TWI664670B - 基板處理系統、基板處理方法、程式及電腦記憶媒體 - Google Patents

基板處理系統、基板處理方法、程式及電腦記憶媒體 Download PDF

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Abstract

在基板處理系統中，效率佳地進行使基板薄化的處理。
晶圓處理系統(1)，係具有搬入搬出站(2)與處理站(3)。處理站(3)，係具有：粗研削裝置(30)，對晶圓(W)之背面進行粗研削；最後研削裝置(31)，對晶圓(W)之背面進行最後研削；損傷層去除裝置(32)，去除形成於晶圓(W)之背面的損傷層；支撐基板洗淨裝置(202)，洗淨支撐基板之背面；及晶圓搬送區域(50)，用於對各裝置搬送晶圓(W)。各裝置，係分別在垂直方向或水平方向自由地配置複數個。各裝置，係分別具備有將晶圓(W)收容於內部的殼體，且各自獨立在殼體內對晶圓(W)進行預定處理。

Description

基板處理系統、基板處理方法、程式及電腦記憶媒體
本發明，係關於在表面形成元件，且使對該表面接合有支撐基板之表面的基板薄化之基板處理系統、使用該基板處理系統之基板處理方法、程式及電腦記憶媒體。
近年來，由於應因半導體元件之小型化或輕量化之要求，在半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)中，對該晶圓之背面進行研削及研磨，從而進行使晶圓薄化，該半導體晶圓係在表面形成有複數個電子回路等之元件。
又，提出一種半導體元件之高積體化不斷演進，且將高積體化之複數個半導體元件疊層為3維即所謂的3維積體技術。在該3維積體技術中，係疊層有複數個晶圓，且經由形成於各晶圓之貫通電極(TSV：Through Silicon Via)，在上下疊層的晶圓間電性連接。在該情況下，當僅疊層晶圓時，由於藉由該晶圓之厚度所製造之半導體元件亦變厚，因此，進行使晶圓薄化。
像這樣的晶圓薄化，係以例如記載於專利文 獻1之平坦化加工裝置予以進行。在平坦化加工裝置中，係經由分隔壁予以區隔裝載/卸載平台室、研削加工平台室及研磨加工平台室3室。在研削加工平台室中，設置有具備3組夾頭座之1台分度型旋轉台。該些3組夾頭座，係指對晶圓進行裝載/卸載之夾頭座、進行晶圓之粗研削加工之夾頭座、進行晶圓之最後研削加工之夾頭座的3組夾頭座。在研磨加工平台室中，係設置有：臨時放置台平台，可載置2片或4片晶圓；3組研磨平台，對2片晶圓同時進行研磨加工；及1台分度型頭，被配置於該些臨時放置台平台與研磨平台之上面。且，在平坦化加工裝置中，依序進行粗研削加工、最後研削加工、研磨加工，從而使晶圓薄化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-165994號公報
然而，在記載於專利文獻1之平坦化加工裝置中，進行粗研削加工之夾頭座、進行最後研削加工之夾頭座、進行研磨加工之研磨平台，係被固定於裝置內，且無法增減該些個數。亦即，該些夾頭座與研磨平台之個數，係基於目前所使用之粗研削加工手段、最後研削加工手段、研磨加工手段，因應各加工所需的時間來予以設 置。因此，即使藉由例如技術革新提升加工手段例如研磨手段之性能，亦無法增加研磨平台之個數，且作為結果，無法使晶圓處理全體之生產率提升。
又，在粗研削加工手段、最後研削加工手段、研磨加工手段中的一加工手段發生異常，或在進行該加工手段之維修時，即使其他2個加工手段正常，亦必需使裝置全體停止。因此，產品的製造效率不佳。
如上述，記載於專利文獻1之平坦化加工裝置，係裝置構成之自由度低，且對於處理效率存在有改善的空間。
本發明，係有鑑於該點進行研究者，以在基板處理系統有效率地進行使基板薄化的處理為目的。
為了達成前述目的，本發明，係在表面形成有元件，且進一步使對該表面接合有支撐基板之表面的基板進行薄化的基板處理系統，其特徵係，具有：處理站，在基板進行預定處理；及搬入搬出站，可保有複數個基板且對前述處理站搬入搬出基板，前述處理站，係具有：研削裝置，對基板之背面進行研削；損傷層去除裝置，去除因前述研削裝置進行研削而形成於基板之背面的損傷層；洗淨裝置，在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，洗淨支撐基板的背面；及基板搬送區域，用於對前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置搬送基 板，前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置，係分別在垂直方向或水平方向自由地配置複數個，且前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置，係分別具備有將基板收容於內部的殼體且各自獨立在前述殼體內對基板進行預定處理。
根據本發明，可在一基板處理系統中，對複數個基板連續進行研削裝置中之基板背面的研削處理、損傷層去除裝置中之損傷層的去除處理及洗淨裝置中之支撐基板背面的洗淨處理。
又，在基板處理系統中，由於研削裝置、損傷層去除裝置及洗淨裝置係被構成分別在垂直方向或水平方向自由地配置複數個，因此，可任意設定該些裝置的個數。因此，因應例如所要求之產品的規格等，可改變研削裝置、損傷層去除裝置、洗淨裝置的個數，又亦可僅改變任一裝置之裝置構成。
並且，因為研削裝置、損傷層去除裝置及洗淨裝置係各自獨立進行預定處理，因此，即使在例如一裝置內對基板進行預定處理的期間，亦可在基板處理系統之外部拆卸其他裝置，又可在基板處理系統之內部設置其他裝置。因此，即使在例如一裝置發生異常或進行該裝置之維修時，亦不需使其他裝置停止，且不必使基板處理系統全體停止。
如上述，根據本發明之基板處理系統，可使裝置構成的自由度提升，且可效率佳地進行基板處理。
