KR102507675B1 - 웨이퍼의 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 웨이퍼의 연마 불량의 저감을 도모한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 본 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법은, 연마 유닛 (5) 에 대한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 적절한 기울기 (θ) 를 규정치로서 설정하는 규정치 설정 스텝과, 척 테이블 (9) 에 유지된 웨이퍼 (200) 를 조연삭 유닛 및 마무리 연삭 유닛에 의해 연삭하는 연삭 스텝과, 연삭된 웨이퍼 (200) 를, 턴테이블을 회전시켜 연마 유닛 (5) 아래에 위치시키는 연마 준비 스텝과, 제어 장치가 기울기 조정 수단을 구동시켜, 연마 유닛 (5) 아래에 위치하는 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 상기한 규정치로 조정하는 회전축 조정 스텝과, 연마 유닛 (5) 에 의해 웨이퍼 (200) 를 연마하는 연마 스텝을 구비한다.

Description

웨이퍼의 가공 방법{WAFER PROCESSING METHOD}
웨이퍼를 가공하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 디바이스가 표면에 형성된 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 웨이퍼나, 광디바이스가 형성된 사파이어, SiC (탄화규소) 등으로 이루어지는 광디바이스 웨이퍼 등의 각종 웨이퍼는, 이면측이 연삭 지석으로 연삭되어 박화된 (예를 들어, 특허문헌 1 참조) 후, 이면이 연마된다. 이 종류의 웨이퍼를 가공하는 가공 장치로서, 웨이퍼를 각각 유지하는 복수의 척 테이블과, 복수의 척 테이블이 배치 형성되는 턴테이블과, 척 테이블의 상방에 각각 형성되는 조연삭용 연삭 수단, 마무리 연삭용 연삭 수단 및 연마 수단을 갖고, 1 장의 웨이퍼를 조연삭, 마무리 연삭, 연마라는 순서로 연속적으로 가공하는 것이 알려져 있다.
이 종류의 가공 장치에서는, 가공 후의 웨이퍼의 두께 편차를 억제하기 위하여, 마무리 연삭용 연삭 수단에 대해, 척 테이블의 회전축의 기울기가 조정된다. 복수의 척 테이블은, 각각 척 테이블을 지지하는 부재 (토대부나 포러스부) 의 높이나 형상에 개체 차가 있다. 이 때문에, 척 테이블마다 회전축의 기울기가 상이한 상태가 발생하는 경우가 있다. 이에 대하여, 최종 가공을 실시하는 연마용 연마 수단에서는, 종래, 척 테이블의 회전축의 기울기의 조정은 실시되지 않았다.
이 이유는, (1) 연마하는 양이 수 ㎛ 로 미소한 것, (2) 연마 패드는 연삭용 휠에 비하여 부드러운 소재이기 때문에, 웨이퍼를 유지하는 척 테이블의 회전축의 기울기가 척 테이블마다 다소 상이하더라도, 연마 패드를 웨이퍼에 꽉 눌러 연삭할 때에 연마 패드가 변형하여 웨이퍼에 꽉 눌러져 연마가 되는 것, (3) 설령 연마 불량이 발생하더라도, 품질에 영향이 없는 범위였기 때문이다.
일본 공개특허공보 2013-119123호
그런데, 최근, 연마 패드의 재질이 다양화되고 있고, 척 테이블의 회전축의 기울기에 추종하여 변형시킬 수 없는 경도를 갖는 연마 패드도 존재하고 있다. 이 종류의 연마 패드를 사용하여, 연마 가공을 실시한 경우, 척 테이블의 회전축의 기울기에 따라서는, 웨이퍼의 가공면에 품질에 지장을 초래하는 미가공 영역이나 눌어붙음 등의 연마 불량이 발생한다는 문제가 있었다. 또, 품질에 영향이 없는 경우에도 볼품이 없다는 이유로 가공면의 미가공 영역이나 눌어붙음을 해소하고자 하는 요망이 있었다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 웨이퍼의 연마 불량의 저감을 도모한 웨이퍼의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 웨이퍼를 회전 가능하게 유지하는 척 테이블과, 그 웨이퍼를 연삭하는 연삭 수단과, 그 연삭 수단에 의해 연삭된 웨이퍼를 연마하는 연마 수단과, 그 척 테이블을 복수 배치 형성한 회전 가능한 턴테이블과, 각 구성 요소를 구동 제어하는 제어부를 적어도 구비하는 가공 장치에 의해, 그 웨이퍼를 소정 두께까지 박화하는 웨이퍼의 가공 방법으로서, 그 척 테이블은, 그 웨이퍼를 유지하는 유지면과, 그 유지면의 중심을 통과하는 회전축과, 그 회전축의 기울기를 조정하는 기울기 조정 수단을 적어도 구비하고, 그 연마 수단에 대한 그 회전축의 적절한 기울기를 규정치로서 설정하는 규정치 설정 스텝과, 그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 그 연삭 수단에 의해 연삭하는 연삭 스텝과, 그 연삭 스텝에 있어서 연삭된 웨이퍼를, 그 턴테이블을 회전시켜 그 연마 수단 아래에 위치시키는 연마 준비 스텝과, 그 제어부가 그 기울기 조정 수단을 구동시키고, 그 연마 수단 아래에 위치하는 그 척 테이블의 그 회전축의 기울기를 그 규정치로 조정하는 회전축 조정 스텝과, 그 연마 수단에 의해 그 웨이퍼를 연마하는 연마 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 연마 수단에 대한 적절한 척 테이블의 회전축의 기울기의 규정치를 사전에 설정하고 있기 때문에, 연마 개시 전에 척 테이블의 회전축의 기울기를 조정할 수 있고, 웨이퍼의 연마 불량을 방지할 수 있다.
