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基板处理方法和基板处理装置与流程

2022-11-14 02:31:28 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种基板处理方法和基板处理装置。


背景技术:

2.在专利文献1中公开了一种半导体装置的制造方法。该半导体装置的制造方法包括以下工序:加热工序,从半导体基板的背面照射co2激光来将剥离氧化膜局部地加热;以及转印工序,在剥离氧化膜中和/或剥离氧化膜与半导体基板之间的界面处产生剥离,来使半导体元件转印于转印对象基板。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2007-220749号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.本公开所涉及的技术在第一基板与第二基板接合而成的重合基板中将第二基板从第一基板适当地剥离。
8.用于解决问题的方案
9.本公开的一个方式是第一基板与第二基板接合而成的重合基板的处理方法,在所述第二基板上按照剥离促进层、激光吸收层的顺序层叠形成有所示剥离促进层、所述激光吸收层,所述处理方法包括:对所述激光吸收层照射激光,并在所述激光吸收层的内部产生应力;以及沿所述第二基板与所述剥离促进层的边界将所述第二基板从所述第一基板剥离。
10.发明的效果
11.根据本公开,能够在第一基板与第二基板接合而成的重合基板中将第二基板从第一基板适当地剥离。
附图说明
12.图1是示出通过晶圆处理系统被处理的重合晶圆的一例的侧视图。
13.图2是示意性地示出晶圆处理系统的结构的概要的俯视图。
14.图3是示出界面用激光照射装置的结构的概要的侧视图。
15.图4是示出界面用激光照射装置的结构的概要的俯视图。
16.图5是示出形成本实施方式所涉及的剥离改性层的情形的说明图。
17.图6是示出本实施方式所涉及的剥离改性层的形成例的俯视图。
18.图7是示出本实施方式所涉及的晶圆处理中的、重合晶圆的内部的气体流动的说明图。
19.图8是示出本实施方式所涉及的剥离改性层的其它形成例的俯视图。
20.图9是示出本实施方式所涉及的第二晶圆的剥离的情形的说明图。
21.图10是示出本实施方式所涉及的第二晶圆的剥离的情形的说明图。
22.图11是示出第二晶圆的按压的情形的说明图。
23.图12是示出第二晶圆的按压的情形的说明图。
24.图13是示出其它实施方式中的重合晶圆的结构的概要的侧视图。
25.图14是示出本实施方式所涉及的边缘修剪处理的流程的说明图。
具体实施方式
26.近年来,在led的制造工艺中,进行使用激光来将gan(氮化镓)系化合物结晶层(材料层)从蓝宝石基板剥离的、所谓的激光剥离。在像这样进行激光剥离的背景下,由于蓝宝石基板针对短波长的激光(例如uv光)具有透过性,因此能够使用针对激光吸收层的吸收率高的短波长的激光,并且激光的选择范围也大。
27.另一方面,在半导体器件的制造工艺中,进行将形成于一个基板(半导体等硅基板)的表面的器件层转印于其它基板。一般来说,硅基板针对nir(近红外线)的区域的激光具有透过性,但激光吸收层针对nir的激光也具有透过性,因此器件层可能会受损。因此,在半导体器件的制造工艺中,使用fir(远红外线)的区域的激光来进行激光剥离。
28.一般来说,例如能够通过co2激光来使用fir波长的激光。在上述的专利文献1所记载的方法中,通过向作为激光吸收层的剥离氧化膜照射co2激光,来在剥离氧化膜与基板的界面处产生剥离。
29.然而,本发明的发明人们经过认真研究后发现:在激光剥离方法中,有时未适当地产生基板与激光吸收层的剥离、即无法适当地进行转印。具体地说,如果在激光吸收层的面内存在有未被照射激光从而激光吸收层与基板的接合强度未下降的区域,则在该未被照射激光的区域中,晶圆w被从内部剥离,可能会使晶圆w的一部分(硅片)与器件层一同被转印于转印处理后的激光吸收层的表面。
