WO2025197673A1 - 基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体

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WO2025197673A1
WO2025197673A1 PCT/JP2025/008971 JP2025008971W WO2025197673A1 WO 2025197673 A1 WO2025197673 A1 WO 2025197673A1 JP 2025008971 W JP2025008971 W JP 2025008971W WO 2025197673 A1 WO2025197673 A1 WO 2025197673A1
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WO
WIPO (PCT)
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grinding
target shape
etching
substrate
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/008971
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English (en)
French (fr)
Inventor
慶介 坂口
卓巳 中津
儀紀 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing method, a substrate processing apparatus, and a computer storage medium.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing semiconductor wafers, which includes the steps of planarizing at least the front surface of wafers obtained by slicing a semiconductor ingot, and etching the surface by supplying an etching solution from a nozzle onto the surface of the wafer while rotating the wafer and moving the nozzle back and forth in a radial direction passing through the center of the wafer.
  • the technology disclosed herein appropriately controls the surface shape of a substrate when grinding and etching the surface of the substrate.
  • One aspect of the present disclosure is a substrate processing method for processing a substrate, comprising: grinding the surface of the substrate to a grinding target shape; determining a target etching amount distribution based on the grinding target shape and a predetermined final target shape; etching the ground surface of the substrate based on the target etching amount distribution; and determining whether the surface of the substrate having the grinding target shape will become the final target shape through the etching.
  • the surface shape of a substrate can be appropriately controlled during grinding and etching of the substrate surface.
  • FIG. 1 is a plan view showing an outline of the configuration of a wafer processing system.
  • FIG. 1 is a side view showing an outline of the configuration of an etching apparatus.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which the nozzle moves in the radial direction.
  • FIG. 2 is a side view showing an example of the configuration of a grinding unit and a chuck.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing the state of a wafer grinding process.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the configuration of a grinding water supply mechanism and a grinding auxiliary water supply mechanism.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a display example of a display panel.
  • FIG. 1 is a flow diagram showing the main steps of wafer processing.
  • FIG. 1 is a flow diagram showing the main steps of wafer processing.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the shape of a wafer after grinding.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing another example of the shape of the wafer after grinding.
  • FIG. 1 is a flowchart showing the main steps of a method for determining optimal etching conditions.
  • FIG. 2 is a flowchart showing main steps of a method for determining a grinding target shape.
  • FIG. 1 is a flow chart showing the main steps of a determination method.
  • 10A and 10B are cross-sectional views showing an outline of a determination method for a wafer having a first target shape.
  • 10A and 10B are cross-sectional views showing an outline of a determination method for a wafer having a second target shape.
  • FIG. 1A and 1B are explanatory diagrams showing a final target shape and a shape after etching of a wafer according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the shape of a wafer after grinding according to an embodiment.
  • 1A and 1B are explanatory diagrams showing a final target shape and a shape after etching of a wafer according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the shape of a wafer after grinding according to an embodiment.
  • the cut surfaces of disk-shaped silicon wafers obtained by cutting single-crystal silicon ingots using a wire saw or similar tool are flattened and further smoothed to make the wafers uniform in thickness.
  • Flattening of the cut surfaces is carried out by, for example, surface grinding or lapping.
  • Smoothing is also carried out by, for example, etching, in which an etching solution is supplied from above the cut surfaces of the wafers.
  • Patent Document 1 proposes etching the surface by supplying etching liquid from a nozzle to the surface of the wafer while rotating the wafer and moving the nozzle back and forth (scanning) in a radial direction passing through the center of the wafer (hereinafter referred to as "scan etching").
  • scan etching etching liquid is supplied to the center of the wafer while a flow of etching liquid is generated on the surface of the wafer at the center, thereby controlling the surface shape of the wafer.
  • the inventors conducted extensive research into optimizing the etching profile for various combinations of the target shape of the etched wafer and the measured shape of the ground wafer. As a result, they found that, among these combinations, there are some combinations where, using conventional grinding and etching techniques, the etched wafer cannot be made into the target shape even when the above-mentioned etching amount distribution is optimized. In particular, they found that the margin for optimizing the shape through etching is relatively narrow in the peripheral region of the substrate, and that there are post-grinding shapes where the shape of the peripheral region cannot be made into the target shape by optimizing the etching amount distribution. Therefore, with such combinations, there is room for improvement in etching a ground wafer with a certain surface shape to obtain the desired target shape.
  • the wafer processing system 1 serving as a substrate processing apparatus processing is performed on wafers W serving as substrates obtained by cutting from an ingot, in order to improve the in-plane thickness uniformity.
  • the cut surfaces of the wafer W will be referred to as the first surface Wa and the second surface Wb.
  • the first surface Wa is the surface opposite the second surface Wb.
  • the first surface Wa and the second surface Wb may be collectively referred to as the surfaces of the wafer W.
  • wafer processing system 1 has a configuration in which load/unload station 2 and processing station 3 are integrally connected.
  • load/unload station 2 for example, a cassette C capable of containing multiple wafers W is loaded and unloaded between the load/unload station 2 and the outside.
  • Processing station 3 is equipped with various processing devices that perform the desired processing on wafers W.
  • the loading/unloading station 2 is provided with a cassette mounting table 10 on which multiple, for example, three cassettes C can be placed. Furthermore, a wafer transfer device 20 is provided adjacent to the cassette mounting table 10 on the negative side of the X-axis. The wafer transfer device 20 is configured to be movable on a transfer path 21 extending in the Y-axis direction. Furthermore, the wafer transfer device 20 has, for example, two transfer arms 22 that hold and transfer wafers W. Each transfer arm 22 is configured to be movable horizontally, vertically, around a horizontal axis, and around a vertical axis. Note that the configuration of the transfer arms 22 is not limited to this embodiment and can have any configuration. Furthermore, the wafer transfer device 20 is configured to be able to transfer wafers W to the cassettes C on the cassette mounting table 10 and to the transition device 30, which will be described later.
  • a transition device 30 is provided adjacent to the wafer transfer device 20 on the negative X-axis side of the wafer transfer device 20, for transferring wafers W to and from the processing station 3.
  • 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 in this order from the positive side of the X-axis (the loading/unloading station 2 side) to the negative side.
  • the first processing block G1 is equipped with an etching device 40, a thickness measurement device 50, an inversion device 51, and a wafer transport device 60.
  • the etching device 40, thickness measurement device 50, and inversion device 51 that make up the etching section are arranged in a stacked configuration.
  • the number and arrangement of the etching devices 40, thickness measurement devices 50, and inversion devices 51 are not limited to this.
  • the etching device 40 etches the silicon (Si) on the first surface Wa or the second surface Wb after grinding by the grinding device 90 described below. To improve wafer processing throughput, multiple etching devices 40 may be provided.
  • the etching device 40 has a wafer holder 41, a rotation mechanism 42, a nozzle 43, and a movement mechanism 44.
  • the wafer holding part 41 holds the outer edge of the wafer W at multiple points, three points in this embodiment.
  • the configuration of the wafer holding part 41 is not limited to the example shown in the figure; for example, the wafer holding part 41 may be equipped with a chuck (not shown) that suction-holds the wafer W from below.
  • the wafer holding part 41 is configured to be rotatable around a vertical rotation center line 41a by a rotation mechanism 42, thereby allowing the wafer W held on the wafer holding part 41 to be rotated.
  • Nozzle 43 supplies etching liquid E to the first surface Wa or second surface Wb of wafer W held by wafer holder 41.
  • Nozzle 43 is connected to an etching liquid supply source (not shown) that supplies etching liquid E to nozzle 43.
  • Nozzle 43 is provided above wafer holder 41 and configured to be movable horizontally and vertically by movement mechanism 44. In one example, nozzle 43 is configured to be able to move back and forth (scan movement) or rotate along the rotation center line 41a of wafer holder 41, i.e., above the center of wafer W as shown in FIG. 3.
  • the etching solution E contains hydrofluoric acid (HF), nitric acid ( HNO3 ), and phosphoric acid ( H3PO4 ) to properly etch silicon of the wafer W , which may be an etching target.
  • the etching solution E is a mixed solution containing hydrofluoric acid, nitric acid, phosphoric acid, and water.
  • the etching target may be, for example, amorphous silicon.
  • the thickness measurement device 50 shown in FIG. 1 includes a measurement unit (not shown) and a calculation unit (not shown).
  • the measurement unit includes sensors that measure the thickness of the wafer W after etching at multiple points.
  • the calculation unit obtains the thickness distribution of the wafer W from the measurement results (thickness of the wafer W) obtained by the measurement unit, and further calculates the flatness of the wafer W (TTV: Total Thickness Variation).
  • TTV Total Thickness Variation.
  • the calculation of the thickness distribution and flatness of the wafer W may be performed by the control device 150, described below, instead of by the calculation unit.
  • a calculation unit (not shown) may be provided within the control device 150, described below.
  • the configuration of the thickness measurement device 50 is not limited to this and may be configured as desired.
  • the inversion device 51 inverts the first surface Wa and the second surface Wb of the wafer W in the vertical direction.
  • the inversion device 51 may have any configuration.
  • the wafer transfer device 60 is disposed on the negative X-axis side of the transition device 30.
  • the wafer transfer device 60 has, for example, two transfer arms 61 that hold and transfer the wafer W.
  • Each transfer arm 61 is configured to be movable horizontally, vertically, around a horizontal axis, and around a vertical axis.
  • the wafer transfer device 60 is configured to be able to transfer the wafer W to the transition device 30, etching device 40, thickness measurement device 50, inversion device 51, cleaning device 70 (described below), thickness measurement device 71 (described below), buffer device 72 (described below), and inversion device 73 (described below).
  • the second processing block G2 is equipped with a cleaning device 70, a thickness measurement device 71, a buffer device 72, an inversion device 73, and a wafer transport device 80.
  • the cleaning device 70, thickness measurement device 71, buffer device 72, and inversion device 73 are arranged in a stacked configuration. Note that the number and arrangement of the cleaning devices 70, thickness measurement devices 71, buffer devices 72, and inversion devices 73 are not limited to this.
  • the cleaning device 70 cleans at least the first surface Wa or the second surface Wb after grinding by the grinding device 90 described below.
  • the thickness measuring device 71 has a configuration similar to that of the thickness measuring device 50 described above.
  • the configuration of the thickness measuring device 71 is not limited to this and can be configured as desired.
  • the buffer device 72 temporarily holds unprocessed wafers W that are transferred from the first processing block G1 to the second processing block G2.
  • the configuration of the buffer device 72 is optional.
  • the buffer device 72 may also have an alignment mechanism (not shown) that adjusts the center position of the wafer W relative to chucks 93a and 93b (described below) and/or the horizontal orientation of the wafer W.
  • the inversion device 73 inverts the first surface Wa and the second surface Wb of the wafer W in the vertical direction.
  • the inversion device 73 may be configured as desired.
  • the wafer transport device 80 is arranged, for example, on the positive Y-axis side of the cleaning device 70, thickness measurement device 71, buffer device 72, and inversion device 73.
  • the wafer transport device 80 has, for example, two transport arms 81 that transport the wafer W by suction and holding it on a suction holding surface (not shown).
  • Each transport arm 81 is supported by an articulated arm member 82 and is configured to be movable horizontally, vertically, around a horizontal axis, and around a vertical axis.
  • the wafer transport device 80 is configured to be able to transport the wafer W to the etching device 40, thickness measurement device 50, inversion device 51, cleaning device 70, thickness measurement device 71, buffer device 72, inversion device 73, and grinding device 90, which will be described later.
  • the third processing block G3 is provided with a grinding device 90 as a grinding unit.
  • the grinding device 90 grinds and flattens the first surface Wa or the second surface Wb of the wafer W.
  • the grinding device 90 has a rotary table 91.
  • the rotary table 91 is configured to be rotatable around a vertical rotation center line 92 by a rotation mechanism (not shown).
  • Four chucks 93a, 93b that suction-hold the wafer W are provided on the rotary table 91.
  • Porous chucks for example, are used for the chucks 93a, 93b.
  • the surfaces of the chucks 93a, 93b i.e., the holding surfaces for the wafer W, have a convex shape in which the center protrudes compared to the outer periphery when viewed from the side. Note that although this central protrusion is very small, in the following explanation, the central protrusion of the chucks 93a, 93b may be illustrated enlarged for clarity.
  • the two first chucks 93a are chucks used for grinding at the first processing position B1, which will be described later. These two first chucks 93a are arranged in positions that are point-symmetrical about the rotation center line 92. The remaining two second chucks 93b are chucks used for grinding at the second processing position B2, which will be described later. These two second chucks 93b are also arranged in positions that are point-symmetrical about the rotation center line 92. In other words, the first chucks 93a and second chucks 93b are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the four chucks 93a, 93b are respectively held by four chuck bases 94.
  • the chuck base 94 is provided with a tilt adjustment mechanism 95 that adjusts the relative tilt between the grinding sections 101, 111 (described below) and the chucks 93a, 93b.
  • the tilt adjustment mechanism 95 has a fixed shaft 96 provided on the underside of the chuck base 94 and multiple, for example, two, lifting shafts 97. Each lifting shaft 97 is configured to be extendable and retractable, and raises and lowers the chuck base 94.
