KR20240052985A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20240052985A
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마사유키 사타케
마사유키 나카니시
유타 미츠키
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 복수의 기판을 접합하여 제조되는 적층 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 기판 처리 장치는, 적층 기판(Ws)에 있어서의 인접하는 웨이퍼(W1, W2)의 주연부와의 사이의 간극에 충전제(F)를 도포하고, 경화시키는 충전제 도포 모듈(300)과, 충전제(F)가 도포된 적층 기판(Ws)의 상면을 연삭하는 연삭 모듈(400)과, 연삭된 적층 기판(Ws)의 상면을 연마하는 연마 모듈(500)을 구비한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
본 발명은, 복수의 기판을 접합하여 제조되는 적층 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스의 더한층의 고밀도화 및 고기능화를 달성하기 위하여, 복수의 기판을 적층하여 3차원적으로 집적화하는 3차원 실장 기술의 개발이 진행되고 있다. 3차원 실장 기술에서는, 예를 들어 집적 회로 및 전기 배선이 형성된 제1 기판의 디바이스면을, 마찬가지로 집적 회로 및 전기 배선이 형성된 제2 기판의 디바이스면과 접합한다. 또한, 제1 기판을 제2 기판에 접합한 후에, 제2 기판이 연삭 장치에 의해 박화된다. 이와 같이 하여, 제1 기판 및 제2 기판의 디바이스면에 수직인 방향으로 집적 회로를 적층할 수 있다.
3차원 실장 기술에서는, 3매 이상의 기판이 접합되어도 된다. 예를 들어, 제1 기판에 접합된 제2 기판을 박화한 후에, 제3 기판을 제2 기판에 접합하고, 제3 기판을 박화해도 된다. 본 명세서에서는, 서로 접합된 복수의 기판의 형태를 「적층 기판」이라고 칭하는 경우가 있다.
일본 특허 공개 평5-304062호 공보 미국 특허 제8119500호 명세서
제2 기판이 박화된 후에, 적층 기판은, 다이싱 등의 후공정으로 보내져 처리된다. 제2 기판의 박화면의 평탄도가 낮으면, 후공정에서의 처리의 신뢰성이 저하되고, 결과적으로, 제조된 디바이스가 원하는 성능을 발휘할 수 없는 경우가 있다.
또한, 후공정의 처리 여하에 따라서는, 적층 기판에 남겨진 충전제가 디바이스에 악영향을 미칠 우려가 있다. 예를 들어, 충전제로부터의 박리물이 디바이스를 손상시키거나, 충전제로부터의 휘발 성분이 디바이스를 오염시키거나 할 우려가 있다. 그 때문에, 박화 후의 적층 기판으로부터 충전제를 제거하는 것이 바람직하다.
그래서 본 발명은, 박화 후의 적층 기판의 표면의 평탄도를 향상시키는 것이 가능한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태에서는, 복수의 웨이퍼를 접합하여 제조되는 적층 기판을 처리하는 장치이며, 상기 복수의 웨이퍼 중 인접하는 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키는 충전제 도포 모듈과, 상기 충전제가 도포된 적층 기판의 상면을 연삭하는 연삭 모듈과, 상기 연삭된 적층 기판의 상면을 연마하는 연마 모듈을 구비한, 기판 처리 장치가 제공된다.
일 양태에서는, 상기 연마 모듈은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블과, 상기 적층 기판을 보유 지지하여, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 연마 헤드와, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐을 구비한다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 장치는, 상기 적층 기판의 상하면을 반전시켜, 상기 적층 기판을 상기 연삭 모듈로부터 상기 연마 모듈로 반송하는 기판 반송 모듈을 더 구비한다.
일 양태에서는, 상기 연마 모듈, 상기 연삭 모듈, 및 상기 연마 모듈은, 상기 기판의 반송 방향을 따라 서로 인접하여 배열되어 있다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 장치는, 상기 연마된 적층 기판의 상면을 더 연마하는 마무리 연마 모듈을 더 구비한다.
일 양태에서는, 상기 마무리 연마 모듈은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블과, 상기 적층 기판을 보유 지지하여, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 연마 헤드와, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐을 구비한다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 장치는, 상기 연삭된 적층 기판으로부터 상기 충전제를 제거하는 충전제 제거 모듈을 더 구비한다.
일 양태에서는, 상기 충전제 제거 모듈은, 상기 적층 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와, 연마 테이프를 상기 적층 기판의 주연부에 압박하여, 상기 충전제 F를 제거하는 충전제 제거 유닛을 구비한다.
일 양태에서는, 상기 충전제 제거 모듈은, 상기 충전제를 용해 가능한 제거제를 상기 적층 기판에 공급하는 제거제 공급 기구를 더 구비한다.
일 양태에서는, 상기 충전제 제거 모듈은, 상기 적층 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와, 상기 충전제를 용해 가능한 제거제를 상기 적층 기판에 공급하는 제거제 공급 기구를 구비한다.
일 양태에서는, 상기 충전제 제거 모듈은, 상기 연마된 적층 기판의 상면을 마무리 연마하기 위한 버프 처리 컴포넌트를 더 갖고 있으며, 상기 버프 처리 컴포넌트는, 상기 적층 기판의 상면에 버프 처리를 행하기 위한 버프 패드가 설치된 버프 헤드와, 상기 버프 헤드를 상기 적층 기판의 반경 방향으로 요동 가능하게 보유 지지하는 버프 암을 갖는다.
일 양태에서는, 상기 충전제 도포 모듈은, 상기 적층 기판을 세로 배치로 보유 지지하는 회전 보유 지지 기구와, 상기 회전 보유 지지 기구에 보유 지지된 적층 기판의 상방으로부터 상기 충전제를 상기 적층 기판의 간극에 도포하는 도포 모듈과, 상기 도포 모듈에 의해 도포된 충전제를 경화시키는 경화 모듈을 갖는다.
일 양태에서는, 복수의 웨이퍼를 접합하여 제조되는 적층 기판을 기판 카세트로부터 취출하고, 상기 복수의 웨이퍼 중 인접하는 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키고, 상기 충전제가 도포된 적층 기판의 상면을 연삭하고, 상기 연삭된 적층 기판의 상면을 연마하고, 상기 연마된 적층 기판을 상기 기판 카세트로 복귀시키는, 기판 처리 방법이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 방법은, 상기 연삭된 적층 기판으로부터 상기 충전제를 제거하는 공정을 더 구비한다.
일 양태에서는, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에 행해진다.
일 양태에서는, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 전에 행해진다.
일 양태에서는, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판을 회전시키면서, 연마 테이프를 상기 적층 기판의 주연부에 압박하여, 상기 충전제를 제거하는 공정이다.
일 양태에서는, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판을 회전시키면서, 상기 적층 기판에 상기 충전제를 용해 가능한 처리액을 공급하여 행해진다.
일 양태에서는, 상기 적층 기판의 상면을 연삭하는 공정과, 상기 적층 기판을 연마하는 공정은, 동일한 처리 모듈에서 행해진다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 방법은, 상기 적층 기판의 상면을 연삭하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상하면을 반전시키는 공정을 더 구비하고, 상기 적층 기판을 연마하는 공정은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정이다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 방법은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상면을 마무리 연마하는 공정을 더 구비하고, 상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정이며, 상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정의 연마 패드는, 상기 적층 기판을 연마하는 공정의 연마 패드의 연마면보다도 고운 연마면을 갖는다.
일 양태에서는, 상기 기판 처리 방법은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상면을 마무리 연마하는 공정을 더 구비하고, 상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정이며, 상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정의 연마액에 포함되는 지립은, 상기 적층 기판을 연마하는 공정의 연마액에 포함되는 지립보다도 작은 입도를 갖고 있다.
일 양태에서는, 상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정과, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 동일한 처리 모듈 내에서 행해진다.
일 양태에서는, 상기 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키는 공정은, 세로 배치로 보유 지지된 상기 적층 기판을 회전시키면서 행한다.
본 발명에 따르면, 박화된 적층 기판의 상면의 연마 처리를 행하기 때문에, 박화 후의 적층 기판의 상면의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 다이싱 등의 후공정에서의 처리의 신뢰성이 향상되어, 제조된 디바이스의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 2a는 기판의 일례인 웨이퍼의 주연부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 2b는 기판의 일례인 웨이퍼의 주연부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 3a는 2매의 웨이퍼를 접합한 적층 기판의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 3b는 도 3a에 나타내는 제2 웨이퍼를 박화한 후의 적층 기판을 도시하는 모식도이다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 충전제 도포 모듈을 모식적으로 도시하는 종단면도이다.
도 6은 일 실시 형태에 관한 도포 모듈을 도시하는 모식도이다.
도 7은 일 실시 형태에 관한 경화 모듈을 도시하는 모식도이다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 백그라인드 모듈을 도시하는 모식도이다.
도 9a는 충전제 도포 모듈로부터 반출된 적층 웨이퍼를 도시하는 모식도이다.
도 9b는 도 9a에 나타내는 적층 웨이퍼의 제2 웨이퍼가 백그라인드 모듈에서 박화된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 10은 일 실시 형태에 관한 연마 모듈을 도시하는 모식도이다.
도 11은 다른 실시 형태에 관한 연마 모듈을 도시하는 모식도이다.
도 12는 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 13은 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 14는 일 실시 형태에 관한 충전제 제거 장치를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 15는 연마 헤드가 충전제를 제거하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 16a는 적층 웨이퍼의 제2 웨이퍼가 박화된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 16b는 충전제가 제거된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 17은 연마 헤드가 적층 웨이퍼의 베벨부를 연마하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 18은 다른 실시 형태에 관한 제1 처리 모듈을 모식적으로 도시하는 상면도이다.
도 19는 다른 실시 형태에 관한 제5 처리 모듈을 모식적으로 도시하는 상면도이다.
도 20a는 3매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 20b는 도 20a에 나타내는 적층 기판의 상면이 연삭된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 20c는 도 20b에 나타내는 적층 기판의 충전제가 제거된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 21a는 3매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판의 다른 예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 21b는 도 21a에 나타내는 적층 기판의 상면이 연삭된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 21c는 도 21b에 나타내는 적층 기판의 충전제가 제거된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 22는 4매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판의 예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 23은 다른 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 도시하는 평면도이다.
도 24는 도 23에 나타내는 충전제 도포 모듈의 측면도이다.
도 25는 또 다른 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 도시하는 측면도이다.
도 26은 도 25의 화살표 A로 나타내는 방향에서 본 도면이다.
도 27은 또 다른 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 도시하는 측면도이다.
도 28은 도 27의 화살표 B로 나타내는 방향에서 본 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다. 도 1에 나타내는 기판 처리 장치는, 적층 기판의 일례인 적층 웨이퍼를 처리하는 장치이다. 이 기판 처리 장치는, 다수의 적층 웨이퍼를 스톡하는 웨이퍼 카세트가 적재되는 복수의(예를 들어, 4개의) 프론트 로드부(102)를 구비한 로드 언로드부(101)를 갖고 있다. 프론트 로드부(102)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있도록 되어 있다. SMIF, FOUP는, 내부에 웨이퍼 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮음으로써, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
로드 언로드부(101)에는, 프론트 로드부(102)의 배열 방향을 따라 이동 가능한 제1 반송 로봇(로더)(103)이 설치되어 있다. 제1 반송 로봇(103)은 각 프론트 로드부(102)에 탑재된 웨이퍼 카세트에 액세스하여, 적층 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로부터 취출할 수 있도록 되어 있다.
기판 처리 장치는 또한, 제2 반송 로봇(206)과, 제2 반송 로봇(206)의 양측에 배치된 제1 웨이퍼 스테이션(211) 및 제2 웨이퍼 스테이션(212)을 구비하고 있다. 제2 반송 로봇(206), 제1 웨이퍼 스테이션(211), 및 제2 웨이퍼 스테이션(212)은, 기판 반송 모듈(200)로서 기능한다.
또한, 기판 처리 장치는, 반송 로봇(206)에 인접하여 배치된 복수의(도 1에서는 3개의) 처리 모듈(300, 400, 500)과, 기판 처리 장치의 전체의 동작을 제어하는 컨트롤러(113)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 처리 모듈(300, 400, 500)은, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열된다. 처리 모듈(300, 400, 500)의 상세한 구성은 후술한다.
또한, 기판 처리 장치는, 적층 웨이퍼를 세정하는 제1 세정 모듈(616) 및 제2 세정 모듈(618)과, 세정된 적층 웨이퍼를 건조시키는 건조 모듈(620)을 구비하고 있다. 제1 세정 모듈(616), 제2 세정 모듈(618), 및 건조 모듈(620)은, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라 배열되어 있다.
