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JP7815447B2 - Substrate processing system, substrate processing method, and device structure - Google Patents
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JP7815447B2 - Substrate processing system, substrate processing method, and device structure - Google Patents

Substrate processing system, substrate processing method, and device structure

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JP7815447B2 JP2024536783A JP2024536783A JP7815447B2 JP 7815447 B2 JP7815447 B2 JP 7815447B2 JP 2024536783 A JP2024536783 A JP 2024536783A JP 2024536783 A JP2024536783 A JP 2024536783A JP 7815447 B2 JP7815447 B2 JP 7815447B2
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Description

本開示は、基板処理システム、基板処理方法及びデバイス構造に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing system, a substrate processing method, and a device structure.

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酸化膜を熱膨張させることにより剥離を生じさせて、半導体素子を転写先基板に転写させる工程と、を含む。Patent Document 1 discloses transferring a semiconductor element from a semiconductor substrate having a separation oxide film and a semiconductor element formed on its surface to a destination substrate. The method described in Patent Document 1 includes a step of irradiating the backside of the semiconductor substrate with light to locally heat the separation oxide film, and a step of thermally expanding the separation oxide film and/or at the interface between the separation oxide film and the semiconductor substrate to cause separation, thereby transferring the semiconductor element to the destination substrate.

日本国 特開2007-220749号公報Japan Patent Publication No. 2007-220749

本開示にかかる技術は、レーザ吸収層が第1の基板と第2の基板の界面に形成された重合基板において、第1の基板とレーザ吸収層の剥離を適切に行う。 The technology disclosed herein properly separates a first substrate from a laser absorption layer in a composite substrate in which the laser absorption layer is formed at the interface between the first substrate and the second substrate.

本開示の一態様は、第1の基板、少なくともレーザ吸収層を含む界面層、及び第2の基板が積層して形成された重合基板を処理する基板処理システムであって、前記レーザ吸収層に対してレーザ光をパルス状に照射するレーザ照射部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザ吸収層に前記レーザ光を照射して生じる熱により前記第1の基板または前記界面層を膨張させ、当該膨張により生じる応力により、前記第1の基板と前記レーザ吸収層の界面、または前記界面層と前記前記レーザ吸収層の界面において剥離が生じるように、前記レーザ照射部における前記レーザ光の照射を制御する。 One aspect of the present disclosure is a substrate processing system for processing a laminated substrate formed by stacking a first substrate, an interface layer including at least a laser absorption layer, and a second substrate, the system comprising: a laser irradiation unit that irradiates the laser absorption layer with pulsed laser light; and a control unit, wherein the control unit controls the irradiation of the laser light by the laser irradiation unit so that the heat generated by irradiating the laser absorption layer with the laser light causes the first substrate or the interface layer to expand, and the stress generated by the expansion causes delamination at the interface between the first substrate and the laser absorption layer, or at the interface between the interface layer and the laser absorption layer.

本開示によれば、レーザ吸収層が第1の基板と第2の基板の界面に形成された重合基板において、第1の基板とレーザ吸収層の剥離を適切に行うことができる。 According to the present disclosure, in a polymerized substrate in which a laser absorption layer is formed at the interface between a first substrate and a second substrate, the first substrate and the laser absorption layer can be properly peeled off.

実施の形態にかかる重合ウェハの構成例を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a configuration example of an overlapping wafer according to an embodiment. 実施の形態に係るウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。1 is a plan view showing an outline of the configuration of a wafer processing system according to an embodiment; 一実施形態に係るレーザ照射装置の構成の概略を示す平面図である。1 is a plan view showing an outline of the configuration of a laser irradiation device according to an embodiment; 一実施形態に係るレーザ照射装置の構成の概略を示す側面図である。1 is a side view showing an outline of the configuration of a laser irradiation device according to an embodiment. 一実施形態に係る分離装置の動作の様子を示す側面図である。FIG. 4 is a side view illustrating an operation of the separation device according to the embodiment. レーザ光が照射された重合ウェハの様子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the state of the overlapped wafer irradiated with laser light. ウェハ処理システムにおけるウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing the main steps of wafer processing in the wafer processing system. 重合ウェハに生じた熱の拡散の様子を示す説明図である。10 is an explanatory diagram showing the diffusion of heat generated in the overlapping wafer. FIG. レーザ光の照射による第1のウェハの膨張の様子を示す説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams showing expansion of the first wafer due to irradiation with laser light; レーザ光が照射された重合ウェハの様子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the state of the overlapped wafer irradiated with laser light. 第1のウェハとレーザ吸収層の剥離の様子を示す説明図である。10A and 10B are explanatory views showing how the first wafer and the laser absorption layer are peeled off from each other. 第1のウェハとレーザ吸収層の剥離の様子を示す説明図である。10A and 10B are explanatory views showing how the first wafer and the laser absorption layer are peeled off from each other. 第1の基板に形成された改質層を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modified layer formed on a first substrate. 第1の基板に形成された改質層を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a modified layer formed on a first substrate. 剥離促進層とレーザ吸収層の剥離の様子を示す説明図である。10 is an explanatory diagram showing how the peeling-promoting layer and the laser absorbing layer are peeled off. FIG. 他の実施形態に係るウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing main steps of wafer processing according to another embodiment.

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1のウェハの表面に形成されたデバイス層を第2のウェハに転写することが行われている。この第2のウェハに対するデバイス層の転写は、第1のウェハとデバイス層の間に形成されたレーザ吸収層に対してレーザ光を照射し、当該第1のウェハとレーザ吸収層を剥離させることにより実行される。In the semiconductor device manufacturing process, a device layer formed on the surface of a first semiconductor substrate (hereinafter referred to as "wafer") is transferred to a second wafer in a bonded wafer. The transfer of the device layer to the second wafer is carried out by irradiating a laser beam onto a laser absorption layer formed between the first wafer and the device layer, thereby peeling the first wafer away from the laser absorption layer.

デバイス層の転写は、例えば特許文献1に開示された方法により行われる。すなわち、半導体基板に形成された剥離酸化膜(レーザ吸収層)に光(レーザ光)を照射することで当該剥離酸化膜を局所的に加熱した後、例えば剥離酸化膜と半導体基板の界面に改質膜を形成し、当該改質膜を基点として剥離を生じさせて半導体素子を転写先基板に転写する。The transfer of the device layer is performed, for example, using the method disclosed in Patent Document 1. That is, a peeled oxide film (laser absorption layer) formed on a semiconductor substrate is irradiated with light (laser light) to locally heat the peeled oxide film, and then a modified film is formed, for example, at the interface between the peeled oxide film and the semiconductor substrate. Peeling occurs using the modified film as a base point, and the semiconductor element is transferred to the destination substrate.

ここで、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、上記した第1のウェハとレーザ吸収層の界面で剥離を生じさせるための新たな手法に想到するに至った。具体的には、レーザ吸収層に対してレーザ光を照射し、当該レーザ吸収層を熱膨張させて剥離することに代え、レーザ吸収層に対してレーザ光を照射し、これにより発生する熱により第1のウェハを膨張させて、第1のウェハとレーザ吸収層の界面で剥離を生じさせる手法を見出した。 After extensive research, the inventors have come up with a new method for causing delamination at the interface between the first wafer and the laser absorption layer. Specifically, instead of irradiating the laser absorption layer with laser light to thermally expand the laser absorption layer and cause delamination, they have discovered a method in which the laser absorption layer is irradiated with laser light, and the heat generated thereby expands the first wafer, causing delamination at the interface between the first wafer and the laser absorption layer.

本開示に係る技術は、レーザ吸収層が第1の基板と第2の基板の界面に形成された重合基板において、第1の基板とレーザ吸収層の剥離を適切に行う。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および基板処理方法としてのウェハ処理方法ついて、図面を参照して説明する。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。 The technology disclosed herein appropriately separates a first substrate and a laser absorption layer in a laminated substrate in which the laser absorption layer is formed at the interface between the first substrate and the second substrate. A wafer processing system as a substrate processing system and a wafer processing method as a substrate processing method according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that in this specification and drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

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Wと、第2のウェハSとが接合された重合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Wにおいて、第2のウェハSと接合される側の面を表面Waといい、表面Waと反対側の面を裏面Wbという。同様に、第2のウェハSにおいて、第1のウェハWと接合される側の面を表面Saといい、表面Saと反対側の面を裏面Sbという。In the wafer processing system 1 according to this embodiment, which will be described later, processing is performed on a laminated wafer T, which is a laminated substrate formed by bonding a first wafer W and a second wafer S, as shown in FIG. 1. Hereinafter, the surface of the first wafer W that is bonded to the second wafer S will be referred to as the front surface Wa, and the surface opposite the front surface Wa will be referred to as the back surface Wb. Similarly, the surface of the second wafer S that is bonded to the first wafer W will be referred to as the front surface Sa, and the surface opposite the front surface Sa will be referred to as the back surface Sb.

第1の基板としての第1のウェハWは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。一実施形態において、第1のウェハWは略円板形状を有する。第1のウェハWの表面Waには、複数の膜が積層した積層膜が形成されている。積層膜は、表面Wa側から順にレーザ吸収層P、デバイス層Dw及び表面膜Fwを含む。デバイス層Dwは、複数のデバイスを含む。表面膜Fwとしては、例えば酸化膜(THOX膜、SiO膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜又は接着剤などが挙げられる。第1のウェハWは、この表面膜Fwを介して第2のウェハSと接合される。なお、表面Waには、デバイス層Dwと表面膜Fwが形成されていない場合もある。この場合、レーザ吸収層Pは第2のウェハS側に形成され、後述する第2のウェハS側のデバイス層Dsが第1のウェハW側に転写される。 The first wafer W as the first substrate is a semiconductor wafer such as a silicon substrate. In one embodiment, the first wafer W has a substantially circular disk shape. A laminated film formed of multiple films is formed on the surface Wa of the first wafer W. The laminated film includes, in order from the surface Wa side, a laser absorption layer P, a device layer Dw, and a surface film Fw. The device layer Dw includes multiple devices. Examples of the surface film Fw include an oxide film (THOX film, SiO 2 film, TEOS film), a SiC film, a SiCN film, or an adhesive. The first wafer W is bonded to the second wafer S via this surface film Fw. Note that the device layer Dw and the surface film Fw may not be formed on the surface Wa. In this case, the laser absorption layer P is formed on the second wafer S side, and the device layer Ds on the second wafer S side, which will be described later, is transferred to the first wafer W side.

レーザ吸収層Pは、後述するようにレーザ照射部110からの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(SiO膜、TEOS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。レーザ吸収層Pは、例えば後述するウェハ処理システム1の外部において、CVD(Chemical Vapor Deposition)プロセスにより形成される。レーザ吸収層Pとしての酸化膜(SiO膜、TEOS膜)の組成は、CVDプロセスに用いられる処理ガスの種類や混合比等に応じて任意に変更できる。なお、本開示の技術に係るウェハ処理に用いられるレーザ吸収層Pの組成の詳細については後述する。 The laser absorbing layer P absorbs the laser light irradiated from the laser irradiation unit 110, as described below. For example, an oxide film ( SiO2 film, TEOS film) is used for the laser absorbing layer P, but there is no particular limitation as long as it absorbs laser light. The laser absorbing layer P is formed, for example, by a chemical vapor deposition (CVD) process outside the wafer processing system 1 described below. The composition of the oxide film ( SiO2 film, TEOS film) serving as the laser absorbing layer P can be changed as desired depending on the type and mixture ratio of the processing gas used in the CVD process. Details of the composition of the laser absorbing layer P used in wafer processing according to the technology of the present disclosure will be described later.

