处理装置和处理方法

文档序号:1894357 发布日期:2021-11-26 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 处理装置和处理方法 (Processing apparatus and processing method ) 是由 田之上隼斗 山下阳平 森弘明 于 2020-04-07 设计创作,主要内容包括:一种对处理对象体进行处理的处理装置,该处理装置包括:改性部,其通过向所述处理对象体的内部照射激光束来沿着面方向形成多个改性层;以及控制部,其至少对所述改性部的动作进行控制,所述控制部控制所述改性部,以形成:第1改性层形成区域,在该第1改性层形成区域,在形成所述改性层时,自相邻的所述改性层沿面方向扩展的龟裂未被连结起来;以及第2改性层形成区域,在该第2改性层形成区域,在形成所述改性层时,自相邻的所述改性层沿面方向扩展的龟裂被连结起来。(A processing apparatus for processing a processing target object, the processing apparatus comprising: a modifying unit that forms a plurality of modified layers along a surface direction by irradiating a laser beam into the processing target; and a control unit that controls at least an operation of the modification unit, the control unit controlling the modification unit to form: a1 st modified layer forming region in which cracks extending in a plane direction from the adjacent modified layers are not connected when the modified layers are formed in the 1 st modified layer forming region; and a2 nd modified layer forming region in which cracks propagating in the surface direction from the adjacent modified layers are connected when the modified layers are formed in the 2 nd modified layer forming region.)

处理装置和处理方法

技术领域

本公开涉及处理装置和处理方法。

背景技术

专利文献1中公开有一种在单晶基板形成内部改性层并以该内部改性层为基点来割断基板的方法。根据专利文献1,通过向基板的内部照射激光束而使单晶构造变成多晶构造,从而形成所述内部改性层。此外,在内部改性层中,相邻的加工痕迹被连结起来。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平2013-161820号公报

发明内容

发明要解决的问题

本公开的技术适当地进行处理对象体的薄化处理。

用于解决问题的方案

本公开的一技术方案为一种处理装置,其为对处理对象体进行处理的处理装置,其中,该处理装置包括:改性部,其通过向所述处理对象体的内部照射激光束而沿着面方向形成多个改性层;以及控制部,其至少对所述改性部的动作进行控制,所述控制部控制所述改性部,以形成:第1改性层形成区域,在该第1改性层形成区域,在形成所述改性层时,自相邻的所述改性层沿面方向扩展的龟裂未被连结起来;以及第2改性层形成区域,在该第2改性层形成区域,在形成所述改性层时,自相邻的所述改性层沿面方向扩展的龟裂被连结起来。

发明的效果

根据本公开,能够适当地进行处理对象体的薄化处理。

附图说明

图1是表示层叠晶圆的结构的概略的侧视图。

图2是表示在处理晶圆形成了内部面改性层的情形的剖视图。

图3是示意性表示晶圆处理系统的结构的概略的俯视图。

图4是表示在处理晶圆形成了周缘改性层的情形的剖视图。

图5是表示改性装置的结构的概略的俯视图。

图6是表示改性装置的结构的概略的侧视图。

图7是晶圆处理的主要的工序的流程图。

图8是晶圆处理的主要的工序的说明图。

图9是表示在处理晶圆形成周缘改性层的情形的说明图。

图10是表示在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图11是表示在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图12是表示处理晶圆的周缘去除的情形的说明图。

图13是表示自处理晶圆分离背面晶圆的情形的说明图。

图14是表示形成于处理晶圆的中心改性层的说明图。

图15是表示形成于处理晶圆的中心改性层的说明图。

图16是表示自处理晶圆分离背面晶圆的其他的方法的说明图。

图17是表示形成于处理晶圆的内部面改性层的说明图。

图18是表示形成于处理晶圆的内部面改性层的说明图。

图19是表示形成内部面改性层的主要的工序的流程图。

图20是表示形成内部面改性层的主要的工序的说明图。

图21是表示改善处理晶圆的表面粗糙度的情形的说明图。

图22是表示针对处理晶圆形成内部面改性层的另一方法的说明图。

图23是表示形成于处理晶圆的内部面改性层的说明图。

图24是表示在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图25是表示针对处理晶圆形成内部面改性层的另一方法的说明图。

图26是表示针对处理晶圆形成内部面改性层的另一方法的说明图。

图27是表示针对处理晶圆形成内部面改性层的另一方法的说明图。

图28是表示形成于另一处理晶圆的内部面改性层的说明图。

图29是表示处理晶圆的另一构成的概略的说明图。

具体实施方式

在半导体器件的制造工序中,进行使在正面形成了多个电子电路等器件的作为处理对象体的处理晶圆薄化的处理。

图1是表示通过贴合处理晶圆W和支承晶圆S而形成的层叠晶圆T的结构的概略的侧视图。以下,在处理晶圆W中,将与支承晶圆S接合的面称作正面Wa,将与正面Wa相反的一侧的面称作背面Wb。同样地,在支承晶圆S中,将与处理晶圆W接合的面称作Sa,将与正面Sa相反的一侧的面称作Sb。

处理晶圆W为具有例如圆板形状的硅晶圆等半导体晶圆,在正面Wa形成有包含多个电子电路等器件在内的器件层(未图示)。另外,在器件层还形成有氧化膜(未图示),例如SiO2膜(TEOS膜)。

支承晶圆S为支承处理晶圆W的晶圆。在支承晶圆S的正面Sa形成有氧化膜(未图示),例如SiO2膜(TEOS膜)。此外,在支承晶圆S的正面Sa形成有多个器件的情况下,与处理晶圆W相同地在正面Sa形成器件层(未图示)。

上述的专利文献1所记载的基板内部加工装置为进行晶圆的薄化的装置。如图2所示,在该基板内部加工装置中,向处理晶圆W的内部照射激光束来形成内部面改性层M1。然后,以所形成的内部面改性层M1和自该内部面改性层M1扩展的龟裂(以下称作“裂纹C1”)为边界分离处理晶圆W而薄化。在分离时,以保持了处理晶圆W的正面Wa侧和背面Wb侧的状态,赋予剥离方向上的拉力。

然而,在对像这样形成了内部面改性层M1的处理晶圆W赋予拉力而进行分离的情况下,即使在形成了内部面改性层M1之后,作为分离对象的处理晶圆W的正面Wa侧与背面Wb侧也是通过内部面改性层M1相连的状态。因此,为了分离处理晶圆W,需要过大的拉力,从该观点出发,存在改善的余地。

本公开的技术适当地进行处理对象体的薄化处理。以下,参照附图对具备适当地进行薄化处理的本实施方式的作为处理装置的改性装置的晶圆处理系统和作为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,通过对实质上具有相同的功能结构的元件标注相同的附图标记来省略其重复的说明。

首先,对晶圆处理系统的结构进行说明。图3是示意性地表示晶圆处理系统1的结构的概略的俯视图。

在晶圆处理系统1中,对上述那样的将处理晶圆W和支承晶圆S接合而成的层叠晶圆T进行处理。而且,在晶圆处理系统1中,使处理晶圆W薄化。此外,在本实施方式中,处理晶圆W相当于本公开的处理对象体。

此外,除对处理晶圆W进行已说明的薄化处理以外,还进行边缘修整处理,该边缘修整处理用于防止由该薄化处理导致处理晶圆W的周缘部成为尖锐的形状(所谓的刀口形状)。例如图4所示,边缘修整处理通过以下方式进行:向作为去除对象的周缘部We与中央部Wc之间的边界照射激光束而形成周缘改性层M2,以该周缘改性层M2为基点来剥离周缘部We。此外,利用边缘修整去除的周缘部We例如为在径向上距处理晶圆W的外端部1mm~5mm的范围。关于边缘修整处理的方法在后述说明。

另外,在处理晶圆W形成有用于适当地进行边缘修整处理的接合区域Aa和未接合区域Ab。具体而言,如后述的图9所示,在接合区域Aa,处理晶圆W与支承晶圆S接合,在未接合区域Ab,处理晶圆W与支承晶圆S之间的接合强度降低。

未接合区域Ab例如可以在接合前形成。具体而言,能够通过对接合前的处理晶圆W的接合界面利用磨削、湿式蚀刻等进行去除、利用激光束的照射进行改性、利用疏水材料的涂布进行疏水化等,从而使接合强度降低,形成未接合区域Ab。此外,形成未接合区域Ab的所述“接合界面”是指处理晶圆W中的形成实际上与支承晶圆S接合的界面的部分。

