WO2022054605A1 - 厚み測定装置及び厚み測定方法 - Google Patents

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WO2022054605A1
WO2022054605A1 PCT/JP2021/031465 JP2021031465W WO2022054605A1 WO 2022054605 A1 WO2022054605 A1 WO 2022054605A1 JP 2021031465 W JP2021031465 W JP 2021031465W WO 2022054605 A1 WO2022054605 A1 WO 2022054605A1
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substrate
thickness
wafer
measuring
polymerized
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PCT/JP2021/031465
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武 田村
宗久 児玉
知広 金子
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東京エレクトロン株式会社
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Publication date
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    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0683—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating measurement during deposition or removal of the layer
    • G—PHYSICS
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/40—Caliper-like sensors
    • G01B2210/42—Caliper-like sensors with one or more detectors on a single side of the object to be measured and with a backing surface of support or reference on the other side

Definitions

  • This disclosure relates to a thickness measuring device and a thickness measuring method.
  • Patent Document 1 describes a holding means that holds and rotates a plate-shaped work, a grinding means that grinds the plate-shaped work held by the holding means, and a thickness that measures the thickness of the plate-shaped work held by the holding means.
  • a grinding device including a measuring means is disclosed.
  • the thickness measuring means separates the first measurement point, which is the midpoint of the radius of the plate-shaped work from above the plate-shaped work, from the first measuring point toward the center direction and the outer peripheral direction at an equal distance.
  • the thickness of the plate-shaped work is measured at at least three points of the second measurement point and the third measurement point.
  • the technology according to the present disclosure appropriately measures the thickness of the substrate at a plurality of points in the radial direction.
  • One aspect of the present disclosure is a thickness measuring device for measuring the thickness of a substrate, which is a substrate holding portion that holds the central portion of the substrate and a measuring unit that measures the thickness of the substrate held by the substrate holding portion.
  • the substrate holding portion is provided with a moving mechanism for moving the substrate holding portion and the measuring portion in a relatively horizontal direction, and the substrate holding portion extends radially from the center portion to the outer end portion of the substrate holding portion.
  • a notch portion is formed in which the measuring portion is relatively free to move forward and backward.
  • the thickness of the substrate can be appropriately measured at a plurality of points in the radial direction.
  • a polymer substrate in which a device such as a plurality of electronic circuits is formed on the surface thereof hereinafter referred to as "upper wafer" and a lower wafer are bonded to the upper wafer.
  • the back surface of the wafer is ground to make it thinner.
  • the thinning of the upper wafer is performed by contacting the back surface of the upper wafer with a grinding wheel and grinding while the back surface of the lower wafer is held by the chuck.
  • TTV flatness of the upper wafer after grinding
  • Total Tickness Variation may deteriorate.
  • the thickness of the plate-shaped work is measured at three points by the thickness measuring means, and the rotation axis of the wafer holding surface of the holding means is measured based on the thickness measurement results at the three points.
  • the thickness measuring means includes a measuring unit for measuring the thickness of the wafer from above the wafer held by the holding means at a plurality of points. The measuring unit irradiates the wafer with the measurement light, and measures the thickness of the wafer from the difference in timing when the reflected light reflected at the upper and lower interfaces (upper surface and lower surface) of the wafer is received.
  • the total thickness of the polymerized wafer before grinding and the thickness of the upper wafer are measured, and the thickness of the polymerized wafer other than the upper wafer (hereinafter, simply “lower”).
  • wafer thickness the thickness of the polymerized wafer other than the upper wafer.
  • the technology according to the present disclosure appropriately measures the thickness of the substrate at a plurality of points in the radial direction.
  • the wafer processing system and the wafer processing method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
  • the polymerized wafer T to which the upper wafer W as the first substrate and the lower wafer S as the second substrate are bonded is processed. conduct. Then, in the wafer processing system 1, the upper wafer W is thinned.
  • the surface on the side bonded to the lower wafer S is referred to as a front surface Wa
  • the surface opposite to the front surface Wa is referred to as a back surface Wb.
  • the surface on the side joined to the upper wafer W is referred to as the front surface Sa
  • the surface on the side opposite to the front surface Sa is referred to as the back surface Sb.
  • the upper wafer W is a semiconductor wafer such as a silicon substrate, and a device layer Dw including a plurality of devices is formed on the surface Wa. Further, a surface film Fw is further formed on the device layer Dw, and is bonded to the lower wafer S via the surface film Fw.
  • the surface film Fw include an oxide film (SiO 2 film, TEOS film), a SiC film, a SiCN film, an adhesive, and the like.
  • the lower wafer S has the same structure as the upper wafer W, for example, and the device layer Ds and the surface film Fs are formed on the surface Sa.
  • the lower wafer S does not have to be a device wafer on which the device layer Ds is formed, and may be, for example, a support wafer that supports the upper wafer W. In such a case, the lower wafer S functions as a protective material for protecting the device layer Dw of the upper wafer W.
  • the device layers Dw and Ds and the surface films Fw and Fs may be omitted in order to avoid the complexity of the illustration.
  • the wafer processing system 1 has a configuration in which the loading / unloading station 2 and the processing station 3 are integrally connected.
  • a cassette C capable of accommodating a plurality of polymerized wafers T is loaded / unloaded from the outside.
  • the processing station 3 includes various processing devices that perform desired processing on the polymerized wafer T.
  • the loading / unloading station 2 is provided with a cassette mounting table 10.
  • a cassette mounting table 10 In the illustrated example, a plurality of cassettes C, for example, two cassettes C can be freely mounted in a row in the Y-axis direction on the cassette mounting table 10.
  • the number of cassettes C mounted on the cassette mounting table 10 is not limited to this embodiment and can be arbitrarily determined.
  • the loading / unloading station 2 is provided with a wafer transfer area 20 adjacent to the cassette mounting table 10 on the X-axis positive direction side of the cassette mounting table 10.
  • the processing station 3 is provided with, for example, three processing blocks G1 to G3.
  • the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3 are arranged side by side in this order from the negative direction side of the X-axis (the loading / unloading station 2 side) to the positive direction side.
  • the respective processing blocks G1 to G3 are spatially shielded by a partition wall, and the polymerized wafer T is conveyed between the respective processing blocks G1 to G3 via the carry-in outlets formed in various processing devices. ..
  • the carry-in / outlet formed in the various processing devices is provided with a shutter (not shown) for opening / closing the carry-in / outlet.
  • the first processing block G1 is provided with an etching processing device 30 and a wafer transfer device 40.
  • the etching processing apparatus 30 is provided, for example, in two stages in the vertical direction.
  • the wafer transfer device 40 is arranged on the Y-axis positive direction side of the etching process device 30. The number and arrangement of the etching processing device 30 and the wafer transfer device 40 are not limited to this.
  • the etching processing apparatus 30 etches the back surface Wb of the upper wafer W and the back surface Sb of the lower wafer S after grinding. At this time, cleaning processes such as particle removal and metal component removal are also performed.
  • an etching solution (chemical solution) is supplied to the back surface Wb and Sb, and the back surface Wb is wet-etched.
  • the etching solution for example, HF, HNO 3 , H 3 PO 4 , TMAH, Choline, KOH and the like are used.
  • the wafer transfer device 40 has, for example, two transfer arms 41 that hold and transfer the polymerized wafer T.
  • Each transport arm 41 is configured to be movable in the horizontal direction, the vertical direction, the horizontal axis, and the vertical axis. Then, the wafer transfer device 40 is a polymerized wafer T with respect to the cassette C of the cassette mounting table 10, the etching processing device 30, the first cleaning device 50 described later, the second cleaning device 51 described later, and the alignment device 52 described later. Is configured to be transportable.
  • the first processing block G1 is provided with a fan filter unit (FFU) (not shown).
  • FFU fan filter unit
  • the second processing block G2 is provided with a first cleaning device 50, a second cleaning device 51, an alignment device 52, and a wafer transfer device 60.
  • the first cleaning device 50, the second cleaning device 51, and the alignment device 52 are laminated in this order from above.
  • the wafer transfer device 60 is arranged on the Y-axis negative direction side of the first cleaning device 50, the second cleaning device 51, and the alignment device 52.
  • the number and arrangement of the first cleaning device 50, the second cleaning device 51, the alignment device 52, and the wafer transfer device 60 are not limited to this.
  • the first cleaning device 50 cleans the back surface Wb of the upper wafer W and the back surface Sb of the lower wafer S after grinding in the processing device 70 described later. For example, a cleaning liquid is supplied to the back surface Wb to spin-clean the back surface Wb, and the brush is brought into contact with the back surface Sb to scrub the back surface Sb. Further, in the first cleaning apparatus 50, the thickness of the upper wafer W in the polymerized wafer T is measured. The detailed configuration of the first cleaning device 50 will be described later.
  • the second cleaning device 51 cleans the back surface Wb of the upper wafer W and the back surface Sb of the lower wafer S before grinding in the processing device 70 described later. Similar to the first cleaning device 50, the second cleaning device 51 also supplies, for example, a cleaning liquid to the back surface Wb to spin-clean the back surface Wb, and brings the brush into contact with the back surface Sb to scrub the back surface Sb. Further, the second cleaning device 51 measures the thickness of the upper wafer W in the polymerized wafer T. For example, when the thickness of the upper wafer W is measured by the alignment device 52, the thickness measuring function of the upper wafer W in the second cleaning device 51 can be omitted. The detailed configuration of the second cleaning device 51 will be described later.
  • the first cleaning device 50 that processes the polymerized wafer T after grinding and the second cleaning device 51 that processes the polymerized wafer T before grinding are distinguished.
  • the configurations of the 50 and the second cleaning device 51 are substantially the same. Therefore, in either the first cleaning device 50 or the second cleaning device 51, either the post-grinding or pre-grinding polymerized wafer T may be processed.
  • the alignment device 52 adjusts the horizontal orientation and position of the polymerized wafer T before grinding in the processing device 70 described later. Further, the alignment device 52 measures the total thickness of the polymerized wafer T before grinding and functions as the "thickness measuring device" in the present disclosure. The detailed configuration of the alignment device 52 will be described later.
  • the wafer transfer device 60 has, for example, two transfer arms 61 for adsorbing and holding the polymerized wafer T on a suction holding surface (not shown) and transporting the polymerized wafer T.
  • Each transport arm 61 is configured to be movable in the horizontal direction, the vertical direction, the horizontal axis, and the vertical axis.
  • the wafer transfer device 60 is configured to be able to transfer the polymerized wafer T to the first cleaning device 50, the second cleaning device 51, the alignment device 52, and the processing device 70 described later.
  • the third processing block G3 is provided with one processing device 70.
  • the number and arrangement of the processing devices 70 are not limited to this.
  • the processing device 70 has a rotary table 71.
  • four chucks 72 as substrate holding portions for sucking and holding the polymerized wafer T are provided.
  • a porous chuck is used for the chuck 72, and the back surface Sb of the lower wafer S of the polymerized wafer T is adsorbed and held.
  • the surface of the chuck 72 that is, the holding surface of the polymerized wafer T, has a convex shape in which the central portion protrudes from the end portion in the side view. Since the protrusion at the center is very small, the convex shape of the chuck 72 is omitted in the illustration of the following description.
  • the chuck 72 is held by the chuck base 73.
  • the chuck base 73 is provided with an inclination adjusting unit 74 for adjusting the relative inclination of the grinding wheel and the chuck 72 included in each grinding unit (rough grinding unit 80, medium grinding unit 90 and finish grinding unit 100) described later.
  • the tilt adjusting unit 74 has a fixed shaft 75 provided on the lower surface of the chuck base 73 and a plurality of, for example, two elevating shafts 76.
  • Each elevating shaft 76 is configured to be expandable and contractible, and elevates and elevates the chuck base 73.
  • the tilt adjusting portion 74 raises and lowers the other end of the chuck base 73 in the vertical direction by the elevating shaft 76, starting from one end (position corresponding to the fixed shaft 75) of the outer peripheral portion of the chuck base 73, thereby causing the chuck 72 and the chuck base. 73 can be tilted. As a result, the relative inclination between the surface of the grinding wheel included in the grinding units 80, 90, 100 of the machining positions A1 to A3 and the surface of the chuck 72 can be adjusted.
  • the configuration of the tilt adjusting unit 74 is not limited to this, and can be arbitrarily selected as long as the relative angle (parallelism) of the surface of the chuck 72 with respect to the surface of the grinding wheel can be adjusted.
  • each of the four chucks 72 can be moved to the delivery position A0 and the processing positions A1 to A3 by rotating the rotary table 71. Further, each of the four chucks 72 is configured to be rotatable around a vertical axis by a rotation mechanism (not shown).
  • the polymerized wafer T is delivered by the wafer transfer device 60.
  • a rough grinding unit 80 is arranged at the machining position A1 to roughly grind the upper wafer W.
  • a medium grinding unit 90 is arranged at the processing position A2, and the upper wafer W is medium-grinded.
  • a finish grinding unit 100 is arranged at the processing position A3, and the upper wafer W is finished and ground.
