KR102637162B1 - 기판 처리 방법, 개질 장치 및 기판 처리 시스템 - Google Patents

기판 처리 방법, 개질 장치 및 기판 처리 시스템 Download PDF

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타카유키 이시이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판을 처리하는 기판 처리 방법은, 적어도 상기 기판의 이면 표층 또는 상기 기판의 내부에, 레이저광을 이용하여 개질층을 형성하는 개질 공정과, 이 후, 상기 기판의 이면이 유지된 상태에서, 당해 기판의 표면을 처리하는 표면 처리 공정을 가진다. 개질 장치는, 적어도 상기 기판의 이면 표층 또는 상기 기판의 내부에, 레이저광을 조사하여 개질층을 형성하는 레이저 조사부를 가진다.

Description

기판 처리 방법, 개질 장치 및 기판 처리 시스템
(관련 출원의 상호 참조)
본원은 2018년 6월 12일에 일본국에 출원된 특허출원 2018-111598호에 기초하여, 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
본 개시는 기판 처리 방법, 개질 장치 및 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
특허 문헌 1은, 2 매의 웨이퍼의 접합 장치가 개시되어 있다. 접합 장치에서는, 먼저 상하 방향으로 대향 배치시킨 2 매의 웨이퍼 중, 상 웨이퍼의 중심부를 압동(押動) 핀으로 눌러 이 중심부를 하 웨이퍼에 접촉시킨다. 이 후, 상 웨이퍼를 지지하고 있는 스페이서를 퇴피시켜, 상 웨이퍼의 전면을 하 웨이퍼의 전면에 접촉시켜, 당해 웨이퍼끼리를 접합한다.
일본특허공개공보 2004-207436호
본 개시에 따른 기술은, 기판의 이면이 유지된 상태에서, 당해 기판의 표면을 정밀도 좋게 처리한다.
본 개시의 일태양은, 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 적어도 상기 기판의 이면 표층 또는 상기 기판의 내부에, 레이저광을 조사하여 개질층을 형성하는 개질 공정과, 이 후, 상기 기판의 이면이 유지된 상태에서, 당해 기판의 표면을 처리하는 표면 처리 공정을 가진다.
본 개시의 일태양에 따르면, 기판의 이면이 유지된 상태에서, 당해 기판의 표면을 정밀도 좋게 처리할 수 있다.
도 1은 기판의 결정 방위와 Distortion의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 2는 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 중합 기판의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 4는 접합 유닛의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 제 1 기판과 제 2 기판을 접합하는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 6은 개질 장치의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
도 7은 제 1 기판에 개질층을 형성한 모습을 나타내는 종단면도이다.
도 8은 제 1 기판에 개질층을 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 9는 제 1 기판에 개질층을 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 10은 제 1 기판에 개질층을 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 11은 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 내구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 13은 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 내구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 14는 노광 장치의 구성의 개략을 나타내는 측면도이다.
먼저, 종래의 기판의 접합 장치 및 접합 방법에 대하여 설명한다.
반도체 디바이스를 3차원으로 적층하는 3차원 집적 기술에서는, 2 매의 반도체 기판(이하, '기판'이라 함)의 접합이 행해진다. 구체적으로, 예를 들면 기판끼리를 반데르발스력이 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다. 그리고, 반도체 디바이스를 적절히 제조하기 위해서는, 기판을 접합하여 적층할 시, 상측에 배치되는 제 1 기판과 하측에 배치되는 제 2 기판을 적절히 위치 조정하는 것이 중요하게 된다. 즉, 제 1 기판에 형성된 패턴의 위치와, 제 2 기판에 형성된 패턴의 위치를 맞출 필요가 있다.
그러나 기판끼리의 접합에서는, 각종 요인에 의해 제 1 기판과 제 2 기판의 위치 어긋남이 발생한다. 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 장치를 이용한 경우, 상 척으로 제 1 기판의 외주부를 유지한 상태에서, 압동 핀에 의해 제 1 기판의 중심부를 제 2 기판의 중심부측으로 하강시키므로, 당해 제 1 기판은 하방으로 볼록하게 휘어 늘어난다. 그러면, 접합된 기판(이하, '중합 기판'이라고 함)에 있어서, 제 1 기판과 제 2 기판의 중심부가 합치되어 있어도, 그 외주부에서는 수평 방향으로 위치 어긋남이 발생한다(Scaling). 그리고, 제 1 기판과 제 2 기판의 크기의 비율이 바뀐다.
또한, 이 Scaling 외에, Translation, Rotation, Orthogonality 등의 위치 어긋남도 발생한다. Translation은, 제 2 기판에 대하여 제 1 기판의 위치가 수평 방향으로 전체적으로 어긋나는 경우이다. Rotation은, 제 2 기판에 대하여 제 1 기판이 회동하여 어긋나는 경우이다. Orthogonality는, 제 2 기판의 패턴에 대하여 제 1 기판의 패턴의 직교성이 어긋나는 경우이다. 또한, 이들 Scaling, Translation, Rotation, Orthogonality 등의 위치 어긋남은, 모델식을 이용하여 계산할 수 있다. 모델식은, 예를 들면 제 1 기판과 제 2 기판의 각 점의 위치(좌표)를 측정하고, 그 측정 결과로부터 최소 제곱 근사에 의해 도출된다. 그리고, 모델식에 의한 계산 결과에 기초하여 접합 조건을 보정함으로써, 상기 위치 어긋남을 해소할 수 있다.
그러나, 상기 보정에 의해 Scaling, Translation, Rotation, Orthogonality 등의 위치 어긋남을 해소했다 하더라도 또한, 기판 면내에서 랜덤적으로 수평 방향의 위치 어긋남이 남는 경우가 있다. 이하, 이 보정으로 해소할 수 없는 위치 어긋남을 Distortion이라 한다. 그리고, 이 Distortion에 의해, 예를 들면 중합 기판에 있어서 제 1 기판의 패턴과 제 2 기판의 패턴의 위치 어긋남이 발생한다.
발명자들이 예의 검토한 바, Distortion은, 기판 면내의 결정 방위의 차에 기인하는 것을 알았다. 또한, 결정 방위의 차에는, 기판에 형성된 패턴의 소밀 차 등도 포함된다. 이하, 예를 들면 기판이 실리콘 웨이퍼이며, 밀러 지수가 (110)과 (100)인 결정면을 가지는 경우에 대하여 설명한다. (110) 결정면과 (100) 결정면에서는, 각각 영률과 푸아송비가 상이한, 즉 이들 (110) 결정면과 (100) 결정면에 있어서의 기판의 신축량이 상이하다. 그러면, 상술한 바와 같이 압동 핀에 의해 기판의 중심을 눌러, 당해 기판을 볼록 형상으로 변형시킨 경우, 결정 방위의 차에 의해, 기판 면내에서 신장량이 상이하다. 환언하면, 기판의 내부에 따른 응력이, 기판 면내에서 상이하다. 그리고, 이 신장량의 차에 의해 기판에 뒤틀림이 발생하여, 기판 면내에서 랜덤적으로 Distortion이 발생한다.
