JP7349513B2 - 回収機構、基板処理装置及び回収方法 - Google Patents

Description

本開示は、回収機構、基板処理装置及び回収方法に関する。

特許文献１には、外周部に砥粒が設けられた円板状の研削工具を回転し、研削工具の少なくとも外周面を半導体ウェハに線状に当接させて半導体ウェハの周端部を略Ｌ字状に研削することが開示されている。半導体ウェハは、二枚のシリコンウェハを貼り合わせて作製されたものである。

日本国 特開平９－２１６１５２号公報

本開示にかかる技術は、基板から除去された周縁部を適切に回収する。

本開示の一態様は、周縁除去機構において除去された基板の周縁部の回収機構であって、除去された前記周縁部を回収する回収部と前記周縁除去機構とを接続する排出部と、前記排出部における前記周縁部の排出経路を切り替え可能に構成される経路切替部と、を備える。

本開示によれば、基板から除去された周縁部を適切に回収することができる。

重合ウェハの構成例を示す側面図である。 ウェハ処理システムの構成例を示す平面図である。 ウェハ処理の主な工程の一例を示す説明図である。 ウェハ処理の主な工程の一例を示すフロー図である。 重合ウェハに対する改質層の形成例を示す説明図である。 本実施形態に係る周縁除去装置の構成の概略を示す側面図である。 本実施形態に係るシャッタ部の構成の概略を示す拡大図である。 本実施形態に係る回収機構の動作例を示す説明図である。 本実施形態に係る回収機構の動作例を示す説明図である。 本実施形態に係る回収機構の動作例を示す説明図である。 回収機構の他の構成例を示す説明図である。 回収機構の他の構成例を示す説明図である。 他の実施形態に係る回収部の構成の概略を示す説明図である。

近年、半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成された半導体基板（以下、「第１の基板」という。）と第２の基板が接合された重合基板に対し、当該第１の基板の裏面を研削して薄化することが行われている。

ところで、通常、第１の基板の周縁部は面取り加工がされているが、特許文献１にも開示されるように、第１の基板の裏面に研削処理を行うと、第１の基板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、第１の基板の周縁部でチッピングが発生し、第１の基板が損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予め第１の基板の周縁部を削る、いわゆるエッジトリムが行われている。

上述した特許文献１に記載の端面研削装置は、このエッジトリムを行う装置である。しかしながら、この端面研削装置ではエッジトリムを研削により行うため、当該研削処理時に大量の粉塵（以下、「パーティクル」という。）が発生する。そして、かかるパーティクルが装置の内部において飛散した場合、処理が行われる基板を汚染するおそれがある。

そこで本開示者らは、エッジトリムによる除去対象としての周縁部と中央部との境界にレーザ光を集光することにより改質層を形成し、かかる改質層に沿って周縁部の剥離を行った（レーザトリミング加工）。このような、レーザトリミング加工によれば、特許文献１のような研削を行うことなく周縁部の除去を行うことができるため、エッジトリムにおいて発生するパーティクル量を減少させることができる。

ところで、このようにレーザトリミング加工により周縁部の除去を行う場合、除去された周縁部は、例えば回収ボックスに一時的に回収、蓄積された後、当該回収ボックスから廃棄される。しかしながら、このように回収ボックスに蓄積された周縁部を廃棄する際には、後続のレーザトリミング加工を中断する必要があり、すなわち周縁部の廃棄に際してレーザトリミング加工を行う装置を一時的に停止させる必要があった。

そこで本開示にかかる技術は、基板から除去された周縁部を適切に回収する。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としての周縁除去装置、及び、当該周縁除去装置が備える回収機構について、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。

本実施形態に係る後述の周縁除去装置７０を備える後述のウェハ処理システムでは、図１に示すように第１の基板としての第１のウェハＷと、第２の基板としての第２のウェハＳとが接合された重合基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。そして周縁除去装置７０では、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを除去するとともに、当該除去された周縁部Ｗｅを回収する。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳに接合される側の面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、第２のウェハＳにおいて、第１のウェハＷに接合される側の面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。

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

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

なお、以降の説明で用いられる図面においては、図示の煩雑さを回避するため、デバイス層Ｄ及び表面膜Ｆｗ、Ｆｓの図示を省略する場合がある。

先ず、本実施形態に係る後述の周縁除去装置７０を備えるウェハ処理システム１の構成について説明する。

図２に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション２と処理ステーション３を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション２は、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴを収容可能なカセットＣｔが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。

