DE69816955T2

DE69816955T2 - Verfahren zum Spalten

Info

Publication number: DE69816955T2
Application number: DE1998616955
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Ohta-ku Omi; Takao Ohta-ku Yonehara; Kiyofumi Ohta-ku Sakaguchi; Kazutaka Ohta-ku Yanagita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: JP4323577B2; US6436226B1; CN1153264C; EP0925887B1; KR19990063514A; DE69816955D1; AU736845B2; CN1221973A; AU9818798A; SG76581A1; EP0925887A1; JPH11195569A; ATE246577T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Spaltung eines Gegenstands und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, das ein derartiges Verfahren verwendet.
Ein Substrat (SOI Substrat), das eine SOI (Silicon On Unsulator = Silicium auf einem Isolator) Struktur aufweist, ist als Substrat bekannt, das eine einkristalline Si Schicht auf einer isolierenden Schicht aufweist. Eine Vorrichtung, die dieses SOI Substrat verwendet, weist viele Vorteile auf, die nicht von üblichen Si Substraten erreicht werden können. Beispiele dieser Vorteile sind die Folgenden.

(1) Der Integrationsgrad kann gesteigert werden, weil die dielektrische Isolation leicht ist.
(2) Die Widerstandsfähigkeit gegen Bestrahlung kann gesteigert werden.
(3) Die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung kann gesteigert werden, weil die Streukapazität gering ist.
(4) Kein Wellschritt ist notwendig
(5) Ein Latch-up kann verhindert werden.
(6) Ein vollständig verarmter Transistor vom Typ des Feldeffekts kann durch eine Bildung eines dünnen Films gebildet werden.

Da eine SOI Struktur die verschiedenen obigen Vorteile aufweist, sind Forschungen auf sein Herstellungsverfahren einige Dekaden lang gemacht worden.
Als eine SOI Technologie, ist eine SOS (silicon on saphire = Silicium auf Saphir) Technologie, mittels der Si mittels heteroepitaxilem Wachstums auf einem einzelnen Kristallsaphirsubstrat mittels CVD (Chemical Vapor Deposition method = Chemisches Dampfabscheide) wachsen gelassen wird, schon eine lange Zeit bekannt. Diese SOS Technologie wurde als die ausgereifteste SOI Technologie erkannt. Jedoch ist die SOS Technologie bis heute nicht in praktischen Gebrauch genommen worden, zum Beispiel ist eine große Menge an Kristalldefekt aufgrund der Fehlanpassung des Gitters in den Grenzflächen zwischen der Si Schicht und dem darunter liegenden Saphirsubstrat produziert worden, wenn Aluminium, das die Saphirsubstrate bildet, in die Si Schicht gemischt ist, wird das Substrat teuer und es ist schwierig eine große Fläche zu erhalten.
Verschiedene SOI Technologien scheinen der SOS Technolgie zu folgen. Für diese SOI Technologien, sind verschiedene Verfahren mit dem Ziel die Kristalldefekte oder die Herstellungskosten zu reduzieren, überprüft worden. Dies sind ein Verfahren der Implantierung von Sauerstoffionen in ein Substrat, um eine begrabene Oxidschicht zu bilden sowie ein Verfahren zum Bonden von zwei Wafern über eine Oxidschicht und dem Polieren oder Ätzen eines der Wafer, um eine dünne einkristalline Si Schicht auf der Oxidschicht zu bilden und ein Verfahren zum Implantieren von Wasserstoffionen in eine vorbestimmte Tiefe von der Oberfläche eines Si Substrats, das einen Oxidfilm aufweist, um das Si Substrat auf ein anderes Substrat zu Bonden und dem Abschälen des späteren Substrats (das andere Substrat) mittels Wärmebehandlung, während eine dünne einkristallin Si Schicht auf dem Oxidfilm zurückgelassen wird.
Der vorliegende Anmelder hat eine neue SOI Technologie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 5-21338 offenbart. Bei dieser Technologie wird ein erstes Substrat erhalten, indem eine nicht poröse einkristalline Schicht auf einem einkristallinen Halbleitersubstrat, das eine poröse Schicht aufweist, über eine isolierende Schicht (SiO₂) auf das zweite Substrat gebondet wird und die zwei Substrate werden von der porösen Schicht gespalten, um die nicht poröse einkristalline Schicht auf das zweite Substrat zu überführen. Diese Technologie ist vorteilhaft darin, dass die SOI Schicht eine hohe einheitliche Filmdicke aufweist, wobei die Dichte des Kristalldefekts in der SOI Schicht vermindert werden kann und die SOI Schicht weist eine hohe Ebenheit der Oberfläche auf, wobei keine teure Spezialvorrichtung zur Herstellung notwendig ist und SOI Substrate, die SOI Filme von ungefähr einigen hundert A bis 10 μm Dicke aufweisen können, mittels der gleichen Herstellungsvorrichtung hergestellt werden köne.
Zusätzlich hat der vorliegende Anmelder eine andere Technologie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-302889 offenbart, bei der das erste und zweite Substrat, das oben beschrieben wird, gebondet werden, wobei das erste Substrat von dem zweiten Substrat, ohne Brechen, gespalten wird und das gespaltene erste Substrat wird wieder verwendet, indem die Oberfläche geglättet wird und wieder eine poröse Schicht gebildet wird. Da das erste Substrat wirtschaftlich verwendet werden kann, weist diese Technologie die Vorteile auf, das die Herstellungskosten beachtlich reduziert werden können und das Herstellungsverfahren ist auch einfach.
Bei den obigen Technologien jedoch, wenn zwei gebondete Substrate gespalten werden, ist es notwendig Schaden von den Substraten abzuwenden und die Vorrichtung zur Herstellung und ähnliches vor Kontamination zu schützen, die durch die Entstehung von Teilchen verursacht wird.
Die vorliegende Erfindung wurde unter in Betrachtziehen der obigen Situation gemacht und hat als Aufgabe ein Verfahren, wie in Anspruch 1 definiert, das geeignet ist, Halbleitersubstrate oder andere Gegenstände zu spalten und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrat, bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird ein hier ein Verfahren zum Spalten eines Gegenstands zur Verfügung gestellt, das durchgeführt wird, indem ein Flüssigkeitsstrahl aus einer Strahleinheit auf den Gegenstand ausgestossen wird, der getrennt werden soll.
Es ist charakterisitisch für die Erfindung, dass der Gegenstand, der getrennt werden soll, einer ist, der eine fragile Schicht als Spaltschicht aufweist. Die fragile Schicht kann, zum Beispiel eine poröse Schicht oder eine Schicht sein, die Mikrohohlräume aufweist (das heißt eine Schicht, die eine Verteilung an Mikrohohlräumen aufweist).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiter durch einen Steuerschritt der Änderung des Drucks der Flüssigkeit gekennzeichnet, die aus der Strahleinheit in Übereinstimmung mit dem Voranschreiten des Verfahrens der Spaltung des Gegenstands ausgestossen wird, während das Verfahren der Spaltung des Gegenstands von einem peripheren Teil des Gegenstands zu einem zentralen Teil des Gegenstands voranschreitet.
Es ist bekannt, dass es bekannt ist, gebondete Wafer zu spalten, indem ein Flüssigkeitsstrahl unter Druck verwendet wird. Die japanische offengelegte Patentanmeldung JP 09 16772A (und auch US 5783022 , eine Patenschrift aus der gleichen Patentfamilie) beschreibt ein Bondingverfahren, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl unter Druck auf die Grenzschicht zwischen den gebondeten Wafern mit ausreichendem Druck gerichtet wird, um das Waferbonding zu überwinden und die zwei Wafer zu spalten. Es wird gesagt, dass es bevorzugt ist, dass der Strahldruck zumindest das zweifache der Bondingstärke zwischen den Wafern sein soll.
Es ist auch bekannt, Mahloperationen durchzuführen, indem ein Flüssigstrahl von hohem Druck verwendet wird und den Druck der Flüssigkeit während des Betriebs zu verändern. Dies wird in der französischen Patentschrift FR-A-2699852 beschrieben.
Bei der vorliegenden Erfindung wird im Gegensatz dazu die Flüssigkeit unter Druck weder verwendet um Bindungkräfte zu überwinden noch, um Material zu mahlen, dafür aber einen Fehler in einer fragilen Schicht zu erzeugen und auszubreiten, um so die fragile Schicht zu brechen und die Spaltung zu vollziehen.
Bei diesem Spaltungsverfahren kann der Gegenstand, der gespalten werden soll von einer plattenförmigen Form sein, wobei er in diesem Fall durch das Einspritzen der Flüssigkeit gegen den plattenförmigen Gegenstand in einer ebenen Richtung dazu gespalten werden kann.
Bei diesem Spaltverfahren weist der Steuerschritt vorzugsweise die Reduzierung des Drucks der Flüssigkeit auf, die durch die Strahleinheit bei einem festgesetztem Druck ausgestossen wird., wenn das Verfahren des Spaltens des Gegenstands von der Umgebung des peripheren Bereichs der Spaltschicht des Gegenstandes der gespalten werden soll, voranschreitet.
Bei dem Spaltverfahren weist der Steuerschritt vorzugsweise die Erhöhung des Drucks der Flüssigkeit auf, die durch die Strahleinheit bei einem festgesetztem Druck ausgestossen wird, wenn das Verfahren des Spaltens des Gegenstands von der Umgebung des zentralen Teils der Spaltschicht des Gegenstandes, der gespalten werden soll, voranschreitet.
Bei dem Spaltverfahren, worin der Steuerschritt vorzugsweise die Einstellung des Drucks der Flüssigkeit aufweist, die aus der Strahleinheit ausgestossen wird, um höher zu werden, sowie das Verfahren der Spaltung des Gegenstands in die Umgebung der peripheren und zentralen Teile der Spaltschicht des Gegenstands voranschreitet und die Einstellung des Drucks der Flüssigkeit, die aus der Strahleinheit ausgestossen wird, um niedriger zu werden, sowie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands in einen intermediären Teil der Spaltschicht des Gegenstands zwischen den Umgebungen ihrer peripheren und zentralen Teile voranschreitet.
Bei dem Spaltverfahren, kann der Steuerschritt die Änderung des Drucks der Flüssigkeit in Übereinstimmung mit dem relativen Lageverhältnis zwischen der Stahleinheit und dem Gegenstand aufweisen.
Alternativ kann bei dem Spaltverfahren der Steuerschritt die Änderung des Drucks der Flüssigkeit, die aus der Strahleinheit ausgestossen wird, als eine Funktion der Zeit aufweisen.
Das Spaltverfahren weist weiter vorzugsweise die Durchführung des Verfahrens der Spaltung des Gegenstands auf, während die Strahleinheit entlang der Spaltschicht des Gegenstands, der getrennt werden soll, fährt.
Das Spaltverfahren weist weiter vorzugsweise die Durchführung des Verfahrens der Gegenstandsspaltung auf, während der Gegenstand um eine Achse senkrecht zur Spaltschicht des Gegenstands gedreht wird.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats zur Verfügung gestellt, das die Schritte:
Herstellung eines Substrats, das eine fragile Schicht als eine Spaltschicht aufweist; und
das Spalten des Substrats an der Spaltschicht, indem das oben erwähnte Verfahren verwendet wird, aufweist.
Der Schritt der Herstellung des Substrats kann durch die Bildung eines ersten Substrats, bei dem eine poröse Schicht und eine nicht poröse Schicht aufeinanderfolgend auf einer Oberfläche gebildet werden; und
dem Bonden des ersten Substrats auf ein zweites Substrat über die nicht poröse Schicht, um ein gebondetes Substrats zu bilden durchgeführt werden;
Alternativ kann der Schritt der Herstellung des Substrats durchgeführt werden, durch:
das Implantieren von Ionen auf der Oberfläche eines einkristallinen Halbleitersubstrats in eine vorbestimmte Tiefe, um dadurch ein erstes Substrats zu bilden, bei dem eine Mikrohohlräume aufweisende Schicht gebildet wird; und
dem Bonden eines zweiten Substrats auf der Vorderseite des ersten Substrats, um ein gebondetes Substrat zu bilden.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detailierten Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
Bei den begleitenden Zeichnungen:
Die 1A bis 1E sind Ansichten, um ein Verfahren zur Herstellung eines SOI Substrats, gemäß der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, zu erklären.
