(57)【要約】  基板を処理する基板処理システムであって、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板における、前記第１の基板の偏心を検出する偏心検出装置と、前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、を有する。
2019208359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理システムであって、
第１の基板と第２の基板が接合された重合基板における、前記第１の基板の偏心を検出する偏心検出装置と、
前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、
前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、を有する。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
前記偏心検出装置、前記改質層形成装置、及び前記周縁除去装置を制御する制御装置を有し、
前記改質層形成装置は、前記重合基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板の内部に前記改質層を形成する改質部と、を備え、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記改質部による処理に対し、前記保持部に保持された前記重合基板における前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理システムにおいて、
前記改質部は、前記第１の基板の内部にレーザ光を照射して前記改質層を形成し、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記保持部の中心軸又は前記改質部からのレーザ光の照射軸を調整する。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理システムにおいて、
前記偏心検出装置、前記改質層形成装置、及び前記周縁除去装置に対して、前記重合基板を搬送する搬送装置を有し、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記第１の基板の中心と前記保持部の中心とを一致させて前記重合基板を前記保持部に搬送するように前記搬送装置を制御する。
【請求項５】
請求項２に記載の基板処理システムにおいて、
前記周縁除去装置は、前記第１の基板の非接合面を研削する研削ユニットと、前記重合基板の位置調整を行う処理ユニットと、を備え、
前記改質層形成装置の前記保持部及び前記改質部は、前記処理ユニットに設けられ、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記処理ユニットを制御する。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
前記重合基板を保持する他の保持部と、前記他の保持部に保持された前記重合基板に対し、前記第１の基板の前記周縁部における前記第２の基板との界面を改質する界面処理部と、を備えた界面処理装置と、
前記偏心検出装置、前記改質層形成装置、前記周縁除去装置、及び前記界面処理装置を制御する制御装置を有し、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記界面処理部による処理に対し、前記他の保持部に保持された前記重合基板の前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理システムにおいて、
前記界面処理部は、前記界面にレーザ光を照射して当該界面を改質し、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記他の保持部の中心軸又は前記界面処理部からのレーザ光の照射軸を調整する。
【請求項８】
請求項６に記載の基板処理システムにおいて、
前記偏心検出装置、前記改質層形成装置、前記周縁除去装置、及び前記界面処理装置に対して、前記重合基板を搬送する搬送装置と、を有し、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記第１の基板の中心と前記他の保持部の中心とを一致させて前記重合基板を前記他の保持部に搬送するように前記搬送装置を制御する。
【請求項９】
請求項６に記載の基板処理システムにおいて、
前記周縁除去装置は、前記第１の基板の非接合面を研削する研削ユニットと、前記重合基板の位置調整を行う処理ユニットと、を備え、
前記改質層形成装置の前記他の保持部及び前記界面処理部は、前記処理ユニットに設けられ、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記処理ユニットを制御する。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
前記第１の基板と前記第２の基板を接合する接合装置を有する。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
前記偏心検出装置は、前記重合基板に対し、前記第１の基板に積層される第３の基板の偏心を検出し、
前記改質層形成装置は、前記第３の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第３の基板の内部に改質層を形成し、
前記周縁除去装置は、前記第３の基板の前記改質層を基点に当該第３の基板の前記周縁部を除去する。
【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における、前記第１の基板の偏心を検出する偏心検出工程と、
その後、前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
その後、前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去工程と、を有する。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理方法において、
前記改質層形成工程では、保持部に保持された前記重合基板に対し、改質部によって前記第１の基板の内部に前記改質層を形成し、
前記改質層形成工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記改質部による処理に対し、前記保持部に保持された前記重合基板における前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項１４】
請求項１３に記載の基板処理方法において、
前記改質層形成工程において、前記改質部によって前記第１の基板の内部にレーザ光を照射して前記改質層を形成し、
前記改質層形成工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記保持部の中心軸又は前記改質部からのレーザ光の照射軸を調整する。
【請求項１５】
請求項１３に記載の基板処理方法において、
前記改質層形成工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記第１の基板の中心が前記保持部の中心と一致するように、前記重合基板を前記保持部に搬送する。
【請求項１６】
請求項１３に記載の基板処理方法において、
前記周縁除去工程では、処理ユニットにおいて前記重合基板の位置調整を行った後、研削ユニットにおいて前記第１の基板の非接合面を研削して前記周縁部を除去し、
前記保持部及び前記改質部は、前記処理ユニットに設けられ、
前記処理ユニットにおいて、前記偏心検出工程の検出結果に基づき、前記改質部による処理に対し、前記保持部に保持された前記重合基板における前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項１７】
請求項１２に記載の基板処理方法において、
他の保持部に保持された前記重合基板に対し、界面処理部によって前記第１の基板の前記周縁部における前記第２の基板との界面を改質する界面処理工程を有し、
前記界面処理工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記界面処理部による処理に対し、前記他の保持部に保持された前記重合基板の前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理方法において、
前記界面処理工程において、前記界面処理部によって前記界面にレーザ光を照射し当該界面を改質し、
前記界面処理工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記他の保持部の中心軸又は前記界面処理部からのレーザ光の照射軸を調整する。
【請求項１９】
請求項１７に記載の基板処理方法において、
前記界面処理工程を行う前に、前記偏心検出工程の検出結果に基づいて、前記第１の基板の中心が前記他の保持部の中心と一致するように、前記重合基板を前記他の保持部に搬送する。
【請求項２０】
請求項１７に記載の基板処理方法において、
前記周縁除去工程では、処理ユニットにおいて前記重合基板の位置調整を行った後、研削ユニットにおいて前記第１の基板の非接合面を研削して前記周縁部を除去し、
前記他の保持部及び前記界面処理部は、前記処理ユニットに設けられ、
前記処理ユニットにおいて、前記偏心検出工程の検出結果に基づき、前記界面処理部による処理に対し、前記他の保持部に保持された前記重合基板における前記第１の基板の中心を調整する。
【請求項２１】
請求項１２に記載の基板処理方法において、
前記周縁除去工程の後、前記第１の基板に第３の基板を積層して接合する接合工程と、
その後、前記重合基板において、前記第１の基板に積層される第３の基板の偏心を検出する他の偏心検出工程と、
その後、前記第３の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第３の基板の内部に改質層を形成する他の改質層形成工程と、
その後、前記第３の基板の前記改質層を基点に当該第３の基板の前記周縁部を除去する他の周縁除去工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年４月２７日に日本国に出願された特願２０１８−８７７１３号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
本開示は、基板処理システム及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
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】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開平９−２１６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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】
【０００６】
本開示の一態様は、基板を処理する基板処理システムであって、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板における、前記第１の基板の偏心を検出する偏心検出装置と、前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、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】
【０００８】
【図１】本実施形態にかかる基板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】処理ユニットの構成の概略を示す側面図である。
【図５】被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
【図６】被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図７】各研削ユニットの構成の概略を示す側面図である。
【図８】本実施形態にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。
【図９】他の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。
【図１０】他の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。
【図１１】他の実施形態にかかる処理ユニットの構成の概略を示す側面図である。
【図１２】他の実施形態において被処理ウェハの内部に改質面を形成した様子を示す縦断面図である。
【図１３】図１２に示した改質面を形成する様子を示す縦断面の説明図である。
【図１４】他の実施形態において被処理ウェハのデバイス層に改質面を形成した様子を示す縦断面図である。
【図１５】図１４に示した改質面を形成する様子を示す縦断面の説明図である。