  • the rough grinding unit 80 rotates a rough grinding wheel 81 having an annular rough grinding wheel on the lower surface, a mount 82 for supporting the rough grinding wheel 81, and a rough grinding wheel 81 via the mount 82. It has a spindle 83 to be made to move, and a drive unit 84 including, for example, a motor (not shown). Further, the rough grinding unit 80 is configured to be movable in the vertical direction along the support column 85 shown in FIG.
  • the medium grinding unit 90 has the same configuration as the rough grinding unit 80. That is, the medium grinding unit 90 has a medium grinding wheel 91 including an annular medium grinding wheel, a mount 92, a spindle 93, a drive unit 94, and a support column 95.
  • the grain size of the grindstone of the medium grinding wheel is smaller than the grain size of the grindstone of the coarse grinding wheel.
  • the finish grinding unit 100 has the same configuration as the rough grinding unit 80 and the medium grinding unit 90. That is, the finish grinding unit 100 has a finish grinding wheel 101, a mount 102, a spindle 103, a drive unit 104, and a support column 105 having an annular finish grinding wheel as a grinding unit.
  • the grain size of the grindstone of the finish grinding wheel is smaller than the grain size of the grindstone of the medium grinding wheel.
  • the third processing block G3 is provided with an exhaust unit (not shown). As a result, particles and the like generated by the grinding process in the processing device 70 are discharged, and the internal pressure of the third processing block G3 is kept lower than the internal pressure of the second processing block G2. That is, in the wafer processing system 1, the internal pressures of the first processing block G1, the second processing block G2, and the third processing block G3 are controlled to increase in this order, and the particles generated by the grinding process in the processing apparatus 70 are controlled. Etc. are configured so as not to flow out to the first processing block G1 side. In other words, it suppresses the adhesion of particles and the like to the polymerized wafer T after a series of treatments in the wafer processing system 1.
  • the wafer processing system 1 described above is provided with a control device 110 as a control unit.
  • the control device 110 is, for example, a computer equipped with a CPU, a memory, or the like, and has a program storage unit (not shown).
  • a program for controlling wafer processing in the wafer processing system 1 is stored in the program storage unit.
  • the program may be recorded on a storage medium H readable by a computer and may be installed on the control device 110 from the storage medium H.
  • first cleaning device 50 and second cleaning device 51 will be described.
  • first cleaning device 50 that processes the polymerized wafer T after grinding and the second cleaning device 51 that processes the polymerized wafer T before grinding are distinguished.
  • the configurations of the 50 and the second cleaning device 51 are substantially the same. Therefore, in the following description, the first cleaning device 50 will be described, and the description of the second cleaning device 51 will be omitted.
  • the first cleaning device 50 has a holding mechanism 200 for holding the polymerized wafer T in a state where the upper wafer W is arranged on the upper side and the lower wafer S is arranged on the lower side.
  • the holding mechanism 200 has a plurality of holding rollers 201 for holding the outer surface of the polymerized wafer T, for example, four holding rollers 201.
  • the holding rollers 201 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the polymerized wafer T.
  • the holding roller 201 abuts on the outer surface of the polymerized wafer T and holds the polymerized wafer T by its frictional force.
  • the method for holding the polymerized wafer T by the holding roller 201 is not limited to this.
  • the polymerized wafer T may be fitted and held in the recessed portion formed on the side surface of the holding roller 201.
  • the method for holding the outer surface of the polymerized wafer T is not limited to the method using the holding roller 201.
  • the outer surface of the polymerized wafer T may be fixedly held by a fixed holding member (not shown), and the fixed holding member and the polymerized wafer T may be rotated as a whole.
  • the back surface Sb of the lower wafer S may be suction-held by a suction-holding member (not shown).
  • the holding roller 201 is rotatably configured with the vertical axis as the rotation axis.
  • the holding roller 201 is provided with a drive mechanism (not shown) for rotating the holding roller 201.
  • the drive mechanism may rotate one holding roller 201 or a plurality of holding rollers 201.
  • the polymerization wafer T rotates about the vertical axis by rotating at least one holding roller 201 by the drive mechanism.
  • each holding roller 201 is configured to be movable in the horizontal direction by a moving mechanism (not shown).
  • a cleaning liquid nozzle 210 is provided above the polymerization wafer T held by the holding mechanism 200.
  • the cleaning liquid nozzle 210 cleans the back surface Wb of the upper wafer W, and more specifically, spin-cleans it.
  • the cleaning liquid for example, pure water
  • the cleaning liquid nozzle 210 is configured to be movable in the horizontal direction above the polymerized wafer T by a moving mechanism (not shown).
  • a cleaning brush 211 is provided below the polymerization wafer T held by the holding mechanism 200.
  • the cleaning brush 211 cleans the back surface Sb of the lower wafer S, and more specifically, scrubs the lower wafer S.
  • the cleaning brush 211 sprays a cleaning liquid nozzle (not shown) cleaning liquid, for example, pure water, in a state of being in contact with the back surface Sb of the lower wafer S to clean the back surface Sb.
  • the first cleaning device 50 is configured to be able to simultaneously clean the back surface Wb of the upper wafer W and the back surface Sb of the lower wafer S while the polymerized wafer T is held by the holding mechanism 200.
  • a partial thickness measuring unit 220 is provided above the polymerized wafer T held by the holding mechanism 200.
  • the partial thickness measuring unit 220 measures the thickness Hw of the upper wafer W shown in FIG. 7.
  • the partial thickness measuring unit 220 has a partial thickness sensor that measures the thickness of the upper wafer W without contacting the upper wafer W.
  • the partial thickness sensor irradiates the upper wafer W with light, and further receives the reflected light reflected from the front surface Wa of the upper wafer W and the reflected light reflected from the back surface Wb. Then, the partial thickness measuring unit 220 measures the thickness Hw of the upper wafer W based on both reflected lights.
  • the partial thickness measuring unit 220 is configured to be movable in the horizontal direction above the polymerized wafer T by the moving mechanism 221. As a result, the partial thickness measuring unit 220 can measure the thickness Hw of the upper wafer W at a plurality of points.
  • the partial thickness measuring unit 220 measures the thickness Hw of the upper wafer W at, for example, three points in the radial direction.
  • the measurement point P1 is the central portion of the upper wafer W.
  • the measurement point P2 is an intermediate portion of the upper wafer W, and is a position of R / 2 from the central portion when the radius of the upper wafer W is R.
  • the measurement point P3 is the outer peripheral portion of the upper wafer W.
  • the thickness Hw of the upper wafer W is measured by the partial thickness measuring unit 220 with the rotation of the polymerized wafer T stopped. At this time, the thickness Hw of the upper wafer W may be measured while rotating the polymerized wafer T.
  • the thickness Hw of the upper wafer W is measured at a plurality of points in the circumferential direction by the partial thickness measuring unit 220 while rotating the polymerized wafer T. Then, at the measurement point P2, the moving average values of the measured peripheral points are calculated and used as the thickness Hw of the upper wafer W at the measurement point P2.
  • the thickness Hw of the upper wafer W at the measurement point P2 may be the median movement of a plurality of points in the circumferential direction. Further, at the measurement point P3, the thickness Hw of the upper wafer W is measured in the same manner as the measurement point P2.
  • the moving average value or the moving median value of a plurality of points in the circumferential direction is set to the thickness Hw of the upper wafer W.
  • the thickness Hw of the upper wafer W at the designated coordinates is measured. You may.
  • the thickness Hw of the upper wafer W is measured with the rotation of the polymerized wafer T stopped. Then, at the measurement points P2 and P3, the thickness Hw of the upper wafer W at one point in the circumferential direction is measured.
  • the measurement result of the thickness Hw of the upper wafer W is used to adjust the parallelism between the surface of the chuck 72 and the surface of the finish grinding wheel 101, as will be described later. Not limited.
  • the thickness Hw of the upper wafer W may be measured at a designated measurement point.
  • the alignment device 52 has a chuck 300 as a substrate holding portion for holding the polymerized wafer T.
  • the chuck 300 adsorbs and holds the central portion of the back surface Sb of the lower wafer S of the polymerized wafer T.
  • the diameter of the chuck 300 is, for example, half or less the diameter of the polymerized wafer T.
  • the chuck 300 is formed with a notch 301 extending in the radial direction (Y-axis direction) from the central portion to the outer end portion of the chuck 300.
  • the notch 301 is formed so that the lower sensor 332 of the overall thickness measuring unit 330, which will be described later, can move forward and backward.
  • the chuck 300 is configured to be rotatable around the vertical axis and movable in the horizontal direction.
  • a rotation mechanism 310 for rotating the chuck 300 is provided below the chuck 300.
  • the rotation mechanism 310 has a built-in drive unit (not shown) such as a motor.
  • the rotation mechanism 310 is supported by the support member 311.
  • the support member 311 is attached to a rail 312 extending in the horizontal direction (Y-axis direction).
  • the support member 311 is configured to be movable along the rail 312 by a moving mechanism 313 provided on the rail 312.
  • the moving mechanism 313 has a built-in drive unit (not shown) such as a motor.
  • a detection unit 320 is provided on the side of the chuck 300 (on the negative direction side of the X-axis).
  • the detection unit 320 adjusts the horizontal orientation and position of the polymerized wafer T before grinding.
  • the detection unit 320 has a sensor that irradiates the outer periphery of the upper wafer W held by the chuck 300 with light and further receives the light.
  • the detection unit 320 may have a sensor that images the outer circumference of the upper wafer W. Then, while rotating the polymerized wafer T held by the chuck 300, the detection unit 320 detects the position of the notch portion of the upper wafer W, and further detects the position of the central portion of the upper wafer W. Based on this detection result, the horizontal orientation of the polymerized wafer T is adjusted ( ⁇ alignment), and the horizontal position is adjusted (XY alignment).
  • the total thickness measuring unit 330 measures the total thickness Ht of the polymerized wafer T shown in FIG. 7.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T measured by the total thickness measuring unit 330 and the thickness Hw of the upper wafer W measured by the partial thickness measuring unit 220 are output to the control device 110, respectively.
  • the thickness Hs other than the upper wafer W is calculated by subtracting the thickness Hw of the upper wafer W from the total thickness Ht of the polymerized wafer T.
  • This thickness Hs includes the thickness of the lower wafer S, the thicknesses of the device layers Dw and Ds, and the thicknesses of the surface films Fw and Fs. ..
  • the total thickness measuring unit 330 has an upper sensor 331 and a lower sensor 332.
  • the upper sensor 331 is arranged above the polymerization wafer T held by the chuck 300, and measures the distance from the upper sensor 331 to the back surface Wb of the upper wafer W.
  • the lower sensor 332 is arranged below the polymerization wafer T held by the chuck 300, and measures the distance from the lower sensor 332 to the back surface Sb of the lower wafer S.
  • the upper sensor 331 and the lower sensor 332 are arranged so as to face each other on the same coordinate axis, and the measurement point of the upper sensor 331 and the measurement point of the lower sensor 332 are at the same position in a plan view.
  • the total thickness measuring unit 330 determines the total thickness Ht of the polymerized wafer T based on the distance between the upper sensor 331 and the back surface Wb of the upper wafer W and the distance between the lower sensor 332 and the back surface Sb of the lower wafer S. Derived.
  • the upper sensor 331 and the lower sensor 332 move relative to the chuck 300 by moving the chuck 300 in the horizontal direction, respectively. Further, the lower sensor 332 is configured to be relatively free to move forward and backward with respect to the cutout portion 301. That is, as the chuck 300 moves in the horizontal direction, the lower sensor 332 enters or retracts from the notch 301. Then, the total thickness measuring unit 330 can measure the total thickness Ht of the polymerized wafer T at a plurality of points.
  • the measurement point of the total thickness Ht of the polymerized wafer T by the total thickness measuring unit 330 is the same as the measuring point of the thickness Hw of the upper wafer W by the partial thickness measuring unit 220. That is, as shown in FIG. 12, the total thickness measuring unit 330 measures the total thickness Ht of the polymerized wafer T at, for example, three points in the radial direction.
  • the measurement point P1 is the central portion of the upper wafer W.
  • the measurement point P2 is an intermediate portion of the upper wafer W, and is a position of R / 2 from the central portion when the radius of the upper wafer W is R.
  • the measurement point P3 is the outer peripheral portion of the upper wafer W.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T is measured by the total thickness measuring unit 330 with the rotation of the chuck 300 (polymerized wafer T) stopped.
  • the lower sensor 332 has entered the notch portion 301. Therefore, in order to avoid interference between the lower sensor 332 and the chuck 300, the chuck 300 is not rotated.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T is measured at a plurality of points in the circumferential direction by the total thickness measuring unit 330 while rotating the chuck 300.
  • the diameter of the chuck 300 is less than half the diameter of the polymerized wafer T and the lower sensor 332 is retracted from the notch 301, even if the chuck 300 is rotated, the lower sensor 332 and the chuck 300 are still present. It does not interfere.
  • the moving average values of the measured peripheral points are calculated and used as the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P2.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P2 may be the median movement of a plurality of points in the circumferential direction.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T is measured in the same manner as the measurement point P2.
  • the chuck 300 moves in the horizontal direction (Y-axis direction), and the upper sensor 331 and the lower sensor 332 of the overall thickness measuring unit 330 are fixed, but the chuck 300 and the overall thickness are fixed.