Die 2A und 2B sind Ansichten, die eine Kraft zeigen, die auf einen gebondeten Substratstapel in der Anwesenheit und der Abwesenheit von einer V-förmigen Nut einwirkt.
3 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung einer Spaltvorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung der gleichen Spaltvorrichtung in einem späteren Stadium des Verfahrens gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine erste Anordnung des Einstellungsmechanismus der Spaltvorrichtung zeigt;
6 ist eine Ansicht, die eine zweite Anordnung eines alternativen Einstellungsmechanismus der Spaltvorrichtung zeigt;
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines durch eine Strahldüse gesteuerten Robotors zeigt.
8 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel eines durch eine Strahldüse gesteuerten Robotors zeigt.
Die 9 bis 11 sind Diagramme des Strahldrucks gegen die Strahlposition, die alternative Steuerschemata des Spaltverfahrens zeigen.
12 ist eine schematische Ansicht, die die Wirkung eines Flüssigstrahls zeigt, der auf einen gebondeten Substratstapel einwirkt;
13 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer alternativen Spaltvorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
14 ist eine Ansicht, die die Anordnung einer anderen alternativen Spaltvorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen werden unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die 1A bis 1E sind Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Herstellung eines SOI Substrats gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Bei 1A wird ein einkristallines Siliciumsubtrat 11 hergestellt, und eine poröse Siliciumschicht 12 wird durch Anodisieren auf der Oberfläche des einkristallinen Siliciumsubtrats 11 gebildet. In 1B wird eine einkristalline Siliciumschicht 13 als eine nicht poröse Schicht epitaxial auf einer porösen Siliciumschicht 12 wachsen gelassen. Nach diesem Vorgang wird die Oberfläche der einkristallinen Siliciumschicht 13 oxidiert, um eine SiO₂ Schicht 15 zu bilden. Mit diesem Verfahren wird ein erstes Substrat 10 gebildet.
In 1C wird ein einkristallines Siliciumsubtrat 14 als zweites Substrat 20 hergestellt. Das erste und das zweite Substrat 10 und 20 werden miteinander bei Raumtemperatur derart in Kontakt gebracht, dass die SiO₂ Schicht 15 des ersten Substrats 10 gegenüber dem zweiten Substrat 20 liegt. Das erste und das zweite Substrat 10 und 20 werden über Anodenbonding, Pressen, Erwärmen oder einer Kombination davon gebondet. Mit diesem Verfahren werden das zweite Substrat 20 und die SiO₂ Schicht 15 fest gebondet. Die SiO₂ Schicht 15 kann auf der einkristallinen Siliciumsubtrat 11 Seite gebildet werden, wie oben beschrieben oder kann auf dem zweiten Substrat 20 oder auf beiden Seiten des einkristallinen Siliciumsubtrats 11 und des zweiten Substrats 20 gebildet werden, soweit der Zustand, der in 1C gezeigt wird, erhalten wird, indem das erste und das zweite Substrat in Kontakt gebracht werden.
In 1D werden die zwei Substrate, die miteinander gebondet sind, an der porösen Siliciumschicht 12 gespalten. Die zweite Substratseite weist eine vielschichtige Struktur der porösen Siliciumschicht 12'', einkristalline Siliciumschicht 13, SiO₂ Schicht 15 und einkristallines Siliciumsubtrats 14 auf. Auf der ersten Substrat 10' Seite, wird eine poröse Siliciumschicht 12' auf dem einkristallinen Siliciumsubtrat 11 gebildet.
Nach der Spaltung wird die verbleibende poröse Siliciumschicht 12' von dem Substrat 10' entfernt. Die Oberfläche des Substrats 10' wird, wie benötigt, eben gemacht, so dass das Substrat 10' wieder als einkristallines Siliciumsubtrat 11 verwendet wird, um ein erstes Substrat 10 zu bilden.
Nachdem der gebondete Substratstapel gespalten ist, in 1E, wird die poröse Schicht 12" auf der zweiten Substratseite (10'' + 20) selektiv entfernt. Mit diesem Verfahren wird ein Substrat erhalten, dass eine vielschichtige Struktur der einkristallinen Siliciumschicht 13, isolierenden Schicht 15 und des einkristallines Siliciumsubtrats 14 aufweist, das heißt eines SOI Struktur wird erhalten.
Bei dieser Ausführungsform, in dem Schritt, der in 1D gezeigt wird, das heißt bei dem Schritt der Spaltung der zwei Substrate, die miteinander gebondet sind (worauf hierin im folgenden Bezug als gebondeter Substratstapel genommen wird), wird eine Spaltvorrichtung zum selektiven Ausstoßen einer Flüssigkeit oder Gases (flüssig) mit hohem Druck auf eine poröse Siliciumschicht als Spaltbereich verwendet, um den Substratstapel in zwei Substrate in dem Spaltbereich zu spalten.
[Basisanordnung der Spaltvorrichtung]
Die Spaltvorrichtung verwendet ein Wasserstrahlverfahren. Im allgemeinen stößt das Wasserstrahlverfahren einen Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck auf einen Gegenstand aus, zum Beispiel das Schneiden oder Bearbeiten einer Keramik, eines Metalls, eines Betons, eines Harzes, eines Kautschuks oder eines Holzelements, Entfernung eines Beschichtungsfilms von dem Substrat oder Reinigung der Oberfläche ("Water Jet", Band 1, Nr. 1, Seite 4, (1984)).
Diese Spaltvorrichtung stößt einen Flüssigkeitsstrahl mit einer hohen Geschwindigkeit, einem hohen Druck auf die poröse Schicht (Spaltbereich) des gebondeten Substratstapels als einen fragilen Strukturbereich in der Richtung der Oberfläche des Substrats aus, um selektiv die poröse Schicht zu brechen, um dadurch dass Substrat an der porösen Schicht zu spalten. Auf den Strahl wird hierin im folgenden als "Strahl" Bezug genommen. Auf die Flüssigkeit, die einen Strahl bildet, wird hierin als "Strahlmedium" Bezug genommen. Als Strahlmedium ist es möglich Wasser, ein organisches Lösungsmittel, wie Alkohol, eine Säure wie Fluorsäure oder Salpetersäure, ein Alkali wie Kaliumhydroxid, ein Gas wie Luft, Stickstoffgas, Kohlensäuregas, seltenes Gas oder eines Ätzgases oder eines Plasmas zu verwenden.
Bei dieser Spaltvorrichtung wird ein Strahl auf eine poröse Schicht (Spaltbereich) ausgestoßen, die auf der Seitenoberfläche des gebondeten Substratspalts exponiert ist, um dadurch die poröse Schicht von dem peripheren Teil zum zentralen Teil zu entfernen. Mit diesem Verfahren wird der gebondete Substratstapel in zwei Substrate gespalten, in dem nur der Spaltbereich mit niedriger mechanischer Stärke, ohne den Hauptkörper zu beschädigen, entfernt wird. Selbst wenn die Seitenoberfläche des gebondeten Substratstapels mit irgendeiner dünnen Schicht bedeckt wird und die poröse Schicht nicht exponiert wird, kann die dünne Schicht mittels des Strahls entfernt werden, so dass der gebondete Substratstapel mittels des oben beschriebenen Verfahrens gespalten werden kann.
In dem peripheren Teil des gebondeten Substratstapel wirkt die Wirkung zum Spalten des gebondeten Substratstapels in zwei Substrate effektiv, wenn eine V-förmige (konkave) Nut in dem gebondeten Substratstapel entlang der Seitenoberfläche gebildet wird. Die 2A und 2B sind Ansichten, die eine Kraft zeigen, die auf den gebondeten Substratstapel in der Anwesenheit und Abwesenheit einer V-förmigen Nut wirkt. 2A zeigt einen gebondeten Substratstapel, der eine V-förmige Nut 22 aufweist. 2B zeigt einen gebondeten Substratstapel, der keine V-förmige Nut zeigt.
Wie in 2A gezeigt, wird auf den gebondeten Substratstapel, der eine V-förmige Nut 22 aufweist, eine Kraft (auf die hierin im folgenden als Spaltkraft Bezug genommen wird) von Außen von dem Zentrum des gebondeten Substratstapel angewendet, wie mittels eines Pfeils 23 angezeigt. Auf der anderen Seite, wie in 2B gezeigt, wird auf den gebondeten Substratstapel mit einer konvexen Seitenoberfläche eine Kraft Innen von der Seitenoberfläche des gebondeten Substratstapels angewendet, wie durch einen Pfeil 24 angezeigt. Bei dem gebondeten Substratstapel, der eine konvexe Seitenoberfläche aufweist, wirkt die Spaltkraft nicht, bis die Seitenoberfläche der porösen Schicht 12 als Spaltbereich mittels eines Strahl entfernt ist.
Selbst wenn ein dünner Film auf der Seitenoberfläche des gebondeten Substratstapels gebildet wird, wirkt die Spaltkraft auf den Substratstapel soweit wie der gebondete Substratstapel eine V-förmige Nut 22 aufweist, wie in 2A gezeigt, so dass die dünne Schicht leicht gebrochen werden kann.
Um den Strahl wirksam zu benutzen, wird eine Breite W1 der V-förmigen Nut 22, die vorzugsweise gleich oder größer als der Durchmesser d des Strahls 21 ist. Zum Beispiel angenommen, dass jedes des ersten Substrats 10 und des zweiten Substrats 20 eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweist und der gebondete Substratstapel weist eine Dicke von 2 mm auf. Da die Breite W1 der V-förmigen 22 Nut normalerweise 1 mm, der Durchmesser des Strahl ist vorzugsweise 1 mm oder weniger. Da eine allgemeine Wasserstrahlvorrichtung einen Strahl mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,5 mm verwendet, kann eine derartige allgemeine Wasserstrahlvorrichtung (zum Beispiel eine Wasserstrahldüse) verwendet werden.
Die Düse zum Ausstossen eines Strahls kann nicht nur eine kreisförmige Form, sondern auch andere Formen aufweisen. Zum Beispiel, wenn eine Schlitz-ähnliche Düse verwendet wird, um einen Strahl auszustossen, der einen langen rechteckigen Schnitt aufweist, wobei der Strahl effizient in den Spaltbereich eingespritzt wird (eingefügt zwischen die zwei Substrat).
Die Bedingungen des Strahlausstosses werden in Übereinstimmung mit dem Typ des Spaltbereichs (zum Beispiel einer porösen Schicht) oder der Form der Seitenoberfläche des des gebondeten Substratstapels bestimmt. Wichtige Parameter, wie die Bedingungen des Strahlausstosses sind der Druck, der auf das Strahlmedium einwirkt, die Strahlabfahrgeschwindigkeit, die Breite oder der Durchmesser der Düse (der Düsendurchmesser ist fast der gleiche wie der Strahldurchmesser), die Düsenform, der Abstand zwischen der Düse und dem Spaltbereich und der Fließrate des Strahlmediums.
Die folgenden Techniken werden verwendet, um den gebondeten Substratstapel zu spalten. 1) Der Strahl wird in die Spaltschicht in einer Richtung parallel zu der gebondeten Grenzschicht eingespritzt, während die Düse entlang der Spaltschicht fährt. 2) Der Strahl wird in die Spaltschicht in einer Richtung parallel zu der gebondeten Grenzschicht eingespritzt, während der gebondete Substratstapel abgefahren wird. 3) Der Strahl wird in die Spaltschicht in einer Richtung parallel zu der gebondeten Grenzschicht eingespritzt und gleichzeitig in einer Fächerform an einem Drehpunkt nahe der Düse abfahren gelassen. 4) Der Strahl wird in die Spaltschicht in einer Richtung parallel zu der gebondeten Grenzschicht eingespritzt, während der gebondete Substratstapel ziemlich nahe des Zentrums des gebondeten Substratstapels gedreht wird (diese Technik ist besonders effektiv, wenn der gebondete Substratstapel eine Platten-förmige Form aufweist). 5) Der Strahl wird in die Spaltschicht in einer Richtung parallel zu der gebondeten Grenzschicht eingespritzt, während die Strahldüse, die auf das Zentrum des gebondeten Substratstapels gerichtet ist, entlang der Seitenoberfläche des gebondeten Substratstapels fährt. Der Strahl braucht nicht immer genau parallel zu der gebondeten Grenzschicht ausgestossen werden.