【図１６】他の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。
【図１７】重合ウェハにおいて被処理ウェハが偏心した様子を示す平面図である。
【図１８】改質層が改質面の内周より径方向内側に位置した場合の説明図である。
【図１９】改質層が改質面の内周より径方向外側に位置した場合の説明図である。
【図２０】他の実施形態にかかる処理ユニットの構成の概略を示す側面図である。
【図２１】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
【図２２】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成する様子を示す説明図である。
【図２３】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図２４】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図２５】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。
【図２６】他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、この端面研削装置において、スピンドルのＺ軸方向の移動は、例えば公差などの種々の要因により一定ではない場合がある。かかる場合、ダイヤモンドホイールのＺ軸方向の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。したがって、従来のエッジトリムには改善の余地がある。
【００１３】
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システム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。
【００１４】
先ず、本実施形態にかかる基板処理システムの構成について説明する。図１は、基板処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。
【００１５】
基板処理システム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を接合して重合ウェハＴを形成し、さらに被処理ウェハＷを薄化する。以下、被処理ウェハＷにおいて、加工される面（支持ウェハＳと接合される面と反対側の面）を「加工面Ｗｇ」といい、加工面Ｗｇと反対側の面を「非加工面Ｗｎ」という。また、支持ウェハＳにおいて、被処理ウェハ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。
【００１６】
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、非加工面Ｗｎに複数のデバイスを含むデバイス層Ｄが形成されている。また、デバイス層Ｄにはさらに酸化膜Ｆｗ、例えばＳｉＯ２膜が形成されている。なお、被処理ウェハ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。
【００１７】
支持ウェハＳは、被処理ウェハＷを支持するウェハである。支持ウェハＳの接合面Ｓｊには酸化膜Ｆｓ、例えばＳｉＯ２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の非加工面Ｗｎ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の接合面Ｓｊの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と同様に接合面Ｓｊにデバイス層（図示せず）が形成される。
【００１８】
なお、図２においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層Ｄと酸化膜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、これらデバイス層Ｄと酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。
【００１９】
図１に示すように基板処理システム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。
【００２０】
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４つのカセットＣｔをＸ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。
【００２１】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。ウェハ搬送領域２０には、Ｘ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム２３、２３を有している。各搬送アーム２３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２３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。
【００２２】
処理ステーション３には、ウェハ搬送領域３０が設けられている。ウェハ搬送領域３０には、Ｘ軸方向に延伸する搬送路３１上を移動自在なウェハ搬送装置３２が設けられている。ウェハ搬送装置３２は、後述するトランジション装置３４、ウェットエッチング装置４０、４１、加工装置５０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。また、ウェハ搬送装置３２は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム３３、３３を有している。各搬送アーム３３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３３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。
【００２３】
ウェハ搬送領域２０とウェハ搬送領域３０との間には、重合ウェハＴを受け渡すためのトランジション装置３４が設けられている。
【００２４】
ウェハ搬送領域３０のＹ軸正方向側には、ウェットエッチング装置４０、４１が、搬入出ステーション２側からＸ軸方向にこの順で並べて配置されている。ウェットエッチング装置４０、４１では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇに対して例えばフッ酸等の薬液でウェットエッチングを行う。
【００２５】
ウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側には、加工装置５０が配置されている。加工装置５０では、被処理ウェハＷに対して研削や洗浄などの加工処理が行われる。
【００２６】
以上の基板処理システム１には、制御装置６０が設けられている。制御装置６０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、基板処理システム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６０にインストールされたものであってもよい。
【００２７】
次に、加工装置５０について説明する。加工装置５０は、回転テーブル７０、搬送ユニット８０、処理ユニット９０、第１の洗浄ユニット１１０、第２の洗浄ユニット１２０、粗研削ユニット１３０、中研削ユニット１４０、及び仕上研削ユニット１５０を有している。
【００２８】
回転テーブル７０は、回転機構（図示せず）によって回転自在に構成されている。回転テーブル７０上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック７１が４つ設けられている。チャック７１は、回転テーブル７０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７１は、回転テーブル７０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７１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。
【００２９】
本実施形態では、受渡位置Ａ０は回転テーブル７０のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、受渡位置Ａ０のＸ軸負方向側には、第２の洗浄ユニット１２０、処理ユニット９０及び第１の洗浄ユニット１１０が並べて配置される。処理ユニット９０と第１の洗浄ユニット１１０は上方からこの順で積層されて配置される。第１の加工位置Ａ１は回転テーブル７０のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、粗研削ユニット１３０が配置される。第２の加工位置Ａ２は回転テーブル７０のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、中研削ユニット１４０が配置される。第３の加工位置Ａ３は回転テーブル７０のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、仕上研削ユニット１５０が配置される。
【００３０】
搬送ユニット８０は、複数、例えば３つのアーム８１を備えた多関節型のロボットである。３つのアーム８１は、それぞれが旋回自在に構成されている。先端のアーム８１には、重合ウェハＴを吸着保持する搬送パッド８２が取り付けられている。また、基端のアーム８１は、アーム８１を鉛直方向に移動させる移動機構８３に取り付けられている。そして、かかる構成を備えた搬送ユニット８０は、受渡位置Ａ０、処理ユニット９０、第１の洗浄ユニット１１０、及び第２の洗浄ユニット１２０に対して、重合ウェハＴを搬送できる。
【００３１】
処理ユニット９０では、研削処理前の重合ウェハＴの水平方向の向きを調節する。例えばチャック９１に保持された重合ウェハＴを回転させながら、検出部（図示せず）で被処理ウェハＷのノッチ部の位置を検出することで、当該ノッチ部の位置を調節して重合ウェハＴの水平方向の向きを調節する。
【００３２】
また、処理ユニット９０では、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、改質層を形成する。処理ユニット９０は、図４に示すように被処理ウェハ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、重合ウェハＴを保持する、保持部としてのチャック９１を有している。チャック９１は、移動機構９２によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動機構９２は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。また、チャック９１は、回転機構９３よって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。
【００３３】
チャック９１の上方には、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する、改質部としてのレーザヘッド９４が設けられている。レーザヘッド９４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、図５に示すように被処理ウェハＷの内部においてレーザ光Ｌが集光した部分が改質して、改質層Ｍが形成される。改質層Ｍは、板厚方向に延伸し、縦長のアスペクト比を有する。レーザヘッド９４は、図４に示すように移動機構９５によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動機構９５は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。またレーザヘッド９４は、昇降機構９６によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
【００３４】
また、処理ユニット９０では、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。かかる場合、チャック９１の中心部上方には、偏心検出部９７が設けられている。偏心検出部９７は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されている。偏心検出部９７は、例えばＣＣＤカメラを有している。そして、偏心検出部９７は、チャック９１に保持された重合ウェハＴ、具体的には例えば外周部の少なくとも３点を撮像する。そして、チャック９１の回転中心に対する被処理ウェハＷの中心のずれ、すなわち重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。なお、偏心検出部９７の構成は本実施形態に限定されず、例えばＩＲカメラを有していてもよい。かかる場合、偏心検出部９７は、例えば被処理ウェハＷに形成されたアライメントマークを撮像し、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。
