CN112868089A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

基板处理装置具有：保持部，其保持将第一基板与第二基板接合而成的重合基板；第一检测部，其检测所述第一基板的外侧端部；第二检测部，其检测所述第一基板与第二基板进行了接合的接合区域同该接合区域的外侧的未接合区域之间的边界；以及周缘去除部，其针对被所述保持部保持的所述重合基板去除所述第一基板中的作为去除对象的周缘部。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
在专利文献1中公开了以下内容：通过使在外周部设置有磨粒的圆板状的磨削工具旋转，并使磨削工具的至少外周面与半导体晶圆线状地抵接，来将半导体晶圆的周端部磨削为大致L字状。通过将两张硅晶圆进行贴合来制作半导体晶圆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平9-216152号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术在基板彼此接合而成的重合基板中在期望的位置处去除一个基板的周缘部。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是对基板进行处理的基板处理装置，所述基板处理装置具有：保持部，其保持将第一基板与第二基板接合而成的重合基板；第一检测部，其检测所述第一基板的外侧端部；第二检测部，其检测所述第一基板与所述第二基板进行了接合的接合区域同该接合区域的外侧的未接合区域之间的边界；周缘去除部，其针对被所述保持部保持的所述重合基板去除所述第一基板中的作为去除对象的周缘部；保持部移动机构，其使所述保持部沿水平方向移动；以及控制部，其控制所述保持部、所述第一检测部、所述第二检测部、所述周缘去除部以及所述保持部移动机构，其中，所述控制部执行以下控制：使所述第一检测部检测所述第一基板的外侧端部；根据通过所述第一检测部检测出的检测结果来计算所述保持部的中心与所述第一基板的中心的第一偏心量；使所述第二检测部检测所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；根据通过所述第二检测部检测出的检测结果来计算所述保持部的中心与所述接合区域的中心的第二偏心量；以及基于所述第二偏心量，以所述接合区域的中心与所述周缘部的中心一致的方式决定所述保持部相对于所述周缘去除部的位置。
发明的效果
根据本公开，能够在基板彼此接合而成的重合基板中在期望的位置处去除一个基板的周缘部。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式所涉及的晶圆处理***的结构的概要的俯视图。
图2是表示重合晶圆的结构的概要的侧视图。
图3是表示重合晶圆的一部分的结构的概要的侧视图。
图4是表示晶圆处理的主要工序的流程图。
图5是晶圆处理的主要工序的说明图。
图6是表示在处理晶圆形成有周缘改性层的情形的纵剖截面图。
图7是表示在处理晶圆形成有周缘改性层的情形的俯视图。
图8是表示本实施方式所涉及的改性装置的结构的概要的俯视图。
图9是表示本实施方式所涉及的改性装置的结构的概要的侧视图。
图10是表示微距相机拍摄的部位的说明图。
图11是通过微距相机对准来计算的第一偏心量的说明图。
图12是表示微型相机拍摄的部位的说明图。
图13是通过微型相机对准来计算的第一偏心量的说明图。
图14是表示改性处理的主要工序的流程图。
图15是改性处理的主要工序的说明图。
图16是表示处理晶圆的旋转角度与处理晶圆的外侧端部的位置的关系的说明图。
图17是表示处理晶圆的旋转角度与接合区域的外侧端部的位置的关系的说明图。
图18是表示在处理晶圆形成有周缘改性层和分割改性层的情形的纵剖截面图。
图19是表示在处理晶圆形成有周缘改性层和分割改性层的情形的俯视图。
图20是其它实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。
具体实施方式
在半导体器件的制造工序中，针对在表面形成有多个电子电路等器件的晶圆，对该晶圆的背面进行磨削来进行晶圆的薄化。而且，当直接搬送该薄化后的晶圆、或者进行后续的处理时，晶圆可能会发生翘曲、产生裂纹。因此，为了加强晶圆，例如将晶圆贴附于支承基板。
通常，对晶圆的周缘部进行倒角加工，但当如上述那样对晶圆进行磨削处理时，晶圆的周缘部成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。于是，可能会在晶圆的周缘部产生破片，使得晶圆受损。因此，进行预先在磨削处理前对晶圆的周缘部进行研削的所谓的边缘修剪。
上述的专利文献1所记载的端面磨削装置为进行该边缘修剪的装置。端面磨削装置具有吸盘台、主轴以及金刚石砂轮。吸盘台用于载置晶圆，以Z轴方向(铅垂方向)为旋转轴进行旋转。在主轴的前端部安装金刚石砂轮，该主轴以Y轴方向(水平方向)为旋转轴进行旋转。另外，主轴沿Y轴方向和Z方向移动。金刚石砂轮为在外周部设置有金刚石磨粒的圆板状的磨削工具。在使用该端面磨削装置对晶圆的周缘部进行端面磨削的情况下，一边使吸盘台旋转一边使轴沿Y轴方向及Z轴方向移动，由此使金刚石砂轮与晶圆抵接。而且，将晶圆的周缘部磨削为大致L字状。
在此，需要在期望的位置处去除晶圆的周缘部。然而，在该端面磨削装置中，有时晶圆以相对于吸盘台偏离的方式被保持，在该情况下，吸盘台的中心与晶圆的中心偏离。另外，在贴合后的晶圆中也存在该晶圆的中心与接合面的中心偏离的情况。当像这样吸盘台的中心、晶圆的中心、接合面的中心分别偏离时，在端面磨削装置中要去除的周缘部从上述期望的位置偏离。因此，需要进行周缘部相对于晶圆的接合面的对准，但在专利文献1所记载的端面磨削装置中没有想到进行该对准。因而，以往的边缘修剪存在改善的空间。