제1 세정 모듈(616)과 제2 세정 모듈(618) 사이에 위치하여, 이들 세정 모듈(616, 618) 및 기판 반송 모듈(200) 사이에서 적층 웨이퍼를 반송하는 제2 기판 반송 로봇(626)이 배치되고, 제2 세정 모듈(618)과 건조 모듈(620) 사이에 위치하여, 이들 각 모듈(618, 620) 사이에서 적층 웨이퍼를 반송하는 제3 기판 반송 로봇(628)이 배치되어 있다.
제1 세정 모듈(616) 및 제2 세정 모듈(618)의 종류는, 적층 웨이퍼를 세정할 수 있는 한, 임의의 세정 모듈을 선택할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 세정 모듈(616)로서, 약액, 순수 등의 세정액의 존재 하에서, 적층 웨이퍼의 표리 양면에 롤 스펀지를 문질러 적층 웨이퍼를 스크럽 세정하는 기판 세정 장치가 사용되고 있다. 또한, 제2 세정 모듈(618)로서, 약액, 순수 등의 세정액의 존재 하에서, 펜형 스펀지(펜 스펀지)를 사용한 기판 세정 장치가 사용되고 있다.
일 실시 형태에서는, 제2 세정 모듈(618)로서, 약액의 존재 하에서, 적층 웨이퍼의 표리 양면에 롤 스펀지를 문질러 적층 웨이퍼를 스크럽 세정하는 기판 세정 장치를 사용해도 된다. 또한, 제1 세정 모듈(616) 또는 제2 세정 모듈(618)로서, 적층 웨이퍼의 표면(또는 이면)에 이류체 제트류를 분사함으로써, 해당 적층 웨이퍼의 표면(또는 이면)을 세정하면서, 적층 웨이퍼의 이면(또는 표면)에 롤 스펀지를 압박하여, 해당 적층 웨이퍼의 이면(또는 표면)을 스크럽 세정하는 기판 세정 장치를 사용해도 된다.
건조 모듈(620)의 종류는, 세정된 적층 웨이퍼를 건조시킬 수 있는 한, 임의의 건조 모듈을 선택할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 건조 모듈(620)로서, 적층 웨이퍼를 보유 지지하고, 이동하는 노즐로부터 IPA 증기를 분출하여 적층 웨이퍼를 건조시키고, 또한 고속으로 회전시킴으로써 적층 웨이퍼를 건조시키는 스핀 건조 장치가 사용되고 있다.
제1 기판 반송 로봇(103)은, 처리 전의 적층 웨이퍼를, 프론트 로드부(102)에 탑재된 웨이퍼 카세트로부터 수취하여 기판 반송 모듈(200)에 넘겨줌과 함께, 건조된 적층 웨이퍼를 건조 모듈(620)로부터 수취하여 웨이퍼 카세트로 복귀시킨다. 기판 반송 모듈(200)은, 제1 기판 반송 로봇(103)으로부터 수취한 기판을 반송하여, 각 처리 모듈(300, 400, 500)과의 사이에서 기판의 전달을 행한다.
본 실시 형태에서는, 제1 처리 모듈(300)은, 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼가 접합된 적층 기판을 박화했을 때, 제2 웨이퍼의 주연부에 형성되는 나이프 에지부를 보호하기 위한 충전제를 도포·경화시키기 위한 충전제 도포 모듈이다. 이하에서는, 제1 처리 모듈(300)을 충전제 도포 모듈(300)이라고 칭하고, 나이프 에지부와 충전제 도포 모듈(300)의 구성을 상세하게 설명한다.
도 2a 및 도 2b는, 기판의 일례인 웨이퍼의 주연부를 도시하는 확대 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 2a는 소위 스트레이트형의 웨이퍼의 단면도이고, 도 2b는 소위 라운드형의 웨이퍼의 단면도이다. 도 2a의 웨이퍼 W에 있어서, 베벨부는, 상측 경사부(상측 베벨부) P, 하측 경사부(하측 베벨부) Q, 및 측부(에이펙스) R로 구성되는 웨이퍼 W의 최외주면(부호 B로 나타냄)이다.
도 2b의 웨이퍼 W에 있어서는, 베벨부는, 웨이퍼 W의 최외주면을 구성하는, 만곡된 단면을 갖는 부분(부호 B로 나타냄)이다. 톱 에지부 E1은, 베벨부 B보다도 반경 방향 내측에 위치하는 영역이며, 또한 디바이스가 형성되는 영역 D보다도 반경 방향 외측에 위치하는 평탄부이다. 톱 에지부 E1은, 디바이스가 형성된 영역을 포함하는 경우도 있다. 보텀 에지부 E2는, 톱 에지부 E1과는 반대측에 위치하고, 베벨부 B보다도 반경 방향 내측에 위치하는 평탄부이다. 이들 톱 에지부 E1 및 보텀 에지부 E2는, 총칭하여 니어 에지부라고 불리는 경우도 있다.
도 3a는 2매의 웨이퍼를 접합한 적층 기판의 일례를 도시하는 모식도이고, 도 3b는 도 3a에 나타내는 제2 웨이퍼를 박화한 후의 적층 기판을 도시하는 모식도이다. 도 3a에 나타내는 적층 기판 Ws는, 도 2b에 나타내는 라운드형의 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2를 접합함으로써 제조된다.
도 3b에 나타내는 바와 같이, 제2 웨이퍼 W2를 박화하면, 제2 웨이퍼 W2의 주연부에 나이프 에지부 NE가 형성된다. 이 나이프 에지부 NE는, 물리적인 접촉에 의해 깨지기 쉬워, 적층 기판 Ws의 반송 시, 및 적층 기판 Ws의 추가적인 프로세스 처리 시에 적층 기판 Ws가 갈라지거나, 깨지게 하는 요인이 되는 경우가 있다. 또한, 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2의 접합이 충분하지 않으면, 제2 웨이퍼 W2의 연삭 처리(즉, 박화 처리) 중에, 해당 제2 웨이퍼 W2가 갈라지거나, 깨지거나 하는 경우도 있다. 적층 기판 Ws가 도 2a에 나타내는 스퀘어형의 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2를 접합함으로써 제조되는 경우도, 제2 웨이퍼 W2를 박화하면, 제2 웨이퍼 W2의 주연부에 나이프 에지부가 형성된다.
그래서, 충전제 도포 모듈(300)에서, 적층 기판 Ws의 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2 사이에 충전제를 도포하고, 이 충전제를 경화시킴으로써, 나이프 에지부 NE를 효과적으로 보호한다.
도 4는 일 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 모식적으로 도시하는 평면도이고, 도 5는 도 4에 나타내는 충전제 도포 모듈을 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 도 4 및 도 5에 나타내는 충전제 도포 모듈(300)은, 적층 웨이퍼 Ws의 웨이퍼 W1, W2의 사이에 형성된 간극에 충전제를 도포하고, 또한 경화시키는 장치이다. 또한, 도 5는 후술하는 도포 유닛(301A) 및 경화 유닛(301B)의 도시를 생략하고 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 이 충전제 도포 모듈(300)은, 그 중앙부에, 복수의 웨이퍼 W1, W2가 적층된 적층 웨이퍼 Ws(도 3a 참조)를 수평으로 보유 지지하고, 회전시키는 회전 보유 지지 기구(기판 보유 지지부)(303)를 구비하고 있다. 도 4에 있어서는, 회전 보유 지지 기구(303)가 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지하고 있는 상태를 나타내고 있다. 회전 보유 지지 기구(303)는, 적층 웨이퍼 Ws의 이면을 진공 흡착에 의해 보유 지지하는 접시 형상의 보유 지지 스테이지(304)와, 보유 지지 스테이지(304)의 중앙부에 연결된 중공 샤프트(305)와, 이 중공 샤프트(305)를 회전시키는 모터 M1을 구비하고 있다. 적층 웨이퍼 Ws는, 기판 반송 모듈(200)(도 1 참조)의 핸드(도시하지 않음)에 의해, 적층 웨이퍼 Ws의 중심이 중공 샤프트(305)의 축심과 일치하도록 보유 지지 스테이지(304) 위에 적재된다.
중공 샤프트(305)는, 볼 스플라인 베어링(직동 베어링)(306)에 의해 상하 이동 가능하게 지지되어 있다. 보유 지지 스테이지(304)의 상면에는 홈(304a)이 형성되어 있고, 이 홈(304a)은, 중공 샤프트(305)를 통하여 연장되는 연통로(307)에 연통되어 있다. 연통로(307)는, 중공 샤프트(305)의 하단에 설치된 로터리 조인트(308)를 통해 진공 라인(309)에 접속되어 있다. 연통로(307)는, 처리 후의 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지 스테이지(304)로부터 이탈시키기 위한 질소 가스 공급 라인(310)에도 접속되어 있다. 이들 진공 라인(309)과 질소 가스 공급 라인(310)을 전환함으로써, 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지 스테이지(304)의 상면에 진공 흡착하고, 이탈시킨다.
중공 샤프트(305)는, 이 중공 샤프트(305)에 연결된 풀리 p1과, 모터 M1의 회전축에 설치된 풀리 p2와, 이들 풀리 p1, p2에 걸쳐진 벨트 b1을 통해 모터 M1에 의해 회전된다. 모터 M1의 회전축은 중공 샤프트(305)와 평행하게 연장되어 있다. 이러한 구성에 의해, 보유 지지 스테이지(304)의 상면에 보유 지지된 적층 웨이퍼 Ws는, 모터 M1에 의해 회전된다.
볼 스플라인 베어링(306)은, 중공 샤프트(305)가 그 길이 방향으로 자유롭게 이동하는 것을 허용하는 베어링이다. 볼 스플라인 베어링(306)은 원통 형상의 케이싱(312)에 고정되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 중공 샤프트(305)는, 케이싱(312)에 대하여 상하로 직선 동작할 수 있도록 구성되어 있고, 중공 샤프트(305)와 케이싱(312)은 일체로 회전한다. 중공 샤프트(305)는, 에어 실린더(승강 기구)(315)에 연결되어 있고, 에어 실린더(315)에 의해 중공 샤프트(305) 및 보유 지지 스테이지(304)가 상승 및 하강할 수 있도록 되어 있다.
케이싱(312)과, 그 외측에 동심상으로 배치된 원통 형상의 케이싱(314) 사이에는 레이디얼 베어링(318)이 개재 장착되어 있고, 케이싱(312)은 베어링(318)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해, 회전 보유 지지 기구(303)는, 적층 웨이퍼 Ws를 그 중심축 Cr 주위로 회전시키고, 또한 적층 웨이퍼 Ws를 중심축 Cr을 따라 상승 하강시킬 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 충전제 도포 모듈(300)은, 회전 보유 지지 기구(303)에 보유 지지된 적층 웨이퍼 Ws의 주위에 배치된 도포 모듈(도포부)(301A)과, 경화 모듈(경화부)(301B)을 구비하고 있다. 경화 유닛(301B)은, 적층 웨이퍼 Ws의 회전 방향에 있어서 도포 유닛(301A)의 하류측에 위치하고 있다.
도포 유닛(301A)은, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 충전제를 도포하는 장치이고, 경화 유닛(301B)은, 도포 유닛(301A)에 의해 적층 웨이퍼 Ws에 공급된 충전제를 경화시키는 장치이다. 본 실시 형태에 있어서, 충전제는, 열경화성을 갖는 충전제이다. 이러한 충전제의 예로서는, 열경화성의 수지를 들 수 있다.
도포 유닛(301A)과 경화 유닛(301B)은, 격벽(320)에 의해 칸막이된 처리실(321) 내에 배치되어 있고, 처리실(321)은, 격벽(320)에 의해 외부로부터 격리되어 있다. 도포 유닛(301A), 경화 유닛(301B), 및 보유 지지 스테이지(304)는 처리실(321) 내에 배치되어 있다. 즉, 처리 중인 적층 웨이퍼 Ws는, 처리실(321) 내에 수용된다.
중공 샤프트(305)가 케이싱(312)에 대하여 승강했을 때에 볼 스플라인 베어링(306)이나 레이디얼 베어링(318) 등의 기구를 처리실(321)로부터 격리하기 위하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 중공 샤프트(305)와 케이싱(312)의 상단은 상하로 신축 가능한 벨로우즈(319)로 접속되어 있다. 도 5는 중공 샤프트(305)가 하강하고 있는 상태를 나타내고, 보유 지지 스테이지(304)가 처리 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 충전제의 도포 및 경화 처리 후에는, 에어 실린더(315)에 의해 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지 스테이지(304) 및 중공 샤프트(305)와 함께 반송 위치까지 상승시키고, 이 반송 위치에서 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지 스테이지(304)로부터 이탈시킨다.
