JP2022018648A - 基板処理装置及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を加工処理する装置において、基板保持部のセルフグラインド後に処理される基板の平坦度を効率よく向上させる。【解決手段】基板を加工処理する基板処理装置であって、制御部は、第１の研削砥石を用いて基板保持部のセルフグラインドを行うことと、セルフグラインド後の基板保持部で基板を保持することと、基板保持部に保持された基板を第１の研削砥石で研削することと、第１の研削砥石で研削された後の基板の径方向の複数点の厚みを測定部で測定することと、測定部で測定された基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内であるか否かを判定することと、を実行するように、基板保持部、第１の研削部及び測定部を制御する。【選択図】図６

Description

本開示は、基板処理装置及び記憶媒体に関する。

特許文献１には、粗研削ユニットと仕上研削ユニットを備える研削装置において、ウェハを保持するチャックテーブルのセルフグラインドを行うことが開示されている。このセルフグラインド方法では、例えば、粗研削ユニットにセルフグラインド専用の研削ホイールを取り付け、当該研削ホイールを使用してセルフグラインドを行っている。

特開２０１４－２３７２１０号公報

本開示にかかる技術は、基板を加工処理する装置において、基板保持部のセルフグラインド後に処理される基板の平坦度を効率よく向上させる。

本開示の一態様は、基板を加工処理する基板処理装置であって、前記基板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を研削する第１の研削砥石を備えた第１の研削部と、前記第１の研削部で研削された後に前記基板保持部に保持された前記基板を研削する、前記第１の研削砥石の砥粒の粒度より小さい粒度の砥粒を含む第２の研削砥石を備えた第２の研削部と、前記基板の径方向の複数点の厚みを測定する測定部と、前記基板保持部、前記第１の研削部、前記第２の研削部及び前記測定部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１の研削砥石を用いて前記基板保持部のセルフグラインドを行うことと、前記セルフグラインド後の前記基板保持部で前記基板を保持することと、前記基板保持部に保持された前記基板を前記第１の研削砥石で研削することと、前記第１の研削砥石で研削された後の前記基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、前記測定部で測定された前記基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内であるか否かを判定することと、を実行するように、前記基板保持部、前記第１の研削部及び前記測定部を制御する。

本開示によれば、基板を加工処理する装置において、基板保持部のセルフグラインド後に処理される基板の平坦度を効率よく向上させることができる。

ウェハ処理装置の構成の概略を示す平面図である。 各研削部及びチャックの構成の概略を示す側面図である。 接触式測定機構の構成の概略を示す側面図である。 非接触式測定機構の構成の概略を示す側面図である。 ウェハ加工処理の主な工程を示すフロー図である。 セルフグラインド処理の主な工程を示すフロー図である。 チャックのセルフグラインドを行う様子を示す説明図である。 粗研削ホイールのドレスを行う様子を示す説明図である。

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、単に「ウェハ」という。）に対し、当該ウェハの裏面を研削して、ウェハを薄化することが行われている。ウェハの裏面の研削は、例えば基板保持部でウェハの表面を保持した状態で当該基板保持部を回転させながら、ウェハの裏面に研削部の研削砥石を当接させることにより行われる。

ここで、このウェハの研削処理の前には、基板保持部の上面を研削部により研削することで、当該研削部（研削砥石）と基板保持部の上面の平行度を向上させること、いわゆる「セルフグラインド」が行われる場合がある。

上述の特許文献１には、研削装置においてこのセルフグラインドを行うための研削方法が開示されている。具体的には、粗研削ユニット（研削部）を使用してチャックテーブル（基板保持部）にセルフグラインドを行うことで、当該粗研削ユニットの研削面とチャックテーブルの保持面とを平行に形成する。そして特許文献１に開示の研削装置においては、このようにセルフグラインドが行われたチャックテーブルによりウェハを保持し、当該保持されたウェハに対して粗研削処理、及び仕上研削処理を順次施し、ウェハを所望の厚みに形成する。

しかしながら、特許文献１に開示の研削方法では、例えば、粗研削ユニットにセルフグラインド専用の研削ホイールを取り付け、当該研削ホイールを使用してチャックテーブルのセルフグラインドを行う。研削ホイールの交換取り付けは、通常、作業員により手作業で行われるため、時間がかかる。

また、チャックテーブルのセルフグラインドを行った後、当該チャックテーブルを用いて研削処理されるウェハの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を許容範囲内とする必要がある。しかしながら、特許文献１に開示の研削方法では、セルフグラインド後に処理されるウェハのＴＴＶを許容範囲内に収める方法については記載も示唆もない。また当然に、セルフグラインド後のウェハのＴＴＶの改善を効率よく行うことまでは考えられていない。したがって従来の、セルフグラインドを含む研削方法には改善の余地があった。

本開示にかかる技術は、基板を加工処理する装置において、基板保持部のセルフグラインド後に処理される基板の平坦度を効率よく向上させる。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置、及び基板処理方法としてのウェハの加工処理方法について、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ウェハ処理装置１では、基板としてのウェハＷの薄化が行われる。ウェハＷは、例えばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体ウェハであり、表面Ｗａにはデバイスが形成されている。そしてウェハ処理装置１においてはウェハＷの裏面Ｗｂに対して研削などの処理が行われ、これにより当該ウェハＷが薄化される。

