TW202129823A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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田之上隼斗
溝本康隆
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明係一種基板處理方法，其在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於該第2基板的表面的元件層轉印到該第1基板，其特徵為：對形成於該第2基板與該元件層之間的雷射吸收層，從該第2基板的背面側以脈衝狀的方式照射雷射光。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板處理方法以及基板處理裝置。
於專利文獻1，揭示了一種半導體裝置的製造方法。該半導體裝置的製造方法，包含：加熱步驟，其從半導體基板的背面照射CO2 雷射，以將剝離氧化膜局部地加熱；以及轉印步驟，其令剝離在剝離氧化膜中及/或剝離氧化膜與半導體基板的界面發生，以將半導體元件轉印到轉印目標基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2007-220749號公報
[發明所欲解決的問題]
本發明之技術，係在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於第2基板的表面的元件層適當地轉印到第1基板。 [解決問題的手段]
本發明一實施態樣，係一種在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於該第2基板的表面的元件層轉印到該第1基板的方法，其特徵為：對形成於該第2基板與該元件層之間的雷射吸收層，從該第2基板的背面側以脈衝狀的方式照射雷射光。 [發明的功效]
根據本發明，可在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於第2基板的表面的元件層適當地轉印到第1基板。
近年來，在LED的製造程序中，會實行用雷射光從藍寶石基板將GaN(氮化鎵)系化合物結晶層(材料層)剝離的所謂雷射剝離步驟。在像這樣實行雷射剝離步驟的技術背景下，由於短波長的雷射光(例如UV光)相對於藍寶石基板具有穿透性，故可使用相對於吸收層吸收率較高的短波長的雷射光，針對雷射光亦可列舉出範圍較廣的選擇。
另一方面，在半導體裝置的製造程序中，會實行將形成於一基板(半導體等的矽基板)的表面的元件層轉印到另一基板的步驟。一般而言，NIR(近紅外線)區段的雷射光相對於矽基板具有穿透性，惟NIR的雷射光相對於吸收層亦具有穿透性，故元件層會有受到損傷之虞。因此，為了在半導體裝置的製造程序中實行雷射剝離步驟，會使用FIR(遠紅外線)區段的雷射光。
一般而言，例如選用CO2 雷射，便可使用FIR波長的雷射光。在上述專利文獻1所記載的方法中，係藉由對剝離氧化膜照射CO2 雷射，以令剝離在剝離氧化膜與基板的界面發生。
在此，本發明人專注檢討，得知僅照射CO2 雷射，有時不會發生剝離。亦即，吾人發現剝離發生的主要因素，並非CO2 雷射的能量總量，而係峰值功率(雷射光的最大強度)。例如，如圖1所示的，當連續振盪發出CO2 雷射時(使用連續波時)，難以提高峰值功率，有時會無法發生剝離。另一方面，當以脈衝狀的方式振盪發出CO2 雷射時(使用脈衝波時)，可提高峰值功率，故可令剝離發生。另外，在本發明中將CO2 雷射以脈衝狀的方式振盪發出的雷射光，係所謂的脈衝雷射，其係功率反覆為0(零)與最大值者。
另外，當連續振盪發出CO2 雷射時，熱影響較大，故無法安定地實行雷射剝離步驟，也會有因為熱而導致元件層受到損傷之虞。因此，從該等觀點來看，仍係以脈衝狀的方式照射CO2 雷射為佳。
如以上所述的，為了將基板與剝離氧化膜(元件層)剝離，對該剝離氧化膜以脈衝狀的方式照射CO2 雷射有其必要。然而，在專利文獻1的方法中，完全並未考慮到脈衝雷射，亦無任何教示。因此，以往的元件層的轉印方法仍有改善的空間。
本發明之技術，係在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於第2基板的表面的元件層適當地轉印到第1基板。以下，針對具備作為本實施態樣之基板處理裝置的雷射照射裝置的晶圓處理系統，以及作為基板處理方法的晶圓處理方法，一邊參照圖式一邊進行說明。另外，在本說明書以及圖式中，對於實質上具有相同功能構造的要件，會附上相同的符號，並省略重複說明。
在本實施態樣之後述的晶圓處理系統1中，係對如圖2所示的由作為第1基板的第1晶圓W1與作為第2基板的第2晶圓W2所接合的作為疊合基板的疊合晶圓T進行處理。以下，在第1晶圓W1中，將與第2晶圓W2接合的該側的面稱為表面W1a，並將表面W1a的相反側的面稱為背面W1b。同樣地，在第2晶圓W2中，將與第1晶圓W1接合的該側的面稱為表面W2a，並將表面W2a的相反側的面稱為背面W2b。
第1晶圓W1，例如為矽基板等的半導體晶圓。於第1晶圓W1的表面W1a，元件層D1與表面膜F1從表面W1a側開始依照該順序堆疊。元件層D1，包含複數個裝置。關於表面膜F1，例如可列舉出氧化膜(SiO2 膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜或接合劑等。另外，亦存在「於表面W1a，並未形成元件層D1與表面膜F1」的態樣。
第2晶圓W2，例如亦為矽基板等的半導體晶圓。於第2晶圓W2的表面W2a，雷射吸收層P、元件層D2、表面膜F2從表面W2a側開始依照該順序堆疊。雷射吸收層P，如後所述的吸收從雷射照射部110所照射的雷射光。雷射吸收層P，例如係使用氧化膜(SiO2 膜)，惟只要係吸收雷射光者，便無特別限定。元件層D2、表面膜F2，分別與第1晶圓W1的元件層D1、表面膜F1相同。然後，第1晶圓W1的表面膜F1與第2晶圓W2的表面膜F2接合。另外，雷射吸收層P的位置，不限於上述實施態樣，例如亦可形成於元件層D2與表面膜F2之間。另外，亦存在「於表面W2a，並未形成元件層D2與表面膜F2」的態樣。此時，雷射吸收層P係形成於第1晶圓W1側，第1晶圓W1側的元件層D1轉印到第2晶圓W2側。
如圖3所示的晶圓處理系統1，具有將搬入搬出區塊10、搬運區塊20以及處理區塊30連接成一體的構造。搬入搬出區塊10與處理區塊30，設置在搬運區塊20的周圍。具體而言，搬入搬出區塊10，配置在搬運區塊20的Y軸負方向側。處理區塊30的後述的雷射照射裝置31配置在搬運區塊20的X軸負方向側，後述的洗淨裝置32配置在搬運區塊20的X軸正方向側。
例如，可分別收納複數枚疊合晶圓T、複數枚第1晶圓W1、複數枚第2晶圓W2的匣盒Ct、Cw1、Cw2，各自在搬入搬出區塊10與外部之間搬入或搬出。於搬入搬出區塊10，設置了匣盒載置台11。在圖所示之例中，於匣盒載置台11，係將複數個(例如3個)匣盒Ct、Cw1、Cw2在X軸方向上隨意載置成一列。另外，匣盒載置台11所載置之匣盒Ct、Cw1、Cw2的個數，不限於本實施態樣，可任意決定之。
