JP7086201B2 - 基板処理システム及び基板処理方法 - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理システム及び基板処理方法に関する。
特許文献１には、複数のデバイスが表面側に形成されたウェハの処理方法が開示されている。この処理方法では、ウェハの表面側と裏面側との間にレーザ光を照射して変質層を形成した後、当該変質層より裏面側の裏面側ウェハと当該変質層より表面側の表面側ウェハとに分離する。さらに、裏面側ウェハをリサイクルする。
本開示にかかる技術は、基板を分離して薄化し、さらに分離された基板を再利用するにあたり、かかる分離と再生を効率よく行う。
本開示の一態様は、基板を処理する基板処理システムであって、基板の内部の面方向に形成された内部面改質層を起点に、当該基板を第１の分離基板と第２の分離基板に分離する分離部と、前記第１の分離基板の分離面と前記第２の分離基板の分離面をそれぞれ研削する加工部と、少なくとも前記分離部又は前記加工部に対して、前記基板を搬送する搬送機構と、前記第２の分離基板の表裏面を反転させる反転機構と、を有し、前記加工部は、前記基板、前記第１の分離基板又は前記第２の分離基板を保持する複数の保持部を備え、回転自在な回転テーブルと、前記保持部に保持された前記第１の分離基板の分離面を研削する第１の研削部と、前記保持部に保持された前記第２の分離基板の分離面を研削する第２の研削部と、を有する。
本開示によれば、基板を分離して薄化し、さらに分離された基板を再利用するにあたり、かかる分離と再生を効率よく行うことができる。
半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数のデバイスが形成された半導体ウェハ（以下、ウェハという）に対し、当該ウェハを薄化することが行われている。ウェハの薄化方法は種々あるが、例えばウェハの裏面を研削加工する方法や、特許文献１に開示したようにウェハを分離する方法などがある。特に特許文献１に開示した方法では、分離された表面側ウェハを構成するデイバスは製品化し、裏面側ウェハはリサイクルすることができる。
ここで、分離された裏面側ウェハの表面には変質層（改質層）が残存し、そのままの状態ではリサイクル（再利用）することはできない。しかしながら、特許文献１は、この裏面側ウェハの改質層をどのように処理するかについては何ら開示も示唆もしていない。ましてや、裏面側ウェハを効率よく再利用する方法までは全く考慮されていない。したがって、ウェハを分離して薄化し、さらに分離されたウェハを再利用するにあたり、従来のウェハ処理には改善の余地がある。
本開示にかかる技術は、ウェハの分離と分離されたウェハの再利用を効率よく行う。以下、本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、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。
先ず、本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成について説明する。図１は、ウェハ処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。
ウェハ処理システム１では、図２及び図３に示すように基板としての処理ウェハＷと支持ウェハＳとが接合された重合ウェハＴに対して所望の処理を行い、処理ウェハＷを分離して薄化する。以下、処理ウェハＷにおいて、支持ウェハＳに接合された面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、支持ウェハＳにおいて、処理ウェハＷに接合された面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。
処理ウェハＷは、例えばシリコンウェハなど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。また、デバイス層Ｄにはさらに酸化膜Ｆｗ、例えばＳｉＯ２膜（ＴＥＯＳ膜）が形成されている。なお、処理ウェハＷの周縁部は面取り加工がされており、周縁部の断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。
支持ウェハＳは、処理ウェハＷを支持するウェハであって、例えばシリコンウェハである。支持ウェハＳの表面Ｓａには酸化膜Ｆｓ、例えばＳｉＯ２膜（ＴＥＯＳ膜）が形成されている。また、支持ウェハＳは、処理ウェハＷの表面Ｗａのデバイスを保護する保護材として機能する。なお、支持ウェハＳの表面Ｓａに複数のデバイスが形成されている場合には、処理ウェハＷと同様に表面Ｓａにデバイス層（図示せず）が形成される。
なお、図２においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層Ｄと酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略している。また、以下の説明で用いられる他の図面においても同様に、これらデバイス層Ｄと酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。
また、本実施形態のウェハ処理システム１では、重合ウェハＴにおける処理ウェハＷを分離する。以下の説明においては、分離された表面Ｗａ側の処理ウェハＷを第１の分離基板としての第１の分離ウェハＷ１といい、分離された裏面Ｗｂ側の処理ウェハＷを第２の分離基板としての第２の分離ウェハＷ２という。第１の分離ウェハＷ１はデバイス層Ｄを有し製品化される。第２の分離ウェハＷ２は再利用される。なお、第１の分離ウェハＷ１は支持ウェハＳに支持された状態の処理ウェハＷを指し、支持ウェハＳを含めて第１の分離ウェハＷ１という場合がある。また、第１の分離ウェハＷ１において分離された面を分離面Ｗ１ａといい、第２の分離ウェハＷ２において分離された面を分離面Ｗ２ａという。
図１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と処理ステーション３は、Ｘ軸正方向側から負方向側に向けて並べて配置されている。搬入出ステーション２は、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴ、複数の第１の分離ウェハＷ１、複数の第２の分離ウェハＷ２をそれぞれ収容可能なカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２がそれぞれ搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２に対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
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。図示の例では、カセット載置台１０には、複数、例えば３つのカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２をＹ軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台１０に載置されるカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２の個数は、本実施形態に限定されず、任意に決定することができる。
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＸ軸負方向側において、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送領域２０が設けられている。ウェハ搬送領域２０には、Ｙ軸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、重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を保持して搬送する、２つの搬送アーム２３、２３を有している。各搬送アーム２３は、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム２３の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。
