JP2023042561A - 基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄化後の積層基板の表面の平坦度を向上させることが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、積層基板Ｗｓにおける隣接するウエハＷ１，Ｗ２の周縁部との間の隙間に充填剤Ｆを塗布し、硬化させる充填剤塗布モジュール３００と、充填剤Ｆが塗布された積層基板Ｗｓの上面を研削する研削モジュール４００と、研削された積層基板Ｗｓの上面を研磨する研磨モジュール５００と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の基板を接合して製造される積層基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。

近年、半導体デバイスのさらなる高密度化および高機能化を達成するために、複数の基板を積層して３次元的に集積化する３次元実装技術の開発が進んでいる。３次元実装技術では、例えば、集積回路および電気配線が形成された第１基板のデバイス面を、同様に集積回路および電気配線が形成された第２基板のデバイス面と接合する。さらに、第１基板を第２基板に接合した後で、第２基板が研削装置によって薄化される。このようにして、第１基板および第２基板のデバイス面に垂直な方向に集積回路を積層することができる。

３次元実装技術では、３枚以上の基板が接合されてもよい。例えば、第１基板に接合された第２基板を簿化した後で、第３基板を第２基板に接合し、第３基板を簿化してもよい。本明細書では、互いに接合された複数の基板の形態を「積層基板」と称することがある。

特開平５－３０４０６２号公報 米国特許第８１１９５００号明細書

第２基板が薄化された後で、積層基板は、ダイシングなどの後工程に送られ処理される。第２基板の薄化面の平坦度が低いと、後工程での処理の信頼性が低下し、結果として、製造されたデバイスが所望の性能を発揮できないことがある。

さらに、後工程の処理次第では、積層基板に残された充填剤がデバイスに悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、充填剤からの剥離物がデバイスを傷つけたり、充填剤からの揮発成分がデバイスを汚染したりするおそれがある。そのため、薄化後の積層基板から充填剤を除去するのが好ましい。

そこで、本発明は、薄化後の積層基板の表面の平坦度を向上させることが可能な基板処理装置、および基板処理方法を提供することを目的とする。

一態様では、複数のウエハを接合して製造される積層基板を処理する装置であって、前記複数のウエハのうちの隣接するウエハの周縁部の間の隙間に充填剤を塗布し、硬化させる充填剤塗布モジュールと、前記充填剤が塗布された積層基板の上面を研削する研削モジュールと、前記研削された積層基板の上面を研磨する研磨モジュールと、を備えた、基板処理装置が提供される。

一態様では、前記研磨モジュールは、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、前記積層基板を保持して、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、を備える。
一態様では、前記基板処理装置は、前記積層基板の上下面を反転させて、前記積層基板を前記研削モジュールから前記研磨モジュールに搬送する基板搬送モジュールをさらに備える。
一態様では、前記研磨モジュール、前記研削モジュール、および前記研磨モジュールは、前記基板の搬送方向に沿って互いに隣接して配列されている。

一態様では、前記基板処理装置は、前記研磨された積層基板の上面をさらに研磨する仕上げ研磨モジュールをさらに備える。
一態様では、前記仕上げ研磨モジュールは、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、前記積層基板を保持して、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、を備える。
一態様では、前記基板処理装置は、前記研削された積層基板から前記充填剤を除去する充填剤除去モジュールをさらに備える。

一態様では、前記充填剤除去モジュールは、前記積層基板を保持して回転させる基板保持部と、研磨テープを前記積層基板の周縁部に押し付けて、前記充填剤Ｆを除去する充填剤除去ユニットと、を備える。
一態様では、前記充填剤除去モジュールは、前記充填剤を溶解可能な除去剤を前記積層基板に供給する除去剤供給機構をさらに備える。
一態様では、前記充填剤除去モジュールは、前記積層基板を保持して回転させる基板保持部と、前記充填剤を溶解可能な除去剤を前記積層基板に供給する除去剤供給機構と、を備える。
一態様では、前記充填剤除去モジュールは、前記研磨された積層基板の上面を仕上げ研磨するためのバフ処理コンポーネントをさらに有しており、前記バフ処理コンポーネントは、前記積層基板の上面にバフ処理を行うためのバフパッドが取り付けられたバフヘッドと、前記バフヘッドを前記積層基板の半径方向に揺動可能に保持するバフアームと、を有する。
一態様では、前記充填剤塗布モジュールは、前記積層基板を縦置きに保持する回転保持機構と、前記回転保持機構に保持された積層基板の上方から前記充填剤を前記積層基板の隙間に塗布する塗布モジュールと、前記塗布モジュールによって塗布された充填剤を硬化させる硬化モジュールと、を有する。

一態様では、複数のウエハを接合して製造される積層基板を基板カセットから取り出し、前記複数のウエハのうちの隣接するウエハの周縁部の間の隙間に充填剤を塗布し、硬化させ、前記充填剤が塗布された積層基板の上面を研削し、前記研削された積層基板の上面を研磨し、前記研磨された積層基板を前記基板カセットに戻す、基板処理方法が提供される。

一態様では、前記基板処理方法は、前記研削された積層基板から前記充填剤を除去する工程をさらに備える。
一態様では、前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板の上面を研磨する工程の後に行われる。
一態様では、前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板の上面を研磨する工程の前に行われる。

一態様では、前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板を回転させながら、研磨テープを前記積層基板の周縁部に押し付けて、前記充填剤を除去する工程である。
一態様では、前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板を回転させながら、前記積層基板に前記充填剤を溶解可能な処理液を供給して行われる。
一態様では、前記積層基板の上面を研削する工程と、前記積層基板を研磨する工程は、同一の処理モジュールで行われる。

一態様では、前記基板処理方法は、前記積層基板の上面を研削する工程の後に、前記積層基板の上下面を反転させる工程をさらに備え、前記積層基板を研磨する工程は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程である。
一態様では、前記基板処理方法は、前記積層基板の上面を研磨する工程の後に、前記積層基板の上面を仕上げ研磨する工程をさらに備え、前記積層基板を仕上げ研磨する工程は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程であり、前記積層基板を仕上げ研磨する工程の研磨パッドは、前記積層基板を研磨する工程の研磨パッドの研磨面よりもきめの細かい研磨面を有する。
一態様では、前記基板処理方法は、前記積層基板の上面を研磨する工程の後に、前記積層基板の上面を仕上げ研磨する工程をさらに備え、前記積層基板を仕上げ研磨する工程は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程であり、前記積層基板を仕上げ研磨する工程の研磨液に含まれる砥粒は、前記積層基板を研磨する工程の研磨液に含まれる砥粒よりも小さい粒度を有している。
一態様では、前記積層基板を仕上げ研磨する工程と、前記充填剤を除去する工程は、同一の処理モジュール内で行われる。
一態様では、前記隙間に充填剤を塗布し、硬化させる工程は、縦置きに保持された前記積層基板を回転させながら行う。

本発明によれば、薄化された積層基板の上面の研磨処理を行うため、薄化後の積層基板の上面の平坦度を向上させることができる。その結果、ダイシングなどの後工程での処理の信頼性が向上して、製造されたデバイスの不良が発生することを防止することができる。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。 図２（ａ）および図２（ｂ）は、基板の一例であるウエハの周縁部を示す拡大断面図である。 図３（ａ）は、２枚のウエハを接合した積層基板の一例を示す模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第２ウエハを薄化した後の積層基板を示す模式図である。 図４は、一実施形態に係る充填剤塗布モジュールを模式的に示す平面図である。 図５は、図４に示す充填剤塗布モジュールを模式的に示す縦断面図である。 図６は、一実施形態にかかる塗布モジュールを示す模式図である。 図７は、一実施形態に係る硬化モジュールを示す模式図である。 図８は、一実施形態に係るバックグラインドモジュールを示す模式図である。 図９（ａ）は、充填剤塗布モジュールから搬出された積層ウエハを示す模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す積層ウエハの第２ウエハがバックグラインドモジュールで薄化された状態を示す模式図である。 図１０は、一実施形態に係る研磨モジュールを示す模式図である。 図１１は、他の実施形態に係る研磨モジュールを示す模式図である。 図１２は、他の実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。 図１３は、さらに他の実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。 図１４は、一実施形態に係る充填剤除去装置を模式的に示す平面図である。 図１５は、研磨ヘッドが充填剤を除去している状態を示す図である。 図１６（ａ）は、積層ウエハの第２ウエハが薄化された状態を示す模式図であり、図１６（ｂ）は、充填剤が除去された状態を示す模式図である。 図１７は、研磨ヘッドが積層ウエハのベベル部を研磨している状態を示す図である。 図１８は、他の実施形態に係る第１処理モジュールを模式的に示す上面図である。 図１９は、他の実施形態に係る第５処理モジュールを模式的に示す上面図である。 図２０（ａ）は、３枚のウエハから構成される積層基板の一例を模式的に示す断面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す積層基板の上面が研削された状態を模式的に示す断面図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ｂ）に示す積層基板の充填剤が除去された状態を示す断面図である。 図２１（ａ）は、３枚のウエハから構成される積層基板の他の例を模式的に示す断面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す積層基板の上面が研削された状態を模式的に示す断面図であり、図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）に示す積層基板の充填剤が除去された状態を示す断面図である。 図２２は、４枚のウエハから構成される積層基板の例を模式的に示す断面図である。 図２３は、他の実施形態に係る充填剤塗布モジュールを示す平面図である。 図２４は、図２３に示す充填剤塗布モジュールの側面図である。 図２５は、さらに他の実施形態に係る充填剤塗布モジュールを示す側面図である。 図２６は、図２５の矢印Ａで示す方向から見た図である。 図２７は、さらに他の実施形態に係る充填剤塗布モジュールを示す側面図である。 図２８は、図２７の矢印Ｂで示す方向から見た図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。図１に示す基板処理装置は、積層基板の一例である積層ウエハを処理する装置である。この基板処理装置は、多数の積層ウエハをストックするウエハカセットが載置される複数の（例えば、４つの）フロントロード部１０２を備えたロードアンロード部１０１を有している。フロントロード部１０２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ＳＭＩＦ，ＦＯＵＰは、内部にウエハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

ロードアンロード部１０１には、フロントロード部１０２の配列方向に沿って移動可能な第１搬送ロボット（ローダー）１０３が設置されている。第１搬送ロボット１０３は各フロントロード部１０２に搭載されたウエハカセットにアクセスして、積層ウエハをウエハカセットから取り出すことができるようになっている。

基板処理装置は、さらに、第２搬送ロボット２０６と、第２搬送ロボット２０６の両側に配置された第１ウエハステーション２１１および第２ウエハステーション２１２と、を備えている。第２搬送ロボット２０６、第１ウエハステーション２１１、および第２ウエハステーション２１２は、基板搬送モジュール２００として機能する。