未接合区域Ab例如也可以在接合后形成。具体而言,通过向接合后的处理晶圆W的相当于周缘部We的部分的界面照射激光束,从而使其相对于支承晶圆S的正面Sa的接合强度降低来形成未接合区域Ab。此外,关于未接合区域Ab,如果能够将处理晶圆W的周缘部处的处理晶圆W与支承晶圆S之间的接合力适当地降低,就能够在处理晶圆W与支承晶圆S之间的接合界面附近的任意的位置形成未接合区域。即,本实施方式的“接合界面附近”中包含处理晶圆W的内部、器件层D的内部以及氧化膜Fw的内部等。

如图3所示,晶圆处理系统1具有将送入送出站2和处理站3连接为一体的结构。送入送出站2例如在其与外部之间送入送出能够收纳多个层叠晶圆T的盒Ct。处理站3具备对层叠晶圆T实施处理的各种处理装置。

在送入送出站2设有盒载置台10。在图示的例子中,将多个、例如三个盒Ct以沿Y轴方向成一列的方式载置自如地载置于盒载置台10。此外,载置于盒载置台10的盒Ct的个数并不限定于本实施方式,能够任意地决定。

在送入送出站2,在盒载置台10的X轴负方向侧与该盒载置台10相邻地设有晶圆输送装置20。晶圆输送装置20构成为在沿Y轴方向延伸的输送路径21上移动自如。另外,晶圆输送装置20具有用于保持并输送层叠晶圆T的例如两个输送臂22、22。各输送臂22构成为沿水平方向、沿铅垂方向、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。此外,输送臂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,晶圆输送装置20构成为能够相对于盒载置台10的盒Ct以及后述的传送装置30输送层叠晶圆T。

在送入送出站2,在晶圆输送装置20的X轴负方向侧与该晶圆输送装置20相邻地设有用于交接层叠晶圆T的传送装置30。

在处理站3例如设有三个处理模块G1~G3。第1处理模块G1、第2处理模块G2以及第3处理模块G3自X轴正方向侧(送入送出站2侧)向负方向侧按该顺序排列配置。

在第1处理模块G1设有蚀刻装置40、清洗装置41以及晶圆输送装置50。蚀刻装置40和清洗装置41层叠地配置。此外,蚀刻装置40和清洗装置41的数量、配置并不限定于此。例如,蚀刻装置40和清洗装置41也可以分别沿X轴方向排列地载置。而且,该蚀刻装置40和清洗装置41还可以分别层叠。

蚀刻装置40对利用后述的加工装置80进行了磨削的处理晶圆W的分离面进行蚀刻处理。例如,向分离面供给化学溶液(蚀刻液),对该分离面进行湿式蚀刻。化学溶液例如能够使用HF、HNO3、H3PO4、TMAH、Choline以及KOH等。

清洗装置41对利用后述的加工装置80进行了磨削的处理晶圆W的分离面进行清洗。例如,使刷子抵接于分离面,而对该分离面进行磨刷清洗。此外,也可以使用被加压了的清洗液来清洗分离面。另外,清洗装置41也可以具有在清洗处理晶圆W的分离面的同时清洗支承晶圆S的背面Sb的结构。

晶圆输送装置50例如配置于蚀刻装置40和清洗装置41的Y轴负方向侧。晶圆输送装置50具有用于保持并输送层叠晶圆T的例如两个输送臂51、51。各输送臂51构成为沿水平方向、沿铅垂方向、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。此外,输送臂51的结构并不限定于本实施方式,可以采用任意的结构。而且,晶圆输送装置50构成为能够相对于传送装置30、蚀刻装置40、清洗装置41以及后述的改性装置60输送层叠晶圆T。

在第2处理模块G2设有改性装置60和晶圆输送装置70。此外,改性装置60的数量、配置并不限定于本实施方式,也可以层叠配置有多个改性装置60。

改性装置60向处理晶圆W的内部照射激光束,来形成内部面改性层M1和周缘改性层M2。改性装置60的详细结构后述说明。

晶圆输送装置70例如配置于改性装置60的Y轴正方向侧。晶圆输送装置70具有用于保持并输送层叠晶圆T的例如两个输送臂71、71。各输送臂71被多关节的臂构件72支承,构成为沿水平方向、沿铅垂方向、绕水平轴线以及绕铅垂轴线移动自如。此外,输送臂71的结构并不限定于本实施方式,能够采用任意的结构。而且,晶圆输送装置70构成为能够相对于清洗装置41、改性装置60以及后述的加工装置80输送层叠晶圆T。

在第3处理模块G3设有加工装置80。此外,加工装置80的数量、配置并不限定于本实施方式,也可以任意地配置有多个加工装置80。

加工装置80具有旋转台81。旋转台81构成为利用旋转机构(未图示)以铅垂的旋转中心线82为中心旋转自如。在旋转台81上设有两个用于吸附保持层叠晶圆T的卡盘83。卡盘83均等地配置于与旋转台81相同的圆周上。两个卡盘83通过旋转台81旋转,而能够向交接位置A0和加工位置A1移动。另外,两个卡盘83分别构成为能够利用旋转机构(未图示)绕铅垂轴线旋转。

在交接位置A0,进行层叠晶圆T的交接。在加工位置A1,配置磨削单元84,并对处理晶圆W进行磨削。磨削单元84具有磨削部85,该磨削部85具备呈环状形状且旋转自如的砂轮(未图示)。另外,磨削部85构成为能够沿着支柱86在铅垂方向上移动。而且,在使保持于卡盘83的处理晶圆W抵接于砂轮的状态下,分别使卡盘83和砂轮旋转。

在以上的晶圆处理系统1设有作为控制部的控制装置90。控制装置90例如为计算机,具有程序存储部(未图示)。在程序存储部存储有用于控制晶圆处理系统1的对层叠晶圆T的处理的程序。另外,在程序存储部也存储有用于通过控制上述的各种处理装置、输送装置等的驱动系统的动作来实现晶圆处理系统1的后述的晶圆处理的程序。另外,在程序存储部还存储有用于通过控制上述的薄化处理的动作来实现改性装置60的后述的改性处理的程序。此外,也可以是上述程序被存储在计算机能够读取的存储介质H,并从该存储介质H加载到控制装置90。

接着,对上述的改性装置60进行说明。图5、图6分别是表示改性装置60的结构的概略的俯视图和侧视图。

改性装置60具有由上表面保持层叠晶圆T的卡盘100。卡盘100以处理晶圆W配置于上侧且支承晶圆S配置于下侧的状态吸附保持支承晶圆S的背面Sb。卡盘100借助空气轴承101支承于滑台102。在滑台102的下表面侧设有旋转机构103。旋转机构103例如内置有马达作为驱动源。卡盘100构成为利用旋转机构103借助空气轴承101绕铅垂轴线旋转自如。滑台102构成为借助设于其下表面侧的移动机构104能够沿着设于基座106且沿Y轴方向延伸的导轨105移动。此外,移动机构104的驱动源没有特别限定,例如能够使用直线马达。

在卡盘100的上方设有作为改性部的激光头110。激光头110具有透镜111。透镜111为设于激光头110的下表面的筒状的构件,向保持于卡盘100的处理晶圆W照射激光束。

激光头110将自激光振荡器(未图示)振荡出的高频的脉冲状的,且是针对处理晶圆W具有透过性的波长的激光束会聚并照射于处理晶圆W的内部的被预先确定的位置。由此,在处理晶圆W的内部,激光束会聚的部分发生改性,形成内部面改性层M1和周缘改性层M2。

激光头110被支承于支承构件112。激光头110构成为沿着在铅垂方向上延伸的导轨113利用升降机构114升降自如。另外,激光头110构成为利用移动机构115沿Y轴方向移动自如。此外,升降机构114和移动机构115分别被支承于支承柱116。

在卡盘100的上方且是激光头110的Y轴正方向侧设有微距照相机(日文:マクロカメラ)120和显微照相机(日文:マイクロカメラ)121。例如,微距照相机120和显微照相机121构成为一体,微距照相机120配置于显微照相机121的Y轴正方向侧。微距照相机120和显微照相机121构成为利用升降机构122升降自如,而且,构成为利用移动机构123沿Y轴方向移动自如。