구체적으로, 도 1에 나타내는 바와 같이 기판(W)에는, 예를 들면 노치(N)의 위치를 기준으로 0˚의 방향과 90˚의 방향에 (110) 결정면이 있으며, 45˚의 방향에 (100) 결정면이 있다. 이러한 경우에 있어서, 발명자들은, 접합 후의 기판(W)에 발생하는 Distortion을 산출했다. Distortion의 산출에 있어서는 먼저, 접합 후의 기판(W)의 면내 각 점에 있어서, 신장량의 실측값을 측정하고, 또한 상술한 모델식으로부터 선형 성분(Scaling, Translation, Rotation, Orthogonality)을 산출했다. 그리고, 실측값으로부터 모델 산출값을 빼, Distortion을 산출했다. 도 1에 그 결과의 일례를 나타낸다. 도 1 중에는, 기판(W)의 면내 각 점에 있어서의 Distortion의 양과 방향을 화살표로 나타내고 있다. 도 1을 참조하면, 기판(W)의 결정 방위와 Distortion의 방향이 잘 대응되어 있어, Distortion은 기판 면내의 결정 방위의 차에 기인하는 것을 알 수 있다.
이하, Distortion을 억제하기 위한, 제 1 실시 형태에 따른 개질 장치, 당해 개질 장치를 구비한 기판 처리 시스템, 및 기판 처리 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
먼저, 제 1 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
기판 처리 시스템(1)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 접합하여 중합 기판(T)을 형성하고, 또한 제 1 기판(W1)의 가공 처리를 행한다. 이하, 제 1 기판(W1)에 있어서 제 2 기판(W2)과 접합되는 면을 '표면(W1a)', 표면(W1a)과 반대측의 면을 '이면(W1b)'이라 한다. 또한, 제 2 기판(W2)에 있어서, 제 1 기판(W1)과 접합되는 면을 '표면(W2a)', 표면(W2a)과 반대측의 면을 '이면(W2b)'이라 한다. 또한, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)은 각각 예를 들면 실리콘 기판 등의 반도체 기판으로서, 복수의 패턴이 형성되어 있다. 또한, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)은 각각 도 1에 나타낸 바와 같이 (110) 결정면과 (100) 결정면을 가지고 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 기판 처리 시스템(1)은, 반입반출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다. 반입반출 스테이션(2)에는, 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 제 1 기판(W1), 복수의 제 2 기판(W2), 복수의 중합 기판(T)을 각각 수용 가능한 카세트(Cw1, Cw2, Ct)가 반입반출된다. 처리 스테이션(3)은 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2), 중합 기판(T)에 대하여 정해진 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비하고 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)가 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 카세트 배치대(10)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트(Cw1, Cw2, Ct)를 X축 방향으로 일렬로 배치 가능하게 되어 있다. 또한, 카세트 배치대(10)에 배치되는 카세트(Cw1, Cw2, Ct)의 개수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
반입반출 스테이션(2)에는 카세트 배치대(10)에 인접하여 반송 영역(20)이 마련되어 있다. 반송 영역(20)에는 X축 방향으로 연신하는 반송로(21) 상을 이동 가능한 반송 장치(22)가 마련되어 있다. 반송 장치(22)는 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2), 중합 기판(T)을 유지하여 반송한다, 예를 들면 2 개의 반송 암(23, 23)을 가지고 있다. 각 반송 암(23)은 수평 방향, 연직 방향, 수평축 둘레 및 연직축 둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 반송 암(23)의 구성은 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의의 구성을 취할 수 있다.
처리 스테이션(3)에는 반송 영역(20)의 Y축 정방향측에, 개질 장치(30), 접합 장치(31) 및 가공 장치(32)가 X축 부방향으로부터 정방향측을 향해 나란히 배치되어 있다. 개질 장치(30)는 제 1 기판(W1)에 개질층을 형성한다. 접합 장치(31)는 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 접합한다. 가공 장치(32)는 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)을 연삭하여 가공한다. 또한, 이들 개질 장치(30), 접합 장치(31), 가공 장치(32)의 수 및 배치는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는 제어 장치(40)가 마련되어 있다. 제어 장치(40)는 예를 들면 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 가지고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 제 1 기판(W1), 제 2 기판(W2), 중합 기판(T)의 처리를 제어하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 프로그램 저장부에는 상술한 각종 처리 장치 및 반송 장치 등의 구동계의 동작을 제어하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 후술하는 기판 처리를 실현시키기 위한 프로그램도 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체(H)에 기록되어 있던 것으로서, 당해 기억 매체(H)로부터 제어 장치(40)에 인스톨된 것이어도 된다.
이어서, 개질 장치(30), 접합 장치(31) 및 가공 장치(32)에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는, 기술의 이해를 용이하게 하는 관계 상, 가공 장치(32), 접합 장치(31), 개질 장치(30)의 순으로 설명한다.
가공 장치(32)는 접합 장치(31)에 있어서 형성된 중합 기판(T)에 있어서의, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)을 연삭하여 가공한다. 구체적으로 가공 장치(32)는, 예를 들면 이면(W1b)을 연삭하는 연삭 유닛, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b) 및 제 2 기판(W2)의 이면(W2b)을 세정하는 세정 유닛 등을 구비하고 있다. 또한, 가공 장치(32)의 구성은 임의이며, 공지의 가공 장치를 이용할 수 있다.
접합 장치(31)는 제 1 기판(W1)의 표면(W1a)과 제 2 기판(W2)의 표면(W2a)을 반데르발스력 및 수소 결합(분자간력)에 의해 접합한다. 구체적으로 접합 장치(31)는, 예를 들면 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 접합하는 접합 유닛, 표면(W1a)과 표면(W2a)을 활성화하는 활성화 유닛, 표면(W1a)과 표면(W2a)을 친수화하는 친수화 유닛 등을 구비하고 있다. 활성화 유닛에서는, 예를 들면 감압 분위기 하에 있어서, 처리 가스인 산소 가스 또는 질소 가스가 여기되어 플라즈마화되고, 이온화된다. 이 산소 이온 또는 질소 이온이 표면(W1a)과 표면(W2a)에 조사되어, 표면(W1a)과 표면(W2a)이 플라즈마 처리되고, 활성화된다. 친수화 유닛에서는, 활성화된 표면(W1a)과 표면(W2a)에 순수를 공급하여, 표면(W1a)과 표면(W2a)을 친수화한다. 그리고, 접합 유닛에서는 활성화되고 친수화된 표면(W1a)과 표면(W2a)을 접합한다.
