基板处理装置和基板处理方法与流程

本公开涉及一种基板处理装置和基板处理方法。

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，将两个以上的半导体晶圆层叠来制造层叠型半导体装置。此时，在将各半导体晶圆层叠于其它半导体晶圆之后，对背面进行磨削以使得具有期望的厚度。

在专利文献2中公开了以下内容：使在外周部设置有磨粒的圆板状的磨削工具旋转，使磨削工具的至少外周面与半导体晶圆线状地抵接来将半导体晶圆的周端部磨削成大致l字状。半导体晶圆是通过将两张硅晶圆贴合而制作出的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-69736号公报

专利文献2：日本特开平9-216152号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

本公开所涉及的技术在将基板彼此接合而成的重合基板中高效地进行一个基板的周缘部的去除和该一个基板的薄化的各个预处理。

用于解决问题的方案

本公开的一个方式是一种对基板进行处理的基板处理装置，该基板处理装置具有：保持部，其保持将第一基板与第二基板接合而成的重合基板中的所述第二基板；以及改性部，其针对被所述保持部保持的所述第一基板的内部，沿着作为去除对象的周缘部与中央部之间的边界照射周缘用激光来形成周缘改性层，沿着面方向照射内部面用激光来形成内部面改性层，其中，所述改性部调整所述周缘用激光和所述内部面用激光的至少形状或数量，并在该周缘用激光与内部面用激光之间切换。

发明的效果

根据本公开，能够在将基板彼此接合而成的重合基板中高效地进行一个基板的周缘部的去除和该一个基板的薄化的各个预处理。

附图说明

图1是示意性地表示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是表示重合晶圆的结构的概要的侧视图。

图3是表示重合晶圆的一部分结构的概要的侧视图。

图4是表示改性装置的结构的概要的俯视图。

图5是表示改性装置的结构的概要的侧视图。

图6是表示激光头和激光输出部的结构的概要的说明图。

图7是表示激光头的激光的流动的说明图。

图8是表示周缘去除装置的结构的概要的俯视图。

图9是表示周缘去除装置的结构的概要的侧视图。

图10是表示搬送臂的结构的概要的纵剖截面图。

图11是表示晶圆处理的主要工序的流程图。

图12是晶圆处理的主要工序的说明图。

图13是改性处理的主要工序的说明图。

图14是表示在处理晶圆形成周缘改性层的情形的说明图。

图15是表示在处理晶圆形成了周缘改性层的情形的说明图。

图16是表示在处理晶圆形成分割改性层的情形的说明图。

图17是表示在处理晶圆形成了分割改性层的情形的说明图。

图18是表示在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图19是表示在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图20是表示去除周缘部的情形的说明图。

图21是表示将背面晶圆从处理晶圆分离的情形的说明图。

图22是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成周缘改性层的情形的说明图。

图23是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成周缘改性层的情形的说明图。

图24是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图25是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图26是表示其它实施方式所涉及的改性装置的结构的概要的俯视图。

图27是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成周缘改性层的情形的说明图。

图28是表示其它实施方式中的在处理晶圆形成内部面改性层的情形的说明图。

图29是其它实施方式所涉及的晶圆处理的主要工序的说明图。

具体实施方式

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

晶圆的背面的磨削加工例如通过在使磨削磨石与该背面抵接的状态下使晶圆和磨削磨石分别旋转并且使磨削磨石下降来进行。在该情况下，磨削磨石产生磨耗，需要进行定期的更换。另外，在磨削加工中使用磨削水，还需要对其进行废液处理。因此，以往的晶圆的薄化处理花费大量的运行成本。

另外，晶圆的周缘部通常被进行了倒角加工，当如上述那样对晶圆进行磨削处理时，晶圆的周缘部成为尖锐的形状(所谓的刀刃形状)。于是，可能会在晶圆的周缘部产生破片而使晶圆受损。因此，在磨削处理前预先进行去除晶圆的周缘部的所谓的边缘修剪。

上述的专利文献2所记载的端面磨削装置为进行该边缘修剪的装置。然而，在该端面磨削装置中，通过磨削来进行边缘修剪，因此磨石产生磨耗，需要进行定期的更换。另外，会使用大量的磨削水，还需要进行废液处理。因此，以往的边缘修剪花费大量的运行成本。

本公开所涉及的技术为了高效地进行晶圆的薄化处理和边缘修剪而高效地进行这些处理的预处理。下面，参照附图来说明本实施方式所涉及的作为基板处理装置的晶圆处理系统、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，对实质上具有相同的功能结构的要素标注相同的标记，由此省略重复的说明。

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

在晶圆处理系统1中，对如图2和图3所示那样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接合而成的作为重合基板的重合晶圆t进行规定的处理。而且，在晶圆处理系统1中，去除处理晶圆w的周缘部we，并且使该处理晶圆w薄化。下面，将处理晶圆w中的与支承晶圆s接合的面称作表面wa，将与表面wa相反一侧的面称作背面wb。同样地，将支承晶圆s中的与处理晶圆w接合的面称作表面sa，将与表面sa相反一侧的面称作背面sb。