Um Schaden von dem Substrat abzuhalten, wird die Spaltkraft auf den gebondeten Substratstapel in einer axialen Richtung vorzugsweise bei einigen hundert gf pro cm² angewendet.
3 ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung einer Spaltvorrichtung gemäß der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Eine Spaltvorrichtung 100 spritzt einen Strahl in die poröse Schicht des gebondeten Substratstapels ein, um den gebondeten Substratstapel in zwei Substrate zu spalten.
Die Spaltvorrichtung 100 weist Substrathalteteile 108 und 109 auf, die einen Vakuumchuckmechanismus 108a und 109a aufweisen. Ein gebondeter Substratstapel 101 wird mittels Substrathalteteile 108 und 109 eingeschlossen und gehalten. Der gebondete Substratstapel 101 weist eine poröse Schicht 101b als fragile Struktur auf. Die Spaltvorrichtung 100 spaltet den gebondeten Substratstapel in zwei Substrat 101a und 101c an der porösen Schicht 101b. Bei dieser Spaltvorrichtung 100 wird der gebondete Substratstapel eingestellt, dass das Substrat 101a auf der ersten Substrat 10' Seite in 1D angeordnet und das Substrat 101c wird auf der zweiten Substrat (10'' + 20) Seite in 1D angeordnet.
Die Substrat-Halteteile 108 und 109 sind an der gleichen zentralen Achse angeordnet. Das Substrat-Halteteil 108 wird an einem Ende mit einer Rotationswelle 106 verbunden, die axial drehbar durch eine Trägerbasis 102 über Träger 104 getragen wird. Das andere Ende der Rotationswelle 106 wird mit der Rotationswelle der Antriebseinrichtung (zum Beispiel ein Motor) 110 verbunden, die auf dem Trägerteil 110 fixiert ist. Die Rotationskraft, die durch die Antriebsvorrichtung 110 erzeugt wird, dreht den gebondeten Substratstapel 101, der durch den Substrathaltteil 108 mittels Vakuumchucks gehalten wird. Bei der Spaltung des gebondeten Substratstapels 101, dreht die Antriebsvorrichtung 110 die Rotationswelle 106 mit einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Befehl von einer Steuereinheit (nicht gezeigt).
Der Substrathalteteil 109 wird mit einem Ende einer Rotationswelle 107 verbunden, der drehbar und gleitbar axial durch einen Trägerteil 103 über einen Träger 105 getragen wird. Das andere Ende der Rotationswelle 107 wird mit einer Antriebsvorrichtung (zum Beispiel ein Motor) 111 verbunden. Die Geschwindigkeit, mit der die Antriebsvorrichtung 110 die Rotationswelle 106 dreht und die mit der die Antriebsvorrichtung 111 die Rotationswelle 107 dreht, müssen offensichtlich gleich zu einander sein, um zu verhindern, dass der gebondete Substratstapel 101 sich verdreht.
Beide Antriebsvorrichtungen 110 als auch 111 brauchen nicht immer hergestellt zu werden, und irgendeine von ihnen kann ausreichend sein. Zum Beispiel, wenn nur die Antriebsvorrichtung 110 verwendet wird, bevor der gebondete Substratstapel 101 gespalten wird, drehen sich die Rotationswelle 106, das Substrathalteteil 108, gebondete Substratstapel 101, Substrathalteteil 109 und die Rotationswelle 107 zusammen. Nachdem der gebondete Substratstapel in zwei Substrat gespalten wird, kommen die Elemente auf der Rotationswellen 107 Seite zu einem Halt.
Alternativ kann die Rotationskraft, die durch eine Antriebsvorrichtung erzeugt wird, in zwei Kräfte geteilt werden, so dass die Rotationswellen 106 und 107 sich jeweils durch die verzweigten Rotationskräfte drehen.
Eine Feder 113 zum Drücken des gebondeten Substratstapels 101 wird an das Trägerteil 103 angebracht, um die Rotationswelle 107 zu tragen. Daher, selbst wenn der gebondete Substratstapel 101 nicht durch den Chuckmechanismus 108a und 109a gehalten wird (chucked), fallen die zwei Substrate, die durch den ausgestossenen Strahl aus einer Strahldüse 112 gespalten werden, nicht herunter. Zusätzlich, wenn der gebondete Substratstapel 101 gespalten wird, während er gedrückt wird, kann der gebondete Substratstapel 101 stabil während der Spaltung gehalten werden.
Eine Feder zum Drücken des gebondeten Substratstapels 101 kann auch auf der Seite der Rotationswelle angeordnet werden.
Die Spaltvorrichtung 100 weist einen Einstellmechanismus zum Einstellen des Intervalls zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 auf.
5 ist eine Ansicht, die die erste Anordnung des Einstellmechanismus zeigt. 5 zeigt einen Einstellmechanismus, der einen Luftzylinder 122 verwendet. Der Luftzylinder 122 wird auf, zum Beispiel, dem Halteteil 103 fixiert. Die Antriebsvorrichtung 111 wird durch eine Kolbenstange 121 angetrieben. Um den gebondeten Substratstapel 101 in die Spaltvorrichtung 100 zu bringen, wird der Luftzylinder 122 gesteuert, um die Antriebsvorrichtung 111 in eine Richtung zu bewegen, bei der der Abstand zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 wächst (in der positiven Richtung einer X-Achse). In diesem Zustand wird der gebondete Substratstapel 101 zwischen die Substrathalteteile 108 und 109 angeordnet und der Antrieb der Kolbenstange 121 durch den Luftzylinder 122 wird beendet. Das Substrathalteteil 109 drückt den gebondeten Substratstapel 101 mittels der Wirkung der Feder 113.
6 ist eine Ansicht, die die zweite Anordnung des Einstellmechanismus zeigt. 6 zeigt einen Einstellmechanismus, der eine exzentrische Nocke 131 und einen Motor verwendet. Die exzentrische Nocke 131 wird mit dem Motor verbunden (nicht gezeigt). Der Abstand zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 wird durch wechselseitiges Bewegen einer Antriebsplatte 132, die mit dem rückwärtigen Ende des Motors 111 verbunden ist, eingestellt. Wie oben beschrieben, leitet die Feder eine Kraft an die Rotationswelle 107 in der negativen Richtung der X-Achse. Falls der gebondete Substratstapel 101 gehalten werden soll, wird ein Spalt zwischen der exzentrischen Nocke 131 und der Antriebsplatte 132 gebildet. Daher, falls der gebondete Substratstapel 101 gehalten werden soll, wirkt eine Druckkraft auf den gebondeten Substratstapel 101.
Der obige Mechanismus zur Einstellung des Abstands zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 kann auch auf der Seite des Substrathalteteils 108 angebracht werden.
Eine Hochdruckpumpe 115 wird mit der Strahldüse 112 verbunden. Falls ein Strahlmedium (z. B. Wasser) mit hohem Druck von der Hochdruckpumpe 115 zu der Strahldüse 112 gefördert wird, wird ein Strahl aus der Strahldüse 112 ausgestossen. Der Druck, der von der Hochdruckpumpe 115 auf das Strahlmedium ausgeübt wird, wird durch eine Drucksteuersektion 116 gesteuert.
Das Verfahren der Spaltung des Substrats mittels der Spaltvorrichtung 100 wird als nächstes beschrieben werden.
Um den gebondeten Substratstapel 101 in die Spaltvorrichtung 100 einzusetzen, wird zuerst der gebondete Substratstapel 101 zwischen die Substrathalteteile 108 und 109 mittels eine Laderoboters eingesetzt und gehalten, während das Zentrum des gebondeten Substratstapels 101 mit den Substrathalteteilen 108 und 109 zusammenpaßt. Der gebondete Substratstapel 101 wird mit Vakuum mit dem Substrathalteteil 108 fixiert (vaccum-chucked).
Als nächstes wird das Substrathalteteil 109 gegen den gebondeten Substratstapel 101 mit der Kraft der Feder 113 gedrückt. Spezieller, falls der Einstellungsmechanismus, der in 5 gezeigt wird, verwendet wird, um den Zwischenraum zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 einzustellen, wird der Antrieb der Kolbenstange 121 mittels des Luftzylinders 112 abgebrochen. Falls der Einstellmechanismus, der in 6 gezeigt wird, verwendet wird, rotiert die exzentrische Nocke 131 derart, dass die Druckkraft der Feder 113 auf den gebondeten Substratstapel 101 einwirkt.
Falls das Spaltverfahren ausgeführt werden soll, braucht der gebondete Substratstapel 101 nicht immer mittels des Vakuumhaltemechanismus 108a und 109a fixiert werden. Dies geschieht, weil der gebondete Substratstapel 101 mittels der Druckkraft der Feder 113 gehalten wird. Jedoch falls eine geringe Druckkraft der Feder verwendet wird, wird der gebondete Substratstapel 101 vorzugsweise mittels Vakuums fixiert.
Die Rotationswellen 106 und 107 drehen sich durch die Antriebsvorrichtungen 110 und 111 synchron miteinander. Bei diesem Zustand wird das Hochdruckstrahlmedium (zum Beispiel Wasser) von einer Hochdruckpumpe 115 zu der Strahldüse 112 gefördert, während der Druck durch die Drucksteuersektion 116 gesteuert wird, wodurch ein Strahl aus der Strahldüse 112 mit einer hohen Geschwindigkeit und hohem Druck ausgestossen wird. Der ausgestossene Strahl wird in den Spaltbereich des gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt. Falls der Strahl eingespritzt wird, wird die poröse Schicht 101b oder die fragile Struktur des gebondeten Substratstapel 101 gebrochen, so dass der gebondete Substratstapel 101 in zwei Substrate an der porösen Schicht 101b gespalten wird.
Anschließend, während der Strahl in den Spaltbereich (poröse Schicht 101b) des gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird, werden die zwei gespaltenen Substrate 101a und 101c physikalisch von einander gespalten. Spezieller, falls der Einstellmechanismus, der in 5 gezeigt wird, verwendet wird, um den Zwischenraum zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 einzustellen, wird die Kolbenstange 121 mittels des Luftzylinders 122 in die positive Richtung der X-Achse gesteuert (Richtung in der die Feder zusammengedrückt wird), während die Substrate mit Vakuum jeweils durch die Substrathalteteil 108 und 109 fixiert werden (vacuum-chucked). Falls der Einstellmechanismus verwendet wird, der in 6 gezeigt wird, wird die exzentrische Nocke 131 rotiert, um die Kolbenstange 107 in die positive Richtung der X-Achse zu steuern (Richtung in der die Feder 113 zusammengedrückt wird), während die Substrate jeweils mittels Vakuum durch die Substrathalteteile 108 und 109 fixiert werden.
Dann werden die Substrate 101a und 101c vollständig gespalten, wie in 4 gezeigt, wobei der Ausstoß des Strahls gestoppt wird und die Substrate werden von den Substrathalteteil 108 und 109 mittels zum Beispiel eines Laderoboters getrennt.
Die Strahldüse 112 kann in einer Position fixiert werden, ist aber bevorzugt beweglich. Dies geschieht, weil die Position der Strahldüse 112 bevorzugt in Übereinstimmung mit dem Typ. oder der Größe des gebondeten Substratstapels 101 eingestellt wird.
7 ist eine Ansicht, die den Steuerroboter der Strahldüse 112 zeigt. Ein Steuerroboter 160, der in 7 gezeigt wird, bewegt die Strahldüse 112 entlang eines Weges 170. Falls der gebondete Substratstapel 101 angebracht/gelöst an/von den Substrathalteteilen 108 und 109 wird, bewegt der Steuerrobter 160 die Strahldüse 112 zu einer zurückgezogenen Position 171. Falls der gebondete Substratstapel 101 gespalten und aufgeteilt wird, bewegt der Steuerroboter 160 die Strahldüse 112 zu einer Betriebsposition 172. Wie oben beschrieben, falls die Strahldüse 112 bei einem Anbringen/Lösen des gebondeten Substratstapel 101 zurückgezogen wird, kann der Betrieb des Anbringens/Lösens des gebondeten Substratstapels 101 und insbesondere der Betrieb des Anbringen/Lösens des gebondeten Substratstapels 101 effizient durchgeführt werden, in dem der Förderroboter verwendet wird.
