基板处理系统和基板处理方法

技术领域

本公开涉及一种基板处理系统和基板处理方法。

背景技术

在专利文献1中公开了一种层叠型半导体装置的制造方法。在该制造方法中，将两张以上的半导体晶圆进行层叠来制造层叠型半导体装置。此时，各半导体晶圆在与其它半导体晶圆层叠后被进行背面磨削，以保持期望的厚度。

专利文献1：日本特开2012-69736号公报

发明内容

本公开所涉及的技术使将基板彼此进行接合所得到的重合基板中的一张基板有效地变薄。

本公开的一个方式是用于对基板进行处理的基板处理系统，该基板处理系统具有：第一改性装置，其用于针对将第一基板的表面与第二基板的表面进行接合所得到的重合基板，在所述第一基板的内部形成沿面方向从中心部至少朝向该第一基板的作为去除对象的周缘部延伸的内部面改性层；第二改性装置，其用于在所述第一基板的内部形成沿所述周缘部与中央部的边界在厚度方向上延伸的周缘改性层；以及分离装置，其以所述内部面改性层为基点将所述第一基板的背面侧分离。

根据本公开，能够使将基板彼此进行接合所得到的重合基板中的一张基板有效地变薄。

附图说明

图1是示意性地示出本实施方式所涉及的晶圆处理系统的结构的概要的俯视图。

图2是示出重合晶圆的结构的概要的侧视图。

图3是示出重合晶圆的一部分的结构的概要的侧视图。

图4是示出改性装置的结构的概要的侧视图。

图5是示出第一实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的流程图。

图6是第一实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。

图7是示出通过改性装置形成了未接合区域的情形的说明图。

图8是示出通过改性装置在处理晶圆形成周缘改性层和分割改性层的情形的纵截面图。

图9是示出通过改性装置在处理晶圆形成周缘改性层和分割改性层的情形的俯视图。

图10是示出通过周缘去除装置去除处理晶圆的周缘部的情形的说明图。

图11是示出通过改性装置在处理晶圆形成内部面改性层的情形的纵截面图。

图12是示出通过改性装置在处理晶圆形成内部面改性层的情形的俯视图。

图13是示出通过改性装置在处理晶圆形成内部面改性层的情形的俯视图。

图14是示出通过保护膜形成装置形成了保护膜的情形的说明图。

图15是示出保护膜形成装置的结构的概要的侧视图。

图16是示出通过分离装置将背面晶圆从处理晶圆分离的情形的说明图。

图17是示出未接合区域的其它形成例的说明图。

图18是示出未接合区域的其它形成例的说明图。

图19是示出未接合区域的其它形成例的说明图。

图20是示出接合前的未接合区域的形成例的说明图。

图21是示出第二实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的流程图。

图22是示出第二实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。

图23是示出通过改性装置在处理晶圆形成内部面改性层的情形的纵截面图。

图24是第三实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。

图25是示意性地示出其它实施方式所涉及的晶圆处理系统的结构的概要的俯视图。

具体实施方式

在半导体器件的制造工序中，例如如专利文献1中公开的方法那样，针对在表面形成有多个电子电路等器件的半导体晶圆(以下，称为晶圆)，对该晶圆的背面进行磨削加工来使晶圆变薄。

晶圆的背面的磨削加工例如是在使磨削磨石抵接于该背面的状态下，使晶圆和磨削磨石分别旋转并使磨削磨石下降来进行的。在该情况下，磨削磨石产生磨损，需要定期进行更换。另外，在磨削加工中使用磨削液，也需要对其进行废液处理。因此，花费运行成本。因而，以往的晶圆的薄化处理存在改善的余地。

此外，通常晶圆的周缘部被进行了倒角加工，但是当如上所述那样在晶圆的背面进行磨削处理时，晶圆的周缘部成为尖锐的形状(所谓刀刃形状)。这样一来，有可能在晶圆的周缘部产生破片，而使晶圆受到损伤。因此，在磨削处理前预先去除晶圆的周缘部、即预先进行所谓的边缘裁剪。而且，例如在专利文献1中公开的方法中，对晶圆的周缘部进行局部磨削或切削，并进行该边缘裁剪。

本公开所涉及的技术有效地进行晶圆的薄化处理。以下，参照附图来说明作为本实施方式所涉及的基板处理系统的晶圆处理系统以及作为基板处理方法的晶圆处理方法。此外，在本说明书和附图中，通过对实质上具有相同功能结构的要素标注相同的附图标记来省略重复说明。

首先，说明本实施方式所涉及的晶圆处理系统的结构。图1是示意性地示出晶圆处理系统1的结构的概要的俯视图。

在晶圆处理系统1中，如图2和图3所示，针对将作为第一基板的处理晶圆W与作为第二基板的支承晶圆S进行接合所得到的作为重合基板的重合晶圆T进行期望的处理，来使处理晶圆W变薄。以下，将处理晶圆W中的与支承晶圆S接合的面称为表面Wa，将与表面Wa相反一侧的面称为背面Wb。同样地，将支承晶圆S中的与处理晶圆W接合的面称为表面Sa，将与表面Sa相反一侧的面称为背面Sb。

处理晶圆W例如是硅晶圆等半导体晶圆，在表面Wa形成有包括多个器件的器件层D。另外，在器件层D上还形成有氧化膜Fw、例如SiO

支承晶圆S是对处理晶圆W进行支承的晶圆。在支承晶圆S的表面Sa形成有氧化膜Fs、例如SiO

此外，在图2中，为了避免进行复杂的图示而省略了器件层D和氧化膜Fw、Fs的图示。另外，在以下的说明中使用的其它附图中，也同样存在省略器件层D和这些氧化膜Fw、Fs的图示的情况。

