WO2021166668A1 - 加工方法及び加工装置 - Google Patents

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WO2021166668A1
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grinding
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wafer
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貴志 坂上
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • This disclosure relates to a processing method and a processing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a wafer grinding apparatus including a wafer grinding means, an inclination adjusting means for adjusting the inclination of the rotation axis of the grinding means, and a grinding condition storage means for storing the grinding conditions of the wafer. Has been done. According to the grinding apparatus described in Patent Document 1, variation in wafer thickness can be minimized by adjusting the inclination of the rotation axis of the grinding means based on the information stored in the grinding condition storage means. I'm trying.
  • the technology according to the present disclosure appropriately improves the flatness of the substrate after the grinding process.
  • One aspect of the present disclosure is a method of processing a substrate in a processing apparatus, wherein the substrate is subjected to a first grinding process in a first grinding portion and a second grinding is performed on the substrate in a second grinding portion.
  • the process includes performing a first regrinding treatment on the substrate in the first grinding portion, and performing a second regrinding treatment on the substrate in the second grinding portion.
  • the substrate is finish-ground to the final finish thickness in the second regrinding process.
  • the flatness of the substrate after the grinding process can be appropriately improved.
  • first substrate a semiconductor substrate in which devices such as a plurality of electronic circuits are formed on the surface and a second substrate are bonded
  • second substrate a semiconductor substrate in which devices such as a plurality of electronic circuits are formed on the surface and a second substrate are bonded
  • the back surface of the first substrate is ground to make it thinner.
  • the thinning of the first substrate is performed by bringing a grinding wheel into contact with the back surface of the first substrate in a state where the back surface of the second substrate is held by the substrate holding portion and grinding.
  • the flatness (TTV: Total Stickness Variation) of the first substrate may be deteriorated. Specifically, for example, when the processing apparatus is temporarily put into a standby state due to replacement of the grinding wheel for grinding the first substrate, or when the grinding conditions in the processing apparatus are changed, before and after the standby of the processing apparatus.
  • the parallelism between the grinding wheel and the substrate holding surface changes due to changes in the device characteristics and environmental characteristics (for example, changes in the device temperature and atmospheric temperature, changes in the surface condition of the grinding wheel, etc.) before and after the change in grinding conditions.
  • the device characteristics and environmental characteristics for example, changes in the device temperature and atmospheric temperature, changes in the surface condition of the grinding wheel, etc.
  • Patent Document 1 The processing method described in Patent Document 1 described above is a grinding apparatus for grinding a first substrate (wafer) with a uniform thickness by adjusting the inclination of the rotation axis of a grinding wheel (grinding means). ..
  • Patent Document 1 does not describe at all about considering the device characteristics and environmental characteristics before and after the standby state of the processing device as described above. Further, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to grind a substrate (for example, a dummy wafer) for adjusting the inclination of the rotating shaft of the grinding wheel (grinding means), and it takes time to adjust the inclination of the rotating shaft. , It was necessary to discard the substrate used for tilt adjustment. As described above, there is room for improvement in the conventional grinding process of the substrate.
  • the technique according to the present disclosure appropriately improves the flatness of the substrate after the grinding process. Specifically, the flatness of the first substrate held by the substrate holding portion is appropriately improved, particularly after returning from the standby state of the processing apparatus or changing the grinding conditions.
  • the processing apparatus and the processing method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
  • the processing apparatus 1 As a polymerization substrate in which the first wafer W as the first substrate and the second wafer S as the second substrate are bonded.
  • the polymerized wafer T is processed.
  • the first wafer W is thinned.
  • the surface on the side bonded to the second wafer S is referred to as a front surface Wa
  • the surface opposite to the front surface Wa is referred to as a back surface Wb.
  • the surface on the side joined to the first wafer W is referred to as the front surface Sa
  • the surface opposite to the front surface Sa is referred to as the back surface Sb.
  • the first wafer W is a semiconductor wafer such as a silicon substrate, and a device layer D including a plurality of devices is formed on the surface Wa.
  • a surface film Fw is further formed on the device layer D, and is bonded to the second wafer S via the surface film Fw.
  • the surface film Fw include an oxide film (SiO 2 film, TEOS film), a SiC film, a SiCN film, and an adhesive.
  • the second wafer S is, for example, a wafer that supports the first wafer W.
  • Surface films Fs are formed on the surface Sa of the second wafer S, and the peripheral edge is chamfered.
  • the surface film Fs include an oxide film (SiO 2 film, TEOS film), a SiC film, a SiCN film, and an adhesive.
  • the second wafer S functions as a protective material (support wafer) for protecting the device layer D of the first wafer W.
  • the second wafer S does not have to be a support wafer, and may be a device wafer on which a device layer is formed as in the first wafer W. In such a case, the surface film Fs is formed on the surface Sa of the second wafer S via the device layer.
  • the device layer D and the surface films Fw and Fs may be omitted in order to avoid the complexity of the illustration.
  • the processing apparatus 1 has a configuration in which the loading / unloading station 2 and the processing station 3 are integrally connected.
  • a cassette Ct capable of accommodating a plurality of polymerized wafers T is loaded / unloaded from the outside.
  • the processing station 3 is provided with various processing devices that perform desired processing on the polymerized wafer T.
  • the loading / unloading station 2 is provided with a cassette mounting stand 10.
  • a cassette mounting stand 10 In the illustrated example, a plurality of cassette Cts, for example, four cassettes Ct can be freely mounted in a row in the X-axis direction on the cassette mounting table 10.
  • the number of cassettes Ct mounted on the cassette mounting table 10 is not limited to this embodiment and can be arbitrarily determined.
  • the loading / unloading station 2 is provided with a wafer transfer area 20 adjacent to the cassette mounting table 10 on the Y-axis positive direction side of the cassette mounting table 10.
  • the wafer transfer region 20 is provided with a wafer transfer device 22 configured to be movable on a transfer path 21 extending in the X-axis direction.
  • the wafer transfer device 22 has a transfer fork 23 that holds and conveys the polymerized wafer T before and after the grinding process.
  • the tip of the transport fork 23 is branched into two, and the polymerized wafer T is sucked and held. Further, the transport fork 23 is configured to be movable in the horizontal direction, the vertical direction, the horizontal axis, and the vertical axis.
  • the configuration of the wafer transfer device 22 is not limited to this embodiment, and any configuration can be adopted.
  • the wafer transfer device 22 is configured to be able to transfer the polymerized wafer T to the cassette Ct of the cassette mounting table 10, the alignment unit 50, and the first cleaning unit 60.
  • the processing station 3 includes a transport unit 30 for transporting the polymerized wafer T, a grinding unit 40 for grinding the first wafer W, an alignment unit 50 for adjusting the horizontal orientation of the polymerized wafer T before the grinding process, and grinding. It has a first cleaning unit 60 that spin-cleans the first wafer W after processing, and a second cleaning unit 70 that cleans the back surface Sb of the second wafer S after grinding.
  • the transport unit 30 is an articulated robot provided with a plurality of, for example, three arms 31. Each of the three arms 31 is configured to be rotatable. A transport pad 32 that attracts and holds the polymerized wafer T is attached to the arm 31 at the tip. Further, the base end arm 31 is attached to an elevating mechanism 33 that elevates and elevates the arm 31 in the vertical direction.
  • the configuration of the transport unit 30 is not limited to this embodiment, and any configuration can be adopted.
  • the transfer unit 30 is configured to be able to transfer the polymerized wafer T to the delivery position A0, the alignment unit 50, the first cleaning unit 60, and the second cleaning unit 70 of the grinding unit 40, which will be described later. ..
  • the grinding unit 40 is provided with a rotary table 41.
  • Four chucks 42 for sucking and holding the polymerized wafer T are provided on the rotary table 41.
  • the four chucks 42 can be moved to the delivery position A0 and the processing positions A1 to A3 by rotating the rotary table 41. Further, each of the four chucks 42 is configured to be rotatable around a vertical axis by a rotation mechanism (not shown).
  • the polymerized wafer T is delivered by the transport unit 30.
  • a rough grinding unit 80 is arranged at the processing position A1 to roughly grind the first wafer W.
  • a medium grinding unit 90 is arranged at the processing position A2 to perform medium grinding of the first wafer W.
  • a finish grinding unit 100 is arranged at the processing position A3 to finish grind the first wafer W.
  • a porous chuck is used for the chuck 42 to suck and hold the back surface Sb of the second wafer S forming the polymerization wafer T.
  • the surface of the chuck 42 that is, the holding surface of the polymerized wafer T, has a convex shape in which the central portion protrudes from the end portion in a side view. Since the protrusion at the center is very small, the convex shape of the chuck 42 is omitted in the drawing.
