特許 7655651 基板加工方法、及び基板加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-25

(45)【発行日】2025-04-02

(54)【発明の名称】基板加工方法、及び基板加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250326BHJP

   B23K 26/352 20140101ALI20250326BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 621Z

H01L21/304 631

H01L21/304 601Z

B23K26/352

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2022576610

(86)(22)【出願日】2022-01-11

(86)【国際出願番号】 JP2022000579

(87)【国際公開番号】W WO2022158333

(87)【国際公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-07-10

(31)【優先権主張番号】P 2021008295

(32)【優先日】2021-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】早川 晋

(72)【発明者】

【氏名】山下 陽平

(72)【発明者】

【氏名】溝本 康隆

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１５６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４１０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４７６３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｋ ２６／３５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し且つ前記第１主面及び前記第２主面の各々にうねりを有する基板を準備することと、
前記基板の前記第１主面と前記第２主面のうちの片面のうねりの測定結果を基に、前記片面に対してレーザー光線を照射し、前記片面を平坦化することと、
前記レーザー光線の照射によって平坦化された前記片面を吸着する第２保持部によって前記基板を保持することと、
前記第２保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面とは反対向きの反対面に当てた研削工具で前記反対面を研削し、前記反対面を平坦化することと、
を含む、基板加工方法。

【請求項2】

前記第１主面と前記第２主面のうち、うねりの大きさが小さい方を、前記レーザー光線で平坦化する前記片面に設定することを含む、請求項１に記載の基板加工方法。

【請求項3】

前記第１主面のうねりの測定結果と、前記第２主面のうねりの測定結果とを基に、前記基板を反転するか否かを決めることを含む、請求項１又は２に記載の基板加工方法。

【請求項4】

前記基板の前記片面のうねりの測定結果を基に、前記片面の単位面積当たりの前記レーザー光線の積算照射量を制御することを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板加工方法。

【請求項5】

前記基板の前記片面の単位面積当たりの前記レーザー光線の積算照射量を、前記レーザー光線の照射回数で制御することを含む、請求項４に記載の基板加工方法。

【請求項6】

前記レーザー光線の光源として、パルスレーザーを用いることを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の基板加工方法。

【請求項7】

前記基板の前記片面に対して前記レーザー光線を照射する際に、前記基板を自然状態で保持することを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の基板加工方法。

【請求項8】

前記基板の前記片面における前記レーザー光線の照射点の位置を移動するのに、ガルバノスキャナを用いることを含む、請求項７に記載の基板加工方法。

【請求項9】

前記基板の前記反対面を平坦化した後に、前記反対面を洗浄することと、
前記基板の前記反対面を洗浄した後に、前記反対面をエッチングすることと、
を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の基板加工方法。

【請求項10】

前記基板の前記反対面を平坦化した後に、前記反対面をエッチングすることと、前記片面をエッチングすることを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の基板加工方法。

【請求項11】

第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し且つ前記第１主面及び前記第２主面の各々にうねりを有する基板を保持する保持部と、
前記基板の前記第１主面と前記第２主面のうちの片面に対して照射するレーザー光線を発振する光源と、
前記保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面における前記レーザー光線の照射点の位置を移動する移動部と、
前記基板の前記片面のうねりの測定結果を基に、前記光源及び前記移動部を制御し、前記基板の前記片面を平坦化する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１主面と前記第２主面のうち、うねりの大きさが小さい方を、前記レーザー光線を照射する前記片面に設定する、基板加工装置。

【請求項12】

第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し且つ前記第１主面及び前記第２主面の各々にうねりを有する基板を保持する保持部と、
前記基板の前記第１主面と前記第２主面のうちの片面に対して照射するレーザー光線を発振する光源と、
前記保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面における前記レーザー光線の照射点の位置を移動する移動部と、
前記基板の前記片面のうねりの測定結果を基に、前記光源及び前記移動部を制御し、前記基板の前記片面を平坦化する制御部と、
前記基板を反転させる反転部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１主面のうねりの測定結果と、前記第２主面のうねりの測定結果とを基に、前記基板を反転するか否かを決める、基板加工装置。

【請求項13】

第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し且つ前記第１主面及び前記第２主面の各々にうねりを有する基板を保持する保持部と、
前記基板の前記第１主面と前記第２主面のうちの片面に対して照射するレーザー光線を発振する光源と、
前記保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面における前記レーザー光線の照射点の位置を移動する移動部と、
前記基板の前記片面のうねりの測定結果を基に、前記光源及び前記移動部を制御し、前記基板の前記片面を平坦化する制御部と、
前記レーザー光線の照射によって平坦化された前記片面を吸着し、前記基板を保持する第２保持部と、
前記第２保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面とは反対向きの反対面に当てた研削工具を駆動する工具駆動部と、
を備える、基板加工装置。

【請求項14】

前記制御部は、前記基板の前記片面のうねりの測定結果を基に、前記片面の単位面積当たりの前記レーザー光線の積算照射量を制御する、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の基板加工装置。

【請求項15】

前記制御部は、前記基板の前記片面の単位面積当たりの前記レーザー光線の積算照射量を、前記レーザー光線の照射回数で制御する、請求項１４に記載の基板加工装置。

【請求項16】

前記光源は、パルスレーザーを含む、請求項１１～１５のいずれか１項に記載の基板加工装置。

【請求項17】

前記保持部は、前記基板を自然状態で保持する、請求項１１～１６のいずれか１項に記載の基板加工装置。

【請求項18】

前記移動部は、ガルバノスキャナを含む、請求項１７に記載の基板加工装置。

【請求項19】

第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し、前記第１主面及び前記第２主面のうちの片面がレーザー光線の照射によって平坦化され、前記片面とは反対向きの反対面がうねりを有する基板の前記片面を吸着し、前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記反対面に当てた研削工具を駆動する工具駆動部と、
を備える、基板加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板加工方法、及び基板加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、半導体ウェハの加工方法が記載されている。この加工方法は、単結晶インゴットをスライスして得た半導体ウェハに、面取り工程と、ラッピング工程と、エッチング工程と、鏡面研磨工程とを施す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開２００２－２０３８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の一態様は、基板の両面に存在するうねりを短時間で除去し、基板の両面を短時間で平坦化する、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係る基板加工方法は、下記の処理を含む。第１主面及び前記第１主面とは反対向きの第２主面を有し且つ前記第１主面及び前記第２主面の各々にうねりを有する基板を準備する。前記基板の前記第１主面と前記第２主面のうちの片面のうねりの測定結果を基に、前記片面に対してレーザー光線を照射し、前記片面を平坦化する。前記レーザー光線の照射によって平坦化された前記片面を吸着する第２保持部によって前記基板を保持する。前記第２保持部に前記基板を保持した状態で、前記基板の前記片面とは反対向きの反対面に当てた研削工具で前記反対面を研削し、前記反対面を平坦化する。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様によれば、基板の両面に存在するうねりを短時間で除去でき、基板の両面を短時間で平坦化できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る基板加工方法を示すフローチャートである。

