JP7229353B2 - 分離装置及び分離方法 - Google Patents

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Description

本開示は、分離装置及び分離方法に関する。
特許文献１には、第二ウェハ上に第一ウェハが積層された積層ウェハの加工方法が開示されている。この加工方法では、第一ウェハの内部にレーザービームの集光点を位置付けて該レーザービームを照射しつつ該集光点に対して該第一ウェハを水平方向に相対移動させて該第一ウェハの内部に改質面を形成した後、該改質面を境界に該第一ウェハの一部を該積層ウェハから分離する。
特開２０１５－３２６９０号公報
本開示にかかる技術は、処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に適切に分離する。
本開示の一態様は、処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離装置であって、前記第１の分離体を保持する第１の保持部と、前記第２の分離体を保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に移動させる移動部と、少なくとも前記第１の分離体の分離面又は前記第２の分離体の分離面を洗浄する分離面洗浄部と、を有し、前記分離面洗浄部は、前記第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、前記第２の保持部に保持された前記第２の分離体との間に、洗浄流体を供給する洗浄ノズルと、前記洗浄ノズルから供給された前記洗浄流体を吸引する吸引ノズルと、を有する。
本開示によれば、処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に適切に分離することができる。
本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。 本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す側面図である。 重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。 重合ウェハの一部の構成の概略を示す側面図である。 分離装置の構成の概略を示す平面図である。 分離処理部の構成の概略を示す平面図である。 分離処理部の構成の概略を示す側面図である。 分離処理部及び搬送部の構成の概略を示す側面図である。 ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。 ウェハ処理の主な工程の説明図である。 処理ウェハのデバイス層の外周部を改質する様子を示す説明図である。 処理ウェハに周縁改質層を形成する様子を示す説明図である。 処理ウェハに周縁改質層を形成した様子を示す説明図である。 処理ウェハに内部面改質層を形成する様子を示す説明図である。 処理ウェハに内部面改質層を形成する様子を示す説明図である。 分離処理の主な工程の説明図である。 第２の保持部が処理ウェハを保持する様子を示す説明図である。 第２の分離ウェハの搬出処理の主な工程の説明図である。 搬送部の搬送パッドとウェハ搬送装置の搬送アームの位置関係を示す説明図である。 第１の分離ウェハの搬出処理の主な工程の説明図である。 他の実施形態にかかる分離面洗浄部の構成の概略を示す側面図である。 他の実施形態にかかる分離面洗浄部の構成の概略を示す側面図である。 他の実施形態にかかる第２の分離ウェハの洗浄処理の主な工程の説明図である。 他の実施形態にかかる第１の分離ウェハの洗浄処理の主な工程の説明図である。 他の実施形態にかかる分離装置の構成の概略を示す平面図である。 他の実施形態にかかる分離装置の構成の概略を示す平面図である。
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の内部にレーザービーム（レーザ光）を照射して改質面（改質層）を形成し、当該改質層を基点にウェハを分離する方法などがある。
ここで、上述したように改質層を基点にウェハを分離する場合、このウェハの分離面に粉塵や破片等が付着する場合がある。このように粉塵や破片が付着した状態でウェハを次工程の処理装置に搬送すると、搬送経路での装置内の汚染、ウェハを搬送する搬送機構の汚染、次工程の処理装置内の汚染などが発生するリスクがある。しかしながら、特許文献１には、分離後のウェハ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。したがって、従来のウェハの分離処理には改善の余地がある。
本開示にかかる技術は、処理対象体を適切に分離する。以下、本実施形態にかかる分離装置を備えたウェハ処理システム、及び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。図２は、ウェハ処理システム１の構成の概略を模式的に示す側面図である。
ウェハ処理システム１では、図３及び図４に示すように処理対象体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に対して処理を行う。そしてウェハ処理システム１では、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去しつつ、当該処理ウェハＷを薄化する。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、例えばシリコン基板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Ｗｅは面取り加工がされており、周縁部Ｗｅの断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。また、周縁部Ｗｅはエッジトリムにおいて除去される部分であり、例えば処理ウェハＷの外端部から径方向に１ｍｍ～５ｍｍの範囲である。エッジトリムは、後述するように処理ウェハＷを分離した後、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが鋭く尖った形状（いわゆるナイフエッジ形状）になることを防止するための処理である。
なお、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の分離体としての第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の分離体としての第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。以下の説明においては、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を示し、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。
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。なお、支持ウェハＳの表面Ｓａの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３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。
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軸負方向側から正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。
なお、本実施形態では、カセットＣｔとカセットＣｗ１を別々に設けたが、同じカセットとしてもよい。すなわち、処理前の重合ウェハＴを収容するカセットと、処理後の第１の分離ウェハＷ１カセットとを共通に用いてもよい。
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軸正方向側において、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、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。そして、ウェハ搬送装置２２は、カセット載置台１０のカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２、及び後述するトランジション装置３０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。