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装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置２０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム２２、２２を有している。各搬送アーム２２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム２２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２０は、カセット載置台１０のカセットＣｔ、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を搬送可能に構成されている。

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

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

第１の処理ブロックＢ１には、後述の加工装置９０で研削された第１のウェハＷの研削面をエッチングするエッチング装置４０と、第１のウェハＷの研削面を洗浄する洗浄装置４１と、ウェハ搬送装置５０が設けられている。エッチング装置４０と洗浄装置４１は、積層して配置されている。なお、エッチング装置４０と洗浄装置４１の数や配置はこれに限定されない。例えば、エッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれＸ軸方向に並べて載置されていてもよい。さらに、これらエッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれ積層されていてもよい。

ウェハ搬送装置５０は、例えばエッチング装置４０と洗浄装置４１のＹ軸負方向側に配置されている。ウェハ搬送装置５０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば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回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。そして、ウェハ搬送装置５０は、トランジション装置３０、エッチング装置４０、洗浄装置４１、後述する改質装置６０及び後述する周縁除去装置７０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。

第２の処理ブロックＢ２には、第１のウェハＷの内部に改質層を形成する改質装置６０、第１のウェハＷのエッジトリムを行う基板処理装置としての周縁除去装置７０及びウェハ搬送装置８０が設けられている。改質装置６０及び周縁除去装置７０は、積層して配置されている。なお、改質装置６０及び周縁除去装置７０の数や配置はこれに限定されない。例えば、改質装置６０及び周縁除去装置７０はそれぞれＸ軸方向に並べて載置されていてもよい。さらに、これら改質装置６０及び周縁除去装置７０はそれぞれ、積層されていてもよい。なお、周縁除去装置７０の詳細な構成については後述する。

ウェハ搬送装置８０は、例えば改質装置６０及び周縁除去装置７０のＹ軸正方向側に配置されている。ウェハ搬送装置８０は、重合ウェハＴを図示しない吸着保持面により吸着保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム８１、８１を有している。各搬送アーム８１は、多関節のアーム部材８２に支持され、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム８１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８０は、エッチング装置４０、洗浄装置４１、改質装置６０、周縁除去装置７０及び後述する加工装置９０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。

第３の処理ブロックＢ３には、加工装置９０が設けられている。

加工装置９０は、回転テーブル９１を有している。回転テーブル９１上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック９２が４つ設けられている。４つのチャック９２は、回転テーブル９１が回転中心線９３を中心に回転することにより、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ１～Ａ３に移動可能になっている。また、４つのチャック９２はそれぞれ、回転機構（図示せず）によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

受渡位置Ａ０では、ウェハ搬送装置８０による重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には、粗研削ユニット９４が配置され、第１のウェハＷを粗研削する。加工位置Ａ２には、中研削ユニット９５が配置され、第１のウェハＷを中研削する。加工位置Ａ３には、仕上研削ユニット９６が配置され、第１のウェハＷを仕上研削する。なお、受渡位置Ａ０において、第１のウェハＷの裏面Ｗｂの洗浄を更に行ってもよい。

以上のウェハ処理システム１には、制御装置１００が設けられている。制御装置１００は、例えば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１００にインストールされたものであってもよい。

次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において第１のウェハＷと第２のウェハＳが接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。

先ず、図３（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２０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、改質装置６０に搬送される。改質装置６０では、第１のウェハＷの内部にレーザ光（内部用レーザ光、例えばＹＡＧレーザ）を照射し、図３（ｂ）及び図５に示すように周縁改質層Ｍ１及び分割改質層Ｍ２を形成する（図４のステップＰ１、ステップＰ２）。周縁改質層Ｍ１は、後述のエッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去する際の基点となるものである。分割改質層Ｍ２は、除去される周縁部Ｗｅを小片化する際の基点となるものである。

第１のウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１及び分割改質層Ｍ２が形成されると、次に、ウェハ搬送装置８０によって重合ウェハＴが改質装置６０から周縁除去装置７０へと搬送される。周縁除去装置７０においては、図３（ｃ）に示すように、周縁改質層Ｍ１、及び周縁改質層Ｍ１から伸展するクラックＣ１を基点に、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが除去される（図４のステップＰ３）。またこの際、分割改質層Ｍ２、及び分割改質層Ｍ２から伸展するクラックＣ２を基点に、周縁部Ｗｅは小片化して分離される。なお、周縁除去装置７０におけるエッジトリムの詳細な方法については後述する。

