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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-15
(45)【発行日】2023-11-24
(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20231116BHJP
B23K 26/53 20140101ALI20231116BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20231116BHJP
B24B 7/22 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 601Z
H01L21/304 631
B23K26/53
B23K26/00 N
B24B7/22 Z
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2019234098
(22)【出願日】2019-12-25
(65)【公開番号】P2021103725
(43)【公開日】2021-07-15
【審査請求日】2022-09-26
(73)【特許権者】
【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】100096389
【弁理士】
【氏名又は名称】金本 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100101557
【弁理士】
【氏名又は名称】萩原 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100167634
【弁理士】
【氏名又は名称】扇田 尚紀
(74)【代理人】
【識別番号】100187849
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 隆史
(74)【代理人】
【識別番号】100212059
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 卓也
(72)【発明者】
【氏名】田之上 隼斗
(72)【発明者】
【氏名】山下 陽平
【審査官】渡井 高広
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／１７６５８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０５６５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２４０３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５１１１５５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｂ２３Ｋ ２６／５３
Ｂ２３Ｋ ２６／００
Ｂ２４Ｂ ７／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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方法であって、前記第１の基板の除去対象の周縁部と、前記第１の基板の中央部の境界に沿って周縁改質層を形成することと、
前記重合基板の内部にレーザ光を照射して改質層を形成し、前記周縁部における前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を弱める未接合領域を形成することと、
前記周縁改質層を基点に前記第１の基板の周縁部を除去することと、を含み、
前記周縁改質層は、第１の基板と第２の基板が接合された接合領域と前記未接合領域との境界に沿って形成され、
前記未接合領域の形成においては、
前記周縁部における径方向外側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第１の剥離領域と、
前記周縁部における前記第１の剥離領域の径方向内側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第２の剥離領域と、を形成し、
前記第２の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔は、前記第１の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔よりも小さい、基板処理方法。
【請求項2】
前記第１の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔を、前記改質層の周方向の形成幅と一致させ、前記第２の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔を、前記改質層の周方向の形成幅よりも小さくする、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記未接合領域においては、前記レーザ光の照射により蓄積される内部応力により前記第１の基板と前記第２の基板との自然剥離が進行し、前記第２の剥離領域においては、前記レーザ光の出力及び前記改質層の周方向の形成間隔により、径方向への前記第１の基板と前記第２の基板との自然剥離距離を制御する、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記第２の剥離領域の形成後に、前記第１の剥離領域を形成する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第１の剥離領域の形成後、再度、前記第２の剥離領域を形成する、請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第１の剥離領域の形成後に、前記第２の剥離領域を形成する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記周縁部の内部にレーザ光を照射して前記第１の基板の径方向に延伸する複数の分割改質層を形成することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記第１の基板の面方向に沿って、前記第１の基板の分離の基点となる内部面改質層を形成することを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
前記周縁部を、前記第１の基板の分離時において一体に除去する、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項10】
前記第１の基板の裏面を研削することにより、前記第１の基板を薄化することを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項11】
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の基板の除去対象の周縁部と、前記第１の基板の中央部の境界に沿って周縁改質層を形成する第１改質部と、
前記重合基板の内部にレーザ光を照射して改質層を形成し、前記周縁部における前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を弱める未接合領域を形成する第２改質部と、
前記周縁改質層を基点に前記第１の基板の前記周縁部を除去する除去部と、
