CN112005341A - 基板处理系统和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种对基板进行处理的基板处理系统，其中，该基板处理系统具有：偏心检测装置，其检测接合第1基板和第2基板而成的层叠基板中的所述第1基板的偏心；改性层形成装置，其沿着所述第1基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第1基板的内部形成改性层；以及周缘去除装置，其将所述周缘部以所述改性层为基点去除。

Description

基板处理系统和基板处理方法
技术领域
(关联申请的相互参照)
本申请基于2018年4月27日向日本申请的日本特愿2018－87713号主张优先权，并将其内容引用到本说明书中。
本公开涉及基板处理系统和基板处理方法。
背景技术
在专利文献1中，公开有通过使在外周部设有磨粒的圆板状的磨削工具旋转并使磨削工具的至少外周面与半导体晶圆呈线状抵接而将半导体晶圆的周端部磨削成大致L字状的方案。半导体晶圆是通过将两张硅晶圆贴合而制成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9－216152号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术能适当地去除将基板彼此接合而成的层叠基板中的一个基板的周缘部。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案为一种基板处理系统，其对基板进行处理，其中，该基板处理系统具有：偏心检测装置，其检测接合第1基板和第2基板而成的层叠基板中的所述第1基板的偏心；改性层形成装置，其沿着所述第1基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第1基板的内部形成改性层；以及周缘去除装置，其将所述周缘部以所述改性层为基点去除。
发明的效果
根据本公开的一技术方案，能够适当地去除将基板彼此接合而成的层叠基板中的一个基板的周缘部。
附图说明
图1是示意性表示本实施方式所涉及的基板处理系统的结构的概略的俯视图。
图2是表示层叠晶圆的结构的概略的侧视图。
图3是表示层叠晶圆的局部的结构的概略的侧视图。
图4是表示处理单元的结构的概略的侧视图。
图5是表示在被处理晶圆形成了改性层的形态的纵剖视图。
图6是表示在被处理晶圆形成了改性层的形态的俯视图。
图7是表示各磨削单元的结构的概略的侧视图。
图8是表示本实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序中被处理晶圆的形态的说明图。
图9是表示另一实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序中被处理晶圆的形态的说明图。
图10是表示另一实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序中被处理晶圆的形态的说明图。
图11是表示另一实施方式所涉及的处理单元的结构的概略的侧视图。
图12是表示另一实施方式中在被处理晶圆的内部形成了改性面的形态的纵剖视图。
图13是表示形成图12所示的改性面的形态的纵剖面的说明图。
图14是表示另一实施方式中在被处理晶圆的器件层形成了改性面的形态的纵剖视图。
图15是表示形成图14所示的改性面的形态的纵剖面的说明图。
图16是表示另一实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序中被处理晶圆的形态的说明图。
图17是表示层叠晶圆中被处理晶圆产生了偏心的形态的俯视图。
图18是改性层位于比改性面的内周靠径向内侧的位置的情况的说明图。
图19是改性层位于比改性面的内周靠径向外侧的位置的情况的说明图。
图20是表示另一实施方式所涉及的处理单元的结构的概略的侧视图。
图21是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成了改性层的形态的纵剖视图。
图22是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成改性层的形态的说明图。
图23是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成了改性层的形态的俯视图。
图24是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成了改性层的形态的俯视图。
图25是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成了改性层的形态的俯视图。
图26是表示另一实施方式中在被处理晶圆形成了改性层的形态的纵剖视图。
具体实施方式
首先，说明专利文献1所公开的以往的端面磨削装置。端面磨削装置具有卡盘台、主轴、金刚石砂轮。卡盘台载置晶圆，并以Z轴方向(铅垂方向)为旋转轴线来旋转。主轴在其顶端部安装金刚石砂轮，并以Y轴方向(水平方向)为旋转轴线来旋转。另外，主轴沿Y轴方向和Z方向移动。金刚石砂轮为在外周部设有金刚石磨粒的圆板状的磨削工具。在使用该端面磨削装置进行晶圆的周缘部的端面磨削的情况下，通过一边旋转卡盘台，一边沿Y轴方向和Z轴方向移动主轴，从而使金刚石砂轮与晶圆抵接。然后，将晶圆的周缘部磨削成大致L字状。
在此，在半导体器件的制造工序中，对在表面形成有多个电子电路等器件的晶圆，进行磨削该晶圆的背面而使晶圆薄化的处理。然后，若直接输送该被薄化的晶圆、或进行后续的处理，则可能导致晶圆产生翘曲、裂纹。于是，为了加强晶圆，例如进行在支承基板粘贴晶圆的处理。
通常，晶圆的周缘部被进行倒角加工，但若如上所述地对晶圆进行磨削处理，则晶圆的周缘部会成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。这样一来，有可能在晶圆的周缘部产生碎裂，使晶圆受到损伤。于是，在磨削处理前预先进行去除晶圆的周缘部的、所谓的边缘修整。
所述的专利文献1所记载的端面磨削装置为进行该边缘修整的装置。然而，在该端面磨削装置中，具有主轴的Z轴方向上的移动因例如公差等各种原因而并不固定的情况。该情况下，无法适当地控制金刚石砂轮的Z轴方向上的移动而有可能磨削到支承基板的表面。因而，以往的边缘修整存在改善的余地。
以下，参照附图说明用于适当地进行边缘修整的、本实施方式所涉及的基板处理系统和基板处理方法。此外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的附图标记而省略重复的说明。
首先，说明本实施方式所涉及的基板处理系统的结构。图1是示意性表示基板处理系统1的结构的概略的俯视图。
在基板处理系统1中，如图2和图3所示，将作为第1基板的被处理晶圆W和作为第2基板的支承晶圆S接合而形成层叠晶圆T，而且对被处理晶圆W进行薄化。以下，对于被处理晶圆W，将被加工的面(与接合于支承晶圆S的面相反的一侧的面)称为“加工面Wg”，将与加工面Wg相反的一侧的面称为“非加工面Wn”。另外，在支承晶圆S中，将接合于被处理晶圆W的面称为“接合面Sj”，将与接合面Sj相反的一侧的面称为“非接合面Sn”。
被处理晶圆W为例如硅晶圆等半导体晶圆，在非加工面Wn形成有包含多个器件的器件层D。另外，在器件层D还形成有氧化膜Fw，例如SiO2膜。此外，被处理晶圆W的周缘部被进行了倒角加工，周缘部的截面朝向其顶端而厚度变薄。
支承晶圆S为支承被处理晶圆W的晶圆。在支承晶圆S的接合面Sj形成有氧化膜Fs，例如SiO2膜。另外，支承晶圆S作为保护被处理晶圆W的非加工面Wn的器件的保护件发挥功能。此外，在支承晶圆S的接合面Sj形成有多个器件的情况下，与被处理晶圆W相同，在接合面Sj形成器件层(未图示)。
此外，在图2中，为了避免图示的复杂，省略对器件层D和氧化膜Fw、Fs的图示。另外，以下的说明中使用的其他的附图也同样具有省略这些器件层D和氧化膜Fw、Fs的图示的情况。
如图1所示，基板处理系统1具有一体连接送入送出站2和处理站3而成的结构。送入送出站2例如在其与外部之间送入送出能够收纳多个层叠晶圆T的盒Ct。处理站3具备对层叠晶圆T实施规定的处理的各种处理装置。
在送入送出站2设有盒载置台10。在图示的例子中，在盒载置台10，多个、例如四个盒Ct沿X轴方向载置自如地成为一列。此外，载置于盒载置台10的盒Ct的个数并不限定于本实施方式，而能够任意决定。
在送入送出站2，与盒载置台10相邻地设有晶圆输送区域20。在晶圆输送区域20设有在沿X轴方向延伸的输送路径21上移动自如的晶圆输送装置22。晶圆输送装置22具有用于保持并输送层叠晶圆T的例如两个输送臂23、23。各输送臂23构成为沿水平方向、沿铅垂方向、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。另外，输送臂23的结构不限定于本实施方式，可以采用任意的结构。