【図2】図２は、図１のステップＳ１０２の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、基板のうねりの大きさの一例を示す断面図である。

【図4】図４は、図１のステップＳ１０７の一例を示す図である。

【図5】図５は、図１のステップＳ１１０の一例を示す図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る基板加工装置を示す平面図である。

【図7】図７は、第１変形例に係る基板加工装置を示す平面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る基板加工装置を示す平面図である。

【図9】図９は、図８の基板加工装置の処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、レーザー加工モジュールの一例を示す図である。

【図11】図１１（Ａ）はレーザー光線の強度分布の第１例を示す図であり、図１１（Ｂ）はレーザー光線の強度分布の第２例を示す図である。

【図12】図１２（Ａ）は照射点の並べ方の第１例を示す平面図であり、図１２（Ｂ）は、照射点の並べ方の第２例を示す平面図であり、図１２（Ｃ）は、照射点の並べ方の第３例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。本明細書において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

【0009】

まず、図１～図５を参照して、本実施形態に係る基板加工方法について説明する。基板加工方法は、図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２を含む。なお、基板加工方法は、図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２の全てを含まなくてもよいし、不図示のステップを更に含んでもよい。

【0010】

ステップＳ１０１は、基板Ｗを準備することを含む。基板Ｗを準備することは、例えば、後述の基板加工装置１（図６等参照）に基板Ｗを搬入することを含む。基板Ｗは、カセットＣに収容された状態で、基板加工装置１に搬入される。

【0011】

基板Ｗは、シリコンウェハ又は化合物半導体ウェハである。化合物半導体ウェハは、特に限定されないが、例えばＧａＡｓウェハ、ＳｉＣウェハ、ＧａＮウェハ、又はＩｎＰウェハである。基板Ｗは、ベアウエハである。

【0012】

基板Ｗは、例えば円盤状である。基板Ｗは、その周縁にベベルを含んでもよい。基板Ｗは、図２に示すように、第１主面Ｗａと、第１主面Ｗａとは反対向きの第２主面Ｗｂとを含む。第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂは、単結晶インゴットのスライスによって形成される。それゆえ、基板Ｗは、第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂの各々にうねりを有している。

【0013】

ステップＳ１０２は、図２に示すように、基板Ｗのうねりを測定することを含む。うねりの測定は、うねり測定モジュール３５を用いて行われる。うねり測定モジュール３５は、例えば、保持部３５１と、測定ヘッド３５２、３５３と、を備える。なお、うねり測定モジュール３５は、測定ヘッド３５２、３５３のうちの１つのみを備えてもよい。基板Ｗを反転すれば、１つの測定ヘッドで基板Ｗの両面のうねりを測定できる。

【0014】

保持部３５１は、基板Ｗを自然状態で保持する。自然状態とは、重力とその抗力以外の外力（例えば吸着力）が基板Ｗに作用していない状態である。保持部３５１は、例えば複数本（例えば３本）のピンを含む。複数本のピンの上に、基板Ｗが載せられる。複数本のピンの上端は、同一の水平面ＨＰ上に配置される。保持部３５１は、基板Ｗの第１主面Ｗａを上に向けて、基板Ｗを水平に保持する。

【0015】

測定ヘッド３５２は、例えば、基板Ｗの上面（例えば第１主面Ｗａ）の高さの分布を測定する。一方、測定ヘッド３５３は、基板Ｗの下面（例えば第２主面Ｗｂ）の高さの分布を測定する。高さの基準面は、例えば、水平面ＨＰである。なお、高さの基準面は、所望のミラー指数で表される結晶面、又はその結晶面から所望のオフ角だけ傾斜した面であってもよい。

【0016】

測定ヘッド３５２、３５３は、例えば、赤外線センサ、レーザー変位計、又は静電容量センサなどを含む。測定ヘッド３５２、３５３に対して基板Ｗを水平方向に相対移動させながら、測定ヘッド３５２、３５３と基板Ｗとの間隔を測定することで、高さの分布が求められる。測定ヘッド３５２、３５３は、本実施形態では非接触式であるが、接触式でもよい。測定ヘッド３５２、３５３は、その測定データを制御モジュール９（図６等参照）に送信する。

【0017】

ステップＳ１０３は、基板Ｗの第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうち、うねりの大きさが小さい方を、レーザー光線で平坦化する第１加工面に設定することを含む。レーザー光線で平坦化する加工を、以下、レーザー加工、又は第１加工とも呼ぶ。第１加工面は、本実施形態では、図４に示すように、第２主面Ｗｂである。

【0018】

また、ステップＳ１０３は、基板Ｗの第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうち、うねりの大きさが大きい方を、研削工具で平坦化する第２加工面に設定することを含んでもよい。研削工具で平坦化する加工を、以下、研削加工、又は第２加工とも呼ぶ。第２加工面は、本実施形態では、図５に示すように、第１主面Ｗａである。

【0019】

例えば、図３に示すように、第１主面Ｗａのうねりの大きさΔＺａは、高低差の最大値で表される。同様に、第２主面Ｗｂのうねりの大きさΔＺｂは、高低差の最大値で表される。高さの基準面は、上記の通り、水平面ＨＰであるが、所望のミラー指数で表される結晶面、又はその結晶面から所望のオフ角だけ傾斜した面であってもよい。なお、うねりの大きさΔＺａ、ΔＺｂは、本実施形態では高低差の最大値で表されるが、平坦化によって除去する予定の体積で表されてもよい。

【0020】

ところで、第１加工（レーザー加工）は、第２加工（研削加工）に比べて、加工速度が遅い。そこで、制御モジュール９は、第１主面Ｗａのうねりの測定結果と、第２主面Ｗｂのうねりの測定結果とを基に、第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうち、うねりの大きさが小さい方を第１加工面に設定し、うねりの大きさが大きい方を第２加工面に設定してもよい。これにより、スループットを向上できる。

