TWI816877B - 處理系統及處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種處理系統及處理方法，該處理系統，將處理對象物予以處理，具備：改質裝置，於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及分離裝置，以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；該改質裝置，具備：雷射照射部，對該處理對象物之內部照射複數雷射光；以及移動機構，使該雷射照射部與該處理對象物相對移動；藉由該移動機構，使來自該雷射照射部的該複數雷射光對於該處理對象物相對移動，形成該內部面改質層。
Description
本發明所揭露之內容係關於一種處理系統及處理方法。
於專利文獻1，揭露疊層型半導體裝置之製造方法。此一製造方法，堆疊2片以上的半導體晶圓以製造疊層型半導體裝置。此時，將各半導體晶圓，堆疊於另一半導體晶圓後，背面研磨俾使其具有期望厚度。
專利文獻1：日本特開第2012-69736號公報
本發明所揭露之技術，將處理對象物效率良好地薄化。
本發明所揭露的一態樣係處理系統，將處理對象物予以處理，其具備：改質裝置，於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及分離裝置，以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；該改質裝置，具備：雷射照射部，對該處理對象物之內部照射複數雷射光；以及移動機構，使該雷射照射部與該處理對象物相對移動；藉由該移動機構，使來自該雷射照射部的該複數雷射光對於該處理對象物相對移動，形成該內部面改質層。
依本發明所揭露之內容，可使處理對象物效率良好地薄化。
1:晶圓處理系統
2:搬出入站
3:處理站
10:晶圓匣盒載置台
20、30:晶圓搬運區
21、31:搬運路
22、32:晶圓搬運裝置
23、33:搬運臂
34:傳送裝置
40、200:改質裝置
41:周緣除去裝置
42、300、320:分離裝置
43:濕蝕刻裝置
44:研磨裝置
50、401、411:吸盤
51、61、71、91、211、221:移動部
52、101:旋轉部
60、70、90、210、220:雷射頭
62、92、102、212、222:升降部
80:載置台
81:冷媒流路
100:吸附墊
110:控制裝置
120:膠帶
310:紅外線照射部
330:晶圓保持部
331:空氣供給部
400、410:界面處理裝置
403、404:噴嘴
402、412:旋轉機構
413:拋光構件
C1、C2、C3、C13、C14、C15:裂縫
Cs、Ct、Cw:晶圓匣盒
D:元件層
E1、E2:蝕刻液
Fw、Fs:氧化膜
G、H1、H3:距離
H:記憶媒體
H2:厚度
L:雷射光
M1、M13:周緣改質層
M2:分割改質層
M3~M12、M14、M15:內部面改質層
R:紅外線
S:支持晶圓
Sa:表面
Sb:背面
Sj:接合面
T:重合晶圓
W:處理晶圓
Wa:表面
Wb:背面
Wb1、Wb2:背面晶圓
Wc:中央部
We:周緣部
W1~W4:區域
A1~A7:步驟
B1~B5:步驟
圖1係示意本實施形態之晶圓處理系統的構成之概略的俯視圖。
圖2係顯示重合晶圓的構成之概略的側視圖。
圖3係顯示重合晶圓的部分構成之概略的側視圖。
圖4係顯示改質裝置的構成之概略的側視圖。
圖5係顯示分離裝置的構成之概略的側視圖。
圖6係顯示本實施形態的晶圓處理之主要步驟的流程圖。
圖7(a)~(f)係本實施形態的晶圓處理之主要步驟的說明圖。
圖8係顯示在改質裝置中於處理晶圓形成周緣改質層與分割改質層之樣子的說明圖。
圖9係顯示在改質裝置中於處理晶圓形成周緣改質層與分割改質層之樣子的說明圖。
圖10(a)~(c)係顯示在周緣除去裝置中將處理晶圓的周緣部除去之樣子
的說明圖。
圖11係顯示在改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖12(a)~(c)係顯示在改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖13(a)~(c)係顯示在分離裝置中將背面晶圓從處理晶圓分離之樣子的說明圖。
圖14係顯示另一實施形態之改質裝置的構成之概略的側視圖。
圖15係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖16(a)~(c)係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖17係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖18係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖19係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖20係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成內部面改質層之樣子的說明圖。
圖21係顯示另一實施形態之分離裝置的構成之概略的側視圖。
圖22係顯示另一實施形態之分離裝置的構成之概略的側視圖。
圖23係顯示另一實施形態的晶圓處理之主要步驟的流程圖。
圖24(a)~(e)係顯示另一實施形態的晶圓處理之主要步驟的說明圖。
圖25係顯示在另一實施形態的改質裝置中於處理晶圓形成周緣改質層之樣
子的說明圖。
圖26(a)~(e)係另一實施形態的晶圓處理之主要步驟的說明圖。
圖27係顯示界面處理裝置的構成之概略的側視圖。
圖28(a)~(d)係顯示於晶圓處理的主要步驟中支持晶圓之樣子的說明圖。
圖29係顯示將周緣改質層形成在較氧化膜的端部更朝徑向內側之樣子的縱剖面圖。
圖30係顯示界面處理裝置的構成之概略的側視圖。
在半導體元件之製程中，例如如同專利文獻1所揭露之方法，對於表面形成有複數電子電路等元件的半導體晶圓(下稱晶圓)，將該晶圓之背面研磨加工，施行晶圓的薄化。
晶圓之背面的研磨加工，例如係在使研磨砂輪抵接於該背面之狀態下，分別旋轉晶圓與研磨砂輪，進一步使研磨砂輪下降而施行。此一情況，研磨砂輪磨耗，需要定期的更換。此外，於研磨加工中，使用研磨液，亦需要該研磨液之廢液處理。因此，花費運轉成本。因而，在習知的晶圓之薄化處理，尚有改善空間。
另，一般雖將晶圓之周緣部予以倒角加工，但若如同上述地對晶圓之背面施行研磨處理，則晶圓之周緣部成為尖銳的形狀(所謂刃緣形狀)。如此一來，則有在晶圓之周緣部產生崩缺，使晶圓蒙受損傷的疑慮。因而，於研磨處理前
預先施行所謂的周緣修整，將晶圓之周緣部除去。而例如在專利文獻1所揭露的方法中，將晶圓之周緣部部分地研磨或切削，施行此一周緣修整。
