CN117620786A - 基板处理方法和基板处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基板处理方法和基板处理系统。基板处理方法是用于对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理的基板处理方法，所述基板处理方法包括：沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；以及形成使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减弱的未接合区域，在所述基板处理方法中，通过从所述第二基板侧照射激光来形成所述未接合区域。

Description

基板处理方法和基板处理系统
本申请是申请日为2020年9月11日、申请号为202080073881.3(PCT/JP2020/034427)、发明名称为“基板处理方法和基板处理系统”的申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种基板处理方法和基板处理系统。
背景技术
在专利文献1中公开了一种晶圆的磨削方法，其包括以下工序：从晶圆的一个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，来形成为规定的成品厚度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-108532号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开所涉及的技术在将基板彼此接合而成的重合基板中适当地去除第一基板的周缘部。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式是一种方法，用于对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理，所述方法包括：沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；形成使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减弱的未接合区域；以及以所述周缘改性层为基点来去除所述周缘部，在所述方法中，使第一龟裂从所述周缘改性层朝向所述第二基板伸展，以使所述第一龟裂的下端比所述未接合区域更靠上方且所述未接合区域的内端比所述第一龟裂更靠径向外侧的方式形成所述周缘改性层。
本公开的另一个方式是一种基板处理方法，用于对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理，所述基板处理方法包括：沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；以及形成使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减弱的未接合区域，在所述基板处理方法中，通过从所述第二基板侧照射激光来形成所述未接合区域。
本公开的另一个方式是一种基板处理系统，对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理，所述基板处理系统具备：第一改性部，其沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；第二改性部，其形成使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减弱的未接合区域；以及控制部，其中，在形成所述未接合区域时，所述控制部控制所述第二改性部的动作，以从所述第二基板侧照射激光。
发明的效果
根据本公开，能够在将基板彼此接合而成的重合基板中适当地去除第一基板的周缘部。
附图说明
图1是表示在晶圆处理系统中处理的重合晶圆的结构的一例的说明图。
图2是示意性地表示晶圆处理系统的结构的一例的俯视图。
图3是表示晶圆处理的主要工序的一例的流程图。
图4是表示晶圆处理的主要工序的一例的说明图。
图5是表示晶圆处理的主要工序的一例的说明图。
图6是在第一晶圆的内部产生的应力的影响的说明图。
图7是表示第一晶圆的分离的其它方法的一例的说明图。
具体实施方式
