TW202029382A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種基板處理裝置，其對基板進行處理，其特徵為包含：基板保持部，其保持將第1基板的表面與第2基板的表面接合的疊合基板中的該第2基板；周緣改質部，其對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著作為除去對象的周緣部位與中央部位的界線照射周緣用雷射光，以形成周緣改質層；以及內部面改質部，其在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後，對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著平面方向照射內部面用雷射光，以形成內部面改質層。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種基板處理裝置以及基板處理方法。
於專利文獻1，揭示了一種堆疊型半導體裝置的製造方法。在該製造方法中，係將2枚以上的半導體晶圓堆疊以製造出堆疊型半導體裝置。此時，各半導體晶圓，在堆疊於另一半導體晶圓之後，其背面受到研削，以形成吾人所期望的厚度。
於專利文獻2，揭示了「令在外周圍部位設置了研磨粒的圓板狀的研削工具旋轉，並令研削工具的至少外周圍面與半導體晶圓以線狀的方式抵接，以將半導體晶圓的周圍端部研削成大略L字狀」的技術內容。半導體晶圓，係將二枚矽晶圓貼合所製作而成者。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012－69736號公報 [專利文獻2]日本特開平9－216152號公報
[發明所欲解決的問題]
本案所揭示之技術，係在由各基板所接合的疊合基板中，有效率地實行一基板的周緣部位的除去步驟與該一基板的薄化處理的各自的前處理。 [解決問題的手段]
本發明一實施態樣係一種對基板進行處理的基板處理裝置，其特徵為包含：基板保持部，其保持將第1基板的表面與第2基板的表面接合的疊合基板中的該第2基板；周緣改質部，其對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著作為除去對象的周緣部位與中央部位的界線照射周緣用雷射光，以形成周緣改質層；以及內部面改質部，其在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後，對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著平面方向照射內部面用雷射光，以形成內部面改質層。 [發明的功效]
若根據本發明，便可在由各基板所接合的疊合基板中，有效率地實行一基板的周緣部位的除去步驟與該一基板的薄化處理的各自的前處理。
在半導體裝置的製造步驟中，例如會像專利文獻1所揭示的方法那樣，對在表面形成了複數個電子電路等裝置的半導體晶圓（以下稱為晶圓），從該晶圓的背面進行研削加工，令晶圓變薄。
晶圓背面的研削加工，例如，係在令研削磨石抵接於該背面的狀態下，令晶圓與研削磨石各自旋轉，然後令研削磨石下降以進行之。此時，研削磨石會耗損，需要定期地更換。另外，在研削加工中，會使用研削用水，其廢水處理亦有其必要。因此，以往的晶圓薄化處理需要花費運行成本。
另外，通常，會對晶圓的周緣部位進行倒角加工，惟當如上所述的對晶圓的背面實行研削處理時，晶圓的周緣部位會形成尖鋭的形狀（所謂的刀刃邊緣形狀）。如是，可能會在晶圓的周緣部位產生碎屑，進而對晶圓造成損傷。因此，會在實行研削處理之前預先實行將晶圓的周緣部位除去（所謂的邊緣修整）的步驟。
上述之專利文獻2所記載的端面研削裝置，係實行該邊緣修整步驟的裝置。然而，該端面研削裝置，係以研削的方式實行邊緣修整步驟，故磨石會耗損，而必須定期的更換。另外，會使用大量的研削用水，廢水處理亦有其必要。因此，以往的邊緣修整步驟需要花費運行成本。
本案揭示之技術，為了有效率地實行晶圓的薄化處理與邊緣修整步驟，而以有效率的方式實行其前處理。以下，針對本實施態樣之作為基板處理裝置的晶圓處理系統，以及作為基板處理方法的晶圓處理方法，一邊參照圖式一邊進行說明。另外，在本說明書以及圖式中，會對實質上具有相同功能構造的要件，附上相同的符號並省略重複說明。
首先，針對本實施態樣之晶圓處理系統的構造進行說明。圖1，係將晶圓處理系統1的概略構造以示意方式表示的俯視圖。
在晶圓處理系統1中，如圖2以及圖3所示的，對作為第1基板的處理晶圓W與作為第2基板的支持晶圓S所接合的作為疊合基板的疊合晶圓T實行既定的處理。然後，在晶圓處理系統1中，將處理晶圓W的周緣部位We除去，再令該處理晶圓W變薄。以下，在處理晶圓W中，將與支持晶圓S接合的面稱為表面Wa，將表面Wa的相反側的面稱為背面Wb。同樣地，在支持晶圓S中，將與處理晶圓W接合的面稱為表面Sa，將表面Sa的相反側的面稱為背面Sb。
處理晶圓W，例如為矽晶圓等的半導體晶圓，於表面Wa形成了包含複數個裝置在內的裝置層（圖中未顯示）。另外，於裝置層更形成了氧化膜F，例如SiO2 膜（TEOS膜，tetraethoxysilane膜，四乙氧基矽烷膜）。另外，處理晶圓W的周緣部位We經過倒角加工，周緣部位We的剖面形成越向其前端厚度越小的形狀。另外，周緣部位We係在邊緣修整步驟中被除去的部分，例如位於從處理晶圓W的外端部位算起往半徑方向1mm～5mm的範圍內。
另外，在圖2中，為了避免圖式變得繁雜，將氧化膜F的圖式省略。另外，在以下之說明所使用的其他圖式中亦同樣，有時會將氧化膜F的圖式省略。
支持晶圓S，係支持處理晶圓W的晶圓，例如為矽晶圓。於支持晶圓S的表面Sa形成了氧化膜（圖中未顯示）。另外，支持晶圓S，發揮作為保護處理晶圓W的表面Wa的裝置的保護層的功能。另外，當於支持晶圓S的表面Sa形成了複數個裝置時，便與處理晶圓W同樣，於表面Sa形成了裝置層（圖中未顯示）。
在此，若在處理晶圓W的周緣部位We處理晶圓W與支持晶圓S接合，便有可能無法將周緣部位We確實地除去。因此，於處理晶圓W與支持晶圓S的界面，形成了氧化膜F與支持晶圓S的表面Sa接合的接合區域Aa，以及，接合區域Aa的半徑方向外側的區域，亦即未接合區域Ab。藉由像這樣存在未接合區域Ab，便可將周緣部位We確實地除去。另外，詳細內容雖在之後會敘述，惟接合區域Aa的外側端部，宜位於比所除去之周緣部位We的內側端部稍微更靠半徑方向外側一些之處。
如圖1所示的，晶圓處理系統1，具有將搬入搬出站2與處理站3連接成一體的構造。例如，可收納複數枚疊合晶圓T的匣盒Ct，在搬入搬出站2與外部之間，被搬入或搬出。處理站3，具備對疊合晶圓T實施既定處理的各種處理裝置。
於搬入搬出站2，設置了匣盒載置台10。在圖式的例子中，係於匣盒載置台10將複數個（例如3個）匣盒Ct在Y軸方向上隨意載置成一列。另外，匣盒載置台10所載置之匣盒Ct的個數，不限於本實施態樣，可任意決定之。
於搬入搬出站2，在匣盒載置台10的X軸負方向側，設置了與該匣盒載置台10相鄰的晶圓搬運裝置20。晶圓搬運裝置20，構成在沿著Y軸方向延伸的搬運路徑21上隨意移動的構造。另外，晶圓搬運裝置20，具有保持並搬運疊合晶圓T的例如2支搬運臂22、22。各搬運臂22，構成在水平方向上、在垂直方向上、繞水平軸以及繞垂直軸隨意移動的構造。另外，搬運臂22的構造不限於本實施態樣，可採用任意的構造。然後，晶圓搬運裝置20，構成可對匣盒載置台10的匣盒Ct以及後述的傳遞裝置30搬運疊合晶圓T的構造。
於搬入搬出站2，在晶圓搬運裝置20的X軸負方向側，設置了與該晶圓搬運裝置20相鄰且用來傳遞疊合晶圓T的傳遞裝置30。
於處理站3，例如設置了3個處理區塊G1～G3。第1處理區塊G1、第2處理區塊G2以及第3處理區塊G3，從X軸正方向側（搬入搬出站2側）往負方向側依照該順序並排配置。
