(57)【要約】  基板処理装置は、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を保持する保持部と、前記第１の基板の外側端部を検出する第１の検出部と、前記第１の基板と第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境界を検出する第２の検出部と、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去する周縁除去部と、を有する。
2020084909.tif 000002
【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を保持する保持部と、
前記第１の基板の外側端部を検出する第１の検出部と、
前記第１の基板と第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境界を検出する第２の検出部と、
前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去する周縁除去部と、
前記保持部を水平方向に移動させる保持部移動機構と、
前記保持部、前記第１の検出部、前記第２の検出部、前記周縁除去部、及び前記保持部移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記第１の検出部によって前記第１の基板の外側端部を検出させることと、
前記第１の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、
前記第２の検出部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を検出させることと、
前記第２の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、
前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を実行する、基板処理装置。
【請求項２】
前記保持部移動機構は、
前記保持部を回転させる回転部と、
前記重合基板を搬入出する搬入出位置と、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去する除去位置との間で、前記保持部を水平方向に移動させる水平移動部と、を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第２の検出部は、前記接合領域と前記未接合領域との境界を撮像する第２の撮像部であり、
前記制御部は、
前記第１の偏心量が、前記水平移動部による前記保持部の移動方向と直交する直交方向の偏心量を備えない場合、前記第１の偏心量における前記移動方向の偏心量を補正するように、前記水平移動部によって前記保持部を移動させることと、
前記回転部によって前記保持部を回転させながら、前記第２の撮像部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を周方向に撮像させることと、
前記第２の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第２の偏心量を算出することと、を実行する、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第２の検出部は、前記接合領域と前記未接合領域との境界を撮像する第２の撮像部であり、
前記制御部は、
前記第１の偏心量が、前記水平移動部による前記保持部の移動方向と直交する直交方向の偏心量を備える場合、前記第１の偏心量における前記移動方向の偏心量を補正するように、前記水平移動部によって前記保持部を移動させることと、
前記第１の偏心量における前記直交方向の偏心量を補正するように、前記保持部を前記回転部によって回転させると共に前記水平移動部によって水平方向に移動させながら、前記第２の撮像部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を周方向に撮像させることと、
前記第２の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第２の偏心量を算出することと、を実行する、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記保持部を前記回転部によって前記保持部を回転させると共に前記水平移動部によって水平方向に移動させながら、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去することを実行する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記周縁除去部は、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記周縁部と中央部との境界に沿って前記第１の基板の内部に周縁改質層を形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記第１の基板の内部において前記周縁改質層から径方向外側に延伸した分割改質層を形成する分割改質部を有し、
前記制御部は、前記第２の偏心量に基づいて、前記分割改質層の径方向の長さを補正する、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第２の検出部は、前記周縁改質層を撮像する第２の撮像部であり、
前記制御部は、前記周縁除去部によって前記周縁改質層を形成させながら、前記第２の撮像部によって当該周縁改質層を撮像させることを実行する、請求項６又は７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記第２の検出部を水平方向に移動させる検出部移動機構を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記第１の検出部は、前記第１の基板の外側端部を撮像する第１の撮像部であり、
前記第２の検出部は、前記接合領域と前記未接合領域との境界を撮像する第２の撮像部であり、
前記第２の撮像部の撮像倍率は、前記第１の撮像部の撮像倍率より高い、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記第１の検出部は、可視光を照射し、前記重合基板からの反射光を受光する第１の撮像部であり、
前記第２の検出部は、赤外光を照射し、前記重合基板からの反射光を受光する第２の撮像部である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
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を保持部で保持することと、
前記第１の基板の外側端部を検出することと、
前記第１の基板の外側端部の検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、
前記第１の基板と第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境界を検出することと、
前記接合領域と前記未接合領域との境界の検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、
前記保持部に保持された前記重合基板に対し、周縁除去部によって、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去するに際し、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を有する、基板処理方法。
【請求項１３】
回転部によって前記保持部を回転させながら、第１の撮像部によって前記第１の基板の外側端部を周方向に撮像することと、
前記第１の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第１の偏心量を算出することと、を有する、請求項１２に記載の基板処理方法。
【請求項１４】
