KR20220097497A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 Download PDF

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토모히로 카네코
타케시 마츠모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 당해 제 1 기판을 연삭 처리하는 방법으로서, 상기 중합 기판의 총 두께 분포를 측정하는 것과, 상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하는 것과, 상기 중합 기판의 총 두께 분포로부터 상기 제 1 기판의 두께 분포를 빼, 상기 제 2 기판의 두께 분포를 산출하는 것과, 상기 제 2 기판의 두께 분포에 기초하여, 상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 중합 기판을 연삭하는 연삭부와의 상대적인 기울기를 결정하는 것과, 결정된 상기 기울기로 상기 중합 기판을 유지한 상태에서, 상기 제 1 기판을 연삭하는 것을 포함한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 제 1 판 형상 워크와 제 2 판 형상 워크가 붙여 형성된 판 형상 워크에 있어서, 유지 테이블에 유지된 제 1 판 형상 워크의 적어도 3 개소의 측정 위치에서 두께를 측정하는 공정과, 측정된 두께에 의해 제 1 판 형상 워크의 평행도를 조정하는 공정과, 평행도의 조정 후에 제 2 판 형상 워크를 연삭하는 공정을 포함하는 연삭 방법이 개시되어 있다.
일본특허공개공보 2014-226749호
본 개시에 따른 기술은, 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 제 1 기판의 평탄도를 적절하게 향상시킨다.
본 개시의 일태양은, 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 상기 제 1 기판을 연삭 처리하는 방법으로서, 상기 중합 기판의 총 두께 분포를 측정하는 것과, 상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하는 것과, 상기 중합 기판의 총 두께 분포로부터 상기 제 1 기판의 두께 분포를 빼, 상기 제 2 기판의 두께 분포를 산출하는 것과, 상기 제 2 기판의 두께 분포에 기초하여, 상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 중합 기판을 연삭하는 연삭부와의 상대적인 기울기를 결정하는 것과, 결정된 상기 기울기로 상기 중합 기판을 유지한 상태에서, 상기 제 1 기판을 연삭하는 것을 포함한다.
본 개시에 따르면, 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 제 1 기판의 평탄도를 적절하게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 제 1 웨이퍼의 TTV 악화의 모습을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 중합 웨이퍼의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 3은 가공 장치의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 회전 테이블의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 각 연삭 유닛의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 총 두께 측정부와 두께 측정부의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 7은 중합 웨이퍼의 총 두께, 제 1 웨이퍼의 두께 및 제 2 웨이퍼의 두께를 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 가공 처리의 주요 공정의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는 다른 실시 형태에 따른 가공 처리의 주요 공정의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 총 두께 측정부의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
최근, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 표면에 복수의 전자 회로 등의 디바이스가 형성된 반도체 기판(이하, ‘제 1 기판'이라 함)과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 대하여, 당해 제 1 기판의 이면을 연삭하여 박화하는 것이 행해지고 있다.
이 제 1 기판의 박화는, 제 2 기판의 이면을 기판 유지부에 의해 유지한 상태에서, 제 1 기판의 이면에 연삭 숫돌을 접촉시켜, 연삭함으로써 행해진다. 그러나, 이와 같이 제 1 기판의 연삭을 행하는 경우, 기판 유지부에 의해 유지된 제 2 기판의 직경 방향의 두께 분포가 균일하지 않으면, 연삭 후의 제 1 기판의 평탄도(TTV : Total Thickness Variation)가 악화될 우려가 있다. 구체적으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 중합 기판(T)의 면내에 있어서 제 2 기판(S)의 두께가 작은 부분에 있어서는 제 1 기판(W)의 두께가 커지고, 제 2 기판(S)의 두께가 큰 부분에 있어서는 제 1 기판(W)의 두께가 작아진다.
상술한 특허 문헌 1에 기재된 연삭 방법은, 이 제 2 기판(제 1 판 형상 워크)의 두께의 불균일을 검출하여, 기판 유지부(유지 테이블)의 기울기를 조정함으로써, 제 1 기판(제 2 판 형상 워크)을 균일한 두께로 연삭하기 위한 연삭 방법이다. 특허 문헌 1에 기재된 연삭 방법에서는, 중합 기판(판 형상 워크)의 상방에 마련된 비접촉식의 두께 측정 수단으로부터 출사되는 측정 광에 의해, 제 2 기판(제 1 판 형상 워크)의 두께를 직접 산출하고 있다. 또한, 측정 광은 제 1 기판(제 2 판 형상 워크)을 투과한다.
그러나, 예를 들면 상술한 바와 같이 제 1 기판의 표면에 디바이스가 형성되어 있는 경우, 즉, 제 1 기판과 제 2 기판과의 사이에 금속막인 디바이스층이 개재되어 있는 경우, 당해 금속막을 포함한 제 2 기판의 두께를 적절하게 산출할 수 없다. 구체적으로, 금속막인 디바이스층을 측정 광(예를 들면 IR광)이 투과할 수 없기 때문에, 제 1 기판측으로부터, 또는 제 2 기판측으로부터의 어느 쪽으로부터라도, 금속막을 포함한 제 2 기판의 두께를 적절하게 계측할 수 없다. 그리고, 이와 같이 금속막을 포함하는 제 2 기판의 두께 분포를 적절하게 계측할 수 없기 때문에, 제 1 기판에 접촉시키는 연삭 숫돌의 기울기, 즉 연삭량을 적절하게 산출할 수 없어, 연삭 후의 제 1 기판의 평탄도를 향상시키는 것이 곤란해진다. 따라서, 종래의 제 1 기판을 균일한 두께로 하기 위한 연삭 방법에는 개선의 여지가 있다.
따라서 본 개시에 따른 기술은, 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 제 1 기판의 평탄도를 적절하게 향상시킨다. 이하, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 가공 장치, 및 기판 처리 방법으로서의 가공 방법에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따른 후술하는 가공 장치(1)에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이 제 1 기판으로서의 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 기판으로서의 제 2 웨이퍼(S)가 접합된 중합 기판으로서의 중합 웨이퍼(T)에 대하여 처리를 행한다. 그리고 가공 장치(1)에서는, 당해 제 1 웨이퍼(W)를 박화한다. 이하, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서, 제 2 웨이퍼(S)와 접합되는 측의 면을 표면(Wa)이라 하고, 표면(Wa)과 반대측의 면을 이면(Wb)이라 한다. 마찬가지로, 제 2 웨이퍼(S)에 있어서, 제 1 웨이퍼(W)와 접합되는 측의 면을 표면(Sa)이라 하고, 표면(Sa)과 반대측의 면을 이면(Sb)이라 한다.
