TWI806935B - 基板處理系統、基板處理方法、基板處理程式及電腦記錄媒體 - Google Patents

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TWI806935B TW107143370A TW107143370A TWI806935B TW I806935 B TWI806935 B TW I806935B TW 107143370 A TW107143370 A TW 107143370A TW 107143370 A TW107143370 A TW 107143370A TW I806935 B TWI806935 B TW I806935B
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之課題為：在將於非加工面設有保護材之基板的加工面加以研磨而加工時，使每片基板的研磨量固定，而適當地研磨基板。
依本發明之基板處理方法，係在將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工，並測定保護材的厚度。其後，基於所測得之保護材的厚度，而計算第一研磨處理程序中的第一研磨量，俾使第一研磨處理程序之後的第二研磨處理程序中的第二研磨量於每片基板中為固定。

Description

基板處理系統、基板處理方法、基板處理程式及電腦記錄媒體
本發明係關於一種將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工之基板處理系統、使用該基板處理系統的基板處理方法、程式及電腦記錄媒體。
近年來，在半導體元件的製程中，對於在表面形成有複數電子電路等元件的半導體晶圓(以下，稱為晶圓)，已有人進行該晶圓之背面的研磨，而使晶圓薄化。又，例如，如專利文獻1及專利文獻2所述，在研磨前之晶圓的表面設有作為保護元件的保護材，例如保護膠帶。
晶圓之背面的研磨，係使用例如專利文獻1或專利文獻2所述之研磨裝置而進行。研磨裝置，例如包含：夾頭，固持晶圓的表面並自由旋轉；及研磨輪，呈環狀且能自由旋轉，包含研磨固持於夾頭之晶圓背面的研磨磨石。接著，在此研磨裝置中，依序對於晶圓的背面進行粗研磨及精研磨。具體而言，在各研 磨程序中，係藉由一邊使夾頭(晶圓)及研磨輪(研磨磨石)旋轉，一邊使研磨磨石接觸於晶圓的背面，以研磨該晶圓的背面。又，此研磨中，係藉由厚度量規測定晶圓的厚度，而將晶圓精加工至目標厚度。
又，例如，專利文獻2中記載了上述厚度量規為接觸式的量規，包含基準側高度規及晶圓側高度規，並基於從晶圓側高度規之測定值減去基準側高度規之測定值所得到的值，而測定晶圓的厚度。此情況下，由於在晶圓的表面貼附有保護膠帶，故保護膠帶的厚度亦被計算進晶圓的厚度中。
再者，例如專利文獻2中，記載了在精研磨中使用非接觸式的精厚度測定裝置。精厚度測定裝置包含複數厚度感測器，並在複數點測定晶圓的厚度。此情況下，測定未含保護膠帶僅有晶圓的厚度。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2012-187654號公報
[專利文獻2] 日本特開2008-264913號公報
此外，有時保護膠帶之厚度因每片晶圓而異。此情況下，若如同以往，在粗研磨使用接觸式的厚度量規，測定晶圓及保護膠帶的整體厚度，並在精研磨 使用非接觸式的厚度量規，測定晶圓的厚度，則在粗研磨及精研磨的研磨量亦因每片晶圓而異。
在使用接觸式的厚度量規，一邊測定包含晶圓厚度及保護膠帶厚度的整體厚度一邊進行研磨的情況下，若保護膠帶的厚度於每片晶圓中不同，相當於研磨後的各晶圓的厚度亦不同。如此一來，其後，為了將不同厚度之晶圓研磨成相同厚度，在之後研磨時的研磨量亦因每片晶圓而異。
這般研磨量相異之情形並不理想。特別是在精研磨時，由於將晶圓研磨至最終的精厚度，必需嚴密地控制其研磨量，故不論保護膠帶之厚度的差異量如何，必需使研磨量固定。
本發明係鑑於上述情況而完成者，其目的為：在將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行研磨而加工時，使每片基板的研磨量固定，而適當地研磨基板。
解決上述課題之本發明的一態樣，係一種基板處理系統，將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工，包含：研磨部，以複數程序研磨該基板的加工面；保護材厚度測定部，在以該研磨部研磨該基板的加工面之前，測定該保護材的厚度；及控制部，基於藉由該保護材厚度測定部所測定的保護材厚度，而計算「藉由該研磨部研磨該基板之加工面」亦即「第一研磨處理程序」中的第一研磨量，俾使該第一研磨處理程序之後的第二研磨處理程序中的第二研磨量於每片基板為固定。
依本發明，係在研磨基板的加工面之前測定保護材的厚度，並使用此測定結果，以計算第一研磨處理程序中的第一研磨量。如此，由於第一研磨量係將保護材的厚度加以考慮而計算，故即使保護材的厚度因每片基板而異，亦可使在第一研磨處理程序中被研磨後之基板的厚度於每片基板為固定。如此一來，其後，可使在第二研磨處理程序中研磨基板之加工面時的第二研磨量固定，而可適當地研磨基板。
