(57)【要約】      （修正有）【課題】基板同士が接合された重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去する基板処理装置及び基板処理方法を提供する。【解決手段】基板を処理する基板処理装置であって、第１の基板Ｗと第２の基板Ｓが接合された重合基板において第２の基板を保持する保持部と、保持部に保持された第１の基板の内部に、除去対象の周縁部と中央部の境界に沿ってレーザ光を照射して改質層Ｍ１を形成する改質部と、保持部と改質部を制御する制御部と、を有する。制御部は、第１の基板と第２の基板が接合された接合領域Ａａと、当該接合領域の外側の未接合領域Ａｂとの接合境界Ａｃから径方向内側に改質層を形成するよう改質部を制御し、改質層の形成位置は、第１の基板と第２の基板の接合強度に応じて決定される。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において前記第２の基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記第１の基板の内部に、除去対象の周縁部と中央部の境界に沿ってレーザ光を照射して改質層を形成する改質部と、
前記保持部と前記改質部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の基板と前記第２の基板が接合された接合領域と、当該接合領域の外側の未接合領域との接合境界から径方向内側に前記改質層を形成するよう前記改質部を制御し、
前記改質層の形成位置は、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度に応じて決定される基板処理装置。
【請求項２】
前記制御部には、前記周縁部を除去するための前記改質層を形成する改質層形成範囲が予め記憶され、
前記制御部は、前記改質層の形成位置が前記改質層形成範囲内に位置するように前記改質部を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。基板処理装置。
【請求項３】
前記重合基板において、前記第１の基板の表面に形成された第１の表面膜と前記第２の基板の表面に形成された第２の表面膜とが接合され、
前記第１の表面膜の外周部は、前記第２の表面膜に対して接合強度を低下させる処理が行われ、
前記接合境界は、前記第１の表面膜の外周部の径方向内側端部である、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１の基板の外端部と前記第２の基板の外端部にはそれぞれ面取り部が形成され、
前記接合境界は、前記面取り部の径方向内側端部である、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板を処理する基板処理方法であって、
第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において前記第２の基板を保持部で保持することと、
改質部から前記保持部に保持された前記第１の基板の内部に、除去対象の周縁部と中央部の境界に沿ってレーザ光を照射して改質層を形成することと、を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板が接合された接合領域と、当該接合領域の外側の未接合領域との接合境界から径方向内側において、前記周縁部を除去するための前記改質層を形成する改質層形成範囲が前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度に応じて予め決定され、
前記改質層を形成する際、前記改質層形成範囲内に前記レーザ光を照射する、基板処理方法。
【請求項６】
前記改質層形成範囲は、予め制御部に記憶されている、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記重合基板において、前記第１の基板の表面に形成された第１の表面膜と前記第２の基板の表面に形成された第２の表面膜とが接合され、
前記第１の表面膜の外周部は、前記第２の表面膜に対して接合強度を低下させる処理が行われ、
前記接合境界は、前記第１の表面膜の外周部の径方向内側端部である、請求項５又は６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記第１の基板の外端部と前記第２の基板の外端部にはそれぞれ面取り部が形成され、
前記接合境界は、前記面取り部の径方向内側端部である、請求項５又は６に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外周部に砥粒が設けられた円板状の研削工具を回転し、研削工具の少なくとも外周面を半導体ウェハに線状に当接させて半導体ウェハの周端部を略Ｌ字状に研削することが開示されている。半導体ウェハは、二枚のシリコンウェハを貼り合わせて作製されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１６１５２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、基板同士が接合された重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去する。
【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装置であって、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において前記第２の基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記第１の基板の内部に、除去対象の周縁部と中央部の境界に沿ってレーザ光を照射して改質層を形成する改質部と、前記保持部と前記改質部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１の基板と前記第２の基板が接合された接合領域と、当該接合領域の外側の未接合領域との接合境界から径方向内側に前記改質層を形成するよう前記改質部を制御し、前記改質層の形成位置は、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度に応じて決定される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、基板同士が接合された重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態にかかる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２】重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。
【図３】重合ウェハの一部の構成の概略を示す側面図である。
【図４】改質装置の構成の概略を示す平面図である。
【図５】改質装置の構成の概略を示す側面図である。
【図６】周縁除去装置の構成の概略を示す平面図である。
【図７】周縁除去装置の構成の概略を示す側面図である。
【図８】周縁除去装置の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図９】搬送アームの構成の概略を示す縦断面図である。
【図１０】本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１１】本実施形態にかかるウェハ処理の主な工程の説明図である。
