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WO2024247740A1 - 基板処理方法及び基板処理システム - Google Patents

基板処理方法及び基板処理システム Download PDF

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WO2024247740A1
WO2024247740A1 PCT/JP2024/018100 JP2024018100W WO2024247740A1 WO 2024247740 A1 WO2024247740 A1 WO 2024247740A1 JP 2024018100 W JP2024018100 W JP 2024018100W WO 2024247740 A1 WO2024247740 A1 WO 2024247740A1
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WO
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peripheral
substrate
region
wafer
bonding
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PCT/JP2024/018100
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English (en)
French (fr)
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陽平 山下
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing method and a substrate processing system.
  • Patent Document 1 discloses a method for processing a laminated substrate in which a first substrate and a second substrate are bonded together.
  • the processing method includes cutting the peripheral portion of the first substrate from above to a thickness less than the total thickness of the first substrate so as to leave a cutting remainder of a desired thickness, and irradiating the cutting remainder at the peripheral portion of the first substrate with laser light to remove the cutting remainder.
  • the technology disclosed herein appropriately removes the peripheral portion of the first substrate to be removed in a polymerized substrate in which a first substrate and a second substrate are bonded together.
  • One aspect of the present disclosure is a substrate processing method for processing a laminated substrate in which a first substrate and a second substrate are bonded together, the method including: forming a first peripheral modified region inside the first substrate along a boundary between a peripheral portion and a central portion of the first substrate to be removed; forming a second peripheral modified portion radially inside the first substrate at least radially outward from the first peripheral modified region; forming a reduced bonding strength region in which bonding strength is reduced in the bonding region between the first substrate and the second substrate radially outward from the first peripheral modified region by forming the second peripheral modified portion; and removing the peripheral portion based on the first peripheral modified region and the reduced bonding strength region.
  • the peripheral portion of the first substrate to be removed can be appropriately removed.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a laminated wafer to be processed.
  • 1 is a plan view showing an outline of a configuration of a wafer processing system;
  • FIG. 2 is a plan view showing the outline of the configuration of the reformer.
  • FIG. 2 is a side view showing the outline of the configuration of a reformer.
  • 1A to 1C are explanatory diagrams showing the formation of a first peripheral modified region and a second peripheral modified portion in wafer processing.
  • 11A to 11C are explanatory views showing how a second peripheral modified region is formed in wafer processing.
  • 1A-1C are diagrams illustrating the formation of a first peripheral modified region during wafer processing.
  • 1A to 1C are explanatory views showing a state in which a peripheral portion is removed in wafer processing.
  • 10A to 10C are explanatory diagrams showing how a first peripheral modified region is formed in another embodiment.
  • a first wafer which is a semiconductor substrate (hereafter referred to as a "wafer") having a number of electronic circuits and other devices formed on its surface, is bonded to a second wafer to form a laminated wafer, in which the first wafer is thinned.
  • a process known as edge trimming is performed to remove the peripheral portion of the first wafer.
  • the edge trim of the first wafer is performed, for example, by the processing method disclosed in Patent Document 1.
  • the peripheral portion of the first substrate is cut from above, and then the remaining cut portion on the peripheral portion of the first substrate is irradiated with laser light, and the remaining cut portion is removed by laser ablation.
  • removing the peripheral portion in two stages like this, especially laser ablation, is time-consuming, and there is room for improvement in conventional edge trimming.
  • a laminated wafer T which is a laminated substrate formed by bonding a first wafer W as a first substrate and a second wafer S as a second substrate, as shown in FIG. 1.
  • the surface of the first wafer W that is bonded to the second wafer S is referred to as the front surface Wa
  • the surface opposite the front surface Wa is referred to as the back surface Wb.
  • the surface of the second wafer S that is bonded to the first wafer W is referred to as the front surface Sa
  • the surface opposite the front surface Sa is referred to as the back surface Sb.
  • the first wafer W is a semiconductor wafer such as a silicon substrate, and at least one film is formed on the front surface Wa side by lamination.
  • the film formed on the front surface Wa side is referred to as the "first laminated film".
  • the first laminated film includes a device layer Dw and a bonding film Fw.
  • the device layer Dw includes a plurality of devices.
  • the bonding film Fw for example, an oxide film (THOX film, SiO 2 film, TEOS film), a SiC film, a SiCN film, or an adhesive is used.
  • the first wafer W is bonded to the second wafer S via the bonding film Fw.
  • peripheral portion We of the first wafer W is chamfered, and the cross section of the peripheral portion We becomes thinner toward its tip.
  • the peripheral portion We is a portion to be removed in the edge trim described later, and is, for example, in the range of 0.5 mm to 3 mm in the radial direction from the outer end of the first wafer W.
  • a region of the first wafer W that is radially inward of the peripheral edge portion We to be removed may be referred to as a central portion Wc.
  • the second wafer S has, for example, the same configuration as the first wafer W. That is, a device layer Ds and a bonding film Fs are formed as a second laminated film on the surface Sa side, and the peripheral portion is chamfered. Note that the second wafer S does not have to be a device wafer on which a device layer Ds is formed, and may be, for example, a support wafer that supports the first wafer W. In such a case, the second wafer S functions as a protective material that protects the device layer Dw of the first wafer W.
  • each layer between the first wafer W and the second wafer S is referred to as a bonding region. That is, in this embodiment, the surface Wa, the area between the device layer Dw and the bonding film Fw, the area between the bonding film Fw and the bonding film Fs, the area between the bonding film Fs and the device layer Ds, and the surface Sa are referred to as bonding regions.
  • the device layers Dw, Ds and bonding films Fw, Fs are formed as the first and second laminated films on the surfaces Wa, Sa of the first wafer W and the second wafer S, respectively.
  • the types and number of layers of the first and second laminated films are not limited to this.
  • the wafer processing system 1 has a configuration in which a loading/unloading station 2 and a processing station 3 are integrally connected.
  • a loading/unloading station 2 for example, a cassette C capable of housing multiple polymerized wafers T is loaded and unloaded between the loading/unloading station 2 and the outside.
  • the processing station 3 is equipped with various processing devices that perform the desired processing on the polymerized wafers T.
  • the loading/unloading station 2 is provided with a cassette mounting table 10 on which a cassette C capable of storing multiple overlapping wafers T is mounted.
  • a wafer transport device 20 is provided adjacent to the cassette mounting table 10 on the positive X-axis side of the cassette mounting table 10.
