JPWO2019208298A1 - 基板処理システム及び基板処理方法 - Google Patents

基板処理システム及び基板処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019208298A1
JPWO2019208298A1 JP2020516241A JP2020516241A JPWO2019208298A1 JP WO2019208298 A1 JPWO2019208298 A1 JP WO2019208298A1 JP 2020516241 A JP2020516241 A JP 2020516241A JP 2020516241 A JP2020516241 A JP 2020516241A JP WO2019208298 A1 JPWO2019208298 A1 JP WO2019208298A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
processed
modified layer
interface
modified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020516241A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6934563B2 (ja
Inventor
隼斗 田之上
隼斗 田之上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of JPWO2019208298A1 publication Critical patent/JPWO2019208298A1/ja
Priority to JP2021135404A priority Critical patent/JP7149393B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6934563B2 publication Critical patent/JP6934563B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0023—Other grinding machines or devices grinding machines with a plurality of working posts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

基板を処理する基板処理システムであって、第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、前記周縁部において、前記第１の基板と第２の基板とが接合される界面に所定の処理を行う界面処理装置と、前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、前記改質層形成装置で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理装置で処理された前記界面の位置を検出する位置検出装置と、前記改質層形成装置と前記界面処理装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記改質層の位置に基づいて、前記界面処理装置で処理される前記界面の位置を制御し、又は、前記位置検出装置で検出された前記界面の位置に基づいて、前記改質層形成装置で形成する前記改質層の位置を制御する。

Description

本願は、２０１８年４月２７日に日本国に出願された特願２０１８−８７７３５号及び２０１８年９月１３日に日本国に出願された特願２０１８−１７１２５３号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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、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、基板同士が接合された重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去する。
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、第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、前記周縁部において、前記第１の基板と第２の基板とが接合される界面に所定の処理を行う界面処理装置と、前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、前記改質層形成装置で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理装置で処理された前記界面の位置を検出する位置検出装置と、前記改質層形成装置と前記界面処理装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記改質層の位置に基づいて、前記界面処理装置で処理される前記界面の位置を制御し、又は、前記位置検出装置で検出された前記界面の位置に基づいて、前記改質層形成装置で形成する前記改質層の位置を制御する。
本開示の一態様によれば、基板同士が接合された重合基板において、一の基板の周縁部を適切に除去することができる。
第１の実施形態にかかる基板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。 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。 処理ユニットの構成の概略を示す側面図である。 各研削ユニットの構成の概略を示す側面図である。 被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。 被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。 被処理ウェハの内部に改質面を形成した様子を示す縦断面図である。 図８に示した改質面を形成する様子を示す縦断面の説明図である。 被処理ウェハのデバイス層に改質面を形成した様子を示す縦断面図である。 図１０に示した改質面を形成する様子を示す縦断面の説明図である。 重合ウェハにおいて被処理ウェハが偏心した様子を示す平面図である。 改質層が改質面の内周より径方向内側に位置した場合の説明図である。 改質層が改質面の内周より径方向外側に位置した場合の説明図である。 第１の実施形態にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。 処理ユニットの構成の概略を示す側面図である。 第１の実施形態の変形例にかかるウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。 第２の実施形態にかかる基板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。 界面処理装置の構成の概略を示す側面図である。 被処理ウェハに改質溝を形成した様子を示す平面図である。 被処理ウェハに改質面を形成した様子を示す平面図である。 ウェハ処理の主な工程において被処理ウェハの様子を示す説明図である。 界面処理装置の構成の概略を示す側面図である。 界面処理装置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において支持ウェハの様子を示す説明図である。 改質層を酸化膜の端部よりも径方向内側に形成した様子を示す縦断面図である。 界面処理装置の構成の概略を示す側面図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成する様子を示す説明図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す平面図である。 他の実施形態において被処理ウェハに改質層を形成した様子を示す縦断面図である。
先ず、特許文献１に開示されている従来の端面研削装置について説明する。端面研削装置は、チャックテーブルと、スピンドルと、ダイヤモンドホイールとを有する。チャックテーブルは、ウェハを載置し、Ｚ軸方向（鉛直方向）を回転軸として回転する。スピンドルは、その先端部にダイヤモンドホイールを取り付け、Ｙ軸方向（水平方向）を回転軸として回転する。またスピンドルは、Ｙ軸方向及びＺ方向に移動する。ダイヤモンドホイールは、外周部にダイヤモンド砥粒が設けられた円板状の研削工具である。かかる端面研削装置を用いて、ウェハの周縁部の端面研削を行う場合には、チャックテーブルを回転しながら、スピンドルをＹ軸方向及びＺ軸方向に移動することにより、ダイヤモンドホイールをウェハに当接させる。そして、ウェハの周縁部を略Ｌ字状に研削する。
ここで、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ウェハに対し、当該ウェハの裏面を研削して、ウェハを薄化することが行われている。そして、この薄化されたウェハをそのまま搬送したり、後続の処理を行ったりすると、ウェハに反りや割れが生じるおそれがある。そこで、ウェハを補強するために、例えば支持基板にウェハを貼り付けることが行われている。
通常、ウェハの周縁部は面取り加工がされているが、上述したようにウェハに研削処理を行うと、ウェハ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、ウェハの周縁部でチッピングが発生し、ウェハが損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予めウェハの周縁部を削る、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、この端面研削装置において、スピンドルのＺ軸方向の移動は、例えば公差などの種々の要因により一定ではない場合がある。かかる場合、ダイヤモンドホイールのＺ軸方向の移動が適切に制御されず、支持基板の表面まで研削されるおそれがある。したがって、従来のエッジトリムには改善の余地がある。
以下、エッジトリムを適切に行うための、本実施形態にかかる基板処理システム及び基板処理方法について、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、第１の実施形態にかかる基板処理システムの構成について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる基板処理システム１の構成の概略を模式的に示す平面図である。
基板処理システム１では、図２及び図３に示すように第１の基板としての被処理ウェハＷと第２の基板としての支持ウェハＳを接合して重合ウェハＴを形成し、さらに被処理ウェハＷを薄化する。以下、被処理ウェハＷにおいて、加工される面（支持ウェハＳと接合される面と反対側の面）を「加工面Ｗｇ」といい、加工面Ｗｇと反対側の面を「非加工面Ｗｎ」という。また、支持ウェハＳにおいて、被処理ウェハＷと接合される面を「接合面Ｓｊ」といい、接合面Ｓｊと反対側の面を「非接合面Ｓｎ」という。
被処理ウェハ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、非加工面Ｗｎ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膜が形成されている。なお、被処理ウェハ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、被処理ウェハ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の接合面Ｓｊには酸化膜Ｆｓ、例えばＳｉＯ２膜が形成されている。また、支持ウェハＳは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎ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の接合面Ｓｊの複数のデバイスが形成されている場合には、被処理ウェハＷと同様に接合面Ｓｊ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。
図１に示すように基板処理システム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に対して所定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４つのカセットＣｔをＸ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、Ｘ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を保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム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。
処理ステーション３には、ウェハ搬送領域３０が設けられている。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、後述するトランジション装置３４、ウェットエッチング装置４０、４１、加工装置５０に対して、重合ウェハＴ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を保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム３３、３３を有している。各搬送アーム３３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。
ウェハ搬送領域２０とウェハ搬送領域３０との間には、重合ウェハＴを受け渡すためのトランジション装置３４が設けられている。
ウェハ搬送領域３０のＹ軸正方向側には、ウェットエッチング装置４０、４１が、搬入出ステーション２側からＸ軸方向にこの順並べて配置されている。ウェットエッチング装置４０、４１では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇに対して例えばフッ酸等の薬液でウェットエッチングを行う。
ウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側には、加工装置５０が配置されている。加工装置５０では、被処理ウェハＷに対して研削や洗浄などの加工処理が行われる。
以上の基板処理システム１には、制御装置６０が設けられている。制御装置６０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、基板処理システム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、基板処理システム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６０にインストールされたものであってもよい。
次に、加工装置５０について説明する。加工装置５０は、回転テーブル７０、搬送ユニット８０、処理ユニット９０、第１の洗浄ユニット１１０、第２の洗浄ユニット１２０、粗研削ユニット１３０、中研削ユニット１４０、及び仕上研削ユニット１５０を有している。
回転テーブル７０は、回転機構（図示せず）によって回転自在に構成されている。回転テーブル７０上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック７１が４つ設けられている。チャック７１は、回転テーブル７０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７１は、回転テーブル７０が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７１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。
本実施形態では、受渡位置Ａ０は回転テーブル７０のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、受渡位置Ａ０のＸ軸負方向側には、第２の洗浄ユニット１２０、処理ユニット９０及び第１の洗浄ユニット１１０が並べて配置される。処理ユニット９０と第１の洗浄ユニット１１０は上方からこの順で積層されて配置される。第１の加工位置Ａ１は回転テーブル７０のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、粗研削ユニット１３０が配置される。第２の加工位置Ａ２は回転テーブル７０のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、中研削ユニット１４０が配置される。第３の加工位置Ａ３は回転テーブル７０のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、仕上研削ユニット１５０が配置される。
搬送ユニット８０は、複数、例えば３つのアーム８１を備えた多関節型のロボットである。３つのアーム８１は、それぞれが旋回自在に構成されている。先端のアーム８１には、重合ウェハＴを吸着保持する搬送パッド８２が取り付けられている。また、基端のアーム８１は、アーム８１を鉛直方向に移動させる移動機構８３に取り付けられている。そして、かかる構成を備えた搬送ユニット８０は、受渡位置Ａ０、処理ユニット９０、第１の洗浄ユニット１１０、及び第２の洗浄ユニット１２０に対して、重合ウェハＴを搬送できる。