微距照相机120对处理晶圆W(层叠晶圆T)的外侧端部进行拍摄。微距照相机120例如具备同轴透镜,照射可见光、例如红色光,而且接收来自对象物的反射光。此外例如,微距照相机120的摄像倍率为2倍。

显微照相机121对处理晶圆W的周缘部进行拍摄,对接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界进行拍摄。显微照相机121例如具备同轴透镜,照射红外光(IR光),而且接收来自对象物的反射光。此外例如,显微照相机121的摄像倍率为10倍,视野为微距照相机120的大约1/5,像素尺寸为微距照相机120的大约1/5。

接着,对使用如上述构成的晶圆处理系统1进行的晶圆处理进行说明。图7是表示晶圆处理的主要的工序的流程图。图8是晶圆处理的主要的工序的说明图。此外,在本实施方式中,在晶圆处理系统1的外部的接合装置(未图示)中,处理晶圆W与支承晶圆S被接合,而预先形成层叠晶圆T。另外,在以下的说明中,以向晶圆处理系统1送入预先形成了所述的未接合区域Ab的层叠晶圆T的情况为例进行说明,但未接合区域Ab也可以在改性装置60中形成。

首先,将收纳了多个图8的(a)所示的层叠晶圆T的盒Ct载置于送入送出站2的盒载置台10。

接下来,利用晶圆输送装置20将盒Ct内的层叠晶圆T取出,并向传送装置30输送。接着,利用晶圆输送装置50取出传送装置30的层叠晶圆T,并向改性装置60输送。在改性装置60中,如图8的(b)所示,在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M2(图7的步骤A1),而且,如图8的(c)所示,形成内部面改性层M1(图7的步骤A2)。周缘改性层M2成为边缘修整中去除周缘部We时的基点。内部面改性层M1成为用于分离处理晶圆W的基点。

在改性装置60中,首先,利用晶圆输送装置50将层叠晶圆T向改性装置60送入,并保持于卡盘100。接下来,使卡盘100向微距对准位置移动。微距对准位置是微距照相机120能够拍摄处理晶圆W的外侧端部的位置。

接下来,利用微距照相机120拍摄处理晶圆W的周向360度的外侧端部的图像。将拍摄到的图像自微距照相机120向控制装置90输出。

在控制装置90中,根据微距照相机120的图像计算卡盘100的中心与处理晶圆W的中心的第1偏心量。而且,在控制装置90中,基于第1偏心量计算卡盘100的移动量,以校正该第1偏心量的Y轴成分。卡盘100基于该计算出的移动量沿Y轴方向移动,使卡盘100向显微对准位置移动。显微对准位置是显微照相机121能够拍摄处理晶圆W的周缘部的位置。在此,如上所述,由于显微照相机121的视野较小大约为微距照相机120的1/5,因此,若不校正第1偏心量的Y轴成分,则存在处理晶圆W的周缘部未进入显微照相机121的视角,而无法利用显微照相机121进行拍摄的情况。因此,也可以说,基于第1偏心量进行的Y轴成分的校正是用于使卡盘100向显微对准位置移动。

接下来,利用显微照相机121,对处理晶圆W的周向360度的接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界进行拍摄。将拍摄到的图像自显微照相机121向控制装置90输出。

在控制装置90中,根据显微照相机121的图像计算卡盘100的中心与接合区域Aa的中心的第2偏心量。而且,在控制装置90中,基于第2偏心量,以接合区域Aa的中心与卡盘100的中心一致的方式,确定卡盘100相对于周缘改性层M2的位置。

接下来,如图4、图9所示,自激光头110照射激光束L1(周缘用激光束,例如YAG激光),来在处理晶圆W的周缘部We与中央部Wc之间的边界形成周缘改性层M2(图7的步骤A1)。此外,在处理晶圆W的内部,裂纹C2自周缘改性层M2沿处理晶圆W的厚度方向扩展。裂纹C2扩展到正面Wa,而未到达背面Wb。

此外,利用上述激光束L1形成的周缘改性层M2的下端位于分离后的处理晶圆W的最终精处理后的正面的上方。即,以在分离后的处理晶圆W不残留周缘改性层M2的方式调节形成位置。

在步骤A1中,配合由控制装置90确定了的卡盘100的位置,以接合区域Aa的中心与卡盘100的中心一致的方式利用旋转机构103使卡盘100旋转,并且,利用移动机构104使卡盘100沿Y轴方向。此时,使卡盘100的旋转与Y轴方向的移动同步。

然后,一边如此使卡盘100(处理晶圆W)旋转和移动,一边自激光头110向处理晶圆W的内部照射激光束L1。即,一边校正第2偏心量,一边形成周缘改性层M2。于是,周缘改性层M2与接合区域Aa呈同心圆状地形成为环状。因此,之后,能够以周缘改性层M2(裂纹C2)为基点适当地去除周缘部We。

此外,在本例子中,在第2偏心量具备X轴成分的情况下,使卡盘100沿Y轴方向移动,并且使卡盘100旋转来对该X轴成分进行校正。另外,在第2偏心量不具备X轴成分的情况下,不使卡盘100旋转,而使其沿Y轴方向移动即可。

接下来,如图10和图11所示,自激光头110照射激光束L2(内部面用激光束L,例如YAG激光),沿着面方向形成内部面改性层M1(图7的步骤A2)。此外,图11所示的涂黑箭头表示卡盘100的旋转方向。此外,在处理晶圆W的内部,裂纹C1自内部面改性层M1沿面方向扩展。裂纹C1仅向周缘改性层M2的径向内侧扩展。

此外,如图12所示,在内部面改性层M1形成于比周缘改性层M2靠径向外侧的位置的情况下,周缘部We被去除后的边缘修整的质量降低。即,可能无法以周缘改性层M2(裂纹C2)为基点适当地去除周缘部We,而导致周缘部We的一部分残留于支承晶圆S。从该观点出发,调节内部面改性层M1的形成位置以使其形成于比周缘改性层M2靠径向内侧的位置。

此外,利用上述激光束L2形成的内部面改性层M1的下端位于分离后的处理晶圆W的最终精处理后的正面的上方。即,调节形成位置以在分离后的处理晶圆W不残留内部面改性层M1。

在步骤A2中,在卡盘100开始旋转后,且旋转速度进行了控速(成为了等速)后,一边使卡盘100(处理晶圆W)至少旋转1周(360度),一边自激光头110向处理晶圆W的内部周期性地照射激光束L2,来形成环状的内部面改性层M1。然后,使激光头110向处理晶圆W的径向内侧(Y轴方向)相对移动。通过反复进行该环状的内部面改性层M1的形成和该激光头110的向径向内侧的移动,来在面方向上形成内部面改性层M1。此外,关于内部面改性层M1的形成方法的详细,后述说明。

此外,在本实施方式中,在形成内部面改性层M1时,使激光头110沿Y轴方向进行了移动,但也可以使卡盘100沿Y轴方向移动。另外,在形成内部面改性层M1时,使卡盘100进行了旋转,但也可以使激光头110移动,从而使激光头110相对于卡盘100相对地旋转。

当在处理晶圆W形成内部面改性层M1时,接下来,利用晶圆输送装置70将层叠晶圆T自改性装置60送出。

接下来,利用晶圆输送装置70将层叠晶圆T向加工装置80输送。在加工装置80中,首先,在自输送臂71向卡盘83交接层叠晶圆T时,如图8的(d)所示,以周缘改性层M2和内部面改性层M1为基点,使处理晶圆W的正面Wa侧(以下称作器件晶圆Wa1)与背面Wb侧(以下称作背面晶圆Wb1)分离(图7的步骤A3)。此时,周缘部We也自处理晶圆W被去除。

在步骤A3中,如图13的(a)所示,利用输送臂71具备的吸附面71a吸附保持处理晶圆W,并且利用卡盘83吸附保持支承晶圆S。然后,如图13的(b)所示,在吸附面71a吸附保持了背面晶圆Wb1的状态下,使输送臂71上升,从而使器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1分离。此外,分离出的背面晶圆Wb1在晶圆处理系统1的外部被回收。如上所述,在步骤A3中,背面晶圆Wb1与周缘部We一体地被分离,即同时进行周缘部We的去除和处理晶圆W的分离。