本公开所涉及的技术适当地进行边缘修剪。下面，参照附图来说明适当地进行边缘修剪的、本实施方式所涉及的具备作为基板处理装置的改性装置的晶圆处理***和作为基板处理方法的晶圆处理方法。此外，在本说明书和附图中，对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的标记，由此省略重复说明。
首先，对本实施方式所涉及的晶圆处理***的结构进行说明。图1是示意性地表示晶圆处理***1的结构的概要的俯视图。
如图2和图3所示，在晶圆处理***1中，对将作为第一基板的处理晶圆W与作为第二基板的支承晶圆S接合而成的、作为重合基板的重合晶圆T进行期望的处理。而且，在晶圆处理***1中，去除处理晶圆W的周缘部We，并且进行该处理晶圆W的薄化。下面，将处理晶圆W中的与支承晶圆S接合的表面称作表面Wa，将与表面Wa相反一侧的表面称作背面Wb。同样地，将支承晶圆S中与处理晶圆W接合的表面称作表面Sa，将与表面Sa相反一侧的表面称作背面Sb。
处理晶圆W例如为硅晶圆等半导体晶圆，在表面Wa形成有包括多个器件的器件层(未图示)。另外，在器件层还形成有氧化膜F、例如SiO2膜(TEOS膜)。此外，处理晶圆W的周缘部We被进行了倒角加工，周缘部We的截面形成为随着去向前端而厚度变小。
此外，在图2中，为了避免附图复杂而省略了氧化膜F的图示。另外，在以下的说明中使用的其它附图中也是，有时同样地省略了氧化膜F的图示。
支承晶圆S为用于支承处理晶圆W的晶圆，例如为硅晶圆。在支承晶圆S的表面Sa形成有氧化膜(未图示)。另外，支承晶圆S作为用于保护处理晶圆W的表面Wa的器件的保护件发挥功能。此外，在形成有支承晶圆S的表面Sa的多个器件的情况下，与处理晶圆W同样地在表面Sa形成器件层(未图示)。
在此，在处理晶圆W的周缘部We，当处理晶圆W与支承晶圆S接合时，可能会无法适当地去除周缘部We。因此，在处理晶圆W与支承晶圆S之间的界面形成接合区域Aa和未接合区域Ab，该接合区域Aa是氧化膜F与支承晶圆S的表面Sa进行了接合的区域，该未接合区域Ab是接合区域Aa的径向外侧的区域。通过像这样存在未接合区域Ab，能够适当地去除周缘部We。此外，优选的是，接合区域Aa的外侧端部位于比要去除的周缘部We的内侧端部稍微靠径向外侧的位置，在后文中叙述详情。另外，未接合区域Ab例如是通过在接合前对氧化膜F的周缘部进行研磨、湿蚀刻等来去除该氧化膜F的周缘部而形成的。此时，有时未接合区域Ab(接合区域Aa)的中心与处理晶圆W的中心偏离，即，有时处理晶圆W的外侧端部与未接合区域Ab的内侧端部的距离在周向上不固定。
另外，在处理晶圆W和支承晶圆S中，基于范德华力和氢键(分子间力)产生的所谓的接合波从中心向径向外侧扩散，由此处理晶圆W与支承晶圆S依次接合。在接合波的端部，空气被压缩而成为高压，但若将氧化膜的外侧端部(接合区域的外侧端部)设为大气开放，则该高压的空气在氧化膜的外侧端部(接合区域的外侧端部)急剧地减压至大气压。于是，由于该急剧的减压而产生焦耳汤姆森效应，温度下降，产生凝露。并且，该凝露被关在重合晶圆T的周缘部，成为气孔。
关于这一点，在本实施方式中，在氧化膜F的外周部Fe形成随着去向径向外侧而氧化膜F的厚度变小的倾斜。通过像这样在外周部Fe形成倾斜，在该外周部Fe处，随着去向径向外侧而空间逐渐扩大。于是，在进行接合时，随着去向外周方向，接合波的端部的高压的气氛气体逐渐减压至大气压，即，能够抑制急剧的减压，因此能够抑制气孔。
如图1所示，晶圆处理***1具有将搬入搬出站2与处理站3连接为一体的结构。搬入搬出站2例如能够与外部之间进行用于收容多个重合晶圆T的盒Ct的搬入和搬出。处理站3具备对重合晶圆T实施期望的处理的各种处理装置。
在搬入搬出站2设置有盒载置台10。在图示的例子中，在盒载置台10上将多个、例如三个盒Ct沿Y轴方向自由地载置成一列。此外，被载置于盒载置台10的盒Ct的个数不限定为本实施方式，能够任意地决定。
在搬入搬出站2且盒载置台10的X轴负方向侧，与该盒载置台10相邻地设置有晶圆搬送装置20。晶圆搬送装置20构成为在沿Y轴方向延伸的搬送路21上移动自如。另外，晶圆搬送装置20具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂22、22。各搬送臂22分别构成为沿水平方向、铅垂方向移动自如并且绕水平轴、铅垂轴移动自如。此外，搬送臂22的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。而且，晶圆搬送装置20构成为：能够对盒载置台10的盒Ct以及后述的传送装置30搬送重合晶圆T。
在搬入搬出站2且晶圆搬送装置20的X轴负方向侧，与该晶圆搬送装置20相邻地设置有用于交接重合晶圆T的传送装置30。
在处理站3例如设置有三个处理块G1～G3。第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3以从X轴正向侧(搬入搬出站2侧)向负方向侧按照所记载的顺序排列的方式配置。
在第一处理块G1设置有蚀刻装置40、清洗装置41以及晶圆搬送装置50。蚀刻装置40与清洗装置41层叠地配置。此外，蚀刻装置40和清洗装置41的数量、配置并不限定于此。例如，蚀刻装置40和清洗装置41也可以载置为分别沿X轴方向延伸，以俯视观察时并列地排列的方式载置。并且，这些蚀刻装置40和清洗装置41可以分别层叠。
蚀刻装置40对通过后述的加工装置80而被磨削后的处理晶圆W的背面Wb进行蚀刻处理。例如，对背面Wb供给药液(蚀刻液)来对该背面Wb进行蚀刻。药液例如使用HF、HNO3、H3PO4、TMAH、Choline、KOH等。此外，如果利用清洗装置41对背面Wb进行的清洗足够充分，则可以省略蚀刻装置40。
清洗装置41对通过后述的加工装置80而被磨削后的处理晶圆W的背面Wb进行清洗。例如，使刷子抵接于背面Wb来对该背面Wb进行磨刷清洗。此外，也可以使用加压后的清洗液来进行背面Wb的清洗。另外，清洗装置41可以具有对处理晶圆W的背面Wb和支承晶圆S的背面S一同进行清洗的结构。