於搬運區塊20，設置了以在沿著X軸方向延伸的搬運路徑21上隨意移動的方式構成的晶圓搬運裝置22。晶圓搬運裝置22，具有保持並搬運疊合晶圓T、第1晶圓W1、第2晶圓W2的例如2個搬運臂23、23。各搬運臂23，以在水平方向上、在垂直方向上、繞水平軸以及繞垂直軸隨意移動的方式構成。另外，搬運臂23的構造不限於本實施態樣，可構成任意的構造。然後，晶圓搬運裝置22，以可對匣盒載置台11的匣盒Ct、Cw1、Cw2、後述的雷射照射裝置31以及洗淨裝置32搬運疊合晶圓T、第1晶圓W1、第2晶圓W2的方式構成。
處理區塊30，具有雷射照射裝置31與洗淨裝置32。雷射照射裝置31，對第2晶圓W2的雷射吸收層P照射雷射光。另外，雷射照射裝置31的構造容後詳述之。
洗淨裝置32，將形成於雷射照射裝置31所分離的第1晶圓W1的表面W1a的雷射吸收層P的表面洗淨。例如，將刷子抵接於雷射吸收層P的表面，並將該表面刷洗乾淨。另外，表面的洗淨，亦可使用經過加壓的洗淨液。另外，洗淨裝置32，亦可具有將背面W1b與第1晶圓W1的表面W1a側一併洗淨的構造。
於以上的晶圓處理系統1，設置了作為控制部的控制裝置40。控制裝置40，例如為電腦，具有程式儲存部(圖中未顯示)。於程式儲存部，儲存了控制晶圓處理系統1對疊合晶圓T進行處理的程式。另外，於程式儲存部，亦儲存了「控制上述的各種處理裝置或搬運裝置等的驅動系統的動作，以實現晶圓處理系統1中的後述晶圓處理」的程式。另外，上述程式，係記錄於電腦可讀取記錄媒體H者，惟亦可為從該記錄媒體H安裝到控制裝置40者。
接著，針對上述的雷射照射裝置31進行說明。
如圖4以及圖5所示的，雷射照射裝置31，具有以頂面保持疊合晶圓T而作為保持部的夾頭100。夾頭100，吸附、保持第1晶圓W1的背面W1b的整個面。另外，夾頭100亦可吸附、保持背面W1b的一部分。於夾頭100，設置了用以從下方支持疊合晶圓T並令其升降的升降銷(圖中未顯示)。升降銷，以「插通於貫通夾頭100所形成的貫通孔(圖中未顯示)，而隨意升降」的方式構成。
夾頭100，隔著空氣軸承101，被滑動平台102所支持。在滑動平台102的底面側，設置了旋轉機構103。旋轉機構103，例如內建了馬達作為驅動源。夾頭100，以「利用旋轉機構103，透過空氣軸承101，繞θ軸(垂直軸)隨意旋轉」的方式構成。滑動平台102，以「可利用設置在其底面側的移動機構104，沿著設置於基台106並在Y軸方向上延伸的軌道105移動」的方式構成。另外，移動機構104的驅動源並無特別限定，例如可使用線性馬達。
在夾頭100的上方，設置了雷射照射部110。雷射照射部110，具有雷射頭111、光學系統112，以及透鏡113。雷射頭111，將雷射光以脈衝狀的方式振盪發出。光學系統112，控制雷射光的強度或位置，或是令雷射光衰減以調整輸出。透鏡113，係筒狀的構件，對夾頭100所保持的疊合晶圓T照射雷射光。在本實施態樣中，雷射光為CO2 雷射光，從雷射照射部110所發出的雷射光穿透第2晶圓W2，照射到雷射吸收層P。另外，CO2 雷射光的波長，例如為8.9μm～11μm。另外，透鏡113，以利用升降機構(圖中未顯示)而隨意升降的方式構成。
另外，在夾頭100的上方，設置了作為搬運部的搬運墊120。搬運墊120，以利用升降機構(圖中未顯示)隨意升降的方式構成。另外，搬運墊120，具有對第2晶圓W2的吸附面。然後，搬運墊120，在夾頭100與搬運臂23之間搬運第2晶圓W2。具體而言，在將夾頭100移動到搬運墊120的下方(與搬運臂23的傳遞位置)之後，搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b，將其從第1晶圓W1剝離。接著，將所剝離的第2晶圓W2從搬運墊120傳遞到搬運臂23，並從雷射照射裝置31搬出。另外，搬運墊120，亦可以「利用翻轉機構(圖中未顯示)，將晶圓表背面翻轉」的方式構成。
在圖5所示的雷射照射裝置31中，搬運臂23係相對於搬運墊120從X軸正方向側進行處理。然而，亦可將圖5所示的雷射照射裝置31逆時鐘旋轉90度，而搬運臂23相對於搬運墊120從Y軸負方向側進行處理。
另外，在將疊合晶圓T搬入雷射照射裝置31時，係從搬運臂23將疊合晶圓T傳遞到升降銷，然後令升降銷下降，以將其載置於夾頭100。另外，在將所剝離的第1晶圓W1從雷射照射裝置31搬出時，夾頭100所載置的疊合晶圓T係利用升降銷而上升，並從升降銷傳遞到搬運臂23。
接著，針對使用以上述方式構成之晶圓處理系統1所實行的晶圓處理進行說明。另外，在本實施態樣中，係在晶圓處理系統1的外部的接合裝置(圖中未顯示)中，將第1晶圓W1與第2晶圓W2接合，預先形成疊合晶圓T。
首先，將收納了複數枚疊合晶圓T的匣盒Ct，載置於搬入搬出區塊10的匣盒載置台11。
接著，利用晶圓搬運裝置22將匣盒Ct內的疊合晶圓T取出，並搬運到雷射照射裝置31。在雷射照射裝置31中，疊合晶圓T從搬運臂23傳遞到升降銷，然後被夾頭100所吸附、保持。接著，利用移動機構104將夾頭100移動到處理位置。該處理位置，係可從雷射照射部110對疊合晶圓T(雷射吸收層P)照射雷射光的位置。
接著，如圖6以及圖7所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P(更詳細而言，係雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面)，以脈衝狀的方式照射雷射光L(CO2 雷射光)。此時，雷射光L，從第2晶圓W2的背面W2b側穿透該第2晶圓W2，在雷射吸收層P被吸收。然後，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生剝離。另外，雷射光L會幾乎全部被雷射吸收層P所吸收，而不會到達元件層D2。因此，可避免元件層D2受到損傷。
在對雷射吸收層P照射雷射光L時，利用旋轉機構103令夾頭100(疊合晶圓T)旋轉，同時利用移動機構104令夾頭100往Y軸方向移動。如是，雷射光L，對雷射吸收層P從徑向外側往內側照射，其結果，便從外側往內側以螺旋狀的方式照射。另外，圖7所示的黑色箭號表示夾頭100的旋轉方向。
雷射光L的照射開始位置，宜在第2晶圓W2的外周端Ea與疊合晶圓T中的第1晶圓W1與第2晶圓W2的接合端Eb之間。此時，例如，即使在「在疊合晶圓T中，第1晶圓W1的中心與第2晶圓W2的中心錯開而偏心」的情況下，仍可吸收該偏心分量而對雷射吸收層P適當地照射雷射光L。
另外，亦可如圖8所示的，在雷射吸收層P中，雷射光L以同心圓狀的方式環狀地照射。然而，此時，由於夾頭100的旋轉與夾頭100的Y方向移動係交替地進行，故如上所述的以螺旋狀的方式照射雷射光L，可縮短照射時間，進而令產能提高。
另外，亦可在雷射吸收層P中，雷射光L從徑向內側往外側照射。然而，此時，由於雷射吸收層P的內側先剝離，故會有伴隨剝離的應力朝向徑向外側，而在該外側並未照射到雷射光L的部分也跟著剝離的情況發生。關於此點，當如上所述的從徑向外側往內側照射雷射光L時，便可令伴隨剝離的應力往外側散逸，故剝離的控制會變得比較容易。另外，藉由適當地控制剝離，亦可避免剝離面變得粗糙。