【0021】

第１主面Ｗａと第２主面Ｗｂとでうねりの大きさが同じ場合、制御モジュール９は上向きの面（例えば第１主面Ｗａ）を第１加工面に設定し、下向きの面（例えば第２主面Ｗｂ）を第２加工面に設定してもよい。第１加工（レーザー加工）は、第２加工（研削加工）よりも先に行われる。それゆえ、上向きの面を第１加工面に設定すれば、基板Ｗを反転するステップを１つ省略できる。

【0022】

ステップＳ１０４は、第１主面Ｗａのうねりの測定結果と、第２主面Ｗｂのうねりの測定結果とを基に、基板Ｗを反転するか否かを決めることを含む。例えば、制御モジュールは、第１加工面が下向きである場合に基板Ｗを反転することを決定し、第１加工面が上向きである場合に基板Ｗを反転しないことを決定する。

【0023】

基板Ｗを反転する必要がある場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、制御モジュール９は、反転モジュール３８（図６参照）等を制御し、基板Ｗを上下反転させる（ステップＳ１０６）。一方、基板Ｗを反転する必要がない場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、制御モジュール９はステップＳ１０６を実施することなく、ステップＳ１０７を実施する。

【0024】

ステップＳ１０７は、基板Ｗの第１主面Ｗａと第２主面Ｗｂのうちの片面（具体的には第１加工面）のうねりの測定結果を基に、第１加工面に対してレーザー光線を照射し、第１加工面を平坦化することを含む。図４に示すように、レーザー光線ＬＢは、基板Ｗの上面に照射される。従って、基板Ｗは、第１加工面を上に向けて水平に保持される。

【0025】

第１加工（レーザー加工）は、レーザー加工モジュール３１を用いて行う。レーザー加工モジュール３１は、図４に示すように、第１加工面にレーザー光線ＬＢを照射する。第１加工面の表層は、レーザー光線ＬＢを吸収し、固相から気相に状態変化し飛散するか、又は固相のまま飛散し、除去される。

【0026】

レーザー加工モジュール３１は、レーザー光線ＬＢの照射点Ｐの位置を第１加工面の面内で移動し、第１加工面を平坦化する。レーザー光線ＬＢは、第１加工面の全体に照射されてもよいし、第１加工面の一部のみに照射されてもよい。後者の場合であっても、第１加工面の平坦化は可能である。

【0027】

レーザー光線ＬＢの照射によって除去される表層の深さは、レーザー光線ＬＢの出力（単位：Ｗ）と照射時間の積である積算照射量（単位：Ｊ）で制御する。積算照射量が多いほど、除去される表層の深さが深い。第１加工面はうねりを有するので、第１加工面の面内の場所に応じて、除去される表層の深さは異なる。

【0028】

制御モジュール９は、うねり測定モジュール３５の測定結果を基に、第１加工面の単位面積当たりのレーザー光線ＬＢの積算照射量を制御する。第１加工面はうねりを有するので、制御モジュール９は第１加工面の面内の場所に応じて積算照射量を変える。

【0029】

積算照射量の制御は、光源３１２の出力の制御、及び照射時間の制御から選ばれる１つ以上を含む。照射時間の制御は、例えば照射回数の制御を含む。照射回数が多いほど、照射時間が長く、除去される表層の深さが深い。除去される表層の深さは照射回数に比例するので、除去される表層の深さの管理が容易である。

【0030】

レーザー加工モジュール３１は、基板Ｗを保持する保持部３１１を備える。保持部３１１は、基板Ｗを自然状態で保持する。保持部３１１は、例えば複数本（例えば３本）のピンを含む。複数本のピンの上に、基板Ｗが載せられる。複数本のピンの上端は、同一の水平面上に配置される。保持部３１１は、基板Ｗの第１加工面を上に向けて、基板Ｗを水平に保持する。

【0031】

なお、ステップＳ１０７（レーザー加工）は、ステップＳ１０２（うねりの測定）とは異なり、基板Ｗを真空チャックの水平な吸着面に吸着した状態で行われてもよい。レーザー光線ＬＢによって除去される表層の深さは、積算照射量で決まるからである。なお、基板Ｗを吸着すれば、基板Ｗの位置ずれを防止できる。

【0032】

また、ステップＳ１０７は、基板Ｗの第１加工面に、基板Ｗを識別する識別情報などをレーザー光線ＬＢによって刻印することを含んでもよい。識別情報は、文字（数字を含む）、一次元コード、又は二次元コードなどの形態で刻印される。

【0033】

ステップＳ１０８は、基板Ｗの第１加工面を平坦化した後であって、第２加工面を平坦化する前に、第１加工面を洗浄することを含む。第１加工面の洗浄は、例えばスクラブ洗浄、及び酸洗浄から選ばれる少なくとも１つを含む。レーザー光線ＬＢの照射点Ｐから飛散し第１加工面に付着したデブリを、洗浄によって除去できる。ステップＳ１０８は、第１加工面と第２加工面の両面を洗浄することを含んでもよい。なお、デブリの除去が不要である場合、ステップＳ１０８は不要である。

【0034】

ステップＳ１０９は、基板Ｗを反転することを含む。ステップＳ１０９は、例えば、基板Ｗを上下反転させることで、基板Ｗの第１加工面を下に向け、基板Ｗの第２加工面を上に向けることを含む。

【0035】

ステップＳ１１０は、基板Ｗの第１加工面を平坦化した後に、基板Ｗの第１加工面とは反対向きの第２加工面を研削し、第２加工面を平坦化することを含む。第２加工面は、研削加工前に、レーザー加工されず、うねりを有する。

【0036】

第２加工面の平坦化は、図５に示すように、研削加工モジュール５１を用いて行われる。研削加工モジュール５１は、保持部５１１と、保持部駆動部５１２と、工具駆動部５１３と、を備える。

【0037】

保持部５１１は、基板Ｗの第１加工面を吸着し、基板Ｗを保持する。保持部５１１は、例えば真空チャックであり、基板Ｗの第１加工面を真空吸着し、基板Ｗの第２加工面を上に向けて基板Ｗを水平に保持する。保持部５１１は、静電チャックであってもよい。

【0038】

保持部駆動部５１２は、保持部５１１を回転させ、保持部５１１で保持した基板Ｗを回転させる。保持部駆動部５１２は、例えば、回転モータと、回転モータの回転駆動力を保持部５１１に伝達する伝達機構と、を含む。