  • the wafer transport device 20 moves on a transport path 21 extending in the Y-axis direction, and is configured to be able to transport overlapping wafers T between the cassette C on the cassette mounting table 10 and a transition device 30 described below.
  • the loading/unloading station 2 is provided with a transition device 30 adjacent to the wafer transport device 20 on the positive X-axis side of the wafer transport device 20 for transferring the laminated wafer T between the processing station 3 and the wafer transport device 20.
  • the modification device 50 irradiates the inside of the first wafer W with a modification laser beam (e.g., a YAG laser or a fiber laser) to form a peripheral modification region and a bonding strength reduction region that serve as a base point for peeling off the peripheral portion We.
  • a modification laser beam e.g., a YAG laser or a fiber laser
  • the modification device 50 also has a control device 51, which will be described later.
  • a laser head 110 is provided above the chuck 100.
  • the laser head 110 has a lens 111.
  • the lens 111 is a cylindrical member provided on the underside of the laser head 110, and irradiates laser light into the inside of the laminated wafer T held by the chuck 100, more specifically, into the inside of the first wafer W.
  • an imaging mechanism 120 is provided above the chuck 100, on the Y-axis positive side of the laser head 110.
  • the imaging mechanism 120 has at least one camera. The image captured by the camera is output to the control device 51 or the control device 80 described below.
  • the modification device 50 determines the position of the overlapped wafer T on the chuck 100 based on the image obtained by the imaging mechanism 120, and based on this, aligns the overlapped wafer T and determines the irradiation position of the laser light.
  • the imaging mechanism 120 is configured to be freely raised and lowered by a lifting mechanism 121, and is further configured to be freely moved in the Y-axis direction by a moving mechanism 122.
  • the moving mechanism 122 is supported by a support column 116.
  • the edge removal device 60 shown in FIG. 2 removes the edge portion We of the first wafer W, i.e., performs edge trimming, using the edge modification area and the bonding strength reduction area formed by the modification device 50 as base points.
  • the edge trimming method can be selected arbitrarily.
  • the edge removal device 60 may insert a wedge-shaped blade between the first wafer W and the second wafer S.
  • an air blow or water jet may be sprayed toward the edge portion We to apply an impact to the edge portion We.
  • ultrasonic waves may be applied to the edge portion We to apply an impact to the edge portion We.
  • the edge portion We may be physically moved in a direction away from the center portion Wc.
  • the cleaning device 70 performs a cleaning process on the first wafer W and the second wafer S after the edge trimming by the edge removal device 60, and removes particles from these wafers.
  • the cleaning method can be selected arbitrarily.
  • the above-described wafer processing system 1 is provided with a control device 51 and at least one control device 80.
  • the control device 51 individually controls the operation of the modification device 50.
  • the control device 80 is responsible for overall control of a series of wafer processes in the wafer processing system 1.
  • the control device 51 and the control device 80 may each include a processing unit, a storage unit, and a communication interface.
  • the control device 51 and the control device 80 are each realized, for example, by a computer.
  • the processing unit may be configured to read a program that provides logic or routines that enable various control operations to be performed from the storage unit, and to perform various control operations by executing the read program.
  • This program may be stored in the storage unit in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit, and is read from the storage unit by the processing unit and executed.
  • the medium may be various storage media that are readable by a computer, or may be a communication line connected to the communication interface.
  • the storage medium may be temporary or non-temporary.
  • control device 51 is installed separately from the reformer 50, but the control device 51 may be configured integrally with the control device 80. In other words, the operation of the reformer 50 may be controlled by the control device 80.
  • the first wafer W and the second wafer S are bonded together outside the wafer processing system 1 before being processed in the wafer processing system 1 to form a laminated wafer T.
  • a process for thinning the central portion Wc of the first wafer W is performed outside the wafer processing system 1.
  • the process for thinning the first wafer W is optional.
  • a thinning device for thinning the central portion Wc of the first wafer W such as a grinding device (not shown), may be provided outside the wafer processing system 1 as in this embodiment, or may be installed in the wafer processing system 1.
  • a cassette C containing multiple polymerized wafers T is placed on the cassette placement table 10 of the loading/unloading station 2.
  • the polymerized wafers T in the cassette C are removed by the wafer transfer device 20 and transferred to the modification device 50 via the transition device 30 and the wafer transfer device 40.
  • a modification laser beam L is irradiated onto the inside of the first wafer W, and a first peripheral modified region M1 and a second peripheral modified region M2 are formed in the circumferential direction in a plan view.
  • the first peripheral modified region M1 is formed.
  • the second peripheral modified portion M2 may be formed from the radially outer side to the inner side, or from the radially inner side to the outer side.
  • the second peripheral modified region M2 is formed near the surface Wa of the first wafer W. Specifically, the distance H in the thickness direction between the second peripheral modified region M2 and the surface Wa is, for example, within 20 ⁇ m.
  • adjacent second peripheral modified regions M2 are not connected to each other. In other words, cracks from the second peripheral modified regions M2 do not reach adjacent second peripheral modified regions M2.
  • the spacing of the laser light L i.e., the lower limit value of the spacing P of the second peripheral modified regions M2 is the spacing at which cracks do not connect between adjacent second peripheral modified regions M2
  • the upper limit value of the spacing P is the spacing at which a bonding strength reduction region R described below can be formed.
  • the spacing P is, for example, 30 ⁇ m to 80 ⁇ m.
  • the second peripheral modified region M2 expands, causing compressive stress to act, and tensile stress to act on the region Q1 above the second peripheral modified region M2 and the region Q2 below the second peripheral modified region M2.
  • tensile stress is accumulated in these regions Q1 and Q2, and tensile stress acts on the surface Wa of the first wafer W.
  • compressive stress acts on the upper portion of the first wafer W (the portion above the second peripheral modified region M2) such that the upper portion of the first wafer W tends to warp diagonally upward so that the peripheral region We peels off (arrow in Figure 6).
  • the bonding region of the first laminated film and the second laminated film i.e., the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs
  • the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs is the most susceptible to peeling because an unbonded region is formed radially outside this bonding region.
  • tensile stress acts on the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs in response to the compressive stress (warping) of the upper part of the first wafer W described above, reducing the bonding strength of the bonding region and forming a region of reduced bonding strength R.
  • This region of reduced bonding strength R extends between the first peripheral modified region N1 described below and the outer edge.
  • the bonding strength reduced region R is unlikely to be formed.
  • the bonding strength is reduced in the region formed by the second peripheral modified region M2 and the crack, and the peripheral region is removed from this region as a base point.