晶圆搬送装置50例如相对于蚀刻装置40和清洗装置41配置于Y轴负方向侧。晶圆搬送装置50具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂51、51。各搬送臂51分别构成为能够沿水平方向、铅垂方向移动自如并且绕水平轴、铅垂轴移动自如。此外，搬送臂51的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。而且，晶圆搬送装置50构成为：能够对传送装置30、蚀刻装置40、清洗装置41以及后述的改性装置60搬送重合晶圆T。
在第二处理块G2设置有改性装置60、周缘去除装置61以及晶圆搬送装置70。改性装置60和周缘去除装置61层叠地配置。此外，改性装置60和周缘去除装置61的数量、配置并不限定于此。
改性装置60向处理晶圆W的内部照射激光来形成周缘改性层。在后文中叙述改性装置60的具体结构。
周缘去除装置61以通过改性装置60形成的周缘改性层为基点来去除处理晶圆W的周缘部We。周缘去除装置61的结构是任意的，例如具有可扩张的带(未图示)。而且，通过在将带粘贴在处理晶圆W的背面Wb后使该带沿处理晶圆W的径向扩张(扩展)，来以周缘改性层为基点使周缘部We从处理晶圆W分离。
此外，利用周缘去除装置61来去除周缘部We的方法不限定于本实施方式。例如，也可以对周缘部We喷射气体流、水流，通过对该周缘部We进行冲击来去除该周缘部We。或者，例如使镊子这样的工具与周缘部We接触，以物理方式去除该周缘部We。
晶圆搬送装置70例如相对于改性装置60和周缘去除装置61配置于Y轴正方向侧。晶圆搬送装置70具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂71、71。作为一例，第一搬送臂71从重合晶圆T的下方保持该重合晶圆T，第二搬送臂71从重合晶圆T的上方保持该重合晶圆T。各搬送臂71被多关节的臂构件72支承，构成为沿水平方向、铅垂方向移动自如并且绕水平轴、铅垂轴移动自如。此外，搬送臂71的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。而且，晶圆搬送装置70构成为：能够对清洗装置41、改性装置60、周缘去除装置61以及后述的加工装置80搬送重合晶圆T。
在第三处理块G3设置有加工装置80。此外，加工装置80的数量、配置并不限定于本实施方式，可以任意地配置有多个加工装置80。
加工装置80对处理晶圆W的背面Wb进行磨削。加工装置80具有旋转台90、粗磨削单元100、中磨削单元110以及精磨削单元120。
旋转台90构成为：通过旋转机构(未图示)，以铅垂的旋转中心线91为中心旋转自如。在旋转台90上设置有四个用于吸附并保持重合晶圆T的吸盘92。吸盘92在与旋转台90相同的圆周上均等地、即每间隔90度地配置。通过旋转台90旋转，四个吸盘92能够移动至交接位置A0和加工位置A1～A3。另外，四个吸盘92分别构成为：通过旋转机构(未图示)，能够绕铅垂轴旋转。
在本实施方式中，交接位置A0为旋转台90的X轴正方向侧且Y轴正方向侧的位置，用于进行重合晶圆T的交接。第一加工位置A1为旋转台90的X轴负方向侧且Y轴正方向侧的位置，用于配置粗磨削单元100。第二加工位置A2为旋转台90的X轴负方向侧且Y轴负方向侧的位置，用于配置中磨削单元110。第三加工位置A3为旋转台90的X轴正方向侧且Y轴负方向侧的位置，用于配置精磨削单元120。
在粗磨削单元100中，对处理晶圆W的背面Wb进行粗磨削。粗磨削单元100具有粗磨削部101，该粗磨削部101具备呈环状形状且旋转自如的粗磨削磨石(未图示)。另外，粗磨削部101构成为：能够沿支柱102在铅垂方向上移动。而且，在使被吸盘92保持的处理晶圆W的背面Wb与粗磨削磨石抵接的了状态下，分别使吸盘92和粗磨削磨石旋转来对背面Wb进行粗磨削。
在中磨削单元110中，对处理晶圆W的背面Wb进行中磨削。中磨削单元110具有中磨削部111，该中磨削部111具备呈环状形状且旋转自如的中磨削磨石(未图示)。另外，中磨削部111构成为：能够沿支柱112在铅垂方向上移动。此外，中磨削磨石的磨粒的粒度比粗磨削磨石的磨粒的粒度小。而且，在使被吸盘92保持的处理晶圆W的背面Wb与中磨削磨石抵接了的状态下，分别使吸盘92和中磨削磨石旋转来对背面Wb进行中磨削。
在精磨削单元120中，对处理晶圆W的背面Wb进行精磨削。精磨削单元120具有精磨削部121，该精磨削部121具备呈环状形状且旋转自如的精磨削磨石(未图示)。另外，精磨削部121构成为：能够沿支柱122在铅垂方向上移动。此外，精磨削磨石的磨粒的粒度比中磨削磨石的磨粒的粒度小。而且，在使被吸盘92保持的处理晶圆W的背面Wb与精磨削磨石抵接了的状态下，分别使吸盘92和精磨削磨石旋转来对背面Wb进行精磨削。
在以上的晶圆处理***1设置有作为控制部的控制装置130。控制装置130例如为计算机，具有程序保存部(未图示)。在程序保存部中保存有用于控制晶圆处理***1中进行的重合晶圆T的处理的程序。另外，在程序保存部中还保存有用于控制上述的各种处理装置、搬送装置等驱动***的动作以实现晶圆处理***1中的后述的基板处理的程序。此外，上述程序可以记录在计算机可读的存储介质H中，并且从该存储介质H中安装至控制装置130。
接着，对使用如以上那样构成的晶圆处理***1进行的晶圆处理进行说明。图4是表示晶圆处理的主要工序的流程图。图5是晶圆处理的主要工序的说明图。此外，在本实施方式中，在晶圆处理***1的外部的接合装置(未图示)中，预先将处理晶圆W与支承晶圆S进行接合来形成重合晶圆T。
首先，将收纳有多个图5的(a)所示的重合晶圆T的盒Ct载置于搬入搬出站2的盒载置台10。
接着，通过晶圆搬送装置20将盒Ct内的重合晶圆T取出并搬送至传送装置30。接着，通过晶圆搬送装置50将传送装置30的重合晶圆T取出并搬送至改性装置60。在改性装置60中，如图5的(b)所示那样在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M1(图4的步骤A1)。具体地说，在改性装置60中，一边使处理晶圆W(重合晶圆T)旋转一边从后述的激光头照射激光，来在处理晶圆W的周缘部We与中央部Wc之间的边界形成周缘改性层M1。