前記重合基板を搬入出する搬入出位置と、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去形成する除去位置との間で、水平移動部によって前記保持部は水平方向に移動し、
前記第１の偏心量が、前記水平移動部による前記保持部の移動方向と直交する直交方向の偏心量を備えない場合、前記第１の偏心量における前記移動方向の偏心量を補正するように、前記水平移動部によって前記保持部を移動させることと、
回転部によって前記保持部を回転させながら、第２の撮像部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を周方向に撮像することと、
前記第２の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第２の偏心量を算出することと、を有する、請求項１２又は１３に記載の基板処理方法。
【請求項１５】
前記重合基板を搬入出する搬入出位置と、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去する除去位置との間で、水平移動部によって前記保持部は水平方向に移動し、
前記第１の偏心量が、前記水平移動部による前記保持部の移動方向と直交する直交方向の偏心量を備える場合、前記第１の偏心量における前記移動方向の偏心量を補正するように、前記水平移動部によって前記保持部を移動させることと、
前記第１の偏心量における前記直交方向の偏心量を補正するように、前記保持部を回転部によって回転させると共に前記水平移動部によって水平方向に移動させながら、第２の撮像部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を周方向に撮像することと、
前記第２の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第２の偏心量を算出することと、を有する、請求項１２又は１３に記載の基板処理方法。
【請求項１６】
前記重合基板を搬入出する搬入出位置と、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去する除去位置との間で、水平移動部によって前記保持部は水平方向に移動し、
前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記保持部を回転部によって前記保持部を回転させると共に前記水平移動部によって水平方向に移動させながら、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去することを実行する、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記前記周縁除去部は、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記周縁部と中央部との境界に沿って前記第１の基板の内部に周縁改質層を形成する、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
分割改質部によって、前記第１の基板の内部において前記周縁改質層から径方向外側に延伸した分割改質層を形成することを有し、
前記第２の偏心量に基づいて、前記分割改質層の径方向の長さを補正する、請求項１７に記載の基板処理方法。
【請求項１９】
前記周縁除去部によって前記周縁改質層を形成させながら、当該周縁改質層を撮像する、請求項１７又は１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記第１の基板の外側端部の検出は、第１の撮像部で当該外側端部を撮像することにより行われ、
前記接合領域と前記未接合領域との境界の検出は、第２の撮像部で当該境界を撮像することにより行われ、
前記第２の撮像部の撮像倍率は、前記第１の撮像部の撮像倍率より高い、請求項１２〜１９のいずれか一項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所望の位置で除去する。
【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を保持する保持部と、前記第１の基板の外側端部を検出する第１の検出部と、前記第１の基板と第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境界を検出する第２の検出部と、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去する周縁除去部と、前記保持部を水平方向に移動させる保持部移動機構と、前記保持部、前記第１の検出部、前記第２の検出部、前記周縁除去部、及び前記保持部移動機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１の検出部によって前記第１の基板の外側端部を検出させることと、前記第１の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、前記第２の検出部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を検出させることと、前記第２の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を実行する。
【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所望の位置で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】ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。
【図５】ウェハ処理の主な工程の説明図である。
【図６】処理ウェハに周縁改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
【図７】処理ウェハに周縁改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図８】本実施形態にかかる改質装置の構成の概略を示す平面図である。
【図９】本実施形態にかかる改質装置の構成の概略を示す側面図である。
【図１０】マクロカメラが撮像する箇所を示す説明図である。
【図１１】マクロアライメントで算出される第１の偏心量の説明図である。
【図１２】マイクロカメラが撮像する箇所を示す説明図である。
【図１３】マイクロアライメントで算出される第１の偏心量の説明図である。
【図１４】改質処理の主な工程を示すフロー図である。
【図１５】改質処理の主な工程の説明図である。
【図１６】処理ウェハの回転角度と処理ウェハの外側端部の位置の関係を示す説明図である。
【図１７】処理ウェハの回転角度と接合領域の外側端部の位置の関係を示す説明図である。
【図１８】処理ウェハに周縁改質層及び分割改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
【図１９】処理ウェハに周縁改質層及び分割改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図２０】他の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。
【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削る、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。
【００１１】