依本發明之另一態樣，係一種基板處理方法，將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工，包含以下程序：保護材厚度測定程序，測定該保護材的厚度；及複數研磨處理程序，在該保護材厚度測定程序之後，研磨該基板的加工面；並基於以該保護材厚度測定程序所測得之保護材厚度，而計算該複數研磨處理程序中，「研磨該基板之加工面」亦即「第一研磨處理程序」中的第一研磨量，俾使該第一研磨處理程序之後的第二研磨處理程序中的第二研磨量於每片基板中為固定。
依本發明之另一態樣，係提供一種程式，其在控制基板處理系統之控制部的電腦上動作，俾藉由該基板處理系統執行該基板處理方法。
再者，依本發明之另一態樣，係提供一種電腦記錄媒體，其為儲存有該程式的可讀取之電腦記錄媒體。
依本發明，可在將於非加工面設有保護材之基板的加工面加以研磨而加工時，使每片基板的研磨量固定，而適當地研磨基板。
1:基板處理系統
2:搬入站
3:搬出站
4:加工裝置
5:後處理裝置
6:搬運站
10、20:晶圓匣盒載置台
30:晶圓搬運區域
31:搬運路
32:晶圓搬運裝置
33:搬運叉具
34、114:搬運板
40:控制部
100:旋轉平台
101:夾頭
102:夾頭基座
102a:頂面
110:搬運單元
111~113:臂部
115:垂直移動機構
120:對準單元
130:第一清洗單元
140:第二清洗單元
150:粗研磨單元
151:粗研磨部
152、162、172:支柱
160:中研磨單元
161:中研磨部
170:精研磨單元
171:精研磨部
180:保護膠帶厚度測定單元
181、201:感測器
182、193、202:計算部
190:整體厚度測定單元
191:夾頭側高度規
192:晶圓側高度規
194、195:探針
200:晶圓本體厚度測定單元
A0:傳遞位置
A1~A3:加工位置
C:晶圓匣盒
D、Da、Db、Dc:元件
G1~G3、G11、G12:研磨量
G21、G31:前半研磨量
G22、G32:後半研磨量
Ga1、Gb1、Gc1:粗研磨量
Ga2、Gb2、Gc2:中研磨量
Ga3、Gb3、Gc3:精研磨量
H:記錄媒體
H1、H2、H3:目標厚度
M、Ma、Mb、Mc:晶圓本體
P、Pa、Pb、Pc:保護膠帶
P1:表面
P2:背面
S1~S15:步驟
Td、Tm0~3、Tma0~Tmc0、Tp、Tpa~Tpc、Tda~Tdc:厚度
Twp0~3、Twpa0~Twpc0、Twpa1、Twpc1:整體厚度
W、Wa、Wb、Wc:晶圓
W1:加工面
W2:非加工面
Wp、Wpa、Wpb、Wpc:保護晶圓
【圖1】係示意地顯示依本實施態樣之基板處理系統之概略構成的俯視圖。
【圖2】係顯示保護晶圓之概略構成的側視圖。
【圖3】係顯示加工裝置之概略構成的俯視圖。
【圖4】係顯示保護膠帶厚度測定單元之概略構成的側視圖。
【圖5】係顯示整體厚度測定單元之概略構成的側視圖。
【圖6】係顯示晶圓本體厚度測定單元之概略構成的側視圖。
【圖7】係顯示晶圓處理之主要程序的流程圖。
【圖8】(a)~(d)係顯示晶圓之加工面被研磨之態樣的說明圖。
【圖9】(a)~(c)係顯示針對保護膠帶之厚度與研磨處理前之晶圓的厚度有所不同之保護晶圓，各研磨處理之研磨量的說明圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施態樣。又，在本說明書及圖式中，藉由在實質上具有相同之功能構成的元素，賦予相同的符號，以省略重複說明。
<基板處理系統>
首先，說明依本發明之實施態樣之基板處理系統的構成。圖1係示意地顯示基板處理系統1之概略構成的俯視圖。又，以下，為了明確定義位置關係，而界 定相互垂直的X軸方向、Y軸方向及Z軸方向，並將Z軸正方向設為垂直向上的方向。
在本實施態樣之基板處理系統1中，係使作為基板的晶圓W薄化。如圖2所示，以下，將晶圓W中進行加工(研磨)的面稱為「加工面W1」，而將與加工面W1相反之一側的面稱為「非加工面W2」。晶圓W係例如矽晶圓或化合物半導體晶圓等半導體晶圓。晶圓W包含：作為基板本體的晶圓本體M、及形成於晶圓本體M之非加工面側的元件D。接著，晶圓本體M之表面係構成加工面W1，而元件D之表面係構成晶圓W的非加工面W2。在晶圓W的非加工面W2貼附有用於保護元件D的保護材，例如保護膠帶P。又，在以下的說明中，將貼附有保護膠帶P之晶圓W的整體稱為保護晶圓Wp。
如圖1所示，基板處理系統1具有將以下裝置連接之構成：搬入站2，將處理前的保護晶圓Wp收納至晶圓匣盒C內，並將複數保護晶圓Wp以晶圓匣盒為單位從外部搬入至基板處理系統1；搬出站3，將處理後之晶圓W(將保護膠帶P從保護晶圓Wp剝離後之晶圓W)收納至晶圓匣盒C內，並將複數晶圓W以晶圓匣盒為單位從基板處理系統1搬出至外部；加工裝置4，對於保護晶圓Wp進行加工處理而使其薄化；後處理裝置5，進行加工處理後之保護晶圓Wp的後處理；及搬運站6，在搬入站2、加工裝置4及後處理裝置5之間搬運保護晶圓Wp。搬入站2、搬運站6及加工裝置4係在X軸負方向側，於Y軸方向上以此順序並列配置。搬出站3及後處理裝置5係在X軸正方向側，於Y軸方向上以此順序並列配置。
