以下、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる接合システム1の構成の概略を示す平面図である。図2は、接合システム1の内部構成の概略を示す側面図である。
接合システム1では、図3に示すように例えば接着剤Gを介して、被処理基板(一の基板)としての被処理ウェハWと支持基板Sとを接合する。以下、被処理ウェハWにおいて、接着剤Gを介して支持基板Sと接合される面を表面としての「接合面WJ」といい、当該接合面WJと反対側の面を裏面としての「非接合面WN」という。同様に、支持基板Sにおいて、接着剤Gを介して被処理ウェハWと接合される面を表面としての「接合面SJ」といい、接合面SJと反対側の面を裏面としての「非接合面SN」という。そして、接合システム1では、被処理ウェハWと支持基板Sを接合して、重合基板としての重合ウェハTを形成する。なお、被処理ウェハWは、製品となるウェハであって、例えば接合面WJに複数の電子回路を備えたデバイスが形成されており、非接合面WNが研磨処理される。また、支持基板Sは、被処理ウェハWの径と同じ径を有し、当該被処理ウェハWを支持するガラス基板である。なお、本実施の形態では、支持基板としてガラス基板を用いた場合について説明するが、例えばウェハ等の他の基板を用いてもよい。
また、接合システム1に搬送される被処理ウェハWの接合面WJには、図4に示すように予め接着剤Gと当該接着剤Gを保護する被剥離体としての保護シートFが設けられている。接合システム1では、保護シートFを被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離して、被処理ウェハWと支持基板Sとを接合する。本実施の形態では、接着剤Gは、表面と裏面の両面に接着剤が付着した接着テープである。そして、保護シートFは、接着テープにおいて被処理ウェハWの接着面と反対側の面に設けられたものである。なお、接合システム1に搬送される被処理ウェハWの接合面WJに予め接着剤Gを塗布し、さらに当該接着剤Gを被覆するように保護する保護シートFを設けてもよい。
接合システム1は、図1に示すように例えば外部との間で複数の被処理ウェハW、複数の支持基板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が搬入出される搬入出ステーション2と、被処理ウェハW、支持基板S、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た処理ステーション3と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には、カセット載置台10が設けられている。カセット載置台10には、複数、例えば4つのカセット載置板11が設けられている。カセット載置板11は、X方向(図1中の上下方向)に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板11には、接合システム1の外部に対してカセットCW、CS、CTを搬入出する際に、カセットCW、CS、CTを載置することができる。このように搬入出ステーション2は、複数の被処理ウェハW、複数の支持基板S、複数の重合ウェハTを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板11の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。また、カセットの1つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。すなわち、種々の要因で被処理ウェハWと支持基板Sとの接合に不具合が生じたウェハを、他の正常な重合ウェハTと分離することができるカセットである。本実施の形態においては、複数のカセットCTのうち、1つのカセットCTを不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットCTを正常な重合ウェハTの収容用として用いている。
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部20が設けられている。ウェハ搬送部20には、X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、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、各カセット載置板11上のカセットCW、CS、CTと、後述する処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50、51との間で被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを搬送できる。
処理ステーション3には、各種処理装置を備えた複数例えば3つの処理ブロックG1、G2、G3が設けられている。例えば処理ステーション3の正面側(図1中のX方向負方向側)には、第1の処理ブロックG1が設けられ、処理ステーション3の背面側(図1中のX方向正方向側)には、第2の処理ブロックG2が設けられている。また、処理ステーション3の搬入出ステーション2側(図1中のY方向負方向側)には、第3の処理ブロックG3が設けられている。
例えば第1の処理ブロックG1には、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持基板Sとを押圧して接合する接合装置30〜33が、搬入出ステーション2側からこの順でY方向に並べて配置されている。
例えば第2の処理ブロックG2には、図2に示すように被処理ウェハW及び接着剤Gから保護シートFを剥離するシート剥離装置40と、保護シートFが剥離された被処理ウェハWを所定の温度に加熱する熱処理装置41〜43と、同様の熱処理装置44〜46とが、搬入出ステーション2側に向かう方向(図1中のY方向負方向)にこの順で並べて配置されている。熱処理装置41〜43と熱処理装置44〜46は、それぞれ下からこの順で3段に設けられている。なお、熱処理装置41〜46の装置数や鉛直方向及び水平方向の配置は任意に設定することができる。
例えば第3の処理ブロックG3には、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTのトランジション装置50、51が下からこの順で2段に設けられている。
図1に示すように第1の処理ブロックG1〜第3の処理ブロックG3に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域60が形成されている。ウェハ搬送領域60には、例えばウェハ搬送装置61が配置されている。なお、ウェハ搬送領域60内の圧力は大気圧以上であり、当該ウェハ搬送領域60において、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTのいわゆる大気系の搬送が行われる。
ウェハ搬送装置61は、例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置61は、ウェハ搬送領域60内を移動し、周囲の第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内の所定の装置に被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを搬送できる。
次に、上述した接合装置30〜33の構成について説明する。接合装置30は、図5に示すように内部を密閉可能な処理容器100を有している。処理容器100のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの搬入出口101が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
処理容器100の内部は、内壁102によって、前処理領域D1と接合領域D2に区画されている。上述した搬入出口101は、前処理領域D1における処理容器100の側面に形成されている。また、内壁102にも、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの搬入出口103が形成されている。
前処理領域D1には、接合装置30の外部との間で被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを受け渡すための受渡部110が設けられている。受渡部110は、搬入出口101に隣接して配置されている。また受渡部110は、後述するように鉛直方向に複数、例えば2段配置され、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTのいずれか2つを同時に受け渡すことができる。例えば一の受渡部110で接合前の被処理ウェハW又は支持基板Sを受け渡し、他の受渡部110で接合後の重合ウェハTを受け渡してもよい。あるいは、一の受渡部110で接合前の被処理ウェハWを受け渡し、他の受渡部110で接合前の支持基板Sを受け渡してもよい。
前処理領域D1のY方向負方向側、すなわち搬入出口103側において、受渡部110の鉛直上方には、例えば支持基板Sの表裏面を反転させる反転部111が設けられている。なお、反転部111は、後述するように支持基板Sの水平方向の向きを調節することもでき、また被処理ウェハWの水平方向の向きを調節することもできる。
接合領域D2のY方向正方向側には、受渡部110、反転部111及び後述する接合部113に対して、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを搬送する搬送部112が設けられている。搬送部112は、搬入出口103に取り付けられている。