さらに、基板処理装置は、搬送ロボット２０６に隣接して配置された複数の（図１では３つの）処理モジュール３００，４００，５００と、基板処理装置の全体の動作を制御するコントローラ１１３とを備えている。本実施形態では、処理モジュール３００，４００，５００は、基板処理装置の長手方向に沿って配列される。処理モジュール３００，４００，５００の詳細な構成は後述する。

さらに、基板処理装置は、積層ウエハを洗浄する第１洗浄モジュール６１６および第２洗浄モジュール６１８と、洗浄された積層ウエハを乾燥する乾燥モジュール６２０とを備えている。第１洗浄モジュール６１６、第２洗浄モジュール６１８、および乾燥モジュール６２０は、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。

第１洗浄モジュール６１６と第２洗浄モジュール６１８の間に位置して、これらの洗浄モジュール６１６，６１８および基板搬送モジュール２００の間で積層ウエハを搬送する第２基板搬送ロボット６２６が配置され、第２洗浄モジュール６１８と乾燥モジュール６２０との間に位置して、これらの各モジュール６１８，６２０の間で積層ウエハを搬送する第３基板搬送ロボット６２８が配置されている。

第１洗浄モジュール６１６および第２洗浄モジュール６１８の種類は、積層ウエハを洗浄できる限り、任意の洗浄モジュールを選択できる。本実施形態では、第１洗浄モジュール６１６として、薬液、純水などの洗浄液の存在下で、積層ウエハの表裏両面にロールスポンジを擦り付けて積層ウエハをスクラブ洗浄する基板洗浄装置が使用されている。さらに、第２洗浄モジュール６１８として、薬液、純水などの洗浄液の存在下で、ペン型スポンジ（ペンスポンジ）を用いた基板洗浄装置が使用されている。

一実施形態では、第２洗浄モジュール６１８として、薬液の存在下で、積層ウエハの表裏両面にロールスポンジを擦り付けて積層ウエハをスクラブ洗浄する基板洗浄装置を使用してもよい。さらに、第１洗浄モジュール６１６または第２洗浄モジュール６１８として、積層ウエハの表面（または裏面）に二流体ジェット流を噴射することにより、該積層ウエハの表面（または裏面）を洗浄しつつ、積層ウエハの裏面（または表面）にロールスポンジを押し付けて、該積層ウエハの裏面（または表面）をスクラブ洗浄する基板洗浄装置を使用してもよい。

乾燥モジュール６２０の種類は、洗浄された積層ウエハを乾燥できる限り、任意の乾燥モジュールを選択できる。本実施形態では、乾燥モジュール６２０として、積層ウエハを保持し、移動するノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して積層ウエハを乾燥させ、更に高速で回転させることによって積層ウエハを乾燥させるスピン乾燥装置が使用されている。

第１基板搬送ロボット１０３は、処理前の積層ウエハを、フロントロード部１０２に搭載されたウエハカセットから受け取って基板搬送モジュール２００に渡すとともに、乾燥された積層ウエハを乾燥モジュール６２０から受け取ってウエハカセットに戻す。基板搬送モジュール２００は、第１基板搬送ロボット１０３から受け取った基板を搬送して、各処理モジュール３００，４００，５００との間で基板の受け渡しを行う。

本実施形態では、第１処理モジュール３００は、第１ウエハと第２ウエハとが接合された積層基板を薄化した際に、第２ウエハの周縁部に形成されるナイフエッジ部を保護するための充填剤を塗布・硬化させるための充填剤塗布モジュールである。以下では、第１処理モジュール３００を充填剤塗布モジュール３００と称し、ナイフエッジ部と充填剤塗布モジュール３００の構成を詳細に説明する。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、基板の一例であるウエハの周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図２（ａ）はいわゆるストレート型のウエハの断面図であり、図２（ｂ）はいわゆるラウンド型のウエハの断面図である。図２（ａ）のウエハＷにおいて、ベベル部は、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、および側部（アペックス）Ｒから構成されるウエハＷの最外周面（符号Ｂで示す）である。

図２（ｂ）のウエハＷにおいては、ベベル部は、ウエハＷの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分（符号Ｂで示す）である。トップエッジ部Ｅ１は、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する領域であって、かつデバイスが形成される領域Ｄよりも半径方向外側に位置する平坦部である。トップエッジ部Ｅ１は、デバイスが形成された領域を含むこともある。ボトムエッジ部Ｅ２は、トップエッジ部Ｅ１とは反対側に位置し、ベベル部Ｂよりも半径方向内側に位置する平坦部である。これらトップエッジ部Ｅ１およびボトムエッジ部Ｅ２は、総称してニアエッジ部と呼ばれることもある。

図３（ａ）は、２枚のウエハを接合した積層基板の一例を示す模式図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第２ウエハを薄化した後の積層基板を示す模式図である。図３（ａ）に示す積層基板Ｗｓは、図２（ｂ）に示すラウンド型の第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２とを接合することにより製造される。

図３（ｂ）に示すように、第２ウエハＷ２を薄化すると、第２ウエハＷ２の周縁部にナイフエッジ部ＮＥが形成される。このナイフエッジ部ＮＥは、物理的な接触により欠けやすく、積層基板Ｗｓの搬送時、および積層基板Ｗｓのさらなるプロセス処理時に積層基板Ｗｓが割れたり、欠けたりさせる要因となることがある。また、第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２の接合が十分でないと、第２ウエハＷ２の研削処理（すなわち、薄化処理）中に、該第２ウエハＷ２が割れたり、欠けたりすることもある。積層基板Ｗｓが図２（ａ）に示すスクエア型の第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２とを接合することにより製造される場合も、第２ウエハＷ２を薄化すると、第２ウエハＷ２の周縁部にナイフエッジ部が形成される。

そこで、充填剤塗布モジュール３００で、積層基板Ｗｓの第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２との間に充填剤を塗布し、この充填剤を硬化させることで、ナイフエッジ部ＮＥを効果的に保護する。

図４は、一実施形態に係る充填剤塗布モジュールを模式的に示す平面図であり、図５は、図４に示す充填剤塗布モジュールを模式的に示す縦断面図である。図４および図５に示す充填剤塗布モジュール３００は、積層ウエハＷｓのウエハＷ１，Ｗ２の間に形成された隙間に充填剤を塗布し、さらに硬化させる装置である。なお、図５は、後述する塗布ユニット３０１Ａおよび硬化ユニット３０１Ｂの図示を省略している。

図４および図５に示すように、この充填剤塗布モジュール３００は、その中央部に、複数のウエハＷ１，Ｗ２が積層された積層ウエハＷｓ（図３（ａ）参照）を水平に保持し、回転させる回転保持機構（基板保持部）３０３を備えている。図４においては、回転保持機構３０３が積層ウエハＷｓを保持している状態を示している。回転保持機構３０３は、積層ウエハＷｓの裏面を真空吸着により保持する皿状の保持ステージ３０４と、保持ステージ３０４の中央部に連結された中空シャフト３０５と、この中空シャフト３０５を回転させるモータＭ１とを備えている。積層ウエハＷｓは、基板搬送モジュール２００（図１参照）のハンド（図示せず）により、積層ウエハＷｓの中心が中空シャフト３０５の軸心と一致するように保持ステージ３０４の上に載置される。

中空シャフト３０５は、ボールスプライン軸受（直動軸受）３０６によって上下動自在に支持されている。保持ステージ３０４の上面には溝３０４ａが形成されており、この溝３０４ａは、中空シャフト３０５を通って延びる連通路３０７に連通している。連通路３０７は中空シャフト３０５の下端に取り付けられたロータリジョイント３０８を介して真空ライン３０９に接続されている。連通路３０７は、処理後の積層ウエハＷｓを保持ステージ３０４から離脱させるための窒素ガス供給ライン３１０にも接続されている。これらの真空ライン３０９と窒素ガス供給ライン３１０を切り替えることによって、積層ウエハＷｓを保持ステージ３０４の上面に真空吸着し、離脱させる。

中空シャフト３０５は、この中空シャフト３０５に連結されたプーリーｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリーｐ２と、これらプーリーｐ１，ｐ２に掛けられたベルトｂ１を介してモータＭ１によって回転される。モータＭ１の回転軸は中空シャフト３０５と平行に延びている。このような構成により、保持ステージ３０４の上面に保持された積層ウエハＷｓは、モータＭ１によって回転される。

ボールスプライン軸受３０６は、中空シャフト３０５がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受３０６は円筒状のケーシング３１２に固定されている。したがって、本実施形態においては、中空シャフト３０５は、ケーシング３１２に対して上下に直線動作ができるように構成されており、中空シャフト３０５とケーシング３１２は一体に回転する。中空シャフト３０５は、エアシリンダ（昇降機構）３１５に連結されており、エアシリンダ３１５によって中空シャフト３０５および保持ステージ３０４が上昇および下降できるようになっている。

ケーシング３１２と、その外側に同心上に配置された円筒状のケーシング３１４との間にはラジアル軸受３１８が介装されており、ケーシング３１２は軸受３１８によって回転自在に支持されている。このような構成により、回転保持機構３０３は、積層ウエハＷｓをその中心軸Ｃｒまわりに回転させ、かつ積層ウエハＷｓを中心軸Ｃｒに沿って上昇下降させることができる。

図４に示すように、充填剤塗布モジュール３００は、回転保持機構３０３に保持された積層ウエハＷｓの周囲に配置された塗布ジュール（塗布部）３０１Ａと、硬化モジュール（硬化部）３０１Ｂと、と備えている。硬化ユニット３０１Ｂは、積層ウエハＷｓの回転方向において塗布ユニット３０１Ａの下流側に位置している。

塗布ユニット３０１Ａは、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に充填剤を塗布する装置であり、硬化ユニット３０１Ｂは、塗布ユニット３０１Ａによって積層ウエハＷｓに供給された充填剤を硬化させる装置である。本実施形態において、充填剤は、熱硬化性を有する充填剤である。このような充填剤の例としては、熱硬化性の樹脂が挙げられる。

塗布ユニット３０１Ａと硬化ユニット３０１Ｂとは、隔壁３２０によって仕切られた処理室３２１内に配置されており、処理室３２１は、隔壁３２０によって外部から隔離されている。塗布ユニット３０１Ａ、硬化ユニット３０１Ｂ、および保持ステージ３０４は処理室３２１内に配置されている。すなわち、処理中の積層ウエハＷｓは、処理室内３２１に収容される。

中空シャフト３０５がケーシング３１２に対して昇降した時にボールスプライン軸受３０６やラジアル軸受３１８などの機構を処理室３２１から隔離するために、図５に示すように、中空シャフト３０５とケーシング３１２の上端とは上下に伸縮可能なベローズ３１９で接続されている。図５は中空シャフト３０５が下降している状態を示し、保持ステージ３０４が処理位置にあることを示している。充填剤の塗布および硬化処理後には、エアシリンダ３１５により積層ウエハＷｓを保持ステージ３０４および中空シャフト３０５とともに搬送位置まで上昇させ、この搬送位置で積層ウエハＷｓを保持ステージ３０４から離脱させる。