또, 그 규정치 설정 스텝에 있어서, 그 회전축의 기울기의 규정치는, 연마 대상이 되는 웨이퍼의 종별, 및 그 연마 수단이 구비하는 연마 패드의 종별을 각각 조합한 패턴마다, 사전에 실험에 기초하여 설정되어 있고, 그 웨이퍼의 종별 및 그 연마 패드의 종별이 선택되면, 그 회전축 조정 스텝에 있어서, 제어부는, 그 회전축의 기울기를 해당하는 패턴에 따른 규정치로 조정해도 된다.
본 발명에 의하면, 연마 수단에 대한 적절한 척 테이블의 회전축의 기울기의 규정치를 사전에 설정하고 있기 때문에, 연마 개시 전에 척 테이블의 회전축의 기울기를 조정할 수 있고, 웨이퍼의 연마 불량을 방지할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 가공 대상의 웨이퍼의 사시도이다.
도 2 는, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에서 사용되는 연삭 연마 장치의 구성예의 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 연삭 연마 장치의 연마 유닛, 척 테이블 및 기울기 조정 기구를 나타내는 측면도이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 기울기 조정 기구를 구성하는 위치 조정 유닛의 배치예를 나타내는 평면도이다.
도 5 는, 연마 유닛에 대해 척 테이블을 기울인 상태를 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법을 도면에 기초하여 설명한다. 도 1 은, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 가공 대상의 웨이퍼의 사시도이다. 도 2 는, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에서 사용되는 연삭 연마 장치의 구성예의 사시도이다. 도 3 은, 도 2 에 나타내는 연삭 연마 장치의 연마 유닛, 척 테이블 및 기울기 조정 기구를 나타내는 측면도이다. 도 4 는, 도 3 에 나타내는 기울기 조정 기구를 구성하는 위치 조정 유닛의 배치예를 나타내는 평면도이다. 도 5 는, 연마 유닛에 대해 척 테이블을 기울인 상태를 나타내는 모식도이다.
본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법은, 도 1 에 나타내는 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 을 연삭 및 연마하는 가공 방법으로서, 웨이퍼 (200) 를 소정의 마무리 두께로 박화하는 방법이다. 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법의 가공 대상인 웨이퍼 (200) 는, 실리콘을 모재로 하는 원판상의 반도체 웨이퍼나 사파이어, SiC (탄화규소) 등을 모재로 하는 광디바이스 웨이퍼이다. 웨이퍼 (200) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 표면 (202) 에 형성된 격자상의 분할 예정 라인 (203) 으로 구획된 복수의 영역에 디바이스 (204) 가 형성되어 있다. 웨이퍼 (200) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 표면 (202) 에 보호 부재 (205) 가 첩착 (貼着) 된 상태에서, 연삭 연마 장치 (1) 에 의해 이면 (201) 에 연삭이 실시되어, 소정의 두께까지 박화된 후에, 그 이면 (201) 에 연마가 실시된다. 보호 부재 (205) 는, 웨이퍼 (200) 와 동일한 크기의 원판상으로 형성되고, 가요성을 갖는 합성 수지에 의해 구성되어 있다.
