JP7329391B2 - 基板処理方法及び基板処理システム - Google Patents

Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。

特許文献１には、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハのエッチング方法が開示されている。このエッチング方法では、エッチング液供給ノズルを複数設け、ウェーハ上面の中央部と外周部とで供給するエッチング液の流量を変えることでウェーハ面内のエッチング量を制御し、ウェーハ上面を効率的に高い平坦度にすることを図っている。

国際公開２００７／０８８７５５号公報

本開示にかかる技術は、基板に対するウェットエッチングを適切に行い、基板厚みの面内均一性を向上させる。

本開示の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、前記基板の一の面を研削することと、前記基板の厚みを測定することと、前記一の面をウェットエッチングすることと、前記基板の反転後、当該基板の他の面をウェットエッチングすることと、を含み、前記一の面のウェットエッチングにおいては、前記厚みの測定結果に基づいて前記基板の面内厚みをそろえ、前記他の面のウェットエッチングにおいては、前記基板の厚みを目標厚みまで減少させる。

本開示によれば、基板に対するウェットエッチングを適切に行い、基板厚みの面内均一性を向上させることができる。

ウェハ処理システムの構成の一例を模式的に示す平面図である。 ウェハ処理システムの構成の一例を模式的に示す側面図である。 エッチング装置の構成の一例を模式的に示す平面図である。 エッチング装置の構成の一例を模式的に示す平面図である。 保持部材の構成の一例を示す側面図である。 ウェハ処理の主な工程の一例を示すフロー図である。 ウェハ処理の主な工程の一例を示す説明図である。

半導体デバイスの製造工程では、一般的にインゴットから切り出し、スライスして得られた基板としてのウェハに対してデバイスを形成し、形成されたデバイスウェハに対して各種処理を施すことが行われる。そして、かかるデバイスウェハに対する処理を適切に行うため、ウェハの表面を平坦化することが行われている。ウェハ表面の平坦化方法は種々あるが、例えば特許文献１に開示されるように、ウェハの上面に対してエッチング液を供給する方法などがある。

しかしながら、ウェハの上面を平坦化した場合であっても、ウェハの厚みが面内で均一でない場合、適切にウェハ処理を行うことができない場合がある。特許文献１には、インゴットから得られたウェハの上面を平坦化することについては記載があるものの、厚みの面内均一性を向上させることについては記載がなく、かかる観点において改善の余地がある。

本開示にかかる技術は、基板に対するウェットエッチングを適切に行い、基板厚みの面内均一性を適切に向上させる。以下、基板厚みの面内均一性を向上させるための本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、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。

先ず、本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成について説明する。

本実施形態にかかるウェハ処理システム１では、上述のようにインゴットから切り出して得られたウェハＷに対し、厚みの面内均一性を向上させるための処理を行う。以下、ウェハＷの前記切り出し面を便宜的に表面Ｗａ、裏面Ｗｂと称する場合がある。

図１に示すようにウェハ処理システム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と処理ステーション３は、Ｘ軸負方向側から正方向側に向けて並べて配置されている。搬入出ステーション２は、例えば外部との間で複数のウェハＷを収容可能なカセットＣが搬入出される。処理ステーション３は、ウェハＷ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３つのカセットＣをＹ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Ｃ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Ｘ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、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、ウェハＷを保持して搬送する、２つの搬送アーム２３、２３を有している。各搬送アーム２３は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム２３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Ｃ、及び後述するトランジション装置３０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

搬入出ステーション２には、ウェハ搬送領域２０のＸ軸正方向側において、当該ウェハ搬送領域２０に隣接して、ウェハＷを受け渡すためのトランジション装置３０、ウェハＷの表裏面を反転するための基板反転部としての反転装置３１が、積層されて設けられている。

処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３が設けられている。第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２、及び第３の処理ブロックＧ３は、Ｘ軸負方向側（搬入出ステーション２側）から正方向側にこの順で並べて配置されている。

第１の処理ブロックＧ１には、エッチング部としてのエッチング装置４０、洗浄装置４１、及びウェハ搬送装置５０が設けられている。エッチング装置４０は、第１の処理ブロックＧ１の搬入出ステーション２側において、Ｘ軸方向に２列且つ鉛直方向に３段に設けられている。すなわち、本実施形態では、エッチング装置４０は６つ設けられている。洗浄装置４１は、エッチング装置４０のＸ軸正方向側において、鉛直方向に３段に積層されて設けられている。ウェハ搬送装置５０は、エッチング装置４０及び洗浄装置４１のＹ軸正方向側に配置されている。エッチング装置４０の詳細な構成については後述する。なお、エッチング装置４０、洗浄装置４１、及びウェハ搬送装置５０の数や配置はこれに限定されない。