제 1 웨이퍼(W)는, 예를 들면 실리콘 기판 등의 반도체 웨이퍼로서, 표면(Wa)에 복수의 디바이스를 포함하는 디바이스층(D)이 형성되어 있다. 디바이스층(D)에는 또한, 표면막(F)이 형성되고, 당해 표면막(F)을 개재하여 제 2 웨이퍼(S)와 접합되어 있다. 표면막(F)으로서는, 예를 들면 산화막(SiO2막, TEOS막), SiC막, SiCN막 또는 접착제 등을 들 수 있다. 또한 제 1 웨이퍼(W)는, 가공 장치(1)에 있어서의 연삭 처리에 의해 주연부에 날카롭게 뾰족한 형상(이른바 나이프 엣지 형상)이 형성되는 것을 억제하기 위하여, 당해 주연부가 미리 제거되어 있다. 주연부는, 예를 들면 제 1 웨이퍼(W)의 외단부로부터 직경 방향으로 0.5 mm ~ 3 mm의 범위이다. 또한, 제 2 웨이퍼(S)에 디바이스층(D) 및 표면막(F)이 형성되어 있는 경우, 제 1 웨이퍼(W)에는 디바이스층(D) 및 표면막(F)이 형성되어 있지 않은 경우도 있다.
제 2 웨이퍼(S)는, 예를 들면 제 1 웨이퍼(W)와 동일한 구성을 가지고 있고, 표면(Sa)에는 디바이스층(D) 및 표면막(F)이 형성되어 있다. 또한, 제 2 웨이퍼(S)의 주연부는 면취 가공이 되어 있고, 주연부의 단면은 그 선단을 향해 두께가 작아지고 있다. 또한, 제 2 웨이퍼(S)는 디바이스층(D)이 형성된 디바이스 웨이퍼일 필요는 없으며, 예를 들면 제 1 웨이퍼(W)를 지지하는 지지 웨이퍼여도 된다. 이러한 경우, 제 2 웨이퍼(S)는 제 1 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 디바이스층(D)을 보호하는 보호재로서 기능한다.
또한 이하의 설명에 있어서는, 도시의 번잡함을 회피하기 위하여, 디바이스층(D)과 표면막(F)을 함께 나타내며, 디바이스층 및 표면막 'DF'라 붙이는 경우가 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 가공 장치(1)는, 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다. 반입반출 스테이션(2)은, 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 중합 웨이퍼(T)를 수용 가능한 카세트(Ct)가 반입반출된다. 처리 스테이션(3)은, 중합 웨이퍼(T)에 대하여 원하는 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비하고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는, 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트(Ct)를 X축 방향으로 일렬로 배치 가능하게 되어 있다. 또한, 카세트 배치대(10)에 배치되는 카세트(Ct)의 개수는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
반입반출 스테이션(2)에는, 카세트 배치대(10)의 Y축 정방향측에 있어서, 당해 카세트 배치대(10)에 인접하여 웨이퍼 반송 영역(20)이 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 영역(20)에는, X축 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능하게 구성된 웨이퍼 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(22)는, 중합 웨이퍼(T)를 유지하여 반송하는 반송 포크(23)를 가지고 있다. 반송 포크(23)는, 그 선단이 2 개로 분기하여, 중합 웨이퍼(T)를 흡착 유지한다. 반송 포크(23)는, 예를 들면 연삭 처리 전후의 중합 웨이퍼(T)를 반송한다. 그리고, 반송 포크(23)는 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 웨이퍼 반송 장치(22)의 구성은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의의 구성을 취할 수 있다. 예를 들면 웨이퍼 반송 장치(22)는 연삭 처리 전, 연삭 처리 후의 중합 웨이퍼(T)를 각각 반송하는 2 개의 반송 포크(23)를 구비하고 있어도 된다.
처리 스테이션(3)에서는, 중합 웨이퍼(T)에 대하여 연삭 및 세정 등의 가공 처리가 행해진다. 처리 스테이션(3)은 회전 테이블(30), 반송 유닛(40), 얼라이먼트 유닛(50), 제 1 세정 유닛(60), 제 2 세정 유닛(70), 거친 연삭 유닛(80), 중간 연삭 유닛(90) 및 마무리 연삭 유닛(100)을 가지고 있다.
회전 테이블(30)은, 회전 기구(도시하지 않음)에 의해 회전 가능하게 구성되어 있다. 회전 테이블(30) 상에는, 중합 웨이퍼(T)를 흡착 유지하는 기판 유지부로서의 척(31)이 4 개 마련되어 있다. 척(31)은, 회전 테이블(30)과 동일 원주 상에 균등, 즉 90도마다 배치되어 있다. 4 개의 척(31)은, 회전 테이블(30)이 회전함으로써, 전달 위치(A0) 및 가공 위치(A1 ~ A3)로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 4 개의 척(31)은 각각, 회전 기구(도시하지 않음)에 의해 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 본 실시 형태에서는, 전달 위치(A0)는 회전 테이블(30)의 X축 정방향측 또한 Y축 부방향측의 위치이며, 전달 위치(A0)의 Y축 부방향 측에는, 제 2 세정 유닛(70), 얼라이먼트 유닛(50) 및 제 1 세정 유닛(60)이 배치된다. 얼라이먼트 유닛(50)과 제 1 세정 유닛(60)은 상방으로부터 이 순으로 적층되어 배치된다. 제 1 가공 위치(A1)는 회전 테이블(30)의 X축 정방향측 또한 Y축 정방향측의 위치이며, 거친 연삭 유닛(80)이 배치된다. 제 2 가공 위치(A2)는 회전 테이블(30)의 X축 부방향측 또한 Y축 정방향측의 위치이며, 중간 연삭 유닛(90)이 배치된다. 제 3 가공 위치(A3)는 회전 테이블(30)의 X축 부방향측 또한 Y축 부방향측의 위치이며, 마무리 연삭 유닛(100)이 배치된다.
척(31)에는, 예를 들면 포러스 척이 이용된다. 척(31)은 중합 웨이퍼(T)를 형성하는 제 2 웨이퍼(S)의 이면(Sb)을 흡착 유지한다. 척(31)의 표면, 즉 중합 웨이퍼(T)의 유지면은 측면에서 봤을 때, 그 중앙부가 단부에 비해 돌출된 볼록 형상을 가지고 있다. 또한, 이 중앙부의 돌출은 미소하기 때문에, 이하의 설명에서는 척(31)의 볼록 형상의 도시를 생략하고 있다.
척(31)은, 척 베이스(32)에 유지되어 있다. 이하의 설명에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 가공 위치(A1 ~ A3) 및 전달 위치(A0)에 위치하는 4 개의 척 베이스를 각각, 제 1 척 베이스(321), 제 2 척 베이스(322), 제 3 척 베이스(323), 제 4 척 베이스(324)라 하는 경우가 있다. 척 베이스(321 ~ 324)는 각각 척(311 ~ 314)을 유지한다.