周缘改性层M1是在边缘修剪中去除周缘部We时的基点，如图6和图7所示，该周缘改性层M1沿处理晶圆W中的作为去除对象的周缘部We与中央部Wc之间的边界形成为环状。此外，周缘部We例如为自处理晶圆W的外端部起的径向上的1mm～5mm的范围，该周缘部We包括倒角部。
另外，周缘改性层M1形成于比接合区域Aa的外侧端部靠径向内侧的位置。在通过来自激光头的激光来形成周缘改性层M1时，例如即使由于加工误差等使得周缘改性层M1以相对于接合区域Aa的外侧端部偏离的方式形成，也能够抑制该周缘改性层M1相对于接合区域Aa的外侧端部形成于径向外侧。在此，当周缘改性层M1相对于接合区域Aa的外侧端部形成于径向外侧时，在去除周缘部We后成为处理晶圆W相对于支承晶圆S浮起的状态。关于这一点，在本实施方式中，能够可靠地抑制处理晶圆W的这样的状态。
此外，本发明的发明人们经过认真讨论后确认出：当周缘改性层M1与接合区域Aa的外侧端部之间的距离L足够小时，能够适当地去除周缘部We。而且，该距离L优选为500μm以内，更优选为50μm以内。
另外，周缘改性层M1沿厚度方向延伸，具有纵长的深宽比。周缘改性层M1的下端位于比磨削后的处理晶圆W的目标表面(图6中的虚线)靠上方的位置。即，周缘改性层M1的下端与处理晶圆W的表面Wa之间的距离H1比磨削后的处理晶圆W的目标厚度H2大。在该情况下，在磨削后的处理晶圆W中不残留周缘改性层M1。
并且，在处理晶圆W的内部，裂纹C1从周缘改性层M1起延展，并到达表面Wa和背面Wb。此外，周缘改性层M1可以沿厚度方向形成有多个。
接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T搬送至周缘去除装置61。在周缘去除装置61中，如图5的(c)所示那样以周缘改性层M1为基点来去除处理晶圆W的周缘部We(图4的步骤A2)。
接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T搬送至加工装置80。将被搬送至加工装置80的重合晶圆T交接至交接位置A0的吸盘92。接着，使吸盘92移动至第一加工位置A1。然后，通过粗磨削单元100，如图5的(d)所示那样对处理晶圆W的背面Wb进行粗磨削(图4的步骤A3)。
接着，使吸盘92移动至第二加工位置A2。然后，通过中磨削单元110对处理晶圆W的背面Wb进行中磨削(图4的步骤A4)。
接着，使吸盘92移动至第三加工位置A3。然后，通过精磨削单元120对处理晶圆W的背面Wb进行精磨削(图4的步骤A5)。
接着，使吸盘92移动至交接位置A0。此外，在交接位置A0处，也可以使用清洗液喷嘴(未图示)利用清洗液来清洗处理晶圆W的背面Wb。
接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T搬送至清洗装置41。在清洗装置41中，对处理晶圆W的磨削面即背面Wb进行磨刷清洗(图4的步骤A6)。此外，在清洗装置41中，可以对处理晶圆W的背面Wb与支承晶圆S的背面S一同进行清洗。
接着，通过晶圆搬送装置50将重合晶圆T搬送至蚀刻装置40。在蚀刻装置40中，通过药液对处理晶圆W的背面Wb进行湿蚀刻(图4的步骤A7)。在通过上述的加工装置80进行了磨削的背面Wb有时会形成磨削痕。在本步骤A7中，通过进行湿蚀刻能够去除磨削痕，能够使背面Wb平滑化。
之后，通过晶圆搬送装置50将被实施了全部的处理的重合晶圆T搬送至传送装置30，并且通过晶圆搬送装置20将该重合晶圆T搬送至盒载置台10的盒Ct。通过这样，晶圆处理***1中的一系列的晶圆处理结束。
接着，对上述的改性装置60进行说明。图8是表示改性装置60的结构的概要的俯视图。图9是表示改性装置60的结构的概要的侧视图。
改性装置60具有作为保持部的吸盘200，该吸盘200通过上表面对进行重合晶圆T吸附保持。吸盘200经由空气轴承201被支承于滑动台202。在滑动台202的下表面侧设置有旋转部203。旋转部203例如内置有作为驱动源的马达。吸盘200构成为：通过旋转部203，借助空气轴承201绕铅垂轴旋转自如。滑动台202构成为：通过设置于其下表面侧的水平移动部204，能够沿设置于基台206且沿Y轴方向延伸的导轨205移动。此外，在本实施方式中，旋转部203和水平移动部204构成保持部移动机构。另外，关于水平移动部204的驱动源并无特别限定，例如使用线性马达。
在吸盘200的上方设置有作为周缘去除部的激光头210。激光头210具有透镜211。透镜211为设置于激光头210的下表面的筒状的构件，用于向被吸盘200保持的处理晶圆W照射激光。
激光头210将从激光振荡器(未图示)振荡出的为高频脉冲状的、相对于处理晶圆W具有透过性的波长的激光聚光并照射至处理晶圆W的内部的期望位置处。由此，将处理晶圆W的内部的激光进行聚光的部分改性，形成上述的周缘改性层M1。
激光头210构成为：经由支承构件212，通过升降部220沿铅垂方向升降自如。升降部220具有沿铅垂方向延伸的导轨221以及使支承构件212(激光头210)沿导轨221进行升降的驱动部222。此外，升降部220被支承柱223支承。
在吸盘200的上方且激光头210的Y轴正方向侧设置有作为第一摄像部(第一检测部)的微距相机230和作为第二摄像部(第二检测部)的微型相机240。例如，微距相机230和微型相机240构成为一体，微距相机230配置于微型相机240的Y轴正方向侧。微距相机230和微型相机240构成为通过升降机构250升降自如，还构成为通过移动机构251沿Y轴方向移动自如。此外，在本实施方式中，该移动机构构成检测部移动机构。
如图10所示，微距相机230拍摄(检测)处理晶圆W(重合晶圆T)的外侧端部R1(图10中的虚线)。微距相机230例如具备同轴透镜，照射可见光、例如红色光，还接受来自对象物的反射光。可见光在处理晶圆W的背面Wb反射，但被吸盘200吸收。因此，在通过微距相机230拍摄的图像中，处理晶圆W被拍成白色，吸盘200被拍成黑色。此外，例如微距相机230的摄像倍率为2倍。