处理晶圆w例如为硅晶圆等半导体晶圆，在处理晶圆w的表面wa形成有包括多个器件的器件层(未图示)。另外，在器件层还形成有氧化膜f、例如sio2膜(teos膜)。此外，处理晶圆w的周缘部we被进行了倒角加工，周缘部we的截面的厚度随着去向其前端而变小。另外，周缘部we为在边缘修剪中去除的部分，例如为自处理晶圆w的外端部起的径向上的1mm～5mm的范围。

此外，在图2中，为了避免图示的复杂而省略了氧化膜f的图示。另外，在以下的说明中使用的其它附图中，有时也同样地省略氧化膜f的图示。

支承晶圆s为支承处理晶圆w的晶圆，例如为硅晶圆。在支承晶圆s的表面sa形成有氧化膜(未图示)。另外，支承晶圆s作为保护处理晶圆w的表面wa的器件的保护件发挥功能。此外，当在支承晶圆s的表面sa形成有多个器件的情况下，与处理晶圆w同样地在表面sa形成器件层(未图示)。

在此，若在处理晶圆w的周缘部we处，处理晶圆w与支承晶圆s接合，则可能会无法适当地去除周缘部we。因此，在处理晶圆w与支承晶圆s之间的边界形成氧化膜f与支承晶圆s的表面sa进行了接合的接合区域aa和接合区域aa的径向外侧的未接合区域ab。通过像这样存在未接合区域ab，能够适当地去除周缘部we。此外，优选接合区域aa的外侧端部位于比要被去除的周缘部we的内侧端部稍微靠径向外侧的位置，在后文中叙述详情。

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连接为一体的结构。搬入搬出站2例如与外部之间搬入和搬出能够收容多个重合晶圆t的盒ct。处理站3具备对重合晶圆t实施规定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、例如三个盒ct沿y轴方向自由地载置成一列。此外，被载置于盒载置台10的盒ct的个数不限定为本实施方式，能够任意地决定。

在搬入搬出站2且盒载置台10的x轴负方向侧，与该盒载置台10邻接地设置有晶圆搬送装置20。晶圆搬送装置20构成为在沿y轴方向延伸的搬送路21上移动自如。另外，晶圆搬送装置20具有保持并搬送重合晶圆t的例如两个搬送臂22、22。各搬送臂22构成为在水平方向、铅垂方向上移动自如以及绕水平轴、铅垂轴移动自如。此外，搬送臂22的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。而且，晶圆搬送装置20构成为能够对盒载置台10的盒ct以及后述的传送装置30搬送重合晶圆t。

在搬入搬出站2且晶圆搬送装置20的x轴负方向侧，与该晶圆搬送装置20邻接地设置有用于交接重合晶圆t的传送装置30。

在处理站3设置有例如三个处理块g1～g3。第一处理块g1、第二处理块g2以及第三处理块g3以从x轴正方向侧(搬入搬出站2侧)向负方向侧按照所记载的顺序排列的方式配置。

在第一处理块g1设置有蚀刻装置40、清洗装置41以及晶圆搬送装置50。蚀刻装置40与清洗装置41层叠地配置。此外，蚀刻装置40和清洗装置41的数量、配置并不限定于此。例如，蚀刻装置40和清洗装置41也可以分别沿x轴方向延伸，以在俯视观察时并排的方式载置。并且，这些蚀刻装置40和清洗装置41也可以分别层叠。

蚀刻装置40对通过后述的加工装置80进行磨削后的处理晶圆w的背面wb进行蚀刻处理。例如，对背面wb供给药液(蚀刻液)来对该背面wb进行蚀刻。关于药液，例如使用hf、hno3、h3po4、tmah、choline、koh等。

清洗装置41对通过后述的加工装置80进行磨削后的处理晶圆w的背面wb进行清洗。例如，使刷子与背面wb抵接来对该背面wb进行磨刷清洗。此外，背面wb的清洗可以使用加压后的清洗液来进行。另外，清洗装置41可以具有将支承晶圆s的背面sb与处理晶圆w的背面wb一同进行清洗的结构。

晶圆搬送装置50例如相对于蚀刻装置40和清洗装置41配置于y轴负方向侧。晶圆搬送装置50具有保持并搬送重合晶圆t的例如两个搬送臂51、51。各搬送臂51构成为能够沿水平方向、铅垂方向移动自如以及绕水平轴、铅垂轴移动自如。此外，搬送臂51的结构不限定于本实施方式，能够采取任意的结构。而且，晶圆搬送装置50构成为能够对传送装置30、蚀刻装置40、清洗装置41以及后述的改性装置60搬送重合晶圆t。

在第二处理块g2设置有改性装置60、周缘去除装置61以及晶圆搬送装置70。改性装置60与周缘去除装置61层叠地配置。此外，改性装置60和周缘去除装置61的数量、配置并不限定于此。