另外，本實施態樣在對雷射吸收層P照射雷射光L時，係令夾頭100旋轉，惟亦可移動透鏡113，令透鏡113相對於夾頭100相對地旋轉。另外，雖係令夾頭100在Y軸方向上移動，惟亦可令透鏡113在Y軸方向上移動。
如是，雷射照射裝置31，對雷射吸收層P照射雷射光L。然後，由於雷射光L係以脈衝狀的方式照射，故可提高該雷射光L的峰值功率。藉此，便可如用上述圖1所說明的，令剝離在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生，而可從雷射吸收層P將第2晶圓W2適當地剝離。
接著，利用移動機構104將夾頭100移動到傳遞位置。然後，如圖9(a)所示的，用搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b。之後，如圖9(b)所示的，在搬運墊120吸附、保持著第2晶圓W2的狀態下，令該搬運墊120上升，從雷射吸收層P將第2晶圓W2剝離。此時，由於如上所述的，藉由雷射光L的照射，而在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生了剝離，故無須施加很大的力量，便可從雷射吸收層P將第2晶圓W2剝離。
所剝離的第2晶圓W2，從搬運墊120傳遞到晶圓搬運裝置22的搬運臂23，並搬運到匣盒載置台11的匣盒Cw2。另外，從雷射照射裝置31所搬出的第2晶圓W2，亦可在搬運到匣盒Cw2之前，先搬運到洗淨裝置32，將其剝離面(亦即表面W2a)洗淨。此時，亦可利用搬運墊120將第2晶圓W2的表背面翻轉，並傳遞到搬運臂23。
另一方面，關於夾頭100所保持的第1晶圓W1，則係利用升降銷從夾頭100上升，傳遞到搬運臂23，並搬運到洗淨裝置32。在洗淨裝置32中，將剝離面(亦即雷射吸收層P的表面)刷洗乾淨。另外，在洗淨裝置32中，亦可與雷射吸收層P的表面一起，將第1晶圓W1的背面W1b洗淨。另外，亦可各別設置將雷射吸收層P的表面與第1晶圓W1的背面W1b分別洗淨的洗淨部。
之後，實施過全部處理的第1晶圓W1，被晶圓搬運裝置22搬運到匣盒載置台11的匣盒Cw1。如是，晶圓處理系統1中的一連串的晶圓處理便結束。
若根據以上的實施態樣，由於在雷射照射裝置31中，係對雷射吸收層P以脈衝狀的方式照射雷射光L，故可提高該雷射光L的峰值功率，其結果，便可令剝離在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生。另外，當以脈衝狀的方式照射雷射光L時，相較於使用連續波的態樣，熱影響較小，故可安定地實行雷射剝離步驟。藉此，便可從雷射吸收層P將第2晶圓W2適當地剝離，進而將元件層D2轉印到第1晶圓W1。
在此，為了令第1晶圓W1與第2晶圓W2的剝離在晶圓面內均一，宜令照射雷射光L的間隔，亦即脈衝的間隔為固定。然而，為了令脈衝的間隔為固定，在令夾頭100(疊合晶圓T)旋轉的情況下，隨著雷射光L從徑向外側往內側移動，夾頭100的旋轉速度會變快。此時，若夾頭100的旋轉速度到達上限，則隨著雷射光L的照射位置往徑向內側移動，雷射光L的間隔會逐漸變小，在中心部雷射光L亦可能會重疊。於是，調整雷射光L的照射間隔有其必要，其存在例如下述的2種方法。
第1種方法，係控制夾頭100的旋轉速度的方法。亦即，當雷射光L的照射位置位於雷射吸收層P的徑向外側時，降低旋轉速度，當雷射光L的照射位置位於內側時，提高旋轉速度。另外，該旋轉速度的具體調整，對應雷射光L的頻率任意設定之。此時，可固定夾頭100的旋轉速度，以固定雷射光L的照射間隔。
第2種方法，係控制雷射光L的頻率的方法。亦即，當雷射光L的照射位置位於雷射吸收層P的徑向外側時，提高頻率，當雷射光L的照射位置位於內側時降低頻率。另外，該頻率的具體調整，對應夾頭100的旋轉速度任意設定之。此時亦同，可固定夾頭100的旋轉速度，以固定雷射光L的照射間隔。
另外，為了縮短雷射照射的處理時間(作業時間)以令產能提高，在第1種方法中，宜使用高頻率的雷射光L，並維持夾頭100的旋轉速度。
另外，亦可併用上述的第1種方法與第2種方法。此時，在徑向外側降低夾頭100的旋轉速度，同時提高雷射光L的頻率。另一方面，在徑向內側提高夾頭100的旋轉速度，同時降低雷射光L的頻率。
在此，在第2種方法中，在控制雷射光L的頻率時，例如在雷射頭111的雷射振盪器中控制雷射光L的頻率時，有必要考慮雷射光L的輸出或脈衝波形並調整參數。例如，當在雷射吸收層P的徑向外側與內側為了剝離所需要的雷射光L的能量為相同時，若欲提高外側的雷射光L的頻率則必須增大輸出，若欲降低內側的雷射光L的頻率則必須減小輸出。再者，若在雷射振盪器中變更雷射光L的頻率，則該雷射光L的脈衝波形也會改變。因此，考慮到雷射光L的輸出或脈衝波形的複雜調整有其必要，雷射處理的程序控制會比較困難。
於是，在本實施態樣中，係用作為光學元件的聲光調變器控制雷射光L的頻率。如上所述的，雷射照射部110，具有：雷射頭111、光學系統112，以及透鏡113。
如圖10所示的，雷射頭111，具有將雷射光以脈衝狀的方式振盪發出的雷射振盪器130。從雷射振盪器130所振盪發出的雷射光的頻率，為後述的聲光調變器131可控制的最高頻率。另外，雷射頭111，亦可具有雷射振盪器130以外的其他裝置，例如增幅器等。
光學系統112，具有：將來自雷射振盪器130的雷射光改變成不同方向的聲光調變器(AOM)131，以及令來自雷射振盪器130的雷射光衰減，以調整雷射光的輸出而作為減弱器的衰減器132。聲光調變器131與衰減器132，從雷射振盪器130側開始依照該順序設置。
聲光調變器131，係電性高速控制雷射光的強度或位置的光學變調器。如圖11所示的，聲光調變器131，在來自雷射振盪器130的雷射光L1射入時，施加電壓令雷射光L1的折射率變化，以將該雷射光L1改變成不同方向。具體而言，藉由調整電壓，便可控制雷射光L1的變更角度。在本實施態樣中，例如將雷射光L1改變成2個不同方向，其中一方向的雷射光L2照射到雷射吸收層P，另一方向的雷射光L3並未照射到雷射吸收層P。藉由控制該雷射光L2、L3的方向改變，便可調整照射到雷射吸收層P的雷射光L2的頻率。
此時，藉由使用聲光調變器131令雷射光L1的脈衝疏化，便可調整照射到雷射吸收層P的雷射光L2的頻率。例如，若在某一時序，令相對於雷射光L1的雷射光L2與雷射光L3的轉向率為100：0，雷射光L1便就這樣成為雷射光L2而照射到雷射吸收層P。另一方面，若在另一時序，令相對於雷射光L1的雷射光L2與雷射光L3的轉向率為0：100，雷射光L2便為0(零)，雷射光L2便不會照射到雷射吸收層P。此時，可相對於圖12(a)所示的來自雷射振盪器130的雷射光L1的頻率，調整圖12(b)所示的以聲光調變器131轉向的雷射光L2的頻率。另外，由於如上所述的雷射光L1的頻率，為聲光調變器131可控制的最高頻率，故可任意地調整雷射光L2的頻率。另外，圖12的橫軸表示時間，縱軸表示雷射光L2的強度。亦即，圖12的圖形中的密度，表示雷射光L2的頻率。