前記第２改質部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記周縁改質層は、第１の基板と第２の基板が接合された接合領域と前記未接合領域との境界に沿って形成され、
前記制御部は、前記未接合領域の形成時において、
前記周縁部における径方向外側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第１の剥離領域と、
前記周縁部における前記第１の剥離領域の径方向内側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第２の剥離領域と、を形成し、
前記第２の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔が、前記第１の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔よりも小さくなるように、前記第２改質部の動作を制御する、基板処理システム。
【請求項12】
前記制御部は、前記第１の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔が、前記改質層の周方向の形成幅と一致し、
前記第２の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔が、前記改質層の周方向の形成幅よりも小さくなるように、前記第２改質部の動作を制御する、請求項１１に記載の基板処理システム。
【請求項13】
前記未接合領域においては、前記レーザ光の照射により蓄積される内部応力により前記第１の基板と前記第２の基板との自然剥離が進行し、前記制御部は、
前記第２の剥離領域の形成における径方向への前記第１の基板と前記第２の基板との自然剥離距離を、前記レーザ光の出力及び前記改質層の周方向の形成間隔の制御により制御する、請求項１１または１２に記載の基板処理システム。
【請求項14】
前記制御部は、前記第２の剥離領域の形成後に、前記第１の剥離領域を形成するように、前記第２改質部の動作を制御する、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項15】
前記制御部は、前記第１の剥離領域の形成後、再度、前記第２の剥離領域を形成するように、前記第２改質部の動作を制御する、請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項16】
前記制御部は、前記第１の剥離領域の形成後に、前記第２の剥離領域を形成するように、前記第２改質部の動作を制御する、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項17】
前記制御部は、前記周縁部の内部にレーザ光を照射して前記第１の基板の径方向に延伸する複数の分割改質層を形成するように、前記第１改質部の動作を制御する、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項18】
前記制御部は、前記第１の基板の面方向に沿って、前記第１の基板の分離の基点となる内部面改質層を形成するように、前記第１改質部の動作を制御する、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の基板処理システム。
【請求項19】
前記制御部は、前記周縁部を前記第１の基板の分離時において一体に除去するように、前記第１改質部、及び前記除去部の動作を制御する、請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項20】
研削砥石により前記第１の基板の裏面を研削することにより、前記第１の基板を薄化する研削部を備える、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の基板処理システム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ウェハの一方の面側から外周縁より所定量内側の位置で外周縁に沿ってレーザ光線を照射し、ウェハの外周部を除去する工程と、外周部が除去されたウェハの被研削面を研削して所定の仕上がり厚さに形成する工程と、を含むウェハの研削方法が開示されている。特許文献１に記載の研削方法によれば、ウェハの外周縁にナイフエッジを生ずることなくウェハを所定の厚さに研削することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－１０８５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示にかかる技術は、基板同士が接合された重合基板において、第１の基板の周縁部を適切に除去する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
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方法であって、前記第１の基板の除去対象の周縁部と、前記第１の基板の中央部の境界に沿って周縁改質層を形成することと、前記重合基板の内部にレーザ光を照射して改質層を形成し、前記周縁部における前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を弱める未接合領域を形成することと、前記周縁改質層を基点に前記第１の基板の周縁部を除去することと、を含み、前記周縁改質層は、第１の基板と第２の基板が接合された接合領域と前記未接合領域との境界に沿って形成され、前記未接合領域の形成においては、前記周縁部における径方向外側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第１の剥離領域と、前記周縁部における前記第１の剥離領域の径方向内側において、前記第１の基板と前記第２の基板の接合強度を低下させる第２の剥離領域と、を形成し、前記第２の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔は、前記第１の剥離領域における前記改質層の周方向の形成間隔よりも小さい。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、基板同士が接合された重合基板において、第１の基板の周縁部を適切に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ウェハ処理システムにおいて処理される重合ウェハの構成の一例を示す説明図である。
【図2】ウェハ処理システムの構成の一例を模式的に示す平面図である。
【図3】ウェハ処理の主な工程の一例を示す説明図である。
【図4】ウェハ処理の主な工程の一例を示すフロー図である。
【図5】第１のウェハの内部に発生する応力による影響の説明図である。
【図6】未接合領域の形成の様子を示す説明図である。
【図7】本実施形態にかかる未接合領域の形成例を示す説明図である。
【図8】ウェハ処理の主な工程の一例を示す説明図である。
【図9】周縁改質層からクラックを伸展させる他の例を示す説明図である。
【図10】第１のウェハの分離の他の方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
近年、半導体デバイスの製造工程においては、基板同士が接合された重合基板において、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。）に対し、当該ウェハの裏面を研削して、ウェハを薄化することが行われている。
【0009】
