CN115335968A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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CN115335968A CN202180023726.5A CN202180023726A CN115335968A CN 115335968 A CN115335968 A CN 115335968A CN 202180023726 A CN202180023726 A CN 202180023726A CN 115335968 A CN115335968 A CN 115335968A
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山下阳平
沟本康隆
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Abstract

一种将层叠形成有表面膜的第一基板与第二基板接合而成的重合基板的处理方法，包括：将作为去除对象的所述第一基板从所述第二基板剥离；对通过剥离所述第一基板而露出的、残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜的露出表面照射激光，来至少将所述第二基板的周缘部处的所述表面膜的表层去除或改性。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
本公开涉及一种基板处理方法和基板处理装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种晶圆的磨削方法。该晶圆的磨削方法包括以下工序：从晶圆的一面侧在比外周缘更靠内侧规定量的位置处沿外周缘照射激光光线，来去除晶圆的外周部；以及对被去除了外周部的晶圆的被磨削面进行磨削来形成规定的加工厚度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-108532号公报
专利文献2：日本特开2006-212646号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据本公开所涉及的技术，能够适当地抑制在将第一基板与第二基板接合而成的重合基板中由于从第二基板去除第一基板而露出的第二基板的周缘部处的微粒等的飞散。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是一种重合基板的处理方法，该重合基板是将层叠形成有表面膜的第一基板与第二基板接合而成，该重合基板的处理方法包括：将作为去除对象的所述第一基板从所述第二基板剥离；以及对通过剥离所述第一基板而露出的、残留于该第二基板的周缘部的所述表面膜的露出表面照射激光，来至少将所述第二基板的周缘部处的所述表面膜的表层去除或改性。
发明的效果
根据本公开，能够适当地抑制在将第一基板与第二基板接合而成的重合基板中由于从第二基板去除第一基板而露出的第二基板的周缘部处的微粒等的飞散。
附图说明
图1是表示通过晶圆处理系统被进行处理的重合晶圆的一例的侧视图。
图2是示意性地表示晶圆处理系统的结构概要的俯视图。
图3是表示本实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。
图4是表示本实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的流程图。
图5是表示形成于第一晶圆的背面的激光透过抑制膜的情形的说明图。
图6是表示形成于第一晶圆的内部的周缘改性层的情形的说明图。
图7是表示残留于重合晶圆的微粒和边缘空隙的情形的说明图。
图8是表示本实施方式所涉及的微粒抑制处理的情形的说明图。
图9是表示本实施方式所涉及的微粒抑制处理的情形的说明图。
图10是表示本公开内容所涉及的技术的其它应用例的说明。
图11是表示本实施方式所涉及的微粒抑制处理的情形的说明图。
具体实施方式
近年来，在半导体器件的制造工序中，在将表面形成有多个电子电路等器件的半导体基板(下面称为“晶圆”)彼此接合而成的重合晶圆中，进行以下处理：将形成该重合晶圆的第一晶圆进行薄化；以及将形成于该第一晶圆的器件转印于形成该重合晶圆的第二晶圆。
另外，通常，晶圆的周缘部被进行了倒角加工，但当如上述那样在重合晶圆中进行薄化处理、转印处理时，有时薄化后的第一晶圆、转印后的重合晶圆的周缘部成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。于是，在这些晶圆的周缘部产生破片，晶圆可能会受损。因此，需要在进行薄化处理、转印处理之前预先进行用于抑制像这样在晶圆的周缘部形成刀刃形状的处理。
