TW202346024A - 研削裝置以及晶圓的研削方法 - Google Patents

Abstract

[課題]在藉由第一磨石與第二磨石而進行研削之研削裝置中，使以第二磨石進行研削之際的每個卡盤台的研削時間及研削量均一化，而實現有效率的晶圓的研削。[解決手段]具備配置多個卡盤台（31）之旋轉台（30），藉由控制部（80）而將卡盤台（31）定位於第一磨石（51）研削晶圓（90）之第一研削位置與第二磨石（61）研削晶圓（90）之第二研削位置，第一傾斜控制部（81）控制傾斜調整機構（33），而使被定位於第一研削位置之卡盤台（31）的卡盤主軸（312）相對於第一主軸（52）呈預先設定之角度，且第二傾斜控制部（82）控制傾斜調整機構（33），而使被定位於第二研削位置之卡盤台（31）的卡盤主軸（312）相對於第二主軸（62）呈預先設定之角度。

Description

研削裝置以及晶圓的研削方法

本發明係關於一種研削裝置以及晶圓的研削方法。

在研削裝置中，保持晶圓之卡盤台進行旋轉，且環狀地配設於研削輪之磨石一邊進行旋轉一邊與晶圓接觸而研削晶圓。以往，作為此種研削裝置，已知確認半徑方向中之晶圓的厚度傾向，並修正卡盤台的旋轉軸相對於磨石的旋轉軸之傾斜（例如，專利文獻1、2）。例如，可在晶圓的半徑方向中，在中心附近、外周附近及其中間位置這三處測量晶圓的厚度，藉此確認晶圓的厚度傾向。

並且，在研削裝置具備：粗研削單元，其以粗磨石研削晶圓；以及精研削單元，其以精磨石研磨晶圓，並且，使配置兩個以上的卡盤台之旋轉台旋轉，而將各卡盤台定位於由粗磨石所進行之研削位置與由精磨石所進行之研削位置（例如，專利文獻2）。 [習知技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2016-016462號公報 [專利文獻2]日本特開2013-119123號公報

[發明所欲解決的課題] 以往，在具備粗研削單元與精研削單元之研削裝置中，從只要在精研削的階段使晶圓成為均一的厚度傾向即可之觀點而言，用於修正晶圓的厚度傾向之卡盤台的旋轉軸的傾斜調整係在由精磨石所進行之研削位置進行。因此，在已以粗磨石進行研削之階段中，有每個卡盤台的晶圓未成為均一的厚度傾向之情形。此情形，為了消除厚度傾向的偏差，以精磨石進行研削之研削量會依每個卡盤台而異，而有研削時間產生偏差之問題。若精研削所需要之時間依每個卡盤台而異，則晶圓的生產效率變差。

本發明係鑒於此點所完成者，其目的在於在以第一磨石與第二磨石進行研削之研削裝置以及晶圓的研削方法中，使以第二磨石進行研削之際的每個卡盤台的研削時間及研削量均一化，而實現有效率的晶圓的研削。

[解決課題的技術手段] 本發明的一態樣為一種研削裝置，其具備：卡盤台，其以圓錐狀的保持面保持晶圓；卡盤旋轉部，其以通過該保持面的中心之卡盤主軸使該卡盤台旋轉；傾斜調整機構，其改變該卡盤主軸的傾斜；第一研削機構，其使裝設環狀的第一磨石之第一主軸旋轉，並以該第一磨石研削被保持於該保持面之晶圓；第二研削機構，其使裝設環狀的第二磨石之第二主軸旋轉，並以該第二磨石研削被保持於該保持面之晶圓；旋轉台，其配置多個該卡盤台；以及控制部，其使該旋轉台旋轉，而將該卡盤台定位於該第一磨石進行研削之第一研削位置與該第二磨石進行研削之第二研削位置，其中，所述研削裝置具備：第一傾斜控制部，其以藉由該控制部使該旋轉台旋轉而被定位於該第一研削位置之該卡盤台的該卡盤主軸相對於該第一主軸成為預先設定之角度之方式，控制該傾斜調整機構；以及第二傾斜控制部，其以藉由該控制部使該旋轉台旋轉而被定位於該第二研削位置之該卡盤台的該卡盤主軸相對於該第二主軸成為預先設定之角度之方式，控制該傾斜調整機構。

所述研削裝置具備：厚度測量器，其測量經該第一磨石研削之晶圓的厚度；以及厚度傾向計算部，其在經該第一磨石研削之晶圓的半徑部分中以該厚度測量器測量至少三處的厚度，並計算晶圓的厚度傾向，並且，該第一傾斜控制部具有求取該厚度傾向計算部所計算出之厚度傾向與預先設定之預定的厚度傾向的差之計算部，從該差接著以經該第一磨石研削之晶圓成為預定的厚度傾向之方式控制該傾斜調整機構。

本發明的一態樣為一種晶圓的研削方法，其使配置多個保持晶圓之卡盤台之旋轉台旋轉，且以第一磨石研削被保持於該卡盤台之晶圓後，以第二磨石研削至預定的厚度，所述晶圓的研削方法係由下述步驟所構成：保持步驟，其使該卡盤台保持晶圓；初期研削步驟，其在該保持步驟之後，以該第一磨石研削晶圓；厚度測量步驟，其測量在經該初期研削步驟研削之晶圓的半徑方向中之至少三處的厚度；厚度傾向計算步驟，其從經該厚度測量步驟測量之至少三個厚度值計算晶圓的厚度傾向；傾斜調整步驟，其以經該厚度傾向計算步驟計算出之厚度傾向與預先設定之厚度傾向一致之方式，調整各該卡盤台的卡盤主軸相對於第一主軸之傾斜；第一研削步驟，其以該第一磨石研削經該傾斜調整步驟調整之該卡盤台所保持之晶圓；以及第二研削步驟，其使該旋轉台旋轉，並以該第二磨石研削經該第一研削步驟研削之晶圓。

