JP5617065B2 - 剥離方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び剥離システム - Google Patents

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Description

本発明は、重合基板を被処理基板と支持基板に剥離する剥離方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、及び前記剥離方法を実行する剥離システムに関する。
近年、例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」とする)の大口径化が進んでいる。また、実装などの特定の工程において、ウェハの薄型化が求められている。そして、例えば大口径で薄いウェハを、そのまま搬送したり、研磨処理したりすると、ウェハに反りや割れが生じる恐れがある。このため、ウェハを補強するために、例えば支持基板であるウェハやガラス基板にウェハを貼り付けることが行われている。そして、このようにウェハと支持基板が接合された状態でウェハの研磨処理等の所定の処理が行われた後、ウェハと支持基板が剥離される。
かかるウェハと支持基板の剥離は、例えば剥離装置を用いて行われる。例えば特許文献1には、熱酸化膜を形成した支持基板に、デバイスが形成されたウェハを直接接合し、その後ウェハの剥離を行う剥離装置が提案されている。この剥離装置は、例えばウェハを保持する第1ホルダーと、支持基板を保持する第2ホルダーと、ウェハと支持基板との間に液体を噴射するノズルとを有している。そして、この剥離装置では、接合されたウェハと支持基板との間、すなわちウェハと支持基板との接合面に、当該ウェハと支持基板との間の接合強度より大きい噴射圧、好ましくは接合強度より2倍以上大きい噴射圧でノズルから液体を噴射することにより、ウェハと支持基板の剥離が行われている。
特開平9−167724号公報
ところで、ウェハと支持基板の接合には、例えば特許文献1に開示されるような、熱酸化膜を形成した支持基板にウェハを直接接合する方法の他に、支持基板とウェハとの間に接着剤を介在させて接合する方法などがある。
接着剤を用いて接合を行った場合、ウェハと支持基板とを剥離するにあたり、ウェハと支持基板との間に介在する接着剤を軟化させる必要がある。このため、ウェハと支持基板の剥離を行う際には、接着剤の軟化を目的として、接合された状態のウェハと支持基板との加熱処理が行われる。
しかしながら、ウェハが加熱処理されていると、当該ウェハの露出した表面、すなわちウェハ上で露出した所定のパターン(デバイス)、特に銅などの金属からなるバンプ上に酸化膜が形成されてしまう。そして、この酸化膜により、所定のパターンがその機能を果たさず、製品に深刻なダメージを与える恐れがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被処理基板と支持基板の剥離処理において、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成される酸化膜を抑制することを目的とする。
前記の目的を達成するため、本発明は、被処理基板と支持基板が接着剤で接合された重合基板を、被処理基板と支持基板に剥離する剥離方法であって、重合基板を加熱しながら当該重合基板を被処理基板と支持基板に剥離する剥離工程と、その後、前記剥離工程で剥離された被処理基板の表面に有機溶剤を供給し、被処理基板の表面の接着剤を除去する接着剤除去工程と、その後、前記接着剤除去工程で接着剤が除去された被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、を有することを特徴としている。なお、本発明における所定のパターンは、例えば銅などの金属からなるバンプを有する。
本発明によれば、剥離工程において重合基板を被処理基板と支持基板に剥離し、続く接着剤除去工程において被処理基板の表面の接着剤を除去した後、酸化膜除去工程において被処理基板の表面に酸を供給している。このため、例えば剥離工程において被処理基板の表面の所定のパターン上に酸化膜が形成されても、前記酸化膜除去工程で供給される酸によって所定のパターン上の酸化膜を除去することができる。したがって、製品を適切に製造することができる。
前記剥離方法は、前記酸化膜除去工程後、被処理基板を検査する検査工程を有していてもよい。
前記剥離方法は、前記検査工程において被処理基板の表面の所定のパターン上に酸化膜が残存していると確認された場合、その後、当該被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する他の酸化膜除去工程を有していてもよい。
前記剥離方法は、前記酸化膜除去工程後、被処理基板の表面に防錆剤を供給する防錆剤供給工程を有していてもよい。
前記酸は酢酸であってもよい。
前記酸は所定の濃度以上の水溶液であってもよい。かかる場合、前記酸の廃液をアルカリ水溶液で中和してもよい。なお、本発明における所定の濃度は、所定のパターン上の酸化膜を除去できる濃度であって、例えば70%である。
また、前記酸は気体状であってもよい。
別な観点による本発明によれば、前記剥離方法を剥離システムによって実行させるために、当該剥離システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
さらに別な観点による本発明は、被処理基板と支持基板が接着剤で接合された重合基板を、被処理基板と支持基板に剥離する剥離システムであって、重合基板を加熱しながら当該重合基板を被処基板と支持基板に剥離する剥離装置と、前記剥離装置において剥離された被処理基板の表面に有機溶剤を供給し、被処理基板の表面の接着剤を除去する溶剤供給部と、前記溶剤供給部によって接着剤が除去された被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する酸供給部と、を有することを特徴としている。
前記剥離システムは、前記酸供給部によって酸化膜が除去された被処理基板を検査する検査装置を有していてもよい。
前記剥離システムは、前記検査装置において被処理基板の表面の所定のパターン上に酸化膜が残存していると確認された場合、当該被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する他の酸供給部を有していてもよい。
前記剥離システムは、前記酸供給部によって酸化膜が除去された被処理基板の表面に防錆剤を供給する防錆剤供給部を有していてもよい。
前記酸は酢酸であってもよい。
前記酸は所定の濃度以上の水溶液であってもよい。
かかる場合、前記剥離システムは、アルカリ水溶液を供給し、前記酸の廃液を中和するアルカリ供給部を有していてもよい。前記アルカリ供給部は、前記酸の廃液を回収する回収部に前記アルカリ水溶液を供給してもよく、また前記アルカリ供給部は、被処理基板の表面に前記アルカリ水溶液を供給してもよい。
また、前記酸は気体状であってもよい。
本発明によれば、被処理基板と支持基板の剥離処理において、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成される酸化膜を抑制することができる。
本実施の形態にかかる剥離システムの構成の概略を示す平面図である。 被処理ウェハと支持ウェハの側面図である。 剥離装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第1の洗浄装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第1の洗浄装置の構成の概略を示す横断面図である。 第2の洗浄装置の構成の概略を示す縦断面図である。 第2の搬送装置の構成の概略を示す側面図である。 反転装置の構成の概略を示す縦断面図である。 検査装置の構成の概略を示す縦断面図である。 検査装置の構成の概略を示す横断面図である。 剥離処理の主な工程を示すフローチャートである。 剥離装置において第1の保持部と第2の保持部で重合ウェハを保持した様子を示す説明図である。 剥離装置の第2の保持部を鉛直方向及び水平方向に移動させる様子を示す説明図である。 剥離装置において被処理ウェハと支持ウェハを剥離した様子を示す説明図である。 剥離装置の第1の保持部から第2の搬送装置のベルヌーイチャックに被処理ウェハを受け渡す様子を示す説明図である。 第2の搬送装置のベルヌーイチャックから第1の洗浄装置のポーラスチャックに被処理ウェハを受け渡す様子を示す説明図である。 第3の搬送装置のベルヌーイチャックから反転装置の第2の保持部に被処理ウェハを受け渡す様子を示す説明図である。 反転装置の第2の保持部から第1の保持部に被処理ウェハを受け渡す様子を示す説明図である。 反転装置の第2の保持部から第1の保持部に被処理ウェハが受け渡された状態を示す説明図である。 反転装置の第1の保持部から第3の搬送装置のベルヌーイチャックに被処理ウェハが受け渡された状態を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる第1の洗浄装置の構成の概略を示す横断面図である。 他の実施の形態にかかる第1の洗浄装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかる第1の洗浄装置の構成の概略を示す横断面図である。 他の実施の形態にかかる第1の洗浄装置の構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかるダイシングフレームに装着された重合ウェハの縦断面図である。 他の実施の形態にかかるダイシングフレームに装着された重合ウェハ(支持ウェハ)の平面図である。
