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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-29
(45)【発行日】2024-09-06
(54)【発明の名称】基板処理装置、基板処理システム及び基板処理方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/57 20140101AFI20240830BHJP
B23K 26/064 20140101ALI20240830BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20240830BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240830BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
B23K26/57
B23K26/064 N
B23K26/00 N
H01L21/304 611Z
H01L21/68 A
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2023505301
(86)(22)【出願日】2022-02-28
(86)【国際出願番号】 JP2022008206
(87)【国際公開番号】W WO2022190924
(87)【国際公開日】2022-09-15
【審査請求日】2023-09-01
(31)【優先権主張番号】P 2021040497
(32)【優先日】2021-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(74)【代理人】
【識別番号】100187849
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 隆史
(74)【代理人】
【識別番号】100212059
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 卓也
(72)【発明者】
【氏名】川口 義広
(72)【発明者】
【氏名】山下 陽平
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１８８４５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公平０３－０３５５１１（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】特表２０１０－５０１３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０４２８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２３０１７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１８７４８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／２１３４７９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００ － ２６／７０
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、
前記基板保持部と前記レーザ発振器を支持する支持フレームと、
前記ミラーを収容するミラーボックスと、
前記光学系を収容する光学系ボックスと、を有し、
前記光学系は、前記光学系ボックスの内部において前記レーザ発振器側の側面に配置され、
前記光学系ボックスは、当該光学系ボックスの内部に前記レーザ発振器と反対側の側面からアクセス可能に構成されている、基板処理装置。
【請求項2】
基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、
前記基板保持部と前記レーザ発振器を支持する支持フレームと、を有し、
前記支持フレームは上部支持フレームと下部支持フレームを含み、
前記上部支持フレームと前記下部支持フレームの間にはインシュレータが設けられている、基板処理装置。
【請求項3】
前記ミラーを収容するミラーボックスと、前記光学系を収容する光学系ボックスと、を有する、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記光学系は、前記光学系ボックスの内部において前記レーザ発振器側の側面に配置され、前記光学系ボックスは、当該光学系ボックスの内部に前記レーザ発振器と反対側の側面からアクセス可能に構成されている、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記支持フレームは、前記ミラーボックスと前記光学系ボックスを支持する、請求項１、３又は４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記支持フレームの外側に設けられた連結フレームを有し、前記下部支持フレームと前記連結フレームが接続されている、請求項２～４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項7】