ここで、ウェハの周縁部は所望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、チャックテーブルに対してウェハがずれて保持される場合があり、かかる場合、チャックテーブルの中心とウェハの中心がずれる。また、貼り合わされたウェハにおいても、そのウェハの中心と接合面の中心がずれている場合がある。このようにチャックテーブルの中心、ウェハの中心、接合面の中心がそれぞれずれていると、端面研削装置において除去される周縁部は上記所望の位置からずれてしまう。このため、ウェハの接合面に対する周縁部のアライメントが必要になるが、特許文献１に記載の端面研削装置ではかかるアライメントは考慮されていない。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改質装置を備えた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に対して所望の処理を行う。そしてウェハ処理システム１では、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去し、さらに当該処理ウェハＷを薄化する。以下、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、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】
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酸化膜Ｆ、例えばＳｉＯ２膜（ＴＥＯＳ膜）が形成されている。なお、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っている。
【００１６】
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Ｆ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Ｆの図示を省略する場合がある。
【００１７】
支持ウェハＳは、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には酸化膜（図示せず）が形成されている。また、支持ウェハＳは、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の複数のデバイスが形成されている場合には、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。
【００１８】
ここで、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおいて、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、処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面には、酸化膜Ｆと支持ウェハＳの表面Ｓａ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の外側端部は、除去される周縁部Ｗｅの内側端部より若干径方向外側に位置させることが好ましい。また、未接合領域Ａｂは、例えば接合前に、酸化膜Ｆの周縁部を研磨やウェットエッチングなどを行って除去することで形成される。この際、未接合領域Ａｂ（接合領域Ａａ）の中心と、処理ウェハＷの中心とがずれる場合があり、すなわち処理ウェハＷの外側端部と未接合領域Ａｂの内側端部との距離が、周方向に一定でない場合がある。
【００１９】
また、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（接合領域の外側端部）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。
【００２０】
この点、本実施形態では、酸化膜Ｆの外周部Ｆｅには、径方向外側に向けて酸化膜Ｆの厚みが小さくなる傾斜が形成される。このように外周部Ｆｅに傾斜を形成しておくことで、当該外周部Ｆｅ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。
【００２１】
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に対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
エッチング装置４０は、後述する加工装置８０で研削された処理ウェハ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。なお、洗浄装置４１による裏面Ｗｂの洗浄が十分であれば、エッチング装置４０は省略してもよい。
【００２８】
洗浄装置４１は、後述する加工装置８０で研削された処理ウェハ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、処理ウェハＷの裏面Ｗｂと共に、支持ウェハＳの裏面Ｓを洗浄する構成を有していてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
改質装置６０は、処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁改質層を形成する。改質装置６０の具体的な構成は、後述する。
【００３２】
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、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する。周縁除去装置６１の構成は任意であるが、例えば拡張可能なテープ（図示せず）を有している。そして、テープを処理ウェハＷの裏面Ｗｂに貼り付けた後、当該テープを処理ウェハＷの径方向に拡張（エキスパンド）させることで、周縁改質層を基点に、処理ウェハＷから周縁部Ｗｅを分離する。
【００３３】
なお、周縁除去装置６１において周縁部Ｗｅを除去する方法は、本実施形態に限定されない。例えば、周縁部Ｗｅに対してエアブローやウォータジェットを噴射し、当該周縁部Ｗｅを打圧して除去してもよい。あるいは、例えばピンセットのような治具を周縁部Ｗｅに接触させ、当該周縁部Ｗｅを物理的に除去してもよい。
【００３４】
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。一例として、第１の搬送アーム７１は下方から重合ウェハＴを保持し、第２の搬送アーム７１は上方から重合ウェハＴを保持する。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。なお、搬送アーム７１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。
【００３５】
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。
【００３６】
加工装置８０は、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削する。加工装置８０は、回転テーブル９０、粗研削ユニット１００、中研削ユニット１１０、及び仕上研削ユニット１２０を有している。
【００３７】
回転テーブル９０は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線９１を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル９０上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック９２が４つ設けられている。チャック９２は、回転テーブル９０と同一円周上に均等、すなわち９０度毎に配置されている。４つのチャック９２は、回転テーブル９０が回転することにより、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ１〜Ａ３に移動可能になっている。また、４つのチャック９２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。
【００３８】