도 5에 나타내는 바와 같이 척 베이스(32)에는, 척(31) 및 척 베이스(32)의 수평 방향으로부터의 기울기를 조정하는 기울기 조정부(33)가 마련되어 있다. 기울기 조정부(33)는, 척 베이스(32)의 하면에 마련된, 고정축(34)과 복수의 승강축(35)을 가지고 있다. 각 승강축(35)은 신축 가능하게 구성되어, 척 베이스(32)를 승강시킨다. 이 기울기 조정부(33)에 의해, 척 베이스(32)의 외주부의 일단부(고정축(34)에 대응하는 위치)를 기점으로, 타단부를 승강축(35)에 의해 연직 방향으로 승강시킴으로써, 척(31) 및 척 베이스(32)를 경사시킬 수 있다. 그리고 이에 의해, 가공 위치(A1 ~ A3)의 각종연삭 유닛이 구비하는 연삭 숫돌에 대한, 연삭면인 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 기울기를 조정할 수 있다.
또한, 기울기 조정부(33)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 연삭 숫돌에 대한 제 1 웨이퍼(W)의 상대적인 각도(평행도)를 조절할 수 있으면, 임의로 선택할 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 반송 유닛(40)은 복수, 예를 들면 3 개의 암(41)을 구비한 다관절형의 로봇이다. 3 개의 암(41)은, 각각이 선회 가능하게 구성되어 있다. 선단의 암(41)에는, 중합 웨이퍼(T)를 흡착 유지하는 반송 패드(42)가 장착되어 있다. 또한, 기단의 암(41)은, 암(41)을 연직 방향으로 승강시키는 승강 기구(43)에 장착되어 있다. 그리고, 이러한 구성을 구비한 반송 유닛(40)은 전달 위치(A0), 얼라이먼트 유닛(50), 제 1 세정 유닛(60) 및 제 2 세정 유닛(70)에 대하여, 중합 웨이퍼(T)를 반송할 수 있다.
얼라이먼트 유닛(50)에서는, 연삭 처리 전의 중합 웨이퍼(T)의 수평 방향의 방향을 조절한다. 예를 들면 스핀 척(도시하지 않음)에 유지된 중합 웨이퍼(T)를 회전시키면서, 검출부(도시하지 않음)에서 제 1 웨이퍼(W)의 노치부의 위치를 검출함으로써, 당해 노치부의 위치를 조절하여 중합 웨이퍼(T)의 수평 방향의 방향을 조절한다.
제 1 세정 유닛(60)에서는, 연삭 처리 후의 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 세정, 보다 구체적으로는 스핀 세정한다. 예를 들면 스핀 척(도시하지 않음)에 유지된 중합 웨이퍼(T)를 회전시키면서, 세정액 노즐(도시하지 않음)로부터 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)에 세정액을 공급한다. 그러면, 공급된 세정액은 이면(Wb) 상을 확산하여, 당해 이면(Wb)이 세정된다.
제 2 세정 유닛(70)에서는, 연삭 처리 후의 중합 웨이퍼(T)가 반송 패드(42)에 유지된 상태의 제 2 웨이퍼(S)의 이면(Sb)을 세정하고, 또한 반송 패드(42)를 세정한다.
거친 연삭 유닛(80)에서는, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 거친 연삭한다. 거친 연삭 유닛(80)은, 거친 연삭부(81)를 가지고 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이 거친 연삭부(81)는, 거친 연삭 휠(82), 마운트(83), 스핀들(84) 및 구동부(85)를 가지고 있다. 거친 연삭 휠(82)은, 하면에 거친 연삭 숫돌을 구비하고, 환상(環狀) 형상을 가지고 있다. 거친 연삭 휠(82)은, 마운트(83)에 지지되어 있다. 마운트(83)에는, 스핀들(84)을 개재하여 구동부(85)가 마련되어 있다. 구동부(85)는 예를 들면 모터(도시하지 않음)를 내장하여, 거친 연삭 휠(82)을 회전시키고, 또한 도 3에 나타내는 지주(支柱)(86)를 따라 연직 방향으로 이동시킨다. 그리고, 거친 연삭 유닛(80)에서는, 척(31)에 유지된 중합 웨이퍼(T)의 제 1 웨이퍼(W)와 거친 연삭 휠(82)의 원호의 일부를 접촉시킨 상태에서, 척(31)과 거친 연삭 휠(82)을 각각 회전시킴으로써, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 거친 연삭한다.
중간 연삭 유닛(90)에서는, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 중간 연삭한다. 중간 연삭 유닛(90)의 구성은, 도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이 거친 연삭 유닛(80)의 구성과 대략 동일하며, 중간 연삭부(91), 중간 거친 연삭 휠(92), 마운트(93), 스핀들(94), 구동부(95) 및 지주(96)를 가지고 있다. 또한, 중간 연삭 숫돌의 지립의 입도는, 거친 연삭 숫돌의 지립의 입도보다 작다.
마무리 연삭 유닛(100)에서는, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 마무리 연삭한다. 마무리 연삭 유닛(100)의 구성은, 도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이 거친 연삭 유닛(80) 및 중간 연삭 유닛(90)의 구성과 대략 동일하며, 마무리 연삭부(101), 마무리 연삭 휠(102), 마운트(103), 스핀들(104), 구동부(105) 및 지주(106)를 가지고 있다. 또한, 마무리 연삭 숫돌의 지립의 입도는, 중간 연삭 숫돌의 지립의 입도보다 작다.
또한 처리 스테이션(3)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 중간 연삭 종료 후의 중합 웨이퍼(T)의 총 두께를 측정하는 총 두께 측정부(110), 중간 연삭 종료 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 측정하는 두께 측정부(120), 및 마무리 연삭 종료 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 측정하는 두께 측정부(130)가 마련되어 있다. 총 두께 측정부(110)와 두께 측정부(120)는 각각, 예를 들면 가공 위치(A2)에 마련된다. 두께 측정부(130)는, 가공 위치(A3)에 마련된다. 또한, 총 두께 측정부(110)와 두께 측정부(120)는 가공 위치(A3)에 마련되어도 되고, 두께 측정부(130)는 전달 위치(A0)에 마련되어도 된다. 또한, 가공 위치(A1 ~ A3)에는, 각각의 가공 위치(A1 ~ A3)에 있어서의 각종 연삭 처리의 종점 검지를 행하기 위한 두께 측정 기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 당해 두께 측정 기구에 의해 측정되는 제 1 웨이퍼(W)의 두께가 목표 두께에 도달하면, 회전 테이블(30)을 회전시켜 제 1 웨이퍼(W)를 이동시킨다. 또한, 가공 위치(A2 및 A3)에 있어서는, 상술한 두께 측정부(120, 130)를, 종점 검지를 행하기 위한 당해 두께 측정 기구로서 이용해도 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이 총 두께 측정부(110)는 웨이퍼측 센서(111), 척측 센서(112) 및 연산부(113)를 가지고 있다. 웨이퍼측 센서(111)는, 예를 들면 비접촉식의 하이트 센서이며, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서 복수 점의 이면(Wb)의 높이를 측정한다. 척측 센서(112)는, 예를 들면 비접촉식의 하이트 센서이며, 척(31)의 표면의 높이를 측정한다. 웨이퍼측 센서(111)와 척측 센서(112)의 측정 결과는 각각, 연산부(113)로 송신된다. 연산부(113)에서는, 웨이퍼측 센서(111)의 측정 결과(제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 높이)로부터 척측 센서(112)의 측정 결과(척(31)의 표면의 높이)를 뺌으로써, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께를 산출한다. 또한, 연산부(113)에서는, 웨이퍼측 센서(111)의 복수 점의 측정 결과로부터, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께의 분포를 취득하고, 당해 총 두께의 TTV(총 두께의 평면도 : Total Thickness Variation) 데이터를 취득한다. 또한, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)는, 제 1 웨이퍼(W)의 두께(실리콘 부분의 두께), 디바이스층(D)의 두께, 표면막(F)의 두께, 및 제 2 웨이퍼(S)의 두께(실리콘 부분의 두께)를 포함한다.