電装品を収容する電装品ボックスを有し、前記電装品ボックスは、前記基板保持部と前記レーザ発振器の上方において前記連結フレームに支持されている、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記基板保持部と前記レーザ発振器は水平方向に並べて配置され、
少なくとも前記基板保持部の一部と前記レーザ発振器の一部は同一高さにある、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項9】
基板処理システムであって、基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する複数の基板処理装置と、
前記基板処理装置に前記基板を搬送する基板搬送装置と、を有し、
前記基板処理装置は、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、
前記基板保持部と前記レーザ発振器を支持する支持フレームと、
前記支持フレームの外側に設けられた連結フレームと、を有し、
前記連結フレームは水平方向に並べて複数配置される、基板処理システム。
【請求項10】
基板処理システムであって、
基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置と、
前記基板処理装置に前記基板を搬送する基板搬送装置と、を有し、
前記基板処理装置は、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、
前記基板保持部と前記レーザ発振器を支持する支持フレームと、
前記支持フレームの外側に設けられた連結フレームと、
前記基板搬送装置を収容する基板搬送領域のフレームと、を有し、
前記連結フレームと、前記基板搬送領域のフレームは水平方向に並べて配置される、基板処理システム。
【請求項11】
基板処理システムであって、
基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置と、
前記基板処理装置に前記基板を搬送する基板搬送装置と、を有し、
前記基板処理装置は、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、を有し、
前記基板搬送装置、前記基板保持部及び前記レーザ発振器は、水平方向にこの順で並べて配置されている、基板処理システム。
【請求項12】
基板処理システムであって、
基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置と、
前記基板処理装置に前記基板を搬送する基板搬送装置と、を有し、
前記基板処理装置は、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、
前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、
前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、
前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、を有し、
前記レーザ発振器、前記基板保持部、前記基板搬送装置、前記基板保持部及び前記レーザ発振器は、水平方向にこの順で並べて配置されている、基板処理システム。
【請求項13】
前記基板搬送装置、前記基板保持部及び前記レーザ発振器は、水平方向にこの順で並べて配置されている、請求項９又は１０に記載の基板処理システム。
【請求項14】
前記レーザ発振器、前記基板保持部、前記基板搬送装置、前記基板保持部及び前記レーザ発振器は、水平方向にこの順で並べて配置されている、請求項９又は１０に記載の基板処理システム。
【請求項15】
少なくとも前記基板保持部の一部と前記レーザ発振器の一部は同一高さにある、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の基板処理システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、基板処理システム及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、上側にウェハにレーザ加工を施す加工機構が配設され、下側にウェハを保持する保持テーブルが配設されたレーザ加工装置が開示されている。加工機構は、ウェハにレーザ光線を照射する加工ヘッドと、レーザ光線を発振する発振器とを有している。