JP6752367B2 - 基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願は、2017年6月21日に日本国に出願された特願2017−121183号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
先ず、本実施形態にかかる基板処理システムの構成について説明する。図1は、基板処理システム1の構成の概略を模式的に示す平面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
ターンテーブル40は、回転機構(図示せず)によって回転自在に構成されている。ターンテーブル40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200が4つ設けられている。チャック200は、ターンテーブル40と同一円周上に均等、すなわち90度毎に配置されている。4つのチャック200は、ターンテーブル40が回転することにより、4つの処理位置P1〜P4に移動可能になっている。
図3に示すようにチャック200の表面、すなわちウェハWの保持面は側面視において、その中央部が端部に比べて突出した凸形状を有している。研削処理(粗研削及び仕上研削)においては、後述する研削砥石280、290の1/4円弧部分がウェハWに当接し、また研磨処理においては、後述する研磨砥石300の1/4円弧部分がウェハWに当接する。この際、ウェハWが均一な厚みで研削及研磨されるように、チャック200の表面を凸形状にし、この表面に沿うようにウェハWを吸着させる。
図1に示すように搬送ユニット50は、Y軸方向に延伸する搬送路250上を移動自在に構成されている。搬送ユニット50は、水平方向、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)に移動自在の搬送アーム251を有し、この搬送アーム251により、アライメントユニット60と、第1の処理位置P1におけるチャック200との間でウェハWを搬送できる。
洗浄ユニット70では、ウェハWの裏面W2を洗浄する。洗浄ユニット70は、チャック200の上方に設けられ、ウェハWの裏面W2に洗浄液、例えば純水を供給するノズル270が設けられている。そして、チャック200に保持されたウェハWを回転させながらノズル270から洗浄液を供給する。そうすると、供給された洗浄液はウェハWの裏面W2上を拡散し、裏面W2が洗浄される。なお、洗浄ユニット70は、さらにチャック200を洗浄する機能を有していてもよい。かかる場合、洗浄ユニット70には、例えばチャック200に洗浄液を供給するノズル(図示せず)と、チャック200に接触して物理的に洗浄するストーン(図示せず)が設けられる。
粗研削ユニット80では、ウェハWの裏面W2を粗研削する。図8に示すように粗研削ユニット80は、研削砥石280が基台281に支持されて設けられている。基台281には、スピンドル282を介して駆動部283が設けられている。駆動部283は例えばモータ(図示せず)を内蔵し、研削砥石280及び基台281を鉛直方向に移動させると共に回転させる。そして、チャック200に保持されたウェハWを研削砥石280の1/4円弧部分に当接させた状態で、チャック200と研削砥石280をそれぞれ回転させることによって、ウェハWの裏面W2を粗研削する。またこのとき、ウェハWの裏面W2に研削液、例えば水が供給される。なお、本実施形態では、粗研削の研削部材として研削砥石280を用いたが、これに限定されるものではない。研削部材は、例えば不織布に砥粒を含有させた部材などその他の種類の部材であってもよい。
仕上研削ユニット90では、ウェハWの裏面W2を仕上研削する。仕上研削ユニット90の構成は粗研削ユニット80の構成とほぼ同様であり、研削砥石290、基台291、スピンドル292、及び駆動部293を有している。但し、この仕上研削用の研削砥石290の粒度は、粗研削の研削砥石280の粒度より小さい。そして、チャック200に保持されたウェハWの裏面W2に研削液を供給しながら、裏面W2を研削砥石290の1/4円弧部分に当接させた状態で、チャック200と研削砥石290をそれぞれ回転させることによってウェハWの裏面W2を研削する。なお、仕上研削の研削部材も、粗研削の研削部材と同様に、研削砥石290に限定されるものではない。
ゲッタリング層形成ユニット100では、粗研削及び仕上研削されることでウェハWの裏面W2に形成されたダメージ層をストレスリリーフ処理を行って除去しつつ、当該ウェハWの裏面W2にゲッタリング層を形成する。ゲッタリング層形成ユニット100の構成は粗研削ユニット80及び仕上研削ユニット90の構成とほぼ同様であり、研磨砥石300、基台301、スピンドル302、及び駆動部303を有している。但し、研磨砥石300の粒度は、研削砥石280、290の粒度より小さい。そして、チャック200に保持されたウェハWの裏面W2を研磨砥石300の1/4円弧部分に当接させた状態で、チャック200と研磨砥石300をそれぞれ回転させることによってウェハWの裏面W2を研磨する。
図9に示すようにテープ厚測定ユニット110では、搬送ユニット50の搬送アーム251に保持されたウェハWに対し、保護テープBの厚みを測定する。すなわち、テープ厚測定ユニット110は、アライメントユニット60から第1の処理位置P1のチャック200に搬送中のウェハWの保護テープBの厚みを測定する。
相対厚み測定ユニット120は、粗研削ユニット80、仕上研削ユニット90、ゲッタリング層形成ユニット100のそれぞれに設けられる。以下では、粗研削ユニット80に設けられた相対厚み測定ユニット120について説明する。
