WO2023238542A1 - 基板処理システム及び基板処理方法 - Google Patents

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WO2023238542A1
WO2023238542A1 PCT/JP2023/016360 JP2023016360W WO2023238542A1 WO 2023238542 A1 WO2023238542 A1 WO 2023238542A1 JP 2023016360 W JP2023016360 W JP 2023016360W WO 2023238542 A1 WO2023238542 A1 WO 2023238542A1
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substrate
wafer
separation
irradiation
laser beam
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PCT/JP2023/016360
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English (en)
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弘明 森
陽平 山脇
陽平 山下
征二 中野
光彦 守屋
武 田村
晋 早川
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東京エレクトロン株式会社
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    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing system and a substrate processing method.
  • Patent Document 1 discloses that in a semiconductor substrate on which a peeled oxide film and a semiconductor element are formed, the semiconductor element is transferred to a transfer destination substrate.
  • the method described in Patent Document 1 includes a step of locally heating the peeled oxide film by irradiating light from the back surface of the semiconductor substrate, and a step of heating the peeled oxide film locally and/or at the interface between the peeled oxide film and the semiconductor substrate. and transferring the semiconductor element to the transfer destination substrate.
  • the technology according to the present disclosure appropriately determines whether or not the substrates are separated after irradiation with laser light and before separation of the substrates, when separating substrates based on a separation plane formed by irradiation with laser light. Detect.
  • One aspect of the present disclosure is a substrate processing system that processes a substrate, including a substrate holder having a holding surface that holds the substrate, a drive mechanism that moves the substrate holder in a horizontal direction, and a drive mechanism that moves the substrate holder in a horizontal direction. a rotation mechanism that rotates the substrate; a laser irradiation unit that irradiates the substrate held on the holding surface with a laser beam to form a separation surface that serves as a base point for separation of the substrate; The substrate includes a detection mechanism that detects separation based on the separation surface.
  • the present disclosure when separating substrates based on a separation plane formed by irradiation with laser light, it is appropriately detected whether the substrates are separated after irradiation with laser light and before separation of the substrates. can.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of a polymerized wafer to be processed.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a wafer processing system.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a wafer transfer device.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing the configuration of a laser irradiation device.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of a laser irradiation device.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing eccentricity of a first wafer and a second wafer.
  • FIG. 3 is a side view showing how the separation device operates.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing how a laser absorption layer is irradiated with laser light.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a wafer processing system.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a wafer transfer device.
  • FIG. 2 is a side view schematically
  • FIG. 3 is a flow diagram showing the main steps of wafer processing. It is an explanatory view showing an example of irradiation of a laser beam to a laser absorption layer.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an unirradiated area generated in a laser absorption layer.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of irradiating a non-irradiated area with a laser beam.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of irradiating a non-irradiated region with a laser beam.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of irradiating a non-irradiated region with a laser beam.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the flow of a laser beam irradiation operation on a laser absorption layer.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing how a stacked wafer is transferred between a chuck and a transfer arm.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the stacked wafers are carried out from the separation device. It is a side view which shows another example of a structure of a laser irradiation device.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a region that is not irradiated with laser light and is set on a polymerized wafer.
  • FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of a laser irradiation device according to another embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram that simply shows the operating principle of a spectroscopic interferometer.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing how an unbonded surface is inspected according to another embodiment.
  • a device layer formed on the surface of the second wafer is transferred to the first wafer. is being carried out.
  • This device layer transfer is performed using, for example, laser lift-off. That is, after reducing the bonding force between the first wafer and the second wafer by irradiating the inside of the polymerized wafer with laser light, the device layer is separated by separating the second wafer from the first wafer. Transfer to the first wafer.
  • a laser irradiation device that irradiates a laser beam onto the polymerized wafer and a separation device that separates a first wafer and a second wafer are independently configured.
  • the first wafer and the second wafer may be unintentionally separated.
  • the second wafer may fall from the first wafer due to inertia caused by the transport operation of the stacked wafers. There is a risk of it getting lost.
  • the technology according to the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and when separating substrates based on the separation plane formed by irradiation with laser light, the technology according to the present disclosure is performed after irradiation with laser light and before separation of the substrates. To appropriately detect whether or not a substrate is separated. Note that in the following description, "separation" of the substrate to be detected refers to a state in which the second wafer is moving in the horizontal direction with respect to the first wafer.
  • a state in which the bonding strength of the second wafer to the first wafer becomes zero and the second wafer can move independently with respect to the first wafer, and a state in which the bonding strength between the first wafer and the second wafer become zero Although the second wafer is still bonded, the bonding strength has decreased and the second wafer is horizontally displaced from the first wafer.
  • a wafer processing system 1 In a wafer processing system 1 according to the present embodiment, which will be described later, as shown in FIG. 1, processing is performed on a stacked wafer T as a substrate in which a first wafer W1 and a second wafer W2 are bonded.
  • the first wafer W1 the surface to be joined to the second wafer W2 will be referred to as the front surface W1a
  • the surface opposite to the front surface W1a will be referred to as the back surface W1b.
  • the surface to be bonded to the first wafer W1 is referred to as a front surface W2a
  • the surface opposite to the front surface W2a is referred to as a back surface W2b.
  • the first wafer W1 as the lower substrate is, for example, a semiconductor wafer such as a silicon substrate.
  • the first wafer W1 has a substantially disk shape.
  • a device layer D1 and a surface film F1 are laminated in this order from the front surface W1a side.
  • Device layer D1 includes multiple devices.
  • the surface film F1 include an oxide film (THOX film, SiO 2 film, TEOS film), SiC film, SiCN film, adhesive, and the like.
  • the second wafer W2 as the upper substrate is also a semiconductor wafer such as a silicon substrate.
  • the second wafer W2 has a substantially disk shape.
  • a laser absorption layer P, a device layer D2, and a surface film F2 are laminated in this order from the front surface W2a side.
  • the laser absorption layer P absorbs laser light irradiated from the laser irradiation section 110 as described later.
  • an oxide film SiO 2 film
  • the device layer D2 and the surface film F2 are similar to the device layer D1 and the surface film F1 of the first wafer W1, respectively.
  • the wafer processing system 1 has a configuration in which a loading/unloading block 10, a transport block 20, and a processing block 30 are integrally connected.
  • the loading/unloading block 10 and the processing block 30 are provided around the transport block 20.
  • the carry-in/out block 10 is arranged on the Y-axis negative direction side of the conveyance block 20.
  • a laser irradiation device 31 (described later) and a separation device 32 (described later) of the processing block 30 are located on the negative side of the X-axis of the transport block 20, and a first cleaning device 33 (described later) and a second cleaning device 34 (described later) are located on the X-axis negative side of the transport block 20.
  • a reversing device 35 which will be described later, is arranged on the positive side of the X-axis and on the positive side of the Y-axis of the transport block 20, respectively.
  • cassettes Ct, Cw1, and Cw2 each capable of accommodating a plurality of stacked wafers T, a plurality of first wafers W1, and a plurality of second wafers W2 are carried in and out of the carry-in/out block 10, respectively.
  • the loading/unloading block 10 is provided with a cassette mounting table 11 .
  • a plurality of cassettes for example, three cassettes Ct, Cw1, and Cw2, can be placed on the cassette mounting table 11 in a line in the X-axis direction. Note that the number of cassettes Ct, Cw1, and Cw2 placed on the cassette mounting table 11 is not limited to this embodiment, and can be arbitrarily determined.
  • the three transport arms 23a to 23c are stacked in this order from above.
  • the transport arms 23a to 23c are configured to be independently rotatable around vertical axes.
  • a plurality of guide pins 25, for example three, are provided on the wafer holding surface of at least one of the three transfer arms 23a to 23c (the middle transfer arm 23b in the illustrated example).
  • the guide pins 25 are arranged so as to surround the periphery of the stacked wafer T when the stacked wafer T is held by the transfer arm 23b.
  • the guide pins 25 prevent the second wafer W2 from falling from above the first wafer W1 due to inertia or the like accompanying the transport of the stacked wafers T by the wafer transport device 22, as will be described later.
  • the laser irradiation device 31 irradiates the inside of the polymerized wafer T, more specifically, the laser absorption layer P of the second wafer W2, with a laser beam to increase the bonding strength at the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P. lower.
  • the interface in this embodiment, the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P
  • the bonding strength is reduced inside the polymerized wafer T may be referred to as a "separation surface" in the technology of the present disclosure.
  • a delivery position A1 and a processing position A2 are set inside the laser irradiation device 31.
  • the transfer position A1 is a position where a wafer can be transferred between the transport arm 23 and a chuck 100, which will be described later, and a position where an image of the outer end of the stacked wafer T can be captured by an imaging mechanism 120, which will be described later.
  • the processing position A2 is a position where the polymerized wafer T (laser absorption layer P) can be irradiated with laser light from a laser irradiation unit 110, which will be described later.
  • the laser irradiation device 31 has a chuck 100 as a substrate holder that holds the superposed wafer T on its upper surface.
  • the chuck 100 has a wafer holding surface on its upper surface, and holds the entire back surface W1b of the first wafer W1 by suction or a part of the radially inner side of the back surface W1b.
  • the chuck 100 is, for example, an electrostatic chuck (ESC) or a vacuum chuck.
  • the chuck 100 is provided with a lifting pin 100a (see FIG. 16) for supporting the stacked wafer T from below and lifting it up and down.
  • the elevating pin 100a is inserted through a through hole (see FIG. 16) formed through the chuck 100, and is configured to be able to move up and down.
  • the chuck 100 is provided with a plurality of, for example three, wafer fall prevention pins 101 as substrate fall prevention pins so as to surround the stacked wafer T on the holding surface along the radial direction.
  • the wafer fall prevention pin 101 prevents the second wafer W2 from unintentionally separating from the first wafer W1 during or after laser beam irradiation due to, for example, centrifugal force accompanying the rotation of the chuck 100 or inertia force associated with movement. This prevents the second wafer W2 from falling from above the first wafer W1 when the second wafer W2 separates.
  • the wafer fall prevention pin 101 is not particularly limited.
  • the wafer fall prevention pin 101 is configured to be rotatable together with the chuck 100 by a rotation mechanism 104 described below, and movable in the Y-axis direction together with the chuck 100 by a drive mechanism 105 described later. Furthermore, it is configured to be able to move up and down in the Z-axis direction integrally with the above-mentioned lifting pin 100a.
  • the chuck 100 is supported by a slider table 103 via an air bearing 102.
  • a rotation mechanism 104 is provided on the lower surface side of the slider table 103.
  • the rotation mechanism 104 has a built-in motor as a drive source, for example.
  • the chuck 100 is configured to be rotatable around the ⁇ axis (vertical axis) by a rotation mechanism 104 via an air bearing 102 .
  • the slider table 103 is movable between the above-mentioned delivery position A1 and processing position A2 by a drive mechanism 105 provided on the lower surface of the slider table 103 along a rail 107 provided on the base 106 and extending in the Y-axis direction. It is configured.
  • the drive source of the drive mechanism 105 is not particularly limited, but a linear motor may be used, for example.
  • the laser head 111 includes a laser oscillator (not shown) that oscillates laser light in a pulsed manner.
  • This laser light is a so-called pulsed laser.
  • the laser beam is a CO 2 laser beam, and the wavelength of the CO 2 laser beam is, for example, 8.9 ⁇ m to 11 ⁇ m.
  • the laser head 111 may include equipment other than the laser oscillator, such as an amplifier.
  • the lens 113 irradiates the polymerized wafer T held by the chuck 100 with laser light.
  • the laser light emitted from the laser irradiation section 110 passes through the second wafer W2 and is irradiated onto the laser absorption layer P.
  • the lens 113 may be configured to be movable up and down by a lifting mechanism (not shown).
  • an imaging mechanism 120 as a detection mechanism is provided above the chuck 100 at the delivery position A1.
  • the imaging mechanism 120 includes, for example, one or more cameras 121 selected from a macro camera, a micro camera, etc., and a calculation unit 122.
  • the imaging mechanism 120 may be configured to be movable in the Y-axis direction and the Z-axis direction by a lifting mechanism (not shown) or a moving mechanism (not shown).
  • a camera 121 serving as an acquisition unit images the outer end of the stacked wafer T held by the chuck 100.
  • the camera 121 includes, for example, a coaxial lens, emits infrared light (IR), and receives reflected light from an object. Then, the camera 121 acquires position information of the stacked wafer T (at least the second wafer W2) on the chuck 100 by imaging the outer end of the stacked wafer T in this manner.
  • the calculation unit 122 as a determination unit calculates the amount of eccentricity (horizontal direction (the amount of deviation with respect to the direction along the separation plane: see FIG. 6) is detected. Details of how the imaging mechanism 120 detects the eccentricity of the first wafer W1 and the second wafer W2 will be described later. In FIG.
  • the acquisition unit (camera 121 or length measurement sensor) according to the technology of the present disclosure is arranged above the chuck 100 at the delivery position A1.
  • the acquisition unit may be placed on the side of the chuck 100.
  • a transport pad 130 is further provided above the chuck 100 at the delivery position A1.
  • the transport pad 130 is configured to be able to be raised and lowered by a lifting mechanism (not shown). Further, the transport pad 130 has a suction surface on the lower surface side for suctioning and holding the first wafer W1. Then, the transport pad 130 detects that the first wafer W1 and the second wafer W2 are eccentric in the polymerized wafer T after the laser absorption layer P is irradiated with the laser beam by the imaging mechanism 120 described above. In this case, the second wafer W2 is transferred between the chuck 100 and the transfer arm 23. Note that details of the operation of the transport pad 130 will be described later.
  • the separation device 32 separates the second wafer W2 from the first wafer W1 based on the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P, which serves as a separation plane and whose bonding strength has been reduced by the laser irradiation device 31. .
  • the separation device 32 includes a suction chuck 200 that suction-holds the back surface W1b of the first wafer W1 from below, and a suction pad 210 that suction-holds the back surface W2b of the second wafer W2 from above. and has.
  • the suction chuck 200 is also provided with a lifting pin 200a for supporting the first wafer W1 from below and lifting it up and down.
  • the lifting pin 200a is inserted through a through hole formed through the suction chuck 200, and is configured to be able to move up and down.
  • the suction pad 210 is raised to separate the second wafer W2 from the laser absorption layer P, with the suction pad 210 suction-holding the second wafer W2, as shown in FIG.
  • the first cleaning device 33 cleans the front surface W1a side of the first wafer W1 separated by the separation device 32. For example, a brush is brought into contact with the laser absorption layer P on the front surface W1a side of the first wafer W1 to clean the laser absorption layer P. Note that a pressurized cleaning liquid may be used to clean the first wafer W1. Further, the first cleaning device 33 may be configured to clean the front surface W1a side of the first wafer W1 as well as the back surface W1b.
  • the above wafer processing system 1 is provided with a control device 40 as a control mechanism.
  • the control device 40 is, for example, a computer, and has a program storage section (not shown).