而且，由於此時並未變更從雷射振盪器130所振盪發出的雷射光L1的頻率，故雷射光L1的脈衝波形並未改變，雷射光L2的脈衝波形仍可與雷射光L1的脈衝波形相同。因此，可簡易地調整雷射光L2的頻率，而不需要如上所述的習知的複雜調整，雷射處理的程序控制變得比較容易。
另外，在本實施態樣中，係使用聲光調變器131作為光學元件，惟不限於此。例如，作為光學元件，亦可使用電光調變器(EOM)。另外，亦可使用聲光偏向器(AOD)或電光偏向器(EOD)等的光學偏向器。
接著，針對從雷射照射部110對雷射吸收層P照射雷射光L2時的該雷射光L2的控制方法進行說明。如上所述的，當雷射光L2的照射位置位於雷射吸收層P的徑向外側時提高頻率，當雷射光L2的照射位置位於內側時降低頻率。
以下，用具體例進行說明。另外，該具體例中的數值僅為一例，本發明不限於該數值。例如，在雷射吸收層P的徑向外側與內側，將剝離所必要的能量設為400μJ。將雷射吸收層P的徑向外側的雷射光L2的必要頻率設為100kHz，將內側的雷射光的必要頻率設為50kHz。來自雷射振盪器130的雷射光L1的頻率為100kHz，輸出為40W。
此時，對雷射吸收層P的徑向外側，在聲光調變器131中並未將來自雷射振盪器130的雷射光L1的脈衝疏化。如是，對雷射吸收層P所照射的雷射光L2的頻率，便可為與雷射光L1的頻率相同的100kHz。另外，雷射光L2的輸出亦為與雷射光L1的輸出相同的40W。然後，雷射光L2的能量為400μJ(=40W/100kHz)，可適當地實行剝離。
另一方面，對雷射吸收層P的徑向內側，在聲光調變器131中將來自雷射振盪器130的雷射光L1的脈衝疏化一半。如是，對雷射吸收層P所照射的雷射光L2的頻率，便可為雷射光L1的頻率的一半，亦即50kHz。另外，藉由該雷射光L1的疏化，雷射光L2的輸出亦為雷射光L1的輸出的一半，亦即20W。然後，雷射光L2的能量為400μJ(=20W/50kHz)，可適當地實行剝離。
像這樣對應雷射光L2的頻率與照射位置，以脈衝間隔為固定的方式，控制夾頭100的旋轉速度。然後，在雷射吸收層P的中心部，維持夾頭100的最高旋轉速度，聲光調變器131配合該最高旋轉速度，調整雷射光L2的頻率。藉此，便可實行將夾頭100的高旋轉速度、雷射光L2的高頻率維持在最大限度的雷射處理，進而可實現高產能的雷射處理。
而且，由於此時並未改變來自雷射振盪器130的雷射光L1的頻率，故雷射光L1的脈衝波形並未改變，雷射光L2的脈衝波形仍可與雷射光L1的脈衝波形相同。因此，可輕易地調整雷射光L2的頻率，並可實現連續的無縫加工。其結果，雷射處理的程序控制變得比較容易，而可實現安定的程序。
另外，在本實施態樣中，由於來自雷射振盪器130的雷射光L1的輸出為40W，故相對於剝離所必要的能量400μJ，輸出的調整並無其必要。關於此點，例如當雷射光L1的輸出為50W時，只要在衰減器132中以令雷射光L1的輸出衰減20％的方式調整輸出即可。
在以上之實施態樣的雷射照射部110中，聲光調變器131在光學系統112的內部係設置在衰減器132的上游側，惟設置位置不限於此。例如，亦可如圖13所示的，聲光調變器131在光學系統112的內部係設置在衰減器132的下游側。或者，例如，亦可如圖14所示的，聲光調變器131在雷射頭111的內部係設置在雷射振盪器130的下游側。再者，聲光調變器131亦可於上述設置位置設置2處以上。
另外，在雷射照射部110中，在用聲光調變器131調整了雷射光L2的頻率與輸出之後，可用衰減器132對輸出進行微調整。在此，從雷射振盪器130所振盪發出的雷射光L1的輸出，有時會因為雷射振盪器130的個別差異而參差不齊。在衰減器132中，可對該等輸出差異進行調整。另外，當長時間地監控來自雷射振盪器130的雷射光L1的輸出時，便可對衰減器132進行回饋控制並調整輸出。然後，從像這樣以衰減器132對雷射光L2的輸出進行微調整此等觀點來看，聲光調變器131，宜如圖10所示的設置在衰減器132的上游側。
在以上之實施態樣的雷射照射部110中，亦可省略衰減器132。例如，雷射光L2的輸出調整，可取代衰減器132，而用聲光調變器131進行調整。例如，當雷射光L1的輸出為50W，而剝離所必要的雷射光L2的輸出為40W時，若在聲光調變器131中，令相對於雷射光L1的雷射光L2與雷射光L3的轉向率為80：20，便可令雷射光L2的輸出為40W。
在以上之實施態樣中，係對雷射吸收層P以螺旋狀或同心圓狀的方式照射雷射光L，惟雷射光L的照射圖案不限於此。另外，對應該等各種照射圖案的裝置的構造，亦不限於上述實施態樣的雷射照射裝置31。在上述雷射照射裝置31中，夾頭100係繞θ軸隨意旋轉，並在一軸(Y軸)方向上隨意移動，惟亦可在二軸(X軸以及Y軸)上移動。
圖15以及圖16所示的雷射照射裝置200，係令夾頭100在二軸(X軸以及Y軸)上移動的裝置。雷射照射裝置200，具有以頂面保持疊合晶圓T而作為保持部的夾頭210。夾頭210，吸附、保持第1晶圓W1的背面W1b。於夾頭210，設置了用以從下方支持疊合晶圓T並令其升降的升降銷(圖中未顯示)。升降銷，以「插通於貫通夾頭210所形成的貫通孔(圖中未顯示)，而隨意升降」的方式構成。
夾頭210，隔著空氣軸承211，被滑動平台212所支持。於滑動平台212的底面側，設置了旋轉機構213。旋轉機構213，例如內建了馬達作為驅動源。夾頭210，以「利用旋轉機構213，透過空氣軸承211，繞θ軸(垂直軸)隨意旋轉」的方式構成。滑動平台212，以「可利用設置在其底面側的移動機構214，沿著設置於移動平台216且在Y軸方向上延伸的軌道215移動」的方式構成。另外，移動機構214的驅動源並無特別限定，例如可使用線性馬達。
移動平台216，以「可利用設置在其底面側的移動機構(圖中未顯示)，沿著設置於基台218且在X軸上延伸的軌道217移動」的方式構成。另外，移動機構的驅動源並無特別限定，例如可使用線性馬達。利用該等構造，夾頭210，繞θ軸隨意旋轉，且在X軸以及Y軸上隨意移動。
在夾頭210的上方，設置了雷射照射部220。雷射照射部220，具有：雷射頭221、光學系統222，以及透鏡223。雷射頭221，將雷射光L以脈衝狀的方式振盪發出。光學系統222，控制雷射光L的強度或位置，或是令雷射光L衰減以調整輸出。透鏡223，係筒狀的構件，對夾頭210所保持的疊合晶圓T，照射雷射光L，例如照射CO2 雷射光。另外，透鏡223，以利用升降機構(圖中未顯示)隨意升降的方式構成。
於雷射頭221，例如使用化工電流。在雷射頭221的內部，配置了複數個電流鏡(圖中未顯示)。另外，透鏡223使用f-θ透鏡。利用該等構造，輸入雷射頭221的雷射光L，被電流鏡反射，經由光學系統222傳播到透鏡223，穿透第2晶圓W2，照射到雷射吸收層P。然後，藉由調整電流鏡的角度，便可對雷射吸收層P以雷射光L進行掃描。
另外，在夾頭210的上方，設置了作為搬運部的搬運墊230。搬運墊230，以利用升降機構(圖中未顯示)隨意升降的方式構成。另外，搬運墊230的構造，與上述實施態樣的搬運墊120的構造相同。