図１に示すようにウェハ処理装置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部を備えている。

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。また、カセット載置台１０のＹ軸正方向側には、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。ウェハ搬送領域２０には、Ｘ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成されたウェハ搬送装置２２が設けられている。

ウェハ搬送装置２２は、ウェハＷを保持して搬送する搬送フォーク２３を有している。搬送フォーク２３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。そして、ウェハ搬送装置２２は、カセット載置台１０のカセットＣ、アライメント部５０、及び第１の洗浄部６０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

処理ステーション３では、ウェハＷに対して研削や洗浄などの加工処理が行われる。処理ステーション３は、ウェハＷの搬送を行う搬送部３０、ウェハＷの研削処理を行う研削部４０、研削処理前のウェハＷの水平方向の向きを調節するアライメント部５０、研削処理後のウェハＷの裏面Ｗｂを洗浄する第１の洗浄部６０、ドレスボードを保管するドレスボード保管部７０、基準基板としての基準ウェハを保管する基準ウェハ保管部８０、及び、研削処理後のウェハＷの表面Ｗａ側を洗浄する第２の洗浄部９０を有している。

搬送部３０は、複数、例えば３つのアーム３１を備えた多関節型のロボットである。３つのアーム３１は、それぞれが旋回自在に構成されている。先端のアーム３１には、ウェハＷを吸着保持する搬送パッド３２が取り付けられている。また、基端のアーム３１は、アーム３１を鉛直方向に昇降させる昇降機構３３に取り付けられている。そして、搬送部３０は、研削部４０の受渡位置Ａ０、アライメント部５０、第１の洗浄部６０、及び第２の洗浄部９０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。また、搬送部３０は、受渡位置Ａ０及びドレスボード保管部７０に対してドレスボードを搬送可能であり、受渡位置Ａ０及び基準ウェハ保管部８０に対して基準ウェハを搬送可能に構成されている。

研削部４０には回転テーブル４１が設けられている。回転テーブル４１上には、ウェハＷを吸着保持する基板保持部としてのチャック４２が４つ設けられている。チャック４２には例えばポーラスチャックが用いられ、ウェハＷの表面Ｗａを吸着保持する。チャック４２の上面、すなわちウェハＷ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が、以下の説明の図示においては、説明の明瞭化のためチャック４２の中央部の突出を大きく図示する場合がある。

図２に示すように、チャック４２はチャックベース４３に保持されている。チャックベース４３には、各研削部（粗研削部１００、中研削部１１０及び仕上研削部１２０）とチャック４２の相対的な傾きを調整する傾き調整機構４４が設けられている。傾き調整機構４４はチャック４２及びチャックベース４３を傾斜させることができ、これにより、加工位置Ａ１～Ａ３の各種研削部１００、１１０、１２０とチャック４２上面との相対的な傾きを調整できる。なお、傾き調整機構４４の構成は特に限定されるものではなく、研削砥石に対するチャック４２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。

４つのチャック４２は、回転テーブル４１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４２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、搬送部３０によるウェハＷの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には粗研削部１００が配置され、ウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には中研削部１１０が配置され、ウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には仕上研削部１２０が配置され、ウェハＷを仕上研削する。

第１の研削部としての粗研削部１００は、下面に環状の第１の研削砥石としての粗研削砥石を備える粗研削ホイール１０１、当該粗研削ホイール１０１を支持するマウント１０２、当該マウント１０２を介して粗研削ホイール１０１を回転させるスピンドル１０３、及び、例えばモータ（図示せず）を内蔵する駆動部１０４を有している。また粗研削部１００は、図１に示す支柱１０５に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。

中研削部１１０は粗研削部１００と同様の構成を有している。すなわち中研削部１１０は、環状の中研削砥石を備える中研削ホイール１１１、マウント１１２、スピンドル１１３、駆動部１１４、及び支柱１１５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。

第２の研削部としての仕上研削部１２０は粗研削部１００及び中研削部１１０と同様の構成を有している。すなわち仕上研削部１２０は、環状の第２の研削砥石としての仕上研削砥石を備える仕上研削ホイール１２１、マウント１２２、スピンドル１２３、駆動部１２４、及び支柱１２５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。

また研削部４０の受渡位置Ａ０、及び加工位置Ａ１～Ａ３には、研削処理中のウェハＷの厚みを測定するための測定部が設けられている。具体的には、図１に示すように、加工位置Ａ１、Ａ２、Ａ３には接触式の厚み測定機構（以下、「接触式測定機構１３０」という。）が設けられ、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ２、Ａ３には非接触式の厚み測定機構（以下、「非接触式測定機構１４０」という。）がそれぞれ設けられている。

接触式測定機構１３０は、図３に示すようにチャック側のハイトゲージ１３１、ウェハ側のハイトゲージ１３２、及び算出部１３３を有している。ハイトゲージ１３１はプローブ１３４を備え、プローブ１３４の先端がチャック４２の上面、すなわちウェハＷの保持面に接触することで、当該保持面の高さ位置を測定する。ハイトゲージ１３２はプローブ１３５を備え、プローブ１３５の先端がウェハＷの加工面である裏面Ｗｂに接触し、当該裏面Ｗｂの高さ位置を測定する。算出部１３３は、ハイトゲージ１３２の測定値からハイトゲージ１３１の測定値を差し引くことで、ウェハＷの厚みを算出する。なお、接触式測定機構１３０によるウェハＷの厚み測定範囲は、例えば０μｍ～２０００μｍである。