本実施形態では、受渡位置Ａ０は回転テーブル９０のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、重合ウェハＴの受け渡しが行われる。第１の加工位置Ａ１は回転テーブル９０のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、粗研削ユニット１００が配置される。第２の加工位置Ａ２は回転テーブル９０のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、中研削ユニット１１０が配置される。第３の加工位置Ａ３は回転テーブル９０のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、仕上研削ユニット１２０が配置される。
【００３９】
粗研削ユニット１００では、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する。粗研削ユニット１００は、環状形状で回転自在な粗研削砥石（図示せず）を備えた粗研削部１０１を有している。また、粗研削部１０１は、支柱１０２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９２に保持された処理ウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削砥石に当接させた状態で、チャック９２と粗研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面Ｗｂを粗研削する。
【００４０】
中研削ユニット１１０では、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを中研削する。中研削ユニット１１０は、環状形状で回転自在な中研削砥石（図示せず）を備えた中研削部１１１を有している。また、中研削部１１１は、支柱１１２に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。なお、中研削砥石の砥粒の粒度は、粗研削砥石の砥粒の粒度より小さい。そして、チャック９２に保持された処理ウェハＷの裏面Ｗｂを中研削砥石に当接させた状態で、チャック９２と中研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面Ｗｂを中研削する。
【００４１】
仕上研削ユニット１２０では、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削する。仕上研削ユニット１２０は、環状形状で回転自在な仕上研削砥石（図示せず）を備えた仕上研削部１２１を有している。また、仕上研削部１２１は、支柱１２２に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。なお、仕上研削砥石の砥粒の粒度は、中研削砥石の砥粒の粒度より小さい。そして、チャック９２に保持された処理ウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削砥石に当接させた状態で、チャック９２と仕上研削砥石をそれぞれ回転させ、裏面Ｗｂを仕上研削する。
【００４２】
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１３０が設けられている。制御装置１３０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から制御装置１３０にインストールされたものであってもよい。
【００４３】
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４は、ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。図５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、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。
【００４４】
先ず、図５（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。
【００４５】
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５（ｂ）に示すように処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１が形成される（図４のステップＡ１）。具体的に改質装置６０では、処理ウェハＷ（重合ウェハＴ）を回転させながら、後述するレーザヘッドからレーザ光を照射して、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。
【００４６】
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り、図６及び図７に示すように処理ウェハＷにおける除去対象の周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃとの境界に沿って、環状に形成される。なお、周縁部Ｗｅは、例えば処理ウェハＷの外端部から径方向に１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、面取り部が含まれる。
【００４７】
また、周縁改質層Ｍ１は、接合領域Ａａの外側端部よりも径方向内側に形成される。レーザヘッドからのレーザ光によって周縁改質層Ｍ１を形成する際に、例えば加工誤差などにより周縁改質層Ｍ１が接合領域Ａａの外側端部からずれて形成されたとしても、当該周縁改質層Ｍ１が接合領域Ａａの外側端部から径方向外側に形成されるのを抑制できる。ここで、周縁改質層Ｍ１が接合領域Ａａの外側端部から径方向外側に形成されると、周縁部Ｗｅが除去された後に支持ウェハＳに対して処理ウェハＷが浮いた状態になってしまう。この点、本実施形態では、かかる処理ウェハＷの状態を確実に抑制することができる。
【００４８】
なお、本開示者らが鋭意検討したところ、周縁改質層Ｍ１と接合領域Ａａの外側端部との距離Ｌが十分に小さいと周縁部Ｗｅを適切に除去できることを確認している。そして、この距離Ｌは５００μｍ以内であるのが好く、さらに好ましくは５０μｍ以内である。
【００４９】
また、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、研削後の処理ウェハＷの目標表面（図６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の下端と処理ウェハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ１は、研削後の処理ウェハＷの目標厚みＨ２より大きい。かかる場合、研削後の処理ウェハＷに周縁改質層Ｍ１が残らない。
【００５０】
さらに処理ウェハＷの内部には、周縁改質層Ｍ１からクラックＣ１が進展し、表面Ｗａと裏面Ｗｂに到達している。なお、周縁改質層Ｍ１は厚み方向に複数形成されていてもよい。
【００５１】
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５（ｃ）に示すように周縁改質層Ｍ１を基点に、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する（図４のステップＡ２）。
【００５２】
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に搬送された重合ウェハＴは、受渡位置Ａ０のチャック９２に受け渡される。続いて、チャック９２を第１の加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット１００によって、図５（ｄ）に示すように処理ウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図４のステップＡ３）。
【００５３】
次に、チャック９２を第２の加工位置Ａ２に移動させる。そして、中研削ユニット１１０によって、処理ウェハＷの裏面Ｗｂが中研削される（図４のステップＡ４）。
【００５４】
次に、チャック９２を第３の加工位置Ａ３に移動させる。そして、仕上研削ユニット１２０によって、処理ウェハＷの裏面Ｗｂが仕上研削される（図４のステップＡ５）。
【００５５】