エッチング装置４０は、切り出し面であるウェハＷの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂをエッチングする。例えば表面Ｗａ又は裏面Ｗｂに対してエッチング液（薬液）を供給し、当該表面Ｗａ又は裏面Ｗｂをウェットエッチングする。エッチング液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ_３、Ｈ_３ＰＯ_４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。

洗浄装置４１は、後述の加工装置８０において研削処理されたウェハＷの研削面を洗浄する。例えば研削面にブラシを当接させて、当該研削面をスクラブ洗浄する。なお研削面の洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、洗浄装置４１は、ウェハＷを洗浄する際、当該ウェハＷの表裏両面を同時に洗浄可能に構成されていてもよい。

ウェハ搬送装置５０は、ウェハＷを保持して搬送する、２つの搬送アーム５１、５１を有している。各搬送アーム５１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム５１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。ウェハ搬送装置５０は、Ｘ軸方向に延伸する搬送路５２上を移動自在である。そして、ウェハ搬送装置５０は、トランジション装置３０、反転装置３１、第１の処理ブロックＧ１及び第２の処理ブロックＧ２の各処理装置に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

第２の処理ブロックＧ２には、ウェハＷを受け渡すためのトランジション装置６０、ウェハＷの表裏面を反転するための基板反転部としての反転装置６１、及びウェハ搬送装置７０が設けられている。トランジション装置６０と反転装置６１は、積層されて設けられている。ウェハ搬送装置７０は、トランジション装置６０及び反転装置６１のＹ軸負方向側に配置されている。なお、トランジション装置６０、反転装置６１、及びウェハ搬送装置７０の数や配置はこれに限定されない。

ウェハ搬送装置７０は、ウェハＷを保持して搬送する、２つの搬送アーム７１、７１を有している。各搬送アーム７１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム７１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。また、ウェハ搬送装置７０における搬送アーム７１の数も本実施形態に限定されず、任意の数の搬送アーム７１を設けることができ、例えば１つでもよい。そして、第１の処理ブロックＧ１～第３の処理ブロックＧ３の各処理装置に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

第３の処理ブロックＧ３には、研削部としての加工装置８０が設けられている。加工装置８０は、回転テーブル８１、粗研削ユニット８２、及び仕上研削ユニット８３を有している。

回転テーブル８１は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線８４を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル８１上には、ウェハＷを吸着保持するチャック８５が４つ設けられている。チャック８５は、回転テーブル８１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８５は、回転テーブル８１が回転することにより、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ１、Ａ２に移動可能になっている。なお、チャック８５は回転機構（図示せず）によって回転可能に構成されている。

受渡位置Ａ０は回転テーブル８１の第２の処理ブロックＧ２側（Ｘ軸負方向側且つＹ軸負方向側）の位置であり、ウェハＷの受け渡しが行われる。受渡位置Ａ０には、チャック８５上に保持されたウェハＷの厚みを測定するための厚み測定部８６が配置される。第１の加工位置Ａ１は回転テーブル８１のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、粗研削ユニット８２が配置される。第２の加工位置Ａ２は回転テーブル８１のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、仕上研削ユニット８３が配置される。

粗研削ユニット８２では、ウェハＷの切り出し面を粗研削する。粗研削ユニット８２は、環状形状で回転自在な粗研削砥石（図示せず）を備えた第１の研削部８２ａを有している。また、第１の研削部８２ａは、支柱８２ｂに沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック８５に保持されたウェハＷの研削面を研削砥石に当接させた状態で、チャック８５と研削砥石をそれぞれ回転させ、切り出し面を粗研削する。

仕上研削ユニット８３では、ウェハＷの切り出し面を仕上研削する。仕上研削ユニット８３は、環状形状で回転自在な仕上研削砥石（図示せず）を備えた第２の研削部８３ａを有している。また、第２の研削部８３ａは、支柱８３ｂに沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。なお、仕上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。そして、チャック８５に保持されたウェハＷの研削面を研削砥石に当接させた状態で、チャック８５と研削砥石をそれぞれ回転させ、切り出し面を仕上研削する。

