JP2022071480A - 処理方法及び処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】本開示にかかる技術は、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去するとともに、当該周縁部の除去に際しての第２の基板の損傷を抑制する。【解決手段】第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板の処理方法であって、周縁部の除去対象である前記第１の基板を上側にして前記重合基板を準備することと、所望の厚みの切削残部を残すように、前記第１の基板の全厚よりも少ない厚みで、当該第１の基板の周縁部を上側から切削することと、前記第１の基板の周縁部における切削残部に対してレーザ光を照射し、当該切削残部を除去することと、を含む。【選択図】図５

Description

本開示は、基板の処理方法及び処理システムに関する。

特許文献１には、貼り合わせウェハの加工方法が開示されている。かかる貼り合わせウェハの加工方法は、貼り合わせウェハの外周縁位置を検出するステップと、貼り合わせウェハの所望の位置に回転する切削ブレードを切り込ませ、チャックテーブルを回転させてウェハを切削するステップとを備える。

特開２０１７－１８８５９９号公報

本開示にかかる技術は、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去するとともに、当該周縁部の除去に際しての第２の基板の損傷を抑制する。

本開示の一態様は、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板の処理方法であって、周縁部の除去対象である前記第１の基板を上側にして前記重合基板を準備することと、所望の厚みの切削残部を残すように、前記第１の基板の全厚よりも少ない厚みで、当該第１の基板の周縁部を上側から切削することと、前記第１の基板の周縁部における切削残部に対してレーザ光を照射し、当該切削残部を除去することと、を含む。

本開示によれば、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去するとともに、当該周縁部の除去に際しての第２の基板の損傷を抑制することができる。

ウェハ処理システムで処理される重合ウェハの一例を示す縦断面図である。 ウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。 切削装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 レーザ照射装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示す説明図である。 本実施形態にかかるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。 切削残部対するレーザ光の照射位置の一例を示す平面図である。 切削残部対するレーザ光の照射位置の他の例を示す平面図である。 切削残部対するレーザ光の照射位置の他の例を示す平面図である。 切削残部の詳細を示す説明図である。 切削残部対するレーザ光の照射順序の一例を示す平面図である。 切削残部の他の除去例を示す説明図である。

近年、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半導体基板と、支持基板とが貼合された重合基板において、当該重合基板を形成する半導体基板を薄化することが行われている。なお、以下の説明においては基板のことを「ウェハ」という場合がある。

ところで、通常、ウェハの周縁部は面取り加工がされているが、上述したように半導体ウェハの薄化処理を行うと、薄化後の当該半導体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）になる場合がある。そうすると、この半導体ウェハの周縁部でチッピングが発生し、重合ウェハを形成する半導体ウェハや支持ウェハに損傷を与えるおそれがある。そのため、薄化処理を行う前には、予め、このように半導体ウェハの周縁部にナイフエッジ形状が形成されることを抑制するための処理、例えば特許文献１に開示されるエッジトリム、を行う必要がある。

しかしながら特許文献１に記載の方法により半導体ウェハのエッジトリムを行う場合、周縁部の除去対象である半導体ウェハの厚み全てを切削ブレードにより除去する必要があるため、エッジトリムにかかる負荷が大きく、また加工品質が低下するという課題があった。具体的には、半導体ウェハの全厚を切削により除去するため、換言すれば切削量が多いため、加工速度が小さくスループットの低下の原因となる場合や、加工に多大なコストが必要となる場合があった。またこの時、エッジトリムにかかるスループットの低下を抑制するためには表面粒度の粗い切削ブレードを使用する必要があるが、かかる場合、エッジトリム（切削処理）後の半導体ウェハの加工表面が粗くなり、すなわち加工品質の低下を招くおそれがあった。

また、一般的に半導体ウェハの周縁部を切削するための切削ブレードは、ウェハの厚み方向に対する移動制御を適切に行うことが困難である。このため、半導体ウェハの周縁部を確実に除去するためには、半導体ウェハと支持ウェハとの貼合面よりも下、すなわち支持ウェハの周縁部を切削する必要があった。かかる場合、エッジトリムにより発生するコンタミネーションの増加が懸念されるとともに、当該支持ウェハを再利用することができず、加工にかかるコストの増加が懸念される。また、重合基板が２枚の半導体基板の貼合により形成されている場合には、このように貼合面よりも下まで切削を行うと、当該半導体基板に形成されたデバイスに損傷を与えるおそれもある。