또한, 웨이퍼측 센서(111)와 척측 센서(112)는 각각, 접촉식의 하이트 센서여도 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이 두께 측정부(120)는, 센서(121)와 연산부(122)를 가지고 있다. 센서(121)는, 예를 들면 IR광을 이용한 비접촉식의 센서이며, 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 측정한다. 센서(121)는, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서 복수 점의 두께를 측정한다. 센서(121)의 측정 결과는, 연산부(122)로 송신된다. 연산부(122)에서는, 센서(121)의 복수 점의 측정 결과(제 1 웨이퍼(W)의 두께)로부터, 제 1 웨이퍼(W)의 두께의 분포를 취득한다. 이 때, 또한 제 1 웨이퍼(W)의 TTV 데이터를 산출할 수도 있다. 또한 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 두께 측정부(120)로 측정되는 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)는, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서의 실리콘 부분의 두께이며, 디바이스층(D)과 표면막(F)의 두께를 포함하지 않는다.
두께 측정부(130)는, 두께 측정부(120)와 동일한 구성을 가지고 있다. 그리고 두께 측정부(130)에서는, 제 1 웨이퍼(W)의 두께의 분포를 취득하고, 또한 제 1 웨이퍼(W)의 TTV 데이터를 산출한다. 또한 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 두께 측정부(130)로 측정되는 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hd)는, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서의 실리콘 부분의 두께이며, 디바이스층(D)과 표면막(F)의 두께를 포함하지 않는다.
또한, 두께 측정부(110, 120)를 이용한 제 1 웨이퍼(W)의 두께 측정에 있어서는, 제 1 웨이퍼(W)의 직경 방향에 있어서의 복수의 측정점에 있어서, 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 측정한다. 또한 직경 방향에 있어서의 각 측정점에 있어서는, 중합 웨이퍼(T)를 회전시키면서, 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 둘레 방향으로 복수 점에서 측정한다. 그리고, 둘레 방향의 복수 점에 있어서 측정된 두께의 이동 평균값 또는 이동 중앙값을 산출하고, 산출된 값을 직경 방향의 측정점에 있어서의 제 1 웨이퍼(W)의 두께로서 이용할 수 있다.
또한, 복수 점의 이동 평균값 또는 이동 중앙값을 제 1 웨이퍼(W)의 두께로 하는 것 대신에, 예를 들면 임의의 지정 좌표에 있어서의 제 1 웨이퍼(W)의 두께를 측정하고, 측정된 두께를 대표값으로서, 제 1 웨이퍼(W)의 두께로서 이용해도 된다.
또한, 두께 측정부(120, 130)의 구성은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 제 1 웨이퍼(W)의 두께 분포를 취득하고, 또한 TTV 데이터를 산출할 수 있으면 임의로 선택할 수 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 이상의 가공 장치(1)에는, 제어부(140)가 마련되어 있다. 제어부(140)는, 예를 들면 CPU 및 메모리 등을 구비한 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 가공 장치(1)에 있어서의 중합 웨이퍼(T)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는, 상술한 각종 처리 유닛 및 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 가공 장치(1)에 있어서의 후술하는 가공 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한 상기 프로그램은, 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체(H)로부터 제어부(140)에 인스톨된 것이어도 된다.
이어서, 이상과 같이 구성된 가공 장치(1)를 이용하여 행해지는 가공 방법에 대하여 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는, 가공 장치(1)의 외부의 접합 장치(도시하지 않음)에 있어서, 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 웨이퍼(S)가 접합되어, 미리 중합 웨이퍼(T)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 웨이퍼(W)의 주연부는 미리 제거되어 있다.
먼저, 복수의 중합 웨이퍼(T)를 수납한 카세트(Ct)가, 반입반출 스테이션(2)의 카세트 배치대(10)에 배치된다.
이어서, 웨이퍼 반송 장치(22)의 반송 포크(23)에 의해 카세트(Ct) 내의 중합 웨이퍼(T)가 취출되어, 처리 스테이션(3)의 얼라이먼트 유닛(50)으로 반송된다.
얼라이먼트 유닛(50)에서는, 상술한 바와 같이 스핀 척(도시하지 않음)에 유지된 중합 웨이퍼(T)를 회전시키면서, 제 1 웨이퍼(W)의 노치부의 위치를 조절함으로써, 중합 웨이퍼(T)의 수평 방향의 방향이 조절된다.
이어서, 중합 웨이퍼(T)는 반송 유닛(40)에 의해, 얼라이먼트 유닛(50)으로부터 전달 위치(A0)로 반송되고, 당해 전달 위치(A0)의 척(31)에 전달된다. 이 후, 척(31)을 제 1 가공 위치(A1)로 이동시킨다. 그리고, 거친 연삭 유닛(80)에 의해, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 거친 연삭된다. 이 때, 미리 정해진 포인트에 있어서, 설정된 제 1 웨이퍼(W)의 두께가 측정된 시점에서 거친 연삭을 종료한다.
이어서, 척(31)을 제 2 가공 위치(A2)로 이동시킨다. 그리고, 중간 연삭 유닛(90)에 의해, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 중간 연삭된다. 이 때, 미리 정해진 포인트에 있어서, 설정된 중합 웨이퍼(T)의 총 두께 또는 제 1 웨이퍼(W)의 두께가 측정된 시점에서 중간 연삭을 종료한다.
이어서, 척(31)을 제 3 가공 위치(A3)로 이동시킨다. 그리고, 마무리 연삭 유닛(100)에 의해, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 마무리 연삭된다. 이 때, 미리 정해진 포인트에 있어서, 설정된 중합 웨이퍼(T)의 총 두께 또는 제 1 웨이퍼(W)의 두께가 측정된 시점에서 마무리 연삭을 종료한다.