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剥離システム1の構成の概略を示す平面図である。
剥離システム1では、図2に示すように被処理基板としての被処理ウェハWと支持基板としての支持ウェハSとが接着剤Gで接合された重合基板としての重合ウェハTを、被処理ウェハWと支持ウェハSに剥離する。以下、被処理ウェハWにおいて、接着剤Gを介して支持ウェハSと接合される面を「接合面W」といい、当該接合面Wと反対側の面を「非接合面W」という。同様に、支持ウェハ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「接合面S」といい、当該接合面Sと反対側の面を「非接合面S」という。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W上に複数のデバイス(所定のパターン)がそれぞれ形成されている。所定のパターンは、例えば銅などの金属からなるバンプを有している。また被処理ウェハWは、例えば非接合面Wが研磨処理され、薄型化(例えば厚みが50μm〜100μm)されている。支持ウェハSは、被処理ウェハWの径と同じ径の円板形状を有し、当該被処理ウェハWを支持するウェハである。なお、本実施の形態では、支持基板としてウェハを用いた場合について説明するが、例えばガラス基板等の他の基板を用いてもよい。
剥離システム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、複数の支持ウェハS、複数の重合ウェハTをそれぞれ収容可能なカセットC、C、C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、支持ウェハ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剥離処理ステーション3と、剥離処理ステーション3に隣接する後処理ステーション4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5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と剥離処理ステーション3は、X方向(図1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2と剥離処理ステーション3との間には、ウェハ搬送領域6が形成されている。インターフェイスステーション5は、剥離処理ステーション3のY方向負方向側(図1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5のX方向正方向側(図1中の上方向側)には、後処理ステーション4に受け渡す前の被処理ウェハWを検査する検査装置7が配置されている。また、インターフェイスステーション5を挟んで検査装置7の反対側、すなわちインターフェイスステーション5のX方向負方向側(図1中の下方向側)には、検査後の被処理ウェハWの接合面W及び非接合面W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8が配置されている。
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3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、Y方向(図1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11には、剥離システム1の外部に対してカセットC、C、Cを搬入出する際に、カセットC、C、C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、複数の支持ウェハ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、搬入出ステーション2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6には、第1の搬送装置20が配置されている。第1の搬送装置20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20は、ウェハ搬送領域6内を移動し、搬入出ステーション2と剥離処理ステーション3との間で被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハTを搬送できる。
剥離処理ステーション3は、重合ウェハTを被処理ウェハWと支持ウェハSに剥離する剥離装置30を有している。剥離装置30のY方向負方向側(図1中の左方向側)には、剥離された被処理ウェハWを洗浄する第1の洗浄装置31が配置されている。剥離装置30と第1の洗浄装置31との間には、第2の搬送装置32が設けられている。また、剥離装置30のY方向正方向側(図1中の右方向側)には、剥離された支持ウェハSを洗浄する第2の洗浄装置33が配置されている。このように剥離処理ステーション3には、第1の洗浄装置31、第2の搬送装置32、剥離装置30、第2の洗浄装置33が、インターフェイスステーション5側からこの順で並べて配置されている。
検査装置7では、剥離装置30により剥離された被処理ウェハW上の接着剤Gの残渣の有無や、当該被処理ウェハWの接合面Wの所定のパターン、特にバンプ上に形成された酸化膜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8では、検査装置7で接着剤Gの残渣や酸化膜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8は、被処理ウェハWの接合面Wを洗浄する接合面洗浄装置40、被処理ウェハWの非接合面Wを洗浄する非接合面洗浄装置41、被処理ウェハWの表裏面を上下反転させる反転装置42を有している。これら接合面洗浄装置40、非接合面洗浄装置41、反転装置42は、後処理ステーション4側からY方向に並べて配置されている。
インターフェイスステーション5には、Y方向に延伸する搬送路50上を移動自在な第3の搬送装置51が設けられている。第3の搬送装置51は、鉛直方向及び鉛直軸周り(θ方向)にも移動自在であり、剥離処理ステーション3、後処理ステーション4、検査装置7及び検査後洗浄ステーション8との間で被処理ウェハWを搬送できる。
なお、後処理ステーション4では、剥離処理ステーション3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。
次に、上述した剥離装置30の構成について説明する。剥離装置30は、図3に示すように、その内部に複数の機器を収容する処理容器100を有している。処理容器100の側面には、被処理ウェハW、支持ウェハS、重合ウェハT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。なお、本実施の形態における処理容器100は、例えばステンレススチールの薄板等で構成されたものであり、その内部を密閉するものではないが、処理容器100の構造は本実施の形態に限定されるものではなく、例えば内部を密閉可能な気密容器であってもよい。
処理容器100の底面には、当該処理容器100の内部の雰囲気を排気する排気口101が形成されている。排気口101には、例えば真空ポンプなどの排気装置102に連通する排気管103が接続されている。
処理容器100の内部には、被処理ウェハWを下面で吸着保持する第1の保持部110と、支持ウェハSを上面で載置して保持する第2の保持部111とが設けられている。第1の保持部110は、第2の保持部111の上方に設けられ、第2の保持部111と対向するように配置されている。すなわち、処理容器100の内部では、被処理ウェハWを上側に配置し、且つ支持ウェハSを下側に配置した状態で、重合ウェハTに剥離処理が行われる。
第1の保持部110には、例えばポーラスチャックが用いられている。第1の保持部110は、平板状の本体部120を有している。本体部120の下面側には、多孔質体であるポーラス121が設けられている。ポーラス121は、例えば被処理ウェハWとほぼ同じ径を有し、当該被処理ウェハWの非接合面Wと当接している。なお、ポーラス121としては例えば炭化ケイ素が用いられる。
また、本体部120の内部であってポーラス121の上方には吸引空間122が形成されている。吸引空間122は、例えばポーラス121を覆うように形成されている。吸引空間122には、吸引管123が接続されている。吸引管123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。そして、吸引管123から吸引空間122とポーラス121を介して被処理ウェハの非接合面Wが吸引され、当該被処理ウェハWが第1の保持部110に吸着保持される。
また、本体部120の内部であって吸引空間122の上方には、被処理ウェハWを加熱する加熱機構124が設けられている。加熱機構124には、例えばヒータが用いられる。