搬入出ステーション２には、ウェハ搬送領域２０のＸ軸正方向側において、当該ウェハ搬送領域２０に隣接して、重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２を受け渡すためのトランジション装置３０が設けられている。
処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３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には、エッチング装置４０、洗浄装置４１、及びウェハ搬送装置５０が設けられている。エッチング装置４０は、第１の処理ブロックＧ１の搬入出ステーション２側において、Ｘ軸方向に２列且つ鉛直方向に３段に設けられている。すなわち、本実施形態では、エッチング装置４０は６つ設けられている。洗浄装置４１は、エッチング装置４０のＸ軸正方向側において、鉛直方向に３段に積層されて設けられている。ウェハ搬送装置５０は、エッチング装置４０及び洗浄装置４１のＹ軸正方向側に配置されている。なお、エッチング装置４０、洗浄装置４１、及びウェハ搬送装置５０の数や配置はこれに限定されない。
エッチング装置４０は、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａ又は第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａをエッチングする。例えば、分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａに対してエッチング液（薬液）を供給し、当該分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａをウェットエッチングする。エッチング液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。
洗浄装置４１は、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａ又は第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを洗浄する。例えば分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａにブラシを当接させて、当該分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａをスクラブ洗浄する。なお、分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａの洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａを洗浄する際、その反対側の裏面Ｓｂ又は裏面Ｗｂも洗浄してもよい。
ウェハ搬送装置５０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５１、５１を有している。各搬送アーム５１は、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５１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。ウェハ搬送装置５０は、Ｘ軸方向に延伸する搬送路５２上を移動自在である。そして、ウェハ搬送装置５０は、トランジション装置３０、第１の処理ブロックＧ１及び第２の処理ブロックＧ２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。
第２の処理ブロックＧ２には、アライメント装置６０、分離装置６１、及びウェハ搬送装置７０が設けられている。アライメント装置６０と分離装置６１は、鉛直上方から下方に積層されて設けられている。ウェハ搬送装置７０は、アライメント装置６０及び分離装置６１のＹ軸負方向側に配置されている。なお、アライメント装置６０、分離装置６１、及びウェハ搬送装置７０の数や配置はこれに限定されない。
アライメント装置６０は、レーザ処理前の処理ウェハＷの水平方向の向き及び中心位置を調節する。例えばスピンチャック（図示せず）に保持された処理ウェハＷ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処理ウェハＷの水平方向の向き及び中心位置を調節する。
分離装置６１は、後述する内部改質装置８１で形成された周縁改質層と内部面改質層を基点に、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。分離装置６１の具体的な構成は後述する。
ウェハ搬送装置７０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７１、７１を有している。各搬送アーム７１は、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７１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。また、ウェハ搬送装置７０における搬送アーム７１の数も本実施形態に限定されず、任意の数の搬送アーム７１を設けることができ、例えば１つでもよい。そして、第１の処理ブロックＧ１～第３の処理ブロック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。
第３の処理ブロックＧ３には、表面改質装置８０及び内部改質装置８１が設けられている。表面改質装置８０と内部改質装置８１は、鉛直上方から下方に積層されて設けられている。なお、表面改質装置８０及び内部改質装置８１の数や配置はこれに限定されない。
表面改質装置８０は、処理ウェハＷのデバイス層Ｄの外周部に対してレーザ光を照射し、当該外周部を改質する。レーザ光には、処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光（ＣＯ２レーザ）が用いられる。
内部改質装置８１は、処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁改質層と内部面改質層を形成する。レーザ光には、処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光（ＹＡＧレーザ）が用いられる。なお、周縁改質層と内部面改質層は、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に分離する際の基点となる。
以上のウェハ処理システム１には、制御装置９０が設けられている。制御装置９０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１における重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２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における後述のウェハ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９０にインストールされたものであってもよい。
次に、上述した分離装置６１について説明する。図５は、分離装置６１の構成の概略を示す平面図である。
分離装置６１は、内部を閉鎖可能な処理容器１００を有している。処理容器１００の側面には重合ウェハＴ、分離ウェハＷ１、Ｗ２の搬入出口（図示せず）が形成され、搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。
分離装置６１の内部には、分離処理部１１０、パッド洗浄部１１１、及び搬送部１１２が設けられている。分離処理部１１０では、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。パッド洗浄部１１１では、搬送部１１２の後述する搬送パッド１９２を洗浄する。搬送部１１２は、分離処理部１１０とウェハ搬送装置７０の間で第２の分離ウェハＷ２を受け渡す。
図６は、分離処理部１１０の構成の概略を示す平面図である。図７は、分離処理部１１０の構成の概略を示す側面図である。図８は、分離処理部１１０及び搬送部１１２の構成の概略を示す側面図である。