在处理站3设有晶圆输送区域30。在晶圆输送区域30设有在沿X轴方向延伸的输送路径31上移动自如的晶圆输送装置32。晶圆输送装置32构成为能够相对于后述的传送装置34、湿式蚀刻装置40、41、加工装置50输送层叠晶圆T。另外，晶圆输送装置32具有用于保持并输送层叠晶圆T的例如两个输送臂33、33。各输送臂33构成为沿水平方向、沿铅垂方向、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。此外，输送臂33的结构并不限定于本实施方式，可以采用任意的结构。
在晶圆输送区域20与晶圆输送区域30之间设有用于交接层叠晶圆T的传送装置34。
在晶圆输送区域30的Y轴正方向侧自送入送出站2侧朝向X轴方向依次排列配置有湿式蚀刻装置40、41。在湿式蚀刻装置40、41中，对被处理晶圆W的加工面Wg用例如氢氟酸等药液进行湿式蚀刻。
在晶圆输送区域30的X轴正方向侧配置有加工装置50。在加工装置50中，对被处理晶圆W进行磨削、清洗等加工处理。
以上的基板处理系统1设有控制装置60。控制装置60为例如计算机，具有程序存储部(未图示)。在程序存储部存储有用于控制基板处理系统1的对层叠晶圆T的处理的程序。另外，在程序存储部也存储有用于控制所述的各种处理装置、输送装置等的驱动系统的动作来实现基板处理系统1的后述的基板处理的程序。此外，也可以是，所述程序被存储在计算机可读取的存储介质H，从该存储介质H加载到控制装置60。
接着，说明加工装置50。加工装置50具有旋转台70、输送单元80、处理单元90、第1清洗单元110、第2清洗单元120、粗磨削单元130、中磨削单元140以及精磨削单元150。
旋转台70构成为利用旋转机构(未图示)旋转自如。在旋转台70上设有四个用于吸附保持层叠晶圆T的卡盘71。卡盘71均等、即每隔90度地配置在与旋转台70相同的圆周上。四个卡盘71通过旋转台70旋转从而能够向交接位置A0和加工位置A1～A3移动。另外，四个卡盘71分别构成为能够利用旋转机构(未图示)绕铅垂轴线旋转。
在本实施方式中，交接位置A0为旋转台70的X轴负方向侧且Y轴负方向侧的位置，在交接位置A0的X轴负方向侧排列配置第2清洗单元120、处理单元90以及第1清洗单元110。处理单元90和第1清洗单元110从上方依次层叠配置。第1加工位置A1为旋转台70的X轴正方向侧且Y轴负方向侧的位置，在该位置配置粗磨削单元130。第2加工位置A2为旋转台70的X轴正方向侧且Y轴正方向侧的位置，在该位置配置中磨削单元140。第3加工位置A3为旋转台70的X轴负方向侧且Y轴正方向侧的位置，在该位置配置精磨削单元150。
输送单元80为具备多个例如三个臂81的多关节型的机器人。三个臂81分别构成为旋转自如。在顶端的臂81安装有用于吸附保持层叠晶圆T的输送盘82。另外，基端的臂81安装于使臂81沿铅垂方向移动的移动机构83。而且，具备该结构的输送单元80能够相对于交接位置A0、处理单元90、第1清洗单元110以及第2清洗单元120输送层叠晶圆T。
在处理单元90中，调节磨削处理前的层叠晶圆T的水平方向的朝向。例如，通过一边使保持于卡盘91的层叠晶圆T旋转，一边由检测部(未图示)检测被处理晶圆W的凹口部的位置，来调节该凹口部的位置而调节层叠晶圆T的水平方向的朝向。
另外，在处理单元90中，向被处理晶圆W的内部照射激光束，形成改性层。处理单元90具有作为保持部的卡盘91，该卡盘91如图4所示以被处理晶圆W配置在上侧且支承晶圆S配置在下侧的状态保持层叠晶圆T。卡盘91构成为能够利用移动机构92沿X轴方向和Y轴方向移动。移动机构92由一般的精密XY载物台构成。另外，卡盘91构成为能够利用旋转机构93绕铅垂轴线旋转。
在卡盘91的上方设有向被处理晶圆W的内部照射激光束的、作为改性部的激光头94。激光头94将自激光束振荡器(未图示)振荡出的高频的脉冲状的激光束、且是针对被处理晶圆W具有透过性的波长的激光束会聚并照射于被处理晶圆W的内部的规定位置。由此，如图5所示，在被处理晶圆W的内部，激光束L会聚的部分改性，而形成改性层M。改性层M沿板厚方向延伸，具有纵长的纵横比。如图4所示，激光头94构成为能够利用移动机构95沿X轴方向和Y轴方向移动。移动机构95由一般的精密XY载物台构成。另外，激光头94构成为能够利用升降机构96沿Z轴方向移动。
另外，在处理单元90中，检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。该情况下，在卡盘91的中心部上方设有偏心检测部97。偏心检测部97构成为能够利用移动机构(未图示)沿X轴方向、沿Y轴方向以及沿Z轴方向移动。偏心检测部97例如具有CCD摄像机。而且，偏心检测部97对保持于卡盘91的层叠晶圆T、具体而言例如外周部的至少三点进行拍摄。并且，检测被处理晶圆W的中心相对于卡盘91的旋转中心的偏移、即层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。此外，偏心检测部97的结构并不限定于本实施方式，例如也可以具有IR摄像机。该情况下，偏心检测部97例如对形成于被处理晶圆W的对准标记进行拍摄，检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。
在处理单元90中，首先，用卡盘91保持层叠晶圆T。然后，利用偏心检测部97对层叠晶圆T进行拍摄，而检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。偏心检测部97的检测结果输出到控制装置60。在此，如后所述，由于一边使卡盘91旋转一边进行改性层M的形成，因此，来自激光头94的激光束L向被处理晶圆W以环状进行照射。此时，若被处理晶圆W偏心，则照射于被处理晶圆W的激光束L也偏心。于是，在控制装置60中，为了防止来自激光头94的激光束L偏心，而调整卡盘91的中心轴线，控制移动机构92。并且，利用移动机构92使卡盘91沿水平方向移动，而进行层叠晶圆T中的被处理晶圆W的中心的位置调整。
另外，与该被处理晶圆W的中心位置调整并行地，利用移动机构95使激光头94沿水平方向移动，以使该激光头94位于层叠晶圆T(被处理晶圆W)的规定位置的正上方的方式进行位置调整。之后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转，一边自激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束L，如图5所示，在被处理晶圆W形成环状的改性层M。
详细说明该改性层M在被处理晶圆W上的形成位置。在基板处理系统1中，对接合于支承晶圆S的被处理晶圆W的加工面Wg进行磨削，但为了避免在磨削后的被处理晶圆W的周缘部形成刀刃，在磨削前预先去除周缘部。改性层M成为该周缘部去除时的基点，如图6所示沿着被处理晶圆W的去除对象的周缘部We与中央部Wc之间的边界形成为环状。此外，周缘部We为例如自被处理晶圆W的端部沿径向延伸0.5mm～2.0mm的范围，包含倒角部。
另外，如图5所示，改性层M的下端位于比磨削后的被处理晶圆W的目标表面(图5中的虚线)靠上方的位置。即，改性层M的下端与被处理晶圆W的非加工面Wn之间的距离H1大于磨削后的被处理晶圆W的目标厚度H2。距离H1任意，但比目标厚度H2大例如5μm～10μm。该情况下，在磨削后的被处理晶圆W不会残留改性层M。
此外，在本实施方式的处理单元90中，使卡盘91沿水平方向移动，但也可以使激光头94沿水平方向移动，或者也可以使卡盘91和激光头94双方沿水平方向移动。另外，使卡盘91旋转，但也可以使激光头94旋转。
如图1所示，在第1清洗单元110中，对磨削处理后的被处理晶圆W的加工面Wg进行清洗，更具体而言，进行旋转清洗。例如，一边使保持于旋转卡盘(未图示)的层叠晶圆T旋转，一边自清洗液喷嘴(未图示)向加工面Wg供给清洗液。于是，供给的清洗液在加工面Wg上扩散，对该加工面Wg进行清洗。
在第2清洗单元120中，对磨削处理后的被处理晶圆W保持于输送盘82的状态下的支承晶圆S的非接合面Sn进行清洗，并且清洗输送盘82。
在粗磨削单元130中，对被处理晶圆W的加工面Wg进行粗磨削。粗磨削单元130具有粗磨削部131。粗磨削部131如图7所示具有粗磨削磨具132、主轴133以及驱动部134。粗磨削磨具132以环状形状设于卡盘71的上方。在粗磨削磨具132借助主轴133设有驱动部134。驱动部134例如内置马达(未图示)，使粗磨削磨具132旋转，并且沿着图1所示的支柱135在铅垂方向和水平方向上移动。而且，在粗磨削单元130中，在使保持于卡盘71的被处理晶圆W与粗磨削磨具132的圆弧的一部分抵接的状态下，通过使卡盘71和粗磨削磨具132分别旋转，从而对被处理晶圆W的加工面Wg进行磨削。