30.本公开所涉及的技术在第一基板与第二基板接合而成的重合基板中将第二基板从第一基板适当地剥离。下面,参照附图来对本实施方式所涉及的作为基板处理装置的晶圆处理系统、以及作为基板处理方法的晶圆处理方法进行说明。此外,在本说明书和附图中,对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的附图标记,由此省略重复说明。
31.如图1所示,在本实施方式所涉及的晶圆处理中被处理的作为重合基板的重合晶圆t是作为第一基板的第一晶圆w1与作为第二基板的第二晶圆w2接合而成的。下面,将第一晶圆w1中与第二晶圆w2接合的一侧的面称作表面w1a,将与表面w1a相反一侧的面称作背面w1b。同样地,将第二晶圆w2中与第一晶圆w1接合的一侧的面称作表面w2a,将与表面w2a相反一侧的面称作背面w2b。
32.第一晶圆w1例如为硅基板等半导体晶圆。在第一晶圆w1的表面w1a形成有包括多个器件的器件层d1。在器件层d1还形成有表面膜f1,经由该表面膜f1而与第二晶圆w2接合在一起。作为表面膜f1,例如能够列举氧化膜(sio2膜、teos膜)、sic膜、sicn膜或粘接剂等。此外,还有时在表面w1a未形成器件层d1和表面膜f1。
33.第二晶圆w2也例如为硅基板等半导体晶圆。在第二晶圆w2的表面w2a,从表面w2a侧起按照剥离促进层p2、激光吸收层p、器件层d2、表面膜f2的顺序层叠形成有剥离促进层
p2、激光吸收层p、器件层d2以及表面膜f2,经由表面膜f2而与第一晶圆w1接合在一起。器件层d2、表面膜f2分别与第一晶圆w1的器件层d1、表面膜f1相同。作为激光吸收层p,列举如后述那样能够吸收激光(例如co2激光)的例如氧化膜(sio2膜、teos膜)等。形成剥离促进层p2是为了容易地进行第二晶圆w2从第一晶圆w1的剥离(转印),该剥离促进层p2由使与第二晶圆w2(硅)的密合性比与激光吸收层p的密合性低的材料、例如氮化硅(sin)形成。此外,还有时在表面w2a未形成剥离促进层p2、激光吸收层p、器件层d2以及表面膜f2。在该情况下,剥离促进层p2、激光吸收层p形成于形成有器件层d1及表面膜f1的第一晶圆w1的表面w1a,该器件层d1被转印于第二晶圆w2侧。
34.对第二晶圆w2的周缘部we被进行了倒角加工,周缘部we的截面的厚度随着去向其前端而减小。在半导体器件的制造工艺中,有时去除像这样形成的第二晶圆w2的背面来将其进行薄化,在该薄化处理中,周缘部we可能会成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。于是,在第二晶圆w2的周缘部we产生破片,第二晶圆w2可能会受损。因此,有时在该薄化处理前预先进行去除第二晶圆w2的周缘部we的后述的边缘修剪。周缘部we是在该边缘修剪中被去除的部分,例如为从第二晶圆w2的外端部起的径向0.5mm~3mm的范围。
35.在本实施方式所涉及的后述的晶圆处理系统1中,进行作为晶圆处理的前述的激光剥离处理、即向第一晶圆w1侧转印器件层d2的转印处理,或者进行作为晶圆处理的前述的边缘修剪处理、即去除第二晶圆w2的周缘部we的去除处理。
36.如图2所示,晶圆处理系统1具有将搬入搬出块g1、搬送块g2以及处理块g3连接为一体的结构。搬入搬出块g1、搬送块g2以及处理块g3以从x轴负方向侧起按照所记载的顺序排列的方式配置。
37.搬入搬出块g1例如与外部之间分别搬入和搬出分别能够收容多个重合晶圆t、多个第一晶圆w1、多个第二晶圆w2的盒ct、cw1、cw2。在搬入搬出块g1设置有盒载置台10。在图示的例子中,在盒载置台10上将多个、例如三个盒ct、cw1、cw2沿y轴方向自由地载置成一列。此外,载置于盒载置台10的盒ct、cw1、cw2的个数并不限定于本实施方式,能够任意地决定。
