发明名称 样本分离设备及方法与基板制造方法
摘要 本发明提供以高产率分离具有多孔层的黏结基板堆叠的技术。分离设备(100)具有一对基板固持部份(270,280)。黏结基板堆叠(50)被基板固持部份(270,280)从上方及下方侧夹住及水平固持并且旋转。喷射流从喷嘴(260)喷出且喷入至黏结基板堆叠(50)的多孔层内,因而将黏结基板堆叠(50)于多孔层处分离成二基板。另一分离设备(5000)具有一对基板固持部份(270,280),将一流体喷射至黏结基板堆叠(50)的多孔层的喷嘴(260),以及突然操作防止机构(4000),其在分离黏结基板堆叠(50)时防止下方基板固持部份(280)突然向下移动,但是容许其适度地移动。
申请公布号 TW484184 申请公布日期 2002.04.21
申请号 TW088119176 申请日期 1999.11.03
申请人 佳能股份有限公司 发明人 柳田一隆;近江和明;口清文
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种分离设备,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离设备包含:固持机构,用来在旋转样本之下将板状样本固持于水平状态;及喷射部份,用来将一流体喷射至由该固持机构固持的板状样本的分离层,以藉着流体于分离层处分离板状样本。2.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构包含一对样本固持机构,用来藉着从上方及下方侧夹住样本而固持板状样本。3.如申请专利范围第2项所述的分离设备,其中该对固持机构分别具有用来夹持板状样本的夹头机构。4.如申请专利范围第2项所述的分离设备,其中该对固持机构具有用来于轴向对板状样本施加压力的施力部份,并且固持被该施力部份施加有压力的板状样本。5.如申请专利范围第2项所述的分离设备,其中该对固持机构具有用来于轴向对板状样本施力的施力部份,并且固持被该施力部份施力的板状样本。6.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份使用弹簧的力于轴向压板状样本。7.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份使用由缸筒所产生的力于轴向压板状样本。8.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份使用流体压力于轴向压板状样本。9.如申请专利范围第2项所述的分离设备,其中该对样本固持机构的至少之一包含柏努利(Bernoulli)夹头。10.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份供应流体至板状样本的表面,并且使用流体对板状样本施加压力。11.如申请专利范围第10项所述的分离设备,其中由该施力部份供应至板状样本的表面的流体为液体。12.如申请专利范围第10项所述的分离设备,其中由该施力部份供应至板状样本的流体为气体。13.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该对样本固持机构的至少之一包含与板状样本接触以固持板状样本的固持构件,并且该施力部份经由该固持构件对板状样本施加压力。14.如申请专利范围第13项所述的分离设备,其中该施力部份使用流体压该固持构件,并且经由该固持构件对板状样本施加压力。15.如申请专利范围第14项所述的分离设备,其中由该施力部份供应至该固持构件的流体为液体。16.如申请专利范围第14项所述的分离设备,其中由该施力部份供应至该固持构件的流体为气体。17.如申请专利范围第2项所述的分离设备,其中该对样本固持机构的至少之一包含与板状样本接触以固持板状样本的固持构件,以及用来支撑该固持构件的柏努利(Bernoulli)夹头。18.如申请专利范围第13项所述的分离设备,其中该施力部份使用磁力压该固持构件,并且经由该固持构件对板状样本施加压力。19.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份在固定该对样本固持机构的上方样本固持机构的铅垂位置之下从下方样本固持机构对板状样本施加压力。20.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份在固定该对样本固持机构的下方样本固持机构的铅垂位置之下从上方样本固持机构对板状样本施加压力。21.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份从该对样本固持机构的两者对板状样本施加压力。22.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份使用重物对板状样本施加压力。23.如申请专利范围第22项所述的分离设备,其中该施力部份使用多个重物来阶梯式地改变用来压板状样本的力。24.如申请专利范围第22项所述的分离设备,其中该施力部份在靠近板状样本的周边的部份要被分离时以相当小的力来压板状样本,而在靠近板状样本的中心的部份要被分离时以相当大的力来压板状样本。