在前述基板搬送區域，係設置有保持基板而進行搬送的基板搬送裝置，前述基板搬送裝置，係亦可具有：第1搬送臂，搬送以前述洗淨裝置予以洗淨支撐基板之背面之前的基板；及第2搬送臂，搬送以前述洗淨裝置予以洗淨支撐基板之背面之後的基板。
前述研削裝置的壓力及前述損傷層去除裝置內的壓力，分別相對於前述基板搬送區域內的壓力為負壓力，前述洗淨裝置內的壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力亦可為正壓力。
前述損傷層去除裝置，係亦可以進行濕蝕刻、乾蝕刻或研磨的方式，去除前述損傷層。
前述洗淨裝置，係亦可對支撐基板之背面供給純水並加以洗淨。
前述基板處理系統，係亦可進一步具有其他洗淨裝置，其係在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，在以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面之前，洗淨基板之背面。
前述其他洗淨裝置內的壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力亦可為正壓力。
前述其他洗淨裝置，係亦可對基板之背面供給純水並加以洗淨。
前述基板處理系統，係亦可進一步具有反轉裝置，其係在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，在以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面之前，使基板 之表背面反轉。
在基板設置有從表面延伸於厚度方向的插塞，前述基板處理系統，係亦可進一步具有插塞露出裝置，其係在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，在以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面之前，使前述插塞露出。
前述插塞露出裝置，係亦可以進行濕蝕刻的方式，使前述插塞露出。
前述基板處理系統，係亦可進一步具有檢查裝置，其係檢查以前述研削裝置予以研削的基板、以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層的基板或以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面的基板。
前述基板處理系統，係亦可進一步具有控制裝置，其係基於前述檢查裝置之檢查結果，來修正前述研削裝置或前述損傷層去除裝置中的處理條件。
其他觀點之本發明，係在表面形成有元件，且進一步使對該表面接合有支撐基板之表面的基板進行薄化的基板處理方法，其特徵係，具有：研削工程，經由基板搬送區域將基板搬送至研削裝置，且在該研削裝置之殼體內對基板之背面進行研削；損傷層去除工程，然後，經由前述基板搬送區域，將基板搬送至損傷層去除裝置，且在該損傷層去除裝置之殼體內，去除在前述研削工程中形成於基板之背面的損傷層；及洗淨工程，然後，經由前述基板搬送區域將基板搬送至洗淨裝置，且在該洗淨裝置之 殼體內洗淨支撐基板的背面，對複數個基板連續進行前述研削工程、前述損傷層去除工程及前述洗淨工程，且前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置，係被構成分別在垂直方向或水平方向自由地配置複數個，前述研削工程、前述損傷層去除工程及前述洗淨工程，係分別選擇任意之前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置而予以進行。
在前述基板搬送區域，係設有具備保持基板而進行搬送之2個搬送臂的基板搬送裝置，而直至前述洗淨工程結束之基板的搬送，係藉由前述基板搬送裝置之第1搬送臂予以進行，而前述洗淨工程結束後之基板的搬送，係藉由前述基板搬送裝置之第2搬送臂予以進行。
前述研削裝置的壓力及前述損傷層去除裝置內的壓力，分別相對於前述基板搬送區域內的壓力為負壓力，前述洗淨裝置內的壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力亦可為正壓力。
在前述損傷層去除工程中，係亦可以進行濕蝕刻、乾蝕刻或研磨的方式，去除前述損傷層。
在前述洗淨工程中，係亦可對支撐基板之背面供給純水並加以洗淨。
前述洗淨方法，係亦可進一步具有其他洗淨工程，其係在前述損傷層去除工程之後且在前述洗淨工程之前，經由前述基板搬送區域，將基板搬送至其他洗淨裝置，並在該其他洗淨裝置之殼體內洗淨基板之背面。
前述其他洗淨裝置內的壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力亦可為正壓力。
在其他前述洗淨工程中，係亦可對基板之背面供給純水並加以洗淨。
前述洗淨方法，係亦可進一步具有反轉工程，其係在前述損傷層去除工程之後且在前述洗淨工程之前，經由前述基板搬送區域，將基板搬送至反轉裝置，並在該反轉裝置之殼體內使基板之表背面反轉。
在基板設置有從表面延伸於厚度方向的插塞，前述洗淨方法，係亦可進一步具有露出工程，其係在前述損傷層去除工程之後且在前述洗淨工程之前，經由前述基板搬送區域，將基板搬送至插塞露出裝置，並在該插塞露出裝置之殼體內使前述插塞露出。
在前述插塞露出裝置中，係亦可以進行濕蝕刻的方式，使前述插塞露出。
前述基板處理方法，係亦可進一步具有檢查工程，其係在前述研削工程之後、前述損傷層去除工程之後或前述洗淨工程之後，經由前述基板搬送區域，將基板搬送至檢查裝置，並在該檢查裝置檢查基板。
亦可基於前述檢查工程之檢查結果，修正前述研削工程或前述損傷層去除工程的處理條件。