上述的专利文献1所记载的磨削方法作为抑制由于薄化处理而在晶圆形成刀刃形状的方法的一例，是用于去除薄化处理前的晶圆的周缘部、即进行所谓的边缘修剪的磨削方法。然而，在通过专利文献1所记载的方法进行晶圆的边缘修剪的情况下，有时在进行边缘修剪后露出的晶圆的表面残留有微粒、残膜。而且，像这样残留于晶圆的表面的微粒、残膜会在搬送过程中、后续工序中掉落、飞散，由此可能会污染装置、前开式晶圆传送盒或其它晶圆。因而，以往的边缘修剪方法存在改善的余地。
本公开所涉及的技术能够适当地抑制在将第一基板与第二基板接合而成的重合基板中由于从第二基板去除第一基板而露出的第二基板的周缘部处的微粒等的飞散。下面，参照附图对作为本实施方式所涉及的基板处理装置的晶圆处理系统和作为基板处理方法的晶圆处理方法进行说明。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附图标记，由此省略重复说明。
在本实施方式所涉及的后述的晶圆处理系统1中，对作为如图1所示那样将作为第一基板的第一晶圆W1与作为第二基板的第二晶圆W2接合而成的重合基板的重合晶圆T进行处理。而且，在晶圆处理系统1中，去除第一晶圆W1的周缘部We。下面，将第一晶圆W1中与第二晶圆W2接合的一侧的面称为表面W1a，将与表面W1a相反一侧的面称为背面W1b。同样地，将第二晶圆W2中与第一晶圆W1接合的一侧的面称为表面W2a，将与表面W2a相反一侧的面称为背面W2b。另外，在第一晶圆W1中，将比作为去除对象的周缘部We更靠径向内侧的区域称为中央部Wc。
第一晶圆W1例如是硅基板等半导体晶圆，在第一晶圆W1的表面W1a形成有包括多个器件的器件层D1。另外，在器件层D1还形成有接合用膜F1，经由该接合用膜F1来与第二晶圆W2进行接合。作为接合用膜F1，例如能够列举氧化膜(SiO2膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜或粘接剂等。此外，第一晶圆W1的周缘部We被进行了倒角加工，周缘部We的截面的厚度随着去向其前端而变小。另外，周缘部We是在后述的边缘修剪中被去除的部分，例如为从第一晶圆W1的外端部起的径向0.5mm～3mm的范围。此外，可以在第一晶圆W1与器件层D1的界面还形成有能够吸收在去除周缘部We时照射于重合晶圆T的内部的激光的激光吸收层(未图示)。另外，也可以将形成于器件层D1的接合用膜F1用作激光吸收层。
第二晶圆W2例如具有与第一晶圆W1同样的结构，在表面W2a形成有器件层D2和接合用膜F2，周缘部被进行了倒角加工。此外，第二晶圆W2无需为形成有器件层D2的器件晶圆，例如也可以为支承第一晶圆W1的支承晶圆。在该情况下，第二晶圆W2作为保护第一晶圆W1的器件层D1的保护件发挥功能。
此外，在本实施方式中，有时将形成于第一晶圆W1及第二晶圆W2的器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2分别称为“表面膜”。换言之，在本实施方式所涉及的第一晶圆W1和第二晶圆W2层叠形成有多个表面膜。
如图2所示，晶圆处理系统1具有将搬入搬出块G1、搬送块G2以及处理块G3连接为一体的结构。搬入搬出块G1、搬送块G2以及处理块G3从X轴负方向侧起按照搬入搬出块G1、搬送块G2、处理块G3的顺序排列配置。
搬入搬出块G1例如与外部之间搬入和搬出能够收容多个重合晶圆T的盒C。在搬入搬出块G1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C沿Y轴方向自由地载置成一列。此外，载置于盒载置台10的盒C的个数并不限定于本实施方式，能够任意地决定。
在搬送块G2且盒载置台10的X轴正方向侧，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构成为在水平方向、铅垂方向上移动自如，并且绕水平轴及绕铅垂轴移动自如。此外，搬送臂22的结构并不限定于本实施方式，能够采用任意的结构。而且，晶圆搬送装置20构成为能够向盒载置台10的盒C和后述的传送装置30搬送重合晶圆T。
在搬送块G2且晶圆搬送装置20的X轴正方向侧，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。
