TW202407759A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

基板處理裝置及基板處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202407759A
TW202407759A TW112117439A TW112117439A TW202407759A TW 202407759 A TW202407759 A TW 202407759A TW 112117439 A TW112117439 A TW 112117439A TW 112117439 A TW112117439 A TW 112117439A TW 202407759 A TW202407759 A TW 202407759A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser light
substrate
wafer
laser
irradiated
Prior art date
Application number
TW112117439A
Other languages
English (en)
Inventor
山下陽平
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202407759A publication Critical patent/TW202407759A/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/18—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using absorbing layers on the workpiece, e.g. for marking or protecting purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/57—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece the laser beam entering a face of the workpiece from which it is transmitted through the workpiece material to work on a different workpiece face, e.g. for effecting removal, fusion splicing, modifying or reforming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本發明之基板處理裝置，係處理將第一基板、至少包含雷射吸收層之界面層與第二基板疊設而形成的疊合基板；在疊合基板中，設定有包含第一基板與第二基板之未接合區域的外周區域，及配置於外周區域之徑向內側且配置於第一基板與第二基板之接合區域的內周區域；控制部執行以下控制：使疊合基板旋轉，同時使雷射光一邊在該疊合基板上沿徑向移動一邊進行照射，並在第一基板與該雷射吸收層的界面，或是在該界面層與該雷射吸收層的界面產生剝離；及至少在外周區域中，使雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種基板處理裝置及基板處理方法。
專利文獻1中揭露了一種技術，係在表面上形成有剝離氧化膜及半導體元件的半導體基板中，將半導體元件轉印至轉印目標基板。專利文獻1所記載之方法，包含：從半導體基板的背面照射光而將剝離氧化膜局部地加熱之步驟；在剝離氧化膜中及/或是剝離氧化膜與半導體基板之界面中使剝離產生，而將半導體元件轉印至轉印目標基板的步驟。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本國特開2007-220749號公報
[發明所欲解決之問題]
依本發明之技術，可在第一基板與第二基板之界面形成有雷射吸收層的疊合基板中，適當地進行第一基板與雷射吸收層的剝離。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣係一種基板處理裝置，其處理將第一基板、至少包含雷射吸收層之界面層及第二基板疊設而形成之疊合基板；該基板處理裝置包含：基板固持部，固持該疊合基板；雷射照射部，對固持於該基板固持部之該疊合基板照射雷射光；移動機構，使該基板固持部與該雷射照射部在水平方向上相對移動；旋轉機構，使該基板固持部旋轉；及控制部；在該疊合基板中，設有包含該第一基板與該第二基板之未接合區域的外周區域，及配置於該外周區域的徑向內側且配置於該第一基板與該第二基板之接合區域的內周區域，該控制部執行以下控制：使該疊合基板旋轉，同時使該雷射光一邊在該疊合基板上沿徑向移動一邊進行照射，並在該第一基板與該雷射吸收層的界面，或是該界面層與該雷射吸收層的界面產生剝離；及至少在該外周區域中，使該雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。 [發明效果]
依本發明，在第一基板與第二基板之界面形成有雷射吸收層的疊合基板中，可適當地進行第一基板與雷射吸收層的剝離。
在半導體元件的製程中，係將兩片半導體基板(以下，稱為「晶圓」)接合而成的疊合晶圓中，形成於第一晶圓之表面的元件層轉印至第二晶圓。對此第二晶圓進行的元件層之轉印，係藉由對形成於第一晶圓與元件層之間的雷射吸收層照射雷射光，以使該第一晶圓與雷射吸收層剝離而執行。具體而言，例如使疊合晶圓旋轉，同時一邊使雷射光從徑向外側往內側移動，一邊以脈衝的方式對雷射吸收層照射該雷射光。
此處，疊合晶圓的周緣部具有經過去角的去角部(傾斜部)，並且此周緣部並未進行接合。亦即，疊合晶圓的外周區域包含未接合區域，在未接合區域與接合區域的邊界中，第一晶圓(包含元件層)與第二晶圓之界面的接合強度較低。此情況下，若對外周區域照射雷射光，則該外周區域中，會在接合強度較低的第一晶圓與第二晶圓之界面產生剝離。
此狀態下，若在外周區域中使雷射光一邊從徑向外側往內側移動一邊進行照射，則在鄰接於未接合區域之徑向內側的接合區域中，容易以剝離了的第一晶圓與第二晶圓之界面作為前端而繼續剝離。亦即，在外周區域的接合區域中，並不會在所期望的界面亦即第一晶圓與雷射吸收層的界面產生剝離。如此一來，有時會無法將第一晶圓的元件層轉印至第二晶圓。
依本發明之技術，在第一基板與第二基板之界面形成有雷射吸收層的疊合基板中，可適當地進行第一基板與雷射吸收層之剝離。以下，一邊參照圖式，一邊說明依本實施態樣之包含作為基板處理裝置之雷射照射裝置的晶圓處理系統，及作為基板處理方法的晶圓處理方法。又，在本說明書及圖式中，係對於實質上具有相同功能構成的元件賦予相同符號，藉此省略重複之說明。
在依本實施態樣之後述晶圓處理系統1中，如圖1所示，係對於將第一晶圓W與第二晶圓S接合而成的作為疊合基板之疊合晶圓T進行處理。以下，在第一晶圓W中，將與第二晶圓S接合之側的面稱為表面Wa，將與表面Wa相反側的面稱為背面Wb。同樣地，在第二晶圓S中，將與第一晶圓W接合之側的面稱為表面Sa，將與表面Sa相反側的面稱為背面Sb。
作為第一基板的第一晶圓W例如為矽基板等半導體晶圓。在一實施態樣中，第一晶圓W具有略圓板形狀。在第一晶圓W的表面Wa，形成有將複數膜疊設而成的疊設膜。疊設膜從表面Wa側起依序包含雷射吸收層P、元件層Dw及表面膜Fw。元件層Dw包含複數元件。作為表面膜Fw例如可列舉氧化膜(THOX膜、SiO 2膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜或是黏接劑等。第一晶圓W係經由此表面膜Fw與第二晶圓S接合。又，有時在表面Wa並未形成有元件層Dw及表面膜Fw。此情況下，雷射吸收層P係形成於第二晶圓S側，並且後述第二晶圓S側之元件層Ds會轉印至第一晶圓W側。