図1に示すように洗浄装置31では、加工装置30で研削及び研磨されたウェハWの裏面W2を洗浄する。具体的には、スピンチャック330に保持されたウェハWを回転させながら、当該ウェハWの裏面W2上に洗浄液、例えば純水を供給する。そうすると、供給された洗浄液はウェハWの裏面W2上を拡散し、裏面W2が洗浄される。
以上の基板処理システム1には、図1に示すように制御部340が設けられている。制御部340は、例えば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、基板処理システム1におけるウェハW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、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム1における後述のウェハ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、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(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の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、その記憶媒体Hから制御部340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基板処理システム1を用いて行われるウェハ処理について説明する。図15は、かかるウェハ処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
次に、テープ厚測定ユニット110の他の実施形態について説明する。テープ厚測定ユニット110は、粗研削ユニット80においてウェハWの裏面W2を粗研削する前であれば、任意の位置に配置できる。すなわち、テープ厚測定ユニット110は、搬入出ステーション2から粗研削ユニット80までの間に配置できる。
図16に示すようにテープ厚測定ユニット110は、アライメントユニット60に設けられていてもよい。テープ厚測定ユニット110は、第1のセンサ400、第2のセンサ401、及び算出部402を有している。
テープ厚測定ユニット110は、加工装置30の外部に設けられていてもよい。かかる場合、テープ厚測定ユニット110は、例えばウェハ搬送領域20に接続して設けられる。図17に示すようにテープ厚測定ユニット110は、ウェハWを載置して保持する載置台410を有する。載置台410においてウェハWが保持される場合、テープ厚測定ユニット110には、センサ411と算出部412を備えた分光干渉計が用いられる。これらセンサ411と算出部412はそれぞれ、上記実施形態のセンサ310と算出部311と同様の構成を有する。また、載置台410において保護テープBが保持される場合(図示の例と表裏面が反対の場合)、テープ厚測定ユニット110には、上記実施形態の第1のセンサ400、第2のセンサ401、及び算出部402と同様の構成のセンサ(図示せず)と算出部(図示せず)が用いられる。いずれの場合においても、テープ厚測定ユニット110で保護テープBの厚みを測定できる。
図3に示した上記実施形態では、調節機構205によってチャック200の傾きを調節していたが、研削砥石280、290及び研磨砥石300の傾きを調節してもよい。或いは、チャック200の傾きと、研削砥石280、290及び研磨砥石300の傾きとを両方調節してもよい。
図1に示した上記実施形態の基板処理システム1では、ゲッタリング層形成ユニット100は加工装置30の内部に設けられていたが、当該ゲッタリング層形成ユニット100と同様の構成を有するゲッタリング層形成装置(図示せず)が加工装置30の外部に独立して設けられていてもよい。かかる場合、加工装置30の構成を、粗研削ユニット80、中研削ユニット(図示せず)、仕上研削ユニット90としてもよい。
30 加工装置
31 洗浄装置
40 ターンテーブル
50 搬送ユニット
60 アライメントユニット
70 洗浄ユニット
80 粗研削ユニット
90 仕上研削ユニット
100 ゲッタリング層形成ユニット
110 テープ厚測定ユニット
120 相対厚み測定ユニット
200 チャック
201 ポーラス
204 回転機構
205 調節機構
210 回転軸
220 駆動部
221 駆動軸
222 モータ
230 駆動伝達部
231 従動プーリ
232 駆動プーリ
233 ベルト
234 内側マグネット
235 外側マグネット
236 中空部
240 固定軸
241 調節軸
242 モータ
280 研削砥石
290 研削砥石
300 研磨砥石
310 センサ
311 算出部
320 第1のセンサ
321 第2のセンサ
322 算出部
323 ノズル
340 制御部
400 第1のセンサ
401 第2のセンサ
402 算出部
411 センサ
412 算出部
420 柔軟部材
B 保護テープ
W ウェハ
Claims (20)
- 基板を薄化する基板処理システムであって、
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基板を研削する研削部と、
前記基板保持部に接続され、当該基板保持部を回転させる回転軸と、
前記回転軸と独立して設けられ、前記基板保持部を回転させる際の回転駆動を付与する駆動部と、
前記駆動部による回転駆動を前記回転軸に伝達すると共に、前記回転軸の傾きを前記駆動部に伝達しない駆動伝達部と、を有し、
前記回転軸が傾いた状態で、前記研削部と基板を当接させて基板を研削する。 - 請求項1に記載の基板処理システムにおいて、