本開示にかかる技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去するとともに、当該周縁部の除去に際しての第２の基板の損傷を抑制する。以下、本実施形態にかかる処理システムとしてのウェハ処理システム、及び処理方法としてのウェハ処理方法ついて、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。

本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１の基板としての第１のウェハＷと第２の基板としての第２のウェハＳとが貼合された重合基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。そしてウェハ処理システム１では、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを除去した後、当該第１のウェハＷを研削により薄化する。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳと貼合される側の面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、第２のウェハＳにおいて、第１のウェハＷと貼合される側の面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。また、第１のウェハＷにおいて、除去対象としての周縁部Ｗｅよりも径方向内側の領域を中央部Ｗｃという。

第１のウェハＷは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハであって、表面Ｗａに複数のデバイスを含むデバイス層Ｄが形成されている。デバイス層Ｄにはさらに、貼合用膜Ｆｗが形成され、当該貼合用膜Ｆｗを介して第２のウェハＳの貼合用膜Ｆｓと貼合されている。貼合用膜Ｆｗとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ_２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。なお、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅは面取り加工がされており、周縁部Ｗｅの断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。また、周縁部Ｗｅは後述のエッジトリムにおいて除去される部分であり、例えば第１のウェハＷの外端部から径方向に０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲である。

第２のウェハＳは、例えば第１のウェハＷを支持するウェハである。第２のウェハＳの表面Ｓａには貼合用膜Ｆｓが形成され、周縁部は面取り加工がされている。貼合用膜Ｆｓとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ_２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。また、第２のウェハＳは、第１のウェハＷのデバイス層Ｄを保護する保護材（サポートウェハ）として機能する。なお、第２のウェハＳはサポートウェハである必要はなく、第１のウェハＷと同様にデバイス層が形成されたデバイスウェハであってもよい。かかる場合、第２のウェハＳの表面Ｓａには、デバイス層を介して貼合用膜Ｆｓが形成される。

図２に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション２と処理ステーション３を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション２では、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Ｃが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理システムを備えている。

搬入出ステーション２には、複数の重合ウェハＴを収容可能なカセットＣを載置するカセット載置台１０が設けられている。また、カセット載置台１０のＸ軸負方向側には、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動し、カセット載置台１０のカセットＣと後述のトランジション装置３０との間で重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。

搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸負方向側において、当該ウェハ搬送装置２０に隣接して、重合ウェハＴを処理ステーション３との間で受け渡すためのトランジション装置３０が設けられている。

処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＢ１～Ｂ３が設けられている。第１の処理ブロックＢ１、第２の処理ブロックＢ２、及び第３の処理ブロックＢ３は、Ｘ軸正方向側（搬入出ステーション２側）から負方向側にこの順で並べて配置されている。

第１の処理ブロックＢ１には、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを切削する切削装置４０と、重合ウェハＴを洗浄する洗浄装置５０と、ウェハ搬送装置６０が設けられている。切削装置４０と洗浄装置５０は、積層して配置されている。ウェハ搬送装置６０は、例えば切削装置４０と洗浄装置５０のＹ軸負方向側に配置され、トランジション装置３０、切削装置４０、洗浄装置５０、及び後述するレーザ照射装置７０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。

図３に示すように、切削装置４０は、重合ウェハＴを上面で保持するチャック４１を有している。チャック４１は、第１のウェハＷが上側であって第２のウェハＳが下側に配置された状態で、当該第２のウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。またチャック４１は、回転機構４２によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

チャック４１の上方には、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに切削処理を施して除去を行う、切削ブレード４３が設けられている。切削ブレード４３は、移動機構（図示せず）により水平方向および鉛直方向に移動可能に構成されており、チャック４１に吸着保持された第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに上面（表面Ｗａ）側から押圧されることにより、当該周縁部Ｗｅを切削除去する。

切削装置４０においては、後述するように第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを、上面（表面Ｗａ）側から当該第１のウェハＷの全厚よりも小さい切削厚みで除去する。換言すれば、切削装置４０においては第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全には除去せず、所望の厚みの切削残部Ｗｅｒ（図５を参照）を残して、当該周縁部Ｗｅの一部を除去する。

なお、本実施形態においては、このように切削装置４０において切削ブレード４３を用いた第１のウェハＷの周縁部Ｗｅの除去を行うが、かかる切削処理に代えて、例えば砥石（図示せず）を用いた研削処理により、周縁部Ｗｅの除去を行ってもよい。かかる場合、所望の厚みの切削残部Ｗｅｒを残すように、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを研削により除去する。なお、以下の説明における「切削処理」には、このような砥石（図示せず）を用いた研削処理を含むものとする。換言すれば、本開示にかかる技術における「切削」には、砥石を用いて行われる研削が含まれるものとする。