  • the program storage unit stores a program for controlling the processing of the stacked wafers T in the wafer processing system 1.
  • the program storage unit also stores programs for controlling the operations of drive systems such as the various processing devices and transport devices described above to realize wafer processing in the wafer processing system 1, which will be described later.
  • the above program may be one that has been recorded on a computer-readable storage medium H, and may have been installed in the control device 40 from the storage medium H. Further, the storage medium H may be temporary or non-temporary.
  • a cassette Ct containing a plurality of stacked wafers T is placed on the cassette mounting table 11 of the loading/unloading block 10.
  • the outer ends of the stacked wafers T (first wafer W1 and second wafer W2) on the chuck 100 that are suction-held by the chuck 100 are imaged using the imaging mechanism 120 (step St2 in FIG. 9). Specifically, while rotating the chuck 100, an image of the outer end of the stacked wafer T (the first wafer W1 and the first wafer W1) on the chuck 100 is captured by the camera 121. The position information of the second wafer W2) is acquired. The imaging result by the camera 121 is output to the calculation unit 122.
  • the calculation unit 122 calculates the amount of eccentricity (horizontal deviation) between the rotation center of the chuck 100 and the center of the stacked wafer T (first wafer W1 and/or second wafer W2) based on the image taken by the camera 121. amount) may be calculated. If eccentricity is observed between the rotation center of the chuck 100 and the center of the stacked wafer T, it is desirable to perform eccentricity correction control in consideration of the eccentricity amount calculated when irradiating the laser beam L to the laser absorption layer P, which will be described later.
  • the calculated eccentricity between the rotation center of the chuck 100 and the center of the superposed wafer T (second wafer W2) may be output to the control device 40.
  • the chuck 100 is moved to the processing position A2 by the drive mechanism 105. Subsequently, irradiation of the laser light L (CO 2 laser light) from the laser irradiation unit 110 to the laser absorption layer P, more specifically, to the interface between the laser absorption layer P and the second wafer W2 is started.
  • L CO 2 laser light
  • the rotation mechanism 104 rotates the stacked wafer T held on the chuck 100, and the drive mechanism 105 moves the stacked wafer T in the Y-axis direction, while the laser beam is emitted.
  • Light L is irradiated in a pulsed manner. Then, the irradiation position of the laser beam L is moved from the outside in the radial direction to the inside of the laser absorption layer P, and as a result, the laser beam L is irradiated spirally in a plan view as shown in FIG.
  • the irradiation position of the laser beam L will be from the outside in the radial direction. As it moves inward, more specifically, as it approaches the rotation center of the chuck 100, the circumferential speed of the polymerized wafer T at the irradiation position of the laser beam L decreases, so it is necessary to increase the rotational speed of the polymerized wafer T. There is.
  • the second wafer W2 is not displaced (separated) in the horizontal direction due to the centrifugal force associated with the rotation of the chuck 100 or the inertial force associated with the movement, and the second wafer W2 is not displaced (separated) in the horizontal direction by the centrifugal force associated with the rotation of the chuck 100 or the inertial force associated with the movement of the chuck 100. It refers to the bonding strength that can appropriately separate the second wafer W2 from the first wafer W1.
  • the irradiation position of the laser light L is scanned in the X-axis direction, and the drive mechanism 105 moves the chuck 100 (polymerized wafer T) in the Y-axis direction. (See FIG. 10).
  • a chuck is used for irradiating the central region R1 with the laser beam L.
  • the laser light L is concentrically irradiated onto the laser absorption layer P so as to surround the central region R1. More specifically, when irradiating the outer peripheral region R2 with the laser beam L, the chuck 100 (polymerized wafer T) is rotated and moved in the Y-axis direction as described above, so that the laser beam L is spirally formed.
  • the spirally processed portion in the outer peripheral region R2 is shown with a broken line and the concentrically processed portion is shown with a dashed line for clarity of illustration, but in reality, the spirally processed portion and the concentrically processed portion are shown with dashed lines.
  • the irradiation interval of the laser beam L in the portion is constant.
  • a plurality of regions having different conditions for irradiation with the laser beam L may be generated.
  • the rotation of the chuck 100 is stopped/restarted every time the irradiation conditions of the laser beam L are changed, in other words, the chuck 100 is stopped when the irradiation conditions of the laser beam L are changed. If the laser processing is performed in a state where the laser processing is stopped, the time required for laser processing increases because acceleration/deceleration related to stopping/resuming the rotation takes time.
  • the laser irradiation device 31 when changing the irradiation conditions of the laser beam L during irradiation of the laser beam L to the outer peripheral region R2, the irradiation of the laser beam L to the polymerized wafer T and the chuck It is desirable to stop only the movement of chuck 100 in the horizontal direction and continue rotation of chuck 100. By continuing to rotate the chuck 100 when the irradiation conditions of the laser beam L are changed in this way, as in the example of the present application shown in FIG. The time involved can be shortened.
  • the irradiation restart position of the laser beam L after changing the irradiation conditions is the same as the irradiation end position of the laser beam L before changing the irradiation conditions. It may be the same position as , or it may be a different position as long as at least the irradiation positions of the laser beams L do not overlap.
  • the irradiation restart position and the irradiation end position of the laser beam L are the same, after changing the irradiation conditions of the laser beam L, the laser beam L is rotated until the irradiation end position comes directly under the irradiation of the laser beam L.
  • the interval at which the laser beam L is irradiated can be controlled to be constant over the entire surface of the laser absorption layer P, and the separation between the second wafer W2 and the laser absorption layer P can be controlled uniformly within the wafer surface.
  • the irradiation restart position and the irradiation end position of the laser beam L are different, after changing the irradiation conditions of the laser beam L, immediately irradiate the laser beam L at least at a position where the irradiation positions of the laser beam L do not overlap. resume. In this case, the waiting time until the start of irradiation with the laser beam L can be reduced, and the time required for laser processing can be further shortened.
  • the drive mechanism 105 When the central region R1 and the outer peripheral region R2 are irradiated with the laser beam L and the bonding strength is reduced over the entire surface of the second wafer W2 and the laser absorption layer P, the drive mechanism 105 then moves the chuck 100 (polymerized wafer T) is moved to the delivery position A1.
  • the outer end of the stacked wafer T held by the chuck 100 is imaged using the imaging mechanism 120 (step St5 in FIG. 9). Specifically, while rotating the chuck 100, an image of the outer end of the stacked wafer T (the first wafer W1 and the first wafer W1) on the chuck 100 is captured by the camera 121. The position information of the second wafer W2) is acquired. The imaging result by the camera 121 is output to the calculation unit 122. The calculation unit 122 calculates the eccentricity of the first wafer W1 and the second wafer W2 after being irradiated with the laser beam L (see FIG. 6) based on the position information obtained from the imaging result by the camera 121. The calculated eccentricity of the first wafer W1 and the second wafer W2 after irradiation with the laser beam L may be output to the control device 40.
  • the control device 40 determines the eccentricity of the first wafer W1 and the second wafer W2 before being irradiated with the output laser beam L, and the eccentricity of the first wafer W1 and the second wafer W2 after being irradiated with the laser beam L.
  • the difference with the amount of eccentricity is calculated, and based on the difference value, it is determined whether the second wafer W2 is separated from the first wafer W1 (step St6 in FIG. 9).
  • the superposed wafer T in which the bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P has decreased is transferred to the first separation device 32 provided outside the laser irradiation device 31.
  • the wafer W1 and the second wafer W2 are separated.
  • the bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P is reduced by irradiation with the laser beam L, the inertia force when moving the second wafer W2 to the delivery position A1 by the drive mechanism 105 and the chuck 100 Due to the centrifugal force accompanying the rotation, the second wafer W2 may be separated from the laser absorption layer P (first wafer W1) before being transferred to the separation device 32.
  • the second wafer W2 is separated before being transferred to the separation device 32 in this way, there is a risk that not only will it not be possible to properly transfer the polymerized wafer T to the separation device 32, but also that the second wafer W2 may not be properly transferred to the separation device 32. There is a risk of the W2 falling and causing problems.
  • step St6 it is determined whether or not the second wafer W2 has been separated from the first wafer W1 before transporting the polymerized wafer T to the separation device 32. It can be determined whether This prevents the wafer transfer device 22 from attempting to transfer the superposed wafer T in which the second wafer W2 is separated from the first wafer W1 to the separation device 32, and the second wafer W2 is This reduces the risk of dropping the item.
  • a plurality of at least three wafer fall prevention pins 101 are provided so as to surround the overlapping wafer T held by the chuck 100.
  • the superimposed wafer T for which it was determined that the second wafer W2 is separated from the first wafer W1 in step St6, is first held by the transfer pad 130 by suction and holding the back surface W2b of the second wafer W2.
  • the transfer pad 130 is raised to remove the second wafer W2 from above the first wafer W1 (step St7 in FIG. 9).
  • the first wafer W1 on the chuck 100 is transferred to the transfer arm 23c of the wafer transfer device 22, and the first wafer W1 is transferred from the laser irradiation device 31 (step St8 in FIG. 9).
  • the first wafer W1 carried out from the laser irradiation device 31 is then transferred to the cassette Cw1 of the cassette mounting table 11 by the wafer transfer device 22. Further, the second wafer W2 carried out from the laser irradiation device 31 is turned upside down in the reversing device 35, that is, with the surface separated from the first wafer W1 facing upward. Thereafter, the wafer is transported by the wafer transport device 22 to the cassette Cw2 on the cassette mounting table 11. At this time, the first wafer W1 and the second wafer W2 are cleaned in the first cleaning device 33 and the second cleaning device 34, respectively, after their separation side surfaces W1a and W2a are cleaned, respectively.
  • the cassettes may be transported to the cassettes Cw1 and Cw2 on the cassette mounting table 11, respectively.
  • the superposed wafer T for which it is determined in step St6 that the second wafer W2 is not separated from the first wafer W1 is transferred from the chuck 100 to the transfer arm 23b of the wafer transfer device 22, and is transferred to the laser irradiation device. 31 (step St10 in FIG. 9).
  • the wafer fall prevention pins 101 arranged so as to surround the periphery of the stacked wafer T held on the chuck 100 are integrated with the lifting pins 100a. It is configured to be able to move up and down in the Z-axis direction.
  • the stacked wafer T is supported from below by the lifting pin 100a and raised, and then the holding surface of the chuck 100 and the lower surface of the stacked wafer T (the first This is carried out by inserting the transfer arm 23b between the back surfaces W1b) of the wafers W1, and then lowering the stacked wafers T using the lifting pins 100a.
  • the wafer drop prevention pins 101 can surround the stacked wafers T even when the lift pins 100a are rising. This makes it possible to suppress the second wafer W2 from falling during transfer from the chuck 100 to the transfer arm 23b.
  • the periphery of the polymerized wafer T is A transport arm 23b having guide pins 25 arranged in a surrounding manner is used. As a result, even if the second wafer W2 is separated from the first wafer W1, the second wafer W2 is can be prevented from falling.
  • the polymerized wafer T carried out from the laser irradiation device 31 is then transferred to the separation device 32 by the wafer transfer device 22.
  • a suction chuck 200 suction-holds the back surface W1b of the first wafer W1
  • a suction pad 210 suction-holds the back surface W2b of the second wafer W2.
  • the suction pad 210 is raised to separate the first wafer W1 and the second wafer W2.
  • the bonding strength at the interface between the laser absorption layer P and the second wafer W2 is reduced by the irradiation with the laser beam L, so the second wafer W2 can be separated without applying a large load. .
  • the separated second wafer W2 is transferred from the suction pad 210 to the transfer arm 23a of the wafer transfer device 22, and then transferred to the reversing device 35, as shown in FIG. Then, after the surface W2a is turned upward in the reversing device 35, it is transported to the second cleaning device 34.
  • the front surface W2a which is the side separated from the first wafer W1 is cleaned.
  • the second cleaning device 34 may clean both the front surface W2a and the back surface W2b. Further, separate cleaning sections may be provided to clean the front surface W2a and the back surface W2b, respectively. Thereafter, the second wafer W2 that has been cleaned by the second cleaning device 34 is transferred to the cassette Cw2 of the cassette mounting table 11 by the wafer transfer device 22.
  • the first wafer W1 held by the suction chuck 200 is transferred to the transfer arm 23c and transferred to the first cleaning device 33, as shown in FIG.
  • This transfer by the transfer arm 23c may be performed simultaneously with the transfer of the second wafer W2 by the transfer arm 23a, or may be performed independently.
  • the surface W1a side that is the side separated from the second wafer W2, specifically, the surface of the laser absorption layer P is cleaned.
  • the back surface W1b of the first wafer W1 may be cleaned together with the front surface of the laser absorption layer P.
  • separate cleaning sections may be provided to clean the front surface of the laser absorption layer P and the back surface W1b of the first wafer W1, respectively.
  • the first wafer W1 that has been cleaned by the first cleaning device 33 is transferred to the cassette Cw1 of the cassette mounting table 11 by the wafer transfer device 22.
  • the amount of eccentricity of the second wafer W2 with respect to the first wafer W1 before and after irradiation of the laser beam L to the polymerized wafer T (laser absorption layer P) Separation of the second wafer W2 was detected based on the difference value.
  • the configuration of the second wafer W2 detection mechanism and the detection method using the same are not limited, and may include at least one of the following configurations and methods instead of or in addition to the above configurations and methods. Good too.
  • the acceleration required to move the chuck 100 from the processing position A2 to the delivery position A1 after irradiation with the laser beam L is compared to the acceleration of the chuck 100 from the delivery position A1 to the processing position A2 before the irradiation with the laser beam
  • the acceleration may be made larger than the acceleration required for movement of the superposed wafer T to apply an inertial force as a load.
  • the magnitude of the load applied to the polymerized wafer T after irradiation with the laser beam L is such that the separated second wafer W2 can be shifted on the first wafer W1, and the second wafer W2 is If not separated, the size is controlled to such an extent that the second wafer W2 does not shift on the first wafer W1 (the second wafer W2 is not separated).
  • the first wafer W1 and the second wafer W2 are intentionally eccentric (horizontal misalignment). bring about This makes it possible to avoid the situation where eccentricity does not occur even though the second wafer W2 is separated from the first wafer W1, as described above, and as a result, the second wafer The fear that W2 will fall from the first wafer W1 can be further appropriately suppressed.
  • both the imaging mechanism 120 as a detection mechanism and the contact sensor 108 may be arranged in the laser irradiation device 31. In this case, both the detection of separation of the first wafer W1 and the second wafer W2 by the imaging mechanism 120 and the detection by the contact sensor 108 may be performed. In this case, when contact between the contact sensor 108 and the second wafer W2 is detected, the imaging mechanism 120 detects the separation of the first wafer W1 and the second wafer W2 (the outer edge of the superimposed wafer T imaging) may be omitted.
  • the first wafers before and after irradiation with the laser beam L are obtained by imaging the outer ends of the stacked wafers T (the first wafer W1 and the second wafer W2) by the imaging mechanism 120. Separation of the second wafer W2 was detected based on the difference in eccentricity between the wafer W1 and the second wafer W2.