격벽(320)은, 적층 웨이퍼 Ws를 처리실(321)에 반입 및 반출하기 위한 반송구(320b)를 구비하고 있다. 반송구(320b)는, 수평으로 연장되는 절결부로서 형성되어 있다. 따라서, 기판 반송 모듈(200)의 핸드에 파지된 적층 웨이퍼 Ws는, 수평한 상태를 유지하면서, 반송구(320b)를 통하여 처리실(321) 내를 가로지르는 것이 가능하게 되어 있다. 격벽(320)의 상면에는 개구(320c) 및 루버(340)가 마련되고, 하면에는 배기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 충전제의 도포 및 경화 처리 시는, 반송구(320b)는 도시하지 않은 셔터로 폐쇄되도록 되어 있다. 따라서, 배기구로부터 도시하지 않은 팬 기구에 의해 배기를 함으로써 처리실(321)의 내부에는 청정 공기의 다운 플로우가 형성되도록 되어 있다. 이 팬 기구는, 처리실(321) 내의 압력을 양압으로 유지하는 압력 조정 장치로서 기능한다. 이 상태에 있어서 적층 웨이퍼 Ws가 처리되므로, 처리실(321)의 상부 공간을 청정하게 유지하면서 적층 웨이퍼 Ws의 처리를 할 수 있다.
도 6은 일 실시 형태에 관한 도포 모듈을 도시하는 모식도이다. 도 6에 나타내는 도포 유닛(301A)은, 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2 사이의 간극에 충전제를 주입하는 시린지 기구(345)와, 시린지 기구(345)를 적층 웨이퍼 Ws에 근접 또는 이격시키는 수평 이동 기구(도시하지 않음)를 갖고 있다. 일 실시 형태에서는, 수평 이동 기구를 생략해도 된다. 이 경우, 충전제가 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2 사이의 간극에 적절하게 주입 가능하도록, 보유 지지 스테이지(304)에 대한 시린지 기구(345)의 위치가 미리 결정되어 있다.
시린지 기구(345)는, 중공 구조를 갖는 시린지 본체(346)와, 시린지 본체(346) 내를 왕복 이동 가능한 피스톤(348)을 구비하고 있다. 시린지 본체(346)는, 기체 공급 라인(350)을 통해 기체 공급원에 접속되어 있다. 기체 공급원으로부터 기체(예를 들어, 드라이 에어 또는 질소 가스)를 시린지 본체(346)에 공급하면, 피스톤(348)이 시린지 본체(346) 내를 전진한다. 시린지 본체(346)는, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 대향하는 선단 개구를 갖고 있다. 시린지 본체(346)에는, 충전제 F가 미리 충전되어 있고, 피스톤(348)의 전진에 의해, 시린지 본체(346)의 선단 개구로부터 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 충전제 F가 주입된다.
기체 공급 라인(350)에는, 압력 조정 장치(예를 들어, 감압 밸브)(351)와, 유량 조정기(예를 들어, 매스 플로 컨트롤러)(353)가 배치되어 있다. 기체 공급원으로부터 시린지 본체(346)에 공급되는 기체의 압력 및 유량을 조정함으로써, 시린지 본체(346)로부터 토출되는 충전제 F의 유량을 조정할 수 있다.
제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2 사이의 간극에 충전제 F를 도포할 때에는, 최초에, 적층 웨이퍼 Ws가 보유 지지된 보유 지지 스테이지(304)를 소정의 회전 속도로 회전시킨다. 이어서, 시린지 기구(345)를 적층 웨이퍼 Ws에 근접시키고, 또한, 기체 공급원으로부터 기체를 시린지 본체(346)에 공급한다. 이 동작에 의해, 회전하는 적층 웨이퍼 Ws의 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 충전제 F가 주입된다.
제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 시린지 기구(345)로부터 주입되는 충전제 F의 양이 너무 많으면, 간극으로부터 넘친 충전제 F가 적층 기판 Ws의 상면 및 하면을 오염시킬 우려가 있다. 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 시린지 기구(345)로부터 주입되는 충전제 F의 양이 너무 적으면, 해당 간극에 충분한 양의 충전제 F를 도포할 수 없을 우려가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 회전하는 적층 웨이퍼 Ws의 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에, 필요 충분한 양의 충전제 F가 공급되도록, 시린지 본체(346)로부터 토출되는 충전제 F의 유량, 및 보유 지지 스테이지(304)의 회전 속도가 미리 조정되어 있다.
도 7은 일 실시 형태에 관한 경화 모듈을 도시하는 모식도이다. 도 7에 나타내는 경화 유닛(301B)은, 램프 히터(355)를 갖는 광 가열 모듈로서 구성되어 있다. 램프 히터(355)는, 램프(383)와, 램프(383)로부터의 열(복사열)을, 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2 사이의 간극에 도포된 충전제 F를 향하게 하는 광학 기기(385)를 구비하고 있다. 도시는 하지 않지만, 광학 기기(385)는, 예를 들어 미러 및/또는 렌즈 등으로 구성된다.
도 7에 나타내는 램프 히터(355)는 적층 웨이퍼 Ws의 제2 웨이퍼 W2의 상방에 배치되어 있고, 램프(383)는, 파장이 1㎛ 이상인 광을 광학 기기(385)를 통해 적층 웨이퍼 Ws의 상방으로부터 조사한다. 램프(383)가 1㎛ 이상의 파장을 갖는 광을 조사하는 경우, 램프(383)로부터 조사된 광은, 제2 웨이퍼 W2를 투과하므로, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 도포된 충전제 F를 직접 가열할 수 있다. 램프(383)를 갖는 광 가열 모듈은, 열효율이 높아, 단시간에 충전제 F를 가열하여, 경화시킬 수 있다. 따라서, 충전제 도포 모듈(300)의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
적층 웨이퍼 Ws에 대한 램프 히터(355)의 위치는 임의이다. 예를 들어, 도 7의 일점쇄선으로 나타나는 바와 같이, 램프 히터(355)를 제1 웨이퍼 W1의 하방에 배치해도 된다. 이 경우, 램프(383)로부터 조사된 광은 제1 웨이퍼 W1을 투과하여, 충전제 F를 직접 가열한다. 혹은, 도 7의 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 램프(383)가 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 대향하도록, 램프 히터(355)를 배치해도 된다. 이 경우, 램프(383)는, 적층 웨이퍼 Ws의 측방으로부터 충전제 F를 가열한다. 따라서, 램프(383)로부터 조사된 광이 제1 웨이퍼 W1 또는 제2 웨이퍼 W2를 투과할 필요가 없으므로, 램프(383)로서 임의의 램프를 사용할 수 있다.
이와 같이 구성된 충전제 도포 모듈(300)에서는, 최초에, 적층 웨이퍼 Ws가 회전 보유 지지 기구(303)의 보유 지지 스테이지(304)에 진공 흡착에 의해 보유 지지된다. 이어서, 적층 웨이퍼 Ws가 보유 지지 스테이지(304)와 함께 회전된다. 이어서, 도포 유닛(301A)에 의해, 적층 웨이퍼 Ws의 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부의 간극에 충전제 F가 도포되고, 또한, 경화 유닛(301B)에 의해, 충전제 F가 경화된다. 충전제 F의 도포 처리 및 경화 처리는, 동일한 처리실(321) 내에서 연속하여 행해진다. 따라서, 적층 웨이퍼 Ws의 갈라짐 및 깨짐을 억제하기 위한 기판 처리를 매우 단시간에 행할 수 있다.
도포 유닛(301A)의 구성은, 적층 웨이퍼 Ws의 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼의 W2 주연부 사이의 간극에 충전제 F를 도포할 수 있는 한 임의이다. 예를 들어, 도포 유닛(301A)은, 시린지 기구(45) 대신에, 충전제 F를 적층 기판 Ws의 제1 웨이퍼의 주연부와 제2 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 사출하는 사출 기구를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 사출 기구는, 제1 웨이퍼의 주연부와 제2 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 대향하는 사출구를 갖는 사출기를 갖고 있다. 사출 기구는, 사출기에 공급되는 가압 유체(예를 들어, 가압 공기)에 의해 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 충전제 F를 연속적으로 사출한다.
경화 유닛(301B)의 구성도, 적층 웨이퍼 Ws의 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼의 W2 주연부 사이의 간극에 도포된 충전제 F를 경화할 수 있는 한 임의이다. 예를 들어, 경화 유닛(301B)은, 열풍을 적층 기판 Ws의 제1 웨이퍼의 주연부와 제2 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 분사하는 히트 건이어도 된다.
충전제 F의 종류도, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에 도포 가능하며, 또한 단시간에 경화 가능한 한 임의이다. 예를 들어, 충전제 F는, 광경화성의 수지여도 된다.
충전제 도포 모듈(300)에서, 충전제 F를 도포 및 경화된 적층 웨이퍼 Ws는, 충전제 도포 모듈(300)로부터 기판 반송 모듈(200)에 의해 반출된다. 이어서, 적층 웨이퍼 Ws는, 제2 처리 모듈(400)로 반송된다. 본 실시 형태에서는, 제2 처리 모듈(400)은, 적층 웨이퍼 Ws의 제2 웨이퍼 W2를 박화시키는 백그라인드 처리를 행하는 모듈이다. 백그라인드 처리는, 공지된 임의의 장치에서 행할 수 있다. 이하에서는, 제2 처리 모듈(400)을 백그라인드 모듈(400)이라고 칭한다.
도 8은 일 실시 형태에 관한 백그라인드 모듈을 도시하는 모식도이다. 도 8에 나타내는 백그라인드 모듈(400)에서는, 적층 웨이퍼 Ws를 소정의 두께로 박화하기 위하여, 제2 웨이퍼 W2의 이면인 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu(도 3a 참조)의 전체가 연삭된다.
도 8에 나타내는 백그라인드 모듈(400)은, 도시하지 않은 모터에 의해 회전하는 스핀들(410)과, 스핀들(410)의 선단에 고정된 연삭 헤드(412)와, 스핀들(410)을 상하 이동시키는 스핀들 상하 이동 기구(도시하지 않음)와, 적층 웨이퍼 Ws가 적재되는 연삭 테이블(414)과, 연삭 테이블(414)에 고정된 테이블 샤프트(416)를 구비한다. 또한, 백그라인드 모듈(400)은, 스핀들(410)을 회전시키는 모터(도시하지 않음)와, 테이블 샤프트(416)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)를 갖고 있다.
도 8에 나타내는 연삭 헤드(412)는, 복수의 연삭 지석(424)을 갖는 연삭 휠(420)과, 연삭 휠(420)을 착탈 가능하게 설치되는 휠 마운트(422)로 구성된다. 휠 마운트(422)가 스핀들(410)의 선단에 고정되어 있다. 따라서, 스핀들(410)을 회전시키면, 연삭 헤드(412) 전체가 회전한다.
충전제 도포 모듈(300)에서, 충전제 F가 도포 및 경화된 적층 웨이퍼 Ws는, 기판 반송 모듈(200)의 핸드에 의해, 충전제 도포 모듈(300)로부터 반출되어, 백그라인드 모듈(400)의 연삭 테이블(414)에 적재된다. 이때, 기판 반송 모듈(200)의 핸드는, 적층 웨이퍼 Ws의 중심 축선이 연삭 테이블(414)의 중심 축선에 일치하도록, 적층 웨이퍼 Ws를 백그라인드 모듈(400)에 반송한다. 연삭 테이블(414)에 적재된 적층 웨이퍼 Ws는, 예를 들어 진공 흡착에 의해 연삭 테이블(414)에 보유 지지된다.
이어서, 연삭 테이블(414)을 소정의 속도로 회전시키면서, 스핀들(410)(즉, 연삭 헤드(412))을 소정의 속도로 회전시킨다. 또한, 도시하지 않은 스핀들 상하 이동 기구를 조작하여, 연삭 헤드(412)의 연삭 지석(424)을 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 압박한다. 또한, 스핀들 상하 이동 기구를 조작하여, 연삭 헤드(412)를 소정의 연삭 속도로 하방으로 송출하고, 이에 의해, 적층 웨이퍼 Ws를 소정의 두께까지 연삭한다.
도 9a는 충전제 도포 모듈로부터 반출된 적층 웨이퍼를 도시하는 모식도이고, 도 9b는 도 9a에 나타내는 적층 웨이퍼의 제2 웨이퍼가 백그라인드 모듈에서 박화된 상태를 도시하는 모식도이다.
