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JP6929452B2 - 基板処理システム、および基板処理方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理システム、および基板処理方法に関する。
特許文献１の切削装置は、半導体ウエーハを収容したカセットを載置するカセット載置機構と、カセットから搬出された半導体ウエーハの中心位置および結晶方位の位置を合わせる位置合わせ機構と、位置合わせ機構から搬出された半導体ウエーハを切削する切削機構とを有する。
日本国特開２００３−１６３１８４号公報
本開示の一態様は、基板をレーザー加工する基板処理システムの設置面積を低減できる、技術を提供する。
本開示の一態様に係る基板処理装置は、
被処理基板を保持するプリアライメントステージと、前記プリアライメントステージに保持されている前記被処理基板の中心位置および結晶方位を検出する検出器とを有するプリアライメント装置と、
前記被処理基板を保持するレーザー加工ステージと、前記被処理基板を加工するレーザー光線を、前記レーザー加工ステージに保持されている前記被処理基板に集光照射するレーザー加工ヘッドとを有するレーザー加工装置とを備え、
前記プリアライメント装置は、前記レーザー加工装置の上部に配置される。
本開示の一態様によれば、基板をレーザー加工する基板処理システムの設置面積を低減できる。
図１は、一実施形態に係る基板処理システムを示す平面図である。 図２は、一実施形態に係る基板処理システムを示す図であり、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３は、一実施形態に係る被処理基板を示す斜視図である。 図４は、一実施形態に係る塗布装置を示す図である。 図５は、一実施形態に係る接合装置の圧力容器の内部に圧縮空気を供給する前後の状態を示す図である。 図６は、図５に実線で示す接合装置の密閉空間を減圧した状態の一例を示す図である。 図７は、一実施形態に係るレーザー加工装置を示す図である。 図８は、一実施形態に係る薄板化装置を示す図である。 図９は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。 図１０は、被処理基板のレーザー加工の後に被処理基板の薄板化が行われる場合に、図９の工程Ｓ１０９の後に続いて行われる工程の一例を示すフローチャートである。 図１１は、被処理基板の薄板化の後に被処理基板のレーザー加工が行われる場合に、図９の工程Ｓ１０９の後に続いて行われる工程の一例を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。尚、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。
図１は、一実施形態に係る基板処理システムを示す平面図である。図２は、一実施形態に係る基板処理システムを示す図であり、図１のII−II線に沿った断面図である。図１および図２において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は互いに垂直な方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向とも呼ぶ。本明細書において、下方とは鉛直下方を意味し、上方とは鉛直上方を意味する。
基板処理システム１は、被処理基板１０のレーザー加工を行う。また、基板処理システム１は、被処理基板１０の薄板化を行う。被処理基板１０のレーザー加工と、被処理基板１０の薄板化とは、どちらが先に行われてもよい。どちらが先に行われても、基板処理システム１は対応できるように構成される。尚、基板処理システム１は、被処理基板１０のレーザー加工と被処理基板１０の薄板化とのうち、被処理基板１０のレーザー加工のみを行うものであってもよい。
基板処理システム１は、被処理基板１０のレーザー加工および被処理基板１０の薄板化の前に、被処理基板１０を補強すべく、被処理基板１０と支持基板２０とを接合することで重合基板３０（図６参照）を作製する。被処理基板１０の支持基板２０と接合される接合面は、第１主表面１１である。そのため、第１主表面１１には、保護テープが貼合されない。尚、被処理基板１０は支持基板２０と接合されなくてもよく、その場合、被処理基板１０の第１主表面１１には保護テープが貼合される。
基板処理システム１は、被処理基板１０を収容するカセット１０１が搬入出される搬入出ステーション１００を有する。搬入出ステーション１００には、被処理基板１０を収容するカセット１０１の他に、支持基板２０を収容するカセット１０２、重合基板３０を収容するカセット１０３、１０４が搬入出される。
搬入出ステーション１００は、被処理基板１０を収容するカセット１０１が載置されるカセット台１１０を有する。カセット台１１０は、複数（例えば４つ）の載置板１１２を含む。複数の載置板１１２は、Ｙ軸方向に間隔をおいて並ぶ。複数の載置板１１２には、複数のカセット１０１、１０２、１０３、１０４が載置される。重合基板３０は、良品と不良品とに識別され、良品用のカセット１０３と不良品用のカセット１０４とに分けて収容される。
図３は、一実施形態に係る被処理基板を示す斜視図である。被処理基板１０は、例えばシリコンウェハなどの半導体基板である。被処理基板１０は、互いに対向する第１主表面１１と第２主表面１２とを有する。