  • the measuring unit 330 may move relatively horizontally.
  • the chuck 300 may be fixed and the upper sensor 331 and the lower sensor 332 may move in the horizontal direction.
  • the chuck 300 may move horizontally, and the upper sensor 331 and the lower sensor 332 may also move horizontally.
  • the wafer processing performed by using the wafer processing system 1 configured as described above will be described.
  • the upper wafer W and the lower wafer S are joined by a joining device (not shown) provided outside the wafer processing system 1, and a polymerized wafer T is formed in advance.
  • the cassette C containing a plurality of the polymerized wafers T is placed on the cassette mounting table 10 of the loading / unloading station 2.
  • the polymerized wafer T in the cassette C is taken out by the wafer transfer device 40 and transferred to the second cleaning device 51.
  • the polymerized wafer T is held by the holding mechanism 200. Subsequently, the cleaning liquid nozzle 210 is arranged above the center of the polymerized wafer T, and the cleaning brush 211 is arranged below the center of the polymerized wafer T. Then, while rotating the polymerized wafer T, the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid nozzle 210 to the back surface Wb of the upper wafer W, and the back surface Wb is spin-cleaned. Further, in a state where the cleaning brush 211 is in contact with the back surface Sb of the lower wafer S, the cleaning liquid is sprayed from a cleaning liquid nozzle (not shown) to scrub the back surface Sb. (Step E1 in FIG. 13). In step E1 of the present embodiment, both sides of the back surface Wb and Sb are cleaned, but at least the back surface Sb on the side held by the chuck 72 may be cleaned.
  • the cleaning liquid nozzle 210 is retracted from above the polymerized wafer T, the cleaning brush 211 is retracted from below the polymerized wafer T, and the partial thickness measuring unit 220 is arranged above the polymerized wafer T.
  • the partial thickness measuring unit 220 is sequentially moved to the measuring points P1, P2, and P3, and the partial thickness measuring unit 220 determines the thickness Hw of the upper wafer W at each measuring point P1, P2, and P3. Measure (step E2 in FIG. 13).
  • the measured thickness Hw (distribution of thickness Hw) of the upper wafer W is output to the control device 110.
  • the polymerized wafer T is transferred to the alignment device 52 by the wafer transfer device 40.
  • the alignment device 52 first, the polymerized wafer T is adsorbed and held by the chuck 300 at the loading / unloading position (home position). Subsequently, the chuck 300 is moved to the detection unit 320 side. Then, while rotating the polymerized wafer T, the detection unit 320 detects the position of the notch portion of the upper wafer W, and further detects the position of the central portion of the upper wafer W. Based on this detection result, the horizontal orientation of the polymerized wafer T is adjusted ( ⁇ alignment), and the horizontal position is also adjusted (XY alignment) (step E3 in FIG. 13).
  • the chuck 300 is moved to the overall thickness measuring unit 330 side.
  • the upper sensor 331 and the lower sensor 332 of the total thickness measuring unit 330 are located at the measurement points P1, respectively. That is, the lower sensor 332 has entered the notch 301.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P1 is measured by the total thickness measuring unit 330.
  • the chuck 300 is moved in the positive direction of the Y axis, and the upper sensor 331 and the lower sensor 332 are positioned at the measurement points P2, respectively. At this time, the lower sensor 332 is retracted from the notch portion 301. Then, while rotating the chuck 300, the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P2 is measured at a plurality of points in the circumferential direction by the total thickness measuring unit 330. Further, a moving average value of a plurality of measured points in the circumferential direction is calculated and used as the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P2.
  • the chuck 300 is moved in the positive direction of the Y axis, and the upper sensor 331 and the lower sensor 332 are positioned at the measurement points P3, respectively. Then, similarly to the measurement point P2, the total thickness Ht of the polymerized wafer T at the measurement point P3 is measured. In this way, the total thickness Ht of the polymerized wafer T at each of the measurement points P1, P2, and P3 is measured by the total thickness measuring unit 330 (step E4 in FIG. 13). The total thickness Ht (distribution of the total thickness Ht) of the polymerized wafer T measured in this way is output to the control device 110.
  • the chuck 300 is moved to the loading / unloading position.
  • the thickness Hs of the lower wafer S is calculated by subtracting the thickness Hw of the upper wafer W measured in step E2 from the thickness Ht of the polymerized wafer T measured in step E4 (step E5 in FIG. 13).
  • the thickness Hs includes the thickness of the lower wafer S, the thicknesses of the device layers Dw and Ds, and the thicknesses of the surface films Fw and Fs.
  • the thickness Hs of the lower wafer S is calculated at each measurement point P1, P2, P3, whereby the distribution of the thickness Hs of the lower wafer S can be obtained.
  • control device 110 controls the tilt adjusting unit 74 at the machining position A3 of the machining device 70 based on the distribution of the thickness Hs of the lower wafer S calculated in step E5. Specifically, based on the distribution of the thickness Hs of the lower wafer S, the surface of the chuck 72 and the finish grinding are made so that the in-plane thickness of the upper wafer W bonded to the lower wafer S after the finish grinding becomes uniform.
  • the parallelism of the surface of the wheel 101 is adjusted (step E6 in FIG. 13). In the following description, the adjustment of the parallelism between the surface of the chuck 72 and the surface of the finish grinding wheel 101 may be referred to as tilt correction.
  • the polymerized wafer T is transferred to the processing device 70 by the wafer transfer device 60, and is delivered to the chuck 72 at the delivery position A0.
  • the rotary table 71 is rotated to move the polymerization wafer T to the processing position A1.
  • the back surface Wb of the upper wafer W is roughly ground by the rough grinding unit 80 (step E7 in FIG. 13).
  • the upper wafer W is ground to a desired thickness while measuring the total thickness Ht of the polymerized wafer T using a contact-type thickness measuring device (not shown).
  • the rotary table 71 is rotated to move the polymerization wafer T to the processing position A2.
  • the back surface Wb of the upper wafer W is medium-ground by the medium-grinding unit 90 (step E8 in FIG. 13).
  • the upper wafer W is ground while measuring the total thickness Ht of the polymerized wafer T using a contact type thickness measuring instrument (not shown), and then a non-contact type thickness measuring instrument (not shown) is used.
  • the upper wafer W is ground while measuring the thickness Hw of the upper wafer W.
  • the rotary table 71 is rotated to move the polymerization wafer T to the processing position A3.
  • the back surface Wb of the upper wafer W is finish-ground by the finish grinding unit 100 (step E9 in FIG. 13).
  • the chuck 72 and the finish grinding wheel 101 whose tilt is corrected in step E6 are used.
  • the upper wafer W is ground to a desired thickness while measuring the thickness Hw of the upper wafer W using a non-contact type thickness measuring device (not shown).
  • the rotary table 71 is rotated to move the polymerization wafer T to the delivery position A0.
  • the back surface Wb of the upper wafer W after grinding may be cleaned by a cleaning unit (not shown).
  • the polymerized wafer T that has been processed by the processing device 70 is then transferred to the first cleaning device 50 by the wafer transfer device 60.
  • the same cleaning as in step E1 is performed. That is, with the polymerized wafer T held by the holding mechanism 200, the back surface Wb of the upper wafer W is spin-cleaned using the cleaning liquid nozzle 210, and the back surface Sb of the lower wafer S is scrubbed using the cleaning brush 211. (Step E10 in FIG. 13).
  • the same thickness measurement as in step E2 is performed. That is, the thickness Hw of the upper wafer W at each of the measurement points P1, P2, and P3 is measured by using the partial thickness measuring unit 220 (step E11 in FIG. 13). The measured thickness Hw (distribution of thickness Hw) of the upper wafer W is output to the control device 110.
  • the cleaning of the polymerized wafer T in step E10 and the measurement of the thickness Hw of the upper wafer W in step E11 were performed in this order. From this point of view, from the viewpoint of improving the throughput of wafer processing, it is preferable that the cleaning of the polymerized wafer T and the thickness measurement of the upper wafer W are performed in parallel. However, if the throughput of the cleaning process of the polymerized wafer T does not reduce (does not affect) the throughput of the entire wafer process, the thickness measurement of the upper wafer W may be performed either before or after the cleaning of the polymerized wafer T. ..
  • the control device 110 controls the tilt adjusting unit 74 at the machining position A3 of the machining device 70 based on the distribution of the thickness Hw of the upper wafer W measured in step E11. Specifically, based on the distribution of the thickness Hw of the upper wafer W after grinding, the surface of the chuck 72 and the finish grinding so that the in-plane thickness of the upper wafer W to be processed next after the finish grinding becomes uniform.
  • the parallelism of the surface of the wheel 101 is adjusted (step E12 in FIG. 13). That is, in step E12, steps E1 to E11 are performed on the nth polymerized wafer T (n is an integer of 1 or more), and then the n + 1th polymerized wafer T (upper wafer W) is ground.
  • the parallelism between the surface of the chuck 72 and the surface of the finish grinding wheel 101 is adjusted at the processing position A3.
  • the polymerized wafer T is transferred to the etching processing device 30 by the wafer transfer device 40.
  • wet etching processing (cleaning processing) is performed on the back surface Wb of the upper wafer W and the back surface Sb of the lower wafer S (step E13 in FIG. 13).
  • the polymerized wafer T that has been subjected to all the processing is transferred to the cassette C of the cassette mounting table 10 by the wafer transfer device 40. In this way, a series of wafer processing in the wafer processing system 1 is completed.
  • the processing for the nth polymerized wafer T and the processing for the n + 1th polymerized wafer T may be performed in parallel.
  • steps E1 to E11 are performed on the nth polymerized wafer T, and tilt correction for grinding the n + 1th upper wafer W is performed in step E12.
  • steps E1 to E5 are performed on the n + 1th polymerized wafer T, and in step E6, tilt correction for grinding the n + 1th upper wafer W is performed.
  • the tilt correction for grinding the same n + 1th upper wafer W is performed.
  • the chuck 72 at the processing position A3 is based on the thickness Hw of the nth upper wafer W measured in step E11 and the thickness Hs of the n + 1th lower wafer S calculated in step E5. The parallelism between the surface of the surface and the surface of the finish grinding wheel 101 is adjusted.
  • the chuck 300 holding the central portion of the polymerized wafer T extends radially from the central portion to the outer end portion, and the overall thickness measuring portion 330 is relatively free to move forward and backward. Since the notched portion 301 is formed, the above step E4 can be performed. That is, as shown in FIG. 12A, the total thickness Ht at the measurement point P1 of the polymerized wafer T is measured with the lower sensor 332 entering the cutout portion 301 and the rotation of the chuck 300 stopped. .. Further, as shown in FIGS.
  • the lower sensor 332 is retracted from the cutout portion 301, and the chuck 300 is rotated, and the total thickness of the polymerized wafer T at the measurement points P2 and P3 is reached. Measure Ht. Therefore, the total thickness Ht of the polymerized wafer T can be measured at a plurality of points.
  • the parallelism between the surface of the chuck 72 and the surface of the finishing grinding wheel 101 is adjusted in step E6 based on the thickness Hs of the lower wafer S calculated in step E5, so that the finishing of the upper wafer W is finished.
  • the in-plane thickness after grinding can be made uniform.
  • the measurement of the total thickness Ht of the polymerized wafer T in step E4 is performed by the alignment device 52, and a separate measuring device is not provided. Therefore, the configuration of the wafer processing system 1 can be simplified, and the equipment cost can be reduced.
  • the alignment device 52 measures the total thickness Ht of the polymerized wafer T in step E4, for example, when a thickness measuring device is separately provided, the position shift of the polymerized wafer T due to inter-device transfer is eliminated. can do.
  • the first cleaning device 50 and the second cleaning device 51 are each provided with the partial thickness measuring unit 220, and the alignment device 52 is provided with the overall thickness measuring unit 330.
  • the device in which the total thickness measuring unit 330 is installed is not limited to this.
  • the partial thickness measuring unit 220 may be provided in the alignment device 52, and the total thickness measuring unit 330 may be provided in the second cleaning device 51.
  • the total thickness measuring unit 330 is provided in the alignment device 52, but the device in which the total thickness measuring unit 330 is installed is not limited.
  • the total thickness measuring unit 330 may be installed in the temporary storage place.
  • both the partial thickness measuring unit 220 and the overall thickness measuring unit 330 are provided in one alignment device 520, and the thickness Hw of the upper wafer W in the polymerized wafer T before grinding and the entire polymerized wafer T including the upper wafer W are provided.
  • the thickness Ht may be measured by the one alignment device 520.
  • the wafer processing system 1 may be further provided with another alignment device 530 provided with a partial thickness measuring unit 220 for measuring the thickness Hw of the upper wafer W in the polymerized wafer T after grinding.
  • one alignment device 520 and another alignment device 530 can be arranged so as to be laminated with the first cleaning device 50 and the second cleaning device 51 in the second processing block G2.
  • one alignment device 520 has a chuck 300 for holding the polymerization wafer T.
  • the configuration of the chuck 300 is the same as the configuration of the chuck 300 provided in the alignment device 52 shown in FIG. That is, the diameter of the chuck 300 is, for example, half or less of the diameter of the polymerized wafer T, and a cutout portion 301 is formed from the central portion to the outer end portion where the lower sensor 332 of the total thickness measuring unit 330 advances and retreats.