如图1所示，晶圆处理系统1具有将搬入搬出站2与处理站3连接成一体所得到的结构。搬入搬出站2例如用于与外部之间进行能够收容多个重合晶圆T的盒Ct的搬入搬出。处理站3具备针对重合晶圆T实施期望的处理的各种处理装置。

在搬入搬出站2设置有盒载置台10。在图示的例子中，在盒载置台10上将多个、例如四个盒Ct沿X轴方向自由地载置成一列。此外，载置于盒载置台10的盒Ct的个数不限于本实施方式，能够任意决定。

在搬入搬出站2中与盒载置台10相邻地设置有晶圆搬送区域20。在晶圆搬送区域20设置有在沿X轴方向延伸的搬送路径21上移动自如的晶圆搬送装置22。晶圆搬送装置22具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂23、23。各搬送臂23构成为沿水平方向、铅垂方向移动自如以及绕水平轴、绕铅垂轴移动自如。此外，搬送臂23的结构不限于本实施方式，能够采用任意的结构。

在处理站3设置有晶圆搬送区域30。在晶圆搬送区域30设置有在沿X轴方向延伸的搬送路径31上移动自如的晶圆搬送装置32。晶圆搬送装置32构成为能够向后述的传送装置34、改性装置40、周缘去除装置41、湿蚀刻装置42、保护膜形成装置43、分离装置44、保护膜去除装置45、磨削装置46搬送重合晶圆T。另外，晶圆搬送装置32具有保持并搬送重合晶圆T的例如两个搬送臂33、33。各搬送臂33构成为沿水平方向、铅垂方向移动自如以及绕水平轴、绕铅垂轴移动自如。此外，搬送臂33的结构不限于本实施方式，能够采用任意的结构。

在晶圆搬送区域20与晶圆搬送区域30之间设置有用于交接重合晶圆T的传送装置34。

在晶圆搬送区域30的Y轴正方向侧，从搬入搬出站2侧起沿X轴方向依序排列配置有改性装置40、周缘去除装置41、湿蚀刻装置42。在晶圆搬送区域30的Y轴负方向侧，从搬入搬出站2侧起沿X轴方向依序排列配置有保护膜形成装置43、分离装置44、保护膜去除装置45。在晶圆搬送区域30的X轴正方向侧配置有磨削装置46。此外，在本实施方式中，湿蚀刻装置42和磨削装置46分别构成损伤处理装置。另外，保护膜形成装置43构成保护层形成装置，保护膜去除装置45构成保护层去除装置。

改性装置40向处理晶圆W的内部照射激光，来形成后述的内部面改性层、周缘改性层以及分割改性层。如图4所示，改性装置40具有吸盘50，该吸盘50将重合晶圆T以处理晶圆W处于上侧、支承晶圆S配置于下侧的状态保持。吸盘50构成为能够通过移动机构51沿X轴方向和Y轴方向移动。移动机构51由一般的精密XY工作台构成。另外，吸盘50能够通过旋转机构52绕铅垂轴旋转。此外，在本实施方式的改性装置40中，形成内部面改性层、周缘改性层以及分割改性层，且改性装置40兼作为本公开中的第一改性装置和第二改性装置。另一方面，也可以是，内部面改性层由第一改性装置形成，周缘改性层和分割改性层由与第一改性装置不同的第二改性装置形成。

在吸盘50的上方设置有向处理晶圆W的内部照射激光的激光头53。激光头53将从激光振荡器(未图示)振荡出的高频脉冲状的激光且为针对处理晶圆W具有透过性的波长的激光(例如YAG激光)聚光并照射在处理晶圆W的内部预先决定的位置。由此，处理晶圆W的内部的、激光L聚光的部分发生改性并形成改性层。激光头53也可以构成为能够通过移动机构54沿X轴方向和Y轴方向移动。移动机构54由一般的精密XY工作台构成。另外，激光头53也可以构成为能够通过升降机构55沿Z轴方向移动。

另外，在改性装置40中，向处理晶圆W的界面照射激光L，来在作为边缘裁剪中的去除对象的周缘部形成未接合区域。具体地说，例如使激光L透过并到达处理晶圆W的接合面即表面Wa，引起各界面产生烧蚀。而且，如后述那样使与去除的周缘部相当的部分的界面中的、处理晶圆W与支承晶圆S的接合力下降来形成未接合区域，由此有效地去除周缘部。在该情况下，在吸盘50的上方设置有用于形成未接合区域的第二激光头56。第二激光头56将从激光振荡器(未图示)振荡出的高频脉冲状的激光且为针对处理晶圆W具有透过性的波长的激光(例如CO

此外，设为本实施方式所涉及的处理晶圆W的界面中包括处理晶圆W的内部、器件层D的内部、氧化膜Fw的内部等。即，只要能够使处理晶圆W的周缘部中的处理晶圆W与支承晶圆S间的接合力适当地下降即可，未接合区域能够形成于处理晶圆W的界面附近的任意位置。

图1所示的周缘去除装置41以通过改性装置40形成的周缘改性层为基点将处理晶圆W的周缘部去除。

湿蚀刻装置42向处理晶圆W的背面Wb供给药液(蚀刻液)。而且，对通过磨削装置46被磨削后的背面Wb进行蚀刻处理。此外，有时在背面Wb形成磨削痕，该背面Wb构成损伤面。另外，对于药液来说，例如使用HF、HNO