【図１２】被処理ウェハに周縁改質層を形成する様子を示す説明図である。
【図１３】被処理ウェハに周縁改質層を形成した様子を示す説明図である。
【図１４】比較例として、周縁改質層を接合境界から径方向外側に形成した場合の説明図である。
【図１５】比較例として、周縁改質層を接合境界から径方向内側であって、改質層形成範囲の径方向内側に形成した場合の説明図である。
【図１６】被処理ウェハに分割改質層を形成する様子を示す説明図である。
【図１７】被処理ウェハに分割改質層を形成した様子を示す説明図である。
【図１８】被処理ウェハに内部面改質層を形成する様子を示す説明図である。
【図１９】被処理ウェハに内部面改質層を形成する様子を示す説明図である。
【図２０】他の実施形態にかかる重合ウェハに対して周縁改質層を形成した様子を示す説明図である。
【図２１】他の実施形態にかかる重合ウェハに対して周縁改質層を形成した様子を示す説明図である。
【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においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成されたウェハに対し、当該ウェハの裏面を研削して、ウェハを薄化することが行われている。そして、この薄化されたウェハをそのまま搬送したり、後続の処理を行ったりすると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。そこで、ウェハを補強するために、例えば支持基板にウェハを貼り付けることが行われている。
【０００９】
通常、ウェハの周縁部は面取り加工がされているが、上述したようにウェハに研削処理を行うと、ウェハの周縁部が鋭く尖った形状（いわゆるナイフエッジ形状）になる。そうすると、ウェハの周縁部でチッピングが発生し、ウェハが損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予めウェハの周縁部を除去する、いわゆるエッジトリムが行われている。
【００１０】
上述した特許文献１に記載の端面研削装置は、このエッジトリムを行う装置である。端面研削装置は、チャックテーブルと、スピンドルと、ダイヤモンドホイールとを有する。チャックテーブルは、ウェハを載置し、Ｚ軸方向（鉛直方向）を回転軸として回転する。スピンドルは、その先端部にダイヤモンドホイールを取り付け、Ｙ軸方向（水平方向）を回転軸として回転する。またスピンドルは、Ｙ軸方向及びＺ方向に移動する。ダイヤモンドホイールは、外周部にダイヤモンド砥粒が設けられた円板状の研削工具である。かかる端面研削装置を用いて、ウェハの周縁部の端面研削を行う場合には、チャックテーブルを回転させながら、スピンドルをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させることにより、ダイヤモンドホイールをウェハに当接させる。そして、ウェハの周縁部を略Ｌ字状に研削する。
【００１１】
ここで、ウェハの周縁部は所定の位置で除去される必要がある。しかしながら、この端面研削装置では、スピンドルの移動は、例えば公差などの種々の要因により一定でない場合がある。かかる場合、ダイヤモンドホイールの移動が適切に制御されず、端面研削装置において除去される周縁部は上記所定の位置からずれる場合がある。したがって、従来のエッジトリムには改善の余地がある。
【００１２】
本開示にかかる技術は、エッジトリムを適切に行う。以下、エッジトリムを適切に行う本実施形態にかかる基板処理装置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。
【００１３】
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。図１は、ウェハ処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。
【００１４】
ウェハ処理システム１では、図２及び図３に示すように第１の基板としての被処理ウェハＷと第２の基板としての支持ウェハＳとが接合された、重合基板としての重合ウェハＴに対して所定の処理を行う。そしてウェハ処理システム１では、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去し、さらに当該被処理ウェハＷを薄化する。以下、被処理ウェハＷにおいて、支持ウェハＳに接合された面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、支持ウェハＳにおいて、被処理ウェハＷに接合された面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。
【００１５】
被処理ウェハＷは、例えばシリコンウェハなどの半導体ウェハであって、表面Ｗａに複数のデバイスを含むデバイス層（図示せず）が形成されている。また、デバイス層にはさらに第１の表面膜としての酸化膜Ｆｗ、例えばＳｉＯ２膜（ＴＥＯＳ膜）が形成されている。なお、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅは面取り加工がされており、周縁部Ｗｅの断面はその先端に向かって厚みが小さくなり、面取り部（ベベル部）が形成されている。また、周縁部Ｗｅはエッジトリムにおいて除去される部分であり、例えば被処理ウェハＷの外端部から径方向に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
【００１６】
支持ウェハＳは、被処理ウェハＷを支持するウェハであって、例えばシリコンウェハである。支持ウェハＳの表面Ｓａには第２の表面膜としての酸化膜Ｆｓ、例えば熱酸化膜が形成されている。また、支持ウェハＳは、被処理ウェハＷの表面Ｗａのデバイスを保護する保護材として機能する。なお、支持ウェハＳの表面Ｓａに複数のデバイスが形成されている場合には、被処理ウェハＷと同様に表面Ｓａにデバイス層（図示せず）が形成される。
【００１７】
なお、図２においては、図示の煩雑さを回避するため、酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略している。また、以下の説明で用いられる他の図面においても同様に、酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。
【００１８】
ここで、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおいて、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されていると、周縁部Ｗｅを適切に除去できないおそれがある。そこで、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面には、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓが接合された接合領域Ａａと、接合領域Ａａの径方向外側の領域である未接合領域Ａｂとを形成する。このように未接合領域Ａｂが存在することで、周縁部Ｗｅを適切に除去できる。なお、詳細は後述するが、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの接合境界Ａｃ（接合領域Ａａの径方向外側端部）は、除去される周縁部Ｗｅの内側端部より所定距離だけ径方向外側に位置している。
【００１９】