  • the chuck 300 is rotatable around a vertical axis by a rotation mechanism 310, is supported by a support member 311 and is horizontally movable along a rail 312 by a movement mechanism 313.
  • a detection unit 320 is provided on the side of the chuck 300 (on the negative direction side of the X-axis).
  • the configuration of the detection unit 320 is the same as the configuration of the detection unit 320 provided in the alignment device 52, and adjusts the horizontal orientation and position of the polymerized wafer T before grinding.
  • Overall thickness measuring unit 330 is provided above and below the chuck 300.
  • the configuration of the total thickness measuring unit 330 is the same as the configuration of the detection unit 320 provided in the alignment device 52, and has an upper sensor 331 and a lower sensor 332.
  • the upper sensor 331 and the lower sensor 332 move relative to the chuck 300 by moving the chuck 300 in the horizontal direction, respectively.
  • the lower sensor 332 is configured to be relatively free to move forward and backward with respect to the cutout portion 301.
  • a partial thickness measuring unit 521 is further provided above the chuck 300.
  • the configuration of the partial thickness measuring unit 521 is the same as the configuration of the partial thickness measuring unit 220 provided in the first cleaning device 50 shown in FIGS. 5 and 6. That is, it has a partial thickness sensor that measures the thickness of the upper wafer W without contacting the upper wafer W, and the light emitted to the upper wafer W is reflected from the surface Wa of the upper wafer W. , The thickness Hw of the upper wafer W is measured based on the reflected light from the back surface Wb.
  • the partial thickness sensors of the detection unit 320 and the partial thickness measuring unit 521 are provided at the same positions in the Y-axis direction (driving direction of the chuck 300), respectively. ..
  • the partial thickness measuring unit 521 can simultaneously or continuously measure the thickness Hw at the center of the upper wafer W, so that the partial thickness measuring unit 532 can be measured.
  • the wafer processing time in the above can be shortened.
  • a first shutter 522 is provided on the side wall surface on the negative side of the X-axis of one alignment device 520.
  • the first shutter 522 is configured to open and close the transport port of the polymerized wafer T by the drive mechanism 523. Then, when the first shutter 522 is opened, the inside of the first alignment device 520 and the first processing block G1 communicate with each other, and the polymerized wafer T is carried in and out by the wafer transfer device 40.
  • a second shutter 524 is provided on the side wall surface on the negative direction side of the Y axis of one alignment device 520.
  • the second shutter 524 is configured to open and close the transport port of the polymerized wafer T by the drive mechanism 525. Then, when the second shutter 524 is opened, the inside of the first alignment device 520 and the second processing block G2 communicate with each other, and the polymerized wafer T is carried in and out by the wafer transfer device 60.
  • An exhaust unit 526 is connected to the lower part of one alignment device 520.
  • the exhaust unit 526 has an exhaust path 527 provided below a drive portion such as a rail 312, and an exhaust mechanism 528 such as a vacuum pump connected to the exhaust path 527.
  • the exhaust unit 526 discharges particles and the like generated by driving the chuck 300, for example, to the outside of one alignment device 520 by the operation of the exhaust mechanism 528.
  • the exhaust unit 526 is configured to be able to exhaust (decompress) the processing space of one alignment device 520.
  • the internal pressure of one alignment device 520 is controlled to be kept lower than the internal pressure of the first processing block G1 and higher than the internal pressure of the second processing block G2.
  • the airflow flows in from the first processing block G1 when the first shutter 522 is opened, and flows out to the second processing block G2 when the second shutter 524 is opened.
  • particles and the like generated by the grinding process in the processing device 70 are suppressed from flowing into the inside of one alignment device 520, and particles and the like flow out to the first processing block G1 (cassette C) side which is a clean space. Is suppressed.
  • another alignment device 530 has a chuck 531 that holds the polymerized wafer T.
  • the chuck 531 adsorbs and holds the central portion of the back surface Sb of the lower wafer S of the polymerized wafer T.
  • the diameter of the chuck 531 may be larger than the diameter of the chuck 300 provided in, for example, one alignment device 520, and may be half or more of the diameter of the polymerized wafer T.
  • the thickness Hw of the upper wafer W after grinding in other words, the thickness Hw smaller than the thickness Hw of the upper wafer W before grinding in one alignment device 520 is measured. Therefore, by adsorbing and holding the polymerized wafer T with the chuck 531 having a diameter larger than that of the chuck 300 in this way, it is possible to prevent the polymerized wafer T thinned by grinding from being warped.
  • the chuck 531 is rotatable around a vertical axis by a rotation mechanism 310, is supported by a support member 311 and is horizontally movable along a rail 312 by a movement mechanism 313. Further, a detection unit 320 is provided on the side of the chuck 531 (on the negative direction side of the X-axis) to adjust the horizontal orientation and position of the polymerized wafer T after grinding and to adjust the horizontal direction and position of the polymerized wafer T after grinding, and to adjust the horizontal direction and position of the polymerized wafer T, and to adjust the central portion of the upper wafer W. Detects the position of.
  • the detection unit 320 adjusts the horizontal orientation and position of the polymerized wafer T after the grinding process. If the horizontal orientation and position do not deviate, the adjustment of the horizontal orientation and position of the laminated wafer T by the detection unit 320 may be omitted.
  • a partial thickness measuring unit 532 that measures the thickness Hw of the upper wafer W after grinding.
  • the configuration of the partial thickness measuring unit 532 is the same as the configuration of the partial thickness measuring unit 220 provided in one alignment device 520, but in the other alignment device 530, the thickness Hw of the upper wafer W after grinding, in other words, Since the thickness Hw smaller than the thickness Hw of the upper wafer W before grinding is measured in one alignment device 520, the partial thickness measuring unit 532 can measure a thickness smaller than the partial thickness measuring unit 521. Partial thickness sensor is provided.
  • the partial thickness sensors of the detection unit 320 and the partial thickness measurement unit 532 are provided at the same positions in the Y-axis direction (driving direction of the chuck 300), respectively. ..
  • the thickness Hw at the center of the upper wafer W can be measured simultaneously or continuously by the partial thickness measurement unit 532, so that the partial thickness measurement unit 532 can be measured simultaneously or continuously.
  • the wafer processing time in the above can be shortened.
  • the total thickness Ht of the polymerized wafer T is not measured in the other alignment device 530. Therefore, unlike the one alignment device 520, the other alignment device 530 is not provided with the total thickness measuring unit 330. Further, since the other alignment device 530 is not provided with the overall thickness measuring unit 330 (lower sensor 332) as described above, as shown in the figure, the chuck 531 has a notch portion for allowing the lower sensor 332 to enter. It does not have to be formed.