非接触式測定機構１４０は、図４に示すようにセンサ１４１と算出部１４２を有している。センサ１４１には、ウェハＷに接触せずに当該ウェハＷの厚みを測定するセンサが用いられ、例えば白色共焦点（コンフォーカル）式の光学系センサが用いられる。センサ１４１は、ウェハＷに対して所定の波長帯域を有する光を照射し、さらにウェハ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。算出部１４２は、センサ１４１で受光した両反射光に基づいて、ウェハＷの厚みをパルスデータとして算出する。なお、非接触式測定機構１４０によるウェハＷの厚み測定範囲は、例えば５μｍ～３００μｍである。

なお、接触式測定機構１３０及び非接触式測定機構１４０の構成は本実施形態には限定されず、任意の構成をとることができる。例えば、本実施形態においては非接触式測定機構１４０のセンサ１４１には白色共焦点式の光学系センサが用いられたが、非接触式測定機構１４０の構成はこれに限定されず、ウェハＷの厚みを非接触で測定するものであれば任意の測定機構を用いることができる。また、センサ１４１は、複数設けられていてもよい。また、センサ１４１から照射される光も特に限定されるものではなく、反射光としてセンサ１４１で受光できれば、パルス光であってもよく、又は連続光であってもよい。

また、本実施形態において、接触式測定機構１３０及び非接触式測定機構１４０はそれぞれ、ウェハＷの厚みを測定する以外に、チャック４２の上面の高さを測定することも可能である。

図１に示すように、以上のウェハ処理装置１には制御部１５０が設けられている。制御部１５０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、ウェハ処理装置１におけるウェハＷの加工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から制御部１５０にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成されたウェハ処理装置１を用いて行われるウェハＷの加工処理方法について説明する。

先ず、ウェハＷ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２２の搬送フォーク２３によりカセットＣ内からウェハＷが取り出され、処理ステーション３のアライメント部５０に搬送される。アライメント部５０では、ウェハＷに形成されたノッチ部（図示せず）の位置を調節することで、ウェハＷの水平方向の向きが調節される（図５のステップＳ１）。

水平方向の向きが調節されたウェハＷは、次に、搬送部３０によりアライメント部５０から搬送され、受渡位置Ａ０のチャック４２に受け渡され保持される（図５のステップＳ２）。続いて、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２を加工位置Ａ１～Ａ３に順次移動させ、ウェハＷの裏面に対して各種研削処理（粗研削、中研削及び仕上研削）を施す。また、研削部４０における各種研削処理は、ウェハＷを所望の厚みに研削するため、測定部（接触式測定機構１３０及び非接触式測定機構１４０）を用いてウェハＷの厚みを測定しながら行われる。

加工位置Ａ１では、接触式測定機構１３０のハイトゲージ１３１のプローブ１３４をチャック４２の表面、ハイトゲージ１３２のプローブ１３５をウェハＷの裏面Ｗｂにそれぞれ接触させた状態で、粗研削部１００を用いてウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図５のステップＳ３）。粗研削は、粗研削ホイール１０１とチャック４２の上面を接触させた状態で、当該粗研削ホイール１０１とチャック４２を回転させながら行う。ウェハＷの厚みを測定する際には、当該ウェハＷの裏面Ｗｂに損傷を与えない非接触式測定機構１４０を用いることが好ましい。しかしながら非接触式測定機構１４０は、接触式測定機構１３０と比較してウェハＷの厚み測定範囲が狭く、研削部４０に搬入された直後のウェハＷの厚みを測定することができない。そこで加工位置Ａ１における粗研削処理においては、例えば非接触式測定機構１４０により厚み測定を行うことができる厚み（例えば５μｍ～３００μｍ）まで、ウェハＷの厚みを減少させる。

ウェハＷが所望の厚みまで粗研削されると、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２（ウェハＷ）を加工位置Ａ２に移動させる。

加工位置Ａ２では、先ず、接触式測定機構１３０を用いてウェハＷの厚みを測定しながら中研削部１１０を用いてウェハＷの裏面Ｗｂを中研削し、その後、かかる中研削の途中で測定部を接触式測定機構１３０から非接触式測定機構１４０に切り替える（図５のステップＳ４）。測定部が接触式測定機構１３０から非接触式測定機構１４０に切り替えられると、その後、加工位置Ａ２における中研削処理が更に継続される。そして、ウェハＷが目標の厚みまで中研削されると終点として検知され、中研削部１１０による研削を終了する。

ウェハＷが所望の厚みまで中研削されると、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２（ウェハＷ）を加工位置Ａ３に移動させる。

加工位置Ａ３では、非接触式測定機構１４０によりウェハＷの厚みを測定しながら、仕上研削部１２０を用いてウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削する（図５のステップＳ５）。加工位置Ａ３では、粗研削部１００及び中研削部１１０においてウェハＷの厚みが十分に減少されているため、適切に非接触式測定機構１４０による厚み測定を行うことができる。