在中磨削单元140中，对被处理晶圆W的加工面Wg进行中磨削。如图1和图7所示，中磨削单元140的结构与粗磨削单元130的结构大致相同，具有中磨削部141、中磨削磨具142、主轴143、驱动部144以及支柱145。此外，中磨削磨具142的磨粒的粒度小于粗磨削磨具132的磨粒的粒度。
在精磨削单元150中，对被处理晶圆W的加工面Wg进行精磨削。如图1和图7所示，精磨削单元150的结构与中磨削单元140的结构大致相同，具有精磨削部151、精磨削磨具152、主轴153、驱动部154以及支柱155。此外，精磨削磨具152的磨粒的粒度小于中磨削磨具142的磨粒的粒度。
此外，在本实施方式中，处理单元90具有作为改性部的激光头94，加工装置50构成改性层形成装置。另外，在本实施方式中，处理单元90具有偏心检测部97，加工装置50构成偏心检测装置。而且，在本实施方式中，如后所述，在粗磨削单元130(或者粗磨削单元130和中磨削单元140)中去除被处理晶圆W的周缘部We，加工装置50构成周缘去除装置。
接着，说明使用以上这样构成的基板处理系统1进行的晶圆处理。此外，在本实施方式中，在基板处理系统1的外部的接合装置(未图示)中，利用范德华力和氢键(分子间力)将被处理晶圆W与支承晶圆S接合，预先形成层叠晶圆T。
首先，将收纳了多个层叠晶圆T的盒Ct载置于送入送出站2的盒载置台10。
接着，利用晶圆输送装置22取出盒Ct内的层叠晶圆T，并向传送装置34输送。接着，利用晶圆输送装置32取出传送装置34的层叠晶圆T，并向加工装置50输送。
输送到加工装置50的层叠晶圆T被交接于处理单元90。在处理单元90中，层叠晶圆T被自晶圆输送装置32交接到卡盘91进行保持。然后，利用检测部(未图示)调节被处理晶圆W的水平方向的朝向。
另外，在处理单元90中，利用偏心检测部97拍摄层叠晶圆T，检测保持于卡盘91的层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。偏心检测部97的检测结果向控制装置60输出。在控制装置60中，基于偏心检测部97的检测结果、即被处理晶圆W的偏心，调整卡盘91的中心轴线。具体而言，以避免在后续的工序中形成改性层M时来自激光头94的激光束L相对于被处理晶圆W偏心的方式调整卡盘91的中心轴线。然后，利用控制装置60控制移动机构92，利用该移动机构92使卡盘91沿水平方向移动。如此，进行层叠晶圆T中的被处理晶圆W的中心的位置调整。此外，在利用偏心检测部97判断为不存在被处理晶圆W的偏心的情况下，卡盘91的中心轴线不需要移动。
另外，与该被处理晶圆W的中心位置调整并行地，利用移动机构95使激光头94沿水平方向移动，以使该激光头94位于层叠晶圆T(被处理晶圆W)的规定位置的正上方的方式进行位置调整。该规定位置为被处理晶圆W的周缘部We与中央部Wc之间的边界。然后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转，一边自激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束L，而如图8的(a)所示在被处理晶圆W形成环状的改性层M。此时，由于如上所述进行了被处理晶圆W的中心的位置调整，因此，激光束L相对于被处理晶圆W不会偏心，而能够在适当的位置形成改性层M。此外，该被处理晶圆W的形成位置如使用所述的图5和图6说明的那样。
接着，层叠晶圆T被输送单元80自处理单元90向交接位置A0输送，交接到该交接位置A0的卡盘71。然后，使卡盘71移动到第1加工位置A1。然后，利用粗磨削单元130，如图8的(b)所示，对被处理晶圆W的加工面Wg进行粗磨削。具体而言，在使被处理晶圆W与粗磨削磨具132的圆弧的局部抵接的状态下，通过使粗磨削磨具132下降，并且使卡盘71和粗磨削磨具132分别旋转，从而对被处理晶圆W的加工面Wg进行磨削。
在对加工面Wg进行磨削时，在被处理晶圆W的内部，裂纹C从改性层M沿板厚方向扩展，并到达加工面Wg和非加工面Wn。由于被处理晶圆W具有硅的单晶体，因此裂纹C以大致直线状扩展。另外，裂纹C在俯视时形成为环状。此外，裂纹C有时还会在由处理单元90形成改性层M时扩展。换言之，形成裂纹C的时机既可以是在粗磨削单元130中对加工面Wg磨削时，也可以是在由处理单元90形成改性层M时。
此外，在继续进行对加工面Wg的磨削时，如图8的(c)所示，被处理晶圆W的周缘部We以改性层M和裂纹C为基点剥离而被去除。此时，如上所述，由于裂纹C以大致直线状进行扩展，因此，能够使被去除后的被处理晶圆W的外侧面成为凹凸较少的平坦状。另外，如上所述，由于改性层M的下端位于比磨削后的被处理晶圆W的目标表面靠上方的位置，因此，改性层M在对加工面Wg进行磨削时被去除。改性层M非晶质化而强度较弱。在这一点，在本实施方式中，由于在磨削后的被处理晶圆W不残留改性层M，因此能够确保较强的强度。
接着，使卡盘71移动到第2加工位置A2。然后，利用中磨削单元140对被处理晶圆W的加工面Wg进行中磨削。此外，在所述的粗磨削单元130中无法完全去除周缘部We的情况下，由该中磨削单元140将周缘部We完全去除。即，可以由在粗磨削单元130中和在中磨削单元140中这两个阶段去除周缘部We。该情况下，能够阶段性地减小被去除的周缘部We的大小。即，由各磨削单元130、140去除的周缘部We减小。
接着，使卡盘71移动到第3加工位置A3。然后，利用精磨削单元150对被处理晶圆W的加工面Wg进行精磨削。
接着，使卡盘71移动到交接位置A0。在此，使用清洗液喷嘴(未图示)，利用清洗液对被处理晶圆W的加工面Wg进行粗清洗。此时，进行将加工面Wg的污垢去除到一定程度的清洗。
接着，层叠晶圆T被输送单元80自交接位置A0输送到第2清洗单元120。然后，在第2清洗单元120中，在被处理晶圆W保持于输送盘82的状态下，对支承晶圆S的非接合面Sn进行清洗、干燥。
接着，层叠晶圆T被输送单元80自第2清洗单元120输送到第1清洗单元110。然后，在第1清洗单元110中，使用清洗液喷嘴(未图示)，利用清洗液对被处理晶圆W的加工面Wg进行精清洗。此时，将加工面Wg清洗到期望的清洁度并进行干燥。
接着，层叠晶圆T被晶圆输送装置32依次向湿式蚀刻装置40、41输送，以两个阶段对加工面Wg进行湿式蚀刻。
然后，实施了全部处理的层叠晶圆T被晶圆输送装置32输送到传送装置34，再被晶圆输送装置22输送到盒载置台10的盒Ct。如此，基板处理系统1的一系列的晶圆处理结束。
根据以上的实施方式，能够起到以下的效果。在以下的说明中，与如以往那样利用砂轮(磨削工具)磨削并去除被处理晶圆的周缘部的情况对比说明。此外，以往，具有使用刮板(磨削工具)去除被处理晶圆的周缘部的情况，但该情况也具有与使用砂轮的情况相同的问题。
在接合被处理晶圆和支承晶圆之后，如以往的专利文献1所述，在利用砂轮磨削去除被处理晶圆的周缘部的情况下，例如因公差等各种原因，无法适当地控制砂轮的铅垂移动，而可能磨削到支承晶圆的表面。
相对于此，在本实施方式中，通过在被处理晶圆W的内部形成改性层M，从而能够将周缘部We以该改性层M和裂纹C为基点去除。该情况下，支承晶圆S的接合面Sj不会受到因磨削等产生的损伤。
在接合被处理晶圆和支承晶圆之前，在如以往那样由砂轮磨削去除被处理晶圆的周缘部的情况下，因磨削产生颗粒，而该颗粒可能附着于被处理晶圆的器件。
相对于此，在本实施方式中，由于以形成在被处理晶圆W的内部的改性层M和裂纹C为基点使周缘部We剥离并进行去除，因此不会产生颗粒。
在以往那样使用砂轮的情况下，砂轮的水平方向上的位置调整存在界限，而产生几μm左右的偏差。于是，由砂轮磨削去除的周缘部的宽度(修整宽度)也产生偏差，加工精度不佳。
相对于此，在本实施方式中，由于使用激光在被处理晶圆W的内部形成改性层M，因此能够确保例如小于1μm的较高的精度。因此，以改性层M为基点被去除的周缘部We的宽度(修整宽度)的精度也提高。
在以往那样使用砂轮的情况下，由于通过使砂轮下降来对周缘部进行磨削，因此，保持被处理晶圆的卡盘的旋转速度存在限制，而去除周缘部需要花费时间。
相对于此，在本实施方式中，由于使用高频的激光在被处理晶圆W的内部形成改性层M，因此，能够加快卡盘91的旋转速度，能够以极短的时间进行处理。因而，能够使晶圆处理的处理能力提高。
在以往那样使用砂轮的情况下，由于该砂轮磨耗，因此需要定期更换。另外，在使用了砂轮的磨削中，使用磨削液，还需要进行废液处理。因此，需要花费运行成本。
相对于此，在本实施方式中，激光头94自身不会随时间经过而劣化，能够降低维护频率。另外，由于为使用了激光的干法工艺，因此不需要磨削液、废液处理。因此，能够使运行成本低廉化。
另外，在作为半导体晶圆的被处理晶圆W形成有用于表示晶体取向的方向的凹口，但在以往的仅利用刮板来去除周缘部We的情况下，难以保持原状地保留该凹口的形状。