  • This tilt adjustment mechanism 95 tilts the chucks 93a, 93b and the chuck base 94 by raising and lowering the other end in the vertical direction using the lifting shaft 97, with one end of the outer periphery of the chuck base 94 (the position corresponding to the fixed shaft 96) as the base point.
  • the configuration of the tilt adjustment mechanism 95 is not limited to this, and it is sufficient if it can adjust the relative angle (parallelism) of the surfaces (holding surfaces) of chucks 93a, 93b to the grinding surfaces of each grinding unit 101, 111.
  • each of the four chucks 93a, 93b can be moved to transfer positions A1-A2 and processing positions B1-B2 by rotating the rotary table 91. Furthermore, each of the four chucks 93a, 93b is configured to be rotatable around a vertical axis by a rotation mechanism (not shown).
  • the first transfer position A1 is a position on the positive X-axis and positive Y-axis side of the rotation center line 92 of the turntable 91, where the wafer W is transferred to the first chuck 93a when grinding the first surface Wa.
  • the second transfer position A2 is a position on the positive X-axis and negative Y-axis side of the rotation center line 92 of the turntable 91, where the wafer W is transferred to the second chuck 93b when grinding the second surface Wb.
  • the first processing position B1 is located on the negative X-axis and negative Y-axis sides of the rotation center line 92 of the rotary table 91, and is where the first grinding unit 100 is positioned.
  • the first grinding unit 100 grinds the first surface Wa or the second surface Wb of the wafer W held by the first chuck 93a.
  • the first grinding unit 100 has a grinding section 101.
  • the grinding section 101 has a grinding stone 102, a grinding wheel 103, a mount 104, a spindle 105, and a drive section 106.
  • the grinding wheel 103 has an annular shape and supports the grinding stone 102 on its underside.
  • the mount 104 supports the grinding wheel 103.
  • the spindle 105 rotates the grinding wheel 103 and the grinding stone 102 via the mount 104.
  • the drive section 106 is attached to the spindle 105 and incorporates, for example, a motor (not shown), which rotates the spindle 105.
  • the grinding section 101 is configured to be movable vertically along a support 107 by a drive section (not shown).
  • the second processing position B2 is located on the negative X-axis side and the positive Y-axis side of the rotation center line 92 of the rotary table 91, and is where the second grinding unit 110 is positioned.
  • the second grinding unit 110 grinds the second surface Wb or the first surface Wa of the wafer W held by the second chuck 93b.
  • the second grinding unit 110 has the same configuration as the first grinding unit 100. That is, as shown in Figures 1 and 4, the second grinding unit 110 has a grinding section 111 (grinding stone 112, grinding wheel 113, mount 114, spindle 115, and drive section 116) and a support column 117.
  • annular grinding wheels 102, 112 come into contact with wafer W as processing point R, as shown by the bold line in Figure 5. More specifically, annularly arranged grinding wheels 102, 112 come into contact with wafer W in an arc-shaped line from the center to the outer periphery. In this state, the entire surface of wafer W is ground by rotating chucks 93a, 93b and grinding wheels 103, 113, respectively.
  • the above-mentioned tilt adjustment mechanism 95 adjusts the relative angle (tilt) between the holding surfaces of the chucks 93a, 93b and the grinding surfaces of the grinding wheels 102, 112, thereby controlling the shape of the wafer W after grinding to one of flat, convex (convex or A-shaped), concave (concave or V-shaped), W-shaped, M-shaped, or a combination of any two of these.
  • the flat type is a shape in which the entire surface of the wafer W is adjusted to a desired flatness (TTV) or less, preferably with a uniform thickness controlled across the entire surface.
  • the convex type is a shape in which the thickness at the center of the wafer W is greater than the thickness at the outer periphery.
  • the concave type is a shape in which the thickness at the central concave portion of the wafer W is smaller than the thickness at the outer periphery.
  • the W-shape is a shape in which the thickness at the radial center point of the wafer W is smaller than the thickness at the center and outer periphery.
  • the M-shape is a shape in which the thickness at the radial center point is greater than the thickness at the center and outer periphery of the wafer W.
  • the first processing position B1 and the second processing position B2 are provided with a grinding water supply unit that supplies grinding water to the grinding surface of the wafer W during the finish grinding process of the wafer W, and a grinding auxiliary water supply unit that supplies grinding auxiliary water.
  • the grinding auxiliary water supply unit is an outer nozzle 120 provided above the chucks 93a, 93b, and the grinding water supply unit is an inner nozzle 130 provided below the grinding wheels 103, 113.
  • the outer nozzle 120 is provided above the chucks 93 a, 93 b and is configured to supply auxiliary grinding water from an auxiliary grinding water supply source 121 to the grinding surface of the wafer W radially outside the grinding wheels 102, 112.
  • the outer nozzle 120 is also configured to arbitrarily set the supply position of the auxiliary grinding water relative to the grinding surface of the wafer W in the radial direction of the wafer W by operating a supply position adjustment mechanism 122.
  • the outer nozzle 120 can supply auxiliary grinding water to a first position P1 closer to the outer periphery WE in the radial direction and a second position P2 closer to the center WC than the first position P1.
  • the configuration of the supply position adjustment mechanism 122 is not particularly limited, and may be configured to adjust the relative position of the outer nozzle 120 with respect to the grinding surface of the wafer W by, for example, scanning the outer nozzle 120 above the wafer W.
  • the tilt angle of the outer nozzle 120 with respect to the grinding surface of the wafer W may be adjustable, thereby setting the supply direction of the auxiliary grinding water.
  • the outer nozzle 120 is configured so that the amount of grinding auxiliary water supplied to the grinding surface of the wafer W can be set by a flow rate adjustment mechanism 123.
  • the grinding auxiliary water supplied to the grinding surface of the wafer W flows from the center WC side to the outer periphery WE side while cooling the wafer W through heat exchange with the wafer W.
  • the inner nozzle 130 is provided below the grinding wheels 103, 113 and is configured to supply grinding water from a grinding water supply source 131 to the grinding surface of the wafer W radially inside the grinding wheels 102, 112.
  • the inner nozzle 130 is also configured to allow the supply position of the grinding water relative to the grinding surface of the wafer W to be arbitrarily set by operating a supply position adjustment mechanism 132.
  • the configuration of the supply position adjustment mechanism 132 is not particularly limited, and may be configured, for example, to allow the supply position of the grinding water to be set by moving the inner nozzle 130.
  • the inclination angle of the inner nozzle 130 relative to the horizontal direction may be configured to be adjustable, thereby allowing the supply direction of the grinding water to be set.
  • the inner nozzle 130 is configured to allow the amount of grinding water supplied to the grinding surface of the wafer W to be set by a flow rate adjustment mechanism 133.
  • the inner nozzle 130 may be fixed so as to supply grinding water to a predetermined position on the grinding surface of the wafer W.
  • the inner nozzle 130 supplies grinding water and grinding auxiliary water to any position on the grinding surface, it is desirable that it be configured so that it can move in any direction by operating the supply position adjustment mechanism 132. From the perspective of appropriately removing grinding debris, frictional heat, and the like generated when grinding the wafer W, it is particularly desirable that the inner nozzle 130 be configured so that it can move at least along the processing point R shown in FIG. 3.
  • a thickness measuring device for measuring the thickness of the wafer W after grinding may be provided at the transfer positions A1, A2 or the processing positions B1, B2.
  • the thickness measuring device is configured to measure the thickness of the wafer W in the circumferential direction at a desired radial position on the wafer W while rotating the wafer W.
  • the measuring unit of the thickness measuring device is configured to be movable in accordance with the desired radial position at which the thickness is to be measured.
  • the radial position of the wafer W measured by the thickness measuring device includes, for example, a position near the center of the wafer W, near the outer periphery, or near the middle between the center and outer periphery.
  • the grinding apparatus 90 is provided with a display panel 140.
  • the display panel 140 is, for example, a monitor or touch panel, and may be attached directly to the grinding apparatus 90 or may be remotely viewable.
  • the display panel 140 displays a screen for operating each process performed in the wafer processing system 1. Signals representing the results of operations on the display panel 140 are output to the control device 150, which will be described later.
  • the display panel 140 serving as the information display unit displays a first input area 141, a second input area 142, a third input area 143, a fourth input area 144, and an instruction area 145 on the same screen.
  • first input area 141 information on the auxiliary grinding water position and flow rate is input as control data during the grinding process in the grinding device 90.
  • second input area 142 information on whether or not to supply auxiliary grinding water in different steps (steps 1 to 3) of the grinding process is input based on the information on the auxiliary grinding water position and flow rate input in the first input area 141.
  • third input area 143 information for setting and correcting the grinding shape of another wafer W to be processed after a certain wafer W using the same chucks 93a, 93b and the same grinding unit in the grinding device 90 is input.
  • the fourth input area 144 displays any of the basic shapes of correction patterns 1 and 2: flat, convex, concave, W-shaped, or M-shaped. By selecting one of these, input into the third input area 143.
  • the instruction area 145 is provided with a parameter update section 145a and an end section 145b.
  • the parameter update unit 145a confirms the entered information based on the operator's selection.
  • the termination unit 145b terminates the setting of the grinding shape and correction operation on the display panel 140 based on the operator's selection.
  • the different steps of the grinding process are not limited to steps 1 to 3 shown in the figure, but may include other steps.
  • the different steps of the grinding process may include, for example, a step in which the grinding wheels 102, 112 are lowered relative to the wafer W until they come into contact with the wafer W; multiple steps in which the grinding wheels 102, 112 are lowered to a target position while varying the speed after coming into contact with the wafer W; a step in which the grinding wheels 102, 112 are raised from the target position to a position where they do not come into contact with the wafer W; and a step in which the grinding wheels 102, 112 are raised to a retracted position.
  • the first input area 141, second input area 142, third input area 143, fourth input area 144, and instruction area 145 are not displayed on the same screen, but on different screens that can be switched using selection tabs (not shown).
  • the wafer processing system 1 described above is provided with at least one control device 150 as a control unit, as shown in FIG. 1.
  • the control device 150 processes computer-executable instructions that cause the wafer processing system 1 to perform the various processes described herein.
  • the control device 150 may be configured to control each element of the wafer processing system 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, some or all of the control device 150 may be included in the wafer processing system 1.
  • the control device 150 may include a processing unit, a memory unit, and a communication interface.
  • the control device 150 is realized, for example, by a computer.
  • the processing unit may be configured to read from the memory unit a program that provides logic or routines that enable various control operations to be performed, and to execute the read program to perform various control operations.
  • This program may be stored in the memory unit in advance, or may be acquired via a medium when needed.
  • the acquired program is stored in the memory unit and read from the memory unit by the processing unit for execution.
  • the medium may be various computer-readable storage media H, or a communication line connected to the communication interface.
  • the storage medium H may be temporary or non-temporary.
  • the processing unit may be a CPU (Central Processing Unit) or one or more circuits.
  • the storage unit may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
  • the communication interface may communicate with the wafer processing system 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • processing is performed on wafers W cut from an ingot using a wire saw or the like, or on lapped wafers W, to achieve the desired thickness profile of the wafers W.
  • the control device 150 determines the target radial (within the wafer surface) thickness distribution (thickness profile) when grinding the first surface Wa of the wafer W, which will be described later.
  • this target thickness distribution during grinding will be referred to as the "grinding target shape.”
  • the control device 150 also determines the target radial thickness distribution when grinding the second surface Wb of the wafer W, which will be described later (St1 in Figure 8). The method by which the control device 150 determines the grinding target shape of the first surface Wa and the grinding target shape of the second surface Wb will be described later.
  • wafer processing is performed in the wafer processing system 1.
  • a cassette C containing multiple wafers W is placed on the cassette mounting table 10 of the transfer station 2.
  • the wafers W are stored in the cassette C with their first surfaces Wa facing up and their second surfaces Wb facing down.
  • the wafer transfer device 20 removes the wafers W from the cassette C and transfers them to the transition device 30.
  • the wafers W transferred to the transition device 30 are then transferred to the buffer device 72 by the wafer transfer device 60.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 80 to the grinding device 90 and transferred to the first chuck 93a at the first transfer position A1.
  • the first chuck 93a holds the second surface Wb of the wafer W by suction.
  • the rotary table 91 is rotated to move the wafer W to the first processing position B1.
  • the first surface Wa is then ground by the first grinding unit 100 based on the grinding target shape of the first surface Wa determined in St1 (St2 in Figure 8).
  • grinding auxiliary water is supplied to the first surface Wa of the wafer W based on the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water supplied from the outer nozzle 120, which are determined in advance according to the target grinding shape, as described below.
  • Figure 9 is a cross-sectional view showing an example of the shape of the wafer W after grinding when the grinding auxiliary water supply position is the first position P1 in Figure 6.
  • Figure 10 is a cross-sectional view showing an example of the shape of the wafer W after grinding when the grinding auxiliary water supply position is the second position P2 in Figure 6.