根據其他觀點之本發明，係為了藉由基板處理系統執行前述基板處理方法，而提供一種在控制該基板處理系統之控制裝置的電腦上進行動作的程式。
另外，再根據其他觀點之本發明，係提供一種儲存前述程式的可讀取之電腦記憶媒體。
根據本發明，可使基板處理系統之裝置構成的自由度提升，且可在該基板處理系統中效率佳地進行使基板薄化的處理。
1‧‧‧晶圓處理系統
2‧‧‧搬入搬出站
3‧‧‧處理站
22‧‧‧晶圓搬送裝置
30‧‧‧粗研削裝置
30a‧‧‧殼體
31‧‧‧最後研削裝置
31a‧‧‧殼體
32‧‧‧損傷層去除裝置
32a‧‧‧殼體
33‧‧‧晶圓洗淨裝置
33a‧‧‧殼體
50‧‧‧晶圓搬送區域
51‧‧‧風扇過濾單元
52‧‧‧排氣口
60‧‧‧晶圓搬送裝置
61‧‧‧第1搬送臂
62‧‧‧第2搬送臂
70‧‧‧控制裝置
200‧‧‧插塞露出裝置
200a‧‧‧殼體
201‧‧‧反轉裝置
201a‧‧‧殼體
202‧‧‧支撐基板洗淨裝置
202a‧‧‧殼體
300‧‧‧檢查裝置
G1‧‧‧第1處理區塊
G2‧‧‧第2處理區塊
G3‧‧‧第3處理區塊
P‧‧‧插塞
S‧‧‧支撐基板
SA‧‧‧表面
SB‧‧‧表面
W‧‧‧晶圓
WA‧‧‧表面
WB‧‧‧表面
[圖1]表示本實施形態之晶圓處理系統之構成之概略的平面圖。
[圖2]表示本實施形態之晶圓處理系統之內部構成之概略的側視圖。
[圖3]表示本實施形態之晶圓處理系統之內部構成之概略的側視圖。
[圖4]晶圓與支撐基板之側視圖。
[圖5]在晶圓處理系統內所產生之氣流的說明圖。
[圖6]表示其他實施形態之晶圓處理系統之構成之概略的平面圖。
[圖7]表示其他實施形態之晶圓處理系統之構成之概略的平面圖。
[圖8]在其他實施形態中之插塞露出裝置所進行之處理的說明圖。
[圖9]在其他實施形態中之晶圓處理系統內所產生之氣流的說明圖。
[圖10]表示其他實施形態之晶圓處理系統之內部構成之概略的側視圖。
以下，說明本發明之實施形態。圖1，係表示作為本實施形態之基板處理系統之晶圓處理系統1之構成之概略的平面圖。圖2及圖3，係表示晶圓處理系統1之內部構成之概略的側視圖。
在晶圓處理系統1中，如圖4所示，使作為基板的晶圓W薄化。晶圓W，係經由黏著劑G與支撐基板S接合。該支撐基板S，係在晶圓處理系統1中為了在使晶圓W薄化之後修正該晶圓W而設。在支撐基板S，係使用例如晶圓或玻璃基板等各種基板。另外，在支撐基板S中，將與後述之晶圓W之表面WA接合的接合面稱為表面SA，將與該表面SA相反側的面稱為背面SB。
在晶圓W之表面WA，係形成有例如複數個電子回路等之元件。表面WA，係經由黏著劑G而被接合於支撐基板S之表面SA的接合面，且藉由該黏著劑G保護表面WA之元件。且，在晶圓處理系統1中，對晶圓W之背面WB進行研削等之預定處理，從而使該晶圓W薄化。在本實施形態中，例如300μm~700μm之厚度的晶圓W係在晶圓處理系統1中被薄化至100μm以下的厚度。
另外，如此一來，晶圓W係被支撐於支撐基板S，在下述說明中，有將支撐於支撐基板S之晶圓W僅稱作為「晶圓W」的情形。
晶圓處理系統1，係如圖1所示，具有一體連接搬入搬出站2與處理站3之構成，該搬入搬出站2，係在例如與外部之間搬入搬出可收容複數個晶圓W的匣盒C，該處理站3，係具備有對晶圓W施予預定處理的各種處理裝置。
在搬入搬出站2，設有匣盒載置台10。在匣盒載置台10中設有複數個例如4個匣盒載置板11。匣盒載置板11，係於X方向(圖1中的上下方向)成一列並排配置。在該些之匣盒載置板11中，係能夠在對晶圓處理系統1之外部搬入搬出匣盒C時，載置匣盒C。如此一來，搬入搬出站2，係構成為可保有複數個晶圓W。另外，匣盒載置板11之個數並不限定於本實施形態，可任意決定。
在搬入搬出站2，鄰接於匣盒載置台10設有晶圓搬送部20。在晶圓搬送部20，設有在延伸於X方向之搬送路徑21上移動自如的晶圓搬送裝置22。晶圓搬送裝置22，係亦可在垂直方向及垂直軸周圍(θ方向)移動自如，且能夠在各匣盒載置板11上的匣盒C與後述之處理站3之第3處理區塊G3的移轉裝置40、41之間，搬送晶圓W。亦即，搬入搬出站2，係構成為可對處理站3搬入搬出晶圓W。
另外，在晶圓搬送裝置22，係設有調節晶圓W之位置的位置調節機構(未圖示)。藉由該位置調節機構，一邊檢測晶圓W之槽口部的位置一邊調節該晶圓W之朝向，且使晶圓W置中對齊。
在處理站3，設有具備各種處理裝置之複數個例如3個處理區塊G1、G2、G3。在例如處理站3之X方向正方向側，設有第1處理區塊G1，在處理站3之X方向負方向側，設有第2處理區塊G2。又，在處理站3之搬入搬出站2側(Y方向負方向側)，設有第3處理區塊G3。
在第1處理區塊G1與第2處理區塊G2，設有：粗研削裝置30，對晶圓W之背面WB進行粗研削；最後研削裝置31，對已粗研削之晶圓W的背面WB進行最後研削；損傷層去除裝置32，去除因粗研削及最後研削而形成於晶圓W之背面WB的損傷層；及晶圓洗淨裝置33，作為洗淨已去除損傷層之晶圓W之背面WB的其他洗淨裝置。
在第1處理區塊G1中，係從搬入搬出站2側起依序在Y方向並列配置有例如3個粗研削裝置30與1個最後研削裝置31。在第2處理區塊G2中，係從搬入搬出站2側起依序在Y方向並列配置有例如1個晶圓洗淨裝置33、1個損傷層去除裝置32與2個最後研削裝置31。
另外，粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32、晶圓洗淨裝置33之個數，係可任意進 行設定。在本實施形態中，係將晶圓處理系統1中之晶圓W的處理能力(工時)設定成例如30片/小時。且，在粗研削裝置30與最後研削裝置31之處理能力分別為例如10片/小時的情況下，分別設有3個該些粗研削裝置30與最後研削裝置31。又，在損傷層去除裝置32與晶圓洗淨裝置33之處理能力分別為例如10片/小時的況下，分別設有1個該些損傷層去除裝置32與晶圓洗淨裝置33。