処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３とウェハ搬送領域３０が設けられている。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は、Ｘ軸負方向側（搬入出ステーション２側）から正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Ｇ１はウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側に配置され、第２の処理ブロックＧ２と第３の処理ブロックＧ３はそれぞれウェハ搬送領域３０のＹ軸正方向側に配置されている。
ウェハ搬送領域３０には、Ｘ軸方向に延伸する搬送路３１上を移動自在な、搬送機構として機能するウェハ搬送装置３２が設けられている。ウェハ搬送装置３２は、処理ブロックＧ１～Ｇ３の各処理装置に対して、重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を搬送可能に構成されている。また、ウェハ搬送装置３２は、重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を保持して搬送する、２つの搬送アーム３３、３３を有している。一例として、第１の搬送アーム３３は下方から重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を保持し、第２の搬送アーム３３は上方から重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を保持する。各搬送アーム３３は、多関節のアーム部材３４に支持され、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム３３の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。
第１の処理ブロックＧ１には、２つのウェットエッチング装置４０、４１、アライメント装置５０、及び２つの洗浄装置５１、５２が設けられている。ウェットエッチング装置４０、４１は、Ｙ軸正方向側において上方からこの順で積層して配置されている。アライメント装置５０、２つの洗浄装置５１、５２は、Ｙ軸負方向側において上方からこの順で積層して配置されている。
第２の処理ブロックＧ２には、反転装置６０と改質分離装置６１が、上方からこの順で積層して設けられている。なお、反転装置６０は、本開示の反転機構を構成している。また、改質分離装置６１は、本開示の分離部と内部面改質部を兼ねて構成している。
第３の処理ブロックＧ３には、加工部としての加工装置７０が設けられている。なお、加工装置７０の数や配置は本実施形態に限定されず、複数の加工装置７０が任意に配置されていてもよい。また、複数の加工装置７０が設けられる場合、ウェハ搬送領域３０には複数のウェハ搬送装置３２が設けられていてもよい。
ウェットエッチング装置４０、４１はそれぞれ、加工装置７０で研削された分離ウェハＷ１、Ｗ２のそれぞれの分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａをエッチング処理する。例えば、分離ウェハＷ１、Ｗ２のそれぞれの分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに対して薬液（エッチング液）を供給する。なお、薬液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。
アライメント装置５０は、処理前の重合ウェハＴの水平方向の向きを調節する。例えばチャック（図示せず）に保持された重合ウェハＴを回転させながら、検出部（図示せず）で処理ウェハ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重合ウェハＴの水平方向の向きを調節する。
洗浄装置５１、５２はそれぞれ、加工装置７０で研削された分離ウェハＷ１、Ｗ２のそれぞれの分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄する。例えば分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａにブラシを当接させて、当該分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａをスクラブ洗浄する。なお、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。
反転装置６０は、改質分離装置６１で分離された第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転させる。なお、反転装置６０の構成は任意である。
改質分離装置６１は、処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、後述する内部面改質層を形成し、さらに当該内部面改質層を起点に、処理ウェハＷを第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２に分離する。
改質分離装置６１は、図４に示すように処理ウェハＷが上側であって支持ウェハＳが下側に配置された状態で、重合ウェハＴを保持するチャック８０を有している。チャック８０は、移動部８１によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動部８１は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。また、チャック８０は、回転部８２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８０の上方には、処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する、内部面改質部としてのレーザヘッド９０が設けられている。レーザヘッド９０は、レーザ光発振器（図示せず）から発振された高周波のパルス状のレーザ光であって、処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光を、処理ウェハＷの内部の所望位置に集光して照射する。これによって、処理ウェハＷの内部においてレーザ光が集光した部分が改質して、内部面改質層が形成される。また、レーザヘッド９０は、レーザ光発振器からのレーザ光を、例えばレンズ等で複数に分けて同時に照射する。かかる場合、レーザヘッド９０から複数のレーザ光が照射され、処理ウェハＷの内部に複数の内部面改質層が同時に形成される。レーザヘッド９０は、移動部９１によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動部９１は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。またレーザヘッド９０は、昇降部９２によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
また、チャック８０の上方には、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを吸着保持する吸着パッド１００が設けられている。吸着パッド１００は、回転部１０１によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。また吸着パッド１００は、昇降部１０２によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
図１に示すように加工装置７０は、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａと第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａをそれぞれ研削する。加工装置７０は、回転テーブル１１０、第１の研削ユニット１２０、及び第２の研削ユニット１３０を有している。
