特開 2023-27850 剥離方法、剥離装置および剥離システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027850

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】剥離方法、剥離装置および剥離システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230224BHJP

   H01L 21/02 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133172

(22)【出願日】2021-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺田 尚司

(72)【発明者】

【氏名】三村 勇之

(72)【発明者】

【氏名】前田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】野田 和孝

(72)【発明者】

【氏名】本田 勝

(72)【発明者】

【氏名】坂本 亮一

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 穣

(72)【発明者】

【氏名】北山 殖也

(72)【発明者】

【氏名】福冨 亮

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131AA22

5F131BA37

5F131BA60

5F131CA22

5F131CA23

5F131CA32

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA36

5F131DA42

5F131EA06

5F131EA07

5F131EA22

5F131EA23

5F131EA24

5F131EB01

5F131EB03

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB89

5F131EC72

(57)【要約】

【課題】剥離処理を効率化することができる技術を提供する。
【解決手段】本開示の一態様による剥離方法は、保持する工程と、剥離する工程と、を含む。保持する工程は、第１基板と第２基板とが接合された重合基板を保持する。剥離する工程は、重合基板の側面を起点にして重合基板から第１基板を剥離する。また、剥離する工程は、側面に対して水を含む流体を接触させる工程を含む。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板と第２基板とが接合された重合基板を保持する工程と、
前記重合基板の側面を起点にして前記重合基板から前記第１基板を剥離する工程と、
を含み、
前記剥離する工程は、前記側面に対して水を含む流体を接触させる工程を含む
剥離方法。

【請求項2】

前記水を含む流体は、水蒸気である
請求項１に記載の剥離方法。

【請求項3】

前記水を含む流体は、液体である
請求項１に記載の剥離方法。

【請求項4】

前記剥離する工程は、前記水を含む流体を複数のノズルから吐出しながら行う
請求項１～３のいずれか一つに記載の剥離方法。

【請求項5】

前記剥離する工程は、
前記側面に対して前記水を含む流体をノズルから供給する工程と、
前記水を含む流体が供給された前記側面に刃部を押し付ける工程と、を含む
請求項１～４のいずれか一つに記載の剥離方法。

【請求項6】

前記剥離する工程は、貯留された前記水を含む流体に前記重合基板を浸漬して行う
請求項３に記載の剥離方法。

【請求項7】

前記水を含む流体は、加熱されている
請求項１～６のいずれか一つに記載の剥離方法。

【請求項8】

前記重合基板において、前記第１基板と前記第２基板とは分子間力で接合される
請求項１～７のいずれか一つに記載の剥離方法。

【請求項9】

第１基板と第２基板とが接合された重合基板のうち前記第１基板を保持し、前記第１基板を前記第２基板から離す方向へ移動させる第１保持部と、
前記重合基板のうち前記第２基板を保持する第２保持部と、
前記重合基板の側面に水を含む流体を供給する流体供給部と、
各部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記重合基板を前記第１保持部および前記第２保持部で保持し、
前記流体供給部で前記側面に対して前記水を含む流体を接触させながら、前記側面を起点にして前記重合基板から前記第１基板を剥離する
剥離装置。

【請求項10】

前記流体供給部は、前記水を含む流体を吐出する複数のノズルを有する
請求項９に記載の剥離装置。

【請求項11】

前記流体供給部は、前記水を含む流体を貯留する貯留槽を有する
請求項９に記載の剥離装置。

【請求項12】

前記流体供給部は、前記水を含む流体を加熱する加熱部を有する
請求項９～１１のいずれか一つに記載の剥離装置。

【請求項13】

前記第２保持部を回転させる基板回転部をさらに備える
請求項９～１２のいずれか一つに記載の剥離装置。

【請求項14】

第１基板と第２基板とが接合された重合基板から前記第１基板を剥離する剥離装置と、
剥離後の前記第１基板および前記第２基板を洗浄する洗浄装置と、
を備え、
前記剥離装置は、
第１基板と第２基板とが接合された重合基板のうち前記第１基板を保持し、前記第１基板を前記第２基板から離す方向へ移動させる第１保持部と、
前記重合基板のうち前記第２基板を保持する第２保持部と、
前記第２保持部を回転させる基板回転部と、
前記重合基板の側面に水を含む流体を供給する流体供給部と、
各部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記重合基板を前記第１保持部および前記第２保持部で保持し、
前記流体供給部で前記側面に対して前記水を含む流体を接触させながら、前記側面を起点にして前記重合基板から前記第１基板を剥離する
剥離システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、剥離方法、剥離装置および剥離システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、たとえば、半導体デバイスの製造工程において、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板の大口径化および薄型化が進んでいる。大口径で薄い半導体基板は、搬送時や研磨処理時に反りや割れが生じるおそれがある。このため、半導体基板に支持基板を貼り合わせて補強した後に、搬送や研磨処理を行い、その後、支持基板を半導体基板から剥離する処理が行われている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－３５５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、剥離処理を効率化することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による剥離方法は、保持する工程と、剥離する工程と、を含む。保持する工程は、第１基板と第２基板とが接合された重合基板を保持する。剥離する工程は、前記重合基板の側面を起点にして前記重合基板から前記第１基板を剥離する。また、前記剥離する工程は、前記側面に対して水を含む流体を接触させる工程を含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、剥離処理を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る剥離システムの構成を示す模式平面図である。

