JP7281901B2 - 基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置、および基板処理方法に関する。

特許文献１の研削装置は、板状ワークを保持する保持手段と、保持手段で保持されている板状ワークの粗研削を行う第１の研削手段と、保持手段で保持されている板状ワークの仕上げ研削を行う第２の研削手段とを有する。第１の研削手段は、板状ワークの上面を砥石で押圧しながら所望の厚みに至るまで粗研削を行う。同様に、第２の研削手段は、板状ワークの上面を砥石で押圧しながら所望の厚みに至るまで粗研削を行う。

粗研削中の板状ワークの厚みは、接触式の厚み測定ゲージで測定する。厚み測定ゲージは、保持手段の保持面の高さ位置を測定する第１のゲージと、保持手段に保持されている板状ワークの上面の高さを測定する第２のゲージとを含む。厚み測定ゲージは、第１のゲージの測定値と、第２のゲージの測定値との差を、板状ワークの厚みとして求める。

仕上げ研削中の板状ワークの厚みは、非接触式のセンサで測定する。非接触式のセンサは、板状ワークに向けて光を照射し、板状ワークの上面で反射した第１の反射光と、板状ワークを透過し板状ワークの下面で反射した第２の反射光とを受光する。非接触式のセンサは、第１の反射光を受光したタイミングと第２の反射光を受光したタイミングとの差に基づき、板状ワークの厚さを測定する。

特開２０１４－１７２１３１号公報

本開示の一態様は、チップ群付き基板のチップ群の薄化中に、チップ群の厚さを測定できる、技術を提供する。

本開示の一態様に係る基板処理装置は、
基板と、複数のチップを含むチップ群とを有し、複数の前記チップは互いに間隔をおいてそれぞれ前記基板の接合面に接合されるチップ群付き基板を保持する保持部と、
前記保持部で前記基板を介して保持されている前記チップ群を薄化する加工部と、
前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の露出部分に光を照射し前記露出部分で反射された光を受光すること、および前記チップ群を薄化する加工が施される加工面に光を照射し前記チップ群の前記加工面で反射された光を受光することにより、前記チップ群の厚さを測定する測定部と、
前記測定部の結果に基づき、前記加工部を制御する制御部とを有し、
前記測定部は、前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の前記露出部分から前記測定部までの第１の距離を前記露出部分における複数点で測定し、前記第１の距離の移動平均を求めると共に、前記チップ群の前記加工面から前記測定部までの第２の距離を前記加工面における複数点で測定し、前記第２の距離の移動平均を求め、前記第１の距離の移動平均と前記第２の距離の移動平均との差を前記チップ群の厚さとして求める。

本開示の一態様によれば、チップ群付き基板のチップ群の薄化中に、チップ群の厚さを測定できる。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。 図２は、一実施形態に係る加工部を示す側面図である。 図３は、一実施形態に係るチップ群付き基板と砥石の軌道との関係を示す平面図である。 図４は、一実施形態に係るチップ群付き基板と測定部とを示す側面図である。 図５は、一実施形態に係るチップ群の厚さを測定する測定点を示す平面図である。 図６は、一実施形態に係る１次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化を示す図である。 図７は、図６の領域VIIを拡大して示す図である。 図８は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 図９は、一実施形態に係る１次加工の制御を示すフローチャートである。 図１０は、変形例に係る１次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化を示す図である。 図１１は、変形例に係る１次加工の制御を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。基板処理装置１０は、チップ群付き基板１００を薄化する。チップ群付き基板１００は、いわゆるチップオンウエハ（ＣＯＷ：Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｗａｆｅｒ）である。

チップ群付き基板１００は、図４に示すように、基板１１０と、チップ群１２０とを有する。チップ群１２０は、複数のチップ１２１を有する。複数のチップ１２１は、互いに間隔をおいて、それぞれ基板１１０の接合面１１５に接合される。基板１１０の接合面１１５は、チップ１２１で被覆される被覆部分１１６と、チップ１２１で被覆されない露出部分１１７とを有する。

基板処理装置１０は、チップ群付き基板１００の基板１１０を薄化することなく、チップ群付き基板１００のチップ群１２０を薄化する。チップ群１２０は、チップ群１２０を薄化する工具４が接触する加工面１２５を有する。この加工面１２５には、溝１２７が形成される。溝１２７は、複数のチップ１２１の間に形成される。複数のチップ１２１は、例えば、基板１１０の接合面１１５に行列状に配置される。