연삭 연마 장치 (1) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 장치 본체 (2) 와, 조연삭 유닛 (연삭 수단) (3) 과, 마무리 연삭 유닛 (연삭 수단) (4) 과, 연마 유닛 (연마 수단) (5) 과, 연마 유닛 이동 기구 (6) 와, 가공액 공급 유닛 (7) 과, 턴테이블 (8) 상에 설치된 예를 들어 4 개의 척 테이블 (9 (9a ∼ 9d)) 과, 카세트 (11, 12) 와, 포지션 테이블 (13) 과, 반송 아암 (15) 과, 로봇 픽 (16) 과, 스피너 세정 장치 (17) 와, 제어 장치 (제어부) (100) 를 주로 구비하고 있다.
조연삭 유닛 (3) 은, 스핀들 (3a) 의 하단에 장착된 조연삭 휠 (3b) 을 회전시키면서, 척 테이블 (9) 에 유지된 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 가압함으로써, 그 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 을 조연삭 가공한다. 동일하게, 마무리 연삭 유닛 (4) 은, 스핀들 (4a) 에 장착된 마무리 연삭 휠 (4b) 을 회전시키면서, 상기 조연삭된 후의 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 가압함으로써, 그 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에서 마무리 연삭 가공한다.
연마 유닛 (5) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 스핀들 (5a) 의 하단에 연마 마운트 (5c) 를 통하여 장착된 연마 패드 (5b) 를 구비한다. 연마 패드 (5b) 는, 스핀들 (5a) 과 함께, 이 연마 패드 (5b) 의 중심을 통과하는 도 3 중에 일점쇄선으로 나타내는 회전축 (53) 을 중심으로 회전하면서, 척 테이블 (9) 에 유지된 마무리 연삭 가공 후의 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 가압함으로써, 그 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 을 연마 가공한다. 연마 패드 (5b) 는, 연마 대상이 되는 웨이퍼 (200) 의 형상에 추종하여 변형되고, 연마 패드 (5b) 의 하면은, 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 접촉하여 그 이면 (201) 의 연마면이 된다.
연마 유닛 이동 기구 (6) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 연마 유닛 (5) 을 수평 방향 (연마 패드 (5b) 의 직경 방향, 도 2 에서는 X 축 방향) 및 수직 방향 (스핀들 (5a) 의 축 방향, 도 2 에서는 Z 축 방향) 으로 이동시킬 수 있다. 가공액 공급 유닛 (7) 은, 연마 가공시에, 연삭 가공 후의 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 연마액과 세정액을 선택적으로 공급한다. 이 가공액 공급 유닛 (7) 은, 가공액 공급로 (72) 를 통하여, 연마 유닛 (5) 의 상단부와 연결되고, 연마 유닛 (5) 에 연마액 또는 세정액을 공급한다.
턴테이블 (8) 은, 장치 본체 (2) 의 상면에 형성된 원반상의 테이블로서, 수평 방향으로 회전 가능하게 형성되고, 소정의 타이밍으로 회전 구동된다. 이 턴테이블 (8) 상에는, 예를 들어, 4 개의 척 테이블 (9 (9a ∼ 9d)) 이, 예를 들어 90 도의 위상각으로 등간격으로 배치 형성되어 있다.
척 테이블 (9) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (200) 의 표면 (202) 측을, 보호 부재 (205) 를 개재하여 유지하는 유지면 (91) 과, 유지면 (91) 의 중심을 통과하는 도 3 중에 일점쇄선으로 나타내는 회전축 (92) 과, 이 회전축 (92) 을 연직 방향에 대해 경사시키는 기울기 조정 기구 (기울기 조정 수단) (40) 를 구비한다. 척 테이블 (9) 은, 유지면 (91) 에 진공 척을 구비한 척 테이블 구조인 것으로서, 유지면 (91) 에 재치 (載置) 된 웨이퍼 (200) 를 진공 흡착하여 유지한다.
유지면 (91) 은, 도 5 에 상세하게 나타내는 바와 같이, 외주부 (91B) 가 중심 (91A) 에 비하여 근소하게 낮은 원뿔상으로 형성되어 있다. 즉, 유지면 (91) 은, 중심 (91A) 을 정점으로 한 원뿔면으로 형성되고, 중심 (91A) 으로부터 외주부 (91B) 를 향하여 하강하는 경사를 갖는 사면으로 형성되어 있다. 척 테이블 (9) 은, 가공 대상의 웨이퍼 (200) 를 유지면 (91) 의 원뿔면을 따라 유지한다. 또한, 도 5 는, 유지면 (91) 의 원뿔면의 경사를 과장하여 나타내고 있지만, 유지면 (91) 의 원뿔면의 경사는, 실제로는 육안으로는 인식할 수 없을 만큼의 근소한 경사이다.