被処理基板１０の第１主表面１１は、格子状に形成された複数のストリートで区画される。区画された各領域には、予め素子、回路、端子などのデバイスが形成される。複数のストリートのそれぞれに分割予定線１３が設定される。被処理基板１０は分割予定線１３で分割され、複数のチップ１９（図８参照）が得られる。
被処理基板１０は、デバイスが形成された第１主表面１１を上に向けた状態で、カセット１０１に収容される。また、被処理基板１０は、カセット１０１から取り出された後、上下反転されたうえで、処理ステーション２００に引き渡される。
搬入出ステーション１００（図１および図２参照）は、被処理基板１０が搬送される搬送領域１２０を有する。搬送領域１２０は、カセット台１１０のＸ軸方向正側に配置される。搬送領域１２０にはＹ軸方向に延在するガイドレール１２１が設置され、ガイドレール１２１に沿って搬送装置１２２が移動する。
搬送装置１２２は、被処理基板１０を保持する保持部として、第１保持具１２３を有する。本実施形態では被処理基板１０が支持基板２０と接合されるため、搬送装置１２２は被処理基板１０の直径よりも大きい直径の円形の吸着面を有し、その吸着面に被処理基板１０を吸着する第２保持具を有しない。尚、被処理基板１０が支持基板２０と接合されなくてもよく、その場合、搬送装置１２２は第２保持具を有してもよい。
第１保持具１２３は、Ｙ軸方向のみならず、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向にも移動可能とされる。第１保持具１２３は、カセット台１１０に載置されたカセット１０１から被処理基板１０を取り出す。また、第１保持具１２３は、カセット台１１０に載置されたカセット１０２から支持基板２０を取り出す。さらに、第１保持具１２３は、カセット台１１０に載置された良品用のカセット１０３または不良品用のカセット１０４に重合基板３０を収納する。
第１保持具１２３は、複数のカセット１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれの内部に挿入されやすいように、二股に分かれたフォーク形状に形成される。第１保持具１２３は、被処理基板１０を上下反転させるべく、上下反転可能とされる。
基板処理システム１は、カセット１０１から取り出された被処理基板１０の処理を行う処理ステーション２００を備える。処理ステーション２００は、支持基板２０の被処理基板１０と接合される接合面２１に接着剤２２を塗布する塗布装置２１０と、接着剤２２を介して支持基板２０と被処理基板１０とを接合する接合装置２２０とを有する。尚、塗布装置２１０および接合装置２２０は任意の装置であって、処理ステーション２００は塗布装置２１０および接合装置２２０を有しなくてもよい。
図４は、一実施形態に係る塗布装置を示す図である。塗布装置２１０は、例えば、支持基板２０の接合面２１を上に向けて支持基板２０を水平に保持するスピンチャック２１１と、スピンチャック２１１に保持されている支持基板２０の接合面２１に接着剤２２を塗布する塗布ノズル２１２とを有する。
塗布装置２１０は、スピンチャック２１１を回転させることにより、支持基板２０の接合面２１に接着剤２２を塗り広げる。その後、塗布装置２１０は、接着剤２２を乾燥させる。支持基板２０としては、ガラス基板が用いられる。ガラス基板の代わりに、半導体基板が用いられてもよい。接着剤２２としては、例えば熱可塑性樹脂が用いられる。
図５は、一実施形態に係る接合装置の圧力容器の内部に圧縮空気を供給する前後の状態を示す図である。図５において、二点鎖線は圧力容器２２４の内部に圧縮空気を供給する前の状態を示し、実線は圧力容器２２４の内部に圧縮空気を供給した後の状態を示す。図６は、図５に実線で示す接合装置の密閉空間を減圧した状態の一例を示す図である。
接合装置２２０は、例えば、被処理基板１０を水平に保持する上チャック２２１と、支持基板２０を水平に保持する下チャック２２２とを有する。下チャック２２２は、支持基板２０を加熱することで、接着剤２２を加熱するヒータ２２３を内部に有する。接合装置２２０は、上チャック２２１の被処理基板１０を吸着する吸着面を下に凸に変形させる圧縮空気が内部に供給される圧力容器２２４を有する。圧力容器２２４は、鉛直方向に伸縮自在とされ、例えば金属製のべローズにより構成される。
先ず、接合装置２２０は、図５に示すように、上チャック２２１を下降し、上チャック２２１を下チャック２２２に当接させ、上チャック２２１と下チャック２２２との間に密閉空間２２５を形成する。続いて、接合装置２２０は、圧力容器２２４の内部に圧縮空気を供給することにより上チャック２２１の被処理基板１０を吸着する吸着面を下に凸変形させる。これにより、被処理基板１０の中心部と、支持基板２０の中心部とが接着剤２２を介して接合される。
次に、接合装置２２０は、空気の噛み込みを防止すべく、密閉空間２２５を減圧する。密閉空間２２５と上チャック２２１の吸引孔との差圧が小さくなるため、上チャック２２１が被処理基板１０を真空吸着できなくなり、被処理基板１０が図５に実線で示す下に凸の状態から図６に示す平坦な状態に戻る。このとき、被処理基板１０と支持基板２０とが、被処理基板１０の中心部から外周部に向けて徐々に接合される。
尚、塗布装置２１０は、被処理基板１０の支持基板２０と接合される接合面に接着剤２２を塗布してもよい。被処理基板１０の支持基板２０と接合される接合面は、予めデバイスが形成された第１主表面１１である。
