JP2023036132A

JP2023036132A - Laminated substrate for laser lift-off, substrate processing method, and substrate processing apparatus

Info

Publication number: JP2023036132A
Application number: JP2021142970A
Authority: JP
Inventors: 昇大池; Noboru Oike; 清隆今井; Kiyotaka Imai; 良浩廣田; Yoshihiro Hirota; 基之佐藤; Motoyuki Sato
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2023-03-14

Abstract

To provide a technique for suppressing irradiation of a device layer with a laser beam through a discharge path and suppressing damage to the device layer.SOLUTION: A laminated substrate for laser lift-off includes a first substrate transparent to a laser beam, an insulating layer that absorbs the laser beam, a polysilicon layer transparent to the laser beam, and a first device layer in this order. The laminated substrate includes a first electrode that penetrates the insulating layer and electrically connects the first substrate and the polysilicon layer. The first electrode includes a material that reflects the laser beam.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、レーザーリフトオフ用の積層基板、基板処理方法、及び基板処理装置に関する。 The present disclosure relates to a laminated substrate for laser lift-off, a substrate processing method, and a substrate processing apparatus.

シリコンウェハなどの基板の上にデバイス層を形成する際に、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｏｎ）、プラズマＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、又はプラズマエッチングなどが用いられている。プラズマの照射によって、荷電粒子が蓄積してしまうと、デバイス層が破損してしまう。そこで、デバイス層が破損しないように、放電経路を形成することが提案されている（例えば非特許文献１参照）。 Plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), plasma ALD (Atomic Layer Deposition), plasma etching, or the like is used to form a device layer on a substrate such as a silicon wafer. Accumulation of charged particles caused by plasma irradiation damages the device layer. Therefore, it has been proposed to form a discharge path so that the device layer is not damaged (see, for example, Non-Patent Document 1).

Z. Wang, A. Scarpa, S. Smits, C. Salm, F. Kuper, "Temperature Effect on Antenna Protection Strategy for Plasma-Process Induced Charging Damage," International Symposium on Plasma and Process-Induced Damage, pp. 134-137, 2002.Z. Wang, A. Scarpa, S. Smits, C. Salm, F. Kuper, "Temperature Effect on Antenna Protection Strategy for Plasma-Process Induced Charging Damage," International Symposium on Plasma and Process-Induced Damage, pp. 134- 137, 2002.

本開示の一態様は、放電経路を介したデバイス層に対するレーザー光線の照射を抑制し、デバイス層の破損を抑制する、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique for suppressing irradiation of a device layer with a laser beam through a discharge path and suppressing damage to the device layer.

本開示の一態様に係るレーザーリフトオフ用の積層基板は、レーザー光線を透過する第１基板と、前記レーザー光線を吸収する絶縁層と、前記レーザー光線を透過するポリシリコン層と、第１デバイス層と、をこの順番で備える。前記積層基板は、前記絶縁層を貫通して前記第１基板と前記ポリシリコン層とを電気的に接続する第１電極、を備える。前記第１電極は、前記レーザー光線を反射する材料を含む。 A laminated substrate for laser lift-off according to one aspect of the present disclosure includes a first substrate that transmits a laser beam, an insulating layer that absorbs the laser beam, a polysilicon layer that transmits the laser beam, and a first device layer. Prepare in this order. The laminated substrate includes a first electrode that penetrates the insulating layer and electrically connects the first substrate and the polysilicon layer. The first electrode includes a material that reflects the laser beam.

本開示の一態様によれば、放電経路を介したデバイス層に対するレーザー光線の照射を抑制でき、デバイス層の破損を抑制できる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to suppress the irradiation of the device layer with the laser beam through the discharge path, thereby suppressing damage to the device layer.

図１は、一実施形態に係る積層基板を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a laminated substrate according to one embodiment. 図２は、一実施形態に係る基板処理装置による剥離起点の形成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing formation of a separation starting point by the substrate processing apparatus according to one embodiment. 図３は、剥離起点の配置の一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the arrangement of separation starting points. 図４は、一実施形態に係る基板処理装置による剥離を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing separation by the substrate processing apparatus according to one embodiment. 図５は、第１変形例に係る積層基板を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a laminated substrate according to a first modified example.