  • the imaging mechanism 120 does not necessarily need to perform imaging of the outer ends of the stacked wafers T (the first wafer W1 and the second wafer W2) before and after the irradiation of the laser beam L, but only after the irradiation of the laser beam L. may be carried out.
  • the first images before and after irradiation with the laser beam L are obtained by imaging the outer ends of the stacked wafers T (the first wafer W1 and the second wafer W2) using the imaging mechanism 120. Separation of the second wafer W2 was detected based on the difference in eccentricity between the wafer W1 and the second wafer W2.
  • the imaging mechanism 120 may not be able to image the outer end of the first wafer W1 as the lower substrate on the chuck 100.
  • the imaging mechanism 120 may image only the outer end of the second wafer W2 as the upper substrate.
  • the position information of the second wafer W2 on the chuck 100 before and after the irradiation with the laser beam L is acquired from the imaging result by the imaging mechanism 120, and the position information of the second wafer W2 relative to the center of the chuck 100 before and after the irradiation with the laser beam L is acquired.
  • the horizontal eccentricity (shift amount) of the center (more specifically, the rotation center) of the wafer W2 is detected.
  • the difference between the amount of eccentricity of the center of the second wafer W2 with respect to the center of the chuck 100 before irradiation with the laser beam and the amount of eccentricity of the center of the second wafer W2 with respect to the center of the chuck 100 after irradiation with the laser beam is calculated.
  • the imaging mechanism 120 images the outer ends of the stacked wafers T (the first wafer W1 and the second wafer W2) at 360 degrees in the circumferential direction.
  • the eccentricity of the second wafer W2 was calculated, and separation of the second wafer W2 was detected.
  • the imaging mechanism 120 does not necessarily need to image the outer ends of the stacked wafers T (the first wafer W1 and the second wafer W2) at 360 degrees in the circumferential direction; Separation of the second wafer W2 can also be detected by capturing images at two locations (for example, a point at the reference position in the circumferential direction of 0 degrees and a point at 90 degrees in the circumferential direction from the reference position).
  • the second Separation of wafer W2 can be detected. Therefore, the time required for imaging the outer end portion by the imaging mechanism 120 after irradiation with the laser beam L can be shortened, and thereby the takt time required for processing in the laser irradiation device 31 can be reduced.
  • the laser irradiation unit 110 irradiates the central region R1 and the outer peripheral region R2 with the laser beam L to reduce the bonding strength over the entire surface of the second wafer W2 and the laser absorption layer P.
  • the bonding strength is reduced across the entire surface of the second wafer W2 and the laser absorption layer P, as described above, there is a risk that the second wafer W2 will fall due to the inertial force when the polymerized wafer T is transported. be.
  • the irradiation of the laser beam L is stopped in at least a part of the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P, and the irradiation of the laser beam L is stopped in at least a part of the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P.
  • the bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P may be maintained in this region. More specifically, in the wafer processing system 1, as shown in FIG. 19, at the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P, the outermost peripheral region R0 (in FIG. The bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P is increased in the central region R3 (see FIG. 19(b)), which is set near the center position of the central region R1. It is also possible to form a region that does not reduce the
  • the "acquisition unit" of the detection mechanism is a length measurement sensor (displacement sensor) instead of the camera 121 as described above. total) can be used.
  • the transport arm 23b equipped with the guide pin 25 is used to transport the first wafer W1 and the second wafer W2, as in step St10.
  • the first wafer W1 and the second wafer W2 may be unloaded from the laser irradiation device 31.
  • the lifting speed of the stacked wafer T by the lifting pin 100a and the transport speed of the stacked wafer T by the wafer transport device 22 are set as normal. It is desirable to control the moving speed to be lower than the specified moving speed (when separation of the second wafer W2 is not detected in step St6).
  • the wafer processing method of the present disclosure was applied when performing laser lift-off to separate the second wafer W2 from the laser absorption layer P.
  • the technique according to the present disclosure in the polymerized wafer T in which the first wafer W1 and the second wafer W2 are bonded, at least a portion of the first wafer W1 and/or the second wafer W2 is transferred to the polymerized wafer T. It can be applied arbitrarily as long as it is separated from the
  • a spectral interferometer is arranged in the laser irradiation device 31, and the interface between the first wafer W1 and the second wafer W2 (more specifically, the second wafer
  • the second wafer W2 is separated from the first wafer W1. It may also be determined whether or not they are separated.
  • a spectral interferometer 320 is arranged in a laser irradiation device 310 according to another embodiment.
  • Spectroscopic interferometer 320 includes a head 321 and an analysis section 322.
  • the head 321 includes an irradiation unit (not shown) that irradiates the overlapping wafer T on the chuck 100 with measurement light, and a irradiation unit (not shown) that irradiates the overlapping wafer T on the chuck 100 at different height positions (a first height position H1 and a second height position H2: FIG. and a spectroscopy unit (not shown) that receives the measurement light (reflected light) reflected by the laser beam (refer to FIG. 22) and detects interference between the reflected lights.
  • a spectroscopy unit not shown
  • As the measurement light irradiated from the irradiation section light that is transparent to the second wafer W (silicon) is arbitrarily selected.
  • the central region R1 and the outer peripheral region R2 are irradiated with the laser beam L, and the bonding strength of the second wafer W2 and the laser absorption layer P is reduced over the entire surface of the stacked wafer T. 105 below the spectroscopic interferometer 320.
  • the measurement light L2 from the irradiation part of the head 321 is irradiated toward the polymerized wafer T, and the reflected light from the polymerized wafer T enters the spectroscopic unit.
  • the spectroscopy unit when interference of reflected light (reflection spectrum) is detected on the entire surface of the superposed wafer T, it is determined that the second wafer W2 is separated from the first wafer W1.
  • the spectroscopic interferometer 320 may be moved and rotated relatively above the chuck 100 (polymerized wafer T). Furthermore, for example, by configuring the spectral interferometer 320 side by side with the laser irradiation device 310 or integrally with the laser irradiation device 310, the bonding strength reduction process by the laser irradiation device 310 and the separation determination by the spectral interferometer 320 can be performed simultaneously or sequentially. You may also do so.
  • a more specific method of determining separation between the second wafer W2 and the first wafer W1 using the spectroscopic interferometer 320 will be described.
  • the bonding strength at the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P decreases due to irradiation with the laser beam L, and the second wafer W2 is separated from the first wafer W1, as shown in FIGS. 21 and 22.
  • a space S which is a gap between the two, is formed.
  • the analysis unit 322 calculates the thickness t of the space S (the first height position H1 and the second height position H2) based on this. Calculate the distance between The calculated thickness t of the space S is output to the control device 40.
  • the control device 40 can determine whether the space S is formed at the interface between the second wafer W2 and the laser absorption layer P based on the output thickness t. When it is determined that the space S is formed over the entire surface of the polymerized wafer T (laser absorption layer P), the second wafer W2 and the laser absorption layer P have completely separated, and this means that the second wafer W2 and the laser absorption layer P have completely separated. It can be determined that wafer W2 is separated from first wafer W1.
  • the calculated thickness t of the space S can be used as the value used as the first threshold value.
  • the first threshold value is a value at which it is determined that the space S has been formed, and is a value greater than t>0, which is the thickness at which it is determined that the space S has been formed.
  • the first threshold used for comparison may be set to a value greater than zero.
  • the detection of reflected light from the polymerized wafer T using the spectroscopic interferometer 320 is performed using the polymerized wafer T (laser absorption layer P) in order to appropriately detect separation of the second wafer W2 from the first wafer W1. It is desirable that this be carried out across the board. However, for the purpose of shortening the time required for inspection and improving throughput, only a portion of the irradiation pitch of the laser beam L irradiated to the laser absorption layer P (for example, a portion of the radial direction or circumferential direction) is used. only).
  • the spectroscopic interferometer 320 for detecting the separation of the first wafer W1 and the second wafer W2 is arranged inside the laser irradiation device 310 has been described as an example.
  • the spectral interferometer 320 may be placed outside the laser irradiation device 310. That is, in the technology according to the present disclosure, the wafer processing system 1 includes a laser irradiation device 31 and an inspection device ( (not shown) may be arranged independently.
  • the method of inspecting the separation state is not limited to this.
  • this region may be at the same height as the optical flat. For example, it is determined that the space S is not formed.
  • the space S which is the measurement result used for comparison with the first threshold in the above embodiment, is Instead of the thickness t, the amount of change t2 (see FIG. 22) in the height of the stacked wafer T that changes due to the formation of the space S can be used as the measurement result used for comparison with the first threshold value.
  • a displacement meter (not shown) may be provided above the chuck 100, and the distance from the displacement meter to the back surface W2b of the second wafer W2 may be measured. good.
  • the amount of change in the distance to the back surface W2b of the second wafer W2 before and after the formation of the space S, or the area where the distance to the back surface W2b and the bonding strength in the region where the space S is formed is not reduced.
  • Separation of the first wafer W1 and the second wafer W2 may be determined by detecting the difference between the distance to the back surface W2b and the like (see FIG. 19).
  • the device in the configuration of the laser irradiation device 310 shown in FIG. 20, the device can be configured only by changing the spectral interferometer 320 to a displacement meter (length measurement sensor) not shown.
  • the laser beam L was sequentially irradiated to the preset central region R1 and outer peripheral region R2 (see FIG. 10) of the chuck 100.
  • the determination as to whether or not to irradiate the central region R1 with the laser beam L may be made, for example, prior to irradiating the central region R1 with the laser beam L.
  • the irradiation of the laser beam L to the central region R1 is continued. conduct.
  • the overlapping wafer T in which the bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P has decreased is then transferred to the separating device 32, where the first wafer W1 and the second wafer W2 are separated.
  • the central region R1 is not irradiated with the laser beam L. Therefore, the bonding strength between the second wafer W2 and the laser absorption layer P is maintained in the central region R1.
  • the polymerized wafer T is recovered from the laser irradiation device without being transported to the separation device 32. At this time, the polymerized wafer T may be collected into a cassette via a transport device, or may be removed from the laser irradiation device by manual collection by an operator.
  • the second wafer W2 including the central region R1 and the laser absorption layer It is possible to suppress complete peeling of the entire surface of the interface between P and safely transport the polymerized wafer T without dropping the second wafer W2 within the laser irradiation device.
  • the positional information of the peripheral region R2 is acquired prior to irradiating the peripheral region R2 with the laser beam L, and the positional information before the laser beam L is irradiated and the positional information after the laser beam L is irradiated are obtained.
  • the state of peeling was determined by comparison with However, if the peeling state in the outer peripheral region R2 can be determined without comparing the positional information before and after irradiation with the laser beam L, it is not necessarily necessary to acquire the positional information before the irradiation with the laser beam L, and at least the laser beam to the central region R1 Before irradiating the light L, position information and the like may be acquired to check the peeling state.
  • the laser absorption layer P, the device layer D2, and the surface film F2 are laminated in this order on the front surface W2a of the second wafer W2, and the interface between the laser absorption layer P and the second wafer W2 is
  • the separation plane is set as the separation plane between the first wafer W1 and the second wafer W2
  • the position of the separation plane is not limited thereto.
  • a peeling process is performed between the second wafer W2 and the laser absorption layer P to promote peeling of the first wafer W1 and the second wafer W2.
  • a promoting film (not shown) may be formed and the interface between the peel promoting film and the second wafer W2 may be set as a separation plane.
  • the material constituting the peel-promoting film is such that the adhesion between the peel-promoting film and the second wafer W2 (silicon, etc.) It is desirable to select one that is at least smaller than the adhesion force between them.