38.在搬送块g2且盒载置台10的x轴正方向侧,与该盒载置台10相邻地设置有晶圆搬送装置20。晶圆搬送装置20构成为在沿y轴方向延伸的搬送路21上移动自如。另外,晶圆搬送装置20具有保持并搬送重合晶圆t、第一晶圆w1以及第二晶圆w2的例如两个搬送臂22、22。各搬送臂22构成为在水平方向、铅垂方向上移动自如并且绕水平轴及铅垂轴移动自如。此外,搬送臂22的结构并不限定于本实施方式,能够采用任意的结构。而且,晶圆搬送装置20构成为能够对盒载置台10的盒ct、cw1、cw2以及后述的传送装置30搬送重合晶圆t、第一晶圆w1以及第二晶圆w2。
39.在搬送块g2且晶圆搬送装置20的x轴正方向侧,与该晶圆搬送装置20相邻地设置有用于交接重合晶圆t、第一晶圆w1以及第二晶圆w2的传送装置30。
40.处理块g3具有晶圆搬送装置40、周缘去除装置50、清洗装置60、内部用激光照射装置70以及界面用激光照射装置80。
41.晶圆搬送装置40构成为在沿x轴方向延伸的搬送路41上移动自如。另外,晶圆搬送装置40具有保持并搬送重合晶圆t、第一晶圆w1以及第二晶圆w2的例如两个搬送臂42、42。各搬送臂42构成为在水平方向、铅垂方向上移动自如并且绕水平轴和铅垂轴移动自如。此
外,搬送臂42的结构并不限定于本实施方式,能够采用任意的结构。而且,晶圆搬送装置40构成为能够对传送装置30、周缘去除装置50、清洗装置60、内部用激光照射装置70以及界面用激光照射装置80搬送重合晶圆t、第一晶圆w1以及第二晶圆w2。
42.周缘去除装置50设置于晶圆搬送装置40的y轴正方向侧,用于进行第二晶圆w2的周缘部we的去除、即边缘修剪处理。清洗装置60设置于晶圆搬送装置40的y轴负方向侧,用于在剥离后或去除周缘部we之后进行重合晶圆t的清洗。作为第二激光照射部的内部用激光照射装置70设置于晶圆搬送装置40的y轴正方向侧,用于向第二晶圆w2的内部照射激光(内部用激光,例如yag激光),来形成作为周缘部we的剥离的基点的后述的周缘改性层m2。界面用激光照射装置80设置于晶圆搬送装置40的y轴负方向侧,用于向形成于第二晶圆w2的表面w2a的激光吸收层p照射激光(界面用激光,例如co2激光)。此外,在后文中叙述界面用激光照射装置80的结构。
43.在以上的晶圆处理系统1设置有作为控制部的控制装置90。控制装置90例如为计算机,具有程序保存部(未图示)。在程序保存部中保存有用于控制晶圆处理系统1中的重合晶圆t的处理的程序。另外,在程序保存部中还保存有用于控制上述的各种处理装置、搬送装置等的驱动系统的动作来实现晶圆处理系统1中的后述的晶圆处理的程序。此外,上述程序可以记录于可由计算机读取的存储介质h中,并从该存储介质h安装于控制装置90中。
44.晶圆处理系统1如以上那样构成,在晶圆处理系统1中,能够分别进行上述的重合晶圆t的激光剥离处理,即、对第一晶圆w1转印器件层d2的转印处理以及上述的第二晶圆w2的边缘修剪处理。此外,例如在晶圆处理系统1中不进行第二晶圆w2的边缘修剪处理的情况下,能够省略周缘去除装置50和内部用激光照射装置70。
45.另外,在本实施方式中,如后述那样在界面用激光照射装置80中进行第二晶圆w2从第一晶圆w1的剥离,但也可以在晶圆处理系统1中还另外设置作为剥离部的剥离装置。
46.接着,对上述的界面用激光照射装置80进行说明。
47.如图3和图4所示,界面用激光照射装置80具有通过上表面来保持重合晶圆t的吸盘100。吸盘100对第一晶圆w1的背面w1b的一部分或整面进行吸附保持。在吸盘100设置有用于与搬送臂42之间进行重合晶圆t的交接的升降销(未图示)。升降销构成为从贯通吸盘100地形成的贯通孔(未图示)中穿过且升降自如,该升降销从重合晶圆t的下方支承该重合晶圆t并使其进行升降。