回転テーブル１１０は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線１１１を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル１１０上には、分離ウェハＷ１、Ｗ２を吸着保持する、保持部としてのチャック１１２が４つ設けられている。チャック１１２は、回転テーブル１１０と同一円周上に均等、すなわち９０度毎に配置されている。４つのチャック１１２は、回転テーブル１１０が回転することにより、受渡位置Ａ１、Ａ２及び加工位置Ｂ１、Ｂ２に移動可能になっている。なお、チャック１１２はチャックベース（図示せず）に保持され、回転機構（図示せず）によって回転可能に構成されている。
本実施形態では、第１の受渡位置Ａ１は回転テーブル１１０のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、第１の分離ウェハＷ１の受け渡しが行われる。第２の受渡位置Ａ２は回転テーブル１１０のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、第２の分離ウェハＷ２の受け渡しが行われる。第１の加工位置Ｂ１は回転テーブル１１０のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、第１の研削ユニット１２０が配置される。第２の加工位置Ｂ２は回転テーブル１１０のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、第２の研削ユニット１３０が配置される。
第１の研削ユニット１２０では、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削する。第１の研削ユニット１２０は、環状形状で回転自在な研削砥石（図示せず）を備えた第１の研削部１２１を有している。また、第１の研削部１２１は、支柱１２２に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック１１２に保持された第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削砥石に当接させた状態で、チャック１１２と研削砥石をそれぞれ回転させ、さらに研削砥石を下降させることによって、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削する。これにより、当該第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａに残る内部面改質層を除去する。
第２の研削ユニット１３０では、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削する。第２の研削ユニット１３０は、環状形状で回転自在な研削砥石（図示せず）を備えた第２の研削部１３１を有している。また、第２の研削部１３１は、支柱１３２に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック１１２に保持された第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削砥石に当接させた状態で、チャック１１２と研削砥石をそれぞれ回転させ、さらに研削砥石を下降させることによって、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削する。これにより、当該第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａに残る内部面改質層を除去する。
以上のウェハ処理システム１には、制御装置１４０が設けられている。制御装置１４０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、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。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、ウェハ処理システム１における後述の基板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、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１４０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。図５は、ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、処理ウェハＷと支持ウェハＳがファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
先ず、図６（ａ）に示す重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔ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２２によりカセットＣｔ内の重合ウェハＴが取り出され、アライメント装置５０に搬送される。アライメント装置５０では、重合ウェハＴ（処理ウェハＷ）の水平方向の向きが調節される（図５のステップＰ１）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により改質分離装置６１に搬送される。改質分離装置６１では、図６（ｂ）に示すように処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１が形成される（図５のステップＰ２）。
図７に示すようにレーザヘッド９０から処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、内部面改質層Ｍ１を形成する。内部面改質層Ｍ１は、面方向に延伸し横長のアスペクト比を有する。内部面改質層Ｍ１の下端は、研削後の処理ウェハＷの目標表面（図７中の点線）より少し上方に位置している。すなわち、内部面改質層Ｍ１の下端と処理ウェハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ１は、研削後の処理ウェハＷの目標厚みＨ２より少し大きい。なお、内部面改質層Ｍ１は縦長のアスペクト比を有し、複数の内部面改質層Ｍ１のピッチを小さくして配置してもよい。また、内部面改質層Ｍ１からは面方向にクラックＣ１が進展する。さらに、内部面改質層Ｍ１のピッチが小さい場合には、クラックＣ１が無くてもよい。
そして、図７及び図８に示すようにレーザヘッド９０と重合ウェハＴを相対的に水平方向に移動させて、複数の内部面改質層Ｍ１を処理ウェハＷの内部に形成する。具体的には、先ず、レーザヘッド９０をＸ軸方向に移動させて、一列の内部面改質層Ｍ１を形成する。その後、レーザヘッド９０をＹ軸方向にずらし、さらに当該レーザヘッド９０をＸ軸方向に移動させて、別列の内部面改質層Ｍ１を形成する。これら複数の内部面改質層Ｍ１は同じ高さに形成する。そうすると、処理ウェハＷの内部面全面に内部面改質層Ｍ１が形成される。
なお、改質分離装置６１では、レーザヘッド９０から複数のレーザ光Ｌを同時に照射してもよい。かかる場合、内部面改質層Ｍ１をより短時間で形成することができ、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。また、改質分離装置６１では、チャック８０を回転させながら、レーザヘッド９０を水平方向に移動させてもよい。かかる場合、内部面改質層Ｍ１は平面視において渦巻き状に形成される。そして、処理ウェハＷの同心円方向及び径方向に、複数の内部面改質層Ｍ１のピッチを変えてもよい。
次に、同じ改質分離装置６１において、図６（ｃ）に示すように内部面改質層Ｍ１を基点に、処理ウェハＷを第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２に分離する（図５のステップＰ３）。