25.如申请专利范围第22项所述的分离设备,其中该施力部份在板状样本的分离的第一步骤以相当小的力来压板状样本,而在板状样本的分离的第二步骤以相当大的力来压板状样本。26.如申请专利范围第22项所述的分离设备,其中该施力部份压靠近板状样本的中心的部份。27.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份在靠近板状样本的周边的部份要被分离时以相当小的力来压板状样本,而在靠近板状样本的中心的部份要被分离时以相当大的力来压板状样本。28.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份在板状样本的分离的第一步骤以相当小的力来压板状样本,而在板状样本的分离的第二步骤以相当大的力来压板状样本。29.如申请专利范围第4项所述的分离设备,其中该施力部份压靠近板状样本的中心的部份。30.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构具有可将板状样本传递至一运送器机构及从运送器机构接收板状样本的结构,用来夹持板状样本的表面而固持样本。31.如申请专利范围第13项所述的分离设备,其中该固持机构包含凸出支撑部份,用来在板状样本的表面的预定部份与该固持构件的表面的预定部份之间形成间隙之下固持板状样本。32.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构固持板状样本的中心部份。33.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构包含用来固持板状样本的一表面的样本固持机构。34.如申请专利范围第33项所述的分离设备,其中该样本固持机构包含用来夹持板状样本的夹头机构。35.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该夹头机构夹持板状样本的多个部份。36.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该夹头机构夹持板状样本的周边部份。37.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该夹头机构夹持板状样本以使板状样本翘曲。38.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该固持机构具有可将板状样本与一运送器机构交换的结构,用来夹持板状样本的表面而固持样本。39.如申请专利范围第35项所述的分离设备,其中该样本固持机构包含于中心部份处的凸出支撑部份。40.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该夹头机构在靠近板状样本的周边的部份要被分离时夹持板状样本,而在靠近板状样本的中心的部份要被分离时不夹持板状样本。41.如申请专利范围第34项所述的分离设备,其中该夹头机构在板状样本的分离的第一步骤夹持板状样本,而在板状样本的分离的第二步骤不夹持板状样本。42.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构包含用来支撑板状样本的边缘部份的边缘部份支撑构件。43.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中该固持机构包含用来支撑板状样本的边缘部份的多个边缘部份支撑构件,以及用来旋转该多个边缘部份支撑构件的至少之一的旋转源,并且板状样本是藉着将旋转力从该旋转的边缘部份支撑构件传送至板状样本而旋转。44.如申请专利范围第42项所述的分离设备,其中该固持机构包含用来支撑该边缘部份支撑构件的机台,以及用来旋转该机台的旋转源,并且板状样本是藉着旋转该机台而旋转。45.如申请专利范围第42项所述的分离设备,其中该固持机构另外包含用来部份地支撑板状样本的下表面的凸出支撑部份。46.如申请专利范围第43项所述的分离设备,其中该固持机构另外包含用来部份地支撑板状样本的下表面的凸出支撑部份,该凸出支撑部份与放置在该支撑部份上的板状样本一起旋转。47.如申请专利范围第42项所述的分离设备,另外包含用来驱动该边缘部位支撑构件朝向板状样本的中心或外周边的驱动机构,并且当板状样本要被固持时,该边缘部份支撑构件被该驱动机构驱动朝向中心。48.如申请专利范围第42项所述的分离设备,其中该多个边缘部份支撑构件的每一个具有藉着黏结二锥形的底部部份而获得的形状。49.如申请专利范围第1项所述的分离设备,另外包含隔开机构,用来在板状样本分离成二样本之后将分离的板状样本互相隔开。50.如申请专利范围第49项所述的分离设备,其中该隔开机构将分离的板状样本于轴向隔开。51.如申请专利范围第49项所述的分离设备,其中该隔开机构将分离的板状样本于平面方向隔开。52.如申请专利范围第1项所述的分离设备,另外包含用来清洁正被分离的板状样本或是分离的板状样本的清洁部份。53.