隔壁３２０は、積層ウエハＷｓを処理室３２１に搬入および搬出するための搬送口３２０ｂを備えている。搬送口３２０ｂは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。したがって、基板搬送モジュール２００のハンドに把持された積層ウエハＷｓは、水平な状態を保ちながら、搬送口３２０ｂを通って処理室３２１内を横切ることが可能となっている。隔壁３２０の上面には開口３２０ｃおよびルーバー３４０が設けられ、下面には排気口（図示せず）が設けられている。充填剤の塗布および硬化処理時は、搬送口３２０ｂは図示しないシャッターで閉じられるようになっている。したがって、排気口から図示しないファン機構により排気をすることで処理室３２１の内部には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。このファン機構は、処理室３２１内の圧力を陽圧に保つ圧力調整装置として機能する。この状態において積層ウエハＷｓが処理されるので、処理室３２１の上部空間を清浄に保ちながら積層ウエハＷｓの処理をすることができる。

図６は、一実施形態にかかる塗布モジュールを示す模式図である。図６に示す塗布ユニット３０１Ａは、第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２との間の隙間に充填剤を注入するシリンジ機構３４５と、シリンジ機構３４５を積層ウエハＷｓに近接または離間させる水平移動機構（図示せず）を有している。一実施形態では、水平移動機構を省略してもよい。この場合、充填剤が第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２との間の隙間に適切に注入可能なように、保持ステージ３０４に対するシリンジ機構３４５の位置が予め決定されている。

シリンジ機構３４５は、中空構造を有するシリンジ本体３４６と、シリンジ本体３４６内を往復動可能なピストン３４８とを備えている。シリンジ本体３４６は、気体供給ライン３５０を介して気体供給源に接続されている。気体供給源から気体（例えば、ドライエアーまたは窒素ガス）をシリンジ本体３４６に供給すると、ピストン３４８がシリンジ本体３４６内を前進する。シリンジ本体３４６は、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に対向する先端開口を有している。シリンジ本体３４６には、充填剤Ｆが予め充填されており、ピストン３４８の前進によって、シリンジ本体３４６の先端開口から第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に充填剤Ｆが注入される。

気体供給ライン３５０には、圧力調整装置（例えば、減圧弁）３５１と、流量調整器（例えば、マスフローコントローラ）３５３とが配置されている。気体供給源からシリンジ本体３４６に供給される気体の圧力および流量を調整することで、シリンジ本体３４６から吐出する充填剤Ｆの流量を調整することができる。

第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２との間の隙間に充填剤Ｆを塗布する際には、最初に、積層ウエハＷｓが保持された保持ステージ３０４を所定の回転速度で回転させる。次いで、シリンジ機構３４５を積層ウエハＷｓに近接させ、さらに、気体供給源から気体をシリンジ本体３４６に供給する。この動作によって、回転する積層ウエハＷｓの第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に充填剤Ｆが注入される。

第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間にシリンジ機構３４５から注入される充填剤Ｆの量が多すぎると、隙間からあふれた充填剤Ｆが積層基板Ｗｓの上面および下面を汚染するおそれがある。第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間にシリンジ機構３４５から注入される充填剤Ｆの量が少なすぎると、該隙間に十分な量の充填剤Ｆを塗布することができないおそれがある。そのため、本実施形態では、回転する積層ウエハＷｓの第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に、必要十分な量の充填剤Ｆが供給されるように、シリンジ本体３４６から吐出される充填剤Ｆの流量、および保持ステージ３０４の回転速度が予め調整されている。

図７は、一実施形態に係る硬化モジュールを示す模式図である。図７に示す硬化ユニット３０１Ｂは、ランプヒータ３５５を有する光加熱モジュールとして構成されている。ランプヒータ３５５は、ランプ３８３と、ランプ３８３からの熱（輻射熱）を、第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２との間の隙間に塗布された充填剤Ｆに向ける光学機器３８５と、を備えている。図示はしないが、光学機器３８５は、例えば、ミラーおよび／またはレンズなどから構成される。

図７に示すランプヒータ３５５は、積層ウエハＷｓの第２ウエハＷ２の上方に配置されており、ランプ３８３は、波長が１μｍ以上の光を光学機器３８５を介して積層ウエハＷｓの上方から照射する。ランプ３８３が１μｍ以上の波長を有する光を照射する場合、ランプ３８３から照射された光は、第２ウエハＷ２を透過するので、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に塗布された充填剤Ｆを直接加熱することができる。ランプ３８３を有する光加熱モジュールは、熱効率が高く、短時間で充填剤Ｆを加熱し、硬化させることができる。したがって、充填剤塗布モジュール３００のスループットを向上させることができる。

積層ウエハＷｓに対するランプヒータ３５５の位置は任意である。例えば、図７の一点鎖線で示されるように、ランプヒータ３５５を、第１ウエハＷ１の下方に配置してもよい。この場合、ランプ３８３から照射された光は第１ウエハＷ１を透過して、充填剤Ｆを直接加熱する。あるいは、図７の二点鎖線で示されるように、ランプ３８３が第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に対向するように、ランプヒータ３５５を配置してもよい。この場合、ランプ３８３は、積層ウエハＷｓの側方から充填剤Ｆを加熱する。したがって、ランプ３８３から照射された光が第１ウエハＷ１または第２ウエハＷ２を透過する必要がないので、ランプ３８３として任意のランプを用いることができる。

このように構成された充填剤塗布モジュール３００では、最初に、積層ウエハＷｓが回転保持機構３０３の保持ステージ３０４に真空吸着により保持される。次いで、積層ウエハＷｓが保持ステージ３０４とともに回転される。次いで、塗布ユニット３０１Ａにより、積層ウエハＷｓの第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部の隙間に充填剤Ｆが塗布され、さらに、硬化ユニット３０１Ｂにより、充填剤Ｆが硬化される。充填剤Ｆの塗布処理および硬化処理は、同一の処理室３２１内で連続して行われる。したがって、積層ウエハＷｓの割れおよび欠けを抑制するための基板処理を非常に短時間で行うことができる。

塗布ユニット３０１Ａの構成は、積層ウエハＷｓの第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハのＷ２周縁部との間の隙間に充填剤Ｆを塗布できる限り任意である。例えば、塗布ユニット３０１Ａは、シリンジ機構４５に代えて、充填剤Ｆを積層基板Ｗｓの第１ウエハの周縁部と第２ウエハの周縁部との間の隙間に射出する射出機構を有していてもよい。この場合、射出機構は、第１ウエハの周縁部と第２ウエハの周縁部との間の隙間に対向する射出口を有する射出機を有している。射出機構は、射出機に供給される加圧流体（例えば、加圧空気）によって第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に充填剤Ｆを連続的に射出する。

硬化ユニット３０１Ｂの構成も、積層ウエハＷｓの第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハのＷ２周縁部との間の隙間に塗布された充填剤Ｆを硬化できる限り任意である。例えば、硬化ユニット３０１Ｂは、熱風を積層基板Ｗｓの第１ウエハの周縁部と第２ウエハの周縁部との間の隙間に吹き付けるヒートガンであってもよい。

充填剤Ｆの種類も、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間に塗布可能であり、かつ短時間で硬化可能である限り任意である。例えば、充填剤Ｆは、光硬化性の樹脂であってもよい。

充填剤塗布モジュール３００で、充填剤Ｆを塗布および硬化された積層ウエハＷｓは、充填剤塗布モジュール３００から基板搬送モジュール２００によって搬出される。次いで、積層ウエハＷｓは、第２処理モジュール４００に搬送される。本実施形態では、第２処理モジュール４００は、積層ウエハＷｓの第２ウエハＷ２を薄化させるバックグラインド処理を行うモジュールである。バックグラインド処理は、公知の任意の装置で行うことができる。以下では、第２処理モジュール４００を、バックグラインドモジュール４００と称する。

図８は、一実施形態に係るバックグラインドモジュールを示す模式図である。図８に示すバックグラインドモジュール４００では、積層ウエハＷｓを所定の厚みに薄化するために、第２ウエハＷ２の裏面である積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕ（図３（ａ）参照）の全体が研削される。

図８に示すバックグラインドモジュール４００は、図示しないモータにより回転するスピンドル４１０と、スピンドル４１０の先端に固定された研削ヘッド４１２と、スピンドル４１０を上下動させるスピンドル上下動機構（図示せず）と、積層ウエハＷｓが載置される研削テーブル４１４と、研削テーブル４１４に固定されたテーブルシャフト４１６と、を備える。さらに、バックグラインドモジュール４００は、スピンドル４１０を回転させるモータ（図示せず）と、テーブルシャフト４１６を回転させるモータ（図示せず）を有している。

図８に示す研削ヘッド４１２は、複数の研削砥石４２４を有する研削ホイール４２０と、研削ホイール４２０を着脱自在に取り付けられるホイールマウント４２２とから構成される。ホイールマウント４２２がスピンドル４１０の先端に固定されている。したがって、スピンドル４１０を回転させると、研削ヘッド４１２全体が回転する。

充填剤塗布モジュール３００で、充填剤Ｆが塗布および硬化された積層ウエハＷｓは、基板搬送モジュール２００のハンドによって、充填剤塗布モジュール３００から搬出され、バックグラインドモジュール４００の研削テーブル４１４に載置される。この際、基板搬送モジュール２００のハンドは、積層ウエハＷｓの中心軸線が研削テーブル４１４の中心軸線に一致するように、積層ウエハＷｓをバックグラインドモジュール４００に搬送する。研削テーブル４１４に載置された積層ウエハＷｓは、例えば、真空吸着によって研削テーブル４１４に保持される。

次いで、研削テーブル４１４を所定の速度で回転させつつ、スピンドル４１０（すなわち、研削ヘッド４１２）を所定の速度で回転させる。さらに、図示しないスピンドル上下動機構を操作して、研削ヘッド４１２の研削砥石４２４を積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに押し付ける。さらに、スピンドル上下動機構を操作して、研削ヘッド４１２を所定の研削速度で下方に送り出し、これにより、積層ウエハＷｓを所定の厚みまで研削する。

図９（ａ）は、充填剤塗布モジュールから搬出された積層ウエハを示す模式図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す積層ウエハの第２ウエハがバックグラインドモジュールで薄化された状態を示す模式図である。

図９（ｂ）に示すように、第２ウエハＷ２を薄化しても、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間で硬化された充填剤Ｆによって第２ウエハＷ２の周縁部に形成されたナイフエッジ部ＮＥが保護される。その結果、積層ウエハＷｓの割れおよび欠けを抑制することができる。さらに、図９（ａ）に示すように、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部が硬化された充填剤Ｆを介して互いに支持される。その結果、積層ウエハＷｓの強度が増加し、第２ウエハＷ２を薄化する際に、積層ウエハＷｓの割れおよび欠けが発生することを効果的に抑制することができる。