Abstract

基板を処理する基板処理システムであって、前記基板を保持する保持面を有する基板保持部と、前記基板保持部を水平方向に移動させる駆動機構と、前記基板保持部を回転させる回転機構と、前記保持面に保持された前記基板に対しレーザ光を照射して、当該基板の分離の基点となる分離面を形成するレーザ照射部と、前記基板保持部に保持される前記基板において、前記分離面を基点とした分離を検知する検知機構と、を備える。

Description

基板処理システム及び基板処理方法
　本開示は、基板処理システム及び基板処理方法に関する。
　特許文献１には、剥離酸化膜及び半導体素子が表面上に形成された半導体基板において、半導体素子を転写先基板に転写することが開示されている。特許文献１に記載の方法は、半導体基板の裏面より光を照射して剥離酸化膜を局所的に加熱する工程と、剥離酸化膜中、及び／又は剥離酸化膜と半導体基板との界面において剥離を生じさせて、半導体素子を転写先基板に転写させる工程と、を含む。
日本国　特開２００７－２２０７４９号公報
　本開示にかかる技術は、レーザ光の照射により形成される分離面を基点として基板を分離する際に、レーザ光の照射後、基板の分離前に当該基板が分離されているか否かを適切に検知する。
　本開示の一態様は、基板を処理する基板処理システムであって、前記基板を保持する保持面を有する基板保持部と、前記基板保持部を水平方向に移動させる駆動機構と、前記基板保持部を回転させる回転機構と、前記保持面に保持された前記基板に対しレーザ光を照射して、当該基板の分離の基点となる分離面を形成するレーザ照射部と、前記基板保持部に保持される前記基板において、前記分離面を基点とした分離を検知する検知機構と、を備える。
　本開示によれば、レーザ光の照射により形成される分離面を基点として基板を分離する際に、レーザ光の照射後、基板の分離前に当該基板が分離されているか否かを適切に検知できる。
処理対象の重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。 ウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。 ウェハ搬送装置の構成の概略を模式的に示す斜視図である。 レーザ照射装置の構成の概略を示す側面図である。 レーザ照射装置の構成の概略を示す平面図である。 第１のウェハと第２のウェハの偏心の様子を示す説明図である。 分離装置の動作の様子を示す側面図である。 レーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。 ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。 レーザ吸収層に対するレーザ光の照射例を示す説明図である。 レーザ吸収層に生じる未照射領域の説明図である。 未照射領域に対するレーザ光の照射例を示す説明図である。 未照射領域に対するレーザ光の他の照射例を示す説明図である。 未照射領域に対するレーザ光の他の照射例を示す説明図である。 レーザ吸収層に対するレーザ光の照射動作の流れを示す説明図である。 チャックと搬送アームの間での重合ウェハの受け渡しの様子を示す説明図である。 重合ウェハの分離装置からの搬出の様子を示す説明図である。 レーザ照射装置の他の構成例を示す側面図である。 重合ウェハに設定するレーザ光の未照射領域の一例を示す説明図である。 他の実施形態に係るレーザ照射装置の構成例を示す平面図である。 分光干渉計の動作原理を簡易に示す説明図である。 他の実施形態に係る未接合面の検査の様子を示す説明図である。
　半導体デバイスの製造工程では、２枚の半導体基板（以下、「ウェハ」という。）が接合された重合ウェハにおいて、第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写することが行われている。このデバイス層の転写は、例えばレーザリフトオフを用いて実行される。すなわち、重合ウェハの内部にレーザ光を照射することで第１のウェハと第２のウェハの接合力を低下させた後、第２のウェハを第１のウェハから分離することで、デバイス層を第１のウェハに転写する。
　このレーザリフトオフを行うためのウェハ処理システムでは、重合ウェハに対してレーザ光を照射するレーザ照射装置と、第１のウェハと第２のウェハを分離する分離装置と、が独立して構成される場合がある。ここで、レーザ照射装置におけるレーザ光の照射後には、第１のウェハと第２のウェハが意図せずに分離される場合が考えられる。この場合、第１のウェハと第２のウェハの水平方向の位置ズレを検知、抑制しないと、重合ウェハの搬送動作に伴う慣性力等により、第２のウェハが第１のウェハから落下してしまうおそれがある。
　本開示にかかる技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光の照射により形成される分離面を基点として基板を分離する際に、レーザ光の照射後、基板の分離前に当該基板が分離されているか否かを適切に検知する。なお、以下の説明において検知対象である基板の「分離」とは、第１のウェハに対して第２のウェハが水平方向に移動している状態を言うものとする。より具体的には、第１のウェハに対する第２のウェハの接合強度がゼロになり、第１のウェハに対して第２のウェハが独立して移動し得る状態と、第１のウェハと第２のウェハが未だ接合されているものの、接合強度が低下して第１のウェハに対して第２のウェハが水平方向にずれている状態と、を含むものとする。
　以下、本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２とが接合された基板としての重合ウェハＴに対して処理を行う。以下、第１のウェハＷ１において、第２のウェハＷ２に接合される側の面を表面Ｗ１ａといい、表面Ｗ１ａと反対側の面を裏面Ｗ１ｂという。同様に、第２のウェハＷ２において、第１のウェハＷ１に接合される側の面を表面Ｗ２ａといい、表面Ｗ２ａと反対側の面を裏面Ｗ２ｂという。
　下側基板としての第１のウェハＷ１は、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。実施の形態において、第１のウェハＷ１は略円板形状を有する。第１のウェハＷ１の表面Ｗ１ａには、デバイス層Ｄ１と表面膜Ｆ１が表面Ｗ１ａ側からこの順で積層されている。デバイス層Ｄ１は、複数のデバイスを含む。表面膜Ｆ１としては、例えば酸化膜（ＴＨＯＸ膜、ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。
　上側基板としての第２のウェハＷ２も、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。実施の形態において、第２のウェハＷ２は略円板形状を有する。第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａには、レーザ吸収層Ｐ、デバイス層Ｄ２及び表面膜Ｆ２が表面Ｗ２ａ側からこの順で積層されている。レーザ吸収層Ｐは、後述するようにレーザ照射部１１０から照射されたレーザ光を吸収する。レーザ吸収層Ｐには、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜）が用いられるが、レーザ光を吸収するものであれば特に限定されない。デバイス層Ｄ２と表面膜Ｆ２はそれぞれ、第１のウェハＷ１のデバイス層Ｄ１、表面膜Ｆ１と同様である。そして、第１のウェハＷ１の表面膜Ｆ１と第２のウェハＷ２の表面膜Ｆ２が接合される。なお、レーザ吸収層Ｐの位置は、上記実施形態に限定されず、例えばデバイス層Ｄ２と表面膜Ｆ２の間に形成されていてもよい。
　図２に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ブロック１０、搬送ブロック２０、及び処理ブロック３０を一体に接続した構成を有している。搬入出ブロック１０と処理ブロック３０は、搬送ブロック２０の周囲に設けられている。具体的に搬入出ブロック１０は、搬送ブロック２０のＹ軸負方向側に配置されている。処理ブロック３０の後述するレーザ照射装置３１及び後述する分離装置３２は搬送ブロック２０のＸ軸負方向側に、後述する第１の洗浄装置３３及び後述する第２の洗浄装置３４は搬送ブロック２０のＸ軸正方向側に、後述する反転装置３５は搬送ブロック２０のＹ軸正方向側に、それぞれ配置されている。
　搬入出ブロック１０は、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴ、複数の第１のウェハＷ１、複数の第２のウェハＷ２をそれぞれ収容可能なカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２がそれぞれ搬入出される。搬入出ブロック１０には、カセット載置台１１が設けられている。図示の例では、カセット載置台１１には、複数、例えば３つのカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２をＸ軸方向に一列に載置可能になっている。なお、カセット載置台１１に載置されるカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２の個数は、本実施形態に限定されず、任意に決定することができる。
　搬送ブロック２０には、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動自在に構成された基板搬送機構としてのウェハ搬送装置２２が設けられている。ウェハ搬送装置２２は、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ１又は第２のウェハＷ２を保持して搬送する、複数、例えば３つの搬送アーム２３ａ～２３ｃ（以下の説明において、これらを併せて単に「搬送アーム２３」という場合がある。）を有している。各搬送アーム２３は、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ１又は第２のウェハＷ２を吸着保持するための吸着部２４（図３を参照）を、保持面に有する。各搬送アーム２３は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そして、ウェハ搬送装置２２は、カセット載置台１１のカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２、レーザ照射装置３１、分離装置３２、第１の洗浄装置３３、第２の洗浄装置３４及び反転装置３５に対して、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ１、第２のウェハＷ２を搬送可能に構成されている。
　図３に示すように、３つの搬送アーム２３ａ～２３ｃは、上方からこの順に積層して配置されている。搬送アーム２３ａ～２３ｃはそれぞれ独立して鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
　３つの搬送アーム２３ａ～２３ｃのうち、少なくともいずれかひとつ（図示の例では中段の搬送アーム２３ｂ）のウェハ保持面には、複数、例えば３つのガイドピン２５が設けられている。ガイドピン２５は、搬送アーム２３ｂによる重合ウェハＴの保持時において、当該重合ウェハＴの周囲を囲むように配置されている。そしてガイドピン２５は、ウェハ搬送装置２２による重合ウェハＴの搬送に伴う慣性力等により、後述するように第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１上から落下することを抑制する。
　また図３に示すように複数の搬送アーム２３ａ～２３ｃのうち、少なくともいずれかひとつ（図示の例では最上段の搬送アーム２３ａ）は、重合ウェハＴ、第１のウェハＷ１又は第２のウェハＷ２を吸着保持するための吸着部２４、すなわち保持面を下面側に有する。そして吸着部２４を下面側に有する当該搬送アーム２３ａは、後述の分離装置３２からの第２のウェハＷ２（上側基板）の搬出に際して、当該第２のウェハＷ２を上側から吸着保持する。
　なお、搬送アーム２３の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。
　処理ブロック３０は、レーザ照射装置３１、分離装置３２、第１の洗浄装置３３、第２の洗浄装置３４及び反転装置３５を有している。なお、レーザ照射装置３１、分離装置３２、第１の洗浄装置３３、第２の洗浄装置３４及び反転装置３５の数や配置はこれに限定されるものではない。
　レーザ照射装置３１は、重合ウェハＴの内部、より具体的には第２のウェハＷ２のレーザ吸収層Ｐにレーザ光を照射して第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面における接合強度を低下させる。この重合ウェハＴの内部において接合強度が低下した界面（本実施形態においては第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面）を、本開示の技術においては「分離面」という場合がある。
　図４及び図５に示すようにレーザ照射装置３１の内部には受渡位置Ａ１と処理位置Ａ２が設定されている。受渡位置Ａ１は、搬送アーム２３と後述のチャック１００との間でウェハの受け渡しができる位置であって、且つ、後述の撮像機構１２０により重合ウェハＴの外端部を撮像できる位置である。処理位置Ａ２は、後述のレーザ照射部１１０から重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）にレーザ光を照射できる位置である。
　レーザ照射装置３１は、重合ウェハＴを上面で保持する、基板保持部としてのチャック１００を有している。チャック１００は上面にウェハの保持面を備え、第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂの全面、又は裏面Ｗ１ｂの径方向内側の一部を吸着保持する。チャック１００は、一例として静電チャック（ＥＳＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　Ｃｈｕｃｋ）や真空チャック（Ｖａｃｕｕｍ　Ｃｈｕｃｋ）である。
　またチャック１００には、重合ウェハＴを下方から支持し昇降させるための昇降ピン１００ａ（図１６を参照）が設けられている。昇降ピン１００ａは、チャック１００を貫通して形成された貫通孔（図１６を参照）を挿通し、昇降自在に構成されている。
　更にチャック１００には、径方向に沿って保持面上の重合ウェハＴの周囲を囲むように、複数、例えば３本の基板落下防止用ピンとしてのウェハ落下防止ピン１０１が設けられている。
　ウェハ落下防止ピン１０１は、例えばチャック１００の回転に伴う遠心力や、移動に伴う慣性力等により、レーザ光の照射中、又は照射後に第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から意図せずに分離してしまった場合に、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１上から落下することを抑制する。
　ウェハ落下防止ピン１０１の配置は特に限定されるものではない。一例として本実施形態では、ウェハ落下防止ピン１０１は後述の回転機構１０４によってチャック１００と一体に回転可能に構成されるとともに、後述の駆動機構１０５によってチャック１００と一体にＹ軸方向に移動可能に構成され、更に、上記した昇降ピン１００ａと一体にＺ軸方向に昇降可能に構成される。
　チャック１００は、エアベアリング１０２を介して、スライダテーブル１０３に支持されている。スライダテーブル１０３の下面側には、回転機構１０４が設けられている。回転機構１０４は、駆動源として例えばモータを内蔵している。チャック１００は、回転機構１０４によってエアベアリング１０２を介して、θ軸（鉛直軸）回りに回転自在に構成されている。スライダテーブル１０３は、その下面側に設けられた駆動機構１０５によって、基台１０６に設けられＹ軸方向に延伸するレール１０７に沿って、上記した受渡位置Ａ１と処理位置Ａ２の間で移動可能に構成されている。なお、駆動機構１０５の駆動源は特に限定されるものではないが、例えばリニアモータが用いられる。
　処理位置Ａ２におけるチャック１００の上方には、レーザ照射部１１０が設けられている。レーザ照射部１１０は、レーザヘッド１１１、光学系１１２、及びレンズ１１３を含む。
　レーザヘッド１１１は、レーザ光をパルス状に発振するレーザ発振器（図示せず）を有している。このレーザ光は、いわゆるパルスレーザである。また、本実施形態ではレーザ光はＣＯ２レーザ光であり、ＣＯ２レーザ光の波長は例えば８．９μｍ～１１μｍである。なお、レーザヘッド１１１は、レーザ発振器の他の機器、例えば増幅器などを有していてもよい。
　光学系１１２は、レーザ光の強度や位置を制御する光学素子（図示せず）と、レーザ光を減衰させて出力を調整するアッテネータ（図示せず）とを有している。また、光学系１１２は、レーザ光の分岐を制御可能に構成されてもよい。
　レンズ１１３は、チャック１００に保持された重合ウェハＴにレーザ光を照射する。レーザ照射部１１０から発せられたレーザ光は第２のウェハＷ２を透過し、レーザ吸収層Ｐに照射される。レンズ１１３は、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されていてもよい。
　また、受渡位置Ａ１におけるチャック１００の上方には、検知機構としての撮像機構１２０が設けられている。撮像機構１２０は、一例としてマクロカメラやマイクロカメラ等から選択される１つ以上のカメラ１２１と、算出部１２２を備える。なお、撮像機構１２０は、図示しない昇降機構や図示しない移動機構によって、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に構成されてもよい。
　取得部としてのカメラ１２１は、チャック１００に保持された重合ウェハＴの外端部を撮像する。カメラ１２１は、例えば同軸レンズを備え、赤外光（ＩＲ）を照射し、さらに対象物からの反射光を受光する。そしてカメラ１２１は、このように重合ウェハＴの外端部を撮像することで、チャック１００上における重合ウェハＴ（少なくとも第２のウェハＷ２）の位置情報を取得する。
　判定部としての算出部１２２は、カメラ１２１が撮像した画像データから取得された、少なくとも第２のウェハＷ２の位置情報に基づき、第１のウェハＷ１に対する第２のウェハＷ２の偏心量（水平方向（分離面に沿った方向）に対するズレ量：図６を参照）を検知する。撮像機構１２０による第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心の検知方法の詳細は後述する。
　なお図６においては、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心を明確に示すため、チャック１００が上記したウェハ落下防止ピン１０１を備えず、また、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２に生じる偏心を実際よりも大きく示している。
　なお、算出部１２２はこのように撮像機構１２０に独立して設けられていてもよいが、後述する制御装置４０に含まれていてもよい。また、カメラ１２１による撮像結果や、算出部１２２により算出された偏心は、制御装置４０に出力されてもよい。換言すれば、制御装置４０は、本開示の技術に係る取得部及び判定部として機能を有する場合がある。
　なお、本実施形態においては、本開示の技術に係る検知機構の「取得部」が、少なくとも第２のウェハＷ２の外端部を撮像する「カメラ１２１」である場合を例に説明を行うが、チャック１００上における第２のウェハＷ２の位置を少なくとも取得できるものであれば、取得部の構成はこれに限定されない。具体的には、例えば本開示の技術に係る検知機構の「取得部」は、少なくとも第２のウェハＷ２までの距離を測定することで当該第２のウェハＷ２の位置情報を取得する、測長センサ（変位計）であってもよい。