ウェハＷの仕上研削処理が完了すると、次に、回転テーブル４１を回転させてチャック４２を受渡位置Ａ０に移動させる。受渡位置Ａ０では、ウェハＷを回転させながら非接触式測定機構１４０によりウェハＷの中央部付近と、周縁部付近を含む複数点の厚みが測定され、これにより当該ウェハＷの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が算出される（図５のステップＳ６）。以下の説明においては、ステップＳ６におけるウェハＷの厚み測定とＴＴＶの算出を総称して、ＴＴＶの測定という場合がある。

なお、ステップＳ６におけるウェハＷのＴＴＶの測定は、加工位置Ａ３において非接触式測定機構１４０を用いて行ってもよい。

続いてウェハＷは、搬送部３０により受渡位置Ａ０から第２の洗浄部９０に搬送され、搬送パッド３２に保持された状態でウェハＷの表面Ｗａ側が洗浄される（図５のステップＳ７）。

次にウェハＷは、搬送部３０により第２の洗浄部９０から第１の洗浄部６０に搬送され、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、ウェハＷの表面Ｗａ側及び裏面Ｗｂが洗浄される（図５のステップＳ７）。

その後、すべての処理が施されたウェハＷは、ウェハ搬送装置２２の搬送フォーク２３によってカセット載置台１０のカセットＣに搬送される。こうして、ウェハ処理装置１における一連のウェハＷの加工処理が終了する。

ここで、ステップＳ６で測定されたウェハＷの複数点の厚み、すなわちＴＴＶが許容範囲から外れている場合、当該ウェハＷのＴＴＶに基づいて、例えば加工位置Ａ３の傾き調整機構４４がフィードバック制御される。具体的には、傾き調整機構４４によってチャック４２の傾きを調整して、当該チャック４２の上面と仕上研削部１２０との平行度を調整する。以下の説明においては、このチャック４２の上面と仕上研削部１２０との平行度の調整を、チルト補正という。なお、チルト補正は他の加工位置Ａ１、Ａ２において行われてもよく、かかる場合、チャック４２の上面と粗研削部１００、中研削部１１０との平行度の調整が行われる。

しかしながら、上述したチルト補正を行っても、種々の要因によりウェハＷのＴＴＶが改善されない場合がある。そこでかかる場合、チャック４２のセルフグラインドを行う。セルフグラインドは、チャック４２と研削部１００、１１０、１２０との平行度が低下した場合に、当該低下した平行度を正常化し、研削部４０における研削精度を向上させるための処理である。

次に、ウェハ処理装置１におけるチャック４２のセルフグラインド（一連のセルフグラインド処理）の方法について説明する。

先ず、ステップＳ６で測定されたウェハＷのＴＴＶが悪化した場合、制御部１５０からウェハ処理装置１の各部に対して、チャック４２のセルフグラインドを行うための要求信号が出力される（図６のステップＴ１）。

ステップＴ１では、ステップＳ６でウェハＷのＴＴＶを測定した結果、ウェハＷの厚み（ＴＴＶ）が局所的に許容範囲から外れており、すなわち局所的に厚みが不均一になる場合に、上記セルフグラインドの要求信号が出力される。例えば、チャック４２の上面において研削屑やパーティクル等が局所的に堆積した場合、ウェハＷの研削面の裏面Ｗｂと各研削部１００、１１０、１２０との平行度が低下し、研削ホイール１０１、１１１、１２１がウェハＷに適切に接触せず、ウェハＷのＴＴＶが局所的に悪化する。かかる場合に、チャック４２のセルフグラインドを行う。

また回転テーブル４１には４つのチャック４２が設けられているが、少なくとも１つのチャック４２で保持されたウェハＷのＴＴＶが局所的に許容範囲から外れている場合に、すべてのチャック４２に対してセルフグラインドを行う。ここで、接触式測定機構１３０には測定可能な範囲が存在し、また非接触式測定機構１４０は各チャック４２に対してポジション（基準位置）を有していない。このように接触式測定機構１３０と非接触式測定機構１４０には、チャック４２に対する高さ制限があるため、４つすべてのチャック４２にセルフグラインドを行うのが好ましい。但し、装置状態によっては任意のチャック４２を指定してセルフグラインドを行ってもよい。例えば、何らかの不具合で使用不可のチャック４２があれば、それを除外した３つのチャック４２に対してセルフグラインドを行う。

次に、加工位置Ａ１において、チャック４２のセルフグラインドを行う（図６のステップＴ２）。チャック４２のセルフグラインドは、セルフグラインド専用の研削ホイールに交換せずに、ウェハ研削用の粗研削ホイール１０１を用いて行う。そして粗研削部１００の粗研削ホイール１０１とチャック４２の上面を接触させた状態で、当該粗研削ホイール１０１とチャック４２をそれぞれ回転させて、チャック４２の上面を研削する。なお、このセルフグラインドにおけるチャック４２の回転速度は、ステップＳ３～Ｓ５のウェハＷの研削におけるチャック４２の回転速度より遅い。セルフグラインドにおけるチャック４２の回転速度が速い場合、粗研削ホイール１０１がチャック４２を研削する幅が大きくなり、チャック４２に段差ができやすくなる。そのため、チャック４２の回転速度を遅くして粗研削ホイール１０１が研削する幅を小さくすることで、チャック４２の段差が小さくなり、ウェハＷへの段差の転写を少なくすることができる。