バックグラインドモジュール４００で、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕ（第２ウエハＷ２の薄化面）が薄化された後で、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの平坦度が低いと、ダイシングなどの後工程での処理の信頼性が低下して、製造されたデバイスが所望の性能を発揮できないおそれがある。そこで、本実施形態では、第３処理モジュール５００で、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕを研磨処理する。研磨処理は、公知の任意の装置で行うことができる。以下では、第３処理モジュール５００を、研磨モジュール５００と称する。

図１０は、一実施形態に係る研磨モジュールを示す模式図である。図１０に示す研磨モジュール５００は、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕ（図９（ｂ）参照）の平坦度を向上させるために、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの全体を化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing：ＣＭＰ）する研磨装置である。化学機械研磨は、シリカ（ＳｉＯ_２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッド上に供給しつつ基板を研磨パッドに摺接させて研磨を行うものである。

図１０に示すように、研磨モジュール５００は、研磨面５１０ａを有する研磨パッド５０１が取り付けられた研磨テーブル５０３と、積層ウエハＷｓを保持しかつ積層ウエハＷｓを研磨テーブル５０３上の研磨パッド５１０に押圧する研磨ヘッド５０５と、研磨パッド５１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル５０６と、研磨パッド５１０の研磨面５１０ａのドレッシングを行うためのドレッサ５０７を有するドレッシング装置５０２と、を備えている。

研磨テーブル５０３は、テーブル軸５０３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ５１１に連結されており、このテーブルモータ５１１により研磨テーブル５０３が矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル５０３の上面には研磨パッド５１０が貼付されており、研磨パッド５１０の上面が積層ウエハＷｓを研磨する研磨面５１０ａを構成している。研磨ヘッド５０５はヘッドシャフト５１４の下端に連結されている。研磨ヘッド５０５は、真空吸引によりその下面に積層ウエハＷｓを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト５１４は、上下動機構（図示せず）により上下動するようになっている。

積層ウエハＷｓの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド５０５および研磨テーブル５０３をそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル５０６から研磨パッド５１０上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、研磨ヘッド５０５は、ウエハＷを研磨パッド５１０の研磨面５１０ａに押し付ける。積層ウエハＷｓの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。研磨終了後は、ドレッサ５０７による研磨面５１０ａのドレッシング（コンディショニング）が行われる。

ドレッシング装置５０２は、研磨パッド５１０に摺接されるドレッサ５０７と、ドレッサ５０７が連結されるドレッサシャフト５２３と、ドレッサシャフト５２３の上端に設けられたエアシリンダ５２４と、ドレッサシャフト５２３を回転自在に支持するドレッサアーム５２７とを備えている。ドレッサ５０７の下面はドレッシング面５０７ａを構成し、このドレッシング面５０７ａは砥粒（例えば、ダイヤモンド粒子）から構成されている。エアシリンダ５２４は、複数の支柱５２５により支持された支持台５２０上に配置されており、これら支柱５２５はドレッサアーム５２７に固定されている。

ドレッサアーム５２７は図示しないモータに駆動されて、旋回軸５２８を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト５２３は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト５２３の回転により、ドレッサ７がドレッサシャフト５２３を中心に矢印で示す方向に回転するようになっている。エアシリンダ５２４は、ドレッサシャフト５２３を介してドレッサ５０７を上下動させ、ドレッサ５０７を所定の押圧力で研磨パッド５１０の研磨面５１０ａに押圧するアクチュエータとして機能する。

研磨パッド５１０のドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ５０７がドレッサシャフト５２３を中心として回転しつつ、研磨液供給ノズル５０６から純水が研磨パッド５１０上に供給される。この状態で、ドレッサ５０７はエアシリンダ５２４により研磨パッド５１０に押圧され、そのドレッシング面５０７ａが研磨パッド５１０の研磨面５１０ａに摺接される。さらに、ドレッサアーム５２７を旋回軸５２８を中心として旋回させてドレッサ５０７を研磨パッド５１０の半径方向に揺動させる。このようにして、ドレッサ５０７により研磨パッド５１０が削り取られ、その表面５１０ａがドレッシング（再生）される。

本実施形態では、研磨モジュール５００で積層ウエハＷｓをＣＭＰ処理するために、積層ウエハＷｓの上下面を反転させる必要がある。そのため、基板搬送モジュール２００のハンドは、その軸心周りに回転可能に構成されている。積層ウエハＷｓは、バックグラインドモジュール４００から研磨モジュール５００に搬送される間に、基板搬送モジュール２００のハンドによって反転される。

研磨モジュール５００に搬送された積層ウエハＷｓは、研磨ヘッド５０３に保持され、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕを、回転する研磨パッド５１０の研磨面５１０ａに押し付けることで積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの全体が研磨される。

研磨モジュール５００で研磨された積層ウエハＷｓは、第１洗浄モジュール６１６および／または第２洗浄モジュール６１８で洗浄され、その後、乾燥モジュール６２０で乾燥される。乾燥モジュール６２０で乾燥された積層ウエハＷｓは、第１搬送ロボット１０３によって、ロードアンロード部１０１のフロントロード部１０２に載置されたウエハカセットに戻される。

本実施形態によれば、薄化された積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの研磨処理を行うため、薄化後の積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの平坦度を向上させることができる。その結果、ダイシングなどの後工程での処理の信頼性が向上して、製造されたデバイスの不良が発生することを防止することができる。さらに、積層ウエハＷｓへの充填剤Ｆの塗布・硬化処理、積層ウエハＷｓのバックグラインド処理、および積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの研磨処理を１台の基板処理装置で完了することができる。その結果、積層ウエハＷｓの処理時間、すなわち、デバイスの製造時間を短縮することができる。

一実施形態では、積層ウエハＷｓをバックグラインドモジュール４００から研磨モジュール５００に搬送する間に、積層ウエハＷｓを第１洗浄モジュール６１６および／または第２洗浄モジュール６１８に搬送して洗浄してもよい。例えば、積層ウエハＷｓは、第１洗浄モジュール６１６および／または第２洗浄モジュール６１８で酸洗浄される。この場合、第１洗浄モジュール６１６および／または第２洗浄モジュール６１８は、積層ウエハＷｓを酸洗浄するための薬液が供給可能なように構成される。

積層ウエハＷｓを洗浄することによって、バックグラインド処理の際に発生した研削屑などの汚染物が確実に除去されるので、研磨屑などの汚染物に起因して研磨モジュール５００が汚れることを効果的に防止することができる。さらに、研磨処理中に、研磨屑によって積層ウエハＷｓに傷がつくことも効果的に防止することができる。

図１１は、他の実施形態に係る研磨モジュールを示す模式図である。図１１に示す研磨ジュール５００では、積層ウエハＷｓのバフ処理が行われる。バフ処理は、積層ウエハＷｓにバフ処理液を供給するとともに、積層ウエハＷｓよりも小径の接触部材を積層ウエハＷＳに押し付け、これにより、積層ウエハＷｓの上面Ｗｕｓをわずかに研磨したり、積層ウエハＷｓの付着物を除去したりする処理である。バフ処理は、公知の任意の装置で行うことができる。本明細書では、研磨処理はバフ処理を含む。以下では、図１１を参照して、バフ処理装置の一例が説明される。

図１１に示す研磨モジュール５００は、積層ウエハＷｓが載置されるバフテーブル５３０と、バフ処理コンポーネント５５０と、バフ処理液を供給するための液供給系統５７０と、バフパッド（バフ部材）５５２のコンディショニング（目立て）を行うためのコンディショニング部５８０と、を備える。バフ処理コンポーネント５５０は、積層ウエハＷｓの上面（処理面）Ｗｓｕにバフ処理を行うためのバフパッド５５２が取り付けられたバフヘッド５５５と、バフヘッド５５５を保持するバフアーム５５６と、を備える。

バフ処理液は、ＤＩＷ（純水）、洗浄薬液、及び、スラリーのうちの少なくとも１つを含む。バフパッド５５２は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。バフパッド５５２の種類は積層ウエハＷの上面Ｗｓｕの材質や除去すべき汚染物の状態に対して適宜選択すればよい。また、バフパッド５５２の表面には、例えば、同心円状溝やＸＹ溝、渦巻き溝、放射状溝といった溝形状が施されていてもよい。さらに、バフパッド５５２を貫通する穴を少なくとも１つ以上バフパッド５５２内に設け、この穴を通してバフ処理液を供給してもよい。また、バフパッド５５２を、例えば、ＰＶＡスポンジのような、バフ処理液が浸透可能なスポンジ状の材料から構成してもよい。これらにより、バフパッド面内でのバフ処理液の流れ分布の均一化やバフ処理で除去された汚染物の速やかな排出が可能となる。

バフテーブル５００は、積層ウエハＷｓを吸着保持する機構を有する。また、バフテーブル５００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ａ周りに回転できるようになっている。一実施形態では、バフテーブル５００は、図示しない駆動機構によって、積層ウエハＷｓに対してスクロール運動をさせるようになっていてもよい。バフパッド５５２は、バフヘッド５５５に載置された積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに対向する。バフヘッド５５５は、図示しない駆動機構によって回転軸Ｂ周りに回転できるようになっている。また、バフヘッド５５５は、図示しない駆動機構によってバフパッド５５２を積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに所定の押圧力で押圧できるようになっている。バフアーム５５６は、バフヘッド５５５を矢印Ｃに示すように積層ウエハＷｓの半径もしくは直径の範囲内で揺動させることが可能なように構成されている。また、バフアーム５５６は、バフパッド５５２がコンディショニング部５８０に対向する位置までバフヘッド５５５を移動できるように構成されている。

コンディショニング部５８０は、バフパッド５５２の表面をコンディショニングするための機構である。コンディショニング部５８０は、ドレステーブル５８１と、ドレステーブル５８１に取り付けられたドレッサ５８２と、を備える。ドレステーブル５８１は、図示しない駆動機構によって回転軸Ｄ周りに回転できるようになっている。一実施形態では、ドレステーブル５８１は、図示しない駆動機構によってドレッサ５８２にスクロール運動をさせるようになっていてもよい。

バフパッド５５２のコンディショニングを行う際には、バフパッド５５２がドレッサ５８２に対向する位置になるまでバフアーム５５６を旋回させる。次いで、ドレステーブル５８１を回転軸Ｄ周りに回転させるとともにバフヘッド５５５を回転させる。さらに、バフパッド５５２をドレッサ５８２に押し付けることによって、バフパッド５５２のコンディショニングが行われる。

