JPH11195570A - Object separating device and method, and manufacture of semiconductor substrate - Google Patents

Object separating device and method, and manufacture of semiconductor substrate

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JPH11195570A
JPH11195570A JP36101597A JP36101597A JPH11195570A JP H11195570 A JPH11195570 A JP H11195570A JP 36101597 A JP36101597 A JP 36101597A JP 36101597 A JP36101597 A JP 36101597A JP H11195570 A JPH11195570 A JP H11195570A
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JP
Japan
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substrate
layer
separated
separating
separation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP36101597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyobumi Sakaguchi
清文 坂口
Kazuaki Omi
和明 近江
Kazutaka Yanagida
一隆 柳田
Takao Yonehara
隆夫 米原
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for separating a porous layer from a substrate possessed of it. SOLUTION: A laminated substrate 101 possessed of a porous layer 101b is supported while being spun by substrate holders 108 and 109. High-pressure water of (jet of water) is jetted out at a high speed from a nozzle 112, and a jet of high-pressure water is inserted into the laminated substrate 101 so as to physically separate the laminated substrate 101 into two substrates. Thereafter, the substrate holder 109 is moved in the positive direction of an X-axis making a jet of water be inserted between the separated substrates, whereby the substrates are separated off from each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の分離装置及
び分離方法並びに半導体基体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for separating an object and a method for manufacturing a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁層上に単結晶Si層を有する基板と
して、SOI(silicon on insulator)構造を有する基
板(SOI基板)が知られている。このSOI基板を採
用したデバイスは、通常のSi基板では達成し得ない数
々の優位点を有する。この優位点としては、例えば、以
下のものが挙げられる。 (1)誘電体分離が容易で高集積化に適している。 (2)放射線耐性に優れている。 (3)浮遊容量が小さく、素子の動作速度の高速化が可
能である。 (4)ウェル工程が不要である。 (5)ラッチアップを防止できる。 (6)薄膜化による完全な空乏型電解効果トランジスタ
の形成が可能である。
2. Description of the Related Art As a substrate having a single crystal Si layer on an insulating layer, a substrate (SOI substrate) having an SOI (silicon on insulator) structure is known. Devices using this SOI substrate have a number of advantages that cannot be achieved with a normal Si substrate. The advantages include, for example, the following. (1) Dielectric separation is easy and suitable for high integration. (2) Excellent radiation resistance. (3) The stray capacitance is small, and the operation speed of the element can be increased. (4) No well step is required. (5) Latch-up can be prevented. (6) A complete depletion type field effect transistor can be formed by thinning.

【0003】SOI構造は、上記のような様々な優位点
を有するため、ここ数十年、その形成方法に関する研究
が進められてきた。
[0003] Since the SOI structure has various advantages as described above, research on a forming method thereof has been advanced in recent decades.

【0004】SOI技術としては、古くは、単結晶サフ
ァイア基板上にSiをCVD(化学気層成長)法でヘテ
ロエピタキシ成長させて形成するSOS(silicon on s
apphire)技術が知られている。このSOS技術は、最
も成熟したSOI技術として一応の評価を得たものの、
Si層と下地のサファイア基板との界面における格子不
整合による大量の結晶欠陥の発生、サファイア基板を構
成するアルミニウムのSi層への混入、基板の価格、大
面積化への遅れ等の理由により実用化が進んでいない。
As an SOI technique, SOS (silicon on s) is conventionally formed by forming Si on a single crystal sapphire substrate by heteroepitaxial growth by a CVD (chemical vapor deposition) method.
apphire) technology is known. Although this SOS technology has gained a reputation as the most mature SOI technology,
Practical due to large number of crystal defects due to lattice mismatch at the interface between the Si layer and the underlying sapphire substrate, mixing of aluminum constituting the sapphire substrate into the Si layer, cost of the substrate, delay in increasing the area, etc. Has not progressed.

【0005】SOS技術に次いで、SIMOX(separa
tion by ion implanted oxygen)技術が登場した。この
SIMOX技術に関して、結晶欠陥の低減や製造コスト
の低減等を目指して様々な方法が試みられてきた。この
方法としては、基板に酸素イオンを注入して埋め込み酸
化層を形成する方法、酸化膜を挟んで2枚のウェハを貼
り合わせて一方のウェハを研磨又はエッチングして、薄
い単結晶Si層を酸化膜上に残す方法、更には、酸化膜
が形成されたSi基板の表面から所定の深さに水素イオ
ンを打ち込み、他方の基板と貼り合わせた後に、加熱処
理等により該酸化膜上に薄い単結晶Si層を残して、貼
り合わせた基板(他方の基板)を剥離する方法等が挙げ
られる。
Following SOS technology, SIMOX (separa
tion by ion implanted oxygen) technology has emerged. With respect to the SIMOX technology, various methods have been attempted with the aim of reducing crystal defects and reducing manufacturing costs. As this method, a method of implanting oxygen ions into a substrate to form a buried oxide layer, bonding two wafers with an oxide film interposed therebetween, and polishing or etching one of the wafers to form a thin single-crystal Si layer A method of leaving on an oxide film, furthermore, hydrogen ions are implanted at a predetermined depth from the surface of the Si substrate on which the oxide film is formed, and after bonding with the other substrate, a thin film is formed on the oxide film by heat treatment or the like. A method of removing the bonded substrate (the other substrate) while leaving the single crystal Si layer, or the like can be given.

【0006】本出願人は、特開平5−21338号にお
いて、新たなSOI技術を開示した。この技術は、多孔
質層が形成された単結晶半導体基板上に非多孔質単結晶
層(SiO2)を形成した第1の基板を、絶縁層(Si
2)を介して第2の基板に貼り合わせ、その後、多孔
質層で両基板を分離し、第2の基板に非多孔質単結晶層
を移し取るものである。この技術は、SOI層の膜厚均
一性が優れていること、SOI層の結晶欠陥密度を低減
し得ること、SOI層の表面平坦性が良好であること、
高価な特殊仕様の製造装置が不要であること、数100
Å〜10μm程度の範囲のSOI膜を有するSOI基板
を同一の製造装置で製造可能なこと等の点で優れてい
る。
The present applicant has disclosed a new SOI technique in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-21338. According to this technique, a first substrate in which a non-porous single-crystal layer (SiO 2 ) is formed on a single-crystal semiconductor substrate in which a porous layer is formed is separated from an insulating layer (Si).
O 2 ) is applied to the second substrate, the two substrates are separated by a porous layer, and the non-porous single crystal layer is transferred to the second substrate. This technique has excellent thickness uniformity of the SOI layer, can reduce the crystal defect density of the SOI layer, has good surface flatness of the SOI layer,
Eliminates the need for expensive special equipment
It is excellent in that an SOI substrate having an SOI film in the range of about Å to 10 μm can be manufactured by the same manufacturing apparatus.

【0007】更に、本出願人は、特開平7−30288
9号において、上記の第1の基板と第2の基板とを貼り
合わせた後に、第1の基板を破壊することなく第2の基
板から分離し、その後、分離した第1の基板の表面を平
滑にして再度多孔質層を形成し、これを再利用する技術
を開示した。この技術は、第1の基板を無駄なく使用で
きるため、製造コストを大幅に低減することができ、製
造工程も単純であるという優れた利点を有する。
[0007] Further, the applicant of the present invention has disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-30288.
In No. 9, after the first substrate and the second substrate are bonded to each other, the first substrate is separated from the second substrate without breaking, and then the separated surface of the first substrate is removed. A technique has been disclosed in which a porous layer is formed again after smoothing and reused. This technique has excellent advantages that the first substrate can be used without waste, so that the manufacturing cost can be greatly reduced and the manufacturing process is simple.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の技術において
は、貼り合わせた2枚の基板を分離する際に、両基板の
破損がなく、また、パーティクルの発生による基板や製
造装置等の汚染が少ないことが要求される。
In the above technique, when the two substrates are separated from each other, there is no damage to both substrates, and there is little contamination of the substrate and the manufacturing apparatus due to generation of particles. Is required.

【0009】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、半導体基体その他の物体の分離に好適な分離
装置及びその方法並びに半導体基体の製造方法を適用す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to apply a separation apparatus and method suitable for separating a semiconductor substrate and other objects, and a method of manufacturing a semiconductor substrate.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る物体の分離
装置は、束状の流体を利用して分離対象の物体を少なく
とも2つの物体に分離する分離手段と、分離された各物
体の間に流体を注入しながら各物体を引き離す離隔手段
とを備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an apparatus for separating an object, comprising: separating means for separating an object to be separated into at least two objects by using a bundle of fluid; And separating means for separating each object while injecting a fluid into the fluid.

【0011】上記の分離装置において、分離対象の物体
は、例えば板状であり、前記分離手段は、該板状の物体
を面方向に切断して2枚の板状の物体に分離することが
好ましい。
In the above-described separation apparatus, the object to be separated is, for example, a plate-like object, and the separating means cuts the plate-like object in a plane direction and separates the object into two plate-like objects. preferable.

【0012】上記の分離装置に、物体を分離する際に該
物体を両側から挟むようにして保持すると共に、該物体
が分離された後においても、分離された各物体を夫々保
持する一対の保持部を更に備えることが好ましい。
[0012] In the above separating apparatus, a pair of holding portions for holding the object so as to be sandwiched from both sides when separating the object and for holding each separated object even after the object is separated are provided. It is preferable to further provide.

【0013】上記の分離装置において、前記一対の保持
部は、物体を分離する際に該物体を押圧しながら保持す
ることが好ましい。
In the above separating apparatus, it is preferable that the pair of holding portions hold the object while pressing the object when separating the object.

【0014】上記の分離装置において、前記離隔手段
は、前記分離手段により物体が分離された後、前記一対
の保持部相互の間隔を広げることにより、分離された各
物体を引き離すことが好ましい。
In the above-mentioned separating apparatus, it is preferable that the separating means separates the separated objects by widening an interval between the pair of holding parts after the objects are separated by the separating means.

【0015】上記の分離装置において、前記一対の保持
部は、夫々分離された各物体を吸着する吸着機構を有す
ることが好ましい。
[0015] In the above separating apparatus, it is preferable that the pair of holding portions have an adsorbing mechanism for adsorbing each separated object.

【0016】上記の分離装置において、前記吸着機構
は、真空吸着機構を含むことが好ましい。
In the above separation apparatus, it is preferable that the suction mechanism includes a vacuum suction mechanism.

【0017】上記の分離装置は、束状の流体を噴射する
噴射部を更に備え、前記分離手段は、前記噴射部から噴
射される流体により分離対象の物体を分離し、前記離隔
手段は、前記噴射部から噴射される流体を分離された各
物体の間に注入させながら各物体を引き離すことが好ま
しい。
The above separating apparatus further comprises an ejecting section for ejecting a bundle of fluids, wherein the separating means separates an object to be separated by the fluid ejected from the ejecting section, and wherein the separating means comprises: It is preferable to separate the objects while injecting the fluid ejected from the ejection unit between the separated objects.

【0018】上記の分離装置において、分離対象の物体
は、分離用の層として内部に脆弱な層を有することが好
ましい。前記脆弱な層は、例えば多孔質層であることが
好ましい。また、前記脆弱な層は、例えば微小気泡を有
する層であることが好ましい。
In the above separation apparatus, the object to be separated preferably has a fragile layer inside as a separation layer. The fragile layer is preferably, for example, a porous layer. Further, it is preferable that the fragile layer is, for example, a layer having microbubbles.

【0019】本発明に係る他の分離装置は、物体を分離
する分離装置であって、束状の流体を噴射する噴射部
と、物体を保持する1組の保持部とを備え、前記1組の
保持部により分離対象の物体を保持した状態で該物体に
向けて前記噴射部から流体を噴射しながら該物体を分離
すると共に、分離された各物体の間に向けて前記噴射部
から流体を噴射しながら該分離された各基板を引き離す
よう前記1組の保持部を移動させることを特徴とする。
Another separation device according to the present invention is a separation device for separating an object, comprising: an ejection portion for ejecting a bundle of fluid; and a set of holding portions for holding the object. While ejecting a fluid from the ejecting unit toward the object while holding the object to be separated by the holding unit, the object is separated while the fluid is ejected from the ejecting unit toward between the separated objects. The one set of holding parts is moved so as to separate the separated substrates while ejecting.

【0020】上記の他の分離装置において、分離対象の
物体は、例えば板状であり、前記1組の保持部は、該物
体を分離する際に、該物体を両側から挟むようにして保
持することが好ましい。
In the above other separation apparatus, the object to be separated is, for example, plate-shaped, and the pair of holding portions may hold the object so as to sandwich the object from both sides when separating the object. preferable.

【0021】上記の他の分離装置において、前記1組の
保持部は、物体を分離する際に該物体を押圧しながら保
持することが好ましい。
In the above another separating apparatus, it is preferable that the pair of holding units hold the object while pressing the object when separating the object.

【0022】上記の他の分離装置において、前記1組の
保持部は、夫々分離された各物体を吸着する吸着機構を
有することが好ましい。
In the above-mentioned other separating apparatus, it is preferable that the one set of holding units has a suction mechanism for sucking each separated object.

【0023】上記の他の分離装置において、前記吸着機
構は、真空吸着機構を含むことが好ましい。
[0023] In the above other separation apparatus, it is preferable that the suction mechanism includes a vacuum suction mechanism.

【0024】上記の分離対象の物体は、分離用の層とし
て内部に脆弱な層を有することが好ましい。前記脆弱な
層は、例えば多孔質層であることが好ましい。また、前
記脆弱な層は、例えば微小気泡を有する層であることが
好ましい。
The object to be separated preferably has a fragile layer inside as a layer for separation. The fragile layer is preferably, for example, a porous layer. Further, it is preferable that the fragile layer is, for example, a layer having microbubbles.

【0025】本発明に係る物体を分離する分離方法は、
束状の流体を分離対象の物体に向けて噴射しながら該物
体を少なくとも2つの物体に分離する分離工程と、分離
された各物体の間に流体を注入しながら各物体を引き離
す離隔工程とを含むことを特徴とする。
The separation method for separating an object according to the present invention comprises:
A separation step of injecting a bundle of fluid toward the object to be separated while separating the object into at least two objects, and a separation step of injecting a fluid between the separated objects and separating the objects from each other. It is characterized by including.

【0026】上記の分離方法において、分離対象の物体
は、例えば板状であり、前記分離工程では、該板状の物
体を面方向に切断して2枚の板状の物体に分離すること
が好ましい。
In the above-described separation method, the object to be separated is, for example, a plate-like object. In the separation step, the plate-like object may be cut in a plane direction and separated into two plate-like objects. preferable.

【0027】上記の分離方法において、前記分離工程で
は、分離対象の物体を両側から挟むようにして保持する
ことが好ましい。
In the above separation method, it is preferable that, in the separation step, the object to be separated is held so as to be sandwiched from both sides.

【0028】上記の分離方法において、前記離隔工程で
は、分離された各基板を該各基板の保持部に夫々吸着し
た状態で両保持部相互の間隔を広げることにより、該各
基板を引き離すことが好ましい。
In the above separation method, in the separating step, the separated substrates may be separated from each other by widening a distance between the two holding portions in a state where the separated substrates are attracted to the holding portions of the respective substrates. preferable.

【0029】上記の分離方法における前記分離工程及び
前記離隔工程において、同一の噴射部から噴射される束
状の流体を利用することが好ましい。
In the separation step and the separation step in the above separation method, it is preferable to use a bundle of fluids ejected from the same ejection unit.

【0030】上記の分離方法は、例えば、分離用の層と
して内部に脆弱な層を有する物体の分離に好適である。
前記脆弱な層は、例えば多孔質層であることが好まし
い。更に、分離対象の物体は、半導体基体により構成さ
れた層を有し、前記多孔質層は、該半導体基体に対して
陽極化成処理を施して形成した層であることが好まし
い。
The above separation method is suitable, for example, for separating an object having a fragile layer inside as a separation layer.
The fragile layer is preferably, for example, a porous layer. Further, the object to be separated preferably has a layer composed of a semiconductor substrate, and the porous layer is preferably a layer formed by subjecting the semiconductor substrate to an anodizing treatment.

【0031】また、前記脆弱な層は、例えば微小気泡を
有する層であることが好ましい。更に、分離対象の物体
は、半導体基体により構成された層を有し、前記微小気
泡を有する層は、該半導体基体にイオンを注入して形成
した層であることが好ましい。
The fragile layer is preferably a layer having, for example, microbubbles. Further, the object to be separated preferably has a layer formed of a semiconductor substrate, and the layer having the microbubbles is preferably a layer formed by implanting ions into the semiconductor substrate.

【0032】上記の分離方法において、流体として、例
えば水を用いることが好ましい。
In the above separation method, it is preferable to use, for example, water as the fluid.

【0033】上記の分離方法は、半導体基体の製造に好
適である。
The above separation method is suitable for manufacturing a semiconductor substrate.