可在該第一研削步驟研削經該初期研削步驟研削之晶圓。

[發明功效] 根據本發明的研削裝置以及晶圓的研削方法，則在藉由第一磨石而進行研削之位置（第一研削位置）進行卡盤台的傾斜調整之後，以第一磨石進行研削，藉此可使第二磨石的研削量均一，而實現有效率的晶圓的研削。

以下，參照隨附圖式，針對研削裝置以及晶圓的研削方法進行說明。圖1係本實施方式之研削裝置的立體圖。此外，適用本發明之研削裝置只要為對晶圓實施由第一磨石所進行之研削與由第二磨石所進行之研削者即可，並不受限於圖1所示之構成。

圖1所示之研削裝置1為全自動型（full auto type）的加工裝置，且被構成為全自動實施由對被加工物亦即晶圓90之搬入處理、粗研削處理、精研削處理、清洗處理、搬出處理所構成之一連串的作業。

晶圓90被形成為大致圓板狀，且在下表面黏貼有保護膠膜（圖示省略）之狀態下被搬入研削裝置1。此外，晶圓90可為矽、砷化鎵等的半導體基板，亦可為陶瓷、玻璃、藍寶石等的無機材料基板，還可為半導體製品的封裝基板等。此外，晶圓90亦可在下表面未黏貼保護膠膜之狀態下被搬入研削裝置1。

研削裝置1中之X軸方向、Y軸方向、Z軸方向存在互相垂直的關係。X軸方向與Y軸方向為大致水平的方向，Z軸方向為上下方向（垂直方向）。表示X軸方向之兩箭頭之中，將標注X的文字之側設為前方，將未標注X的文字之側設為後方。表示Y軸方向之兩箭頭之中，將標注Y的文字之側設為左方，將未標注Y的文字之側設為右方。表示Z軸方向之兩箭頭之中，將標注Z的文字之側設為上方，將未標注Z的文字之側設為下方。

在研削裝置1的基台10的前側載置有已容納多個晶圓90之一對卡匣11。在一對卡匣11的後方設有將晶圓90相對於卡匣11進出之機械手12。機械手12係在由多節連桿所構成之機械臂13的前端設置手部14所構成。

機械手12的右斜後方設有將研削加工前的晶圓90進行定位之定位機構15。定位機構15係在暫置台16的周圍配置能在暫置台16的徑向進退的多個定位銷17所構成。在定位機構15中，藉由多個定位銷17碰觸被載置於暫置台16上之晶圓90的外周緣，而將晶圓90的中心定位成與暫置台16的中心一致。

在機械手12的左斜後方設有清洗研削加工完畢的晶圓90之清洗機構18。清洗機構18係設置朝向旋轉台（圖示省略）噴射清洗水及乾燥空氣之各種噴嘴（圖示省略）所構成。在清洗機構18中，已保持晶圓90之旋轉台被下降至基台10內，在基台10內被噴射清洗水，晶圓90被旋轉清洗之後，噴吹乾燥空氣而乾燥晶圓90。

機械手12將研削加工前的晶圓90從卡匣11搬送至定位機構15，且將研削加工完畢的晶圓90從清洗機構18搬送至卡匣11。

在定位機構15與清洗機構18之間設有：搬入機構20，其將研削加工前的晶圓90搬入卡盤台31；以及搬出機構23，其將研削加工完畢的晶圓90從卡盤台31搬出。

搬入機構20係在基台10上於能以Z軸方向的軸為中心進行旋轉的支撐臂21的前端設置保持墊22所構成。在搬入機構20中，藉由保持墊22而吸引保持晶圓90，從暫置台16抬起晶圓90，藉由支撐臂21而將保持墊22進行回旋，藉此將晶圓90搬入卡盤台31。

搬出機構23係在基台10上於能以Z軸方向的軸為中心進行旋轉的支撐臂24的前端設置保持墊25所構成。在搬出機構23中，藉由保持墊25而吸引保持晶圓90，從卡盤台31抬起晶圓90，藉由支撐臂24而將保持墊25進行回旋，藉此將晶圓90從卡盤台31搬出至清洗機構18。

在搬入機構20及搬出機構23的後方設有旋轉台30，所述旋轉台30在圓周方向以均等間隔配置三個卡盤台31。旋轉台30能以Z軸方向的旋轉軸為中心進行旋轉，且藉由省略圖示之工作台驅動機構而被旋轉驅動。

如圖2所示，各卡盤台31在上部具備多孔的多孔構件32，多孔構件32係與未圖示之吸引源連通。多孔構件32的上表面成為吸引保持晶圓90之保持面321。各卡盤台31被支撐成能以通過保持面321的中心之中心軸311為中心進行旋轉。針對支撐卡盤台31之構造，將於後述。

如圖2所示，各卡盤台31的保持面321被形成為圓錐面，所述圓錐面係頂點位於中心軸311上，且朝向卡盤台31的外周側逐漸變低。被載置於卡盤台31上之晶圓90係在順著保持面321的圓錐形狀之狀態下被保持。保持面321在吸引保持之晶圓90黏貼有保護膠膜之情形中，吸引保持保護膠膜，並透過保護膠膜而吸引保持晶圓90。此外，在圖2中，誇張地描繪保持面321相對於水平方向之傾斜與中心軸311相對於垂直方向之傾斜，而實際上為目視無法辨識之程度的稍微的傾斜。

藉由旋轉台30以120度間隔間歇性地旋轉，而三個卡盤台31各自依序被定位於藉由搬入機構20及搬出機構23而將晶圓90搬入及搬出之搬入搬出位置、第一研削機構50的第一磨石51研削晶圓90之第一研削位置、第二研削機構60的第二磨石61研削晶圓90之第二研削位置。在第一研削位置上，藉由第一磨石51而將卡盤台31上的晶圓90粗研削直至預定厚度。在第二研削位置上，藉由第二磨石61而將卡盤台31上的晶圓90精研削直至完工厚度。