なお、未接合領域Ａｂは、例えば接合前に形成される。すなわち接合前に、酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅには、酸化膜Ｆｓに対して接合強度を低下させる処理が行われる。具体的には、外周部Ｆｗｅの表層を研磨やウェットエッチングなどを行って除去してもよい。あるいは、外周部Ｆｗｅの表面を疎水化してもよいし、レーザで荒らしてもよい。
【００２０】
また、未接合領域Ａｂは、例えば接合後に形成してもよい。例えば接合後、酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅにレーザ光を照射することで、酸化膜Ｆｓに対する接合強度を低下させることも可能である。
【００２１】
また、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは、ファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）による、いわゆるボンディングウェーブが中心から径方向外側に向けて拡がることで順次接合される。ボンディングウェーブの端部では空気が圧縮されて高圧になるが、酸化膜の外側端部（接合境界）において、この高圧な空気が大気開放されると、急激に大気圧まで減圧されることになる。そうすると、この急激な減圧によりジュールトムソン効果が発生して温度が低下し、結露が発生する。さらに、この結露が重合ウェハＴの周縁部に閉じ込められ、ボイドとなる。
【００２２】
この点、本実施形態では未接合領域Ａｂが形成されるので、ボンディングウェーブの端部の高圧な雰囲気が開放される空間が小さくなり、大気圧まで減圧されることがない。このように急激な減圧を抑えることで、エッジボイドを抑制することができる。
【００２３】
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Ｃｔが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えている。
【００２４】
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Ｃｔ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Ｃｔ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。
【００２５】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＸ軸負方向側において、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Ｃｔ、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
第１の処理ブロックＧ１には、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と洗浄装置４１は、積層して配置されている。なお、エッチング装置４０と洗浄装置４１の数や配置はこれに限定されない。例えば、エッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれＸ軸方向に延伸し、平面視において並列に並べて載置されていてもよい。さらに、これらエッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれ、積層されていてもよい。
【００２９】
エッチング装置４０は、後述する加工装置８０で研削された被処理ウェハＷの裏面Ｗｂをエッチング処理する。例えば、裏面Ｗｂに対して薬液（エッチング液）を供給し、当該裏面Ｗｂをウェットエッチングする。薬液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。
【００３０】
洗浄装置４１は、後述する加工装置８０で研削された被処理ウェハＷの裏面Ｗｂ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、裏面Ｗｂ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、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂと共に、支持ウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄する構成を有していてもよい。
【００３１】
ウェハ搬送装置５０は、例えばエッチング装置４０と洗浄装置４１に対してＹ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。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、洗浄装置４１、及び後述する改質装置６０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【００３２】
第２の処理ブロックＧ２には、改質装置６０、周縁除去装置６１、及びウェハ搬送装置７０が設けられている。改質装置６０と周縁除去装置６１は、積層して配置されている。なお、改質装置６０と周縁除去装置６１の数や配置はこれに限定されない。
【００３３】
改質装置６０は、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁改質層、分割改質層、及び内部面改質層を形成する。改質装置６０の具体的な構成は後述する。
【００３４】
周縁除去装置６１は、改質装置６０で形成された周縁改質層を基点に、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する。周縁除去装置６１の具体的な構成は後述する。
【００３５】
ウェハ搬送装置７０は、例えば改質装置６０と周縁除去装置６１に対して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周りに移動自在に構成されている。搬送アーム７１の具体的な構成は後述する。そして、ウェハ搬送装置７０は、洗浄装置４１、改質装置６０、周縁除去装置６１、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。
【００３６】
第３の処理ブロックＧ３には、加工装置８０が設けられている。なお、加工装置８０の数や配置は本実施形態に限定されず、複数の加工装置８０が任意に配置されていてもよい。
【００３７】
加工装置８０は、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削する。そして、内部面改質層が形成された裏面Ｗｂにおいて、当該内部面改質層を除去し、さらに周縁改質層を除去する。
【００３８】
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。
【００３９】
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では、研削ユニット８４が配置される。研削ユニット８４では、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂ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。そして、チャック８３に保持された被処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削砥石に当接させた状態で、チャック８３と研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面Ｗｂを研削する。