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。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same or corresponding configurations, and explanations thereof may be omitted.

図１を参照して、一実施形態に係るレーザーリフトオフ用の積層基板１について説明する。積層基板１は、例えば、第１基板１１と、絶縁層１２と、ポリシリコン層１３と、第１デバイス層１６と、をこの順番で備える。レーザーリフトオフは、詳しくは後述するが、図２～図４に示すように、第１基板１１を透過するレーザー光線ＬＢを用いて、第１基板１１を第１デバイス層１６から剥離する技術である。 A laminated substrate 1 for laser lift-off according to one embodiment will be described with reference to FIG. The laminated substrate 1 includes, for example, a first substrate 11, an insulating layer 12, a polysilicon layer 13, and a first device layer 16 in this order. Laser lift-off, which will be described later in detail, is a technique for separating the first substrate 11 from the first device layer 16 using a laser beam LB that passes through the first substrate 11, as shown in FIGS.

第１基板１１は、例えばシリコンウェハである。第１基板１１は、シリコンウェハには限定されず、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板であってもよい。第１基板１１の片面には、絶縁層１２と、ポリシリコン層１３と、第１デバイス層１６とがこの順番で形成される。その後、後述する第１接合層１７が形成されてもよい。 The first substrate 11 is, for example, a silicon wafer. The first substrate 11 is not limited to a silicon wafer, and may be a compound semiconductor wafer or a glass substrate. An insulating layer 12, a polysilicon layer 13, and a first device layer 16 are formed on one side of the first substrate 11 in this order. After that, a first bonding layer 17, which will be described later, may be formed.

絶縁層１２は、図３に示すように、レーザー光線ＬＢを吸収し、剥離起点１２ａを形成する。剥離起点１２ａには、せん断応力などでクラックが形成される。剥離起点１２ａには、絶縁層１２を改質した改質層が形成されてもよい。剥離起点１２ａは、第１基板１１と絶縁層１２の界面に形成されるが、絶縁層１２の内部に形成されてもよい。 As shown in FIG. 3, the insulating layer 12 absorbs the laser beam LB and forms a separation starting point 12a. A crack is formed at the separation starting point 12a due to shear stress or the like. A modified layer obtained by modifying the insulating layer 12 may be formed at the separation starting point 12a. The separation starting point 12 a is formed at the interface between the first substrate 11 and the insulating layer 12 , but may be formed inside the insulating layer 12 .

絶縁層１２は、絶縁性を有する。絶縁性の材料は、レーザー光線ＬＢの吸収性に優れている。絶縁層１２は、例えば酸化層である。酸化層の具体例としては、シリコン酸化層が挙げられる。酸化層は、熱酸化法、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｏｎ）法、又はＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などで形成される。ＣＶＤ法でシリコン酸化層を形成する場合、シリコン酸化層の原料としてＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｏｘｙＳｉｌａｎｅ）などが用いられる。なお、絶縁層１２は、シリコン窒化層、又はシリコン炭窒化層などであってもよい。 The insulating layer 12 has insulating properties. Insulating materials are excellent in absorbing the laser beam LB. The insulating layer 12 is, for example, an oxide layer. A specific example of the oxide layer is a silicon oxide layer. The oxide layer is formed by a thermal oxidation method, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, or the like. When the silicon oxide layer is formed by the CVD method, TEOS (Tetra Ethoxy Silane) or the like is used as a raw material for the silicon oxide layer. The insulating layer 12 may be a silicon nitride layer, a silicon carbonitride layer, or the like.