図９（ａ）に示すように処理ウェハＷの裏面Ｗｂを、吸着パッド１００で吸着保持する。そして、吸着パッド１００を回転させて、内部面改質層Ｍ１を境界に第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２が縁切りされる。その後、図９（ｂ）に示すように吸着パッド１００が第２の分離ウェハＷ２を吸着保持した状態で、当該吸着パッド１００を上昇させて、第１の分離ウェハＷ１から第２の分離ウェハＷ２を分離する。なお、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａと第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａにはそれぞれ、内部面改質層Ｍ１が残存している。
なお、処理ウェハＷを分離する方法は、本実施形態に限定されない。図９（ｂ）に示したように吸着パッド１００を上昇させるだけで第２の分離ウェハＷ２を分離できる場合、図９（ｂ）に示した吸着パッド１００の回転を省略してもよい。また、例えば吸着パッド１００に代えてテープ（図示せず）を用い、当該テープで処理ウェハＷを保持して分離してもよい。さらに、処理ウェハＷを吸着パッド１００で吸着保持する前に、例え処理ウェハＷの少なくとも内部面改質層Ｍ１に超音波を付与してもよいし、あるいは内部面改質層Ｍ１を加熱してもよい。かかる場合、内部面改質層Ｍ１を基点に処理ウェハＷを分離しやすくなる。
次に、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置３２により反転装置６０に搬送される。反転装置６０では、第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転される（図５のステップＰ４）。その後、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置３２により加工装置７０に搬送され、図１０（ａ）に示すように第２の受渡位置Ａ２のチャック１１２に受け渡される。
このステップＰ４と並行して、第１の分離ウェハＷ１はウェハ搬送装置３２により加工装置７０に搬送され、図１０（ａ）に示すように第１の受渡位置Ａ１のチャック１１２に受け渡される。
次に、図１０（ｂ）に示すように回転テーブル１１０を反時計回りに１８０°回転させて、第１の分離ウェハＷ１を第１の加工位置Ｂ１に移動させ、第２の分離ウェハＷ２を第２の加工位置Ｂ２に移動させる。
次に、第１の加工位置Ｂ１において、図６（ｄ）に示すように第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削し、当該分離面Ｗ１ａに残る内部面改質層Ｍ１を除去する。同時に、第２の加工位置Ｂ２において、図６（ｅ）に示すように第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削し、当該分離面Ｗ２ａに残る内部面改質層Ｍ１を除去する（図５のステップＰ５）。
次に、回転テーブル１１０を反時計回りに１８０°回転させて、図１０（ａ）に示した状態、すなわち第１の分離ウェハＷ１を第１の受渡位置Ａ１に移動させ、第２の分離ウェハＷ２を第２の受渡位置Ａ２に移動させる。なお、第１の受渡位置Ａ１では、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａが洗浄液によって洗浄されてもよい。また、第２の受渡位置Ａ２でも、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａが洗浄液によって洗浄されてもよい。
次に、第１の分離ウェハＷ１はウェハ搬送装置３２により洗浄装置５１に搬送され、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置３２により洗浄装置５２に搬送される。洗浄装置５１では第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａがスクラブ洗浄され、洗浄装置５２では第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａがスクラブ洗浄される（図５のステップＰ６）。
次に、第１の分離ウェハＷ１はウェハ搬送装置２２によりウェットエッチング装置４０に搬送され、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置２２によりウェットエッチング装置４１に搬送される。ウェットエッチング装置４０では第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａが薬液によりウェットエッチングされ、ウェットエッチング装置４１では第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａが薬液によりウェットエッチング（図５のステップＰ７）。上述した加工装置７０で研削された分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａにはそれぞれ、研削痕が形成される場合がある。本ステップＰ７では、ウェットエッチングすることによって研削痕を除去でき、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを平滑化することができる。
その後、すべての処理が施された第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれ、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１０のカセットＣｗ１、Ｃｗ２に搬送される。こうして、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。
以上の実施形態によれば、ステップＰ１～Ｐ７を行い、処理ウェハＷを分離し、分離ウェハＷ１、Ｗ２の分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａをそれぞれ研削、ウェットエッチング等して適切に処理することができる。このため、デバイス層Ｄを有する第１の分離ウェハＷ１を製品化するとともに、第２の分離ウェハＷ２を再利用することができる。しかも、これらステップＰ１～Ｐ７を一のウェハ処理システム１で行うので、ウェハ処理を効率よく行うことができる。
また、本実施形態の加工装置７０は回転テーブル１１０、第１の研削ユニット１２０、及び第２の研削ユニット１３０を有しているので、ステップＰ５において第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａの研削と、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａの研削とを並行して行うことができる。したがって、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
なお、本実施形態の加工装置７０には、回転テーブル１１０の４つのチャック１１２に対応して、受渡位置Ａ１、Ａ２及び加工位置Ｂ１、Ｂ２が設けられている。そうすると、例えば図１１に示すように第１の加工位置Ｂ１における分離面Ｗ１ａの研削と、第１の受渡位置Ａ１における第１の分離ウェハＷ１の受け渡しとを並行して行うことができる。同様に、第２の加工位置Ｂ２における分離面Ｗ２ａの研削と、第２の受渡位置Ａ２における第２の分離ウェハＷ２の受け渡しも並行して行うことができる。したがって、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
また、本実施形態の加工装置７０には受渡位置Ａ１、Ａ２及び加工位置Ｂ１、Ｂ２が設けられているので、例えば１つの受渡位置と１つの加工位置とが設けられる回転テーブルを２つ用いる場合に比べて、回転テーブルの使用数が少ない。その結果、加工装置７０の占有面積（フットプリント）を低減でき、ひいてはウェハ処理システム１の占有面積も低減できる。
