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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023067122
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20230509BHJP
H01L 21/306 20060101ALI20230509BHJP
B24B 49/03 20060101ALI20230509BHJP
B24B 7/04 20060101ALI20230509BHJP
B24B 49/12 20060101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 622R
H01L21/306 J
H01L21/306 B
H01L21/304 622W
H01L21/304 631
B24B49/03 Z
B24B7/04 A
B24B49/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021178117
(22)【出願日】2021-10-29
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(74)【代理人】
【識別番号】100187849
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 隆史
(74)【代理人】
【識別番号】100212059
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 卓也
(72)【発明者】
【氏名】榎本 正志
(72)【発明者】
【氏名】丸本 洋
(72)【発明者】
【氏名】坂口 慶介
【テーマコード（参考）】
3C034
3C043
5F043
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C034AA08
3C034BB73
3C034BB91
3C034CA03
3C034CA13
3C034CA22
3C034CA30
3C034CB08
3C034CB14
3C034DD07
3C034DD10
3C043BA03
3C043BA09
3C043BA14
3C043BA16
3C043CC04
3C043DD02
3C043DD04
3C043DD06
3C043EE04
5F043AA02
5F043BB01
5F043BB04
5F043DD01
5F043DD13
5F043DD30
5F043EE07
5F043EE08
5F043EE36
5F043EE40
5F057AA02
5F057AA11
5F057AA19
5F057BA15
5F057BA19
5F057BA20
5F057BA28
5F057BB03
5F057CA14
5F057CA25
5F057DA01
5F057DA08
5F057DA11
5F057DA19
5F057DA29
5F057DA31
5F057DA38
5F057DA39
5F057EC30
5F057FA13
5F057FA30
5F057FA32
5F057FA33
5F057FA34
5F057GA01
5F057GA27
5F057GB02
5F057GB13
(57)【要約】
【課題】基板処理後の基板表面形状を適切に制御する。
【解決手段】基板を処理する基板処理方法であって、第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を含む。
【選択図】図５
【解決手段】基板を処理する基板処理方法であって、第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を含む。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する基板処理方法であって、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を含む、基板処理方法。
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を含む、基板処理方法。
【請求項2】
複数の前記第１の基板の厚み分布を平均化し、当該平均化された厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御する、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
基板を処理する基板処理方法であって、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面をエッチングすることと、
エッチング後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
エッチング後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行う、又はフィードバック制御された前記エッチング装置でのエッチングを行うことと、を含む、基板処理方法。
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面をエッチングすることと、
エッチング後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
エッチング後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行う、又はフィードバック制御された前記エッチング装置でのエッチングを行うことと、を含む、基板処理方法。
【請求項4】
複数の前記第１の基板の厚み分布を平均化し、当該平均化された厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御する、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項5】
薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、エッチング条件を決定することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面を前記エッチング条件でエッチングすることと、を含む、請求項３又は４に記載の基板処理方法。
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、エッチング条件を決定することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面を前記エッチング条件でエッチングすることと、を含む、請求項３又は４に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第１の基板の裏面側で赤外線を用いて前記デバイス層を検知して、当該デバイス層の特徴を特定する、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記第１の基板の表面側で前記デバイス層を撮像して、当該デバイス層の特徴を特定する、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項8】
基板を処理する基板処理システムであって、
基板を薄化する薄化装置と、
薄化後の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
前記薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
前記厚み測定装置において薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を実行する、基板処理システム。
基板を薄化する薄化装置と、
薄化後の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
前記薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
前記厚み測定装置において薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を実行する、基板処理システム。
【請求項9】
前記制御装置は、複数の前記第１の基板の厚み分布を平均化し、当該平均化された厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御する、請求項８に記載の基板処理システム。
【請求項10】
基板を処理する基板処理システムであって、
基板を薄化する薄化装置と、
薄化後の基板の裏面をエッチングするエッチング装置と、
エッチング後の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
前記薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面をエッチングすることと、
前記厚み測定装置においてエッチング後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
エッチング後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行う、又はフィードバック制御された前記エッチング装置でのエッチングを行うことと、を実行する、基板処理システム。
基板を薄化する薄化装置と、
薄化後の基板の裏面をエッチングするエッチング装置と、
エッチング後の基板の厚みを測定する厚み測定装置と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、