厚み測定部８６は、研削処理後のウェハＷの厚みの面内分布を測定する。測定された厚みの面内分布は後述の制御装置９０に出力され、後に処理が行われる他のウェハＷの研削条件（例えばステージの傾きなど）にフィードバック制御される。また本実施の形態においては、測定された厚みの面内分布はエッチング装置４０において行われるウェットエッチング処理のプロセスレシピ、パラメータの最適化においても使用される。

以上のウェハ処理システム１には、制御部としての制御装置９０が設けられている。制御装置９０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、ウェハ処理システム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、ウェハ処理システム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、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から制御装置９０にインストールされたものであってもよい。

次に、上述したエッチング装置４０の詳細な構成について説明する。

エッチング装置４０は、図３に示すように、内部を密閉可能な処理容器１００を有している。処理容器１００のウェハ搬送装置５０側の側面には、ウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

処理容器１００の内部には、図３及び図４に示すように、ウェハＷを保持する保持機構１１０が設けられている。保持機構１１０は、略円板状のベース１１１と、ベース１１１の外周部に設けられた複数の保持部材１１２とを有している。図５に示すように保持部材１１２の側面には、ウェハＷの外縁部を嵌め込む窪み部１１２ａが形成されている。そして、図４に示すように複数の保持部材１１２によってウェハＷが保持される。なお、保持部材１１２は、移動機構（図示せず）により水平方向に移動自在に構成されている。

ベース１１１の中央部には回転機構１１３が設けられている。回転機構１１３は回転駆動部（図示せず）に接続され、当該回転機構１１３により、ベース１１１、及び保持されたウェハＷが回転自在に構成されている。なお、回転機構１１３は中空に構成されている。

ベース１１１の周囲には、ウェハＷから飛散又は落下する液体を受け止め、回収するカップ１２０が設けられている。カップ１２０の下面には、回収した液体を排出する排出管１２１と、カップ１２０内の雰囲気を真空引きして排気する排気管１２２が接続されている。

図３及び図４に示すようにベース１１１及びカップ１２０の上方には、第１のアーム１３０及び第２のアーム１４０が設けられている。

第１のアーム１３０には、ウェハＷに対してエッチング液を供給するスプレーノズルとしての２流体ノズル１３１が設けられている。また、第１のアーム１３０には移動機構１３２が設けられている。第１のアーム１３０は、図３及び図４に示すように移動機構１３２により水平方向に回転自在に構成され、また鉛直方向に昇降自在に構成されている。

２流体ノズル１３１には、ウェハＷに対してエッチング液を供給するエッチング液供給管１３３と、ガスを供給するガス供給管１３４が接続されている。エッチング液供給管１３３からのエッチング液とガス供給管１３４からのガスは、２流体ノズル１３１の内部で混合される。

エッチング液供給管１３３には、内部にエッチング液を貯留するエッチング液供給源１３５が接続されている。またエッチング液供給管１３３には、エッチング液の供給を制御するバルブ１３３ｖが設けられている。

ガス供給管１３４には、内部にガス、例えば窒素等の不活性ガスを貯留するガス供給源１３６が接続されている。また、ガス供給管１３４には、ガスの供給を制御するバルブ１３４ｖが設けられている。

２流体ノズル１３１は、エッチング液及びガスの供給量を制御することにより、ウェハＷに対してエッチング液をスプレー噴射可能に構成されている。そして、このようにウェハＷにエッチング液を噴射することにより、エッチング液によるウェハＷのウェットエッチングに加え、エッチング液のウェハＷに対する衝突力によってもエッチングが進行する。すなわち、ウェハＷにおいてエッチング液が噴射される部分が選択的にウェットエッチングされる。なお、ウェハＷのエッチング量は、エッチング液及びガスの噴射時間、及び噴射量により制御される。

なお、２流体ノズル１３１の数や配置は図示の例には限定されず、任意に選択することができる。

第２のアーム１４０には、ウェハＷに対してエッチング液を供給するエッチング液ノズル１４１と、リンス液を供給するリンス液ノズル１４２と、ガスを供給するガスノズル１４３と、が設けられている。なお、エッチング液ノズル１４１及びリンス液ノズル１４２としては、例えばラミナーノズルが用いられる。また、第２のアーム１４０には移動機構１４４が設けられている。第２のアーム１４０は、図３及び図４に示すように移動機構１４４により水平方向に回転自在に構成され、また鉛直方向に昇降自在に構成されている。