於第1處理區塊G1，設置了蝕刻裝置40、洗淨裝置41以及晶圓搬運裝置50。蝕刻裝置40與洗淨裝置41，配置成互相堆疊。另外，蝕刻裝置40與洗淨裝置41的數目或配置不限於此。例如，蝕刻裝置40與洗淨裝置41亦可各自在X軸方向上延伸，並在俯視下以並列的方式並排配置。再者，該等蝕刻裝置40與洗淨裝置41亦可各自堆疊。
蝕刻裝置40，對後述的加工裝置80所研削之處理晶圓W的背面Wb進行蝕刻處理。例如，對背面Wb供給藥劑（蝕刻液），對該背面Wb進行濕蝕刻。藥劑，例如可使用HF、HNO3 、H3 PO4 、TMAH（Tetra Methyl Ammonium Hydroxide，氫氧化四甲銨）、Choline（膽鹼）、KOH等。
洗淨裝置41，將後述的加工裝置80所研削之處理晶圓W的背面Wb洗淨。例如，以刷子抵接於背面Wb，將該背面Wb刷洗乾淨。另外，背面Wb的洗淨，亦可使用經過加壓的洗淨液。另外，洗淨裝置41，亦可具有與處理晶圓W的背面Wb一起將支持晶圓S的背面Sb洗淨的構造。
晶圓搬運裝置50，例如相對於蝕刻裝置40與洗淨裝置41配置在Y軸負方向側。晶圓搬運裝置50，具有保持並搬運疊合晶圓T的例如2支搬運臂51、51。各搬運臂51，構成在水平方向上、在垂直方向上、繞水平軸以及繞垂直軸隨意移動的構造。另外，搬運臂51的構造不限於本實施態樣，可採用任意的構造。然後，晶圓搬運裝置50，構成可對傳遞裝置30、蝕刻裝置40、洗淨裝置41以及後述的改質裝置60搬運疊合晶圓T的構造。
於第2處理區塊G2，設置了改質裝置60、周緣除去裝置61以及晶圓搬運裝置70。改質裝置60與周緣除去裝置61，配置成互相堆疊。另外，改質裝置60與周緣除去裝置61的數目或配置不限於此。
改質裝置60，對處理晶圓W的內部照射雷射光，形成周緣改質層、分割改質層以及內部面改質層。改質裝置60的具體構造容後詳述。
周緣除去裝置61，以改質裝置60所形成的周緣改質層為基點，將處理晶圓W的周緣部位We除去。周緣除去裝置61的具體構造容後詳述。
晶圓搬運裝置70，例如相對於改質裝置60與周緣除去裝置61配置在Y軸正方向側。晶圓搬運裝置70，具有保持並搬運疊合晶圓T的例如2支搬運臂71、71。各搬運臂71，被多關節的臂部構件72所支持，構成在水平方向上、在垂直方向上、繞水平軸以及繞垂直軸隨意移動的構造。搬運臂71的具體構造容後詳述。然後，晶圓搬運裝置70，構成可對洗淨裝置41、改質裝置60、周緣除去裝置61以及後述的加工裝置80搬運疊合晶圓T的構造。
於第3處理區塊G3，設置了加工裝置80。另外，加工裝置80的數目或配置不限於本實施態樣，亦可複數個加工裝置80任意地配置。
加工裝置80，對處理晶圓W的背面Wb進行研削。然後，在形成了內部面改質層的背面Wb中，將該內部面改質層除去，再將周緣改質層除去。具體而言，加工裝置80，在令研削磨石（圖中未顯示）抵接於夾頭81所保持之處理晶圓W的背面Wb狀態下，令處理晶圓W與研削磨石各自旋轉，對背面Wb進行研削。另外，在本實施態樣中，夾頭81與研削磨石（圖中未顯示）構成加工部。另外，加工裝置80係使用習知的研削裝置（研磨裝置），例如使用日本特開2010－69601號公報所記載的裝置。
於以上所述的晶圓處理系統1，設置了控制裝置90。控制裝置90，例如為電腦，具有程式儲存部（圖中未顯示）。於程式儲存部，儲存了控制晶圓處理系統1對疊合晶圓T進行處理的程式。另外，於程式儲存部，亦儲存了控制上述的各種處理裝置或搬運裝置等的驅動系統的動作，以實現晶圓處理系統1中的後述的基板處理的程式。另外，上述程式，可為記錄於電腦可讀取之記憶媒體H者，亦可為從該記憶媒體H安裝到控制裝置90者。
接著，針對上述的改質裝置60進行說明。圖4，係表示改質裝置60的概略構造的俯視圖。圖5，係表示改質裝置60的概略構造的側視圖。
改質裝置60，具有以頂面保持疊合晶圓T而作為基板保持部的夾頭100。夾頭100，以處理晶圓W位於上側且支持晶圓S配置於下側的狀態，吸附保持該支持晶圓S。夾頭100，透過空氣軸承101，被滑動平台102所支持。於滑動平台102的底面側，設置了旋轉機構103。旋轉機構103，例如內建了馬達作為驅動源。夾頭100，構成藉由旋轉機構103並透過空氣軸承101隨意繞垂直軸旋轉的構造。滑動平台102，構成「藉由設置於其底面側的水平移動部104，而可沿著設置於基台106且在Y軸方向上延伸的軌道105移動」的構造。另外，水平移動部104的驅動源並無特別限定，例如使用線性馬達。
在夾頭100的上方，設置了雷射頭110。雷射頭110，具有透鏡111。透鏡111，係設置於雷射頭110的底面的筒狀構件，對夾頭100所保持的處理晶圓W照射雷射光。另外，在本實施態樣中，周緣改質部與內部面改質部具有共用的雷射頭110。
另外，雷射頭110，更具有圖中未顯示的LCOS（Liquid Crystal on Silicon，矽基液晶）。LCOS，係空間光調變器，對雷射光進行調變並將其輸出。具體而言，LCOS，可控制雷射光的焦點位置或相位，並可調整對處理晶圓W所照射之雷射光的形狀或數量（分束數量）。
然後，雷射頭110，將雷射光振盪器（圖中未顯示）所振盪發出的高頻脈衝狀雷射光（其係對處理晶圓W具有穿透性的波長的雷射光），集中照射到處理晶圓W的內部的既定位置。藉此，在處理晶圓W的內部，雷射光所集中照射的部分被改質，而形成周緣改質層、分割改質層以及內部面改質層。
雷射頭110，被支持構件120所支持。雷射頭110，構成藉由升降機構130而沿著在垂直方向上延伸的軌道121隨意升降的構造。另外，雷射頭110，構成藉由移動機構131而在Y軸方向上隨意移動的構造。另外，升降機構130以及移動機構131，各自被支持柱132所支持。
在夾頭100的上方，且在雷射頭110的Y軸正方向側，設置了巨觀相機140與微觀相機150。例如，巨觀相機140與微觀相機150構成一體，巨觀相機140配置在微觀相機150的Y軸正方向側。巨觀相機140與微觀相機150，構成藉由升降機構160而隨意升降的構造，更構成藉由移動機構161而在Y軸方向上隨意移動的構造。
巨觀相機140，拍攝處理晶圓W（疊合晶圓T）的外側端部。巨觀相機140，例如具備同軸透鏡，射出可見光（例如紅色光），再接收來自對象物的反射光。另外，例如，巨觀相機140的拍攝倍率為2倍。
微觀相機150，拍攝處理晶圓W的周緣部位，並拍攝接合區域Aa與未接合區域Ab的界線。微觀相機150，例如具備同軸透鏡，射出紅外光（IR光，infrared light），再接收來自對象物的反射光。另外，例如，微觀相機150的拍攝倍率為10倍，視域相對於巨觀相機140約為1／5，像素大小相對於巨觀相機140約為1／5。
接著，針對上述的周緣除去裝置61進行說明。圖6，係表示周緣除去裝置61的概略構造的俯視圖。圖7，係表示周緣除去裝置61的概略構造的側視圖。
周緣除去裝置61，具有以頂面保持疊合晶圓T而作為另一基板保持部的夾頭170。夾頭170，以處理晶圓W位於上側且支持晶圓S配置於下側的狀態，吸附保持該支持晶圓S。另外，夾頭170，構成可藉由旋轉機構171而繞垂直軸旋轉的構造。
在夾頭170的上方，設置了保持並移送處理晶圓W的周緣部位We而作為周緣除去部的吸附墊180。吸附墊180，例如與真空泵等的吸引機構（圖中未顯示）連接，吸附墊180在其底面吸附保持周緣部位We。於吸附墊180，設置了令吸附墊180在垂直方向上升降的升降機構181，以及令吸附墊180在水平方向（X軸方向以及Y軸方向）上移動的移動機構182。
在夾頭170的上方，設置了用來確認周緣部位We是否從處理晶圓W被除去的檢知部190。檢知部190，檢測被夾頭170所保持且周緣部位We被除去的處理晶圓W有無周緣部位We。檢知部190，例如使用感測器。感測器，例如為射線型的雷射位移計，其對疊合晶圓T（處理晶圓W）的周緣部位照射雷射，測定該疊合晶圓T的厚度，以檢測有無周緣部位We。另外，檢知部190對有無周緣部位We的檢知方法不限於此。例如，檢知部190亦可使用線列式相機，拍攝疊合晶圓T（處理晶圓W），以檢測有無周緣部位We。