第1の保持部110の上面には、当該第1の保持部110を支持する支持板130が設けられている。支持板130は、処理容器100の天井面に支持されている。なお、本実施の形態の支持板130を省略し、第1の保持部110は処理容器100の天井面に当接して支持されてもよい。
第2の保持部111の内部には、支持ウェハSを吸着保持するための吸引管140が設けられている。吸引管140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111の内部には、支持ウェハSを加熱する加熱機構141が設けられている。加熱機構141には、例えばヒータが用いられる。
第2の保持部111の下方には、第2の保持部111及び支持ウェハSを鉛直方向及び水平方向に移動させる移動機構150が設けられている。移動機構150は、第2の保持部111を鉛直方向に移動させる鉛直移動部151と、第2の保持部111を水平方向に移動させる水平移動部152とを有している。
鉛直移動部151は、第2の保持部111の下面を支持する支持板160と、支持板160を昇降させて第1の保持部110と第2の保持部111を鉛直方向に接近、離隔させる駆動部161と、支持板160を支持する支持部材162とを有している。駆動部161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162は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、支持板160と後述する支持体171との間に例えば3箇所に設けられている。
水平移動部152は、X方向(図3中の左右方向)に沿って延伸するレール170と、レール170に取り付けられる支持体171と、支持体171をレール170に沿って移動させる駆動部172とを有している。駆動部172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。
なお、第2の保持部111の下方には、重合ウェハT又は支持ウェハS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2の保持部111に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、第2の保持部111の上面から突出可能になっている。
次に、上述した第1の洗浄装置31の構成について説明する。第1の洗浄装置31は、図4に示すように処理容器180を有している。処理容器180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180内の中央部には、被処理ウェハWを保持して回転させるポーラスチャック190が設けられている。ポーラスチャック190は、平板状の本体部191と、本体部191の上面側に設けられた多孔質体であるポーラス192とを有している。ポーラス192は、例えば被処理ウェハWとほぼ同じ径を有し、当該被処理ウェハWの非接合面Wと当接している。なお、ポーラス192としては例えば炭化ケイ素が用いられる。ポーラス192には吸引管(図示せず)が接続され、当該吸引管からポーラス192を介して被処理ウェハWの非接合面Wを吸引することにより、当該被処理ウェハWをポーラスチャック190上に吸着保持できる。
ポーラスチャック190の下方には、例えばモータなどを備えたチャック駆動部193が設けられている。ポーラスチャック190は、チャック駆動部193により所定の速度に回転できる。また、チャック駆動部193には、例えばシリンダなどの昇降駆動源が設けられており、ポーラスチャック190は昇降自在になっている。
ポーラスチャック190の周囲には、被処理ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め、回収する回収部としてのカップ194が設けられている。カップ194の下面には、後述する有機溶剤の廃液を排出する溶剤排出管195と、後述する酢酸の廃液を排出する酢酸排出管196が接続されている。なお、カップ194の下面には、当該カップ194内の雰囲気を真空引きして排気する排気管(図示せず)も接続されている。
図5に示すようにカップ194のX方向負方向(図5中の下方向)側には、Y方向(図5中の左右方向)に沿って延伸するレール200が形成されている。レール200は、例えばカップ194のY方向負方向(図5中の左方向)側の外方からY方向正方向(図5中の右方向)側の外方まで形成されている。レール200には、例えば2本のアーム201、202が取り付けられている。
第1のアーム201には、図4及び図5に示すように被処理ウェハWに接着剤Gの洗浄液である接着剤Gの溶剤、例えば有機溶剤を供給する溶剤供給部としての溶剤ノズル203が支持されている。第1のアーム201は、図5に示すノズル駆動部204により、レール200上を移動自在である。これにより、溶剤ノズル203は、カップ194のY方向正方向側の外方に設置された待機部205からカップ194内の被処理ウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハW上を被処理ウェハWの径方向に移動できる。また、第1のアーム201は、ノズル駆動部204によって昇降自在であり、溶剤ノズル203の高さを調節できる。
溶剤ノズル203には、例えば2流体ノズルが用いられる。溶剤ノズル203には、図4に示すように当該溶剤ノズル203に有機溶剤を供給する供給管210が接続されている。供給管210は、内部に有機溶剤を貯留する溶剤供給源211に連通している。供給管210には、有機溶剤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212が設けられている。また、溶剤ノズル203には、当該溶剤ノズル203に不活性ガス、例えば窒素ガスを供給する供給管213が接続されている。供給管213は、内部に不活性ガスを貯留するガス供給源214に連通している。供給管213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215が設けられている。そして、有機溶剤と不活性ガスは溶剤ノズル203内で混合され、当該溶剤ノズル203から被処理ウェハWに供給される。なお、以下においては、有機溶剤と不活性ガスを混合したものを単に「有機溶剤」という場合がある。
第2のアーム202には、液体状の酸である酢酸を供給する酸供給部としての酢酸ノズル220が支持されている。第2のアーム202は、図5に示すノズル駆動部221により、レール200上を移動自在である。これにより、酢酸ノズル220は、カップ194のY方向負方向側の外方に配置された待機部222からカップ194内の被処理ウェハWの中心部上方まで移動でき、さらに当該被処理ウェハW上を被処理ウェハWの径方向に移動できる。また、第2のアーム202は、ノズル駆動部221によって昇降自在であり、酢酸ノズル220の高さを調節できる。
酢酸ノズル220には、図4に示すように当該酢酸ノズル220に酢酸を供給する供給管223が接続されている。供給管223は、内部に濃度100%の酢酸を貯留する酢酸供給源224と、内部に純水を貯留する純水供給源225に連通している。供給管223には、酢酸供給源224から供給された酢酸と純水供給源225から供給された純水を混合するミキサ226が設けられている。このミキサ226では、濃度100%の酢酸と純水を混合して、所定の濃度、例えば濃度70%の酢酸の水溶液が生成される。なお、以下においては、濃度100%の酢酸と純水を混合した濃度70%の酢酸の水溶液を単に「酢酸」という場合がある。また、供給管223には、ミキサ226の下流側において酢酸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227が設けられている。
なお、ポーラスチャック190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(図示せず)が設けられていてもよい。かかる場合、昇降ピンはポーラスチャック190に形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、ポーラスチャック190の上面から突出可能になっている。そして、ポーラスチャック190を昇降させる代わりに昇降ピンを昇降させて、ポーラスチャック190との間で被処理ウェハWの受け渡しが行われる。
なお、上述した検査後洗浄ステーション8の接合面洗浄装置40と非接合面洗浄装置41の構成は、この第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。また、接合面洗浄装置40と非接合面洗浄装置41における酢酸ノズル220は、本発明における他の溶剤供給部を構成している。ここで、本実施の形態では、被処理ウェハWの非接合面Wにはデバイスである所定のパターンが形成されていないため、当該非接合面Wのバンプ上に酸化膜が形成されない。しかしながら、非接合面W自体に酸化膜が形成されている場合において、非接合面洗浄装置41の酢酸ノズル220と付随する部材221〜227は、上記酸化膜を除去する際に有用となる。また、特定の製品では、被処理ウェハの非接合面にもデバイスである所定のパターンが形成されている場合がある。かかる場合には、勿論、非接合面洗浄装置41の酢酸ノズル220と付随する部材221〜227は、所定のパターンのバンプ上に形成された酸化膜を除去する際に有用となる。