分離処理部１１０は、第１の保持部１２０、第２の保持部１２１、ロードセル１３０、ステージ１４０、支持ピン１５０、ブレード１６０、分離面洗浄部１７０、及び受渡部１８０を有している。
第１の保持部１２０は第２の保持部１２１の下方に設けられている。第１の保持部１２０と第２の保持部１２１は、処理ウェハＷが分離される前の重合ウェハＴを、当該処理ウェハＷが上方を向いた状態で保持する。すなわち、第１の保持部１２０は第１の分離ウェハＷ１（支持ウェハＳ）を吸着保持し、第２の保持部１２１は第２の分離ウェハＷ２を吸着保持する。
第１の保持部１２０は、略円板形状のチャックであり、例えば真空ポンプなどの吸引装置（図示せず）に連通している。第１の保持部１２０は第１の分離ウェハＷ１より大きい径を有し、その上面全面で第１の分離ウェハＷ１を吸着保持する。
第２の保持部１２１は、略円板形状のチャックであり、例えば真空ポンプなどの吸引装置（図示せず）に連通している。第２の保持部１２１は第２の分離ウェハＷ２より小さい径を有し、具体的には後述するように、処理ウェハＷに形成される周縁改質層より小さい径を有する。そして、第２の保持部１２１は、その下面で第２の分離ウェハＷ２の周縁改質層より内側を吸着保持する。
第１の保持部１２０の下面は、荷重測定部としてのロードセル１３０を介してステージ１４０に支持されている。第１の保持部１２０に作用する力（負荷）を検出するロードセル１３０は、第１の保持部１２０の外周部において、当該第１の保持部１２０の同心円上に等間隔に複数、例えば３つ設けられている。なお、ロードセル１３０の数や配置はこれ限定されない。例えばロードセル１３０は、第１の保持部１２０の中心部に設けられていてもよい。
なお、ロードセル１３０は、後述するように処理ウェハＷを分離する際に荷重を測定するが、分離装置６１のセットアップ時に用いてもよい。例えば、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１が重合ウェハＴ（処理ウェハＷ、支持ウェハＳ）を保持しない状態で第１の保持部１２０と第２の保持部１２１を当接させ、ロードセル１３０で荷重を測定した位置を基準位置（ゼロ点位置）とする。
ステージ１４０は、支持部材１４１に支持されている。ステージ１４０（第１の保持部１２０）は、鉛直方向に延伸するレール１４２に沿って、昇降機構１４３により昇降自在に構成されている。昇降機構１４３は、例えばモータ（図示せず）、ボールねじ（図示せず）、ガイド（図示せず）などを有している。なお、本実施形態ではレール１４２と昇降機構１４３が、本開示における移動部に相当する。
分離処理部１１０の底面には、鉛直方向に延伸する支持ピン１５０が設けられている。支持ピン１５０は、第１の保持部１２０の貫通孔１２０ａとステージ１４０の貫通孔１４０ａを挿通して、例えば３本設けられている。そして、ステージ１４０が上昇した状態では、支持ピン１５０の先端部が第１の保持部１２０の上面から上方に突出し、当該支持ピン１５０によって第１の分離ウェハＷ１（支持ウェハＳ）が支持される。また、ステージ１４０が下降した状態では、支持ピン１５０の先端部が第１の保持部１２０の上面より下方に位置する。
なお、本実施形態では、ステージ１４０が昇降することで支持ピン１５０に第１の分離ウェハＷ１が受け渡されるが、支持ピン１５０が昇降してもよい。また、支持ピン１５０に代えて、第１の分離ウェハＷ１を吸着保持するパッド（図示せず）を用いてもよい。
第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間には、重合ウェハＴ（詳細には後述するように処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面）に挿入される、挿入部としてのブレード１６０が設けられている。ブレード１６０は、第２の保持部１２１の側方において、当該第２の保持部１２１の同心円上に等間隔に複数、例えば３つ設けられている。また、ブレード１６０は移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１に保持された重合ウェハＴの外側面に進退自在に構成されている。なお、ブレード１６０の数や配置はこれに限定されない。また、ブレード１６０の移動方法も任意である。さらに、例えばブレード１６０を挿入することなく第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２を分離することができる場合には、ブレード１６０を省略してもよい。
第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間には、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を洗浄する分離面洗浄部１７０が設けられている。分離面洗浄部１７０は、洗浄ノズル１７１と吸引ノズル１７２を有している。洗浄ノズル１７１は、洗浄流体として、例えばエアを供給する。吸引ノズル１７２は、洗浄ノズル１７１から供給されたエアを吸引する。洗浄ノズル１７１と吸引ノズル１７２はそれぞれ移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の空間に対して進退自在に構成されている。
なお、本実施形態では、洗浄流体としてエアを用いたがこれに限定されず、例えば純水などの洗浄液や２流体を用いてもよい。また、洗浄液を用いて分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄する場合、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１を回転させて、洗浄後に残存する洗浄液を振り切り乾燥させてもよい。
第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間には、第２の保持部１２１から搬送部１１２に第２の分離ウェハＷ２を受け渡すための受渡部１８０が設けられている。受渡部１８０の上端には、側面視において上端から下方に向けてテーパ状に径が小さくなるテーパ部１８０ａが形成されている。受渡部１８０の下端には、径方向内側に突出した段部１８０ｂが形成されている。テーパ部１８０ａの上端の内径は第２の分離ウェハＷ２の径より大きく、テーパ部１８０ａの下端の内径は第２の分離ウェハＷ２の径とほぼ同じである。さらに、段部１８０ｂの内径は第２の分離ウェハＷ２の径よりも小さい。そして、第２の分離ウェハＷ２は第２の保持部１２１から落とし込まれ、テーパ部１８０ａに案内されて段部１８０ｂに載置される。こうして第２の分離ウェハＷ２は、受渡部１８０によって中心位置を調節（センタリング）されつつ、当該受渡部１８０に保持される。なお、受渡部１８０は移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の空間に対して進退自在に構成されている。
搬送部１１２は、複数、例えば２つのアーム１９０、１９１を備えた多関節型のロボットである。２つのアーム１９０、１９１のうち、先端の第１のアーム１９０には、第２の分離ウェハＷ２の中央部を吸着保持する搬送パッド１９２が取り付けられている。また、基端の第２のアーム１９１は移動機構１９３に取り付けられている。移動機構１９３により、アーム１９０、１９１及び搬送パッド１９２は水平方向、鉛直方向に移動自在に構成され、さらに搬送パッド１９２はアーム１９０、１９１の軸回りに回動自在に構成されている。なお、本実施形態では、第１のアーム１９０に対して１つの搬送パッド１９２が設けられているが、第１のアーム１９０の両面に２つの搬送パッド１９２を設けてもよい。また、本実施形態では受渡部１８０と搬送部１１２が、本開示における回動部に相当する。さらに、本実施形態では、搬送部１１２は多関節型のロボットであるが、これに限定されず、任意の構成を取り得る。
パッド洗浄部１１１は、搬送部１１２の搬送パッド１９２を洗浄する。パッド洗浄部１１１は、例えばストーン洗浄具（図示せず）やブラシ洗浄具（図示せず）などの洗浄具を有している。そして、洗浄具を搬送パッド１９２の吸着面に当接させて、搬送パッド１９２が洗浄される。なお、パッド洗浄部１１１における搬送パッド１９２の洗浄方法はこれに限定されない。例えば、搬送パッド１９２の吸着面にエアや洗浄液、２流体などを供給して、搬送パッド１９２を洗浄してもよい。