絶縁層１２には、貫通穴が形成される。その貫通穴には、第１電極１８が設けられる。第１電極１８は、絶縁層１２を貫通して、第１基板１１とポリシリコン層１３を電気的に接続する。第１電極１８は、第１デバイス層１６の形成時に第１デバイス層１６に蓄積する荷電粒子（例えば電子又は正孔）を第１基板１１に放電する放電経路の一部として用いられる。 A through hole is formed in the insulating layer 12 . A first electrode 18 is provided in the through hole. The first electrode 18 penetrates the insulating layer 12 and electrically connects the first substrate 11 and the polysilicon layer 13 . The first electrode 18 is used as part of a discharge path for discharging charged particles (eg, electrons or holes) that accumulate in the first device layer 16 during formation of the first device layer 16 to the first substrate 11 .

第１デバイス層１６の形成には、プラズマＣＶＤ、プラズマＡＬＤ、又はプラズマエッチングなどが用いられる。プラズマの照射によって、荷電粒子が蓄積してしまうと、第１デバイス層１６が破損してしまう。本実施形態によれば、第１電極１８などが放電経路を形成するので、第１デバイス層１６の破損を抑制できる。 Plasma CVD, plasma ALD, plasma etching, or the like is used to form the first device layer 16 . If charged particles accumulate due to plasma irradiation, the first device layer 16 will be damaged. According to this embodiment, since the first electrode 18 and the like form the discharge path, damage to the first device layer 16 can be suppressed.

ポリシリコン層１３は、上記の放電経路の一部である。ポリシリコン層１３は、例えば１．０×１０^１９／ｃｍ^３以上３．０×１０^２０／ｃｍ^３未満の不純物濃度を有する。不純物（ドーパント）は、電子を提供するドナーでもよいし、正孔を提供するアクセプターでもよい。不純物濃度が１．０×１０^１９／ｃｍ^３以上であれば、放電性が良い。不純物濃度が３．０×１０^２０／ｃｍ^３未満であれば、ポリシリコン層１３はレーザー光線ＬＢに対して高い透過率を有する。 Polysilicon layer 13 is part of the discharge path described above. The polysilicon layer 13 has an impurity concentration of, for example, 1.0×10 ¹⁹ /cm ³ or more and less than 3.0×10 ²⁰ /cm ³ . Impurities (dopants) can be either donors that donate electrons or acceptors that donate holes. If the impurity concentration is 1.0×10 ¹⁹ /cm ³ or more, the discharge property is good. If the impurity concentration is less than 3.0×10 ²⁰ /cm ³ , the polysilicon layer 13 has a high transmittance with respect to the laser beam LB.

第１デバイス層１６は、例えば半導体素子を含む。第１デバイス層１６は、例えば３ＤＮＡＮＤセル、ロジックセル、又はＤＲＡＭセルなどを含む。 The first device layer 16 includes, for example, semiconductor elements. The first device layer 16 includes, for example, 3D NAND cells, logic cells, or DRAM cells.

ところで、仮に第１電極１８がレーザー光線ＬＢを透過する材料を含む場合、レーザー光線ＬＢは、第１電極１８とポリシリコン層１３を透過してしまい、そのまま第１デバイス層１６に照射されてしまう。高い強度のレーザー光線ＬＢが第１デバイス層１６に照射されてしまうので、第１デバイス層１６が破損してしまう。 By the way, if the first electrode 18 contains a material that transmits the laser beam LB, the laser beam LB will pass through the first electrode 18 and the polysilicon layer 13, and the first device layer 16 will be irradiated as it is. Since the first device layer 16 is irradiated with the high-intensity laser beam LB, the first device layer 16 is damaged.