如後所述，雷射吸收層P係將從雷射照射部110照射的雷射光加以吸收。在雷射吸收層P中例如係使用氧化膜(SiO 2膜、TEOS膜)，但只要能吸收雷射光並無特別限定。雷射吸收層P例如係在後述之晶圓處理系統1的外部，藉由CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)製程而形成。作為雷射吸收層P之氧化膜(SiO 2膜、TEOS膜)的組成，可根據用於CVD製程之處理氣體的種類及混合比等而任意變更。
作為第二基板的第二晶圓S，例如為矽基板等半導體晶圓。在第二晶圓S的表面Sa形成有疊設膜。疊設膜係從表面Sa側依序具有元件層Ds及表面膜Fs。元件層Ds及表面膜Fs分別與第一晶圓W的元件層Dw及表面膜Fw相同。又，第一晶圓W的表面膜Fw與第二晶圓S的表面膜Fs接合在一起。又，有時在表面Sa並未形成有元件層Ds及表面膜Fs。
又，在本發明的技術中，有時係將形成於第一晶圓W與第二晶圓S之界面的疊設膜，具體而言係將雷射吸收層P、元件層Dw、Ds、表面膜Fw、Fs一併稱為「界面層」。在本發明的技術中，界面層至少包含雷射吸收層P。又，形成於第一晶圓W與第二晶圓S之界面的疊設膜之種類，並未限定於圖1所示之例子。例如，疊設膜亦可包含用於適當進行第一晶圓W與雷射吸收層P之剝離的後述「剝離促進膜」。此情況下，在上述界面層中係包含有剝離促進膜。
如圖2所示，晶圓處理系統1具有將搬入搬出區塊10、搬運區塊20及處理區塊30一體連接的構成。搬入搬出區塊10與處理區塊30係設於搬運區塊20的周圍。具體而言，搬入搬出區塊10配置於搬運區塊20的Y軸負方向側。處理區塊30的後述雷射照射裝置31及後述分離裝置32配置於搬運區塊20的X軸負方向側，後述第一清洗裝置33及後述第二清洗裝置34配置於搬運區塊20的X軸正方向側。
搬入搬出區塊10例如在與外部之間將分別可收納複數疊合晶圓T、複數第一晶圓W、複數第二晶圓S的晶圓匣盒Ct、Cw、Cs分別進行搬入搬出。在搬入搬出區塊10設有晶圓匣盒載置台11。在圖示的例子中，可在晶圓匣盒載置台11上將複數例如三個晶圓匣盒Ct、Cw、Cs於X軸方向上載置成一列。又，載置於晶圓匣盒載置台11的晶圓匣盒Ct、Cw、Cs之個數並不限定於本實施態樣，可任意決定。
在搬運區塊20設有晶圓搬運裝置22，其可在往X軸方向上延伸的搬運路21上移動。晶圓搬運裝置22係將疊合晶圓T、第一晶圓W或是第二晶圓S加以固持並搬運，並且例如具有兩個搬運臂23、23。各搬運臂23可在水平方向上、鉛直方向上、繞著水平軸及繞著鉛直軸移動。又，搬運臂23的構成並不限定於本實施態樣，可採取任意構成。又，晶圓搬運裝置22可對於晶圓匣盒載置台11的晶圓匣盒Ct、Cw、Cs、雷射照射裝置31、分離裝置32、第一清洗裝置33及第二清洗裝置34，搬運疊合晶圓T、第一晶圓W、第二晶圓S。
處理區塊30包含：雷射照射裝置31、分離裝置32、第一清洗裝置33及第二清洗裝置34。在一例中，雷射照射裝置31及分離裝置32係在搬運區塊20的X軸負方向側疊設配置。又，第一清洗裝置33及第二清洗裝置34係在搬運區塊20的X軸正方向側疊設配置。又，雷射照射裝置31、分離裝置32、第一清洗裝置33及第二清洗裝置34的數量及配置並不限定於此。
雷射照射裝置31係對疊合晶圓T的內部，更具體而言係對形成於第一晶圓W之表面Wa的雷射吸收層P照射雷射光，而使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的接合強度降低。
如圖3所示，在雷射照射裝置31的內部設定有傳遞位置A1及處理位置A2。傳遞位置A1係可將疊合晶圓T從搬運臂23傳遞至後述吸盤100的位置，且係可藉由後述相機120拍攝疊合晶圓T(雷射吸收層P)的位置。處理位置A2係可從後述雷射照射部110對疊合晶圓T(雷射吸收層P)照射雷射光的位置。
如圖3及圖4所示，雷射照射裝置31包含以頂面固持疊合晶圓T之作為基板固持部的吸盤100。吸盤100在其頂面具備疊合晶圓T的固持面，並吸附固持第二晶圓S之整個背面Sb，或是背面Sb的徑向內側之一部分。吸盤100就一例而言為靜電吸盤(ESC：Electrostatic Chuck)或真空吸盤(Vacuum Chuck)。在吸盤100設有從下方支持疊合晶圓T並使其升降的升降銷(未圖示)。升降銷可通過貫通吸盤100而形成之穿通孔(未圖示)以進行升降。
吸盤100係經由空氣軸承101而受到工作台102所支持。在工作台102的底面側設有旋轉機構103。旋轉機構103內建有例如馬達作為驅動源。吸盤100可藉由旋轉機構103並經由空氣軸承101而繞著θ軸(鉛直軸)旋轉。工作台102藉由設於其底面側的移動機構104，可沿著設於基座105並往Y軸方向延伸的軌道106，在上述傳遞位置A1與處理位置A2之間移動。又，移動機構104的驅動源並未特別限定，例如可使用線性馬達。
在處理位置A2中的吸盤100上方設有雷射照射部110。雷射照射部110包含：雷射頭111、光學系統112及透鏡113。雷射照射部110可使雷射光進行掃描(scan)。在以下說明中，所謂使雷射光進行掃描，係指使從雷射照射部110之透鏡113照射的雷射光，相對於雷射吸收層P而移動。
雷射頭111包含將雷射光振盪成脈衝狀的雷射振盪器(未圖示)。此雷射光為所謂的脈衝雷射。又，在本實施態樣中，雷射光為CO 2雷射光，CO 2雷射光的波長例如為8.9μm~11μm。又，雷射頭111亦可包含雷射振盪器以外的設備，例如放大器等。
光學系統112包含：控制雷射光之強度及位置的光學元件(未圖示)、使雷射光減衰而調整輸出的衰減器(未圖示)，及使雷射光進行掃描的雷射掃描部(未圖示)。在雷射掃描部中例如使用旋轉楔形稜鏡掃描儀(rotary wedge scanner)或振鏡掃描儀(galvano scanner)。又，光學系統112亦可控制雷射光的分光。
透鏡113係對固持於吸盤100的疊合晶圓T照射雷射光。從雷射照射部110發出的雷射光會透射過第一晶圓W，並照射至雷射吸收層P。透鏡113亦可藉由移動機構(未圖示)而在水平方向上移動，亦可藉由升降機構(未圖示)而在鉛直方向上升降。
又，在傳遞位置A1中的吸盤100上方設有相機120。相機120包含選自微距相機(macro camera)或微型相機(micro camera)等的一個以上之相機。又，相機120亦可藉由移動機構(未圖示)而在水平方向上移動，亦可藉由升降機構(未圖示)而在鉛直方向上升降。
相機120係拍攝固持於吸盤100的疊合晶圓T。相機120例如具備同軸透鏡，並照射紅外光(IR)，再接收來自對象物的反射光。相機120所拍攝的影像資料係輸出至後述控制裝置40。
又，如後所述，晶圓處理系統1包含控制裝置40，此控制裝置40係設於雷射照射裝置31，並作為控制該雷射照射裝置31的控制部而發揮功能。
作為分離部的分離裝置32，係以「藉由雷射照射裝置31降低接合強度後之作為剝離部分的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面」為基點，而將第一晶圓W從第二晶圓S(疊合晶圓T)剝離。
在一例中，如圖5所示，分離裝置32包含：從下方吸附固持第二晶圓S之背面Sb的吸附吸盤200，及從上方吸附固持第一晶圓W之背面Wb的吸附墊210。又，如圖5所示，在分離裝置32中，係在由吸附吸盤200吸附固持第二晶圓S，且由吸附墊210吸附固持第一晶圓W的狀態下，使該吸附墊210升高而將第一晶圓W從雷射吸收層P剝離。
又，分離裝置32的構成並不限定於此，只要能將第一晶圓W從第二晶圓S剝離，亦可為任意構成。
第一清洗裝置33係將藉由在分離裝置32進行之剝離而分離了的第二晶圓S之表面Sa側加以清洗。例如使刷具抵接於第二晶圓S之表面Sa側的雷射吸收層P，而清洗該雷射吸收層P。又，在第二晶圓S的清洗中，亦可使用加壓過的清洗液。又，第一清洗裝置33亦可具有同時清洗第二晶圓S之表面Sa側與背面Sb的構成。
第二清洗裝置34係將藉由在分離裝置32進行之剝離而分離了的第一晶圓W之表面Wa側加以清洗。例如使刷具抵接於第一晶圓W的表面Wa而清洗該表面Wa。又，在第一晶圓W的清洗中，亦可使用加壓過的清洗液。又，第二清洗裝置34亦可具有同時清洗第一晶圓W之表面Wa側與背面Wb的構成。
又，在本實施態樣中，如上所述，係將清洗第二晶圓S的第一清洗裝置33與清洗第一晶圓W的第二清洗裝置34分別獨立配置，但第一晶圓W的清洗與第二晶圓S的清洗亦可使用同一個清洗裝置進行。此情況下，第一晶圓W與第二晶圓S的清洗可同時進行或是亦可獨立進行。