도 9b에 나타내는 바와 같이, 제2 웨이퍼 W2를 박화해도, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에서 경화된 충전제 F에 의해 제2 웨이퍼 W2의 주연부에 형성된 나이프 에지부 NE가 보호된다. 그 결과, 적층 웨이퍼 Ws의 갈라짐 및 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부가 경화된 충전제 F를 통해 서로 지지된다. 그 결과, 적층 웨이퍼 Ws의 강도가 증가하여, 제2 웨이퍼 W2를 박화할 때에 적층 웨이퍼 Ws의 갈라짐 및 깨짐이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
백그라인드 모듈(400)에서, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu(제2 웨이퍼 W2의 박화면)가 박화된 후에, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 평탄도가 낮으면, 다이싱 등의 후공정에서의 처리의 신뢰성이 저하되어, 제조된 디바이스가 원하는 성능을 발휘할 수 없을 우려가 있다. 그래서 본 실시 형태에서는, 제3 처리 모듈(500)에서, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu를 연마 처리한다. 연마 처리는, 공지된 임의의 장치에서 행할 수 있다. 이하에서는, 제3 처리 모듈(500)을 연마 모듈(500)이라고 칭한다.
도 10은 일 실시 형태에 관한 연마 모듈을 도시하는 모식도이다. 도 10에 나타내는 연마 모듈(500)은, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu(도 9b 참조)의 평탄도를 향상시키기 위하여, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 전체를 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP)하는 연마 장치이다. 화학 기계 연마는, 실리카(SiO2) 등의 지립을 포함한 연마액을 연마 패드 위에 공급하면서 기판을 연마 패드에 미끄럼 접촉시켜 연마를 행하는 것이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 연마 모듈(500)은, 연마면(510a)을 갖는 연마 패드(501)가 설치된 연마 테이블(503)과, 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지하고 또한 적층 웨이퍼 Ws를 연마 테이블(503) 상의 연마 패드(510)에 압박하는 연마 헤드(505)와, 연마 패드(510)에 연마액이나 드레싱액(예를 들어, 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(506)과, 연마 패드(510)의 연마면(510a)의 드레싱을 행하기 위한 드레서(507)를 갖는 드레싱 장치(502)를 구비하고 있다.
연마 테이블(503)은, 테이블 축(503a)을 통해 그 하방에 배치되는 테이블 모터(511)에 연결되어 있고, 이 테이블 모터(511)에 의해 연마 테이블(503)이 화살표로 나타내는 방향으로 회전되도록 되어 있다. 이 연마 테이블(503)의 상면에는 연마 패드(510)가 첩부되어 있고, 연마 패드(510)의 상면이 적층 웨이퍼 Ws를 연마하는 연마면(510a)을 구성하고 있다. 연마 헤드(505)는 헤드 샤프트(514)의 하단에 연결되어 있다. 연마 헤드(505)는 진공 흡인에 의해 그 하면에 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 헤드 샤프트(514)는 상하 이동 기구(도시하지 않음)에 의해 상하 이동하도록 되어 있다.
적층 웨이퍼 Ws의 연마는 다음과 같이 하여 행해진다. 연마 헤드(505) 및 연마 테이블(503)을 각각 화살표로 나타내는 방향으로 회전시키고, 연마액 공급 노즐(506)로부터 연마 패드(510) 위에 연마액(슬러리)을 공급한다. 이 상태에서, 연마 헤드(505)는 웨이퍼 W를 연마 패드(510)의 연마면(510a)에 압박한다. 적층 웨이퍼 Ws의 표면은, 연마액에 포함되는 지립의 기계적 작용과 연마액의 화학적 작용에 의해 연마된다. 연마 종료 후에는 드레서(507)에 의한 연마면(510a)의 드레싱(컨디셔닝)이 행해진다.
드레싱 장치(502)는, 연마 패드(510)에 미끄럼 접촉되는 드레서(507)와, 드레서(507)가 연결되는 드레서 샤프트(523)와, 드레서 샤프트(523)의 상단에 마련된 에어 실린더(524)와, 드레서 샤프트(523)를 회전 가능하게 지지하는 드레서 암(527)을 구비하고 있다. 드레서(507)의 하면은 드레싱면(507a)을 구성하고, 이 드레싱면(507a)은 지립(예를 들어, 다이아몬드 입자)으로 구성되어 있다. 에어 실린더(524)는, 복수의 지주(525)에 의해 지지된 지지대(520) 위에 배치되어 있고, 이들 지주(525)는 드레서 암(527)에 고정되어 있다.
드레서 암(527)은 도시하지 않은 모터에 구동되어, 선회 축(528)을 중심으로 하여 선회하도록 구성되어 있다. 드레서 샤프트(523)는, 도시하지 않은 모터의 구동에 의해 회전하고, 이 드레서 샤프트(523)의 회전에 의해, 드레서(7)가 드레서 샤프트(523)를 중심으로 화살표로 나타내는 방향으로 회전하도록 되어 있다. 에어 실린더(524)는, 드레서 샤프트(523)를 통해 드레서(507)를 상하 이동시켜, 드레서(507)를 소정의 압박력으로 연마 패드(510)의 연마면(510a)에 압박하는 액추에이터로서 기능한다.
연마 패드(510)의 드레싱은 다음과 같이 하여 행해진다. 드레서(507)가 드레서 샤프트(523)를 중심으로 하여 회전하면서, 연마액 공급 노즐(506)로부터 순수가 연마 패드(510) 위에 공급된다. 이 상태에서, 드레서(507)는 에어 실린더(524)에 의해 연마 패드(510)에 압박되고, 그 드레싱면(507a)이 연마 패드(510)의 연마면(510a)에 미끄럼 접촉된다. 또한, 드레서 암(527)을 선회 축(528)을 중심으로 하여 선회시켜 드레서(507)를 연마 패드(510)의 반경 방향으로 요동시킨다. 이와 같이 하여, 드레서(507)에 의해 연마 패드(510)가 깎아내지고, 그 표면(510a)이 드레싱(재생)된다.
본 실시 형태에서는, 연마 모듈(500)에서 적층 웨이퍼 Ws를 CMP 처리하기 위하여, 적층 웨이퍼 Ws의 상하면을 반전시킬 필요가 있다. 그 때문에, 기판 반송 모듈(200)의 핸드는, 그 축심 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다. 적층 웨이퍼 Ws는, 백그라인드 모듈(400)로부터 연마 모듈(500)로 반송되는 동안에, 기판 반송 모듈(200)의 핸드에 의해 반전된다.
연마 모듈(500)로 반송된 적층 웨이퍼 Ws는, 연마 헤드(503)에 보유 지지되고, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu를, 회전하는 연마 패드(510)의 연마면(510a)에 압박함으로써 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 전체가 연마된다.
연마 모듈(500)에서 연마된 적층 웨이퍼 Ws는, 제1 세정 모듈(616) 및/또는 제2 세정 모듈(618)에서 세정되고, 그 후, 건조 모듈(620)에서 건조된다. 건조 모듈(620)에서 건조된 적층 웨이퍼 Ws는, 제1 반송 로봇(103)에 의해, 로드 언로드부(101)의 프론트 로드부(102)에 적재된 웨이퍼 카세트로 복귀된다.
본 실시 형태에 따르면, 박화된 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 연마 처리를 행하기 때문에, 박화 후의 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 다이싱 등의 후공정에서의 처리의 신뢰성이 향상되어, 제조된 디바이스의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 적층 웨이퍼 Ws에의 충전제 F의 도포·경화 처리, 적층 웨이퍼 Ws의 백그라인드 처리, 및 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 연마 처리를 1대의 기판 처리 장치에서 완료할 수 있다. 그 결과, 적층 웨이퍼 Ws의 처리 시간, 즉, 디바이스의 제조 시간을 단축할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 적층 웨이퍼 Ws를 백그라인드 모듈(400)로부터 연마 모듈(500)로 반송하는 동안에, 적층 웨이퍼 Ws를 제1 세정 모듈(616) 및/또는 제2 세정 모듈(618)로 반송하여 세정해도 된다. 예를 들어, 적층 웨이퍼 Ws는, 제1 세정 모듈(616) 및/또는 제2 세정 모듈(618)에서 산 세정된다. 이 경우, 제1 세정 모듈(616) 및/또는 제2 세정 모듈(618)은 적층 웨이퍼 Ws를 산 세정하기 위한 약액이 공급 가능하도록 구성된다.
적층 웨이퍼 Ws를 세정함으로써, 백그라인드 처리 시에 발생한 연삭 부스러기 등의 오염물이 확실하게 제거되므로, 연마 부스러기 등의 오염물에 기인하여 연마 모듈(500)이 오염되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 연마 처리 중에, 연마 부스러기에 의해 적층 웨이퍼 Ws에 흠집이 생기는 것도 효과적으로 방지 할 수 있다.
도 11은 다른 실시 형태에 관한 연마 모듈을 도시하는 모식도이다. 도 11에 나타내는 연마 모듈(500)에서는, 적층 웨이퍼 Ws의 버프 처리가 행해진다. 버프 처리는, 적층 웨이퍼 Ws에 버프 처리액을 공급함과 함께, 적층 웨이퍼 Ws보다도 소경의 접촉 부재를 적층 웨이퍼 WS에 압박하고, 이에 의해 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wus를 근소하게 연마하거나, 적층 웨이퍼 Ws의 부착물을 제거하거나 하는 처리이다. 버프 처리는, 공지된 임의의 장치에서 행할 수 있다. 본 명세서에서는, 연마 처리는 버프 처리를 포함한다. 이하에서는, 도 11을 참조하여, 버프 처리 장치의 일례가 설명된다.
도 11에 나타내는 연마 모듈(500)은, 적층 웨이퍼 Ws가 적재되는 버프 테이블(530)과, 버프 처리 컴포넌트(550)와, 버프 처리액을 공급하기 위한 액 공급 계통(570)과, 버프 패드(버프 부재)(552)의 컨디셔닝(드레싱)을 행하기 위한 컨디셔닝부(580)를 구비한다. 버프 처리 컴포넌트(550)는, 적층 웨이퍼 Ws의 상면(처리면) Wsu에 버프 처리를 행하기 위한 버프 패드(552)가 설치된 버프 헤드(555)와, 버프 헤드(555)를 보유 지지하는 버프 암(556)을 구비한다.
버프 처리액은, DIW(순수), 세정 약액, 및 슬러리 중 적어도 하나를 포함한다. 버프 패드(552)는, 예를 들어 발포 폴리우레탄계의 하드 패드, 스웨이드계의 소프트 패드, 또는 스펀지 등으로 형성된다. 버프 패드(552)의 종류는 적층 웨이퍼 W의 상면 Wsu의 재질이나 제거해야 할 오염물의 상태에 대하여 적절히 선택하면 된다. 또한, 버프 패드(552)의 표면에는, 예를 들어 동심원상 홈이나 XY 홈, 소용돌이 홈, 방사상 홈과 같은 홈 형상이 실시되어 있어도 된다. 또한, 버프 패드(552)를 관통하는 구멍을 적어도 하나 이상 버프 패드(552) 내에 마련하고, 이 구멍을 통하여 버프 처리액을 공급해도 된다. 또한, 버프 패드(552)를, 예를 들어 PVA 스펀지와 같은, 버프 처리액이 침투 가능한 스펀지상의 재료로 구성해도 된다. 이들에 의해, 버프 패드면 내에서의 버프 처리액의 흐름 분포의 균일화나 버프 처리로 제거된 오염물의 신속한 배출이 가능해진다.
버프 테이블(500)은, 적층 웨이퍼 Ws를 흡착 보유 지지하는 기구를 갖는다. 또한, 버프 테이블(500)은, 도시하고 있지 않은 구동 기구에 의해 회전축 A 주위로 회전할 수 있도록 되어 있다. 일 실시 형태에서는, 버프 테이블(500)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 적층 웨이퍼 Ws에 대하여 스크롤 운동을 시키도록 되어 있어도 된다. 버프 패드(552)는, 버프 헤드(555)에 적재된 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 대향한다. 버프 헤드(555)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 회전축 B 주위로 회전할 수 있도록 되어 있다. 또한, 버프 헤드(555)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 버프 패드(552)를 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 소정의 압박력으로 압박할 수 있도록 되어 있다. 버프 암(556)은, 버프 헤드(555)를 화살표 C로 나타내는 바와 같이 적층 웨이퍼 Ws의 반경 혹은 직경의 범위 내에서 요동시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 버프 암(556)은, 버프 패드(552)가 컨디셔닝부(580)에 대향하는 위치까지 버프 헤드(555)를 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.