接合領域D2のY方向負方向側には、接着剤Gを介して被処理ウェハWと支持基板Sとを押圧して接合する接合部113が設けられている。
次に、上述した受渡部110の構成について説明する。受渡部110は、図6に示すように受渡アーム120とウェハ支持ピン121とを有している。受渡アーム120は、接合装置30の外部、すなわちウェハ搬送装置61とウェハ支持ピン121との間で被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを受け渡すことができる。ウェハ支持ピン121は、複数、例えば3箇所に設けられ、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを支持することができる。
受渡アーム120は、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを保持するアーム部130と、例えばモータなどを備えたアーム駆動部131とを有している。アーム部130は、略円板形状を有している。アーム駆動部131は、アーム部130をX方向(図6中の上下方向)に移動させることができる。またアーム駆動部131は、Y方向(図6中の左右方向)に延伸するレール132に取り付けられ、当該レール132上を移動可能に構成されている。かかる構成により、受渡アーム120は、水平方向(X方向及びY方向)に移動可能となっており、ウェハ搬送装置61及びウェハ支持ピン121との間で、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを円滑に受け渡すことができる。
アーム部130上には、図7及び図8に示すように被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを支持するウェハ支持ピン140が複数、例えば4箇所に設けられている。またアーム部130上には、ウェハ支持ピン140に支持された被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの位置決めを行うガイド141が設けられている。ガイド141は、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの側面をガイドするように複数、例えば4箇所に設けられている。
アーム部130の外周には、図6及び図7に示すように切り欠き142が例えば4箇所に形成されている。この切り欠き142により、ウェハ搬送装置61の搬送アームから受渡アーム120に被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを受け渡す際に、当該ウェハ搬送装置61の搬送アームがアーム部130と干渉するのを防止できる。
アーム部130には、X方向に沿った2本のスリット143が形成されている。スリット143は、アーム部130のウェハ支持ピン121側の端面からアーム部130の中央部付近まで形成されている。このスリット143により、アーム部130がウェハ支持ピン121と干渉するのを防止できる。
次に、上述した反転部111の構成について説明する。反転部111は、図9〜図11に示すように支持基板S、被処理ウェハWを保持する保持アーム150を有している。保持アーム150は、水平方向(図9及び図10中のX方向)に延伸している。また保持アーム150には、支持基板S、被処理ウェハWを保持する保持部材151が例えば4箇所に設けられている。保持部材151は、図12に示すように保持アーム150に対して水平方向に移動可能に構成されている。また保持部材151の側面には、支持基板S、被処理ウェハWの外周部を保持するための切り欠き152が形成されている。そして、これら保持部材151は、支持基板S、被処理ウェハWを挟み込んで保持することができる。
保持アーム150は、図9〜図11に示すように例えばモータなどを備えた第1の駆動部153に支持されている。この第1の駆動部153によって、保持アーム150は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向(図9及び図10中のX方向、図9及び図11のY方向)に移動できる。なお、第1の駆動部153は、保持アーム150を鉛直軸周りに回動させて、当該保持アーム150を水平方向に移動させてもよい。第1の駆動部153の下方には、例えばモータなどを備えた第2の駆動部154が設けられている。この第2の駆動部154によって、第1の駆動部153は鉛直方向に延伸する支持柱155に沿って鉛直方向に移動できる。このように第1の駆動部153と第2の駆動部154によって、保持部材151に保持された支持基板S、被処理ウェハWは、水平軸周りに回動できると共に鉛直方向及び水平方向に移動できる。
支持柱155には、保持部材151に保持された支持基板S、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節する位置調節機構160が支持板161を介して支持されている。位置調節機構160は、保持アーム150に隣接して設けられている。
位置調節機構160は、基台162と、支持基板S、被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出する検出部163とを有している。そして、位置調節機構160では、保持部材151に保持された支持基板S、被処理ウェハWを水平方向に移動させながら、検出部163で支持基板S、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支持基板S、被処理ウェハWの水平方向の向きを調節している。
なお、図13に示すように、以上のように構成された受渡部110は鉛直方向に2段に配置され、またこれら受渡部110の鉛直上方に反転部111が配置される。すなわち、受渡部110の受渡アーム120は、反転部111の保持アーム150と位置調節機構160の下方において水平方向に移動する。また、受渡部110のウェハ支持ピン121は、反転部111の保持アーム150の下方に配置されている。
次に、上述した搬送部112の構成について説明する。搬送部112は、図14に示すように複数、例えば2本の搬送アーム170、171を有している。第1の搬送アーム170と第2の搬送アーム171は、鉛直方向に下からこの順で2段に配置されている。なお、第1の搬送アーム170と第2の搬送アーム171は、後述するように異なる形状を有している。
搬送アーム170、171の基端部には、例えばモータなどを備えたアーム駆動部172が設けられている。このアーム駆動部172によって、各搬送アーム170、171は独立して水平方向に移動できる。これら搬送アーム170、171とアーム駆動部172は、基台173に支持されている。
搬送部112は、図5及び図15に示すように処理容器100の内壁102に形成された搬入出口103に設けられている。そして、搬送部112は、例えばモータなどを備えた駆動部(図示せず)によって搬入出口103に沿って鉛直方向に移動できる。
第1の搬送アーム170は、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの裏面(被処理ウェハW、支持基板Sにおいては非接合面WN、SN)を保持して搬送する。第1の搬送アーム170は、図16に示すように先端が2本の先端部180a、180aに分岐したアーム部180と、このアーム部180と一体に形成され、且つアーム部180を支持する支持部181とを有している。
アーム部180上には、図16及び図17に示すように樹脂製のOリング182が複数、例えば4箇所に設けられている。このOリング182が被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの裏面と接触し、当該Oリング182と被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの裏面との間の摩擦力によって、Oリング182は被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの裏面を保持する。そして、第1の搬送アーム170は、Oリング182上に被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを水平に保持することができる。
またアーム部180上には、Oリング182に保持された被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの外側に設けられたガイド部材183、184が設けられている。第1のガイド部材183は、アーム部180の先端部180aの先端に設けられている。第2のガイド部材184は、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTの外周に沿った円弧状に形成され、支持部181側に設けられている。これらガイド部材183、184によって、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTが第1の搬送アーム170から飛び出したり、滑落するのを防止することができる。なお、被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTがOリング182に適切な位置で保持されている場合、当該被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTはガイド部材183、184と接触しない。