ところで、通常、ウェハの周縁部は面取り加工がされているが、上述したようにウェハに研削処理を行うと、ウェハの周縁部が鋭く尖った形状（いわゆるナイフエッジ形状）になる。そうすると、ウェハの周縁部でチッピングが発生し、ウェハが損傷を被るおそれがある。そこで、研削処理前に予めウェハの周縁部を削る、いわゆるエッジトリムが行われている。
【0010】
上述した特許文献１に記載の研削方法は、ウェハ（第１のウェハ）の外周部にこのナイフエッジ形状が形成されるのを抑制するための研削方法である。しかしながら特許文献１に記載の方法で第２のウェハに接合された第１のウェハのエッジトリム（外周部の除去）を行う場合、当該外周部は第２のウェハと接合された状態であるため、適切に外周部を除去できない場合があった。具体的には、例えば外周部の一部が第１のウェハから適切に剥離されずに残存し、第１のウェハの裏面への傷の形成や、装置の故障の原因となる場合があった。したがって、従来のエッジトリムには改善の余地がある。
【0011】
そこで本発明者らは、エッジトリムにおける除去対象の周縁部において、第１のウェハと第２のウェハとの接合強度が低下された領域（以下、「未接合領域」という。）を形成することで、より適切に周縁部を剥離できることを見出した。かかる未接合領域は、例えば第１のウェハと第２のウェハとの界面にレーザ光を照射することにより形成される。なお、未接合領域が形成される「界面」とは、第１のウェハと第２のウェハの接合界面には限られない。
【0012】
しかしながら、この未接合領域の形成においては、上述のように第１のウェハと第２のウェハとの界面に処理が行われるため、加工による応力がこれらウェハの内部に蓄積される。そして、このようにウェハの内部に応力が蓄積された場合、当該応力により界面には剥離方向に力が作用し、これにより第１のウェハと第２のウェハとの剥離が径方向へと意図せずに進行する場合がある。このように意図しない剥離により未接合領域が形成された場合、例えば、形成された未接合領域の内周側端部、換言すれば、除去対象としての第１のウェハの周縁部と中央部との境界に沿ってレーザ光線を照射することが困難になり、周縁部の除去の基点となる改質層を適切に形成できない。また、剥離が意図せずに除去の基点となる改質層の形成位置よりも径方向内側まで進行した場合、適切な周縁部の除去が行われず、所望のエッジトリムの品質を得られない場合がある。
【0013】
そこで本開示にかかる技術は、基板同士が接合された重合基板において、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。
【0014】
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。そしてウェハ処理システム１では、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを除去しつつ、当該第１のウェハＷを薄化する。以下、第１のウェハＷにおいて、第２のウェハＳに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に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。また、第１のウェハＷにおいて、除去対象としての周縁部Ｗｅよりも径方向内側の領域を中央部Ｗｃという。
【0015】
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に複数のデバイスを含むデバイス層Ｄが形成されている。デバイス層Ｄにはさらに、表面膜Ｆが形成され、当該表面膜Ｆを介して第２のウェハＳと接合されている。表面膜Ｆとしては、例えば酸化膜（ＳｉＯ２膜、ＴＥＯＳ膜）、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜又は接着剤などが挙げられる。なお、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。また、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。
【0016】
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おり、表面Ｓａにはデバイス層Ｄ及び表面膜Ｆ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Ｄ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の表面Ｗａのデバイス層Ｄを保護する保護材として機能する。
【0017】
なお、本実施形態のウェハ処理システム１では、重合ウェハＴにおける第１のウェハＷを、表面Ｗａ側と裏面Ｗｂ側とに分離することにより薄化する。以下の説明においては、分離された表面Ｗａ側の第１のウェハＷを第１の分離ウェハＷｄ１といい、分離された裏面Ｗｂ側の第１のウェハＷを第２の分離ウェハＷｄ２という。第１の分離ウェハＷｄ１はデバイス層Ｄを有し製品化される。第２の分離ウェハＷｄ２は再利用される。なお、第１の分離ウェハＷｄ１は第２のウェハＳと接合された状態の第１のウェハＷを指し、第２のウェハＳを含めて第１の分離ウェハＷｄ１という場合がある。また、第１の分離ウェハＷｄ１及び第２の分離ウェハＷｄ２において分離された面をそれぞれ分離面という場合がある。
【0018】
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の分離ウェハＷｄ１、複数の第２の分離ウェハＷｄ２をそれぞれ収容可能なカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２がそれぞれ搬入出される。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。
【0019】
なお、本実施形態では、カセットＣｔとカセットＣｗ１を別々に設けたが、同じカセットとしてもよい。すなわち、処理前の重合ウェハＴを収容するカセットと、処理後の第１の分離ウェハＷｄ１（重合ウェハＴ）を収容するカセットとを共通に用いてもよい。
【0020】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。図示の例では、カセット載置台１０には、複数、例えば３つのカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２をＹ軸方向に一列に載置自在になっている。なお、カセット載置台１０に載置されるカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２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。
【0021】
搬入出ステーション２には、カセット載置台１０のＸ軸負方向側において、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上を移動自在に構成されている。また、ウェハ搬送装置２０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム２２、２２を有している。各搬送アーム２２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム２２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２０は、カセット載置台１０のカセットＣｔ、Ｃｗ１、Ｃｗ２、及び後述するトランジション装置３０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0022】