本実施形態の第１電極１８はレーザー光線ＬＢを反射する材料を含む。それゆえ、レーザー光線ＬＢは、図３に二点鎖線の矢印で示すように、第１電極１８で反射される。よって、高い強度のレーザー光線ＬＢが第１デバイス層１６に照射されるのを抑制でき、第１デバイス層１６の破損を抑制できる。なお、第１電極１８の外側では、レーザー光線ＬＢは、図３に実線の矢印で示すように、絶縁層１２で吸収されるので、第１デバイス層１６を破損しない。第１電極１８におけるレーザー光線ＬＢの反射率は、例えば７０％～１００％である。 The first electrode 18 of this embodiment comprises a material that reflects the laser beam LB. Therefore, the laser beam LB is reflected by the first electrode 18, as indicated by the two-dot chain line arrow in FIG. Therefore, it is possible to prevent the first device layer 16 from being irradiated with the high-intensity laser beam LB, thereby suppressing damage to the first device layer 16 . Outside the first electrode 18, the laser beam LB is absorbed by the insulating layer 12 as indicated by the solid arrow in FIG. The reflectance of the laser beam LB on the first electrode 18 is, for example, 70% to 100%.

第１電極１８は、例えば遷移金属、導電性酸化物、又はポリシリコン層１３よりも高い不純物濃度を有するポリシリコンを含む。遷移金属は、例えば、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む。導電性酸化物は、例えば、ＩＧＺＯ（インジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物）、又はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などを含む。第１電極１８に含まれるポリシリコンは、例えば３．０×１０^２０／ｃｍ^３以上３．０×１０^２１／ｃｍ^３以下の不純物濃度を有する。不純物（ドーパント）は、電子を提供するドナーでもよいし、正孔を提供するアクセプターでもよい。不純物濃度が３．０×１０^２０／ｃｍ^３以上であれば、放電性が良く、且つレーザー光線ＬＢの反射率が高い。 First electrode 18 comprises, for example, a transition metal, a conductive oxide, or polysilicon having a higher impurity concentration than polysilicon layer 13 . Transition metals include, for example, at least one selected from the group consisting of Cu, Co, Ru, Mo, W, and Ti. Conductive oxides include, for example, IGZO (an oxide containing indium, gallium, and zinc), or ITO (indium tin oxide). Polysilicon contained in the first electrode 18 has an impurity concentration of, for example, 3.0×10 ²⁰ /cm ³ or more and 3.0×10 ²¹ /cm ^{3 or} less. Impurities (dopants) can be either donors that donate electrons or acceptors that donate holes. If the impurity concentration is 3.0×10 ²⁰ /cm ³ or more, the discharge property is good and the reflectance of the laser beam LB is high.

積層基板１は、第１デバイス層１６を基準として第１基板１１とは反対側に、第１接合層１７と、第２接合層２７と、第２デバイス層２６と、第２基板２１と、をこの順番で備えてもよい。第１基板１１と第２基板２１は、第１デバイス層１６と第２デバイス層２６を介して接合される。 The laminated substrate 1 includes a first bonding layer 17, a second bonding layer 27, a second device layer 26, a second substrate 21, and a may be provided in this order. The first substrate 11 and the second substrate 21 are bonded via the first device layer 16 and the second device layer 26 .

第１接合層１７は、第１デバイス層１６の表面に形成される。第１接合層１７は、シリコン酸化層などの絶縁層である。第１接合層１７は、第１デバイス層１６と第２デバイス層２６を電気的に接続する配線を含んでもよい。第１接合層１７は、第２接合層２７に接する接合面１７ａを有する。接合面１７ａは、第１接合層１７と第２接合層２７を向かい合わせて接合する前に、プラズマなどで活性化されてもよく、更に水又は水蒸気の供給によって親水化されてもよい。 The first bonding layer 17 is formed on the surface of the first device layer 16 . The first bonding layer 17 is an insulating layer such as a silicon oxide layer. The first bonding layer 17 may include wiring that electrically connects the first device layer 16 and the second device layer 26 . The first bonding layer 17 has a bonding surface 17 a in contact with the second bonding layer 27 . The bonding surface 17a may be activated by plasma or the like before the first bonding layer 17 and the second bonding layer 27 are opposed to each other and bonded, and may be made hydrophilic by supplying water or steam.