そして、一のチャック４２のセルフグラインドが完了すると、回転テーブル４１を回転させて、隣接する次のチャック４２を加工位置Ａ１に移動させ、当該チャック４２に対してセルフグラインドを行う。このように４つのチャック４２に対してセルフグラインドを連続して行う。

ステップＴ２では、図７に示すように、接触式測定機構１３０のハイトゲージ１３１のプローブ１３４をチャック４２の表面に接触させる。そして、接触式測定機構１３０によりチャック４２の上面の高さ位置を測定しながら、粗研削ホイール１０１を用いてチャック４２の上面を研削する。チャック４２が所望の高さ位置まで研削されると、粗研削部１００によるセルフグラインドを終了する。

なお、ステップＴ２におけるチャック４２の上面の高さ位置の測定は、非接触式測定機構を用いて行ってもよい。かかる場合、加工位置Ａ１に例えば非接触式測定機構１４０が設けられる。

また、ステップＴ２では加工位置Ａ１において、セルフグラインドを行う前に、接触式測定機構１３０によりチャック４２の高さ位置を測定しておく。そして、この測定されたチャック４２の高さ位置に基づいて、セルフグラインドにおけるチャック４２の研削量を設定する。

なお、この研削量の設定の際に行うチャック４２の高さ位置の測定は、非接触式測定機構を用いて行ってもよい。かかる場合、加工位置Ａ１に例えば非接触式測定機構１４０が設けられる。

チャック４２のセルフグラインド終了後、次に、加工位置Ａ１において、粗研削ホイール１０１の粗研削砥石のドレスを行う（図６のステップＴ３）。ステップＴ２では粗研削ホイール１０１を用いてチャック４２をセルフグラインドするため、セルフグラインド後の粗研削ホイール１０１の表面状態はウェハＷを粗研削できる状態ではない。そこで、ステップＴ２において粗研削ホイール１０１をドレスすることで、粗研削ホイール１０１の表面状態を、ウェハＷを研削するのに適した状態にする。

ステップＴ３では、先ず、搬送部３０によりドレスボード保管部７０に保管されたドレスボードが取り出され、受渡位置Ａ０のチャック４２に受け渡される。続いて、回転テーブル４１を回転させて、チャック４２を加工位置Ａ１に移動させる。そして、図８に示すようにドレスボードＤを用いて、粗研削ホイール１０１をドレスする。

研削ホイール１０１のドレスが完了すると、次に、回転テーブル４１を回転させてチャック４２を受渡位置Ａ０に移動させる。続いてドレスボードＤは、搬送部３０により受渡位置Ａ０からドレスボード保管部７０に搬送される。

次に、処理ステーション３における装置調整を行う（図６のステップＴ４）。具体的にステップＴ４では、各研削ホイール１０１、１１１、１２１の高さ調整（セットアップ）、非接触式測定機構１４０のセンサ１４１の基準高さ調整、及び非接触式測定機構１４０による基準ウェハＷｇの厚み確認を行う。

ここで、ステップＴ２においてセルフグラインドを行うと、チャック４２の厚みが小さくなるため、各研削ホイール１０１、１１１、１２１とチャック４２の上面との間の距離の再調整が必要となる。また、粗研削部１００においては、ステップＴ３で粗研削ホイール１０１のドレスを行うので、やはり粗研削ホイール１０１とチャック４２の上面との間の距離の再調整が必要となる。そこで、各研削ホイール１０１、１１１、１２１のセットアップを行う。

各研削ホイール１０１、１１１、１２１のセットアップでは、先ず、接触式測定機構１３０のハイトゲージ１３１でチャック４２の上面の高さ位置を測定する。そして、この測定されたチャック４２の上面の高さ位置に基づいて、各研削ホイール１０１、１１１、１２１とチャック４２の上面との間が所望の距離になるように、各研削ホイール１０１、１１１、１２１を調整する。

なお、この各研削ホイール１０１、１１１、１２１のセットアップの際に行うチャック４２の高さ位置の測定は、非接触式測定機構を用いて行ってもよい。かかる場合、加工位置Ａ１に例えば非接触式測定機構１４０が設けられて、加工位置Ａ１では当該非接触式測定機構１４０が用いられる。加工装置Ａ２、Ａ３では、ウェハＷの厚み測定用に設けられた非接触式測定機構１４０が用いられる。

また、ステップＴ２においてセルフグラインドを行うと、チャック４２の厚みが小さくなるため、非接触式測定機構１４０のセンサ１４１とチャック４２の上面との距離の再調整が必要となる。そこで本実施形態では、予め厚みが分かっている基準ウェハＷｇを用いて、センサ１４１の基準高さ調整を行う。さらに本実施形態では、非接触式測定機構１４０により測定される基準ウェハＷｇの厚みの確認まで行う。