又，在本實施態樣中，係使用分離裝置32將第一晶圓W從第二晶圓S剝離，但亦可在雷射照射裝置31的內部進行此剝離。例如，在雷射照射裝置31的傳遞位置A1設置可升降的搬運墊(未圖示)。又，在由吸盤100吸附固持第二晶圓S的狀態下，以搬運墊吸附固持第一晶圓W，並進一步使搬運墊升高，藉此將第一晶圓W從第二晶圓S剝離。
在以上的晶圓處理系統1設有作為控制部的控制裝置40。控制裝置40例如為電腦，並包含程式儲存部(未圖示)。在程式儲存部中儲存有控制晶圓處理系統1中之疊合晶圓T之處理的程式。又，在程式儲存部中亦儲存有用於控制上述各種處理裝置及搬運裝置等的驅動系統的動作，以實現晶圓處理系統1中之後述晶圓處理的程式。又，上述程式可記錄於電腦可讀取記錄媒體H，亦可從該記錄媒體H安裝至控制裝置40。又，上述記錄媒體H可為暫時性記錄媒體，亦可為非暫時性記錄媒體。
接著，說明使用如以上構成之晶圓處理系統1所進行的晶圓處理。又，在本實施態樣中，係在晶圓處理系統1外部的接合裝置(未圖示)中，將第一晶圓W與第二晶圓S接合，而預先形成疊合晶圓T。
首先，將收納有複數疊合晶圓T的晶圓匣盒Ct載置於搬入搬出區塊10的晶圓匣盒載置台11。
接著，藉由晶圓搬運裝置22將晶圓匣盒Ct內的疊合晶圓T取出，並搬運至雷射照射裝置31。在雷射照射裝置31中，疊合晶圓T係從搬運臂23傳遞至配置於傳遞位置A1的吸盤100，並以吸盤100吸附固持第二晶圓S的背面Sb。接著，藉由移動機構104使吸盤100移動至處理位置A2。
接著，如圖6所示，從雷射照射部110使雷射光L聚焦於雷射吸收層P，更詳細而言係聚焦於第一晶圓W與雷射吸收層P的界面，並以脈衝的方式對該界面照射雷射光L(CO 2雷射光)。此時，雷射光L係從第一晶圓W的背面Wb側透射過該第一晶圓W，並在雷射吸收層P中被吸收。又，藉由此雷射光L使第一晶圓W與雷射吸收層P的接合強度降低。又，在實施態樣中所謂「接合強度降低」，係指至少和雷射光L照射前相比，接合強度有降低的狀態，並包含第一晶圓W與雷射吸收層P的剝離。又，關於藉由雷射光L之照射而使第一晶圓W與雷射吸收層P之接合強度降低的機制之細節係在之後敘述。
在對處理位置A2中的雷射吸收層P照射雷射光L時，首先，係以相機120拍攝疊合晶圓T(第一晶圓W)。以相機120拍攝到的影像資料係輸出至控制裝置40。在控制裝置40中，係基於影像資料而決定對雷射吸收層P照射雷射光L的開始位置。
接著，在處理位置A2中，從雷射照射部110對俯視觀察下的雷射吸收層P整面以所期望之間隔照射雷射光L，並使第一晶圓W與雷射吸收層P的整個界面接合強度降低。對此雷射吸收層P照射雷射光L的方法之細節係在之後敘述。
當對雷射吸收層P整面照射雷射光L，而使第一晶圓W與雷射吸收層P整面接合強度降低後，接著，藉由移動機構104使吸盤100(疊合晶圓T)移動至傳遞位置A1。
接著，吸盤100上的疊合晶圓T係傳遞至晶圓搬運裝置22的搬運臂23，並搬運至分離裝置32。在分離裝置32中，如圖5(a)所示，以吸附吸盤200吸附固持第二晶圓S的背面Sb，並進一步以吸附墊210吸附固持第一晶圓W的背面Wb。其後，如圖5(b)所示，在由吸附墊210吸附固持第一晶圓W的狀態下，使該吸附墊210升高，而將第一晶圓W從雷射吸收層P剝離。此時，如上所述，由於藉由雷射光L之照射而使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面中的接合強度降低，故無需施加較大負荷，便可將第一晶圓W從雷射吸收層P分離。
分離後的第一晶圓W係從吸附墊210傳遞至晶圓搬運裝置22的搬運臂23，並搬運至第二清洗裝置34。此時，從分離裝置32搬出的第一晶圓W例如亦可藉由翻轉裝置(未圖示)或吸附墊210的動作而將表面背面翻轉，並在處於表面Wa朝向上側的狀態後，搬運至第二清洗裝置34。
在第二清洗裝置34中，係將以分離裝置32進行分離之側的面亦即第一晶圓W之表面Wa加以清洗。又，在第二清洗裝置34中亦可同時清洗表面Wa及背面Wb。又，亦可各別設置分別清洗表面Wa及背面Wb的清洗部。其後，藉由第二清洗裝置34施行完清洗的第一晶圓W，係藉由晶圓搬運裝置22搬運至晶圓匣盒載置台11的晶圓匣盒Cw。
另一方面，固持於吸附吸盤200的第二晶圓S係傳遞至搬運臂23，並搬運至第一清洗裝置33。在第一清洗裝置33中，係將以分離裝置32進行分離之側的面亦即第二晶圓S的表面Sa側，具體而言為雷射吸收層P的表面加以清洗。又，在第一清洗裝置33中，亦可同時清洗雷射吸收層P的表面及第二晶圓S的背面Sb。又，亦可各別設置分別清洗雷射吸收層P之表面及第二晶圓S之背面Sb的清洗部。其後，藉由第一清洗裝置33施行完清洗的第二晶圓S，係藉由晶圓搬運裝置22搬運至晶圓匣盒載置台11的晶圓匣盒Cs。
如此一來，晶圓處理系統1中的一連串的晶圓處理便結束。
接著，說明藉由上述雷射照射裝置31之處理位置A2中的雷射光L之照射，而使第一晶圓W與雷射吸收層P之接合強度降低的機制之細節。
如上所述，在雷射照射裝置31的處理位置A2中，係對固持於吸盤100的疊合晶圓T，從第一晶圓W之背面Wb側照射雷射光L(圖7的步驟St11)。從雷射照射部110之透鏡113輸出的雷射光L，係如圖6所示般透射過矽(第一晶圓W)而被雷射吸收層P吸收(圖7的步驟St12)。
被雷射吸收層P吸收的雷射光L，係根據其能量分布而轉換成熱(圖7的步驟St13)。換言之，雷射吸收層P的溫度會因為吸收雷射光L而上升。雷射吸收層P的溫度在雷射光L照射的正下方區域為最高。如圖8所示，因吸收雷射光L而在雷射吸收層P中產生的熱(圖中的Ht)，其大部分會往第一晶圓W側擴散(圖7的步驟St14)。換言之，藉由來自雷射吸收層P的熱擴散，而使雷射吸收層P與第一晶圓W(矽)之界面的溫度上升。
當在雷射吸收層P所產生的熱往第一晶圓W側擴散時，因為此熱的影響，亦即因為雷射吸收層P與第一晶圓W之界面溫度的上升，如圖9所示般雷射光L之照射部分的第一晶圓W會根據其溫度分布而局部膨脹(對於雷射吸收層P側而言，係塑性變形成往下凹的形狀)(圖7的步驟St15)。以下，有時係將受到因雷射光L之照射而產生之熱之影響的區域，稱為雷射光L的「照射區域R」。換言之，第一晶圓W會在雷射光L的照射區域R中局部膨脹。
此處，當第一晶圓W膨脹後，伴隨此第一晶圓W的膨脹，雷射吸收層P會從上側(第一晶圓W側)受到推壓，藉此，如圖9所示，在雷射光L之照射位置中的雷射吸收層P會產生壓縮應力σ1。如圖9所示，產生的壓縮應力σ1會作用於將第一晶圓W與雷射吸收層P剝離的方向(圖中朝下之方向，即雷射吸收層P側)而產生剝離應力σ2。換言之，在雷射光L的照射區域R中，在雷射光L照射的正下方區域(照射區域R的中央部)中，矽(第一晶圓W)會膨脹而產生壓縮應力σ1，同時在照射區域R的端部Re(參照圖9)中會因為壓縮應力σ1而產生剝離方向的應力亦即剝離應力σ2。此剝離應力σ2係在照射區域R之端部Re中產生的拉伸應力。
產生之壓縮應力σ1及剝離應力σ2係蓄積於雷射吸收層P的內部。此時，在照射區域R之端部Re中，由複數照射區域R所產生的剝離應力σ2會以相乘(重複)的方式產生作用。
又，當照射區域R之端部Re中的剝離應力σ2之蓄積總量(相乘量)，超過該端部Re中的每單位面積之第一晶圓W與雷射吸收層P的緊密貼合力Σ時(n×σ2＞Σ(但n為自然數且為雷射光L的照射數))，如圖10所示，在照射區域R的端部Re中會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離，此結果，雷射吸收層P與第一晶圓W的接合強度會降低(圖7的步驟St16)。
又，蓄積於雷射吸收層P之內部的應力σ(壓縮應力σ1及剝離應力σ2)，會因為此第一晶圓W與雷射吸收層P的剝離而釋放。
又，如圖11所示，在雷射照射裝置31的處理位置A2中，在俯視觀察下，係在第一晶圓W與雷射吸收層P的整個界面產生剝離，換言之，在第一晶圓W與雷射吸收層P的整個界面中，藉由使在照射區域R之端部Re所產生的剝離連接，而使第一晶圓W與雷射吸收層P整面的接合強度降低，藉此，可在分離裝置32中將第一晶圓W與雷射吸收層P適當地分離(圖7的步驟St17)。又，在處理位置A2中的照射過雷射光L後之疊合晶圓T中，係在第一晶圓W的整面產生與雷射吸收層P的剝離，換言之，理想的情況為在照射區域R的端部Re產生剝離後，藉由剝離應力σ2使包含照射之正下方區域的照射區域R之中央部，亦產生第一晶圓W與雷射吸收層P的剝離。然而，如圖10所示，即使在照射區域R的端部Re產生剝離後，在照射區域R的中央部(雷射光L照射的正下方區域)中，第一晶圓W與雷射吸收層P仍維持在接合的狀態(未剝離的狀態)。因此，在依本發明之技術的晶圓處理系統1中，在照射過雷射光L後的疊合晶圓T中，為了確實將第一晶圓W從疊合晶圓T(雷射吸收層P)分離，較佳係配置分離裝置32，並在該分離裝置32中設置將第一晶圓W從疊合晶圓T分離的步驟。