エッチング液ノズル１４１は、ウェハＷに対してエッチング液を供給するエッチング液供給管１４５を介してエッチング液供給源１４６に接続されている。またエッチング液供給管１４５には、エッチング液の供給を制御するバルブ１４５ｖが設けられている。なおエッチング液供給源１４６は、エッチング液供給源１３５と共通であってもよい。すなわち、エッチング液供給管１４５はエッチング液供給源１３５に接続されていてもよい。

エッチング液ノズル１４１は、ウェハＷに対してエッチング液をラミナー状に供給することにより、ウェハＷのエッチング面を均一にウェットエッチングする。

リンス液ノズル１４２は、ウェハＷに対してリンス液を供給するリンス液供給管１４７を介してリンス液供給源１４８に接続されている。またリンス液供給管１４７には、リンス液の供給を制御するバルブ１４７ｖが設けられている。

リンス液ノズル１４２は、ウェットエッチング後のウェハＷに対してリンス液を供給することで、エッチング面をリンス洗浄する。

ガスノズル１４３は、ウェハＷに対してガス、例えば窒素などの不活性ガスを供給するガス供給管１４９を介してガス供給源１５０に接続されている。またガス供給管１４９には、ガスの供給を制御するバルブ１４９ｖが設けられている。なおガス供給源１５０は、ガス供給源１３６と共通であってもよい。すなわち、ガス供給管１４９はガス供給源１３６に接続されていてもよい。

ガスノズル１４３は、リンス洗浄後のウェハＷに対してガスを供給することで、エッチング面を乾燥する。

なお、第２のアーム１４０に配置されるノズルの数や配置、及び種類は図示の例には限定されず、任意に選択することができる。

ベース１１１の下方には、保持機構１１０に保持されたウェハＷのエッチング面の反対面（以下、「下面」という。）側に洗浄液とリンス液を供給する下面側ノズル１６０が設けられている。下面側ノズル１６０は、中空に構成された回転機構１１３から突出するように設けられている。

下面側ノズル１６０には、ウェハＷの下面に洗浄液を供給する供給管１６１が接続されている。供給管１６１は、回転機構１１３の内部を挿通し、下面側ノズル１６０と反対側において洗浄液供給管１６２とリンス液供給管１６３に分岐している。

洗浄液供給管１６２には、内部に洗浄液を貯留する洗浄液供給源１６４が接続されている。洗浄液には、例えばＦＰＭ（フッ酸過酸化水素水溶液）、ＳＣ２(塩酸過酸化水素水溶液)などが用いられる。また、洗浄液供給管１６２には、洗浄液の供給を制御するバルブ１６２ｖが設けられて。

洗浄液供給管１６２は、加工装置８０における研削処理時に飛散して吸着面（加工装置８０における研削面の反対面）に対して洗浄液を供給することで、吸着面に付着したパーティクルなどを洗い流す。

リンス液供給管１６３には、内部にリンス液、例えば純水を貯留するリンス液供給源１６５が接続されている。また、リンス液供給管１６３には、リンス液の供給を制御するバルブ１６３ｖが設けられている。なお、リンス液を供給するノズルは、下面側ノズル１６０とは別に設けてもよい。またリンス液供給源１６５は、リンス液供給源１４８と共通であってもよい。すなわち、リンス液供給管１６３はリンス液供給源１４８に接続されていてもよい。

リンス液供給管１６３は、洗浄液供給管１６２による洗浄後の吸着面に対してリンス液を供給することで、吸着面をリンス洗浄する。

なお、本実施形態においては下面側ノズル１６０からは洗浄液及びリンス液を供給するが、これらのいずれか、または両方に変えてガスが供給されてもよい。

供給管１６１には、下面側ノズル１６０から供給される洗浄液及びリンス液の温度を制御する温度制御装置１６６が設けられている。上述の２流体ノズル１３１によりウェハＷのエッチングを行う場合、エッチング液の気化によるウェハＷの温度低下により、エッチングレートが低下するおそれがある。そこで、温度制御された洗浄液及びリンス液を下面側ノズル１６０から供給することにより、ウェットエッチング時におけるウェハＷの温度低下を抑制する。すなわち下面側ノズル１６０が本開示における温度調節液ノズルに相当し、洗浄液及びリンス液が温度調節液に相当する。