本發明所揭露的技術，效率良好地施行晶圓之薄化處理。以下，參考附圖，並對本實施形態的作為處理系統之晶圓處理系統、及作為處理方法之晶圓處理方法予以說明。另，於本說明書及附圖中，在實質上具有相同功能構成之要素中給予相同符號，藉以省略重複的說明。
首先，對於本實施形態之晶圓處理系統的構成予以說明。圖1為，示意晶圓處理系統1的構成之概略的俯視圖。
在晶圓處理系統1，如圖2及圖3所示，對於將處理晶圓W與支持晶圓S接合之作為處理對象物的重合晶圓T，施行期望之處理，使處理晶圓W薄化。以下，於處理晶圓W中，將接合至支持晶圓S的面稱作表面Wa，將與表面Wa為相反側的面稱作背面Wb。同樣地，於支持晶圓S中，將接合至處理晶圓W的面稱作表面Sa，將與表面Sa為相反側的面稱作背面Sb。
處理晶圓W，例如為矽晶圓等半導體晶圓，於表面Wa形成包含複數元件之元件層D。此外，於元件層D，進一步形成氧化膜Fw，例如SiO2膜(TEOS膜)。另，將處理晶圓W之周緣部予以倒角加工，周緣部的截面朝向其前端而厚度變小。
支持晶圓S，係支持處理晶圓W之晶圓，例如為矽晶圓。於支持晶圓S之表面Sa，形成氧化膜Fs，例如SiO2膜(TEOS膜)。此外，支持晶圓S作為保護材而
作用，保護處理晶圓W之表面Wa的元件。另，在形成有支持晶圓S之表面Sa的複數元件之情況，與處理晶圓W同樣地，於表面Sa形成元件層(未圖示)。
另，圖2中，為了避免圖示的繁雜，而省略元件層D與氧化膜Fw、Fs之圖示。此外，在下述說明所使用之其他附圖中，亦同樣地有將此等元件層D與氧化膜Fw、Fs之圖示省略的情況。
如圖1所示，晶圓處理系統1，具有將搬出入站2與處理站3一體化地連接之構成。搬出入站2，例如在與外部之間，將可收納複數片重合晶圓T的晶圓匣盒Ct搬出入。處理站3，具備對重合晶圓T施行期望之處理的各種處理裝置。
於搬出入站2，設置晶圓匣盒載置台10。圖示之例子中，於晶圓匣盒載置台10，將複數個，例如4個晶圓匣盒Ct，在Y軸方向呈一列地任意載置。另，載置於晶圓匣盒載置台10的晶圓匣盒Ct之個數，並未限定為本實施形態，可任意決定。
於搬出入站2，與晶圓匣盒載置台10鄰接而設置晶圓搬運區20。於晶圓搬運區20，設置可在往Y軸方向延伸的搬運路21上任意移動之晶圓搬運裝置22。晶圓搬運裝置22，例如具備2條搬運臂23、23，其等保持並搬運重合晶圓T。各搬運臂23，構成為可往水平方向、往鉛直方向、繞水平軸及繞鉛直軸任意移動。另，搬運臂23之構成，並未限定為本實施形態，可採用任意構成。
於處理站3，設置晶圓搬運區30。於晶圓搬運區30，設置可在往X軸方向延伸的搬運路31上任意移動的晶圓搬運裝置32。晶圓搬運裝置32，構成為可對後
述傳送裝置34、改質裝置40、周緣除去裝置41、分離裝置42、濕蝕刻裝置43、及研磨裝置44，搬運重合晶圓T。此外，晶圓搬運裝置32，例如具備2條搬運臂33、33，其等保持並搬運重合晶圓T。各搬運臂33，構成為可往水平方向、往鉛直方向、繞水平軸及繞鉛直軸任意移動。另，搬運臂33之構成，並未限定為本實施形態，可採用任意構成。
在晶圓搬運區20與晶圓搬運區30之間，設置用於傳遞重合晶圓T的傳送裝置34。
於晶圓搬運區30之Y軸正方向側，從搬出入站2側起，將改質裝置40與周緣除去裝置41在X軸方向依序排列配置。於晶圓搬運區30之Y軸負方向側，從搬出入站2側起，將分離裝置42與濕蝕刻裝置43在X軸方向依序排列配置。於晶圓搬運區30之X軸正方向側，配置研磨裝置44。
改質裝置40，對處理晶圓W之內部照射雷射光，形成後述內部面改質層、周緣改質層、及分割改質層。改質裝置40，如圖4所示地具備吸盤50，以處理晶圓W配置於上側且支持晶圓S配置於下側的狀態，保持重合晶圓T。吸盤50，構成為藉由移動部51而可往X軸方向及Y軸方向移動。移動部51，由一般的精密XY平台構成。此外，吸盤50，構成為藉由旋轉部52而可繞鉛直軸旋轉。
於吸盤50的上方，作為對處理晶圓W之內部照射雷射光的雷射照射部，設置用於形成內部面改質層之第1雷射頭60。第1雷射頭60，將從雷射光振盪器(未圖示)振盪出之高頻的脈衝狀雷射光，即對於處理晶圓W具有透射性之波長的雷射光，對處理晶圓W之內部的期望位置聚光照射。藉此，於處理晶圓W之內部
中，將雷射光所聚光的部分改質，形成內部面改質層。此外，第1雷射頭60，將來自雷射光振盪器的雷射光，例如以透鏡等分為複數束而同時照射。此一情況，從第1雷射頭60照射複數雷射光，於處理晶圓W之內部同時形成複數內部面改質層。第1雷射頭60，構成為藉由移動部61而可往X軸方向及Y軸方向移動。移動部61，由一般的精密XY平台構成。此外，第1雷射頭60，構成為藉由升降部62而可往Z軸方向移動。
此外，於吸盤50的上方，作為對處理晶圓W之內部照射雷射光的雷射照射部，設置作為周緣改質用雷射頭之第2雷射頭70。第2雷射頭70，將從雷射光振盪器(未圖示)振盪出之高頻的脈衝狀雷射光，即對於處理晶圓W具有透射性之波長的雷射光，對處理晶圓W之內部的期望位置聚光照射。藉此，於處理晶圓W之內部中，將雷射光所聚光的部分改質，形成周緣改質層或分割改質層。另，第2雷射頭70，可照射單焦點的雷射光，亦可照射多焦點的雷射光。第2雷射頭70，構成為藉由移動部71而可往X軸方向及Y軸方向移動。移動部71，由一般的精密XY平台構成。此外，第2雷射頭70，構成為藉由升降部72而可往Z軸方向移動。
另，在本實施形態，移動部51、旋轉部52、及移動部61，構成本發明所揭露之移動機構。下述說明中，在使第1雷射頭60往水平方向移動之情況，使第1雷射頭60對於處理晶圓W往水平方向相對移動即可。亦即，亦可使處理晶圓W往水平方向移動。此外，在使處理晶圓W旋轉之情況，使第1雷射頭60對於處理晶圓W以該處理晶圓W之中心為軸而相對旋轉即可。亦即，亦可使第1雷射頭60對於處理晶圓W旋轉。
圖1所示之周緣除去裝置41，以藉由改質裝置40形成的周緣改質層為基點，將處理晶圓W之周緣部除去。
分離裝置42，以藉由改質裝置40形成的內部面改質層為基點，將處理晶圓W之背面Wb側分離。分離裝置42，如圖5所示地具備載置台80，以處理晶圓W配置於上側且支持晶圓S配置於下側的狀態，保持重合晶圓T。於載置台80之內部，作為冷卻機構，形成冷媒流路81。從設置於改質裝置40之外部的急冷器單元(未圖示)，將冷媒，例如冷卻水或冷卻氣體，供給至冷媒流路81。而後，藉由在冷媒流路81流通之冷媒，將載置於載置台80的重合晶圓T之支持晶圓S側(處理晶圓W之表面Wa側)冷卻。另，設置於載置台80之內部的冷卻機構，並未限定為本實施形態，例如亦可為帕爾帖元件等。