通过微距相机230拍摄到的图像被输出至控制装置130。在控制装置130中，如图11所示，根据通过微距相机230拍摄到的图像来计算吸盘200的中心Cc与处理晶圆W的中心Cw的第一偏心量。
如图12所示，微型相机240拍摄处理晶圆W的周缘部，来拍摄(检测)接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2(图12中的虚线)。微型相机240例如具备同轴透镜，照射红外光(IR光)并接受来自对象物的反射光。此外，例如微型相机240的摄像倍率为10倍，视场约为微距相机230的视场的1/5，像素尺寸约为微距相机230的像素尺寸的1/5。
通过微型相机240拍摄到的图像被输出至控制装置130。在控制装置130中，如图13所示，根据通过微型相机240拍摄到的图像来计算吸盘200的中心Cc与接合区域Aa的中心Ca的第二偏心量。
接着，对使用如以上那样构成的改性装置60进行的改性处理进行说明。图14是表示改性处理的主要工序的流程图。图15是改性处理的主要工序的说明图。
首先，如图15的(a)所示，使吸盘200(滑动台202)移动至搬入搬出位置P1。然后，从晶圆搬送装置50搬入重合晶圆T，并将该重合晶圆T保持于吸盘200(图14的步骤B1)。
接着，如图15的(b)所示，使吸盘200移动至微距相机对准位置P2(图14的步骤B2)。微距相机对准位置P2为微距相机230能够拍摄处理晶圆W的外侧端部的位置。此外，在步骤B2中，还调节微距相机230的高度。
接着，通过微距相机230来拍摄处理晶圆W的外侧端部R1(图14的步骤B3)。在该步骤B3中，吸盘200不沿Y轴方向移动，是固定的。另一方面，吸盘200通过旋转部203而旋转。于是，通过微距相机230，在处理晶圆W的周向360度方向上拍摄外侧端部R1的图像。将拍摄到的图像从微距相机230输出至控制装置130。
在控制装置130中，根据微距相机230的图像来计算吸盘200的中心Cc与处理晶圆W的中心Cw的第一偏心量(图14的步骤B4)。具体地说，根据微距相机230的图像，如图16所示那样获取该处理晶圆W的外侧端部相对于处理晶圆W的旋转角度(图16中的横轴)的位置(图16中的纵轴)。于是，能够计算处理晶圆W的中心Cw的位置，进而能够计算第一偏心量。
并且，在控制装置130中，基于第一偏心量，以校正该第一偏心量的Y轴成分的方式计算吸盘200的移动量。吸盘200基于该计算出的移动量沿Y轴方向移动，并如图15的(c)所示那样使吸盘200移动至微型相机对准位置P3(图14的步骤B5)。微型相机对准位置P3为微型相机240能够拍摄处理晶圆W的周缘部的位置。在此，如上述那样，微型相机240的视场较小，约为微距相机230的视场的1/5，因此，若不校正第一偏心量的Y轴成分，则处理晶圆W的周缘部不进入微型相机240的视角，有时无法通过微型相机240进行拍摄。因此，步骤B5中的基于第一偏心量进行的对Y轴成分的校正也可以说是为了使吸盘200移动至微型相机对准位置P3。此外，在步骤B5中，还进行微型相机240的高度的调节。
接着，通过微型相机240来拍摄接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2(图14的步骤B6)。在该步骤B6中，吸盘200的移动和旋转具有以下两个模式。
第一模式为通过步骤B4计算出的第一偏心量不具备X轴成分的情况。在该情况下，由于在通过步骤B5使吸盘200沿Y轴方向移动时，对第一偏心量的Y轴成分进行了校正，因此在步骤B6中，吸盘200不沿Y轴方向移动，是固定的。而且，一边通过旋转部203使吸盘200旋转，一边通过微型相机240来拍摄处理晶圆W的周缘部。于是，在处理晶圆W的周向360度方向上拍摄接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2。将拍摄到的图像从微型相机240输出至控制装置130。
第二模式为通过步骤B4计算出的第一偏心量具备X轴成分的情况。在该情况下，在步骤B6中，通过旋转部203使吸盘200旋转，并且通过水平移动部204使吸盘200沿Y轴方向移动，以校正第一偏心量的X轴成分。此时，使吸盘200的旋转与Y轴方向的移动同步。而且，一边像这样使吸盘200进行旋转及移动，一边通过微型相机240来拍摄处理晶圆W的周缘部。于是，在处理晶圆W的周向360度方向上拍摄接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2。将拍摄到的图像从微型相机240输出至控制装置130。
在控制装置130中，根据微型相机240的图像来计算吸盘200的中心Cc与接合区域Aa的中心Ca的第二偏心量(图14的步骤B7)。具体地说，根据微型相机240的图像，如图17所示那样获取接合区域Aa的外侧端部相对于处理晶圆W的旋转角度(图17中的横轴)的位置(图17中的纵轴)。于是，能够计算接合区域Aa的中心Ca的位置，进而能够计算第二偏心量。
并且，在控制装置130中，基于第二偏心量，以使接合区域Aa的中心与周缘改性层M1(周缘部We)的中心一致的方式决定吸盘200相对于周缘改性层M1的位置。具体地说，以与如图17所示的曲线匹配的方式决定吸盘200的位置。在此，如上述那样，在处理晶圆W与支承晶圆S接合前形成未接合区域Ab，但有时该未接合区域Ab的中心(接合区域Aa的中心Ca)与处理晶圆W的中心偏离。关于这一点，如本实施方式那样，基于第二偏心量来调整吸盘200相对于周缘改性层M1的位置，由此能够校正未接合区域Ab的偏离。
接着，如图15的(d)所示那样使吸盘200移动至作为去除位置的改性位置P4(图14的步骤B8)。改性位置P4为激光头210向处理晶圆W照射激光来形成周缘改性层M1的位置。此外，在本实施方式中，改性位置P4与微型相机对准位置P3相同，在步骤B8中，吸盘200实质上不移动。
接着，在改性位置P4检测被吸盘200保持的处理晶圆W的背面Wb的高度，基于该检测结果来调节激光头210的高度(图14的步骤B9)。如图6所示那样，调节激光头210的高度，以使得如图6所示那样周缘改性层M1形成于期望的高度位置处。