Es ist auch effektiv die Strahldüse 112 entlang des Spaltbereichs des gebondeten Substratstapels 101 in der ebenen Richtung des gebondeten Substratstapels 101, während der Spaltung und Teilung des gebondeten Substratstapels 101 fahren zu lassen. In diesem Fall, kann der gebondete Substratstapel 101 gut gespalten werden, ohne ihn zu drehen.
8 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel des Steuerroboters der Strahldüse 112 zeigt. Ein Steuerroboter 161, der in 8 gezeigt wird, bewegt die Strahldüse 112 entlang eines Weges 180. Falls der gebondete Substratstapel 101 angebracht/entfernt an/von den Substrathalteteilen 108 und 109 wird, bewegt der Steuerroboter 161 die Strahldüse 112 zu der zurückgezogenen Position 181. Falls der gebondete Substratstapel 101 gespalten und geteilt werden soll, bewegt der Steuerroboter 161 die Strahldüse zu einer Betriebsposition 182. Wie oben beschrieben, wenn die Strahldüse 112 beim Anbringen/Lösen des gebondeten Substratstapels 101 zurückgezogen wird, kann der Betrieb des Anbringens/Lösens des gebondeten Substratstapel 101 und insbesondere der Betrieb des Anbringens/Lösens des gebondeten Substratstapel 101 effizient durchgeführt werden, indem ein Laderoboter verwendet wird.
Es ist auch effektiv die Strahldüse 112 auf dem Spaltbereich des gebondeten Substratstapel 101 in der ebenen Richtung des gebondeten Substratstapels 101, während des Spaltens und Teilens des gebondeten Substratstapels 101, entlang zu fahren. In diesem Fall kann der gebondete Substratstapel 101 gut gespalten werden, ohne ihn zu drehen.
Die Spaltvorrichtung 100 spaltet den gebondeten Substratstapel, während der Strahldruck angemessen geändert wird. Der Grund für dies ist wie folgt.
Der Strahldruck, der benötigt wird, um den gebondeten Substratstapel 101 zu spalten, ändert sich in Abhängigkeit von dem Teil des Spaltbereichs des gebondeten Substratstapels. Zum Beispiel, die Spaltkraft, die auf den gebondeten Substratstapel einwirkt, ändert sich zwischen den peripheren und den zentralen Teilen des gebondeten Substratstapels 101, so dass sich der Strahldruck, der notwendig für die Spaltung ist, sich zwischen dem peripheren und den zentralen Teilen ändert. Falls der gebondete Substratstapel 101 gespalten werden soll, indem ein konstanter Strahldruck verwendet wird, wobei ein Strahl mit hohem Druck während des Spaltverfahrens verwendet werden muß. In diesem Fall kann der gebondete Substratstapel oder können die gespaltenen Substrate brechen oder beschädigt werden, was zu einer geringen Ausbeute führt.
Um dieses Problem zu lösen, kann die mechanische Stärke des Spaltbereichs erniedrigt werden. Jedoch, falls der Spaltbereich außerordentlich fragil gemacht wird, bricht der Spaltbereich bei dem Schritt des Bondings oder Reinigen der zwei Substrate (erstes und zweites Substrat) leicht, so dass es schwierig wird ein Substrat mit der gewünschten Qualität herzustellen. Zusätzlich können Teilchen aus dem gebrochenen Spaltbereich erzeugt werden, um die Herstellungsvorrichtung und ähnliches zu kontaminieren.
Um geeigneterweise den Strahldruck, während des Spaltverfahrens des gebondeten Substratstapels zu steuern, wird der Druck auf der Basis des Lageverhältnises zwischen der Strahldüse 112 und dem gebondeten Substratstapel oder in Übereinstimmung mit der Zeit gesteuert.
Die 9 bis 11 sind Diagramme, die Beispiele der Steuerung des Strahldrucks, während des Spaltverfahrens zeigen. Die Drucksteuersektion 116 steuert den Druck (Strahldruck), der von der Hochdruckpumpe 115 auf der Basis eines der Steuerverfahren erzeugt wird, die in den 9 bis 11 gezeigt werden.
9 zeigt ein Steuerungsbeispiel, bei dem das Spaltverfahren ausgeführt wird, während die Strahldüse 112 in der Betriebsposition 172 oder 182, die in den 7 oder 8 gezeigt wird, fixiert wird und dem Drehen des gebondeten Substratstapels 101. Bei dem Beispiel, das in 9 gezeigt wird, wird der Druck des Strahl in drei Schritten angepaßt. In einer Periode T1 wird der periphere Teil des gebondeten Substratstapels 101 hauptsächlich gespalten. Während der Periode T1 wird der Strahl, der in den gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird, leicht ausströmen gelassen und die Spaltkraft wirkt kaum auf den gebondeten Substratstapel 101, so dass der Strahldruck eingestellt wird, um hoch zu sein. An dem peripheren Teil des gebondeten Substratstapel 101 wird das Strahlmedium leicht ausströmen gelassen, wie oben beschrieben. Aus diesem Grund, selbst wenn der Strahldruck so eingestellt wird, dass er relativ hoch ist, wird der gebondete Substratstapel 101 nicht gebrochen.
In einer Periode T2 wird der intermediäre Teil zwischen dem peripheren Teil und dem zentralen Teil des gebondeten Substratstapels 101 (auf hier im folgenden einfach als intermediärer Teil Bezug genommen wird) hauptsächlich gespalten. Da die Geschwindigkeit des Strahls im Intermediäre Teil sich erniedrigt, verschlechtert sich die Funktion der Spaltung des gebondeten Substratstapels 101, aufgrund der Einwirkung des Strahlmediums, das die poröse Schicht trifft. Jedoch in dem intermediären Teil nehmen die Ausströmwege des Strahlmediums ab, das in den gebondeten Substratstapel eingespritzt wird. Die Spaltkraft steigt aufgrund des Drucks des Strahlmediums, das in den gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird und der gebondete Substratstapel 101 wird hauptsächlich durch diese Spaltkraft gespalten. Falls der gleiche Druck, wie der der für den peripheren Teil auf das Strahlmedium ausgeübt wird, kann der gebondete Substratstapel 101 brechen. Aus diesem Grund wird der Druck des Strahlmediums relativ niedrig an dem intermediären Teil eingestellt.
In einer Periode T3 wird der zentrale Teil des gebondeten Substratstapel 101 hauptsächlich gespalten. Falls der gespaltenen Teil nahe an dem zentralen Teil liegt, wickelt sich der gespaltenen Teile des gebondeten Substratstapels 101 ein, um die Auströmwege des Strahlmediums zu vermehren. Der Druck des Strahlmediums wird, verglichen zu dem, bei dem Spalten des intermediäre Teils, reduziert, was zu einer geringeren Spaltkraft führt. Aus diesem Grund wird an dem zentralen Teil der Druck des Strahlmediums vorzugsweise so eingestellt, dass er höher ist als der beim Spalten des intermediäre Teils.
Wie oben beschrieben, indem geeignet der Druck des Strahls der Strahldüse 112, der ausgestoßen werden soll, in Übereinstimmung mit der Zeit geändert wird, die beim Spaltverfahren vergeht, kann die Beschädigung des gebondeten Substratstapels reduziert werden, während die Effizienz des Spaltverfahrens gesteigert wird.
10 zeigt ein Steuerbeispiel, bei dem das Spaltverfahren ausgeführt wird, während die Strahldüse 112 entlang des Spaltbereichs des gebondeten Substratstapels 101 fährt und gleichzeitig wird der gebondete Substratstapel 101 gedreht. 12 ist eine Ansicht, die die die Kraft des Strahls zeigt, der auf den gebondeten Substratstapel 101 einwirkt. Falls der Strahl in den peripheren Teil des gebondeten Substratstapels eingespritzt wird, strömt der Strahl, der gegen den gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird, leicht nach Aussen, wie in 12 gezeigt und die Spaltkraft des Strahls wirkt nicht auf den gebondeten Substratstapel 101. Auf der anderen Seite, falls der Strahl gegen den zentralen Teil des gebondeten Substratstapels 101 eingespritzt wird, spaltet der Strahl, der gegen den gebondeten Substratstapel 101 gespritzt wird, effizient den gebondeten Substratstapel 101. Gemäß diesem Beispiel, falls die Strahldüse 112 entlang der porösen Schicht abfährt, wird der Strahldruck vorzugsweise in Übereinstimmung mit dem Lageverhältnis zwischen der Strahldüse 112 und dem gebondeten Substratstapel 101 geändert.
In einem Abschnitt Y1 wird der Strahldruck stabilisiert. In einem Abschnitt Y2 wird der periphere Teil des gebondeten Substratstapels 101 hauptsächlich gespalten. In diesem Abschnitt Y2, da der Strahl nicht effizient gegen den gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird, wird der Strahldruck vorzugsweise realtiv hoch eingestellt, wie oben beschrieben.
In einem Abschnitt Y3 wird der intermediäre Teil des gebondeten Substratstapel (101) hauptsächlich gespalten. In diesem Abschnitt Y3, da der Strahl wirksam den gebondeten Substratstapel 101 spaltet, verglichen mit dem Abschnitt Y2, wird der Strahldruck vorzugsweise so eingestellt, dass er niedriger als der des Abschnitts Y2 ist, um einen Schaden an dem gebondeten Substratstapel (101) zu verhindern.
In einem Abschnitt Y4 wird der zentrale Bereich des gebondete Substratstapels (101) hauptsächlich gespalten. Falls der gespaltene Teil nahe an dem zentralen Teil, beim Abfahren der Strahldrüse 112 liegt, wickelt sich der gespaltene Teil des gebondeten Substratstapel (101) ein, um die Abströmwege des Strahlmediums zu vermehren. Der Druck des Strahlmediums wird, verglichen mit dem beim Spalten des intermediären Teil, reduziert, was zu einer geringeren Spaltkraft führt. Aus diesem Grund wird in dem zentralen Teil der Druck des Strahlmediums vorzugsweise höher eingestellt als der beim Spalten des intermediäre Teils. In diesem Beispiel wird der gebondete Substratstapel (101) gespalten, während er gedreht wird. Da die Spaltung des gebondeten Substratstapels (101) komplett ist, wenn die Strahldüse 112 von dem peripheren Teil zu dem zentralen Teil des gebondeten Substratstapel 101 fährt. In einem Abschnitt Y5 wird der Druck der Hochdruckpumpe stufenweise reduziert, um den Pumpenbetrieb zu stoppen.
Wie oben beschrieben, wenn der Druck des Strahls, der aus der Strahldüse 112 ausgestoßen wird, geeignet in Übereinstimmung mit dem Lageverhältnis zwischen der Strahldüse 112 und dem gebondeten Substratstapel 101 geändert wird, kann der Schaden auf dem gebondeten Substratstapel reduziert werden, während die Effizienz des Spaltverfahrens gesteigert wird.
11 zeigt ein anderes Steuerungsbeispiel, bei dem ein Spaltverfahren durchgeführt wird, während die Strahldüse 112 entlang des Spaltbereichs des gebondeten Substratstapels fährt und gleichzeitig den gebondeten Substratstapel (101) dreht. Bei diesem Steuerungsbeispiel wird der Strahldruck gleichmäßig in dem Abschnitt von dem peripheren Teil zu dem intermediären Teil und in dem Abschnitt von dem intermediären Teil zu dem zentralen Teil geändert, verglichen mit dem Steuerungsbeispiel, das in der 10 gezeigt wird.
In dem Abschnitt Y1 wird der Strahldruck stabilisiert. In dem Abschnitt Y2 wird der periphere Teil des gebondeten Substratstapel (101) hauptsächlich gespalten. In diesem Abschnitt Y2, da der Strahl nicht effizient gegen den gebondeten Substratstapel (101) gespritzt wird, wird der Strahldruck vorzugsweise eingestellt, dass er relativ hoch ist, wie oben beschrieben.
In den Abschnitten Y3 und Y4 wird der intermediäre Teil des gebondeten Substratstapel (101) hauptsächlich gespalten. Bei dem Abschnitt Y3 wird der Strahldruck stufenweise reduziert. In dem Abschnitt Y4 wird der Strahldruck stufenweise erhöht.