センサ１４１の基準高さ調整は、基準ウェハ保管部８０に保管された基準ウェハＷｇを用いて行う。非接触式測定機構１４０を用いて、チャック４２に保持された基準ウェハＷｇの厚みを測定する。なお、この基準ウェハＷｇの厚み測定は、図４に示したウェハＷを基準ウェハＷｇに置き換えた方法と同様である。基準ウェハＷｇの厚みが予め分かっているので、そのセンサ１４１の基準高さを調整する（原点合わせを行う）ことができる。

さらに、基準高さが調整されたセンサ１４１を用いて、基準ウェハＷｇの厚みを測定して確認する。このようにセンサ１４１の基準高さ調整と基準ウェハＷｇの厚み確認を行って、非接触式測定機構１４０の調整が行われる。

ステップＴ４では以上の装置調整が行われるが、以下に具体的なフローについて説明する。ステップＴ４では、先ず、搬送部３０により基準ウェハ保管部８０に保管された基準ウェハＷｇが取り出され、受渡位置Ａ０のチャック４２に受け渡される。受渡位置Ａ０では、非接触式測定機構１４０におけるセンサ１４１の基準高さ調整と基準ウェハＷｇの厚み確認が行われる。

次に、回転テーブル４１を回転させて、基準ウェハＷｇを保持したチャック４２を加工位置Ａ１に移動させる。加工位置Ａ１では、粗研削ホイール１０１のセットアップが行われる。

次に、回転テーブル４１を回転させて、基準ウェハＷｇを保持したチャック４２を加工位置Ａ２に移動させる。加工位置Ａ２では、中研削ホイール１１１のセットアップ、及び非接触式測定機構１４０におけるセンサ１４１の基準高さ調整と基準ウェハＷｇの厚み確認が行われる。

次に、回転テーブル４１を回転させて、基準ウェハＷｇを保持したチャック４２を加工位置Ａ３に移動させる。加工位置Ａ３では、仕上研削ホイール１２１のセットアップ、及び非接触式測定機構１４０におけるセンサ１４１の基準高さ調整と基準ウェハＷｇの厚み確認が行われる。

処理ステーション３における装置調整が完了すると、次に、回転テーブル４１を回転させてチャック４２を受渡位置Ａ０に移動させる。続いて基準ウェハＷｇは、搬送部３０により受渡位置Ａ０から基準ウェハ保管部８０に搬送される。

なお、ステップＴ４では、以上のように受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ２、Ａ３において、非接触式測定機構１４０におけるセンサ１４１の基準高さ調整と基準ウェハＷｇの厚み確認が行われる。ここで、センサ１４１の基準高さ調整は予め基準ウェハＷｇの厚みが分かっていれば、当該基準ウェハＷｇの厚みは特に限定されない。一方、基準ウェハＷｇの厚み確認を行う際には、基準ウェハＷｇの厚みは、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ２、Ａ３における非接触式測定機構１４０が測定可能な厚み範囲に設定されている必要がある。すなわち、基準ウェハＷｇの厚みは、中研削後の目標厚みと仕上研削後の目標厚みからの許容範囲内、例えば仕上研削後の目標厚みに設定される。

次に、検査用基板としての検査用ウェハＷｔに対して加工処理を行う（図６のステップＴ５）。具体的には、検査用ウェハＷｔに対して、上述したステップＳ１～Ｓ６の加工処理を行う。

ステップＴ５では、先ず、検査用ウェハＷｔ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。このカセットＣの搬送タイミングは、ステップＴ１においてチャック４２のセルフグラインドを行うための要求信号が出力された後、任意のタイミングである。

次に、ウェハ処理装置１内では、ステップＳ１における検査用ウェハＷｔのアライメント、ステップＳ２におけるチャック４２による検査用ウェハＷｔの保持、ステップＳ３における検査用ウェハＷｔの粗研削、ステップＳ４における検査用ウェハＷｔの中研削、ステップＳ５における検査用ウェハＷｔの仕上研削、ステップＳ６における検査用ウェハＷｔのＴＴＶの測定が順次行われる。その後、すべての処理が施された検査用ウェハＷｔは、カセット載置台１０のカセットＣに搬送される。

次に、ステップＴ５で測定された検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲内か否かを判定する（図６のステップＴ６）。検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲から外れている場合には、ステップＴ２に戻って、次の検査用ウェハＷｔに対してステップＴ２～Ｔ５を行う。そして、ステップＴ６において検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲内に収まるまで、ステップＴ２～Ｔ５を繰り返し行う。

一方、ステップＴ６において検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲内に収まると、次に、製品用基板としての製品用ウェハＷに対して加工処理を行う（図６のステップＴ７）。具体的には、製品用ウェハＷに対して、上述したステップＳ１～Ｓ６の加工処理を行う。

以上の実施形態によれば、ステップＴ２におけるチャック４２のセルフグラインド、ステップＴ３における粗研削ホイール１０１のドレス、ステップＴ４における装置調整、ステップＴ５における検査用ウェハＷｔの加工処理を連続して自動で行っている。したがって、一連のセルフグラインド処理を短時間で効率よく行うことができる。

ここで従来、上述したようにチャックのセルフグラインドを行う際には、粗研削ユニットにセルフグラインド専用の研削ホイールを用いており、当該研削ホイールの交換取り付を作業員が手作業で行うため、時間がかかっていた。この点、ステップＴ２におけるチャック４２のセルフグラインドを、研削ホイールの交換を行うことなく粗研削ホイール１０１を用いて行っている。このため、チャック４２のセルフグラインドが容易になり、一連のセルフグラインド処理をさらに短時間で行うことができる。