第2の基板としての第2のウェハSは、例えばシリコン基板等の半導体ウェハである。第2のウェハSの表面Saには、積層膜が形成されている。積層膜は、デバイス層Dsと表面膜Fsを表面Sa側からこの順に有する。デバイス層Dsと表面膜Fsはそれぞれ、第1のウェハWのデバイス層Dwと表面膜Fwと同様である。そして、第1のウェハWの表面膜Fwと第2のウェハSの表面膜Fsが接合される。なお、表面Saには、デバイス層Dsと表面膜Fsが形成されていない場合もある。 The second wafer S serving as the second substrate is a semiconductor wafer such as a silicon substrate. A laminated film is formed on the surface Sa of the second wafer S. The laminated film has a device layer Ds and a surface film Fs, in this order from the surface Sa side. The device layer Ds and surface film Fs are the same as the device layer Dw and surface film Fw of the first wafer W, respectively. The surface film Fw of the first wafer W and the surface film Fs of the second wafer S are then bonded. Note that the device layer Ds and surface film Fs may not be formed on the surface Sa.

なお、本開示の技術においては、第1のウェハWと第2のウェハSの界面に形成された積層膜、具体的にはレーザ吸収層P、デバイス層Dw、Ds、表面膜Fw、Fsを併せて、「界面層」という場合がある。本開示の技術において、界面層は、少なくともレーザ吸収層Pを含む。
なお、第1のウェハWと第2のウェハSの界面に形成される積層膜の種類は、図1に示した例に限定されない。例えば積層膜は、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの剥離を適切に行うための、後述する「剥離促進膜」を含んでもよい。この場合、上記した界面層には剥離促進膜が含まれる。
In the technology of the present disclosure, the laminated films formed at the interface between the first wafer W and the second wafer S, specifically the laser absorption layer P, the device layers Dw, Ds, and the surface films Fw, Fs, may be collectively referred to as the “interface layer.” In the technology of the present disclosure, the interface layer includes at least the laser absorption layer P.
The type of the laminated film formed at the interface between the first wafer W and the second wafer S is not limited to the example shown in Fig. 1. For example, the laminated film may include a "peeling-promoting film" (described later) for appropriately peeling the first wafer W and the laser absorption layer P. In this case, the above-mentioned interface layer includes the peeling-promoting film.

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軸負方向側に配置され、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軸正方向側に配置されている。 As shown in Figure 2, the wafer processing system 1 has a configuration in which a load/unload block 10, a transfer block 20, and a processing block 30 are connected together. The load/unload block 10 and the processing block 30 are arranged around the transfer block 20. Specifically, the load/unload block 10 is located on the negative Y-axis side of the transfer block 20. The laser irradiation device 31 and the separation device 32, which will be described later, of the processing block 30 are located on the negative X-axis side of the transfer block 20, and the first cleaning device 33 and the second cleaning device 34, which will be described later, are located on the positive X-axis side of the transfer block 20.

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W、複数の第2のウェハSをそれぞれ収容可能なカセットCt、Cw、Cs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、Cw、Cs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、Cw、Cs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。 The load-in/load-out block 10 loads and unloads cassettes Ct, Cw, and Cs, each capable of holding multiple overlapping wafers T, multiple first wafers W, and multiple second wafers S, to and from the outside. The load-in/load-out block 10 is provided with a cassette mounting table 11. In the illustrated example, the cassette mounting table 11 can mount multiple cassettes, for example, three cassettes Ct, Cw, and Cs, in a row in the X-axis direction. The number of cassettes Ct, Cw, and Cs mounted on the cassette mounting table 11 is not limited to this embodiment and can be determined arbitrarily.

搬送ブロック20には、X軸方向に延伸する搬送路21上を移動可能に構成されたウェハ搬送装置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W又は第2のウェハSを保持して搬送する、例えば2つの搬送アーム23、23を有している。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可能に構成されている。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。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、Cw、Cs、レーザ照射装置31、分離装置32、第1の洗浄装置33及び第2の洗浄装置34に対して、重合ウェハT、第1のウェハW、第2のウェハSを搬送可能に構成されている。The transfer block 20 is provided with a wafer transfer device 22 that is movable on a transfer path 21 extending in the X-axis direction. The wafer transfer device 22 has, for example, two transfer arms 23, 23 that hold and transfer the overlapped wafer T, the first wafer W, or the second wafer S. Each transfer arm 23 is configured to be movable horizontally, vertically, around a horizontal axis, and around a vertical axis. Note that the configuration of the transfer arm 23 is not limited to this embodiment and may be any configuration. The wafer transfer device 22 is configured to transfer the overlapped wafer T, the first wafer W, or the second wafer S to the cassettes Ct, Cw, and Cs on the cassette mounting table 11, the laser irradiation device 31, the separation device 32, the first cleaning device 33, and the second cleaning device 34.

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及び第2の洗浄装置34を有している。一例において、レーザ照射装置31と分離装置32は、搬送ブロック20のX軸負方向側において積層して配置される。また、第1の洗浄装置33と第2の洗浄装置34は、搬送ブロック20のX軸正方向側において積層して配置される。なお、レーザ照射装置31、分離装置32、第1の洗浄装置33及び第2の洗浄装置34の数や配置はこれに限定されるものではない。 The processing block 30 has a laser irradiation device 31, a separation device 32, a first cleaning device 33, and a second cleaning device 34. In one example, the laser irradiation device 31 and the separation device 32 are stacked on the negative side of the X-axis of the transport block 20. The first cleaning device 33 and the second cleaning device 34 are stacked on the positive side of the X-axis of the transport block 20. Note that the number and arrangement of the laser irradiation device 31, separation device 32, first cleaning device 33, and second cleaning device 34 are not limited to this.

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1のウェハWの表面Waに形成されたレーザ吸収層Pにレーザ光を照射して第1のウェハW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の低下した界面(本実施形態においては第1のウェハW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。The laser irradiation device 31 irradiates the interior of the overlapped wafer T, more specifically, the laser absorption layer P formed on the surface Wa of the first wafer W, with laser light to reduce the bonding strength at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P. In the technology disclosed herein, the interface with reduced bonding strength within this overlapped wafer T (in this embodiment, the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P) is sometimes referred to as the "separation surface."

図3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から後述のチャック100に重合ウェハTの受け渡しができる位置であって、且つ、後述のカメラ120により重合ウェハT(レーザ吸収層P)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。 As shown in Figure 3, a transfer position A1 and a processing position A2 are set up inside the laser irradiation device 31. The transfer position A1 is a position where the laminated wafer T can be transferred from the transport arm 23 to the chuck 100 described below, and where the laminated wafer T (laser absorbing layer P) can be imaged by the camera 120 described below. The processing position A2 is a position where the laminated wafer T (laser absorbing layer P) can be irradiated with laser light from the laser irradiation unit 110 described below.

図3及び図4に示すように、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は上面に重合ウェハTの保持面を備え、第2のウェハSの裏面Sbの全面、又は裏面Sb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。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(図示せず)が設けられている。昇降ピンは、チャック100を貫通して形成された貫通孔(図示せず)を挿通し、昇降可能に構成されている。3 and 4, the laser irradiation device 31 has a chuck 100 as a substrate holder that holds the overlapped wafer T on its upper surface. The chuck 100 has a holding surface for the overlapped wafer T on its upper surface, and adsorbs and holds the entire back surface Sb of the second wafer S or a portion of the radially inner side of the back surface Sb. Examples of the chuck 100 include an electrostatic chuck (ESC) or a vacuum chuck. The chuck 100 is provided with lifting pins (not shown) for supporting and raising and lowering the overlapped wafer T from below. The lifting pins are inserted through through holes (not shown) formed through the chuck 100 and are configured to be able to be raised and lowered.

チャック100は、エアベアリング101を介して、スライダテーブル102に支持されている。スライダテーブル102の下面側には、回転機構103が設けられている。回転機構103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103によってエアベアリング101を介して、θ軸(鉛直軸)回りに回転可能に構成されている。スライダテーブル102は、その下面側に設けられた移動機構104によって、基台105に設けられY軸方向に延伸するレール106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、移動機構104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。 The chuck 100 is supported by the slider table 102 via an air bearing 101. A rotation mechanism 103 is provided on the underside of the slider table 102. The rotation mechanism 103 incorporates, for example, a motor as a drive source. The chuck 100 is configured to be rotatable around the θ axis (vertical axis) via the air bearing 101 by the rotation mechanism 103. The slider table 102 is configured to be movable between the transfer position A1 and processing position A2 by a movement mechanism 104 provided on its underside along rails 106 provided on a base 105 and extending in the Y-axis direction. The drive source of the movement mechanism 104 is not particularly limited, but a linear motor, for example, is used.

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を有している。レーザ照射部110は、レーザ光を走査(スキャン)させることができる。以下の説明において、レーザ光を走査させるとは、レーザ照射部110のレンズ113から照射されるレーザ光を、レーザ吸収層Pに対して移動させることをいう。 A laser irradiation unit 110 is provided above the chuck 100 at processing position A2. The laser irradiation unit 110 has a laser head 111, an optical system 112, and a lens 113. The laser irradiation unit 110 can scan the laser light. In the following description, scanning the laser light means moving the laser light irradiated from the lens 113 of the laser irradiation unit 110 relative to the laser absorption layer P.

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COレーザ光であり、CO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。 The laser head 111 has a laser oscillator (not shown) that oscillates a pulsed laser beam. This laser beam is a so-called pulsed laser. In this embodiment, the laser beam is a CO2 laser beam, and the wavelength of the CO2 laser beam is, for example, 8.9 μm to 11 μm. The laser head 111 may also have other devices in addition to the laser oscillator, such as an amplifier.

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、レーザ光を走査させるレーザ走査部(図示せず)を有している。レーザ走査部には、例えばロータリーウェッジスキャナやガルバノスキャナが用いられる。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。 The optical system 112 includes an optical element (not shown) that controls the intensity and position of the laser light, an attenuator (not shown) that attenuates the laser light to adjust its output, and a laser scanning unit (not shown) that scans the laser light. The laser scanning unit may be, for example, a rotary wedge scanner or a galvanometer scanner. The optical system 112 may also be configured to control the branching of the laser light.

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1のウェハWを透過し、レーザ吸収層Pに照射される。レンズ113は、移動機構(図示せず)によって水平方向に移動可能に構成されていてもよいし、昇降機構(図示せず)によって鉛直方向に昇降可能に構成されていてもよい。 The lens 113 irradiates the overlapped wafer T held by the chuck 100 with laser light. The laser light emitted from the laser irradiation unit 110 passes through the first wafer W and is irradiated onto the laser absorption layer P. The lens 113 may be configured to be movable horizontally by a movement mechanism (not shown), or may be configured to be movable vertically by a lifting mechanism (not shown).

また、受渡位置A1におけるチャック100の上方には、カメラ120が設けられている。カメラ120は、マクロカメラやマイクロカメラ等から選択される1つ以上のカメラを有している。なお、カメラ120は、移動機構(図示せず)によって水平方向に移動可能に構成されていてもよいし、昇降機構(図示せず)によって鉛直方向に昇降可能に構成されていてもよい。 A camera 120 is provided above the chuck 100 at the transfer position A1. The camera 120 has one or more cameras selected from a macro camera, a micro camera, etc. The camera 120 may be configured to be movable horizontally by a movement mechanism (not shown), or may be configured to be movable vertically by a lifting mechanism (not shown).

カメラ120は、チャック100に保持された重合ウェハTを撮像する。カメラ120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。カメラ120で撮像された画像データは、後述する制御装置40に出力される。The camera 120 captures an image of the laminated wafer T held by the chuck 100. The camera 120 is equipped with, for example, a coaxial lens, irradiates infrared light (IR), and receives reflected light from the object. The image data captured by the camera 120 is output to the control device 40, which will be described later.