【0039】

一方、工具駆動部５１３は、保持部５１１に基板Ｗを保持した状態で、基板Ｗの第２加工面に当てた研削工具５１４を駆動する。研削工具５１４は、例えば円盤状の研削ホイール５１５と、研削ホイール５１５の下面にリング状に配列される複数の砥石５１６と、を含む。

【0040】

例えば、工具駆動部５１３は、回転モータと、回転モータの回転駆動力を研削工具５１４に伝達する伝達機構と、を含む。工具駆動部５１３は、研削工具５１４を昇降させる昇降機構を更に含んでもよい。

【0041】

ステップＳ１１１は、基板Ｗの第２加工面を平坦化した後に、第２加工面を洗浄することを含む。第２加工面の洗浄は、例えばスクラブ洗浄を含む。第２加工面に付着した研削屑を、洗浄によって除去できる。ステップＳ１１１は、第１加工面と第２加工面の両面を洗浄することを含んでもよい。

【0042】

ステップＳ１１２は、基板Ｗの第２加工面を洗浄した後に、第２加工面をエッチングすることを含む。第２加工面のエッチングによって、研削時に生じた損傷を除去できる。また、第２加工面のエッチングによって、第２加工面の表面粗さを低減できる。

【0043】

上記の通り、本実施形態の基板加工方法は、基板Ｗの第１加工面をレーザー光線ＬＢで平坦化することと、その後に、基板Ｗの第２加工面を研削工具５１４で平坦化することとを含む。予め平坦化された第１加工面に対して平行に第２加工面を研削することで、第２加工面を平坦化できる。

【0044】

仮に第１加工面がうねりを有する状態で保持部５１１の吸着面に吸着されると、第１加工面が吸着面に倣って平坦化される。その状態で、第１加工面に対して平行に第２加工面を研削した場合、保持部５１１による基板Ｗの吸着を解除すると、第１加工面がうねりを有する状態に戻るだけではなく、第２加工面に第１加工面と同じうねりが生じてしまう。

【0045】

本実施形態によれば、予め平坦化された第１加工面に対して平行に第２加工面を研削することで、第２加工面を平坦化できる。また、基板Ｗの両面をレーザー光線で平坦化する場合に比べて、基板Ｗの両面に存在するうねりを短時間で除去でき、基板Ｗの両面を短時間で平坦化できる。レーザー加工は、研削加工に比べて、加工速度が遅いからである。基板Ｗの両面を研削工具５１４で研削しないのは、研削は基板Ｗの片面を基準に反対面を平行にする技術であり、基板Ｗの両面がうねりを有する状態では、平坦化が進まないからである。

【0046】

また、本実施形態によれば、基板Ｗを１枚ずつ平坦化でき、基板Ｗごとに処理条件を変更できる。それゆえ、異なるうねりを有する複数枚の基板Ｗを同時に同じ処理条件で平坦化する場合に比べて、基板Ｗの両面を短時間で平坦化できる。また、基板Ｗを１枚ずつ平坦化することで、基板Ｗの処理条件の履歴を追跡しやすく、基板Ｗの処理結果を基に基板Ｗの処理条件を補正しやすい。更に、基板Ｗを１枚ずつ平坦化することで、複数枚の基板Ｗを同時に平坦化する場合に比べて、装置を小型化できる。

【0047】

次に、図６を参照して、本実施形態に係る基板加工装置１について説明する。基板加工装置１は、搬入出ステーション２と、第１処理ステーション３と、第２処理ステーション５と、制御モジュール９と、を備える。搬入出ステーション２と第１処理ステーション３と第２処理ステーション５とは、この順で、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に配置される。

【0048】

搬入出ステーション２は、載置台２０と、搬送部２３と、を備える。載置台２０は、複数の載置板２１を備える。複数の載置板２１は、Ｙ軸方向に一列に配置される。複数の載置板２１の各々には、カセットＣが載置される。各カセットＣは、鉛直方向に間隔をおいて並ぶ複数枚の基板Ｗの各々を水平に収容する。なお、載置板２１の数、及びカセットＣの数は特に限定されない。

【0049】

搬送部２３は、載置台２０のＸ軸正方向側に隣接して配置され、第１処理ステーション３のＸ軸負方向側に隣接して配置される。搬送部２３は、基板Ｗを搬送する搬送装置２４を備える。搬送装置２４は、基板Ｗを保持する搬送アームを含む。搬送アームは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。搬送装置２４は、載置台２０上のカセットＣと、第１処理ステーション３との間で、基板Ｗを搬送する。

【0050】

第１処理ステーション３は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３と、第４処理ブロックＧ４と、第１搬送領域Ｇ５と、第２搬送領域Ｇ６と、を備える。第１処理ブロックＧ１と第２処理ブロックＧ２と第３処理ブロックＧ３と第４処理ブロックＧ４で４方を囲まれる領域に、第１搬送領域Ｇ５が設けられる。また、第２処理ブロックＧ２と第４処理ブロックＧ４と第２処理ステーション５とで３方を囲まれる領域に第２搬送領域Ｇ６が設けられる。

【0051】

第１搬送領域Ｇ５には、基板Ｗを搬送する第１搬送装置４１が設けられる。第１搬送装置４１は、基板Ｗを保持する搬送アームを含む。搬送アームは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能である。第１搬送装置４１は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３と、第４処理ブロックＧ４との間で、基板Ｗを搬送する。

【0052】

第２搬送領域Ｇ６には、基板Ｗを搬送する第２搬送装置４２が設けられる。第２搬送装置４２は、基板Ｗを吸着する吸着パッドを含む。吸着パッドは、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向）及び鉛直方向への移動、並びに鉛直軸を中心とする回転が可能である。第２搬送装置４２は、第２処理ブロックＧ２と、第４処理ブロックＧ４と、第２処理ステーション５との間で、基板Ｗを搬送する。

【0053】

第１処理ブロックＧ１は、第１搬送領域Ｇ５のＹ軸正方向側に配置される。第１処理ブロックＧ１は、例えば、レーザー加工モジュール３１を備える。レーザー加工モジュール３１は、基板Ｗの第１加工面に対してレーザー光線を照射し、第１加工面を平坦化する。