第一研削機構50中，在Z軸方向延伸之第一主軸52的下端具備圓板狀的安裝件53，並在安裝件53的下部裝設有研削輪54。在研削輪54的下表面環狀地配置有第一磨石51。

第二研削機構60中，在Z軸方向延伸之第二主軸62的下端具備圓板狀的安裝件63，並在安裝件63的下部裝設有研削輪64。在研削輪64的下表面環狀地配置有第二磨石61。

第一主軸52及第二主軸62例如為空氣主軸，且透過高壓空氣而被支撐成能以Z軸方向的軸線為中心進行旋轉。

第一磨石51及第二磨石61例如係以金剛石磨石所構成，所述金剛石磨石係以金屬黏合材、樹脂黏合材等結合劑固定金剛石磨粒而成。第二磨石61係以粒徑比第一磨石51更細的磨粒所形成。

在旋轉台30中之第一研削位置及第二研削位置的後方立設有支撐第一研削機構50之柱體101與支撐第二研削機構60之柱體102。

在柱體101的前表面設有使第一研削機構50上下移動之第一升降機構。第一升降機構在柱體101的前表面具備在Z軸方向延伸之平行的一對導軌55（僅圖示一個），且在一對導軌55之間具備在Z軸方向延伸之滾珠螺桿56。升降台57被支撐成能相對於一對導軌55在Z軸方向滑動。在升降台57的前表面係透過外殼58支撐第一研削機構50。在升降台57的背面側螺合有滾珠螺桿56，且在滾珠螺桿56的一端連結有馬達59。藉由馬達59而旋轉驅動滾珠螺桿56，藉此使第一研削機構50沿著導軌55在Z軸方向移動。

在柱體102的前表面設有使第二研削機構60上下移動之第二升降機構。第二升降機構在柱體102的前表面具備在Z軸方向延伸之平行的一對導軌65（僅圖示一個），且在一對導軌65之間具備在Z軸方向延伸之滾珠螺桿66。升降台67被支撐成能相對於一對導軌65在Z軸方向滑動。在升降台67的前表面係透過外殼68支撐第二研削機構60。在升降台67的背面側螺合有滾珠螺桿66，且在滾珠螺桿66的一端連結有馬達69。藉由馬達69而旋轉驅動滾珠螺桿66，藉此使第二研削機構60沿著導軌65在Z軸方向移動。

在旋轉台30的附近設有厚度測量規70與厚度測量規71。厚度測量規70測量已定位於第一研削機構50的下方的第一研削位置之卡盤台31所保持之晶圓90的厚度。厚度測量規71測量已定位於第二研削機構60的下方的第二研削位置之卡盤台31所保持之晶圓90的厚度。

厚度測量規70、71分別具備：基準高度規701、711，其等量測卡盤台31的保持面321的高度位置；以及晶圓高度規702、712，其等量測晶圓90的上表面的高度位置。基準高度規701、711為接觸式的高度規，其使接觸子與保持面321接觸，而從接觸位置的高度檢測保持面321的高度位置。同樣地，晶圓高度規702、712為接觸式的高度規，其使接觸子與晶圓90的上表面接觸，而從接觸位置的高度檢測晶圓90的上表面的高度位置。然後，基於基準高度規701、711的量測值與晶圓高度規702、712的量測值之差，量測晶圓90的厚度。

進一步，在厚度測量規71的附近設有非接觸式的厚度測量器72。厚度測量器72測量已定位於第二研削機構60的下方的第二研削位置之卡盤台31所保持之晶圓90的厚度。

如圖2所示，厚度測量器72具備：支架721，其立設於旋轉台30的外周側；以及支撐臂722，其從支架721朝向卡盤台31的上方延伸，並且，在支撐臂722安裝有三個感測器723、724、725。三個感測器723、724、725係在保持於卡盤台31上之晶圓90的半徑方向中位置不同地配置。

厚度測量器72的各感測器723、724、725係從晶圓90的上方照射雷射光而測量晶圓90的厚度。

例如，厚度測量器72係以各感測器723、724、725接收雷射光被晶圓90的上表面反射之上表面反射光與雷射光被晶圓90的下表面反射之下表面反射光，並以使用上表面反射光與下表面反射光互相產生干涉之原理之分光干涉式測量晶圓90的厚度。

作為厚度測量器72的另一例，係以各感測器723、724、725接收雷射光被晶圓90的上表面反射之上表面反射光而測量晶圓90的上表面的高度位置，並以各感測器723、724、725接收雷射光貝卡盤台31的保持面321反射之保持面反射光而測量保持面321的高度位置，並以晶圓90的上表面高度與保持面321的高度之差測量晶圓90的厚度。

在厚度測量器72中，可使用三個感測器723、724、725而在晶圓90的半徑部分中測量三處的厚度。更詳細而言，藉由設置於支撐臂722的前端側之感測器723而測量晶圓90的靠近中心之處的厚度，且藉由設置於支撐臂722的基端側之感測器725而測量晶圓90的靠近外周之處的厚度，並藉由設置於支撐臂722的中間之感測器724而測量晶圓90的半徑方向的中間處的厚度。

如圖3至圖6所示，一個個卡盤台31在多孔構件32的下方具備以中心軸311為中心之圓柱形狀的卡盤主軸312。能藉由傾斜調整機構33而調整卡盤主軸312的傾斜。具體而言，以成為順著圓錐狀的保持面321之形狀之晶圓90之中與第一磨石51、第二磨石61接觸之部分在從側邊觀看時與第一磨石51的下表面、第二磨石61的下表面成為平行之方式，使用傾斜調整機構33調整卡盤主軸312的傾斜。