  • the bonding strength reduced region R is more likely to be formed outside the first wafer W, and the bonding strength reduced region R is removed from the base point of the peripheral region We.
  • the second peripheral modification region M2 is formed near the surface Wa of the first wafer W, so that the tensile stress acting on the surface Wa of the first wafer W becomes large, making it even easier for the bonding strength reduction region R to form.
  • the bonding strength reduction region R is formed so as to extend radially outward from the first peripheral modified region N1.
  • the inside of the first wafer W is irradiated with laser light L along the boundary between the peripheral portion We and the central portion Wc of the first wafer W to form a first peripheral modified portion M1.
  • the boundary between the peripheral portion We and the central portion Wc is, for example, a boundary extending in the thickness direction of the first wafer W.
  • a first crack C1 extends from the first peripheral modified portion M1 along the boundary between the peripheral portion We and the central portion Wc.
  • the first crack C1 extends to the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs.
  • a first peripheral modified region N1 including the first peripheral modified portion M1 and the first crack C1 is formed.
  • the first peripheral modified region N1 extends between the back surface Wb of the first wafer W and the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs.
  • the compressive stress in the upper portion of the first wafer W is released, and the tensile stress in the bonding strength reduction region R is released.
  • the tensile stress is released, for example, from the radially outer side toward the inner side (toward the first peripheral modified region N1).
  • the bonding film Fw and the bonding film Fs peel off.
  • the peeling in the bonding strength reduction region R progresses to the first peripheral modified region N1, and the bonding strength reduction region R and the first peripheral modified region N1 are connected.
  • the first peripheral modified region N1 and the bonding strength reduction region R become the base point when removing the peripheral portion We.
  • the laminated wafer T with the first peripheral modified region N1 and the bonding strength reduced region R formed thereon is then transported by the wafer transport device 40 to the peripheral removal device 60.
  • a blade B is inserted between the first wafer W and the second wafer S as shown in FIG. 8, and the peripheral portion We is removed from the first wafer W.
  • the peripheral portion We is peeled off and removed from the central portion Wc of the first wafer W, using the first peripheral modified region N1 and the bonding strength reduced region R as base points.
  • the laminated wafer T from which the peripheral portion We of the first wafer W has been removed is then transported by the wafer transport device 40 to the cleaning device 70.
  • the cleaning device 70 the first wafer W from which the peripheral portion We has been removed and/or the second wafer S are cleaned.
  • the laminated wafer T which has been subjected to all the processes, is transferred by the wafer transfer device 20 to the cassette C on the cassette mounting table 10 via the transition device 30. This completes the series of wafer processing steps in the wafer processing system 1.
  • the second peripheral modified portion M2 is formed, and then the first peripheral modified region N1 (first peripheral modified portion M1) is formed, but the order in which the second peripheral modified portion M2 and the first peripheral modified region N1 are formed is not limited to this.
  • the second peripheral modified portion M2 may be formed after the first peripheral modified region N1 is formed. Even in such a case, by not connecting adjacent second peripheral modified portions M2 to each other, it is possible to enjoy the effect of performing the above-mentioned edge trim appropriately and efficiently.
  • the second peripheral modification portion M2 is formed radially outward of the first peripheral modification region N1, but in addition to this, it may also be formed radially inward of the first peripheral modification region N1. Even in such a case, it is possible to form a bonding strength reduction region R and appropriately and efficiently remove the peripheral portion We.
  • the second peripheral modified portion M2 is formed near the surface Wa of the first wafer W. For this reason, for example, if the second peripheral modified portion M2 is formed above the thinning surface (the surface to be thinned) when thinning the central portion Wc of the first wafer W, there is a risk that the second peripheral modified portion M2 will remain in the central portion Wc of the first wafer W after thinning. For this reason, it is preferable that the second peripheral modified portion M2 is formed radially outward of the first peripheral modified region N1.
  • the first peripheral modified region N1 extends from the back surface Wb of the first wafer W to the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs, but it may extend from the back surface Wb of the first wafer W to the bonding region (front surface Wa) of the first wafer W and the bonding film Fw.
  • the lower end position to which the first peripheral modified region N1 extends depends on the adhesion between the first wafer W and the bonding film Fw.
  • the compressive stress is transmitted to the bonding film Fw, and the first crack C1 extends to the bonding region of the bonding film Fw and the bonding film Fs.
  • the compressive stress remains inside the first wafer W, and the extension of the first crack C1 stops at the surface Wa of the first wafer W.
  • the bonding strength reduction region R is formed in the bonding region between the bonding film Fw and the bonding film Fs, but it may also be formed in the bonding region (front surface Wa) of the first wafer W and the bonding film Fw.
  • the position where the bonding strength reduction region R is formed depends on the adhesion between the first wafer W and the bonding film Fw. For example, when the adhesion between the first wafer W and the bonding film Fw is large, the bonding strength reduction region R is formed in the bonding region between the bonding film Fw and the bonding film Fs. On the other hand, when the adhesion between the first wafer W and the bonding film Fw is small, the bonding strength reduction region R is formed on the front surface Wa of the first wafer W.
  • the direction in which the first peripheral modified region N1 is formed may be, for example, as shown in FIG. 9, in which the first peripheral modified region N1 is formed in an oblique direction along the crystal orientation of the silicon of the first wafer W.
  • the 111 crystal orientation of silicon is in a direction of about 70 degrees from the horizontal direction, and the first peripheral modified region N1 is formed along this 111 crystal orientation.
  • the peripheral portion We can be easily removed in the first peripheral modification region N1.
  • the insertion force and insertion amount of the blade B when removing the peripheral portion We can be reduced, thereby suppressing the peeling described above.
  • the second peripheral modified portion M2 is formed in the surface direction of the first wafer W, but the direction in which the second peripheral modified portion M2 is formed is not limited to this. As described above, it is sufficient that adjacent second peripheral modified portions M2 are not connected to each other, and for example, the second peripheral modified portion M2 may be formed in an oblique direction from the surface direction of the first wafer W. In this case, the second peripheral modified portion M2 may be formed, for example, so as to descend from the radial inner side to the outer side.
  • first peripheral modified region N1 (first peripheral modified portion M1) and the second peripheral modified portion M2 are formed in the reforming device 50, but the first peripheral modified region N1 and the second peripheral modified portion M2 may be formed in a different reforming device.
  • the modification device 50 forms a first peripheral modified region N1 and a second peripheral modified portion M2, but it may also form a plurality of divided modified regions that serve as base points for dividing the peripheral portion We into smaller pieces.