48.吸盘100经由空气轴承101被支承于滑动台102。在滑动台102的下表面侧设置有旋转机构103。旋转机构103例如内置有马达来作为驱动源。吸盘100构成为通过旋转机构103经由空气轴承101绕θ轴(铅垂轴)旋转自如。滑动台102构成为通过设置于其下表面侧的移动机构104能够沿导轨105移动自如,该导轨105设置于基台106且沿y轴方向延伸。此外,关于移动机构104的驱动源并无特别限定,例如使用线性马达。
49.在吸盘100的上方设置有作为激光照射部的激光头110。激光头110具有透镜111。透镜111是设置于激光头110的下表面的筒状的构件,用于向保持于吸盘100的重合晶圆t照射激光。在本实施方式中,激光为脉冲状的co2激光,从激光头110发出的激光透过第二晶圆w2并照射于激光吸收层p。此外,co2激光的波长例如为8.9μm~11μm。另外,激光头110构成为通过升降机构(未图示)升降自如。此外,激光的光源设置于激光头110的外部的相分离的位置。
50.另外,在吸盘100的上方设置有作为剥离部的搬送垫120,所述搬送垫120在其下表面具有用于对第二晶圆w2的背面w2b进行吸附保持的吸附面。搬送垫120构成为通过升降机构(未图示)升降自如。搬送垫120在吸盘100与搬送臂42之间搬送第二晶圆w2。具体地说,在使吸盘100移动到搬送垫120的下方(与搬送臂42进行交接的交接位置)后,使搬送垫120下降来吸附并保持第二晶圆w2的背面w2b,之后,再次使搬送垫120上升来将第二晶圆w2从第一晶圆w1剥离。将剥离后的第二晶圆w2从搬送垫120交接到搬送臂42,并从界面用激光照射装置80搬出。此外,搬送垫120可以构成为通过翻转机构(未图示)使晶圆的表面和背面翻转。
51.接着,说明使用如以上那样构成的晶圆处理系统1进行的晶圆处理。此外,在以下的说明中,说明在晶圆处理系统1中进行激光剥离处理的情况,即、将第二晶圆w2的器件层d2转印于第一晶圆w1的情况。此外,在本实施方式中,预先在晶圆处理系统1的外部的接合装置(未图示)中将第一晶圆w1与第二晶圆w2接合来形成重合晶圆t。
52.首先,将收纳有多个重合晶圆t的盒ct载置于搬入搬出块g1的盒载置台10。接着,通过晶圆搬送装置20将盒ct内的重合晶圆t取出。将从盒ct中取出的重合晶圆t经由传送装置30交接到晶圆搬送装置40,之后搬送到界面用激光照射装置80。在界面用激光照射装置80中,将第二晶圆w2从第一晶圆w1剥离(激光剥离处理)。
53.具体地说,首先,通过移动机构104使从搬送臂42经由升降销被吸附保持于吸盘100的重合晶圆t移动到处理位置。该处理位置是能够从激光头110向重合晶圆t(激光吸收层p)照射激光的位置。
54.接着,如图5和图6所示,从激光头110朝向第二晶圆w2的背面w2b脉冲状地照射激光l(co2激光)。此时,激光l从第二晶圆w2的背面w2b侧透过该第二晶圆w2和剥离促进层p2,并且被激光吸收层p吸收。而且,在吸收了该激光l的激光吸收层p的内部,如图7的(a)所示那样产生应力。下面,有时将像这样通过照射激光通过产生而形成的、作为第二晶圆w2的剥离的基点(器件层d2的转印的基点)的应力的蓄积层称作“剥离改性层m1”。此外,通过形成剥离改性层m1,被照射于激光吸收层p的激光l的全部能量几乎被吸收,不会到达器件层d2。因此,能够抑制器件层d2受损。
55.在此,照射于激光吸收层p的激光l的输出被控制为不会使剥离促进层p2与激光吸收层p由于通过照射该激光l产生的应力而剥离。
56.像这样,通过以不会由于照射激光l而产生剥离促进层p2与激光吸收层p的剥离的方式消除所产生的应力的释放空间,来使应力蓄积在激光吸收层p的内部,由此形成剥离改性层m1。更具体地说,例如通过照射激光将激光吸收层p气体化,来如上述那样消除所产生的气体的释放空间,由此使压缩应力蓄积为剥离改性层m1。另外,例如通过吸收激光来使激光吸收层p产生热,通过剥离促进层p2与激光吸收层p的热膨胀系数之差,来使剪切应力蓄积为剥离改性层m1。