傾斜調整機構33具備：支撐台34；以及位置調整單元35與固定支撐部36，其等與支撐台34連結（參照圖6）。支撐台34具備：圓筒狀的支撐筒部341；以及圓板狀的凸緣342，其係將支撐筒部341的下部擴徑而成。傾斜調整機構33係使位置調整單元35運作並以固定支撐部36為支點而將凸緣342傾斜，藉此調整卡盤主軸312的傾斜。

如圖4所示，卡盤主軸312***支撐台34的支撐筒部341的內部。配設於支撐筒部341的內側之軸承343係與卡盤主軸312的外周面接觸，且透過軸承343而將卡盤主軸312支撐成能旋轉。

位置調整單元35係在支撐台34的圓周方向上位置不同地設置兩處以上，各位置調整單元35係與凸緣342連結。圖5表示位置調整單元35與固定支撐部36的配置的一例。在圖5的構成中，在圓周方向上以120度間隔（等間隔）配設有兩個位置調整單元35與一個固定支撐部36。固定支撐部36將凸緣342支撐在固定的高度位置。兩個位置調整單元35係個別地運作並能改變凸緣342的高度位置。

如圖6所示，各位置調整單元35具備：筒部351，其固定於旋轉台30；可動軸352，其貫通筒部351；馬達353，其與可動軸352的下端連結；以及夾持螺帽354，其從上下夾住凸緣342。筒部351貫通形成於旋轉台30之Z軸方向的孔。形成於可動軸352的上端側之螺桿部（圖示省略）貫通凸緣342並與夾持螺帽354螺合。可動軸352藉由馬達353而被旋轉驅動，藉此使夾持螺帽354沿著可動軸352變化位置，並使被夾持螺帽354夾持之凸緣342變化Z軸方向的高度位置。

此外，傾斜調整機構33並不受限於上述的構成。例如，亦可構成為不設置兩個，而是設置三個以上的位置調整單元35。並且，亦可為可動軸352不旋轉地在Z軸方向滑動而使凸緣342的高度改變之構成。

卡盤主軸312係藉由卡盤旋轉部37而進行旋轉。卡盤旋轉部37具備：馬達371；帶輪372，其設置於馬達371的輸出軸；傳遞皮帶373，其捲繞於帶輪372及卡盤主軸312。若藉由馬達371而使帶輪372旋轉驅動，則透過傳遞皮帶373將旋轉力傳遞至卡盤主軸312。然後，藉由通過保持面321的中心（中心軸311）之卡盤主軸312進行旋轉，而卡盤台31進行旋轉。

在研削裝置1設有統一控制裝置各部之控制部80（參照圖1、圖9）。控制部80係藉由執行各種處理之處理器、記憶體等所構成。控制部80遵循記憶於記憶體之控制程式，而控制在研削裝置1的各部間的晶圓90的搬送、由第一磨石51所進行之粗研削、由第二磨石61所進行之精研削、晶圓90的厚度測量、晶圓90的清洗等各種動作。在控制部80的記憶體暫時性地儲存晶圓90的目標的完工厚度、對於晶圓90之粗研削量、對於晶圓90之精研削量、預先設定之晶圓90的厚度傾向等的加工關聯資料。

此外，針對以下說明之研削裝置1的各部的動作，未註明控制的主體之情形係藉由從控制部80發送之控制訊號而控制動作。

在如以上般所構成之研削裝置1中，在晶圓90的研削加工之際，分別在第一研削位置與第二研削位置進行卡盤台31的傾斜調整。亦即，以藉由控制部80使旋轉台30旋轉而被定位於第一研削位置之卡盤台31的卡盤主軸312相對於第一主軸52成為預先設定之角度之方式，藉由控制部80的第一傾斜控制部81（參照圖9）而控制傾斜調整機構33。並且，以藉由控制部80使旋轉台30旋轉而被定位於第二研削位置之卡盤台31的卡盤主軸312相對於第二主軸62成為預先設定之角度之方式，藉由控制部80的第二傾斜控制部82（參照圖9）而控制傾斜調整機構33。針對包含此種卡盤台31的傾斜調整之研削裝置1中之各作業步驟進行說明。

[保持步驟] 藉由機械手12而將研削加工前的晶圓90從卡匣11內取出並搬送至定位機構15，以定位機構15進行晶圓90的中心對準。接著，藉由搬入機構20而將晶圓90在搬入搬出位置搬入卡盤台31，使晶圓90保持於保持面321上。

[初期研削步驟] 若在搬入搬出位置使卡盤台31保持晶圓90，則控制部80使旋轉台30旋轉而將該卡盤台31定位於第一研削位置。然後，控制部80使初期研削步驟執行，所述初期研削步驟係藉由第一研削機構50的第一磨石51而研削晶圓90的上表面。

在初期研削步驟中，藉由第一升降機構而使第一研削機構50下降，使第一磨石51與晶圓90的上表面接觸，並藉由第一主軸52而使研削輪54旋轉。並且，在已定位於第一研削位置之卡盤台31，藉由卡盤旋轉部37而使卡盤主軸312旋轉。如此進行，一邊使第一磨石51與卡盤台31上的晶圓90分別旋轉，一邊藉由第一磨石51而研削晶圓90的上表面。若已到達預先設定成初期研削用之預定的研削量，亦即，若晶圓90已被研削至預先設定之預定的厚度，則停止研削輪54的旋轉與卡盤主軸312的旋轉，並藉由第一升降機構而使第一研削機構50上升，使第一磨石51從卡盤台31上的晶圓90離開，結束初期研削步驟。

[厚度測量步驟] 若完成初期研削步驟，則控制部80使旋轉台30旋轉，將保持已完成初期研削之晶圓90之卡盤台31定位於第二研削位置。然後，控制部80執行厚度測量步驟，所述厚度測量步驟係使用厚度測量器72測量已在初期研削步驟研削之晶圓90的半徑方向上之至少三處的厚度。