前記駆動伝達部は、前記回転軸側に設けられた第1の駆動伝達部と、
前記駆動部側に設けられた第2の駆動伝達部と、を有し、
前記第1の駆動伝達部と前記第2の駆動伝達部との間には中空部が形成され、
前記中空部において前記第1の駆動伝達部が傾いた状態で、前記研削部と基板を当接させて基板を研削する。 - 請求項2に記載の基板処理システムにおいて、
前記研削部と前記基板保持部との相対的な傾きを調節する調節部を有する。 - 請求項3に記載の基板処理システムにおいて、
前記基板保持部は、
基板の保持面を有するチャックと、
前記チャックを保持するチャックテーブルと、
前記チャックテーブルを支持する基台と、を有し、
前記調節部は、前記基台の外周部において同心円状に配置されている。 - 請求項4に記載の基板処理システムにおいて、
前記研削部は、基板を粗研削する粗研削部と、前記粗研削部で粗研削された基板を仕上研削する仕上研削部と、を有し、
前記調節部は少なくとも、前記粗研削部で粗研削される基板を保持する前記基板保持部の傾きを調節する。 - 請求項4に記載の基板処理システムにおいて、
前記調節部は、前記基板保持部の外周部を鉛直方向に移動させる調節軸を複数有する。 - 請求項1に記載の基板処理システムにおいて、
基板の表面には保護テープが貼り付けられ、
前記研削部で基板の裏面を研削する前に、前記保護テープの厚みを測定するテープ厚測定部を有する。 - 請求項7に記載の基板処理システムにおいて、
前記テープ厚測定部は、前記保護テープの径に沿って当該保護テープの厚みを測定し、
前記テープ厚測定部は、基板と保護テープに接触せずに当該保護テープの厚みを測定する。 - 請求項8に記載の基板処理システムにおいて、
外部との間で基板を搬入出する搬入出部を有し、
前記テープ厚測定部は、前記搬入出部と前記基板保持部との間に設けられている。 - 請求項9に記載の基板処理システムにおいて、
前記基板保持部で基板を保持する前に、前記テープ厚測定部における測定結果に基づいて前記研削部と前記基板保持部との相対的な傾きを調節する調節部を有する。 - 請求項1に記載の基板処理システムにおいて、
前記研削部による研削中、基板の厚みと保護テープの厚みの合計である相対厚みを、当該基板と保護テープに接触せずに測定する相対厚み測定部と、
前記相対厚み測定部における測定結果に基づいて、前記研削部による研削を制御する制御部と、を有する。 - 請求項11に記載の基板処理システムにおいて、
前記相対厚み測定部は、前記基板保持部の表面の位置を測定する第1のセンサと、基板の裏面の位置を測定する第2のセンサと、を有し、
前記第1のセンサの測定結果と前記第2のセンサの測定結果に基づいて相対厚みを測定する。 - 請求項12に記載の基板処理システムにおいて、
前記基板保持部の表面には、複数の孔が形成された多孔質体が設けられ、
前記第1のセンサは、前記基板保持部の表面において前記多孔質体が設けられていない表面の位置を測定する。 - 請求項12に記載の基板処理システムにおいて、
前記第2のセンサは、基板の裏面に光を照射して当該裏面の位置を測定し、
前記相対厚み測定部は、前記第2のセンサから基板の裏面までの光路に沿って、流体を供給する流体供給部を有する。 - 基板を薄化する基板処理方法であって、
研削部を用いて基板保持部に保持された基板を研削する研削工程を有し、
前記研削工程では、前記基板保持部に接続された回転軸が傾いた状態で、当該回転軸によって前記基板保持部に保持された基板を回転させながら、前記研削部と基板を当接させて基板を研削し、
前記回転軸と独立して設けられた駆動部によって、前記基板保持部を回転させる際の回転駆動を付与し、
駆動伝達部によって、前記駆動部による回転駆動を前記回転軸に伝達すると共に、前記回転軸の傾きを前記駆動部に伝達しない。 - 請求項15に記載の基板処理方法において、
前記駆動伝達部は、前記回転軸側に設けられた第1の駆動伝達部と、
前記駆動部側に設けられた第2の駆動伝達部と、を有し、
前記第1の駆動伝達部と前記第2の駆動伝達部との間には中空部が形成され、
前記研削工程では、前記中空部において前記第1の駆動伝達部が傾いた状態で、前記研削部と基板を当接させて基板を研削する。 - 請求項16に記載の基板処理方法において、
前記研削工程において、前記研削部と前記基板保持部との相対的な傾きを調節する。 - 請求項17に記載の基板処理方法において、
基板の表面には保護テープが貼り付けられ、
前記研削工程の前に、前記保護テープの厚みを測定するテープ厚測定工程を有する。 - 請求項17に記載の基板処理方法において、
前記研削工程における研削中、相対厚み測定部によって、基板の厚みと保護テープの厚みの合計である相対厚みを、当該基板と保護テープに接触せずに測定し、
前記相対厚み測定部における測定結果に基づいて、前記研削部による研削を制御する。 - 基板を薄化する基板処理方法を基板処理システムによって実行させるように、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記基板処理方法は、研削部を用いて基板保持部に保持された基板を研削する研削工程を有し、
前記研削工程では、前記基板保持部に接続された回転軸が傾いた状態で、当該回転軸によって前記基板保持部に保持された基板を回転させながら、前記研削部と基板を当接させて基板を研削し、
前記回転軸と独立して設けられた駆動部によって、前記基板保持部を回転させる際の回転駆動を付与し、
駆動伝達部によって、前記駆動部による回転駆動を前記回転軸に伝達すると共に、前記回転軸の傾きを前記駆動部に伝達しない。
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