  • Each divided modified region extends in the thickness direction of the first wafer W radially outside the first peripheral modified region N1.
  • a divided modified portion is formed by irradiating laser light L in the thickness direction of the first wafer W, and a crack is further extended from the divided modified portion in the thickness direction of the first wafer W to form a divided modified region including these divided modified portions and cracks.
  • a line of divided modified regions extending radially outward from the first peripheral modified region N1 is formed, and a plurality of lines of one line of divided modified regions are further formed in the circumferential direction.
  • the peripheral portion We is processed by the peripheral portion removal device 60, the peripheral portion We is divided into multiple pieces based on the multiple lines of divided modified regions.

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Abstract

第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理方法であって、前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って、前記第１の基板の内部に第１の周縁改質領域を形成することと、少なくとも前記第１の周縁改質領域から径方向外側において、前記第１の基板の内部で径方向に第２の周縁改質部を形成することと、前記第２の周縁改質部の形成により、前記第１の周縁改質領域の径方向外側であって前記第１の基板と前記第２の基板の間の接合領域において、接合力が低下した接合力低下領域を形成することと、前記第１の周縁改質領域と前記接合力低下領域とを基点に、前記周縁部を除去することと、を含む。

Description

基板処理方法及び基板処理システム
　本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。
　特許文献１には、第１の基板と第２の基板が貼合された重合基板の処理方法が開示されている。処理方法は、所望の厚みの切削残部を残すように、第１の基板の全厚よりも少ない厚みで当該第１の基板の周縁部を上側から切削することと、第１の基板の周縁部における切削残部に対してレーザ光を照射し、当該切削残部を除去することと、を含む。
特開２０２２－７１４８０号公報
　本開示にかかる技術は、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去する。
　本開示の一態様は、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理方法であって、前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って、前記第１の基板の内部に第１の周縁改質領域を形成することと、少なくとも前記第１の周縁改質領域から径方向外側において、前記第１の基板の内部で径方向に第２の周縁改質部を形成することと、前記第２の周縁改質部の形成により、前記第１の周縁改質領域の径方向外側であって前記第１の基板と前記第２の基板の間の接合領域において、接合力が低下した接合力低下領域を形成することと、前記第１の周縁改質領域と前記接合力低下領域とを基点に、前記周縁部を除去することと、を含む。
　本開示によれば、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去することができる。
処理対象の重合ウェハの説明図である。 ウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。 改質装置の構成の概略を示す平面図である。 改質装置の構成の概略を示す側面図である。 ウェハ処理において第１の周縁改質領域と第２の周縁改質部を形成する様子を示す説明図である。 ウェハ処理において第２の周縁改質部を形成する様子を示す説明図である。 ウェハ処理において第１の周縁改質領域を形成する様子を示す説明図である。 ウェハ処理において周縁部を除去する様子を示す説明図である。 他の実施形態において第１の周縁改質領域を形成する様子を示す説明図である。
　半導体デバイスの製造工程においては、表面に複数の電子回路等のデバイスが形成された半導体基板（以下、「ウェハ」という。）である第１のウェハと、第２のウェハとが接合された重合ウェハにおいて、第１のウェハを薄化することが行われる。また、第１のウェハの薄化処理前には、当該第１のウェハの周縁部を除去する、いわゆるエッジトリムが行われる。
　第１のウェハのエッジトリムは、例えば特許文献１に開示された処理方法で行われる。処理方法では上述したように、第１の基板の周縁部を上側から切削した後、第１の基板の周縁部における切削残部に対してレーザ光を照射し、レーザアブレーションにより切削残部を除去する。しかしながら、このように２段階で周縁部の除去を行うこと、特にレーザアブレーションには手間がかかり、従来のエッジトリムには改善の余地がある。
　本開示にかかる技術は、第１の基板と第２の基板が接合された重合基板において、除去対象の第１の基板の周縁部を適切に除去する。以下、本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　本実施形態にかかる後述のウェハ処理システム１では、図１に示すように第１の基板としての第１のウェハＷと、第２の基板としての第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。
　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って、表面Ｗａ側には少なくとも１つの膜が積層して形成されている。以下、この表面Ｗａ側に形成された膜を「第１の積層膜」という。本実施形態において第１の積層膜は、デバイス層Ｄｗと接合用膜Ｆｗを含む。デバイス層Ｄｗは、複数のデバイスを含む。接合用膜Ｆｗには、例えば酸化膜（ＴＨＯＸ膜、ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが用いられる。そして第１のウェハＷは、接合用膜Ｆｗを介して、第２のウェハＳと接合される。また、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅは面取り加工がされており、周縁部Ｗｅの断面はその先端に向かって厚みが小さくなっている。周縁部Ｗｅは後述のエッジトリムにおいて除去される部分であり、例えば第１のウェハＷの外端部から径方向に０．５ｍｍ～３ｍｍの範囲である。なお、以下の説明のおいては、第１のウェハＷにおける除去対象の周縁部Ｗｅよりも径方向内側の領域を中央部Ｗｃという場合がある。