另外，粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32、晶圓洗淨裝置33之配置，係可任意進行設定。在本實施形態中，雖係在水平方向並列配置該些粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32、晶圓洗淨裝置33，但，亦可在垂直方向疊層配置。
在第3處理區塊G3中，係如圖2所示，從下面起呈2段式依序設有晶圓W之移轉裝置40、41。
如圖1所示，在第1處理區塊G1~第3處理區塊G3所包圍的區域中，形成有作為基板搬送區域之晶圓搬送區域50。如圖2及圖3所示，在晶圓搬送區域50之頂板面，設有風扇過濾單元51(FFU：Fan Filter Unit)。又，在晶圓搬送區域50之底面，形成有對該晶圓搬送區域50之內部的環境進行排氣的排氣口52。在排氣口52，連接有與例如真空泵等之負壓產生裝置53連通的排氣管54。藉由該構成，在晶圓搬送區域50之內部，形成有從風扇過濾單元51朝向排氣口52的下降氣流(降流)。
在晶圓搬送區域50，配置有作為基板搬送裝置之晶圓搬送裝置60。晶圓搬送裝置60，係能夠在晶圓搬送區域50內移動，且將晶圓W搬送至周圍之第1處理區塊G1、第2處理區塊G2及第3處理區塊G3內的預定裝置。
晶圓搬送裝置60，係具有2個搬送臂61、62。第1搬送臂61，係如後述，搬送在晶圓洗淨裝置33所洗淨前的晶圓W。第2搬送臂62，係如後述，搬送在晶圓洗淨裝置33所洗淨後的晶圓W。該些搬送臂61、62，係能夠保持晶圓W之背面WB的外周部，且水平地保持該晶圓W。另外，第1搬送臂61，係為了搬送洗淨液前之髒污的晶圓W而亦可保持晶圓W之背面WB的任一位置，例如亦可保持背面WB之中心部。
另外，在晶圓搬送裝置60，係設有調節晶圓W之位置的位置調節機構(未圖示)。藉由該位置調節機構，一邊檢測晶圓W之槽口部的位置一邊調節該晶圓W之朝向，且使晶圓W置中對齊。
在搬送臂61、62之基端部，設有支臂驅動部63。藉由該支臂驅動部63，各搬送臂61、62可獨立在水平方向上移動。支臂驅動部63，係被支撐於基座64。在基座64，設有移動機構(未圖示)，且構成為藉由該移動機構使搬送臂61、62升降自如，又，構成為沿垂直軸旋轉自如。
接下來，說明配置於圖1所示之上述處理站3 之各裝置30~33的構成。
粗研削裝置30，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體30a。在殼體30a之晶圓搬送區域50側的側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口30b，在搬入搬出口30b設有開關閘門30c。
在粗研削裝置30之殼體30a內，在使保持於例如卡盤之晶圓W的背面WB抵接於研磨輪的狀態下，以分別使卡盤與研磨輪旋轉的方式，對背面WB進行研削。又，此時，研磨液例如水會被供給至晶圓W之背面WB。另外，粗研削裝置30之殼體30a內之構成並不限定於本實施形態，可採取各種構成。
最後研削裝置31，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體31a。在殼體31a之晶圓搬送區域50側的側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口31b，在搬入搬出口31b設有開關閘門31c。
最後研削裝置31之構成，雖係與粗研削裝置30之構成大致相同，但最後研削裝置31中之研磨輪的粒度係小於粗研削裝置30之研磨輪的粒度。且，在最後研削裝置31之殼體31a內，係在一邊對被保持於例如卡盤之晶圓W的背面WB供給研磨液，一邊使背面WB抵接於研磨輪的狀態下，以分別使卡盤與研磨輪旋轉的方式，對背面WB進行研削。
損傷層去除裝置32，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體32a。在殼體32a之晶圓搬送區域50側的側 面，係形成有晶圓W之搬入搬出口32b，在搬入搬出口32b設有開關閘門32c。
在損傷層去除裝置32之殼體32a內，係使用混合了氟化氫(HF)與亞硝酸(HNO2)之處理液進行濕蝕刻。且，在損傷層去除裝置32中，去除在最後研削裝置31所形成於晶圓W之背面WB的損傷層。另外，損傷層去除裝置32之殼體32a內之構成，係只要是進行濕蝕刻的構成，則可採取各種構成。在本實施形態中，係採用一般之濕蝕刻的構成，省略其詳細說明。
晶圓洗淨裝置33，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體33a。在殼體33a之晶圓搬送區域50側的側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口33b，在搬入搬出口33b設有開關閘門33c。
晶圓洗淨裝置33之殼體33a內，係一邊使保持於例如旋轉夾盤的晶圓W旋轉，一邊對該晶圓W之背面WB上供給純水。如此一來，所供給之純水會在晶圓W之背面WB上擴散，從而洗淨背面WB。另外，該晶圓洗淨裝置33之殼體33a內之構成，係可採取各種構成。在本實施形態中，係使用例如在光微影工程之塗佈顯像處理裝置所使用之高清淨度的洗淨裝置，例如記載於日本特開2008-034437號公報的洗淨裝置。
在以上之晶圓處理系統1，係如圖1所示，設有控制裝置70。控制裝置70係例如為電腦，具有程式儲存部(未圖示)。在程式儲存部中，儲存有控制晶圓處理 系統1之晶圓W之處理的程式。又，在程式儲存部中，亦儲存有用於控制上述各種處理裝置或搬送裝置等之驅動系統的動作並實現晶圓處理系統1之後述晶圓處理的程式。此外，前述程式係記錄於例如電腦可讀取之硬碟(HD)、軟碟片(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等之電腦可讀取之記憶媒體H者，亦可為由其記憶媒體H安裝於控制裝置70者。