이어서, 척(31)을 전달 위치(A0)로 이동시킨다. 여기서는, 세정액 노즐(도시하지 않음)을 이용하여, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 세정액에 의해 거친 세정된다. 이 공정에서는, 이면(Wb)의 오염을 어느 정도까지 떨어뜨리는 세정이 행해진다.
이어서, 중합 웨이퍼(T)는 반송 유닛(40)에 의해, 전달 위치(A0)로부터 제 2 세정 유닛(70)으로 반송된다. 그리고, 제 2 세정 유닛(70)에서는, 중합 웨이퍼(T)가 반송 패드(42)에 유지된 상태에서, 제 2 웨이퍼(S)의 이면(Sb)이 세정되고, 건조된다.
이어서, 중합 웨이퍼(T)는 반송 유닛(40)에 의해, 제 2 세정 유닛(70)으로부터 제 1 세정 유닛(60)으로 반송된다. 그리고, 제 1 세정 유닛(60)에서는, 세정액 노즐(도시하지 않음)을 이용하여, 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)이 세정액에 의해 마무리 세정된다. 이 공정에서는, 이면(Wb)이 원하는 청정도까지 세정되고 건조된다.
이 후, 모든 처리가 실시된 중합 웨이퍼(T)는, 웨이퍼 반송 장치(22)의 포크(23)에 의해 카세트 배치대(10)의 카세트(Ct)로 반송된다. 그리고, 카세트(Ct) 내의 모든 중합 웨이퍼(T)에 대한 처리가 종료되면, 가공 장치(1)에 있어서의 일련의 가공 처리가 종료된다. 또한 가공 장치(1)에 있어서는, 중합 웨이퍼(T)의 가공 처리가 매엽으로, 즉, 하나의 중합 웨이퍼(T)의 가공 처리가 완료된 후에 다른 중합 웨이퍼(T)의 가공 처리를 개시하도록 해도 되고, 복수의 중합 웨이퍼(T)에 대한 처리가 연속적으로, 즉, 가공 장치(1)에 있어서 복수 매의 중합 웨이퍼(T)의 처리가 동시에 행해지도록 해도 된다.
이상과 같이 가공 장치(1)에서는, 카세트(Ct)에 수용된 복수의 중합 웨이퍼(T)에 대하여, 연속적으로 처리가 행해진다. 그리고, 가공 장치(1)에서의 연삭 처리를 각 중합 웨이퍼(T)에 대하여 균일하게 행하기 위해서는, 즉, 마무리 연삭 후의 각 중합 웨이퍼(T)에 있어서 제 1 웨이퍼(W)의 두께 분포를 균일하게 제어하기 위해서는, 상술한 바와 같이 제 2 웨이퍼(S)의 면내에 있어서의 두께 분포를 고려할 필요가 있다. 이하, 가공 장치(1)에 있어서의 제 2 웨이퍼(S)의 면내 두께를 고려한 제 1 웨이퍼(W)의 연삭 방법에 대하여 설명한다.
상기 연삭 방법을 실현함에 있어, 가공 장치(1)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 총 두께 측정부(110) 및 두께 측정부(120, 130)를 가지고 있다. 총 두께 측정부(110)는, 중간 연삭 후로서 마무리 연삭 전의 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(총 두께의 분포)를 측정한다. 두께 측정부(120)는, 중간 연삭 후로서 마무리 연삭 전의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(두께의 분포)를 측정한다. 두께 측정부(130)는, 마무리 연삭 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(두께의 분포)를 측정한다.
본 실시 형태에 있어서는, 먼저, 가공 장치(1)에 있어서 처리되는 중합 웨이퍼(T)에 대하여, 거친 연삭 유닛(80)에서 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 거친 연삭한 후, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 중간 연삭 유닛(90)에서 이면(Wb)을 중간 연삭한다. 중간 연삭 후, 총 두께 측정부(110)에 의해 중합 웨이퍼(T)의 복수 점의 총 두께(Ha)를 측정하고, 총 두께(Ha)의 분포를 측정한다. 또한 중간 연삭 후, 두께 측정부(120)에 의해 제 1 웨이퍼(W)의 복수 점의 두께(Hb)를 측정하고, 두께(Hb)의 분포를 측정한다. 이들 총 두께 측정부(110)의 측정 결과와 두께 측정부(120)의 측정 결과는 각각, 제어부(140)에 출력된다.
제어부(140)에서는, 하기 식 (1)에 나타내는 바와 같이, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)로부터 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)를 빼, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)를 산출한다. 또한, 총 두께(Ha) 및 두께(Hb)를 측정한 위치에 있어서의 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포가, 당해 두께(Hc)의 분포가 된다.
[두께(Hc)] = [총 두께(Ha)] - [두께(Hb)] ··· (1)
제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)는, 제 2 웨이퍼(S)의 실리콘 부분의 두께에 더하여, 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 웨이퍼(S)의 디바이스층(D)과 표면막(F)의 두께를 포함한다. 이와 같이 본 실시 형태에서는, 종래는 직접 측정할 수 없었던 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)를 측정할 수 있다.
제어부(140)에서는, 이상과 같이 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포를 산출한다. 그리고, 두께(Hc)의 분포에 기초하여, 마무리 연삭 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hd)가 면내에서 균일하게 되도록, 당해 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량을 결정한다.
이 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량은, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포에 기초하여, 예를 들면 기울기 조정부(33)에 의해 마무리 연삭 숫돌에 대한 척(31)의 상대적인 기울기를 조정함으로써 조정된다. 이 척(31)의 기울기는, 제어부(140)에서 결정된다.
이어서, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이 마무리 연삭 유닛(100)에서 제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)을 마무리 연삭한다. 이 때, 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정하고, 당해 척(31)에 중합 웨이퍼(T)가 유지된 상태에서, 제어부(140)에서 결정된 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량에 기초하여, 이면(Wb)을 마무리 연삭한다. 이렇게 하여, 제 1 웨이퍼(W)가 면내에서 균일한 두께(Hd)로 연삭된다.
이상의 실시 형태에 따르면, 중간 연삭 후로서 마무리 연삭 전에, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)의 분포와 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)의 분포를 측정하고, 그 측정 결과로부터, 종래는 직접 측정할 수 없었던, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포를 취득할 수 있다. 그리고, 이 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포에 기초하여, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 적절하게 조정하고, 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량을 적절하게 조정할 수 있다. 그 결과, 제 1 웨이퍼(W)가 면내에서 균일한 두께(Hd)로 연삭되어, 당해 제 1 웨이퍼(W)의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
이어서, 다른 실시 형태에 따른 연삭 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 가공 장치(1)에 있어서 n 매째에 처리되는 중합 웨이퍼(T)를, 각각 '중합 웨이퍼(Tn)'라 하는 경우가 있다. 마찬가지로, n 매째에 처리되는 중합 웨이퍼(T)를 구성하는 제 1 웨이퍼(W), 제 2 웨이퍼(S)를, 각각 ‘제 1 웨이퍼(Wn)', ‘제 2 웨이퍼(Sn)'라 하는 경우가 있다.