　第２のウェハＳは、例えば第１のウェハＷと同様の構成を有している。すなわち、表面Ｓａ側には第２の積層膜としてデバイス層Ｄｓ及び接合用膜Ｆｓが形成され、周縁部は面取り加工がされている。なお、第２のウェハＳはデバイス層Ｄｓが形成されたデバイスウェハである必要はなく、例えば第１のウェハＷを支持する支持ウェハであってもよい。かかる場合、第２のウェハＳは第１のウェハＷのデバイス層Ｄｗを保護する保護材として機能する。
　以下の説明では、第１のウェハＷと第２のウェハＳの間における各層間を接合領域という。すなわち、本実施形態では、表面Ｗａ、デバイス層Ｄｗと接合用膜Ｆｗの間、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの間、接合用膜Ｆｓとデバイス層Ｄｓの間、表面Ｓａをそれぞれ、接合領域という。
　なお、図１では第１のウェハＷと第２のウェハＳの表面Ｗａ、Ｓａのそれぞれに、第１及び第２の積層膜としてデバイス層Ｄｗ、Ｄｓと接合用膜Ｆｗ、Ｆｓが形成されている場合を例に図示を行った。しかしながら、第１及び第２の積層膜の種類や積層数はこれに限定されるものではない。
　図２に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション２と処理ステーション３を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション２では、例えば外部との間で複数の重合ウェハＴを収容可能なカセットＣが搬入出される。処理ステーション３は、重合ウェハＴに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。
　搬入出ステーション２には、複数の重合ウェハＴを収容可能なカセットＣを載置するカセット載置台１０が設けられている。また、カセット載置台１０のＸ軸正方向側には、当該カセット載置台１０に隣接してウェハ搬送装置２０が設けられている。ウェハ搬送装置２０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路２１上を移動し、カセット載置台１０のカセットＣと後述のトランジション装置３０との間で重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸正方向側において、当該ウェハ搬送装置２０に隣接して、重合ウェハＴを処理ステーション３との間で受け渡すためのトランジション装置３０が設けられている。
　処理ステーション３には、ウェハ搬送装置４０、改質装置５０、周縁除去装置６０及び洗浄装置７０が配置されている。
　ウェハ搬送装置４０は、トランジション装置３０のＸ軸正方向側に設けられている。ウェハ搬送装置４０は、Ｘ軸方向に延伸する搬送路４１上を移動自在に構成され、搬入出ステーション２のトランジション装置３０、改質装置５０、周縁除去装置６０及び洗浄装置７０に対して重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
　改質装置５０は、第１のウェハＷの内部に改質用のレーザ光（例えばＹＡＧレーザやファイバーレーザ）を照射し、周縁部Ｗｅを剥離する際の基点となる周縁改質領域及び接合力低下領域を形成する。また改質装置５０は、後述する制御装置５１を有する。
　図３及び図４に示すように、改質装置５０は、重合ウェハＴを上面で保持するチャック１００を有している。チャック１００は、第１のウェハＷが上側であって第２のウェハＳが下側に配置された状態で、第２のウェハＳの裏面Ｓｂを吸着保持する。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、鉛直軸回りに回転自在に構成されている。スライダテーブル１０２は、その下面側に設けられた移動機構１０４を介して、基台１０５上においてＹ軸方向に延伸して設けられるレール１０６上を移動自在に構成されている。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。
　チャック１００の上方には、レーザヘッド１１０が設けられている。レーザヘッド１１０は、レンズ１１１を有している。レンズ１１１は、レーザヘッド１１０の下面に設けられた筒状の部材であり、チャック１００に保持された重合ウェハＴの内部、より具体的には第１のウェハＷの内部にレーザ光を照射する。
　レーザヘッド１１０は、支持部材１１２に支持されている。レーザヘッド１１０は、鉛直方向に延伸するレール１１３に沿って、昇降機構１１４により昇降自在に構成されている。またレーザヘッド１１０は、移動機構１１５によってＹ軸方向に移動自在に構成されている。なお、昇降機構１１４及び移動機構１１５はそれぞれ、支持柱１１６に支持されている。
　チャック１００の上方であって、レーザヘッド１１０のＹ軸正方向側には、撮像機構１２０が設けられている。撮像機構１２０は、少なくとも１つのカメラを備える。カメラにより撮像された画像は、後述の制御装置５１又は制御装置８０に出力される。そして改質装置５０では、撮像機構１２０により得られた画像に基づいて、チャック１００上での重合ウェハＴの位置を把握し、これに基づいて、重合ウェハＴのアライメントやレーザ光の照射位置の決定を行う。なお、撮像機構１２０は昇降機構１２１によって昇降自在に構成され、さらに移動機構１２２によってＹ軸方向に移動自在に構成されている。移動機構１２２は、支持柱１１６に支持されている。
　なお、図示の例においては回転機構１０３及び移動機構１０４によりチャック１００をレーザヘッド１１０に対して相対的に回転、及び水平方向に移動可能に構成したが、レーザヘッド１１０をチャック１００に対して相対的に回転、及び水平方向に移動可能に構成してもよい。また、チャック１００及びレーザヘッド１１０の双方をそれぞれ相対的に回転、及び水平方向に移動可能に構成してもよい。
　図２に示す周縁除去装置６０は、改質装置５０で形成された周縁改質領域及び接合力低下領域を基点として、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅの除去、すなわちエッジトリムを行う。エッジトリムの方法は任意に選択できる。一例において周縁除去装置６０では、例えばくさび形状からなるブレードを第１のウェハＷと第２のウェハＳの間に挿入してもよい。また例えば、エアブローやウォータジェットを周縁部Ｗｅに向けて噴射することで、当該周縁部Ｗｅに対して衝撃を加えてよい。また例えば、超音波を周縁部Ｗｅに付与して、当該周縁部Ｗｅに対して衝撃を加えてよい。さらに例えば、周縁部Ｗｅを物理的に中央部Ｗｃから離れる方向に移動させてもよい。
　洗浄装置７０は、周縁除去装置６０でエッジトリムされた後の第１のウェハＷ及び第２のウェハＳに洗浄処理を施し、これらウェハ上のパーティクルを除去する。洗浄の方法は任意に選択できる。
　以上のウェハ処理システム１には、制御装置５１及び少なくとも１つの制御装置８０が設けられている。制御装置５１は、改質装置５０の動作を個別に制御する。制御装置８０は、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理の制御を統括する。