[厚度傾向計算步驟] 接著，控制部80使厚度傾向計算步驟執行，所述厚度傾向計算步驟係從經厚度測量步驟測量之至少三個厚度值計算晶圓90的厚度傾向（進行晶圓90的形狀運算）。

例如，可在已利用厚度測量器72的三個感測器723、724、725測量厚度值之晶圓90的外周附近、半徑方向的中間、中心附近這三處，將晶圓90上表面的高度位置在Z軸方向座標化，將平滑連接此等三處的點之曲線形狀表示作為厚度傾向。

此外，亦可在厚度測量器72設置四個以上的感測器，並在厚度測量步驟中，在晶圓90的半徑方向中測量四處以上的厚度。此情形，可藉由基於經厚度測量步驟測量之四處以上的厚度值之近似曲線而表示厚度傾向。

[傾斜調整步驟] 接著，控制部80將經厚度傾向計算步驟計算出之晶圓90的厚度傾向與預先設定並記憶於記憶體之厚度傾向進行比較並求取差。此等厚度傾向存在差之情形，以經厚度傾向計算步驟計算出之晶圓90的厚度傾向與預先設定之厚度傾向一致之方式（以消除差之方式），計算傾斜調整量，而在第一研削位置使傾斜調整步驟執行，所述傾斜調整步驟係調整各卡盤台31的卡盤主軸312相對於第一主軸52之傾斜。

圖7係晶圓90的厚度傾向的例子。圖7的（A）表示預先設定之晶圓90的預定的厚度傾向亦即設定厚度傾向Ta。與設定厚度傾向Ta相關之資料被包含於研削製程，並被記憶於控制部80的記憶體。在圖7的（B）及圖7的（C）中，以實線表示在初期研削後經厚度傾向計算步驟計算出之晶圓90的厚度傾向亦即研削厚度傾向Tb、Tc。圖7中的S為在研削時藉由厚度測量規70與厚度測量規71而量測晶圓90的厚度之厚度測量處。

在初期研削步驟中，以在厚度測量處S的晶圓90的厚度與預先設定之晶圓90的厚度（設定厚度）一致之方式進行研削。亦即，以在厚度測量處S中研削後厚度與設定厚度的差成為0之方式進行研削。然後，若以在厚度測量處S使晶圓90的上表面的高度位置一致之方式進行將設定厚度傾向Ta與研削厚度傾向Tb、Tc的形狀重疊之資料處理，則可辨別設定厚度傾向Ta與研削厚度傾向Tb、Tc的差。在圖7的（B）及圖7的（C）所示之研削厚度傾向Tb、Tc中，分別相對於設定厚度傾向Ta成為晶圓90的半徑方向的中央部分的厚度大且外周部分的厚度小的山形的厚度傾向，可知為與設定厚度傾向Ta不一致之狀態。

更詳細而言，在圖7的（B）的研削厚度傾向Tb中，隨著從厚度測量處S往外周側行進，研削後厚度變得小於設定厚度，且在晶圓90的外周部，研削後厚度相對於設定厚度的差為Ma（差值為負）。並且，隨著從厚度測量處S往內周側（中央）行進，研削後厚度變得大於設定厚度，且在晶圓90的中央，研削後厚度相對於設定厚度的差為Na（差值為正）。

控制部80係從設定厚度傾向Ta與研削厚度傾向Tb的差計算用於使研削厚度傾向Tb與設定厚度傾向Ta一致的傾斜調整量。然後，基於所計算出之傾斜調整量，使支撐第一研削位置的卡盤台31之各位置調整單元35的馬達353運作，藉由傾斜調整機構33而將卡盤主軸312的角度調整成相對於第一主軸52成為預先設定之適當的角度。藉此，被第一研削機構50的第一磨石51研削之晶圓90的厚度傾向係與設定厚度傾向Ta成為一致。

在圖7的（C）的研削厚度傾向Tc中，隨著從厚度測量處S往外周側行進，研削後厚度變得小於設定厚度，且在晶圓90的外周部，研削後厚度相對於設定厚度的差為Mb（差值為負）。並且，隨著從厚度測量處S往內周側（中央）行進，研削後厚度變得大於設定厚度。且在晶圓90的中央，研削後厚度相對於設定厚度的差為Nb（差值為正）。如此，研削厚度傾向Tc的整體的厚度傾向雖與圖7的（B）的研削厚度傾向Tb相似，但在研削厚度傾向Tc中，設定厚度與研削後厚度的差在外周側變小，且設定厚度與研削後厚度的差在內周側（中央側）變大。亦即，Ma＞Mb，Na＜Nb，且在研削厚度傾向Tc中，尤其在晶圓90的中央側，離設定厚度的偏差量大。

因此，用於使研削厚度傾向Tc與設定厚度傾向Ta一致的傾斜調整量係與用於使研削厚度傾向Tb與設定厚度傾向Ta一致的傾斜調整量不同。針對與研削厚度傾向Tc相關之傾斜調整量的計算、基於計算出之傾斜調整量之傾斜調整動作，係與上述的研削厚度傾向Tb的情形同樣地進行，因此省略說明。

圖8係晶圓90的厚度傾向的不同例。圖8的（A）表示預先設定之晶圓90的預定的厚度傾向亦即設定厚度傾向Td。與設定厚度傾向Td相關之資料被包含於研削製程，且被記憶於控制部80的記憶體。

在圖8的（B）所示之初期研削後的厚度傾向亦即研削厚度傾向Te中，隨著從厚度測量處S（研削後厚度與設定厚度的差為0之位置）往外周側行進，研削後厚度會變得大於設定厚度，且在晶圓90的外周部，研削後厚度相對於設定厚度的差為Mc（差值為正）。並且，隨著從厚度測量處S往內周側（中央）行進，相對於設定厚度之研削後厚度會變小，且在晶圓90的中央，研削後厚度相對於設定厚度的差為Nc（差值為負）。