In dem Abschnitt Y5 wird der zentrale Teil des gebondeten Substratstapels 101 hauptsächlich gespalten. In einem Abschnitt Y6 wird der Druck der Hochdruckpumpe stufenweise reduziert, um den Pumpenbetrieb zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, wenn der Druck des Strahls, der aus der Strahldüse 112 ausgestoßen wird, gleichmäßig in Übereinstimmung mit dem Lageverhältnis zwischen der Strahldüse 112 und dem gebondeten Substratstapel 101 geändert wird, kann der gebondete Substratstapel (101) durch einen Strahl gespalten werden, der einen ausreichenden Druck aufweist.
Die Verfahren zur Änderung des Drucks des Strahls, der aus der Strahldüse 122 ausgestoßen wird, sind nicht auf die obigen drei Beispiele beschränkt. Das Verfahren kann geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Typ oder der Größe des gebondeten Substratstapels, dem Typ oder der Größe der Spaltschicht oder dem Halteverfahren des gebondeten Substratstapel geändert werden.
Die Anordnung einer Spaltvorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. 13 ist eine Ansicht, die die Anordnung dieser Spaltvorrichtung zeigt.
Eine Spaltvorrichtung 400 weist Haltevorrichtungen 405 und 406 auf, die Vakuumchucks aufweisen. Ein gebondeter Substratstapel 101 ist zwischen den Substrathalteteilen 404 und 406 angeordnet und wird dort gehalten. Der gebondete Substratstapel 101 weist eine poröse Schicht 101b als fragile Struktur auf. Die Spaltvorrichtung 400 spaltet den gebondeten Substratstapel 400 in zwei Substrate 101a und 101c an der porösen Schicht 101b. Bei dieser Spaltvorrichtung 400 wird der gebondete Substratstapel derart angeordnet, dass das Substrat 101a auf der ersten Substrat 10' Seite in 1D angeordnet wird und das Substrat 101c wird auf der zweiten Substrat (10'' + 20) Seite in 1D angeordnet.
Das Substrathalteteil 404 wird an ein Ende der Rotationswelle 403 angebracht, die axial drehbar von einer Trägerbasis 401 über einen Träger 405 getragen wird. Das andere Ende der Rotationswelle 403 wird mit der Rotationswelle eines Motors 402 verbunden. Die Rotationskraft, die durch den Motor 402 erzeugt wird, dreht den gebondeten Substratstapel 101 durch den Motor 402, der mittels eines Vakuumchucks durch das Substrathalteteil 101 gehalten wird. Beim Spalten des gebondeten Substratstapels (101) dreht der Motor 402, in Übereinstimmung mit einem Befehl von einer Steuereinheit (nicht gezeigt), die Rotationswelle 403 mit einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit.
Das Substrathalteteil 406 wird mit einem Ende einer Rotationswelle 408 verbunden, die drehbar und axial gleitbar von der Trägerbasis 401 über einen Träger 407 getragen wird. Eine Kompressionsfeder 409 wird mit dem anderen Ende der Rotationswelle 408 verbunden. Mit dieser Anordnung empfängt der gebondete Substratstapel (101) eine Kraft von der Kompressionsfeder 409 in einer Richtung (X-Achsenrichtung), in der das Substrat 101a und die poröse Schicht 101b beabstandet getrennt angeordnet sind. Konsequenter Weise, wenn der gebondete Substratstapel (101) in die Substrat 101a Seite und die Substrat 101c Seite mittels eines Strahls aus einer Strahldüse 418 gespalten wird, wobei die Substrat 101a Seite sich in einer X-Axhsen Richtung bewegt, um von der Substrat 101c Seite gespalten zu werden.
Bevor der gebondete Substratstapel (101) gespalten wird, wird die Rotationskraft der Rotationswelle 403 auf das Substrathalteteil 406 über den gebondeten Substratstapel (101) übertragen. Als ein Ergebnis drehen sich einheitlich die Rotationswelle 403, das Substrathalteteil 404, der gebondete Substratstapel (101), das Substrathalteteil 406, die Rotationswelle 408 und Kompressionsfeder 409. Falls der gebondete Substratstapel (101) in zwei Substrate gespalten ist, stoppt die Rotationswelle 408.
Ein Luftzylinder 411 ist auf der rückwärtigen Endseite (in der Richtung der X-Achsen) der Rotationswelle 408 angeordnet. Falls der gebondete Substratstapel 101 von den Substrathalteteilen 404 und 406 gehalten wird, drückt der Luftzylinder 411 eine Kolbenstange, um das rückwärtige Ende der Rotationswelle 408 in eine Richtung (negative Richtung der X-Achse) zu bewegen, in der die Kompressionsfeder 409 komprimiert wird (der Zustand wird in 13 gezeigt). Nachdem der gebondete Substratstapel (101) durch Ansaugen mittels der Vakuumchucks gehalten wird, zieht der Luftzylinder 411 die Kolbenstange 910 zurück (bewegt die Kolbenstange 410 in die Richtung der X-Achsen), um den gebondeten Substratstapel (101) spalten zu lassen. Das heißt, dass der Luftzylinder 411 die Kolbenstange 410 bei der Anordnung des gebondeten Substratstapels (101) zwischen die Substrathalteteile 404 und 406 drückt und die Kolbenstange 410 nach Vollendung dieser Anordnung zurückzieht.
Um den gebondeten Substratstapel (101) in der Spaltvorrichtung 400 anzuordnen, wird der gebondete Substratstapel (101) auf einem Nutbereich 412a einer Ausrichtungswelle 412 montiert, die axial durch die Trägerbasis 401 mittels Trägermittel 413 und 414 getragen wird, und dann wird die Kolbenstange 410 gedrückt, um das Substrathalteteil 406 in Kontakt mit dem gebondeten Substratstapel (101) zu bringen, wie oben beschrieben. In diesem Stadium werden die Vakuumchucks der Substrathalteteil 404 und 406 betätigt.
Zwei Ausrichtungswellen 412 werden bevorzugt entlang der Y-Achse angeordnet. In diesem Fall, wenn der gebondete Substratstapel (101) nur auf den zwei Ausrichtungswellen 412 angeordnet wird, kann die Position des gebondeten Substratstapels (101) im Hinblick auf die drei Richtungen, das heißt die X-, Y-, und Z-Richtung, definiert werden. Dies erleichtert eine manuelle Anordnung des gebondeten Substratstapels (101). Zusätzlich, falls ein Laderoboter verwendet werden soll, kann die Anordnung des Laderoboters vereinfacht werden.
Um die gespaltenen Substrate zu entfernen, wird die Substrat 101a Seite in die Richtung der X-Achsen bis zur Vollendung des Spaltverfahrens bewegt, um die zwei Substrate zu spalten. Nach diesem werden die zwei Substrat zum Beispiel durch den Laderoboter gehalten und das Ansaugen durch die Vakuumchucks der Substrathalteteile 404 und 406 wird beendet.
Eine Hochdruckpumpe 419 wird mit der Strahldüse 418 verbunden. Falls ein Hochdruckstrahlmedium von der Hochdruckpumpe 419 zu der Strahldüse 418 gefördert wird, wird ein Strahl von der Strahldüse 418 ausgestoßen. Der Druck, der an das Strahlmedium über eine Hochdruckpumpe 419 angelegt wird, wird durch einen Drucksteuersektion 420 in Übereinstimmung mit einem der Steuerungsverfahren, die in den 9 bis 11 gezeigt werden, gesteuert.
Ein Verschluß 415 wird verwendet, um zu verhindern, dass der Strahl den gebondeten Substratstapel (101) trifft, bevor der Strahldruck einen vorbestimten Druck erreicht.
Bei der Spaltvorrichtung 400 wird ebenso der Strahldruck geeignet gesteuert, während der gebondete Substratstapel gespalten wird. Zum Beispiel wird der Strahldruck auf der Basis des Lageverhältnis zwischen der Strahldüse 418 und dem gebondeten Substratstapel (101) oder in Übereinstimmung mit der Zeit gesteuert. Die Steuerungsbeispiele, die in den 9 bis 11 gezeigt werden, können bei der Spaltvorrichtung 400 angewendet werden.
Die Anordnung der Spaltvorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird als nächstes beschrieben werden. 14 ist eine Ansicht, die die Anordnung der Spaltvorrichtung zeigt. Bei einer Spaltvorrichtung 200, halten die Substrathalteteil 205 einen gebondeten Substratstapel (101), der in einer Lage fixiert ist und eine Strahldüse 202 wird mittels eines horizontalen Antriebsmechanismus 204 entlang der Spaltschicht des gebondeten Substratstapels 101 gefahren. Die Einstellung der senkrechten Lage der Strahldüse 202 wird mittels eines senkrechten Antriebsmechanismus 203 durchgeführt.
Bei jeder der obigen Spaltvorrichtungen, wenn die Stärke des Spaltbereichs (poröse Schicht) des gebondeten Substratstapel nicht einheitlich ist, wird der Strahldruck vorzugsweise in Übereinstimmung mit der Stärke eingestellt.
Jede der obigen Spaltvorrichtungen kann verwendet werden, um nicht nur ein Halbleitersubstrat, wie einen gebondeten Substratstapel, sondern auch verschiedene Gegenstände zu spalten. Der Gegenstand weist vorzugsweise eine fragile Struktur wie eine Spaltschicht auf.
Jede der obigen Spaltvorrichtungen bearbeitet einen gebondeten Substratstapel. Jedoch wenn eine Vielzahl an gebondeten Substratstapeln entlang der ebenen Richtung ausgerichtet wird und die Strahldüse der Spaltvorrichtung in ebener Richtung entlang fährt, kann die Vielzahl der gebondeten Substratstapel auf einmal gespalten werden.
Alternativ, wenn eine Veilzahl an gebondeten Substratstapel in der axialen Richtung ausgerichtet wird, und ein Mechanismus zum Abfahren der Strahldüse der Spaltvorrichtung in der axialen Richtung verwendet wird, kann die Vielzahl der gebondeten Substratstapel schrittweise gespalten werden.
Anwendungsbeispiele der obigen Spaltvorrichtungen werden unten beschrieben werden. Die Spaltvorrichtungen sind speziell geeignet, um ein Substrat, das eine fragile Schicht als Spaltschicht aufweist, zu spalten. Als Spaltschicht kann eine poröse Schicht, eine Schicht, die Mikrohohlräume aufweist, die durch Ionenimplantation gebildet werden, oder eine heteroepitaxiale Schicht mit Verformung oder Defekten, die am Kristallgitter konzentriert sind, verwendet werden. Die Spaltschicht kann aus einer Vielzahl an Schichten gebildet werden, die verschiedene Strukturen aufweisen, zum Beispiel eine Vielzahl an Schichten, die verschieden Porositäten aufweisen.
(Beispiel 1)
Ein erstes einkristallines Siliciumsubtrat vom p- oder n-Typ, das eine Größe von 6 Inches und einen Widerstand von 0,01 Ω aufweist, wurde in einer HF Lösung anodisiert, um eine poröse Si Schicht (korrespondierend zu dem Schritt, der in
1A gezeigt wird) zu bilden. Die Anodiserungsbedingungen waren wie folgt:
Stromdicht: 7 (mA/cm²)
Anodisierungslösung: HF : H₂O : C₂H₅OH = 1 : 1 : 1
Zeit: 11 (Min)
Dicke des porösen Si: 12 (μm)
Das poröse Si wird verwendet, um eine epitaktische Si
Schicht von hoher Qualität auf der porösen Si Schicht zu bilden und dient auch als Spaltschicht. Die Dicke der porösen Siliciumschicht ist nicht auf die obige Dicke beschränkt und beträgt vorzugsweise einige hundert bis 0,1 μm.
Dieses Substrat wurde in einer Atmosphäre aus Sauerstoff bei 400°C 1 Stunde lang oxidiert. Auf die Oxidation wird die innere Wand von jeder Pore der porösen Siliciumschicht mit einem thermischen Oxidfilm bedeckt. Die Oberfläche der porösen Siliciumschicht wurde mit Fluorwasserstoffsäure behandelt, um nur den Oxidfilm auf der Oberfläche der porösen Siliciumschicht zu entfernen, während der Oxidfilm auf der inneren Wand von jeder Pore gelassen wird. Nach diesem wurde das einkristalline Si epitaxial auf der porösen Siliciumschicht bis auf 0,3 μm mittels CVD (Chemical Vapor Deposition = chemische Dampfabscheidung) wachsen gelassen. Die Wachstumsbedingungen waren wie folgt:
Ausgangsgas: SiH₂Cl₂/H₂
Gasflußrate: 0,5/180 (1/Min)
Gasdruck: 80 (Torr)
Temperatur: 950 (°C)
Wachstumsrate: 0,3 (μm/Min)
Als isolierende Schicht wurde ein Oxidfilm (SiO₂ Schicht), der eine Dicke von 200 nm aufweist, auf der Oberfläche der epitaktischen Siliciumschicht mittels thermischer Oxidation (korrespondieren zu dem Schritt, der in 1B gezeigt wird) gebildet.