液供給系統５７０は、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル５７１と、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに薬液を供給するための薬液ノズル５７２と、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕにスラリーを供給するためのスラリーノズル５７３と、を備える。

バフ処理は以下のようにして行われる。積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに処理液を供給するとともにバフテーブル５００を回転軸Ａ周りに回転させて、バフパッド５５２を積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに押圧する。この際、バフヘッド５５５を回転軸Ｂ周りに回転させながら矢印Ｃ方向に揺動することによって、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕにバフ処理が行われる。このバフ処理によって、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕがわずかに研磨されるとともに、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに付着した汚染物が除去される。

本実施形態のように、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕにバフ処理を行うことでも、薄化後の積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの平坦度を向上させることができる。その結果、ダイシングなどの後工程での処理の信頼性が向上するだけでなく、積層ウエハＷｓの処理時間、すなわち、デバイスの製造時間を短縮することができる。

本実施形態では、図１０を参照して説明されたＣＭＰ装置と異なり、積層ウエハＷｓを反転させる必要がない。したがって、積層ウエハＷｓへの空気中の不純物の付着が抑制されるとともに、バックグラインドモジュール４００から研磨モジュール５００への搬送時間を減らすことができる。

図１２は、他の実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。

図１２に示す基板処理装置は、充填剤塗布モジュール３００、バックグラインドモジュール４００、および研磨モジュール５００に加えて、第４処理モジュール７００を有する点で、上述の実施形態とは異なる。本実施形態では、第４処理モジュール７００は、研磨モジュール５００で研磨された積層ウエハＷｓをさらに研磨する（追加研磨する）仕上げ研磨モジュールである。以下では、第３処理モジュール５００を第１研磨モジュール５００と称し、第４処理モジュール７００を第２研磨モジュール７００と称する。

第２研磨モジュール７００は、第１研磨モジュール５００で研磨された積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕを仕上げ研磨するためのモジュールである。第２研磨モジュール７００の構成は、第１研磨モジュール５００で研磨された積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕを仕上げ研磨できる限り任意である。例えば、第１研磨モジュール５００が図１０を参照して説明されたＣＭＰ装置である一方で、第２研磨モジュール７００は、図１１を参照して説明されたバフ処理装置であってもよい。この場合、積層ウエハＷｓを第１研磨モジュール５００から第２研磨モジュール７００に搬送する間に、積層ウエハＷｓは、基板搬送モジュール２００のハンドによって反転される。

あるいは、第２研磨モジュール７００は、図１０を参照して説明されたＣＭＰ装置と同一の構成を有するＣＭＰ装置であってもよい。この場合、例えば、第２研磨モジュール７００の研磨パッドは、第１研磨モジュール５００の研磨パッド５１０の研磨面５１０ａよりもきめの細かい研磨面を有していてもよい。さらに、第２研磨モジュール７００の研磨液供給ノズルから研磨パッドの研磨面に供給されるスラリーの砥粒は、第１研磨モジュール５００の研磨液供給ノズル５０６から研磨パッド５１０の研磨面５１０ａに供給されるスラリーの砥粒の粒度よりも小さい粒度を有していてもよい。

本実施形態では、第１研磨モジュール５００で積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕが研磨された後で、積層ウエハＷｓは、第２研磨モジュール７００で仕上げ研磨される。したがって、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの平坦度がより向上させることができるので、ダイシングなどの後工程での処理の信頼性をより向上させることができる。

図１３は、さらに他の実施形態に係る基板処理装置を模式的に示した上面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。

図１３に示す基板処理装置は、充填剤塗布モジュール３００、バックグラインドモジュール４００、および研磨モジュール５００に加えて、第５処理モジュール８００を有する点で、上述の実施形態とは異なる。図示はしないが、図１３に示す基板処理装置で、第４処理モジュール７００を省略してもよい。この場合は、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕは、研磨モジュール５００のみによって研磨される。

ダイシングなどの後工程の処理次第では、積層ウエハＷｓに残された充填剤Ｆがデバイスに悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、充填剤Ｆからの剥離物がデバイスを傷つけたり、充填剤Ｆからの揮発成分がデバイスを汚染したりするおそれがある。そのため、薄化後の積層ウエハＷｓから充填剤Ｆを除去するのが好ましい。そこで、本実施形態に係る基盤処理装置は、充填剤塗布モジュール３００で積層ウエハＷｓのウエハＷ１，Ｗ２の間に形成された隙間に塗布・硬化された充填剤Ｆを除去するモジュールとして機能する第５処理モジュール８００を有する。以下では、第５処理モジュール８００を充填剤除去モジュール８００と称する。充填剤除去モジュール８００の構成は、積層ウエハＷｓのウエハＷ１，Ｗ２の間に形成された隙間に塗布・硬化された充填剤Ｆを除去できる限り任意である。以下では、図１４を参照して、充填剤除去装置の一例を説明する。

図１４は、一実施形態に係る充填剤除去装置を模式的に示す平面図である。図１４に示すように、充填剤除去装置８００は、積層ウエハＷｓを水平に保持して回転させる基板保持部８０２と、研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓの周縁部に押し付けて、第１ウエハＷ１の周縁部と第２ウエハＷ２の周縁部との間の隙間で硬化された充填剤Ｆを除去する充填剤除去ユニット８０３と、を備えている。

図１４は、基板保持部８０２が積層ウエハＷｓを保持している状態を示している。基板保持部８０２は、中空シャフト８０５と、中空シャフト８０５を回転させるモータ（図示せず）と、を備えている。中空シャフト８０５は、ボールスプライン軸受（図示せず）によって上下動自在に支持されている。

充填剤除去ユニット８０３は、積層ウエハＷｓの周縁部に研磨テープＰＴを押し当てて、充填剤Ｆを除去する研磨ヘッド組立体８１１と、研磨ヘッド組立体８１１に研磨テープＰＴを供給する研磨テープ供給回収機構８１２と、を備えている。研磨ヘッド組立体８１１は、隔壁８２０によって形成された除去室８２２の内部に配置されており、研磨テープ供給回収機構８１２は、除去室８２２の外部に配置されている。

研磨テープ供給回収機構８１２は、研磨テープＰＴを研磨ヘッド組立体８１１に供給する供給リール８１４と、充填剤Ｆの除去に使用された研磨テープＰＴを回収する回収リールと、を備えている。なお、図１４では、回収リールは供給リール８１４の下方に配置されているため、回収リールは描かれていない。

供給リール８１４および回収リールのそれぞれには、モータ８１９が連結されている。なお、図１４では、供給リール８１４に連結されたモータ８１９のみが描かれている。各モータ８１９は、供給リール８１４および回収リールに所定のトルクを与え、研磨テープＰＴに所定のテンションを掛ける。

研磨ヘッド組立体８１１は、研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓの周縁部に当接させるための研磨ヘッド８１３を備えている。研磨テープＰＴは、研磨テープＰＴの研磨面が積層ウエハＷｓを向くように研磨ヘッド８１３に供給される。研磨ヘッド８１３は、研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓの周縁部に押し付けて、硬化された充填剤Ｆを除去する。

研磨ヘッド８１３は、アーム８２５の一端に固定され、アーム８２５は、積層ウエハＷｓの接線方向に平行な回転軸Ｃｔ１まわりに回転自在に構成されている。アーム８２５の他端はプーリーｐ１，ｐ２およびベルトｂ１を介してモータ８３０に連結されている。モータ８３０が時計回りおよび反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム８２５が軸Ｃｔ１まわりに所定の角度だけ回転する。本実施形態では、モータ８３０、アーム８２５、プーリーｐ１，ｐ２、およびベルトｂ１によって、積層ウエハＷｓの表面（上面および下面）に対して研磨ヘッド８１３を傾斜させるヘッドチルト機構８４０が構成されている。

ヘッドチルト機構８４０は、移動台８３４に搭載されている。移動台８３４は、積層ウエハＷｓの半径方向に直線的に移動可能に構成されている。したがって、研磨ヘッド組立体８１１は、積層ウエハＷｓの半径方向に沿って、積層ウエハＷｓへ近接および離間するように、動作する。

図１５は、研磨ヘッドが充填剤を除去している状態を示す図である。充填剤Ｆを除去するときは、図１５に示すように、研磨ヘッド８１３を上方に傾けて、研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに押圧し、ナイフエッジ部ＮＥとともに充填剤Ｆを除去する。充填剤Ｆの除去中は、研磨テープＰＴは所定の速度で送られる。図１６（a）は、積層ウエハの第２ウエハが薄化された状態を示す模式図であり、図１６（ｂ）は、充填剤Ｆが除去された状態を示す模式図である。

一実施形態では、充填剤Ｆを除去した後で、図１７に示すように、上述したヘッドチルト機構８４０により、研磨ヘッド８１３の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧パッド８４５により研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓのベベル部に押し当てる。この動作によって、積層ウエハＷｓのベベル部全体から研磨屑などの汚染物を除去することができる。

一実施形態では、充填剤除去装置は、充填剤Ｆの除去を容易にする除去剤供給機構８５０を備えていてもよい。除去剤供給機構８５０は、充填剤の除去剤を積層ウエハＷｓの周縁部に供給して、充填剤Ｆの除去を促進するように構成されている。図１４に示す実施形態では、除去剤供給機構８５０は、除去剤を積層ウエハＷｓの周縁部に供給する除去剤ノズル８５１と、除去剤ノズル８５１に接続された除去剤供給ライン８５２と、除去剤供給ライン８５２に取り付けられた開閉弁８５３と、を備えている。

除去剤供給機構８５０の除去剤ノズル８５１は、除去室８２２内の積層ウエハＷｓに隣接して配置されており、積層ウエハＷｓの回転方向において、研磨ヘッド８１３の下流側に配置されている。除去剤ノズル８５１から供給される除去剤の例としては、アセトン、およびトルエンなどの溶剤があげられる。

図１４に示す実施形態では、開閉弁８５３は、除去室８２２の内部に配置されているが、除去室８２２の外部に配置されてもよい。開閉弁８５３を開くことで、除去剤が積層ウエハＷｓの周縁部に供給され、充填剤Ｆの除去を促進させる。

一実施形態では、充填剤除去装置は、充填剤除去ユニット８０３を省略してもよい。この場合、充填剤Ｆは、除去剤供給機構８５０から供給される除去剤によって除去される。

本実施形態に係る基板処理装置では、バックグラインドモジュール４００で積層ウエハＷｓの薄化処理を行った後で、研磨モジュール５００（および研磨モジュール７００）で積層ウエハＷｓの研磨処理を行い、その後、充填剤除去モジュール８００で、積層ウエハＷｓから充填剤Ｆが除去される。一実施形態では、バックグラインドモジュール４００で積層ウエハＷｓの薄化処理を行った後で、充填剤除去モジュール８００で、積層ウエハＷｓから充填剤Ｆを除去し、その後、研磨モジュール５００（および研磨モジュール７００）で積層ウエハＷｓの研磨処理を行ってもよい。