57.通过照射激光l而产生的应力通常如上述那样存留于激光l的照射位置(激光吸收层p的内部),并形成剥离改性层m1。然而,在本实施方式中,在第二晶圆w2的表面w2a与激光吸收层p之间形成有剥离促进层p2,剥离促进层p2与第二晶圆w2的密合性比剥离促进层p2与激光吸收层p的密合性小。因此,如图7的(b)所示,在激光吸收层p的内部产生的应力透过剥离促进层p2并蓄积在剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面处。换言之,通过照射激光l而产
生的应力移动到能够更稳定地滞留的剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面并蓄积在该界面处。而且,当像这样在剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面蓄积有应力时,由此,剥离促进层p2与第二晶圆w2的接合强度下降。
58.而且,在本实施方式中,在俯视时的激光吸收层p的整面进行针对该激光吸收层p的激光l的照射、即剥离促进层p2与第二晶圆w2的剥离。具体地说,在向激光吸收层p照射激光l时,通过旋转机构103使吸盘100(重合晶圆t)旋转,并且通过移动机构104使吸盘100沿y轴方向移动。于是,激光l例如被从径向外侧朝向内侧地照射于激光吸收层p,其结果是,在激光吸收层p的整个面内,从外侧朝向内侧螺旋状地照射激光l。此外,图6所示的黑底箭头表示吸盘100的旋转方向。此外,剥离改性层m1的形成方向也可以是从径向内侧向外侧。
59.在此,将相邻的剥离改性层m1的形成间隔、换言之为激光l的脉冲间隔(频率)控制为相邻的剥离改性层m1中不会由于在形成该剥离改性层m1时产生的冲击而产生剥离的间隔。具体地说,例如优选相邻的剥离改性层m1以俯视时彼此不重叠的方式形成。另外,此时,优选相邻的剥离改性层m1以彼此靠近的方式形成。
60.此外,如图8所示,可以在激光吸收层p中同心圆状且环状地照射激光l。但是,在该情况下,交替地进行吸盘100的旋转和吸盘100的y方向,因此通过如上述那样螺旋状地照射激光l能够缩短照射时间来提高生产率。
61.另外,在本实施方式中,在向激光吸收层p照射激光l时,使吸盘100进行了旋转,但也可以使激光头110移动来使激光头110相对于吸盘100相对地旋转。另外,使吸盘100沿y轴方向进行了移动,但也可以使激光头110沿y轴方向移动。
62.当在激光吸收层p的面内前表面进行激光l的照射时,接着,通过移动机构104使吸盘100移动到搬送垫120的下方的交接位置。在交接位置,如图9的(a)所示那样通过搬送垫120来吸附并保持第二晶圆w2的背面w2b,之后,如图9的(b)所示那样搬送垫120上升,由此将第二晶圆w2从剥离促进层p2(第一晶圆w1)剥离。由此,形成于第二晶圆w2的表面的器件层d2被转印于第一晶圆w1。此时,如上所述,在剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面蓄积有由于照射激光而产生的应力,接合强度下降了,因此不用施加大的荷重就能够将第二晶圆w2从剥离促进层p2剥离。
63.另外,此时,如上所述,剥离改性层m1以互不重叠的方式形成,但当在该剥离改性层m1的形成位置处产生了第二晶圆w2与剥离促进层p2的剥离时,通过形成剥离改性层m1而蓄积的应力被释放到外部。而且,在本实施方式中,如上述那样将剥离改性层m1彼此接近地形成,因此当在相邻地形成的剥离改性层m1的形成位置处产生了剥离时、即在相邻位置处应力被释放到外部时,进行连锁开放。即,当通过使搬送垫120上升来将剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面的一部分剥离时,由此,以该剥离部位为起点使第二晶圆w2的整面连锁剥离。即,不用施加大的荷重就能够更适当地从剥离促进层p2剥离第二晶圆w2。