基板処理装置１０は、例えば、図１に示すように、回転テーブル２０と、４つの基板チャック３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと、３つの加工部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃとを備える。なお、加工部４０の数は、１つ以上であればよく、３つには限定されない。また、基板チャック３０の数は、加工部４０の数よりも多ければよく、４つには限定されない。

回転テーブル２０は、回転中心線２０Ｚを中心に回転させられる。回転テーブル２０の回転中心線２０Ｚは、例えば鉛直に配置される。回転テーブル２０の回転中心線２０Ｚの周りには、４つの基板チャック３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄが等間隔で配置される。４つの基板チャック３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄのそれぞれは、回転テーブル２０と共に回転し、搬入出位置Ａ０と、第１の加工位置Ａ１と、第２の加工位置Ａ２と、第３の加工位置Ａ３と、搬入出位置Ａ０とにこの順番で移動する。

搬入出位置Ａ０は、チップ群付き基板１００の搬入が行われる搬入位置と、チップ群付き基板１００の搬出が行われる搬出位置とを兼ねる。チップ群付き基板１００の搬入およびチップ群付き基板１００の搬出は、搬送ロボット３によって実行される。なお、本実施形態では搬入位置と搬出位置とは同じ位置であるが、搬入位置と搬出位置とは異なる位置であってもよい。

搬送ロボット３は、例えばチップ群１２０の加工面１２５を上に向けて、チップ群付き基板１００を基板チャック３０に載置する。基板チャック３０は、チップ群１２０を、基板１１０を介して保持する。

第１の加工位置Ａ１は、チップ群１２０の薄化が行われる加工位置である。チップ群１２０は、第１の加工位置Ａ１で、第１の加工部４０Ａによって薄化される。この薄化は、１次加工である。１次加工は、例えば研削である。

第２の加工位置Ａ２は、第１の加工位置Ａ１で薄化されたチップ群１２０のさらなる薄化が行われる加工位置である。チップ群１２０は、第２の加工位置Ａ２で、第２の加工部４０Ｂによって薄化される。この薄化は、２次加工である。２次加工は、例えば研削である。２次加工で用いられる砥石の粒径は、１次加工で用いられる砥石の粒径よりも小さい。

第３の加工位置Ａ３は、第２の加工位置Ａ２で薄化されたチップ群１２０のさらなる薄化が行われる加工位置である。チップ群１２０は、第３の加工位置Ａ３で、第３の加工部４０Ｃによって薄化される。この薄化は、３次加工である。３次加工は、研削、研磨のいずれでもよい。３次加工で用いられる砥石の粒径は、２次加工で用いられる砥石の粒径よりも小さい。

４つの基板チャック３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、それぞれの回転中心線３０Ｚ（図２参照）を中心に回転自在に、回転テーブル２０に取り付けられる。

図２は、一実施形態に係る加工部を示す側面図である。加工部４０は、チップ群１２０の薄化を行う。加工部４０は、工具４が交換可能に装着される可動部４１と、可動部４１を回転テーブル２０の回転中心線２０Ｚと平行な方向（例えばＺ軸方向）に移動する移動駆動部５０とを備える。

工具４は、チップ群１２０に接触して、チップ群１２０を薄化する。例えば、工具４は、円盤状のホイール５と、ホイール５の基板チャック３０との対向面（例えばホイール５の下面）に固定される砥石６とを含む。ホイール５の下面の外周部に、リング状に複数の砥石６が配列される。

図３は、一実施形態に係るチップ群付き基板と砥石の軌道との関係を示す平面図である。図３に示すように、リング状に配列される複数の砥石６の軌道７は、チップ群１２０の加工面１２５の中心１２６を通るように設定される。また、チップ群１２０の加工面１２５の中心１２６が基板チャック３０の回転中心線３０Ｚを通るように、チップ群付き基板１００が基板チャック３０に吸着される。基板チャック３０の回転中心線３０Ｚを中心に、基板チャック３０と共にチップ群付き基板１００が回転することにより、チップ群１２０の加工面１２５全体が砥石６によって加工される。

なお、本実施形態ではホイール５の下面の外周部に、リング状に複数の砥石６が配列されるが、本開示の技術はこれに限定されない。ホイール５の下面全体に、砥石６が固定されてもよい。

可動部４１は、例えば、図２に示すように、工具４が交換可能に装着されるフランジ４２と、フランジ４２が端部に設けられるスピンドル軸４３と、スピンドル軸４３を回転自在に支持する軸受４５と、スピンドル軸４３を回転させるスピンドルモータ４６とを有する。スピンドルモータ４６は、スピンドル軸４３を回転させることにより、フランジ４２および工具４を回転させる。スピンドル軸４３の回転中心線４３Ｚは、回転テーブル２０の回転中心線２０Ｚと平行であり、例えば鉛直に配置される。