第2の搬送アーム171は、例えば支持基板Sの表面、すなわち接合面SJの外周部を保持して搬送する。すなわち、第2の搬送アーム171は、反転部111で表裏面が反転された支持基板Sの接合面SJの外周部を保持して搬送する。第2の搬送アーム171は、図18に示すように先端が2本の先端部190a、190aに分岐したアーム部190と、このアーム部190と一体に形成され、且つアーム部190を支持する支持部191とを有している。
アーム部190上には、図18及び図19に示すように第2の保持部材192が複数、例えば4箇所に設けられている。第2の保持部材192は、支持基板Sの接合面SJの外周部を載置する載置部193と、当該載置部193から上方に延伸し、内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているテーパ部194とを有している。載置部193は、支持基板Sの周縁から例えば1mm以内の外周部を保持する。また、テーパ部194の内側面が下側から上側に向かってテーパ状に拡大しているため、例えば第2の保持部材192に受け渡される支持基板Sが水平方向に所定の位置からずれていても、支持基板Sはテーパ部194に円滑にガイドされて位置決めされ、載置部193に保持される。そして、第2の搬送アーム171は、第2の保持部材192上に支持基板Sを水平に保持することができる。
なお、図20に示すように、後述する接合部113の第2の保持部201には切り欠き201aが例えば4箇所に形成されている。この切り欠き201aにより、第2の搬送アーム171から第2の保持部201に支持基板Sを受け渡す際に、第2の搬送アーム171の第2の保持部材192が第2の保持部201に干渉するのを防止することができる。
次に、上述した接合部113の構成について説明する。接合部113は、図21に示すように被処理ウェハWを上面で載置して保持する第1の保持部200と、支持基板Sを下面で吸着保持する第2の保持部201とを有している。第1の保持部200は、第2の保持部201の下方に設けられ、第2の保持部201と対向するように配置されている。すなわち、第1の保持部200に保持された被処理ウェハWと第2の保持部201に保持された支持基板Sは対向して配置されている。
第1の保持部200の内部には、被処理ウェハWを吸着保持するための吸引管210が設けられている。吸引管210は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。なお、第1の保持部200には、後述する加圧機構260により荷重がかけられても変形しない強度を有する材料、例えば炭化ケイ素セラミックや窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。
また、第1の保持部200の内部には、被処理ウェハWを加熱する加熱機構211が設けられている。加熱機構211には、例えばヒータが用いられる。
第1の保持部200の下方には、第1の保持部200及び被処理ウェハWを鉛直方向及び水平方向に移動させる移動機構220が設けられている。移動機構220は、第1の保持部200を例えば±1μmの精度で3次元移動させることができる。移動機構220は、第1の保持部200を鉛直方向に移動させる鉛直移動部221と、第1の保持部200を水平方向に移動させる水平移動部222とを有している。鉛直移動部221と水平移動部222は、例えばボールネジと当該ボールネジを回動させるモータとをそれぞれ有している。
水平移動部222上には、鉛直方向に伸縮自在の支持部材223が設けられている。支持部材223は、第1の保持部200の外側に例えば3箇所に設けられている。そして、支持部材223は、図22に示すように第2の保持部201の外周下面から下方に突出して設けられた突出部230を支持することができる。
以上の移動機構220では、第1の保持部200上の被処理ウェハWの水平方向の位置合わせを行うことができると共に、図22に示すように第1の保持部200を上昇させて、被処理ウェハWと支持基板Sを接合するための接合空間Rを形成することができる。この接合空間Rは、第1の保持部200、第2の保持部201及び突出部230に囲まれた空間である。また、接合空間Rを形成する際、支持部材223の高さを調整することにより、接合空間Rにおける被処理ウェハWと支持基板S間の鉛直方向の距離を調整することができる。
なお、第1の保持部200の下方には、被処理ウェハW又は重合ウェハTを下方から支持し昇降させるための昇降ピン(図示せず)が設けられている。昇降ピンは第1の保持部200に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、第1の保持部200の上面から突出可能になっている。
第2の保持部201には、後述する加圧機構260により荷重がかけられても変形しない強度を有する材料、例えば炭化ケイ素セラミックや窒化アルミセラミックなどのセラミックが用いられる。
第2の保持部201の外周下面には、図21に示すように当該外周下面から下方に突出する上述の突出部230が形成されている。突出部230は、第2の保持部201の外周に沿って形成されている。なお、突出部230は、第2の保持部201と一体に形成されていてもよい。
突出部230の下面には、接合空間Rの気密性を保持するためのシール材231が設けられている。シール材231は、突出部230の下面に形成された溝に環状に設けられ、例えばOリングが用いられる。また、シール材231は弾性を有している。なお、シール材231は、シール機能を有する部品であればよく、本実施の形態に限定されるものではない。
第2の保持部201の内部には、支持基板Sを吸着保持するための吸引管240が設けられている。吸引管240は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
また、第2の保持部201の内部には、接合空間Rの雰囲気を吸気するための吸気管241が設けられている。吸気管241の一端は、第2の保持部201の下面における支持基板Sが保持されない場所において開口している。また、吸気管241の他端は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
さらに、第2の保持部201の内部には、支持基板Sを加熱する加熱機構242を有している。加熱機構242には、例えばヒータが用いられる。
第2の保持部201の上面には、当該第2の保持部201を支持する支持部材250と第2の保持部201を鉛直下方に押圧する加圧機構260が設けられている。加圧機構260は、被処理ウェハWと支持基板Sを覆うように設けられた圧力容器261と、圧力容器261の内部に流体、例えば圧縮空気を供給する流体供給管262と、を有している。また、支持部材250は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、圧力容器261の外側に例えば3箇所に設けられている。
圧力容器261は、例えば鉛直方向に伸縮自在の例えばステンレス製のベローズにより構成されている。圧力容器261は、その下面が第2の保持部201の上面に当接すると共に、上面が第2の保持部201の上方に設けられた支持板263の下面に当接している。流体供給管262は、その一端が圧力容器261に接続され、他端が流体供給源(図示せず)に接続されている。そして、圧力容器261に流体供給管262から流体を供給することで、圧力容器261が伸長する。この際、圧力容器261の上面と支持板263の下面とが当接しているので、圧力容器261は下方向にのみ伸長し、圧力容器261の下面に設けられた第2の保持部201を下方に押圧することができる。またこの際、圧力容器261の内部は流体により加圧されているので、圧力容器261は第2の保持部201を面内均一に押圧することができる。第2の保持部201を押圧する際の荷重の調節は、圧力容器261に供給する圧縮空気の圧力を調整することで行われる。なお、支持板263は、加圧機構260により第2の保持部201にかかる荷重の反力を受けても変形しない強度を有する部材により構成されているのが好ましい。なお、本実施の形態の支持板263を省略し、圧力容器261の上面を処理容器100の天井面に当接させてもよい。
なお、接合装置31〜33の構成は、上述した接合装置30の構成と同様であるので説明を省略する。
次に、上述したシート剥離装置40の構成について説明する。シート剥離装置40は、図23に示すように処理容器270を有している。処理容器270のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
処理容器270の内部は、内壁271によって、剥離領域E1と廃棄領域E2に区画されている。内壁271には、後述するシート保持部310を通過させるための通過口272が形成され、当該通過口272には開閉シャッタ273が設けられている。この開閉シャッタ273で通過口272を閉じることで、剥離領域E1の内部と廃棄領域E2の内部をそれぞれ隔離できる。
処理容器270の天井面には、ファンフィルターユニット280(FFU:Fan Filter Unit)が設けられている。このファンフィルターユニット280によって、剥離領域E1の内部と廃棄領域E2の内部にそれぞれ下降気流(ダウンフロー)が形成される。
剥離領域E1と廃棄領域E2において処理容器270の底面には、剥離領域E1の内部と廃棄領域E2の内部の雰囲気を排気する排気口281がそれぞれ形成されている。各排気口281には、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置282に連通する排気管283が接続されている。