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９は、ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。図１０は、ウェハ処理の主な工程の説明図である。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が接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
先ず、図１０（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、トランジション装置３０に搬送される。続けて、ウェハ搬送装置５０により、トランジション装置３０の重合ウェハＴが取り出され、アライメント装置６０に搬送される。アライメント装置６０では、重合ウェハＴにおける処理ウェハＷの水平方向の向き及び中心位置が調節される（図９のステップＡ１）。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により表面改質装置８０に搬送される。表面改質装置８０では、図１１に示すようにレーザヘッド（図示せず）からデバイス層Ｄの外周部Ｄｅにレーザ光Ｌ１を照射し、当該外周部Ｄｅを改質する（図９のステップＡ２）。より詳細には、処理ウェハＷとデバイス層Ｄの界面を改質する。なお、本実施形態では外周部Ｄｅにおける処理ウェハＷとの界面側を改質したが、デバイス層Ｄの外周部Ｄｅ全体を改質してもよく、あるいは酸化膜Ｆｗまで改質してもよい。
ステップＡ２において外周部Ｄｅを改質すると接合強度が低下し、処理ウェハＷとデバイス層Ｄの界面には、酸化膜Ｆｗと酸化膜Ｆｓが接合された接合領域Ａａと、接合領域Ａａの径方向外側の領域である未接合領域Ａｂとが形成される。後述する処理ウェハＷの分離工程では、エッジトリムとして第１の分離ウェハＷ１から周縁部Ｗｅが除去されるが、このように未接合領域Ａｂが存在することで、かかる周縁部Ｗｅを適切に除去できる。なお、接合領域Ａａの外側端部は、除去される周縁部Ｗｅの内側端部より若干径方向外側に位置する。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により内部改質装置８１に搬送される。内部改質装置８１では、図１０（ｂ）に示すように処理ウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１が形成され（図９のステップＡ３）、さらに図１０（ｃ）に示すように内部面改質層Ｍ２が形成される（図９のステップＡ４）。周縁改質層Ｍ１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る。内部面改質層Ｍ２は、処理ウェハＷを分離して薄化するための基点となるものである。
内部改質装置８１では先ず、図１２及び図１３に示すようにレーザヘッド（図示せず）からレーザ光Ｌ２（周縁用レーザ光Ｌ２）を照射して、処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に周縁改質層Ｍ１を形成する（図９のステップＡ３）。具体的には例えば、処理ウェハＷを回転させながらレーザ光Ｌ２を照射することで、環状の周縁改質層Ｍ１を形成する。なお、処理ウェハＷの内部において、周縁改質層Ｍ１からのクラックＣ１は表面Ｗａまでのみ進展し、裏面Ｗｂには到達しない。
次に、図１４及び図１５に示すようにレーザヘッド（図示せず）からレーザ光Ｌ３（内部面用レーザ光Ｌ３）を照射して、面方向に沿って内部面改質層Ｍ２を形成する（図９のステップＡ４）。具体的には例えば、処理ウェハＷを１周（３６０度）回転させながらレーザ光Ｌ３を照射して、環状の内部面改質層Ｍ２を形成した後、レーザヘッドを処理ウェハＷの径方向内側に移動させる。これら環状の内部面改質層Ｍ２の形成と、レーザヘッドの径方向内側への移動とを繰り返し行って、面方向に内部面改質層Ｍ２を形成する。なお、処理ウェハＷの内部には、内部面改質層Ｍ２から面方向にクラックＣ２が進展する。クラックＣ２は、周縁改質層Ｍ１の内側のみに進展する。
なお、本実施形態では、ステップＡ２でデバイス層Ｄの外周部Ｄｅを改質した後、ステップＡ３、Ａ４で周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２を形成したが、この順序は逆でも良い。すなわち、周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２を形成した後、外周部Ｄｅを改質してもよい。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により分離装置６１に搬送される。分離装置６１では、図１０（ｄ）に示すように周縁改質層Ｍ１と内部面改質層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９のステップＡ５）。この際、第１の分離ウェハＷ１から周縁部Ｗｅも除去される。
分離装置６１では先ず、ウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１から支持ピン１５０に重合ウェハＴが受け渡される。続いて、ステージ１４０を介して第１の保持部１２０を上昇させて、支持ピン１５０から第１の保持部１２０に重合ウェハＴが受け渡され吸着保持される。さらに第１の保持部１２０を上昇させて、図１６（ａ）に示すように重合ウェハＴのうち、第１の保持部１２０で支持ウェハＳ（第１の分離ウェハＷ１側）を吸着保持しつつ、第２の保持部１２１で処理ウェハＷ（第２の分離ウェハＷ２側）を吸着保持する。
この際、図１７に示すように第２の保持部１２１は、処理ウェハＷに形成された周縁改質層Ｍ１より内側を吸着保持する。本実施形態では、第２の保持部１２１の外端部は、周縁改質層Ｍ１の内側に維持している。すなわち、第２の保持部１２１の径は、周縁改質層Ｍ１の径よりも小さい。ここで、レーザ光Ｌ２、Ｌ３が照射された処理ウェハＷは、周縁部Ｗｅが反っている場合がある。かかる場合、第２の保持部１２１が処理ウェハＷを全面で吸着保持することが困難になる。また、第２の保持部１２１で処理ウェハＷを吸着する際の荷重によって、処理ウェハＷがダメージを被るおそれもある。特に本実施形態では、周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２により第２の分離ウェハＷ２に段差が形成されているので、この段差部分がダメージを被るおそれもある。この点、本実施形態のように第２の保持部１２１の反りが発生する周縁改質層Ｍ１の内側（周縁部Ｗｅの内側）を吸着保持するので、処理ウェハＷを適切に保持することができ、また処理ウェハＷに対するダメージを抑制することができる。なお、第２の保持部１２１の外端部、すなわち第２の保持部１２１が保持する処理ウェハＷに対する第２の保持部１２１の外端部は、周縁改質層Ｍ１と一致していてもよい。
また、このように第１の保持部１２０と第２の保持部１２１で重合ウェハＴを吸着保持する際、重合ウェハＴは押し付けられ、荷重が作用する。本実施形態では、ロードセル１３０を用いて、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１にかかる荷重を測定して監視する。そうすると、重合ウェハＴにかかる荷重を許容範囲に収めることができ、重合ウェハＴがダメージを被るのを抑制することができる。また、ロードセル１３０は複数設けられているので、ウェハ面内での荷重分布を測定することができ、処理ウェハＷが面内で均一に押圧されているか否かを確認することができる。なお、上述したようにセットアップ時に第１の保持部１２０の基準位置（ゼロ点位置）を決定しており、第１の保持部１２０を上昇させる際の高さを制御しているが、ロードセル１３０の荷重測定結果を用いて第１の保持部１２０の高さを制御してもよい。
さらに、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１のそれぞれに設けられた圧力センサ（図示せず）で、圧力を測定して監視する。そうすると、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１のそれぞれで、適切に重合ウェハＴを吸着保持できているか否かを確認することができる。