また、本実施形態では、処理ウェハＷを薄化するにあたり、ステップＰ２において処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１を形成した後、ステップＰ３において内部面改質層Ｍ１を基点に処理ウェハＷを分離している。例えば従来のように処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削して薄化する場合、研削砥石が摩耗し、また研削水を使用するため、廃液処理も必要となる。これに対して、本実施形態では、レーザヘッド９０自体が経時的に劣化する程度が小さく、消耗品が少なくなるため、メンテナンス頻度を低減することができる。また、レーザを用いたドライプロセスであるため、研削水や廃水処理が不要となる。このため、ランニングコストを低廉化することができる。さらに、研削水が支持ウェハＳ側に回り込むことがないため、支持ウェハＳが汚染されるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、ステップＰ５において分離面Ｗ１ａの研削を行っているが、この研削は内部面改質層Ｍ１を除去すればよく、その研削量は数十μｍ程度と少ない。これに対して、従来のように処理ウェハＷを薄化するために裏面Ｗｂを研削する場合、その研削量は例えば７００μｍ以上と多く、研削砥石の摩耗度合いが大きい。このため、本実施形態では、やはりメンテナンス頻度を低減することができる。
なお、本実施形態のウェハ処理システム１において加工装置７０が複数設けられている場合、一の加工装置７０で第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削し、他の加工装置７０で第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削してもよい。
次に、ウェハ処理システムの他の実施形態について説明する。
図１２は、他の実施形態にかかるウェハ処理システム２００の構成の概略を模式的に示す平面図である。ウェハ処理システム２００は、上記実施形態のウェハ処理システム１の改質分離装置６１における内部面改質層Ｍ１の形成と処理ウェハＷの分離を別々の装置で行うものである。すなわち、ウェハ処理システム２００は、ウェハ処理システム１の反転装置６０と改質分離装置６１に代えて、分離反転装置２０１と改質装置２０２を有している。分離反転装置２０１と改質装置２０２は、第２の処理ブロックＧ２において上方からこの順で積層して設けられている。
改質装置２０２は、処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１を形成する。改質装置２０２は、例えば改質分離装置６１の構成において内部面改質層Ｍ１を形成するための部材（レーザヘッド９０等）を備えている。分離反転装置２０１は、内部面改質層Ｍ１を基点に処理ウェハＷを分離するとともに、分離された第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転させる。分離反転装置２０１は、例えば改質分離装置６１の構成において処理ウェハＷを分離するための部材（吸着パッド１００等）に加えて、反転装置６０の構成を有している。
本実施形態のウェハ処理システム２００でも、上記実施形態のステップＰ１～Ｐ７を行うことができ、当該実施形態と同様の効果を享受できる。
図１３は、他の実施形態にかかるウェハ処理システム３００の構成の概略を模式的に示す平面図である。ウェハ処理システム３００は、上記実施形態のウェハ処理システム１の改質分離装置６１における処理ウェハＷの分離と、反転装置６０における第２の分離ウェハＷ２の表裏面の反転とを加工装置７０の内部で行うものである。すなわち、ウェハ処理システム３００は、ウェハ処理システム１の反転装置６０と改質分離装置６１に代えて、改質装置３０１と分離反転ユニット３０２を有している。
改質装置３０１は、第２の処理ブロックＧ２に設けられている。改質装置３０１は、処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１を形成する。改質装置３０１は、例えば改質分離装置６１の構成において内部面改質層Ｍ１を形成するための部材（レーザヘッド９０等）を備えている。
分離反転ユニット３０２は、加工装置７０の第２の受渡位置Ａ２において、回転テーブル１１０及びチャック１１２の上方に設けられている。分離反転ユニット３０２は、内部面改質層Ｍ１を基点に処理ウェハＷを分離する分離機構３０３と、分離された第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転させる反転機構３０４とを有している。
図１４に示すように分離機構３０３は、チャック１１２に保持された重合ウェハＴに対し、処理ウェハＷの裏面Ｗｂを吸着保持する吸着パッド３１０を有している。吸着パッド３１０は、回転部３１１によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。また吸着パッド３１０は、昇降部３１２によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。そして分離機構３０３では、先ず、吸着パッド３１０で処理ウェハＷの裏面Ｗｂを吸着保持した状態で、当該吸着パッド３１０を回転させて、内部面改質層Ｍ１を境界に第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２が縁切りされる。その後、吸着パッド３１０が第２の分離ウェハＷ２を吸着保持した状態で、当該吸着パッド１００を上昇させて、第１の分離ウェハＷ１から第２の分離ウェハＷ２を分離する。
反転機構３０４は、第２の分離ウェハＷ２を保持する保持部３２０を有している。保持部３２０による第２の分離ウェハＷ２の保持方法は特に限定されないが、例えば吸着保持である。保持部３２０は、回転部３２１によって水平軸回りに回転可能に構成されている。また保持部３２０は、昇降部３２２によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。そして反転機構３０４では、保持部３２０で第２の分離ウェハＷ２を保持した状態で、当該保持部３２０を水平軸回りに回転させて、第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転させる。
かかる場合、ステップＰ２では、改質装置３０１において処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１が形成される。その後、処理ウェハＷは、支持ウェハＳに支持された状態、すなわち重合ウェハＴの状態で、ウェハ搬送装置３２により加工装置７０に搬送される。加工装置７０では、第２の受渡位置Ａ２のチャック１１２に重合ウェハＴが受け渡される。
次にステップＰ３では、チャック１１２に重合ウェハＴが保持された状態で、分離機構３０３によって処理ウェハＷが分離ウェハＷ１、Ｗ２に分離される。その後ステップＰ４では、分離された第２の分離ウェハＷ２が反転機構３０４の保持部３２０に受け渡され、当該保持部３２０を水平軸回りに回転させて、第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転される。そして、第１の分離ウェハＷ１は第１の受渡位置Ａ１のチャック１１２に搬送され、第２の分離ウェハＷ２はそのまま第２の受渡位置Ａ２のチャック１１２に保持される。なお、第１の分離ウェハＷ１の搬送は、ウェハ搬送装置３２によって行わってもよい。あるいは、反転機構３０４によって第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転している間に、回転テーブル１１０を回転させ、第１の分離ウェハＷ１を第２の受渡位置Ａ２から第１の受渡位置Ａ１に搬送してもよい。
なお、その他のステップＰ１、Ｐ５～Ｐ７は、上記実施形態と同様である。本実施形態のウェハ処理システム３００でも、上記実施形態と同様の効果を享受できる。
以上の実施形態のウェハ処理システム１、２００、３００は、ウェットエッチング装置４０、４１に代えて、ＣＭＰ装置（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）を有していてもよい。このＣＭＰ装置は、ウェットエッチング装置４０、４１と同様に機能する。すなわち、ＣＭＰ装置では、加工装置７０で研削された分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを研磨処理する。そして、加工装置７０で分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに形成された研削痕を除去し、当該分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを平滑化する。なお、ウェハ処理システム１、２００、３００は、ウェットエッチング装置４０、４１とＣＭＰ装置を両方備え、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに対してウェットエッチングとＣＭＰを両方行ってもよい。