　また、本実施形態においては、本開示の技術に係る取得部（カメラ１２１又は測長センサ）が受渡位置Ａ１におけるチャック１００の上方に配置される場合を例に説明を行うが、チャック１００上における少なくとも第２のウェハＷ２の位置を取得できれば、取得部はチャック１００の側方に配置されてもよい。
　受渡位置Ａ１におけるチャック１００の上方には、搬送パッド１３０が更に設けられている。搬送パッド１３０は、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されている。また、搬送パッド１３０は、第１のウェハＷ１を吸着保持するための吸着面を下面側に有している。
　そして、搬送パッド１３０は、上記した撮像機構１２０により、レーザ吸収層Ｐに対するレーザ光の照射後の重合ウェハＴにおいて第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２に偏心が生じていると検知された場合に、チャック１００と搬送アーム２３との間で第２のウェハＷ２を搬送する。なお、搬送パッド１３０の動作の詳細については後述する。
　分離装置３２は、レーザ照射装置３１で接合強度が低下された、分離面としての第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面を基点として第１のウェハＷ１から第２のウェハＷ２を分離する。
　一例において分離装置３２は、図７に示すように、第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂを下方から吸着保持する吸着チャック２００と、第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂを上方から吸着保持する吸着パッド２１０とを有する。また吸着チャック２００には、第１のウェハＷ１を下方から支持し昇降させるための昇降ピン２００ａが設けられている。昇降ピン２００ａは、吸着チャック２００を貫通して形成された貫通孔を挿通し、昇降自在に構成されている。分離装置３２では、図７に示すように吸着パッド２１０が第２のウェハＷ２を吸着保持した状態で、当該吸着パッド２１０を上昇させて、レーザ吸収層Ｐから第２のウェハＷ２を分離する。
　なお、分離装置３２の構成はこれに限定されるものではなく、第１のウェハＷ１から第２のウェハＷ２を分離できれば、任意の構成をとることができる。
　第１の洗浄装置３３は、分離装置３２で分離された第１のウェハＷ１の表面Ｗ１ａ側を洗浄する。例えば第１のウェハＷ１の表面Ｗ１ａ側のレーザ吸収層Ｐにブラシを当接させて、当該レーザ吸収層Ｐを洗浄する。なお、第１のウェハＷ１の洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、第１の洗浄装置３３は、第１のウェハＷ１の表面Ｗ１ａ側と共に、裏面Ｗ１ｂを洗浄する構成を有していてもよい。
　第２の洗浄装置３４は、分離装置３２で分離された第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａ側を洗浄する。例えば第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａにブラシを当接させて、当該表面Ｗ２ａを洗浄する。なお、第２のウェハＷ２の洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、第２の洗浄装置３４は、第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａ側と共に、裏面Ｗ２ｂを洗浄する構成を有していてもよい。
　なお、本実施形態においては、上記したように第１のウェハＷ１を洗浄する第１の洗浄装置３３と第２のウェハＷ２を洗浄する第２の洗浄装置３４をそれぞれ独立して配置したが、第１のウェハＷ１の洗浄と第２のウェハＷ２の洗浄は、同一の洗浄装置を用いて行われてもよい。
　反転装置３５は、分離装置３２で分離された後の第２のウェハＷ２の上下面を反転させる。すなわち、分離後の第２のウェハＷ２において第１のウェハＷ１から分離された側の面である表面Ｗ２ａが上側を向くように、第２のウェハＷ２の表裏面を反転させる。反転装置３５の構成は特に限定されない。
　以上のウェハ処理システム１には、制御機構としての制御装置４０が設けられている。制御装置４０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１における重合ウェハＴの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、ウェハ処理システム１における後述のウェハ処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置４０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。
　次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１の外部の接合装置（図示せず）において、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２が接合され、予め重合ウェハＴが形成されている。
　先ず、複数の重合ウェハＴを収納したカセットＣｔが、搬入出ブロック１０のカセット載置台１１に載置される。
　次に、ウェハ搬送装置２２の搬送アーム２３ｃによりカセットＣｔ内の重合ウェハＴが取り出され、レーザ照射装置３１に搬送される。レーザ照射装置３１では、図８に示すようにレーザ照射部１１０からレーザ吸収層Ｐ、より詳細にはレーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の界面にレーザ光Ｌ（ＣＯ２レーザ光）をパルス状に照射し、レーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の接合強度を低下させる。
　レーザ照射装置３１における具体的なウェハ処理方法について説明する。
　レーザ照射装置３１において重合ウェハＴは、搬送アーム２３ｃから受渡位置Ａ１に配置されたチャック１００に受け渡され、チャック１００に吸着保持される（図９のステップＳｔ１）。
　続いて、チャック１００に吸着保持されたチャック１００上の重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を、撮像機構１２０を用いて撮像する（図９のステップＳｔ２）。具体的には、チャック１００を回転させながら、カメラ１２１によって重合ウェハＴの周方向３６０度における外端部の画像が撮像され、これによりチャック１００上における重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の位置情報が取得される。カメラ１２１による撮像結果は、算出部１２２に出力される。
　算出部１２２では、カメラ１２１による撮像結果から得られたチャック１００上における第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の位置情報に基づき、レーザ光Ｌの照射前の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量（図６を参照）を算出する。算出されたレーザ光Ｌの照射前の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量は、後述するレーザ光Ｌの照射後の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量との比較により、レーザ光Ｌの照射後に第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２にズレが生じているか、すなわち、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されているか否かを判定するために用いられる。
　算出されたレーザ光Ｌの照射前の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量は、制御装置４０に出力されてもよい。
　また算出部１２２では、カメラ１２１による撮像結果に基づいて、チャック１００の回転中心と重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び／又は第２のウェハＷ２）の中心との偏心量（水平方向のズレ量）を算出してもよい。チャック１００の回転中心と重合ウェハＴの中心に偏心が見られる場合、後述のレーザ吸収層Ｐに対するレーザ光Ｌの照射に際して算出された当該偏心量を考慮し、偏心補正制御を行うことが望ましい。
　算出されたチャック１００の回転中心と重合ウェハＴ（第２のウェハＷ２）の中心の偏心量は、制御装置４０に出力されてもよい。
　また制御装置４０では、予め設定された、後述のチャック１００の中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２（図１０を参照）の位置を取得し、当該中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２を、カメラ１２１による撮像結果に基づいてレーザ光Ｌの照射対象である重合ウェハＴに対して設定する。より具体的には、チャック１００に保持された重合ウェハＴの面内において、中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ２のそれぞれに対応する領域（平面視においてこれら中央領域Ｒ１と外周領域Ｒ２のそれぞれと重複する領域）を設定する。チャック１００の中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２の位置は、チャック１００の回転中心を基準として設定され、制御装置４０に予め出力されていたものを取得してもよい。
　次に、駆動機構１０５によってチャック１００を処理位置Ａ２に移動させる。
　続いて、レーザ照射部１１０からレーザ吸収層Ｐ、より詳細にはレーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の界面へのレーザ光Ｌ（ＣＯ２レーザ光）の照射を開始する。
　ここで、本実施形態にかかるレーザ照射装置３１では、回転機構１０４によってチャック１００に保持された重合ウェハＴを回転させると共に、駆動機構１０５によって当該重合ウェハＴをＹ軸方向に移動させながら、レーザ光Ｌをパルス状に照射する。そうすると、レーザ光Ｌの照射位置はレーザ吸収層Ｐに対して径方向外側から内側に向けて移動され、その結果、レーザ光Ｌは図１０に示すように平面視において螺旋状に照射される。
　この際、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの分離をウェハ面内で均一に行うため、レーザ光Ｌを照射する間隔を一定にしようとすると、レーザ光Ｌの照射位置が径方向外側から内側に移動するにしたがって、より具体的にはチャック１００の回転中心に近づくにしたがって、レーザ光Ｌの照射位置における重合ウェハＴの周速が遅くなるため、重合ウェハＴの回転速度を速くする必要がある。しかしながら、このように重合ウェハＴの回転速度を速くした場合、レーザ光Ｌの照射途中であっても、重合ウェハＴの回転に伴う遠心力により第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から予期せずに分離してしまうおそれがある。
　そこで本実施形態においては、重合ウェハＴの周速が比較的早い上記したチャック１００の外周領域Ｒ２（図１０を参照）に対するレーザ光Ｌの照射においては重合ウェハＴを回転させ、重合ウェハＴの周速が遅くなるチャック１００の中央領域Ｒ１（図１０を参照）に対するレーザ光Ｌの照射においては重合ウェハＴの回転を停止させた状態でレーザ光Ｌを走査させる。
　なお、レーザ光Ｌを走査させるチャック１００の中央領域Ｒ１は、チャック１００の回転中心を基準として所望の径長を有する円形状領域として、上記したように、レーザ照射装置３１におけるウェハ処理に先立って予め設定されている。中央領域Ｒ１の径長は、例えばレーザ照射部１１０のレンズ１１３に対するチャック１００の相対的な回転速度が上限に達する径方向位置であり、換言すれば、レーザ光Ｌが重ならない限界の位置である。中央領域Ｒ１の径長は、一例として１０ｍｍ程度である。
　また、レーザ光Ｌの照射に際してチャック１００を回転させる外周領域Ｒ２は、中央領域Ｒ１よりも径方向外側の領域に設定されている。
　レーザ吸収層Ｐへのレーザ光Ｌの照射に際しては、先ず、この外周領域Ｒ２と対応する領域における重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対してレーザ光Ｌを照射する（図９のステップＳｔ３）。この時、レーザ照射装置３１では、上記したようにレーザ照射部１１０からレーザ光Ｌをパルス状に照射させながら、チャック１００（重合ウェハＴ）を回転させるとともに、チャック１００（重合ウェハＴ）をＹ軸方向へ移動させることで、図１０に示したように、径方向外側から内側に向けて螺旋状にレーザ光Ｌを照射する。この際、レーザ光Ｌは、図８に示したように第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂ側（保持面とは反対側）から照射されて当該第２のウェハＷ２を透過し、レーザ吸収層Ｐにおいて吸収される。これによりレーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２との界面において接合強度が低下する。
　なお、実施の形態において「接合強度が低下」とは、少なくともレーザ光Ｌの照射前と比較して接合強度が低下している状態のことを言う。より具体的には、チャック１００の回転に伴う遠心力や移動に伴う慣性力によっては第２のウェハＷ２が水平方向にずれる（分離される）ことがなく、且つ、後述の分離装置３２において第１のウェハＷ１から第２のウェハＷ２を適切に分離できる接合強度を言う。
　外周領域Ｒ２と対応する領域へのレーザ光Ｌの照射（第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度の低下）が完了すると、次に、中央領域Ｒ１と対応する領域における重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対してレーザ光Ｌを照射する（図９のステップＳｔ４）。中央領域Ｒ１と対応する領域へのレーザ光Ｌの照射に際しては、チャック１００の回転を停止する。そして、レーザ照射部１１０からレーザ光Ｌをパルス状に照射させながら、当該レーザ光Ｌの照射位置のＸ軸方向への走査と、駆動機構１０５によるチャック１００（重合ウェハＴ）のＹ軸方向への移動を交互に繰り返し実行する（図１０を参照）。
　なお、ウェハ処理のスループットを向上させるため、上記した光学系１１２によりレーザ光Ｌを分岐させ、レーザ吸収層Ｐの複数点に同時にレーザ光Ｌを照射してもよい。
　また、図１０に示した例では、中央領域Ｒ１と対応する領域に対するレーザ光Ｌの照射に際して、照射位置のＸ軸方向への走査とＹ軸方向への移動を交互に繰り返し実行したが、外周領域Ｒ２と対応する領域と同様に、レーザ光Ｌを螺旋状に照射してもよい。または、図示は省略するが、レーザ光Ｌを重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）と同心円状に環状に照射してもよい。
　ここで、上記したように外周領域Ｒ２においてレーザ吸収層Ｐに対してレーザ光Ｌを螺旋状に照射した場合、図１１に示すように、外周領域Ｒ２と中央領域Ｒ１の境界部近傍において、最大で周方向１周分程度のレーザ光Ｌの未照射領域が生じる。そして、このようにレーザ吸収層Ｐの面内にレーザ光Ｌの未照射領域が生じている場合、分離装置３２において、当該未照射領域と対応する部分で適切にレーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２を分離できないおそれがある。
　そこで本実施形態に係るレーザ照射装置３１においては、外周領域Ｒ２から中央領域Ｒ１へとレーザ光Ｌの照射を切り替えるに先立って、換言すれば、中央領域Ｒ１に対するレーザ光Ｌの照射のためにチャック１００の回転を停止するに先立って、図１２に示すように、レーザ吸収層Ｐに対して中央領域Ｒ１の周囲を囲むようにレーザ光Ｌを同心円状に照射する。
　より具体的には、外周領域Ｒ２へのレーザ光Ｌの照射に際しては、上記したようにチャック１００（重合ウェハＴ）を回転させると共に、Ｙ軸方向に移動させることでレーザ光Ｌを螺旋状に照射したが、外周領域Ｒ２と中央領域Ｒ１の境界部の近傍においては、チャック１００の（重合ウェハＴ）の回転を継続させつつ、Ｙ軸方向への移動を停止させることで、レーザ吸収層Ｐに対してレーザ光Ｌを同心円状に照射する。
　なお、レーザ吸収層Ｐに対するレーザ光Ｌの同心円状の照射は、図１２に示したように中央領域Ｒ１の周囲において１周のみ行ってもよい。
　又は、図１３に示すように、レーザ照射部１１０からレーザ光Ｌをパルス状に照射させながら、回転機構１０４によるチャック１００（重合ウェハＴ）の回転と、駆動機構１０５によるチャック１００（重合ウェハＴ）のＹ軸方向への移動を交互に繰り返し実行することで、レーザ光Ｌの同心円状の照射を径方向に対して複数回行ってもよい。
　更に、レーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２とを適切に分離できれば、レーザ光Ｌの照射位置が重複することによりデバイス層に影響を与えることを抑制するため、図１４に示すように、レーザ光Ｌの同心円状の照射を周方向に１周以下（図１４の例では周方向２７０度）で止めるようにしてもよい。
　そして、このようにレーザ光Ｌを外周領域Ｒ２と中央領域Ｒ１の境界部の近傍において同心円状に照射することで、レーザ吸収層Ｐに生じる未照射領域の大きさを小さくできるため、レーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の分離をより適切に行うことができる。
　なお、図１２、図１３及び図１４においては、図示の明瞭化のため外周領域Ｒ２における螺旋加工部分を破線、同心円加工部分を一点鎖線で示したが、実際には、螺旋加工部分と同心円加工部分におけるレーザ光Ｌの照射間隔は一定である。
　なお、図１０で示した例では、外周領域Ｒ２における径方向外側（レーザ吸収層Ｐの外端部近傍）から径方向内側（中央領域Ｒ１の境界部）へのレーザ光Ｌの照射を一度に行うかのように図示を行っている。しかしながら、実際には、この外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射途中であっても、レーザ光Ｌを照射する間隔を一定に制御するため、レーザ光Ｌの照射に係る条件、例えばレーザ光Ｌの周波数やチャック１００の回転速度、チャック１００の水平方向に対する移動速度等を変更する場合がある。
　または、外周領域Ｒ２の中において、レーザ光Ｌの照射に係る条件が異なる複数の領域を生成する場合もある。
　この時、図１５の比較例に示すようにレーザ光Ｌの照射条件の変更毎にチャック１００の回転を停止／再開させる場合、換言すればレーザ光Ｌの照射条件の変更をチャック１００を停止させた状態で行う場合、この回転の停止／再開に係る加減速に時間を要するためにレーザ処理に係る時間が増加する。
　そこで本実施形態に係るレーザ照射装置３１においては、外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射途中において当該レーザ光Ｌの照射条件を変更する場合には、重合ウェハＴに対するレーザ光Ｌの照射、及びチャック１００の水平方向に対する移動のみを停止させ、チャック１００の回転は継続することが望ましい。