また本実施形態では、ステップＴ６において検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲か否かを判定し、許容範囲から外れる場合は、検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲内に収まるまでステップＴ２～Ｔ５を繰り返し行っている。そして、検査用ウェハＷｔのＴＴＶが許容範囲内に収まると、ステップＴ７において製品用ウェハＷの加工処理を行う。したがって、本実施形態によれば、加工処理後のウェハＷのＴＴＶを確実に許容範囲内にすることができ、ウェハＷのＴＴＶを向上させることができる。しかも、ステップＴ６～Ｔ７もステップＴ２～Ｔ４から連続して自動で行うので、一連のセルフグラインド処理をさらに短時間で効率よく行うことができる。

また本実施形態では、ステップＴ１において、ウェハＷのＴＴＶが局所的に許容範囲から外れた場合に、チャック４２のセルフグラインドを行うための要求信号が出力される。すなわち、チルト補正を行ってもウェハＷのＴＴＶが悪化する場合にのみ、一連のセルフグラインド処理を行うことができる。その結果、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。

なお、以上の実施形態において、ドレスボードＤと基準ウェハＷｇはそれぞれ、ステップＴ３、Ｔ４において、カセット載置台１０からウェハ処理装置１内に搬入してもよい。かかる場合、ドレスボードＤ、基準ウェハＷｇ、検査用ウェハＷｔはそれぞれ、制御部１５０からの指示、例えばドレスボードＤ、基準ウェハＷｇ、検査用ウェハＷｔのいずれかをウェハ処理装置１に搬入するという指示によって、作業員がカセット載置台１０に搬入してもよい。このようにウェハ処理装置１からの指示に従って、セルフグラインド時に、ドレスボードＤ、基準ウェハＷｇ、検査用ウェハＷｔのいずれかを作業員が搬入するような場合も、本開示における「自動」に含まれる。すなわち、セルフグラインドを開始する際、当該セルフグラインドが必要であるとウェハ処理装置１が判断すれば、その後の作業を作業員に要求し、作業員がセルフグラインドを開始する場合も、本開示における「自動」に含まれる。

また、以上の実施形態においてはチャック４２のセルフグラインドを粗研削部１００において行ったが、当該セルフグラインドは中研削部１１０において行われてもよい。かかる場合、中研削部１１０が本開示における第１の研削部に相当し、中研削ホイール１１１の中研削砥石が第１の研削砥石に相当する。

また、以上の実施形態においては研削部４０が３軸構成（粗研削部１００、中研削部１１０、仕上研削部１２０）である場合を例に説明を行ったが、研削部４０の構成はこれに限定されるものではない。例えば研削部は、粗研削部１００と仕上研削部１２０のみが設けられた２軸構成であってもよい。

また、以上の実施形態においては、基板としてのウェハＷが表面Ｗａにデバイスを有する単ウェハである場合を例に説明を行ったが、ウェハＷの構成も上記実施形態に限定されるものではない。具体的には、表面にデバイスが形成された第１のウェハと、第２のウェハとが相互に接合された重合ウェハにおいて、第１のウェハを薄化する場合においても、本開示に係る技術を適用することができる。

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。

１ ウェハ処理装置
４２ チャック
１００ 粗研削部
１０１ 粗研削ホイール
１１０ 中研削部
１１１ 中研削ホイール
１２０ 仕上研削部
１２１ 仕上研削ホイール
１３０ 接触式測定機構
１４０ 非接触式測定機構
１５０ 制御部
Ｗ ウェハ

Claims (20)