本実施形態にかかるウェハ処理システム１及びエッチング装置４０は以上のように構成されている。次に以上のように構成されたウェハ処理システム１及びエッチング装置４０により行われるウェハ処理について説明する。

先ず、インゴットから切り出し、スライスして得られたウェハＷを複数収納したカセットＣ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。なお本実施形態においては、カセットＣに収納されたウェハＷの上面側を表面Ｗａ、下面側を裏面Ｗｂとする。

次に、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣ内のウェハＷが取り出され、トランジション装置３０に搬送される。続けて、ウェハ搬送装置５０により、トランジション装置３０のウェハＷが取り出され、トランジション装置６０に搬送される。

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置７０により加工装置８０に搬送される。加工装置８０においてウェハＷは、受渡位置Ａ０のチャック８５に受け渡される。

続いて、回転テーブル８１を回転させて、ウェハＷを第１の加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット８２によって、図７（ａ）に示すようにウェハＷの表面Ｗａを粗研削する（図６のステップＳ１）。

続いて、回転テーブル８１を回転させて、ウェハＷを第２の加工位置Ａ２に移動させる。そして、仕上研削ユニット８３によって、図７（ａ）に示すようにウェハＷの表面Ｗａを仕上研削する（図６のステップＳ１）。

続いて、回転テーブル８１を回転させて、ウェハＷを受渡位置Ａ０に移動させる。

次にウェハＷはウェハ搬送装置７０によって洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では、図７（ｂ）に示すように、ウェハＷの研削面である表面Ｗａがスクラブ洗浄される（図６のステップＳ２）。なお、洗浄装置４１では、ウェハＷの表面Ｗａと共に、裏面Ｗｂが洗浄されてもよい。

次にウェハＷはウェハ搬送装置７０によって反転装置６１に搬送される。反転装置６１では、ウェハＷの表裏面が反転される。すなわち、研削面である表面Ｗａが下面、裏面Ｗｂが上面となるように上下が反転される。

表裏面が反転されたウェハＷは、次に、ウェハ搬送装置７０によって再び加工装置８０に搬送される。そして、回転テーブル８１を回転させてウェハＷを第１の加工位置Ａ１、第２の加工位置Ａ２へと順次移動させ、図７（ｃ）に示すように、ウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削及び仕上げ研削する（図６のステップＳ３）。

続いて、回転テーブル８１を回転させて、ウェハＷを受渡位置Ａ０に移動させる。

表面Ｗａ及び裏面Ｗｂに対して研削が行われたウェハＷは、受渡位置Ａ０において、図７（ｄ）に示すように、厚み測定部８６によってウェハＷ面内における厚み分布が測定される（図６のステップＳ４）。厚み分布の測定にあたっては、チャック８５（ウェハＷ）を回転させるとともに、厚み測定部８６をウェハＷの上方で径方向に水平移動させることで、径方向位置毎の厚み分布を取得する。

なお、厚み測定部８６で取得した厚み分布は、ウェハ処理システム１において処理される次のウェハＷに対する加工条件（例えばステージの傾き）にフィードバック制御される。

次にウェハＷはウェハ搬送装置７０によって洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では、図７（ｅ）に示すように、ウェハＷの研削面である裏面Ｗｂがスクラブ洗浄される（図６のステップＳ５）。なお、洗浄装置４１では、ウェハＷの裏面Ｗｂと共に、表面Ｗａが洗浄されてもよい。

次にウェハＷはウェハ搬送装置７０によってエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、図７（ｆ）に示すように、ウェハＷの本実施形態における一の面としての裏面Ｗｂがエッチング液によりウェットエッチングされる（図６のステップＳ６）。

裏面Ｗｂのウェットエッチングにあたっては、回転機構１１３によりウェハＷを回転させながら、第１のアーム１３０に設けられた２流体ノズル１３１を径方向に水平移動させることで、ウェハＷの裏面Ｗｂにおける任意の位置が選択的にウェットエッチングされる。そしてこれにより加工装置８０の研削処理により形成されたウェハＷの裏面Ｗｂの研削痕を除去でき、ウェハＷの面内厚みが均一にされる。なお、かかるウェハＷの裏面Ｗｂのエッチング処理後においては、ウェハＷの厚みは目標厚みに比べて大きい。