　このようにレーザ光Ｌの照射条件の変更に際してチャック１００の回転を継続することで、図１５に示す本願例のように、チャック１００の回転速度の加減速に係る時間を削減し、レーザ処理に係る時間を短縮できる。
　また、このようにチャック１００の回転を継続してレーザ光Ｌの照射条件を変更する場合、照射条件変更後におけるレーザ光Ｌの照射再開位置は、照射条件変更前におけるレーザ光Ｌの照射終了位置と同じ位置であってもよいし、又は、少なくともレーザ光Ｌの照射位置が重複しなければ異なる位置であってもよい。
　レーザ光Ｌの照射再開位置と照射終了位置を同じにする場合、レーザ光Ｌの照射条件の変更後、チャック１００の回転によりレーザ光Ｌの照射直下に当該照射終了位置がくるまで、レーザ光Ｌの照射を再開しない。そしてこの場合、レーザ光Ｌを照射する間隔をレーザ吸収層Ｐの全面で一定に制御でき、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの分離をウェハ面内で均一に制御できる。
　一方、レーザ光Ｌの照射再開位置と照射終了位置を異にする場合、レーザ光Ｌの照射条件の変更後、少なくともレーザ光Ｌの照射位置が重複しない位置で、速やかにレーザ光Ｌの照射を再開する。そしてこの場合、レーザ光Ｌの照射開始までの待ち時間を削減して、レーザ処理に係る時間を更に短縮できる。
　中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２にレーザ光Ｌが照射され、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度が低下されると、次に、駆動機構１０５によってチャック１００（重合ウェハＴ）を受渡位置Ａ１に移動させる。
　続いて受渡位置Ａ１では、チャック１００に吸着保持された重合ウェハＴの外端部を、撮像機構１２０を用いて撮像する（図９のステップＳｔ５）。具体的には、チャック１００を回転させながら、カメラ１２１によって重合ウェハＴの周方向３６０度における外端部の画像が撮像され、これによりチャック１００上における重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の位置情報が取得される。カメラ１２１による撮像結果は、算出部１２２に出力される。
　算出部１２２では、カメラ１２１による撮像結果から得られた位置情報に基づき、レーザ光Ｌの照射後の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量（図６を参照）を算出する。算出されたレーザ光Ｌの照射後の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量は、制御装置４０に出力されてもよい。
　制御装置４０では、出力されたレーザ光Ｌの照射前の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量と、レーザ光Ｌの照射後の第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量との差分を算出し、当該差分値に基づいて第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されているか否かを判定する（図９のステップＳｔ６）。
　本実施形態に係るウェハ処理システム１においては、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度が低下した重合ウェハＴは、レーザ照射装置３１の外部に設けられた分離装置３２において、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離が行われる。
　しかしながら上記したように、レーザ光Ｌの照射により第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度を低下させた場合、駆動機構１０５によって受渡位置Ａ１に移動される際の慣性力や、チャック１００の回転に伴う遠心力により、分離装置３２に搬送されるよりも前に第２のウェハＷ２がレーザ吸収層Ｐ（第１のウェハＷ１）から分離してしまう場合がある。
　そして、このように分離装置３２への搬送前に第２のウェハＷ２が分離した場合、分離装置３２へ重合ウェハＴを適切に搬送できなくなるおそれがあるのみならず、システム内で第２のウェハＷ２を落下させて支障を来たすおそれがある。
　この点、本実施形態に係るレーザ照射装置３１においては、ステップＳｔ６において、分離装置３２への重合ウェハＴの搬送に先立って、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離しているか否かを判定できる。これにより、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離された状態の重合ウェハＴをウェハ搬送装置２２により分離装置３２へ搬送しようとすることが抑制され、システム内で第２のウェハＷ２を落下させる懸念を低減できる。
　また本実施形態においては、図４及び図５に示したように、チャック１００に保持された重合ウェハＴの周囲を囲むように、複数、少なくとも３本のウェハ落下防止ピン１０１を設けている。これにより、レーザ吸収層Ｐに対するレーザ光Ｌの照射後、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離した場合であっても、当該第２のウェハＷ２がレーザ照射装置３１内で落下してしまうことが抑制される。
　ステップＳｔ６において第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離していると判定された重合ウェハＴは、先ず、搬送パッド１３０によって第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂを吸着保持した状態で、当該搬送パッド１３０を上昇させて、第１のウェハＷ１上から第２のウェハＷ２を退避させる（図９のステップＳｔ７）。
　次に、チャック１００上の第１のウェハＷ１がウェハ搬送装置２２の搬送アーム２３ｃに受け渡され、当該第１のウェハＷ１がレーザ照射装置３１から搬出される（図９のステップＳｔ８）。この時、ステップＳｔ２においてチャック１００に対する第１のウェハＷ１の偏心（位置ズレ）が検知されている場合には、当該偏心量に合わせて、搬送アーム２３ｃの挿入位置を調節してもよい。
　更に続けて、搬送パッド１３０によって吸着保持した第２のウェハＷ２をウェハ搬送装置２２の搬送アーム２３ａに受け渡し、当該第２のウェハＷ２をレーザ照射装置３１から搬出する（図９のステップＳｔ９）。この際、第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂ（第１のウェハＷ１からの分離側とは反対面）を吸着保持するため、第２のウェハＷ２を上方から吸着して保持する搬送アーム２３ａが使用されることが望ましい。なお、第２のウェハＷ２はチャック１００を介して搬送アーム２３ａに受け渡されてもよい。
　レーザ照射装置３１から搬出された第１のウェハＷ１は、その後、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１１のカセットＣｗ１に搬送される。また、レーザ照射装置３１から搬出された第２のウェハＷ２は、反転装置３５において上下面が反転された後、すなわち第１のウェハＷ１から分離された側の面が上方を向いた状態とされた後、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１１のカセットＣｗ２に搬送される。この際、第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２は、それぞれ第１の洗浄装置３３及び第２の洗浄装置３４において、その分離側の面である表面Ｗ１ａ、表面Ｗ２ａがそれぞれ洗浄された後にカセット載置台１１のカセットＣｗ１、Ｃｗ２にそれぞれ搬送されてもよい。
　一方、ステップＳｔ６において第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離していないと判定された重合ウェハＴは、チャック１００からウェハ搬送装置２２の搬送アーム２３ｂへと受け渡され、レーザ照射装置３１から搬出される（図９のステップＳｔ１０）。
　ここで、上記したステップＳｔ６において実際には第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されているにも拘らず、第２のウェハＷ２の分離を適切に検知できなかった場合、チャック１００から搬送アーム２３への受け渡しに際して重合ウェハＴに加わる衝撃や、搬送アーム２３による搬送に際しての慣性力等により、第２のウェハＷ２がシステム内で落下してしまうおそれがある。
　この点、本実施形態に係るレーザ照射装置３１においては、上記したように、チャック１００に保持された重合ウェハＴの周囲を囲むように配置されたウェハ落下防止ピン１０１を、昇降ピン１００ａと一体にＺ軸方向に昇降可能に構成している。
　チャック１００からへの搬送アーム２３ｂへの重合ウェハＴの受け渡しは、昇降ピン１００ａにより重合ウェハＴを下方から支持し、上昇させた後、チャック１００の保持面と重合ウェハＴの下面（第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂ）の間に搬送アーム２３ｂを挿入し、その後、昇降ピン１００ａにより重合ウェハＴを降下させることにより行われる。
　この時、図１６に示すように、昇降ピン１００ａと一体にウェハ落下防止ピン１０１を昇降させることで、昇降ピン１００ａによる上昇時においても重合ウェハＴの周囲をウェハ落下防止ピン１０１により囲むことができ、チャック１００から搬送アーム２３ｂへの受け渡しに際しての第２のウェハＷ２の落下を抑制できる。
　また、本実施形態に係るウェハ処理システム１においては、レーザ照射装置３１から分離装置３２へレーザ光Ｌの照射後の重合ウェハＴを搬送する際には、保持面上において重合ウェハＴの周囲を囲むように配置されたガイドピン２５を有する搬送アーム２３ｂを使用する。
　これにより、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離している場合であっても、レーザ照射装置３１から分離装置３２への重合ウェハＴの搬送に際しての慣性力により第２のウェハＷ２が落下することを抑制できる。
　レーザ照射装置３１から搬出された重合ウェハＴは、続いて、ウェハ搬送装置２２により分離装置３２に搬送される。分離装置３２では、図７に示したように、吸着チャック２００で第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂを吸着保持し、更に吸着パッド２１０で第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂを吸着保持する。その後、吸着パッド２１０が第２のウェハＷ２を吸着保持した状態で、当該吸着パッド２１０を上昇させて、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２を分離する。この際、上述したようにレーザ光Ｌの照射によってレーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の界面では接合強度が低下しているので、大きな荷重をかけることなく、第２のウェハＷ２を分離できる。
　分離された第２のウェハＷ２は、図１７に示すように、吸着パッド２１０からウェハ搬送装置２２の搬送アーム２３ａに受け渡され、反転装置３５に搬送される。そして、当該反転装置３５において表面Ｗ２ａが上側を向いた状態とされた後、第２の洗浄装置３４に搬送される。
　第２の洗浄装置３４では、第１のウェハＷ１から分離された側の面である表面Ｗ２ａが洗浄される。なお、第２の洗浄装置３４では表面Ｗ２ａと共に裏面Ｗ２ｂが洗浄されてもよい。また、表面Ｗ２ａと裏面Ｗ２ｂをそれぞれ洗浄する洗浄部を別々に設けてもよい。
　その後、第２の洗浄装置３４による洗浄が施された第２のウェハＷ２は、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１１のカセットＣｗ２に搬送される。
　一方、吸着チャック２００に保持されている第１のウェハＷ１については、図１７に示したように搬送アーム２３ｃに受け渡され、第１の洗浄装置３３に搬送される。この搬送アーム２３ｃによる搬送は、搬送アーム２３ａによる第２のウェハＷ２の搬送と同時に行われてもよいし、独立して行われてもよい。第１の洗浄装置３３では、第２のウェハＷ２から分離された側の面である表面Ｗ１ａ側、具体的にはレーザ吸収層Ｐの表面が洗浄される。なお、第１の洗浄装置３３では、レーザ吸収層Ｐの表面と共に、第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂが洗浄されてもよい。また、レーザ吸収層Ｐの表面と第１のウェハＷ１の裏面Ｗ１ｂをそれぞれ洗浄する洗浄部を別々に設けてもよい。
　その後、第１の洗浄装置３３による洗浄が施された第１のウェハＷ１は、ウェハ搬送装置２２によりカセット載置台１１のカセットＣｗ１に搬送される。
　こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
　なお、以上の実施形態に係るレーザ照射装置３１においては、上記したように重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射前後における第１のウェハＷ１に対する第２のウェハＷ２の偏心量の差分値に基づいて第２のウェハＷ２の分離を検知した。しかしながら、第２のウェハＷ２の検知機構の構成、及びこれを用いた検知方法は限定されず、上記構成、方法に代えて、又は加えて以下の少なくともいずれかの構成、方法を有していてもよい。
（１）上記したように、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射後、実際には第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離しているにも拘らず偏心（水平方向のズレ）が生じていない場合、第２のウェハＷ２の分離を適切に検知できない。
　そこで、レーザ照射装置３１における重合ウェハＴに対するレーザ光Ｌの照射後、処理位置Ａ２から受渡位置Ａ１までのチャック１００の移動に際して重合ウェハＴに負荷をかけることで、第２のウェハＷ２を第１のウェハＷ１からずらす（第２のウェハＷ２を水平方向に移動させる）ようにしてもよい。より具体的には、例えばレーザ光Ｌの照射後の処理位置Ａ２から受渡位置Ａ１までのチャック１００の移動にかかる加速度を、レーザ光Ｌの照射前の受渡位置Ａ１から処理位置Ａ２までのチャック１００の移動にかかる加速度と比較して大きくし、重合ウェハＴに負荷としての慣性力を与えてもよい。
　この時、レーザ光Ｌの照射後の重合ウェハＴにかける負荷の大きさは、分離された第２のウェハＷ２を第１のウェハＷ１上でずらすことができ、且つ、第２のウェハＷ２が分離していない場合には第１のウェハＷ１上で第２のウェハＷ２がずれない（第２のウェハＷ２が分離されない）程度の大きさに制御する。
　上記方法（１）によれば、レーザ光Ｌの照射後の重合ウェハＴに敢えて負荷をかけることで、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２に意図的に偏心（水平方向のズレ）を生じさせる。これにより、上記したような第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離しているにも拘らず偏心が生じていない状態を回避することができ、この結果、システム内において第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から落下する懸念を更に適切に抑制できる。
　また上記方法（１）によれば、このように第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２に意図的に偏心を生じさせることで、レーザ照射装置３１での処理に係るタクトを軽減できる。
　具体的に、上記方法（１）によれば、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２に意図的に偏心を生じさせることで、重合ウェハＴの周方向３６０度における外端部の撮像に代えて、外端部の少なくとも一部、例えば周方向の１箇所のみでエリア撮影することのみによって偏心を検知できる。このため、少なくとも重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射後の外端部の撮像に要する時間を省略でき、これによりタクトを軽減できる。
（２）レーザ照射装置３１においては、図４及び図５に示したウェハ落下防止ピン１０１に代えて、又は加えて、図１８に示すようにチャック１００の保持面上の重合ウェハＴの周囲を囲むように、複数、例えば３本の検知部としての接触式センサ１０８と、当該接触式センサ１０８による第２のウェハＷ２の分離を判定するための判定部としての算出部１０９と、を配置してもよい。この場合、上記実施形態に係る撮像機構１２０に代えて、又は加えて、これら接触式センサ１０８と算出部１０９が、本開示の技術に係る検知機構を構成する。
　なお、算出部１０９は、レーザ照射装置３１において独立して配置されてもよいし、制御装置４０に含まれていてもよい。
　上記構成（２）によれば、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射後における外端部の撮像に代えて、接触式センサ１０８と第２のウェハＷ２との接触の有無を判定することのみによって、第２のウェハＷ２の分離を検知できる。このため、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射後における撮像機構１２０による外端部の撮像を省略でき、これによりレーザ照射装置３１での処理に係るタクトを軽減できる。
　なお、本開示の技術に係るウェハ処理システム１においては、検知機構としての撮像機構１２０と、接触式センサ１０８の両方をレーザ照射装置３１に配置してもよい。この場合、撮像機構１２０による第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離の検知と、接触式センサ１０８によるえと、の両方が行われてもよい。
　またこの場合、接触式センサ１０８と第２のウェハＷ２の接触を検知した場合には、撮像機構１２０による第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離の検知（重合ウェハＴの外端部の撮像）は省略されてもよい。
（３）上記実施形態においては、撮像機構１２０により重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を撮像して得られた、レーザ光Ｌの照射前後における第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量の差分値に基づいて第２のウェハＷ２の分離を検知した。
　しかしながら、撮像機構１２０による重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部の撮像は必ずしもレーザ光Ｌの照射前後に行われる必要はなく、レーザ光Ｌの照射後のみに行われてもよい。
　上記方法（３）によっても、少なくともレーザ光Ｌの照射後における重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を撮像し、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２との偏心量（水平方向の位置ズレ量）を取得できれば、当該偏心量に基づいて第２のウェハＷ２の分離を判定できる。