次に、図１６（ｂ）に示すように処理ウェハＷ及び支持ウェハＳとの界面に、ブレード１６０を挿入し、周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２を基点に第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２を縁切りする。
次に、図１６（ｃ）に示すように第１の保持部１２０を下降させて、第１の保持部１２０に保持された第１の分離ウェハＷ１と、第２の保持部１２１に保持された第２の分離ウェハＷ２を分離する。
このように処理ウェハＷを分離する際、ロードセル１３０を用いて、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１にかかる荷重を測定して監視する。そうすると、処理ウェハＷにかかる荷重を許容範囲に収めることができ、処理ウェハＷがダメージを被るのを抑制することができる。また、ロードセル１３０は複数設けられているので、ウェハ面内での荷重分布を測定することができ、処理ウェハＷが面内で均一に分離できているか否かを確認することができる。
さらに、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１のそれぞれに設けられた圧力センサ（図示せず）で、圧力を測定して監視する。そうすると、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１のそれぞれで、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２の有無を検知して、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２が分離されたか否かを確認することができる。
次に、図１６（ｄ）に示すように洗浄ノズル１７１と吸引ノズル１７２を、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間に移動させて配置する。続けて、洗浄ノズル１７１からエアを供給するとともに、吸引ノズル１７２からエアを吸引する。そうすると、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２の間には、洗浄ノズル１７１から吸引ノズル１７２に向かうエアの流れが形成される。このエアにより、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに付着した粉塵や破片（パーティクル）が除去され、当該分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａが洗浄される（図９のステップＡ６）。
なお、ステップＡ６において分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄する際には、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの間の空間をできるだけ微小にするのが好ましい。かかる場合、当該空間を流れるエアの流速を速くすることができ、また当該空間にエアを充満させることができる。したがって、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａをより効率よく洗浄することができる。
次に、分離された第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２を分離装置６１から搬出する。上述したようにステップＡ６において分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａが洗浄されるが、本実施形態では、より確実に装置内の汚染を回避するため、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを保持せずに第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２を搬送する。
図１８は、第２の分離ウェハＷ２を分離装置６１から搬出する工程を示す説明図である。先ず、図１８（ａ）に示すように受渡部１８０を、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間に移動させて、第２の分離ウェハＷ２の下方に配置する。続けて、第２の保持部１２１による第２の分離ウェハＷ２の吸着保持を停止し、第２の保持部１２１から受渡部１８０に第２の分離ウェハＷ２が受け渡される（図９のステップＡ７）。
次に、図１８（ｂ）に示すように第２の分離ウェハＷ２を保持した受渡部１８０を下降させた後、第２の保持部１２１と受渡部１８０の間に搬送部１１２の搬送パッド１９２を移動させる。そして、搬送パッド１９２により第２の分離ウェハＷ２の裏面Ｗｂの中央部を吸着保持する。その後、図１８（ｃ）に示すように搬送パッド１９２を第２の保持部１２１の下方から退避させ、さらに図１８（ｄ）に示すように搬送パッド１９２により第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転される（図９のステップＡ８）。すなわち、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａが上方に向けられる。
次に、図１８（ｄ）に示すように搬送パッド１９２の下方にウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１を移動させる。その後、図１８（ｅ）に示すように搬送アーム７１を上昇させて、搬送パッド１９２から搬送アーム７１に第２の分離ウェハＷ２が受け渡される（図９のステップＡ９）。なお、この際、搬送パッド１９２を下降させて、搬送パッド１９２から搬送アーム７１に第２の分離ウェハＷ２を受け渡してもよい。こうして、第２の分離ウェハＷ２は、ウェハ搬送装置７０によって分離装置６１から搬出される。
ここで、図１９に示すように搬送アーム７１は、基端部７１ａから２本の先端部７２ｂ、７２ｂに分岐したフォーク形状を有している。基端部７１ａと先端部７２ｂ、７２ｂのそれぞれに、第２の分離ウェハＷ２を吸着保持する吸着パッド７２が設けられている。そして本実施形態では、平面視において、２本の先端部７２ｂ、７２ｂの間に搬送パッド１９２及び第１のアーム１９０が収まる。このため、ステップＡ９において第２の分離ウェハＷ２を受け渡す際、搬送部１１２と搬送アーム７１が干渉することはない。
なお、本実施形態ではステップＡ９において、搬送パッド１９２から搬送アーム７１に第２の分離ウェハＷ２が直接受け渡されたが、例えば搬送パッド１９２から待機部（図示せず）に第２の分離ウェハＷ２を一旦置いた後、搬送アーム７１が受け取ってもよい。但し、搬送パッド１９２から搬送アーム７１に第２の分離ウェハＷ２が直接受け渡す方が、当該第２の分離ウェハＷ２のずれは抑えられる。
図２０は、第１の分離ウェハＷ１を分離装置６１から搬出する工程を示す説明図である。先ず、図２０（ａ）に示すように第１の保持部１２０を下降させて、第１の保持部１２０から支持ピン１５０に第１の分離ウェハＷ１が受け渡される（図９ステップＡ１０）。
次に、図２０（ｂ）に示すように第１の分離ウェハＷ１の下方にウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１を移動させる。その後、図２０（ｃ）に示すように搬送アーム７１を上昇させて、支持ピン１５０から搬送アーム７１に第１の分離ウェハＷ１が受け渡される（図９のステップＡ１１）。こうして、第１の分離ウェハＷ１は、ウェハ搬送装置７０によって分離装置６１から搬出される。
次に、以上のように分離装置６１から搬出された第２の分離ウェハＷ２と第１の分離ウェハＷ１に対して後続の処理が行われる。
すなわち、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置７０により洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では、図１０（ｅ）に示すように第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａがスクラブ洗浄される（図９のステップＡ１２）。
ステップＡ１２では、スピンチャック（図示せず）に第２の分離ウェハＷ２を回転保持した状態で、例えばブラシなどのスクラブ洗浄具２００を上方から分離面Ｗ２ａに当接させつつ、当該スクラブ洗浄具２００から例えば純水を供給する。そして、分離面Ｗ２ａが洗浄され、当該分離面Ｗ２ａからパーティクルが除去される。その後、スクラブ洗浄具２００を退避させてから、第２の分離ウェハＷ２をさらに回転させ、分離面Ｗ２ａをスピン乾燥させる。なお、ステップＡ１２では、第２の分離ウェハＷ２の裏面Ｗｂも洗浄することで、さらに第２の分離ウェハＷ２を清浄化することができる。
