CN1243327A - 样品加工装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明防止了具有分离层的键合衬底叠层被分离时产生的缺陷。在第一工序中,在旋转键合衬底叠层(101)的情况下,将射流喷射到多孔层(101b),以便局部分离键合衬底叠层(101),同时留下多孔层(101b)的中心部分作为未分离区。在第二工序中,在停止键合衬底叠层(101)旋转的情况下,将射流喷射到多孔层(101b)。从预定方向将力施加到未分离区,以便完全分离键合衬底叠层(101)。

Description

样品加工装置和方法

本发明涉及到样品加工装置和方法，更确切地说是涉及到适合于加工具有分离层的样品的装置和方法。

具有SOI(绝缘体上硅)结构的衬底(SOI衬底)即在绝缘层上有单晶硅层的衬底。采用这种SOI衬底的器件具有普通硅衬底无法得到的许多优点。这些优点的例子如下：

(1)由于介电隔离容易而可提高集成度。

(2)可提高抗辐射能力。

(3)由于寄生电容小而可提高器件的工作速度。

(4)不需要阱台阶。

(5)可防止闭锁。

(6)可用薄膜制作方法来制作完全耗尽的场效应晶体管。

由于SOI结构有上述各种优点，故近几十年对它的制作方法进行了各种研究。

作为一种SOI技术，用CVD(化学汽相淀积)方法在单晶蓝宝石衬底上异质外延生长硅的SOS(蓝宝石上硅)技术早已为人所知。这一SOS技术曾经被认为是最成熟的SOI技术。但由于例如硅层与下方蓝宝石衬底之间的界面中的晶格失配产生大量晶体缺陷、组成蓝宝石的铝混杂在硅层中、衬底昂贵以及难以获得大的面积，SOS技术至今未能得到实际应用。

SOS技术之后，出现了SIMOX(用离子注入的氧进行分离)技术。对于这种SIMOX技术，为了降低晶格缺陷或制造成本，已探讨过各种各样的方法。这些方法包括将氧离子注入到衬底中以形成氧化物埋层的方法、通过氧化物膜键合二个晶片并抛光或腐蚀其中的一个晶片以便在氧化膜上留下单晶硅层的方法、以及将氢离子注入到带有氧化膜的硅衬底表面以下预定深度、将此衬底键合到另一个衬底再用加热之类的方法在氧化膜上留下单晶硅薄层并剥离键合衬底中的一个(另一个衬底)的方法。

本申请人在日本专利No.5-21338中公开了一种新的SOI技术。在这一技术中，在具有多孔层的单晶半导体衬底上制作无孔单晶层(包括单晶硅层)而得到的第一衬底，通过绝缘层被键合到第二衬底。然后在多孔层处分离二个衬底，从而将无孔单晶层转移到第二衬底。这一技术的优点在于SOI层具有良好的薄膜厚度均匀性，可降低SOI层中的晶体缺陷密度，此SOI层具有良好的表面平整度，不需要昂贵的专门制造装置，且具有厚度约数百埃至10μm的SOI膜的SOI衬底可以用单一装置制造。

本申请人还在日本专利No.7-302889中公开了一种技术，用来键合第一和第二衬底，将第一衬底从第二衬底分离而不破坏第一衬底，对分离出来的第一衬底的表面进行整平，再次制作多孔层，并重新使用该多孔层。由于不浪费第一衬底，此技术就具有制造成本可大为降低且制造工艺也简单的优点。

在上述各种技术中，当将两个衬底键合而得到的衬底(以下称为键合衬底叠层)在多孔层处被分离时，其分离必须具有相当高的可重复性且不受到任何损伤。

考虑到上述情况，提出了本发明，其目的是提供一种适合于在分离诸如具有分离层的衬底之类的样品的过程中防止任何损伤的装置和方法。

当诸如具有分离层的衬底被分离时，在第一工序中留下部分区域作为未分离的区域，然后在第二工序中，从预定方向将力加于未分离的区域，以便完全分离样品，从而防止在分离样品过程中的缺陷。

根据本发明第一和第二情况的装置和方法适合于第一工序。利用根据第一和第二情况的装置和方法，使第二工序中的分离条件始终如一，以方便第二工序的控制，从而在分离样品过程中防止缺陷。

根据本发明的第一情况，提供了一种加工具有分离层的样品的加工装置，其特征在于包含用来在分离层处局部分离样品同时留下分离层的预定区域作为未分离区的分离机构。

在根据第一情况的加工装置中，分离机构最好例如具有用来将流体喷射到分离层并用此流体局部分离样品的喷射部分。

在根据第一情况的加工装置中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第一情况的加工装置中，例如分离机构最好局部分离样品，同时留下基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第一情况的加工装置中，例如分离机构最好局部分离样品，同时在分离层的基本上为中央的部分留下基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第一情况的加工装置中，例如分离机构最好包含用来绕垂直于分离层的轴旋转样品的驱动机构，以及用来将流体喷射到分离层的喷射部分，并在样品被驱动机构旋转的情况下，局部分离样品。

在根据第一情况的加工装置中，例如驱动机构最好在样品局部分离过程的开始阶段以低速旋转样品，然后以高速旋转样品。

在根据第一情况的加工装置中，例如驱动机构最好在样品的局部分离过程中逐步或步进地提高样品的旋转速度

在根据第一情况的加工装置中，例如驱动机构最好在样品的局部分离过程中改变样品的旋转速度。

在根据第一情况的加工装置中，例如喷射部分最好在样品局部分离过程的开始阶段，喷射高压流体，然后降低流体压力。

在根据第一情况的加工装置中，例如喷射部分最好在样品局部分离过程中逐步或步进地降低被喷射的流体的压力。

在根据第一情况的加工装置中，例如喷射部分最好在样品局部分离过程中改变被喷射的流体的压力。

在根据第一情况的加工装置中，例如喷射部分最好在样品局部分离过程中沿平面方向将流体喷射到离分离层中心一预定距离的位置。

在根据第一情况的加工装置中，例如未分离的区域最好小于分离层被局部分离过程分离的区域。

在根据第一情况的加工装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作。

在根据第一情况的加工装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第一情况的加工装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第一情况的加工装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第一情况的加工装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第二情况，提供了一种加工具有分离层的样品的加工方法，其特征在于包含在分离层处局部分离样品，同时留下分离层的预定区域作为未分离区的分离步骤。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好用将流体喷射到分离层的方法来局部分离样品。

在根据第二情况的加工方法中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层平板部件。

在根据第二情况的加工方法中，例如样品最好被局部分离，同时留下基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第二情况的加工方法中，例如样品最好被局部分离，同时在分离层的基本上中央处留下基本上圆形的区域作为未分离区。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在使样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，用将流体喷射到分离层的方法来局部分离样品。

在根据第二情况的加工方法中，例如样品最好在分离步骤的开始阶段以低速旋转，然后以高速旋转。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品的局部分离过程中逐步或步进地提高样品的旋转速度。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品的局部分离过程中改变样品的旋转速度。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品局部分离过程的开始阶段，使用高压流体，然后使用低压流体。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品局部分离过程中逐步或步进地降低用于分离的流体的压力。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品局部分离过程中改变用于分离的流体的压力。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好在样品局部分离过程中沿平面方向将流体喷射到距分离层中心有一预定距离的位置。

在根据第二情况的加工方法中，例如未分离的区域最好小于分离层在分离过程中被分离的区域。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第二情况的加工方法中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第二情况的加工方法中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第二情况的加工方法中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第二情况的加工方法中，例如无孔层包括单晶半导体层。

根据本发明的第三情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来在分离层处局部分离样品同时留下分离层的预定部分作为未分离区的第一分离装置，以及用来从预定方向将力加到被第一分离装置加工过的样品的未分离区以完全分离样品的第二分离装置。

在根据第三情况的分离装置中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第三情况的分离装置中，例如第一分离装置最好局部分离样品，同时留下基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第三情况的分离装置中，例如第一分离装置最好局部分离样品，同时在分离层的基本为中央的部分处留下基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第三情况的分离装置中，例如第一分离装置最好在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而第二分离装置固定样品不旋转，并将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

在根据第三情况的分离装置中，例如第一分离装置最好在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而第二分离装置在基本上停止旋转样品的情况下，将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

在根据第三情况的分离装置中，例如第二分离装置最好将楔形物插入局部分离过程形成的样品中的间隙，以完全分离样品。

在根据第三情况的分离装置中，例如被第一分离装置加工之后留下的未分离区，最好小于被第一分离装置分离的区域。

在根据第三情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第三情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第三情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第三情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第三情况的分离装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第四情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来绕垂直于样品分离层的轴旋转样品的驱动机构，以及用来将流体喷射到分离层的喷射部分，其中在样品被驱动机构旋转的情况下，用来自喷射部分的流体，在分离层处将样品局部分离，并留下分离层的预定区域作为未分离区，并在样品基本上停止旋转的情况下，用来自喷射部分的流体分离未分离区而完全分离样品。

在根据第四情况的分离装置中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第四情况的分离装置中，例如在局部分离样品过程中，最好保留基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第四情况的分离装置中，例如在局部分离样品过程中，最好在分离层的基本为中央的部分保留基本为圆形的区域作为未分离区。

在根据第四情况的分离装置中，例如局部分离过程之后留下的未分离的区域，最好小于被局部分离过程分离的区域。

在根据第四情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第四情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第四情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第四情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第四情况的分离装置中，例如无孔层包括单晶半导体层。

根据本发明的第五情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来在分离层处局部分离样品同时留下分离层的预定区域作为未分离区的第一分离机构，以及用来从预定方向将力加到被第一分离机构分离过程形成在样品中的间隙以完全分离样品的第二分离机构。

在根据第五情况的分离装置中，例如第一分离机构最好在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下将流体喷射到分离层，以局部分离样品。

在根据第五情况的分离装置中，例如第二分离机构最好将楔形物插入样品中的间隙，以完全分离样品。

在根据第五情况的分离装置中，最好还包含例如用来将被第一分离机构加工过的样品传送到第二分离机构的传送机械手。

在根据第五情况的分离装置中，最好还包含例如用来使样品相对于第一分离机构或第二分离机构定位的定位机构。

在根据第五情况的分离装置中，例如被第一分离机构加工之后留下的未分离区，最好小于被第一分离机构分离的区域。

在根据第五情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第五情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第五情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第五情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第五情况的分离装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第六情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来局部固定在分离层处被局部分离，同时留下分离层的预定区域作为未分离区的样品，从而保持样品基本上稳定的固定机构，以及用来从预定方向将力加到被固定机构固定的样品的未分离区以完全分离样品的分离机构。

在根据第六情况的分离装置中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第六情况的分离装置中，例如分离机构最好将流体喷射到由局部分离过程形成在样品中的间隙，以完全分离样品。

在根据第六情况的分离装置中，例如分离机构最好将楔形物插入由局部分离过程形成在样品中的间隙，以完全分离样品。

在根据第六情况的分离装置中，例如未分离区最好小于已经被分离的区域。

在根据第六情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第六情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第六情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第六情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第六情况的分离装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第七情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含在分离层处局部分离样品同时留下分离层的预定区域作为未分离区的第一分离步骤，以及从预定方向将力加到第一分离步骤中被加工过的样品的未分离区以完全分离样品的第二分离步骤。