기울기 조정 기구 (40) 는, 각 척 테이블 (9) 에 장착되어 있다. 기울기 조정 기구 (40) 는, 회전축 (92) 의 연직 방향 (Z 방향) 에 대한 기울기 (θ) (도 5) 를 변경 (조정) 하기 위한 것이다. 기울기 조정 기구 (40) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 지지대 (22) 와, 지지대 (22) 에 연결된 위치 조정 유닛 (23) 을 구비한다. 지지대 (22) 는, 도시되지 않은 베어링을 통하여 척 테이블 (9) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 원통상으로 형성된 지지 통부 (220) 와, 지지 통부 (220) 로부터 확경된 플랜지부 (221) 를 구비한다. 기울기 조정 기구 (40) 는, 플랜지부 (221) 의 기울기를 조정함으로써, 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 조정한다.
위치 조정 유닛 (23) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 플랜지부 (221) 의 원호를 따라, 등간격으로 2 개 이상 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 기울기 조정 기구 (40) 는, 120 도 간격으로 2 개의 위치 조정 유닛 (23) 과, 플랜지부 (221) 를 고정시키는 고정부 (23a) 를 배치하고 있는데, 본 발명에서는, 위치 조정 유닛 (23) 을 3 개 이상 배치해도 된다.
위치 조정 유닛 (23) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 턴테이블 (8) 에 고정된 통부 (230) 와, 통부 (230) 를 관통하는 샤프트 (231) 와, 샤프트 (231) 의 하단에 연결된 구동부 (232) 와, 샤프트 (231) 의 상단에 있어서 플랜지부 (221) 에 고정된 고정부 (233) 를 구비한다. 구동부 (232) 는, 샤프트 (231) 를 회전시키는 모터 (232a) 와, 샤프트 (231) 의 회전 속도를 약하게 함과 함께 턴테이블 (8) 에 고정된 감속기 (232b) 를 구비한다.
고정부 (233) 는, 샤프트 (231) 의 상단부에 형성된 도시되지 않은 수나사가 나사 결합하는 도시되지 않은 암나사가 형성되어 있다. 위치 조정 유닛 (23) 은, 모터 (232a) 가 감속기 (232b) 를 통하여 샤프트 (231) 를 축심 둘레로 회전시킴으로써, 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 조정한다. 또, 턴테이블 (8) 에는, 척 테이블 (9) 을 회전축 (92) 을 중심으로 회전시키는 모터 (24) 가 장착되어 있다.
척 테이블 (9) 은, 연삭시 및 연마시에는, 회전축 (92) 을 중심으로 하여, 모터 (24) 에 의해 회전 구동된다. 이와 같은 척 테이블 (9) 은, 턴테이블 (8) 의 회전에 의해, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 반입 반출 영역 (A), 조연삭 영역 (B), 마무리 연삭 영역 (C), 연마 영역 (D) 의 순번으로 이동하여 주회한다.
카세트 (11, 12) 는, 복수의 슬롯을 갖는 웨이퍼 (200) 용 수용기이다. 일방의 카세트 (11) 는, 연삭 연마 전의 웨이퍼 (200) 를 수용하고, 타방의 카세트 (12) 는, 연마 가공 후의 웨이퍼 (200) 를 수용한다. 포지션 테이블 (13) 은, 카세트 (11) 로부터 취출된 웨이퍼 (200) 가 임시 거치되어, 그 중심 위치 맞춤을 실시하기 위한 테이블이다.
반송 아암 (15) 은, 수평 방향 (Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 포지션 테이블 (13) 에 재치된 연삭 연마 전의 웨이퍼 (200) 를 반송하여, 반입 반출 영역 (A) 에 위치하는 척 테이블 (9a) 에 재치한다. 또, 반송 아암 (15) 은, 반입 반출 영역 (A) 에 위치하는 척 테이블 (9a) 에 재치된 연마 후의 웨이퍼 (200) 를 반송하여, 스피너 세정 장치 (17) 의 스피너 테이블에 재치한다.
로봇 픽 (16) 은, 웨이퍼 유지부 (예를 들어, U 자형 핸드) (16A) 를 구비하고, 이 웨이퍼 유지부 (16A) 에 의해 웨이퍼 (200) 를 흡착 유지하여 반송한다. 구체적으로는, 로봇 픽 (16) 은, 연삭 연마 전의 웨이퍼 (200) 를 카세트 (11) 로부터 포지션 테이블 (13) 로 반송한다. 또, 연마 후의 웨이퍼 (200) 를 스피너 세정 장치 (17) 로부터 카세트 (12) 로 반송한다. 스피너 세정 장치 (17) 는, 연마 후의 웨이퍼 (200) 를 세정하여, 연삭 및 연마된 가공면에 부착되어 있는 연삭 찌꺼기나 연마 찌꺼기 등의 컨태미네이션을 제거한다.