第２基板２１は、例えばシリコンウェハである。第２基板２１は、シリコンウェハには限定されず、化合物半導体ウェハ、又はガラス基板であってもよい。第２基板２１の第１基板１１との対向面には、第２デバイス層２６と、第２接合層２７とがこの順番で形成される。 The second substrate 21 is, for example, a silicon wafer. The second substrate 21 is not limited to a silicon wafer, and may be a compound semiconductor wafer or a glass substrate. A second device layer 26 and a second bonding layer 27 are formed in this order on the surface of the second substrate 21 facing the first substrate 11 .

第２デバイス層２６は、例えば半導体素子を含む。第２デバイス層２６は、第１デバイス層１６と電気的に接続される。第２デバイス層２６は、第１デバイス層１６とは異なる機能を有する。例えば、第２デバイス層２６がＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ロジック回路を含み、第１デバイス層１６が３ＤＮＡＮＤセルを含む。 The second device layer 26 includes, for example, semiconductor elements. The second device layer 26 is electrically connected with the first device layer 16 . Second device layer 26 has a different function than first device layer 16 . For example, the second device layer 26 contains CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) logic circuitry and the first device layer 16 contains 3D NAND cells.

第２接合層２７は、第１接合層１７と同様に、シリコン酸化層などの絶縁層である。第２接合層２７は、第１デバイス層１６と第２デバイス層２６を電気的に接続する配線を含んでもよい。第２接合層２７は、第１接合層１７に接する接合面２７ａを有する。接合面２７ａは、プラズマなどで活性化されてもよく、更に水又は水蒸気の供給によって親水化されてもよい。 The second bonding layer 27 is an insulating layer such as a silicon oxide layer, like the first bonding layer 17 . The second bonding layer 27 may include wiring that electrically connects the first device layer 16 and the second device layer 26 . The second bonding layer 27 has a bonding surface 27 a that contacts the first bonding layer 17 . The bonding surface 27a may be activated by plasma or the like, and may be made hydrophilic by supplying water or steam.

第１接合層１７と第２接合層２７は、ファンデルワールス力（分子間力）及びＯＨ基同士の水素結合などで接合される。水素結合の脱水縮合反応で共有結合が生じてもよい。液体の接着剤を使用せずに、固体同士を直接貼り合わせるので、接着剤の変形などによる位置ずれを防止できる。また、接着剤の厚みムラなどによる傾きの発生を防止できる。 The first bonding layer 17 and the second bonding layer 27 are bonded by van der Waals forces (intermolecular forces), hydrogen bonds between OH groups, and the like. A covalent bond may be generated by a dehydration condensation reaction of a hydrogen bond. Since the solids are directly bonded together without using a liquid adhesive, misalignment due to deformation of the adhesive can be prevented. In addition, it is possible to prevent the occurrence of inclination due to uneven thickness of the adhesive.

なお、積層基板１は、第１基板１１と、絶縁層１２と、ポリシリコン層１３と、第１デバイス層１６と、をこの順番で備えればよい。積層基板１は、第１接合層１７、第２接合層２７、第２デバイス層２６、及び第２基板２１を備えなくてもよい。 Note that the laminated substrate 1 may include the first substrate 11, the insulating layer 12, the polysilicon layer 13, and the first device layer 16 in this order. The laminated substrate 1 does not have to include the first bonding layer 17 , the second bonding layer 27 , the second device layer 26 and the second substrate 21 .

次に、図２～図４を参照して、一実施形態に係る基板処理装置３と、基板処理装置３を用いた基板処理方法について説明する。基板処理装置３は、第１基板１１を透過するレーザー光線ＬＢを用いて、第１基板１１を第１デバイス層１６から剥離する。基板処理装置３は、例えば、第１基板保持部３１と、照射器３２と、第１駆動部３３と、第２基板保持部３４と、第２駆動部３５と、制御部３９と、を備える。 Next, a substrate processing apparatus 3 according to an embodiment and a substrate processing method using the substrate processing apparatus 3 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. The substrate processing apparatus 3 separates the first substrate 11 from the first device layer 16 using a laser beam LB that passes through the first substrate 11 . The substrate processing apparatus 3 includes, for example, a first substrate holding section 31, an irradiator 32, a first driving section 33, a second substrate holding section 34, a second driving section 35, and a control section 39. .