保护膜形成装置43以保护由于周缘去除装置41将处理晶圆W的周缘部去除而露出的器件层D的侧壁部的方式形成保护膜。此外，如后述那样，在本实施方式中，保护膜形成装置43通过供给气体状的保护材料来形成保护膜，不仅在器件层D的侧壁部形成保护膜，还在处理晶圆W的背面形成保护膜。这样形成的保护膜也可以通过热处理烧制而成。

分离装置44以通过改性装置40形成的内部面改性层为基点将处理晶圆W的背面Wb侧分离。

保护膜去除装置45将通过保护膜形成装置43形成的保护膜去除。具体地说，例如向保护膜供给有机溶剂来去除该保护膜。

磨削装置46对处理晶圆W的背面Wb进行磨削。而且，在形成有内部面改性层的背面Wb去除该内部面改性层，并且去除周缘改性层。

具体地说，磨削装置46是在使磨削磨石抵接于背面Wb状态下使处理晶圆W(重合晶圆T)和磨削磨石分别旋转并且使磨削磨石下降来进行。此外，上述的内部面改性层和周缘改性层是受到了损伤的层，背面Wb构成损伤面。

在以上的晶圆处理系统1设置有控制装置60。控制装置60例如是计算机，具有程序保存部(未图示)。在程序保存部中保存有控制晶圆处理系统1对重合晶圆T的处理的程序。另外，在程序保存部中也保存有用于控制上述的各种处理装置、搬送装置等的驱动系统的动作来实现晶圆处理系统1的后述的基板处理的程序。此外，上述程序也可以记录于计算机可读取的存储介质H，并从该存储介质H安装到控制装置60。

接着，说明使用如以上那样构成的晶圆处理系统1进行的、第一实施方式所涉及的晶圆处理。图5是示出晶圆处理的主要工序的流程图。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，通过范德瓦尔斯力和氢键(分子间作用力)将处理晶圆W与支承晶圆S进行接合来预先形成重合晶圆T。

首先，图6的(a)所示，将收纳有多个重合晶圆T的盒Ct载置于搬入搬出站2的盒载置台10。

接着，通过晶圆搬送装置22将盒Ct内的重合晶圆T取出，并搬送到传送装置34。接下来，通过晶圆搬送装置32将传送装置34上的重合晶圆T取出，并搬送到改性装置40。在改性装置40中，首先，如图7所示，在与周缘部We相当的部分中的处理晶圆W与器件层D的界面形成未接合区域Ae(图5的步骤A1)。接下来，如图6的(b)所示，在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M1(图5的步骤A2)，并形成分割改性层M2(图5的步骤A3)。

在改性装置40中，将重合晶圆T交接并保持于吸盘50。此后，如图7所示，使第二激光头56移动到处理晶圆W的周缘部We的上方。此后，一边通过旋转机构52使吸盘50旋转一边从第二激光头56照射激光L，来在与周缘部We相当的部分中的处理晶圆W与器件层D的界面形成未接合区域Ae(图5的步骤A1)。

接着，在相同的改性装置40中，如图8所示，使激光头53移动到处理晶圆W的上方且该处理晶圆W的周缘部We与中央部Wc的边界。此后，一边通过旋转机构52使吸盘50旋转，一边从激光头53向处理晶圆W的内部照射激光L来在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M1(图5的步骤A2)。

周缘改性层M1是在边缘裁剪过程中去除周缘部We时的基点，如图8和图9所示，周缘改性层M1沿处理晶圆W中的中央部Wc与作为去除对象的周缘部We的边界环状地形成。此外，周缘部We例如是从处理晶圆W的外端部起的径向上的1mm～5mm的范围，并包括倒角部。

另外，周缘改性层M1沿厚度方向延伸，并具有纵长的深宽比。周缘改性层M1的下端位于比磨削后的处理晶圆W的目标表面(图8中的虚线)靠上方的位置。即，周缘改性层M1的下端与处理晶圆W的表面Wa之间的距离H1比磨削后的处理晶圆W的目标厚度H2大。在该情况下，在磨削后的处理晶圆W不残留周缘改性层M1。

并且，在处理晶圆W的内部，裂纹C1从周缘改性层M1起延展并到达表面Wa和背面Wb。此外，周缘改性层M1也可以沿厚度方向形成多个。

接着，在相同的改性装置40中，使激光头53移动，并如图8所示那样在处理晶圆W的内部且周缘改性层M1的径向外侧形成分割改性层M2(图5的步骤A3)。分割改性层M2也与周缘改性层M1同样地沿厚度方向延伸，并具有纵长的深宽比。另外，裂纹C2从分割改性层M2起延展并到达表面Wa和背面Wb。此外，分割改性层M2也可以沿厚度方向形成多个。

而且，通过沿径向以几微米(μm)的间距形成多个分割改性层M2和裂纹C2，来如图9所示那样形成从周缘改性层M1向径向外侧延伸的、一条线状的分割改性层M2。此外，在图示的例子中，沿径向延伸的线状的分割改性层M2形成于八个地方，但是该分割改性层M2的数量任意。只要分割改性层M2至少形成在两个地方，就能够去除周缘部We。在该情况下，在边缘裁剪过程中去除周缘部We时，该周缘部We以环状的周缘改性层M1为基点进行分离，并且通过分割改性层M2而被分割为多个部分。这样一来，使要被去除的周缘部We碎片化，能够更容易地进行去除。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到周缘去除装置41。在周缘去除装置41中，如图6的(c)所示，以周缘改性层M1为基点将处理晶圆W的周缘部We去除(图5的步骤A4)。