【００３５】
処理ユニット９０では、先ず、チャック９１で重合ウェハＴを保持する。その後、偏心検出部９７によって重合ウェハＴを撮像して、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。偏心検出部９７の検出結果は、制御装置６０に出力される。ここで、後述するように改質層Ｍの形成はチャック９１を回転させながら行われるため、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌは、被処理ウェハＷに対して環状に照射される。この際、被処理ウェハＷが偏心していると、被処理ウェハＷに対するレーザ光Ｌも偏心してしまう。そこで、制御装置６０では、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌが偏心しないように、チャック９１の中心軸を調整し、移動機構９２を制御する。そして、移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させて、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの中心の位置調整を行う。
【００３６】
また、この被処理ウェハＷの中心位置調整と共に、移動機構９５によってレーザヘッド９４を水平方向に移動させて、当該レーザヘッド９４が重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）の所定位置の直上に位置するように位置調整を行う。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、レーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図５に示すように被処理ウェハＷに環状の改質層Ｍを形成する。
【００３７】
この改質層Ｍの被処理ウェハＷにおける形成位置について詳述する。基板処理システム１では、支持ウェハＳに接合された被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削するが、研削後の被処理ウェハＷの周縁部にナイフエッジが形成されるのを回避するため、研削前に周縁部を除去しておく。改質層Ｍは、この周縁部除去の際の基点となるものであり、図６に示すように被処理ウェハ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、例えば被処理ウェハ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。
【００３８】
また、図５に示すように改質層Ｍの下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図５中の点線）より上方に位置している。すなわち、改質層Ｍの下端と被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎとの間の距離Ｈ１は、研削後の被処理ウェハＷの目標厚みＨ２より大きい。距離Ｈ１は任意であるが、目標厚みＨ２より例えば５μｍ〜１０μｍ大きい。かかる場合、研削後の被処理ウェハＷに改質層Ｍは残らない。
【００３９】
なお、本実施形態の処理ユニット９０では、チャック９１を水平方向に移動させていたが、レーザヘッド９４を水平方向に移動させてもよく、あるいはチャック９１とレーザヘッド９４の両方を水平方向に移動させてもよい。また、チャック９１を回転させていたが、レーザヘッド９４を回転させてもよい。
【００４０】
図１に示すように第１の洗浄ユニット１１０では、研削処理後の被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを洗浄し、より具体的にはスピン洗浄する。例えばスピンチャック（図示せず）に保持された重合ウェハＴを回転させながら、洗浄液ノズル（図示せず）から加工面Ｗｇに洗浄液を供給する。そうすると、供給された洗浄液は加工面Ｗｇ上を拡散し、当該加工面Ｗｇが洗浄される。
【００４１】
第２の洗浄ユニット１２０では、研削処理後の被処理ウェハＷが搬送パッド８２に保持された状態の支持ウェハＳの非接合面Ｓｎを洗浄するとともに、搬送パッド８２を洗浄する。
【００４２】
粗研削ユニット１３０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを粗研削する。粗研削ユニット１３０は、粗研削部１３１を有している。粗研削部１３１は、図７に示すように粗研削砥石１３２、スピンドル１３３、及び駆動部１３４を有している。粗研削砥石１３２は、チャック７１の上方において環状形状に設けられている。粗研削砥石１３２にはスピンドル１３３を介して駆動部１３４が設けられている。駆動部１３４は例えばモータ（図示せず）を内蔵し、粗研削砥石１３２を回転させると共に、図１に示す支柱１３５に沿って鉛直方向及び水平方向に移動させる。そして、粗研削ユニット１３０では、チャック７１に保持された被処理ウェハＷと粗研削砥石１３２の円弧の一部を当接させた状態で、チャック７１と粗研削砥石１３２をそれぞれ回転させることによって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。
【００４３】
中研削ユニット１４０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを中研削する。中研削ユニット１４０の構成は、図１及び図７に示すように粗研削ユニット１３０の構成とほぼ同様であり、中研削部１４１、中研削砥石１４２、スピンドル１４３、駆動部１４４、及び支柱１４５を有している。なお、中研削砥石１４２の砥粒の粒度は、粗研削砥石１３２の砥粒の粒度より小さい。
【００４４】
仕上研削ユニット１５０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを仕上研削する。仕上研削ユニット１５０の構成は、図１及び図７に示すように中研削ユニット１４０の構成とほぼ同様であり、仕上研削部１５１、仕上研削砥石１５２、スピンドル１５３、駆動部１５４、及び支柱１５５を有している。なお、仕上研削砥石１５２の砥粒の粒度は、中研削砥石１４２の砥粒の粒度より小さい。
【００４５】
なお、本実施形態においては、処理ユニット９０は改質部としてのレーザヘッド９４を有しており、加工装置５０は改質層形成装置を構成している。また、本実施形態においては、処理ユニット９０は偏心検出部９７を有しており、加工装置５０は偏心検出装置を構成している。さらに、本実施形態においては、後述するように粗研削ユニット１３０（又は粗研削ユニット１３０及び中研削ユニット１４０）において被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが除去され、加工装置５０は周縁除去装置を構成している。
【００４６】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、基板処理システム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、予め重合ウェハＴが形成されている。
【００４７】
先ず、複数の重合ウェハＴを収納したカセット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。
【００４８】
次に、ウェハ搬送装置２２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３４に搬送される。続けて、ウェハ搬送装置３２により、トランジション装置３４の重合ウェハＴが取り出され、加工装置５０に搬送される。
【００４９】
加工装置５０に搬送された重合ウェハＴは、処理ユニット９０に受け渡される。処理ユニット９０において重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置３２からチャック９１に受け渡され保持される。その後、検出部（図示せず）によって、被処理ウェハＷの水平方向の向きが調節される。
【００５０】
また、処理ユニット９０では、偏心検出部９７によって重合ウェハＴを撮像して、チャック９１に保持された重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心が検出される。偏心検出部９７の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、偏心検出部９７の検出結果、すなわち被処理ウェハＷの偏心に基づいて、チャック９１の中心軸を調整する。具体的には、後続の工程で改質層Ｍを形成する際、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌが被処理ウェハＷに対して偏心しないようにチャック９１の中心軸を調整する。そして、制御装置６０によって移動機構９２が制御され、当該移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させる。こうして、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの中心の位置調整が行われる。なお、偏心検出部９７によって被処理ウェハＷの偏心がないと判断された場合は、チャック９１の中心軸は移動する必要がない。
【００５１】
また、この被処理ウェハＷの中心位置調整と共に、移動機構９５によってレーザヘッド９４を水平方向に移動させて、当該レーザヘッド９４が重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）の所定位置の直上に位置するように位置調整を行う。この所定位置は、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界である。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、レーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図８（ａ）に示すように被処理ウェハＷに環状の改質層Ｍを形成する。この際、上述したように被処理ウェハＷの中心の位置調整が行われているので、レーザ光Ｌが被処理ウェハＷに対して偏心せず、改質層Ｍを適切な位置に形成することができる。なお、この被処理ウェハＷの形成位置は、上述した図５及び図６を用いて説明したとおりである。
【００５２】
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、処理ユニット９０から受渡位置Ａ０に搬送され、当該受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡される。その後、チャック７１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１３０によって、図８（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが粗研削される。具体的には、被処理ウェハＷと粗研削砥石１３２の円弧の一部を当接させた状態で、粗研削砥石１３２を下降させつつ、チャック７１と粗研削砥石１３２をそれぞれ回転させることによって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。
【００５３】
加工面Ｗｇの研削時において、被処理ウェハＷの内部には、改質層Ｍから板厚方向にクラックＣが進展し、加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達する。クラックＣは、被処理ウェハＷがシリコンの単結晶を有するのでほぼ直線状に進展する。また、クラックＣは、平面視において環状に形成される。なお、クラックＣは、処理ユニット９０で改質層Ｍを形成する際に進展する場合もある。換言すれば、クラックＣが形成されるタイミングは、粗研削ユニット１３０における加工面Ｗｇの研削時であってもよいし、処理ユニット９０で改質層Ｍが形成する場合であってもよい。
【００５４】
また、加工面Ｗｇの研削を進めていくと、図８（ｃ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが剥離して除去される。この際、上述したようにクラックＣはほぼ直線状に進展しているので、除去された後の被処理ウェハＷの外側面を、凹凸が少ない平坦にすることができる。また、上述したように改質層Ｍの下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面より上方に位置しているので、改質層Ｍは加工面Ｗｇの研削時に除去される。改質層Ｍは、アモルファス化しており強度が弱い。この点、本実施形態では、研削後の被処理ウェハＷに改質層Ｍが残らないので、強い強度を確保することができる。
【００５５】
次に、チャック７１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１４０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。すなわち、粗研削ユニット１３０と中研削ユニット１４０の２段階で、周縁部Ｗｅを除去してもよい。かかる場合、除去される周縁部Ｗｅの大きさを段階的に小さくすることができる。すなわち、各研削ユニット１３０、１４０で除去される周縁部Ｗｅが小さくなる。