【0034】本発明に係る半導体基体の製造方法は、一
方の面に多孔質層及び非多孔質層を順に形成した第1の
基体を作成する工程と、前記第1の基体と第2の基体と
を前記非多孔質層を内側にして貼り合せて貼り合せ基体
を作成する工程と、束状の流体を前記貼り合せ基体の前
記多孔質層付近に向けて噴射しながら前記貼り合せ基体
を2枚の基体に分離する工程と、分離された各基体の間
に流体を注入しながら各基体を引き離す工程とを含むこ
とを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention, a step of forming a first substrate in which a porous layer and a non-porous layer are sequentially formed on one surface; and forming the first substrate and the second substrate. To form a bonded substrate by laminating the non-porous layer on the inside, and spraying the bundled fluid toward the vicinity of the porous layer of the bonded substrate to form a bonded substrate. The method includes a step of separating the substrates into a plurality of substrates, and a step of separating the substrates while injecting a fluid between the separated substrates.

【0035】上記の半導体基体の製造方法において、前
記第1の基体を作成する工程は、基体に対して陽極化成
処理を施すことにより該基体の片面に多孔質層を形成す
る工程を含むことが好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor substrate described above, the step of forming the first substrate may include a step of forming a porous layer on one surface of the substrate by subjecting the substrate to anodizing treatment. preferable.

【0036】上記の半導体基体の製造方法において、前
記第1の基体を作成する工程は、単結晶シリコン基体に
対して陽極化成処理を施すことにより該基体の片面に多
孔質層を形成する工程と、前記多孔質層上に非多孔質層
として単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工
程とを含むことが好ましい。
In the above method for manufacturing a semiconductor substrate, the step of forming the first substrate includes a step of forming a porous layer on one surface of the single-crystal silicon substrate by performing anodizing treatment on the substrate. And epitaxially growing a single-crystal silicon layer as a non-porous layer on the porous layer.

【0037】上記の半導体基体の製造方法において、前
記第1の基体を作成する工程は、エピタキシャル成長さ
せた単結晶シリコン層上に絶縁層を形成する工程を更に
含むことが好ましい。前記絶縁層は、例えばシリコン酸
化物よりなることが好ましい。
In the above method of manufacturing a semiconductor substrate, the step of forming the first substrate preferably further includes a step of forming an insulating layer on the epitaxially grown single-crystal silicon layer. The insulating layer is preferably made of, for example, silicon oxide.

【0038】上記の半導体基体の製造方法において、前
記絶縁層を形成する工程では、エピタキシャル成長させ
た単結晶シリコン層の表面を酸化させることによりシリ
コン酸化物からなる絶縁層を形成することが好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor substrate described above, in the step of forming the insulating layer, it is preferable to form an insulating layer made of silicon oxide by oxidizing the surface of the epitaxially grown single crystal silicon layer.

【0039】上記の半導体基体の製造方法において、前
記第2の基体は、例えばシリコン基板よりなることが好
ましい。
In the above method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the second substrate is made of, for example, a silicon substrate.

【0040】上記の半導体基体の製造方法において、前
記第2の基体は、例えば光透過性の基板からなることが
好ましい。
In the above method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the second substrate is formed of, for example, a light-transmitting substrate.

【0041】上記の半導体基体の製造方法において、前
記分離された各基体を引き離す工程の後、第2の基体側
に残留する多孔質層を除去する工程を更に含むことが好
ましい。
In the above method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the method further includes a step of removing the porous layer remaining on the second substrate after the step of separating the separated substrates.

【0042】上記の半導体基体の製造方法において、前
記多孔質層を除去する工程の後、結果物の表面を平坦化
する工程を更に含むことが好ましい。
In the above method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the method further includes, after the step of removing the porous layer, a step of flattening the surface of the resultant product.

【0043】上記の半導体基体の製造方法において、前
記分離された各基体を引き離す工程の後、第1の基体側
に残留する多孔質層を除去し再利用可能にする工程を更
に含むことが好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor substrate described above, it is preferable that the method further includes, after the step of separating the separated substrates, a step of removing the porous layer remaining on the first substrate side to make it reusable. .

【0044】本発明に係る他の半導体基体の製造方法
は、単結晶半導体よりなる基体の表面から所定の深さに
イオンを注入して微小気泡層を形成した第1の基体を作
成する工程と、前記第1の基体の表面側に第2の基体を
貼り合せて貼り合せ基体を作成する工程と、束状の流体
を前記貼り合せ基体の前記微小気泡層付近に向けて噴射
しながら前記貼り合せ基体を2枚の基体に分離する工程
と、分離された各基体の間に流体を注入しながら各基体
を引き離す工程とを含むことを特徴とする。
Another method of manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention comprises the steps of: implanting ions to a predetermined depth from the surface of a single crystal semiconductor substrate to form a first substrate having a microbubble layer formed thereon; Laminating a second substrate on the surface side of the first substrate to form a bonded substrate, and bonding the bundle while injecting a bundle of fluid toward the vicinity of the microbubble layer of the bonded substrate. The method includes a step of separating the bonded substrates into two substrates, and a step of separating the substrates while injecting a fluid between the separated substrates.

【0045】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記第1の基体を作成する工程は、基体にイオンを
注入する工程の前に、該基体の表面に絶縁層を形成する
工程を含むことが好ましい。前記絶縁層は、例えばシリ
コン酸化物からなることが好ましい。
In the method for manufacturing another semiconductor substrate, the step of forming the first substrate includes a step of forming an insulating layer on a surface of the substrate before the step of implanting ions into the substrate. Is preferred. The insulating layer is preferably made of, for example, silicon oxide.

【0046】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記絶縁層を形成する工程では、前記単結晶半導体
よりなる基体の表面を酸化させることによりシリコン酸
化物からなる絶縁層を形成することが好ましい。
In the method of manufacturing another semiconductor substrate, it is preferable that, in the step of forming the insulating layer, an insulating layer made of silicon oxide is formed by oxidizing a surface of the substrate made of the single crystal semiconductor. .

【0047】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記第2の基体は、例えばシリコン基板よりなるこ
とが好ましい。
In the above-mentioned other method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the second substrate is made of, for example, a silicon substrate.

【0048】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記第2の基体は、例えば光透過性の基板からなる
ことが好ましい。
In the above other method for manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the second substrate is formed of, for example, a light-transmitting substrate.

【0049】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記分離された各基体を引き離す工程の後、第2の
基体側に残留する微小気泡層を除去する工程を更に含む
ことが好ましい。
[0049] In the above another method of manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable that the method further comprises, after the step of separating the separated substrates, a step of removing a microbubble layer remaining on the second substrate side.

【0050】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記微小気泡層を除去する工程の後、結果物の表面
を平坦化する工程を更に含むことが好ましい。
It is preferable that the above method for manufacturing a semiconductor substrate further includes a step of flattening the surface of the resultant product after the step of removing the microbubble layer.

【0051】上記の他の半導体基体の製造方法におい
て、前記分離された各基体を引き離す工程の後、第1の
基体側に残留する微小気泡層を除去し再利用可能にする
工程を更に含むことが好ましい。
In the above another method of manufacturing a semiconductor substrate, after the step of separating the separated substrates, a step of removing a microbubble layer remaining on the first substrate side to make it reusable is further included. Is preferred.

【0052】上記の半導体基体の製造方法において、流
体として、例えば水を使用することが好ましい。
In the above method for manufacturing a semiconductor substrate, it is preferable to use, for example, water as the fluid.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態を説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0054】図1は、本発明の好適な実施の形態に係る
SOI基板の製造を方法を工程順に説明する図である。
FIG. 1 is a view for explaining a method of manufacturing an SOI substrate according to a preferred embodiment of the present invention in the order of steps.

【0055】図1(a)に示す工程では、単結晶Si基
板11を準備して、その表面に陽極化成等により多孔質
Si層12を形成する。次いで、図1(b)に示す工程
では、多孔質Si層12上に非多孔質層である単結晶S
i層13をエピタキシャル成長法により形成し、その
後、単結晶Si層13の表面を酸化させることによりS
iO2層15を形成する。これにより、第1の基板
()が形成される。
In the step shown in FIG. 1A, a single-crystal Si substrate 11 is prepared, and a porous Si layer 12 is formed on the surface thereof by anodization or the like. Next, in a step shown in FIG. 1B, a single-crystal S which is a non-porous layer is formed on the porous Si layer 12.
The i-layer 13 is formed by an epitaxial growth method, and then the surface of the single-crystal Si
An iO 2 layer 15 is formed. Thereby, a first substrate () is formed.

【0056】図1(c)に示す工程では、第2の基板
()として単結晶Si基板14を準備し、第1の基板
()のSiO2層15と第2の基板()とが面する
ように、第1の基板()と第2の基板()とを室温
で密着させる。その後、陽極接合、加圧若しくは熱処理
又はこれらを組合わせた処理により第1の基板()と
第2の基板()とを貼り合わせる。この処理により、
第2の基板()とSiO2層15が強固に結合され
る。なお、SiO2層15は、上記のように単結晶Si
基板11側に形成しても良いし、第2の基板()上に
形成しても良く、両者に形成しても良く、結果として、
第1の基板と第2の基板を密着させた際に、図1(c)
に示す状態になれば良い。
In the step shown in FIG. 1C, a single crystal Si substrate 14 is prepared as the second substrate (), and the SiO 2 layer 15 of the first substrate () and the second substrate () are Then, the first substrate () and the second substrate () are brought into close contact with each other at room temperature. After that, the first substrate () and the second substrate () are bonded to each other by anodic bonding, pressing, heat treatment, or a combination thereof. With this process,
The second substrate () and the SiO 2 layer 15 are firmly bonded. The SiO 2 layer 15 is made of single crystal Si as described above.
It may be formed on the substrate 11 side, may be formed on the second substrate (), may be formed on both, and as a result,
When the first substrate and the second substrate are brought into close contact with each other, FIG.
The state shown in FIG.

【0057】図1(d)に示す工程では、貼り合わせた
2枚の基板を、多孔質Si層12の部分で分離する。こ
れにより、第2の基板側(''+)は、多孔質Si層
12''/単結晶Si層13/絶縁層15/単結晶Si基
板14の積層構造となる。一方、第1の基板側(')
は、単結晶Si基板11上に多孔質Si層12’を有す
る構造となる。
In the step shown in FIG. 1D, the two bonded substrates are separated at the porous Si layer 12. Thereby, the second substrate side ("+") has a laminated structure of the porous Si layer 12 "/ the single-crystal Si layer 13 / the insulating layer 15 / the single-crystal Si substrate 14. On the other hand, on the first substrate side (')
Has a structure having a porous Si layer 12 ′ on a single-crystal Si substrate 11.

【0058】分離後の基板(’)は、残留した多孔質
Si層12’を除去し、必要に応じて、その表面を平坦
化することにより、再び第1の基板()を形成するた
めの単結晶Si基板11として使用される。
The substrate (') after the separation is formed by removing the remaining porous Si layer 12' and, if necessary, flattening the surface to form the first substrate () again. Used as a single crystal Si substrate 11.

【0059】貼り合わせた基板を分離した後、図1
(e)に示す工程では、第2の基板側(''+)の表
面の多孔質層12''を選択的に除去する。これにより、
単結晶Si層13/絶縁層15/単結晶Si基板14の
積層構造、すなわち、SOI構造を有する基板が得られ
る。
After separating the bonded substrates, FIG.
In the step shown in (e), the porous layer 12 '' on the surface of the second substrate side ("+") is selectively removed. This allows
A substrate having a stacked structure of single crystal Si layer 13 / insulating layer 15 / single crystal Si substrate 14, that is, a substrate having an SOI structure is obtained.

【0060】この実施の形態においては、図1(d)に
示す工程、すなわち、貼り合わせた2枚の基板(以下、
貼り合わせ基板)を分離する工程において、分離領域で
ある多孔質Si層に対して、選択的に高圧の液体又は気
体(流体)を噴射することにより該分離領域で基板を2
枚に分離する分離装置を使用する。
In this embodiment, the process shown in FIG. 1D, that is, two bonded substrates (hereinafter referred to as
In the step of separating the bonded substrate, a high-pressure liquid or gas (fluid) is selectively jetted to the porous Si layer, which is a separation region, to separate the substrate in the separation region.
Use a separation device that separates the sheets.

【0061】[分離装置の基本構成]この分離装置は、
ウォータージェット法を適用したものである。一般に、
ウォータジェット法は、水を高速、高圧の束状の流れに
して対象物に対して噴射して、セラミックス、金属、コ
ンクリート、樹脂、ゴム、木材等の切断、加工、表面の
塗膜の除去、表面の洗浄等を行う方法である(ウォータ
ージェット第1巻1号第4ページ参照)。
[Basic Configuration of Separation Apparatus]
The water jet method was applied. In general,
In the water jet method, water is jetted onto a target in a high-speed, high-pressure bundle flow to cut, process, remove coating films on the surface of ceramics, metal, concrete, resin, rubber, wood, etc. This is a method of cleaning the surface (see Water Jet Vol. 1, No. 1, page 4).

【0062】この分離装置は、脆弱な構造部分である貼
り合わせ基板の多孔質層(分離領域)に対して、基板の
面方向に、高速、高圧の流体を束状の流れにして噴射し
て、多孔質層を選択的に崩壊させることにより、多孔質
層の部分で基板を分離するものである。以下では、この
束状の流れを「ジェット」という。また、ジェットを構
成する流体を「ジェット構成媒体」という。ジェット構
成媒体としては、水、アルコール等の有機溶媒、弗酸、
硝酸その他の酸、水酸化カリウムその他のアルカリ、空
気、窒素ガス、炭酸ガス、希ガス、エッチングガスその
他の気体、プラズマ等を使用し得る。
This separation apparatus jets a high-speed, high-pressure fluid in a bundle-like flow in the direction of the surface of the substrate to the porous layer (separation region) of the bonded substrate, which is a fragile structure. The substrate is separated at the portion of the porous layer by selectively collapsing the porous layer. Hereinafter, this bundled flow is referred to as a “jet”. Further, the fluid constituting the jet is referred to as “jet constituting medium”. As a jet constituting medium, water, an organic solvent such as alcohol, hydrofluoric acid,
Nitric acid and other acids, potassium hydroxide and other alkalis, air, nitrogen gas, carbon dioxide gas, rare gas, etching gas and other gases, plasma and the like can be used.

【0063】この分離装置は、貼り合せ基板の側面に表
出した多孔質層(分離領域)に向けてジェットを噴射す
ることにより、多孔質層を外周部分から中心部分に向か
って除去する。これにより、貼り合わせ基板は、その本
体部分に損傷を受けることなく、機械的な強度が脆弱な
分離領域のみが除去され、2枚の基板に分離される。な
お、貼り合わせ基板の側面が何等かの薄い層で覆われ
て、多孔質層が表出していない場合においても、ジェッ
トにより当該層を除去することにより、その後は、前述
と同様にして、貼り合わせ基板を分離することができ
る。
This separation device removes the porous layer from the outer peripheral portion toward the central portion by jetting a jet toward the porous layer (separation region) exposed on the side surface of the bonded substrate. As a result, the bonded substrate is separated into two substrates without damaging the main body portion, removing only the separation region having weak mechanical strength. Note that even when the side surface of the bonded substrate is covered with some thin layer and the porous layer is not exposed, the layer is removed by jetting, and thereafter, the bonding is performed in the same manner as described above. The mating substrate can be separated.

【0064】貼り合わせ基板の周辺部においては、上記
の如き貼り合わせ基板を2枚の基板に引き離す効果は、
貼り合わせ基板の外周部に円周方向に沿ってV(凹)型
の溝がある場合に極めて有効に作用する。図2は、V型
の溝の有無による貼り合わせ基板に作用する力を概念的
に示す図である。図2(a)は、V型の溝22を有する
貼り合わせ基板、図2(b)は、V型の溝を有しない貼
り合わせ基板を示す。
At the periphery of the bonded substrate, the effect of separating the bonded substrate into two substrates as described above is as follows.
This is extremely effective when there is a V-shaped (concave) groove along the circumferential direction in the outer peripheral portion of the bonded substrate. FIG. 2 is a diagram conceptually showing a force acting on a bonded substrate depending on the presence or absence of a V-shaped groove. FIG. 2A shows a bonded substrate having a V-shaped groove 22, and FIG. 2B shows a bonded substrate having no V-shaped groove.

【0065】図2(a)に示すように、V型の溝22を
有する貼り合わせ基板においては、矢印23のように、
貼り合わせ基板の内側から外側に向かって力(以下、分
離力)が加わる。一方、図2(b)に示すように、外周
部が凸形状をなす貼り合わせ基板においては、矢印24
に示すように、貼り合わせ基板の外側から内側に向かっ
て力が加わる。したがって、外周部が凸形状をなす貼り
合わせ基板においては、分離領域である多孔質層12の
外周部がジェット21により除去されない限り、分離力
が作用しない。
As shown in FIG. 2A, in a bonded substrate having a V-shaped groove 22, as shown by an arrow 23,
A force (hereinafter, separation force) is applied from the inside to the outside of the bonded substrate. On the other hand, as shown in FIG. 2B, in the bonded substrate having a convex outer peripheral portion, the arrow 24
As shown in (2), a force is applied from the outside to the inside of the bonded substrate. Therefore, in the bonded substrate whose outer peripheral portion has a convex shape, the separating force does not act unless the outer peripheral portion of the porous layer 12 which is the separation region is removed by the jet 21.