改性装置60向处理晶圆w的内部照射激光来形成周缘改性层、分割改性层以及内部面改性层。在后文中叙述改性装置60的具体结构。

周缘去除装置61以通过改性装置60形成的周缘改性层为基点来去除处理晶圆w的周缘部we。在后文中叙述周缘去除装置61的具体结构。

晶圆搬送装置70例如相对于改性装置60和周缘去除装置61配置于y轴正方向侧。晶圆搬送装置70具有保持并搬送重合晶圆t的例如两个搬送臂71、71。各搬送臂71被多关节的臂构件72支承，构成为能够沿水平方向、铅垂方向移动自如以及绕水平轴、铅垂轴移动自如。在后文中叙述搬送臂71的具体结构。而且，晶圆搬送装置70构成为能够对清洗装置41、改性装置60、周缘去除装置61以及后述的加工装置80搬送重合晶圆t。

在第三处理块g3设置有加工装置80。此外，加工装置80的数量、配置并不限定于本实施方式，可以任意地配置有多个加工装置80。

加工装置80对处理晶圆w的背面wb进行磨削。而且，去除形成有内部面改性层的背面wb中的该内部面改性层，还去除周缘改性层。具体地说，加工装置80在使磨削磨石(未图示)与被吸盘81保持的处理晶圆w的背面wb抵接的状态下，使处理晶圆w和磨削磨石分别旋转来对背面wb进行磨削。此外，关于加工装置80，使用公知的磨削装置(研磨装置)，例如使用日本特开2010-69601号公报所记载的装置。

在以上的晶圆处理系统1设置有控制装置90。控制装置90例如为计算机，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中的重合晶圆t的处理的程序。另外，在程序保存部中还保存有控制上述的各种处理装置、搬送装置等驱动系统的动作以实现晶圆处理系统1中的后述的基板处理的程序。此外，上述程序可以记录在计算机可读存储介质h中，并且从该存储介质h中安装至控制装置90。

接着，对上述的改性装置60进行说明。图4是表示改性装置60的结构的概要的俯视图。图5是表示改性装置60的结构的概要的侧视图。

改性装置60具有通过上表面来保持重合晶圆t的、作为保持部的吸盘100。吸盘100在处理晶圆w配置于上侧且支承晶圆s配置于下侧的状态下对该支承晶圆s进行吸附来保持该支承晶圆s。吸盘100经由空气轴承101被支承于滑动台102。在滑动台102的下表面侧设置有旋转部103。旋转部103例如内置有作为驱动源的马达。吸盘100构成为通过旋转部103经由空气轴承101绕铅垂轴旋转自如。滑动台102构成为通过设置于其下表面侧的水平移动部104能够沿着设置于基台106且沿y轴方向延伸的导轨105移动。此外，关于水平移动部104的驱动源并无特别限定，例如使用线性马达。

在吸盘100的上方设置有作为改性部的激光头110。激光头110具有透镜111。透镜111为设置于激光头110的下表面的筒状的构件，向被吸盘100保持的处理晶圆w照射激光。

如图6所示，激光头110还具有lcos(liquidcrystalonsilicon：硅基液晶)112。lcos112为空间光调制器，对激光进行调制并进行输出。具体地说，在lcos112中，以沿纵向和横向排列的方式配置有与分辨率相应的量的液晶镜(未图示)。而且，如图7所示，被输入至激光头110的激光l被lcos112反射，向透镜111传播，并被照射至处理晶圆w。而且，在此时，lcos112能够控制激光l的焦点位置、相位，从而能够调整向处理晶圆w照射的激光l的形状、数量(分束数)。此外，可以通过使激光头110进行升降来调整激光l的焦点位置。

另外，如图6所示，激光头110与向该激光头110输出激光l的激光输出部120连接。激光输出部120具有激光振荡器121、衰减器122、扩束器123以及光轴调整镜124，该激光输出部120输出高频的脉冲状的激光l。在激光输出部120中，从激光振荡器121振荡出的激光l通过衰减器122而衰减，还通过扩束器123和光轴调整镜124被调整光轴，并输出至激光头110。

而且，激光头110将从激光输出部120输出的、呈高频的脉冲状且相对于处理晶圆w具有透过性的波长的激光l以在处理晶圆w的内部的规定位置进行聚光的方式进行照射。由此，处理晶圆w的内部的激光l进行了聚光的部分改性，形成周缘改性层、分割改性层以及内部面改性层。

如图4和图5所示，激光头110被支承构件130支承。激光头110构成为通过升降机构140沿着沿铅垂方向延伸的导轨131升降自如。另外，激光头110构成为通过移动机构141沿y轴方向移到自如。此外，升降机构140和移动机构141分别被支承柱142支承。

在吸盘100的上方且激光头110的y轴正方向侧设置有微距相机150和显微相机160。例如，微距相机150和显微相机160构成为一体，微距相机150配置于显微相机160的y轴正方向侧。微距相机150和显微相机160构成为通过升降机构170升降自如，还构成为通过移动机构171沿y轴方向移动自如。