第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが除去された重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置８０によって周縁除去装置７０から加工装置９０の受渡位置Ａ０のチャック９２へと搬送される。続いて、回転テーブル９１を回転させて、チャック９２を加工位置Ａ１～Ａ３に順次移動させる。

加工位置Ａ１では、粗研削ユニット９４によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを粗研削する（図４のステップＰ４）。加工位置Ａ２では、中研削ユニット９５によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを中研削する（図４のステップＰ５）。さらに加工位置Ａ３では、仕上研削ユニット９６によって第１のウェハＷの裏面Ｗｂを仕上研削する（図４のステップＰ６）。

研削処理により、図３（ｄ）に示すように第１のウェハＷが所望の厚みまで薄化されると、次に、チャック９２を受渡位置Ａ０に移動させる。受渡位置Ａ０に移動された重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置８０により洗浄装置４１へと搬送される。洗浄装置４１では第１のウェハＷの研削面（裏面Ｗｂ）がスクラブ洗浄される（図４のステップＰ７）。なお、洗浄装置４１では、第１のウェハＷの研削面と共に、第２のウェハＳの裏面Ｓｂがさらに洗浄されてもよい。

次に、重合ウェハＴ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では第１のウェハＷの研削面（裏面Ｗｂ）が薬液によりウェットエッチングされる（図４のステップＰ８）。

その後、すべての処理が施された重合ウェハＴ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２０によりカセット載置台１０のカセットＣｔ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。

次に、上述した周縁除去装置７０の詳細な構成について説明する。

図６に示すように周縁除去装置７０は、周縁除去機構１１０と回収機構１２０を相互に接続した構成を有している。周縁除去機構１１０は、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを除去する。回収機構１２０は、周縁除去機構１１０で除去された第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを回収、蓄積する。なお、回収された周縁部Ｗｅは、回収機構１２０への回収量が予め定められた蓄積可能量を超えると廃棄される。

周縁除去機構１１０は、重合ウェハＴを上面で保持するチャック１１１を有している。チャック１１１は、第１のウェハＷが上側、第２のウェハＳが下側に配置された状態で、当該第２のウェハＳを保持する。またチャック１１１は、回転機構１１２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１１１の側方には、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに衝撃を付与して当該周縁部Ｗｅを除去する挿入部材１１３が設けられている。挿入部材１１３は、移動機構（図示せず）によりチャック１１１に保持された重合ウェハＴに向けて移動可能に構成されるとともに、回転機構（図示せず）により鉛直軸回りに回転可能に構成されている。挿入部材１１３は、第１のウェハＷと第２のウェハＳの外側端部から、当該第１のウェハＷと第２のウェハＳの界面に挿入される。そして周縁部Ｗｅは、界面に挿入された挿入部材１１３により押し上げられ、その後、挿入部材１１３が界面に挿入された状態でチャック１１１を回転させることにより、周縁改質層Ｍ１を基点に第１のウェハＷから分離して除去される。またこの際、周縁部Ｗｅは分割改質層Ｍ２を基点に小片化される。

チャック１１１の側方には、チャック１１１に保持された重合ウェハＴを取り囲むようにカップ体１１４が設けられている。カップ体１１４の下部は、後述の回収機構１２０と接続されている。カップ体１１４は、挿入部材１１３により除去された周縁部Ｗｅ、及び、周縁部Ｗｅの除去に際して発生するパーティクルを受け止め、回収機構１２０へと排出する。

回収機構１２０は、排出部１３０、シャッタ部１４０、回収部１５０を上方からこの順に有している。

排出部１３０は、周縁除去機構１１０のカップ体１１４と後述の回収部１５０を接続する配管１３１を有しており、周縁除去機構１１０で除去された周縁部Ｗｅ、及び、周縁部Ｗｅの除去に際して発生するパーティクルの排出流路を構成している。配管１３１の材質は特に限定されないが、静電気の発生による周縁部Ｗｅやパーティクルの付着を防止するため、導電性を有する部材により構成されることが好ましい。

排出流路を構成する配管１３１の少なくとも一部の周面には分離機構としてのメッシュ１３１ａ（若しくはパンチング）が形成されている。また、配管１３１の径方向外側には、少なくともメッシュ１３１ａが形成された周面を被うようにしてカバー体１３２が設けられている。カバー体１３２は、パーティクルを回収するためのフィルタ（図示せず）を備える排気部としての排気機構１３３と接続されている。そして排出部１３０においては、排気機構１３３を起動させることにより配管１３１の内部、及び、連通する周縁除去機構１１０のカップ体１１４の内部を排気し、メッシュ１３１ａを介して前述のフィルタによりパーティクルを回収することができる。

