半导体制造装置及半导体装置的制造方法与流程

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术半导体制造装置及半导体装置的制造方法1.[相关申请的参考][0002]本技术享有以日本专利申请案2021-072536号(申请日：2021年4月22日)为基础申请案的优先权。本技术通过参考该基础申请而包含基础申请的所有内容。技术领域[0003]本实施方式涉及一种半导体制造装置及半导体装置的制造方法。背景技术：[0004]业界正在开发一种将形成有半导体元件的多个衬底贴合的混合键合(hybrid bonding)技术。在混合键合技术中，将多个衬底贴合后，为了抑制衬底的碎屑，而执行去除衬底的外周部(周缘部)的一部分的修整步骤。[0005]然而，当修整步骤后元件层残存在衬底的外周部时，有可能会在之后的研磨步骤及cmp(chemical mechanical polishing，化学机械研磨)步骤等中，元件层从衬底剥离而成为碎屑或灰尘的原因。技术实现要素：[0006]本发明所要解决的问题是，提供一种能够抑制在衬底的外周部的修整步骤后产生的碎屑或灰尘的半导体制造装置及半导体装置的制造方法。[0007]本实施方式的半导体制造装置具备第1激光照射部、第2激光照射部及分离部。第1激光照射部在包含相互接合的第1衬底与第2衬底的接合衬底的外周部，从第1衬底侧向第1衬底的内部照射第1激光而形成改质层。第2激光照射部从第2衬底侧向位于第1衬底与第2衬底之间且设置在第2衬底的材料层照射第2激光，将第2衬底与材料层之间剥离。分离部将第1衬底的外周部及材料层的外周部从接合衬底的外周部分离。附图说明[0008]图1是表示第1实施方式的半导体制造装置的构成例的俯视图。[0009]图2是表示改质层形成单元的构成例的示意剖视图。[0010]图3是表示剥离层形成单元的构成例的示意剖视图。[0011]图4是表示第1实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0012]图5是继图4之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0013]图6是继图5之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0014]图7是继图6之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0015]图8是表示第2实施方式的半导体制造装置的构成例的俯视图。[0016]图9是表示改质层剥离层形成单元的构成例的示意剖视图。[0017]图10是表示第2实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0018]图11是继图10之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0019]图12是表示第3实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0020]图13是继图12之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0021]图14是继图13之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0022]图15是继图14之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0023]图16是继图15之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0024]图17是继图16之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0025]图18是继图17之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0026]图19是继图18之