前記薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面をエッチングすることと、
前記厚み測定装置においてエッチング後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
エッチング後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御することと、
前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行う、又はフィードバック制御された前記エッチング装置でのエッチングを行うことと、を実行する、基板処理システム。
【請求項11】
前記制御装置は、複数の前記第１の基板の厚み分布を平均化し、当該平均化された厚み分布に基づいて、前記薄化装置又は前記エッチング装置をフィードバック制御する、請求項１０に記載の基板処理システム。
【請求項12】
薄化後の基板の厚みを測定する他の厚み測定装置を有し、
前記制御装置は、
前記他の厚み測定装置において薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、エッチング条件を決定することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面を前記エッチング条件でエッチングすることと、を実行する、請求項１０又は１１に記載の基板処理システム。
前記制御装置は、
前記他の厚み測定装置において薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、
薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、エッチング条件を決定することと、
前記エッチング装置において薄化後の前記第１の基板の裏面を前記エッチング条件でエッチングすることと、を実行する、請求項１０又は１１に記載の基板処理システム。
【請求項13】
前記第１の基板の裏面側で赤外線を用いて前記デバイス層を検知する検知部を有し、
前記制御装置は、前記検知部で検知した前記デバイス層の特徴を特定する、請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板処理システム。
前記制御装置は、前記検知部で検知した前記デバイス層の特徴を特定する、請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項14】
前記第１の基板の表面側で前記デバイス層を撮像する撮像部を有し、
前記制御装置は、前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記デバイス層の特徴を特定する、請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板処理システム。
前記制御装置は、前記撮像部で撮像した画像に基づいて、前記デバイス層の特徴を特定する、請求項８～１２のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、基板の表面を研削する研削工程と、研削された前記基板の厚さを測定する測定工程と、測定された前記基板の厚さに基づき、前記基板に対して行われるウェットエッチング処理の処理条件を決定する条件決定工程と、決定された前記処理条件に基づいて、研削された前記基板に処理液を供給してウェットエッチング処理を行う工程と、を含む基板処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１４７９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示にかかる技術は、基板処理後の基板表面形状を適切に制御する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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、第１の基板の表面に形成されたデバイス層の特徴を特定することと、薄化装置において前記第１の基板を薄化することと、薄化後の前記第１の基板の厚みを測定して、当該第１の基板の厚み分布を取得することと、薄化後に取得された前記第１の基板の厚み分布に基づいて、前記薄化装置をフィードバック制御することと、前記デバイス層と同じ特徴を有するデバイス層を備えた第２の基板に対し、フィードバック制御された前記薄化装置での薄化を行うことと、を含む。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板処理後の基板表面形状を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ウェハ処理システムで処理される重合ウェハの一例を示す側面図である。
【図2】ウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図3】エッチング装置の構成の概略を示す側面図である。
【図4】エッチング液供給部が径方向に移動する様子を示す説明図である。
【図5】第１の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。
【図6】第２の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。
【図7】複数の異なるエッチング条件でウェハをエッチングした場合における、各々のエッチング量分布を示すグラフである。
【図8】第３の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。
【図9】最適エッチング条件の決定方法の主な工程を示すフロー図である。
【図10】複数のパーツの一例を示す説明図である。
【図11】目標エッチング量分布の一例を示す説明図である。
【図12】重ね合わせに用いるパーツの一例を示す説明図である。
【図13】最適化された複数のパーツを重ね合わせた一例を示す説明図である。
【図14】検知部の構成の概略を示す側面図である。
【図15】撮像部の構成の概略を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
半導体デバイスの製造工程では、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、「ウェハ」という。）を研削して薄化し、更に、当該ウェハの研削面を平滑化することが行われている。研削面の平滑化は、例えばウェハを回転させながら当該ウェハの研削面上方からエッチング液を供給する、いわゆるスピンエッチングにより行われる。
【0009】
上述した特許文献１には、研削後のウェハにウェットエッチング処理を行って、研削処理によりウェハの表面に形成されたダメージ層を除去することが開示されている。特許文献１に記載の条件決定工程では、測定工程で得られたウェハの厚さに基づいて、ウェットエッチング処理の条件として、処理液を供給するノズルの動作、ウェハの回転数、処理液の供給量、処理液の供給時間、処理液の種類等を決定している。そして、決定された処理条件に基づいてウェットエッチング処理を行うことで、ダメージ層が除去された後のウェハにおいて、表面の平坦度を向上させることを図っている。
【0010】
しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、デバイスに起因して研削後のウェハの表面形状を適切に制御できない場合があることが分かった。例えば、ウェハ表面の中央部にデバイスが形成され、外周部にデバイスが形成されていない場合、当該ウェハにおいて中央部と外周部で硬さが異なる。また、デバイスの材料によっても、中央部と外周部で硬さが異なる。このため、ウェハを研削した際、中央部と外周部で研削量が異なり、研削後のウェハの表面形状が目標とする形状にならない場合がある。
【0011】
本開示にかかる技術は、基板処理後の基板表面形状を適切に制御する。以下、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。
【0012】
本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１のウェハＷと、第２のウェハＳとが接合された基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳと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と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。
【0013】
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側に複数のデバイスを含むデバイス層Ｄｗが形成されている。また、デバイス層Ｄｗには更に接合用膜Ｆｗが形成され、当該接合用膜Ｆｗを介して第２のウェハＳと接合されている。接合用膜Ｆｗとしては、例えば酸化膜（ＴＨＯＸ膜、ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが用いられる。
【0014】
第２のウェハＳは、例えば第１のウェハＷと同様の構成を有しており、表面Ｓａにはデバイス層Ｄｓ及び接合用膜Ｆｓが形成されている。なお、第２のウェハＳはデバイス層Ｄｓが形成されたデバイスウェハである必要はなく、例えば第１のウェハＷを支持する支持ウェハであってもよい。かかる場合、第２のウェハＳは第１のウェハＷのデバイス層Ｄｗを保護する保護材として機能する。
【0015】