도 4에 나타내는 바와 같이 접합 유닛(100)은, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)을 흡착 유지하는 제 1 유지부(110)와, 제 2 기판(W2)의 이면(W2b)을 흡착 유지하는 제 2 유지부(111)가 마련되어 있다. 제 2 유지부(111)는 제 1 유지부(110)의 하방에 마련되고, 제 1 유지부(110)와 대향 배치 가능하게 구성되어 있다. 즉, 제 1 유지부(110)에 유지된 제 1 기판(W1)과 제 2 유지부(111)에 유지된 제 2 기판(W2)은 대향하여 배치 가능하게 되어 있다. 또한, 제 2 유지부(111)는 이동 기구(도시하지 않음)에 의해 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 또한 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
제 1 유지부(110)에는 핀 척 방식이 채용되어 있다. 제 1 유지부(110)는 평면으로 봤을 때 적어도 제 1 기판(W1)보다 큰 직경을 가지는 본체부(120)를 가지고 있다. 본체부(120)의 하면에는, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)에 접촉하는 복수의 핀(121)이 마련되어 있다. 또한 본체부(120)의 하면에는, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)의 외주부를 지지하는 외벽부(122)가 마련되어 있다. 외벽부(122)는 복수의 핀(121)의 외측에 환상으로 마련되어 있다.
또한, 본체부(120)의 하면에는 외벽부(122)의 내측에 있어서 격벽부(123)가 마련되어 있다. 격벽부(123)는 외벽부(122)와 동심원 형상으로 환상으로 마련되어 있다. 그리고, 외벽부(122)의 내측의 영역(124)(이하, 흡인 영역(124)이라 하는 경우가 있음)은, 격벽부(123)의 내측의 제 1 흡인 영역(124a)과, 격벽부(123)의 외측의 제 2 흡인 영역(124b)으로 구획되어 있다.
본체부(120)의 하면에는, 제 1 흡인 영역(124a)에 있어서, 제 1 기판(W1)을 진공 배기하기 위한 제 1 흡인구(125a)가 형성되어 있다. 제 1 흡인구(125a)는 예를 들면 제 1 흡인 영역(124a)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 1 흡인구(125a)에는 본체부(120)의 내부에 마련된 제 1 흡인관(126a)이 접속되어 있다. 또한 제 1 흡인관(126a)에는, 제 1 진공 펌프(127a)가 접속되어 있다.
또한, 본체부(120)의 하면에는 제 2 흡인 영역(124b)에 있어서, 제 1 기판(W1)을 진공 배기하기 위한 제 2 흡인구(125b)가 형성되어 있다. 제 2 흡인구(125b)는 예를 들면 제 2 흡인 영역(124b)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 2 흡인구(125b)에는 본체부(120)의 내부에 마련된 제 2 흡인관(126b)이 접속되어 있다. 또한 제 2 흡인관(126b)에는, 제 2 진공 펌프(127b)가 접속되어 있다.
제 1 유지부(110)에 있어서, 본체부(120)의 중심부에는, 당해 본체부(120)를 두께 방향으로 관통하는 관통홀(128)이 형성되어 있다. 이 본체부(120)의 중심부는, 제 1 유지부(110)에 흡착 유지되는 제 1 기판(W1)의 중심부에 대응하고 있다. 그리고 관통홀(128)에는, 후술하는 압동 부재(130)에 있어서의 액츄에이터부(131)의 선단부가 삽입 관통하도록 되어 있다.
제 1 유지부(110)의 상면에는 제 1 기판(W1)의 중심부를 누르는 압동 부재(130)가 마련되어 있다. 압동 부재(130)는 액츄에이터부(131)와 실린더부(132)를 가지고 있다. 압동 부재(130)는 액츄에이터부(131)에 의해 제 1 기판(W1)의 중심부에 걸리는 누름 하중의 제어를 하고, 실린더부(132)에 의해 액츄에이터부(131)의 연직 방향의 이동의 제어를 하고 있다. 그리고, 압동 부재(130)는 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)의 접합 시에, 제 1 기판(W1)의 중심부와 제 2 기판(W2)의 중심부를 접촉시켜 누를 수 있다.
제 2 유지부(111)에는 제 1 유지부(110)와 마찬가지로 핀 체크 방식이 채용되어 있다. 제 2 유지부(111)는 평면으로 봤을 때 적어도 제 2 기판(W2)보다 큰 직경을 가지는 본체부(140)를 가지고 있다. 본체부(140)의 상면에는, 제 2 기판(W2)의 이면(W2b)에 접촉하는 복수의 핀(141)이 마련되어 있다. 또한 본체부(140)의 상면에는, 제 2 기판(W2)의 이면(W2b)의 외주부를 지지하는 외벽부(142)가 마련되어 있다. 외벽부(142)는 복수의 핀(141)의 외측에 환상으로 마련되어 있다.
또한, 본체부(140)의 상면에는 외벽부(142)의 내측에 있어서 격벽부(143)가 마련되어 있다. 격벽부(143)는 외벽부(142)와 동심원 형상으로 환상으로 마련되어 있다. 그리고, 외벽부(142)의 내측의 영역(144)(이하, 흡인 영역(144)이라 하는 경우가 있음)은 격벽부(143)의 내측의 제 1 흡인 영역(144a)과, 격벽부(143)의 외측의 제 2 흡인 영역(144b)으로 구획되어 있다.
본체부(140)의 상면에는, 제 1 흡인 영역(144a)에 있어서, 제 2 기판(W2)을 진공 배기하기 위한 제 1 흡인구(145a)가 형성되어 있다. 제 1 흡인구(145a)는 예를 들면 제 1 흡인 영역(144a)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 1 흡인구(145a)에는 본체부(140)의 내부에 마련된 제 1 흡인관(146a)이 접속되어 있다. 또한 제 1 흡인관(146a)에는, 제 1 진공 펌프(147a)가 접속되어 있다.
또한, 본체부(140)의 상면에는, 제 2 흡인 영역(144b)에 있어서, 제 2 기판(W2)을 진공 배기하기 위한 제 2 흡인구(145b)가 형성되어 있다. 제 2 흡인구(145b)는 예를 들면 제 2 흡인 영역(144b)에 있어서 2 개소에 형성되어 있다. 제 2 흡인구(145b)에는 본체부(140)의 내부에 마련된 제 2 흡인관(146b)이 접속되어 있다. 또한 제 2 흡인관(146b)에는, 제 2 진공 펌프(147b)가 접속되어 있다.
접합 유닛(100)에서는, 먼저 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 흡인구(125a, 125b)로부터 제 1 기판(W1)이 진공 배기되어, 당해 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)이 제 1 유지부(110)에 흡착 유지된다. 또한, 흡인구(145a, 145b)로부터 제 2 기판(W2)이 진공 배기되어, 당해 제 2 기판(W2)의 이면(W2b)이 제 2 유지부(111)에 흡착 유지된다. 이 후, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)의 수평 방향 및 연직 방향의 위치 조정(얼라이먼트)이 행해진다.