Das erste Substrat und ein zweites Siliciumsubtrat, das unabhängig gebildet wurde, wurde gestapelt und miteinander in Kontakt gebracht, derart, dass die Oberfläche der SiO₂ Schicht des ersten Substrats gegenüber der Oberfläche des zweiten Substrats liegt. Die resultierend Struktur wurde einer Wärmebehandlung bei 1100°C für 1 Stunde unterworfen, um die zwei Substrate zu bonden (korrespondierend zu dem Schritt, der in 1C gezeigt wird).
Als nächstes wurde der resultierende gebondete Substratstapel 101 gespalten, indem die Spaltvorrichtung 200 verwendet wurde, die in 14 gezeigt wird (korrespondierend zu dem Schritt, der in 1D gezeigt wird). Details werden unten beschrieben.
Zuerst, wie in 14 gezeigt, wurde der gebondete Substratstapel (101) von den Substrathalteteilen 205 eingeschlossen und senkrecht gehalten. Reines Wasser wurde aus der Strahldüse 202, die einen Durchmesser von 0,15 mm aufweist, bei einem Druck von 2200 kgf/cm² ausgestossen. Die Strahldüse 202 wurde mittels des horizontalen Antriebsmechanismus unmittelbar über dem gebondeten Substratstapel (101), entlang des konkaven Bereichs der Abschrägung, bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit von 10 mm/sek fahren gelassen.
Während die Strahldüse 202 von einem Bereich unmittelbar über dem Rand des gebondeten Substratstapels 101 zu dem Zentrum (in der Abfahrrichtung) des gebondeten Substratstapels 101 von 15 mm bewegt wird, wird der Strahldruck bei 2200 kgf/cm² gehalten.
Falls die Strahldüse 202 die Position passiert, wurde der Strahldruck kontinuierlich reduziert. Die Rate der Druckreduktion betrug –100 kgf/cm² pro cm der Bewegungsentfernung der Strahldüse 202. Wenn die Strahldüse 202 unmittelbar über dem Zentrum des gebondeten Substratstapel (101) vorbeifuhr, betrug der Strahldruck 1,600 kgf/cm².
Nachdem die Strahldüse 202 unmittelbar über dem Zentrum des gebondeten Substratstapel (101) vorbeigefahren war, wurde der Strahldruck auf eine Rate von 100 kgf/cm² pro cm der Bewegungsentfernung der Strahldüse 202 erhöht.
Nachdem die Strahldüse 202 eine Position 60 mm von einem Bereich unmittelbar über dem Zentrum des gebondeten Substratstapel (101) passiert hat, wurde der Strahldruck bei 2200 kgf/cm² gehalten.
Ein elastisches Element 206 (zum Beispiel Viton, Perfluorkautschuk oder Silikonkautschuk) wird vorzugsweise an dem Kontaktbereich zwischen dem Substrathalteteil 205 und dem gebondeten Substratstapel (101) angeordnet. In diesem Fall, da der gebondete Substratstapel 101, der in zwei Substrate gespalten ist, leicht von einander beabstandet werden kann, kann der Strahl leicht in den gebondeten Substratstapel (101) eingespritzt werden, der von den Substrathalteteilen 205 getragen wird.
Mit dem obigen Verfahren wurde der gebondete Substratstapel (101) in zwei Substrate an der porösen Schicht als einer Spaltschicht gespalten.
Verschiedene Verfahren können verwendet werden, um den gebondeten Substratstapel (101) zu halten. Zum Beispiel kann der gebondete Substratstapel (101) von beiden Seiten gehalten werden oder durch ein Substrathalteteil mit eine Vakuumchuck gehalten werden. In dem letzteren Fall kann der gebondete Substratstapel 101 auf beide Seiten gezogen werden und gehalten werden. Mit dieser Anordnung werden die zwei Substrate, die physikalisch gespalten sind, sofort gespalten, so dass ein Schaden aufgrund der Reibung zwischen den zwei Substraten verhindert werden kann.
Als ein Ergebnis wurde zusätzlich zu der SiO₂ Schicht und der epitaktischen Siliciumschicht, die auf der Oberfläche des ersten Substrats gebildet sind, wurde ein Teil der porösen Siliciumschicht zu der zweiten Substratseite transferiert. Die poröse Siliciumschicht wurde auf der Oberfläche des ersten Substrats gelassen.
Falls 100 gebondete Substratstapel durch dieses Verfahren gespalten wurden, wurden ungefähr 90% von ihnen befriedigend gespalten. Auf der anderen Seite, wenn der gebondete Substratstapel gespalten wurde, während ein vorbestimmter Strahldruck aufrecht erhalten wurde, wurden ungefähr 30% der gebondeten Substratstapel, während der Bearbeitung, beschädigt.
Die poröse Siliciumschicht, die auf das zweite Substrat übertragen wurde, wurde selektiv unter Rühren in einer gemischten Lösung aus 99% Fluorwasserstoffsäure und 30% Wasserstoffperoxid geätzt (korrespondierend zu dem Schritt in 1E). Die einkristalline Siliciumschicht des zweiten Substrats dient als Ätzstopschicht. Die poröse Siliciumschicht wurde selektiv geätzt und vollständig entfernt.
Die Ätzrate des nicht porösen Si Einkristalls für das obige Ätzmittel ist sehr gering. Das selektive Verhältnis zu der Ätzrate der porösen Schicht beträgt 105 oder mehr. Die Ätzmenge der nicht porösen Schicht (ungefähr zehn Å) ist möglich für den praktischen Gebrauch.
Mit dem obigen Verfahren, wurde ein SOI Substrat gebildet, dass eine 0,2 μm dicke einkristalline Siliciumschicht auf dem Siliciumoxidfilm aufweist. Die Dicke der einkristallinen Siliciumschicht wurde, nachdem die poröse Siliciumschicht selektiv geätzt wurde, an 100 Punkten auf der gesamten Oberfläche gemessen. Die Dicke betrug 201 nm + 4 nm.
Die Sektionsbeobachtung mit einem Transmissions-Elektronenmikroskop enthüllt, dass keine neuen Kristalldefekte in der einkristallinen Siliciumschicht gebildet wurden und eine befriedigende Kristallinität wurde erhalten.
Die resultierende Struktur wurde einer Wärmebehandlung in Wasserstoff bei 1100°C für 1 Stunde unterworfen und die Rauheit der Oberfläche wurde mit einem Rasterkraftmikroskop überprüft. Die mittlere quadratische Rauheit in einer 50 μm Quadratfläche betrug ungefähr 0,2 nm. Dies ähnelt fast dem eines kommerziell erhältlichen Si Wafers.
Das gleiche Ergebnis, wie oben beschrieben, wurde selbst erhalten, wenn der Oxidfilm (SiO₂) nicht auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht gebildet wurde, sondern auf der Oberfläche des zweiten Substrats oder auf beiden Oberflächen.
Die poröse Siliciumschicht, die auf der ersten Substratseite gelassen wurde, wurde selektiv unter Rühren in einer gemischten Lösung aus Wasser, 40% Fluorwasserstoffsäure und 30% Wasserstoffperoxid geätzt. Falls die resultierende Struktur einer Oberflächenbehandlung, wie Wasserstoffausglühen (hydrogen annealing) oder Polieren der Oberfläche unterworfen wurde, konnte das Substrat wie das erste oder zweite Substrat recyclet werden.
Bei dem obigen Beispiel wurde ein gebondeter Substratstapel bearbeitet. Jedoch, wenn eine Vielzahl an gebondeten Substratstapeln entlang einer ebenen Richtung ausgerichtet werden und die Strahldüse der Spaltvorrichtung wird in einer ebenen Richtung abfahren gelassen, kann die Vielzahl der gebondeten Substratstapel auf einmal gespalten werden.
Alternativ, wenn eine Vielzahl an gebondeten Substratstapeln in der axialen Richtung ausgerichtet werden und ein Mechanismus zum Abfahren der Strahldüse der Spaltvorrichtung in der axialen Richtung verwendet wird, kann die Vielzahl der gebondeten Substratstapel nacheinander gespalten werden.
Bei dem obigen Beispiel wurde die Strahldüse entlang fahren gelassen. Statt dessen kann der gebondete Substratstapel abfahren gelassen werden, während die Strahldüse in einer Lage fixiert wird.
In dem obigen Beispiel wurde die Spaltvorrichtung 200 verwendet, die in 14 gezeigt wird. Die Spaltvorrichtung 100, die in 3 gezeigt wird oder die Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird, kann verwendet werden.
(Beispiel 2)
Ein erstes einkristallines Siliciumsubtrat vom p- oder n-Typ, das einen Widerstand von 0,01 Ω·cm aufweist, wurde einer Anodisierung in zwei Schritten in einer HF Lösung unterworfen, um zwei poröse Schichten zu bilden (Schritt gezeigt in 1A). Die Anodisierungs-Bedingungen waren wie folgt:
<Anodisierung des ersten Schritts>

Stromdicht: 7 (mA/cm²)
Anodisierungslösung: HF : H₂O : C₂H₅OH = 1 : 1 : 1
Zeit: 10 (Min)
Dicke des ersten porösen Si: 4,5 (μm)

<Anodisierung des zweiten Schritts>

Stromdicht: 20 (mA/cm²)
Anodisierungslösung: HF : H₂O : C₂H₅OH = 1 : 1 : 1
Zeit: 2 (Min)
Dicke des zweiten porösen Si: 2 (μm)

Eine poröse Si Schicht, die eine zweischichtige Struktur aufweist, wurde gebildet. Die Oberfläche der porösen Si Schicht, die bei einem niedrigen Strom zuerst anodisiert wurde, wurde verwendet, um eine epitaktische Siliciumschicht von hoher Qualität zu bilden und die niedrige poröse Siliciumschicht (Schicht mit einer hohen Porosität), die mit einem hohen Strom anodisiert wurde, wurde als Spaltschicht verwendet, so dass die Funktionen der zwei Schichten getrennt wurden. Die Dicke der porösen Schicht, die mit einem niedrigen Strom gebildet wurde, ist nicht auf die obige Dicke (4,5 μm) beschränkt und beträgt geeigneter Weise einige hundert bis 0,1 μm. Die Dicke der porösen Siliciumschicht, die bei einem hohen Strom gebildet wurde, ist nicht auf die obige Dicke (2 μm) beschränkt, solange wie eine Dicke gewährleistet ist, bei der der gebondete Substratstapel mittels eines Strahls gespalten werden kann.
Nach der Bildung der zweiten porösen Siliciumschicht, kann eine dritte Schicht oder mehrere Schichten, die verschiedene Porositäten aufweisen, gebildet werden.
Dieses Substrat wurde in einer Sauerstoffatmosphäre bei 400°C für 1 Stunde oxidiert. Auf die Oxidation hin war die innere Wand von jeder Pore der porösen Siliciumschicht mit einem thermischen Oxidfilm bedeckt worden. Die Oberfläche der porösen Siliciumschicht wurde mit Fluorwasserstoffsäure behandelt, um nur den Oxidfilm auf der Oberfläche der porösen Siliciumschicht zu entfernen, während der Oxidfilm auf der inneren Wand von jeder Pore gelassen wird. Nach diesem wurde das einkristalline Si epitaxiall auf der porösen Siliciumschicht bis auf 0,3 μm mittels CVD (Chemical Vapor Deposition = chemische Dampfabscheidung) wachsen gelassen. Die Wachstumsbedingungen waren wie folgt:
Ausgangsgas: SiH₂Cl₂/H₂
Gasflußrate: 0,5/180 (1/Min)
Gasdruck: 80 (Torr)
Temperatur: 900 (°C)
Wachstumsrate: 0,3 (μm/Min)
Als isolierende Schicht wurde ein Oxidfilm (SiO₂ Schicht), der eine Dicke von 200 nm aufweist, auf der Oberfläche der der epitaktischen Siliciumschicht mittels thermischer Oxidation (korrespondieren zu dem Schritt, der in 1B gezeigt wird) gebildet.