另外，在夾頭170的下方，設置了將吸附墊180所移送之周緣部位We回收的回收部（圖中未顯示）。回收部，收納並回收吸附墊180所吸附保持的周緣部位We。
接著，針對上述的晶圓搬運裝置70的搬運臂71進行說明。圖8，係表示搬運臂71的概略構造的縱剖面圖。
作為基板分離部以及搬運部的搬運臂71，具有半徑比疊合晶圓T更大的圓板狀的吸附板200。於吸附板200的底面，設置了保持處理晶圓W的中央部位Wc的保持部210。
保持部210與吸引中央部位Wc的吸引管211連接，吸引管211例如與真空泵等的吸引機構212連通。於吸引管211，設置了測定吸引壓力的壓力感測器213。壓力感測器213的構造為任意構造，例如使用隔膜型的壓力計。
於吸附板200的頂面，設置了令該吸附板200繞垂直軸旋轉的旋轉機構220。旋轉機構220，被支持構件221所支持。另外，支持構件221（旋轉機構220），被臂部構件72所支持。
接著，針對用以上述方式構成之晶圓處理系統1所實行的第1實施態樣的晶圓處理進行說明。圖9，係表示晶圓處理的主要步驟的流程圖。圖10，係晶圓處理的主要步驟的說明圖。另外，在本實施態樣中，係在晶圓處理系統1的外部接合裝置（圖中未顯示）將處理晶圓W與支持晶圓S接合，而預先形成疊合晶圓T。
首先，收納了複數枚圖10（a）所示之疊合晶圓T的匣盒Ct，載置於搬入搬出站2的匣盒載置台10。
接著，利用晶圓搬運裝置20將匣盒Ct內的疊合晶圓T取出，並搬運到傳遞裝置30。接著，利用晶圓搬運裝置50，將傳遞裝置30的疊合晶圓T取出，並搬運到改質裝置60。在改質裝置60中，如圖10（b）所示的，在處理晶圓W的內部依序形成周緣改質層M1與分割改質層M2（圖9的步驟A1、A2），再如圖10（c）所示的，形成內部面改質層M3（圖9的步驟A3）。周緣改質層M1，係作為在邊緣修整步驟中將周緣部位We除去時的基點者。分割改質層M2，係作為令所除去之周緣部位We變成小碎片時的基點者。內部面改質層M3，係作為令處理晶圓W變薄時的基點者。
圖11，係改質裝置60的改質處理的主要步驟的說明圖。首先，如圖11（a）所示的，令夾頭100（滑動平台102）移動到搬入搬出位置P1。然後，疊合晶圓T從晶圓搬運裝置50被搬入，而被夾頭100所保持。
接著，如圖11（b）所示的，令夾頭100移動到巨觀對準位置P2。巨觀對準位置P2，係巨觀相機140可拍攝到處理晶圓W的外側端部的位置。
接著，利用巨觀相機140，拍攝處理晶圓W的周圍方向360度的外側端部的影像。所拍攝到的影像，從巨觀相機140輸出到控制裝置90。
在控制裝置90中，從巨觀相機140的影像，算出夾頭100的中心Cc與處理晶圓W的中心Cw的第1偏心量。再者，在控制裝置90中，根據第1偏心量，以修正該第1偏心量的Y軸分量的方式，算出夾頭100的移動量。夾頭100，根據所算出的移動量在Y軸方向上移動，如圖11（c）所示的，令夾頭100移動到微觀對準位置P3。微觀對準位置P3，係微觀相機150可拍攝到處理晶圓W的周緣部位的位置。在此，由於如上所述的微觀相機150的視域相對於巨觀相機140約為1／5，很小，故若不對第1偏心量的Y軸分量進行修正，則有時處理晶圓W的周緣部位會並未進入微觀相機150的視角而無法以微觀相機150進行拍攝。因此，基於第1偏心量的Y軸分量的修正，亦可謂係為了令夾頭100移動到微觀對準位置P3。
接著，利用微觀相機150，拍攝處理晶圓W的周圍方向360度的接合區域Aa與未接合區域Ab的界線。所拍攝到的影像，從微觀相機150輸出到控制裝置90。
在控制裝置90中，從微觀相機150的影像，算出夾頭100的中心Cc與接合區域Aa的中心Ca的第2偏心量。再者，在控制裝置90中，根據第2偏心量，以接合區域Aa的中心與夾頭100的中心對齊一致的方式，決定夾頭100相對於周緣改質層M1的位置。在此，如上所述的，係在處理晶圓W與支持晶圓S接合之前形成未接合區域Ab，有時該未接合區域Ab的中心（接合區域Aa的中心Ca）與處理晶圓W的中心會錯開。關於此點，藉由像本實施態樣這樣根據第2偏心量調整夾頭100相對於周緣改質層M1的位置，以修正未接合區域Ab的偏移。
接著，如圖11（d）所示的，令夾頭100移動到改質位置P4。改質位置P4，係雷射頭110對處理晶圓W照射雷射光以形成周緣改質層M1的位置。另外，在本實施態樣中，改質位置P4與微觀對準位置P3相同。
接著，如圖12以及圖13所示的，從雷射頭110射出雷射光L1（周緣用雷射光L1），於處理晶圓W的周緣部位We與中央部位Wc的界線形成周緣改質層M1（圖9的步驟A1）。雷射光L1，藉由LCOS，其形狀與數量受到調整。具體而言，雷射光L1，其焦點位置與相位受到控制，形狀受到調整，以形成後述的周緣改質層M1。另外，在本實施態樣中，雷射光L1的數量為1束。
上述雷射光L1所形成的周緣改質層M1，具有在厚度方向上延伸的縱長的縱橫比。周緣改質層M1的下端，比薄化處理後的處理晶圓W的目標表面（圖12中的虛線）位於更上方。亦即，周緣改質層M1的下端與處理晶圓W的表面Wa之間的距離H1，比薄化處理後的處理晶圓W的目標厚度H2更大。此時，於薄化處理後的處理晶圓W並未留下周緣改質層M1。另外，在處理晶圓W的內部，裂縫C1從周緣改質層M1進展，到達表面Wa與背面Wb。
另外，周緣改質層M1，形成在比接合區域Aa的外側端部更靠半徑方向內側之處。當利用雷射頭110的雷射光L1形成周緣改質層M1時，即使因為例如加工誤差等原因而導致周緣改質層M1形成於從接合區域Aa的外側端部錯開之處，仍可防止該周緣改質層M1形成於接合區域Aa的外側端部的半徑方向外側之處。在此，若周緣改質層M1形成於接合區域Aa的外側端部的半徑方向外側之處，則在周緣部位We被除去之後處理晶圓W會形成相對於支持晶圓S懸空的狀態。關於此點，在本實施態樣中，便可確實地防止處理晶圓W形成該狀態。
另外，經過本發明人的深入研究，確認出「若周緣改質層M1與接合區域Aa的外側端部的距離D非常小，便可確實地將周緣部位We除去」此特徵點。然後，該距離D宜在500μm以內，更宜在50μm以內。
在此，如上所述的控制裝置90係根據第2偏心量決定夾頭100的位置。在步驟A1中，配合所決定之夾頭100的位置，以接合區域Aa的中心與夾頭100的中心對齊一致的方式，利用旋轉機構103令夾頭100旋轉，同時利用水平移動部104令夾頭100在Y軸方向上移動。此時，係令夾頭100的旋轉與Y軸方向的移動同步。藉由像這樣實行完全同步控制，便可令夾頭100的移動以誤差較少的方式確實地跟進到所決定的位置。
然後，像這樣一邊令夾頭100（處理晶圓W）旋轉以及移動，一邊從雷射頭110對處理晶圓W的內部照射雷射光L1。亦即，一邊修正第2偏心量，一邊形成周緣改質層M1。如是，周緣改質層M1，形成與接合區域Aa為同心圓的環狀。亦即，可令圖12所示之周緣改質層M1與接合區域Aa的外側端部的距離D為固定。因此，之後可在周緣除去裝置61中以周緣改質層M1為基點將周緣部位We確實地除去。
另外，在本例中，當第2偏心量具有X軸分量時，便令夾頭100在Y軸方向上移動，同時令夾頭100旋轉，以修正該X軸分量。另一方面，當第2偏心量不具有X軸分量時，則不令夾頭100旋轉，僅令其在Y軸方向上移動即可。
接著，令雷射頭110在Y軸方向上移動，如圖14以及圖15所示的，從雷射頭110射出雷射光L2（分割用雷射光L2），於周緣改質層M1的半徑方向外側形成分割改質層M2（圖9的步驟A2）。此時，藉由LCOS，雷射頭110所射出的雷射光，從雷射光L1切換到雷射光L2，雷射光L2其形狀與數量經過調整。具體而言，雷射光L2，其焦點位置與相位受到控制，形狀受到調整，以形成後述的分割改質層M2。另外，在本實施態樣中，雷射光L2的數量為1束。
分割改質層M2，亦與周緣改質層M1同樣，在厚度方向上延伸，並具有縱長的縱橫比。另外，在本實施態樣中，分割改質層M2與周緣改質層M1形成於相同高度之處。另外，裂縫C2從分割改質層M2進展，到達表面Wa與背面Wb。