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0027]图20是继图19之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0028]图21是继图20之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0029]图22是继图21之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0030]图23是继图22之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0031]图24是继图23之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0032]图25是继图24之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0033]图26是继图25之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0034]图27是继图26之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0035]图28是继图27之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0036]图29是继图28之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0037]图30是继图29之后，表示半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。具体实施方式[0038]以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式并不对本发明进行限定。附图是示意图或概念图，各部分的比率等未必与实际的比率等相同。在说明书及附图中，对与关于已出现的附图所描述的元件相同的元件标注相同符号，并适当省略详细说明。[0039](第1实施方式)[0040]图1是表示第1实施方式的半导体制造装置100的构成例的俯视图。半导体制造装置100具备负载埠14、待机埠15、第1机械手16、第2机械手17、翻转机构18、改质层形成单元19、剥离层形成单元20、分离单元21及清洗单元22。[0041]在负载埠14，安放着收容接合衬底5的晶圆盒。待机埠15是暂时载置后续应处理的接合衬底5或处理后的接合衬底5的区域。第1机械手16使接合衬底5在负载埠14的晶圆盒与待机埠15之间移动。第2机械手17具有吸附接合衬底5并使该接合衬底5上下翻转的翻转机构18。[0042]接合衬底5是包含相互接合的第1衬底2与第2衬底4的衬底。第1衬底2及第2衬底4例如是硅衬底等半导体衬底。在第1衬底2的表面，例如形成着存储单元阵列(未图示)等半导体元件。存储单元阵列可为三维地配置了存储单元的立体型存储单元阵列。在第2衬底4的表面，例如形成着cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)电路(未图示)等半导体元件。cmos电路例如可为控制第1衬底2的存储单元阵列的控制器。[0043]改质层形成单元19具备保持接合衬底5的第1载台23、及向接合衬底5照射第1激光的第1激光照射部24。剥离层形成单元20具备保持接合衬底5的第2载台25、及向接合衬底5照射第2激光的第2激光照射部26。分离单元21具备第3载台27及分离刀片11。第3载台27保持接合衬底5。分离刀片11形成为圆盘状，插入到第1衬底2与第2衬底4之间，使接合衬底5中的第1衬底2(参考图6)的外周部从接合衬底5分离。清洗单元22具备保持接合衬底5的第4载台29及双流体清洗机构30。[0044]图2是表示改质层形成单元19的构成例的示意剖视图。改质层形成单元19具备第1载台23及第1激光照射部24。[0045]第1载台23构成为，能够保持接合衬底5，且能够如箭头a所示地以轴为中心进行旋转。