於載置台80的上方，作為對處理晶圓W之內部照射雷射光的加熱機構，設置第3雷射頭90。第3雷射頭90，將從雷射光振盪器(未圖示)振盪出之高頻的脈衝狀雷射光，即對於處理晶圓W具有透射性之波長的雷射光，對藉由改質裝置40形成之內部面改質層照射。如此一來，則內部面改質層受到加熱。另，亦可從第3雷射頭90連續振盪出雷射光。第3雷射頭90，亦可構成為藉由移動部91而可往X軸方向及Y軸方向移動。移動部91，由一般的精密XY平台構成。此外，第3雷射頭90，亦可構成為藉由升降部92而可往Z軸方向移動。
此外，於載置台80之上方設置吸附墊100，吸附保持處理晶圓W之背面Wb。吸附墊100，構成為藉由旋轉部101而可繞鉛直軸旋轉。此外，吸附墊100，構成為藉由升降部102而可往Z軸方向移動。
圖1所示之濕蝕刻裝置43，對處理晶圓W之背面Wb供給藥液(蝕刻液)。而後，將藉由研磨裝置44研磨過之背面Wb予以蝕刻處理。另，有研磨痕形成於背面Wb的情況，該背面Wb構成損傷面。此外，藥液，例如使用HF、HNO3、H3PO4、TMAH、Choline、KOH等。
研磨裝置44，研磨處理晶圓W之背面Wb。而後，於形成有內部面改質層之背面Wb中，將該內部面改質層除去，進一步將周緣改質層除去。具體而言，研磨裝置44，在使研磨砂輪抵接於背面Wb的狀態下，分別旋轉處理晶圓W(重合晶圓T)與研磨砂輪，進一步使研磨砂輪下降而施行。另，上述內部面改質層與周緣改質層為受到損傷的層，背面Wb構成損傷面。
於上述晶圓處理系統1，設置控制裝置110。控制裝置110，例如為電腦，具備程式收納部(未圖示)。於程式收納部，收納有控制晶圓處理系統1中的重合晶圓T之處理的程式。此外，於程式收納部，亦收納有用於控制上述各種處理裝置或搬運裝置等之驅動系統的運作，實現晶圓處理系統1中之後述晶圓處理的程式。另，上述程式，記錄在電腦可讀取之記憶媒體H，亦可由該記憶媒體H安裝至控制裝置110。
接著，對於利用如同上述地構成之晶圓處理系統1所施行的晶圓處理予以說明。圖6為，顯示晶圓處理之主要步驟的流程圖。另，本實施形態，於晶圓處理系統1之外部的接合裝置(未圖示)中，藉由凡得瓦力及氫鍵(分子間作用力)將處理晶圓W與支持晶圓S接合，預先形成重合晶圓T。
首先，如圖7(a)所示，將收納有複數重合晶圓T之晶圓匣盒Ct，載置於搬
出入站2的晶圓匣盒載置台10。
接著，藉由晶圓搬運裝置22，將晶圓匣盒Ct內的重合晶圓T取出，搬運至傳送裝置34。而後，藉由晶圓搬運裝置32，將傳送裝置34的重合晶圓T取出，搬運至改質裝置40。在改質裝置40，如圖7(b)所示，於處理晶圓W之內部形成周緣改質層M1(圖6之步驟A1)，形成分割改質層M2(圖6之步驟A2)。
於改質裝置40中，將重合晶圓T傳遞至吸盤50並保持。其後，如圖8所示，使第2雷射頭70，於處理晶圓W之上方，往該處理晶圓W之周緣部We與中央部Wc的分界移動。其後，藉由旋轉部52使吸盤50旋轉，並從第2雷射頭70對處理晶圓W之內部照射雷射光L，於處理晶圓W之內部形成周緣改質層M1(圖6之步驟A1)。
周緣改質層M1，於周緣修整中成為將周緣部We除去時的基點，如圖8及圖9所示，沿著處理晶圓W中之中央部Wc與除去對象即周緣部We的分界，形成為環狀。另，周緣部We，例如為從處理晶圓W之外端部朝徑向1mm~5mm的範圍，包含倒角部。
此外，周緣改質層M1，朝厚度方向延伸，具有縱長較長之寬高比。周緣改質層M1的下端，位於較研磨後之處理晶圓W的目標表面(圖8中之點線)更為上方。亦即，周緣改質層M1的下端與處理晶圓W的表面Wa之間的距離H1，較研磨後之處理晶圓W的目標厚度H2更大。此一情況，於研磨後之處理晶圓W並未留下周緣改質層M1。
進一步，於處理晶圓W之內部，裂縫C1從周緣改質層M1發展，到達至表面Wa與背面Wb。另，亦可於厚度方向形成複數周緣改質層M1。
接著，於相同改質裝置40中，使第2雷射頭70移動，如圖8所示，於處理晶圓W之內部，在周緣改質層M1之徑向外側形成分割改質層M2(圖6之步驟A2)。分割改質層M2，亦與周緣改質層M1同樣地朝厚度方向延伸，具有縱長較長之寬高比。此外，裂縫C2從分割改質層M2發展，到達至表面Wa與背面Wb。另，亦可於厚度方向亦形成複數分割改質層M2。
之後，藉由在徑向隔著數μm的間距形成複數分割改質層M2及裂縫C2，而如圖9所示，形成從周緣改質層M1朝徑向外側延伸的1條線之分割改質層M2。另，圖示的例子中，將朝徑向延伸的線狀之分割改質層M2形成在8處，但此等分割改質層M2之數量為任意數。若至少將分割改質層M2形成在2處，則可除去周緣部We。此一情況，於周緣修整中將周緣部We除去時，該周緣部We，以環狀之周緣改質層M1為基點而分離，並藉由分割改質層M2分割為複數個。如此一來，使除去的周緣部We小片化，可更簡單地將其除去。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至周緣除去裝置41。在周緣除去裝置41，如圖7(c)所示，以周緣改質層M1為基點，將處理晶圓W之周緣部We除去(圖6之步驟A3)。
在周緣除去裝置41，例如如圖10所示，藉由使膠帶120延展(擴展)，而將周緣部We除去。首先，如圖10(a)所示，將可延展的膠帶120貼附於處理晶圓W之背面Wb。而後，如圖10(b)所示，使膠帶120往處理晶圓W之徑向延展，
以周緣改質層M1為基點，將周緣部We從處理晶圓W分離。此外，此時，以分割改質層M2為基點，使周緣部We小片化而將其分離。其後，如圖10(c)所示，使膠帶120上升而從處理晶圓W剝離，將周緣部We除去。另，此時，為了使此膠帶120之剝離容易，亦可施行降低膠帶120之黏著力的處理，例如紫外線照射處理等。
另，周緣部We之除去方法，並未限定於本實施形態。例如，亦可對周緣部We噴射氣流或噴射水流，衝壓該周緣部We以將其除去。抑或，例如使夾鉗等工具接觸周緣部We，將該周緣部We以物理方式除去亦可。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T再度搬運至改質裝置40。在改質裝置40，如圖7(d)所示，於處理晶圓W之內部形成內部面改質層M3(圖6之步驟A4)。
如圖11所示，從第1雷射頭60對處理晶圓W之內部照射雷射光L，形成內部面改質層M3。內部面改質層M3，往面方向延伸，具有橫寬較長之寬高比。內部面改質層M3的下端，位於較研磨後之處理晶圓W的目標表面(圖11中之點線)略上方。亦即，內部面改質層M3的下端與處理晶圓W的表面Wa之間的距離H3，較研磨後之處理晶圓W的目標厚度H2略大。另，亦可使內部面改質層M3具有縱長較長之寬高比，將複數內部面改質層M3的間距窄小地配置。此外，裂縫C3從內部面改質層M3往面方向發展。進一步，在內部面改質層M3的間距為小間距之情況，亦可不具有裂縫C3。
如圖11及圖12所示，從第1雷射頭60，同時照射複數束，例如9束雷射光L，
