(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の反りを修正する反り修正方法であって、
前記基板の裏面を粗面化処理可能に構成された粗面化処理装置を用いて、前記基板の裏面に対して前記粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正する粗面化工程を含み、
前記粗面化工程は、前記基板の反り量に応じた研磨圧で前記粗面化処理を行う。
【請求項２】
基板の反りを修正する反り修正方法であって、
前記基板の裏面を粗面化処理可能に構成された粗面化処理装置を用いて、前記基板の裏面に対して前記粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正する粗面化工程を含み、
前記粗面化処理装置は、
前記基板の裏面における中央部とは重ならない領域を水平に保持する第１の保持部と
前記基板の裏面における中央部を水平に保持し、鉛直軸周りに前記基板を回転させる第２の保持部と、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに自転する摺動部材と、
自転中の前記摺動部材を鉛直な公転軸回りに公転させる公転機構と、
前記基板と前記公転軸との相対位置を水平方向に移動させるための相対移動機構と、を備え、
前記粗面化工程は、前記基板の反り量に応じた、前記公転機構による前記摺動部材の公転速度で、前記粗面化処理を行う。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板の反り修正方法において、
前記粗面化処理装置は、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに回転する摺動部材を備え、
当該反り修正方法は、
前記粗面化工程は、前記基板の裏面との接触面が前記基板の反り量に応じた表面粗さを有する前記摺動部材で、前記粗面化処理を行う。
【請求項４】
請求項３に記載の基板の反り修正方法において、
前記表面粗さが互いに異なる複数の前記摺動部材を、前記表面粗さが小さい方から順に用いて、前記粗面化処理を行う。
【請求項５】
基板の反りを修正する反り修正方法であって、
前記基板の裏面を粗面化処理可能に構成された粗面化処理装置を用いて、前記基板の裏面に対して前記粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正する粗面化工程を含み、
前記粗面化処理装置は、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに回転する摺動部材を備え、
当該反り修正方法は、
前記粗面化工程は、前記基板の裏面との接触面が前記基板の反り量に応じた表面粗さを有する前記摺動部材で、前記粗面化処理を行い、
前記表面粗さが互いに異なる複数の前記摺動部材を、前記表面粗さが小さい方から順に用いて、前記粗面化処理を行う。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板の反り修正方法において、
前記基板内における当該基板の反りの分布の情報に基づいて定められる処理領域に、前記粗面化処理を行う。
【請求項７】
請求項６に記載の基板の反り修正方法において、
前記処理領域は、前記基板の表面側に突出した形状の領域を含む。
【請求項８】
請求項６または７に記載の基板の反り修正方法において、
前記処理領域は、基板の表面側に突出した形状の領域に隣接した領域を含む。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の基板の反り修正方法を粗面化処理装置によって実行させるように、当該粗面化処理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。
【請求項１０】
基板の反りを修正する反り修正装置であって、
前記基板の裏面に対して粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正するものであり、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに回転する摺動部材と、
前記摺動部材に関する駆動部と、
前記基板の反り量に応じた研磨圧での前記摺動部材による前記粗面化処理が実行されるように、前記駆動部を制御するよう構成された制御部と、を有する。
【請求項１１】
基板の反りを修正する反り修正装置であって、
前記基板の裏面に対して粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正するものであり、
前記基板の裏面における中央部とは重ならない領域を水平に保持する第１の保持部と
前記基板の裏面における中央部を水平に保持し、鉛直軸周りに前記基板を回転させる第２の保持部と、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに自転する摺動部材と、
自転中の前記摺動部材を鉛直な公転軸回りに公転させる公転機構と、
前記基板と前記公転軸との相対位置を水平方向に移動させるための相対移動機構と、
前記摺動部材に関する駆動部と、
前記基板の反り量に応じた公転速度で公転する前記摺動部材による前記粗面化処理が実行されるように、前記駆動部を制御するよう構成された制御部と、を有する。
【請求項１２】
基板の反りを修正する反り修正装置であって、
前記基板の裏面に対して粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正するものであり、
前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに回転する摺動部材と、
前記摺動部材に関する駆動部と、
前記基板の裏面との接触面が前記基板の反り量に応じた表面粗さを有する前記摺動部材による前記粗面化処理が実行されるように、前記駆動部を制御するよう構成された制御部と、を有し、
前記制御部は、前記表面粗さが互いに異なる複数の前記摺動部材が、前記表面粗さが小さい方から順に用いられる前記粗面化処理が実行されるように、前記駆動部を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年３月１２日に日本国に出願された特願２０１８−４４２１８号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
本発明は、基板の反りを修正する反り修正方法、コンピュータ記憶媒体及び基板反り修正装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば半導体装置の製造工程では、基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布処理、レジスト膜に所定のパターンを露光する露光処理、露光後にレジスト膜内の化学反応を促進させる加熱処理（露光後ベーク処理）、露光されたレジスト膜を現像する現像処理などを順次行うフォトリソグラフィー処理が行われ、ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。そして、ウェハ上に成膜されている被処理膜に対して、上記レジストパターンをマスクとして、エッチング処理が行われ、その後レジスト膜の除去処理などが行われて、所定のパターンの被処理膜が形成される。上述のようなレジストパターンの形成およびエッチング処理を繰り返すことにより、それぞれが所定のパターンを有する多層の薄膜がウェハ上に形成される。【０００４】
ところで、ウェハには、成膜やエッチングなどの前処理の影響により反りが生じているものがある。ウェハに反りが発生すると、ウェハの加熱処理時に熱板からウェハに熱が均一に伝わらないことや、露光処理時に精度良く露光できないことがある等、不具合が生じる。【０００５】
ウェハの反りを修正する方法として、特許文献１には、上定盤と下定盤との間に配設されたキャリアでウェハを支持し、上定盤、下定盤及びキャリアをそれぞれ駆動回転することにより、ウェハの表面と裏面に形成されている湾曲部及び突出部を除去加工することで、当該ウェハの反りを修正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国５５−１４１７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ウェハの表面には前述の所定のパターンの被処理膜が形成されているため、または、上記被処理膜を形成するため、特許文献１のようにウェハの表面に対して加工処理を行うことはできない。【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の表面に対する処理を行うことなく、適切に基板の反りを修正することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、基板の反りを修正する反り修正方法であって、前記基板の裏面を粗面化処理可能に構成された粗面化処理装置を用いて、前記基板の裏面に対して前記粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正する粗面化工程を含む。