微距相机150拍摄处理晶圆w(重合晶圆t)的外侧端部。微距相机150例如具备同轴透镜，照射可见光、例如红光，并且接受来自对象物的反射光。此外，例如微距相机150的摄像倍率为2倍。

显微相机160拍摄处理晶圆w的周缘部，拍摄接合区域aa与未接合区域ab之间的边界。显微相机160例如具备同轴透镜，照射红外光(ir光)，并且接受来自对象物的反射光。此外，例如显微相机160的摄像倍率为10倍，视场约为微距相机150的视场的1/5，像素尺寸约为微距相机150的像素尺寸的1/5。

接着，对上述的周缘去除装置61进行说明。图8是表示周缘去除装置61的结构的概要的俯视图。图9是表示周缘去除装置61的结构的概要的侧视图。

周缘去除装置61具有通过上表面来保持重合晶圆t的吸盘180。吸盘180在处理晶圆w配置于上侧且支承晶圆s配置于下侧的状态下吸附该支承晶圆s来保持该支承晶圆s。另外，吸盘180构成为能够通过旋转机构181绕铅垂轴旋转。

在吸盘180的上方设置有保持并输送处理晶圆w的周缘部we的垫190。垫190例如与真空泵等吸引机构(未图示)连接，垫190将周缘部we吸附于其下表面来保持该周缘部we。在垫190设置有使垫190沿铅垂方向升降的升降机构191以及使垫190沿水平方向(x轴方向和y轴方向)移动的移动机构192。

在吸盘180的上方设置有用于确认是否从处理晶圆w去除了周缘部we的探测部200。探测部200探测被吸盘180保持且被去除了周缘部we的处理晶圆w中有无周缘部we。关于探测部200，例如使用传感器。传感器例如为线型的激光位移计，向重合晶圆t(处理晶圆w)的周缘部照射激光来测定该重合晶圆t的厚度，由此探测有无周缘部we。此外，通过探测部200探测有无周缘部we的探测方法并不限定于此。例如，探测部200也可以使用线型相机来拍摄重合晶圆t(处理晶圆w)，由此探测有无周缘部we。

此外，在吸盘180的下方设置有回收通过垫190输送来的周缘部we的回收部(未图示)。回收部收容并回收通过垫190吸附并保持的周缘部we。

接着，对上述的晶圆搬送装置70的搬送臂71进行说明。图10是表示搬送臂71的结构的概要的纵剖截面图。

搬送臂71具有圆板状的吸附板210，该吸附板210具有比重合晶圆t的直径大的直径。在吸附板210的下表面设置有保持处理晶圆w的中央部wc的保持部220。

保持部220与用于吸引中央部wc的吸引管221连接，吸引管221例如与真空泵等吸引机构222连通。在吸引管221上设置有测定吸引压力的压力传感器223。压力传感器223的结构是任意的，例如使用隔膜型的压力计。

在吸附板210的上表面设置有使该吸附板210绕铅垂轴旋转的旋转机构230。旋转机构230被支承构件231支承。另外，支承构件231(旋转机构230)被臂构件72支承。

接着，对使用如以上那样构成的晶圆处理系统1进行的晶圆处理进行说明。图11是表示晶圆处理的主要工序的流程图。图12是晶圆处理的主要工序的说明图。此外，在本实施方式中，在晶圆处理系统1的外部的接合装置(未图示)中，预先将处理晶圆w与支承晶圆s接合来形成重合晶圆t。

首先，将收纳有多个图12的(a)所示的重合晶圆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20将盒ct内的重合晶圆t取出并搬送至传送装置30。接下来，通过晶圆搬送装置50将传送装置30的重合晶圆t取出并搬送至改性装置60。在改性装置60中，如图12的(b)所示那样在处理晶圆w的内部依次形成周缘改性层m1和分割改性层m2(图11的步骤a1、a2)，并且，如图12的(c)所示那样形成内部面改性层m3(图11的步骤a3)。周缘改性层m1是在边缘修剪中去除周缘部we时的基点。分割改性层m2是用于将被去除的周缘部we小片化的基点。内部面改性层m3是用于将处理晶圆w薄化的基点。

图13是改性装置60中的改性处理的主要工序的说明图。首先，如图13的(a)所示，使吸盘100(滑动台102)移动至搬入搬出位置p1。然后，从晶圆搬送装置50搬入重合晶圆t，并将重合晶圆t保持于吸盘100。

接着，如图13的(b)所示，使吸盘100移动至微距相机对准位置p2。微距相机对准位置p2为微距相机150能够拍摄处理晶圆w的外侧端部的位置。

接着，通过微距相机150来拍摄处理晶圆w的周向360度的外侧端部的图像。将拍摄到的图像从微距相机150输出至控制装置90。

在控制装置90中，根据微距相机150的图像来计算吸盘100的中心cc与处理晶圆w的中心cw的第一偏心量。并且，在控制装置90中，基于第一偏心量来计算吸盘100的移动量，以校正该第一偏心量的y轴成分。基于该计算出的移动量使吸盘100沿y轴方向移动，如图13的(c)所示那样使吸盘100移动至显微相机对准位置p3。显微相机对准位置p3为显微相机160能够拍摄处理晶圆w的周缘部的位置。在此，如上述那样，显微相机160的视场小，约为微距相机150的视场的1/5，因此，若不校正第一偏心量的y轴成分，则有时处理晶圆w的周缘部不进入显微相机160的视角，无法通过显微相机160进行拍摄。因此，可以说基于第一偏心量对y轴成分进行的校正是为了使吸盘100移动至显微相机对准位置p3。