移動駆動部５０は、可動部４１を回転テーブル２０の回転中心線２０Ｚと平行な方向（例えばＺ軸方向）に移動する。移動駆動部５０は、Ｚ軸方向に延びるガイド５１と、ガイド５１に沿って移動するスライダ５２と、スライダ５２を移動させるモータ５３とを有する。スライダ５２には、可動部４１が固定される。モータ５３は、回転運動するものでもよいし、直線運動するものでもよい。モータ５３が回転運動する場合、モータ５３の回転運動をスライダ５２の直線運動に変換するボールねじを、移動駆動部５０が有する。

移動駆動部５０は、可動部４１を下降させることにより、可動部４１に装着された工具４を下降させる。工具４は、回転しながら下降する。工具４が回転しながら下降する間、基板チャック３０が回転され、基板チャック３０と共にチップ群付き基板１００が回転される。工具４は、回転しながら下降し、チップ群１２０と接触し、チップ群１２０を薄化する。チップ群１２０の厚さが設定値に達すると、移動駆動部５０は可動部４１の下降を停止し、工具４の下降を停止する。この時、工具４の回転は、停止されずに継続される。その後、移動駆動部５０は、可動部４１を上昇させることにより、工具４をチップ群１２０から離間させる。

図４は、一実施形態に係るチップ群付き基板と測定部とを示す側面図である。基板処理装置１０は、チップ群１２０の厚さを測定する測定部６０を有する。測定部６０は、例えば共焦点方式のレーザー変位計である。共焦点方式のレーザー変位計は、測定点Ｐに対し複数の波長成分を有する白色光を照射する。白色光の焦点位置は、波長ごとに異なる。白色光のうち、焦点位置が測定点Ｐに合致する波長成分は、他の波長成分に比べて測定点Ｐで強く反射される。共焦点方式のレーザー変位計は、測定点Ｐで反射された反射光を受光することより、測定点Ｐまでの距離を測定する。

尚、測定部６０は本実施形態では共焦点方式のレーザー変位計であるが、本開示の技術はこれに限定されない。レーザー変位計の測定方式は、例えば、共焦点方式、三角測距方式、タイムオブフライト（Time Of Flight）方式、干渉方式のいずれでもよい。レーザー変位計の測定方式に関係なく、レーザー変位計は測定点Ｐにレーザー光線を照射し、測定点Ｐで反射された光を受光することにより、測定点Ｐまでの距離を測定する。

チップ群１２０は、複数のチップ１２１を含む。チップ群１２０は、一のチップ１２１Ａと他の一のチップ１２１Ｂとを含む。一のチップ１２１Ａと他の一のチップ１２１Ｂとは、互いに間隔をおいて、それぞれ基板１１０の接合面１１５に接合される。一のチップ１２１Ａと他の一のチップ１２１Ｂとは、異なる積層構造を有する。

一のチップ１２１Ａは、シリコンウエハなどの基板１２２Ａと、基板１２２Ａに成膜された膜１２３Ａとを有する。膜１２３Ａは、絶縁膜、導電膜および半導体膜のうちの少なくとも１つを有する。膜１２３Ａは、単層構造でもよいし、複数層構造でもよい。膜１２３Ａは薄化されずに、基板１２２Ａが薄化される。基板１２２Ａと基板１１０との間に膜１２３Ａが配置されるように、膜１２３Ａと基板１１０とが接合される。これらの接合面には、接合前に、例えばプラズマ処理などの表面活性化処理、および親水化処理が施される。なお、チップ１２１Ａは膜１２３Ａと基板１１０との間にバンプを有してもよく、バンプと基板１１０とが接合されてもよい。

他の一のチップ１２１Ｂは、シリコンウエハなどの基板１２２Ｂと、基板１２２Ｂに成膜された膜１２３Ｂとを有する。膜１２３Ｂは、絶縁膜、導電膜および半導体膜のうちの少なくとも１つを有する。膜１２３Ｂは、単層構造でもよいし、複数層構造でもよい。膜１２３Ｂは薄化されずに、基板１２２Ｂが薄化される。基板１２２Ｂと基板１１０との間に膜１２３Ｂが配置されるように、膜１２３Ｂと基板１１０とが接合される。これらの接合面には、接合前に、例えばプラズマ処理などの表面活性化処理、および親水化処理が施される。なお、チップ１２１Ｂは膜１２３Ｂと基板１１０との間にバンプを有してもよく、バンプと基板１１０とが接合されてもよい。