如圖12(a)所示，同時形成9個內部面改質層M3。之後，使第1雷射頭60與重合晶圓T往水平方向相對移動，於處理晶圓W之中央部Wc的內部以9個為單位地形成內部面改質層M3。具體而言，首先，如圖12(b)所示，使第1雷射頭60往X軸方向移動，將9個內部面改質層M3排列形成為一列。其後，如圖12(c)所示，使第1雷射頭60往Y軸方向偏移，進一步使該第1雷射頭60往X軸方向移動，將9個內部面改質層M3排列形成為另一列。此等複數內部面改質層M3，形成於相同高度。如此一來，於中央部Wc中之內部面全面形成內部面改質層M3。另，從第1雷射頭60同時照射的雷射光L之數目與配置，並未限定為本實施形態，可任意設定。
另，在改質裝置40，亦可使吸盤50旋轉，並使第1雷射頭60往水平方向移動。此一情況，內部面改質層M3，形成為俯視時呈螺旋狀。而亦可在處理晶圓W之同心圓方向及徑向，改變複數內部面改質層M3的間距。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至分離裝置42。在分離裝置42，如圖7(e)所示，以內部面改質層M3為基點，將處理晶圓W之背面Wb側(下稱背面晶圓Wb1)分離(圖6之步驟A5)。
於分離裝置42中，將重合晶圓T，如圖13(a)所示，傳遞至載置台80並載置。此時，藉由在冷媒流路81流通的冷媒，將重合晶圓T之支持晶圓S側(處理晶圓W之表面Wa側)冷卻。其後，使第3雷射頭90移動至處理晶圓W之上方，從該第3雷射頭90對內部面改質層M3照射雷射光L。進一步，使第3雷射頭90從處理晶圓W之周緣部往中央部移動，亦即在晶圓面內移動，對內部面改質層M3之全面照射雷射光L。如此一來，將內部面改質層M3加熱。若如此地將內部面改
質層M3加熱，則於處理晶圓W之背面Wb側與表面Wa側產生應力差。且由於將處理晶圓W之表面Wa側冷卻，故此一應力差變大。如此一來，以內部面改質層M3為基點而背面晶圓Wb1變得容易分離。
其後，如圖13(b)所示，以吸附墊100吸附保持處理晶圓W之背面Wb。之後，使吸附墊100旋轉，以內部面改質層M3為分界而使背面晶圓Wb1脫離。其後，如圖13(c)所示，在吸附墊100吸附保持背面晶圓Wb1之狀態下，使該吸附墊100上升，將背面晶圓Wb1從處理晶圓W分離。另，如圖13(c)所示，在僅藉由使吸附墊100上升即可將背面晶圓Wb1分離之情況，亦可省略圖13(b)所示的吸附墊100之旋轉。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至研磨裝置44。在研磨裝置44，如圖7(f)所示，研磨處理晶圓W之背面Wb(損傷面)，將留在該背面Wb的內部面改質層M3與周緣改質層M1除去(圖6之步驟A6)。具體而言，在使研磨砂輪抵接於背面Wb的狀態，分別旋轉處理晶圓W與研磨砂輪，進一步使研磨砂輪下降，藉以研磨背面Wb。另，亦可在步驟A6的背面Wb之研磨後，後述步驟A7之濕蝕刻前，將背面Wb洗淨。背面Wb之洗淨處理，例如可使用刷具，抑或使用加壓的洗淨液亦可。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至濕蝕刻裝置43。在濕蝕刻裝置43，將藥液供給至處理晶圓W之背面Wb(損傷面)，予以濕蝕刻(圖6之步驟A7)。於藉由上述研磨裝置44研磨過之背面Wb，有形成研磨痕的情況。在本步驟A7，可藉由濕蝕刻將研磨痕除去，可使背面Wb平滑化。
其後，將施行過全部處理的重合晶圓T，藉由晶圓搬運裝置32搬運至傳送裝置34，進一步藉由晶圓搬運裝置22，搬運至晶圓匣盒載置台10之晶圓匣盒Ct。如此地，結束晶圓處理系統1的一連串之晶圓處理。
依上述實施形態，則在步驟A4中於處理晶圓W之內部形成內部面改質層M3後，在步驟A5中，以內部面改質層M3為基點，將背面晶圓Wb1分離。例如，如同上述專利文獻1所揭露般地，研磨處理晶圓W之背面Wb的情況，研磨砂輪磨耗，此外，使用研磨液，因而亦需要廢液處理。相對於此，在本實施形態，無第1雷射頭60本體隨時間經過而劣化之情形，消耗品變少，故可降低維修頻率。此外，其係利用雷射之乾式處理，故不需要研磨液或廢水處理。因此，可使運轉成本低廉。進一步，無研磨液迴流至支持晶圓S側之情形，故可抑制支持晶圓S的汙染。
另，本實施形態，在步驟A6中施行背面Wb(損傷面)之研磨，但此一研磨將內部面改質層M3及周緣改質層M1除去即可，其研磨量為數十μm程度之少量。相對於此，如同習知地為了使處理晶圓W薄化而研磨背面Wb之情況，其研磨量例如為700μm以上之多量，研磨砂輪的磨耗程度大。因此，本實施形態，還可降低維修頻率。
此外，依本實施形態，在步驟A4中，對處理晶圓W之內部同時照射複數雷射光L，同時形成複數內部面改質層M3。因此，可於處理晶圓W之內部面全面效率良好地形成內部面改質層M3，可縮短步驟A4的處理所耗費之時間。此一結果，可提高晶圓處理之處理量。
此外，依本實施形態，在步驟A5中，從第3雷射頭90對內部面改質層M3照射雷射光L，將該內部面改質層M3加熱。因此，於處理晶圓W之背面Wb側與表面Wa側產生應力差。且因將處理晶圓W之表面Wa側冷卻，而使此一應力差變大。此一結果，能夠以內部面改質層M3為基點，將背面晶圓Wb1簡單地分離。另，在本實施形態，使第3雷射頭90從處理晶圓W之周緣部往中央部移動，故作用於內部面改質層M3的應力從周緣部朝向中央部而作用。因此，進一步使背面晶圓Wb1容易分離。
此外，依本實施形態，於施行周緣修整時，在步驟A1中於處理晶圓W之內部形成周緣改質層M1後，在步驟A3中以周緣改質層M1為基點，將周緣部We除去。例如上述專利文獻1所揭露之方法中，將周緣部We研磨或切削，研磨砂輪磨耗，需要定期的更換。相對於此，在本實施形態，第1雷射頭60本體隨時間經過而劣化之程度小，可降低維修頻率。
然則，本發明所揭露之內容，並未排除研磨所進行之周緣修整。
此外，依本實施形態，在步驟A2中形成分割改質層M2，故可使在步驟A3除去之周緣部We小片化。因此，可更為簡單地施行周緣修整。
且步驟A1的周緣改質層M1之形成、步驟A2的分割改質層M2之形成、及步驟A4的內部面改質層M3之形成，可在同一改質裝置40中施行。因此，可使設備成本亦低廉。另，此等周緣改質層M1之形成、分割改質層M2之形成、內部面改質層M3之形成，自然亦可藉由不同裝置施行。例如，對複數重合晶圓T連續施行上述晶圓處理的情況，藉由以不同裝置形成此等周緣改質層M1、分割改質層
M2、內部面改質層M3，而可提高晶圓處理之處理量。
此外，依本實施形態，在步驟A6中研磨背面Wb(損傷面)，將內部面改質層M3及周緣改質層M1除去，故可提高製品即處理晶圓W之良率。
另，本實施形態，可變更步驟A1~A7之處理順序。
作為變形例1，可替換步驟A3的周緣部We之除去與步驟A4的內部面改質層M3之形成的順序。此一情況，晶圓處理，係以步驟A1、A2、A4、A3、A5~A7的順序施行。
作為變形例2，可將步驟A4的內部面改質層M3之形成，在步驟A1的周緣改質層M1之形成前施行。此一情況，晶圓處理，係以步驟A4、A1~A3、A5~A7的順序施行。