第１基板保持部３１は、図２に示すように、積層基板１を保持する。第１基板保持部３１は、例えば、第１基板１１を上に向けて、積層基板１を下方から水平に保持する。第１基板保持部３１は、例えば真空チャックである。第１駆動部３３は、第１基板保持部３１を水平方向に移動させ、鉛直な回転軸を中心に回転させる。第１駆動部３３は、第１基板保持部３１を鉛直方向に移動させてもよい。 The first substrate holding part 31 holds the laminated substrate 1 as shown in FIG. The first substrate holding part 31 holds the laminated substrate 1 horizontally from below, for example, with the first substrate 11 facing upward. The first substrate holder 31 is, for example, a vacuum chuck. The first driving section 33 moves the first substrate holding section 31 in the horizontal direction and rotates it about a vertical rotation axis. The first driving section 33 may move the first substrate holding section 31 in the vertical direction.

照射器３２は、第１基板保持部３１で保持されている積層基板１に対してレーザー光線ＬＢを照射する。レーザー光線ＬＢは、例えば赤外線であり、例えば８．８μｍ～１１μｍの波長を有する。第１基板１１であるシリコンウェハは赤外線に対して高い透過性を有し、絶縁層１２は赤外線に対して高い吸収性を有する。絶縁層１２におけるレーザー光線ＬＢの照射点に、剥離起点１２ａが形成される。 The irradiator 32 irradiates the laminated substrate 1 held by the first substrate holder 31 with a laser beam LB. The laser beam LB is, for example, infrared rays and has a wavelength of, for example, 8.8 μm to 11 μm. The silicon wafer, which is the first substrate 11, has high infrared transmittance, and the insulating layer 12 has high infrared absorption. A peeling starting point 12 a is formed at the point of irradiation of the laser beam LB on the insulating layer 12 .

照射器３２は、レーザー光線ＬＢを発振する発振器を含む。発振器は、レーザー光線ＬＢをパルス発振させる。発振器は、例えばＣＯ_２レーザーである。ＣＯ_２レーザーの波長は、約９．３μｍである。照射器３２は、集光レンズを含んでもよい。集光レンズは、レーザー光線ＬＢを積層基板１に向けて集光する。 The irradiator 32 includes an oscillator that oscillates the laser beam LB. The oscillator pulse-oscillates the laser beam LB. The oscillator is for example a _CO2 laser. The wavelength of the _CO2 laser is about 9.3 μm. Illuminator 32 may include a condenser lens. The condensing lens converges the laser beam LB toward the laminated substrate 1 .

照射器３２は、積層基板１におけるレーザー光線ＬＢの照射点を移動させるべく、ガルバノスキャナ又はポリゴンスキャナを含んでもよい。なお、第１駆動部３３が、第１基板保持部３１を水平方向に移動させること又は鉛直な回転軸を中心に回転させることで、積層基板１におけるレーザー光線ＬＢの照射点を移動させてもよい。この場合、ガルバノスキャナなどは不要である。 The irradiator 32 may include a galvanometer scanner or a polygon scanner to move the irradiation point of the laser beam LB on the laminated substrate 1 . Note that the first driving unit 33 may move the irradiation point of the laser beam LB on the laminated substrate 1 by moving the first substrate holding unit 31 in the horizontal direction or rotating it about the vertical rotation axis. . In this case, a galvanometer scanner or the like is unnecessary.

第２基板保持部３４は、図４に示すように、積層基板１を保持する。第２基板保持部３４は、第１基板保持部３１とは反対側（例えば上方）から、積層基板１を保持する。第２基板保持部３４は、例えば真空チャックである。第２駆動部３５は、第２基板保持部３４を水平方向に移動させ、鉛直な回転軸を中心に回転させる。第２駆動部３５は、第２基板保持部３４を鉛直方向に移動させてもよい。 The second substrate holding part 34 holds the laminated substrate 1 as shown in FIG. The second substrate holding part 34 holds the laminated substrate 1 from the side opposite to the first substrate holding part 31 (for example, from above). The second substrate holding part 34 is, for example, a vacuum chuck. The second driving section 35 moves the second substrate holding section 34 in the horizontal direction and rotates it about the vertical rotation axis. The second driving section 35 may move the second substrate holding section 34 in the vertical direction.