  • a first shutter 533 is provided on the side wall surface of the other alignment device 530.
  • the first shutter 533 is configured to open and close the transport port of the polymerized wafer T by the drive mechanism 534. Then, when the first shutter 533 is opened, the other alignment device 530 and the inside of the first processing block G1 communicate with each other, and the polymerized wafer T is carried in and out by the wafer transfer device 40.
  • the polymerized wafer T is not carried in and out by the wafer transfer device 60 of the second processing block G2, and the polymerized wafer T is carried in and out only by the wafer transfer device 40 of the first processing block G1.
  • the other alignment device 530 is not provided with a transfer port for the polymerized wafer T on the second processing block G2 side, and is not provided with the second shutter on the second processing block G2 side.
  • the thickness Hw of the upper wafer W after grinding is measured. In this way, the second shutter on the second processing block G2 side is omitted, and polymerization is performed only by the wafer transfer device 40.
  • an exhaust unit 535 is provided at the lower part of the other alignment device 530.
  • the exhaust unit 535 has an exhaust path 536 and an exhaust mechanism 537 such as a vacuum pump.
  • an exhaust mechanism 537 such as a vacuum pump.
  • the airflow flows in from the first processing block G1 and particles and the like flow out to the first processing block G1 (cassette C) side which is a clean space. Is suppressed.
  • One alignment device 520 and another alignment device 530 are configured as described above. In this way, the thickness Hw of the upper wafer W before and after grinding and the total thickness Ht of the polymerized wafer T are measured by one alignment device 520 and another alignment device 530 independently provided outside the processing device 70. You may go to each. In such a case, one alignment device 520 and another alignment device 530 can each function as a "thickness measuring device" according to the technique of the present disclosure.
  • the horizontal orientation or position of the polymerized wafer T does not deviate during the grinding process or transfer of the polymerized wafer T, the horizontal direction of the polymerized wafer T in another alignment device 530 Adjustment of orientation and position can be omitted.
  • the detection unit 320 may be omitted from the other alignment device 530.
  • the wafer processing system 1 may be independently provided with a thickness measuring device for measuring the thickness He of the upper wafer W in the polymerized wafer T after the grinding process.
  • the case where the upper wafer W is ground and thinned in the polymerized wafer T in which the upper wafer W and the lower wafer S are joined has been described as an example.
  • the thinned upper wafer W does not have to be joined to the lower wafer S.

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Abstract

基板の厚みを測定する厚み測定装置であって、前記基板の中央部を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板の厚みを測定する測定部と、前記基板保持部と前記測定部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を備え、前記基板保持部には、当該基板保持部の中心部から外端部まで径方向に延伸し、前記測定部が相対的に進退自在な切り欠き部が形成されている。

Description

厚み測定装置及び厚み測定方法
　本開示は、厚み測定装置及び厚み測定方法に関する。
　特許文献１には、板状ワークを保持し回転可能な保持手段と、保持手段に保持された板状ワークを研削する研削手段と、保持手段に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段とを備える研削装置が開示されている。厚み測定手段は、板状ワークの上方から板状ワークの半径の中点となる第１の測定点と、第１の測定点から中心方向と外周方向とにむけて均等な距離で離反する第２の測定点と第３の測定点との少なくとも３点において板状ワークの厚みを測定する。
日本国　特開２０１４－１７２１３１号公報
　本開示にかかる技術は、基板の厚みを径方向に複数点で適切に測定する。
　本開示の一態様は、基板の厚みを測定する厚み測定装置であって、前記基板の中央部を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板の厚みを測定する測定部と、前記基板保持部と前記測定部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を備え、前記基板保持部には、当該基板保持部の中心部から外端部まで径方向に延伸し、前記測定部が相対的に進退自在な切り欠き部が形成されている。
　本開示によれば、基板の厚みを径方向に複数点で適切に測定することができる。
ウェハ処理システムで処理される重合ウェハの構成例を示す側面図である。 ウェハ処理システムの構成を示す平面図である。 ウェハ処理システムの内部構成を示す側面図である。 各研削ユニットの構成の一例を示す側面図である。 第１洗浄装置の構成を示す平面図である。 第１洗浄装置の構成を示す側面図である。 上ウェハの厚み、下ウェハの厚み、及び重合ウェハの全体厚みを示す説明図である。 上ウェハの厚みを測定する様子を示す説明図である。 アライメント装置の構成を示す平面図である。 アライメント装置の構成を示す側面図である。 全体厚み測定部の構成を示す斜視図である。 重合ウェハの全体厚みを測定する様子を示す説明図である。 ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。 他の実施形態にかかるアライメント装置の構成を示す平面図である。 他の実施形態にかかるアライメント装置の構成を示す側面図である。 他の実施形態にかかるアライメント装置の構成を示す平面図である。 他の実施形態にかかるアライメント装置の構成を示す側面図である。
　近年、半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成された半導体基板（以下、「上ウェハ」という。）と、下ウェハとが接合された重合ウェハに対し、上ウェハの裏面を研削して薄化することが行われている。
　上ウェハの薄化は、下ウェハの裏面をチャックにより保持した状態で、上ウェハの裏面に研削砥石を当接させ、研削することにより行われる。しかしながら、このように上ウェハの研削を行う場合、上ウェハの裏面に当接される研削砥石と下ウェハを保持するチャックとの相対的な傾きにより、研削後の上ウェハの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が悪化するおそれがある。
　上述した特許文献１に開示された研削装置では、厚み測定手段で板状ワーク（ウェハ）の厚みを３点で測定し、３点の厚み測定結果に基づいて保持手段のウェハ保持面の回転軸の傾きを調整することで、ウェハを均一の厚みに研削することを図っている。また、厚み測定手段は、保持手段に保持されたウェハの上方からウェハの厚みを複数箇所において測定する測定部を備えている。測定部は、ウェハに向けて測定光を照射し、ウェハの上下の界面（上面と下面）にて反射した反射光を受光したタイミングの差から、ウェハの厚みを測定する。
　ここで、上述した重合ウェハの上ウェハを研削する場合、研削前の重合ウェハの全体厚みと上ウェハの厚みを測定して、当該重合ウェハにおいて上ウェハ以外の厚み（以下、簡略化して「下ウェハの厚み」という場合がある。）を算出する場合がある。このように下ウェハの厚みを測定して把握することで、研削砥石とチャックの相対的な傾きを調整して、上ウェハを均一に研削するためである。
　しかしながら、特許文献１に開示された研削装置では、例えば重合ウェハに対して処理を行う場合、研削側（上方側）の上ウェハの厚みしか測定することができない。このため、上述したような重合ウェハの全体厚みを測定することができず、下ウェハの厚みを把握することができない。したがって、従来のウェハ処理には改善の余地がある。
　本開示にかかる技術は、基板の厚みを径方向に複数点で適切に測定する。以下、本実施形態にかかるウェハ処理システム及びウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１基板としての上ウェハＷと、第２基板としての下ウェハＳとが接合された重合ウェハＴに対して処理を行う。そしてウェハ処理システム１では、上ウェハＷを薄化する。以下、上ウェハＷにおいて、下ウェハＳに接合される側の面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、下ウェハＳにおいて、上ウェハＷに接合される側の面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。
　上ウェハＷは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハであって、表面Ｗａに複数のデバイスを含むデバイス層Ｄｗが形成されている。また、デバイス層Ｄｗにはさらに表面膜Ｆｗが形成され、当該表面膜Ｆｗを介して下ウェハＳと接合されている。表面膜Ｆｗとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。
　下ウェハＳは、例えば上ウェハＷと同様の構成を有しており、表面Ｓａにはデバイス層Ｄｓ及び表面膜Ｆｓが形成されている。なお、下ウェハＳはデバイス層Ｄｓが形成されたデバイスウェハである必要はなく、例えば上ウェハＷを支持する支持ウェハであってもよい。かかる場合、下ウェハＳは上ウェハＷのデバイス層Ｄｗを保護する保護材として機能する。
　なお、以降の説明で用いられる図面においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓ及び表面膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。
　図２及び図３に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション２と処理ステーション３を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション２は、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴを収容可能なカセットＣが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。図示の例では、カセット載置台１０には、複数、例えば２つのカセットＣをＹ軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台１０に載置されるカセットＣの個数は、本実施形態に限定されず、任意に決定することができる。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＸ軸正方向側において、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。
　処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３が設けられている。第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２及び第３処理ブロックＧ３は、Ｘ軸負方向側（搬入出ステーション２側）から正方向側にこの順で並べて配置されている。それぞれの処理ブロックＧ１～Ｇ３間は隔壁により空間的に遮断されており、重合ウェハＴは、各種処理装置に形成された搬入出口を介して、それぞれの処理ブロックＧ１～Ｇ３の間を搬送される。なお、各種処理装置に形成された搬入出口には、当該搬入出口の開閉を行うシャッタ（図示せず）が設けられている。
　第１処理ブロックＧ１には、エッチング処理装置３０及びウェハ搬送装置４０が設けられている。エッチング処理装置３０は、例えば鉛直方向に２段に積層して設けられている。ウェハ搬送装置４０は、エッチング処理装置３０のＹ軸正方向側に配置されている。なお、エッチング処理装置３０及びウェハ搬送装置４０の数や配置はこれに限定されない。
　エッチング処理装置３０は、研削後の上ウェハＷの裏面Ｗｂ及び下ウェハＳの裏面Ｓｂをエッチングする。この際、パーティクル除去や金属成分除去などの洗浄処理も行われる。例えば裏面Ｗｂ、Ｓｂに対してエッチング液（薬液）を供給し、当該裏面Ｗｂをウェットエッチングする。エッチング液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。
　ウェハ搬送装置４０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム４１を有している。各搬送アーム４１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そして、ウェハ搬送装置４０は、カセット載置台１０のカセットＣ、エッチング処理装置３０、後述する第１洗浄装置５０、後述する第２洗浄装置５１、及び後述するアライメント装置５２に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　また、第１処理ブロックＧ１には図示しないファンフィルターユニット（ＦＦＵ）が設けられている。これにより、第１処理ブロックＧ１の内部の清浄度が高く保たれるとともに、内部の圧力が第２処理ブロックＧ２と比較して高く保たれている。