  • the chuck 42 is held by the chuck base 43.
  • the chuck base 43 is provided with an inclination adjusting portion 44 for adjusting the inclination of the chuck 42 and the chuck base 43 from the horizontal direction.
  • the tilt adjusting unit 44 has a fixed shaft 45 and a plurality of elevating shafts 46 provided on the lower surface of the chuck base 43.
  • Each elevating shaft 46 is configured to be expandable and contractible, and elevates and elevates the chuck base 43.
  • the tilt adjusting portion 44 raises and lowers the other end of the chuck base 43 in the vertical direction by the elevating shaft 46 from one end (position corresponding to the fixed shaft 45) of the outer peripheral portion of the chuck base 43, whereby the chuck 42 and the chuck base are raised and lowered.
  • the configuration of the inclination adjusting unit 44 is not limited to this, and can be arbitrarily selected as long as the relative angle (parallelism) of the first wafer W with respect to the grinding wheel can be adjusted.
  • the rough grinding unit 80 as the rough grinding processing unit or the first grinding unit includes a rough grinding wheel 81 having an annular rough grinding wheel on the lower surface, and a mount 82 supporting the rough grinding wheel 81. It has a spindle 83 that rotates the rough grinding wheel 81 via the mount 82, and a drive unit 84 that incorporates, for example, a motor (not shown). Further, the rough grinding unit 80 is configured to be movable in the vertical direction and the horizontal direction along the support column 85 shown in FIG.
  • the chuck 42 and the rough grinding wheel 81 are brought into contact with the first wafer W of the polymerized wafer T held by the chuck 42 and a part of the arc of the annular rough grinding wheel. By rotating each of them, the back surface Wb of the first wafer W is roughly ground.
  • the medium grinding unit 90 as the first grinding unit has the same configuration as the rough grinding unit 80. That is, the medium grinding unit 90 has a medium grinding wheel 91 including an annular medium grinding wheel, a mount 92, a spindle 93, a drive unit 94, and a support column 95.
  • the particle size of the abrasive grains of the medium grinding wheel is smaller than the particle size of the abrasive grains of the coarse grinding wheel.
  • the finish grinding unit 100 as the second grinding unit has the same configuration as the rough grinding unit 80 and the medium grinding unit 90. That is, the finish grinding unit 100 has a finish grinding wheel 101 including an annular finish grinding wheel, a mount 102, a spindle 103, a drive unit 104, and a support column 105.
  • the particle size of the abrasive grains of the finishing grinding wheel is smaller than the particle size of the abrasive grains of the medium grinding wheel.
  • the processing station 3 is provided with a thickness measuring unit 110 as a thickness distribution measuring unit for measuring the thickness of the first wafer W after the grinding process by the finishing grinding unit 100 is completed.
  • the thickness measuring unit 110 is provided at, for example, the processing position A3 or the delivery position A0.
  • the thickness measuring unit 110 includes, for example, a non-contact type sensor (not shown) and a calculation unit (not shown). Then, the thickness measuring unit 110 acquires the thickness distribution of the first wafer W from the measurement results (thickness of the first wafer W) at a plurality of points by the sensor, and calculates the TTV data of the first wafer W.
  • the above processing apparatus 1 is provided with a control unit 120.
  • the control unit 120 is, for example, a computer equipped with a CPU, a memory, or the like, and has a program storage unit (not shown).
  • the program storage unit stores a program that controls the processing of the polymerized wafer T in the processing apparatus 1. Further, the program storage unit also stores a program for controlling the operation of the drive system of the above-mentioned various processing units and transfer devices to realize the processing described later in the processing device 1.
  • the program may be recorded on a computer-readable storage medium H and may be installed on the control unit 120 from the storage medium H.
  • the first wafer W and the second wafer S are bonded to each other in an external bonding device (not shown) of the processing device 1, and a polymerization wafer T is formed in advance.
  • a cassette Ct containing a plurality of polymerized wafers T is placed on the cassette mounting table 10 of the loading / unloading station 2.
  • the first polymerized wafer T is taken out from the cassette Ct by the transfer fork 23 of the wafer transfer device 22, and is transferred to the alignment unit 50 of the processing station 3.
  • the horizontal orientation of the polymerized wafer T is adjusted by adjusting the position of the notch portion (not shown) formed on the first wafer W (step P1 in FIG. 5).
  • the polymerized wafer T whose horizontal orientation is adjusted is then conveyed from the alignment unit 50 by the transfer unit 30, and is delivered to the chuck 42 at the delivery position A0 as shown in FIG. 4A. Subsequently, the rotary table 41 is rotated to sequentially move the chuck 42 to the machining positions A1 to A3.
  • the back surface Wb of the first wafer W is roughly ground by the rough grinding unit 80 (step P2 in FIG. 5).
  • the back surface Wb of the first wafer W is medium-ground by the medium-grinding unit 90 (step P3 in FIG. 5).
  • the back surface Wb of the first wafer W is finish-ground by the finish grinding unit 100 (step P4 in FIG. 5).
  • the finish grinding unit 100 for example, due to the device characteristics caused by the wear of the finish grinding wheel, the temperature of the grinding unit 40, etc., and the environmental characteristics caused by the atmospheric temperature of the processing device 1, the finish grinding unit 100 and the like.
  • the parallelism with the chuck 42 may be deteriorated.
  • the processing device 1 is described as described above.
  • the parallelism may have changed significantly from the state before standby.
  • the thickness of the first wafer W is adjusted.
  • the TTV of the first wafer W is improved by not reaching the final finish thickness H and then further regrinding the first wafer W.
  • the thickness of the first wafer W after the grinding process in step P4 is measured at a plurality of points by the thickness measuring unit 110 to measure the thickness of the first wafer W.
  • the distribution is acquired, and TTV data is calculated from the thickness distribution (step P5 in FIG. 5).
  • the calculated TTV data is output to the control unit 120.
  • the rotary table 41 is subsequently rotated to sequentially move the chuck 42 to the processing positions A2 and A3.
  • the back surface Wb of the first wafer W is reground (medium grinded) by the medium grinding unit 90 (step P6 in FIG. 5).
  • the regrinding of the first wafer W in the medium grinding unit 90 is performed under the same conditions as the first medium grinding of the first wafer W in step P3. Specifically, re-grinding is performed by the medium-grinding unit 90 without changing the relative inclination of the medium-grinding unit 90 and the chuck 42.
  • the chuck 42 is then based on the TTV data of the first wafer W calculated in step P5, as shown in FIG. 4 (d).
  • the relative inclination of the finish grinding unit 100 is adjusted (step P7 in FIG. 5). Specifically, in order to make the in-plane thickness of the first wafer W1 after regrinding in the finish grinding unit 100 uniform, grinding is performed at a position determined to be large in the thickness distribution of the first wafer W. The relative inclination is adjusted so as to increase the amount and decrease the grinding amount at the position where the thickness is judged to be small. That is, the relative inclination of the chuck 42 and the finish grinding unit 100 is adjusted based on the thickness distribution of the first wafer W, whereby the amount of regrinding of the first wafer W by the finish grinding unit 100 is adjusted.
  • the back surface Wb of the first wafer W is set to the final finish thickness by the finish grinding unit 100 at the machining position A3 as shown in FIG. 4 (e). Re-grinding (finish grinding) to H (step P8 in FIG. 5).
  • the thickness distribution of the first wafer W is acquired before the first wafer W is formed to the final finish thickness in this way, and TTV data is further calculated. Then, based on this, the relative inclination of the finish grinding unit 100 and the chuck 42 is adjusted. Then, since the first wafer W is reground after adjusting the relative inclination in this way, even if the parallelism between the finish grinding unit 100 and the chuck 42 is deteriorated, it is appropriate. Deterioration of TTV of the first wafer W can be suppressed.
  • the thickness of the first wafer W after the regrinding process in step P8 is subsequently measured at a plurality of points by the thickness measuring unit 110. Then, the final finish thickness distribution of the first wafer W is acquired, and TTV data is calculated from the final finish thickness distribution (step P9 in FIG. 5). The calculated TTV data is output to the control unit 120.
  • the polymerized wafer T for which the TTV data has been calculated is conveyed from the delivery position A0 to the second cleaning unit 70 by the transfer unit 30, and the back surface Sb of the second wafer S is cleaned and held while being held by the transfer pad 32. Is dried (step P10 in FIG. 5).
  • Step P11 in FIG. 5 the polymerized wafer T is conveyed from the second cleaning unit 70 to the first cleaning unit 60 by the transfer unit 30, and the back surface Wb of the first wafer W is finished and cleaned using a cleaning liquid nozzle (not shown).