そして、開閉シャッタ273を開けると、剥離領域E1から廃棄領域E2に向かう気流が生じる。すなわち、剥離領域E1と廃棄領域E2において、上述したファンフィルターユニット280からの下降気流と排気口281からの排気口281からの排気のバランスをそれぞれ調整することにより、剥離領域E1内の雰囲気の圧力は廃棄領域E2内の雰囲気の圧力に対して陽圧となっている。このため、剥離領域E1内に廃棄領域E2からパーティクル等が流入することなく、被処理ウェハWや接着剤Gにパーティクルが付着することもない。
剥離領域E1には、被処理ウェハWを上面で載置して保持する基板保持部としてのウェハ保持部290が設けられている。ウェハ保持部290の内部には、被処理ウェハWを吸着保持するための吸引管(図示せず)が設けられ、吸引管は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
ウェハ保持部290の下方には、当該ウェハ保持部290を鉛直方向に昇降させる移動機構300が設けられている。移動機構300は、ウェハ保持部290の下面を吸着支持する支持板301と、支持板301を昇降させる昇降機構302と、支持板301の下面を支持する支持部材303とを有している。支持板301の内部には、被処理ウェハWを吸着保持するための吸引管(図示せず)が設けられ、吸引管は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。昇降機構302は、例えばボールネジ(図示せず)と当該ボールネジを回動させるモータ(図示せず)とを有している。また、支持部材303は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、支持板301の下面に対して例えば3箇所に設けられている。なお、ウェハ保持部290と支持板301は、一体に形成されていてもよい。
昇降機構302と支持部材303は、水平方向(図23のY方向)に延伸し、処理容器270の側壁と内壁271に固定された固定部材304に支持されている。また固定部材304には、支持板301を鉛直方向に垂直に移動させるためのガイド305が設けられている。かかる移動機構300によって、ウェハ保持部290は鉛直方向に昇降し、水平方向には移動しないようになっている。
支持板301の下方には、被処理ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン306が例えば3本設けられている。昇降ピン306は、昇降駆動部307により上下動できる。ウェハ保持部290及び支持板301の中央部付近には、当該ウェハ保持部290及び支持板301を厚み方向に貫通する貫通孔308が例えば3箇所に形成されている。そして、昇降ピン306は貫通孔308を挿通し、ウェハ保持部290の上面から突出可能になっている。
ウェハ保持部290の上方には、保護シートFの外周部を保持するシート保持部310が設けられている。ウェハ保持部290とシート保持部310は、鉛直方向に対向して配置されている。またシート保持部310は、移動機構(図示せず)によって水平方向に移動でき、通過口272を介して剥離領域E1と廃棄領域E2との間を移動可能に構成されている。
シート保持部310は、図24〜図26に示すように保護シートFの外周部を保持する保持部材311を有している。保持部材311は、保護シートFの外周部の複数箇所、例えば2箇所を保持するように設けられている。また各保持箇所には、例えば3本の保持部材311が設けられている。なお、これら3本の保持部材で保持される保護シートFの外周部の箇所を保持箇所312という場合がある。
保持部材311は、保護シートFの外周部の吸引と、保護シートFの外周部に対する気体(以下、「パージガス」という)の吹き付けとを切り替え可能に構成されている。そして保持部材311は、保護シートFの外周部を吸引して保持できると共に、保護シートFにパージガスを吹き付けて離脱させることができる。保持部材311の先端部には、保護シートFの外周部の吸引とパージガスの吹き付けとを行うため、下面が開口したパッド313が設けられている。
保持部材311には、配管314が接続されている。配管314は、バルブ315を介して2本の配管314a、314bに枝分かれしている。配管314aは、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置316に連通している。配管314aには、バキューム圧を調整する調整機器群317が設けられている。また配管314bは、内部にパージガス、例えば窒素ガスや大気を貯留するガス供給源318に連通している。配管314bには、パージガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群319が設けられている。なお負圧発生装置316は、複数の保持部材311を一のラインで接続して真空引きを行ってもよいが、複数の保持部材311を個別に真空引きを行ってもよい。また真空引きの方式としては、エジェクタ方式が好ましい。
保持部材311は、当該保持部材311を水平方向に移動させる水平移動部材320に支持されている。水平移動部材320は、保護シートFの外周部の保持箇所312における3本の保持部材311を支持している。すなわち、水平移動部材320は2つ設けられている。また、各保持部材311は、例えば水平移動部材320に支持された支持点Cを中心に回動自在に構成されている。
水平移動部材320は、例えばモータなどの駆動部(図示せず)を有し、2つの水平移動部材320、320に共通のレール321上を移動可能に構成されている。水平移動部材320は、平面視において矩形状を有している。また2つの水平移動部材320、320の間には、2つの保持部材311、311を接続する例えばバネなどの弾性部材322が設けられている。弾性部材322は、例えばレール321の延伸方向と同じ方向に伸縮するように設けられている。
水平移動部材320の下方には、当該水平移動部材320、レール321及び弾性部材322を上面で支持する支持板323が設けられている。支持板323は、平面視において矩形状を有している。
支持板323の下面側には、保護シートFを下面で吸着保持するチャック324が設けられている。チャック324は、平面視において円形状を有している。チャック324において、保護シートFの外周部の保持箇所312の対応する位置には、保持部材311を挿通させるための開口部324aが形成されている。なおチャック324の内部には、保護シートFを吸着保持するための吸引管(図示せず)が設けられ、吸引管は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。
支持板323の側面には、チャック324を昇降させる昇降機構325が設けられている。昇降機構325は、支持板323に固定されて設けられている。昇降機構325は、チャック324を支持し、且つ上下動可能な昇降部材326と、当該昇降部材326を昇降させるモータ(図示せず)とを有している。
廃棄領域E2には、図23に示すように保護シートFを複数積層させて保持する、例えば平板状の廃棄部材330が設けられている。なお、廃棄部材330は後述するように保護シートFと共に廃棄されるため、その材料等は特に限定されない。
廃棄部材330には、当該廃棄部材330を鉛直方向に昇降させる移動機構340が設けられている。移動機構340は、廃棄部材330の下面を吸着支持する支持板341と、支持板341を昇降させる昇降機構342とを有している。支持板341の内部には、廃棄部材330を吸着保持するための吸引管(図示せず)が設けられ、吸引管は、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置(図示せず)に接続されている。昇降機構342は、支持板341を支持する一対の支持柱と、支持板341を支持柱に沿って昇降させる、例えばモータなどの昇降駆動部(図示せず)とを有している。
次に、上述した熱処理装置41〜46の構成について説明する。熱処理装置41は、図27に示すように内部を閉鎖可能な処理容器350を有している。処理容器350のウェハ搬送領域60側の側面には、被処理ウェハWの搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
処理容器350の天井面には、当該処理容器350の内部に例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給するガス供給口351が形成されている。ガス供給口351には、ガス供給源352に連通するガス供給管353が接続されている。ガス供給管353には、不活性ガスの流れを制御するバルブや流量調節部等を含む供給機器群354が設けられている。
処理容器350の底面には、当該処理容器350の内部の雰囲気を吸引する吸気口355が形成されている。吸気口355には、例えば真空ポンプなどの負圧発生装置356に連通する吸気管357が接続されている。
処理容器350の内部には、被処理ウェハWを加熱処理する加熱部360と、被処理ウェハWを温度調節する温度調節部361が設けられている。加熱部360と温度調節部361はY方向に並べて配置されている。
加熱部360は、熱板370を収容して熱板370の外周部を保持する環状の保持部材371と、その保持部材371の外周を囲む略筒状のサポートリング372を備えている。熱板370は、厚みのある略円盤形状を有し、被処理ウェハWを載置して加熱することができる。また、熱板370には、例えばヒータ373が内蔵されている。熱板370の加熱温度は例えば制御部410により制御され、熱板370上に載置された被処理ウェハWが所定の温度に加熱される。
熱板370の下方には、被処理ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン380が例えば3本設けられている。昇降ピン380は、昇降駆動部381により上下動できる。熱板370の中央部付近には、当該熱板370を厚み方向に貫通する貫通孔382が例えば3箇所に形成されている。そして、昇降ピン380は貫通孔382を挿通し、熱板370の上面から突出可能になっている。