接著，對於在處理晶圓W的內部形成內部面改質層M3之另一實施形態予以說明。
如圖14所示，另一實施形態之改質裝置200，係從圖4所示的改質裝置40之構成變更雷射照射部的構成。亦即，改質裝置200，作為雷射照射部，具備第4雷射頭210與第5雷射頭220以取代第1雷射頭60。而在改質裝置40，從第1雷射頭60照射複數雷射光L，但在改質裝置200，分別從第4雷射頭210與第5雷射頭220照射雷射光L。另，改質裝置200之其他的構成，與改質裝置40的構成相同。
第4雷射頭210與第5雷射頭220，分別設置於吸盤50之上方。第4雷射頭210與第5雷射頭220，分別將從雷射光振盪器(未圖示)振盪出之高頻的脈衝狀雷
射光L，即對處理晶圓W具有透射性之波長的雷射光L，對處理晶圓W之內部的期望位置聚光照射。藉此，於處理晶圓W之內部中，將雷射光L所聚光的部分改質，形成後述內部面改質層M4、M5。
第4雷射頭210，構成為藉由移動部211而可往X軸方向及Y軸方向移動。移動部211，由一般的精密XY平台構成。此外，第4雷射頭210，構成為藉由升降部212而可往Z軸方向移動。此外，第5雷射頭220，亦同樣地構成為藉由移動部221而可往X軸方向及Y軸方向移動，藉由升降部222而可往Z軸方向移動。
在上述改質裝置200，如圖15所示，將第4雷射頭210配置於處理晶圓W之上方中央部，將第5雷射頭220配置於處理晶圓W之上方周緣部。亦即，雷射頭210、220，在處理晶圓W之徑向配置於不同的位置。其後，如圖15及圖16(a)所示，從第4雷射頭210對處理晶圓W之內部照射雷射光L，形成內部面改質層M4。此外，從第5雷射頭220對處理晶圓W之內部照射雷射光L，形成內部面改質層M5。而後，使雷射頭210、220與重合晶圓T相對移動，於處理晶圓W之中央部Wc的內部形成內部面改質層M4、M5。
具體而言，首先，如圖16(b)所示，分別從雷射頭210、220對處理晶圓W之內部照射雷射光，並使處理晶圓W(重合晶圓T)旋轉360度。如此一來，於處理晶圓W之內部，分別同時形成環狀的內部面改質層M4、M5(旋轉步驟)。其後，如圖16(b)所示，使雷射頭210、220往X軸方向(徑向)偏移(移動步驟)。另，於此移動步驟中，雷射頭210、220偏移的方向，可如圖示之例子般地從外側往內側，亦可為從內側往外側。而後，如圖16(c)所示，分別從雷射頭210、220對處理晶圓W之內部照射雷射光，並使重合晶圓T旋轉360度。如此
一來，於處理晶圓W之內部，分別形成另一環狀的內部面改質層M4、M5。如此地，重複施行環狀的內部面改質層M4、M5之形成(旋轉步驟)，與雷射頭210、220的X軸方向之移動(移動步驟)，而於中央部Wc中之內部面全面形成內部面改質層M4、M5。
另，圖16之例子中，雖個別施行環狀的內部面改質層M4、M5之形成(旋轉步驟)，與雷射頭210、220的X軸方向之移動(移動步驟)，但亦可同時施行其等。亦即，如圖17所示，分別從雷射頭210、220對處理晶圓W之內部照射雷射光。此時，使處理晶圓W旋轉，並使雷射頭210、220分別朝徑向移動。如此一來，內部面改質層M4、M5，分別形成為螺旋狀。
如同上述，在形成環狀的內部面改質層M4、M5的情況，與形成螺旋狀之內部面改質層M4、M5的情況之任一情況，皆可獲得與上述實施形態相同的效果。亦即，可於處理晶圓W之內部面全面效率良好地形成內部面改質層M4、M5，可提高晶圓處理之處理量。
且依本實施形態，使用2個雷射頭210、220，故各雷射頭210、220的徑向之移動變小。例如在使1個雷射頭朝徑向移動之情況，必須移動處理晶圓W之直徑量，相對於此，在本實施形態，各雷射頭210、220的徑向之移動，例如成為處理晶圓W的直徑之1/4程度。此一結果，可減小改質裝置200的占有面積，可使改質裝置200小型化。
此外，依本實施形態，在步驟A4中，環狀或螺旋狀地形成內部面改質層M4、M5，故在其後之步驟A5中將背面晶圓Wb1分離時，施加在圓周方向的應力變得
均等，可更為簡單地施行分離。
另，在本實施形態，第4雷射頭210與第5雷射頭220在徑向分別配置於不同的位置，在該位置，處理晶圓W之旋轉速度不同。因而，在使內部面改質層M4之間隔與內部面改質層M5之間隔相同的情況，調整從第4雷射頭210與第5雷射頭220照射的雷射光L之頻率。具體而言，若使來自第4雷射頭210的雷射光L之頻率減小，來自第5雷射頭220的雷射光L之頻率增大，則可使內部面改質層M4之間隔與內部面改質層M5之間隔相同。而藉由如此地使間隔相同，可在晶圓面內均等地形成內部面改質層M4、M5，其後，可將背面晶圓Wb1簡單地分離。
在改質裝置200，進一步亦可藉由其他方法形成內部面改質層。例如如圖18所示，將處理晶圓W劃分為2個區域W1、W2。於區域W1配置第4雷射頭210，於區域W2配置第5雷射頭220。在區域W1，使第4雷射頭210往X軸方向移動，形成一列內部面改質層M6。其後，使第4雷射頭210往Y軸方向偏移，進一步使該第4雷射頭210往X軸方向移動，形成另一列內部面改質層M6。如此一來，於區域W1之內部面全面形成內部面改質層M6。在區域W2，亦同樣地利用第5雷射頭220，於區域W2之內部面全面形成內部面改質層M7。如此地，在本實施形態，可於區域W1、W2分別同時形成內部面改質層M6、M7。因此，可獲得與上述實施形態相同的效果。
劃分處理晶圓W之區域的數量，並未限定為上述實施形態。亦可如圖19所示，將處理晶圓W劃分為3個區域W1~W3。此一情況，於改質裝置200，除了設置雷射頭210、220以外，宜進一步再設置1個內部面改質層形成用的雷射頭。而藉由於各區域W1~W3配置1個雷射頭，可於區域W1、W2、W3分別同時形成內
部面改質層M8、M9、M10。換而言之，劃分處理晶圓W的數越多，則可縮短形成內部面改質層之時間，可提高晶圓處理之處理量。
此外，亦可如圖20所示，將處理晶圓W劃分為4個區域W1~W4。各區域W1~W4，以處理晶圓W之中心線劃分，亦即劃分為以處理晶圓W之中心為頂點的扇形。此一情況，例如於區域W1配置第4雷射頭210，於區域W3配置第5雷射頭220。而後，可於區域W1、W3，分別同時形成內部面改質層M11、M12。其後，使處理晶圓W旋轉90度。如此一來，第4雷射頭210配置於區域W2，第5雷射頭220配置於區域W4。而後，於區域W2、W4，分別同時形成內部面改質層。
另，如同上述地將處理晶圓W劃分為扇形之區域的數量，並未限定於上述實施形態。因應區域的數量與雷射頭的數量，使處理晶圓W旋轉即可。
此外，如圖20所示，在將處理晶圓W劃分為扇形之區域W1~W4的情況，亦可利用改質裝置40。此一情況，可使第1雷射頭60往區域W1~W4依序移動，於各區域W1~W4形成內部面改質層。
另，在上述改質裝置200，雖分別設置內部面改質層形成用的雷射頭210、220，及周緣改質層及分割改質層形成用的第2雷射頭70，但亦可共用。例如可將第5雷射頭220，使用在周緣改質層及分割改質層之形成。抑或，例如可將第2雷射頭70，使用在內部面改質層之形成。