近年来，在半导体器件的制造工序中，在将基板彼此接合而成的重合基板中，针对在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”)，对该晶圆的背面进行磨削来使晶圆薄化。
另外，通常对晶圆的周缘部进行倒角加工，但当如上述那样对晶圆进行磨削处理时，晶圆的周缘部成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。于是，在晶圆的周缘部产生破片，晶圆可能会受损。因此，在磨削处理前，预先进行切削晶圆的周缘部的所谓的边缘修剪。
上述的专利文献1中记载的磨削方法是用于抑制在晶圆(第一晶圆)的外周部形成该刀刃形状的磨削方法。然而，在通过专利文献1中记载的方法对与第二晶圆进行了接合的第一晶圆进行边缘修剪(外周部的去除)的情况下，由于该外周部呈与第二晶圆进行了接合的状态，因此有时无法适当地去除外周部。具体地说，例如有时外周部的一部分未从第一晶圆适当地剥离而残留下来，使第一晶圆的背面形成伤痕或者成为使装置出现故障的原因。因而，以往的边缘修剪存在改善的余地。
因此，本公开所涉及的技术在将基板彼此接合而成的重合基板中适当地去除第一基板的周缘部。下面，参照附图来说明本实施方式所涉及的作为基板处理系统的晶圆处理系统和作为基板处理方法的晶圆处理方法。此外，在本说明书和附图中，对具有实质上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，如图1所示，对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接合而成的作为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，并使该第一晶圆W1薄化。下面，将第一晶圆W1中的与第二晶圆W2接合的一侧的表面称为表面W1a，将与表面W1a相反一侧的表面称为背面W1b。同样地，将第二晶圆W2中的与第一晶圆W1接合的一侧的表面称为表面W2a，将与表面W2a相反一侧的表面称为背面W2b。
第一晶圆W1例如是硅基板等半导体晶圆，在表面W1a上形成有包括多个器件的器件层D。在器件层D还形成有表面膜F，经由该表面膜F与第二晶圆W2接合在一起。作为表面膜F，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该截面的前端而变小。另外，周缘部We是在后述的边缘修剪中被去除的部分，例如是自第一晶圆W1的外端部起的径向上的0.5mm～3mm的范围。
第二晶圆W2例如具有与第一晶圆W1相同的结构，在表面W2a形成有器件层D和表面膜F，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D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的表面W1a的器件层D的保护件发挥功能。
此外，在本实施方式的晶圆处理系统1中，如后述的图5的(c)所示那样，通过将重合晶圆T中的第一晶圆W1分离为表面W1a侧和背面W1b侧来进行薄化。在以下的说明中，将分离后的表面W1a侧的第一晶圆W1称作第一分离晶圆Wd1，将分离后的背面W1b侧的第一晶圆W1称作第二分离晶圆Wd2。第一分离晶圆Wd1具有器件层D并被产品化。第二分离晶圆Wd2被再利用。此外，第一分离晶圆Wd1是指与第二晶圆W2进行了接合的状态的第一晶圆W1，有时包括第二晶圆W2在内地称作第一分离晶圆Wd1。另外，有时将第一分离晶圆Wd1和第二分离晶圆Wd2中的被进行分离的面分别称作分离面。
如图2所示，晶圆处理系统1具有将搬入搬出站2与处理站3连接为一体的结构。例如在搬入搬出站2与外部之间分别进行能够收容多个重合晶圆T、多个第一分离晶圆Wd1、多个第二分离晶圆Wd2的各盒Ct、Cw1、Cw2的搬入和搬出。处理站3具备对重合晶圆T实施期望的处理的各种处理装置。
此外，在本实施方式中，分别设置了盒Ct和盒Cw1，但也可以设为相同的盒。即，可以共同地使用用于收容处理前的重合晶圆T的盒和用于收容处理后的第一分离晶圆Wd1的盒。
在搬入搬出站2设置有盒载置台10。在图示的例子中，多个、例如三个盒Ct、Cw1、Cw2在盒载置台10上沿Y轴方向自由地载置成一列。另外，载置于盒载置台10的盒Ct、Cw1、Cw2的个数不限定于本实施方式，能够任意地决定。