【0066】また、貼り合わせ基板の外周部の表面に薄
い層が形成されている場合であっても、図2(a)に示
すように、V型の溝22を有する場合には、貼り合わせ
基板に分離力が作用するため、当該層を容易に破壊する
ことができる。
Even if a thin layer is formed on the surface of the outer peripheral portion of the bonded substrate, as shown in FIG. Since a separating force acts on the substrate, the layer can be easily broken.

【0067】ジェットを有効に利用するためには、V型
の溝22の開口部の幅W1が、ジェット21の直径dと
同程度又は同程度以上であることが好ましい。例えば、
第1の基板()及び第2の基板()が夫々1mm厚程
度で、貼り合わせ基板が2mm厚程度の場合を考える。
通常V型溝22の開口部の幅W1は1mm程度であるの
で、ジェットの直径は1mm以下であることが好まし
い。一般的なウォータージェット装置では、直径0.1
〜0.5mm程度のジェットが使用されているため、こ
のような一般的なウォータージェット装置(例えば、ウ
ォータージェットノズル)を流用することが可能であ
る。
For effective use of the jet, it is preferable that the width W1 of the opening of the V-shaped groove 22 is equal to or greater than the diameter d of the jet 21. For example,
Consider a case where the first substrate () and the second substrate () are each about 1 mm thick and the bonded substrate is about 2 mm thick.
Since the width W1 of the opening of the V-shaped groove 22 is usually about 1 mm, the diameter of the jet is preferably 1 mm or less. A typical water jet device has a diameter of 0.1
Since a jet of about 0.5 mm is used, such a general water jet device (for example, a water jet nozzle) can be used.

【0068】ここで、ジェットを噴射するノズルの形状
としては、円形の他、種々の形状を採用し得る。例え
ば、スリット状のノズルを採用し、細長い矩形断面のジ
ェットを噴射することにより、ジェットを分離領域に効
率的に挟入(2枚の基板間に差し込むようにして入れ
る)することができる。
Here, as the shape of the nozzle for jetting the jet, various shapes other than a circular shape can be adopted. For example, by adopting a slit-shaped nozzle and jetting a jet having an elongated rectangular cross section, the jet can be efficiently inserted (inserted between two substrates) into the separation region.

【0069】ジェットの噴射条件は、例えば、分離領域
(例えば、多孔質層)の種類、貼り合わせ基板の外周部
の形状等に応じて決定すればよい。ジェットの噴射条件
として、例えば、ジェット構成媒体に加える圧力、ジェ
ットの走査速度、ノズルの幅又は径(ジェットの径と略
同一)、ノズル形状、ノズルと分離領域との距離、ジェ
ット構成媒体の流量等は、重要なパラメータとなる。
The jet injection conditions may be determined according to, for example, the type of the separation region (for example, the porous layer), the shape of the outer peripheral portion of the bonded substrate, and the like. The jet ejection conditions include, for example, the pressure applied to the jet constituting medium, the scanning speed of the jet, the width or diameter of the nozzle (substantially the same as the diameter of the jet), the nozzle shape, the distance between the nozzle and the separation region, the flow rate of the jet constituting medium. Are important parameters.

【0070】貼り合わせ基板の分離方法には、例えば、
1)貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行に
ジェットを挟入すると共にノズルを該貼り合わせ面に沿
って走査する方法、2)貼り合わせ面付近に対して該貼
り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共に貼り合わ
せ基板を走査する方法、3)貼り合わせ面付近に対して
該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にノズ
ル付近を腰として扇状にジェットを走査する方法、4)
貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェ
ットを挟入すると共に該貼り合わせ基板の略中心を軸と
して該貼り合わせ基板を回転させる方法(貼り合わせ基
板が円盤状の場合に特に有効)等がある。なお、ジェッ
トは、必ずしも貼り合わせ面に対して完全に平行に噴射
する必要はない。
For the method of separating the bonded substrates, for example,
1) A method in which a jet is inserted parallel to the bonding surface in the vicinity of the bonding surface and the nozzle is scanned along the bonding surface, and 2) The nozzle is parallel to the bonding surface in the vicinity of the bonding surface. 3) a method in which a jet is inserted and a bonded substrate is scanned, and 3) a method in which a jet is inserted in parallel with the bonding surface with respect to the vicinity of the bonding surface and the jet is scanned in a fan shape with the nozzle vicinity as a hip. 4)
A method in which a jet is inserted in the vicinity of the bonding surface in parallel with the bonding surface and the bonded substrate is rotated about the center of the bonded substrate as an axis (particularly effective when the bonded substrate has a disk shape). ). Note that the jet does not necessarily need to be jetted completely parallel to the bonding surface.

【0071】貼り合せ基板に加わる軸方向への分離力
は、基板の破損を防ぐため、例えば1平方cm当たり数
百gf程度にすることが好ましい。
The axial separating force applied to the bonded substrate is preferably, for example, about several hundred gf per 1 cm 2 in order to prevent the substrate from being damaged.

【0072】図3は、本発明の好適な実施の形態に係る
分離装置の概略構成を示す図である。この分離装置10
0では、貼り合せ基板をジェットにより2枚の基板に分
離した後、該2枚の基板間にジェットを挟入したまま該
2枚の基板を引き離す。これにより分離された2枚の基
板を容易に引き離すことができ、また、各基板を破損さ
せることが防止される。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a separation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. This separation device 10
In the case of 0, after the bonded substrate is separated into two substrates by a jet, the two substrates are separated while the jet is sandwiched between the two substrates. As a result, the two separated substrates can be easily separated from each other, and each substrate is prevented from being damaged.

【0073】この分離装置100は、真空吸着機構10
8a,109aを備えた基板保持部108,109を有
し、この基板保持部108,109により貼り合わせ基
板101を両側から挟むようにして保持する。貼り合わ
せ基板101は、内部に脆弱な構成部である多孔質層1
01bを有し、この分離装置100により、この多孔質
層101bの部分で2つの基板101a,101cに分
離される。この分離装置100においては、例えば、基
板101aが図1における第1の基板側(’)、基板
101cが図1における第2の基板側(''+)にな
るようにセットする。
The separation apparatus 100 is provided with a vacuum suction mechanism 10
Substrates 8a and 109a are provided. The substrate holders 108 and 109 hold the bonded substrate 101 from both sides. The bonded substrate 101 has a porous layer 1 which is a fragile component inside.
The porous layer 101b is separated into two substrates 101a and 101c by the separation device 100. In the separation apparatus 100, for example, the substrate 101a is set so as to be on the first substrate side (') in FIG. 1 and the substrate 101c is set on the second substrate side ("+") in FIG.

【0074】基板保持部108,109は、同一の回転
軸上に存在する。基板保持部108は、ベアリング10
4を介して支持台102に回転可能に軸支された回転軸
106の一端に連結され、この回転軸104の他端は、
支持部110に固定された駆動源(例えばモータ)11
0の回転軸に連結されている。したがって、駆動源11
0が発生する回転力により、基板保持部108に真空吸
着された貼り合わせ基板101が回転することになる。
この駆動源110は、貼り合わせ基板101の分離の際
に、不図示の制御器からの命令に従って、指定された回
転速度で回転軸106を回転させる。
The substrate holders 108 and 109 exist on the same rotation axis. The substrate holding unit 108 is provided with the bearing 10
4 is connected to one end of a rotating shaft 106 rotatably supported by the support base 102, and the other end of the rotating shaft 104 is
Driving source (for example, motor) 11 fixed to support portion 110
0 rotation shaft. Therefore, the driving source 11
Due to the rotational force that generates 0, the bonded substrate 101 that is vacuum-adsorbed to the substrate holding unit 108 rotates.
The drive source 110 rotates the rotating shaft 106 at a specified rotation speed in accordance with a command from a controller (not shown) when the bonded substrate 101 is separated.

【0075】基板保持部109は、ベアリング105を
介して支持部103に摺動可能かつ回転可能に軸支され
た回転軸107の一端に連結され、この回転軸107の
他端は、駆動源(例えばモータ)111の回転軸に連結
されている。ここで、駆動源110が回転軸106を回
転させる速度と、駆動源111が回転軸107を回転さ
せる速度とを同期させる必要があることは勿論である。
これは貼り合せ基板101がねじられることを防止する
ためである。
The substrate holding unit 109 is connected to one end of a rotating shaft 107 slidably and rotatably supported by the supporting unit 103 via a bearing 105. The other end of the rotating shaft 107 is connected to a driving source ( (For example, a motor) 111. Here, it is needless to say that the speed at which the drive source 110 rotates the rotary shaft 106 and the speed at which the drive source 111 rotates the rotary shaft 107 need to be synchronized.
This is to prevent the bonded substrate 101 from being twisted.

【0076】なお、必ずしも駆動源110及び111の
双方を備える必要はなく、いずれか一方を備えた構成を
採用することもできる。例えば、駆動源110のみを設
けた場合、貼り合せ基板101が分離される前において
は、回転軸106、基板保持部108、貼り合せ基板1
01、基板保持部109及び回転軸107は、一体化し
て回転する。そして、貼り合せ基板101が2枚の基板
に分離された後は、回転軸107側の各部は静止するこ
とになる。
It should be noted that it is not always necessary to provide both the driving sources 110 and 111, and it is possible to adopt a configuration having either one. For example, when only the driving source 110 is provided, before the bonded substrate 101 is separated, the rotating shaft 106, the substrate holding unit 108, the bonded substrate 1
01, the substrate holder 109 and the rotating shaft 107 rotate integrally. After the bonded substrate 101 is separated into two substrates, each part on the rotating shaft 107 side comes to rest.

【0077】また、1つの駆動源が発生する回転力を2
つに分岐して、分岐した各回転力により回転軸106及
び107を回転させることもできる。
Further, the rotational force generated by one drive source is 2
The rotating shafts 106 and 107 can be rotated by the branched rotational forces.

【0078】回転軸107を支持する支持部103に
は、貼り合せ基板101を押圧するためのバネ113が
取り付けられている。したがって、貼り合せ基板101
を真空吸着機構108a,109aにより吸着しなくて
も、噴射ノズル112から噴射されるジェットにより2
枚に分離された基板が落下することはない。また、貼り
合せ基板101を押圧しながら分離することにより、貼
り合せ基板101を安定的に保持することができる。
A spring 113 for pressing the bonded substrate 101 is attached to the support 103 that supports the rotating shaft 107. Therefore, the bonded substrate 101
Is not absorbed by the vacuum suction mechanisms 108a and 109a,
The separated substrates do not fall. In addition, by separating the bonded substrate 101 while pressing it, the bonded substrate 101 can be stably held.

【0079】なお、回転軸106側にも、同様に、貼り
合せ基板101を押圧するためのバネを設けてもよい。
A spring for pressing the bonded substrate 101 may be similarly provided on the rotating shaft 106 side.

【0080】この分離装置100は、基板保持部10
8,109間の間隔を調整するための調整機構を備え
る。以下に該調整機構の構成例を挙げる。
The separation device 100 is provided with the substrate holding unit 10
An adjustment mechanism for adjusting the interval between 8,109 is provided. Hereinafter, a configuration example of the adjustment mechanism will be described.

【0081】図5は、調整機構の第1の構成例を示す図
である。図5に示す構成例は、エアーシリンダ122を
用いた調整機構である。エアシリンダ122は、例えば
支持部103に固定されており、そのピストンロッド1
21により駆動源111を移動させる。貼り合せ基板1
01を分離装置100にセットするには、基板保持部1
08,109間の間隔を広げる方向(x軸の正方向)に
駆動源111を移動させるようにエアシリンダ122を
制御する。この状態で基板保持部108,109間に貼
り合せ基板101を配置し、エアシリンダ122による
ピストンロッド121の駆動を解除することにより、基
板保持部109は、バネ113の作用により貼り合せ基
板101を押圧することになる。
FIG. 5 is a diagram showing a first configuration example of the adjusting mechanism. The configuration example shown in FIG. 5 is an adjustment mechanism using an air cylinder 122. The air cylinder 122 is fixed to, for example, the support portion 103 and its piston rod 1
The drive source 111 is moved by 21. Laminated substrate 1
01 to the separation device 100, the substrate holding unit 1
The air cylinder 122 is controlled so that the drive source 111 is moved in a direction to widen the interval between 08 and 109 (positive direction of the x-axis). In this state, the bonded substrate 101 is disposed between the substrate holding portions 108 and 109, and the driving of the piston rod 121 by the air cylinder 122 is released, so that the substrate holding portion 109 holds the bonded substrate 101 by the action of the spring 113. Will be pressed.

【0082】図6は、調整機構の第2の構成例を示す図
である。図6に示す構成例は、偏心カム131及びモー
タを用いた調整機構である。偏心カム131は、不図示
のモータに連結されており、モータ111の後端に連結
された駆動板132を摺動させることにより基板保持部
108,109間の間隔を調整する。前述のように、回
転軸107には、バネ113によりx軸の負方向への力
が作用しており、貼り合せ基板101を保持する際は、
偏心カム131と駆動板132との間に隙間が生じる構
成になっている。したがって、貼り合せ基板101を保
持する際は、貼り合せ基板101に対して押圧力が作用
する。
FIG. 6 is a diagram showing a second configuration example of the adjusting mechanism. The configuration example shown in FIG. 6 is an adjustment mechanism using an eccentric cam 131 and a motor. The eccentric cam 131 is connected to a motor (not shown), and adjusts an interval between the substrate holding units 108 and 109 by sliding a driving plate 132 connected to a rear end of the motor 111. As described above, a force in the negative direction of the x-axis is acting on the rotating shaft 107 by the spring 113, and when holding the bonded substrate 101,
A gap is formed between the eccentric cam 131 and the driving plate 132. Therefore, when holding the bonded substrate 101, a pressing force acts on the bonded substrate 101.

【0083】なお、上記のような基板保持部108,1
09間の間隔を調整する機構を基板保持部108側にも
設けてもよい。
Note that the substrate holders 108, 1 as described above
A mechanism for adjusting the interval between the pixels 09 may be provided also on the substrate holding unit 108 side.

【0084】次に、この分離装置100による基板分離
処理に関して説明する。
Next, a description will be given of the substrate separation processing by the separation apparatus 100.

【0085】この分離装置100に貼り合せ基板101
をセットするには、まず、例えば搬送ロボットにより貼
り合せ基板101を基板保持部108,109間に搬送
し、該貼り合せ基板101の中心を基板保持部108,
109の中心に一致させた状態で保持する。そして、基
板保持部108に貼り合せ基板101を真空吸着する。
The bonded substrate 101 is attached to the separation device 100.
Is set, first, the bonded substrate 101 is transferred between the substrate holding units 108 and 109 by a transfer robot, for example, and the center of the bonded substrate 101 is set to the substrate holding units 108 and 109.
It is held in a state where it is aligned with the center of 109. Then, the bonded substrate 101 is vacuum-sucked to the substrate holding unit 108.

【0086】次いで、バネ113の力により基板保持部
109を貼り合せ基板101に押し当てる。具体的に
は、例えば、基板保持部108,109間の間隔の調整
機構として図5に示す調整機構を採用した場合は、エア
シリンダ122によるピストンロッド121の駆動を解
除すればよい。また、例えば、調整機構として図6に示
す調整機構を採用した場合は、バネ113により貼り合
せ基板101に押圧力が作用するように偏心カム131
を回転させればよい。
Next, the substrate holder 109 is pressed against the bonded substrate 101 by the force of the spring 113. Specifically, for example, when the adjustment mechanism shown in FIG. 5 is employed as an adjustment mechanism for the interval between the substrate holding units 108 and 109, the driving of the piston rod 121 by the air cylinder 122 may be released. For example, when the adjusting mechanism shown in FIG. 6 is employed as the adjusting mechanism, the eccentric cam 131 is applied so that the spring 113 applies a pressing force to the bonded substrate 101.
Can be rotated.

【0087】ここで、分離処理を実行する際は、真空吸
着機構108a,109aにより貼り合せ基板101を
真空吸着してもよいし、しなくてもよい。貼り合せ基板
101は、バネ113による押圧力により保持されてい
るからである。ただし、押圧力を弱くする場合には、貼
り合せ基基板101を真空吸着することが好ましい。
Here, when performing the separation process, the bonded substrate 101 may or may not be suctioned by the vacuum suction mechanisms 108a and 109a. This is because the bonded substrate 101 is held by the pressing force of the spring 113. However, when the pressing force is weakened, it is preferable that the bonded base substrate 101 is vacuum-adsorbed.

【0088】次いで、駆動源110及び111により回
転軸106及び107を同期させて回転させる。この状
態で不図示の高圧ポンプより噴射ノズル112に高圧の
ジェット構成媒体(例えば、水)を送り込み、噴射ノズ
ル112から高速、高圧のジェットを噴射させる。噴射
されたジェットは、貼り合せ基板101の分離領域付近
に挟入される。ジェットが挟入されると、貼り合せ基板
101は、脆弱な構造部である多孔質層101bが破壊
され、該多孔質層101bで2枚の基板に分離される。
Next, the rotating shafts 106 and 107 are rotated synchronously by the driving sources 110 and 111. In this state, a high-pressure jet forming medium (for example, water) is sent to the injection nozzle 112 from a high-pressure pump (not shown), and a high-speed, high-pressure jet is injected from the injection nozzle 112. The jet jet is inserted near the separation region of the bonded substrate 101. When the jet is sandwiched, the porous layer 101b, which is a fragile structure, is broken in the bonded substrate 101, and the bonded substrate 101 is separated into two substrates by the porous layer 101b.