なお、周縁除去機構１１０で除去された周縁部Ｗｅは排気機構１３３によっては吸引されず、配管１３１の内部を自重により通過し、後述の回収部１５０において回収される。換言すれば、このように周縁部Ｗｅを回収部１５０まで適切に落下させることができるように、メッシュ１３１ａにおける開口率、及び、排気機構１３３における排気量が決定されることが好ましい。

なお、分離機構の構成は上述のメッシュ１３１ａ及びカバー体１３２には限定されず、周縁部Ｗｅとパーティクルを適切に分離できるものであればよい。例えば分離機構は、ラビリンス構造やサイクロン構造により構成されていてもよい。

カバー体１３２の下方には、後述のシャッタ部１４０の閉塞時において周縁部Ｗｅを一時的に保管するバッファ空間１３４が形成されている。バッファ空間１３４の周面は、カバー体１３２の下方に設けられた配管１３１により構成されている。また、バッファ空間１３４の底面は、シャッタ部１４０の後述の板状部材１４１により構成されている。なお、バッファ空間１３４の内部には、当該バッファ空間１３４への周縁部Ｗｅの蓄積量を検知するための検知部１３５が設けられていてもよい。検知部１３５としては、例えばロードセルや光電センサ、カメラ等を採用することができる。

経路切替部としてのシャッタ部１４０は、図７に示すように排出部１３０と後述の回収部１５０の境界部に設けられた板状部材１４１を有している。板状部材１４１は、例えばシリンダなどの駆動機構１４２により、リニアガイド１４３に沿って移動させることができ、これによりシャッタ部１４０は開閉自在に構成されている。そして回収機構１２０においては、板状部材１４１移動させてシャッタ部１４０を開放することにより、排出部１３０と回収部１５０を連通させることができる。

なお、シャッタ部１４０の板状部材１４１とバッファ空間１３４を形成する配管１３１との間には、図７に示すように、板状部材１４１を適切に移動させるために間隙Ｇが形成されている。ここで、このように間隙Ｇが形成された状態でシャッタ部１４０の開閉動作、すなわち板状部材１４１の移動を行った場合、上述のようにバッファ空間１３４において板状部材１４１の上面に蓄積された周縁部Ｗｅが間隙Ｇへと侵入し、板状部材１４１の移動を阻害するおそれがある。

そこで本実施形態においては、間隙Ｇへの周縁部Ｗｅの侵入を抑制するためのシール部材１４４が設けられている。シール部材１４４の上端部は、バッファ空間１３４を形成する配管１３１の下端に接続されている。またシール部材１４４の下端部は、少なくともシャッタ部１４０の開閉動作時において板状部材１４１と接触する。シール部材１４４としては、板状部材１４１との接触時において間隙Ｇへの周縁部Ｗｅの侵入を適切に抑制できる部材、例えばブラシやゴム等を採用することができる。

回収部１５０は、回収ボックス１５１、ボックス収容体１５２、接続管１５３及び重量センサ１５４を有している。

回収ボックス１５１は、周縁除去機構１１０で除去された周縁部Ｗｅを内部に回収する。回収ボックス１５１の上面には、シャッタ部１４０との対向面に開口部１５１ａが形成されており、かかる開口部１５１ａを介して、排出部１３０から落下する周縁部Ｗｅを内部に回収する。回収ボックス１５１は、ボックス収容体１５２（回収部１５０）から着脱自在に構成されている。

なお、上述のシャッタ部１４０は、かかる回収ボックス１５１の回収部１５０に対する着脱状態に応じて、その開閉動作が制御される。具体的には、回収部１５０に対して回収ボックス１５１が取り付けられている際にシャッタ部１４０が開放され、回収部１５０に対する回収ボックス１５１の取り外し時にシャッタ部１４０が閉塞される。

また回収ボックス１５１には、周縁部Ｗｅを廃棄するにあたっての回収部１５０からの取り外しに際して、周縁除去装置７０が設けられるクリーンルーム内の汚染を抑制するため、開口部１５１ａを閉塞して回収ボックス１５１の内部を密閉するためのスライドドア１５１ｂが設けられている。スライドドア１５１ｂは、回収部１５０に対する回収ボックス１５１の取り付け時において開放され、回収部１５０に対する回収ボックス１５１の取り外し時において閉塞される。