以上の実施形態のウェハ処理システム１、２００、３００はそれぞれ、反転装置６０、分離反転装置２０１、分離反転ユニット３０２において、第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転していたが、例えばウェハ搬送装置３２の搬送アーム３３において第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転してもよい。かかる場合、図１５に示すようにアーム部材３４に支持された搬送アーム３３が水平軸回りに回転して、第２の分離ウェハＷ２の表裏面を反転させる。
また、ウェハ搬送装置３２は２つの搬送アーム３３を有していたが、図１６に示すように１つの搬送アーム４００が２枚の分離ウェハＷ１、Ｗ２を保持して搬送してもよい。搬送アーム４００の一面には第１の分離ウェハＷ１を吸着保持する吸着パッド４０１が設けられ、他面には第２の分離ウェハＷ２を吸着保持する吸着パッド４０２が設けられている。搬送アーム４００は、アーム部材３４に支持され、水平軸回りに回転自在に構成されている。
以上の実施形態のウェハ処理システム１、２００、３００はそれぞれ、改質分離装置６１、改質装置２０２、３０１において、処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ１を形成していたが、ウェハ処理システム１、２００、３００の外部で行ってもよい。かかる場合、ウェハ処理システム１、２００、３００に搬送される処理ウェハＷの内部には、予め内部面改質層Ｍ１が形成されている。
ここで、通常、処理ウェハＷの周縁部は面取り加工がされているが、例えば従来のように処理ウェハＷの裏面Ｗｂを研削して薄化する場合、処理ウェハＷ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。そうすると、処理ウェハＷの周縁部でチッピングが発生し、処理ウェハＷが損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予め処理ウェハＷの周縁部を除去する、いわゆるエッジトリムが行われている。
そこで、以上の実施形態のウェハ処理システム１、２００、３００において、エッジトリムを行ってもよい。以下の説明においては、ウェハ処理システム１でエッジトリムを行う場合について説明する。
ウェハ処理システム１においてエッジトリムは、改質分離装置６１において行われる。すなわち、改質分離装置６１では、処理ウェハＷの周縁部と中央部の境界に沿って厚み方向に周縁改質層を形成し、当該周縁改質層を基点に処理ウェハＷの周縁部を除去する。本実施形態の改質分離装置６１では、レーザヘッド９０が周縁改質部として機能し、処理ウェハＷの内部に周縁改質層を形成する。
次に、ウェハ処理システム１を用いて行われる、他の実施形態にかかるウェハ処理について説明する。図１７は、ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。なお、本実施形態において、図５に示した実施形態と同様の処理については詳細な説明を省略する。
先ず、図１８（ａ）に示すように重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔ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２２によりカセットＣｔ内の重合ウェハＴが取り出され、アライメント装置５０に搬送される。アライメント装置５０では、重合ウェハＴ（処理ウェハＷ）の水平方向の向きが調節される（図１７のステップＱ１）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により改質分離装置６１に搬送される。改質分離装置６１では、図１８（ｂ）に示すように処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ２が形成される（図１７のステップＱ２）。
改質分離装置６１では、図１９に示すようにレーザヘッド９０を、処理ウェハＷの上方であって、当該処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に移動させる。その後、回転部８２によってチャック８０を回転させながら、レーザヘッド９０から処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射する。そして、周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃとの境界に沿って、環状の周縁改質層Ｍ２を形成する。
周縁改質層Ｍ２は、エッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去の際の基点となるものであり、処理ウェハＷにおける除去対象の周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃとの境界に沿って、環状に形成される。なお、周縁部Ｗｅは、例えば処理ウェハＷの外端部から径方向に１ｍｍ～５ｍｍの範囲であり、面取り部が含まれる。
また、周縁改質層Ｍ２は、厚み方向に延伸し縦長のアスペクト比を有する。周縁改質層Ｍ２の下端は、研削後の処理ウェハＷの目標表面（図１９中の点線）より上方に位置している。すなわち、周縁改質層Ｍ２の下端と処理ウェハＷの表面Ｗａとの間の距離Ｈ３は、研削後の処理ウェハＷの目標厚みＨ２より大きい。かかる場合、研削後の処理ウェハＷに周縁改質層Ｍ２が残らない。
さらに処理ウェハＷの内部には、周縁改質層Ｍ２からクラックＣ２が進展し、表面Ｗａに到達している。但し、クラックＣ２は裏面Ｗｂには到達していない。
次に、同じ改質分離装置６１において、図１８（ｃ）に示すように処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ３が形成される（図１７のステップＱ３）。図６に示した内部面改質層Ｍ１と同様に、内部面改質層Ｍ３は、処理ウェハＷの面方向に延伸している。また、内部面改質層Ｍ３は周縁改質層Ｍ２と同じ高さに形成され、当該内部面改質層Ｍ３の下端は、研削後の処理ウェハＷの目標表面より上方に位置している。そして、内部面改質層Ｍ３は面方向に複数形成され、当該複数の内部面改質層Ｍ３は、面方向に中心部から周縁改質層Ｍ２まで、すなわち中央部Ｗｃに形成される。なお、内部面改質層Ｍ３の形成方法は、上記ステップＰ２と同様である。また、内部面改質層Ｍ３からは面方向にクラックＣ３が進展する。さらに、内部面改質層Ｍ３のピッチが小さい場合には、クラックＣ３が無くてもよい。
次に、同じ改質分離装置６１において、図１８（ｄ）に示すように内部面改質層Ｍ３及び周縁改質層Ｍ２を基点に、処理ウェハＷを第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２に分離する（図１７のステップＱ４）。この際、内部面改質層Ｍ３と周縁改質層Ｍ２が同じ高さに形成されているため、第２の分離ウェハＷ２は周縁部Ｗｅと一体になって分離される。なお、処理ウェハＷの分離方法は、上記ステップＰ３と同様である。
次に、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置３２により反転装置６０に搬送される。反転装置６０では、第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転される（図１７のステップＱ５）。なお、第２の分離ウェハＷ２の反転方法は、上記ステップＰ４と同様である。