一种分离设备,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离设备包含:固持机构,用来在旋转样本之下将板状样本推压并固持于水平状态;及喷射部份,用来喷射流体至由该固持机构固持的板状样本的分离层,以藉着流体来于分离层处分离板状样本。54.如申请专利范围第53项所述的分离设备,另外包含用来在分离板状样本时扫瞄该喷射部份或板状样本的扫瞄部份。55.如申请专利范围第53项所述的分离设备,另外包含用来使该喷射部份绕平行于板状样本的轴线的轴线枢转的枢转部份。56.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中要被处理的板状样本具有成为分离层的易碎层。57.如申请专利范围第56项所述的分离设备,其中该易碎层为多孔层。58.如申请专利范围第56项所述的分离设备,其中该易碎层为微空腔层。59.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中要被处理的板状样本为半导体基板。60.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中要被处理的板状样本是藉着黏结第一基板与第二基板而形成,并且具有成为分离层的易碎层。61.如申请专利范围第1项所述的分离设备,其中要被处理的板状样本是藉着在第一半导体基板的表面上形成多孔层,在多孔层上形成非多孔层,以及将第二基板黏结于非多孔层而形成。62.一种分离系统,包含:如申请专利范围第1项所述的分离设备;及运送器自动机,用来将板状样本以水平状态传递至该分离设备,以及以水平状态接收由该分离设备所分离的板状样本。63.如申请专利范围第62项所述的分离系统,其中该运送器自动机在从下方侧支撑样本之下将板状样本传递至该分离设备。64.如申请专利范围第62项所述的分离系统,其中该运送器自动机在从下方侧支撑样本之下从该分离设备接收二分离的板状样本的下方板状样本。65.如申请专利范围第62项所述的分离系统,其中该运送器自动机在从上方侧支撑样本之下从该分离设备接收二分离的板状样本的上方板状样本。66.如申请专利范围第62项所述的分离系统,其中该分离系统另外包含用来将板状样本的中心对准于预定位置的定心设备,并且该运送器自动机从该定心设备接收板状样本以及将样本传递至该分离设备。67.如申请专利范围第62项所述的分离系统,其中该分离系统另外包含用来将板状样本旋转180度以转动样本的转动设备,并且该运送器自动机将由该分离设备分离的上方板状样本以水平状态传递至该转动设备。68.如申请专利范围第62项所述的分离系统,另外包含用来清洁及乾燥由该分离设备分离的板状样本的清洁/乾燥设备。69.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:藉着固持机构将板状样本固持于水平状态;在旋转由该固持机构固持的板状样本之下从一喷射部份喷射流体至板状样本的分离层,以使用流体于分离层处分离板状样本;及从该固持机构移去分离的板状样本。70.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:藉着固持机构压及固持板状样本于水平状态;从一喷射部份喷射流体至由该固持机构固持的板状样本的分离层,以使用流体于分离层处分离板状样本;及从该固持机构移去分离的板状样本。71.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备;藉着该分离设备来分离板状样本;及从该分离设备接收分离的板状样本。72.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至定心设备,并且藉着该定心设备将板状样本的中心对准于预定位置处;从该定心设备接收板状样本,并且将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;及从该分离设备接收分离的板状样本。73.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至定心设备,并且藉着该定心设备将板状样本的中心对准于预定位置处;从该定心设备接收板状样本,并且将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;从该分离设备接收二分离的板状样本的上方基板,将基板传递至转动设备,并且藉着该转动设备将板状样本旋转180度以转动基板;从该转动设备接收板状样本;及从该分离设备接收二分离的板状样本的下方基板。74.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至定心设备,并且藉着该定心设备将板状样本的中心对准于预定位置处;从该定心设备接收板状样本,并且将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;从该分离设备接收二分离的板状样本的上方基板,将基板传递至转动设备,并且藉着该转动设备将板状样本旋转180度以转动基板。从该转动设备接收板状样本,将样本传递至清洁/乾燥设备,并且藉着该清洁/乾燥设备来清洁及乾燥样本;及从该分离设备接收二分离的板状样本的下方基板,将基板传递至该清洁/乾燥设备,并且藉着该清洁/乾燥设备来清洁及乾燥基板。