一のチップ１２１Ａと、他の一のチップ１２１Ｂとは、異なる積層構造を有する。例えば、一の膜１２３Ａの厚さＴ１と、他の一の膜１２３Ｂの厚さＴ２とが異なる。また、薄化後の一の基板１２２Ａの厚さＴ３と、薄化後の他の一の基板１２２Ｂの厚さＴ４とが異なる。なお、薄化後の一のチップ１２１Ａの厚さ（Ｔ１＋Ｔ３）と、薄化後の他の一のチップ１２１Ｂの厚さ（Ｔ２＋Ｔ４）とは同じである。

ところで、チップ群１２０の薄化中に、薄化の対象である基板１２２Ａ、１２２Ｂの厚さＴ３、Ｔ４を上記特許文献１に記載の非接触式のセンサによって測定することでは、チップ群１２０の厚さは測定出来ない。これらの厚さＴ３、Ｔ４は異なるので、これらの厚さＴ３、Ｔ４を測定しても、チップ群１２０の厚さは不明だからである。

また、チップ群１２０の薄化中に、チップ群１２０の厚さを上記特許文献１に記載の接触式のゲージによって測定することは、困難である。接触式のゲージは、チップ群１２０の加工面１２５に押し付けられるので、その加工面１２５の溝１２７に嵌り込んでしまうからである。

そこで、測定部６０は、チップ群１２０の薄化中に、基板１１０の接合面１１５の露出部分１１７に光を照射し、露出部分１１７で反射された光を受光することにより、測定部６０から基板１１０の接合面１１５までの第１の距離Ｌ１を測定する。第１の距離Ｌ１は、薄化によっては変動しない。

また、測定部６０は、チップ群１２０の薄化中に、チップ群１２０の加工面１２５に光を照射し、チップ群１２０の加工面１２５で反射された光を受光することにより、測定部６０からチップ群１２０の加工面１２５までの第２の距離Ｌ２を測定する。第２の距離Ｌ２は、第１の距離Ｌ１よりも小さく、薄化によって徐々に大きくなる。

測定部６０は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との差ΔＬ（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ２）を、チップ群１２０の厚さとして求める。チップ群１２０の加工面１２５が工具４との接触圧によって下方に変位するとき、基板１１０の接合面１１５がチップ群１２０に押されて下方に変位する。第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とは両方とも、工具４とチップ群１２０との接触圧によって同程度変動する。従って、第２の距離Ｌ２のみをチップ群１２０の厚さを表すパラメータとして管理する場合に比べ、チップ群１２０の厚さの測定誤差を低減できる。

以上説明したように、測定部６０は、基板１１０の接合面１１５の露出部分１１７に光を照射してその反射光を受光し、また、チップ群１２０の加工面１２５に光を照射してその反射光を受光するので、チップ群１２０の厚さを測定できる。また、測定部６０は、チップ群１２０の加工面１２５と接触しない非接触式であるので、加工面１２５の溝１２７に嵌り込むのを回避できる。

図５は、一実施形態に係るチップ群の厚さを測定する測定点を示す平面図である。なお、図５に示す複数のチップ１２１は、同じ外形寸法および同じ外形形状を有するが、異なる外形寸法を有してもよいし、異なる外形形状を有してもよい。一のチップ１２１Ａと他のチップ１２１Ｂとが異なる積層構造を有すればよい。個々のチップ１２１の外形形状は、平面視で矩形状ではなくてもよく、例えば平面視で円形状でもよい。また、図５に示すチ複数のチップ１２１は、等間隔で配置されるが、不等間隔で配置されてもよい。

測定部６０は、チップ群１２０の薄化中に、チップ群１２０の厚さを測定する。チップ群１２０の薄化中に、チップ群１２０は基板チャック３０と共に回転する。測定部６０は、図３に示すように、基板チャック３０の回転中心線３０Ｚから一定の距離に配置される。

チップ群１２０の厚さを測定する測定点Ｐは、図５に示すように、基板チャック３０の回転中心線３０Ｚを中心とする同一の円上に、間隔をおいて複数配置される。測定点Ｐの位置は、基板チャック３０の回転速度、複数のチップ１２１の配置などに応じて決められる。測定点Ｐの位置は、例えば、基板チャック３０が一回転する間に第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とがそれぞれ１回以上測定されるように決められる。