【図2】図２は、実施形態に係る重合基板の模式側面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る剥離装置の構成を示す模式側面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る第１保持部の模式平面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る剥離装置が実行する剥離処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。

【図7】図７は、実施形態に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る剥離処理における接合部の状態の変化を説明するための図である。

【図9】図９は、剥離処理において重合基板に水分が供給される場合および水分が供給されない場合での接合強度の違いを示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。

【図12】図１２は、実施形態の変形例１に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。

【図13】図１３は、実施形態の変形例１に係る剥離処理の一工程を示す模式平面図である。

【図14】図１４は、実施形態の変形例２に係る剥離装置の構成を示す模式側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する剥離方法、剥離装置および剥離システムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0009】

近年、たとえば、半導体デバイスの製造工程において、シリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板の大口径化および薄型化が進んでいる。大口径で薄い半導体基板は、搬送時や研磨処理時に反りや割れが生じるおそれがある。このため、半導体基板に支持基板を貼り合わせて補強した後に、搬送や研磨処理を行い、その後、支持基板を半導体基板から剥離する処理が行われている。

【0010】

また近年、基板同士が接着剤で貼り合わされた重合基板に加えて、基板同士がファンデルワールス力および水素結合（すなわち、分子間力）で接合された重合基板が多く用いられている。一方で、このような接合強度が高い重合基板から、一方の基板を剥離する処理を効率よく行う技術についてはさらなる改善の余地があった。

【0011】

そこで、上述の問題点を克服し、剥離処理を効率化することができる技術の実現が期待されている。

【0012】

＜剥離システムの構成＞
まず、実施形態に係る剥離システム１の構成について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る剥離システム１の構成を示す模式平面図である。また、図２は、実施形態に係る重合基板Ｔの模式側面図である。

【0013】

なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0014】

図１に示す剥離システム１は、たとえば、図２に示す第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とが分子間力で接合された重合基板Ｔから、第１基板Ｗ１を剥離する。以下では、第１基板Ｗ１を「上ウェハＷ１」と記載し、第２基板Ｗ２を「下ウェハＷ２」と記載する。すなわち、上ウェハＷ１は第１基板の一例であり、下ウェハＷ２は第２基板の一例である。

【0015】

また、以下では、図２に示すように、上ウェハＷ１の板面のうち、下ウェハＷ２と接合される側の板面を「接合面Ｗ１ｊ」と記載し、接合面Ｗ１ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ１ｎ」と記載する。また、下ウェハＷ２の板面のうち、上ウェハＷ１と接合される側の板面を「接合面Ｗ２ｊ」と記載し、接合面Ｗ２ｊとは反対側の板面を「非接合面Ｗ２ｎ」と記載する。

【0016】

第１基板Ｗ１は、たとえばシリコンウェハや化合物半導体ウェハなどの半導体基板に複数の電子回路が形成された基板である。また、第２基板Ｗ２は、たとえば電子回路が形成されていないベアウェハである。第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２とは、略同径を有する。なお、第２基板Ｗ２に電子回路が形成されていてもよい。

【0017】

図１に示すように、剥離システム１は、第１処理ブロック１０および第２処理ブロック２０の２つの処理ブロックを備える。第１処理ブロック１０と第２処理ブロック２０とは、隣接して配置される。

【0018】

第１処理ブロック１０では、重合基板Ｔの搬入、重合基板Ｔの剥離処理、剥離後の下ウェハＷ２の洗浄および搬出などが行われる。かかる第１処理ブロック１０は、搬入出ステーション１１と、第１搬送領域１２と、待機ステーション１３と、剥離ステーション１４と、第１洗浄ステーション１５とを備える。

【0019】

搬入出ステーション１１、待機ステーション１３、剥離ステーション１４および第１洗浄ステーション１５は、第１搬送領域１２に隣接して配置される。具体的には、搬入出ステーション１１と待機ステーション１３とは、第１搬送領域１２のＹ軸負方向側に並べて配置され、剥離ステーション１４と第１洗浄ステーション１５とは、第１搬送領域１２のＹ軸正方向側に並べて配置される。

【0020】

搬入出ステーション１１には、複数のカセット載置台が設けられており、各カセット載置台には、重合基板Ｔが収容されるカセットＣｔおよび剥離後の下ウェハＷ２が収容されるカセットＣ２が載置される。

【0021】

第１搬送領域１２には、重合基板Ｔまたは剥離後の下ウェハＷ２の搬送を行う第１搬送装置１２１が配置される。第１搬送装置１２１は、水平方向への移動、鉛直方向への昇降および鉛直方向を中心とする旋回が可能な搬送アーム部と、この搬送アーム部の先端に取り付けられた基板保持部とを備える。

【0022】

第１搬送領域１２では、かかる第１搬送装置１２１により、重合基板Ｔを待機ステーション１３および剥離ステーション１４へ搬送する処理や、剥離後の下ウェハＷ２を第１洗浄ステーション１５および搬入出ステーション１１へ搬送する処理が行われる。

【0023】

待機ステーション１３では、処理待ちの重合基板Ｔを一時的に待機させておく待機処理が必要に応じて行われる。かかる待機ステーション１３には、第１搬送装置１２１によって搬送された重合基板Ｔが載置される載置台が設けられる。

【0024】

剥離ステーション１４には、剥離装置５（図３参照）が配置され、かかる剥離装置５によって、重合基板Ｔから上ウェハＷ１を剥離する剥離処理が行われる。剥離装置５の具体的な構成および動作については、後述する。