컨디셔닝부(580)는, 버프 패드(552)의 표면을 컨디셔닝하기 위한 기구이다. 컨디셔닝부(580)는, 드레스 테이블(581)과, 드레스 테이블(581)에 설치된 드레서(582)를 구비한다. 드레스 테이블(581)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 회전축 D 주위로 회전할 수 있도록 되어 있다. 일 실시 형태에서는, 드레스 테이블(581)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 드레서(582)에 스크롤 운동을 시키도록 되어 있어도 된다.
버프 패드(552)의 컨디셔닝을 행할 때에는, 버프 패드(552)가 드레서(582)에 대향하는 위치가 될 때까지 버프 암(556)을 선회시킨다. 이어서, 드레스 테이블(581)을 회전축 D 주위로 회전시킴과 함께 버프 헤드(555)를 회전시킨다. 또한, 버프 패드(552)를 드레서(582)에 압박함으로써, 버프 패드(552)의 컨디셔닝이 행해진다.
액 공급 계통(570)은, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 순수(DIW)를 공급하기 위한 순수 노즐(571)과, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 약액을 공급하기 위한 약액 노즐(572)과, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 노즐(573)을 구비한다.
버프 처리는 이하와 같이 하여 행해진다. 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 처리액을 공급함과 함께 버프 테이블(500)을 회전축 A 주위로 회전시켜, 버프 패드(552)를 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 압박한다. 이때, 버프 헤드(555)를 회전축 B 주위로 회전시키면서 화살표 C 방향으로 요동시킴으로써, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 버프 처리가 행해진다. 이 버프 처리에 의해, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu가 근소하게 연마됨과 함께, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 부착된 오염물이 제거된다.
본 실시 형태와 같이, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 버프 처리를 행함으로써도, 박화 후의 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 다이싱 등의 후공정에서의 처리의 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라, 적층 웨이퍼 Ws의 처리 시간, 즉, 디바이스의 제조 시간을 단축할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 10을 참조하여 설명된 CMP 장치와 달리, 적층 웨이퍼 Ws를 반전시킬 필요가 없다. 따라서, 적층 웨이퍼 Ws에의 공기 중의 불순물의 부착이 억제됨과 함께, 백그라인드 모듈(400)로부터 연마 모듈(500)로의 반송 시간을 줄일 수 있다.
도 12는, 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 상술한 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 12에 나타내는 기판 처리 장치는, 충전제 도포 모듈(300), 백그라인드 모듈(400), 및 연마 모듈(500)에 더하여, 제4 처리 모듈(700)을 갖는 점에서, 상술한 실시 형태와는 다르다. 본 실시 형태에서는, 제4 처리 모듈(700)은, 연마 모듈(500)에서 연마된 적층 웨이퍼 Ws를 더 연마하는(추가 연마하는) 마무리 연마 모듈이다. 이하에서는, 제3 처리 모듈(500)을 제1 연마 모듈(500)이라고 칭하고, 제4 처리 모듈(700)을 제2 연마 모듈(700)이라고 칭한다.
제2 연마 모듈(700)은, 제1 연마 모듈(500)에서 연마된 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu를 마무리 연마하기 위한 모듈이다. 제2 연마 모듈(700)의 구성은, 제1 연마 모듈(500)에서 연마된 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu를 마무리 연마할 수 있는 한 임의이다. 예를 들어, 제1 연마 모듈(500)이 도 10을 참조하여 설명된 CMP 장치인 한편, 제2 연마 모듈(700)은, 도 11을 참조하여 설명된 버프 처리 장치여도 된다. 이 경우, 적층 웨이퍼 Ws를 제1 연마 모듈(500)로부터 제2 연마 모듈(700)로 반송하는 동안에, 적층 웨이퍼 Ws는, 기판 반송 모듈(200)의 핸드에 의해 반전된다.
혹은, 제2 연마 모듈(700)은, 도 10을 참조하여 설명된 CMP 장치와 동일한 구성을 갖는 CMP 장치여도 된다. 이 경우, 예를 들어 제2 연마 모듈(700)의 연마 패드는, 제1 연마 모듈(500)의 연마 패드(510)의 연마면(510a)보다도 고운 연마면을 갖고 있어도 된다. 또한, 제2 연마 모듈(700)의 연마액 공급 노즐로부터 연마 패드의 연마면에 공급되는 슬러리의 지립은, 제1 연마 모듈(500)의 연마액 공급 노즐(506)로부터 연마 패드(510)의 연마면(510a)에 공급되는 슬러리의 지립의 입도보다도 작은 입도를 갖고 있어도 된다.
본 실시 형태에서는, 제1 연마 모듈(500)에서 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu가 연마된 후에, 적층 웨이퍼 Ws는, 제2 연마 모듈(700)에서 마무리 연마된다. 따라서, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 평탄도를 보다 향상시킬 수 있으므로, 다이싱 등의 후공정에서의 처리의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 13은 또 다른 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 모식적으로 도시한 상면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 상술한 실시 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다.
도 13에 나타내는 기판 처리 장치는, 충전제 도포 모듈(300), 백그라인드 모듈(400), 및 연마 모듈(500)에 더하여, 제5 처리 모듈(800)을 갖는 점에서, 상술한 실시 형태와는 다르다. 도시는 하지 않지만, 도 13에 나타내는 기판 처리 장치에서, 제4 처리 모듈(700)을 생략해도 된다. 이 경우에는, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu는, 연마 모듈(500)에만 의해 연마된다.
다이싱 등의 후공정의 처리 여하에 따라서는, 적층 웨이퍼 Ws에 남겨진 충전제 F가 디바이스에 악영향을 미칠 우려가 있다. 예를 들어, 충전제 F로부터의 박리물이 디바이스를 손상시키거나, 충전제 F로부터의 휘발 성분이 디바이스를 오염시키거나 할 우려가 있다. 그 때문에, 박화 후의 적층 웨이퍼 Ws로부터 충전제 F를 제거하는 것이 바람직하다. 그래서 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치는, 충전제 도포 모듈(300)에서 적층 웨이퍼 Ws의 웨이퍼 W1, W2의 사이에 형성된 간극에 도포·경화된 충전제 F를 제거하는 모듈로서 기능하는 제5 처리 모듈(800)을 갖는다. 이하에서는, 제5 처리 모듈(800)을 충전제 제거 모듈(800)이라고 칭한다. 충전제 제거 모듈(800)의 구성은, 적층 웨이퍼 Ws의 웨이퍼 W1, W2의 사이에 형성된 간극에 도포·경화된 충전제 F를 제거할 수 있는 한 임의이다. 이하에서는, 도 14를 참조하여, 충전제 제거 장치의 일례를 설명한다.
도 14는 일 실시 형태에 관한 충전제 제거 장치를 모식적으로 도시하는 평면도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 충전제 제거 장치(800)는, 적층 웨이퍼 Ws를 수평으로 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부(802)와, 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 압박하여, 제1 웨이퍼 W1의 주연부와 제2 웨이퍼 W2의 주연부 사이의 간극에서 경화된 충전제 F를 제거하는 충전제 제거 유닛(803)을 구비하고 있다.
도 14는, 기판 보유 지지부(802)가 적층 웨이퍼 Ws를 보유 지지하고 있는 상태를 나타내고 있다. 기판 보유 지지부(802)는, 중공 샤프트(805)와, 중공 샤프트(805)를 회전시키는 모터(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 중공 샤프트(805)는, 볼 스플라인 베어링(도시하지 않음)에 의해 상하 이동 가능하게 지지되어 있다.
충전제 제거 유닛(803)은, 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 연마 테이프 PT를 압박 접촉시켜, 충전제 F를 제거하는 연마 헤드 조립체(811)와, 연마 헤드 조립체(811)에 연마 테이프 PT를 공급하는 연마 테이프 공급 회수 기구(812)를 구비하고 있다. 연마 헤드 조립체(811)는 격벽(820)에 의해 형성된 제거실(822)의 내부에 배치되어 있고, 연마 테이프 공급 회수 기구(812)는 제거실(822)의 외부에 배치되어 있다.
연마 테이프 공급 회수 기구(812)는, 연마 테이프 PT를 연마 헤드 조립체(811)에 공급하는 공급 릴(814)과, 충전제 F의 제거에 사용된 연마 테이프 PT를 회수하는 회수 릴을 구비하고 있다. 또한, 도 14에서는, 회수 릴은 공급 릴(814)의 하방에 배치되어 있기 때문에, 회수 릴은 그려져 있지 않다.
공급 릴(814) 및 회수 릴 각각에는, 모터(819)가 연결되어 있다. 또한, 도 14에서는, 공급 릴(814)에 연결된 모터(819)만이 그려져 있다. 각 모터(819)는 공급 릴(814) 및 회수 릴에 소정의 토크를 부여하여, 연마 테이프 PT에 소정의 텐션을 가한다.
연마 헤드 조립체(811)는, 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 맞닿게 하기 위한 연마 헤드(813)를 구비하고 있다. 연마 테이프 PT는, 연마 테이프 PT의 연마면이 적층 웨이퍼 Ws를 향하도록 연마 헤드(813)에 공급된다. 연마 헤드(813)는, 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 압박하여, 경화된 충전제 F를 제거한다.
연마 헤드(813)는, 암(825)의 일단에 고정되고, 암(825)은, 적층 웨이퍼 Ws의 접선 방향에 평행한 회전축 Ct1 주위로 회전 가능하게 구성되어 있다. 암(825)의 타단은 풀리 p1, p2 및 벨트 b1을 통해 모터(830)에 연결되어 있다. 모터(830)가 시계 방향 및 반시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써, 암(825)이 축 Ct1 주위로 소정의 각도만큼 회전한다. 본 실시 형태에서는, 모터(830), 암(825), 풀리 p1, p2, 및 벨트 b1에 의해, 적층 웨이퍼 Ws의 표면(상면 및 하면)에 대하여 연마 헤드(813)를 경사지게 하는 헤드 틸트 기구(840)가 구성되어 있다.
헤드 틸트 기구(840)는, 이동대(834)에 탑재되어 있다. 이동대(834)는, 적층 웨이퍼 Ws의 반경 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 연마 헤드 조립체(811)는, 적층 웨이퍼 Ws의 반경 방향을 따라, 적층 웨이퍼 Ws에 근접 및 이격되도록, 동작한다.
도 15는 연마 헤드가 충전제를 제거하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 충전제 F를 제거할 때는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 연마 헤드(813)를 상방으로 기울여서, 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 압박하고, 나이프 에지부 NE와 함께 충전제 F를 제거한다. 충전제 F의 제거 중에는, 연마 테이프 PT는 소정의 속도로 보내진다. 도 16a는 적층 웨이퍼의 제2 웨이퍼가 박화된 상태를 도시하는 모식도이고, 도 16b는 충전제 F가 제거된 상태를 도시하는 모식도이다.
일 실시 형태에서는, 충전제 F를 제거한 후에, 도 17에 나타내는 바와 같이, 상술한 헤드 틸트 기구(840)에 의해, 연마 헤드(813)의 경사 각도를 연속적으로 변화시키면서, 압박 패드(845)에 의해 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 베벨부에 압박 접촉시킨다. 이 동작에 의해, 적층 웨이퍼 Ws의 베벨부 전체로부터 연마 부스러기 등의 오염물을 제거할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 충전제 제거 장치는, 충전제 F의 제거를 용이하게 하는 제거제 공급 기구(850)를 구비하고 있어도 된다. 제거제 공급 기구(850)는, 충전제의 제거제를 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 공급하여, 충전제 F의 제거를 촉진하도록 구성되어 있다. 도 14에 나타내는 실시 형태에서는, 제거제 공급 기구(850)는, 제거제를 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 공급하는 제거제 노즐(851)과, 제거제 노즐(851)에 접속된 제거제 공급 라인(852)과, 제거제 공급 라인(852)에 설치된 개폐 밸브(853)를 구비하고 있다.
제거제 공급 기구(850)의 제거제 노즐(851)은, 제거실(822) 내의 적층 웨이퍼 Ws에 인접하여 배치되어 있고, 적층 웨이퍼 Ws의 회전 방향에 있어서, 연마 헤드(813)의 하류측에 배치되어 있다. 제거제 노즐(851)로부터 공급되는 제거제의 예로서는, 아세톤 및 톨루엔 등의 용제를 들 수 있다.