なお、測定点Ｐの個数は、図５では２４個であるが、２４個には限定されない。また、測定点Ｐのピッチは、図５では等ピッチであるが、不等ピッチでもよい。また、測定点Ｐの位置は、図５では基板チャック３０が３６０°回転する度に同じ位置に戻るが、基板チャック３０が３６０°回転する度に同じ位置に戻らずに異なる位置にずれてもよい。

また、測定部６０の数は、本実施形態では１つであるが、複数でもよい。測定部６０の数が複数である場合、一の測定部６０が第１の距離Ｌ１のみを測定し、他の一の測定部６０が第２の距離Ｌ２のみを測定してもよい。また、測定部６０の数が複数である場合、一の測定部６０と他の一の測定部６０とは、基板チャック３０の回転中心線３０Ｚから、同じ距離に配置されてもよいし、異なる距離に配置されてもよい。

さらに、測定部６０の位置は、本実施形態では基板チャック３０の回転中心線３０Ｚから一定の距離で固定されるが、基板チャック３０の回転中心線３０Ｚからの距離が変わるように移動してもよい。基板チャック３０の回転中心線３０Ｚからの距離が異なる複数の測定点Ｐでチップ群１２０の厚さを測定でき、基板チャック３０の回転中心線３０Ｚと直交する方向におけるチップ群１２０の厚さの分布を測定できる。この分布を測定すべく、一の測定部６０と他の一の測定部６０とが基板チャック３０の回転中心線３０Ｚから異なる距離に配置されてもよい。

図６は、一実施形態に係る１次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化を示す図である。図６において、ｔ０は可動部４１の下降開始時刻、ｔ１は工具４とチップ群１２０との接触開始時刻、ｔ２は可動部４１の下降終了時刻である。図７は、図６の領域VIIを拡大して示す図である。なお、２次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化、および３次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化は、図６に示す１次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化と同様であるので、図示を省略する。

移動駆動部５０は、時刻ｔ０で、可動部４１の下降を開始し、可動部４１に装着された工具４の下降を開始する。工具４は、回転しながら回転する。工具４が回転しながら下降する間、基板チャック３０が回転され、基板チャック３０と共にチップ群付き基板１００が回転される。工具４がチップ群１２０と接触するまでは、チップ群１２０は薄化されないので、第１の距離Ｌ１および第２の距離Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）は一定である。工具４がチップ群１２０と接触するまでは、チップ群１２０は薄化されないので、チップ群１２０の厚さΔＬ（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ２）も一定である。

工具４は、回転しながら下降し、時刻ｔ１で、チップ群１２０と接触する。続いて、工具４は、回転しながら下降し、チップ群１２０を薄化する。チップ群１２０の薄化中、チップ群１２０と工具４との接触圧の変動、または機械振動などの影響で、第１の距離Ｌ１は僅かに変動する。測定部６０は、第１の距離Ｌ１の変動を監視しながら、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との差ΔＬ（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ２）をチップ群１２０の厚さとして求めるので、チップ群１２０の厚さを正確に測定できる。

チップ群１２０の薄化中、第１の距離Ｌ１が僅かに変動するのに対し、第２の距離Ｌ２は徐々に大きくなる。チップ群１２０の厚さΔＬ（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ２）は、徐々に小さくなる。チップ群１２０の厚さΔＬは、時刻ｔ２で、設定値ΔＬ０に達する。時刻ｔ２で、移動駆動部５０は、可動部４１の下降を停止し、工具４の下降を停止する。なお、時刻ｔ２で、工具４の回転は停止されない。その後、移動駆動部５０は、可動部４１を上昇させることにより、工具４をチップ群１２０から離間させる。

図１に示すように、基板処理装置１０は、制御部９０を備える。制御部９０は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１と、メモリなどの記憶媒体９２とを備える。記憶媒体９２には、基板処理装置１０において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部９０は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板処理装置１０の動作を制御する。また、制御部９０は、入力インターフェース９３と、出力インターフェース９４とを備える。制御部９０は、入力インターフェース９３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース９４で外部に信号を送信する。

かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶されていたものであって、その記憶媒体から制御部９０の記憶媒体９２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどが挙げられる。なお、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、制御部９０の記憶媒体９２にインストールされてもよい。

制御部９０は、測定部６０の測定結果に基づいて、加工部４０を制御する。加工部４０毎に測定部６０が設けられる。第１の測定部６０Ａは、第１の加工位置Ａ１で厚さΔＬを測定する。第２の測定部６０Ｂは、第２の加工位置Ａ２で厚さΔＬを測定する。第３の測定部６０Ｃは、第３の加工位置Ａ３で厚さΔＬを測定する。