また、第2の洗浄装置33の構成は、上述した第1の洗浄装置31の構成とほぼ同様である。第2の洗浄装置33には、図6に示すように第1の洗浄装置31のポーラスチャック190に代えて、スピンチャック230が設けられる。スピンチャック230は、水平な上面を有し、当該上面には、例えば支持ウェハSを吸引する吸引口(図示せず)が設けられている。この吸引口からの吸引により、支持ウェハSをスピンチャック230上に吸着保持できる。また、第2の洗浄装置33は、第1の洗浄装置31における酢酸ノズル220と付随する部材221〜227を省略した構成を有している。さらに、第2の洗浄装置33のカップ194には、第1の洗浄装置31における酢酸排出管196が省略され、カップ194内の雰囲気を真空引きして排気する排気管231が接続されている。第2の洗浄装置33のその他の構成は、上述した第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
なお、第2の洗浄装置33において、スピンチャック230の下方には、支持ウェハSの裏面、すなわち非接合面Wに向けて洗浄液を噴射するバックリンスノズル(図示せず)が設けられていてもよい。このバックリンスノズルから噴射される洗浄液によって、支持ウェハSの非接合面Sと支持ウェハSの外周部が洗浄される。
次に、上述した第2の搬送装置32の構成について説明する。第2の搬送装置32は、図7に示すように被処理ウェハWを保持するベルヌーイチャック240を有している。ベルヌーイチャック240は、支持アーム241に支持されている。支持アーム241は、第1の駆動部242に支持されている。この第1の駆動部242により、支持アーム241は水平軸周りに回動自在であり、且つ水平方向に伸縮できる。第1の駆動部242の下方には、第2の駆動部243が設けられている。この第2の駆動部243により、第1の駆動部242は鉛直軸周りに回転自在であり、且つ鉛直方向に昇降できる。
なお、第3の搬送装置51は、上述した第2の搬送装置32と同様の構成を有しているので説明を省略する。但し、第3の搬送装置51の第2の駆動部232は、図1に示した搬送路50に取り付けられ、第3の搬送装置51は搬送路50上を移動可能になっている。
次に、上述した反転装置42の構成について説明する。反転装置42は、図8に示すように、その内部に複数の機器を収容する処理容器250を有している。処理容器250の側面には、第3の搬送装置51により被処理ウェハWの搬入出を行うための搬入出口(図示せず)が形成され、当該搬入出口(図示せず)には開閉シャッタ(図示せず)が設けられている。
処理容器250の底面には、当該処理容器250の内部の雰囲気を排気する排気口260が形成されている。排気口260には、例えば真空ポンプなどの排気装置261に連通する排気管262が接続されている。
処理容器250の内部には、被処理ウェハWを下面で保持する第1の保持部270と、被処理ウェハWを上面で保持する第2の保持部271とが設けられている。第1の保持部270は、第2の保持部271の上方に設けられ、第2の保持部271と対向するように配置されている。第1の保持部270及び第2の保持部271は、例えば被処理ウェハWをほぼ同じ直径を有している。また、第1の保持部270及び第2の保持部271にはベルヌーイチャックが用いられている。これにより、第1の保持部270及び第2の保持部271は、被処理ウェハWの片面の全面をそれぞれ非接触で保持することができる。
第1の保持部270の上面には、第1の保持部270を支持する支持板272が設けられている。なお、本実施の形態の支持板272を省略し、第1の保持部270は処理容器250の天井面に当接して支持されていてもよい。
第2の保持部271の下方には、当該第2の保持部271を鉛直方向に移動させる移動機構280が設けられている。移動機構280は、第2の保持部271の下面を支持する支持板281と、支持板281を昇降させて第1の保持部270と第2の保持部271を鉛直方向に接近、離間させる駆動部282を有している。駆動部282は、処理容器250の底面に設けられた支持体283により支持されている。また、支持体283の上面には支持板281を支持する支持部材284が設けられている。支持部材284は、鉛直方向に伸縮自在に構成され、駆動部282により支持板281を昇降させる際に、自由に伸縮することができる。
次に、上述した検査装置7の構成について説明する。検査装置7は、図9及び図10に示すように処理容器290を有している。処理容器290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290内には、被処理ウェハWを保持するポーラスチャック300が設けられている。ポーラスチャック300は、平板状の本体部301と、本体部301の上面側に設けられた多孔質体であるポーラス302とを有している。ポーラス302は、例えば被処理ウェハWとほぼ同じ径を有し、当該被処理ウェハWの非接合面Wと当接している。なお、ポーラス302としては例えば炭化ケイ素が用いられる。ポーラス302には吸引管(図示せず)が接続され、当該吸引管からポーラス302を介して被処理ウェハWの非接合面Wを吸引することにより、当該被処理ウェハWをポーラスチャック300上に吸着保持できる。
ポーラスチャック300の下方には、チャック駆動部303が設けられている。このチャック駆動部303により、ポーラスチャック300は回転自在になっている。また、チャック駆動部303は、処理容器290内の底面に設けられ、Y方向に沿って延伸するレール304上に取付けられている。このチャック駆動部303により、ポーラスチャック300はレール304に沿って移動できる。すなわち、ポーラスチャック300は、被処理ウェハWを処理容器290の外部との間で搬入出するための受渡位置P1と、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調整するアライメント位置P2との間を移動できる。
アライメント位置P2には、ポーラスチャック300に保持された被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出するセンサ305が設けられている。センサ305によってノッチ部の位置を検出しながら、チャック駆動部303によってポーラスチャック300を回転させて、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調節することができる。
処理容器290のアライメント位置P2側の側面には、撮像装置310が設けられている。撮像装置310には、例えば広角型のCCDカメラが用いられる。処理容器290の上部中央付近には、ハーフミラー311が設けられている。ハーフミラー311は、撮像装置310と対向する位置に設けられ、鉛直方向から45度傾斜して設けられている。ハーフミラー311の上方には、照度を変更することができる照明装置312が設けられ、ハーフミラー311と照明装置312は、処理容器290の上面に固定されている。また、撮像装置310、ハーフミラー311及び照明装置312は、ポーラスチャック300に保持された被処理ウェハWの上方にそれぞれ設けられている。そして、照明装置312からの照明は、ハーフミラー311を通過して下方に向けて照らされる。したがって、この照射領域にある物体の反射光は、ハーフミラー311で反射して、撮像装置310に取り込まれる。すなわち、撮像装置310は、照射領域にある物体を撮像することができる。そして、撮像した被処理ウェハWの画像は、後述する制御部350に出力され、制御部350において被処理ウェハW上の接着剤Gの残渣の有無と被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に形成された酸化膜の残渣の有無が検査される。
以上の剥離システム1には、図1に示すように制御部350が設けられている。制御部350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、剥離システム1における被処理ウェハW、支持ウェハ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、剥離システム1における後述の剥離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350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剥離システム1を用いて行われる被処理ウェハWと支持ウェハSの剥離処理方法について説明する。図11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C、空のカセットC、及び空のカセットC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。第1の搬送装置20によりカセットC内の重合ウェハTが取り出され、剥離処理ステーション3の剥離装置30に搬送される。このとき、重合ウェハTは、被処理ウェハWを上側に配置し、且つ支持ウェハSを下側に配置した状態で搬送される。
剥離装置30に搬入された重合ウェハTは、第2の保持部111に吸着保持される。その後、移動機構150により第2の保持部111を上昇させて、図12に示すように第1の保持部110と第2の保持部111で重合ウェハTを挟み込んで保持する。このとき、第1の保持部110に被処理ウェハWの非接合面Wが吸着保持され、第2の保持部111に支持ウェハSの非接合面Sが吸着保持される。