在該雷射照射裝置200中，疊合晶圓T，從搬運臂23傳遞到升降銷，被夾頭210吸附、保持。接著，利用移動機構214以及移動平台216將夾頭210移動到處理位置。該處理位置，係可從雷射照射部220對疊合晶圓T(雷射吸收層P)照射雷射光L的位置。
接著，如圖17所示的，從雷射照射部220對雷射吸收層P以脈衝狀的方式照射雷射光L。此時，雷射光L，從第2晶圓W2的背面W2b側穿透該第2晶圓W2，在雷射吸收層P被吸收。
當對雷射吸收層P照射雷射光L時，係令雷射光L在預定的掃描範圍A(圖17中的四角區域)中掃描。接著，在停止雷射光L的照射的狀態下，令夾頭210在X軸方向上移動。像這樣重複實行雷射光L的照射、掃描以及夾頭210的移動，以在X軸方向上沿著一列照射雷射光L。接著，以在Y軸方向上偏移的方式令夾頭210移動，與上述同樣，重複實行雷射光L的照射、掃描以及夾頭210的移動，以在X軸方向上沿著一列照射雷射光L。如是，雷射光L照射於雷射吸收層P。
另外，在本實施態樣中，在對雷射吸收層P照射雷射光L時，係令夾頭210在X軸方向以及Y軸方向上移動，惟亦可令透鏡223移動，亦即相對於夾頭210令透鏡223相對地移動。
接著，利用移動機構214以及移動平台216將夾頭210移動到傳遞位置。然後，用搬運墊230吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b，並令該搬運墊230上升，以從雷射吸收層P將第2晶圓W2剝離。
在本實施態樣中亦可享有與上述實施態樣相同的功效。亦即，由於係對雷射吸收層P以脈衝狀的方式照射雷射光L，故可提高該雷射光L的峰值功率，其結果，便可適當地令剝離在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生。而且，由於可在掃描範圍A中以相同密度照射雷射光L，故可對雷射吸收層P均勻地照射雷射光L。
另外，在本實施態樣中，雷射照射部220亦可為複數個。此時，便可對雷射吸收層P照射複數道雷射光L，故可縮短處理時間，進而令產能更進一步提高。
在以上之實施態樣中，係重複實行雷射光L的照射、掃描以及夾頭210的移動，惟亦可如圖18所示的，在X軸方向的一列上，一邊令夾頭210移動，一邊實行雷射光L的照射以及掃描。然後，在對X軸方向的一列照射雷射光L之後，令夾頭210以在Y軸方向上偏移的方式移動，對雷射吸收層P照射雷射光L。
在本實施態樣中亦可享有與上述實施態樣相同的功效。亦即，由於係對雷射吸收層P以脈衝狀的方式照射雷射光L，故可適當地令剝離在雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面發生。而且，由於在X軸方向的一列上並未令雷射光L的照射以及掃描停止，故可縮短雷射照射的處理時間，而令產能更進一步提高。
亦可將以上之實施態樣的螺旋狀(或同心圓狀)的雷射光L的照射，與雷射光L的照射、掃描組合。
當如上所述的令夾頭210(疊合晶圓T)旋轉時，為了令脈衝的間隔為固定，隨著雷射光L從徑向外側往內側移動，夾頭210的旋轉速度會變快。於是，在上述實施態樣中，係至少控制夾頭210的旋轉速度或頻率，以調整雷射光L的照射間隔。
相對於此，如圖19所示的，在雷射吸收層P的外周部，一邊令夾頭210旋轉，一邊令雷射光L從徑向外側往內側移動，以螺旋狀的方式照射雷射光L。然後，當夾頭210的旋轉速度到達上限時，在雷射吸收層P的中央部位停止夾頭210的旋轉，在掃描範圍A中一邊照射一邊掃描雷射光L。另外，掃描範圍A係圖示為四角形狀，惟掃描範圍A的形狀不限於此。例如，掃描範圍A，亦可為圓形形狀。
藉由像這樣在雷射吸收層P的外周部與中央部位改變雷射光L的照射圖案，便可避免雷射光L重疊，並令雷射光L的照射間隔(亦即脈衝的間隔)為固定。其結果，便可在晶圓面內均一地實行第1晶圓W1與第2晶圓W2的剝離。
另外，當雷射照射部220的雷射光L的照射範圍很廣時，例如當照射範圍在雷射吸收層P的半徑以上時，亦可對雷射吸收層P的全面一併照射雷射光L。
在以上之實施態樣的雷射照射裝置31中，亦可如圖20所示的，於夾頭100的頂面，設置了引導部240與保持構件250。
如圖21所示的，引導部240，相對於夾頭100引導疊合晶圓T。引導部240，具有：從夾頭100往垂直上方延伸設置的垂直部241，以及以半徑從垂直部241往上方擴大的方式設置的傾斜部242。垂直部241的內半徑，比疊合晶圓T的半徑更大一些。然後，配置在夾頭100的上方的疊合晶圓T，以傾斜部242定心，再被垂直部241引導，然後被夾頭100所保持。
如圖22以及圖23所示的，保持構件250，從夾頭100的頂面往垂直上方延伸，保持第2晶圓W2的側面。保持構件250，在夾頭100的同心圓上配置於複數處，例如配置於3處。保持構件250，以「利用移動機構251，相對於第2晶圓W2接觸或分離地隨意進退」的方式構成。另外，保持構件250，以與夾頭100一體隨意旋轉的方式構成。然後，利用保持構件250保持第2晶圓W2，便可防止該第2晶圓W2的位置偏移或滑落。另外，於引導部240中的對應保持構件250的位置形成了缺口部243，保持構件250在缺口部243中移動，以避免與引導部240互相干涉。
另外，在本實施態樣中，係設置了引導部240與保持構件250二者，惟亦可僅設置引導部240，或是僅設置保持構件250。當僅設置引導部240時，可利用垂直部241防止第2晶圓W2的位置偏移或滑落。尤其，當垂直部241與第2晶圓W2之間的間隙在位置偏移的容許範圍內時，引導部240有其效用。然而，設置引導部240與保持構件250二者，疊合晶圓T的定心與防止第2晶圓W2的位置偏移以及滑落的效果會提高。
此時，在傳遞位置，當疊合晶圓T被夾頭100所保持時，3個保持構件250，退避到並未與第2晶圓W2接觸的位置。之後，在將保持著疊合晶圓T的夾頭100移動到處理位置之後，令3個保持構件250移動到與第2晶圓W2的側面接觸的位置，以該等保持構件250保持第2晶圓W2。
在此，在無引導部240或保持構件250且從雷射吸收層P的徑向外側往內側以螺旋狀的方式照射雷射光L的情況下，隨著剝離的推進，由於夾頭100旋轉，故會有「離心力作用於第2晶圓W2，第2晶圓W2從雷射吸收層P偏移，而在雷射處理中，雷射光L照射到處理對象位置以外的部位」之虞。另外，亦存在剝離的第2晶圓W2滑落的可能性。關於此點，由於在本實施態樣中，係以保持構件250保持第2晶圓W2，故可防止該第2晶圓W2的偏移或滑落。
接著，在實行過雷射光L的照射之後，在將夾頭100移動到傳遞位置時，亦以保持構件250保持第2晶圓W2。在此，在夾頭100的移動中，會有「慣性力作用於第2晶圓W2，而第2晶圓W2從雷射吸收層P偏移」之虞。此時，在之後以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b時，便無法將其吸附、保持於適當的位置。因此，本實施態樣，在該夾頭100的移動中，亦以保持構件250保持第2晶圓W2，防止該第2晶圓W2的偏移。
另外，保持第2晶圓W2的保持構件的構造，不限於上述保持構件250的構造。例如，保持構件，亦可以「從第2晶圓W2的側邊夾持該第2晶圓W2的頂面與側面」的方式進行保持。另外，保持構件，亦可從雷射處理中途開始保持第2晶圓W2。另外，當保持構件由雷射光L可穿透的材料(例如矽)所構成時，亦可保持第2晶圓W2的頂面。