次に、チャック９２を受渡位置Ａ０に移動させる。なお、受渡位置Ａ０では、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、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。
【００５６】
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４のステップＡ６）。なお、洗浄装置４１では、処理ウェハＷの裏面Ｗｂと共に、支持ウェハＳの裏面Ｓが洗浄されてもよい。
【００５７】
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４のステップＡ７）。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Ａ７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。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、上述した改質装置６０について説明する。図８は、改質装置６０の構成の概略を示す平面図である。図９は、改質装置６０の構成の概略を示す側面図である。
【００６０】
改質装置６０は、重合ウェハＴを上面で吸着保持する、保持部としてのチャック２００を有している。チャック２００は、エアベアリング２０１を介して、スライダテーブル２０２に支持されている。スライダテーブル２０２の下面側には、回転部２０３が設けられている。回転部２０３は、駆動源として例えばモータを内蔵している。チャック２００は、回転部２０３によってエアベアリング２０１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２０２は、その下面側に設けられた水平移動部２０４によって、基台２０６に設けられＹ軸方向に延伸するレール２０５に沿って移動可能に構成されている。なお、本実施形態では、回転部２０３と水平移動部２０４が、保持部移動機構を構成している。また、水平移動部２０４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。
【００６１】
チャック２００の上方には、周縁除去部としてのレーザヘッド２１０が設けられている。レーザヘッド２１０は、レンズ２１１を有している。レンズ２１１は、レーザヘッド２１０の下面に設けられた筒状の部材であり、チャック２００に保持された処理ウェハＷにレーザ光を照射する。
【００６２】
レーザヘッド２１０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、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、処理ウェハＷの内部の所望位置に集光して照射する。これによって、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、上述した周縁改質層Ｍ１が形成される。
【００６３】
レーザヘッド２１０は、支持部材２１２を介して、昇降部２２０によって鉛直方向に昇降自在に構成されている。昇降部２２０は、鉛直方向に延伸するレール２２１と、レール２２１に沿って支持部材２１２（レーザヘッド２１０）を昇降させる駆動部２２２とを有している。なお、昇降部２２０は支持柱２２３に支持されている。
【００６４】
チャック２００の上方であって、レーザヘッド２１０のＹ軸正方向側には、第１の撮像部（第１の検出部）としてのマクロカメラ２３０と、第２の撮像部（第２の検出部）としてのマイクロカメラ２４０とが設けられている。例えば、マクロカメラ２３０とマイクロカメラ２４０は一体に構成され、マクロカメラ２３０はマイクロカメラ２４０のＹ軸正方向側に配置されている。マクロカメラ２３０とマイクロカメラ２４０は、昇降機構２５０によって昇降自在に構成され、さらに移動機構２５１によってＹ軸方向に移動自在に構成されている。なお、本実施形態では、この移動機構が検出部移動機構を構成している。
【００６５】
マクロカメラ２３０は、図１０に示すように処理ウェハＷ（重合ウェハＴ）の外側端部Ｒ１（図１０中の点線）を撮像（検出）する。マクロカメラ２３０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。可視光は、処理ウェハＷの裏面Ｗｂでは反射するが、チャック２００では吸収される。このため、マクロカメラ２３０で撮像される画像では、処理ウェハＷは白く映り、チャック２００は黒く映る。なお例えば、マクロカメラ２３０の撮像倍率は２倍である。
【００６６】
マクロカメラ２３０で撮像された画像は、制御装置１３０に出力される。制御装置１３０では、図１１に示すようにマクロカメラ２３０で撮像された画像から、チャック２００の中心Ｃｃと処理ウェハＷの中心Ｃｗの第１の偏心量を算出する。
【００６７】
マイクロカメラ２４０は、図１２に示すように処理ウェハＷの周縁部を撮像し、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界Ｒ２（図１２中の点線）を撮像（検出）する。マイクロカメラ２４０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２４０の撮像倍率は１０倍であり、視野はマクロカメラ２３０に対して約１／５であり、ピクセルサイズはマクロカメラ２３０に対して約１／５である。
【００６８】
マイクロカメラ２４０で撮像された画像は、制御装置１３０に出力される。制御装置１３０では、図１３に示すようにマイクロカメラ２４０で撮像された画像から、チャック２００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。
【００６９】
次に、以上のように構成された改質装置６０を用いて行われる改質処理について説明する。図１４は、改質処理の主な工程を示すフロー図である。図１５は、改質処理の主な工程の説明図である。
【００７０】
先ず、図１５（ａ）に示すようにチャック２００（スライダテーブル２０２）を搬入出位置Ｐ１に移動させる。そして、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２００に保持される（図１４のステップＢ１）。
【００７１】
次に、図１５（ｂ）に示すようにチャック２００をマクロアライメント位置Ｐ２に移動させる（図１４のステップＢ２）。マクロアライメント位置Ｐ２は、マクロカメラ２３０が処理ウェハＷの外側端部を撮像できる位置である。なお、ステップＢ２では、マクロカメラ２３０の高さの調節も行う。
【００７２】
次に、マクロカメラ２３０によって処理ウェハＷの外側端部Ｒ１を撮像する（図１４のステップＢ３）。このステップＢ３において、チャック２００は、Ｙ軸方向に移動せず固定される。一方、チャック２００は、回転部２０３によって回転させる。そうすると、マクロカメラ２３０によって、処理ウェハＷの周方向３６０度における外側端部Ｒ１の画像が撮像される。撮像された画像は、マクロカメラ２３０から制御装置１３０に出力される。
【００７３】
制御装置１３０では、マクロカメラ２３０の画像から、チャック２００の中心Ｃｃと処理ウェハＷの中心Ｃｗの第１の偏心量を算出する（図１４のステップＢ４）。具体的には、マクロカメラ２３０の画像から、図１６に示すように処理ウェハＷの回転角度（図１６中の横軸）に対する、当該処理ウェハＷの外側端部の位置（図１６中の縦軸）が取得される。そうすると、処理ウェハＷの中心Ｃｗの位置が算出でき、さらに第１の偏心量が算出できる。
【００７４】
さらに制御装置１３０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２００の移動量を算出する。チャック２００は、この算出された移動量に基づいてＹ軸方向に移動し、図１５（ｃ）に示すようにチャック２００をマイクロアライメント位置Ｐ３に移動させる（図１４のステップＢ５）。マイクロアライメント位置Ｐ３は、マイクロカメラ２４０が処理ウェハ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２４０の視野はマクロカメラ２３０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、処理ウェハＷの周縁部がマイクロカメラ２４０の画角に入らず、マイクロカメラ２４０で撮像できない場合がある。このため、ステップＢ５における第１の偏心量に基づくＹ軸成分の補正は、チャック２００をマイクロアライメント位置Ｐ３に移動させるためともいえる。なお、ステップＢ５では、マイクロカメラ２４０の高さの調節も行う。