【００１０】
本発明の一態様によれば、基板の裏面のみに処理を行っており、基板の表面に対する処理が必要ないめ、基板の表面に影響を与えることなく、基板の反りを修正することができる。【００１１】
別な観点による本発明の一態様は、上述の基板の反り修正方法を粗面化処理装置によって実行させるように、当該粗面化処理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る。【００１２】
また別な観点による本発明の一態様は、基板の反りを修正する反り修正装置であって、前記基板の裏面に対して粗面化処理を行い、前記裏面に溝を形成し、前記基板の反りを修正するものであり、前記基板の裏面を摺動して処理を行うために鉛直軸周りに回転する摺動部材と、前記摺動部材に関する駆動部と、前記基板の反り量に応じた研磨圧での前記摺動部材による前記粗面化処理が実行されるように、前記駆動部を制御するように構成された制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板の表面に対する処理を行うことなく、適切に基板の反りを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかる粗面化処理装置の構成の概略を示す平面図である。
【図２】本実施形態にかかる粗面化処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】粗面化処理装置の粗面化機構の構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】図３の粗面化機構の平面図である。
【図５】粗面化処理時の粗面化圧と、粗面化処理に対するウェハの反りの変化との相関を示す図である。
【図６】ウェハの中央領域を粗面化処理した場合の、ウェハの反りの変化量を示す図である。
【図７】ウェハの外周領域を粗面化処理した場合のウェハの反りの変化量を示す図である。
【図８】第１実施形態にかかるウェハの反り修正方法の修正対象となるウェハの一例の説明図である。
【図９】第２実施形態にかかるウェハの反り修正方法の修正対象となるウェハの説明図である。
【図１０】第２実施形態にかかるウェハの反り修正方法の修正対象となるウェハの他の説明図である。
【図１１】粗面化処理時の公転速度と、粗面化処理に対するウェハの反りの変化との相関を示す図である。
【図１２】粗面化処理時の砥石の粒度と、粗面化処理に対するウェハの反りの変化との相関を示す図である。
【図１３】第２実施形態にかかるウェハの反り修正方法の修正対象となるウェハの他の例の説明図である。
【図１４】第２実施形態にかかるウェハの反り修正方法の修正対象となるウェハの別の例の説明図である。
【図１５】外周粗面化処理開始時の公転軸の位置と、粗面化処理に対するウェハの反りの変化との相関を示す図である。
【図１６】処理条件４での外周粗面化処理後における、ウェハの反り量の面内分布を示す図である。
【図１７】処理条件２での外周粗面化処理及び処理条件４での外周粗面化処理をこの順で連続して行った場合における、処理後のウェハの反り量の面内分布を示す図である。
【図１８】本実施形態にかかる粗面化処理装置を搭載した塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図１９】図１４の塗布現像処理システムの正面図である。
【図２０】図１４の塗布現像処理システムの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、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。
【００１６】
前述したように、ウェハに反りがあると不具合が生じる。
そこで、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、ウェハの裏面全面を粗面化処理可能に構成された粗面化処理装置による上記粗面化処理と、当該粗面化処理に対するウェハの反りの変化との間に相関を見出したため、上記粗面化処理装置を用いてウェハの反りを修正することに想到した。
【００１７】
まず、本実施の形態にかかるウェハの反り修正方法に用いられる粗面化処理装置（つまりは反り修正装置）の構成について説明する。図１及び図２はそれぞれ、粗面化処理装置（反り修正装置）１００の構成の概略を示す平面図及び縦断面図である。
【００１８】
本実施形態の粗面化処理装置１００で処理対象とするウェハは、例えば、裏面の少なくとも最表面がシリコン層で形成されている円形状のウェハである。裏面の最表面がシリコン層で形成されているウェハは、裏面の最表面が窒化シリコン層や酸化シリコン層などシリコン層より固い層で形成されているウェハに比べて、粗面化処理量に対するウェハの反り量の変化が大きい。
【００１９】
粗面化処理装置１００は、ウェハＷの裏面に砥石を摺動させて、言い換えると、ウェハＷの裏面を砥石により研磨して、上記裏面を粗面化する。
なお、この粗面化処理装置１００は、上記の粗面化が行われた領域に対して、洗浄液を供給すると共にブラシによって擦り、粗面化処理によって発生した異物を除去する洗浄処理を行うこともできる。
【００２０】
粗面化処理装置１００は、ベース体１１０と、スピンチャック１２０と、カップ１３０と、粗面化・洗浄処理部１５０と、洗浄部１７０と、洗浄液として純水を供給する各種ノズルと、を備えている。
【００２１】
ベース体１１０は平面視長方形状に形成されており、粗面化処理装置１００の外部に設けられる図示しない搬送機構によって、ベース体１１０の前方側（図のＸ方向負側）からウェハＷが粗面化処理装置１００に搬送される。ベース体１１０は、前後方向（図のＸ方向）を長手方向とする角型の凹部１１１を備えている。この凹部１１１の前方側（図のＸ方向負側）に、スピンチャック１２０が設けられている。
【００２２】
スピンチャック１２０は、ウェハＷの裏面の中央部を吸着して、ウェハＷを水平に保持する。スピンチャック１２０の下方側はシャフト１２１を介して回転機構１２２に接続されており、回転機構１２２はスピンチャック１２０に保持されたウェハＷが鉛直軸回りに回転するように、当該スピンチャック１２０を回転させる。
スピンチャック１２０の周囲には、垂直な３本の支持ピン１２３が配設されている。支持ピン１２３は昇降機構１２４によって昇降自在に構成されており、上記の搬送機構と、「第２の保持部」であるスピンチャック１２０及び後述する「第１の保持部」である固定チャック１３５との間でウェハＷを受け渡すことができる。
【００２３】
また、スピンチャック１２０、回転機構１２２、支持ピン１２３及び昇降機構１２４を囲むように、ベース体１１０の底部から上方に向かって伸びる円筒状のエアナイフ１２５が設けられている。エアナイフ１２５の上端面は、内方へ向かって傾斜する傾斜面で形成されている。当該傾斜面には上方へ向けて例えばエアを吐出する吐出口１２６が設けられている。スピンチャック１２０にウェハＷの裏面が吸着保持されるときにエアナイフ１２５の上端はウェハＷの裏面に近接し、吐出口１２６からエアが吐出されることで、ウェハＷの裏面中央部に洗浄液が付着することを防ぐ。また、吐出口１２６からエアが吐出されることで、ウェハＷの裏面中央部を乾燥させることができる。
【００２４】
さらに、ベース体１１０の凹部１１１の底部には、ウェハＷから凹部１１１内に落下した廃液を排出するための排液口１２７が設けられている。排液口１２７よりもエアナイフ１２５寄りの位置には、凹部１１１内を排気する排気管１２８が設けられている。ウェハＷの処理中は当該排気管１２８からの排気が行われることにより、ウェハＷから飛散した洗浄液や粗面化処理時に発生したウェハＷの削り屑が、凹部１１１の外側に飛散することが抑制される。
また、排気管１２８の開口部分を覆うフランジ１２９がエアナイフ１２５に設けられている。このフランジ１２９により、廃液が排気管１２８に流入することが抑制される。
【００２５】
カップ１３０は、処理中にウェハＷを囲み、ウェハＷから廃液が飛散することを抑制する。このカップ１３０は、エアナイフ１２５を囲むように、上端部が内方へと突出した円筒形状に形成されている。カップ１３０の左右（図のＹ方向の両端）の外壁からは各々支持部１３１が、凹部１１１の外縁上へ向けて伸び出しており、ベース体１１０に設けられる水平移動機構１３２に接続されている。水平移動機構１３２によりカップ１３０は凹部１１１内を前後方向に移動することができる。また、水平移動機構１３２の下方には昇降機構１３３が設けられており、昇降機構１３３によって水平移動機構３２すなわちカップ１３０は昇降することができる。
【００２６】
カップ１３０には、スピンチャック１２０を左右（図のＹ方向の両側）から挟むと共に前後方向（図のＸ方向）に延伸された２つの橋部１３４が設けられている。橋部１３４には固定チャック１３５が設けられている。この固定チャック１３５は、ウェハＷの裏面の中央部の外側領域を吸着して、ウェハＷを水平に保持する。固定チャック１３５は、ウェハＷの裏面中央部等を処理するときに用いられる。なお、スピンチャック１２０は、ウェハＷの裏面の中央部より外側の領域等を処理するときに用いられる。