  • the polymerized wafer T that has been subjected to all the processing is transferred to the cassette Ct of the cassette mounting table 10 by the transfer fork 23 of the wafer transfer device 22. Then, when the first polymerized wafer T is carried into the cassette Ct, the processing apparatus 1 continuously processes the second and subsequent polymerized wafers T housed in the cassette Ct.
  • the second and subsequent sheets (n is a natural number of 2 or more) of the polymerized wafer T are processed by the alignment unit 50, the grinding unit 40, the second cleaning unit 70, and the first cleaning unit 60. It is done sequentially in.
  • the acquired first wafer A regrinding process (steps P5 to P8 in FIG. 5) was performed based on the thickness distribution of W.
  • the parallelism between the finish grinding unit 100 and the chuck 42 is adjusted by the grinding process of the first polymerized wafer T, so that the first It is not necessary to re-grind the wafer W of the above.
  • the regrinding process (steps P5 to P8 in FIG. 5) is not performed on the polymerized wafer T, and the final finish thickness distribution obtained in step P9 in FIG. 5 is applied. Only feedback control is performed based on this.
  • the orientation of the nth polymerized wafer T carried out from the cassette Ct is first adjusted in the alignment unit 50 in the horizontal direction (step Q1 in FIG. 7).
  • the polymerized wafer T whose horizontal orientation is adjusted is then delivered from the alignment unit 50 to the chuck 42 at the delivery position A0 by the transfer unit 30. Subsequently, the rotary table 41 is rotated to sequentially move the chuck 42 to the machining positions A1 to A3.
  • the back surface Wb of the first wafer W is roughly ground by the rough grinding unit 80 (step Q2 in FIG. 7).
  • the back surface Wb of the first wafer W is medium-ground by the medium-grinding unit 90 (step Q3 in FIG. 7).
  • the chuck 42 and the finish grinding unit 100 are then relative to each other based on the thickness distribution of the first first wafer W acquired in step P9 of FIG.
  • the inclination is adjusted (step Q4 in FIG. 7).
  • the parallelism between the finish grinding unit 100 and the chuck 42 due to changes in device characteristics (for example, wear of the grinding wheel and device temperature) and environmental characteristics (for example, atmospheric temperature) due to finish grinding of the first laminated wafer T
  • the change is adjusted, that is, the result of the finish grinding process of the first laminated wafer T is fed back to the finish grinding process of the nth laminated wafer T.
  • the first wafer W is finish grinded to the final finish thickness at the machining position A3 (step Q5 in FIG. 7).
  • the polymerized wafer T subjected to the finish grinding process is cleaned by the second cleaning unit 70 after TTV data is calculated from the thickness distribution acquired by the thickness measuring unit 110 (step Q6 in FIG. 7).
  • Step Q7) of 7) and cleaning by the first cleaning unit 60 (step Q8 of FIG. 7) are sequentially performed and accommodated in the cassette Ct. Then, when the processing for all the polymerized wafers T housed in the cassette Ct is completed, a series of processing processes in the processing apparatus 1 are completed.
  • the relative inclination of the chuck 42 and the finish grinding unit 100 in step Q4 is adjusted by replacing the final finish thickness distribution of the first polymerized wafer T as described above with the mth polymerized wafer T (m). May be performed based on the final finish thickness distribution obtained in step Q6 (natural number of 1 or more and n-1 or less). That is, it may be performed based on the final finish thickness distribution of the polymerized wafer T that has been treated before at least the nth polymerized wafer T.
  • the processing of the polymerized wafer T is performed on a single sheet, that is, the processing of the other polymerized wafer T is started after the processing of one polymerized wafer T is completed.
  • the processing on the plurality of polymerized wafers T may be continuous, that is, the processing on the plurality of polymerized wafers T may be performed at the same time.
  • the grinding unit 40 includes a plurality of chucks 42 (four in the present embodiment) as in the processing apparatus 1 according to the present embodiment
  • the plurality of chucks 42 are each provided in the standby state of the processing apparatus 1. It deforms independently and the parallelism deteriorates. Therefore, the adjustment of the relative inclination of the finish grinding unit 100 and the chuck 42 and the regrinding process (steps P5 to P8 in FIG. 5) according to the present embodiment are performed after the processing apparatus 1 returns from the standby state. , It is desirable that this is performed in the processing of the polymerized wafer T held on the first sheet in each of the chucks 42.
  • the first wafer W is final.
  • the thickness distribution before being formed into the finished thickness is acquired, and the inclination of the chuck 42 is adjusted based on this.
  • the parallelism between the finish grinding unit 100 and the chuck 42 deteriorates due to the standby of the processing apparatus 1. Even in this case, the TTV of the first wafer W can be appropriately improved.
  • a wafer for tilt adjustment (for example, for example) It is not necessary to grind the dummy wafer), and it is possible to appropriately suppress the waste of the inclination adjusting wafer as in the conventional case.
  • the regrinding process is performed by two grinding units, that is, the middle grinding unit 90 and the finish grinding unit 100.
  • the first grinding process and the second grinding process (regrinding process) performed by the finish grinding unit 100 at the start of the first grinding process.
  • the state of the wafer W of the above changes.
  • the first grinding process is performed by the finish grinding unit 100 after the middle grinding process
  • the second grinding process is performed by the finish grinding unit 100 after the first finish grinding process.
  • the surface grain size of the first wafer W at the start of the second grinding process by the finish grinding unit 100 is smaller than the surface grain size at the start of the first grinding process.
  • the surface state of the first wafer W at the start of the grinding process by the finish grinding unit 100 changes in this way, even if the first wafer W is reground as in the present embodiment, the first wafer W is reground. There is a risk that the desired TTV cannot be obtained.
  • the first wafer at the time of the first grinding process at the start of the regrinding process by the finish grinding unit 100 since the regrinding process is performed by the intermediate grinding unit 90 and the finish grinding unit 100, the first wafer at the time of the first grinding process at the start of the regrinding process by the finish grinding unit 100.
  • the state of W can be suitably reproduced, and thereby the TTV of the first wafer W can be improved more appropriately.
  • the inclination of the grinding unit and the chuck 42 is adjusted only by the finish grinding unit 100, not by the medium grinding unit 90.
  • the state of the first wafer W at the start of the grinding process by the finish grinding unit 100 can be more preferably reproduced, and the TTV of the first wafer W can be improved more appropriately.
  • the grinding unit 40 is composed of three axes, that is, the grinding unit 40 includes three grinding units (coarse grinding unit 80, medium grinding unit 90, and finish grinding unit 100).
  • the grinding unit 40 may have two axes, that is, two grinding units (coarse grinding unit 80 and finish grinding unit 100). In such a case, it is desirable that the regrinding process according to the present embodiment is performed in the rough grinding unit 80 and the finish grinding unit 100 based on the thickness distribution of the first wafer W after the first finish grinding.
  • the first grinding amount and the second (re-grinding) grinding amount in the grinding unit 40 are made uniform. It has been found that the TTV of the first wafer W can be improved more appropriately. More specifically, for example, when the grinding unit 40 is composed of three axes, the first grinding amount and the second regrinding amount in the middle grinding unit 90, and the first grinding amount in the finish grinding unit 100 By aligning the second re-grinding amount (finish grinding amount), the TTV of the first wafer W can be appropriately improved.
  • the present inventors perform a grinding process on the first wafer W having a thickness of 775 ⁇ m so that the thickness after finish grinding is 100 ⁇ m, and the first wafer after finish grinding is performed.
  • the in-plane thickness distribution of the wafer W was measured. Further, as shown in FIG. 8, in Comparative Examples and Examples 1 to 3, the grinding amount in each grinding unit was changed.
  • the present inventors first perform a first grinding process of 635 ⁇ m in the grinding unit before finishing in the grinding process of the first round in the grinding unit 40, and finish the process.
  • a second grinding process of 20 ⁇ m was performed in the grinding unit 100.
  • the re-grinding process of the second lap only the second re-grinding process of 20 ⁇ m was performed in the finish grinding unit 100.
  • the TTV calculated from the final finish thickness distribution of the first wafer W is the conventional regrinding process. It was not improved properly compared to the case without.
  • Example 1 of FIG. 8B the present inventors performed a first grinding process of 605 ⁇ m in the grinding unit before finishing in the grinding process of the first round in the grinding unit 40.
  • a second grinding process of 20 ⁇ m was performed in the finish grinding unit 100.
  • the first re-grinding process of 30 ⁇ m is performed in the unfinished grinding unit that has undergone the first grinding process, and the second re-grinding process of 20 ⁇ m is performed in the finish grinding unit 100.