【0054】

第２処理ブロックＧ２は、第１搬送領域Ｇ５のＹ軸負方向側に配置される。第２処理ブロックＧ２は、例えば、洗浄モジュール３２と、エッチングモジュール３３と、を備える。洗浄モジュール３２は、研削加工後の基板Ｗを洗浄する。エッチングモジュール３３は、研削加工後の基板Ｗをエッチングする。エッチングモジュール３３は、基板Ｗの第２加工面をエッチングするが、基板Ｗの第１加工面をエッチングしてもよい。第２加工面用のエッチングモジュール３３と、第１加工面用のエッチングモジュール３３とが別々に設けられてもよい。洗浄モジュール３２と、エッチングモジュール３３とは、積み重ねられている。その積み重ねの順番は、図６の順番には限定されない。

【0055】

第３処理ブロックＧ３は、第１搬送領域Ｇ５のＸ軸負方向側に配置される。第３処理ブロックＧ３は、例えば、トランジションモジュール３４と、うねり測定モジュール３５と、反転モジュール３６とを備える。トランジションモジュール３４は、搬入出ステーション２の搬送装置２４と、第１処理ステーション３の第１搬送装置４１との間で基板Ｗを受け渡す。うねり測定モジュール３５は、基板Ｗの第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうねりを測定する。反転モジュール３６は、基板Ｗを反転させる。トランジションモジュール３４と、うねり測定モジュール３５と、反転モジュール３６とは、積み重ねられている。その積み重ねの順番は、図６の順番には限定されない。

【0056】

なお、第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのどちらが第１加工面（レーザー加工面）なのか予め決められている場合、うねり測定モジュール３５は第１加工面のみのうねりを測定してもよい。例えば、基板Ｗの上面が第１加工面に決められている場合、うねり測定モジュール３５は基板の上面のみのうねりを測定してもよい。

【0057】

第４処理ブロックＧ４は、第１搬送領域Ｇ５のＸ軸正方向側に配置される。第４処理ブロックＧ４は、例えば、洗浄モジュール３７と、反転モジュール３８と、アライメントモジュール３９と、を備える。洗浄モジュール３７は、レーザー加工後であって研削加工前の基板Ｗを洗浄する。反転モジュール３８は、基板Ｗを反転する。アライメントモジュール３９は、基板Ｗの中心を検出する。また、アライメントモジュール３９は、基板Ｗのノッチを検出する。洗浄モジュール３７と、反転モジュール３８と、アライメントモジュール３９とは、積み重ねられている。その積み重ねの順番は、図６の順番には限定されない。

【0058】

なお、第１処理ステーション３は、少なくともレーザー加工モジュール３１を有すればよい。第１処理ステーション３を構成するモジュールの種類、配置、及び個数は、図６に示すものには限定されない。

【0059】

第２処理ステーション５は、例えば、研削加工モジュール５１を有する。研削加工モジュール５１は、基板Ｗの第２加工面を研削し、第２加工面を平坦化する。

【0060】

制御モジュール９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１と、メモリ等の記憶媒体９２とを備える。記憶媒体９２には、基板加工装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御モジュール９は、記憶媒体９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ９１に実行させることにより、基板加工装置１の動作を制御する。

【0061】

次に、本実施形態に係る基板加工装置１の動作について、図１を再度参照して説明する。図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２は、制御モジュール９による制御下で実施される。

【0062】

先ず、外部の搬送装置が、基板Ｗを基板加工装置１の搬入出ステーション２に搬入する（ステップＳ１０１）。基板Ｗを収容したカセットＣが載置台２０に載置される。次に、搬送装置２４が、載置台２０上のカセットＣから基板Ｗを取り出し、トランジションモジュール３４に搬送する。続いて、第１処理ステーション３の第１搬送装置４１が、トランジションモジュール３４から基板Ｗを受け取り、うねり測定モジュール３５に搬送する。

【0063】

次に、うねり測定モジュール３５が、基板Ｗの第１主面Ｗａと第２主面Ｗｂのうねりを測定する（ステップＳ１０２）。うねり測定モジュール３５は、その測定データを制御モジュール９に送信する。

【0064】

次に、制御モジュール９が、基板Ｗの第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうち、うねりの大きさが小さい方を、第１加工面（レーザー加工面）に設定する（ステップＳ１０３）。また、制御モジュール９が、基板Ｗを反転するか否かを決める（ステップＳ１０４）。

【0065】

基板Ｗを反転する必要がある場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、第１搬送装置４１がうねり測定モジュール３５から基板Ｗを受け取り、反転モジュール３６に搬送する。続いて、反転モジュール３６が、基板Ｗを上下反転させる（ステップＳ１０６）。その後、第１搬送装置４１が、反転モジュール３６から基板Ｗを受け取り、レーザー加工モジュール３１に搬送する。

【0066】

一方、基板Ｗを反転する必要がない場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、第１搬送装置４１が、うねり測定モジュール３５から基板Ｗを受け取り、レーザー加工モジュール３１に搬送する。

【0067】

次に、レーザー加工モジュール３１が、基板Ｗの第１加工面のうねりの測定結果を基に、第１加工面に対してレーザー光線を照射し、第１加工面を平坦化する（ステップＳ１０７）。その後、第１搬送装置４１が、レーザー加工モジュール３１から基板Ｗを受け取り、洗浄モジュール３７に搬送する。

【0068】

次に、洗浄モジュール３７が、基板Ｗの第１加工面を洗浄する（ステップＳ１０８）。洗浄モジュール３７が、基板Ｗの第２加工面をも洗浄してもよい。その後、第１搬送装置４１が、洗浄モジュール３７から基板Ｗを受け取り、反転モジュール３８に搬送する。

【0069】

次に、反転モジュール３８が、基板Ｗを上下反転させる（ステップＳ１０９）。その後、第１搬送装置４１が、反転モジュール３８から基板Ｗを受け取り、アライメントモジュール３９に搬送する。

【0070】

次に、アライメントモジュール３９が、基板Ｗの中心を検出する。基板Ｗの中心と、研削加工モジュール５１の保持部５１１の回転中心線とを位置合わせできる。アライメントモジュール３９は、基板Ｗのノッチを検出してもよい。保持部５１１と共に回転する回転座標系において、基板Ｗの結晶方位を所望の方位に位置合わせできる。第２搬送装置４２が、アライメントモジュール３９から基板Ｗを受け取り、第２処理ステーション５の研削加工モジュール５１に搬送する。

【0071】

次に、研削加工モジュール５１が、基板Ｗの第２加工面を研削し、第２加工面を平坦化する（ステップＳ１１０）。その後、第２搬送装置４２が、研削加工モジュール５１から基板Ｗを受け取り、洗浄モジュール３２に搬送する。

