이퍼(W)의 수평 방향의 방향이 조절된다(도 15의 단계(S1)).
이어서, 웨이퍼(W)가 반송 유닛(50)에 의해 반송 중, 테이프 두께 측정 유닛(110)에 의해 보호 테이프(B)의 두께가 측정된다(도 15의 단계(S2)). 그리고, 이 보호 테이프(B)의 두께의 측정 결과에 기초하여, 조절 기구(205)에 의해, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서의 척(200)의 기울기, 마무리 연삭 유닛(90)에 있어서의 척(200)의 기울기, 게터링층 형성 유닛(100)에 있어서의 척(200)의 기울기가 각각 조절된다(도 15의 단계(S3)).
예를 들면 도 11에 나타낸 보호 테이프(B)의 경우, 도 12에 나타낸 바와 같이 척(200)의 기울기를 조절함으로써, 연삭 및 연마 후의 웨이퍼(W)의 두께가 면내에서 균일해지도록 제어할 수 있다. 한편, 예를 들면 웨이퍼(W)의 반면에 있어서 보호 테이프(B)가 복수의 요철(凹凸)을 구비한 파형 형상을 가지는 경우, 척(200)의 기울기를 조절하는 것만으로는, 웨이퍼(W)의 두께를 균일하게 할 수 없다. 즉, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 대한 연삭 숫돌(280, 290) 및 연마 숫돌(300)의 접촉의 방식을 조절하는 것만으로는, 웨이퍼(W)의 두께를 균일하게 할 수 없다. 이러한 경우에는, 당해 웨이퍼(W)에 대하여 후속의 연삭 및 연마 등의 처리를 행하는 것을 정지한다. 그리고 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트 배치대(10)의 카세트(C)로 반송되어 회수된다.
또한 본 실시 형태에서는, 거친 연삭 유닛(80), 마무리 연삭 유닛(90), 게터링층 형성 유닛(100)의 모든 척(200)의 기울기를 조절했지만, 거친 연삭 유닛(80)의 척(200)의 기울기만을 조절해도 된다.
이어서, 웨이퍼(W)는 반송 유닛(50)에 의해, 제 1 처리 위치(P1)의 척(200)으로 전달된다. 이 후, 턴테이블(40)을 반시계 방향으로 90도 회전시켜, 척(200)을 제 2 처리 위치(P2)로 이동시킨다. 그리고, 거친 연삭 유닛(80)에 의해, 웨이퍼(W)의 이면(W2)이 거친 연삭된다(도 15의 단계(S4)). 이 때, 테이프 두께 측정 유닛(110)의 측정 결과에 기초하여 척(200)의 기울기가 적절히 조절되고 있으므로, 웨이퍼(W)를 면내에서 균일한 두께로 연삭할 수 있다. 또한, 상대 두께 측정 유닛(120)의 측정 결과에 기초하여 거친 연삭의 엔드 포인트를 파악하여, 웨이퍼(W)를 적절한 두께로 연삭할 수 있다. 또한 거친 연삭의 연삭량은, 박화 전의 웨이퍼(W)의 두께와 박화 후에 요구되는 웨이퍼(W)의 두께에 따라 설정된다.
이어서, 턴테이블(40)을 반시계 방향으로 90도 회전시켜, 척(200)을 제 3 처리 위치(P3)로 이동시킨다. 그리고, 마무리 연삭 유닛(90)에 의해, 웨이퍼(W)의 이면(W2)이 마무리 연삭된다(도 15의 단계(S5)). 이 때, 테이프 두께 측정 유닛(110)의 측정 결과에 기초하여 척(200)의 기울기가 적절히 조절되고 있으므로, 웨이퍼(W)를 면내에서 균일한 두께로 연삭할 수 있다. 또한, 상대 두께 측정 유닛(120)의 측정 결과에 기초하여 마무리 연삭의 엔드 포인트를 파악하여, 웨이퍼(W)를 적절한 두께로 연삭할 수 있다. 또한 웨이퍼(W)는, 제품으로서 요구되는 박화 후의 두께까지 연삭된다.