【００２７】
また、カップ１３０の前方側（図のＸ方向負側）には周端部洗浄ノズル１３６が設けられ、後方側（図のＸ方向正側）には裏面洗浄ノズル１３７が設けられている。周端部洗浄ノズル１３６は、ウェハＷがスピンチャック１２０に保持されているときにウェハＷの裏面の周端部に向けて純水を吐出する。裏面洗浄ノズル１３７は、ウェハＷが固定チャック１３５に保持されているときにウェハＷの裏面の中央部に向けて純水を吐出し、ウェハＷがスピンチャック１２０に保持されているときにウェハＷの裏面の中央部より外側の領域に純水を吐出する。
【００２８】
カップ１３０の水平移動機構１３２の左側（図のＹ方向負側）には、昇降機構１３８を前後方向（図のＸ方向）に移動する移動機構１３９が設けられている。
昇降機構１３８には、当該昇降機構１３８により昇降自在なアーム１４０が右側（図のＹ方向正側）に延びるように設けられている。アーム１４０の先端には、スピンチャック１２０に保持されたウェハＷの表面の中心部に純水を吐出する表面洗浄ノズル１４１が設けられている。
また、表面洗浄ノズル１４１の待機部１４２が、ベース体１１０における凹部１１１より後方側（図のＸ方向正側）に設けられている。
【００２９】
続いて、粗面化・洗浄処理部１５０について説明する。粗面化・洗浄処理部１５０は、水平移動機構１５１、回転機構１５２、昇降機構１５３、１５４、粗面化機構１５５及び洗浄機構１５６により構成されている。水平移動機構１５１は、凹部１１１内を前後方向（図のＸ方向）に伸びるように設けられている。回転機構１５２は、水平移動機構１５１によって、凹部１１１内の後端部（図のＸ方向正側端部）からエアナイフ１２５の手前に至るまで、前後方向（図のＸ方向）に移動することができる。
【００３０】
また、回転機構１５２の上部側は、水平な円形のステージとして構成され、このステージはその鉛直な中心軸回りに回転することができる。この回転機構１５２のステージ上には、周方向に間隔を空けて昇降機構１５３、１５４が設けられている。昇降機構１５３上には粗面化機構１５５が、当該昇降機構１５３によって昇降自在に設けられ、昇降機構１５４上には洗浄機構１５６が、当該昇降機構１５４によって昇降自在に設けられている。この昇降機構１５３、１５４による昇降、水平移動機構１５１による水平移動及び回転機構１５２による回転の協働によって、粗面化機構１５５及び洗浄機構１５６はカップ１３０の内側とカップ１３０の外側との間を移動することができる。この水平移動機構１５１、上記のカップ１３０が接続される水平移動機構１３２及びスピンチャック１２０を回転させる回転機構１２２は、本発明にかかる「相対移動機構」を構成する。
【００３１】
図３は、粗面化機構１５５の構成の概略を示す縦断面図である。
粗面化機構１５５は図３に示すように砥石１５７、支持板１５８、公転板１５９及び公転機構である駆動ユニット１６０を備えている。支持板１５８は水平な円板であり、例えばその周縁部上に上記の砥石１５７が当該支持板１５８の周方向に沿って６つ、等間隔に配置されている（図１参照）。なお、支持板１５８に砥石１５７が設けられたものが「摺動部材」に相当する。砥石１５７は例えば粒度（番手）が60000番のダイヤモンド砥石であり、水平な円板状に形成され、ウェハＷの裏面を擦過することで当該ウェハＷの裏面を粗面化する。また、支持板１５８の裏面の中心部には垂直な第１の自転用シャフト６０１が設けられている。
【００３２】
さらに、公転板１５９は、水平な円板であり、支持板１５８の下方に設けられている。この公転板１５９は、支持部６０２が設けられており、該支持部６０２により第１の自転用シャフト６０１を当該公転板１５９上に支持する。支持部６０２は、第１の自転用シャフト６０１を、垂直軸Ｐ１まわりに回転自在に支持するための軸受け６０３を備えている。また、第１の自転用シャフト６０１には、垂直軸Ｐ１を回転軸として回転するギア６０４が設けられている。
【００３３】
公転板１５９の下方に駆動ユニット１６０を構成するボックス６０５が設けられている。公転板１５９の中心部からは、ボックス６０５内に向けて垂直な公転用円筒６０６が伸び出し、公転板１５９はベアリング６０７によってボックス６０５に対して、垂直軸Ｐ２まわりに回転可能に支持されている。公転用円筒６０６の下端部はボックス６０５内に位置し、垂直軸Ｐ２を回転軸として回転するギア６０８として構成されている。
【００３４】
また、上記の公転用円筒６０６を貫通する垂直な第２の自転用シャフト６０９が設けられている。第２の自転用シャフト６０９の上端部はギア６１０として構成され、第１の自転用シャフト６０１のギア６０４と噛合している。第２の自転用シャフト６０９の下端部はギア６１１として構成されている。これら第２の自転用シャフト６０９、ギア６１０、６１１は垂直軸Ｐ２を回転軸として回転する。また、公転用円筒６０６には、第２の自転用シャフト６０９を当該公転用円筒６０６に対して回転可能に支持する軸受け６１２が設けられている。
【００３５】
ボックス６０５内には駆動ユニット１６０を構成する自転用モーター１６１及び公転用モーター１６２が設けられており、自転用モーター１６１に設けられるギア６１３に自転用シャフト６０９のギア６１１が、公転用モーター１６２に設けられるギア６１４に公転用円筒６０６に設けられるギア６０８が夫々噛合している。このような構成により、自転用モーター１６１によって支持板１５８が、公転用モーター１６２によって公転板１５９が互いに独立して回転する。したがって、支持板１５８は垂直軸Ｐ１回りに自転すると共に垂直軸Ｐ２回りに公転することができるので、垂直軸Ｐ１を自転軸、垂直軸Ｐ２を公転軸として夫々記載する場合がある。
【００３６】
図４は粗面化機構１５５の上面図である。この図に示すように、支持板１５８の直径Ｒ１は、支持板１５８の公転半径Ｒ２よりも大きい。ウェハＷの裏面の粗面化処理は、例えば、砥石１５７がウェハＷの裏面に接しながら、支持板１５８が自転軸Ｐ１回りに自転すると共に繰り返し公転軸Ｐ２回りに公転することで、当該砥石１５７がウェハＷの裏面に対して摺動して行われる。
ウェハＷの裏面の中央部の粗面化処理は、ウェハＷを固定チャック１３５により静止した状態で保持し、上述のように、支持板１５８を自転及び公転させることで行うことができる。
また、ウェハＷの裏面の中央部以外の粗面化処理は、例えば、ウェハＷをスピンチャック１２０により回転させながら保持し、上述のように、支持板１５８を自転及び公転させることで行うことができる。
なお、ウェハＷの裏面の粗面化処理の際に、必ずしも、支持板１５８の自転と公転の両方を行う必要はなく、自転のみまたは公転のみが行われることもある。
【００３７】
上記のようにＲ１、Ｒ２が設定されることで支持板１５８の公転軌道の外縁よりも内側における全ての領域を砥石１５７が通過するため、ウェハＷが静止していても支持板１５８の公転軌道をウェハＷの裏面の中央部に重なるように配置することで、当該裏面の中央部全体の粗面化処理を行うことができる。
【００３８】
洗浄機構１５６は、粗面化機構１５５の構成と略同一であり、支持板１５８に砥石１５７の代わりに円形のブラシ１６３が設けられている点で異なる。ブラシ１６３はウェハＷの裏面を擦過することで、粗面化処理によって発生し、ウェハＷの裏面に付着したパーティクルを除去する。
【００３９】
図１及び図２の説明に戻る。
洗浄部１７０は、ベース体１１０の凹部１１１内の後方側（図のＸ方向正側）に設けられており、砥石洗浄部１７１及びブラシ洗浄部１７２を有する。砥石洗浄部１７１は、例えばダイヤモンドから構成される不図示のドレッサが設けられており、砥石１５７のドレッシングを行い、砥石１５７に詰まった削りかすを除去すると共に砥石１５７の目出しを行う。ブラシ洗浄部１７２は、ブラシ１６３の洗浄を行う。
【００４０】
また、粗面化処理装置１００は、不図示の純水供給源を有しており、該純水供給源から、周端部洗浄ノズル１３６、裏面洗浄ノズル１３７、表面洗浄ノズル１４１等に夫々独立して純水を供給することができるように構成されている。
【００４１】
さらに、粗面化処理装置１００は、当該粗面化処理装置１００の制御を行う制御部１８０を有している。
制御部１８０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、粗面化処理装置１００の各部の動作を制御して、粗面化処理装置１００によるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。上記ブログラムは、例えば、粗面化処理装置１００の支持板１５８及び砥石１５７からなる摺動部材に関する駆動機構（水平移動機構１５１、回転機構１５２、昇降機構１５、水平移動機構、回転機構１２２）を、ウェハＷの反り状態を示す情報に基づいて制御し、ウェハＷの反りを修正する処理を制御するプログラムを含む。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に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１８０にインストールされたものであってもよい。