図２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Ｃ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。なお、以下の説明において、カセットＣに収容された複数の重合ウェハＴを１ロットという。
【0016】
搬入出ステーション２には、複数、例えば３つのカセットＣを載置するカセット載置台１０が設けられている。また、カセット載置台１０のＸ軸負方向側には、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置２０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム２２、２２を有している。各搬送アーム２２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２０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、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0017】
搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸負方向側において、当該ウェハ搬送装置２０に隣接して、重合ウェハＴを処理ステーション３との間で受け渡すためのトランジション装置３０が設けられている。
【0018】
処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＢ１～Ｂ３が設けられている。第１の処理ブロックＢ１、第２の処理ブロックＢ２、及び第３の処理ブロックＢ３は、Ｘ軸正方向側（搬入出ステーション２側）から負方向側にこの順で並べて配置されている。
【0019】
第１の処理ブロックＢ１には、エッチング装置４０、厚み測定装置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と厚み測定装置４１は、積層して配置されている。なお、エッチング装置４０と厚み測定装置４１の数や配置はこれに限定されない。
【0020】
エッチング装置４０は、後述の加工装置８０における研削後の第１のウェハＷの裏面Ｗｂ（研削面）をエッチングし、研削後の第１のウェハＷ（重合ウェハＴ）の更なる薄化を行うとともに、研削処理により生じた研削痕の除去により研削面を平滑化する。なお、エッチング装置４０の詳細な構成は後述する。
【0021】
厚み測定装置４１は、一例において測定部（図示せず）と算出部（図示せず）を備える。測定部は、エッチング後の第１のウェハＷの厚みを複数点で測定するセンサを備える。算出部は、測定部による測定結果（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、更に第１のウェハＷの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出する。なお、かかる第１のウェハＷの厚み分布及び平坦度の算出は、当該算出部に代えて、後述の制御装置９０で行われてもよい。換言すれば、後述の制御装置９０内に算出部（図示せず）が設けられてもよい。なお、厚み測定装置４１の構成はこれに限定されず、任意に構成できる。
【0022】
ウェハ搬送装置５０は、トランジション装置３０のＸ軸負方向側に配置されている。ウェハ搬送装置５０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば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回りに移動自在に構成されている。そしてウェハ搬送装置５０は、トランジション装置３０、エッチング装置４０、厚み測定装置４１、後述の洗浄装置６０、後述の厚み測定装置６１及び後述するバッファ装置６２に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0023】
第２の処理ブロックＢ２には、洗浄装置６０、厚み測定装置６１、バッファ装置６２及びウェハ搬送装置７０が設けられている。洗浄装置６０、厚み測定装置６１及びバッファ装置６２は、積層して配置されている。なお、洗浄装置６０、厚み測定装置６１及びバッファ装置６２の数や配置はこれに限定されない。
【0024】
洗浄装置６０は、後述の加工装置８０における研削後の第１のウェハＷの裏面Ｗｂ（研削面）を洗浄する。例えば裏面Ｗｂにブラシを当接させて、当該裏面Ｗｂをスクラブ洗浄する。なお、第１のウェハＷ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６０は、第１のウェハＷを洗浄する際、第２のウェハＳの裏面Ｓｂを同時に洗浄可能に構成されていてもよい。
【0025】
厚み測定装置６１は、一例において測定部（図示せず）と算出部（図示せず）を備える。測定部は、研削後の第１のウェハＷの厚みを複数点で測定するセンサを備える。算出部は、測定部による測定結果（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、更に第１のウェハＷの平坦度（ＴＴＶ）を算出する。なお、かかる第１のウェハＷの厚み分布及び平坦度の算出は、当該算出部に代えて、後述の制御装置９０で行われてもよい。換言すれば、後述の制御装置９０内に算出部（図示せず）が設けられてもよい。なお、厚み測定装置６１の構成はこれに限定されず、任意に構成できる。
【0026】
バッファ装置６２は、第１の処理ブロックＢ１から第２の処理ブロックＢ２に受け渡される処理前の重合ウェハＴを一時的に保持する。バッファ装置６２の構成は任意である。なお、バッファ装置６２は、後述するチャック８３に対する重合ウェハＴの中心位置、及び／又は重合ウェハＴの水平方向の向きを調整するアライメント機構（図示せず）を有していてもよい。また、バッファ装置６２は、第２のウェハＳの厚みを測定する厚み測定部（図示せず）を有していてもよい。
【0027】
ウェハ搬送装置７０は、例えば洗浄装置６０、厚み測定装置６１及びバッファ装置６２のＹ軸正方向側に配置されている。ウェハ搬送装置７０は、重合ウェハＴを図示しない吸着保持面により吸着保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム７１、７１を有している。各搬送アーム７１は、多関節のアーム部材７２に支持され、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。そしてウェハ搬送装置７０は、エッチング装置４０、厚み測定装置４１、洗浄装置６０、厚み測定装置６１、バッファ装置６２及び後述する加工装置８０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0028】
第３の処理ブロックＢ３には、加工装置８０が設けられている。加工装置８０は、第１のウェハＷを研削して薄化し、本開示における薄化装置として機能する。
【0029】
加工装置８０は、回転テーブル８１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８２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、重合ウェハＴを吸着保持するチャック８３が２つ設けられている。チャック８３は、回転テーブル８１と同一円周上に均等に配置されている。２つのチャック８３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に移動可能になっている。また、２つのチャック８３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。
【0030】
受渡位置Ａ０では、重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には、研削ユニット８４が配置され、第２のウェハＳをチャック８３で吸着保持した状態で第１のウェハＷを研削する。研削ユニット８４は、環状形状で回転自在な研削砥石（図示せず）を備えた研削部８５を有している。また研削部８５は、支柱８６に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。
【0031】
なお、加工装置８０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、回転テーブル８１上に４つのチャック８３を設け、当該４つのチャック８３が、重合ウェハＴの受渡位置、第１のウェハＷの粗研削を行う粗研削部（図示せず）、第１のウェハＷの中研削を行う中研削部（図示せず）及び第１のウェハＷの仕上げ研削を行う仕上研削部（図示せず）の間で移動可能に構成されてもよい。また、例えば加工装置８０には、研削後の第１のウェハＷの厚みを複数点で測定する厚み測定装置（図示せず）が設けられていてもよい。
【0032】
以上のウェハ処理システム１には、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。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。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。
【0033】
次に、上述したエッチング装置４０の構成について説明する。図３に示すようにエッチング装置４０は、基板保持部としてのウェハ保持部１００と、回転機構１０１と、エッチング液供給部１０２とを有している。
【0034】