その後、加熱機構124、141によって重合ウェハTが所定の温度、例えば200℃に加熱される。そうすると、重合ウェハT中の接着剤Gが軟化する。
続いて、加熱機構124、141によって重合ウェハTを加熱して接着剤Gの軟化状態を維持しながら、図13に示すように移動機構150によって第2の保持部111と支持ウェハSを鉛直方向及び水平方向、すなわち斜め下方に移動させる。そして、図14に示すように第1の保持部110に保持された被処理ウェハWと、第2の保持部111に保持された支持ウェハSとが剥離される(図11の工程A1)。
このとき、第2の保持部111は、鉛直方向に100μm移動し、且つ水平方向に300mm移動する。ここで、本実施の形態では、重合ウェハT中の接着剤Gの厚みは例えば30μm〜40μmであって、被処理ウェハWの接合面Wに形成されたバンプの高さは例えば20μmである。したがって、被処理ウェハW上のデバイス(所定のパターン)と支持ウェハSとの間の距離が微小となる。そこで、例えば第2の保持部111を水平方向にのみ移動させた場合、デバイスと支持ウェハSが接触し、デバイスが損傷を被るおそれがある。この点、本実施の形態のように第2の保持部111を水平方向に移動させると共に鉛直方向にも移動させることによって、デバイスと支持ウェハSとの接触を回避し、デバイスの損傷を抑制することができる。なお、この第2の保持部111の鉛直方向の移動距離と水平方向の移動距離の比率は、被処理ウェハW上のバンプの高さに基づいて設定される。
なお、このように重合ウェハTを被処理ウェハWと支持ウェハSに剥離する際、処理容器100の内部の雰囲気は排気されているが、僅かに酸素が残存している。このように残存する酸素が僅かであっても、被処理ウェハWは加熱されているため、被処理ウェハWの接合面Wの所定のパターン、特にバンプ上に酸化膜が形成される。
その後、剥離装置30で剥離された被処理ウェハWは、第2の搬送装置32によって第1の洗浄装置31に搬送される。ここで、第2の搬送装置32による被処理ウェハWの搬送方法について説明する。
図15に示すように第2の搬送装置32の支持アーム241を伸長させて、ベルヌーイチャック240を第1の保持部110に保持された被処理ウェハWの下方に配置する。その後、ベルヌーイチャック240を上昇させ、第1の保持部110における吸引管123からの被処理ウェハWの吸引を停止する。そして、第1の保持部110からベルヌーイチャック240に被処理ウェハWが受け渡される。その後、ベルヌーイチャック240を所定の位置まで下降させる。なお、被処理ウェハWはベルヌーイチャック240によって非接触の状態で保持される。このため、被処理ウェハWの接合面W上のデバイスが損傷を被ることなく被処理ウェハWが保持される。なお、このとき、第2の保持部111は第1の保持部110に対向する位置まで移動する。
次に図16に示すように、第2の搬送装置32の支持アーム241を回動させてベルヌーイチャック240を第1の洗浄装置31のポーラスチャック190の上方に移動させると共に、ベルヌーイチャック240を反転させて被処理ウェハWを下方に向ける。このとき、ポーラスチャック190をカップ194よりも上方まで上昇させて待機させておく。その後、ベルヌーイチャック240からポーラスチャック190に被処理ウェハWが受け渡され吸着保持される。
このようにポーラスチャック190に被処理ウェハWが吸着保持されると、ポーラスチャック190を所定の位置まで下降させる。続いて、第1のアーム201によって待機部205の溶剤ノズル203を被処理ウェハWの中心部の上方まで移動させる。その後、ポーラスチャック190によって被処理ウェハWを回転させながら、溶剤ノズル203から被処理ウェハWの接合面Wに有機溶剤を供給する。供給された有機溶剤は遠心力により被処理ウェハWの接合面Wの全面に拡散されて、当該被処理ウェハWの接合面W上の接着剤Gが除去される(図11の工程A2)。
被処理ウェハWの接合面W上の接着剤Gが除去されると、溶剤ノズル203を被処理ウェハWの中心部上方から待機部205に移動させると共に、第2のアーム202によって待機部222の酢酸ノズル220を被処理ウェハWの中心部上方まで移動させる。その後、被処理ウェハWを回転させながら、酢酸ノズル220から被処理ウェハWの接合面Wに酢酸を供給する。供給された酢酸は遠心力により被処理ウェハWの接合面Wの全面に拡散されて、当該被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に形成された酸化膜が除去される(図11の工程A3)。
工程A3では、被処理ウェハWの接合面Wに濃度が70%の酢酸が供給される。発明者らが鋭意検討した結果、このように濃度70%の酢酸を用いても、酢酸の供給流量や供給時間、被処理ウェハWの回転時間等を調整することで、十分にバンプ上の酸化膜を除去できることが分かっている。例えば酢酸を0.3l(リットル)/minで180秒間〜240秒間供給し、被処理ウェハWを60秒間回転させると、バンプ上の酸化膜を除去できることが分かった。また、このように濃度が低い酢酸を用いているので、バンプ以外のパターン、すなわち酸化膜が形成されていないパターン上に酢酸が供給されても、当該パターンが損傷を被るのを回避することができる。なお、この酢酸の濃度は70%に限定されず、バンプ上の酸化膜を除去できる所定の濃度以上であればよい。
ここで、上述したように搬入出ステーション2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A2及びA3で接合面Wが洗浄された後、非接合面Wが下方を向いた状態で第3の搬送装置51によって検査装置7に搬送される。なお、この第3の搬送装置51による被処理ウェハWの搬送は、上述した第2の搬送装置32による被処理ウェハWの搬送とほぼ同様であるので説明を省略する。
検査装置7に搬送された被処理ウェハWは、受渡位置P1においてポーラスチャック300上に保持される。続いて、チャック駆動部303によってポーラスチャック300をアライメント位置P2まで移動させる。次に、センサ305によって被処理ウェハWのノッチ部の位置を検出しながら、チャック駆動部303によってポーラスチャック300を回転させる。そして、被処理ウェハWのノッチ部の位置を調整して、当該被処理ウェハWを所定の向きに配置する。
その後、チャック駆動部303によってポーラスチャック300をアライメント位置P2から受渡位置P1に移動させる。そして、被処理ウェハWがハーフミラー311の下を通過する際に、照明装置312から被処理ウェハWに対して照明を照らす。この照明による被処理ウェハW上での反射光は撮像装置310に取り込まれ、撮像装置310において被処理ウェハWの接合面Wの画像が撮像される。撮像された被処理ウェハWの接合面Wの画像は制御部350に出力され、制御部350において、被処理ウェハWの接合面Wにおける接着剤Gの残渣の有無と被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に形成された酸化膜の残渣の有無が検査される(図11の工程A4)。
検査装置7において接着剤Gの残渣や酸化膜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51により検査後洗浄ステーション8の接合面洗浄装置40に搬送され、接合面洗浄装置40において接合面W上の接着剤Gが除去される(図11の工程A5)。また、接合面洗浄装置40では、接合面Wのバンプ上の酸化膜も除去される(図11の工程A6)。なお、これら工程A5とA6は、それぞれ上述した工程A2と工程A3と同様であるので説明を省略する。また、例えば検査装置7において接着剤Gの残渣がないと確認された場合、工程A5を省略してもよい。同様に検査装置7において酸化膜の残渣がないと確認された場合、工程A6を省略してもよい。
接合面Wが洗浄されると、被処理ウェハWは第3の搬送装置51によって反転装置42に搬送され、反転装置42により表裏面を反転、すなわち上下方向に反転される(図11の工程A7)。ここで、反転装置42による被処理ウェハWの反転方法について説明する。
接合面洗浄装置40で接合面Wが洗浄され被処理ウェハWは、図17に示すように、第3の搬送装置51のベルヌーイチャック240により接合面Wを保持された状態で反転装置42に搬送される。そして、被処理ウェハWは、反転装置42の第2の保持部271に接合面Wを上方に向けた状態で受け渡され、第2の保持部271により被処理ウェハWの非接合面Wの全面が保持される。
次いで、第3の搬送装置51のベルヌーイチャック240を第2の保持部271の上方から退避させ、その後、駆動部283により第2の保持部271を上昇、換言すれば、図18に示すように第1の保持部270に接近させる。そして、第1の保持部270により被処理ウェハWの接合面Wを保持すると共に、第2の保持部271による被処理ウェハWの保持を停止して、被処理ウェハWを第1の保持部270に受け渡す。これにより図19に示すように、被処理ウェハWが第1の保持部270により、非接合面Wを下方に向けた状態で保持される。