1. 基板を加工処理する基板処理装置であって、
   前記基板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を研削する第１の研削砥石を備えた第１の研削部と、
   前記第１の研削部で研削された後に前記基板保持部に保持された前記基板を研削する、前記第１の研削砥石の砥粒の粒度より小さい粒度の砥粒を含む第２の研削砥石を備えた第２の研削部と、
   前記基板の径方向の複数点の厚みを測定する測定部と、
   前記基板保持部、前記第１の研削部、前記第２の研削部及び前記測定部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１の研削砥石を用いて前記基板保持部のセルフグラインドを行うことと、
   前記セルフグラインド後の前記基板保持部で前記基板を保持することと、
   前記基板保持部に保持された前記基板を前記第１の研削砥石で研削することと、
   前記第１の研削砥石で研削された後の前記基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、
   前記測定部で測定された前記基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内であるか否かを判定することと、を実行するように、前記基板保持部、前記第１の研削部及び前記測定部を制御する、基板処理装置。
2. 前記制御部は、
   前記基板保持部に保持された前記基板を前記第２の研削砥石で研削することと、
   前記第２の研削砥石で研削された後の前記基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、を実行するように、前記第２の研削部及び前記測定部を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御部は、前記セルフグラインド前に測定された前記基板保持部の保持面の高さ位置に基づいて、前記セルフグラインドにおける前記基板保持部の研削量を設定する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記基板の厚みが局所的に許容範囲から外れている場合に前記セルフグラインドを行うように、前記第１の研削部を制御する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板保持部を複数備え、
   前記制御部は、少なくとも１つの前記基板保持部で保持された前記基板に対する前記測定部の測定結果に基づいて、前記基板の厚みが局所的に許容範囲から外れている場合に、すべての前記基板保持部に対して前記セルフグラインドを行うように、前記第１の研削部を制御する、請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記制御部は、前記セルフグラインド後の前記第１の研削砥石を、ドレスボードを用いてドレスするように、前記第１の研削部及び前記ドレスボードの前記基板保持部への搬送を制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記制御部は、前記セルフグラインド、前記第１の研削砥石のドレス、前記第１の研削砥石による前記基板の研削、及び前記測定部による前記基板の厚み測定を連続して実行するように、前記第１の研削部、前記測定部、前記ドレスボードの前記基板保持部への搬送、及び前記基板の前記基板保持部への搬送を制御する、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記制御部は、前記セルフグラインド後、前記測定部における基準高さの調整を、基準基板を用いて行うように、前記測定部及び前記基準基板の前記基板保持部への搬送を制御する、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記制御部は、前記セルフグラインド後に測定された前記基板保持部の保持面の高さ位置に基づいて、前記第１の研削砥石及び前記第２の研削砥石の高さ調整を行うように、前記第１の研削部、前記第２の研削部及び前記測定部を制御する、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記制御部は、
    前記セルフグラインド後の前記基板保持部で検査用基板を保持することと、
    前記基板保持部に保持された前記検査用基板を前記第１の研削砥石で研削することと、
    前記第１の研削砥石で研削された後の前記検査用基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、
    前記測定部で測定された前記検査用基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内である場合に、製品用基板の加工処理を行うことと、を実行するように、前記基板保持部、前記第１の研削部及び測定部を制御する、請求項１～９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. 前記制御部は、前記測定部で測定された前記検査用基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲から外れている場合に、再度、前記基板保持部のセルフグラインドを行うように、前記第１の研削部を制御する、請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記制御部は、前記セルフグラインドと前記第１の研削砥石による前記基板の研削をそれぞれ、前記基板保持部を回転させながら行うように、前記基板保持部及び前記第１の研削部を制御し、
    前記セルフグラインドにおける前記基板保持部の回転速度は、前記基板の研削における前記基板保持部の回転速度より遅い、請求項１～１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
13. 基板を加工処理する基板処理方法を基板処理装置によって実行させるように、当該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記憶媒体であって、
    前記基板処理装置は、
    前記基板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を研削する第１の研削砥石を備えた第１の研削部と、
    前記第１の研削部で研削された後に前記基板保持部に保持された前記基板を研削する、前記第１の研削砥石の砥粒の粒度より小さい粒度の砥粒を含む第２の研削砥石を備えた第２の研削部と、
    前記基板の径方向の複数点の厚みを測定する測定部と、を備え、
    前記基板処理方法は、
    前記第１の研削砥石を用いて前記基板保持部のセルフグラインドを行うことと、
    前記セルフグラインド後の前記基板保持部で前記基板を保持することと、
    前記基板保持部に保持された前記基板を前記第１の研削砥石で研削することと、
    前記第１の研削砥石で研削された後の前記基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、
    前記測定部で測定された前記基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内であるか否かを判定することと、を含む、記憶媒体。
14. 前記基板処理方法は、
    前記基板保持部に保持された前記基板を前記第２の研削砥石で研削することと、
    前記第２の研削砥石で研削された後の前記基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、を含む、請求項１３に記載の記憶媒体。
15. 前記基板処理方法では、前記セルフグラインド前に測定された前記基板保持部の保持面の高さ位置に基づいて、前記セルフグラインドにおける前記基板保持部の研削量を設定する、請求項１３又は１４に記載の記憶媒体。
16. 前記基板処理方法では、前記測定部の測定結果に基づいて、前記基板の厚みが局所的に許容範囲から外れている場合に前記セルフグラインドを行う、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の記憶媒体。
17. 前記基板処理装置は、前記基板保持部を複数備え、
    前記基板処理方法では、少なくとも１つの前記基板保持部で保持された前記基板に対する前記測定部の測定結果に基づいて、前記基板の厚みが局所的に許容範囲から外れている場合に、すべての前記基板保持部に対して前記セルフグラインドを行う、請求項１６に記載の記憶媒体。
18. 前記基板処理方法では、前記セルフグラインド後の前記第１の研削砥石を、ドレスボードを用いてドレスする、請求項１３～１７のいずれか一項に記載の記憶媒体。
19. 前記基板処理方法では、前記セルフグラインド後、前記測定部における基準高さの調整を、基準基板を用いて行う、請求項１３～１８のいずれか一項に記載の記憶媒体。
20. 前記基板処理方法は、
    前記セルフグラインド後の前記基板保持部で検査用基板を保持することと、
    前記基板保持部に保持された前記検査用基板を前記第１の研削砥石で研削することと、
    前記第１の研削砥石で研削された後の前記検査用基板の径方向の複数点の厚みを前記測定部で測定することと、
    前記測定部で測定された前記検査用基板の径方向の複数点の厚みが許容範囲内である場合に、製品用基板の加工処理を行うことと、を含む、請求項１３～１９のいずれか一項に記載の記憶媒体。

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