　制御装置５１及び制御装置８０はそれぞれ、本開示において述べられる種々の工程を改質装置５０及びウェハ処理システム１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御装置５１及び制御装置８０はそれぞれ、ここで述べられる種々の工程を実行するように改質装置５０及びウェハ処理システム１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御装置５１の一部又は全てが改質装置５０に含まれてもよく、制御装置８０の一部又は全てがウェハ処理システム１に含まれてもよい。
　制御装置５１及び制御装置８０はそれぞれ、処理部、記憶部及び通信インターフェースを含んでもよい。制御装置５１及び制御装置８０はそれぞれ、例えばコンピュータにより実現される。処理部は、記憶部から種々の制御動作を行うことを可能にするロジック又はルーチンを提供するプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部に格納され、処理部によって記憶部から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェースに接続されている通信回線であってもよい。記憶媒体は、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。処理部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であってもよく、１つ又は複数の回路であってもよい。記憶部は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェースは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介して改質装置５０及びウェハ処理システム１との間で通信してもよい。
　なお、本実施形態においては、制御装置５１を改質装置５０に対して個別に設置したが、制御装置５１は制御装置８０と一体に構成されてもよい。換言すれば、改質装置５０の動作は、制御装置８０により制御されてもよい。
　次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。
　なお、本実施形態では、ウェハ処理システム１で処理される前に、ウェハ処理システム１の外部において第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。
　また、本実施形態では、ウェハ処理システム１で処理された後、ウェハ処理システム１の外部において第１のウェハＷの中央部Ｗｃを薄化する処理が行われる。第１のウェハＷを薄化する処理は任意である。なお、第１のウェハＷの中央部Ｗｃを薄化する薄化装置、例えば研削装置（図示せず）は、本実施形態のようにウェハ処理システム１の外部に設けられていてもよいし、ウェハ処理システム１に備え付けられていてもよい。
　先ず、複数の重合ウェハＴを収納したカセットＣが、搬入出ステーション２のカセット載置台１０に載置される。次に、ウェハ搬送装置２０によりカセットＣ内の重合ウェハＴが取り出され、トランジション装置３０及びウェハ搬送装置４０を介して改質装置５０に搬送される。
　改質装置５０では、図５～図７に示すように第１のウェハＷの内部に改質用のレーザ光Ｌを照射し、第１の周縁改質部Ｍ１と第２の周縁改質部Ｍ２を平面視において周方向に形成する。本実施形態では、第２の周縁改質部Ｍ２を形成した後、第１の周縁改質部Ｍ１を形成する。
　先ず、図５及び図６に示すように、少なくとも後述する第１の周縁改質領域Ｎ１（第１の周縁改質部Ｍ１及び第１の亀裂Ｃ１）から径方向外側において、すなわち周縁部Ｗｅにおいて、第１のウェハＷの内部に面方向（径方向）にレーザ光Ｌを照射し、第２の周縁改質部Ｍ２を形成する。この際、第２の周縁改質部Ｍ２を径方向外側から内側に形成してもよいし、径方向内側から外側に形成してもよい。
　第２の周縁改質部Ｍ２は、第１のウェハＷの表面Ｗａの近傍に形成される。具体的に第２の周縁改質部Ｍ２と表面Ｗａとの間の厚み方向の距離Ｈは、例えば２０μｍ以内である。
　また、隣り合う第２の周縁改質部Ｍ２同士は接続されない。すなわち、第２の周縁改質部Ｍ２からの亀裂は、隣接する第２の周縁改質部Ｍ２に到達しない。このように第２の周縁改質部Ｍ２同士を接続しないようにするため、第１のウェハＷの内部に照射するレーザ光Ｌの間隔又はレーザ光Ｌの強度の一方又は両方を制御する。レーザ光Ｌの間隔、すなわち第２の周縁改質部Ｍ２の間隔Ｐの下限値は、隣接する第２の周縁改質部Ｍ２間で亀裂が繋がらない間隔であり、間隔Ｐの上限値は、後述する接合力低下領域Ｒが形成できる間隔である。間隔Ｐは、例えば３０μｍ～８０μｍである。
　かかる場合、第２の周縁改質部Ｍ２が膨張して圧縮応力が作用し、当該第２の周縁改質部Ｍ２の上方の領域Ｑ１と第２の周縁改質部Ｍ２の下方の領域Ｑ２に引張応力が作用する。すなわち、これら領域Ｑ１、Ｑ２に引張応力が溜められた状態になり、第１のウェハＷの表面Ｗａに引張応力が作用する。そうすると、第１のウェハＷの上部分（第２の周縁改質部Ｍ２より上方部分）には、周縁部Ｗｅが剥離するように第１のウェハＷの上部分が斜め上方に反ろうとする、圧縮応力が作用する（図６中の矢印）。
　ここで、第１のウェハＷと第２のウェハＳの間においては、第１の積層膜と第２の積層膜の接合領域、すなわち接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域が最も剥離しやすい、この接合領域の径方向外側に未接合領域が形成されているためである。かかる場合、上述した第１のウェハＷの上部分の圧縮応力（反り）に対応して、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域には引張応力が作用し、接合領域の接合力が低下して接合力低下領域Ｒが形成される。この接合力低下領域Ｒは、後述する第１の周縁改質領域Ｎ１と外縁部との間に延在する。
　なお、仮に隣り合う第２の周縁改質部Ｍ２同士が亀裂によって接続される場合、圧縮応力が解放され、第１のウェハＷの表面Ｗａに引張応力が作用せず、接合力低下領域Ｒは形成されにくい。そして、第２の周縁改質部Ｍ２と亀裂で形成される領域において接合力が低下し、当該領域を基点に周縁部が除去されてしまう。この点、本実施形態によれば、第２の周縁改質部Ｍ２同士が接続されないので、第１のウェハＷの外部において接合力低下領域Ｒが形成されやすくなり、当該接合力低下領域Ｒを基点に周縁部Ｗｅが除去される。
　しかも、本実施形態では、第２の周縁改質部Ｍ２が第１のウェハＷの表面Ｗａの近傍に形成されるので、第１のウェハＷの表面Ｗａに作用する引張応力が大きくなり、接合力低下領域Ｒがさらに形成されやすくなる。
　なお、接合力低下領域Ｒに作用する引張応力が大きくなれば、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域の一部が剥離する場合がある。かかる場合でも、第１のウェハＷの内部に照射するレーザ光Ｌを制御することで、接合力低下領域Ｒは、第１の周縁改質領域Ｎ１の径方向外側に延在するように形成される。