接着，从激光头210向处理晶圆W的内部照射激光来形成周缘改性层M1(图14的步骤B10)。在此，如上述那样，在控制装置130中，基于第二偏心量，根据图17所示的曲线决定了吸盘200的位置。在步骤B10中，根据决定出的该吸盘200的位置，通过旋转部203使吸盘200旋转并且通过水平移动部204使吸盘200沿Y轴方向移动，以使接合区域Aa的中心与周缘改性层M1的中心一致。此时，使吸盘200的旋转与Y轴方向上的移动同步。通过像这样进行完全同步控制，能够以误差少的方式使吸盘200的移动适当地追随决定的位置。
而且，一边像这样使吸盘200进行旋转及移动，一边从激光头210向处理晶圆W的内部照射激光。即，一边校正第二偏心量一边形成周缘改性层M1。于是，周缘改性层M1以与接合区域Aa为同心圆状的方式形成为环状。即，能够将如图6所示的周缘改性层M1与接合区域Aa的外侧端部的距离L设为固定。因此，之后在周缘去除装置61中能够以周缘改性层M1为基点适当地去除周缘部We。
此外，如上述那样，在本实施方式中，微型相机对准位置P3与改性位置P4相同。而且，在该位置处，相对于被吸盘200保持的处理晶圆W，微型相机240配置于Y轴正方向侧，激光头210的透镜211配置于Y轴负方向侧。在该情况下，在步骤B10中，通过激光头210来形成周缘改性层M1，并且通过微型相机240来拍摄周缘改性层M1。将拍摄到的图像输出至控制装置130，在控制装置130中检查周缘改性层M1是否形成于适当的位置。通过像这样并行地进行周缘改性层M1的形成和检查，能够使作业效率提高。另外，在进行检查的结果是周缘改性层M1偏离了期望的位置的情况下，也能够对吸盘200的移动进行微调整。
此外，例如当在微型相机对准位置P3与改性位置P4不同的情况下并行地进行周缘改性层M1的形成和检查时，使微型相机240沿Y轴方向移动至期望的位置即可。另外，即使在边缘修剪的宽度变化的情况下、即周缘部We的宽度变化的情况下也是，使微型相机240沿Y轴方向移动即可。并且，在周缘改性层M1的形成高度变化的情况下，调节微型相机240的高度以使微型相机240的焦点对准周缘改性层M1即可。
接着，如图15的(e)所示，使吸盘200移动至搬入搬出位置P1。然后，然后，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T搬出(图14的步骤B11)。通过这样，改性装置60中的一系列的改性处理结束。此外，在步骤B11中，搬入下一个要进行改性处理的重合晶圆T。
根据以上的实施方式，通过进行利用微距相机230进行的微距相机对准和利用微型相机240进行的微型相机对准这两个阶段的对准，能够准确地掌握接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2的位置。因此，能够在处理晶圆W的内部适当地形成周缘改性层M1，其结果，能够适当地去除周缘部We。
此外，在以上的实施方式的改性装置60中，在步骤B10中在处理晶圆W的内部形成了环状的周缘改性层M1，但也可以如图18及图19所示那样形成有多个从周缘改性层M1向径向外侧延伸的分割改性层M2。
在改性装置60中，在形成了周缘改性层M1后，一边使吸盘200沿Y轴方向移动一边从激光头210向处理晶圆W的内部照射激光，来形成分割改性层M2。分割改性层M2也与周缘改性层M1同样地沿厚度方向延伸，并且具有纵长的深宽比。另外，裂纹C2从分割改性层M2起延展，并到达表面Wa和背面Wb。
在此，如图17所示，根据处理晶圆W的旋转角度的不同，接合区域Aa的外侧端部的位置不同。于是，根据处理晶圆W的旋转角度的不同，分割改性层M2的长度不同。因此，在控制装置130中，基于通过步骤B7计算出的第二偏心量来决定形成分割改性层M2的起点的位置(即周缘改性层M1的位置)，并校正分割改性层M2的长度。具体地说，以与图17所示的曲线匹配的方式校正分割改性层M2的长度。
而且，在径向上以数μm的间距形成多个分割改性层M2和裂纹C2，由此如图19所示那样形成从周缘改性层M1起向径向外侧延伸的、一条线状的分割改性层M2。此外，在图示的例子中，沿径向延伸的线状的分割改性层M2形成于八个部位，但该分割改性层M2的数量是任意的。只要至少在两个部位形成有分割改性层M2，就能够去除周缘部We。在该情况下，当在边缘修剪中去除周缘部We时，该周缘部We以环状的周缘改性层M1为基点分离，并通过分割改性层M2而被分割为多个。于是，使被去除的周缘部We小片化，能够更容易地去除。
另外，在以上的实施方式中，在去除处理晶圆W的周缘部We之后，对该处理晶圆W进行磨削来进行薄化，但处理晶圆W的薄化方法不限于此，也可以如后述那样以内部面改性层M3为基点分离处理晶圆W。另外，也可以同时进行周缘部We的去除和处理晶圆W的薄化。
例如如图20的(a)所示，在步骤B10中，在处理晶圆W的内部形成环状的周缘改性层M1，并且沿处理晶圆W的面方向形成内部面改性层M3。此时，使周缘改性层M1的上端与内部面改性层M3的形成高度大体一致。此外，内部面改性层M3与周缘改性层M1同样是通过向处理晶圆W的内部照射激光来形成的，周缘改性层M1与内部面改性层M3的形成顺序是任意的。
之后，如图20的(b)所示，以周缘改性层M1和内部面改性层M3为基点来分离处理晶圆W的背面Wb侧。像这样，通过以内部面改性层M3为基点来分离背面Wb侧，能够使处理晶圆W变薄。另外，此时将周缘部We与背面Wb侧的晶圆一体地去除。
在该情况下，由于同时进行周缘部We的去除和处理晶圆W的薄化，因此能够使晶圆处理的生产率进一步提高。另外，通过以内部面改性层M3为基点进行分离来进行处理晶圆W的薄化，由此，相比于对处理晶圆W进行磨削的情况而言不会再产生磨削屑，并且无需设置作为消耗品的磨削工具，从而能够使装置结构简易化。
应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式可以在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
