(57)【要約】【課題】基板同士が接合される重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去する技術を提供する。【解決手段】基板の周縁部を除去する基板処理装置であって、前記基板を収容する処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、前記基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記保持部に保持された前記基板の表面において除去対象の前記周縁部の内側を覆うマスク部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の周縁部を除去する基板処理装置であって、
前記基板を収容する処理容器と、
前記処理容器の内部に設けられ、前記基板を保持する保持部と、
前記処理容器の内部にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記保持部に保持された前記基板の表面において除去対象の前記周縁部の内側を覆うマスク部材と、を有する、基板処理装置。
【請求項２】
前記プラズマ生成部を制御する制御部を有し、
前記基板は、支持基板に接合された被処理基板であり、
前記制御部は、前記被処理基板の前記周縁部を除去するように、前記プラズマを生成する時間を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記マスク部材は円板形状を有し、径を変更自在に構成されている、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板の周縁部を除去する基板処理方法であって、
処理容器の内部に設けられた保持部で前記基板を保持する保持工程と、
前記保持部に保持された前記基板の表面において除去対象の前記周縁部の内側がマスク部材で覆われた状態で、前記処理容器の内部にプラズマを生成し、当該プラズマによって前記周縁部を除去する周縁除去工程と、を有する、基板処理方法。
【請求項５】
前記保持工程の後であって前記周縁除去工程の前に、前記基板の表面に前記マスク部材を載置する、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記基板は、支持基板に接合された被処理基板であり、
前記周縁除去工程において、前記プラズマを生成する時間を制御して、前記被処理基板の前記周縁部を除去する、請求項４又は５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】
本開示は、基板同士が接合される重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様は、基板の周縁部を除去する基板処理装置であって、前記基板を収容する処理容器と、前記処理容器の内部に設けられ、前記基板を保持する保持部と、前記処理容器の内部にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記保持部に保持された前記基板の表面において除去対象の前記周縁部の内側を覆うマスク部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、基板同士が接合される重合基板において、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基板処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図２】重合基板の構成の概略を示す側面図である。
【図３】被処理基板とマスク部材の構成の概略を示す平面図である。
【図４】本実施形態において被処理基板の周縁部を除去する様子を示す説明図である。
【図５】他の実施形態において被処理基板の周縁部を除去する様子を示す説明図である。
【図６】他の実施形態において被処理基板の周縁部を除去する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
先ず、特許文献１に開示されている従来の端面研削装置について説明する。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しながら、スピンドルをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動することにより、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。
【０００９】
ここで、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。
【００１０】
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削る、いわゆるエッジトリムが行われている。
【００１１】
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。しかしながら、この端面研削装置のようにウェハの周縁部を機械的に研削する場合、通常、研削水が必要となり、その廃液処理も必要となる。また、機械的な研削では、研削くずなどのゴミが発生するおそれもある。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】
以下、エッジトリムを適切に行うための、本実施形態にかかる基板処理装置及び基板処理方法について、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基板処理装置の構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる基板処理装置１の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。なお、本実施形態では基板処理装置１として、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を例に説明する。