処理ユニット９０では、研削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９１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）で被処理ウェハ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。
また、処理ユニット９０では、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、改質層を形成する。処理ユニット９０は、図４に示すように被処理ウェハ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９１を有している。チャック９１は、移動機構９２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。移動機構９２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９１は、回転機構９３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９１の上方には、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する第１のレーザヘッド９４が設けられている。第１のレーザヘッド９４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、被処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光を、被処理ウェハＷの内部の所定位置に集光して照射する。これによって、被処理ウェハＷの内部においてレーザ光が集光した部分が改質する。第１のレーザヘッド９４は、移動機構９５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。移動機構９５は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。また第１のレーザヘッド９４は、昇降機構９６によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
また、処理ユニット９０では、被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁部Ｗｅに改質面を形成する。具体的には、例えば被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎまでレーザ光を透過させて、各界面でアブレーションを起こす。そして、後述するように除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷと支持ウェハＳ間の界面における接合力を低下させることにより、周縁部Ｗｅを効率的に除去する。かかる場合、チャック９１の上方には、非加工面Ｗｎにレーザ光を照射して改質する第２のレーザヘッド９７が設けられている。第２のレーザヘッド９７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、被処理ウェハＷに対して透過性を有する波長のレーザ光を、被処理ウェハＷの内部の所定位置に集光して照射する。これによって、被処理ウェハＷの内部においてレーザ光が集光した部分が改質する。第２のレーザヘッド９７は、移動機構９８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。移動機構９８は、一般的な精密ＸＹステージで構成されている。また第２のレーザヘッド９７は、昇降機構９９によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
また、処理ユニット９０では、被処理ウェハＷに形成された改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１の内周位置を検出する。かかる場合、チャック９１の外周部上方には、位置検出部１００が設けられている。位置検出部１００は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されている。位置検出部１００には、例えば赤外線を用いたＩＲカメラが用いられる。そして、位置検出部１００は、チャック９１に保持された重合ウェハＴに対し、被処理ウェハＷに形成された改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１の内周位置を検出する。
図１に示すように第１の洗浄ユニット１１０では、研削処理後の被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを洗浄し、より具体的にはスピン洗浄する。例えばスピンチャック（図示せず）に保持された重合ウェハＴを回転させながら、洗浄液ノズル（図示せず）から加工面Ｗｇに洗浄液を供給する。そうすると、供給された洗浄液は加工面Ｗｇ上を拡散し、当該加工面Ｗｇが洗浄される。
第２の洗浄ユニット１２０では、研削処理後の被処理ウェハＷが搬送パッド８２に保持された状態の支持ウェハＳの非接合面Ｓｎを洗浄するとともに、搬送パッド８２を洗浄する。
粗研削ユニット１３０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを粗研削する。粗研削ユニット１３０は、粗研削部１３１を有している。粗研削部１３１は、図５に示すように粗研削砥石１３２、スピンドル１３３、及び駆動部１３４を有している。粗研削砥石１３２は、チャック７１の上方において環状形状に設けられている。粗研削砥石１３２にはスピンドル１３３を介して駆動部１３４が設けられている。駆動部１３４は例えばモータ（図示せず）を内蔵し、粗研削砥石１３２を回転させると共に、図１に示す支柱１３５に沿って鉛直方向及び水平方向に移動させる。そして、粗研削ユニット１３０では、チャック７１に保持された被処理ウェハＷと粗研削砥石１３２の円弧の一部を当接させた状態で、チャック７１と粗研削砥石１３２をそれぞれ回転させることによって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。
中研削ユニット１４０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを中研削する。中研削ユニット１４０の構成は、図１及び図５に示すように粗研削ユニット１３０の構成とほぼ同様であり、中研削部１４１、中研削砥石１４２、スピンドル１４３、駆動部１４４、及び支柱１４５を有している。なお、中研削砥石１４２の砥粒の粒度は、粗研削砥石１３２の砥粒の粒度より小さい。
仕上研削ユニット１５０では、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを仕上研削する。仕上研削ユニット１５０の構成は、図１及び図５に示すように中研削ユニット１４０の構成とほぼ同様であり、仕上研削部１５１、仕上研削砥石１５２、スピンドル１５３、駆動部１５４、及び支柱１５５を有している。なお、仕上研削砥石１５２の砥粒の粒度は、中研削砥石１４２の砥粒の粒度より小さい。
なお、本実施形態においては、処理ユニット９０は改質部である第１のレーザヘッド９４を有しており、加工装置５０は改質層形成装置を構成している。また、本実施形態においては、処理ユニット９０は界面処理部である第２のレーザヘッド９７を有しており、加工装置５０は界面処理装置を構成している。また、本実施形態においては、処理ユニット９０は位置検出部１００を有しており、加工装置５０は位置検出装置を構成している。さらに、本実施形態においては、後述するように粗研削ユニット１３０（又は粗研削ユニット１３０及び中研削ユニット１４０）において被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが除去され、加工装置５０は周縁除去装置を構成している。
ここで、上述の図４に示した処理ユニット９０で行われる処理について説明する。処理ユニット９０では、検出部（図示せず）を用いた重合ウェハＴの水平方向の向きを調節に加えて、次の３つの処理が行われる。１つ目の処理は、第１のレーザヘッド９４を用いた改質層の形成である。２つ目の処理は、第２のレーザヘッド９７を用いた改質面の形成である。３つ目の処理は、位置検出部１００を用いた改質層又は改質面の検出である。このうち、後述するように３つ目の処理の改質層又は改質面の検出は、１つ目の処理における第１のレーザヘッド９４と２つ目の処理における第２のレーザヘッド９７とを制御する。
処理ユニット９０で行われる１つ目の処理である、第１のレーザヘッド９４を用いた改質層の形成について説明する。処理ユニット９０では、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する。そうすると図６に示すように被処理ウェハＷの内部においてレーザ光Ｌが集光した部分が改質して、改質層Ｍが形成される。改質層Ｍは、板厚方向に延伸し、縦長のアスペクト比を有する。また、図７に示すように改質層Ｍは環状に形成される。
この改質層Ｍの被処理ウェハＷにおける形成位置について詳述する。基板処理システム１では、支持ウェハＳに接合された被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削するが、研削後の被処理ウェハＷの周縁部にナイフエッジが形成されるのを回避するため、研削前に周縁部を除去しておく。改質層Ｍは、この周縁部除去の際の基点となるものであり、図７に示すように被処理ウェハ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、例えば被処理ウェハＷの端部から径方向に０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であり、面取り部が含まれる。
また、図６に示すように改質層Ｍの下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図６中の点線）より上方に位置している。すなわち、改質層Ｍの下端と被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎとの間の距離Ｈ１は、研削後の被処理ウェハＷの目標厚みＨ２より大きい。距離Ｈ１は任意であるが、目標厚みＨ２より例えば５μｍ〜１０μｍ大きい。かかる場合、研削後の被処理ウェハＷに改質層Ｍは残らない。
なお、本実施形態の処理ユニット９０では、チャック９１を水平方向に移動させていたが、第１のレーザヘッド９４を水平方向に移動させてもよく、あるいはチャック９１と第１のレーザヘッド９４の両方を水平方向に移動させてもよい。また、チャック９１を回転させていたが、第１のレーザヘッド９４を回転させてもよい。
処理ユニット９０で行われる２つ目の処理である、第２のレーザヘッド９７を用いた改質層の形成について説明する。処理ユニット９０で、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面を処理する際には、被処理ウェハＷの内部を改質するか、あるいはデバイス層Ｄの内部を改質する。すなわち、本実施形態における界面には、これら被処理ウェハＷの内部とデバイス層Ｄの内部が含まれる。
図８に示すように被処理ウェハＷの内部を改質する場合、周縁部Ｗｅ（改質層Ｍの外側）において、非加工面Ｗｎの近傍に改質面Ｒ１が形成される。この加工方法としては、図９に示すように第２のレーザヘッド９７から被処理ウェハＷの内部に向けてレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌは被処理ウェハＷの内部を透過して集光し、集光した部分が改質される。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構９８によって第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射する。そうすると、改質面Ｒ１が形成される。なお、改質面Ｒ１を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいは第２のレーザヘッド９７とチャック９１の両方を移動させてもよい。
なお、このように被処理ウェハＷの内部に改質面Ｒ１を形成する場合、周縁部Ｗｅを除去した後、支持ウェハＳ上に被処理ウェハＷの一部が残存することになる。このため、周縁部Ｗｅを除去した後に、この残存する被処理ウェハＷの一部をエッチングして除去してもよい。
図１０に示すようにデバイス層Ｄの内部を改質する場合、周縁部Ｗｅ（改質層Ｍの外側）において、デバイス層Ｄの内部に改質面Ｒ２が形成される。この加工方法としては、例えば図１１に示すように３つの方法がある。
１つ目の加工方法は、図１１（ａ）に示すように第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの集光点を、被処理ウェハＷの内部であってデバイス層Ｄの上方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌが集光しても被処理ウェハＷが改質されない程度に、レーザ光Ｌのエネルギーを小さくしておく。そうすると、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷの内部で一旦集光するが、さらにデフォーカスさせて広がったレーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射される。レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに吸収され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構９８によって第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいは第２のレーザヘッド９７とチャック９１の両方を移動させてもよい。
２つ目の加工方法は、図１１（ｂ）に示すように第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの内部に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構９８によって第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいは第２のレーザヘッド９７とチャック９１の両方を移動させてもよい。
３つ目の加工方法は、図１１（ｃ）に示すように第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの下方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。なお、レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに形成されるので、当該デバイス層Ｄの下方で集光することはない。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構９８によって第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいは第２のレーザヘッド９７とチャック９１の両方を移動させてもよい。
処理ユニット９０で行われる３つ目の処理である、位置検出部１００を用いた改質層Ｍ又は改質面Ｒ１、Ｒ２の検出について説明する。この処理は、改質層Ｍの位置と、改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させるために行われる。
この改質層Ｍの位置と、改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させる理由について説明する。一例として図１２に、重合ウェハＴに対して被処理ウェハＷが偏心して接合され、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置がずれている場合を示す。かかる場合、図１２に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１、Ｒ２の内周より径方向内側に位置する場所と、改質層Ｍが改質面Ｒ１、Ｒ２の内周より径方向外側に位置する場所が存在する。
図１３（ａ）に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１、Ｒ２の内周より径方向内側に位置する場合、図１３（ｂ）に示すように加工面Ｗｇを研削して周縁部Ｗｅを除去する際に、除去された周縁部の幅Ｄ１が、除去すべき周縁部Ｗｅの目標幅Ｄ２よりも小さくなる。また、除去された周縁部は改質層ＭとクラックＣを介さずに剥離するため、当該周縁部を除去した後の被処理ウェハＷの外側面が粗くなる場合がある。
図１４（ａ）に示すように改質層Ｍが改質面Ｒ１、Ｒ２の内周より径方向外側に位置する場合、図１４（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削して周縁部Ｗｅを除去すると、被処理ウェハＷとデバイス層Ｄの間に改質面Ｒ１、Ｒ２が残る。この改質面Ｒ１、Ｒ２がある部分では、被処理ウェハＷとデバイス層Ｄが剥離する場合があり、チッピングが発生する可能性がある。