接着，通过显微相机160来拍摄处理晶圆w的周向360度的接合区域aa与未接合区域ab之间的边界。将拍摄到的图像从显微相机160输出至控制装置90。

在控制装置90中，根据显微相机160的图像来计算吸盘100的中心cc与接合区域aa的中心ca的第二偏心量。并且，在控制装置90中，基于第二偏心量来决定吸盘100相对于周缘改性层m1的位置，以使接合区域aa的中心与吸盘100的中心一致。在此，如上述那样，在处理晶圆w与支承晶圆s接合前形成未接合区域ab，但有时该未接合区域ab的中心(接合区域aa的中心ca)与处理晶圆w的中心偏离。关于该点，如本实施方式那样基于第二偏心量来调整吸盘100相对于周缘改性层m1的位置，由此校正未接合区域ab的偏离。

接着，如图13的(d)所示，使吸盘100移动至改性位置p4。改性位置p4为激光头110向处理晶圆w照射激光来形成周缘改性层m1的位置。此外，在本实施方式中，改性位置p4与显微相机对准位置p3相同。

接着，如图14和图15所示，从激光头110照射激光l1(周缘用激光l1)，在处理晶圆w的周缘部we与中央部wc之间的边界形成周缘改性层m1(图11的步骤a1)。激光l1的形状和数量通过lcos112调整。具体地说，控制激光l1的焦点位置和相位来调整其形状，以形成后述的周缘改性层m1。另外，在本实施方式中，激光l1的数量为一个。

通过上述激光l1形成的周缘改性层m1沿厚度方向延伸，具有纵长的深宽比。周缘改性层m1的下端位于比薄化后的处理晶圆w的目标表面(图14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比薄化后的处理晶圆w的目标厚度h2大。在该情况下，在薄化后的处理晶圆w中不残留周缘改性层m1。此外，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形成于比接合区域aa的外侧端部靠径向内侧的位置。在通过来自激光头110的激光l1来形成周缘改性层m1时，即使例如由于加工误差等使得周缘改性层m1以与接合区域aa的外侧端部偏离的方式形成，也能够抑制该周缘改性层m1相对于接合区域aa的外侧端部形成于径向外侧。在此，当周缘改性层m1相对于接合区域aa的外侧端部形成于径向外侧时，在去除周缘部we后成为处理晶圆w相对于支承晶圆s浮起的状态。关于该点，在本实施方式中，能够可靠地抑制处理晶圆w的上述状态。

此外，本发明的发明人们经过认真讨论后确认出：当周缘改性层m1与接合区域aa的外侧端部之间的距离d足够小时，能够适当地去除周缘部we。而且，该距离d优选为500μm以内，更优选为50μm以内。

在此，如上述那样，在控制装置90中，基于第二偏心量来决定吸盘100的位置。在步骤a1中，根据该决定出的吸盘100的位置，通过旋转部103使吸盘100旋转并且通过水平移动部104使吸盘100沿y轴方向移动，以使接合区域aa的中心与吸盘100的中心一致。此时，使吸盘100的旋转与y轴方向的移动同步。通过像这样进行完全同步控制，能够以误差少的方式使吸盘100的移动适当地追随决定出的位置。

而且，一边像这样使吸盘100(处理晶圆w)进行旋转及移动，一边从激光头110向处理晶圆w的内部照射激光l1。即，一边校正第二偏心量一边形成周缘改性层m1。于是，周缘改性层m1与接合区域aa同心圆状地形成为环状。即，能够将图14所示的周缘改性层m1与接合区域aa的外侧端部之间的距离d设为固定。因此，之后在周缘去除装置61中能够以周缘改性层m1为基点适当地去除周缘部we。

此外，在本例中，在第二偏心量具备x轴成分的情况下，使吸盘100沿y轴方向移动并且使吸盘100旋转，来校正该x轴成分。另一方面，在第二偏心量不具备x轴成分的情况下，不使吸盘100旋转，仅使吸盘100沿y轴方向移动即可。

接着，使激光头110沿y轴方向移动，如图16和图17所示那样从激光头110照射激光l2(分割用激光l2)，来在周缘改性层m1的径向外侧形成分割改性层m2(图11的步骤a2)。此时，通过lcos112将从激光头110照射的激光从激光l1切换为激光l2，并调整激光l2的形状和数量。具体地说，控制激光l2的焦点位置和相位来调整其形状，以形成后述的分割改性层m2。另外，在本实施方式中，激光l2的数量为一个。