此處，在如此以分離裝置32進行將第一晶圓W從疊合晶圓T分離時，若在上述理想的狀態下，亦即在第一晶圓W整面均產生與雷射吸收層P之剝離的狀態下，對分離裝置32進行疊合晶圓T的搬運，則會有因伴隨此搬運而產生之慣性力等導致第一晶圓W從第二晶圓S掉落的疑慮。又，當如此在第一晶圓W整面產生與雷射吸收層P的剝離時，即使在不需將照射過雷射光L後之疊合晶圓T搬運至分離裝置32的情況，亦會有在對處理位置A2中的雷射吸收層P照射雷射光L時，因伴隨吸盤100之旋轉而產生的離心力等導致第一晶圓W從第二晶圓S上飛脫的疑慮。
鑑於此點，為了在對雷射吸收層P照射雷射光L時及搬運疊合晶圓T時，抑制第一晶圓W飛脫、掉落之情形，較佳係控制雷射光L之照射條件(照射位置及輸出等)，以使得在處理位置A2中，第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的至少一部分維持在接合的狀態(未剝離的狀態)。藉此，在雷射光L的照射中及對分離裝置32的搬運中等，可抑制第一晶圓W從雷射吸收層P完全分離，而從第二晶圓S飛脫、落下之情形。
雷射照射裝置31之處理位置A2中的第一晶圓W與雷射吸收層P之接合強度的降低，係以上述方式進行。亦即，在本實施態樣中，在雷射照射裝置31中，係藉由因雷射光L之照射而產生的熱使第一晶圓W膨脹，並藉由在雷射吸收層P產生壓縮應力σ1而在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離方向的剝離應力σ2，藉此透過在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離，而使接合強度降低。
又，在上述實施態樣中，如圖9所示，係對雷射吸收層P進行複數次的雷射光L照射，當藉此產生的剝離應力σ2之蓄積總量超過第一晶圓W與雷射吸收層P的緊密貼合力Σ時，會在照射區域R的端部Re產生剝離，但至產生此剝離為止的雷射光L照射次數並不限於複數次。例如在雷射光L單次照射(一次)所產生的剝離應力σ2便超過端部Re之緊密貼合力Σ的情況下，亦可藉由該單次雷射光L的照射，而在照射區域R的端部Re中，於第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
接著，說明在上述雷射照射裝置31的處理位置A2中，對雷射吸收層P照射雷射光L之方法的細節。
首先，如圖13所示，將疊合晶圓T(雷射吸收層P)在俯視觀察下的區域，設定成外周區域Z0、第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3(圖12的步驟St20)。具體而言，例如操作員係設定成外周區域Z0、第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3，並將該等外周區域Z0、第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3儲存於控制裝置40。外周區域Z0、第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3，係從徑向外側往內側依此順序配置。又，外周區域Z0、第一內周區域Z1及第二內周區域Z2與疊合晶圓T係配置成同心環狀，中心區域Z3與疊合晶圓T係配置成同心圓狀。
如圖13及圖14所示，外周區域Z0係疊合晶圓T的周緣區域，且係包含第一晶圓W(表面膜Fw)與第二晶圓S(表面膜Fs)未接合的未接合區域Q，及未接合區域Q之徑向內側的接合區域B的區域。未接合區域Q包含將周緣部去角的去角部(傾斜部)。又，未接合區域Q亦包含例如因為接合的位置偏移或其他因素，而導致第一晶圓W與第二晶圓S未接合的區域。
第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3分別配置於第一晶圓W與第二晶圓S的接合區域B。
此處，在本實施態樣中，係使疊合晶圓T旋轉，同時一邊使雷射光L在徑向上移動，一邊以脈衝的方式照射該雷射光L。此時，為了在晶圓面內均一地進行第一晶圓W與雷射吸收層P的剝離，較佳係使照射雷射光L的間隔，亦即脈衝的間隔固定。此點，為了使雷射光L的照射間隔固定，例如係使疊合晶圓T的旋轉速度隨著雷射光L從徑向外側往內側移動而變快。又，當疊合晶圓T的旋轉速度到達上限時，接著，例如使以脈衝方式照射雷射光L時的頻率隨著雷射光L從徑向外側往內側移動而變小。又，當疊合晶圓T的旋轉速度到達上限，且雷射光的頻率到達下限時，由於例如無法使雷射光的照射間隔隨著雷射光L從徑向外側往內側移動而變小，故在疊合晶圓T的中心區域會有雷射光L重疊的情況。
因此，在本實施態樣中，在外周區域Z0、第一內周區域Z1及第二內周區域Z2中，係一邊使疊合晶圓T旋轉一邊照射雷射光L。另一方面，在中心區域Z3中，係在使疊合晶圓T旋轉停止之狀態下掃描雷射光L。
在外周區域Z0及第一內周區域Z1中，係使雷射光L的頻率固定，同時使疊合晶圓T的旋轉速度隨著雷射光L的徑向移動而變動，並以脈衝的方式照射雷射光L。具體而言，當雷射光L從徑向外側往內側移動時，使疊合晶圓T的旋轉速度變快，並當雷射光L從徑向內側往外側移動時，使疊合晶圓T的旋轉速度變慢。
在第二內周區域Z2中，係使疊合晶圓T的旋轉速度固定，同時使雷射光L的頻率隨著雷射光L的徑向移動而變動，並以脈衝的方式照射雷射光L。具體而言，當雷射光L從徑向外側往內側移動時，使雷射光L的頻率變小，當雷射光L從徑向內側往外側移動時，使雷射光L的頻率變大。
又，第一內周區域Z1與第二內周區域Z2的邊界位置，係設定在疊合晶圓T之旋轉速度到達上限的位置。第二內周區域Z2與中心區域Z3的邊界位置，係設定在雷射光L之頻率到達下限的位置。
接著，對雷射吸收層P照射雷射光L。此時，對於各區域Z0~Z3變更進行雷射處理的處理條件。又，在本實施態樣中，係依序進行對外周區域Z0的雷射光L之照射(圖12的步驟St21)，對第二內周區域Z2的雷射光L之照射(圖12的步驟St22)，對第一內周區域Z1的雷射光L之照射(圖12的步驟St23)，及對中心區域Z3的雷射光L的照射(圖12的步驟St24)。
在步驟St21中，如圖15所示，在外周區域Z0中，一邊藉由旋轉機構103使吸盤100(固持於吸盤100的疊合晶圓T)逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。此時，雷射光L並不進行掃描而呈固定狀態。如此一來，在外周區域Z0中，雷射光L係從徑向內側往外側以螺旋狀的方式照射。又，如圖16所示，透過藉由上述雷射光L之照射而產生的第一晶圓W與雷射吸收層P之剝離機制，會在外周區域Z0中，於第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
又，由於外周區域Z0包含未接合區域Q，故在未接合區域Q與接合區域B的邊界中，第一晶圓W與第二晶圓S的接合強度，亦即表面膜Fw與表面膜Fs的接合強度會較低。此情況下，如圖17所示，若對外周區域Z0照射雷射光L，在外周區域Z0中，當剝離應力σ2未超過第一晶圓W與雷射吸收層P的緊密貼合力Σ時，在第一晶圓W與雷射吸收層P不會產生剝離。又，第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的凸形狀會傳遞至表面膜Fw，而使應力作用於表面膜Fw與表面膜Fs的界面。藉由此應力，在未接合區域Q與接合區域B的邊界中，有時會在接合強度較低的表面膜Fw與表面膜Fs的界面產生剝離。此狀態下，若在外周區域Z0中使雷射光L從徑向外側往內側移動並進行照射，則在鄰接於未接合區域Q之徑向內側的接合區域B中，容易以剝離了的表面膜Fw與表面膜Fs之界面作為前端而繼續剝離。亦即，在外周區域Z0的接合區域B中，有時不會在第一晶圓W與雷射吸收層P之所期望的界面中產生剝離。