【００４０】
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。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。
【００４１】
次に、上述した改質装置６０について説明する。図４は、改質装置６０の構成の概略を示す平面図である。図５は、改質装置６０の構成の概略を示す側面図である。
【００４２】
改質装置６０は、重合ウェハＴを上面で保持する、保持部としてのチャック１００を有している。チャック１００は、被処理ウェハＷが上側であって支持ウェハＳが下側に配置された状態で、当該支持ウェハＳを吸着保持する。チャック１００は、エアベアリング１０１を介して、スライダテーブル１０２に支持されている。スライダテーブル１０２の下面側には、回転機構１０３が設けられている。回転機構１０３は、駆動源として例えばモータを内蔵している。チャック１００は、回転機構１０３によってエアベアリング１０１を介して、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。スライダテーブル１０２は、その下面側に設けられた移動機構１０４によって、基台１０６に設けられＹ軸方向に延伸するレール１０５に沿って移動可能に構成されている。なお、移動機構１０４の駆動源は特に限定されるものではないが、例えばリニアモータが用いられる。
【００４３】
チャック１００の上方には、改質部としてのレーザヘッド１１０が設けられている。レーザヘッド１１０は、レンズ１１１を有している。レンズ１１１は、レーザヘッド１１０の下面に設けられた筒状の部材であり、チャック１００に保持された被処理ウェハＷにレーザ光を照射する。
【００４４】
レーザヘッド１１０は、レーザ光発振器（図示せず）から発振された高周波のパルス状のレーザ光であって、被処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光を、被処理ウェハＷの内部の所定位置に集光して照射する。これによって、被処理ウェハＷの内部においてレーザ光が集光した部分が改質し、周縁改質層、分割改質層、及び内部面改質層が形成される。
【００４５】
レーザヘッド１１０は、支持部材１１２に支持されている。レーザヘッド１１０は、鉛直方向に延伸するレール１１３に沿って、昇降機構１１４により昇降自在に構成されている。またレーザヘッド１１０は、移動機構１１５によってＹ軸方向に移動自在に構成されている。なお、昇降機構１１４及び移動機構１１５はそれぞれ、支持柱１１６に支持されている。
【００４６】
チャック１００の上方であって、レーザヘッド１１０のＹ軸正方向側には、マクロカメラ１２０とマイクロカメラ１２１が設けられている。例えば、マクロカメラ１２０とマイクロカメラ１２１は一体に構成され、マクロカメラ１２０はマイクロカメラ１２１のＹ軸正方向側に配置されている。マクロカメラ１２０とマイクロカメラ１２１は、昇降機構１２２によって昇降自在に構成され、さらに移動機構１２３によってＹ軸方向に移動自在に構成されている。
【００４７】
マクロカメラ１２０は、被処理ウェハＷ（重合ウェハＴ）の外側端部を撮像する。マクロカメラ１２０は、例えば同軸レンズを備え、可視光、例えば赤色光を照射し、さらに対象物からの反射光を受光する。なお例えば、マクロカメラ１２０の撮像倍率は２倍である。
【００４８】
マイクロカメラ１２１は、被処理ウェハＷの周縁部を撮像し、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界を撮像する。マイクロカメラ１２１は、例えば同軸レンズを備え、赤外光（ＩＲ光）を照射し、さらに対象物からの反射光を受光する。なお例えば、マイクロカメラ１２１の撮像倍率は１０倍であり、視野はマクロカメラ１２０に対して約１／５であり、ピクセルサイズはマクロカメラ１２０に対して約１／５である。
【００４９】
次に、上述した周縁除去装置６１について説明する。図６は、周縁除去装置６１の構成の概略を示す平面図である。図７は、周縁除去装置６１の構成の概略を示す側面図である。図８は、周縁除去装置６１の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【００５０】
周縁除去装置６１は、重合ウェハＴを上面で保持するチャック１３０を有している。チャック１３０は、被処理ウェハＷが上側であって支持ウェハＳが下側に配置された状態で、当該支持ウェハＳを保持する。またチャック１３０は、回転機構１３１によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。
【００５１】
チャック１３０の側方には、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する周縁除去部１４０が設けられている。周縁除去部１４０は、周縁部Ｗｅに衝撃を付与して当該周縁部Ｗｅを除去する。周縁除去部１４０は、くさびローラ１４１と支持ローラ１４２を有している。
【００５２】
くさびローラ１４１は、側面視において、先端が尖ったくさび形状を有している。くさびローラ１４１は、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの外側端部から、当該被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に挿入される。そして、挿入されたくさびローラ１４１により周縁部Ｗｅが押し上げられ、被処理ウェハＷから分離して除去される。
【００５３】
支持ローラ１４２は、くさびローラ１４１の中心を貫通して、当該くさびローラ１４１を支持している。支持ローラ１４２は、移動機構（図示せず）によって水平方向に移動自在に構成され、支持ローラ１４２が移動することでくさびローラ１４１も移動する。また、支持ローラ１４２は鉛直軸回りに回転自在に構成され、支持ローラ１４２が回転することでくさびローラ１４１も回転する。なお、本実施形態では、支持ローラ１４２には、後述するようにチャック１３０の回転を受けて回転する、いわゆるフリーローラが用いられる。但し、支持ローラ１４２は、回転機構（図示せず）によって積極的に回転されてもよい。
【００５４】
なお、本実施形態では、挿入部材としてくさびローラ１４１を用いたが、挿入部材はこれに限定されない。例えば挿入部材は、側面視において径方向外側に向けて幅が小さくなる形状を備えたものであればよく、先端が先鋭化したナイフ状の挿入部材を用いてもよい。
【００５５】
チャック１３０の上方及び下方にはそれぞれ、被処理ウェハＷに洗浄液を供給するノズル１５０、１５１が設けられている。洗浄液には、例えば純水が用いられる。周縁除去部１４０を用いて周縁部Ｗｅに衝撃を付与して当該周縁部Ｗｅを除去する場合、除去に伴い粉塵（パーティクル）が発生する。そこで、本実施形態では、ノズル１５０、１５１から洗浄液を供給することで、この粉塵が飛散するのを抑制する。
【００５６】
上部ノズル１５０は、チャック１３０の上方に配置され、被処理ウェハＷの上方から裏面Ｗｂに洗浄液を供給する。この上部ノズル１５０からの洗浄液により、周縁部Ｗｅの除去時に発生する粉塵が飛散するのを抑制することができ、さらに粉塵が被処理ウェハＷ上へ飛散するもの抑制することができる。具体的に洗浄液は、粉塵を被処理ウェハＷの外周側へ流す。また下部ノズル１５１は、チャック１３０の下方に配置され、支持ウェハＳ側から被処理ウェハＷに洗浄液を供給する。この下部ノズル１５１からの洗浄液により、粉塵が飛散するのをより確実に抑制することができる。また、下部ノズル１５１からの洗浄液により、粉塵や周縁部Ｗｅの破材が支持ウェハＳ側まで回り込むのを抑制することができる。