本実施形態によれば、積層ウエハＷｓへの充填剤Ｆの塗布・硬化処理、積層ウエハＷｓのバックグラインド処理、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの研磨処理、および充填剤Ｆの除去処理を１台の基板処理装置で完了することができる。その結果、積層ウエハＷｓの処理時間、すなわち、デバイスの製造時間を短縮することができる。

図１８は、他の実施形態に係る第１処理モジュールを模式的に示す上面図である。図１８に示す第１処理モジュール３００は、図８を参照して説明されたバックグラインドモジュール４００のスピンドル４１０と、スピンドル４１０の先端に固定された研削ヘッド４１２とを有する。本実施形態における研削ヘッド４１２の構成は、図８を参照して説明された研削ヘッド４１２の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。

上述したように、スピンドル４１０は、図示しないモータにより回転され、それにより、研削ヘッド４１２が回転される。さらに、図示しないスピンドル上下動機構を操作することで、研削ヘッド４１２を所定の研削速度で下方に送り出し、これにより、積層ウエハＷｓを所定の厚みまで研削することができる。すなわち、本実施形態では、第１処理モジュール３００で、積層ウエハＷｓへの充填剤Ｆの塗布・硬化処理、および積層ウエハＷｓのバックグラインド処理を行うことができる。その結果、基板処理装置のスループットが向上する。さらに、第２処理モジュール４００が不要となるため、基板処理装置のフットプリントを削減することができる。

本実施形態では、積層ウエハＷｓのバックラインド処理中に、研削ヘッド４１２によって押圧される積層ウエハＷｓが撓んだり、破損しないように、回転保持機構３０３の保持ステージ３０４の直径は、積層ウエハＷｓの直径と略同一であることが好ましい。

図１９は、他の実施形態に係る第５処理モジュールを模式的に示す上面図である。図１９に示す第５処理モジュール８００は、図１１を参照して説明されたバフ処理コンポーネント５５０、バフパッド５５２、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル５７１、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに薬液を供給するための薬液ノズル５７２、および積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕにスラリーを供給するためのスラリーノズル５７３を備える。図１９では、これらノズル５７１，５７２，５７３の図示を省略している。本実施形態におけるバフ処理コンポーネント５５０、バフパッド５５２、およびノズル５７１，５７２，５７３の構成は、図８を参照して説明されたバフ処理コンポーネント５５０、バフパッド５５２、およびノズル５７１，５７２，５７３の構成と同様であるため、その重複する説明を省略する。

本実施形態では、バックグラインドモジュール４００で薄化された積層ウエハＷｓは、第５処理モジュール８００に搬送され、第５処理モジュール８００内で積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕの研磨処理と、充填剤Ｆの除去処理が行われる。上述したように、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに、ノズル５７１，５７２，５７３の少なくとも１つから処理液を供給しながら、バフパッド５５２を積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに押圧することで、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕがわずかに研磨されるとともに、積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに付着した汚染物が除去される。

次いで、研磨ヘッド８１３を上方に傾けて、研磨テープＰＴを積層ウエハＷｓの上面Ｗｓｕに押圧し、ナイフエッジ部ＮＥとともに充填剤Ｆを除去する。このように、本実施形態では、第５処理モジュール８００で、積層ウエハＷｓの研磨処理と、充填剤Ｆの除去処理とを行うことができる。その結果、基板処理装置のスループットが向上する。さらに、第３処理モジュール５００（および第４処理モジュール７００）が不要となるため、基板処理装置のフットプリントを削減することができる。

本実施形態では、積層ウエハＷｓの研磨処理中に、バフパッド５５２によって押圧される積層ウエハＷｓが撓んだり、破損しないように、基板保持部８０２の直径は、積層ウエハＷｓの直径と略同一であることが好ましい。

一実施形態では、充填剤Ｆからの剥離物がデバイスを傷つけたり、充填剤Ｆからの揮発成分がデバイスを汚染したりすることのみを防止するために、第３処理モジュール５００（および第４処理モジュール７００）を省略してもよい。この場合、第１処理モジュール３００で、積層ウエハＷｓのウエハＷ１，Ｗ２の間に形成された隙間に充填剤を塗布し、さらに硬化させた後で、積層ウエハＷｓは、第５処理モジュール８００に搬送され、充填剤Ｆが積層ウエハＷｓから除去される。本実施形態では、充填剤Ｆからの剥離物がデバイスを傷つけたり、充填剤Ｆからの揮発成分がデバイスを汚染したりすることが効果的に防止される。

上述した実施形態では、２枚のウエハＷ１，Ｗ２から構成される積層基板Ｗｓを処理する基板処理装置および基板処理方法が説明されたが、積層基板Ｗｓはこの例に限定されない。積層基板Ｗｓは３枚以上のウエハから構成されていてもよい。

図２０（ａ）は、３枚のウエハから構成される積層基板Ｗｓの一例を模式的に示す断面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す積層基板Ｗｓの上面が研削された状態を模式的に示す断面図であり、図２０（ｃ）は、図２０（ｂ）に示す積層基板Ｗｓの充填剤が除去された状態を示す断面図である。

図２０（ａ）に示すように、３枚以上のウエハＷ１，Ｗ２，Ｗ３が積層される積層ウエハＷｓでは、上記充填剤塗布モジュール３００で隣接するウエハＷ１，Ｗ２の周縁部の間の隙間と、隣接するウエハＷ２，Ｗ３の周縁部の間の隙間に充填剤Ｆが塗布され、その後、硬化される。

次いで、上述した実施形態と同様に、充填剤Ｆが塗布・硬化された積層ウエハＷｓ（図２０（ａ）参照）は、バックグラインドモジュール４００でその上面Ｗｓｕが研削される（図２０（ｂ）参照）。さらに、上面Ｗｓｕが研削された積層基板Ｗｓは、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われ、その後、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去される（図２０（ｃ）参照）。一実施形態では、上面Ｗｓｕが研削された積層基板Ｗｓは、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去された後で、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われてもよい。図２０（ａ）乃至図２０（ｃ）に示すような３枚以上のウエハを積層ウエハＷｓであっても、上述した実施形態に係る基板処理装置で同様の研削処理、研磨処理、および充填剤除去処理を実行することができる。

図２１（ａ）は、３枚のウエハから構成される積層基板の他の例を模式的に示す断面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す積層基板の上面が研削された状態を模式的に示す断面図であり、図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）に示す積層基板の充填剤が除去された状態を示す断面図である。

図２１（ａ）に示す積層ウエハＷｓは、第１ウエハＷ１、第２ウエハＷ２、および第３ウエハＷ３とから構成されている。図２１（ａ）において、第１ウエハＷ１と、第２ウエハＷ２とは、上述した実施形態に係る基板処理装置で研削処理、研磨処理、および充填剤除去処理が実施された積層ウエハＷｓ’である。図２１（ａ）に示す積層ウエハＷｓ’は、図１６（ｂ）に示す積層ウエハＷｓに相当する。第３ウエハＷ３は、積層ウエハＷｓ’の上面に、他の基板処理装置で積層される。

図２１（ａ）に示すように、積層ウエハＷｓ’（すなわち、第１ウエハＷ１と第２ウエハＷ２）と、第３ウエハＷ３とで構成される積層ウエハＷｓでは、上記充填剤塗布モジュール３００で隣接する積層ウエハＷｓ’と第３ウエハＷ３の周縁部の間の隙間に充填剤Ｆが塗布され、その後、硬化される。

次いで、上述した実施形態と同様に、充填剤Ｆが塗布・硬化された積層ウエハＷｓ（図２１（ａ）参照）は、バックグラインドモジュール４００でその上面Ｗｓｕが研削される（図２１（ｂ）参照）。さらに、上面Ｗｓｕが研削された積層基板Ｗｓは、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われ、その後、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去される（図２１（ｃ）参照）。一実施形態では、上面Ｗｓｕが研削された積層基板Ｗｓは、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去された後で、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われてもよい。

図２２は、４枚のウエハから構成される積層基板の例を模式的に示す断面図である。図２２に示す積層ウエハＷｓは、第１ウエハＷ１、第２ウエハＷ２、および第３ウエハＷ３とから構成され、上述した実施形態に係る基板処理装置で研削処理、研磨処理、および充填剤除去処理が実施された積層ウエハＷｓ’と、第４ウエハＷ４とから構成される。この積層ウエハＷｓでも、充填剤塗布モジュール３００で隣接する積層ウエハＷｓ’と第４ウエハＷ４の周縁部の間の隙間に充填剤Ｆが塗布され、その後、硬化される。さらに、バックグラインドモジュール４００で上面Ｗｓｕが研削され、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われ、その後、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去される。上面Ｗｓｕが研削された積層基板Ｗｓは、充填剤除去モジュール８００で、充填剤Ｆが除去された後で、研磨モジュール４００および／または研磨モジュール５００で上面Ｗｓｕの研磨処理が行われてもよい。

このように、上述した実施形態に係る基板処理装置で積層ウエハＷｓの研削処理、研磨処理、および充填剤除去処理を実行し、処理後の積層ウエハＷｓ（Ｗｓ’）の上面にさららなるウエハを積層することで、上述した実施形態に係る基板処理装置で処理される積層ウエハＷｓを構成するウエハの枚数に制限はない。また、積層ウエハＷｓは、上述した実施形態に係る基板処理装置で処理された積層基板Ｗｓを他の装置に搬送して、他の装置で、積層基板Ｗｓの上面にさらなるウエハを積層することで製造してもよいし、上述した実施形態に係る基板処理装置とは異なる１台のまたは複数台の装置で、図２１（ａ）および図２２に示すような積層基板Ｗｓを作成してもよい。

図２３は、他の実施形態に係る充填剤塗布モジュールを示す平面図である。図２４は、図２３に示す充填剤塗布モジュールの側面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、充填剤塗布モジュール３００の回転保持機構３０３は、保持ステージ３０４、中空シャフト３０５、およびモータＭ１に代えて、積層基板Ｗｓの周縁部に接触可能な３つ以上の（本実施形態では、４つの）ローラー３８１と、それぞれのローラー３８１をその軸心を中心にして回転させるローラー回転機構（図示しない）と、それぞれのローラー３８１を移動させるローラー移動機構（図示しない）を備えている。本実施形態では、回転保持機構３０３は、４つのローラー３８１を備えているが、回転保持機構３０３は、３つ、あるいは５つ以上のローラー３８１を備えていてもよい。

４つのローラー３８１は、回転保持機構３０３の基準中心点Ｏの周囲に配列されている。ローラー３８１は、積層基板Ｗｓの周縁部に接触して、積層基板Ｗｓを水平に保持するように構成されている。すなわち、積層基板Ｗｓは、回転保持機構３０３のローラー３８１により横置きの状態で保持される。図２３に示すように、回転保持機構３０３のローラー３８１によって積層基板Ｗｓが横置きの状態で保持されると、積層基板Ｗｓの上面および下面は、それぞれ水平方向に延びる仮想面内にある。