【0089】次いで、貼り合せ基板101の分離領域
(多孔質層101b)にジェットを挟入した状態で、物
理的に分離された2枚の基板101a,101bを引き
離す。具体的には、例えば、基板保持部108,109
間の間隔の調整機構として図5に示す調整機構を採用し
た場合は、各基板を基板保持部108,109に真空吸
着した状態で、エアシリンダ122によりピストンロッ
ド121をx軸の正方向(バネ113を縮める方向)に
駆動すればよい。また、例えば、例えば、調整機構とし
て図6に示す調整機構を採用した場合は、各基板を基板
保持部108,109に真空吸着した状態で、偏心カム
131を回動させて回転軸107をx軸の正方向(バネ
113を縮める方向)に駆動すればよい。
Next, the two physically separated substrates 101a and 101b are separated from each other while the jet is sandwiched in the separation region (porous layer 101b) of the bonded substrate 101. Specifically, for example, the substrate holding units 108 and 109
When the adjusting mechanism shown in FIG. 5 is adopted as the adjusting mechanism for the interval between the substrates, the air cylinder 122 moves the piston rod 121 in the positive x-axis direction (spring (The direction in which the pin 113 is contracted). Also, for example, when the adjustment mechanism shown in FIG. 6 is employed as the adjustment mechanism, the eccentric cam 131 is rotated while the respective substrates are vacuum-sucked on the substrate holding units 108 and 109, so that the rotation shaft 107 is rotated by x. It may be driven in the positive direction of the shaft (the direction in which the spring 113 contracts).

【0090】図4に示すように基板101a,101c
の引き離しが完了したら、ジェットの噴射を中止し、例
えば搬送ロボットにより各基板を基板保持部108,1
09から取り外せばよい。
As shown in FIG. 4, the substrates 101a and 101c
When the separation of the substrates is completed, the jetting of the jet is stopped, and the substrates are held by the substrate holding units 108 and 1 by, for example, a transfer robot.
09 can be removed.

【0091】噴射ノズル112は、固定されていても良
いが、移動可能であることが好ましい。例えば、貼り合
せ基板101の種類、寸法等に応じて、噴射ノズル11
2の位置を調整することが好ましいからである。
The injection nozzle 112 may be fixed, but is preferably movable. For example, depending on the type and size of the bonded substrate 101, the injection nozzle 11
This is because it is preferable to adjust the position of No. 2.

【0092】図7は、噴射ノズル112の駆動ロボット
の一例を概念的に示す図である。図7に示す駆動ロボッ
ト160は、噴射ノズル112を経路170に沿って移
動させる。貼り合せ基基板101を基板保持部108,
109に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロボッ
ト160は、噴射ノズル112を退避位置171に移動
させる。一方、貼り合せ基板101を分離し引き離す際
には、駆動ロボット160は、噴射ノズル112を作業
位置172に移動させる。このように、貼り合せ基板1
01の着脱の際に噴射ノズル112を退避させることに
より、貼り合せ基板101を着脱する作業、特に搬送ロ
ボットにより貼り合せ基板101を着脱する作業を効率
化することができる。
FIG. 7 is a diagram conceptually showing an example of a driving robot for driving the injection nozzle 112. As shown in FIG. The driving robot 160 shown in FIG. 7 moves the injection nozzle 112 along the path 170. The bonded base substrate 101 is attached to the substrate holding unit 108,
The drive robot 160 moves the ejection nozzle 112 to the retreat position 171 when holding it at 109 and removing it. On the other hand, when separating and separating the bonded substrate 101, the driving robot 160 moves the injection nozzle 112 to the working position 172. Thus, the bonded substrate 1
By retracting the injection nozzle 112 when attaching / detaching the 01, the work of attaching / detaching the bonded substrate 101, particularly the work of attaching / detaching the bonded substrate 101 by a transfer robot, can be made more efficient.

【0093】ここで、貼り合せ基板101を分離し引き
離す際において、貼り合せ基板101の分離領域上で噴
射ノズル112を該貼り合せ基板101の面方向に走査
することも有効である。この場合、貼り合せ基板101
を回転させなくても良好な分離処理を行うことができ
る。
Here, when separating and separating the bonded substrate 101, it is also effective to scan the jet nozzle 112 in the plane direction of the bonded substrate 101 on the separation region of the bonded substrate 101. In this case, the bonded substrate 101
A good separation process can be performed without rotating.

【0094】図8は、噴射ノズル112の駆動ロボット
の他の例を概念的に示す図である。図8に示す駆動ロボ
ット161は、噴射ノズル112を経路180に沿って
移動させる。貼り合せ基基板101を基板保持部10
8,109に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロ
ボット161は、噴射ノズル112を退避位置181に
移動させる。一方、貼り合せ基板101を分離し引き離
す際には、駆動ロボット161は、噴射ノズル112を
作業位置182に移動させる。このように、貼り合せ基
板101の着脱の際に噴射ノズル112を退避させるこ
とにより、貼り合せ基板101を着脱する作業、特に搬
送ロボットにより貼り合せ基板101を着脱する作業を
効率化することができる。
FIG. 8 is a view conceptually showing another example of a driving robot for driving the injection nozzle 112. The driving robot 161 shown in FIG. 8 moves the injection nozzle 112 along the path 180. The base substrate 101 is attached to the substrate holding unit 10.
The drive robot 161 moves the ejection nozzle 112 to the retreat position 181 when holding it at 8, 109 and removing it. On the other hand, when separating and separating the bonded substrate 101, the driving robot 161 moves the injection nozzle 112 to the working position 182. In this way, by retreating the injection nozzle 112 when attaching and detaching the bonded substrate 101, the operation of attaching and detaching the bonded substrate 101, particularly the operation of attaching and detaching the bonded substrate 101 by a transfer robot, can be made more efficient. .

【0095】ここで、貼り合せ基板101を分離し引き
離す際において、貼り合せ基板101の分離領域上で噴
射ノズル112を該貼り合せ基板101の面方向に走査
することも有効である。この場合、貼り合せ基板101
を回転させなくても良好な分離処理を行うことができ
る。
Here, when separating and separating the bonded substrate 101, it is also effective to scan the jet nozzle 112 in the surface direction of the bonded substrate 101 on the separation region of the bonded substrate 101. In this case, the bonded substrate 101
A good separation process can be performed without rotating.

【0096】上記のように、貼り合せ基板101の分離
領域にジェットを挟入した状態で、物理的に分離された
2枚の基板101a,101cを引き離す方法を採用す
ることにより、ジェット構成媒体の表面張力の影響を軽
減し、2枚の基板101a,101cを容易に引き離す
ことができる。以下、この原理を説明する。
As described above, the method of separating the two physically separated substrates 101a and 101c in a state where the jet is sandwiched in the separation region of the bonded substrate 101, thereby adopting the method of forming the jet forming medium. The influence of surface tension is reduced, and the two substrates 101a and 101c can be easily separated. Hereinafter, this principle will be described.

【0097】図9は、2枚の基板間に作用する表面張力
を説明するための図である。2枚の基板101a及び1
01c間にジェット構成媒体(例えば、水)150が挟
まっていると、2枚の基板101a,101cにジェッ
ト構成媒体150の表面張力が作用する。したがって、
基板101a,101cを軸方向(x軸方向)に引っ張
って引き離すには相当の力を要し、基板101a,10
1cが割れる危険性がある。これを避けるため、2枚の
基板101a,101cを面方向(yz面)に滑らすよ
うにして引き離すことが考えられるが、この場合、分離
面を傷つける危険性がある。
FIG. 9 is a diagram for explaining the surface tension acting between two substrates. Two substrates 101a and 1
When the jet constituting medium (for example, water) 150 is sandwiched between 01c, the surface tension of the jet constituting medium 150 acts on the two substrates 101a and 101c. Therefore,
A considerable force is required to pull and separate the substrates 101a and 101c in the axial direction (x-axis direction).
There is a risk that 1c will break. In order to avoid this, it is conceivable to separate the two substrates 101a and 101c by sliding them in the plane direction (yz plane). In this case, however, there is a risk that the separation surface may be damaged.

【0098】このような表面張力の問題は、流体を2枚
の基板間に注入することにより、2枚の基板を引き離す
方向に力を作用させることにより解決される。すなわ
ち、2枚の基板101a,10cを引き離す際にも、基
板間に流体(例えば、水)を挟入することにより、2枚
の基板を引き離す方向に力(圧力)を作用させるのであ
る。図10は、流体により2枚の基板を引き離す方向に
力を作用させる原理を模式的に示す図である。
The problem of such surface tension can be solved by injecting a fluid between two substrates to apply a force in a direction to separate the two substrates. That is, when the two substrates 101a and 10c are separated from each other, a force (pressure) is applied in a direction in which the two substrates are separated by inserting a fluid (for example, water) between the substrates. FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a principle of applying a force in a direction of separating two substrates by a fluid.

【0099】基板を引き離すために基板間に挟入させる
流体は、専用の噴射口から供給してもよいが、噴射ノズ
ル112から供給することが合理的である。すなわち、
貼り合せ基板101に噴射ノズル112からジェットを
挟入することにより該貼り合せ基板101を物理的に2
枚の基板に分離した後、該2枚の基板を引き離す際にも
噴射ノズル112から基板間にジェットを挟入すること
により、単純な構成で容易に2枚の基板を引き離すこと
ができる。ここで、貼り合せ基板101を物理的に分離
する際と、分離された2枚の基板を引き離す際とで、ジ
ェット構成媒体の圧力を適切に切替えることも有効であ
る。
The fluid to be interposed between the substrates to separate the substrates may be supplied from a dedicated ejection port, but it is reasonable to supply the fluid from the ejection nozzle 112. That is,
By sandwiching a jet from the injection nozzle 112 into the bonded substrate 101, the bonded substrate 101 is physically
After separation into two substrates, the two substrates can be easily separated with a simple configuration by inserting a jet between the substrates from the injection nozzle 112 when separating the two substrates. Here, it is also effective to appropriately switch the pressure of the jet constituting medium between when the bonded substrate 101 is physically separated and when the two separated substrates are separated from each other.

【0100】上記の分離装置100は、1枚の貼り合せ
基板を処理するものであるが、複数の貼り合せ基板をそ
の面方向に並べて保持し、分離装置の噴射ノズルを当該
面方向に走査することにより、複数の貼り合せ基板に対
して一括して分離処理を施すこともできる。
The above separating apparatus 100 is for processing a single bonded substrate. A plurality of bonded substrates are arranged side by side in the plane direction, and the jet nozzle of the separation apparatus is scanned in the plane direction. Thus, the separation processing can be performed on a plurality of bonded substrates at once.

【0101】また、複数の貼り合せ基板をその軸方向に
並べて保持する一方で、分離装置の噴射ノズルを当該軸
方向に走査する機構を設け、複数の貼り合せ基板に対し
て順次分離処理を施すこともできる。
Further, while holding a plurality of bonded substrates arranged in the axial direction, a mechanism for scanning the injection nozzle of the separation device in the axial direction is provided, and the separation processing is sequentially performed on the plurality of bonded substrates. You can also.

【0102】以上のように、貼り合せ基板を物理的に2
枚の基板に分離した後、該2枚の基板間に流体を注入し
ながら該2枚の基板を引き離すことにより、分離された
各基板を容易に引き離すことができ、また、その引き離
しによる各基板の破損を防ぐことができる。したがっ
て、高品位の基板を高歩留まりで製造することができ
る。
As described above, the bonded substrate is physically
After separating into two substrates, the two substrates are separated while injecting a fluid between the two substrates, whereby the separated substrates can be easily separated from each other. Can be prevented from being damaged. Therefore, a high-quality substrate can be manufactured with a high yield.

【0103】この分離装置は、貼り合せ基板その他の半
導体基板のみならず、種々の部材の分離に使用すること
ができる。また、この分離装置は、板状の部材を分離す
るために好適であるが、板状でない部材の分離において
も、分離された各部材を容易に引き離すことができると
いう効果を奏する。
This separating apparatus can be used for separating not only a bonded substrate and other semiconductor substrates but also various members. The separating device is suitable for separating a plate-shaped member, but also has an effect of easily separating the separated members when separating a non-plate-shaped member.

【0104】以下、分離装置100を適用した実施例を
説明する。この分離装置100は、分離層として脆弱な
層を有する基板の分離処理に特に好適である。この分離
層は、例えば、多孔質層や、イオン注入による微小気泡
層(microcavity層)等が好適である。
Hereinafter, an embodiment to which the separation device 100 is applied will be described. The separation apparatus 100 is particularly suitable for separating a substrate having a fragile layer as a separation layer. As the separation layer, for example, a porous layer, a microbubble layer (microcavity layer) formed by ion implantation, or the like is preferable.

【0105】(実施例1)比抵抗0.01〜0.02
(Ω・cm)のP型あるいはN型の第1の単結晶Si基
板をHF溶液中において陽極化成して多孔質Si層を形
成した(図1(a)に示す工程に相当)。この陽極化成
条件は以下の通りである。
(Example 1) Specific resistance 0.01 to 0.02
A (Ω · cm) P-type or N-type first single-crystal Si substrate was anodized in an HF solution to form a porous Si layer (corresponding to the step shown in FIG. 1A). The anodizing conditions are as follows.

【0106】 電流密度 :7(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) 多孔質Si層は、その上に高品質エピタキシャルSi層
を形成するために用いられる他、分離層の役割を果た
す。多孔質Si層の厚さは、上記の厚さに限られず、数
百μm〜0.1μm程度が好適である。
Current density: 7 (mA / cm 2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) The porous Si layer is used to form a high quality epitaxial Si layer thereon, and also serves as a separation layer. The thickness of the porous Si layer is not limited to the above-mentioned thickness, but is preferably about several hundred μm to 0.1 μm.

【0107】この基板を酸素雰囲気中において400℃
で1時間酸化させた。この酸化により多孔質Si層の孔
の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Si層の表面
をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質
Si層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Si
層上にCVD(Chemical Vapor Dep
osition)法により単結晶Siを0.3μmだけ
エピタキシャル成長させた。この成長条件は以下の通り
である。
This substrate was placed in an oxygen atmosphere at 400 ° C.
For 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the hole of the porous Si layer was covered with the thermal oxide film. The surface of the porous Si layer is treated with hydrofluoric acid to remove only the oxide film on the surface of the porous Si layer while leaving the oxide film on the inner walls of the pores.
CVD (Chemical Vapor Dep.)
Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm by the position method. The growth conditions are as follows.

【0108】 ソースガス:SiH2Cl2/H2 ガス流量 :0.5/180(l/min) ガス圧力 :80(Torr) 温度 :950(℃) 成長速度 :0.3(μm/min) さらに、絶縁層として、このエピタキシャルSi層の表
面に熱酸化により200nmの酸化膜(SiO2層)を
形成した(図1(b)に示す工程に相当)。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 Gas flow rate: 0.5 / 180 (l / min) Gas pressure: 80 (Torr) Temperature: 950 (° C.) Growth rate: 0.3 (μm / min) Further, as an insulating layer, an oxide film (SiO 2 layer) of 200 nm was formed on the surface of this epitaxial Si layer by thermal oxidation (corresponding to the step shown in FIG. 1B).

【0109】次いで、この第1の基板のSiO2層に、
別途用意した第2のSi基板の表面が面するように両基
板を重ね合わせて密着させた後に、1180℃の温度で
5分の熱処理をし、両基板を貼り合わせた(図1(c)
に示す工程に相当)。
Next, the SiO 2 layer of the first substrate was
The two substrates were separately stacked so that the surface of the separately prepared second Si substrate faced, and then closely adhered. Then, a heat treatment was performed at a temperature of 1180 ° C. for 5 minutes to bond the two substrates together (FIG. 1C).
).

【0110】次いで、上記のようにして形成された貼り
合せ基板101を分離装置100により分離した(図1
(d)に示す工程に相当)。詳しくは以下の通りであ
る。
Next, the bonded substrate 101 formed as described above was separated by the separating device 100 (FIG. 1).
(Corresponds to the step shown in (d)). The details are as follows.

【0111】貼り合せ基板101を基板保持部108,
109の間に垂直に支持し、基板保持部109により押
圧して保持した。そして、貼り合せ基板101のベベリ
ングの凹部に向けて、直径0.15mmの噴射ノズル1
12から2000kgf/cm2の圧力の純水を貼り合
せ基板101の貼り合せ界面に平行に噴射させた。その
際、図8に示す駆動ロボット161により噴射ノズル1
12を貼り合せ基板101の貼り合せ界面に沿って往復
走査しながら分離処理を実行した。なお、この時、貼り
合せ基板101を回転させずに分離処理を実行した。
The bonded substrate 101 is attached to the substrate holding section 108,
It was vertically supported between the substrates 109 and pressed and held by the substrate holding unit 109. Then, the jet nozzle 1 having a diameter of 0.15 mm is directed toward the beveled concave portion of the bonded substrate 101.
Pure water having a pressure of 12 to 2000 kgf / cm 2 was sprayed in parallel to the bonding interface of the bonded substrate 101. At that time, the driving nozzle 161 shown in FIG.
12, the separation process was performed while reciprocally scanning along the bonding interface of the bonded substrate 101. At this time, the separation process was performed without rotating the bonded substrate 101.