【００５７】
なお、ノズル１５０、１５１の数や配置は本実施形態に限定されない。例えばノズル１５０、１５１はそれぞれ複数設けられていてもよい。また、下部ノズル１５１は省略可能である
【００５８】
なお、粉塵の飛散を抑制する方法は、洗浄液の供給に限定されない。例えば、吸引機構（図示せず）を設け、発生した粉塵を吸引除去してもよい。
【００５９】
チャック１３０の上方には、被処理ウェハＷから周縁部Ｗｅが除去されたか否かを確認するための検知部１６０が設けられている。検知部１６０は、チャック１３０に保持され、且つ周縁部Ｗｅが除去された被処理ウェハＷにおいて、周縁部Ｗｅの有無を検知する。検知部１６０には、例えばセンサが用いられる。センサは、例えばライン型のレーザ変位計であり、重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）の周縁部にレーザを照射して当該重合ウェハＴの厚みを測定することで、周縁部Ｗｅの有無を検知する。なお、検知部１６０による周縁部Ｗｅの有無の検知方法はこれに限定されない。例えば検知部１６０には、例えばラインカメラを用い、重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）を撮像することで、周縁部Ｗｅの有無を検知してもよい。
【００６０】
なお、チャック１３０の下方には、周縁除去部１４０で除去された周縁部Ｗｅを回収する回収部（図示せず）が設けられている。
【００６１】
次に、上述したウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１について説明する。図９は、搬送アーム７１の構成の概略を示す縦断面図である。
【００６２】
搬送アーム７１は、重合ウェハＴより大きい径を有する、円板状の吸着板１７０を有している。吸着板１７０の下面には、被処理ウェハＷの中央部Ｗｃを保持する保持部１８０が設けられている。
【００６３】
保持部１８０には中央部Ｗｃを吸引する吸引管１８１が接続され、吸引管１８１は例えば真空ポンプなどの吸引機構１８２に連通している。吸引管１８１には、吸引圧力を測定する圧力センサ１８３が設けられている。圧力センサ１８３の構成は任意であるが、例えばダイヤフラム型の圧力計が用いられる。
【００６４】
吸着板１７０の上面には、当該吸着板１７０を鉛直軸回りに回転させる回転機構１９０が設けられている。回転機構１９０は、支持部材１９１に支持されている。また、支持部材１９１（回転機構１９０）は、アーム部材７２に支持されている。
【００６５】
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について説明する。図１０は、ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。図１１は、ウェハ処理の主な工程の説明図である。なお、本実施形態では、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、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
【００６６】
先ず、図１１（ａ）に示す重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔ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。
【００６７】
次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣｔ内の重合ウェハＴ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の重合ウェハＴが取り出され、改質装置６０に搬送される。改質装置６０では、図１１（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１と分割改質層Ｍ２が順次形成され（図１０のステップＡ１、Ａ２）、さらに図１１（ｃ）に示すように内部面改質層Ｍ３が形成される（図１０のステップＡ３）。周縁改質層Ｍ１は、エッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去の際の基点となるものである。分割改質層Ｍ２は、除去される周縁部Ｗｅが小片化するための基点となるものである。内部面改質層Ｍ３は、被処理ウェハＷを薄化するための基点となるものである。
【００６８】
改質装置６０では先ず、ウェハ搬送装置５０から重合ウェハＴが搬入され、チャック１００に保持される。次に、チャック１００をマクロアライメント位置に移動させる。マクロアライメント位置は、マクロカメラ１２０が被処理ウェハＷの外側端部を撮像できる位置である。
【００６９】
次に、マクロカメラ１２０によって、被処理ウェハＷの周方向３６０度における外側端部の画像が撮像される。撮像された画像は、マクロカメラ１２０から制御装置９０に出力される。
【００７０】
制御装置９０では、マクロカメラ１２０の画像から、チャック１００の中心Ｃｃと被処理ウェハＷの中心Ｃｗの第１の偏心量を算出する。さらに制御装置９０では、第１の偏心量に基づいて、当該第１の偏心量のＹ軸成分を補正するように、チャック１００の移動量を算出する。チャック１００は、この算出された移動量に基づいてＹ軸方向に移動し、チャック１００をマイクロアライメント位置に移動させる。マイクロアライメント位置は、マイクロカメラ１２１が被処理ウェハＷの周縁部を撮像できる位置である。ここで、上述したようにマイクロカメラ１２１の視野はマクロカメラ１２０に対して約１／５と小さいため、第１の偏心量のＹ軸成分を補正しないと、被処理ウェハＷの周縁部がマイクロカメラ１２１の画角に入らず、マイクロカメラ１２１で撮像できない場合がある。このため、第１の偏心量に基づくＹ軸成分の補正は、チャック１００をマイクロアライメント位置に移動させるためともいえる。
【００７１】
次に、マイクロカメラ１２１によって、被処理ウェハＷの周方向３６０度における接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界を撮像する。撮像された画像は、マイクロカメラ１２１から制御装置９０に出力される。
【００７２】
制御装置９０では、マイクロカメラ１２１の画像から、チャック１００の中心Ｃｃと接合領域Ａａの中心Ｃａの第２の偏心量を算出する。さらに制御装置９０では、第２の偏心量に基づいて、接合領域Ａａの中心とチャック１００の中心が一致するように、周縁改質層Ｍ１に対するチャック１００の位置を決定する。
【００７３】
次に、図１２及び図１３に示すようにレーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ１（周縁用レーザ光Ｌ１）を照射して、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に周縁改質層Ｍ１を形成する（図１０のステップＡ１）。
【００７４】