その後、第2の保持部271を下降させて第1の保持部270と第2の保持部271を離隔し、次いで退避していた第3の搬送装置51のベルヌーイチャック240を水平軸回りに回動させる。そして、ベルヌーイチャック240が上方を向いた状態で、当該ベルヌーイチャック240を第1の保持部270の下方に配置する。次いでベルヌーイチャック240を上昇させ、それと共に第1の保持部270による被処理ウェハWの保持を停止する。これにより、接合面洗浄装置40に搬入される際にベルヌーイチャック240により接合面Wを保持されていた被処理ウェハWは、図20に示すように、ベルヌーイチャック240により非接合面Wが保持された状態となる。すなわち、ベルヌーイチャック240により保持される被処理ウェハの面の表裏が反転した状態となる。その後、被処理ウェハWの非接合面Wを保持した状態で、ベルヌーイチャック240を反転装置42から退避させる。
なお、検査装置7において接着剤Gの残渣と酸化膜の残渣が確認されなかった場合には、被処理ウェハWは接合面洗浄装置40に搬送されることなく反転装置42にて被処理ウェハWの反転が行われるが、反転の方法については、上述の方法と同様である。
その後、被処理ウェハWを保持した状態で第3の搬送装置51のベルヌーイチャック240を水平軸回りに回動させ、被処理ウェハWを上下方向に反転させる。そして、被処理ウェハWは、非接合面Wが上方を向いた状態でベルヌーイチャック240により再び検査装置7に搬送され、非接合面Wの検査が行われる(図11の工程A8)。そして、非接合面Wにパーティクルや酸化膜の汚れが確認された場合、被処理ウェハWは第3の搬送装置51によって非接合面洗浄装置41に搬送され、非接合面洗浄装置41において非接合面Wが洗浄される(図11の工程A9)。また、非接合面洗浄装置41では、非接合面W上の酸化膜も除去される(図11の工程A10)。なお、本実施の形態では、被処理ウェハWの非接合面Wには所定のパターンが形成されていないため、当該所定のパターンのバンプ上には酸化膜が形成されていないが、非接合面W自体に酸化膜が形成されている場合には工程A10を行う。また、これら工程A9とA10は、それぞれ上述した工程A2と工程A3と同様であるので説明を省略する。さらに、例えば検査装置7においてパーティクルや酸化膜の汚れがないと確認された場合、工程A9やA10を省略してもよい。
次いで、洗浄された被処理ウェハWは、第3の搬送装置51によって後処理ステーション4に搬送される。なお、検査装置7で接着剤Gの残渣や酸化膜の残渣が確認されなかった場合には、被処理ウェハWは非接合面洗浄装置41に搬送されることなくそのまま後処理ステーション4に搬送される。
その後、後処理ステーション4において被処理ウェハWに所定の後処理が行われる(図11の工程A11)。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A2及びA3で接合面Wが洗浄された後、第1の搬送装置20によって搬入出ステーション2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2から外部に搬出され回収される(図11の工程A12)。
被処理ウェハWに上述した工程A1〜A12が行われている間、剥離装置30で剥離された支持ウェハSは、第1の搬送装置20によって第2の洗浄装置33に搬送される。そして、第2の洗浄装置33において、支持ウェハSの接合面S上の接着剤が除去されて、接合面Sが洗浄される(図11の工程A13)。なお、工程A13における支持ウェハSの洗浄は、上述した工程A2における被処理ウェハW上の接着剤Gの除去と同様であるので説明を省略する。
その後、接合面Sが洗浄された支持ウェハSは、第1の搬送装置20によって搬入出ステーション2に搬送される。その後、支持ウェハSは、搬入出ステーション2から外部に搬出され回収される(図11の工程A14)。こうして、一連の被処理ウェハWと支持ウェハSの剥離処理が終了する。
以上の実施の形態によれば、工程A1において重合ウェハTを被処理ウェハWと支持ウェハSに剥離し、続く工程A2において被処理ウェハWの接合面Wの接着剤Gを除去した後、工程A3において被処理ウェハWの接合面Wに酢酸を供給している。このため、工程A1において被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に酸化膜が形成されても、工程A3で供給される酢酸によって酸化膜を除去することができる。したがって、製品を適切に製造することができる。
また、工程A4において剥離された接合面Wの検査を行い、被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に酸化膜が残存していると確認された場合、続く工程A6において被処理ウェハWの接合面Wに酢酸を供給して酸化膜を除去している。したがって、被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜をより確実に除去することができる。
また、工程A3、A6、A10において酸化膜を除去する際、濃度が70%の酢酸を用いているので、当該酸化膜を十分に除去することができる。しかも、このように濃度が低い酢酸を用いているので、バンプ以外のパターン、すなわち酸化膜が形成されていないパターン上に酢酸が供給されても、当該パターンが損傷を被るのを回避することができる。
また、工程A3、A6、A10において酸化膜を除去する際、酢酸を用いているので、高い安全性を確保することができる。また、酢酸は安価であるため、製品の製造コストを低廉化することができる。
以上の実施の形態において、工程A3で被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を除去した後、さらに被処理ウェハWの接合面Wに防錆剤を塗布してもよい。
図21に示すように第1の洗浄装置31には、ポーラスチャック190に保持された被処理ウェハWの接合面Wに防錆剤を塗布する防錆剤供給部としての防錆剤ノズル400が設けられる。防錆剤ノズル400には、供給管401が接続されている。供給管401は、内部に防錆剤を貯留する防錆剤供給源402に連通している。また、供給管401には、防錆剤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403が設けられている。なお、防錆剤としては、例えば酸性の水溶性ポリマーが用いられる。
防錆剤ノズル400は、第3のアーム404に支持されている。第3のアーム404は、ノズル駆動部405により、レール200上を移動自在である。これにより、防錆剤ノズル400は、カップ194と待機部222の間に設置された待機部406と、カップ194と待機部205の間に設置された待機部407との間を移動でき、さらにカップ194内の被処理ウェハW上を当該被処理ウェハWの径方向に移動できる。また、第3のアーム404は、ノズル駆動部405によって昇降自在であり、防錆剤ノズル400の高さを調節できる。なお、第1の洗浄装置31のその他の構成は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、工程A3において酢酸ノズル220から被処理ウェハWの接合面Wに酢酸を供給して当該被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を除去した後、第3のアーム404によって待機部406の防錆剤ノズル400を被処理ウェハWの中心部上方まで移動させる。その後、被処理ウェハWを回転させながら、防錆剤ノズル400から被処理ウェハWの接合面Wに防錆剤を供給する。供給された防錆剤は遠心力により被処理ウェハWの接合面Wの全面に拡散される。なお、その他の工程A1、A2、A4〜A14は、上記実施の形態の工程A1、A2、A4〜A14と同様であるので説明を省略する。
本実施の形態によれば、バンプ上の酸化膜を除去した後、被処理ウェハWの接合面Wに防錆剤が塗布され、当該接合面Wが防錆されるので、その後、被処理ウェハWに対して大気中での搬送や所定の処理が行われる場合でも、バンプ上に酸化膜が形成されるのを確実に防止することができる。
なお、接合面洗浄装置40と非接合面洗浄装置41も、上記第1の洗浄装置31と同様の構成を有し、工程A6後とA10後に被処理ウェハWの接合面Wに防錆剤を供給してもよい。
以上の実施の形態の第1の洗浄装置31において、酢酸の廃液をアルカリ水溶液で中和処理してもよい。アルカリ水溶液には、弱アルカリの水溶液が用いられ、例えば苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)の水溶液が用いられる。
図22に示すように第1の洗浄装置31のカップ194の側面には、当該カップ194の内部にアルカリ水溶液を供給するアルカリ供給部としてのアルカリ供給管410が設けられている。アルカリ供給管410は、複数設けられていてもよい。また、アルカリ供給管410は、内部にアルカリ水溶液を貯留するアルカリ供給源411に連通している。また、アルカリ供給管410には、アルカリ水溶液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412が設けられている。なお、第1の洗浄装置31のその他の構成は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、工程A3において被処理ウェハW上に供給された酢酸は、被処理ウェハWから飛散しカップ194に回収される。また、アルカリ供給管410からカップ194の内部にアルカリ水溶液が供給される。そして、カップ194内の酢酸の廃液は、アルカリ水溶液によって中和されて酢酸排出管196から排出される。なお、その他の工程A1、A2、A4〜A14は、上記実施の形態の工程A1、A2、A4〜A14と同様であるので説明を省略する。