제어 장치 (100) 는, 연삭 연마 장치 (1) 를 구성하는 상기 서술한 구성 요소를 각각 제어하는 것이다. 즉, 제어 장치 (100) 는, 웨이퍼 (200) 에 대한 연삭 연마 동작을 연삭 연마 장치 (1) 에 실행시키는 것이다. 제어 장치 (100) 는, 컴퓨터 프로그램을 실행 가능한 컴퓨터이다. 제어 장치 (100) 는, CPU (central processing unit) 와 같은 마이크로 프로세서를 갖는 연산 처리부 (101) 와, ROM (read only memory) 또는 RAM (random access memory) 과 같은 메모리를 갖는 기억부 (102) 와, 입출력 인터페이스 장치를 갖는다. 연산 처리부 (101) 는, ROM 에 기억되어 있는 컴퓨터 프로그램을 RAM 상에서 실행하여, 연삭 연마 장치 (1) 를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호는 입출력 인터페이스 장치를 통하여 연삭 연마 장치 (1) 의 각 구성 요소에 출력된다.
또, 본 실시형태의 기억부 (102) 에는, 연마 가공을 실시할 때에, 연마 유닛 (5) 에 대한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 의 규정치가 설정된 데이터 베이스 (103) 가 기억되어 있다. 이 데이터 베이스 (103) 에는, 예를 들어, 웨이퍼 (200) 의 종별 (재질이나 크기) 과 연마 패드 (5b) 의 종별 (예를 들어, 연마 패드 (5b) 의 소재나 경도, 연마 패드 (5b) 의 지립의 유무나 지립의 종류) 을 각각 조합한 패턴마다, 적절한 기울기 (θ) 의 규정치가 설정되어 있다. 이 규정치는, 마무리 연삭 후의 웨이퍼 (200) 를 복수 준비하고, 이들의 웨이퍼 (200) 에 대해, 상기한 패턴마다 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 변경하면서 연마하는 실험을 사전에 실시하여, 연마 후의 상태를 각각 관찰함으로써 설정된다.
또, 본 실시형태와 같이, 복수 (4 개) 의 척 테이블 (9 (9a ∼ 9d)) 이 턴테이블 (8) 과 함께 회전하는 구성에서는, 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 개체 차도 발생하기 때문에, 상기한 실험을 실기 (實機) (척 테이블 (9a ∼ 9d)) 에 올려 실시하고, 데이터 베이스 (103) 에는, 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 번호를 기억해 두는 것이 바람직하다. 또, 데이터 베이스 (103) 에, 웨이퍼 (200) 에 대한 연마 가공의 조건 (화학적 기계적 연마나 게터링층 가공 등) 을 추가해도 된다. 이 구성에서는, 사전에 여러 가지 패턴에 따라, 척 테이블 (9) 의 기울기 (θ) 의 규정치를 설정해 두기 때문에, 실제의 연마 스텝에 있어서, 해당하는 패턴에 대응하는 규정치를 선택하여 척 테이블 (9) 의 위치 조정 유닛 (23) 을 구동시키면 된다. 이 때문에, 연마 대상의 웨이퍼 (200) 나 연마 패드 (5b) 의 종별이 바뀌어도, 적절한 연마 가공을 실시할 수 있고, 연마 불량의 발생을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관련된 웨이퍼의 가공 방법에 대해 설명한다. 도 6 은, 웨이퍼의 가공 방법의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 먼저, 연마 유닛 (5) 에 대한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 적절한 기울기 (θ) 를 규정치로서 설정한다 (스텝 S1 ; 규정치 설정 스텝). 이 규정치 설정 스텝은, 실제의 웨이퍼 (200) 의 가공보다 전에 실시된다. 예를 들어, 연마 대상으로서의 웨이퍼 (200) 가 소재나 크기를 상이하게 하여 복수 종류 존재하고, 연마 패드 (5b) 의 소재나 경도, 혹은, 지립의 유무, 지립의 종류를 상이하게 하여 복수 종류 존재한다.