먼저, 복수의 중합 웨이퍼(T) 중 1 매째의 중합 웨이퍼(T1)에 대하여, 거친 연삭 유닛(80)에서 제 1 웨이퍼(W1)의 이면(W1b)을 거친 연삭한 후, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이 중간 연삭 유닛(90)에서 이면(W1b)을 중간 연삭한다. 중간 연삭 후, 총 두께 측정부(110)에 의해 중합 웨이퍼(T1)의 복수 점의 총 두께(H1a)를 측정하고, 총 두께(H1a)의 분포를 측정한다. 또한 중간 연삭 후, 두께 측정부(120)에 의해 제 1 웨이퍼(W1)의 복수 점의 두께(H1b)를 측정하고, 두께(H1b)의 분포를 측정한다. 이들 총 두께 측정부(110)의 측정 결과와 두께 측정부(120)의 측정 결과는 각각, 제어부(140)에 출력된다. 제어부(140)에서는, 상기 식 (1)을 이용하여 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)를 산출하고, 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)의 분포를 산출한다.
또한, 제어부(140)에서는, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)의 분포에 기초하여, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 결정하고, 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W1)의 연삭량을 결정한다. 또한, 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W1)의 연삭량은, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(H1c)의 분포에 기초하여, 예를 들면 기울기 조정부(33)에 의해 마무리 연삭 숫돌에 대한 척(31)의 상대적인 기울기를 조정하고, 제 1 웨이퍼(W)에 접촉하는 마무리 연삭 숫돌의 면적을 조정함으로써 조정된다.
이어서, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이 마무리 연삭 유닛(100)에서 제 1 웨이퍼(W1)의 이면(W1b)을 마무리 연삭한다. 이 때, 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정하고, 당해 척(31)에 중합 웨이퍼(T)가 유지된 상태에서, 제어부(140)에서 결정된 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량에 기초하여, 이면(W1b)을 마무리 연삭한다. 마무리 연삭 후, 두께 측정부(130)에 의해 제 1 웨이퍼(W1)의 복수 점의 두께(H1d)를 측정하고, 두께(H1d)의 분포를 측정한다. 이 두께 측정부(130)의 측정 결과는, 제어부(140)에 출력된다.
이와 같이 제 1 웨이퍼(W1)는, 두께(H1c)의 분포에 기초하여 결정된 연삭량에 기초하여 마무리 연삭됨으로써, 상기 실시 형태와 마찬가지로 당해 제 1 웨이퍼(W1)의 평탄도가 향상, 즉, 제 1 웨이퍼(W1)의 두께(H1d)가 면내에 있어서 균일하게 할 수 있다.
여기서, 또한 제 1 웨이퍼(W1)의 평탄도를 향상시키기 위해서는, 예를 들면 마무리 연삭 숫돌의 마모, 척(31)과 마무리 연삭 숫돌의 평행도, 또는 그 외의 장치 특성에 의한 영향을, 제 1 웨이퍼(W1)의 평탄도에 영향을 주지 않게 하는 것이 바람직하다. 따라서 본 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이, 다음으로 처리되는 2 매째의 중합 웨이퍼(T2)에 있어서의 제 1 웨이퍼(W2)의 이면(W2b)을 마무리 연삭할 시, 상술한 마무리 연삭 후의 제 1 웨이퍼(W1)의 두께(H1d)를 이용하여, 척(31)의 기울기와 제 1 웨이퍼(W2)의 연삭량을 결정한다.
중합 웨이퍼(T2)의 처리에 있어서는, 거친 연삭 유닛(80)에서 제 1 웨이퍼(W2)의 이면(W2b)을 거친 연삭한 후, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이 중간 연삭 유닛(90)에서 이면(W2b)을 중간 연삭한다. 중간 연삭 후, 총 두께 측정부(110)에 의해 중합 웨이퍼(T2)의 복수 점의 총 두께(H2a)를 측정하고, 총 두께(H2a)의 분포를 측정한다. 또한 중간 연삭 후, 두께 측정부(120)에 의해 제 1 웨이퍼(W2)의 복수 점의 두께(H2b)를 측정하고, 두께(H2b)의 분포를 측정한다. 이들 총 두께 측정부(110)의 측정 결과와 두께 측정부(120)의 측정 결과는 각각, 제어부(140)에 출력된다. 제어부(140)에서는, 상기 식 (1)을 이용하여 제 2 웨이퍼(S12)의 두께(H2c)를 산출하고, 제 2 웨이퍼(S2)의 두께(H2c)의 분포를 산출한다.
제어부(140)에서는, 하기 식 (3)에 나타내는 바와 같이, 제 1 웨이퍼(W1)의 두께(H1d)에 대하여, 제 2 웨이퍼(S2)의 두께(H2c)와 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)와의 차분을 더하여, TTV 보정량을 산출한다. 또한, TTV 보정량은, 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 웨이퍼(S2)의 웨이퍼 면내에 있어서의 동일한 포인트에서 취득된 두께에 기초하여 산출된다.
[TTV 보정량] = [제 1 웨이퍼(W1)의 두께(H1d)] + ([제 2 웨이퍼(S2)의 두께(H2c)] - [제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)]) ··· (3)
그리고, TTV 보정량에 기초하여, 마무리 연삭 후의 제 1 웨이퍼(W2)의 두께(H2d)가 면내에서 균일하게 되도록, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 결정하고, 마무리 연삭에 있어서의 제 1 웨이퍼(W2)의 연삭량을 결정한다. 구체적으로, 기울기 조정부(33)에 의해 마무리 연삭 숫돌에 대한 척(31)의 상대적인 기울기를 조정한다.
이어서, 도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이 마무리 연삭 유닛(100)에서 제 1 웨이퍼(W2)의 이면(W2b)을 마무리 연삭한다. 이 때, 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정하고, 당해 척(31)에 중합 웨이퍼(T)가 유지된 상태에서, 제어부(140)에서 결정된 제 1 웨이퍼(W2)의 연삭량에 기초하여, 이면(Wb)을 마무리 연삭한다. 이렇게 하여, 제 1 웨이퍼(W2)가 면내에서 균일한 두께(H2d)로 연삭된다.