64.另外,在像这样被照射了激光l的激光吸收层p中,如图1所示,有时形成有例如由于激光l的频率、吸盘100的转速等的关系而未照射激光l从而未产生剥离促进层p2与第二晶圆w2的剥离的区域(未剥离区域r1)。然而,根据本实施方式,剥离促进层p2由与第二晶圆w2(硅)的密合性低的材料形成,因此,即使在像这样形成未剥离区域r1的情况下,也能够容易地进行剥离促进层p2与第二晶圆w2的剥离。而且,由于像这样适当地将剥离促进层p2与第二晶圆w2剥离,因此能够适当地抑制第二晶圆w2的一部分(硅片)被转印于剥离第二晶圆
w2后的剥离促进层p2的表面。另外,由此能够抑制剥离后的第二晶圆w2的损伤。
65.此外,在像这样适当地进行剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面处的剥离的情况下,需要使通过照射激光而产生的应力透过剥离促进层p2。具体地说,例如在使激光吸收层p气体化的情况下,需要使所产生的气体透过激光吸收层p。另外,例如在利用热膨胀系数之差进行剥离促进层p2与第二晶圆w2的剥离的情况下,需要使通过照射激光而产生的热适当地传热到剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面。然而,在剥离促进层p2的膜厚大的情况下,所产生的应力有时无法适当地透过剥离促进层p2而残留于剥离促进层p2与激光吸收层p的界面。因此,为了在剥离促进层p2与第二晶圆w2的界面处适当地进行剥离,优选剥离促进层p2的膜厚相对于激光吸收层p而言较薄,具体地说,例如优选剥离促进层p2的膜厚为激光吸收层p的膜厚的十分之一左右。通过像这样减小剥离促进层p2的膜厚,能够使所产生的应力适当地透过剥离促进层p2,从而能够降低使第二晶圆w2与剥离促进层p2的接合强度。即,能够将第二晶圆w2从剥离促进层p2适当地剥离。
66.但是,即使在剥离促进层p2的膜厚大从而所产生的应力未适当地透过剥离促进层p2而残留于剥离促进层p2与激光吸收层p的界面的情况下,剥离促进层p2也能够作为第二晶圆w2的保护膜发挥作用。即,能够适当地抑制由于第二晶圆w2从内部剥离而使硅片与器件层d2一同被转印于剥离后的界面。
67.具体地说,通过在剥离促进层p2与激光吸收层p的界面产生的应力来形成剥离改性层m1并在该界面残留有应力的情况下,如图10所示,第二晶圆w2以剥离促进层p2和激光吸收层p为边界从第一晶圆w1剥离。此时,第二晶圆w2隔着剥离促进层p2从激光吸收层p剥离,因此在剥离界面不会残留第二晶圆w2。即,由此能够保护第二晶圆w2的表面w2a,从而能够抑制对剥离面的损伤。
68.将从第一晶圆w1剥离后的第二晶圆w2从搬送垫120交接到晶圆搬送装置40的搬送臂42,并搬送到盒载置台10的盒cw2。此外,可以在向搬送到盒cw2搬送从界面用激光照射装置80搬出的第二晶圆w2之前,在清洗装置60中清洗该第二晶圆w2的表面w2a。
69.另一方面,经由升降销将保持于吸盘100的第一晶圆w1交接到晶圆搬送装置40的搬送臂42,并搬送到清洗装置60。在清洗装置60中,对作为剥离面的剥离促进层p2的表面进行刷洗。此外,在清洗装置60中,可以将第一晶圆w1的背面w1b与剥离促进层p2的表面一同进行清洗。
70.之后,通过晶圆搬送装置20将被实施了与器件层d2向第一晶圆w1的转印有关的全部处理后的第一晶圆w1经由传送装置30搬送到盒载置台10的盒cw1。通过这样,晶圆处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。