搬入出ステーション２には、ウェハ搬送装置２０のＸ軸負方向側において、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。
【0023】
処理ステーション３には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３が設けられている。第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２、及び第３の処理ブロックＧ３は、Ｘ軸正方向側（搬入出ステーション２側）から負方向側にこの順で並べて配置されている。
【0024】
第１の処理ブロックＧ１には、エッチング装置４０、洗浄装置４１、及びウェハ搬送装置５０が設けられている。エッチング装置４０と洗浄装置４１は、積層して配置されている。なお、エッチング装置４０と洗浄装置４１の数や配置はこれに限定されない。例えば、エッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれＸ軸方向に並べて載置されていてもよい。さらに、これらエッチング装置４０と洗浄装置４１はそれぞれ積層されていてもよい。
【0025】
エッチング装置４０は、後述する加工装置８０で研削された第１のウェハＷの研削面をエッチング処理する。例えば、研削面に対して薬液（エッチング液）を供給し、当該研削面をウェットエッチングする。薬液には、例えばＨＦ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４、ＴＭＡＨ、Ｃｈｏｌｉｎｅ、ＫＯＨなどが用いられる。
【0026】
洗浄装置４１は、後述する加工装置８０で研削された第１のウェハＷの研削面を洗浄する。例えば研削面にブラシを当接させて、当該研削面をスクラブ洗浄する。なお、研削面の洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、洗浄装置４１は、第１のウェハＷの研削面と共に、第２のウェハＳの裏面Ｓｂを洗浄する構成を有していてもよい。
【0027】
ウェハ搬送装置５０は、例えばエッチング装置４０と洗浄装置４１のＹ軸負方向側に配置されている。ウェハ搬送装置５０は、重合ウェハＴを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム５１、５１を有している。各搬送アーム５１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム５１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５０は、トランジション装置３０、エッチング装置４０、洗浄装置４１、後述する界面改質装置６０、後述する内部改質装置６１及び後述する周縁除去装置６２に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0028】
第２の処理ブロックＧ２には、界面改質装置６０、内部改質装置６１、周縁除去装置６２及びウェハ搬送装置７０が設けられている。界面改質装置６０、内部改質装置６１及び周縁除去装置６２は、積層して配置されている。なお、界面改質装置６０、内部改質装置６１及び周縁除去装置６２の数や配置はこれに限定されない。例えば、界面改質装置６０、内部改質装置６１及び周縁除去装置６２はそれぞれＸ軸方向に並べて載置されていてもよい。さらに、これら界面改質装置６０、内部改質装置６１及び周縁除去装置６２はそれぞれ、積層されていてもよい。
【0029】
第２改質部としての界面改質装置６０は、例えば第１のウェハＷのデバイス層Ｄの外周部にレーザ光（界面用レーザ光、例えばＣＯ２レーザ）を照射し、当該デバイス層Ｄの外周部を改質する。より具体的には、除去対象としての第１のウェハＷの周縁部Ｗｅにおける第１のウェハＷとデバイス層Ｄの界面を改質する。これにより、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅには、第１のウェハＷと第２のウェハＳとの接合強度が低下された未接合領域Ａｅが形成される。
【0030】
第１改質部としての内部改質装置６１は、第１のウェハＷの内部にレーザ光（内部用レーザ光、例えばＹＡＧレーザ）を照射し、周縁改質層Ｍ１、分割改質層Ｍ２及び内部面改質層Ｍ３を形成する。周縁改質層Ｍ１は、後述のエッジトリムにおいて周縁部Ｗｅを除去する際の基点となるものである。分割改質層Ｍ２は、除去される周縁部Ｗｅを小片化する際の基点となるものである。内部面改質層Ｍ３は、第１のウェハＷを第１の分離ウェハＷｄ１と第２の分離ウェハＷｄ２に分離する際の基点となるものである。
【0031】
除去部としての周縁除去装置６２は、内部改質装置６１において形成された周縁改質層Ｍ１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、任意に選択することができる。
【0032】
ウェハ搬送装置７０は、例えば界面改質装置６０、内部改質装置６１及び周縁除去装置６２のＹ軸正方向側に配置されている。ウェハ搬送装置７０は、重合ウェハＴを図示しない吸着保持面により吸着保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム７１、７１を有している。各搬送アーム７１は、多関節のアーム部材７２に支持され、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸周りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム７１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７０は、エッチング装置４０、洗浄装置４１、界面改質装置６０、内部改質装置６１、周縁除去装置６２及び後述する加工装置８０に対して、重合ウェハＴを搬送可能に構成されている。
【0033】
第３の処理ブロックＧ３には、加工装置８０が設けられている。なお、加工装置８０の数や配置は図示の例に限定されず、複数の加工装置８０が任意に配置されていてもよい。
【0034】
研削部としての加工装置８０は、回転テーブル８１を有している。回転テーブル８１は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線８２を中心に回転自在に構成されている。回転テーブル８１上には、重合ウェハＴを吸着保持するチャック８３が２つ設けられている。チャック８３は、回転テーブル８１と同一円周上に均等に配置されている。２つのチャック８３は、回転テーブル８１が回転することにより、受渡位置Ａ０及び加工位置Ａ１に移動可能になっている。また、２つのチャック８３はそれぞれ、回転機構（図示せず）によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。
【0035】
受渡位置Ａ０では、重合ウェハＴの受け渡しが行われる。加工位置Ａ１には、研削ユニット８４が配置され、第１のウェハＷを研削する。研削ユニット８４は、環状形状で回転自在な研削砥石（図示せず）を備えた研削部８５を有している。また、研削部８５は、支柱８６に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。そして、チャック８３に保持された重合ウェハＴに研削砥石に当接させた状態で、チャック８３と研削砥石をそれぞれ回転させる。