  • the first wafer W is reground in the grinding unit before finishing in addition to the finishing grinding unit 100, it is compared with the comparative example shown in FIG. 8A. Therefore, the TTV calculated from the final finish thickness distribution of the first wafer W has been improved.
  • Example 2 of FIG. 8C the present inventors performed a first grinding process of 317.5 ⁇ m in the grinding unit before finishing in the first round grinding process in the grinding unit 40. Then, the finish grinding unit 100 performed a second grinding process of 20 ⁇ m. Further, in the re-grinding process of the second lap, the first re-grinding process of 317.5 ⁇ m was performed in the unfinished grinding unit that had undergone the first grinding process, and the second re-grinding of 20 ⁇ m was performed in the finish grinding unit 100. Processing was performed. As shown in FIG. 8C, when the first and second grinding amounts of the pre-finishing grinding unit and the finishing grinding unit 100 are aligned, it is calculated from the final finishing thickness distribution of the first wafer W. TTV was improved as compared with Example 1.
  • Example 3 of FIG. 8D the present inventors further grind the grinding unit 40 in the first round of grinding, and in the rough grinding unit 80, the rough grinding of 575 ⁇ m, and in the medium grinding unit 90.
  • Medium grinding as the first grinding of 30 ⁇ m and finish grinding as the second grinding of 20 ⁇ m were performed in the finish grinding unit 100.
  • the medium-grinding unit 90 performed the medium-grinding as the first re-grinding of 30 ⁇ m
  • the finish-grinding unit 100 performed the finish-grinding as the second re-grinding of 20 ⁇ m.
  • the final finish thickness distribution of the first wafer W is obtained by aligning the first and second grinding amounts of the medium grinding unit 90 and the finishing grinding unit 100 of the grinding unit 40, respectively.
  • the TTV calculated from is further improved as compared with Example 2.
  • the TTV of the first wafer W can be improved more appropriately by aligning the first grinding amount and the second (re-grinding) grinding amount in the grinding unit 40. Can be done.
  • the TTV of the first wafer W after the finish grinding process in Example 3 was further improved as compared with the TTV of the first wafer W after the finish grinding process in Example 2.
  • the amount of grinding in the "first regrinding" and “second regrinding" of the first wafer W to be ground on the chuck 42 is the nth grinding process. It is preferable that the amount of grinding is the same as that in the "first grinding” as the pre-finishing grinding process and the "second grinding” as the finishing grinding process of the first wafer W to be subjected to.
  • the nth first wafer W is not reground as described above, and the coarseness is, for example, 625 ⁇ m. Grinding, 30 ⁇ m medium grinding, and 20 ⁇ m finish grinding are performed in sequence.
  • the medium grinding and the finish grinding correspond to the "first grinding” and the "second grinding", respectively.
  • the grinding amounts of the "first regrinding" and the “second regrinding” for the first wafer W of the first wafer are referred to as the "medium grinding amount” and the “finishing grinding amount” of the nth wafer, respectively.
  • the grinding amount of the first wafer W by each grinding unit is determined by the following method. That is, first, the "first regrinding" and the “first regrinding” in the second lap regrinding process of the first first wafer W are aligned with the actual grinding amount of the nth first wafer W. 2 Regrinding ”determines the grinding amount. Next, the grinding amounts of the "first grinding” and the “second grinding” in the grinding process of the first lap are determined in accordance with the grinding amount in the regrinding process of the second lap. Finally, the difference from the desired grinding amount in the grinding unit 40 is determined as the grinding amount by rough grinding.
  • the regrinding process is performed only on the first polymerized wafer T held by the chuck 42, but the regrinding process is also performed on the nth polymerized wafer T in the same manner. It may be done.
  • the TTV of the nth polymerized wafer T can be further improved.
  • the inclination of the chuck 42 has already been adjusted, and the parallelism between the finish grinding unit 100 and the chuck 42 due to the finish grinding of the polymerized wafer T has changed. Is sufficiently small as compared with the change in parallelism in the standby state of the processing apparatus 1.
  • the processing of the nth polymerized wafer T is not reground, and the TTV is appropriately deteriorated only by feeding back the finish grinding result of the mth polymerized wafer T. Can be suppressed. Further, the grinding processing time in the processing apparatus 1 can be shortened as compared with the case where the regrinding process is performed on all the polymerized wafers T.