ウェハ保持部１００は、重合ウェハＴの外縁部を複数点、本実施形態においては３点で保持する。なお、ウェハ保持部１００の構成は図示の例には限定されず、例えばウェハ保持部１００は、重合ウェハＴを下方から吸着保持するチャックを備えていてもよい。回転機構１０１は、ウェハ保持部１００に保持された重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を鉛直な回転中心線１００ａを中心に回転させる。
【0035】
エッチング液供給部１０２は、一例として、ウェハ保持部１００に保持された第１のウェハＷの裏面Ｗｂにエッチング液Ｅを供給するノズルを有する。エッチング液供給部１０２は、ウェハ保持部１００の上方に設けられ、移動機構１０３によって水平方向及び鉛直方向に移動可能に構成されている。一例においてエッチング液供給部１０２は、ウェハ保持部１００の回転中心線１００ａを通って、すなわち、図４に示すように第１のウェハＷの中心部上方を通って往復移動（スキャン移動）可能に構成される。
【0036】
エッチング液Ｅには、エッチング対象となり得る第１のウェハＷのシリコンを適切にエッチングするため、少なくともフッ酸、硝酸、又は混酸が含まれている。また、エッチング液Ｅには、リン酸又は硫酸が含まれていてもよい。なお、エッチング対象は、第１のウェハＷに限定されず、例えばアモルファスシリコンであってもよい。
【0037】
次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われる、ウェハ処理の第１の実施形態について説明する。なお本実施形態では、予めウェハ処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において重合ウェハＴが形成されている。また、第１のウェハＷの周縁部、例えば第１のウェハＷの外端部から径方向に０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲は、予め除去されていてもよい。
【0038】
なお、以下の説明において、処理対象を重合ウェハＴｍ－ｎで表記する場合がある。ｍはロット番号を示し、ｎは１ロット中の重合ウェハＴの番号を示す。例えば重合ウェハＴ１－１は、第１のロットの１番目の重合ウェハＴである。第１のウェハＷと第２のウェハＳについても、同様にＷｍ－ｎとＳｍ－ｎで表記する場合がある。また、各ロットにおいて、複数、例えば２５枚の重合ウェハＴにおいて、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓは同じ特徴を有している。
【0039】
ウェハ処理システム１でのウェハ処理に先だって、第１のロットの複数の重合ウェハＴ１－１～Ｔ１－２５における、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの同じ特徴を特定する（図５のステップＳ１１）。例えばオペレータによって、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が入力され、制御装置９０に出力される。具体的には、オペレータによって、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴に対応した名称及び番号、例えばデバイス１、レイヤ２等が入力される。また、オペレータが入力しない場合のデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴には、例えばデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの材料、厚み（例えば、撮像画像におけるグレー値）、平面視における大きさ、デバイスのパターン、大きさのピッチ（例えば、パターンとパターンの間のピッチ）等が含まれる。
【0040】
ウェハ処理では、先ず、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が第１のロットの複数の重合ウェハＴ１－１～Ｔ１－２５を収納したカセット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。次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣ内の１番目の重合ウェハＴ１－１が取り出され、トランジション装置３０に搬送される。トランジション装置３０に搬送された重合ウェハＴ１－１は、ウェハ搬送装置５０によりバッファ装置６２に搬送される。なお、バッファ装置６２では、チャック８３に対する重合ウェハＴ１－１の中心位置、及び／又は重合ウェハＴ１－１の水平方向の向きを調整してもよい。
【0041】
次に、重合ウェハＴ１－１はウェハ搬送装置７０により加工装置８０に搬送され、受渡位置Ａ０のチャック８３に受け渡される。チャック８３では、第２のウェハＳ１－１の裏面Ｓｂが吸着保持される。次に、チャック８３を加工位置Ａ１に移動させ、研削ユニット８４によって第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂを研削する。かかる研削処理により、第１のウェハＷ１－１（重合ウェハＴ１－１）の厚みを所望の研削目標厚みまで減少させる（図５のステップＳ１２）。
【0042】
次に、重合ウェハＴ１－１はウェハ搬送装置７０により厚み測定装置６１に搬送される。厚み測定装置６１では、研削後の第１のウェハＷ１－１（重合ウェハＴ１－１）の厚みを複数点で測定することで第１のウェハＷ１－１の研削後の厚み分布を取得し、更に第１のウェハＷ１－１の平坦度を算出する（図５のステップＳ１３）。算出された第１のウェハＷ１－１の厚み分布及び平坦度は例えば制御装置９０に出力される。なお、加工装置８０に厚み測定装置が設けられている場合、研削後の第１のウェハＷ１－１の厚みは、当該加工装置８０の厚み測定装置で測定してもよい。
【0043】
制御装置９０では、研削後の第１のウェハＷ１－１の厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶される（図５のステップＳ１４）。
【0044】
また、制御装置９０では、第１のウェハＷ１－１の厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御する。具体的に、チャック８３の表面と研削部８５の研削砥石の表面との平行度が調整される、いわゆるチルト補正が行われる。このチルト補正は、同じ第１のロットにおける次の２番目の第１のウェハＷ１－２を研削する際に行われる場合と、次の第２のロットにおける第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５を研削する際に行われる場合とがある。これらのチルト補正の詳細については後述する。また、第１のウェハＷ１－１は研削部８５に戻されて、チルト補正が行われた研削部８５を用いて、当該第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂが再研削されてもよい。
【0045】
次に、重合ウェハＴ１－１は、ウェハ搬送装置７０又はウェハ搬送装置５０により洗浄装置６０に搬送される。洗浄装置６０では、研削後の第１のウェハＷ１－１の研削面である裏面Ｗｂを洗浄する（図５のステップＳ１５）。また、洗浄装置６０では、上述したように第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄されてもよい。なお、本実施形態のように厚み測定装置６１で研削後の厚みを測定する場合、ステップＳ１３及びステップＳ１４と、ステップＳ１５との順序は逆でもよい。すなわち、洗浄装置６０で第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂを洗浄した後、厚み測定装置６１での第１のウェハＷ１－１の厚みを測定し、第１のウェハＷ１－１の厚み分布を記憶してもよい。
【0046】
次に、重合ウェハＴ１－１はウェハ搬送装置５０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、第１のウェハＷ１－１の研削面である裏面Ｗｂがエッチング液Ｅによりエッチングされる（図５のステップＳ１６）。
【0047】
第１のウェハＷ１－１のエッチングに際しては、先ず、ウェハ保持部１００（第１のウェハＷ１－１）を鉛直な回転中心線１００ａを中心に回転させるとともに、エッチング液供給部１０２からのエッチング液Ｅの供給（吐出）を開始し、裏面Ｗｂのエッチングを開始する。
【0048】
第１のウェハＷ１－１のエッチングに際しては、エッチング液供給部１０２からのエッチング液Ｅの供給を継続しながら、図４に示したようにエッチング液供給部１０２を第１のウェハＷ１－１の回転中心の上方、すなわち回転中心線１００ａを通るように、当該回転中心線１００ａを中間点として往復移動（スキャン）させる。
【0049】
第１のウェハＷ１－１に所望のエッチング量が得られると、エッチング液供給部１０２からのエッチング液Ｅの供給を停止し、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂを純水でリンスした後、振り切り乾燥させる。その後、ウェハ保持部１００（第１のウェハＷ１－１）の回転を停止し、第１のウェハＷ１－１のエッチングを終了する。
【0050】
次に、重合ウェハＴ１－１はウェハ搬送装置５０により厚み測定装置４１に搬送される。厚み測定装置４１では、エッチング後の第１のウェハＷ１－１（重合ウェハＴ１－１）の厚みを複数点で測定することで第１のウェハＷ１－１のエッチング後の厚み分布を取得し、更に第１のウェハＷ１－１の平坦度を算出する（図５のステップＳ１７）。算出された第１のウェハＷ１－１の厚み分布及び平坦度は例えば制御装置９０に出力される。なお、加工装置８０の厚み測定装置で研削後の第１のウェハＷ１－１の厚みを測定する場合、厚み測定装置６１において、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚みを測定してもよい。
【0051】
その後、全ての処理が施された重合ウェハＴ１－１は、トランジション装置３０を介してカセット載置台１０のカセットＣに搬送される。
【0052】
このように第１のロットの１番目の重合ウェハＴ１－１に対するウェハ処理に並行して、同じ第１のロットの後続の重合ウェハＴ１－２～Ｔ１－２５に順次ステップＳ１２～Ｓ１７のウェハ処理が行われる。
【0053】
ここで、１番目の重合ウェハＴ１－１に対し、ステップＳ１３において第１のウェハＷ１－１の厚み分布が取得され、当該厚み分布に基づいてチャック８３と研削部８５のチルト補正が行われる。そうすると、２番目の重合ウェハＴ１－２に対し、ステップＳ１２において第１のウェハＷ１－２の裏面Ｗｂを研削する際には、チルト補正が行われたチャック８３と研削部８５が用いられる。後続の第１のウェハＷ１－３～Ｗ１－２５を研削する際も同様である。
【0054】
しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、第１のロットに対してチルト補正が行われたチャック８３と研削部８５を用いても、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の表面形状が適切に制御できない場合があることが分かった。従来、研削されない側の第２のウェハＳ１－１～Ｓ１－２５の厚みや装置の特性の影響を抑制するための対策としてチルト補正が行われるが、デバイス構造によっては、このチルト補正だけでは第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布及び平坦度が向上しないことが分かった。すなわち、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の表面形状を制御できない原因が、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに起因することを見出した。例えば、重合ウェハＴ１－２～Ｔ１－２５の中央部にデバイス層Ｄｗ、Ｄｓが形成され、外周部にデバイスが形成されていない場合、当該重合ウェハＴ１－２～Ｔ１－２５において中央部と外周部で硬さが異なる。また、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの材料によっても、中央部と外周部で硬さが異なる。このため、第１のウェハＷ１－３～Ｗ１－２５を研削した際、中央部と外周部で研削量が異なり、研削後の表面形状が目標とする形状にならない場合がある。
【0055】
そこで本実施形態では、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴がロット毎に同じであるため、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を無くすように、同じデバイス構造毎に加工装置８０をフィードバック制御する（図５中のＦＢ）。
【0056】
具体的には、先ず、ステップＳ１１において、第１のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴を特定し、制御装置９０に記憶する。その後、同じ第１のロットの重合ウェハＴ１－２～Ｔ１－２５に対してステップＳ１２～Ｓ１７を行う。ステップＳ１３では、研削後の複数の第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を取得する。ステップＳ１４では、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を、ステップＳ１１で特定されたデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と関連付けて記憶する。制御装置９０では、取得された第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を平均化する。そしてこの厚み分布が、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに起因して発生する厚み分布（以下、「残渣厚み分布」という場合がある。）として記憶される。
【0057】
次に、ステップＳ１１において、第２のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴を特定し、制御装置９０に記憶する。この第２のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と、上記第１のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が同じである場合、制御装置９０は、上記第１のロットにおける残渣厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御する（図５中のＦＢ）。具体的に加工装置８０では、第１のロットにおける残渣厚み分布に基づいて、チャック８３と研削部８５のチルト補正が行われる。
【0058】
かかる場合、第２のロットに対し、ステップＳ１２において第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５を研削する際、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布を補正するようにチルト補正が行われているので、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を抑制することができる。換言すれば、デバイス構造の特性の影響をチルト補正に加えることで、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布及び平坦度を向上させることができる。その結果、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を適切に制御することができる。
【0059】
また、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布が把握できるので、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を、例えばＶ字型、Ａ字型、Ｍ字型、Ｗ字型等、任意に制御することができる。
【0060】
なお、本実施形態では、加工装置８０のフィードバック制御を行うため、ステップＳ１４において第１のロットの第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶したが、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５に代えて、デイバイ層を備えたダミーウェハを用いてもよい。すなわち、ステップＳ１４において、ダミーウェハを用いてデバイス構造の特性に基づく残渣厚み分布を把握しておく。この際、複数のダミーウェハの厚み分布を平均化して、残渣厚み分布を算出してもよい。そして、ダミーウェハのデバイス層の特徴と、後続のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が同じである場合、ダミーウェハの残渣厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御する。
【0061】
また、本実施形態では、同一ロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓは同じ特徴を有していたが、同一ロット内でデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴がウェハ毎に異なっていてもよい。例えば第１のロットの重合ウェハＴ１－１～Ｔ１－２５においてデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が異なる場合、ステップＳ１４において、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布がウェハ毎にデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶される。そして、第２のロットの重合ウェハＴ2－１～Ｔ2－２５に対しては、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が合致する残渣厚み分布に基づいて加工装置８０がフィードバック制御される。すなわち、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴に応じてフィードバック制御された加工装置８０を用いて、第１のウェハＷ2－１～Ｗ2－２５の裏面Ｗｂがそれぞれ適切に研削される。
【0062】
また、ロット単位ではなく、１枚又は複数枚の第１のウェハＷに対し、ステップＳ１４において第１のウェハＷの厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶し、加工装置８０をフィードバック制御してもよい。例えばステップＳ１４において、第１のウェハＷ１－１の厚み分布がデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶される。そして、次の重合ウェハＴ１－２のデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が、前の重合ウェハＴ１－１のデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と同じである場合、第１のウェハＷ１－１の残渣厚み分布に基づいて加工装置８０がフィードバック制御され、第１のウェハＷ１－２の裏面Ｗｂが研削される。また、例えばステップＳ１４において、複数の第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－３の厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶し、これら第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－３の残渣厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御してもよい。