　次に、図５及び図７に示すように、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に沿って、第１のウェハＷの内部にレーザ光Ｌを照射し、第１の周縁改質部Ｍ１を形成する。周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界は、例えば第１のウェハＷの厚み方向に延伸する境界である。第１の周縁改質部Ｍ１が形成されると、第１の周縁改質部Ｍ１から周縁部Ｗｅと中央部Ｗｃの境界に沿って第１の亀裂Ｃ１が伸展する。第１の亀裂Ｃ１は、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域まで伸展する。そして、第１の周縁改質部Ｍ１と第１の亀裂Ｃ１を含む第１の周縁改質領域Ｎ１が形成される。第１の周縁改質領域Ｎ１は、第１のウェハＷの裏面Ｗｂと、接合用膜Ｆｗ及び接合用膜Ｆｓの接合領域との間に延在する。
　第１の周縁改質領域Ｎ１が形成されると、第１のウェハＷの上部分の圧縮応力が解放され、接合力低下領域Ｒの引張応力が解放される。この際、接合力低下領域Ｒにおいて、引張応力は例えば径方向外側から内側に向けて（第１の周縁改質領域Ｎ１に向けて）解放される。そうすると、接合力低下領域Ｒでは、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓが剥離する。接合力低下領域Ｒにおける剥離は、第１の周縁改質領域Ｎ１まで進み、接合力低下領域Ｒと第１の周縁改質領域Ｎ１は接続される。そして、これら第１の周縁改質領域Ｎ１と接合力低下領域Ｒが、周縁部Ｗｅを除去する際の基点となる。
　第１の周縁改質領域Ｎ１と接合力低下領域Ｒが形成された重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置４０により周縁除去装置６０に搬送される。周縁除去装置６０では、図８に示すように第１のウェハＷと第２のウェハＳの間にブレードＢを挿入し、第１のウェハＷから周縁部Ｗｅが除去される。この際、周縁部Ｗｅは、第１の周縁改質領域Ｎ１と接合力低下領域Ｒを基点として第１のウェハＷの中央部Ｗｃから剥離されて除去される。
　第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが除去された重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置４０により洗浄装置７０に搬送される。洗浄装置７０では、周縁部Ｗｅが除去された後の第１のウェハＷ、及び／又は、第２のウェハＳが洗浄される。
　その後、全ての処理が施された重合ウェハＴは、トランジション装置３０を介して、ウェハ搬送装置２０によりカセット載置台１０のカセットＣに搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。
　以上の実施形態によれば、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域に接合力低下領域Ｒが形成され、第１の周縁改質領域Ｎ１と接合力低下領域Ｒを基点に周縁部Ｗｅを除去するので、第１の周縁改質領域Ｎ１（周縁部Ｗｅ）より径方向外側において第１のウェハＷが残存しない。このため、従来のように２段階で周縁部Ｗｅを除去する必要がなく、特にレーザアブレーションによる除去が不要になる。その結果、エッジトリムを適切且つ効率よく行うことができる。
　以上の実施形態において、改質装置５０では、第２の周縁改質部Ｍ２を形成した後、第１の周縁改質領域Ｎ１（第１の周縁改質部Ｍ１）を形成したが、第２の周縁改質部Ｍ２と第１の周縁改質領域Ｎ１の形成順はこれに限定されない。例えば、第１の周縁改質領域Ｎ１を形成した後、第２の周縁改質部Ｍ２を形成してよい。かかる場合においても、隣り合う第２の周縁改質部Ｍ２同士を接続しないことで、上述したエッジトリムを適切且つ効率よく行う効果を享受することができる。
　以上の実施形態において、第２の周縁改質部Ｍ２は、第１の周縁改質領域Ｎ１の径方向外側に形成されていたが、これに加えて第１の周縁改質領域Ｎ１の径方向内側にも形成されてもよい。かかる場合でも、接合力低下領域Ｒを形成して、周縁部Ｗｅを適切且つ効率よく除去することができる。
　但し、第２の周縁改質部Ｍ２は、第１のウェハＷの表面Ｗａの近傍に形成される。このため、例えば第２の周縁改質部Ｍ２が第１のウェハＷの中央部Ｗｃを薄化する際の薄化面（薄化予定面）より上方に形成される場合、第２の周縁改質部Ｍ２が薄化後の第１のウェハＷの中央部Ｗｃに残存するおそれがある。このため、第２の周縁改質部Ｍ２は、第１の周縁改質領域Ｎ１の径方向外側に形成されるのが好ましい。
　以上の実施形態において、第１の周縁改質領域Ｎ１は、第１のウェハＷの裏面Ｗｂから接合用膜Ｆｗ及び接合用膜Ｆｓの接合領域まで延在したが、第１のウェハＷの裏面Ｗｂから第１のウェハＷ及び接合用膜Ｆｗの接合領域（表面Ｗａ）まで延在してもよい。第１の周縁改質領域Ｎ１が延在する下端位置は、第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力に依存する。第１のウェハＷの内部に第１の周縁改質部Ｍ１が形成されると、当該第１の周縁改質部Ｍ１が膨張して圧縮応力が作用する。そして、例えば第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力が大きい場合、圧縮応力が接合用膜Ｆｗまで伝達され、第１の亀裂Ｃ１が接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域まで伸展する。一方、例えば第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力が小さい場合、圧縮応力は第１のウェハＷの内部に留まり、第１の亀裂Ｃ１の伸展は第１のウェハＷの表面Ｗａで止まる。
　以上の実施形態において、接合力低下領域Ｒは、接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域に形成されたが、第１のウェハＷ及び接合用膜Ｆｗの接合領域（表面Ｗａ）に形成されてもよい。接合力低下領域Ｒの形成位置は、第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力に依存する。例えば第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力が大きい場合、接合力低下領域Ｒは接合用膜Ｆｗと接合用膜Ｆｓの接合領域に形成される。一方、例えば第１のウェハＷと接合用膜Ｆｗとの密着力が小さい場合、接合力低下領域Ｒは第１のウェハＷの表面Ｗａに形成される。
　第１の周縁改質領域Ｎ１の形成方向は、例えば図９に示すように、第１の周縁改質領域Ｎ１は、第１のウェハＷのシリコンの結晶方位に沿って斜め方向に形成してもよい。例えばシリコンの１１１結晶方位は水平方向から約７０度の方向にあるが、この１１１結晶方位に沿って第１の周縁改質領域Ｎ１を形成する。
　ここで、周縁除去装置６０においてブレードＢを挿入する際、周縁部Ｗｅを適切に除去するためにブレードＢの挿入力や挿入量を増加させると、第２の周縁改質部Ｍ２の径方向内側先端部から亀裂が発生して、第１のウェハＷと第２のウェハＳの間が剥離するおそれがある。
　この点、本例のように第１の周縁改質領域Ｎ１を結晶方位に沿って形成すると、当該第１の周縁改質領域Ｎ１において周縁部Ｗｅを容易に除去することができる。その結果、周縁部Ｗｅを除去する際のブレードＢの挿入力や挿入量を抑えて、上述した剥離を抑制することができる。
　以上の実施形態において、第２の周縁改質部Ｍ２は第１のウェハＷの面方向に形成したが、第２の周縁改質部Ｍ２の形成方向はこれに限定されない。上述したように隣り合う第２の周縁改質部Ｍ２同士が接続されなければよく、例えば第２の周縁改質部Ｍ２は、第１のウェハＷの面方向から斜め方向に形成してもよい。この際、第２の周縁改質部Ｍ２は、例えば径方向内側から外側に向けて下がるように形成してもよい。