이어서, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 압동 부재(130)의 실린더부(132)에 의해 액츄에이터부(131)를 하강시킨다. 그러면, 이 액츄에이터부(131)의 하강에 수반하여, 제 1 기판(W1)의 중심부가 눌려 하강한다. 그리고, 압동 부재(130)에 의해, 제 1 기판(W1)의 중심부와 제 2 기판(W2)의 중심부를 눌러 접촉시킨다. 이 때, 제 1 흡인구(125a)로부터의 제 1 기판(W1)의 진공 배기를 정지한다. 그러면, 눌린 제 1 기판(W1)의 중심부와 제 2 기판(W2)의 중심부와의 사이에서, 반데르발스력과 수소 결합에 의한 접합이 개시된다(도 5의 (b) 중의 굵은선).
이어서, 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이 표면(W1a)과 표면(W2a) 사이의 접합(본딩 웨이브)은 중심부로부터 외주부로 확산되어, 정해진 시간 경과 후, 그 외주부를 제외하고, 표면(W1a)과 표면(W2a)의 접합이 대략 전면에서 완료된다.
이어서, 도 5의 (d)에 나타내는 바와 같이 제 2 흡인구(125b)로부터의 제 1 기판(W1)의 진공 배기를 정지한다. 그러면, 제 1 기판(W1)의 외주부가 제 2 기판(W2) 상에 낙하한다. 그리고, 도 5의 (e)에 나타내는 바와 같이 표면(W1a)과 표면(W2a)이 전면에서 접촉하여, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)이 접합된다.
개질 장치(30)는 접합 전의 제 1 기판(W1)의 내부에 레이저광을 조사하여, 개질층을 형성한다. 개질 장치(30)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 이면(W1b)이 상측이며 표면(W1a)이 하측에 배치된 상태로 제 1 기판(W1)을 유지하는 유지부(150)를 가지고 있다. 유지부(150)는 이동 기구(151)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 이동 기구(151)는 일반적인 정밀 XY 스테이지로 구성되어 있다. 또한, 유지부(150)는 회전 기구(152)에 의해 연직축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
유지부(150)의 상방에는, 제 1 기판(W1)의 내부에 레이저광을 조사하는 레이저 조사부(153)가 마련되어 있다. 레이저 조사부(153)는, 레이저광 발진기(도시하지 않음)로부터 발진된 고주파의 펄스 형상의 레이저광으로서, 제 1 기판(W1)에 대하여 투과성을 가지는 파장의 레이저광을, 제 1 기판(W1)의 내부의 정해진 위치에 집광하여 조사한다. 이에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이 제 1 기판(W1)의 내부에 있어서 레이저광(L)이 집광된 부분이 개질되어, 구체적으로는 아몰퍼스화되어 개질층(M)이 형성된다. 개질층(M)은 깊이 방향으로 연신하여, 세로로 긴 애스펙트비를 가진다. 도 6에 나타내는 바와 같이 레이저 조사부(153)는, 이동 기구(154)에 의해 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다. 이동 기구(154)는 일반적인 정밀 XY 스테이지로 구성되어 있다. 또한 레이저 조사부(153)는, 승강 기구(155)에 의해 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.
개질 장치(30)에서는, 먼저 유지부(150)로 제 1 기판(W1)을 유지한 후, 이동 기구(151)에 의해 유지부(150)를 수평 방향으로 이동시켜, 제 1 기판(W1)의 센터링을 행한다. 또한, 이동 기구(154)에 의해 레이저 조사부(153)가 제 1 기판(W1)의 정해진 위치의 직상(直上)에 위치하도록 위치 조정 행한다. 이 후, 회전 기구(152)에 의해 유지부(150)를 회전시키면서, 레이저 조사부(153)로부터 제 1 기판(W1)의 내부에 레이저광(L)을 조사하여 개질층(M)을 형성한다. 또한, 상술한 위치 조정을 행하기 위하여, 개질 장치(30)에는, 중합 기판(T)의 위치를 촬상하는 카메라(도시하지 않음)가 마련되어 있어도 된다.
또한 본 실시 형태의 개질 장치(30)에서는, 유지부(150)를 수평 방향으로 이동시키고 있었지만, 레이저 조사부(153)를 수평 방향으로 이동시켜도 되고, 혹은 유지부(150)와 레이저 조사부(153)의 양방을 수평 방향으로 이동시켜도 된다. 또한, 유지부(150)를 회전시키고 있었지만, 레이저 조사부(153)를 회전시켜도 된다.
이어서, 제 1 기판(W1)에 있어서의 개질층(M)의 형성 위치에 대하여 상술한다. 기판 처리 시스템(1)에서는, 가공 장치(32)에 있어서, 제 2 기판(W2)에 접합된 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)을 연삭한다. 도 7에 나타내는 바와 같이 개질층(M)의 하단은, 연삭 후의 제 1 기판(W1)의 목표면(W1c)(도 7 중의 점선)보다 상방에 위치하고 있다. 이러한 경우, 가공 장치(32)에서는, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)이 개질층(M)을 포함하여 연삭되고, 연삭 후의 제 1 기판(W1)에 개질층(M)은 남지 않는다. 또한, 여기서 연삭 제거되는 개질층(M)에는, 개질된 부분으로부터 신장하는 크랙도 포함된다.
또한 개질층(M)은, 도 5에 나타낸 바와 같이 접합 시에, 압동 부재(130)에 의해 제 1 기판(W1)의 중심부가 눌려, 당해 제 1 기판(W1)이 볼록 형상으로 변형했을 시, 제 1 기판(W1)의 신장량이 기판 면내에서 균일하게 되도록 형성된다. 도 1에 나타낸 바와 같이 제 1 기판(W1)은 (110) 결정면과 (100) 결정면을 가지고, 이 결정 방위의 차에 기인하여 신장량의 차가 생긴다. 개질층(M)은 이 신장량의 차를 보정하여, Distortion을 억제하도록 형성된다.
개질층(M)은, 도 7에 나타낸 바와 같이 레이저 조사부(153)로부터 조사된 레이저광(L)이 집광된 부분이 아몰퍼스화된 것이다. 그러면, 제 1 기판(W1)의 내부에 있어서, 개질층(M)이 형성된 부분은 비결정화되고, 당해 제 1 기판(W1)의 신장량이 바뀐다. 그 결과, 제 1 기판(W1)에 있어서의 결정 방위의 차가 해소되어, 당해 결정 방위의 차에 기인하는 신장량의 차를 보정하여 억제할 수 있다. 또한, 개질층(M)에는 보이드(공극)가 형성되기 때문에, 당해 보이드로 제 1 기판(W1)의 신장을 흡수하여, 신장량을 보정할 수 있다.