  • the amount of grinding in the region near the outer periphery WE of the wafer W (hereinafter referred to as the "outer periphery region RE ") is greater when the grinding auxiliary water supply position is closer to the center WC than when the grinding auxiliary water supply position is closer to the outer periphery WE . Also, at the same radial position, the amount of grinding in the region near the outer periphery region RE of the wafer W is greater when the flow rate of grinding auxiliary water is small than when it is large.
  • the outer periphery region RE is a region that includes a range from the outer periphery WE toward the center WC up to a desired radial length.
  • the target shape of grinding is a flat type
  • the grinding auxiliary water supply position is the first position P1 in FIG. 6, the wafer W will be closer to the flat type.
  • the grinding auxiliary water supply position is the second position P2 in FIG. 6, the grinding amount of the outer peripheral region RE will be greater than that of the flat type. This is thought to be due to the following reason. As described above, the grinding auxiliary water cools the wafer W while flowing from the supply position toward the outer periphery.
  • the grinding amount of the outer peripheral region RE is smaller than when the grinding auxiliary water is supplied to the first position P1, and as a result, the amount of expansion of the outer peripheral region RE due to heat is greater.
  • the outer peripheral region RE with a larger expansion amount will have a larger grinding amount.
  • the grinding amount can be changed by changing the flow rate of the grinding auxiliary water between the first flow rate and a second flow rate that is smaller than the first flow rate.
  • the amount of grinding of the outer peripheral region RE when grinding auxiliary water is supplied at that position at a second flow rate that is smaller than the first flow rate will be greater.
  • the relationship between the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water and the grinding amount of the outer peripheral region RE may be obtained in advance by experiment or simulation and output to the control device 150. Note that if the flow rate of the grinding auxiliary water is greater than a certain level, changing the flow rate may not change the amount of cooling or expansion, and the amount of grinding may not change.
  • the range of flow rate of the grinding auxiliary water that can change the amount of grinding may be obtained in advance by experiment or simulation and output to the control device 150.
  • the rotary table 91 is rotated to move the wafer W to the first transfer position A1.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 80 to the cleaning device 70.
  • the cleaning device 70 the first surface Wa of the wafer W is cleaned (St3 in FIG. 8).
  • the second surface Wb of the wafer W may also be cleaned.
  • the wafer W is transported to the inversion device 73 by the wafer transport device 80.
  • the first surface Wa and second surface Wb of the wafer W are inverted vertically (St4 in Figure 8). In other words, the wafer W is inverted so that the first surface Wa faces downward and the second surface Wb faces upward.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 80 to the grinding device 90 and transferred to the second chuck 93b at the second transfer position A2.
  • the first surface Wa of the wafer W is held by suction in the second chuck 93b.
  • the rotary table 91 is rotated to move the wafer W to the second processing position B2. Then, the second surface Wb of the wafer W is ground by the second grinding unit 110 based on the target grinding thickness distribution of the second surface Wb determined in St1 (St5 in Figure 8).
  • the rotary table 91 is rotated to move the wafer W to the second transfer position A2.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 80 to the cleaning device 70.
  • the cleaning device 70 the second surface Wb of the wafer W is cleaned (St6 in FIG. 8).
  • the first surface Wa of the wafer W may also be cleaned.
  • the wafer W is transported to the thickness measurement device 71 by the wafer transport device 80 or the wafer transport device 60.
  • the thickness measurement device 71 measures the thickness of the wafer W at multiple points after the second surface Wb has been ground to obtain the thickness distribution of the wafer W, and then calculates the flatness of the wafer W (St7 in Figure 8).
  • the calculated thickness distribution and flatness of the wafer W are output to, for example, the control device 150.
  • the thickness of the wafer W during or after grinding is measured by a thickness measuring device provided in the grinding apparatus 90.
  • a thickness measuring device provided in the grinding apparatus 90.
  • the thickness of the wafer W is measured in the circumferential direction at a position near the middle between the center W C and the outer periphery W E of the wafer W to obtain the progress of grinding in real time.
  • the thickness of the wafer W is measured at a position near the center W C , near the outer periphery W E , and near the middle between the center W C and the outer periphery W E to obtain the overall thickness distribution of the wafer W.
  • the thickness of the wafer W during or after grinding measured by the thickness measuring device is output to, for example, the control device 150.
  • grinding of the wafer W to be subsequently processed in the grinding apparatus 90 is optimized.
  • the control device 150 determines optimal etching conditions for the second surface Wb, optimizing the etching amount distribution (etching profile) in the etching process of the second surface Wb, from the thickness distribution and flatness of the wafer W calculated in St7 and output to the control device 150 (St8 in Figure 8).
  • the etching amount is the amount of wafer W removed by etching
  • the etching amount distribution is the distribution of the etching amount in the radial direction of the wafer W (within the wafer surface). The method for determining the optimal etching conditions for the second surface Wb in the control device 150 will be described later.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 60 to the etching device 40.
  • the second surface Wb of the wafer W is etched with the etching solution E under the optimal etching conditions determined in St8 (St9 in Figure 8).
  • St9 the second surface Wb is etched under the optimal etching conditions, thereby processing the second surface Wb into the target shape.
  • the wafer W is transported to the inversion device 51 by the wafer transport device 60.
  • the first surface Wa and second surface Wb of the wafer W are inverted vertically (St10 in FIG. 8). That is, the wafer W is inverted so that the first surface Wa faces upward and the second surface Wb faces downward.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 60 to the thickness measurement device 50.
  • the thickness measurement device 50 measures the thickness of the wafer W at multiple points after etching the second surface Wb to obtain the thickness distribution of the wafer W, and then calculates the flatness of the wafer W (St11 in Figure 8).
  • the calculated thickness distribution and flatness of the wafer W are output to, for example, the control device 150.
  • the control device 150 determines optimal etching conditions for the first surface Wa, which optimize the etching amount distribution in the etching process on the first surface Wa, from the thickness distribution and flatness of the wafer W calculated in St11 and output to the control device 150 (St12 in FIG. 8). The method for determining the optimal etching conditions for the first surface Wa in the control device 150 will be described later.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 60 to the etching device 40.
  • the etching device 40 the first surface Wa of the wafer W is etched with the etching solution E under the optimal etching conditions determined in St12 (St13 in Figure 8).
  • St13 by etching the first surface Wa under the optimal etching conditions, the etching amount distribution is optimized and the first surface Wa is processed into the target shape.
  • the wafer W is transported by the wafer transport device 60 to the thickness measurement device 50.
  • the thickness measurement device 50 measures the thickness of the wafer W at multiple points on both the first surface Wa and the second surface Wb after etching to obtain the thickness distribution of the wafer W (St14 in Figure 8).
  • the thickness measurement device 50 may also calculate the flatness of the wafer W.
  • the obtained thickness distribution of the wafer W is output to, for example, the control device 150, and is used, for example, in processing another wafer W that is subsequently processed in the wafer processing system 1.
  • the wafer W that has undergone all processing is transferred to the cassette C on the cassette mounting table 10 via the transition device 30. This completes the series of wafer processing steps in the wafer processing system 1.
  • the first surface Wa is ground in St2, and then the second surface Wb is ground in St5, but the order of grinding these surfaces may be reversed. Furthermore, the second surface Wb is etched in St9, and then the first surface Wa is etched in St13, but the order of etching these surfaces may be reversed.
  • etching of the second surface Wb in St9 was performed under the optimal etching conditions determined in St8, but instead, it may be performed under predetermined default etching conditions. In such a case, Sts7 and St8 of this embodiment are omitted.
  • etching of the first surface Wa in St13 was performed under the optimal etching conditions determined in St12, but instead, it may be performed under predetermined default etching conditions. In such a case, Sts11 and St12 of this embodiment are omitted.
  • the learning data is the etching amount distribution of the wafer W under certain etching conditions.
  • the multiple pieces of learning data are used to determine the optimal etching conditions, as described below, and are also used to determine the target grinding thickness distribution, as described below.
  • etching is performed on the dummy wafer under, for example, a number of different etching conditions.
  • the dummy wafer is etched by changing, for example, the rotation speed R (also referred to as the number of rotations) of the dummy wafer during etching, the scanning speed V (also referred to as the swing speed) of the nozzle 43, the scanning width L (see scanning width L in Figure 3, also referred to as the swing radius) of the nozzle 43, or the number of loops N of the nozzle 43.
  • the etching processing time for each dummy wafer is the same.
  • the dummy wafer is etched by rotating the dummy wafer and supplying etching solution E from the nozzle 43 to the dummy wafer while the nozzle 43 is moving back and forth.
  • the reciprocating movement of the nozzle 43 between both ends of the dummy wafer is considered to be one loop.
  • Etching of the dummy wafer under each etching condition is carried out for a predetermined desired time (desired number of loops).
  • the etching amount distribution of the dummy wafer is then acquired and output to the control device 150.
  • the control device 150 then compresses the output etching amount distribution under each etching condition into an etching amount distribution per unit time (unit number of loops), and stores each compressed etching amount distribution as the learning data.
  • the etching target when acquiring the learning data is not limited to a dummy wafer.
  • the results of etching a product wafer W processed in the wafer processing system 1 may be stored as the learning data.
  • the etching target may be the film, and the results of etching the film may be stored as the learning data.
  • control device 150 determines the optimal etching conditions based on multiple pieces of learning data acquired outside the wafer processing system 1.
  • the target etching amount distribution for the etching process in St13 is obtained based on the thickness distribution in the target shape of the wafer W after etching (hereinafter referred to as the "final target shape") and the thickness distribution in the surface shape of the wafer W after grinding obtained in St11 (hereinafter referred to as the "measured shape”) (St110 in Figure 11).
  • the target etching amount distribution for the etching process can be obtained, for example, by calculating the difference between the thickness distribution in the target shape of the wafer W and the thickness distribution in the measured shape.
  • the control of the etching amount distribution is applied to a knapsack problem to optimize the number of times that learning data is superimposed on learning data.
  • the etching amount distribution is the knapsack in the knapsack problem, and the learning data are the items in the knapsack problem. Then, the number of times that learning data is superimposed on learning data is optimized so that the difference between the superimposed etching amount distribution and the target etching amount distribution in St110 is minimized. In other words, the etching amount distribution during etching of the first surface Wa in St13 is optimized.
  • the etching conditions corresponding to the learning data optimized in St111 are integrated to determine the optimal etching conditions (St112 in Figure 11).
  • the optimal etching conditions are determined by integrating the selected etching conditions so that they are performed with an optimized number of overlaps. In other words, the optimal etching conditions that optimize the etching amount distribution are determined.
  • the optimal etching conditions for the first surface Wa in St12 are determined.
  • the etching amount distribution can be optimized and the first surface Wa can be processed into the target shape.
  • the optimal etching conditions for the first surface Wa determined in St12 are stored in the control device 150, and a history of the etching conditions remains in the control device 150.
  • the learning data used to determine the optimal etching conditions is also stored.
  • the optimal etching conditions (and learning data) for the second surface Wb determined in St8 are also stored in the control device 150, and a history of the etching conditions remains in the control device 150.
  • these optimal etching conditions for surfaces Wa and Wb may be displayed on an etching condition history screen (not shown) on the display panel 140.
  • the etching of the second surface Wb in St9 and the etching of the first surface Wa in St13 may each be performed under predetermined etching conditions rather than optimal etching conditions. For this reason, when setting the etching conditions, the user may be allowed to select whether or not to use learning data.
  • the etching amount distribution was used as learning data for controlling the etching process of the wafer W, but the etching amount deviation distribution may also be used.
  • the etching amount deviation distribution is the distribution of values obtained by subtracting the average value of the etching amount from the etching amount within the wafer surface. In such a case, when determining the optimal etching conditions in St8 and St12, the etching amount deviation distribution is used instead of the etching amount distribution.
  • the etching amount deviation distribution is also used when determining the grinding target shape in St1.
  • Step 1 in Figure 8 the method for determining the grinding target shape mentioned above (Step 1 in Figure 8) will be explained.
  • the method for determining the grinding target shape of the first surface Wa will be explained, but the method for determining the grinding target shape of the second surface Wb is also similar.
  • the surface of the wafer W which has a first target shape determined in advance as a desired shape, can be etched to form the final target shape (St201 in Figure 12).
  • the first target shape can be, for example, a flat, convex, concave, W-shaped, or M-shaped shape, or a combination of any two of these shapes (hereinafter referred to as the "basic shape"). Details of the determination in St1 will be described later.
  • the first target shape is determined as the grinding target shape (St202 in Figure 12). Then, the process ends. After St1 ends, the process proceeds to St2.
  • the first target shape is corrected to determine the second target shape.
  • the correction of the first target shape includes changing the grinding amount of the outer peripheral region RE .
  • the grinding amount of the outer peripheral region RE to be changed is a grinding amount that can be adjusted by changing the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water based on the relationship between the previously acquired radial position and flow rate of the grinding auxiliary water and the grinding amount of the outer peripheral region RE .
  • the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water corresponding to the grinding amount of the outer peripheral region RE changed in the correction of the first target shape are output to the control device 150. Thereafter, returning to St201, it is determined whether the surface of the wafer W having the second target shape will become the final target shape by etching.