分離部としての分離装置32は、レーザ照射装置31で接合強度が低下された、剥離部分としての第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面を基点として第2のウェハS(重合ウェハT)から第1のウェハWを剥離する。 The separation device 32 as a separation section peels the first wafer W from the second wafer S (polymerized wafer T) using the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P as the peeling portion, where the bonding strength has been reduced by the laser irradiation device 31, as the base point.

一例において分離装置32は、図5に示すように、第2のウェハSの裏面Sbを下方から吸着保持する吸着チャック200と、第1のウェハWの裏面Wbを上方から吸着保持する吸着パッド210とを有する。そして分離装置32では、図5に示すように吸着チャック200が第2のウェハSを吸着保持し、吸着パッド210が第1のウェハW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1のウェハWを剥離する。 In one example, as shown in Figure 5, the separation device 32 has a suction chuck 200 that suction-holds the back surface Sb of the second wafer S from below, and a suction pad 210 that suction-holds the back surface Wb of the first wafer W from above. In the separation device 32, as shown in Figure 5, with the suction chuck 200 suction-holding the second wafer S and the suction pad 210 suction-holding the first wafer W, the suction pad 210 is raised to peel off the first wafer W from the laser absorption layer P.

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2のウェハSから第1のウェハWを剥離できれば、任意の構成をとることができる。 The configuration of the separation device 32 is not limited to this, and any configuration can be used as long as it can peel the first wafer W from the second wafer S.

第1の洗浄装置33は、分離装置32での剥離により分離された第2のウェハSの表面Sa側を洗浄する。例えば第2のウェハSの表面Sa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2のウェハS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2のウェハSの表面Sa側と共に、裏面Sbを洗浄する構成を有していてもよい。 The first cleaning device 33 cleans the front surface Sa side of the second wafer S separated by peeling in the separation device 32. For example, a brush is brought into contact with the laser absorption layer P on the front surface Sa side of the second wafer S to clean the laser absorption layer P. Note that pressurized cleaning liquid may be used to clean the second wafer S. The first cleaning device 33 may also be configured to clean the back surface Sb of the second wafer S as well as the front surface Sa side.

第2の洗浄装置34は、分離装置32での剥離により分離された第1のウェハWの表面Wa側を洗浄する。例えば第1のウェハWの表面Waにブラシを当接させて、当該表面Waを洗浄する。なお、第1のウェハW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1のウェハWの表面Wa側と共に、裏面Wbを洗浄する構成を有していてもよい。 The second cleaning device 34 cleans the front surface Wa of the first wafer W separated by peeling in the separation device 32. For example, a brush is brought into contact with the front surface Wa of the first wafer W to clean the front surface Wa. Note that pressurized cleaning liquid may be used to clean the first wafer W. The second cleaning device 34 may also be configured to clean the back surface Wb of the first wafer W as well as the front surface Wa.

なお、本実施形態においては、上記したように第2のウェハSを洗浄する第1の洗浄装置33と第1のウェハW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Wの洗浄と第2のウェハSの洗浄は、同一の洗浄装置を用いて行われてもよい。この場合、第1のウェハWと第2のウェハSの洗浄は同時に行われてもよいし、又は独立して行われてもよい。 In this embodiment, as described above, the first cleaning apparatus 33 for cleaning the second wafer S and the second cleaning apparatus 34 for cleaning the first wafer W are arranged independently, but the cleaning of the first wafer W and the cleaning of the second wafer S may be performed using the same cleaning apparatus. In this case, the cleaning of the first wafer W and the second wafer S may be performed simultaneously or independently.

また、本実施形態においては、分離装置32を用いて第2のウェハSから第1のウェハWを剥離したが、レーザ照射装置31の内部においてかかる剥離を行ってもよい。例えばレーザ照射装置31の受渡位置A1に、昇降可能な搬送パッド(図示せず)を設ける。そして、チャック100が第2のウェハSを吸着保持した状態で、搬送パッドで第1のウェハWを吸着保持し、更に搬送パッドを上昇させることで、第2のウェハSから第1のウェハWを剥離する。 In addition, in this embodiment, the first wafer W is separated from the second wafer S using the separation device 32, but such separation may also be performed inside the laser irradiation device 31. For example, a liftable transfer pad (not shown) is provided at the transfer position A1 of the laser irradiation device 31. Then, while the chuck 100 is holding the second wafer S by suction, the transfer pad is used to hold the first wafer W by suction, and the transfer pad is then raised to separate the first wafer W from the second wafer S.

以上のウェハ処理システム1には、制御部としての制御装置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。 The wafer processing system 1 described above is provided with a control device 40 as a control unit. The control device 40 is, for example, a computer, and has a program storage unit (not shown). The program storage unit stores a program that controls the processing of the laminated wafer T in the wafer processing system 1. The program storage unit also stores a program that controls the operation of the drive systems of the various processing devices and transport devices described above to realize the wafer processing described below in the wafer processing system 1. The program may be recorded on a computer-readable storage medium H and installed from the storage medium H into the control device 40. The storage medium H may be temporary or non-temporary.

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Wと第2のウェハSが接合され、予め重合ウェハTが形成されている。Next, we will explain wafer processing performed using the wafer processing system 1 configured as described above. In this embodiment, the first wafer W and the second wafer S are bonded in a bonding device (not shown) external to the wafer processing system 1 to form a laminated wafer T in advance.

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。 First, a cassette Ct containing multiple overlapping wafers T is placed on the cassette placement table 11 of the load/unload block 10.

次に、ウェハ搬送装置22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において重合ウェハTは、搬送アーム23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に第2のウェハSの裏面Sbが吸着保持される。続いて、移動機構104によってチャック100を処理位置A2に移動させる。Next, the overlapped wafer T is removed from the cassette Ct by the wafer transfer device 22 and transferred to the laser irradiation device 31. In the laser irradiation device 31, the overlapped wafer T is transferred from the transfer arm 23 to the chuck 100 positioned at the transfer position A1, and the back surface Sb of the second wafer S is adsorbed and held by the chuck 100. Next, the moving mechanism 104 moves the chuck 100 to the processing position A2.

次に、図6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1のウェハWの界面にレーザ光L1(COレーザ光)をパルス状に照射する。この際、レーザ光L1は、第1のウェハWの裏面Wb側から当該第1のウェハWを透過し、レーザ吸収層Pにおいて吸収される。そして、このレーザ光L1によって、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの接合強度を低下させる。なお、実施形態において「接合強度が低下」とは、少なくともレーザ光L1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い、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの剥離を含む。
なお、レーザ光L1の照射により生じるレーザ吸収層Pと第1のウェハWの接合強度の低下メカニズムについての詳細は後述する。
6 , a laser irradiating unit 110 irradiates the laser absorbing layer P, more specifically, the interface between the laser absorbing layer P and the first wafer W, with pulsed laser light L1 ( CO2 laser light). At this time, the laser light L1 passes through the first wafer W from the rear surface Wb side of the first wafer W and is absorbed in the laser absorbing layer P. This laser light L1 reduces the bonding strength between the laser absorbing layer P and the first wafer W. Note that in the embodiment, "reduced bonding strength" refers to a state in which the bonding strength is reduced at least compared to before the irradiation of the laser light L1, and includes peeling between the laser absorbing layer P and the first wafer W.
The mechanism by which the bonding strength between the laser absorption layer P and the first wafer W is reduced by irradiation with the laser light L1 will be described in detail later.

処理位置A2におけるレーザ吸収層Pへのレーザ光L1の照射に際しては、先ず、カメラ120で重合ウェハT(第1のウェハW)を撮像する。カメラ120で撮像された画像データは、制御装置40に出力される。制御装置40では、画像データに基づいて、レーザ吸収層Pに対するレーザ光L1の照射開始位置を決定する。When irradiating the laser absorption layer P with laser light L1 at processing position A2, the overlapped wafer T (first wafer W) is first imaged by camera 120. The image data captured by camera 120 is output to control device 40. Based on the image data, control device 40 determines the start position for irradiating the laser absorption layer P with laser light L1.

続いて処理位置A2では、レーザ照射部110とレーザ吸収層Pを相対的に移動させつつパルス状にレーザ光L1を照射することで、平面視においてレーザ吸収層Pの全面にレーザ光L1を照射し、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面の全面で接合力を低下させる。具体的には、レーザ光L1のパルス間隔に対してチャック100の相対的な回転速度が大きく、レーザ光L1の照射領域が重ならないレーザ吸収層Pの径方向外側の環状領域に対しては、重合ウェハTを回転させると共に、レーザ光L1を径方向外側から内側に移動させながら、当該レーザ光L1をパルス状に照射する。この際、レーザ吸収層Pの径方向外側の環状領域に対するレーザ光L1の照射位置は、例えば平面視で螺旋状に配列されてもよいし、レーザ吸収層Pと同心円状に環状に配列されてもよい。また、レーザ光L1のパルス間隔に対してチャック100の相対的な回転速度が上限に達し、レーザ光L1の照射領域が重なるレーザ吸収層Pの径方向内側の円形状領域に対しては、重合ウェハTの回転を停止させた状態で、レーザ光L1をX軸方向の走査照射と、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行う。Next, at processing position A2, the laser irradiation unit 110 and the laser absorption layer P are moved relative to each other while irradiating the laser light L1 in pulses. This irradiates the entire surface of the laser absorption layer P in a planar view with the laser light L1, thereby reducing the bonding strength across the entire interface between the laser absorption layer P and the first wafer W. Specifically, the relative rotation speed of the chuck 100 is high compared to the pulse interval of the laser light L1, and the laser light L1 is moved from the outer radial direction to the inner radial direction while rotating the overlapping wafer T, irradiating the laser light L1 in pulses with the annular region on the radial outer side of the laser absorption layer P where the irradiation regions of the laser light L1 do not overlap. In this case, the irradiation positions of the laser light L1 on the radial outer annular region of the laser absorption layer P may be arranged, for example, spirally in a planar view or concentrically in a circular pattern with the laser absorption layer P. Furthermore, when the relative rotation speed of the chuck 100 reaches an upper limit with respect to the pulse interval of the laser light L1, and the circular region on the radially inner side of the laser absorption layer P where the irradiation region of the laser light L1 overlaps is subjected to scanning irradiation of the laser light L1 in the X-axis direction and movement of the chuck 100 (the overlapping wafer T) in the Y-axis direction, with the rotation of the overlapping wafer T stopped.

ただし、処理位置A2でのレーザ光L1の照射方法は、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面の全面で接合力を低下できれば、必ずしもこれに限定されるものではない。例えばレーザ吸収層Pの径方向内側の円形状領域に対するレーザ光L1の照射に際して、重合ウェハTの回転とレーザ光L1の径方向への移動を行うことで、レーザ光L1の照射位置を、例えば平面視で螺旋状やレーザ吸収層Pと同心円状に環状に配列してもよい。However, the method of irradiating the laser light L1 at the processing position A2 is not necessarily limited to this, as long as it can reduce the bonding strength over the entire interface between the laser absorbing layer P and the first wafer W. For example, when irradiating the circular region radially inward of the laser absorbing layer P with the laser light L1, the overlapping wafer T may be rotated and the laser light L1 may be moved radially, so that the irradiation positions of the laser light L1 are arranged, for example, spirally or annularly concentrically with the laser absorbing layer P in a planar view.

レーザ吸収層Pの全面にレーザ光L1が照射され、第1のウェハW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、移動機構104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。 After the laser light L1 is irradiated onto the entire surface of the laser absorption layer P and the bonding strength between the first wafer W and the entire surface of the laser absorption layer P is reduced, the chuck 100 (superimposed wafer T) is then moved to the transfer position A1 by the moving mechanism 104.