在周缘去除装置41中，例如图10所示，通过使胶带70伸展(扩展)来去除周缘部We。首先，如图10的(a)所示，将能够伸展的胶带70贴附在处理晶圆W的背面Wb。接下来，如图10的(b)所示，使胶带70沿处理晶圆W的径向伸展，并以周缘改性层M1为基点将周缘部We从处理晶圆W分离。另外，此时，以分割改性层M2为基点使周缘部We碎片化并分离。此后，如图10的(c)所示，使胶带70上升并从处理晶圆W剥离，来去除周缘部We。此外，此时，为了使得容易进行该胶带70的剥离，也可以进行使胶带70的粘着力下降的处理、例如紫外线照射处理等。

此外，在该周缘部We的去除过程中，在与周缘部We相当的部分的处理晶圆W与支承晶圆S的界面形成有未接合区域Ae，因此能够适当地去处周缘部We。

此外，去除周缘部We的方法不限于本实施方式。例如，也可以针对周缘部We喷射气流、水流，冲击并去除该周缘部We。或者，例如也可以使镊子那样的治具接触周缘部We，并以物理方式去除该周缘部We。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T再次搬送到改性装置40。在改性装置40中，如图6的(d)所示，在处理晶圆W的内部形成内部面改性层M3(图5的步骤A5)。

如图11所示，从激光头53向处理晶圆W的内部照射激光L，来形成内部面改性层M3。内部面改性层M3沿面方向延伸并具有横长的深宽比。内部面改性层M3的下端位于比磨削后的处理晶圆W的目标表面(图11中的虚线)稍微靠上方的位置。即，内部面改性层M3的下端与处理晶圆W的表面Wa之间的距离H3比磨削后的处理晶圆W的目标厚度H2稍大。此外，内部面改性层M3也可以具有纵长的深宽比，并以多个内部面改性层M3的间距小的方式配置。另外，裂纹C3从内部面改性层M3沿面方向延展。并且，在内部面改性层M3的间距小的情况下，也可以没有裂纹C3。

而且，如图11和图12所示，使激光头53与重合晶圆T沿水平方向相对移动，来在处理晶圆W的中央部Wc的内部形成多个内部面改性层M3。具体地说，首先，使激光头53沿X轴方向移动来形成一列内部面改性层M3。此后，使激光头53沿Y轴方向错开，并进一步使该激光头53沿X轴方向移动来形成其它列的内部面改性层M3。这些多个内部面改性层M3形成在相同的高度位置。这样一来，在中央部Wc的内部面的整个面上形成内部面改性层M3。

此外，在改性装置40中，也可以一边使吸盘50旋转一边使激光头53沿水平方向移动。在该情况下，内部面改性层M3在俯视时形成为旋涡状。而且，例如如图13所示，也可以沿处理晶圆W的同心圆方向和径向改变多个内部面改性层M3的间距。在图13的例子中，相对于处理晶圆W的中心对称地形成多个内部面改性层M3。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到保护膜形成装置43。在保护膜形成装置43中，如图6的(e)所示，在处理晶圆W形成保护膜P1(图5的步骤A6)。

在通过步骤A4去除了周缘部We的处理晶圆W中，如图14所示，露出了器件层D的侧壁部De。在该状态下，当如后述那样进行湿蚀刻时，器件层D的侧壁部De有可能受到损伤。因此，在步骤A6中，以至少保护器件层D的侧壁部De的方式形成保护膜P1。此外，对于保护膜P1的材料，使用针对在湿蚀刻中使用的药液具有耐药性的材料。

在保护膜形成装置43中，例如通过供给气体状的保护材料来形成保护膜P1。例如如图15所示，保护膜形成装置43具有用于收容重合晶圆T的处理容器80。在处理容器80的底面设置有载置台81，将重合晶圆T以处理晶圆W的背面Wb朝向上方的状态载置于该载置台81的上表面。另外，在处理容器80的顶面形成有气体供给口82，该气体供给口82用于供给用于在载置于处理容器80的内部的重合晶圆T形成保护膜P1的、气体状的保护材料(以下，称为保护材料气体)。气体供给口82与贮存并供给保护材料气体的保护材料气体供给源83连通。

在保护膜形成装置43中，对载置于载置台81上的重合晶圆T的整个面、即背面Wb和通过边缘裁剪而露出的重合晶圆T的侧壁部(包括器件层D的侧壁部De)供给保护材料气体。而且，在处理晶圆W、器件层D及氧化膜Fw的侧壁部以及整个背面Wb形成保护膜P1。

此外，在步骤A6中，如上述那样通过保护材料气体在重合晶圆T的整个面形成保护膜P1，因此优选在后述的步骤A8中的背面Wb的磨削之前利用该保护材料气体进行保护膜P1的形成。由此，能够适当地在器件层D的侧壁部De形成保护膜P1。另外，在保护膜形成装置43中，能够遍及整周的侧壁部De均等地形成保护膜P1。

此外，形成保护膜P1的方法不限于本实施方式。例如也可以通过旋涂法来形成保护膜P1。在该情况下，例如在通过吸盘(未图示)对处理晶圆W进行旋转保持的状态下，从配置于背面Wb的中心部上方的喷嘴(未图示)供给液体状的保护材料。被供给到背面Wb的中心的保护材料在背面Wb扩散，并且绕到处理晶圆W、器件层D及氧化膜Fw的各侧壁部。而且，在处理晶圆W、器件层D及氧化膜Fw的侧壁部以及整个背面Wb形成保护膜P1。另外，如上所述，保护膜P1的目的是保护器件层D的侧壁部De，因此也可以仅在该器件层D的侧壁部De形成保护膜P1。并且，例如也可以是以覆盖侧壁部De的方式涂覆树脂，以取代保护材料。作为该方式中的树脂，例如能够使用UV固化系树脂、氟系树脂。这样，通过树脂也能够保护侧壁部De。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到分离装置44。在分离装置44中，如图6的(f)所示，以内部面改性层M3为基点将处理晶圆W的背面Wb侧(以下，称为背面晶圆Wb1)分离(图5的步骤A7)。