  • Step 201 in FIG. 12 it is determined whether the surface of the wafer W having the nth target shape (n is a natural number) will become the final target shape by etching. If it is determined that the surface of the wafer W having the nth target shape will become the final target shape by etching, the nth target shape is determined as the grinding target shape (Step 202 in FIG. 12). If it is determined that the surface of the wafer W having the nth target shape will not become the final target shape by etching, the nth target shape is corrected, and the (n+1)th target shape is determined (Step 203 in FIG. 12), and the process returns to Step 201.
  • the correction of the nth target shape in St202 includes changing the basic shape used as the nth target shape. In another embodiment, the correction includes both changing the grinding amount of the outer peripheral region RE as described above in addition to changing the basic shape.
  • the optimal etching conditions are first obtained in the same manner as in the method for determining optimal etching conditions described above (St12 in FIG. 8). Specifically, the target etching amount distribution for the etching process in St13 is obtained based on the first target shape determined in St201 and the final target shape (St210 in FIG. 13).
  • etching amount distributions multiple pieces of training data (etching amount distributions) are superimposed, and an optimization method is used to optimize the training data used for superimposition and the number of times the training data is superimposed, so as to achieve the target etching amount distribution (St211 in Figure 13).
  • the training data and the number of times the training data is superimposed are optimized so as to minimize the difference between the superimposed etching amount distribution and the target etching amount distribution.
  • St211 can be performed, for example, by solving a knapsack problem, as in St111 described above.
  • optimal etching conditions are determined based on the superimposed etching amount distributions. Determining optimal etching conditions based on the superimposed etching amount distributions can be performed in the same manner as in St112.
  • the minimum difference between the superimposed etching amount distribution optimized in St211 and the target etching amount distribution is compared with a desired threshold, and it is determined whether the difference is equal to or less than the threshold (St212 in Figure 13).
  • the difference is equal to or less than the threshold, it is determined that the surface of the wafer W having the grinding target shape will become at least sufficiently close to the final target shape when etched using the optimal etching conditions. In other words, if, in St212, it is determined that the difference is equal to or less than the threshold, it is determined in St201 of FIG. 12 that the surface of the wafer W having the grinding target shape will become the final target shape when etched.
  • the difference exceeds the threshold in St212, it is determined that the surface of the wafer W having the grinding target shape will not become the final target shape when etched, even if the optimal etching conditions are used. In other words, if the difference exceeds the threshold in St212, it is determined in St201 of FIG. 12 that the surface of the wafer W having the grinding target shape will not become the final target shape when etched.
  • the optimal etching conditions determined in St211 are output to the control device 150. Thereafter, etching of the second surface Wb in St9 may be performed under the optimal etching conditions determined in St211. In such a case, Sts7 and St8 of this embodiment may be omitted. Similarly, etching of the first surface Wa in St13 may be performed under the optimal etching conditions determined in St211. In such a case, Sts11 and St12 of this embodiment may be omitted.
  • the first target shape is the flat type shown by the solid line in Figure 14(a) and the final target shape is the sine curve type (wave type) shown by the dotted lines in Figures 14(a) and 14(b).
  • the minimum difference between the superimposed etching amount distribution optimized in St211 and the target etching amount distribution exceeds the desired threshold, as shown in Figure 14(b), it is determined that the post-etching shape (solid line in Figure 14(b)) will not be the final target shape.
  • the first target shape is corrected to determine a second target shape in which the basic shape shown by the solid line in Fig. 15(a) is a flat type and the amount of grinding of the outer peripheral region RE is increased.
  • the minimum difference of St211 becomes equal to or less than the desired threshold, and it is determined that the shape after etching shown by the solid line in Fig. 15(b) becomes the final target shape shown by the dotted line in Fig. 15(b).
  • the wafer processing method makes it possible to determine in advance whether a combination of grinding target shape and final target shape is such that the etched wafer W cannot be made into the final target shape even when the etching amount distribution is optimized using conventional grinding and etching techniques. Furthermore, if it is determined that the surface of the wafer W will not be made into the final target shape by etching, the grinding target shape can be corrected so that the surface of the wafer W after grinding will be made into the final target shape by etching.
  • the wafer processing method makes it possible to set as a final target shape a shape of the wafer W that could not be obtained by conventional grinding and etching techniques, even when optimizing the etching amount distribution.
  • a final target shape can be a flat shape that is flat in the radial direction of the wafer W, as well as a convex shape (convex in the middle, A-shaped), concave shape (concave in the middle, V-shaped), M-shaped, W-shaped, sine curve shape (wave shape), or a combination of any two of these shapes, or any other desired shape.
  • a basic shape is used as the first target shape, but this is not limiting.
  • the basic shape and the grinding amount of the outer circumferential region RE may be determined in advance.
  • the processing result of the previously processed wafer W may be used to determine the basic shape of the first target shape of the current wafer W and the grinding amount of the outer circumferential region RE .
  • Example 1 using the wafer processing method according to the above embodiment will be described below.
  • Fig. 16 is an explanatory diagram showing the final target shape of the wafer W and the actual shape after etching in the wafer processing method according to Example 1.
  • the horizontal axis indicates the radial position of the wafer W, and the vertical axis indicates the relative thickness.
  • Fig. 17 is an explanatory diagram showing the shape of the wafer W after grinding in the wafer processing method according to Example 1.
  • Example 1 the final target shape was first determined to be a convex (A-shaped) shape, as shown by the dotted line in FIG. 16.
  • the first target shape as the grinding target shape of the first surface Wa was also determined to be convex.
  • it was determined whether the surface of the wafer W having the first target shape would become the final target shape by etching see St201 in FIG. 12 and St210 to St212 in FIG. 13). As a result, it was determined that the surface of the wafer W having the first target shape would become the final target shape by etching. Therefore, the first target shape was determined as the grinding target shape of the first surface Wa (see St1 in FIG. 8).
  • the grinding target shape of the second surface Wb was also determined in a similar manner.
  • Example 2 using the wafer processing method according to the above embodiment will be described below.
  • Fig. 18 is an explanatory diagram showing the final target shape of the wafer W and the actual shape after etching in the wafer processing method according to Example 2.
  • the horizontal axis indicates the radial position of the wafer W, and the vertical axis indicates the relative thickness.