在圖8的（C）所示之初期研削後的厚度傾向亦即研削厚度傾向Tf中，隨著從厚度測量處S（研削後厚度與設定厚度的差為0之位置）往外周側行進，研削後厚度會變得大於設定厚度，且在晶圓90的外周部，研削後厚度相對於設定厚度的差為Md（差值為正）。並且，隨著從厚度測量處S往內周側（中央）行進，研削後厚度會變得大於設定厚度，且在晶圓90的中央，研削後厚度相對於設定厚度的差Nd（差值為正）。亦即，在研削厚度傾向Tf中，除了厚度測量處S以外，整體的研削後厚度變得大於設定厚度。

控制部80係從設定厚度傾向Td與研削厚度傾向Te、Tf的差計算用於使研削厚度傾向Te、Tf與設定厚度傾向Td一致的傾斜調整量。然後，基於所計算出之傾斜調整量，使支撐第一研削位置的卡盤台31之各位置調整單元35的馬達353運作，藉由傾斜調整機構33而將卡盤主軸312的角度調整成相對於第一主軸52成為預先設定之適當的角度。藉此，被第一研削機構50的第一磨石51研削之晶圓90的厚度傾向係與設定厚度傾向Td成為一致。

如上述般進行，基於以初期研削步驟後的厚度測量步驟及厚度傾向計算步驟所得到之晶圓90的厚度傾向（研削厚度傾向Tb、Tc、Te、Tf）進行傾斜調整步驟，藉此將在第一研削位置的卡盤台31的卡盤主軸312調整成相對於第一主軸52成為預先設定之適當的角度，而被第一研削機構50的第一磨石51研削之晶圓90的厚度傾向係與設定厚度傾向Ta、Td成為一致。

因此，配置於旋轉台30之多個卡盤台31的任一者皆在第一研削位置中將卡盤主軸312調整成相對於第一主軸52成為預先設定之適當的角度，因此被保持於各卡盤台31且已被第一磨石51研削之晶圓90成為相同的厚度傾向。

此外，在經厚度傾向計算步驟計算出之晶圓90的厚度傾向與預先設定並記憶於記憶體之厚度傾向無差異之情形中，在傾斜調整步驟的傾斜調整量成為0，不進行由傾斜調整機構33所進行之傾斜調整動作。

[第一研削步驟] 接著，控制部80使第一研削步驟進行，所述第一研削步驟係以第一研削機構50的第一磨石51研削經傾斜調整步驟調整之卡盤台31所保持之晶圓90。在第一研削步驟中，粗研削晶圓90。與上述的初期研削步驟同樣地，在第一研削步驟中，藉由第一升降機構而使第一研削機構50下降，且藉由第一主軸52而使研削輪54旋轉。並且，藉由卡盤旋轉部37而使卡盤主軸312旋轉。然後，藉由第一磨石51而研削晶圓90的上表面。若藉由厚度測量規70的測量而確認晶圓90已成為粗研削用所設定之厚度，則停止研削輪54的旋轉與卡盤主軸312的旋轉，並藉由第一升降機構而使第一研削機構50上升，結束第一研削步驟。

此外，在第一研削步驟中，不僅研削從卡匣11搬送而來之未研削的晶圓90，亦可將經初期研削步驟研削之晶圓90再次定位於第一研削位置，並重新在第一研削步驟藉由第一磨石51進行研削。藉此，可不浪費地使用經初期研削步驟研削之晶圓90。此外，此情形，經第一研削步驟研削之晶圓90的完工厚度設定成小於經初期研削步驟研削之晶圓的厚度。

[第二傾斜調整步驟] 接著，控制部80係以使旋轉台30旋轉而被定位於第二研削位置之卡盤台31的卡盤主軸312相對於第二主軸62成為預先設定之角度之方式控制傾斜調整機構33，並使第二傾斜調整步驟執行。

在第二傾斜調整步驟的各卡盤台31的卡盤主軸312相對於第二主軸62之傾斜角度被記憶於記憶體。例如，在事前與第一研削機構50的情形同樣地，藉由第二研削機構60的第二磨石61而初期研削被定位於第二研削位置之卡盤台31上的晶圓90。接著，控制部80使用厚度測量器72，在半徑方向中之至少三處測量已在第二研削機構60進行初期研削之晶圓90的厚度，並計算晶圓90的厚度傾向。然後，控制部80基於所計算出之晶圓90的厚度傾向與預先設定並記憶於記憶體之厚度傾向的差，計算各卡盤台31的卡盤主軸312相對於第二主軸62之傾斜角度，並記憶於記憶體。使第二傾斜調整步驟執行，所述第二傾斜調整步驟係將卡盤主軸312的傾斜調整成此記憶於記憶體之各卡盤主軸312的傾斜角度。

藉由進行第二傾斜調整步驟，因被配置於旋轉台30之多個卡盤台31的任一者皆在第二研削位置中被調整成卡盤主軸312相對於第二主軸62成為預先設定之適當的角度，故被保持於各卡盤台31且已被第二磨石61研削之晶圓90成為相同的厚度傾向。

[第二研削步驟] 接著，控制部80使第二研削步驟進行，所述第二研削步驟係以第二研削機構60的第二磨石61研削已被定位於第二研削位置之卡盤台31上的晶圓90。在第二研削步驟中，精研削晶圓90。

在第二研削步驟中，藉由第二升降機構而使第二研削機構60下降，且藉由第二主軸62而使研削輪64旋轉。並且，在已定位於第二研削位置之卡盤台31，藉由卡盤旋轉部37而使卡盤主軸312旋轉。如此進行，一邊使第二磨石61與卡盤台31上的晶圓90分別旋轉，一邊藉由第二磨石61而研削晶圓90的上表面。若藉由厚度測量規71的測量而確認晶圓90已成為完工厚度，則停止研削輪64的旋轉與卡盤主軸312的旋轉，並藉由第二升降機構而使第二研削機構60上升，結束第二研削步驟。