【0072】

次に、洗浄モジュール３２が、基板Ｗの第２加工面を洗浄する（ステップＳ１１１）。洗浄モジュール３２は、基板Ｗの第１加工面をも洗浄してもよい。その後、第１搬送装置４１が、洗浄モジュール３２から基板Ｗを受け取り、エッチングモジュール３３に搬送する。

【0073】

次に、エッチングモジュール３３が、基板Ｗの第２加工面をエッチングする（ステップＳ１１２）。エッチングモジュール３３は、基板Ｗの第１加工面をもエッチングしてもよい。その後、第１搬送装置４１が、エッチングモジュール３３から基板Ｗを受け取り、トランジションモジュール３４に搬送する。

【0074】

第１加工面のエッチングは、第２加工面のエッチングの後で行われてもよい。この場合、第２加工面のエッチングの後、第１加工面のエッチングの前に、反転モジュール３８が基板Ｗを反転してもよい。

【0075】

第１加工面のエッチングは、第２加工面のエッチングの前に行われてもよい。第１加工面のエッチングは第２加工面のエッチングと同時に行われてもよく、水平な基板Ｗの上下両面に対して同時にエッチング液が供給されてもよい。

【0076】

但し、基板Ｗの下方からエッチング液を供給する場合、基板Ｗの上方からエッチング液を供給する場合に比べて、エッチングのムラが生じやすく、基板Ｗの厚みの均一性が低下しやすい。

【0077】

第１加工面と第２加工面の両方をエッチングする場合、第１加工面と第２加工面を順番に上向きにし、上向きの面にエッチング液を供給することが好ましい。基板Ｗの厚みの均一性を向上できる。

【0078】

第２加工面をエッチングする主目的は、基板全面の厚みの均一性を向上させること、及び研削加工の傷跡を除去することである。研削加工の傷跡が無い場合、第２加工面をエッチングする主目的は、基板全面の厚みの均一性を向上させることである。

【0079】

第１加工面をエッチングする目的は、研削加工で第１加工面に付着した汚染物を除去すること、及びレーザー加工の傷跡を除去することである。レーザー加工の傷跡が無い場合、第１加工面をエッチングする主目的は、汚染物を除去することである。特に洗浄では除去することが困難な金属成分を含む汚染物の除去に有効である。

【0080】

次に、搬入出ステーション２の搬送装置２４が、トランジションモジュール３４から基板Ｗを受け取り、載置台２０上のカセットＣに搬送する。基板Ｗは、カセットＣに収容された状態で、基板加工装置１から搬出される。これにより、基板Ｗの処理が終了する。

【0081】

次に、図７を参照して、第１変形例に係る基板加工装置１について説明する。本変形例に係る基板加工装置１は、図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２のうち、ステップＳ１０１～Ｓ１０９を実施する。なお、ステップＳ１０９は、後述する第２変形例に係る基板加工装置１によって実施してもよい。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。

【0082】

基板加工装置１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３と、制御モジュール９とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは、この順で、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に配置される。

【0083】

処理ステーション３は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３と、搬送領域Ｇ５と、を備える。第１処理ブロックＧ１と第２処理ブロックＧ２と第３処理ブロックＧ３とで３方を囲まれる領域に、搬送領域Ｇ５が設けられる。

【0084】

搬送領域Ｇ５には、基板Ｗを搬送する搬送装置４１が設けられる。搬送装置４１は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３との間で、基板Ｗを搬送する。

【0085】

第１処理ブロックＧ１は、搬送領域Ｇ５のＹ軸正方向側に配置される。第１処理ブロックＧ１は、例えば、レーザー加工モジュール３１を備える。

【0086】

第２処理ブロックＧ２は、搬送領域Ｇ５のＹ軸負方向側に配置される。第２処理ブロックＧ２は、例えば、洗浄モジュール３７を備える。洗浄モジュール３７は、レーザー加工後であって研削加工前の基板Ｗを洗浄する。

【0087】

第３処理ブロックＧ３は、搬送領域Ｇ５のＸ軸負方向側に配置される。第３処理ブロックＧ３は、例えば、トランジションモジュール３４と、うねり測定モジュール３５と、反転モジュール３６と、を備える。

【0088】

次に、第１変形例に係る基板加工装置１の動作について、図１を再度参照して説明する。図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２のうち、ステップＳ１０１～Ｓ１０９は、制御モジュール９による制御下で実施される。

【0089】

ステップＳ１０１～Ｓ１０８の説明は、上記実施形態の説明と同様であるので、省略する。ステップＳ１０８の後、搬送装置４１が、洗浄モジュール３７から基板Ｗを受け取り、反転モジュール３６に搬送する。

【0090】

次に、反転モジュール３６が、基板Ｗを上下反転させる（ステップＳ１０９）。その後、搬送装置４１が、反転モジュール３６から基板Ｗを受け取り、トランジションモジュール３４に搬送する。

【0091】

なお、基板加工装置１は、上記の通り、ステップＳ１０９を実施しなくてもよい。この場合、ステップＳ１０８の後、搬送装置４１が、洗浄モジュール３７から基板Ｗを受け取り、トランジションモジュール３４に搬送する。

【0092】

次に、搬入出ステーション２の搬送装置２４が、トランジションモジュール３４から基板Ｗを受け取り、載置台２０上のカセットＣに搬送する。基板Ｗは、カセットＣに収容された状態で、基板加工装置１から搬出される。これにより、基板Ｗの処理が終了する。

【0093】

次に、図８を参照して、第２変形例に係る基板加工装置１について説明する。本変形例に係る基板加工装置１は、図１に示すステップＳ１０１～Ｓ１１２のうち、ステップＳ１１０～Ｓ１１２を実施する。なお、基板加工装置１は、ステップＳ１０９をも実施してもよい。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。

【0094】

基板加工装置１は、搬入出ステーション２と、第１処理ステーション３と、第２処理ステーション５と、制御モジュール９とを備える。

【0095】

第１処理ステーション３は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３と、搬送領域Ｇ６と、を備える。第１処理ブロックＧ１と第２処理ブロックＧ２と第３処理ブロックＧ３とで３方を囲まれる領域に、搬送領域Ｇ６が設けられる。