ローラー回転機構は、４つのローラー３８１に連結されており、４つのローラー３８１を同じ方向に同じ速度で回転させるように構成されている。ローラー回転機構の構成は、３つ以上のローラー３８１を同じ方向に同じ速度で回転させることができる限り任意であり、公知の回転機構をローラー回転機構として利用できる。ローラー回転機構の例としては、モータ、プーリー（および／またはギア）、および回転ベルトの組み合わせが挙げられる。

ローラー移動機構は、４つのローラー３８１に連結されており、それぞれのローラー３８１を回転保持機構３０３の基準中心点Ｏに向かって近づく方向、および基準中心点Ｏから離れる方向に移動させるように構成されている。ローラー移動機構によって、４つのローラー３８１を、積層基板Ｗｓの周縁部がローラー３８１によって保持される保持位置（図２３の実線参照）と、ローラー３８１から積層基板Ｗｓが解放される解放位置（図２３の点線参照）との間で移動させることができる。

ローラー移動機構の構成は、４つのローラー３８１を保持位置と解放位置との間で移動させることができる限り任意であり、公知の移動機構をローラー移動機構として利用できる。ローラー移動機構の例としては、ピストンシリンダ機構、およびボールねじとモータ（ステッピングモータ）の組み合わせが挙げられる。

回転保持機構３０３のローラー回転機構およびローラー移動機構は、上述したコントローラ１１３（図１参照）に電気的に接続されている。コントローラ１１３は、回転保持機構３０３のローラー回転機構およびローラー移動機構の動作を制御可能に構成されている。

積層基板Ｗｓは、図示しない搬送装置によって、積層基板Ｗｓの軸心が回転保持機構３０３の基準中心点Ｏと一致する位置に搬送される。このとき、ローラー３８１は、解放位置にある。次いで、ローラー移動機構によって、４つのローラー３８１を保持位置に移動させることで、積層基板Ｗｓの周縁部を４つのローラー３８１に保持させる。この動作により、積層基板Ｗｓが４つのローラー３８１に横置きの状態で保持される。保持位置に移動された４つのローラー３８１をローラー回転機構によって回転させることにより、積層基板Ｗｓは、その軸心を中心に回転される。

ローラー移動機構によって、保持位置にある４つのローラー３８１を解放位置に移動させると、４つのローラー３８１が、積層基板Ｗｓの周縁部から離間し、積層基板Ｗｓを４つのローラー３８１から解放できる。解放された積層基板Ｗｓは、図示しない搬送装置によって次の処理を行うために搬送される。

塗布ユニット３０１Ａによる充填剤Ｆの塗布、および硬化ユニット３０１Ｂによる充填剤Ｆの硬化は、回転保持機構３０３により横置きに保持された積層基板Ｗｓを回転させながら行われる。

一実施形態では、ローラー回転機構は、一部のローラー３８１のみを回転させるように構成されていてもよい。例えば、ローラー回転機構は、４つのローラー３８１のうちの２つのローラー３８１に連結され、２つのローラー３８１を同じ方向に同じ速度で回転させるように構成されてもよい。この場合、他の２つのローラー３８１は、自由回転するように構成されている。４つのローラー３８１が保持位置に配置されているときに、ローラー回転機構に連結された２つのローラー３８１が回転すると、他の２つのローラー３８１は、積層基板Ｗｓを介して、ローラー回転機構に連結されたローラー３８１に従動して回転する。

一実施形態では、ローラー移動機構は、一部のローラー３８１のみを移動させるように構成されていてもよい。例えば、ローラー移動機構は、４つのローラー３８１のうちの２つのローラー３８１に連結され、この２つのローラー３８１を保持位置と解放位置との間で移動させてもよい。この場合、他の２つのローラー３８１は、保持位置に予め固定されている。積層基板Ｗｓは、搬送装置により、固定された２つのローラー３８１に積層基板Ｗｓの周縁部が接触する位置に搬送される。ローラー移動機構によって、ローラー移動機構に連結された２つのローラー３８１を保持位置に移動させることで、積層基板Ｗｓを横置きに保持することができる。ローラー移動機構によって、ローラー移動機構に連結された２つのローラー３８１を解放位置に移動させることで、積層基板Ｗｓを解放することができる。

上述した実施形態では、回転保持機構３０３は、積層基板Ｗｓを水平に保持するように構成されている。すなわち、積層基板Ｗｓは、回転保持機構３０３により横置きの状態で保持される。塗布ユニット３０１Ａによる充填剤Ｆの塗布、および硬化ユニット３０１Ｂによる充填剤Ｆの硬化は、回転保持機構３０３により横置きに保持された積層基板Ｗｓを回転させながら行われる。しかしながら、隣接するウエハＷ１，Ｗ２の周縁部の間の隙間（さらに、隣接するウエハＷ２，Ｗ３の周縁部の間の隙間、および隣接する積層ウエハＷｓ’と第４ウエハＷ４の周縁部の間の隙間）に充填剤Ｆを塗布できる限り、積層基板Ｗｓの保持方法は上述した実施形態に限定されない。例えば、充填剤塗布モジュール３００は、積層基板Ｗｓを垂直に（縦置きに）保持するように構成された回転保持機構３０３を有していてもよい。積層基板Ｗｓが縦置きの状態で保持されると、積層基板Ｗｓの上面および下面は、それぞれ水平方向に垂直な鉛直方向に延びる仮想面内にある。

図２５は、さらに他の実施形態に係る充填剤モジュールを示す側面図である。図２６は、図２５の矢印Ａで示す方向から見た図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。図２５は、積層基板Ｗｓの裏面側から回転保持機構３０３を見た図である。本実施形態の回転保持機構３０３は、保持ステージ３０４、中空シャフト３０５、およびモータＭ１が積層基板Ｗｓを縦置きの状態で保持できるように構成されている点で、上述の実施形態と異なる。

保持ステージ３０４は、積層基板Ｗｓの裏面を真空吸着により保持するように構成されている。図２６に示すように、積層基板Ｗｓの裏面を保持する保持ステージ３０４の上面は、水平面に対して垂直な面であり、この上面に溝３０４ａが形成されている。積層基板Ｗｓは、水平面に対して垂直となるように保持される。すなわち、積層基板Ｗｓは、回転保持機構３０３の保持ステージ３０４により縦置きの状態で保持される。

中空シャフト３０５は、保持ステージ３０４の中央部に連結されている。積層基板Ｗｓは、積層基板Ｗｓの中心が中空シャフト３０５の軸心と一致するように保持ステージ３０４に保持される。モータＭ１は、保持ステージ３０４および積層基板Ｗｓを積層基板Ｗｓの中心軸Ｃｒを中心として、図２５に矢印で示す方向に一体に回転させるように構成されている。

充填剤塗布モジュール３００は、塗布ユニット３０１Ａを移動させる塗布モジュール移動機構（図示せず）を備えている。塗布モジュール移動機構は、塗布ユニット３０１Ａを、充填剤の塗布を行う塗布位置と、充填剤の塗布が禁止される待機位置との間で移動させるように構成されている。例えば、塗布ユニット３０１Ａの待機位置は、積層基板Ｗｓの搬送などの他の機器の動作を邪魔しないように、塗布位置よりも積層基板Ｗｓから離れた位置に設定される。

本実施形態では、塗布ユニット３０１Ａの塗布位置は、保持ステージ３０４に保持された積層基板Ｗｓの上方で、隣接するウエハＷ１，Ｗ２の周縁部の間の隙間に対向する位置である。塗布位置にある塗布ユニット３０１Ａが充填剤を吐出すると、充填剤が積層基板Ｗｓの隙間に向けて落下し、その結果、充填剤を積層基板Ｗｓの隙間に塗布することができる。本実施形態では、待機位置は、塗布位置よりも積層基板Ｗｓの半径方向外側に離れた位置に設定されている。図２５および図２６は、塗布ユニット３０１Ａが塗布位置に配置されている状態を示している。

本実施形態でも、回転保持機構３０３、および塗布モジュール移動機構は、コントローラ１１３（図１参照）に接続されており、コントローラ１１３は、回転保持機構３０３、および塗布モジュール移動機構の動作を制御可能に構成されている。

塗布ユニット３０１Ａにより充填剤Ｆを積層基板Ｗｓの隙間に塗布する際には、塗布モジュール移動機構は、塗布ユニット３０１Ａを塗布位置に移動させる。塗布モジュール移動機構は、塗布ユニット３０１Ａと積層基板Ｗｓとの間の距離を調整可能に構成されていてもよい。例えば、コントローラ１１３は、充填剤Ｆが積層基板Ｗｓの隙間に適切に注入されるように、充填剤Ｆの粘度などの物性に応じて、塗布モジュール移動機構により塗布ユニット３０１Ａと積層基板Ｗｓとの間の距離を調整してもよい。

図２５に示すように、硬化ユニット３０１Ｂは、積層基板Ｗｓの回転方向において塗布ユニット３０１Ａの下流側に配置されている。上述した実施形態と同様に、硬化ユニット３０１Ｂは、塗布ユニット３０１Ａによって積層基板Ｗｓの隙間に塗布された充填剤Ｆを硬化させるように構成されている。一実施形態では、充填剤塗布モジュール３００は、硬化ユニット３０１Ｂを、充填剤の硬化を行う硬化位置と、硬化位置よりも積層基板Ｗｓから離れた位置である待機位置との間で移動させる硬化モジュール移動機構（図示せず）を備えていてもよい。硬化モジュール移動機構の例としては、ピストンシリンダ機構、およびボールねじとモータ（ステッピングモータ）の組み合わせが挙げられる。

塗布ユニット３０１Ａによる充填剤Ｆの塗布、および硬化ユニット３０１Ｂによる充填剤Ｆの硬化は、保持ステージ３０４により縦置きに保持された積層基板Ｗｓを回転させながら行われる。

一実施形態では、充填剤塗布モジュール３００は、塗布モジュール移動機構（および硬化モジュール移動機構）を備えることなく、塗布ユニット３０１Ａおよび硬化ユニット３０１Ｂを、保持ステージ３０４に保持された積層基板Ｗｓに隣接するように配置してもよい。この場合、充填剤が積層基板Ｗｓの隙間に適切に注入および硬化されるように、塗布ユニット３０１Ａと積層基板Ｗｓとの距離、および硬化ユニット３０１Ｂと積層基板Ｗｓとの距離が予め決定されている。