71.根据以上的实施方式,通过在第二晶圆w2与激光吸收层p之间形成有剥离促进层p2,能够将第二晶圆w2从第一晶圆w1适当地剥离,即能够适当地进行器件层d2的转印处理。具体地说,通过照射激光而在激光吸收层p产生的应力移动到第二晶圆w2与剥离促进层p2的边界,由此该第二晶圆w2与剥离促进层p2的边界处的接合强度下降,因此能够适当地将第二晶圆w2与剥离促进层p2剥离。另外,此时,由于剥离促进层p2由与第二晶圆w2的密合性低的材料(例如sin)形成,因此能够更适当地对第二晶圆w2进行剥离促进层p2的剥离。
72.此外,在上述实施方式中,使用与第二晶圆w2(硅)的密合性低的材料来作为剥离促进层p2,但使用于剥离促进层p2的材料并不限定于此,例如也可以使用热膨胀系数与第
二晶圆w2(硅)的热膨胀系数不同的材料。在该情况下,由于通过对激光吸收层p照射激光l而产生的热引起的变形量在第二晶圆w2与剥离促进层p2中不同,由此,在第二晶圆w2与剥离促进层p2的界面产生剪切力,能够将第二晶圆w2与剥离促进层p2剥离。特别地,在如上述那样在第二晶圆w2与剥离促进层p2的界面产生剪切应力并该剪切应力蓄积为剥离改性层m1的情况下,通过像这样使用热膨胀系数不同的材料作为剥离促进层p2,能够更适当地进行第二晶圆w2与剥离促进层p2的剥离。
73.此外,在以上的实施方式中,通过照射激光l来将第二晶圆w2从剥离促进层p2剥离,但在进行该第二晶圆w2的剥离时,有时在重合晶圆t产生翘曲。而且,在像这样重合晶圆t产生了翘曲的情况下,可能会无法适当地进行晶圆处理系统1中的晶圆处理。因此,为了抑制该重合晶圆t的翘曲,可以在对激光吸收层p照射激光l时从上方按压重合晶圆t。
74.例如,在重合晶圆t以变形为上凸形状的方式产生翘曲的情况下,如图11所示,可以通过按压构件200来按压重合晶圆t的中心部。具体地说,在进行第二晶圆w2的剥离时,首先,在按压构件200的按压范围即激光吸收层p的中心部预先形成剥离改性层m1。关于剥离改性层m1的相对于径向的形成方向并无特别限定。当在激光吸收层p的中心部形成剥离改性层m1时,接着,通过按压构件200来按压形成有该剥离改性层m1的、重合晶圆t中心部。而且,之后,在通过按压构件200按压着中心部的状态下,在激光吸收层p的外周部形成剥离改性层m1,然后,将第二晶圆w2剥离。此时,由于通过按压构件200压制着重合晶圆t的中心部,因此能够抑制在向激光吸收层p的外周部形成剥离改性层m1以及剥离第二晶圆w2时在重合晶圆t产生翘曲。
75.此外,由于在照射激光l时使重合晶圆t旋转,因此期望按压构件200的端部构成为能够与重合晶圆t一同旋转。
76.另外,例如在重合晶圆t以变形为下凸形状的方式产生翘曲的情况下,如图12所示,可以通过按压构件200来按压重合晶圆t的周缘部we。具体地说,在进行第二晶圆w2的剥离时,首先,在按压构件200的按压范围即激光吸收层p的外周部预先形成剥离改性层m1。当在激光吸收层p的外周部形成剥离改性层m1时,接着,通过按压构件200来按压形成有该剥离改性层m1的、重合晶圆t的外周部。而且,之后,在通过按压构件200按压着外周部的状态下,在激光吸收层p的中心部形成剥离改性层m1,之后将第二晶圆w2剥离。此时,由于通过按压构件200压制着重合晶圆t的外周部,因此能够抑制在向激光吸收层p的中心部形成剥离改性层m1以及剥离第二晶圆w2时在重合晶圆t产生翘曲。
77.此外,在通过以上的实施方式被处理的重合晶圆t中,如图13所示,可以在激光吸收层p与器件层d2之间设置有反射膜r。即,反射膜r形成于激光吸收层p中的、与激光l的入射面相反一侧的面。使用针对激光l的反射率高且融点高的材料、例如金属膜来作为反射膜r。此外,器件层d2是具有功能的层,与反射膜r不同。
78.在该情况下,从激光头110发出的激光l透过第二晶圆w2,并在激光吸收层p几乎被全部吸收,但即使存在未吸收完全的激光l,也会被反射膜r反射。其结果是,激光l不会到达器件层d2,能够可靠地抑制器件层d2受损。