  • Fig. 19 is an explanatory diagram showing the shape of the wafer W after grinding in the wafer processing method according to Example 2.
  • Example 2 first, the final target shape was determined to be a sine curve-like shape (hereinafter referred to as a "wave shape") as shown by the dotted line in FIG. 18 . Furthermore, the first target shape as the grinding target shape of the first surface Wa was determined to be a flat shape. Next, it was determined whether the surface of the wafer W having the first target shape would be etched to the final target shape (see St201 in FIG. 12 and St210 to St212 in FIG. 13 ). As a result, it was determined that the surface of the wafer W having the first target shape would not be etched to the final target shape. Specifically, the minimum difference between the superimposed etching amount distribution optimized in St211 and the target etching amount distribution exceeded the desired threshold (see St212).
  • the first target shape was corrected to determine the second target shape (see St203).
  • the correction of the first target shape was performed by changing the grinding amount of the outer peripheral region RE . That is, the basic shape was set to a flat type, and the second target shape was determined so as to increase the amount of grinding of the outer peripheral region RE .
  • the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water corresponding to the basic shape and the amount of grinding of the outer peripheral region RE at this time were output.
  • it was determined whether the surface of the wafer W having the second target shape would become the final target shape by etching see St201 in FIG. 12 and St210 to St212 in FIG. 13).
  • the second target shape was determined as the grinding target shape of the first surface Wa (see St1 in FIG. 8).
  • the grinding target shape of the second surface Wb was determined.
  • St2 to St14 were sequentially executed.
  • grinding was performed in St2 and St5 using the basic shape and the radial position and flow rate of the grinding auxiliary water output above.
  • a shape was obtained in which the amount of grinding in the outer peripheral region RE was greater than that of the flat type, as shown in Fig. 19.
  • a wafer W was obtained having an appropriate wavy thickness distribution as shown by the solid line in Fig. 18.

Landscapes

  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の表面を研削目標形状となるように研削することと、前記研削目標形状と、予め決定された最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を決定することと、研削された前記基板の表面を前記目標エッチング量分布に基づいてエッチングすることと、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む。

Description

基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体
　本開示は、基板処理方法、基板処理装置及びコンピュータ記憶媒体に関する。
　特許文献１には、半導体インゴットをスライスして得られたウェハの少なくともおもて面を平坦化する工程と、ウェハを回転させるとともに、ノズルをウェハの中心を通る径方向に往復移動させながら、ノズルからウェハの表面にエッチング液を供給して当該表面をエッチングする工程と、を含む半導体ウェハの製造方法が開示されている。
国際公開第２０２３／２１９０２６号
　本開示にかかる技術は、基板の表面の研削及びエッチングにおいて、当該基板の表面形状を適切に制御する。
　本開示の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の表面を研削目標形状となるように研削することと、前記研削目標形状と、予め決定された最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を決定することと、研削された前記基板の表面を前記目標エッチング量分布に基づいてエッチングすることと、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む。
　本開示によれば、基板の表面の研削及びエッチングにおいて、当該基板の表面形状を適切に制御することができる。
ウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。 エッチング装置の構成の概略を示す側面図である。 ノズルが径方向に移動する様子を示す説明図である。 研削ユニットとチャックの構成の一例を示す側面図である。 ウェハの研削処理の様子を示す説明図である。 研削水供給機構及び研削補助水供給機構の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 表示パネルの表示例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。 研削後のウェハの形状の一例を示す断面図である。 研削後のウェハの形状の他の一例を示す断面図である。 最適エッチング条件の決定方法の主な工程を示すフロー図である。 研削目標形状の決定方法の主な工程を示すフロー図である。 判断方法の主な工程を示すフロー図である。 第１目標形状のウェハにかかる判断方法の概略を示す断面図である。 第２目標形状のウェハにかかる判断方法の概略を示す断面図である。 一実施例にかかるウェハの最終目標形状及びエッチング後の形状を示す説明図である。 一実施例にかかるウェハの研削後の形状を示す説明図である。 一実施例にかかるウェハの最終目標形状及びエッチング後の形状を示す説明図である。 一実施例にかかるウェハの研削後の形状を示す説明図である。
　半導体デバイスの製造工程では、単結晶シリコンインゴットからワイヤーソー等により切り出して得られた円盤状のシリコンウェハ（以下、「ウェハ」という。）の切断面を平坦化し、更に平滑化してウェハの厚みを均一化することが行われている。切断面の平坦化は、例えば平面研削又はラッピングにより行われる。平滑化は、例えばウェハの切断面上方からエッチング液を供給するエッチングにより行われる。
　特許文献１には、ウェハを回転させるとともに、ノズルをウェハの中心を通る径方向に往復移動（スキャン）させながら、ノズルからウェハの表面にエッチング液を供給して当該表面をエッチングすること（以下、「スキャンエッチング」という。）が提案されている。スキャンエッチングでは、ウェハの中心部へのエッチング液の供給を行いつつ、当該中心部におけるウェハの表面にエッチング液の流れを発生させることで、ウェハの表面形状を制御する。この際、エッチング後のウェハを目標形状となるように制御するために、エッチング量分布を最適化することが提案されている。エッチング量分布の最適化では、エッチング後のウェハの目標形状における厚み分布と、研削後のウェハの実測形状における厚み分布とに基づいて最適化計算を行い、エッチング処理における目標エッチング量分布を取得することが提案されている。
　かかるスキャンエッチングについて、本発明者らは、エッチング後のウェハの目標形状と研削後のウェハの実測形状との種々の組み合わせについて、エッチングプロファイルの最適化を鋭意検討した。その結果、かかる組み合わせの中には、従来の研削及びエッチングの手法によっては、上記のエッチング量分布の最適化を行ってもエッチング後のウェハを目標形状とすることができないものが存在することがわかった。特に、基板の外周領域においてはエッチングによる形状の最適化のマージンが比較的狭く、エッチング量分布の最適化によっては、外周領域の形状を目標形状とすることができないような研削後の形状が存在することがわかった。したがって、そのような組み合わせにおいては、ある表面形状を有する研削後のウェハをエッチングして所望の目標形状とすることについて、改善の余地がある。
　本開示にかかる技術は、基板の表面を適切に研削及びエッチングする。以下、本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としての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基板処理装置としてのウェハ処理システム１では、インゴットから切り出して得られた基板としてのウェハＷに対し、厚みの面内均一性を向上させるための処理を行う。以下、ウェハＷの切り出し面を第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂという。第１表面Ｗａは第２表面Ｗｂの反対側の面である。また、第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂを総称してウェハＷの表面という場合がある。
　図１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では、例えば外部との間で複数のウェハＷ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、ウェハＷ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、複数、例えば３つのカセットＣを載置するカセット載置台１０が設けられている。また、カセット載置台１０のＸ軸負方向側には、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置２０は、ウェハＷを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム２２を有している。各搬送アーム２２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム２２の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。そして、ウェハ搬送装置２０は、カセット載置台１０のカセットＣ、及び後述するトランジション装置３０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。
　搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸負方向側において、当該ウェハ搬送装置２０に隣接して、ウェハＷを処理ステーション３との間で受け渡すためのトランジション装置３０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の処理ブロックＧ３は、Ｘ軸正方向側（搬入出ステーション２側）から負方向側にこの順で並べて配置されている。
　第１処理ブロックＧ１には、エッチング装置４０、厚み測定装置５０、反転装置５１及びウェハ搬送装置６０が設けられている。エッチング部としてのエッチング装置４０、厚み測定装置５０及び反転装置５１は、積層して配置されている。なお、エッチング装置４０、厚み測定装置５０及び反転装置５１の数や配置はこれに限定されない。
　エッチング装置４０は、後述の研削装置９０で研削後の第１表面Ｗａ又は研削後の第２表面Ｗｂのシリコン（Ｓｉ）をエッチングする。ウェハ処理のスループットを向上させるため、エッチング装置４０は複数設けられていてもよい。
　図２に示すようにエッチング装置４０は、ウェハ保持部４１、回転機構４２、ノズル４３及び移動機構４４を有している。
　ウェハ保持部４１は、ウェハＷの外縁部を複数点、本実施形態においては３点で保持する。なお、ウェハ保持部４１の構成は図示の例には限定されず、例えばウェハ保持部４１は、ウェハＷを下方から吸着保持するチャック（図示せず）を備えていてもよい。ウェハ保持部４１は、回転機構４２によって鉛直な回転中心線４１ａを中心に回転可能に構成され、これによりウェハ保持部４１上に保持されたウェハＷを回転可能に構成されている。
　ノズル４３は、ウェハ保持部４１に保持されたウェハＷの第１表面Ｗａ又は第２表面Ｗｂにエッチング液Ｅを供給する。ノズル４３は、当該ノズル４３にエッチング液Ｅを供給するエッチング液供給源（図示せず）に接続されている。ノズル４３は、ウェハ保持部４１の上方に設けられ、移動機構４４によって水平方向及び鉛直方向に移動可能に構成されている。一例においてノズル４３は、ウェハ保持部４１の回転中心線４１ａを通って、すなわち、図３に示すようにウェハＷの中心部上方を通って往復移動（スキャン移動）可能、または旋回可能に構成される。
　エッチング液Ｅには、エッチング対象となり得るウェハＷのシリコンを適切にエッチングするため、フッ酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ３）及びリン酸（Ｈ３ＰＯ４）が含まれている。一例においてエッチング液Ｅは、フッ酸、硝酸、リン酸及び水を含有する混合液である。なお、エッチング対象は、例えばアモルファスシリコンでもよい。
　図１に示す厚み測定装置５０は、一例において測定部（図示せず）と算出部（図示せず）を備える。測定部は、エッチング後のウェハＷの厚みを複数点で測定するセンサを備える。算出部は、測定部による測定結果（ウェハＷの厚み）からウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出する。なお、かかるウェハＷの厚み分布及び平坦度の算出は、当該算出部に代えて、後述の制御装置１５０で行われてもよい。換言すれば、後述の制御装置１５０内に算出部（図示せず）が設けられてもよい。なお、厚み測定装置５０の構成はこれに限定されず、任意に構成できる。
　反転装置５１は、ウェハＷの第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂを上下方向に反転させる。反転装置５１の構成は任意である。
　ウェハ搬送装置６０は、トランジション装置３０のＸ軸負方向側に配置されている。ウェハ搬送装置６０は、ウェハＷを保持して搬送する、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、トランジション装置３０、エッチング装置４０、厚み測定装置５０、反転装置５１、後述の洗浄装置７０、後述の厚み測定装置７１、後述するバッファ装置７２及び後述する反転装置７３に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。
　第２処理ブロックＧ２には、洗浄装置７０、厚み測定装置７１、バッファ装置７２、反転装置７３及びウェハ搬送装置８０が設けられている。洗浄装置７０、厚み測定装置７１、バッファ装置７２及び反転装置７３は、積層して配置されている。なお、洗浄装置７０、厚み測定装置７１、バッファ装置７２及び反転装置７３の数や配置はこれに限定されない。
　洗浄装置７０は、後述の研削装置９０における研削後の少なくとも第１表面Ｗａ又は第２表面Ｗｂを洗浄する。
　厚み測定装置７１は、一例において上述の厚み測定装置５０と同様の構成を有している。なお、厚み測定装置７１の構成もこれに限定されず、任意に構成できる。
　バッファ装置７２は、第１処理ブロックＧ１から第２処理ブロックＧ２に受け渡される処理前のウェハＷを一時的に保持する。バッファ装置７２の構成は任意である。なお、バッファ装置７２は、後述するチャック９３ａ、９３ｂに対するウェハＷの中心位置、及び／又はウェハＷの水平方向の向きを調整するアライメント機構（図示せず）を有していてもよい。
