特許ウォッチ

公開番号2025010542
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-21
出願番号2024188780,2023104005
出願日2024-10-28,2020-12-09
発明の名称基板処理方法、基板処理装置及び基板処理システム
出願人東京エレクトロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20250110BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】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、第2の基板の表面に形成されたデバイス層を第1の基板に適切に転写する。
【解決手段】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、前記第2の基板に形成されたデバイス層を前記第1の基板に転写する方法であって、前記第1の基板には、第1の表面膜が形成され、前記第2の基板には、レーザ吸収層、SiGe膜、Si膜、第2のデバイス層及び第2の表面膜が表面側からこの順で形成され、前記第1の基板と前記第2の基板は、前記第1の表面膜と前記第2の表面膜が接合され、前記レーザ吸収層に対して、前記第2の基板の裏面側からレーザ光をパルス状に照射することと、前記レーザ吸収層と前記第2の基板との界面において、前記第2の基板を前記第1の基板から剥離して、前記第2のデバイス層と前記第2の表面膜を前記第1の基板に転写することと、を有する。
【選択図】図1
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において、前記第２の基板に形成されたデバイス層を前記第１の基板に転写する方法であって、
前記第１の基板には、第１の表面膜が形成され、
前記第２の基板には、レーザ吸収層、ＳｉＧｅ膜、Ｓｉ膜、第２のデバイス層及び第２の表面膜が表面側からこの順で形成され、
前記第１の基板と前記第２の基板は、前記第１の表面膜と前記第２の表面膜が接合され、
前記レーザ吸収層に対して、前記第２の基板の裏面側からレーザ光をパルス状に照射することと、
前記レーザ吸収層と前記第２の基板との界面において、前記第２の基板を前記第１の基板から剥離して、前記第２のデバイス層と前記第２の表面膜を前記第１の基板に転写することと、を有する、基板処理方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１の基板の表面と前記第１の表面膜の間に第１のデバイス層が形成されている、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記レーザ吸収層に対して径方向外側から内側に向けて前記レーザ光を照射し、
前記第２の基板の外周端と、前記重合基板における前記第１の基板と前記第２の基板の接合端である前記レーザ吸収層の外周端との間から、前記レーザ光の照射を開始する、請求項１又は２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記重合基板を回転させることと、前記重合基板を径方向に移動させることとを交互に行い、前記レーザ吸収層に対して円環状に前記レーザ光を照射する、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２の基板が剥離された前記第１の基板を洗浄する、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記第２の基板が剥離された前記第１の基板をエッチングする、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第２の基板が剥離された前記第１の基板をＣＭＰ処理する、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】
前記重合基板を回転させながら前記レーザ光を照射し、
前記重合基板の回転速度は、前記レーザ光が前記レーザ吸収層の径方向外側に照射される場合に比べて内側に照射される場合の方が速く、且つ、前記レーザ吸収層の径方向外側に照射される前記レーザ光の周波数は、内側に照射される前記レーザ光の周波数よりも大きい、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】
前記第１の表面膜は酸化膜であり、
前記第２の表面膜は酸化膜である、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
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、前記第２の基板の表面に形成されたデバイス層を前記第１の基板に転写するための基板処理装置であって、
前記第１の基板には、第１の表面膜が形成され、
前記第２の基板には、レーザ吸収層、ＳｉＧｅ膜、Ｓｉ膜、第２のデバイス層及び第２の表面膜が表面側からこの順で形成され、
前記第１の基板と前記第２の基板は、前記第１の表面膜と前記第２の表面膜が接合され、
前記第１の基板の裏面を保持する保持部と、
前記保持部が前記第１の基板を保持した状態で、前記レーザ吸収層に対して、前記第２の基板の裏面側からレーザ光をパルス状に照射するレーザ照射部と、
前記保持部を回転させる回転機構と、
前記保持部を径方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記移動機構及び前記レーザ照射部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記保持部の回転と、前記保持部の径方向の移動を交互に行い、前記レーザ吸収層に対して円環状に前記レーザ光を照射するように、前記回転機構、前記移動機構及び前記レーザ照射部を制御する、基板処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理方法、基板処理装置及び基板処理システムに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体装置の製造方法が開示されている。かかる半導体装置の製造方法は、半導体基板の裏面よりＣＯ
２