在搬入搬出站2，在盒载置台10的X轴负方向侧与该盒载置台10相邻地设置有晶圆搬送装置20。晶圆搬送装置20构成为在沿Y轴方向延伸的搬送路径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构成为在水平方向及铅垂方向上移动自如且绕水平轴及铅垂轴移动自如。此外，搬送臂22的结构不限定于本实施方式，能够采取任意结构。而且，晶圆搬送装置20构成为能够相对于盒载置台10的盒Ct、Cw1、Cw2以及后述的传送装置30搬送重合晶圆T。
在搬入搬出站2，在晶圆搬送装置20的X轴负方向侧与该晶圆搬送装置20相邻地设置有用于交接重合晶圆T的传送装置30。
在处理站3例如设置有三个处理块G1～G3。第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3从X轴正方向侧(搬入搬出站2侧)向负方向侧按照所记载的顺序排列配置。
在第一处理块G1设置有蚀刻装置40、清洗装置41以及晶圆搬送装置50。蚀刻装置40与清洗装置41层叠地配置。此外，蚀刻装置40和清洗装置41的数量、配置不限定于此。例如，蚀刻装置40和清洗装置41也可以分别沿X轴方向排列载置。并且，这些蚀刻装置40和清洗装置41也可以是分别层叠的。
蚀刻装置40对通过后述的加工装置80被进行了磨削的第一晶圆W1的磨削面进行蚀刻处理。例如，对磨削面供给药液(蚀刻液)来对该磨削面进行湿蚀刻。关于药液，例如使用HF、HNO3、H3PO4、TMAH、Choline、KOH等。
清洗装置41对通过后述的加工装置80被进行了磨削的第一晶圆W1的磨削面进行清洗。例如使刷子与磨削面抵接来刷洗该磨削面。此外，在磨削面的清洗中也可以使用加压后的清洗液。另外，清洗装置41可以具有将第二晶圆W2的背面W2b与第一晶圆W1的磨削面一起进行清洗的结构。
晶圆搬送装置50例如配置于蚀刻装置40和清洗装置41的Y轴负方向侧。晶圆搬送装置50具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂51、51。各搬送臂51构成为在水平方向及铅垂方向上移动自如且绕水平轴及铅垂轴移动自如。此外，搬送臂51的结构不限定于本实施方式，能够采取任意结构。而且，晶圆搬送装置50构成为能够相对于传送装置30、蚀刻装置40、清洗装置41、后述的界面改性装置60、后述的内部改性装置61以及后述的周缘去除装置62搬送重合晶圆T。
在第二处理块G2设置有作为第二改性部的界面改性装置60、作为第一改性部和第三改性部的内部改性装置61、作为去除部的周缘去除装置62以及晶圆搬送装置70。界面改性装置60、内部改性装置61以及周缘去除装置62层叠地配置。此外，界面改性装置60、内部改性装置61以及周缘去除装置62的数量、配置不限定于此。例如，界面改性装置60、内部改性装置61以及周缘去除装置62可以分别沿X轴方向排列载置。并且，这些界面改性装置60、内部改性装置61以及周缘去除装置62也可以是分别层叠的。
界面改性装置60例如向第一晶圆W1的器件层D的外周部照射激光(界面用激光，例如CO2激光)，来将该器件层D的外周部进行改性。更具体地说，将作为去除对象的第一晶圆W1的周缘部We处的第一晶圆W1与器件层D之间的界面进行改性。由此，在第一晶圆W1的周缘部We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。
内部改性装置61向第一晶圆W1的内部照射激光(内部用激光，例如YAG激光)，来形成周缘改性层M1、分割改性层M2以及内部面改性层M3。周缘改性层M1成为在后述的边缘修剪中剥离周缘部We时的基点。分割改性层M2成为用于将要被去除的周缘部We小片化的基点。内部面改性层M3成为将第一晶圆W1分离为第一分离晶圆Wd1和第二分离晶圆Wd2时的基点。
周缘去除装置62以在内部改性装置61中形成的周缘改性层M1和分割改性层M2为基点来进行第一晶圆W1的周缘部We的去除、即边缘修剪。边缘修剪的方法能够任意地选择。
晶圆搬送装置70例如配置于界面改性装置60、内部改性装置61以及周缘去除装置62的Y轴正方向侧。晶圆搬送装置70具有通过未图示的吸附保持面来吸附保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂71、71。各搬送臂71被多关节的臂构件72支承，构成为在水平方向及铅垂方向上移动自如且绕水平轴及铅垂轴移动自如。此外，搬送臂71的结构不限定于本实施方式，能够采取任意结构。而且，晶圆搬送装置70构成为能够相对于蚀刻装置40、清洗装置41、界面改性装置60、内部改性装置61、周缘去除装置62以及后述的加工装置80搬送重合晶圆T。