在搬入站2設有晶圓匣盒載置台10。在圖示的例子中，晶圓匣盒載置台10係在X軸方向上呈一列地自由載置複數，例如二個晶圓匣盒C。
搬出站3具有與搬入站2相同的構成。在搬出站3設有晶圓匣盒載置台20，晶圓匣盒載置台20係在X軸方向上呈一列地自由載置例如二個晶圓匣盒C。又，亦可將搬入站2及搬出站3統合成一個搬入搬出站，此情況下，在搬入搬出站設有共通的晶圓匣盒載置台。
在加工裝置4中，係對於保護晶圓Wp進行研磨或清洗等加工處理。此加工裝置4的構成會在之後敘述。
在後處理裝置5中，係對於藉由加工裝置4加工處理後之保護晶圓Wp進行後處理。作為後處理，例如，進行藉由切割膠帶將保護晶圓Wp固持於切割框的安裝處理，或是將保護晶圓Wp中貼於晶圓W的保護膠帶P剝離的剝離處理等。接著，後處理裝置5，係將已進行後處理而固持於切割框的晶圓W搬運至搬出站3的晶圓匣盒C。藉由後處理裝置5所進行之安裝處理或剝離處理係分別使用習知的裝置。
在搬運站6設有晶圓搬運區域30。在晶圓搬運區域30設有晶圓搬運裝置32，其在沿X軸方向延伸的搬運路31上自由移動。晶圓搬運裝置32包含搬運叉具33及搬運板34，以作為固持保護晶圓Wp的晶圓固持部。搬運叉具33其前端分支成二支，以吸附固持保護晶圓Wp。搬運叉具33係搬運研磨處理前的保護晶圓Wp。搬運板34具有在俯視觀察下直徑長於保護晶圓Wp之直徑的圓形狀，以吸附固持保護晶圓Wp。搬運板34係搬運研磨處理後的保護晶圓Wp。接著，該等搬運叉具33及搬運板34係分別在水平方向上、在垂直方向上、繞著水平軸、及繞著垂直軸自由移動。
如圖1所示，在基板處理系統1設有控制部40。控制部40例如包含：電腦、程式儲存部(未圖示)。程式儲存部係將控制基板處理系統1中之處理保護晶圓Wp(晶圓W)的程式加以儲存。又，程式儲存部亦將用於控制上述各種處理裝置或搬運裝置等驅動系統的動作，以使基板處理系統1中之後述晶圓處理實現的程式加以儲存。又，該程式可為記錄於例如：電腦可讀取之硬碟(HD)、軟性磁碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等電腦可讀取之記錄媒體H者，亦可為從其記錄媒體H安裝至控制部40者。
<加工裝置>
接著，說明上述加工裝置4的構成。如圖3~圖6所示，加工裝置4包含：旋轉平台100、搬運單元110、對準單元120、第一清洗單元130、第二清洗單元140、作為研磨部的粗研磨單元150、作為研磨部的中研磨單元160、作為研磨部的精研磨單元170、作為保護材厚度測定部的保護膠帶厚度測定單元180、作為整體厚度測定部的整體厚度測定單元190、及作為基板本體厚度測定部的晶圓本體厚度測定單元200。又，在本實施態樣中，粗研磨單元150係相當於本發明中的第一研磨部，中研磨單元160及精研磨單元170係分別相當於本發明中的第二研磨部。
旋轉平台100係藉由旋轉機構(未圖示)而自由旋轉。在旋轉平台100上設有四個吸附固持保護晶圓Wp的夾頭101。夾頭101係與以均等，亦即每隔90度的方式配置於與旋轉平台100相同的圓周上。四個夾頭101可藉由旋轉平台100旋轉而移動至傳遞位置A0及加工位置A1~A3。
在本實施態樣中，傳遞位置A0係在旋轉平台100的X軸正方向側及Y軸負方向側的位置，在傳遞位置A0的Y軸負方向側，並列配置有第二清洗單元140、對準單元120及第一清洗單元130。對準單元120及第一清洗單元130係從上方以此順序堆疊配置。第一加工位置A1係在旋轉平台100的X軸正方向側及Y軸正方向側的位置，並配置有粗研磨單元150。第二加工位置A2係在旋轉平台100的X軸負方向側及Y軸正方向側的位置，並配置有中研磨單元160。第三加工位置A3係在旋轉平台100的X軸負方向側及Y軸負方向側的位置，並配置有精研磨單元170。
夾頭101固持於夾頭基座102。夾頭101及夾頭基座102可藉由旋轉機構(未圖示)而旋轉。
搬運單元110係具備複數，例如3個臂部111~113的多關節型機械臂。三個臂部111~113係藉由關節部(未圖示)而連接，藉由該等關節部，第一臂部111及第二臂部112係分別以基端部為中心而自由迴旋。三個臂部111~113中，在前端的第一臂部111安裝有吸附固持保護晶圓Wp的搬運板114。又，三個臂部111~113中，在基端的第三臂部113安裝於使臂部111~113在垂直方向上移動的垂直移動機構115。接著，具備此構成的搬運單元110，係對於傳遞位置A0、對準單元120、第一清洗單元130及第二清洗單元140，搬運保護晶圓Wp。
在對準單元120中，係調節研磨處理前之保護晶圓Wp在水平方向上的方向。例如，一邊使固持於旋轉夾頭(未圖示)的保護晶圓Wp旋轉，一邊以偵測部(未圖示)偵測晶圓W缺口部的位置，藉此調節該缺口部的位置，而調節保護晶圓Wp在水平方向上的方向。
在第一清洗單元130中，係清洗研磨處理後之晶圓W的加工面W1，更具體而言，係進行旋轉清洗。例如，一邊使固持於旋轉夾頭(未圖示)的保護晶圓Wp(晶圓W)旋轉，一邊將清洗液從清洗液噴嘴(未圖示)供給至晶圓W的加工面W1。如此一來，供給之清洗液會在加工面W1上擴散，而清洗該加工面W1。
在第二清洗單元140中，係將研磨處理後的保護晶圓Wp在固持於搬運板114之狀態下的晶圓W之非加工面W2，亦即貼附於非加工面W2的保護膠帶P加以清洗，並清洗搬運板114。