도 14에 나타내는 실시 형태에서는, 개폐 밸브(853)는, 제거실(822)의 내부에 배치되어 있지만, 제거실(822)의 외부에 배치되어도 된다. 개폐 밸브(853)를 개방함으로써 제거제가 적층 웨이퍼 Ws의 주연부에 공급되어, 충전제 F의 제거를 촉진시킨다.
일 실시 형태에서는, 충전제 제거 장치는, 충전제 제거 유닛(803)을 생략해도 된다. 이 경우, 충전제 F는, 제거제 공급 기구(850)로부터 공급되는 제거제에 의해 제거된다.
본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서는, 백그라인드 모듈(400)에서 적층 웨이퍼 Ws의 박화 처리를 행한 후에, 연마 모듈(500)(및 연마 모듈(700))에서 적층 웨이퍼 Ws의 연마 처리를 행하고, 그 후, 충전제 제거 모듈(800)에서, 적층 웨이퍼 Ws로부터 충전제 F가 제거된다. 일 실시 형태에서는, 백그라인드 모듈(400)에서 적층 웨이퍼 Ws의 박화 처리를 행한 후에, 충전제 제거 모듈(800)에서, 적층 웨이퍼 Ws로부터 충전제 F를 제거하고, 그 후, 연마 모듈(500)(및 연마 모듈(700))에서 적층 웨이퍼 Ws의 연마 처리를 행해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 적층 웨이퍼 Ws에의 충전제 F의 도포·경화 처리, 적층 웨이퍼 Ws의 백그라인드 처리, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 연마 처리, 및 충전제 F의 제거 처리를 1대의 기판 처리 장치에서 완료할 수 있다. 그 결과, 적층 웨이퍼 Ws의 처리 시간, 즉, 디바이스의 제조 시간을 단축할 수 있다.
도 18은 다른 실시 형태에 관한 제1 처리 모듈을 모식적으로 도시하는 상면도이다. 도 18에 나타내는 제1 처리 모듈(300)은, 도 8을 참조하여 설명된 백그라인드 모듈(400)의 스핀들(410)과, 스핀들(410)의 선단에 고정된 연삭 헤드(412)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서의 연삭 헤드(412)의 구성은, 도 8을 참조하여 설명된 연삭 헤드(412)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다.
상술한 바와 같이, 스핀들(410)은, 도시하지 않은 모터에 의해 회전되고, 그에 의해, 연삭 헤드(412)가 회전된다. 또한, 도시하지 않은 스핀들 상하 이동 기구를 조작함으로써, 연삭 헤드(412)를 소정의 연삭 속도로 하방으로 송출하고, 이에 의해, 적층 웨이퍼 Ws를 소정의 두께까지 연삭할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 제1 처리 모듈(300)에서, 적층 웨이퍼 Ws에의 충전제 F의 도포·경화 처리, 및 적층 웨이퍼 Ws의 백그라인드 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 기판 처리 장치의 스루풋이 향상된다. 또한, 제2 처리 모듈(400)이 불필요해지기 때문에, 기판 처리 장치의 풋프린트를 삭감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 적층 웨이퍼 Ws의 백그라인드 처리 중에, 연삭 헤드(412)에 의해 압박되는 적층 웨이퍼 Ws가 휘거나, 파손되지 않도록, 회전 보유 지지 기구(303)의 보유 지지 스테이지(304)의 직경은, 적층 웨이퍼 Ws의 직경과 대략 동일한 것이 바람직하다.
도 19는 다른 실시 형태에 관한 제5 처리 모듈을 모식적으로 도시하는 상면도이다. 도 19에 나타내는 제5 처리 모듈(800)은, 도 11을 참조하여 설명된 버프 처리 컴포넌트(550), 버프 패드(552), 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 순수(DIW)를 공급하기 위한 순수 노즐(571), 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 약액을 공급하기 위한 약액 노즐(572), 및 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 노즐(573)을 구비한다. 도 19에서는, 이들 노즐(571, 572, 573)의 도시를 생략하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 버프 처리 컴포넌트(550), 버프 패드(552), 및 노즐(571, 572, 573)의 구성은, 도 8을 참조하여 설명된 버프 처리 컴포넌트(550), 버프 패드(552), 및 노즐(571, 572, 573)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 그 중복되는 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 백그라인드 모듈(400)에서 박화된 적층 웨이퍼 Ws는, 제5 처리 모듈(800)로 반송되고, 제5 처리 모듈(800) 내에서 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu의 연마 처리와, 충전제 F의 제거 처리가 행해진다. 상술한 바와 같이, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에, 노즐(571, 572, 573) 중 적어도 하나로부터 처리액을 공급하면서, 버프 패드(552)를 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 압박함으로써, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu가 근소하게 연마됨과 함께, 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 부착된 오염물이 제거된다.
이어서, 연마 헤드(813)를 상방으로 기울여서, 연마 테이프 PT를 적층 웨이퍼 Ws의 상면 Wsu에 압박하고, 나이프 에지부 NE와 함께 충전제 F를 제거한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제5 처리 모듈(800)에서, 적층 웨이퍼 Ws의 연마 처리와, 충전제 F의 제거 처리를 행할 수 있다. 그 결과, 기판 처리 장치의 스루풋이 향상된다. 또한, 제3 처리 모듈(500)(및 제4 처리 모듈(700))이 불필요해지기 때문에, 기판 처리 장치의 풋프린트를 삭감할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 적층 웨이퍼 Ws의 연마 처리 중에, 버프 패드(552)에 의해 압박되는 적층 웨이퍼 Ws가 휘거나, 파손되지 않도록, 기판 보유 지지부(802)의 직경은, 적층 웨이퍼 Ws의 직경과 대략 동일한 것이 바람직하다.
일 실시 형태에서는, 충전제 F로부터의 박리물이 디바이스를 손상시키거나, 충전제 F로부터의 휘발 성분이 디바이스를 오염시키거나 하는 것만을 방지하기 위하여, 제3 처리 모듈(500)(및 제4 처리 모듈(700))을 생략해도 된다. 이 경우, 제1 처리 모듈(300)에서, 적층 웨이퍼 Ws의 웨이퍼 W1, W2 사이에 형성된 간극에 충전제를 도포하고, 또한 경화시킨 후에, 적층 웨이퍼 Ws는, 제5 처리 모듈(800)로 반송되어, 충전제 F가 적층 웨이퍼 Ws로부터 제거된다. 본 실시 형태에서는, 충전제 F로부터의 박리물이 디바이스를 손상시키거나, 충전제 F로부터의 휘발 성분이 디바이스를 오염시키거나 하는 것이 효과적으로 방지된다.
상술한 실시 형태에서는, 2매의 웨이퍼 W1, W2로 구성되는 적층 기판 Ws를 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 설명되었지만, 적층 기판 Ws는 이 예에 한정되지 않는다. 적층 기판 Ws는 3매 이상의 웨이퍼로 구성되어 있어도 된다.
도 20a는 3매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판 Ws의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 20b는 도 20a에 나타내는 적층 기판 Ws의 상면이 연삭된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 20c는 도 20b에 나타내는 적층 기판 Ws의 충전제가 제거된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 20a에 나타내는 바와 같이, 3매 이상의 웨이퍼 W1, W2, W3이 적층되는 적층 웨이퍼 Ws에서는, 상기 충전제 도포 모듈(300)에서 인접하는 웨이퍼 W1, W2의 주연부 사이의 간극과, 인접하는 웨이퍼 W2, W3의 주연부 사이의 간극에 충전제 F가 도포되고, 그 후, 경화된다.
이어서, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 충전제 F가 도포·경화된 적층 웨이퍼 Ws(도 20a 참조)는 백그라인드 모듈(400)에서 그 상면 Wsu가 연삭된다(도 20b 참조). 또한, 상면 Wsu가 연삭된 적층 기판 Ws는, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해지고, 그 후, 충전제 제거 모듈(800)에서, 충전제 F가 제거된다(도 20c 참조). 일 실시 형태에서는, 상면 Wsu가 연삭된 적층 기판 Ws는, 충전제 제거 모듈(800)에서, 충전제 F가 제거된 후에, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해져도 된다. 도 20a 내지 도 20c에 나타내는 바와 같은 3매 이상의 웨이퍼를 적층 웨이퍼 Ws여도, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 마찬가지의 연삭 처리, 연마 처리, 및 충전제 제거 처리를 실행할 수 있다.
도 21a는 3매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판의 다른 예를 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 21b는 도 21a에 나타내는 적층 기판의 상면이 연삭된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 21c는 도 21b에 나타내는 적층 기판의 충전제가 제거된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 21a에 나타내는 적층 웨이퍼 Ws는, 제1 웨이퍼 W1, 제2 웨이퍼 W2, 및 제3 웨이퍼 W3으로 구성되어 있다. 도 21a에 있어서, 제1 웨이퍼 W1과, 제2 웨이퍼 W2는, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 연삭 처리, 연마 처리, 및 충전제 제거 처리가 실시된 적층 웨이퍼 Ws'이다. 도 21a에 나타내는 적층 웨이퍼 Ws'은, 도 16b에 나타내는 적층 웨이퍼 Ws에 상당한다. 제3 웨이퍼 W3은, 적층 웨이퍼 Ws'의 상면에, 다른 기판 처리 장치에서 적층된다.
도 21a에 나타내는 바와 같이, 적층 웨이퍼 Ws'(즉, 제1 웨이퍼 W1과 제2 웨이퍼 W2)과, 제3 웨이퍼 W3으로 구성되는 적층 웨이퍼 Ws에서는, 상기 충전제 도포 모듈(300)에서 인접하는 적층 웨이퍼 Ws'과 제3 웨이퍼 W3의 주연부 사이의 간극에 충전제 F가 도포되고, 그 후, 경화된다.
이어서, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 충전제 F가 도포·경화된 적층 웨이퍼 Ws(도 21a 참조)는, 백그라인드 모듈(400)에서 그 상면 Wsu가 연삭된다(도 21b 참조). 또한, 상면 Wsu가 연삭된 적층 기판 Ws는, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해지고, 그 후, 충전제 제거 모듈(800)에서 충전제 F가 제거된다(도 21c 참조). 일 실시 형태에서는, 상면 Wsu가 연삭된 적층 기판 Ws는, 충전제 제거 모듈(800)에서, 충전제 F가 제거된 후에, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해져도 된다.
도 22는 4매의 웨이퍼로 구성되는 적층 기판의 예를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 22에 나타내는 적층 웨이퍼 Ws는, 제1 웨이퍼 W1, 제2 웨이퍼 W2, 및 제3 웨이퍼 W3으로 구성되고, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 연삭 처리, 연마 처리, 및 충전제 제거 처리가 실시된 적층 웨이퍼 Ws'과, 제4 웨이퍼 W4로 구성된다. 이 적층 웨이퍼 Ws에서도, 충전제 도포 모듈(300)에서 인접하는 적층 웨이퍼 Ws'과 제4 웨이퍼 W4의 주연부 사이의 간극에 충전제 F가 도포되고, 그 후, 경화된다. 또한, 백그라인드 모듈(400)에서 상면 Wsu가 연삭되고, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해지고, 그 후, 충전제 제거 모듈(800)에서 충전제 F가 제거된다. 상면 Wsu가 연삭된 적층 기판 Ws는, 충전제 제거 모듈(800)에서 충전제 F가 제거된 후에, 연마 모듈(400) 및/또는 연마 모듈(500)에서 상면 Wsu의 연마 처리가 행해져도 된다.
이와 같이, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 적층 웨이퍼 Ws의 연삭 처리, 연마 처리, 및 충전제 제거 처리를 실행하고, 처리 후의 적층 웨이퍼 Ws(Ws')의 상면에 추가로 웨이퍼를 적층함으로써, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 처리되는 적층 웨이퍼 Ws를 구성하는 웨이퍼의 매수에 제한은 없다. 또한, 적층 웨이퍼 Ws는, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에서 처리된 적층 기판 Ws를 다른 장치로 반송하여, 다른 장치에서, 적층 기판 Ws의 상면에 추가로 웨이퍼를 적층함으로써 제조해도 되고, 상술한 실시 형태에 관한 기판 처리 장치와는 다른 1대의 또는 복수대의 장치에서, 도 21a 및 도 22에 나타내는 바와 같은 적층 기판 Ws를 제작해도 된다.