在第三处理块G3设置有加工装置80。此外，加工装置80的数量、配置不限定于图示的例子，可以任意地配置多个加工装置80。
加工装置80具有旋转台81。旋转台81构成为通过旋转机构(未图示)以铅垂的旋转中心线82为中心旋转自如。在旋转台81上设置有两个用于吸附保持重合晶圆T的吸盘83。吸盘83均匀地配置于与旋转台81相同的圆周上。通过旋转台81的旋转，两个吸盘83能够移动至交接位置A0和加工位置A1。另外，两个吸盘83分别构成为能够通过旋转机构(未图示)绕铅垂轴旋转。
在交接位置A0进行重合晶圆T的交接。在加工位置A1配置有磨削单元84，来对第一晶圆W1进行磨削。磨削单元84具有磨削部85，该磨削部85具有呈环状形状且旋转自如的砂轮(未图示)。另外，磨削部85构成为能够沿支柱86在铅垂方向上移动。而且，在被吸盘83保持的重合晶圆T与砂轮抵接的状态下，使吸盘83和砂轮分别旋转。
针对以上的晶圆处理系统1设置有控制器90。控制装置90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，上述程序可以是记录于可由计算机读取的存储介质H中的程序，也可以是从该存储介质H安装于控制装置90的程序。
接着，说明使用如以上那样构成的晶圆处理系统1进行的晶圆处理。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，将第一晶圆W1与第二晶圆W2接合来预先形成重合晶圆T。
首先，将收纳有多个图4的(a)所示的重合晶圆T的盒Ct载置于搬入搬出站2的盒载置台10。
接着，通过晶圆搬送装置20将盒Ct内的重合晶圆T取出并搬送至传送装置30。
接着，通过晶圆搬送装置50将传送装置30的重合晶圆T取出并搬送至界面改性装置60。在界面改性装置60中，如图4的(b)所示那样对第一晶圆W1与器件层D之间的界面照射激光，来将该界面改性(图3的步骤S1)。
在步骤S1中，当将第一晶圆W1与器件层D的界面改性时，第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合强度下降。由此，在第一晶圆W1与器件层D的界面形成接合区域Ac和未接合区域Ae，所述接合区域Ac是第一晶圆W1与第二晶圆W2进行了接合的区域，所述未接合区域Ae是在接合区域Ac的径向外侧使接合强度下降了的区域。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，但通过像这样存在未接合区域Ae，能够适当地去除(剥离)该周缘部We。
此外，在形成未接合区域Ae时，一边以重合晶圆T(第一晶圆W1)的中心轴为旋转轴进行旋转，一边照射激光。由此，形成与重合晶圆T(第一晶圆W1)呈同心圆状的未接合区域Ae。另外，未接合区域Ae的径向内侧端部(以下称作“内端”)位于比实际要被去除的周缘部We的内端、即在后述的内部改性装置61中形成的周缘改性层M1的形成位置略微靠径向外侧的位置。
此外，在图示的例子中，未接合区域Ae形成于第一晶圆W1与器件层D的界面，但未接合区域Ae的形成位置只要是在重合晶圆T的内部且能够使第一晶圆W1与第二晶圆W2的接合强度降低的位置即可，并不限定于此。例如，未接合区域Ae也可以形成于第二晶圆W2与器件层D之间的界面，也可以形成于例如使第一晶圆W1与第二晶圆W2实际地接合的各个表面膜F的界面。
另外，在未接合区域Ae形成于例如第二晶圆W2与器件层D之间的界面的情况下，可以通过从翻转后的重合晶圆T的上方、即第二晶圆W2侧照射激光来形成该未接合区域Ae。
在此，在之后的边缘修剪处理中，优选界面用激光的波长具有8.9μm～11μm的波长范围，以有效地促进以未接合区域Ae为边界的周缘部We的去除。具体地说，例如在表面膜F由SiO2膜构成的情况下，已知最高效地吸收光的是吸收系数最大的非对称伸缩峰，优选激光的波长处于8.9μm～11μm之间，以使该非对称伸缩峰吸收光。
在本实施方式中，被用作界面用激光的CO2激光在8.9μm～11μm的波长范围具有很多个振荡线。即，鉴于上述情况，为了在由SiO2膜构成的表面膜F形成未接合区域Ae，优选将CO2激光用作界面用激光，更适当地是，期望是波长为9.3μm左右的CO2激光。