温度調節部361は、温度調節板390を有している。温度調節板390は、図28に示すように略方形の平板形状を有し、熱板370側の端面が円弧状に湾曲している。温度調節板390には、Y方向に沿った2本のスリット391が形成されている。スリット391は、温度調節板390の熱板370側の端面から温度調節板390の中央部付近まで形成されている。このスリット391により、温度調節板390が、加熱部360の昇降ピン380及び後述する温度調節部361の昇降ピン400と干渉するのを防止できる。また、温度調節板390には、例えばペルチェ素子などの温度調節部材(図示せず)が内蔵されている。温度調節板390の冷却温度は例えば制御部410により制御され、温度調節板390上に載置された被処理ウェハWが所定の温度に冷却される。
温度調節板390は、図27に示すように支持アーム392に支持されている。支持アーム392には、駆動部393が取り付けられている。駆動部393は、Y方向に延伸するレール394に取り付けられている。レール394は、温度調節部361から加熱部360まで延伸している。この駆動部393により、温度調節板390は、レール394に沿って加熱部360と温度調節部361との間を移動可能になっている。
温度調節板390の下方には、被処理ウェハWを下方から支持し昇降させるための昇降ピン400が例えば3本設けられている。昇降ピン400は、昇降駆動部401により上下動できる。そして、昇降ピン400はスリット391を挿通し、温度調節板390の上面から突出可能になっている。
なお、熱処理装置42〜46の構成は、上述した熱処理装置41の構成と同様であるので説明を省略する。
また、熱処理装置41〜46では、重合ウェハTの温度調節もすることができる。さらに、重合ウェハTの温度調節をするために、温度調節装置(図示せず)を設けてもよい。温度調節装置は、上述した熱処理装置41と同様の構成を有し、熱板370に代えて、温度調節板が用いられる。温度調節板の内部には、例えばペルチェ素子などの冷却部材が設けられており、温度調節板を設定温度に調節できる。
以上の接合システム1には、図1に示すように制御部410が設けられている。制御部410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、接合システム1における被処理ウェハW、支持基板S、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、接合システム1における後述の接合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、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどの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、その記憶媒体Hから制御部410にインストールされたものであってもよい。
次に、以上のように構成された接合システム1を用いて行われる被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理方法について説明する。図29は、かかる接合処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
先ず、複数枚の被処理ウェハWを収容したカセットCW、複数枚の支持基板Sを収容したカセットCS、及び空のカセットCTが、搬入出ステーション2の所定のカセット載置板11に載置される。このとき、被処理ウェハW上には接着剤Gと保護シートFが予め設けられている。その後、ウェハ搬送装置22によりカセットCW内の被処理ウェハWが取り出され、処理ステーション3の第3の処理ブロックG3のトランジション装置50に搬送される。このとき、被処理ウェハWは、その非接合面WNが下方を向いた状態で搬送される。
次に被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によってシート剥離装置40に搬送される。シート剥離装置40に搬入された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61からウェハ保持部290に受け渡され吸着保持される。このとき、被処理ウェハWの非接合面WNが吸着保持される。また開閉シャッタ273は閉じられ、剥離領域E1の内部は密閉されている。
その後、ウェハ保持部290に対向するシート保持部310の水平方向の位置を調整する。続いて、図30に示すようにウェハ保持部290を上昇させる。ウェハ保持部290は、図31に示すように被処理ウェハW上の保護シートFが保持部材311のパッド313に当接するまで上昇する。そして、負圧発生装置316を作動させて、保持部材311によって保護シートFの外周部を吸着保持する。このように保持部材311は保護シートFの外周部を保持するので、被処理ウェハWの接合面WJに形成されたデバイスが損傷を被ることがない。また保護シートFの中心部が保持されないので、被処理ウェハW上の接着剤Gの膜厚が不均一にならず、後続の被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理を適切に行うことができる。
その後、図32及び図33に示すように、ウェハ保持部290を下降させると共に、水平移動部材320を内側、すなわち2つの水平移動部材320、320が近接する方向に移動させて、保持部材311を水平方向に移動させる。このとき、水平移動部材320の移動に伴い、弾性部材322の弾性力によって、パッド313が外側に移動するように保持部材311が回動する。そうすると、保持部材311で保持された保護シートFの外周部を基点として、当該保護シートFが被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離される。すなわち、保護シートFは外周部から中心部に向かって剥離される。そして、図34に示すように保護シートFが被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離される(図29の工程A1)。
その後、図35に示すように水平移動部材320を外側、すなわち2つの水平移動部材320、320が離間する方向に移動させ、保持部材311を水平方向に移動させる。また、水平移動部材320の移動に伴い、弾性部材322の弾性力によって、パッド313が内側に移動するように保持部材311が回動する。そして、保持部材311によって保護シートFは水平に保持される。
その後、図36に示すようにチャック324を下降させ、当該チャック324と保護シートFを当接させる。そして、チャック324で保護シートFの中心部を吸着保持する。すなわち、保護シートFは保持部材311とチャック324で保持される。なお、このように保護シートFを保持部材311とチャック324の両方で保持するのは、後述するようにシート保持部310を剥離領域E1から廃棄領域E2に移動させる際に、保護シートFが落下するのを防止するためである。
その後、開閉シャッタ273を開いて、シート保持部310を剥離領域E1から廃棄領域E2に移動させる。シート保持部310の移動が完了すると、開閉シャッタ273を閉じて、廃棄領域E2の内部を密閉する。
その後、図37に示すように廃棄部材330を上昇させる。廃棄部材330は、図38に示すように当該廃棄部材330に保護シートFが当接するまで上昇する。続いてバルブ315を操作して、保持部材311における保護シートFの外周部の吸引と、保護シートFの外周部に対するパージガスの吹き付けとを切り替える。具体的には、負圧発生装置316を停止させると共に、ガス供給源318からのパージガスの供給を行う。また、この保持部材311からのパージガスの供給と共に、チャック324における保護シートFの吸着保持も停止する。こうして保護シートFは、シート保持部310から廃棄部材330に受け渡される。そして、保護シートFの表面に残存する接着剤Gと、保護シートFと廃棄部材330間で発生する静電力とによって、保護シートFが廃棄部材330上に保持される。その後、図39に示すように廃棄部材330を下降させ、保護シートFは廃棄される(図29の工程A2)。
なお、廃棄部材330上にはダミーシートが設けられていてもよい。そうすると、最初に廃棄される保護シートFはこのダミーシート上に適切に保持される。
以上の工程A1と工程A2を繰り返し行い、図40に示すように廃棄部材330上に複数の保護シートが積層される。また、被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離された保護シートFは、シート保持部310において複数、例えば2箇所の保持箇所312で保持されているので、工程A2において当該保護シートFをシート保持部310から廃棄部材330に受け渡す際にも、保護シートFは廃棄部材330の所定の位置に適切に保持される。そのため、廃棄部材330上には、複数の保護シートFが水平方向にずれることなく適切に積層される。そして、所定枚数の保護シートFを積層した廃棄部材330は、シート剥離装置40から搬出されて廃棄される。
なお廃棄部材330には、保護シートFの水平方向の位置を調整するためのガイド(図示せず)が設けられていてもよい。また廃棄部材330には、積層された保護シートFが適切に積み重なるように、当該積層された保護シートFに圧力をかける押さえ板(図示せず)が設けられていてもよい。いずれの場合でも、保護シートFがより適切に積層される。