【0025】

第１洗浄ステーション１５では、剥離後の下ウェハＷ２の洗浄処理が行われる。第１洗浄ステーション１５には、剥離後の上ウェハＷ１を洗浄する第１洗浄装置が配置される。第１洗浄装置としては、たとえば特開２０１３－０３３９２５号公報に記載の洗浄装置を用いることができる。

【0026】

また、第２処理ブロック２０では、剥離後の上ウェハＷ１の洗浄および搬出などが行われる。かかる第２処理ブロック２０は、受渡ステーション２１と、第２洗浄ステーション２２と、第２搬送領域２３と、搬出ステーション２４とを備える。第２洗浄ステーション２２は、洗浄装置の一例である。

【0027】

受渡ステーション２１、第２洗浄ステーション２２および搬出ステーション２４は、第２搬送領域２３に隣接して配置される。具体的には、受渡ステーション２１と第２洗浄ステーション２２とは、第２搬送領域２３のＹ軸正方向側に並べて配置され、搬出ステーション２４は、第２搬送領域２３のＹ軸負方向側に並べて配置される。

【0028】

受渡ステーション２１は、第１処理ブロック１０の剥離ステーション１４に隣接して配置される。かかる受渡ステーション２１では、剥離ステーション１４から剥離後の上ウェハＷ１を受け取って第２洗浄ステーション２２へ渡す受渡処理が行われる。

【0029】

受渡ステーション２１には、第２搬送装置２１１が配置される。第２搬送装置２１１は、たとえばベルヌーイチャックなどの非接触保持部を有しており、剥離後の上ウェハＷ１は、かかる第２搬送装置２１１によって非接触で搬送される。

【0030】

第２洗浄ステーション２２では、剥離後の上ウェハＷ１を洗浄する第２洗浄処理が行われる。かかる第２洗浄ステーション２２には、剥離後の上ウェハＷ１を洗浄する第２洗浄装置が配置される。第２洗浄装置としては、たとえば特開２０１３－０３３９２５号公報に記載の洗浄装置を用いることができる。

【0031】

第２搬送領域２３には、剥離後の上ウェハＷ１の搬送を行う第３搬送装置２３１が配置される。第３搬送装置２３１は、水平方向への移動、鉛直方向への昇降および鉛直方向を中心とする旋回が可能な搬送アーム部と、この搬送アーム部の先端に取り付けられた基板保持部とを備える。第２搬送領域２３では、かかる第３搬送装置２３１により、剥離後の上ウェハＷ１を搬出ステーション２４へ搬送する処理が行われる。

【0032】

搬出ステーション２４には、複数のカセット載置台が設けられており、各カセット載置台には、剥離後の上ウェハＷ１が収容されるカセットＣ１が載置される。

【0033】

また、剥離システム１は、制御装置３０を備える。制御装置３０は、剥離システム１の動作を制御する。かかる制御装置３０は、たとえばコンピュータであり、制御部３１および記憶部３２を備える。記憶部３２には、接合処理などの各種処理を制御するプログラムが格納される。制御部３１は、記憶部３２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって剥離システム１の動作を制御する。

【0034】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置３０の記憶部３２にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0035】

上記のように構成された剥離システム１では、まず、第１処理ブロック１０の第１搬送装置１２１が、搬入出ステーション１１に載置されたカセットＣｔから重合基板Ｔを取り出し、取り出した重合基板Ｔを待機ステーション１３へ搬入する。

【0036】

たとえば、装置間の処理時間差などにより処理待ちの重合基板Ｔが生じる場合には、待機ステーション１３に設けられた一時待機部を用いて重合基板Ｔを一時的に待機させておくことができ、一連の工程間でのロス時間を短縮することができる。

【0037】

つづいて、重合基板Ｔは、第１搬送装置１２１によって待機ステーション１３から取り出されて、剥離ステーション１４へ搬入される。そして、剥離ステーション１４に配置された剥離装置５が、重合基板Ｔに対して剥離処理を行う。かかる剥離処理により、重合基板Ｔは、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とに分離される。

【0038】

剥離後の下ウェハＷ２は、第１搬送装置１２１によって剥離ステーション１４から取り出されて、第１洗浄ステーション１５へ搬入される。第１洗浄ステーション１５では、第１洗浄装置が、剥離後の下ウェハＷ２に対して第１洗浄処理を行う。かかる第１洗浄処理によって、下ウェハＷ２の接合面Ｗ２ｊが洗浄される。

【0039】

第１洗浄処理後の下ウェハＷ２は、第１搬送装置１２１によって第１洗浄ステーション１５から取り出されて、搬入出ステーション１１に載置されたカセットＣ２に収容される。その後、カセットＣ２は、搬入出ステーション１１から取り出され、回収される。こうして、下ウェハＷ２についての処理が終了する。

【0040】

一方、第２処理ブロック２０では、上述した第１処理ブロック１０における処理と並行して、剥離後の上ウェハＷ１に対する処理が行われる。

【0041】

第２処理ブロック２０では、まず、受渡ステーション２１に配置された第２搬送装置２１１が、剥離後の上ウェハＷ１を剥離ステーション１４から取り出して、第２洗浄ステーション２２へ搬入する。