このような改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置のずれを解消する方法として、本実施形態では位置検出部１００を用いて改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を検出する。そして、その検出結果に基づいて、後続の処理で形成される改質面Ｒ１、Ｒ２又は改質層Ｍの位置を調整する。
次に、以上のように構成された基板処理システム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、基板処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、被処理ウェハ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、複数の重合ウェハＴを収納したカセット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３４に搬送される。続けて、ウェハ搬送装置３２により、トランジション装置３４の重合ウェハＴが取り出され、加工装置５０に搬送される。
加工装置５０に搬送された重合ウェハＴは、処理ユニット９０に受け渡される。処理ユニット９０において重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置３２からチャック９１に受け渡され保持される。その後、検出部（図示せず）によって、被処理ウェハＷの水平方向の向きが調節される。
また、処理ユニット９０では、移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させて、重合ウェハＴのセンタリングを行うと共に、第１のレーザヘッド９４が重合ウェハＴ（被処理ウェハＷ）の所定位置の直上に位置するように位置調整行う。この所定位置は、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界である。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図１５（ａ）に示すように被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを形成する。なお、この被処理ウェハＷの形成位置は、上述した図６及び図７を用いて説明したとおりである。
被処理ウェハＷに改質層Ｍが形成されると、位置検出部１００により赤外線を用いて被処理ウェハＷの内部の改質層Ｍが撮像され、当該改質層Ｍの位置が検出される。位置検出部１００の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、位置検出部１００の検出結果、すなわち改質層Ｍの位置に基づいて、チャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。
そして、第１のレーザヘッド９４を退避させると共に、制御装置６０による制御に基づいて第２のレーザヘッド９７を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。続けて、チャック９１を回転させつつ、第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光を照射する。そうすると、図１５（ｂ）に示すように被処理ウェハＷの内部に又はデバイス層Ｄに、それぞれ改質面Ｒ１又はＲ２が形成される。この際、上述したようにチャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの照射軸が調整されているので、被処理ウェハＷに改質面Ｒ１、Ｒ２を適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
なお、図１５（ａ）に示した改質層Ｍの形成と、図１５（ｂ）に示した改質面Ｒ１、Ｒ２の形成の順序は逆であってもよい。かかる場合、被処理ウェハＷに改質面Ｒ１、Ｒ２を形成した後、位置検出部１００により赤外線を用いて改質面Ｒ１、Ｒ２が撮像され、当該改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置が検出される。位置検出部１００の検出結果は、制御装置６０に出力される。
制御装置６０では、位置検出部１００の検出結果、すなわち改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置に基づいて、チャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。そうすると、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、処理ユニット９０から受渡位置Ａ０に搬送され、当該受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡される。その後、チャック７１を第１の加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット１３０によって、図１５（ｃ）に示すように被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが粗研削される。具体的には、被処理ウェハＷと粗研削砥石１３２の円弧の一部を当接させた状態で、粗研削砥石１３２を下降させつつ、チャック７１と粗研削砥石１３２をそれぞれ回転させることによって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。
加工面Ｗｇの研削時において、被処理ウェハＷの内部には、改質層Ｍから板厚方向にクラックＣが進展し、加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達する。クラックＣは、被処理ウェハＷがシリコンの単結晶を有するのでほぼ直線状に進展する。また、クラックＣは、平面視において環状に形成される。なお、クラックＣは、処理ユニット９０で改質層Ｍを形成する際に進展する場合もある。換言すれば、クラックＣが形成されるタイミングは、粗研削ユニット１３０における加工面Ｗｇの研削時であってもよいし、処理ユニット９０で改質層Ｍが形成する場合であってもよい。
また、加工面Ｗｇの研削を進めていくと、図１５（ｄ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが剥離して除去される。この際、上述したようにクラックＣはほぼ直線状に進展しているので、除去された後の被処理ウェハＷの外側面を、凹凸が少ない平坦にすることができる。また、上述したように改質層Ｍの下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面より上方に位置しているので、改質層Ｍは加工面Ｗｇの研削時に除去される。改質層Ｍは、アモルファス化しており強度が弱い。この点、本実施形態では、研削後の被処理ウェハＷに改質層Ｍが残らないので、強い強度を確保することができる。また、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に改質面Ｒ１、Ｒ２が形成されて接合力が低下しているので、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
次に、チャック７１を第２の加工位置Ａ２に移動させる。そして、中研削ユニット１４０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。すなわち、粗研削ユニット１３０と中研削ユニット１４０の２段階で、周縁部Ｗｅを除去してもよい。かかる場合、除去される周縁部Ｗｅの大きさを段階的に小さくすることができる。すなわち、各研削ユニット１３０、１４０で除去される周縁部Ｗｅが小さくなる。
次に、チャック７１を第３の加工位置Ａ３に移動させる。そして、仕上研削ユニット１５０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが仕上研削される。
次に、チャック７１を受渡位置Ａ０に移動させる。ここでは、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが洗浄液によって粗洗浄される。この際、加工面Ｗｇの汚れをある程度まで落とす洗浄が行われる。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、受渡位置Ａ０から第２の洗浄ユニット１２０に搬送される。そして、第２の洗浄ユニット１２０では、被処理ウェハＷが搬送パッド８２に保持された状態で、支持ウェハＳの非接合面Ｓｎが洗浄し、乾燥される。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により、第２の洗浄ユニット１２０から第１の洗浄ユニット１１０に搬送される。そして、第１の洗浄ユニット１１０では、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが洗浄液によって仕上洗浄される。この際、加工面Ｗｇが所望の清浄度まで洗浄し乾燥される。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２によりウェットエッチング装置４０、４１に順次搬送され、２段階で加工面Ｗｇがウェットエッチングされる。
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３２によりトランジション装置３４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Ｃｔに搬送される。こうして、基板処理システム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、次の効果を享受できる。以下の説明においては、従来のように被処理ウェハの周縁部をホイール（研削工具）で研削して除去する場合と対比して説明する。なお、従来、ブレード（研削工具）を用いて被処理ウェハの周縁部を除去する場合があるが、この場合もホイールを用いた場合と同様の課題がある。
被処理ウェハと支持ウェハを接合後に、従来の特許文献１に記載されたように、被処理ウェハの周縁部をホイールで研削除去する場合、例えば公差などの種々の要因により、ホイールの鉛直移動が適切に制御されず、支持ウェハの表面まで研削されるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成することで、当該改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを除去することができる。かかる場合、支持ウェハＳの接合面Ｓｊが研削等によるダメージを被ることがない。
被処理ウェハと支持ウェハを接合前に、従来のように被処理ウェハの周縁部をホイールで研削除去する場合、研削によってパーティクルが発生し、当該パーティクルが被処理ウェハのデバイスに付着するおそれがある。
これに対して、本実施形態では、被処理ウェハＷの内部に形成した改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを剥離させて除去するので、パーティクルが発生しない。
従来のようにホイールを用いる場合、ホイールの水平方向の位置調整には限界があり、数μｍ程度のばらつきが生じる。そうすると、ホイールで研削除去される周縁部の幅（トリム幅）にもばらつきが生じ、加工精度が良くない。
これに対して、本実施形態では、レーザを用いて被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成するので、例えば１μｍ未満の高い精度を確保できる。このため、改質層Ｍを基点として除去される周縁部Ｗｅの幅（トリム幅）の精度も向上する。
従来のようにホイールを用いる場合、ホイールを下降させて周縁部を研削するため、被処理ウェハを保持するチャックの回転速度に制限があり、周縁部を除去するのに時間がかかる。
これに対して、本実施形態では、高周波のレーザを用いて被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍを形成するので、チャック９１の回転速度を速くすることができ、極めて短時間で処理を行うことができる。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。
従来のようにホイールを用いる場合、当該ホイールが摩耗するため、定期的な交換が必要となる。また、ホイールを用いた研削においては、研削水を使用し、その廃液処理も必要となる。このため、ランニングコストがかかる。
これに対して、本実施形態では、第１のレーザヘッド９４自体が経時的に劣化することはなく、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。
また、半導体ウェハである被処理ウェハＷには、結晶方位の方向を示すためのノッチが形成されているが、従来のブレードのみによる周縁部Ｗｅの除去では、このノッチの形状をそのまま残すのが困難であった。
これに対して、本実施形態では、例えば処理ユニット９０において、被処理ウェハＷとレーザ光を相対的に動作制御することにより、改質層Ｍをノッチの形状に合わせて形成することができ、ノッチの形状を残したまま、周縁部Ｗｅを容易に除去することもできる。
また本実施形態では、第２のレーザヘッド９７によって被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面に改質面Ｒ１、Ｒ２が形成されている。そうすると、除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の界面における接合力が低下しているので、周縁部Ｗｅを効率的に除去することができる。
さらに本実施形態では、処理ユニット９０において、位置検出部１００によって被処理ウェハＷに形成された改質層Ｍの位置を検出している。そして、この検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。そうするとその後、第２のレーザヘッド９７を用いて、被処理ウェハＷに改質面Ｒ１、Ｒ２を適切に形成することができる。その結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
なお上述したように、先に改質面Ｒ１、Ｒ２が形成される場合でも、同様の方法で、第１のレーザヘッド９４を用いて、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。要は、改質層Ｍの形成又は改質面Ｒ１、Ｒ２の形成のいずれが先に行われても、位置検出部１００で改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を検出することで、その後、改質面Ｒ１、Ｒ２又は改質層Ｍを適切に形成することができる。そして、これら改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
しかも、処理ユニット９０では、同じチャック９１を用いて、改質層Ｍの形成と改質面Ｒ１、Ｒ２の形成とを行っているので、第１のレーザヘッド９４による処理と第２のレーザヘッド９７による処理とにおいて、被処理ウェハＷは偏心しない。その結果、改質層Ｍの位置と、改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができ、周縁部Ｗｅをより適切に除去することができる。
なお、以上の実施形態において、加工面Ｗｇの研削時に周縁部Ｗｅを効率よく除去する方法としては次の方法がある。例えば回転する被処理ウェハＷに対して粗研削砥石１３２の回転方向を被処理ウェハＷの外側から内側に回転させてもよい。あるいは、回転する被処理ウェハＷに対して粗研削砥石１３２の回転方向を被処理ウェハＷの内側から外側に回転させてもよい。このように粗研削砥石１３２の回転方向を、被処理ウェハＷの種類や加工工程に応じて変更することができる。
また、加工面Ｗｇの研削時に、高圧水を被処理ウェハＷの内側から外側に向けて周縁部Ｗｅに当てることにより、周縁部Ｗｅを効率よく除去しても（飛ばしても）よい。
なお、以上の実施形態では、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置のずれを解消する方法として、改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置の検出結果を用いたが、他の方法でも実現することができる。例えば重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出し、その検出結果に基づいて、改質層Ｍの位置又は改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を調整してもよい。