図２７は、さらに他の実施形態に係る充填剤塗布モジュールを示す側面図である。図２８は、図２７の矢印Ｂで示す方向から見た図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図２３および図２４を参照して説明した実施形態の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、３つ以上の（本実施形態では、４つの）ローラー３８１は、積層基板Ｗｓの周縁部に接触して、積層基板Ｗｓを垂直に保持するように構成されている。すなわち、積層基板Ｗｓは、回転保持機構３０３のローラー３８１により縦置きの状態で保持される。図２８に示すように、回転保持機構３０３のローラー３８１によって積層基板Ｗｓが縦置きの状態で保持されると、積層基板Ｗｓの上面および下面は、それぞれ鉛直方向に延びる仮想面内にある。

本実施形態でも、ローラー回転機構は、４つのローラー３８１に連結されており、４つのローラー３８１を同じ方向に同じ速度で回転させるように構成されている。ローラー回転機構の構成は、３つ以上のローラー３８１を同じ方向に同じ速度で回転させることができる限り任意であり、公知の回転機構をローラー回転機構として利用できる。ローラー回転機構の例としては、モータ、プーリー（および／またはギア）、および回転ベルトの組み合わせが挙げられる。

ローラー移動機構は、４つのローラー３８１に連結されており、それぞれのローラー３８１を回転保持機構３０３の基準中心点Ｏに向かって近づく方向、および基準中心点Ｏから離れる方向に移動させるように構成されている。ローラー移動機構によって、４つのローラー３８１を、積層基板Ｗｓの周縁部がローラー３８１によって保持される保持位置（図２７の実線参照）と、ローラー３８１から積層基板Ｗｓが解放される解放位置（図２７の点線参照）との間で移動させることができる。ローラー移動機構の構成は、４つのローラー３８１を保持位置と解放位置との間で移動させることができる限り任意であり、公知の移動機構をローラー移動機構として利用できる。ローラー移動機構の例としては、ピストンシリンダ機構、およびボールねじとモータ（ステッピングモータ）の組み合わせが挙げられる。

回転保持機構３０３のローラー回転機構およびローラー移動機構は、コントローラ１１３（図１参照）に電気的に接続されており、回転保持機構３０３のローラー回転機構およびローラー移動機構の動作は、コントローラ１１３によって制御される。

積層基板Ｗｓは、図示しない搬送装置によって、積層基板Ｗｓの軸心が回転保持機構３０３の基準中心点Ｏと一致する位置に搬送される。このとき、ローラー３８１は、解放位置にある。次いで、ローラー移動機構によって、４つのローラー３８１を保持位置に移動させることで、積層基板Ｗｓの周縁部を４つのローラー３８１に保持させる。この動作により、積層基板Ｗｓが４つのローラー３８１に縦置きの状態で保持される。保持位置に移動された４つのローラー３８１をローラー回転機構によって回転させることにより、積層基板Ｗｓは、その軸心を中心に回転される。

ローラー移動機構によって、保持位置にある４つのローラー３８１を解放位置に移動させると、４つのローラー３８１が、積層基板Ｗｓの周縁部から離間し、積層基板Ｗｓを４つのローラー３８１から解放できる。解放された積層基板Ｗｓは、図示しない搬送装置によって次の処理を行うために搬送される。

塗布ユニット３０１Ａによる充填剤Ｆの塗布、および硬化ユニット３０１Ｂによる充填剤Ｆの塗布と硬化は、回転保持機構３０３により縦置きに保持された積層基板Ｗｓを回転させながら行われる。

一実施形態では、ローラー回転機構は、一部のローラー３８１のみを回転させるように構成されていてもよい。例えば、ローラー回転機構は、４つのローラー３８１のうちの２つのローラー３８１に連結され、２つのローラーを同じ方向に同じ速度で回転させてもよい。この場合、他の２つのローラー３８１は、自由回転するように構成されている。４つのローラー３８１が保持位置に配置されているときに、ローラー回転機構に連結された２つのローラー３８１が回転すると、他の２つのローラー３８１は、積層基板Ｗｓを介して、ローラー回転機構に連結された２つのローラー３８１に従動して回転する。

一実施形態では、ローラー移動機構は、一部のローラー３８１のみを移動させるように構成されていてもよい。例えば、ローラー移動機構は、４つのローラー３８１のうちの２つのローラー３８１に連結され、この２つのローラー３８１を保持位置と解放位置との間で移動させてもよい。この場合、他の２つのローラー３８１は、保持位置に予め固定されている。積層基板Ｗｓは、搬送装置により、固定された２つのローラー３８１に積層基板Ｗｓの周縁部が接触する位置に搬送される。ローラー移動機構によって、ローラー移動機構に連結された２つのローラー３８１を保持位置に移動させることで、積層基板Ｗｓを縦置きに保持することができる。ローラー移動機構によって、ローラー移動機構に連結された２つのローラー３８１を解放位置に移動させることで、積層基板Ｗｓを解放することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１０１ ロードアンロード部
１０２ フロントロード部
１０３ 第１搬送ロボット
２００ 基板搬送モジュール
３００ 第１処理モジュール（充填剤塗布モジュール）
３０１Ａ 塗布ユニット
３０１Ｂ 硬化ユニット
４００ 第２処理モジュール（バックグラインドモジュール）
４１０ スピンドル
４１２ 研削ヘッド
５００ 第３処理モジュール（研磨モジュール）
５０５ 研磨ヘッド
５１０ 研磨パッド
５５０ バフ処理コンポーネント
５５２ バフパッド
７００ 第４処理モジュール（研磨モジュール）
８００ 第５処理モジュール（充填剤除去モジュール）
８１１ 研磨ヘッド組立体
８１２ 研磨テープ供給回収機構

Claims (24)

1. 複数のウエハを接合して製造される積層基板を処理する装置であって、
   前記複数のウエハのうちの隣接するウエハの周縁部の間の隙間に充填剤を塗布し、硬化させる充填剤塗布モジュールと、
   前記充填剤が塗布された積層基板の上面を研削する研削モジュールと、
   前記研削された積層基板の上面を研磨する研磨モジュールと、を備えた、基板処理装置。
2. 前記研磨モジュールは、
   研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
   前記積層基板を保持して、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、
   前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、を備える、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記積層基板の上下面を反転させて、前記積層基板を前記研削モジュールから前記研磨モジュールに搬送する基板搬送モジュールをさらに備える、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記研磨モジュール、前記研削モジュール、および前記研磨モジュールは、前記基板の搬送方向に沿って互いに隣接して配列されている、請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記研磨された積層基板の上面をさらに研磨する仕上げ研磨モジュールをさらに備える、請求項１に記載の基板処理装置。
6. 前記仕上げ研磨モジュールは、
   研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
   前記積層基板を保持して、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、
   前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、を備える、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記研削された積層基板から前記充填剤を除去する充填剤除去モジュールをさらに備える、請求項１に記載の基板処理装置。
8. 前記充填剤除去モジュールは、
   前記積層基板を保持して回転させる基板保持部と、
   研磨テープを前記積層基板の周縁部に押し付けて、前記充填剤Ｆを除去する充填剤除去ユニットと、を備える、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記充填剤除去モジュールは、前記充填剤を溶解可能な除去剤を前記積層基板に供給する除去剤供給機構をさらに備える、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記充填剤除去モジュールは、
    前記積層基板を保持して回転させる基板保持部と、
    前記充填剤を溶解可能な除去剤を前記積層基板に供給する除去剤供給機構と、を備える、請求項７に記載の基板処理装置。
11. 前記充填剤除去モジュールは、前記研磨された積層基板の上面を仕上げ研磨するためのバフ処理コンポーネントをさらに有しており、
    前記バフ処理コンポーネントは、
    前記積層基板の上面にバフ処理を行うためのバフパッドが取り付けられたバフヘッドと、
    前記バフヘッドを前記積層基板の半径方向に揺動可能に保持するバフアームと、を有する、請求項７に記載の基板処理装置。
12. 前記充填剤塗布モジュールは、
    前記積層基板を縦置きに保持する回転保持機構と、
    前記回転保持機構に保持された積層基板の上方から前記充填剤を前記積層基板の隙間に塗布する塗布モジュールと、
    前記塗布モジュールによって塗布された充填剤を硬化させる硬化モジュールと、を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
13. 複数のウエハを接合して製造される積層基板を基板カセットから取り出し、
    前記複数のウエハのうちの隣接するウエハの周縁部の間の隙間に充填剤を塗布し、硬化させ、
    前記充填剤が塗布された積層基板の上面を研削し、
    前記研削された積層基板の上面を研磨し、
    前記研磨された積層基板を前記基板カセットに戻す、基板処理方法。
14. 前記研削された積層基板から前記充填剤を除去する工程をさらに備える、請求項１３に記載の基板処理方法。
15. 前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板の上面を研磨する工程の後に行われる、請求項１４に記載の基板処理方法。
16. 前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板の上面を研磨する工程の前に行われる、請求項１４に記載の基板処理方法。
17. 前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板を回転させながら、研磨テープを前記積層基板の周縁部に押し付けて、前記充填剤を除去する工程である、請求項１４に記載の基板処理方法。
18. 前記充填剤を除去する工程は、前記積層基板を回転させながら、前記積層基板に前記充填剤を溶解可能な処理液を供給して行われる、請求項１４に記載の基板処理方法。
19. 前記積層基板の上面を研削する工程と、前記積層基板を研磨する工程は、同一の処理モジュールで行われる、請求項１３に記載の基板処理方法。
20. 前記積層基板の上面を研削する工程の後に、前記積層基板の上下面を反転させる工程をさらに備え、
    前記積層基板を研磨する工程は、
    研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程である、請求項１３に記載の基板処理方法。
21. 前記積層基板の上面を研磨する工程の後に、前記積層基板の上面を仕上げ研磨する工程をさらに備え、
    前記積層基板を仕上げ研磨する工程は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程であり、
    前記積層基板を仕上げ研磨する工程の研磨パッドは、前記積層基板を研磨する工程の研磨パッドの研磨面よりもきめの細かい研磨面を有する、請求項２０に記載の基板処理方法。
22. 前記積層基板の上面を研磨する工程の後に、前記積層基板の上面を仕上げ研磨する工程をさらに備え、
    前記積層基板を仕上げ研磨する工程は、研磨パッドを支持する研磨テーブルを回転させ、前記研磨パッドに研磨液を供給しながら、前記積層基板の上面を前記研磨パッドに押し付ける工程であり、
    前記積層基板を仕上げ研磨する工程の研磨液に含まれる砥粒は、前記積層基板を研磨する工程の研磨液に含まれる砥粒よりも小さい粒度を有している、請求項２０に記載の基板処理方法。
23. 前記積層基板を仕上げ研磨する工程と、前記充填剤を除去する工程は、同一の処理モジュール内で行われる、請求項２１に記載の基板処理方法。
24. 前記隙間に充填剤を塗布し、硬化させる工程は、縦置きに保持された前記積層基板を回転させながら行う、請求項１３に記載の基板処理方法。
    

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