【0042】

ここで、剥離後の上ウェハＷ１は、剥離装置５によって上面側すなわち非接合面Ｗ１ｎ側が保持された状態となっており、第２搬送装置２１１は、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊ側を下方から非接触で保持する。その後、第２搬送装置２１１は、保持した上ウェハＷ１を反転させたうえで、第２洗浄ステーション２２の第２洗浄装置へ載置する。

【0043】

これにより、上ウェハＷ１は、接合面Ｗ１ｊを上方に向けた状態で第２洗浄装置に載置される。そして、第２洗浄装置は、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊを洗浄する第２洗浄処理を行う。かかる第２洗浄処理により、上ウェハＷ１の接合面Ｗ１ｊが洗浄される。

【0044】

第２洗浄処理後の上ウェハＷ１は、第２搬送領域２３に配置された第３搬送装置２３１によって第２洗浄ステーション２２から取り出されて、搬出ステーション２４に載置されたカセットＣ１に収容される。その後、カセットＣ１は、搬出ステーション２４から取り出され、回収される。こうして、上ウェハＷ１についての処理も終了する。

【0045】

このように、実施形態に係る剥離システム１は、重合基板Ｔおよび剥離後の下ウェハＷ２用のフロントエンドと、剥離後の上ウェハＷ１用のフロントエンドとを備える構成とした。

【0046】

ここで、重合基板Ｔおよび剥離後の下ウェハＷ２用のフロントエンドとは、搬入出ステーション１１および第１搬送装置１２１のことであり、剥離後の上ウェハＷ１用のフロントエンドとは、搬出ステーション２４および第３搬送装置２３１のことである。

【0047】

これにより、上ウェハＷ１を搬入出ステーション１１へ搬送する処理と、下ウェハＷ２を搬出ステーション２４へ搬送する処理とを並列に行うことが可能となるため、一連の基板処理を効率的に行うことができる。

【0048】

また、実施形態に係る剥離システム１では、剥離ステーション１４と第２洗浄ステーション２２とが受渡ステーション２１を介して接続される。これにより、第１搬送領域１２や第２搬送領域２３を経由することなく、剥離後の上ウェハＷ１を剥離ステーション１４から第２洗浄ステーション２２へ直接搬入することが可能となるため、剥離後の上ウェハＷ１の搬送をスムーズに行うことができる。

【0049】

＜剥離装置の構成＞
次に、剥離ステーション１４に設置される剥離装置５の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る剥離装置５の構成を示す模式側面図である。

【0050】

図３に示すように、剥離装置５は、処理室１００を備える。処理室１００の側面には、搬入出口（図示せず）が設けられる。搬入出口は、第１搬送領域１２（図１参照）側と受渡ステーション２１（図１参照）側とにそれぞれ設けられる。

【0051】

剥離装置５は、第１保持部５０と、移動部６０と、第２保持部７０と、剥離誘引部８０と、流体供給部９０とを備え、これらは処理室１００の内部に配置される。

【0052】

剥離装置５は、重合基板Ｔの上ウェハＷ１側を第１保持部５０によって上方から吸着保持し、重合基板Ｔの下ウェハＷ２側を第２保持部７０によって下方から吸着保持する。そして、剥離装置５は、移動部６０により、上ウェハＷ１を下ウェハＷ２の板面から離す方向へ移動させる。

【0053】

これにより、第１保持部に保持された上ウェハＷ１が、その一端から他端へ向けて下ウェハＷ２から連続的に剥離する。以下、各構成要素について具体的に説明する。

【0054】

第１保持部５０は、弾性部材５１と、複数の吸着部５２とを備える。弾性部材５１は、薄板状の部材であり、たとえば板金などの金属で形成される。かかる弾性部材５１は、上ウェハＷ１の上方において上ウェハＷ１と対向配置される。

【0055】

複数の吸着部５２は、弾性部材５１における上ウェハＷ１との対向面に設けられる。各吸着部５２は、弾性部材５１に固定される本体部５２１と、この本体部５２１の下部に設けられる吸着パッド５２２とを備える。

【0056】

各吸着部５２は、吸気管５２３を介して真空ポンプなどの吸気装置５２４に接続される。第１保持部５０は、吸気装置５２４が発生させる吸引力により、複数の吸着部５２で上ウェハＷ１の非接合面Ｗ１ｎ（図２参照）を吸着する。これにより、上ウェハＷ１は、第１保持部５０に吸着保持される。

【0057】

なお、吸着部５２が備える吸着パッド５２２としては、変形量の少ないタイプのものが好ましい。これは、後述する移動部６０が第１保持部５０を引っ張った際に吸着パッド５２２が大きく変形すると、かかる変形に伴って上ウェハＷ１の被吸着部分が大きく変形し、上ウェハＷ１あるいは下ウェハＷ２がダメージを受けるおそれがあるためである。

【0058】

具体的には、吸着パッド５２２としては、たとえば、吸着面にリブを有するものや、空間の高さが０．５ｍｍ以下のフラットパッドなどを用いることが好ましい。

【0059】

ここで、第１保持部５０の構成について図４を参照しながらより具体的に説明する。図４は、実施形態に係る第１保持部５０の模式平面図である。

【0060】

図４に示すように、第１保持部５０が備える複数の吸着部５２は、弾性部材５１に対して円環状に並べて配置されており、上ウェハＷ１の外周部と対向し、上ウェハＷ１の外周部をそれぞれ吸着する。ここでは、弾性部材５１に対して８個の吸着部５２が設けられる場合の例を示したが、弾性部材５１に設けられる吸着部５２の個数は、８個に限定されない。