또한, 제 2 웨이퍼(S2)의 두께(H2c)의 TTV와 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)의 TTV가 동일한 경우, 기울기 조정부(33)에 의한 척(31)의 기울기의 조정은 불필요하다. 또한, 임계치를 설정하고, 제 2 웨이퍼(S2)의 두께(H2c)의 TTV와 제 2 웨이퍼(S1)의 두께(H1c)의 TTV와의 차분이 설정 임계치보다 큰 경우에만, 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
이상의 실시 형태에 있어서도, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 적절하게 조정하여, 제 1 웨이퍼(W2)가 면내에서 균일한 두께(H2d)로 연삭되어, 당해 제 1 웨이퍼(W)의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 마무리 연삭을 행할 시에 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정했지만, 마무리 연삭 이외에 있어서도 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
예를 들면, 거친 연삭을 행할 시에 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정하는 경우, 거친 연삭보다 전에 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)를 측정하고, 총 두께(Ha)의 분포를 측정하고, 또한 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)를 측정하고, 두께(Hb)의 분포를 측정한다. 이들의 측정 장소는 임의이지만, 예를 들면 얼라이먼트 유닛(50)에 총 두께 측정부(110)와 두께 측정부(120)를 마련해도 된다. 그리고, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포를 산출하고, 척(31)의 기울기를 조정한다.
또한 예를 들면, 중간 연삭을 행할 시에 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정하는 경우, 중간 연삭보다 전에 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)를 측정하고, 총 두께(Ha)의 분포를 측정하고, 또한 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)를 측정하고, 두께(Hb)의 분포를 측정한다. 이들의 측정 장소는 임의이지만, 예를 들면 가공 위치(A1)에 총 두께 측정부(110)와 두께 측정부(120)를 마련해도 된다. 그리고, 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 분포를 산출하고, 척(31)의 기울기를 조정한다.
또한 예를 들면, 거친 연삭을 행할 시와 중간 연삭을 행할 시의 양방에 있어서, 기울기 조정부(33)에 의해 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
어느 경우에 있어서도, 마무리 연삭 이외에서 척(31)의 기울기를 조정해 두면, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기의 조정량을 줄일 수 있다. 그 결과, 가공 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들면 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)의 TTV가 커, 마무리 연삭에서 척(31)의 기울기를 조정해도, 마무리 연삭 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hd)를 균일하게 할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우, 마무리 연삭 이외에도 척(31)의 기울기를 조정함으로써, 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hd)를 균일하게 할 수 있다.
또한 이상의 실시 형태에서는, 가공 장치(1)는 거친 연삭 유닛(80), 중간 연삭 유닛(90) 및 마무리 연삭 유닛(100)의 3 개의 연삭 유닛(3 축의 연삭)을 가지고 있었지만, 2 개 또는 1 개의 연삭 유닛의 경우도 있다. 2 개의 연삭 유닛의 경우는, 마무리 연삭 유닛에서 척(31)의 기울기를 조정해도 되고, 그 전의 거친 연삭 유닛에서도 척(31)의 기울기를 조정해도 된다. 1 개의 연삭 유닛의 경우는, 당해 연삭 유닛에서 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
이상의 실시 형태에서는, 총 두께 측정부(110)는 웨이퍼측 센서(111), 척측 센서(112) 및 연산부(113)를 가지고 있었지만, 총 두께 측정부의 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이 총 두께 측정부(200)는, 상측 센서(201), 하측 센서(202) 및 연산부(203)를 가지고 있다. 상측 센서(201)는, 예를 들면 비접촉식의 하이트 센서이며, 제 1 웨이퍼(W)에 있어서 복수 점의 이면(Wb)의 높이를 측정한다. 하측 센서(202)는, 예를 들면 비접촉식의 하이트 센서이며, 제 2 웨이퍼(S)에 있어서 복수 점의 이면(Sb)의 높이를 측정한다. 구체적으로 하측 센서(202)는, 척(31)에 형성된 관통 홀(210)을 개재하여 이면(Sb)의 높이를 측정한다. 상측 센서(201)에 의한 측정점과 하측 센서(202)에 의한 측정점은 대향하고, 즉 상측 센서(201)와 하측 센서(202)에서 중합 웨이퍼(T)를 사이에 두고 측정하고 있다. 상측 센서(201)와 하측 센서(202)의 측정 결과는 각각, 연산부(203)로 송신된다. 연산부(203)에서는, 상측 센서(201)의 측정 결과(제 1 웨이퍼(W)의 이면(Wb)의 높이)와 하측 센서(202)의 측정 결과(제 2 웨이퍼(S)의 이면(Sb)의 높이)의 차분을, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께로 산출한다. 또한, 연산부(203)에서는, 상측 센서(201)와 하측 센서(202)의 복수 점의 측정 결과로부터, 중합 웨이퍼(T)의 총 두께의 분포를 취득하고, 당해 총 두께의 TTV 데이터를 산출한다.
또한, 상측 센서(201)와 하측 센서(202)는 각각, 접촉식의 하이트 센서여도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 가공 장치(1)의 내부에 총 두께 측정부(110, 200)가 마련되어 있었지만, 총 두께 측정부는 가공 장치(1)의 외부에 마련되어 있어도 된다. 예를 들면, 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 웨이퍼(S)를 접합하는 접합 장치에서 중합 웨이퍼(T)의 총 두께를 측정하고, 당해 측정된 중합 웨이퍼(T)의 총 두께를 이용해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 기울기 조정부(33)에 의해 척 베이스(32)를 경사시킴으로써, 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량을 조정하고, 이에 의해 제 1 웨이퍼(W)의 평탄도를 향상시켰지만, 연삭량의 조정 방법은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 기울기 조정부(33)가 연삭 숫돌을 경사시킴으로써 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량을 조정해도 된다. 또한 예를 들면, 제 1 웨이퍼(W)의 연삭량을 조정할 수 있으면, 기울기 조정부(33)를 이용하지 않아도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는, 제 1 웨이퍼(W1)의 마무리 연삭 전후의 두께 분포 데이터를 취득하고, 취득한 두께 분포 데이터에 기초하여 제 1 웨이퍼(W1)의 평탄도의 조절을 행했지만, 이러한 평탄부의 조절은, 제 1 웨이퍼(W1)의 거친 연삭 또는 중간 연삭 시에 행해져도 된다. 즉, 거친 연삭 전후 또는 중간 연삭 전후의 두께 분포 데이터를 더 취득하고, 취득한 두께 분포 데이터에 기초하여, 거친 연삭 또는 중간 연삭을 행할 시의 연삭 숫돌에 대한 척 베이스(32)의 상대적인 기울기를 조절해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 제 1 웨이퍼(W)와 제 2 웨이퍼(S)와의 사이에 개재되는 금속막(디바이스층)의 영향에 의해, 당해 금속막을 포함하는 제 2 기판의 두께를 산출할 수 없는 경우를 예로 설명을 행했다. 그러나 본 개시에 따른 기술은, 중합 웨이퍼(T)가 금속막을 가지는 경우에 한정되지 않으며, 제 2 웨이퍼(S)의 두께를 적절하게 산출할 수 없는 임의의 경우에 있어서, 적합하게 적용할 수 있다.