【００４２】
上述の粗面化処理装置１００では、支持板１５８及び砥石１５７が自転しながら公転したり、ウェハＷが回転されている状態で支持板１５８及び砥石１５７が自転したり公転したりする。つまり、粗面化処理装置１００による粗面化処理では砥石１５７によりウェハＷの裏面があらゆる方向から擦過されるため、ウェハＷの裏面には無数の微小な針状の突起が形成される。上記粗面化処理により形成される微小な針状の突起の先端から基端までの高さは、例えば５０ｎｍ以下である。
【００４３】
上述のような粗面化処理装置１００は、ウェハＷの裏面全面に上記微小な針状突起を形成し、当該裏面を均等に粗面化するためのものであるが、本実施形態に係るウェハＷの反り修正方法では、この粗面化処理装置１００を用いて、上記微小な針状突起をウェハＷの裏面の一部に形成し、当該一部を粗面化することがある。
【００４４】
前述したように、本発明者は、ウェハＷの裏面全面を粗面化可能に構成された粗面化処理装置１００のような装置による粗面化処理と、当該粗面化処理に対するウェハの反りの変化との間に相関を見出したため、上記粗面化処理装置１００で粗面化処理を行うことによりウェハＷの反りを修正することに想到した。
【００４５】
図５は、粗面化処理時の粗面化圧（研磨圧）すなわち砥石１５７をウェハＷに押し付ける圧力と、粗面化処理に対するウェハＷの反りの変化との間に相関があることを示す図である。
本発明者は、中心粗面化処理及び外周粗面化処理を、両処理時の粗面化圧をウェハＷ毎に異ならせて、複数の平坦なウェハＷに行い、また、両処理前のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りと、両処理後のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りとを測定した。なお、用いたウェハＷの直径は３００ｍｍである。図４には、中心粗面化処理時及び外周粗面化処理時の粗面化圧と、両処理によるウェハＷの反りの変化量との関係が示されている。
【００４６】
図５の横軸は、中心粗面化処理時及び外周粗面化処理時で共通の粗面化圧を示し、縦軸は、両処理によるウェハＷの反りの変化量であって各ウェハＷ内で最大のものを示す。なお、上記両処理によるウェハＷの反りの変化量が大きいものほど、ウェハＷの裏面側への反りがより大きくなったことを示す。
【００４７】
なお、本明細書において、「中心粗面化処理」とは、公転軸Ｐ２をウェハＷの中心と一致させると共にウェハＷを固定チャック１３５により吸着保持した状態で静止させ、砥石１５７をウェハＷの裏面に接触させ、当該砥石１５７を支持する支持板１５８を自転軸Ｐ１周りに自転させると共に公転軸Ｐ２周りに公転させ、ウェハＷの裏面に砥石１５７を摺動させることで行う処理をいう。
また、本明細書において、「外周粗面化処理」とは、中心粗面化処理で処理される領域より外側の領域を少なくとも含むウェハＷの裏面における領域を処理対象とするものであり、ウェハＷをスピンチャック１２０により回転させながら吸着保持し、砥石１５７をウェハＷの裏面に接触させながら、支持板１５８を自転させずに公転させることで行う処理をいう。
さらに、本明細書において、「平坦なウェハＷ」とは、ウェハＷの反りが当該ウェハＷの全面において±１０μｍの範囲に収まっていることをいう。
【００４８】
なお、図５の相関を得たときの、粗面化圧以外の各処理条件は以下の通りである。中心粗面化処理時の支持板１５８の自転回転速度、公転回転速度はそれぞれ、１ｒｐｍ、２００ｒｐｍであり、外周粗面化処理時の支持板１５８の公転回転速度、ウェハ回転速度はそれぞれ、１、６００ｒｐｍであった。
【００４９】
粗面化処理時の粗面化圧をウェハＷ毎に異ならせた場合、図示は省略するが、全てのウェハＷにおいて、粗面化処理後のウェハＷの形状は、ウェハＷの裏面側に凹む凹形状となっており、粗面化処理によるウェハＷの反りの変化量が最も大きい領域はウェハＷの中心付近であった。
また、図５に示すように、粗面化処理時の粗面化圧と、粗面化処理によるウェハＷの反りの最大変化量との間には、上記粗面化圧が大きくなると上記最大変化量が増加する相関関係にある。
このことから、粗面化処理装置１００を用いた粗面化処理時の粗面化圧と、裏面側に凹む方向へのウェハＷの反りの変化量に相関があることは明らかである。
なお、粗面化圧の制御は昇降機構１５３を介して行うことができる。
【００５０】
図６は、ウェハＷの中央領域を粗面化処理した場合の、ウェハＷの反りの変化量を示す図であり、図７は、ウェハＷの外周領域を粗面化処理した場合のウェハＷの反りの変化量を示す図である。
なお、図６及び図７の結果を得るために、直径が３００ｍｍのウェハＷを用いた。また、図６の結果を得る際の粗面化処理領域は、ウェハＷの中心から５０ｍｍの円形領域であり、図７の粗面化処理領域は、ウェハＷの中心から１００ｍｍの部分とウェハＷの外周端部とで囲まれる円環状領域であった。
図６及び図７の縦軸は、粗面化処理によるウェハＷの反りの変化量を示し、ウェハＷが裏面側に凹む方向に反り量が変化したときは値が負となる。また、図６及び図７の横軸は、上記変化量がそれぞれ測定された部分の位置を示し、ウェハの中心を基準点としている。
【００５１】
図６及び図７に示すように、粗面化処理を行った領域は、図６におけるウェハＷの中心から１２０ｍｍ以上離れた領域を除いて、粗面化処理を行うことにより、ウェハＷの裏面側に凹む。
このことから、粗面化処理が行われた領域は、当該領域のウェハＷ内での位置によらず、言い換えると、ウェハＷの中心領域であるか、ウェハＷの周縁領域であるかによらず、ウェハＷの裏面側に凹むことが分かる。
【００５２】
このように凹むことと、上述のように、粗面化処理装置１００を用いた粗面化処理時の粗面化圧と、粗面化処理による裏面側に凹む方向へのウェハＷの反りの変化量に相関があることから、本実施形態にかかる、粗面化処理装置１００を用いたウェハＷの反り修正方法では以下のようにウェハＷの処理を行う。
【００５３】
（第１実施形態）
図８は、本実施形態のウェハ処理の対象となるウェハＷの説明図である。縦軸は粗面化処理前のウェハＷの各領域における当該領域の基準面からの距離すなわち反り量を示し、ウェハＷが基準面より表面側に位置する領域では当該領域の値は正となる。また、図の横軸は、上記領域それぞれの位置を示し、ウェハＷの中心を基準点としている。
【００５４】
処理対象のウェハＷが、図８に示すように、断面視逆Ｕ字状でありその中心が表面側に最も突出した形状を有するウェハＷであると判明している場合、本実施形態に係る反り修正方法では、例えば以下のようなウェハＷの処理を行う。
【００５５】
（反り量取得）
粗面化処理装置１００の制御部１８０は、例えば、不図示の記憶部に予め記憶された処理対象のウェハＷにかかる反り量の情報を抽出し取得する。当該反り量は、例えば、処理対象のウェハＷにかかる最も表面側に突出した部分の反り量であり、また、処理対象のウェハＷにかかる表面側に突出した部分の反り量の平均値であってもよい。なお、本例では、反り量の情報は予め記憶されているものとしたが、粗面化処理装置１００の内部または外部において距離センサ等を用いてウェハＷの反り量を実際に計測し、計測した結果を用いるようにしてもよい。
【００５６】
（粗面化圧決定）
制御部１８０は、取得した上記反り量の情報に基づいて、ウェハＷの粗面化処理時の粗面化圧を決定する。粗面化圧の決定方法としては、例えば、反り量を変数とした粗面化圧の計算式を用いて、上記取得した反り量の情報に基づいて、粗面化圧を算出し、該算出された粗面化圧を、粗面化処理時の粗面化圧に決定する方法がある。また、上記決定方法の他の例としては、反り量と粗面化圧との対応テーブルを不図示の記憶部に記憶しておき、該対応テーブルを用いて決定する方法がある。
なお、上述の反り量取得工程及び粗面化圧決定工程は、後述のウェハ搬送工程の前に行われるようにしてもよいし、後に行われるようにしてもよいし、並行して行われるようにしてもよい。
【００５７】
（ウェハ搬入）
粗面化機構１５５が、例えばベース体１１０の凹部１１１内における後方側の待機位置（図１に示す位置）に位置すると共に、カップ１３０が、その中心がスピンチャック１２０の中心に重なる基準位置（図１に示す位置）に位置する状態で、粗面化処理装置１００の外部の搬送機構により、ウェハＷが粗面化処理装置１００に搬送される。ウェハＷの中心部がスピンチャック１２０の上方に位置すると、支持ピン１２３を上昇させてウェハＷを支持する。そして、スピンチャック１２０よりも高い位置に固定チャック１３５が位置するようにカップ１３０を上昇させた後、支持ピン１２３を下降させて、固定チャック１３５に当該ウェハＷを受け渡し、ウェハＷの裏面の周縁領域を、当該固定チャック１３５に吸着保持させる。続いて、ウェハＷの中央部がエアナイフ１２５よりも後方に位置するように、カップ１３０を後方へ移動させる。
【００５８】
（粗面化）