【００７５】
次に、マイクロカメラ２４０によって接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界Ｒ２を撮像する（図１４のステップＢ６）。このステップＢ６において、チャック２００の移動及び回転は、次の２つのパターンがある。
【００７６】
１つ目のパターンは、ステップＢ４で算出された第１の偏心量が、Ｘ軸成分を備えない場合である。かかる場合、ステップＢ５でチャック２００をＹ軸方向に移動させる際、第１の偏心量のＹ軸成分は補正されているので、ステップＢ６ではチャック２００はＹ軸方向に移動せず固定される。そして、回転部２０３によってチャック２００を回転させながら、マイクロカメラ２４０によって処理ウェハＷの周縁部を撮像する。そうすると、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Ｒ２が撮像される。撮像された画像は、マイクロカメラ２４０から制御装置１３０に出力される。
【００７７】
２つ目のパターンは、ステップＢ４で算出された第１の偏心量が、Ｘ軸成分を備える場合である。かかる場合、ステップＢ６では、第１の偏心量のＸ軸成分を補正するように、回転部２０３によってチャック２００を回転させると共に、水平移動部２０４によってチャック２００をＹ軸方向に移動させる。この際、チャック２００の回転とＹ軸方向の移動を同期させる。そして、このようにチャック２００を回転及び移動させながら、マイクロカメラ２４０によって処理ウェハＷの周縁部を撮像する。そうすると、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Ｒ２が撮像される。撮像された画像は、マイクロカメラ２４０から制御装置１３０に出力される。
【００７８】
制御装置１３０では、マイクロカメラ２４０の画像から、チャック２００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（図１４のステップＢ７）。具体的には、マイクロカメラ２４０の画像から、図１７に示すように処理ウェハＷの回転角度（図１７中の横軸）に対する、接合領域Ａａの外側端部の位置（図１７中の縦軸）が取得される。そうすると、接合領域Ａａの中心Ｃａの位置が算出でき、さらに第２の偏心量が算出できる。
【００７９】
さらに制御装置１３０では、第２の偏心量に基づいて、接合領域Ａａの中心と周縁改質層Ｍ１（周縁部Ｗｅ）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２００の位置を決定する。具体的には、図１７に示すカーブに合致するように、チャック２００の位置が決定される。ここで上述したように、処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合前に未接合領域Ａｂを形成するが、この未接合領域Ａｂの中心（接合領域Ａａの中心Ｃａ）と、処理ウェハＷの中心とがずれる場合がある。この点、本実施形態のように第２の偏心量に基づいて周縁改質層Ｍ１に対するチャック２００の位置を調整することで、未接合領域Ａｂのずれが補正される。
【００８０】
次に、図１５（ｄ）に示すようにチャック２００を、除去位置としての改質位置Ｐ４に移動させる（図１４のステップＢ８）。改質位置Ｐ４は、レーザヘッド２１０が処理ウェハＷにレーザ光を照射して、周縁改質層Ｍ１を形成する位置である。なお、本実施形態では、改質位置Ｐ４はマイクロアライメント位置Ｐ３と同じであり、ステップＢ８ではチャック２００は実質的に移動しない。
【００８１】
続いて、改質位置Ｐ４において、チャック２００に保持された処理ウェハＷの裏面Ｗｂの高さを検出し、当該検出結果に基づいて、レーザヘッド２１０の高さを調節する（図１４のステップＢ９）。レーザヘッド２１０の高さは、図６に示したように周縁改質層Ｍ１が所望の高さに形成されるように調節される。
【００８２】
次に、レーザヘッド２１０から処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁改質層Ｍ１を形成する（図１４のステップＢ１０）。ここで、上述したように制御装置１３０では、第２の偏心量に基づいて、図１７に示すカーブに合致するように、チャック２００の位置が決定されている。ステップＢ１０では、この決定されたチャック２００の位置に合わせて、接合領域Ａａの中心と周縁改質層Ｍ１の中心が一致するように、回転部２０３によってチャック２００を回転させると共に、水平移動部２０４によってチャック２００をＹ軸方向に移動させる。この際、チャック２００の回転とＹ軸方向の移動を同期させる。このように完全同期制御を行うことで、チャック２００の移動を、決定された位置に誤差が少なく適切に追従させることができる。
【００８３】
そして、このようにチャック２００を回転及び移動させながら、レーザヘッド２１０から処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する。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。すなわち、図６に示した、周縁改質層Ｍ１と接合領域Ａａの外側端部との距離Ｌを一定にすることができる。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。
【００８４】
なお、上述したように本実施形態において、マイクロアライメント位置Ｐ３と改質位置Ｐ４は同じである。そしてこの位置では、チャック２００に保持された処理ウェハＷに対して、マイクロカメラ２４０はＹ軸正方向側に配置され、レーザヘッド２１０のレンズ２１１はＹ軸負方向側に配置される。かかる場合、ステップＢ１０では、レーザヘッド２１０によって周縁改質層Ｍ１を形成すると共に、マイクロカメラ２４０によって周縁改質層Ｍ１を撮像する。撮像された画像は制御装置１３０に出力され、制御装置１３０において周縁改質層Ｍ１が適切な位置に形成されているかを検査する。このように周縁改質層Ｍ１の形成と検査を並行して行うことで、作業効率を向上させることができる。また、検査の結果、周縁改質層Ｍ１が所望の位置からずれている場合には、チャック２００の移動を微調整することも可能となる。
【００８５】
なお、例えばマイクロアライメント位置Ｐ３と改質位置Ｐ４が異なる場合において、周縁改質層Ｍ１の形成と検査を並行して行う場合には、マイクロカメラ２４０をＹ軸方向に所望の位置に移動させればよい。また、エッジトリムの幅が変わる場合、すなわち周縁部Ｗｅの幅が変わる場合にも、マイクロカメラ２４０をＹ軸方向に移動させればよい。さらに、周縁改質層Ｍ１の形成される高さが変わる場合には、マイクロカメラ２４０の焦点が周縁改質層Ｍ１に合致するように、マイクロカメラ２４０の高さを調節すればよい。
【００８６】
次に、図１５（ｅ）に示すようにチャック２００を搬入出位置Ｐ１に移動させる。そして、そして、ウェハ搬送装置７０によって重合ウェハＴが搬出される（図１４のステップＢ１１）。こうして、改質装置６０における一連の改質処理が終了する。なお、ステップＢ１１では、次に改質処理される重合ウェハＴが搬入される。
【００８７】
以上の実施形態によれば、マクロカメラ２３０によるマクロアライメントとマイクロカメラ２４０によるマイクロアライメントの、２段階のアライメントを行うことで、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界Ｒ２の位置を正確に把握することができる。このため、処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１を適切に形成することができ、その結果、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【００８８】