例如，在上述实施方式中，对本公开的基板处理装置为改性装置60的情况进行了说明，但也能够应用于基板处理装置为周缘去除装置的情况。即，例如也能够应用于设置有刀片、砂轮等周缘去除部以取代改性装置60的激光头210，来去除处理晶圆W的周缘部We的情况。在像这样去除周缘部We的情况下，也与上述实施方式同样地通过微距相机230和微型相机240来进行两个阶段的对准，由此能够准确地掌握接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界R2的位置。因此，能够适当地去除周缘部We。换言之，本公开的周缘去除部除了去除周缘部We以外还包括形成周缘改性层M1。
另外，在上述实施方式中，将照射红色光的微距相机230用作第一检测部，但并不限定于此。例如，也可以使用照射红外光(IR光)的相机，或者可以使用向处理晶圆W的外侧端部照射光的位移计。总而言之，通过利用第一检测部进行的微距相机对准来使处理晶圆W的周缘部进入作为第二检测部的微型相机240的视角即可。
并且，在上述实施方式中，说明了作为第二摄像部的微型相机240的摄像倍率比作为第二摄像部的微距相机230的摄像倍率大的情况。关于这一点，例如在对吸盘200高精度地搬送重合晶圆T的情况下、即搬送来的处理晶圆W的周缘部进入微型相机240的视角的情况下，可以将第一摄像部和第二摄像部设置成一个共同的第二摄像部。
另外，在上述实施方式中，在接合前的处理晶圆W与支承晶圆S之间的界面形成了未接合区域Ab，但也可以在接合后形成未接合区域Ab。例如，也能够在接合后向氧化膜Fw的外周部照射激光，由此使接合强度下降来形成未接合区域Ab。
附图标记说明
60：改性装置；130：控制装置；200：吸盘；203：旋转部；204：水平移动部；210：激光头；230：微距相机；240：微型相机；Aa：接合区域；Ab：未接合区域；S：支承晶圆；T：重合晶圆；W：处理晶圆。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，对基板进行处理，所述基板处理装置具有：
保持部，其保持将第一基板与第二基板接合而成的重合基板；
第一检测部，其检测所述第一基板的外侧端部；
第二检测部，其检测所述第一基板与第二基板进行了接合的接合区域同该接合区域的外侧的未接合区域之间的边界；
周缘去除部，其针对被所述保持部保持的所述重合基板去除所述第一基板中的作为去除对象的周缘部；
保持部移动机构，其使所述保持部沿水平方向移动；以及
控制部，其控制所述保持部、所述第一检测部、所述第二检测部、所述周缘去除部以及所述保持部移动机构，
其中，所述控制部执行以下控制：
使所述第一检测部检测所述第一基板的外侧端部；
根据通过所述第一检测部检测出的检测结果来计算所述保持部的中心与所述第一基板的中心的第一偏心量；
使所述第二检测部检测所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；
根据通过所述第二检测部检测出的检测结果来计算所述保持部的中心与所述接合区域的中心的第二偏心量；以及
基于所述第二偏心量，以使所述接合区域的中心与所述周缘部的中心一致的方式决定所述保持部相对于所述周缘去除部的位置。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述保持部移动机构具有：
旋转部，其使所述保持部旋转；以及
水平移动部，其具有使所述保持部沿水平方向在进行所述重合基板的搬入搬出的搬入搬出位置与通过所述周缘去除部来去除所述周缘部的去除位置之间移动。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二检测部为拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界的第二摄像部，
所述控制部执行以下控制：
在所述第一偏心量不具备与所述水平移动部使所述保持部移动的移动方向正交的正交方向上的偏心量的情况下，通过所述水平移动部使所述保持部移动，以校正所述第一偏心量中的所述移动方向上的偏心量；
一边通过所述旋转部使所述保持部旋转，一边通过所述第二摄像部沿周向拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；以及
根据通过所述第二摄像部拍摄到的图像来计算周向上的所述第二偏心量。
4.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二检测部为拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界的第二摄像部，
所述控制部执行以下控制：
在所述第一偏心量具备与所述水平移动部使所述保持部移动的移动方向正交的正交方向上的偏心量的情况下，通过所述水平移动部使所述保持部移动，以校正所述第一偏心量中的所述移动方向上的偏心量；
一边通过所述旋转部使所述保持部旋转并通过所述水平移动部使所述保持部沿水平方向移动，以校正所述第一偏心量中的所述正交方向上的偏心量，一边通过所述第二摄像部沿周向拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；以及
根据通过所述第二摄像部拍摄到的图像来计算周向上的所述第二偏心量。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部执行以下控制：一边基于所述第二偏心量，通过所述旋转部使所述保持部旋转并通过所述水平移动部使所述保持部沿水平方向移动，以使所述接合区域的中心与所述周缘部的中心一致，一边通过所述周缘去除部来去除所述周缘部。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述周缘去除部针对被所述保持部保持的所述重合基板，沿所述周缘部与中央部之间的边界在所述第一基板的内部形成周缘改性层。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有分割改性部，所述分割改性部用于在所述第一基板的内部形成从所述周缘改性层向径向外侧延伸的分割改性层，