発振器は、加工ヘッドの上部に設けられた筐体内に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１８７４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示にかかる技術は、基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置を小型化する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様は、基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置であって、前記基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記基板にレーザ光を照射するレーザ照射レンズと、前記基板保持部の基板保持面よりも上方向に向けてレーザ光を出射するレーザ発振器と、前記基板保持部の上方において、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を水平方向に方向変更するミラーと、前記ミラーから入射するレーザ光を前記レーザ照射レンズへ導く光学系と、前記基板保持部と前記レーザ発振器を支持する支持フレームと、前記ミラーを収容するミラーボックスと、前記光学系を収容する光学系ボックスと、を有し、前記光学系は、前記光学系ボックスの内部において前記レーザ発振器側の側面に配置され、前記光学系ボックスは、当該光学系ボックスの内部に前記レーザ発振器と反対側の側面からアクセス可能に構成されている。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ウェハ処理システムにおいて処理される重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。
【図2】本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。
【図3】レーザ吸収層から第１のウェハを剥離する様子を示す説明図である。
【図4】本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図5】本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【図6】本実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【図7】本実施形態にかかるウェハ処理装置とウェハ搬送装置の配置を示す側面図である。
【図8】他の実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【図9】他の実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【図10】他の実施形態にかかるウェハ処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にレーザ光を照射して当該ウェハを処理することが行われている。例えば、一のウェハの表面に形成されたデバイス層を他のウェハに転写する、いわゆるレーザリフトオフを行う場合や、ウェハを分離する場合など、種々の用途でレーザ処理は行われる。
【0009】
近年、レーザ処理を効率よく行うため、レーザ光の高出力化が進んでおり、これに伴い、レーザ光を発振するレーザ発振器が大型化している。この点、従来、例えば特許文献１に開示されたレーザ加工装置では、レーザ発振器は水平方向に延在するように設置されている。このため、レーザ発振器が大型化すると、レーザ加工装置が水平方向に大きくなり、当該レーザ加工装置の占有面積（フットプリント）が大きくなる。かかる場合、ウェハ処理スペースに設置できるレーザ加工装置の数が低減するため、ウェハの処理枚数（生産枚数）が低下してしまう。
【0010】
また、特許文献１に開示されたレーザ加工装置では、ウェハを保持する保持テーブル、ウェハにレーザ光線を照射する加工ヘッド、レーザ光を発振するレーザ発振器が、下側からこの順で配設されている。このため、レーザ加工装置が高さ方向に大きくなり、上側のレーザ発振器の高さ位置が高くなる。かかる場合、例えばレーザ発振器をメンテナンスする場合、重量物であるレーザ発振器を高所で取り外し、更に設置する必要があるため、メンテナンスに手間も時間もかかる。
【0011】
本開示にかかる技術は、基板にレーザ光を照射して当該基板を処理する基板処理装置を小型化する。以下、本実施形態にかかる基板処理装置としてのウェハ処理装置、基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0012】
本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１のウェハＷと第２のウェハＳとが接合された基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳと接合される側の面を表面Ｗａといい、表面Ｗａと反対側の面を裏面Ｗｂという。同様に、第２のウェハＳにおいて、第１のウェハＷと接合される側の面を表面Ｓａといい、表面Ｓａと反対側の面を裏面Ｓｂという。
【0013】