另外，藉由在半徑方向上以數μm的間距形成複數個分割改質層M2以及裂縫C2，以形成如圖15所示的從周緣改質層M1往半徑方向外側延伸的1條分割改質層M2。另外，在圖式的例子中，在半徑方向上延伸的線狀的分割改質層M2形成於8處，惟該分割改質層M2的數量為任意數量。若分割改質層M2至少形成於2處，周緣部位We便可被除去。此時，當在邊緣修整步驟中將周緣部位We除去時，該周緣部位We，以環狀的周緣改質層M1為基點分離，同時因為分割改質層M2而被分割成複數個部分。如是，所除去的周緣部位We變成小碎片，而可更容易地將其除去。
另外，在本實施態樣中，在形成分割改質層M2時，係令雷射頭110在Y軸方向上移動，惟亦可令夾頭100在Y軸方向上移動。
接著，如圖16以及圖17所示的，從雷射頭110射出雷射光L3（內部面用雷射光L3），沿著平面方向形成內部面改質層M3（圖9的步驟A3）。此時，藉由LCOS，雷射頭110所射出的雷射光，從雷射光L2切換到雷射光L3，雷射光L3其形狀與數量經過調整。具體而言，雷射光L3，其焦點位置與相位受到控制，形狀受到調整，以形成後述的內部面改質層M3。另外，在本實施態樣中，雷射光L3的數量為1束。另外，圖17所示之黑色箭號表示夾頭100的旋轉方向，在以下的說明中亦相同。
內部面改質層M3的下端，位於比薄化處理後的處理晶圓W的目標表面（圖16中的虛線）稍微更上方之處。亦即，內部面改質層M3的下端與處理晶圓W的表面Wa之間的距離H3，比薄化處理後的處理晶圓W的目標厚度H2稍微更大一些。另外，在處理晶圓W的內部，裂縫C3從內部面改質層M3在平面方向上進展。
在步驟A3中，係一邊令夾頭100（處理晶圓W）旋轉同時令雷射頭110從處理晶圓W的外周圍部位往中心部位沿著Y軸方向移動，一邊從雷射頭110對處理晶圓W的內部照射雷射光L3。如是，內部面改質層M3，在處理晶圓W的面內，從外側往內側形成螺旋狀。
另外，在本實施態樣中，在形成內部面改質層M3時，係令雷射頭110在Y軸方向上移動，惟亦可令夾頭100在Y軸方向上移動。
接著，如圖11（e）所示的，令夾頭100移動到搬入搬出位置P1。然後，利用晶圓搬運裝置70將疊合晶圓T搬出。
如以上所述的，在改質裝置60中，依序形成步驟A1中的周緣改質層M1與步驟A3中的內部面改質層M3。在此，假如在周緣改質層M1之前形成內部面改質層M3，則於處理晶圓W可能會發生膨脹或翹曲。例如，在形成內部面改質層M3之後，裂縫C3係形成在處理晶圓W的平面方向上。然後，應力施加於裂縫C3，處理晶圓W往平面方向膨脹。另外，若該膨脹的大小在處理晶圓W的平面方向位置有所不同，則有時處理晶圓W的分離會局部地進展。此時，處理晶圓W的高度會在面內變得不均一，而發生翹曲。若像這樣於處理晶圓W發生膨脹或翹曲，則周緣改質層M1便無法形成於適當的位置。然後，其結果，便無法將周緣部位We確實地除去，而無法確保品質。關於此點，在本實施態樣中，藉由依序形成周緣改質層M1與內部面改質層M3，便可防止處理晶圓W的膨脹或翹曲。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置70搬運到周緣除去裝置61。在周緣除去裝置61中，如圖10（d）所示的，以周緣改質層M1為基點，將處理晶圓W的周緣部位We除去（圖9的步驟A4）。在步驟A4中，如圖18所示的，在利用升降機構181令吸附墊180下降並吸附保持周緣部位We之後，再令吸附墊180上升。如是，吸附墊180所保持的周緣部位We，便以周緣改質層M1為基點從處理晶圓W分離。此時，以分割改質層M2為基點，周緣部位We分裂變成小碎片。另外，所除去的周緣部位We，從吸附墊180回收到回收部（圖中未顯示）。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置70搬運到加工裝置80。在加工裝置80中，首先，在從搬運臂71將疊合晶圓T傳遞到夾頭81時，如圖10（e）所示的，以內部面改質層M3為基點，將處理晶圓W的背面Wb側（以下稱為背面晶圓Wb1）分離（圖9的步驟A5）。
在步驟A5中，如圖19（a）所示的，以搬運臂71的吸附板200吸附保持處理晶圓W，同時以夾頭81吸附保持支持晶圓S。然後，令吸附板200旋轉，以內部面改質層M3為界線，背面晶圓Wb1被切除。之後，如圖19（b）所示的，在吸附板200吸附保持背面晶圓Wb1的狀態下，令該吸附板200上升，以令背面晶圓Wb1從處理晶圓W分離。此時，藉由以壓力感測器213測定吸引背面晶圓Wb1的壓力，便可檢測到有無背面晶圓Wb1，進而確認背面晶圓Wb1是否從處理晶圓W分離。另外，當如圖19（b）所示的僅令吸附板200上升便可將背面晶圓Wb1分離時，亦可省略圖19（a）所示之吸附板200的旋轉。另外，所分離的背面晶圓Wb1，被回收到晶圓處理系統1的外部。
接著，如圖10（f）所示的，對夾頭81所保持之處理晶圓W的背面Wb進行研削，將殘留於該背面Wb的內部面改質層M3與周緣改質層M1除去（圖9的步驟A6）。在步驟A6中，在令研削磨石抵接於背面Wb的狀態下，令處理晶圓W與研削磨石各自旋轉，對背面Wb進行研削。另外，之後，亦可用洗淨液噴嘴（圖中未顯示），以洗淨液對處理晶圓W的背面Wb進行洗淨。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置70搬運到洗淨裝置41。在洗淨裝置41中將處理晶圓W的研削面（亦即背面Wb）刷洗乾淨（圖9的步驟A7）。另外，在洗淨裝置41中，亦可與處理晶圓W的背面Wb一起，對支持晶圓S的背面Sb進行洗淨。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置50搬運到蝕刻裝置40。在蝕刻裝置40中利用藥劑對處理晶圓W的背面Wb進行濕蝕刻（圖9的步驟A8）。於上述的加工裝置80所研削的背面Wb，有時會形成研削痕。在本步驟A8中，藉由濕蝕刻可將研削痕除去，可令背面Wb變平滑。
之後，實施過全部的處理的疊合晶圓T，被晶圓搬運裝置50搬運到傳遞裝置30，再被晶圓搬運裝置20搬運到匣盒載置台10的匣盒Ct。如是，晶圓處理系統1中的一連串的晶圓處理便結束。
根據本實施態樣，係以周緣改質層M1為基點將周緣部位We除去而實行邊緣修整步驟，再以內部面改質層M3為基點將背面晶圓Wb1分離而實行處理晶圓W的薄化處理。然後，用以形成該等周緣改質層M1與內部面改質層M3的雷射頭110便不易因為使用經過較長時間而劣化，消耗品減少，故可降低維護保養的頻度。另外，由於係使用雷射的乾式程序，故不需要研削用水或廢水處理。因此，可降低運行成本。因此，相較於以往的利用研削所進行的邊緣修整步驟或利用研削所進行的薄化處理，更可抑制運行成本。
另外，本實施態樣，係在步驟A6中實行背面Wb的研削，惟該研削只要將內部面改質層M3以及周緣改質層M1除去即可，其研削量約為數十μm左右，很少。相對於此，以往為了令處理晶圓W變薄而對背面Wb進行研削的態樣，其研削量例如在700μm以上，很多，研削磨石的磨耗程度較大。因此，本實施態樣，必然可降低維護保養頻度。
另外，根據本實施態樣，係在處理晶圓W的內部依序形成周緣改質層M1與內部面改質層M3。如上所述的，假如先形成內部面改質層M3，則可能會發生處理晶圓W的膨脹或翹曲，本實施態樣，可防止該等處理晶圓W的膨脹或翹曲。然後，其結果，便可將周緣部位We確實地除去，進而確保品質。
另外，根據本實施態樣，藉由用1個雷射頭110調整雷射光L1～L3的形狀，便可形成周緣改質層M1、分割改質層M2以及內部面改質層M3。亦即，即使在改質層的延伸方向或所要求的加工品質有所不同的情況下，仍可用1個雷射頭110選擇雷射光的適當形狀。然後，由於可像這樣形成任意形狀的改質層，故形成該改質層的自由度便提高。另外，可縮小裝置的占有面積（覆蓋區域），進而實現節省空間之目的。再者，由於裝置構造較簡單，故亦可降低裝置成本。像這樣，本實施態樣，可有效率地實行處理晶圓W的薄化處理與邊緣修整步驟的前處理。