処理ステーション２００は、被処理基板１０のレーザー加工を行うレーザー加工装置２３０を有する。図７は、一実施形態に係るレーザー加工装置の要部を示す図である。レーザー加工装置２３０は、例えば、被処理基板１０を複数のチップ１９（図８参照）に分割するためのレーザー加工（所謂、レーザーダイシング）を行う。
レーザー加工装置２３０は、被処理基板１０を保持するレーザー加工ステージ２３１と、被処理基板１０を加工するレーザー光線ＬＢを、レーザー加工ステージ２３１に保持されている被処理基板１０に集光照射するレーザー加工ヘッド２３２とを有する。
レーザー加工ステージ２３１は、被処理基板１０の第２主表面１２を上に向けて、被処理基板１０を下方から保持する。レーザー加工ステージ２３１は、被処理基板１０の直径よりも大きい直径の円形の吸着面を有し、その吸着面に被処理基板１０を吸着する。レーザー加工ステージ２３１は、被処理基板１０を真空吸着する真空チャックであるが、被処理基板１０を静電吸着する静電チャックであってもよい。レーザー加工ステージ２３１は、予め支持基板２０と接合された被処理基板１０、つまり重合基板３０を保持する。
レーザー加工ヘッド２３２は、レーザー加工ステージ２３１の鉛直上方に配置される集光レンズ２３３を有する。集光レンズ２３３は、レーザー光線ＬＢを被処理基板１０の内部に集光し、被処理基板１０の内部に分割の起点となる改質層１５を形成する。被処理基板１０の内部に改質層１５を形成する場合、被処理基板１０に対し透過性を有するレーザー光線が用いられる。改質層１５は、例えば被処理基板１０の内部を局所的に溶融、固化させることにより形成される。
尚、レーザー光線ＬＢは、本実施形態では被処理基板１０の内部に破断の起点となる改質層１５を形成するが、被処理基板１０の上面にレーザー加工溝を形成してもよい。レーザー加工溝は、被処理基板１０を板厚方向に貫通してもよいし貫通しなくてもよい。被処理基板１０の上面にレーザー加工溝を形成する場合、被処理基板１０に対し吸収性を有するレーザー光線が用いられる。
レーザー加工装置２３０は、被処理基板１０の上面におけるレーザー光線ＬＢの照射点の位置を移動すべく、レーザー加工ステージ２３１を移動させる移動機構２３４（図１および図２参照）を有する。移動機構２３４は、レーザー加工ステージ２３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向に移動させる。
移動機構２３４は、例えばＸＹθステージで構成され、Ｙ軸ガイド２３５と、Ｙ軸ガイド２３５に沿って移動するＹ軸スライダと、Ｘ軸ガイド２３６と、Ｘ軸ガイドに沿って移動するＸ軸スライダと、Ｚ軸に平行な回転軸と、回転軸を中心に回転する回転盤とを有する。Ｙ軸ガイド２３５は、例えばベースフレーム２３７に固定される。Ｙ軸ガイドに沿って移動するＹ軸スライダには、Ｘ軸ガイド２３６が固定される。Ｘ軸ガイド２３６に沿って移動するＸ軸スライダには、回転盤が回転自在に取り付けられる。回転盤には、レーザー加工ステージ２３１が固定される。
尚、移動機構２３４は、本実施形態ではＸＹθステージで構成されるが、ＸＹＺθステージで構成されてもよい。つまり、レーザー加工ステージ２３１は、Ｚ軸方向にも移動可能とされてよい。
レーザー加工装置２３０は、ベースフレーム２３７と、ベースフレーム２３７に立設される複数本の支持柱２３８と、複数本の支持柱２３８によって支持される天井フレーム２３９とを有する。ベースフレーム２３７には移動機構２３４が設置され、天井フレーム２３９にはレーザー加工ヘッド２３２が取り付けられる。
処理ステーション２００は、プリアライメント装置２４０を有する。プリアライメント装置２４０は、被処理基板１０を保持するプリアライメントステージ２４１と、プリアライメントステージ２４１に保持されている被処理基板１０の中心位置および結晶方位を検出する検出器２４２とを有する。検出器２４２は、被処理基板１０の結晶方位を表すノッチ１４（図３参照）の位置を検出することで、被処理基板１０の結晶方位を検出する。検出器２４２は、ノッチ１４の位置を検出する代わりに、オリエンテーションフラットの位置を検出してもよい。
プリアライメントステージ２４１は、被処理基板１０の第２主表面１２を上に向けて、被処理基板１０を下方から保持する。プリアライメントステージ２４１は、被処理基板１０の直径よりも大きい直径の円形の吸着面を有し、吸着面に被処理基板１０を吸着する。プリアライメントステージ２４１は、被処理基板１０を真空吸着する真空チャックであるが、被処理基板１０を静電吸着する静電チャックであってもよい。プリアライメントステージ２４１は、予め支持基板２０と接合された被処理基板１０、つまり重合基板３０を保持する。
検出器２４２は、例えば撮像素子を含み、プリアライメントステージ２４１に保持されている被処理基板１０の外周を撮像する。被処理基板１０の外周の複数点を撮像するため、プリアライメントステージ２４１は鉛直軸周りに回転する。検出器２４２は、撮像した画像の信号を制御装置４００に送信する。制御装置４００は、検出器２４２によって撮像した画像を画像処理することにより、プリアライメントステージ２４１に固定された座標系での、被処理基板１０の中心位置および結晶方位を求める。
プリアライメント装置２４０は、レーザー加工装置２３０の天井フレーム２３９に固定される取付ベース２４３を有する。取付ベース２４３には、プリアライメントステージ２４１が回転自在に取り付けられる。また、取付ベース２４３には、検出器２４２を支持する支持柱が固定される。