【００５６】
次に、チャック７１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１５０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが仕上研削される。
【００５７】
次に、チャック７１を受渡位置Ａ０に移動させる。ここでは、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが洗浄液によって粗洗浄される。この際、加工面Ｗｇの汚れをある程度まで落とす洗浄が行われる。
【００５８】
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、受渡位置Ａ０から第２の洗浄ユニット１２０に搬送される。そして、第２の洗浄ユニット１２０では、被処理ウェハＷが搬送パッド８２に保持された状態で、支持ウェハＳの非接合面Ｓｎが洗浄し、乾燥される。
【００５９】
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、第２の洗浄ユニット１２０から第１の洗浄ユニット１１０に搬送される。そして、第１の洗浄ユニット１１０では、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが洗浄液によって仕上洗浄される。この際、加工面Ｗｇが所望の清浄度まで洗浄し乾燥される。
【００６０】
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２によりウェットエッチング装置４０、４１に順次搬送され、２段階で加工面Ｗｇがウェットエッチングされる。
【００６１】
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３２によりトランジション装置３４に搬送され、さらにウェハ搬送装置２２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、基板処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【００６２】
以上の実施形態によれば、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ウェハ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）を用いて被処理ウェハ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。
【００６３】
被処理ウェハと支持ウェハを接合後に、従来の特許文献１に記載されたように、被処理ウェハ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、支持ウェハ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、被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成することで、当該改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを除去することができる。かかる場合、支持ウェハＳの接合面Ｓｊが研削等によるダメージを被ることがない。
【００６４】
被処理ウェハと支持ウェハを接合前に、従来のように被処理ウェハの周縁部をホイールで研削除去する場合、研削によってパーティクルが発生し、当該パーティクルが被処理ウェハ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、被処理ウェハＷの内部に形成した改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを剥離させて除去するので、パーティクルが発生しない。
【００６５】
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、レーザを用いて被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成するので、例えば１μｍ未満の高い精度を確保できる。このため、改質層Ｍを基点として除去される周縁部Ｗｅの幅（トリム幅）の精度も向上する。
【００６６】
従来のようにホイールを用いる場合、ホイールを下降させて周縁部を研削するため、被処理ウェハを保持するチャックの回転速度に制限があり、周縁部を除去するのに時間がかかる。
これに対して、本実施形態では、高周波のレーザを用いて被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成するので、チャック９１の回転速度を速くすることができ、極めて短時間で処理を行うことができる。したがって、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
【００６７】
従来のようにホイールを用いる場合、当該ホイールが摩耗するため、定期的な交換が必要となる。また、ホイールを用いた研削においては、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、レーザヘッド９４自体が経時的に劣化することはなく、メンテナンス頻度を低減することができる。また、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。
【００６８】
また、半導体ウェハである被処理ウェハＷには、結晶方位の方向を示すためのノッチが形成されているが、従来のブレードのみによる周縁部Ｗｅの除去では、このノッチの形状をそのまま残すのが困難であった。
これに対して、本実施形態では、例えば処理ユニット９０において、被処理ウェハＷとレーザ光を相対的に動作制御することにより、改質層Ｍをノッチの形状に合わせて形成することができ、ノッチの形状を残したまま、周縁部Ｗｅを容易に除去することもできる。
【００６９】
さらに本実施形態では、処理ユニット９０において、偏心検出部９７によって重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出している。そして、この検出結果に基づいて、被処理ウェハＷの偏心を解消すべくチャック９１の中心軸を調整し、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの中心の位置調整を行う。そうすると、その後にレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部に照射されるレーザ光Ｌが偏心せず、被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを適切な位置に形成することができる。
【００７０】
なお、本実施形態では、偏心検出部９７の検出結果（被処理ウェハＷの偏心）に基づいて、チャック９１の中心軸を調整したが、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整してもよい。具体的には、移動機構９５によってレーザヘッド９４を水平方向に移動させて、当該レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。かかる場合でも、レーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部に照射されるレーザ光Ｌを偏心させないようにでき、被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを適切な位置に形成することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、偏心検出部９７は処理ユニット９０に設けられていたが、加工装置５０の外部に設けられていてもよい。例えばチャック９１、移動機構９２、回転機構９３、及び偏心検出部９７を備えた偏心検出装置（図示せず）が、基板処理システム１の処理ステーション３において任意の位置に設けられる。
【００７２】
かかる場合、偏心検出装置（偏心検出部９７）において重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。偏心検出装置の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、偏心検出装置の検出結果に基づいて、ウェハ搬送装置３２を制御する。具体的には、ウェハ搬送装置３２により重合ウェハＴを偏心検出装置から処理ユニット９０に搬送する際、被処理ウェハＷの中心とチャック９１の中心を一致させるように重合ウェハＴを搬送する。そうすると、その後にレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部に照射されるレーザ光Ｌが偏心せず、被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを適切な位置に形成することができる。
【００７３】
なお、以上の実施形態において、加工面Ｗｇの研削時に周縁部Ｗｅを効率よく除去する方法としては次の方法がある。例えば回転する被処理ウェハＷに対して粗研削砥石１３２の回転方向を被処理ウェハＷの外側から内側に回転させてもよい。あるいは、回転する被処理ウェハＷに対して粗研削砥石１３２の回転方向を被処理ウェハＷの内側から外側に回転させてもよい。このように粗研削砥石１３２の回転方向を、被処理ウェハＷの種類や加工工程に応じて変更することができる。
【００７４】
また、加工面Ｗｇの研削時に、高圧水を被処理ウェハＷの内側から外側に向けて周縁部Ｗｅに当てることにより、周縁部Ｗｅを効率よく除去しても（飛ばしても）よい。
【００７５】
以上の実施形態では、支持ウェハＳに対して、１枚の被処理ウェハＷが接合される場合について説明したが、デバイスが形成された半導体ウェハ同士の接合や、デバイスが形成された被処理ウェハＷが複数積層されてもよい。以下の説明では、第１の実施形態の基板処理システム１を用いて、デバイスが形成された被処理ウェハＷを複数積層する場合について説明する。
【００７６】
上記実施形態におけるウェハ処理が施された重合ウェハＴでは、図９（ａ）に示すように被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが除去され、且つ加工面Ｗｇが目標厚みまで研削されている。以下の説明においては、この１枚目の被処理ウェハＷを第１の被処理ウェハＷ１という。
【００７７】
この重合ウェハＴは、例えば基板処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、図９（ａ）に示すように次の被処理ウェハＷが積層されて接合される。以下の説明においては、この２枚目の被処理ウェハＷを第２の被処理ウェハＷ２という。そして、第１の被処理ウェハＷ１の加工面Ｗｇと第２の被処理ウェハＷ２の非加工面Ｗｎが接合され、重合ウェハＴが形成される。
【００７８】
次に、第２の被処理ウェハＷ２が接合された重合ウェハＴが、カセットＣｔに収納された状態で基板処理システム１に搬送される。基板処理システム１では、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により加工装置５０の処理ユニット９０に搬送される。処理ユニット９０では、重合ウェハＴがチャックに受け渡され保持された後、検出部（図示せず）によって、第２の被処理ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される。
【００７９】
また、処理ユニット９０では、偏心検出部９７によって重合ウェハＴを撮像して、重合ウェハＴにおける第２の被処理ウェハＷ２の偏心が検出される。この第２の被処理ウェハＷ２の偏心の検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸を調整して、重合ウェハＴにおける第２の被処理ウェハＷ２の中心が調整される。あるいは、第２の被処理ウェハＷ２の偏心の検出結果に基づいて、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整してもよい。そして、レーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４から第２の被処理ウェハＷ２の内部にレーザ光Ｌを照射して、図９（ｂ）に示すように第２の被処理ウェハＷ２の内部の所定位置に改質層Ｍが形成される。
【００８０】
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡され、チャック７１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１３０において、図９（ｃ）に示すように粗研削砥石１３２によって第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇを研削する。この際、図９（ｄ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅが除去される。