도 23은 다른 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 도시하는 평면도이다. 도 24는 도 23에 나타내는 충전제 도포 모듈의 측면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 상술한 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 충전제 도포 모듈(300)의 회전 보유 지지 기구(303)는, 보유 지지 스테이지(304), 중공 샤프트(305), 및 모터 M1 대신에, 적층 기판 Ws의 주연부에 접촉 가능한 3개 이상의(본 실시 형태에서는, 4개의) 롤러(381)와, 각각의 롤러(381)를 그 축심을 중심으로 하여 회전시키는 롤러 회전 기구(도시 생략)와, 각각의 롤러(381)를 이동시키는 롤러 이동 기구(도시 생략)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 회전 보유 지지 기구(303)는, 4개의 롤러(381)를 구비하고 있지만, 회전 보유 지지 기구(303)는, 3개, 혹은 5개 이상의 롤러(381)를 구비하고 있어도 된다.
4개의 롤러(381)는, 회전 보유 지지 기구(303)의 기준 중심점 O의 주위에 배열되어 있다. 롤러(381)는, 적층 기판 Ws의 주연부에 접촉하여, 적층 기판 Ws를 수평으로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 즉, 적층 기판 Ws는, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러(381)에 의해 가로 배치의 상태로 보유 지지된다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러(381)에 의해 적층 기판 Ws가 가로 배치의 상태로 보유 지지되면, 적층 기판 Ws의 상면 및 하면은, 각각 수평 방향으로 연장되는 가상면 내에 있다.
롤러 회전 기구는, 4개의 롤러(381)에 연결되어 있고, 4개의 롤러(381)를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시키도록 구성되어 있다. 롤러 회전 기구의 구성은, 3개 이상의 롤러(381)를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시킬 수 있는 한 임의이며, 공지된 회전 기구를 롤러 회전 기구로서 이용할 수 있다. 롤러 회전 기구의 예로서는, 모터, 풀리(및/또는 기어), 및 회전 벨트의 조합을 들 수 있다.
롤러 이동 기구는, 4개의 롤러(381)에 연결되어 있고, 각각의 롤러(381)를 회전 보유 지지 기구(303)의 기준 중심점 O를 향하여 접근하는 방향, 및 기준 중심점 O로부터 이격되는 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 롤러 이동 기구에 의해, 4개의 롤러(381)를, 적층 기판 Ws의 주연부가 롤러(381)에 의해 보유 지지되는 보유 지지 위치(도 23의 실선 참조)와, 롤러(381)로부터 적층 기판 Ws가 해방되는 해방 위치(도 23의 점선 참조) 사이에서 이동시킬 수 있다.
롤러 이동 기구의 구성은, 4개의 롤러(381)를 보유 지지 위치와 해방 위치 사이에서 이동시킬 수 있는 한 임의이며, 공지된 이동 기구를 롤러 이동 기구로서 이용할 수 있다. 롤러 이동 기구의 예로서는, 피스톤 실린더 기구, 및 볼 나사와 모터(스테핑 모터)의 조합을 들 수 있다.
회전 보유 지지 기구(303)의 롤러 회전 기구 및 롤러 이동 기구는, 상술한 컨트롤러(113)(도 1 참조)에 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(113)는, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러 회전 기구 및 롤러 이동 기구의 동작을 제어 가능하게 구성되어 있다.
적층 기판 Ws는, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 적층 기판 Ws의 축심이 회전 보유 지지 기구(303)의 기준 중심점 O와 일치하는 위치로 반송된다. 이때, 롤러(381)는, 해방 위치에 있다. 이어서, 롤러 이동 기구에 의해, 4개의 롤러(381)를 보유 지지 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws의 주연부를 4개의 롤러(381)에 보유 지지시킨다. 이 동작에 의해, 적층 기판 Ws가 4개의 롤러(381)에 가로 배치의 상태로 보유 지지된다. 보유 지지 위치로 이동된 4개의 롤러(381)를 롤러 회전 기구에 의해 회전시킴으로써, 적층 기판 Ws는, 그 축심을 중심으로 회전된다.
롤러 이동 기구에 의해, 보유 지지 위치에 있는 4개의 롤러(381)를 해방 위치로 이동시키면, 4개의 롤러(381)가 적층 기판 Ws의 주연부로부터 이격되어, 적층 기판 Ws를 4개의 롤러(381)로부터 해방할 수 있다. 해방된 적층 기판 Ws는, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 다음 처리를 행하기 위하여 반송된다.
도포 유닛(301A)에 의한 충전제 F의 도포, 및 경화 유닛(301B)에 의한 충전제 F의 경화는, 회전 보유 지지 기구(303)에 의해 가로 배치로 보유 지지된 적층 기판 Ws를 회전시키면서 행해진다.
일 실시 형태에서는, 롤러 회전 기구는, 일부의 롤러(381)만을 회전시키도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 롤러 회전 기구는, 4개의 롤러(381) 중 2개의 롤러(381)에 연결되고, 2개의 롤러(381)를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시키도록 구성되어도 된다. 이 경우, 다른 2개의 롤러(381)는, 자유 회전하도록 구성되어 있다. 4개의 롤러(381)가 보유 지지 위치에 배치되어 있을 때, 롤러 회전 기구에 연결된 2개의 롤러(381)가 회전하면, 다른 2개의 롤러(381)는, 적층 기판 Ws를 통해, 롤러 회전 기구에 연결된 롤러(381)에 종동하여 회전한다.
일 실시 형태에서는, 롤러 이동 기구는, 일부의 롤러(381)만을 이동시키도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 롤러 이동 기구는, 4개의 롤러(381) 중 2개의 롤러(381)에 연결되고, 이 2개의 롤러(381)를 보유 지지 위치와 해방 위치 사이에서 이동시켜도 된다. 이 경우, 다른 2개의 롤러(381)는, 보유 지지 위치에 미리 고정되어 있다. 적층 기판 Ws는, 반송 장치에 의해, 고정된 2개의 롤러(381)에 적층 기판 Ws의 주연부가 접촉하는 위치로 반송된다. 롤러 이동 기구에 의해, 롤러 이동 기구에 연결된 2개의 롤러(381)를 보유 지지 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws를 가로 배치로 보유 지지할 수 있다. 롤러 이동 기구에 의해, 롤러 이동 기구에 연결된 2개의 롤러(381)를 해방 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws를 해방할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 회전 보유 지지 기구(303)는, 적층 기판 Ws를 수평으로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 즉, 적층 기판 Ws는, 회전 보유 지지 기구(303)에 의해 가로 배치의 상태로 보유 지지된다. 도포 유닛(301A)에 의한 충전제 F의 도포, 및 경화 유닛(301B)에 의한 충전제 F의 경화는, 회전 보유 지지 기구(303)에 의해 가로 배치로 보유 지지된 적층 기판 Ws를 회전시키면서 행해진다. 그러나, 인접하는 웨이퍼 W1, W2의 주연부 사이의 간극(또한, 인접하는 웨이퍼 W2, W3의 주연부 사이의 간극, 및 인접하는 적층 웨이퍼 Ws'과 제4 웨이퍼 W4의 주연부 사이의 간극)에 충전제 F를 도포할 수 있는 한, 적층 기판 Ws의 보유 지지 방법은 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 충전제 도포 모듈(300)은, 적층 기판 Ws를 수직으로(세로 배치로) 보유 지지하도록 구성된 회전 보유 지지 기구(303)를 갖고 있어도 된다. 적층 기판 Ws가 세로 배치의 상태로 보유 지지되면, 적층 기판 Ws의 상면 및 하면은, 각각 수평 방향에 수직인 연직 방향으로 연장되는 가상면 내에 있다.
도 25는 또 다른 실시 형태에 관한 충전제 모듈을 도시하는 측면도이다. 도 26은 도 25의 화살표 A로 나타내는 방향에서 본 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 상술한 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 도 25는 적층 기판 Ws의 이면측에서 회전 보유 지지 기구(303)를 본 도면이다. 본 실시 형태의 회전 보유 지지 기구(303)는, 보유 지지 스테이지(304), 중공 샤프트(305), 및 모터 M1이 적층 기판 Ws를 세로 배치의 상태로 보유 지지할 수 있도록 구성되어 있는 점에서, 상술한 실시 형태와 다르다.
보유 지지 스테이지(304)는, 적층 기판 Ws의 이면을 진공 흡착에 의해 보유 지지하도록 구성되어 있다. 도 26에 나타내는 바와 같이, 적층 기판 Ws의 이면을 보유 지지하는 보유 지지 스테이지(304)의 상면은, 수평면에 대하여 수직인 면이며, 이 상면에 홈(304a)이 형성되어 있다. 적층 기판 Ws는, 수평면에 대하여 수직이 되도록 보유 지지된다. 즉, 적층 기판 Ws는, 회전 보유 지지 기구(303)의 보유 지지 스테이지(304)에 의해 세로 배치의 상태로 보유 지지된다.
중공 샤프트(305)는, 보유 지지 스테이지(304)의 중앙부에 연결되어 있다. 적층 기판 Ws는, 적층 기판 Ws의 중심이 중공 샤프트(305)의 축심과 일치하도록 보유 지지 스테이지(304)에 보유 지지된다. 모터 M1은, 보유 지지 스테이지(304) 및 적층 기판 Ws를 적층 기판 Ws의 중심축 Cr을 중심으로 하여, 도 25에 화살표로 나타내는 방향으로 일체로 회전시키도록 구성되어 있다.
충전제 도포 모듈(300)은, 도포 유닛(301A)을 이동시키는 도포 모듈 이동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 도포 모듈 이동 기구는, 도포 유닛(301A)을, 충전제의 도포를 행하는 도포 위치와, 충전제의 도포가 금지되는 대기 위치 사이에서 이동시키도록 구성되어 있다. 예를 들어, 도포 유닛(301A)의 대기 위치는, 적층 기판 Ws의 반송 등의 다른 기기의 동작을 방해하지 않도록, 도포 위치보다도 적층 기판 Ws로부터 이격된 위치로 설정된다.
본 실시 형태에서는, 도포 유닛(301A)의 도포 위치는, 보유 지지 스테이지(304)에 보유 지지된 적층 기판 Ws의 상방에서, 인접하는 웨이퍼 W1, W2의 주연부 사이의 간극에 대향하는 위치이다. 도포 위치에 있는 도포 유닛(301A)이 충전제를 토출하면, 충전제가 적층 기판 Ws의 간극을 향하여 낙하하고, 그 결과, 충전제를 적층 기판 Ws의 간극에 도포할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 대기 위치는, 도포 위치보다도 적층 기판 Ws의 반경 방향 외측으로 이격된 위치로 설정되어 있다. 도 25 및 도 26은, 도포 유닛(301A)이 도포 위치에 배치되어 있는 상태를 나타내고 있다.
본 실시 형태에서도, 회전 보유 지지 기구(303) 및 도포 모듈 이동 기구는, 컨트롤러(113)(도 1 참조)에 접속되어 있고, 컨트롤러(113)는 회전 보유 지지 기구(303) 및 도포 모듈 이동 기구의 동작을 제어 가능하게 구성되어 있다.
도포 유닛(301A)에 의해 충전제 F를 적층 기판 Ws의 간극에 도포할 때에는, 도포 모듈 이동 기구는, 도포 유닛(301A)을 도포 위치로 이동시킨다. 도포 모듈 이동 기구는, 도포 유닛(301A)과 적층 기판 Ws 사이의 거리를 조정 가능하게 구성 되어 있어도 된다. 예를 들어, 컨트롤러(113)는, 충전제 F가 적층 기판 Ws의 간극에 적절하게 주입되도록, 충전제 F의 점도 등의 물성에 따라서, 도포 모듈 이동 기구에 의해 도포 유닛(301A)과 적층 기판 Ws 사이의 거리를 조정해도 된다.
도 25에 나타내는 바와 같이, 경화 유닛(301B)은, 적층 기판 Ws의 회전 방향에 있어서 도포 유닛(301A)의 하류측에 배치되어 있다. 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 경화 유닛(301B)은, 도포 유닛(301A)에 의해 적층 기판 Ws의 간극에 도포된 충전제 F를 경화시키도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 충전제 도포 모듈(300)은, 경화 유닛(301B)을, 충전제의 경화를 행하는 경화 위치와, 경화 위치보다도 적층 기판 Ws로부터 이격된 위치인 대기 위치 사이에서 이동시키는 경화 모듈 이동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있어도 된다. 경화 모듈 이동 기구의 예로서는, 피스톤 실린더 기구, 및 볼 나사와 모터(스테핑 모터)의 조합을 들 수 있다.
도포 유닛(301A)에 의한 충전제 F의 도포, 및 경화 유닛(301B)에 의한 충전제 F의 경화는, 보유 지지 스테이지(304)에 의해 세로 배치로 보유 지지된 적층 기판 Ws를 회전시키면서 행해진다.