因此，在本實施態樣中，於外周區域Z0中，係從徑向內側往外側照射雷射光L。如此一來，如圖16所示，在接合區域B中，便會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離E1。此時，各照射區域R中係產生應力σ，以使剝離E1從中央部涵蓋至端部Re而產生。為了產生如此較大的應力σ，例如可使雷射光L的頻率較大(亦可使雷射光L的間距較短)，亦可使雷射光L的照射強度較高。又，在接合區域B與未接合區域Q的邊界中，由於表面膜Fw與表面膜Fs之界面的接合強度較低，故剝離E2會從第一晶圓W與雷射吸收層P的界面往表面膜Fw與表面膜Fs之界面延伸而產生。又，即使產生剝離E2，由於該剝離E2之徑向外側的元件層Dw並非進行製品化的元件，因此不會造成影響。
接著，在步驟St22中，如圖18所示，於第二內周區域Z2中，一邊藉由旋轉機構103使吸盤100逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。此時，雷射光L並不進行掃描而呈固定狀態。如此一來，在第二內周區域Z2中，雷射光L係從徑向內側往外側以螺旋狀的方式照射。又，如圖11所示，在第二內周區域Z2中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
接著，在步驟St23中，如圖18所示，在第一內周區域Z1中，亦延續步驟St22中的第二內周區域Z2的方式照射雷射光L。亦即，一邊藉由旋轉機構103使吸盤100逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。此時，雷射光L並不進行掃描而呈固定狀態。
如此一來，在步驟St23中，於第一內周區域Z1中，雷射光L係從徑向內側往外側以螺旋狀的方式照射。此第一內周區域Z1中的雷射光L之螺旋狀與第二內周區域Z2中的雷射光L之螺旋狀，係延續至外周區域Z0中的雷射光L之螺旋狀。亦即，在外周區域Z0、第一內周區域Z1及第二內周區域Z2中，由於吸盤100的旋轉方向同為逆時針方向，且雷射光L的照射方向(移動方向)同為從徑向內側往外側，因此雷射光L的螺旋狀會延續。
又，在步驟St23中，如圖19所示，在第一內周區域Z1中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。此第一內周區域Z1中的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離與第二內周區域Z2中的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離，係延續至外周區域Z0中的界面之剝離。
又，在步驟St22的第二內周區域Z2與步驟St23的第一內周區域Z1中，於各照射區域R中，第一晶圓W與雷射吸收層P係在端部Re剝離或是呈現接合力較弱的狀態，而在中央部中第一晶圓W與雷射吸收層P仍為接合狀態。亦即，和外周區域Z0相比，在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，蓄積於雷射吸收層P內部的應力σ較小。為了產生如此較小的應力σ，例如可使雷射光L的頻率較小(亦可使雷射光L的間距較長)，亦可使雷射光L的照射強度較低。在使雷射光L的間距較長的情況下，可縮短施行雷射處理的時間，而提高處理量。又，在使雷射光L的照射強度較低的情況下，可效率良好地進行雷射處理。
此處，在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，若產生使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面完全剝離這樣較大的應力σ，並蓄積該應力σ的話，則第一晶圓W會有破裂的疑慮。因此，如上所述，在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，係在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面之至少一部分仍接合的狀態下產生剝離，以抑制第一晶圓W的破裂。
又，如圖19所示，當第一內周區域Z1中的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離E3，與外周區域Z0中的剝離E1連接時，第一內周區域Z1與第二內周區域Z2中第一晶圓W與雷射吸收層P的整個界面便會剝離。又，前述所謂「第一晶圓W與雷射吸收層P的接合力在端部Re呈較弱的狀態」，係指當如此第一內周區域Z1中的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離E3，與外周區域Z0中的剝離E1連接時，端部Re會剝離之程度的接合力。
接著，在步驟St24中，於中心區域Z3中，係使吸盤100的旋轉停止。又，從雷射照射部110以脈衝的方式照射雷射光L。又，在中心區域Z3中係使此雷射光L掃描。此時，如圖20所示，係將「使雷射光L在X軸方向上掃描照射」及「使吸盤100(疊合晶圓T)在Y軸方向上移動」交替重複進行。或是，亦可同步進行「使雷射光L在X軸方向上掃描照射」及「使吸盤100在Y軸負方向上移動」。又，為了提高晶圓處理的處理量，亦可藉由上述光學系統112使雷射光L分光，而同時對雷射吸收層P的複數點照射雷射光L。又，透過藉由上述雷射光L之照射而產生的第一晶圓W與雷射吸收層P之剝離機制，在中心區域Z3中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
依本實施態樣，藉由進行步驟St20~St24，可在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。其結果，可將第一晶圓W與雷射吸收層P分離，而將第一晶圓W的元件層Dw轉印至第二晶圓S。
又，由於在步驟St21中，係於外周區域Z0中使雷射光L從徑向內側往外側移動並進行照射，故可在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。如此一來，可使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的接合強度降低，而可使該第一晶圓W與雷射吸收層P剝離。
又，由於在步驟St22的第二內周區域Z2與步驟St23的第一內周區域Z1中，係使雷射光L從徑向內側往外側連續照射，故可使在第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離適當地連接。
又，如上所述，從將雷射照射裝置31中的照射過雷射光L後之疊合晶圓T適當搬運的觀點來看，較佳係使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的至少一部分仍維持接合的狀態。因此，較佳係在第一內周區域Z1、第二內周區域Z2及中心區域Z3的至少任一者中，使第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的至少一部分仍維持接合的狀態。
又，為了享受上述實施態樣的效果，亦即為了至少在外周區域Z0中於第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離，只要在該外周區域Z0中從徑向內側往外側照射雷射光L即可。又，其他的處理條件並未限定於上述實施態樣。
具體而言，可在各區域Z0~Z3中，任意變更雷射處理的處理條件。處理條件例如為吸盤100的旋轉速度、雷射光L的頻率、吸盤100的旋轉方向、區域Z0~Z3的加工順序(雷射光L的照射順序)等。
例如，如圖21所示，亦可依序進行對第二內周區域Z2的雷射光L之照射、對第一內周區域Z1的雷射光L之照射、對外周區域Z0的雷射光L之照射，及對中心區域Z3的雷射光L之照射。
此情況下，如圖21(a)所示，在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，與步驟St22、St23同樣地一邊藉由旋轉機構103使吸盤100逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。