次に、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれウェハ搬送装置３２により加工装置７０に搬送される。加工装置７０では、図１８（ｅ）に示すように第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを研削し、当該分離面Ｗ１ａに残る周縁改質層Ｍ２と内部面改質層Ｍ３を除去する。同時に、図１８（ｆ）に示すように第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削し、当該分離面Ｗ２ａに残る周縁改質層Ｍ２と内部面改質層Ｍ３を除去する（図１７のステップＱ６）。なお、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの研削方法は、上記ステップＰ５と同様である。
次に、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれウェハ搬送装置３２により洗浄装置５１、５２に搬送される。洗浄装置５１、５２ではそれぞれ、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａがスクラブ洗浄される（図１７のステップＱ７）。なお、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの洗浄方法は、上記ステップＰ６と同様である。
次に、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれウェハ搬送装置２２によりウェットエッチング装置４０、４１に搬送される。ウェットエッチング装置４０、４１ではそれぞれ、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａがウェットエッチングされる（図１７のステップＱ８）。なお、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａのウェットエッチング方法は、上記ステップＰ７と同様である。
その後、すべての処理が施された第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれ、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１０のカセットＣｗ１、Ｃｗ２に搬送される。こうして、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。
本実施形態でも、上記実施形態と同様の効果を享受できる。しかも、本実施形態によればエッジトリムを行うにあたり、ステップＱ２において処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ２を形成した後、当該周縁改質層Ｍ２を基点に、周縁部Ｗｅを除去している。例えば従来の方法では周縁部Ｗｅを研削又は切削しており、研削砥石が摩耗し定期的な交換が必要となる。これに対して、本実施形態では、レーザヘッド９０自体が経時的に劣化する程度が小さく、メンテナンス頻度を低減することができる。
但し、本開示は、研削によるエッジトリムを除外するものではない。
しかも、ステップＱ１における周縁改質層Ｍ２の形成とステップＱ３における内部面改質層Ｍ３の形成は、同一の改質分離装置６１において行うことができる。したがって、設備コストも低廉化することができる。なお、これら周縁改質層Ｍ２の形成と内部面改質層Ｍ３の形成を別々の装置で行ってももちろんよい。例えば、上述したウェハ処理が複数の重合ウェハＴに対して連続して行われる場合、これら周縁改質層Ｍ２と内部面改質層Ｍ１を別々の装置で形成することで、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。
また、以上の改質分離装置６１では、レーザヘッド９０は周縁改質層Ｍ２と内部面改質層Ｍ３を形成していたが、これら周縁改質層Ｍ２と内部面改質層Ｍ３はそれぞれ別々のレーザヘッドを用いて形成してもよい。
ウェハ処理システム１においてエッジトリムを行う方法は、上記実施形態に限定されない。次に、他の実施形態にかかるウェハ処理について説明する。本実施形態は図１８に示した実施形態とほぼ同様であるが、ステップＱ３で形成される内部面改質層が異なる。
ステップＱ３では、図２０（ｃ）に示すように処理ウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ４が形成される。図１８に示した内部面改質層Ｍ３が周縁改質層Ｍ２まで形成されたのに対し、本実施形態の内部面改質層Ｍ４は、面方向に中心部から外端部まで延伸して形成される。なお、内部面改質層Ｍ４からは面方向にクラックＣ４が進展する。また、内部面改質層Ｍ４のピッチが小さい場合には、クラックＣ４が無くてもよい。
かかる場合、ステップＱ４では、図２０（ｄ）に示すように内部面改質層Ｍ４より上方の第２の分離ウェハＷ２と、内部面改質層Ｍ４より下方の周縁部Ｗｅとが、別々に分離される。すなわち、第２の分離ウェハＷ２は内部面改質層Ｍ４を基点に分離され、周縁部Ｗｅは周縁改質層Ｍ２を基点に分離される。なお、その他のステップＱ１～Ｑ２、Ｑ５～Ｑ８は、図１８に示した実施形態と同様である。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。
以上の実施形態では、ウェハ処理システム１においてエッジトリムを行うにあたり、処理ウェハＷを分離する際に周縁部Ｗｅを除去していたが、周縁部Ｗｅを除去した後に処理ウェハＷを分離してもよい。
かかる場合、改質分離装置６１では、先ずステップＱ２において、図２１（ｂ）に示すように処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ５と分割改質層Ｍ６が形成される。
図２２に示すようにレーザヘッド９０を、処理ウェハＷの上方であって、当該処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に移動させる。その後、回転部８２によってチャック８０を回転させながら、レーザヘッド９０から処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ５を形成する。
上記実施形態の周縁改質層Ｍ２と同様に、周縁改質層Ｍ５は厚み方向に延伸し、当該周縁改質層Ｍ５の下端は、研削後の処理ウェハＷの目標表面（図２２中の点線）より上方に位置している。
さらに処理ウェハＷの内部には、周縁改質層Ｍ５からクラックＣ５が進展し、表面Ｗａと裏面Ｗｂに到達している。なお、周縁改質層Ｍ５は厚み方向に複数形成されていてもよい。
次に、同じ改質分離装置６１においてレーザヘッド９０を移動させて、処理ウェハＷの内部であって、周縁改質層Ｍ５の径方向外側に分割改質層Ｍ６を形成する。分割改質層Ｍ６も、周縁改質層Ｍ５と同様に厚み方向に延伸し、縦長のアスペクト比を有する。また、分割改質層Ｍ６からクラックＣ６が進展し、表面Ｗａと裏面Ｗｂに到達している。なお、分割改質層Ｍ６も厚み方向に複数形成されていてもよい。
そして、分割改質層Ｍ６及びクラックＣ６を径方向に数μｍのピッチで複数形成することで、図２３に示すように周縁改質層Ｍ５から径方向外側に延伸する、１ラインの分割改質層Ｍ６が形成される。なお、図示の例においては、径方向に延伸するラインの分割改質層Ｍ６は８箇所に形成されているが、この分割改質層Ｍ６の数は任意である。少なくとも、分割改質層Ｍ６が２箇所に形成されていれば、周縁部Ｗｅは除去できる。かかる場合、エッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去する際、当該周縁部Ｗｅは、環状の周縁改質層Ｍ５を基点に分離しつつ、分割改質層Ｍ６によって複数に分割される。そうすると、除去される周縁部Ｗｅが小片化され、より容易に除去することができる。
次に、同じ改質分離装置６１において、図２１（ｃ）に示すように周縁改質層Ｍ５を基点に、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する。本実施形態の改質分離装置６１には、図２４に示すテープ１５０が設けられ、当該テープ１５０を拡張（エキスパンド）することで、周縁部Ｗｅを除去する。