Das erste Substrat und ein zweites Siliciumsubtrat, das unabhängig gebildet wurde, wurde derart gestapelt, dass die Oberfläche der SiO₂ Schicht gegenüber der Oberfläche des zweiten Substrats liegt. Die resultierend Struktur wurde einer Wärmebehandlung bei 1100°C für 1 Stunde unterworfen, um die zwei Substrate zu bonden (korrespondierend zu dem Schritt, der in 1C) gezeigt wird.
Als nächstes wurde der resultierende gebondete Substratstapel 101 gespalten, indem die Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird (korrespondierend zu dem Schritt der in 1D gezeigt wird) verwendet wurde. Details werden unten beschrieben werden.
Zuerst wurde der gebondete Substratstapel 101 senkrecht zwischen den Substrathalteteilen 404 und 406 gehalten und die Kolbenstange 410 wurde geschoben, um das Substrathalteteil 406 in Kontakt mit dem gebondeten Substratstapel (101) zu bringen. In diesem Stadium wurden die Vakuumchucks der Substrathalteteile 404 und 406 betätigt. Der Abstand zwischen dem gebondeten Substratstapel 101 und der Strahldüse 418 beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. In diesem Beispiel wurde der Abstand auf 15 mm eingestellt.
Anschließend wurde Wasser als Strahlmedium aus der Hochdruckpumpe 419 zu der Strahldüse 418 gefördert und die Stabilisierung des Strahls wurde abgewartet. Der Strahldurck wurde auf 500 kgf/cm² unter der Steuerung der Drucksteuerungssektion 420 eingestellt. Wenn der Strahl stabilisiert war, wurde der Verschluß 415 geöffnet, um den Strahl gegen den konkaven Bereich der Abschrägung des gebondeten Substratstapels (101) einzuspritzen. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Substrathalteteil 404 durch den Motor gedreht, um den gebondeten Substratstapel 101 zu drehen.
Das Spaltverfahren wurde durchgeführt, indem die Hochdruckpumpe 419 in Übereinstimmung mit dem Verfahren, das in 9 gezeigt wird, gesteuert wird. Zuerst wurde das Spaltverfahren gestartet, während der Strahldruck bei 500 kgf/cm² gehalten wurde. Für eine Zeitdauer von 20 bis 80 sek nach dem Start des Spaltverfahrens, wurde das Spaltverfahren fortgeführt, während der Strahldruck bei 200 kgf/cm² gehalten wurde. Für eine Zeitdauer von 80 bis 100 sek nach dem Beginn des Spaltverfahrens wurde der nicht gespaltene Teil mit einem hohen Strahldruck von 400 kgf/cm² gespalten.
Mit dem obigen Verfahren, wurde der gebondete Substratstapel 101 in zwei Substrate mittels einer geeigneten Spaltkraft, ohne beschädigt zu werden, gespalten.
Gemäß der Spaltvorrichtung 400, da die zwei Substrate, die von dem gebondeten Substratstapel 101 abgespalten sind, sofort von einander getrennt werden, ist es unwahrscheinlich, dass die zwei Substrat nach der Spaltung aufgrund der Reibung beschädigt werden.
Obwohl das Verfahren der Spaltung des gebondeten Substratstapels, ohne ihn zu drehen, dafür aber die Strahldüse abfahren zulassen, wie bei der Spaltvorrichtung 200, die in der 14 gezeigt wird, effektiv ist, kann der gebondete Substratstapel gespalten werden, indem ein Strahl von niedrigem Druck verwendet wird, wenn der gebondete Substratstapel 101 gespalten wird, während er gedreht wird, wie bei der Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird. Zum Beispiel, wenn die Spaltvorrichtung 200, die in 14 gezeigt wird, eine Strahldüse 202 verwendet, die einen Durchmesser von 0,15 mm aufweist, ist ein Strahl, der einen Druck in der Nähe von 2000 kgf/cm² aufweist, erforderlich. Jedoch kann bei der Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird, der gebondete Substratstapel gespalten werden, indem ein Strahl verwendet wird, der einen Druck von einigen hundert kgf/cm² aufweist. Dies bedeutet, wenn der Strahl gegen den zentralen Teil des gebondeten Substratstapel 101 eingespritzt wird, wirkt die Spaltkraft effizient an dem inneren Teil des gebondeten Substratstapel 101.
Die folgenden Effekte können erhalten werden, indem der Strahldruck reduziert wird.

1) Brechen oder Beschädigung des gebondeten Substratstapel kann verhindert werden.
2) Da die Hochdruckpumpe eine ausreichende Kapazität aufweist, kann eine Vielzahl von Strahldüsen gleichzeitig verwendet werden.
3) Die Hochdruckpumpe kann kompakt und von leichtem Gewicht gemacht werden.
4) Da der Grad der Freiheit bei der Auswahl des Materials der Hochdruckpumpe oder des Rohrsystems ansteigt, kann ein Material ausgewählt werden, dass für den Typ des Strahlmediums (zum Beispiel reines Wasser) geeignet ist.
5) Da das Geräusch der Hochdruckpumpe oder der Strahleinspritzung ansteigt, können Maßnahmen des Lärmschutzes leicht getroffen werden.

Bei der Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird, wird nur die Substrathalteteil 404 Seite angetrieben, so dass eine Verdrillkraft auf den gebondeten Substratstapel 101 einwirkt. Falls diese Kraft ein Problem ist, wird ein anderer Motor vorzugsweise mit der Substrathalteteil 406 Seite verbunden, um die Substrathalteteil 404 und 406 synchron miteinander anzustreiben.
Nachdem der gebondete Substratstapel 101 gespalten worden war, wurde die poröse Siliciumschicht auf das zweite Substrat übertragen, wobei sie selektiv unter Rühren in einer gemischten Lösung aus 49% Fluorwasserstoffsäure und 30% Wasserstoffperoxid geätzt wurde (korrespondierend zu dem Schritt in 1E). Die einkristalline Siliciumschicht dient als Ätzstopschicht. Die poröse Siliciumschicht wurde selektiv geätzt und volleständig entfernt.
Die Ätzrate des nicht porösen Si Einkristall für das obige Ätzmittel ist sehr gering. Das selektive Verhältnis zu der Ätzrate der porösen Schicht beträgt 10⁵ oder mehr. Die Ätzmenge der nicht porösen Schicht (ungefähr einige zehn A) ist möglich für den praktischen Gebrauch.
Mit dem obigen Verfahren, wurde ein SOI Substrat gebildet, dass eine 0,2 μm dicke einkristalline Siliciumschicht auf dem Siliciumoxidfilm aufweist. Die Dicke der einkristallinen Siliciumschicht wurde, nachdem die poröse Siliciumschicht selektiv geätzt wurde, an 100 Punkten auf der gesamten Oberfläche gemessen. Die Dicke betrug 201 nm + 4 nm.
Die Sektionsbeobachtung mit einem Transmissions-Elektronenmikroskop enthüllt, dass keine neuen Kristalldefekte in der einkristallinen Siliciumschicht gebildet wurden und eine befriedigende Kristallinität wurde erhalten.
Die resultierende Struktur wurde einer Wärmebehandlung in Wasserstoff bei 1100 °C für 1 Stunde unterworfen und die Rauheit der Oberfläche wurde mit einem Rasterkraftmikroskop überprüft. Die mittlere quadratische Rauheit in einer 50 μm Quadratfläche betrug ungefähr 0,2 nm. Dies ähnelt fast der eines kommerziell erhältlichen Si Wafers.
Das gleiche Ergebnis, wie oben beschrieben, wurde selbst erhalten, wenn der Oxidfilm (SiO₂) nicht auf der Oberfläche der epitaktischen Schicht gebildet wurde, sondern auf der Oberfläche des zweiten Substrats oder auf beiden Oberflächen.
Die poröse Siliciumschicht, die auf der ersten Substratseite gelassen wurde, wurde selektiv unter Rühren in einer gemischten Lösung aus Wasser, 40% Fluorwasserstoffsäure und 30% Wasserstoffperoxid geätzt. Falls die resultierende Struktur einer Oberflächenbehandlung, wie Wasserstoffausglühen (hydrogen annealing) oder Polieren der Oberfläche unterworfen wurde, konnte das Substrat wie das erste oder zweite Substrat recyclet werden.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 100, die in 3 gezeigt wird, als Spaltvorrichtung verwendet wurde, wurden die gleichen Effekte, wie oben beschrieben, erhalten.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 200, wie in 14 verwendet wurde, wurde ein befriedigendes Substrat hergestellt.
(Beispiel 3)
Ein Oxidfilm (SiO₂ Schicht), der eine Dicke von 400 nm aufweist, wurde auf der Oberfläche eines ersten einkristallinen Si Substrats durch thermische Oxidation als eine isolierende Schicht gebildet. Als nächstes wurden Ionen von der Oberfläche des ersten Substrats implantiert, derart dass der Überstandsbereich (projection range) in dem Si Substrat bleibt. Mit diesem Verfahren wurde eine Schicht, die als Spaltschicht dient, als Verformungsschicht aufgrund einer Schicht, die Mikrohohlräume aufweist oder einer Schicht, die stark mit Ionenarten dotiert ist, bei einer Tiefe, die zu dem Überstandsbereich korrespondiert, gebildet.
Das erste Substrat und ein zweites Si Substrat, das unabhängig hergestellt wurde, werden derart in Kontakt gebracht, dass die Oberfläche der SiO₂ Schicht gegenüber der Oberfläche des zweiten Substrats liegt. Die resultierende Struktur wurde einer Wärmebehandlung bei 600°C für 10 Stunden unterworfen, um die zwei Substrate zu bonden. Bevor die zwei Substrate gebondet wurden, wurden die Substrate mittels N₂ Plasma oder ähnlichem behandelt, um die Bindungsstärke zu steigern.
Der resultierende gebondete Substratstapel 101 wurde gespalten, indem die Spaltvorrichtung 400 verwendet wurde, die in 13 gezeigt wird. Das Spaltverfahren wurde unter denselben Bedingungen ausgeführt, wie die in Beispiel 2, mit der Ausnahme, dass der Strahldruck auf ungefähr 159 kgf/cm² während des Verfahrens erhöht wurde.
Als Ergebnis wurde zusätzlich zu der SiO₂ Schicht und der Oberfläche der einkristallinen Schicht, die auf der Oberfläche des ersten Substrat gebildet wurde, um eine Dicke von ungefähr 500 nm aufzuweisen, ein Teil der Spaltschicht auf die zweite Substratseite übertragen. Die Spaltschicht wurde auf der Oberfläche des ersten Substrats gelassen.
Die Spaltoberfläche des gespaltenen zweiten Substrats wurde auf ungefähr 300 nm mittels einer CMP (Chemical Mechanical Polishing = chemisch mechanisches Polieren) Vorrichtung poliert, um die Schadschicht zu entfernen, die durch die Ionenimplantation und das Spaltverfahren gebildet wurde und wurde eben gemacht.
Mit dem obigen Verfahren, wurde ein SOI Substrat gebildet, dass eine 0,2 μm dicke einkristalline Siliciumschicht auf dem Siliciumoxidfilm aufweist. Die Dicke der einkristallinen Siliciumschicht wurde an 100 Punkten auf der gesamten Oberfläche gemessen. Die Dicke betrug 201 nm + 4 nm.
Die resultierende Struktur wurde einer Wärmebehandlung in Wasserstoff bei 1100°C für 1 Stunde unterworfen und die Rauheit der Oberfläche wurde mit einem Rasterkraftmikroskop überprüft. Die mittlere quadratische Rauheit in einer 50 μm Quadratfläche betrug ungefähr 0,3 nm. Dies ähnelt fast der eines kommerziell erhältlichen Si Wafers.
In diesem Beispiel wird der Oberflächenbereich des einkristallinen Si Substrats (erstes Substrat) zu dem zweiten Substrat über die Spaltschicht, die durch Ionenimplantation gebildet wurde, übertragen. Alternativ kann ein epitaktischer Wafer verwendet werden. Eine Spaltschicht wird in dem unteren Bereich der epitaktischen Schicht durch Ionenimplantation gebildet und die epitaktische Schicht wird auf das zweite Substrat durch Spalten des Substrats an der Spaltschicht übertragen.