【0061】

これら複数の吸着部５２のうち、剥離の最も起点側（ここでは、Ｘ軸負方向側）に配置される吸着部５２は、後述する剥離誘引部８０（図３参照）の刃部８１（図３参照）が当接する部位に近接する位置に配置される。換言すると、剥離誘引部８０の刃部８１は、Ｘ軸負方向側に配置される吸着部５２の近傍で重合基板Ｔの側面に当接する。

【0062】

弾性部材５１は、本体部５１１と、延在部５１２とを備える。本体部５１１は、外径が上ウェハＷ１と略同径であり、かつ、中央部が中空である円環状の枠体である。複数の吸着部５２は、かかる本体部５１１の下面すなわち上ウェハＷ１との対向面に、本体部５１１の形状に沿って円環状に並べられる。

【0063】

延在部５１２は、本体部５１１の外周部のうち、剥離の最も起点側に位置する外周部（ここでは、Ｘ軸負方向側の外周部）の一部を剥離の進行方向とは反対側（Ｘ軸負方向側）へ向けて延在させた部位である。そして、かかる延在部５１２の先端に移動部６０の支柱部材６１が接続される。

【0064】

図３に戻り、剥離装置５のその他の構成について説明する。移動部６０は、支柱部材６１と、移動機構６２と、ロードセル６３とを備える。

【0065】

支柱部材６１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在する部材であり、一端部が弾性部材５１の延在部５１２（図４参照）に接続され、他端部が上側ベース部１０３を介して移動機構６２に接続される。

【0066】

移動機構６２は、上側ベース部１０３の上部に固定され、下部に接続される支柱部材６１を鉛直方向に移動させる。ロードセル６３は、支柱部材６１にかかる負荷を検出する。

【0067】

かかる移動部６０は、移動機構６２を用いて支柱部材６１を鉛直上方に移動させることにより、支柱部材６１に接続された第１保持部５０を引っ張り上げる。この際、移動部６０は、ロードセル６３による検出結果に基づき、上ウェハＷ１にかかる力を制御しながら、第１保持部５０を引っ張ることができる。

【0068】

ここで、図４に示すように、引き上げの力点となる支柱部材６１は、引き上げの支点となる吸着部５２、すなわち、剥離の最も起点側（ここでは、Ｘ軸負方向側）に配置される吸着部５２よりも剥離の進行方向の反対側に配置される。

【0069】

したがって、引き上げの作用点となる重合基板Ｔの側面（剥離の起点となる部位）には、図３において時計回りの回転力（モーメント）が発生する。これにより、移動部６０は、上ウェハＷ１をその外縁部からめくり上げるようにして引っ張ることができ、上ウェハＷ１を下ウェハＷ２から効率的に剥離させることができる。

【0070】

なお、第１保持部５０は、移動部６０によって支持され、移動部６０は、上側ベース部１０３によって支持される。また、上側ベース部１０３は、処理室１００の天井部に取り付けられた固定部材１０１に支柱１０２を介して支持される。

【0071】

第２保持部７０は、第１保持部５０の下方に配置され、重合基板Ｔの下ウェハＷ２側を吸着保持する。かかる第２保持部７０は、円板形状の本体部７１と、本体部７１を支持する支柱部材７２とを備える。

【0072】

本体部７１は、たとえば、アルミニウムなどの金属部材で形成される。かかる本体部７１の上面には、吸着面７３が設けられる。吸着面７３は、多孔質体であり、たとえばＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）などの樹脂部材で形成される。

【0073】

本体部７１の内部には、吸着面７３を介して外部と連通する吸引空間７４が形成される。吸引空間７４は、吸気管７１１を介して真空ポンプなどの吸気装置７１２と接続される。かかる第２保持部７０は、吸気装置７１２の吸気によって発生する負圧を利用し、下ウェハＷ２の非接合面Ｗ２ｎ（図２参照）を吸着面７３に吸着させることによって、重合基板Ｔを吸着保持する。

【0074】

本体部７１の吸着面７３は、下ウェハＷ２と略等しい径に形成される。これにより、後述する流体Ｌ（図６参照）が重合基板Ｔの側面に供給される際に、かかる流体Ｌが吸着面７３から吸引されることを抑制することができる。

【0075】

また、下ウェハＷ２との吸着面に溝などの非吸着部が形成されていると、かかる非吸着部において下ウェハＷ２にクラックが発生するおそれがある。そこで、本体部７１の吸着面７３は、溝などの非吸着部を有しない平坦面とした。これにより、下ウェハＷ２にクラックが発生することを防止することができる。

【0076】

さらに、吸着面７３をＰＣＴＦＥなどの樹脂部材で形成することとしたため、下ウェハＷ２へのダメージを更に抑えることができる。

【0077】

また、本体部７１における吸着面７３よりも外周側には、溝状のドレイン７５が設けられる。ドレイン７５は、排液管７５１を介して排液装置７５２と接続される。これにより、流体Ｌが重合基板Ｔの側面に供給される際に、かかる流体Ｌが本体部７１から溢れることを抑制することができる。

【0078】

第２保持部７０は、処理室１００の床面に固定された回転昇降機構１０４によって支持される。回転昇降機構１０４は、基板回転部の一例であり、支柱部材７２を鉛直軸回りに回転させることにより、第２保持部７０を回転させる。また、回転昇降機構１０４は、支柱部材７２を鉛直方向に移動させることにより、第２保持部７０を昇降させる。