接下來，在如上述所構成之晶圓處理系統1中，進行晶圓W之薄化處理時，基於圖5說明在該晶圓處理系統1內所產生的氣流。另外，圖5中之箭頭，係表示氣流的方向。
在晶圓處理系統1中，晶圓洗淨裝置33內之壓力將成為最高壓。因此，晶圓洗淨裝置33內之壓力，相對於晶圓搬送區域50內之壓力係正壓力，且當打開晶圓洗淨裝置33之開關閘門33c時，會產生從晶圓洗淨裝置33朝向晶圓搬送區域50之氣流。
又，晶圓搬送區域50內之壓力，相對於粗研削裝置30內之壓力、最後研削裝置31內之壓力及損傷層去除裝置32內之壓力係正壓力。因此，當分別打開各開關閘門30c、31c、32c時，會產生從晶圓搬送區域50朝向粗研削裝置30、最後研削裝置31及損傷層去除裝置32之氣流。
首先，收容了複數片晶圓W之匣盒C，係被載置於搬入搬出站2之預定的匣盒載置板11。然後，藉 由晶圓搬送裝置22取出匣盒C內之晶圓W，且搬送至處理站3之第3處理區塊G3之移轉裝置40。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至粗研削裝置30。此時，在3個粗研削裝置30中選擇任意之粗研削裝置30予以搬送。粗研削裝置30，係在一邊對被保持於卡盤之晶圓W的背面WB供給研磨液，一邊使背面WB抵接於研磨輪的狀態下，以分別使卡盤與研磨輪旋轉的方式，對背面WB進行研削。該粗研削裝置30之研磨量，係因應薄化前之晶圓W的厚度與薄化後所要求之晶圓W的厚度而加以設定。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至最後研削裝置31。此時，在3個最後研削裝置31中選擇任意之最後研削裝置31予以搬送。最後研削裝置31，係在一邊對被保持於卡盤之晶圓W的背面WB供給研磨液，一邊使背面WB抵接於研磨輪的狀態下，以分別使卡盤與研磨輪旋轉的方式，對背面WB進行研削。此時，晶圓W，係被研削至作為產品所要求之薄化後的厚度。另外，在以最後研削裝置31予以最後研削之晶圓W的背面WB，係形成有例如厚度約1μm的損傷層。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至損傷層去除裝置32。在損傷層去除裝置32，係對晶圓W之背面WB進行濕蝕刻，且如上述，去除以最後研削裝置31所形成於晶圓W之背面WB的損傷層。如上述，以去除損傷層的方式，可使已薄化的晶圓W難以破裂，亦即可抑制晶圓W之抗彎強度下降。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至晶圓洗淨裝置33。在晶圓洗淨裝置33，係一邊使保持於旋轉夾盤的晶圓W旋轉，一邊對該晶圓W之背面WB上供給純水。如此一來，所供給之純水會在晶圓W之背面WB上擴散，從而洗淨背面WB。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第2搬送臂62，被搬送至移轉裝置41。然後，晶圓W，係藉由搬入搬出站2之晶圓搬送裝置22，被搬送至預定之匣盒載置板11的匣盒C。如此一來，晶圓處理系統1中之一連串的晶圓處理結束。
根據上述之實施形態，能夠在一晶圓處理系統1中，對複數個晶圓W連續進行粗研削裝置30中之晶圓W之背面WB的粗研削處理、最後研削裝置31中之背面WB的最後研削處理、損傷層去除裝置32中之損傷層的去除處理及晶圓洗淨裝置33中之背面WB的洗淨處理。
又，在晶圓處理系統1中，由於粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32及晶圓洗淨裝置33係被構成為分別在垂直方向或水平方向自由地配置複數個，因此，可任意設定該些裝置30~33的個數。因此，因應例如所要求之產品的規格等，可改變粗研削裝置 30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32及晶圓洗淨裝置33的個數。又，亦可僅改變任一裝置30~33之裝置構成。
並且，因為粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32及晶圓洗淨裝置33，係可各自獨立進行預定處理，因此，即使在例如一裝置內對晶圓W進行預定處理的期間，亦能夠在晶圓處理系統1之外部拆卸其他裝置，又可在晶圓處理系統1之內部設置其他裝置。因此，即使在例如一裝置發生異常或進行該裝置之維修時，亦不需使其他裝置停止，且不必使晶圓處理系統1全體停止。
如上述，根據本發明之晶圓處理系統1，可使裝置構成的自由度提升，且可效率佳地進行晶圓處理。
又，在晶圓搬送裝置60中，第1搬送臂61，係用於搬送在晶圓洗淨裝置33所洗淨前之晶圓W的搬送臂，第2搬送臂62，係用於搬送在晶圓洗淨裝置33所洗淨後之晶圓W的搬送臂。如此一來，洗淨前之髒污的晶圓W與洗淨後之乾淨的晶圓W，係分別以搬送臂61、62予以搬送，因此，可抑制附著於一晶圓W的微粒例如在粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32所產生的研磨氣體等附著於其他晶圓W。因此，可更適當地進行晶圓處理。
又，由於晶圓洗淨裝置33內之壓力相對於晶圓搬送區域50內之壓力係正壓力，因此，會產生從晶圓洗淨裝置33朝向晶圓搬送區域50之氣流。換言之，晶圓搬送區域50內之環境不會流入晶圓洗淨裝置33內，且微粒等不會流入晶圓洗淨裝置33內。因此，能夠清淨地維持晶圓洗淨裝置33內的環境，且可適當地進行該晶圓洗淨裝置33中之晶圓W之背面WB的洗淨。