先ず、図２４（ａ）に示すように拡張可能なテープ１５０を処理ウェハＷの裏面Ｗｂに貼り付ける。続いて、図２４（ｂ）に示すようにテープ１５０を処理ウェハＷの径方向に拡張させ、周縁改質層Ｍ５を基点に、処理ウェハＷから周縁部Ｗｅを分離する。またこの際、分割改質層Ｍ６を基点に、周縁部Ｗｅは小片化して分離される。その後、図２４（ｃ）に示すようにテープ１５０を上昇させて処理ウェハＷから剥離して、周縁部Ｗｅを除去する。なおこの際、このテープ１５０の剥離を容易にするため、テープ１５０の粘着力を低下させる処理、例えば紫外線照射処理などを行ってもよい。
なお、周縁部Ｗｅを除去する方法は、本実施形態に限定されない。例えば、周縁部Ｗｅに対してエアブローやウォータジェットを噴射し、当該周縁部Ｗｅを打圧して除去してもよい。あるいは、例えばピンセットのような治具を周縁部Ｗｅに接触させ、当該周縁部Ｗｅを物理的に除去してもよい。
次に、同じ改質分離装置６１では、ステップＱ３において図２１（ｄ）に示すように内部面改質層Ｍ７が形成され、さらにステップＱ４において図２１（ｅ）に示すように処理ウェハＷを分離ウェハＷ１、Ｗ２に分離する。
次に、反転装置６０ではステップＱ５において第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転される。その後、加工装置７０でステップＱ６において図２１（ｆ）及び図２１（ｇ）に示すように分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａが研削される。その後、洗浄装置５１、５２においてステップＱ７が行われ、ウェットエッチング装置４０、４１においてステップＱ８が行われる。こうして、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。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を享受することができる。しかも、本実施形態によれば、ステップＱ２において分割改質層Ｍ６を形成しているので、除去される周縁部Ｗｅを小片化することができる。したがって、エッジトリムをさらに容易に行うことができる。
以上の実施形態のウェハ処理システム１、２００、３００では、処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合はウェハ処理システム１、２００、３００の外部の接合装置で行われていたが、かかる接合装置はウェハ処理システム１、２００、３００の内部に設けられてもよい。
なお、処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合する際、周縁部Ｗｅにおいて酸化膜Ｆｗ、Ｆｓも接合されてしまう場合には、接合処理の前に、当該酸化膜Ｆｗ、Ｆｓに対して前処理を行ってもよい。前処理としては、例えば周縁部Ｗｅにおける酸化膜Ｆｗの表層を除去してもよいし、あるいは酸化膜Ｆｗを突出させてもよい。あるいは、酸化膜Ｆｗの表面を荒らして粗面化してもよい。このような前処理を行うことで、周縁部Ｗｅにおいて酸化膜Ｆｗ、Ｆｓが接合されるのを抑制することができ、すなわち周縁部Ｗｅにおいて酸化膜Ｆｗ、Ｆｓの未接合領域を形成することができ、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
また、上記例においては、接合処理の前に未接合領域を形成したが、接合処理後に未接合領域を形成してもよい。例えば処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合後、酸化膜Ｆｗの外周部にレーザ光を照射することで、接合強度を低下させ、未接合領域を形成することも可能である。
以上の実施形態では、処理ウェハＷと支持ウェハＳを直接接合する場合について説明したが、これら処理ウェハＷと支持ウェハＳは接着剤を介して接合されてもよい。
また、以上の実施形態では、重合ウェハＴにおける処理ウェハＷを薄化する場合について説明したが、１枚のウェハを薄化する場合にも上記実施形態は適用できる。また、重合ウェハＴを処理ウェハＷと支持ウェハＳに剥離する場合にも、上記実施形態は適用できる。
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
３２ ウェハ搬送装置
６０ 反転装置
６１ 改質分離装置
７０ 加工装置
Ｓ 支持ウェハ
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 処理ウェハ
３２ ウェハ搬送装置
６０ 反転装置
６１ 改質分離装置
７０ 加工装置
Ｓ 支持ウェハ
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 処理ウェハ
Claims (12)
- 基板を処理する基板処理システムであって、
基板の内部の面方向に形成された内部面改質層を起点に、当該基板を第１の分離基板と第２の分離基板に分離する分離部と、
前記第１の分離基板の分離面と前記第２の分離基板の分離面をそれぞれ研削する加工部と、
少なくとも前記分離部又は前記加工部に対して、前記基板を搬送する搬送機構と、
前記第２の分離基板の表裏面を反転させる反転機構と、を有し、
前記加工部は、
前記基板、前記第１の分離基板又は前記第２の分離基板を保持する複数の保持部を備え、回転自在な回転テーブルと、
前記保持部に保持された前記第１の分離基板の分離面を研削する第１の研削部と、
前記保持部に保持された前記第２の分離基板の分離面を研削する第２の研削部と、を有する、基板処理システム。 - 前記搬送機構は、少なくとも前記分離部又は前記加工部に対して、前記第１の分離基板及び前記第２の分離基板を搬送する、請求項１に記載の基板処理システム。
- 前記分離部は、前記回転テーブルの上方に設けられ、前記保持部に保持された前記基板を分離する、請求項１又は２に記載の基板処理システム。
- 前記分離部は前記反転機構を有する、請求項３に記載の基板処理システム。
- 前記反転機構は前記搬送機構に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 前記基板の内部にレーザ光を照射して、前記内部面改質層を形成する内部面改質部を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 前記基板の内部において、除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って厚み方向にレーザ光を照射して、周縁改質層を形成する周縁改質部を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 基板を処理する基板処理方法であって、
分離部において、基板の内部の面方向に形成された内部面改質層を起点に、当該基板を第１の分離基板と第２の分離基板に分離することと、
反転機構によって、前記第２の分離基板の表裏面を反転させることと、
加工部において、前記第１の分離基板の分離面と前記第２の分離基板の分離面をそれぞれ研削することと、を有し、
前記加工部は、
前記基板、前記第１の分離基板又は前記第２の分離基板を保持する複数の保持部を備え、回転自在な回転テーブルと、
前記保持部に保持された前記第１の分離基板の分離面を研削する第１の研削部と、
前記保持部に保持された前記第２の分離基板の分離面を研削する第２の研削部と、を有し、
前記第１の研削部による前記第１の分離基板の分離面の研削と、前記第２の研削部による前記第２の分離基板の分離面の研削とを並行して行う、基板処理方法。 - 前記分離部は、前記回転テーブルの上方に設けられ、前記保持部に保持された前記基板を分離する、請求項８に記載の基板処理方法。
- 前記分離部で分離された前記第２の分離基板を搬送中に、前記反転機構によって当該第２の分離基板の表裏面を反転させる、請求項８又は９に記載の基板処理方法。
- 前記分離部で前記基板を分離する前に、前記基板の内部にレーザ光を照射して、前記内部面改質層を形成する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
- 前記分離部で前記基板を分離する前に、前記基板の内部において、除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って厚み方向にレーザ光を照射して、周縁改質層を形成する、請求項８～１１のいずれか一項に記載の基板処理方法。
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