此外,分离出的背面晶圆Wb1例如在晶圆处理系统1的外部被回收。另外,例如,可以在输送臂71的可动范围内设置回收部(未图示),通过在该回收部解除对背面晶圆Wb1的吸附,从而回收分离出的背面晶圆Wb1。

此外,在对处理晶圆W进行分离时,也可以是,通过在形成层叠晶圆T的处理晶圆W和支承晶圆S之间的界面插入例如由楔形状构成的刀片,从而在自处理晶圆W切断了背面晶圆Wb1之后,如上述地吸附保持背面晶圆Wb1。

另外,在本实施方式中,利用输送臂71的上升对处理晶圆W进行了分离,但也可以通过使输送臂71的吸附面71a旋转而在以内部面改性层M1和周缘改性层M2为边界切断了背面晶圆Wb1之后,使输送臂71上升。另外,例如,还可以在输送臂71设置压力传感器(未图示),并测量吸引背面晶圆Wb1的压力,从而检测背面晶圆Wb1的有无,来确定背面晶圆Wb1是否已自处理晶圆W分离。

另外,在本实施方式中,在加工装置80中利用晶圆输送装置70对处理晶圆W进行了分离,但也可以在晶圆处理系统1设有用于进行处理晶圆W的分离的分离装置(未图示)。分离装置例如能够与改性装置60层叠地配置。

接着,使卡盘83向加工位置A1移动。然后,如图8的(e)所示,利用磨削单元84对保持于卡盘83的处理晶圆W的分离面进行磨削,并去除残留于该分离面的内部面改性层M1和周缘改性层M2(图7的步骤A4)。在步骤A4中,在使砂轮抵接于分离面的状态下,分别使处理晶圆W和砂轮旋转,并对分离面进行磨削。此外,然后也可以使用清洗液喷嘴(未图示)来利用清洗液清洗处理晶圆W的分离面。

接下来,利用晶圆输送装置70将层叠晶圆T向清洗装置41输送。在清洗装置41中,对处理晶圆W的作为磨削面的分离面进行磨刷清洗(图7的步骤A5)。此外,在清洗装置41中,也可以在清洗处理晶圆W的分离面的同时清洗支承晶圆S的背面Sb。

接着,利用晶圆输送装置50将层叠晶圆T向蚀刻装置40输送。在蚀刻装置40中,利用化学溶液对处理晶圆W的分离面进行湿式蚀刻(图7的步骤A6)。在利用上述的加工装置80进行了磨削的分离面,存在形成磨削痕迹的情况。在本步骤A6中,通过进行湿式蚀刻,能够去除磨削痕迹,能够使分离面平滑化。

然后,将实施了全部处理的层叠晶圆T利用晶圆输送装置50向传送装置30输送,而且利用晶圆输送装置20向盒载置台10的盒Ct输送。如此,晶圆处理系统1的一系列的晶圆处理结束。

此外,在上述实施方式中,在步骤A3中对处理晶圆W进行了分离之后,利用步骤A4的对处理晶圆W的分离面的磨削进行了内部面改性层M1和周缘改性层M2的去除,但也可以利用步骤A6的湿式蚀刻来进行去除。该情况下,能够省略步骤A4。

另外,若在步骤A4中对处理晶圆W的分离面进行磨削而去除内部面改性层M1和周缘改性层M2,则也可以省略步骤A6的湿式蚀刻。

另外,步骤A1和步骤A2的周缘改性层M2和内部面改性层M1的形成顺序并不限定于此,也可以在形成周缘改性层M2之前先形成内部面改性层M1。

另外,在利用改性装置60形成未接合区域Ab的情况下,未接合区域Ab能够在任意时刻形成。

例如,未接合区域Ab也可以形成于送入到改性装置60之后且进行上述的微距对准之前。该情况下,能够适当地进行上述的显微对准(通过对未接合区域Ab的边界进行拍摄从而计算卡盘100的中心与接合区域Aa的第2偏心量)。

例如,未接合区域Ab也可以形成于步骤A1的周缘改性层M2的形成之后、或步骤A2的内部面改性层M1的形成之后。该情况下,能够省略上述的显微对准,而基于微距对准的结果来进行步骤A1的周缘改性层M2的形成。

此外,为了在面内均匀地进行上述的步骤A3的处理晶圆W的分离,期望内部面改性层M1的形成间隔均匀。而且,为了将该形成间隔控制为恒定,在步骤A2的内部面改性层M1的形成中,对卡盘100的旋转速度和激光束L的频率进行控制。

然而,在该卡盘100的旋转速度达到了上限值,激光束L的频率达到了下限值的情况下,内部面改性层M1的周向间隔P达到无法再进一步扩大间隔的临界值。而且,若在该状态下激光束L的照射位置进一步向径向内侧移动,则存在周向间隔P逐渐减小,在处理晶圆W的中心部,内部面改性层M1在同一加工线上重叠的情况。因此,存在无法适当地对处理晶圆W的中心部进行分离的情况。

关于无法对处理晶圆W的中心部进行分离的原因,进一步详细地说明。在通过照射激光束L来形成内部面改性层M1时,该内部面改性层M1膨胀。在该膨胀时产生的应力的作用下,形成裂纹C1。然而,例如,在内部面改性层M1重叠的情况下,对第一个内部面改性层M1照射下一(第二次的)激光束L,因此,裂纹C1难以沿径向扩展。另外,例如,即使是内部面改性层M1不重叠的情况,在周向间隔P小于某一阈值的情况下,仍对自第一个内部面改性层M1扩展的裂纹C1照射下一(第二次的)激光束L。该情况下,由于向已经释放了应力的裂纹C1照射激光束L,因此裂纹C1还是难以沿径向扩展。如此,在处理晶圆W的中心部无法使裂纹C2适当地扩展,因此存在无法对该中心部进行分离的情况。

另外,如上所述在内部面改性层M1重叠地形成的情况下,产生下一(第二次的)激光束L的漏光,即,未被内部面改性层M1的形成消耗掉的一部分激光束透过到下方,可能对器件层D造成影响。

于是,期望的是,如图14所示,在内部面改性层M1的周向间隔P达到临界值的处理晶圆W的中心部附近,结束内部面改性层M1的形成。该内部面改性层M1的非形成区域(后述中心改性层M3的形成区域R3)的范围例如能够根据激光束L的频率的最低值和卡盘100的旋转速度的最高值来计算(例如距处理晶圆W的中心1~2mm左右的范围)。

如此,在根据卡盘100的旋转速度和激光束的频率求得的期望的位置结束内部面改性层M1的形成,并剩余内部面改性层M1的非形成区域,从而能够抑制内部面改性层M1的重复形成,能够抑制产生激光束L的漏光。

此外,如图14所示,在改性层未形成于处理晶圆W的中心部的情况下,存在在该中心部无法适当地进行处理晶圆W的分离的情况。即,由于在中心部成为器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1被连结在一起的状态,因此无法适当地进行分离,另外,可能导致处理晶圆W的分离面的中心部的表面粗糙度发生劣化。

于是,作为用于使处理晶圆W的中心部适当地分离的方法,本发明的发明人们想到了形成中心改性层M3的方法。即,如图15所示,在周向间隔P达到临界值的处理晶圆W的中心部附近结束内部面改性层M1的形成,并在内部面改性层M1的径向内侧形成中心改性层M3。如上所述,中心改性层M3的形成区域R3能够根据激光束L的频率的最低值和卡盘100的旋转速度的最高值来计算(例如距处理晶圆W的中心1~2mm左右的范围)。

此外,中心改性层M3能够以任意的形状形成于内部面改性层M1的径向内侧。例如,在图15中,由多条、根据图示的例子则为7条直线形成了中心改性层M3,但中心改性层M3的形状并不限定于此。例如,中心改性层M3只要能够适当地进行处理晶圆W的中心部的分离即可,也可以由小于7条的直线,例如仅一条直线形成。如此,通过减少中心改性层M3的形成条数,能够减少中心改性层M3的形成所涉及的生产节拍。另外,中心改性层M3也不限定于直线形状,例如也可以仅由曲线形状形成,还可以组合曲线形状和直线形状。

在此,在中心改性层M3彼此交叉地形成的情况下,可能导致在该交差部产生激光束的漏光。另外,在中心改性层M3彼此接近地形成的情况下,自中心改性层M3扩展的裂纹(未图示)互相连结,由此,可能在处理晶圆W的中心部形成凸部,导致处理晶圆W的分离面的平面度劣化。