次に、チャック100上の重合ウェハTはウェハ搬送装置22の搬送アーム23に受け渡され、分離装置32に搬送される。分離装置32では、図5(a)に示したように吸着チャック200で第2のウェハSの裏面Sbを吸着保持し、更に吸着パッド210で第1のウェハWの裏面Wbを吸着保持する。その後、図5(b)に示したように吸着パッド210が第1のウェハW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1のウェハWを剥離する。この際、上述したようにレーザ光L1の照射によってレーザ吸収層Pと第1のウェハW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、レーザ吸収層Pから第1のウェハWを分離することができる。Next, the laminated wafer T on the chuck 100 is transferred to the transfer arm 23 of the wafer transfer device 22 and transferred to the separation device 32. In the separation device 32, as shown in FIG. 5(a), the suction chuck 200 suction-holds the back surface Sb of the second wafer S, and the suction pad 210 suction-holds the back surface Wb of the first wafer W. Then, as shown in FIG. 5(b), while the suction pad 210 is suction-holding the first wafer W, the suction pad 210 is raised to peel the first wafer W from the laser absorption layer P. At this time, because the bonding strength at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W is reduced by the irradiation of the laser light L1 as described above, the first wafer W can be separated from the laser absorption layer P without applying a large load.

分離された第1のウェハWは、吸着パッド210からウェハ搬送装置22の搬送アーム23に受け渡され、第2の洗浄装置34に搬送される。この際、分離装置32から搬出される第1のウェハWは、例えば反転装置(図示せず)や吸着パッド210の動作により表裏面が反転されて、表面Waが上側を向いた状態とされた後、第2の洗浄装置34に搬送されてもよい。The separated first wafer W is transferred from the suction pad 210 to the transfer arm 23 of the wafer transfer device 22 and transferred to the second cleaning device 34. At this time, the first wafer W transferred from the separation device 32 may be inverted, for example, by the operation of an inversion device (not shown) or the suction pad 210, so that the front surface Wa faces upward, and then transferred to the second cleaning device 34.

第2の洗浄装置34では、分離装置32で分離された側の面である第1のウェハWの表面Waが洗浄される。なお、第2の洗浄装置34では表面Waと共に裏面Wbが洗浄されてもよい。また、表面Waと裏面Wb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1のウェハW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Cwに搬送される。 In the second cleaning device 34, the front surface Wa of the first wafer W, which is the surface separated by the separation device 32, is cleaned. The second cleaning device 34 may also clean the back surface Wb as well as the front surface Wa. Separate cleaning units may also be provided for cleaning the front surface Wa and back surface Wb, respectively. The first wafer W that has been cleaned by the second cleaning device 34 is then transported by the wafer transport device 22 to the cassette Cw on the cassette mounting table 11.

一方、吸着チャック200に保持されている第2のウェハSについては、搬送アーム23に受け渡され、第1の洗浄装置33に搬送される。第1の洗浄装置33では、分離装置32で分離された側の面である第2のウェハSの表面Sa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2のウェハSの裏面Sbが洗浄されてもよい。また、レーザ吸収層Pの表面と第2のウェハSの裏面Sb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2のウェハS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Csに搬送される。 Meanwhile, the second wafer S held by the suction chuck 200 is transferred to the transfer arm 23 and transported to the first cleaning device 33. In the first cleaning device 33, the front surface Sa of the second wafer S, which is the surface separated by the separation device 32, specifically the surface of the laser absorption layer P, is cleaned. Note that the first cleaning device 33 may also clean the back surface Sb of the second wafer S along with the front surface of the laser absorption layer P. Separate cleaning units may also be provided for cleaning the front surface of the laser absorption layer P and the back surface Sb of the second wafer S. The second wafer S, which has been cleaned by the first cleaning device 33, is then transported by the wafer transfer device 22 to the cassette Cs on the cassette mounting table 11.

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。 This completes the series of wafer processing steps in wafer processing system 1.

続いて、上記したレーザ照射装置31の処理位置A2におけるレーザ光L1の照射により生じる、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの接合強度の低下に係るメカニズムの詳細について説明する。 Next, we will explain in detail the mechanism behind the reduction in bonding strength between the laser absorption layer P and the first wafer W caused by irradiation of laser light L1 at the processing position A2 of the above-mentioned laser irradiation device 31.

上記したように、レーザ照射装置31の処理位置A2では、チャック100に保持された重合ウェハTに対して、第1のウェハWの裏面Wb側からレーザ光L1が照射される(図7のステップSt1)。レーザ照射部110のレンズ113から出力されたレーザ光L1は、図6に示したように、シリコン(第1のウェハW)を透過してレーザ吸収層Pに吸収される(図7のステップSt2)。As described above, at processing position A2 of the laser irradiation device 31, the overlapped wafer T held on the chuck 100 is irradiated with laser light L1 from the back surface Wb side of the first wafer W (step St1 in FIG. 7). As shown in FIG. 6, the laser light L1 output from the lens 113 of the laser irradiation unit 110 passes through the silicon (first wafer W) and is absorbed by the laser absorption layer P (step St2 in FIG. 7).

レーザ吸収層Pで吸収されたレーザ光L1は、そのエネルギー分布に応じて熱に変換される(図7のステップSt3)。換言すれば、レーザ光L1の吸収により、レーザ吸収層Pの温度が上昇する。レーザ吸収層Pの温度は、レーザ光L1の照射直下の領域が最も高くなっている。
レーザ光L1の吸収によりレーザ吸収層Pにおいて生じた熱(図中のHt)は、図8に示すように、その大部分が第1のウェハW側へと拡散する(図7のステップSt4)。換言すれば、レーザ吸収層Pからの熱拡散により、レーザ吸収層Pと第1のウェハW(シリコン)の界面の温度が上昇する。
The laser light L1 absorbed by the laser absorbing layer P is converted into heat in accordance with its energy distribution (step St3 in FIG. 7). In other words, the absorption of the laser light L1 increases the temperature of the laser absorbing layer P. The temperature of the laser absorbing layer P is highest in the region directly under the irradiation of the laser light L1.
8, most of the heat (Ht in the figure) generated in the laser absorbing layer P by absorbing the laser light L1 diffuses toward the first wafer W (step St4 in FIG. 7). In other words, the heat diffusion from the laser absorbing layer P causes the temperature of the interface between the laser absorbing layer P and the first wafer W (silicon) to rise.

レーザ吸収層Pで生じた熱が第1のウェハW側へと拡散すると、この熱の影響、すなわちレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面温度の上昇により、図9に示すようにレーザ光L1の照射部分における第1のウェハWがその温度分布に応じて局所的に膨張(レーザ吸収層P側に対して、下側凸形状に塑性変形)する(図7のステップSt5)。
以下、レーザ光L1の照射により生じる熱の影響を受ける領域を、レーザ光L1の「照射領域R」という場合がある。換言すれば、第1のウェハWは、レーザ光L1の照射領域Rにおいて局所的に膨張する。
When the heat generated in the laser absorption layer P diffuses toward the first wafer W side, the influence of this heat, i.e., an increase in the temperature at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W, causes the first wafer W to locally expand (plastically deform into a downward convex shape toward the laser absorption layer P side) in the portion irradiated with the laser light L1 in accordance with the temperature distribution, as shown in FIG. 9 (step St5 in FIG. 7).
Hereinafter, the region affected by the heat generated by irradiation with the laser light L1 may be referred to as the "irradiation region R" of the laser light L1. In other words, the first wafer W expands locally in the irradiation region R of the laser light L1.

そして、処理位置A2においては、上記したように、平面視におけるレーザ吸収層Pの全面に対してレーザ光L1を照射する。換言すれば、図10に示すように、レーザ吸収層Pの全面に対して、レーザ光L1を間隔をあけて複数回照射する。
この時、第1のウェハWはレーザ光L1の照射毎に局所的に膨張、すなわち、平面視における異なる部分に複数の照射領域Rが間隔をあけて形成される。
Then, at the processing position A2, as described above, the laser light L1 is irradiated onto the entire surface of the laser absorbing layer P in plan view. In other words, as shown in Fig. 10, the laser light L1 is irradiated onto the entire surface of the laser absorbing layer P multiple times at intervals.
At this time, the first wafer W expands locally every time the laser light L1 is irradiated, that is, a plurality of irradiation regions R are formed at intervals in different portions in a plan view.

ここで、第1のウェハWが膨張すると、この第1のウェハWの膨張に伴ない、レーザ吸収層Pが上側(第1のウェハW側)から押圧され、これにより、図10に示したようにレーザ光L1の照射位置におけるレーザ吸収層Pには圧縮応力σ1が発生する。発生した圧縮応力σ1は、図10に示したように、第1のウェハWとレーザ吸収層Pを剥離する方向(図中の下向き方向であって、レーザ吸収層P側)に作用して剥離応力σ2を発生させる。
換言すれば、レーザ光L1の照射領域Rにおいては、レーザ光L1の照射直下の領域(照射領域Rの中央部)においてシリコン(第1のウェハW)が膨張して圧縮応力σ1が発生するとともに、照射領域Rの端部Re(図9を参照)において圧縮応力σ1に起因する剥離方向の応力である剥離応力σ2が発生する。この剥離応力σ2は、照射領域Rの端部Reにおいて生じる引張応力である。
Here, when the first wafer W expands, the laser absorbing layer P is pressed from above (the first wafer W side) in accordance with the expansion of the first wafer W, and as a result, a compressive stress σ1 is generated in the laser absorbing layer P at the irradiation position of the laser light L1, as shown in Fig. 10. The generated compressive stress σ1 acts in a direction that peels the first wafer W and the laser absorbing layer P (the downward direction in the drawing, toward the laser absorbing layer P side), as shown in Fig. 10, to generate a peeling stress σ2.
In other words, in the irradiation region R of the laser light L1, the silicon (first wafer W) expands in the region directly below the irradiation of the laser light L1 (the center of the irradiation region R), generating a compressive stress σ1, and at the same time, a peeling stress σ2, which is a stress in the peeling direction caused by the compressive stress σ1, is generated at the end Re (see FIG. 9 ) of the irradiation region R. This peeling stress σ2 is a tensile stress generated at the end Re of the irradiation region R.

発生した圧縮応力σ1及び剥離応力σ2はレーザ吸収層Pの内部に蓄積される。この時、照射領域Rの端部Reにおいては、複数の照射領域Rで発生した剥離応力σ2が相乗的(重複的)に作用する。The generated compressive stress σ1 and peel stress σ2 are accumulated inside the laser absorption layer P. At this time, at the end Re of the irradiated region R, the peel stress σ2 generated in multiple irradiated regions R acts synergistically (overlappingly).

そして、照射領域Rの端部Reにおける剥離応力σ2の蓄積総量(相乗量)が、当該端部Reにおける単位面積当たりの第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着力Σを超えたとき(n×σ2>Σ(ただし、nは自然数でレーザ光L1の照射数))、図11に示すように照射領域Rの端部Reにおいて第1のウェハWとレーザ吸収層Pとの界面で剥離が生じ、この結果、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの接合強度が低下する(図7のステップSt6)。
なお、レーザ吸収層Pの内部に蓄積されていた応力σ(圧縮応力σ1及び剥離応力σ2)は、この第1のウェハWとレーザ吸収層Pの剥離により解放される。
Then, when the total accumulated amount (synergistic amount) of peeling stress σ2 at the end Re of the irradiation region R exceeds the adhesion force Σ between the first wafer W and the laser absorption layer P per unit area at the end Re (n×σ2>Σ (where n is a natural number and is the number of irradiations of the laser light L1)), peeling occurs at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P at the end Re of the irradiation region R as shown in FIG. 11, and as a result, the bonding strength between the laser absorption layer P and the first wafer W decreases (step St6 in FIG. 7).
The stress σ (compressive stress σ1 and peeling stress σ2) accumulated inside the laser absorption layer P is released by the peeling of the first wafer W and the laser absorption layer P.