相对于此，在本实施方式中，例如在处理单元90中，通过对被处理晶圆W和激光束相对地进行动作控制，从而能够配合凹口的形状地形成改性层M，还能够在保留了凹口的形状的状态下容易地去除周缘部We。
而且，在本实施方式中，在处理单元90中，利用偏心检测部97对层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心进行检测。然后，基于该检测结果，调整卡盘91的中心轴线，进行层叠晶圆T中的被处理晶圆W的中心的位置调整，以消除被处理晶圆W的偏心。于是，之后自激光头94向被处理晶圆W的内部照射的激光束L不会偏心，而能够在被处理晶圆W的内部的适当的位置形成环状的改性层M。
此外，在本实施方式中，基于偏心检测部97的检测结果(被处理晶圆W的偏心)，调整卡盘91的中心轴线，但也可以调整来自激光头94的激光束L的照射轴线。具体而言，利用移动机构95使激光头94沿水平方向移动，而调整来自该激光头94的激光束L的照射轴线。该情况下，也能够防止自激光头94向被处理晶圆W的内部照射的激光束L偏心，能够在被处理晶圆W的内部的适当的位置形成环状的改性层M。
另外，在本实施方式中，偏心检测部97设于处理单元90，但也可以设于加工装置50的外部。例如，卡盘91、移动机构92、旋转机构93以及具备偏心检测部97的偏心检测装置(未图示)在基板处理系统1的处理站3中设于任意的位置。
该情况下，在偏心检测装置(偏心检测部97)中检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。偏心检测装置的检测结果被向控制装置60输出。在控制装置60中，基于偏心检测装置的检测结果来控制晶圆输送装置32。具体而言，在利用晶圆输送装置32自偏心检测装置向处理单元90输送层叠晶圆T时，以使被处理晶圆W的中心与卡盘91的中心一致的方式输送层叠晶圆T。这样一来，之后自激光头94向被处理晶圆W的内部照射的激光束L不会偏心，而能够在被处理晶圆W的内部的适当的位置形成环状的改性层M。
此外，在以上的实施方式中，作为在对加工面Wg进行磨削时高效地去除周缘部We的方法，具有以下的方法。例如，可以相对于旋转的被处理晶圆W使粗磨削磨具132以旋转方向从被处理晶圆W的外侧向内侧地旋转。或者，可以相对于旋转的被处理晶圆W使粗磨削磨具132以旋转方向从被处理晶圆W的内侧向外侧地旋转。如此，能够根据被处理晶圆W的种类、加工工序来变更粗磨削磨具132的旋转方向。
另外，也可以在对加工面Wg进行磨削时使高压水从被处理晶圆W的内侧朝向外侧与周缘部We碰撞，从而高效地去除(冲掉)周缘部We。
在以上的实施方式中，说明了在支承晶圆S接合一张被处理晶圆W的情况，但也可以将形成有器件的半导体晶圆彼此接合、将形成有器件的被处理晶圆W层叠多个。在以下的说明中，使用第1实施方式的基板处理系统1说明形成有器件的被处理晶圆W层叠多个的情况。
在实施了所述实施方式的晶圆处理的层叠晶圆T中，如图9的(a)所示，去除了被处理晶圆W的周缘部We，且将加工面Wg磨削到目标厚度。在以下的说明中，将该第一张被处理晶圆W称为第1被处理晶圆W1。
针对该层叠晶圆T，在例如基板处理系统1的外部的接合装置(未图示)中如图9的(a)所示层叠并接合下一被处理晶圆W。在以下的说明中，将该第二张被处理晶圆W称为第2被处理晶圆W2。而且，将第1被处理晶圆W1的加工面Wg和第2被处理晶圆W2的非加工面Wn接合，形成层叠晶圆T。
接着，接合了第2被处理晶圆W2的层叠晶圆T被以收纳于盒Ct的状态输送到基板处理系统1。在基板处理系统1中，层叠晶圆T被晶圆输送装置32输送到加工装置50的处理单元90。在处理单元90中，在层叠晶圆T被交接并保持于卡盘之后，利用检测部(未图示)调节第2被处理晶圆W2的水平方向的朝向。
另外，在处理单元90中，利用偏心检测部97拍摄层叠晶圆T，来检测层叠晶圆T中的第2被处理晶圆W2的偏心。基于该第2被处理晶圆W2的偏心的检测结果，调整卡盘91的中心轴线，来调整层叠晶圆T中的第2被处理晶圆W2的中心。或者，也可以基于第2被处理晶圆W2的偏心的检测结果，来调整来自激光头94的激光束L的照射轴线。然后，使激光头94向周缘部We的上方移动。之后，一边使卡盘91旋转，一边自激光头94向第2被处理晶圆W2的内部照射激光束L，如图9的(b)所示，在第2被处理晶圆W2的内部的规定位置形成改性层M。
接着，层叠晶圆T被输送单元80交接到交接位置A0的卡盘71，使卡盘71移动到第1加工位置A1。然后，在粗磨削单元130中，如图9的(c)所示，利用粗磨削磨具132对第2被处理晶圆W2的加工面Wg进行磨削。此时，如图9的(d)所示，周缘部We以改性层M和裂纹C为基点被去除。
接着，使卡盘71移动到第2加工位置A2。然后，利用中磨削单元140对第2被处理晶圆W2的加工面Wg进行中磨削。此外，在所述的粗磨削单元130中无法完全去除周缘部We的情况下，由该中磨削单元140将周缘部We完全去除。
接着，使卡盘71移动到第3加工位置A3。然后，利用精磨削单元150对第2被处理晶圆W2的加工面Wg进行精磨削。
之后的针对第2被处理晶圆W2的处理与所述实施方式相同。即，进行第2清洗单元120中的对非接合面Sn的清洗、第1清洗单元110中的对加工面Wg的清洗、湿式蚀刻装置40、41中的对加工面Wg的湿式蚀刻等。如此，基板处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。
在此，对于图9的(a)所示的层叠晶圆T，在如以往那样使用砂轮来去除第2被处理晶圆W2的周缘部We的情况下，由于第2被处理晶圆W2的非加工面Wn的下方为中空，因此难以对该周缘部We进行磨削。
相对于此，在本实施方式中，通过在第2被处理晶圆W2的内部形成改性层M，从而能够以该改性层M和裂纹C为基点容易地去除周缘部We。
另外，在以往那样使用砂轮、刮板的情况下，砂轮、刮板的水平方向上的位置调整存在界限，产生几μm左右的偏差。这样一来，由砂轮、刮板磨削去除的周缘部的宽度(修整宽度)也产生偏差，特别是，层叠被处理晶圆时该偏差进行累积。因此，还具有例如上层的被处理晶圆相对于下层的被处理晶圆突出的情况。
相对于此，在本实施方式中，由于使用激光在第2被处理晶圆W2的内部形成改性层M，因此能够确保较高的精度，能够适当地层叠第2被处理晶圆W2。
此外，在如本实施方式所示层叠多个被处理晶圆W的情况下，可以将在上层的第2被处理晶圆W2去除的周缘部We设于在下层的第1被处理晶圆W1去除的周缘部We的内侧。即，如图10的(a)所示，可以将第2被处理晶圆W2的内部的改性层M形成在比第1被处理晶圆W1的端部靠径向内侧的位置。该情况下，如图10的(b)所示，最后层叠的第2被处理晶圆W2的直径小于第1被处理晶圆W1的直径。这样一来，能够可靠地防止第2被处理晶圆W2相对于第1被处理晶圆W1突出。
在以上的实施方式中，作为高效地去除周缘部We的方法，具有使被处理晶圆W的相当于要被去除的周缘部We的部分与支承晶圆S之间的界面处的接合力降低的方法。作为使该接合力降低的方法的具体例，考虑以下的方法。
例如，使激光束透射到被处理晶圆W的非加工面Wn，而在各界面发生烧蚀。具体而言，例如图11所示，处理单元90在图4所示的处理单元90的结构的基础上还具有作为界面处理部的激光头200、移动机构201以及升降机构202。
激光头200向非加工面Wn照射激光束而使其改性。激光头200将自激光束振荡器(未图示)振荡出的高频的脉冲状的激光束、且是针对被处理晶圆W具有透过性的波长的激光束会聚并照射于被处理晶圆W的内部的规定位置。由此，在被处理晶圆W的内部，激光束所会聚的部分改性。移动机构201使激光头200沿X轴方向和Y轴方向移动。移动机构201由一般的精密XY载物台构成。另外，升降机构202使激光头200沿Z轴方向移动。此外，在本实施方式中，处理单元90具有作为改性部的激光头200，加工装置50构成界面处理装置。
在由处理单元90对被处理晶圆W与支承晶圆S之间的界面进行处理时，使被处理晶圆W的内部改性、或者使器件层D的内部改性。即，本实施方式中的界面包含该被处理晶圆W的内部和该器件层D的内部。
如图12所示，在使被处理晶圆W的内部改性的情况下，在周缘部We(改性层M的外侧)，在非加工面Wn的附近形成改性面R1。作为该加工方法，如图13所示，自激光头200朝向被处理晶圆W的内部照射激光束L。激光束L透过被处理晶圆W的内部并会聚，会聚的部分被改性。然后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转并且利用移动机构201使激光头200向径向外侧移动，一边自激光头200向被处理晶圆W的内部照射激光束L。于是，形成改性面R1。此外，在形成改性面R1时，也可以利用移动机构92使卡盘91沿径向移动，或者，也可以使激光头200和卡盘91双方移动。