이어서, 턴테이블(40)을 반시계 방향으로 90도 회전시켜, 척(200)을 제 4 처리 위치(P4)로 이동시킨다. 그리고, 게터링층 형성 유닛(100)에 의해, 스트레스 릴리프 처리를 행하면서, 당해 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 게터링층을 형성한다(도 15의 단계(S6)). 이 때, 테이프 두께 측정 유닛(110)의 측정 결과에 기초하여 척(200)의 기울기가 적절히 조절되고 있으므로, 웨이퍼(W)를 면내에서 균일한 두께로 연마할 수 있다. 또한, 상대 두께 측정 유닛(120)의 측정 결과에 기초하여 연마의 엔드 포인트를 파악하여, 웨이퍼(W)를 적절한 두께로 연마할 수 있다.
이어서, 턴테이블(40)을 반시계 방향으로 90도 회전시키고, 또는 턴테이블(40)을 시계 방향으로 270도 회전시켜, 척(200)을 제 1 처리 위치(P1)로 이동시킨다. 그리고, 세정 유닛(70)에 의해, 웨이퍼(W)의 이면(W2)이 세정액에 의해 세정된다(도 15의 단계(S7)).
이어서 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 세정 장치(31)로 반송된다. 그리고 세정 장치(31)에 있어서, 웨이퍼(W)의 이면(W2)이 세정액에 의해 세정된다(도 15의 단계(S8)). 또한 웨이퍼(W)의 이면 세정은, 가공 장치(30)의 세정 유닛(70)에서도 행해지지만, 세정 유닛(70)에서의 세정은 웨이퍼(W)의 회전 속도가 늦고, 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(22)의 반송 암(23)이 더러워지지 않을 정도로, 어느 정도의 오염을 제거하는 것이다. 그리고 세정 장치(31)에서는, 이 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 원하는 청정도까지 더 세정한다.
이 후, 모든 처리가 실시된 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 장치(22)에 의해 카세트 배치대(10)의 카세트(C)로 반송된다. 이렇게 하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 일련의 웨이퍼 처리가 종료된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭하기 전에, 테이프 두께 측정 유닛(110)에서 보호 테이프(B)의 두께를 측정하므로, 이 측정 결과를 이용하여, 척(200)의 기울기를 조절하고, 웨이퍼(W)의 이면(W2)에 대한 연삭 숫돌(280, 290) 및 연마 숫돌(300)의 접촉의 방식을 조절할 수 있다. 따라서, 보호 테이프(B)의 두께가 면내에 있어서 불균일한 경우라도, 연삭 및 연마 후의 웨이퍼(W)의 두께를 면내에서 균일하게 할 수 있다.
여기서 종래, 웨이퍼(W)의 두께를 균일하게 하기 위하여, 마무리 연삭 후에 실제로 웨이퍼(W)의 두께를 측정하고, 당해 측정 결과에 기초하여, 연삭의 처리 조건을 보정하는 피드백 제어가 이용되고 있었다. 그러나 이러한 경우, 마무리 연삭 유닛(90)에 있어서 연삭 숫돌(290)을 분리하고 나서, 두께 측정용의 센서를 장착할 필요가 있어, 연삭 처리에 시간이 걸린다. 이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 연삭 전에 보호 테이프(B)의 두께를 측정하여, 척(200)의 기울기를 조절하므로, 연삭 처리의 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 이와 같이 척(200)의 기울기를 조절해도, 회전 기구(204)의 종동 풀리(231)에 중공부(236)가 형성되어 있으므로, 종동측의 회전축(210)과 구동측의 구동부(220)가 각각 독립하여 동작한다. 즉, 구동부(220)에 의한 회전 구동은 회전축(210)에 적절히 전달되지만, 척(200)의 기울기(회전축(210)의 기울기)는 구동부(220)에 전달되지 않는다. 따라서, 척(200)을 적절히 회전시킬 수 있다.