[0046]第1激光照射部24构成为能够移动至第1载台23上的接合衬底5的外周部，从接合衬底5的z方向上方将第1激光7照射至接合衬底5的外周部。第1激光7是被接合衬底5的第1衬底2(例如硅衬底)吸收的波长的激光。[0047]图3是表示剥离层形成单元20的构成例的示意剖视图。剥离层形成单元20具备第2载台25及第2激光照射部26。[0048]第2载台25构成为，能够保持接合衬底5，且能够如箭头a所示地以轴为中心进行旋转。[0049]第2激光照射部26构成为能够移动至第2载台25上的接合衬底5的外周部，从接合衬底5的z方向上方将第2激光9照射至接合衬底5的外周部。也就是说，第1及第2激光照射部24、26从同一方向(z方向)对接合衬底5分别照射第1及第2激光7、9。第2激光9是透过接合衬底5的第2衬底4(例如硅衬底)，且由第1衬底2与第2衬底4之间所设置的元件层的至少一层(例如氧化硅膜)所吸收的波长的激光。[0050]存储单元阵列在第1衬底2上由氧化硅膜等绝缘膜所被覆。cmos电路在第2衬底4上由氧化硅膜等绝缘膜所被覆。该绝缘膜例如使用氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜或碳氮化硅膜等任一绝缘膜。另外，以下也将构成存储单元阵列、cmos电路等半导体元件的元件层以及被覆半导体元件的绝缘膜统称为材料层。[0051]图4～图7是表示第1实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。另外，相对于载台23、25的搭载面垂直的方向为z方向。此外，将载台23、25的搭载面内的一方向设为x方向，将相对于x方向垂直的方向设为y方向。[0052]首先，图1的半导体制造装置100的第1机械手16将接合衬底5从晶圆盒14取出，将该接合衬底5载置在待机埠15。其次，第2机械手17将接合衬底5从待机埠15载置在改质层形成单元19的第1载台23上。接合衬底5以第1衬底2成为z方向上方的方式载置在第1载台23上。在改质层形成单元19中，如图4所示，第1载台23以第1衬底2成为z方向之上的方式保持接合衬底5。[0053]其次，如图4所示，第1激光照射部24从第1衬底2侧将第1激光7照射至第1衬底2的外周部，而在第1衬底2的内部形成改质层8。改质层8以沿第1衬底2的厚度方向(z方向)延伸的方式形成。此时，第1载台23使接合衬底5沿图2的箭头a的方向旋转，由此，遍及第1衬底2的整个外周部而在第1衬底2内形成改质层8。[0054]其次，第2机械手17将接合衬底5从第1载台23拿起，通过翻转机构18使接合衬底5翻转，并载置在剥离层形成单元20的第2载台25。接合衬底5以第2衬底4成为上方的方式翻转而保持在第2载台25上。[0055]其次，如图5所示，第2激光照射部26从第2衬底4侧照射第2激光9，从第2衬底4侧向位于第1衬底2与第2衬底4之间且设置在第2衬底4的材料层3照射第2激光9。由此，第2衬底4的材料层3吸收第2激光9而被加热，将第2衬底4与材料层3之间或材料层3内的膜间剥离而形成剥离层10。此时，第2载台25使接合衬底5沿图2的箭头a的方向旋转，并使第2激光照射部26沿x轴方向移动，由此，遍及第2衬底4的整个外周部而形成剥离层10。[0056]其次，图1的第2机械手17将接合衬底5从第2载台25拿起，通过翻转机构18使接合衬底5翻转，并载置在分离单元21的第3载台27。接合衬底5以第1衬底2再次成为上方的方式翻转而保持在第3载台27上。[0057]其次，如图6所示，使圆盘状分离刀片11沿箭头b方向旋转着插入到第1衬底2与第2衬底4之间而施加应力。此时，在第1衬底2的外周部，改质层8断裂，并且将第2衬底4与材料层3之间的剥离层10拉离。由此，如图7所示，第1衬底2的外周部2a、第1衬底2上的材料层1的外周部1a、及第2衬底4上的材料层3的外周部3a从接合衬底5分离而被去除。此时，第2衬底4的外周部4a照原样残存，但其上的材料层1、3的外周部1a、3a的全部或至少一部分被去除。也就是说，在外周部中，材料层1、3所包含的绝缘膜(例如氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜或碳氮化硅膜等)及配线结构与第1衬底2的外周部一起被去除。