구체적으로, 개질층(M)을 제 1 기판(W1)의 어느 위치에 형성할지는 임의로 설정할 수 있다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이 (110) 결정면에 대응하는 위치에, 개질층(M)을 직경 방향에 2 겹으로 형성해도 된다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이 (100) 결정면에 대응하는 위치에, 개질층(M)을 직경 방향에 2 겹으로 형성해도 된다. 또한 도 10에 나타내는 바와 같이 제 1 기판(W1)과 동심원 형상으로, 개질층(M)을 직경 방향에 2 겹으로 형성해도 된다. 또한, 개질층(M)은 직경 방향에 1 겹으로 형성해도 되고, 혹은 3 겹 이상으로 형성해도 된다. 어느 경우라도, 개질층(M)은 제 1 기판(W1)의 신장량이 기판 면내에서 균일하게 되도록 형성되면 된다.
또한, 본 실시 형태와 같이 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 기판 처리 전에, 제 1 기판(W1)에 있어서의 결정 방위를 알고 있는 경우에는, 이 결정 방위에 기초하여, 도 8 ~ 도 10에 예시한 개질층(M)의 형성 위치를 임의로 제어할 수 있다. 또한, 사전에 Distortion을 알고 있는 경우에도, 개질층(M)의 형성 위치를 임의로 제어할 수 있다. 이와 같이 제 1 기판(W1)의 결정 방위 또는 Distortion에 기초하여, 개질층(M)의 형성 위치를 피드 포워드 제어해도 된다.
또한, 제 1 기판(W1)의 신장량을 균일하게 하기 위하여, 개질층(M)의 깊이 또는 폭을 제어해도 된다. 도 5에 나타낸 바와 같이 본딩 웨이브가 중심부로부터 외주부로 이동하는데, 당해 본딩 웨이브가 외주부에 도달했을 시에, 제 1 기판(W1)에 걸리는 응력이 커진다. 즉, 본딩 웨이브의 이동에 수반하여, 제 1 기판(W1)에 걸리는 응력은 변동한다. 따라서, 이 응력의 크기에 따라, 제 1 기판(W1)의 직경 방향으로 개질 정도, 예를 들면 개질층(M)의 깊이 또는 폭을 제어해도 된다. 또한 개질층(M)은, 깊이 방향에 있어서, 복수 층으로 형성되어도 된다. 단, 이와 같이 개질층(M)이 복수 층에 형성되는 경우라도, 모든 개질층(M)이 가공 장치(32)에 있어서의 이면(W1b)의 연삭에 의해 제거되는 것이 바람직하다.
이어서, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 이용하여 행해지는 기판 처리에 대하여 설명한다.
먼저, 복수의 제 1 기판(W1)을 수납한 카세트(Cw1), 복수의 제 2 기판(W2)을 수납한 카세트(Cw2)가, 반입반출 스테이션(2)의 카세트 배치대(10)에 배치된다.
이어서, 반송 장치(22)에 의해 카세트(Cw1) 내의 제 1 기판(W1)이 취출되어, 개질 장치(30)로 반송된다. 개질 장치(30)에서는, 유지부(150)에 유지된 제 1 기판(W1)의 내부에, 레이저 조사부(153)로부터 레이저광(L)이 조사된다. 그리고, 제 1 기판(W1)의 내부에는, 레이저광(L)이 집광된 부분이 개질되어 개질층(M)이 형성된다. 이 개질층(M)은, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 그 하단이, 연삭 후의 제 1 기판(W1)의 목표면(W1c)보다 상방에 위치하도록 형성된다. 또한, 개질층(M)은 예를 들면 도 8 ~ 도 10에 예시한 바와 같이, 제 1 기판(W1)에 있어서의 결정 방위의 차가 해소되어, 당해 결정 방위의 차에 기인하는 신장량의 차가 억제되도록 형성된다.
이어서, 내부에 개질층(M)이 형성된 제 1 기판(W1)은, 반송 장치(22)에 의해 접합 장치(31)로 반송된다. 또한 이어서, 반송 장치(22)에 의해 카세트(Cw2) 내의 제 2 기판(W2)이 취출되어, 접합 장치(31)로 반송된다. 접합 장치(31)에서는, 먼저 활성화 유닛에 있어서, 제 1 기판(W1)의 표면(W1a)과 제 2 기판(W2)의 표면(W2a)이, 예를 들면 플라즈마화된 산소 이온 또는 질소 이온에 의해 활성화된다. 이 후, 친수화 유닛에 있어서, 표면(W1a)과 표면(W2a)에 순수를 공급하여, 당해 표면(W1a)과 표면(W2a)이 친수화된다. 또한 접합 장치(31)에서는, 예를 들면 반전 유닛(도시하지 않음)에 있어서, 제 1 기판(W1)의 표리면과 제 2 기판(W2)의 표리면이, 각각 적절히 반전된다.
이 후, 접합 유닛(100)에 있어서, 접합 유닛에서는, 활성화되고 친수화된 표면(W1a)과 표면(W2a)이 접합된다. 또한, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)의 접합은, 상술한 도 5를 이용하여 설명한 바와 같다. 그리고 이 접합에서는, 압동 부재(130)에 의해 제 1 기판(W1)의 중심부가 눌려, 당해 제 1 기판(W1)이 볼록 형상으로 변형한다. 그러나, 제 1 기판(W1)에는 개질층(M)이 형성되어 있기 때문에, 결정 방위의 차에 기인하는 신장량의 차는 억제된다. 이 때문에, 제 1 기판(W1)은 볼록 형상으로 변형했다 하더라도, 그 신장량은 기판 면내에서 균일하게 된다. 따라서, 접합 시의 Distortion을 억제할 수 있어, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 적절히 접합할 수 있다.
이어서, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)이 접합된 중합 기판(T)은, 반송 장치(22)에 의해 가공 장치(32)로 반송된다. 가공 장치(32)에서는, 중합 기판(T)에 있어서의 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)이, 도 7에 나타낸 목표면(W1c)까지 연삭된다. 그러면, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)은 개질층(M)을 포함하여 연삭되고, 연삭 후의 제 1 기판(W1)에 개질층(M)은 남지 않는다. 여기서, 개질층(M)은 아몰퍼스화되어 있어 강도가 약하다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 연삭 후의 제 1 기판(W1)에 개질층(M)이 남지 않으므로, 강한 강도를 확보할 수 있다.
이 후, 모든 처리가 실시된 중합 기판(T)은, 반송 장치(22)에 의해 카세트 배치대(10)의 카세트(Ct)로 반송된다. 이렇게 하여, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 일련의 기판 처리가 종료된다.
이상, 본 실시 형태에 의하면, 개질 장치(30)으로 제 1 기판(W1)의 내부에 개질층(M)이 형성되므로, 접합 장치(31)에 있어서의 접합 시에 제 1 기판(W1)이 볼록 형상으로 변형해도, 결정 방위의 차에 기인하는 신장량의 차는 억제된다. 이 때문에, 제 1 기판(W1)의 신장량은 기판 면내에서 균일하게 된다. 따라서, 접합 시의 Distortion을 억제할 수 있어, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 적절히 접합할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의하면, 개질 장치(30)로 제 1 기판(W1)의 내부에 형성되는 개질층(M)은 그 하단이, 연삭 후의 제 1 기판(W1)의 목표면(W1c)보다 상방에 위치하고 있다. 이 때문에, 가공 장치(32)에 있어서 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)은 개질층(M)을 포함하여 연삭되고, 연삭 후의 제 1 기판(W1)에 개질층(M)은 남지 않는다. 이 때문에, 연삭 후의 제 1 기판(W1)은 강한 강도를 확보할 수 있다.