　第２処理ブロックＧ２には、第１洗浄装置５０、第２洗浄装置５１、アライメント装置５２、及びウェハ搬送装置６０が設けられている。第１洗浄装置５０、第２洗浄装置５１、及びアライメント装置５２は、上方からこの順で積層して設けられている。ウェハ搬送装置６０は、第１洗浄装置５０、第２洗浄装置５１、及びアライメント装置５２のＹ軸負方向側に配置されている。なお、第１洗浄装置５０、第２洗浄装置５１、アライメント装置５２、及びウェハ搬送装置６０の数や配置はこれに限定されない。
　第１洗浄装置５０は、後述する加工装置７０における研削後の上ウェハＷの裏面Ｗｂと下ウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄する。例えば裏面Ｗｂに洗浄液を供給して当該裏面Ｗｂをスピン洗浄し、裏面Ｓｂにブラシを当接させて当該裏面Ｓｂをスクラブ洗浄する。また、第１洗浄装置５０では、重合ウェハＴにおける上ウェハＷの厚みを測定する。なお、第１洗浄装置５０の詳細な構成については後述する。
　第２洗浄装置５１は、後述する加工装置７０における研削前の上ウェハＷの裏面Ｗｂと下ウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄する。第２洗浄装置５１も、第１洗浄装置５０と同様に、例えば裏面Ｗｂに洗浄液を供給して当該裏面Ｗｂをスピン洗浄し、裏面Ｓｂにブラシを当接させて当該裏面Ｓｂをスクラブ洗浄する。また、第２洗浄装置５１では、重合ウェハＴにおける上ウェハＷの厚みを測定する。なお、例えば上ウェハＷの厚みをアライメント装置５２で測定する場合には、第２洗浄装置５１における上ウェハＷの厚み測定機能を省略することができる。また、第２洗浄装置５１の詳細な構成については後述する。
　なお、本実施形態では、研削後の重合ウェハＴの処理を行う第１洗浄装置５０と、研削前の重合ウェハＴの処理を行う第２洗浄装置５１とを区別したが、これら第１洗浄装置５０と第２洗浄装置５１の構成は実質的に同じである。したがって、第１洗浄装置５０と第２洗浄装置５１のいずれにおいても、研削後又は研削前の重合ウェハＴのいずれか一方の処理を行ってもよい。
　アライメント装置５２は、後述する加工装置７０における研削前の重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置を調節する。また、アライメント装置５２は、研削前の重合ウェハＴの全体厚みを測定し、本開示における「厚み測定装置」として機能する。なお、アライメント装置５２の詳細な構成については後述する。
　ウェハ搬送装置６０は、重合ウェハＴを吸着保持面（図示せず）により吸着保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム６１を有している。各搬送アーム６１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そして、ウェハ搬送装置６０は、第１洗浄装置５０、第２洗浄装置５１、アライメント装置５２、及び後述する加工装置７０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　第３処理ブロックＧ３には、加工装置７０が１つ設けられている。なお、加工装置７０の数や配置はこれに限定されない。
　加工装置７０は、回転テーブル７１を有している。回転テーブル７１上には、重合ウェハＴを吸着保持する、基板保持部としてのチャック７２が４つ設けられている。チャック７２には例えばポーラスチャックが用いられ、重合ウェハＴのうち下ウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。チャック７２の表面、すなわち重合ウェハＴの保持面は、側面視において中央部が端部に比べて突出した凸形状を有している。なお、この中央部の突出は微小であるため、以下の説明の図示においては、チャック７２の凸形状を省略している。
　図４に示すように、チャック７２はチャックベース７３に保持されている。チャックベース７３には、後述する各研削ユニット（粗研削ユニット８０、中研削ユニット９０及び仕上研削ユニット１００）が備える研削ホイールとチャック７２の相対的な傾きを調整する傾き調整部７４が設けられている。傾き調整部７４は、チャックベース７３の下面に設けられた固定軸７５と複数、例えば２本の昇降軸７６を有している。各昇降軸７６は伸縮自在に構成され、チャックベース７３を昇降させる。この傾き調整部７４によって、チャックベース７３の外周部の一端部（固定軸７５に対応する位置）を基点に、他端部を昇降軸７６によって鉛直方向に昇降させることで、チャック７２及びチャックベース７３を傾斜させることができる。そしてこれにより、加工位置Ａ１～Ａ３の各研削ユニット８０、９０、１００が備える研削ホイールの表面とチャック７２の表面との相対的な傾きを調整することができる。
　なお、傾き調整部７４の構成はこれに限定されず、研削ホイールの表面に対するチャック７２の表面の相対的な角度（平行度）を調整することができれば、任意に選択できる。
　図２に示すように４つのチャック７２は、回転テーブル７１が回転することにより、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ１～Ａ３に移動可能になっている。また、４つのチャック７２はそれぞれ、回転機構（図示せず）によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。
　受渡位置Ａ０では、ウェハ搬送装置６０による重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には粗研削ユニット８０が配置され、上ウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には中研削ユニット９０が配置され、上ウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には仕上研削ユニット１００が配置され、上ウェハＷを仕上研削する。
　図４に示すように、粗研削ユニット８０は、下面に環状の粗研削砥石を備える粗研削ホイール８１、当該粗研削ホイール８１を支持するマウント８２、当該マウント８２を介して粗研削ホイール８１を回転させるスピンドル８３、及び、例えばモータ（図示せず）を内蔵する駆動部８４を有している。また粗研削ユニット８０は、図２に示す支柱８５に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。
　中研削ユニット９０は粗研削ユニット８０と同様の構成を有している。すなわち中研削ユニット９０は、環状の中研削砥石を備える中研削ホイール９１、マウント９２、スピンドル９３、駆動部９４、及び支柱９５を有している。中研削砥石の砥粒の粒度は、粗研削砥石の砥粒の粒度より小さい。
　仕上研削ユニット１００は粗研削ユニット８０及び中研削ユニット９０と同様の構成を有している。すなわち仕上研削ユニット１００は、研削部としての環状の仕上研削砥石を備える仕上研削ホイール１０１、マウント１０２、スピンドル１０３、駆動部１０４、及び支柱１０５を有している。仕上研削砥石の砥粒の粒度は、中研削砥石の砥粒の粒度より小さい。
　また、第３処理ブロックＧ３には図示しない排気ユニットが設けられている。これにより、加工装置７０における研削処理により発生するパーティクル等の排出が行われるとともに、当該第３処理ブロックＧ３の内部圧力が第２処理ブロックＧ２との内部圧力と比較して低く保たれている。すなわちウェハ処理システム１においては、第１処理ブロックＧ１、第２処理ブロックＧ２、第３処理ブロックＧ３の内部圧力が、それぞれこの順に高くなるように制御され、加工装置７０における研削処理により発生したパーティクル等が、第１処理ブロックＧ１側へと流出しないように構成されている。換言すれば、ウェハ処理システム１における一連の処理が行われた後の重合ウェハＴに対して、パーティクル等が付着することを抑制している。
　図２に示すように、以上のウェハ処理システム１には、制御部としての制御装置１１０が設けられている。制御装置１１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置１１０にインストールされたものであってもよい。
　次に、上述した第１洗浄装置５０と第２洗浄装置５１について説明する。なお、本実施形態では、研削後の重合ウェハＴの処理を行う第１洗浄装置５０と、研削前の重合ウェハＴの処理を行う第２洗浄装置５１とを区別したが、これら第１洗浄装置５０と第２洗浄装置５１の構成は実質的に同じである。したがって、以下の説明においては、第１洗浄装置５０について説明し、第２洗浄装置５１の説明を省略する。
　図５及び図６に示すように第１洗浄装置５０は、上ウェハＷが上側、下ウェハＳが下側に配置された状態で、重合ウェハＴを保持する保持機構２００を有している。保持機構２００は、重合ウェハＴの外側面を保持する複数、例えば４つの保持ローラ２０１を有している。保持ローラ２０１は、重合ウェハＴの周方向に等間隔に配置されている。
　保持ローラ２０１は、重合ウェハＴの外側面に当接し、その摩擦力により重合ウェハＴを保持する。なお、保持ローラ２０１による重合ウェハＴの保持方法はこれに限定されない。例えば、保持ローラ２０１の側面に形成された窪み部に、重合ウェハＴを嵌め込んで保持してもよい。また、重合ウェハＴの外側面の保持方法は、保持ローラ２０１を用いた方法に限定されない。例えば、重合ウェハＴの外側面を固定保持部材（図示せず）によって固定保持し、当該固定保持部材と重合ウェハＴを全体として回転させてもよい。あるいは、例えば上ウェハＷの裏面Ｗｂのみを洗浄する場合、下ウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持部材（図示せず）によって吸着保持してもよい。
　保持ローラ２０１は、鉛直軸を回転軸として、回転自在に構成されている。保持ローラ２０１には、当該保持ローラ２０１を回転させるための駆動機構（図示せず）が設けられている。なお、駆動機構は、１つの保持ローラ２０１を回転させてもよいし、複数の保持ローラ２０１を回転させてもよい。そして、駆動機構によって少なくとも１つの保持ローラ２０１が回転することで、重合ウェハＴが鉛直軸回りに回転する。また、各保持ローラ２０１は、移動機構（図示せず）により水平方向に移動自在に構成されている。
　保持機構２００に保持された重合ウェハＴの上方には、洗浄液ノズル２１０が設けられている。洗浄液ノズル２１０は、上ウェハＷの裏面Ｗｂを洗浄、より具体的にはスピン洗浄する。例えば、保持機構２００によって重合ウェハＴを回転させながら、洗浄液ノズル２１０から上ウェハＷの裏面Ｗｂに洗浄液、例えば純水を供給する。そうすると、供給された洗浄液は裏面Ｗｂ上を拡散し、当該裏面Ｗｂが洗浄される。なお、洗浄液ノズル２１０は、移動機構（図示せず）により重合ウェハＴの上方において水平方向に移動自在に構成されている。
　保持機構２００に保持された重合ウェハＴの下方には、洗浄ブラシ２１１が設けられている。洗浄ブラシ２１１は、下ウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄、より具体的にはスクラブ洗浄する。例えば洗浄ブラシ２１１は、下ウェハＳの裏面Ｓｂに当接した状態で洗浄液ノズル（図示せず）洗浄液、例えば純水を噴射して、裏面Ｓｂが洗浄される。
　このように第１洗浄装置５０は、保持機構２００に重合ウェハＴが保持された状態で、上ウェハＷの裏面Ｗｂと下ウェハＳの裏面Ｓｂを同時に洗浄可能に構成されている。
　保持機構２００に保持された重合ウェハＴの上方には、部分厚み測定部２２０が設けられている。部分厚み測定部２２０は、図７に示す上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。部分厚み測定部２２０は、上ウェハＷに接触せずに当該上ウェハＷの厚みを測定する部分厚みセンサを有している。部分厚みセンサは、上ウェハＷに対して光を照射し、さらに上ウェハＷの表面Ｗａから反射した反射光と、裏面Ｗｂから反射した反射光とを受光する。そして、部分厚み測定部２２０では、両反射光に基づいて、上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。
　また、部分厚み測定部２２０は、移動機構２２１により重合ウェハＴの上方において水平方向に移動自在に構成されている。これにより、部分厚み測定部２２０は、上ウェハＷの厚みＨｗを複数点で測定することができる。
　本実施形態では、図８に示すように部分厚み測定部２２０は、上ウェハＷの厚みＨｗを例えば径方向に３点で測定する。測定点Ｐ１は上ウェハＷの中心部である。測定点Ｐ２は上ウェハＷの中間部であり、上ウェハＷの半径をＲとした場合の、中心部からＲ／２の位置である。測定点Ｐ３は上ウェハＷの外周部である。
　測定点Ｐ１では、重合ウェハＴの回転を停止した状態で、部分厚み測定部２２０によって上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。なお、この際、重合ウェハＴを回転させながら、上ウェハＷの厚みＨｗを測定してもよい。
　測定点Ｐ２では、重合ウェハＴを回転させながら、部分厚み測定部２２０によって上ウェハＷの厚みＨｗを周方向に複数点で測定する。そして、測定点Ｐ２において、測定された周方向の複数点の移動平均値を算出し、当該測定点Ｐ２における上ウェハＷの厚みＨｗとする。なお、測定点Ｐ２における上ウェハＷの厚みＨｗは、周方向の複数点の移動中央値としてもよい。また、測定点Ｐ３においても、測定点Ｐ２と同様に上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。
　なお、本実施形態では測定点Ｐ２、Ｐ３において、周方向の複数点の移動平均値又は移動中央値を上ウェハＷの厚みＨｗとしたが、例えば指定座標における上ウェハＷの厚みＨｗを測定してもよい。例えば測定点Ｐ２、Ｐ３において、重合ウェハＴの回転を停止した状態で、上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。そうすると、測定点Ｐ２、Ｐ３において、周方向に１点の上ウェハＷの厚みＨｗが測定される。
　また、本実施形態では、上ウェハＷの厚みＨｗの測定結果は、後述するようにチャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度を調整するために用いられるが、その用途はこれに限定されない。例えば、上ウェハＷの厚みＨｗの傾向を把握するために、指定した測定点で上ウェハＷの厚みＨｗを測定してもよい。
　次に、上述したアライメント装置５２について説明する。図９及び図１０に示すようにアライメント装置５２は、重合ウェハＴを保持する、基板保持部としてのチャック３００を有している。チャック３００は、重合ウェハＴのうち下ウェハＳの裏面Ｓｂの中央部を吸着保持する。なお、チャック３００の径は、例えば重合ウェハＴの径の半分以下である。
　チャック３００には、チャック３００の中心部から外端部まで径方向（Ｙ軸方向）に延伸する切り欠き部３０１が形成されている。切り欠き部３０１は、後述する全体厚み測定部３３０の下センサ３３２が進退可能に形成されている。
　チャック３００は、鉛直軸回りに回転自在であるとともに、水平方向に移動自在に構成されている。チャック３００の下方には、当該チャック３００を回転させる回転機構３１０が設けられている。回転機構３１０には、例えばモータなどの駆動部（図示せず）が内蔵されている。回転機構３１０は、支持部材３１１に支持されている。支持部材３１１は、水平方向（Ｙ軸方向）に延伸するレール３１２に取り付けられている。支持部材３１１は、レール３１２に設けられた移動機構３１３により、当該レール３１２に沿って移動自在に構成されている。移動機構３１３には、例えばモータなどの駆動部（図示せず）が内蔵されている。
　チャック３００の側方（Ｘ軸負方向側）には、検出部３２０が設けられている。検出部３２０は、研削前の重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置を調節する。検出部３２０は、チャック３００に保持された上ウェハＷの外周に光を照射し、さらにその光を受光するセンサを有している。あるいは検出部３２０は、上ウェハＷの外周を撮像するセンサを有していてもよい。そして、チャック３００に保持された重合ウェハＴを回転させながら、検出部３２０で上ウェハＷのノッチ部の位置を検出し、さらに上ウェハＷの中心部の位置を検出する。この検出結果に基づいて、重合ウェハＴの水平方向の向きを調節し（θアライメント）、水平方向の位置を調節する（Ｘ－Ｙアライメント）。
　チャック３００の上方及び下方には、全体厚み測定部３３０が設けられている。全体厚み測定部３３０は、図７に示す重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定する。なお、全体厚み測定部３３０で測定された重合ウェハＴの全体厚みＨｔと、部分厚み測定部２２０で測定された上ウェハＷの厚みＨｗはそれぞれ、制御装置１１０に出力される。制御装置１１０では、重合ウェハＴの全体厚みＨｔから上ウェハＷの厚みＨｗを差し引いた、上ウェハＷ以外の厚みＨｓを算出する。この厚みＨｓは、下ウェハＳの厚み、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの厚み、及び表面膜Ｆｗ、Ｆｓの厚みを含むものであるが、以下の説明では簡略化して、下ウェハＳの厚みＨｓという場合がある。