  • the relative inclination of the finish grinding unit 100 and the chuck 42 is adjusted by inclining the chuck base 43 by the inclination adjusting unit 44, but for example, by inclining the finish grinding unit 100, the relative inclination is adjusted. Tilt may be adjusted. Further, for example, if the finish grinding amount of the first wafer W can be adjusted, the inclination adjusting unit 44 may not be used.
  • the case where the first wafer W is ground and thinned in the polymerized wafer T in which the first wafer W and the second wafer S are joined in the processing apparatus 1 will be described as an example.
  • the thinned first wafer W does not have to be bonded to the second wafer S.
  • Processing equipment 40 Grinding unit 80 Rough grinding unit 90 Medium grinding unit 100 Finishing grinding unit 120 Control unit W 1st wafer

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Abstract

加工装置における基板の加工方法であって、第１の研削部において前記基板に第１の研削処理を施すことと、第２の研削部において前記基板に第２の研削処理を施すことと、前記第１の研削部において前記基板に第１の再研削処理を施すことと、前記第２の研削部において前記基板に第２の再研削処理を施すことと、を含み、前記基板は、前記第２の再研削処理において最終仕上厚みに仕上研削される。

Description

加工方法及び加工装置
　本開示は、加工方法及び加工装置に関する。
　特許文献１には、ウェハの研削手段と、当該研削手段の回転軸の傾きを調整する傾斜調整手段と、ウェハの研削条件を記憶する研削条件記憶手段と、を備えるウェハの研削加工装置が開示されている。特許文献１に記載の研削加工装置によれば、研削条件記憶手段に記憶された情報に基づいて研削手段の回転軸の傾きを調整することにより、ウェハの厚みのばらつきを最小限に抑えることを図っている。
日本国　特開２００９－０９０３８９号公報
　本開示にかかる技術は、研削処理後の基板の平坦度を適切に向上させる。
　本開示の一態様は、加工装置における基板の加工方法であって、第１の研削部において前記基板に第１の研削処理を施すことと、第２の研削部において前記基板に第２の研削処理を施すことと、前記第１の研削部において前記基板に第１の再研削処理を施すことと、前記第２の研削部において前記基板に第２の再研削処理を施すことと、を含み、前記基板は、前記第２の再研削処理において最終仕上厚みに仕上研削される。
　本開示によれば、研削処理後の基板の平坦度を適切に向上させることができる。
重合ウェハの構成の一例を示す説明図である。 加工装置の構成の一例を模式的に示す平面図である。 各研削ユニットの構成の一例を示す側面図である。 加工処理の主な工程の一例を示す説明図である。 加工処理の主な工程の一例を示すフロー図である。 第１のウェハのＴＴＶ悪化の様子を模式的に示す説明図である。 ２枚目以降の重合ウェハの加工処理の工程を示すフロー図である。 第１のウェハの研削量と仕上研削後のＴＴＶとの関係を示す表である。
　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、「第１の基板」という。）と、第２の基板とが接合された重合基板に対し、第１の基板の裏面を研削して薄化することが行われている。
　この第１の基板の薄化は、第２の基板の裏面を基板保持部により保持した状態で、第１の基板の裏面に研削砥石を当接させ、研削することにより行われる。しかしながら、このように第１の基板の研削を行う場合、第１の基板の裏面に当接される研削砥石と第２の基板を保持する基板保持面との相対的な傾きにより、研削後の第１の基板の平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が悪化するおそれがある。具体的には、例えば第１の基板の研削を行う研削砥石の交換により加工装置が一時的に待機状態となった際や、加工装置における研削条件を変更した際に、かかる加工装置の待機前後、研削条件の変更前後における装置特性や環境特性の変化（例えば装置温度や雰囲気温度の変化、研削砥石の表面状態の変化等）により研削砥石と基板保持面の平行度が変化する。これにより待機状態から復帰した直後の研削処理を、待機前の研削処理と同条件で行った場合、研削砥石と基板保持面の平行度が変化しているため、第１の基板のＴＴＶが悪化するおそれがある。
　上述した特許文献１に記載の加工方法は、研削砥石（研削手段）の回転軸の傾きを調整することで、第１の基板（ウェーハ）を均一な厚みで研削するための研削加工装置である。しかしながら特許文献１には、上述のような加工装置の待機状態前後における装置特性や環境特性を考慮することについては、一切の記載がない。また、特許文献１に記載の方法では、研削砥石（研削手段）の回転軸の傾きを調整するための基板（例えばダミーウェハ）の研削が必要となり、回転軸の傾き調整に時間を要することに加え、傾き調整に用いられた基板を廃棄する必要があった。このように、従来の基板の研削処理には改善の余地がある。
　そこで本開示にかかる技術は、研削処理後の基板の平坦度を適切に向上させる。具体的には、特に加工装置の待機状態からの復帰後や研削条件の変更後、基板保持部に保持される１枚目の基板の平坦度を適切に向上させる。以下、本実施形態にかかる加工装置、及び加工方法ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本実施形態にかかる後述の加工装置１では、図１に示すように第１の基板としての第１のウェハＷと第２の基板としての第２のウェハＳとが接合された重合基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。そして加工装置１では、当該第１のウェハＷを薄化する。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳに接合される側の面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、第２のウェハＳにおいて、第１のウェハＷに接合される側の面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。
　第１のウェハＷは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハであって、表面Ｗａに複数のデバイスを含むデバイス層Ｄが形成されている。デバイス層Ｄにはさらに表面膜Ｆｗが形成され、当該表面膜Ｆｗを介して第２のウェハＳと接合されている。表面膜Ｆｗとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。
　第２のウェハＳは、例えば第１のウェハＷを支持するウェハである。第２のウェハＳの表面Ｓａには表面膜Ｆｓが形成され、周縁部は面取り加工がされている。表面膜Ｆｓとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。また、第２のウェハＳは、第１のウェハＷのデバイス層Ｄを保護する保護材（サポートウェハ）として機能する。なお、第２のウェハＳはサポートウェハである必要はなく、第１のウェハＷと同様にデバイス層が形成されたデバイスウェハであってもよい。かかる場合、第２のウェハＳの表面Ｓａには、デバイス層を介して表面膜Ｆｓが形成される。
　なお、以降の説明で用いられる図面においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層Ｄ及び表面膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。
　図２に示すように加工装置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重合ウェハＴを収容可能なカセットＣｔが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。図示の例では、カセット載置台１０には、複数、例えば４つのカセットＣｔをＸ軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台１０に載置されるカセットＣｔの個数は、本実施形態に限定されず、任意に決定することができる。
　搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＹ軸正方向側において、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。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、研削処理前後の重合ウェハＴ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、その先端が２本に分岐し、重合ウェハＴを吸着保持する。また、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回りに移動自在に構成されている。なお、ウェハ搬送装置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２２は、カセット載置台１０のカセットＣｔ、アライメントユニット５０及び、第１の洗浄ユニット６０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　処理ステーション３では、重合ウェハＴ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、重合ウェハＴの搬送を行う搬送ユニット３０、第１のウェハＷの研削処理を行う研削ユニット４０、研削処理前の重合ウェハＴの水平方向の向きを調節するアライメントユニット５０、研削処理後の第１のウェハＷをスピン洗浄する第１の洗浄ユニット６０、及び、研削処理後の第２のウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄する第２の洗浄ユニット７０を有している。
　搬送ユニット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、重合ウェハＴ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。なお、搬送ユニット３０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、搬送ユニット３０は、研削ユニット４０の後述の受渡位置Ａ０、アライメントユニット５０、第１の洗浄ユニット６０、及び第２の洗浄ユニット７０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　研削ユニット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、重合ウェハＴを吸着保持するチャック４２が４つ設けられている。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、搬送ユニット３０による重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には粗研削ユニット８０が配置され、第１のウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には中研削ユニット９０が配置され、第１のウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には仕上研削ユニット１００が配置され、第１のウェハＷを仕上研削する。