【0079】

第２保持部７０の外方には、剥離誘引部８０が配置される。かかる剥離誘引部８０は、上ウェハＷ１が下ウェハＷ２から剥離される起点となる部位を重合基板Ｔの側面に形成する。

【0080】

剥離誘引部８０は、刃部８１と、移動機構８２と、昇降機構８３とを備える。刃部８１は、たとえば平刃であり、刃先が重合基板Ｔへ向けて突出するように移動機構８２に支持される。

【0081】

移動機構８２は、Ｘ軸方向に延在するレールに沿って刃部８１を移動させる。昇降機構８３は、たとえば上側ベース部１０３に固定され、移動機構８２を鉛直方向に移動させる。これにより、刃部８１の高さ位置、すなわち、重合基板Ｔの側面への当接位置が調節される。

【0082】

かかる剥離誘引部８０は、昇降機構８３を用いて刃部８１の高さ位置を調節した後、移動機構８２を用いて刃部８１を水平方向（ここでは、Ｘ軸正方向）へ移動させる。さらに剥離誘引部８０は、刃部８１を重合基板Ｔの側面に露出する上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部に当接させる。これにより、重合基板Ｔに、上ウェハＷ１を下ウェハＷ２から剥離する起点となる部位が形成される。

【0083】

また、第２保持部７０の外方には、流体供給部９０が配置される。かかる流体供給部９０は、水（Ｈ_２Ｏ）を含んだ流体Ｌを重合基板Ｔの側面に供給する。たとえば、流体供給部９０は、重合基板Ｔの側面のうち、剥離誘引部８０の刃部８１が当接する部位およびその近傍に流体Ｌを供給する。

【0084】

流体供給部９０は、ノズル９１と、図示しない移動機構とを有する。ノズル９１は、流体Ｌを吐出する。移動機構は、ノズル９１を鉛直方向および水平方向に移動可能に構成される。

【0085】

＜剥離処理の詳細＞
次に、剥離装置５による剥離処理の詳細について、図５～図１１を参照しながら説明する。図５は、実施形態に係る剥離装置５が実行する剥離処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、剥離装置５は、制御装置３０（図１参照）の制御部３１（図１参照）の制御に基づき、図５に示す各処理手順を実行する。

【0086】

まず、制御部３１は、重合基板Ｔを処理室１００に搬入し、図６に示すように、重合基板Ｔの下ウェハＷ２側を第２保持部７０で保持するとともに、重合基板Ｔの上ウェハＷ１側を第１保持部５０で保持する（ステップＳ１０１）。

【0087】

次に、制御部３１は、流体供給部９０を制御して、重合基板Ｔの側面に流体Ｌを供給する（ステップＳ１０２）。これにより、制御部３１は、図６に示すように、第１保持部５０および第２保持部７０に保持された重合基板Ｔの側面に流体Ｌを接触させる。

【0088】

なお、かかるステップＳ１０２の処理において、制御部３１は、Ｘ軸負方向側に配置される吸着部５２の近傍に位置する重合基板Ｔの側面に流体Ｌを接触させる。

【0089】

次に、制御部３１は、図７に示すように、剥離誘引部８０を制御して、流体Ｌが接触する重合基板Ｔの側面に刃部８１を押し付けて、かかる重合基板Ｔにおける上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部に刃部８１を挿入する（ステップＳ１０３）。

【0090】

すなわち、ステップＳ１０３の処理において、制御部３１は、Ｘ軸負方向側に配置される吸着部５２の近傍に位置する重合基板Ｔの側面に刃部８１を押し付ける。

【0091】

ここで、刃部８１を用いて重合基板Ｔから上ウェハＷ１を剥離する際に、流体Ｌが与える効果について、図８および図９を用いて説明する。図８は、実施形態に係る剥離処理における接合部の状態の変化を説明するための図である。

【0092】

図８の（ａ）に示すように、実施形態に係る重合基板Ｔにおいて、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とは、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）で接合されている。一方で、刃部８１が挿入される際に、かかる接合部にストレスが加わることにより、図８の（ｂ）に示すように、流体Ｌに含まれる水分子（Ｈ_２Ｏ）と、シロキサン結合とが反応する。

【0093】

そして、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部でシロキサン結合と水分子とが反応することにより、図８の（ｃ）に示すように、シロキサン結合が切断されるため、かかる接合部での接合強度が低減する。

【0094】

図９は、剥離処理において重合基板Ｔに水分が供給される場合および水分が供給されない場合での接合強度の違いを示す図である。なお、図９では、接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊの膜種（ＳｉＣＮ、ＴＥＯＳ酸化膜、ＴｈＯ_ｘ（熱酸化膜））および接合時に接合面Ｗ１ｊ、Ｗ２ｊを前処理する際のプラズマの種類（Ｏ_２、Ｎ_２）についても示している。

【0095】

図９に示す結果から、さまざまな状態の接合部を有する重合基板Ｔに対して、水を含む流体Ｌが供給されることにより、剥離処理時の接合強度が低減されていることがわかる。

【0096】

図５の説明に戻る。制御部３１は、上述したステップＳ１０３の処理と並行して、移動部６０（図３参照）を動作させる（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部３１は、図１０に示すように、第１保持部５０の外周部の一部、具体的には、弾性部材５１の延在部５１２（図４参照）を第２保持部７０から離す方向に移動させる。