또한 이상의 실시 형태에 있어서, 예를 들면 얼라이먼트 유닛(50)에, 연삭 처리 전의 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)를 측정하는 총 두께 측정부(도시하지 않음)와 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)를 측정하는 두께 측정부(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 이러한 경우, 연삭 처리 전의 중합 웨이퍼(T)의 총 두께(Ha)와 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)로부터 제 2 웨이퍼(S)의 두께(Hc)를 산출하고, 당해 두께(Hc)의 분포에 기초하여, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에 있어서, 예를 들면 제 1 세정 유닛(60)에, 연삭 처리 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)를 측정하는 두께 측정부(도시하지 않음)를 마련해도 된다. 이러한 경우, 연삭 처리 후의 제 1 웨이퍼(W)의 두께(Hb)의 분포에 기초하여, 마무리 연삭에 있어서의 척(31)의 기울기를 조정해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
1 : 가공 장치
31 : 척
80 : 거친 연삭 유닛
90 : 중간 연삭 유닛
100 : 마무리 연삭 유닛
140 : 제어부
W : 제 1 웨이퍼
S : 제 2 웨이퍼
T : 중합 웨이퍼

Claims (13)

  1. 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 상기 제 1 기판을 연삭 처리하는 방법으로서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포를 측정하는 것과,
    상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하는 것과,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포로부터 상기 제 1 기판의 두께 분포를 빼, 상기 제 2 기판의 두께 분포를 산출하는 것과,
    상기 제 2 기판의 두께 분포에 기초하여, 상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 중합 기판을 연삭하는 연삭부와의 상대적인 기울기를 결정하는 것과,
    결정된 상기 기울기로 상기 중합 기판을 유지한 상태에서, 상기 제 1 기판을 연삭하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 연삭은, 상이한 연삭부에서 연속하여 행하는 복수의 연삭을 포함하고,
    상기 복수의 연삭 중, 마지막에 행해지는 마무리 연삭에 있어서, 상기 기울기를 조정하는, 기판 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 연삭 중, 상기 마무리 연삭 이외에 있어서, 상기 기울기를 조정하는, 기판 처리 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 중합 기판에 대하여, 상기 중합 기판의 총 두께 분포의 측정, 상기 제 1 기판의 두께 분포의 측정, 상기 제 2 기판의 두께 분포의 산출, 상기 기울기의 조정, 및 상기 제 1 기판의 연삭을 순차 행하고,
    하나의 상기 중합 기판에 대하여, 상기 제 1 기판의 연삭을 행한 후, 상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하고,
    다음의 상기 중합 기판에 대한 상기 기울기의 조정은, 연삭 후의 하나의 상기 제 1 기판의 두께 분포에 대하여, 하나의 상기 제 2 기판의 두께 분포와 다음의 상기 제 2 기판의 두께 분포와의 차분을 더한 두께 분포 보정량에 기초하여 행해지는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포의 측정은, 상기 제 1 기판의 연삭을 행하는 기판 처리 장치의 내부에서 행해지고,
    상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부의 표면의 높이와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 중합 기판의 표면의 높이를 측정하고, 상기 중합 기판의 표면의 높이와 상기 기판 유지부의 표면의 높이와의 차분을 상기 중합 기판의 총 두께 분포라 산출하는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포의 측정은, 상기 제 1 기판의 연삭을 행하는 기판 처리 장치의 내부에서 행해지고,
    상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부에 유지된 상기 중합 기판의 표면의 높이와 이면의 높이를 측정하고, 상기 표면의 높이와 상기 이면의 높이와의 차분을 상기 중합 기판의 총 두께 분포라 산출하는, 기판 처리 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포의 측정은, 상기 제 1 기판의 연삭을 행하는 기판 처리 장치의 외부에서 행해지는, 기판 처리 방법.
  8. 제 1 기판과 제 2 기판이 접합된 중합 기판에 있어서, 상기 제 1 기판을 연삭 처리하는 장치로서,
    상기 중합 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지된 상기 중합 기판에 있어서, 상기 제 1 기판을 연삭하는 연삭부와,
    상기 기판 유지부와 상기 연삭부와의 상대적인 기울기를 조정하는 기울기 조정부와,
    상기 연삭부와 상기 기울기 조정부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 중합 기판의 총 두께 분포로부터 상기 제 1 기판의 두께 분포를 빼, 상기 제 2 기판의 두께 분포를 산출하고, 상기 제 2 기판의 두께 분포에 기초하여, 상기 기울기 조정부에 있어서의 상기 기울기를 결정하는, 기판 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연삭부를 복수 구비하고,
    상기 기울기 조정부는, 상기 복수의 연삭부 중, 마지막에 제 1 기판을 마무리 연삭하는 마무리 연삭부에 있어서, 상기 기울기를 조정하는, 기판 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기울기 조정부는, 상기 복수의 연삭부 중, 상기 마무리 연삭부 이외에 있어서, 상기 기울기를 조정하는, 기판 처리 장치.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연삭부에 있어서의 상기 제 1 기판의 연삭을 행한 후, 상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하는 두께 측정부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    복수의 상기 중합 기판에 대하여, 상기 제 2 기판의 두께 분포의 산출, 상기 기울기의 조정, 및 상기 제 1 기판의 연삭을 순차 행하도록, 상기 연삭부 및 상기 기울기 조정부를 제어하고,
    하나의 상기 중합 기판에 대하여, 상기 제 1 기판의 연삭을 행한 후, 상기 제 1 기판의 두께 분포를 측정하도록, 상기 두께 측정부를 제어하고,
    다음의 상기 중합 기판에 대한 상기 기울기의 조정은, 연삭 후의 하나의 상기 제 1 기판의 두께 분포에 대하여, 하나의 상기 제 2 기판의 두께 분포와 다음의 상기 제 2 기판의 두께 분포와의 차분을 더한 두께 분포 보정량에 기초하여 행하도록, 상기 기울기 조정부를 제어하는, 기판 처리 장치.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포를 측정하는 총 두께 측정부를 구비하고,
    상기 총 두께 측정부는, 상기 기판 유지부의 표면의 높이와, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 중합 기판의 표면의 높이를 측정하고, 상기 중합 기판의 표면의 높이와 상기 기판 유지부의 표면의 높이와의 차분을 상기 중합 기판의 총 두께 분포라 산출하는, 기판 처리 장치.
  13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 기판의 총 두께 분포를 측정하는 총 두께 측정부를 구비하고,
    상기 총 두께 측정부는, 상기 기판 유지부에 유지된 상기 중합 기판의 표면의 높이와 이면의 높이를 측정하고, 상기 표면의 높이와 상기 이면의 높이와의 차분을 상기 중합 기판의 총 두께 분포라 산출하는, 기판 처리 장치.
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