在第七情况的分离方法中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在第七情况的分离方法中，例如第一分离步骤最好包含局部分离样品，同时留下基本上圆形的区域作为未分离区。

在第七情况的分离方法中，例如第一分离步骤最好包含局部分离样品，同时在分离层的基本上中央部分处留下基本上圆形的区域作为未分离区。

在第七情况的分离方法中，例如第一分离步骤最好包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而第二分离步骤包含固定样品不旋转，并将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

在第七情况的分离方法中，例如第一分离步骤最好包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到样品的分离层，以局部分离样品，而第二分离步骤包含在基本上停止旋转样品的情况下，将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

在第七情况的分离方法中，例如第二分离步骤最好包含将楔形物插入局部分离过程形成的样品中的间隙，以完全分离样品。

在第七情况的分离方法中，例如第一分离步骤之后留下的未分离区，最好小于在第一分离步骤中分离的区域。

在第七情况的分离方法中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在第七情况的分离方法中，例如易碎层最好包含多孔层。

在第七情况的分离方法中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在第七情况的分离方法中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在第七情况的分离方法中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第八情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含局部固定在分离层处被局部分离同时留下分离层的预定区域作为未分离区的样品，从而使样品基本上稳定的停止步骤，以及从预定方向将力加到固定的未分离区以完全分离样品的分离步骤。

在第八情况的分离方法中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在第八情况的分离方法中，例如分离步骤最好包含将流体喷射到由局部分离过程形成在样品中的间隙，以完全分离样品。

在第八情况的分离方法中，例如分离步骤最好包含将楔形物插入由局部分离过程形成在样品中的间隙，以完全分离样品。

在第八情况的分离方法中，例如未分离区最好小于已经被分离的区域。

在第八情况的分离方法中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在第八情况的分离方法中，例如易碎层包含多孔层。

在第八情况的分离方法中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在第八情况的分离方法中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在第八情况的分离方法中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第九情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来将流体喷射到分离层以主要分离分离层的第一区的第一分离装置，以及利用振动能量来主要分离分离层的第二区的第二分离装置，其中样品在分离层处被第一和第二分离装置分离。

在根据第九情况的分离装置中，例如样品最好包含具有易碎结构作为分离层的平板部件。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一区最好是分离层的外围区域，而第二区是分离层的中心区域。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一分离装置最好在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，将流体喷射到分离层，以主要分离第一区。

根据第九情况的分离装置，例如最好还包含用来在被第一和第二分离装置分离的过程中支持样品的支持装置，而第二分离装置将来自支持装置与样品接触处的振动能量施加给样品。

在根据第九情况的分离装置中，例如支持装置最好具有用来从两个侧面将样品中央部分附近夹在中间并对此部分加压以支持样品的一对相对的支持表面，且支持表面具有基本上圆形的形状。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一区最好基本上位于被支持表面加压的区域外面，而第二区基本上是被支持表面加压的区域。

在根据第九情况的分离装置中，例如第二分离装置最好包含用来加工样品的工艺槽以及用来产生振动能量的振动源，且在由第一分离装置加工过的样品浸入工艺槽的情况下，振动源产生的振动能量通过工艺槽中的流体被施加给样品。

在根据第九情况的分离装置中，例如工艺槽最好包含当样品被振动能量完全分离时用来分隔被分离的样品的分隔装置。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一分离装置最好首先主要分离第一区，然后，第二分离装置主要分离第二区。

在根据第九情况的分离装置中，例如第二分离装置最好首先主要分离第二区，然后，第一分离装置主要分离第一区。

在根据第九情况的分离装置中，例如使用第一分离装置的分离过程最好与使用第二分离装置的至少部分分离过程同时执行。

在根据第九情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第九情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第九情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第九情况的分离装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第九情况，还提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含用来支持样品的支持部分、用来将流体喷射到被支持部分支持的样品的分离层的喷射部分、以及用来产生待要施加给样品的振动能量的振动源，其中的样品被流体和振动能量分离。

在根据第九情况的分离装置中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第九情况的分离装置中，例如支持部分最好在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下支持样品。

根据第九情况的分离装置最好还包含例如控制区，用来使喷射部分喷射流体以便用流体来主要分离分离层的第一区，并使振动源产生振动能量以便用振动能量来主要分离分离层的第二区。

在根据第九情况的分离装置中，例如控制区最好控制喷射部分和振动源首先用流体来主要分离第一区，然后用振动能量来主要分离第二区。

在根据第九情况的分离装置中，例如控制区最好控制喷射部分和振动源首先用振动能量来主要分离第二区，然后用流体来主要分离第一区。

在根据第九情况的分离装置中，例如控制区最好控制喷射部分和振动源同时执行用流体分离样品的过程和至少部分用振动能量分离样品的过程。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一区最好是分离层的外围区域，而第二区是分离层的中心区域。

在根据第九情况的分离装置中，例如支持装置最好具有一对用来从二个侧面将样品中央部分附近夹在中间并对此部分加压以支持样品的相反的支持表面，此支持表面具有基本上圆形的形状。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一区最好基本上位于被支持表面加压的区域外面，而第二区基本上是被支持表面加压的区域。

在根据第九情况的分离装置中，例如振动源最好设置在支持部分。

在根据第九情况的分离装置中，例如振动源最好设置在支持部分与样品接触处的支持部分末端。

在根据第九情况的分离装置中，例如装置最好还包含用来加工样品的工艺槽，以便用流体来分离样品，在用支持部分支持样品的情况下，流体被喷射到样品的分离层，以及用振动能量来分离样品，在样品被浸入工艺槽的情况下，振动源产生的振动能量通过工艺槽中的流体被施加给样品。

在根据第九情况的分离装置中，例如工艺槽最好具有当样品被振动能量完全分离时用来分隔被分离的样品的分隔装置。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来干燥在工艺槽中加工过的样品的烘干炉。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来对分离的样品进行分类的分类机构。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来从支持部分接受样品并将样品传送到工艺槽的传送机构。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来从支持部分连续接受多个样品、将多个样品连续储存在样品盒中、并将样品盒置于工艺槽中的传送机构。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来在支持部分、工艺槽和烘干炉之间传送样品的传送机构。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如用来从支持部分连续接受多个样品、将多个样品连续储存在一个样品盒中、将样品盒浸入工艺槽中、并在工艺槽中加工之后从工艺槽接受样品盒并将样品盒传送到烘干炉的传送机构。

根据第九情况的分离装置，最好还包含例如在分离的样品在烘干炉中干燥之后，用来从烘干炉取出分离的样品、并对样品进行分类的分类机构。

在根据第九情况的分离装置中，例如最好用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第九情况的分离装置中，例如易碎层最好包含多孔层。

在根据第九情况的分离装置中，例如第一平板部件最好包含半导体衬底。

在根据第九情况的分离装置中，例如最好用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第九情况的分离装置中，例如无孔层最好包括单晶半导体层。

根据本发明的第第十情况，提供了一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含将流体喷射到分离层以便主要分离分离层的第一区的第一分离步骤，以及用振动能量来主要分离分离层的第二区的第二分离步骤，其中在第一和第二分离步骤中，样品在分离层处被分离。

在根据第十情况的分离方法中，例如样品最好包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

在根据第十情况的分离方法中，例如第一区最好是分离层的外围区域，而第二区是分离层的中心区域。

在根据第十情况的分离方法中，例如第一分离步骤最好包含在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，将流体喷射到分离层，以主要分离第一区。

根据第十情况的分离方法，例如第一和第二分离步骤最好包含用同一支持部分支持样品，且第二分离步骤包含将来自支持部分与样品接触处的振动能量施加给样品。

在根据第十情况的分离方法中，例如支持装置最好具有用来从二个侧面将样品中央部分附近夹在中间并对此部分加压以支持样品的一对相对的支持表面，此支持表面具有基本为圆形的形状。

在根据第十情况的分离方法中，例如第一区最好基本上位于被支持表面加压的区域外边沿上，而第二区基本上是被支持表面加压的区域。

在根据第十情况的分离方法中，例如第二分离步骤最好包含将在第一分离步骤中被加工过的样品浸入工艺槽中，并通过工艺槽中的流体将振动能量施加给样品。

在根据第十情况的分离方法中，例如最好首先执行第一分离步骤，然后执行第二分离步骤。

在根据第十情况的分离方法中，例如最好首先执行第二分离步骤，然后执行第一分离步骤。

在根据第十情况的分离方法中，最好同时执行至少部分第一和第二分离步骤。

根据本发明的第十一情况，提供了一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品，以便分离样品。

在根据第十一情况的分离方法中，例如样品最好在绕垂直于分离层的轴旋转的情况下被分离。

根据本发明的第十二情况，提供了一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品中央部分附近，以便分离样品。

在根据第十二情况的分离方法中，例如样品最好在绕垂直于分离层的轴旋转的情况下被分离。

根据本发明的第十三情况，提供了一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品以及喷射到样品中的流体，以便分离样品。

在根据第十三情况的分离方法中，例如样品最好在绕垂直于分离层的轴旋转的情况下被分离。

根据本发明的第十四情况，提供了一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含在支持样品预定部分的情况下将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品的预定部分，以便分离样品。

在根据第十四情况的分离方法中，例如样品最好在绕垂直于分离层的轴旋转的情况下被分离。

在根据第十至第十四情况的分离方法中，例如用将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件的方法制作样品。

在根据第十至第十四情况的分离方法中，例如易碎层包含多孔层。

在根据第十至第十四情况的分离方法中，例如第一平板部件包含半导体衬底。

在根据第十至第十四情况的分离方法中，例如用在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层的方法制作第一平板部件。