[0058]其次，第2机械手17将接合衬底5从第3载台27拿起，载置在清洗单元22的第4载台29上。在清洗单元22中，双流体清洗机构30清洗接合衬底5。然后，使第4载台29旋转，进行干燥。[0059]然后，第2机械手17将接合衬底5从第4载台29拿起，载置在图1的待机埠15。第1机械手16将接合衬底5从待机埠15放回到晶圆盒14。[0060]另外，在本实施方式中，是在形成改质层8后形成剥离层10，但也可在形成剥离层10后形成改质层8。也就是说，在本实施方式中，是在第1激光照射部24将第1激光7照射至接合衬底5后，第2激光照射部26将第2激光9照射至接合衬底5。然而，也可使该顺序颠倒，在第2激光照射部26将第2激光9照射至接合衬底5后，第1激光照射部24将第1激光7照射至接合衬底5。[0061]此外，之后，在研磨步骤中研磨(背面研磨)第1衬底2。进而，在去除了第2衬底4的外周部4a后，也研磨第2衬底4。由此，材料层1及材料层3形成为相互接合的半导体装置。接合衬底5经切割而单片化为多个半导体芯片。材料层1的元件层(例如存储单元阵列)与材料层3的元件层(例如cmos电路)在材料层1与材料层3的接合面电连接。[0062]如上所述，在本实施方式中，从接合衬底5的第1衬底2侧照射第1激光7，在第1衬底2的外周部内部形成沿z方向延伸的改质层8。然后，从第2衬底4侧照射第2激光9，在第2衬底4与材料层3之间或材料层3内部的膜间，形成沿x或y方向延伸的剥离层10。然后，使第1衬底2的外周部2a从改质层8分离，且使材料层1的外周部1a及材料层3的外周部3a的至少一部分沿剥离层10从第2衬底4分离。由此，不仅能够从接合衬底5的外周部去除第1衬底2，还能够去除元件层或绝缘膜等材料层。也就是说，预先将第1衬底2的外周部以及第1衬底2与第2衬底4之间的材料层从接合衬底5的外周部除去。因此，能够抑制在之后的研磨步骤、cmp步骤等处理步骤中的接合衬底5的外周部的碎屑或从接合衬底5的外周部产生的灰尘。[0063]此外，根据本实施方式，第2激光9从与照射第1激光7的第1衬底2为相反侧的第2衬底4照射。在第2衬底4的表面，设置着具有50nm以上的厚度的氧化硅膜等绝缘膜，而未设置半导体元件等元件层。因此，第2激光9被材料层3吸收，而加热材料层3。由此，材料层3变得容易从第2衬底4的表面剥离，或者，材料层3内的膜间变得容易被剥离。其结果为，剥离层10变得容易形成在材料层3与第2衬底4之间或材料层3内的膜间，变得容易将第1衬底2的外周部以及第1衬底2与第2衬底4之间的材料层从接合衬底5的外周部去除。[0064](第2实施方式)[0065]图8是表示第2实施方式的半导体制造装置100的构成例的俯视图。图9是表示改质层剥离层形成单元31的构成例的示意剖视图。根据第2实施方式，第2机械手17不具有翻转机构18，改质层形成单元19与剥离层形成单元20构成为1个共通的改质层剥离层形成单元31。也就是说，在第2实施方式中，不使接合衬底5翻转，而在改质层剥离层形成单元31中，在接合衬底5连续或同时地形成改质层8及剥离层10。[0066]改质层剥离层形成单元31具备载台32、第1激光照射部24及第2激光照射部26。[0067]载台32构成为，能够保持接合衬底5，且能够如箭头a所示地以轴为中心进行旋转。第1激光照射部24如上所述地构成为能够移动至接合衬底5的外周部，从接合衬底5的z方向上方将第1激光7照射至接合衬底5的外周部。第2激光照射部26构成为能够移动至接合衬底5的外周部，从接合衬底5的z方向下方将第2激光9照射至接合衬底5的外周部。[0068]载台32具有比接合衬底5的直径小的直径，以接合衬底5的整个外周部从载台32的外缘突出的方式保持该接合衬底。例如，接合衬底5的外径为约300mm，载台32的外径为约280mm。在这种情况下，接合衬底5的外周部从载台32伸出约20mm。由此，第1及第2激光照射部24、26能够在接合衬底5保持在同一载台32的状态下，将第1及第2激光7、9从彼此相反之方向分别照射至接合衬底5的正面及背面。[0069]第1激光照射部24从接合衬底5的第1衬底2侧照射第1激光7。