所述控制部基于所述第二偏心量来校正所述分割改性层的径向的长度。
8.根据权利要求6或7所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二检测部为拍摄所述周缘改性层的第二摄像部，
所述控制部执行以下控制：一边通过所述周缘去除部来形成所述周缘改性层，一边通过所述第二摄像部来拍摄该周缘改性层。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有检测部移动机构，所述检测部移动机构使所述第二检测部沿水平方向移动。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一检测部为拍摄所述第一基板的外侧端部的第一摄像部，
所述第二检测部为拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界的第二摄像部，
所述第二摄像部的摄像倍率比所述第一摄像部的摄像倍率高。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一检测部为照射可见光并接受来自所述重合基板的反射光的第一摄像部，
所述第二检测部为照射红外光并接受来自所述重合基板的反射光的第二摄像部。
12.一种基板处理方法，用于对基板进行处理，所述基板处理方法包括以下步骤：
通过保持部来保持将第一基板与第二基板接合而成的重合基板；
检测所述第一基板的外侧端部；
根据所述第一基板的外侧端部的检测结果来计算所述保持部的中心与所述第一基板的中心的第一偏心量；
检测所述第一基板与第二基板进行了接合的接合区域同该接合区域的外侧的未接合区域之间的边界；
根据所述接合区域与所述未接合区域之间的边界的检测结果来计算所述保持部的中心与所述接合区域的中心的第二偏心量；
在通过周缘去除部针对被所述保持部保持的所述重合基板去除所述第一基板中的作为去除对象的周缘部时，基于所述第二偏心量，以使所述接合区域的中心与所述周缘部的中心一致的方式决定所述保持部相对于所述周缘去除部的位置。
13.根据权利要求12所述的基板处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
一边通过旋转部使所述保持部旋转，一边通过第一摄像部沿周向拍摄所述第一基板的外侧端部；以及
根据通过所述第一摄像部拍摄到的图像来计算周向上的所述第一偏心量。
14.根据权利要求12或13所述的基板处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过水平移动部使所述保持部沿水平方向在进行所述重合基板的搬入搬出的搬入搬出位置与通过所述周缘去除部来去除形成所述周缘部的去除位置之间移动，
在所述第一偏心量不具备与所述水平移动部使所述保持部移动的移动方向正交的正交方向上的偏心量的情况下，通过所述水平移动部使所述保持部移动，以校正所述第一偏心量中的所述移动方向上的偏心量；
一边通过旋转部使所述保持部旋转，一边通过第二摄像部沿周向拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；以及
根据通过所述第二摄像部拍摄到的图像来计算周向上的所述第二偏心量。
15.根据权利要求12或13所述的基板处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过水平移动部使所述保持部沿水平方向在进行所述重合基板的搬入搬出的搬入搬出位置与通过所述周缘去除部来去除所述周缘部的去除位置之间移动；
在所述第一偏心量具备与所述水平移动部使所述保持部移动的移动方向正交的正交方向上的偏心量的情况下，通过所述水平移动部使所述保持部移动，以校正所述第一偏心量中的所述移动方向上的偏心量；
一边通过旋转部使所述保持部旋转并通过所述水平移动部使所述保持部沿水平方向移动，以校正所述第一偏心量中的所述正交方向上的偏心量，一边通过第二摄像部沿周向拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界；以及
根据通过所述第二摄像部拍摄到的图像来计算周向上的所述第二偏心量。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，执行以下步骤：
通过水平移动部使所述保持部沿水平方向在进行所述重合基板的搬入搬出的搬入搬出位置与通过所述周缘去除部来去除所述周缘部的去除位置之间移动；
一边基于所述第二偏心量，通过旋转部使所述保持部旋转并通过所述水平移动部使所述保持部沿水平方向移动，以使所述接合区域的中心与所述周缘部的中心一致，一边通过所述周缘去除部来去除所述周缘部。
17.根据权利要求12至16中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
所述所述周缘去除部针对被所述保持部保持的所述重合基板，沿所述周缘部与中央部之间的边界在所述第一基板的内部形成周缘改性层。
18.根据权利要求17所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括以下步骤：通过分割改性部在所述第一基板的内部形成从所述周缘改性层向径向外侧延伸的分割改性层，
在所述基板处理方法中，基于所述第二偏心量来校正所述分割改性层的径向的长度。
19.根据权利要求17或18所述的基板处理方法，其特征在于，
一边通过所述周缘去除部来形成所述周缘改性层，一边拍摄该周缘改性层。
20.根据权利要求12至19中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
通过利用第一摄像部拍摄所述第一基板的外侧端部来进行对该外侧端部的检测，
通过利用第二摄像部拍摄所述接合区域与所述未接合区域之间的边界来进行对该边界的检测，
所述第二摄像部的摄像倍率比所述第一摄像部的摄像倍率高。
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