【0036】
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９０が設けられている。制御装置９０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９０にインストールされたものであってもよい。
【0037】
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。
【0038】
先ず、図３（ａ）に示す重合ウェハＴを複数収納したカセットＣｔ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Ｃｔ内の重合ウェハＴが取り出され、トランジション装置３０に搬送される。
【0039】
続けて、ウェハ搬送装置５０により、トランジション装置３０の重合ウェハＴが取り出され、界面改質装置６０に搬送される。界面改質装置６０では、図３（ｂ）に示すように第１のウェハＷとデバイス層Ｄの界面にレーザ光を照射し、当該界面を改質する（図４のステップＳ１）。
【0040】
ステップＳ１において第１のウェハＷとデバイス層Ｄの界面を改質すると第１のウェハＷと第２のウェハＳの接合強度が低下する。これにより第１のウェハＷとデバイス層Ｄの界面には、第１のウェハＷと第２のウェハＳとが接合された接合領域Ａｃと、接合領域Ａｃの径方向外側で接合強度が低下した領域である未接合領域Ａｅとが形成される。後述するエッジトリムにおいては、除去対象である第１のウェハＷの周縁部Ｗｅが除去されるが、このように未接合領域Ａｅが存在することで、かかる周縁部Ｗｅの除去を適切に行うことができる。
【0041】
ここで、未接合領域Ａｅの形成にあたっては、第１のウェハＷとデバイス層Ｄとの界面に処理が行われるため、加工による応力σがウェハの内部に蓄積される。そして、このようにウェハの内部に応力σが蓄積された場合、図５に示すように当該応力σにより界面の剥離方向に力が作用し、第１のウェハＷと第２のウェハＳとの剥離が径方向に向けて意図せずに進行する場合がある。
【0042】
未接合領域Ａｅは、レーザヘッド（図示せず）と第１のウェハＷ（重合ウェハＴ）とを相対的に回転させながら、レーザヘッドから第１のウェハＷの内部にレーザ光を周期的に照射することで、図６に示すように、平面視において複数の接合強度低下用改質層（以下、単に「改質層Ｍ」という。）を隣接するように連続的に形成することで形成される。しかしながら、図５に示したように第１のウェハＷと第２のウェハＳとの剥離が意図せずに自然進行した場合、周縁部Ｗｅを適切に除去できなくなる。具体的には、後述の内部改質装置６１では、第１のウェハＷの中央部Ｗｃと周縁部Ｗｅとの境界に沿って、換言すれば、界面改質装置６０において形成された未接合領域Ａｅと接合領域Ａｃとの境界（以下、単に「境界Ａｄ」という場合がある。）に沿って周縁改質層Ｍ１を形成する。しかしながら、図６に示したように径方向に向けて剥離が自然進行し、境界Ａｄが均一とならない場合、適切に周縁改質層Ｍ１を形成することができなくなる。また例えば、かかる剥離が意図せずに周縁改質層Ｍ１の形成位置よりも径方向内側まで進行した場合、周縁部Ｗｅが除去された後に第２のウェハＳに対して第１のウェハＷが浮いた状態になり、以降のウェハ処理やウェハ搬送におけるコンタミネーションの発生原因となり得る。
【0043】
ここで、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、加工により蓄積される応力σによる第１のウェハＷと第２のウェハＳの剥離の伸展は、周縁部Ｗｅに形成される改質層Ｍのパルスピッチ、すなわち周方向における改質層Ｍの形成間隔を小さくすることで制御できることを知見した。そして、未接合領域Ａｅの形成に際しては、このような知見に基づき、周縁部Ｗｅにおける径方向内側において改質層Ｍのパルスピッチを小さくすることで径方向への剥離の伸展を制御し、適切に周縁部Ｗｅを除去できることを見出した。
【0044】
そこで本実施形態においては、図３（ｂ）及び図７に示すように、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅにおいて、第１の剥離領域としての広間隔領域Ｒ１と、第２の剥離領域としての狭間隔領域Ｒ２とを形成し、狭間隔領域Ｒ２における改質層Ｍのパルスピッチｐを広間隔領域Ｒ１における改質層ＭのパルスピッチＰよりも小さくする。なお、改質層Ｍのインデックスピッチ（径方向の形成間隔）は、広間隔領域Ｒ１または狭間隔領域Ｒ２に依らず任意に決定することができる。
【0045】
第１の剥離領域としての広間隔領域Ｒ１は、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅにおいて、複数の改質層Ｍが周縁部Ｗｅを第２のウェハＳから適切に剥離できるパルスピッチＰで連続的に形成される領域である。具体的には、例えば図７に示すように、周方向に隣接する改質層Ｍが相互に接するように、換言すれば、形成される改質層Ｍの周方向の形成幅ＬとパルスピッチＰが一致するように、複数の改質層Ｍが連続的に形成される。
【0046】
第２の剥離領域としての狭間隔領域Ｒ２は、周縁部Ｗｅにおける広間隔領域Ｒ１の径方向内側において、複数の改質層ＭがパルスピッチＰよりも小さいパルスピッチｐで連続的に形成される領域である。具体的には、例えば図７に示すように、周方向に隣接する改質層Ｍの一部が相互に重なるように、換言すれば、形成される改質層Ｍの周方向の形成幅Ｌがパルスピッチｐよりも大きくなるように、複数の改質層Ｍが連続的に形成される。そして狭間隔領域Ｒ２の形成においては、パルスピッチｐやレーザ光の出力等に基づいて、改質層Ｍの形成において進行する自然剥離距離、換言すれば境界Ａｄの位置を制御できる。なお、狭間隔領域Ｒ２の径方向に対する形成幅は任意に決定することができ、例えば図７に示したように径方向に対して改質層Ｍを２周分以上形成してもよいし、１周分のみを形成してもよい。
【0047】
なお、未接合領域Ａｅの形成における界面の「改質」とは、第１のウェハＷと第２のウェハＳとの接合強度を低下させる処理のことをいい、例えばレーザ光の照射による当該界面の剥離、除去、アモルファス化等を含むものとする。また、図７においては改質層Ｍが略円形状で形成される場合を例に図示をしたが、形成される改質層Ｍの形状は略円形状には限られず、任意の形状で形成することができる。
【0048】
未接合領域Ａｅの形成に際しては、先ず、レーザヘッドと第１のウェハＷとを相対的に回転させながら、レーザヘッドから第１のウェハＷの内部にレーザ光を周期的に照射し、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅにおける径方向内側に狭間隔領域Ｒ２を形成する。狭間隔領域Ｒ２の形成に際しては、隣接する改質層Ｍのパルスピッチｐが改質層Ｍの形成幅Ｌよりも小さくなるように、レーザヘッドと第１のウェハＷの相対的な回転速度やレーザ光の周波数が制御される。
【0049】
この際、改質層Ｍの形成により重合ウェハＴの内部には応力σが蓄積され、かかる応力σにより第１のウェハＷと第２のウェハＳとの剥離が自然進行する。しかしながら本実施形態によれば、改質層Ｍのパルスピッチｐを小さく、具体的には周方向に隣接する改質層Ｍの一部が互いに重なるように形成し、この際のパルスピッチｐやレーザ光の出力等により、第１のウェハＷと第２のウェハＳの自然剥離距離を均一に制御することができる。そして、このように自然剥離距離を均一に制御できることから、周縁改質層Ｍ１を適切に形成することができる。またこれにより、前述のように第２のウェハＳに対して第１のウェハＷが浮いた状態となることが抑制される。