또한 이상의 제 1 실시 형태에서는, 개질 장치(30)에 있어서 제 1 기판(W1)의 내부에 개질층(M)을 형성했지만, 제 2 기판(W2)의 내부에 개질층(M)을 형성해도 된다. 혹은, 제 1 기판(W1)의 내부와 제 2 기판(W2)의 내부의 각각에 개질층(M)을 형성해도 된다. 어느 쪽이든, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있어, 즉 접합 시의 Distortion을 억제할 수 있다.
또한 이상의 제 1 실시 형태에서는, 개질 장치(30)에 있어서 제 1 기판(W1)의 내부에 개질층(M)을 형성했지만, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)의 표층에 개질층(M)을 형성해도 된다. 구체적으로, 개질 장치(30)에 있어서, 이면(W1b)의 표층에 레이저광(L)을 조사하여 집광한다. 그리고, 레이저광(L)이 집광된 부분에 개질층(M)이 형성된다.
여기서, 접합 장치(31)에서는, 제 1 유지부(110)에 의해 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)이 흡착 유지된다. 이 때, 제 1 유지부(110)의 유지면과 이면(W1b)과의 사이에서 마찰이 발생하고, 또한 마찰에 기인하여 제 1 기판(W1)에 응력이 발생하는 경우가 있다. 그리고 이와 같이 제 1 기판(W1)에 응력이 걸리면, 당해 제 1 기판(W1)이 뒤틀린다.
이에 대하여, 본 실시 형태와 같이 이면(W1b)의 표층에 개질층(M)을 형성하면, 당해 이면(W1b)이 조면화된다. 그러면, 조면화된 이면(W1b)과 제 1 유지부(110)의 유지면과의 마찰력이 저하된다. 그 결과, 마찰에 기인하여 제 1 기판(W1)에 발생하는 응력을 억제할 수 있어, 제 1 기판(W1)의 뒤틀림을 억제할 수 있다.
또한 개질 장치(30)에서는, 제 1 기판(W1)과 마찬가지로 제 2 기판(W2)에 대해서도, 이면(W2b)의 표층에 개질층(M)을 형성해도 된다. 이러한 경우, 조면화된 이면(W2b)과 제 2 유지부(111)의 유지면과의 마찰력이 저하된다. 그 결과, 마찰에 기인하여 제 2 기판(W2)에 발생하는 응력을 억제할 수 있어, 제 2 기판(W2)의 뒤틀림도 억제할 수 있다.
또한 개질 장치(30)에서는, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)과 제 2 기판(W2)의 전면에 개질층(M)을 형성해도 되고, 혹은 국소적으로 개질층(M)을 형성해도 된다. 예를 들면 사전에 Distortion을 알고 있는 경우에는, 당해 Distortion에 따라, 국소적으로 개질층(M)을 형성해도 된다.
또한 개질 장치(30)에서는, 제 1 기판(W1)의 내부와 이면(W1b)의 표층의 양방에 개질층(M)을 형성해도 되고, 어느 일방에 개질층(M)을 형성해도 된다. 마찬가지로 제 2 기판(W2)의 내부와 이면(W2b)의 표층의 양방에 개질층(M)을 형성해도 되고, 어느 일방에 개질층(M)을 형성해도 된다.
또한, 제 1 기판(W1)의 내부(제 2 기판(W2)의 내부)에 대한 개질층(M)의 형성과, 제 1 기판(W1)의 이면(W1b)의 표층(제 2 기판(W2)의 이면(W2b)의 표층)에 대한 개질층(M)의 형성은 상이한 개질 장치로 행해져도 된다. 이러한 경우, 이면(W1b, W2b)의 표층에 개질층(M)을 형성하는 개질 장치에서는, 제 1 기판(W1)과 제 2 기판(W2)을 투과하지 않는 파장의 레이저광을 이용해도 된다.
이상의 실시 형태의 기판 처리 시스템(1)은, 개질 장치(30), 접합 장치(31) 및 가공 장치(32)를 가지고 있었지만, 기판 처리 시스템(1)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 접합 장치(31) 및 가공 장치(32)는 기판 처리 시스템(1)의 외부에 마련되어 있어도 된다.
이어서, 제 2 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 구성에 대하여 설명한다. 도 11은 기판 처리 시스템(200)의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 12 및 도 13은 각각 기판 처리 시스템(200)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한, 본 실시 형태의 기판 처리 시스템(200)에서는, 기판(W)에 대하여 포토리소그래피 처리를 행한다. 기판(W)은 실리콘 기판 등의 반도체 기판이다.
도 11에 나타내는 바와 같이 기판 처리 시스템(200)은, 반입반출 스테이션(210), 처리 스테이션(211) 및 인터페이스 스테이션(212)을 일체로 접속한 구성을 가지고 있다. 반입반출 스테이션(210)에는 예를 들면 외부와의 사이에서 복수의 기판(W)을 수용한 카세트(C)가 반입반출된다. 처리 스테이션(211)은 기판(W)에 대하여 정해진 처리를 실시하는 각종 처리 장치를 구비하고 있다. 인터페이스 스테이션(212)은 처리 스테이션(211)에 인접하여, 기판(W)에 노광 처리를 행하는 노광 장치(213)와의 사이에서 기판(W)의 전달을 행한다.
반입반출 스테이션(210)에는 카세트 배치대(220)가 마련되어 있다. 도시의 예에서는, 카세트 배치대(220)에는 복수, 예를 들면 4 개의 카세트(C)를 Y축 방향으로 일렬로 배치 가능하게 되어 있다. 또한, 카세트 배치대(220)에 배치되는 카세트(C)의 개수는 본 실시 형태에 한정되지 않고, 임의로 결정할 수 있다.
반입반출 스테이션(210)에는 카세트 배치대(220)에 인접하여 반송 영역(221)이 마련되어 있다. 반송 영역(221)에는 Y축 방향으로 연신하는 반송로(222) 상을 이동 가능한 반송 장치(223)가 마련되어 있다. 반송 장치(223)는 연직 방향 및 연직축 둘레로도 이동 가능하며, 카세트(C)와 후술하는 처리 스테이션(211)의 제 3 블록(G3)의 전달 장치와의 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다.
처리 스테이션(211)에는 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들면 4 개의 블록, 즉 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)이 마련되어 있다. 예를 들면 처리 스테이션(211)의 정면측(도 11의 Y축 부방향측)에는 제 1 블록(G1)이 마련되고, 처리 스테이션(211)의 배면측(도 11의 Y축 정방향측)에는 제 2 블록(G2)이 마련되어 있다. 또한, 처리 스테이션(211)의 반입반출 스테이션(210)측(도 11의 X축 부방향측)에는 제 3 블록(G3)이 마련되고, 처리 스테이션(211)의 인터페이스 스테이션(212)측(도 11의 X축 정방향측)에는 제 4 블록(G4)이 마련되어 있다.