　反転装置７３は、ウェハＷの第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂを上下方向に反転させる。反転装置７３の構成は任意である。
　ウェハ搬送装置８０は、例えば洗浄装置７０、厚み測定装置７１、バッファ装置７２及び反転装置７３のＹ軸正方向側に配置されている。ウェハ搬送装置８０は、ウェハＷ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８１を有している。各搬送アーム８１は、多関節のアーム部材８２に支持され、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８０は、エッチング装置４０、厚み測定装置５０、反転装置５１、洗浄装置７０、厚み測定装置７１、バッファ装置７２、反転装置７３及び後述する研削装置９０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。
　第３の処理ブロックＧ３には、研削部としての研削装置９０が設けられている。研削装置９０は、ウェハＷの第１表面Ｗａ又は第２表面Ｗｂを研削して平坦化する。
　研削装置９０は、回転テーブル９１を有している。回転テーブル９１は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線９２を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル９１上には、ウェハＷを吸着保持するチャック９３ａ、９３ｂが４つ設けられている。チャック９３ａ、９３ｂには、例えばポーラスチャックが用いられる。チャック９３ａ、９３ｂの表面、すなわちウェハＷの保持面は、側面視で中央部が外周部に比べて突出した凸形状を有する。なお、この中央部の突出は微小であるが、以下の説明では、説明の明瞭化のためチャック９３ａ、９３ｂの中央部の突出を大きく図示する場合がある。
　４つのチャック９３ａ、９３ｂのうち、２つの第１チャック９３ａは、後述する第１加工位置Ｂ１で研削に用いられるチャックである。これら２つの第１チャック９３ａは、回転中心線９２を挟んで点対称の位置に配置されている。残りの２つの第２チャック９３ｂは、後述する第２加工位置Ｂ２で研削に用いられるチャックである。これら２つの第２チャック９３ｂも、回転中心線９２を挟んで点対称の位置に配置されている。すなわち、第１チャック９３ａと第２チャック９３ｂは、周方向に交互に配置されている。
　図４に示すように４つのチャック９３ａ、９３ｂは、４つのチャックベース９４にそれぞれ保持される。チャックベース９４には、後述する研削部１０１、１１１とチャック９３ａ、９３ｂの相対的な傾きを調整する傾き調整機構９５が設けられる。傾き調整機構９５は、チャックベース９４の下面に設けられた固定軸９６と複数、例えば２本の昇降軸９７を有する。各昇降軸９７は伸縮自在に構成され、チャックベース９４を昇降させる。この傾き調整機構９５によって、チャックベース９４の外周部の一端部（固定軸９６に対応する位置）を基点に、他端部を昇降軸９７によって鉛直方向に昇降させることで、チャック９３ａ、９３ｂ及びチャックベース９４を傾斜させる。そしてこれにより、後述する加工位置Ｂ１～Ｂ２の各研削部１０１、１１１の研削面と、チャック９３ａ、９３ｂの上面との相対的な傾きを調整できる。なお、傾き調整機構９５の構成はこれに限定されず、各研削部１０１、１１１の研削面に対するチャック９３ａ、９３ｂの表面（保持面）の相対的な角度（平行度）を調整することができればよい。
　図１に示すように４つのチャック９３ａ、９３ｂは、回転テーブル９１が回転することにより、受渡位置Ａ１～Ａ２及び加工位置Ｂ１～Ｂ２に移動可能になっている。また、４つのチャック９３ａ、９３ｂ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。
　第１受渡位置Ａ１は回転テーブル９１の回転中心線９２に対してＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、第１表面Ｗａを研削する際に第１チャック９３ａに対するウェハＷの受け渡しが行われる。第２受渡位置Ａ２は回転テーブル９１の回転中心線９２に対してＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、第２表面Ｗｂを研削する際に第２チャック９３ｂに対するウェハＷの受け渡しが行われる。
　第１加工位置Ｂ１は回転テーブル９１の回転中心線９２に対してＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、第１研削ユニット１００が配置される。第１研削ユニット１００は、一例として、第１チャック９３ａに保持されたウェハＷの第１表面Ｗａ又は第２表面Ｗｂを研削する。
　図４に示すように第１研削ユニット１００は、研削部１０１を有している。研削部１０１は、研削砥石１０２、研削ホイール１０３、マウント１０４、スピンドル１０５及び駆動部１０６を有している。研削ホイール１０３は環状形状を有し、下面に研削砥石１０２を支持する。マウント１０４は、研削ホイール１０３を支持する。スピンドル１０５は、マウント１０４を介して研削ホイール１０３及び研削砥石１０２を回転させる。駆動部１０６はスピンドル１０５に取り付けられ、例えばモータ（図示せず）を内蔵し、スピンドル１０５を回転させる。また、図１に示すように研削部１０１は、駆動部（図示せず）により支柱１０７に沿って鉛直方向に移動可能に構成される。
　第２加工位置Ｂ２は回転テーブル９１の回転中心線９２に対してＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、第２研削ユニット１１０が配置される。第２研削ユニット１１０は、一例として、第２チャック９３ｂに保持されたウェハＷの第２表面Ｗｂ又は第１表面Ｗａを研削する。
　第２研削ユニット１１０は、第１研削ユニット１００と同じ構成を有している。すなわち、図１及び図４に示すように第２研削ユニット１１０は、研削部１１１（研削砥石１１２、研削ホイール１１３、マウント１１４、スピンドル１１５及び駆動部１１６）及び支柱１１７を有している。
　ここで、上述したようにチャック９３ａ、９３ｂの保持面は凸形状を有する。このため研削ユニット１００、１１０を用いたウェハＷの研削処理では、図５の太線部に示すように、環状の研削砥石１０２、１１２の一部が加工点ＲとしてウェハＷと接触する。より具体的には、環状に配置された研削砥石１０２、１１２と、ウェハＷの中心部から外周端部までが円弧線状に接触する。この状態でチャック９３ａ、９３ｂと研削ホイール１０３、１１３をそれぞれ回転させることによって、ウェハＷの全面が研削される。
　また研削ユニット１００、１１０では、上述した傾き調整機構９５によりチャック９３ａ、９３ｂの保持面と研削砥石１０２、１１２の研削面との相対的な角度（傾き）を調整することで、研削後のウェハＷの形状をフラット型、凸型（中凸型又はＡ字型）、凹型（中凹型又はＶ字型）、Ｗ字型、Ｍ字型のいずれか、またはこれらのいずれか２つの組み合わせ形状で制御できる。フラット型は、ウェハＷの全面が所望の平坦度（ＴＴＶ）以下に調整された、好適には全面で厚みが均一に制御された形状である。凸型は、ウェハＷの中央部における厚みが外周部における厚みと比較して大きい形状である。凹型は、ウェハＷの中凹部における厚みが外周部における厚みと比較して小さい形状である。Ｗ字型は、ウェハＷの中央部及び外周部における厚みと比較して、半径中心点の厚みが小さい形状である。Ｍ字型は、ウェハＷの中央部及び外周部における厚みと比較して、半径中心点の厚みが大きい形状である。
　また第１加工位置Ｂ１及び第２加工位置Ｂ２には、ウェハＷの仕上研削処理に際して当該ウェハＷの研削面に研削水を供給する研削水供給部及び研削補助水を供給する研削補助水供給部が設けられている。本実施形態において、研削補助水供給部としてチャック９３ａ、９３ｂの上方に設けられるアウターノズル１２０と、研削水供給部として研削ホイール１０３、１１３の下方に設けられるインナーノズル１３０とが設けられている。
　図６に示すようにアウターノズル１２０はチャック９３ａ、９３ｂの上方に設けられ、研削砥石１０２、１１２の径方向外側において、研削補助水供給源１２１からの研削補助水をウェハＷの研削面に供給可能に構成されている。またアウターノズル１２０は、供給位置調整機構１２２の動作により、ウェハＷにおける径方向のウェハＷの研削面に対する研削補助水の供給位置を任意に設定可能に構成されている。一例として、径方向位置における外周部ＷＥ側に近い第１位置Ｐ１と、第１位置Ｐ１よりも中心部ＷＣ側に近い第２位置Ｐ２とにおいて研削補助水を供給可能である。供給位置調整機構１２２の構成は特に限定されるものではなく、例えばアウターノズル１２０をウェハＷの上方でスキャン移動させることで、ウェハＷの研削面に対するアウターノズル１２０の相対的な位置を調整可能に構成されていてもよい。また例えば、ウェハＷの研削面に対するアウターノズル１２０の傾斜角度を調整可能に構成することで、研削補助水の供給方向を設定可能に構成されていてもよい。一実施形態において、アウターノズル１２０は、流量調整機構１２３により、ウェハＷの研削面に対する研削補助水の供給量を設定可能に構成される。ウェハＷの研削面に供給された研削補助水は、ウェハＷとの間の熱交換によりウェハＷを冷却しながら、中心部ＷＣ側から外周部ＷＥ側へと流れる。
　図６に示すようにインナーノズル１３０は研削ホイール１０３、１１３の下方に設けられ、研削砥石１０２、１１２の径方向内側において、研削水供給源１３１からの研削水をウェハＷの研削面に供給可能に構成されている。またインナーノズル１３０は、供給位置調整機構１３２の動作により、ウェハＷの研削面に対する研削水の供給位置を任意に設定可能に構成されている。供給位置調整機構１３２の構成は特に限定されるものではなく、例えばインナーノズル１３０を移動させることで、研削水の供給位置を設定可能に構成されていてもよい。また例えば、水平方向に対するインナーノズル１３０の傾斜角度を調整可能に構成することで、研削水の供給方向を設定可能に構成されていてもよい。また、インナーノズル１３０は、流量調整機構１３３により、ウェハＷの研削面に対する研削水の供給量を設定可能に構成されることが好ましい。なお、インナーノズル１３０は、ウェハＷの研削面における所定位置に研削水を供給するように固定されて構成されていてもよい。ただし、インナーノズル１３０は、研削面における任意の位置に研削水及び研削補助水を供給するため、供給位置調整機構１３２の動作により任意の方向に移動可能に構成されることが望ましい。ウェハＷの研削に際して発生する研削屑や摩擦熱等を適切に除去するという観点からは、インナーノズル１３０は、図３に示した加工点Ｒに沿って少なくとも移動可能に構成されることが、特に望ましい。
　受渡位置Ａ１、Ａ２又は加工位置Ｂ１、Ｂ２には、研削後のウェハＷの厚みを測定する厚み測定装置が設けられていてもよい。一実施形態において、厚み測定装置は、ウェハＷを回転させながら、ウェハＷの所望の径方向位置におけるウェハＷの厚みを周方向に測定するように構成される。この場合、厚みを測定する所望の径方向位置に対応して、厚み測定装置の測定部を移動可能に構成される。厚み測定装置で測定されるウェハＷの径方向の位置は、例えばウェハＷの中心部付近、外周部付近、又は中心部と外周部との中間付近の位置を含む。
　一実施形態において、研削装置９０には表示パネル１４０が設けられる。表示パネル１４０は例えばモニターやタッチパネルであり、研削装置９０に直接取り付けられてもよいし、又は遠隔で確認できるものであってもよい。表示パネル１４０には、ウェハ処理システム１で行われる各処理の操作を行うための画面が表示される。表示パネル１４０での操作結果の信号は、後述する制御装置１５０に出力される。
　図７に示すように情報表示部としての表示パネル１４０には、第１入力エリア１４１、第２入力エリア１４２、第３入力エリア１４３、第４入力エリア１４４及び指示エリア１４５を同一画面内に表示する。
　第１入力エリア１４１には、研削装置９０での研削処理時の制御データとしての、研削補助水位置及び研削補助水流量の情報を入力する。第２入力エリア１４２には、第１入力エリア１４１に入力された研削補助水位置及び研削補助水流量の情報に基づき、研削処理の異なるステップ（ステップ１～３）において研削補助水の供給を行うか否かの情報を入力する。第３入力エリア１４３には、研削装置９０において同じチャック９３ａ、９３ｂ且つ同じ研削部を用いて、あるウェハＷの次に処理される他のウェハＷの研削形状を設定、補正するための情報を入力する。第４入力エリア１４４には、第３入力エリア１４３への入力を補助するために、補正パターン１及び２における基本形状としてのフラット型、凸型、凹型、Ｗ字型、Ｍ字型のいずれかを表示し、これらを選択することによって第３入力エリア１４３へ入力する。指示エリア１４５には、パラメータ更新部１４５ａと終了部１４５ｂが設けられる。パラメータ更新部１４５ａは、オペレータの選択により、上記入力した情報を確定する。終了部１４５ｂは、オペレータの選択により、表示パネル１４０による研削形状の設定、補正動作を終了させる。
　一実施形態において、研削処理の異なるステップは、図示のステップ１～３に限られず、さらに他のステップを含む。研削処理の異なるステップは、一例として、研削砥石１０２、１１２をウェハＷに対して下降させ、ウェハＷに接触するまでの間のステップ、研削砥石１０２、１１２を、ウェハＷに接触してから速度を変化させながら目標位置まで下降させる複数のステップ、研削砥石１０２、１１２を、目標位置からウェハＷと接触しない位置に上昇させるステップ、及び、研削砥石１０２、１１２を、退避位置まで上昇させるステップ、などの種々のステップを含み得る。
　一実施形態において、第１入力エリア１４１、第２入力エリア１４２、第３入力エリア１４３、第４入力エリア１４４及び指示エリア１４５は、同一画面内ではなく、図示しない選択タブによって切り替え可能な異なる画面内に表示される。
　以上のウェハ処理システム１には、制御部として図１に示すように少なくとも１つの制御装置１５０が設けられている。制御装置１５０は、本開示において述べられる種々の工程をウェハ処理システム１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御装置１５０は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにウェハ処理システム１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御装置１５０の一部又は全てがウェハ処理システム１に含まれてもよい。制御装置１５０は、処理部、記憶部及び通信インターフェースを含んでもよい。制御装置１５０は、例えばコンピュータにより実現される。処理部は、記憶部から種々の制御動作を行うことを可能にするロジック又はルーチンを提供するプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部に格納され、処理部によって記憶部から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータに読み取り可能な種々の記憶媒体Ｈであってもよく、通信インターフェースに接続されている通信回線であってもよい。記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。処理部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよく、１つ又は複数の回路であってもよい。記憶部は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェースは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してウェハ処理システム１との間で通信してもよい。
　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方法について説明する。本実施形態では、インゴットからワイヤーソー等により切り出されたウェハＷ、又はラッピングされたウェハＷに対し、ウェハＷの厚みプロファイルを所望のものとするための処理を行う。
　先ず、ウェハ処理システム１におけるウェハＷに対する処理を行う前に、制御装置１５０において、後述するウェハＷの第１表面Ｗａを研削する際の径方向（ウェハ面内）の目標となる厚み分布（厚みプロファイル）を決定する。以下、このような研削時の目標厚み分布を「研削目標形状」という。また制御装置１５０では、後述するウェハＷの第２表面Ｗｂを研削する際の径方向の目標厚み分布も決定する（図８のＳｔ１）。なお、制御装置１５０における第１表面Ｗａの研削目標形状と第２表面Ｗｂの研削目標形状の決定方法については後述する。
　続いて、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理を行う。かかるウェハ処理では、先ず、複数のウェハＷを収納したカセット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。カセットＣにおいてウェハＷは、第１表面Ｗａが上側、第２表面Ｗｂが下側を向いた状態で収納されている。次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣ内のウェハＷが取り出され、トランジション装置３０に搬送される。トランジション装置３０に搬送されたウェハＷは、ウェハ搬送装置６０によりバッファ装置７２に搬送される。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０により研削装置９０に搬送され、第１受渡位置Ａ１の第１チャック９３ａに受け渡される。第１チャック９３ａでは、ウェハＷの第２表面Ｗｂが吸着保持される。
　次に、回転テーブル９１を回転させて、ウェハＷを第１加工位置Ｂ１に移動させる。そして、第１研削ユニット１００により、Ｓｔ１で決定された第１表面Ｗａの研削目標形状に基づいて、第１表面Ｗａが研削される（図８のＳｔ２）。
　Ｓｔ２では、後述するように研削目標形状に応じて予め決定された、アウターノズル１２０から供給される研削補助水の径方向位置と、流量と、に基づいて、ウェハＷの第１表面Ｗａに対し研削補助水を供給する。
　ここで、Ｓｔ２における研削補助水の径方向位置と、流量の技術的意義について説明する。図９は、研削補助水の供給位置が図６における第１位置Ｐ１である場合の、研削後のウェハＷの形状の一例を示す断面図である。図１０は、研削補助水の供給位置が図６における第２位置Ｐ２である場合の、研削後のウェハＷの形状の一例を示す断面図である。