另外，在以上的實施態樣中，係利用1個雷射頭110射出不同形狀的雷射光L1～L3，惟雷射頭110宜在作為處理對象的疊合晶圓T搬入改質裝置60之前經過校正（校準）。更詳細而言，宜在疊合晶圓T被夾頭100所保持之前，實行過雷射頭110的校正。此時，便無須在對1枚處理晶圓W進行改質處理的過程中實行雷射頭110的校正，故可縮短切換雷射光L1～L3所需要的時間。其結果，可令晶圓處理的產能提高。
另外，在以上的實施態樣中，在形成周緣改質層M1時，係從雷射頭110對處理晶圓W的內部照射1道雷射光L1，惟亦可照射複數道雷射光L1。此時，便可縮短形成周緣改質層M1的時間，並可令晶圓處理的產能更進一步提高。同樣地，在形成內部面改質層M3時，係從雷射頭110對處理晶圓W的內部照射1道雷射光L3，惟亦可照射複數道雷射光L3。此時亦同，可縮短形成內部面改質層M3的時間，並可令晶圓處理的產能更進一步提高。
以上的實施態樣，係在周緣除去裝置61中用吸附墊180將周緣部位We除去，並在加工裝置80中用搬運臂71將處理晶圓W分離，惟該等周緣部位We的除去與用搬運臂71的分離亦可均在同一裝置內實行。例如，如圖20所示的，在周緣除去裝置61中，在夾頭170的上方，更設置了作為基板分離部的吸附板230。吸附板230，與搬運臂71的吸附板200為相同的構造，具有半徑比疊合晶圓T更大的圓板形狀。吸附板230例如與真空泵等的吸引機構（圖中未顯示）連接，吸附板230在其底面吸附保持處理晶圓W的背面Wb。於吸附板230，設置了令吸附板230在垂直方向上升降的升降機構231，以及令吸附板230繞垂直軸旋轉的旋轉機構232。
此時，在步驟A4中利用吸附墊180將周緣部位We除去，之後，在步驟A5中利用吸附板230將處理晶圓W分離。在步驟A5中，以吸附板230吸附保持處理晶圓W的背面Wb。然後，令吸附板230旋轉，以內部面改質層M3為界線，背面晶圓Wb1被切除。之後，在吸附板230吸附保持著背面晶圓Wb1的狀態下，令該吸附板230上升，而從處理晶圓W將背面晶圓Wb1分離。另外，當僅令吸附板230上升便可將背面晶圓Wb1分離時，亦可省略吸附板230的旋轉。
另外，吸附板230，亦可各別地吸附保持處理晶圓W的中央部位Wc與周緣部位We。具體而言，例如，亦可於吸附板230的底面，設置保持中央部位Wc的中央保持部（圖中未顯示），以及保持周緣部位We的周緣保持部（圖中未顯示）。中央保持部與周緣保持部分別與各別的吸引機構（圖中未顯示）連接，切換該等中央保持部與周緣保持部，便可各別地吸附保持中央部位Wc與周緣部位We。此時，步驟A4中的周緣部位We的除去，與步驟A5中的處理晶圓W的分離，分別利用吸附板230進行。另外，在本例中，吸附墊180、升降機構181以及移動機構182被省略。
本實施態樣，亦可確實地實行處理晶圓W的周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離。而且，由於可在同一裝置內實行該等步驟，故可令晶圓處理的產能提高。
在此，本實施態樣，係於處理晶圓W的內部依序形成周緣改質層M1與內部面改質層M3，惟在形成內部面改質層M3時，處理晶圓W可能會膨脹。此時，周緣部位We會因為處理晶圓W的膨脹而剝離，剝離的周緣部位We可能會對改質裝置60內的旋轉部103或水平移動部104等的驅動系統造成不良的影響。因此，宜施行防止周緣部位We剝離的對策。作為對策，吾人思及例如以下2種方法。
第1種防止周緣部位We剝離的對策，係物理性地推壓該周緣部位We的方法。例如，亦可如圖21所示的，設置複數個與處理晶圓W的外側端部抵接的圓筒狀的周緣保持部240。或者，例如，亦可如圖22所示的，設置複數個與處理晶圓W的外側端部抵接的長方體狀的周緣保持部241。該等周緣保持部240、241各自構成藉由移動機構（圖中未顯示）而在垂直方向以及水平方向上隨意移動的構造。然後，周緣保持部240、241，雖相對於處理晶圓W為點接觸或線接觸有所不同，惟均可防止周緣部位We剝離。另外，周緣保持部240、241，只要在形成內部面改質層M3時與處理晶圓W的外側端部抵接即可，除此以外亦可從處理晶圓W退避離開。
第2種防止周緣部位We剝離的對策，係令從周緣改質層M1開始形成於處理晶圓W的厚度方向上的裂縫C1僅往表面Wa進展的方法。藉由調整雷射頭110所照射之雷射光L1的形狀，如圖23（a）所示的，令裂縫C1僅進展到表面Wa，而並未到達背面Wb。另外，同樣地，在形成分割改質層M2時，亦令裂縫C2僅進展到表面Wa，而並未到達背面Wb。此時，之後，如圖23（b）所示的，即使形成內部面改質層M3，周緣部位We也不會從處理晶圓W剝離。
接著，針對第2實施態樣的晶圓處理進行說明。圖24，係表示晶圓處理的主要步驟的流程圖。圖25，係晶圓處理的主要步驟的說明圖。
在第1實施態樣中係各別實行周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離，惟在第2實施態樣中係同時實行該等步驟。該等周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離，例如係在加工裝置80中用作為除去分離部的搬運臂71實行之。另外，本實施態樣的搬運臂71，保持處理晶圓W的整體，亦即中央部位Wc與周緣部位We。另外，由於係像這樣用搬運臂71實行周緣部位We的除去，故在本實施態樣的晶圓處理系統1中，亦可將周緣除去裝置61省略。
在第2實施態樣的晶圓處理中，首先，將圖25（a）所示的疊合晶圓T搬運到改質裝置60。在改質裝置60中，如圖25（b）所示的，於處理晶圓W形成周緣改質層M10（圖24的步驟B1），再如圖25（c）所示的，形成內部面改質層M30（圖24的步驟B2）。
在此，步驟B1中的周緣改質層M10的形成方法，與步驟A1相同。然而，圖10（b）所示之周緣改質層M1，其裂縫C1進展到表面Wa與背面Wb，相對於此，周緣改質層M10的裂縫C10僅進展到表面Wa，而並未到達背面Wb。
另外，步驟B2中的內部面改質層M30的形成方法，與步驟A3相同。然而，圖10（c）所示之內部面改質層M3，其裂縫C3在平面方向上進展到處理晶圓W的外側端部，相對於此，內部面改質層M30的裂縫C30僅進展到周緣改質層M10的內側。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置70搬運到加工裝置80。在加工裝置80中，首先，當從搬運臂71將疊合晶圓T傳遞到夾頭81時，如圖25（d）所示的，以周緣改質層M10與內部面改質層M30為基點，將處理晶圓W的背面Wb側（以下稱為背面晶圓Wb2）分離（圖24的步驟B3）。
在步驟B3中，如圖26（a）所示的，以搬運臂71的吸附板200吸附保持處理晶圓W，同時以夾頭81吸附保持支持晶圓S。然後，令吸附板200旋轉，以周緣改質層M10與內部面改質層M30為界線，背面晶圓Wb2被切除。之後，如圖26（b）所示的，在吸附板200吸附保持著背面晶圓Wb2的狀態下，令該吸附板200上升，以從處理晶圓W將背面晶圓Wb2分離。像這樣，在步驟B3中，背面晶圓Wb2與周緣部位We一起被分離，亦即周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離係同時進行。
接著，如圖25（e）所示的，對處理晶圓W的背面Wb進行研削（圖24的步驟B4），然後依序實行洗淨裝置41對背面Wb的洗淨（圖24的步驟B5），以及蝕刻裝置40對背面Wb的濕蝕刻（圖24的步驟B6）。如是，晶圓處理系統1中的一連串的晶圓處理便結束。
在本實施態樣中，亦於處理晶圓W的內部依序形成周緣改質層M10與內部面改質層M30，故可享有與第1實施態樣同樣的功效。而且，由於周緣改質層M10的裂縫並未到達背面Wb，故不會因為形成內部面改質層M30時的處理晶圓W的膨脹而導致周緣部位We剝離。另外，為了更確實地防止周緣部位We的剝離，亦可如圖21或圖22所示的設置周緣保持部240、241。