制御部９０は、第１の測定部６０Ａの測定結果に基づいて、第１の加工部４０Ａを制御する。また、制御部９０は、第２の測定部６０Ｂの測定結果に基づいて、第２の加工部４０Ｂを制御する。さらに、制御部９０は、第３の測定部６０Ｃの測定結果に基づいて、第３の加工部４０Ｃを制御する。

なお、本実施形態では加工部４０毎に測定部６０が設けられるが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、複数の加工部４０に共通の測定部６０が設けられてもよい。測定部６０を複数の加工部４０の間で移動する移動機構が設けられてもよい。

図８は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。図８に示す工程は、一の基板チャック３０Ａで保持されるチップ群付き基板１００の処理工程である。他の基板チャック３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで保持されるチップ群付き基板１００の処理工程は、図８に示す工程と同様であるので、図示を省略する。図８に示す工程Ｓ１０１～Ｓ１０５は、制御部９０による制御下で、チップ群付き基板１００を取り替えて繰り返し実施される。一の基板チャック３０Ａで保持されるチップ群付き基板１００の処理工程と、他の基板チャック３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄで保持されるチップ群付き基板１００の処理工程とは、並行して実施される。

基板処理方法は、基板チャック３０Ａにチップ群付き基板１００を搬入する工程Ｓ１０１を有する。基板チャック３０Ａは、搬入出位置Ａ０で、搬送ロボット３からチップ群付き基板１００を受け取り、チップ群付き基板１００を吸着する。その後、基板チャック３０Ａは、回転テーブル２０と共に回転することにより、搬入出位置Ａ０から第１の加工位置Ａ１に移動する。

基板処理方法は、チップ群１２０を１次加工する工程Ｓ１０２を有する。チップ群１２０の１次加工は、第１の加工位置Ａ１で、第１の加工部４０Ａによって行われる。第１の加工位置Ａ１では、チップ群１２０の厚さΔＬが第１の設定値ΔＬ０１に達するまで、チップ群１２０の薄化が行われる。その後、基板チャック３０Ａは、回転テーブル２０と共に回転することにより、第１の加工位置Ａ１から第２の加工位置Ａ２に移動する。

基板処理方法は、チップ群１２０を２次加工する工程Ｓ１０３を有する。チップ群１２０の２次加工は、第２の加工位置Ａ２で、第２の加工部４０Ｂによって行われる。第２の加工位置Ａ２では、チップ群１２０の厚さΔＬが第２の設定値ΔＬ０２に達するまで、チップ群１２０の薄化が行われる。第２の設定値ΔＬ０２は、第１の設定値ΔＬ０１よりも小さい。その後、基板チャック３０Ａは、回転テーブル２０と共に回転することにより、第２の加工位置Ａ２から第３の加工位置Ａ３に移動する。

基板処理方法は、チップ群１２０を３次加工する工程Ｓ１０４を有する。チップ群１２０の３次加工は、第３の加工位置Ａ３で、第３の加工部４０Ｃによって行われる。第３の加工位置Ａ３では、チップ群１２０の厚さΔＬが第３の設定値ΔＬ０３に達するまで、チップ群１２０の薄化が行われる。第３の設定値ΔＬ０３は、第２の設定値ΔＬ０２よりも小さい。その後、基板チャック３０Ａは、回転テーブル２０と共に回転することにより、第３の加工位置Ａ３から搬入出位置Ａ０に移動する。

基板処理方法は、基板チャック３０Ａからチップ群付き基板１００を搬出する工程Ｓ１０５を有する。基板チャック３０Ａは、搬入出位置Ａ０で、チップ群付き基板１００の吸着を解除した後、搬送ロボット３にチップ群付き基板１００を渡す。搬送ロボット３は、受け取ったチップ群付き基板１００を搬出する。

図９は、一実施形態に係る１次加工の制御を示すフローチャートである。図９に示す工程Ｓ２０１～Ｓ２０３は、制御部９０による制御下で、チップ群付き基板１００を取り替えて繰り返し実施される。なお、２次加工の制御、および３次加工の制御は、図９に示す１次加工の制御と同様であるので、図示を省略する。

１次加工方法は、例えば、測定部６０によって測定されるチップ群１２０の厚さΔＬが設定値ΔＬ０に達するまで、加工部４０によって工具４を回転しながら下降する工程Ｓ２０１を有する。工具４は、回転しながら下降することにより、チップ群１２０と接触し、チップ群１２０を薄化する。