处理块G3具有晶圆搬送装置40、作为去除部的周缘去除装置50、清洗装置60、内部改性装置70、作为第二激光照射部和氧化膜去除部的界面改性装置80、以及作为第一激光照射部的膜处理装置90。
晶圆搬送装置40构成为在沿X轴方向延伸的搬送路41上移动自如。另外，晶圆搬送装置40具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂42、42。各搬送臂42构成为在水平方向、铅垂方向上移动自如，并且绕水平轴和绕铅垂轴移动自如。此外，搬送臂42的结构并不限定于本实施方式，能够采用任意的结构。而且，晶圆搬送装置40构成为能够向传送装置30、周缘去除装置50、清洗装置60、内部改性装置70、界面改性装置80以及膜处理装置90搬送重合晶圆T。
周缘去除装置50进行第一晶圆W1的周缘部We的去除、即边缘修剪处理。清洗装置60对重合晶圆T进行清洗。内部改性装置70向第一晶圆W1的内部照射激光(内部用激光，例如YAG激光)，来形成作为周缘部We的剥离的基点的周缘改性层M1和作为周缘部We的小片化的基点的分割改性层M2。界面改性装置80对第一晶圆W1与第二晶圆W2的界面照射激光(界面用激光，例如CO2激光)，来形成后述的未接合区域Ae。膜处理装置90对通过边缘修剪处理形成的第二晶圆W2的周缘部处的露出表面(表面膜)照射激光(膜处理用激光，例如CO2激光)，来抑制附着于露出表面的微粒的飞散。
在以上的晶圆处理系统1设置有作为控制部的控制装置100。控制装置100例如是计算机，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系统1中的重合晶圆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、搬送装置等的驱动系统的动作来实现晶圆处理系统1中的后述的晶圆处理的程序。此外，上述程序可以记录于可由计算机读取的存储介质H中，并从该存储介质H安装于控制装置100中。
接着，对使用如上所述那样构成的晶圆处理系统1进行的晶圆处理进行说明。此外，在本实施方式中，在晶圆处理系统1的外部的接合装置(未图示)中，预先将第一晶圆W1与第二晶圆W2进行接合来形成重合晶圆T。
首先，将收纳有多个重合晶圆T的盒C载置于搬入搬出块G1的盒载置台10。接着，通过晶圆搬送装置20取出盒C内的重合晶圆T。从盒C中取出的重合晶圆T在经由传送装置30被交接到晶圆搬送装置40之后，被搬送到界面改性装置80。在界面改性装置80中，如图3的(a)所示，一边使重合晶圆T(第一晶圆W1)旋转一边向第一晶圆W1与器件层D1的界面(更具体地说是形成于该界面的上述的激光吸收层)照射激光(例如具有8.9μm～11μm的波长的CO2激光)，来形成未接合区域Ae(图4的步骤S1)。
在未接合区域Ae中，第一晶圆W1与器件层D1的界面被改性或者被剥离，并且第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合强度下降或消失。由此，在第一晶圆W1与器件层D1的界面形成环状的未接合区域Ae以及该未接合区域Ae的径向内侧的、第一晶圆W1与第二晶圆W2接合的接合区域Ac。在后述的边缘修剪中，作为去除对象的第一晶圆W1的周缘部We被去除，通过像这样存在有未接合区域Ae，能够适当地进行该周缘部We的去除。
此外，如图5的(a)所示，在第一晶圆W1的背面W1b，有时由于与大气接触等而氧化膜(例如SiO2膜)自然地形成为激光透过抑制膜Ox、用于使晶圆的翘曲耐性、蚀刻耐性提高的氧化膜(例如SiO2膜)、氮化膜(例如Si3N4膜)有意地形成为激光透过抑制膜Ox。在上述步骤S1中，从第一晶圆W1的背面W1b侧进行激光的照射来形成未接合区域Ae，但在像这样在背面W1b形成有激光透过抑制膜Ox的情况下，有时无法适当地形成未接合区域Ae。具体地说，对重合晶圆T照射的激光会被激光透过抑制膜Ox吸收、反射，因此无法适当地对未接合区域Ae的形成位置即第一晶圆W1与器件层D1的界面照射激光。
因此，在本实施方式中，可以在形成未接合区域Ae(步骤S1)之前，去除形成于第一晶圆W1的背面W1b的激光透过抑制膜Ox(图4的步骤S0)。能够通过任意的方法去除激光透过抑制膜Ox。例如，可以通过在界面改性装置80中照射激光(CO2激光)来去除激光透过抑制膜Ox。另外，例如可以在界面改性装置80的外部例如以与清洗装置60层叠的方式设置作为抑制膜去除部的抑制膜去除装置(未图示)，在该抑制膜去除装置中进行激光透过抑制膜Ox的去除。作为抑制膜去除装置中的激光透过抑制膜Ox的去除方法，例如能够单独或组合地进行针对第一晶圆W1的背面W1b的湿蚀刻、磨削、研磨等处理。另外，例如可以在清洗装置60的内部设置用于进行湿蚀刻、磨削、研磨等处理的机构。