かかる場合、図１６に示すように処理ユニット９０には、チャック９１の中心部上方において、偏心検出部１６０がさらに設けられる。偏心検出部１６０は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されている。偏心検出部１６０は、例えばＣＣＤカメラを有している。そして、偏心検出部１６０は、チャック９１に保持された重合ウェハＴ、具体的には例えば外周部の少なくとも３点を撮像する。そして、チャック９１の回転中心に対する被処理ウェハＷの中心のずれ、すなわち重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。なお、偏心検出部１６０の構成は本実施形態に限定されず、例えばＩＲカメラを有していてもよい。かかる場合、偏心検出部１６０は、例えば被処理ウェハＷに形成されたアライメントマークを撮像し、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心を検出する。
処理ユニット９０では、重合ウェハＴはチャック９１に保持された後、偏心検出部１６０によって重合ウェハＴが撮像され、重合ウェハＴにおける被処理ウェハＷの偏心が検出される。偏心検出部１６０の検出結果は、制御装置６０に出力される。
制御装置６０では、偏心検出部１６０の検出結果、すなわち被処理ウェハＷの偏心に基づいて、チャック９１の中心軸、第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射軸、又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光の照射軸を調整する。チャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４の照射軸を調整することで、図１５（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。また、チャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７の照射軸を調整することで、図１５（ｂ）に示したように被処理ウェハＷに改質面Ｒ１、Ｒ２を適切に形成することができる。
以上のように、偏心検出部１６０による検出結果に基づいて、チャック９１の中心軸、第１のレーザヘッド９４の照射軸又は第２のレーザヘッド９７の照射軸を調整することで、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
なお、偏心検出部１６０は、加工装置５０の外部の偏心検出装置（図示せず）に設けられていてもよい。かかる場合、ウェハ搬送装置３２により重合ウェハＴを偏心検出装置から加工装置５０の処理ユニット９０に搬送する際、偏心検出部１６０による検出結果に基づいて、被処理ウェハＷの中心とチャック９１の中心を一致させるように重合ウェハＴを搬送する。そうすると、図１５（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができ、また図１５（ｂ）に示したように被処理ウェハＷの内部又はデバイス層に改質面Ｒ１、Ｒ２を適切に形成することができる。したがって、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
以上の実施形態では、支持ウェハＳに対して、１枚の被処理ウェハＷが接合される場合について説明したが、デバイスが形成された半導体ウェハ同士の接合や、デバイスが形成された被処理ウェハＷが複数積層されてもよい。以下の説明では、第１の実施形態の基板処理システム１を用いて、デバイスが形成された被処理ウェハＷを複数積層する場合について説明する。
以下の説明においては、支持ウェハＳに積層される１枚目の被処理ウェハＷを第１の被処理ウェハＷ１といい、次に第１の被処理ウェハＷ１にさらに積層される２枚目の被処理ウェハＷを第２の被処理ウェハＷ２という。また、以下の説明においては、上層の第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅを、下層の第１の被処理ウェハＷ１で除去される周縁部Ｗｅの内側にする場合について説明する。
上記実施形態におけるウェハ処理が施された重合ウェハＴでは、図１７（ａ）に示すように被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅが除去され、且つ加工面Ｗｇが目標厚みまで研削されている。
この重合ウェハＴは、例えば基板処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、図１７（ａ）に示すように次の被処理ウェハＷが積層されて接合される。そして、第１の被処理ウェハＷ１の加工面Ｗｇと第２の被処理ウェハＷ２の非加工面Ｗｎが接合され、重合ウェハＴが形成される。
次に、第２の被処理ウェハＷ２が接合された重合ウェハＴが、カセットＣｔに収納された状態で基板処理システム１に搬送される。基板処理システム１では、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により加工装置５０の処理ユニット９０に搬送される。処理ユニット９０では、重合ウェハＴがチャックに受け渡され保持された後、検出部（図示せず）によって、第２の被処理ウェハＷ２の水平方向の向きが調節される。
また、処理ユニット９０では、また、処理ユニット９０では、移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させて、重合ウェハＴのセンタリングを行うと共に、第１のレーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４から第２の被処理ウェハＷ２の内部にレーザ光Ｌを照射して、図１７（ｂ）に示すように第２の被処理ウェハＷ２の内部の所定位置に改質層Ｍが形成される。なお、改質層Ｍの位置は、第１の被処理ウェハＷ１の端部より径方向内側である。
被処理ウェハＷに改質層Ｍが形成されると、位置検出部１００により赤外線を用いて第２の被処理ウェハＷ２の内部の改質層Ｍが撮像され、当該改質層Ｍの位置が検出される。位置検出部１００の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、位置検出部１００の検出結果、すなわち改質層Ｍの位置に基づいて、チャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。
そして、第１のレーザヘッド９４を退避させると共に、制御装置６０による制御に基づいて第２のレーザヘッド９７を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。続けて、チャック９１を回転させつつ、第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光を照射する。そうすると、図１７（ｃ）に示すように第２の被処理ウェハＷ２の内部に又はデバイス層Ｄに、それぞれ改質面Ｒ１又はＲ２が形成される。この改質面Ｒ１又はＲ２は、改質層Ｍと第１の被処理ウェハＷ１の端部との間における、第１の被処理ウェハＷ１と第２の被処理ウェハＷ２の界面に形成される。またこの際、上述したようにチャック９１の中心軸又は第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの照射軸が調整されているので、被処理ウェハＷに改質面Ｒ１、Ｒ２を適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質面Ｒ１、Ｒ２の内周位置を一致させることができる。
なお、図１７（ｂ）に示した改質層Ｍの形成と、図１７（ｃ）に示した改質面Ｒ１、Ｒ２の形成の順序は逆であってもよい。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡され、チャック７１を第１の加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット１３０において、図１７（ｄ）に示すように粗研削砥石１３２によって第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇを研削する。この際、図１７（ｅ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅが除去される。
次に、チャック７１を第２の加工位置Ａ２に移動させる。そして、中研削ユニット１４０によって、第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。
次に、チャック７１を第３の加工位置Ａ３に移動させる。そして、仕上研削ユニット１５０によって、第２の被処理ウェハＷ２の加工面Ｗｇが仕上研削される。
その後の第２の被処理ウェハＷ２に対する処理は、上記実施形態と同様である。すなわち、第２の洗浄ユニット１２０における非接合面Ｓｎの洗浄、第１の洗浄ユニット１１０における加工面Ｗｇの洗浄、ウェットエッチング装置４０、４１における加工面Ｗｇのウェットエッチングなどが行われる。こうして、基板処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
ここで、図１７（ａ）に示した重合ウェハＴに対して、従来のようにホイールを用いて第２の被処理ウェハＷ２の周縁部Ｗｅを除去する場合、第２の被処理ウェハＷ２の非加工面Ｗｎの下方が中空になっているため、当該周縁部Ｗｅを研削し難い。
これに対して、本実施形態では、第２の被処理ウェハＷ２の内部に改質層Ｍを形成することで、当該改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅを容易に除去することができる。
また、従来のようにホイールやブレードを用いる場合、ホイールやブレードの水平方向の位置調整には限界があり、数μｍ程度のばらつきが生じる。そうすると、ホイールやブレードで研削除去される周縁部の幅（トリム幅）にもばらつきが生じ、特に被処理ウェハを積層するとのそのばらつきが積み上げられていく。このため、例えば上層の被処理ウェハが下層の被処理ウェハからはみ出す場合もある。
これに対して、本実施形態では、レーザを用いて第２の被処理ウェハＷ２の内部に改質層Ｍを形成するので、高い精度を確保することができ、第２の被処理ウェハＷ２を適切に積層することができる。
しかも本実施形態では、上層の第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅを、下層の第１の被処理ウェハＷ１で除去される周縁部Ｗｅの内側にしている。すなわち、図１７（ｂ）に示したように第２の被処理ウェハＷ２の内部の改質層Ｍを、第１の被処理ウェハＷ１の端部より径方向内側に形成している。かかる場合、図１７（ｅ）に示したように最終的に積層される第２の被処理ウェハＷ２の径は、第１の被処理ウェハＷ１の径よりも小さくなる。そうすると、第２の被処理ウェハＷ２が第１の被処理ウェハＷ１からはみ出すことを確実に防止することができる。
なお、本実施形態において、第２の被処理ウェハＷ２で除去される周縁部Ｗｅの位置が、重合ウェハＴの位置と一致する場合には、改質面Ｒ１、Ｒ２の形成を省略してもよい。
また、本実施形態において、処理ユニット９０において、第１のレーザヘッド９４と第２のレーザヘッド９７は別々に設ける必要はなく、共通のヘッドとしてもよい。
また、本実施形態では、改質層Ｍを形成するための第１のレーザヘッド９４と、改質面Ｒ１、Ｒ２を形成するための第２のレーザヘッド９７はそれぞれ、重合ウェハＴのアライメントを行う処理ユニット９０に設けられていたが、装置構成はこれに限定されない。第１のレーザヘッド９４、移動機構９５及び昇降機構９６を備える改質層形成ユニットと、第２のレーザヘッド９７、移動機構９８及び昇降機構９９を備える界面処理ユニットはそれぞれ、処理ユニット９０と別に設けられていてもよい。改質層形成ユニットと界面処理ユニットは、搬送ユニット８０が重合ウェハＴを搬送できる範囲であれば任意の位置に配置できる。例えば改質層形成ユニットと界面処理ユニットは、処理ユニット９０に積層して設けられてもよい。あるいは処理ユニット９０の水平方向に隣接した位置、例えば移動機構８３を挟んで処理ユニット９０と反対側の位置に設けられていてもよい。なお、改質層形成ユニットと界面処理ユニットのいずれか一方が、加工装置５０の内部に配置されていてもよい。あるいは改質層形成ユニット（改質層形成装置）と界面処理ユニット（界面処理装置）の両方が、加工装置５０の外部に配置されていてもよい。さらに、位置検出部１００も加工装置５０の内部の位置検出ユニットに設けられていてもよいし、加工装置５０の外部の位置検出装置に設けられていてもよい。
次に、第２の実施形態にかかる基板処理システム２００の構成について説明する。図１８は、第２の実施形態にかかる基板処理システム２００の構成の概略を模式的に示す平面図である。
基板処理システム２００は、第１の実施形態の基板処理システム１の構成において、処理ステーション３に接合装置２１０と界面処理装置２２０をさらに有している。接合装置２１０と界面処理装置２２０は、ウェハ搬送領域３０のＹ軸負方向側において、搬入出ステーション２側からＸ軸方向にこの順で並べて配置されている。なお、かかる場合、搬入出ステーション２には、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をそれぞれ収容可能なカセットＣｗ、Ｃｓ、Ｃｔが搬入出される。そして、カセット載置台１０には、これらカセットＣｗ、Ｃｓ、ＣｔがＸ軸方向に一列に載置自在になっている。
接合装置２１０は、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎと支持ウェハＳの接合面Ｓｊをファンデルワールス力及び水素結合（分子間力）によって接合する。この接合の際、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊは、それぞれ改質され親水化されているのが好ましい。具体的に非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊを改質する際には、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊに照射されて、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊがプラズマ処理され、活性化される。また、このように改質された非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊに純水を供給し、非加工面Ｗｎと接合面Ｓｊを親水化する。なお、接合装置２１０の構成は任意であり、公知の接合装置を用いることができる。
図１９に示すように界面処理装置２２０は、除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷと支持ウェハＳ間の界面における接合力を低下させる処理を行うものである。そして、このように接合力を低下させることにより、周縁部Ｗｅを効率的に除去する。具体的に界面処理装置２２０では、例えば除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに対し、レーザ光などを照射して荒らす。
界面処理装置２２０は、非加工面Ｗｎが上方を向いた状態で被処理ウェハＷを保持するチャック２２１を有している。チャック２２１は、移動機構２２２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。移動機構２２２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２２１は、回転機構２２３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２２１の上方には、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎにレーザ光Ｋを照射するレーザヘッド２２４が設けられている。レーザヘッド２２４から照射するレーザ光Ｋは任意であるが、例えばエキシマレーザやファイバーレーザが用いられる。非加工面Ｗｎには上述したようにデバイス層Ｄと酸化膜Ｆｗが形成されているが、レーザ光は例えば紫外光であればよい。なお、レーザヘッド２２４は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されていてもよい。
レーザヘッド２２４のレーザ光Ｋの照射口は、移動機構（図示せず）によって水平方向に移動可能に構成されている。移動機構は、例えばレーザヘッド２２４の照射口を機械的に移動させてもよいし、あるいは音響素子で照射口を移動させてもよい。レーザ光は酸化膜Ｆｗに吸収されるため、その集光点を厳密に制御する必要がない。このため、本実施形態のように移動機構によって、レーザヘッド２２４の照射口を移動させて、周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎ（酸化膜Ｆｗ）を改質して粗面化することができる。
チャック２２１の上方には、被処理ウェハＷに対してガスを供給するガス供給部２２５が設けられている。ガス供給部２２５から供給されるガスには、例えば清浄空気や、窒素ガスなどの不活性ガスが用いられる。ガス供給部２２５は、ガスを供給するノズル２２６と、ノズル２２６から供給されたガスを整流する整流板２２７とを有している。ノズル２２６は、ガスを貯留して供給するガス供給源（図示せず）に連通している。またノズル２２６におけるガスの供給口は、被処理ウェハＷの中心上方に形成されている。整流板２２７は、チャック２２１に保持された被処理ウェハＷと略平行に設けられ、ノズル２２６からのガスが、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎ上を流れるように制御する。