【0096】

搬送領域Ｇ６には、基板Ｗを搬送する搬送装置４２が設けられる。搬送装置４２は、第１処理ブロックＧ１と、第２処理ブロックＧ２と、第３処理ブロックＧ３と、第２処理ステーション５との間で、基板Ｗを搬送する。

【0097】

第１処理ブロックＧ１は、搬送領域Ｇ６のＹ軸正方向側に配置される。第１処理ブロックＧ１は、例えば、洗浄モジュール４３と、アライメントモジュール３９と、を備える。洗浄モジュール４３は、レーザー加工後であって研削加工前の基板Ｗを洗浄する。

【0098】

第２処理ブロックＧ２は、搬送領域Ｇ６のＹ軸負方向側に配置される。第２処理ブロックＧ２は、例えば、洗浄モジュール３２と、エッチングモジュール３３とを備える。洗浄モジュール３２は、研削加工後の基板Ｗを洗浄する。エッチングモジュール３３は、研削加工後の基板Ｗをエッチングする。エッチングモジュール３３は、基板Ｗの第２加工面をエッチングするが、基板Ｗの第１加工面をエッチングしてもよい。第２加工面用のエッチングモジュール３３と、第１加工面用のエッチングモジュール３３とが別々に設けられてもよい。

【0099】

第３処理ブロックＧ３は、搬送領域Ｇ６のＸ軸負方向側に配置される。第３処理ブロックＧ３は、例えば、トランジションモジュール３４と、うねり測定モジュール３５と、反転モジュール３６とを備える。うねり測定モジュール３５は、基板Ｗの第１主面Ｗａと第２主面Ｗｂの両方のうねりを測定する。反転モジュール３６は、基板Ｗを反転させる。

【0100】

第２処理ステーション５は、例えば、研削加工モジュール５１を有する。研削加工モジュール５１は、基板Ｗの第２加工面を研削し、第２加工面を平坦化する。

【0101】

次に、第２変形例に係る基板加工装置１の動作について、図９を参照して説明する。図９に示すステップＳ２０１～Ｓ２０７及びＳ１１０～Ｓ１１２は、制御モジュール９による制御下で実施される。

【0102】

先ず、外部の搬送装置が、レーザー加工後の基板Ｗを基板加工装置１の搬入出ステーション２に搬入する。レーザー加工後の基板Ｗを収容したカセットＣが載置台２０に載置される。次に、搬送装置２４が、載置台２０上のカセットＣから基板Ｗを取り出し、トランジションモジュール３４に搬送する。続いて、第１処理ステーション３の搬送装置４２が、トランジションモジュール３４から基板Ｗを受け取り、うねり測定モジュール３５に搬送する。

【0103】

次に、うねり測定モジュール３５が、基板Ｗの第１主面Ｗａと第２主面Ｗｂの両方のうねりを測定する（ステップＳ２０１）。うねり測定モジュール３５は、その測定データを制御モジュール９に送信する。

【0104】

次に、制御モジュール９が、基板Ｗの第１主面Ｗａ及び第２主面Ｗｂのうち、うねりの大きさが大きい方を、第２加工面（研削加工面）に設定する（ステップＳ２０２）。うねりの大きさが小さい方は、レーザー加工済みであり、平坦化済みである。

【0105】

次に、制御モジュール９が、基板Ｗを反転するか否かを決める（ステップＳ２０３）。例えば、制御モジュールは、第２加工面が下向きである場合に基板Ｗを反転することを決定し、第２加工面が上向きである場合に基板Ｗを反転しないことを決定する。

【0106】

基板Ｗを反転する必要がある場合（ステップＳ２０４、ＹＥＳ）、搬送装置４２がうねり測定モジュール３５から基板Ｗを受け取り、反転モジュール３６に搬送する。続いて、反転モジュール３６が、基板Ｗを上下反転させる（ステップＳ２０５）。その後、搬送装置４２が、反転モジュール３６から基板Ｗを受け取り、洗浄モジュール４３に搬送する。

【0107】

一方、基板Ｗを反転する必要がない場合（ステップＳ２０４、ＮＯ）、搬送装置４２が、うねり測定モジュール３５から基板Ｗを受け取り、洗浄モジュール４３に搬送する。

【0108】

次に、洗浄モジュール４３が、基板Ｗを洗浄する（ステップＳ２０６）。例えば、洗浄モジュール４３が、基板Ｗをスクラブ洗浄する。その後、搬送装置４２が、洗浄モジュール４３から基板Ｗを受け取り、アライメントモジュール３９に搬送する。なお、基板Ｗが清浄な場合、ステップＳ２０６は実施されなくてもよい。

【0109】

次に、アライメントモジュール３９が、基板Ｗの中心を検出する（ステップＳ２０７）。基板Ｗの中心と、研削加工モジュール５１の保持部５１１の回転中心線とを位置合わせできる。アライメントモジュール３９は、基板Ｗのノッチを検出してもよい。保持部５１１と共に回転する回転座標系において、基板Ｗの結晶方位を所望の方位に位置合わせできる。搬送装置４２が、アライメントモジュール３９から基板Ｗを受け取り、第２処理ステーション５の研削加工モジュール５１に搬送する。

【0110】

その後、ステップＳ１１０～Ｓ１１２が実施される。ステップＳ１１０～Ｓ１１２の説明は、上記実施形態の説明と同様であるので、省略する。

【0111】

次に、図１０を参照して、レーザー加工モジュール３１の一例について説明する。レーザー加工モジュール３１は、保持部３１１と、光源３１２と、移動部であるガルバノスキャナ３１３と、を備える。また、レーザー加工モジュール３１は、ｆθレンズ３１４と、ホモジナイザ３１５と、アパーチャ３１６とを備える。

【0112】

保持部３１１は、基板Ｗを保持する。例えば、保持部３１１は、基板Ｗのレーザー加工面を上に向けて、基板Ｗを下方から水平に保持する。保持部３１１は、基板Ｗを吸着することなく自然状態で保持する。なお、保持部３１１は、吸着してもよく、真空チャック又は静電チャックであってもよい。

【0113】

光源３１２は、基板Ｗの上面に照射するレーザー光線ＬＢを発振する。レーザー光線ＬＢは、基板Ｗに対し吸収性を有する。基板Ｗがシリコンウェハである場合、レーザー光線ＬＢは例えばＵＶ光である。基板Ｗは、レーザー光線ＬＢを吸収し、固相から気相に状態変化し飛散するか、または固相のまま飛散する。その結果、基板Ｗの上面を平坦化できる。レーザー光線ＬＢは、基板Ｗの上面に集光照射されてもよい。照射点Ｐは、パワー密度が最も高くなる集光点であるが、集光点ではなくてもよい。