第２の処理ブロックＢ２には、切削装置４０で切削された第１のウェハＷの周縁部Ｗｅにレーザを照射するレーザ照射装置７０と、ウェハ搬送装置８０が設けられている。ウェハ搬送装置８０は、例えばレーザ照射装置７０のＹ軸正方向側に配置され、切削装置４０、洗浄装置５０、レーザ照射装置７０、及び後述する加工装置９０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。

図４に示すように、レーザ照射装置７０は、重合ウェハＴを上面で保持するチャック７１を有している。チャック７１は、第１のウェハＷが上側であって第２のウェハＳが下側に配置された状態で、当該第２のウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。またチャック７１は、回転機構７２によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

チャック７１の上方には、レーザヘッド７３が設けられている。レーザヘッド７３は、レンズ７４を有している。レンズ７４は、レーザヘッド７３の下面に設けられた筒状の部材であり、切削装置４０において切削処理された第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに残存する切削残部Ｗｅｒにレーザ光Ｌｒ（例えばＵＶフェムト秒レーザ）を照射する。また、レーザヘッド７３は、移動機構（図示せず）により水平方向および鉛直方向に移動可能に構成されるとともに、例えばガルバノスキャナ等により切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射位置を任意に調整可能に構成されている。

レーザ照射装置７０においては、後述するように第１のウェハＷの切削残部Ｗｅｒに対してレーザ光Ｌｒを照射することで、当該切削残部Ｗｅｒをレーザアブレーションにより除去する。換言すれば、切削装置４０において残存された切削残部Ｗｅｒを除去し、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全に除去する。

第３の処理ブロックＢ３には、加工装置９０が設けられている。

加工装置９０には回転テーブル９１が設けられている。回転テーブル９１は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心軸９２を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル９１上には、重合ウェハＴの下面（第２のウェハＳの裏面Ｓｂ）側を吸着保持するチャック９３が４つ設けられている。４つのチャック９３は、回転テーブル９１が回転中心軸９２を中心に回転することで、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９３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。

受渡位置Ａ０では、ウェハ搬送装置８０による重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には、粗研削部９４が配置され、第１のウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には、中研削部９５が配置され、第１のウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には、仕上研削部９６が配置され、第１のウェハＷを最終仕上げ厚みまで仕上研削する。

以上のウェハ処理システム１には制御装置１００が設けられている。制御装置１００は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１における重合ウェハＴの処理を制御するプログラムが格納されている。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１００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ウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部の貼合装置（図示せず）において、第１のウェハＷと第２のウェハＳが貼合され、予め重合ウェハＴが形成されている。

先ず、複数の重合ウェハＴを収納したカセットＣ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。次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣ内の重合ウェハＴが取り出される。カセットＣから取り出された重合ウェハＴは、トランジション装置３０を介して切削装置４０に搬送される。

切削装置４０では、図５（ａ）に示すように、重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を回転させながら、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに上面側から切削ブレード４３を当接させることで、当該周縁部Ｗｅを上面側から切削して除去する（図６のステップＰ１）。

ここで、かかる切削処理においては、第２のウェハＳに損傷を与えることなく第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全に除去すること、すなわち、第１のウェハＷの全厚と等しい切削厚みで周縁部Ｗｅを除去することが望ましい。しかしながら、上述したように切削ブレード４３はウェハの厚み方向（高さ方向）に対する移動制御を適切に行うことが困難であり、すなわち、適切に第１のウェハＷの全厚と等しい切削厚みで周縁部Ｗｅを除去することが困難である。

そこで本実施形態にかかる切削処理（ステップＰ１）では、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全には除去せず、図５（ａ）に示したように所望の厚みの切削残部Ｗｅｒを残すように、当該周縁部Ｗｅの一部を除去する。

ここで、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに残存させる切削残部Ｗｅｒの厚みは、加工装置９０による薄化後の第１のウェハＷの最終仕上げ厚み（図５の一点鎖線を参照）よりも大きく、後述のレーザアブレーションにより適切に除去できる厚みであることが好ましい。具体的には、前述した切削ブレード４３の高さ方向に対する移動制御の精度も鑑みて、例えば１０μｍ～５０μｍ程度の厚みで切削残部Ｗｅｒを残存させることが望ましい。