在根据第十至第十四情况的分离方法中，例如无孔层包括单晶半导体层。

从参照附图对本发明实施例的下列详细描述中，本发明的进一步的目的、特点和优点将变得明显。

图1A-1E解释了根据本发明最佳实施例的SOI衬底的制造工艺；

图2示出了根据本发明最佳实施例的分离装置的示意设置；

图3示意地示出了可能在键合衬底叠层以恒定速度旋转的情况下，将键合衬底叠层分离成两个衬底的过程所产生的缺陷；

图4示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第一实施例的第一工序中被局部分离的状态；

图5示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第一实施例的第二工序中被完全分离的状态；

图6示意地示出了根据第一模式第一实施例的分离装置的控制顺序流程图；

图7示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第二实施例的第一工序中被局部分离的状态；

图8示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第二实施例的第二工序中被完全分离的状态；

图9流程图示意地示出了根据第一模式第二实施例的分离装置的控制顺序；

图10示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第三实施例的第一工序中被局部分离的状态；

图11流程图示意地示出了根据第一模式第三实施例的分离装置的控制顺序；

图12示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第四实施例的第一工序中被局部分离的状态；

图13示意地示出了键合衬底叠层在根据第一模式的第四实施例的第二工序中被完全分离的状态；

图14流程图示意地示出了根据第一模式第四实施例的分离装置的控制顺序；

图15示意地示出了根据第一模式第五实施例的最终分离装置的设置；

图16示意地示出了根据第一模式第五实施例的最终分离装置的设置；

图17流程图示意地示出了使用第一工序的分离装置和第二工序的最终分离装置的分离过程的流程；

图18平面图示意地示出了具有第一工序的分离装置和第二工序的最终分离装置的自动分离装置；

图19流程图示意地示出了使用自动分离装置的分离过程；

图20A-20E解释了根据本发明另一最佳实施例制造SOI衬底的过程；

图21示意地示出了根据本发明第二模式的第一到第三实施例的改进了的分离装置的设置；

图22示意地示出了第二模式第一实施例中，第一区(例如外围部分)被射流分离之后的键合衬底叠层；

图23流程图示意地示出了使用图21所示的分离装置的根据第二模式第一实施例的分离过程的顺序；

图24流程图示意地示出了使用图21所示的分离装置的根据第二模式第二实施例的分离过程的顺序；

图25流程图示意地示出了使用图21所示的分离装置的根据第二模式第三实施例的分离过程的顺序；

图26剖面图示意地示出了应用于本发明第二模式第四实施例的第二分离装置的设置；

图27放大图示出了图26所示样品盒部分(第二区分离之前)；

图28放大图示出了图26所示样品盒部分(第二区分离之后)；

图29示意地示出了根据第二模式第四实施例的加工系统的设置，此系统执行一系列将键合衬底叠层分离成二个衬底的工序；

图30示意地示出了根据第二模式第四实施例的加工系统的设置，此系统执行一系列将键合衬底叠层分离成二个衬底的工序；以及

图31流程图示出了图29和30所示的加工系统的控制顺序。

图1A-1E解释了根据本发明最佳实施例的SOI衬底的制造工艺。

在图1A所示的工序中，制备了单晶硅衬底11，并用阳极化方法在单晶硅衬底11的表面上制作多孔硅层12。在图1B所示的工序中，用外延生长方法在多孔硅层12上制作无孔单晶硅层13。以这种工艺制作第一衬底10。

在图1C所示的工序中，通过在单晶硅衬底14表面上制作绝缘层(例如SiO₂层)15，制备了第二衬底20。在室温下使第一衬底10和第二衬底20相互紧密接触，使无孔单晶硅层13正对着绝缘层15。之后，用阳极键合、加压、加热、或它们的组合，将第一衬底10和第二衬底20键合起来。用这一工艺，无孔单晶硅层13和绝缘层15被牢固地键合起来。如上所述，绝缘层15可以制作在单晶硅衬底14侧，或如稍后将要描述的那样制作在无孔单晶硅层13上，或者制作在无孔单晶硅层13和单晶硅衬底14二者上，只要当使第一衬底和第二衬底彼此紧密接触时能得到图1C所示的状态即可。

在图1D所示的工序中，被键合的衬底在多孔硅层12处被分离。第二衬底侧(10”+20)具有由多孔硅层12”/单晶硅层13/绝缘层15/单晶硅衬底14组成的多层结构。在第一衬底10’侧上，多孔硅层12’被制作在单晶硅衬底11上。

对于分离之后的衬底10’，残留的多孔硅层12’被清除。且如有需要，则对表面进行整平，使衬底再次被用作制造另一个第一衬底10的单晶硅衬底11。

在图1E所示的工序中，在键合衬底叠层被分离之后，第二衬底侧(10”+20)表面上的多孔层12”被选择性地清除。用这一工艺，可以得到了具有由单晶硅层13/绝缘层15/单晶硅衬底14组成的多层结构的衬底，亦即SOI衬底。

在此实施例中，在至少部分图1D所示的工序中，亦即分离键合衬底叠层的工序中，使用了用来将液体或气体(流体)喷射到作为分离层的多孔硅层以便在分离层处将键合衬底叠层分离成二个衬底的分离装置。

图20A-20E解释了根据本发明另一个最佳实施例的制造SOI衬底的过程。

在图20A所示的工序中，制备了单晶硅衬底11，并用阳极化方法在单晶硅衬底11的表面上制作多孔硅层12。在图20B所示的工序中，用外延生长方法在多孔硅层12上制作无孔单晶硅层13，并在无孔单晶硅层13上制作绝缘层(例如SiO₂层)15。以这种工艺制作第一衬底10。

在图20C所示的工序中，制备了第二衬底14。在室温下使第一衬底10和第二衬底14彼此紧密接触，使绝缘层15正对着第二衬底14。之后，用阳极键合、加压、加热、或它们的组合，将第一衬底10和第二衬底14键合起来。用这一工艺，绝缘层15与第二衬底14被牢固地键合起来。

在图20D所示的工序中，两个被键合的衬底在多孔硅层12处被分离。第二衬底侧(10”+20)具有由多孔硅层12”/单晶硅层13/绝缘层15/单晶硅衬底14组成的多层结构。在第一衬底(10’)侧上，多孔硅层12’被制作在单晶硅衬底11上。

对于分离之后的衬底10’，残留的多孔硅层12’被清除，且如有需要，则对表面进行整平，使衬底再次被用作制造另一个第一衬底10的单晶硅衬底11。

在图20E所示的工序中，在键合衬底叠层被分离之后，第二衬底侧(10”+20)表面上的多孔层12”被选择性地清除。用这一工艺，可以得到了具有由单晶硅层13/绝缘层15/单晶硅衬底14组成的多层结构的衬底，亦即SOI衬底。

在此实施例中，在至少部分图20D所示的工序中，亦即分离键合衬底叠层的工序中，使用了用来将液体或气体(流体)喷射到作为分离层的多孔硅层以便在分离层处将键合衬底叠层分离成二个衬底的分离装置。

[分离装置的基本设置]

此分离装置采用水射流方法。通常，水射流方法将高速、高压的水流(为了切割固体材料，则加入磨料)喷射到物体上，以便例如切割或加工陶瓷、金属、水泥、树脂、橡胶或木材，从表面清除涂敷膜或清洗表面(见”Water Jet”，Vol.1，No.1，p4，(1984))。传统上，水射流方法已被用来局部清除材料，用来切割、加工、清除涂敷膜，或清洗表面。

此分离装置将流体流喷射到键合衬底叠层的作为易碎结构的多孔层(分离区)，以便选择性地击破多孔层，从而在多孔层处分离衬底叠层。以下将这种流体流称为“射流”。形成射流的流体称为“射流介质”。水、乙醇之类的有机溶剂、含氟的酸或硝酸之类的酸、氢氧化钠之类的碱、空气、氮气、碳酸气、稀有气体或腐蚀气体之类的气体、或等离子体，都有可能用作射流介质。

当此分离装置被用来制造半导体器件，或分离例如键合衬底叠层时，最好用含有最少杂质金属或颗粒的纯水作为射流介质。

在此分离装置中，射流被喷射到暴露于键合衬底叠层侧表面的多孔层，从而自周边部分到中央部分清除多孔层。用这一工艺，仅仅清除机械强度低的键合衬底叠层的多孔层而不损伤主体，且键合衬底叠层被分离成二个衬底。

图2示出了根据本发明最佳实施例的分离装置的示意设置。分离装置100具有带真空吸盘机构的衬底固定部分120和150。键合衬底叠层101被衬底固定部分120和150从二侧夹在中间并加以固定。键合衬底叠层101具有作为易碎结构部分的多孔层101b。分离装置100在多孔层101b处将键合衬底叠层101分离成衬底101a和101c。在分离装置100中，例如衬底101a被安置在图1C中的第一衬底10侧上，而衬底101c被安置在图1C中的第二衬底侧(10”+20)上。

衬底固定部分120和150被置于同一旋转轴上。衬底固定部分120连接于用支持底座109通过轴承108轴向可旋转地支持的旋转轴104的一端。旋转轴104的另一端连接于马达110的旋转轴。马达110产生的旋转力使被衬底固定部分120真空吸住的键合衬底叠层101旋转。马达110受控制器190的控制，以控制器190规定的旋转速度来使旋转轴104旋转或停止。

衬底固定部分150连接于用支持底座109通过轴承111轴向可滑移和可旋转地支持的旋转轴103的一端。旋转轴103的另一端连接于固定在支持底座109上的气缸112。汽缸112由控制器190控制的汽缸驱动单元191驱动。当气缸112推动旋转轴103时，键合衬底叠层101被衬底支持部分150加压。密封元件113固定在支持底座109，以便覆盖旋转轴103的外表面。密封元件113由例如橡胶制成以防止射流介质进入轴承111侧。

衬底支持部分120和150分别具有一个或多个作为真空吸盘机构的吸引孔181和182。吸引孔181和182分别通过旋转轴104和103而与旋转密封部分104a和103a连通。旋转密封部分104a和103a分别连接于真空管道104b和103b。这些真空管道104b和103b具有用来控制键合衬底叠层101或被分离的衬底的结合/分离的电磁阀门。电磁阀门受控制器190的控制。

以下描述采用分离装置100的基本分离过程以及此过程的问题。然后描述作为本发明第一模式的采用分离装置100的改进了的分离过程。接着描述作为本发明第二模式的改进了的分离装置和分离过程。

[基本分离过程]

首先，将旋转轴103缩回到汽缸112，使衬底固定部分120和150的吸盘表面分开适当的距离。用传送机械手之类将键合衬底叠层101传送到衬底支持部分120和150之间，使键合衬底叠层101的中心与旋转轴104和103的中心轴对准。控制器190使汽缸112推动旋转轴103，使键合衬底叠层101受压并固定(图2所示状态)。

控制器190控制马达110以预定转速转动键合衬底叠层101。转轴104、衬底支持部分120、键合衬底叠层101、衬底支持部分150和转轴103一起转动。

控制器190控制泵114将射流介质(例如水)送到喷嘴102，并一直等待到喷嘴102射出的射流稳定。当射流稳定后，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到键合衬底叠层101的中心，以便将射流注射到键合衬底叠层101的多孔层101b中。

当注射射流时，分离力即连续地注入到易碎结构多孔层101b中的射流介质的压力，作用在键合衬底叠层101上，以击破连接衬底101a和101c的多孔层101b。用这一工艺，可以在例如几分钟之内完全分离键合衬底叠层101。

当键合衬底叠层101被分离成二个衬底时，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置，然后停止泵114的工作。控制器190还控制马达110停止转动键合衬底叠层101。控制器190控制上述电磁阀使衬底固定部分120和150将分离了的衬底101a和101c真空吸住。

接着，控制器190使汽缸112缩回转轴103。通过击破射流介质(例如水)的表面张力，将二个物理上被分离了的衬底彼此分开。

根据上述分离过程，能够有效地分离键合衬底叠层101而对衬底的损伤和沾污很小。因此，这一分离工艺对于键合衬底叠层或其它材料的分离来说是非常有前景的。但仍然存在下列问题。

[分离工艺的问题]

图3示意地示出了在上述分离工艺，亦即在从两侧加压并固定键合衬底叠层中心部分并以恒定速度旋转键合衬底叠层的情况下将键合衬底叠层分离成两个衬底的工艺中，可能产生的缺陷101d和101e。缺陷101d和101e产生在分离工艺的最终工序将键合衬底叠层101分离的部位。

如果这些缺陷101d和101e很大，则会损伤邻接于多孔层(图3中的多孔层101b或图1C和20C中的多孔层12)的例如图1B和20B所示的单晶硅层13，而且分离的衬底无法在后续工序(例如图1E或20E所示的工序)中使用。