接着，通过晶圆搬送装置70将形成有未接合区域Ae的重合晶圆T搬送至内部改性装置61。在内部改性装置61中，如图4的(c)所示那样在第一晶圆W1的内部依次形成周缘改性层M1和分割改性层M2(图3的步骤S2)，并且如图5的(a)所示那样形成内部面改性层M3(图3的步骤S3)。此外，为了避免图示的复杂，在图4的(c)及以后的附图中省略分割改性层M2的图示。
在形成周缘改性层M1时，一边使重合晶圆T(第一晶圆W1)旋转，一边从激光头(未图示)向第一晶圆W1的内部周期性地照射激光。由此，周缘改性层M1形成为与接合区域Ac(未接合区域Ae)呈同心圆状的环状。此外，第一晶圆W1的厚度方向上的周缘改性层M1的形成数量不限定于图示的例子，能够任意地决定。
在此，如前述那样，周缘改性层M1形成于比未接合区域Ae的内端略微靠径向内侧的位置。理想的是，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(以下简称为“边界”。)重合的位置，但有时例如由于加工误差等，偏离地形成周缘改性层M1。而且，当由此使得周缘改性层M1形成于从边界向径向外侧离开的位置、即未接合区域Ae时，在去除周缘部We之后，有时会成为第一晶圆W1相对于第二晶圆W2浮起的状态。而且，在像这样成为第一晶圆W1浮起的状态的情况下，在之后的晶圆处理、晶圆搬送中，第一晶圆W1的边缘可能缺损而成为产生污染的原因。
关于该点，如图4的(c)所示那样，进行控制以使周缘改性层M1形成于比边界更靠径向内侧的位置，由此，即使形成位置例如由于加工误差而偏离，也能够在与边界重合的位置、或者即使比边界更靠径向内侧也靠近该边界的位置形成周缘改性层M1，从而能够抑制周缘改性层M1形成于从边界向径向外侧离开的位置。
此外，在第一晶圆W1的内部，从周缘改性层M1沿厚度方向(下面有时称作“上下方向”，将第一晶圆W1的背面W1b侧设为“上方”，将表面W1a侧设为“下方”)延展出作为第一龟裂的裂纹C1。从周缘改性层M1向上方延展的裂纹C1例如到达第一晶圆W1的背面W1b。另一方面，向下方延展的裂纹C1不到达第一晶圆W1的表面W1a。具体地说，控制裂纹C1的延展，以使裂纹C1的下端至少位于比未接合区域Ae的内端更靠上方的位置。通过调节例如第一晶圆W1的厚度方向上的周缘改性层M1的形成位置或者通过调节例如形成周缘改性层M1时的激光的输出、模糊程度，来控制裂纹C1的延展。
例如，在裂纹C1延展至比未接合区域Ae的内端更靠下方的位置的情况下，有时无法适当地进行周缘部We的去除。具体地说，在形成未接合区域Ae时，在对界面照射激光时发生烧蚀，从而在未接合区域Ae的形成部分蓄积内部应力σ。而且，通过该内部应力σ而在形成有未接合区域Ae的第一晶圆W1的外周部作用剥离方向(上下方向)的力。因此，如图6所示，在第一晶圆W1的外周部，有时还与裂纹C1相分别地从未接合区域Ae的内端向斜上方延展出裂纹C2。而且，本发明的发明人们发现：在像这样不使裂纹C1与裂纹C2连结的情况下、裂纹C1延展至第一晶圆W1的表面W1a的情况下，周缘部We的去除中的剥离不稳定，周缘部We存在以裂纹C1为基点被去除的部分和以裂纹C2为基点被去除的部分，使得周缘部We的剥离面在整周上不均匀。
关于该点，根据本实施方式，裂纹C1的下端至少位于比未接合区域Ae的内端部更靠上方的位置，另外，未接合区域Ae的内端位于比周缘改性层M1更靠径向外侧的位置，因此，从未接合区域Ae的内端向斜上方延展的裂纹C2与裂纹C1连结。即，如图4的(d)所示，从周缘改性层M1向垂直方向下方延展至器件层D的裂纹C1消失，从未接合区域Ae的内端向斜上方延展至裂纹C1的裂纹C2遍及第一晶圆W1的整周地形成。由于像这样使裂纹C1与裂纹C2一体化，因此能够稳定地形成周缘部We的剥离截面。
在此，期望的是，使裂纹C2如图4的(d)所示那样与裂纹C1的下端部连结来使裂纹C1与裂纹C2一体化，但裂纹C1与裂纹C2的连结部也可以不一定是裂纹C1的下端部。具体地说，如果使裂纹C1的下端部位于比第一晶圆W1的后述的剥离面(更具体地说是后述的磨削面)更靠上方的位置，则即使在去除周缘部We时剥离不稳定的情况下，也不会在薄化后(磨削后)的第一分离晶圆Wd1残留周缘部We。即，通过将裂纹C1的下端部设为比剥离面(磨削面)更靠上方，即使在裂纹C1与裂纹C2的连结部不是裂纹C1的下端部的情况下，也能够适当地进行周缘部We的去除和第一晶圆W1的薄化。