【0112】貼り合せ基板101の物理的な分離が完了
した時点においては、分離された2枚の基板は純水を介
して密着している。
When the physical separation of the bonded substrate 101 is completed, the two separated substrates are in close contact with each other via pure water.

【0113】次いで、ジェットの圧力を500kgf/
cm2に下げた後、2枚の基板の中心部付近の直上(図
8の182に示す位置)に噴射ノズル112を移動さ
せ、各基板を基板保持部108,109に夫々真空吸着
した状態で、基板保持部109を後退させて(x軸の正
方向に移動)、2枚の基板を引き離した。
Next, the jet pressure was set to 500 kgf /
After the pressure is reduced to 2 cm 2 , the injection nozzle 112 is moved to a position immediately above the center of the two substrates (at a position 182 in FIG. 8), and the respective substrates are vacuum-adsorbed to the substrate holders 108 and 109, respectively. Then, the substrate holding unit 109 was moved backward (moved in the positive direction of the x-axis) to separate the two substrates.

【0114】以上の処理の結果、第1の基体の表面に形
成されていたSiO2層及びエピタキシャルSi層の
他、多孔質Si層の一部が、第2の基板側に移された。
そして、第1の基板の表面には多孔質Si層が残った。
As a result of the above processing, in addition to the SiO 2 layer and the epitaxial Si layer formed on the surface of the first substrate, a part of the porous Si layer was transferred to the second substrate.
Then, the porous Si layer remained on the surface of the first substrate.

【0115】次いで、第2の基板上に移された多孔質S
i層を水と49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液
で攪拌しながら選択的にエッチングした(図1(e)に
示す工程に相当)。この時、第2の基板の単結晶Siは
エッチストップの役割を果たし、多孔質Siが選択的に
エッチングされて完全に除去された。
Next, the porous S transferred on the second substrate
The i-layer was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide (corresponding to the step shown in FIG. 1E). At this time, the single-crystal Si of the second substrate served as an etch stop, and the porous Si was selectively etched and completely removed.

【0116】上記のエッチング液による非多孔質のSi
単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッ
チング速度との選択比は105以上であり、非多孔質層
のエッチング量(数十オングストローム程度)は、実用
上許容可能な量である。
Non-porous Si by the above etching solution
The etching rate of the single crystal is extremely low, the selectivity with the etching rate of the porous layer is 10 5 or more, and the etching amount of the non-porous layer (several tens of angstroms) is a practically acceptable amount.

【0117】以上の工程により、Si酸化膜上に0.2
μmの厚みを持った単結晶Si層を有するSOI基板を
形成することができた。多孔質Si層を選択的にエッチ
ングした後の単結晶Si層の膜厚を面内の全域にわたっ
て100点について測定したところ、膜厚は201nm
±4nmであった。
Through the above steps, 0.2 μm is formed on the Si oxide film.
An SOI substrate having a single-crystal Si layer having a thickness of μm was formed. When the film thickness of the single-crystal Si layer after selectively etching the porous Si layer was measured at 100 points over the entire area in the plane, the film thickness was 201 nm.
± 4 nm.

【0118】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単
結晶Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良
好な結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the single crystal Si layer, and good crystallinity was maintained.

【0119】さらに、上記の結果物に対して水素中にお
いて1100℃で熱処理を1時間施した後に、表面粗さ
を原子間力顕微鏡で評価したところ、50μm角の領域
での平均2乗粗さは約0.2nmであった。これは通常
市販されているSiウエハと同等である。
Further, after the above product was subjected to a heat treatment in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour, the surface roughness was evaluated by an atomic force microscope. The average square roughness in a 50 μm square region was obtained. Was about 0.2 nm. This is equivalent to a commercially available Si wafer.

【0120】なお、酸化膜(SiO2膜)をエピタキシ
ャル層の表面でなく、第2の基板の表面に形成した場合
或いは双方に形成した場合においても同様の結果が得ら
れた。
Similar results were obtained when the oxide film (SiO 2 film) was formed not on the surface of the epitaxial layer but on the surface of the second substrate or on both.

【0121】一方、第1の基板側に残った多孔質Si層
を水と40%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪
拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果
物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すこと
により、第1の基板又は第2の基板として再利用するこ
とができた。
On the other hand, the porous Si layer remaining on the first substrate side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 40% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, the resulting product was subjected to surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing, so that it could be reused as the first substrate or the second substrate.

【0122】上記の分離装置は、噴射ノズル112を走
査する例であるが、貼り合せ基板側を走査してもよい
し、双方を走査してもよい。また、噴射ノズル112及
び貼り合せ基板のいずれをも走査せず、貼り合せ基板を
回転させながら分離処理を実行してもよい。
The above-described separation apparatus is an example in which the jet nozzle 112 is scanned. However, the separation apparatus may scan the bonded substrate side, or may scan both sides. Alternatively, the separation process may be performed while rotating the bonded substrate without scanning either the ejection nozzle 112 or the bonded substrate.

【0123】(実施例2)比抵抗0.01〜0.02
(Ω・cm)のP型あるいはN型の第1の単結晶Si基
板に対してHF溶液中において2段階の陽極化成を施
し、2層の多孔質層を形成した(図1(a)に示す工程
に相当)。この陽極化成条件は以下の通りである。
(Example 2) Specific resistance 0.01 to 0.02
A two-stage anodization was performed on a (Ω · cm) P-type or N-type first single-crystal Si substrate in an HF solution to form two porous layers (see FIG. 1A). Corresponding to the steps shown). The anodizing conditions are as follows.

【0124】 <第1段階の陽極化成> 電流密度 :7(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :5(分) 第1の多孔質Siの厚み:6(μm) <第2段階の陽極化成> 電流密度 :30(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :10(秒) 第2の多孔質Siの厚み:0.3(μm) 多孔質Si層を2層構成にすることにより、先に低電流
で陽極化成した基板表面側の多孔質Si層を高品質エピ
タキシャルSi層を形成させるために用い、後に高電流
で陽極化成した下層の多孔質Si層を分離層として用い
て、それぞれ機能を分離した。低電流で形成する多孔質
Si層の厚さは、上記の厚さ(6μm)に限られず、数
百μm〜0.1μm程度が好適である。また、高電流で
形成する多孔質Si層も上記の厚さ(0.3μm)に限
定されず、ジェットにより貼り合せ基板を分離可能な厚
さを確保すればよい。
<First Anodization> Current Density: 7 (mA / cm 2 ) Anodizing Solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 5 (min) First Thickness of porous Si: 6 (μm) <Second-stage anodization> Current density: 30 (mA / cm 2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 10 (seconds) Thickness of the second porous Si: 0.3 (μm) By forming the porous Si layer into a two-layer structure, the porous Si layer previously anodized at a low current on the substrate surface side is formed. Was used to form a high-quality epitaxial Si layer, and the lower porous Si layer anodized with a high current later was used as a separation layer to separate the functions. The thickness of the porous Si layer formed at a low current is not limited to the above thickness (6 μm), but is preferably about several hundred μm to 0.1 μm. Further, the thickness of the porous Si layer formed at a high current is not limited to the above-mentioned thickness (0.3 μm), but may be any thickness as long as the bonded substrate can be separated by a jet.

【0125】ここで、第2層の多孔質Si層の形成後に
第3層又はそれ以上の層を形成してもよい。
Here, a third layer or more layers may be formed after the formation of the second porous Si layer.

【0126】この基板を酸素雰囲気中において400℃
で1時間酸化させた。この酸化により多孔質Si層の孔
の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Si層の表面
をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質
Si層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Si
層上にCVD(Chemical Vapor Dep
osition)法により単結晶Siを0.3μmだけ
エピタキシャル成長させた。成長条件は以下の通りであ
る。
This substrate was placed in an oxygen atmosphere at 400 ° C.
For 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the hole of the porous Si layer was covered with the thermal oxide film. The surface of the porous Si layer is treated with hydrofluoric acid to remove only the oxide film on the surface of the porous Si layer while leaving the oxide film on the inner wall of the hole.
CVD (Chemical Vapor Dep.)
Single crystal Si was epitaxially grown by 0.3 μm by the position method. The growth conditions are as follows.

【0127】 ソースガス:SiH2Cl2/H2 ガス流量 :0.5/180(l/min) ガス圧力 :80(Torr) 温度 :950(℃) 成長速度 :0.3(μm/min) さらに、絶縁層として、このエピタキシャルSi層の表
面に熱酸化により200nmの酸化膜(SiO2層)を
形成した(図1(b)に示す工程に相当)。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 Gas flow rate: 0.5 / 180 (l / min) Gas pressure: 80 (Torr) Temperature: 950 (° C.) Growth rate: 0.3 (μm / min) Further, as an insulating layer, an oxide film (SiO 2 layer) of 200 nm was formed on the surface of this epitaxial Si layer by thermal oxidation (corresponding to the step shown in FIG. 1B).

【0128】次いで、このSiO2層に、別途用意した
第2の基板の表面が面するように両基板を重ね合わせて
密着させた後に、1180℃の温度で5分の熱処理を
し、両基板を貼り合わせた(図1(c)に示す工程に相
当)。
Next, the two substrates were superimposed on and brought into close contact with the SiO 2 layer so that the surface of the separately prepared second substrate faced, and then heat-treated at a temperature of 1180 ° C. for 5 minutes. (Corresponding to the step shown in FIG. 1C).

【0129】次いで、上記のようにして形成された貼り
合せ基板101を分離装置100により分離した(図1
(d)に示す工程に相当)。詳しくは以下の通りであ
る。
Next, the bonded substrate 101 formed as described above was separated by the separating device 100 (FIG. 1).
(Corresponds to the step shown in (d)). The details are as follows.

【0130】貼り合せ基板101を基板保持部108,
109の間に垂直に支持し、基板保持部109により押
圧して保持した。そして、貼り合せ基板101を8rp
mのスピードで回転させた。
The bonded substrate 101 is moved to the substrate holding section 108,
It was vertically supported between the substrates 109 and pressed and held by the substrate holding unit 109. Then, the bonded substrate 101 is set at 8 rp.
m at a speed of m.

【0131】次いで、噴射ノズル112から高圧の純水
を噴射させた後、図8に示す駆動ロボット161により
噴射ノズル112を経路180に沿って移動させた。そ
して、作業位置182において、貼り合せ基板101の
ベベリングの凹部に向けて、直径0.20mmの噴射ノ
ズル112から400kgf/cm2の圧力の純水を鉛
直方向に2分間にわたって噴射させた。
Next, after jetting high-pressure pure water from the jet nozzle 112, the jet nozzle 112 was moved along the path 180 by the driving robot 161 shown in FIG. Then, at the working position 182, pure water at a pressure of 400 kgf / cm 2 was sprayed in a vertical direction from the spray nozzle 112 having a diameter of 0.20 mm toward the beveling recess of the bonded substrate 101 for 2 minutes.

【0132】この処理により貼り合せ基板101は物理
的に2枚の基板に分離されているが、この時点において
は、分離された2枚の基板は純水を介して密着してい
る。
By this processing, the bonded substrate 101 is physically separated into two substrates. At this point, the separated two substrates are in close contact with each other via pure water.

【0133】次いで、ジェットの圧力を500kgf/
cm2に上げた後、噴射ノズル112の位置はそのまま
にして、基板保持部109を支持部406を後退させて
(x軸の正方向に移動)、2枚の基板を引き離した。な
お、基板保持部109を後退させる際、すなわち、2枚
の基板を引き離す際において、各基板を回転させても、
回転させなくても同様の結果が得られた。
Next, the jet pressure was set to 500 kgf /
After raising the pressure to cm 2 , while keeping the position of the injection nozzle 112, the substrate holding unit 109 was moved backward in the support unit 406 (moved in the positive direction of the x-axis) to separate the two substrates. Note that when the substrate holding unit 109 is retracted, that is, when the two substrates are separated from each other,
Similar results were obtained without rotation.

【0134】以上の処理の結果、第1の基体の表面に形
成されていたSiO2層及びエピタキシャルSi層の
他、多孔質Si層の一部が、第2の基板側に移された。
そして、第1の基板の表面には多孔質Si層が残った。
As a result of the above processing, in addition to the SiO 2 layer and the epitaxial Si layer formed on the surface of the first substrate, a part of the porous Si layer was transferred to the second substrate.
Then, the porous Si layer remained on the surface of the first substrate.

【0135】以下、実施例1と同様の処理を実行し、同
様の結果を得た。
Thereafter, the same processing as in the first embodiment was executed, and the same result was obtained.

【0136】(実施例3)比抵抗0.01〜0.02
(Ω・cm)のP型あるいはN型の第1の単結晶Si基
板をHF溶液中において陽極化成して多孔質Si層を形
成した。この陽極化成条件は以下の通りである。
(Example 3) Specific resistance 0.01 to 0.02
A (Ω · cm) P-type or N-type first single-crystal Si substrate was anodized in an HF solution to form a porous Si layer. The anodizing conditions are as follows.

【0137】 電流密度 :7(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :11(分) 多孔質Siの厚み:12(μm) なお、多孔質Si層の厚さは、上記の厚さ(12μm)
に限られず、数百μm〜0.1μm程度が好適である。
Current density: 7 (mA / cm 2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1: 1 Time: 11 (min) Thickness of porous Si: 12 (μm) In addition, the thickness of the porous Si layer is the above thickness (12 μm).
However, the thickness is preferably about several hundred μm to about 0.1 μm.

【0138】この基板を酸素雰囲気中において400℃
で1時間酸化させた。この酸化により多孔質Si層の孔
の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Si層の表面
をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質
Si層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Si
上にCVD(Chemical Vapor Depo
sition)法により単結晶Siを0.3μmだけエ
ピタキシャル成長させた。成長条件は以下の通りであ
る。
This substrate was placed in an oxygen atmosphere at 400 ° C.
For 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the hole of the porous Si layer was covered with the thermal oxide film. The surface of the porous Si layer is treated with hydrofluoric acid to remove only the oxide film on the surface of the porous Si layer while leaving the oxide film on the inner walls of the pores.
CVD (Chemical Vapor Depo)
Single-crystal Si was epitaxially grown to a thickness of 0.3 μm by the STI method. The growth conditions are as follows.

【0139】 ソースガス:SiH2Cl2/H2 ガス流量 :0.5/180(l/min) ガス圧力 :80(Torr) 温度 :950(℃) 成長速度 :0.3(μm/min) さらに、絶縁層として、このエピタキシャルSi層の表
面に熱酸化により200nmの酸化膜(SiO2層)を
形成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 gas flow rate: 0.5 / 180 (l / min) Gas pressure: 80 (Torr) Temperature: 950 (° C.) Growth rate: 0.3 (μm / min) Further, as an insulating layer, an oxide film (SiO 2 layer) of 200 nm was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.

【0140】次いで、投影飛程がエピタキシャル層/多
孔質Si層の界面あるいは多孔質Si層/基板の界面あ
るいは多孔質Si層中になるようにして、第1の基板の
表面からイオン注入を行った。これによって、分離層と
して働く層が、投影飛程の深さの所に、微小気泡層(mi
crocavity層)あるいは注入イオン種の高濃度層による
歪み層として形成された。
Next, ions are implanted from the surface of the first substrate so that the projection range is at the interface of the epitaxial layer / porous Si layer, the interface of the porous Si layer / substrate, or in the porous Si layer. Was. As a result, the layer acting as the separation layer is positioned at the depth of the projection range,
(crocavity layer) or a strained layer formed by a layer containing a high concentration of implanted ion species.

【0141】次いで、この第1の基板のSiO2層の表
面に、別途用意した第2のSi基板が面するように両基
板を密着させた後に、600℃の温度で10時間の熱処
理をし、両基板を貼り合せた。ここで、両基板を密着さ
せる前にN2プラズマ等で両基板を前処理することによ
り貼り合わせの強度が高まった。
Then, both substrates were brought into close contact with the surface of the SiO 2 layer of the first substrate so that the separately prepared second Si substrate faced, and then heat-treated at a temperature of 600 ° C. for 10 hours. Then, both substrates were bonded together. Here, by pre-treating both substrates with N 2 plasma or the like before bringing both substrates into close contact with each other, the bonding strength was increased.

【0142】次いで、上記のようにして形成された貼り
合せ基板101を分離装置100により分離した。詳し
くは以下の通りである。
Next, the bonded substrate 101 formed as described above was separated by the separating device 100. The details are as follows.