在粗研磨單元150中，係進行晶圓W之加工面W1的粗研磨。粗研磨單元150包含粗研磨部151，其具備呈環狀且能自由旋轉的粗研磨磨石(未圖示)。又，粗研磨部151可沿著支柱152而在垂直方向及水平方向上移動。接著，在使固持於夾頭101之晶圓W的加工面W1抵接於粗研磨磨石的狀態下，藉由分別使夾頭101及粗研磨磨石旋轉，而進行晶圓W之加工面W1的粗研磨。
在中研磨單元160中，係進行中研磨晶圓W之加工面W1的中研磨。中研磨單元160包含中研磨部161，其具備呈環狀且能自由旋轉的中研磨磨石(未圖示)。又，中研磨部161可沿著支柱162而在垂直方向及水平方向上移動。又，中研磨磨石的磨粒粒度小於粗研磨磨石的磨粒粒度。接著，在使固持於夾頭101之晶圓W的加工面W1抵接於中研磨磨石的狀態下，藉由分別使夾頭101及中研磨磨石旋轉，而進行加工面W1的中研磨。
在精研磨單元170中，係進行晶圓W之加工面W1的精研磨。精研磨單元170包含精研磨部171，其具備呈環狀且能自由旋轉的精研磨磨石(未圖示)。又，精研磨部171可沿著支柱172而在垂直方向及水平方向上移動。又，精研磨磨石的磨粒粒度小於中研磨磨石的磨粒粒度。接著，在使固持於夾頭101之晶圓W的加工面W1抵接於精研磨磨石的狀態下，藉由分別使夾頭101及精研磨磨石旋轉，而進行加工面W1的精研磨。
如圖1及圖3所示，保護膠帶厚度測定單元180係設於例如，對準單元120的上方。如圖4所示，在保護膠帶厚度測定單元180中，係對固持於搬運單元110之搬運板114的保護晶圓Wp，測定其保護膠帶P的厚度。保護膠帶厚度測定單元180係對於從對準單元120搬運至傳遞位置A0中的保護晶圓Wp，測定其保護膠帶P的厚度。
保護膠帶厚度測定單元180包含感測器181及計算部182。感測器181係使用可在不與保護膠帶P接觸的情況下，測定該保護膠帶P之厚度的感測器，例如使用白光共焦(confocal)式的光學系統感測器。感測器181係對於保護膠帶P照射具有既定之波長頻帶的光，並進一步接收從保護膠帶P之表面P1反射的反射光，及從背面P2反射的反射光。計算部182基於藉由感測器181所接收之兩反射光，而計算保護膠帶P的厚度。
又，在本實施態樣中，保護膠帶厚度測定單元180的感測器181係使用白光共焦式的光學系統感測器，但保護膠帶厚度測定單元180的構成並不限定於此，只要可測定保護膠帶P之厚度者，可使用任意的測定器。又，亦可設置複數感測器181。
整體厚度測定單元190係分別設於粗研磨單元150及中研磨單元160。如圖5所示，整體厚度測定單元190包含：夾頭側高度規191、晶圓側高度規192及計算部193。夾頭側高度規191具備探針194，並藉由使探針194之前端接觸於夾頭基座102的頂面102a，以測定該頂面102a的高度位置。夾頭基座102的頂面102a與固持保護晶圓Wp之夾頭101的頂面，係同一平面。晶圓側高度規192具備探針195，並藉由使探針195的前端接觸於晶圓W的加工面W1，以測定該加工面W1的高度位置。計算部193係藉由從晶圓側高度規192之測定值減去夾頭側高度規191之測定值，以計算保護晶圓Wp的整體厚度。又，此整體厚度係將晶圓W之厚度(晶圓本體M之厚度及元件D之厚度的合計厚度)與保護膠帶P之厚度相加者。
晶圓本體厚度測定單元200係設於精研磨單元170。如圖6所示，晶圓本體厚度測定單元200包含感測器201及計算部202。感測器201係使用可在不與晶圓本體M接觸的情況下，測定該晶圓本體M之厚度的感測器，例如，使用白光共焦(confocal)式的光學系統感測器。感測器201係對於晶圓本體M照射具有既定之波長頻帶的光，並進一步接收從晶圓本體M表面反射的反射光，及從背面反射的反射光。計算部202基於藉由感測器201接收的兩反射光，而計算晶圓本體M的厚度。
本實施態樣之感測器201，由於可在不與晶圓本體M的接觸的情況下測定厚度，故可防止在該晶圓本體M造成損傷。特別是在精研磨單元170中，由於晶圓W(晶圓本體M)被研磨而變得較薄，導致容易造成損傷，故能夠以這般非接觸之方式測定晶圓本體M的厚度，實有其效益。
又，在本實施態樣中，晶圓本體厚度測定單元200的感測器201係使用白光共焦式的光學系統感測器，但晶圓本體厚度測定單元200的構成並不限定於此，只要可測定晶圓本體M的厚度，可使用任意的測定器。又，亦可設置複數感測器201。
<晶圓處理>
接著，參照圖7的流程圖，說明使用如上述般構成之基板處理系統1所進行的晶圓處理。
圖8係顯示基板處理系統1(加工裝置4)中，晶圓W之加工面W1被研磨之態樣的說明圖。如圖8(a)所示，在研磨前，保護晶圓Wp的整體厚度為Twp0，晶圓本體M的厚度為Tm0，元件D的厚度為Td，保護膠帶P的厚度為Tp。接著，依序進行圖8(b)的粗研磨、圖8(c)的中研磨、及圖8(d)的精研磨，使晶圓W薄化。在粗研磨、中研磨、精研磨中之晶圓W加工面W1的研磨量為G1、G2、G3，研磨後之晶圓W的目標厚度分別為H1、H2、H3。
在基板處理系統1中，首先，將收納有複數保護晶圓Wp的晶圓匣盒C，載置於搬入站2的晶圓匣盒載置台10。為了抑制保護膠帶P變形，故以使貼附有該保護膠帶P之晶圓W的非加工面W2朝向上側的方式，將保護晶圓Wp收納於晶圓匣盒C。