次に、粗面化機構１５５を前進させ、カップ１３０の内側へと移動させる。そして、粗面化機構１５５を上昇させ、粗面化機構１５５の公転軸Ｐ２がウェハＷの中心と重なる状態で且つ粗面化圧決定工程で決定された圧力で、砥石１５７をウェハＷの裏面に押し当て、その後、当該粗面化機構１５５の支持板１５８を自転及び公転させ、砥石１５７によってウェハＷの中央部を粗面化処理する。支持板１５８の自転及び公転によって、ウェハＷの裏面の中央部内における各部においては、互いに異なる方向から繰り返し砥石１５７による擦過を受けて溝が形成される。
【００５９】
（ウェハ搬出）
上記粗面化処理後、粗面化機構１５５の支持板１５８の自転及び公転を停止させ、粗面化機構１５５を下降させて、砥石１５７をウェハＷの裏面から離す。そして、粗面化機構１５５を待機位置へと後退させる。
その後、支持ピン１２３を上昇させてウェハＷを固定チャック１３５から突き上げ、前述の搬送機構に受け渡し、粗面化処理装置１００から搬出させる。
【００６０】
なお、粗面化工程とウェハ搬出工程との間に、ウェハＷの中央部の洗浄機構１５６による洗浄を行うことが好ましい。
【００６１】
本実施形態によれば、粗面化処理装置１００を用いてウェハＷの裏面の中央部に対して粗面化処理を行い、上記中央部に溝を形成することで、ウェハＷの反りを修正しており、ウェハＷの表面に対する処理が必要ない。そのため、ウェハＷの表面に影響を与えることなく、ウェハＷの反りを修正することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、粗面化処理時の粗面化圧と、粗面化処理による裏面側に凹む方向へのウェハＷの反りの変化量とに相関があるという知見に基づいて、ウェハＷの表面側への反り量に応じた粗面化圧で粗面化処理を行っているため、ウェハＷを適切に平坦化することができる。
【００６３】
特許文献１のウェハＷの反りの修正方法では、数十μｍの反りがあるウェハＷを平坦とするためには、ウェハＷを数十μｍ単位で除去しなければならない。それに対し、本実施形態では、５０ｎｍ以下の微小な突起を形成すること、すなわち、数十ｎｍ単位でウェハＷの裏面を削ることで、数十μｍの反りがあるウェハＷを平坦にすることができる。したがって、本実施形態によれば、ウェハＷの強度を保ったまま、ウェハＷの反りを修正することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
図９及び図１０は、ウェハＷの他の例を示す図であり、図９はウェハＷの平面図であり、ウェハＷ内の各領域における基準面からの距離を濃淡で示しており、基準面より表面側への突出量が大きいほど濃色で示している。図１０は、図９の実線Ｌ部分の、ウェハＷの各領域における当該領域の基準面からの距離と、当該領域の位置との関係を示す図である。
【００６５】
図９及び図１０に示すウェハＷは、表面側への突出した形状を有し、表面側への突出量が大きい領域が、ウェハＷの中央部分ではなく、具体的には、点線で囲われた領域Ａである。
第１実施形態のウェハ処理は、処理対象のウェハＷが、図８に示すように、その中心が表面側に最も突出している場合、言い換えると、表面側への突出量が大きい領域がウェハＷの中央部分である場合に行われるものである。処理対象のウェハＷが、図９及び図１０に示すように、表面側への突出する形状を有し、表面側への突出量が大きい領域がウェハＷの中央部分ではなくウェハＷの周縁部である場合は、以下のようなウェハ処理を行う。
【００６６】
（反り分布取得）
本実施形態のウェハ処理では、粗面化処理装置１００の制御部１８０は、例えば、処理対象のウェハＷ内におけるウェハＷの反りの分布の情報、言い換えると、処理対象のウェハＷの各領域における当該領域の基準面からの情報を取得する。上記ウェハＷの反りの分布の情報は、予め不図示の記憶部に記憶されていたものを制御部１８０が抽出して取得してもよいし、粗面化処理装置１００の内部または外部において距離センサ等を用いてウェハＷの反り量を実際に計測し、計測した結果に基づいて制御部１８０が作成し取得してもよい。上記計測した結果に基づいて粗面化処理装置１００の外部で作成された上記分布の情報を制御部１８０が当該外部から取得するようにしてもよい。
【００６７】
（粗面化処理領域決定）
制御部１８０は、取得したウェハＷの反りの分布の情報に基づいて、粗面化処理を行うウェハＷの裏面内の領域（以下、粗面化処理領域という）を決定する。例えば、ウェハＷ内において表面側への突出する形状を有すると共に最も突出量が大きく該突出量が所定値以上である領域を粗面化処理領域に決定する。以下では、図９の領域Ａが粗面化処理領域に決定されたものとして説明する。
【００６８】
（反り量取得）
次に制御部１８０は、粗面化処理領域のウェハＷの反り量の情報を取得する。当該反り量は、例えば、粗面化処理領域において最も表面側に突出した部分の反り量であり、また、粗面化処理領域におけるウェハＷの反り量の平均値であってもよい。なお、反り量の情報は予め記憶されていてもよいし、粗面化処理装置１００の内部または外部において距離センサ等を用いてウェハＷの反り量を実際に計測し、計測した結果を用いるようにしてもよい。
【００６９】
（粗面化圧決定）
制御部１８０は、取得した上記反り量の情報に基づいて、粗面化処理時の粗面化圧を決定する。
なお、上述の反り分布取得工程、粗面化処理領域決定工程、反り量取得工程及び粗面化圧決定工程は、後述のウェハ搬送工程の前に行われるようにしてもよいし、後に行われるようにしてもよいし、並行して行われるようにしてもよい。
【００７０】
（ウェハ搬入及びウェハの角度調整）
粗面化機構１５５が、例えばベース体１１０の凹部１１１内における後方側の待機位置に位置すると共に、カップ１３０が、その中心がスピンチャック１２０の中心に重なる基準位置に位置する状態で、粗面化処理装置１００の外部の搬送機構により、ウェハＷが粗面化処理装置１００に搬送される。ウェハＷの中心部がスピンチャック１２０の上方に位置すると、支持ピン１２３を上昇させてウェハＷを支持する。そして、固定チャック１３５よりも高い位置にスピンチャック１２０が位置した状態で、支持ピン１２３を下降させて、スピンチャック１２０に当該ウェハＷを受け渡し、ウェハＷの中央領域を、当該スピンチャック１２０に吸着保持させる。
その後、スピンチャック１２０を１回転させて、ウェハＷの周縁に形成されているノッチを不図示のノッチ検出機構で検出する。そして、検出結果に基づいて、スピンチャック１２０を回転させ、上記ノッチが所定の方向を向くようにウェハＷの向き／角度を調整する。これにより、前述のウェハＷの反りの分布における座標軸と、砥石１５７の駆動機構の座標軸とを一致させる。
【００７１】
（粗面化）
次に、粗面化機構１５５を前進させ、カップ１３０の内側へと移動させる。そして、支持板１５８の公転及び／またはウェハＷすなわちスピンチャック１２０の回転を行わせ、粗面化機構の自転軸Ｐ１をウェハＷの領域Ａと重なる位置に位置させる。そして、この状態で、粗面化機構１５５を上昇させ、粗面化圧決定工程で決定された圧力で、砥石１５７をウェハＷの裏面に押し当て、その後、当該粗面化機構１５５の支持板１５８を自転させると共に、支持板１５８の公転及び／またはウェハＷの所定範囲での往復回動を行い、少なくともウェハＷの裏面の領域Ａを含む領域を砥石１５７によって粗面化処理する。支持板１５８の自転、並びに、支持板１５８の公転及び／またはウェハＷの所定の範囲での往復回動によって、ウェハＷの領域Ａを含む領域における各部においては、互いに異なる方向から繰り返し砥石１５７による擦過を受けて溝が形成される。
なお、粗面化処理領域がウェハＷと同心の円環状領域である場合には、粗面化処理時にウェハＷは連続回転される。また、粗面化処理領域がウェハＷの中央部分を含む場合、当該中央部部分の粗面化処理時には、第１実施形態と同様に、ウェハＷは固定チャック１３５により保持され連続回転される。
【００７２】
（ウェハ搬出）
上記粗面化処理後、粗面化機構１５５の支持板１５８の自転を停止させるとともに、支持板１５８の公転及び／またはウェハＷすなわちスピンチャック１２０の回動を停止させ、粗面化機構１５５を下降させて、砥石１５７をウェハＷの裏面から離す。そして、粗面化機構１５５を待機位置へと後退させる。
その後、支持ピン１２３を上昇させてウェハＷをスピンチャック１２０から突き上げ、前述の搬送機構に受け渡し、粗面化処理装置１００から搬出させる。
【００７３】
なお、粗面化工程とウェハ搬出工程との間に、洗浄機構１５６によるウェハＷの洗浄を行うことが好ましい。
【００７４】
本実施形態のウェハ処理によれば、表面側への突出量が大きい領域がウェハＷの中央部分ではなくウェハＷの周縁部であるウェハＷを処理対象とする場合でも、ウェハＷを適切に平坦化することができる。
【００７５】
（第１及び第２実施形態の変形例）
以上の例では、粗面化処理領域のウェハＷの反り量に応じた粗面化圧で粗面化処理を行っていた。本発明者の検討によれば、粗面化処理条件において、粗面化処理に対するウェハＷの反りの変化と相関があるのは粗面化圧だけではない。
【００７６】