上述したように、切削ブレード４３による切削処理後の第１のウェハＷの加工表面は粗くなるため、製品としての半導体ウェハには、当該加工表面を残さないことが必要になる。この点本実施形態においては、加工表面としての切削残部Ｗｅｒの上面は、後述のレーザ照射装置７０におけるレーザアブレーションにより、当該切削残部Ｗｅｒと共に除去される。また、切削ブレード４３による切削処理により粗くなった加工表面としての第１のウェハＷの側面は、切削残部Ｗｅｒが第１のウェハＷの最終仕上げ厚みよりも大きい厚みで形成されるため、後述の加工装置９０における薄化処理により適切に除去される。

第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが切削された重合ウェハＴは、次に、洗浄装置５０に搬送されて、少なくとも第１のウェハＷの周縁部Ｗｅ（切削装置４０における切削箇所）の洗浄が行われる（図６のステップＰ２）。この時、例えば第１のウェハＷの表面Ｗａや第２のウェハＳの裏面Ｓｂが更に洗浄されてもよい。

洗浄装置５０において洗浄された重合ウェハＴは、次に、レーザ照射装置７０に搬送される。

レーザ照射装置７０では、図５（ｂ）に示すように、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに残存する切削残部Ｗｅｒの表面に照準を合わせ、重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を回転させながらレーザ光Ｌｒを照射する。そしてこれにより、当該レーザ光Ｌｒが照射された切削残部Ｗｅｒをレーザアブレーションにより除去する（図６のステップＰ３）。

ステップＰ３のレーザアブレーション処理においては、上述したように第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全に除去するため、当該周縁部Ｗｅに残存する切削残部Ｗｅｒの全面に対してレーザ光Ｌｒを照射する。

具体的には、重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を回転させると共に、図示しないガルバノスキャンによりレーザ光Ｌｒの照射位置を径方向に移動させながら、レーザヘッド７３からレーザ光Ｌｒを周期的に照射する。これにより、切削残部Ｗｅｒの全面に対してレーザ光Ｌｒを照射することができ、すなわち、切削残部Ｗｅｒ（周縁部Ｗｅ）を完全に第１のウェハＷから除去することができる。

またこの時、レーザ光Ｌｒの高さ方向に対する照射位置の調整は、前述の切削ブレード４３の高さ方向に対する位置調整と比較して容易であり、適切に第１のウェハＷの全厚と等しい厚みで周縁部Ｗｅを除去することができる。このため、従来のように周縁部Ｗｅの除去に際して第２のウェハＳに損傷を与えることが抑制される。

なお、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射位置は、切削残部Ｗｅｒの全面に対してレーザ光Ｌｒを照射することができれば、任意に決定することができる。
例えば、重合ウェハＴの回転と共にレーザ光Ｌｒの照射位置を切削残部Ｗｅｒの径方向（幅方向）に移動させることで、図７Ａに示すように、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射位置が平面視において螺旋状に配置されてもよい。
また例えば、重合ウェハＴを１回転させた後にレーザ光Ｌｒの照射位置を径方向に移動させることを繰り返すことで、図７Ｂに示すように、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射位置が平面視において同心円状に配置されてもよい。
更に例えば、図７Ｃに示すように、重合ウェハＴを１回転させる間にレーザ光Ｌｒの照射位置を径方向に何度も往復（スキャン）させるように移動させてもよい。

なお、図１に示したように、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに面取り加工がされているため、ステップＰ１において上面側から周縁部Ｗｅの切削を行うと、切削残部Ｗｅｒの断面はその先端に向かって厚みが小さくなっていく。具体的には、図８に示すように、切削残部Ｗｅｒの厚みは、径方向内側（中央部Ｗｃ側）の厚みＨ１が、径方向外側（外端部側）の厚みＨ２と比較して大きくなっている。このため、切削残部Ｗｅｒの全面に同条件でレーザ光Ｌｒの照射を行った場合、特に径方向内側において切削残部Ｗｅｒを適切に除去できないおそれがある。

そこで本実施形態にかかるエッジトリム処理においては、レーザ光Ｌｒの照射位置における切削残部Ｗｅｒの厚み（体積）に応じてレーザ光Ｌｒの照射条件を調整し、適切に当該切削残部Ｗｅｒの除去を行う。具体的には、例えば切削残部Ｗｅｒの厚みが大きい径方向内側においてはレーザ光Ｌｒの出力を上昇させ、切削残部Ｗｅｒの厚みが小さい径方向外側においてはレーザ光Ｌｒの出力を低下させる。これにより、図８に示したように切削残部Ｗｅｒの厚みが径方向で異なる場合であっても、適切に当該切削残部Ｗｅｒの除去を行うことができる。

