JPWO2021192853A5

JPWO2021192853A5 -

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Publication number: JPWO2021192853A5
Application number: JP2022509457A
Authority: JP
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2022-12-08

Description

本開示の一態様は、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理方法であって、前記第２の基板には剥離促進層及びレーザ吸収層がこの順に積層して形成され、前記レーザ吸収層に対してレーザ光を照射して剥離改質層を形成し、前記レーザ吸収層の内部に応力を発生することと、前記第２の基板と前記剥離促進層の境界に沿って前記第１の基板から前記第２の基板を剥離することと、を含む。

次に、図５及び図６に示すようにレーザヘッド１１０から第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂに向けてレーザ光Ｌ（ＣＯ_２レーザ光）をパルス状に照射する。この際、レーザ光Ｌは、第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂ側から当該第２のウェハＷ２、及び剥離促進層Ｐ２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を吸収したレーザ吸収層Ｐの内部には図７（ａ）に示すように応力が発生する。以下、このようにレーザ光の照射により形成された、第２のウェハＷ２の剥離の基点（デバイス層Ｄ２の転写の基点）となる応力の蓄積層を「剥離改質層Ｍ１」という場合がある。なお、レーザ吸収層Ｐに照射されたレーザ光Ｌは剥離改質層Ｍ１の形成によりほぼすべてのエネルギーが吸収され、デバイス層Ｄ２に到達することがない。このため、デバイス層Ｄ２がダメージを被るのを抑制することができる。

なお、図８に示すようにレーザ吸収層Ｐにおいて、レーザ光Ｌは同心円状に環状に照射してもよい。但し、この場合、チャック１００の回転とチャック１００のＹ軸方向への移動が交互に行われるため、上述したようにレーザ光Ｌを螺旋状に照射した方が、照射時間を短時間にしてスループットを向上させることができる。

レーザ吸収層Ｐの面内全面においてレーザ光Ｌの照射が行われると、次に、移動機構１０４によってチャック１００を搬送パッド１２０の下方の受渡位置に移動させる。受渡位置においては、図９（ａ）に示すように搬送パッド１２０で第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂを吸着保持し、その後、図９（ｂ）に示すように搬送パッド１２０を上昇させることで、剥離促進層Ｐ２（第１のウェハＷ１）から第２のウェハＷ２を剥離する。これにより、第２のウェハＷ２の表面に形成されていたデバイス層Ｄ２が、第１のウェハＷ１へと転写される。この際、上述したように剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の界面には、レーザ光の照射により発生した応力が蓄積され、接合強度が低下しているため、大きな荷重をかけることなく、剥離促進層Ｐ２から第２のウェハＷ２を剥離することができる。

またこの時、上述のように剥離改質層Ｍ１は相互に重ならないように形成されているが、剥離改質層Ｍ１の形成により蓄積された応力は、当該剥離改質層Ｍ１の形成位置において第２のウェハＷ２と剥離促進層Ｐ２の剥離が発生した際に外部に解放される。そして本実施形態においては、上述のように剥離改質層Ｍ１を相互に近接して形成するため、隣接して形成された剥離改質層Ｍ１の形成位置において剥離が発生した際、すなわち隣接位置において応力が外部に解放された際に、連鎖的に解放される。すなわち、搬送パッド１２０を上昇させることにより剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の界面の一部が剥離されると、これにより当該剥離箇所を起点として第２のウェハＷ２の全面が連鎖的に剥離される。すなわち、大きな荷重をかけることなく、より適切に剥離促進層Ｐ２から第２のウェハＷ２を剥離することができる。

ところで、例えばレーザ光Ｌの周波数やチャック１００の回転数等の関係によりレーザ光Ｌの照射がレーザ吸収層Ｐにされず、剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の剥離が発生していない領域（未剥離領域）が形成されている場合がある。しかしながら本実施形態によれば、剥離促進層Ｐ２は第２のウェハＷ２（シリコン）と密着性の低い材料により形成されるため、このように未剥離領域が形成されている場合であっても、剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の剥離を容易に行うことができる。そして、このように剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２が適切に剥離されるため、第２のウェハＷ２を剥離した後の剥離促進層Ｐ２の表面に第２のウェハＷ２の一部（シリコン片）が転写されることを適切に抑制することができる。またこれにより、剥離後の第２のウェハＷ２に対するダメージを抑制することができる。

なお、このように剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の界面での剥離を適切行う場合、レーザ光の照射により発生した応力が剥離促進層Ｐ２を透過する必要がある。具体的には、例えばレーザ吸収層Ｐがガス化される場合、発生したガスが剥離促進層Ｐ２を透過する必要がある。また例えば、熱膨張係数の差により剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の剥離を行う場合、レーザ光の照射により生じた熱を適切に剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の界面まで伝熱させる必要がある。しかしながら、剥離促進層Ｐ２の膜厚が大きい場合、発生した応力が適切に剥離促進層Ｐ２を透過せず、剥離促進層Ｐ２とレーザ吸収層Ｐの界面に残留する場合がある。そこで、剥離促進層Ｐ２と第２のウェハＷ２の界面で適切に剥離を行うため、剥離促進層Ｐ２の膜厚はレーザ吸収層Ｐに対して薄く、具体的には、例えばレーザ吸収層Ｐの膜厚の１０分の１程度であることが好ましい。このように剥離促進層Ｐ２の膜厚を小さくすることにより、発生した応力が適切に剥離促進層Ｐ２を透過し、第２のウェハＷ２と剥離促進層Ｐ２の接合強度を低下させることができる。すなわち、第２のウェハＷ２を剥離促進層Ｐ２から適切に剥離することができる。

Claims

第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理方法であって、
前記第２の基板には剥離促進層及びレーザ吸収層がこの順に積層して形成され、
前記レーザ吸収層に対してレーザ光を照射して剥離改質層を形成し、前記レーザ吸収層の内部に応力を発生することと、
前記第２の基板と前記剥離促進層の境界に沿って前記第１の基板から前記第２の基板を剥離することと、を含む、基板処理方法。
前記レーザ吸収層において、前記レーザ光の入射面と反対側の面に反射膜が形成され、
前記レーザ吸収層に照射された前記レーザ光のうち、当該レーザ吸収層で吸収されない前記レーザ光を前記反射膜で反射し、
前記反射膜で反射された前記レーザ光は、前記レーザ吸収層に吸収される、請求項１～９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
第１の基板と、剥離促進層及びレーザ吸収層がこの順に積層して形成された第２の基板と、が接合された重合基板を処理する基板処理装置であって、
前記レーザ吸収層に対してレーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記第２の基板を前記第１の基板から剥離する剥離部と、
前記レーザ照射部及び剥離部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記レーザ光の照射により剥離改質層を形成し、前記レーザ吸収層の内部に応力を発生させた後、
前記第２の基板と前記剥離促進層の境界に沿って前記第１の基板から前記第２の基板を剥離可能に、前記レーザ照射部の動作を制御する、基板処理装置。