図１１は、粗面化処理時の支持板１５８の公転速度、より具体的には中心粗面化処理時の支持板１５８の公転速度と、処理によるウェハＷの反りの変化量との間に相関があることを示す図である。
本発明者は、中心粗面化処理時の支持板１５８の公転速度をウェハＷ毎に異ならせて、中心粗面化処理及び外周粗面化処理を複数の平坦なウェハＷに行い、また、両処理前のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りと、両処理後のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りとを測定した。図１１には、中心粗面化処理時の支持板１５８の公転速度と、上記両処理によるウェハＷの反りの変化量との関係が示されている。
【００７７】
図１１の横軸は、中心粗面化処理時の公転速度を示し、縦軸は、粗面化処理によるウェハＷの反りの変化量であって各ウェハＷ内で最大のものを示す。なお、粗面化処理によるウェハＷの反りの変化量が大きいものほど、ウェハＷの裏面側への反りがより大きくなったことを示す。
【００７８】
なお、図１１の相関を得たときの、上記公転速度以外の各処理条件は以下の通りである。中心粗面化処理時の支持板１５８の自転回転速度、粗面加圧はそれぞれ、１ｒｐｍ、０．５Ｎであり、外周粗面化処理時の支持板１５８の公転回転速度、ウェハ回転速度及び粗面化圧はそれぞれ、１ｒｐｍ、６００ｒｐｍ、０．５Ｎであった。
【００７９】
中心粗面化処理時の支持板１５８の公転速度をウェハＷ毎に異ならせた場合、図示は省略するが、全てのウェハＷにおいて、粗面化処理後のウェハＷの形状は、ウェハＷの裏面側に凹む凹形状となっており、粗面化処理前後で最もウェハＷの反りの変化量が大きい領域はウェハＷの中心付近であった。
また、図１１に示すように、中心粗面化処理時の支持板１５８の公転速度と、粗面化処理によるウェハＷの反りの最大変化量とは、上記公転速度が大きくなると上記最大変化量が増加する相関関係にある。
このことから、粗面化処理装置１００を用いた粗面化処理時の支持板１５８の公転速度と、裏面側に凹む方向へのウェハＷの反りの変化量に相関があることは明らかである。
【００８０】
したがって、前述のウェハ処理において、ウェハＷの反りの大きさに応じた粗面化圧で粗面化処理を行うことに代えて、ウェハＷの反りの大きさに応じた支持板１５８の公転速度で粗面化処理を行うようにしてもよい。この場合も、ウェハＷの反りの大きさによらず、ウェハＷを適切に平坦化することができる。
【００８１】
ウェハＷと砥石１５７との相対的な滑り方向速度を生じさせる観点で、支持板１５８の公転速度だけでなく、ウェハＷの回転速度を調整してもよい。つまり、ウェハＷの反りの大きさに応じた支持板１５８の公転速度で粗面化処理を行うことに代えて、ウェハＷの反りの大きさに応じたウェハＷの回転速度で粗面化処理を行ってもよいし、また、ウェハＷの反りの大きさに応じた支持板１５８の公転速度及びウェハＷの回転速度で粗面化処理を行ってもよい。
【００８２】
（第１及び第２実施形態の他の変形例）
本発明者の検討によれば、粗面化処理条件において、粗面化処理に対するウェハＷの反りの変化量と相関があるものは、粗面化圧や支持板１５８の公転速度だけではない。
【００８３】
図１２は、粗面化処理時の砥石１５７の粒度（番手）すなわち表面粗さ、より具体的には粗面化処理時の砥石１５７の番手と、処理によるウェハＷの反りの変化量との間に相関があることを示す図である。
本発明者は、砥石１５７の番手をウェハＷ毎に異ならせて、外周粗面化処理を複数の平坦なウェハＷに行い、また、当該処理前のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りと、当該処理後のウェハＷ上の各領域におけるウェハＷの反りとを測定した。図１２には、外周粗面化処理時の砥石１５７の番手と、当該処理によるウェハＷの裏面側への反りの変化量との関係が示されている。図１２の横軸は、外周粗面化処理時の砥石１５７の番手を示し、縦軸は、ウェハＷ上の各領域における粗面化処理によるウェハ裏面側への反りの変化量であって各ウェハＷ内で最大のものを示す。なお、図１２の相関を得たときにおいて、番手が500番、2000番、30000番、60000番の砥石１５７が用いられ、砥石１５７の番手以外の各処理条件は共通とした。
【００８４】
外周粗面化処理時の砥石１５７の番手をウェハＷ毎に異ならせた場合、図示は省略するが、全てのウェハＷにおいて、粗面化処理後のウェハＷの形状は、ウェハＷの裏面側に凹む凹形状となっており、粗面化処理前後で最もウェハＷの反りの変化量が大きい領域はウェハＷの中心付近であった。
また、図１２に示すように、外周粗面化処理時の砥石１５７の番手と、外周粗面化処理によるウェハＷの反りの最大変化量とは、上記番手が小さくなると上記最大変化量が増加する相関関係にあった。言い換えると、砥石１５７の表面粗さと上記最大変化量とは、上記表面粗さが大きくなると上記最大変化量が増加する相関関係にあった。
このことから、粗面化処理装置１００を用いた外周粗面化処理時の砥石の番手すなわち表面粗さと、裏面側に凹む方向へのウェハＷの反りの変化量に相関があることは明らかである。
また、図示は省略するが、中心粗面化処理時にも同様な結果が得られた。
【００８５】
したがって、前述のウェハ処理において、ウェハＷの反りの大きさに応じた粗面化圧で粗面化処理を行うことに代えて、ウェハＷの反りの大きさに応じた表面粗さの砥石１５７で粗面化処理を行うようにしてもよい。この場合も、ウェハＷの反りの大きさによらず、ウェハＷを適切に平坦化することができる。なお、互いに番手の異なる複数の砥石１５７を回転機構１５２上に設けておけば、回転機構１５２のステージを回転させることで、粗面化処理に用いる砥石１５７の番手を切り替えることができる。
【００８６】
なお、砥石１５７の番手が大きいほど（すなわち砥石１５７の表面の砥粒が細かいほど）、同一条件下での粗面化処理による結果は、ウェハＷの裏面に入る溝（キズ）は細かく且つ浅いものになりやすい。一方、砥石１５７の番手が小さいほど（すなわち砥石１５７の表面の砥粒が大きいほど）、同一条件下での粗面化処理による結果は、ウェハＷの裏面に入る溝は太く深いものになりやすい。
【００８７】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態のウェハ処理では、ウェハＷ内において表面側に突出した形状を有する領域であって該突出量が所定値以上である領域を粗面化処理領域としていた。
ウェハＷ内において表面側に突出した形状を有する領域であって該突出量が所定量以上である領域が複数存在する場合は、その複数の領域全てを粗面化処理領域としてもよい。
また、粗面化処理領域を複数とする場合は、各領域で粗面加圧等の粗面化処理条件を異ならせてもよい。
なお、粗面化処理領域が複数の場合、例えば、表面側への突出量が大きい領域から順に行われる。
【００８８】
（第２実施形態の他の変形例）
図１３及び図１４は、ウェハＷの他の例を示す図であり、図１３と図１４とでは異なるウェハＷの様子を示している。また、図１３及び図１４は、ウェハＷの中心を含む所定の部分の断面における、各領域での当該領域の基準面からの距離と、当該領域の位置との関係を示す図である。
【００８９】
前述の例では、ウェハＷ面内において表面方向に突出する形状を有する領域を粗面化処理領域としていた。粗面化処理領域はこの例に限られず、図１３に示すように裏面方向に突出する形状を有する領域Ａ１１であっても、当該領域Ａ１１の基準点からの裏面側への突出量が所定値以下であり、当該領域Ａ１１に隣接する領域Ａ１２が表面方向に突出する形状を有し該突出量が所定値以上である場合は、当該領域Ａ１１を粗面化処理領域としてもよい。
領域Ａ１１を粗面化処理することで、当該領域Ａ１１は粗面化処理により裏面側への突出量が増加するが、隣接する領域Ａ１２の表面側への突出量を減らし、また、裏面側に突出している領域Ａ１１の外周端の突出量を減らし、ウェハＷ全体でその反り量が許容範囲内に収まるようにすることができる。
【００９０】
また、図１４に示すように、表面方向にも裏面方向にも突出していない領域Ａ２１であっても、当該領域Ａ２１に隣接する領域Ａ２２が表面方向に突出する形状を有し該突出量が所定値以上である場合は、当該領域Ａ２１を粗面化処理領域としてもよい。
領域Ａ２１を粗面化処理することで、当該領域Ａ２１は裏面方向に突出した形状を有することになるが、隣接する領域Ａ２２の表面側への突出量を減らし、ウェハＷ全体でその反り量が許容範囲内に収まるようにすることができる。
【００９１】
なお、以上の例では、ウェハＷの裏面の一部分のみを粗面化処理していたが、ウェハＷの中央部分のみが表面方向に突出する形状の場合は、ウェハＷの裏面全体を粗面化処理するようにしてもよい。
【００９２】
（外周粗面化処理による基板の反り修正の他の例）
本発明者は、直径が３００ｍｍの複数の平坦なウェハＷに対し、以下のような処理条件１〜３で外周粗面化処理を行い、また、ウェハＷ上の各領域における当該処理後の反り量を算出した。
（処理条件１）処理開始時の公転軸Ｐ２の位置：ウェハＷの中心から７０ｍｍ、砥石１５７の番手：2000番