另外，可以在第一晶圆W1的背面W1b的整面进行激光透过抑制膜Ox的去除，也可以如图5的(b)所示的那样至少仅在激光的照射位置即第一晶圆W1的周缘部We进行激光透过抑制膜Ox的去除。但是，像这样仅在周缘部We进行激光透过抑制膜Ox的去除的情况与在背面W1b的整面进行激光透过抑制膜Ox的去除的情况相比，能够缩短处理时间以及节约资源(使用的药液量或激光的照射量)，从而能够降低成本以及实现节能化。
接着，通过晶圆搬送装置40将形成有未接合区域Ae的重合晶圆T搬送到内部改性装置70。在内部改性装置70中，如图3的(b)和图6所示，在第一晶圆W1的内部形成周缘改性层M1和分割改性层M2(图4的步骤S2)。周缘改性层M1成为在后述的边缘修剪中去除周缘部We时的基点。分割改性层M2成为被去除的周缘部We的小片化的基点。此外，在以后的说明所使用的附图中，有时省略分割改性层M2的图示，以避免图示变得复杂。
在此，周缘改性层M1的形成位置被决定在比通过步骤S1形成的未接合区域Ae的内端稍靠径向内侧的位置。周缘改性层M1形成于同接合区域Ac与未接合区域Ae的边界(下面，简称为“边界”。)重叠的位置是理想的，但有时例如由于加工误差等而在径向上偏移地形成。而且，当周缘改性层M1由此形成于从边界向径向外侧离开的位置、即未接合区域Ae时，在周缘部We被去除后有时会成为第一晶圆W1相对于第二晶圆W2浮起的状态。关于这一点，通过进行控制以将周缘改性层M1形成于比边界更靠径向内侧的位置，即使形成位置例如由于加工误差而偏移从而处于与边界重叠的位置或者比边界更靠径向外侧的位置，也能够在接近该边界的位置形成周缘改性层M1，从而能够抑制在从边界向径向外侧离开的位置形成周缘改性层M1。
此外，如图3的(b)所示，从形成于第一晶圆W1的内部的周缘改性层M1起沿第一晶圆W1的厚度方向延展出裂纹C1。使裂纹C1的下端部例如到达第一晶圆W1的表面W1a。
接着，通过晶圆搬送装置40将在第一晶圆W1的内部形成有周缘改性层M1和分割改性层M2的重合晶圆T搬送到周缘去除装置50。在周缘去除装置50中，如图3的(c)所示，进行第一晶圆W1的周缘部We的去除、即边缘修剪处理(图4的步骤S3)。此时，周缘部We被以周缘改性层M1和裂纹C1为基点从第一晶圆W1的中央部Wc剥离，并且以未接合区域Ae为基点从器件层D1(第二晶圆W2)剥离。另外，此时，被去除的周缘部We被以分割改性层M2和裂纹C2为基点进行小片化。
在去除周缘部We时，可以在形成重合晶圆T的第一晶圆W1与第二晶圆W2的界面处插入例如由楔形状构成的刀片。另外，例如也可以喷气或者喷水来冲压并去除该周缘部We。像这样，通过在边缘修剪时对第一晶圆W1的周缘部We施加冲击，来以周缘改性层M1和裂纹C1为基点适当地剥离周缘部We。另外，如上所述，第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合强度由于未接合区域Ae而下降了，因此周缘部We被适当地去除。
接着，通过晶圆搬送装置40将被去除了第一晶圆W1的周缘部We的重合晶圆T搬送到膜处理装置90。在膜处理装置90中，如图3的(d)所示，进行用于抑制被去除周缘部We后的第二晶圆W2的周缘部处的微粒的飞散的处理(下面，有时称为“膜处理”。)(图4的步骤S4)。
如图7所示，在去除周缘部We后的第二晶圆W2的表面、具体地说是在通过去除第一晶圆W1而露出的、残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜的露出面Fe残留有残膜、微粒P(下面，称为“微粒等”。)。在重合晶圆T的搬送过程中、工艺期间，该微粒等剥离、掉落或飞散，由此可能会成为污染晶圆处理系统1的内部、盒C的内部、其它重合晶圆T的原因。
另外，如图7所示，有时在去除周缘部We后的第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合界面残留有在第一晶圆W1与第二晶圆W2接合时形成的边缘空隙V(空气层)。该边缘空隙V由于后续工序中的重合晶圆T的加热、冷却、加压、减压的影响而破裂，由此可能会成为微粒等的产生原因。
因此，本发明的发明人们等进行了深入研究，作为用于抑制去除该周缘部We后的微粒等的飞散的方法，发现了下述两个方法。
第一方法是去除可能会成为微粒等的产生源的露出面Fe的方法。即，例如对露出面Fe照射激光(例如CO2激光)，如图8的(a)所示，至少去除残留有微粒等的表面膜的表层。