제 1 블록(G1)에는, 도 12에 나타내는 바와 같이 복수의 액 처리 장치, 예를 들면 현상 장치(230), 하부 반사 방지막 형성 장치(231), 도포 장치(232) 및 상부 반사 방지막 형성 장치(233)가 아래로부터 이 순으로 배치되어 있다. 현상 장치(230)는 기판(W)을 현상 처리한다. 하부 반사 방지막 형성 장치(231)는 기판(W)의 레지스트막의 하층에 반사 방지막을 형성한다. 도포 장치(232)는 기판(W)에 도포액으로서의 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성한다. 상부 반사 방지막 형성 장치(233)는 기판(W)의 레지스트막의 상층에 반사 방지막을 형성한다.
예를 들면 현상 장치(230), 하부 반사 방지막 형성 장치(231), 도포 장치(232), 및 상부 반사 방지막 형성 장치(233)는 각각 수평 방향으로 3 개 나란히 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 장치(230), 하부 반사 방지막 형성 장치(231), 도포 장치(232), 상부 반사 방지막 형성 장치(233)의 수 및 배치는 임의로 선택할 수 있다.
제 2 블록(G2)에는, 도 13에 나타내는 바와 같이 열 처리 장치(240), 소수화 처리 장치(241) 및 주변 노광 장치(242)가 연직 방향과 수평 방향으로 나란히 마련되어 있다. 열 처리 장치(240)는 기판(W)의 가열 및 냉각과 같은 열 처리를 행한다. 소수화 처리 장치(241)는 레지스트액과 기판(W)과의 정착성을 높이기 위하여 소수화 처리를 행한다. 주변 노광 장치(242)는 기판(W)의 외주부를 노광한다. 또한, 이들 열 처리 장치(240), 소수화 처리 장치(241), 주변 노광 장치(242)의 수 및 배치에 대해서도 임의로 선택할 수 있다.
제 3 블록(G3)에는 복수의 전달 장치(250, 251, 252, 253, 254, 255, 256)가 아래로부터 차례로 마련되어 있다. 또한, 제 4 블록(G4)에는 복수의 전달 장치(260, 261, 262)가 아래로부터 차례로 마련되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이 제 1 블록(G1) ~ 제 4 블록(G4)으로 둘러싸인 영역에는 반송 영역(270)이 형성되어 있다. 반송 영역(270)에는 예를 들면 수평 방향, 연직 방향 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 장치(271)가 복수 배치되어 있다. 반송 장치(271)는 반송 영역(270) 내를 이동하여, 주위의 제 1 블록(G1), 제 2 블록(G2), 제 3 블록(G3) 및 제 4 블록(G4) 내의 정해진 장치로 기판(W)을 반송할 수 있다.
또한 반송 영역(270)에는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 3 블록(G3)과 제 4 블록(G4)과의 사이에서 직선적으로 기판(W)을 반송하는 셔틀 반송 장치(280)가 마련되어 있다.
셔틀 반송 장치(280)는, 예를 들면 도 13의 X축 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(280)는 기판(W)을 지지한 상태로 X축 방향으로 이동하여, 제 3 블록(G3)의 전달 장치(252)와 제 4 블록(G4)의 전달 장치(262)와의 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이 제 3 블록(G3)의 Y축 정방향측의 근처에는, 예를 들면 수평 방향, 연직 방향 및 연직축 둘레로 이동 가능한 반송 장치(290)가 마련되어 있다. 반송 장치(290)는 기판(W)을 지지한 상태로 상하로 이동하여, 제 3 블록(G3) 내의 각 전달 장치로 기판(W)을 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(212)에는 반송 장치(300), 전달 장치(301) 및 개질 장치(30)가 마련되어 있다. 반송 장치(300)는 예를 들면 수평 방향, 연직 방향 및 연직축둘레로 이동 가능하게 구성되어 있다. 반송 장치(300)는 제 4 블록(G4) 내의 각 전달 장치, 전달 장치(301), 개질 장치(30) 및 노광 장치(213)와의 사이에서 기판(W)을 반송할 수 있다. 또한, 개질 장치(30)의 구성은 제 1 실시 형태의 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 개질 장치(30)의 구성과 동일하다. 단, 본 실시 형태의 개질 장치(30)에서는, 기판(W)의 이면(Wb)의 표층에 개질층(M)을 형성한다.
이어서, 노광 장치(213)에 대하여 설명한다. 도 14에 나타내는 바와 같이 노광 장치(213)는 배치대(310), 광원(311) 및 마스크(312)를 가지고 있다. 배치대(310)는 기판(W)의 이면(Wb)을 흡착 유지하여 배치한다. 광원(311)은 배치대(310)의 상방에 배치되어 있다. 광원(311)은 배치대(310) 상에 배치된 기판(W)의 표면(Wa)에 대하여 광을 조사한다. 마스크(312)는 배치대(310)와 광원(311) 사이에 배치되어 있다. 마스크(312)에는 정해진 패턴이 프린팅되어 있다. 그리고 노광 장치(213)에서는, 광원(311)으로부터 마스크(312)를 개재하여 배치대(310) 상의 기판(W)에 대하여 광을 조사하여, 기판(W) 상의 레지스트막을 정해진 패턴으로 노광한다.
이어서, 이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(200)을 이용하여 행해지는 기판 처리에 대하여 설명한다.
먼저, 복수의 기판(W)을 수납한 카세트(C)가, 반입반출 스테이션(2)의 카세트 배치대(220)에 배치된다.
이어서, 반송 장치(223)에 의해 카세트(C) 내의 각 기판(W)이 취출되어, 당해 기판(W) 처리 스테이션(211)의 제 3 블록(G3)의 전달 장치(253)로 반송된다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 2 블록(G2)의 열 처리 장치(240)로 반송되어, 온도 조절 처리된다. 이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 1 블록(G1)의 하부 반사 방지막 형성 장치(231)로 반송되어, 기판(W) 상에 하부 반사 방지막이 형성된다. 이 후, 기판(W)은 제 2 블록(G2)의 열 처리 장치(240)로 반송되어, 가열 처리가 행해진다. 이 후, 기판(W)은 제 3 블록(G3)의 전달 장치(253)로 되돌려진다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(290)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(254)로 반송된다. 이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 2 블록(G2)의 소수화 처리 장치(241)로 반송되어, 소수화 처리가 행해진다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 도포 장치(232)로 반송되어, 기판(W) 상에 레지스트막이 형성된다. 이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 열 처리 장치(240)로 반송되어, 프리베이크 처리된다. 이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(255)로 반송된다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 상부 반사 방지막 형성 장치(233)로 반송되어, 기판(W) 상에 상부 반사 방지막이 형성된다. 이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 열 처리 장치(240)로 반송되어, 가열되고, 온도 조절된다. 이 후, 기판(W)은 주변 노광 장치(242)로 반송되어, 주변 노광 처리된다.