（４）上記実施形態においては、撮像機構１２０により重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を撮像して得られた、レーザ光Ｌの照射前後における第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量の差分値に基づいて第２のウェハＷ２の分離を検知した。
　しかしながら、例えば撮像機構１２０の画角や撮像倍率等の要因により、撮像機構１２０によっては、チャック１００上における下側基板としての第１のウェハＷ１の外端部を撮像できない場合がある。
　そこで本開示の技術に係るウェハ処理システム１においては、撮像機構１２０により上側基板としての第２のウェハＷ２の外端部のみを撮像するようにしてもよい。
　この場合、撮像機構１２０による撮像結果から、レーザ光Ｌの照射前後におけるチャック１００上での第２のウェハＷ２の位置情報を取得し、レーザ光Ｌの照射前後におけるチャック１００の中心に対する第２のウェハＷ２の中心（より具体的には回転中心）の水平方向の偏心量（ズレ量）を検知する。そして、レーザ光の照射前のチャック１００の中心に対する第２のウェハＷ２の中心の偏心量と、レーザ光の照射後のチャック１００の中心に対する第２のウェハＷ２の中心の偏心量と、の差分値を算出することで、当該差分値に基づいて第２のウェハＷ２の分離を判定できる。
　上記方法（４）によれば、撮像機構１２０により重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を適切に撮像できない場合であっても、少なくとも第２のウェハＷ２の位置情報を取得することで、第２のウェハＷ２の分離を検知できる。
　（５）上記実施形態においては、撮像機構１２０により重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部を周方向３６０度で撮像することで第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の偏心量を算出し、第２のウェハＷ２の分離を検知した。
　しかしながら、撮像機構１２０による重合ウェハＴ（第１のウェハＷ１及び第２のウェハＷ２）の外端部の撮像は必ずしも周方向３６０度で行われる必要はなく、少なくとも重合ウェハＴの周方向の少なくとも２箇所（例えば周方向の基準位置０度の地点と、基準位置から周方向に９０度の地点）を撮像することによっても、第２のウェハＷ２の分離を検知できる。
　上記方法（５）によれば、重合ウェハＴの外端部を周方向３６０度で撮像することに代え、重合ウェハＴの外端部を周方向の２箇所でエリア撮影することによって第２のウェハＷ２の分離を検知できる。このため、レーザ光Ｌの照射後における撮像機構１２０による外端部の撮像時間を短縮でき、これによりレーザ照射装置３１での処理に係るタクトを軽減できる。
　（６）上記実施形態においては、レーザ照射部１１０により中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２にレーザ光Ｌを照射し、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度を低下させた。
　しかしながら、このように第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度を低下させた場合、上記したように重合ウェハＴの搬送に際しての慣性力により第２のウェハＷ２が落下するおそれがある。
　そこで本開示の技術に係るウェハ処理システム１では、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面における少なくとも一部の領域でレーザ光Ｌの照射を停止させ、レーザ光Ｌを照射しない当該少なくとも一部の領域で、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度を維持するようにしてもよい。
　より具体的にウェハ処理システム１では、図１９に示すように、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面において、外周領域Ｒ２の最外周位置に設定される最外周領域Ｒ０（図１９の（ａ）を参照）の一部や、中央領域Ｒ１の中心位置近傍に設定される中心領域Ｒ３（図１９の（ｂ）を参照）において、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度を低下させない領域を形成してもよい。
　上記方法（６）によれば、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面の少なくとも一部で接合強度を低下させない（レーザ光Ｌを照射しない）領域を形成することで、当該領域では第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されていないため、重合ウェハＴに作用する慣性力等により第２のウェハＷ２が落下することを抑制できる。
　本開示の技術に係るウェハ処理システム１においては、上記実施形態、上記方法（１）～上記方法（６）の少なくともいずれかにより、レーザ照射装置３１からの重合ウェハＴの搬出に先立って第２のウェハＷ２の分離を検知することで、システム内において第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から落下する懸念を抑制できる。
　また、このように上記方法（１）～上記方法（６）の少なくともいずれかを実行する場合においても、検知機構の「取得部」は、上記したようにカメラ１２１に代えて測長センサ（変位計）を使用できる。
　なお、上記実施形態では、図９で示したようにステップＳｔ６において第２のウェハＷ２の分離を検知した際に、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２とを順次レーザ照射装置３１から搬出（ステップＳｔ８、ステップＳｔ９）したが、分離を検知した際の動作はこれに限定されるものではない。
　例えば、上記したように第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２を独立してレーザ照射装置３１から搬出することに代え、ステップＳｔ１０と同様に、ガイドピン２５を備える搬送アーム２３ｂを用いて第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２を一体にレーザ照射装置３１から搬出するようにしてもよい。この場合、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から落下することを抑制するため、昇降ピン１００ａによる重合ウェハＴの昇降速度や、ウェハ搬送装置２２による重合ウェハＴの搬送速度は、通常時（ステップＳｔ６で第２のウェハＷ２の分離が検知されなかった場合）の移動速度である規定速度よりも低速に制御することが望ましい。
　また例えば、ステップＳｔ６において第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離が検知され、ウェハ搬送装置２２による重合ウェハＴの搬送が困難であると判定される場合には、制御装置４０によりアラームを発報し、以降の処理を停止してもよい。またこの場合、重合ウェハＴをオペレータの手回収によりレーザ照射装置３１から除去するようにしてもよい。
　なお、以上の実施形態では、レーザ吸収層Ｐから第２のウェハＷ２を分離するレーザリフトオフを行う際に、本開示のウェハ処理方法を適用した。しかしながら、本開示に係る技術は、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２が接合された重合ウェハＴにおいて、第１のウェハＷ１及び／又は第２のウェハＷ２の少なくとも一部を重合ウェハＴから分離する場合であれば任意に適用できる。
　例えば、半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成されたウェハのシリコン基板の内部に、面方向に沿ってレーザ光を照射して改質層を形成し、当該改質層を分離面としてウェハを分離することで、ウェハを薄化することが行われている。このレーザ光には、ＹＡＧレーザ光が用いられる。このようにウェハの薄化の基点となる分離面としての改質層を形成する際にも、本開示技術を適用することができる。
　また更に、本開示に係る技術は、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２が接合された重合ウェハＴにおいて、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２を分離するデボンダー技術においても適用することができる。
　なお、上記のようにシリコン基板の内部にレーザ光を照射して改質層を形成し、当該改質層を基点にウェハを分離する場合、レーザ照射装置３１においては、上記実施形態に示した第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２との水平方向の位置ズレ量に代えて、チャック１００に保持されて残置する下側ウェハと、分離により除去される対象の上側ウェハとの位置ズレを検知できればよい。
　具体的に、例えば撮像機構１２０や測長センサに代えてレーザ照射装置３１に分光干渉計を配置し、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の界面（より具体的には第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面）に生じた空間を重合ウェハＴの厚み方向（重合ウェハＴの高さ方向の位置情報）で検知することで、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されているか否かを判定してもよい。
　図２０に示すように、他の実施形態に係るレーザ照射装置３１０には、分光干渉計３２０が配置される。分光干渉計３２０は、ヘッド３２１と解析部３２２とを有する。
　ヘッド３２１は、チャック１００上の重合ウェハＴに測定光を照射する図示しない照射部と、重合ウェハＴの異なる高さ位置（第１の高さ位置Ｈ１及び第２の高さ位置Ｈ２：図２１及び図２２を参照）で反射した測定光（反射光）を受光して、当該反射光同士の干渉を検知する図示しない分光ユニットとを有する。照射部から照射される測定光としては、第２のウェハＷ（シリコン）に対して透過性を有する光が任意に選択される。
　解析部３２２は、ヘッド３２１により検知される第１の高さ位置Ｈ１と第２の高さ位置Ｈ２のそれぞれからの反射光同士の干渉を検知することで、第１の高さ位置Ｈ１と第２の高さ位置Ｈ２の間の距離を算出する。なお、解析部３２２は制御装置４０に組み込まれていてもよい。
　続いて、分光干渉計３２０を用いて行われる、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されているか否かの判定方法について説明する。
　上記実施形態と同様の方法により、中央領域Ｒ１及び外周領域Ｒ２にレーザ光Ｌが照射され、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度が低下された重合ウェハＴは、駆動機構１０５によって分光干渉計３２０の下方に移動される。続いて、チャック１００を回転させながら、図２１に示すように、ヘッド３２１の照射部からの測定光Ｌ２を重合ウェハＴに向けて照射するとともに、重合ウェハＴからの反射光を分光ユニットに進入させる。分光ユニットでは、重合ウェハＴの全面で反射光の干渉（反射スペクトル）を検知した場合、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されていると判定する。
　ただしこの時、上記実施形態で示したように、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度が低下された重合ウェハＴを保持したチャック１００を移動、回転させると、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から落下するおそれがある。
　かかる点に鑑みて、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの全面で接合強度が低下された重合ウェハＴを保持したチャック１００を移動、回転させる際には、この移動速度や回転速度を低下させることが望ましい。又は、チャック１００を移動、回転させることに代えて、分光干渉計３２０をチャック１００（重合ウェハＴ）の上方で相対的に移動、回転させるようにしてもよい。更に例えば、分光干渉計３２０をレーザ照射装置３１０と並べて、または一体に構成することで、レーザ照射装置３１０による接合強度の低下処理と、分光干渉計３２０による分離の判定を同時、または連続的に行うようにしてもよい。
　分光干渉計３２０による第２のウェハＷ２と第１のウェハＷ１の分離判定のより具体的な判定方法について説明する。
　レーザ光Ｌの照射により第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面で接合強度が低下し、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されている場合、図２１及び図２２で示したように、第２のウェハＷ２と第１のウェハＷ１の分離面（図示の例では第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面）では、第２のウェハＷ２と第１のウェハＷ１の間の隙間である空間Ｓが形成されていると考えられる。
　そして、このように第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面に空間Ｓが生じている場合、この空間の上面と下面という異なる第１の高さ位置Ｈ１と第２の高さ位置Ｈ２のそれぞれで測定光Ｌ２が反射し、図２１で示したように、それぞれからの反射光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが分光ユニットに進入することになる。
　分光ユニットでは、この反射光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂの干渉（反射スペクトル）を検知した場合、これに基づいて解析部３２２で空間Ｓの厚みｔ（第１の高さ位置Ｈ１と第２の高さ位置Ｈ２との間の距離）を算出する。算出された空間Ｓの厚みｔは、制御装置４０に出力される。
　制御装置４０では、この出力された厚みｔに基づいて、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面に空間Ｓが形成されたか否かを判定できる。そして、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）の全面で空間Ｓが形成されていると判定される場合、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐが完全に剥離しており、これにより第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されていると判定できる。
　一例において、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面（分離面）に空間Ｓが生じているか否かの判定は、重合ウェハＴに対するレーザ光Ｌの照射後における分光干渉計３２０による測定結果（厚みｔ）を、予め設定された第１閾値と比較することにより行うことができる。測定結果が予め設定された第１閾値を超えた際に、空間Ｓが形成されたと判定する。比較に用いられる第１閾値は、例えばレーザ照射装置３１でのレーザ光Ｌの照射前に同じ重合ウェハＴに対して測定を行って得られたものであってもよい。すなわち第１閾値は、レーザ光Ｌを照射していない（空間Ｓが生じていない）状態での測定結果を、レーザ光Ｌを照射した（空間Ｓが生じた）状態と比較するものであってよい。又は、第１閾値は、異なるウェハ（例えばダミーウェハ等）から予め得られたものであってもよい。すなわち第１閾値は、例えばレーザ光Ｌの照射により接合強度を低下させた異なるウェハでの測定結果を、レーザ光Ｌの照射により接合強度を低下させた実ウェハでの測定結果と比較するものであってもよい。
　なお、第１閾値として用いられる値としては、算出される空間Ｓの厚みｔを使用できる。この場合、第１閾値は、空間Ｓが形成されたと判定でいる値であり、空間Ｓが形成されたと判断される厚みであるｔ＞０より大きい値である。比較に用いられる第１閾値は、０より大きい値で設定されてもよい。
　そして制御装置４０では、第１閾値を超えた界面の領域が、予め定められた第２閾値を満たす場合に、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から分離されておらず、第２のウェハＷ２の落下が生じないと判定する。第２閾値は、後の重合ウェハＴの搬送等において、第２のウェハＷ２が第１のウェハＷ１から落下する可能性のない範囲で設定される。第２閾値は、例えば予めの実験やシミュレーションにより設定される。第２閾値として用いられる値としては、平面視における重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）の全面積に対する、空間Ｓが形成された領域の面積割合を使用できる。
　なお、分光干渉計３２０を用いた重合ウェハＴからの反射光の検知は、第１のウェハＷ１からの第２のウェハＷ２の分離を適切に検知するため、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）の全面で行われることが望ましい。ただし、検査に要する時間を短縮してスループットを向上することを目的として、レーザ吸収層Ｐに照射されたレーザ光Ｌの照射ピッチに対しての一部のみ（例えば径方向又は周方向の一部のみ）に対して行われてもよい。又は、例えば図１９で示したように第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面の一部で接合強度を低下させない領域を形成した場合には、この接合強度を低下させない領域のみを検査して、分離をしていなければ（厚みｔ＝０であれば）、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２が分離していないと判定してもよい。
　なお、上記他の実施形態においては、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離を検知するための分光干渉計３２０をレーザ照射装置３１０の内部に配置する場合を例に説明を行ったが、分光干渉計３２０はレーザ照射装置３１０の外部に配置されてもよい。すなわち、本開示に係る技術においては、ウェハ処理システム１に、レーザ照射装置３１と、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離を検知するための分光干渉計３２０を備えた検査装置（図示せず）を独立して配置してもよい。
　なお、上記の例では、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の界面に形成された空間Ｓを検知することで（厚みｔ＞０であることを検知することで）、第１のウェハＷ１から第２のウェハＷ２が分離されているかを判定したが、分離状態の検査方法はこれに限定されない。