【0063】
なお、ロット単位又は複数のウェハ単位で、第１のウェハＷの厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶し、これら厚み分布を平均化する方が、加工装置８０へのフィードバック制御の精度を高くすることができる。
【0064】
次に、ウェハ処理の第２の実施形態について説明する。上記第１の実施形態では、研削後の第１のウェハＷの厚みを測定して厚み分布を記憶し、研削後の残渣厚み分布に基づいて加工装置８０をフィードバック制御した。これに対して、第２の実施形態では、エッチング後の第１のウェハＷの厚みを測定して厚み分布を記憶し、エッチング後の残渣厚み分布に基づいて加工装置８０又はエッチング装置４０をフィードバック制御する。
【0065】
第２の実施形態では、第１のロットの１番目の重合ウェハＴ１－１に対し、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴の特定（図６のステップＳ２１）、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂの研削（図６のステップＳ２２）、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂの洗浄（図６のステップＳ２３）、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂのエッチング（図６のステップＳ２４）、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚み測定（図６のステップＳ２５）が順次行われる。なお、これらステップＳ２１～Ｓ２５はそれぞれ、第１の実施形態のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７と同様である。また、第２の実施形態においても、第１の実施形態のステップＳ１３における研削後の第１のウェハＷ１－１の厚み測定と、ステップＳ１４における研削後の第１のウェハＷ１－１の厚み分布の記憶とを行ってもよい。
【0066】
ステップＳ２５では、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚みを測定することで第１のウェハＷ１－１の厚み分布を取得し、更に第１のウェハＷ１－１の平坦度を算出する。算出された第１のウェハＷ１－１の厚み分布及び平坦度は例えば制御装置９０に出力される。制御装置９０では、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚み分布をデバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けて記憶される（図６のステップＳ２６）。
【0067】
このように第１のロットの１番目の重合ウェハＴ１－１に対するウェハ処理に並行して、同じ第１のロットの後続の重合ウェハＴ１－２～Ｔ１－２５に順次ステップＳ２２～Ｓ２６のウェハ処理が行われる。
【0068】
第１ロットに対し、ステップＳ２５では、エッチング後の複数の第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を取得する。ステップＳ２６では、第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を、ステップＳ２１で特定されたデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と関連付けて記憶される。制御装置９０では、取得された第１のウェハＷ１－１～Ｗ１－２５の厚み分布を平均化する。この厚み分布は、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに起因して発生する残渣厚み分布として記憶される。
【0069】
次に、ステップＳ２１において、第２のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴を特定し、制御装置９０に記憶する。この第２のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と、上記第１のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が同じである場合、制御装置９０は、上記第１のロットにおける残渣厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御する（図６中のＦＢ１）、又はエッチング装置４０をフィードバック制御する（図６中のＦＢ２）。
【0070】
加工装置８０をフィードバック制御する場合、第１のロットにおける残渣厚み分布に基づいて、チャック８３と研削部８５のチルト補正が行われる。エッチング装置４０をフィードバック制御する場合、エッチング条件、例えば重合ウェハＴの回転速度、エッチング液供給部１０２のスキャン速度、エッチング液供給部１０２のスキャン幅（図４のスキャン幅Ｌを参照）等が補正される。
【0071】
かかる場合、第２のロットに対し、ステップＳ２２において第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５を研削する際、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布を補正するようにチルト補正が行われているので、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を抑制することができる。同様に、第２のロットに対し、ステップＳ２４において第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５をエッチングする際、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布を補正するようにエッチング条件が補正されているので、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を抑制することができる。その結果、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を適切に制御することができる。
【0072】
また、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布が把握できるので、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を、例えばＶ字型、Ａ字型、Ｍ字型、Ｗ字型等、任意に制御することができる。
【0073】
なお、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、加工装置８０へのフィードバック制御は、ロット内の１枚又は複数の第１のウェハＷを用いてもよいし、ダミーウェハを用いてもよい。
【0074】
次に、ウェハ処理の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第２の実形態のウェハ処理において、研削後に第１のウェハＷの厚み分布を取得し、当該第１のウェハＷの厚み分布に基づいてエッチング装置４０（エッチング条件）をフィードフォワード制御する。
【0075】
ここで、本発明者らは、複数の異なるエッチング条件（エッチングレシピ）で第１のウェハＷをエッチングした際の、ウェハ径方向のエッチング量分布（エッチングプロファイル）を取得し、当該複数のエッチング量分布を重ね合わせることで、エッチング処理後の第１のウェハＷの表面形状を制御できる可能性を見出した。
【0076】
本エッチング処理では、上述したように第１のウェハＷを回転させるとともに、エッチング液供給部１０２を第１のウェハＷの中心を通る径方向に移動させながら、当該エッチング液供給部１０２からエッチング液を供給する。エッチング液供給部１０２は、第１のウェハＷの両端部間において複数回、往復移動させる。なお、以下の説明では、第１のウェハＷの両端部間におけるエッチング液供給部１０２の往復移動を１ループとする。
【0077】
図７は、複数の異なるエッチング条件で第１のウェハＷをエッチングした場合における、各々のエッチング量分布を示すグラフである。図７の横軸は、第１のウェハＷの中心（横軸の０（ゼロ））から外端（横軸のＲ）までの径方向位置を示し、縦軸はエッチング量を示す。
【0078】