次に、保護シートFが剥離された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって熱処理装置41に搬送される。このとき熱処理装置41の内部は、不活性ガスの雰囲気に維持されている。熱処理装置41に被処理ウェハWが搬入されると、重合ウェハTはウェハ搬送装置61から予め上昇して待機していた昇降ピン400に受け渡される。続いて昇降ピン400を下降させ、被処理ウェハWを温度調節板390に載置する。
その後、駆動部393により温度調節板390をレール394に沿って熱板370の上方まで移動させ、被処理ウェハWは予め上昇して待機していた昇降ピン380に受け渡される。その後、昇降ピン380が下降して、被処理ウェハWが熱板370上に載置される。そして、熱板370上の被処理ウェハWは、所定の温度、例えば100℃〜300℃に加熱される(図29の工程A3)。かかる熱板370による加熱を行うことで被処理ウェハW上の接着剤Gが加熱され、当該接着剤Gが硬化する。
その後、昇降ピン380が上昇すると共に、温度調節板390が熱板370の上方に移動する。続いて被処理ウェハWが昇降ピン380から温度調節板390に受け渡され、温度調節板390がウェハ搬送領域60側に移動する。この温度調節板390の移動中に、被処理ウェハWは所定の温度に温度調節される。
熱処理装置41で熱処理された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。接合装置30に搬送された被処理ウェハWは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム120に受け渡された後、さらに受渡アーム120からウェハ支持ピン121に受け渡される。その後、被処理ウェハWは、搬送部112の第1の搬送アーム170によってウェハ支持ピン121から反転部111に搬送される。
反転部111に搬送された被処理ウェハWは、保持部材151に保持され、位置調節機構160に移動される。そして、位置調節機構160において、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調節して、当該被処理ウェハWの水平方向の向きが調節される(図29の工程A4)。
その後、被処理ウェハWは、搬送部112の第1の搬送アーム170によって反転部111から接合部113に搬送される。接合部113に搬送された被処理ウェハWは、第1の保持部200に載置される(図29の工程A5)。第1の保持部200上では、被処理ウェハWの接合面WJが上方を向いた状態、すなわち接着剤Gが上方を向いた状態で被処理ウェハWが載置される。
被処理ウェハWに上述した工程A1〜A5の処理が行われている間、当該被処理ウェハWに続いて支持基板Sの処理が行われる。支持基板Sは、ウェハ搬送装置61によって接合装置30に搬送される。なお、支持基板Sが接合装置30に搬送される工程については、上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。
接合装置30に搬送された支持基板Sは、ウェハ搬送装置61から受渡部110の受渡アーム120に受け渡された後、さらに受渡アーム120からウェハ支持ピン121に受け渡される。その後、支持基板Sは、搬送部112の第1の搬送アーム170によってウェハ支持ピン121から反転部111に搬送される。
反転部111に搬送された支持基板Sは、保持部材151に保持され、位置調節機構160に移動される。そして、位置調節機構160において、支持基板Sのノッチ部の位置を調節して、当該支持基板Sの水平方向の向きが調節される(図29の工程A6)。水平方向の向きが調節された支持基板Sは、位置調節機構160から水平方向に移動され、且つ鉛直方向上方に移動された後、その表裏面が反転される(図29の工程A7)。すなわち、支持基板Sの接合面SJが下方に向けられる。
その後、支持基板Sは、鉛直方向下方に移動された後、搬送部112の第2の搬送アーム171によって反転部111から接合部113に搬送される。このとき、第2の搬送アーム171は、支持基板Sの接合面SJの外周部のみを保持しているので、例えば第2の搬送アーム171に付着したパーティクル等によって接合面SJが汚れることはない。接合部113に搬送された支持基板Sは、第2の保持部201に吸着保持される(図29の工程A8)。第2の保持部201では、支持基板Sの接合面SJが下方を向いた状態で支持基板Sが保持される。
接合装置30において、被処理ウェハWと支持基板Sがそれぞれ第1の保持部200と第2の保持部201に保持されると、被処理ウェハWが支持基板Sに対向するように、移動機構220により第1の保持部200の水平方向の位置が調整される(図29の工程A9)。
次に、移動機構220によって第1の保持部200を上昇させると共に、支持部材223を伸長させて第2の保持部201が支持部材223に支持される。この際、支持部材223の高さを調整することにより、被処理ウェハWと支持基板Sとの鉛直方向の距離が所定の距離になるように調整される(図29の工程A10)。このようにして、第1の保持部200と第2の保持部201との間に密閉された接合空間Rが形成される。
その後、吸気管241から接合空間Rの雰囲気を所定の真空度まで吸気する。続いて、支持部材223の高さを調整し、被処理ウェハWの接合面WJ全面と支持基板Sの接合面SJ全面を当接させる。そうすると、被処理ウェハWと支持基板Sは接着剤Gにより接着される(図29の工程A11)。このとき、接合空間Rが所定の真空度に維持されているので、被処理ウェハWと支持基板Sの間にボイドが発生するのを抑制できる。またこのとき、シール材231が弾性変形し、第1の保持部200と第2の保持部201が密着する。そして、加熱機構211、242により被処理ウェハWと支持基板Sを所定の温度、例えば200℃で加熱しながら、加圧機構260により第2の保持部201を所定の圧力で下方に押圧する。そうすると、被処理ウェハWと支持基板Sがより強固に接着され、接合される(図29の工程A12)。
被処理ウェハWと支持基板Sが接合された重合ウェハTは、搬送部112の第1の搬送アーム170によって接合部113から受渡部110に搬送される。受渡部110に搬送された重合ウェハTは、ウェハ支持ピン121を介して受渡アーム120に受け渡され、さらに受渡アーム120からウェハ搬送装置61に受け渡される。
次に重合ウェハTは、ウェハ搬送装置61によって熱処理装置42に搬送される。そして、熱処理装置42において、重合ウェハTは所定の温度、例えば常温(23℃)に温度調節される。その後、重合ウェハTは、ウェハ搬送装置61によってトランジション装置51に搬送され、その後搬入出ステーション2のウェハ搬送装置22によって所定のカセット載置板11のカセットCTに搬送される。こうして、一連の被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、工程A1において、移動機構300の昇降機構302によってウェハ保持部290を下降させ、シート保持部310で保持された保護シートFの外周部を基点として、当該保護シートFを被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離することができる。しかも、シート保持部310は保護シートFの外周部を保持するので、被処理ウェハW上に形成されたデバイスが損傷を被るのを抑制することができる。このように保護シートFの剥離処理を円滑に行うことができるので、被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理全体のスループットを向上させることができる。
また、工程A1においてウェハ保持部290を下降させる際、水平移動部材320と保持部材311を水平方向に移動させると共に、保持部材311を回動させるので、保持部材311に保持された保護シートFに対して、保護シートFを被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離する力が作用する。したがって、保護シートFの剥離処理をより円滑に行うことができる。
また、シート保持部310は保護シートFの外周部の複数、例えば2箇所の保持箇所312を保持するので、工程A1において、保護シートFを被処理ウェハW及び接着剤Gから剥離する際の基点を複数にすることができる。このため、保護シートFの剥離処理をより円滑に行うことができる。
また、シート剥離装置40は剥離領域E1と廃棄領域E2に区画され、剥離領域E1において被処理ウェハW及び接着剤Gから保護シートFを剥離した後、シート保持部310を廃棄領域E2に移動させ、当該廃棄領域E2で保護シートFが廃棄される。このように一のシート剥離装置40で工程A1と工程A2を共に行うことができるので、保護シートFの剥離処理をより円滑に行うことができる。
また、剥離領域E1内の雰囲気の圧力は廃棄領域E2内の雰囲気の圧力に対して陽圧となっているので、開閉シャッタ273を開いた際、剥離領域E1から廃棄領域E2に向かう気流が生じる。このため、剥離領域E1内に廃棄領域E2からパーティクル等が流入することなく、被処理ウェハWや接着剤Gにパーティクルが付着することもない。したがって、その後の被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理を適切に行うことができる。
また、接合システム1は、接合装置30〜33、シート剥離装置40、熱処理装置41〜46を有しているので、被処理ウェハWに対する処理と支持基板Sに対する処理を並行して行うことができる。したがって、被処理ウェハWと支持基板Sの接合を効率よく行うことができ、接合処理のスループットをより向上させることができる。
以上の実施の形態のシート剥離装置40において、シート保持部310は保護シートFの外周部を吸着して保持していたが、保護シートFの保持方法はこれに限定されず、種々の方法を取り得る。