第2激光照射部26从接合衬底5的第2衬底4侧照射第2激光9。[0070]另外，第1及第2激光照射部24、26也可将第1及第2激光7、9照射至x-y面内的大致同一位置。也就是说，第1及第2激光照射部24、26也可相互对向，在从z方向观察时大致重叠。然而，第1及第2激光照射部24、26未必一定要将第1及第2激光7、9照射至x-y面内的同一位置，也可沿接合衬底5的圆周方向错开地照射。即便将第1及第2激光照射部24、26沿接合衬底5的圆周方向错开地配置，也会因载台32使接合衬底5沿箭头a方向旋转，而在结果上改质层8及剥离层10形成在接合衬底5的外周部。[0071]此外，第1及第2激光照射部24、26也可同时将第1及第2激光7、9照射至接合衬底5。在这种情况下，改质层8及剥离层10同时形成在接合衬底5的外周部。因此，改质层8及剥离层10能够在短时间内形成。另一方面，第1及第2激光照射部24、26也可在不同的时点将第1及第2激光7、9照射至接合衬底5。例如，也可如下所述般，先由第1激光照射部24将第1激光7照射至接合衬底5的外周部，而在接合衬底5形成改质层8。接着(连续地)，再由第2激光照射部26将第2激光9照射至接合衬底5的外周部，而在接合衬底5形成剥离层10。[0072]另外，也可将接合衬底5上下颠倒地载置在载台32上，与之相对应地，将第1激光照射部24与第2激光照射部26的位置颠倒。即便如此，也能够实现第1激光7从第1衬底2侧照射而在第1衬底2的内部形成改质层8。也能够实现第2激光9从第2衬底4侧照射，将第2衬底4与材料层3之间或材料层3内的膜间剥离，从而形成剥离层10。[0073]在第2实施方式中，不需要翻转机构18。因此，能够将装置100的成本抑制得较低。改质层形成单元19与剥离层形成单元20共通化为1个改质层剥离层形成单元31。因此，能够进一步抑制装置100的成本，且能够使装置100的整体尺寸小型化。第2实施方式的其它构成可与第1实施方式的对应构成相同。由此，第2实施方式也能够获得与第1实施方式相同的效果。[0074]图10及图11是表示第2实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。[0075]首先，图8的半导体制造装置100的第1机械手16将接合衬底5从晶圆盒14取出，并将该接合衬底5载置在待机埠15。其次，第2机械手17将接合衬底5从待机埠15载置在改质层剥离层形成单元31的载台32上。接合衬底5以第1衬底2成为z方向上方的方式载置在载台32上。在改质层剥离层形成单元31中，如图10所示，载台32将接合衬底5以第1衬底2成为z方向之上的方式保持。载台32具有比接合衬底5的直径小的直径。因此，第1及第2激光照射部24、26能够将第1及第2激光7、9分别从彼此相反之方向照射至从载台32的外缘突出的接合衬底5的外周部。[0076]其次，如图10所示，第1激光照射部24从第1衬底2侧将第1激光7照射至第1衬底2的外周部，而在第1衬底2的内部形成改质层8。改质层8以沿第1衬底2的厚度方向(z方向)延伸的方式形成。[0077]此时，第1载台23使接合衬底5沿图9的箭头a的方向旋转，由此，遍及第1衬底2的整个外周部而在第1衬底2内形成改质层8。[0078]其次，保持着将接合衬底5载置在载台32上的状态，而由第2激光照射部26从第2衬底4侧照射第2激光9。第2激光照射部26从第2衬底4侧向位于第1衬底2与第2衬底4之间且设置在第2衬底4的材料层3照射第2激光9。由此，使第2衬底4的材料层3的内部吸收第2激光9而进行加热，将第2衬底4与材料层3之间或材料层3内的膜间剥离，而形成剥离层10。[0079]然后，经过参考图6及图7而说明的步骤，从接合衬底5使外周部12的一部分(第1衬底2的外周部2a、第1衬底2上的材料层1的外周部1a、及第2衬底4上的材料层3的外周部3a)从接合衬底5分离而去除。因此，第2实施方式能够获得与第1实施方式相同的效果。[0080]另外，也可将接合衬底5上下颠倒地载置在载台32上，与之相对应地，将第1激光照射部24与第2激光照射部26的位置颠倒。即便如此，也能够实现第1激光7从第1衬底2侧照射而在第1衬底2的内部形成改质层8。