另外，例如在第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合界面形成有边缘空隙V的情况下，可以对该接合界面照射激光来如图8的(b)所示那样去除第一晶圆W1的表面膜(器件层D1和接合用膜F1)。
并且，例如也可以对露出面Fe照射激光(例如CO2激光)来如图8的(c)所示那样将在去除周缘部We后残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜(器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2)去除。
在该情况下，将残留于露出面Fe的表面的微粒等与通过照射激光被去除的表面膜一同去除，因此能够抑制该微粒等剥离、掉落或飞散。
另外，通过像这样去除表面膜来如图8的(b)所示那样使边缘空隙V(接合界面)露出，蓄积于边缘空隙V的形成部的空气被释放，该边缘空隙V的破裂得到抑制。
并且，通过如图8的(c)所示那样将残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜全部去除，在后续工序中微粒P等不会从该第二晶圆W2的周缘部剥离、掉落或飞散。
第二方法是对可能会成为微粒等的产生源的露出面Fe进行改性的方法。即，例如对露出面Fe照射激光(例如CO2激光)来如图9的(a)所示那样至少使残留微粒等的表面膜的表层熔融，并且使该熔融部分固着(下面，将该表面膜的“熔融”和“固着”一并称为“表面膜的改性”。)。
另外，例如在第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合界面形成有边缘空隙V的情况下，可以向第一晶圆W1的表面膜的内部照射激光来如图9的(b)所示那样将第一晶圆W1的表面膜(器件层D1和接合用膜F1)一体地改性。换言之，可以通过照射激光来使在去除周缘部We后残留于第二晶圆W2的器件层D1和接合用膜F1的露出部分熔融，之后将熔融后的器件层D1和接合用膜F1形成为一体的固着物。
并且，例如可以对露出面Fe照射激光(例如CO2激光)来如图9的(c)所示那样将在去除周缘部We后残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜(器件层D1、D2以接合用膜F1、F2)一体地改性。换言之，可以通过照射激光来使在去除周缘部We后残留于第二晶圆W2的器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2的露出部分熔融，之后将熔融后的器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2形成为一体的固着物。
在该情况下，残留于露出面Fe的表面的微粒等与通过照射激光而熔融的表面膜一同固着，换言之，使表面膜与微粒等形成为一体的固着物，因此，能够抑制该微粒等的飞散。
另外，通过如图9的(b)所示那样将第一晶圆W1的表面膜一体地改性，在该表面膜的改性过程中边缘空隙V中蓄积的空气被释放到外部，由此能够抑制该边缘空隙V的破裂。
并且，通过如图9的(c)所示那样将残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜一体地改性，在后续工序中微粒P等不会从该第二晶圆W2的周缘部剥离、掉落或飞散。
接着，通过晶圆搬送装置40将被进行了暴露面Fe的表面膜的去除或改性的重合晶圆T搬送到清洗装置60。在清洗装置60中，对去除了周缘部We且被进行了膜处理的第一晶圆W1的背面W1b和露出部分进行清洗(图4的步骤S5)。此外，在清洗装置60中，可以一同清洗第一晶圆W1的背面W1b和第二晶圆W2的背面W2b。
之后，通过晶圆搬送装置20将被实施了全部的晶圆处理的重合晶圆T经由传送装置30搬送到盒载置台10的盒C。通过这样，晶圆处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。
根据以上的实施方式，通过照射激光将去除周缘部We之后的露出部分的至少表层去除或改性，由此能够适当地抑制微粒等的飞散。另外，此时，将从露出面Fe起至第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合界面为止的部分一体地去除或改性，由此能够将蓄积于边缘空隙V的空气释放，从而也能够适当地抑制由于该边缘空隙V引起的微粒的产生。
另外，在上述实施方式中，在边缘修剪之前，形成使第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合强度下降的未接合区域Ae。由此，周缘部We容易从第二晶圆W2剥离，因此能够抑制在剥离界面(露出面Fe)残留微粒等。即，能够更适当地抑制去除周缘部We后的微粒等的飞散。