【0050】
周縁部Ｗｅに狭間隔領域Ｒ２が形成されると、次に、狭間隔領域Ｒ２の径方向外側に広間隔領域Ｒ１を形成する。広間隔領域Ｒ１の形成に際しては、隣接する改質層ＭのパルスピッチＰがパルスピッチｐよりも大きくなるように、具体的には、パルスピッチＰが改質層Ｍの形成幅Ｌと一致するように、レーザヘッドと第１のウェハＷの相対的な回転速度やレーザ光の周波数が制御される。
【0051】
なお、周縁部Ｗｅの除去を適切に行う観点からは、未接合領域Ａｅの全面に狭間隔領域Ｒ２が形成されることが好ましい。しかしながら、このように未接合領域Ａｅの全面に狭間隔領域Ｒ２を形成する場合、周縁部Ｗｅに対する改質層Ｍの形成数が増大し、未接合領域Ａｅの形成に係るスループットが悪化する。この点、本実施形態によれば、少なくとも周縁部Ｗｅの径方向内側において狭間隔領域Ｒ２を形成し、その径方向外側には広間隔領域Ｒ１を形成する。これにより、少なくとも周縁改質層Ｍ１形成の基準となる未接合領域Ａｅの内周側端部における剥離を均一に進行させるとともに、未接合領域Ａｅの形成に係るスループットを向上できる。
【0052】
なお、広間隔領域Ｒ１の形成に際しても、改質層Ｍの形成により重合ウェハＴの内部には応力σが蓄積され、かかる応力σにより第１のウェハＷと第２のウェハＳとの自然剥離が進行する。しかしながら本実施形態によれば、広間隔領域Ｒ１の形成に先立って周縁部Ｗｅにおける径方向内側に狭間隔領域Ｒ２が形成され、当該狭間隔領域Ｒ２を境に第１のウェハＷの中央部Ｗｃ側と周縁部Ｗｅ側が縁切りされている。このため、狭間隔領域Ｒ２の径方向内側まで、すなわち周縁改質層Ｍ１の形成予定位置を跨いで径方向内側まで自然剥離が進行するのが抑制される。すなわち、境界Ａｄの均一な形成が維持され、これにより周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【0053】
なお、このように予め狭間隔領域Ｒ２が形成されることで、広間隔領域Ｒ１の形成に際しての自然剥離が径方向内側まで伸展することが抑制されるが、広間隔領域Ｒ１を形成する改質層Ｍの形成位置は、当該改質層Ｍの形成による自然剥離を考慮して決定することが更に好ましい。すなわち広間隔領域Ｒ１における改質層Ｍの形成位置は、当該改質層Ｍの形成により自然剥離する領域の内周側端部が境界Ａｄよりも径方向外側となるように、広間隔領域Ｒ１における改質層Ｍの形成位置が制御されることが好ましい。このように、未接合領域Ａｅの形成により進行する自然剥離が、周縁改質層Ｍ１の形成位置よりも径方向内側まで進行しないように改質層Ｍの形成位置が制御されることにより、第１のウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１を適切に形成することができ、すなわち、エッジトリムの品質を向上することができる。
【0054】
なお、図示の例において未接合領域Ａｅは第１のウェハＷとデバイス層Ｄの界面に形成したが、未接合領域Ａｅの形成位置は、重合ウェハＴの内部であって、第１のウェハＷと第２のウェハＳの接合強度を低下できればこれに限定されるものではない。例えば、未接合領域Ａｅは第２のウェハＳとデバイス層Ｄの界面に形成されてもよいし、例えば第１のウェハＷと第２のウェハＳとが実際に接合されるそれぞれの表面膜Ｆの界面に形成されてもよい。また未接合領域Ａｅは、例えば第２のウェハＳとデバイス層Ｄとの界面に形成される場合、反転された重合ウェハＴの上方、すなわち、第２のウェハＳ側からレーザ光を照射することにより形成してもよい。なお、本開示に係る技術においては、第１のウェハＷの内部、第２のウェハＳの内部、デバイス層Ｄまたは表面膜Ｆの内部及びそれぞれの界面をあわせて、前述の「重合ウェハＴの内部」というものとする。
【0055】
またここで、後のエッジトリム処理において、未接合領域Ａｅを境とする周縁部Ｗｅの除去を効果的に促進するためには、界面用レーザ光の波長が８．９μｍ～１１μｍの波長帯を有することが好ましい。具体的には、例えば表面膜ＦがＳｉＯ２膜からなる場合、最も効率的に光を吸収するのは、吸収係数が最も大きい非対称伸縮ピークであることが知られており、かかる非対称伸縮ピークで光を吸収させるためには、レーザ光の波長が８．９μｍ～１１μｍの間にあることが好ましい。
【0056】
本実施形態において界面用レーザ光として使用されるＣＯ２レーザは、８．９μｍ～１１μｍの波長帯に多くの発振線を有している。すなわち、上記事情を鑑みて、ＳｉＯ２膜からなる表面膜Ｆに未接合領域Ａｅを形成する場合には、界面用レーザ光としてＣＯ２レーザを使用することが好ましく、より適切には、波長が９．３μｍ程度のＣＯ２レーザ光であることが望ましい。
【0057】
未接合領域Ａｅが形成された重合ウェハＴは、次に、ウェハ搬送装置７０により内部改質装置６１に搬送される。内部改質装置６１では、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように第１のウェハＷの内部にレーザ光を照射し、周縁改質層Ｍ１、分割改質層Ｍ２及び内部面改質層Ｍ３を順次形成する（図４のステップＳ２、ステップＳ３）。なお、図示の煩雑さを回避するため、図３（ｄ）以降の図面においては、分割改質層Ｍ２の図示を省略している。
【0058】
周縁改質層Ｍ１の形成にあたっては、重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を回転させながら、レーザヘッド（図示せず）から第１のウェハＷの内部にレーザ光を周期的に照射する。これにより、周縁改質層Ｍ１は接合領域Ａｃ（未接合領域Ａｅ）と同心円状の環状に形成される。なお、第１のウェハＷの厚み方向における周縁改質層Ｍ１の形成数は図示の例には限定されず、任意に決定できる。
【0059】
ここで周縁改質層Ｍ１の形成位置は、前述のように界面改質装置６０において形成された未接合領域Ａｅの内周側端部、すなわち境界Ａｄを基準として、当該境界Ａｄよりも若干径方向内側に決定される。境界Ａｄは、例えば界面改質装置６０における未接合領域Ａｅの形成結果や、ウェハ処理システム１の任意の位置に設けられるアライメント装置（図示せず）においてＩＲカメラ等を用いて検知される。
【0060】
周縁改質層Ｍ１は、接合領域Ａｃと未接合領域Ａｅとの境界Ａｄと重なる位置に形成されることが理想であるが、例えば加工誤差などにより周縁改質層Ｍ１がずれて形成される場合がある。そしてこれにより、周縁改質層Ｍ１が境界Ａｄから径方向外側に離れた位置、すなわち未接合領域Ａｅに形成されると、周縁部Ｗｅが除去された後に第２のウェハＳに対して第１のウェハＷが浮いた状態になってしまう場合がある。
【0061】
この点、周縁改質層Ｍ１を境界Ａｄよりも径方向内側に形成するように制御することにより、例えば加工誤差により形成位置がずれたとしても、境界Ａｄと重なる位置、または境界Ａｄよりも径方向外側であっても当該境界Ａｄに近接した位置に周縁改質層Ｍ１を形成することができ、境界Ａｄから径方向外側の離れた位置に周縁改質層Ｍ１が形成されるのを抑制できる。
【0062】
なお、第１のウェハＷの内部には、周縁改質層Ｍ１から厚み方向（以下、「上下方向」という場合があり、第１のウェハＷの裏面Ｗｂ側を「上方」、表面Ｗａ側を「下方」とする。）にクラックＣ１が伸展する。周縁改質層Ｍ１から上方に伸展するクラックＣ１は、例えば第１のウェハＷの裏面Ｗｂに到達させる。また、下方に伸展するクラックＣ１は、例えば第１のウェハＷの表面Ｗａに形成されたデバイス層Ｄに到達させる。周縁部Ｗｅは、未接合領域Ａｅ、周縁改質層Ｍ１及びかかるクラックＣ１を基点として剥離し、第１のウェハＷから除去される。