于是,期望的是,如图15所示,互相不交叉、靠近而独立地形成中心改性层M3,自相邻的中心改性层M3沿面方向扩展的裂纹(未图示)互相未被连结起来。期望的是,中心改性层M3的形成间隔例如为10μm以上。

此外,还能够将图13的(b)所示的背面晶圆Wb1进行再利用作为具有在正面形成有多个器件的器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域的产品晶圆。该情况下,针对利用晶圆处理系统1进行了处理的背面晶圆Wb1,可以不对形成了内部面改性层M1的分离面进行磨削,从而残留周缘部We。

此外,在上述实施方式的步骤A3中,背面晶圆Wb1与周缘部We一体地分离,即同时进行了周缘部We的去除和处理晶圆W的分离,但背面晶圆Wb1和周缘部We也可以不同时分离。例如,可以在利用边缘修整处理剥离了周缘部We之后分离背面晶圆Wb1。该情况下,如图16的(a)所示,通过使自步骤A1中形成的周缘改性层M2扩展的裂纹C2到达正面Wa和背面Wb,从而能够如图16的(b)所示适当地进行边缘修整处理、薄化处理。另外,还能够想到不剥离周缘部We的情况,但该情况下,关于处理晶圆W的对准,可以代替接合区域Aa与未接合区域Ab之间的边界,而利用该处理晶圆W的外端部来进行对准。

此外,存在在处理晶圆W的用于形成内部面改性层M1、周缘改性层M2的作为激光束的入射面的背面Wb形成有背面膜(例如,氧化膜、氮化膜)的情况。作为该背面膜,能够想到例如由于处理晶圆W暴露于空气中而形成的自然氧化膜、为了保护处理晶圆W的背面Wb而形成的保护膜、为了调节处理晶圆W的翘曲量而形成的调整膜等。而且,如此在处理晶圆W形成有背面膜的情况下,有时无法适当地形成内部面改性层M1、周缘改性层M2。具体而言,可能导致激光束被该背面膜反射、吸收,照射激光束时的自动调焦用的光受到背面膜的影响而无法适当地控制加工高度。

于是,也可以在该改性层的形成中的照射激光束之前,进行处理晶圆W的背面膜的去除。该背面膜的去除例如可以利用湿式蚀刻、干式蚀刻、等离子体蚀刻等任意的方法来进行。

如此,通过在照射激光束之前,即在形成改性层之前进行背面膜的去除,能够抑制用于形成改性层的激光束被吸收、反射,能够在期望的位置、高度适当地形成内部面改性层M1、周缘改性层M2。另外,由此能够适当地进行背面晶圆Wb1的分离和周缘部We的去除。此外,如上所述,在接合处理晶圆W后形成未接合区域Ab的情况下,也能够抑制用于形成该未接合区域Ab的激光束被吸收、反射。

此外,该背面膜的去除既可以在蚀刻装置40中进行,也可以通过在晶圆处理系统1进一步设置作为背面膜去除部的背面膜去除装置(未图示)来进行。

接着,对步骤A2中形成的内部面改性层M1进行说明。在步骤A2中,如上所述,沿径向形成有多个环状的内部面改性层M1,但在以下的说明中,为了方便,有时将各环称作加工线。另外,如图11所示,将加工线上相邻的内部面改性层M1的周向上的间隔称作周向间隔P(脉冲节距),将沿径向相邻的加工线之间的间隔称作径向间隔Q(分度节距)。

以往,在本发明的发明人们的研究中,在使处理晶圆W的器件晶圆Wa1和背面晶圆Wb1分离(剥离)时,自沿周向相邻的内部面改性层M1扩展的裂纹C1和自沿径向相邻的内部面改性层M1扩展的裂纹C1彼此相连。而且,由此,以裂纹C1为边界地使器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1分离。然而,如上所述,在裂纹C1进行了扩展之后,在内部面改性层M1的形成位置,器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1仍为相连的状态,而背面晶圆Wb1的分离需要过大的力(例如,300N以上)。

于是,本发明的发明人们进行了深入研究,结果得出以下见解:通过在处理晶圆W的面内形成径向间隔Q不同的区域,能够使背面晶圆Wb1的剥离所需的力降低(例如,16N)。

图17表示利用实施方式的改性方法形成于处理晶圆W的内部面改性层M1的形态,图17的(a)是俯视剖视图,图17的(b)是将图17的(a)的主要部分放大表示的主要部分放大图。

如图17所示,在处理晶圆W形成有内部面改性层M1的径向间隔Q不同的区域。具体而言,在处理晶圆W形成有:作为第1改性层形成区域的宽间隔区域R1,其形成于处理晶圆W的径向外侧且内部面改性层M1的径向间隔Q较宽;以及作为第2改性层形成区域的窄间隔区域R2,其形成于宽间隔区域R1的径向内侧且内部面改性层M1的径向间隔Q较窄。此外,内部面改性层M1的周向间隔P、宽间隔区域R1以及窄间隔区域R2在整周上为恒定。

此外,在以下的说明中,有时将形成于宽间隔区域R1的内部面改性层M1称作作为第1改性层的外周侧改性层M1e,将形成于窄间隔区域R2的内部面改性层M1称作作为第2改性层的内周侧改性层M1c。

在此,如图17的(b)所示,在宽间隔区域R1,以在形成相邻的外周侧改性层M1e时沿面方向扩展的裂纹C1彼此不相连的方式设定外周侧改性层M1e的形成间隔Q1。另外,如图17的(b)所示,在窄间隔区域R2中,以在形成相邻的内周侧改性层M1c时沿面方向扩展的裂纹C1彼此相连的方式设定内周侧改性层M1c的形成间隔Q2。此外,作为一个例子,能够将外周侧改性层M1e的形成间隔Q1设为60μm,将内周侧改性层M1c的形成间隔Q2设为10μm。

此外,通过向处理晶圆W的内部照射激光束,从而使该激光束的照射部分无定形化(多晶化),来形成内部面改性层M1。此时,如图18的(a)所示,在内部面改性层M1产生压缩应力。在此,在宽间隔区域R1相邻的外周侧改性层M1e的裂纹C1不相连,因此所产生的压缩应力累积于外周侧改性层M1e。另外,由此,如图18的(a)所示,在沿径向相邻的外周侧改性层M1e彼此之间累积由压缩应力引起的拉伸应力。如图18的(b)所示,该拉伸应力所作用的区域(以下称作“拉伸区域U”)遍及处理晶圆W的整周地形成为环状。

接着,对以上那样的宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的形成方法以及处理晶圆W的分离方法进行说明。图19是表示步骤A2的内部面改性层M1的形成方法以及处理晶圆W的分离方法的主要工序的流程图。图20是示意性地表示步骤A2的内部面改性层M1的形成方法以及处理晶圆W的分离方法的主要工序的说明图。此外,图20中示出处理晶圆W的径向一半的厚度方向的剖视图。另外,图20中为了避免图示繁杂而省略对支承晶圆S的图示。

此外,在形成内部面改性层M1之前,在处理晶圆W形成有周缘改性层M2和裂纹C2(图7和图19的步骤A1)。

如图20的(a)所示,在形成内部面改性层M1时,先形成宽间隔区域R1(图19的步骤A2-1)。宽间隔区域R1通过重复如上所述地以环状形成外周侧改性层M1e和使激光头110移动的操作,从而自处理晶圆W的径向外侧朝向径向内侧地依次形成。外周侧改性层M1e的形成间隔Q1例如为60μm。在此,在宽间隔区域R1,自相邻的外周侧改性层M1e扩展的裂纹C1彼此不相连。

在此,裂纹C1彼此不相连,因此,如上述所示在内部面改性层M1累积压缩应力,并且在相邻的内部面改性层M1之间形成拉伸区域U。

接下来如图20的(b)所示,在形成宽间隔区域R1后,形成窄间隔区域R2(图19的步骤A2-2)。窄间隔区域R2通过重复如上所述地以环状形成内周侧改性层M1c和使激光头110移动的操作,从而自处理晶圆W的中心朝向径向外侧地依次形成。内周侧改性层M1c的形成间隔Q2例如为10μm。在此,在窄间隔区域R2,自相邻的内周侧改性层M1c扩展的裂纹C1依次相连。