另外，在形成未接合区域Ae之前，还进行形成于第一晶圆W1的背面W1b的激光透过抑制膜Ox的去除，因此能够适当地进行未接合区域Ae的形成。
此外，在以上的实施方式中，通过界面改性装置80进行了未接合区域Ae的形成，并通过膜处理装置90进行了露出面Fe的膜处理，但在未接合区域Ae的形成和膜处理均通过照射激光(CO2激光)来进行的情况下，能够构成为在同一装置内进行未接合区域Ae的形成和膜处理。具体地说，例如可以通过晶圆搬送装置40将被去除第一晶圆W1的周缘部We后的重合晶圆T从周缘去除装置50再次搬入界面改性装置80，在该界面改性装置80中进行膜处理。
此外，在以上的实施方式中，以对将第一晶圆W1与第二晶圆W2接合而成的重合晶圆T中通过从第二晶圆W2剥离第一晶圆W1的周缘部We而露出的、残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜进行处理的情况为例进行了说明，但本公开内容所涉及的技术的应用例不限定于此。例如，即使在将第一晶圆W1的整面从第二晶圆W2剥离并将形成于第一晶圆W1的器件层D1转印于第二晶圆W2的情况下，也能够应用本公开内容所涉及的技术。
具体地说，在向第二晶圆W2转印器件层D1的过程中，如图10的(a)所示，以形成于第一晶圆W1与器件层D1的整个界面的未接合区域Ae为基点进行第一晶圆W1的剥离。然而，此时，有时在未接合区域Ae的形成界面例如成为接合用膜F1相对于第二晶圆W2浮起的状态，如图10的(b)所示，有时形成刀刃形状K。而且，在像这样在去除第一晶圆W1后的第二晶圆W2的周缘部形成有刀刃形状K的情况下，可能会在该第二晶圆W2的周缘部产生破片，在剥离第一晶圆W1后的第二晶圆W2的周缘部附着微粒。
因此，通过像这样在转印器件层D1后的第二晶圆W2的周缘部进行上述实施方式所示的膜处理，能够抑制由于该刀刃形状K引起的微粒等的飞散。即，如图10的(c)所示，对通过第一晶圆W1的剥离而形成有刀刃形状K的第二晶圆W2的周缘部照射激光，由此进行残留于该第二晶圆W2的周缘部的表面膜(刀刃形状K)的去除或改性，优选的是消除接合用膜F1与接合用膜F2的间隙，由此能够适当地抑制微粒等的飞散。
另外，如图10的(b)所示，在第一晶圆W1与第二晶圆W2的未接合部位(例如周缘部中的被进行了倒角加工的部位)未适当地形成未接合区域Ae，有可能在剥离后的第一晶圆W1的周缘部、表面残留有残留膜K2。而且，在像这样在第一晶圆W1残留有残留膜K2的情况下，仍可能会成为产生微粒的原因。因此，在本实施方式所涉及的晶圆处理系统1中，还可以进行用于去除像这样残留于剥离后的第一晶圆W1的残留膜K2的处理，例如湿蚀刻等。
此外，如图9的(c)所示，在通过照射激光(例如CO2激光)来去除残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜的情况下，换言之，在去除表面膜来使第二晶圆W2的表面W2a露出的情况下，第二晶圆W2的表面W2a的平坦度可能会由于该激光的照射而恶化(表面状态变粗糙)。在像这样表面W2a的平坦度恶化了的情况下，可能会无法适当地执行后续工序中的晶圆处理，具体地说，例如可能会无法适当地对表面W2a执行膜的形成。
因此，在本实施方式中，控制对残留于第二晶圆W2的表面W2a的表面膜(接合用膜F1、F2以及器件层D1、D2)进行去除时的激光的照射条件，来在去除表面膜后的表面W2a形成微细周期构造。微细周期构造例如是由纳米级以下的凹凸构成的表面构造(例如参照专利文献2)，通过像这样形成微细周期构造，能够改善表面W2a的平坦度。
因此，下面对以下方法进行说明：在去除第一晶圆W的周缘部We之后，去除残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜，并且对在去除这些表面膜后露出的第二晶圆Wa的表面W2a形成微细周期构造。
在完全去除残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜时，对去除周缘部We后的表面膜的露出面Fe照射激光(例如飞秒激光、皮秒激光等超短脉冲激光)，来如图11所示那样将残留于第二晶圆W2的周缘部的全部的表面膜(器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2)完全去除。