チャック２２１の周囲には、ガス供給部２２５からのガスを収集して排気するためのカップ２２８が設けられている。カップ２２８の下面には、ガスを排出するための排気管２２９が接続されている。なお、カップ２２８は、被処理ウェハＷの全周を覆うものであってもよいし、あるいはレーザヘッド２２４の周囲のみを局所的に覆うものであってもよい。
界面処理装置２２０では、先ず、チャック２２１で被処理ウェハＷを保持した後、移動機構２２２によってチャック２２１を水平方向に移動させて、被処理ウェハＷのセンタリングを行う。その後、回転機構２２３によってチャック２２１を回転させながら、レーザヘッド２２４から被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎにレーザ光Ｋを照射して、当該非加工面Ｗｎを粗面化する。
また、非加工面Ｗｎを粗面化する際、ガス供給部２２５から被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに対してガスを供給する。供給されたガスは、非加工面Ｗｎの全面を流れて排気管２２９から排出される。本実施形態のようにレーザ光を用いて周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎを改質する場合、デブリ（ゴミ）が発生する場合がある。このデブリが中央部Ｗｃにおける非加工面Ｗｎに付着すると、デバイスが損傷を被るおそれがある。そこで、ガス供給部２２５からガスを供給してパージすることで、デブリが非加工面Ｗｎに付着するのを抑制することができる。なお、界面処理装置２２０における界面処理の後、さらに別の洗浄装置（図示せず）において非加工面Ｗｎを洗浄してもよい。かかる場合、例えば界面処理装置２２０のように整流板２２７と被処理ウェハＷの間にガスを供給する構成がない場合に比べて、本実施形態では界面処理装置２２０で洗浄を行うため、上記別の洗浄装置における洗浄を軽度に抑えることができる。
非加工面Ｗｎの粗面化する位置には、図２０に示すように、例えば除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の非加工面Ｗｎと、除去されない中央部Ｗｃに相当する部分の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎとの境界を改質して、改質溝Ｒ３を形成してもよい。またさらに、改質溝Ｒ３の外側に複数の環状の改質溝Ｒ４を形成してもよい。あるいは、図２１に示すように周縁部Ｗｅに相当する部分を面状で改質して、粗面化された改質面Ｒ５を形成してもよい。かかる場合、複数の改質溝Ｒ４で改質面Ｒ５を形成してもよいし、あるいはレーザ光の照射範囲を調整して改質面Ｒ５を形成してもよい。
なお、本実施形態では、界面処理装置２２０において改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５を形成し、処理ユニット９０では、第２のレーザヘッド９７、移動機構９８及び昇降機構９９が省略される。
次に、以上のように構成された基板処理システム２００を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態において、第１の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、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣｗ内の被処理ウェハＷが取り出され、トランジション装置３４に搬送される。続けて、ウェハ搬送装置３２により、トランジション装置３４の被処理ウェハＷが取り出され、界面処理装置２２０に搬送される。界面処理装置２２０では、図２２（ａ）に示すように被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおいて非加工面Ｗｎ（酸化膜Ｆｗ）が改質され、粗面化された改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５のいずれかが形成される。この際、改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の幅（径方向内側の端部の位置）は、被処理ウェハＷにおいて除去される周縁部Ｗｅの幅に応じて設定される。
なお、この界面処理装置２２０での非加工面Ｗｎの粗面化と並行して、ウェハ搬送装置２２によりカセットＣｓ内の支持ウェハＳが取り出され、トランジション装置３４を介してウェハ搬送装置３２により、接合装置２１０に搬送される。
次に、被処理ウェハＷはウェハ搬送装置２２により接合装置２１０に搬送される。この際、被処理ウェハＷはウェハ搬送装置２２又は反転装置（図示せず）によって表裏面が反転される。接合装置２１０では、図２２（ｂ）に示すように被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合され、重合ウェハＴが形成される。
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置３２により加工装置５０の処理ユニット９０に搬送される。処理ユニット９０において重合ウェハＴは、チャック９１に受け渡され保持される。その後、検出部（図示せず）によって、被処理ウェハＷの水平方向の向きが調節される。
また、処理ユニット９０では、位置検出部１００により赤外線を用いて被処理ウェハＷの改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５が撮像され、当該改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の内周位置が検出される。位置検出部１００の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、位置検出部１００の検出結果、すなわち改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の内周位置に基づいて、チャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。
続いて、制御装置６０による制御に基づいて第１のレーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図２２（ｃ）に示すように被処理ウェハＷの内部の所定位置に改質層Ｍが形成される。この際、上述したようにチャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４が調整されているので、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の内周位置を一致させることができる。
次に、重合ウェハＴは搬送ユニット８０により受渡位置Ａ０のチャック７１に受け渡され、チャック７１を第１の加工位置Ａ１に移動させる。そして、粗研削ユニット１３０において、図２２（ｄ）に示すように粗研削砥石１３２によって被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する。この際、図２２（ｅ）に示すように改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅが除去される。また、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面（非加工面Ｗｎ）が粗面化され接合力が低下しているので、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
次に、チャック７１を第２の加工位置Ａ２に移動させる。そして、中研削ユニット１４０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが中研削される。なお、上述した粗研削ユニット１３０において、周縁部Ｗｅが完全に除去できない場合には、この中研削ユニット１４０で周縁部Ｗｅが完全に除去される。
次に、チャック７１を第３の加工位置Ａ３に移動させる。そして、仕上研削ユニット１５０によって、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇが仕上研削される。
その後の被処理ウェハＷに対する処理は、上記実施形態と同様である。すなわち、第２の洗浄ユニット１２０における非接合面Ｓｎの洗浄、第１の洗浄ユニット１１０における加工面Ｗｇの洗浄、ウェットエッチング装置４０、４１における加工面Ｗｇのウェットエッチングなどが行われる。こうして、基板処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
以上の第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を享受することができる。
なお、本実施形態では、図２２（ａ）に示したように被処理ウェハＷに改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５を形成した後、図２２（ｂ）に示したように被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合し、図２２（ｃ）に示したように被処理ウェハＷに改質層Ｍを形成した。しかしながら、これらの順序は限定されない。例えば、改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の形成、改質層Ｍの形成、ウェハＷ、Ｓの接合をこの順で行ってもよい。また例えば、改質層Ｍの形成、改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の形成、ウェハＷ、Ｓの接合をこの順で行ってもよい。さらに例えば、改質層Ｍの形成、ウェハＷ、Ｓの接合、改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の形成をこの順で行ってもよい。
また、界面処理装置２２０におけるレーザ処理に先だって、非加工面Ｗｎに保護膜を形成してもよい。かかる場合、基板処理システム２００の処理ステーション３には、保護膜を形成する塗布装置（図示せず）と、保護膜を洗浄する（図示せず）とが設けられる。塗布装置は、例えばスピン塗布法によって非加工面Ｗｎの全面に保護材を塗布し、保護膜を形成する。また、洗浄装置は、例えばスピン洗浄法によって非加工面Ｗｎの全面に洗浄液を供給し、保護膜を洗浄除去する。
そして、基板処理システム２００では先ず、塗布装置において、非加工面Ｗｎの全面に保護膜を形成する。その後、界面処理装置２２０において、図２２（ａ）に示したように周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎを改質する。この際、被処理ウェハＷの中央部Ｗｃには保護膜が形成されているため、レーザ光によるデブリが発生しても、デバイスが損傷を被るのを抑制できる。そして、洗浄装置において、非加工面Ｗｎの保護膜を洗浄除去すれば、その後、図２２（ｂ）に示したように被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合できる。
なお、以上の第２の実施形態は、図１７に示したように重合ウェハＴにさらに第２の被処理ウェハＷ２を積層する場合にも適用できる。すなわち、界面処理装置２２０は、第２の被処理ウェハＷ２の改質層Ｍ、又は改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の位置を検出する。かかる検出結果に基づいて、改質層Ｍの位置と改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の内周位置を一致させることができる。
以上の実施形態では、界面処理装置２２０を用いて、除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷと支持ウェハＳ間の界面における接合力を低下させたが、接合力を低下させる方法はこれに限定されない。この接合力を低下させる方法の他の具体例としては、次の４つの方法が考えられる。
接合力低下方法として、例えば除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに、離型剤を塗布して離型膜を形成してもよい。具体的には、例えば図２３に示す界面処理装置２３０を用いる。なお、界面処理装置２３０は、例えば基板処理システム２００の処理ステーション３において、界面処理装置２２０に代えて設けられる。
界面処理装置２３０は、非加工面Ｗｎが上方を向いた状態で被処理ウェハＷを保持するチャック２３１を有している。チャック２３１は、回転機構２３２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２３１の上方には、被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎに離型剤Ａを塗布するノズル２３３が設けられている。ノズル２３３は、離型剤Ａを貯留して供給する離型剤供給源（図示せず）に連通している。またノズル２３３は、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されていてもよい。離型剤Ａには、被処理ウェハＷと支持ウェハＳ間の界面における接合力を低下させる、任意の材料が用いられる。
以上の界面処理装置２３０が設けられた基板処理システム２００を用いて行われるウェハ処理方法は、図２２に示した方法において、界面処理装置２２０のレーザ処理を、界面処理装置２３０の離型剤塗布処理に変更したものである。界面処理装置２３０では、チャック２３１を回転させながら、ノズル２３３から周縁部Ｗｅの非加工面Ｗｎに離型剤Ａを塗布することで、当該非加工面Ｗｎに離型膜が形成される。そして、周縁部Ｗｅでは離型膜によって被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合力が低下するため、図２２（ｅ）において周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
なお、界面処理装置２３０におけるチャック２３１の回転速度が高速の場合、塗布された離型剤Ａは遠心力によって被処理ウェハＷの外側に振り切られる。一方、チャック２３１の回転速度が中速の場合、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇに離型剤Ａが回り込むおそれがあるため、当該加工面Ｗｇ側から離型剤Ａのリンス液を供給してもよい。また、チャック２３１の回転速度が低速の場合、被処理ウェハＷの外側から離型剤Ａを吸引して排出してもよい。さらに、本実施形態では、接合前の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに対して、上述したように離型剤Ａを塗布したが、支持ウェハＳの接合面Ｓｊに対して同様の処理を行ってもよい。
また接合力低下方法として、例えば上述したように接合装置２１０がプラズマを利用した接合装置である場合には、除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎを、接合時にプラズマ照射してもよい。上述したように接合装置２１０では、プラズマ化された酸素イオン又は窒素イオンが非加工面Ｗｎに照射されて、非加工面Ｗｎがプラズマ処理され、活性化される。そこで、この接合装置２１０において、周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎに酸素イオン又は窒素イオンが照射されないように、当該非加工面Ｗｎの上方に遮蔽板を設けてもよい。
かかる場合、接合装置２１０では、被処理ウェハＷの中央部Ｗｃにおける非加工面Ｗｎは酸素イオン又は窒素イオンによって活性化されるが、周縁部Ｗｅにおける非加工面Ｗｎは活性化されない。そうすると、図２２（ｂ）に示したように接合装置２１０で被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合する際、周縁部Ｗｅにおいては被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されない。このため、図２２（ｅ）において周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。なお、本実施形態では、接合前の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに対して、上述したように周縁部Ｗｅが活性化されないようにしたが、支持ウェハＳの接合面Ｓｊに対して同様の処理を行ってもよい。
また接合力低下方法として、例えば除去される周縁部Ｗｅに対応する部分の支持ウェハＳの接合面Ｓｊをエッチングしてもよい。具体的には、例えば図２４に示す界面処理装置２４０を用いる。なお、界面処理装置２４０は、例えば基板処理システム２００の処理ステーション３において、界面処理装置２２０に代えて設けられる。