プリアライメント装置２４０は、レーザー加工装置２３０の上部に配置される。プリアライメント装置２４０とレーザー加工装置２３０とが鉛直方向に積層して配置されるため、プリアライメント装置２４０とレーザー加工装置２３０とが水平方向に並べて配置される場合に比べて、基板処理システム１の設置面積を低減できる。プリアライメント装置２４０は、鉛直方向視で、レーザー加工装置２３０のベースフレーム２３７からはみ出さないように、ベースフレーム２３７の外周縁の内側に配置される。
処理ステーション２００は、プリアライメント装置２４０から被処理基板１０を受け取り、受け取った被処理基板１０をレーザー加工装置２３０に搬送する搬送アーム２６０を有する。搬送アーム２６０は、Ｘ軸ガイド２６１に沿ってＸ軸方向に移動可能とされ、且つ、Ｚ軸ガイド２６２に沿ってＺ軸方向に移動可能とされる。尚、搬送アーム２６０は、Ｙ軸方向には移動不能とされるが、Ｙ軸方向にも移動可能とされてもよい。
搬送アーム２６０は、被処理基板１０の第１主表面１１を下に向けて、被処理基板１０を上方から保持する。搬送アーム２６０は、被処理基板１０の直径よりも大きい直径の円形の吸着面を有し、その吸着面に被処理基板１０を吸着する。搬送アーム２６０は、被処理基板１０を真空吸着する真空チャックであるが、被処理基板１０を静電吸着する静電チャックであってもよい。搬送アーム２６０は、予め支持基板２０と接合された被処理基板１０、つまり重合基板３０を保持する。
搬送アーム２６０は、上述の如く、プリアライメント装置２４０からレーザー加工装置２３０に被処理基板１０を搬送する。搬送アーム２６０は、被処理基板１０のレーザー加工の後に被処理基板１０の薄板化が行われる場合（図１０参照）に用いられる。この場合、詳しくは後述するが、処理ステーション２００の搬送装置２８０が重合基板３０をプリアライメント装置２４０に搬入し、その後、搬送アーム２６０がプリアライメント装置２４０から重合基板３０を搬出する。
プリアライメント装置２４０からの重合基板３０の搬出に、処理ステーション２００の搬送装置２８０が用いられてもよいが、本実施形態では搬送アーム２６０が用いられる。本実施形態によれば、重合基板３０がプリアライメント装置２４０に搬入される経路と、重合基板３０がプリアライメント装置２４０から搬出される経路とが異なるため、重合基板３０の流れが渋滞することを抑制できる。
尚、被処理基板１０が予め支持基板２０と接合されない場合も、同様の効果が得られる。この場合、搬入出ステーション１００の搬送装置１２２が被処理基板１０をプリアライメント装置２４０に搬入し、その後、搬送アーム２６０がプリアライメント装置２４０から被処理基板１０を搬出する。従って、被処理基板１０がプリアライメント装置２４０に搬入される経路と、被処理基板１０がプリアライメント装置２４０から搬出される経路とが異なるため、被処理基板１０の流れが渋滞することを抑制できる。
尚、搬送アーム２６０は、被処理基板１０のレーザー加工の後に被処理基板１０の薄板化が行われることなく被処理基板１０が搬入出ステーション１００に戻される場合に用いてもよい。この場合も、同様に、被処理基板１０の流れが渋滞することを抑制できる。搬入出ステーション１００の搬送装置１２２が被処理基板１０をプリアライメント装置２４０に搬入し、その後、搬送アーム２６０がプリアライメント装置２４０から被処理基板１０を搬出するためである。
搬送アーム２６０は、レーザー加工ステージ２３１を移動させる移動機構２３４の鉛直上方において移動可能とされる。搬送アーム２６０とレーザー加工ステージ２３１の移動機構２３４とが鉛直方向に積層して配置されるため、搬送アーム２６０とレーザー加工ステージ２３１の移動機構２３４とが水平方向に並べて配置される場合に比べて、基板処理システム１の設置面積を低減できる。搬送アーム２６０は、鉛直方向視で、レーザー加工装置２３０のベースフレーム２３７からはみ出さないように、ベースフレーム２３７の外周縁の内側において移動する。
処理ステーション２００は、被処理基板１０の薄板化を行う薄板化装置２７０を有する。図８は、一実施形態に係る薄板化装置を示す図である。薄板化装置２７０は、被処理基板１０の第２主表面１２を研削することにより、被処理基板１０を薄板化する。
薄板化装置２７０は、被処理基板１０の第２主表面１２を上に向けて、被処理基板１０を下方から保持する回転チャック２７２を有する。回転チャック２７２は、被処理基板１０の直径よりも大きい直径の円形の吸着面を有し、その吸着面に被処理基板１０を吸着する。回転チャック２７２は、例えば被処理基板１０を真空吸着する真空チャックであるが、被処理基板１０を静電吸着する静電チャックであってもよい。
薄板化装置２７０は、回転チャック２７２の鉛直上方に配置される回転砥石２７４を有する。回転砥石２７４は、回転しながら下降し、回転チャック２７２と共に回転する被処理基板１０の上面（第２主表面１２）を研削する。被処理基板１０のレーザー加工の後、被処理基板１０の薄板化が行われる場合、図７に示す改質層１５を起点として板厚方向にクラックが伸展し、被処理基板１０が複数のチップ１９（図８参照）に分割される。また、図７に示す改質層１５が研削によって除去される。