在以上的實施態樣中，周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離係用搬運臂71實行，惟亦可用另外設置的裝置實行之。例如，亦可於晶圓處理系統1，取代周緣除去裝置61，而設置圖27所示的除去分離裝置300。
除去分離裝置300，具有以頂面保持疊合晶圓T而作為另一基板保持部的夾頭310。夾頭310，以處理晶圓W位於上側且支持晶圓S配置於下側的狀態，吸附保持該支持晶圓S。另外，夾頭310，構成可藉由旋轉機構311而繞垂直軸旋轉的構造。
在夾頭310的上方，設置了作為除去分離部的吸附板320。吸附板320，與搬運臂71的吸附板200為相同的構造，具有半徑比疊合晶圓T更大的圓板形狀。吸附板320例如與真空泵等的吸引機構（圖中未顯示）連接，吸附板320在其底面吸附保持處理晶圓W的背面Wb。於吸附板320，設置了令吸附板320在垂直方向上升降的升降機構321，以及令吸附板320繞垂直軸旋轉的旋轉機構322。
此時，以吸附板320吸附保持處理晶圓W的背面Wb。然後，令吸附板320旋轉，以周緣改質層M10與內部面改質層M30為界線，背面晶圓Wb2被切除。之後，在吸附板320吸附保持著背面晶圓Wb2的狀態下，令該吸附板320上升，以從處理晶圓W將背面晶圓Wb2分離。本實施態樣的除去分離裝置300，亦可確實地實行處理晶圓W的周緣部位We的除去與處理晶圓W的分離。
接著，針對第3實施態樣的晶圓處理進行說明。圖28，係表示晶圓處理的主要步驟的流程圖。圖29，係晶圓處理的主要步驟的說明圖。
在第1實施態樣中，係在形成內部面改質層M3之後，將周緣部位We除去，惟在第3實施態樣中，係在將周緣部位We除去之後，形成內部面改質層M31。亦即，在第3實施態樣中，係依序實行周緣改質層M11的形成、周緣部位We的除去、內部面改質層M31的形成。周緣改質層M11與內部面改質層M31均在改質裝置60形成，若在改質裝置60的外部實行周緣部位We的除去，則產能會降低。因此，在本實施態樣中，係在改質裝置60的內部用作為周緣除去部的搬運臂71實行周緣部位We的除去。由於像這樣用搬運臂71實行周緣部位We的除去，故在本實施態樣的晶圓處理系統1中，亦可將周緣除去裝置61省略。另外，搬運臂71如後所述的亦發揮作為基板分離部的功能。
如圖30所示的搬運臂71，具有半徑比處理晶圓W更大的圓板狀的吸附板400。於吸附板400的底面，設置了保持處理晶圓W的中央部位Wc的中央保持部410，以及保持處理晶圓W的周緣部位We的周緣保持部420。
中央保持部410與吸引中央部位Wc的吸引管411連接，吸引管411例如與真空泵等的中央吸引機構412連通。於吸引管411，設置了測定吸引壓力的中央壓力感測器413。中央壓力感測器413的構造為任意構造，例如使用隔膜型的壓力計。
周緣保持部420與吸引周緣部位We的吸引管421連接，吸引管421例如與真空泵等的周緣吸引機構422連通。於吸引管421，設置了測定吸引壓力的周緣壓力感測器423。周緣壓力感測器423的構造亦為任意構造，例如使用隔膜型的壓力計。
另外，如圖31所示的，於吸附板400的周緣部位，亦即於設置周緣保持部420的部位，形成了比中央保持部410更往上方凹入的凹部400a。如後所述的，周緣部位We係被周緣除去部440往上推而除去，凹部400a，確保了該周緣部位We被往上推的空間。
藉由該等構造，中央保持部410與周緣保持部420便可各別地吸引並保持中央部位Wc與周緣部位We。另外，中央壓力感測器413與周緣壓力感測器423便可各別地測定吸引中央部位Wc的壓力與吸引周緣部位We的壓力。
於吸附板400的頂面，設置了令該吸附板400繞垂直軸旋轉的旋轉機構430。旋轉機構430，被支持構件431所支持。另外，支持構件431（旋轉機構430），被臂部構件72所支持。
在吸附板400的側邊，沿著該吸附板400的周圍方向設置了複數個周緣除去部440。各周緣除去部440，具有楔形滾子441與支持輥442。
楔形滾子441，在側視中，具有前端尖銳的楔形形狀。楔形滾子441，從處理晶圓W與支持晶圓S的外側端部，插入該處理晶圓W與支持晶圓S的界面。然後，利用所插入的楔形滾子441將周緣部位We往上推，而將其從處理晶圓W分離、除去。
支持輥442，貫通楔形滾子441的中心，支持該楔形滾子441。支持輥442，構成藉由移動機構（圖中未顯示）而在水平方向上隨意移動的構造，藉由支持輥442進行移動，楔形滾子441也跟著移動。另外，支持輥442構成繞垂直軸隨意旋轉的構造，藉由支持輥442進行旋轉，楔形滾子441也跟著旋轉。另外，在本實施態樣中，支持輥442，使用如後所述的承受夾頭100的旋轉力道而跟著旋轉的所謂自由輥。然而，支持輥442，亦可藉由旋轉機構（圖中未顯示）積極的旋轉。
於支持輥442的頂面設置了旋轉軸443，旋轉軸443被移動機構444所支持。移動機構444，設置於支持構件431的頂面外周圍部位。移動機構444，例如為汽缸，可透過旋轉軸443令楔形滾子441與支持輥442在水平方向上移動。
在第3實施態樣的晶圓處理中，首先，將圖29（a）所示的疊合晶圓T搬運到改質裝置60。在改質裝置60中，如圖29（b）所示的，於處理晶圓W依序形成周緣改質層M11與分割改質層M21（圖28的步驟C1、C2）。另外，步驟C1中的周緣改質層M11的形成方法與步驟A1相同，步驟C2中的分割改質層M21的形成方法與步驟A2相同。
接著，晶圓搬運裝置70的搬運臂71進入到改質裝置60的內部，如圖29（c）所示的將周緣部位We除去（圖28的步驟C3）。
在步驟C3中，首先，以搬運臂71的吸附板400吸附保持處理晶圓W的背面Wb。之後，如圖32（a）所示的，令楔形滾子441移動到疊合晶圓T側邊，並令楔形滾子441抵接於處理晶圓W與支持晶圓S的界面。此時，令吸附板400旋轉，藉此楔形滾子441亦在俯視下往反方向旋轉。接著，如圖32（b）所示的，一邊令吸附板400旋轉，一邊令楔形滾子441更進一步移動，插入處理晶圓W與支持晶圓S的界面。如是，周緣部位We被往上推，從處理晶圓W分離，而被周緣保持部420所吸附保持。
之後，在以周緣保持部420吸附保持周緣部位We，同時以複數個楔形滾子441保持周緣部位We的狀態下，搬運臂71從改質裝置60退出。然後，在設置於改質裝置60的外部的回收部（圖中未顯示），將周緣部位We回收。
另外，在將該周緣部位We除去時，利用中央壓力感測器413與周緣壓力感測器423，分別測定吸引中央部位Wc的壓力與吸引周緣部位We的壓力。當周緣部位We被確實地除去時，吸引中央部位Wc的壓力為零，吸引周緣部位We的壓力為既定的壓力。另一方面，當周緣部位We並未被確實地除去時，例如吸引周緣部位We的壓力為零。藉由像這樣以中央壓力感測器413與周緣壓力感測器423測定吸引壓力，便可檢知處理晶圓W有無周緣部位We，進而確認周緣部位We是否從處理晶圓W被除去。
接著，在改質裝置60中，如圖29（d）所示的，形成內部面改質層M31（圖28的步驟C4）。另外，步驟C4中的內部面改質層M31的形成方法與步驟A3相同。
接著，疊合晶圓T被晶圓搬運裝置70搬運到加工裝置80。在加工裝置80中，首先，當從搬運臂71將疊合晶圓T傳遞到夾頭81時，如圖29（e）所示的，以內部面改質層M31為基點，將處理晶圓W的背面Wb側（以下稱為背面晶圓Wb3）分離（圖28的步驟C5）。另外，步驟C5中的處理晶圓W的分離方法與步驟A5相同。另外，處理晶圓W的分離，不限於用搬運臂71實行的方法，例如亦可用與圖20所示的周緣除去裝置61同樣的裝置實行。
接著，如圖29（f）所示的，對處理晶圓W的背面Wb進行研削（圖28的步驟C6），然後依序實行洗淨裝置41對背面Wb的洗淨（圖28的步驟C7）、蝕刻裝置40對背面Wb的濕蝕刻（圖28的步驟C8）。如是，晶圓處理系統1中的一連串的晶圓處理便結束。
在本實施態樣中，亦於處理晶圓W的內部依序形成周緣改質層M11與內部面改質層M31，故可享有與第1實施態樣同樣的功效。而且，由於步驟C1的周緣改質層M11的形成、步驟C3的周緣部位We的除去、步驟C4的內部面改質層M31的形成，均在同一改質裝置60實行，故可維持晶圓處理的產能。另外，在本實施態樣中，係在改質裝置60內實行步驟C3的周緣部位We的除去，惟亦可用另外設置的裝置實行之。