此外，如此在被处理晶圆W的内部形成改性面R1的情况下，在去除了周缘部We之后，被处理晶圆W的局部在支承晶圆S上残留。因此，在去除了周缘部We之后，可以对该残留的被处理晶圆W的局部进行蚀刻而将其去除。
如图14所示，在使器件层D的内部改性的情况下，在周缘部We(改性层M的外侧)，在器件层D的内部形成改性面R2。作为该加工方法，例如图15所示具有三个方法。
第一个加工方法为如下方法：如图15的(a)所示，使来自激光头200的激光束L的会聚点位于被处理晶圆W的内部且器件层D的上方。该情况下，预先将激光束L的能量减小到即使激光束L会聚也不会使被处理晶圆W改性的程度。于是，激光束L在被处理晶圆W的内部暂时会聚，进而散焦而扩散开的激光束L透过被处理晶圆W而向器件层D照射。激光束L被器件层D吸收，该器件层D发生烧蚀。然后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转并且利用移动机构201使激光头200向径向外侧移动，一边自激光头200照射激光束L。于是，在器件层D形成改性面R2。此外，在形成改性面R2时，也可以利用移动机构92使卡盘91沿径向移动，或者也可以使激光头200和卡盘91双方移动。
第二个加工方法为如下方法：如图15的(b)所示，使来自激光头200的激光束L的会聚点位于器件层D的内部。该情况下，激光束L透过被处理晶圆W向器件层D照射，该器件层D发生烧蚀。然后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转并且利用移动机构201使激光头200向径向外侧移动，一边自激光头200照射激光束L。于是，在器件层D形成改性面R2。此外，在形成改性面R2时，也可以利用移动机构92使卡盘91沿径向移动，或者也可以使激光头200和卡盘91双方移动。
第三个加工方法为如下方法：如图15的(c)所示，使来自激光头200的激光束L的会聚点位于器件层D的下方。该情况下，激光束L透过被处理晶圆W向器件层D照射，该器件层D发生烧蚀。此外，激光束L形成于器件层D，因此不会在该器件层D的下方会聚。然后，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转并且利用移动机构201使激光头200向径向外侧移动，一边自激光头200照射激光束L。于是，在器件层D形成改性面R2。此外，在形成改性面R2时，也可以利用移动机构92使卡盘91沿径向移动，或者也可以使激光头200和卡盘91双方移动。
在如上所述形成改性面R1或R2时，由于一边使卡盘91旋转一边进行形成，因此来自激光头200的激光束L向被处理晶圆W呈环状照射。此时，若被处理晶圆W偏心，则照射于被处理晶圆W的激光束L也偏心。于是，在形成改性面R1或R2之前，利用偏心检测部97拍摄层叠晶圆T，来检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。偏心检测部97的检测结果被向控制装置60输出。然后，在控制装置60中，基于偏心检测部97的检测结果，来调整卡盘91的中心轴线或者来自激光头200的激光束L的照射轴线。在调整卡盘91的中心轴线的情况下，通过利用移动机构92使卡盘91沿水平方向移动，来进行层叠晶圆T中的被处理晶圆W的中心的位置调整。在调整来自激光头200的激光束L的照射轴线的情况下，利用移动机构201使激光头94沿水平方向移动。在任一情况下，均能够防止自激光头200向被处理晶圆W照射的激光束L偏心，能够在被处理晶圆W的适当的位置形成环状的改性面R1或R2。
接着，对使用以上这样构成的基板处理系统1进行的晶圆处理进行说明。此外，在本实施方式中，对与第1实施方式相同的处理省略详细的说明。
首先，层叠晶圆T被晶圆输送装置32输送到加工装置50的处理单元90。在处理单元90中，在层叠晶圆T被交接并保持于卡盘之后，利用检测部(未图示)调节被处理晶圆W的水平方向上的朝向。
另外，在处理单元90中，利用偏心检测部97拍摄层叠晶圆T，而检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。基于该被处理晶圆W的偏心的检测结果，调整卡盘91的中心轴线、来自激光头94的激光束L的照射轴线或者来自激光头200的激光束L的照射轴线。
然后，使激光头94移动到周缘部We的上方。之后，一边使卡盘91旋转一边自激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束L，如图16的(a)所示，在被处理晶圆W的内部的规定位置形成改性层M。此时，在对卡盘91的中心轴线或者来自激光头94的激光束L的照射轴线进行了调整的情况下，能够适当地形成改性层M。
接着，在处理单元90中，使激光头94退避，并且使激光头200移动到周缘部We的上方。然后，一边使卡盘91旋转并且使激光头200向径向外侧移动，一边自激光头200照射激光束。于是，如图16的(b)所示，在被处理晶圆W的内部或者器件层D分别形成改性面R1或R2。此时，在对卡盘91的中心轴线或者来自激光头200的激光束L的照射轴线进行了调整的情况下，能够适当地形成改性面R1或R2。
此外，图16的(a)所示的改性层M的形成与图16的(b)所示的改性面R1或R2的形成的顺序可以相反。
接着，层叠晶圆T被输送单元80交接到交接位置A0的卡盘71，使卡盘71移动到第1加工位置A1。然后，在粗磨削单元130中，如图16的(c)所示，利用粗磨削磨具132磨削被处理晶圆W的加工面Wg。于是，如图16的(d)所示，周缘部We以改性层M和裂纹C为基点剥离而被去除。此时，由于在被处理晶圆W与支承晶圆S之间的界面形成有改性面R1或R2而接合力降低，因此，能够适当地去除周缘部We。
接着，使卡盘71移动到第2加工位置A2。然后，利用中磨削单元140对被处理晶圆W的加工面Wg进行中磨削。此外，在所述的粗磨削单元130中无法完全去除周缘部We的情况下，由该中磨削单元140将周缘部We完全去除。
接着，使卡盘71移动到第3加工位置A3。然后，利用精磨削单元150对被处理晶圆W的加工面进行精磨削。
之后的针对被处理晶圆W的处理与所述实施方式相同。即，进行第2清洗单元120中的对非接合面Sn的清洗、第1清洗单元110中的对加工面Wg的清洗、湿式蚀刻装置40、41中的对加工面Wg的湿式蚀刻等。如此，基板处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。
在本实施方式中，也能够得到与所述实施方式相同的效果。另外，基于偏心检测部97对被处理晶圆W的偏心检测结果，调整卡盘91的中心轴线、来自激光头94的激光束L的照射轴线或者来自激光头200的激光束L的照射轴线。因此，能够适当地形成改性层M、改性面R1或R2。而且，在处理单元90中，由于使用同一卡盘91来进行改性层M的形成和改性面R1或R2的形成，因此，在由激光头94进行的处理和由激光头200进行的处理中，被处理晶圆W不会偏心。其结果，能够使改性层M的位置和改性面R1或R2的内周位置一致，能够更适当地去除周缘部We。
在此，若例如在被处理晶圆W与支承晶圆S接合前进行周缘部We处的接合力降低处理，则有可能产生碎屑(颗粒)而附着于被处理晶圆W、支承晶圆S。在这一点，如本实施方式所示，在接合了被处理晶圆W和支承晶圆S之后，向被处理晶圆W的内部照射激光束而形成改性面R1或R2，因此能够抑制该碎屑(颗粒)。
另外，即使在接合被处理晶圆W和支承晶圆S之际在周缘部We残留空隙，通过如本实施方式所示形成改性面R1或R2，也能够去除空隙。
此外，与所述实施方式相同，偏心检测部97也可以设于加工装置50的外部的偏心检测装置(未图示)。该情况下，在利用晶圆输送装置32自偏心检测装置向加工装置50的处理单元90输送层叠晶圆T时，基于偏心检测部97的偏心检测结果，以使被处理晶圆W的中心与卡盘91的中心一致的方式输送层叠晶圆T。于是，如图16的(a)所示，能够在被处理晶圆W适当地形成改性层M，另外，如图16的(b)所示，能够在被处理晶圆W的内部或器件层适当地形成改性面R1或R2。
另外，在处理单元90中，并非一定要分别设置激光头94和激光头200，也可以设为共用的激光头。另外，处理单元90中的激光头94和激光头200也可以设于不同的装置，可以分别设于改性层形成装置和界面处理装置。
另外，如图9所示，在层叠晶圆T还层叠第2被处理晶圆W2的情况下，也能够应用本实施方式。即，偏心检测部97检测进一步层叠并接合于层叠晶圆T的第2被处理晶圆W2的偏心。该情况下，也能够基于被处理晶圆W相对于层叠晶圆T的偏心的检测结果，适当地形成改性面R1或R2。此外，此时，在第2被处理晶圆W2去除的周缘部We的位置与层叠晶圆T的位置一致的情况下，能够省略改性面R1或R2的形成。
另外，如图10所示，在将在上层的第2被处理晶圆W2去除的周缘部We设于在下层的第1被处理晶圆W1去除的周缘部We的内侧的情况下，也能够应用本实施方式。但是，该情况下，对于第2被处理晶圆W2而言，优选在要自第1被处理晶圆W1去除的周缘部We形成改性面R1或R2。