　研削時において研削補助水を供給する場合、研削補助水の供給位置が外周部ＷＥ側に近い場合よりも、研削補助水の供給位置が中心部ＷＣ側に近い場合の方が、ウェハＷの外周部ＷＥ付近の領域（以下、「外周領域ＲＥ」という。）の研削量が大きくなる。また、同じ径方向位置において、研削補助水の流量が大きい場合よりも、小さい場合の方が、ウェハＷの外周領域ＲＥ付近の研削量が大きくなる。なお外周領域ＲＥは、外周部ＷＥから、中心部ＷＣに向かって所望の径方向長さまでの範囲を含む領域である。
　すなわち、研削の目標形状をフラット型とした場合に、図９に示すように、研削補助水の供給位置が図６における第１位置Ｐ１である場合には、ウェハＷはフラット型に近くなる。一方で、図１０に示すように、研削補助水の供給位置が図６における第２位置Ｐ２である場合には、フラット型よりも外周領域ＲＥの研削量が大きくなる。これは、以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、上記したように、研削補助水は供給位置から外周側に流れながらウェハＷを冷却する。この際、第２位置Ｐ２に研削補助水が供給された場合は、第１位置Ｐ１研削補助水が供給された場合よりも外周領域ＲＥの冷却量が小さく、その結果、熱による外周領域ＲＥの膨張量が大きくなる。膨張量がより大きい外周領域ＲＥは、研削量がより大きくなる。研削補助水の流量を第１流量と、第１流量よりも流量が小さい第２流量との間で変化させた場合も、同様の理由により、研削量を変化させることができる。すなわち、ある径方向位置において第１流量で研削補助水を供給した場合の外周領域ＲＥの研削量と比較して、当該位置に第１流量よりも流量が小さい第２流量で研削補助水を供給した場合の外周領域ＲＥの研削量は大きくなる。
　研削補助水の径方向位置及び流量と、外周領域ＲＥの研削量との関係については、予め実験又はシミュレーションにより取得し、制御装置１５０に出力しておいてもよい。なお、研削補助水の流量が一定以上大きい場合には、流量を変更しても冷却量及び膨張量が変化せず、研削量が変化しない場合がある。研削量を変化させることができる研削補助水の流量の範囲は、予め実験又はシミュレーションにより取得し、制御装置１５０に出力しておいてもよい。
　次に、回転テーブル９１を回転させて、ウェハＷを第１受渡位置Ａ１に移動させる。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０により洗浄装置７０に搬送される。洗浄装置７０では、ウェハＷの第１表面Ｗａが洗浄される（図８のＳｔ３）。Ｓｔ３では、ウェハＷの第２表面Ｗｂも洗浄されてもよい。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０により反転装置７３に搬送される。反転装置７３では、ウェハＷの第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂを上下方向に反転させる（図８のＳｔ４）。すなわち、第１表面Ｗａが下側、第２表面Ｗｂが上側を向いた状態にウェハＷが反転される。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０により研削装置９０に搬送され、第２受渡位置Ａ２の第２チャック９３ｂに受け渡される。第２チャック９３ｂでは、ウェハＷの第１表面Ｗａが吸着保持される。
　次に、回転テーブル９１を回転させて、ウェハＷを第２加工位置Ｂ２に移動させる。そして、第２研削ユニット１１０により、Ｓｔ１で決定された第２表面Ｗｂの研削目標厚み分布に基づいて、ウェハＷの第２表面Ｗｂが研削される（図８のＳｔ５）。
　次に、回転テーブル９１を回転させて、ウェハＷを第２受渡位置Ａ２に移動させる。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０により洗浄装置７０に搬送される。洗浄装置７０では、ウェハＷの第２表面Ｗｂが洗浄される（図８のＳｔ６）。Ｓｔ６では、ウェハＷの第１表面Ｗａも洗浄されてもよい。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置８０又はウェハ搬送装置６０により厚み測定装置７１に搬送される。厚み測定装置７１では、第２表面Ｗｂを研削後のウェハＷの厚みを複数点で測定することでウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度を算出する（図８のＳｔ７）。算出されたウェハＷの厚み分布及び平坦度は例えば制御装置１５０に出力される。
　一実施形態において、研削時又は研削後のウェハＷの厚みを、研削装置９０に設けられた厚み測定装置で測定する。一例として、研削時、すなわち研削砥石がウェハＷに接し研削が進行されている間において、ウェハＷの中心部ＷＣと外周部ＷＥとの中間付近の位置の厚みを周方向に測定し、研削の進捗をリアルタイムで取得する。また、研削後、すなわち研削砥石がウェハＷから離間した後において、ウェハＷの中心部ＷＣ付近、外周部ＷＥ付近、及び中心部ＷＣと外周部ＷＥとの中間付近の位置の厚みを測定し、ウェハＷの全体の厚み分布を取得する。一実施形態において、厚み測定装置で測定した研削時又は研削後のウェハＷの厚みは、例えば制御装置１５０に出力される。一実施形態において、制御装置１５０に出力されたウェハＷの厚み分布に基づいて、研削装置９０において次に処理されるウェハＷの研削が最適化される。
　制御装置１５０では、Ｓｔ７で算出されて制御装置１５０に出力されたウェハＷの厚み分布及び平坦度から、第２表面Ｗｂのエッチング処理におけるエッチング量分布（エッチングプロファイル）を最適化する、当該第２表面Ｗｂの最適エッチング条件を決定する（図８のＳｔ８）。なお、エッチング量は、エッチングによってウェハＷが除去される量であり、エッチング量分布は、ウェハＷの径方向（ウェハ面内）のエッチング量の分布である。制御装置１５０における第２表面Ｗｂの最適エッチング条件の決定方法については後述する。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、Ｓｔ８で決定された最適エッチング条件で、ウェハＷの第２表面Ｗｂがエッチング液Ｅによりエッチングされる（図８のＳｔ９）。Ｓｔ９では、最適エッチング条件で第２表面Ｗｂをエッチングすることにより、第２表面Ｗｂを目標形状に加工する。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０により反転装置５１に搬送される。反転装置５１では、ウェハＷの第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂを上下方向に反転させる（図８のＳｔ１０）。すなわち、第１表面Ｗａが上側、第２表面Ｗｂが下側を向いた状態にウェハＷが反転される。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０により厚み測定装置５０に搬送される。厚み測定装置５０では、第２表面Ｗｂをエッチング後のウェハＷの厚みを複数点で測定することでウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度を算出する（図８のＳｔ１１）。算出されたウェハＷの厚み分布及び平坦度は例えば制御装置１５０に出力される。
　制御装置１５０では、Ｓｔ１１で算出されて制御装置１５０に出力されたウェハＷの厚み分布及び平坦度から、第１表面Ｗａのエッチング処理におけるエッチング量分布を最適化する、当該第１表面Ｗａの最適エッチング条件を決定する（図８のＳｔ１２）。制御装置１５０における第１表面Ｗａの最適エッチング条件の決定方法については後述する。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、Ｓｔ１２で決定された最適エッチング条件で、ウェハＷの第１表面Ｗａがエッチング液Ｅによりエッチングされる（図８のＳｔ１３）。Ｓｔ１３では、最適エッチング条件で第１表面Ｗａをエッチングすることにより、エッチング量分布を最適化し、第１表面Ｗａを目標形状に加工する。
　次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０により厚み測定装置５０に搬送される。厚み測定装置５０では、第１表面Ｗａと第２表面Ｗｂの両面をエッチング後のウェハＷの厚みを複数点で測定することでウェハＷの厚み分布を取得する（図８のＳｔ１４）。厚み測定装置５０では、更にウェハＷの平坦度を算出してもよい。取得されたウェハＷの厚み分布は例えば制御装置１５０に出力され、一例として、次にウェハ処理システム１で処理される他のウェハＷの処理に用いられる。
　その後、全ての処理が施されたウェハＷは、トランジション装置３０を介してカセット載置台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、以上の実施形態では、Ｓｔ２で第１表面Ｗａを研削した後、Ｓｔ５で第２表面Ｗｂを研削したが、これらの表面の研削の順序は逆であってもよい。また、Ｓｔ９で第２表面Ｗｂをエッチングした後、Ｓｔ１３で第１表面Ｗａをエッチングしたが、これらの表面のエッチングの順序は逆であってもよい。
　また、以上の実施形態では、Ｓｔ９における第２表面Ｗｂのエッチングは、Ｓｔ８で決定された最適エッチング条件で行われたが、これに代えて、予め定められた既定のエッチング条件で行ってもよい。かかる場合、本実施形態のＳｔ７、Ｓｔ８は省略される。同様に、Ｓｔ１３における第１表面Ｗａのエッチングは、Ｓｔ１２で決定された最適エッチング条件で行われたが、これに代えて、予め定められた既定のエッチング条件で行ってもよい。かかる場合、本実施形態のＳｔ１１、Ｓｔ１２は省略される。
　次に、上述した最適エッチング条件の決定方法（図８のＳｔ８、Ｓｔ１２）について説明する。以下の説明においては、Ｓｔ１２における第１表面Ｗａの最適エッチング条件の決定方法について説明するが、Ｓｔ８における第２表面Ｗｂの最適エッチング条件の決定方法についても同様である。
　先ず、ウェハ処理システム１におけるウェハＷに対する処理を行う前に、複数の学習データを取得する（図１１のＳｔ１００）。なお、学習データは、あるエッチング条件に対するウェハＷのエッチング量分布である。また、複数の学習データは、後述するように最適エッチング条件の決定に用いられるとともに、後述するように研削目標厚み分布の決定に用いられる。
　Ｓｔ１００では、例えば複数の異なるエッチング条件でダミーウェハに対してエッチングを行う。具体的には、例えばエッチング時のダミーウェハの回転速度Ｒ（回転数ともいう。）、ノズル４３のスキャン速度Ｖ（スイング速度ともいう。）、ノズル４３のスキャン幅Ｌ（図３のスキャン幅Ｌを参照、スイング半径ともいう。）、又は、ノズル４３のループ回数Ｎ等を変更して、ダミーウェハのエッチングを行う。この際、各ダミーウェハに対するエッチングの処理時間は同じである。ダミーウェハのエッチングは、Ｓｔ１３におけるエッチングと同様に、ダミーウェハを回転させるともに、ノズル４３を往復移動させながら、ノズル４３からダミーウェハにエッチング液Ｅを供給して行う。以下の説明では、ダミーウェハの両端部間におけるノズル４３の往復移動を１ループとする。
　各エッチング条件でのダミーウェハのエッチングは、予め決められた所望の時間（所望のループ回数）で実施される。そして、ダミーウェハのエッチング量分布が取得され、当該エッチング量分布は制御装置１５０に出力される。更に制御装置１５０では、出力された各エッチング条件でのエッチング量分布を単位時間（単位ループ回数）でのエッチング量分布に圧縮し、当該圧縮された各々のエッチング量分布を、上記学習データとして記憶する。
　なお、上記においてはダミーウェハのエッチングにより上記学習データを取得する場合を例に説明を行ったが、学習データを取得する際のエッチング対象はダミーウェハには限定されない。具体的には、例えばウェハ処理システム１で処理される製品用のウェハＷのエッチング処理結果を、上記学習データとして記憶するようにしてもよい。また、例えばウェハＷの第１表面Ｗａに膜が形成されている場合には、エッチング対象を膜として、当該膜のエッチング処理結果を、上記学習データとして記憶するようにしてもよい。
　また、上記学習データの取得は、ウェハ処理システム１において行われたが、ウェハ処理システム１の外部で行われてもよい。かかる場合、制御装置１５０は、ウェハ処理システム１の外部で取得された複数の学習データに基づいて、最適エッチング条件を決定する。
　次に、エッチング後のウェハＷの目標形状における厚み分布（以下、「最終目標形状」という。）と、Ｓｔ１１で取得された研削後のウェハＷの表面形状（以下、「実測形状」という。）における厚み分布とに基づいて、Ｓｔ１３のエッチング処理における目標エッチング量分布を取得する（図１１のＳｔ１１０）。エッチング処理の目標エッチング量分布は、一例としてウェハＷの目標形状の厚み分布と実測形状の厚み分布との差分を算出することで取得できる。
　次に、複数の学習データ（エッチング量分布）を重ね合わせて、Ｓｔ１１０で取得された目標エッチング量分布になるように、最適化手法を用いて、重ね合わせに用いる学習データと、当該学習データの重ね合わせ回数を最適化する（図１１のＳｔ１１１）。
　Ｓｔ１１１では、例えばエッチング量分布の制御をナップサック問題に当てはめて、学習データと学習データの重ね合わせ回数を最適化する。例えば、エッチング量分布がナップサック問題のナップサックであって、学習データがナップサック問題のアイテムである。そして、重ね合わせたエッチング量分布と、Ｓｔ１１０の目標エッチング量分布との差分が最小になるように、学習データと学習データの重ね合わせ回数を最適化する。換言すれば、Ｓｔ１３における第１表面Ｗａのエッチング時のエッチング量分布が最適化される。
　次に、Ｓｔ１１１で最適化された学習データに対応するエッチング条件を統合して、最適エッチング条件を決定する（図１１のＳｔ１１２）。具体的には、選択された複数のエッチング条件を、最適化された重ね合わせ回数で行うように、複数のエッチング条件を統合して、最適エッチング条件が決定される。換言すれば、エッチング量分布を最適化する最適エッチング条件が決定される。
　以上のようにＳｔ１２における第１表面Ｗａの最適エッチング条件が決定される。かかる場合、Ｓｔ１３でウェハＷの第１表面Ｗａを最適エッチング条件でエッチングすることにより、エッチング量分布を最適化し、第１表面Ｗａを目標形状に加工することができる。
　なお、Ｓｔ１２で決定された第１表面Ｗａの最適エッチング条件は、制御装置１５０に記憶され、当該制御装置１５０にエッチング条件の履歴が残る。この際、最適エッチング条件の決定に使用された学習データも記憶される。同様に、Ｓｔ８で決定された第２表面Ｗｂの最適エッチング条件（及び学習データ）も、制御装置１５０に記憶され、当該制御装置１５０にエッチング条件の履歴が残る。また、これら表面Ｗａ、Ｗｂの最適エッチング条件は、表示パネル１４０のエッチング条件履歴画面（図示せず）に表示されるようにしてもよい。
　なお、上述したようにＳｔ９における第２表面ＷｂのエッチングとＳｔ１３における第１表面Ｗａのエッチングはそれぞれ、最適エッチング条件ではなく、予め定められた既定のエッチング条件で行われる場合がある。このため、エッチング条件を設定するに際し、ユーザが学習データを使用するか否かを選択できるようにしてもよい。
　以上の実施形態では、ウェハＷのエッチング処理を制御するための学習データとして、エッチング量分布を用いたが、エッチング量偏差分布を用いてもよい。エッチング量偏差分布は、ウェハ面内のエッチング量から、当該エッチング量の平均値を差し引いた値の分布である。かかる場合、Ｓｔ８、Ｓｔ１２において最適エッチング条件を決定する際に、エッチング量分布に代えて、エッチング量偏差分布を用いる。また、Ｓｔ１において研削目標形状を決定する際にも、エッチング量偏差分布を用いる。
　次に、上述した研削目標形状の決定方法（図８のＳｔ１）について説明する。以下の説明においては、第１表面Ｗａの研削目標形状の決定方法について説明するが、第２表面Ｗｂの研削目標形状の決定方法についても同様である。
　Ｓｔ１では、先ず、予め所望の形状に決定された第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断する（図１２のＳｔ２０１）。なお第１目標形状は、一例としてフラット型、凸型、凹型、Ｗ字型、Ｍ字型のいずれか、またはこれらのいずれか２つの組み合わせ形状（以下、「基本形状」という。）とすることができる。なお、Ｓｔ１における判断の詳細については、後述する。
　Ｓｔ２０１において第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断された場合（図１２の「ＹＥＳ」）、当該第１目標形状を、研削目標形状として決定する（図１２のＳt２０２）。その後、終了する。Ｓｔ１の終了後は、Ｓｔ２に進む。
　Ｓｔ２０１において第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断された場合（図１２の「ＮＯ」）、Ｓｔ２０３に進む。
　Ｓｔ２０３では、第１目標形状を補正して、第２目標形状を決定する。一実施形態において、第１目標形状の補正は、外周領域ＲＥの研削量を変更することを含む。この場合、変更する外周領域ＲＥの研削量としては、予め取得した研削補助水の径方向位置及び流量と、外周領域ＲＥの研削量との関係に基づいて、研削補助水の径方向位置及び流量の変更によって調整可能な研削量を用いる。さらに、第１目標形状の補正において変更した外周領域ＲＥの研削量に対応する研削補助水の径方向位置及び流量を制御装置１５０に出力する。その後、Ｓｔ２０１に戻り、第２目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断する。
　以下、同様にして、第ｎ目標形状（ｎは自然数）を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否か判断する（図１２のＳｔ２０１）。第ｎ目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断された場合、当該第ｎ目標形状を、研削目標形状として決定する（図１２のＳｔ２０２）。第ｎ目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断された場合、当該第ｎ目標形状を補正し、第（ｎ＋１）目標形状を決定し（図１２のＳｔ２０３）、Ｓｔ２０１に戻る。