缺陷101d和101e可能由下列原因产生。

在分离键合衬底叠层101时，首先，衬底固定部分150(汽缸112)的压力沿一定方向作用在键合衬底叠层101上以便夹住键合衬底叠层101。其次，由于射流介质注入到分离键合衬底叠层101过程中所形成的间隙中而造成使键合衬底叠层101膨胀的力(分离力)发生作用。第三，键合衬底叠层101的未分离区中的多孔层101b的键合力(反抗分离的力)发生作用。汽缸112的压力被保持为基本上恒定。另一方面，当键合衬底叠层的分离区变大时，分离力突然升高。当未分离区变小时，键合力自然降低。

而且，上述分离工艺是在用衬底固定部分120和150固定键合衬底叠层中心部分的情况下执行的。因此，键合衬底叠层101的外围区域在被分离时，由于射流介质的压力而大幅度弯曲。但键合衬底叠层101中心区的弯曲量小。当弯曲量大时，亦即当键合衬底叠层101的外围部分待要被分离时，分离力主要作用在未分离区的部分外围上，并逐渐进行分离。另一方面，当弯曲量小时，亦即当键合衬底叠层101的中心部分(被衬底固定部分夹住的区域)待要被分离时，衬底固定部分缩回，且分离力作用在键合衬底叠层101的整个中心部分上。因此，在整个剥离未分离区的情况下，可能进行分离。

根据这一假设，当键合衬底叠层的外围部分正被分离时，保持着(键合力)+(压力)＞＞(分离力)的关系。没有过大的分离力作用在键合衬底叠层上，且分离力主要作用在未分离区的部分外围部分上。因此，未分离区被微弱的分离力和射流冲击逐渐分离。

然而，当分离工艺进行并保持(键合力)+(压力)＜(分离力)的关系时，衬底固定部分150开始缩回。因此，分离力更有效地作用在键合衬底叠层上，从而加速分离。在分离工艺的最好阶段，亦即当分离键合衬底叠层101的中心部分时，由于键合力变弱且分离力突然升高，故维持(键合力)+(压力)＜＜(分离力)的关系。衬底固定部分150立即缩回，且过大的分离力作用在整个未分离区上。此时，键合衬底叠层101可能不被射流冲击最终分离，而是整个未分离区主要被分离力，亦即注入到分离键合衬底叠层所形成的间隙中的射流介质用以膨胀键合衬底叠层的力，完全剥离。

总之，上述缺陷可能是由于被衬底固定部分夹住的区域(上例中的中心部分)主要被分离力(射流介质的压力)分离而产生的。

[第一模式]

作为本发明的第一模式，下面描述为降低分离工艺缺陷而改进了的分离工艺。

本发明人根据实验发现，用下列方法可以降低上述缺陷。

在第一工序中，键合衬底叠层101被局部分离，使多孔层101b的预定区域留下作为未分离区。未分离区最好是基本为圆形的，且未分离区的位置最好基本上在键合衬底叠层101的中心部分。

在第二工序中，不是从所有方向而是从一个预定方向将力加于未分离区，以完全分离键合衬底叠层101。当从预定方向将力加于未分离区时，在对未分离区的部分外围部分施加强分离力而对其余部分施加弱分离力的情况下，分离区可以逐渐地扩大。因此，比之未分离区被立即分离的情况，可以有效地防止被分离的衬底中的缺陷。

下面描述改进了的分离工艺的最佳实施例。

(第一实施例)

在此实施例的第一工序中，在键合衬底叠层101被马达110旋转(例如转速为8rpm)的情况下，喷嘴102被移动到键合衬底叠层101的中心，键合衬底叠层101的外围部分被分离，而中心部分留下作为未分离区。由于在第一工序之后保留的未分离区202的形状和位置对于大量键合衬底叠层来说必须是均匀的，故在旋转键合衬底叠层101的情况下执行分离工艺。用这一设置，在第二工序中可以基本上相同的条件下加工键合衬底叠层101。

图4示意地示出了键合衬底叠层101在本实施例第一工序中被局部分离时的状态。参照图4，参考号201表示在第一工序中的分离区与未分离区之间的边界。边界201外面的区域是已经分离的区域，而边界201里面的区域是未分离区。在本实施例的第一工序中，由于在旋转键合衬底叠层101的情况下进行分离工艺，故边界201的轨迹为螺旋形。未加阴影的区域202是第一工序之后留下的未分离区。未分离区202具有基本上圆形的形状，且基本上位于键合衬底叠层101的中心部分。阴影区203是执行第一工序所分离的区域(分离区)。未分离区202最好小于分离区203。

当在旋转键合衬底叠层101的情况下执行第一工序时，所希望的区域，例如键合衬底叠层101的中心部分，可以留下作为未分离区202。因此，可以在基本上相同的条件下对键合衬底叠层101执行第二工序。

在第二工序中，在降低键合衬底叠层101的转速和基本上停止旋转(例如转速等于或小于2rpm)或完全停止旋转键合衬底叠层101的情况下，未分离区202被分离。此时，可以从预定方向将力加于未分离区202。最好完全停止旋转键合衬底叠层101。

图5示意地示出了在本实施例第二工序中键合衬底叠层101被完全分离的状态。参照图5，参考号204表示第二工序中分离区与未分离区之间的边界。边界204如箭头所示移动。

当在基本上停止旋转键合衬底叠层101的情况下将射流注入到键合衬底叠层101的间隙中时，可以从预定方向将力施加到未分离区202。由于在对部分未分离区202的外围部分施加强分离力而对其余部分施加弱分离力的情况下能够逐渐地扩大分离区，故可防止被分离的衬底中的缺陷。

图6流程图示意地示出了根据本实施例的分离装置100的控制顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置100中之后，亦即在键合衬底叠层101被衬底固定部分120和150夹住之后，执行此流程图所示的工艺。

步骤S101-S104相当于第一工序。首先，控制器190控制马达110以预定转速旋转键合衬底叠层101(S101)。旋转速度最好约为4-12rpm，约为6-10rpm更好。在此实施例中，转速被设定为8rpm。

接着，控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S102)。然后，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置(射流不撞着键合衬底叠层101的地方)移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S103)。开始局部分离键合衬底叠层101。在待要留下的未分离区202之外的区域被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S104)。第一工序就终止。

步骤S105-S107相当于第二工序。首先，控制器190控制马达110基本上停止旋转键合衬底叠层101(S105)。接着，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S106)。开始分离键合衬底叠层101的未分离区202。在完全分离键合衬底叠层101之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置，并控制泵114停止喷射射流(S107)。第二工序就终止。

(第二实施例)

第二实施例涉及到更满意地控制第一工序之后留下的未分离区形状和位置的方法。本实施例的第一工序与第一实施例的第一工序的相同之处在于，喷嘴102被定位在键合衬底叠层101的中心上，在用马达110旋转键合衬底叠层101的情况下，分离键合衬底叠层101的外围部分而中心部分留下作为未分离区。

但本实施例的第一工序与第一实施例的第一工序的不同之处在于，在逐渐或步进地提高键合衬底叠层101的转速的情况下，局部分离键合衬底叠层101(包括二个步骤)。例如，键合衬底叠层101以低速旋转，直到开始分离之后旋转约一周(第一步骤)，然后，最好提高转速(第二步骤)。

键合衬底叠层101在第一步骤中的转速最好是例如约为4-12rpm，6-10rpm更好。在本实施例中，转速被设定为8rpm。键合衬底叠层101在第二步骤中的转速最好是例如约为25-35rpm，约为28-32rpm更好。在本实施例中，转速被设定为30rpm。

由于分离力在开始阶段不能有效地作用于键合衬底叠层101，故在第一工序的开始阶段以低速旋转键合衬底叠层101。由于通过高速旋转键合衬底叠层101可以留下接近于点对称形状的未分离区，故在逐渐或步进地提高转速的情况下执行第一工序。

图7示意地示出了键合衬底叠层101在根据第二实施例的第一工序中被局部分离时的状态。在图7所示的例子中，键合衬底叠层101以大约8rpm的速度旋转，直到旋转大约一周，然后将转速提高到大约30rpm。

本实施例的第二工序与第一实施例中的相同。图8示意地示出了键合衬底叠层101在第二实施例的第二工序中被完全分离时的状态。

当键合衬底叠层101的转速在第一工序中逐渐或步进地提高时，可以使第一工序之后留下的未分离区202的形状接近圆形，并可使未分离区202的位置与键合衬底叠层101的中心一致。这意味着可以使键合衬底叠层101的未分离区202的形状进一步均匀。因此，比之第一实施例，能够降低在第二工序中可能产生的缺陷。

图9流程图示意地示出了根据第二实施例的分离装置100的控制顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置100中之后，执行此流程图所示的工艺。

步骤S201-S205相当于第一工序。首先，控制器190控制马达110以低速旋转键合衬底叠层101(S201)。此时的旋转速度最好例如约为4-12rpm，约为6-10rpm更好。在此实施例中，转速被设定为8rpm。

接着，控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S202)。然后，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S203)。开始局部分离键合衬底叠层101。

控制器190等待键合衬底叠层101旋转例如一周之后，控制马达110提高键合衬底叠层101的转速(S204)。此时，旋转速度最好约为25-35rpm，约为28-32rpm更好。在此实施例中，转速被设定为30rpm。

在待要留下的未分离区202之外的区域被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S205)。第一工序就终止。

步骤S206-S208相当于第二工序。首先，控制器190控制马达110基本上停止旋转键合衬底叠层101(S206)。接着，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S207)。开始分离键合衬底叠层101的未分离区202。

在完全分离键合衬底叠层101之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置，并控制泵114停止喷射射流(S208)。第二工序就终止。

(第三实施例)

第三实施例也涉及到更满意地控制第一工序之后留下的未分离区形状和位置的方法。本实施例的第一工序与第一实施例的第一工序的相同之处在于，喷嘴102被定位在键合衬底叠层101的中心上，在用马达110旋转键合衬底叠层101的情况下，分离键合衬底叠层101的外围部分而中心部分留下作为未分离区。但本实施例的第一工序与第一实施例的第一工序的不同之处在于，在逐渐或步进地降低射流压力的情况下，局部分离键合衬底叠层101(包括二个步骤)。例如，最好将射流压力设定成高压(例如约为500kgf/cm²)，直到键合衬底叠层101在开始分离之后大约旋转一周，然后将射流压力设定成不能分离留作未分离区的中心部分的压力(例如约为220kgf/cm²)。

由于分离力在开始阶段不能有效地作用于键合衬底叠层101上，故在第一工序的开始阶段要将射流压力设定为高压。由于通过设定低的射流压力能够留下接近于点对称形状的未分离区，故在逐渐或步进地降低射流压力的情况下执行第一工序。

图10示意地示出了键合衬底叠层101在第三实施例的第一工序中被局部分离时的状态。在图10所示的例子中，射流压力被设定为500kgf/cm²，直到键合衬底叠层101旋转大约一周，然后将射流压力设定为220kgf/cm²。