上記レーザ光Ｌ１によって形成される周縁改質層Ｍ１は、厚み方向に延伸し縦長のアスペクト比を有する。周縁改質層Ｍ１の下端は、薄化後の被処理ウェハＷの目標表面（図１２中の点線）より上方に位置している。すなわち、周縁改質層Ｍ１の下端と被処理ウェハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ１は、薄化後の被処理ウェハＷの目標厚みＨ２より大きい。かかる場合、薄化後の被処理ウェハＷに周縁改質層Ｍ１が残らない。なお、被処理ウェハＷの内部には、周縁改質層Ｍ１からクラックＣ１が進展し、裏面Ｗｂと表面Ｗａに到達している。
【００７５】
ステップＡ１では、制御装置９０で決定されたチャック１００の位置に合わせて、接合領域Ａａの中心とチャック１００の中心が一致するように、回転機構１０３によってチャック１００を回転させると共に、移動機構１０４によってチャック１００をＹ軸方向に移動させる。この際、チャック１００の回転とＹ軸方向の移動を同期させる。
【００７６】
そして、このようにチャック１００（被処理ウェハＷ）を回転及び移動させながら、レーザヘッド１１０から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌ１を照射する。すなわち、第２の偏心量を補正しながら、周縁改質層Ｍ１を形成する。そうすると周縁改質層Ｍ１は、接合領域Ａａと同心円状に環状に形成される。このため、その後周縁除去装置６１において、周縁改質層Ｍ１を基点に周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【００７７】
なお、本例においては、第２の偏心量がＸ軸成分を備える場合に、チャック１００をＹ軸方向に移動させつつ、チャック１００を回転させて、当該Ｘ軸成分を補正している。一方、第２の偏心量がＸ軸成分を備えない場合には、チャック１００を回転させずに、Ｙ軸方向に移動させるだけでよい。
【００７８】
次に、周縁改質層Ｍ１の径方向の位置（レーザ光Ｌ１の照射位置）について説明する。周縁改質層Ｍ１は、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの接合境界Ａｃ（酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅの径方向内側端部）よりも径方向内側に形成される。
【００７９】
ここで、例えば図１４（ａ）に示すように周縁改質層Ｍ１が、接合境界Ａｃから径方向外側に形成される場合、その後、周縁除去装置６１において周縁部Ｗｅが除去されると、支持ウェハＳに対して被処理ウェハＷの端部が浮いた状態になってしまう。この状態で、その後、加工装置８０において被処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削すると、研削部８５の研削砥石が被処理ウェハＷの端部に引っかかり、被処理ウェハＷにチッピングが発生し、図１４（ｂ）に示すように接合境界Ａｃから割れＧが発生するおそれがある。
【００８０】
このため、周縁改質層Ｍ１は、接合境界Ａｃよりも径方向内側に形成するのが良い。かかる場合、レーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ１を照射する際に、例えば加工誤差などにより周縁改質層Ｍ１が接合境界Ａｃからずれて形成されたとしても、当該周縁改質層Ｍ１が接合境界Ａｃから径方向外側に形成されるのを抑制できる。
【００８１】
一方、周縁改質層Ｍ１を接合境界Ａｃよりも径方向内側に形成する場合であっても、その周縁改質層Ｍ１の形成位置には適切な位置がある。発明者らが鋭意検討したところ、周縁改質層Ｍ１の形成位置が径方向内側に入り過ぎると、接合面積が大きいため、その後、周縁除去装置６１において周縁部Ｗｅを適切に除去できないことが分かった。なお、以下の説明において、接合境界Ａｃから径方向内側において、周縁部Ｗｅを適切に除去することができるように周縁改質層Ｍ１を形成する範囲を改質層形成範囲Ｒという。
【００８２】
上記周縁改質層Ｍ１の形成位置についてさらに詳述する。例えば図１５（ａ）に示すように周縁改質層Ｍ１が改質層形成範囲Ｒより径方向内側に形成されている場合、その後、図１５（ｂ）に示すように周縁部Ｗｅを除去する際、改質層形成範囲Ｒの径方向内側端部から割れＧが発生するおそれがある。この割れＧは、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合強度と被処理ウェハＷの強度（シリコンの強度）とに起因する。すなわち、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅでは、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合強度が、被処理ウェハＷの強度よりも大きいため、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓが剥がれるよりも先に、被処理ウェハＷに割れＧが生じる。そこで、周縁改質層Ｍ１の形成位置は、改質層形成範囲Ｒ内に位置するのが良い。
【００８３】
上述した改質層形成範囲Ｒは、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合強度に応じて決定される。接合強度は、例えば酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの材料によって決定される強度や、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合面積などによって決定される。発明者らが鋭意検討したところ、酸化膜ＦｗがＴＥＯＳ膜であって、酸化膜Ｆｓが熱酸化膜である場合、接合強度は約２．１０Ｊ／ｍ２であった。そして被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが適切に除去されるためには、この接合強度が、被処理ウェハＷの強度より小さい必要がある。
【００８４】
さらに発明者らは、改質層形成範囲Ｒの距離Ｄ１（接合境界Ａｃから径方向内側の距離Ｄ１）の適切な範囲について調べた。具体的には、赤外線カメラを用いて接合境界Ａｃを認識した上で、距離Ｄ１を変化させて周縁改質層Ｍ１を形成し、周縁部Ｗｅが適切に除去できるか否かを調べた。その結果、距離Ｄ１が７０μｍまでは周縁部Ｗｅを適切に除去することができたが、距離Ｄ１が８０μｍになると被処理ウェハＷに割れＧが発生し周縁部Ｗｅを除去することができなかった、したがって、本実施形態では、改質層形成範囲Ｒの距離Ｄ１は７０μｍが適切であることが分かった。
【００８５】
なお、改質層形成範囲Ｒの距離Ｄ１の７０μｍは、ＴＥＯＳ膜と熱酸化膜が接合された場合の距離であって、接合対象によって変わる。例えば接合対象の酸化膜の種類によって距離Ｄ１は変わる。あるいは、接合対象は酸化膜以外、例えば窒化膜などの場合もあり、かかる場合も当然に距離Ｄ１は変わる。そして、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合強度に応じて、改質層形成範囲Ｒの距離Ｄ１が決定される。
【００８６】
このように決定される改質層形成範囲Ｒは、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理の前に、予め制御装置９０に記憶される。そしてステップＡ１では、図１２に示すようにレーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ１が、改質層形成範囲Ｒ内に照射される。すなわち、改質層形成範囲Ｒの距離Ｄ１が７０μｍの場合、レーザ光Ｌ１の照射位置の接合境界Ａｃからの径方向距離Ｄ２は０μｍ〜７０μｍであればよい。本実施形態では、距離Ｄ２を例えば３５μｍとしている。このようにして、改質層形成範囲Ｒ内にレーザ光Ｌ１が照射され周縁改質層Ｍ１が形成される。