在分离装置44中，例如，首先如图16的(a)所示那样使重合晶圆T浸在贮存于纯水槽90的内部的纯水91中。此后，从超声波振荡源92向纯水91中的重合晶圆T进行超声波的振荡。这样一来，对处理晶圆W进行超声波处理，使得容易以内部面改性层M3为基点将背面晶圆Wb1分离。接着，从纯水槽90取出重合晶圆T，如图16的(b)所示，通过吸附垫93对处理晶圆W的背面Wb、更详细地说是保护膜P1进行吸附保持。吸附垫93构成为沿铅垂方向升降自如，且旋转自如。而且，使吸附垫93旋转，来以内部面改性层M3为边界将背面晶圆Wb1进行切割。此后，如图16的(c)所示，在吸附垫93对背面晶圆Wb1进行吸附保持的状态下，使该吸附垫93上升来将背面晶圆Wb1从处理晶圆W分离。

此外，分离背面晶圆Wb1的方法不限于本实施方式。例如也可以使用胶带(未图示)来取代吸附垫93，通过该胶带来保持背面晶圆Wb1并进行分离。另外，例如在仅通过图16的(a)所示的超声波处理就能够将背面晶圆Wb1分离的情况下，也可以省略通过吸附垫93、胶带进行的分离处理。或者，例如也可以使处理晶圆W的表面Wa与背面Wb产生温度差，来使该处理晶圆W翘曲，由此将背面晶圆Wb1分离。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到磨削装置46。在磨削装置46中，如图6的(g)所示，对处理晶圆W的背面Wb(损伤面)进行磨削，来去除残留于该背面Wb的内部面改性层M3和周缘改性层M1(图5的步骤A8)。具体地说，在使磨削磨石抵接于背面Wb的状态下，使处理晶圆W与磨削磨石分别旋转，并且使磨削磨石下降，由此对背面Wb进行磨削。此外，也可以在步骤A8中的背面Wb的磨削后且后述的步骤A9的湿蚀刻之前，对背面Wb进行清洗。在背面Wb的清洗处理中，例如可以使用刷子，或者也可以使用被加压后的清洗液。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到湿蚀刻装置42。在湿蚀刻装置42中，向处理晶圆W的背面Wb(损伤面)供给药液来进行湿蚀刻(图5的步骤A9)。有时在通过上述的磨削装置46而被磨削了的背面Wb形成磨削痕。在本步骤A9中，能够通过进行湿蚀刻来去除磨削痕，从而能够使背面Wb平滑化。

此外，在本实施方式中，步骤A8中的背面Wb的磨削和步骤A9中的背面Wb的湿蚀刻构成了该背面Wb(损伤面)的处理工序。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到保护膜去除装置45。在保护膜去除装置45中，如图6的(h)所示，去除残留于重合晶圆T的保护膜P1(图5的步骤A10)。具体地说，向保护膜P1供给有机溶剂来去除该保护膜P1。此外，在残留于重合晶圆T的保护膜P1不对之后的工序产生影响的情况下，也可以省略该步骤A10中的保护膜P1的去除。

此后，被实施了所有的处理的重合晶圆T通过晶圆搬送装置32被搬送到传送装置34，并且通过晶圆搬送装置22被搬送到盒载置台10的盒Ct。通过这样，晶圆处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。

根据以上的第一实施方式，在步骤A5中在处理晶圆W的内部形成内部面改性层M3后，在步骤A7中以内部面改性层M3为基点将背面晶圆Wb1分离出来。例如如上述的专利文献1所公开的那样，在对处理晶圆W的背面Wb进行磨削的情况下，磨削磨石产生磨损，另外，由于使用磨削液，因此也需要进行废液处理。与此相对地，在本实施方式中，激光头53自身不会发生经时劣化，消耗品减少，因此能够减少维护频率。另外，由于是使用了激光的干式工艺，因此不需要磨削液、废液处理。因此，能够使运行成本低廉化。并且，磨削液不会绕到支承晶圆S侧，因此能够抑制支承晶圆S被污染。

此外，在本实施方式中，在步骤A8中进行了背面Wb(损伤面)的磨削，但是该磨削只要去除内部面改性层M3和周缘改性层M1即可，其磨削量少至几十微米(μm)左右。与此相对地，在如以往那样为了使处理晶圆W变薄而对背面Wb进行磨削的情况下，该磨削量例如多达700μm以上，磨削磨石的磨损程度大。因此，在本实施方式中，也能够减少维护频率。

另外，根据本实施方式，每当进行边缘裁剪时，在步骤A2中在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M1后，在步骤A4中以周缘改性层M1为基点将周缘部We去除。例如在上述的专利文献1所公开的方法中，对周缘部We进行磨削或切削，磨削磨石产生磨损，需要定期更换。与此相对地，在本实施方式中，激光头53本身不会发生经时劣化，能够减少维护频率。

但是，本公开不排除通过磨削进行的边缘裁剪。在后述的第二实施方式和第二实施方式中也同样。

另外，根据本实施方式，在步骤A3中形成了分割改性层M2，因此能够通过步骤A4来使要去除的周缘部We碎片化。因而，能够更容易地进行边缘裁剪。

而且，步骤A2中的周缘改性层M1的形成、步骤A3中的分割改性层M2的形成以及步骤A5中的内部面改性层M3的形成能够在同一改性装置40中进行。因而，也能够使设备成本低廉化。此外，周缘改性层M1的形成、分割改性层M2的形成、内部面改性层M3的形成当然也可以通过不同的装置来进行。