ボックス収容体１５２は排出部１３０（シャッタ部１４０）の下方に固定して設けられ、内部に回収ボックス１５１を収容可能に構成されている。そして、このように回収ボックス１５１がボックス収容体１５２から取り外されることにより、回収ボックス１５１の内部に回収された周縁部Ｗｅを廃棄することができる。

接続管１５３は、回収部１５０における回収ボックス１５１とボックス収容体１５２の間において、排出部１３０から落下する周縁部Ｗｅを回収ボックスへと適切に回収するために設けられる。接続管１５３の上端の開口部は、少なくともシャッタ部１４０の開口、及び、配管１３１よりも大きく形成されている。また接続管１５３の下端の開口部は、少なくとも回収ボックス１５１の開口部１５１ａよりも小さく形成されている。

検知部としての重量センサ１５４はボックス収容体１５２の底部に設けられ、ボックス収容体１５２に対する回収ボックス１５１の取り付け時において、上面に回収ボックス１５１を載置する。そして重量センサ１５４は、載置された回収ボックス１５１の内部に回収された周縁部Ｗｅの蓄積量（重量）を検知する。

なお回収ボックス１５１は、重量センサ１５４により検知される周縁部Ｗｅの蓄積量に応じて、着脱が制御される。具体的には、周縁部Ｗｅの蓄積量が回収ボックス１５１による蓄積可能量を超えると、回収ボックス１５１が回収部１５０から取り外される。その後、内部に蓄積された周縁部Ｗｅが廃棄された後、再び、回収部１５０へと取り付けられる。

なお、回収ボックス１５１に対する周縁部Ｗｅの回収量の検知は、重量センサ１５４による周縁部Ｗｅの重量の検知に代えて、又は、加えて、図６に示すように検知部としての検知センサ１５５により行われてもよい。検知センサ１５５としては、例えば光電センサやカメラ等を採用することができる。

なお回収部１５０の内部は、周縁除去装置７０が設置されるクリーンルームを汚染することを抑制するため、密閉構造を有していることが望ましい。

次に、以上のように構成された周縁除去装置７０を用いて行われる周縁部Ｗｅの除去、及び回収方法について説明する。

先ず、ウェハ搬送装置８０により重合ウェハＴが周縁除去機構１１０のチャック１１１に受け渡され、保持される。重合ウェハＴにおける第１のウェハＷには、改質装置６０において予め周縁改質層Ｍ１及び分割改質層Ｍ２が形成されている。

次に、挿入部材１１３を重合ウェハＴへ向けて移動させ、第１のウェハＷと第２のウェハＳの界面に当接させる。この際、挿入部材１１３及びチャック１１１（重合ウェハＴ）を、それぞれ逆方向に回転させる。またこの際、駆動機構１４２により板状部材１４１を移動させ、シャッタ部１４０を開放することが望ましい。

次に、挿入部材１１３をさらに重合ウェハＴの中心へ向けて移動させ、第１のウェハＷと第２のウェハＳの界面に挿入する。これにより第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが押し上げられ、周縁改質層Ｍ１を基点に第１のウェハＷから周縁部Ｗｅが分離する。この際、分割改質層Ｍ２を基点に、周縁部Ｗｅは小片化して分離される。

ここで、挿入部材１１３により除去された周縁部Ｗｅは、自重によりカップ体１１４の下部に接続された回収機構１２０へと落下する。また、周縁部Ｗｅの除去に際しては、上述のように排気機構１３３による吸引を行っている。これにより、排出部１３０を介してカップ体１１４の内部が排気され、周縁部Ｗｅの除去に際して発生するパーティクルは適切に回収機構１２０へと吸引される。

図８に示すように、回収機構１２０へと落下した周縁部Ｗｅは、自重により配管１３１、カバー体１３２及びバッファ空間１３４をそれぞれ通過し、回収部１５０へと回収される。また、回収機構１２０へと吸引されたパーティクルは、排気機構１３３による吸引により、配管１３１、カバー体１３２及びメッシュ１３１ａをそれぞれ通過し、排気機構１３３のフィルタへと回収される。

本実施形態に係る周縁除去装置７０においては、重量センサ１５４や検知センサ１５５により回収ボックス１５１の内部への周縁部Ｗｅの回収量が検知される。そして、検知された周縁部Ｗｅの回収量が回収ボックス１５１における蓄積可能量を超えると、回収ボックス１５１を回収部１５０から取り外し、蓄積された周縁部Ｗｅを廃棄する。