接著，對於分離裝置42的另一實施形態予以說明。
如圖21所示，另一實施形態之分離裝置300，係從圖5所示的分離裝置42之構成變更加熱機構的構成。亦即，分離裝置300，可具備紅外線照射部310，以取代作為加熱機構之第3雷射頭90。紅外線照射部310，設置於載置台80之上方。紅外線照射部310，對內部面改質層M3之全表面照射紅外線R，將該內部面改質層M3加熱。另，分離裝置300之其他的構成，與分離裝置42的構成相同。
本實施形態，亦可獲得與上述實施形態相同的效果。亦即，藉由將內部面改質層M3加熱，而使處理晶圓W之背面Wb側與表面Wa側產生應力差，可使背面晶圓Wb1容易分離。另，紅外線照射部310，亦可藉由移動機構(未圖示)往水平方向移動，對內部面改質層M3之全面照射紅外線R。
如圖22所示，另一實施形態之分離裝置320，係從圖5所示的分離裝置42之構成變更冷卻機構的構成。亦即，分離裝置320，可取代載置台80，而具備晶圓保持部330與空氣供給部331。晶圓保持部330，保持重合晶圓T(支持晶圓S)之外周部。空氣供給部331，對保持在晶圓保持部330的重合晶圓T供給空氣，將重合晶圓T之支持晶圓S側(處理晶圓W之表面Wa側)冷卻。另，分離裝置320之其他的構成，與分離裝置42的構成相同。
本實施形態，亦可獲得與上述實施形態相同的效果。亦即，藉由將處理晶圓W之表面Wa側冷卻，而可將在該處理晶圓W之背面Wb側與表面Wa側產生的應力差增大。
接著，對於利用晶圓處理系統1所施行的另一實施形態之晶圓處理予以說明。圖23為，顯示晶圓處理之主要步驟的流程圖。另，於本實施形態中，對於
與圖6所示的實施形態相同之處理，省略詳細的說明。
首先，如圖24(a)所示，將收納有複數重合晶圓T之晶圓匣盒Ct，載置於搬出入站2的晶圓匣盒載置台10。
接著，藉由晶圓搬運裝置22，將晶圓匣盒Ct內的重合晶圓T取出，搬運至傳送裝置34。而後，藉由晶圓搬運裝置32，將傳送裝置34的重合晶圓T取出，搬運至改質裝置40。在改質裝置40，如圖24(b)所示，於處理晶圓W之內部形成周緣改質層M13(圖23之步驟B1)。
在改質裝置40，如圖25所示，使第2雷射頭70，於處理晶圓W之上方，往該處理晶圓W之周緣部We與中央部Wc的分界移動。其後，藉由旋轉部52使吸盤50旋轉，並從第2雷射頭70對處理晶圓W之內部照射雷射光L。而後，沿著周緣部We與中央部Wc的分界，形成環狀之周緣改質層M13。
與上述實施形態的周緣改質層M1同樣地，周緣改質層M13朝厚度方向延伸，該周緣改質層M13的下端，位於較研磨後之處理晶圓W的目標表面(圖25中之點線)更為上方。進一步，周緣改質層M13，與後述內部面改質層M14形成於相同高度。
然則，在圖7所示的周緣改質層M1，裂縫C1發展至表面Wa與背面Wb，相對於此，來自周緣改質層M13之裂縫C13僅發展至表面Wa，並未到達背面Wb。
接著，於改質裝置40中，如圖24(c)所示，在處理晶圓W之內部形成內部
面改質層M14(圖23之步驟B2)。與圖7所示的內部面改質層M3同樣地，內部面改質層M14，往處理晶圓W之面方向延伸。此外，內部面改質層M14，與周緣改質層M13形成於相同高度；該內部面改質層M14的下端，位於較研磨後之處理晶圓W的目標表面更為上方。而後，在面方向形成複數內部面改質層M14，該複數內部面改質層M14，在面方向從中心部形成至周緣改質層M13，亦即形成於中央部Wc。另，內部面改質層M14之形成方法，與上述步驟A4的內部面改質層M3之形成方法相同。此外，裂縫C14從內部面改質層M14往面方向發展。進一步，在內部面改質層M14的間距為小間距之情況，亦可不具有裂縫C14。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至分離裝置42。在分離裝置42，如圖24(d)所示，以內部面改質層M14及周緣改質層M13為基點，將處理晶圓W之背面Wb側(下稱背面晶圓Wb2)分離(圖23之步驟B3)。此時，內部面改質層M14與周緣改質層M13形成為相同高度，故此背面晶圓Wb2與周緣部We成為一體而分離。另，背面晶圓Wb2之分離方法，與上述步驟A5的背面晶圓Wb1之分離方法相同。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至研磨裝置44。在研磨裝置44，如圖24(e)所示，研磨處理晶圓W之背面Wb(損傷面)，將留在該背面Wb的內部面改質層M14與周緣改質層M13除去(圖23之步驟B4)。另，背面Wb之研磨方法，與上述步驟A6的背面Wb之研磨方法相同。
接著，藉由晶圓搬運裝置32，將重合晶圓T搬運至濕蝕刻裝置43。在濕蝕刻裝置43，將藥液供給至處理晶圓W之背面Wb(損傷面)，予以濕蝕刻(圖23之步驟B5)。另，背面Wb之濕蝕刻方法，與上述步驟A7的背面Wb之濕蝕刻方法
相同。
其後，將施行過全部處理的重合晶圓T，藉由晶圓搬運裝置32搬運至傳送裝置34，進一步藉由晶圓搬運裝置22，搬運至晶圓匣盒載置台10之晶圓匣盒Ct。如此地，結束晶圓處理系統1的一連串之晶圓處理。
上述實施形態中，亦可與獲得與上述實施形態相同的效果。且本實施形態，背面晶圓Wb2的徑，與處理前之處理晶圓W的徑並無不同，因而亦可將該背面晶圓Wb2再利用。而後，於晶圓處理系統1，亦可設置回收分離出的背面晶圓Wb2之回收部、將背面晶圓Wb2洗淨之洗淨部。此外，亦可在背面晶圓Wb2之回收與洗淨以外，加上該背面晶圓Wb2之研磨，此一情況，可於晶圓處理系統1設置研磨部。進一步，亦可將背面晶圓Wb2予以濕蝕刻，此一情況，可於晶圓處理系統1設置濕蝕刻部。
另，本實施形態，可變更步驟B1~B5之處理順序。
作為變形例，可替換步驟B1的周緣改質層M13之形成與步驟B2的內部面改質層M14之形成的順序。此一情況，晶圓處理，係以步驟B2、B1、B3~B5的順序施行。
接著，對於利用晶圓處理系統1所施行的另一實施形態之晶圓處理予以說明。本實施形態，與圖24所示的實施形態幾乎相同，但在步驟B2形成的內部面改質層相異。
在步驟B2，如圖26(c)所示，於處理晶圓W之內部形成內部面改質層M15。
圖24所示的內部面改質層M14形成至周緣改質層M13，相對於此，本實施形態之內部面改質層M15，在面方向從中心部延伸至外端部而形成。另，裂縫C15從內部面改質層M15往面方向發展。此外，在內部面改質層M15的間距為小間距之情況，亦可不具有裂縫C15。
此一情況，在步驟B3，如圖26(d)所示，將較內部面改質層M15更為上方之背面晶圓Wb2、及較內部面改質層M15更為下方之周緣部We單獨分離。亦即，背面晶圓Wb2係以內部面改質層M15為基點而分離，周緣部We係以周緣改質層M13為基點而分離。另，其他步驟B1、B4、B5，與圖24所示的實施形態相同。