在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，於各照射區域R中，第一晶圓W與雷射吸收層P會在端部Re剝離或是呈接合力較弱的狀態，而中央部中第一晶圓W與雷射吸收層P係呈接合狀態。亦即，在第二內周區域Z2與第一內周區域Z1中，係使蓄積於雷射吸收層P內部的應力σ較小。如上所述，若產生並蓄積較大的應力σ，則第一晶圓W會有破裂的疑慮。此點，藉由如本實施態樣般使應力σ較小，可抑制第一晶圓W的破裂。又，前述所謂「第一晶圓W與雷射吸收層P的接合力在端部Re呈較弱之狀態」，係指當如此第一內周區域Z1中的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離E3與外周區域Z0中的剝離E1連接時，端部Re會剝離之程度的接合力。
接著，如圖21(b)所示，在外周區域Z0中，與步驟St21同樣地一邊藉由旋轉機構103使吸盤100逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。在外周區域Z0中，於各照射區域R中係產生較大的應力σ，以使剝離E1從中央部涵蓋至端部Re而產生。
接著，在中心區域Z3中，與步驟St24同樣地一邊在使吸盤100之旋轉停止的狀態下，使雷射光L掃描。又，在中心區域Z3中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
在本實施態樣中，亦可享受與上述實施態樣同樣的效果。亦即，可在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
又例如，如圖22所示，亦可在第一內周區域Z1與第二內周區域Z2中，使雷射光L一邊從徑向外側往內側移動一邊進行照射。此情況下，係依序進行對外周區域Z0的雷射光L之照射、對第一內周區域Z1的雷射光L之照射、對第二內周區域Z2的雷射光L之照射，及對中心區域Z3的雷射光L之照射。
首先，如圖22(a)所示，在外周區域Z0中，與步驟St21同樣地一邊藉由旋轉機構103使吸盤100逆時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸正方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。如此一來，在外周區域Z0中，雷射光L係從徑向內側往外側以螺旋狀的方式照射。在外周區域Z0中，於各照射區域R中係產生較大的應力σ，以使剝離E1從中央部涵蓋至端部Re而產生。
接著，如圖22(b)所示，在第一內周區域Z1中，係一邊藉由旋轉機構103使吸盤100順時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸負方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。如此一來，在第一內周區域Z1中，雷射光L係從徑向外側往內側以螺旋狀的方式照射。
此情況下，在鄰接的外周區域Z0與第一內周區域Z1中，吸盤100的旋轉方向為相反，並且雷射光L的照射方向亦相反。如此一來，在外周區域Z0與第一內周區域Z1中，可使雷射光L的螺旋狀延續。換言之，當鄰接的區域中雷射光L的照射方向不同時，只要使該鄰接的區域中的吸盤100之旋轉方向相反，便可使雷射光L的螺旋狀延續。
接著，在第二內周區域Z2中，亦藉由旋轉機構103使吸盤100順時針旋轉，同時藉由移動機構104使吸盤100往Y軸負方向移動，一邊以脈衝的方式照射雷射光L。如此一來，在第二內周區域Z2中，雷射光L係從徑向外側往內側以螺旋狀的方式照射。
又，在第一內周區域Z1與第二內周區域Z2中，蓄積於雷射吸收層P內部的應力σ之大小並未限定。當對第一內周區域Z1照射雷射光L時，藉由該雷射光L所致的第一晶圓W與雷射吸收層P之界面的剝離，會與外周區域Z0中的剝離E1連接。從而，在第一內周區域Z1中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面適當地產生剝離。又，此剝離亦會傳遞至第二內周區域Z2，在該第二內周區域Z2中，亦會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面適當地產生剝離。
接著，在中心區域Z3中，與步驟St24同樣地在使吸盤100之旋轉停止的狀態下，使雷射光L掃描。又，在中心區域Z3中，會在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
在本實施態樣中，亦可享受與上述實施態樣同樣的效果。亦即，可在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。
以上的實施態樣中，在步驟St20中係將內周區域設定為第一內周區域Z1及第二內周區域Z2兩個，但內周區域亦可僅設定為一個。亦可在此內周區域中，使雷射光L的頻率固定，同時使疊合晶圓T的旋轉速度隨著雷射光L的徑向移動而變動，並以脈衝的方式照射雷射光L。或是，亦可在內周區域中，使疊合晶圓T的旋轉速度固定，同時使雷射光L的頻率隨著雷射光L的徑向移動而變動，並以脈衝的方式照射雷射光L。上述任一者均係在內周區域中，控制處理條件，以使雷射光L的照射間隔成為固定。
以上實施態樣中，在進行雷射處理時，係使吸盤100在水平方向上移動，但亦可係使雷射照射部110的透鏡113在水平方向上移動，亦可係使吸盤100及透鏡113兩者在水平方向上移動。藉由使吸盤100與透鏡113在水平方向上相對移動，可執行藉由雷射光L所致的雷射處理。
以上實施態樣中，在步驟St24中，對於中心區域Z3係在使吸盤100之旋轉停止的狀態下使雷射光L掃描並照射，但亦可如圖23所示，一邊使吸盤100旋轉，一邊從雷射照射部110使雷射光L掃描並照射。另外此時，和外周區域Z0、第一內周區域Z1及第二內周區域Z2相比，可使中心區域Z3的吸盤100之旋轉速度較低。
以上實施態樣中，在外周區域Z0、第一內周區域Z1及第二內周區域Z2中，係以螺旋狀的方式照射雷射光L，但亦能以同心圓狀的方式環狀地照射。又，在圖23所示的實施態樣中，即使在中心區域Z3中，亦以螺旋狀的方式照射雷射光L，但亦能以同心圓狀的方式環狀地照射。
以上實施態樣中，如圖8~圖11所示，係在第一晶圓W與雷射吸收層P的界面產生剝離。然而，如上所述，亦可在第一晶圓W的表面Wa形成有用於使第一晶圓W與雷射吸收層P的剝離適當進行的剝離促進膜，此情況下，亦可在剝離促進膜與雷射吸收層P的界面產生剝離。
具體而言，如圖24(a)所示，在第一晶圓W的表面Wa，作為疊設膜的剝離促進膜Pe、雷射吸收層P、元件層Dw及表面膜Fw係依此順序疊設形成。剝離促進膜Pe係為了使第一晶圓W較容易從第二晶圓S剝離而形成，並由與第一晶圓W(矽)的緊密貼合性低於與雷射吸收層P的緊密貼合性，且對雷射光L具有透射性的材料，例如氮化矽(SiN)所形成。
在從第二晶圓S分離第一晶圓W時，首先，對雷射吸收層P進行雷射光L之照射(圖25的步驟St31)。雷射光L會透射過第一晶圓W及剝離促進膜Pe而被雷射吸收層P吸收(圖25的步驟St32)。
被雷射吸收層P吸收的雷射光L，會根據其能量分布而轉換成熱(圖25的步驟St33)，藉此雷射吸收層P的溫度會上升。因雷射光L之吸收而在雷射吸收層P產生的熱，其大部分會擴散至第一晶圓W側的剝離促進膜Pe(圖25的步驟St34)，雷射吸收層P與剝離促進膜Pe之界面的溫度會因為此熱擴散而上升。
當在雷射吸收層P所產生的熱擴散至第一晶圓W側時，因為此熱的影響，亦即因為雷射吸收層P與剝離促進膜Pe之界面溫度的上升，如圖24(b)所示，剝離促進膜Pe會根據其溫度分布而局部膨脹(圖25的步驟St35)。此時，雷射吸收層P與剝離促進膜Pe之界面的熱影響有時會對第一晶圓W造成影響，如圖24(b)所示，有時第一晶圓W亦會根據溫度分布而局部膨脹。