　チャック４２には例えばポーラスチャックが用いられ、重合ウェハＴを形成する第２のウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。チャック４２の表面、すなわち重合ウェハＴの保持面は、側面視において中央部が端部に比べて突出した凸形状を有している。なお、この中央部の突出は微小であるため、図示においてはチャック４２の凸形状を省略している。
　図３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、チャック４２及びチャックベース４３の水平方向からの傾きを調整する傾き調整部４４が設けられてる。傾き調整部４４は、チャックベース４３の下面に設けられた、固定軸４５と複数の昇降軸４６を有している。各昇降軸４６は伸縮自在に構成され、チャックベース４３を昇降させる。この傾き調整部４４によって、チャックベース４３の外周部の一端部（固定軸４５に対応する位置）を基点に、他端部を昇降軸４６によって鉛直方向に昇降させることで、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る。そしてこれにより、加工位置Ａ１～Ａ３の各種研削ユニットとチャック４２との相対的な傾き、すなわち、各種研削ユニットが備える研削砥石に対する第１のウェハＷの裏面Ｗｂの傾きを調整することができる。
　なお、傾き調整部４４の構成はこれに限定されず、研削砥石に対する第１のウェハＷの相対的な角度（平行度）を調整することができれば、任意に選択することができる。
　図３に示すように、粗研削処理部または第１の研削部としての粗研削ユニット８０は、下面に環状の粗研削砥石を備える粗研削ホイール８１、当該粗研削ホイール８１を支持するマウント８２、当該マウント８２を介して粗研削ホイール８１を回転させるスピンドル８３、及び、例えばモータ（図示せず）を内蔵する駆動部８４を有している。また粗研削ユニット８０は、図２に示す支柱８５に沿って鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成されている。そして、粗研削ユニット８０では、チャック４２に保持された重合ウェハＴの第１のウェハＷと環状の粗研削砥石の円弧の一部を当接させた状態で、チャック４２と粗研削ホイール８１をそれぞれ回転させることによって、第１のウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する。
　図２及び図３に示すように、第１の研削部としての中研削ユニット９０は粗研削ユニット８０と同様の構成を有している。すなわち中研削ユニット９０は、環状の中研削砥石を備える中研削ホイール９１、マウント９２、スピンドル９３、駆動部９４、及び支柱９５を有している。なお、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。
　図２及び図３に示すように、第２の研削部としての仕上研削ユニット１００は粗研削ユニット８０及び中研削ユニット９０と同様の構成を有している。すなわち仕上研削ユニット１００は、環状の仕上研削砥石を備える仕上研削ホイール１０１、マウント１０２、スピンドル１０３、駆動部１０４、及び支柱１０５を有している。なお、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。
　また処理ステーション３には、仕上研削ユニット１００による研削処理終了後の第１のウェハＷの厚みを計測する厚み分布測定部としての厚み測定部１１０が設けられている。厚み測定部１１０は、例えば加工位置Ａ３又は受渡位置Ａ０に設けられる。厚み測定部１１０は、例えば非接触式のセンサ（図示せず）と、演算部（図示せず）を有している。そして厚み測定部１１０では、センサによる複数点の測定結果（第１のウェハＷの厚み）から、第１のウェハＷの厚み分布を取得し、第１のウェハＷのＴＴＶデータを算出する。
　図２に示すように以上の加工装置１には、制御部１２０が設けられている。制御部１２０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、加工装置１における重合ウェハＴの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理ユニットや搬送装置などの駆動系の動作を制御して、加工装置１における後述の加工処理を実現させるためのプログラムも格納されている。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１２０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加工装置１を用いて行われる加工方法について説明する。なお、本実施形態では、加工装置１の外部の接合装置（図示せず）において、第１のウェハＷと第２のウェハＳが接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
　先ず、重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔ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Ｃｔ内から１枚目の重合ウェハＴが取り出され、処理ステーション３のアライメントユニット５０に搬送される。アライメントユニット５０では、第１のウェハ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、重合ウェハＴの水平方向の向きが調節される（図５のステップＰ１）。
　水平方向の向きが調節された重合ウェハＴは、次に、搬送ユニット３０によりアライメントユニット５０から搬送され、図４（ａ）に示すように受渡位置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～Ａ３に順次移動させる。
　加工位置Ａ１では、粗研削ユニット８０によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図５のステップＰ２）。加工位置Ａ２では、中研削ユニット９０によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを中研削する（図５のステップＰ３）。さらに加工位置Ａ３では、仕上研削ユニット１００によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削する（図５のステップＰ４）。
　ここで、ステップＰ４の仕上研削においては、例えば仕上研削砥石の摩耗や研削ユニット４０の温度等に起因する装置特性や、加工装置１の雰囲気温度等に起因する環境特性により、仕上研削ユニット１００とチャック４２との平行度が悪化している場合がある。特に、研削処理が行われる重合ウェハＴが、加工装置１が待機状態からの復帰直後や、研削条件の変更直後の１枚目の重合ウェハＴであった場合、前述のように加工装置１の待機前の状態から平行度が大きく変化しているおそれがある。そして、このように仕上研削ユニット１００とチャック４２との平行度が悪化した状態で第１のウェハＷを最終仕上厚みまで仕上研削してしまうと、図６に示すように、仕上研削処理終了後の第１のウェハＷ１の平坦度（ＴＴＶ）が悪化するおそれがある。
　そこで本実施形態にかかる加工方法においては、ステップＰ４における仕上研削ユニット１００による１枚目の重合ウェハＴの研削処理においては、図４（ｂ）に示すように、第１のウェハＷの厚みを最終仕上厚みＨまで到達させず、その後、第１のウェハＷの再研削を更に行うことにより、第１のウェハＷのＴＴＶを向上させる。
　具体的には、先ず図４（ｃ）に示すように、ステップＰ４における研削処理後の第１のウェハＷの厚みを厚み測定部１１０により複数点で測定することで第１のウェハＷの厚み分布を取得し、当該厚み分布からＴＴＶデータを算出する（図５のステップＰ５）。算出されたＴＴＶデータは、制御部１２０に出力される。
　第１のウェハＷのＴＴＶデータを算出すると、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Ａ２、Ａ３に順次移動させる。
　加工位置Ａ２では、中研削ユニット９０によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを再研削（中研削）する（図５のステップＰ６）。なお、かかる中研削ユニット９０における第１のウェハＷの再研削は、ステップＰ３における第１のウェハＷの１度目の中研削と同様の条件で行われる。具体的には、中研削ユニット９０とチャック４２との相対的な傾きを変化させずに、中研削ユニット９０による再研削を行う。
　中研削ユニット９０による第１のウェハＷの再研削が行われると、次に図４（ｄ）に示すように、ステップＰ５において算出された第１のウェハＷのＴＴＶデータに基づいて、チャック４２と仕上研削ユニット１００の相対的な傾きが調整される（図５のステップＰ７）。具体的には、仕上研削ユニット１００における再研削後の第１のウェハＷ１の面内厚みが均一となるように、第１のウェハＷの厚み分布において厚みが大きいと判断される位置においては研削量を増やし、厚みが小さいと判断される位置においては研削量を減らすように、相対的な傾きを調整する。すなわち、第１のウェハＷの厚み分布に基づいて、チャック４２と仕上研削ユニット１００の相対的な傾きを調整し、これにより仕上研削ユニット１００による第１のウェハＷの再研削量を調整する。
　仕上研削ユニット１００とチャック４２との相対的な傾きが調整されると、加工位置Ａ３において、図４（ｅ）に示すように仕上研削ユニット１００により第１のウェハＷの裏面Ｗｂを最終仕上厚みＨまで再研削（仕上研削）する（図５のステップＰ８）。
　本実施形態においては、このように第１のウェハＷが最終仕上厚みに形成される前に当該第１のウェハＷの厚み分布を取得し、更にＴＴＶデータを算出する。そして、これに基づいて仕上研削ユニット１００とチャック４２との相対的な傾きを調整する。そして、このように相対的な傾きを調整した後に第１のウェハＷの再研削を行うため、例えば仕上研削ユニット１００とチャック４２との平行度が悪化していた場合であっても、適切に第１のウェハＷのＴＴＶの悪化を抑制することができる。そして、このように研削対象である第１のウェハＷの厚み分布に基づいて重合ウェハＴのＴＴＶを向上させるため、予め、傾き調整用ウェハ（例えばダミーウェハ）の研削を行う必要がなく、すなわち、従来のように傾き調整用ウェハを廃棄する必要がない。
　第１のウェハＷが再研削（仕上研削）により最終仕上厚みに形成されると、続いて、ステップＰ８における再研削処理後の第１のウェハＷの厚みを厚み測定部１１０により複数点で測定し、これにより第１のウェハＷの最終仕上厚み分布を取得し、当該最終仕上厚み分布からＴＴＶデータを算出する（図５のステップＰ９）。算出されたＴＴＶデータは、制御部１２０に出力される。