也能够实现第2激光9从第2衬底4侧照射，将第2衬底4与材料层3之间或材料层3内的膜间剥离，从而形成剥离层10。[0081]此外，在不同的时点照射第1及第2激光7、9的情况下，可在第1激光照射部24将第1激光7照射至接合衬底5后，由第2激光照射部26将第2激光9照射至接合衬底5。但是，该顺序也可颠倒。也就是说，也可在第2激光照射部26将第2激光9照射至接合衬底5后，由第1激光照射部24将第1激光7照射至接合衬底5。[0082]此外，第1及第2激光照射部24、26也可将第1及第2激光7、9同时照射至接合衬底5。由此，有助于缩短改质层8及剥离层10的形成时间。[0083]进而，在第2实施方式中，不需要使接合衬底5翻转的步骤。因此，能进一步缩短改质层8及剥离层10的形成时间。[0084](第3实施方式)[0085]图12～图30是表示第3实施方式的半导体装置的制造方法的一例的概略剖视图。第3实施方式是将第1或第2实施方式应用于存储器芯片的实施方式。在图12～图28中，主要示出第2衬底4的外周部结构的制造步骤。[0086]另外，在第3实施方式中，第2衬底4上的材料层3优选不具有设置在第2衬底4表面的半导体元件等元件层的绝缘膜。例如，在材料层3为氧化硅膜的情况下，材料层3的厚度优选50nm以上。由此，第2激光9不被元件层反射而容易被材料层3吸收，图11的剥离层10变得容易形成在材料层3与第2衬底4之间或材料层3内的膜间。也就是说，材料层3能够作为第2激光9的吸收层而有效地发挥作用。材料层3可具有设置在第2衬底4上方的上层配线结构。其原因在于，第2激光9能够充分地被上层配线结构与第2衬底4之间的材料层3(例如氧化硅膜)吸收。以下，对半导体装置的制造方法进行说明。[0087]首先，如图12所示，在第2衬底4(例如硅衬底)上，依序积层栅极绝缘膜(例如氧化硅膜)33、栅极电极膜(例如多晶硅膜)34、绝缘膜(例如氮化硅膜)35。栅极绝缘膜33的厚度例如为约10nm，栅极电极膜34的厚度例如为约90nm，绝缘膜35的厚度例如为约30nm。[0088]其次，如图13所示，使用光刻技术，在绝缘膜35上涂布抗蚀膜36，去除元件分离形成区域37的抗蚀膜36。此时，使抗蚀膜36残置在第2衬底4的外周部(材料层形成区域)38。[0089]其次，如图14所示，将抗蚀膜36用作掩模，通过rie(reactive ion etching，反应性离子蚀刻)等蚀刻技术，对绝缘膜35、栅极电极膜34、栅极绝缘膜33及第2衬底4进行加工。由此，在元件分离形成区域37形成沟槽39。沟槽39的深度例如为约350nm。[0090]在去除抗蚀膜36后，将绝缘膜(例如氧化硅膜)沉积在沟槽39内，使用cmp(chemical mechanical polishing)法研磨该绝缘膜。由此，如图15所示，在沟槽39内嵌埋绝缘膜，形成元件分离结构40。此处，在第2衬底4的外周部(材料层形成区域)38，未形成元件分离结构40。由此，变得容易剥离通过之后的步骤所形成的材料层3与第2衬底4之间，变得容易形成剥离层10。[0091]其次，如图16所示，去除绝缘膜35。其次，如图17所示，在栅极电极膜34上，积层金属硅化物膜(例如钨硅化物(wsi)膜)41及顶盖绝缘膜42(例如氮化硅膜)。金属硅化物膜41在之后与栅极电极膜34一起加工为栅极电极。金属硅化物膜41的厚度例如为约90nm。顶盖绝缘膜42的厚度例如为50nm。[0092]其次，使用光刻技术，在顶盖绝缘膜42上涂布抗蚀膜43，而将除了栅极电极形成区域以外的抗蚀膜43去除。由此，如图18所示，抗蚀膜43加工为构成cmos电路的晶体管的栅极电极的图案。此时，也将第2衬底4的外周部(材料层形成区域)38的抗蚀膜43去除。[0093]其次，如图19所示，将抗蚀膜43用作掩模，通过rie等蚀刻技术，将顶盖绝缘膜42、金属硅化物膜41及栅极电极膜34加工为栅极电极的图案。由此，金属硅化物膜41及栅极电极膜34形成为栅极电极。以下，也将金属硅化物膜41及栅极电极膜34统称为栅极电极34、41。[0094]在去除抗蚀膜43后，如图20所示，将间隔层45的材料(例如氧化硅膜)沉积在第2衬底4的上方。