【0143】貼り合せ基板101を基板保持部108,
109の間に垂直に支持し、基板保持部109により押
圧して保持した。そして、貼り合せ基板101のベベリ
ングの凹部に向けて、直径0.15mmの噴射ノズル1
12から2000kgf/cm2の圧力の純水を貼り合
せ基板101の貼り合せ界面に平行に噴射させた。その
際、図8に示す駆動ロボット161により噴射ノズル1
12を貼り合せ基板101の貼り合せ界面に沿って往復
走査しながら分離処理を実行した。なお、この時、貼り
合せ基板101を回転させずに分離処理を実行した。
The bonded substrate 101 is connected to the substrate holder 108,
It was vertically supported between the substrates 109 and pressed and held by the substrate holding unit 109. Then, the jet nozzle 1 having a diameter of 0.15 mm is directed toward the beveled concave portion of the bonded substrate 101.
Pure water having a pressure of 12 to 2000 kgf / cm 2 was sprayed in parallel to the bonding interface of the bonded substrate 101. At that time, the driving nozzle 161 shown in FIG.
12, the separation process was performed while reciprocally scanning along the bonding interface of the bonded substrate 101. At this time, the separation process was performed without rotating the bonded substrate 101.

【0144】貼り合せ基板101の物理的な分離が完了
した時点においては、分離された2枚の基板は純水を介
して密着している。
When the physical separation of the bonded substrate 101 is completed, the two separated substrates are in close contact with each other via pure water.

【0145】次いで、ジェットの圧力を500kgf/
cm2に下げた後、2枚の基板の中心部付近の直上(図
8の182に示す位置)に噴射ノズル112を移動さ
せ、各基板を基板保持部108,109に夫々真空吸着
した状態で、基板保持部109を後退させて(x軸の正
方向に移動)、2枚の基板を引き離した。
Next, the jet pressure was set to 500 kgf /
After the pressure is reduced to 2 cm 2 , the injection nozzle 112 is moved to a position immediately above the center of the two substrates (at a position 182 in FIG. 8), and the respective substrates are vacuum-adsorbed to the substrate holders 108 and 109, respectively. Then, the substrate holding unit 109 was moved backward (moved in the positive direction of the x-axis) to separate the two substrates.

【0146】以上の処理の結果、第1の基体の表面に形
成されていたSiO2層及びエピタキシャルSi層の
他、多孔質Si層(分離層)の一部が、第2の基板側に
移された。そして、第1の基板の表面には多孔質Si層
が残った。
As a result of the above processing, in addition to the SiO 2 layer and the epitaxial Si layer formed on the surface of the first substrate, a part of the porous Si layer (separation layer) is transferred to the second substrate. Was done. Then, the porous Si layer remained on the surface of the first substrate.

【0147】次いで、第2の基板上に移された多孔質S
i層(分離層)を水と49%弗酸と30%過酸化水素水
との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした。こ
の時、第2の基板の単結晶Siはエッチストップの役割
を果たし、多孔質Siが選択的にエッチングされて完全
に除去された。
Next, the porous S transferred on the second substrate
The i-layer (separation layer) was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. At this time, the single-crystal Si of the second substrate served as an etch stop, and the porous Si was selectively etched and completely removed.

【0148】以上の工程により、Si酸化膜上に0.2
μmの厚みを持った単結晶Si層を有するSOI基板を
形成することができた。多孔質Si層を選択的にエッチ
ングした後の単結晶Si層の膜厚を面内の全域にわたっ
て100点について測定したところ、膜厚は201nm
±4nmであった。
According to the above steps, 0.2 μm is formed on the Si oxide film.
An SOI substrate having a single-crystal Si layer having a thickness of μm was formed. When the film thickness of the single-crystal Si layer after selectively etching the porous Si layer was measured at 100 points over the entire area in the plane, the film thickness was 201 nm.
± 4 nm.

【0149】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単
結晶Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良
好な結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the single-crystal Si layer, and good crystallinity was maintained.

【0150】さらに、上記の結果物に対して水素中にお
いて1100℃で熱処理を1時間施した後に、表面粗さ
を原子間力顕微鏡で評価したところ、50μm角の領域
での平均2乗粗さは約0.2nmであった。これは通常
市販されているSiウエハと同等である。
Further, after the above product was subjected to a heat treatment in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour, the surface roughness was evaluated by an atomic force microscope, and the mean square roughness in a 50 μm square region was obtained. Was about 0.2 nm. This is equivalent to a commercially available Si wafer.

【0151】なお、酸化膜(SiO2膜)をエピタキシ
ャル層の表面でなく、第2の基板の表面に形成した場
合、双方に形成した場合においても同様の結果が得られ
た。
Similar results were obtained when the oxide film (SiO 2 film) was formed not on the surface of the epitaxial layer but on the surface of the second substrate, and when both were formed.

【0152】一方、第1の基板側に残った多孔質Si層
を水と40%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪
拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果
物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すこと
により、第1の基板又は第2の基板として再利用するこ
とができた。
On the other hand, the porous Si layer remaining on the first substrate side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 40% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, the resulting product was subjected to surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing, so that it could be reused as the first substrate or the second substrate.

【0153】なお、分離層の除去は、エッチングによら
ず、研磨によって行ってもよく、この場合においても同
様の品質のSOI基板が得られた。この場合、水素中に
おいて熱処理を行う必要はない。
The removal of the separation layer may be performed not by etching but by polishing. In this case, an SOI substrate of the same quality was obtained. In this case, it is not necessary to perform heat treatment in hydrogen.

【0154】また、第2の基板として、石英その他の光
透過性の基板を採用することもでき、この場合において
も、上記の同様に良好な基板を得ることができた。
Also, a quartz or other light-transmitting substrate can be adopted as the second substrate. In this case, a good substrate as described above could be obtained.

【0155】(実施例4)第1の単結晶Si基板の表面
に、絶縁層として熱酸化により200nmの酸化膜(S
iO2層)を形成した。ここで、熱酸化前に、第1の単
結晶Si基板の表面にCVD(Chemical Va
por Deposition)法により0.5μm厚
程度の単結晶Siをエピタキシャル成長させてもよい。
この場合の成長条件は、例えば次の通りである。
Example 4 On a surface of a first single crystal Si substrate, an oxide film (S
iO 2 layer). Here, before thermal oxidation, the surface of the first single-crystal Si substrate is subjected to CVD (Chemical Va).
Single-crystal Si having a thickness of about 0.5 μm may be epitaxially grown by a por deposition method.
The growth conditions in this case are as follows, for example.

【0156】 ソースガス:SiH2Cl2/H2 ガス流量 :0.5/180(l/min) ガス圧力 :80(Torr) 温度 :950℃ 成長速度 :0.3(μm/min) 次いで、投影飛程がSi基板中あるいはエピタキシャル
層中になるようにして、第1の基板の表面からイオン注
入を行った。これによって、分離層として働く層が、投
影飛程の深さの所に微小気泡層あるいは注入イオン種高
濃度層による歪み層として形成された。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 Gas flow rate: 0.5 / 180 (l / min) Gas pressure: 80 (Torr) Temperature: 950 ° C. Growth rate: 0.3 (μm / min) Ion implantation was performed from the surface of the first substrate such that the projection range was in the Si substrate or in the epitaxial layer. As a result, a layer serving as a separation layer was formed as a microbubble layer or a strained layer formed of a high-concentration layer of implanted ion species at the depth of the projection range.

【0157】次いで、この第1の基板のSiO2層の表
面に、別途用意した第2のSi基板が面するように両基
板を密着させた後に、400℃の温度で24時間の熱処
理をし、両基板を貼り合せた。ここで、両基板を密着さ
せる前にN2プラズマ等で両基板を前処理することより
貼り合わせの強度が高まった。
Next, the two substrates were brought into close contact with the surface of the SiO 2 layer of the first substrate so that the separately prepared second Si substrate faced, and then heat-treated at a temperature of 400 ° C. for 24 hours. Then, both substrates were bonded together. Here, the bonding strength was increased by pre-treating both substrates with N 2 plasma or the like before bringing both substrates into close contact.

【0158】次いで、上記のようにして形成された貼り
合せ基板101を分離装置100により分離した。詳し
くは以下の通りである。
Next, the bonded substrate 101 formed as described above was separated by the separating device 100. The details are as follows.

【0159】貼り合せ基板101を基板保持部108,
109の間に垂直に支持し、基板保持部109により押
圧して保持した。そして、貼り合せ基板101を8rp
mのスピードで回転させた。
The bonded substrate 101 is connected to the substrate holding portion 108,
It was vertically supported between the substrates 109 and pressed and held by the substrate holding unit 109. Then, the bonded substrate 101 is set at 8 rp.
m at a speed of m.

【0160】次いで、噴射ノズル112から高圧の純水
を噴射させた後、図8に示す駆動ロボット161により
噴射ノズル112を経路180に沿って移動させた。そ
して、作業位置182において、貼り合せ基板101の
ベベリングの凹部に向けて、直径0.20mmの噴射ノ
ズル112から400kgf/cm2の圧力の純水を鉛
直方向に2分間にわたって噴射させた。
Next, after jetting high-pressure pure water from the jet nozzle 112, the jet nozzle 112 was moved along the path 180 by the driving robot 161 shown in FIG. Then, at the working position 182, pure water at a pressure of 400 kgf / cm 2 was sprayed in a vertical direction from the spray nozzle 112 having a diameter of 0.20 mm toward the beveling recess of the bonded substrate 101 for 2 minutes.

【0161】この処理により貼り合せ基板101は物理
的に2枚の基板に分離されているが、この時点において
は、分離された2枚の基板は純水を介して密着してい
る。
By this processing, the bonded substrate 101 is physically separated into two substrates. At this point, the separated two substrates are in close contact with each other via pure water.

【0162】次いで、ジェットの圧力を500kgf/
cm2に上げた後、噴射ノズル112の位置はそのまま
にして、基板保持部109を支持部406を後退させて
(x軸の正方向に移動)、2枚の基板を引き離した。な
お、基板保持部109を後退させる際、すなわち、2枚
の基板を引き離す際において、各基板を回転させても、
回転させなくても同様の結果が得られた。
Next, the jet pressure was set to 500 kgf /
After raising the pressure to cm 2 , while keeping the position of the injection nozzle 112, the substrate holding unit 109 was moved backward in the support unit 406 (moved in the positive direction of the x-axis) to separate the two substrates. Note that when the substrate holding unit 109 is retracted, that is, when the two substrates are separated from each other,
Similar results were obtained without rotation.

【0163】以上の処理の結果、第1の基体の表面に形
成されていたSiO2層及びエピタキシャルSi層の
他、分離層の一部が、第2の基板側に移された。そし
て、第1の基板の表面には分離層が残った。
As a result of the above processing, a part of the separation layer, in addition to the SiO 2 layer and the epitaxial Si layer formed on the surface of the first substrate, was transferred to the second substrate. Then, the separation layer remained on the surface of the first substrate.

【0164】次いで、第2の基板上に移された分離層を
水と49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌
しながら選択的にエッチングした。この時、第2の基板
の単結晶Siはエッチストップの役割を果たし、多孔質
Siが選択的にエッチングされて完全に除去された。
Next, the separation layer transferred onto the second substrate was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 49% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. At this time, the single-crystal Si of the second substrate served as an etch stop, and the porous Si was selectively etched and completely removed.

【0165】以上の工程により、Si酸化膜上に単結晶
Si層を有するSOI基板を形成することができた。多
孔質Si層を選択的にエッチングした後の単結晶Si層
の膜厚を面内の全域にわたって100点について測定し
たところ、膜厚は201nm±4nmであった。
Through the above steps, an SOI substrate having a single-crystal Si layer on a Si oxide film could be formed. When the film thickness of the single crystal Si layer after selectively etching the porous Si layer was measured at 100 points over the entire area in the plane, the film thickness was 201 nm ± 4 nm.

【0166】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単
結晶Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良
好な結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section by a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the single-crystal Si layer, and good crystallinity was maintained.

【0167】さらに、上記の結果物に対して水素中にお
いて1100℃で熱処理を1時間施した後に、表面粗さ
を原子間力顕微鏡で評価したところ、50μm角の領域
での平均2乗粗さは約0.2nmであった。これは通常
市販されているSiウエハと同等である。
Further, after the above product was subjected to a heat treatment in hydrogen at 1100 ° C. for 1 hour, the surface roughness was evaluated by an atomic force microscope. As a result, the mean square roughness in a 50 μm square region was obtained. Was about 0.2 nm. This is equivalent to a commercially available Si wafer.

【0168】一方、第1の基板側に残った分離層を水と
40%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪拌しな
がら選択的にエッチングした。その後、その結果物に水
素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すことによ
り、第1の基板又は第2の基板として再利用することが
できた。
On the other hand, the separation layer remaining on the first substrate side was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 40% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, the resulting product was subjected to surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing, so that it could be reused as the first substrate or the second substrate.

【0169】なお、分離層の除去は、エッチングによら
ず、研磨によって行ってもよく、この場合においても同
様の品質のSOI基板が得られた。この場合、水素中に
おいて熱処理を行う必要はない。
The removal of the separation layer may be performed not by etching but by polishing. In this case, an SOI substrate of similar quality was obtained. In this case, it is not necessary to perform heat treatment in hydrogen.

【0170】この実施例は、単結晶Si基板(第1の基
板)の表面領域をイオン注入による分離層を介して第2
の基板に移すものであるが、エピタキシャルウェハを用
いて、そのエピタキシャル層の下部にイオン注入により
分離層を形成し、該分離層で基板を分離することにより
該エピタキシャル層を第2の基板に移してもよい。
In this embodiment, the surface region of a single-crystal Si substrate (first substrate) is separated by a second layer through a separation layer by ion implantation.
The separation layer is formed by ion implantation below the epitaxial layer using an epitaxial wafer, and the substrate is separated by the separation layer to transfer the epitaxial layer to the second substrate. You may.

【0171】また、上記の実施例において、イオン注入
による分離層の形成後に第1の基板の表面のSiO2
を除去し、エピタキシャル層及びSiO2層を形成し、
この第1の基板を第2の基板に貼り合せ、分離層で基板
を分離することにより該エピタキシャル層及びSiO2
層を第2の基板に移してもよい。 (実施例5)比抵抗0.01〜0.02Ω・cmのP型
あるいはN型の第1の単結晶Si基板に対してHF溶液
中において2段階の陽極化成を施し、2層の多孔質層を
形成した。この陽極化成条件は以下の通りである。
In the above embodiment, after forming the separation layer by ion implantation, the SiO 2 layer on the surface of the first substrate is removed to form an epitaxial layer and a SiO 2 layer.
The first substrate is bonded to a second substrate, and the substrate is separated by a separation layer, whereby the epitaxial layer and SiO 2 are separated.
The layer may be transferred to a second substrate. Example 5 A two-stage anodization was performed on a P-type or N-type first single-crystal Si substrate having a specific resistance of 0.01 to 0.02 Ω · cm in an HF solution to form a two-layer porous film. A layer was formed. The anodizing conditions are as follows.

【0172】 <第1段階の陽極化成> 電流密度 :7(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :11(分) 第1の多孔質Siの厚み:12(μm) <第2段階の陽極化成> 電流密度 :17(mA/cm2) 陽極化成溶液 :HF:H2O:C25OH=1:1:1 時間 :3(分) 第2の多孔質Siの厚み:3(μm) 多孔質Si層を2層構成にすることにより、先に低電流
で陽極化成した表面層の多孔質Siを高品質エピタキシ
ャルSi層を形成させるために用い、後に高電流で陽極
化成した下層の多孔質Siを分離層として用いて、それ
ぞれ機能を分離した。低電流で形成する多孔質Si層の
厚さは、上記の厚さ(12μm)に限られず、数百μm
〜0.1μm程度が好適である。また、高電流で形成す
る多孔質Si層も上記の厚さ(3μm)に限定されず、
ジェットにより貼り合せ基板を分離可能な厚さを確保す
ればよい。
<First Anodization> Current Density: 7 (mA / cm 2 ) Anodizing Solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 11 (min) First Thickness of porous Si: 12 (μm) <Second-stage anodization> Current density: 17 (mA / cm 2 ) Anodizing solution: HF: H 2 O: C 2 H 5 OH = 1: 1: 1 Time: 3 (minutes) Thickness of the second porous Si: 3 (μm) By forming the porous Si layer into two layers, the porous Si of the surface layer previously anodized with a low current is made of high quality epitaxial. The respective functions were separated by using a lower porous Si layer used for forming a Si layer and subsequently anodized with a high current as a separation layer. The thickness of the porous Si layer formed at a low current is not limited to the above-mentioned thickness (12 μm), but may be several hundred μm.
The thickness is preferably about 0.1 μm. Further, the porous Si layer formed at a high current is not limited to the above thickness (3 μm).
What is necessary is just to ensure the thickness which can separate a bonding substrate by a jet.

【0173】ここで、第2層の多孔質Si層の形成後に
第3層又はそれ以上の層を形成してもよい。
Here, the third layer or more layers may be formed after the formation of the second porous Si layer.

