JP6937370B2 - 研削装置、研削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7月12日に日本国に出願された特願2017−136026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研削装置を備えた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2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、中研削及び仕上研削)においては、後述する研削砥石281、291、301の円弧の一部がウェハ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。
アライメントユニット60では、処理前のウェハWの水平方向の向きを調節する。アライメントユニット60は、基台260と、ウェハWを保持して回転させるスピンチャック261と、ウェハWのノッチ部の位置を検出する検出部262と、を有している。そして、スピンチャック261に保持されたウェハWを回転させながら検出部262でウェハWのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節してウェハWの水平方向の向きを調節している。
洗浄ユニット70では、ウェハWの裏面を洗浄する。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の裏面上を拡散し、裏面が洗浄される。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の裏面を粗研削する。図3及び図4に示すように粗研削ユニット80は、粗研削部としての粗研削ホイール280を有している。粗研削ホイール280は、外径がD1の環状形状を有している。また、粗研削ホイール280は、粗研削砥石281と、粗研削砥石281を支持するホイール基台282とを有している。粗研削砥石281は粗研削ホイール280と略同一の環状形状を有し、その外径もD1である。また、粗研削砥石281は、ウェハWの中心部と周縁部を結ぶ当接領域A1(図4中の塗りつぶし領域)に当接する。ホイール基台282は円板状のマウント283に支持され、マウント283にはスピンドル284を介して駆動部285が設けられている。駆動部285は例えばモータ(図示せず)を内蔵し、粗研削ホイール280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を粗研削砥石281の円弧の一部(当接領域A1)に当接させた状態で、チャック200と粗研削砥石281をそれぞれ回転させることによって、ウェハWの裏面を粗研削する。またこのとき、ウェハWの裏面に研削液、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粗研削砥石281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。
中研削ユニット90では、ウェハWの裏面を中研削する。中研削ユニット90の構成は粗研削ユニット80の構成とほぼ同様であり、中研削部としての中研削ホイール290、中研削砥石291、ホイール基台292、マウント293、スピンドル294、及び駆動部295を有している。中研削ホイール290(中研削砥石291)の外径D2は、粗研削ホイール280(粗研削砥石281)の外径D1と同じである。また、中研削砥石291は、ウェハWの中心部と周縁部を結ぶ当接領域A2(図4中の塗りつぶし領域)に当接する。なお、中研削砥石291の粒度は、粗研削砥石281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の裏面に研削液を供給しながら、裏面を中研削砥石291の円弧の一部(当接領域A2)に当接させた状態で、チャック200と中研削砥石291をそれぞれ回転させることによってウェハWの裏面を研削する。
仕上研削ユニット100では、ウェハWの裏面を仕上研削する。仕上研削ユニット100の構成は粗研削ユニット80、中研削ユニット90の構成とほぼ同様であり、仕上研削部としての仕上研削ホイール300、仕上研削砥石301、ホイール基台302、マウント303、スピンドル304、及び駆動部305を有している。仕上研削ホイール300(仕上研削砥石301)の外径D3は、粗研削ホイール280(粗研削砥石281)の外径D1及び中研削ホイール290(中研削砥石291)の外径D2よりも大きい。また、仕上研削砥石301は、ウェハWの中心部と周縁部を結ぶ当接領域A3(図4中の塗りつぶし領域)に当接する。なお、仕上研削砥石301の粒度は、中研削砥石291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の裏面に研削液を供給しながら、裏面を仕上研削砥石301の円弧の一部(当接領域A3)に当接させた状態で、チャック200と仕上研削砥石301をそれぞれ回転させることによってウェハWの裏面を研削する。
図1に示すように洗浄装置31では、研削装置30で研削されたウェハWの裏面を洗浄する。具体的には、スピンチャック310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の裏面上を拡散し、裏面が洗浄される。
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320が設けられている。制御部320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320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5は、基板処理システム1の研削装置30で行われる研削処理を模式的に示す説明図である。また、図6は、研削装置30での研削処理によってウェハWに形成されるソーマークを模式的に示す説明図である。
次に、研削装置30の他の実施形態について説明する。