制御部３９は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３９１と、メモリなどの記憶媒体３９２とを備える。記憶媒体３９２には、基板処理装置３において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部３９は、記憶媒体３９２に記憶されたプログラムをＣＰＵ３９１に実行させることにより、基板処理装置３の動作を制御する。 The control unit 39 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 391 and a storage medium 392 such as a memory. The storage medium 392 stores programs for controlling various processes executed in the substrate processing apparatus 3 . The control unit 39 controls the operation of the substrate processing apparatus 3 by causing the CPU 391 to execute programs stored in the storage medium 392 .

制御部３９は、照射器３２と第１駆動部３３を制御することで、第１基板１１と絶縁層１２の界面に剥離起点１２ａを形成する制御を行う。剥離起点１２ａは、第１基板１１の径方向と周方向に間隔をおいて多数形成される。複数の剥離起点１２ａは、同心円状に配置されてもよいし、渦巻き状に配置されてもよい。なお、剥離起点１２ａは、上記の通り、絶縁層１２の内部に形成されてもよい。 The control unit 39 controls the irradiator 32 and the first driving unit 33 to form the separation starting point 12 a at the interface between the first substrate 11 and the insulating layer 12 . A large number of peeling starting points 12 a are formed at intervals in the radial direction and the circumferential direction of the first substrate 11 . The plurality of separation starting points 12a may be arranged concentrically or spirally. Note that the separation starting point 12a may be formed inside the insulating layer 12 as described above.

その後、制御部３９は、第２駆動部３５を制御することで、第１基板１１を第１デバイス層１６から剥離する制御を行う。例えば、第１基板保持部３１が第２基板２１を吸着し、第２基板保持部３４が第１基板１１を吸着した状態で、第２駆動部３５が第２基板保持部３４を上昇させる。複数の剥離起点１２ａを面状につなぐクラックが形成され、第１基板１１と第１デバイス層１６とが剥離される。 After that, the control unit 39 controls the second driving unit 35 to control the peeling of the first substrate 11 from the first device layer 16 . For example, the second driving section 35 raises the second substrate holding section 34 while the first substrate holding section 31 sucks the second substrate 21 and the second substrate holding section 34 holds the first substrate 11 . A crack connecting the plurality of separation starting points 12a in a plane is formed, and the first substrate 11 and the first device layer 16 are separated.

なお、制御部３９は、第２基板保持部３４の上昇の代わりに、又は第２基板保持部３４の上昇に加えて、第１基板保持部３１の下降を行ってもよい。制御部３９は、第１基板保持部３１と第２基板保持部３４を相対的に上下方向に離間させればよい。制御部３９は、第１基板保持部３１又は第２基板保持部３４の回転を行ってもよい。 Note that the controller 39 may lower the first substrate holder 31 instead of or in addition to raising the second substrate holder 34 . The control unit 39 may relatively separate the first substrate holding unit 31 and the second substrate holding unit 34 in the vertical direction. The controller 39 may rotate the first substrate holder 31 or the second substrate holder 34 .

次に、図５を参照して、第１変形例に係るレーザーリフトオフ用の積層基板１について説明する。以下、上記実施形態と第１変形例との相違点について主に説明する。図５に示すように、積層基板１は、絶縁層１２とポリシリコン層１３の間に、レーザー光線ＬＢを反射する導電層４１を有してもよい。導電層４１におけるレーザー光線ＬＢの反射率は、例えば７０％～１００％である。 Next, a laminated substrate 1 for laser lift-off according to a first modified example will be described with reference to FIG. Differences between the above-described embodiment and the first modification will be mainly described below. As shown in FIG. 5, the laminated substrate 1 may have a conductive layer 41 between the insulating layer 12 and the polysilicon layer 13 that reflects the laser beam LB. The reflectance of the laser beam LB on the conductive layer 41 is, for example, 70% to 100%.