第１のウェハＷは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。第１のウェハＷの表面Ｗａには、レーザ吸収層Ｐ、デバイス層Ｄｗ、表面膜Ｆｗが表面Ｗａ側からこの順で積層されている。レーザ吸収層Ｐは、後述するようにレーザ照射機構１１０から照射されたレーザ光を吸収する。レーザ吸収層Ｐには、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜）が用いられるが、レーザ光を吸収するものであれば特に限定されない。デバイス層Ｄｗは、複数のデバイスを含む。表面膜Ｆｗとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。なお、レーザ吸収層Ｐの位置は、上記実施形態に限定されず、例えばデバイス層Ｄｗと表面膜Ｆｗの間に形成されていてもよい。また、表面Ｗａには、デバイス層Ｄｗと表面膜Ｆｗが形成されていない場合もある。この場合、レーザ吸収層Ｐは第２のウェハＳ側に形成され、第２のウェハＳ側のデバイス層Ｄｓが第１のウェハＷ側に転写される。
【0014】
第２のウェハＳも、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。第２のウェハＳの表面Ｓａには、デバイス層Ｄｓと表面膜Ｆｓが表面Ｓａ側からこの順で積層されている。デバイス層Ｄｓと表面膜Ｆｓはそれぞれ、第１のウェハＷのデバイス層Ｄｗと表面膜Ｆｗと同様である。なお、表面Ｓａには、デバイス層Ｄｓと表面膜Ｆｓが形成されていない場合もある。そして、第１のウェハＷの表面膜Ｆｗと第２のウェハＳの表面膜Ｆｓが接合される。
【0015】
図２に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション２と処理ステーション３を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション２では、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴ、複数の第１のウェハＷ、複数の第２のウェハＳをそれぞれ収容可能なカセットＣｔ、Ｃｗ、Ｃｓがそれぞれ搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
【0016】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。図示の例では、カセット載置台１０には、複数のカセットＣｔ、Ｃｗ、ＣｓをＹ軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台１０に載置されるカセットＣｔ、Ｃｗ、Ｃｓの個数は、任意に決定することができる。
【0017】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＸ軸正方向側において、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ、第２のウェハＳを保持して搬送する搬送アーム２１を有している。そして、ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２２上を移動し、カセット載置台１０のカセットＣｔ、Ｃｗ、Ｃｓと後述のトランジション装置３０との間で重合ウェハＴ、第１のウェハＷ、第２のウェハＳを搬送可能に構成されている。
【0018】
搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸正方向側において、当該ウェハ搬送装置２０に隣接して、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ、第２のウェハＳを処理ステーション３との間で受け渡すためのトランジション装置３０が設けられている。
【0019】
処理ステーション３には、基板搬送装置としてのウェハ搬送装置４０、洗浄装置５０、剥離装置６０、及びウェハ処理装置７０～７３が設けられている。ウェハ搬送装置４０は、トランジション装置３０のＸ軸正方向側に配置されている。ウェハ搬送装置４０のＹ軸正方向側には、洗浄装置５０、２つのウェハ処理装置７０、７１がＸ軸負方向側から正方向側に向けて並べて配置されている。ウェハ搬送装置４０のＹ軸負方向側には、剥離装置６０、２つのウェハ処理装置７２、７３がＸ軸負方向側から正方向側に向けて並べて配置されている。
【0020】
ウェハ搬送装置４０は、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ、第２のウェハＳを保持して搬送する搬送アーム４１を有している。ウェハ搬送装置４０は、Ｘ軸方向に延伸する搬送路４２上を移動し、搬入出ステーション２のトランジション装置３０、洗浄装置５０、剥離装置６０、及びウェハ処理装置７０～７３に対して重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0021】
洗浄装置５０は、剥離装置６０で剥離された第２のウェハＳの表面Ｓａに形成されたレーザ吸収層Ｐの表面を洗浄する。また、洗浄装置５０は、第２のウェハＳの表面Ｓａ側と共に、裏面Ｓｂを洗浄する構成を有していてもよい。
【0022】
剥離装置６０は、ウェハ処理装置７０～７３でレーザ処理された重合ウェハＴに対し、第２のウェハＳから第１のウェハＷを剥離する。
【0023】
ウェハ処理装置７０～７３は、第１のウェハＷのレーザ吸収層Ｐにレーザ光を照射して、レーザ吸収層Ｐと第１のウェハＷとの界面において剥離を生じさせる。なお、ウェハ処理装置７０～７３の構成は後述する。
【0024】