接著，藉由晶圓搬運裝置32的搬運叉具33將晶圓匣盒C內的保護晶圓Wp取出，搬運至加工裝置4。此時，以藉由搬運叉具33將晶圓W之加工面W1朝向上側的方式，翻轉表面及背面。
搬運至加工裝置4的保護晶圓Wp被傳遞至對準單元120。接著，在對準單元120中，調節保護晶圓Wp在水平方向上的方向(圖7的步驟S1)。
接著，在藉由搬運單元110搬運保護晶圓Wp中，係藉由保護膠帶厚度測定單元180測定圖8(a)所示之保護膠帶P的厚度Tp(圖7的步驟S2)。保護膠帶厚度測定單元180的測定結果，係從計算部182輸出至控制部40。
接著，藉由搬運單元110將保護晶圓Wp從對準單元120搬運至傳遞位置A0，並傳遞至該傳遞位置A0的夾頭101。其後，使旋轉平台100逆時針旋轉90度，而使夾頭101移動至第一加工位置A1。
接著，在藉由粗研磨單元150進行粗研磨之前，藉由整體厚度測定單元190，測定圖8(a)所示之保護晶圓Wp的整體厚度Twp0(圖7的步驟S3)。整體厚度測定單元190的測定結果，係從計算部193輸出至控制部40。
在控制部40中，係基於在步驟S2所測定之保護膠帶P的厚度Tp，及在步驟S3所測定之整體厚度Twp0，而計算粗研磨單元150中之晶圓W加工面W1的粗研磨量G1(圖7的步驟S4)。具體而言，首先，設定圖8(b)所示之粗研磨後欲殘留之晶圓W的目標厚度H1。接著使用下式(1)計算粗研磨量G1。又，粗研磨量G1係相當於本發明中的第一研磨量。
G1=Twp0-Tp-H1...(1)
接著，如圖8(b)所示，基於在步驟S4所計算出的粗研磨量G1，而藉由粗研磨單元150進行晶圓W加工面W1的粗研磨(圖7的步驟S5)。
接著，使旋轉平台100逆時針旋轉90度，而使夾頭101移動至第二加工位置A2。接著，在藉由中研磨單元160進行中研磨之前，藉由整體厚度測定單元190，測定圖8(b)所示之保護晶圓Wp的整體厚度Twp1(圖7的步驟S6)。整體厚度測定單元190的測定結果係從計算部193輸出至控制部40。
在控制部40中，係基於在步驟S2所測定之保護膠帶P的厚度Tp，及在步驟S6所測定之整體厚度Twp1，而計算中研磨單元160中之晶圓W加工面W1的中研磨量G2(圖7的步驟S7)。具體而言，首先，設定圖8(c)所示之中研磨後欲殘留之晶圓W的目標厚度H2。接著使用下式(2)計算中研磨量G2。又，中研磨量G2係相當於本發明中的第二研磨量。
G2=Twp1-Tp-H2...(2)
接著，如圖8(c)所示，基於在步驟S7所計算出的中研磨量G2，而藉由中研磨單元160進行晶圓W加工面W1的中研磨(圖7的步驟S8)。
接著，使旋轉平台100逆時針旋轉90度，而使夾頭101移動至第三加工位置A3。接著，在藉由精研磨單元170進行精研磨之前，藉由晶圓本體厚度測定單元200，測定圖8(c)所示之晶圓本體M的厚度Tm2(圖7的步驟S9)。晶圓本體厚度測定單元200的測定結果，係從計算部202輸出至控制部40。
在控制部40中，係基於在步驟S9所測定之晶圓本體M的厚度Tm2，及元件D的厚度Td，而計算精研磨單元170中之晶圓W加工面W1的精研磨量G3(圖7的步驟S10)。具體而言，首先，設定圖8(d)所示之精研磨後欲殘留之晶圓W的目標厚度H3。接著使用下式(3)計算精研磨量G3。又，精研磨量G3係相當於本發明中的第二研磨量。
G3=Tm2+Td-H3...(3)
又，在步驟S10所使用之元件D的厚度Td，係分為在晶圓處理前預先知道的情況與不知道的情況。在晶圓處理前預先知道元件D之厚度Td的情況下，直接將其代入上式(3)即可。
另一方面，在晶圓處理前不知道元件D之厚度Td的情況下，可從在步驟S9所測定之晶圓本體M的厚度Tm2計算。此情況下，元件D之厚度Td的計算方法，例如有兩種。作為第一種計算方法，係將中研磨後之晶圓W的目標厚度H2減去晶圓本體M的厚度Tm2，即可計算元件D的厚度Td。
作為第二種計算方法，例如，在精研磨單元170亦設置整體厚度測定單元190，在藉由精研磨單元170進行精研磨之前，測定圖8(c)所示之保護晶圓Wp的整體厚度Twp2。接著，可使用下式(4)計算元件D的厚度Td。
Td=Twp2-Tm2-Tp...(4)
接著，如圖8(d)所示，基於在步驟S10所計算出的精研磨量G3，而藉由精研磨單元170進行晶圓W加工面W1的精研磨(圖7的步驟S11)。
此處，在不需要考慮元件D之厚度Td的情況下，晶圓W的目標厚度H3係與晶圓本體M的目標厚度相同。此情況下，係進行晶圓W加工面W1的精研磨直到晶圓本體M之厚度從Tm2變成H3為止。
接著，使旋轉平台100逆時針旋轉90度，或是使旋轉平台100順時針旋轉270度，而使夾頭101移動至傳遞位置A0。此處係使用清洗液噴嘴(未圖示)，並藉由清洗液以進行晶圓W加工面W1的粗清洗(圖7的步驟S12)。此步驟S12中，係進行使加工面W1的污漬脫落至一定程度的清洗。
接著，藉由搬運單元110將保護晶圓Wp從傳遞位置A0搬運至第二清洗單元140。接著，在第二清洗單元140中，在保護晶圓Wp被固持於搬運板114的狀態下，清洗晶圓W的非加工面W2(保護膠帶P)，並加以乾燥(圖7的步驟S13)。