分割改性层m2也与周缘改性层m1同样地沿厚度方向延伸，并且具有纵长的深宽比。此外，在本实施方式中，分割改性层m2形成为与周缘改性层m1相同的高度。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。

另外，在径向上以数μm的间距形成多个分割改性层m2和裂纹c2，由此如图17所示那样形成从周缘改性层m1起向径向外侧延伸的、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形成于八个部位，但该分割改性层m2的数量是任意的。只要至少在两个部位形成分割改性层m2，就能够去除周缘部we。在该情况下，当在边缘修剪中去除周缘部we时，该周缘部we以环状的周缘改性层m1为基点被分离，并且通过分割改性层m2而被分割为多个。于是，能够使被去除的周缘部we小片化，从而更容易去除。

此外，在本实施方式中，在形成分割改性层m2时，使激光头110沿y轴方向移动，但可以使吸盘100沿y轴方向移动。

接着，如图18和图19所示，从激光头110照射激光l3(内部面用激光l3)，来沿面方向形成内部面改性层m3(图11的步骤a3)。此时，通过lcos112将从激光头110照射的激光从激光l2切换为激光l3，并调整激光l3的形状和数量。更具体地说，控制激光l3的焦点位置和相位来调整其形状，以形成后述的内部面改性层m3。另外，在本实施方式中，激光l3的数量为一个。此外，图19所示的黑底箭头表示吸盘100的旋转方向，在以下的说明中也同样。

内部面改性层m3的下端位于比薄化后的处理晶圆w的目标表面(图18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比薄化后的处理晶圆w的目标厚度h2稍大。此外，在处理晶圆w的内部，裂纹c3从内部面改性层m3起沿面方向延展。

在步骤a3中，一边使吸盘100(处理晶圆w)旋转并使激光头110从处理晶圆w的外周部朝向中心部沿y轴方向移动，一边从激光头110向处理晶圆w的内部照射激光l3。于是，在处理晶圆w的面内从外侧向内侧螺旋状地形成内部面改性层m3。

此外，在本实施方式中，在形成内部面改性层m3时，使激光头110沿y轴方向移动，但可以使吸盘100沿y轴方向移动。

接着，如图13的(e)所示，使吸盘100移动至搬入搬出位置p1。然后，通过晶圆搬送装置70搬出重合晶圆t。

接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆t搬送至周缘去除装置61。在周缘去除装置61中，如图12的(d)所示，以周缘改性层m1为基点来去除处理晶圆w的周缘部we(图11的步骤a4)。在步骤a4中，如图20所示，通过升降机构191使垫190下降来吸附并保持周缘部we，之后再使垫190上升。于是，使被垫190保持的周缘部we以周缘改性层m1为基点从处理晶圆w分离。此时，使周缘部we以分割改性层m2为基点小片化并分离。此外，将被去除了的周缘部we从垫190回收至回收部(未图示)。

接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆t搬送至加工装置80。在加工装置80中，首先，在从搬送臂71向吸盘81交接重合晶圆t时，如图12的(e)所示，以内部面改性层m3为基点来将处理晶圆w的背面wb侧(以下称作背面晶圆wb1)分离(图11的步骤a5)。

在步骤a5中，如图21的(a)所示，通过搬送臂71的吸附板210对处理晶圆w进行吸附来保持该处理晶圆w，并且通过吸盘81对支承晶圆s进行吸附来保持该支承晶圆s。而且，使吸附板210旋转，以内部面改性层m3为边界来切除背面晶圆wb1。之后，如图21的(b)所示，在吸附板210吸附并保持着背面晶圆wb1的状态下，使该吸附板210上升来将背面晶圆wb1从处理晶圆w分离。此时，通过压力传感器223来测定吸引背面晶圆wb1的压力，由此能够探测有无背面晶圆wb1，确认是否将背面晶圆wb1从处理晶圆w分离了。此外，在仅通过如图21的(b)所示那样使吸附板210上升就能够分离背面晶圆wb1的情况下，也可以省略图21的(a)所示的吸附板210的旋转。另外，将分离后的背面晶圆wb1回收至晶圆处理系统1的外部。

接下来，如图12的(f)所示，对被吸盘81保持的处理晶圆w的背面wb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11的步骤a6)。在步骤a6中，在使磨削磨石与背面wb抵接的状态下，使处理晶圆w和磨削磨石分别旋转来对背面wb进行磨削。此外，之后可以使用清洗液喷嘴(未图示)通过清洗液对晶圆w的背面wb进行清洗处理。

接着，通过晶圆搬送装置70将重合晶圆t搬送至清洗装置41。在清洗装置41中，对处理晶圆w的作为磨削面的背面wb进行磨刷清洗(图11的步骤a7)。此外，在清洗装置41中，可以将支承晶圆s的背面sb与处理晶圆w的背面wb一同进行清洗。