【0114】

光源３１２は、例えばパルスレーザーである。１パルス当たりの照射時間は、例えば３０ｎｓｅｃ以下である。１パルス当たりの照射時間が３０ｎｓｅｃ以下であれば、短時間の間に高いパワー密度のレーザー光線ＬＢを基板Ｗに照射でき、基板Ｗの過熱を抑制できる。従って、基板Ｗの熱による劣化を抑制でき、例えば変色層の発生を抑制できる。１パルス当たりの照射時間は、好ましくは１０ｐｓｅｃ以下である。１パルス当たりの照射時間が１０ｐｓｅｃ以下であれば、同じ場所に複数回照射点Ｐを形成しても、基板Ｗの熱による劣化を抑制できる。

【0115】

ガルバノスキャナ３１３は、例えば、保持部３１１で保持された基板Ｗの上方に配置される。ガルバノスキャナ３１３によれば、保持部３１１を移動することなく、基板Ｗの上面におけるレーザー光線ＬＢの照射点Ｐの位置を移動できる。保持部３１１が基板Ｗを吸着しない場合でも、保持部３１１が移動しなければ、保持部３１１に対する基板Ｗの位置ずれが生じない。従って、照射点Ｐの位置を精度良く制御できる。

【0116】

ガルバノスキャナ３１３は、ガルバノミラー３１７と、ガルバノモータ３１８との組を２組（図１０には１組のみ図示）含む。１つのガルバノモータ３１８は、１つのガルバノミラー３１７を回転させ、Ｘ軸方向に照射点Ｐを変位させる。別の１つのガルバノモータ３１８は、別の１つのガルバノミラー３１７を回転させ、Ｙ軸方向に照射点Ｐを変位させる。

【0117】

なお、本実施形態の移動部はガルバノスキャナ３１３であるが、本開示の技術はこれに限定されない。移動部は、保持部３１１に基板Ｗを保持した状態で、基板Ｗの上面におけるレーザー光線ＬＢの照射点Ｐの位置を移動するものであればよい。例えば、移動部は、保持部３１１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるものであってもよく、モータ及びモータの回転運動を保持部３１１の直線運動に変換するボールねじ機構等を有してもよい。また、移動部は、保持部３１１を鉛直軸の周りに回転させる機構を有してもよい。

【0118】

ｆθレンズ３１４は、Ｚ軸方向に対して垂直な焦点面を形成する。ガルバノスキャナ３１３が照射点Ｐの位置をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させる間、ｆθレンズ３１４が照射点ＰのＺ軸方向位置を焦点面に維持し、また、焦点面における照射点Ｐの形状及び寸法を維持する。その結果、後述するように矩形の照射点Ｐを、基板Ｗの上面に規則正しく且つ隙間なく二次元的に並べることができる。照射点Ｐの高さは、焦点面の高さである。

【0119】

ホモジナイザ３１５は、レーザー光線ＬＢの強度分布を図１１（Ａ）に示すガウシアン分布から図１１（Ｂ）に示すトップハット分布に変換し、その強度分布を均一化する。

【0120】

アパーチャ３１６は、レーザー光線ＬＢの断面形状を矩形に整形する。矩形は、長方形のみならず、正方形を含む。アパーチャ３１６は、矩形の開口を有する遮光膜である。その開口は、例えば図１１（Ｂ）に矢印Ｄで示す範囲のレーザー光線ＬＢを通過させる。

【0121】

ホモジナイザ３１５とアパーチャ３１６とによって、強度分布が均一な矩形の照射点Ｐを形成できる。その照射点Ｐを後述するように規則正しく且つ隙間なく二次元的に並べることによって、単位面積当たりのレーザー光線ＬＢの積算照射量を精度良く制御できる。

【0122】

図１２（Ａ）に示すように、照射点Ｐは強度分布が均一な矩形であり、矩形の二辺はＸ軸方向に平行であり、矩形の残りの二辺はＹ軸方向に平行である。照射点ＰのＸ軸方向寸法Ｘ０は、照射点ＰのＹ軸方向寸法Ｙ０と同一でもよいし、異なってもよい。図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）において同様である。

【0123】

図１２（Ａ）に示すように、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０ずつ動かし、基板Ｗの上面のＸ軸方向全体に亘って照射点Ｐを隙間なく一列に並べる。その後、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＹ軸方向にＹ０だけ動かすことと、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０ずつ動かすこととを繰り返し、基板Ｗの上面全体に亘って照射点Ｐを隙間なく二次元的に並べる。

【0124】

又は、図１２（Ｂ）に示すように、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の半値ずつ動かし、基板Ｗの上面のＸ軸方向全体に亘って照射点Ｐを重ねながら一列に並べる。その後、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＹ軸方向にＹ０だけ動かすことと、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の半値ずつ動かすこととを繰り返し、基板Ｗの上面全体に亘って照射点Ｐを隙間なく二次元的に並べる。なお、制御モジュール９は、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＹ軸方向にＹ０だけ動かすことの代わりに、Ｙ０の半値だけ動かすことを実施してもよい。

【0125】

又は、図１２（Ｃ）に示すように、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の２倍ずつ動かし、基板Ｗの上面のＸ軸方向全体に亘って隙間ＳＰを形成しつつ照射点Ｐを一列に並べる。次いで、制御モジュール９は、上記隙間ＳＰを照射点Ｐで埋めるように、再びレーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の２倍ずつ動かす。その後、制御モジュール９は、レーザー光線ＬＢをパルス発振しながら、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＹ軸方向にＹ０だけ動かすことと、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の２倍ずつ動かすことと、上記隙間ＳＰを照射点Ｐで埋めるように、パルスのオフ時間の間に照射点ＰをＸ軸方向にＸ０の２倍ずつ動かすこととを繰り返し、照射点Ｐを隙間なく二次元的に並べる。

【0126】

以上、本開示に係る基板加工方法及び基板加工装置の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【0127】

本出願は、２０２１年１月２１日に日本国特許庁に出願した特願２０２１－００８２９５号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０２１－００８２９５号の全内容を本出願に援用する。

【符号の説明】

【0128】

１ 基板加工装置
９ 制御モジュール（制御部）
３１ レーザー加工モジュール
３１１ 保持部
３１２ 光源
３１３ 移動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】