界面処理装置２４０は、接合面Ｓｊが上方を向いた状態で支持ウェハＳを保持するチャック２４１を有している。チャック２４１は、回転機構２４２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２４１の上方には、支持ウェハＳの接合面Ｓｊに対して、第１のエッチング液Ｅ１を供給する第１の液供給部としての第１のノズル２４３と、第２のエッチング液Ｅ２を供給する第２の液供給部としての第２のノズル２４４とが設けられている。ノズル２４３、２４４はそれぞれ、エッチング液Ｅ１、Ｅ２を貯留して供給するエッチング液供給源（図示せず）に連通している。またノズル２４３、２４４はそれぞれ、移動機構（図示せず）によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されていてもよい。
第１のエッチング液Ｅ１は、支持ウェハＳの接合面Ｓｊに形成された酸化膜Ｆｓをエッチングする。第１のエッチング液Ｅ１には、例えばＨＦ（フッ化水素）などが用いられる。第２のエッチング液Ｅ２は、支持ウェハＳの接合面Ｓｊ、すなわちシリコンをエッチングする。第２のエッチング液Ｅ２には、例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、Ｃｈｏｌｉｎｅ（コリン）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）などが用いられる。
かかる場合、界面処理装置２４０に搬送された支持ウェハＳには、図２５（ａ）に示すようにその接合面Ｓｊに酸化膜Ｆｓが形成されている。そして、図２５（ｂ）に示すようにチャック２４１を回転させながら、第１のノズル２４３から酸化膜Ｆｓの周縁部に第１のエッチング液Ｅ１を供給し、当該酸化膜Ｆｓの周縁部がエッチングされる。なお、本実施形態では、エッチングされた酸化膜Ｆｓの端部は、後述する改質層Ｍが形成される位置、すなわち除去される周縁部Ｗｅの端部と一致している。
次に、図２５（ｃ）に示すようにチャック２４１を回転させながら、第２のノズル２４４から支持ウェハＳの接合面Ｓｊの周縁部に第２のエッチング液Ｅ２を供給し、当該接合面Ｓｊ（シリコン部分）の周縁部がエッチングされる。この際、第２のエッチング液Ｅ２には上述したＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどｉが用いられるため、酸化膜Ｆｓはエッチングされず、当該酸化膜Ｆｓをマスクとして接合面Ｓｊがエッチングされる。また、接合面Ｓｊは厚み方向に例えば数μｍエッチングされる。
次に、エッチング処理が行われた支持ウェハＳと、被処理ウェハＷとがそれぞれ、接合装置２１０に搬送される。接合装置２１０では、図２５（ｄ）に示すように被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合され、重合ウェハＴが形成される。この際、周縁部Ｗｅにおいては被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されない。
次に、重合ウェハＴは加工装置５０の処理ユニット９０に搬送される。処理ユニット９０では、位置検出部１００により赤外線を用いて酸化膜Ｆｓの端部の位置が検出される。位置検出部１００の検出結果は、制御装置６０に出力される。制御装置６０では、位置検出部１００の検出結果、すなわち酸化膜Ｆｓの端部の位置に基づいて、チャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４からのレーザ光Ｌの照射軸を調整する。
続いて、制御装置６０による制御に基づいて第１のレーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図２５（ｄ）に示すように被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍが形成される。この際、上述したようにチャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４が調整されているので、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と酸化膜Ｆｓの端部の位置を一致させることができる。
次に、粗研削ユニット１３０において被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研削する際に、改質層ＭとクラックＣを基点に周縁部Ｗｅが除去される。この際、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されていないので、周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
ここで、例えば酸化膜Ｆｓの膜厚が小さい場合、当該酸化膜Ｆｓをエッチングしただけでは、被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合された後、周縁部Ｗｅが再密着するおそれがある。この点、本実施形態では、酸化膜Ｆｓに加えて、支持ウェハＳの接合面Ｓｊまでエッチングしているので、当該再密着を抑制することができ、周縁部Ｗｅにおいて被処理ウェハＷと支持ウェハＳの未接合領域を維持することができる。なお、例えば酸化膜Ｆｓの膜厚が十分大きい場合には、接合面Ｓｊのエッチングを省略してもよい。
また、本実施形態では第２のエッチング液Ｅ２としてアルカリ性の液を用いている。かかる場合、第２のエッチング液Ｅ２を用いて支持ウェハＳの接合面Ｓｊをエッチングすると、当該接合面Ｓｊが粗面化する。そうすると、周縁部Ｗｅにおける被処理ウェハＷと支持ウェハＳの接合と再密着をより確実に抑制することができる。
なお、本実施形態では図２５（ｄ）に示したようにエッチングされた酸化膜Ｆｓの端部の位置と改質層Ｍの位置を一致させていたが、図２６に示すように改質層Ｍを酸化膜Ｆｓの端部よりも径方向内側に形成してもよい。換言すれば、酸化膜Ｆｓのエッチングを改質層Ｍの径方向外側で行ってもよい。
かかる場合、第１のレーザヘッド９４からのレーザ光Ｌによって改質層Ｍを形成する際に、例えば加工誤差などにより改質層Ｍが酸化膜Ｆｓの端部からずれて形成されたとしても、当該改質層Ｍが酸化膜Ｆｓの端部から径方向外側に形成されるのを抑制できる。ここで、改質層Ｍが酸化膜Ｆｓの端部から径方向外側に形成されると、周縁部Ｗｅが除去された後に支持ウェハＳに対して被処理ウェハＷが浮いた状態になってしまう。この点、本実施形態では、かかる被処理ウェハＷの状態を確実に抑制することができる。
なお、本開示者らが鋭意検討したところ、酸化膜Ｆｓの端部と改質層Ｍとの距離Ｇが十分に小さいと周縁部Ｗｅを適切に除去できることを確認している。そして、この距離Ｇは５００μｍ以内であるのが好ましい。
また、図２６の例では改質層Ｍを酸化膜Ｆｓの端部よりも径方向内側に形成したが、同様に、上記実施形態においても改質層Ｍは、改質面Ｒ１、Ｒ２、改質溝Ｒ３、Ｒ４、改質面Ｒ５の端部より径方向内側に形成されていてもよい。
なお、本実施形態では、接合前の支持ウェハＳの接合面Ｓｊをエッチングしたが、例えば除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに形成された酸化膜Ｆｗをエッチングしてもよい。例えばエッチング液には、ＨＦ（フッ化水素）が用いられる。
かかる場合、図２２（ａ）に示した界面処理装置２２０のレーザ処理に代えて、周縁部Ｗｅのエッチング処理が行われる。エッチングされた周縁部Ｗｅは除去されて中央部Ｗｃとの間で段差が形成されるか、あるいはエッチングされた周縁部Ｗｅは粗面化される。そうすると、図２２（ｂ）に示したように接合装置２１０で被処理ウェハＷと支持ウェハＳを接合する際、周縁部Ｗｅにおいては被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されない。このため、図２２（ｅ）において周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
また接合力低下方法として、例えば除去される周縁部Ｗｅに相当する部分の被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに形成された酸化膜Ｆｗを研磨してもよい。具体的には、例えば図２７に示す界面処理装置２５０を用いる。なお、界面処理装置２５０は、例えば基板処理システム２００の処理ステーション３において、界面処理装置２２０に代えて設けられる。
界面処理装置２５０は、酸化膜Ｆｗが上方を向いた状態で被処理ウェハＷを保持するチャック２５１を有している。チャック２５１は、回転機構２５２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２５１の上方には、酸化膜Ｆｗの周縁部に押圧され、当該酸化膜Ｆｗの周縁部の除去を行うための研磨部材２５３が設けられている。研磨部材２５３は、移動機構（図示せず）によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。
このように研磨部材２５３を用いて酸化膜Ｆｗの周縁部の除去を行うことにより、周縁部Ｗｅにおいて被処理ウェハＷと支持ウェハＳが接合されず、後続の処理において周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。また、酸化膜Ｆｗの表面にはダメージ層が形成されるため、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの再密着を抑制することができ、未接合領域を維持することができる。
また、研磨部材２５３の表面粒度、すなわち、研磨部材２５３の砥粒径を任意に選択することができるため、酸化膜Ｆｗの膜除去レートや、膜除去後の酸化膜Ｆｗの表面粗さを任意に調節することができる。これにより、未接合領域の再密着をさらに適切に抑制することができる。
なお、本実施形態では、被処理ウェハＷの酸化膜Ｆｗを研磨したが、支持ウェハＳの酸化膜Ｆｓに対して同様の処理を行ってもよい。
以上の実施形態の処理ユニット９０では、図６に示したように改質層Ｍは、その下端が被処理ウェハＷの研削後の目標表面より上方に位置するように、１箇所に形成されていたが、改質層Ｍの形成方法はこれに限定されない。図２８（ａ）〜（ｄ）に示すように改質層Ｍは、被処理ウェハＷの厚み方向に複数形成されていてもよい。
図２８（ａ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２８（ａ）中の点線）より上方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達している。
図２８（ｂ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ２が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば２段に形成されている。下層の改質層Ｍ２の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２８（ｂ）中の点線）より上方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ２によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに到達するが、加工面Ｗｇには到達していない。かかる場合、例えば粗研削ユニット１３０において、粗研削砥石１３２を下降させて加工面Ｗｇを研削する際、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達するまでは、加工面Ｗｇが被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを含めて研削される。そして、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達すると、当該クラックＣより下方において周縁部Ｗｅが剥離して除去される。このように改質層Ｍ１〜Ｍ２から延伸するクラックＣの上端高さを所定位置に制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさ（高さ）を制御することができる。
図２８（ｃ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、研削後の被処理ウェハＷの目標表面（図２８（ｃ）中の点線）より下方に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇと非加工面Ｗｎに到達している。かかる場合、研削後の被処理ウェハＷにおいて周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に改質層Ｍ４が形成されているので、当該周縁部Ｗｅをより確実に剥離させて除去することができる。なお、このように改質層Ｍ４を目標表面より下方に形成する場合、改質層Ｍ４から延びるクラックＣが発生しがたいようにレーザ光の集光をぼかすことにより制御する。そうすると、被処理ウェハＷに接合された支持ウェハＳにまで、クラックＣを発生させることを抑制できる。クラックＣの位置は全周方向で変わってくるが、このように改質層Ｍ４の下端は制御できるので、精度よく除去できる。
図２８（ｄ）に示す例においては改質層Ｍ１〜Ｍ４が、被処理ウェハＷの厚み方向に複数段、例えば４段に形成されている。最下層の改質層Ｍ４の下端は、デバイス層Ｄの内部に位置している。また、これら改質層Ｍ１〜Ｍ４によって進展するクラックＣは、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇに到達している。かかる場合でも、研削後の被処理ウェハＷにおいて周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に改質層Ｍ４が形成されているので、当該周縁部Ｗｅをより確実に剥離させて除去することができる。
なお、上述した図１０に示したようにデバイス層Ｄに改質面Ｒ２を形成する場合には、周縁部Ｗｅのデバイス層Ｄにおけるアブレーションの影響が、その内側の中央部Ｗｃにおけるデバイス層Ｄに及ぶおそれがある。かかる場合、図２８（ｄ）に示したようにデバイス層Ｄに改質層Ｍ４を形成した後、改質面Ｒ２を形成するのが好ましい。改質層Ｍ４がアブレーションの影響をせき止める役割を果たし、当該アブレーションの影響が中央部Ｗｃに及ぶのを確実に防止することができる。
図２８に示したように改質層Ｍを、被処理ウェハＷの厚み方向に複数形成する方法は任意であるが、例えば図２９に示すように３つの加工方法が挙げられる。図２９においては、被処理ウェハＷにおいて改質層Ｍが形成される部分（周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界）を平面に展開した図である。すなわち、図２９の横方向は、周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界の周方向を示し、縦方向は、被処理ウェハＷの厚み方向を示す。また、図２９において点線は改質層Ｍ１〜Ｍ４を示し、被処理ウェハＷの厚み方向に複数の改質層Ｍ１〜Ｍ４が形成されている様子を示す。
図２９（ａ）に示す加工方法においては、処理ユニット９０において、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定された第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。次に、チャック９１の回転を停止し、第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止した後、昇降機構９６によって第１のレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４レーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。
なお、改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成するに際しては、チャック９１の回転を継続した状態で、第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射をオンオフ制御してもよい。例えばチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、改質層Ｍ４を形成する。その後、チャック９１の回転を継続した状態で、一旦第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止する。続けて、第１のレーザヘッド９４を上昇させ、再び第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、改質層Ｍ３を形成する。なおこの際、改質層Ｍ４を形成する際のレーザ光の照射開始位置及び照射終了位置を記憶しておくことで、次に改質層Ｍ３を形成する際のレーザ光の照射開始位置及び照射終了位置を合わせこむことができる。そして、以上のようにチャック９１の回転を停止させないことで、チャック９１の回転加速及び減速中のレーザ光の照射待ち時間を短縮し、全体の処理時間を短縮することができる。さらにチャック９１の回転速度を等速に維持することで、レーザ処理を均一に行うことができ、改質層Ｍの水平方向のピッチを等しくすることも可能となる。