そして、レーザ照射装置31の処理位置A2では、図12に示すように、平面視で第1のウェハWとレーザ吸収層Pとの界面の全面で剥離を生じさせることで、換言すれば、第1のウェハWとレーザ吸収層Pとの界面の全面で、照射領域Rの端部Reで生じた剥離を繋げることで、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの全面において接合強度を低下させ、これにより、分離装置32において第1のウェハWとレーザ吸収層Pとを適切に分離できる(図7のステップSt7)。
なお、処理位置A2におけるレーザ光L1照射後の重合ウェハTにおいては、第1のウェハWの全面においてレーザ吸収層Pとの剥離が生じていること、換言すれば、照射領域Rの端部Reで剥離が生じた後、剥離応力σ2により照射直下の領域を含む照射領域Rの中央部でも、第1のウェハWとレーザ吸収層Pが剥離されていることが理想である。しかしながら、図11に示したように、照射領域Rの中央部(レーザ光L1の照射直下の領域)においては、照射領域Rの端部Reで剥離が生じた後においても、第1のウェハWとレーザ吸収層Pが繋がったままの状態(剥離されていない状態)が維持されることがある。このため、本開示の技術に係るウェハ処理システム1においては、レーザ光L1照射後の重合ウェハTにおいて、第1のウェハWを重合ウェハT(レーザ吸収層P)から確実に分離するため、分離装置32を配置し、当該分離装置32において第1のウェハWを重合ウェハTから分離する工程を設けることが好ましい。
Then, at the processing position A2 of the laser irradiation device 31, as shown in FIG. 12, peeling occurs over the entire surface of the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P in plan view. In other words, by connecting the peeling that occurs at the end portion Re of the irradiation region R over the entire surface of the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, the bonding strength over the entire surface of the first wafer W and the laser absorption layer P is reduced, and this allows the first wafer W and the laser absorption layer P to be properly separated in the separation device 32 (step St7 in FIG. 7).
In the overlapped wafer T after being irradiated with the laser beam L1 at the processing position A2, ideally, peeling from the laser absorbing layer P occurs over the entire surface of the first wafer W. In other words, after peeling occurs at the end Re of the irradiation region R, the first wafer W and the laser absorbing layer P are also peeled off in the central part of the irradiation region R, including the region immediately below the irradiation, due to the peel stress σ2. However, as shown in FIG. 11 , in the central part of the irradiation region R (the region immediately below the irradiation of the laser beam L1), the first wafer W and the laser absorbing layer P may remain connected (not peeled off) even after peeling occurs at the end Re of the irradiation region R. For this reason, in the wafer processing system 1 according to the technique of the present disclosure, in order to reliably separate the first wafer W from the overlapped wafer T (laser absorbing layer P) in the overlapped wafer T after being irradiated with the laser beam L1, it is preferable to provide a separation device 32 and to perform a step of separating the first wafer W from the overlapped wafer T in the separation device 32.

ここで、このように重合ウェハTからの第1のウェハWの分離を分離装置32で行う場合、上記した理想の状態、すなわち第1のウェハWの全面においてレーザ吸収層Pとの剥離が生じている状態で分離装置32に対する重合ウェハTの搬送を行うと、この搬送に伴う慣性力等により第1のウェハWが第2のウェハSから落下してしまうおそれがある。
また、このように第1のウェハWの全面においてレーザ吸収層Pとの剥離が生じていると、レーザ光L1照射後の重合ウェハTを分離装置32に搬送する必要がない場合であっても、処理位置A2におけるレーザ吸収層Pに対するレーザ光L1の照射中において、チャック100の回転に伴う遠心力等により第1のウェハWが第2のウェハS上から飛んでしまうおそれがある。
Here, when the separation of the first wafer W from the overlapped wafer T is performed in this manner using the separation device 32, if the overlapped wafer T is transported to the separation device 32 in the ideal state described above, i.e., in a state where peeling from the laser absorption layer P has occurred over the entire surface of the first wafer W, there is a risk that the first wafer W will fall off the second wafer S due to inertial forces and the like associated with this transport.
Furthermore, if peeling from the laser absorption layer P occurs over the entire surface of the first wafer W in this manner, even if there is no need to transport the polymerized wafer T to the separation device 32 after irradiation with the laser light L1, there is a risk that the first wafer W will fly off from the second wafer S due to centrifugal force, etc., associated with the rotation of the chuck 100 while the laser light L1 is being irradiated onto the laser absorption layer P at the processing position A2.

かかる点に鑑みて、レーザ吸収層Pに対するレーザ光L1の照射中、及び重合ウェハTの搬送中に第1のウェハWが飛散、落下してしまうことを抑制するため、処理位置A2では、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面の少なくとも一部が繋がったままの状態(剥離されていない状態)を維持するように、レーザ光L1の照射条件(照射位置や出力等)を制御することが好ましい。
これにより、レーザ光L1の照射中や分離装置32への搬送中等において第1のウェハWがレーザ吸収層Pから完全に分離され、第2のウェハSから飛散、落下してしまうことが抑制される。
In view of this, in order to prevent the first wafer W from scattering or falling during irradiation of the laser light L1 onto the laser absorption layer P and during transport of the laminated wafer T, it is preferable to control the irradiation conditions (irradiation position, output, etc.) of the laser light L1 at the processing position A2 so that at least a portion of the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P remains connected (not peeled off).
This allows the first wafer W to be completely separated from the laser absorption layer P during irradiation with the laser light L1 or during transport to the separation device 32, and prevents the first wafer W from scattering or falling off the second wafer S.

レーザ照射装置31の処理位置A2におけるレーザ吸収層Pと第1のウェハWの接合強度の低下は、以上のようにして行われる。すなわち、本実施形態においてレーザ照射装置31では、レーザ光L1の照射により生じる熱により第1のウェハWを膨張させ、レーザ吸収層Pに圧縮応力σ1を発生させることで第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面に剥離応力σ2が発生し、これによりレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面で剥離を生じさせることで、接合強度を低下させる。The bond strength between the laser absorption layer P and the first wafer W at processing position A2 of the laser irradiation device 31 is reduced as described above. That is, in this embodiment, the laser irradiation device 31 expands the first wafer W due to heat generated by irradiation with laser light L1, generating compressive stress σ1 in the laser absorption layer P, which generates peel stress σ2 at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P. This causes peeling at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W, thereby reducing the bond strength.

なお、上記実施形態においては、図10に示したようにレーザ吸収層Pに対して複数回のレーザ光L1の照射を行い、これにより生じる剥離応力σ2の蓄積総量が第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着力Σを超えた際に照射領域Rの端部Reで剥離が発生したが、かかる剥離が発生するまでのレーザ光L1の照射回数は複数回とは限られない。
例えばレーザ光L1の照射単発(1回)で発生する剥離応力σ2が、密着力Σを超える場合には、当該単発のレーザ光L1の照射によって、照射領域Rの端部Reにおいて第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面に剥離が生じる場合もある。
In the above embodiment, as shown in FIG. 10 , the laser absorbing layer P is irradiated with the laser light L1 multiple times, and when the total accumulated amount of the resulting peeling stress σ2 exceeds the adhesion force Σ between the first wafer W and the laser absorbing layer P, peeling occurs at the end Re of the irradiated region R. However, the number of times of irradiation with the laser light L1 until such peeling occurs is not limited to multiple times.
For example, if the peeling stress σ2 generated by a single irradiation (one time) of laser light L1 exceeds the adhesion force Σ, the irradiation of the single laser light L1 may cause peeling at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P at the end Re of the irradiation region R.

ここで、第1のウェハとレーザ吸収層との間の密着力Σが大きい場合、レーザ光L1の照射によりレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面に適切に剥離を生じさせることができないおそれがある。すなわち、第1のウェハとレーザ吸収層との間の密着力Σが大きい場合、レーザ吸収層Pの内部に蓄積される剥離応力σ2の総量が、単位面積当たりの第1のウェハとレーザ吸収層との間の密着力Σを超えられないおそれがある。 Here, if the adhesion force Σ between the first wafer and the laser absorption layer is large, there is a risk that irradiation with laser light L1 will not properly cause peeling at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W. In other words, if the adhesion force Σ between the first wafer and the laser absorption layer is large, there is a risk that the total amount of peel stress σ2 accumulated inside the laser absorption layer P will not exceed the adhesion force Σ between the first wafer and the laser absorption layer per unit area.

そこで、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの剥離の閾値(「剥離の生じやすさ」である剥離性能)となる密着力Σには、当該レーザ吸収層Pの組成が影響することを知見した。換言すれば、例えばウェハ処理システム1の外部で行われるレーザ吸収層Pの形成プロセス(例えばCVDプロセス)において処理ガスの種類や混合比等を制御してレーザ吸収層Pの組成を変更することで、上記したレーザ照射装置31におけるレーザ吸収層Pと第1のウェハWの剥離をより適切、容易に行うことができる可能性を見出した。Therefore, the inventors conducted extensive research and discovered that the adhesion force Σ, which is the threshold for delamination between the first wafer W and the laser absorbing layer P (delamination performance, which is the "ease of delamination"). In other words, they discovered that by changing the composition of the laser absorbing layer P by controlling the type and mixture ratio of the process gas in a laser absorbing layer P formation process (e.g., a CVD process) performed outside the wafer processing system 1, it may be possible to more appropriately and easily delaminate the laser absorbing layer P from the first wafer W in the laser irradiation device 31 described above.

具体的に、例えばレーザ吸収層Pが酸化膜としてのSiO膜である場合、当該レーザ吸収層Pの組成中における窒素(N)成分比率が高い場合に、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着力Σが低下することがわかった。これは、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着界面においてはSi-O結合とSi-N結合が主として存在するところ、これらの内、結合力が比較的低いSi-N結合の比率が高くなることに起因すると考えられる。 Specifically, for example, when the laser absorbing layer P is a SiO2 film as an oxide film, it has been found that a high nitrogen (N) component ratio in the composition of the laser absorbing layer P reduces the adhesion strength Σ between the first wafer W and the laser absorbing layer P. This is thought to be because, at the adhesion interface between the first wafer W and the laser absorbing layer P, Si—O bonds and Si—N bonds are mainly present, and among these, the ratio of Si—N bonds, which have a relatively low bonding strength, becomes high.

また具体的に、例えばレーザ吸収層Pが酸化膜としてのTEOS膜である場合、当該レーザ吸収層Pの組成中における炭素(C)成分比率が高い場合に、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着力Σが低下することがわかった。これは、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着界面においてSi-O結合とSi-C結合が主として存在するところ、これらの内、結合力が比較的低いSi-C結合の比率が高くなることに起因すると考えられる。 More specifically, for example, when the laser absorption layer P is a TEOS film serving as an oxide film, it has been found that the adhesion strength Σ between the first wafer W and the laser absorption layer P decreases when the carbon (C) component ratio in the composition of the laser absorption layer P is high. This is thought to be due to the fact that, at the adhesion interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, Si-O bonds and Si-C bonds are primarily present, and of these, the proportion of Si-C bonds, which have a relatively low bonding strength, increases.

以下、レーザ吸収層Pを構成する酸化膜の一例として、SiO膜をCVDプロセスにより形成する場合を例に説明を行う。 Hereinafter, as an example of the oxide film constituting the laser absorption layer P, a case where a SiO 2 film is formed by a CVD process will be described.