（処理条件２）処理開始時の公転軸Ｐ２の位置：ウェハＷの中心から９６ｍｍ、砥石１５７の番手：2000番
（処理条件３）処理開始時の公転軸Ｐ２の位置：ウェハＷの中心から１２２ｍｍ、砥石１５７の番手：2000番
つまり、本発明者は、ウェハＷ毎に公転軸Ｐ２の位置を異ならせて、番手が2000番の砥石１５７による外周粗面化処理を行い、ウェハＷ上の各領域における当該処理後の反り量を算出した。図１５は、外周粗面化処理開始時の公転軸Ｐ２の位置と、処理によるウェハＷの裏面側への反り量との関係を示す図である。図１５〜（Ｃ）はそれぞれ、上記条件１〜３についてのものである。
【００９３】
また、本発明者は、直径が３００ｍｍの平坦なウェハＷに対し、以下の処理条件４で外周粗面化処理を行い、また、ウェハＷ上の各領域における当該処理後の反り量を算出した。図１６は、上記反り量のウェハＷ内での分布を示す図である。
（処理条件４）処理開始時の公転軸Ｐ２の位置；ウェハＷの中心から７０ｍｍ、砥石１５７の番手：60000番
【００９４】
さらに、本発明者は、直径が３００ｍｍの平坦なウェハＷに対し、上記処理条件２での外周粗面化処理と上記処理条件４での外周粗面化処理をこの順で連続して行い、また、ウェハＷ上の各領域における当該処理後の反り量を算出した。図１７は、上記反り量のウェハＷ内での分布を示す図である。
【００９５】
図１５〜図１７の縦軸は、各外周粗面化処理後のウェハＷの反り量を示し、ウェハＷが裏面側に凹む方向に反ったときは値が負となる。横軸は、上記反り量それぞれが得られた部分の位置を示し、ウェハＷの中心を基準点としている。なお、図１５〜図１７の結果が得られたときの外周粗面化処理では、ウェハＷを連続的に回転させると共に、公転軸Ｐ２の位置は当該処理開始時の位置から等速で外側に移動するようにし、砥石１５７の外周部がウェハＷの縁に至った時に処理終了とした。
【００９６】
図１５に示すように、反り量の最大値が、処理条件１では２００μｍ、処理条件２では１１２μｍ、処理条件３では５５μｍであった。このことから、外周粗面化処理開始時の公転軸Ｐ２の位置と、ウェハＷの裏面側への反り量とは、外周粗面化処理開始時の公転軸Ｐ２の位置が中心に近いほど、ウェハＷの裏面側への反り量が大きくなる関係にあることが分かる。
【００９７】
また、図１５（Ｂ）、図１６及び図１７に示すように、反り量の最大値は、処理条件２では１１２μｍ、処理条件４では１９μｍであった。そして、処理条件２、処理条件４の順で連続した処理した場合の反り量の最大値は、１３１μｍであり、処理条件２での反り量の最大値と、処理条件４での反り量の最大値の和と略等しいものとなっていた。
【００９８】
したがって、以下のことが言える。
（Ａ）粗面化処理の開始位置すなわち処理領域の条件と、砥石１５７の番手（表面粗さ）の条件との組合せにより、所望の反り変化量が得られる。
（Ｂ）砥石１５７の番手等が互いに異なる複数の処理条件を連続して行うことで、所望の反り変化量が得られる。
つまり、
（ａ）ウェハ処理において、ウェハＷの反りの大きさに応じて、処理領域の条件と砥石１５７の番手の条件との組み合わせ等の、処理条件の組み合わせを変更して、粗面化処理を行うようにしてもよいし、また、
（ｂ）ウェハ処理において、ウェハＷの反りの大きさに応じて、砥石１５７の番
手等が互いに異なる複数の処理条件での粗面化処理を連続して行うようにしてもよい。
【００９９】
ところで、大きな粗面化圧が加えられた場合、当該粗面化圧によりウェハＷに反りが付与される場合もあるが、この場合、研磨により所望のキズが入らず、所望の反り変化量が得られなくなることがある。そこで、研磨圧を所定の閾値以下としつつ、上記（ａ）、（ｂ）等の方法を用いることで、所望の反り変化量をより確実に得ることができる。
【０１００】
なお、上記（ａ）のように、処理条件の組み合わせを変更して粗面化処理を行い所望の反り変化量を得る場合、処理条件は例えば以下のように制御部１８０により決定される。
砥石１５７の番手でキズの入り方、すなわち、対応可能な反り量の範囲が概ね決まってくるため、番手が異なる複数の砥石１５７を有する場合、まず、砥石１５７の番手が決定される。次に、その砥石１５７に合った粗面化圧と公転速度が決定される。そして、研磨圧が上述の閾値を超える等、決定された粗面化圧や公転速度の処理条件が好ましくない場合、または、予想反り変化量と目標の反り変化量との差を無視できない場合（前者の場合は、好ましい範囲でより近い条件が選択されると共に）、研磨開始位置が変更される。研磨開始位置の変更に代えて、複数の処理条件での粗面化処理が行われるように、制御部１８０が決定するようにしてもよい。
【０１０１】
また、本例のように、砥石１５７の番手（表面粗さ）が異なる複数の処理条件を連続して行う場合は、番手が大きい（表面粗さが細かい）条件を先に行う方が好ましい。なぜならば、前述のように砥石１５７の番手が小さいほど、ウェハＷに入るキズも太く深いものになりやすい。そして、先に番手が小さい処理条件で粗面化処理を行うと、幅が太く深いキズが入ってしまい、その後に番手が大きい砥石１５７による、幅が小さく浅いキズが入りにくいため、所望の反り変化量を得難くなってしまうからである。
なお、砥石１５７の番手と粗面化処理領域の組合せた処理条件について述べたが、それに限らず、前述の研磨圧や、ウェハＷや砥石の回転速度を組合せた条件で所望の反り変化量を得るようにしてもよい。
【０１０２】
また、図１５の結果から、粗面化処理の開始位置すなわち処理領域の条件と、外周粗面化処理によるウェハＷの反り変化量と、に相関があることは明らかである。
したがって、前述のウェハ処理において、ウェハＷの反りの大きさに応じて、外周粗面化処理の開始位置を変更するようにしてもよい。この場合、砥石１５７の番手や研磨圧を変えなくとも、ウェハＷの反りの大きさによらず、当該ウェハＷを適切に平坦化することができる。
【０１０３】
続いて、上述の粗面化処理装置１００を搭載した半導体製造装置について説明する。
図１８は、上記半導体製造装置の一例である塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す説明図である。図１９及び図２０は、各々塗布現像処理システム１の内部構成の概略を示す、正面図と背面図である。
【０１０４】
塗布現像処理システム１は、図１８に示すように例えば外部との間でカセットＣが搬入出されるカセットステーション２と、レジスト塗布処理やＰＥＢ等の所定の処理を施す複数の各種処理装置を備えた処理ステーション３と、処理ステーション３に隣接する露光装置４との間でウェハＷの受け渡しを行うインターフェイスステーション５とを一体に接続した構成を有している。
【０１０５】
カセットステーション２は、例えばカセット搬入出部１０とウェハ搬送部１１に分かれている。例えばカセット搬入出部１０は、塗布現像処理システム１のＹ方向負方向（図１８の左方向）側の端部に設けられている。カセット搬入出部１０には、カセット載置台１２が設けられている。カセット載置台１２上には、複数、例えば４つの載置板１３が設けられている。載置板１３は、水平方向のＸ方向（図１８の上下方向）に一列に並べて設けられている。これらの載置板１３には、塗布現像処理システム１の外部に対してカセットＣを搬入出する際に、カセットＣを載置することができる。
【０１０６】
ウェハ搬送部１１には、図１８に示すようにＸ方向に延びる搬送路２０上を移動自在なウェハ搬送装置２１が設けられている。ウェハ搬送装置２１は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各載置板１３上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３の受け渡し装置との間でウェハＷを搬送できる。
【０１０７】
処理ステーション３には、各種装置を備えた複数、例えば第１〜第４の４つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４が設けられている。例えば処理ステーション３の正面側（図１８のＸ方向負方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の背面側（図１８のＸ方向正方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられ、処理ステーション３のインターフェイスステーション５側（図１８のＹ方向正方向側）には、第４のブロックＧ４が設けられている。
【０１０８】
第１のブロックＧ１には、図１９に示すように複数の液処理装置、例えばウェハＷを現像処理する現像処理装置３０、ウェハＷにレジスト液を塗布してレジスト膜を形成するレジスト塗布装置３１が下からこの順に配置されている。
【０１０９】
例えば現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１は、それぞれ水平方向に３つ並べて配置されている。なお、これら現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１の数や配置は、任意に選択できる。
【０１１０】