【００８１】
次に、チャック７１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１４０によって、第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。
【００８２】
次に、チャック７１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１５０によって、第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇが仕上研削される。
【００８３】
その後の第２の被処理ウェハＷ２に対する処理は、上記実施形態と同様である。すなわち、第２の洗浄ユニット１２０における非接合面Ｓｎの洗浄、第１の洗浄ユニット１１０における加工面Ｗｇの洗浄、ウェットエッチング装置４０、４１における加工面Ｗｇのウェットエッチングなどが行われる。こうして、基板処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【００８４】
ここで、図９（ａ）に示した重合ウェハＴに対して、従来のようにホイールを用いて第２の被処理ウェハＷ２の周縁部Ｗｅを除去する場合、第２の被処理ウェハＷ２の非加工面Ｗｎ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、第２の被処理ウェハＷ２の内部に改質層Ｍを形成することで、当該改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを容易に除去することができる。
【００８５】
また、従来のようにホイールやブレードを用いる場合、ホイールやブレード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、ホイールやブレード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、特に被処理ウェハ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ウェハが下層の被処理ウェハからはみ出す場合もある。
これに対して、本実施形態では、レーザを用いて第２の被処理ウェハＷ２の内部に改質層Ｍを形成するので、高い精度を確保することができ、第２の被処理ウェハＷ２を適切に積層することができる。
【００８６】
なお、本実施形態のように被処理ウェハＷを複数積層する場合、上層の第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅを、下層の第１の被処理ウェハＷ１で除去される周縁部Ｗｅの内側にしてもよい。すなわち、図１０（ａ）に示すように第２の被処理ウェハＷ２の内部の改質層Ｍを、第１の被処理ウェハＷ１の端部より径方向内側に形成してもよい。かかる場合、図１０（ｂ）に示すように最終的に積層される第２の被処理ウェハＷ２の径は、第１の被処理ウェハＷ１の径よりも小さくなる。そうすると、第２の被処理ウェハＷ２が第１の被処理ウェハＷ１からはみ出すことを確実に防止することができる。
【００８７】
以上の実施形態において、周縁部Ｗｅを効率的に除去する方法として、除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷと支持ウェハＳ間の界面における接合力を低下させる方法がある。この接合力を低下させる方法の具体例としては、次の方法が考えられる。
【００８８】
例えば被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎまでレーザ光を透過させて、各界面でアブレーションを起こす。具体的には、例えば図１１に示すように処理ユニット９０は、図４に示した処理ユニット９０の構成において、さらに界面処理部としてのレーザヘッド２００、移動機構２０１及び昇降機構２０２を有している。
【００８９】
レーザヘッド２００は、非加工面Ｗｎにレーザ光を照射して改質する。レーザヘッド２００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する。移動機構２０１は、レーザヘッド２００をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。移動機構２０１は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。また、昇降機構２０２は、レーザヘッド２００をＺ軸方向に移動させる。なお、本実施形態においては、処理ユニット９０は改質部としてのレーザヘッド２００を有しており、加工装置５０は界面処理装置を構成している。
【００９０】
処理ユニット９０で、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面を処理する際には、被処理ウェハＷの内部を改質するか、あるいはデバイス層Ｄの内部を改質する。すなわち、本実施形態における界面には、これら被処理ウェハＷの内部とデバイス層Ｄの内部が含まれる。
【００９１】
図１２に示すように被処理ウェハＷの内部を改質する場合、周縁部Ｗｅ（改質層Ｍの外側）において、非加工面Ｗｎの近傍に改質面Ｒ１が形成される。この加工方法としては、図１３に示すようにレーザヘッド２００から被処理ウェハＷの内部に向けてレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌは被処理ウェハＷの内部を透過して集光し、集光した部分が改質される。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構２０１によってレーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射する。そうすると、改質面Ｒ１が形成される。なお、改質面Ｒ１を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいはレーザヘッド２００とチャック９１の両方を移動させてもよい。
【００９２】
なお、このように被処理ウェハＷの内部に改質面Ｒ１を形成する場合、周縁部Ｗｅを除去した後、支持ウェハＳ上に被処理ウェハＷの一部が残存することになる。このため、周縁部Ｗｅを除去した後に、この残存する被処理ウェハＷの一部をエッチングして除去してもよい。
【００９３】
図１４に示すようにデバイス層Ｄの内部を改質する場合、周縁部Ｗｅ（改質層Ｍの外側）において、デバイス層Ｄの内部に改質面Ｒ２が形成される。この加工方法としては、例えば図１５に示すように３つの方法がある。
【００９４】
１つ目の加工方法は、図１５（ａ）に示すようにレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの集光点を、被処理ウェハＷの内部であってデバイス層Ｄの上方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌが集光しても被処理ウェハＷが改質されない程度に、レーザ光Ｌのエネルギーを小さくしておく。そうすると、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷの内部で一旦集光するが、さらにデフォーカスさせて広がったレーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射される。レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに吸収され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構２０１によってレーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいはレーザヘッド２００とチャック９１の両方を移動させてもよい。
【００９５】
２つ目の加工方法は、図１５（ｂ）に示すようにレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの内部に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構２０１によってレーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいはレーザヘッド２００とチャック９１の両方を移動させてもよい。
【００９６】
３つ目の加工方法は、図１５（ｃ）に示すようにレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの下方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。なお、レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに形成されるので、当該デバイス層Ｄの下方で集光することはない。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構２０１によってレーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいはレーザヘッド２００とチャック９１の両方を移動させてもよい。
【００９７】
以上のように改質面Ｒ１又はＲ２を形成する際には、チャック９１を回転させながら行われるため、レーザヘッド２００からのレーザ光Ｌは、被処理ウェハＷに対して環状に照射される。この際、被処理ウェハＷが偏心していると、被処理ウェハＷに対するレーザ光Ｌも偏心してしまう。そこで、改質面Ｒ１又はＲ２を形成する前に、偏心検出部９７によって重合ウェハＴを撮像して、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。偏心検出部９７の検出結果は、制御装置６０に出力される。そして、制御装置６０において、偏心検出部９７の検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。チャック９１の中心軸を調整する場合には、移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させて、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの中心の位置調整を行う。レーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する場合には、移動機構２０１によってレーザヘッド９４を水平方向に移動させる。いずれの場合でも、レーザヘッド２００から被処理ウェハＷに照射されるレーザ光Ｌを偏心させないようにでき、被処理ウェハＷに環状の改質面Ｒ１又はＲ２を適切な位置に形成することができる。
【００９８】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同様の処理については詳細な説明を省略する。
【００９９】
先ず、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により加工装置５０の処理ユニット９０に搬送される。処理ユニット９０では、重合ウェハＴがチャックに受け渡され保持された後、検出部（図示せず）によって、被処理ウェハＷの水平方向の向きが調節される。
【０１００】
また、処理ユニット９０では、偏心検出部９７によって重合ウェハＴを撮像して、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心が検出される。この被処理ウェハＷの偏心の検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸、又はレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸が調整される。
【０１０１】
そして、レーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図１６（ａ）に示すように被処理ウェハＷの内部の所定位置に改質層Ｍが形成される。この際、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸が調整されている場合、改質層Ｍを適切に形成することができる。
【０１０２】
続けて、処理ユニット９０では、レーザヘッド９４を退避させると共に、レーザヘッド２００を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。そして、チャック９１を回転させつつ、レーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００からレーザ光を照射する。そうすると、図１６（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの内部に又はデバイス層Ｄに、それぞれ改質面Ｒ１又はＲ２が形成される。この際、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸が調整されている場合、改質面Ｒ１又はＲ２を適切に形成することができる。
【０１０３】
なお、図１６（ａ）に示した改質層Ｍの形成と、図１６（ｂ）に示した改質面Ｒ１又はＲ２の形成は、その順序は逆であってもよい。