另外，根据本实施方式，还在步骤A1中形成了未接合区域Ae，因此能够更有效地进行步骤A4中的周缘部We的去除。因而，能够更容易地进行边缘裁剪。

此外，在图7所示的例子中，未接合区域Ae是通过对作为与处理晶圆W的界面的器件层D的一部分(厚度方向上的一部分)进行改性而形成的，但是未接合区域Ae的形成位置不限于此。例如，关于未接合区域Ae，也可以如图17所示那样去除与周缘部We相当的部分中的全部的器件层D，还可以如图18所示那样一并去除形成于器件层D上的氧化膜Fw。

另外，例如，如图19的(a)所示，在器件层D没有形成到处理晶圆W的周缘部We且氧化膜Fw以覆盖器件层D的端部的方式形成的情况下，未接合区域Ae也可以是对作为与表面Wa的界面的、氧化膜Fw的一部分进行改性来形成的。另外，当然，关于未接合区域Ae，也可以去除与周缘部We相对应的位置的全部的氧化膜Fw。

此外，关于对处理晶圆W进行的未接合区域Ae的形成，既可以如上述那样在兼作为第三改性装置的改性装置40中进行，也可以在晶圆处理系统1还设置作为用于形成未接合区域Ae的第三改性装置的界面改性装置(未图示)来进行。

另外，根据本实施方式，通过对接合后的处理晶圆W、即重合晶圆T照射激光来形成未接合区域Ae，但是也可以在接合前的处理晶圆W形成未接合区域Ae。具体地说，对与接合前的处理晶圆W的周缘部We相当的部分中的氧化膜Fw进行改性来形成未接合区域Ae，将形成有该未接合区域Ae的处理晶圆W与支承晶圆S进行接合，来形成如图20所示的重合晶圆T。

此外，在进行接合前形成未接合区域Ae的情况下，未接合区域Ae的形成方法不限于通过照射激光来进行接合界面的改性(粗糙化、去除)。例如，能够通过对接合前的处理晶圆W进行研磨、湿蚀刻等来进行接合界面的去除、接合界面的疏水化等，由此形成未接合区域Ae。此外，在本实施方式中，将该处理晶圆W的界接合面的粗糙化、去除、研磨、疏水化等统称为“改性”。此外，形成未接合区域Ae的所述“接合界面”不限于为图2所示那样的氧化膜Fw的情况，是指处理晶圆W中的实际上形成与支承晶圆S接合的界面的部分。

另外，根据本实施方式，在步骤A8中对背面Wb(损伤面)进行磨削，来去除内部面改性层M3和周缘改性层M1，因此能够使作为产品的处理晶圆W的生产率提高。而且，在步骤A9中对背面Wb(损伤面)进行湿蚀刻之前，在步骤A6中形成保护膜P1，因此能够保护器件层D。因而，能够进一步提高生产率。

此外，在第一实施方式中，能够变更步骤A1～A10的处理顺序。

作为变形例1，也可以将步骤A4的周缘部We的去除与步骤A5的内部面改性层M3的形成的顺序进行调换。在该情况下，以步骤A1～A3、A5、A4、A6～A10的顺序进行晶圆处理。

作为变形例2，也可以在步骤A2的周缘改性层M1的形成之前进行步骤A5的内部面改性层M3形成。在该情况下，以步骤A5、A1～A4、A6～A10的顺序进行晶圆处理。

作为变形例3，也可以将步骤A6的保护膜P1的形成与步骤A7的背面晶圆Wb1的分离的顺序进行更换。在该情况下，以步骤A1～A5、A7、A6、A8～A10的顺序进行晶圆处理。

作为变形例4，也可以将变形例1和变形例3组合。即，以步骤A1～A3、A5、A4、A7、A6、A8～A10的顺序进行晶圆处理。

另外，作为变形例5，也可以将变形例2和变形例3组合。即，以步骤A5、A1～A4、A7、A6、A8～A10的顺序进行晶圆处理。

作为变形例6，也可以在步骤A2的周缘改性层M1的形成后进行步骤A1的未接合区域Ae的形成。在该情况下，以步骤A2、A1、A3、A4～A10的顺序进行晶圆处理。

另外，能够通过任意的顺序来进行晶圆处理。

接着，说明使用晶圆处理系统1进行的、第二实施方式所涉及的晶圆处理。图21是示出晶圆处理的主要工序的流程图。此外，在本实施方式中，省略对与第一实施方式同样的处理的详细说明。

首先，如图22的(a)所示，将收纳有多个重合晶圆T的盒Ct载置于搬入搬出站2的盒载置台10。

接着，通过晶圆搬送装置22将盒Ct内的重合晶圆T取出并搬送到传送装置34。接下来，通过晶圆搬送装置32将传送装置34的重合晶圆T取出并搬送到改性装置40。在改性装置40中，在与周缘部We相当的部分中的处理晶圆W与器件层D的界面形成未接合区域Ae(图21的步骤B1)。此外，未接合区域Ae的形成方法与上述步骤A1中的未接合区域Ae的形成方法相同。

接着，在改性装置40中，如图22的(b)所示，在处理晶圆W的内部形成周缘改性层M4(图21的步骤B2)。

在改性装置40中，如图23所示，使激光头53移动到处理晶圆W的上方且该处理晶圆W的周缘部We与中央部Wc的边界。此后，一边通过旋转机构52使吸盘50旋转，一边从激光头53向处理晶圆W的内部照射激光L。然后，沿周缘部We与中央部Wc的边界形成环状的周缘改性层M4。