작업자는, 복수 종류 (종별) 의 웨이퍼 (200) 와 연마 패드 (5b) 의 조합의 패턴을 제조한다. 그리고, 1 개의 조합의 패턴마다, 척 테이블 (9) 의 유지면 (91) 에 유지된 복수의 웨이퍼 (200) 를, 연마 유닛 (5) 에 대한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 변경하면서 연마 가공을 실시하는 실험을 실시한다. 그리고, 연마 후의 가공 상태의 양부를 판별하고, 적절한 (최적의) 가공 상태로 연마 가공할 수 있었던 기울기 (θ) 를, 웨이퍼 (200) 및 연마 패드 (5b) 의 조합의 패턴과 함께 데이터 베이스 (103) 에 기억시킨다.
이 작업은, 사용되는 웨이퍼 및 연마 패드의 조합의 수만큼 사전에 실행하고, 그 적절한 (최적의) 기울기 (θ) 를 조합의 패턴과 함께 데이터 베이스 (103) 에 기억한다. 여기서, 본 실시형태로 사용되는 연삭 연마 장치 (1) 와 같이, 복수 (4 개) 의 척 테이블 (9 (9a ∼ 9d)) 이 턴테이블 (8) 과 함께 회전하는 구성에서는, 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 개체 차도 발생하기 때문에, 상기한 실험을 척 테이블 (9a ∼ 9d) 마다 실시하고, 데이터 베이스 (103) 에는, 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 번호를 함께 기억해 두는 것이 바람직하다. 또, 웨이퍼 (200) 에 대한 연마 가공의 조건이 복수 존재하는 경우에는, 각 조건 (예를 들어, 화학적 기계적 연마나 게터링층 가공 등) 을 데이터 베이스 (103) 에 추가하는 것이 바람직하다.
상기한 규정치 설정 스텝을 사전에 실시하고, 이 규정치 설정 스텝으로 설정된 규정치에 기초하여 연삭 연마 가공이 실행된다. 이 연삭 연마 가공을 개시할 때에, 가공 대상인 웨이퍼 (200) 의 종별이나, 연마 유닛 (5) 에 형성된 연마 패드 (5b) 의 종별이 선택되어 등록된다.
다음으로, 웨이퍼 (200) 를 척 테이블 (9) 의 유지면 (91) 에 유지한다 (스텝 S2 ; 유지 스텝). 웨이퍼 (200) 는, 표면 (202) 측에 보호 부재 (205) 가 첩착되고, 이면 (201) 측을 상방을 향하게 하여, 턴테이블 (8) 의 반입 반출 영역 (A) 에서 척 테이블 (9) 의 유지면 (91) 에 유지된다.
다음으로, 척 테이블 (9) 에 유지된 웨이퍼 (200) 에 대해 조연삭 및 마무리 연삭 가공을 실시한다 (스텝 S3 ; 연삭 스텝). 척 테이블 (9) 에 유지된 웨이퍼 (200) 는, 턴테이블 (8) 의 회전에 의해, 조연삭 영역 (B) 으로 이동한다. 이 조연삭 영역 (B) 에서는, 척 테이블 (9) 을 회전시킨 상태에서, 조연삭 유닛 (3) 의 조연삭 휠 (3b) 을 회전시키면서 하강시키고, 회전하는 조연삭 휠 (3b) 을 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 접촉시켜 소정 두께까지 박화하는 조연삭을 실시한다. 조연삭의 종료 후, 턴테이블 (8) 을 더욱 회전시킴으로써, 조연삭된 웨이퍼 (200) 를 유지하는 척 테이블 (9) 은, 턴테이블 (8) 의 회전에 의해, 마무리 연삭 영역 (C) 으로 이동한다. 이 마무리 연삭 영역 (C) 에서는, 척 테이블 (9) 을 회전시킨 상태에서, 마무리 연삭 유닛 (4) 의 마무리 연삭 휠 (4b) 을 회전시키면서 하강시키고, 회전하는 마무리 연삭 휠 (4b) 을 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 접촉시켜 소정의 마무리 두께까지 박화하는 마무리 연삭을 실시한다. 이 경우, 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 은, 마무리 연삭 가공에 따라 설정된 기울기로 조정되어 있고, 마무리 연삭 휠 (4b) 이 항상 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 의 회전 중심에 접촉하게 되어 있다.