【0097】

これにより、刃部８１を挿入した部位の近傍に配置される吸着部５２が上方に引っ張られて、刃部８１が挿入された部位を起点として上ウェハＷ１が重合基板Ｔから剥離し始める。

【0098】

さらに、図１０に示すように、上ウェハＷ１が重合基板Ｔから剥離し始めた後、流体Ｌは毛細管現象で上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部の奥側に徐々に浸透する。これにより、図８で示した化学反応が接合部の奥側でも発生するため、接合部の奥側でも接合強度を低減させることができる。

【0099】

その後、制御部３１は、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部に刃部８１を挿入するとともに、移動部６０を動作させて第１保持部５０をさらに引っ張り上げる。これにより、上ウェハＷ１におけるＸ軸負方向側の端部からＸ軸正方向側の端部へ向けて剥離が連続的に進行していき、最終的には、図１１に示すように、上ウェハＷ１が重合基板Ｔ（図１０参照）から剥離する。これにより、一連の剥離処理が終了する。

【0100】

ここまで説明したように、実施形態では、移動部６０および刃部８１を用いて上ウェハＷ１を重合基板Ｔから剥離する際に、重合基板Ｔの側面に対して水を含む流体Ｌを接触させる。これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度を低減させながら剥離処理を行うことができることから、剥離処理を効率化することができる。

【0101】

また、実施形態では、重合基板Ｔの側面に対して流体Ｌをノズル９１から供給し、流体Ｌが供給された側面に刃部８１を押し付けるとよい。これにより、分子間力で接合され接合強度が強い重合基板Ｔであっても、精度よくかつ効率的に剥離処理を行うことができる。

【0102】

また、実施形態では、水を含む流体Ｌは、液体であるとよい。これにより、流体Ｌを毛細管現象で上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部の奥側まで徐々に浸透させることができる。したがって、実施形態によれば、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0103】

また、実施形態では、水を含む流体Ｌが、流体供給部９０の加熱部（図示せず）で加熱されているとよい。これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部で図８に示した化学反応を促進させることができることから、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度をさらに低減させることができる。

【0104】

したがって、実施形態によれば、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0105】

なお、実施形態に係る流体Ｌは、酸性であってもよいし、中性であってもよいし、アルカリ性であってもよい。たとえば、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とがいわゆるＣｕ－Ｃｕ直接接合で接合されている場合、流体Ｌを弱アルカリ性（ｐＨ＝７～８程度）に制御することにより、接合部に位置するＣｕが流体Ｌで変質することを抑制することができる。

【0106】

＜各種変形例＞
つづいて、実施形態の各種変形例について、図１２～図１４を参照しながら説明する。なお、以下の各種変形例において、実施形態と同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

【0107】

図１２は、実施形態の変形例１に係る剥離処理の一工程を示す拡大側面図である。図１２に示すように、変形例１では、重合基板Ｔの側面に刃部８１を押し付ける際に、かかる側面にノズル９１から流体Ｌが供給される。すなわち、変形例１では、刃部８１を重合基板Ｔの側面に押し付ける処理と、ノズル９１から流体Ｌを供給する処理とが同時に行われる。

【0108】

これによっても、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度を低減させながら剥離処理を行うことができる。したがって、変形例１によれば、剥離処理を効率化することができる。

【0109】

また、変形例１では、剥離の起点に動圧の流体Ｌを供給していることから、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部の奥側まで流体Ｌを効果的に浸透させることができる。したがって、変形例１によれば、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度をさらに低減させることができることから、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0110】

また、変形例１では、実施形態と同様に、水を含む流体Ｌが、流体供給部９０の加熱部で加熱されているとよい。これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部で図８に示した化学反応を促進させることができることから、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度をさらに低減させることができる。

【0111】

また、変形例１では、流体Ｌが液体であってもよいし、水蒸気であってもよい。流体Ｌが水蒸気である場合には、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部で図８に示した化学反応をさらに促進させることができる。したがって、変形例１によれば、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0112】

図１３は、実施形態の変形例１に係る剥離処理の一工程を示す模式平面図である。図１３に示すように、変形例１では、重合基板Ｔに対して複数（図では２つ）の刃部８１を押し付けながら剥離処理を実施してもよい。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0113】

また、変形例１では、図１３に示すように、１つの刃部８１に対して複数（図では２つ）のノズル９１を用いて流体Ｌを供給してもよい。これにより、剥離したい部位に流体Ｌを十分に供給することができることから、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0114】

なお、図１３の例では、刃部８１が２つ用いられる例について示したが、刃部８１の数は３つ以上であってもよい。また、図１３の例では、１つの刃部８１に対して２つのノズル９１が配置される例について示したが、１つの刃部８１に対して３つ以上のノズル９１が配置されてもよい。

【0115】

図１４は、実施形態の変形例２に係る剥離装置５の構成を示す模式側面図である。図１４に示すように、変形例２では、流体供給部９０に貯留槽９２が設けられる点が実施形態と異なる。

【0116】

かかる貯留槽９２は、流体Ｌを貯留可能に構成されるとともに、内部で重合基板Ｔを保持可能に構成される。そして、変形例２では、制御部３１（図１参照）が、貯留槽９２で貯留された液状の流体Ｌに重合基板Ｔを浸漬しながら剥離処理を行う。

【0117】

これによっても、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度を低減させながら剥離処理を行うことができる。したがって、変形例２によれば、剥離処理を効率化することができる。