図２９（ｂ）に示す加工方法においては、移動機構９２によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定された第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。この改質層Ｍ４の形成が終了する前に、チャック９１の回転と第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射とを継続した状態で、昇降機構９６によって第１のレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、第１のレーザヘッド９４の鉛直方向位置を固定した状態で、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４からレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。かかる場合、改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成することができるので、図２９（ａ）に示した加工方法に比べて、加工処理に要する時間を短縮することができる。
図２９（ｃ）に示す加工方法においては、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、昇降機構９６によって第１のレーザヘッド９４を上昇させながら、当該第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射する。そして、環状の改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成する。すなわち、本加工方法では、改質層Ｍ１〜Ｍ４を螺旋状に連続して形成する。かかる場合でも、改質層Ｍ１〜Ｍ４を連続して形成することができるので、図２９（ａ）に示した加工方法に比べて、加工処理に要する時間を短縮することができる。しかも、改質層Ｍ１〜Ｍ４を側面視において急勾配で形成することがなく、図２９（ｂ）に示した加工方法に比べて、鉛直方向（被処理ウェハＷの厚み方向）に均一に形成することができる。
以上の実施形態では、処理ユニット９０において、被処理ウェハＷの内部に環状の改質層Ｍを形成したが、図３０に示すように環状の改質層Ｍから径方向外側に延伸する複数の径方向改質層Ｍ’をさらに形成してもよい。かかる場合、例えば処理ユニット９０で周縁部Ｗｅを除去する際、当該周縁部Ｗｅは、環状の改質層Ｍを基点に剥離しつつ、径方向改質層Ｍ’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が小さくなり、より容易に除去することができる。
また、加工面Ｗｇの研削時に除去する周縁部Ｗｅ（エッジ片）を小片化する方法として、図３０に示すように改質層Ｍと同心円方向に任意の間隔で、複数の環状の分割改質層Ｍ”を形成してもよい。かかる場合、除去される周縁部Ｗｅをより小さくすることができる。また、分割改質層Ｍ”の径方向の間隔を制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさを制御することができる。
さらに、このように複数の環状の分割改質層Ｍ”を形成する場合、図３１に示すように平面視において分割改質層Ｍ”を螺旋状に形成してもよい。かかる場合、処理ユニット９０において、チャック９１又は第１のレーザヘッド９４を水平方向に移動させつつ、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷにレーザ光を照射する。そうすると、螺旋状の分割改質層Ｍ”を連続して形成することができる。その結果、加工処理に要する時間を短縮することができる。
また、図３２に示すように分割改質層Ｍ”は、平面視において螺旋状、且つ蛇行して形成してもよい。かかる場合、処理ユニット９０において、チャック９１又は第１のレーザヘッド９４を水平方向に移動させつつ、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷにレーザ光を照射する。この際、チャック９１又は第１のレーザヘッド９４の移動の位相、周期、振幅を制御することで、このような蛇行する波形状の分割改質層Ｍ”を形成することができる。また、この分割改質層Ｍ”を２周以上形成する。そして、分割改質層Ｍ”の蛇行位相のずれや周数を制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさを制御することができる。なお、本実施形態においては、図３０及び図３１に示した径方向改質層Ｍ’は不要となる。
また、図３３（ａ）に示すように分割改質層Ｍ”を、分割改質層Ｍ”から進展するクラックＣが、被処理ウェハＷの内部の所定位置まで延伸するように形成してもよい。すなわち、クラックＣは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに到達するが、加工面Ｗｇには到達しない。かかる場合、例えば粗研削ユニット１３０において粗研削砥石１３２を下降させて加工面Ｗｇを研削する際、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達するまでは、図３３（ｂ）に示すように加工面Ｗｇが被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを含めて研削される。そして、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達すると、当該クラックＣより下方において周縁部Ｗｅが剥離して除去される。このようにクラックＣの上端高さを所定位置に制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさ（高さ）を制御することができる。なお、図３０の例においては、分割改質層Ｍ”は２段に形成されているが、第１のレーザヘッド９４からの集光点を２つに調整することで、チャック９１を回転させながら、２段の分割改質層Ｍ”を同時に形成することも可能である。
なお、以上の実施形態の基板処理システム１、２００には、被処理ウェハＷの加工面Ｗｇを研磨するＣＭＰ装置（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）が設けられていてもよい。かかる場合、研磨後の加工面Ｗｇを洗浄する洗浄装置が設けられていてもよい。ＣＭＰ装置は、例えば処理ステーション３において、ウェハ搬送領域３０のＹ軸負方向側に設けられてもよい。また、洗浄装置は、例えばウェハ搬送領域３０のＸ軸正方向側において、ウェットエッチング装置４０、４１に積層して設けられてもよい。
以上の実施形態では、粗研削ユニット１３０（又は粗研削ユニット１３０及び中研削ユニット１４０）において被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを除去したが、周縁除去装置の構成はこれに限定されない。例えば被処理ウェハＷに改質層Ｍを形成した後、当該改質層Ｍより外側に力を作用させることで、周縁部Ｗｅを除去してもよい。このように力を作用させる方法は任意であるが、例えば砥石ホイール（図示せず）やブレード（図示せず）、ブラシ（図示せず）を周縁部Ｗｅに当接させ、当該周縁部Ｗｅに衝撃を付与する。あるいは、周縁部Ｗｅに水圧、空気圧を付与する。また、周縁部Ｗｅにテープ（図示せず）を貼り付けて引っ張る。このような外力によって、周縁部Ｗｅは、改質層ＭとクラックＣを基点に剥離して除去される。
以上の実施形態では、被処理ウェハ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、これら被処理ウェハＷと支持ウェハＳは接着剤を介して接合されてもよい。
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 基板処理システム
５０ 加工装置
６０ 制御装置
９０ 処理ユニット
１３０ 粗研削ユニット
Ｓ 支持ウェハ
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 被処理ウェハ
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４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を保持して搬送する、例えば２本の搬送アーム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。
処理ユニット９０で行われる２つ目の処理である、第２のレーザヘッド９７を用いた改質面の形成について説明する。処理ユニット９０で、被処理ウェハＷと支持ウェハＳの界面を処理する際には、被処理ウェハＷの内部を改質するか、あるいはデバイス層Ｄの内部を改質する。すなわち、本実施形態における界面には、これら被処理ウェハＷの内部とデバイス層Ｄの内部が含まれる。
３つ目の加工方法は、図１１（ｃ）に示すように第２のレーザヘッド９７からのレーザ光Ｌの集光点を、デバイス層Ｄの下方に位置させる方法である。かかる場合、レーザ光Ｌは被処理ウェハＷを透過してデバイス層Ｄに照射され、当該デバイス層Ｄがアブレーションを起こす。なお、レーザ光Ｌはデバイス層Ｄに吸収されるので、当該デバイス層Ｄの下方で集光することはない。そして、回転機構９３によってチャック９１を回転させつつ、移動機構９８によって第２のレーザヘッド９７を径方向外側に移動させながら、第２のレーザヘッド９７からレーザ光Ｌを照射する。そうすると、デバイス層Ｄに改質面Ｒ２が形成される。なお、改質面Ｒ２を形成するに際しては、移動機構９２によってチャック９１を径方向に移動させてもよいし、あるいは第２のレーザヘッド９７とチャック９１の両方を移動させてもよい。
また、処理ユニット９０では、移動機構９２によってチャック９１を水平方向に移動させて、重合ウェハＴのセンタリングを行うと共に、第１のレーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４から第２の被処理ウェハＷ２の内部にレーザ光Ｌを照射して、図１７（ｂ）に示すように第２の被処理ウェハＷ２の内部の所定位置に改質層Ｍが形成される。なお、改質層Ｍの位置は、第１の被処理ウェハＷ１の端部より径方向内側である。
基板処理システム２００は、第１の実施形態の基板処理システム１の構成において、処理ステーション３に接合装置２１０と界面処理装置２２０をさらに有している。接合装置２１０と界面処理装置２２０は、ウェハ搬送領域３０のＹ軸負方向側において、搬入出ステーション２側からＸ軸方向にこの順で並べて配置されている。なお、かかる場合、搬入出ステーション２には、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をそれぞれ収容可能なカセットＣｗ、Ｃｓ、Ｃｔが搬入出される。そして、カセット載置台１０には、これらカセットＣｗ、Ｃｓ、ＣｔがＹ軸方向に一列に載置自在になっている。
その後の被処理ウェハＷに対する処理は、上記実施形態と同様である。すなわち、第２の洗浄ユニット１２０における非接合面Ｓｎの洗浄、第１の洗浄ユニット１１０における加工面Ｗｇの洗浄、ウェットエッチング装置４０、４１における加工面Ｗｇのウェットエッチングなどが行われる。こうして、基板処理システム２００における一連のウェハ処理が終了する。
また、界面処理装置２２０におけるレーザ処理に先だって、非加工面Ｗｎに保護膜を形成してもよい。かかる場合、基板処理システム２００の処理ステーション３には、保護膜を形成する塗布装置（図示せず）と、保護膜を洗浄する洗浄装置（図示せず）とが設けられる。塗布装置は、例えばスピン塗布法によって非加工面Ｗｎの全面に保護材を塗布し、保護膜を形成する。また、洗浄装置は、例えばスピン洗浄法によって非加工面Ｗｎの全面に洗浄液を供給し、保護膜を洗浄除去する。
次に、図２５（ｃ）に示すようにチャック２４１を回転させながら、第２のノズル２４４から支持ウェハＳの接合面Ｓｊの周縁部に第２のエッチング液Ｅ２を供給し、当該接合面Ｓｊ（シリコン部分）の周縁部がエッチングされる。この際、第２のエッチング液Ｅ２には上述したＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられるため、酸化膜Ｆｓはエッチングされず、当該酸化膜Ｆｓをマスクとして接合面Ｓｊがエッチングされる。また、接合面Ｓｊは厚み方向に例えば数μｍエッチングされる。
続いて、制御装置６０による制御に基づいて第１のレーザヘッド９４を周縁部Ｗｅの上方に移動させる。その後、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射して、図２５（ｄ）に示すように被処理ウェハＷの内部に改質層Ｍが形成される。この際、上述したようにチャック９１の中心軸又は第１のレーザヘッド９４の照射軸が調整されているので、被処理ウェハＷに改質層Ｍを適切に形成することができる。そしてその結果、改質層Ｍの位置と酸化膜Ｆｓの端部の位置を一致させることができる。
図２９（ａ）に示す加工方法においては、処理ユニット９０において、回転機構９３によってチャック９１を回転させながら、鉛直方向に固定された第１のレーザヘッド９４から被処理ウェハＷの内部にレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ４を形成する。次に、チャック９１の回転を停止し、第１のレーザヘッド９４からのレーザ光の照射を停止した後、昇降機構９６によって第１のレーザヘッド９４を所定位置、すなわち改質層Ｍ３を形成する位置まで上昇させる。その後、チャック９１を回転させながら第１のレーザヘッド９４からレーザ光を照射して、環状の改質層Ｍ３を形成する。改質層Ｍ２、Ｍ１についても同様に形成して、被処理ウェハＷに改質層Ｍ１〜Ｍ４を形成する。
また、図３３（ａ）に示すように分割改質層Ｍ”を、分割改質層Ｍ”から進展するクラックＣが、被処理ウェハＷの内部の所定位置まで延伸するように形成してもよい。すなわち、クラックＣは、被処理ウェハＷの非加工面Ｗｎに到達するが、加工面Ｗｇには到達しない。かかる場合、例えば粗研削ユニット１３０において粗研削砥石１３２を下降させて加工面Ｗｇを研削する際、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達するまでは、図３３（ｂ）に示すように加工面Ｗｇが被処理ウェハＷの周縁部Ｗｅを含めて研削される。そして、粗研削砥石１３２の研削面がクラックＣに到達すると、当該クラックＣより下方において周縁部Ｗｅが剥離して除去される。このようにクラックＣの上端高さを所定位置に制御することで、除去される周縁部Ｗｅの小片の大きさ（高さ）を制御することができる。なお、図３３の例においては、分割改質層Ｍ”は２段に形成されているが、第１のレーザヘッド９４からの集光点を２つに調整することで、チャック９１を回転させながら、２段の分割改質層Ｍ”を同時に形成することも可能である。

Claims (14)

  1. 基板を処理する基板処理システムであって、
    第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成装置と、
    前記周縁部において、前記第１の基板と第２の基板とが接合される界面に所定の処理を行う界面処理装置と、
    前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去装置と、
    前記改質層形成装置で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理装置で処理された前記界面の位置を検出する位置検出装置と、
    前記改質層形成装置と前記界面処理装置を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、
    前記位置検出装置で検出された前記改質層の位置に基づいて、前記界面処理装置で処理される前記界面の位置を制御し、
    又は、前記位置検出装置で検出された前記界面の位置に基づいて、前記改質層形成装置で形成する前記改質層の位置を制御する。
  2. 請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
    前記位置検出装置は、赤外線を用いて、前記改質層形成装置で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理装置で処理された前記界面の位置を検出する。
  3. 請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
    前記改質層形成装置は、前記界面処理装置で処理された前記界面の端部に対応する位置よりも径方向内側に前記改質層を形成する。
  4. 請求項３に記載の基板処理システムにおいて、
    前記改質層形成装置は、前記界面の端部に対応する位置から径方向内側に５００μｍ以内の位置に前記改質層を形成する。
  5. 請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
    前記界面処理装置は、前記界面を改質することを特徴とする。
  6. 請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
    前記界面処理装置は、
    前記第２の基板の表面に形成された膜を第１のエッチング液でエッチングする第１の液供給部と、
    前記膜がエッチングされた前記第２の基板の表面を第２のエッチング液でエッチングする第２の液供給部と、を有する。