　一実施形態において、Ｓｔ２０２における第ｎ目標形状の補正は、第ｎ目標形状として用いた基本形状を変更することを含む。他の一実施形態において、基本形状を変更することに加えて、上記した外周領域ＲＥの研削量を変更することの両方を含む。
　Ｓｔ１の実行後、Ｓｔ２及びＳｔ５において、Ｓｔ１で決定した研削目標形状に基づいて、基本形状と、Ｓｔ２０３で記憶した外周領域ＲＥの研削量に対応する研削補助水の径方向位置及び流量と、を用いて、ウェハＷの研削を実行する。これにより、研削後のウェハＷの表面を、エッチングすることによって最終目標形状となるような研削目標形状とすることができる。
　次に、Ｓｔ２０１において第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断することの詳細について説明する。
　第１研削目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断するにあたっては、先ず、上記した最適エッチング条件の決定方法（図８のＳｔ１２）と同様に、最適エッチング条件を取得する。具体的には、Ｓｔ２０１で決定した第１目標形状と、最終目標形状と、に基づいて、Ｓｔ１３のエッチング処理における目標エッチング量分布を取得する（図１３のＳｔ２１０）。
　次に、複数の学習データ（エッチング量分布）を重ね合わせて、上記目標エッチング量分布になるように、最適化手法を用いて、重ね合わせに用いる学習データと、当該学習データの重ね合わせ回数を最適化する（図１３のＳｔ２１１）。この際、重ね合わせたエッチング量分布と、目標エッチング量分布との差分が最小になるように、学習データと学習データの重ね合わせ回数を最適化する。Ｓｔ２１１では、例えば上記したＳｔ１１１と同様にナップサック問題を解くことにより行うことができる。また、重ね合わせたエッチング量分布に基づいて最適エッチング条件を決定する。重ね合わせたエッチング量分布に基づいて最適エッチング条件を決定することは、Ｓｔ１１２と同様にして行うことができる。
　次に、Ｓｔ２１１で最適化された重ね合わせたエッチング量分布と、目標エッチング量分布との最小の差分を、所望の閾値と比較し、当該差分が当該閾値以下であるかどうか判断する（図１３のＳｔ２１２）。
　Ｓｔ２１２において、当該差分が当該閾値以下である場合は、研削目標形状を有するウェハＷの表面が、最適エッチング条件を用いてエッチングすることによって、最終目標形状に少なくとも十分に近くなることが判断される。すなわち、Ｓｔ２１２において当該差分が当該閾値以下であると判断される場合は、図１２のＳｔ２０１において、研削目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断される。
　Ｓｔ２１２において、当該差分が当該閾値超である場合は、最適エッチング条件を用いたとしても、研削目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断される。すなわち、Ｓｔ２１２において当該差分が当該閾値超であると判断される場合は、図１２のＳｔ２０１において、研削目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断される。
　一実施形態において、図１２のＳｔ２０１において、研削目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断される場合には、Ｓｔ２１１で決定した最適エッチング条件を制御装置１５０に出力する。その後、Ｓｔ９における第２表面Ｗｂのエッチングにおいて、Ｓｔ２１１で決定された最適エッチング条件で行ってもよい。かかる場合、本実施形態のＳｔ７、Ｓｔ８は省略され得る。同様に、Ｓｔ１３における第１表面Ｗａのエッチングは、Ｓｔ２１１で決定された最適エッチング条件で行ってもよい。かかる場合、本実施形態のＳｔ１１、Ｓｔ１２は省略され得る。
　Ｓｔ２０１のフローの一例として、第１目標形状を図１４（ａ）の実線に示すフラット型とし、最終目標形状を図１４（ａ）（ｂ）の点線に示すサインカーブ型（波型）とした場合を考える。この場合に、Ｓｔ２１１で最適化される重ね合わせたエッチング量分布と、目標エッチング量分布との最小の差分が、所望の閾値超となる場合には、図１４（ｂ）に示すように、エッチング後の形状（図１４（ｂ）の実線）が最終目標形状とならないことが判断される。
　このとき、第１目標形状を補正して、図１５（ａ）の実線に示す基本形状がフラット型であって外周領域ＲＥの研削量を大きくした、第２目標形状を決定する。この場合に、Ｓｔ２１１の最小差分が所望の閾値以下となり、図１５（ｂ）の実線に示すエッチング後の形状が図１５（ｂ）の点線に示す最終目標形状となることが判断される。
　上記実施形態にかかるウェハ処理方法によると、従来の研削及びエッチングの手法によっては上記のエッチング量分布の最適化を行ってもエッチング後のウェハＷを最終目標形状とすることができないような研削目標形状と最終目標形状の組み合わせであるかどうかを、予め判断することができる。また、ウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断される場合に、研削目標形状の補正を行うことによって、研削後のウェハＷの表面をエッチングすることによって最終目標形状となるような研削目標形状とすることができる。
　別の観点では、上記実施形態にかかるウェハ処理方法によると、従来の研削及びエッチングの手法によっては上記のエッチング量分布の最適化を行っても得ることができなかったウェハＷの形状を、最終目標形状として設定することができる。すなわち、このような最終目標形状は、ウェハＷの径方向において平坦なフラット型に加えて、凸型（中凸型、Ａ字型）、凹型（中凹型、Ｖ字型）、Ｍ字型、Ｗ字型、サインカーブ型（波型）のいずれか、若しくはこれらのいずれか２つの組み合わせ形状、又はその他所望の形状とすることができる。
　なお、上記実施形態では、第１目標形状として基本形状を用いることとしたが、これに限定されない。一実施形態において、予め基本形状と、外周領域ＲＥの研削量とを決定してもよい。この場合、一例として、前回に処理したウェハＷの処理結果を用いて、今回のウェハＷの第１目標形状における基本形状と、外周領域ＲＥの研削量とを決定してもよい。
（実施例１）
　以下、上記実施形態にかかるウェハ処理方法を用いた実施例１について説明する。図１６は、実施例１にかかるウェハ処理方法におけるウェハＷの最終目標形状及び実際のエッチング後の形状を示す説明図である。図１６において横軸はウェハＷの径方向位置を示し、縦軸は相対厚みを示す。また図１７は、実施例１にかかるウェハ処理方法におけるウェハＷの研削後の形状を示す説明図である。
　実施例１において、まず、最終目標形状を図１６の点線に示すように、凸型（Ａ字型）に決定した。また、第１表面Ｗａの研削目標形状としての第１目標形状を凸型に決定した。次に、第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断した（図１２のＳｔ２０１、図１３のＳｔ２１０～Ｓｔ２１２参照）。その結果、第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断された。このため、第１目標形状を第１表面Ｗａの研削目標形状として決定した（図８のＳｔ１参照）。また、同様にして第２表面Ｗｂの研削目標形状を決定した。その後、Ｓｔ２～Ｓｔ１４を順次実行した。その結果、研削後において、図１７に示すように凸型の形状が得られ、エッチング後において、図１６の実線に示す適切な凸型の厚み分布を有するウェハＷが得られた。
（実施例２）
　以下、上記実施形態にかかるウェハ処理方法を用いた実施例２について説明する。図１８は、実施例２にかかるウェハ処理方法におけるウェハＷの最終目標形状及び実際のエッチング後の形状を示す説明図である。図１８において横軸はウェハＷの径方向位置を示し、縦軸は相対厚みを示す。また図１９は、実施例２にかかるウェハ処理方法におけるウェハＷの研削後の形状を示す説明図である。
　実施例２において、まず、最終目標形状を図１８の点線に示すように、サインカーブ状の形状（以下、「波型」という。）に決定した。また、第１表面Ｗａの研削目標形状としての第１目標形状をフラット型に決定した。次に、第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断した（図１２のＳｔ２０１、図１３のＳｔ２１０～Ｓｔ２１２参照）。その結果、第１目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状とならないことが判断された。具体的には、Ｓｔ２１１で最適化された重ね合わせたエッチング量分布と、目標エッチング量分布との最小の差分が、所望の閾値超となった（Ｓｔ２１２参照）。そのため、第１目標形状を補正して、第２目標形状を決定した（Ｓｔ２０３参照）。実施例２では、第１目標形状の補正は、外周領域ＲＥの研削量を変更することにより行った。すなわち、基本形状をフラット型とし、外周領域ＲＥの研削量を大きくするように第２目標形状を決定した。また、この時の基本形状並びに外周領域ＲＥの研削量に対応する研削補助水の径方向位置及び流量を出力した。続いて、第２目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となるか否かを判断した（図１２のＳｔ２０１、図１３のＳｔ２１０～Ｓｔ２１２参照）。その結果、第２目標形状を有するウェハＷの表面が、エッチングすることによって最終目標形状となることが判断された。このため、第２目標形状を第１表面Ｗａの研削目標形状として決定した（図８のＳｔ１参照）。また、同様にして第２表面Ｗｂの研削目標形状を決定した。その後、Ｓｔ２～Ｓｔ１４を順次実行した。この際、Ｓｔ２及びＳｔ５において、上記出力した基本形状並びに研削補助水の径方向位置及び流量を用いて研削を行った。その結果、研削後において、図１９に示すように、フラット型よりも外周領域ＲＥの研削量が大きいような形状が得られた。また、エッチング後において、図１８の実線に示す適切な波型の厚み分布を有するウェハＷが得られた。
　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。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　　１　　　ウェハ処理システム
　　４０　　エッチング装置
　　９０　　研削装置
　　１５０　制御装置
　　Ｗ　　　ウェハ

Claims (15)

  1. 基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板の表面を研削目標形状となるように研削することと、
    前記研削目標形状と、予め決定された最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を決定することと、
    研削された前記基板の表面を前記目標エッチング量分布に基づいてエッチングすることと、
    前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む、基板処理方法。
  2. 前記判断することにおいて、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状とならないことが判断される場合に、
    前記研削目標形状を補正することと、
    補正した前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記研削目標形状は、前記基板の外周領域における研削量を調整することを含むように予め決定される、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記研削目標形状を補正することは、前記基板の外周領域における研削量を調整することを含む、請求項２に記載の基板処理方法。
  5. 前記研削することは、前記基板の表面に研削補助水を供給することを含み、
    前記基板の前記外周領域における前記研削量を調整することにおいて、前記研削量に対応する、前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を決定することと、
    前記研削することにおいて、決定した前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を用いて、前記研削補助水を前記基板の表面に供給することと、を含む、請求項４に記載の基板処理方法。
  6. 前記研削目標形状の補正に関する情報を情報表示部に入力及び表示することを含み、
    前記情報は前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を含む、請求項５に記載の基板処理方法。
  7. エッチング量分布の情報を含む複数の学習データを重ね合わせて、重ね合わせたエッチング量分布と、前記目標エッチング量分布との差分が最小になるように、重ね合わせに用いる前記学習データと前記学習データの重ね合わせ回数を最適化することと、
    重ね合わせた前記エッチング量分布と、前記目標エッチング量分布との前記差分と閾値とを比較することと、を含み、
    前記差分が前記閾値以下である場合に、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状となることが判断され、
    前記差分が前記閾値超である場合に、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状とならないことが判断される、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  8. 基板を処理する基板処理装置であって、
    前記基板の表面を研削する研削部と、
    研削された前記基板の表面をエッチングするエッチング部と、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記基板の表面を研削目標形状となるように研削することと、
    前記研削目標形状と、予め決定された最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を決定することと、
    研削された前記基板の表面を前記目標エッチング量分布に基づいてエッチングすることと、
    前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む制御を実行する、
    基板処理装置。
  9. 前記制御部は、
    前記判断することにおいて、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状とならないことが判断される場合に、
    前記研削目標形状を補正することと、
    補正した前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む制御を実行する、請求項８に記載の基板処理装置。
  10. 前記研削目標形状は、前記基板の外周領域における研削量を調整することを含むように予め決定される、請求項９に記載の基板処理装置。
  11. 前記研削目標形状を補正することは、前記基板の外周領域における研削量を調整することを含む、請求項９に記載の基板処理装置。
  12. 前記研削部は、前記基板の表面に研削補助水を供給する研削補助水供給部を含み、
    前記研削することは、前記基板の表面に研削補助水を供給することを含み、
    前記制御部は、
    前記基板の前記外周領域における前記研削量を調整することにおいて、前記研削量に対応する、前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を決定することと、
    前記研削することにおいて、決定した前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を用いて、前記研削補助水を前記基板の表面に供給することと、を含む制御を実行する、請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記研削目標形状の補正に関する情報を入力及び表示する情報表示部を備え、
    前記情報は前記研削補助水の供給位置又は前記研削補助水の流量を含む、請求項１２に記載の基板処理装置。
  14. 前記判断することは、
    前記研削目標形状と、前記最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を取得することと、
    エッチング量分布の情報を含む複数の学習データを重ね合わせて、重ね合わせたエッチング量分布と、前記目標エッチング量分布との差分が最小になるように、重ね合わせに用いる前記学習データと前記学習データの重ね合わせ回数を最適化することと、
    前記重ね合わせたエッチング量分布と、前記目標エッチング量分布との前記差分と閾値とを比較することと、を含み、
    前記差分が前記閾値以下である場合に、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状となることが判断され、
    前記差分が前記閾値超である場合に、前記研削目標形状を有する前記基板の表面が前記エッチングすることによって前記最終目標形状とならないことが判断される、請求項８～１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  15. 基板を処理する基板処理方法を基板処理装置に実行させるように、前記基板処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
    前記基板処理装置は、
    前記基板の表面を研削する研削部と、
    研削された前記基板の表面をエッチングするエッチング部と、
    前記制御部と、を備え、
    前記基板処理方法は、
    前記基板の表面を研削目標形状となるように研削することと、
    前記研削目標形状と、予め決定された最終目標形状と、に基づいて目標エッチング量分布を決定することと、
    研削された前記基板の表面を前記目標エッチング量分布に基づいてエッチングすることと、
    前記研削目標形状を有する前記基板の表面が、前記エッチングすることによって前記最終目標形状となるか否かを判断することと、を含む、コンピュータ記憶媒体。
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