次に、第２の分離ウェハＷ２はウェハ搬送装置５０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、図１０（ｆ）に示すように第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａがエッチング液Ｅによりウェットエッチングされる（図９のステップＡ１３）。
ステップＡ１３では、スピンチャック（図示せず）に第２の分離ウェハＷ２を回転保持した状態で、第２の分離ウェハＷ２の上方に配置されたノズル２１０から、分離面Ｗ２ａの中心部にエッチング液Ｅを供給する。このエッチング液Ｅにより分離面Ｗ２ａがエッチングされ、当該分離面Ｗ２ａに残存する周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２が除去される。また、ステップＡ５のスクラブ洗浄では周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２が残っているため、このままの状態だと再びパーティクルが発生するおそれがあるが、本ステップＡ１３でのエッチングにより、かかるパーティクルも除去される。
なお、ステップＡ１３ではこのように分離面Ｗ２ａをエッチングした後、ノズル２１０からのエッチング液Ｅの供給を停止し、さらに純水にて分離面Ｗ２ａを洗浄してから、第２の分離ウェハＷ２をさらに回転させ、分離面Ｗ２ａをスピン乾燥させる。
その後、すべての処理が施された第２の分離ウェハＷ２は、ウェハ搬送装置５０によりトランジション装置３０に搬送され、さらにウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１０のカセットＣｗ２に搬送される。
一方、第１の分離ウェハＷ１に対しても同様の処理が行われる。すなわち、第１の分離ウェハＷ１はウェハ搬送装置７０により洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では、図１０（ｇ）に示すように第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａがスクラブ洗浄される（図９のステップＡ１４）。ステップＡ１４では、ステップＡ１２と同様に、スクラブ洗浄具２００を上方から分離面Ｗ１ａに当接させた状態で純水を供給し、当該分離面Ｗ１ａを洗浄する。また、分離面Ｗ１ａと反対側の裏面Ｓｂも洗浄してもよい。
次に、第１の分離ウェハＷ１はウェハ搬送装置５０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では、図１０（ｈ）に示すように第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａがエッチング液Ｅによりウェットエッチングされる（図９のステップＡ１５）。ステップＡ１５では、分離面Ｗ１ａに残存する周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２が除去される。また、ステップＡ１５では、第１の分離ウェハＷ１が所望の厚みまで薄化されるように、分離面Ｗ１ａがエッチングされる。
その後、すべての処理が施された第１の分離ウェハＷ１は、ウェハ搬送装置５０によりトランジション装置３０に搬送され、さらにウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１０のカセットＣｗ１に搬送される。この際、カセットＣｔが空の場合には、第１の分離ウェハＷ１はカセットＣｔに搬送されるようにしてもよい。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、分離装置６１においてステップＡ５～Ａ１１を行い、処理ウェハＷを分離する際、ステップＡ６において分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの洗浄を行っている。このため、分離装置６１から搬出された分離ウェハＷ１、Ｗ２の搬送経路での装置内の汚染、分離ウェハＷ１、Ｗ２を搬送するウェハ搬送装置２２、５０、７０の汚染、次工程の処理装置４０、４１内の汚染などが発生するリスクを抑制することができる。その結果、装置のメンテナンス頻度を低減することができる。また、他の重合ウェハ（処理ウェハＷ）にパーティクルが付着するのを抑制することもできる。
また、本実施形態では、ステップＡ７～Ａ９において第２の分離ウェハＷ２を搬出する際、受渡部１８０と搬送部１１２を用いて、分離面Ｗ２ａを保持することなく、第２の分離ウェハＷ２を搬送アーム７１に受け渡す。さらに、ステップＡ１０～Ａ１１において第１の分離ウェハＷ１を搬出する際にも、分離面Ｗ１ａが保持されることなく、搬送アーム７１に受け渡される。したがって、上述した汚染発生のリスクをさらに抑制することができる。
また、本実施形態の分離装置６１には、搬送パッド１９２を洗浄するパッド洗浄部１１１が設けられているので、搬送パッド１９２を適宜洗浄することができる。このため、搬送パッド１９２の汚れが第２の分離ウェハＷ２に転写されるのを抑制することができる。なお、搬送パッド１９２の洗浄タイミングは特に限定されるものではない。
なお、以上のようにウェハ処理システム１では処理ウェハＷが分離されるが、ウェハ処理システム１の外部において、再利用される第２の分離ウェハＷ２は、分離面Ｗ２ａ側が研削され、周縁部Ｗ２ｅが除去される。その後、研削された第２の分離ウェハＷ２に対し、分離面Ｗ２ａが洗浄されてパーティクルが除去された後、さらに分離面Ｗ２ａがエッチングされて研削痕が除去される。そして、第２の分離ウェハＷ２を、例えば製品ウェハとして再利用する場合には、さらに分離面Ｗ２ａを研磨（ＣＭＰ）する。一方、第２の分離ウェハＷ２を、例えば製品ウェハを支持する支持ウェハとして再利用する場合には、そのまま使用される。
また、ウェハ処理システム１の外部において、製品化される第１の分離ウェハＷ１は、分離面Ｗ１ａが研磨（ＣＭＰ）される。本実施形態では、上述したようにステップＡ１５において第１の分離ウェハＷ１が所望の厚みまでエッチングされているため、分離面Ｗ１ａを研磨するだけでよい。但し、例えばステップＡ１５において第１の分離ウェハＷ１が所望の厚みになっていない場合は、ウェハ処理システム１の外部において、分離面Ｗ１ａを所望の厚みまで研削する。その後、研削された第１の分離ウェハＷ１に対して、分離面Ｗ１ａの洗浄、分離面Ｗ１ａのエッチング、分離面Ｗ１ａの研磨が順次行われる。
また、以上の実施形態のウェハ処理システム１には、研削装置（図示せず）がさらに設けられていてもよい。研削装置は、例えば第３の処理ブロックＧ３の表面改質装置８０及び内部改質装置８１に隣接されて設けられていてもよい。かかる場合、例えばステップＡ９とステップＡ１２の間で、研削装置において第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを研削する。また、例えばステップＡ１１とステップＡ１４の間で、研削装置において第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを所望の厚みまで研削する。その後、研削された第１の分離ウェハＷ１に対して、ステップＡ１４における分離面Ｗ１ａの洗浄、ステップＡ１５における分離面Ｗ１ａのエッチングが順次行われる。
なお、本実施形態の分離装置６１では、第１の保持部１２０が昇降したが、第２の保持部１２１が昇降してもよく、あるいは第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の両方が昇降してもよい。
以上の実施形態の分離装置６１において、分離面洗浄部１７０は洗浄ノズル１７１と吸引ノズル１７２を有していたが、分離面洗浄部１７０の構成はこれに限定されない。例えば図２１に示すように、分離面洗浄部１７０は吸引ノズル２４０を有していてもよい。