接着，通过晶圆搬送装置50将重合晶圆t搬送至蚀刻装置40。在蚀刻装置40中，通过药液对处理晶圆w的背面wb进行湿蚀刻(图11的步骤a8)。在通过上述的加工装置80被磨削后的背面wb有时会形成磨削痕迹。在本步骤a8中，通过进行湿蚀刻能够去除磨削痕迹，能够使背面wb平滑化。

之后，通过晶圆搬送装置50将被实施了全部的处理的重合晶圆t搬送至传送装置30，并且通过晶圆搬送装置20将该重合晶圆t搬送至盒载置台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。

根据以上的实施方式，通过使用一个激光头110来调整激光l1～l3的形状，能够形成周缘改性层m1、分割改性层m2以及内部面改性层m3。即，即使在改性层延伸的方向、要求的加工质量不同的情况下，也能够使用一个激光头110来选择激光的适当的形状。而且，由于能够像这样形成任意的形状的改性层，因此形成该改性层的自由度提高。另外，能够减小装置的占用面积(封装)，从而能够实现省空间化。并且，由于装置结构简单，因此还能够使装置成本低廉化。像这样，在本实施方式中，能够高效地进行处理晶圆w的薄化处理和边缘修剪的预处理。

另外，根据本实施方式，通过以周缘改性层m1为基点去除周缘部we来进行边缘修剪，并且通过以内部面改性层m3为基点将背面晶圆wb1分离来进行处理晶圆w的薄化处理。而且，用于形成这些周缘改性层m1和内部面改性层m3的激光头110不易随着时间而劣化，消耗品变少，因此能够减少维护频度。另外，由于是使用激光进行的干式工艺，因此不需要磨削水、废水处理。因此，能够使运行成本低廉化。因而，相比于通过以往的磨削进行的边缘修剪、通过磨削进行的薄化处理，能够抑制运行成本。换言之，在本实施方式中，能够通过一个激光头110来实现像这样抑制了运行成本的边缘修剪和薄化处理。

此外，在本实施方式中，在步骤a6中进行背面wb的磨削，该磨削只要能够去除内部面改性层m3和周缘改性层m1即可，其磨削量少至数十μm左右。与此相对地，在如以往那样为了使处理晶圆w薄化而对背面wb进行磨削的情况下，该磨削量多达例如为700μm以上，磨削磨石的磨耗程度大。因此，在本实施方式中，能够减少维护频度。

在以上的实施方式中，通过一个激光头110照射出不同形状的激光l1～l3，但优选在将作为处理对象的重合晶圆t搬入改性装置60之前对激光头110进行校验(校准)。更详细地说，优选的是，在将重合晶圆t保持于吸盘100之前，事先进行激光头110的校验。在该情况下，无需在针对一个处理晶圆w进行的改性处理过程中进行激光头110的校验，能够缩短激光l1～l3的切换所需的时间。其结果是，能够提高晶圆处理的生产率。

在以上的实施方式中，在形成周缘改性层m1时，从激光头110向处理晶圆w的内部照射一个激光l1，但也可以照射多个激光l1。如上述那样，激光头110具有lcos112，能够调整激光l1的形状、数量。在本实施方式中，对如图22和图23所示那样照射多个、例如三个激光l11～l13的情况进行说明。此外，激光l1的数量不限定于本实施方式。

激光l11～l13以分别沿x轴方向排列的方式配置。x轴方向为处理晶圆w的旋转方向的切线方向，并且是形成周缘改性层m1的行进方向。另外，激光l11～l13的焦点位置在厚度方向上不同，例如按照激光l11～l13的顺序变低。而且，通过一边使处理晶圆w旋转一边从激光头110同时照射激光l11～l13，来形成厚度方向上的位置不同的周缘改性层m11～m13。

在该情况下，通过同时形成多个周缘改性层m11～m13，能够促进裂纹c1的延展，结果是能够缩短形成周缘改性层m1的时间。因而，能够进一步提高晶圆处理的生产率。

另外，在以上的实施方式中，在形成内部面改性层m3时，从激光头110向处理晶圆w的内部照射出一个激光l3，但也可以照射多个激光l3。在本实施方式中，对如图24和图25所示那样照射多个、例如三个激光l31～l33的情况进行说明。此外，激光l3的数量并不限定于本实施方式。

激光l31～l33以分别沿y轴方向排列的方式配置。y轴方向为形成内部面改性层m3的行进方向。另外，激光l31～l33的焦点位置在处理晶圆w的面方向上不同。而且，通过一边使处理晶圆w旋转一边从激光头110同时照射激光l31～l33，来形成内部面改性层m31～m33。

在该情况下，通过同时形成多个内部面改性层m31～m33，能够缩短在处理晶圆w的整面形成内部面改性层m3的时间。因而，能够进一步提高晶圆处理的生产率。

在以上的实施方式的改性装置60设置有一个激光头110，但也可以如图26所示那样设置有多个、例如两个激光头110、300。在本实施方式中，为了方便说明，将激光头110称作第一激光头110，将激光头300称作第二激光头300。此外，激光头的数量并不限定于本实施方式。另外，在图26中，为了避免图示的复杂而省略了微距相机150和显微相机160的图示。