【００１４】
基板処理装置１では、図２に示すように被処理基板Ｗと支持基板Ｓとが接合された重合基板Ｔを処理する。具体的には、基板処理装置１ではプラズマ処理を行い、被処理基板Ｗの周縁部を除去する。以下、被処理基板Ｗにおいて、支持基板Ｓと接合される面を「接合面Ｗｊ」といい、接合面Ｗｊと反対側の面を「非接合面Ｗｎ」という。また、支持基板Ｓにおいて、被処理基板Ｗと接合される面を「接合面Ｓｊ」といい、接合面Ｓｊと反対側の面を「非接合面Ｓｎ」という。なお、被処理基板Ｗと支持基板Ｓは、例えばファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合されている。
【００１５】
被処理基板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、接合面Ｗｊに複数のデバイスが形成されている。なお、被処理基板Ｗの周縁部は面取り加工がされており、周縁部の断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。
【００１６】
支持基板Ｓは、被処理基板Ｗを支持するウェハである。また、支持基板Ｓは、被処理基板Ｗの接合面Ｗｊのデバイスを保護する保護材として機能する。
【００１７】
図１に示すように基板処理装置１は、内部に重合基板Ｔを収容する処理容器１０を有している。処理容器１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状のチャンバである。処理容器１０は接地されている。なお、処理容器１０の側壁には被処理基板Ｗの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口はゲートバルブ（図示せず）により開閉可能となっている。
【００１８】
処理容器１０の内部には、被処理基板Ｗが上側であって支持基板Ｓが下側に配置された状態で、重合基板Ｔを保持する保持部２０が設けられている。保持部２０は、例えばアルミニウムからなるサセプタである。また保持部２０は、下部電極を構成している。保持部２０には、処理容器１０の外部設けられた高周波電源２１が接続されている。高周波電源２１からは、保持部２０にプラズマ生成用の２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数、例えば４０ＭＨｚの高周波（ＲＦ）電力が印加される。
【００１９】
保持部２０に保持された重合基板Ｔの表面には、より詳細には被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎにはマスク部材３０が載置されている。図１及び図３に示すようにマスク部材３０は円板形状を有し、被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅの内側、すなわち中央部Ｗｃを覆うように載置される。なお、周縁部Ｗｅは、例えば被処理基板Ｗの端部から径方向に０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であり、面取り部が含まれる。マスク部材３０は、後述するようにプラズマ処理を行う際のマスクとして機能するため、プラズマによってエッチングされない材料、例えば石英が用いられる。
【００２０】
図１に示すように保持部２０の上方には、上部電極４０が設けられている。上部電極４０は、絶縁性遮蔽部材４１を介して処理容器１０の上部に支持されている。なお、本実施形態では、上部電極４０と保持部２０が、処理容器１０の内部にプラズマを生成するプラズマ生成部を構成している。
【００２１】
上部電極４０の下面には、複数のガス吐出口５０が形成されている。上部電極４０の内部には、ガス拡散室５１が設けられ、このガス拡散室５１から下方に向かってガス吐出口５０に連通する多数のガス通流孔５２が延びている。ガス拡散室５１には、ガス供給ライン５３を介して、処理容器１０の外部設けられた処理ガス供給部５４が接続されている。かかる構成により、処理ガス供給部５４から供給される処理ガスは、ガス供給ライン５３、ガス拡散室５１、ガス通流孔５２を介して、ガス吐出口５０から処理容器１０の内部に導入される。このようにして、上部電極４０は、所望の処理ガスを供給するためのガスシャワーヘッドとして機能するようになっている。
【００２２】
処理容器１０の底部には、排気口６０が形成されている。排気口６０には、排気管６１を介して排気装置６２が接続されている。排気装置６２は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１０内を所望の真空度まで減圧可能となっている。
【００２３】
以上の基板処理装置１には、制御部７０が設けられている。制御部７０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、基板処理装置１における重合基板Ｔ（被処理基板Ｗ）の処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理装置１における後述の基板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から制御部７０にインストールされたものであってもよい。
【００２４】
次に、以上のように構成された基板処理装置１を用いて行われる基板処理（プラズマ処理）について説明する。
【００２５】
先ず、処理容器１０の内部に重合基板Ｔが搬入され、保持部２０に保持される。この際、被処理基板Ｗが上側であって支持基板Ｓが下側に配置される。その後、処理容器１０の内部を気密に保ち、排気装置６２によって当該処理容器１０の内部が所定の真空度まで減圧される。
【００２６】
次に、図４（ａ）に示すように被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎに、マスク部材３０が載置される。マスク部材３０は、上述したように被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅの内側、すなわち中央部Ｗｃを覆うように載置される。