以上之實施態樣的晶圓處理系統1係具有洗淨裝置32，惟晶圓處理系統1，亦可更具有蝕刻裝置(圖中未顯示)。蝕刻裝置，對剝離後的第1晶圓W1的表面W1a(具體而言，係對雷射吸收層P的表面)進行蝕刻處理。例如，在以洗淨裝置32將雷射吸收層P的表面刷洗乾淨之後，對雷射吸收層P的表面供給藥劑(蝕刻液)，以對該表面進行濕蝕刻。另外，晶圓處理系統1，亦可具有洗淨裝置32或蝕刻裝置其中任一方。
另外，以上之實施態樣的晶圓處理系統1，亦可具有CMP裝置(圖中未顯示)。在CMP裝置中，對剝離後的第1晶圓W1的表面W1a(具體而言係對雷射吸收層P的表面)，進行CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)處理。例如，在以洗淨裝置32將雷射吸收層P的表面刷洗乾淨之後，對雷射吸收層P的表面實行CMP處理，令雷射吸收層P的表面平坦化。另外，CMP裝置，亦可設置在晶圓處理系統1的外部。
在以上之實施態樣中，係對雷射吸收層P與第2晶圓W2的界面照射雷射光L，以從雷射吸收層P將第2晶圓W2剝離，惟亦可如圖24所示的，以雷射吸收層P殘留於第2晶圓W2的方式剝離。
此時，在雷射照射裝置31中，如圖24(a)所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P與元件層D2的界面，以脈衝狀的方式照射雷射光L。如是，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P與元件層D2的界面發生剝離。
另外，雷射光L的吸光位置的調整，亦即雷射吸收層P的剝離位置的調整，係藉由「因應雷射吸收層P的膜層種類，而控制該雷射吸收層P的剝離所必要的雷射光L的能量密度」而實行之。例如，若調整雷射照射部110的聚焦數值孔徑(NA)、變更雷射光L的聚焦位置，或變更雷射光L的原輸出等，便可調整雷射光L的能量密度。
接著，在以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b的狀態下，如圖24(b)所示的令搬運墊120上升，將雷射吸收層P從元件層D2剝離。
在本實施態樣中亦可享有與上述實施態樣相同的功效。亦即，由於係對雷射吸收層P以脈衝狀的方式照射雷射光L，故可提高該雷射光L的峰值功率，其結果，便可適當地令剝離在雷射吸收層P與元件層D2的界面發生。而且，殘留於第2晶圓W2的雷射吸收層P係氧化膜(SiO2 膜)，故可將該雷射吸收層P，例如在之後的半導體製造程序中，當作對第2晶圓W2製作TSV(Through-Silicon Via，矽穿孔)時的氧化膜(絕緣膜)使用之。
另外，在本實施態樣中，亦可先將剝離後的第2晶圓W2上的雷射吸收層P的表面刷洗乾淨，再以上述的CMP裝置實行CMP處理。此時，便可令雷射吸收層P的表面平坦化。然後，便可如上所述的適當地利用其作為製作TSV時的氧化膜(絕緣膜)。
以上之實施態樣，係針對處理圖2所示之疊合晶圓T的態樣進行說明，惟處理對象並非僅限於此。以下，用圖25～圖28，針對處理不同種類之疊合晶圓T的態樣進行說明。
茲針對處理圖25所示之疊合晶圓T的態樣進行說明。如圖25(a)所示的，形成於第2晶圓W2與元件層D2之間的雷射吸收層P1，係形成於第2晶圓W2的內部。第2晶圓W2，例如為SOI基板，雷射吸收層P1，例如為氧化膜(SiO2 膜)。亦即，作為第2晶圓W2的Si、作為雷射吸收層P1的SiO2 膜、作為Si膜S的Si，依序堆疊形成之。另外，雷射吸收層P1，只要是會在其與Si膜S的界面剝離者，亦可使用氧化膜(SiO2 膜)以外的膜層，例如矽鍺(SiGe)或鍺(Ge)。
接著，如圖25(b)所示的，於雷射吸收層P1的表面，形成元件層D2與表面膜F2。元件層D2與表面膜F2，係以通常的基板步驟(FEOL)或配線步驟(BEOL)形成之。
接著，如圖25(c)所示的，將第1晶圓W1與第2晶圓W2接合。於第1晶圓W1的表面W1a形成了表面膜F1，該表面膜F1與表面膜F2接合。
接著，在晶圓處理系統1的雷射照射裝置31中，如圖25(d)所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P1與Si膜S的界面，以脈衝狀的方式照射雷射光L。如是，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P1與Si膜S的界面發生剝離。
接著，在以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b的狀態下，如圖25(e)所示的，令搬運墊120上升，從Si膜S將雷射吸收層P1剝離。
另外，在本實施態樣中，仍令雷射吸收層P1的剝離位置與圖24所示的態樣相同，惟亦可調整雷射光L的吸光位置，亦即雷射吸收層P1的剝離位置，以令剝離在第2晶圓W2與雷射吸收層P1的界面發生。
茲針對處理圖26所示之疊合晶圓T的態樣進行說明。如圖26(a)以及(b)所示的，在第2晶圓W2與元件層D2之間，由矽鍺(SiGe)所構成的雷射吸收層P2，與由Si所構成的Si膜S，從第2晶圓W2側開始依序堆疊形成之。
接著，如圖26(b)所示的，於Si膜S的表面，形成元件層D2與表面膜F2。
接著，如圖26(c)所示的，將第1晶圓W1與第2晶圓W2接合。於第1晶圓W1的表面W1a形成了元件層D1與表面膜F1，該表面膜F1與表面膜F2接合。
接著，在晶圓處理系統1的雷射照射裝置31中，如圖26(d)所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P2與Si膜S的界面，以脈衝狀的方式照射雷射光L。如是，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P2與Si膜S的界面發生剝離。
接著，在以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b的狀態下，如圖26(e)所示的令搬運墊120上升，從Si膜S將雷射吸收層P2剝離。另外，在本實施態樣中，仍令雷射吸收層P2的剝離位置與圖24所示的態樣相同，惟亦可調整雷射光L的吸光位置，亦即雷射吸收層P2的剝離位置，以令剝離在第2晶圓W2與雷射吸收層P2的界面發生。
茲針對處理圖27所示之疊合晶圓T的態樣進行說明。如圖27(a)以及(b)所示的，在第2晶圓W2與元件層D2之間，由氧化膜(SiO2 膜)所構成的雷射吸收層P3、由SiGe所構成的SiGe膜S1、由Si所構成的Si膜S2，從第2晶圓W2側開始依序堆疊形成之。
接著，如圖27(b)所示的，在由Si所構成的Si膜S2的表面，形成元件層D2與表面膜F2。
接著，如圖27(c)所示的，將第1晶圓W1與第2晶圓W2接合。於第1晶圓W1的表面W1a形成了元件層D1與表面膜F1，該表面膜F1與表面膜F2接合。