第三实施例的第二工序与第一实施例中的相同。键合衬底叠层101在第二工序中的分离与图8所示的基本上相同。

在第一工序中，当射流压力被逐渐或步进地降低时，可以使第一工序之后留下的未分离区202的形状接近圆形，并可使未分离区202的位置与键合衬底叠层的中心一致。这意味着可以使键合衬底叠层101的未分离区202的形状进一步均匀。因此，比之第一实施例，能够降低在第二工序中可能产生的缺陷。

图11流程图示意地示出了根据第三实施例的分离装置100的控制顺序。在键合衬底叠层101被安置在分离装置100中之后，执行此流程图所示的工艺。

步骤S301-S305相当于第一工序。首先，控制器190控制马达110以预定速度旋转键合衬底叠层101(S301)。此时的旋转速度最好例如约为4-12rpm，约为6-10rpm更好。在此实施例中，转速被设定为8rpm。

接着，控制器190控制泵114将具有高压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S302)。然后，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S303)。开始局部分离键合衬底叠层101。之后，控制器190等到键合衬底叠层101旋转例如一周之后，控制泵114以设定低的射流压力(例如220kgf/cm²)(S304)。

在未分离区202之外的待要留下的区域被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S305)。第一工序就终止。

步骤S306-S309相当于第二工序。首先，控制器190控制马达110基本上停止旋转键合衬底叠层101(S306)。接着，控制器190控制泵114以设定能够分离未分离区202的高的射流压力(例如500kgf/cm²)(S307)。

控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S308)。开始分离键合衬底叠层101的未分离区202。

在完全分离键合衬底叠层101之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置，并控制泵114停止喷射射流(S309)。第二工序就终止。

第二实施例和第三实施例可以进行组合。更具体地说，在第一工序中，在分离的开始阶段(例如对于第一周旋转)，在低速旋转键合衬底叠层101的情况下，用高压射流分离键合衬底叠层101。之后，在逐渐或步进地提高键合衬底叠层101的转速且同时逐渐或步进地降低射流压力的情况下，继续分离。用这一工艺，在第一工序之后待要留下的未分离区202能够更为均匀。

(第四实施例)

第四实施例也涉及到更满意地控制第一工序之后留下的未分离区形状和位置的方法。在本实施例的第一工序中，喷嘴102被定位在偏离键合衬底叠层101的中心一预定距离(例如沿垂直于射流喷射方向20-30mm)处，并在用马达110旋转键合衬底叠层101(例如转速为8rpm)的情况下分离键合衬底叠层101的外围部分而中心部分留下作为未分离区。为了使第一工序之后留下的大量键合衬底叠层101的未分离区202的形状和位置进一步均匀，将射流喷射到偏离键合衬底叠层101中心的位置。

图12示意地示出了键合衬底叠层101在本实施例的第一工序中被局部分离时的状态。参照图12，参考号201表示第一工序中分离区与未分离区之间的边界。边界201外面的区域是已经分离的区域，而边界201里面的区域是未分离区。在本实施例的第一工序中，由于在旋转键合衬底叠层101的情况下进行分离工艺，故边界201的轨迹为螺旋形。未加阴影的区域202是第一工序之后留下的未分离区。比之第一实施例，未分离区202的形状更接近圆形，且其中心更靠近键合衬底叠层101的中心。阴影区203是执行第一工序所分离的区域。或许是由于在第一工序进行时，作用在多孔层上的分离力比第一实施例变弱，故比之第一实施例，可使未分离区202更接近点对称形状。

本实施例的第二工序与第一实施例中的相同。图13示意地示出了在第二工序中键合衬底叠层101被完全分离时的状态。

图14流程图示意地示出了根据本实施例的分离装置100的控制顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置100中之后，亦即用衬底固定部分120和150夹住键合衬底叠层101之后，执行此流程图所示的工艺。

步骤S401-S404相当于第一工序。首先，控制器190控制马达110以预定转速(例如8rpm)旋转键合衬底叠层101(S401)。接着，控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S402)。然后，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到沿水平方向偏离键合衬底叠层101中心轴一预定距离(例如20-30mm)处的多孔层101b上(S403)。开始局部分离键合衬底叠层101。在待要留下的未分离区202之外的区域被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S404)。第一工序就终止。

步骤S405-S407相当于第二工序。首先，控制器190控制马达110基本上停止旋转键合衬底叠层101(S405)。接着，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S406)。开始分离键合衬底叠层101的未分离区202。在完全分离键合衬底叠层101之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置，并控制泵114停止喷射射流(S407)。第二工序就终止。

在上述第一到第四实施例中，在第一工序终止时，可以开始第二工序而不必将喷嘴102返回待机位置

(第五实施例)

第五实施例涉及到在第二工序中采用楔形物代替流体的方法。作为第一工序，最好采用第一到第四实施例中的第一工序。

图15和16示意地示出了适合于第二工序的分离装置(以下称为最终分离装置)。最终分离装置350具有在第一工序之后用来支持键合衬底叠层101的预定部分的第一和第二支持部分353和356。支持位置最好是例如键合衬底叠层的部分外围部分。

第一支持部分353被固定在平台354上。第二支持部分356被固定在固定于平台354上的汽缸355的活塞末端。当键合衬底叠层101待要安置在最终分离装置350中时，活塞被缩回到汽缸355中，以便在第一支持部分353和第二支持部分356之间形成间隙。在键合衬底叠层101被插入到间隙中之后，活塞被从汽缸355推出，故键合衬底叠层101从上侧被第二支持部分356加压并夹住。

在第一支持部分353和/或第二支持部分356与键合衬底叠层101相接触处，最好设置一个例如由橡胶制成的弹性元件。用这种设置，方便了键合衬底叠层101的分离，并可防止被第一支持部分353和第二支持部分356支持的部位在分离过程中受到过大的应力。在图15和16所示的例子中，弹性元件357被固定在第二支持部分356上。

最终分离装置350具有用来从预定方向对键合衬底叠层101加力的楔形物351。楔形物351被汽缸352往返移动。更具体地说，为了分离键合衬底叠层101，如图16所示，楔形物351被从汽缸352推出，以便将楔形物351的末端插入键合衬底叠层101中的间隙。利用这一操作，由于在将强的分离力施加到键合衬底叠层101的部分未分离区，而对其余部分施加弱的分离力的情况下能够逐渐地扩大分离区，故可防止被分离的衬底中的缺陷。

图17流程图示意地示出了采用分离装置100和最终分离装置350的分离工艺的流程。首先，键合衬底叠层101被安置在分离装置100中(S501)。用与第一到第四实施例的第一工序相同的工序，在留下预定区域作为未分离区的情况下，键合衬底叠层101被局部分离(S502)。已经经历了第一工序的键合衬底叠层101被安置在最终分离装置350中(S503)。用楔形物将键合衬底叠层101完全分离(S504)。

图18平面图示意地示出了具有分离装置100和最终分离装置350的自动分离装置。自动分离装置300包含图2所示的分离装置100、图15和16所示的最终分离装置350、衬底传送机械手340、装料器333、第一卸料器332、第二卸料器331、对中单元370和鼓风单元361。

分离装置100被安置在工作室310中以防止射流介质(例如水)散射。工作室310在窗口处有闸门320，以便在第一工序之前和之后装卸键合衬底叠层101。

在分离工艺之前，将储存未加工的键合衬底叠层101的样品盒336置于装料器333上，并将用来储存被分离的衬底的空样品盒335和334分别置于第一和第二卸料器332和331上。

在对中单元370中，用汽缸372推动具有与键合衬底叠层101共形的弧形表面的导向元件371，以便将键合衬底叠层101夹在导向元件371和另一个导向元件373之间，从而对中键合衬底叠层101。对中单元370与最终分离装置350成一整体。因此，在第一工序中加工过的键合衬底叠层101被对中之后，可以在保持部分键合衬底叠层101固定的情况下，用楔形物完成最终分离。在图18中，未示出图15和16所示的第二支持部分356等。

衬底传送机械手340通过机械臂341将其夹住而传送键合衬底叠层101或各个被分离的衬底。机械臂341具有垂直安置或翻转被夹住的衬底的功能。

图19流程图示意地示出了采用自动分离装置300的分离工艺。流程图所示的工艺受控制器(未示出)的控制。在储存未加工的键合衬底叠层101的样品盒336被置于装料器333上，且用来储存被分离的衬底的空样品盒335和334被分别置于第一和第二卸料器332和331之后，执行此工艺。

首先，用传送机械手340从装料器333上的样品盒336取出键合衬底叠层101，并用对中单元370对中(S601)。打开闸门320(S602)。通过将机械臂341旋转90度，使对中过的键合衬底叠层101的表面沿垂直方向，从而将键合衬底叠层101安置在分离装置100中(S603)。

关闭闸门320(S604)。开始喷射射流(S605)。沿运动路径312将喷嘴102从待机位置311移动到键合衬底叠层101的中心，从而开始第一工序的分离过程(S606)。第一到第四实施例的第一工序适合于用作第一工序的分离工艺。

当预定时间过去，且分离工艺终止，同时留下预定区域作为未分离区时，使喷嘴102沿运动路径312回到待机位置311(S607)，并停止射流喷射(S608)。

打开闸门320(S609)。机械臂341从分离装置100接受键合衬底叠层101。通过将机械臂旋转90度，将键合衬底叠层101沿垂直方向安置并传送到最终分离装置350(对中单元370)(S610)。关闭闸门320(S611)。

用对中单元370使键合衬底叠层101对中，并用第一和第二支持元件353和356夹住键合衬底叠层101(图15和16)(S612)。通过将楔形物351插入到键合衬底叠层101中的间隙中而完全分离键合衬底叠层(S613)。用鼓风单元361将分离过程中从最终分离装置350和对中单元370产生的尘埃清除掉(S614)。

用机械臂341将被分离的上衬底101c翻转(旋转90度)，并储存在卸料器332上的样品盒335中(S615)。用机械臂341将被分离的下衬底101a储存在卸料器331上的样品盒334中(S616)。

利用上述工序，就终止了键合衬底叠层101的分离。倘若还有未被加工的键合衬底叠层101，则重复上述工序。

根据本发明的第一模式，能够提供例如适合于在分离诸如具有分离层的衬底之类的样品的过程中防止缺陷的装置和方法。

[第二模式]

以下描述用来解决上述问题的改进了的分离装置和分离工艺，作为本发明的第二模式。

本发明人根据实验发现，可用下列方法来降低上述缺陷。

多孔层101b的第一区主要用射流来分离，而键合衬底叠层101的第二区主要通过施加振动能量来分离，从而完全分离键合衬底叠层101。第一区最好基本上是衬底固定部分120和150对键合衬底叠层101加压的区域外面的区域。第二区最好基本上包括衬底固定部分120和150对键合衬底叠层101加压的区域，亦即多孔层101b可以被基本分离工艺用分离装置100立即剥离的区域。

如上所述，当键合衬底叠层101的第一区主要用射流分离时，可以提高分离工艺的效率。当键合衬底叠层101的第二区主要用振动能量分离时，可以防止上述缺陷。更具体地说，当第二区主要用振动能量分离时，第二区可以被逐渐地分离，并可防止上述缺陷。另一方面，当如基本分离工艺那样用分离装置100在以预定速度旋转键合衬底叠层的情况下，从分离开始到结束仅仅用具有预定压力的射流来完全分离键合衬底叠层时，分离力在最终阶段突然升高。由于小的未分离区立即被剥离，故可能产生缺陷。