吸引ノズル２４０は移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の空間に対して進退自在に構成されている。そして、吸引ノズル２４０は、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間を吸引する。これにより、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに付着した粉塵や破片（パーティクル）が除去され、当該分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａが洗浄される。
また、例えば図２２に示すように分離面洗浄部１７０は、洗浄ノズル２５０とカップ２５１を有していてもよい。
洗浄ノズル２５０は、洗浄流体として、例えばエアを供給する。洗浄ノズル２５０は、側面に複数の供給口（図示せず）を備えている。また、洗浄ノズル２５０は移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の空間に対して進退自在に構成されている。なお、本実施形態では、洗浄流体としてエアを用いたがこれに限定されず、例えば洗浄液を用いてもよい。
カップ２５１は、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の径方向外側において、当該第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の外側を囲うように設けられる。また、カップ２５１は、移動機構（図示せず）によって鉛直方向に移動自在に構成されている。
かかる場合、ステップＡ６において、洗浄ノズル２５０を、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の中央部に移動させて配置する。続けて、洗浄ノズル２５０からエアを供給する。この際、洗浄ノズル２５０の全周からエアが供給され、エアは第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２の間の空間全体に供給される。そしてこのエアにより、分離ウェハＷ１、Ｗ２が洗浄される。なお、供給されたエアはカップ２５１に回収され、カップ２５１に接続された排気管（図示せず）から排出される。なお、洗浄ノズル２５０から供給される洗浄流体が洗浄液の場合、カップ２５１では洗浄液が回収され、カップ２５１に接続された排液管（図示せず）から排出される。
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できる。すなわち、分離装置６１で分離ウェハＷ１、Ｗ２を洗浄するので、後続の搬送装置や処理装置の汚染リスクを抑制することができる。なお、本実施形態においても、上記実施形態と同様に、エアを吸引する吸引ノズル１７２が設けられていてもよい。
以上の実施形態の分離装置６１では、搬送部１１２の搬送パッド１９２は、第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａと反対側の裏面Ｗｂを吸着していたが、敢えて、図２３に示すように搬送パッド１９２が分離面Ｗ２ａを吸着保持してもよい。
かかる場合、ステップＡ６において、図２３（ａ）に示すように、搬送パッド１９２が分離面Ｗ２ａを吸着保持する部分（以下、保持部分という）を、事前に部分洗浄部材としての、例えばブラシなどのスクラブ洗浄具２６０を用いて洗浄する。スクラブ洗浄具２６０は移動機構（図示せず）によって水平方向及び鉛直方向に移動し、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間の空間に対して進退自在に構成されている。そして、スクラブ洗浄具２６０を下方から分離面Ｗ２ａの保持部分に当接させつつ、当該スクラブ洗浄具２６０から例えば純水を供給する。こうして、分離面Ｗ２ａの保持部分が洗浄される。
なお、本実施形態では、部分洗浄部材としてスクラブ洗浄具２６０を用いたが、これに限定されない。例えば、部分洗浄部材として、エアや洗浄液、２流体などを供給する洗浄ノズルを用いてもよい。
次に、図２３（ｂ）に示すようにスクラブ洗浄具２６０を退避させた後、第２の分離ウェハＷ２の下方に搬送パッド１９２を移動させる。そして、分離面Ｗ２ａにおいてスクラブ洗浄具２６０で洗浄された保持部分を、搬送パッド１９２により吸着保持する。その後、搬送パッド１９２により第２の分離ウェハＷ２の表裏面が反転され、搬送パッド１９２からウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１に第２の分離ウェハＷ２が受け渡される。
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できる。すなわち、搬送パッド１９２は分離面Ｗ２ａの清浄な部分を吸着保持するので、搬送パッド１９２へのパーティクルの付着を抑制して、装置内の汚染発生を抑制することができる。また、搬送パッド１９２の早期劣化を抑制することもできる。しかも、受渡部１８０を省略することもできる。
また、図２４に示すように搬送パッド１９２は、第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａを吸着保持してもよい。かかる場合、ステップＡ６において、図２４（ａ）に示すように、搬送パッド１９２が分離面Ｗ１ａを吸着保持する部分（以下、保持部分という）を、事前にスクラブ洗浄具２６０を用いて洗浄する。すなわち、スクラブ洗浄具２６０を上方から分離面Ｗ１ａの保持部分に当接させつつ、当該スクラブ洗浄具２６０から例えば純水を供給する。こうして、分離面Ｗ１ａの保持部分が洗浄される。
次に、図２４（ｂ）に示すように分離面Ｗ１ａにおいてスクラブ洗浄具２６０で洗浄された保持部分を、搬送パッド１９２により吸着保持する。その後、搬送パッド１９２からウェハ搬送装置７０の搬送アーム７１に第１の分離ウェハＷ１が受け渡される。
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できる。すなわち、搬送パッド１９２は分離面Ｗ１ａの清浄な部分を吸着保持するので、汚染発生を抑制することができる。しかも、第２の分離ウェハＷ２を反転させる必要もなくなる。
以上の実施形態の分離装置６１には、分離処理部１１０、パッド洗浄部１１１、搬送部１１２に加えて、洗浄機構２７０が設けられていてもよい。洗浄機構２７０は、搬送部１１２に保持された第１の分離ウェハＷ１の分離面Ｗ１ａ又は第２の分離ウェハＷ２の分離面Ｗ２ａを洗浄する。
洗浄機構２７０の構成は限定されない。洗浄機構２７０は、例えばストーン洗浄具（図示せず）やブラシ洗浄具（図示せず）などの洗浄具を有し、洗浄具を分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａに当接させて洗浄してもよい。あるいは洗浄機構２７０は、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａにエアや洗浄液、２流体などを供給して洗浄してもよい。
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できる。すなわち、分離装置６１で分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄するので、後続の搬送装置や処理装置の汚染リスクを抑制することができる。なお、上記実施形態では、第１の保持部１２０と第２の保持部１２１の間において分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄したが、これに加えて洗浄機構２７０を用いて洗浄してもよいし、これに代えて洗浄機構２７０を用いて洗浄してもよい。
以上の実施形態の分離装置６１において、洗浄装置４１で行われる分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａのスクラブ洗浄を行ってもよい。すなわち、分離装置６１と洗浄装置４１を一体化し、ウェハ処理システム１から洗浄装置４１を省略してもよい。
かかる場合、図２６に示すように分離装置６１には、分離処理部１１０、パッド洗浄部１１１、搬送部１１２に加えて、スクラブ洗浄部２８０が設けられる。スクラブ洗浄部２８０は、洗浄装置４１と同様の構成を有し、スクラブ洗浄具２００を用いて分離面Ｗ１ａ又は分離面Ｗ２ａを洗浄する。分離処理部１１０とスクラブ洗浄部２８０の間における第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２の搬送は、搬送部１１２によって行われる。