[清洗步驟、搬出步驟] 接著，控制部80使旋轉台30旋轉，將保持經第二研削步驟研削之晶圓90之卡盤台31定位於搬入搬出位置。然後，藉由搬出機構23而將該晶圓90從卡盤台31搬出至清洗機構18，並以清洗機構18清洗研削加工完畢的晶圓90。藉由機械手12而搬送清洗後的晶圓90並容納至卡匣11內。

經過以上的各步驟，完成在研削裝置1的對於晶圓90之一連串的作業。

圖9係概念性表示包含控制部80之研削裝置1的控制系統的一部分之方塊圖。在第一研削位置的各卡盤台31的卡盤主軸312的傾斜調整被控制部80的功能區塊亦即第一傾斜控制部81控制。在第二研削位置的各卡盤台31的卡盤主軸312的傾斜調整被控制部80的功能區塊亦即第二傾斜控制部82控制。

以厚度測量器72測量經初期研削步驟研削之晶圓90的厚度並計算晶圓90的厚度傾向之處理係藉由控制部80的功能區塊亦即厚度傾向計算部83而執行。

並且，求出厚度傾向計算部83所計算出之晶圓90的厚度傾向與預先設定之預定的厚度傾向之差（計算傾斜調整量）之處理係藉由第一傾斜控制部81所包含之功能區塊亦即計算部84而執行。

此外，控制部80中之第一傾斜控制部81、第二傾斜控制部82、厚度傾向計算部83、計算部84為概念性的功能區塊，並不意指此等各部個別地存在。控制部80中之各部的功能係藉由構成控制部80之處理器、記憶體等的動作而實現。

如上所述，在本實施方式的研削裝置1中，將被定位於第一研削位置之卡盤台31的卡盤主軸312傾斜調整成相對於第一研削機構50的第一主軸52成為預先設定之角度。藉此，經第一研削機構50的第一磨石51研削之每個卡盤台31的晶圓90成為均一的厚度傾向，且將以第二研削機構60的第二磨石61研削之每個卡盤台31的晶圓90的研削量均一化，而變得不會產生研削時間的差異。

並且，在卡盤主軸312的傾斜調整之際，從半徑方向的三處以上的厚度值計算晶圓90的厚度傾向（進行形狀運算），並比較與預先設定之厚度傾向的差。藉由使用將晶圓90的整體的厚度傾向進行形狀運算所得之資料，而相較於僅利用在晶圓90的半徑方向的特定位置進行點式測量所得之厚度值的資料之情形，可進行精度更高的傾斜調整。

亦可使用與圖2所示之厚度測量器72不同之厚度測量器。圖10所示之變形例的厚度測量器73被構成為立設於旋轉台30的外周側之支架731能以Z軸方向的軸為中心進行旋轉。在從支架731朝向卡盤台31的上方延伸之支撐臂732安裝有一個感測器733。感測器733為從晶圓90的上方照射雷射光而測量晶圓90的厚度之非接觸型的感測器。

藉由測量器旋轉部74而進行支撐臂732的回旋動作。測量器旋轉部74具備：馬達741；帶輪742，其設置於馬達741的輸出軸；以及傳遞皮帶743，其捲繞於帶輪742及支架731。若藉由馬達741而使帶輪742旋轉驅動，則旋轉力係透過傳遞皮帶743而被傳遞至支架731。如此一來，支撐臂732係以支架731為中心進行回旋。

若支撐臂732進行回旋，則感測器733在卡盤台31的半徑方向上的位置會變化。藉此，可在晶圓90的半徑方向中於多處測量厚度。尤其，因厚度測量器73可不依賴感測器的數量而是因應支撐臂732的回旋位置自由地選擇在晶圓90的半徑方向中之厚度的測量處，故能在半徑方向的多處取得用於計算厚度傾向的厚度值，可使厚度傾向的計算精度提升。

厚度測量器73中雖使支撐臂732回旋，但作為進一步之變形例，支撐臂732亦能使用在卡盤台31的半徑方向滑動之類型的厚度測量器。

亦可將計算晶圓90的厚度傾向所使用之厚度測量器配置於與圖1的研削裝置1的厚度測量器72不同之位置。例如，亦可將厚度測量器設置於下述位置：能測量位在旋轉台30上的搬入搬出位置（能進行由搬入機構20與搬出機構23所進行之搬送的位置）之卡盤台31上的晶圓90的厚度之位置。或者，亦可將厚度測量器設置於能測量位在第一研削位置（能以第一研削機構50進行研削的位置）之卡盤台31上的晶圓90的厚度之位置。

並且，亦可使用未配置於研削裝置1之厚度測量器進行晶圓90的厚度傾向的計算。亦即，以外部的厚度測量器測量經初期研削之晶圓的厚度，並將所測量之厚度值輸入研削裝置1所具備之厚度值輸入部，藉此厚度傾向計算部可計算晶圓的厚度傾向。並且，亦可在研削裝置1的外部進行晶圓的厚度傾向的計算，且研削裝置1可具備輸入所述厚度傾向之厚度傾向輸入部。

此外，本發明的實施方式並不受限於上述的實施方式及變形例，在不脫離本發明的技術性思想的主旨之範圍內，可進行各種改變、取代、變形。再者，只要可藉由技術的進步或衍生之其他技術而利用其他方法實現本發明的技術性思想，則亦可使用所述方法並實施。因此，申請專利範圍涵蓋本發明的技術性思想的範圍內所能包含之全部實施態樣。

[產業利用性] 如以上說明，本發明的研削裝置以及晶圓的研削方法係使在多個卡盤台中經第一磨石研削之晶圓的形狀為均一（使晶圓為相同的厚度傾向），藉此具有可使第二磨石的研削時間及研削量均一之功效，而對於在形成元件之前的晶圓的研削、形成有元件之晶圓的研削等各種階段中進行研削之研削裝置以及研削方法為有用。