일 실시 형태에서는, 충전제 도포 모듈(300)은, 도포 모듈 이동 기구(및 경화 모듈 이동 기구)를 구비하는 일 없이, 도포 유닛(301A) 및 경화 유닛(301B)을, 보유 지지 스테이지(304)에 보유 지지된 적층 기판 Ws에 인접하도록 배치해도 된다. 이 경우, 충전제가 적층 기판 Ws의 간극에 적절하게 주입 및 경화되도록, 도포 유닛(301A)과 적층 기판 Ws의 거리, 및 경화 유닛(301B)과 적층 기판 Ws의 거리가 미리 결정되어 있다.
도 27은 또 다른 실시 형태에 관한 충전제 도포 모듈을 도시하는 측면도이다. 도 28은 도 27의 화살표 B로 나타내는 방향에서 본 도면이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 23 및 도 24를 참조하여 설명한 실시 형태의 구성과 마찬가지이므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 3개 이상의(본 실시 형태에서는, 4개의) 롤러(381)는, 적층 기판 Ws의 주연부에 접촉하여, 적층 기판 Ws를 수직으로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 즉, 적층 기판 Ws는, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러(381)에 의해 세로 배치의 상태로 보유 지지된다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러(381)에 의해 적층 기판 Ws가 세로 배치의 상태로 보유 지지되면, 적층 기판 Ws의 상면 및 하면은, 각각 연직 방향으로 연장되는 가상면 내에 있다.
본 실시 형태에서도, 롤러 회전 기구는, 4개의 롤러(381)에 연결되어 있고, 4개의 롤러(381)를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시키도록 구성되어 있다. 롤러 회전 기구의 구성은, 3개 이상의 롤러(381)를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시킬 수 있는 한 임의이며, 공지된 회전 기구를 롤러 회전 기구로서 이용할 수 있다. 롤러 회전 기구의 예로서는, 모터, 풀리(및/또는 기어), 및 회전 벨트의 조합을 들 수 있다.
롤러 이동 기구는, 4개의 롤러(381)에 연결되어 있고, 각각의 롤러(381)를 회전 보유 지지 기구(303)의 기준 중심점 O를 향하여 접근하는 방향, 및 기준 중심점 O로부터 이격되는 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 롤러 이동 기구에 의해, 4개의 롤러(381)를, 적층 기판 Ws의 주연부가 롤러(381)에 의해 보유 지지되는 보유 지지 위치(도 27의 실선 참조)와, 롤러(381)로부터 적층 기판 Ws가 해방되는 해방 위치(도 27의 점선 참조) 사이에서 이동시킬 수 있다. 롤러 이동 기구의 구성은, 4개의 롤러(381)를 보유 지지 위치와 해방 위치 사이에서 이동시킬 수 있는 한 임의이며, 공지된 이동 기구를 롤러 이동 기구로서 이용할 수 있다. 롤러 이동 기구의 예로서는, 피스톤 실린더 기구, 및 볼 나사와 모터(스테핑 모터)의 조합을 들 수 있다.
회전 보유 지지 기구(303)의 롤러 회전 기구 및 롤러 이동 기구는, 컨트롤러(113)(도 1 참조)에 전기적으로 접속되어 있고, 회전 보유 지지 기구(303)의 롤러 회전 기구 및 롤러 이동 기구의 동작은, 컨트롤러(113)에 의해 제어된다.
적층 기판 Ws는, 도시하지 않은 반송 장치에 의해, 적층 기판 Ws의 축심이 회전 보유 지지 기구(303)의 기준 중심점 O와 일치하는 위치로 반송된다. 이때, 롤러(381)는 해방 위치에 있다. 이어서, 롤러 이동 기구에 의해, 4개의 롤러(381)를 보유 지지 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws의 주연부를 4개의 롤러(381)에 보유 지지시킨다. 이 동작에 의해, 적층 기판 Ws가 4개의 롤러(381)에 세로 배치의 상태로 보유 지지된다. 보유 지지 위치로 이동된 4개의 롤러(381)를 롤러 회전 기구에 의해 회전시킴으로써, 적층 기판 Ws는, 그 축심을 중심으로 회전된다.
롤러 이동 기구에 의해, 보유 지지 위치에 있는 4개의 롤러(381)를 해방 위치로 이동시키면, 4개의 롤러(381)가, 적층 기판 Ws의 주연부로부터 이격되어, 적층 기판 Ws를 4개의 롤러(381)로부터 해방할 수 있다. 해방된 적층 기판 Ws는, 도시하지 않은 반송 장치에 의해 다음 처리를 행하기 위하여 반송된다.
도포 유닛(301A)에 의한 충전제 F의 도포, 및 경화 유닛(301B)에 의한 충전제 F의 도포와 경화는, 회전 보유 지지 기구(303)에 의해 세로 배치로 보유 지지된 적층 기판 Ws를 회전시키면서 행해진다.
일 실시 형태에서는, 롤러 회전 기구는, 일부의 롤러(381)만을 회전시키도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 롤러 회전 기구는, 4개의 롤러(381) 중 2개의 롤러(381)에 연결되고, 2개의 롤러를 동일한 방향으로 동일한 속도로 회전시켜도 된다. 이 경우, 다른 2개의 롤러(381)는, 자유 회전하도록 구성되어 있다. 4개의 롤러(381)가 보유 지지 위치에 배치되어 있을 때, 롤러 회전 기구에 연결된 2개의 롤러(381)가 회전하면, 다른 2개의 롤러(381)는, 적층 기판 Ws를 통해, 롤러 회전 기구에 연결된 2개의 롤러(381)에 종동하여 회전한다.
일 실시 형태에서는, 롤러 이동 기구는, 일부의 롤러(381)만을 이동시키도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 롤러 이동 기구는, 4개의 롤러(381) 중 2개의 롤러(381)에 연결되고, 이 2개의 롤러(381)를 보유 지지 위치와 해방 위치 사이에서 이동시켜도 된다. 이 경우, 다른 2개의 롤러(381)는, 보유 지지 위치에 미리 고정되어 있다. 적층 기판 Ws는, 반송 장치에 의해, 고정된 2개의 롤러(381)에 적층 기판 Ws의 주연부가 접촉하는 위치로 반송된다. 롤러 이동 기구에 의해, 롤러 이동 기구에 연결된 2개의 롤러(381)를 보유 지지 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws를 세로 배치로 보유 지지할 수 있다. 롤러 이동 기구에 의해, 롤러 이동 기구에 연결된 2개의 롤러(381)를 해방 위치로 이동시킴으로써, 적층 기판 Ws를 해방할 수 있다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 청구범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해야 한다.
본 발명은 복수의 기판을 접합하여 제조되는 적층 기판을 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 이용 가능하다
101: 로드 언로드부
102: 프론트 로드부
103: 제1 반송 로봇
200: 기판 반송 모듈
300: 제1 처리 모듈(충전제 도포 모듈)
301A: 도포 유닛
301B: 경화 유닛
400: 제2 처리 모듈(백그라인드 모듈)
410: 스핀들
412: 연삭 헤드
500: 제3 처리 모듈(연마 모듈)
505: 연마 헤드
510: 연마 패드
550: 버프 처리 컴포넌트
552: 버프 패드
700: 제4 처리 모듈(연마 모듈)
800: 제5 처리 모듈(충전제 제거 모듈)
811: 연마 헤드 조립체
812: 연마 테이프 공급 회수 기구

Claims (24)

  1. 복수의 웨이퍼를 접합하여 제조되는 적층 기판을 처리하는 장치이며,
    상기 복수의 웨이퍼 중 인접하는 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키는 충전제 도포 모듈과,
    상기 충전제가 도포된 적층 기판의 상면을 연삭하는 연삭 모듈과,
    상기 연삭된 적층 기판의 상면을 연마하는 연마 모듈을 구비한, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 모듈은,
    연마 패드를 지지하는 연마 테이블과,
    상기 적층 기판을 보유 지지하여, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 연마 헤드와,
    상기 연마 패드에 연마액을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐을 구비하는, 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적층 기판의 상하면을 반전시켜, 상기 적층 기판을 상기 연삭 모듈로부터 상기 연마 모듈로 반송하는 기판 반송 모듈을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연마 모듈, 상기 연삭 모듈, 및 상기 연마 모듈은, 상기 기판의 반송 방향을 따라 서로 인접하여 배열되어 있는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연마된 적층 기판의 상면을 더 연마하는 마무리 연마 모듈을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마무리 연마 모듈은,
    연마 패드를 지지하는 연마 테이블과,
    상기 적층 기판을 보유 지지하여, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 연마 헤드와,
    상기 연마 패드에 연마액을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐을 구비하는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연삭된 적층 기판으로부터 상기 충전제를 제거하는 충전제 제거 모듈을 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충전제 제거 모듈은,
    상기 적층 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와,
    연마 테이프를 상기 적층 기판의 주연부에 압박하여, 상기 충전제 F를 제거하는 충전제 제거 유닛을 구비하는, 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충전제 제거 모듈은, 상기 충전제를 용해 가능한 제거제를 상기 적층 기판에 공급하는 제거제 공급 기구를 더 구비하는, 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 충전제 제거 모듈은,
    상기 적층 기판을 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부와,
    상기 충전제를 용해 가능한 제거제를 상기 적층 기판에 공급하는 제거제 공급 기구를 구비하는, 기판 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 충전제 제거 모듈은, 상기 연마된 적층 기판의 상면을 마무리 연마하기 위한 버프 처리 컴포넌트를 더 갖고 있으며,
    상기 버프 처리 컴포넌트는,
    상기 적층 기판의 상면에 버프 처리를 행하기 위한 버프 패드가 설치된 버프 헤드와,
    상기 버프 헤드를 상기 적층 기판의 반경 방향으로 요동 가능하게 보유 지지하는 버프 암을 갖는, 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 충전제 도포 모듈은,
    상기 적층 기판을 세로 배치로 보유 지지하는 회전 보유 지지 기구와,
    상기 회전 보유 지지 기구에 보유 지지된 적층 기판의 상방으로부터 상기 충전제를 상기 적층 기판의 간극에 도포하는 도포 모듈과,
    상기 도포 모듈에 의해 도포된 충전제를 경화시키는 경화 모듈을 갖는, 기판 처리 장치.
  13. 복수의 웨이퍼를 접합하여 제조되는 적층 기판을 기판 카세트로부터 취출하고,
    상기 복수의 웨이퍼 중 인접하는 웨이퍼의 주연부 사이의 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키고,
    상기 충전제가 도포된 적층 기판의 상면을 연삭하고,
    상기 연삭된 적층 기판의 상면을 연마하고,
    상기 연마된 적층 기판을 상기 기판 카세트로 복귀시키는, 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연삭된 적층 기판으로부터 상기 충전제를 제거하는 공정을 더 구비하는, 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에 행해지는, 기판 처리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 전에 행해지는, 기판 처리 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판을 회전시키면서, 연마 테이프를 상기 적층 기판의 주연부에 압박하여, 상기 충전제를 제거하는 공정인, 기판 처리 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 충전제를 제거하는 공정은, 상기 적층 기판을 회전시키면서, 상기 적층 기판에 상기 충전제를 용해 가능한 처리액을 공급하여 행해지는, 기판 처리 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 적층 기판의 상면을 연삭하는 공정과, 상기 적층 기판을 연마하는 공정은, 동일한 처리 모듈에서 행해지는, 기판 처리 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 적층 기판의 상면을 연삭하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상하면을 반전시키는 공정을 더 구비하고,
    상기 적층 기판을 연마하는 공정은,
    연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정인, 기판 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상면을 마무리 연마하는 공정을 더 구비하고,
    상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정이며,
    상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정의 연마 패드는, 상기 적층 기판을 연마하는 공정의 연마 패드의 연마면보다도 고운 연마면을 갖는, 기판 처리 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 적층 기판의 상면을 연마하는 공정 후에, 상기 적층 기판의 상면을 마무리 연마하는 공정을 더 구비하고,
    상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정은, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블을 회전시키고, 상기 연마 패드에 연마액을 공급하면서, 상기 적층 기판의 상면을 상기 연마 패드에 압박하는 공정이며,
    상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정의 연마액에 포함되는 지립은, 상기 적층 기판을 연마하는 공정의 연마액에 포함되는 지립보다도 작은 입도를 갖고 있는, 기판 처리 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 적층 기판을 마무리 연마하는 공정과, 상기 충전제를 제거하는 공정은, 동일한 처리 모듈 내에서 행해지는, 기판 처리 방법.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 간극에 충전제를 도포하고, 경화시키는 공정은, 세로 배치로 보유 지지된 상기 적층 기판을 회전시키면서 행하는, 기판 처리 방법.
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