例えば図41に示すように、シート保持部310は保持部材311に代えて、保持部材500を有していてもよい。保持部材500は、鉛直方向に延伸する鉛直部材501と、当該鉛直部材501の下端から水平方向に延伸する水平部材502とを有している。水平部材502の先端は、保護シートFの外周部下面を保持するように突起している。そして、保持部材500(水平部材502)は保護シートFの外周部を機械的に保持する。
また例えば図42に示すように、シート保持部310は保持部材311に代えて、保持部材510を有していてもよい。保持部材510は、鉛直方向に延伸する鉛直部材511と、鉛直部材501の下端に設けられた吸着シート512とを有している。吸着シート512は、例えば粘着剤によって保護シートFの外周部を吸着してもよい。また吸着シート512は、例えば熱を付与されて保護シートFの外周部を吸着してもよい。さらに吸着シート512は、例えば超音波を付与されて保護シートFの外周部を吸着してもよい。そして、保持部材510は吸着シート512によって保護シートFの外周部を保持する。
いずれの場合においても、シート保持部310で保護シートFを適切に保持できる。したがって、工程A1とA2における保護シートFの剥離処理を適切に行うことができる。
なお、以上の実施の形態のシート保持部310において、保持部材311はパッド313によって面状で保護シートFの外周部を吸着保持していたが、スリット状に保護シートFの外周部を吸着して保持してもよいし、点状に保護シートFの外周部を吸着して保持してもよい。但し、点状に保護シートFの外周部を吸着保持する場合、当該保護シートFを吸引する圧力を大きくできるので、より適切に保護シートFの外周部を保持することができる。
以上の実施の形態のシート剥離装置40では、シート保持部310は2箇所の保持箇所312で保護シートFの外周部を保持していたが、3箇所以上の保持箇所312で保持してもよい。また、保護シートFに対する保持部材311の保持力が十分大きければ、シート保持部310は1箇所の保持箇所312で保護シートFの外周部を保持してもよい。なお、保持箇所312の数に応じて、水平移動部材320の数も変更される。
また、水平移動部材320、320間に設けられた弾性部材322には例えばバネが用いられていたが、水平移動部材320、320の距離を調整できるものであれば、これに限定されない。
以上の実施の形態のシート剥離装置40では、移動機構300はウェハ保持部290を昇降させていたが、シート保持部310を昇降させてもよいし、ウェハ保持部290とシート保持部310の両方を昇降させてもよい。またウェハ保持部290(又はシート保持部310)の移動方向は、鉛直方向に限定されず、任意の方向に設定してもよい。
同様に移動機構340は廃棄部材330を昇降させていたが、シート保持部310を昇降させてもよいし、廃棄部材330とシート保持部310の両方を昇降させてもよい。また廃棄部材330(又はシート保持部310)の移動方向も、鉛直方向に限定されず、任意の方向に設定してもよい。
以上の実施の形態では、接合装置31において、被処理ウェハWを下側に配置し、且つ支持基板Sを上側に配置した状態で、これら被処理ウェハWと支持基板Sを接合していたが、被処理ウェハWと支持基板Sの上下配置を反対にしてもよい。かかる場合、支持基板Sの接合面SJに予め接着剤Gと保護シートFが設けられ、当該支持基板Sに対して上述した工程A1〜A5が行われる。また、上述した工程A6〜A8が被処理ウェハWに対して行われる。そして、上述した工程A9〜A12を行い、支持基板Sと被処理ウェハWを接合する。
以上の実施の形態では、工程A3において被処理ウェハWを所定の温度100℃〜300℃に加熱していたが、被処理ウェハWの熱処理を2段階で行ってもよい。例えば熱処理装置41において、第1の熱処理温度、例えば100℃〜150℃に加熱した後、熱処理装置44において第2の熱処理温度、例えば150℃〜300℃に加熱する。かかる場合、熱処理装置41と熱処理装置44における加熱機構自体の温度を一定にできる。したがって、当該加熱機構の温度調節をする必要がなく、被処理ウェハWと支持基板Sの接合処理のスループットをさらに向上させることができる。
以上の実施の形態では被処理ウェハWと支持基板Sを接合する場合について説明したが、本発明は、重合ウェハTを被処理ウェハWと支持基板Sに剥離する際にも適用できる。図43は、本実施の形態にかかる剥離システム600の構成の概略を示す平面図である。
剥離システム600では、図3に示したように接着剤Gで接合された重合ウェハTを被処理ウェハWと支持基板Sを剥離する。但し、被処理ウェハWは、例えば非接合面WNが研磨処理され、薄化(例えば厚みが35μm〜100μm)されている。また、被剥離体としての接着剤Gには熱により硬化する接着剤が用いられ、接着剤Gは被処理ウェハWの接合面WJ上でシート状に固化している。
剥離システム600は、図43に示すように例えば外部との間で複数の被処理ウェハW、複数の支持基板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が搬入出される搬入出ステーション601と、被処理ウェハW、支持基板S、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た処理ステーション602と、処理ステーション602に隣接する後処理ステーション603との間で被処理ウェハWの受け渡しを行うインターフェイスステーション604と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601と処理ステーション602は、X方向(図43中の上下方向)に並べて配置されている。これら搬入出ステーション601と処理ステーション602との間には、ウェハ搬送領域605が形成されている。インターフェイスステーション604は、処理ステーション602のY方向負方向側(図43中の左方向側)に配置されている。インターフェイスステーション604のX方向正方向側(図43中の上方向側)には、後処理ステーション603に受け渡す前の被処理ウェハWを検査する検査装置606が配置されている。また、インターフェイスステーション604を挟んで検査装置606の反対側、すなわちインターフェイスステーション604のX方向負方向側(図43中の下方向側)には、検査後の被処理ウェハWの接合面WJ及び非接合面WNの洗浄と、被処理ウェハWの表裏面の反転を行う検査後洗浄ステーション607が配置されている。
搬入出ステーション601には、カセット載置台610が設けられている。カセット載置台610には、複数、例えば4つのカセット載置板611が設けられている。カセット載置板611は、Y方向(図43中の左右方向)に一列に並べて配置されている。これらのカセット載置板611には、剥離システム600の外部に対してカセットCW、CS、CTを搬入出する際に、カセットCW、CS、CTを載置することができる。このように搬入出ステーション601は、複数の被処理ウェハW、複数の支持基板S、複数の重合ウェハTを保有可能に構成されている。なお、カセット載置板611の個数は、本実施の形態に限定されず、任意に決定することができる。例えばカセットの1つを不具合ウェハの回収用として用いてもよい。本実施の形態においては、複数のカセットCTのうち、1つのカセットCTを不具合ウェハの回収用として用い、他方のカセットCTを正常な重合ウェハTの収容用として用いている。なお、搬入出ステーション601に搬入された複数の重合ウェハTには予め検査が行われており、正常な被処理ウェハWを含む重合ウェハTと、欠陥のある被処理ウェハWを含む重合ウェハTとに判別されている。
ウェハ搬送領域605には、第1の搬送装置620が配置されている。第1の搬送装置620は、例えば鉛直方向、水平方向(Y方向、X方向)及び鉛直軸周りに移動自在な搬送アームを有している。第1の搬送装置620は、ウェハ搬送領域605内を移動し、搬入出ステーション601と処理ステーション602との間で被処理ウェハW、支持基板S、重合ウェハTを搬送できる。
処理ステーション602は、重合ウェハTを被処理ウェハWと支持基板Sに剥離する基板剥離装置としてのウェハ剥離装置630を有している。ウェハ剥離装置630のY方向負方向側(図43中の左方向側)には、剥離後の被処理ウェハWからシート状に固化した接着剤Gを剥離するシート剥離装置40が配置されている。このシート剥離装置40は、上記実施の形態の接合システム1におけるシート剥離装置40と同様の構成を有している。ウェハ剥離装置630とシート剥離装置40との間には、第2の搬送装置631が設けられている。このように処理ステーション602には、シート剥離装置40、第2の搬送装置631、ウェハ剥離装置630が、インターフェイスステーション604側からこの順で並べて配置されている。
ウェハ剥離装置630は、重合ウェハTを剥離するものであれば任意の構成をとり得る。例えばウェハ剥離装置630は、被処理ウェハWを下面で吸着保持する第1の保持部(図示せず)と、支持基板Sを上面で載置して保持する第2の保持部(図示せず)と、これら第1の保持部又は第2の保持部を相対的に水平方向に移動させる移動機構を有していてもよい。かかる場合、移動機構によって少なくとも第1の保持部又は第2の保持部を相対的に水平方向に移動させて、被処理ウェハWと支持基板Sを剥離する。なお、第1の保持部又は第2の保持部を水平方向及び鉛直方向に相対的に移動させて、被処理ウェハWと支持基板Sを剥離してもよい。