なお、切削残部Ｗｅｒの厚みは、例えば切削装置４０の内部において切削処理後に測定されてもよいし、レーザ照射装置７０においてレーザ光Ｌｒの照射前に測定されてもよい。

また、上記例においては切削残部Ｗｅｒの厚みに応じてレーザ光Ｌｒの出力を調整したが、当該出力調整に加えて、又は代えて、例えばレーザ光Ｌｒの照射時間を切削残部Ｗｅｒの厚みに応じて更に調整してもよい。すなわち、切削残部Ｗｅｒの厚みが大きい径方向内側においてはレーザ光Ｌｒの照射時間を長くし、切削残部Ｗｅｒの厚みが小さい径方向外側においてはレーザ光Ｌｒの照射時間を短くしてもよい。

また例えば、切削残部Ｗｅｒの厚みに応じてレーザ光Ｌｒの照射回数を更に調整してもよい。すなわち、重合ウェハＴを回転させることにより、切削残部Ｗｅｒの厚みが大きい径方向内側においてはレーザ光Ｌｒの照射回数を増やし、切削残部Ｗｅｒの厚みが小さい径方向外側においてはレーザ光Ｌｒの照射回数を少なくしてもよい。

ここで、切削残部Ｗｅｒのレーザアブレーションによる除去に際しては、図５（ｂ）に示したようにレーザ光Ｌｒの照射時において除去された切削残部Ｗｅｒを主とするデブリｄが発生する。そして、このように発生したデブリｄが重合ウェハＴに付着した場合、例えば当該重合ウェハＴの処理時や搬送時に飛散することで、ウェハ処理の不具合やシステム内の汚染等の原因となるおそれがある。

ここで、レーザ光Ｌｒの照射により発生するデブリｄは、レーザ光Ｌｒの照射位置近傍の開放空間側へと拡散しやすい傾向がある。すなわち、例えば最初のレーザ光Ｌｒが切削残部Ｗｅｒの幅方向中央付近に照射された場合、デブリｄはレーザ光Ｌｒの照射位置を中心とした全周方向に拡散する。一方、例えば最初のレーザ光ｌｒが切削残部Ｗｅｒの外縁部付近に照射された場合、デブリｄは開放空間である重合ウェハＴの外周方向外側へと拡散しやすくなる。

以上の傾向を鑑み、レーザアブレーションによる切削残部Ｗｅｒの除去は、図９に示すように切削残部Ｗｅｒにおける径方向外側から径方向内側にかけて順次行うことが好ましい。

具体的には、レーザ光Ｌｒによる切削残部Ｗｅｒの除去にあたっては、先ず、当該切削残部Ｗｅｒの外端部付近に位置するレーザ光Ｌｒの照射位置Ｐｔ（１）にレーザ光Ｌｒが照射され、照射位置Ｐｔ（１）における切削残部Ｗｅｒが除去される。このとき、照射位置Ｐｔ（１）が位置する切削残部Ｗｅｒは、重合ウェハＴの外周方向外側の開放空間に面しているため、発生したデブリｄは当該開放空間へと拡散される。

照射位置Ｐｔ（１）において切削残部Ｗｅｒが除去されると、続いて重合ウェハＴが回転し、照射位置Ｐｔ（２）に対してレーザ光Ｌｒが照射される。照射位置Ｐｔ（２）は照射位置Ｐｔ（１）に隣接して設定される。このとき、照射位置Ｐｔ（２）は既に切削残部Ｗｅｒが除去された照射位置Ｐｔ（１）と面しているため、これによりデブリｄが重合ウェハＴの径方向内側に拡散することが抑制される。かかる一連のレーザ光Ｌｒの照射動作と重合ウェハＴの回転動作を繰り返し行うことにより、デブリｄを重合ウェハＴに付着させることなく周縁部Ｗｅの全周にわたって切削残部Ｗｅｒを除去できる。

またレーザ照射装置７０には、発生したデブリｄを吸引して回収するための図示しない排気機構（例えば真空ポンプ）が更に設けられていてもよい。そして、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光の照射時において当該排気機構を作動させることにより、重合ウェハＴにデブリｄが付着することを更に適切に抑制することができる。