75.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;从该分离设备接收二分离的板状样本的上方基板,将基板传递至转动设备,并且藉着该转动设备将板状样本旋转180度以转动基板;从该转动设备接收板状样本;及从该分离设备接收二分离的板状样本的下方基板。76.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;从该分离设备接收二分离的板状样本的上方基板,将基板传递至转动设备,并且藉着该转动设备将板状样本旋转180度以转动基板;从该转动设备接收板状样本,将样本传递至清洁/乾燥设备,并且藉着该清洁/乾燥设备来清洁及乾燥样本;及从该分离设备接收二分离的板状样本的下方基板,将基板传递至该清洁/乾燥设备,并且藉着该清洁/乾燥设备来清洁及乾燥基板。77.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:将板状样本以水平状态传递至如申请专利范围第1项所述的分离设备,以藉着该分离设备来分离板状样本;及将分离的板状样本的每一个传递至清洁/乾燥设备,并且藉着该清洁/乾燥设备来清洁及乾燥样本。78.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:在以水平状态固持及旋转板状样本之下喷射一流体至板状样本的分离层,以使用流体在分离层处分离板状样本。79.一种分离方法,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离方法包含以下步骤:在以水平状态压及固持板状样本之下喷射一流体至板状样本的分离层,以使用流体在分离层处分离板状样本。80.一种基板制造方法,包含:制备步骤,将具有易碎层的第一基板黏结于第二基板而制备黏结基板堆叠;分离步骤,使用流体于易碎层处分离黏结基板堆叠;及去除步骤,去除在分离步骤之后存留在第二基板上的易碎层,其中分离步骤包含在以水平状态固持及旋转黏结基板堆叠之下喷射流体至黏结基板堆叠的易碎层,以使用流体于易碎层处分离黏结基板堆叠。81.一种基板制造方法,包含:制备步骤,将具有易碎层的第一基板黏结于第二基板而制备黏结基板堆叠;分离步骤,使用流体于易碎层处分离黏结基板堆叠;及去除步骤,去除在分离步骤之后存留在第二基板上的易碎层,其中分离步骤包含在以水平状态压及固持黏结基板堆叠之下喷射流体至黏结基板堆叠的易碎层,以使用流体于易碎层处分离黏结基板堆叠。82.一种分离设备,用来将具有分离层的板状样本于分离层处分离,该分离设备包含:固持机构,用来固持件板状样本;喷射部份,用来喷射流体至由该固持机构固持的板状样本,以使用流体于分离层处分离板状样本;及突然操作防止机构,用来在分离板状样本时在容许该固持机构适度移动之下防止该固持机构由于作用于板状样本的流体的力而突然移动。83.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中该突然操作防止机构包含阻尼器机构。84.如申请专利范围第82项所述的分离设备,另外包含旋转机构,用来在分离板状样本时绕垂直于该喷射部份的流体喷射方向的轴线旋转该固持机构。85.如申请专利范围第84项所述的分离设备,其中该突然操作防止机构与该固持机构同轴。86.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中该固持机构包含用来夹住及固持板状样本的一对样本固持部份,该对样本固持部份的至少之一可于垂直于该喷射部份的流体喷射方向的方向移动,并且该突然操作防止机构在分离板状样本时在容许该可移动的样本固持部份适度移动之下防止该可移动的样本固持部份突然移动。87.如申请专利范围第86项所述的分离设备,其中该突然操作防止机构包含:可移动部份,其与该可移动的样本固持部份接触地移动;及反应产生部份,用来对从该可移动的样本固持部份施加于该可移动部份的力产生反应。88.如申请专利范围第87项所述的分离设备,其中该可移动部份平滑地移动。89.如申请专利范围第87项所述的分离设备,其中该可移动部份包含活塞,该反应产生部份包含构成用来使压力作用在该活塞上的压力室的框架构件,并且该框架构件具有用来从该压力室排出流体的通道。90.如申请专利范围第89项所述的分离设备,其中该突然操作防止机构具有用来控制流经通道的流体的阀。91.如申请专利范围第89项所述的分离设备,其中该突然操作防止机构另外包含恢复机构,用来在分离板状样本时伸出缩回该框架构件内的该活塞,以及以流体同时充填该压力室。92.如申请专利范围第91项所述的分离设备,其中该恢复机构具有弹簧,并且该活塞是藉着弹簧的力而伸出以用流体充填该压力室。93.如申请专利范围第91项所述的分离设备,其中该恢复机构包含用来以流体充填该压力室的充填机构,并且该活塞是藉着利用该充填机构来以流体充填该压力室而伸出。94.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中该固持机构另外包含压机构,用来在固持板状样本时于垂直于该喷射部份的流体喷射方向的方向对板状样本施加压力。