另外，在形成周缘改性层M1时，在进行控制以使裂纹C1不从周缘改性层M1向下方延展的情况下、使裂纹C1的下端部位于比后述的剥离面更靠上方的位置的情况下，可以使裂纹C2与周缘改性层M1连结。
此外，由于形成周缘改性层M1时的激光照射的冲击、之后通过晶圆处理、晶圆搬送被施加的冲击等，所述内部应力被释放，由此，将该裂纹C1与未接合区域Ae的内端连结的裂纹C2延展。
当形成周缘改性层M1时，使激光头(未示出)移动来在周缘改性层M1的径向外侧形成沿第一晶圆W1的径向延伸的分割改性层M2。此外，在图1和图4的(c)的例子中，分割改性层M2在第一晶圆W1的圆周方向上形成有8处，在厚度方向上形成有3处，但该分割改性层M2的数量是任意的。
接着，如图5的(a)所示，在第一晶圆W1的内部形成内部面改性层M3。在形成内部面改性层M3时，一边使重合晶圆T(第一晶圆W1)旋转一边从激光头(未图示)周期性地照射激光，并使激光头向第一晶圆W1的径向内侧相对地移动。由此，在第一晶圆W1的内部沿面方向整面地形成内部面改性层M3。此外，在第一晶圆W1的内部，裂纹C3从内部面改性层M3沿面方向延展。裂纹C3仅向周缘改性层M1的径向内侧延展。
另外，所形成的内部面改性层M3的下端位于比分离后的第一分离晶圆Wd1的最终精加工处理后的表面更靠上方的位置。即，以使内部面改性层M3不残留于磨削后的第一分离晶圆Wd1的方式调节形成位置。
当在第一晶圆W1的内部形成内部表面改性层M3时，接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T从内部改性装置61搬送至周缘去除装置62。
在周缘去除装置62中，如图5的(b)所示，以周缘改性层M1(裂纹C1)、未接合区域Ae以及裂纹C2为基点来去除第一晶圆W1的周缘部We(图3的步骤S4)。
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的接合界面插入作为插入构件的例如楔形状的刀片。由此，在去除周缘部We时，通过插入刀片时的冲击来以周缘改性层M1为基点适当地剥离周缘部We。另外，在该情况下，在形成上述周缘改性层M1时，即使在裂纹C1的下端与未接合区域Ae的内端未通过裂纹C2连结在一起的情况下，也能够通过插入该刀片时的冲击来使裂纹C2适当地延展，从而将裂纹C1与未接合区域Ae的内端连结。而且，此时，如上述那样，在第一晶圆W1的内部，裂纹C1与裂纹C2一体化地形成，另外，通过未接合区域Ae使与第二晶圆W2的接合强度下降了，因此周缘部We被适当地去除。
接着，通过晶圆搬送装置70将被去除了第一晶圆W1的周缘部We的重合晶圆T从周缘去除装置62搬送至加工装置80。在加工装置80中，首先，如图5的(c)所示那样以内部面改性层M3(裂纹C3)为基点将第一晶圆W1分离为第一分离晶圆Wd1和第二分离晶圆Wd2(图3的步骤S5)。
在进行第一晶圆W1的分离时，在通过搬送臂71吸附保持第一晶圆W1的背面W1b并且通过吸盘83吸附保持第二晶圆W2的背面W2b的状态下，使搬送臂71上升。由此，第一晶圆W1被以内部面改性层M3为基点分离为第一分离晶圆Wd1和第二分离晶圆Wd2，并且第二分离晶圆Wd2在被搬送臂71保持的状态下被向上方举起。
此外，分离后的第二分离晶圆Wd2例如载置于交接位置A0上并通过搬送臂71的吸附保持面被吸引吸附，之后被回收至晶圆处理系统1的外部。另外，例如可以在搬送臂71的可动范围内设置回收部(未图示)，在该回收部中解除对第二分离晶圆Wd2的吸附保持，由此回收分离后的第二分离晶圆Wd2。
另外，在本实施方式中，通过搬送臂71的上升来分离第一晶圆W1，但也可以在通过使搬送臂71旋转来以内部面改性层M3为边界将第二分离晶圆Wd2切断之后使搬送臂71上升。另外，例如可以在搬送臂71设置压力传感器(未图示)，通过测定吸引第二分离晶圆Wd2的压力，来探测有无第二分离晶圆Wd2，从而确认第一晶圆W1是否被分离了。
接下来，使吸盘83移动至加工位置A1。而且，通过磨削单元84对如图5的(d)所示那样被吸盘83保持的分离后的重合晶圆T、即第一分离晶圆Wd1的分离面进行磨削，来去除残留于该分离面的周缘改性层M1和内部面改性层M3(图3的步骤S6)。在步骤S6中，在使砂轮与分离面抵接的状态下，使重合晶圆T(第一分离晶圆Wd1)和砂轮分别旋转，来对分离面进行磨削。此外，之后可以使用清洗液喷嘴(未图示)来通过清洗液对第一分离晶圆Wd1的磨削面进行清洗。