与第一实施方式的周缘改性层M1同样地，周缘改性层M4沿厚度方向延伸，该周缘改性层M4的下端位于比磨削后的处理晶圆W的目标表面(图23中的虚线)靠上方的位置。并且，周缘改性层M4形成于与后述的内部面改性层M5相同的高度位置。

但是，相对于在第一实施方式的周缘改性层M1中裂纹C1延展到表面Wa和背面Wb而言，从周缘改性层M4起的裂纹C4仅延展到表面Wa，不到达背面Wb。

接着，在改性装置40中，如图22的(c)所示，在处理晶圆W的内部形成内部面改性层M5(图21的步骤B3)。与第一实施方式的内部面改性层M3同样地，内部面改性层M5沿处理晶圆W的面方向延伸。另外，内部面改性层M5形成于与周缘改性层M4相同的高度位置，且该内部面改性层M5的下端位于比磨削后的处理晶圆W的目标表面靠上方的位置。然后，沿面方向形成多个内部面改性层M5，且该多个内部面改性层M5沿面方向形成于从中心部到周缘改性层M4的范围、即中央部Wc。此外，内部面改性层M5的形成方法与上述步骤A5中的内部面改性层M3的形成方法相同。另外，裂纹C5从内部面改性层M5起沿面方向延展。并且，在内部面改性层M5的间距小的情况下，也可以没有裂纹C5。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到分离装置44。在分离装置44中，如图22的(d)所示，以内部面改性层M5和周缘改性层M4为基点将处理晶圆W的背面Wb侧(以下，称为背面晶圆Wb2)分离(图21的步骤B4)。此时，内部面改性层M5与周缘改性层M4形成于相同的高度位置，因此该背面晶圆Wb2与周缘部We被一体地分离。此外，背面晶圆Wb2的分离方法与上述步骤A7中的背面晶圆Wb1的分离方法相同。

此外，在该周缘部We的去除中，在与周缘部We相当的部分中的处理晶圆W与支承晶圆S的界面形成了未接合区域Ae，因此能够容易地剥离周缘部We，因此能够适当地进行背面晶圆Wb2的分离。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到保护膜形成装置43。在保护膜形成装置43中，如图22的(e)所示，在处理晶圆W形成保护膜P2(图21的步骤B5)。保护膜P2形成于处理晶圆W、器件层D及氧化膜Fw的侧壁部以及整个背面Wb。此外，保护膜P2的形成方法与上述步骤A6中的保护膜P2的形成方法相同。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到磨削装置46。在磨削装置46中，如图22的(f)所示，对处理晶圆W的背面Wb(损伤面)进行磨削，来去除残留于该背面Wb的内部面改性层M5和周缘改性层M4(图21的步骤B6)。此外，背面Wb的磨削方法与上述步骤A8中的背面Wb的磨削方法相同。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到湿蚀刻装置42。在湿蚀刻装置42中，向处理晶圆W的背面Wb(损伤面)供给药液来进行湿蚀刻(图21的步骤B7)。此外，背面Wb的湿蚀刻方法与上述步骤A9中的背面Wb的湿蚀刻方法相同。

接着，通过晶圆搬送装置32将重合晶圆T搬送到保护膜去除装置45。在保护膜去除装置45中，如图22的(g)所示，去除残留于重合晶圆T的保护膜P2(图21的步骤B8)。此外，保护膜P2的去除方法与上述步骤A10中的保护膜P1的去除方法相同。

此后，被实施了所有的处理的重合晶圆T通过晶圆搬送装置32被搬送到传送装置34，并且通过晶圆搬送装置22被搬送到盒载置台10的盒Ct。通过这样，晶圆处理系统1中的一系列的晶圆处理结束。

在以上的第二实施方式中也是，能够得到与上述第一实施方式同样的效果。而且，在本实施方式中，背面晶圆Wb2的直径相比于处理前的处理晶圆W的直径无变化，因此也能够再次利用该背面晶圆Wb2。而且，在晶圆处理系统1中，也可以设置对分离后的背面晶圆Wb2进行回收的回收部、对背面晶圆Wb2进行清洗的清洗部。另外，除了对背面晶圆Wb2进行回收和清洗以外，也可以对该背面晶圆Wb2进行磨削，在该情况下，也可以在晶圆处理系统1设置磨削部。并且，也可以对背面晶圆Wb2进行湿蚀刻，在该情况下，也可以在晶圆处理系统1设置湿蚀刻部。

此外，在第二实施方式中，能够变更步骤B1～B8的处理顺序。

作为变形例1，也可以将步骤B2的周缘改性层M4的形成和步骤B3的内部面改性层M5的形成的顺序进行调换。在该情况下，以步骤B1、步骤B3、B2、B3～B8的顺序进行晶圆处理。

作为变形例2，也可以在步骤B2的周缘改性层M4的形成后进行步骤B1的未接合区域Ae的形成。在该情况下，以步骤B2、步骤B1、步骤B3～B8的顺序进行晶圆处理。

作为变形例3，也可以在步骤B3的内部面改性层M5的形成后进行步骤B1的未接合区域Ae的形成。在该情况下，以步骤B2～B3、步骤B1、步骤B4～B8的顺序进行晶圆处理。

接着，说明使用晶圆处理系统1进行的第三实施方式所涉及的晶圆处理。第三实施方式与第二实施方式大致相同，但是在步骤B3中形成的内部面改性层不同。

在步骤B3中，如图24的(c)所示，在处理晶圆W的内部形成内部面改性层M6。第二实施方式的内部面改性层M5形成到周缘改性层M4为止，与此相对地，本实施方式的内部面改性层M6以沿面方向从中心部延伸到外端部的方式形成。此外，裂纹C6从内部面改性层M6起沿面方向延展。另外，在内部面改性层M6的间距小的情况下，也可以没有裂纹C6。