【００２７】
次に、処理ガス供給部５４から処理容器１０の内部に処理ガスが供給される。また、高周波電源２１によって高周波電力が印加される。そうすると、上部電極４０と保持部２０によって、処理容器１０の内部の処理ガスが励起されてプラズマ化され、図４（ｂ）に示すようにプラズマＰが生成される。そして、このプラズマＰの作用によって、図４（ｃ）に示すように被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅがエッチングされて除去される。この際、被処理基板Ｗの中央部Ｗｃは、マスク部材３０に覆われており、エッチングされない。また、プラズマＰを生成する時間を制御することで、被処理基板Ｗのみがエッチングされ、支持基板Ｓがエッチングされないようにする。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すようにマスク部材３０を被処理基板Ｗから退避させる。その後、以上のように被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅが除去された重合基板Ｔは、処理容器１０から搬出される。こうして、基板処理装置１における基板処理が終了する。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、基板処理装置１は、重合基板Ｔを収容する処理容器１０と、処理容器１０の内部に設けられ、重合基板Ｔを保持する保持部２０と、処理容器１０の内部にプラズマＰを生成するプラズマ生成部（上部電極４０と保持部２０）と、保持部２０に保持された被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎにおいて除去対象の周縁部Ｗｅの内側を覆うマスク部材３０と、を有する。
また、本実施形態によれば、基板処理装置１を用いて行われる基板処理方法は、処理容器１０の内部に設けられた保持部２０で重合基板Ｔを保持する保持工程と、保持部２０に保持された被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎにおいて除去対象の周縁部Ｗｅの内側がマスク部材３０で覆われた状態で、処理容器１０の内部にプラズマＰを生成し、当該プラズマＰによって周縁部Ｗｅを除去する周縁除去工程と、を有する。
【００３０】
本実施形態によれば、次の効果を享受できる。以下の説明においては、従来のように被処理基板の周縁部をホイール（研削工具）で研削して除去する場合と対比して説明する。なお、従来、ブレード（研削工具）を用いて被処理基板の周縁部を除去する場合があるが、この場合もホイールを用いた場合と同様の課題がある。
【００３１】
従来のようにホイールを用いる場合、研削水を使用し、その廃液処理も必要となる。このため、ランニングコストがかかる。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰ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。
【００３２】
従来のように被処理基板の周縁部をホイールで研削除去する場合、研削によって研削くずなどのゴミが発生し、当該ゴミが被処理基板のデバイスに付着するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰを用いたドライプロセスであるため、ゴミが発生しない。
【００３３】
従来のようにホイールを用いる場合、ホイールの水平方向の位置調整には限界があり、数μｍ程度のばらつきが生じる。そうすると、ホイールで研削除去される周縁部の幅（トリム幅）にもばらつきが生じ、加工精度が良くない。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰを用いて周縁部Ｗｅを除去しており、周縁部Ｗｅ以外の中央部Ｗｃはマスク部材３０に覆われて除去されない。このため、高い処理精度を確保でき、除去される周縁部Ｗｅの幅（トリム幅）の精度も向上する。
【００３４】
被処理基板と支持基板を接合後に、従来の特許文献１に記載されたように、被処理基板の周縁部をホイールで研削除去する場合、例えば公差などの種々の要因により、ホイールの鉛直移動が適切に制御されず、支持基板の表面まで研削されるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰを生成する時間を制御することで、被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅを除去することができる。かかる場合、支持基板Ｓの接合面Ｓｊは除去されず、ダメージを被ることがない。
【００３５】
なお、以上の実施形態の基板処理装置１は、被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎを研削して加工する加工装置（図示せず）と共に一のシステム内に設けられていてもよい。かかる場合、当該システムにおいて、基板処理装置１で被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅが除去した後、加工装置で被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎを研削して薄化することができる。したがって、基板処理のスループットを向上させることができる。
【００３６】
さらに、基板処理装置１は、被処理基板Ｗと支持基板Ｓを接合する接合装置（図示せず）と共に一のシステム内に設けられていてもよい。かかる場合、当該システムにおいて、接合装置で被処理基板Ｗと支持基板Ｓを接合した後、基板処理装置１で被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅが除去することができる。したがって、基板処理のスループットをさらに向上させることができる。
【００３７】