図７中の比較例１（一点鎖線）は、第１のウェハＷの回転速度が２００ｒｐｍとなる条件Ａでのエッチング処理のみを実施した場合のエッチング量分布を示している。比較例２（二点鎖線）は、第１のウェハＷの回転速度が１０００ｒｐｍとなる条件Ｂでのエッチング処理のみを実施した場合のエッチング量分布を示している。これに対して、実施例１（太実線）は、条件Ａと条件Ｂを時間（ループ回数）比率１：１で実施した場合のエッチング量分布を示している。細実線は、実施例１のエッチング条件におけるエッチング量分布の計算値である。この計算値は、比較例１のエッチング量分布の１／２と比較例２のエッチング量分布の１／２を足し合わせたものである。実施例２（太破線）は、条件Ａと条件Ｂを時間比率５：１で実施した場合のエッチング量分布を示している。細破線は、実施例２のエッチング条件におけるエッチング量分布の計算値である。この計算値は、比較例１のエッチング量分布の５／６と比較例２のエッチング量分布の１／６を足し合わせたものである。なお、比較例１、２及び実施例１、２のいずれにおいても、第１のウェハＷの回転速度以外のエッチング条件は同様とした。
【0079】
かかる場合、図７に示されるように、条件Ａと条件Ｂを時間比率１：１で実施した実施例１のエッチング量分布の実測値は、比較例１のエッチング量分布と比較例２のエッチング量分布の平均値（計算値）と略一致することが確認された。また、条件Ａと条件Ｂを時間比率５：１で実施した実施例２のエッチング量分布の実測値は、比較例１のエッチング量分布と比較例２のエッチング量分布を時間比率で按分した比例配分値（計算値）と略一致することが確認された。このように、実測値と計算値が略一致していることから、重ね合わせ後のエッチング量分布が正確であることが分かった。
【0080】
更に、実施例１と実施例２を比較すると、実施例１では第１のウェハＷ中心のエッチング量が外周に比べて少ないのに対し、実施例２ではエッチング量分布はウェハ面内で均一になっている。換言すれば、時間比率を調整することで、任意のエッチング量分布が得られることが分かった。
【0081】
以上のように複数のエッチング条件に対応するエッチング量分布を重ね合わせることで、エッチング処理後の第１のウェハＷの表面形状も重ね合わせて制御できる。そして本発明らは、複数のエッチング条件に対して時間比率（ループ回数比率）を調整することで、エッチング量分布を制御して、エッチング処理後の第１のウェハＷの表面形状を制御することができることを見出した。
【0082】
ウェハ処理の第３の実施形態は、かかる知見に基づくものである。第３の実施形態では、第１のロットの１番目の重合ウェハＴ１－１に対し、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴の特定（図８のステップＳ３１）、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂの研削（図８のステップＳ３２）、研削後の第１のウェハＷ１－１の厚み測定（図８のステップＳ３３）が順次行われる。なお、これらステップＳ３１～Ｓ３３はそれぞれ、第１の実施形態のステップＳ１１～Ｓ１３と同様である。
【0083】
ステップ３３で算出された第１のウェハＷ１－１の厚み分布及び平坦度は例えば制御装置９０に出力される。制御装置９０では、出力された第１のウェハＷ１－１の厚み分布及び平坦度から、後続のエッチング処理における最適エッチング条件を決定する（図８のステップＳ３４）。制御装置９０における最適エッチング条件の詳細な決定方法については後述する。
【0084】
その後、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂの洗浄（図８のステップＳ３５）、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂのエッチング（図８のステップＳ３６）、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚み測定（図８のステップＳ３７）、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の厚み分布の記憶（図８のステップＳ３８）が順次行われる。なお、これらステップＳ３５～Ｓ３８はそれぞれ、第２の実施形態のステップＳ２３～Ｓ２６と同様である。
【0085】
ここで、ステップＳ３６では、ステップＳ３４で決定された最適エッチング条件で、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂがエッチングされる。なお、第１のウェハＷ１－１の回転速度、エッチング液供給部１０２のスキャン幅、及びエッチング液供給部１０２を往復移動させる際のスキャン速度等のエッチング条件の詳細な決定方法については後述する。
【0086】
次に、上述した最適エッチング条件の詳細な決定方法（図８のステップＳ３４）について説明する。
【0087】
先ず、最適エッチング条件の決定に際しては、ウェハ処理システム１における重合ウェハＴに対する処理に先立って、後述の最適化処理において用いられる複数のパーツを取得する（図９のステップＳ３４－０）。なお、パーツは、あるエッチング条件に対する第１のウェハＷのエッチング量分布である。
【0088】
ステップＳ３４－０では、例えば複数の異なるエッチング条件でダミーウェハに対してエッチングを行う。具体的には、例えばエッチング時のダミーウェハの回転速度、エッチング液供給部１０２のスキャン速度、又は、エッチング液供給部１０２のスキャン幅（図４のスキャン幅Ｌを参照）等を変更して、ダミーウェハのエッチングを行う。この際、各ダミーウェハに対するエッチングの処理時間は同じである。ダミーウェハのエッチングは、ステップＳ３６におけるエッチングと同様に、ダミーウェハを回転させるともに、エッチング液供給部１０２を往復移動させながら、エッチング液供給部１０２からダミーウェハにエッチング液Ｅを供給して行う。以下の説明では、ダミーウェハの両端部間におけるエッチング液供給部１０２の往復移動を１ループとする。
【0089】
各エッチング条件でのダミーウェハのエッチングは、予め決められた所望の時間（所望のループ回数）で実施される。そして、ダミーウェハのエッチング量分布が取得され、当該エッチング量分布は制御装置９０に出力される。更に制御装置９０では、出力された各エッチング条件でのエッチング量分布を単位時間（単位ループ回数）でのエッチング量分布に圧縮し、当該圧縮された各々のエッチング量分布を、上記パーツとして記憶する。
【0090】
図１０は、複数のパーツの一例を示す。図１０の横軸は、ウェハの中心（横軸の０（ゼロ））から外端（横軸の±Ｒ）までの径方向位置を示し、縦軸はエッチング量を示す。図１０に示した例は、合計３６種類のパーツが制御装置９０に記憶された場合であり、換言すれば、合計３６種類の異なるエッチング条件でエッチング量分布を取得した場合の例である。
【0091】
なお、上記単位時間（単位ループ回数）は目的に応じて任意に設定できるが、後述のパーツの重ね合わせにおいて適切に目標となるエッチング量分布を取得するため、単位時間（単位ループ回数）は短いことが望ましい。一例において、制御装置９０に記憶されるパーツの単位時間は１ループ（図４に示したスキャン幅Ｌの一往復）分の時間、好ましくは０．５ループ（図４に示したスキャン幅Ｌの半往復）分の時間であり得る。
【0092】
なお、上記においてはダミーウェハのエッチングにより上記パーツを取得する場合を例に説明を行ったが、パーツを取得する際のエッチング対象はダミーウェハには限定されない。具体的には、例えばウェハ処理システム１で実処理される第１のウェハＷのエッチング処理結果を、上記パーツとして記憶するようにしてもよい。
【0093】
本開示にかかるウェハ処理システム１でのウェハ処理に際しては、このように取得された複数のパーツ（図１０）を用いて最適エッチング条件の決定を行う。
【0094】
先ず、エッチング後の目標とするエッチング後の第１のウェハＷ１－１の表面形状（以下、「目標形状」という。）における厚み分布と、上記ステップＳ３３で取得された研削後の第１のウェハＷの表面形状（以下、「実測形状」という。）における厚み分布とに基づいて、上記ステップＳ３６のエッチング処理における目標エッチング量分布を取得する（図９のステップＳ３４－１）。エッチング処理の目標エッチング量分布は、一例として第１のウェハＷの目標形状の厚み分布と実測形状の厚み分布との差分を算出することで取得できる。
【0095】
図１１は目標エッチング量分布の一例であり、本例では目標エッチング量分布はＶ字型形状である。なお、目標エッチング量分布の形状は、Ｖ字型形状に限定されない。すなわち、第１のウェハＷ１－１の目標形状の厚み分布と実測形状の厚み分布との差分に基づいて、目標エッチング量分布はＶ字型、Ａ字型、Ｍ字型、Ｗ字型等、種々の形状となり得る。
【0096】
次に、複数のパーツを重ね合わせて、上記ステップＳ３４－１で取得された目標エッチング量分布になるように、最適化手法を用いて、重ね合わせに用いるパーツと、当該パーツの重ね合わせ回数を最適化する（図９のステップＳ３４－２）。
【0097】
ステップＳ３４－２では、例えばエッチング量分布の制御をナップサック問題に当てはめて、パーツとパーツの重ね合わせ回数を最適化する。例えば、エッチング量分布がナップサック問題のナップサックであって、パーツがナップサック問題のアイテムである。そして、重ね合わせたエッチング量分布と、目標エッチング量分布との差分が最小になるように、パーツとパーツの重ね合わせ回数を最適化する。
【0098】
この最適化手法としては、例えば遺伝的アルゴリズムや動的計画法を用いることができる。そして、最適化計算を実行することにより、図１０に示した複数のパーツから、図１２に示すように重ね合わせに用いるパーツを１つ以上選択し、更に図１３に示すように選択されたパーツを重ね合わせる。そうすると、重ね合わせたエッチング量分布（図１３中の実線）は、目標エッチング量分布（図１３中の破線）に近似する。
【0099】