薄板化装置２７０と搬入出ステーション１００とは、レーザー加工装置２３０を水平方向に挟み反対側に配置される（図１および図２参照）。レーザー加工装置２３０のＸ軸方向正側に薄板化装置２７０が配置され、レーザー加工装置２３０のＸ軸方向負側に搬入出ステーション１００が配置される。研削屑の発生する薄板化装置２７０と、搬入出ステーション１００との間には、研削屑の発生しないレーザー加工装置２３０が配置される。そのため、搬入出ステーション１００を清浄に保つことができ、処理後の被処理基板１０を清浄に保つことができる。
処理ステーション２００は、搬入出ステーション１００と薄板化装置２７０との間で被処理基板１０を保持しながら移動し、搬入出ステーション１００および薄板化装置２７０に対し被処理基板１０を受け渡す搬送装置２８０を備える。搬入出ステーション１００から搬送装置２８０に被処理基板１０が受け渡されてもよいし、搬送装置２８０から搬入出ステーション１００に被処理基板１０が受け渡されてもよい。また、薄板化装置２７０から搬送装置２８０に被処理基板１０が受け渡されてもよいし、搬送装置２８０から薄板化装置２７０に被処理基板１０が受け渡されてもよい。
搬送装置２８０は、レーザー加工が行われた後の被処理基板１０を搬送してもよいし、レーザー加工が行われる前の被処理基板１０を搬送してもよい。搬送装置２８０がレーザー加工装置２３０の外部で被処理基板１０を搬送する間に、レーザー加工装置２３０が別の被処理基板１０のレーザー加工を行うことができ、スループットを向上できる。搬送装置２８０は、支持基板２０を搬送することも可能である。また、搬送装置２８０は、重合基板３０を搬送することも可能である。
搬送装置２８０は、レーザー加工装置２３０に水平方向に隣接する搬送領域２８１に設置されるガイドレール２８２に沿って移動する搬送アーム２８３を有する。搬送領域２８１には、レーザー加工装置２３０、薄板化装置２７０、および搬入出ステーション１００の搬送領域１２０が隣接する。レーザー加工装置２３０は、搬送領域２８１のＹ軸方向正側に配置される。薄板化装置２７０は、搬送領域２８１のＸ軸方向正側に配置される。搬入出ステーション１００の搬送領域１２０は、搬送領域２８１のＸ軸方向負側に配置される。
ガイドレール２８２は、Ｘ軸方向に延伸する。搬送アーム２８３は、Ｘ軸方向のみならず、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向およびθ方向にも移動可能とされる。搬送アーム２８３は、コスト削減のため、例えば、第１保持具１２３と同様に、二股に分かれたフォーク形状に形成される。
搬送アーム２８３は、搬入出ステーション１００および薄板化装置２７０のみならず、レーザー加工装置２３０に対し被処理基板１０を受け渡すことが可能である。搬送アーム２８３は、レーザー加工装置２３０に対し支持基板２０を受け渡すことも可能である。また、搬送アーム２８３は、レーザー加工装置２３０に対し重合基板３０を受け渡すことも可能である。
塗布装置２１０および接合装置２２０は、それぞれ、搬送領域２８１に隣接する。塗布装置２１０および接合装置２２０は、例えば、搬送領域２８１のＹ軸方向負側に配置される。搬送装置２８０は、塗布装置２１０に対し支持基板２０（または被処理基板１０）を受け渡す。また、搬送装置２８０は、接合装置２２０に対し被処理基板１０および支持基板２０を受け渡す。搬送装置２８０の仕事量を増やし、搬送装置２８０の稼働率を改善できる。
基板処理システム１は、搬入出ステーション１００の動作および処理ステーション２００の動作を制御する制御装置４００を備える。制御装置４００は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１と、メモリなどの記憶媒体４０２と、入力インターフェース４０３と、出力インターフェース４０４とを有する。制御装置４００は、記憶媒体４０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置４００は、入力インターフェース４０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース４０４で外部に信号を送信する。
制御装置４００のプログラムは、情報記憶媒体に記憶され、情報記憶媒体からインストールされる。情報記憶媒体としては、例えば、ハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどが挙げられる。尚、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、インストールされてもよい。
図９は、一実施形態に係る基板処理方法を示すフローチャートである。図１０は、被処理基板のレーザー加工の後に被処理基板の薄板化が行われる場合に、図９の工程Ｓ１０９の後に続いて行われる工程の一例を示すフローチャートである。図９および図１０に示す複数の工程は、制御装置４００による制御下で実施される。尚、図９および図１０に示す複数の工程の順序は特に限定されない。また、図９および図１０に示す一部の工程は、実施されなくてもよい。
基板処理方法は、第１保持具１２３が、カセット台１１０に載置されたカセット１０１から被処理基板１０を取り出し、取り出した被処理基板１０を処理ステーション２００に搬送する工程Ｓ１０１を有する。基板処理方法は、搬送アーム２８３が、第１保持具１２３から被処理基板１０を受け取り、受け取った被処理基板１０を接合装置２２０に搬送する工程Ｓ１０２を有する。これらの工程Ｓ１０１、Ｓ１０２と並行して、下記工程Ｓ１０３〜Ｓ１０６が行われる。尚、下記工程Ｓ１０３〜Ｓ１０６は、下記工程Ｓ１０７の開始までに行われればよく、上記工程Ｓ１０１、Ｓ１０２と並行して行われなくてもよい。