導電層４１は、上記の放電経路の一部である。導電層４１は、例えば遷移金属、導電性酸化物、又はポリシリコンなどを含む。遷移金属は、例えば、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む。導電性酸化物は、例えば、ＩＧＺＯ、又はＩＴＯなどを含む。導電層４１に含まれるポリシリコンは、ポリシリコン層１３よりも高い不純物濃度を有し、例えば３．０×１０^２０／ｃｍ^３以上３．０×１０^２１／ｃｍ^３以下の不純物濃度を有する。 Conductive layer 41 is part of the discharge path described above. Conductive layer 41 includes, for example, a transition metal, a conductive oxide, or polysilicon. Transition metals include, for example, at least one selected from the group consisting of Cu, Co, Ru, Mo, W, and Ti. Conductive oxides include, for example, IGZO or ITO. The polysilicon contained in the conductive layer 41 has an impurity concentration higher than that of the polysilicon layer 13, for example, 3.0×10 ²⁰ /cm ³ or more and 3.0×10 ²¹ /cm ^{3 or} less.

導電層４１は、レーザー光線ＬＢを反射することで、第１デバイス層１６に到達するレーザー光線ＬＢの強度を低下でき、第１デバイス層１６の破損を確実に抑制できる。 The conductive layer 41 can reduce the intensity of the laser beam LB reaching the first device layer 16 by reflecting the laser beam LB, and can reliably suppress damage to the first device layer 16 .

以上、本開示に係るレーザーリフトオフ用の積層基板、基板処理方法、及び基板処理装置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、及び組み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。 Although embodiments of the laminated substrate for laser lift-off, the substrate processing method, and the substrate processing apparatus according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. These also naturally belong to the technical scope of the present disclosure.

１積層基板
１１第１基板
１２絶縁層
１３ポリシリコン層
１６第１デバイス層
１８第１電極
ＬＢレーザー光線 1 laminated substrate 11 first substrate 12 insulating layer 13 polysilicon layer 16 first device layer 18 first electrode LB laser beam

Claims

A laminated substrate for laser lift-off,
a first substrate that transmits a laser beam, an insulating layer that absorbs the laser beam, a polysilicon layer that transmits the laser beam, and a first device layer in this order;
a first electrode that penetrates the insulating layer and electrically connects the first substrate and the polysilicon layer;
A laminated substrate for laser lift-off, wherein the first electrode includes a material that reflects the laser beam.

2. The multilayer substrate for laser lift-off of claim 1, wherein the first electrode comprises a transition metal, a conductive oxide, or polysilicon having a higher impurity concentration than the polysilicon layer.

3. The laminated substrate for laser lift-off according to claim 1, further comprising a conductive layer reflecting said laser beam between said insulating layer and said polysilicon layer.

4. The laminated substrate for laser lift-off according to claim 1, wherein said insulating layer is a silicon oxide layer.

a second device layer electrically connected to the first device layer; and a second substrate on which the second device layer is formed,
5. The laminated substrate for laser lift-off according to claim 1, wherein said first substrate and said second substrate are bonded via said first device layer and said second device layer.

Preparing the laminated substrate for laser lift-off according to any one of claims 1 to 5;
A substrate processing method, comprising forming a separation starting point at an interface between the first substrate and the insulating layer or inside the insulating layer by irradiating the insulating layer with the laser beam through the first substrate.

A substrate holding part for holding the laminated substrate for laser lift-off according to any one of claims 1 to 5,
an irradiator for irradiating the laminated substrate held by the substrate holding part with the laser beam;
a control unit that controls the irradiator;
with
The control unit irradiates the insulating layer with the laser beam through the first substrate, thereby controlling formation of a separation starting point at an interface between the first substrate and the insulating layer or inside the insulating layer. , substrate processing equipment.