【0063】
周縁改質層Ｍ１が形成されると、レーザヘッド（図示せず）を移動させて、周縁改質層Ｍ１の径方向外側に、第１のウェハＷの径方向に延伸する分割改質層Ｍ２を形成する。なお、図１（ｂ）及び図３（ｃ）の例においては、分割改質層Ｍ２は第１のウェハＷの円周方向に８箇所、厚み方向に３箇所形成されているが、この分割改質層Ｍ２の数は任意である。
【0064】
分割改質層Ｍ２が形成されると、レーザヘッド（図示せず）を移動させて、周縁改質層Ｍ１の径方向内側に、第１のウェハＷの面方向に延伸する内部面改質層Ｍ３を形成する。内部面改質層Ｍ３の形成にあたっては、重合ウェハＴ（第１のウェハＷ）を回転させながらレーザヘッド（図示せず）からレーザ光を周期的に照射するとともに、レーザヘッドを第１のウェハＷの径方向内側に相対的に移動させる。これにより、第１のウェハＷの内部には、面方向に沿って全面に内部面改質層Ｍ３が形成される。なお、第１のウェハＷの内部には、内部面改質層Ｍ３から面方向にクラックＣ２が伸展する。ここで、周縁部ＷｅはクラックＣ１により第１のウェハＷから縁切りされているため、クラックＣ２は周縁改質層Ｍ１の径方向内側のみに伸展する。
【0065】
また、形成される内部面改質層Ｍ３の下端は、分離後の第１の分離ウェハＷｄ１の最終仕上げ処理後の表面より上方に位置している。すなわち、分離後の第１の分離ウェハＷｄ１に内部面改質層Ｍ３が残らないように形成位置が調節される。
【0066】
またここで、ステップＳ２において形成される周縁改質層Ｍ１の下端は、内部面改質層Ｍ３よりも上方に位置していることが望ましい。周縁改質層Ｍ１の下端が内部面改質層Ｍ３よりも下方に位置する場合、エッジトリムの品質が低下するおそれがある。具体的には、例えば周縁改質層Ｍ１が分離後の第１の分離ウェハＷｄ１の最終仕上げ処理後の表面や側面に残ることにより、仕上げ面が粗れてしまうおそれがある。かかる観点から、第１の分離ウェハＷｄ１の最終仕上げ面上に周縁改質層Ｍ１が残さないようにするため、周縁改質層Ｍ１の下端は、内部面改質層Ｍ３よりも上方に位置することが好ましい。
【0067】
第１のウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ３が形成されると、次に、ウェハ搬送装置７０によって重合ウェハＴが内部改質装置６１から周縁除去装置６２へと搬送される。
【0068】
【0069】
周縁部Ｗｅの除去にあたっては、重合ウェハＴを形成する第１のウェハＷと第２のウェハＳとの界面に、例えばくさび形状からなる挿入部材としてのブレードを挿入してもよい。また例えば、エアブローやウォータジェットを噴射し、当該周縁部Ｗｅを打圧して除去してもよい。このように、エッジトリムにあたっては第１のウェハＷの周縁部Ｗｅに対して衝撃を加えることにより、周縁部Ｗｅが周縁改質層Ｍ１を基点に適切に剥離される。また、上述のように、未接合領域Ａｅにより第１のウェハＷと第２のウェハＳの接合強度が低下しているため、周縁部Ｗｅが適切に除去される。
【0070】
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７０によって周縁除去装置６２から加工装置８０へと搬送される。加工装置８０では、先ず、図８（ｂ）に示すように内部面改質層Ｍ３（クラックＣ２）を基点に、第１のウェハＷが第１の分離ウェハＷｄ１と第２の分離ウェハＷｄ２とに分離される（図４のステップＳ５）。
【0071】
第１のウェハＷの分離にあたっては、第１のウェハＷの裏面Ｗｂを搬送アーム７１で吸着保持し、また第２のウェハＳの裏面Ｓｂをチャック８３で吸着保持した状態で、搬送アーム７１を上昇させる。これにより第１のウェハＷは内部面改質層Ｍ３を基点として第１の分離ウェハＷｄ１と第２の分離ウェハＷｄ２とに分離され、第２の分離ウェハＷｄ２が搬送アーム７１に保持された状態で上方に持ち上げられる。
【0072】
なお、分離された第２の分離ウェハＷｄ２は、例えば受渡位置Ａ０上に載置して搬送アーム７１の吸着保持面により吸引吸着した後、ウェハ処理システム１の外部に回収される。また例えば、搬送アーム７１の可動範囲内に回収部（図示せず）を設け、当該回収部において第２の分離ウェハＷｄ２の吸着保持を解除することで、分離された第２の分離ウェハＷｄ２を回収してもよい。
【0073】
また、本実施形態では、搬送アーム７１の上昇により第１のウェハＷを分離したが、搬送アーム７１を回転させることにより内部面改質層Ｍ３を境に第２の分離ウェハＷｄ２を縁切りした後、搬送アーム７１を上昇させてもよい。また例えば、搬送アーム７１に圧力センサ（図示せず）を設け、第２の分離ウェハＷｄ２を吸引する圧力を測定することで、第２の分離ウェハＷｄ２の有無を検知して、第１のウェハＷが分離されたか否かを確認してもよい。
【0074】
続いて、チャック８３を加工位置Ａ１に移動させる。そして、研削ユニット８４によって、図８（ｃ）に示すようにチャック８３に保持された分離後の重合ウェハＴ、すなわち第１の分離ウェハＷｄ１の分離面を研削し、当該分離面に残る周縁改質層Ｍ１と内部面改質層Ｍ３を除去する（図４のステップＳ６）。ステップＳ６では、分離面に研削砥石を当接させた状態で、重合ウェハＴ（第１の分離ウェハＷｄ１）と研削砥石をそれぞれ回転させ、分離面を研削する。なおその後、洗浄液ノズル（図示せず）を用いて、第１の分離ウェハＷｄ１の研削面が洗浄液によって洗浄されてもよい。
【0075】
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置７０により洗浄装置４１に搬送される。洗浄装置４１では第１の分離ウェハＷｄ１の研削面がスクラブ洗浄される（図４のステップＳ７）。なお、洗浄装置４１では、第１の分離ウェハＷｄ１の研削面と共に、第２のウェハＳの裏面Ｓｂが洗浄されてもよい。
【0076】
次に、重合ウェハＴはウェハ搬送装置５０によりエッチング装置４０に搬送される。エッチング装置４０では第１の分離ウェハＷｄ１の研削面が薬液によりウェットエッチングされる（図４のステップＳ８）。上述した加工装置８０で研削された研削面には、研削痕が形成される場合がある。本ステップＳ８では、ウェットエッチングすることによって研削痕を除去でき、研削面を平滑化することができる。
【0077】
その後、すべての処理が施された重合ウェハＴは、ウェハ搬送装置５０によりトランジション装置３０に搬送され、さらにウェハ搬送装置２０によりカセット載置台１０のカセットＣｗ１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。
【0078】
以上の実施形態によれば、未接合領域Ａｅの形成において、周縁部Ｗｅにおける径方向外側に広間隔領域Ｒ１、周縁部Ｗｅにおける広間隔領域Ｒ１の径方向内側に狭間隔領域Ｒ２を形成することで、周縁部Ｗｅの除去を適切に行うことができる。具体的には、周縁部Ｗｅにおける径方向内側にパルスピッチｐの小さい狭間隔領域Ｒ２を形成することにより、かかる狭間隔領域Ｒ２の形成に際して進行する自然剥離距離を制御し、未接合領域Ａｅの内周側端部の位置、すなわち境界Ａｄの位置を全周にわたって均一にすることができる。そしてこれにより、周縁改質層Ｍ１の形成予定位置と境界Ａｄの位置との距離を適切に制御できるため、境界Ａｄに沿って適切に周縁改質層Ｍ１を形成できる。すなわち、周縁部Ｗｅを第１のウェハＷから適切に除去することができ、エッジトリムの品質を向上することができる。
【0079】