【００８７】
なお、上述のように決定される改質層形成範囲Ｒは、必ずしも制御装置９０に記憶されなくてもよい。例えば、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合強度に応じて周縁改質層Ｍ１の形成位置（レーザ光Ｌ１の照射位置）を決定し、オペレータが当該位置を制御装置９０に入力してもよい。そして、入力された位置に基づいて、レーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ１が照射され周縁改質層Ｍ１が形成される。
【００８８】
以上のように周縁改質層Ｍ１が形成されると、次に、レーザヘッド１１０をＹ軸方向に移動させて、図１６及び図１７に示すようにレーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ２（分割用レーザ光Ｌ２）を照射して、周縁改質層Ｍ１の径方向外側に分割改質層Ｍ２を形成する（図１０のステップＡ２）。
【００８９】
分割改質層Ｍ２も、周縁改質層Ｍ１と同様に厚み方向に延伸し、縦長のアスペクト比を有する。なお、本実施形態においては、分割改質層Ｍ２は周縁改質層Ｍ１と同じ高さに形成される。また、分割改質層Ｍ２からクラックＣ２が進展し、裏面Ｗｂと表面Ｗａに到達している。
【００９０】
また、分割改質層Ｍ２及びクラックＣ２を径方向に数μｍのピッチで複数形成することで、図１７に示すように周縁改質層Ｍ１から径方向外側に延伸する、１ラインの分割改質層Ｍ２が形成される。なお、図示の例においては、径方向に延伸するラインの分割改質層Ｍ２は８箇所に形成されているが、この分割改質層Ｍ２の数は任意である。少なくとも、分割改質層Ｍ２が２箇所に形成されていれば、周縁部Ｗｅは除去できる。かかる場合、エッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去する際、当該周縁部Ｗｅは、環状の周縁改質層Ｍ１を基点に分離しつつ、分割改質層Ｍ２によって複数に分割される。そうすると、除去される周縁部Ｗｅが小片化され、より容易に除去することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では分割改質層Ｍ２を形成するにあたり、レーザヘッド１１０をＹ軸方向に移動させたが、チャック１００をＹ軸方向に移動させてもよい。
【００９２】
次に、図１８及び図１９に示すようにレーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ３（内部面用レーザ光Ｌ３）を照射して、面方向に沿って内部面改質層Ｍ３を形成する（図１０のステップＡ３）。なお、図１９に示す黒塗り矢印はチャック１００の回転方向を示し、以下の説明においても同様である。
【００９３】
内部面改質層Ｍ３の下端は、薄化後の被処理ウェハＷの目標表面（図１８中の点線）より少し上方に位置している。すなわち、内部面改質層Ｍ３の下端と被処理ウェハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ３は、薄化後の被処理ウェハＷの目標厚みＨ２より少し大きい。なお、被処理ウェハＷの内部には、内部面改質層Ｍ３から面方向にクラックＣ３が進展する。
【００９４】
ステップＡ３では、チャック１００（被処理ウェハＷ）を回転させると共に、レーザヘッド１１０を被処理ウェハＷの外周部から中心部に向けてＹ軸方向に移動させながら、レーザヘッド１１０から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌ３を照射する。そうすると、内部面改質層Ｍ３は、被処理ウェハＷの面内において、外側から内側に螺旋状に形成される。
【００９５】
なお、本実施形態では内部面改質層Ｍ３を形成するにあたり、レーザヘッド１１０をＹ軸方向に移動させたが、チャック１００をＹ軸方向に移動させてもよい。また内部面改質層Ｍ３を形成するにあたり、チャック１００を回転させたが、レーザヘッド１１０を移動させて、チャック１００に対してレーザヘッド１１０を相対的に回転させてもよい。
【００９６】
次に、被処理ウェハＷに内部面改質層Ｍ３が形成されると、ウェハ搬送装置７０によって重合ウェハＴが搬出される。
【００９７】
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により周縁除去装置６１に搬送される。周縁除去装置６１では、図１１（ｄ）に示すように周縁改質層Ｍ１を基点に、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する（図１０のステップＡ４）。ステップＡ４では、図８に示したように、くさびローラ１４１を、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの外側端部から、当該被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に挿入する。そして、挿入されたくさびローラ１４１により周縁部Ｗｅが押し上げられ、周縁改質層Ｍ１を基点に被処理ウェハＷから分離して除去される。この際、ステップＡ１において周縁改質層Ｍ１は改質層形成範囲Ｒ内に形成されているので、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。また、この際、分割改質層Ｍ２を基点に、周縁部Ｗｅは小片化して分離される。なお、除去された周縁部Ｗｅは、回収部（図示せず）に回収される。
【００９８】
次に、重合ウェハＴ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では、先ず、搬送アーム７１から受渡位置Ａ０のチャック８３に重合ウェハＴを受け渡す。この際、図１１（ｅ）に示すように内部面改質層Ｍ３を基点に、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂ側（以下、裏面ウェハＷｂ１という）を分離する（図１０のステップＡ５）。
【００９９】
ステップＡ５では、搬送アーム７１の吸着板１７０で被処理ウェハＷを吸着保持しつつ、チャック８３で支持ウェハＳを吸着保持する。そして、吸着板１７０を回転させて、内部面改質層Ｍ３を境界に裏面ウェハＷｂ１が縁切りされる。その後、吸着板１７０が裏面ウェハＷｂ１を吸着保持した状態で、当該吸着板１７０を上昇させて、被処理ウェハＷから裏面ウェハＷｂ１を分離する。この際、圧力センサ１８３で裏面ウェハＷｂ１を吸引する圧力を測定することで、裏面ウェハＷｂ１の有無を検知して、被処理ウェハＷから裏面ウェハＷｂ１が分離されたか否かを確認することができる。なお、分離された裏面ウェハＷｂ１は、ウェハ処理システム１の外部に回収される。
【０１００】
続いて、チャック８３を加工位置Ａ１に移動させる。そして、研削ユニット８４によって、図１１（ｆ）に示すようにチャック８３に保持された被処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削し、当該裏面Ｗｂに残る内部面改質層Ｍ３と周縁改質層Ｍ１を除去する（図１０のステップＡ６）。ステップＡ６では、裏面Ｗｂに研削砥石を当接させた状態で、被処理ウェハＷと研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面Ｗｂを研削する。なおその後、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂが洗浄液によって洗浄されてもよい。