接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆T搬送至清洗装置41。在清洗装置41中对第一分离晶圆Wd1的磨削面进行刷洗(图3的步骤S7)。此外，在清洗装置41中，也可以将第二晶圆W2的背面W2b与第一分离晶圆Wd1的磨削面一起进行清洗。
接着，通过晶圆搬送装置50将重合晶圆T搬送至蚀刻装置40。在蚀刻装置40中，通过药液对第一分离晶圆Wd1的磨削面进行湿蚀刻(图3的步骤S8)。有时在通过上述的加工装置80被磨削后的磨削面形成磨削痕迹。在本步骤S8中，通过进行湿蚀刻能够去除磨削痕迹，能够使磨削面平滑化。
之后，通过晶圆搬送装置50将被实施了所有处理的重合晶圆T搬送至传送装置30，并且通过晶圆搬送装置20将该重合晶圆T搬送至盒载置台10的盒Cw1。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，从周缘改性层M1延展的裂纹C1的下端至少位于比未接合区域Ae更靠上方的位置，另外，未接合区域Ae的内端位于比裂纹C1的下端部更靠径向外侧的位置，因此能够通过裂纹C2将裂纹C1的下端与未接合区域Ae的内端适当地连结。而且，由此抑制裂纹C1和裂纹C2在第一晶圆W1的内部并行地延展，因此能够使周缘部We的去除在整周上稳定，即，能够抑制作为去除对象的周缘部We的一部分残留于重合晶圆T。
另外，由于像这样抑制在第一分离晶圆Wd1残留周缘部We，因此能够抑制在之后的晶圆处理中产生破片、微粒，能够适当地抑制重合晶圆T、各种处理装置的损伤。
另外，由于未接合区域Ae的内端位于比裂纹C1的下端更靠径向外侧的位置，因此能够适当地抑制在去除周缘部We之后成为第一晶圆W1相对于第二晶圆W2浮起的状态。
此外，期望的是周缘改性层M1的下端除了位于未接合区域Ae的上方以外还位于比内部面改性层M3更靠上方的位置。在本实施方式中，通过将从周缘改性层M1延展的裂纹C1的下端设为比未接合区域Ae更靠上方，能够适当地进行边缘修剪。然而，在此，在周缘改性层M1的下端位于比内部面改性层M3更靠下方的位置的情况下，边缘修剪的品质可能会下降。具体地说，例如由于周缘改性层M1残留于分离后的第一分离晶圆Wd1的最终精加工处理后的表面、侧面，精加工面可能会变得粗糙。从该观点出发，为了使周缘改性层M1不残留于第一分离晶圆Wd1的最终精加工面上，优选周缘改性层M1的下端位于比内部面改性层M3更靠上方的位置。
此外，在上述的实施方式中，当在第一晶圆W1与器件层D的界面形成未接合区域Ae(图3的步骤S1)之后，在第一晶圆W1的内部形成了周缘改性层M1(图3的步骤S2)，但晶圆处理工序的顺序不限定于此。即，例如也可以当在第一晶圆W1的内部形成周缘改性层M1之后，在比该周缘改性层M1更靠径向外侧的位置形成未接合区域Ae。在该情况下，将裂纹C1与未接合区域Ae的内端连结的裂纹C2例如在形成未接合区域Ae时延展。
另外，在上述的实施方式中，在设置于晶圆处理系统1的界面改性装置60中形成了未接合区域Ae，但未接合区域Ae也可以在晶圆处理系统1的外部形成。另外，也可以在与第二晶圆W2进行接合前的第一晶圆W1形成未接合区域Ae。
此外，在上述的实施方式中，使从周缘改性层M1向上方延展的裂纹C1到达第一晶圆W1的背面W1b，但也可以如图7的(a)所示那样使裂纹C1不到达背面W1b，使裂纹C1与从内部面改性层M3沿面方向延伸的裂纹C3连结。在该情况下，在第一晶圆W1的分离中，如图7的(b)所示，第二分离晶圆Wd2与周缘部We一体地分离。即，同时进行周缘部We的去除和第一晶圆W1的分离。此外，在像这样将第二分离晶圆Wd2与周缘部We一体地分离的情况下，在上述的实施方式中的图3的步骤S2中，也可以不形成分割改性层M2。
另外，在上述实施方式中，通过在第一晶圆W1的内部形成内部面改性层M3，来以该内部面改性层M3为基点将第一晶圆W1进行了分离(薄化)，但第一晶圆W1的薄化方法不限定于此。例如，也可以在重合晶圆T形成未接合区域Ae、周缘改性层M1和分割改性层M2，在去除第一晶圆W1的周缘部We之后，通过作为磨削部的加工装置80中的磨削处理来使第一晶圆W1薄化。
应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下可以以各种方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