また、この最適化計算では、エッチング処理においてエッチング液供給部１０２から第１のウェハＷ１－１へのエッチング液Ｅの供給時間が最小となるように、パーツとパーツの重ね合わせ回数が最適化される。以上のように本実施形態では、エッチング量分布、すなわちエッチング精度と、エッチング液Ｅの供給時間とを両方最適化する、いわゆる多目的最適化が行われる。具体的には、下記式（１）を用いて最適化される。なお、エッチング精度は、エッチング量分布のウェハ面内における精度である。
【0100】
【数1】
【0101】
ステップＳ３４－２では、上記式（１）に示すように、エッチング量分布（エッチング精度）の損失関数は、実測形状の平坦度と、実測形状の厚み分布のばらつきとの重み付け線形和で算出する。例えば、上記式（１）において係数αが０．５の場合、平坦度（ＴＴＶ）と厚み分布のばらつき（ＲＭＳＥ）は同じ重みをもつ。一方、例えば係数αが１の場合、平坦度を重視したアルゴリズムになり、係数αが０（ゼロ）の場合、厚み分布のばらつきを重視したアルゴリズムになる。
【0102】
ステップＳ３４－２において、パーツの重ね合わせ回数を最適化する際には、０．５ループ単位で重ね合わせ回数を最適化してもよい。かかる場合、例えば、エッチング液Ｅの供給を、第１のウェハＷ１－１の中心から始めて中心で終えることが可能となる。
【0103】
以上のようにパーツとパーツの重ね合わせ回数が最適化されると、次に、上記ステップＳ３４－２で最適化されたパーツに対応するエッチング条件を統合して、最適エッチング条件を決定する（図９のステップＳ３４－３）。具体的には、選択された複数のエッチング条件を、最適化された重ね合わせ回数で行うように、複数のエッチング条件を統合して、最適エッチング条件が決定される。
【0104】
その後、ステップＳ３５において、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂを洗浄した後、ステップＳ３６において、最適エッチング条件で、第１のウェハＷ１－１の裏面Ｗｂがエッチングされる。すなわち、エッチング装置４０では、最適エッチング条件で決められた回転速度で重合ウェハＴ１－１（第１のウェハＷ１－１）を回転させると共に、決められたスキャン速度及びスキャン幅でエッチング液供給部１０２を移動させつつ、第１のウェハＷに対してエッチング液Ｅを供給する。
【0105】
本実施形態にかかる最適エッチング条件の決定、及び当該最適エッチング条件に基づく第１のウェハＷ１－１に対するエッチング処理は以上のようにして行われる。
【0106】
かかる場合、ステップＳ３４において最適化手法を用いて、重ね合わせるパーツとパーツの重ね合わせ回数を最適化して、最適エッチング条件を決定するので、その後、ステップＳ３６において当該最適エッチング条件で第１のウェハＷ１－１をエッチングできる。これにより、エッチング処理におけるエッチング量分布を目標エッチング量分布に近づけることができ、その結果、エッチング後の第１のウェハＷの表面形状を目標形状にすることができる。換言すれば、不定のエッチング条件から最適エッチング条件を決定することができ、エッチング後の第１のウェハＷ１－１の表面形状を適切に制御することができる。
【0107】
実際に本発明者らがシミュレーションを行ったところ、目標エッチング量分布がＶ字型、Ａ字型、Ｍ字型、Ｗ字型のいずれの場合でも、エッチング後の第１のウェハＷの厚み分布のばらつきを許容範囲内に収めることができた。また、エッチング後の第１のウェハＷの平坦度（ＴＴＶ）についても、従来より向上した。
【0108】
また、１枚毎の重合ウェハＴ１－１に対してステップＳ３２～Ｓ３８を行うので、エッチング後の第１のウェハＷの表面形状を枚葉で制御することができる。
【0109】
しかも、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、第２のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴と、上記第１のロットのデバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴が同じである場合、制御装置９０は、上記第１のロットにおける残渣厚み分布に基づいて、加工装置８０をフィードバック制御する（図８中のＦＢ１）、又はエッチング装置４０をフィードバック制御する（図８中のＦＢ２）。
【0110】
かかる場合、第２のロットに対し、ステップＳ３２において第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５を研削する際、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布を補正するようにチルト補正が行われているので、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を抑制することができる。同様に、第２のロットに対し、ステップＳ３６において第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５をエッチングする際、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布を補正するようにエッチング条件が補正されているので、当該デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの影響を抑制することができる。その結果、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を適切に制御することができる。
【0111】
また、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓに関連付けられた残渣厚み分布が把握できるので、第２のロットの第１のウェハＷ２－１～Ｗ２－２５の表面形状を、例えばＶ字型、Ａ字型、Ｍ字型、Ｗ字型等、任意に制御することができる。
【0112】
なお、第３の実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様に、加工装置８０へのフィードバック制御は、ロット内の１枚又は複数の第１のウェハＷを用いてもよいし、ダミーウェハを用いてもよい。
【0113】
以上の第３の実施形態では、エッチング条件の変数として、第１のウェハＷの回転速度、エッチング液供給部１０２のスキャン幅、及びエッチング液供給部１０２のスキャン速度を用いたが、エッチング条件の変数はこれらに限定されない。例えば、エッチング液Ｅの種類、粘度、温度や供給量等をエッチング条件の変数として用いてもよい。かかる場合、ステップＳ３４－０において、これらエッチング液Ｅの種類、粘度、温度や供給量等を変更した複数のパーツが取得される。そして、ステップＳ３４－１～Ｓ３４－３を実行して、最適エッチング条件が決定される。
【0114】
以上の第１、第２、第３の実施形態のステップＳ１１、Ｓ２１、Ｓ３１において、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴は、オペレータの入力によって特定されたが、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴の特定方法はこれに限定されない。
【0115】
例えば図１４に示すように、第１のウェハＷの裏面Ｗｂ側に設けられた検知部２００を用いてもよい。検知部２００には、例えばＩＲセンサやＩＲカメラが用いられる。赤外線は第１のウェハＷであるシリコンを透過し、検知部２００で当該赤外線を受光する。検知部２００での受光結果は、制御装置９０に出力される。制御装置９０では、受光した赤外線の周波数を解析し、デバイスのパターン等を検知して、デバイス層Ｄｗ、Ｄｓの特徴を検知することができる。なお、検知部２００の設置位置は任意であるが、例えば厚み測定装置４１の内部、厚み測定装置６１の内部、バッファ装置６２の内部等に設けられる。
【0116】
また、例えば図１５に示すように、処理対象は重合ウェハＴに代えて、単体の第１のウェハＷであってもよい。第１のウェハＷの表面Ｗａにはデバイス層Ｄｗが形成され、当該デバイス層Ｄｗの表面には保護テープＰが貼り付けられている。かかる場合、デバイス層Ｄｗの特徴を特定するに際して、第１のウェハＷの表面Ｗａ側に設けられた撮像部２１０を用いてもよい。撮像部２１０はデバイス層Ｄｗを撮像し、撮像部２１０で撮像された画像は制御装置９０に出力される。制御装置９０では、撮像された画像に基づいて、デバイス層Ｄｗの特徴が特定される。なお、検知部２００の設置位置は任意であるが、例えば厚み測定装置４１の内部、厚み測定装置６１の内部、バッファ装置６２の内部等に設けられる。
【0117】
以上の実施形態では、加工装置８０で第１のウェハＷを薄化したが、薄化方法はこれに限定されない。例えば、第１のウェハＷの薄化処理には、当該第１のウェハＷの裏面Ｗｂの研磨も含まれる。あるいは例えば、第１のウェハＷの内部にレーザ加工により形成された改質層（図示せず）を基点とした分離により薄化されてもよい。かかる場合、ウェハ処理システム１には、加工装置８０に代えて、改質層（図示せず）の形成用のレーザ処理装置（図示せず）が設けられる。
【0118】
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。
【符号の説明】
【0119】
１ ウェハ処理システム
６１ 厚み測定装置
８０ 加工装置
９０ 制御装置
Ｄｗ、Ｄｓ デバイス層
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 第１のウェハ
Ｓ 第２のウェハ
６１ 厚み測定装置
８０ 加工装置
９０ 制御装置
Ｄｗ、Ｄｓ デバイス層
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 第１のウェハ
Ｓ 第２のウェハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】