此外,如图20的(b)所示,在步骤A2-1的窄间隔区域R2的形成中,位于该窄间隔区域R2的最外周侧的位置的内周侧改性层M1c的裂纹C1与位于宽间隔区域R1的最内周侧的位置的外周侧改性层M1e的裂纹C1不相连。

如图20的(c)所示,在形成窄间隔区域R2后,形成成为用于开始处理晶圆W的分离的起点的起点改性层M1s。具体而言,在宽间隔区域R1与窄间隔区域R2之间形成作为起点改性层M1s的内部面改性层M1。由此,位于窄间隔区域R2的最外周侧的位置的内周侧改性层M1c的裂纹C1与位于宽间隔区域R1的最内周侧的位置的一个外周侧改性层M1e的裂纹C1被连结起来。

在形成起点改性层M1s后,宽间隔区域R1的裂纹C1与窄间隔区域R2的裂纹C1被连结起来,由此,累积于宽间隔区域R1的一个外周侧改性层M1e的压缩应力被释放。而且,如图20的(d)所示,由于该应力的释放,一个外周侧改性层M1e成为向器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1剥离的方向鼓起的状态。即,在该一个外周侧改性层M1e的形成位置,成为器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1以裂纹C1为界被剥离的状态(图19的步骤A2-4)。

如此,当器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1在一个外周侧改性层M1e的形成位置被剥离后,在由于该剥离而作用于处理晶圆W的厚度方向的力的影响下,如图20的(d)所示,裂纹C1向径向外侧扩展。而且,由此与自相邻的另一外周侧改性层M1e扩展的裂纹C1连结起来(图19的步骤A2-5)。

当一个外周侧改性层M1e的裂纹C1与另一外周侧改性层M1e的裂纹C1被连结起来后,累积于另一外周侧改性层M1e的压缩应力被释放。而且,由于该应力的释放,在另一外周侧改性层M1e的形成位置,成为器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1以裂纹C1为界被剥离的状态(图19的步骤A2-5)。

而且,如此当器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1在另一外周侧改性层M1e的形成位置被剥离后,在由于该剥离而作用于处理晶圆W的厚度方向的力的影响下,裂纹C1向径向外侧进一步扩展。

而且,通过如此连锁地重复裂纹C1的扩展、压缩应力的释放、背面晶圆Wb1的剥离,如图20的(e)所示,裂纹C1到达周缘改性层M2(图19的步骤A2-6)。

而且,如此当在处理晶圆W的整个面形成内部面改性层M1而且裂纹C1扩展时,步骤A2的内部面改性层M1的形成处理结束,之后,去除周缘部We和背面晶圆Wb1(图7和图19的步骤A3)。

根据上述实施方式,在处理晶圆W形成有内部面改性层M1,该内部面改性层M1具有宽间隔区域R1和窄间隔区域R2。而且,在宽间隔区域R1,如上所述,连锁地进行器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1的剥离。

如此,根据上述实施方式,由于器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1的剥离,在处理晶圆W的内部沿厚度方向产生间隙。即,如此地在处理晶圆W的面内形成器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1不相连的区域,因此能够降低之后的背面晶圆Wb1的剥离处理中需要的力。具体而言,以往背面晶圆Wb1的剥离需要300N以上的力,相对于此,在如上述实施方式那样形成了内部面改性层M1的情况下,能够使该所需要的力降低到16N。

另外,通过如此地使剥离所需要的力降低,能够使供于进行剥离处理的装置简化、小型化。更具体而言,能够使在背面晶圆Wb1的剥离中所需要的辅助构件简化或省略该辅助构件。

另外,通过使剥离所需要的力降低而能够容易地进行剥离,因此能够提高剥离处理的生产率。另外,能够使剥离所需要的动力降低,因此能够降低剥离装置的能量。

另外,根据上述实施方式,能够减少形成于宽间隔区域R1的内部面改性层M1的数量,因此能够减少内部面改性层M1的形成所花费的时间,能够进一步提高生产率。

另外,根据上述实施方式,宽间隔区域R1的器件晶圆Wa1与背面晶圆Wb1以由于累积的应力的释放而自然地扩展的裂纹C1为基点被分离。因此,特别是在宽间隔区域R1,能够得到具有周期性构造的平滑的分离面。

图21的(a)是拍摄在处理晶圆W的整个面将分度节距恒定设为60μm而形成了内部面改性层M1的情况(以往的方法)下的处理晶圆W的分离面得到的照片,图21的(b)是拍摄以形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的方式形成了内部面改性层M1的情况(本实施方式的方法)下的处理晶圆W的分离面得到的照片。如图21所示,通过以形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的方式形成内部面改性层M1,并利用累积的应力的释放自然地使裂纹C1扩展,能够改善分离后的表面粗糙度,得到平滑的分离面。而且,通过如此得到平滑的分离面,能够适当地进行之后的加工装置80的磨削处理。

另外,存在在处理晶圆W的分离面,例如由于处理晶圆W的被照射了激光束的位置的改性层化、因上述的裂纹的连结而产生的凸部的形成,而导致表面变粗糙的情况。而且,当由以上情况导致分离面的表面变得过于粗糙时,可能导致无法适当地进行加工装置80的磨削处理、促进作为消耗品的砂轮的磨耗。

于是,也可以在改性装置60中,向处理晶圆W的分离面再次照射激光束。具体而言,向处理晶圆W的分离面再次照射激光束,对该分离面进行退火或去除分离面的表面层。而且,通过如此使分离面的表面状态变化(改善),能够改善加工装置80的磨削性,另外能够减轻对砂轮的损伤。此外,该分离面的“表面状态的改善”是指该分离面的表面状态与处理晶圆W的刚刚分离后的状态相比至少变得平坦化,即表面的凹凸形状减小。

此外,关于针对该处理晶圆W的分离面的激光束的照射,可以如上所述地在改性装置60中进行,也可以在晶圆处理系统1进一步设置分离面改性装置(未图示)来进行。另外,向分离面照射的光并不限定于激光束,例如也可以是电子束(EB:Electron Beam)。

此外,在上述实施方式中,将外周侧改性层M1e的形成间隔Q1设为60μm,将内周侧改性层M1c的形成间隔Q2设为10μm,但内部面改性层M1的形成间隔并不限定于此。

例如,宽间隔区域R1的外周侧改性层M1e的形成间隔Q1只要是自沿径向相邻的外周侧改性层M1e分别扩展的裂纹C1不相连而能够累积压缩应力的距离即可。

关于该内部面改性层M1的径向间隔Q,发明人们进行了深入研究后得出以下见解:以径向间隔Q为40μm时为界,决定自内部面改性层M1沿径向扩展的裂纹C1是否相连。即,期望的是,宽间隔区域R1的外周侧改性层M1e的形成间隔Q1至少大于40μm。另一方面,在外周侧改性层M1e的形成间隔Q1过大的情况下,在剥离背面晶圆Wb1时,裂纹C1无法适当地相连。鉴于该方面,期望宽间隔区域R1的径向间隔Q小于70μm。即,期望的是,外周侧改性层M1e的形成间隔Q1至少在处理晶圆W为φ300mm的硅晶圆的情况下大于40μm且小于70μm。

例如,窄间隔区域R2的内周侧改性层M1c的形成间隔Q2只要是自沿径向相邻的内周侧改性层M1c分别扩展的裂纹C1相连的距离即可。即,期望的是,窄间隔区域R2的内周侧改性层M1c的形成间隔Q2为40μm以下。另一方面,在内周侧改性层M1c的形成间隔Q2过小的情况下,特别是内周侧改性层M1c彼此重叠地形成的情况下,可能导致无法适当地进行背面晶圆Wb1的剥离。鉴于该方面,期望窄间隔区域R2的径向间隔Q至少大于10μm。即,期望的是,内周侧改性层M1c的形成间隔Q2至少在处理晶圆W为φ300mm的硅晶圆的情况下为40μm以下且大于10μm。

此外,在上述实施方式中,自处理晶圆W的径向外侧依次形成了宽间隔区域R1,自处理晶圆W的中心侧依次形成了窄间隔区域R2,但内部面改性层M1的形成方向也并不限定于此。

另外,宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的形成顺序也不限定于上述实施方式,也可以在形成了窄间隔区域R2之后形成宽间隔区域R1。该情况下,也能够通过在宽间隔区域R1与窄间隔区域R2之间形成起点改性层M1s,而开始背面晶圆Wb1的剥离。