【0174】この基板を酸素雰囲気中において400℃
で1時間酸化させた。この酸化により多孔質Si層の孔
の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Si層の表面
をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質
Si層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Si
上にCVD(Chemical Vapor Depo
sition)法により単結晶Siを0.25μmエピ
タキシャル成長させた。成長条件は以下の通りである。
This substrate was placed in an oxygen atmosphere at 400 ° C.
For 1 hour. Due to this oxidation, the inner wall of the hole of the porous Si layer was covered with the thermal oxide film. The surface of the porous Si layer is treated with hydrofluoric acid to remove only the oxide film on the surface of the porous Si layer while leaving the oxide film on the inner walls of the pores.
CVD (Chemical Vapor Depo)
Single-crystal Si was epitaxially grown by 0.25 μm by a position (method). The growth conditions are as follows.

【0175】 ソースガス:SiH2Cl2/H2 ガス流量 :0.5/180(l/min) ガス圧力 :80(Torr) 温度 :950(℃) 成長速度 :0.3(μm/min) さらに、絶縁層として、このエピタキシャルSi層表面
に熱酸化により100nmの酸化膜(SiO2層)を形
成した。
Source gas: SiH 2 Cl 2 / H 2 Gas flow rate: 0.5 / 180 (l / min) Gas pressure: 80 (Torr) Temperature: 950 (° C.) Growth rate: 0.3 (μm / min) Further, as an insulating layer, an oxide film (SiO 2 layer) of 100 nm was formed on the surface of the epitaxial Si layer by thermal oxidation.

【0176】次いで、このSiO2層に、別途用意した
光透過性の基板としての第2の石英基板の表面が面する
ように両基板を密着させた後に、200℃の温度で10
時間の熱処理をし、両基板を貼り合わせた。ここで、両
基板を密着させる前にN2プラズマ等で両基板を前処理
することにより貼り合わせの強度が高まった。
Then, the two substrates were brought into close contact with the SiO 2 layer so that the surface of a second quartz substrate as a light-transmitting substrate prepared separately was faced.
Heat treatment was performed for a long time, and the two substrates were bonded together. Here, by pre-treating both substrates with N 2 plasma or the like before bringing both substrates into close contact with each other, the bonding strength was increased.

【0177】次いで、上記のようにして形成された貼り
合せ基板101を分離装置100により分離した。詳し
くは以下の通りである。
Next, the bonded substrate 101 formed as described above was separated by the separating device 100. The details are as follows.

【0178】貼り合せ基板101を基板保持部108,
109の間に垂直に支持し、基板保持部109により押
圧して保持した。そして、貼り合せ基板101を8rp
mのスピードで回転させた。
The bonded substrate 101 is moved to the substrate holder 108,
It was vertically supported between the substrates 109 and pressed and held by the substrate holding unit 109. Then, the bonded substrate 101 is set at 8 rp.
m at a speed of m.

【0179】次いで、噴射ノズル112を図7の経路1
70に沿って待機位置171から作業位置172に移動
させた。そして、作業位置172において、貼り合せ基
板101のベベリングの凹部に向けて、直径0.20m
mの噴射ノズル112から400kgf/cm2の圧力
の純水を鉛直方向に2分間にわたって噴射させた。
Next, the injection nozzle 112 is moved to the path 1 in FIG.
The robot was moved from the standby position 171 to the working position 172 along 70. Then, at the working position 172, the diameter of 0.20 m is directed toward the beveled concave portion of the bonded substrate 101.
Pure water at a pressure of 400 kgf / cm 2 was injected in a vertical direction from the injection nozzle 112 of m for 2 minutes.

【0180】この処理により貼り合せ基板101は物理
的に2枚の基板に分離されているが、この時点において
は、分離された2枚の基板は純水を介して密着してい
る。
By this processing, the bonded substrate 101 is physically separated into two substrates. At this point, the separated two substrates are in close contact with each other via pure water.

【0181】次いで、ジェットの圧力を500kgf/
cm2に上げた後、噴射ノズル112を分離面に沿って
(すなわち、y軸方向)に走査しながら、基板保持部1
09を後退させて(x軸の正方向に移動)、2枚の基板
を引き離した。なお、基板保持部109を後退させる
際、すなわち、2枚の基板を引き離す際において、各基
板を回転させても、回転させなくても同様の結果が得ら
れた。
Next, the jet pressure was set to 500 kgf /
cm 2 , while scanning the spray nozzle 112 along the separation surface (that is, in the y-axis direction),
09 was retracted (moved in the positive direction of the x-axis) to separate the two substrates. Note that, when the substrate holding unit 109 is retracted, that is, when the two substrates are separated from each other, similar results were obtained with or without rotating each substrate.

【0182】以上の処理の結果、第1の基体の表面に形
成されていたSiO2層、エピタキシャルSi層の他、
多孔質Si層の一部が、第2の基板側に移された。そし
て、第1の基板の表面には多孔質Si層が残った。
As a result of the above processing, in addition to the SiO 2 layer and the epitaxial Si layer formed on the surface of the first base,
Part of the porous Si layer was transferred to the second substrate side. Then, the porous Si layer remained on the surface of the first substrate.

【0183】次いで、第2の基板上に移された多孔質S
i層を水と49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液
で攪拌しながら選択的にエッチングした。この時、第2
の基板の単結晶Siはエッチストップの役割を果たし、
多孔質Siが選択的にエッチングされて完全に除去され
た。
Next, the porous S transferred on the second substrate
The i-layer was selectively etched while being stirred with a mixed solution of water, 49% hydrofluoric acid, and 30% aqueous hydrogen peroxide. At this time, the second
The single crystal Si of the substrate serves as an etch stop,
The porous Si was selectively etched and completely removed.

【0184】上記のエッチング液による非多孔質のSi
単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッ
チング速度との選択比は105以上であり、非多孔質層
のエッチング量(数十オングストローム程度)は、実用
上許容可能な量である。
Non-porous Si by the above etching solution
The etching rate of the single crystal is extremely low, the selectivity with the etching rate of the porous layer is 10 5 or more, and the etching amount of the non-porous layer (several tens of angstroms) is a practically acceptable amount.

【0185】以上の工程により、石英上に、Si酸化膜
と0.2μm厚の単結晶Si層が形成されたSOI基板
を形成することができた。多孔質Si層を選択的にエッ
チングした後の単結晶Si層の膜厚を面内の全域にわた
って100点について測定したところ、膜厚は201n
m±4nmであった。
Through the above steps, an SOI substrate having a Si oxide film and a single-crystal Si layer having a thickness of 0.2 μm formed on quartz could be formed. When the film thickness of the single-crystal Si layer after selectively etching the porous Si layer was measured at 100 points over the entire area in the plane, the film thickness was 201 n.
m ± 4 nm.

【0186】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単
結晶Si層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良
好な結晶性が維持されていることが確認された。
As a result of observation of a cross section with a transmission electron microscope, it was confirmed that no new crystal defects were introduced into the single-crystal Si layer, and good crystallinity was maintained.

【0187】さらに、上記の結果物に対して水素中にお
いて900℃で熱処理を3時間施した後に、表面粗さを
原子間力顕微鏡で評価したところ、50μm角の領域で
の平均2乗粗さは約0.2nmであった。これは通常市
販されているSiウエハと同等である。
Further, the resultant product was subjected to a heat treatment in hydrogen at 900 ° C. for 3 hours, and then the surface roughness was evaluated by an atomic force microscope. As a result, the mean square roughness in a 50 μm square region was obtained. Was about 0.2 nm. This is equivalent to a commercially available Si wafer.

【0188】なお、エピタキシャル層の表面に酸化膜を
形成しない場合においても同様の結果が得られた。
Similar results were obtained when no oxide film was formed on the surface of the epitaxial layer.

【0189】一方、第1の基板側に残った多孔質Si層
を水と40%弗酸と30%過酸化水素水との混合液で攪
拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果
物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すこと
により、第1の基板として再利用することができた。
On the other hand, the porous Si layer remaining on the first substrate side was selectively etched while being stirred with a mixture of water, 40% hydrofluoric acid and 30% hydrogen peroxide. Thereafter, the resulting product was subjected to surface treatment such as hydrogen annealing or surface polishing, so that it could be reused as the first substrate.

【0190】一般に、石英等に代表される光透過性の基
板上に堆積した薄膜Si層は、該光透過性の基板の結晶
構造の無秩序性を反映して、非晶質又は多結晶構造にな
る。したがって、光透過性の基板上にSi層を形成して
基板を用いて半導体デバイスを製造した場合、高性能な
デバイスを得ることは難しい。ところで、光透過性の基
板は、光受光素子であるコンタクトセンサや投影型液晶
画像表示装置を構成する上で重要である。そして、セン
サや表示装置の画素(絵素)をより高密度化、高解像度
化、高精細化するためには、高性能な駆動素子が必要と
なる。
In general, a thin-film Si layer deposited on a light-transmitting substrate represented by quartz or the like has an amorphous or polycrystalline structure, reflecting the disorder of the crystal structure of the light-transmitting substrate. Become. Therefore, when a semiconductor device is manufactured by forming a Si layer on a light-transmitting substrate and using the substrate, it is difficult to obtain a high-performance device. Incidentally, a light-transmitting substrate is important in configuring a contact sensor or a projection-type liquid crystal image display device as a light receiving element. In order to further increase the density, resolution, and definition of pixels (picture elements) of sensors and display devices, high-performance driving elements are required.

【0191】したがって、上記の実施例の如き製造方法
は極めて有用である。
Therefore, the production method as described in the above embodiment is extremely useful.

【0192】(実施例6)上記の実施例1〜5における
エピタキシャル層をGaAsに代表される化合物半導体
に置き換えて上記と同様の実験を実施し、良好な基板を
得ることができた。
Example 6 The same experiment as described above was carried out by replacing the epitaxial layers in Examples 1 to 5 with a compound semiconductor represented by GaAs, and a good substrate was obtained.

【0193】(その他)上記の各実施例と同様の実験
を、ジェットの圧力を200〜3500kgf/cm2
の範囲に設定し、噴射ノズルの径を0.1mm〜(貼り
合わせ基板の総厚の半分)の範囲として実施し、良好な
基板を得ることができた。
(Others) The same experiment as in each of the above-mentioned embodiments was carried out except that the jet pressure was 200 to 3500 kgf / cm 2.
And the diameter of the injection nozzle was set in the range of 0.1 mm to (half of the total thickness of the bonded substrate), and a good substrate was obtained.

【0194】多孔質Si上にエピタキシャル層を成長さ
せる方法としては、CVD法の他、例えば、MBE法、
スパッタ法、液相成長法等が好適である。また、そのエ
ピタキシャル層の膜厚は、数nm〜数百μmの範囲にす
ることができる。
As a method for growing an epitaxial layer on porous Si, in addition to the CVD method, for example, an MBE method,
A sputtering method, a liquid phase growth method and the like are suitable. The thickness of the epitaxial layer can be in the range of several nm to several hundred μm.

【0195】また、多孔質層やイオン注入層(分離層)
を選択的にエッチングするためのエッチング液は、水と
49%弗酸と30%過酸化水素水との混合液の他、例え
ば、 1)弗酸、 2)弗酸+アルコール、 3)弗酸+アルコール+過酸化水素水、 4)バッファード弗酸、 5)バッファード弗酸+アルコール、 6)バッファード弗酸+過酸化水素水、 7)バッファード弗酸+アルコール+過酸化水素水、 8)弗酸+硝酸+酢酸 が好適である。多孔質Siは、その膨大な表面積のため
選択的なエッチングが容易であり、上記のように様々な
エッチング液を採用し得る。
Further, a porous layer or an ion-implanted layer (separation layer)
An etching solution for selectively etching is, for example, 1) hydrofluoric acid, 2) hydrofluoric acid + alcohol, and 3) hydrofluoric acid, in addition to a mixed solution of water, 49% hydrofluoric acid, and 30% hydrogen peroxide solution. + Alcohol + hydrogen peroxide, 4) buffered hydrofluoric acid, 5) buffered hydrofluoric acid + alcohol, 6) buffered hydrofluoric acid + hydrogen peroxide, 7) buffered hydrofluoric acid + alcohol + hydrogen peroxide, 8) Hydrofluoric acid + nitric acid + acetic acid is preferred. Porous Si can be easily etched selectively due to its enormous surface area, and various etching solutions can be employed as described above.

【0196】また、他の工程についても、上記の実施例
に限定されず、様々の条件の下での実施が可能である。
Further, the other steps are not limited to the above embodiment, but can be carried out under various conditions.

【0197】以上、特定の実施の形態及び実施例を挙げ
て特徴的な技術的思想を説明したが、本発明は、これら
の実施の形態及び実施例に記載された事項によって限定
されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術
的思想の範囲内において様々な変形をなし得る。
Although the characteristic technical ideas have been described with reference to the specific embodiments and examples, the present invention is not limited to the matters described in these embodiments and examples. Instead, various modifications may be made within the scope of the technical idea described in the claims.

【0198】[0198]

【発明の効果】本発明は、物体を効率的に分離し引き離
すことができる。
According to the present invention, an object can be efficiently separated and separated.

【0199】また、本発明に拠れば、良好な半導体基体
を製造することができる。
In addition, according to the present invention, a good semiconductor substrate can be manufactured.

【0200】[0200]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好適な実施の形態に係るSOI基板の
製造を方法を工程順に説明する図である。
FIG. 1 is a view illustrating a method of manufacturing an SOI substrate according to a preferred embodiment of the present invention in the order of steps.

【図2】V型の溝の有無による貼り合わせ基板に作用す
る力を概念的に示す図である。
FIG. 2 is a view conceptually showing a force acting on a bonded substrate depending on the presence or absence of a V-shaped groove.

【図3】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概
略構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a separation device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図4】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概
略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a separation device according to a preferred embodiment of the present invention.

【図5】調整機構の第1の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a first configuration example of an adjustment mechanism.

【図6】調整機構の第2の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second configuration example of the adjustment mechanism.

【図7】噴射ノズルの駆動ロボットの一例を概念的に示
す図である。
FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating an example of a driving robot of an injection nozzle.

【図8】噴射ノズルの駆動ロボットの他の例を概念的に
示す図である。
FIG. 8 is a view conceptually showing another example of a driving robot of the injection nozzle.

【図9】2枚の基板間に作用する表面張力を説明するた
めの図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining surface tension acting between two substrates.

【図10】流体により2枚の基板を引き離す方向に力を
作用させる原理を模式的に示す図である。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a principle of applying a force in a direction in which two substrates are separated by a fluid.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 単結晶Si基板 12,12’,12’’ 多孔質Si層12 13 非多孔質単結晶Si層 14 単結晶Si基板 15 絶縁層 100 基板分離装置 101 貼り合わせ基板 101a 基板 101b 多孔質層 101c 基板 102,103 支持部 104,105 ベアリング 106,107 回転軸 108,109 基板保持部 108a,109a 真空吸着機構 110,111 駆動源 112 噴射ノズル 121 ピストンロッド 122 エアシリンダ 131 偏心カム 132 駆動板 160,161 駆動ロボット DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Single-crystal Si substrate 12, 12 ', 12' 'Porous Si layer 12 13 Non-porous single-crystal Si layer 14 Single-crystal Si substrate 15 Insulating layer 100 Substrate separation apparatus 101 Bonded substrate 101a Substrate 101b Porous layer 101c Substrate 102, 103 Support portion 104, 105 Bearing 106, 107 Rotation axis 108, 109 Substrate holding portion 108a, 109a Vacuum suction mechanism 110, 111 Drive source 112 Injection nozzle 121 Piston rod 122 Air cylinder 131 Eccentric cam 132 Drive plate 160, 161 Drive robot