1:研削裝置 15:定位機構 18:清洗機構 20:搬入機構 23:搬出機構 30:旋轉台 31:卡盤台 33:傾斜調整機構 35:位置調整單元 36:固定支撐部 37:卡盤旋轉部 50:第一研削機構 51:第一磨石 52:第一主軸 60:第二研削機構 61:第二磨石 62:第二主軸 70:厚度測量規 71:厚度測量規 72:厚度測量器 73:厚度測量器 74:測量器旋轉部 80:控制部 81:第一傾斜控制部 82:第二傾斜控制部 83:厚度傾向計算部 84:計算部 90:晶圓 312:卡盤主軸 321:保持面 723:感測器 724:感測器 725:感測器 733:感測器 741:馬達 S:厚度測量處 Ta:設定厚度傾向 Tb:研削厚度傾向 Tc:研削厚度傾向 Td:設定厚度傾向 Te:研削厚度傾向 Tf:研削厚度傾向

圖1係研削裝置的立體圖。 圖2係表示卡盤台、厚度測量器、第二研削機構之剖面圖。 圖3係表示卡盤台與傾斜調整機構之側視圖。 圖4係表示卡盤台與傾斜調整機構的一部分之剖面圖。 圖5係表示傾斜調整機構的配置例之俯視圖。 圖6係表示卡盤台、傾斜調整機構、卡盤旋轉部之立體圖。 圖7係說明預先設定之晶圓的厚度傾向與經研削之晶圓的厚度傾向的一例之圖。 圖8係說明預先設定之晶圓的厚度傾向與經研削之晶圓的厚度傾向的不同例之圖。 圖9係表示研削裝置的控制系統之方塊圖。 圖10係表示厚度測量器的變形例之剖面圖。

1:研削裝置

10:基台

11:卡匣

12:機械手

13:機械臂

14:手部

15:定位機構

16:暫置台

17:定位銷

18:清洗機構

20:搬入機構

21:支撐臂

22:保持墊

23:搬出機構

24:支撐臂

25:保持墊

30:旋轉台

31:卡盤台

50:第一研削機構

51:第一磨石

52:第一主軸

53:安裝件

54:研削輪

55:導軌

56:滾珠螺桿

57:升降台

58:外殼

59:馬達

60:第二研削機構

61:第二磨石

62:第二主軸

63:安裝件

64:研削輪

65:導軌

66:滾珠螺桿

67:升降台

68:外殼

69:馬達

70:厚度測量規

71:厚度測量規

72:厚度測量器

80:控制部

90:晶圓

101:柱體

102:柱體

701:基準高度規

702:晶圓高度規

711:基準高度規

712:晶圓高度規

721:支架

722:支撐臂

Claims (4)

1. 一種研削裝置，其具備： 卡盤台，其以圓錐狀的保持面保持晶圓； 卡盤旋轉部，其以通過該保持面的中心之卡盤主軸使該卡盤台旋轉； 傾斜調整機構，其改變該卡盤主軸的傾斜； 第一研削機構，其使裝設環狀的第一磨石之第一主軸旋轉，並以該第一磨石研削被保持於該保持面之該晶圓； 第二研削機構，其使裝設環狀的第二磨石之第二主軸旋轉，並以該第二磨石研削被保持於該保持面之該晶圓； 旋轉台，其配置多個該卡盤台；以及 控制部，其使該旋轉台旋轉，而將該卡盤台定位於該第一磨石進行研削之第一研削位置與該第二磨石進行研削之第二研削位置， 其中，該研削裝置具備： 第一傾斜控制部，其以藉由該控制部使該旋轉台旋轉而被定位於該第一研削位置之該卡盤台的該卡盤主軸相對於該第一主軸成為預先設定之角度之方式，控制該傾斜調整機構；以及 第二傾斜控制部，其以藉由該控制部使該旋轉台旋轉而被定位於該第二研削位置之該卡盤台的該卡盤主軸相對於該第二主軸成為預先設定之角度之方式，控制該傾斜調整機構。
2. 如請求項1之研削裝置，其中，具備： 厚度測量器，其測量經該第一磨石研削之該晶圓的厚度；以及 厚度傾向計算部，其在經該第一磨石研削之該晶圓的半徑部分中以該厚度測量器測量至少三處的厚度，並計算該晶圓的厚度傾向， 該第一傾斜控制部具有求取該厚度傾向計算部所計算出之厚度傾向與預先設定之預定的厚度傾向的差之計算部，從該差接著以經該第一磨石研削之該晶圓成為預定的厚度傾向之方式控制該傾斜調整機構。
3. 一種晶圓的研削方法，其使配置多個保持晶圓之卡盤台之旋轉台旋轉，且以第一磨石研削被保持於該卡盤台之該晶圓後，以第二磨石研削至預定的厚度，該晶圓的研削方法係由下述步驟所構成： 保持步驟，其使該卡盤台保持該晶圓； 初期研削步驟，其在該保持步驟之後，以該第一磨石研削該晶圓； 厚度測量步驟，其測量在經該初期研削步驟研削之該晶圓的半徑方向中之至少三處的厚度； 厚度傾向計算步驟，其從經該厚度測量步驟測量之至少三個厚度值計算該晶圓的厚度傾向； 傾斜調整步驟，其以經該厚度傾向計算步驟計算出之厚度傾向與預先設定之厚度傾向一致之方式，調整各該卡盤台的卡盤主軸相對於第一主軸之傾斜； 第一研削步驟，其以該第一磨石研削經該傾斜調整步驟調整之該卡盤台所保持之該晶圓；以及 第二研削步驟，其使該旋轉台旋轉，並以該第二磨石研削經該第一研削步驟研削之該晶圓。
4. 如請求項3之研削方法，其中， 在該第一研削步驟研削經該初期研削步驟研削之該晶圓。