此外,在上述实施方式中,通过在宽间隔区域R1与窄间隔区域R2之间形成起点改性层M1s,从而将裂纹C1连在一起并开始背面晶圆Wb1的剥离,但也不一定必须形成起点改性层M1s。即,例如,还能够在形成了宽间隔区域R1之后,通过形成窄间隔区域R2而将裂纹C1连在一起,并开始背面晶圆Wb1的剥离。

此外,在上述实施方式中,如图17所示,在俯视时的处理晶圆W的径向外侧形成宽间隔区域R1,在该宽间隔区域R1的内侧形成窄间隔区域R2,但宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的形成位置也并不限定于上述实施方式。

例如,如图22的(a)所示,也可以在俯视时的处理晶圆W的径向外侧形成窄间隔区域R2,在该窄间隔区域R2的内侧形成宽间隔区域R1。另外,例如,如图22的(b)所示,还可以在处理晶圆W的径向外侧交替地形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2。

此外,在上述实施方式中,在处理晶圆W的径向上形成了宽间隔区域R1和窄间隔区域R2,即,变更了内部面改性层M1的径向间隔Q,但也可以代替此变更周向间隔P(脉冲节距)。另外,也可以变更径向间隔Q和周向间隔P这两者。该情况下,在处理晶圆W的面内形成的内部面改性层M1的数量进一步减少,因此能够进一步提高生产率。

此外,在上述实施方式中,在步骤A2中形成了多个环状的内部面改性层M1,但例如图23所示,也可以将内部面改性层M1自径向外侧向内侧地形成为螺旋状。具体而言,一边使卡盘100(处理晶圆W)旋转并且使激光头110自处理晶圆W的径向外侧朝向内侧沿Y轴方向移动,一边自激光头110向处理晶圆W的内部照射激光束L2。如此,通过将内部面改性层M1形成为螺旋状,能够在处理晶圆W的面内连续地形成内部面改性层M1,因此,能够提高改性层形成的生产节拍。

此外,在将内部面改性层M1形成为螺旋状的情况下,该内部面改性层M1也形成于比周缘改性层M2靠径向内侧的位置。

此外,内部面改性层M1也可以自径向内侧向外侧地形成为螺旋状。即,可以一边使激光头110自处理晶圆W的径向内侧朝向外侧相对地沿Y轴方向移动,一边自激光头110向处理晶圆W的内部周期性地照射激光束L2。

在如此将内部面改性层M1形成为螺旋状的情况下,也与上述实施方式同样地形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2。于是,能够享受与上述实施方式同样的效果。此外,宽间隔区域R1和窄间隔区域R2的形成方法能够任意地选择。例如,也可以自处理晶圆W的径向外侧朝向内侧去连续地形成到处理晶圆W的中心。另外,例如,如图24的(a)所示,也可以在自处理晶圆W的径向外侧朝向内侧地将宽间隔区域R1形成到预先确定的任意的位置之后,如图24的(b)所示,自处理晶圆W的中心朝向径向外侧地形成窄间隔区域R2,并使该窄间隔区域R2与宽间隔区域R1的内部面改性层M1合流。

此外,如图24所示,在分别自处理晶圆W的外侧和内侧形成内部面改性层M1并使其在面内合流的情况下,为了使该内部面改性层M1适当地合流而形成螺旋形状,内部面改性层M1的合流位置的位置对准十分重要。即,根据本实施方式,需要使宽间隔区域R1的激光束的照射结束位置与窄间隔区域R2的激光束的照射结束位置一致。

在此,在激光束照射的开始和结束时,存在自控制装置90发出系统信号后到实际上自激光头110照射激光束为止的延迟时间。而且,在形成内部面改性层M1时,如上所述地一边使处理晶圆W旋转一边进行激光束的照射,因此在控制激光束的照射结束位置时,需要考虑上述的延迟时间内的处理晶圆W的旋转。即,需要在激光头110到达期望的激光束的照射结束位置的上方之前,发出激光束的照射结束的系统信号。

另外,在此,在将内部面改性层M1形成为螺旋状的情况下,为了使所形成的内部面改性层M1的周向间隔P(脉冲节距)恒定,根据激光头110的相对于处理晶圆W的位置而对卡盘100的旋转速度、激光束的频率进行控制。换言之,由于根据激光束的照射结束位置等各种条件而旋转速度不同,因此,存在延迟时间内的伴随处理晶圆W的旋转而产生的移动量不同的情况。

于是,在如上所述地使内部面改性层M1在处理晶圆W的面内合流的情况下,优选根据激光束照射位置处的处理晶圆W的旋转速度和延迟时间,控制来自激光头110的激光束的照射结束的时刻。另外,在如上所述地分别自处理晶圆W的外侧和内侧形成内部面改性层M1的情况下,由于在该激光束的照射开始时处理晶圆W的旋转速度也不同,因此,优选为同样地控制激光束的照射开始的时刻。

此外,考虑到了该延迟时间的激光束照射的时刻的控制并不限定于如上所述地使内部面改性层M1在面内合流的情况,例如,还能够应用于在处理晶圆W的面内的任意的位置变更激光束的照射条件(例如,频率)的情况。另外,也不限定于如上所述地形成螺旋状的内部面改性层M1的情况,能够较佳地应用于处理对象体的相对于激光头的移动速度变化的情况。

此外,如上所述,为了抑制边缘修整的质量降低,内部面改性层M1需要形成于比周缘改性层M2靠径向内侧的位置。然而,在卡盘100的旋转轴线与处理晶圆W的旋转轴线不一致的情况下,即卡盘100的中心与处理晶圆W的中心不一致的情况下,相对于处理晶圆W偏心地形成改性层。而且,在不考虑该偏心而进行了改性层的形成的情况下,可能导致内部面改性层M1形成于比周缘改性层M2靠径向外侧的位置。

于是,在改性装置60中,为了防止内部面改性层M1形成于周缘改性层M2的径向外侧,期望在改性层的形成时进行偏心校正。例如通过使卡盘100、激光头110沿水平方向(沿X轴方向、沿Y轴方向)移动来进行该偏心校正。

图25是表示利用第1偏心校正方法形成于处理晶圆W的内部的改性层的情形的说明图。

在未接合区域Ab相对于处理晶圆W偏心地形成的情况下,在步骤A1中,周缘改性层M2与接合区域Aa(未接合区域Ab)呈同心圆状地形成为环状。于是,在第1偏心校正方法的步骤A1中,将内部面改性层M1沿着周缘改性层M2,即追随接合区域Aa和周缘改性层M2的偏心地形成为同心的螺旋状。换言之,在第1偏心校正方法中,均是一边进行偏心校正一边形成周缘改性层M2和内部面改性层M1。

如此,根据第1偏心校正方法,通过与追随接合区域Aa的偏心地形成的周缘改性层M2呈同心状地形成内部面改性层M1,能够抑制内部面改性层M1形成于周缘改性层M2的径向内侧。

如第1偏心校正方法所示,期望追随偏心地形成内部面改性层M1。然而,在处理晶圆W的中心部追随该偏心地形成内部面改性层M1的情况下,需要使卡盘100、激光头110高速地沿水平方向往复移动,存在偏心校正动作无法追随内部面改性层M1的形成动作、共振、导向件寿命降低的担忧。于是,在以下的第2偏心校正方法中,至少在处理晶圆W的中心部不进行偏心校正动作。

图26是表示利用第2偏心校正方法形成于处理晶圆W的内部的改性层的形态的说明图。

在未接合区域Ab相对于处理晶圆W偏心地形成的情况下,在步骤A1中,周缘改性层M2形成为与接合区域Aa(未接合区域Ab)呈同心圆状的环状。

接着,在第2偏心校正方法中,一边沿着周缘改性层M2向径向内侧进行卡盘100(处理晶圆W)的偏心校正,一边形成用于吸收接合区域Aa的偏心的缓冲层B。具体而言,在卡盘100的旋转开始后且旋转速度进行了控速(成为了等速)之后,一边至少使卡盘100(处理晶圆W)旋转1周(360度)一边自激光头110向处理晶圆W的内部周期性地照射激光束L,而形成环状的内部面改性层M1。然后,使激光头110向处理晶圆W的径向内侧(Y轴方向)相对地移动。通过重复进行该环状的内部面改性层M1的形成和该激光头110的向径向内侧的移动来沿面方向形成内部面改性层M1,从而形成与接合区域Aa和周缘改性层M2呈同心圆状的作为缓冲层B的内部面改性层M1。此外,缓冲层B例如以接合区域Aa的偏心量以上的加工宽度(例如,500μm)形成。