接著，在晶圓處理系統1的雷射照射裝置31中，如圖27(d)所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P3與第2晶圓W2的界面，以脈衝狀的方式照射雷射光L。如是，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P3與第2晶圓W2的界面發生剝離。
接著，在以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b的狀態下，如圖27(e)所示的令搬運墊120上升，從雷射吸收層P3將第2晶圓W2剝離。
茲針對處理圖28所示之疊合晶圓T的態樣進行說明。疊合晶圓T，係於Si-nMOS堆疊Ge-pMOS的構造。如圖28(a)所示的，於第1晶圓W1的表面W1a，形成元件層D1與表面膜F1。亦即，第1晶圓W1為Si-nMOS。
接著，如圖28(b)所示的，將第1晶圓W1與第2晶圓W2(亦即Ge-pMOS)接合。於第2晶圓W2的表面W2a，由氧化膜(SiO2 膜)所構成的雷射吸收層P4、由Ge所構成的元件層D2、表面膜F2，從第2晶圓W2側開始依序堆疊形成之。
接著，如圖28(c)所示的，將第1晶圓W1與第2晶圓W2接合。具體而言，將該表面膜F1與表面膜F2接合。
接著，在晶圓處理系統1的雷射照射裝置31中，如圖28(d)所示的，從雷射照射部110對雷射吸收層P4與元件層D2的界面，以脈衝狀的方式照射雷射光L。如是，藉由該雷射光L，在雷射吸收層P4與元件層D2的界面發生剝離。
接著，在以搬運墊120吸附、保持第2晶圓W2的背面W2b的狀態下，如圖28(e)所示的令搬運墊120上升，以從元件層D2將雷射吸收層P4剝離。另外，在本實施態樣中，仍令雷射吸收層P4的剝離位置與圖24所示的態樣相同，惟亦可調整雷射光L的吸光位置，亦即雷射吸收層P4的剝離位置，以令剝離在第2晶圓W2與雷射吸收層P4的界面發生。
以上的圖25～圖28所示的其中任一個處理對象，均可享有與上述實施態樣相同的功效。
在以上之實施態樣所處理的疊合晶圓T中，亦可如圖29所示的，在雷射吸收層P與元件層D2之間，設置反射膜R。亦即，反射膜R，形成於雷射吸收層P中的雷射光L的入射面的相反側的面。反射膜R，係使用相對於雷射光L的反射率較高且熔點較高的材料，例如金屬膜。另外，元件層D2係具有功能的膜層，且係與反射膜R相異的膜層。
此時，從雷射照射部110所發出的雷射光L，穿透第2晶圓W2，在雷射吸收層P幾乎全部被吸收，即使存在並未被吸收殆盡的雷射光L，仍會被反射膜R所反射。其結果，雷射光L不會到達元件層D2，可確實地防止元件層D2受到損傷。
另外，反射膜R所反射的雷射光L，被雷射吸收層P所吸收。因此，可令第2晶圓W2的剝離效率提高。
本案所揭示之實施態樣其全部的特徵點，應被視為僅為例示而並非限制要件。上述之實施態樣，在不超出所附請求範圍以及其發明要旨的情況下，亦可省略、置換、變更為各種態樣。
1:晶圓處理系統 10:搬入搬出區塊 11:匣盒載置台 20:搬運區塊 21:搬運路徑 22:晶圓搬運裝置 23:搬運臂 30:處理區塊 31:雷射照射裝置 32:洗淨裝置 40:控制裝置 100:夾頭 101:空氣軸承 102:滑動平台 103:旋轉機構 104:移動機構 105:軌道 106:基台 110:雷射照射部 111:雷射頭 112:光學系統 113:透鏡 120:搬運墊 130:雷射振盪器 131:聲光調變器 132:衰減器 200:雷射照射裝置 210:夾頭 211:空氣軸承 212:滑動平台 213:旋轉機構 214:移動機構 215:軌道 216:移動平台 217:軌道 218:基台 220:雷射照射部 221:雷射頭 222:光學系統 223:透鏡 230:搬運墊 240:引導部 241:垂直部 242:傾斜部 243:缺口部 250:保持構件 251:移動機構 A:掃描範圍 Ct,Cw1,Cw2:匣盒 D1,D2:元件層 Ea:外周端 Eb:接合端 F1,F2:表面膜 H:記錄媒體 L,L1,L2,L3:雷射光 P1~P4,P:雷射吸收層 R:反射膜 S:矽膜 S1:矽鍺膜 S2:矽膜 T:疊合晶圓 W1a,W2a:表面 W1b,W2b:背面 W1:第1晶圓 W2:第2晶圓 X,Y,Z:軸
[圖1] 係比較使用脈衝波與連續波時的雷射光的功率的說明圖。 [圖2] 係表示在晶圓處理系統中所處理的疊合晶圓的概略構造的側視圖。 [圖3] 係以示意方式表示晶圓處理系統的概略構造的俯視圖。 [圖4] 係表示本實施態樣之雷射照射裝置的概略構造的側視圖。 [圖5] 係表示本實施態樣之雷射照射裝置的概略構造的俯視圖。 [圖6] 係表示在本實施態樣中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖7] 係表示在本實施態樣中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖8] 係表示在本實施態樣之變化實施例中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖9](a)～(b) 係表示從雷射吸收層將第2晶圓剝離的態樣的說明圖。 [圖10] 係以示意方式表示另一實施態樣之雷射照射部的概略構造的說明圖。 [圖11] 係表示在另一實施態樣中以聲光調變器改變雷射光的頻率的態樣的說明圖。 [圖12](a)～(b) 係表示在另一實施態樣中以聲光調變器改變雷射光的頻率的態樣的說明圖。 [圖13] 係以示意方式表示另一實施態樣之雷射照射部的概略構造的說明圖。 [圖14] 係以示意方式表示另一實施態樣之雷射照射部的概略構造的說明圖。 [圖15] 係表示另一實施態樣之雷射照射裝置的概略構造的側視圖。 [圖16] 係表示另一實施態樣之雷射照射裝置的概略構造的俯視圖。 [圖17] 係表示在另一實施態樣中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖18] 係表示在另一實施態樣中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖19] 係表示在另一實施態樣中對雷射吸收層照射雷射光的態樣的說明圖。 [圖20] 係表示另一實施態樣之雷射照射裝置的概略構造的側視圖。 [圖21] 係表示引導部的概略構造的側視圖。 [圖22] 係表示保持構件的概略構造的側視圖。 [圖23] 係表示引導部與保持構件的概略構造的俯視圖。 [圖24](a)～(b) 係表示在另一實施態樣中將形成於第2晶圓的表面的元件層轉印到第1晶圓的態樣的說明圖。 [圖25](a)～(e) 係表示在另一實施態樣中將形成於第2晶圓的表面的元件層轉印到第1晶圓的態樣的說明圖。 [圖26](a)～(e) 係表示在另一實施態樣中將形成於第2晶圓的表面的元件層轉印到第1晶圓的態樣的說明圖。 [圖27](a)～(e) 係表示在另一實施態樣中將形成於第2晶圓的表面的元件層轉印到第1晶圓的態樣的說明圖。 [圖28](a)～(d) 係表示在另一實施態樣中將形成於第2晶圓的表面的元件層轉印到第1晶圓的態樣的說明圖。 [圖29] 係表示另一實施態樣中的疊合晶圓的概略構造的側視圖。
D1,D2:元件層