间隔层45的材料的厚度例如为约40nm。[0095]其次，使用蚀刻技术，对间隔层45的材料进行回蚀(etching back)，如图21所示，在栅极电极34、41的侧面残置间隔层45。其次，将顶盖绝缘膜42及间隔层45用作掩模，通过蚀刻技术加工栅极绝缘膜33的材料。由此，如图21所示，栅极绝缘膜33残置在栅极电极34、41及间隔层45之下。此处，在外周部(材料层形成区域)38，未形成栅极电极34、41等元件结构。[0096]其次，将间隔层45及顶盖绝缘膜42用作掩模，导入杂质，形成源极、漏极层(未图示)。[0097]其次，如图22所示，在第2衬底4的上方积层绝缘膜47、48。绝缘膜(衬垫层)47例如使用氮化硅膜，其厚度例如为约30nm。绝缘膜48例如使用氧化硅膜，其厚度例如为约500nm。[0098]其次，在使用cmp法等而使绝缘膜48平坦化后，将绝缘膜49沉积在绝缘膜48上。绝缘膜49例如使用氧化硅膜，其厚度例如为约200nm。[0099]其次，如图22所示，使用光刻技术在绝缘膜49上涂布抗蚀膜50，去除接点形成区域51的抗蚀膜50。此时，残置外周部(材料层形成区域)38的抗蚀膜50。[0100]其次，如图23所示，将抗蚀膜50用作掩模，通过rie等蚀刻技术，加工绝缘膜49、48，形成接触孔52。在去除抗蚀膜50后，将绝缘膜49用作掩模，通过rie等蚀刻技术，进一步蚀刻接触孔52底部的绝缘膜47及顶盖绝缘膜42。由此，如图23所示，接触孔52到达第2衬底4或栅极电极34、41。通过去除抗蚀膜50，而获得图24所示的结构。[0101]其次，如图25所示，使用光刻技术，涂布抗蚀膜53，去除配线形成区域54的抗蚀膜53。[0102]其次，如图26所示，将抗蚀膜53用作掩模，通过rie等蚀刻技术，加工绝缘膜49的上部(例如从绝缘膜49的上表面到100nm的部分)，形成沟槽55。沟槽55通过接触孔52上，例如沿图25的纸面垂直方向延伸。[0103]在去除抗蚀膜53后，以嵌埋接触孔52及沟槽55的方式形成金属膜(例如钨膜)。其次，使用cmp法，研磨金属膜直到绝缘膜49的表面露出。由此，如图27所示，形成接点56及配线层57。此时，在外周部(材料层形成区域)38中，第2衬底4上的绝缘膜48、49中未设置配线层57的区域58作为吸收第2激光9的材料层(吸收层)发挥作用。吸收层58的厚度例如为340nm。吸收层58与第2衬底4之间，仅存在衬垫层47。[0104]其次，如图28所示，在绝缘膜49及配线层57上形成上层配线结构59。[0105]像这样，在第2衬底4上，形成材料层3。材料层3在第2衬底4的中心区域中具有构成cmos电路的元件层(栅极绝缘膜33、栅极电极34、金属硅化物膜41)。另一方面，在外周部38中，材料层3不包含元件层，形成绝缘膜47～49、配线层57及上层配线结构59。尤其是在材料层3中位于第2衬底4正上方的吸收层58，不仅未设置元件层，也未设置配线层57及上层配线结构59。因此，吸收层58如果包含50nm以上的相对较厚的氧化硅膜等绝缘膜，则能够高效率地吸收第2激光9。[0106]与第2衬底4分开地，在第1衬底2，形成材料层1。材料层1包含存储单元阵列60、上层配线结构61。关于其理由将在下文叙述。另外，关于材料层1的形成步骤的详细说明，此处省略。[0107]如图29所示，第1衬底2与第2衬底4通过接合面64、65接合。在接合面64，露出了第1衬底2的上层配线结构61的配线层。在接合面65，露出了第2衬底4的上层配线结构59的配线层。在将接合面64、65贴合时，使上层配线结构61的配线层与上层配线结构50的配线层接合。由此，第1衬底2的存储单元阵列60与第2衬底4的cmos电路电连接。通过将第1衬底2与第2衬底4贴合，形成接合衬底5。[0108]此时，第1及第2衬底2、4的外缘以某一曲率蜷曲。此外，材料层1、3的外周部38具有第1及第2衬底2、4的外缘的周缘部及由cmp的过度研磨等形成的未接合区域(塌边区域)66。因此，在外周部38，产生未通过接合面接合的未接合区域66。为了去除这种未接合区域66，进行接下来的修整步骤。[0109]其次，按照第1或第2实施方式进行激光修整步骤。