另外，此时，为了抑制第二晶圆W2的表面W2a的平坦度由于所照射的激光的作用而恶化，以能够在表面W2a形成微细周期构造Fp(参照图11)的照射条件来控制该激光的照射条件。具体地说，以期望的条件对向表面膜照射的激光的密度(Fluence：能量密度)以及重叠(Over Rap：脉冲激光照射区域的重叠)进行调整。
而且，通过以该照射条件对第二晶圆W2的表面W2a进一步照射激光，在去除表面膜后的该表面W2a形成微细周期构造Fp。
像这样，在本实施方式中，通过以能够形成微细周期构造Fp的期望的条件对表面W2a照射激光，来抑制表面W2a的平坦度的恶化。
此外，在表面W2a形成微细周期构造Fp时的激光的照射条件(密度和重叠)可以同如上所述那样去除残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜时的激光的照射条件相同。换言之，可以不在中途变更激光照射条件，而是不变更条件地进行表面膜的去除和微细周期构造Fp的形成。
然而，激光的照射条件不限于此，可以在表面膜的去除和微细周期构造Fp的形成中设定互不相同的照射条件。
具体地说，例如在去除残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜时，可以以能够缩短去除该表面膜所花费的时间的照射条件、换言之、使照射激光时的表面膜的去除体积变大的处理条件照射激光。在该情况下，该照射条件例如可以是无法在表面W2a形成微细周期构造Fp的条件。
而且，在例如在大致去除表面膜之后去除残留于表面W2a的残膜并且进行表面W2a的表面处理(微细周期构造Fp的形成)时，可以对能够形成微细周期构造Fp的照射条件进行调整。
换言之，在表面膜的去除和微细周期构造Fp的形成过程中，可以分别以期望的条件变更激光的密度和重叠，由此缩短整个激光处理的处理时间。
另外，在图示的例子中，在去除了表面膜(器件层D1、D2以及接合用膜F1、F2)后的第二晶圆W2的周缘部的整面形成有微细周期构造Fp，但微细周期构造Fp的形成范围并不限定于此。例如也可以根据晶圆处理等的目的而仅在第二晶圆W2的周缘部的一部分形成微细周期构造Fp。
此外，在以上的实施方式中，例如如图3所示，在第一晶圆W1与器件层D1的界面形成未接合区域Ae，并且在该界面处进行周缘部We的去除(边缘修剪)，但第一晶圆W1的周缘部We的去除界面并不限定于该界面。即，例如也可以在器件层D1与接合用膜F1的界面、器件层D2与接合用膜F2的界面形成未接合区域Ae，在形成有未接合区域Ae的该界面进行周缘部We的去除(边缘修剪)。
即使在该情况下，通过对去除周缘部We后的露出面Fe进行激光的照射，也能够如图8、图9所示那样抑制微粒等的飞散。
另外，通过像这样在位于比第一晶圆W1与器件层D1的界面更靠第二晶圆W2侧的位置的界面进行周缘部We的去除，残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜的厚度变小。换言之，残留于第二晶圆W2的周缘部的表面膜的体积变小，因此在如上述那样将该表面膜完全去除时，表面膜的去除体积减少，能够提高与该表面膜的去除有关的生产率。
应该认为，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不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
D1：器件层；D2：器件层；F1：接合用膜；F2：接合用膜；Fe：露出面；T：重合晶圆；W1：第一晶圆；W2：第二晶圆；We：周缘部。

Claims (18)

1.一种基板处理方法，是将层叠形成有表面膜的第一基板与第二基板接合而成的重合基板的处理方法，所述基板处理方法包括：
将作为去除对象的所述第一基板从所述第二基板剥离；以及
对通过剥离所述第一基板而露出的、残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜的露出表面照射激光，来至少将所述第二基板的周缘部处的所述表面膜的表层去除或改性。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述第一基板的剥离中，至少将该第一基板的周缘部从所述第二基板剥离。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述表面膜的去除或改性中，将从所述露出表面起至所述第一基板与所述第二基板的接合界面为止的所述表面膜去除或改性。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述表面膜的去除或改性中，将残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜全部去除，来使所述第二基板的表面露出。