다음으로, 마무리 연삭된 웨이퍼 (200) 를 유지하는 척 테이블 (9) 은, 턴테이블 (8) 의 회전에 의해, 연마 영역 (D) 으로 이동하고, 연마 유닛 (5) 아래에 위치시킨다 (스텝 S4 ; 연마 준비 스텝). 그리고, 다음으로, 기울기 조정 기구 (40) 를 구동시켜, 연마 유닛 (5) 아래에 위치하는 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기를 규정치로 조정한다 (스텝 S5 ; 회전축 조정 스텝). 제어 장치 (100) 의 연산 처리부 (101) 는, 가공 개시시에 등록된 웨이퍼 (200) 및 연마 패드 (5b) 의 종류의 조합의 패턴에 따른 기울기 (θ) 의 규정치를, 기억부 (102) 의 데이터 베이스 (103) 로부터 판독 출력하고, 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 이 규정치로 조정한다. 이로써, 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를, 웨이퍼 (200) 와 연마 패드 (5b) 의 조합의 패턴에 따른 적절한 기울기로 조정할 수 있다. 여기서, 연산 처리부 (101) 는, 연마 영역 (D) 으로 이동한 척 테이블 (9) 이 4 개의 척 테이블 (9a ∼ 9d) 중 어느 것인지를 인식하고 있다. 이 때문에, 데이터 베이스 (103) 에 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 개체 차도 함께 기억되어 있는 경우에는, 연마 영역 (D) 에 있는 척 테이블 (9a ∼ 9d) 에 대응하는 기울기 (θ) 의 규정치를 판독 출력한다. 이로써, 척 테이블 (9a ∼ 9d) 의 개체 차를 고려하여, 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 보다 적절한 기울기로 조정할 수 있다.
다음으로, 연마 유닛 (5) 에 의해 웨이퍼 (200) 를 연마한다 (스텝 S6 ; 연마 스텝). 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 규정치로 조정한 다음, 이 척 테이블 (9) 을 회전시킨다. 이 상태에서, 연마 유닛 (5) 의 연마 패드 (5b) 를 회전시키면서 하강시키고, 회전하는 연마 패드 (5b) 를 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 에 접촉시켜 연마를 실시한다. 이 경우, 가공액 공급 유닛 (7) 으로부터 가공액이 공급되기 때문에, 연마 패드 (5b) 와 가공액에 의해, 웨이퍼 (200) 의 이면 (201) 을 화학적 기계적 연마 (CMP 연마) 할 수 있다. 또, 가공액을 사용하지 않고 연마하는 드라이 폴리시를 실시할 수도 있다.
이상, 본 실시형태의 웨이퍼의 가공 방법은, 연마 유닛 (5) 에 대한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 적절한 기울기 (θ) 를 규정치로서 설정하는 규정치 설정 스텝 S1 과, 척 테이블 (9) 에 유지된 웨이퍼 (200) 를 조연삭 유닛 (3) 및 마무리 연삭 유닛 (4) 에 의해 연삭하는 연삭 스텝 S3 과, 연삭 스텝 S3 에 있어서 연삭된 웨이퍼 (200) 를, 턴테이블 (8) 을 회전시켜 연마 유닛 (5) 아래에 위치시키는 연마 준비 스텝 S4 와, 제어 장치 (100) 가 기울기 조정 기구 (40) 를 구동시켜, 연마 유닛 (5) 아래에 위치하는 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를 상기한 규정치로 조정하는 회전축 조정 스텝 S5 와, 연마 유닛 (5) 에 의해 웨이퍼 (200) 를 연마하는 연마 스텝 S6 을 구비하기 때문에, 연마 유닛 (5) 에 대한 적절한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 의 규정치를 사전에 설정함으로써, 연마 개시 전에 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기를 조정할 수 있고, 웨이퍼 (200) 의 연마 불량을 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에 의하면, 규정치 설정 스텝 S1 에 있어서, 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 의 규정치는, 연마 대상이 되는 웨이퍼 (200) 의 종별, 및 연마 유닛 (5) 이 구비하는 연마 패드 (5b) 의 종별을 각각 조합한 패턴마다, 사전에 실험에 기초하여 설정되어 있고, 웨이퍼 (200) 의 종별 및 연마 패드 (5b) 의 종별이 선택되면, 회전축 조정 스텝 S5 에 있어서, 제어 장치 (100) 는, 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 를, 해당하는 패턴에 따른 규정치로 조정하기 때문에, 웨이퍼 (200) 나 연마 패드 (5b) 가 변경된 경우여도, 적절한 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 로 조정됨으로써, 웨이퍼 (200) 의 연마 상태를 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 상기한 본 실시형태에 관련된 가공 방법에 의하면, 이하의 연마 장치 가 얻어진다.