又，由於晶圓搬送區域50內之壓力相對於粗研削裝置30內之壓力及最後研削裝置31內之壓力係正壓力，因此，會產生從晶圓搬送區域50朝向粗研削裝置30及最後研削裝置31之氣流。換言之，粗研削裝置30及最後研削裝置31內之環境不會流入晶圓搬送區域50內，且研磨氣體等之微粒不會流入至晶圓搬送區域50內。
且，由於晶圓搬送區域50內之壓力相對於損傷層去除裝置32內之壓力係正壓力，因此，會產生從晶圓搬送區域50朝向損傷層去除裝置32之氣流。換言之，損傷層去除裝置32內之環境不會流入晶圓搬送區域50內，且在損傷層去除裝置32所使用的處理液不會飛散至晶圓搬送區域50內。
如上述，因為在晶圓處理系統1中可適當地控制氣流，因此，可更適當地進行晶圓處理。
又，在晶圓洗淨裝置33中，係使用如例如在光微影工程之塗佈顯像處理裝置所使用之高清淨度的洗淨裝置，因此，可以高清淨度洗淨晶圓W之背面WB。在此，以晶圓處理系統1所薄化之晶圓W，係接下來進行形成貫通電極等的後處理。在該後處理中，雖為了形成貫通 電極之貫通孔而在晶圓W進行微影處理，但，由於在形成貫通孔時高精度係必需的，因此，在進行預定處理之前，以高清淨度洗淨晶圓W。關於該點，由於在晶圓處理系統1之晶圓洗淨裝置33中能夠以高清淨度洗淨晶圓W，因此，能夠減輕後續的處理負擔，且能夠使產品的製造效率提升。
在上述之實施形態的晶圓處理系統1中，雖係在損傷層去除裝置32進行濕蝕刻，但只要是去除損傷層的處理，則不限定於此。
亦可在損傷層去除裝置32中對例如晶圓W之背面WB進行研磨。作為該研磨，係亦可進行使用包含有二氧化矽(SiO2)等之研磨粒之處理液(漿料)的化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)，或亦可進行不使用處理液之乾式的乾式研磨。即使以任一方法進行研磨，亦可去除晶圓W之背面WB的損傷層。另外，在損傷層去除裝置32之殼體32a之內部的構成，係能夠採用進行該些化學機械研磨或乾式研磨之一般的構成，而省略其詳細說明。
又，亦可在損傷層去除裝置32進行例如乾蝕刻。另外，在損傷層去除裝置32之殼體32a之內部的構成，係能夠採用進行乾蝕刻之一般的構成，而省略其詳細說明。
在該情況下，在損傷層去除裝置32之殼體32a內，於真空環境下進行預定之蝕刻處理。因此，如圖 6所示，在晶圓搬送區域50與損傷層去除裝置32之間，設有可將內部環境切換成大氣環境與真空環境的真空隔絕裝置100。真空隔絕裝置100，係經由閘閥101被連接於晶圓搬送區域50，且經由閘閥102被連接於損傷層去除裝置32。即使在該損傷層去除裝置32中，亦可對晶圓W之背面WB進行乾蝕刻，從而去除該背面WB的損傷層。
上述之實施形態的晶圓處理系統1，係如圖7所示，亦可進一步具有：插塞露出裝置200，使設於晶圓W的插塞露出；反轉裝置201，使晶圓W之表背面反轉；及支撐基板洗淨裝置202，洗淨支撐基板S之背面SB。在該情況下，在第1處理區塊G1中，係從搬入搬出站2側起依序在Y方向並列配置有例如3個粗研削裝置30與3個最後研削裝置31。在第2處理區塊G2中，係從搬入搬出站2側起依序在Y方向並列配置有例如1個支撐基板洗淨裝置202、1個反轉裝置201、1個晶圓洗淨裝置33、1個插塞露出裝置200、1個損傷層去除裝置32。
另外，粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32、晶圓洗淨裝置33、插塞露出裝置200、反轉裝置201、支撐基板洗淨裝置202之個數，係可任意進行設定。又，該些裝置之配置亦可任意進行設定，且在本實施形態中雖係在水平方向並列配置，但，亦可在垂直方向疊層配置。
插塞露出裝置200，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體200a。在殼體200a之晶圓搬送區域50側的 側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口200b，在搬入搬出口200b設有開關閘門200c。
在此，如圖8所示，有在晶圓W設有插塞P的情形，該插塞P係從表面WA往厚度方向。插塞P，係在以粗研削裝置30與最後研削裝置31研削晶圓W之背面WB的時間點，嚴格來說未露出於背面WB。在粗研削裝置30與最後研削裝置31中，以研磨輪對背面WB進行研削且使插塞P露出時，有因研磨輪而造成插塞P受到損傷之虞。因此，藉由插塞露出裝置200中之處理，予以削薄晶圓W之背面WB(圖8之虛線)，從而使插塞P從該背面WB露出。
具體而言，在插塞露出裝置200之殼體200a內，係使用例如鹼性之處理液進行濕蝕刻。且，在插塞露出裝置200中，係如上述將晶圓W之背面WB削薄，並使插塞P從該背面WB露出。另外，插塞露出裝置200之殼體200a內之構成，係只要是進行濕蝕刻的構成，則可採取各種構成。在本實施形態中，係採用一般之濕蝕刻的構成，省略其詳細說明。
反轉裝置201，係具有可將晶圓W收容於內部的殼體201a。在殼體201a之晶圓搬送區域50側的側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口201b，在搬入搬出口201b設有開關閘門201c。
在反轉裝置201之殼體201a內，係保持例如晶圓W之外周部並沿水平軸旋轉180度，使晶圓W之表 背面反轉。亦即，在反轉裝置201中，係以使支撐基板S之背面SB朝向上方，且使晶圓W之背面WB朝向下方的方式，予以反轉晶圓W之表背面。
支撐基板洗淨裝置202，係具有可將晶圓W(支撐基板S)收容於內部的殼體202a。在殼體202a之晶圓搬送區域50側的側面，係形成有晶圓W之搬入搬出口202b，在搬入搬出口202b設有開關閘門202c。例如在粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32所產生之研磨氣體，係有迴繞晶圓W並附著於支撐基板S之背面SB的情形，且在支撐基板洗淨裝置202中，予以洗淨該支撐基板S之背面SB。