　また、図９に示すように第２の周縁改質部Ｍ２は、第１のウェハＷの厚み方向に積層して多層に形成してもよい。かかる場合、隣接する第２の周縁改質部Ｍ２間で亀裂が繋がらないようにしつつ、接合力低下領域Ｒの引張応力を大きくすることができる。またこの際、上層の第２の周縁改質部Ｍ２と下層の第２の周縁改質部Ｍ２が平面視において重ならないように、互い違いに形成してもよい。かかる場合、厚み方向に隣接する第２の周縁改質部Ｍ２間で亀裂が繋がることをさらに抑制することができる。なお、図示の例では第２の周縁改質部Ｍ２を２層形成したが、第２の周縁改質部Ｍ２の層数はこれに限定されない。
　以上の実施形態では、改質装置５０において第１の周縁改質領域Ｎ１（第１の周縁改質部Ｍ１）と第２の周縁改質部Ｍ２を形成したが、これら第１の周縁改質領域Ｎ１と第２の周縁改質部Ｍ２は別の改質装置で形成してもよい。
　以上の実施形態において、改質装置５０では、第１の周縁改質領域Ｎ１と第２の周縁改質部Ｍ２を形成したが、さらに周縁部Ｗｅを分割して小片化するための基点となる複数の分割改質領域を形成してもよい。各分割改質領域は、第１の周縁改質領域Ｎ１の径方向外側において、第１のウェハＷの厚み方向に延在する。具体的には、第１のウェハＷの厚み方向にレーザ光Ｌを照射して分割改質部を形成し、さらに分割改質部から第１のウェハＷの厚み方向に亀裂を伸展させて、これら分割改質部と亀裂を含む分割改質領域が形成される。分割改質領域を径方向に複数形成することで、第１の周縁改質領域Ｎ１から径方向外側に延在する１ラインの分割改質領域が形成され、さらに１ラインの分割改質領域を周方向に複数ライン形成する。かかる場合、周縁除去装置６０において周縁部Ｗｅをする際、複数ラインの分割改質領域を基点に、周縁部Ｗｅが複数に分割されて小片化される。
　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。
　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。
　　１　　　ウェハ処理システム
　　５０　　改質装置
　　６０　　周縁除去装置
　　８０　　制御装置
　　Ｍ２　　第２の周縁改質部
　　Ｎ１　　第１の周縁改質領域
　　Ｒ　　　接合力低下領域
　　Ｓ　　　第２のウェハ
　　Ｔ　　　重合ウェハ
　　Ｗ　　　第１のウェハ
　　Ｗｃ　　中央部
　　Ｗｅ　　周縁部

Claims (16)

  1. 第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理方法であって、
    前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って、前記第１の基板の内部に第１の周縁改質領域を形成することと、
    少なくとも前記第１の周縁改質領域から径方向外側において、前記第１の基板の内部で径方向に第２の周縁改質部を形成することと、
    前記第２の周縁改質部の形成により、前記第１の周縁改質領域の径方向外側であって前記第１の基板と前記第２の基板の間の接合領域において、接合力が低下した接合力低下領域を形成することと、
    前記第１の周縁改質領域と前記接合力低下領域とを基点に、前記周縁部を除去することと、を含む、基板処理方法。
  2. 前記第２の周縁改質部を形成する際、隣り合う前記第２の周縁改質部同士を接続しない、請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記第２の周縁改質部を形成する際、前記第１の基板の内部で径方向に照射するレーザ光の少なくとも間隔又は強度を制御する、請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 前記第２の周縁改質部は、前記第１の基板の厚み方向に積層して形成する、請求項１に記載の基板処理方法。
  5. 前記第２の周縁改質部を形成する際、上層の前記第２の周縁改質部と下層の前記第２の周縁改質部は平面視において重ならない、請求項４に記載の基板処理方法。
  6. 前記接合力低下領域は、前記第１の基板の表面に形成された第１の積層膜と、前記第２の基板の表面に形成された第２の積層膜との接合領域に形成する、請求項１に記載の基板処理方法。
  7. 前記第１の周縁改質領域は、第１の周縁改質部と当該第１の周縁改質部から伸展する第１の亀裂とを含み、
    前記第１の周縁改質領域は、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜との接合領域まで延在する、請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 前記第１の周縁改質領域と前記接合力低下領域は接続され、
    前記接合力低下領域は、前記接合領域を剥離して形成する、請求項１に記載の基板処理方法。
  9. 第１の基板と第２の基板が接合された重合基板を処理する基板処理システムであって、
    前記第１の基板における除去対象の周縁部と中央部との境界に沿って、前記第１の基板の内部に第１の周縁改質領域を形成すると共に、少なくとも前記第１の周縁改質領域から径方向外側において、前記第１の基板の内部で径方向に第２の周縁改質部を形成する改質装置と、
    前記第１の周縁改質領域と接合力低下領域とを基点に、前記周縁部を除去する周縁除去装置と、
    制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記第２の周縁改質部の形成により、前記第１の周縁改質領域の径方向外側であって前記第１の基板と前記第２の基板の間の接合領域において、接合力が低下した前記接合力低下領域を形成する制御を実行する、基板処理システム。
  10. 前記制御装置は、前記第２の周縁改質部を形成する際、隣り合う前記第２の周縁改質部同士を接続しない制御を実行する、請求項９に記載の基板処理システム。
  11. 前記制御装置は、前記第２の周縁改質部を形成する際、前記第１の基板の内部で径方向に照射するレーザ光の少なくとも間隔又は強度を制御する、請求項１０に記載の基板処理システム。
  12. 前記制御装置は、前記第２の周縁改質部を、前記第１の基板の厚み方向に積層して形成する制御を実行する、請求項９に記載の基板処理システム。
  13. 前記制御装置は、前記第２の周縁改質部を形成する際、上層の前記第２の周縁改質部と下層の前記第２の周縁改質部は平面視において重ならない制御を実行する、請求項１２に記載の基板処理システム。
  14. 前記制御装置は、前記接合力低下領域を、前記第１の基板の表面に形成された第１の積層膜と、前記第２の基板の表面に形成された第２の積層膜との接合領域に形成する制御を実行する、請求項９に記載の基板処理システム。
  15. 前記第１の周縁改質領域は、第１の周縁改質部と当該第１の周縁改質部から伸展する第１の亀裂とを含み、
    前記制御装置は、前記第１の周縁改質領域を、前記第１の積層膜と前記第２の積層膜との接合領域まで延在させる制御を実行する、請求項１４に記載の基板処理システム。
  16. 前記制御装置は、
    前記第１の周縁改質領域と前記接合力低下領域を接続する制御と、
    前記接合力低下領域を、前記接合領域を剥離して形成する制御と、を実行する、請求項９に記載の基板処理システム。
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