在以上的实施方式中，优选使形成于被处理晶圆W的改性面R1、R2的内周位置均与改性层M的位置一致。
在说明该理由时，作为一个例子，图17中表示被处理晶圆W相对于层叠晶圆T偏心地接合且改性层M的位置与改性面R1的内周位置错开的情况。该情况下，如图17所示，存在改性层M位于比改性面R1的内周靠径向内侧的位置的部位和改性层M位于比改性面R1的内周靠径向外侧的位置的部位。
如图18的(a)所示，在改性层M位于比改性面R1的内周靠径向内侧的位置的情况下，在如图18的(b)所示磨削加工面Wg来去除周缘部We时，被去除的周缘部的宽度D1小于应去除的周缘部We的目标宽度D2。另外，由于被去除的周缘部未经由改性层M和裂纹C剥离，因此，具有去除了该周缘部后的被处理晶圆W的外侧面变粗糙的情况。
如图19的(a)所示，在改性层M位于比改性面R1的内周靠径向外侧的位置的情况下，在如图19的(b)所示磨削被处理晶圆W的加工面Wg来去除周缘部We时，在被处理晶圆W与器件层D之间残留改性面R1。在存在该改性面R1的部分，具有被处理晶圆W与器件层D剥离的情况，而可能产生碎裂。
作为消除这样的改性层M的位置与改性面R1的内周位置之间的偏移的方法，考虑以下两个方法。第一个偏移消除方法为以下方法：检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心，基于该检测结果，调整改性层M的位置或者改性面R1的内周位置。第二个偏移消除方法为以下方法：检测改性层M的位置或者改性面R1的内周位置，基于该检测结果，调整要在后续的处理中形成的改性面R1或者改性层M的位置。
第一个偏移消除方法为使用图11所示的处理单元90并利用图16所示的方法来形成改性层M和改性面R1的方法。即，在处理单元90中，利用偏心检测部97拍摄层叠晶圆T，检测层叠晶圆T中的被处理晶圆W的偏心。然后，基于被处理晶圆W的偏心的检测结果，调整卡盘91的中心轴线、来自激光头94的激光束L的照射轴线、或者来自激光头200的激光束L的照射轴线。通过调整卡盘91的中心轴线或者激光头94的照射轴线，能够如图16的(a)所示在被处理晶圆W适当地形成改性层M。另外，通过调整卡盘91的中心轴线或者激光头200的照射轴线，能够如图16的(b)所示在被处理晶圆W适当地形成改性面R1。
如上所述，通过基于偏心检测部97对被处理晶圆W的偏心的检测结果，调整卡盘91的中心轴线、激光头94的照射轴线或者激光头200的照射轴线，能够使改性层M的位置与改性面R1的内周位置一致。
说明第二个偏移消除方法。该情况下，例如图20所示，处理单元90在图11所示的处理单元90的结构的基础上还具有位置检测部210。位置检测部210配置在卡盘91的外周部上方。位置检测部210构成为能够利用移动机构(未图示)沿X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向移动。位置检测部210使用例如应用了红外线的IR摄像机。并且，位置检测部210对保持于卡盘91的层叠晶圆T检测形成于被处理晶圆W的改性层M的位置或者改性面R1的内周位置。
第二个偏移消除方法使用该位置检测部210的检测结果来进行。在此，按照基板处理系统1中进行图16所示的晶圆处理的情况来说明。
首先，在处理单元90中，使用激光头94，如图16的(a)所示，在被处理晶圆W形成改性层M。
当在被处理晶圆W形成改性层M时，利用位置检测部210使用红外线对被处理晶圆W的内部的改性层M进行拍摄，检测该改性层M的位置。位置检测部210的检测结果被向控制装置60输出。
在控制装置60中，基于位置检测部210的检测结果、即改性层M的位置，调整卡盘91的中心轴线或激光头200的照射轴线。于是，如图16的(b)所示，能够在被处理晶圆W适当地形成改性面R1。于是，其结果，能够使改性层M的位置与改性面R1的内周位置一致。
此外，图16的(a)所示的改性层M的形成和图16的(b)所示的改性面R1的形成的顺序可以相反。该情况下，当在被处理晶圆W形成了改性面R1之后，利用位置检测部210使用红外线对改性面R1进行拍摄，检测该改性面R1的内周位置。位置检测部210的检测结果被向控制装置60输出。
在控制装置60中，基于位置检测部210的检测结果、即改性面R1的内周位置，调整卡盘91的中心轴线或激光头94的照射轴线。这样一来，能够在被处理晶圆W适当地形成改性层M。于是，其结果，能够使改性层M的位置与改性面R1的内周位置一致。
在以上的实施方式的处理单元90中，如图4所示，改性层M以其下端位于比被处理晶圆W的磨削后的目标表面靠上方的位置的方式形成于一个部位，但改性层M的形成方法并不限定于此。如图21的(a)～图21的(d)所示，改性层M也可以沿被处理晶圆W的厚度方向形成有多个。
在图21的(a)所示的例子中，改性层M1～M4沿被处理晶圆W的厚度方向形成为多层，例如四层。最下层的改性层M4的下端位于比磨削后的被处理晶圆W的目标表面(图21的(a)中的虚线)靠上方的位置。另外，因这些改性层M1～M4而扩展的裂纹C到达被处理晶圆W的加工面Wg和非加工面Wn。
在图21的(b)所示的例子中，改性层M1～M2沿被处理晶圆W的厚度方向形成为多层，例如两层。下层的改性层M2的下端位于比磨削后的被处理晶圆W的目标表面(图21的(b)中的虚线)靠上方的位置。另外，因这些改性层M1～M2而扩展的裂纹C到达被处理晶圆W的非加工面Wn，但未到达加工面Wg。该情况下，例如在粗磨削单元130中，在使粗磨削磨具132下降而对加工面Wg进行磨削时，加工面Wg包含被处理晶圆W的周缘部We在内被磨削，直到粗磨削磨具132的磨削面到达裂纹C为止。然后，在粗磨削磨具132的磨削面到达裂纹C时，在比该裂纹C靠下方的位置，周缘部We剥离而被去除。如此，通过将自改性层M1～M2延伸的裂纹C的上端高度控制在规定位置，能够控制被去除的周缘部We的碎片的大小(高度)。
在图21的(c)所示的例子中，改性层M1～M4沿被处理晶圆W的厚度方向形成为多层，例如四层。最下层的改性层M4的下端位于比磨削后的被处理晶圆W的目标表面(图21的(c)中的虚线)靠下方的位置。另外，因这些改性层M1～M4而扩展的裂纹C到达被处理晶圆W的加工面Wg和非加工面Wn。该情况下，由于在磨削后的被处理晶圆W中在周缘部We与中央部Wc之间的边界形成有改性层M4，因此能够使该周缘部We更可靠地剥离而去除。此外，在如此将改性层M4形成在比目标表面靠下方的位置的情况下，通过使激光束的会聚模糊来进行控制，以使得难以产生自改性层M4延伸的裂纹C。这样一来，能够抑制裂纹C产生到与被处理晶圆W接合的支承晶圆S。裂纹C的位置在整周方向上变化，但由于能够如此控制改性层M4的下端，因此能够高精度地进行去除。
在图21的(d)所示的例子中，改性层M1～M4沿被处理晶圆W的厚度方向形成为多层，例如四层。最下层的改性层M4的下端位于器件层D的内部。另外，因这些改性层M1～M4而扩展的裂纹C到达被处理晶圆W的加工面Wg。该情况下，也由于在磨削后的被处理晶圆W中在周缘部We与中央部Wc之间的边界形成有改性层M4，因此能够使该周缘部We更可靠地剥离而去除。
此外，在如所述的图14所示在器件层D形成改性面R2的情况下，周缘部We的器件层D中的烧蚀的影响可能波及其内侧的中央部Wc的器件层D。该情况下，优选在如图21的(d)所示在器件层D形成了改性层M4之后形成改性面R2。改性层M4起到阻止烧蚀的影响的作用，能够可靠地防止该烧蚀的影响波及中央部Wc。
如图21所示沿被处理晶圆W的厚度方向形成多个改性层M的方法是任意的，例如图22所示，可列举三个加工方法。图22是将被处理晶圆W中形成改性层M的部分(周缘部We与中央部Wc之间的边界)展开成平面的图。即，图22的横向表示周缘部We与中央部Wc之间的边界的周向，纵向表示被处理晶圆W的厚度方向。另外，在图22中，虚线表示改性层M1～M4，表示沿被处理晶圆W的厚度方向形成有多个改性层M1～M4的形态。
在图22的(a)所示的加工方法中，在处理单元90中，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转，一边自沿铅垂方向固定的激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束，而形成环状的改性层M4。接着，停止卡盘91的旋转，停止来自激光头94的激光束的照射之后，利用升降机构96使激光头94上升到规定位置，即形成改性层M3的位置。之后，一边使卡盘91旋转一边照射激光头94激光束，而形成环状的改性层M3。改性层M2、M1也同样形成，而在被处理晶圆W形成改性层M1～M4。