上述したアルカリ供給管410は、酢酸排出管196に設けられていてもよいし、酢酸排出管196が接続されて酢酸の廃液が貯留される廃液タンク(図示せず)に設けられていてもよい。
また、図23に示すように第1の洗浄装置31には、ポーラスチャック190に保持された被処理ウェハW上にアルカリ水溶液を供給するアルカリ供給部としてのアルカリノズル420が設けられていてもよい。アルカリノズル420には、供給管421が接続されている。供給管421は、内部にアルカリ水溶液を貯留するアルカリ供給源422に連通している。また、供給管421には、アルカリ水溶液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423が設けられている。
アルカリノズル420は、第4のアーム424に支持されている。第4のアーム424は、ノズル駆動部425により、レール200上を移動自在である。これにより、アルカリノズル420は、カップ194と待機部222の間に設置された待機部426と、カップ194と待機部205の間に設置された待機部427との間を移動でき、さらにカップ194内の被処理ウェハW上を当該被処理ウェハWの径方向に移動できる。また、第4のアーム424は、ノズル駆動部425によって昇降自在であり、アルカリノズル420の高さを調節できる。なお、第1の洗浄装置31のその他の構成は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、工程A3において酢酸ノズル220から被処理ウェハWの接合面Wに酢酸を供給して当該被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を除去した後、第4のアーム424によって待機部426のアルカリノズル420を被処理ウェハWの中心部上方まで移動させる。その後、被処理ウェハWを回転させながら、アルカリノズル420から被処理ウェハWの接合面Wにアルカリ水溶液を供給する。供給されたアルカリ水溶液は遠心力により被処理ウェハWの接合面Wの全面に拡散されて、カップ194内に飛散する。そして、このアルカリ水溶液によって、被処理ウェハW上に残存する酢酸、或いはカップ194の内部に回収された酢酸の廃液は中和される。中和された酢酸の廃液は、酢酸排出管196から排出される。なお、その他の工程A1、A2、A4〜A14は、上記実施の形態の工程A1、A2、A4〜A14と同様であるので説明を省略する。
以上のいずれの実施の形態においても、酢酸の廃液がアルカリ水溶液によって中和されるので、その後、酢酸の廃液を処理する際の取り扱いを容易にすることができる。また、高い安全性も確保することができる。
なお、接合面洗浄装置40と非接合面洗浄装置41も、上記第1の洗浄装置31と同様の構成を有し、工程A6とA10において酢酸の廃液をアルカリ水溶液で中和してもよい。
以上の実施の形態の第1の洗浄装置31では、酢酸ノズル220から被処理ウェハWの接合面Wに液体状の酢酸を供給していたが、被処理ウェハWの接合面Wに気体状の酢酸ガスを供給してもよい。
図24に示すように第1の洗浄装置31には、処理容器180の天井面であってスピンチャック190に保持された被処理ウェハWの上方に、被処理ウェハWの接合面Wに気体状の酢酸ガスを供給する酸供給部としての酢酸ガス供給管430が設けられている。酢酸ガス供給管430には、酢酸ガスを供給する酢酸供給源431が接続されている。また、酢酸ガス供給管430には、酢酸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432が設けられている。
酢酸供給源431は、内部に液体状の酢酸を貯留している。また、酢酸供給源431には、当該酢酸供給源431内に窒素ガスを供給する窒素ガス供給管433が接続されている。酢酸供給源431では、内部に窒素ガスが供給されることで液体状の酢酸が気化して、酢酸ガスが生成される。この酢酸ガスは、前記窒素ガスをキャリアガスとして酢酸ガス供給管430に供給される。
第1の洗浄装置31は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31における酢酸ノズル220と付随する部材221〜227を省略した構成を有している。さらに、第1の洗浄装置31は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31における酢酸排出管196が省略され、カップ194内の雰囲気を真空引きして排気する排気管434が接続されている。なお、第1の洗浄装置31のその他の構成は、上記実施の形態の第1の洗浄装置31の構成と同様であるので説明を省略する。
かかる場合、工程A3において酢酸ガス供給管430から被処理ウェハWの接合面Wに酢酸ガスを供給して、当該被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を除去する。そして、酸化膜を除去後の酢酸ガスは、排気管424から排気される。なお、その他の工程A1、A2、A4〜A14は、上記実施の形態の工程A1、A2、A4〜A14と同様であるので説明を省略する。
本実施の形態においても、工程A1において被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上に酸化膜が形成されても、工程A3で供給される酢酸によって酸化膜を除去することができる。したがって、製品を適切に製造することができる。しかも、酢酸の廃液処理を省略することができるので、より高い安全性を確保し、且つ製品の製造コストを低廉化することができる。
なお、接合面洗浄装置40と非接合面洗浄装置41も、上記第1の洗浄装置31と同様の構成を有し、工程A6とA10において気体状の酢酸ガスを用いて被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を除去してもよい。
以上の実施の形態の第1の洗浄装置31、接合面洗浄装置40、非接合面洗浄装置41では、酸として酢酸を用いていたが、他の酸を用いてもよい。例えば硫酸、塩酸、硝酸等を用いてもよい。
また、第1の洗浄装置31で被処理ウェハWの接合面Wのバンプ上の酸化膜を確実に除去できる場合、接合面洗浄装置40、被接合面洗浄装置41の酢酸ノズル220及び付随する部材221〜227を省略してもよい。また、この場合、検査装置7を省略してもよい。
以上の実施の形態では、第1の洗浄装置31、第2の洗浄装置32、接合面洗浄装置40、非接合面洗浄装置41の溶剤ノズル203には2流体ノズルが用いられていたが、溶剤ノズル203の形態は本実施の形態に限定されず種々のノズルを用いることができる。例えば溶剤ノズル203として、有機溶剤を供給するノズルと不活性ガスを供給するノズルとを一体化したノズル体や、スプレーノズル、ジェットノズル、メガソニックノズルなどを用いてもよい。また、洗浄処理のスループットを向上させるため、例えば80℃に加熱された洗浄液を供給してもよい。
また、第1の洗浄装置31、第2の洗浄装置32、接合面洗浄装置40、非接合面洗浄装置413において、溶剤ノズル203に加えて、IPA(イソプロピルアルコール)を供給するノズルを設けてもよい。かかる場合、溶剤ノズル203からの洗浄液によって被処理ウェハW又は支持ウェハSを洗浄した後、被処理ウェハW又は支持ウェハS上の洗浄液をIPAに置換する。そうすると、被処理ウェハW又は支持ウェハSの接合面W、Sがより確実に洗浄される。
以上の実施の形態では、剥離装置30において第2の保持部111を鉛直方向及び水平方向に移動させていたが、第1の保持部110を鉛直方向及び水平方向に移動させてもよい。あるいは、第1の保持部110と第2の保持部111の両方を鉛直方向及び水平方向に移動させてもよい。
以上の剥離装置30において第2の保持部111を鉛直方向及び水平方向に移動させていたが、第2の保持部111を水平方向のみに移動させ、当該第2の保持部111の移動速度を変化させてもよい。具体的には、第2の保持部111を移動させ始める際の移動速度を低速にし、その後徐々に移動速度を加速してもよい。すなわち、第2の保持部111を移動させ始める際には、被処理ウェハWと支持ウェハSとの接着面積が大きく、被処理ウェハW上のデバイスが接着剤Gの影響を受け易いため、第2の保持部111の移動速度を低速にする。その後、被処理ウェハWと支持ウェハSとの接着面積が小さくなるにつれ、被処理ウェハW上のデバイスが接着剤Gの影響を受け難くなるため、第2の保持部111の移動速度を徐々に加速する。かかる場合でも、デバイスと支持ウェハSとの接触を回避し、デバイスの損傷を抑制することができる。
また、以上の実施の形態では、剥離装置30において第2の保持部111を鉛直方向及び水平方向に移動させていたが、例えば被処理ウェハW上のデバイスと支持ウェハSとの間の距離が十分大きい場合には、第2の保持部111を水平方向にのみ移動させてもよい。かかる場合、デバイスと支持ウェハSとの接触を回避できると共に、第2の保持部111の移動の制御が容易になる。さらに、第2の保持部111を鉛直方向にのみ移動させて被処理ウェハWと支持ウェハSを剥離させてもよく、第2の保持部111の外周部端部を鉛直方向にのみ移動させて被処理ウェハWと支持ウェハSを剥離させてもよい。
以上の実施の形態の剥離装置30において、第1の保持部110と第2の保持部111との間の処理空間を覆うカバー(図示せず)を設けてもよい。かかる場合、処理空間を不活性ガスの雰囲気にすることにより、被処理ウェハWが加熱処理されても、当該被処理ウェハWの接合面W上の所定のパターンに酸化膜が形成されるのを抑制することができる。