なお、以上の実施形態の改質装置６０では、ステップＢ１０において処理ウェハＷの内部に環状の周縁改質層Ｍ１を形成していたが、図１８及び図１９に示すよう周縁改質層Ｍ１から径方向外側に延伸する分割改質層Ｍ２を複数形成してもよい。
【００８９】
改質装置６０では、周縁改質層Ｍ１を形成した後、チャック２００をＹ軸方向に移動させながら、レーザヘッド２１０から処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、分割改質層Ｍ２を形成する。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。また、分割改質層Ｍ２からクラックＣ２が進展し、表面Ｗａと裏面Ｗｂに到達している。
【００９０】
ここで、図１７に示したように接合領域Ａａの外側端部の位置は、処理ウェハＷの回転角度によって異なる。そうすると、分割改質層Ｍ２の長さは、処理ウェハＷの回転角度によって異なることになる。そこで、制御装置１３０では、ステップＢ７で算出された第２の偏心量に基づいて、分割改質層Ｍ２を形成する始点の位置（すなわち周縁改質層Ｍ１の位置）を決定し、分割改質層Ｍ２の長さを補正する。具体的には、図１７に示したカーブに合致するように、分割改質層Ｍ２の長さを補正する。
【００９１】
そして、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１９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。
【００９２】
また、以上の実施形態では、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去した後、当該処理ウェハＷを研削して薄化したが、処理ウェハＷの薄化方法はこれに限らず、後述するように内部面改質層Ｍ３を基点に処理ウェハＷを分離してもよい。また、周縁部Ｗｅの除去と処理ウェハＷの薄化は同時に行われてもよい。
【００９３】
例えば図２０（ａ）に示すように、ステップＢ１０において、処理ウェハＷの内部に環状の周縁改質層Ｍ１を形成すると共に、処理ウェハＷの面方向に沿って内部面改質層Ｍ３を形成する。この際、周縁改質層Ｍ１の上端を、内部面改質層Ｍ３が形成される高さと略一致させる。なお、内部面改質層Ｍ３は周縁改質層Ｍ１と同様に、処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して形成され、周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ３の形成順序は任意である。
【００９４】
その後、図２０（ｂ）に示すように、周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ３を基点に、処理ウェハＷの裏面Ｗｂ側を分離する。このように、内部面改質層Ｍ３を基点として裏面Ｗｂ側を分離することにより、処理ウェハＷを薄化することができる。またこの際、周縁部Ｗｅは裏面Ｗｂ側のウェハと一体となって除去される。
【００９５】
かかる場合、周縁部Ｗｅの除去と処理ウェハＷの薄化を同時に行うので、ウェハ処理のスループットをより向上させることができる。また、内部面改質層Ｍ３を基点とする分離によって処理ウェハＷの薄化を行うことにより、処理ウェハＷを研削する場合に比べて、研削屑が発生することがなくなると共に、消耗品である研削工具を設ける必要がなくなり、装置構成を簡易化することができる。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、上記実施形態では、本開示における基板処理装置が改質装置６０である場合について説明したが、基板処理装置は周縁除去装置である場合にも適用できる。すなわち、改質装置６０のレーザヘッド２１０に代えて、例えばブレードやホイールなどの周縁除去部が設けられ、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する場合にも適用できる。このように周縁部Ｗｅを除去する場合にも、上記実施形態と同様に、マクロカメラ２３０とマイクロカメラ２４０による２段階のアライメントを行うことで、接合領域Ａａと未接合領域Ａｂの境界Ｒ２の位置を正確に把握することができる。このため、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。換言すれば、本開示における周縁除去部は、周縁部Ｗｅを除去することに加えて、周縁改質層Ｍ１を形成することも含む。
【００９８】
また、上記実施形態では、第１の検出部として、赤色光を照射するマクロカメラ２３０を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、赤外光（ＩＲ光）を照射するカメラを用いてもよいし、あるいは処理ウェハＷの外側端部に光を照射する変位計を用いてもよい。要は、第１の検出部によるマクロアライメントによって、処理ウェハＷの周縁部が第２の検出部としてのマイクロカメラ２４０の画角に入ればよい。
【００９９】
さらに、上記実施形態では、第２の撮像部としてのマイクロカメラ２４０の撮像倍率が、第２の撮像部としてのマクロカメラ２３０の撮像倍率より大きい場合について説明した。この点、例えば重合ウェハＴが精度よくチャック２００に対して搬送される場合、すなわち搬送された処理ウェハＷの周縁部がマイクロカメラ２４０の画角に入る場合には、第１の撮像部と第２の撮像部は共通して設けられ、第２の撮像部一つとしてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、接合前の処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に未接合領域Ａｂを形成したが、接合後に未接合領域Ａｂを形成してもよい。例えば接合後、酸化膜Ｆｗの外周部にレーザ光を照射することで、接合強度を低下させ、未接合領域Ａｂを形成することも可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
６０    改質装置
１３０  制御装置
２００  チャック
２０３  回転部
２０４  水平移動部
２１０  レーザヘッド
２３０  マクロカメラ
２４０  マイクロカメラ
Ａａ    接合領域
Ａｂ    未接合領域
Ｓ      支持ウェハ
Ｔ      重合ウェハ
Ｗ      処理ウェハ
【図１】
2020084909.tif 000003
【図２】
2020084909.tif 000004
【図３】
2020084909.tif 000005
【図４】
2020084909.tif 000006
【図５】
2020084909.tif 000007
【図６】
2020084909.tif 000008
【図７】
2020084909.tif 000009
【図８】
2020084909.tif 000010
【図９】
2020084909.tif 000011
【図１０】
2020084909.tif 000012
【図１１】
2020084909.tif 000013
【図１２】
2020084909.tif 000014
【図１３】
2020084909.tif 000015
【図１４】
2020084909.tif 000016
【図１５】
2020084909.tif 000017
【図１６】
2020084909.tif 000018
【図１７】
2020084909.tif 000019
【図１８】
2020084909.tif 000020
【図１９】
2020084909.tif 000021
【図２０】