此外，在形成改性层M1～M4时，也可以在继续卡盘91的旋转的状态下，开闭控制来自激光头94的激光束的照射。例如，一边使卡盘91旋转，一边自激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束，而形成改性层M4。之后，在继续卡盘91的旋转的状态下，暂时停止来自激光头94的激光束的照射。接着，使激光头94上升，再次自激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束，而形成改性层M3。此时，通过预先存储形成改性层M4时的激光束的照射开始位置和照射结束位置，能够使接下来形成改性层M3时的激光束的照射开始位置和照射结束位置对准。而且，如上所述不使卡盘91的旋转停止，因而能够缩短在卡盘91的旋转加速和减速过程中激光束的照射等待时间，而缩短整体的处理时间。而且，通过将卡盘91的旋转速度维持为等速，能够均匀地进行激光处理，还能够使改性层M的水平方向上的间距相等。
在图22的(b)所示的加工方法中，一边利用移动机构92使卡盘91旋转，一边自沿铅垂方向固定的激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束，而形成环状的改性层M4。在该改性层M4的形成结束之前，在继续卡盘91的旋转和来自激光头94的激光束的照射的状态下，利用升降机构96使激光头94上升到规定位置，即形成改性层M3的位置。之后，在固定了激光头94的铅垂方向位置的状态下，一边使卡盘91旋转一边自激光头94照射激光束，而形成环状的改性层M3。改性层M2、M1也同样地形成，而在被处理晶圆W形成改性层M1～M4。该情况下，由于能够连续地形成改性层M1～M4，因此，相比于图22的(a)所示的加工方法，能够缩短加工处理所需要的时间。
在图22的(c)所示的加工方法中，一边利用旋转机构93使卡盘91旋转并且利用升降机构96使激光头94上升，一边自该激光头94向被处理晶圆W的内部照射激光束。于是，连续地形成环状的改性层M1～M4。即，在本加工方法中，以螺旋状连续形成改性层M1～M4。在该情况下也能够连续形成改性层M1～M4，因此相比于图22的(a)所示的加工方法，能够缩短加工处理所需要的时间。而且，改性层M1～M4在侧视时不是以陡坡形成，相比于图22的(b)所示的加工方法，能够沿铅垂方向(被处理晶圆W的厚度方向)均匀地形成改性层M1～M4。
在以上的实施方式中，在处理单元90中，在被处理晶圆W的内部形成了环状的改性层M，但也可以如图23所示，还形成自环状的改性层M向径向外侧延伸的多个径向改性层M’。该情况下，在例如由处理单元90去除周缘部We时，该周缘部We以环状的改性层M为基点剥离，并且被径向改性层M’分割成多个。这样一来，被去除的周缘部We减小，能够更容易地进行去除。
另外，作为使磨削加工面Wg时去除的周缘部We(边缘片)碎片化的方法，如图23所示，可以沿与改性层M呈同心圆的方向以任意的间隔形成多个环状的分割改性层M”。该情况下，能够进一步减小被去除的周缘部We。另外，通过控制分割改性层M”的径向上的间隔，能够控制被去除的周缘部We的碎片的大小。
而且，在如此形成多个环状的分割改性层M”的情况下，也可以如图24所示，在俯视时分割改性层M”形成为螺旋状。该情况下，在处理单元90中，一边使卡盘91或激光头94沿水平方向移动，并且使卡盘91旋转，一边自激光头94向被处理晶圆W照射激光束。这样一来，能够连续形成螺旋状的分割改性层M”。其结果，能够缩短加工处理所需要的时间。
另外，如图25所示，分割改性层M”也可以在俯视时呈螺旋状且蜿蜒地形成。该情况下，在处理单元90中，一边使卡盘91或激光头94沿水平方向移动并且使卡盘91旋转，一边自激光头94向被处理晶圆W照射激光束。此时，通过控制卡盘91或激光头94的移动的相位、周期、振幅，能够形成这样的蜿蜒的波形形状的分割改性层M”。另外，将该分割改性层M”形成两圈以上。而且，通过控制分割改性层M”的蜿蜒相位的偏移、圈数，能够控制被去除的周缘部We的碎片的大小。此外，在本实施方式中，不需要图23和图24所示的径向改性层M’。
另外，如图26的(a)所示，也可以以自分割改性层M”扩展的裂纹C延伸到被处理晶圆W的内部的规定位置的方式形成分割改性层M”。即，裂纹C到达被处理晶圆W的非加工面Wn，但未到达加工面Wg。该情况下，例如在粗磨削单元130中使粗磨削磨具132下降而对加工面Wg进行磨削时，如图26的(b)所示，加工面Wg包含被处理晶圆W的周缘部We在内被磨削，直到粗磨削磨具132的磨削面到达裂纹C为止。然后，在粗磨削磨具132的磨削面到达裂纹C时，在比该裂纹C靠下方的位置，周缘部We剥离而被去除。通过如此将裂纹C的上端高度控制在规定位置，能够控制被去除的周缘部We的碎片的大小(高度)。此外，在图26的例子中，分割改性层M”形成为两层，但通过将来自激光头94的会聚点调整为两个，也能够一边使卡盘91旋转，一边同时形成两层分割改性层M”。
此外，本公开的基板处理系统1的结构并不限定于本实施方式。例如，用于形成改性层M的激光头94和用于形成改性面R1或R2的激光头200分别设于进行层叠晶圆T的对准的处理单元90，但装置结构并不限定于此。在加工装置50中，形成改性层M的改性层形成单元和形成改性面R1或R2的界面处理单元也可以分别与处理单元90分开设置。改性层形成单元具有激光头94、移动机构95以及升降机构96。界面处理单元具有激光头200、移动机构201以及升降机构202。另外，改性层形成单元和界面处理单元只要在输送单元80能够输送层叠晶圆T的范围内即可，能够配置于任意的位置。例如，改性层形成单元和界面处理单元可以与处理单元90层叠设置。或者，也可以设于与处理单元90在水平方向上相邻的位置，例如隔着移动机构83与处理单元90相反的一侧的位置。此外，还可以是改性层形成单元和界面处理单元中的任一者配置于加工装置50的内部。或者，还可以是改性层形成单元和界面处理单元双方配置于加工装置50的外部。
另外，在本实施方式的基板处理系统1还可以设有对被处理晶圆W的加工面Wg进行磨削的CMP装置(CMP：Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光)。该情况下，还可以设有对磨削后的加工面Wg进行清洗的清洗装置。CMP装置例如可以在处理站3中设于晶圆输送区域30的Y轴负方向侧。另外，清洗装置例如可以在晶圆输送区域30的X轴正方向侧与湿式蚀刻装置40、41层叠地设置。
另外，在本实施方式的基板处理系统1中，被处理晶圆W与支承晶圆S之间的接合由基板处理系统1的外部的接合装置来进行，但该接合装置也可以设于基板处理系统1的内部。该情况下，相对于基板处理系统1的送入送出站2送入送出能够分别收纳多个被处理晶圆W、多个支承晶圆S、多个层叠晶圆T的盒Cw、Cs、Ct。而且，在盒载置台10，这些盒Cw、Cs、Ct沿X轴方向载置自如地成为一列。
接合装置利用范德华力和氢键(分子间力)将被处理晶圆W的非加工面Wn与支承晶圆S的接合面Sj接合。在该接合时，非加工面Wn和接合面Sj优选分别被进行了改性、亲水化。具体而言，在对非加工面Wn和接合面Sj进行改性时，例如在减压气氛下，作为处理气体的氧气或者氮气被激发而等离子体化、离子化。将该氧离子或者氮离子照射到非加工面Wn和接合面Sj，从而非加工面Wn和接合面Sj被进行等离子体处理而活性化。另外，向这样改性了的非加工面Wn和接合面Sj供给纯水，使非加工面Wn和接合面Sj亲水化。此外，接合装置的结构任意，能够使用公知的接合装置。
在以上的实施方式中，在粗磨削单元130(或粗磨削单元130和中磨削单元140)中去除了被处理晶圆W的周缘部We，但周缘去除装置的结构并不限定于此。例如，也可以在被处理晶圆W形成了改性层M之后，使力作用于比该改性层M靠外侧的位置，从而去除周缘部We。如此作用力的方法是任意的，例如使磨具砂轮(未图示)、刮板(未图示)与周缘部We抵接，对该周缘部We赋予冲击。在该冲击的作用下，周缘部We以改性层M和裂纹C为基点剥离而被去除。
在以上的实施方式中，对将被处理晶圆W和支承晶圆S直接接合的情况进行了说明，但该被处理晶圆W和该支承晶圆S也可以借助粘接剂接合。
应该认为，此次公开的实施方式在全部方面均为例示，并不是限制性的。所述实施方式可以在不偏离权利要求书及其主旨的前提下以各种各样的形态省略、置换、变更。
附图标记说明
1、基板处理系统；50、加工装置；90、处理单元；130、粗磨削单元；S、支承晶圆；T、层叠晶圆；W、被处理晶圆。

Claims (21)

1.一种基板处理系统，其对基板进行处理，其中，
该基板处理系统具有：
偏心检测装置，其检测接合第1基板和第2基板而成的层叠基板中的所述第1基板的偏心；
改性层形成装置，其沿着所述第1基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第1基板的内部形成改性层；以及
周缘去除装置，其将所述周缘部以所述改性层为基点去除。
2.根据权利要求1所述的基板处理系统，其中，
该基板处理系统具有控制装置，该控制装置控制所述偏心检测装置、所述改性层形成装置以及所述周缘去除装置，