(부기 1)
웨이퍼를 회전 가능하게 유지하는 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 연마하는 연마 수단과,
각 구성 요소를 구동 제어하는 제어부를 적어도 구비한 가공 장치로서,
그 척 테이블은, 그 웨이퍼를 유지하는 유지면의 중심을 통과하는 회전축의 기울기를 조정하는 기울기 조정 수단을 구비하고,
그 제어부는, 연마 대상이 되는 웨이퍼의 종별, 및 그 연마 수단이 구비하는 연마 패드의 종별을 각각 조합한 패턴마다, 사전에 실험에 기초하여 설정된 그 회전축의 기울기의 규정치를 기억하는 기억부와,
그 웨이퍼의 종별 및 그 연마 패드의 종별이 선택된 경우에,
그 기울기 조정 수단을 구동시키고, 그 연마 수단 아래에 위치하는 그 척 테이블의 그 회전축의 기울기를, 해당하는 패턴에 따른 규정치로 조정하는 연산 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
상기 연마 장치는, 본 실시형태에 관련된 가공 방법과 마찬가지로, 연마 유닛 (5) 에 대한 적절한 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기 (θ) 의 규정치를 사전에 설정하기 때문에, 연마 개시 전에 척 테이블 (9) 의 회전축 (92) 의 기울기를 적절히 조정할 수 있고, 웨이퍼 (200) 의 연마 불량을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 골자를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시할 수 있다.
1 : 연삭 연마 장치 (연마 장치)
2 : 장치 본체
3 : 조연삭 유닛 (연삭 수단)
3a : 스핀들
3b : 조연삭 휠
4 : 마무리 연삭 유닛 (연삭 수단)
4a : 스핀들
4b : 마무리 연삭 휠
5 : 연마 유닛 (연마 수단)
5a : 스핀들
5b : 연마 패드
5c : 연마 마운트
7 : 가공액 공급 유닛
8 : 턴테이블
9, 9a, 9b, 9c, 9d : 척 테이블
22 : 지지대
23 : 위치 조정 유닛
23a : 고정부
24 : 모터
40 : 기울기 조정 기구 (기울기 조정 수단)
91 : 유지면
91A : 중심
91B : 외주부
92 : 회전축
100 : 제어 장치 (제어부)
101 : 연산 처리부
102 : 기억부
103 : 데이터 베이스
200 : 웨이퍼
201 : 이면
202 : 표면
203 : 분할 예정 라인
204 : 디바이스
205 : 보호 부재

Claims (2)

  1. 웨이퍼를 회전 가능하게 유지하는 척 테이블과,
    그 웨이퍼를 연삭하는 연삭 수단과,
    그 연삭 수단에 의해 연삭된 웨이퍼를 연마하는 연마 수단과,
    그 척 테이블을 복수 배치 형성한 회전 가능한 턴테이블과,
    각 구성 요소를 구동 제어하는 제어부를 적어도 구비하는 가공 장치에 의해, 그 웨이퍼를 소정 두께까지 박화하는 웨이퍼의 가공 방법으로서,
    그 척 테이블은, 그 웨이퍼를 유지하는 유지면과,
    그 유지면의 중심을 통과하는 회전축과,
    그 회전축의 기울기를 조정하는 기울기 조정 수단을 적어도 구비하고,
    그 연마 수단에 대한 그 회전축의 소정의 기울기를 규정치로서 설정하는 규정치 설정 스텝과,
    그 척 테이블에 유지된 웨이퍼를 그 연삭 수단에 의해 연삭하는 연삭 스텝과,
    그 연삭 스텝에 있어서 연삭된 웨이퍼를, 그 턴테이블을 회전시켜 그 연마 수단 아래에 위치시키는 연마 준비 스텝과,
    그 제어부가 그 기울기 조정 수단을 구동시키고, 그 연마 수단 아래에 위치하는 그 척 테이블의 그 회전축의 기울기를 그 규정치로 조정하는 회전축 조정 스텝과,
    그 연마 수단에 의해 그 웨이퍼를 연마하는 연마 스텝을 구비하고,
    그 규정치 설정 스텝에 있어서, 그 회전축의 기울기의 규정치는, 연마 대상이 되는 웨이퍼의 종별, 및 그 연마 수단이 구비하는 연마 패드의 종별을 각각 조합한 패턴마다, 사전에 설정되어 있고,
    그 웨이퍼의 종별 및 그 연마 패드의 종별이 선택되면, 그 회전축 조정 스텝에 있어서, 제어부는, 그 회전축의 기울기를, 해당하는 패턴에 따른 규정치로 조정 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 가공 방법.
  2. 삭제
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