【０１０１】
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では被処理ウェハＷの研削面である裏面Ｗｂがスクラブ洗浄される（図１０のステップＡ７）。なお、洗浄装置４１では、被処理ウェハＷの裏面Ｗｂと共に、支持ウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄されてもよい。
【０１０２】
次に、重合ウェハＴ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では被処理ウェハＷの裏面Ｗｂが薬液によりウェットエッチングされる（図５のステップＡ８）。上述した加工装置８０で研削された裏面Ｗｂには、研削痕が形成される場合がある。本ステップＡ８では、ウェットエッチングすることによって研削痕を除去でき、裏面Ｗｂを平滑化することができる。
【０１０３】
その後、すべての処理が施された重合ウェハＴ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２０によりカセット載置台１０のカセットＣｔ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。
【０１０４】
以上の実施形態によれば、ステップＡ１において周縁改質層Ｍ１を形成する際、レーザヘッド１１０からレーザ光Ｌ１を改質層形成範囲Ｒに照射する。改質層形成範囲Ｒは、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓの接合強度に応じて、周縁部Ｗｅを除去できるように決定されている。したがって、その後のステップＡ４では、被処理ウェハＷに割れを発生させることなく、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【０１０５】
ここで、例えば従来のように研削によりエッジトリムを行う場合、研削屑などによるパーティクルが発生し、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合に影響がでる。また、研削によりエッジトリムを行うため、大量の研削水を使用し、汚水処理装置も必要となる。さらに、研削によるエッジトリムでは、砥石が消耗して定期的に交換する必要があり、ランニングコストがかかる。
【０１０６】
これに対して、本実施形態では、ステップＡ１において周縁改質層Ｍ１を形成した後、ステップＡ４において周縁改質層Ｍ１を基点に周縁部Ｗｅを除去している。かかる場合、研削屑などのパーティクルの発生を抑制できる。また、周縁改質層Ｍ１の形成に用いられるレーザヘッド１１０は経時的に劣化しにくく、消耗品が少なくなるため、メンテナンス頻度を低減することができる。さらに、レーザを用いたドライプロセスであるため、研削水や廃水処理が不要となる。このため、ランニングコストを低廉化することができる。
【０１０７】
なお、以上の実施形態では、図３に示したように酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅには接合前の前処理が行われているが、図２０に示すように酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅには、径方向外側に向けて酸化膜Ｆｗの厚みが小さくなる傾斜が形成される場合がある。このように外周部Ｆｗｅに傾斜を形成しておくことで、当該外周部Ｆｗｅにおいては径方向外側に向けて徐々に空間が拡がる。そうすると、接合に際しては、ボンディングウェーブの端部の高圧な雰囲気が外周方向に向けて徐々に大気圧まで減圧されていくため、すなわち、急激な減圧を抑えることができるため、ボイドを抑制することができる。
【０１０８】
かかる場合、接合境界Ａｃは、外周部Ｆｗｅの径方向内側端部となる。そして、ステップＡ１において周縁改質層Ｍ１を改質層形成範囲Ｒ内に形成することで、上記実施形態と同様の効果を享受することができ、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【０１０９】
また、以上の実施形態では、図３に示したように酸化膜Ｆｗの外周部Ｆｗｅには接合前の前処理が行われていたが、かかる前処理を省略し、被処理ウェハＷと支持ウェハＳは全面で接合されていてもよい。かかる場合、図２１に示すように酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓはそれぞれ被処理ウェハＷと支持ウェハＳの端部まで延伸し、接合領域Ａａが形成される。なお、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの外側端部には面取り部（ベベル部）が形成されており、この面取り部は接合されない。
【０１１０】
かかる場合、ステップＡ１において周縁改質層Ｍ１を、接合境界Ａｃから径方向内側に改質層形成範囲Ｒ内に形成する。例えば周縁改質層Ｍ１は、接合境界Ａｃである、面取り部の径方向内側端部に形成されていてもよい。そうすると、上記実施形態と同様の効果を享受することができ、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【０１１１】
なお、以上の実施形態では、周縁部Ｗｅの除去は、周縁除去装置６１において周縁除去部１４０を用いて行われたが、除去方法はこれに限定されない。例えば、周縁部Ｗｅを保持して除去してもよいし、周縁部Ｗｅに対して物理的な衝撃や超音波などを付与して除去してもよい。
【０１１２】
また、以上の実施形態では、被処理ウェハＷからの裏面ウェハＷｂ１の分離は、ウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１から加工装置８０のチャック８３に重合ウェハＴを受け渡す際に行っていたが、分離方法はこれに限定されない。例えば、分離装置（図示せず）を周縁除去装置６１と同一装置内に設けてもよいし、分離装置（図示せず）を別途設けてもよい。
【０１１３】
さらに、以上の実施形態では、被処理ウェハＷの薄化は、裏面ウェハＷｂ１を分離することで行っていたが、薄化方法はこれに限定されない。例えば被処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削してもよいし、あるいは裏面Ｗｂをエッチングしてもよい。
【０１１４】
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】
【０１１５】
１      ウェハ処理システム
６０    改質装置
９０    制御装置
１００  チャック
１１０  レーザヘッド
Ａａ    接合領域
Ａｂ    未接合領域
Ａｃ    接合境界
Ｍ１    周縁改質層
Ｒ      改質層形成範囲
Ｓ      支持ウェハ
Ｔ      重合ウェハ
Ｗ      被処理ウェハ
Ｗｃ    中央部
Ｗｅ    周縁部
【図１】
2020136448.tif 000003
【図２】
2020136448.tif 000004
【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】
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【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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