第一区和第二区可以同时被分离。可以首先分离第一区，然后分离第二区。反之，可以首先分离第二区，然后分离第一区。可以用一个装置或不同的几个装置来执行第一和第二区的分离工艺。

下面描述根据本发明第二模式的改进了的分离装置和分离工艺的实施例。

(第一实施例)

图21示意地示出了根据本发明第二模式第一实施例的改进了的分离装置的设置。图21中与图2所示的分离装置100中相同的参考号，表示相同的元件，其细节不再赘述。

本实施例的分离装置300在衬底固定部分中具有超声振动器1203。超声振动器1203根据来自振荡器1201的输出信号而被驱动。来自振荡器1201的输出信号通过末端具有电刷、电连接于电刷的环1203c和1203d的信号线1203e和1203f、以及穿过转轴103的信号线1203a和1203b，被施加给超声振动器1203。振荡器1201的开启/关断以及输出信号幅度和频率，由控制器190控制。

图23流程图示意地示出了根据第一实施例的使用分离装置300的分离工艺的顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置300中之后，执行此流程图所示的工艺。

在根据第一实施例的分离工艺中，首先，在旋转键合衬底叠层101的情况下，键合衬底叠层101的第一区被射流分离，然后，键合衬底叠层101的第二区被超声波分离，从而完全分离键合衬底叠层101。第一区基本上是被衬底固定部分120和150加压的区域外面的区域。第二区基本上是被衬底固定部分120和150加压的区域。

步骤S1101-S1106相当于第一区分离工艺。控制器190控制马达110以预定转速旋转键合衬底叠层101(S1101)。转速可以恒定或随时间改变。对于第一周旋转，最好将转速设定成比较低(例如4-12rpm)，然后设定成比较高(例如25-35rpm)。

接着，控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S1102)。

控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S1103)。开始分离键合衬底叠层101的第一区。

在第一区被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S1104)，并控制泵114停止喷射射流(S1105)。控制器190控制马达110停止旋转键合衬底叠层101(S1106)。

图22示意地示出了第一区被射流分离之后的键合衬底叠层101。参照图22，参考号211表示在使用射流的分离工艺中，已经被分离的区域(分离区)与还未被分离的区域(未分离区)之间的边界。在此实施例中，由于第一区在旋转键合衬底叠层101的情况下被射流分离，故边界211的轨迹具有螺旋形状。阴影区213是第一区，无阴影的区域212是第二区。

步骤S1107和S1108相当于第二区分离工艺。首先，控制器190控制振荡器1201开始驱动超声振动器1203(S1107)。超声振动器1203产生超声波(振动能量)，并利用此超声波开始第二区的分离。在第二区被分离之后(例如在预定时间过去之后)，控制器190控制振荡器1201停止超声振动器1203的工作(S1108)。键合衬底叠层101的分离工艺就被终止。在用超声波分离第二区的过程中，可以旋转键合衬底叠层101。

根据本实施例，利用超声波分离第一区分离之后留下的第二区。用这一设置，可以防止小的未分离区被立即剥离，从而可以防止分离工艺引起的缺陷。

此外，根据本实施例，在射流介质出现在键合衬底叠层101中的情况下施加超声波。在第二区的分离过程中，射流介质用作击破多孔层101b的介质，这或许就是分离工艺得以有效地进行的原因。

在本实施例中，第一和第二区使用一个分离装置300来分离。第一和第二区也可以用不同的几个分离装置来分离。

(第二实施例)

第二实施例使用根据图21所示的第一实施例的分离装置300，且分离工艺不同于第一实施例。

图24流程图示意地示出了根据第二实施例的使用分离装置300的分离工艺的顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置300中之后，执行此流程图所示的工艺。

在根据第二实施例的分离工艺中，首先，用超声波分离键合衬底叠层101的第二区。然后，在旋转键合衬底叠层101的情况下，键合衬底叠层101的第一区被射流分离，从而完全分离键合衬底叠层101。

步骤S1201和S1202相当于第二区分离工艺。首先，控制器190控制振荡器1201开始驱动超声振动器1203(S1201)。超声振动器1203产生超声波，并利用此超声波开始第二区的分离。在第二区被分离之后(例如在预定时间过去之后)，控制器190控制振荡器1201停止超声振动器1203的工作(S1202)。

步骤S1203-S1208相当于第一区分离工艺。首先，控制器190控制马达110以预定转速旋转键合衬底叠层101(S1203)。可以在第二区分离开始之前或第二区分离过程中，开始旋转键合衬底叠层101。

接着，控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S1204)。

控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S1205)。开始分离键合衬底叠层101的第一区。

在第一区被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S1206)，并控制泵114停止喷射射流(S1207)。控制器190控制马达110停止旋转键合衬底叠层101(S1208)。

根据第二实施例，第二区(中心部分)首先被超声波分离，邻近第二区的外围部分(称为环形区)处的一开始就易碎的多孔层101b变得更易碎。在本实施例中，环形区在第一区的分离工艺的最后阶段被分离。因此，当环形区变得易碎时，可以容易地用射流分离环形区，并能够防止被立即剥离。因此，可以减少在采用上述基本分离装置的分离工艺中可能产生的任何缺陷。

在本实施例中，第一和第二区使用一个分离装置300来分离。然而，第一和第二区也可以用不同的几个分离装置来分离。

(第三实施例)

第三实施例使用根据图21所示的第一实施例的分离装置300，且分离工艺顺序不同于第一实施例。

图25流程图示意地示出了根据第三实施例的使用分离装置300的分离工艺的顺序。此流程图所示的工艺受控制器190的控制。在键合衬底叠层101被安置在分离装置300中之后，执行此流程图所示的工艺。

在第三实施例中，使用射流的第一区分离工艺和使用超声波的第二区分离工艺同时进行。用这一设置，可以缩短完全分离键合衬底叠层所需的时间，并可提高生产量。

首先，控制器190控制振荡器1201开始驱动超声振动器1203(S1301)。超声振动器1203产生超声波，并利用此超声波开始第二区的分离。

接着，控制器190控制马达110以预定转速旋转键合衬底叠层101(S1302)。控制器190控制泵114将具有预定压力(例如500kgf/cm²)的射流从喷嘴102喷出(S1303)。

控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102从待机位置移动到键合衬底叠层101中心轴上的多孔层101b上(S1304)。开始分离键合衬底叠层101的第一区。

在第一区被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制喷嘴驱动单元106将喷嘴102移动到待机位置(S1305)，并控制泵114停止喷射射流(S1306)。控制器190控制马达110停止旋转键合衬底叠层101(S1307)。

在第二区被分离之后(例如预定时间过去之后)，控制器190控制振荡器1201停止超声振动器1203的工作(S1308)。

根据本实施例，由于使用射流的第一区分离工艺和使用超声波的第二区分离工艺同时进行，故可缩短完全分离键合衬底叠层101所需的时间，并可改善产出。

此外，根据本实施例，注入到键合衬底叠层101中的射流介质起传输超声波的介质的作用，分离工艺从而有效地进行。

考虑到第一区分离工艺所需时间与第二区分离工艺所需时间之间的关系，可以按需要改变上述各步骤的顺序。

如上所述，根据第三实施例，通过主要用超声波来分离第二区，可以防止分离工艺中的缺陷。

(第四实施例)

在第四实施例中，用图2所示的分离装置(第一分离装置)来分离第一区，而用具有超声槽的分离装置(第二分离装置)来分离第二区。图21所示的分离装置300可以用来代替分离装置100。

图26剖面图示意地示出了第二分离装置的设置。第二分离装置400具有超声槽401和超声源403。当要分离第二区时，就用作为超声传输介质的液体(例如纯水)402充满超声槽401。储存一个或多个其第一区被分离了的键合衬底叠层101的样品盒410被浸入超声槽401中。在这种状态下，当超声波(振动能量)通过超声槽401和液体402从超声源403被传输到键合衬底叠层101时，可以分离键合衬底叠层101的第二区。

样品盒410具有用来支持多个键合衬底叠层101的多个支持板412以及多个用来分隔通过将键合衬底叠层101分离成两个衬底而得到的两个衬底的隔板411。隔板411设置在超声槽401的底部，并具有向下侧扩大的带有尖锐的上部(末端部分)的楔形形状。为了将键合衬底叠层101安置在样品盒410中，将各个键合衬底叠层101的侧面中的沟槽(亦即二个衬底被键合形成键合衬底叠层101的地方)与隔板411的末端部分接合。

图27和28放大图示出了图26所示的部分样品盒410。图27示出了键合衬底叠层101第二区被分离之前的状态。图28示出了键合衬底叠层101第二区被分离之后的状态。

当键合衬底叠层101的第二区被通过超声传输介质402施加的超声波分离时，键合衬底叠层101被完全分离。如图28所示，被分离开的衬底凭借自身的重量沿隔板411的侧壁下落，从而彼此分离。

图29和30示意地示出用来执行在多孔层101b处将键合衬底叠层101分离成两个衬底的一系列工序的工艺系统的设置。图31流程图示出了图29和30所示的工艺系统的控制顺序。此流程图所示的工艺受控制器700的控制。

此工艺系统包含图2所示的第一分离装置100、图26所示的第二分离装置400、烘干炉(例如IPA汽相干燥单元)500、控制器700、用来传送衬底的机械手701、703和704、以及用来传送样品盒410的机械手702。

在用此工艺系统进行加工之前，将储存一个或多个键合衬底叠层101(例如图1C或20C所示的衬底)的样品盒601以及用来储存被分离了的衬底的样品盒602和603安置在预定位置。

在这种状态下，在控制器700的控制下，机械手701从样品盒601取出一个键合衬底叠层101，并将其安置在分离装置100中(S1401)。接着，在控制器700的控制下，分离装置100用射流分离键合衬底叠层101的第一区(此时是外围部分)(S1402)。在控制器700的控制下，机械手701从分离装置100接受键合衬底叠层101，并将其储存在样品盒410中，使键合衬底叠层101的侧面中的沟槽与样品盒410中的隔板411的末端接合(S1403)。

控制器700确定分离装置100是否已经加工过预定数目的键合衬底叠层101并将其储存到了样品盒410中(S1404)。若在步骤S1404中为“否”，则重复进行步骤S1401-S1403。

若在步骤S1404中为“是”，则在控制器700的控制下，机械手702将储存有预定数目的键合衬底叠层101的样品盒410浸入第二分离装置400的超声槽中(S1405)。

接着，在控制器700的控制下，第二分离装置400用超声波分离各个键合衬底叠层101的第二区(此时是中心部分)(S1406)。利用这一工艺，各个键合衬底叠层101被完全分离。

在控制器700的控制下，机械手702从第二分离装置400的超声槽中取出样品盒410，并将其安置在烘干炉500中(S1407)。接着，在控制器700的控制下，烘干炉500对储存在样品盒中的衬底进行烘干(S1408)。