其後，當剝離促進膜Pe(及第一晶圓W)局部膨脹後，透過藉由此膨脹而產生的應力，如圖24(c)所示，會在緊密貼合性較低的雷射吸收層P與剝離促進膜Pe的界面產生剝離，此結果，雷射吸收層P與剝離促進膜Pe的接合強度會降低(圖25的步驟St36)。又，藉由使剝離在剝離促進膜Pe與雷射吸收層P的整個界面連接，而使剝離促進膜Pe與雷射吸收層P整面的接合強度降低，藉此，可在分離裝置32中適當地將剝離促進膜Pe與雷射吸收層P(第一晶圓W與第二晶圓S)分離(圖25的步驟St37)。
如此，即使在第一晶圓W的表面Wa形成與第一晶圓W(矽)之緊密貼合性低於與雷射吸收層P之緊密貼合性的剝離促進膜Pe，並使剝離促進膜Pe代替第一晶圓W，或是與第一晶圓W一起膨脹，亦可適當地執行形成於第一晶圓W之表面Wa的元件層Dw之轉印。
又，在圖24所示的例子中，係使剝離促進膜Pe形成於第一晶圓W與雷射吸收層P的界面，但例如亦可使剝離促進膜Pe形成於雷射吸收層P與元件層Dw的界面，並藉由在雷射吸收層P與剝離促進膜Pe的界面產生剝離，而使剝離促進膜Pe殘留在元件層Dw的轉印目標亦即第二晶圓S側。
吾人應瞭解到，本次揭露之實施態樣其所有內容僅為例示而非限制。上述實施態樣在不脫離附加之申請專利範圍及其主旨的情況下，能以各式各樣的形態進行省略、替換、變更。例如，上述實施態樣的構成要件可任意組合。從該任意組合自然可獲得與組合有關之各構成要件的作用及效果，同時可獲得本案所屬技術領域中具通常知識者從本說明書之記載明顯能得知的其他作用及其他效果。
又，本說明書所記載的效果均為說明或是示例而非限定。亦即，依本發明之技術可發揮上述效果，或是可發揮除了上述效果外，本案所屬技術領域中具通常知識者從本說明書之記載明顯能得知的其他效果。
1:晶圓處理系統 10:搬入搬出區塊 11:晶圓匣盒載置台 20:搬運區塊 21:搬運路 22:晶圓搬運裝置 23:搬運臂 30:處理區塊 31:雷射照射裝置 32:分離裝置 33:第一清洗裝置 34:第二清洗裝置 40:控制裝置 100:吸盤 101:空氣軸承 102:工作台 103:旋轉機構 104:移動機構 105:基座 106:軌道 110:雷射照射部 111:雷射頭 112:光學系統 113:透鏡 120:相機 200:吸附吸盤 210:吸附墊 A1:傳遞位置 A2:處理位置 B:接合區域 Ct,Cw,Cs:晶圓匣盒 Dw,Ds:元件層 E1~E3:剝離 Fw,Fs:表面膜 H:記錄媒體 Ht:熱 L:雷射光 P:雷射吸收層 Pe:剝離促進膜 Q:未接合區域 R:照射區域 Re:端部 S:第二晶圓 Sa:表面 Sb:背面 St11~St17,St20~St24,St31~St37:步驟 T:疊合晶圓 W:第一晶圓 Wa:表面 Wb:背面 Z0:外周區域 Z1:第一內周區域 Z2:第二內周區域 Z3:中心區域
圖1係顯示依實施態樣之疊合晶圓之構成例的側視圖。 圖2係顯示晶圓處理系統之構成概略的俯視圖。 圖3係顯示雷射照射裝置之構成概略的俯視圖。 圖4係顯示雷射照射裝置之構成概略的側視圖。 圖5(a)、(b)係顯示分離裝置之動作的樣子的側視圖。 圖6係顯示照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖7係顯示晶圓處理系統中之晶圓處理之主要步驟的流程圖。 圖8係顯示在疊合晶圓所產生之熱之擴散的樣子的說明圖。 圖9係顯示照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖10係顯示第一晶圓與雷射吸收層之剝離的樣子的說明圖。 圖11係顯示第一晶圓與雷射吸收層之剝離的樣子的說明圖。 圖12係顯示晶圓處理系統中之晶圓處理之主要步驟的流程圖。 圖13係顯示疊合晶圓之區域、各區域中的吸盤之旋轉速度，及各區域中的雷射光之頻率的說明圖。 圖14係顯示外周區域與第一內周區域的側視圖。 圖15係顯示對外周區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖16係顯示對外周區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖17係顯示對外周區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖18係顯示對第二內周區域與第一內周區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖19係顯示對第一內周區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖20係顯示對中心區域照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖21(a)、(b)係顯示在另一實施態樣中照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖22(a)、(b)係顯示在另一實施態樣中照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖23係顯示在另一實施態樣中照射雷射光後之疊合晶圓的樣子的說明圖。 圖24(a)~(c)係顯示剝離促進層與雷射吸收層之剝離的樣子的說明圖。 圖25係顯示依另一實施態樣之晶圓處理之主要步驟的流程圖。
Z0:外周區域
Z1:第一內周區域
Z2:第二內周區域
Z3:中心區域

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，係處理將第一基板、至少包含雷射吸收層之界面層與第二基板疊設而形成的疊合基板； 該基板處理裝置包含： 基板固持部，固持該疊合基板； 雷射照射部，對固持於該基板固持部的該疊合基板照射雷射光； 移動機構，使該基板固持部與該雷射照射部在水平方向上相對移動； 旋轉機構，使該基板固持部旋轉；及 控制部； 在該疊合基板中，設定有包含該第一基板與該第二基板之未接合區域的外周區域，及配置於該外周區域之徑向內側且配置於該第一基板與該第二基板之接合區域的內周區域； 該控制部執行以下控制： 使該疊合基板旋轉，同時使該雷射光一邊在該疊合基板上沿徑向移動一邊進行照射，並在該第一基板與該雷射吸收層的界面，或是在該界面層與該雷射吸收層的界面產生剝離；及 至少在該外周區域中，使該雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 在該內周區域中，設定有徑向外側的第一內周區域及徑向內側的第二內周區域； 該控制部執行以下控制： 在該第一內周區域中，使該雷射光的頻率固定，同時使該疊合基板的旋轉速度隨著該雷射光的移動而變動，並以脈衝的方式照射該雷射光；及 在該第二內周區域中，使該疊合基板的旋轉速度固定，同時使該雷射光的頻率隨著該雷射光的移動而變動，並以脈衝的方式照射該雷射光。
  3. 如請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 在該內周區域中，使該雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。
  4. 如請求項3所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 以使由於該雷射光在該外周區域產生之應力，大於由於該雷射光在該內周區域產生之應力的方式，照射該雷射光。
  5. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 在該內周區域中，使該雷射光一邊從徑向外側往內側移動一邊進行照射。
  6. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 當鄰接之區域中的該雷射光之移動方向不同時，使該鄰接之區域中的該疊合基板之旋轉方向相反。
  7. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 在該外周區域照射過該雷射光後，再於該內周區域照射該雷射光。
  8. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該控制部執行以下控制： 在該內周區域照射過該雷射光後，再於該外周區域照射該雷射光。