以上の実施形態の基板処理装置１では、重合基板Ｔに対して被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅを除去していたが、支持基板Ｓに接合される前の被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅを除去してもよい。
【００３８】
かかる場合、基板処理装置１では先ず、保持部２０で被処理基板Ｗを保持する。次に、図５（ａ）に示すように被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅの内側、すなわち中央部Ｗｃを覆うようにマスク部材３０を載置する。その後、図５（ｂ）に示すように処理容器１０の内部に処理ガスを供給し、高周波電力を印加することで、処理ガスをプラズマ化してプラズマＰを生成する。そうすると、図５（ｃ）に示すように被処理基板Ｗの周縁部Ｗｅが除去される。
【００３９】
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受できる。なお、本実施形態では後続の工程において、周縁部Ｗｅが除去された被処理基板Ｗに支持基板Ｓが接合され、さらに被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎが研削される。
【００４０】
以上の実施形態では、支持基板Ｓに対して、１枚の被処理基板Ｗが積層された場合について説明したが、被処理基板Ｗが複数積層されてもよい。
【００４１】
以下の説明においては、図６（ａ）に示すように支持基板Ｓに積層される１枚目の被処理基板Ｗを第１の被処理基板Ｗ１といい、次に第１の被処理基板Ｗ１にさらに積層される２枚目の被処理基板Ｗを第２の被処理基板Ｗ２という。第１の被処理基板Ｗ１は、周縁部Ｗｅが除去され、かつ非接合面Ｗｎが目標厚みまで研削されている。また、第１の被処理基板Ｗ１の非接合面Ｗｎと第２の被処理基板Ｗ２の接合面Ｗｊが接合され、重合基板Ｔが形成されている。
【００４２】
かかる場合、基板処理装置１では先ず、保持部２０で被処理基板Ｗを保持する。次に、図６（ａ）に示すように第２の被処理基板Ｗ２の周縁部Ｗｅの内側、すなわち中央部Ｗｃを覆うようにマスク部材３０を載置する。その後、図６（ｂ）に示すように処理容器１０の内部に処理ガスを供給し、高周波電力を印加することで、処理ガスをプラズマ化してプラズマＰを生成する。そうすると、図６（ｃ）に示すように第２の被処理基板Ｗ２の周縁部Ｗｅが除去される。
【００４３】
ここで、図６（ａ）に示した重合基板Ｔに対して、従来のようにホイールを用いて第２の被処理基板Ｗ２の周縁部Ｗｅを除去する場合、第２の被処理基板Ｗ２の接合面Ｗｊの下方が中空になっているため、当該周縁部Ｗｅを研削し難い。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰを用いており、周縁部Ｗｅを容易に除去することができる。
【００４４】
また、従来のようにホイールを用いる場合、ホイールの水平方向の位置調整には限界があり、数μｍ程度のばらつきが生じる。そうすると、ホイールで研削除去される周縁部の幅（トリム幅）にもばらつきが生じ、特に被処理基板を積層するとのそのばらつきが積み上げられていく。このため、例えば上層の被処理基板が下層の被処理基板からはみ出す場合もある。
これに対して、本実施形態では、プラズマＰを用いて周縁部Ｗｅを除去するので、高い処理精度を確保することができ、第２の被処理基板Ｗ２を適切に積層することができる。
【００４５】
なお、本実施形態のように被処理基板Ｗを複数積層する場合、上層の第２の被処理基板Ｗ２で除去される周縁部Ｗｅを、下層の第１の被処理基板Ｗ１で除去される周縁部Ｗｅの内側にしてもよい。かかる場合、最終的に積層される第２の被処理基板Ｗ２の径は、第１の被処理基板Ｗ１の径よりも小さくなる。そうすると、第２の被処理基板Ｗ２が第１の被処理基板Ｗ１からはみ出すことを確実に防止することができる。
【００４６】
以上の実施形態の基板処理装置１では、処理容器１０の内部においてマスク部材３０を被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎに載置していたが、当該マスク部材３０は、処理容器１０の外部において載置されていてもよい。すなわち、予めマスク部材３０が設けられた被処理基板Ｗが処理容器１０に搬入されるようにしてもよい。かかる場合でも、上記実施形態と同様の効果を享受できる。
【００４７】
また、以上の実施形態では、マスク部材３０として円板形状を有していたが、当該マスク部材３０は径を変更自在に構成されていてもよい。かかる場合、被処理基板Ｗにおいて除去されるＷｅの幅（トリム幅）を、仕様に合わせて調整することができる。なお、マスク部材３０の径を変更する方法は任意であるが、例えば熱によってマスク部材３０を膨張するようにしてもよい。あるいは、マスク部材３０が機械的に伸縮するように構成してもよい。
【００４８】
さらに、以上の実施形態では、マスク部材３０として円板を用いたが、マスク部材３０はこれに限定されない。例えばマスク部材３０として、被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎに、プラズマによってエッチングされないテープを貼り付けてもよい。あるいは、マスク部材３０として、被処理基板Ｗの非接合面Ｗｎに、プラズマによってエッチングされない塗布膜を形成してもよい。いずれにしても、マスク部材３０は、プラズマ処理を行う際のマスクとして機能すればよい。
【００４９】
以上の実施形態では、被処理基板Ｗと支持基板Ｓを直接接合する場合について説明したが、これら被処理基板Ｗと支持基板Ｓは接着剤を介して接合されてもよい。
【００５０】
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】
【００５１】
１  基板処理装置
１０  処理容器
２０  保持部
３０  マスク部材
４０  上部電極
Ｓ  支持基板
Ｔ  重合基板
Ｗ  被処理基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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