在控制器700的控制下，机械手702从烘干炉500取出样品盒410，并将其传送到预定位置(S1409)。在控制器700的控制下，机械手703将被分离的一个衬底的下表面(例如图1D所示的10’)真空吸住，将其从样品盒410中取出，并储存在样品盒602中。机械手704将被分离的另一个衬底的下表面(例如图1E所示的(10”+20))真空吸住，将其从样品盒410中取出，并储存在样品盒603中。(S1410)。

对于以上述方法分离的二个衬底中的一个(例如图1D所示的10’)，表面上的多孔层被清除，且此衬底被用作制作另一个第一衬底(例如图1B所示的10)的单晶硅衬底11(图1A-1E)。另一方面，对于另一个被分离的衬底(例如图1D所示的(10”+20))，表面上的多孔层被选择性地清除，且此衬底被用作SOI衬底(图1A-1E)。

根据第四实施例，通过在液体中用超声波分离第二区，可以防止分离过程中的缺陷。此外，根据第四实施例，由于多个键合衬底叠层的第二区被立即分离，故可缩短总的工艺时间并提高生产率。而且，根据第四实施例，由于第二区在超声槽中被分离，故可从衬底表面清除第一区分离工艺产生的尘埃。

根据本发明的第二模式，可以提供例如适合于在分离诸如具有分离层的衬底之类的样品的过程中防止缺陷的装置和方法。

本发明并不局限于上述各个实施例，在本发明的构思和范围内还可以作出各种各样的改变和修正。因此，为了宣告本发明的范围，特提出下列权利要求。

Claims (182)

1.一种用来加工具有分离层的样品的工艺装置，其特征在于包含：

用来局部分离样品，并留下分离层的预定区域作为未分离区的分离机构。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述分离机构具有用来将流体喷射到分离层并用此流体局部分离样品的喷射部分。

3.根据权利要求1或2的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

4.根据权利要求1-3中任何一个的装置，其特征在于所述分离机构局部分离样品，并留下基本为圆形的区域作为未分离区。

5.根据权利要求1-3中任何一个的装置，其特征在于所述分离机构局部分离样品，并在分离层的基本为中心的部分留下基本为圆形的区域作为未分离区。

6.根据权利要求1-5中任何一个的装置，其特征在于：

所述分离机构包含

用来绕垂直于分离层的轴旋转样品的驱动机构，以及

用来将流体喷射到分离层的喷射部分，

并且，在样品被所述驱动机构旋转的情况下，局部分离样品。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于所述驱动机构在样品的局部分离过程的开始阶段以低速旋转样品，然后以高速旋转样品。

8.根据权利要求6的装置，其特征在于所述驱动机构在样品的局部分离过程中逐步或步进地提高样品的旋转速度。

9.根据权利要求6的装置，其特征在于所述驱动机构在样品的局部分离过程中改变样品的旋转速度。

10.根据权利要求6的装置，其特征在于所述喷射部分在样品的局部分离过程的开始阶段，喷射高压流体，然后降低流体压力。

11.根据权利要求6的装置，其特征在于所述喷射部分在样品的局部分离过程中逐步或步进地降低被喷射的流体的压力。

12.根据权利要求6的装置，其特征在于所述喷射部分在样品的局部分离过程中改变被喷射的流体的压力。

13.根据权利要求6的装置，其特征在于所述喷射部分在样品的局部分离过程中沿平面方向将流体喷射到距分离层中心有一预定距离的位置。

14.根据权利要求1-13中任何一个的装置，其特征在于未分离的区域小于分离层的在局部分离过程被分离的区域。

15.根据权利要求1-14中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件上来制作样品。

16.根据权利要求15的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

17.根据权利要求15或16的装置，其特征在于第一平板部件最好包含半导体衬底。

18.根据权利要求17的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来形成第一平板部件。

19.根据权利要求18的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

20.一种加工具有分离层的样品的加工方法，其特征在于包含在分离层处局部分离样品，并留下分离层的预定区域作为未分离区的分离步骤。

21.根据权利要求20的方法，其特征在于分离步骤包含将流体喷射到分离层上以局部分离样品。

22.根据权利要求20或21的方法，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

23.根据权利要求20-22中任何一个的方法，其特征在于分离步骤包含局部分离样品，并留下基本为圆形的区域作为未分离区。

24.根据权利要求20-23中任何一个的方法，其特征在于分离步骤包含局部分离样品，并在分离层的基本为中央的部分留下基本为圆形的区域作为未分离区。

25.根据权利要求20-24中任何一个的方法，其特征在于分离步骤包含在使样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，将流体喷射到分离层以局部分离样品。

26.根据权利要求25的方法，其特征在于样品在分离步骤的开始阶段以低速旋转，然后以高速旋转。

27.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含逐步或步进地提高样品的旋转速度。

28.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含改变样品的旋转速度。

29.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含在开始阶段使用高压流体，然后使用低压流体。

30.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含逐步或步进地降低用于分离的流体的压力。

31.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含改变用于分离的流体的压力。

32.根据权利要求25的方法，其特征在于分离步骤包含沿平面方向将流体喷射到距分离层中心有一预定距离的位置。

33.根据权利要求20-32中任何一个的方法，其特征在于未分离的区域最好小于分离层的在分离步骤中被分离的区域。

34.根据权利要求20-33中任何一个的方法，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

35.根据权利要求34的方法，其特征在于易碎层包含多孔层。

36.根据权利要求34或35的方法，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

37.根据权利要求36的方法，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

38.根据权利要求37的方法，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

39.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来在分离层处局部分离样品，并留下分离层的预定部分作为未分离区的第一分离装置；以及

用来从预定方向将力加到被所述第一分离装置加工过的样品的未分离区，以完全分离样品的第二分离装置。

40.根据权利要求39的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

41.根据权利要求39或40的装置，其特征在于所述第一分离装置局部分离样品，并留下基本为圆形的区域作为未分离区。

42.根据权利要求39或40的装置，其特征在于所述第一分离装置局部分离样品，同时在分离层的基本为中央的部分留下基本为圆形的区域作为未分离区。

43.根据权利要求39-42中的任何一个的装置，其特征在于：

所述第一分离装置在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而

所述第二分离装置固定样品不旋转并将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

44.根据权利要求39-42中的任何一个的装置，其特征在于：

所述第一分离装置在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而

所述第二分离装置在基本上停止旋转样品的情况下将流体喷射到局部分离过程在样品中形成的间隙，以分离留在样品中的未分离区。

45.根据权利要求39-42中的任何一个的装置，其特征在于所述第二分离装置将楔形物插入在局部分离过程形成的样品中的间隙，以完全分离样品。

46.根据权利要求39-45中的任何一个的装置，其特征在于被所述第一分离装置加工之后留下的未分离区，小于被所述第一分离装置分离的区域。

47.根据权利要求39-46中的任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件上来制作样品。

48.根据权利要求47的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

49.根据权利要求47或48的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

50.根据权利要求49的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

51.根据权利要求50的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

52.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来绕垂直于样品分离层的轴旋转样品的驱动机构；以及

用来将流体喷射到分离层的喷射部分，

其中在样品被所述驱动机构旋转的情况下，用来自所述喷射部分的流体，在分离层处将样品局部分离，并留下分离层的预定区域作为未分离区，并且

在样品基本上停止旋转的情况下，用来自所述喷射部分的流体分离未分离区而完全分离样品。

53.根据权利要求52的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

54.根据权利要求52或53的装置，其特征在于在局部分离样品过程中，保留基本上圆形的区域作为未分离区。

55.根据权利要求52或53的装置，其特征在于在局部分离样品过程中，在分离层的基本为中央的部分保留基本为圆形的区域作为未分离区。

56.根据权利要求52-55中任何一个的装置，其特征在于局部分离过程之后留下的未分离的区域，小于在局部分离过程被分离的区域。

57.根据权利要求52-56中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

58.根据权利要求57的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

59.根据权利要求57或58的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

60.根据权利要求59的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

61.根据权利要求60的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

62.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来在分离层处局部分离样品，并留下分离层的预定区域作为未分离区的第一分离机构；以及

用来从预定方向将力加到被所述第一分离机构在分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品的第二分离机构。

63.根据权利要求62的装置，其特征在于所述第一分离机构在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品。

64.根据权利要求62或63的装置，其特征在于所述第二分离机构将楔形物插入样品中的间隙，以完全分离样品。

65.根据权利要求62-64中任何一个的装置，其特征在于还包含用来将被所述第一分离机构加工过的样品传送到所述第二分离机构的传送机械手。

66.根据权利要求65的装置，其特征在于还包含用来使样品相对于所述第一分离机构或所述第二分离机构定位的定位机构。

67.根据权利要求62-66中任何一个的装置，其特征在于被所述第一分离机构加工之后留下的未分离区，小于被所述第一分离机构分离的区域。

68.根据权利要求62-67中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件上来制作样品。

69.根据权利要求68的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

70.根据权利要求68或69的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

71.根据权利要求70的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

72.根据权利要求71的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

73.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来局部固定在分离层处被局部分离，并留下分离层的预定区域作为未分离区的样品，从而保持样品基本上稳定的固定机构；以及

用来从预定方向将力加到被所述固定机构固定的样品的未分离区，以完全分离样品的分离机构。

74.根据权利要求73的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

75.根据权利要求73或74的装置，其特征在于所述分离机构将流体喷射到在局部分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品。

76.根据权利要求73或74的装置，其特征在于所述分离机构将楔形物插入在局部分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品。

77.根据权利要求73-76中任何一个的装置，其特征在于未分离区小于已经被分离的区域。

78.根据权利要求73-77中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

79.根据权利要求78的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

80.根据权利要求78或79的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

81.根据权利要求80的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

82.根据权利要求81的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

83.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

在分离层处局部分离样品，并留下分离层的预定区域作为未分离区的第一分离步骤；以及

从预定方向将力加到第一分离步骤中被加工过的样品的未分离区，以完全分离样品的第二分离步骤。

84.根据权利要求83的方法，其特征在于样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

85.根据权利要求83或84的方法，其特征在于第一分离步骤包含局部分离样品，并留下基本为圆形的区域作为未分离区。

86.根据权利要求83或84的方法，其特征在于第一分离步骤包含局部分离样品，并在分离层的基本为中央的部分留下基本为圆形的区域作为未分离区。

87.根据权利要求83-86中任何一个的方法，其特征在于：

第一分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到分离层，以局部分离样品，而

第二分离步骤包含固定样品不旋转，并将流体喷射到在局部分离过程中样品中形成的间隙中，以分离留在样品中的未分离区。

88.根据权利要求83-86中任何一个的方法，其特征在于：

第一分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下，将流体喷射到样品的分离层，以局部分离样品，而

第二分离步骤包含在基本上停止旋转样品的情况下，将流体喷射到在局部分离过程中样品中形成的间隙中，以分离留在样品中的未分离区。

89.根据权利要求83-86中任何一个的方法，其特征在于第二分离步骤包含将楔形物插入在局部分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品。