分離処理部１１０において、ステップＡ５における処理ウェハＷの分離とステップＡ６における分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａの洗浄が行われた後、第１の分離ウェハＷ１と第２の分離ウェハＷ２はそれぞれ、搬送部１１２によってスクラブ洗浄部２８０に搬送される。スクラブ洗浄部２８０では、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａがそれぞれスクラブ洗浄される。その後、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７０によって分離装置６１から搬出される。なお、パッド洗浄部１１１において、分離面Ｗ１ａ、Ｗ２ａを洗浄してもよい。
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できる。
以上の実施形態の分離装置６１では、第２の保持部１２１は、処理ウェハＷに形成された周縁改質層Ｍ１より内側を吸着保持したが、第２の保持部１２１の処理ウェハＷの吸着面はこれに限定されない。例えば第２の保持部１２１は、処理ウェハＷの全面を吸着保持してもよい。
以上の実施形態のウェハ処理システム１では、ステップＡ５において処理ウェハＷを分離する際、第１の分離ウェハＷ１から周縁部Ｗｅを除去したが、処理ウェハＷの分離方法はこれに限定されない。例えば、周縁部Ｗｅを除去した後、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に分離してもよい。
また、以上の実施形態のウェハ処理システム１では、ステップＡ５において周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ２を基点に処理ウェハＷを分離したが、処理ウェハＷを分離する基点はこれに限定されない。例えば、酸化膜Ｆｗ又は酸化膜Ｆｓの内部全面にレーザ光を照射して改質層を形成し、当該改質層を起点に処理ウェハＷを分離してもよい。また例えば、ウェハ処理システム１での処理前の処理ウェハＷにおいて、当該処理ウェハＷとデバイス層Ｄとの間には酸化膜（図示せず）を形成し、この酸化膜の内部全面にレーザ光を照射して改質層を形成し、当該改質層を起点に処理ウェハＷを分離してもよい。さらに例えば、処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面にさらに接着層（図示せず）を形成し、この接着層の内部全面にレーザ光を照射して改質層を形成し、当該改質層を起点に処理ウェハＷを分離してもよい。
以上の実施形態のウェハ処理システム１では、ステップＡ２においてデバイス層Ｄの外周部Ｄｅを改質し未接合領域Ａｂを形成していたが、未接合領域Ａｂはウェハ処理システム１の外部で形成してもよい。例えば処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合前に、酸化膜Ｆｗの外周部に、支持ウェハＳの表面Ｓａに対して接合強度を低下させる処理が行われる。具体的には、外周部の表層を研磨やウェットエッチングなどを行って除去してもよい。あるいは、外周部の表面を疎水化してもよいし、レーザで荒らしてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
６１ 分離装置
１２０ 第１の保持部
１２１ 第２の保持部
１４２ レール
１４３ 昇降機構
１７０ 分離面洗浄部
Ｗ 処理ウェハ
Ｗ１ 第１の分離ウェハ
Ｗ２ 第２の分離ウェハ

Claims (8)

  1. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離装置であって、
    前記第１の分離体を保持する第１の保持部と、
    前記第２の分離体を保持する第２の保持部と、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に移動させる移動部と、
    少なくとも前記第１の分離体の分離面又は前記第２の分離体の分離面を洗浄する分離面洗浄部と、を有し、
    前記分離面洗浄部は、
    前記第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、前記第２の保持部に保持された前記第２の分離体との間に、洗浄流体を供給する洗浄ノズルと、
    前記洗浄ノズルから供給された前記洗浄流体を吸引する吸引ノズルと、を有する、分離装置。
  2. 前記分離面洗浄部は、前記第１の保持部及び前記第２の保持部の外側を囲って設けられ、前記洗浄ノズルから供給された前記洗浄流体を回収するカップを有する、請求項１に記載の分離装置。
  3. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離装置であって、
    前記第１の分離体を保持する第１の保持部と、
    前記第２の分離体を保持する第２の保持部と、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に移動させる移動部と、
    少なくとも前記第１の分離体の分離面又は前記第２の分離体の分離面を洗浄する分離面洗浄部と、を有し、
    前記分離面洗浄部は、前記第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、前記第２の保持部に保持された前記第２の分離体との間を吸引する他の吸引ノズルを有する、分離装置。
  4. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離装置であって、
    前記第１の分離体を保持する第１の保持部と、
    前記第２の分離体を保持する第２の保持部と、
    前記第１の保持部と前記第２の保持部を相対的に移動させる移動部と、
    少なくとも前記第１の分離体の分離面又は前記第２の分離体の分離面を洗浄する分離面洗浄部と、
    前記第１の分離体の分離面と前記第２の分離体の分離面をスクラブ洗浄するスクラブ洗浄部と、を有する、分離装置。
  5. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離方法であって、
    第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、第２の保持部に保持された前記第２の分離体とを相対的に移動させて分離することと、
    前記第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、前記第２の保持部に保持された前記第２の分離体との間に、洗浄ノズルから洗浄流体を供給して、前記第１の分離体の分離面と前記第２の分離体の分離面を洗浄することと、
    前記洗浄ノズルから供給された前記洗浄流体を、吸引ノズルから吸引することと、を有する、分離方法。
  6. 前記第１の保持部及び前記第２の保持部の外側を囲うカップが設けられ、
    前記カップによって、前記洗浄ノズルから供給された前記洗浄流体を回収する、請求項５に記載の分離方法。
  7. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離方法であって、
    第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、第２の保持部に保持された前記第２の分離体とを相対的に移動させて分離することと、
    前記第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、前記第２の保持部に保持された前記第２の分離体との間を他の吸引ノズルから吸引して、前記第１の分離体の分離面と前記第２の分離体の分離面を洗浄することと、を有する、分離方法。
  8. 処理対象体を第１の分離体と第２の分離体に分離する分離方法であって、
    第１の保持部に保持された前記第１の分離体と、第２の保持部に保持された前記第２の分離体とを相対的に移動させて分離することと、
    少なくとも前記第１の分離体の分離面又は前記第２の分離体の分離面を洗浄することと、
    前記第１の分離体の分離面と前記第２の分離体の分離面をスクラブ洗浄することと、を有する、分離方法。
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