【０１０４】
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡され、チャック７１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１３０において、図１６（ｃ）に示すように粗研削砥石１３２によって被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。そうすると、図１６（ｄ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅが剥離して除去される。この際、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に改質面Ｒ１又はＲ２が形成されて接合力が低下しているので、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【０１０５】
次に、チャック７１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１４０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。
【０１０６】
次に、チャック７１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１５０によって、被処理ウェハＷの加工面が仕上研削される。
【０１０７】
その後の被処理ウェハＷに対する処理は、上記実施形態と同様である。すなわち、第２の洗浄ユニット１２０における非接合面Ｓｎの洗浄、第１の洗浄ユニット１１０における加工面Ｗｇの洗浄、ウェットエッチング装置４０、４１における加工面Ｗｇのウェットエッチングなどが行われる。こうして、基板処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【０１０８】
本実施形態におても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。また、偏心検出部９７による被処理ウェハＷの偏心検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸、又はレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸が調整される。このため、改質層Ｍと改質面Ｒ１又はＲ２を適切に形成することができる。しかも、処理ユニット９０では、同じチャック９１を用いて、改質層Ｍの形成と改質面Ｒ１又はＲ２の形成とを行っているので、レーザヘッド９４による処理とレーザヘッド２００による処理とにおいて、被処理ウェハＷは偏心しない。その結果、改質層Ｍの位置と、改質面Ｒ１又はＲ２の内周位置を一致させることができ、周縁部Ｗｅをより適切に除去することができる。
【０１０９】
ここで、例えば被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合前に、周縁部Ｗｅにおける接合力低下処理を行うと、デブリ（パーティクル）が発生して、被処理ウェハＷや支持ウェハＳに付着するおそれがある。この点、本実施形態のように被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合された後に、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して改質面Ｒ１又はＲ２を形成するので、かかるデブリ（パーティクル）を抑制できる。
また、仮に被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合する際に、周縁部Ｗｅにボイドが残存したとしても、本実施形態のように改質面Ｒ１又はＲ２を形成することで、ボイドを除去することも可能となる。
【０１１０】
なお、上記実施形態と同様に、偏心検出部９７は、加工装置５０の外部の偏心検出装置（図示せず）に設けられていてもよい。かかる場合、ウェハ搬送装置３２により重合ウェハＴを偏心検出装置から加工装置５０の処理ユニット９０に搬送する際、偏心検出部９７の偏心検出結果に基づいて、被処理ウェハＷの中心とチャック９１の中心を一致させるように重合ウェハＴを搬送する。そうすると、図１６（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができ、また図１６（ｂ）に示したように被処理ウェハＷの内部又はデバイス層に改質面Ｒ１又はＲ２を適切に形成することができる。
【０１１１】
また、処理ユニット９０において、レーザヘッド９４とレーザヘッド２００は別々に設ける必要はなく、共通のヘッドとしてもよい。また、処理ユニット９０におけるレーザヘッド９４とレーザヘッド２００が別の装置に設けられていてもよく、それぞれ改質層形成装置と界面処理装置に設けられていてもよい。
【０１１２】
また、図９に示したように重合ウェハＴにさらに第２の被処理ウェハＷ２を積層する場合にも、本実施形態を適用できる。すなわち、偏心検出部９７は、重合ウェハＴにさらに積層して接合される第２の被処理ウェハＷ２の偏心を検出する。かかる場合でも、重合ウェハＴに対する被処理ウェハＷの偏心の検出結果に基づいて、改質面Ｒ１又はＲ２を適切に形成することができる。なお、この際、第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅの位置が、重合ウェハＴの位置と一致する場合には、改質面Ｒ１又はＲ２の形成を省略できる。
【０１１３】
また、図１０に示したように上層の第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅを、下層の第１の被処理ウェハＷ１で除去される周縁部Ｗｅの内側にする場合にも、本実施形態を適用できる。但しこの場合、第２の被処理ウェハＷ２において、第１の被処理ウェハＷ１から除去される周縁部Ｗｅには、改質面Ｒ１又はＲ２が形成されているのが好ましい。
【０１１４】
以上の実施形態において、被処理ウェハＷに形成される改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置はいずれも、改質層Ｍの位置と一致させるのが好ましい。
【０１１５】
この理由を説明するにあたり、一例として図１７に、重合ウェハＴに対して被処理ウェハＷが偏心して接合され、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１の内周位置がずれている場合を示す。かかる場合、図１７に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１の内周より径方向内側に位置する場所と、改質層Ｍが改質面Ｒ１の内周より径方向外側に位置する場所が存在する。
【０１１６】
図１８（ａ）に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１の内周より径方向内側に位置する場合、図１８（ｂ）に示すように加工面Ｗｇを研削して周縁部Ｗｅを除去する際に、除去された周縁部の幅Ｄ１が、除去すべき周縁部Ｗｅの目標幅Ｄ２よりも小さくなる。また、除去された周縁部は改質層ＭとクラックＣを介さずに剥離するため、当該周縁部を除去した後の被処理ウェハＷの外側面が粗くなる場合がある。
【０１１７】
図１９（ａ）に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１の内周より径方向外側に位置する場合、図１９（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削して周縁部Ｗｅを除去すると、被処理ウェハＷとデバイス層Ｄの間に改質面Ｒ１が残る。この改質面Ｒ１がある部分では、被処理ウェハＷとデバイス層Ｄが剥離する場合があり、チッピングが発生する可能性がある。
【０１１８】
このような改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１の内周位置のずれを解消する方法としては、次の２つの方法が考えられる。１つ目のずれ解消方法は、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出し、その検出結果に基づいて、改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１の内周位置を調整する方法である。２つ目のずれ解消方法は、改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１の内周位置を検出し、その検出結果に基づいて、後続の処理で形成される改質面Ｒ１又は改質層Ｍの位置を調整する方法である。
【０１１９】
１つ目のずれ解消方法は、図１１に示した処理ユニット９０を用いて、図１６に示した方法で改質層Ｍと改質面Ｒ１を形成する方法である。すなわち、処理ユニット９０において、偏心検出部９７により重合ウェハＴを撮像し、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。そして、被処理ウェハＷの偏心の検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸、レーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸、又はレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの照射軸が調整される。チャック９１の中心軸又はレーザヘッド９４の照射軸を調整することで、図１６（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。また、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド２００の照射軸を調整することで、図１６（ｂ）に示したように被処理ウェハＷに改質面Ｒ１を適切に形成することができる。
【０１２０】
以上のように、偏心検出部９７による被処理ウェハＷの偏心の検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸、レーザヘッド９４の照射軸又はレーザヘッド２００の照射軸を調整することで、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１の内周位置を一致させることができる。
【０１２１】
２つ目のずれ解消方法について説明する。かかる場合、例えば図２０に示すように処理ユニット９０は、図１１に示した処理ユニット９０の構成において、さらに位置検出部２１０を有している。位置検出部２１０は、チャック９１の外周部上方に配置される。位置検出部２１０は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されている。位置検出部２１０には、例えば赤外線を用いたＩＲカメラが用いられる。そして、位置検出部２１０は、チャック９１に保持された重合ウェハＴに対し、被処理ウェハＷに形成された改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１の内周位置を検出する。
【０１２２】
２つ目のずれ解消方法は、この位置検出部２１０における検出結果を用いて行われる。ここでは、基板処理システム１において、図１６に示したウェハ処理を行う場合に沿って説明する。
【０１２３】
先ず、処理ユニット９０において、レーザヘッド９４を用いて、図１６（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍが形成される。
【０１２４】
被処理ウェハＷに改質層Ｍが形成されると、位置検出部２１０により赤外線を用いて被処理ウェハＷの内部の改質層Ｍが撮像され、当該改質層Ｍの位置が検出される。位置検出部２１０の検出結果は、制御装置６０に出力される。
【０１２５】
制御装置６０では、位置検出部２１０の検出結果、すなわち改質層Ｍの位置に基づいて、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド２００の照射軸を調整する。そうすると、図１６（ｂ）に示したように被処理ウェハＷに改質面Ｒ１を適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１の内周位置を一致させることができる。
【０１２６】
なお、図１６（ａ）に示した改質層Ｍの形成と、図１６（ｂ）に示した改質面Ｒ１の形成の順序は逆であってもよい。かかる場合、被処理ウェハＷに改質面Ｒ１を形成した後、位置検出部２１０により赤外線を用いて改質面Ｒ１が撮像され、当該改質面Ｒ１の内周位置が検出される。位置検出部２１０の検出結果は、制御装置６０に出力される。
【０１２７】
制御装置６０では、位置検出部２１０の検出結果、すなわち改質面Ｒ１の内周位置に基づいて、チャック９１の中心軸又はレーザヘッド９４の照射軸を調整する。そうすると、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１の内周位置を一致させることができる。
【０１２８】