　図９～図１１に示すように全体厚み測定部３３０は、上センサ３３１と下センサ３３２を有している。上センサ３３１は、チャック３００に保持された重合ウェハＴの上方に配置され、上センサ３３１から上ウェハＷの裏面Ｗｂまでの距離を測定する。下センサ３３２は、チャック３００に保持された重合ウェハＴの下方に配置され、下センサ３３２から下ウェハＳの裏面Ｓｂまでの距離を測定する。また、上センサ３３１と下センサ３３２は同じ座標軸上に対向して配置され、上センサ３３１の測定点と下センサ３３２の測定点は平面視において同じ位置になる。そして、全体厚み測定部３３０では、上センサ３３１と上ウェハＷの裏面Ｗｂ間の距離と、下センサ３３２と下ウェハＳの裏面Ｓｂ間の距離とに基づいて、重合ウェハＴの全体厚みＨｔを導出する。
　上センサ３３１と下センサ３３２はそれぞれ、チャック３００が水平方向に移動することで、当該チャック３００に対して相対的に移動する。また、下センサ３３２は、切り欠き部３０１に対して相対的に進退自在に構成されている。すなわち、チャック３００が水平方向に移動することで、下センサ３３２は、切り欠き部３０１に対して進入し、又は退避する。そして、全体厚み測定部３３０は、重合ウェハＴの全体厚みＨｔを複数点で測定することができる。
　全体厚み測定部３３０による重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定点は、上記部分厚み測定部２２０による上ウェハＷの厚みＨｗの測定点と同じである。すなわち、図１２に示すように全体厚み測定部３３０は、重合ウェハＴの全体厚みＨｔを例えば径方向に３点で測定する。測定点Ｐ１は上ウェハＷの中心部である。測定点Ｐ２は上ウェハＷの中間部であり、上ウェハＷの半径をＲとした場合の、中心部からＲ／２の位置である。測定点Ｐ３は上ウェハＷの外周部である。
　図１２（ａ）に示すように測定点Ｐ１では、チャック３００（重合ウェハＴ）の回転を停止した状態で、全体厚み測定部３３０によって重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定する。この際、下センサ３３２は、切り欠き部３０１に進入している。したがって、下センサ３３２とチャック３００の干渉を回避するため、チャック３００を回転させない。
　図１２（ｂ）に示すように測定点Ｐ２では、チャック３００を回転させながら、全体厚み測定部３３０によって重合ウェハＴの全体厚みＨｔを周方向に複数点で測定する。この際、チャック３００の径が重合ウェハＴの径の半分以下であって、下センサ３３２は切り欠き部３０１から退避しているので、チャック３００を回転させても、下センサ３３２とチャック３００が干渉することはない。そして、測定点Ｐ２において、測定された周方向の複数点の移動平均値を算出し、当該測定点Ｐ２における重合ウェハＴの全体厚みＨｔとする。なお、測定点Ｐ２における重合ウェハＴの全体厚みＨｔは、周方向の複数点の移動中央値としてもよい。
　図１２（ｃ）に示すように測定点Ｐ３においても、測定点Ｐ２と同様に重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定する。
　なお、本実施形態のアライメント装置５２では、チャック３００が水平方向（Ｙ軸方向）に移動し、全体厚み測定部３３０の上センサ３３１と下センサ３３２が固定されていたが、チャック３００と全体厚み測定部３３０が相対的に水平方向に移動すればよい。例えば、チャック３００が固定され、上センサ３３１と下センサ３３２が水平方向に移動してもよい。あるいは、チャック３００が水平方向に移動し、さらに上センサ３３１と下センサ３３２も水平方向に移動してもよい。
　次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部に設けられた接合装置（図示せず）において上ウェハＷと下ウェハＳが接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
　先ず、重合ウェハＴを複数収納したカセットＣが、搬入出ステーション２のカセット載置台１０に載置される。次に、ウェハ搬送装置４０によりカセットＣ内の重合ウェハＴが取り出され、第２洗浄装置５１に搬送される。
　第２洗浄装置５１では、先ず、保持機構２００によって重合ウェハＴが保持される。続いて、洗浄液ノズル２１０を重合ウェハＴの中心部上方に配置し、洗浄ブラシ２１１を重合ウェハＴの中心部下方に配置する。そして、重合ウェハＴを回転させながら、洗浄液ノズル２１０から上ウェハＷの裏面Ｗｂに洗浄液を供給し、当該裏面Ｗｂをスピン洗浄する。また、洗浄ブラシ２１１を下ウェハＳの裏面Ｓｂに当接させた状態で洗浄液ノズル（図示せず）から洗浄液を噴射して、当該裏面Ｓｂをスクラブ洗浄する。（図１３のステップＥ１）。なお、本実施形態のステップＥ１では、裏面Ｗｂ、Ｓｂの両面を洗浄したが、少なくともチャック７２に保持される側の裏面Ｓｂを洗浄すればよい。
　次に、洗浄液ノズル２１０を重合ウェハＴの上方から退避させ、洗浄ブラシ２１１を重合ウェハＴの下方から退避させると共に、部分厚み測定部２２０を重合ウェハＴの上方に配置する。そして、図８に示したように部分厚み測定部２２０を測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に順次移動させ、当該部分厚み測定部２２０によって各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における上ウェハＷの厚みＨｗを測定する（図１３のステップＥ２）。測定された上ウェハＷの厚みＨｗ（厚みＨｗの分布）は、制御装置１１０に出力される。
　次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置４０によりアライメント装置５２に搬送される。アライメント装置５２では、先ず搬入出位置（ホーム位置）において、チャック３００によって重合ウェハＴが吸着保持される。続いて、チャック３００を検出部３２０側に移動させる。そして、重合ウェハＴを回転させながら、検出部３２０で上ウェハＷのノッチ部の位置を検出し、さらに上ウェハＷの中心部の位置を検出する。この検出結果に基づいて、重合ウェハＴの水平方向の向きが調節され（θアライメント）、水平方向の位置も調節される（Ｘ－Ｙアライメント）（図１３のステップＥ３）。
　次に、チャック３００を全体厚み測定部３３０側に移動させる。この際、図１２（ａ）に示すように全体厚み測定部３３０の上センサ３３１と下センサ３３２がそれぞれ、測定点Ｐ１に位置する。すなわち、下センサ３３２は切り欠き部３０１に進入している。そして、重合ウェハＴの回転を停止した状態で、全体厚み測定部３３０によって測定点Ｐ１における重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定する。
　次に、図１２（ｂ）に示すようにチャック３００をＹ軸正方向側に移動させ、上センサ３３１と下センサ３３２をそれぞれ、測定点Ｐ２に位置させる。この際、下センサ３３２は切り欠き部３０１から退避している。そして、チャック３００を回転させながら、全体厚み測定部３３０によって測定点Ｐ２における重合ウェハＴの全体厚みＨｔを周方向に複数点で測定する。さらに、測定された周方向の複数点の移動平均値を算出し、当該測定点Ｐ２における重合ウェハＴの全体厚みＨｔとする。
　次に、図１２（ｃ）に示すようにチャック３００をＹ軸正方向側に移動させ、上センサ３３１と下センサ３３２をそれぞれ、測定点Ｐ３に位置させる。そして、測定点Ｐ２と同様に、測定点Ｐ３における重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定する。こうして、全体厚み測定部３３０によって各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における重合ウェハＴの全体厚みＨｔが測定される（図１３のステップＥ４）。このように測定された重合ウェハＴの全体厚みＨｔ（全体厚みＨｔの分布）は、制御装置１１０に出力される。
　以上のようにステップＥ３におけるアライメントと、ステップＥ４における重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定が終了すると、チャック３００を搬入出位置に移動させる。
　制御装置１１０では、ステップＥ４で測定された重合ウェハＴの厚みＨｔから、ステップＥ２で測定された上ウェハＷの厚みＨｗを差し引いて、下ウェハＳの厚みＨｓを算出する（図１３のステップＥ５）。なお、この厚みＨｓは、上述したように下ウェハＳの厚み、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの厚み、及び表面膜Ｆｗ、Ｆｓの厚みを含む。下ウェハＳの厚みＨｓは各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において算出され、これにより下ウェハＳの厚みＨｓの分布が得られる。
　また制御装置１１０では、ステップＥ５で算出された下ウェハＳの厚みＨｓの分布に基づいて、加工装置７０の加工位置Ａ３における傾き調整部７４を制御する。具体的には、下ウェハＳの厚みＨｓの分布に基づいて、当該下ウェハＳに接合された上ウェハＷの仕上研削後の面内厚みが均一になるように、チャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度が調整される（図１３のステップＥ６）。以下の説明においては、このチャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面との平行度の調整を、チルト補正という場合がある。
　次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置６０により加工装置７０に搬送され、受渡位置Ａ０のチャック７２に受け渡される。
　次に、回転テーブル７１を回転させて、重合ウェハＴを加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット８０によって、上ウェハＷの裏面Ｗｂが粗研削される（図１３のステップＥ７）。この際、接触式の厚み測定器（図示せず）を用いて重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定しながら、上ウェハＷを所望の厚みに研削する。
　次に、回転テーブル７１を回転させて、重合ウェハＴを加工位置Ａ２に移動させる。そして、中研削ユニット９０によって、上ウェハＷの裏面Ｗｂが中研削される（図１３のステップＥ８）。この際、接触式の厚み測定器（図示せず）を用いて重合ウェハＴの全体厚みＨｔを測定しながら上ウェハＷを研削し、その後、非接触式の厚み測定器（図示せず）を用いて上ウェハＷの厚みＨｗを測定しながら上ウェハＷを研削する。
　次に、回転テーブル７１を回転させて、重合ウェハＴを加工位置Ａ３に移動させる。そして、仕上研削ユニット１００によって、上ウェハＷの裏面Ｗｂが仕上研削される（図１３のステップＥ９）。この仕上研削では、ステップＥ６においてチルト補正が行われた、チャック７２と仕上研削ホイール１０１が用いられる。またこの際、非接触式の厚み測定器（図示せず）を用いて上ウェハＷの厚みＨｗを測定しながら、上ウェハＷを所望の厚みに研削する。
　次に、回転テーブル７１を回転させて、重合ウェハＴを受渡位置Ａ０に移動させる。受渡位置Ａ０では、洗浄部（図示せず）によって研削後の上ウェハＷの裏面Ｗｂを洗浄してもよい。
　加工装置７０における処理が終了した重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置６０により第１洗浄装置５０に搬送される。第１洗浄装置５０では、ステップＥ１と同様の洗浄が行われる。すなわち、保持機構２００によって重合ウェハＴが保持された状態で、洗浄液ノズル２１０を用いて上ウェハＷの裏面Ｗｂをスピン洗浄し、洗浄ブラシ２１１を用いて下ウェハＳの裏面Ｓｂをスクラブ洗浄する。（図１３のステップＥ１０）。
　また、第１洗浄装置５０では、ステップＥ２と同様の厚み測定が行われる。すなわち、部分厚み測定部２２０を用いて、各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における上ウェハＷの厚みＨｗを測定する（図１３のステップＥ１１）。測定された上ウェハＷの厚みＨｗ（厚みＨｗの分布）は、制御装置１１０に出力される。
　なお、第１洗浄装置５０では、ステップＥ１０における重合ウェハＴの洗浄と、ステップＥ１１における上ウェハＷの厚みＨｗの測定とがこの順で行われた。この点、ウェハ処理のスループット向上の観点からは、これら重合ウェハＴの洗浄と上ウェハＷの厚み測定は並行して行われるのが好ましい。但し、重合ウェハＴの洗浄処理のスループットがウェハ処理全体のスループットを低下させない（影響しない）場合、上ウェハＷの厚み測定は、重合ウェハＴの洗浄の前又は後のいずれに実施されてもよい。
　制御装置１１０では、ステップＥ１１で測定された上ウェハＷの厚みＨｗの分布に基づいて、加工装置７０の加工位置Ａ３における傾き調整部７４を制御する。具体的には、研削後の上ウェハＷの厚みＨｗの分布に基づいて、次に処理される上ウェハＷの仕上研削後の面内厚みが均一になるように、チャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度が調整される（図１３のステップＥ１２）。すなわち、ステップＥ１２では、ｎ枚目（ｎは１以上の整数）の重合ウェハＴに対してステップＥ１～Ｅ１１を行った後、ｎ＋１枚目の重合ウェハＴ（上ウェハＷ）の研削を行うために、加工位置Ａ３においてチャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度を調整する。
　次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置４０によりエッチング処理装置３０に搬送される。エッチング処理装置３０では、上ウェハＷの裏面Ｗｂ及び下ウェハＳの裏面Ｓｂに対してウェットエッチング処理（洗浄処理）が行われる（図１３のステップＥ１３）。
　その後、すべての処理が施された重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置４０によりカセット載置台１０のカセットＣに搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
　なお、ウェハ処理システム１では、ｎ枚目の重合ウェハＴに対する処理と、ｎ＋１枚目の重合ウェハＴに対する処理が並行して行われる場合がある。かかる場合、ｎ枚目の重合ウェハＴに対してステップＥ１～Ｅ１１を行って、ステップＥ１２においてｎ＋１枚目の上ウェハＷの研削用のチルト補正を行う。一方、ｎ＋１枚目の重合ウェハＴに対してステップＥ１～Ｅ５を行って、ステップＥ６においてｎ＋１枚目の上ウェハＷの研削用のチルト補正を行う。このようにｎ枚目のステップＥ１２とｎ＋１枚目のステップＥ６では、同じｎ＋１枚目の上ウェハＷの研削用のチルト補正を行う。そこで、このような場合には、ステップＥ１１で測定したｎ枚目の上ウェハＷの厚みＨｗと、ステップＥ５で算出したｎ＋１枚目の下ウェハＳの厚みＨｓとに基づいて、加工位置Ａ３おけるチャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度を調整する。
　以上の実施形態のアライメント装置５２によれば、重合ウェハＴの中央部を保持するチャック３００には、中心部から外端部まで径方向に延伸し、全体厚み測定部３３０が相対的に進退自在な切り欠き部３０１が形成されているので、上記ステップＥ４を行うことができる。すなわち、図１２（ａ）に示したように下センサ３３２を切り欠き部３０１に進入させ、且つ、チャック３００の回転を停止した状態で、重合ウェハＴの測定点Ｐ１における全体厚みＨｔを測定する。また図１２（ｂ）、（ｃ）に示したように下センサ３３２を切り欠き部３０１から退避させ、且つ、チャック３００を回転させた状態で、重合ウェハＴの測定点Ｐ２、Ｐ３における全体厚みＨｔを測定する。したがって、重合ウェハＴの全体厚みＨｔを複数点で測定することができる。
　また、本実施形態では、ステップＥ５で算出した下ウェハＳの厚みＨｓに基づいて、ステップＥ６においてチャック７２の表面と仕上研削ホイール１０１の表面の平行度を調整するので、当該上ウェハＷの仕上研削後の面内厚みを均一にすることができる。
　また、本実施形態では、ステップＥ４における重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定はアライメント装置５２で行われ、別途の測定装置を設けていない。したがって、ウェハ処理システム１の構成を簡略化でき、設備コストを低廉化することも可能となる。
　また、本実施形態では、ステップＥ４における重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定をアライメント装置５２で行うので、例えば厚み測定装置を別途設けた場合の装置間搬送に伴う重合ウェハＴの位置ずれを無くすることができる。
　なお、以上の実施形態では、第１洗浄装置５０と第２洗浄装置５１のそれぞれに部分厚み測定部２２０を設け、アライメント装置５２に全体厚み測定部３３０を設けたが、部分厚み測定部２２０と全体厚み測定部３３０が設置される装置はこれに限定されない。例えば、部分厚み測定部２２０をアライメント装置５２に設け、全体厚み測定部３３０を第２洗浄装置５１に設けてもよい。
　さらに、以上の実施形態では、全体厚み測定部３３０はアライメント装置５２に設けられていたが、この全体厚み測定部３３０が設置される装置は限定されない。例えば、ウェハ処理システム１の装置構成上、重合ウェハＴの仮置き場（バッファ）が設けられている場合、当該仮置き場に全体厚み測定部３３０が設置されていてもよい。
　あるいは、部分厚み測定部２２０と全体厚み測定部３３０の双方を一のアライメント装置５２０に設け、研削前の重合ウェハＴにおける上ウェハＷの厚みＨｗ、及び当該上ウェハＷを含む重合ウェハＴの全体厚みＨｔを、当該一のアライメント装置５２０において測定してもよい。また更に、ウェハ処理システム１には、研削後の重合ウェハＴにおける上ウェハＷの厚みＨｗを測定する部分厚み測定部２２０が設けられた他のアライメント装置５３０が更に設けられていてもよい。かかる場合、一のアライメント装置５２０及び他のアライメント装置５３０は、第２処理ブロックＧ２において第１洗浄装置５０及び第２洗浄装置５１と積層して配置することができる。