以上のウェハ処理システム１には、制御部８０が設けられている。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１における重合ウェハＴの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部８０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。
【0025】
次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、第１のウェハＷと第２のウェハＳが接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
【0026】
先ず、重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔが、搬入出ステーション２のカセット載置台１０に載置される。
【0027】
次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣｔ内の重合ウェハＴが取り出され、トランジション装置３０に搬送され、更にウェハ搬送装置４０によりウェハ処理装置７０に搬送される。ウェハ処理装置７０では、図３（ａ）に示すように第１のウェハＷのレーザ吸収層Ｐ、より詳細にはレーザ吸収層Ｐと第１のウェハＷの界面に、レーザ光Ｌ（ＣＯ２レーザ光）がパルス状に照射される。レーザ光Ｌは、レーザ吸収層Ｐの全面に照射される。また、レーザ光Ｌは、第１のウェハＷの裏面Ｗｂ側から当該第１のウェハＷを透過し、レーザ吸収層Ｐにおいて吸収される。そして、このレーザ光Ｌによって、レーザ吸収層Ｐと第１のウェハＷとの界面において剥離が生じる。
【0028】
次に、重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置４０により剥離装置６０に搬送される。剥離装置６０では、図３（ｂ）に示すように吸着パッド（図示せず）で第１のウェハＷの裏面Ｗｂを吸着保持した状態で、当該吸着パッドを上昇させて、レーザ吸収層Ｐから第１のウェハＷを剥離する。
【0029】
剥離された第１のウェハＷは、ウェハ搬送装置４０によりトランジション装置３０に搬送され、更にウェハ搬送装置２０によりカセット載置台１０のカセットＣｗに搬送される。なお、剥離装置６０から搬出された第１のウェハＷは、カセットＣｗに搬送される前に洗浄装置５０に搬送され、その剥離面である表面Ｗａが洗浄されてもよい。
【0030】
一方、剥離された第２のウェハＳは、ウェハ搬送装置４０により洗浄装置５０に搬送される。洗浄装置５０では、剥離面であるレーザ吸収層Ｐの表面が洗浄される。なお、洗浄装置５０では、レーザ吸収層Ｐの表面と共に、第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄されてもよい。また、レーザ吸収層Ｐの表面と第２のウェハＳの裏面Ｓｂをそれぞれ洗浄する洗浄部を別々に設けてもよい。
【0031】
その後、すべての処理が施された第２のウェハＳは、ウェハ搬送装置４０によりトランジション装置３０に搬送され、更にウェハ搬送装置２０によりカセット載置台１０のカセットＣｓに搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
【0032】
次に、上述したウェハ処理装置７０～７３について説明する。
【0033】
図４に示すようにウェハ処理装置７０は、ステージ１００、レーザ照射機構１１０、及び電装品１２０を有している。ステージ１００は、重合ウェハＴを保持して処理するためのステージである。レーザ照射機構１１０は、ステージ１００に保持された重合ウェハＴにレーザ光を照射する。
【0034】
ステージ１００は、基板保持部としてのチャック１０１、エアベアリング１０２、スライダテーブル１０３、回転機構１０４、移動機構１０５、レール１０６、及び基台１０７を有している。チャック１０１は、重合ウェハＴを上面で保持し、第２のウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。
【0035】
チャック１０１は、エアベアリング１０２を介して、スライダテーブル１０３に支持されている。スライダテーブル１０３の下面側には、回転機構１０４が設けられている。回転機構１０４は、駆動源として例えばモータを内蔵している。チャック１０１は、回転機構１０４によってエアベアリング１０２を介して、Ｚ軸（鉛直軸）回りに回転自在に構成されている。スライダテーブル１０３は、その下面側に設けられた移動機構１０５によって、Ｘ軸方向に延伸するレール１０６に沿って移動可能に構成されている。レール１０６は、基台１０７に設けられている。なお、移動機構１０５の駆動源は特に限定されるものではないが、例えばリニアモータが用いられる。
【0036】
レーザ照射機構１１０は、レーザ照射レンズ１１１、レーザ発振器１１２、ミラー１１３、及び光学系１１４を有している。
【0037】
レーザ照射レンズ１１１は、チャック１０１の上方に配置されている。レーザ照射レンズ１１１は、例えば筒状の部材であり、チャック１０１に保持された重合ウェハＴにレーザ光を照射する。レーザ照射レンズ１１１から出射されたレーザ光は第１のウェハＷを透過し、レーザ吸収層Ｐに照射される。なお、レーザ照射レンズ１１１は、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されていてもよい。