上述實施形態中，亦可獲得與上述實施形態相同的效果。
另，上述實施形態之晶圓處理系統1，亦可取代濕蝕刻裝置43，而具備CMP裝置(CMP：Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光)。此一CMP裝置，與濕蝕刻裝置43同樣地作用。亦即，在CMP裝置，將由研磨裝置44研磨過之背面Wb(損傷面)予以拋光處理。而後，將因研磨裝置44而形成在背面Wb之研磨痕除去，使該背面Wb平滑化。
另，如同上述，在研磨裝置44，研磨背面Wb，將內部面改質層與周緣改質層除去。此點，在僅藉由濕蝕刻裝置43或CMP裝置即可將內部面改質層與周緣改質層除去之情況，亦可省略研磨裝置44。此外，亦有僅藉由研磨裝置44施行背面Wb(損傷面)的處理之情況，此一情況，可省略濕蝕刻裝置43或CMP裝置。
此外，在晶圓處理系統1，處理晶圓W與支持晶圓S的接合，係藉由晶圓處
理系統1之外部的接合裝置施行，但此接合裝置亦可設置於晶圓處理系統1之內部。此一情況，將可收納複數處理晶圓W、複數支持晶圓S、複數重合晶圓T的晶圓匣盒Cw、Cs、Ct，往搬出入站2搬出入。而後，於晶圓匣盒載置台10，使此等晶圓匣盒Cw、Cs、Ct構成為在Y軸方向呈一列地任意載置。
另，將處理晶圓W與支持晶圓S接合時，在氧化膜Fw、Fs於周緣部We中亦接合的情況，亦可在接合處理前，對該氧化膜Fw、Fs施行前處理。作為前處理，例如可將周緣部We的氧化膜Fw、Fs之表層除去，抑或亦可使氧化膜Fw、Fs突起。抑或，亦可破壞氧化膜Fw之表面而使其粗糙化。藉由施行此等前處理，而可抑制氧化膜Fw、Fs於周緣部We中之接合，可適當地除去周緣部We。
作為上述前處理，在將氧化膜Fs除去之情況，進一步，例如亦可蝕刻與除去之周緣部We對應的部分之支持晶圓S的接合面Sj。具體而言，例如使用圖27所示之界面處理裝置400。界面處理裝置400，例如與上述接合裝置(未圖示)一同設置於晶圓處理系統1之內部。
界面處理裝置400具備吸盤401，其以表面Sa朝向上方之狀態保持支持晶圓S。吸盤401，構成為藉由旋轉機構402而可繞鉛直軸旋轉。
於吸盤401之上方，設置對於支持晶圓S之表面Sa，供給第1蝕刻液E1的作為第1液體供給部之第1噴嘴403、及供給第2蝕刻液E2的作為第2液體供給部之第2噴嘴404。噴嘴403、404，分別與儲存並供給蝕刻液E1、E2之蝕刻液供給源(未圖示)連通。此外，噴嘴403、404，亦可分別構成為藉由移動機構(未圖示)而可往X軸方向、Y軸方向及Z軸方向移動。
第1蝕刻液E1，蝕刻形成在支持晶圓S之表面Sa的氧化膜Fs。第1蝕刻液E1，例如使用HF(氟化氫)等。第2蝕刻液E2，蝕刻支持晶圓S之表面Sa，即蝕刻矽。第2蝕刻液E2，例如使用TMAH(四甲基氫氧化銨)、Choline(膽鹼)、KOH(氫氧化鉀)等。
此一情況，在搬運至界面處理裝置400的支持晶圓S，如圖28(a)所示，於其表面Sa形成氧化膜Fs。而後，如圖28(b)所示，使吸盤401旋轉，並從第1噴嘴403將第1蝕刻液E1供給至氧化膜Fs之周緣部，蝕刻該氧化膜Fs之周緣部。另，在本實施形態，蝕刻過的氧化膜Fs之端部，與後述周緣改質層M1形成的位置，亦即除去的周緣部We之端部一致。
接著，如圖28(c)所示，使吸盤401旋轉，並從第2噴嘴404將第2蝕刻液E2供給至支持晶圓S的表面Sa之周緣部，蝕刻該表面Sa(矽部分)之周緣部。此時，第2蝕刻液E2，使用上述TMAH、Choline、KOH等，故並未蝕刻氧化膜Fs，將該氧化膜Fs作為遮罩而蝕刻表面Sa。此外，朝厚度方向將表面Sa例如蝕刻數μm。
接著，將施行過蝕刻處理的支持晶圓S、與處理晶圓W，分別搬運至接合裝置(未圖示)。在接合裝置，如圖28(d)所示，將處理晶圓W與支持晶圓S接合，形成重合晶圓T。此時，於周緣部We中，處理晶圓W與支持晶圓S並未接合。
接著，在晶圓處理系統1，例如施行圖6所示的步驟A1，如圖28(d)所示，於處理晶圓W之內部形成周緣改質層M1。此時，周緣改質層M1的位置與氧化膜Fs之端部的位置一致。
其後，在晶圓處理系統1，例如依序施行圖6所示的步驟A2、A3，形成分割改質層M2後，以周緣改質層M1與裂縫C為基點，將周緣部We除去。將此周緣部We除去時，處理晶圓W與支持晶圓S並未接合，故可將周緣部We適當地除去。
此處，例如氧化膜Fs之膜厚小的情況，若僅蝕刻該氧化膜Fs，則在處理晶圓W與支持晶圓S接合後，有周緣部We再密接的疑慮。此點，在本實施形態，除了蝕刻氧化膜Fs以外，蝕刻至支持晶圓S之表面Sa，故可抑制該再密接，可於周緣部We中維持處理晶圓W與支持晶圓S之未接合區域。另，例如在氧化膜Fs之膜厚非常大的情況，亦可省略表面Sa之蝕刻。
此外，本實施形態，作為第2蝕刻液E2，使用鹼性液體。此一情況，若使用第2蝕刻液E2蝕刻支持晶圓S之表面Sa，則該表面Sa粗糙化。如此一來，可更確實地抑制周緣部We中的處理晶圓W與支持晶圓S之接合與再密接。
另，本實施形態，如圖28(d)所示，將蝕刻過的氧化膜Fs之端部的位置與周緣改質層M1的位置一致，但亦可如圖29所示，將周緣改質層M1形成在較氧化膜Fs之端部更朝徑向內側。換而言之，可在周緣改質層M1的徑向外側施行氧化膜Fs之蝕刻。
此一情況，在形成周緣改質層M1時，例如即便周緣改質層M1因加工誤差等而從氧化膜Fs之端部偏移地形成，仍可抑制該周緣改質層M1形成至從氧化膜Fs之端部更朝徑向外側。此處，若周緣改質層M1形成至從氧化膜Fs之端部更朝徑向外側，則在除去周緣部We後成為處理晶圓W對支持晶圓S浮起的狀態。此點，
在本實施形態，可確實地抑制此處理晶圓W之狀態。
另，經本案發明人用心檢討後，確認若氧化膜Fs之端部與周緣改質層M1的距離G非常小，則可將周緣部We適當地除去。而此距離G，宜為500μm以內。
此外，圖29之例子中，將周緣改質層M1形成在較氧化膜Fs之端部更朝徑向內側，但此周緣改質層M1之形成位置，亦可應用在施行其他處理以作為接合處理的前處理之情況。作為前處理，例如有將周緣部We之氧化膜Fw、Fs的表層除去之情況，或使氧化膜Fw、Fs突起之情況，破壞氧化膜Fw的表面而使其粗糙化之情況等。在任一情況，周緣改質層M1，皆可形成在較處理晶圓W與支持晶圓S的界面之端部更朝徑向內側。
另，作為前處理將氧化膜Fw、Fs除去之方法，並未限定於上述蝕刻，例如亦可將氧化膜Fw、Fs拋光。具體而言，例如使用圖30所示之界面處理裝置410。界面處理裝置410，例如於晶圓處理系統1之內部中，取代界面處理裝置400而設置。
界面處理裝置410具備吸盤411，以氧化膜Fw朝向上方之狀態保持處理晶圓W。吸盤411，構成為藉由旋轉機構412而可繞鉛直軸旋轉。
於吸盤411之上方設置拋光構件413，其用於往氧化膜Fw的周緣部推壓，施行該氧化膜Fw的周緣部之除去。拋光構件413，構成為藉由移動機構(未圖示)而可往Z軸方向移動。