90.根据权利要求83-89中任何一个的方法，其特征在于第一分离步骤之后留下的未分离区，小于在第一分离步骤中分离的区域。

91.根据权利要求83-90中任何一个的方法，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

92.根据权利要求91的方法，其特征在于易碎层包含多孔层。

93.根据权利要求91或92的方法，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

94.根据权利要求93的方法，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

95.根据权利要求94的方法，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

96.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

局部固定在分离层处被局部分离，并留下分离层的预定区域作为未分离区的样品，从而使样品基本上稳定的停止步骤；以及

从预定方向将力加到固定样品的未分离区，以完全分离样品的分离步骤。

97.根据权利要求96的方法，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

98.根据权利要求96或97的方法，其特征在于分离步骤包含将流体喷射在由局部分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品。

99.根据权利要求96或97的方法，其特征在于分离步骤包含将楔形物插入在局部分离过程中形成的样品中的间隙中，以完全分离样品。

100.根据权利要求96-99中任何一个的方法，其特征在于未分离区小于已被分离的区域。

101.根据权利要求96-100中任何一个的方法，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

102.根据权利要求101的方法，其特征在于易碎层包含多孔层。

103.根据权利要求101或102的方法，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

104.根据权利要求103的方法，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

105.根据权利要求104的方法，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

106.一种在某些工序中采用权利要求39-82中任何一个的分离装置的制造半导体衬底的方法。

107.一种在某些工序中采用权利要求39-82中任何一个的分离装置而制造的半导体衬底。

108.一种在某些工序中采用权利要求83-105中任何一个的分离方法的制造半导体衬底的方法。

109.一种用权利要求83-105中任何一个的分离方法而分离的半导体衬底。

110.一种在某些工序中采用权利要求83-105中任何一个的分离方法而制造的半导体衬底。

111.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来将流体喷射到分离层，以主要分离分离层第一区的第一分离装置；以及

利用振动能量来主要分离分离层第二区的第二分离装置，

其中样品在分离层处被所述第一和第二分离装置分离。

112.根据权利要求111的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

113.根据权利要求111或112的装置，其特征在于第一区是分离层的外围区域，而第二区是分离层的中心区域。

114.根据权利要求111-113中任何一个的装置，其特征在于所述第一分离装置在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，将流体喷射到分离层，以主要分离第一区。

115.根据权利要求111-114中任何一个的装置，其特征在于该装置还包含在被所述第一和第二分离装置分离的过程中用来支持样品的支持装置，且

所述第二分离装置将来自所述支持装置与样品接触处的振动能量施加给样品。

116.根据权利要求115的装置，其特征在于所述支持装置具有用来从两个侧面将样品中心附近的部分夹在中间并对此部分加压以支持样品的一对相对的支持表面，该支持表面具有基本为圆形的形状。

117.根据权利要求116的装置，其特征在于第一区基本上位于被支持表面加压的区域外面，而

第二区基本上是被支持表面加压的区域。

118.根据权利要求111-114中任何一个的装置，其特征在于：

所述第二分离装置包含用来加工样品的工艺槽；以及

用来产生振动能量的振动源，且

在被所述第一分离装置加工的样品浸入在所述工艺槽中的情况下，所述振动源产生的振动能量通过所述工艺槽中的液体被施加给样品。

119.根据权利要求118的装置，其特征在于所述工艺槽包含当样品被振动能量完全分离时用来分隔被分离的样品的分隔装置。

120.根据权利要求111-117中任何一个的装置，其特征在于所述第一分离装置首先主要分离第一区，然后，所述第二分离装置主要分离第二区。

121.根据权利要求111-117中任何一个的装置，其特征在于所述第二分离装置首先主要分离第二区，然后，所述第一分离装置主要分离第一区。

122.根据权利要求111-117中任何一个的装置，其特征在于所述第一分离装置进行的分离过程与所述第二分离装置进行的至少部分分离过程同时执行。

123.根据权利要求111-122中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

124.根据权利要求123的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

125.根据权利要求123或124的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

126.根据权利要求125的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

127.根据权利要求126的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

128.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离装置，其特征在于包含：

用来支持样品的支持部分；

用来将流体喷射到被所述支持部分支持的样品的分离层的喷射部分；以及

用来产生待要施加到样品的振动能量的振动源，

其中的样品被流体和振动能量分离。

129.根据权利要求128的装置，其特征在于所述样品包含具有作为分离层的易碎结构层的平板部件。

130.根据权利要求128或129的装置，其特征在于所述支持部分在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下支持样品。

131.根据权利要求128-130中任何一个的装置，其特征在于还包含：

控制单元，此控制单元用来使所述喷射部分喷射流体以便用流体来主要分离分离层的第一区，并使振动源产生振动能量以便用振动能量来主要分离分离层的第二区。

132.根据权利要求131的装置，其特征在于所述控制单元控制所述喷射部分和所述振动源首先用流体来主要分离第一区，然后用振动能量来主要分离第二区。

133.根据权利要求131的装置，其特征在于所述控制单元控制所述喷射部分和所述振动源首先用振动能量来主要分离第二区，然后用流体来主要分离第一区。

134.根据权利要求131的装置，其特征在于所述控制单元对所述喷射部分和所述振动源同时执行用流体分离样品的过程和至少部分用振动能量分离样品的过程进行控制。

135.根据权利要求131-134中任何一个的装置，其特征在于第一区是分离层的外围区域，而第二区是分离层的中心区域。

136.根据权利要求131-134中任何一个的装置，其特征在于所述支持部分具有用来从二个侧面将样品中心附近的部分夹在中间并对此部分加压以支持样品的一对相对的支持表面，该支持表面具有基本为圆形的形状。

137.根据权利要求136的装置，其特征在于第一区基本上位于被支持表面加压的区域外面，而

第二区基本上是被支持表面加压的区域。

138.根据权利要求128-137中任何一个的装置，其特征在于所述振动源被设置在所述支持部分上。

139.根据权利要求128-137中任何一个的装置，其特征在于所述振动源被设置在所述支持部分与样品接触处的所述支持部分末端。

140.根据权利要求128-130中任何一个的装置，其特征在于所述装置还包含用来加工样品的工艺槽，

以便用流体来分离样品，在用所述支持部分支持样品的情况下，流体被喷射到样品的分离层，以及

以便用振动能量来分离样品，在样品被浸入所述工艺槽的情况下，所述振动源产生的振动能量通过所述工艺槽中的流体被施加到样品。

141.根据权利要求140的装置，其特征在于所述工艺槽具有当样品被振动能量完全分离时用来分隔被分离的样品的分隔装置。

142.根据权利要求140或141的装置，其特征在于还包含用来干燥在所述工艺槽中加工过的样品的烘干炉。

143.根据权利要求128或142的装置，其特征在于还包含用来对分离的样品进行分类的分类机构。

144.根据权利要求140或141的装置，其特征在于还包含用来从所述支持部分接受样品并将样品传送到所述工艺槽的传送机构。

145.根据权利要求140的装置，其特征在于还包含用来从所述支持部分连续接受多个样品、将多个样品连续储存在样品盒中、并将样品盒置于所述工艺槽中的传送机构。

146.根据权利要求142的装置，其特征在于还包含用来在所述支持部分、所述工艺槽和所述烘干炉之间传送样品的传送机构。

147.根据权利要求142的装置，其特征在于还包含用来从所述支持部分连续接受多个样品、将多个样品连续储存在样品盒中、将样品盒浸入所述工艺槽中，并在所述工艺槽中加工之后从所述工艺槽接受样品盒并将样品盒传送到所述烘干炉的传送机构。

148.根据权利要求147的装置，其特征在于还包含分离的样品在所述烘干炉中干燥之后，用来从所述烘干炉取出分离的样品、并对样品进行分类的分类机构。

149.根据权利要求128-148中任何一个的装置，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

150.根据权利要求149的装置，其特征在于易碎层包含多孔层。

151.根据权利要求149或150的装置，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

152.根据权利要求151的装置，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

153.根据权利要求152的装置，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

154.一种用来在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

将流体喷射到分离层以便主要分离分离层的第一区的第一分离步骤；以及

用振动能量来主要分离分离层的第二区的第二分离步骤，

其中的样品于第一和第二分离步骤中在分离层处被分离。

155.根据权利要求154的方法，其特征在于样品包含具有作为分离层的易碎结构的平板部件。

156.根据权利要求154或155的方法，其特征在于第一区是分离层的外围区域，而第二区是分离层中心的区域。

157.根据权利要求154-156中任何一个的方法，其特征在于第一分离步骤包含在样品绕垂直于分离层的轴旋转的情况下，将流体喷射到分离层，以主要分离第一区。

158.根据权利要求154-157中任何一个的方法，其特征在于第一和第二分离步骤包含用同一支持部分支持样品，且

第二分离步骤包含将来自支持部分与样品接触处的振动能量施加给样品。

159.根据权利要求158的方法，其特征在于支持部分具有用来从二个侧面将样品中心附近的部分夹在中间并对此部分加压以支持样品的一对相对的支持表面，该支持表面具有基本为圆形的形状。

160.根据权利要求159的方法，其特征在于第一区基本上位于被支持表面加压的区域外面，而

第二区基本上是被支持表面加压的区域。

161.根据权利要求154-157中任何一个的方法，其特征在于第二分离步骤包含将在第一分离步骤中被加工过的样品浸入工艺槽中，并通过工艺槽中的流体将振动能量施加给样品。

162.根据权利要求154-160中任何一个的方法，其特征在于首先执行第一分离步骤，然后执行第二分离步骤。

163.根据权利要求154-160中任何一个的方法，其特征在于首先执行第二分离步骤，然后执行第一分离步骤。

164.根据权利要求154-160中任何一个的方法，其特征在于同时执行第一和第二分离步骤的至少一部分。

165.一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品，以便分离样品的分离步骤。

166.根据权利要求165的方法，其特征在于分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下分离样品。

167.一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品中心部分附近，以便分离样品的分离步骤。

168.根据权利要求167的方法，其特征在于分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下分离样品。

169.一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品以及喷射到样品的流体，以便分离样品的分离步骤。

170.根据权利要求169的方法，其特征在于分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下分离样品。

171.一种在分离层处分离具有分离层的样品的分离方法，其特征在于包含：

在支持样品的预定部分的情况下将流体喷射到样品的分离层，同时将振动能量施加给样品的预定部分，以便分离样品的分离步骤。

172.根据权利要求171的方法，其特征在于分离步骤包含在绕垂直于分离层的轴旋转样品的情况下分离样品。

173.根据权利要求154-172中任何一个的方法，其特征在于通过将具有易碎层的第一平板部件键合到第二平板部件来制作样品。

174.根据权利要求173的方法，其特征在于易碎层包含多孔层。

175.根据权利要求173或174的方法，其特征在于第一平板部件包含半导体衬底。

176.根据权利要求175的方法，其特征在于通过在半导体衬底表面上制作多孔层，并在多孔层上制作无孔层来制作第一平板部件。

177.根据权利要求176的方法，其特征在于无孔层包括单晶半导体层。

178.一种在某些工序中采用权利要求111-153中任何一个的分离装置的制造半导体衬底的方法。

179.一种在某些工序中采用权利要求111-153中任何一个的分离装置而制造的半导体衬底。

180.一种在某些工序中采用权利要求154-176中任何一个的分离方法的制造半导体衬底的方法。

181.一种用权利要求154-176中任何一个的分离方法分离的半导体衬底。

182.一种在某些工序中采用权利要求154-176中任何一个的分离方法而制造的半导体衬底。

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