此外,缓冲层B的内部面改性层M1的径向间隔Q能够任意地设定。

而且,在形成缓冲层B后,例如自缓冲层B的加工宽度之间以螺旋状形成内部面改性层M1。此外,在形成该螺旋状的内部面改性层M1时,不进行所述的偏心校正。换言之,在第2偏心校正方法中,一边进行偏心校正一边形成构成周缘改性层M2和缓冲层B的同心圆状的内部面改性层M1,在形成于缓冲层B的径向内侧的螺旋状的内部面改性层M1的形成中,不进行偏心校正。

如此,根据第2偏心校正方法,通过将以接合区域Aa的偏心量以上的加工宽度形成的缓冲层B形成于周缘改性层M2的径向内侧,从而不需要在螺旋状的内部面改性层M1的形成中进行偏心校正。即,即使内部面改性层M1偏心地形成,偏心量也会在缓冲层B的加工宽度中被吸收,因此内部面改性层M1不会到达周缘改性层M2的径向外侧。另外,在形成内部面改性层M1时,不需要进行偏心校正,因此能够更容易地形成内部面改性层M1。

另外,由于不需要在处理晶圆W的中心部进行偏心校正,因此抑制像上述那样无法适当地进行偏心校正的情形。另外,能够减轻对共振的产生、导向件寿命的降低的担忧。另外,如此在中心部不进行偏心校正,因此能够维持卡盘100的高速的旋转速度,其结果,能够将内部面改性层M1的周向间隔P控制为恒定。

图27是表示利用第3偏心校正方法形成于处理晶圆W的内部的改性层的形态的说明图。

在未接合区域Ab相对于处理晶圆W偏心地形成的情况下,在步骤A1中,周缘改性层M2形成为与接合区域Aa(未接合区域Ab)呈同心圆状的环状。

接着,在第3偏心校正方法中,在于步骤A1中形成为与接合区域Aa(未接合区域Ab)呈同心圆状的环状的周缘改性层M2的径向内侧,在激光头110位于处理晶圆W的外周部的位置的范围内,进行偏心校正。即,一边使激光头110自径向外侧向内侧移动,一边利用旋转机构103使卡盘100旋转,并且利用移动机构104使卡盘100沿Y轴方向移动以使卡盘100的中心与接合区域Aa的中心一致。

具体而言,将处理晶圆W的内部面改性层M1的形成范围沿着径向分割成多个区域,根据该区域逐渐地缩短偏心行程。此外,在图27中,例示如下情况:将内部面改性层M1的形成范围分割成中心区域R11和四个环状区域R12~R15,针对100μm的偏心量在各环状区域R12~R15中逐个校正20μm、即偏心行程每次衰减20μm。

如此,根据第3偏心校正方法,通过在位于处理晶圆W的外周部的范围(图27的环状区域R12~R15)内进行偏心校正,从而不需要在中心部附近进行偏心校正。即,在处理晶圆W的外周部,完成上述的偏心校正(偏心行程的衰减),偏心量成为0μm,在中心部(图27的中心区域R11),卡盘100的中心与接合区域Aa的中心一致。在如此形成内部面改性层M1时,当激光头110位于外周部时,卡盘100的旋转速度较慢,因此能够适当地进行偏心校正。而且,其结果为吸收偏心量,能够在周缘改性层M2的内侧形成内部面改性层M1。

另外,不需要在处理晶圆W的中心区域R11进行偏心校正,因而能够抑制像上述那样无法适当地进行偏心校正的情形。另外,能够减轻产生共振、导向件寿命降低的担忧。另外,如此在中心区域R11不进行偏心校正,因而能够维持卡盘100的高速的旋转速度,其结果为能够将内部面改性层M1的周向间隔P控制为恒定。

此外,用于进行偏心校正的环状区域的数量并不限定于本例,而能够任意地设定。另外,不需要必须像本例那样在每个环状区域阶段性地校正偏心,也可以自处理晶圆W的外周朝向中心去而连续地进行偏心校正。另外,例如,还可以仅在激光头110将激光束自外侧照射几周的量的期间进行偏心校正。

此外,利用第3偏心校正方法在处理晶圆W的外周部校正偏心量的情况下,期望的是,在处理晶圆W的半径的一半的量(r/2)之前,完成该偏心校正。换言之,期望的是,图27所示的中心区域R11的半径为r/2以上。

如上所述形成步骤A2的内部面改性层M1。如此,通过在形成内部面改性层M1时进行偏心校正,能够容易地进行边缘修整处理、薄化处理。另外,因此能够容易地维持边缘修整处理、薄化处理的质量,并且能够使这些处理中的控制简单化。

另外,在像这样将内部面改性层M1形成为螺旋状的情况下,也期望残留上述那样的内部面改性层M1的未形成区域,并在处理晶圆W的中心部形成中心改性层M3。

此外,在以上的实施方式中,以处理对象体为圆板形状的处理晶圆W的情况为例进行了说明,但处理对象体的形状并不限定于此。例如,如图28所示,作为处理对象体,可以选择方形(四边形状)的处理晶圆W。

该情况下,亦可以如图28的(a)所示,在处理晶圆W的长度方向的一端部形成窄间隔区域R2,亦可以如图28的(b)所示,在处理晶圆W的长度方向的中心部形成窄间隔区域R2。另外,当然也可以交替地形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2,还可以在处理晶圆W的宽度方向上也分别形成宽间隔区域R1和窄间隔区域R2。

另外,在上述的实施方式中,通过接合处理晶圆W与支承晶圆S而形成了层叠晶圆T,但也可以将未与支承晶圆S接合的处理晶圆W的单体作为处理对象体。

此外,在上述的实施方式中,以作为处理对象体的处理晶圆W为硅晶圆的情况为例进行了说明,但处理对象体的种类并不限定于此。例如,作为处理对象体,也可以代替硅晶圆而选择玻璃基板、SiC基板、蓝宝石基板、单晶基板、多晶基板或非晶质基板等。另外,例如,作为处理对象体,也可以代替基板而选择锭、基座或薄板等。

另外,在上述的实施方式中,以处理晶圆W的形状为圆板形状、方形(四边形状)的情况为例进行了说明,但处理晶圆W的形状也不限定于此,能够采用任意的形状。

另外,本公开内容的技术还能够在制作具备在正面形成了多个器件的器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域的处理晶圆W时进行应用。

另外,在处理晶圆W,还可以在器件层D与用于形成内部面改性层M1的激光束L2的会聚位置之间具有杂质层。作为杂质层,亦可以例如通过向处理晶圆W的正面溅射作为杂质的金属(例如,Ti)从而形成杂质膜(例如,Ti膜),亦可以在处理晶圆W的内部形成杂质层。

图29是比较图29的(a)的在内部的器件层D与激光束L2的会聚位置之间不具有杂质层F的情况(图中左侧)和图29的(b)的在内部的器件层D与激光束L2的会聚位置之间具有杂质层F的情况(图中右侧)的说明图。

也可以将形成内部面改性层M1时的激光束L2的会聚高度设定为不会由该激光束L2的漏光等对器件层D造成影响的高度。该高度预先利用实验等来确定。

在此,在处理晶圆W于内部具有杂质层F的情况下,该杂质层F能够使激光束L2衰减,因此,如图29的(b)所示,能够使激光束L2的会聚高度更接近器件层D。即,能够增大背面晶圆Wb1的厚度,预先使器件晶圆Wa1的厚度接近最终厚度。

由此,能够减少对剥离背面晶圆Wb1后的器件晶圆Wa1的磨削量、蚀刻量,能够提高生产率。另外,能够增大作为回收晶圆的背面晶圆Wb1的厚度,因此能够扩大能够利用该回收晶圆的范围。

应该认为,此次公开的实施方式在全部方面为例示,并不是限制性的。上述的实施方式在不脱离权利要求书及其主旨的范围内,能够以各种各样的形态进行省略、置换、变更。

附图标记说明

60、改性装置;90、控制装置;110、激光头;C1、裂纹;M1、内部面改性层;R1、宽间隔区域;R2、窄间隔区域;W、处理晶圆。

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