藉由如此地利用拋光構件413施行氧化膜Fw的周緣部之除去，而可於後續處理中，以使周緣部We中處理晶圓W與支持晶圓S不接合的方式，將周緣部we適當地除去。此外，於氧化膜Fw之表面形成損傷層，故可抑制處理晶圓W與支持晶圓S之再密接，可維持未接合區域。
此外，可任意選擇拋光構件413之表面粒度，亦即，可任意選擇拋光構件413之磨粒徑，故可任意調整氧化膜Fw之膜除去率、膜除去後的氧化膜Fw之表面粗糙度。藉此，可更適當地抑制未接合區域的再密接。
另，本實施形態，將處理晶圓W之氧化膜Fw拋光，而對於支持晶圓S之氧化膜Fs亦可施行相同處理。
此外，本實施形態，對接合前的處理晶圓W(或支持晶圓s)形成未接合區域，但亦可於接合後形成未接合區域。例如亦可於接合後，對氧化膜Fw之外周部照射雷射光，藉以使接合強度降低，形成未接合區域。
另，於上述實施形態之晶圓處理系統1中，亦可對準處理晶圓W的缺口而施行修整。
上述實施形態，雖對於將處理晶圓W與支持晶圓S直接接合之情況予以說明，但亦可藉由黏接劑將此等處理晶圓W與支持晶圓S接合。
此外，上述實施形態，雖對於使重合晶圓T中之處理晶圓W薄化的情況予以說明，但上述實施形態亦可應用在使1片晶圓薄化的情況。此外，在將重合晶圓
T剝離為處理晶圓W與支持晶圓S的情況，亦可應用上述實施形態。例如，在處理對象物為鑄錠，由鑄錠製作基板的情況，亦可應用上述實施形態。
應知本次揭露之實施形態，其全部觀點僅為例示，並未用於限制本發明。亦可將上述實施形態，以不脫離發明申請專利範圍及其要旨之方式，由各種形態省略、置換、變更。
1:晶圓處理系統
2:搬出入站
3:處理站
10:晶圓匣盒載置台
22、32:晶圓搬運裝置
20、30:晶圓搬運區
21、31:搬運路
23、33:搬運臂
34:傳送裝置
40:改質裝置
41:周緣除去裝置
42:分離裝置
43:濕蝕刻裝置
44:研磨裝置
110:控制裝置
T:重合晶圓
Ct:晶圓匣盒
H:記憶媒體
Claims (10)
- 一種處理系統，將處理對象物予以處理，包含：改質裝置，於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及分離裝置，以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；該處理對象物，劃分為複數區域；該複數區域，以該處理對象物之中心線加以劃分；該改質裝置，包含：雷射照射部，對該處理對象物之內部照射複數雷射光；以及移動機構，使該雷射照射部與該處理對象物相對移動；該雷射照射部，包含照射該雷射光之複數雷射頭；複數該雷射頭，於每一該區域配置；該改質裝置，藉由該移動機構，使來自該雷射頭的該雷射光對於一個該區域相對移動；藉由該移動機構，使該雷射頭對於該處理對象物以該處理對象物之中心為軸而相對旋轉，並使該雷射頭往與該一個區域鄰接之另一個該區域移動；進一步，重複施行該雷射光對於該一個區域之移動、與該雷射頭之移動，以形成該內部面改質層。
- 一種處理系統，將處理對象物予以處理，包含：改質裝置，於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及分離裝置，以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；該改質裝置，包含：雷射照射部，對該處理對象物之內部照射複數雷射光；以及 移動機構，使該雷射照射部與該處理對象物相對移動；藉由該移動機構，使來自該雷射照射部的該複數雷射光對於第1處理對象物相對移動，而於該第1處理對象物之內部形成該內部面改質層；該分離裝置，以該內部面改質層為基點，將該第1處理對象物分離；該處理系統，更包含界面處理裝置，其於該第1處理對象物之除去對象即周緣部中，對該第1處理對象物與第2處理對象物所接合的界面施行期望之處理。
- 如申請專利範圍第2項之處理系統，其中，該改質裝置，在較與該界面處理裝置所處理過的該界面之端部相對應的位置更朝徑向內側，沿著該第1處理對象物之該周緣部與中央部的分界，於該第1處理對象物之內部形成周緣改質層。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之處理系統，其中，該雷射照射部，包含周緣改質用雷射頭，其沿著該處理對象物之除去對象即周緣部與中央部的分界朝厚度方向照射其他雷射光，以形成周緣改質層。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項之處理系統，其中，該分離裝置，包含將該內部面改質層加熱之加熱機構。
- 如申請專利範圍第5項之處理系統，其中，該分離裝置，包含將該處理對象物冷卻之冷卻機構。
- 一種處理方法，將處理對象物予以處理，包含如下步驟：於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及 以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；該處理對象物，劃分為複數區域；該複數區域，以該處理對象物之中心線加以劃分；雷射照射部，包含照射雷射光之複數雷射頭；複數該雷射頭，於每一該區域配置；在形成該內部面改質層時，從該雷射照射部對該處理對象物之內部照射複數該雷射光，並藉由移動機構使來自該雷射頭的該雷射光對於一個該區域相對移動；藉由該移動機構，使該雷射頭對於該處理對象物以該處理對象物之中心為軸而相對旋轉，並使該雷射頭往與該一個區域鄰接之另一個該區域移動；重複施行該雷射光對於該一個區域之移動、與該雷射頭之移動，以形成該內部面改質層。
- 一種處理方法，將處理對象物予以處理，包含如下步驟：於該處理對象物之內部在面方向形成內部面改質層；以及以該內部面改質層為基點，將該處理對象物分離；在形成該內部面改質層時，從雷射照射部對第1處理對象物之內部照射複數雷射光，並藉由移動機構使該複數雷射光對於該第1處理對象物相對移動，而於該第1處理對象物之內部形成該內部面改質層；在將該處理對象物分離時，以該內部面改質層為基點，將該第1處理對象物分離；該處理方法，於該第1處理對象物之除去對象即周緣部中，對該第1處理對象物與第2處理對象物所接合的界面施行期望之處理。
- 如申請專利範圍第8項之處理方法，其中，在形成該內部面改質層時，在較與施行過該期望之處理的該界面之端部相對應 的位置更朝徑向內側，沿著該第1處理對象物之該周緣部與中央部的分界，於該第1處理對象物之內部形成周緣改質層。
- 如申請專利範圍第7~9項中任一項之處理方法，其中，該雷射照射部，包含周緣改質用雷射頭；在形成該內部面改質層時，從該周緣改質用雷射頭，沿著該處理對象物之除去對象即周緣部與中央部的分界朝厚度方向照射其他雷射光，以形成周緣改質層。
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