レーザ吸収層PとしてのSiO膜中の窒素成分比率は、例えば当該SiO膜を形成するためのCVDプロセスにおいて、処理ガス中におけるシラン(SiH)比率を上昇させることにより向上できる。これは、処理ガス中におけるシラン流量比率を上昇させることで、Si-O結合を形成するための処理ガス中の酸素(O)成分を含む亜酸化窒素(NO)の流量比率が減少することに起因する。 The nitrogen component ratio in the SiO 2 film serving as the laser absorption layer P can be improved by increasing the silane (SiH 4 ) ratio in the processing gas in the CVD process for forming the SiO 2 film, for example. This is because increasing the silane flow rate ratio in the processing gas reduces the flow rate ratio of nitrous oxide (N 2 O), which contains oxygen (O) components in the processing gas for forming Si—O bonds.

そして、レーザ吸収層P中の窒素成分比率が大きい(シランの流量比率を大きくしてレーザ吸収層Pを形成した)場合、レーザ吸収層P中の窒素成分比率が小さい(シランの流量比率を小さくしてレーザ吸収層Pを形成した)場合と比較して、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの密着力Σが弱いことがわかった。 It was also found that when the nitrogen component ratio in the laser absorption layer P was high (laser absorption layer P was formed by increasing the silane flow rate ratio), the adhesion force Σ between the laser absorption layer P and the first wafer W was weaker than when the nitrogen component ratio in the laser absorption layer P was low (laser absorption layer P was formed by decreasing the silane flow rate ratio).

具体的に、本発明者らは、レーザ吸収層Pの形成時のシラン(SiH)流量を15ccmとした場合(実施例)と、レーザ吸収層Pの形成時のシラン(SiH)流量を5ccmとした場合(比較例)とでレーザ吸収層Pを形成した。そして、それぞれの条件で形成されたレーザ吸収層Pについて、XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)を用いたレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面分析と、ナノインデンターを用いたレーザ吸収層Pと第1のウェハWの全面での密着力の計測と、を行った。
なお、レーザ吸収層Pの形成に係るその他の条件は、実施例、比較例それぞれの場合において同様とした。具体的には、レーザ吸収層Pの形成時の亜酸化窒素(NO)の流量は実施例、比較例とともに400ccmとした。また、形成するレーザ吸収層Pの膜厚は、実施例、比較例とともに1.0μmとした。
Specifically, the inventors formed the laser absorbing layer P in two cases: when the flow rate of silane (SiH 4 ) during the formation of the laser absorbing layer P was 15 ccm (Example), and when the flow rate of silane (SiH 4 ) during the formation of the laser absorbing layer P was 5 ccm (Comparative Example). Then, for the laser absorbing layer P formed under each condition, an interface analysis between the laser absorbing layer P and the first wafer W was performed using XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), and the adhesion force over the entire surface of the laser absorbing layer P and the first wafer W was measured using a nanoindenter.
Other conditions for forming the laser absorbing layer P were the same for both the example and the comparative example. Specifically, the flow rate of nitrous oxide ( N2O ) during the formation of the laser absorbing layer P was 400 ccm for both the example and the comparative example. The film thickness of the formed laser absorbing layer P was 1.0 μm for both the example and the comparative example.

先ず、XPSを用いてレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面分析を行ったところ、レーザ吸収層Pの形成時におけるシラン流量比率が大きな実施例の条件で形成されたレーザ吸収層Pは、シラン流量比率が小さな比較例の条件で形成されたレーザ吸収層Pと比較して、窒素成分比率の大きいことが確認できた。
換言すれば、実施例の条件で形成されたレーザ吸収層Pは、比較例の条件で形成されたレーザ吸収層Pと比較して、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面においてSi-N結合の比率が高いことが確認できた。
これは、上記したように、CVDプロセスにおける処理ガス中のシランの流量比率を大きくすることで、Si-O結合を形成するための酸素(O)成分を含む亜酸化窒素の流量比率が下がったことに起因すると考えられる。
First, an interface analysis was carried out between the laser absorbing layer P and the first wafer W using XPS, and it was confirmed that the laser absorbing layer P formed under the conditions of the example in which the silane flow rate ratio was large during the formation of the laser absorbing layer P had a larger nitrogen component ratio than the laser absorbing layer P formed under the conditions of the comparative example in which the silane flow rate ratio was small.
In other words, it was confirmed that the laser absorption layer P formed under the conditions of the example had a higher ratio of Si-N bonds at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P than the laser absorption layer P formed under the conditions of the comparative example.
This is thought to be because, as described above, increasing the flow rate of silane in the processing gas in the CVD process reduces the flow rate of nitrous oxide, which contains oxygen (O) components for forming Si—O bonds.

続いて、ナノインデンターを用いてレーザ吸収層Pと第1のウェハWの密着力を計測したところ、窒素成分比率が大きい実施例に係るレーザ吸収層Pにおいては凡そ93mNでレーザ吸収層Pと第1のウェハWを剥離できたところ、窒素成分比率が小さい比較例に係るレーザ吸収層Pにおいてはレーザ吸収層Pと第1のウェハWを剥離できなかった。
換言すれば、実施例の条件で形成されたレーザ吸収層Pは、比較例の条件で形成されたレーザ吸収層Pと比較して、レーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面における密着力が小さいことが確認できた。
これは、上記したように、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面において、結合力の弱いSi-N結合の比率が高いことに起因すると考えられる。
Next, a nanoindenter was used to measure the adhesion force between the laser absorption layer P and the first wafer W. It was found that the laser absorption layer P according to the example having a high nitrogen component ratio could be peeled off from the first wafer W at approximately 93 mN, whereas the laser absorption layer P according to the comparative example having a low nitrogen component ratio could not be peeled off from the first wafer W.
In other words, it was confirmed that the laser absorption layer P formed under the conditions of the example had a smaller adhesion force at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W than the laser absorption layer P formed under the conditions of the comparative example.
This is thought to be due to the fact that the proportion of Si—N bonds, which have weak bonding strength, is high at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, as described above.

このように、本実施形態に係るウェハ処理においては、レーザ吸収層Pを形成する際に用いられる処理ガスの種類や混合比等を制御して、当該レーザ吸収層Pの組成をコントロールすることで、密着力Σの弱い、換言すればレーザ照射装置31におけるレーザ光L1に対して剥離を生じさせやすい膜を形成できる。
そして、このようにレーザ吸収層Pと第1のウェハWの界面における密着力Σを低下させることで、レーザ照射装置31におけるレーザ剥離に係るタクトの低下、及びレーザ光L1の出力低減を実現でき、この結果、プロセスマージンを大きくしてプロセスを安定化できる。
In this way, in the wafer processing according to this embodiment, by controlling the type and mixing ratio of the processing gas used in forming the laser absorption layer P and thereby controlling the composition of the laser absorption layer P, it is possible to form a film with a weak adhesion force Σ, in other words, a film that is likely to peel off when exposed to the laser light L1 in the laser irradiation device 31.
By reducing the adhesion force Σ at the interface between the laser absorption layer P and the first wafer W in this manner, it is possible to reduce the tact time for laser peeling in the laser irradiation device 31 and reduce the output of the laser light L1, thereby increasing the process margin and stabilizing the process.

第1のウェハWの表面に、レーザ光L1を吸収するためのレーザ吸収層Pと、複数のデバイスを含むデバイス層Dwと、他の基板との接合に供される表面膜Fwと、を形成する。これらレーザ吸収層P、デバイス層Dw及び表面膜Fwを併せ、本開示の技術においては「デバイス構造」という場合がある。
この時、第1のウェハWの表面に形成されるレーザ吸収層Pの組成を、レーザ光L1の吸収により第1のウェハWとレーザ吸収層Pとの間の生じる剥離の発生のしやすさである剥離性能に合わせて制御する。
より具体的には、目的とする第1のウェハWとレーザ吸収層Pの剥離性能に合わせて、当該レーザ吸収層Pの形成時の処理ガスの流量比率を制御する。
A laser absorption layer P for absorbing laser light L1, a device layer Dw including a plurality of devices, and a surface film Fw used for bonding to another substrate are formed on the surface of the first wafer W. In the technology of the present disclosure, the laser absorption layer P, the device layer Dw, and the surface film Fw are collectively sometimes referred to as a "device structure."
At this time, the composition of the laser absorption layer P formed on the surface of the first wafer W is controlled in accordance with the peeling performance, which is the ease with which peeling occurs between the first wafer W and the laser absorption layer P due to absorption of the laser light L1.
More specifically, the flow rate ratio of the processing gases during the formation of the laser absorbing layer P is controlled in accordance with the desired peeling performance between the first wafer W and the laser absorbing layer P.

すなわち本開示の技術は、第1のウェハWの表面に形成されるデバイス構造に係る観点と、当該デバイス層の製造方法に係る観点と、の側面を有するといえる。 In other words, the technology disclosed herein has aspects relating to the device structure formed on the surface of the first wafer W and to the method for manufacturing the device layer.

そして、上記レーザ吸収層PがSiO膜である場合、レーザ吸収層Pの組成として、当該レーザ吸収層Pの窒素成分比率を制御する。
また、上記レーザ吸収層PがTEOS膜である場合、レーザ吸収層Pの組成として、当該レーザ吸収層Pの炭素成分比率を制御する。
When the laser absorbing layer P is an SiO 2 film, the nitrogen component ratio of the laser absorbing layer P is controlled as the composition of the laser absorbing layer P.
Furthermore, when the laser absorbing layer P is a TEOS film, the carbon component ratio of the laser absorbing layer P is controlled as the composition of the laser absorbing layer P.

なお、以上の実施形態においては、ウェハ処理システム1において第1のウェハWの表面Waに形成されたデバイス層Dwを第2のウェハSに転写する、すなわち第2のウェハSから第1のウェハWの全面を分離する場合を例に説明を行ったが、本開示に係る技術は、第2のウェハSから第1のウェハWの一部を分離する場合にも適用できる。 In the above embodiment, an example has been described in which a device layer Dw formed on the surface Wa of a first wafer W in a wafer processing system 1 is transferred to a second wafer S, i.e., the entire surface of the first wafer W is separated from the second wafer S. However, the technology disclosed herein can also be applied to the case in which a portion of a first wafer W is separated from a second wafer S.

具体的に、本開示に係る技術においては、図13に示すように第2のウェハSから第1のウェハWの周縁部Weのみを除去する場合、すなわち、いわゆるエッジトリム処理を行う場合においても適用できる。
この場合、ウェハ処理システム1の処理ブロック30には、分離装置32に代えて、第1のウェハWの周縁部Weを除去するための周縁除去装置(図示せず)を配置する。
Specifically, the technology according to the present disclosure can also be applied to the case where only the peripheral portion We of the first wafer W is removed from the second wafer S as shown in FIG. 13, that is, the case where so-called edge trimming processing is performed.
In this case, a peripheral edge removing device (not shown) for removing the peripheral edge We of the first wafer W is disposed in the processing block 30 of the wafer processing system 1 in place of the separating device 32 .