これら現像処理装置３０、レジスト塗布装置３１では、例えばウェハＷ上に所定の処理液を塗布するスピンコーティングが行われる。スピンコーティングでは、例えば塗布ノズルからウェハＷ上に処理液を吐出すると共に、ウェハＷを回転させて、処理液をウェハＷの表面に拡散させる。
【０１１１】
例えば第２のブロックＧ２には、図２０に示すようにウェハＷの加熱や冷却といった熱処理を行う熱処理装置４０や、ウェハＷの外周部を露光する周辺露光装置４１が上下方向と水平方向に並べて設けられている。これら熱処理装置４０、周辺露光装置４１の数や配置についても、任意に選択できる。
【０１１２】
例えば第３のブロックＧ３には、複数の受け渡し装置５０が設けられ、受け渡し装置５０の上方には粗面化処理装置１００及び反り測定装置２００が下から順に設けられている。反り測定装置２００は、不図示の距離センサ等を用いてウェハＷの各領域における当該領域のウェハＷの反り量を測定する。
また、第４のブロックＧ４には、複数の受け渡し装置６０が設けられている。
【０１１３】
図１８に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置７０が配置されている。
【０１１４】
ウェハ搬送装置７０は、例えばＹ方向、前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有している。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。ウェハ搬送装置７０は、例えば図２０に示すように上下に複数台配置され、例えば各ブロックＧ１〜Ｇ４の同程度の高さの所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【０１１５】
また、ウェハ搬送領域Ｄには、第３のブロックＧ３と第４のブロックＧ４との間で直線的にウェハＷを搬送するシャトル搬送装置７１が設けられている。
【０１１６】
シャトル搬送装置７１は、例えば図２０のＹ方向に直線的に移動自在になっている。シャトル搬送装置７１は、ウェハＷを支持した状態でＹ方向に移動し、同程度の高さの第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０と第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０との間でウェハＷを搬送できる。
【０１１７】
図１８に示すように第３のブロックＧ３のＸ方向正方向側には、ウェハ搬送装置７２が設けられている。ウェハ搬送装置７２は、例えば前後方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７２ａを有している。ウェハ搬送装置７２は、ウェハＷを支持した状態で上下に移動して、第３のブロックＧ３内の各受け渡し装置５０にウェハＷを搬送できる。
【０１１８】
インターフェイスステーション５には、ウェハ搬送装置７３と受け渡し装置７４が設けられている。ウェハ搬送装置７３は、例えばＹ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７３ａを有している。ウェハ搬送装置７３は、例えば搬送アーム７３ａにウェハＷを支持して、第４のブロックＧ４内の各受け渡し装置６０、受け渡し装置７４及び露光装置４との間でウェハＷを搬送できる。
図１８に示すように第１のブロックＧ１〜第４のブロックＧ４に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アーム７０ａを有する、ウェハ搬送装置７０が複数配置されている。ウェハ搬送装置７０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１、第２のブロックＧ２、第３のブロックＧ３及び第４のブロックＧ４内の所定の装置にウェハＷを搬送できる。
【０１１９】
以上の塗布現像処理システム１には、図１８に示すように制御部１８０に接続されている。制御部１８０は、粗面化処理装置１００におけるウェハＷの処理だけでなく、塗布現像処理システム１におけるウェハＷの処理を制御する。塗布現像処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムは、粗面化処理装置１００におけるウェハＷの処理を制御するプログラムと同様にプログラム格納部に格納されている。
【０１２０】
次に、以上のように構成された塗布現像処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
【０１２１】
先ず、ウェハ搬送装置２１によって、カセット載置台１２上のカセットＣからウェハＷが取り出され、処理ステーション３の受け渡し装置５０に搬送される。
【０１２２】
次にウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第２のブロックＧ２の熱処理装置４０に搬送され温度調節処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって第１のブロックＧ１のレジスト塗布装置３１に搬送され、ウェハＷ上にレジスト膜が形成される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、プリベーク処理される。
【０１２３】
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって周辺露光装置４１に搬送され、周辺露光処理される。その後、ウェハは、ウェハ搬送装置７０によって第３のブロックＧ３の受け渡し装置５０に搬送される。
次に、ウェハＷは、シャトル搬送装置７１によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。
【０１２４】
その後、ウェハＷは、インターフェイスステーション５のウェハ搬送装置７３によって露光装置４に搬送され、所定のパターンで露光処理される。
【０１２５】
次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７３によって第４のブロックＧ４の受け渡し装置６０に搬送される。その後ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって、第３のブロックＧ３の反り測定装置２００に搬送され、当該反り測定装置２００により当該ウェハＷの反りに関する情報が取得される。次に、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７２によって同じ第３のブロックＧ３の粗面化処理装置１００に搬送される。そして、ウェハＷの上記反りに関する情報に基づいて定められた粗面化処理領域に対して、上記反りに関する情報に基づいて定められた粗面化処理条件で粗面化処理が行われ、ウェハＷの反りが修正される。そして、反りが修正されたウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって、熱処理装置４０に搬送され、露光後ベーク処理される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって現像処理装置３０に搬送され、現像される。現像終了後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置７０によって熱処理装置４０に搬送され、ポストベーク処理される。その後、ウェハＷは載置板１３上のカセットＣに搬送され、一連のウェハ処理が完了する。
【０１２６】
なお、粗面化処理装置１００や反り測定装置２００は、インターフェイスステーション５に設けるようにしてもよい。また、ウェハＷの反りの修正は、上述の例では、露光処理後であって露光後ベーク処理の前に行われていたが、露光処理の前や、ポストベーク処理の前などに行ってもよい。
【０１２７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１２８】
１００          粗面化処理装置
１２０          スピンチャック
１３０          カップ
１３５          固定チャック
１５５          粗面化機構
１５７          砥石
２００          反り測定装置
１              塗布現像処理システム
Ｐ１            自転軸
Ｐ２            公転軸
【図１】
0006983306.tif 000002
【図２】
0006983306.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006983306.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006983306.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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