또한 거친 연삭 유닛(80)에 있어서의 거친 연삭 중, 마무리 연삭 유닛(90)에 있어서의 마무리 연삭 중, 게터링층 형성 유닛(100)에 있어서의 연마 중의 각각에 있어서, 상대 두께 측정 유닛(120)에 의해 상대 두께를 측정하고 있으므로, 거친 연삭, 마무리 연삭, 연마의 엔드 포인트를 파악할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 적절한 두께로 연삭 및 연마할 수 있다.
또한 이상의 실시 형태에 따르면, 하나의 기판 처리 시스템(1)에 있어서, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서의 웨이퍼(W)의 이면의 거친 연삭, 마무리 연삭 유닛(90)에 있어서의 웨이퍼(W)의 이면의 마무리 연삭, 게터링층 형성 유닛(100)에 있어서의 게터링층의 형성, 및 세정 유닛(70) 및 세정 장치(31)에 있어서의 웨이퍼(W)의 이면의 세정을, 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 연속하여 행할 수 있다. 따라서, 하나의 기판 처리 시스템(1) 내에서 웨이퍼 처리를 효율적으로 행하여, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
<테이프 두께 측정 유닛의 다른 실시 형태>
이어서, 테이프 두께 측정 유닛(110)의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다. 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 거친 연삭 유닛(80)에 있어서 웨이퍼(W)의 이면(W2)을 거친 연삭하기 전이면, 임의의 위치에 배치할 수 있다. 즉, 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 반입반출 스테이션(2)으로부터 거친 연삭 유닛(80)까지의 사이에 배치할 수 있다.
(제 1 변형예)
도 16에 나타내는 바와 같이 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 얼라이먼트 유닛(60)에 마련되어 있어도 된다. 테이프 두께 측정 유닛(110)은 제 1 센서(400), 제 2 센서(401) 및 산출부(402)를 가지고 있다.
제 1 센서(400)에는 예를 들면 레이저 변위계가 이용된다. 제 1 센서(400)는 기대(260)의 표면의 위치(높이)를 측정한다. 이 기대(260)의 표면이 기준면이 된다.
제 2 센서(401)에도 예를 들면 레이저 변위계가 이용된다. 제 2 센서(401)는 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치(높이)를 측정한다. 또한 본 실시 형태에서는, 제 1 센서(400)와 제 2 센서(401)에는 각각 레이저 변위계가 이용되었지만, 이에 한정되지 않고, 비접촉으로 측정 대상의 위치를 측정할 수 있는 것이면 임의의 측정기를 이용할 수 있다.
산출부(402)는, 제 2 센서(401)로 측정된 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치로부터, 제 1 센서(400)로 측정된 기대(260)의 표면의 위치를 빼고, 또한 미리 파악되어 있는 웨이퍼(W)의 두께와, 스핀 척(261)의 표면과 기대(260)의 표면과의 거리와의 합계를 뺌으로써, 보호 테이프(B)의 두께를 산출한다.
또한 본 제 1 변형예에 있어서, 예를 들면 제 2 센서(401)가 스핀 척(261)의 표면의 위치를 측정한 후, 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치를 측정해도 된다. 산출부(402)에서는, 웨이퍼(W)의 이면(W2)의 위치로부터, 스핀 척(261)의 표면의 위치를 빼어 상대 두께를 산출하고, 또한 상대 두께로부터, 미리 파악되어 있는 웨이퍼(W)의 두께를 뺌으로써, 보호 테이프(B)의 두께를 산출한다. 단, 이러한 경우, 스핀 척(261)은, 평면으로 봤을 때 웨이퍼(W)와 동등한 크기인 것이 바람직하다.