【0118】

また、変形例２では、水を含む流体Ｌが、流体供給部９０の加熱部で加熱されているとよい。これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合部で図８に示した化学反応を促進させることができることから、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２との接合強度をさらに低減させることができる。

【0119】

実施形態に係る剥離装置５は、第１保持部５０と、第２保持部７０と、流体供給部９０と、制御部３１と、を備える。第１保持部５０は、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とが接合された重合基板Ｔのうち第１基板（上ウェハＷ１）を保持し、第１基板（上ウェハＷ１）を第２基板（下ウェハＷ２）から離す方向へ移動させる。第２保持部７０は、重合基板Ｔのうち第２基板（下ウェハＷ２）を保持する。流体供給部９０は、重合基板Ｔの側面に水を含む流体Ｌを供給する。制御部３１は、各部を制御する。また、制御部３１は、重合基板Ｔを第１保持部５０および第２保持部７０で保持する。また、制御部３１は、流体供給部９０で側面に対して水を含む流体Ｌを接触させながら、側面を起点にして重合基板Ｔから第１基板（上ウェハＷ１）を剥離する。これにより、剥離処理を効率化することができる。

【0120】

また、実施形態に係る剥離装置５において、流体供給部９０は、水を含む流体Ｌを吐出する複数のノズル９１を有する。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0121】

また、実施形態に係る剥離装置５において、流体供給部９０は、液体である水を含む流体Ｌを貯留する貯留槽９２を有する。これにより、剥離処理を効率化することができる。

【0122】

また、実施形態に係る剥離装置５において、流体供給部９０は、水を含む流体Ｌを加熱する加熱部を有する。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0123】

また、実施形態に係る剥離装置５は、第２保持部７０を回転させる基板回転部（回転昇降機構１０４）をさらに備える。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0124】

また、実施形態に係る剥離システム１は、剥離装置５と、洗浄装置（第１洗浄ステーション１５、第２洗浄ステーション２２）とを備える。剥離装置５は、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とが接合された重合基板Ｔから第１基板（上ウェハＷ１）を剥離する。洗浄装置（第１洗浄ステーション１５、第２洗浄ステーション２２）は、剥離後の第１基板（上ウェハＷ１）および第２基板（下ウェハＷ２）を洗浄する。また、剥離装置５は、上記の構成を有する。これにより、剥離処理を効率化することができる。

【0125】

また、実施形態に係る剥離方法は、保持する工程（ステップＳ１０１）と、剥離する工程と、を含む。保持する工程（ステップＳ１０１）は、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とが接合された重合基板Ｔを保持する。剥離する工程は、重合基板Ｔの側面を起点にして重合基板Ｔから第１基板（上ウェハＷ１）を剥離する。また、剥離する工程は、側面に対して水を含む流体Ｌを接触させる工程（ステップＳ１０２）を含む。これにより、剥離処理を効率化することができる。

【0126】

また、実施形態に係る剥離方法において、水を含む流体Ｌは、水蒸気である。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0127】

また、実施形態に係る剥離方法において、水を含む流体Ｌは、液体である。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0128】

また、実施形態に係る剥離方法において、剥離する工程は、水を含む流体Ｌを複数のノズル９１から吐出しながら行う。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0129】

また、実施形態に係る剥離方法において、剥離する工程は、供給する工程（ステップＳ１０２）と、押し付ける工程（ステップＳ１０３）と、を含む。供給する工程（ステップＳ１０２）は、側面に対して水を含む流体Ｌをノズル９１から供給する。押し付ける工程（ステップＳ１０３）は、水を含む流体Ｌが供給された側面に刃部８１を押し付ける。これにより、分子間力で接合され接合強度が強い重合基板Ｔであっても、精度よくかつ効率的に剥離処理を行うことができる。

【0130】

また、実施形態に係る剥離方法において、剥離する工程は、貯留された水を含む流体Ｌに重合基板Ｔを浸漬して行う。これにより、剥離処理を効率化することができる。

【0131】

また、実施形態に係る剥離方法において、水を含む流体Ｌは、加熱されている。これにより、剥離処理をさらに効率化することができる。

【0132】

また、実施形態に係る剥離方法において、重合基板Ｔにおいて、第１基板（上ウェハＷ１）と第２基板（下ウェハＷ２）とは分子間力で接合される。これにより、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが強固に接合された重合基板Ｔを実現することができる。

【0133】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが分子間力で接合された重合基板Ｔから上ウェハＷ１を剥離する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。

【0134】

たとえば、本開示において、重合基板Ｔから下ウェハＷ２が剥離されてもよい。また、本開示において、上ウェハＷ１と下ウェハＷ２とが接着剤で接合された重合基板Ｔから上ウェハＷ１または下ウェハＷ２が剥離されてもよい。

【0135】

今回開示された実施形態は全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。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣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。

【符号の説明】

【0136】

１ 剥離システム
５ 剥離装置
１５ 第１洗浄ステーション（洗浄装置の一例）
２２ 第２洗浄ステーション（洗浄装置の一例）
３１ 制御部
５０ 第１保持部
６０ 移動部
７０ 第２保持部
８０ 剥離誘引部
８１ 刃部
９０ 流体供給部
９１ ノズル
９２ 貯留槽
１０４ 回転昇降機構（基板回転部の一例）
Ｔ 重合基板
Ｗ１ 上ウェハ（第１基板の一例）
Ｗ２ 下ウェハ（第２基板の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】