이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(256)로 반송된다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(290)에 의해 전달 장치(252)로 반송되어, 셔틀 반송 장치(280)에 의해 제 4 블록(G4)의 전달 장치(262)로 반송된다.
이어서, 기판(W)은 인터페이스 스테이션(212)의 반송 장치(300)에 의해 개질 장치(30)로 반송되어, 이면(Wb)의 표층에 개질층(M)이 형성된다. 개질층(M)은 기판(W)의 이면(Wb) 전면에 형성해도 되고, 혹은 국소적으로 형성해도 된다. 또한, 이 개질 장치(30)에 있어서의 개질층(M)의 형성은, 제 1 실시 형태와 동일하다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(300)에 의해 노광 장치(213)로 반송되어, 정해진 패턴으로 노광 처리된다. 노광 장치(213)에서는, 배치대(310)에 의해 기판(W)의 이면(Wb)이 흡착 유지된다. 이 때, 종래의 노광 장치이면, 배치대(310)의 유지면과 기판(W)의 이면(Wb)과의 사이에서 마찰이 발생하고, 또한 마찰에 기인하여 기판(W)에 응력이 발생하는 경우가 있다. 그리고 이와 같이 기판(W)에 응력이 걸리면, 당해 기판(W)이 뒤틀린다. 이에 대하여, 본 실시 형태와 같이 개질 장치(30)에 있어서 기판(W)의 이면(Wb) 표층에 개질층(M)을 형성하면, 당해 이면(Wb)이 조면화된다. 그러면, 조면화된 이면(Wb)과 배치대(310)의 유지면과의 마찰력이 저하된다. 그 결과, 마찰에 기인하여 기판(W)에 발생하는 응력을 억제할 수 있어, 기판(W)의 뒤틀림을 억제할 수 있다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(300)에 의해 제 4 블록(G4)의 전달 장치(260)로 반송된다. 이 후, 반송 장치(271)에 의해 열 처리 장치(240)로 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다.
이어서, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 현상 장치(230)로 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 기판(W)은 반송 장치(290)에 의해 열 처리 장치(240)로 반송되어, 포스트베이크 처리된다.
이 후, 기판(W)은 반송 장치(271)에 의해 제 3 블록(G3)의 전달 장치(250)로 반송되고, 이 후 반입반출 스테이션(210)의 반송 장치(223)에 의해 카세트 배치대(220)의 카세트(C)로 반송된다. 이렇게 하여, 일련의 기판 처리가 종료된다.
이상, 본 실시 형태에 의하면, 개질 장치(30)로 기판(W)의 이면(Wb)의 표층에 개질층(M)이 형성되므로, 당해 이면(Wb)과 배치대(310)의 유지면과의 마찰력이 저하된다. 그러면, 마찰에 기인하여 기판(W)에 발생하는 응력을 억제할 수 있어, 기판(W)의 뒤틀림을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판(W)에 패턴을 정해진 위치에 적절히 형성할 수 있다.
여기서, 기판(W) 상에는 포토리소그래피 처리가 복수 회 행해지고, 복수 층의 패턴이 형성된다. 이러한 경우, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 각 층에 있어서의 패턴을 정해진 위치에 적절히 형성할 수 있으므로, 오버레이(중합 위치 정밀도)를 개선할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 개질 장치(30)로는, 기판(W)의 내부에 개질층(M)을 형성해도 된다. 기판(W)의 뒤틀림을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
또한, 기판 처리 시스템(200)에 있어서의 처리 장치에 있어서, 노광 장치(213)와 마찬가지로 기판(W)의 이면(Wb)이 흡착 유지되는 경우에는, 당해 처리 장치에 있어서의 처리가 행해지기 전에, 기판(W)의 이면(Wb)의 표층에 개질층(M)을 형성해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
삭제

Claims (12)

  1. 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서,
    제 1 기판의 이면 표층과 제 2 기판의 이면 표층에, 레이저광을 조사하여 개질층을 형성하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 기판의 이면을 조면화하는 개질 공정과,
    이 후, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판의 이면이 유지된 상태에서, 상기 제 1 기판의 표면과 상기 제 2 기판의 표면을 접합하는 표면 처리 공정을 가지는, 기판 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리 공정은,
    상기 제 1 기판의 이면을 진공 배기하여 제 1 유지부로 유지하고, 상기 제 2 기판의 이면을 진공 배기하여 제 2 유지부로 유지한 후, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 대향 대치하는 배치 공정과,
    이 후, 상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 기판의 중심부를 누르는 압동 부재를 하강시키고, 상기 압동 부재에 의해 상기 제 1 기판의 중심부와 상기 제 2 기판의 중심부를 눌러 접촉시키는 누름 공정과,
    이 후, 상기 제 1 기판의 중심부와 상기 제 2 기판의 중심부가 눌린 상태에서, 상기 제 1 기판의 중심부로부터 외주부를 향해, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 순차 접합하는 접합 공정을 가지는, 기판 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질 공정 후, 상기 제 1 기판의 이면을 연삭하는 가공 공정을 가지고,
    상기 개질 공정에 있어서, 상기 개질층은, 상기 가공 공정에 있어서 상기 제 1 기판이 상기 개질층을 포함하여 연삭되는 위치에 형성되는, 기판 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 처리 공정에 있어서, 상기 제 1 기판의 표면에 포토리소그래피 처리에 있어서의 노광 처리를 행하는, 기판 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 기판을 처리하는 기판 처리 시스템으로서,
    제 1 기판의 이면 표층과 제 2 기판의 이면 표층에, 레이저광을 조사하여 개질층을 형성하고, 상기 제 1 및 상기 제 2 기판의 이면을 조면화하는 레이저 조사부를 구비한 개질 장치와,
    상기 개질층이 형성된 상기 제 1 기판의 표면과 상기 제 2 기판의 표면을 접합하는 접합 장치와,
    상기 개질 장치와 상기 접합 장치에 대하여, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 반송하는 반송 장치를 가지는, 기판 처리 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 접합 장치는,
    상기 제 1 기판의 이면을 흡착 유지하는 제 1 유지부와,
    상기 제 2 기판의 이면을 흡착 유지하는 제 2 유지부와,
    상기 제 1 유지부에 마련되어, 상기 제 1 기판의 중심부를 누르는 압동 부재를 가지는, 기판 처리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 개질층이 형성된 상기 제 1 기판의 이면을 연삭하는 가공 장치를 가지고,
    상기 개질 장치는, 상기 가공 장치에 있어서 상기 제 1 기판이 상기 개질층을 포함하여 연삭되는 위치에, 상기 개질층을 형성하는, 기판 처리 시스템.
  12. 삭제
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