フロントページの続き (72)発明者 米原 隆夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Takao Yonehara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (54)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体を分離する分離装置であって、 束状の流体を利用して分離対象の物体を少なくとも2つ
の物体に分離する分離手段と、 分離された各物体の間に流体を注入しながら各物体を引
き離す離隔手段と、 を備えることを特徴とする分離装置。
1. A separating apparatus for separating an object, comprising: separating means for separating an object to be separated into at least two objects by using a bundled fluid; and injecting a fluid between the separated objects. And a separating means for separating the objects while separating.
【請求項2】 分離対象の物体は板状であり、前記分離
手段は、該板状の物体を面方向に切断して2枚の板状の
物体に分離することを特徴とする請求項1に記載の分離
装置。
2. An object to be separated is a plate-like object, and said separating means cuts the plate-like object in a plane direction and separates the plate-like object into two plate-like objects. The separation device according to claim 1.
【請求項3】 物体を分離する際に該物体を両側から挟
むようにして保持すると共に、該物体が分離された後に
おいても、分離された各物体を夫々保持する一対の保持
部を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の分離
装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a pair of holding portions for holding the object so as to be sandwiched from both sides when separating the object, and for holding each separated object even after the object is separated. The separation device according to claim 2, characterized in that:
【請求項4】 前記一対の保持部は、物体を分離する際
に該物体を押圧しながら保持することを特徴とする請求
項3に記載の分離装置。
4. The separation device according to claim 3, wherein the pair of holding units hold the object while pressing the object when separating the object.
【請求項5】 前記離隔手段は、前記分離手段により物
体が分離された後、前記一対の保持部相互の間隔を広げ
ることにより、分離された各物体を引き離すことを特徴
とする請求項3に記載の分離装置。
5. The apparatus according to claim 3, wherein said separating means separates each separated object by widening an interval between said pair of holding portions after the object is separated by said separating means. The separation device according to any one of the preceding claims.
【請求項6】 前記一対の保持部は、夫々分離された各
物体を吸着する吸着機構を有することを特徴とする請求
項5に記載の分離装置。
6. The separation apparatus according to claim 5, wherein the pair of holding units have an adsorption mechanism for adsorbing each separated object.
【請求項7】 前記吸着機構は、真空吸着機構を含むこ
とを特徴とする請求項6に記載の分離装置。
7. The separation device according to claim 6, wherein the suction mechanism includes a vacuum suction mechanism.
【請求項8】 束状の流体を噴射する噴射部を更に備
え、前記分離手段は、前記噴射部から噴射される流体に
より分離対象の物体を分離し、前記離隔手段は、前記噴
射部から噴射される流体を分離された各物体の間に注入
させながら各物体を引き離すことを特徴とする請求項1
乃至請求項7のいずれか1項に記載の分離装置。
8. An ejector for ejecting a bundle of fluids, wherein the separating means separates an object to be separated by the fluid ejected from the ejector, and the separating means ejects the fluid from the ejector. 2. The method according to claim 1, wherein each of the objects is separated while the fluid to be injected is injected between the separated objects.
The separation device according to claim 7.
【請求項9】 分離対象の物体は、分離用の層として内
部に脆弱な層を有することを特徴とする請求項1乃至請
求項8のいずれか1項にに記載の分離装置。
9. The separation apparatus according to claim 1, wherein the object to be separated has a weak layer inside as a separation layer.
【請求項10】 前記脆弱な層は、多孔質層であること
を特徴とする請求項9に記載の分離装置。
10. The separation device according to claim 9, wherein the fragile layer is a porous layer.
【請求項11】 前記脆弱な層は、微小気泡を有する層
であることを特徴とする請求項9に記載の分離装置。
11. The separation device according to claim 9, wherein the fragile layer is a layer having microbubbles.
【請求項12】 物体を分離する分離装置であって、 束状の流体を噴射する噴射部と、 物体を保持する1組の保持部と、 を備え、前記1組の保持部により分離対象の物体を保持
した状態で該物体に向けて前記噴射部から流体を噴射し
ながら該物体を分離すると共に、分離された各物体の間
に向けて前記噴射部から流体を噴射しながら該分離され
た各基板を引き離すよう前記1組の保持部を移動させる
ことを特徴とする分離装置。
12. A separation device for separating an object, comprising: an ejection unit for ejecting a bundle of fluids; and a set of holding units for holding the object, wherein the set of holding units is used to separate the object. While holding the object, the object is separated while ejecting a fluid from the ejecting unit toward the object, and the separated object is ejected from the ejecting unit toward the space between the separated objects. A separation device, wherein the pair of holding units are moved so as to separate each substrate.
【請求項13】 分離対象の物体は板状であり、前記1
組の保持部は、該物体を分離する際に、該物体を両側か
ら挟むようにして保持することを特徴とする請求項12
に記載の分離装置。
13. The object to be separated has a plate shape, and
13. The set of holding portions, when separating the object, holds the object so as to sandwich the object from both sides.
The separation device according to claim 1.
【請求項14】 前記1組の保持部は、物体を分離する
際に該物体を押圧しながら保持することを特徴とする請
求項13に記載の分離装置。
14. The separation apparatus according to claim 13, wherein the pair of holding units hold the object while pressing the object when separating the object.
【請求項15】 前記1組の保持部は、夫々分離された
各物体を吸着する吸着機構を有することを特徴とする請
求項14に記載の分離装置。
15. The separation apparatus according to claim 14, wherein the one set of holding units has a suction mechanism that suctions each separated object.
【請求項16】 前記吸着機構は、真空吸着機構を含む
ことを特徴とする請求項15に記載の分離装置。
16. The separation device according to claim 15, wherein the suction mechanism includes a vacuum suction mechanism.
【請求項17】 分離対象の物体は、分離用の層として
内部に脆弱な層を有することを特徴とする請求項12乃
至請求項16のいずれか1項に記載の分離装置。
17. The separation apparatus according to claim 12, wherein the object to be separated has a weak layer inside as a separation layer.
【請求項18】 前記脆弱な層は、多孔質層であること
を特徴とする請求項17に記載の分離装置。
18. The separation device according to claim 17, wherein the fragile layer is a porous layer.
【請求項19】 前記脆弱な層は、微小気泡を有する層
であることを特徴とする請求項17に記載の分離装置。
19. The separation device according to claim 17, wherein the fragile layer is a layer having microbubbles.
【請求項20】 物体を分離する分離方法であって、 束状の流体を分離対象の物体に向けて噴射しながら該物
体を少なくとも2つの物体に分離する分離工程と、 分離された各物体の間に流体を注入しながら各物体を引
き離す離隔工程と、を含むことを特徴とする分離方法。
20. A separation method for separating objects, comprising: separating a body into at least two objects while injecting a bundle of fluids toward the object to be separated; and separating each of the separated objects. A separating step of separating each object while injecting a fluid therebetween.
【請求項21】 分離対象の物体は板状であり、前記分
離工程では、該板状の物体を面方向に切断して2枚の板
状の物体に分離することを特徴とする請求項20に記載
の分離方法。
21. The object to be separated is plate-shaped, and in the separation step, the plate-shaped object is cut in a plane direction and separated into two plate-shaped objects. The separation method described in 1.
【請求項22】 前記分離工程では、分離対象の物体を
両側から挟むようにして保持することを特徴とする請求
項21に記載の分離方法。
22. The separation method according to claim 21, wherein in the separation step, the object to be separated is held so as to be sandwiched from both sides.
【請求項23】 前記離隔工程では、分離された各基板
を該各基板の保持部に夫々吸着した状態で両保持部相互
の間隔を広げることにより、該各基板を引き離すことを
特徴とする請求項21又は請求項22に記載の分離方
法。
23. The method of claim 23, wherein in the separating step, the separated substrates are separated from each other by widening an interval between the two holding portions in a state where the separated substrates are attracted to the holding portions of the respective substrates. 23. The separation method according to claim 21 or 22.
【請求項24】 前記分離工程及び前記離隔工程におい
て、同一の噴射部から噴射される束状の流体を利用する
ことを特徴とする請求項20乃至請求項23のいずれか
1項に記載の分離方法。
24. The separation according to claim 20, wherein in the separation step and the separation step, a bundle of fluid ejected from the same ejection unit is used. Method.
【請求項25】 分離対象の物体は、分離用の層として
内部に脆弱な層を有することを特徴とする請求項20乃
至請求項24のいずれか1項に記載の分離方法。
25. The separation method according to claim 20, wherein the object to be separated has a weak layer inside as a separation layer.
【請求項26】 前記脆弱な層は、多孔質層であること
を特徴とする請求項25に記載の分離方法。
26. The method according to claim 25, wherein the fragile layer is a porous layer.
【請求項27】 分離対象の物体は、半導体基体により
構成された層を有し、前記多孔質層は、該半導体基体に
対して陽極化成処理を施して形成した層であることを特
徴とする請求項26に記載の分離方法。
27. An object to be separated has a layer composed of a semiconductor substrate, and the porous layer is a layer formed by subjecting the semiconductor substrate to an anodizing treatment. A method according to claim 26.
【請求項28】 前記脆弱な層は、微小気泡を有する層
であることを特徴とする請求項25に記載の分離方法。
28. The separation method according to claim 25, wherein the fragile layer is a layer having microbubbles.
【請求項29】 分離対象の物体は、半導体基体により
構成された層を有し、前記微小気泡を有する層は、該半
導体基体にイオンを注入して形成した層であることを特
徴とする請求項28に記載の分離方法。
29. The object to be separated has a layer composed of a semiconductor substrate, and the layer having microbubbles is a layer formed by implanting ions into the semiconductor substrate. Item 30. The separation method according to Item 28.
【請求項30】 流体として水を用いたことを特徴とす
る請求項20乃至請求項29のいずれか1項に記載の分
離方法。
30. The separation method according to claim 20, wherein water is used as the fluid.
【請求項31】 請求項1乃至請求項19のいずれか1
項に記載の分離装置を使用して物体を分離することを特
徴とする分離方法。
31. Any one of claims 1 to 19
A separation method, comprising separating an object by using the separation device described in the above section.
【請求項32】 請求項20乃至請求項31のいずれか
1項に記載の分離方法を工程の一部に適用して半導体基
体を製造することを特徴とする半導体基体の製造方法。
32. A method for manufacturing a semiconductor substrate, wherein the method according to claim 20 is applied to a part of the steps to manufacture a semiconductor substrate.
【請求項33】 半導体基体の製造方法であって、 一方の面に多孔質層及び非多孔質層を順に形成した第1
の基体を作成する工程と、 前記第1の基体と第2の基体とを前記非多孔質層を内側
にして貼り合せて貼り合せ基体を作成する工程と、 束状の流体を前記貼り合せ基体の前記多孔質層付近に向
けて噴射しながら前記貼り合せ基体を2枚の基体に分離
する工程と、 分離された各基体の間に流体を注入しながら各基体を引
き離す工程と、 を含むことを特徴とする半導体基体の製造方法。
33. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising:
Forming a substrate, bonding the first substrate and the second substrate with the non-porous layer inside, to form a bonded substrate, and applying a bundled fluid to the bonded substrate. Separating the bonded substrate into two substrates while spraying the substrate toward the vicinity of the porous layer, and separating the substrates while injecting a fluid between the separated substrates. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising:
【請求項34】 前記第1の基体を作成する工程は、基
体に対して陽極化成処理を施すことにより該基体の片面
に多孔質層を形成する工程を含むことを特徴とする請求
項33に記載の半導体基体の製造方法。
34. The method according to claim 33, wherein the step of forming the first substrate includes a step of forming a porous layer on one surface of the substrate by performing anodizing treatment on the substrate. The method for producing a semiconductor substrate according to the above.
【請求項35】 前記第1の基体を作成する工程は、 単結晶シリコン基体に対して陽極化成処理を施すことに
より該基体の片面に多孔質層を形成する工程と、 前記多孔質層上に非多孔質層として単結晶シリコン層を
エピタキシャル成長させる工程と、 を含むことを特徴とする請求項33に記載の半導体基体
の製造方法。
35. The step of forming the first substrate, the step of forming a porous layer on one surface of the single-crystal silicon substrate by performing anodizing treatment on the single-crystal silicon substrate; The method for producing a semiconductor substrate according to claim 33, comprising: a step of epitaxially growing a single crystal silicon layer as a non-porous layer.
【請求項36】 前記第1の基体を作成する工程は、エ
ピタキシャル成長させた単結晶シリコン層上に絶縁層を
形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項35に
記載の半導体基体の製造方法。
36. The method according to claim 35, wherein the step of forming the first substrate further includes a step of forming an insulating layer on the epitaxially grown single crystal silicon layer. .
【請求項37】 前記絶縁層は、シリコン酸化物よりな
ることを特徴とする請求項36に記載の半導体基体の製
造方法。
37. The method according to claim 36, wherein the insulating layer is made of silicon oxide.
【請求項38】 前記絶縁層を形成する工程では、エピ
タキシャル成長させた単結晶シリコン層の表面を酸化さ
せることによりシリコン酸化物からなる絶縁層を形成す
ることを特徴とする請求項37に記載の半導体基体の製
造方法。
38. The semiconductor according to claim 37, wherein in the step of forming the insulating layer, an insulating layer made of silicon oxide is formed by oxidizing a surface of the single crystal silicon layer epitaxially grown. A method for manufacturing a substrate.
【請求項39】 前記第2の基体は、シリコン基板より
なることを特徴とする請求項33乃至請求項38のいず
れか1項に記載の半導体基体の製造方法。
39. The method according to claim 33, wherein the second base is made of a silicon substrate.
【請求項40】 前記第2の基体は、光透過性の基板か
らなることを特徴とする請求項33乃至請求項38のい
ずれか1項に記載の半導体基体の製造方法。
40. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 33, wherein said second substrate is formed of a light-transmitting substrate.
【請求項41】 前記分離された各基体を引き離す工程
の後、第2の基体側に残留する多孔質層を除去する工程
を更に含むことを特徴とする請求項33乃至請求項40
のいずれか1項に記載の半導体基体の製造方法。
41. The method according to claim 33, further comprising, after the step of separating the separated substrates, removing a porous layer remaining on the side of the second substrate.
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of the above items.
【請求項42】 前記多孔質層を除去する工程の後、結
果物の表面を平坦化する工程を更に含むことを特徴とす
る請求項41に記載の半導体基体の製造方法。
42. The method according to claim 41, further comprising, after the step of removing the porous layer, a step of flattening the surface of the resultant product.
【請求項43】 前記分離された各基体を引き離す工程
の後、第1の基体側に残留する多孔質層を除去し再利用
可能にする工程を更に含むことを特徴とする請求項33
乃至請求項42のいずれか1項に記載の半導体基体の製
造方法。
43. The method according to claim 33, further comprising, after the step of separating the separated substrates, a step of removing the porous layer remaining on the first substrate side and making the porous layer reusable.
43. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 42.
【請求項44】 半導体基体の製造方法であって、 単結晶半導体よりなる基体の表面から所定の深さにイオ
ンを注入して微小気泡層を形成した第1の基体を作成す
る工程と、 前記第1の基体の表面側に第2の基体を貼り合せて貼り
合せ基体を作成する工程と、 束状の流体を前記貼り合せ基体の前記微小気泡層付近に
向けて噴射しながら前記貼り合せ基体を2枚の基体に分
離する工程と、 分離された各基体の間に流体を注入しながら各基体を引
き離す工程と、 を含むことを特徴とする半導体基体の製造方法。
44. A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: implanting ions at a predetermined depth from the surface of a single crystal semiconductor substrate to form a first substrate having a microbubble layer formed therein; Laminating a second substrate on the surface side of the first substrate to form a bonded substrate; and bonding the bonded substrate while injecting a bundled fluid toward the vicinity of the microbubble layer of the bonded substrate. A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising: separating a substrate into two substrates; and separating each substrate while injecting a fluid between the separated substrates.
【請求項45】 前記第1の基体を作成する工程は、基
体にイオンを注入する工程の前に、該基体の表面に絶縁
層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項44に
記載の半導体基体の製造方法。
45. The method according to claim 44, wherein the step of forming the first base includes the step of forming an insulating layer on the surface of the base before the step of implanting ions into the base. A method for manufacturing a semiconductor substrate.
【請求項46】 前記絶縁層は、シリコン酸化物からな
ることを特徴とする請求項45に記載の半導体基体の製
造方法。
46. The method according to claim 45, wherein the insulating layer is made of silicon oxide.
【請求項47】 前記絶縁層を形成する工程では、前記
単結晶半導体よりなる基体の表面を酸化させることによ
りシリコン酸化物からなる絶縁層を形成することを特徴
とする請求項46に記載の半導体基体の製造方法。
47. The semiconductor according to claim 46, wherein in the step of forming the insulating layer, an insulating layer made of silicon oxide is formed by oxidizing a surface of the base made of the single crystal semiconductor. A method for manufacturing a substrate.
【請求項48】 前記第2の基体は、シリコン基板より
なることを特徴とする請求項44乃至請求項47のいず
れか1項に記載の半導体基体の製造方法。
48. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 44, wherein said second substrate is made of a silicon substrate.
【請求項49】 前記第2の基体は、光透過性の基板か
らなることを特徴とする請求項44乃至請求項47のい
ずれか1項に記載の半導体基体の製造方法。
49. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 44, wherein the second substrate is formed of a light-transmitting substrate.
【請求項50】 前記分離された各基体を引き離す工程
の後、第2の基体側に残留する微小気泡層を除去する工
程を更に含むことを特徴とする請求項44乃至請求項4
9のいずれか1項に記載の半導体基体の製造方法。
50. The method according to claim 44, further comprising, after the step of separating the separated substrates, a step of removing a microbubble layer remaining on the second substrate side.
10. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of items 9 to 9.
【請求項51】 前記微小気泡層を除去する工程の後、
結果物の表面を平坦化する工程を更に含むことを特徴と
する請求項50に記載の半導体基体の製造方法。
51. After the step of removing the microbubble layer,
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 50, further comprising a step of flattening a surface of a resultant product.
【請求項52】 前記分離された各基体を引き離す工程
の後、第1の基体側に残留する微小気泡層を除去し再利
用可能にする工程を更に含むことを特徴とする請求項4
4乃至請求項51のいずれか1項に記載の半導体基体の
製造方法。
52. The method according to claim 4, further comprising, after the step of separating the separated substrates, a step of removing the microbubble layer remaining on the first substrate side and making the microbubble layer reusable.
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of claims 4 to 51.
【請求項53】 流体として水を使用することを特徴と
する請求項33乃至請求項52のいずれか1項に記載の
半導体基体の製造方法。
53. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 33, wherein water is used as the fluid.
【請求項54】 請求項33乃至請求項53のいずれか
1項に記載の製造方法により形成され得る半導体基体。
54. A semiconductor substrate that can be formed by the manufacturing method according to claim 33.
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