또한 본 제 1 변형예에서는, 제 1 센서(400), 제 2 센서(401) 및 산출부(402)를 이용하여 보호 테이프(B)의 두께를 측정했지만, 예를 들면 분광 간섭계를 이용하여 보호 테이프(B)의 두께를 직접 측정해도 된다. 이러한 경우, 웨이퍼(W)를 투과하는 파장 대역을 가지는 광, 예를 들면 적외광이 이용된다.
(제 2 변형예)
테이프 두께 측정 유닛(110)은 가공 장치(30)의 외부에 마련되어 있어도 된다. 이러한 경우, 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 예를 들면 웨이퍼 반송 영역(20)에 접속하여 마련된다. 도 17에 나타내는 바와 같이 테이프 두께 측정 유닛(110)은, 웨이퍼(W)를 배치하여 유지하는 배치대(410)를 가진다. 배치대(410)에 있어서 웨이퍼(W)가 유지될 경우, 테이프 두께 측정 유닛(110)에는, 센서(411)와 산출부(412)를 구비한 분광 간섭계가 이용된다. 이들 센서(411)와 산출부(412)는 각각, 상기 실시 형태의 센서(310)와 산출부(311)와 동일한 구성을 가진다. 또한, 배치대(410)에 있어서 보호 테이프(B)가 유지되는 경우(도시의 예와 표리면이 반대인 경우), 테이프 두께 측정 유닛(110)에는, 상기 실시 형태의 제 1 센서(400), 제 2 센서(401) 및 산출부(402)와 동일한 구성의 센서(도시하지 않음)와 산출부(도시하지 않음)가 이용된다. 어느 경우에 있어서도, 테이프 두께 측정 유닛(110)에서 보호 테이프(B)의 두께를 측정할 수 있다.
이상과 같이 제 1 변형예와 제 2 변형예의 어느 경우에 있어서도, 거친 연삭 유닛(80)에서의 거친 연삭 전에 보호 테이프(B)의 두께를 측정할 수 있으므로, 상기 실시 형태의 동일한 효과를 얻을 수 있다.
<척 회전 기구의 다른 실시 형태>
도 4에 나타낸 상기 실시 형태에서는, 회전 기구(204)의 구동 전달부(230)에 있어서, 내측 종동 풀리(231a)와 외측 종동 풀리(231b)와의 사이에는 중공부(236)가 형성되어 있었지만, 도 18에 나타내는 바와 같이 중공부(236) 대신에, 유연 부재(420)가 충전되어 있어도 된다. 이러한 경우, 내측 마그넷(234)과 외측 마그넷(235)은 생략된다.
유연 부재(420)는, 구동부(220)에 의한 회전 구동을 회전축(210)에 전달하고, 또한 회전축(210)의 기울기를 구동부(220)에 전달하지 않는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 유연 부재(420)에는, 유연성을 가지는 복수의 핀을 이용해도 되고, 혹은 다이어프램(멤브레인)을 이용하여 당해 다이어프램을 변형시켜도 된다. 이와 같이 유연 부재(420)를 이용함으로써, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한 상기 실시 형태의 회전 기구(204)는, 회전축(210)과 구동부(220)가 독립하여 마련되어 있었지만, 회전축(210)의 지지대(211)에, 예를 들면 다이렉트 드라이브 방식의 구동부(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
<척 조절 기구의 다른 실시 형태>
도 3에 나타낸 상기 실시 형태에서는, 조절 기구(205)에 의해 척(200)의 기울기를 조절하고 있었지만, 연삭 숫돌(280, 290) 및 연마 숫돌(300)의 기울기를 조절해도 된다. 혹은, 척(200)의 기울기와 연삭 숫돌(280, 290) 및 연마 숫돌(300)의 기울기를 양방 조절해도 된다.