また、以上の実施の形態の剥離装置30において、第2の保持部111に追従して水平方向に移動可能であって、複数の孔から不活性ガスを供給するポーラスプレート(図示せず)を設けてもよい。かかる場合、重合ウェハTを剥離するために第2の保持部111を移動させる際、第2の保持部111に追従してポーラスプレートを移動させながら、剥離により露出した被処理ウェハWの接合面Wに不活性ガスを供給する。そうすると、被処理ウェハWが加熱処理されても、被処理ウェハWの接合面W上の所定のパターンに酸化膜が形成されるのを抑制することができる。
なお、以上の実施の形態の剥離装置30では、被処理ウェハWを上側に配置し、且つ支持ウェハSを下側に配置した状態で、これら被処理ウェハWと支持ウェハSを剥離していたが、被処理ウェハWと支持ウェハSの上下配置を反対にしてもよい。
また、検査装置7の構成は上記実施の形態の構成に限定されない。検査装置7は、被処理ウェハWの画像を撮像して、当該被処理ウェハW上の接着剤Gの残渣の有無と酸化膜の残渣の有無が検査できれば、種々の構成を取り得る。
以上の実施の形態の剥離システム1において、剥離装置30で加熱された被処理ウェハWを所定の温度に冷却する温度調節装置(図示せず)が設けられていてもよい。かかる場合、被処理ウェハWの温度が適切な温度に調節されるので、後続の処理をより円滑に行うことができる。
次に、他の実施の形態を説明する。なお、上記実施の形態と同じ部分は説明を省略する。この実施の形態では、前述の重合ウェハTではなく、図25に示すように、重合ウェハTの破損を防止するための保護部材、例えばダイシングフレーム440を重合ウェハTに装着した状態で、本剥離システム1にて同様の処理を行う。なお、図25は、ダイシングフレーム440に装着された重合ウェハTの縦断面図である。図26は、図25に示したダイシングフレーム440と重合ウェハTを下方から見た平面図である。ダイシングフレーム440は、円環状の板材である。図25に示すように、ダイシングフレーム440の上面に、粘着面を下にして粘着テープ441を貼り付ける。そして、この粘着面に重合ウェハTの非接合面Wを接合する。このように、ダイシングフレーム440を接合した状態で本発明を実施することにより、本剥離システム1内で被処理ウェハWが破損することを防止できる。なお、本実施の形態において、ダイシングフレーム440は円環状の構成を有していたが、ダイシングフレーム440の外周部は例えば略矩形状等の種々の形状を取り得る。
かかる場合、重合ウェハTとダイシングフレーム440をあらかじめ接合したものをカセットCに収容し、そのカセットCをカセット載置板11に載置すればよい。または、外部装置(図示せず)と本剥離システム1とを接続し、外部装置にて重合ウェハTとダイシングフレーム440とを接合した後、本剥離システム1で処理を行えばよい。或いは、本剥離システム1内に重合ウェハTとダイシングフレーム440とを接合する処理装置を設けてもよい。
そして、剥離装置30で処理を行うと、支持ウェハSが剥離され、被処理ウェハWとダイシングフレーム440が接合された状態となる。そして、本剥離システム1での処理終了まで、被処理ウェハWとダイシングフレーム440を接合したままで処理するのがよい。そして、被処理ウェハWとダイシングフレーム440を接合したままカセットCに収納する。このようにすれば、被処理ウェハWの破損を防止することができる。そして、本剥離システム1で処理が終わってから、外部装置(図示せず)で被処理ウェハWとダイシングフレーム440の分離作業を行えばよい。
以上の実施の形態では、後処理ステーション4において被処理ウェハWに後処理を行い製品化する場合について説明したが、本発明は、例えば3次元集積技術で用いられる被処理ウェハを支持ウェハから剥離する場合にも適用することができる。なお、3次元集積技術とは、近年の半導体デバイスの高集積化の要求に応えた技術であって、高集積化した複数の半導体デバイスを水平面内で配置する代わりに、当該複数の半導体デバイスを3次元に積層する技術である。この3次元集積技術においても、積層される被処理ウェハの薄型化が求められており、当該被処理ウェハを支持ウェハに接合して所定の処理が行われる。
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。
1 剥離システム
7 検査装置
30 剥離装置
31 第1の洗浄装置
32 第2の搬送装置
40 接合面洗浄装置
41 非接合面洗浄装置
42 反転装置
194 カップ
203 溶剤ノズル
220 酢酸ノズル
350 制御部
400 防錆剤ノズル
410 アルカリ供給管
420 アルカリノズル
430 酢酸ガス供給管
G 接着剤
S 支持ウェハ
T 重合ウェハ
W 被処理ウェハ

Claims (20)

  1. 被処理基板と支持基板が接着剤で接合された重合基板を、被処理基板と支持基板に剥離する剥離方法であって、
    重合基板を加熱しながら当該重合基板を被処理基板と支持基板に剥離する剥離工程と、
    その後、前記剥離工程で剥離された被処理基板の表面に有機溶剤を供給し、被処理基板の表面の接着剤を除去する接着剤除去工程と、
    その後、前記接着剤除去工程で接着剤が除去された被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する酸化膜除去工程と、を有することを特徴とする、剥離方法。
  2. 前記酸化膜除去工程後、被処理基板を検査する検査工程を有することを特徴とする、請求項1に記載の剥離方法。
  3. 前記検査工程において被処理基板の表面の所定のパターン上に酸化膜が残存していると確認された場合、その後、当該被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する他の酸化膜除去工程を有することを特徴とする、請求項2に記載の剥離方法。
  4. 前記酸化膜除去工程後、被処理基板の表面に防錆剤を供給する防錆剤供給工程を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の剥離方法。
  5. 前記酸は酢酸であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の剥離方法。
  6. 前記酸は所定の濃度以上の水溶液であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の剥離方法。
  7. 前記酸の廃液をアルカリ水溶液で中和することを特徴とする、請求項6に記載の剥離方法。
  8. 前記酸は気体状であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の剥離方法。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の剥離方法を剥離システムによって実行させるために、当該剥離システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
  10. 請求項9に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
  11. 被処理基板と支持基板が接着剤で接合された重合基板を、被処理基板と支持基板に剥離する剥離システムであって、
    重合基板を加熱しながら当該重合基板を被処基板と支持基板に剥離する剥離装置と、
    前記剥離装置において剥離された被処理基板の表面に有機溶剤を供給し、被処理基板の表面の接着剤を除去する溶剤供給部と、
    前記溶剤供給部によって接着剤が除去された被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する酸供給部と、を有することを特徴とする、剥離システム。
  12. 前記酸供給部によって酸化膜が除去された被処理基板を検査する検査装置を有することを特徴とする、請求項11に記載の剥離システム。
  13. 前記検査装置において被処理基板の表面の所定のパターン上に酸化膜が残存していると確認された場合、当該被処理基板の表面に酸を供給し、被処理基板の表面の所定のパターン上に形成された酸化膜を除去する他の酸供給部を有することを特徴とする、請求項12に記載の剥離システム。
  14. 前記酸供給部によって酸化膜が除去された被処理基板の表面に防錆剤を供給する防錆剤供給部を有することを特徴とする、請求項11〜13のいずれかに記載の剥離システム。
  15. 前記酸は酢酸であることを特徴とする、請求項11〜14のいずれかに記載の剥離システム。
  16. 前記酸は所定の濃度以上の水溶液であることを特徴とする、請求項11〜15のいずれかに記載の剥離システム。
  17. アルカリ水溶液を供給し、前記酸の廃液を中和するアルカリ供給部を有することを特徴とする、請求項16に記載の剥離システム。
  18. 前記アルカリ供給部は、前記酸の廃液を回収する回収部に前記アルカリ水溶液を供給することを特徴とする、請求項17に記載の剥離システム。
  19. 前記アルカリ供給部は、被処理基板の表面に前記アルカリ水溶液を供給することを特徴とする、請求項17に記載の剥離システム。
  20. 前記酸は気体状であることを特徴とする、請求項11〜15のいずれかに記載の剥離システム。
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