在支撐基板洗淨裝置202之殼體202a內，係一邊使例如晶圓W(支撐基板S)旋轉，一邊對支撐基板S之背面SB上供給純水，且使具備有例如毛刷之擦洗洗淨具抵接於該背面SB。如此一來，藉由純水與擦洗洗淨具，予以洗淨支撐基板S之背面SB。另外，該支撐基板洗淨裝置202之殼體202a內之構成，係可採取各種構成。在本實施形態中，係採用一般之擦洗洗淨裝置的構成，省略其詳細說明。
接下來，說明圖7所示之晶圓處理系統1中之晶圓W的薄化處理。如上述實施形態所說明，晶圓W被搬送至粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32，且在各裝置中進行預定處理。
以損傷層去除裝置32去除損傷層之晶圓W， 係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61被搬送至插塞露出裝置200。在插塞露出裝置200中，係對晶圓W之背面WB進行濕蝕刻，並如上述予以削薄晶圓W之背面WB，從而使插塞P從該背面WB露出。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至晶圓洗淨裝置33，且藉由純水予以洗淨晶W之背面WB。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至反轉裝置201。在反轉裝置201中，晶圓W之表背面被反轉，且使支撐基板S之背面SB朝向上方。
在此，在上述實施形態中，以晶圓洗淨裝置33予以洗淨背面WB的晶圓W，雖係藉由晶圓搬送裝置60之第2搬送臂62予以搬送，但，在本實施形態中，係藉由第1搬送臂61予以搬送。本實施形態，係在後續之支撐基板洗淨裝置202中，予以洗淨支撐基板S之背面SB，且以晶圓洗淨裝置33洗淨後的晶圓W未被污染。因此，在將晶圓W從晶圓洗淨裝置33搬送至反轉裝置201時，使用第1搬送臂61。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之第1搬送臂61，被搬送至支撐基板洗淨裝置202。在支撐基板洗淨裝置202中，係藉由純水與擦洗洗淨具，予以洗淨支撐基板S之背面SB。
接下來，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60之 第2搬送臂62，被搬送至移轉裝置41。然後，晶圓W，係藉由搬入搬出站2之晶圓搬送裝置22，被搬送至預定之匣盒載置板11的匣盒C。如此一來，晶圓處理系統1中之一連串的晶圓處理結束。
即使在本實施形態中，亦可享有與上述實施形態相同的效果。亦即，根據晶圓處理系統1，由於獨立設有粗研削裝置30、最後研削裝置31、損傷層去除裝置32、插塞露出裝置200、晶圓洗淨裝置33、反轉裝置201、及支撐基板洗淨裝置202，因此，可在該些裝置中連續進行預定處理，且能夠使裝置構成之自由度提升，且能夠效率佳地進行晶圓處理。
又，在晶圓搬送裝置60中，第1搬送臂61，係用於搬送以支撐基板洗淨裝置202所洗淨前之晶圓W的搬送臂，第2搬送臂62，係用於搬送以支撐基板洗淨裝置202所洗淨後之晶圓W的搬送臂。如此一來，洗淨前之髒污的晶圓W與洗淨後之乾淨的晶圓W，係分別以搬送臂61、62予以搬送，因此，可抑制已附著於一晶圓W之微粒附著於其他晶圓W。因此，能夠更適當地進行晶圓處理。
接下來，在圖7所示的晶圓處理系統1中，進行晶圓W之薄化處理時，基於圖9說明在該晶圓處理系統1內所產生的氣流。另外，圖9中之箭頭，係表示氣流的方向。
反轉裝置201內之壓力與支撐基板洗淨裝置 202之壓力，分別相對於晶圓搬送區域50內之壓力係正壓力。因此，當分別打開各開關閘門201c及202c時，會產生從反轉裝置201及支撐基板洗淨裝置202朝向晶圓搬送區域50的氣流。該壓力關係，係與圖5所示之晶圓洗淨裝置33與晶圓搬送區域50的壓力關係相同。在該情況下，晶圓搬送區域50內之環境不會流入反轉裝置201內與支撐基板洗淨裝置202內，且微粒等不會流入反轉裝置201內與支撐基板洗淨裝置202內。因此，能夠清淨地維持反轉裝置201內與支撐基板洗淨裝置202內的環境，且能夠適當地進行該反轉裝置201中之晶圓W的反轉處理及支撐基板洗淨裝置202中之支撐基板S之背面SB的洗淨。
又，晶圓搬送區域50內之壓力，相對於插塞露出裝置200內之壓力係正壓力。因此，當打開開關閘門200c時，會產生從晶圓搬送區域50朝向插塞露出裝置200的氣流。該壓力關係，係與圖5所示之粗研削裝置30、最後研削裝置31及損傷層去除裝置32與晶圓搬送區域50的壓力關係相同。在該情況下，插塞露出裝置200內之環境不會流入晶圓搬送區域50內，且在插塞露出裝置200所使用的處理液不會飛散至晶圓搬送區域50內。
另外，在上述之實施形態的晶圓處理系統1中，存在有以進行例如損傷層去除裝置32中之損傷層的去除處理(例如濕蝕刻)或插塞露出裝置200中之插塞的露出處理(例如濕蝕刻)的方式，來予以適當地洗淨晶圓 W之背面WB的情形。在該情況下，係亦可省略晶圓洗淨裝置33，且省略該晶圓洗淨裝置33中之晶圓W之背面WB的洗淨處理。
又，在上述之實施形態的晶圓處理系統1中，係存在有藉由例如損傷層去除裝置32使插塞P露出的情形。又，亦有根據產品之規格而不需使插塞P一開始就露出的情形。在該情況下，係亦可省略插塞露出裝置200，且省略該插塞露出裝置200中之插塞P的露出處理。
上述之實施形態的晶圓處理系統1，係如圖10所示，亦可具有檢測薄化後之晶圓W的檢查裝置300。檢查裝置300，係被配置於例如第3處理區塊G3之最上層。
在檢查裝置300中，係使用例如雷射位移計，從而測定晶圓W之厚度與晶圓W之背面WB的表面粗度。另外，晶圓W之厚度與背面WB之表面粗度的測定，並不限定於使用雷射光的測定方法，可採取各種方法。又，檢查裝置300，係亦可檢查晶圓W之外觀。