  7. 請求項１に記載の基板処理システムにおいて、
    前記界面処理装置は、前記第１の基板の表面に形成された膜又は前記第２の基板の表面に形成された膜を研磨する。
  8. 基板を処理する基板処理方法であって、
    第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って当該第１の基板の内部に改質層を形成する改質層形成工程と、
    前記周縁部において、前記第１の基板と第２の基板とが接合される界面に所定の処理を行う界面処理工程と、
    前記改質層形成工程で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理工程で処理された前記界面の位置を検出する位置検出工程と、
    前記改質層を基点に前記周縁部を除去する周縁除去工程と、を有し、
    前記改質層形成工程が前記界面処理工程の前に行われる場合、前記位置検出工程で検出された前記改質層の位置に基づいて、前記界面処理工程において処理する前記界面の位置を制御し、
    又は、前記界面処理工程が前記改質層形成工程の前に行われる場合、前記位置検出工程で検出された前記界面の位置に基づいて、前記改質層形成工程において形成する前記改質層の位置を制御する。
  9. 請求項８に記載の基板処理方法において、
    前記位置検出工程では、赤外線を用いて、前記改質層形成工程で形成された前記改質層の位置、又は、前記界面処理工程で処理された前記界面の位置を検出する。
  10. 請求項８に記載の基板処理方法において、
    前記改質層形成工程は前記界面処理工程の後に行われ、
    前記改質層形成工程において、前記界面処理工程で処理された前記界面の端部に対応する位置よりも径方向内側に前記改質層を形成する。
  11. 請求項１０に記載の基板処理方法において、
    前記改質層形成工程において、前記界面の端部に対応する位置から径方向内側に５００μｍ以内の位置に前記改質層を形成する。
  12. 請求項８に記載の基板処理方法において、
    前記界面処理工程において、前記界面を改質することを特徴とする。
  13. 請求項８に記載の基板処理方法において、
    前記界面処理工程は、
    前記第２の基板の表面に形成された膜を第１のエッチング液でエッチングする第１のエッチング工程と、
    前記膜がエッチングされた前記第２の基板の表面を第２のエッチング液でエッチングする第２のエッチング工程と、を有する。
  14. 請求項８に記載の基板処理方法において、
    前記界面処理工程において、前記第１の基板の表面に形成された膜又は前記第２の基板の表面に形成された膜を研磨する。
JP2020516241A 2018-04-27 2019-04-15 基板処理システム及び基板処理方法 Active JP6934563B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021135404A JP7149393B2 (ja) 2018-04-27 2021-08-23 基板処理システム及び基板処理方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018087735 2018-04-27
JP2018087735 2018-04-27
JP2018171253 2018-09-13
JP2018171253 2018-09-13
PCT/JP2019/016125 WO2019208298A1 (ja) 2018-04-27 2019-04-15 基板処理システム及び基板処理方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021135404A Division JP7149393B2 (ja) 2018-04-27 2021-08-23 基板処理システム及び基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019208298A1 true JPWO2019208298A1 (ja) 2021-04-22
JP6934563B2 JP6934563B2 (ja) 2021-09-15

Family

ID=68293911

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020516241A Active JP6934563B2 (ja) 2018-04-27 2019-04-15 基板処理システム及び基板処理方法
JP2021135404A Active JP7149393B2 (ja) 2018-04-27 2021-08-23 基板処理システム及び基板処理方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021135404A Active JP7149393B2 (ja) 2018-04-27 2021-08-23 基板処理システム及び基板処理方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11450578B2 (ja)
JP (2) JP6934563B2 (ja)
KR (2) KR20240045348A (ja)
CN (2) CN112005344B (ja)
TW (2) TWI814814B (ja)
WO (1) WO2019208298A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10818488B2 (en) * 2017-11-13 2020-10-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafer structure and trimming method thereof
JP7115850B2 (ja) * 2017-12-28 2022-08-09 株式会社ディスコ 被加工物の加工方法および加工装置
JP2020057709A (ja) * 2018-10-03 2020-04-09 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP7412161B2 (ja) * 2019-12-23 2024-01-12 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JPWO2021192853A1 (ja) * 2020-03-24 2021-09-30
US20240087900A1 (en) * 2020-03-24 2024-03-14 Tokyo Electron Limited Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20230004673A (ko) * 2020-04-20 2023-01-06 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP2022136755A (ja) 2021-03-08 2022-09-21 キオクシア株式会社 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
WO2023157566A1 (ja) * 2022-02-18 2023-08-24 東京エレクトロン株式会社 処理方法及び処理システム
WO2024070309A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理システム
WO2024095768A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11251277A (ja) * 1998-03-02 1999-09-17 Mitsubishi Materials Silicon Corp 張り合わせシリコンウェーハおよびその製造方法
JP2015138951A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP2018043340A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社荏原製作所 基板加工方法および基板加工装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09216152A (ja) 1996-02-09 1997-08-19 Okamoto Kosaku Kikai Seisakusho:Kk 端面研削装置及び端面研削方法
FR2823373B1 (fr) * 2001-04-10 2005-02-04 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de coupe de couche d'un substrat, et procede associe
JP2004111606A (ja) 2002-09-18 2004-04-08 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハの加工方法
JP4148105B2 (ja) * 2002-11-08 2008-09-10 日立金属株式会社 ＳｉＣ基板の製造方法
JP2006108532A (ja) 2004-10-08 2006-04-20 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの研削方法
JP4776994B2 (ja) * 2005-07-04 2011-09-21 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP2008153420A (ja) 2006-12-18 2008-07-03 Seiko Epson Corp 基材の分割方法、液滴吐出ヘッドの製造方法、半導体装置の製造方法、基板の製造方法、及び電気光学装置の製造方法
US7786012B2 (en) * 2007-03-12 2010-08-31 Globalfoundries Inc. Tapered edge exposure for removal of material from a semiconductor wafer
JP5134928B2 (ja) 2007-11-30 2013-01-30 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物研削方法
JP5054496B2 (ja) 2007-11-30 2012-10-24 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
KR20110015009A (ko) * 2008-06-10 2011-02-14 에어 워터 가부시키가이샤 질소 화합물 반도체 기판의 제조 방법 및 질소 화합물 반도체 기판, 단결정 ＳｉＣ 기판의 제조 방법 및 단결정 ＳｉＣ 기판
JP2009094534A (ja) * 2008-12-26 2009-04-30 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板周縁部のエッチング処理方法および基板周縁部のエッチング処理装置
JP5414467B2 (ja) * 2009-11-09 2014-02-12 キヤノン株式会社 レーザ加工方法
JP5595056B2 (ja) 2010-02-01 2014-09-24 株式会社ディスコ 環状凸部除去装置
JP5571409B2 (ja) * 2010-02-22 2014-08-13 株式会社荏原製作所 半導体装置の製造方法
JP2012033668A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd レーザ加工方法
US20120028555A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Memc Electronic Materials, Inc. Grinding Tool For Trapezoid Grinding Of A Wafer
JP5643036B2 (ja) 2010-09-14 2014-12-17 株式会社ディスコ 光デバイスウエーハの加工方法
JP2012079785A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Tokyo Electron Ltd 絶縁膜の改質方法
JP5953645B2 (ja) * 2010-11-16 2016-07-20 株式会社東京精密 半導体基板の切断方法及び半導体基板の切断装置
JP5784658B2 (ja) 2013-02-28 2015-09-24 株式会社東芝 半導体装置の製造方法及び製造装置
JP6093328B2 (ja) * 2013-06-13 2017-03-08 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム、基板処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6061251B2 (ja) * 2013-07-05 2017-01-18 株式会社豊田自動織機 半導体基板の製造方法
JP2015032690A (ja) 2013-08-02 2015-02-16 株式会社ディスコ 積層ウェーハの加工方法
KR102250130B1 (ko) 2013-11-20 2021-05-11 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
JP6410152B2 (ja) 2015-09-11 2018-10-24 東芝メモリ株式会社 半導体装置の製造方法
JP2017071074A (ja) 2015-10-05 2017-04-13 国立大学法人埼玉大学 内部加工層形成単結晶基板の製造方法、および、単結晶基板の製造方法
JP6640005B2 (ja) 2016-04-12 2020-02-05 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN106334994B (zh) * 2016-09-21 2018-10-09 京东方科技集团股份有限公司 研磨方法、ogs基板和ogs母板的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11251277A (ja) * 1998-03-02 1999-09-17 Mitsubishi Materials Silicon Corp 張り合わせシリコンウェーハおよびその製造方法
JP2015138951A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法
JP2018043340A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 株式会社荏原製作所 基板加工方法および基板加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI814814B (zh) 2023-09-11
KR20210005109A (ko) 2021-01-13
TW201946140A (zh) 2019-12-01
KR102656400B1 (ko) 2024-04-12
TW202349488A (zh) 2023-12-16
US11450578B2 (en) 2022-09-20
US20210327772A1 (en) 2021-10-21
CN112005344B (zh) 2023-11-17
JP6934563B2 (ja) 2021-09-15
US20220375755A1 (en) 2022-11-24
CN117542753A (zh) 2024-02-09
KR20240045348A (ko) 2024-04-05
JP7149393B2 (ja) 2022-10-06
JP2022002312A (ja) 2022-01-06
CN112005344A (zh) 2020-11-27
WO2019208298A1 (ja) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7357101B2 (ja) 基板処理システム、基板処理方法及びコンピュータ記憶媒体
JP6934563B2 (ja) 基板処理システム及び基板処理方法
JP7109537B2 (ja) 基板処理システム及び基板処理方法
WO2020012986A1 (ja) 基板処理システム及び基板処理方法
TWI836786B (zh) 基板處理系統、基板處理方法及電腦記錄媒體

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201013

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201013

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210823

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6934563

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150