ここで、チップ群１２０の厚さΔＬは、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との差ΔＬ（ΔＬ＝Ｌ１－Ｌ２）として求められる。第１の距離Ｌ１は、例えば、基板１１０の接合面１１５の露出部分１１７における複数の測定点Ｐで測定した測定値の移動平均として求められる。同様に、第２の距離Ｌ２は、チップ群１２０の加工面１２５おける複数の測定点Ｐで測定した測定値の移動平均として求められる。

移動平均は、予め設定された長さの時間帯の平均値である。移動平均は、単純移動平均、加重移動平均、指数移動平均などのいずれでもよい。移動平均を採用することで、個々の値を採用する場合に比べて、Ｌ１やＬ２の測定誤差などによるΔＬの変動を抑制できる。

１次加工方法は、ΔＬがΔＬ０１に達した時点で、工具４の下降を停止する工程Ｓ２０２を有する。この工程Ｓ２０２では、工具４の下降を停止すると共に、工具４の回転を停止することなく継続する。チップ群１２０と接触した状態で工具４の回転を停止すると、チップ群１２０が破損しうるからである。

１次加工方法は、工具４を上昇させる工程Ｓ２０３を有する。本実施形態によれば、測定部６０によって測定されるチップ群１２０の厚さΔＬが設定値ΔＬ０に達するまで、加工部４０によって工具４を回転しながら下降するので、チップ群１２０の厚さΔＬを設定値ΔＬ０に薄化できる。

図１０は、変形例に係る１次加工中の第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との時間変化を示す図である。図１０に示す時間帯は、工具４とチップ群１２０との接触開始時刻ｔ１から、可動部４１の下降終了時刻ｔ２までの時間帯の一部である。図１１は、変形例に係る１次加工の制御を示すフローチャートである。図１１に示す工程Ｓ３０１～Ｓ３０２は、制御部９０による制御下で、工具４とチップ群１２０との接触開始時刻ｔ１から、可動部４１の下降終了時刻ｔ２までの間、繰り返し実施される。なお、２次加工の制御、および３次加工の制御は、図１１に示す１次加工の制御と同様であるので、図示を省略する。

１次加工方法は、例えば、測定部６０によってチップ群１２０の加工面１２５の変位を測定する工程Ｓ３０１を有する。チップ群１２０の加工面１２５の変位は、第２の距離Ｌ２の時間変化として求められる。チップ群１２０の薄化が進むにつれ、チップ群１２０の加工面１２５が測定部６０から離れるので、第２の距離Ｌ２が大きくなる。

１次加工方法は、チップ群１２０の加工面１２５の変位に基づき、チップ群１２０の破損の有無を判断する工程Ｓ３０２を有する。チップ群１２０が工具４との接触より破損すると、チップ群１２０の加工面１２５が測定部６０から離れるので、第２の距離Ｌ２が瞬間的に大きくなる。

チップ群１２０の破損の有無は、例えば、第２の距離Ｌ２の大きくなる速度が閾値よりも大きいか否かに基づき判断される。閾値は、工具４の下降速度などに基づいて設定される。例えば、図１０に示す時刻ｔ３では、第２の距離Ｌ２の大きくなる速度が、工具４の下降速度よりも大きく、閾値よりも大きい。

制御部９０は、チップ群１２０の破損が無いと判断すると、１次加工を継続する。一方、制御部９０は、チップ群１２０の破損が有ると判断すると、１次加工を中止し、工具４を上昇させる。

なお、制御部９０は、チップ群１２０の破損が有ると判断すると、１次加工を中止することなく、１次加工を継続してもよい。一部のチップ１２１に破損が有っても、大部分のチップ１２１に破損が無ければ、制御部９０は１次加工を継続してもよい。この場合、一部のチップ１２１に破損が有る旨が、記憶媒体９２に記憶される。

以上、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

基板１１０および基板１２２は、シリコンウエハなどの半導体基板には限定されず、ガラス基板などであってもよい。

チップ群１２０の薄化は、砥石６によって実現されるが、レーザー光線の照射によって実現されてもよい。レーザー光線は、チップ群１２０を構成する基板１２２の内部に変質層を形成する。変質層は、チップ群１２０の加工面１２５と平行に、間隔をおいて複数形成される。複数の変質層に沿って基板１２２を分割することによって、チップ群１２０を薄化可能である。

１０ 基板処理装置
３０ 基板チャック（保持部）
４０ 加工部
９０ 制御部
１００ チップ群付き基板
１１０ 基板
１１５ 接合面
１１７ 露出部分
１２０ チップ群
１２１ チップ
１２２ 基板
１２３ 膜
１２５ 加工面