所述改性层形成装置包括保持所述层叠基板的保持部和针对保持于所述保持部的所述层叠基板在所述第1基板的内部形成所述改性层的改性部，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果，针对由所述改性部进行的处理，调整保持于所述保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
3.根据权利要求2所述的基板处理系统，其中，
所述改性部向所述第1基板的内部照射激光束而形成所述改性层，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果，调整所述保持部的中心轴线或者来自所述改性部的激光束的照射轴线。
4.根据权利要求2所述的基板处理系统，其中，
该基板处理系统具有输送装置，该输送装置相对于所述偏心检测装置、所述改性层形成装置以及所述周缘去除装置输送所述层叠基板，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果控制所述输送装置，以使所述第1基板的中心与所述保持部的中心一致的方式向所述保持部输送所述层叠基板。
5.根据权利要求2所述的基板处理系统，其中，
所述周缘去除装置包括对所述第1基板的非接合面进行磨削的磨削单元和进行所述层叠基板的位置调整的处理单元，
所述改性层形成装置的所述保持部和所述改性部设于所述处理单元，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果来控制所述处理单元。
6.根据权利要求1所述的基板处理系统，其中，
该基板处理系统具有：
界面处理装置，其包括保持所述层叠基板的其他保持部和针对保持于所述其他保持部的所述层叠基板使所述第1基板的所述周缘部的与所述第2基板之间的界面改性的界面处理部；以及
控制装置，其控制所述偏心检测装置、所述改性层形成装置、所述周缘去除装置以及所述界面处理装置，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果，针对由所述界面处理部进行的处理，调整保持于所述其他保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
7.根据权利要求6所述的基板处理系统，其中，
所述界面处理部通过向所述界面照射激光束而使该界面改性，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果，调整所述其他保持部的中心轴线或者来自所述界面处理部的激光束的照射轴线。
8.根据权利要求6所述的基板处理系统，其中，
该基板处理系统具有输送装置，该输送装置相对于所述偏心检测装置、所述改性层形成装置、所述周缘去除装置以及所述界面处理装置输送所述层叠基板，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果控制所述输送装置，以使所述第1基板的中心与所述其他保持部的中心一致的方式向所述其他保持部输送所述层叠基板。
9.根据权利要求6所述的基板处理系统，其中，
所述周缘去除装置包括对所述第1基板的非接合面进行磨削的磨削单元和进行所述层叠基板的位置调整的处理单元，
所述改性层形成装置的所述其他保持部和所述界面处理部设于所述处理单元，
所述控制装置基于所述偏心检测装置的检测结果来控制所述处理单元。
10.根据权利要求1所述的基板处理系统，其中，
该基板处理系统具有接合装置，该接合装置接合所述第1基板和所述第2基板。
11.根据权利要求1所述的基板处理系统，其中，
所述偏心检测装置针对所述层叠基板检测层叠于所述第1基板的第3基板的偏心，
所述改性层形成装置沿着所述第3基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第3基板的内部形成改性层，
所述周缘去除装置将所述第3基板的所述周缘部以该第3基板的所述改性层为基点去除。
12.一种基板处理方法，其对基板进行处理，其中，
该基板处理方法具有：
偏心检测工序，检测接合第1基板和第2基板而成的层叠基板中的所述第1基板的偏心；
改性层形成工序，在所述偏心检测工序之后，沿着所述第1基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第1基板的内部形成改性层；以及
周缘去除工序，在所述改性层形成工序之后，将所述周缘部以所述改性层为基点去除。
13.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，
在所述改性层形成工序中，针对保持于保持部的所述层叠基板，利用改性部在所述第1基板的内部形成所述改性层，
在进行所述改性层形成工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，针对由所述改性部进行的处理，调整保持于所述保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
在所述改性层形成工序中，利用所述改性部向所述第1基板的内部照射激光束从而形成所述改性层，
在进行所述改性层形成工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，调整所述保持部的中心轴线或者来自所述改性部的激光束的照射轴线。
15.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
在进行所述改性层形成工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，以使所述第1基板的中心与所述保持部的中心一致的方式向所述保持部输送所述层叠基板。
16.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，
在所述周缘去除工序中，在处理单元中进行了所述层叠基板的位置调整之后，在磨削单元中对所述第1基板的非接合面进行磨削而去除所述周缘部，
所述保持部和所述改性部设于所述处理单元，
在所述处理单元中，基于所述偏心检测工序的检测结果，针对由所述改性部进行的处理，调整保持于所述保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
17.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，
该基板处理方法具有界面处理工序，在该界面处理工序中，针对保持于其他保持部的所述层叠基板，利用界面处理部使所述第1基板的所述周缘部的与所述第2基板之间的界面改性，
在进行所述界面处理工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，针对由所述界面处理部进行的处理，调整保持于所述其他保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
18.根据权利要求17所述的基板处理方法，其中，
在所述界面处理工序中，利用所述界面处理部向所述界面照射激光束而使该界面改性，
在进行所述界面处理工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，调整所述其他保持部的中心轴线或者来自所述界面处理部的激光束的照射轴线。
19.根据权利要求17所述的基板处理方法，其中，
在进行所述界面处理工序之前，基于所述偏心检测工序的检测结果，以使所述第1基板的中心与所述其他保持部的中心一致的方式向所述其他保持部输送所述层叠基板。
20.根据权利要求17所述的基板处理方法，其中，
在所述周缘去除工序中，在处理单元中进行了所述层叠基板的位置调整之后，在磨削单元中对所述第1基板的非接合面进行磨削而去除所述周缘部，
所述其他保持部和所述界面处理部设于所述处理单元，
在所述处理单元中，基于所述偏心检测工序的检测结果，针对由所述界面处理部进行的处理，调整保持于所述其他保持部的所述层叠基板中的所述第1基板的中心。
21.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，
该基板处理方法还具有：
接合工序，在所述周缘去除工序之后，在所述第1基板层叠并接合第3基板；
其他偏心检测工序，在所述接合工序之后，针对所述层叠基板，检测层叠于所述第1基板的第3基板的偏心；
其他改性层形成工序，在所述其他偏心检测工序之后，沿着所述第3基板中的去除对象的周缘部与中央部之间的边界在该第3基板的内部形成改性层；以及
其他周缘去除工序，在所述其他改性层形成工序之后，将所述第3基板的所述周缘部以该第3基板的所述改性层为基点去除。
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