　ＴＴＶデータが算出された重合ウェハＴは、搬送ユニット３０により受渡位置Ａ０から第２の洗浄ユニット７０に搬送され、搬送パッド３２に保持された状態で第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄、及び、乾燥される（図５のステップＰ１０）。
　次に重合ウェハＴは、搬送ユニット３０により第２の洗浄ユニット７０から第１の洗浄ユニット６０に搬送され、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、第１のウェハＷの裏面Ｗｂが仕上洗浄される（図５のステップＰ１１）。
　その後、すべての処理が施された重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置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Ｃｔに搬送される。そして、１枚目の重合ウェハＴがカセットＣｔに搬入されると、続けて、カセットＣｔに収容された２枚目以降の重合ウェハＴに対して、加工装置１における処理が行われる。
　加工装置１における２枚目以降、ｎ枚目（ｎは２以上の自然数）の重合ウェハＴに対する処理は、アライメントユニット５０、研削ユニット４０、第２の洗浄ユニット７０、及び第１の洗浄ユニット６０で順次行われる。
　ここで、研削ユニット４０における１枚目の重合ウェハＴの研削処理においては、上述のように加工装置１の待機状態前後の平行度の悪化の影響を考慮するため、取得された第１のウェハＷの厚み分布に基づいて、再研削処理（図５のステップＰ５～Ｐ８）を行った。しかしながら、加工装置１におけるｎ枚目の重合ウェハＴの研削処理においては、１枚目の重合ウェハＴの研削処理により仕上研削ユニット１００とチャック４２との平行度が調整されているため、第１のウェハＷの再研削処理を行う必要がない。
　そこで、ｎ枚目の重合ウェハＴに対する研削処理においては、当該重合ウェハＴに対する再研削処理（図５のステップＰ５～Ｐ８）を行わず、図５のステップＰ９において取得された最終仕上厚み分布に基づいた、フィードバック制御のみを行う。
　具体的には、カセットＣｔから搬出されたｎ枚目の重合ウェハＴは、先ず、アライメントユニット５０において水平方向の向きが調節される（図７のステップＱ１）。
　水平方向の向きが調節された重合ウェハＴは、次に、搬送ユニット３０によりアライメントユニット５０から受渡位置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～Ａ３に順次移動させる。
　加工位置Ａ１では、粗研削ユニット８０によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図７のステップＱ２）。加工位置Ａ２では、中研削ユニット９０によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを中研削する（図７のステップＱ３）。
　重合ウェハＴに中研削処理が行われると、次に、図５のステップＰ９において取得された１枚目の第１のウェハＷの厚み分布に基づいて、チャック４２と仕上研削ユニット１００の相対的な傾きが調整される（図７のステップＱ４）。これにより、１枚目の重合ウェハＴの仕上研削による装置特性（例えば研削砥石の摩耗や装置温度）や環境特性（例えば雰囲気温度）の変化に起因する仕上研削ユニット１００とチャック４２の平行度の変化を調整、すなわち、１枚目の重合ウェハＴの仕上研削処理の結果をｎ枚目の重合ウェハＴの仕上研削処理にフィードバックする。
　そして、仕上研削ユニット１００とチャック４２との相対的な傾きが調整されると、加工位置Ａ３において、第１のウェハＷを最終仕上厚みまで仕上研削する（図７のステップＱ５）。
　その後、仕上研削処理が施された重合ウェハＴは、厚み測定部１１０により取得された厚み分布からＴＴＶデータが算出された後（図７のステップＱ６）、第２の洗浄ユニット７０による洗浄（図７のステップＱ７）、第１の洗浄ユニット６０による洗浄（図７のステップＱ８）が順次行われ、カセットＣｔへと収容される。そして、カセットＣｔに収容されたすべての重合ウェハＴに対しての処理が終了すると、加工装置１における一連の加工処理が終了する。
　なお、ステップＱ４におけるチャック４２と仕上研削ユニット１００の相対的な傾きの調整は、上述のような１枚目の重合ウェハＴの最終仕上厚み分布に代えて、ｍ枚目の重合ウェハＴ（ｍは１以上、ｎ－１以下の自然数）のステップＱ６において取得された最終仕上厚み分布に基づいて行われてもよい。すなわち、少なくともｎ枚目の重合ウェハＴよりも前に処理が行われた重合ウェハＴの最終仕上厚み分布に基づいて行われればよい。
　なお以上の実施形態においては、加工装置１において重合ウェハＴの加工処理を枚葉に、すなわち、一の重合ウェハＴの加工処理が完了した後に他の重合ウェハＴの加工処理を開始する場合を例に説明を行ったが、複数の重合ウェハＴに対する処理は連続的、すなわち、複数枚の重合ウェハＴの処理が同時に行われるようにしてもよい。
　なお、本実施形態にかかる加工装置１のように、研削ユニット４０が複数（本実施形態においては４つ）のチャック４２を備える場合、加工装置１の待機状態時においては複数のチャック４２がそれぞれ独立して変形し、平行度が悪化する。このため、本実施形態にかかる仕上研削ユニット１００とチャック４２との相対的な傾きの調整、及び、再研削処理（図５のステップＰ５～Ｐ８）は、加工装置１の待機状態からの復帰後、チャック４２のそれぞれにおいて１枚目に保持される重合ウェハＴの処理において行われることが望ましい。
　以上、本実施形態にかかる加工方法によれば、加工装置１の待機状態からの復帰直後にそれぞれのチャック４２で保持される１枚目の重合ウェハＴの処理において、第１のウェハＷが最終仕上厚みに形成される前の厚み分布を取得し、これに基づいてチャック４２の傾きを調整する。そして、このようにチャック４２の傾きが調整された状態で第１のウェハＷの再研削処理が行われるため、加工装置１の待機により仕上研削ユニット１００とチャック４２との平行度が悪化していた場合であっても、適切に第１のウェハＷのＴＴＶを向上させることができる。
　また、このように研削対象である第１のウェハＷの最終仕上厚みに形成される前の厚み分布に基づいて当該第１のウェハＷのＴＴＶを向上させるため、予め、傾き調整用ウェハ（例えばダミーウェハ）の研削を行う必要がなく、従来のように傾き調整用ウェハの廃棄が生じるのを適切に抑制することができる。
　また、本実施形態における第１のウェハＷの再研削処理においては、当該再研削処理を２つの研削ユニット、すなわち中研削ユニット９０及び仕上研削ユニット１００により行う。ここで、例えば再研削処理が仕上研削ユニット１００のみで行われた場合、当該仕上研削ユニット１００により行われる１度目の研削処理と２度目の研削処理（再研削処理）の開始時における、第１のウェハＷの状態が変化する。具体的には、１度目の研削処理は中研削処理の後に仕上研削ユニット１００による研削処理が行われるのに対し、２度目の研削処理においては１度目の仕上研削処理の後に仕上研削ユニット１００による研削処理が行われるため、仕上研削ユニット１００による２度目の研削処理の開始時における第１のウェハＷの表面粒度は、１度目の研削処理の開始時における表面粒度より小さくなる。そして、このように仕上研削ユニット１００による研削処理の開始時の第１のウェハＷの表面状態が変化した場合、本実施形態のように第１のウェハＷの再研削処理を行ったとしても、所望のＴＴＶを得られないおそれがある。
　この点、本実施形態においては当該再研削処理を中研削ユニット９０及び仕上研削ユニット１００により行うため、仕上研削ユニット１００による再研削処理の開始時において、１度目の研削処理時における第１のウェハＷの状態を好適に再現することができ、これにより、更に適切に第１のウェハＷのＴＴＶを向上させることができる。
　また更に、本実施形態においては再研削処理にあたって研削ユニットとチャック４２との傾きの調整は仕上研削ユニット１００のみで行われ、中研削ユニット９０においては行わない。これにより、仕上研削ユニット１００による研削処理の開始時における第１のウェハＷの状態を更に好適に再現することができ、より適切に第１のウェハＷのＴＴＶ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は、研削ユニット４０が３軸で構成される場合、すなわち、研削ユニット４０が３つの研削ユニット（粗研削ユニット８０、中研削ユニット９０及び仕上研削ユニット１００）を備える場合を例に説明を行ったが、研削ユニット４０は２軸、すなわち２つの研削ユニット（粗研削ユニット８０及び仕上研削ユニット１００）を備える構成であってもよい。かかる場合、本実施形態にかかる再研削処理は、１度目の仕上研削後の第１のウェハＷの厚み分布に基づいて、粗研削ユニット８０、及び、仕上研削ユニット１００において行われることが望ましい。
　なお、以上の実施形態にかかる再研削処理について本発明者らが鋭意検討を行ったところ、研削ユニット４０における１回目の研削量、及び、２回目（再研削）の研削量を揃えることにより、より適切に第１のウェハＷのＴＴＶを向上できることを知見した。より具体的には、例えば研削ユニット４０が３軸で構成される場合、中研削ユニット９０における１回目の研削量と２回目の再研削量、及び、仕上研削ユニット１００おける１回目の研削量と２回目の再研削量（仕上研削量）をそれぞれ揃えることにより、第１のウェハＷのＴＴＶを適切に向上できる。
　図８に示すように、本発明者らは、厚みが７７５μｍである第１のウェハＷに対して、仕上研削後の厚みが１００μｍとなるように研削処理を施し、仕上研削後の第１のウェハＷの面内厚み分布を測定した。また、図８に示すように比較例及び実施例１～３においては、各研削ユニットにおける研削量をそれぞれ変更した。
　まず本発明者らは、図８（ａ）の比較例に示すように、研削ユニット４０において、１周目の研削処理で、仕上前の研削ユニットにおいて６３５μｍの第１の研削処理を行い、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の研削処理を行った。更に、２周目の再研削処理で、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の再研削処理のみを行った。図８（ａ）に示すように、研削ユニット４０において仕上研削ユニット１００のみによる再研削処理を行った場合、第１のウェハＷの最終仕上厚み分布から算出されるＴＴＶは、従来の再研削処理を行わない場合と比較して適切に改善されなかった。
　次に本発明者らは、図８（ｂ）の実施例１に示すように、研削ユニット４０において、１周目の研削処理で、仕上前の研削ユニットにおいて６０５μｍの第１の研削処理を行い、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の研削処理を行った。更に、２周目の再研削処理で、第１の研削処理を行った仕上前の研削ユニットにおいて３０μｍの第１の再研削処理を行い、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の再研削処理を行った。図８（ｂ）に示すように、仕上研削ユニット１００に加え、仕上前の研削ユニットにおいても第１のウェハＷの再研削処理を行った場合、図８（ａ）に示す比較例と比較して、第１のウェハＷの最終仕上厚み分布から算出されるＴＴＶが向上した。