以上の実施形態では、各研削ホイール280、290、300の外径D1、D2、D3の関係はD3>D1=D2となっていたが、図7に示すように粗研削ホイール280の外径D1、中研削ホイール290の外径D2、仕上研削ホイール300の外径D3は、すべて異なっていてもよい。かかる場合、ウェハWの裏面において、粗研削、中研削、仕上研削のそれぞれで形成されるソーマークをすべて異なる形状にすることができるので、ウェハWとデバイスの抗折強度をさらに向上させることができる。なお、このように外径D1、D2、D3を異ならせる場合、D1、D2、D3の順で大きくする(D3>D2>D1)のが好ましい。
以上の実施形態の研削装置30には、粗研削ユニット80、中研削ユニット90、仕上研削ユニット100が設けられていたが、図8に示すように粗研削ユニット80、仕上研削ユニット100、研磨ユニット400が設けられていてよい。粗研削ユニット80、仕上研削ユニット100、研磨ユニット400はそれぞれ、第2の処理位置P2、第3の処理位置P3、第4の処理位置P4に配置される。
以上の研削装置30において、ソーマークS1、S2に基づき、研削ホイール280、290、300の検査を行ってもよい。図10に示すように研削装置30は、ソーマークS1、S2を検出する検出部としての検出ユニット410と、研削ホイール280、290、300の状態を検査する検査部としての検査ユニット411とを有している。
以上の研削装置30において、いわゆるエアカット量を制御してもよい。粗研削ユニット80による粗研削、中研削ユニット90による中研削、仕上研削ユニット100による仕上研削は、それぞれほぼ同じ研削処理であるため、以下では、粗研削ユニット80による粗研削を対象に説明する。
30 研削装置
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 中研削ユニット
100 仕上研削ユニット
200 チャック
280 粗研削ホイール
281 粗研削砥石
285 駆動部
290 中研削ホイール
291 中研削砥石
295 駆動部
300 仕上研削ホイール
301 仕上研削砥石
305 駆動部
320 制御部
400 研磨ユニット
410 検出ユニット
411 検査ユニット
420、421 荷重センサ
W ウェハ
Claims (11)
- 基板を研削する研削装置であって、
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の少なくとも中心部と周縁部に当接し、当該基板を研削する環状の研削部と、
少なくとも前記基板保持部又は前記研削部に作用する荷重を測定する荷重測定部と、
前記研削部によって基板を研削した後、前記荷重測定部で測定される荷重がゼロになった際の前記研削部の高さ位置を測定する高さ測定部と、
前記高さ測定部で測定された前記研削部の高さ位置に基づいて、次に当該研削部によって研削される研削開始位置を算出する算出部と、を有する。 - 請求項1に記載の研削装置において、
前記研削部は複数設けられ、
前記複数の研削部は、基板を粗研削する粗研削部と、粗研削された基板を仕上研削する仕上研削部と、を有し、
前記仕上研削部の径は前記粗研削部の径よりも大きい。 - 請求項2に記載の研削装置において、
前記複数の研削部は、粗研削後であって仕上研削前において、基板を中研削する中研削部を有し、
前記中研削部の径は前記粗研削部の径と同じである。 - 請求項1に記載の研削装置において、
前記研削部は複数設けられ、
前記複数の研削部によって基板を研削した後、当該基板に形成される研削痕を検出する検出部と、
前記検出部で検出された研削痕に基づいて、前記複数の研削部の状態を検査する検査部と、を有する。 - 請求項1に記載の研削装置において、
前記荷重測定部は2箇所に設けられ、
一の前記荷重測定部は、前記基板保持部に作用する荷重を測定し、
他の前記荷重測定部は、前記研削部に作用する荷重を測定する。 - 基板を研削する研削方法であって、
基板保持部に保持された基板の少なくとも中心部と周縁部に、環状の研削部を当接させ、当該基板を研削する研削工程を有し、
前記研削工程は、
前記研削部によって基板を研削する際、少なくとも前記基板保持部又は前記研削部に作用する荷重を測定する荷重測定工程と、
前記研削部によって基板を研削した後、前記荷重測定工程で測定される荷重がゼロになった際の前記研削部の高さ位置を測定する高さ測定工程と、
前記高さ測定工程で測定された前記研削部の高さ位置に基づいて、次に当該研削部によって研削される基板の研削開始位置を算出工程と、を有する。 - 請求項6に記載の研削方法において、
前記研削工程を複数有し、
前記複数の研削工程は、前記複数の研削部のうちの粗研削部を用いて基板を粗研削する粗研削工程と、その後、前記複数の研削部のうちの仕上研削部を用いて基板を仕上研削する仕上研削工程と、を有し、
前記仕上研削部の径は、前記粗研削部の径よりも大きい。 - 請求項7に記載の研削方法において、
前記複数の研削工程は、前記粗研削工程後であって前記仕上研削工程前において、前記複数の研削部のうちの中研削部を用いて基板を中研削する中研削工程を有し、
前記中研削部の径は、前記粗研削部の径と同じである。 - 請求項6に記載の研削方法において、
前記研削工程を複数有し、
前記複数の研削工程の後、基板に形成される研削痕を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された研削痕に基づいて、前記複数の研削部の状態を検査する検査工程と、を有する。 - 請求項6に記載の研削方法において、
前記荷重測定工程において、前記基板保持部に作用する荷重と前記研削部に作用する荷重の両方を測定する。 - 基板を研削する研削方法を研削装置によって実行させるように、当該研削装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体であって、
前記研削方法は、
基板保持部に保持された基板の少なくとも中心部と周縁部に、環状の研削部を当接させ、当該基板を研削する研削工程を有し、
前記研削工程は、
前記研削部によって基板を研削する際、少なくとも前記基板保持部又は前記研削部に作用する荷重を測定する荷重測定工程と、
前記研削部によって基板を研削した後、前記荷重測定工程で測定される荷重がゼロになった際の前記研削部の高さ位置を測定する高さ測定工程と、
前記高さ測定工程で測定された前記研削部の高さ位置に基づいて、次に当該研削部によって研削される基板の研削開始位置を算出工程と、を有する。
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