そして、このウェハ処理システム1においては、先ず、図13(a)及び図14に示すように、レーザ照射装置31において第1のウェハWの内部にレーザ光L2(例えばYAGレーザ)を照射して、除去対象の第1のウェハWの周縁部Weと中央部Wcとの境界に沿って周縁改質層M1を形成するとともに、当該周縁改質層M1から径方向外側に向けてレーザ光L2を照射して分割改質層M2を形成する。なお、以降の図面においては、図示の明確化のため、第1のウェハWの内部に形成された分割改質層M2の図示を省略する。13(a) and 14, in this wafer processing system 1, first, laser irradiation device 31 irradiates the interior of the first wafer W with laser light L2 (e.g., a YAG laser) to form a peripheral modified layer M1 along the boundary between the peripheral edge portion We and the central portion We of the first wafer W to be removed, and laser light L2 is irradiated radially outward from the peripheral modified layer M1 to form divided modified layers M2. Note that in subsequent drawings, for clarity, the divided modified layers M2 formed inside the first wafer W are omitted from illustration.

第1のウェハWの内部に周縁改質層M1及び分割改質層M2が形成されると、次に、同じレーザ照射装置31において、少なくとも除去対象の周縁部Weと対応する領域に形成されたレーザ吸収層Pに対してレーザ光L1(例えばCOレーザ)を照射し、図13(b)に示すように第1のウェハW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。
周縁部Weにおける接合強度の低下のメカニズムは、上記したデバイス層Dwの転写における接合強度の低下のメカニズムと同様である。
After the peripheral modified layer M1 and the divided modified layer M2 are formed inside the first wafer W, the same laser irradiation device 31 is then used to irradiate laser light L1 (e.g., CO2 laser) onto the laser absorption layer P formed in at least the area corresponding to the peripheral portion We to be removed, thereby reducing the bonding strength at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, as shown in Figure 13(b).
The mechanism by which the bonding strength at the peripheral edge portion We decreases is the same as the mechanism by which the bonding strength decreases during the transfer of the device layer Dw described above.

周縁部Weと対応する領域における接合強度が低下された重合ウェハTは、その後、図示しない周縁除去装置に搬送され、図13(c)に示すように第1のウェハWと第2のウェハSとの界面に向けて、例えばくさび形状を有する挿入部材300を挿入して、第1のウェハWの周縁部Weを除去する。より具体的には、周縁改質層M1を基点に第1のウェハWの周縁部Weを第2のウェハSから分離するとともに、分割改質層M2を基点に周縁部Weを小片化する。The overlapped wafer T, with its bond strength reduced in the area corresponding to the peripheral edge We, is then transferred to a peripheral edge removal device (not shown), where, as shown in FIG. 13(c), a wedge-shaped insertion member 300 is inserted toward the interface between the first wafer W and the second wafer S to remove the peripheral edge We of the first wafer W. More specifically, the peripheral edge We of the first wafer W is separated from the second wafer S using the peripheral modified layer M1 as a base point, and the peripheral edge We is broken into small pieces using the dividing modified layer M2 as a base point.

本開示に係る技術によれば、このように第1のウェハWの周縁部Weを第2のウェハSから分離する場合においても、図13(b)に示したように第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面において接合強度を低下させることで、周縁部Weの除去を適切に行うことができる。
またこの時、少なくとも周縁部Weと対応する領域において、上記したようにレーザ吸収層Pを構成する酸化膜の組成を制御することで、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの密着力を低下させて、周縁部Weの除去をより適切に行うことができる。
According to the technology of the present disclosure, even when the peripheral portion We of the first wafer W is separated from the second wafer S in this manner, the peripheral portion We can be appropriately removed by reducing the bonding strength at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P as shown in FIG. 13(b).
At this time, by controlling the composition of the oxide film constituting the laser absorption layer P as described above, at least in the region corresponding to the peripheral edge We, the adhesion between the first wafer W and the laser absorption layer P can be reduced, and the peripheral edge We can be removed more appropriately.

なお、以上の実施形態においては、図8~図12で示した第1のウェハWの全面分離や図13で示した第1のウェハWのエッジトリム処理のように、第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面で剥離を生じさせた。しかしながら、上記したように第1のウェハWの表面Waには第1のウェハWとレーザ吸収層Pの剥離を適切に行うための剥離促進膜が形成されていてもよく、この場合、剥離促進膜とレーザ吸収層Pの界面で剥離を生じさせてもよい。 In the above embodiments, delamination occurs at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, as in the full separation of the first wafer W shown in Figures 8 to 12 and the edge trimming process of the first wafer W shown in Figure 13. However, as described above, a delamination-promoting film may be formed on the surface Wa of the first wafer W to properly delaminate the first wafer W from the laser absorption layer P, and in this case, delamination may occur at the interface between the delamination-promoting film and the laser absorption layer P.

具体的には、図15(a)に示すように、第1のウェハWの表面Waには、積層膜としての剥離促進膜Pe、レーザ吸収層P、デバイス層Dw及び表面膜Fwがこの順に積層して形成され得る。剥離促進膜Peは、第1のウェハWの第2のウェハSからの剥離を容易に行うために形成され、第1のウェハW(シリコン)との密着性が、レーザ吸収層Pとの密着性よりも低く、且つレーザ光L1に対して透過性を有する材料、例えば窒化ケイ素(SiN)により形成される。Specifically, as shown in FIG. 15(a), a laminated film consisting of a peel-promoting film Pe, a laser absorption layer P, a device layer Dw, and a surface film Fw may be formed on the surface Wa of the first wafer W in this order. The peel-promoting film Pe is formed to facilitate peeling of the first wafer W from the second wafer S, and is made of a material that has lower adhesion to the first wafer W (silicon) than to the laser absorption layer P and is transparent to the laser light L1, such as silicon nitride (SiN).

第2のウェハSからの第1のウェハWの分離に際しては、先ず、レーザ吸収層Pに対するレーザ光L1の照射が行われる(図16のステップSp1)。レーザ光L1は、第1のウェハW及び剥離促進膜Peを透過してレーザ吸収層Pに吸収される(図16のステップSp2)。When separating the first wafer W from the second wafer S, first, laser light L1 is irradiated onto the laser absorption layer P (step Sp1 in Figure 16). The laser light L1 passes through the first wafer W and the peeling-promoting film Pe and is absorbed by the laser absorption layer P (step Sp2 in Figure 16).

レーザ吸収層Pで吸収されたレーザ光L1は、そのエネルギー分布に応じて熱に変換され(図16のステップSp3)、これによりレーザ吸収層Pの温度が上昇する。レーザ光L1の吸収によりレーザ吸収層Pにおいて生じた熱は、その大部分が第1のウェハW側の剥離促進膜Peへと拡散し(図16のステップSp4)、この熱拡散により、レーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの界面の温度が上昇する。The laser light L1 absorbed by the laser absorption layer P is converted into heat according to its energy distribution (step Sp3 in FIG. 16), causing the temperature of the laser absorption layer P to rise. Most of the heat generated in the laser absorption layer P by absorbing the laser light L1 diffuses into the peeling-promoting film Pe on the first wafer W side (step Sp4 in FIG. 16), and this thermal diffusion causes the temperature at the interface between the laser absorption layer P and the peeling-promoting film Pe to rise.

レーザ吸収層Pで生じた熱が第1のウェハW側へと拡散すると、この熱の影響、すなわちレーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの界面温度の上昇により、図15(b)に示すように剥離促進膜Peがその温度分布に応じて局所的に膨張する(図16のステップSp5)。この時、レーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの界面の熱影響は第1のウェハWに影響する場合もあり、図15(b)で示したように第1のウェハWも温度分布に応じて局所的に膨張する場合もある。When the heat generated in the laser absorption layer P diffuses toward the first wafer W, the effect of this heat, i.e., the increase in the interface temperature between the laser absorption layer P and the peeling-promoting film Pe, causes the peeling-promoting film Pe to expand locally in accordance with the temperature distribution, as shown in FIG. 15(b) (step Sp5 in FIG. 16). At this time, the thermal effect of the interface between the laser absorption layer P and the peeling-promoting film Pe may affect the first wafer W, and the first wafer W may also expand locally in accordance with the temperature distribution, as shown in FIG. 15(b).

その後、剥離促進膜Pe(及び第1のウェハW)が局所的に膨張すると、この膨張により生じた応力により、図15(c)で示すように密着性が低いレーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの界面で剥離が生じ、この結果、レーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの接合強度が低下する(図16のステップSp6)。そして、剥離促進膜Peとレーザ吸収層Pとの界面の全面で剥離を繋げることで、剥離促進膜Peとレーザ吸収層Pの全面において接合強度を低下させ、これにより、分離装置32において剥離促進膜Peとレーザ吸収層P(第1のウェハWと第2のウェハS)を適切に分離できる(図16のステップSp7)。Subsequently, when the peel-promoting film Pe (and first wafer W) expands locally, the stress generated by this expansion causes peeling at the interface between the laser absorption layer P and the peel-promoting film Pe, which has low adhesion, as shown in FIG. 15(c), resulting in a decrease in the bond strength between the laser absorption layer P and the peel-promoting film Pe (step Sp6 in FIG. 16). By continuing the peeling across the entire interface between the peel-promoting film Pe and the laser absorption layer P, the bond strength between the peel-promoting film Pe and the laser absorption layer P is reduced across the entire surface, allowing the separation device 32 to properly separate the peel-promoting film Pe and the laser absorption layer P (first wafer W and second wafer S) (step Sp7 in FIG. 16).

このように、第1のウェハWの表面Waに、第1のウェハW(シリコン)との密着性が、レーザ吸収層Pとの密着性よりも低い剥離促進膜Peを形成し、第1のウェハWに代えて、または第1のウェハWとともに剥離促進膜Peを膨張させることでも、第1のウェハWの表面Waに形成されたデバイス層Dwの転写や、第1のウェハWのエッジトリム処理を適切に実行できる。 In this way, by forming a peel-promoting film Pe on the surface Wa of the first wafer W, which has lower adhesion to the first wafer W (silicon) than to the laser absorption layer P, and expanding the peel-promoting film Pe in place of or together with the first wafer W, it is possible to properly transfer the device layer Dw formed on the surface Wa of the first wafer W and perform edge trim processing on the first wafer W.

なお、図15に示した例では、剥離促進膜Peを第1のウェハWとレーザ吸収層Pの界面に形成したが、例えば剥離促進膜Peをレーザ吸収層Pとデバイス層Dwの界面に形成し、レーザ吸収層Pと剥離促進膜Peの界面で剥離を生じさせることで、デバイス層Dwの転写先である第2のウェハS側に剥離促進膜Peを残すようにしてもよい。 In the example shown in Figure 15, the peel-promoting film Pe is formed at the interface between the first wafer W and the laser absorption layer P, but it is also possible to form the peel-promoting film Pe at the interface between the laser absorption layer P and the device layer Dw, and cause peeling at the interface between the laser absorption layer P and the peel-promoting film Pe, so that the peel-promoting film Pe remains on the second wafer S side to which the device layer Dw is transferred.

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。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。The embodiments disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the spirit and scope of the appended claims. For example, the components of the above-described embodiments may be combined in any manner. Such combinations will naturally produce the functions and effects of each of the components involved in the combination, as well as other functions and effects that will be apparent to those skilled in the art from the description herein.

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。 Furthermore, the effects described herein are merely descriptive or exemplary and are not limiting. In other words, the technology disclosed herein may achieve other effects in addition to or in place of the above-described effects that would be apparent to those skilled in the art from the description herein.