なお、以上の説明においては切削残部Ｗｅｒの全面に対してレーザ光Ｌｒを照射する場合を例に説明を行ったが、レーザ光Ｌｒは必ずしも切削残部Ｗｅｒの全面に照射される必要はない。具体的には、図８に示したように、切削残部Ｗｅｒは、径方向内側（中央部Ｗｃ側）の厚みＨ１が、径方向外側（外端部側）の厚みＨ２と比較して大きくなっている。そしてこれにより、切削残部Ｗｅｒには、デバイス層Ｄ及び貼合用膜Ｆを介して実際に第２のウェハＳと貼合された貼合領域Ｒ１（図８を参照）と、貼合領域Ｒ１の径方向外側において第２のウェハＳから離隔された未貼合領域Ｒ２（図８を参照）とが形成されている。

そこでレーザアブレーションによる切削残部Ｗｅｒの除去に際しては、少なくとも当該貼合領域Ｒ１において切削残部Ｗｅｒを除去すれば、図１０に示すように、その外周側に位置する未貼合領域Ｒ２の切削残部Ｗｅｒについては、自重により落下させて除去できる。このように貼合領域Ｒ１にのみレーザ光Ｌｒを照射するように制御することで、レーザアブレーションにかかるスループットを向上させることができる。

図５及び図６の説明に戻る。レーザアブレーションにより切削残部Ｗｅｒが完全に除去された重合ウェハＴは、次に、洗浄装置５０に搬送されて、第１のウェハＷの裏面Ｗｂ及び第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄される（図６のステップＰ４）。

洗浄装置５０において洗浄された重合ウェハＴは、次に、加工装置９０の受渡位置Ａ０に搬送される。続いて、回転テーブル９１を回転させて、チャック９３に保持された重合ウェハＴを加工位置Ａ１～Ａ３に順次移動させる。加工装置９０では、図５（ｃ）に示すように、第１のウェハＷに各種研削処理を施すことで、当該第１のウェハＷを最終仕上げ厚みまで薄化する。

加工位置Ａ１では、粗研削部９４によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図６のステップＰ５）。加工位置Ａ２では、中研削部９５によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを中研削する（図６のステップＰ６）。さらに加工位置Ａ３では、仕上研削部９６によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削する（図６のステップＰ７）。

第１のウェハＷが最終仕上げ厚みまで薄化された重合ウェハＴは、次に、回転テーブル９１を回転させることにより、受渡位置Ａ０に移動される。

受渡位置Ａ０に移動した重合ウェハＴは、次に、洗浄装置５０に搬送されて、第１のウェハＷの裏面Ｗｂ及び第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄される（図６のステップＰ８）。

洗浄装置５０において洗浄された重合ウェハＴは、その後、トランジション装置３０を介してカセットＣへと収容され、これによりウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。

なお、本実施形態のように第２のウェハＳが支持ウェハである場合、ウェハ処理システム１における全てのウェハ処理が施された重合ウェハＴは、その後、当該ウェハ処理システム１の外部に設けられた分離装置（図示せず）において第１のウェハＷと第２のウェハＳとが分離される。分離された第１のウェハＷは、導体デバイスの製造工程における次のプロセスへと搬送させる。分離された第２のウェハＳは、例えば周縁部Ｗｅの除去前の他の第１のウェハＷと貼合され、すなわち、他の第１のウェハＷのサポートウェハとして再利用される。

以上の実施形態によれば、切削装置４０においては周縁部Ｗｅを完全には除去せず、その一部を所望の厚みの切削残部Ｗｅｒとして残存させる。そしてその後、レーザ照射装置７０におけるレーザ光Ｌｒの照射により切削残部Ｗｅｒを除去することで、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを完全に除去することができ、すなわち第１のウェハＷの周縁部へのナイフエッジ形状の形成が抑制される。

また本実施形態によれば、このように最終的な周縁部Ｗｅの除去を切削ブレードに代えてレーザ光Ｌｒの照射により行うため、当該周縁部Ｗｅの除去後の第１のウェハＷの側面や第２のウェハＳの表面Ｓａが粗くなることが抑制され、すなわち加工品質の低下を抑制することができる。

この時、レーザ光Ｌｒの高さ方向に対する照射位置の調整は、従来の切削ブレードの高さ方向に対する位置調整と比較して容易であるため、適切に第１のウェハＷの全厚と等しい厚みで周縁部Ｗｅを除去することができる。そしてこれにより、従来のように周縁部Ｗｅの除去に際して第２のウェハＳに損傷を与えることが抑制されるため、かかる第２のウェハＳの切削によるコンタミネーションの発生が抑制される。