レーザを照射して剥離酸化膜を局所的に加熱する加熱工程と、剥離酸化膜中、及び／又は剥離酸化膜と半導体基板との界面において剥離を生じさせて、半導体素子を転写先基板に転写させる転写工程と、を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－２２０７４９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、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、第２の基板の表面に形成されたデバイス層を第１の基板に適切に転写する。
【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において、前記第２の基板に形成されたデバイス層を前記第１の基板に転写する方法であって、前記第１の基板には、第１の表面膜が形成され、前記第２の基板には、レーザ吸収層、ＳｉＧｅ膜、Ｓｉ膜、第２のデバイス層及び第２の表面膜が表面側からこの順で形成され、前記第１の基板と前記第２の基板は、前記第１の表面膜と前記第２の表面膜が接合され、前記レーザ吸収層に対して、前記第２の基板の裏面側からレーザ光をパルス状に照射することと、前記レーザ吸収層と前記第２の基板との界面において、前記第２の基板を前記第１の基板から剥離して、前記第２のデバイス層と前記第２の表面膜を前記第１の基板に転写することと、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
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、第２の基板の表面に形成されたデバイス層を第１の基板に適切に転写することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
パルス波と連続波を用いた場合のレーザ光のパワーを比較した説明図である。
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概略を示す側面図である。
ウェハ処理システムの構成の概略を模式的に示す平面図である。
本実施形態にかかるレーザ照射装置の構成の概略を示す側面図である。
本実施形態にかかるレーザ照射装置の構成の概略を示す平面図である。
本実施形態においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
本実施形態においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
本実施形態の変形例においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
レーザ吸収層から第２のウェハを剥離する様子を示す説明図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射部の構成の概略を模式的に示す説明図である。
他の実施形態において音響光学変調器でレーザ光の周波数を変更する様子を示す説明図である。
他の実施形態において音響光学変調器でレーザ光の周波数を変更する様子を示す説明図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射部の構成の概略を模式的に示す説明図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射部の構成の概略を模式的に示す説明図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射装置の構成の概略を示す側面図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射装置の構成の概略を示す平面図である。
他の実施形態においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
他の実施形態においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
他の実施形態においてレーザ吸収層にレーザ光を照射する様子を示す説明図である。
他の実施形態にかかるレーザ照射装置の構成の概略を示す側面図である。
ガイド部の構成の概略を示す側面図である。
保持部材の構成の概略を示す側面図である。
ガイド部と保持部材の構成の概略を示す平面図である。
他の実施形態において第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写する様子を示す説明図である。
他の実施形態において第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写する様子を示す説明図である。
他の実施形態において第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写する様子を示す説明図である。
他の実施形態において第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写する様子を示す説明図である。
他の実施形態において第２のウェハの表面に形成されたデバイス層を第１のウェハに転写する様子を示す説明図である。
他の実施形態における重合ウェハの構成の概略を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
近年、ＬＥＤの製造プロセスにおいては、レーザ光を用いてサファイア基板からＧａＮ（窒化ガリウム）系化合物結晶層（材料層）を剥離する、いわゆるレーザリフトオフが行われている。このようにレーザリフトオフが行われる背景には、サファイア基板が短波長のレーザ光（例えばＵＶ光）に対して透過性を有するため、吸収層に対して吸収率の高い短波長のレーザ光を使用することができ、レーザ光についても選択の幅が広いことが挙げられる。
【０００９】
一方、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、一の基板（半導体などのシリコン基板）の表面に形成されたデバイス層を他の基板に転写することが行われる。シリコン基板は、一般的にＮＩＲ（近赤外線）の領域のレーザ光に対しては透過性を有するが、吸収層もＮＩＲのレーザ光に対して透過性を有するため、デバイス層が損傷を被るおそれがある。そこで、半導体デバイスの製造プロセスにおいてレーザリフトオフを行うためには、ＦＩＲ（遠赤外線）の領域のレーザ光を使用する。
【００１０】
一般的には、例えばＣＯ
２
レーザにより、ＦＩＲの波長のレーザ光を使用することができる。上述した特許文献１に記載の方法では、剥離酸化膜にＣＯ
２
レーザを照射することで、剥離酸化膜と基板の界面において剥離を生じさせている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許