79.另外,被反射膜r反射后的激光l在激光吸收层p被吸收。因而,能够使第二晶圆w2的剥离效率提高。
80.此外,在以上的实施方式中,说明了在晶圆处理系统1中进行重合晶圆t的激光剥
离处理即针对第一晶圆w1的、器件层d2的转印处理的情况,但如上述那样,能够在晶圆处理系统1中进行第二晶圆w2的边缘修剪处理。下面,说明在晶圆处理系统1中进行第二晶圆w2的边缘修剪的情况。
81.首先,通过晶圆搬送装置20从载置于搬入搬出块g1的盒载置台10的盒ct中取出重合晶圆t,并经由传送装置30交接到晶圆搬送装置40,之后搬送到内部用激光照射装置70。
82.在内部用激光照射装置70中,如图14的(a)所示那样向第二晶圆w2的内部照射激光l2(yag激光),来形成在后述的边缘修剪中作为去除周缘部we时的基点的周缘改性层m2。从周缘改性层m2起沿第二晶圆w2的厚度方向延展出裂纹c2。裂纹c2的上端部和下端部分别到达例如第二晶圆w2的背面w2b和表面w2a。接着,通过晶圆搬送装置40将在第二晶圆w2的内部形成有周缘改性层m2的重合晶圆t搬送到界面用激光照射装置80。
83.在界面用激光照射装置80中,在重合晶圆t中,第二晶圆w2的作为去除对象的周缘部we处的、剥离促进层p2与第二晶圆w2的接合强度下降。具体地说,如图14的(b)所示,向激光吸收层p照射激光l(co2激光),在比通过内部用激光照射装置70形成的周缘改性层m2更靠径向外侧的位置,在激光吸收层p的内部产生应力。并且,所产生的应力如图14的(c)所示那样透过剥离促进层p2,由此应力蓄积在第二晶圆w2与剥离促进层p2的边界处。
84.接着,通过晶圆搬送装置40将在周缘部we的整面形成有剥离改性层m1且剥离促进层p2与第二晶圆w2的接合强度下降了的重合晶圆t搬送到周边去除装置50。
85.在周缘去除装置50中,在重合晶圆t中,如图14的(d)所示,以周缘改性层m2和裂纹c2为基点去除第二晶圆w2的周缘部we(边缘修剪)。此外,能够任意地选择周缘去除装置50的边缘修剪方法。此时,在去除周缘部we时,通过形成剥离改性层m1而使第二晶圆w2与剥离促进层p2的接合强度下降了,因此能够容易地进行周缘部we的去除。
86.接着通过晶圆搬送装置40将第二晶圆w2的周缘部we被去除了的重合晶圆t搬送到清洗装置60。在清洗装置60中,进行重合晶圆t的刷洗。之后,通过晶圆搬送装置40将被实施了全部处理的重合晶圆t从清洗装置60搬出,通过晶圆搬送装置20经由传送装置30搬送到盒载置台10的盒ct。通过这样,晶圆处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。
87.如以上那样,根据本公开所涉及的技术,在界面用激光照射装置80中能够使周缘部we处的第二晶圆w2与剥离促进层p2的接合强度下降,由此,能够在周缘去除装置50中适当地进行周缘部we的去除、即边缘修剪。
88.此外,通过内部用激光照射装置70和界面用激光照射装置80对重合晶圆t进行处理的处理顺序不限定于上述实施方式,可以在通过界面用激光照射装置80进行周缘部we的剥离之后,通过内部用激光照射装置70形成周缘改性层m2。
89.应当认为,本次公开的实施方式在所有方面均为例示,而非限制性的。上述的实施方式可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地以各种方式进行省略、置换、变更。
90.附图标记说明
91.d2:器件层;l:激光;p:激光吸收层;p2:剥离促进层;t:重合晶圆;w1:第一晶圆;w2:第二晶圆;w2a:表面;w2b:背面。
再多了解一些

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