<기판 처리 시스템의 다른 실시 형태>
도 1에 나타낸 상기 실시 형태의 기판 처리 시스템(1)에서는, 게터링층 형성 유닛(100)은 가공 장치(30)의 내부에 마련되어 있었지만, 당해 게터링층 형성 유닛(100)과 동일한 구성을 가지는 게터링층 형성 장치(도시하지 않음)가 가공 장치(30)의 외부에 독립하여 마련되어 있어도 된다. 이러한 경우, 가공 장치(30)의 구성을, 거친 연삭 유닛(80), 중간 연삭 유닛(도시하지 않음), 마무리 연삭 유닛(90)으로 해도 된다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
삭제

Claims (20)

  1. 기판을 박화하는 기판 처리 시스템으로서,
    기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 기판을 연삭하는 연삭부와,
    상기 기판 유지부에 접속되어, 상기 기판 유지부를 회전시키는 회전축과,
    상기 회전축과 독립하여 마련되고, 상기 기판 유지부를 회전시킬 시의 회전 구동을 부여하는 구동부와,
    상기 구동부에 의한 회전 구동을 상기 회전축에 전달하고, 또한 상기 회전축의 기울기를 상기 구동부에 전달하지 않는 구동 전달부를 가지고,
    상기 회전축이 기운 상태에서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하는, 기판 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 전달부는, 상기 회전축측에 마련된 제 1 구동 전달부와,
    상기 구동부측에 마련된 제 2 구동 전달부를 가지고,
    상기 제 1 구동 전달부와 상기 제 2 구동 전달부와의 사이에는 중공부가 형성되고,
    상기 중공부에 있어서 상기 제 1 구동 전달부가 기운 상태에서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하는, 기판 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연삭부와 상기 기판 유지부와의 상대적인 기울기를 조절하는 조절부를 가지는, 기판 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판 유지부는,
    기판의 유지면을 가지는 척과,
    상기 척을 유지하는 척 테이블과,
    상기 척 테이블을 지지하는 기대를 가지고,
    상기 조절부는, 상기 기대의 외주부에 있어서 동심원 형상으로 배치되어 있는, 기판 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 연삭부는, 기판을 거친 연삭하는 거친 연삭부와, 상기 거친 연삭부에서 거친 연삭된 기판을 마무리 연삭하는 마무리 연삭부를 가지고,
    상기 조절부는 적어도, 상기 거친 연삭부에서 거친 연삭되는 기판을 유지하는 상기 기판 유지부의 기울기를 조절하는, 기판 처리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 기판 유지부의 외주부를 연직 방향으로 이동시키는 조절축을 복수 가지는, 기판 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    기판의 표면에는 보호 테이프가 부착되고,
    상기 연삭부에서 기판을 연삭하기 전에, 상기 보호 테이프의 두께를 측정하는 테이프 두께 측정부를 가지는, 기판 처리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 테이프 두께 측정부는, 상기 보호 테이프의 직경을 따라 상기 보호 테이프의 두께를 측정하고,
    상기 테이프 두께 측정부는, 기판과 보호 테이프에 접촉하지 않고 상기 보호 테이프의 두께를 측정하는, 기판 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    외부와의 사이에서 기판을 반입반출하는 반입반출부를 가지고,
    상기 테이프 두께 측정부는, 상기 반입반출부와 상기 기판 유지부와의 사이에 마련되어 있는, 기판 처리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 유지부로 기판을 유지하기 전에, 상기 테이프 두께 측정부에 있어서의 측정 결과에 기초하여 상기 연삭부와 상기 기판 유지부와의 상대적인 기울기를 조절하는 조절부를 가지는, 기판 처리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연삭부에 의한 연삭 중, 기판의 두께와 보호 테이프의 두께의 합계인 상대 두께를, 상기 기판과 보호 테이프에 접촉하지 않고 측정하는 상대 두께 측정부와,
    상기 상대 두께 측정부에 있어서의 측정 결과에 기초하여, 상기 연삭부에 의한 연삭을 제어하는 제어부를 가지는, 기판 처리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 상대 두께 측정부는, 상기 기판 유지부의 표면의 위치를 측정하는 제 1 센서와, 기판의 이면의 위치를 측정하는 제 2 센서를 가지고,
    상기 제 1 센서의 측정 결과와 상기 제 2 센서의 측정 결과에 기초하여 상대 두께를 측정하는, 기판 처리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 유지부의 표면에는, 복수의 홀이 형성된 다공질체가 마련되고,
    상기 제 1 센서는, 상기 기판 유지부의 표면에 있어서 상기 다공질체가 마련되어 있지 않은 표면의 위치를 측정하는, 기판 처리 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 센서는, 기판의 이면에 광을 조사하여 상기 이면의 위치를 측정하고,
    상기 상대 두께 측정부는, 상기 제 2 센서로부터 기판의 이면까지의 광로를 따라, 유체를 공급하는 유체 공급부를 가지는, 기판 처리 시스템.