以上の実施形態の処理ユニット９０では、図４に示したように改質層Ｍは、その下端が被処理ウェハＷの研削後の目標表面より上方に位置するように、１箇所に形成されていたが、改質層Ｍの形成方法はこれに限定されない。図２１（ａ）〜（ｄ）に示すように改質層Ｍは、被処理ウェハＷの厚み方向に複数形成されていてもよい。
【０１２９】
図２１（ａ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２１（ａ）中の点線）より上方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達している。
【０１３０】
図２１（ｂ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ２が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば２段に形成されている。下層の改質層Ｍ２の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２１（ｂ）中の点線）より上方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ２によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに到達するが、加工面Ｗｇには到達していない。かかる場合、例えば粗研削ユニット１３０において、粗研削砥石１３２を下降させて加工面Ｗｇを研削する際、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達するまでは、加工面Ｗｇが被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを含めて研削される。そして、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達すると、当該クラックＣより下方において周縁部Ｗｅが剥離して除去される。このように改質層Ｍ１〜Ｍ２から延伸するクラックＣの上端高さを所定位置に制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさ（高さ）を制御することができる。
【０１３１】
図２１（ｃ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２１（ｃ）中の点線）より下方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達している。かかる場合、研削後の被処理ウェハＷにおいて周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に改質層Ｍ４が形成されているので、当該周縁部Ｗｅをより確実に剥離させて除去することができる。なお、このように改質層Ｍ４を目標表面より下方に形成する場合、改質層Ｍ４から延びるクラックＣが発生しがたいようにレーザ光の集光をぼかすことにより制御する。そうすると、被処理ウェハＷに接合された支持ウェハＳにまで、クラックＣを発生させることを抑制できる。クラックＣの位置は全周方向で変わってくるが、このように改質層Ｍ４の下端は制御できるので、精度よく除去できる。
【０１３２】
図２１（ｄ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、デバイス層Ｄの内部に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇに到達している。かかる場合でも、研削後の被処理ウェハＷにおいて周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に改質層Ｍ４が形成されているので、当該周縁部Ｗｅをより確実に剥離させて除去することができる。
【０１３３】
なお、上述した図１４に示したようにデバイス層Ｄに改質面Ｒ２を形成する場合には、周縁部Ｗｅのデバイス層Ｄにおけるアブレーションの影響が、その内側の中央部Ｗｃにおけるデバイス層Ｄに及ぶおそれがある。かかる場合、図２１（ｄ）に示したようにデバイス層Ｄに改質層Ｍ４を形成した後、改質面Ｒ２を形成するのが好ましい。改質層Ｍ４がアブレーションの影響をせき止める役割を果たし、当該アブレーションの影響が中央部Ｗｃに及ぶのを確実に防止することができる。
【０１３４】
図２１に示したように改質層Ｍを、被処理ウェハＷの厚み方向に複数形成する方法は任意であるが、例えば図２２に示すように３つの加工方法が挙げられる。図２２においては、被処理ウェハＷにおいて改質層Ｍが形成される部分（周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界）を平面に展開した図である。すなわち、図２２の横方向は、周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界の周方向を示し、縦方向は、被処理ウェハＷの厚み方向を示す。また、図２２において点線は改質層Ｍ１〜Ｍ４を示し、被処理ウェハＷの厚み方向に複数の改質層Ｍ１〜Ｍ４が形成されている様子を示す。
【０１３５】
図２２（ａ）に示す加工方法においては、処理ユニット９０において、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定されたレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。次に、チャック９１の回転を停止し、レーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止した後、昇降機構９６によってレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４レーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。
【０１３６】
なお、改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成するに際しては、チャック９１の回転を継続した状態で、レーザヘッド９４からのレーザ光の照射をオンオフ制御してもよい。例えばチャック９１を回転させながら、レーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、改質層Ｍ４を形成する。その後、チャック９１の回転を継続した状態で、一旦レーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止する。続けて、レーザヘッド９４を上昇させ、再びレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、改質層Ｍ３を形成する。なおこの際、改質層Ｍ４を形成する際のレーザ光の照射開始位置及び照射終了位置を記憶しておくことで、次に改質層Ｍ３を形成する際のレーザ光の照射開始位置及び照射終了位置を合わせこむことができる。そして、以上のようにチャック９１の回転を停止させないことで、チャック９１の回転加速及び減速中のレーザ光の照射待ち時間を短縮し、全体の処理時間を短縮することができる。さらにチャック９１の回転速度を等速に維持することで、レーザ処理を均一に行うことができ、改質層Ｍの水平方向のピッチを等しくすることも可能となる。
【０１３７】
図２２（ｂ）に示す加工方法においては、移動機構９２によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定されたレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。この改質層Ｍ４の形成が終了する前に、チャック９１の回転とレーザヘッド９４からのレーザ光の照射とを継続した状態で、昇降機構９６によってレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、レーザヘッド９４の鉛直方向位置を固定した状態で、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４からレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。かかる場合、改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成することができるので、図２２（ａ）に示した加工方法に比べて、加工処理に要する時間を短縮することができる。
【０１３８】
図２２（ｃ）に示す加工方法においては、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、昇降機構９６によってレーザヘッド９４を上昇させながら、当該レーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する。そして、環状の改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成する。すなわち、本加工方法では、改質層Ｍ１〜Ｍ４を螺旋状に連続して形成する。かかる場合でも、改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成することができるので、図２２（ａ）に示した加工方法に比べて、加工処理に要する時間を短縮することができる。しかも、改質層Ｍ１〜Ｍ４を側面視において急勾配で形成することがなく、図２２（ｂ）に示した加工方法に比べて、鉛直方向（被処理ウェハＷの厚み方向）に均一に形成することができる。
【０１３９】
以上の実施形態では、処理ユニット９０において、被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを形成したが、図２３に示すように環状の改質層Ｍから径方向外側に延伸する複数の径方向改質層Ｍ’をさらに形成してもよい。かかる場合、例えば処理ユニット９０で周縁部Ｗｅを除去する際、当該周縁部Ｗｅは、環状の改質層Ｍを基点に剥離しつつ、径方向改質層Ｍ’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が小さくなり、より容易に除去することができる。
【０１４０】
また、加工面Ｗｇの研削時に除去する周縁部Ｗｅ（エッジ片）を小片化する方法として、図２３に示すように改質層Ｍと同心円方向に任意の間隔で、複数の環状の分割改質層Ｍ”を形成してもよい。かかる場合、除去される周縁部Ｗｅをより小さくすることができる。また、分割改質層Ｍ”の径方向の間隔を制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさを制御することができる。
【０１４１】
さらに、このように複数の環状の分割改質層Ｍ”を形成する場合、図２４に示すように平面視において分割改質層Ｍ”を螺旋状に形成してもよい。かかる場合、処理ユニット９０において、チャック９１又はレーザヘッド９４を水平方向に移動させつつ、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４から被処理ウェハＷにレーザ光を照射する。そうすると、螺旋状の分割改質層Ｍ”を連続して形成することができる。その結果、加工処理に要する時間を短縮することができる。
【０１４２】
また、図２５に示すように分割改質層Ｍ”は、平面視において螺旋状、且つ蛇行して形成してもよい。かかる場合、処理ユニット９０において、チャック９１又はレーザヘッド９４を水平方向に移動させつつ、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４から被処理ウェハＷにレーザ光を照射する。この際、チャック９１又はレーザヘッド９４の移動の位相、周期、振幅を制御することで、このような蛇行する波形状の分割改質層Ｍ”を形成することができる。また、この分割改質層Ｍ”を２周以上形成する。そして、分割改質層Ｍ”の蛇行位相のずれや周数を制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさを制御することができる。なお、本実施形態においては、図２３及び図２４に示した径方向改質層Ｍ’は不要となる。
【０１４３】
また、図２６（ａ）に示すように分割改質層Ｍ”を、分割改質層Ｍ”から進展するクラックＣが、被処理ウェハＷの内部の所定位置まで延伸するように形成してもよい。すなわち、クラックＣは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに到達するが、加工面Ｗｇには到達しない。かかる場合、例えば粗研削ユニット１３０において粗研削砥石１３２を下降させて加工面Ｗｇを研削する際、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達するまでは、図２６（ｂ）に示すように加工面Ｗｇが被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを含めて研削される。そして、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達すると、当該クラックＣより下方において周縁部Ｗｅが剥離して除去される。このようにクラックＣの上端高さを所定位置に制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさ（高さ）を制御することができる。なお、図２６の例においては、分割改質層Ｍ”は２段に形成されているが、レーザヘッド９４からの集光点を２つに調整することで、チャック９１を回転させながら、２段の分割改質層Ｍ”を同時に形成することも可能である。