接著，針對改質裝置60的另一實施態樣進行說明。於上述實施態樣的改質裝置60，係設置了1個雷射頭110，惟亦可如圖33所示的，設置複數個（例如2個）雷射頭110、500。在本實施態樣中，為了方便說明，將雷射頭110稱為第1雷射頭110，將雷射頭500稱為第2雷射頭500。另外，雷射頭的數量不限於本實施態樣。另外，在圖33中為了避免圖式變得繁雜，將巨觀相機140與微觀相機150的圖式省略。
第2雷射頭500，設置在第1雷射頭110的Y軸正方向側。第2雷射頭500的構造，與第1雷射頭110的構造相同。亦即，第2雷射頭500，具有透鏡501與LCOS（圖中未顯示）。
第2雷射頭500的支持構造，亦與第1雷射頭110的支持構造相同。亦即，第2雷射頭500，被支持構件510、軌道511、升降機構520以及移動機構521所支持。然後，第2雷射頭500，構成隨意升降且在Y軸方向上隨意移動的構造。
此時，例如在第1實施態樣中，在形成周緣改質層M1時，如圖34所示的，將第1雷射頭110與第2雷射頭500，在處理晶圓W的外周圍部位配置於同心圓上。然後，一邊令處理晶圓W旋轉，一邊從第1雷射頭110射出雷射光L12，同時從第2雷射頭500射出雷射光L13。如是，利用雷射光L12形成周緣改質層M12，利用雷射光L13形成周緣改質層M13。周緣改質層M12、M13各自形成於處理晶圓W的周圍的一半，該等周緣改質層M12、M13合起來形成環狀的周緣改質層M1。亦即，在本實施態樣中，在形成周緣改質層M1時，處理晶圓W只要旋轉180度即可。因此，可縮短形成周緣改質層M1的時間，其結果，可令晶圓處理的產能更進一步提高。
另外，在上述例子中，係令第1雷射頭110的雷射光L12與第2雷射頭500的雷射光L13，在處理晶圓W的內部照射到相同的深度，而將周緣改質層M12與周緣改質層M13形成於相同的深度。關於此點，亦可令雷射光L12與雷射光L13照射到不同的深度，而將周緣改質層M12與周緣改質層M13形成於不同的深度。
另外，在形成內部面改質層M3時，如圖35所示的，將第1雷射頭110與第2雷射頭500，在處理晶圓W的外周圍部位配置於同心圓上。然後，令處理晶圓W旋轉，同時令第1雷射頭110與第2雷射頭500各自從處理晶圓W的外周圍部位往中心部位在Y軸方向上移動。亦即，令第1雷射頭110往Y軸正方向移動，令第2雷射頭500往Y軸負方向移動。在該處理晶圓W的旋轉以及雷射頭110、500的移動過程中，從第1雷射頭110對處理晶圓W的內部照射雷射光L32，並從第2雷射頭500對處理晶圓W的內部照射雷射光L33。如是，利用雷射光L32形成內部面改質層M32，並利用雷射光L33形成內部面改質層M33。內部面改質層M32、M33各自形成螺旋狀，於處理晶圓W的全面形成內部面改質層M3。藉由像這樣同時形成內部面改質層M32、M33，便可縮短形成內部面改質層M3的時間，其結果，可令晶圓處理的產能更進一步提高。
另外，在以上的實施態樣中，分割改質層M2的形成，係在改質裝置60中，使用形成其他周緣改質層M1與內部面改質層M3所使用的雷射頭110形成之，惟亦可使用另外設置的雷射頭（圖中未顯示）。再者，在改質裝置60中，亦可用各別的雷射頭（圖中未顯示）分別形成周緣改質層M1、分割改質層M2、內部面改質層M3。
例如，在上述實施態樣中，係於接合前的處理晶圓W與支持晶圓S的界面形成了未接合區域Ab，惟亦可在接合後形成未接合區域Ab。例如，亦可在接合後對氧化膜F的外周圍部位照射雷射光，以令接合強度降低，進而形成未接合區域Ab。
本案所揭示之實施態樣全部的特徵點應被視為均為例示態樣而非限制要件。上述的實施態樣，亦可在不超出所附之專利申請範圍以及其發明精神的情況下，省略、置換、變更成各種態樣。
1:晶圓處理系統 2:搬入搬出站 3:處理站 10:匣盒載置台 20:晶圓搬運裝置 21:搬運路徑 22:搬運臂 30:傳遞裝置 40:蝕刻裝置 41:洗淨裝置 50:晶圓搬運裝置 51:搬運臂 60:改質裝置 61:周緣除去裝置 70:晶圓搬運裝置 71:搬運臂 72:臂部構件 80:加工裝置 81:夾頭 90:控制裝置 100:夾頭 101:空氣軸承 102:滑動平台 103:旋轉機構 104:水平移動部 105:軌道 106:基台 110:雷射頭 111:透鏡 120:支持構件 121:軌道 130:升降機構 131:移動機構 132:支持柱 140:巨觀相機 150:微觀相機 160:升降機構 161:移動機構 170:夾頭 171:旋轉機構 180:吸附墊 181:升降機構 182:移動機構 190:檢知部 200:吸附板 210:保持部 211:吸引管 212:吸引機構 213:壓力感測器 220:旋轉機構 221:支持構件 230:吸附板 231:升降機構 232:旋轉機構 240:周緣保持部 241:周緣保持部 300:除去分離裝置 310:夾頭 311:旋轉機構 320:吸附板 321:升降機構 322:旋轉機構 400:吸附板 400a:凹部 410:中央保持部 411:吸引管 412:中央吸引機構 413:中央壓力感測器 420:周緣保持部 421:吸引管 422:周緣吸引機構 423:周緣壓力感測器 430:旋轉機構 431:支持構件 440:周緣除去部 441:楔形滾子 442:支持輥 443:旋轉軸 444:移動機構 500:雷射頭 501:透鏡 510:支持構件 511:軌道 520:升降機構 521:移動機構 A1~A8,B1~B6,C1~C8:步驟 Aa:接合區域 Ab:未接合區域 C1~C3,C10,C11,C21,C30,C31:裂縫 Ct:匣盒 D:距離 F:氧化膜 G1:第1處理區塊 G2:第2處理區塊 G3:第3處理區塊 H:主機 H1:距離 H2:目標厚度 H3:距離 L1~L3,L12,L13,L32,L33:雷射光 M1,M10~M13:周緣改質層 M2,M21:分割改質層 M3,M30~M33:內部面改質層 P1:搬入搬出位置 P2:巨觀對準位置 P3:微觀對準位置 P4:改質位置 S:支持晶圓 Sa:表面 Sb:背面 T:疊合晶圓 W:處理晶圓 Wa:表面 Wb:背面 Wb1~Wb3:背面晶圓 Wc:中央部位 We:周緣部位 X,Y,Z:軸
[圖1]係將本實施態樣之晶圓處理系統的概略構造以示意方式表示的俯視圖。 [圖2]係表示疊合晶圓的概略構造的側視圖。 [圖3]係表示疊合晶圓的一部分的概略構造的側視圖。 [圖4]係表示改質裝置的概略構造的俯視圖。 [圖5]係表示改質裝置的概略構造的側視圖。 [圖6]係表示周緣除去裝置的概略構造的俯視圖。 [圖7]係表示周緣除去裝置的概略構造的側視圖。 [圖8]係表示搬運臂的概略構造的縱剖面圖。 [圖9]係表示第1實施態樣之晶圓處理的主要步驟的流程圖。 [圖10]（a）～（f）係第1實施態樣之晶圓處理的主要步驟的說明圖。 [圖11]（a）～（e）係改質處理的主要步驟的說明圖。 [圖12]係表示於處理晶圓形成周緣改質層的態樣的說明圖。 [圖13]係表示於處理晶圓形成了周緣改質層的態樣的說明圖。 [圖14]係表示於處理晶圓形成分割改質層的態樣的說明圖。 [圖15]係表示於處理晶圓形成了分割改質層的態樣的說明圖。 [圖16]係表示於處理晶圓形成內部面改質層的態樣的說明圖。 [圖17]係表示於處理晶圓形成內部面改質層的態樣的說明圖。 [圖18]係表示將周緣部位除去的態樣的說明圖。 [圖19]（a）～（b）係表示從處理晶圓將背面晶圓分離的態樣的說明圖。 [圖20]係表示另一實施態樣之周緣除去裝置的概略構造的側視圖。 [圖21]係表示另一實施態樣之改質裝置的概略構造的俯視圖。 [圖22]係表示另一實施態樣之改質裝置的概略構造的俯視圖。 [圖23]（a）～（b）係第1實施態樣之變化實施例的晶圓處理的主要步驟的說明圖。 [圖24]係表示第2實施態樣之晶圓處理的主要步驟的流程圖。 [圖25]（a）～（e）係第2實施態樣之晶圓處理的主要步驟的說明圖。 [圖26]（a）～（b）係表示在第2實施態樣中從處理晶圓將背面晶圓分離的態樣的說明圖。 [圖27]係表示除去分離裝置的概略構造的側視圖。 [圖28]係表示第3實施態樣之晶圓處理的主要步驟的流程圖。 [圖29]（a）～（f）係第3實施態樣之晶圓處理的主要步驟的說明圖。 [圖30]係表示另一實施態樣之搬運臂的概略構造的縱剖面圖。 [圖31]係表示另一實施態樣之吸附板的周緣部位的概略構造的縱剖面圖。 [圖32]（a）～（b）係表示在另一實施態樣之搬運臂中將周緣部位除去的態樣的說明圖。 [圖33]係表示另一實施態樣之改質裝置的概略構造的俯視圖。 [圖34]係表示在另一實施態樣中於處理晶圓形成周緣改質層的態樣的說明圖。 [圖35]係表示在另一實施態樣中於處理晶圓形成內部面改質層的態樣的說明圖。