また本実施形態のように第２のウェハＳが支持ウェハである場合、このように、第２のウェハＳの損傷が抑制されることから、当該第２のウェハＳを他の第１のウェハＷと再度貼合することで再利用することができ、これにより加工にかかるコストを削減することができる。

また、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに残存させる切削残部Ｗｅｒの厚みは、当該切削残部Ｗｅｒの幅方向（径方向）の位置において異なるが、本実施形態においては、当該切削残部Ｗｅｒの厚み（体積）に応じて、レーザ光Ｌｒの照射条件（例えばレーザ光Ｌｒの出力、照射時間又は照射回数の少なくともいずれか）を調整する。これにより、除去対象の切削残部Ｗｅｒの厚みが異なる場合であっても、適切に第１のウェハＷから当該切削残部Ｗｅｒを除去できる。

また本実施形態においては、かかるレーザ光Ｌｒの照射において、切削残部Ｗｅｒの径方向外側から径方向内側に向けて順次レーザ光Ｌｒの照射を行うことにより、当該レーザ光Ｌｒの照射により発生するデブリｄが重合ウェハＴに付着することが抑制される。これにより、後工程における重合ウェハＴの処理時や搬送時において、重合ウェハＴやウェハ処理システム１の内部を汚染することが抑制され、適切にウェハ処理システム１におけるウェハ処理を実行することができる。

なお、切削残部Ｗｅｒを適切に除去するためには、レーザ照射装置７０において、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光の照射（図６のステップＰ３）に先立って、第１のウェハＷに形成された切削残部Ｗｅｒの偏心量、又は、チャック７１に対する重合ウェハＴの保持位置の偏心量を算出し、算出された偏心量に追従させて、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光の照射（図６のステップＰ３）を行うことが望ましい。

偏心量の算出に当たっては、先ず、チャック７１に保持された重合ウェハＴの上方に、レーザ照射装置７０の内部に別途設けられた偏心量の撮像用のカメラ（以下、単に「撮像カメラ」という。）を移動させる。撮像カメラは、第１のウェハＷにおける中央部Ｗｃと周縁部Ｗｅの境界部（以下、単に「境界部」という場合がある）、すなわち、切削装置４０において形成された切削残部Ｗｅｒの径方向内側端部の上方に位置決めされる。

次に、撮像カメラによって第１のウェハＷの周方向３６０度における境界部を撮像する。撮像された画像は、撮像カメラから制御装置１００に出力される。制御装置１００では、撮像カメラの画像から、チャック７１の回転中心軸に対する境界部の偏心量、換言すれば、チャック７１の回転中心軸に対する切削残部Ｗｅｒの偏心量を、第１のウェハＷの全周に亘って算出する。

そしてその後、ステップＰ３における切削残部Ｗｅｒへのレーザ光Ｌｒの照射に際しては、このように算出された偏心量に基づいて偏心補正を行う。偏心補正の方法は特に限定されるものではなく、例えば算出された偏心量に基づいてチャック７１を水平方向に移動させてもよいし、レーザヘッド７３を水平方向に移動させてもよい。また例えば、ガルバノスキャンによりレーザ光Ｌｒの照射位置のみを切削残部Ｗｅｒの幅方向（径方向）に移動させてもよい。

このように切削残部Ｗｅｒへのレーザ光Ｌｒの照射に際して、算出された偏心量に基づいて偏心補正を行うことにより、更に適切に切削残部Ｗｅｒの除去を行うことができる。

なお、偏心量の算出方法は上述のような撮像カメラによる撮像には限定されず、チャック７１の回転軸に対する切削残部Ｗｅｒの偏心量を適切に算出することができれば、任意の方法で行うことができる。また、以上の説明においてはレーザ照射装置７０において偏心量の算出を行う場合を例に説明を行ったが、レーザ照射装置７０の外部、例えば切削装置４０において偏心量が算出されてもよい。ただし、上述したように切削装置４０において適切に周縁部Ｗｅの切削が行われた場合であっても、レーザ照射装置７０においてチャック７１に対して重合ウェハＴが偏心して保持される場合があるため、かかる観点からは、偏心量の算出はレーザ照射装置７０で行われることが好ましい。

また、上述の例においては算出された偏心量に基づいて偏心補正（フィードバック制御）を行ったが、フィードバック制御を行うことなく、撮像カメラにより境界部を撮像しながら切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射が行われてもよい。