5.根据权利要求4所述的基板处理方法，其特征在于，
在去除所述表面膜时，脉冲状地照射所述激光，
控制该激光的能量密度以及激光照射区域的重叠。
6.根据权利要求4或5所述的基板处理方法，其特征在于，
所述激光为超短脉冲激光。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于，
在去除残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜时，依次进行以下处理：
向所述表面膜照射激光来去除所述表面膜；以及
向所述表面膜被去除后的所述第二基板的表面照射激光来去除所述表面膜的残膜，并且在该第二基板的表面形成微细周期构造。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
在去除所述周缘部之前包括以下处理：
去除形成于所述第一基板的背面的所述激光的抑制膜；以及
向所述重合基板的内部照射激光，来降低所述周缘部处的所述第一基板与所述第二基板的接合强度。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述第一基板的与所述周缘部对应的位置进行所述抑制膜的去除。
10.一种基板处理装置，对将层叠形成有表面膜的第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理，所述基板处理装置具有：
去除部，其将作为去除对象的所述第一基板从所述第二基板剥离；
第一激光照射部，其对通过剥离所述第一基板而露出的、残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜的露出表面照射激光；以及
控制部，其控制所述去除部和所述第一激光照射部的动作，
其中，所述控制部控制所述第一激光照射部的动作，以通过照射所述激光来至少将通过去除所述周缘部而露出的、所述第二基板的周缘部处的所述表面膜的表层去除或改性。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部控制所述去除部的动作，以至少将所述第一基板的周缘部从所述第二基板剥离。
12.根据权利要求10或11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部控制所述第一激光照射部的动作，以通过照射所述激光来将从所述露出表面起至所述第一基板与所述第二基板的接合界面为止的所述表面膜去除或改性。
13.根据权利要求10或11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部控制所述第一激光照射部的动作，以通过照射所述激光将残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜全部去除，来使所述第二基板的表面露出。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，
在去除所述表面膜时，所述控制部控制所述第一激光照射部的动作，以以脉冲状地照射所述激光并控制该激光的能量密度以及激光照射区域的重叠。
15.根据权利要求13或14所述的基板处理装置，其特征在于，
所述激光为超短脉冲激光。
16.根据权利要求15所述的基板处理装置，其特征在于，
在去除残留于所述第二基板的周缘部的所述表面膜时，所述控制部控制所述第一激光照射部的动作，以向所述表面膜照射激光来去除所述表面膜，向所述表面膜被去除后的所述第二基板的表面照射激光来去除所述表面膜的残膜，并且在该第二基板的表面形成微细周期构造。
17.根据权利要求10至16中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，还具有：
抑制膜去除部，其去除形成于所述第一基板的背面的所述激光的抑制膜；以及
第二激光照射部，其向所述重合基板的内部照射激光，来降低所述周缘部处的所述第一基板与所述第二基板的接合强度。
18.根据权利要求17所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制部控制所述抑制膜去除部的动作，以在所述第一基板中的与周缘部对应的位置去除所述抑制膜。
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