　具体的に、レーザ照射装置３１０において第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の界面に空間Ｓが形成された重合ウェハＴは、図２２に示すように、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの剥離に起因して、重合ウェハＴの高さ（より具体的には第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂの高さ位置）が、変化すると考えられる。なお、図２２においては、空間Ｓの形成前の第２のウェハW２の位置を点線、空間Ｓの形成後の第２のウェハW２の位置を実線で示している。
　そこで、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離状態を把握するために空間Ｓが形成されているか否かを判定する際には、この重合ウェハＴの高さを測定してもよい。
　具体的に、例えば分光干渉計３２０にオプティカルフラット（基準水平面）を設け、このオプティカルフラットからの反射光と、第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂからの反射光の干渉（反射スペクトル）を検知してもよい。この場合、空間Ｓの形成前後で基準水平面と重合ウェハＴの高さの差分を算出し、この差分が空間Ｓの形成前後で変化していた場合に、空間Ｓが形成されていると判定できる。
　または、図１９で示したように第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面の一部で接合強度を低下させない領域を形成した場合には、この領域が、オプティカルフラットと同じ高さであれば、空間Ｓが形成されていないと判断される。
　また、このように重合ウェハＴの高さ（第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂの高さ位置）を測定する場合、上記実施形態において第１閾値との比較として用いた測定結果である空間Ｓの厚みｔに代えて、空間Ｓの形成により変化する重合ウェハＴの高さの変化量ｔ２（図２２を参照）を第１閾値との比較として用いられる測定結果として使用できる。
　更に例えば、分光干渉計３２０に代えて又は加えてチャック１００の上方に変位計（図示せず）を設け、当該変位計から第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂまでの距離を測定するようにしてもよい。換言すれば、例えば空間Ｓの形成前後における第２のウェハＷ２の裏面Ｗ２ｂまでの距離の変化量や、空間Ｓの形成された領域での裏面Ｗ２ｂまでの距離と接合強度を低下させていない領域（図１９を参照）での裏面Ｗ２ｂまでの距離との差分等を検知することで、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離を判定してもよい。この場合、図２０に示したレーザ照射装置３１０の構成において、分光干渉計３２０を図示しない変位計（測長センサ）に変更することのみによって装置を構成できる。
　なお、上記したレーザ照射装置では、予め設定されたチャック１００の中央領域Ｒ１、外周領域Ｒ２（図１０を参照）に対して、順次レーザ光Ｌの照射を行った。しかしながら、中央領域Ｒ１に対してレーザ光Ｌを照射するか否かの判断を、例えば、中央領域Ｒ１へのレーザ光Ｌの照射に先立って行うようにしてもよい。
　具体的には、重合ウェハＴ（レーザ吸収層Ｐ）に対するレーザ光Ｌの照射に際しては、先ず、外周領域Ｒ２へのレーザ光Ｌの照射に先立って、当該外周領域Ｒ２の位置情報を取得する。取得される位置情報は、一例として測長センサ等の変位計により得られる変位量（取得部と重合ウェハＴの間の距離）であり得る。
　外周領域Ｒ２の位置情報を取得すると、続いて、外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射を開始する。外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射方法は、上記したレーザ光Ｌの照射方法と同様である。
　続いて、中央領域Ｒ１へのレーザ光Ｌの照射に先立って、外周領域Ｒ２の位置情報を再取得する。なお、この位置情報を再取得は、中央領域Ｒ１へのレーザ光Ｌの照射に先立って、レーザ処理（重合ウェハＴの回転及びレーザ光Ｌの照射）を一時的に中断して行ってもよいし、または外周領域Ｒ２へのレーザ処理中に継続してずっと行っていてもよい。
　ここで、外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射前後で当該外周領域Ｒ２の位置情報に変化がなかった場合、または予め決められた閾値以上の変化がなかった場合、外周領域Ｒ２では、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面で完全には剥離が生じておらず、接合強度が未だ維持されているものと考えられる。一方、レーザ光Ｌの照射前後で外周領域Ｒ２の位置情報に閾値以上の変化があった場合、外周領域Ｒ２に対するレーザ光Ｌの照射中に、何らかの要因で第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面で剥離が生じ、接合強度が低下したものと考えられる。
　そこで、レーザ光Ｌの照射前後で外周領域Ｒ２の位置情報に閾値以上の変化がなく、接合強度が維持されていると考えられる場合には、中央領域Ｒ１に対するレーザ光Ｌの照射を継続して行う。
　第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度が低下した重合ウェハＴは、その後分離装置３２に搬送され、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離が行われる。
　一方、レーザ光Ｌの照射前後で外周領域Ｒ２の位置情報に閾値以上の変化が生じ、接合強度が低下したものと考えられる場合には、中央領域Ｒ１に対するレーザ光Ｌの照射を行わない。従って、中央領域Ｒ１で第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの接合強度を維持するようにする。
　この場合、重合ウェハＴは、分離装置３２に搬送されることなくレーザ照射装置から回収される。この時、重合ウェハＴは、搬送装置を介してカセットに回収されてもよいし、またはオペレータの手回収によりレーザ照射装置から除去されてもよい。
　このように、例えば外周領域Ｒ２の剥離状態に応じて中央領域Ｒ１に対してレーザ光Ｌを照射するか否かを判断することで、中央領域Ｒ１を含めた第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの界面の全面での完全な剥離を抑制し、レーザ照射装置内で第２のウェハＷ２を落下させることなく、安全に重合ウェハＴを搬出できる。
　なお、本説明では、外周領域Ｒ２へのレーザ光Ｌの照射に先立って当該外周領域Ｒ２の位置情報を取得し、このレーザ光Ｌの照射前の位置情報とレーザ光Ｌの照射後の位置情報との比較により剥離状態の判断を行った。しかしながら、レーザ光Ｌの照射前後の位置情報を比較することなく外周領域Ｒ２における剥離状態を判断できれば、必ずしもレーザ光Ｌの照射前における位置情報を取得する必要はなく、少なくとも中央領域Ｒ１へのレーザ光Ｌの照射前に位置情報等を取得して剥離状態を確認すればよい。
　なお、以上の実施形態では、第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａにレーザ吸収層Ｐ、デバイス層Ｄ２及び表面膜Ｆ２がこの順で積層され、レーザ吸収層Ｐと第２のウェハＷ２の界面を第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の分離面として設定したが、分離面の位置はこれに限定されない。
　具体的には、例えば第２のウェハＷ２の表面Ｗ２ａ側において、第２のウェハＷ２とレーザ吸収層Ｐの間に、第１のウェハＷ１と第２のウェハＷ２の剥離を促進するための剥離促進膜（図示せず）を形成し、当該剥離促進膜と第２のウェハＷ２の界面を分離面として設定してもよい。この場合、剥離促進膜を構成する材料としては、当該剥離促進膜と第２のウェハＷ２（シリコン等）との間の密着力が、当該剥離促進膜とレーザ吸収層Ｐ（酸化膜）との間の密着力と比較して少なくとも小さいものが選択されることが望ましい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　１　　　　ウェハ処理システム
　３１　　　レーザ照射装置
　４０　　　制御装置
　１００　　チャック
　１０４　　回転機構
　１０５　　駆動機構
　１０８　　接触式センサ
　１１０　　レーザ照射部
　１２０　　撮像機構
　Ｌ　　　　レーザ光
　Ｔ　　　　重合ウェハ
　Ｗ１　　　第１のウェハ
　Ｗ２　　　第２のウェハ
 
 

Claims (23)

  1. 基板を処理する基板処理システムであって、
    前記基板を保持する保持面を有する基板保持部と、
    前記基板保持部を水平方向に移動させる駆動機構と、
    前記基板保持部を回転させる回転機構と、
    前記保持面に保持された前記基板に対しレーザ光を照射して、当該基板の分離の基点となる分離面を形成するレーザ照射部と、
    前記基板保持部に保持される前記基板において、前記分離面を基点とした分離を検知する検知機構と、を備える基板処理システム。
  2. 前記検知機構は、
    少なくとも前記基板における前記分離面より上方の上側基板の位置情報を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された位置情報を基に、前記上側基板の分離を判定する判定部と、を含む、請求項１に記載の基板処理システム。
  3. 前記検知機構は、
    前記レーザ光の照射前後に前記上側基板の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における前記基板保持部の中心に対する前記上側基板の中心の水平方向のズレ量を検知し、
    前記レーザ光の照射前の前記ズレ量と、前記レーザ光の照射後の前記ズレ量との差分値に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項２に記載の基板処理システム。
  4. 前記検知機構は、
    前記レーザ光の照射前後に前記基板における前記分離面より下方の下側基板及び前記上側基板の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における前記下側基板に対する前記上側基板の水平方向のズレ量を検知し、
    前記レーザ光の照射前の前記ズレ量と、前記レーザ光の照射後の前記ズレ量との差分値に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項２に記載の基板処理システム。
  5. 前記検知機構は、
    前記レーザ光の照射後に前記基板における前記分離面より下方の下側基板及び前記上側基板の位置情報を取得して、前記下側基板に対する前記上側基板の水平方向のズレ量を検知し、
    当該ズレ量に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項２に記載の基板処理システム。
  6. 前記検知機構は、前記上側基板の高さ方向の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における上側基板の高さ位置の変化量、または、予め設定された基準水平面と取得された上側基板の高さ方向の位置情報との差分値、に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項２に記載の基板処理システム。
  7. 前記検知機構は、
    前記保持面上の基板の周囲を囲んで配置される複数の接触式センサと、
    前記接触式センサにより検知された情報を基に、前記基板の分離を判定する判定部と、を含み、
    前記判定部は、
    前記基板における前記分離面より上方の上側基板と前記接触式センサとの接触の検知により、前記上側基板の分離を判定する、請求項１に記載の基板処理システム。
  8. 前記検知機構は、前記基板の厚み方向において、異なる第１の高さ位置と第２の高さ位置とを検知する分光干渉計を有し、
    前記分光干渉計は、
    前記基板に向けて測定光を照射し、前記第１の高さ位置からの反射光と前記第２の高さ位置からの反射光の干渉を検知するヘッドと、
    前記反射光の干渉に基づいて前記第１の高さ位置と前記第２の高さ位置との間の距離を測定する解析部と、を有する、請求項１に記載の基板処理システム。
  9. 前記基板保持部は、
    前記保持面に保持された前記基板を下方から支持して昇降させる複数の昇降ピンと、
    前記保持面に保持された前記基板の周囲を囲んで配置され、前記昇降ピンと一体に昇降可能に構成された複数の基板落下防止用ピンと、を備える、請求項１に記載の基板処理システム。
  10. 前記基板を搬送する基板搬送機構を備え、
    前記基板搬送機構は、複数の搬送アームを含み、
    複数の前記搬送アームのうち少なくとも１つは、前記基板の周囲を囲んで配置される複数のガイドピンを有し、
    前記基板搬送機構は、
    前記レーザ照射部から前記分離面と基点として前記基板を分離する分離部に搬送される、前記レーザ光の照射後の前記基板を、前記ガイドピンを有する前記搬送アームにより保持して搬送する、請求項１に記載の基板処理システム。
  11. 前記駆動機構は、
    前記基板保持部に対する前記基板の受け渡しを行う受渡位置と、
    前記レーザ光の照射により前記分離面の形成を行う処理位置と、の間で前記基板保持部を移動可能に構成され、
    前記駆動機構の動作を少なくとも制御する制御機構は、
    前記レーザ光の照射後における前記処理位置から前記受渡位置への前記基板保持部の移動に際しての加速度を、
    前記レーザ光の照射前における前記受渡位置から前記処理位置への前記基板保持部の移動に際しての加速度と比較して大きくする制御を実行する、請求項１に記載の基板処理システム。
  12. 前記分離面を基点として前記基板を分離する分離部と、
    前記基板を搬送する基板搬送機構と、
    制御機構と、を備え、
    前記制御機構は、
    前記分離面を基点とした前記基板の分離を前記検知機構により検知した際に、前記基板搬送機構を用いて前記基板を前記分離部へと搬送し、
    当該分離部への搬送に際しての前記基板の搬送速度を、規定速度よりも低速に設定する制御を実行する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  13. 前記基板を搬送する基板搬送機構と、
    前記基板保持部に保持された前記基板を上方から吸着保持する搬送パッドと、
    制御機構と、を備え、
    前記制御機構は、
    前記分離面を基点とした前記基板の分離を前記検知機構により検知した際に、
    前記搬送パッドにより前記基板における前記分離面より上方の上側基板を吸着保持して、前記基板における前記分離面より下方の下側基板から退避させる制御と、
    前記基板搬送機構により前記基板保持部に保持された前記下側基板を搬送する制御と、
    前記搬送パッドにより吸着保持した前記上側基板を前記基板搬送機構に受け渡し、その後、当該上側基板を搬送する制御と、を実行する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  14. 前記分離面を基点として前記基板を分離する分離部と、
    前記基板を搬送する基板搬送機構と、
    制御機構と、を備え、
    前記制御機構は、
    前記分離面を基点とした前記基板の分離が前記検知機構により検知されなかった際に、前記基板搬送機構を用いて、前記分離面の形成後の前記基板を前記分離部へと搬送する制御を実行する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  15. 基板を処理する基板処理方法であって、
    前記基板を基板保持部の保持面に提供することと、
    前記保持面に保持された前記基板に対しレーザ光を照射して、当該基板の分離の基点となる分離面を形成することと、
    前記基板保持部に保持される前記基板において、前記分離面を基点とした分離を検知することと、を含む基板処理方法。
  16. 前記基板の分離の検知は、
    少なくとも前記基板における前記分離面より上方の上側基板の位置情報を取得することと、
    取得された前記位置情報を基に、前記上側基板の分離を判定することと、を含む、請求項１５に記載の基板処理方法。
  17. 前記基板の分離の検知に際しては、
    前記レーザ光の照射前後に前記上側基板の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における前記基板保持部の中心に対する前記上側基板の中心の水平方向のズレ量を検知し、
    前記レーザ光の照射前の前記ズレ量と、前記レーザ光の照射後の前記ズレ量との差分値に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項１６に記載の基板処理方法。
  18. 前記基板の分離の検知に際しては、
    前記レーザ光の照射前後に前記基板における前記分離面より下方の下側基板及び前記上側基板の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における前記下側基板に対する前記上側基板の水平方向のズレ量を検知し、
    前記レーザ光の照射前の前記ズレ量と、前記レーザ光の照射後の前記ズレ量との差分値に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項１６に記載の基板処理方法。
  19. 前記基板の分離の検知に際しては、
    前記レーザ光の照射後に前記基板における前記分離面より下方の下側基板及び前記上側基板の位置情報を取得して、前記下側基板に対する前記上側基板の水平方向のズレ量を検知し、
    当該ズレ量に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項１６に記載の基板処理方法。
  20. 前記基板の分離の検知に際しては、
    前記上側基板の高さ方向の位置情報を取得して、前記レーザ光の照射前後における上側基板の高さ位置の変化量、または、予め設定された基準水平面と取得された上側基板の高さ方向の位置情報との差分値、に基づいて、前記上側基板の分離を判定する、請求項１６に記載の基板処理方法。
  21. 前記基板の分離の検知を、
    前記保持面上の基板の周囲を囲んで配置される複数の接触式センサと、前記基板における前記分離面より上側の上側基板との接触の検知により判定する、請求項１５に記載の基板処理方法。
  22. 前記基板の分離の検知を、
    前記基板の厚み方向において、異なる第１の高さ位置と第２の高さ位置とを検知することにより判定する、請求項１５に記載の基板処理方法。
  23. 前記基板への前記レーザ光の照射を行うレーザ照射装置において、
    前記基板保持部は、
    前記基板保持部に対する前記基板の受け渡しを行う受渡位置と、
    前記レーザ光の照射により前記分離面の形成を行う処理位置と、の間で移動可能に構成され、
    前記レーザ光の照射後における前記処理位置から前記受渡位置への前記基板保持部の移動に際しての加速度を、
    前記レーザ光の照射前における前記受渡位置から前記処理位置への前記基板保持部の移動に際しての加速度と比較して大きくする、請求項１５に記載の基板処理方法。
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