  9. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 在該疊合基板中，設定有配置於該內周區域之徑向內側且配置於該第一基板與該第二基板之接合區域的中心區域； 該控制部執行以下控制： 在該中心區域中，在使該疊合基板之旋轉停止的狀態下，使該雷射光一邊掃描一邊進行照射。
  10. 請求項1或2所述之基板處理裝置，其中， 該界面層包含剝離促進膜； 使該界面層與該雷射吸收層之界面的剝離，在該剝離促進膜與雷射吸收層的界面產生。
  11. 一種基板處理方法，係處理將第一基板、至少包含雷射吸收層之界面層與第二基板疊設而形成的疊合基板； 該基板處理方法包含以下步驟： 在該疊合基板中，設定包含該第一基板與該第二基板之未接合區域的外周區域，及配置於該外周區域之徑向內側且配置於該第一基板與該第二基板之接合區域的內周區域； 以基板固持部固持該疊合基板； 使固持於該基板固持部的該疊合基板旋轉，同時一邊從雷射照射部對該疊合基板照射雷射光一邊使該雷射光沿徑向移動，並在該第一基板與該雷射吸收層的界面，或是在該界面層與該雷射吸收層的界面產生剝離；及 至少在該外周區域中，使該雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。
  12. 如請求項11所述之基板處理方法，更包含以下步驟： 在該內周區域中，設定徑向外側的第一內周區域及徑向內側的第二內周區域； 在該第一內周區域中，使該雷射光的頻率固定，同時使該疊合基板的旋轉速度隨著該雷射光的移動而變動，並以脈衝的方式照射該雷射光；及 在該第二內周區域中，使該疊合基板的旋轉速度固定，同時使該雷射光的頻率隨著該雷射光的移動而變動，並以脈衝的方式照射該雷射光。
  13. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 在該內周區域中，使該雷射光一邊從徑向內側往外側移動一邊進行照射。
  14. 如請求項13所述之基板處理方法，其中， 以使由於該雷射光在該外周區域產生之應力，大於由於該雷射光在該內周區域產生之應力的方式，照射該雷射光。
  15. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 在該內周區域中，使該雷射光一邊從徑向外側往內側移動一邊進行照射。
  16. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 當鄰接之區域中的該雷射光之移動方向不同時，使該鄰接之區域中的該疊合基板之旋轉方向相反。
  17. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 在該外周區域照射過該雷射光後，再於該內周區域照射該雷射光。
  18. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 在該內周區域照射過該雷射光後，再於該外周區域照射該雷射光。
  19. 如請求項11或12所述之基板處理方法，更包含以下步驟： 在該疊合基板中，設定配置於該內周區域之徑向內側且配置於該第一基板與該第二基板之接合區域的中心區域；及 在該中心區域中，在使該疊合基板之旋轉停止的狀態下，使該雷射光一邊掃描一邊進行照射。
  20. 如請求項11或12所述之基板處理方法，其中， 該界面層包含剝離促進膜； 使該界面層與該雷射吸收層之界面的剝離，在該剝離促進膜與該雷射吸收層之界面產生。
TW112117439A 2022-08-09 2023-05-11 基板處理裝置及基板處理方法 TW202407759A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-127420 2022-08-09
JP2022127420 2022-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202407759A true TW202407759A (zh) 2024-02-16

Family

ID=89851490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112117439A TW202407759A (zh) 2022-08-09 2023-05-11 基板處理裝置及基板處理方法

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202407759A (zh)
WO (1) WO2024034197A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7386077B2 (ja) * 2019-12-26 2023-11-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
WO2021192853A1 (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JPWO2021192854A1 (zh) * 2020-03-24 2021-09-30

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024034197A1 (ja) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7109537B2 (ja) 基板処理システム及び基板処理方法
JP7304433B2 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP7386077B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2021192853A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JPWO2021192853A5 (zh)
WO2021192854A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP7178491B2 (ja) 処理装置及び処理方法
TW202407759A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
WO2024024191A1 (ja) 基板処理システム、基板処理方法及びデバイス構造
TW202314842A (zh) 處理方法及處理系統
JP3222036U (ja) 紫外線照射装置
JP7301468B2 (ja) 被加工物の加工方法、熱圧着方法
JP7308292B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2023176519A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2022153894A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2022153886A1 (ja) 基板処理装置、基板処理方法及び基板製造方法
JP2023180066A (ja) 基板処理装置及び位置調整方法
JP7285151B2 (ja) 支持体剥離方法及び支持体剥離システム
JP7354420B2 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
WO2022153895A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
US20240128086A1 (en) Method of processing wafer
JP2023121926A (ja) 処理方法及び処理システム
WO2023013469A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2023013468A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
WO2023032833A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置