例如，第1激光照射部24从第1衬底2侧照射第1激光7，在第1衬底2的外周部38形成改质层8。第2激光照射部26从第2衬底4侧照射第2激光9，在第2衬底4与材料层3的吸收层58之间形成剥离层10。然后，在第1衬底2与第2衬底4之间插入分离刀片11，施加应力，在改质层8及剥离层10处断裂。外周部38中的第1衬底2、材料层1、3分离。由此，第2衬底4的外周部残置，但外周部38中的第1衬底2、材料层1、3从接合衬底5被去除。[0110]此处，通过修整而去除的修整区域67被设定为包含第1及第2衬底2、4的端部的周缘部及未接合区域66且属于外周部38的区域。也就是说，如图30所示，在x方向(接合衬底5的径向)上，修整区域67的长度比未接合区域66长，且比外周部38短。例如，第1及第2衬底2、4的周缘部及未接合区域66是从接合衬底5的一端到内侧为约2.0mm的区域。外周部(材料层形成区域)38是从接合衬底5的一端到内侧为3.0mm的区域。修整区域67是从接合衬底5的一端到内侧为2.5mm的区域。[0111]然后，虽未图示，有时会在研磨步骤及cmp步骤中使第1衬底2薄化后，形成电极，并在其上形成半导体元件结构。在修整步骤中，去除了外周部38的材料层1、3，因此能够抑制研磨步骤及cmp步骤中碎屑或灰尘的产生。[0112]此外，元件分离结构40不设置在第2衬底4的外周部38。由此，第2衬底4与材料层3之间的界面变得容易剥离，而容易形成剥离层10。因此，能够抑止材料层1、3残留在修整区域67。[0113]此外，在外周部38的材料层内，设置着没有元件层及配线层的吸收层58(也就是绝缘膜48、49)。由此，能够提高第2激光9的吸收效率，促进剥离层10的形成。由此，能够抑止材料层1、3残留在修整区域67。[0114]为了吸收形成剥离层10所需要的能量，吸收层58的厚度优选50nm以上的厚度。优选在第2衬底4与吸收层58之间不存在反射第2激光9的膜，例如金属膜。此外，优选在吸收层58及第2衬底4与吸收层58之间，不形成图案，以防止第2激光9的散射。也就是说，优选吸收层58成为沿着第2衬底4表面的平坦膜的单层膜或积层膜。为了使制造步骤简化，优选吸收层58由能够与半导体结构的层间绝缘膜同时形成的材料形成。例如，优选吸收层58(也就是绝缘膜48、49)包含氧化硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜、碳氮化硅膜等材料。[0115]进而，在本实施方式中，优选吸收层58设置在形成cmos电路的第2衬底4。如果要在具有立体型存储单元阵列60的第1衬底2设置吸收层58，就需要在外周部38中去除存储单元阵列。在这种情况下，会在外周部38与存储单元阵列60之间的交界产生1μm以上的较大阶差，由于cmp步骤的过度研磨等，未接合区域(塌边区域)66会扩大。其结果为，有可能会需要进行修整区域67的扩张。因此，优选吸收层58设置在第2衬底4，且优选第2激光9从第2衬底4侧照射。[0116]所述实施方式也能够应用于cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。[0117]对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明主旨的范围内，进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨中，同样也包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围中。[0118][符号的说明][0119]10ꢀꢀꢀ半导体制造装置[0120]18ꢀꢀꢀ翻转机构[0121]19ꢀꢀꢀ改质层形成单元[0122]20ꢀꢀꢀ剥离层形成单元[0123]21ꢀꢀꢀ分离单元[0124]22ꢀꢀꢀ清洗单元[0125]23ꢀꢀꢀ第1载台[0126]24ꢀꢀꢀ第1激光照射部[0127]25ꢀꢀꢀ第2载台[0128]26ꢀꢀꢀ第2激光照射部[0129]5ꢀꢀꢀꢀ接合衬底。









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