或いは、ウェハ剥離装置630は、被処理ウェハWを下面で吸着保持する第1の保持部(図示せず)と、支持基板Sを上面で載置して保持する第2の保持部(図示せず)と、重合ウェハTの側方から被処理ウェハWと支持基板Sの接合面に挿入されて切り込みを入れる、先端が尖った切込機構(図示せず)と、重合ウェハTの側方から被処理ウェハWと支持基板Sの接合面に流体を供給する流体供給機構(図示せず)とを有していてもよい。かかる場合、重合ウェハTの側方から被処理ウェハWと支持基板Sの接合面に対して切込機構を挿入して切り込みを入れ、さらに被処理ウェハWと支持基板Sの接合面の切り込みに対して、流体供給機構から流体を供給して、被処理ウェハWと支持基板Sを剥離する。
第2の搬送装置631は、例えば被処理ウェハWを保持するベルヌーイチャック(図示せず)を有している。このベルヌーイチャックは、水平軸回り及び鉛直軸回りに回動自在であり、且つ水平方向及び鉛直方向に移動自在に構成されている。
検査装置606では、ウェハ剥離装置630により剥離された被処理ウェハW上の接着剤Gの残渣の有無が検査される。また、検査後洗浄ステーション607では、検査装置606で接着剤Gの残渣が確認された被処理ウェハWの洗浄が行われる。この検査後洗浄ステーション607は、被処理ウェハWの接合面WJを洗浄する接合面洗浄装置640、被処理ウェハWの非接合面WNを洗浄する非接合面洗浄装置641、被処理ウェハWの表裏面を上下反転させる反転装置642を有している。これら接合面洗浄装置640、反転装置642、非接合面洗浄装置641は、後処理ステーション603側からY方向に並べて配置されている。
なお、これら検査装置606、接合面洗浄装置640、反転装置642、非接合面洗浄装置641は、任意の構成をとり得る。例えば接合面洗浄装置640と非接合面洗浄装置641では、ポーラスチャック(図示せず)に保持された被処理ウェハWを回転させながら、当該被処理ウェハWの中心部に洗浄液、例えば接着剤Gの溶剤である有機溶剤を供給する。供給された洗浄液は遠心力により被処理ウェハW上を拡散し、被処理ウェハWが洗浄される。
インターフェイスステーション604には、Y方向に延伸する搬送路650上を移動自在な第3の搬送装置651が設けられている。第3の搬送装置651は、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、処理ステーション602、後処理ステーション603、検査装置606及び検査後洗浄ステーション607との間で被処理ウェハWを搬送できる。なお、第3の搬送装置651は、上述した第2の搬送装置631と同様の構成を有している。
なお、後処理ステーション603では、処理ステーション602で剥離された被処理ウェハWに所定の後処理を行う。所定の後処理として、例えば被処理ウェハWをマウントする処理や、被処理ウェハW上のデバイスの電気的特性の検査を行う処理、被処理ウェハWをチップ毎にダイシングする処理などが行われる。
以上の剥離システム600にも、上記実施の形態の接合システム1における制御部410と同様の構成の制御部410が設けられている。但し、この制御部410には、剥離システム600における被処理ウェハW、支持基板S、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。
次に、以上のように構成された剥離システム600を用いて行われる被処理ウェハWと支持基板Sの剥離処理方法について説明する。図44は、かかる剥離処理の主な工程の例を示すフローチャートである。
先ず、複数枚の重合ウェハTを収容したカセットCT、空のカセットCW、及び空のカセットCSが、搬入出ステーション601の所定のカセット載置板611に載置される。第1の搬送装置620によりカセットCT内の重合ウェハTが取り出され、処理ステーション602のウェハ剥離装置630に搬送される。
ウェハ剥離装置630では、上述したように重合ウェハTが被処理ウェハWと支持基板Sに剥離される(図44の工程B1)。この際、接着剤Gはシート状に固化しており、被処理ウェハW上に残存し、支持基板Sには付着しない。このように支持基板S上には接着剤Gが残存しないので、当該支持基板Sを洗浄することなく、第1の搬送装置620によって搬入出ステーション601に搬送される。その後、支持基板Sは、搬入出ステーション601から外部に搬出され回収される(図44の工程B2)。
一方、ウェハ剥離装置630で剥離された被処理ウェハWは、第2の搬送装置631によってシート剥離装置40に搬送される。シート剥離装置40では、剥離領域E1において接着剤Gが被処理ウェハWから剥離され(図44の工程B3)、さらに廃棄領域E2において剥離された接着剤Gが廃棄される(図44の工程B4)。この工程B3では、接着剤Gがシート状に固化しているため、剥離中に切れることなく、一体物として被処理ウェハWから剥離される。このため、剥離後の被処理ウェハW上に接着剤Gが残存することはない。
なお、接着剤Gは上記実施の形態における保護シートFと同様のシート状であり、工程B3における接着剤Gの剥離と工程B4における接着剤Gの廃棄については、上記実施の形態の工程A1における保護シートFの剥離と工程A2における保護シートFの廃棄と同様であるので説明を省略する。
ここで、上述したように搬入出ステーション601に搬入された複数の重合ウェハTには予め検査が行われており、正常な被処理ウェハWを含む重合ウェハTと欠陥のある被処理ウェハWを含む重合ウェハTとに判別されている。
正常な重合ウェハTから剥離された正常な被処理ウェハWは、工程B3、B4で接着剤Gが剥離された後、第3の搬送装置651によって検査装置606に搬送される。検査装置606では、被処理ウェハWの接合面WJにおける接着剤Gの残渣の有無が検査される(図44の工程B5)。
検査装置606において接着剤Gの残渣が確認された場合、被処理ウェハWは第3の搬送装置651により検査後洗浄ステーション607の接合面洗浄装置640に搬送され、接合面洗浄装置640で接合面WJが洗浄される(図44の工程B6)。なお、上述したように工程B3、B4において接着剤Gが被処理ウェハWから剥離され、当該被処理ウェハWの接合面WJ上には接着剤Gが残存していないはずである。このため、検査装置606において接着剤Gの残渣がないと確認された場合、工程B6を省略してもよい。
その後、被処理ウェハWは第3の搬送装置651によって反転装置642に搬送され、反転装置642により表裏面を反転、すなわち上下方向に反転される(図44の工程B7)。
その後、被処理ウェハWは第3の搬送装置651によって再び検査装置606に搬送される。検査装置606では、被処理ウェハWの非接合面WNの検査が行われる(図44の工程B8)。そして、非接合面WNにおいて接着剤Gの残渣が確認された場合、被処理ウェハWは第3の搬送装置651によって非接合面洗浄装置641に搬送され、非接合面WNの洗浄が行われる(図44の工程B9)。なお、検査装置606において接着剤Gの残渣がないと確認された場合、工程B9を省略してもよい。
その後、被処理ウェハWは、第3の搬送装置651によって後処理ステーション603に搬送される。後処理ステーション603では、被処理ウェハWに所定の後処理が行われる(図44の工程B10)。こうして、被処理ウェハWが製品化される。
一方、欠陥のある重合ウェハTから剥離された欠陥のある被処理ウェハWは、工程B3、B4で接着剤Gが剥離された後、第1の搬送装置620によって搬入出ステーション601に搬送される。その後、欠陥のある被処理ウェハWは、搬入出ステーション601から外部に搬出され回収される(図44の工程B11)。こうして、一連の被処理ウェハWと支持基板Sの剥離処理が終了する。
本実施の形態においても、上記実施の形態と同様の効果を享受できる。すなわち、工程B3において、シート状の接着剤Gを被処理ウェハWから円滑に剥離することができる。そして、剥離後の被処理ウェハWには接着剤Gが残存しないため、当該被処理ウェハWを洗浄する必要がない。したがって、被処理ウェハWと支持基板Sの剥離処理全体のスループットを向上させることができる。
また、剥離システム600は、ウェハ剥離装置630とシート剥離装置40を有しているので、一の剥離システム600内で、被処理ウェハWと支持基板Sの剥離から被処理ウェハW上の接着剤Gの剥離までの一連の剥離処理を効率よく行うことができる。
さらに、このように一連のプロセスにおいて、被処理ウェハWと支持基板Sの剥離から被処理ウェハWの後処理まで行うことができるので、ウェハ処理のスループットをさらに向上させることができる。
なお、接着剤Gの種類によっては、剥離後の被処理ウェハWと支持基板Sに接着剤Gが残存する場合があるので、かかる場合には処理ステーション602に被処理ウェハWを洗浄する洗浄装置と、支持基板Sを洗浄する洗浄装置を別途設けてもよい。
以上の実施の形態では、工程B3、B4において被処理ウェハWから接着剤Gを剥離する場合について説明したが、工程B1において被処理ウェハWと支持基板Sを剥離した後、接着剤Gは被処理ウェハW上に付着せず、支持基板S上に残存する場合もある。かかる場合でも、シート剥離装置40において、支持基板Sから接着剤Gを剥離すればよい。
以上の実施の形態では、被処理基板として被処理ウェハWを用いた場合について説明したが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。例えば被処理基板としてのガラス基板も製品となる基板であって、その接合面に電子回路を備えたデバイスが形成されている。また以上の実施の形態では、支持基板としてガラス基板を用いた場合について説明したが、上述したように例えばウェハ等の他の基板を用いてもよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のFPD(フラットパネルディスプレイ)、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。