【0038】
レーザ発振器１１２は、レーザ光をパルス状に発振して出射する。すなわち、このレーザ光はいわゆるパルスレーザである。また、本実施形態ではレーザ光はＣＯ２レーザ光であり、ＣＯ２レーザ光の波長は例えば８．９μｍ～１１μｍである。
【0039】
ミラー１１３は、レーザ発振器１１２から出射されたレーザ光を光学系１１４の方向、すなわち後述するように水平方向に方向変更する。例えばレーザ発振器１１２を交換した際やレーザ発振器１１２の機差によって、レーザ発振器１１２からのレーザ光の出射位置や出射向きが変わる場合がある。このような場合でも、光学系１１４を変更することなく、ミラー１１３によってレーザ光の方向を補正することができる。なお、ミラー１１３は、ミラーボックス１１５に収容されている。
【0040】
光学系１１４は、ミラー１１３から入射するレーザ光の出力を調整し、かつ当該レーザ光をレーザ照射レンズ１１１へ導く。光学系１１４は、光学系ボックス１１６に収容されている。光学系１１４は、例えば複数のミラー、ビームエキスパンダー、ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）などで構成されている。これら光学系１１４の構成部品は、図６に示すように光学系ボックス１１６の内部において底面に水平方向に配置されている。そして、ミラー１１３から入射するレーザ光は、光学系１１４を介して下方に出射され、レーザ照射レンズ１１１に導かれる。光学系ボックス１１６の天板１１６ａは着脱自在に構成されている。光学系ボックス１１６の内部には、天板１１６ａが取り外された状態で、水平方向及び上方からアクセス可能に構成され（図６中のブロック矢印）、例えば光学系１１４のメンテナンス等が行われる。
【0041】
電装品１２０は、ウェハ処理装置７０の各部に用いられる電装品であり、ステージ１００又はレーザ照射機構１１０に用いられる電装品も含まれる。電装品１２０は、電装品ボックス１２１に収容されている。
【0042】
図５～図８に示すようにウェハ処理装置７０は、支持フレーム１３０と連結フレーム１４０を更に有している。支持フレーム１３０は、少なくともステージ１００とレーザ発振器１１２を支持する。連結フレーム１４０は、支持フレーム１３０を囲うように当該支持フレーム１３０の外側に設けられている。
【0043】
支持フレーム１３０は、上部支持フレーム１３１と下部支持フレーム１３２を含む。上部支持フレーム１３１と下部支持フレーム１３２の間には、インシュレータ１３３が設けられている。インシュレータ１３３には、例えば防振ゴムが用いられる。このインシュレータ１３３により、下部支持フレーム１３２の振動が上部支持フレーム１３１に伝達されるのが抑制される。
【0044】
上部支持フレーム１３１は、Ｙ軸負方向側においてステージ１００が配置される第１の支持領域１３１Ｓと、Ｙ軸正方向側においてレーザ発振器１１２が配置される第２の支持領域１３１Ｔに区画されている。第１の支持領域１３１Ｓは、ビーム１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃとカラム１３１ｄ、１３１ｅで構成される領域である。ビーム１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃは下方からこの順で３段に配置されている。カラム１３１ｄ、１３１ｅはＹ軸負方向から正方向に向けてこの順で配置されている。第２の支持領域１３１Ｔは、ビーム１３１ｆとカラム１３１ｅで構成される領域である。ビーム１３１ｆは、ビーム１３１ａと同一であってもよいし、ビーム１３１ａと連結されていてもよい。
【0045】
第１の支持領域１３１Ｓにおいて、中段のビーム１３１ｂにはステージ１００が支持され、上段のビーム１３１ｃには光学系ボックス１１６が支持されている。すなわち、光学系ボックス１１６は、ステージ１００の上方に配置されている。
【0046】
第２の支持領域１３１Ｔにおいて、ビーム１３１ｆにはレーザ発振器１１２が支持されている。レーザ発振器１１２は、カラム１３１ｅに支持されていてもよい。レーザ発振器１１２は高さ方向に延在するように設けられている。なお、レーザ発振器１１２の下部には、電気ケーブルや冷却水供給パイプなどが接続されており、これらが設けられるスペースが確保されている。ミラーボックス１１５は、レーザ発振器１１２の上に積層されて設けられている。
【0047】
ステージ１００とレーザ発振器１１２は水平方向に並べて配置されている。少なくともステージ１００の一部とレーザ発振器１１２の一部は同一高さになっており、すなわちステージ１００とレーザ発振器１１２は側面視において高さ方向に重なっている。また、光学系ボックス１１６とミラーボックス１１５は水平方向に並べて配置され、本実施形態では光学系ボックス１１６の上面とミラーボックス１１５の上面は同一高さである。
【0048】