ここで図９に示すように、回収ボックス１５１に回収された周縁部Ｗｅを廃棄する際には、回収ボックス１５１の取り外しに先立ち、駆動機構１４２により板状部材１４１を移動させてシャッタ部１４０を閉塞させる。そして、このようにシャッタ部１４０を閉塞させることにより、回収部１５０から回収ボックス１５１を取り外した場合であっても、周縁除去機構１１０において除去された周縁部Ｗｅは板状部材１４１の上面、すなわちバッファ空間１３４に蓄積される。すなわち、回収ボックス１５１からの周縁部Ｗｅの廃棄に際して、周縁除去装置７０の動作を停止させる必要がなく、周縁除去機構１１０による周縁部Ｗｅの除去を継続することができる。

回収ボックス１５１の内部に蓄積された周縁部Ｗｅが廃棄されると、回収部１５０に回収ボックス１５１が取り付けられる。その後、駆動機構１４２により板状部材１４１を移動させてシャッタ部１４０を開放し、図１０に示すように、バッファ空間１３４に一時的に蓄積されていた周縁部Ｗｅを回収ボックス１５１へと落下させる。この時、シャッタ部１４０の板状部材１４１とバッファ空間１３４の配管１３１との間隙Ｇにはシール部材１４４が設けられているため、周縁部Ｗｅは間隙Ｇに侵入することなく適切に回収ボックス１５１に回収される。

そして、シャッタ部１４０の開放により排出部１３０と回収部１５０が相互に連通されると、再び、挿入部材１１３により除去された周縁部Ｗｅは、バッファ空間１３４を介さず回収部１５０へと直接回収されるようになる。

なお、本実施形態に係る周縁除去装置７０においては、回収ボックス１５１の取り外し時に際してはシャッタ部１４０を閉塞してバッファ空間１３４に周縁部Ｗｅを一時的に蓄積することで周縁除去機構１１０によるエッジトリムを継続した。しかしながら、例えば検知部１３５により検知された周縁部Ｗｅの蓄積量がバッファ空間１３４における蓄積可能量を超えた場合にあっては、周縁除去機構１１０によるエッジトリムを中断してもよい。この際、エッジトリムの中断に先立って警告を発報するようにしてもよい。かかる場合、回収ボックス１５１を回収部１５０に取り付け、シャッタ部１４０の開放後にエッジトリムが再開される。

また例えば、重量センサ１５４により検知された周縁部Ｗｅの蓄積量が回収ボックス１５１における蓄積可能量を超えた場合であって、回収ボックス１５１の取り外しを実行できない場合においても、エッジトリムを中断してもよい。かかる場合、回収ボックス１５１の取り外しが実行され、周縁部Ｗｅを廃棄し、回収ボックス１５１を回収部１５０に取り付けた後にエッジトリムが再開される。

また更に、重量センサ１５４により検知された周縁部Ｗｅの蓄積量が回収ボックス１５１における蓄積可能量を超えた場合であって、回収ボックス１５１の取り外しを実行できない場合においては、一時的にシャッタ部１４０を閉塞するように制御されてもよい。これにより、回収ボックス１５１が取り外せない場合であっても、周縁部Ｗｅをバッファ空間１３４に蓄積することができるため、エッジトリムを継続して行うことができる。そしてその後、更にバッファ空間１３４においても周縁部Ｗｅの蓄積可能量を超えた場合に、エッジトリムを中断してもよい。かかる場合、回収ボックス１５１の取り外しが実行され、周縁部Ｗｅを廃棄し、回収ボックス１５１を回収部１５０に取り付けた後にエッジトリムが再開される。

なお、以上の実施形態においては排出部１３０に対して回収部１５０が１つのみ接続された場合を例に説明を行ったが、排出部１３０には複数の回収部１５０が接続されていてもよい。

例えば図１１に示すように、排出部１３０には２つの回収部１５０が接続されてもよい。かかる場合、図１１に示すようにシャッタ部１４０を２つ設け、一方の回収ボックス１５１の交換時において、他方の回収ボックス１５１に周縁部Ｗｅを回収するように排出経路を切り替えることにより、周縁除去機構１１０におけるエッジトリムを中断することなく、回収ボックス１５１に蓄積された周縁部Ｗｅの廃棄をすることができる。また例えば、図１２に示すように、排出部１３０には２つの回収部１５０を設け、１つのシャッタ部１４０により周縁部Ｗｅの排出経路を切り替え可能に構成されていてもよい。