接著，藉由搬運單元110將保護晶圓Wp從第二清洗單元140搬運至第一清洗單元130。接著，在第一清洗單元130中，使用清洗液噴嘴(未圖示)，並藉由清洗液以進行晶圓W之加工面W1的精清洗(圖7的步驟S14)。在此步驟S14中，係將加工面W1清洗至所期望的潔淨度並加以乾燥。
其後，藉由晶圓搬運裝置32將保護晶圓Wp從第一清洗單元130搬運至後處理裝置5。接著，在後處理裝置5中，進行將保護晶圓Wp固持於切割框的安裝處理，或將貼附於保護晶圓Wp的保護膠帶P剝離的剝離處理等後處理(圖7的步驟S15)。
其後，將實施完所有處理的晶圓W，搬運至搬出站3之晶圓匣盒載置台20的晶圓匣盒C。如此一來，基板處理系統1中的一系列晶圓處理便結束。
依以上的實施態樣，可在一基板處理系統1中，連續對於複數保護晶圓Wp進行一系列的處理，而可使晶圓處理的處理量提高。
又，依本實施態樣，即使該保護膠帶P的厚度Tp因每片保護晶圓Wp而異，亦可藉由以保護膠帶厚度測定單元180測定保護膠帶P的厚度Tp，而至少分別使中研磨單元160中的中研磨量G2及精研磨單元170中的精研磨量G3固定。接著，可適當地研磨晶圓W的加工面W1。
以下，基於圖9說明本實施態樣的效果。圖9(a)係顯示作為基準的保護晶圓Wpa。圖9(b)係顯示保護膠帶P的厚度與保護晶圓Wpa不同的保護晶圓Wpb。圖9(c)係顯示研磨處理前之晶圓W的厚度與保護晶圓Wpa不同的保護晶圓Wpc。
另外，如上所述，粗研磨、中研磨、精研磨中的研磨量G1、G2、G3係分別以下式(1)、(2)、(3)進行計算。
G1=Twp0-Tp-H1...(1)
G2=Twp1-Tp-H2...(2)
G3=Tm2+Td-H3...(3)
此情況中，首先，說明圖9(a)、(b)所示之保護晶圓Wpa、Wpb。在該等保護晶圓Wpa、Wpb中，保護膠帶Pa、Pb的厚度分別為Tpa、Tpb，並且厚度Tpb大於 厚度Tpa。又，研磨處理前之晶圓本體Ma、Mb的厚度相同，分別為Tma0、Tmb0，元件Da、Db的厚度亦相同，分別為Tda、Tdb。
接著，以上式(1)計算粗研磨中的粗研磨量G1，但保護晶圓Wpa中的(Twpa0-Tpa)與保護晶圓Wpb中的(Twpb0-Tpb)相同。如此一來，保護晶圓Wpa的粗研磨量Ga1，與保護晶圓Wpb的粗研磨量Gb1亦會相同。
同樣地，藉由上式(2)計算中研磨中的中研磨量G2，保護晶圓Wpa的中研磨量Ga2與保護晶圓Wpb的中研磨量Gb2亦會相同。又，藉由上式(3)計算精研磨中的精研磨量G3，保護晶圓Wpa的精研磨量Ga3與保護晶圓Wpb的精研磨量Gb3亦會相同。
如此，依本實施態樣，即使保護膠帶Pa、Pb的厚度Tpa、Tpb不同，亦可使粗研磨量Ga1、Gb1、中研磨量Ga2、Gb2及精研磨量Ga3、Gb3於每片保護晶圓Wpa、Wpb中相同。
接著，說明圖9(a)、(c)所示之保護晶圓Wpa、Wpc。該等保護晶圓Wpa、Wpc中，研磨處理前之晶圓本體Ma、Mc的厚度分別為Tma0、Tmc0，並且厚度Tmc0大於厚度Tma0。保護膠帶Pa、Pc的厚度相同，分別為Tpa、Tpc，元件Da、Dc的厚度亦相同，分別為Tda、Tdc。
此情況下，由保護晶圓Wpa的整體厚度Twpa0與保護晶圓Wpc的整體厚度Twpc0不同，故藉由上式(1)計算，粗研磨中的粗研磨量Ga1、Gc1亦會不同。
然而，可使粗研磨後的整體厚度Twpa1、Twpc1變得相同。如此一來，藉由上式(2)計算中研磨中的中研磨量G2，保護晶圓Wpa的中研磨量Ga2與保護晶圓Wpc的中研磨量Gc2會相同。又，藉由上式(3)計算精研磨中的精研磨量G3，保護晶圓Wpa的精研磨量Ga3與保護晶圓Wpc的精研磨量Gc3亦會相同。
如此，依本實施態樣，可在研磨處理前之晶圓本體Ma、Mc的厚度Tma0、Tmc0不同的情況下，使中研磨量Ga2、Gc2、精研磨量Ga3、Gc3於每片保護晶圓Wpa、Wpc中相同。此處，在粗研磨會形成受損層。接著，若受損層的厚度改變，則會導致其後的處理變得不均一。此點，由於如本實施態樣般，粗研磨後的整體厚度Twpa1、Twpc1為相同，且中研磨量Ga2、Gc2及精研磨量Ga3、Gc3亦相同，亦即殘留的受損層亦會相同，故其後的處理(中研磨、精研磨)係在相同條件下進行。其結果，可在每片保護晶圓Wpa、Wpc進行均一的處理。
<其他實施態樣>
在以上的實施態樣中，亦可將步驟S5的粗研磨分成複數步驟來進行。例如，將步驟S5的粗研磨從使粗研磨部151(粗研磨磨石)以低速下降的空氣切削，分成以高速進行粗研磨的步驟S51及以低速進行粗研磨的步驟S52等步驟。
如上所述，複數保護晶圓Wp在研磨處理前之晶圓本體M的厚度不同的情況下，粗研磨量G1於每片保護晶圓Wp亦不同。另一方面，在低速的步驟S52中，希望將其研磨量G12設為不會對晶圓W施加應力的研磨量，較佳係對於複數晶圓W設定共通的固定值。
又，將高速的步驟S51的研磨量G11設為於每片保護晶圓Wp中變動的變動值。具體而言，對於各保護晶圓Wp計算其粗研磨量G1後，從該粗研磨量G1將各步驟S52的研磨量G12(固定值)減去，以計算步驟S51的研磨量G11。
此情況下，雖然高速的步驟S51的研磨量G11於每片保護晶圓Wp中不同，但可固定低速的步驟S52的研磨量G12。如此一來，與粗研磨的前半處理相比，在後半處理中，可使作用在晶圓W的應力較小，而可適當地進行粗研磨。