なお、上述したように、本実施形態にかかる切削残部Ｗｅｒへのレーザ光の照射は第１のウェハＷの薄化前に行われ、また、切削残部Ｗｅｒの厚みは当該第１のウェハＷの最終仕上げ厚みよりも大きくなるように制御される。これにより、薄化処理後の第１のウェハＷの側面に切削痕が残ることなく、周縁部Ｗｅの除去後の第１のウェハＷの側面や第２のウェハＳの表面Ｓａに更に良好な加工品質を得ることができる。

なお、上記実施形態においては、切削残部Ｗｅｒに対するレーザ光Ｌｒの照射位置をガルバノスキャン等を用いて調整したが、照射位置の調整方法はこれに限定されるものではない。例えば図示しない移動機構を用いてレーザヘッド７３を水平方向に移動させることで調整を行ってもよいし、例えばチャック７１を水平方向に移動させることで調整を行ってもよい。

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。

１ ウェハ処理システム
７０ レーザ照射装置
７３ レーザヘッド
Ｌｒ レーザ光
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 第１のウェハ
Ｓ 第２のウェハ
Ｗｅ 周縁部
Ｗｅｒ 切削残部

Claims (13)

1. 第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板の処理方法であって、
   周縁部の除去対象である前記第１の基板を上側にして前記重合基板を準備することと、
   所望の厚みの切削残部を残すように、前記第１の基板の全厚よりも少ない厚みで当該第１の基板の周縁部を上側から切削することと、
   前記第１の基板の周縁部における前記切削残部に対してレーザ光を照射し、当該切削残部を除去することと、を含む処理方法。
2. 前記切削残部の厚みは１０～５０μｍである、請求項１に記載の処理方法。
3. 前記切削残部の除去後、前記第１の基板の上側から、当該第１の基板を最終仕上げ厚みまで全面研削すること、を含み、
   前記切削残部の厚みは前記最終仕上げ厚みよりも大きい、請求項１又は２に記載の処理方法。
4. 前記第１の基板の全面研削後、前記第１の基板を前記第２の基板から剥離すること、を含み、
   前記第１の基板から剥離された前記第２の基板は、周縁部の除去前の他の第１の基板と貼合されて再利用される、請求項３に記載の処理方法。
5. 前記切削残部に対するレーザ光の照射は、当該レーザ光の照射位置が前記周縁部の平面視において螺旋状に配置されるように、前記重合基板を回転させながら行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の処理方法。
6. 前記レーザ光の照射は、前記切削残部における径方向内側から径方向外側にかけて順次行われる、請求項５に記載の処理方法。
7. 前記切削残部に対するレーザ光の照射は、前記重合基板を１回転させながら、前記レーザ光の照射位置を前記周縁部の平面視において径方向に往復させるように移動させるように行われる、請求項１～４のいずれか一項に記載の処理方法。
8. 前記レーザ光の出力又は前記レーザ光の照射時間の少なくともいずれかを、前記レーザ光の照射位置における前記切削残部の厚みに応じて調整する、請求項１～７のいずれか一項に記載の処理方法。
9. 第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板を処理する装置であって、
   周縁部の除去対象である前記第１の基板は、当該周縁部における前記第１の基板と前記第２の基板の貼合面側が、所望の厚みの切削残部として残して除去されており、
   当該第１の基板の切削残部に対してレーザ光を照射することで、当該切削残部を除去するレーザ照射装置を有する、処理システム。
10. 前記切削残部の前記所望の厚みが１０～５０μｍである、請求項９に記載の処理システム。
11. 前記第１の基板の周縁部を切削するブレードを備える切削装置を有し、
    前記切削装置は、前記第１の基板が上側となるように前記重合基板を準備し、当該第１の基板の上側から前記ブレードを当接させ、前記周縁部が前記所望の厚みとなるまで前記周縁部を切削する、請求項９又は１０に記載の処理システム。
12. 前記切削残部の除去後、前記第１の基板の上側から、当該第１の基板を最終仕上げ厚みまで薄化する加工装置を有し、
    前記切削残部の厚みが前記最終仕上げ厚みよりも大きい、請求項９～１１のいずれか一項に記載の処理システム。
13. 前記レーザ照射装置の動作を制御する制御装置を有し、
    前記制御装置は、
    前記レーザ光の照射位置における前記切削残部の厚みに応じて、前記レーザ光の出力又は前記レーザ光の照射時間の少なくともいずれかを調整するように、前記レーザ照射装置の動作を制御する、請求項９～１２のいずれか一項に記載の処理システム。
    
    

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