また、このように境界Ａｄの位置を制御できるため、改質層Ｍの形成に際しての自然剥離が周縁改質層Ｍ１の形成予定位置よりも径方向内側まで進行することが抑制される。これにより、周縁部Ｗｅが除去された後に第２のウェハＳに対して第１のウェハＷが浮いた状態となることが抑制され、以降のウェハ処理やウェハ搬送におけるコンタミネーションの発生が抑制される。
【0080】
また更に、周縁部Ｗｅにおける狭間隔領域Ｒ２の径方向外側には、改質層ＭのパルスピッチＰが少なくとも狭間隔領域Ｒ２におけるパルスピッチｐよりも大きな広間隔領域Ｒ１が形成される。これにより、上述のように未接合領域Ａｅの径方向内側に適切に周縁改質層Ｍ１を形成できることに加え、未接合領域Ａｅの形成にかかるスループットを向上することができる。
【0081】
なお、上述のように広間隔領域Ｒ１は、当該広間隔領域Ｒ１の形成に際して進行する自然剥離の内周側端部が、境界Ａｄよりも内側まで進行しない位置に形成されることが好ましい。しかしながら、例えば広間隔領域Ｒ１の形成時のレーザ光の出力や加工誤差等の影響により自然剥離が境界Ａｄよりも内側まで進行し、均一に形成された境界Ａｄを乱してしまう場合がある。
【0082】
かかる場合、狭間隔領域Ｒ２及び広間隔領域Ｒ１を順次形成した後、更に、境界Ａｄを均一に補正するための狭間隔領域Ｒ２を形成するようにしてもよい。すなわち、狭間隔領域Ｒ２の形成時における自然剥離距離は、上述のように、例えばレーザ光の出力や改質層Ｍのパルスピッチｐにより制御することが可能である。そして、広間隔領域Ｒ１の形成により乱された境界Ａｄを更に上書きして均一化することができる位置に、再度、狭間隔領域Ｒ２を形成してもよい。これにより、境界Ａｄに沿って周縁改質層Ｍ１を適切に形成することができ、すなわち周縁部Ｗｅを適切に除去できる。
【0083】
なお、上記実施形態においては広間隔領域Ｒ１の形成に先立って狭間隔領域Ｒ２を形成したが、広間隔領域Ｒ１の形成後に狭間隔領域Ｒ２を形成してもよい。このように狭間隔領域Ｒ２の形成に先立って広間隔領域Ｒ１を形成する場合、広間隔領域Ｒ１の形成により不均一に進行した自然剥離を、上述のように、狭間隔領域Ｒ２の形成により適切に均一に上書きすることができる。すなわち、狭間隔領域Ｒ２の形成により境界Ａｄの位置を均一に制御することができる。なお、このように狭間隔領域Ｒ２の形成に先立って広間隔領域Ｒ１を形成する場合であっても、広間隔領域Ｒ１の形成により自然剥離する領域の内周側端部が、境界Ａｄよりも径方向外側となるように、広間隔領域Ｒ１における改質層Ｍの形成位置が制御されることが好ましい。
【0084】
なお、上記実施形態においては、広間隔領域Ｒ１におけるパルスピッチＰを改質層Ｍの形成幅Ｌと一致するように、狭間隔領域Ｒ２におけるパルスピッチｐを改質層Ｍの形成幅Ｌよりも小さくなるように制御したが、改質層ＭのパルスピッチＰ、ｐはこれに限られるものではない。具体的には、パルスピッチＰは、周縁部Ｗｅにおける第２のウェハＳとの接合強度を低下させ、適切に周縁部Ｗｅを剥離できる距離であればよい。また、パルスピッチｐは、少なくとも広間隔領域Ｒ１におけるパルスピッチＰよりも小さく、自然剥離距離を制御できる距離であればよい。
【0085】
なお、上記実施形態においては未接合領域Ａｅの形成後に周縁改質層Ｍ１を形成したが、未接合領域Ａｅの形成に先立って周縁改質層Ｍ１を形成してもよい。かかる場合、周縁改質層Ｍ１から上下方向に伸展するクラックＣ１の下端部を、少なくとも未接合領域Ａｅの形成高さよりも下方まで到達させておくことが好ましい。これにより、当該クラックＣ１により周縁部Ｗｅと第１のウェハＷとが縁切りされ、未接合領域Ａｅの形成における自然剥離が周縁改質層Ｍ１よりも径方向内側まで伸展することが適切に抑制される。すなわち、未接合領域Ａｅの内周側端部である境界Ａｄの位置を、より適切に均一にすることができ、これによりエッジトリムの品質を向上することができる。
【0086】
また、周縁改質層Ｍ１の形成方法、及び、クラックＣ１の伸展方法も上記実施形態に限られるものではなく、例えば、図９（ａ）に示すように、クラックＣ１の下端が未接合領域Ａｅよりも上方、未接合領域Ａｅの内端（より具体的には自然剥離部分の内端）が周縁改質層Ｍ１よりも径方向外側に配置されてもよい。これにより、周縁部Ｗｅの剥離においては図９（ｂ）に示すようにクラックＣ１と未接合領域Ａｅ内端とが他のクラックＣ３により連結され、第１のウェハＷの全周にわたって周縁部Ｗｅを適切に除去することができる。
【0087】
なお、上述の実施形態においてはウェハ処理システム１に設けられた界面改質装置６０において未接合領域Ａｅを形成したが、未接合領域Ａｅはウェハ処理システム１の外部において形成してもよい。また、第２のウェハＳと接合前の第１のウェハＷに未接合領域Ａｅを形成してもよい。なお、ここで、接合前の第１のウェハＷに表面膜Ｆの表面に未接合領域Ａｅを形成する場合、当該未接合領域Ａｅの形成時において第１のウェハＷの内部に応力σが蓄積されることが抑制されるため、内部応力により重合ウェハＴの剥離が進行するのを抑制できる。
【0088】
なお、上記の実施形態においては、周縁改質層Ｍ１から上方に伸展するクラックＣ１を第１のウェハＷの裏面Ｗｂまで到達させたが、図１０（ａ）に示すように、クラックＣ１を裏面Ｗｂまで到達させず、内部面改質層Ｍ３から面方向に伸展するクラックＣ２と連結させてもよい。かかる場合、第１のウェハＷの分離においては、図１０（ｂ）に示すように第２の分離ウェハＷｄ２は周縁部Ｗｅと一体に分離される。すなわち周縁部Ｗｅの除去と第１のウェハＷの分離が同時に行われる。なお、このように第２の分離ウェハＷｄ２と周縁部Ｗｅとを一体に分離する場合には、上述の実施形態における図４のステップＳ２において、分割改質層Ｍ２は形成しなくてもよい。
【0089】
また、上記実施形態においては、第１のウェハＷの内部に内部面改質層Ｍ３を形成することにより、当該内部面改質層Ｍ３を基点として第１のウェハＷを分離（薄化）したが、第１のウェハＷの薄化方法はこれに限定されない。例えば、重合ウェハＴに未接合領域Ａｅ、周縁改質層Ｍ１及び分割改質層Ｍ２を形成し、第１のウェハＷの周縁部Ｗｅを除去した後、加工装置８０における研削処理により第１のウェハＷを薄化してもよい。
【0090】
なお、上記実施形態においては内部改質装置６１において第１のウェハＷの内部に周縁改質層Ｍ１、分割改質層Ｍ２及び内部面改質層Ｍ３を形成したが、周縁改質層Ｍ１、分割改質層Ｍ２及び内部面改質層Ｍ３はそれぞれ別の装置において形成されてもよい。すなわち、ウェハ処理システム１には、周縁改質層Ｍ１を形成するための周縁改質装置、分割改質層Ｍ２を形成するための分割改質装置、内部面改質層Ｍ３を形成するための内部面改質装置がそれぞれ設けられていてもよい。
【0091】
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。
【符号の説明】
【0092】
１ ウェハ処理システム
６０ 界面改質装置
６１ 内部改質装置
６２ 周縁除去装置
９０ 制御装置
Ａｄ 境界
Ａｅ 未接合領域
Ｍ 改質層
Ｍ１ 周縁改質層
Ｐ （広間隔領域の）パルスピッチ
ｐ （狭間隔領域の）パルスピッチ
Ｒ１ 広間隔領域
Ｒ２ 狭間隔領域
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
６０ 界面改質装置
６１ 内部改質装置
６２ 周縁除去装置
９０ 制御装置
Ａｄ 境界
Ａｅ 未接合領域
Ｍ 改質層
Ｍ１ 周縁改質層
Ｐ （広間隔領域の）パルスピッチ
ｐ （狭間隔領域の）パルスピッチ
Ｒ１ 広間隔領域
Ｒ２ 狭間隔領域
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】