基板処理方法は、第１保持具１２３が、カセット台１１０に載置されたカセット１０２から支持基板２０を取り出し、取り出した支持基板２０を処理ステーション２００に搬送する工程Ｓ１０３を有する。基板処理方法は、搬送アーム２８３が、第１保持具１２３から支持基板２０を受け取り、受け取った支持基板２０を塗布装置２１０に搬送する工程Ｓ１０４を有する。基板処理方法は、塗布装置２１０が、支持基板２０の被処理基板１０と接合される接合面２１に接着剤２２を塗布する工程Ｓ１０５を有する。基板処理方法は、搬送アーム２８３が、塗布装置２１０から支持基板２０を受け取り、受け取った支持基板２０を接合装置２２０に搬送する工程Ｓ１０６を有する。
尚、上記工程Ｓ１０２において搬送アーム２８３は被処理基板１０を塗布装置２１０に搬送してもよく、この場合、上記工程Ｓ１０４において搬送アーム２８３は支持基板２０を接合装置２２０に搬送する。この場合、基板処理方法は、上記工程Ｓ１０５の代わりに、塗布装置２１０が、被処理基板１０の支持基板２０と接合される接合面に接着剤２２を塗布する工程を有する。また、この場合、基板処理方法は、上記工程Ｓ１０６の代わりに、搬送アーム２８３が、塗布装置２１０から被処理基板１０を受け取り、受け取った被処理基板１０を接合装置２２０に搬送する工程を有する。
基板処理方法は、接合装置２２０が、接着剤２２を介して支持基板２０と被処理基板１０とを接合することにより重合基板３０を作製する工程Ｓ１０７を有する。上記工程Ｓ１０７以降の下記工程Ｓ１０８〜Ｓ１１７において、被処理基板１０は、支持基板２０と接合されており、支持基板２０によって補強されている。そのため、被処理基板１０の破損を防止できる。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、接合装置２２０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をプリアライメント装置２４０に搬送する工程Ｓ１０８を有する。プリアライメント装置２４０は、搬送アーム２８３から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をプリアライメントステージ２４１で保持する。
基板処理方法は、プリアライメントステージ２４１が重合基板３０を保持すると共に、検出器２４２がプリアライメントステージ２４１で保持されている被処理基板１０の中心位置および結晶方位を検出する工程Ｓ１０９を有する。
基板処理方法は、搬送アーム２６０が、プリアライメント装置２４０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をレーザー加工装置２３０に搬送する工程Ｓ１１０を有する。
基板処理方法は、レーザー加工装置２３０が、搬送アーム２６０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をレーザー加工ステージ２３１で保持する工程Ｓ１１１を有する。
上記工程Ｓ１１１においてレーザー加工ステージ２３１に対する被処理基板１０の結晶方位が予め設定された方位になるように、上記工程Ｓ１０９の後であって上記工程Ｓ１１０の前に、プリアライメント装置２４０が重合基板３０を回転させる。また、上記工程Ｓ１１１においてレーザー加工ステージ２３１の中心位置と被処理基板１０の中心位置とが合致するように、上記工程Ｓ１１０において搬送アーム２６０がプリアライメントステージ２４１から重合基板３０を受け取る。
基板処理方法は、レーザー加工装置２３０が、被処理基板１０のレーザー加工を行う工程Ｓ１１２を有する。上記工程Ｓ１１２では、レーザー加工ステージ２３１が重合基板３０を保持すると共に、レーザー加工ヘッド２３２が、被処理基板１０を加工するレーザー光線ＬＢを、レーザー加工ステージ２３１に保持されている被処理基板１０に集光照射する。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、レーザー加工装置２３０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を薄板化装置２７０に搬送する工程Ｓ１１３を有する。
基板処理方法は、薄板化装置２７０が重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を回転チャック２７２に保持する工程Ｓ１１４を有する。
基板処理方法は、薄板化装置２７０が、被処理基板１０の薄板化を行う工程Ｓ１１５を有する。上記工程Ｓ１１５では、回転チャック２７２が重合基板３０を保持すると共に、回転砥石２７４が回転しながら下降して被処理基板１０に接触し、回転チャック２７２と共に回転する被処理基板１０を研削加工する。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、薄板化装置２７０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を搬入出ステーション１００に搬送する工程Ｓ１１６を有する。
基板処理方法は、第１保持具１２３が、搬送アーム２８３から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をカセット台１１０に載置されたカセット１０３またはカセット１０４に収納する工程Ｓ１１７を有する。工程Ｓ１１７の後、今回の処理が終了する。