60:改質裝置
100:夾頭
102:滑動平台
105:軌道
106:基台
110:雷射頭
111:透鏡
120:支持構件
121:軌道
130:升降機構
131:移動機構
132:支持柱
140:巨觀相機
150:微觀相機
160:升降機構
161:移動機構
X,Y,Z:軸

Claims (18)

  1. 一種基板處理裝置，用以對基板進行處理，包含： 基板保持部，用來保持將第1基板的表面與第2基板的表面接合的疊合基板中的該第2基板； 周緣改質部，對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著作為除去對象的周緣部位與中央部位的界線照射周緣用雷射光，以形成周緣改質層；以及 內部面改質部，在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後，對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著平面方向照射內部面用雷射光，以形成內部面改質層。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，更包含： 周緣除去部，在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去；以及 基板分離部，在以該周緣除去部將該周緣部位除去之後，以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離。
  3. 如請求項2之基板處理裝置，其中， 更包含：加工部，在以該基板分離部對該第1基板進行過分離之後，對與該第2基板接合之該第1基板的背面進行研削加工； 該基板分離部，係在該基板保持部與該加工部之間搬運該疊合基板的搬運部。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中， 更包含：另一基板保持部，用以保持該疊合基板中的該第2基板； 該周緣除去部，將該另一基板保持部所保持之該第1基板的該周緣部位除去； 該基板分離部，對該另一基板保持部所保持的該第1基板進行分離。
  5. 如請求項1之基板處理裝置，其中， 更包含：除去分離部，在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，同時實行在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去的步驟，以及以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離的步驟。
  6. 如請求項5之基板處理裝置，其中， 更包含：加工部，在以該除去分離部對該第1基板進行過分離之後，對與該第2基板接合的該第1基板的背面進行研削加工； 該除去分離部，係在該基板保持部與該加工部之間搬運該疊合基板的搬運部。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其中， 更包含：另一基板保持部，其保持該疊合基板中的該第2基板； 該除去分離部，對該另一基板保持部所保持的該第1基板，同時實行將該周緣部位除去的步驟與對該第1基板進行分離的步驟。
  8. 如請求項2至7項中任一項之基板處理裝置，其中， 更包含：周緣保持部，在以該內部面改質部形成該內部面改質層時，保持該周緣部位。
  9. 如請求項2至7項中任一項之基板處理裝置，其中， 該周緣改質部，以令從該周緣改質層開始形成於該第1基板的厚度方向上的裂縫進展到該第1基板的表面的方式，形成該周緣改質層。
  10. 如請求項1之基板處理裝置，其中，更包含： 周緣除去部，其在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後且以該內部面改質部形成該內部面改質層之前，在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去；以及 基板分離部，其在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離。
  11. 如請求項10之基板處理裝置，其中， 該周緣除去部，係將該疊合基板搬運到該基板保持部的搬運部。
  12. 如請求項1至7、10、11項中任一項之基板處理裝置，其中， 該周緣改質部與該內部面改質部，具有共用的雷射頭； 該雷射頭，切換該周緣用雷射光與該內部面用雷射光。
  13. 如請求項12之基板處理裝置，其中， 更包含複數個該雷射頭。
  14. 如請求項12之基板處理裝置，其中， 該雷射頭，係以在垂直方向上隨意升降且在水平方向上隨意移動的方式構成。
  15. 一種基板處理方法，用以對基板進行處理，包含： 以基板保持部保持由第1基板與第2基板所接合之疊合基板中的該第2基板的步驟； 從周緣改質部對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著作為除去對象的周緣部位與中央部位的界線照射周緣用雷射光，以形成周緣改質層的步驟；以及 在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後，從內部面改質部對該基板保持部所保持之該第1基板的內部，沿著平面方向照射內部面用雷射光，以形成內部面改質層的步驟。
  16. 如請求項15之基板處理方法，其中，更包含： 在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，利用周緣除去部在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去的步驟；以及 在以該周緣除去部將該周緣部位除去之後，利用基板分離部以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離的步驟。
  17. 如請求項15之基板處理方法，其中， 在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，用除去分離部，同時實行在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去的步驟，以及以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離的步驟。
  18. 如請求項15之基板處理方法，其中，更包含： 在以該周緣改質部形成了該周緣改質層之後且以該內部面改質部形成該內部面改質層之前，利用周緣除去部在該第1基板中以該周緣改質層為基點將該周緣部位除去的步驟；以及 在以該內部面改質部形成了該內部面改質層之後，利用基板分離部以該內部面改質層為基點對該第1基板進行分離的步驟。
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