95.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中该分离装置另外包含驱动部份,用来改变从该喷射部份喷射的流体被注射至板状样本内的位置,并且板状样本在改变该位置之下分离。96.如申请专利范围第95项所述的分离设备,其中该驱动部份包含马达,用来绕垂直于该喷射部份的流体喷射方向的轴线旋转板状样本。97.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中分离层为易碎层。98.如申请专利范围第97项所述的分离设备,其中易碎层为多孔层。99.如申请专利范围第97项所述的分离设备,其中易碎层为微空腔层。100.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中要被分离的板状样本为半导体基板。101.如申请专利范围第82项所述的分离设备,其中要被分离的板状样本是藉着黏结第一基板与第二基板而形成。102.一种分离方法,其喷射流体至具有分离层的板状样本的分离层,以于分离层处分离板状样本,其特征为包含以下步骤:在防止板状样本由于作用于板状样本的流体的力而突然翘曲且容许板状样本适度翘曲之下分离板状样本。103.如申请专利范围第102项所述的分离方法,其中分离层为易碎层。104.如申请专利范围第103项所述的分离方法,其中易碎层为多孔层。105.如申请专利范围第103项所述的分离方法,其中易碎层为微空腔层。106.如申请专利范围第102项所述的分离方法,其中要被分离的板状样本为半导体基板。107.如申请专利范围第102项所述的分离方法,其中要被分离的板状样本是藉着黏结第一基板与第二基板而形成。108.一种基板制造方法,包含:制备步骤,将具有易碎层的第一基板黏结于第二基板以制备黏结基板堆叠;分离步骤,使用流体于易碎层处分离黏结基板堆垒;及去除步骤,去除在分离步骤之后存留在第二基板上的易碎层,其中分离步骤包含在防止黏结基板堆叠由于作用于黏结基板堆叠的流体的力而突然翘曲且容许黏结基板堆叠适度移动之下于易碎层处分离黏结基板堆叠。图式简单说明:图1A至1E为用来说明根据本发明的较佳实施例的制造SOI基板的步骤的截面图。图2显示根据本发明的第一实施例的分离设备的示意配置。图3为显示图2所示的基板固持部份的示意配置的立体图。图4显示根据本发明的第二实施例的分离设备的示意配置。图5显示根据本发明的第三实施例的分离设备的示意配置。图6显示根据本发明的第四实施例的分离设备的示意配置。图7显示根据本发明的第五实施例的分离设备的示意配置。图8显示根据本发明的第六实施例的分离设备的示意配置。图9显示根据本发明的第七实施例的分离设备的示意配置。图10显示根据本发明的第八实施例的分离设备的示意配置。图11显示根据本发明的第九实施例的分离设备的示意配置。图12显示根据本发明的第十实施例的分离设备的示意配置。图13显示根据本发明的第十一实施例的分离设备的示意配置。图14显示根据本发明的第十二实施例的分离设备的示意配置。图15显示根据本发明的第十三实施例的分离设备的示意配置。图16显示根据本发明的第十四实施例的分离设备的示意配置。图17显示根据本发明的第十四实施例的分离设备的示意配置。图18显示根据本发明的第十四实施例的分离设备的示意配置。图19显示根据本发明的第十四实施例的分离设备的示意配置。图20为显示图16至19所示的操作部份的示意配置的立体图。图21显示根据本发明的第十五实施例的分离设备的示意配置。图22显示根据本发明的第十六实施例的分离设备的示意配置。图23显示根据本发明的第十六实施例的分离设备的示意配置。图24显示根据本发明的第十六实施例的分离设备的示意配置。图25显示根据本发明的第十七实施例的分离设备的示意配置。图26显示根据本发明的第十七实施例的分离设备的示意配置。图27显示根据本发明的第十八实施例的分离设备的示意配置。图28显示根据本发明的第十九实施例的分离设备的示意配置。图29显示根据本发明第十九实施例的分离设备的示意配置。图30显示根据本发明的第二十实施例的分离设备的示意配置。图31显示根据本发明的第二十二实施例的分离设备的示意配置。图32显示根据本发明的第二十二实施例的分离设备的示意配置。图33显示根据本发明的第二十三实施例的分离设备的示意配置。图34显示根据本发明的第二十三实施例的分离设备的示意配置。图35显示不同分离方法的一例子,其强调黏结基板堆叠与喷射喷射流的喷嘴之间的关系。图36显示不同分离方法的一例子,其强调黏结基板堆叠与喷射喷射流的喷嘴之间的关系。图37A及37B显示不同分离方法的另一例子,其强调黏结基板堆叠与喷射喷射流的喷嘴之间的关系。图38显示不同分离方法的另一例子,其强调黏结基板堆叠与喷射喷射流的喷嘴之间的关系。图39为显示根据本发明的第二十五实施例的分离系统的示意配置的平面图。图40显示根据本发明的第二十一实施例的分离设备的示意配置。图41显示使用阻尼器机构的突然操作防止机构的配置。图42显示图41所示的突然操作防止机构的第一修正。图43显示图41所示的突然操作防止机构的第二修正。
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