図１１は、被処理基板の薄板化の後に被処理基板のレーザー加工が行われる場合に、図９の工程Ｓ１０９の後に続いて行われる工程の一例を示すフローチャートである。図１１に示す複数の工程は、制御装置４００による制御下で実施される。尚、図１１に示す複数の工程の順序は特に限定されない。また、図１１に示す一部の工程は、実施されなくてもよい。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、プリアライメント装置２４０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を薄板化装置２７０に搬送する工程Ｓ２０１を有する。
基板処理方法は、薄板化装置２７０が重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を回転チャック２７２に保持する工程Ｓ２０２を有する。
上記工程Ｓ２０２において回転チャック２７２に対する被処理基板１０の結晶方位が予め設定された方位になるように、上記工程Ｓ１０９の後であって上記工程Ｓ２０１の前に、プリアライメント装置２４０が重合基板３０を回転させる。また、上記工程Ｓ２０２において回転チャック２７２の中心位置と被処理基板１０の中心位置とが合致するように、上記工程Ｓ２０１において搬送アーム２８３がプリアライメントステージ２４１から重合基板３０を受け取る。
基板処理方法は、薄板化装置２７０が、被処理基板１０の薄板化を行う工程Ｓ２０３を有する。上記工程Ｓ２０３では、回転チャック２７２が重合基板３０を保持すると共に、回転砥石２７４が回転しながら下降して被処理基板１０に接触し、回転チャック２７２と共に回転する被処理基板１０を研削加工する。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、薄板化装置２７０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をレーザー加工装置２３０に搬送する工程Ｓ２０４を有する。
基板処理方法は、レーザー加工装置２３０が、搬送アーム２８３から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をレーザー加工ステージ２３１で保持する工程Ｓ２０５を有する。
基板処理方法は、レーザー加工装置２３０が、被処理基板１０のレーザー加工を行う工程Ｓ２０６を有する。上記工程Ｓ２０６では、レーザー加工ステージ２３１が重合基板３０を保持すると共に、レーザー加工ヘッド２３２が、被処理基板１０を加工するレーザー光線ＬＢを、レーザー加工ステージ２３１に保持されている被処理基板１０に集光照射する。
基板処理方法は、搬送アーム２８３が、レーザー加工装置２３０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０を搬入出ステーション１００に搬送する工程Ｓ２０７を有する。
基板処理方法は、第１保持具１２３が、搬送アーム２８３から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をカセット台１１０に載置されたカセット１０３またはカセット１０４に収納する工程Ｓ２０８を有する。工程Ｓ２０８の後、今回の処理が終了する。
尚、上記工程Ｓ２０７およびＳ２０８の代わりに、搬入出ステーション１００の搬送装置１２２が、レーザー加工装置２３０から重合基板３０を受け取り、受け取った重合基板３０をカセット台１１０に載置されたカセット１０３または１０４に収納する工程が行われてもよい。
以上、本開示に係る基板処理システムおよび基板処理方法の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
上記実施形態の基板処理システム１は、塗布装置２１０および接合装置２２０を有するが、塗布装置２１０および接合装置２２０を有しなくてもよい。後者の場合、図９〜図１１の説明では、重合基板３０を被処理基板１０と読み替える。また、後者の場合、図９に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０８の代わりに、搬入出ステーション１００の搬送装置１２２が、カセット台１１０に載置されたカセット１０１から被処理基板１０を取り出し、取り出した被処理基板１０をプリアライメント装置２４０に搬送する工程が行われる。
上記実施形態の基板処理システム１は、被処理基板１０のレーザー加工と、被処理基板１０の薄板化とのどちらが先に行われる場合にも対応できるように構成されるが、いずれか一方が先に行われる場合のみに対応できるように構成されてもよい。例えば基板処理システム１は、被処理基板１０の薄板化が先に行われる場合にのみ対応する場合、搬送アーム２６０を有しなくてもよい。
上記実施形態の基板処理システム１は、被処理基板１０のレーザー加工と被処理基板１０の薄板化との両方を行うが、これらのうち被処理基板１０のレーザー加工のみを行ってもよく、薄板化装置２７０を有しなくてもよい。この場合、図１０の工程Ｓ１１２の後に、被処理基板１０は、搬送領域１２０を通り、カセット台１１０に載置されたカセットに収納される。その後、今回の処理が終了する。