檢查裝置300，係能夠以各種時序檢查晶圓W。例如檢查裝置300，係能夠檢查以最後研削裝置31予以研削背面WB的晶圓W、以損傷層去除裝置32予以去除損傷層的晶圓W、以插塞露出裝置200使插塞P露出的晶圓W、以晶圓洗淨裝置33予以洗淨背面WB的晶圓W、以支撐基板洗淨裝置202予以洗淨支撐基板S之背面 SB的晶圓W等。
例如在檢查最後研削裝置31中之處理後的晶圓W時，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60被搬送至檢查裝置300。且，在檢查裝置300中進行晶圓W之檢查的結果，例如在晶圓W之厚度未形成為所期望的厚度時，係藉由控制裝置70予以修正粗研削裝置30與最後研削裝置31中的處理條件。具體而言，例如交換粗研削裝置30與最後研削裝置31之研磨輪，或調節研磨輪與卡盤的平行度。
又，在檢查例如損傷層去除裝置32中之後處理的晶圓W或插塞露出裝置200中之處理後的晶圓W時，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60被搬送至檢查裝置300。且，在檢查裝置300中進行晶圓W之檢查的結果，例如在晶圓W之背面WB的表面粗度未形成為所期望的表面粗度時，係藉由控制裝置70予以修正損傷層去除裝置32與插塞露出裝置200中的處理條件。具體而言，例如交換在損傷層去除裝置32或插塞露出裝置200所使用的處理液，或調節處理時間。
又，在檢查例如以晶圓洗淨裝置33予以洗淨後的晶圓W或以支撐基板洗淨裝置202予以洗淨後的晶圓W時，晶圓W，係藉由晶圓搬送裝置60被搬送至檢查裝置300。且，在檢查裝置300中進行晶圓W之檢查的結果，例如在晶圓W之厚度未形成為所期望的厚度時，係藉由控制裝置70予以修正粗研削裝置30與最後研削裝置 31中的處理條件。又，例如在晶圓W之背面WB的表面粗度未形成為所期望的表面粗度時，係藉由控制裝置70予以修正損傷層去除裝置32中的處理條件。
根據本實施形態，可基於檢查裝置300之檢查結果，分別反饋控制粗研削裝置30之處理條件、最後研削裝置31之處理條件、損傷層去除裝置32或插塞露出裝置200之處理條件，因此，之後，能夠更適當地進行在晶圓處理系統1所進行的晶圓處理。
另外，在上述之實施形態中，雖說明了在晶圓處理系統1使晶圓W薄化至例如100μm以下之厚度的情形，但，在該晶圓處理系統1中，可使晶圓W薄化成任意厚度。例如薄化後所要求的厚度比較大時，例如為100μm~200μm的情況下，在晶圓W黏貼保護帶來代替支撐基板S。
以上，雖參閱添附圖面說明了本發明之合適的實施形態，但本發明係不限定於該些例子。若為所屬技術領域中具有通常知識者，於申請專利範圍所記載之思想範圍內，可想到之各種變形例或修正例係顯而易見的，關於該些當然亦屬於本發明之技術範圍者。

Claims (8)

  1. 一種基板處理系統，係在表面形成有元件，且進一步使對該表面接合有支撐基板之表面的基板進行薄化，其特徵係，具有：處理站，在基板進行預定處理；及搬入搬出站，可保有複數個基板且對前述處理站搬入搬出基板，前述處理站，係具有：研削裝置，對基板之背面進行研削；損傷層去除裝置，去除因前述研削裝置進行研削而形成於基板之背面的損傷層；洗淨裝置，在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，洗淨支撐基板的背面；及基板搬送區域，用於對前述研削裝置、前述損傷層去除裝置及前述洗淨裝置搬送基板，前述研削裝置之壓力及前述損傷層去除裝置內之壓力，分別相對於前述基板搬送區域內的壓力係負壓力，前述洗淨裝置內之壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力係正壓力。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理系統，其中，在前述基板搬送區域，設置有保持基板而進行搬送的基板搬送裝置，前述基板搬送裝置，係具有：第1搬送臂，搬送以前述洗淨裝置予以洗淨支撐基板之背面之前的基板；及第2搬送臂，搬送以前述洗淨裝置予以洗淨支撐基板之背面之後的基板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理系統，其中，前述損傷層去除裝置，係以進行濕蝕刻、乾蝕刻或研磨的方式，去除前述損傷層。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理系統，其中，前述洗淨裝置，係對支撐基板之背面供給純水並加以洗淨。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理系統，其中，更具有其他洗淨裝置，其係在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，在以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面之前，洗淨基板之背面。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理系統，其中，前述其他洗淨裝置內之壓力，相對於前述基板搬送區域內的壓力係正壓力。
  7. 如申請專利範圍第5項之基板處理系統，其中，前述其他洗淨裝置，係對基板之背面供給純水並加以洗淨。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理系統，其中，更具有反轉裝置，其係在以前述損傷層去除裝置去除前述損傷層之後，在以前述洗淨裝置洗淨支撐基板之背面之前，使基板之表背面反轉。
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