在该情况下，在步骤B4中，如图24的(d)所示，将比内部面改性层M6靠上方的背面晶圆Wb2和比内部面改性层M6靠下方的周缘部We分别分离。即，以内部面改性层M6为基点将背面晶圆Wb2分离，以周缘改性层M4为基点将周缘部We分离。此外，其它的步骤B1～B2、B5～B8与第二实施方式相同。

在以上的第三实施方式中也是，能够得到与上述第一实施方式及第二实施方式同样的效果。

此外，在以上的实施方式中，形成了保护膜P1、P2来作为保护器件层D的侧壁部De的保护层，但是保护层不限于此。例如在湿蚀刻装置42中的湿蚀刻处理中，也可以向该侧壁部De供给阻碍液，以使药液不被供给到器件层D的侧壁部De。

另外，在以上的实施方式的改性装置40中，也可以是，每当形成多个内部面改性层M3、M5、M6时，例如通过透镜等将来自一个激光头53(光源)的激光分离成多个并同时进行照射。或者，也可以从多个激光头53(光源)向多个点同时照射激光。

并且，在以上的实施方式的晶圆处理系统1中，也可以与处理晶圆W的切口相应地进行裁剪。

接着，说明其它实施方式所涉及的晶圆处理系统的结构。

如图25所示，晶圆处理系统100具有CMP装置110(CMP：Chemical MechanicalPolishing、化学机械研磨)，以取代湿蚀刻装置42。该CMP装置110与湿蚀刻装置42同样地作为损伤处理装置发挥功能。即在CMP装置110中，对通过磨削装置46被磨削后的背面Wb(损伤面)进行研磨处理。然后，通过磨削装置46去除形成于背面Wb的磨削痕，来使该背面Wb平滑化。

另外，在晶圆处理系统100中，不进行湿蚀刻装置42中的湿蚀刻处理，因此不需要保护器件层D的侧壁部De免受药液影响。因此，能够省略保护膜形成装置43和保护膜去除装置45。

此外，如上所述，在作为损伤处理装置的磨削装置46中，对背面Wb进行磨削并去除了内部面改性层和周缘改性层。关于这一点，在仅通过湿蚀刻装置42或CMP装置110就能够去除这些内部面改性层和周缘改性层的情况下，也可以省略磨削装置46。另外，也有时仅通过磨削装置46对背面Wb(损伤面)进行处理，在该情况下，也可以省略湿蚀刻装置42或CMP装置110。

另外，在晶圆处理系统1、100中，通过晶圆处理系统1、100的外部的接合装置进行了处理晶圆W与支承晶圆S的接合，但是该接合装置也可以设置于晶圆处理系统1、100的内部。在该情况下，相对于搬入搬出站2进行分别能够收容多个处理晶圆W、多个支承晶圆S、多个重合晶圆T的盒Cw、Cs、Ct的搬入搬出。而且，在盒载置台10上，这些盒Cw、Cs、Ct构成为沿X轴方向自由地载置成一列。

此外，也可以是，在将处理晶圆W与支承晶圆S进行接合时也会将周缘部We中的氧化膜Fw、Fs进行接合的情况下，在接合处理之前对该氧化膜Fw、Fs进行预处理。作为预处理，可以去除例如周缘部We中的氧化膜Fw的表层，或者也可以使氧化膜Fw突出。或者，也可以使氧化膜Fw的表面变得粗糙来进行粗糙化。通过进行这样的预处理，能够抑制将周缘部We中的氧化膜Fw、Fs进行接合，从而能够适当地去除周缘部We。

此外，有时在用于形成内部面改性层、周缘改性层的激光的入射面即处理晶圆W的背面Wb形成有背面膜(例如氧化膜、氮化膜)。此外，作为该背面膜，例如能够想到通过将处理晶圆W暴露在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，在像这样在处理晶圆W形成了背面膜的情况下，有时激光被该背面膜反射、吸收而无法适当地形成上述的内部面改性层、周缘改性层。另外，由此可能会无法适当地控制内部面改性层、周缘改性层的加工高度。

因此，也可以在该改性层的形成过程中进行激光的照射前，进行处理晶圆W的背面膜的去除。该背面膜的去除例如通过湿蚀刻、等离子体蚀刻等任意的方法进行。

这样，通过在照射激光前、即形成改性层前进行背面膜的去除，能够抑制用于形成改性层的激光被吸收、反射，并且在期望的位置、高度适当地形成内部面改性层、周缘改性层。另外，由此能够适当地进行背面晶圆Wb1、Wb2的分离和周缘部We的去除。另外，例如在如上述那样在进行处理晶圆W的接合后形成未接合区域Ae的情况下，能够抑制用于形成该未接合区域Ae的激光被吸收、反射。

此外，也可以在兼作为背面膜去除装置的湿蚀刻装置42中进行该背面膜的去除，还可以还在晶圆处理系统1设置作为背面膜去除装置的背面膜去除装置(未图示)。

在以上的实施方式中，说明了将处理晶圆W与支承晶圆S直接进行接合的情况，但是也可以借助粘合剂将这些处理晶圆W与支承晶圆S进行接合。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离所附权利要求书及其主旨的范围内以各种方式进行省略、置换、变更。

附图标记说明

1、100：晶圆处理系统；40：改性装置；44：分离装置；M3、M5、M6：内部面改性层；S：支承晶圆；T：重合晶圆；W：处理晶圆。