以上のように本実施形態に係る周縁除去装置７０によれば、周縁部Ｗｅを回収する回収ボックス１５１の取り外し時においてシャッタ部１４０を閉塞することで、バッファ空間１３４に周縁部Ｗｅを一時的に保管することができる。そしてこれにより、周縁除去装置７０の動作を停止させる必要がなく、周縁除去機構１１０におけるエッジトリムを中断することなく、回収ボックス１５１に蓄積された周縁部Ｗｅの廃棄をすることができる。

また、バッファ空間１３４に一時的に蓄積される周縁部Ｗｅは、回収ボックス１５１の取り付け後、シャッタ部１４０を開放することにより適切に回収部１５０に回収することができる。この際、板状部材１４１とバッファ空間１３４との間隙Ｇにはシール部材１４４が設けられているため、シャッタ部１４０の開放動作に伴って、蓄積された周縁部Ｗｅを掃きながらより適切に周縁部Ｗｅを回収部１５０へと落下させて回収することができる。また更に、シャッタ部１４０の下方には、少なくともシャッタ部１４０の開口よりも大きな開口部を有する接続管１５３が設けられているため、更に適切に周縁部Ｗｅを回収部１５０へと回収することができる。

また、本実施形態によれば排出部１３０のカバー体１３２に排気機構１３３を接続し、これにより回収機構１２０及びカップ体１１４の内部を吸引できるため、周縁部Ｗｅの除去に際して発生するパーティクルを適切に排気機構１３３に回収することができる。また更に、回収機構１２０は密閉構造を有しているため、回収機構１２０からのパーティクルの流出を適切に抑制できる。

なお、以上の実施形態において回収部１５０は、周縁除去機構１１０で除去された周縁部Ｗｅを回収ボックス１５１の内部に直接回収するように構成されたが、例えば回収ボックス１５１の内部に回収袋（図示せず）を取り付け可能に構成してもよい。かかる場合、回収された周縁部Ｗｅは回収袋を交換することのみにより回収ボックス１５１から廃棄することができるため、周縁部Ｗｅの廃棄をより容易に行うことができる。

また回収部１５０は、回収ボックス１５１に代えて回収袋（図示せず）が設置できるように構成されていてもよい。すなわち、接続管１５３に回収袋が直接取り付け可能に構成されていてもよい。かかる場合であっても、シャッタ部１４０を閉塞することにより、回収袋の交換を容易に行うことができる。

また例えば、以上の実施形態においては周縁除去機構１１０、排出部１３０及び回収部１５０を同一クリーンルーム内に設ける場合を例に説明を行ったが、周縁除去機構１１０と排出部１３０、及び／又は、回収部１５０は、異なるフロアに設けられてもよい。かかる場合、回収部はサブファブ（ＳＵＢ－ＦＡＢ）であってもよい。すなわち、周縁除去機構１１０で除去された周縁部Ｗｅをサブファブに直接廃棄するように構成されていてもよい。

具体的には、図１３に示すように、回収部２５０は回収ボックス１５１に相当するスライドフレーム２５１と、ボックス収容体１５２に相当するフレーム収容体２５２と、スライドフレーム２５１の内部に取り付けられる回収袋２５３と、重量センサ２５４と、を有している。フレーム収容体２５２は密閉エリアを形成している。回収部２５０においては、重量センサ２５４により回収袋２５３への周縁部Ｗｅの回収量を検知し、かかる検知された回収量が回収袋２５３による回収可能量を超えた際に、スライドフレーム２５１をフレーム収容体２５２から取り外して周縁部Ｗｅを廃棄する。周縁部Ｗｅの廃棄は、回収袋２５３を交換することにより行われる。

なお、回収部２５０には、回収袋２５３に対する周縁部Ｗｅの回収量を検知するための検知機構（図示せず）が更に設けられていてもよい。検知機構としては、例えば光電センサやカメラ等を採用することができる。

なお、上記実施形態において周縁除去機構１１０は、挿入部材１１３を第１のウェハＷと第２のウェハＳの界面に挿入することにより周縁部Ｗｅを除去したが、周縁除去機構１１０の構成はこれに限定されるものではない。

また、上記実施形態においてシャッタ部１４０は駆動機構１４２によりスライド移動することにより開閉されたが、シャッタ部１４０の開閉方法もこれに限られるものではない。例えばシャッタ部１４０は、絞り機構により開閉されてもよいし、回収部１５０側に開閉してもよい。