ここで、裏面Ｗｂのウェットエッチングは、ステップＳ４において測定されたウェハＷの厚み分布に基づいて、ウェハＷの面内厚みが均一になるように、ウェットエッチングのプロセスレシピやパラメータの最適化が行われる。具体的には、厚み分布において厚みが大きいと判定されるウェハＷの径位置においてはエッチング量を増やし、厚みが小さいと判定される径位置においてはエッチング量を減らす。ウェハＷのエッチング量は、例えば２流体ノズル１３１から噴射されるエッチング液の噴射時間や噴射量などにより制御される。すなわち、２流体ノズル１３１の径方向への水平移動に際して、ウェハＷに対する２流体ノズル１３１の相対位置に応じて、２流体ノズル１３１の移動速度やエッチング液の噴射量が制御される。

このように、本実施形態においては、エッチング液を供給するノズルとしてスプレーノズル（２流体ノズル１３１）を採用し、ウェハＷの面内におけるエッチング対象領域に対してエッチング液を噴射する。これにより、前述のようにエッチング液の供給によるウェットエッチングに加え、ウェハＷの面内における任意のエッチング対象領域に対してエッチング液の衝突に際しての圧力（衝突力）によってもエッチングが進行する。すなわち、ラミナーノズルからの液供給によるウェットエッチングと比較して、エッチング対象領域を選択的に処理することができる。

なお、ウェハＷの裏面Ｗｂのウェットエッチングにあたっては、ウェハＷの下面（表面Ｗａ）に対して下面側ノズル１６０から洗浄液やリンス液を供給することで、同時に表面Ｗａを洗浄してもよい。

なお、２流体ノズル１３１からエッチング液を噴射してエッチングを行う場合、上述のように、ウェハＷに噴射されたエッチング液が気化することで発生する気化熱でウェハＷの温度が低下し、エッチングレートが低下するおそれがある。そこで、かかるエッチングレートの低下を抑制するため、下面側ノズル１６０からウェハＷの表面Ｗａに供給される洗浄液やリンス液の温度を温度制御装置１６６により制御し、ウェハＷの温度の温度低下を抑制することが望ましい。

裏面Ｗｂのエッチング処理が終了すると、次に、第１のアーム１３０をウェハＷの上方から退避させるとともに、第２のアーム１４０をウェハＷの上方に移動させる。

次に、ウェハＷを回転させた状態で、バルブ１４７ｖを制御してリンス液ノズル１４２からリンス液を供給する。そうすると、ウェットエッチング後のウェハＷの裏面Ｗｂがリンス洗浄される。

裏面Ｗｂの洗浄が終了すると、次に、バルブ１４７ｖ及びバルブ１４９ｖを制御して、リンス液ノズル１４２からのリンス液の供給を停止し、ガスノズル１４３からガスを供給する。そうすると、リンス洗浄後のウェハＷの裏面Ｗｂが乾燥される。

裏面Ｗｂの乾燥が終了すると、ウェハＷはウェハ搬送装置５０によって反転装置３１に搬送される。反転装置３１では、ウェハＷの表裏面が反転される。すなわち、エッチングが行われていない表面Ｗａが上面、エッチングが完了した裏面Ｗｂが下面となるように上下が反転される。

表裏面が反転されたウェハＷは、次に、ウェハ搬送装置５０によって再びエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、図７（ｇ）に示すように、ウェハＷの本実施形態における他の面としての表面Ｗａがエッチング液によりウェットエッチングされる（図６のステップＳ７）。

表面Ｗａのウェットエッチングにあたっては、回転機構１１３によりウェハＷを回転させながら、第２のアーム１４０に設けられたエッチング液ノズル１４１からエッチング液をラミナー状に供給する。そして遠心力によりエッチング液が拡散することで、ウェハＷの表面Ｗａの全面がウェットエッチングされる。これにより加工装置８０の研削処理により形成された研削痕を除去でき、ウェハＷの表面Ｗａが均一にエッチングされる。またこれにより、ウェハＷが所望の目標厚みまで薄化される。

ここで、表面Ｗａのウェットエッチングにおいては、例えばエッチング液ノズル１４１の位置や、エッチング液の供給量、エッチング液の供給時間、ウェハＷの回転数等が制御される。これにより、エッチング量をウェハＷの面内で均一にすることができる。そして本実施形態によれば、裏面ＷｂのウェットエッチングにおいてウェハＷの厚みが均一に制御されているため、ウェハＷの面内厚みを容易に制御できる。