2020084909.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月16日(2021.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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を保持する保持部と、前記第１の基板の外側端部を検出する第１の検出部と、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境界を検出する第２の検出部と、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去する周縁除去部と、前記保持部を水平方向に移動させる保持部移動機構と、前記保持部、前記第１の検出部、前記第２の検出部、前記周縁除去部、及び前記保持部移動機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１の検出部によって前記第１の基板の外側端部を検出させることと、前記第１の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、前記第２の検出部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を検出させることと、前記第２の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を実行する、基板処理装置。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
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を保持部で保持することと、前記第１の基板の外側端部を検出することと、前記第１の基板の外側端部の検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、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境界を検出することと、前記接合領域と前記未接合領域との境界の検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、周縁除去部によって、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去するに際し、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を有する、基板処理方法。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記重合基板を搬入出する搬入出位置と、前記周縁除去部によって前記周縁部を除去する除去位置との間で、水平移動部によって前記保持部は水平方向に移動し、前記第１の偏心量が、前記水平移動部による前記保持部の移動方向と直交する直交方向の偏心量を備えない場合、前記第１の偏心量における前記移動方向の偏心量を補正するように、前記水平移動部によって前記保持部を移動させることと、回転部によって前記保持部を回転させながら、第２の撮像部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を周方向に撮像することと、前記第２の撮像部で撮像された画像から、周方向の前記第２の偏心量を算出することと、を有する、請求項１２又は１３に記載の基板処理方法。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
前記周縁除去部は、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記周縁部と中央部との境界に沿って前記第１の基板の内部に周縁改質層を形成する、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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を保持する保持部と、前記第１の基板の外側端部を検出する第１の検出部と、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境界を検出する第２の検出部と、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板における除去対象の周縁部を除去する周縁除去部と、前記保持部を水平方向に移動させる保持部移動機構と、前記保持部、前記第１の検出部、前記第２の検出部、前記周縁除去部、及び前記保持部移動機構を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１の検出部によって前記第１の基板の外側端部を検出させることと、前記第１の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記第１の基板の中心との第１の偏心量を算出することと、前記第２の検出部によって前記接合領域と前記未接合領域との境界を検出させることと、前記第２の検出部で検出された検出結果から、前記保持部の中心と前記接合領域の中心との第２の偏心量を算出することと、前記第２の偏心量に基づいて、前記接合領域の中心と前記周縁部の中心が一致するように、前記周縁除去部に対する前記保持部の位置を決定することと、を実行する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  支持ウェハＳは、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には酸化膜（図示せず）が形成されている。また、支持ウェハＳは、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、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。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】  洗浄装置４１は、後述する加工装置８０で研削された処理ウェハ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、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。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】  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４のステップＡ６）。なお、洗浄装置４１では、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。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】  次に、図１５（ｅ）に示すようにチャック２００を搬入出位置Ｐ１に移動させる。そして、ウェハ搬送装置７０によって重合ウェハＴが搬出される（図１４のステップＢ１１）。こうして、改質装置６０における一連の改質処理が終了する。なお、ステップＢ１１では、次に改質処理される重合ウェハＴが搬入される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】  さらに、上記実施形態では、第２の撮像部としてのマイクロカメラ２４０の撮像倍率が、第１の撮像部としてのマクロカメラ２３０の撮像倍率より大きい場合について説明した。この点、例えば重合ウェハＴが精度よくチャック２００に対して搬送される場合、すなわち搬送された処理ウェハＷの周縁部がマイクロカメラ２４０の画角に入る場合には、第１の撮像部と第２の撮像部は共通して設けられ、第２の撮像部一つとしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】  また、上記実施形態では、接合前の処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に未接合領域Ａｂを形成したが、接合後に未接合領域Ａｂを形成してもよい。例えば接合後、酸化膜Ｆの外周部にレーザ光を照射することで、接合強度を低下させ、未接合領域Ａｂを形成することも可能である。
【国際調査報告】
2020084909.tif 000023
2020084909.tif 000024