又，步驟S52亦可進一步分成複數步驟。又，可根據晶圓W的厚度省略步驟S51，而僅以步驟S52的研磨量G12(固定值)進行研磨。例如，在複數步驟中具有複數研磨量之固定值的情況下，亦可將複數步驟的前半省略，而僅以固定值的研磨量進行研磨。
又，以上的實施態樣在步驟S8的中研磨中，係藉由接觸式的整體厚度測定單元190測定保護晶圓Wp的整體厚度，但亦有在中研磨的前半處理中測定保護晶圓Wp的整體厚度，而在後半處理中測定晶圓本體M之厚度的情況。例如，在中研磨開始時，晶圓W的厚度大於一定程度的情況下，可藉由接觸式的整體厚度測定單元190測定保護晶圓Wp的整體厚度(前半處理)。接著，當晶圓W的厚度達到既定厚度，則藉由非接觸式的晶圓本體厚度測定單元200測定晶圓本體M的厚度(後半處理)。
此情況下，在計算中研磨量G2時，係分成前半處理中的前半研磨量G21、及後半處理中的後半研磨量G22而進行計算。具體而言，在前半處理中，係基於藉由整體厚度測定單元190所測得之保護晶圓Wp的整體厚度Twp1、在步驟S2所 測得之保護膠帶P的厚度Tp、及上述既定厚度(H2)，並使用上式(2)計算前半研磨量G21。
又，在後半處理中，係基於藉由晶圓本體厚度測定單元200所測得之晶圓本體M的厚度Tm2、例如從該厚度Tm2計算之元件D的厚度Td、及精研磨後的目標厚度H3，並使用上式(3)計算後半研磨量G22。接著，可基於該等前半研磨量G21及後半研磨量G22，而適當地進行晶圓W之加工面W1的中研磨。又，元件D的厚度Td亦可使用預先輸入的值。
又，步驟S11的精研磨，亦有在前半處理中測定保護晶圓Wp的整體厚度，而在後半處理中測定晶圓本體M之厚度的情況。在此情況下，亦與上述中研磨量G2相同，將精研磨量G3分成前半研磨量G31及後半研磨量G32而進行計算。
在以上實施態樣的基板處理系統1中，雖然保護膠帶厚度測定單元180係對於藉由搬運單元110搬運中的保護晶圓Wp，測定其保護膠帶P的厚度，但只要在粗研磨單元150進行晶圓W加工面W1的粗研磨之前，可配置於任意的位置。亦即，保護膠帶厚度測定單元180可配置於搬入站2到粗研磨單元150之間。具體而言，保護膠帶厚度測定單元180可設於對準單元120的內部，或是亦可設於搬入站2的內部。
在以上實施態樣的基板處理系統1中，加工裝置4雖包含粗研磨單元150、中研磨單元160及精研磨單元170，但單元的構成並不限定於此。亦可在第一加工位置A1配置粗研磨單元150，在第二加工位置A2配置精研磨單元170，而在第三加工位置A3配置拋光單元(未圖示)。在此情況下，亦與上述實施態樣相同，可藉 由分別計算粗研磨單元150中的粗研磨量G1、精研磨單元170中的精研磨量G3，以適當地研磨晶圓W的加工面W1。
在以上的實施態樣中，雖然在晶圓W的非加工面W2為了保護元件D而貼附有保護膠帶P，但元件D的保護材並不限定於此。例如，亦可在晶圓W的非加工面W2貼合支撐晶圓或玻璃基板等支撐基板，在此情況下，亦可應用本發明。
以上，雖說明本發明之實施態樣，但本發明並不限定於此例。吾人應了解到，只要係該技術領域中具通常知識者，顯然能在申請專利範圍所記載之技術思想的範圍內，想到各種的變更例或是修正例，而該等例子亦當然屬於本發明之技術範圍。
D:裝置
G1、G2、G3:研磨量
H1、H2、H3:目標厚度
M:晶圓本體
P:保護膠帶
Td、Tm0、Tm1、Tm2、Tm3、Tp:厚度
Twp0、Twp1、Twp2、Twp3:整體厚度
W:晶圓
W1:加工面
Wp:保護晶圓

Claims (13)

  1. 一種基板處理系統，對於在非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工，包含：保護材厚度測定部，測定該保護材的厚度；整體厚度測定部，測定該基板及該保護材的整體厚度；研磨部，在測定該保護材的厚度及該整體厚度後，以複數研磨處理程序研磨該基板的加工面；及控制部；該控制部，執行以下控制：於複數之該研磨處理程序當中，在第一研磨處理程序中研磨該基板之前，基於藉由該保護材厚度測定部所測得之保護材厚度、藉由該整體厚度測定部所測得之整體厚度、及在該第一研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第一研磨處理程序中的第一研磨量，俾使該第一研磨處理程序之後的第二研磨處理程序中的第二研磨量於每片基板為固定。
  2. 如請求項第1項所述之基板處理系統，其中，在該第一研磨處理程序中，係分成複數步驟以研磨該基板的加工面，該控制部，執行以下控制：在該複數步驟的研磨之中，將研磨該基板之加工面的第一步驟之後的第二步驟中的研磨量加以設定，及基於藉由該整體厚度測定部所測得之整體厚度、藉由該保護材厚度測定部所測得之保護材厚度、及在該第二步驟所設定的研磨量，而計算該第一步驟中的研磨量。
  3. 如請求項第1項所述之基板處理系統，其中，該控制部，執行以下控制：基於在該第二研磨處理程序中該基板被研磨前藉由該整體厚度測定部所測得之整體厚度、藉由該保護材厚度測定部所測得之保護材厚度、及在該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二研磨量。