1 ウェハ処理システム
32 分離装置
40 制御装置
100 チャック
110 レーザ照射部
L1 レーザ光
P レーザ吸収層
R 照射領域
S 第2のウェハ
T 重合ウェハ
W 第1のウェハ
σ1 圧縮応力
σ2 剥離応力
REFERENCE SIGNS LIST 1 wafer processing system 32 separation device 40 control device 100 chuck 110 laser irradiation unit L1 laser light P laser absorption layer R irradiation area S second wafer T overlapped wafer W first wafer σ1 compressive stress σ2 peeling stress

Claims (21)

第1の基板、少なくともレーザ吸収層を含む界面層、及び第2の基板が積層して形成された重合基板を処理する基板処理システムであって、
前記レーザ吸収層に対してレーザ光をパルス状に照射するレーザ照射部と、
制御部と、を備え、
前記レーザ吸収層はSiO 膜であり、当該SiO 膜の組成である窒素成分比率を制御することで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における剥離の生じやすさである剥離性能が制御され、
前記制御部は、
前記レーザ吸収層に前記レーザ光を照射して生じる熱により前記第1の基板または前記界面層を膨張させ、当該膨張により生じる応力により、前記第1の基板と前記レーザ吸収層の界面、または前記界面層と前記前記レーザ吸収層の界面において前記剥離が生じるように、前記レーザ照射部における前記レーザ光の照射を制御する、基板処理システム。
A substrate processing system for processing a laminated substrate formed by stacking a first substrate, an interface layer including at least a laser absorption layer, and a second substrate, comprising:
a laser irradiation unit that irradiates the laser absorption layer with pulsed laser light;
a control unit,
the laser absorption layer is a SiO2 film, and by controlling the nitrogen component ratio in the composition of the SiO2 film , peeling performance, which is the ease with which peeling occurs at the interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer, is controlled;
The control unit
a substrate processing system that controls the irradiation of the laser light in the laser irradiation unit so that the first substrate or the interface layer is expanded by heat generated by irradiating the laser light to the laser absorption layer, and stress generated by the expansion causes the peeling to occur at the interface between the first substrate and the laser absorption layer, or at the interface between the interface layer and the laser absorption layer.
第1の基板、少なくともレーザ吸収層を含む界面層、及び第2の基板が積層して形成された重合基板を処理する基板処理システムであって、A substrate processing system for processing a laminated substrate formed by stacking a first substrate, an interface layer including at least a laser absorption layer, and a second substrate, comprising:
前記レーザ吸収層に対してレーザ光をパルス状に照射するレーザ照射部と、a laser irradiation unit that irradiates the laser absorption layer with pulsed laser light;
制御部と、を備え、a control unit,
前記レーザ吸収層がTEOS膜であり、当該TEOS膜の組成である炭素成分比率を制御することで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における剥離の生じやすさである剥離性能が制御され、the laser absorption layer is a TEOS film, and by controlling a carbon component ratio in the composition of the TEOS film, peeling performance, which is the ease with which peeling occurs at the interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer, is controlled;
前記制御部は、The control unit
前記レーザ吸収層に前記レーザ光を照射して生じる熱により前記第1の基板または前記界面層を膨張させ、当該膨張により生じる応力により、前記第1の基板と前記レーザ吸収層の界面、または前記界面層と前記前記レーザ吸収層の界面において前記剥離が生じるように、前記レーザ照射部における前記レーザ光の照射を制御する、基板処理システム。a substrate processing system that controls the irradiation of the laser light in the laser irradiation unit so that the first substrate or the interface layer is expanded by heat generated by irradiating the laser light to the laser absorption layer, and stress generated by the expansion causes the peeling to occur at the interface between the first substrate and the laser absorption layer, or at the interface between the interface layer and the laser absorption layer.
前記制御部は、
前記レーザ吸収層に対して複数発の前記レーザ光を照射することで前記応力を蓄積させ、蓄積された当該応力により、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層に前記剥離を発生させるように、前記レーザ照射部における前記レーザ光の照射を制御する、請求項1又は2に記載の基板処理システム。
The control unit
3. The substrate processing system according to claim 1, wherein the laser beam irradiation unit controls irradiation of the laser beam so that the stress is accumulated by irradiating the laser absorption layer with a plurality of shots of the laser beam, and the accumulated stress causes peeling between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer.
前記制御部は、
前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における異なる領域において前記剥離を生じさせ、前記異なる領域で生じた前記剥離を繋げることで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層の分離の基点となる分離面を形成するように、前記レーザ照射部における前記レーザ光の照射を制御する、請求項3に記載の基板処理システム。
The control unit
4. The substrate processing system according to claim 3, wherein the irradiation of the laser light in the laser irradiation unit is controlled so that the peeling occurs in different regions at the interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer, and the peelings occurring in the different regions are connected to form a separation surface that serves as a starting point for separation of the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer.
前記第1の基板を前記重合基板から分離する分離部を備え、
前記制御部は、
前記分離面を基点として、前記第1の基板の少なくとも一部を前記重合基板から分離して除去するように、前記分離部を制御する、請求項4に記載の基板処理システム。
a separation unit that separates the first substrate from the laminated substrate;
The control unit
The substrate processing system according to claim 4 , wherein the separating unit is controlled so as to separate and remove at least a portion of the first substrate from the overlapped substrate, using the separation plane as a base point.
前記界面層は剥離促進膜を含み、
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項1又は2に記載の基板処理システム。
the interface layer comprises a release-promoting film;
3. The substrate processing system according to claim 1 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項3に記載の基板処理システム。The substrate processing system according to claim 3 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項4に記載の基板処理システム。The substrate processing system according to claim 4 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項5に記載の基板処理システム。The substrate processing system according to claim 5 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
第1の基板、少なくともレーザ吸収層を含む界面層、及び第2の基板が積層して形成された重合基板を処理する基板処理方法であって、
前記レーザ吸収層はSiO 膜であり、当該SiO 膜の組成である窒素成分比率を制御することで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における剥離の生じやすさである剥離性能を制御することと、
前記レーザ吸収層にレーザ光を照射して生じる熱により前記第1の基板または前記界面層を膨張させ、当該膨張により生じる応力により、前記第1の基板と前記レーザ吸収層の界面、または前記界面層と前記前記レーザ吸収層の界面において前記剥離を生じさせること、を含む、基板処理方法。
A substrate processing method for processing a laminated substrate formed by stacking a first substrate, an interface layer including at least a laser absorption layer, and a second substrate, comprising:
The laser absorption layer is a SiO2 film, and by controlling a nitrogen component ratio in the composition of the SiO2 film , peeling performance, which is the ease with which peeling occurs at the interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer, is controlled;
expanding the first substrate or the interface layer by heat generated by irradiating the laser absorption layer with laser light, and causing the peeling at the interface between the first substrate and the laser absorption layer, or at the interface between the interface layer and the laser absorption layer by stress generated by the expansion.
第1の基板、少なくともレーザ吸収層を含む界面層、及び第2の基板が積層して形成された重合基板を処理する基板処理方法であって、A substrate processing method for processing a laminated substrate formed by stacking a first substrate, an interface layer including at least a laser absorption layer, and a second substrate, comprising:
前記レーザ吸収層がTEOS膜であり、当該TEOS膜の組成である炭素成分比率を制御することで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における剥離の生じやすさである剥離性能を制御することと、the laser absorption layer is a TEOS film, and by controlling a carbon component ratio which is a composition of the TEOS film, peeling performance which is the ease with which peeling occurs at the interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer is controlled;
前記レーザ吸収層にレーザ光を照射して生じる熱により前記第1の基板または前記界面層を膨張させ、当該膨張により生じる応力により、前記第1の基板と前記レーザ吸収層の界面、または前記界面層と前記前記レーザ吸収層の界面において前記剥離を生じさせることと、を含む、基板処理方法。expanding the first substrate or the interface layer by heat generated by irradiating the laser absorption layer with laser light, and causing the peeling at the interface between the first substrate and the laser absorption layer, or at the interface between the interface layer and the laser absorption layer by stress generated by the expansion.
前記レーザ吸収層に対する複数発の前記レーザ光の照射により前記応力を蓄積させ、蓄積された当該応力により、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層に前記剥離を発生させる、請求項10又は11に記載の基板処理方法。 12. The substrate processing method according to claim 10, wherein the stress is accumulated by irradiating the laser absorption layer with a plurality of shots of the laser light, and the accumulated stress causes the peeling between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer. 前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層との界面における異なる領域において前記剥離を生じさせることと、
前記異なる領域で生じた前記剥離を繋げることで、前記第1の基板または前記界面層と、前記レーザ吸収層の分離の基点となる分離面を形成することと、を含む、請求項12に記載の基板処理方法。
causing the delamination at different regions at an interface between the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer;
13. The substrate processing method according to claim 12 , further comprising: connecting the peelings that have occurred in the different regions to form a separation surface that serves as a starting point for separation of the first substrate or the interface layer and the laser absorption layer.
前記分離面を基点として、前記第1の基板の少なくとも一部を前記重合基板から分離して除去すること、を含む、請求項13に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 13 , further comprising separating and removing at least a portion of the first substrate from the laminated substrate using the separation plane as a base point. 前記界面層は剥離促進膜を含み、
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項10又は11に記載の基板処理方法。
the interface layer comprises a release-promoting film;
The substrate processing method according to claim 10 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項12に記載の基板処理方法。The substrate processing method according to claim 12 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項13に記載の基板処理方法。The substrate processing method according to claim 13 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
前記界面層は剥離促進膜を含み、the interface layer comprises a release-promoting film;
前記界面層と前記レーザ吸収層の界面の前記剥離を、前記剥離促進膜と前記レーザ吸収層の界面で発生させる、請求項14に記載の基板処理方法。The substrate processing method according to claim 14 , wherein the peeling at the interface between the interface layer and the laser absorption layer occurs at the interface between the peel-promoting film and the laser absorption layer.
基板の表面に形成されるデバイス構造であって、
前記基板の表面には積層膜が形成され、
前記積層膜は、
レーザ光を吸収するレーザ吸収層と、
複数のデバイスを含むデバイス層と、
他の基板との接合に供される表面膜と、を前記表面側からこの順に有し、
前記レーザ吸収層がSiO 膜であり、当該SiO 膜の組成である窒素成分比率の制御により、前記レーザ光の吸収により前記基板と前記積層膜の界面において生じる剥離、の発生のしやすさである剥離性能制御する、デバイス構造。
A device structure formed on a surface of a substrate,
a laminated film is formed on the surface of the substrate,
The laminated film is
a laser absorption layer that absorbs laser light;
a device layer including a plurality of devices;
a surface film to be bonded to another substrate, in this order from the surface side,
A device structure in which the laser absorption layer is a SiO2 film , and peeling performance, which is the likelihood of peeling occurring at the interface between the substrate and the laminated film due to absorption of the laser light, is controlled by controlling the nitrogen component ratio in the composition of the SiO2 film.
基板の表面に形成されるデバイス構造であって、A device structure formed on a surface of a substrate,
前記基板の表面には積層膜が形成され、a laminated film is formed on the surface of the substrate,
前記積層膜は、The laminated film is
レーザ光を吸収するレーザ吸収層と、a laser absorption layer that absorbs laser light;
複数のデバイスを含むデバイス層と、a device layer including a plurality of devices;
他の基板との接合に供される表面膜と、を前記表面側からこの順に有し、a surface film to be bonded to another substrate, in this order from the surface side,
前記レーザ吸収層がTEOS膜であり、当該TEOS膜の組成である炭素成分比率の制御により、前記レーザ光の吸収により前記基板と前記積層膜の界面において生じる剥離、の発生のしやすさである剥離性能を制御する、デバイス構造。A device structure in which the laser absorption layer is a TEOS film, and the peeling performance, which is the likelihood of peeling occurring at the interface between the substrate and the laminated film due to absorption of the laser light, is controlled by controlling the carbon component ratio, which is the composition of the TEOS film.
前記積層膜は、前記基板の表面と前記レーザ吸収層の界面に剥離促進膜を含む、請求項19又は20に記載のデバイス構造。
The device structure according to claim 19 or 20 , wherein the laminated film includes a peeling-promoting film at an interface between the surface of the substrate and the laser absorption layer.
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