  15. 기판을 박화하는 기판 처리 방법으로서,
    연삭부를 이용하여 기판 유지부에 유지된 기판을 연삭하는 연삭 공정을 가지고,
    상기 연삭 공정에서는, 상기 기판 유지부에 접속된 회전축이 기운 상태에서, 상기 회전축에 의해 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 회전시키면서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하고,
    상기 회전축과 독립하여 마련된 구동부에 의해, 상기 기판 유지부를 회전시킬 시의 회전 구동을 부여하고,
    구동 전달부에 의해, 상기 구동부에 의한 회전 구동을 상기 회전축에 전달하고, 또한 상기 회전축의 기울기를 상기 구동부에 전달하지 않는, 기판 처리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 구동 전달부는, 상기 회전축측에 마련된 제 1 구동 전달부와,
    상기 구동부측에 마련된 제 2 구동 전달부를 가지고,
    상기 제 1 구동 전달부와 상기 제 2 구동 전달부와의 사이에는 중공부가 형성되고,
    상기 연삭 공정에서는, 상기 중공부에 있어서 상기 제 1 구동 전달부가 기운 상태에서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하는, 기판 처리 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연삭 공정에 있어서, 상기 연삭부와 상기 기판 유지부와의 상대적인 기울기를 조절하는, 기판 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    기판의 표면에는 보호 테이프가 부착되고,
    상기 연삭 공정 전에, 상기 보호 테이프의 두께를 측정하는 테이프 두께 측정 공정을 가지는, 기판 처리 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 연삭 공정에 있어서의 연삭 중, 상대 두께 측정부에 의해, 기판의 두께와 보호 테이프의 두께의 합계인 상대 두께를, 상기 기판과 보호 테이프에 접촉하지 않고 측정하고,
    상기 상대 두께 측정부에 있어서의 측정 결과에 기초하여, 상기 연삭부에 의한 연삭을 제어하는, 기판 처리 방법.
  20. 기판을 박화하는 기판 처리 방법을 기판 처리 시스템에 의해 실행시키도록, 상기 기판 처리 시스템을 제어하는 제어부의 컴퓨터 상에서 동작하는 프로그램을 저장한 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체로서,
    상기 기판 처리 방법은, 연삭부를 이용하여 기판 유지부에 유지된 기판을 연삭하는 연삭 공정을 가지고,
    상기 연삭 공정에서는, 상기 기판 유지부에 접속된 회전축이 기운 상태에서, 상기 회전축에 의해 상기 기판 유지부에 유지된 기판을 회전시키면서, 상기 연삭부와 기판을 접촉시켜 기판을 연삭하고,
    상기 회전축과 독립하여 마련된 구동부에 의해, 상기 기판 유지부를 회전시킬 시의 회전 구동을 부여하고,
    구동 전달부에 의해, 상기 구동부에 의한 회전 구동을 상기 회전축에 전달하고, 또한 상기 회전축의 기울기를 상기 구동부에 전달하지 않는, 컴퓨터 기억 매체.
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