  4. 如請求項第1項所述之基板處理系統，更包含：整體厚度測定部，測定該基板及該保護材的整體厚度，直到該整體厚度達到既定厚度為止；及基板厚度測定部，在整體厚度達到該既定厚度之後，測定該基板的厚度；該控制部，基於在該第二研磨處理程序中該基板被研磨之前藉由該整體厚度測定部所測得之整體厚度、藉由該保護材厚度測定部所測得之保護材厚度、及該既定厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二前半研磨量，其後，控制該研磨部，俾在整體厚度達到該既定厚度之後，基於藉由該基板厚度測定部所測得之基板厚度，將該基板研磨至在該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度為止。
  5. 如請求項第1或2項所述之基板處理系統，其中，該基板包含：基板本體、及形成於該基板本體的非加工面側並受到該保護材保護的元件；該基板處理系統，更包含：基板本體厚度測定部，測定該基板本體的厚度； 該控制部，執行以下控制：基於在該第二研磨處理程序中該基板被研磨之前藉由該基板本體厚度測定部所測得之基板本體厚度、從該基板本體厚度所計算之該元件的厚度、及藉由該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二研磨量。
  6. 如請求項第1至4項中任一項所述之基板處理系統，其中，該研磨部，包含：進行該第一研磨處理程序的第一研磨部、及進行該第二研磨處理程序的第二研磨部。
  7. 一種基板處理方法，係將於非加工面設有保護材之基板的加工面進行加工，包含以下程序：保護材厚度測定程序，測定該保護材的厚度；整體厚度測定程序，測定該基板及該保護材的整體厚度；及複數研磨處理程序，在該保護材的厚度及該整體厚度之測定後，研磨該基板的加工面；該基板處理方法，包含以下步驟：於複數之該研磨處理程序當中，在第一研磨處理程序中研磨該基板之前，基於在該保護材厚度測定程序所測得之保護材厚度、在該整體厚度測定程序所測得之整體厚度、及複數之該研磨處理程序當中在該第一研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第一研磨處理程序中的第一研磨量，俾使該第一研磨處理程序之後的第二研磨處理程序中的第二研磨量於每片基板為固定；及藉由計算出之該第一研磨量，對該基板的加工面進行該第一研磨處理程序。
  8. 如請求項第7項所述之基板處理方法，其中，在該第一研磨處理程序中，係分成複數步驟以研磨該基板的加工面，將該複數步驟的研磨中，研磨該基板之加工面的第一步驟之後的第二步驟中的研磨量加以設定，並基於，在該第一整體厚度測定程序所測得之整體厚度、在該保護材厚度測定程序所測得之保護材厚度、及在該第二步驟所設定的研磨量，而計算該第一步驟中的研磨量。
  9. 如請求項第7或8項所述之基板處理方法，更包含以下程序：第二整體厚度測定程序，在該第二研磨處理程序中，測定該基板及該保護材的整體厚度；並基於，在該第二研磨處理程序中該基板被研磨之前在該第二整體厚度測定程序所測得之整體厚度、在該保護材厚度測定程序所測得之保護材厚度、及在該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二研磨量。
  10. 如請求項第7或8項所述之基板處理方法，更包含以下程序：第二整體厚度測定程序，在該第二研磨處理程序中測定整體厚度，直到該基板及該保護材的整體厚度達到既定厚度為止；及基板厚度測定程序，在該第二研磨處理程序中，整體厚度達到該既定厚度後，測定該基板的厚度； 並基於在該第二研磨處理程序中該基板被研磨之前，在該第二整體厚度測定程序所測得之整體厚度、在該保護材厚度測定程序所測定之保護材厚度、及該既定厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二前半研磨量，其後，在整體厚度達到該既定厚度之後，基於在該基板厚度測定程序所測得之基板厚度，俾將該基板研磨至在該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度為止。
  11. 如請求項第7或8項所述之基板處理方法，其中，該基板，包含：基板本體、及形成於該基板本體的非加工面側，並受到該保護材保護的元件；該基板處理方法，更包含以下程序：基板本體厚度測定程序，在該第二研磨處理程序中，測定該基板本體的厚度；並基於，在該第二研磨處理程序中該基板被研磨之前在該基板本體厚度測定程序所測得之基板本體厚度、從該基板本體厚度所計算之該元件的厚度、及在該第二研磨處理程序中被研磨後之該基板的目標厚度，而計算該第二研磨處理程序中的第二研磨量。
  12. 一種基板處理程式，其在控制基板處理系統之控制部的電腦上動作，俾藉由該基板處理系統執行如請求項第7至11項中任一項所述之基板處理方法。
  13. 一種電腦記錄媒體，其為儲存有如請求項第12項所述之基板處理程式的可讀取之電腦記錄媒體。
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