【０１４４】
なお、本開示の基板処理システム１の構成は、本実施形態に限定されない。例えば改質層Ｍを形成するためのレーザヘッド９４と、改質面Ｒ１又はＲ２を形成するためのレーザヘッド２００はそれぞれ、重合ウェハＴのアライメントを行う処理ユニット９０に設けられていたが、装置構成はこれに限定されない。加工装置５０において、改質層Ｍを形成する改質層形成ユニットと改質面Ｒ１又はＲ２を形成する界面処理ユニットはそれぞれ、処理ユニット９０と別に設けられていてもよい。改質層形成ユニットは、レーザヘッド９４、移動機構９５及び昇降機構９６を有する。界面処理ユニットは、レーザヘッド２００、移動機構２０１及び昇降機構２０２を有する。また、改質層形成ユニットと界面処理ユニットは、搬送ユニット８０が重合ウェハＴを搬送できる範囲であれば任意の位置に配置できる。例えば改質層形成ユニットと界面処理ユニットは、処理ユニット９０に積層して設けられてもよい。あるいは処理ユニット９０の水平方向に隣接した位置、例えば移動機構８３を挟んで処理ユニット９０と反対側の位置に設けられていてもよい。なお、改質層形成ユニットと界面処理ユニットのいずれか一方が、加工装置５０の内部に配置されていてもよい。あるいは改質層形成ユニットと界面処理ユニットの両方が、加工装置５０の外部に配置されていてもよい。
【０１４５】
また、本実施形態の基板処理システム１には、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研磨するＣＭＰ装置（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）が設けられていてもよい。かかる場合、研磨後の加工面Ｗｇを洗浄する洗浄装置が設けられていてもよい。ＣＭＰ装置は、例えば処理ステーション３において、ウェハ搬送領域３０のＹ軸負方向側に設けられてもよい。また、洗浄装置は、例えばウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側において、ウェットエッチング装置４０、４１に積層して設けられてもよい。
【０１４６】
また、本実施形態の基板処理システム１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合は基板処理システム１の外部の接合装置で行われていたが、かかる接合装置は基板処理システム１の内部に設けられてもよい。かかる場合、基板処理システム１の搬入出ステーション２には、複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴをそれぞれ収容可能なカセットＣｗ、Ｃｓ、Ｃｔが搬入出される。そして、カセット載置台１０には、これらカセットＣｗ、Ｃｓ、ＣｔがＸ軸方向に一列に載置自在になっている。
【０１４７】
接合装置は、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎと支持ウェハＳの接合面Ｓｊをファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する。この接合の際、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊは、それぞれ改質され親水化されているのが好ましい。具体的に非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊを改質する際には、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊに照射されて、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊがプラズマ処理され、活性化される。また、このように改質された非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊに純水を供給し、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊを親水化する。なお、接合装置の構成は任意であり、公知の接合装置を用いることができる。
【０１４８】
以上の実施形態では、粗研削ユニット１３０（又は粗研削ユニット１３０及び中研削ユニット１４０）において被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去したが、周縁除去装置の構成はこれに限定されない。例えば被処理ウェハＷに改質層Ｍを形成した後、当該改質層Ｍより外側に力を作用させることで、周縁部Ｗｅを除去してもよい。このように力を作用させる方法は任意であるが、例えば砥石ホイール（図示せず）やブレード（図示せず）を周縁部Ｗｅに当接させ、当該周縁部Ｗｅに衝撃を付与する。この衝撃によって、周縁部Ｗｅは、改質層ＭとクラックＣを基点に剥離して除去される。
【０１４９】
以上の実施形態では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳを直接接合する場合について説明したが、これら被処理ウェハＷと支持ウェハＳは接着剤を介して接合されてもよい。
【０１５０】
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】
【０１５１】
１  基板処理システム
５０  加工装置
９０  処理ユニット
１３０  粗研削ユニット
Ｓ  支持ウェハ
Ｔ  重合ウェハ
Ｗ  被処理ウェハ
【図１】
2019208359.tif 000003
【図２】
2019208359.tif 000004
【図３】
2019208359.tif 000005
【図４】
2019208359.tif 000006
【図５】
2019208359.tif 000007
【図６】
2019208359.tif 000008
【図７】
2019208359.tif 000009
【図８】
2019208359.tif 000010
【図９】
2019208359.tif 000011
【図１０】
2019208359.tif 000012
【図１１】
2019208359.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019208359.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019208359.tif 000017
【図１６】
2019208359.tif 000018
【図１７】
2019208359.tif 000019
【図１８】
2019208359.tif 000020
【図１９】
2019208359.tif 000021
【図２０】
2019208359.tif 000022
【図２１】
2019208359.tif 000023
【図２２】
2019208359.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2019208359.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月13日(2020.10.13)
【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９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
請求項６に記載の基板処理システムにおいて、
前記周縁除去装置は、前記第１の基板の非接合面を研削する研削ユニットと、前記重合基板の位置調整を行う処理ユニットと、を備え、
前記界面処理装置の前記他の保持部及び前記界面処理部は、前記処理ユニットに設けられ、
前記制御装置は、前記偏心検出装置の検出結果に基づいて、前記処理ユニットを制御する。
【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２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
請求項１２に記載の基板処理方法において、
前記周縁除去工程の後、前記第１の基板に第３の基板を積層して接合する接合工程と、
その後、前記重合基板において、前記第１の基板に積層される前記第３の基板の偏心を検出する他の偏心検出工程と、
その後、前記第３の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第３の基板の内部に改質層を形成する他の改質層形成工程と、
その後、前記第３の基板の前記改質層を基点に当該第３の基板の前記周縁部を除去する他の周縁除去工程と、を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
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４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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。ウェハ搬送領域２０には、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在なウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム２３、２３を有している。各搬送アーム２３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２３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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
以上の実施形態では、支持ウェハＳに対して、１枚の被処理ウェハＷが接合される場合について説明したが、デバイスが形成された半導体ウェハ同士の接合や、デバイスが形成された被処理ウェハＷが複数積層されてもよい。以下の説明では、本実施形態の基板処理システム１を用いて、デバイスが形成された被処理ウェハＷを複数積層する場合について説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
３つ目の加工方法は、図１５（ｃ）に示すようにレーザヘッド２００からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの下方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。なお、レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに吸収されるので、当該デバイス層Ｄの下方で集光することはない。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構２０１によってレーザヘッド２００を径方向外側に移動させながら、レーザヘッド２００からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいはレーザヘッド２００とチャック９１の両方を移動させてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態において、上記実施形態と同様の処理については詳細な説明を省略する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
図２２（ａ）に示す加工方法においては、処理ユニット９０において、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定されたレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。次に、チャック９１の回転を停止し、レーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止した後、昇降機構９６によってレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、チャック９１を回転させながらレーザヘッド９４からレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
また、本実施形態の基板処理システム１では、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合は基板処理システム１の外部の接合装置で行われていたが、かかる接合装置は基板処理システム１の内部に設けられてもよい。かかる場合、基板処理システム１の搬入出ステーション２には、複数の被処理ウェハＷ、複数の支持ウェハＳ、複数の重合ウェハＴをそれぞれ収容可能なカセットＣｗ、Ｃｓ、Ｃｔ（図示せず）が搬入出される。
【国際調査報告】
2019208359.tif 000029
2019208359.tif 000030
2019208359.tif 000031
2019208359.tif 000032