Ea:外周端
Eb:接合端
F1,F2:表面膜
L:雷射光
P:雷射吸收層
W1a,W2a:表面
W1b,W2b:背面
W1:第1晶圓
W2:第2晶圓

Claims (29)

  1. 一種基板處理方法，在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於該第2基板的表面之元件層轉印到該第1基板，其中： 對形成於該第2基板與該元件層之間的雷射吸收層，從該第2基板的背面側以脈衝狀的方式照射雷射光。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中， 令該疊合基板旋轉，同時對該雷射吸收層從 外側往內側照射該雷射光。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其中， 該疊合基板的旋轉速度，在該雷射光照射該雷射吸收層的徑向內側時比照射外側時更快。
  4. 如請求項2或3之基板處理方法，其中， 對該雷射吸收層的徑向外側所照射的該雷射光的頻率，比對內側所照射的該雷射光的頻率更大。
  5. 如請求項2至4項中任一項之基板處理方法，其中， 從該第2基板的外周端，與該疊合基板中的該第1基板和該第2基板的接合端之間，開始該雷射光的照射。
  6. 如請求項1之基板處理方法，其中更包含： 令對該雷射吸收層所照射的該雷射光，在該雷射吸收層掃描的步驟；以及 令該疊合基板移動的步驟； 並重複實行該雷射光的掃描與該疊合基板的移動。
  7. 如請求項1之基板處理方法，其中， 一邊令該疊合基板移動，一邊令對該雷射吸收層所照射的該雷射光在該雷射吸收層掃描。
  8. 如請求項1之基板處理方法，其中， 在該雷射吸收層的外周部，一邊令該疊合基板旋轉，一邊照射該雷射光； 在該外周部的徑向內側的中央部位，於停止該疊合基板的旋轉之狀態下，以該雷射光進行掃描。
  9. 如請求項1至8項中任一項之基板處理方法，其中， 控制該雷射光的能量密度，並調整該雷射吸收層中的雷射光的吸光位置。
  10. 如請求項1至9項中任一項之基板處理方法，其中， 在對該雷射吸收層照射該雷射光時，從雷射振盪器向光學元件振盪發出脈衝狀的雷射光，並在該光學元件中調整雷射光的頻率。
  11. 如請求項10之基板處理方法，其中， 來自該雷射振盪器的雷射光的脈衝波形，與對該雷射吸收層所照射的雷射光的脈衝波形相同。
  12. 如請求項10或11之基板處理方法，其中， 來自該雷射振盪器的雷射光的頻率，為該光學元件可控制的最高頻率。
  13. 如請求項10至12項中任一項之基板處理方法，其中， 在對該雷射吸收層照射該雷射光時，會在衰減器中令來自該雷射振盪器的雷射光衰減。
  14. 如請求項1至13項中任一項之基板處理方法，其中， 在該雷射吸收層中，於該雷射光的入射面的相反側的面形成反射膜； 在對該雷射吸收層所照射的該雷射光之中，並未被該雷射吸收層所吸收的該雷射光，被該反射膜所反射； 被該反射膜所反射的該雷射光，被該雷射吸收層所吸收。
  15. 一種基板處理裝置，其在第1基板與第2基板接合而成的疊合基板中，將形成於該第2基板的表面的元件層轉印到該第1基板，包含： 保持部，其保持該第1基板的背面；以及 雷射照射部，其在該保持部保持該第1基板的狀態下，對形成於該第2基板與該元件層之間的雷射吸收層，從該第2基板的背面側以脈衝狀的方式照射雷射光。
  16. 如請求項15之基板處理裝置，更包含： 旋轉機構，其令該保持部旋轉；以及 控制部，其控制該旋轉機構與該雷射照射部； 該控制部，以令保持該疊合基板的該保持部旋轉同時對該雷射吸收層從徑向外側往內側照射該雷射光的方式，控制該旋轉機構與該雷射照射部。
  17. 如請求項16之基板處理裝置，其中， 該控制部，控制該旋轉機構與該雷射照射部，以對該雷射吸收層螺旋狀地照射該雷射光。
  18. 如請求項16或17之基板處理裝置，其中， 該控制部，控制該旋轉機構與該雷射照射部，以使得該疊合基板的旋轉速度在該雷射光照射該雷射吸收層的徑向內側時比照射外側時更快。
  19. 如請求項16至18項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部，控制該旋轉機構與該雷射照射部，以使對該雷射吸收層的徑向外側所照射的該雷射光的頻率比對內側所照射的該雷射光的頻率更大。
  20. 如請求項16至19項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部，控制該雷射照射部，以從該第2基板的外周端與該疊合基板中的該第1基板和該第2基板的接合端之間開始照射該雷射光。
  21. 如請求項15之基板處理裝置，更包含： 移動機構，其令該保持部移動；以及 控制部，其控制該移動機構與該雷射照射部； 該雷射照射部，對該雷射吸收層掃描、照射該雷射光； 該控制部，以依序重複實行如下步驟的方式，控制該移動機構與該雷射照射部： 令對該雷射吸收層所照射的該雷射光，在該雷射吸收層掃描的步驟；以及 令該保持部移動的步驟。
  22. 如請求項15之基板處理裝置，更包含： 移動機構，其令該保持部移動；以及 控制部，其控制該移動機構與該雷射照射部； 該雷射照射部，對該雷射吸收層掃描、照射該雷射光； 該控制部，控制該移動機構與該雷射照射部，以一邊令該保持部移動一邊令對該雷射吸收層所照射的該雷射光在該雷射吸收層掃描。
  23. 如請求項15之基板處理裝置，更包含： 旋轉機構，其令該保持部旋轉； 移動機構，其令該保持部移動；以及 控制部，其控制該旋轉機構、該移動機構以及該雷射照射部； 該雷射照射部，對該雷射吸收層掃描、照射該雷射光； 該控制部，控制該旋轉機構、該移動機構以及該雷射照射部，以便： 在該雷射吸收層的外周部，一邊令該疊合基板旋轉一邊照射該雷射光；及 在該外周部的徑向內側的中央部位，於該疊合基板的旋轉停止之狀態下，以該雷射光進行掃描。
  24. 如請求項15至23項中任一項之基板處理裝置，更包含： 控制部，其控制該雷射照射部； 該控制部，控制該雷射光的能量密度，並調整該雷射吸收層中的雷射光的吸光位置。
  25. 如請求項15至24項中任一項之基板處理裝置，更包含： 控制部，其控制該雷射照射部； 該雷射照射部包含： 雷射振盪器，其將雷射光以脈衝狀的方式振盪發出；以及 光學元件，其將來自該雷射振盪器的雷射光改變成不同方向； 該控制部，控制該光學元件，以調整對該雷射吸收層所照射的雷射光的頻率。
  26. 如請求項25之基板處理裝置，其中， 來自該雷射振盪器的雷射光的脈衝波形，與對該雷射吸收層所照射的雷射光的脈衝波形相同。
  27. 如請求項25或26之基板處理裝置，其中， 來自該雷射振盪器的雷射光的頻率，為該光學元件可控制的最高頻率。
  28. 如請求項25至27項中任一項之基板處理裝置，其中， 該雷射照射部，包含：衰減器，其令來自該雷射振盪器的雷射光衰減。
  29. 如請求項25至28項中任一項之基板處理裝置，其中， 該光學元件為聲光調變器。
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