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。

１１０ 周縁除去機構
１２０ 回収機構
１３０ 排出部
１４０ シャッタ部
１５０ 回収部
Ｗ 第１のウェハ
Ｗｅ 周縁部

Claims (20)

1. 周縁除去機構において除去された基板の周縁部の回収機構であって、
   除去された前記周縁部を回収する回収部と前記周縁除去機構とを接続する排出部と、
   前記排出部における前記周縁部の排出経路を切り替え可能に構成される経路切替部と、を備える回収機構。
2. 前記排出部には、除去された前記周縁部の排出経路と、前記周縁除去機構において発生したパーティクルの排出経路を分離する分離機構が設けられ、
   前記分離機構における前記パーティクルの排出経路には排気部が接続される、請求項１に記載の回収機構。
3. 前記分離機構は、
   前記排出部の少なくとも一部の周面に形成されたメッシュと、
   前記メッシュを被うように設けられるカバー体と、を備える、請求項２に記載の回収機構。
4. 前記経路切替部と前記排出部との間隙を閉塞するシール部材を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の回収機構。
5. 前記シール部材は、一端部が前記排出部に接続され、他端部が前記経路切替部に対して接触して設けられるブラシである、請求項４に記載の回収機構。
6. 前記経路切替部の閉塞時において前記経路切替部の上面に蓄積される前記周縁部を検知する検知部を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の回収機構。
7. 前記回収部は、内部に前記周縁部を蓄積する回収ボックスを有し、
   前記回収ボックスは、前記回収部に対して着脱自在に構成され、
   前記経路切替部は、
   前記回収部に対して前記回収ボックスが取り付けられている際に開放され、
   前記回収部に対する前記回収ボックスの取り外し時に閉塞される、請求項１～６のいずれか一項に記載の回収機構。
8. 前記経路切替部の下方に設けられ、前記回収ボックスと前記排出部とを接続する接続管を備え、
   前記接続管は、
   上端部に前記排出部よりも大きな開口を有し、
   下端部に前記回収ボックスに形成された開口部よりも小さな開口を有する、請求項７に記載の回収機構。
9. 前記回収ボックスの内部に蓄積される前記周縁部を検知する検知部を備える、請求項７または８に記載の回収機構。
10. 基板を処理する基板処理装置であって、
    除去対象の前記基板の周縁部を除去する周縁除去機構と、
    請求項１～８のいずれか一項に記載の回収機構と、を備える基板処理装置。
11. 前記周縁除去機構は、前記基板の外周を取り囲むように設けられるカップ体を有する、請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記カップ体の下端部が前記排出部に接続される、請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 周縁除去部において除去された基板の周縁部を回収する方法であって、
    前記周縁部を回収する回収機構は、
    除去された前記周縁部を回収する回収部と前記周縁除去部とを接続する排出部と、
    前記排出部における前記周縁部の排出経路を切り替え可能に構成される経路切替部と、を備え、
    除去対象の前記基板の前記周縁部を除去することと、
    除去された前記周縁部を前記回収機構に回収することと、を含む回収方法。
14. 前記排出部において、除去された前記周縁部と、前記周縁除去部において発生したパーティクルを分離することを含む、請求項１３に記載の回収方法。
15. 少なくとも前記回収機構の内部を排気することを含む、請求項１３または１４に記載の回収方法。
16. 前記経路切替部の閉塞時において、
    前記周縁部を前記経路切替部の上面に蓄積することを含む、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の回収方法。
17. 前記経路切替部の上面に蓄積された前記周縁部を検知することを含む、請求項１６に記載の回収方法。
18. 前記回収機構は、前記経路切替部と前記排出部との間隙を閉塞するシール部材を有し、
    前記シール部材は、前記経路切替部の開放動作時において、前記経路切替部の上面に蓄積された前記周縁部を掃いて前記回収部へと落下させる、請求項１６または１７に記載の回収方法。
19. 前記回収部は、当該回収部に対して着脱自在に構成され、内部に前記周縁部を蓄積する回収ボックスを有し、
    前記経路切替部を、
    前記回収部に対して前記回収ボックスが取り付けられている際に開放し、
    前記回収部に対する前記回収ボックスの取り外し時に閉塞する、請求項１３～１８のいずれか一項に記載の回収方法。
20. 前記回収ボックスの内部に蓄積された前記周縁部を検知することを含む、請求項１９に記載の回収方法。
    
    

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