レーザ照射機構１１０の構成部品は上記のとおり配置されている。かかる場合、図５及び図６において矢印で示すように、レーザ発振器１１２から、ステージ１００におけるチャック１０１のウェハ保持面より上方に向けてレーザ光Ｌが出射される。レーザ発振器１１２からのレーザ光Ｌはステージ１００の上方においてミラーボックス１１５に入射し、ミラー１１３により水平方向（Ｙ軸負方向）に方向変更される。ミラーボックス１１５からのレーザ光Ｌは光学系ボックス１１６に入射し、光学系１１４によりレーザ光Ｌの出力が調整された後、下方に設けられたレーザ照射レンズ１１１に導かれる。そして、レーザ照射レンズ１１１からチャック１０１に保持された重合ウェハＴにレーザ光Ｌが照射される。
【0049】
下部支持フレーム１３２の下端において四隅にはそれぞれ、連結フレーム１４０の下端に接続される連結部材１３４が設けられている。連結部材１３４の下面にはキャスタ１３５が設けられており、支持フレーム１３０及び当該支持フレーム１３０に支持される構成部品は、独立して移動可能に構成されている。
【0050】
連結フレーム１４０には、電装品ボックス１２１が支持されている。電装品ボックス１２１は、連結フレーム１４０の最上段に支持されており、すなわち上部支持フレーム１３１に支持されたステージ１００及びレーザ照射機構１１０の上方に配置されている。
【0051】
連結フレーム１４０の下端において四隅それぞれには、上述したように連結部材１３４が接続されている。また、連結フレーム１４０の下端には、キャスタ１４１が設けられており、連結フレーム１４０及び当該連結フレーム１４０に支持される構成部品は、独立して移動可能に構成されている。
【0052】
ウェハ処理装置７０の連結フレーム１４０は、隣接する各装置のフレームと連結されている。すなわち、連結フレーム１４０は、ウェハ処理装置７１の連結フレーム１４０、洗浄装置５０のフレーム（図示せず）、及びウェハ搬送装置４０を収容するウェハ搬送領域のフレーム１５０に連結される。
【0053】
なお、他のウェハ処理装置７１～７３も、上記ウェハ処理装置７０と同様の構成を有している。但し、ウェハ処理装置７０、７１とウェハ処理装置７２、７３では、Ｙ軸方向の向きが異なる。図７に示すようにウェハ処理装置７０とウェハ処理装置７２は、ウェハ搬送装置４０を挟んで対向して設けられる。かかる場合、Ｙ軸方向には負方向側から正方向側に向けて、ウェハ処理装置７２のレーザ発振器１１２、ステージ１００、ウェハ搬送装置４０、ウェハ処理装置７０のステージ１００、レーザ発振器１１２がこの順で配置される。また、ウェハ処理装置７１とウェハ処理装置７３の配置も同様である。
【0054】
以上の実施形態のウェハ処理装置７０によれば、レーザ発振器１１２は高さ方向に延在し、レーザ光の出射方向を上方向に向けるように設けられているので、当該レーザ発振器１１２が大型化したとしても、ウェハ処理装置７０を小型化することができる。以下、本実施形態の効果について、従来のウェハ処理装置と比較して説明する。従来のウェハ処理装置では、レーザ発振器は水平方向に延在して設けられる。
【0055】
従来のウェハ処理装置では、ステージの上方において、レーザ発振器が設けられる。レーザ発振器は水平方向（本実施形態におけるＸ軸方向）に延在して配置される。レーザ発振器と、レーザ光学系と駆動部の制御部はＸ軸方向に並べて配置される。かかる場合、レーザ発振器が大型化すると、当該レーザ発振器のＸ軸方向の幅が大きくなり、ウェハ処理装置のＸ軸方向の幅が大きくなる。また、ウェハ処理装置のＸ軸方向の幅を小さくするため、レーザ発振器とレーザ光学系ボックス、及び電装品を含む制御部を積層すると、ウェハ処理装置の高さも大きくなる。
【0056】
以上のとおり、従来のウェハ処理装置では本実施形態におけるＸ軸方向の幅が大きくなるので、当該ウェハ処理装置の占有面積が大きくなる。かかる場合、例えば本実施形態のウェハ処理システム１に従来のウェハ処理装置を設置しようとすると、設置場所における、Ｘ軸方向の幅の制限のため、ウェハ処理装置の数が少なくなる。このため、ウェハの処理枚数が低下してしまう。
【0057】
また、従来のウェハ処理装置の高さが大きくなり、レーザ発振器の設置高さ位置が高くなる。かかる場合、例えばレーザ発振器をメンテナンスする場合、重量物であるレーザ発振器を高所で取り外し、更に設置することになるため、例えば大型の治具（リフター）やクレーンが必要になる。その結果、レーザ発振器のメンテナンスに手間も時間もかかる。
【0058】
また、従来のウェハ処理装置の高さが大きくなるため、レーザ光学系を含む光学系ボックスに対して、上方からのアクセスが困難になる。
【0059】
この点、本実施形態のウェハ処理装置７０によれば、図５及び図６に示したようにレーザ発振器１１２は高さ方向に延在するように設けられている。このため、レーザ発振器１１２が大型化したとしても、ウェハ処理装置７０のＸ軸方向の幅Ａを、従来のウェハ処理装置の幅より小さくすることができ、当該ウェハ処理装置７０の占有面積を小さくすることができる。なお、ウェハ処理装置７０のＹ軸方向の長さＢも、従来のウェハ処理装置の長さ以下である。かかる場合、例えば本実施形態のウェハ処理システム１に設置できるウェハ処理装置７０の数が多くなり、例えば４つ設置することができる。その結果、重合ウェハＴの処理枚数を増加させることができる。
【0060】