第二激光头300设置于第一激光头110的y轴正方向侧。第二激光头300的结构与第一激光头110的结构相同。即，第二激光头300具有透镜301和lcos302。此外，关于向第二激光头300输出激光l的激光输出部，可以与第一激光头110使用共同的激光输出部120，也可以使用其它激光输出部。

第二激光头300的支承结构也与第一激光头110的支承结构相同。即，第二激光头300被支承构件310、导轨311、升降机构320以及移动机构321支承。而且，第二激光头300构成为升降自如且沿y轴方向移动自如。

在该情况下，在形成周缘改性层m1时，如图27所示，将第一激光头110和第二激光头300配置于处理晶圆w的外周部的同心圆上。而且，一边使处理晶圆w旋转，一边从第一激光头110照射激光l14并从第二激光头300照射激光l15。于是，通过激光l14形成周缘改性层m14，通过激光l15形成周缘改性层m15。周缘改性层m14、m15分别形成为处理晶圆w的半个圆周的长度，这些周缘改性层m14、m15合起来环状地形成周缘改性层m1。即，在本实施方式中，在形成周缘改性层m1时使处理晶圆w仅旋转180度即可。因而，能够缩短形成周缘改性层m1的时间，其结果是能够进一步提高晶圆处理的生产率。

此外，在上述例子中，将来自第一激光头110的激光l14和来自第二激光头300的激光l15照射至处理晶圆w的内部的相同的深度，将周缘改性层m14和周缘改性层m15形成于相同的深度。关于该点，可以将激光l14和激光l15照射至不同的深度，将周缘改性层m14和周缘改性层m15形成于不同的深度。

另外，在形成内部面改性层m3时，如图28所示，将第一激光头110和第二激光头300配置于处理晶圆w的外周部的同心圆上。而且，使处理晶圆w旋转，并且分别使第一激光头110和第二激光头300从处理晶圆w的外周部朝向中心部沿y轴方向移动。即，使第一激光头110向y轴正方向移动，使第二激光头300向y轴负方向移动。在该处理晶圆w的旋转和激光头110、300的移动过程中，从第一激光头110向处理晶圆w的内部照射激光l34，从第二激光头300向处理晶圆w的内部照射激光l35。于是，通过激光l34形成内部面改性层m34，通过激光l35形成内部面改性层m35。内部面改性层m34、m35分别形成为螺旋状，在处理晶圆w的整面形成内部面改性层m3。通过像这样同时形成内部面改性层m34、m35，能够缩短形成内部面改性层m3的时间，其结果是，能够进一步提高晶圆处理的生产率。

此外，在以上的实施方式中，关于分割改性层m2的形成，使用形成其它的周缘改性层m1和内部面改性层m3时使用的激光头110来进行，但也可以使用其它激光头(未图示)。

在以上的实施方式中，关于周缘部we的去除，在周缘去除装置61中通过垫190对周缘部we进行保持来去除了周缘部we，但去除方法并不限定于此。例如，也可以对周缘部we施加物理冲击、超声波等来去除该周缘部we。

另外，在以上的实施方式中，在从晶圆搬送装置70的搬送臂71向加工装置80的吸盘81交接重合晶圆t时将背面晶圆wb1从处理晶圆w进行分离，但分离方法并不限定于此。例如，可以将分离装置(未图示)与周缘去除装置61设置于同一装置内，也可以另外设置分离装置(未图示)。

另外，在以上的实施方式中，在去除了处理晶圆w的周缘部we后，以内部面改性层m3为基点将该处理晶圆w的背面晶圆wb1分离来进行薄化，但也可以同时进行周缘部we的去除和处理晶圆w的薄化。

例如图29的(a)所示，在处理晶圆w的内部形成环状的周缘改性层m1，并且沿着处理晶圆w的面方向形成内部面改性层m3。此时，使周缘改性层m1的上端与内部面改性层m3形成的高度大致一致。此外，周缘改性层m1和内部面改性层m3的形成顺序是任意的。

之后，如图29的(b)所示，以周缘改性层m1和内部面改性层m3为基点来将处理晶圆w的背面wb侧分离。像这样，通过以内部面改性层m3为基点来将背面wb侧分离，能够使处理晶圆w薄化。此时，周缘部we与背面wb侧的晶圆一体地被去除。

在该情况下，同时进行周缘部we的去除和处理晶圆w的薄化，因此能够进一步使晶圆处理的生产率提高。

应当认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非限制性的。上述的实施方式在不脱离所附的权利要求书及其主旨的情况下能够以各种方式进行省略、置换、变更。

例如，在上述实施方式中，在接合前的处理晶圆w与支承晶圆s之间的边界形成了未接合区域ab，但也可以在接合后形成未接合区域ab。例如，还能够是，在接合后，通过向氧化膜f的外周部照射激光来使接合强度下降，形成未接合区域ab。

附图标记说明

1：晶圆处理系统；60：改性装置；100：吸盘；110：激光头；s：支承晶圆；t：重合晶圆；w：处理晶圆。