Claims (12)

1. 基板と、複数のチップを含むチップ群とを有し、複数の前記チップは互いに間隔をおいてそれぞれ前記基板の接合面に接合されるチップ群付き基板を保持する保持部と、
   前記保持部で前記基板を介して保持されている前記チップ群を薄化する加工部と、
   前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の露出部分に光を照射し前記露出部分で反射された光を受光すること、および前記チップ群を薄化する加工が施される加工面に光を照射し前記チップ群の前記加工面で反射された光を受光することにより、前記チップ群の厚さを測定する測定部と、
   前記測定部の結果に基づき、前記加工部を制御する制御部とを有し、
   前記測定部は、前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の前記露出部分から前記測定部までの第１の距離を前記露出部分における複数点で測定し、前記第１の距離の移動平均を求めると共に、前記チップ群の前記加工面から前記測定部までの第２の距離を前記加工面における複数点で測定し、前記第２の距離の移動平均を求め、前記第１の距離の移動平均と前記第２の距離の移動平均との差を前記チップ群の厚さとして求める、基板処理装置。
2. 前記保持部は、回転中心線を中心に回転自在に構成され、
   前記第１の距離の測定点と前記第２の距離の測定点は、前記保持部の回転速度、及び複数の前記チップの配置に応じて決められる、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記測定部は、前記チップ群の薄化中に、前記第１の距離の変動を監視しながら、前記第１の距離の移動平均と前記第２の距離の移動平均との差を前記チップ群の厚さとして求める、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御部は、前記測定部で測定される前記チップ群の厚さが設定値に達するまで、前記加工部で前記チップ群を薄化する、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記測定部は、前記チップ群の前記加工面に光を照射し前記チップ群の前記加工面で反射された光を受光することにより、前記チップ群の前記加工面の変位を測定し、
   前記制御部は、前記チップ群の前記加工面の変位に基づき、前記チップ群の破損の有無を判断する、請求項１～４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 一の前記チップと、他の一の前記チップとは、異なる積層構造を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 基板と、複数のチップを含むチップ群とを有し、複数の前記チップは互いに間隔をおいてそれぞれ前記基板の接合面に接合されるチップ群付き基板を保持部で保持する工程と、
   前記保持部で前記基板を介して保持されている前記チップ群を薄化する工程と、
   前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の露出部分に光を照射し前記露出部分で反射された光を受光すること、および前記チップ群を薄化する加工が施される加工面に光を照射し前記チップ群の前記加工面で反射された光を受光することにより、前記チップ群の厚さを測定する工程とを有し、
   前記チップ群を薄化する工程は、前記チップ群の厚さを測定する工程の測定結果に基づき行われ、
   前記チップ群の厚さを測定する測定部は、前記チップ群の薄化中に、前記基板の前記接合面の前記露出部分から前記測定部までの第１の距離を前記露出部分における複数点で測定し、前記第１の距離の移動平均を求めると共に、前記チップ群の前記加工面から前記測定部までの第２の距離を前記加工面における複数点で測定し、前記第２の距離の移動平均を求め、前記第１の距離の移動平均と前記第２の距離の移動平均との差を前記チップ群の厚さとして求める、基板処理方法。
8. 前記保持部は、回転中心線を中心に回転自在に構成され、
   前記第１の距離の測定点と前記第２の距離の測定点は、前記保持部の回転速度、及び複数の前記チップの配置に応じて決められる、請求項７に記載の基板処理方法。
9. 前記測定部は、前記チップ群の薄化中に、前記第１の距離の変動を監視しながら、前記第１の距離の移動平均と前記第２の距離の移動平均との差を前記チップ群の厚さとして求める、請求項７又は８に記載の基板処理方法。
10. 前記チップ群を薄化する工程は、前記チップ群の厚さの測定値が設定値に達するまで行われる、請求項７～９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
11. 前記チップ群の厚さを測定する工程は、前記チップ群の前記加工面に光を照射し前記チップ群の前記加工面で反射された光を受光することにより、前記チップ群の前記加工面の変位を測定する工程を含み、
    前記チップ群の前記加工面の変位に基づき、前記チップ群の破損の有無を判断する工程を有する、請求項７～１０のいずれか１項に記載の基板処理方法。
12. 一の前記チップと、他の一の前記チップとは、異なる積層構造を有する、請求項７～１１のいずれか１項に記載の基板処理方法。

Images