また、ウェハ処理装置７０の高さＨも、従来のウェハ処理装置の高さよりも小さくなり、レーザ発振器１１２の高さ位置を低くすることができる。具体的には、例えば作業員がレーザ発振器１１２に直接アクセスすることができる。特に、レーザ発振器１１２はウェハ搬送装置４０と反対側に設けられているので、作業員がレーザ発振器１１２に容易にアクセスすることができる。その結果、レーザ発振器１１２のメンテナンスに手間がかからず、短時間で行うことができ、メンテナンスの効率性を向上させることができる。
【0061】
また、ウェハ処理装置７０の高さＨが小さくなるため、天板１１６ａが取り外された状態で、光学系ボックス１１６に対して水平方向からも上方からもアクセスすることができ（図６中のブロック矢印）、アクセス性を向上させることもできる。その結果、光学系ボックス１１６の光学系１１４のメンテナンスの効率性を向上させることができる。
【0062】
また、本実施形態では、ウェハ処理装置７０の連結フレーム１４０は、ウェハ搬送領域のフレーム１５０に連結される。かかる場合、例えばウェハ搬送装置４０が駆動する際に振動が生じたとしても、当該振動は、ウェハ搬送領域のフレーム１５０を介して、ウェハ処理装置７０の連結フレーム１４０に伝達される。この点、本実施形態によれば、連結フレーム１４０は支持フレーム１３０と連結部材１３４のみで接続されているため、連結フレーム１４０の振動が支持フレーム１３０に伝達されるのを抑制することができる。
【0063】
また、支持フレーム１３０の下部支持フレーム１３２に床振動が伝達されたとしても、下部支持フレーム１３２と上部支持フレーム１３１の間にはインシュレータ１３３が設けられているため、当該振動が上部支持フレーム１３１に伝達するのを抑制することができる。
【0064】
更に、上部支持フレーム１３１には、ステージ１００とレーザ照射機構１１０が支持されている。かかる場合、例えば上部支持フレーム１３１が振動した場合でも、ステージ１００のチャック１０１に保持された重合ウェハＴと、レーザ照射レンズ１１１（加工点）との、振幅ずれや位相ずれを抑制することができる。したがって、重合ウェハＴのレーザ吸収層Ｐに対してレーザ照射レンズ１１１からレーザ光を照射する際、当該レーザ光が蛇行するのを抑制でき、また、レーザ光の位置ずれを抑制することができる。その結果、重合ウェハＴに対するレーザ処理を精度よく適切に行うことができる。
【0065】
以上の実施形態のウェハ処理装置７０では、ミラーボックス１１５は光学系ボックス１１６と水平方向に並べて配置されていたが、図８及び図９に示すようにミラーボックス１１５は光学系ボックス１１６の上方において、レーザ発振器１１２の上に積層されていてもよい。例えばレーザ発振器１１２の長手方向の長さ（図示における高さ）が大きい場合には、本実形態のようにミラーボックス１１５が配置される。かかる場合でも、ウェハ処理装置７０のＸ軸方向の幅Ａは、従来のウェハ処理装置の幅より小さくすることができ、当該ウェハ処理装置７０の占有面積を小さくすることができる。また、レーザ発振器１１２の高さ位置は上記実施形態のレーザ発振器１１２の高さ位置より少し高くなるものの、依然として、従来のウェハ処理装置に比べてレーザ発振器１１２の高さ位置を低くすることができる。
【0066】
以上の実施形態のウェハ処理装置７０において、光学系１１４と光学系ボックス１１６の構成は図１０に示すものであってもよい。光学系１１４は上述したように、例えば複数のミラー、ビームエキスパンダー、ＤＯＥなどで構成されている。これら光学系１１４の構成部品は、光学系ボックス１１６の内部において、レーザ発振器１１２及びミラーボックス１１５側の側面に鉛直方向に配置されると共に、底面に水平方向にミラーが配置されている。そして、ミラー１１３から入射するレーザ光は、光学系１１４を介して下方に出射され、レーザ照射レンズ１１１に導かれる。光学系ボックス１１６のレーザ発振器１１２と反対側の側壁１１６ｂは、着脱自在に構成されている。光学系ボックス１１６の内部に対して、側壁１１６ｂが取り外された状態で、水平方向からアクセス可能に構成される（図１０中のブロック矢印）。
【0067】
かかる場合、光学系ボックス１１６の内部に対して水平方向からアクセスできることと、光学系１１４の構成部品が鉛直方向に配置されるため、当該アクセス性を向上させることもできる。その結果、光学系ボックス１１６の光学系１１４のメンテナンスの効率性を向上させることができる。
【0068】
【0069】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0070】
１ ウェハ処理システム
７０～７３ ウェハ処理装置
１００ ステージ
１０１ チャック
１１１ レーザ照射レンズ
１１２ レーザ発振器
１１３ ミラー
１１４ 光学系
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 第１のウェハ
Ｓ 第２のウェハ
７０～７３ ウェハ処理装置
１００ ステージ
１０１ チャック
１１１ レーザ照射レンズ
１１２ レーザ発振器
１１３ ミラー
１１４ 光学系
Ｔ 重合ウェハ
Ｗ 第１のウェハ
Ｓ 第２のウェハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】