　以下、一のアライメント装置及び他のアライメント装置の構成例について、図面を参照しながら説明する。なお、一のアライメント装置及び他のアライメント装置の構成において、図９及び図１０に示したアライメント装置５２と実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　図１４及び図１５に示すように、一のアライメント装置５２０は、重合ウェハＴを保持する、チャック３００を有している。チャック３００の構成は、図９に示したアライメント装置５２に設けられるチャック３００の構成と同様である。すなわち、チャック３００の径は、例えば重合ウェハＴの径の半分以下であり、中心部から外端部まで全体厚み測定部３３０の下センサ３３２が進退する切り欠き部３０１が形成されている。また、チャック３００は回転機構３１０により鉛直軸回りに回転自在であるとともに、支持部材３１１に支持され、移動機構３１３によりレール３１２に沿って水平方向に移動自在に構成されている。
　チャック３００の側方（Ｘ軸負方向側）には、検出部３２０が設けられている。検出部３２０の構成もアライメント装置５２に設けられる検出部３２０の構成と同様であり、研削前の重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置を調節する。
　チャック３００の上方及び下方には、全体厚み測定部３３０が設けられている。全体厚み測定部３３０の構成もアライメント装置５２に設けられる検出部３２０の構成と同様であり、上センサ３３１と下センサ３３２を有している。上センサ３３１と下センサ３３２はそれぞれ、チャック３００が水平方向に移動することで、当該チャック３００に対して相対的に移動する。また、下センサ３３２は、切り欠き部３０１に対して相対的に進退自在に構成されている。
　また、チャック３００の上方には、アライメント装置５２の構成に加え、部分厚み測定部５２１が更に設けられている。部分厚み測定部５２１の構成は、図５及び図６に示した第１洗浄装置５０に設けられる部分厚み測定部２２０の構成と同様である。すなわち、上ウェハＷに接触せずに当該上ウェハＷの厚みを測定する部分厚みセンサを有しており、上ウェハＷに対して照射した光の、上ウェハＷの表面Ｗａからの反射光と、裏面Ｗｂからの反射光とに基づいて、上ウェハＷの厚みＨｗを測定する。
　なお、図１４に示すように、一のアライメント装置５２０においては検出部３２０と部分厚み測定部５２１の部分厚みセンサが、それぞれＹ軸方向（チャック３００の駆動方向）において同じ位置に設けられている。これにより、検出部３２０による重合ウェハＴのアライメント位置において、部分厚み測定部５２１による上ウェハＷの中心部における厚みＨｗの測定を同時、又は連続的に行うことができるため、部分厚み測定部５３２におけるウェハ処理の時間を短縮することができる。
　また、図１４に示すように、一のアライメント装置５２０のＸ軸負方向側の側壁面には、第１シャッタ５２２が設けられている。第１シャッタ５２２は駆動機構５２３により重合ウェハＴの搬送口を開閉自在に構成されている。そして、この第１シャッタ５２２が開放されることにより、一のアライメント装置５２０と第１処理ブロックＧ１の内部が連通し、ウェハ搬送装置４０による重合ウェハＴの搬入出が行われる。
　また、一のアライメント装置５２０のＹ軸負方向側の側壁面には、第２シャッタ５２４が設けられている。第２シャッタ５２４は駆動機構５２５により重合ウェハＴの搬送口を開閉自在に構成されている。そして、この第２シャッタ５２４が開放されることにより、一のアライメント装置５２０と第２処理ブロックＧ２の内部が連通し、ウェハ搬送装置６０による重合ウェハＴの搬入出が行われる。
　一のアライメント装置５２０の下部には、排気部５２６が接続されている。排気部５２６は、レール３１２等の駆動部分の下方に設けられた排気経路５２７と、当該排気経路５２７に接続される真空ポンプ等の排気機構５２８を有している。排気部５２６は、排気機構５２８の動作により、例えばチャック３００の回転や移動等の駆動により生じるパーティクル等を一のアライメント装置５２０の外部に排出する。
　また排気部５２６は、一のアライメント装置５２０の処理空間を排気（減圧）可能に構成されている。一のアライメント装置５２０の内部圧力は、第１処理ブロックＧ１の内部圧力よりも低く、且つ、第２処理ブロックＧ２の内部圧力よりも高い圧力で保たれるように制御される。換言すれば、一のアライメント装置５２０においては、第１シャッタ５２２の開放時において第１処理ブロックＧ１から気流が流入し、第２シャッタ５２４の開放時において第２処理ブロックＧ２へ気流が流出する。これにより一のアライメント装置５２０の内部に加工装置７０における研削処理により生じたパーティクル等が流入することが抑制されるとともに、清浄空間である第１処理ブロックＧ１（カセットＣ）側にパーティクル等が流出することが抑制される。
　次に、他のアライメント装置５３０の構成について説明する。図１６及び図１７に示すように、他のアライメント装置５３０は、重合ウェハＴを保持する、チャック５３１を有している。チャック５３１は重合ウェハＴのうち下ウェハＳの裏面Ｓｂの中央部を吸着保持する。なお、チャック５３１の径は、例えば一のアライメント装置５２０が備えるチャック３００の径よりも大きく、重合ウェハＴの径の半分以上であってもよい。
　他のアライメント装置５３０においては研削後の上ウェハＷの厚みＨｗ、換言すれば、一のアライメント装置５２０における研削前の上ウェハＷの厚みＨｗよりも小さい厚みＨｗの測定が行われる。そこで、このようにチャック３００よりも大径のチャック５３１で重合ウェハＴを吸着保持することで、研削により薄化された重合ウェハＴに反りが生じることが抑制される。
　チャック５３１は、回転機構３１０により鉛直軸回りに回転自在であるとともに、支持部材３１１に支持され、移動機構３１３によりレール３１２に沿って水平方向に移動自在に構成されている。また、チャック５３１の側方（Ｘ軸負方向側）には、検出部３２０が設けられており、研削後の重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置を調節するとともに、上ウェハＷの中心部の位置を検出する。なお、他のアライメント装置５３０においては、検出部３２０により研削処理後の重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置が調節されるが、例えば重合ウェハＴの研削処理や搬送に際して、当該重合ウェハＴの水平方向の向きや位置にズレが生じない場合には、かかる検出部３２０による重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置の調整は省略されてもよい。
　チャック５３１の上方には、研削後の上ウェハＷの厚みＨｗを測定する、部分厚み測定部５３２が設けられている。部分厚み測定部５３２の構成は一のアライメント装置５２０に設けられる部分厚み測定部２２０の構成と同様であるが、他のアライメント装置５３０においては研削後の上ウェハＷの厚みＨｗ、換言すれば、一のアライメント装置５２０における研削前の上ウェハＷの厚みＨｗよりも小さい厚みＨｗの測定が行われるため、部分厚み測定部５３２には、部分厚み測定部５２１よりも小さな厚みを測定することが可能な部分厚みセンサが設けられる。
　なお、図１６に示すように、他のアライメント装置５３０においては検出部３２０と部分厚み測定部５３２の部分厚みセンサが、それぞれＹ軸方向（チャック３００の駆動方向）において同じ位置に設けられている。これにより、検出部３２０による重合ウェハＴのアライメント位置において、部分厚み測定部５３２による上ウェハＷの中心部における厚みＨｗの測定を同時、又は連続的に行うことができるため、部分厚み測定部５３２におけるウェハ処理の時間を短縮することができる。
　なお、上述したように他のアライメント装置５３０においては重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定は行われない。このため、他のアライメント装置５３０には、一のアライメント装置５２０のように全体厚み測定部３３０が設けられていない。また、このように他のアライメント装置５３０には全体厚み測定部３３０（下センサ３３２）が設けられていないため、図示のように、チャック５３１には下センサ３３２を進入させるための切り欠き部は形成されていなくてもよい。
　また、図１６に示すように、他のアライメント装置５３０の側壁面には、第１シャッタ５３３が設けられている。第１シャッタ５３３は駆動機構５３４により重合ウェハＴの搬送口を開閉自在に構成されている。そして、この第１シャッタ５３３が開放されることにより、他のアライメント装置５３０と第１処理ブロックＧ１の内部が連通し、ウェハ搬送装置４０による重合ウェハＴの搬入出が行われる。
　なお、他のアライメント装置５３０においては、第２処理ブロックＧ２のウェハ搬送装置６０による重合ウェハＴの搬入出が行われず、第１処理ブロックＧ１のウェハ搬送装置４０のみにより重合ウェハＴの搬入出が行われる。すなわち、他のアライメント装置５３０には、第２処理ブロックＧ２側の重合ウェハＴの搬送口が形成されておらず、第２処理ブロックＧ２側の第２シャッタが設けられていない。上述したように他のアライメント装置５３０においては研削後の上ウェハＷの厚みＨｗが測定されるが、このように第２処理ブロックＧ２側の第２シャッタを省略し、ウェハ搬送装置４０のみにより重合ウェハＴの搬入出を行うことで、他のアライメント装置５３０の内部に加工装置７０における研削処理により生じたパーティクル等が流入することを防止する。
　また、他のアライメント装置５３０の下部には排気部５３５が設けられている。排気部５３５は、排気経路５３６と、真空ポンプ等の排気機構５３７を有している。これにより、例えばチャック５３１の回転や水平方向への移動等により生じるパーティクル等を他のアライメント装置５３０の外部に排出可能に構成されるとともに、他のアライメント装置５３０の内部圧力を減圧可能に構成されている。他のアライメント装置５３０の内部圧力は、例えば第１処理ブロックＧ１の内部圧力よりも低い圧力で保たれるように制御される。換言すれば、他のアライメント装置５３０においては、第１シャッタ５３３の開放時において第１処理ブロックＧ１から気流が流入し、清浄空間である第１処理ブロックＧ１（カセットＣ）側にパーティクル等が流出することが抑制される。
　一のアライメント装置５２０及び他のアライメント装置５３０は以上のように構成されている。このように、研削前後の上ウェハＷの厚みＨｗ、及び重合ウェハＴの全体厚みＨｔの測定を、加工装置７０の外部に独立して設けられた一のアライメント装置５２０及び他のアライメント装置５３０でそれぞれ行ってもよい。かかる場合、一のアライメント装置５２０及び他のアライメント装置５３０は、それぞれ本開示の技術にかかる「厚み測定装置」として機能し得る。
　なお、上述したように、重合ウェハＴの研削処理や搬送に際して、当該重合ウェハＴの水平方向の向きや位置にズレが生じない場合には、他のアライメント装置５３０における重合ウェハＴの水平方向の向き及び位置の調整を省略することができる。しかしながら、このように、重合ウェハＴの水平方向の向きや位置にズレが生じないことが明らかである場合には、他のアライメント装置５３０から検出部３２０が省略されてもよい。換言すれば、ウェハ処理システム１には、研削処理後の重合ウェハＴにおける上ウェハＷの厚みＨｅを測定するための厚み測定装置が、独立して配置されていてもよい。
　なお、以上の実施形態のウェハ処理システム１では、上ウェハＷと下ウェハＳとが接合された重合ウェハＴにおいて、上ウェハＷを研削して薄化する場合を例に説明を行ったが、薄化される上ウェハＷは下ウェハＳと接合されていなくてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　　５２　　アライメント装置
　　３００　チャック
　　３０１　切り欠き部
　　３１０　回転機構
　　３１３　移動機構
　　３３０　全体厚み測定部
　　Ｓ　　　下ウェハ
　　Ｔ　　　重合ウェハ
　　Ｗ　　　上ウェハ

Claims (14)

  1. 基板の厚みを測定する厚み測定装置であって、
    前記基板の中央部を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板の厚みを測定する測定部と、
    前記基板保持部と前記測定部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を備え、
    前記基板保持部には、当該基板保持部の中心部から外端部まで径方向に延伸し、前記測定部が相対的に進退自在な切り欠き部が形成されている、厚み測定装置。
  2. 前記基板保持部を回転させる回転機構と、
    前記基板保持部、前記回転機構、前記測定部及び前記移動機構を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記測定部によって前記基板の厚みを径方向に複数点で測定する制御と、
    前記切り欠き部に前記測定部を進入させ、且つ、前記基板保持部の回転を停止した状態で、前記基板の中心部における厚みを測定する制御と、
    前記切り欠き部から前記測定部を退避させ、且つ、前記回転機構によって前記基板保持部を回転させた状態で、前記基板の中心部より径方向外側の外周部における厚みを周方向に複数点で測定する制御と、を実行する、請求項１に記載の厚み測定装置。
  3. 前記制御部は、前記基板の外周部において測定された周方向の複数点の厚みの移動平均値又は移動中央値を算出する制御を実行する、請求項２に記載の厚み測定装置。
  4. 前記測定部は、
    前記基板保持部に保持された前記基板の上方に配置され、当該基板の上面までの距離を測定する上センサと、
    前記基板保持部に保持された前記基板の下方に配置され、当該基板の下面までの距離を測定する下センサと、を備え、
    前記切り欠き部には、前記下センサが相対的に進退自在に形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の厚み測定装置。
  5. 前記上センサと前記下センサは対向して配置されている、請求項４に記載の厚み測定装置。
  6. 前記基板は、第１基板と第２基板が接合された重合基板であり、
    前記測定部は、前記重合基板の全体厚みを測定する、請求項４又は５に記載の厚み測定装置。
  7. 前記基板は、第１基板と第２基板が接合された重合基板であり、
    前記測定部は、前記重合基板のうち第１基板の厚みを測定する部分厚みセンサを備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の厚み測定装置。
  8. 厚み測定装置を用いて、基板の厚みを測定する厚み測定方法であって、
    前記厚み測定装置は、
    前記基板の中央部を保持する基板保持部と、
    前記基板保持部に保持された前記基板の厚みを測定する測定部と、
    前記基板保持部と前記測定部を相対的に水平方向に移動させる移動機構と、を備え、
    前記基板保持部には、当該基板保持部の中心部から外端部まで径方向に延伸し、前記測定部が相対的に進退自在な切り欠き部が形成され、
    前記厚み測定方法は、
    前記測定部によって前記基板の厚みを径方向に複数点で測定することと、
    前記切り欠き部に前記測定部を進入させた状態で、前記基板の中心部における厚みを測定することと、
    前記切り欠き部から前記測定部を退避させた状態で、前記基板の中心部より径方向外側の外周部における厚みを測定することと、を含む、厚み測定方法。
  9. 前記厚み測定装置は、前記基板保持部を回転させる回転機構を備え、
    前記厚み測定方法は、
    前記切り欠き部に前記測定部を進入させ、且つ、前記基板保持部の回転を停止した状態で、前記基板の中心部における厚みを測定することと、
    前記切り欠き部から前記測定部を退避させ、且つ、前記回転機構によって前記基板保持部を回転させた状態で、前記基板の外周部における厚みを周方向に複数点で測定することと、を含む、請求項８に記載の厚み測定方法。
  10. 前記基板の外周部において測定された周方向の複数点の厚みの移動平均値又は移動中央値を算出することを含む、請求項９に記載の厚み測定方法。
  11. 前記測定部は、
    前記基板保持部に保持された前記基板の上方に配置され、当該基板の上面までの距離を測定する上センサと、
    前記基板保持部に保持された前記基板の下方に配置され、当該基板の下面までの距離を測定する下センサと、を備え、
    前記切り欠き部には、前記下センサが相対的に進退自在に形成され、
    前記上センサの測定結果と前記下センサの測定結果に基づいて、前記基板の全体厚みを測定する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の厚み測定方法。
  12. 前記上センサと前記下センサは対向して配置されている、請求項１１に記載の厚み測定方法。
  13. 前記基板は、第１基板と第２基板が接合された重合基板であり、
    前記測定部によって、前記重合基板の全体厚みを測定する、請求項１１又は１２に記載の厚み測定方法。
  14. 前記基板は、第１基板と第２基板が接合された重合基板であり、
    前記測定部は、前記重合基板のうち第１基板の厚みを測定する部分厚みセンサを備え、
    前記測定部によって、前記重合基板のうち第１基板の厚みを測定する、請求項８～１３のいずれか一項に記載の厚み測定方法。
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