次に、表面Ｗａのエッチング処理が終了すると、ウェハＷを回転させた状態で、バルブ１４５ｖ、１４７ｖを制御して、エッチング液ノズル１４１からのエッチング液の供給を停止し、リンス液ノズル１４２からリンス液を供給する。そうすると、ウェハＷの表面Ｗａがリンス洗浄される。この際、下面側ノズル１６０からリンス液を供給することで、ウェハＷの裏面Ｗｂのリンス洗浄を同時に行ってもよい。

表面Ｗａの洗浄が終了すると、次に、バルブ１４７ｖ及びバルブ１４９ｖを制御して、リンス液ノズル１４２からのリンス液の供給を停止し、ガスノズル１４３からガスを供給する。そうすると、リンス洗浄後のウェハＷの表面Ｗａが乾燥される。

その後、すべての処理が施されたウェハＷは、ウェハ搬送装置５０によりトランジション装置３０に搬送され、さらにウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１０のカセットＣに搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。なお、ウェハＷが搬入されるカセットＣは、当該ウェハＷを搬出したカセットＣとは別のカセットＣであってもよい。

以上の実施形態によれば、厚み測定部８６により測定されたウェハＷの面内厚み分布に基づいて、処理されるウェハＷ毎にウェットエッチングのプロセスレシピやパラメータの最適化を行うことで、適切にウェハＷの厚みの面内均一性を向上させることができる。またウェハＷの一の面をウェットエッチングにより平坦化した後に、更に他の面をウェットエッチングするため、他の面のエッチング量を容易に面内で均一にすることができる。すなわち、適切に厚みの面内均一性を向上させることができる。

また、このようにウェハＷの面内厚みのばらつきを小さくすることができるため、後工程であるウェハ処理（例えば、ウェハＷの研磨工程）における負荷を低減することができる。

また、本実施形態によればウェハＷの厚みを均一にするための一の面のウェットエッチングにおいてはスプレーノズルを使用し、エッチング液のウェハＷに対する衝突力によりエッチングを行う。これにより、エッチング液のウェハＷに対する着液時における拡散が抑制され、ウェハＷ面内における所望の位置で、適切にエッチングを行うことができる。すなわち、ウェハＷの面内均一性をより適切に向上させることができる。

また、スプレーノズルを用いてウェットエッチングを行うことにより、従来のラミナーノズルを使用してウェットエッチングを行う場合と比較してエッチング液の消費量を低減することができる。

なお、このようにスプレーノズルを用いてウェハＷの一の面に対してエッチング液を供給する場合、供給されたエッチング液の気化によりウェハＷの温度が低下してエッチングレート悪化することが懸念される。しかしながら本実施形態によれば、ウェハＷの他の面に対して温度調節液としての洗浄液やリンス液を供給することによりウェハＷの温度低下を抑制し、エッチングレートの悪化を適切に抑制することができる。

なお、上記実施形態において厚み測定部８６は加工装置８０の受渡位置Ａ０に設けられたが、厚み測定部８６の数や配置は上記実施形態に限られるものではない。例えば、厚み測定部８６は加工装置８０の外部に設けられていてもよいし、ウェットエッチング処理の最適化を行うための他の厚み測定部（図示せず）が更に設けられていてもよい。また例えば、図１に示した加工装置８０における受渡位置Ａ０と加工位置Ａ２との間の位置を測定位置Ａ３として、厚み測定部８６を配置してもよい。

なお、上記実施形態においては裏面Ｗｂの２流体ノズル１３１によるウェットエッチングの後、リンス液ノズル１４２からリンス液を供給することによりリンス液洗浄を行ったが、当該リンス液洗浄を行う前に、エッチング液ノズル１４１により裏面Ｗｂを更にエッチングしてもよい。より具体的には、裏面Ｗｂをスプレーノズルにより選択的にエッチングした後、ラミナーノズルにより裏面Ｗｂの全面を均一にならすようにエッチングしてもよい。これにより、より効果的にウェハＷの厚みの面内均一性を向上することができる。

なお、上記実施形態においては加工装置８０に設けられる２つの加工位置Ａ１、Ａ２をそれぞれ粗研削ユニット８２、及び仕上研削ユニット８３としたが、加工装置８０の構成はこれに限られるものではない。例えば、加工位置Ａ１をウェハＷの表面Ｗａを研削するための表面研削ユニット、加工位置Ａ２をウェハＷの裏面Ｗｂを研削するための裏面研削ユニット、としてもよい。かかる場合、加工位置Ａ１及び加工位置Ａ２に設けられる表面研削ユニット及び裏面研削ユニットが、本開示における研削部及び第２の研削部にそれぞれ相当する。