　更に本発明者らは、図８（ｃ）の実施例２に示すように、研削ユニット４０において、１周目の研削処理で、仕上前の研削ユニットにおいて３１７．５μｍの第１の研削処理を行い、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の研削処理を行った。更に、２周目の再研削処理で、第１の研削処理を行った仕上前の研削ユニットにおいて３１７．５μｍの第１の再研削処理を行い、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の再研削処理を行った。図８（ｃ）に示すように、仕上前の研削ユニット、及び、仕上研削ユニット１００における１回目と２回目の研削量をそれぞれ揃えた場合、第１のウェハＷの最終仕上厚み分布から算出されるＴＴＶは実施例１よりも向上した。
　また更に本発明者らは、図８（ｄ）の実施例３に示すように、研削ユニット４０において、１周目の研削処理で、粗研削ユニット８０において５７５μｍの粗研削、中研削ユニット９０において３０μｍの第１の研削としての中研削、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の研削としての仕上研削を行った。更に、２周目の再研削処理において、中研削ユニット９０において３０μｍの第１の再研削としての中研削、仕上研削ユニット１００において２０μｍの第２の再研削としての仕上研削を行った。図８（ｄ）に示すように、研削ユニット４０における中研削ユニット９０、及び、仕上研削ユニット１００における１回目と２回目の研削量をそれぞれ揃えることにより、第１のウェハＷの最終仕上厚み分布から算出されるＴＴＶは実施例２よりも更に向上した。
　以上、図８に示したように、研削ユニット４０における１回目の研削量、及び、２回目（再研削）の研削量を揃えることにより、より適切に第１のウェハＷのＴＴＶを向上させることができる。
　また、上述のように実施例３における仕上げ研削処理後の第１のウェハＷのＴＴＶは、実施例２における仕上げ研削処理後の第１のウェハＷのＴＴＶよりも更に向上した。かかる比較から、チャック４２上で１枚目に研削処理が施される第１のウェハＷの「第１の再研削」及び「第２の再研削」における研削量は、ｎ枚目に研削処理が施される第１のウェハＷの仕上前研削処理としての「第１の研削」及び仕上研削処理としての「第２の研削」における研削量と同じであることが好ましい。
　すなわち、例えば３軸の研削ユニット４０により第１のウェハＷの研削処理を行う場合、ｎ枚目の第１のウェハＷに対しては上述のように再研削処理を行わず、例えば６２５μｍの粗研削、３０μｍの中研削、２０μｍの仕上研削が順次行われる。ここでｎ枚目の第１のウェハＷに対する研削においては、かかる中研削及び仕上研削が、それぞれ「第１の研削」及び「第２の研削」に対応する。そして、１枚目の第１のウェハＷに対する「第１の再研削」及び「第２の再研削」の研削量を、それぞれこのｎ枚目の「中研削量」及び「仕上研削量」と一致させることにより、実施例２と実施例３との比較結果に示すように、第１のウェハＷのＴＴＶを更に適切に向上させることができる。
　そして、以上の結果を鑑みると、各研削ユニットによる１枚目の第１のウェハＷの研削量は以下の方法により決定されることが望ましい。すなわち、先ず、ｎ枚目の第１のウェハＷの実際の研削量に揃えて、１枚目の第１のウェハＷの２周目の再研削処理における「第１の再研削」及び「第２の再研削」の研削量を決定する。次に、当該２周目の再研削処理における研削量に揃えて、１周目の研削処理における「第１の研削」及び「第２の研削」の研削量を決定する。そして最後に、研削ユニット４０における所望の研削量との差分を、粗研削による研削量として決定する。
　なお、以上の実施形態においてはチャック４２に保持される１枚目の重合ウェハＴに対してのみ再研削処理を行ったが、ｎ枚目の重合ウェハＴに対しても同様に再研削処理が行われてもよい。このように、ｎ枚目の重合ウェハＴに対しても再研削処理を行うことにより、当該ｎ枚目の重合ウェハＴのＴＴＶを更に向上できる。ただし、上述のように１枚目の重合ウェハＴの処理においてはチャック４２の傾きは既に調整されているとともに、重合ウェハＴの仕上研削に起因する仕上研削ユニット１００とチャック４２の平行度の変化は、加工装置１の待機状態時における平行度の変化と比較して十分に小さい。かかる点を鑑みると、ｎ枚目の重合ウェハＴの処理に対しては再研削処理を行わず、ｍ枚目の重合ウェハＴの仕上研削結果をフィードバックすることのみによって、適切にＴＴＶの悪化を抑制できる。また、全ての重合ウェハＴに対して再研削処理を行う場合と比較して、加工装置１における研削処理時間を短くすることができる。
　なお、以上の実施形態では、傾き調整部４４によりチャックベース４３を傾斜させることにより、仕上研削ユニット１００とチャック４２の相対的な傾きを調整したが、例えば仕上研削ユニット１００を傾斜させることにより相対的な傾きを調整してもよい。また例えば、第１のウェハＷの仕上研削量を調整することができれば、傾き調整部４４を用いなくてもよい。
　また以上の実施形態では、加工装置１において第１のウェハＷと第２のウェハＳとが接合された重合ウェハＴにおいて、第１のウェハＷを研削して薄化する場合を例に説明を行ったが、薄化される第１のウェハＷは第２のウェハＳと接合されていなくてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　　１　　　加工装置
　　４０　　研削ユニット
　　８０　　粗研削ユニット
　　９０　　中研削ユニット
　　１００　仕上研削ユニット
　　１２０　制御部
　　Ｗ　　　第１のウェハ
 
 

Claims (14)

  1. 加工装置における基板の加工方法であって、
    第１の研削部において前記基板に第１の研削処理を施すことと、
    第２の研削部において前記基板に第２の研削処理を施すことと、
    前記第１の研削部において前記基板に第１の再研削処理を施すことと、
    前記第２の研削部において前記基板に第２の再研削処理を施すことと、を含み、
    前記基板は、前記第２の再研削処理において最終仕上厚みに仕上研削される、加工方法。
  2. 前記第２の研削処理が施された後の前記基板の厚み分布を測定することと、
    測定された前記厚み分布に基づいて、前記基板を保持する基板保持部と前記第２の研削部との相対的な傾きを決定することを含み、
    前記第１の研削部は、前記基板保持部と前記第１の研削部との相対的な傾きを変えずに、前記第１の研削処理、及び、前記第１の再研削処理を行い、
    前記第２の研削部は、前記基板が、前記厚み分布に基づいて決定された前記基板保持部と前記第２の研削部との相対的な傾きで保持された状態で、前記第２の再研削処理を行う、請求項１に記載の加工方法。
  3. 前記第１の研削処理における前記基板の研削量と前記第１の再研削処理における前記基板の研削量が同じであり、
    前記第２の研削処理における前記基板の研削量と前記第２の再研削処理における前記基板の研削量が同じである、請求項１または２に記載の加工方法。
  4. 前記第１の研削処理に先立ち、前記基板の厚みを減少させるための粗研削を施すことを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の加工方法。
  5. 前記粗研削における前記基板の研削量は、前記第１の研削処理及び前記第２の研削処理における前記基板の研削量よりも多い、請求項４に記載の加工方法。
  6. 前記加工装置においては複数の基板が連続的に処理され、
    基板の最終仕上厚み分布を測定することを含み、
    基板保持部に保持される１枚目の基板に対しては、請求項１～５のいずれか一項に記載の加工方法により再研削処理を行い、
    基板保持部に保持されるｎ枚目（ｎは２以上の自然数）の基板に対しては、前記再研削処理を行わず、ｍ枚目（ｍは１以上、ｎ‐１以下の自然数）の基板において測定された前記最終仕上厚み分布に基づいて、
    前記第１の研削部における仕上前研削処理と、
    前記第２の研削部における仕上研削処理と、が施されて最終仕上厚みに仕上研削される、加工方法。
  7. 前記第１の再研削処理における前記基板の研削量と前記仕上前研削処理における前記基板の研削量が同じであり、
    前記第２の再研削処理における前記基板の研削量と前記仕上研削処理における前記基板の研削量が同じである、請求項６に記載の加工方法。
  8. 基板の研削処理を行う加工装置であって、
    前記基板に第１の研削処理を施す第１の研削部と、
    前記基板に第２の研削処理を施す第２の研削部と、
    前記基板の研削処理を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記第１の研削部において前記基板に第１の再研削処理を施し、
    前記第２の研削部において前記基板を第２の再研削処理を施すように、前記第１の研削部及び前記第２の研削部の動作を制御し、
    前記第２の再研削処理において前記基板を最終仕上厚みに仕上研削する、加工装置。
  9. 前記基板を保持する基板保持部と、
    前記第２の研削処理が施された後の前記基板の厚み分布を測定する厚み分布測定部と、
    前記基板保持部と前記第２の研削部との相対的な傾きを調整する傾き調整部と、を備え、
    前記制御部は、
    測定された前記厚み分布に基づいて前記傾きを決定し、
    前記基板保持部と前記第１の研削部との相対的な傾きを変えずに、前記第１の研削処理、及び、前記第１の再研削処理を行い、
    前記基板が前記厚み分布に基づいて決定された前記基板保持部と前記第２の研削部との相対的な傾きで保持された状態で、前記第２の再研削処理を行うように、前記第１の研削部及び前記第２の研削部の動作を制御する、請求項８に記載の加工装置。
  10. 前記制御部は、
    前記第１の研削処理における前記基板の研削量と前記第１の再研削処理における前記基板の研削量が同じとなり、
    前記第２の研削処理における前記基板の研削量と前記第２の再研削処理における前記基板の研削量が同じとなるように、前記第１の研削部及び前記第２の研削部の動作を制御する、請求項９に記載の加工装置。
  11. 前記基板の厚みを減少させるための粗研削処理部を備える、請求項８～１０のいずれか一項に記載の加工装置。
  12. 前記制御部は、前記粗研削処理部における前記基板の研削量が、前記第１の研削処理及び前記第２の研削処理における前記基板の研削量よりも多くなるように、前記粗研削処理部の動作を制御する、請求項１１に記載の加工装置。
  13. 加工装置においては複数の基板が連続的に処理され、
    前記制御部は、
    基板の最終仕上厚み分布を測定するように前記厚み分布測定部の動作を制御するとともに、
    基板保持部に保持される１枚目の基板に対しては、前記第１の研削部及び前記第２の研削部による前記基板の再研削処理を行い、
    基板保持部に保持されるｎ枚目（ｎは２以上の自然数）の基板に対しては、前記再研削処理を行わず、ｍ枚目（ｍは１以上、ｎ‐１以下の自然数）の基板において測定された前記最終仕上厚み分布に基づいて、
    前記第１の研削部における仕上前研削処理と、
    前記第２の研削部における仕上研削処理と、を施し、前記基板を最終仕上厚みに仕上研削するように、前記第１の研削部及び前記第２の研削部の動作を制御する、請求項９～１２のいずれか一項に記載の加工装置。
  14. 前記制御部は、
    前記第１の再研削処理における前記基板の研削量と前記仕上前研削処理における前記基板の研削量が同じとなり、
    前記第２の再研削処理における前記基板の研削量と前記仕上研削処理における前記基板の研削量が同じとなるように、前記前記第１の研削部及び前記第２の研削部の動作を制御する、請求項１３に記載の加工装置。
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