本出願は、２０１８年４月２７日に日本国特許庁に出願した特願２０１８−０８６９１３号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１８−０８６９１３号の全内容を本出願に援用する。
１ 基板処理システム
１０ 被処理基板
２０ 支持基板
３０ 重合基板
１００ 搬入出ステーション
２００ 処理ステーション
２１０ 塗布装置
２２０ 接合装置
２３０ レーザー加工装置
２３１ レーザー加工ステージ
２３２ レーザー加工ヘッド
２４０ プリアライメント装置
２４１ プリアライメントステージ
２４２ 検出器
２６０ 搬送アーム
２７０ 薄板化装置
２８０ 搬送装置
２８１ 搬送領域
２８２ ガイドレール
２８３ 搬送アーム

Claims (14)

  1. 被処理基板を保持するプリアライメントステージと、前記プリアライメントステージに保持されている前記被処理基板の中心位置および結晶方位を検出する検出器とを有するプリアライメント装置と、
    前記被処理基板を保持するレーザー加工ステージと、前記被処理基板を加工するレーザー光線を、前記レーザー加工ステージに保持されている前記被処理基板に集光照射するレーザー加工ヘッドとを有するレーザー加工装置とを備え、
    前記プリアライメント装置は、前記レーザー加工装置の上部に配置される、基板処理システム。
  2. 前記被処理基板を収納するカセットが搬入出される搬入出ステーションと、
    前記被処理基板を薄板化する薄板化装置とを備え、
    前記薄板化装置と前記搬入出ステーションとは、前記レーザー加工装置を水平方向に挟み反対側に配置される、請求項１に記載の基板処理システム。
  3. 前記搬入出ステーションと前記薄板化装置との間で前記被処理基板を保持しながら移動し、前記搬入出ステーションおよび前記薄板化装置に対し前記被処理基板を受け渡す搬送装置を備える、請求項２に記載の基板処理システム。
  4. 前記搬送装置は、前記レーザー加工装置に水平方向に隣接する搬送領域に設置されるガイドレールに沿って移動する搬送アームを有する、請求項３に記載の基板処理システム。
  5. 支持基板の前記被処理基板と接合される接合面、または前記被処理基板の支持基板と接合される接合面に接着剤を塗布する塗布装置と、
    前記接着剤を介して前記支持基板と前記被処理基板とを接合する接合装置とを備え、
    前記塗布装置および前記接合装置は、それぞれ、前記搬送領域に隣接して配置される、請求項４に記載の基板処理システム。
  6. 前記搬送アームによる前記プリアライメント装置から前記薄板化装置への前記被処理基板の搬送を制御する制御装置を備える、請求項４または５に記載の基板処理システム。
  7. 鉛直方向視で前記レーザー加工装置の内側に配置され、前記プリアライメント装置から前記レーザー加工装置に前記被処理基板を搬送する搬送アームを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
  8. 請求項１に記載の基板処理システムを使用して前記被処理基板を処理する、基板処理方法であって、
    前記プリアライメントステージが前記被処理基板を保持すると共に、前記検出器が前記プリアライメントステージに保持されている前記被処理基板の中心位置および結晶方位を検出する工程と、
    前記レーザー加工ステージが前記被処理基板を保持すると共に、前記レーザー加工ヘッドが、前記被処理基板を加工するレーザー光線を、前記レーザー加工ステージに保持されている前記被処理基板に集光照射する工程とを有する、基板処理方法。
  9. 前記被処理基板を収納するカセットが搬入出される搬入出ステーションとは、前記レーザー加工装置を水平方向に挟んで反対側に配置される薄板化装置が、前記被処理基板の薄板化を行う工程を有する、請求項８に記載の基板処理方法。
  10. 前記搬入出ステーションと前記薄板化装置との間で前記被処理基板を保持しながら移動する搬送装置が、前記搬入出ステーションおよび前記薄板化装置に対し前記被処理基板を受け渡す工程を有する、請求項９に記載の基板処理方法。
  11. 前記搬送装置は、前記レーザー加工装置に水平方向に隣接する搬送領域に設置されるガイドレールに沿って移動する搬送アームを有し、
    前記搬送アームが、前記搬入出ステーションおよび前記薄板化装置に対し前記被処理基板を受け渡す工程を有する、請求項１０に記載の基板処理方法。
  12. 前記搬送領域に水平方向に隣接する塗布装置が、支持基板の前記被処理基板と接合される接合面、または前記被処理基板の支持基板と接合される接合面に接着剤を塗布する工程と、
    前記搬送領域に水平方向に隣接する接合装置が、前記接着剤を介して前記支持基板と前記被処理基板とを接合する工程とを有する、請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記搬送アームが、前記プリアライメント装置から前記薄板化装置に前記被処理基板を搬送する工程を有する、請求項１１または１２に記載の基板処理方法。
  14. 鉛直方向視で前記レーザー加工装置の内側に配置される搬送アームが、前記プリアライメント装置から前記レーザー加工装置に前記被処理基板を搬送する工程を有する、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の基板処理方法。
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