なお、上記実施の形態においては、インゴットから切り出してスライスして得られた直後のウェハＷの表裏面をウェットエッチングする場合を例に説明を行ったが、ウェハ処理システム１において処理される基板としてのウェハＷはこれに限られるものではない。

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 ウェハ処理システム
３１ 反転装置
４０ エッチング装置
６１ 反転装置
８０ 加工装置
８６ 厚み測定部
９０ 制御装置
Ｗ ウェハ
Ｗａ 表面
Ｗｂ 裏面

Claims (19)

1. 基板を処理する基板処理方法であって、
   前記基板の一の面を研削することと、
   前記基板の厚みを測定することと、
   前記一の面をウェットエッチングすることと、
   前記基板の反転後、当該基板の他の面をウェットエッチングすることと、を含み、
   前記一の面のウェットエッチングにおいては、前記厚みの測定結果に基づいて前記基板の面内厚みをそろえ、
   前記他の面のウェットエッチングにおいては、前記基板の厚みを目標厚みまで減少させる、基板処理方法。
2. 前記基板の他の面を研削することを含む、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記一の面のウェットエッチングは、スプレーノズルから前記基板に対して噴射されるエッチング液によって行われる、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
4. 前記一の面のエッチング量は、前記スプレーノズルからの前記エッチング液の噴射時間及び噴射量により制御される、請求項３に記載の基板処理方法。
5. 前記一の面のウェットエッチングにおいては、前記他の面に対して、前記一の面の温度を一定に調節する温度調節液が同時に供給される、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
6. 前記一の面のウェットエッチング後における前記基板の厚みは、前記目標厚みよりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
7. 前記他の面のウェットエッチングは、ラミナーノズルから前記基板に対して供給されるエッチング液によって行われる、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
8. 前記一の面の研削と前記厚みの測定は同一装置内で行われる、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
9. 一の基板における前記厚みの測定結果に基づいて、次の基板における研削の条件をフィードバック制御する、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
10. 基板を処理する基板処理システムであって、
    前記基板の一の面を研削する研削部と、
    前記基板の厚みを測定する厚み測定部と、
    前記基板をウェットエッチングするエッチング部と、
    前記基板の表裏面を反転する基板反転部と、
    少なくとも前記エッチング部の動作を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記厚み測定部による測定結果に基づいて、前記基板の面内厚みをそろえるように前記一の面をウェットエッチングし、
    前記基板の反転後、前記基板の厚みが目標厚みまで減少するように前記基板の他の面をウェットエッチングする、ように前記エッチング部の動作を制御する、基板処理システム。
11. 前記研削部は、前記基板の他の面を研削する、請求項１０に記載の基板処理システム。
12. 前記エッチング部は、前記基板の一の面に対してエッチング液を噴射するスプレーノズルを備える、請求項１０又は１１に記載の基板処理システム。
13. 前記制御部は、前記一の面に対する前記エッチング液の噴射時間及び噴射量を制御する、請求項１２に記載の基板処理システム。
14. 前記制御部は、前記一の面のウェットエッチング後における前記基板の厚みが、前記目標厚みよりも大きくなるように前記エッチング部の動作を制御する、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の基板処理システム。
15. 前記エッチング部は、
    前記基板の他の面に対してエッチング液を供給するエッチング液ノズルと、
    前記基板の他の面に対してリンス液を供給するリンス液ノズルと、
    前記基板の他の面に対して気体を供給するガスノズルと、を備える、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
16. 前記エッチング液ノズル及び前記リンス液ノズルはラミナーノズルである、請求項１５に記載の基板処理システム。
17. 前記エッチング部は、
    前記一の面のエッチング時において、前記他の面に温度調節液を供給する温度調節液ノズルを備え、
    前記制御部は、前記温度調節液により前記基板の温度を一定に保つように前記エッチング部の動作を制御する、請求項１０～１６のいずれか一項に記載の基板処理システム。
18. 前記研削部と前記厚み測定部は同一装置内に配置される、請求項１０～１７のいずれか一項に記載の基板処理システム。
19. 前記制御部は、一の基板における前記厚み測定部の測定結果を、次の基板における前記研削部における研削条件にフィードバックする、請求項１０～１８のいずれか一項に記載の基板処理システム。

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