1：晶圆处理系统；60：界面改性装置；61：内部改性装置；62：周缘去除装置；90：控制装置；Ae：未接合区域；C1：裂纹；M1：周缘改性层；T：重合晶圆；W1：第一晶圆；W2：第二晶圆；Wc：中心部；We：周缘部。

Claims (16)

1.一种基板处理方法，是用于对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理的基板处理方法，所述基板处理方法包括：
沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；以及
形成使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减弱的未接合区域，
在所述基板处理方法中，通过从所述第二基板侧照射激光来形成所述未接合区域。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，还包括：
在形成所述周缘改性层和所述未接合区域之后，以所述周缘改性层为基点来去除所述周缘部。
3.根据权利要求2所述的基板处理方法，其中，
在去除所述周缘部时，将插入构件插入所述第一基板与所述第二基板的界面。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理方法，其中，
通过从所述第一基板侧照射激光来形成所述周缘改性层。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理方法，其中，
通过从所述重合基板的上方照射激光来形成所述未接合区域。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理方法，其中，
所述未接合区域的径向内侧端部位于比所述周缘改性层的形成位置靠径向外侧的位置。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理方法，其中，
在形成所述未接合区域之后形成所述周缘改性层。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的基板处理方法，其中，
在形成所述周缘改性层之后形成所述未接合区域。
9.一种基板处理系统，对将第一基板与第二基板接合而成的重合基板进行处理，所述基板处理系统具备：
第一改性部，其沿所述第一基板的作为去除对象的周缘部与所述第一基板的中央部的边界形成周缘改性层；
第二改性部，其形成使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减弱的未接合区域；以及
控制部，
其中，在形成所述未接合区域时，所述控制部控制所述第二改性部的动作，以从所述第二基板侧照射激光。
10.根据权利要求9所述的基板处理系统，
还具备去除部，在形成所述周缘改性层和所述未接合区域之后，所述去除部以所述周缘改性层为基点来去除所述周缘部。
11.根据权利要求10所述的基板处理系统，其中，
在去除所述周缘部时，所述控制部控制所述去除部的动作，以将插入构件插入所述第一基板与所述第二基板的界面。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的基板处理系统，其中，
在形成所述周缘改性层时，所述控制部控制所述第一改性部的动作，以从所述第一基板侧照射激光。
13.根据权利要求9至11中的任一项所述的基板处理系统，其中，
在形成所述未接合区域时，所述控制部控制所述第二改性部的动作，以从所述重合基板的上方照射激光。
14.根据权利要求9至11中的任一项所述的基板处理系统，其中，
所述控制部控制所述第一改性部和所述第二改性部的动作，以使得所述未接合区域的径向内侧端部位于比所述周缘改性层的形成位置靠径向外侧的位置。
15.根据权利要求9至11中的任一项所述的基板处理系统，其中，
所述控制部控制所述第一改性部和所述第二改性部的动作，以在形成所述未接合区域之后形成所述周缘改性层。
16.根据权利要求9至11中的任一项所述的基板处理系统，其特征在于，
所述控制部控制所述第一改性部和所述第二改性部的动作，以在形成所述周缘改性层之后形成所述未接合区域。
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