In dem obigen Beispiel kann nach der Bildung der Spaltschicht durch Ionenimplantation die SiO₂ Schicht auf der Oberfläche des ersten Substrats entfernt werden. Nachdem eine epitaktische Schicht und eine SiO₂ Schicht gebildet wurden, ist das erste Substrat an das zweite Substrat gebondet worden und das Substrat wird an der Spaltschicht gespalten, wodurch die epitaktische Schicht und die SiO₂ Schicht auf das zweite Substrat übertragen wurden.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 100, die in Figur gezeigt wird, als Spaltvorrichtung verwendet wurde, wurden die gleichen Effekte, wie oben beschrieben, erhalten.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 200, die in 14 gezeigt wird, verwendet wurde, wurde ein befriedigendes Substrat hergestellt.
(Beispiel 4)
Ein SOI Substrat wurde mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Spaltverfahren ausgeführt wurde, während die Strahldüse über dem Spaltbereich des gebondeten Substratstapel entlang fuhr.
Ein Substrat 101, das durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 gebildet wurde, wurde gespalten, indem die Spaltvorrichtung, wie in 3 gezeigt wird, verwendet wurde. Details werden unten beschrieben.
Der gebondete Substratstapel 101 wurde senkrecht zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 gehalten, während er durch das Substrathalteteil 109 unter Druck gesetzt wird. Der Abstand zwischen dem gebondeten Substratstapel 101 und der Strahldüse 112 beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. In diesem Beispiel wurde der Abstand auf 15 mm eingestellt.
In diesem Beispiel wurde der Strahldruck auf der Basis des Steuerungsbeispiels, das in 10 gezeigt wird, gesteuert. Zuerst wird die Strahldüse 112 zu einer Position zurückgezogen, wo der Strahl, der aus der Strahldüse 112 ausgestossen wird, nicht den gebondeten Substratstapel 101 trifft, (die Strahldüse 112 kann auch im voraus zurückgezogen werden). Ein Strahlmedium wurde mit der Hochdruckpumpe 115 zu der Strahldüse 112 gefördert, um einen Strahl aus der Strahldüse 112 auszustoßen und zu der gleichen Zeit wurde der Abfahrvorgang der Strahldüse 112 gestartet (Abschnitt Y1). In dem Abschnitt Y1 wurde der Strahldruck auf 500 kgf/cm² erhöht.
In dem Abschnitt Y2 wurde der periphere Teil des gebondeten Substratstapel 101 hauptsächlich gespalten, während der Strahldruck bei 500 kgf/cm² gehalten wurde. Bei der Spaltung des peripheren Teils des gebondeten Substratstapel 101, indem ein Strahl mit hohem Druck verwendet wurde, kann die Spaltungskraft effizient auf den gebondeten Substratstapel 101 angewendet werden.
Bei diesem Beispiel wurde der Abschnitt Y3 auf 10 bis 90 mm von dem Randbereich des gebondeten Substratstapel 101 eingestellt, d. h. der Bereich, wo die Spaltung begonnen wurde (auf den als Spaltungsstartposition Bezug genommen wird). In dem Abschnitt Y3 wurde der Strahldruck auf 200 kgf/cm² eingestellt. Bei der Einstellung des Strahldrucks, so dass er relativ niedrig in dem Abschnitt Y3 ist, kann Schaden an dem gebondete Substratstapel 101 verhindert werden.
Auch in diesem Beispiel wurde der Abschnitt Y4 auf 90 bis 100 mm ab der Spaltungsstartposition des gebondeten Substratstapel 101 eingestellt. Bei diesem Abschnitt wurde der Strahldruck auf 400 kgf/cm² erhöht, um den ungespaltenen Bereich zu spalten. Falls der Strahldruck beim Spalten des zentralen Teils des gebondeten Substratstapel 101 gesteigert wird, kann eine geeignete Spaltkraft an dem inneren Bereich des gebondeten Substratstapel 101 angewendet werden. Aus diesem Grund kann der gebondete Substratstapel 101 effizient gespalten werden, um Schaden an ihm zu verhindern.
In dem Abschnitt Y5, wurde der Strahldruck stufenweise reduziert.
Selbst, wenn die Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird, als Spaltvorrichtung verwendet wurde, wurden die gleichen Effekte erhalten, wie oben beschrieben.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 200, wie in 14 gezeigt, verwendet wurde, wurde ein befriedigendes Substrat hergestellt.
(Beispiel 5)
Diese Beispiel ist das gleiche wie in Beispiel 4, mit der Ausnahme, dass der Strahldruck auf der Basis des Steuerungsbeispiels, das in 11 gezeigt wird, gesteuert wird.
Der gebondete Substratstapel 101, der durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 gebildet wurde, wurde senkrecht zwischen den Substrathalteteilen 108 und 109 gehalten, während er durch das Substrathalteteil 109 unter Druck gesetzt wurde. Der Abstand zwischen dem gebondeten Substratstapel 101 und der Strahldüse 112 beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. In diesem Beispiel wurde der Abstand auf 15 mm eingestellt.
In diesem Beispiel wurde der Strahldruck auf der Basis des Steuerungsbeispiels, das in 11 gezeigt wird, gesteuert. Zuerst wurde die Strahldüse 112 zu einer Position zurückgezogen, wo der Strahl, der aus der Strahldüse 112 ausgestoßen wird, nicht den gebondeten Substratstapel 101 trifft (die Strahldüse 112 kann auch im voraus zurückgezogen werden). Ein Strahlmedium wurde durch die Hochdruckpumpe 115 zu der Strahldüse 112 gefördert, um einen Strahl aus der Strahldüse 112 auszustoßen und zu der gleichen Zeit wurde der Abfahrvorgang der Strahldüse 112 gestartet (Abschnitt Y1). In dem Abschnitt Y1 wurde der Strahldruck auf 500 kgf/cm² erhöht.
In dem Abschnitt Y2 wurde der periphere Teil des gebondeten Substratstapel 101 hauptsächlich gespalten, während der Strahldruck bei 500 kgf/cm² gehalten wurde. Bei der Spaltung des peripheren Teils des gebondeten Substratstapel 101, indem ein Strahl mit hohem Druck verwendet wurde, kann die Spaltungskraft effizient auf dem gebondeten Substratstapel 101 angewendet werden.
Bei diesem Beispiel wurde der Abschnitt Y3 auf 10 bis 60 mm ab der Spaltungsstartposition des gebondeten Substratstapel 101 eingestellt. In dem Abschnitt Y3 wurde das Spaltverfahren ausgeführt, während der Strahldruck von 500 kgf/cm² auf 200 kgf/cm² reduziert wurde. Bei der Spaltung des gebondeten Substratstapel, während stufenweise der Strahldruck in dem Abschnitt Y3 reduziert wurde, kann Schaden an dem gebondete Substratstapel 101 verhindert werden.
In diesem Beispiel wurde der Abschnitt Y4 auf 60 bis 90 mm ab der Spaltungsstartposition eingestellt und das Spaltverfahren wurde ausgeführt, während der Strahldruck auf 400 kgf/cm² stufenweise erhöht wurde. Der Grund warum der Strahldruck stufenweise in dem Abschnitt Y4 stufenweise erhöht wurde, ist der folgende. Wenn der Spaltbereich nahe an den zentralen Teil des gebondeten Substratstapel 101 kommt, nehmen die Auslaufwege des Strahlmediums zu, das in den gebondeten Substratstapel 101 eigespritzt wurde und demgemäß nimmt die Spaltkraft, die auf den inneren Bereich des gebondeten Substratstapel 101 einwirkt, ab. Um effizient das Spaltverfahren durchzuführen, mußte die Spaltkraft kompensiert werden.
In diesem Beispiel wurde der Abschnitt Y5 auf 90 bis 100 mm ab der Spaltungsstartposition des gebondeten Substratstapel 101 eingestellt. Bei diesem Abschnitt wurde der nicht gespaltene Bereich gespalten, während der Strahldruck auf 400 kgf/cm² erhöht wurde. Falls der Strahldruck beim Spalten des zentralen Teils des gebondeten Substratstapels 101 gesteigert wurde, kann eine geeignete Spaltkraft an dem inneren Bereich des gebondeten Substratstapel 101 angewendet werden, so dass der gebondete Substratstapel 101 effizient gespalten werden kann, um Schaden an ihm zu verhindern.
In dem Abschnitt Y6, wurde der Strahldruck stufenweise reduziert.
Selbst, wenn die Spaltvorrichtung 400, die in 13 gezeigt wird, als Spaltvorrichtung verwendet wurde, wurden die gleichen Effekte erhalten, wie oben beschrieben.
Selbst wenn die Spaltvorrichtung 200, die in 14 verwendet wurd, wurde eine befriedigendes Substrat hergestellt.
Wie oben beschrieben, kann bei geeigneter Änderung des Strahldrucks, in Übereinstimmung mit dem Fortschritt des Spaltverfahrens, Schaden an dem Gegenstand, der gespalten werden soll, verhindert werden, während effizient das Spaltverfahren durchgeführt wird.
Es ist gezeigt worden, dass ein Gegenstand, der eine fragile Schicht als Spaltschicht aufweist, effizient gespalten und geteilt werden kann.
Es ist gezeigt worden, dass ein Halbleitersubstrat von hoher Qualität in einer hohen Ausbeute hergestellt werden kann.
Es kann verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt werden kann und dass verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche gemacht werden.

Claims

Verfahren zum Spalten eines Gegenstands, der ein gebondeter Substratstapel ist, der durch zwei Substrate gebildet wird, die zusammen gebondet sind (101), durch das Ausstoßen eines Flüssigkeitsstrahls aus einer Strahleinheit (112) auf den Gegenstand (101), worin der Strahl in eine Spaltschicht in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zu den Oberflächen des gebondeten Substrats ist, eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es an einem Gegenstand (101) angewendet wird, der eine fragile Schicht (101b) als Spaltschicht aufweist, und das einen Steuerschritt (116) der Änderung des Drucks der Flüssigkeit, die aus der Strahleinheit (112) in Übereinstimmung mit dem Voranschreiten des Verfahrens des Spaltens des Gegenstandes ausgestoßen wird, wie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands von einem peripheren Teil des Gegenstands (101) zu einem zentralen Teil des Gegenstands. (101) voranschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1; das auf einen Gegenstand von der Form einer Platte angewendet wird, wobei der Gegenstand (101) durch das Einspritzen der Flüssigkeit gegen den Plattenförmigen Gegenstand (101) in einer dazu ebenen Richtung getrennt wird.
Verfahren nach jedem vorangehenden Anspruch, worin der Steuerschritt (116) die Verminderung des Drucks der Flüssigkeit aufweist, die aus der Strahleinheit (112) mit einem Einstelldruck ausgestoßen wird, wie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands von der Umgebung des peripheren Teils der Spaltschicht (101b) des Gegenstands (101) voranschreitet.
Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, worin der Steuerschritt (116) die Erhöhung des Drucks der Flüssigkeit aufweist, die aus der Strahleinheit (112) mit einem Einstelldruck ausgestoßen wird, wie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands in die Umgebung des zentralen Teils der Spaltschicht (101b) des Gegenstands (101) voranschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Steuerschritt (116) die Einstellung des Drucks der Flüssigkeit aufweist, die aus der Strahleinheit (112) ausgestoßen wird, um höher zu werden, wie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands in die Umgebung der peripheren und zentralen Teile der Spaltschicht (101b) des Gegenstands (101) voranschreitet und die Einstellung des Drucks der Flüssigkeit, die aus der Strahleinheit (112) ausgestoßen wird, um niedriger zu werden, wie das Verfahren des Spaltens des Gegenstands in einen intermediären Teil der Spaltschicht des Gegenstands zwischen den Umgebungen ihrer peripheren und zentralen Teile voranschreitet.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Steuerschritt (116) die Änderung des Drucks der Flüssigkeit in Übereinstimmung mit dem relativen Lageverhältnis zwischen der Strahleinheit (112) und dem Gegenstand (101) aufweist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Steuerschritt (116) die Änderung des Drucks der Flüssigkeit als eine Funktion der Zeit aufweist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Verfahren des Spaltens des Gegenstands durchgeführt wird, während die Strahleinheit (101) die Spaltschicht (101b) des Gegenstands (101) entlang abfährt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Verfahren des Spaltens des Gegenstands durchgeführt wird, während der Gegenstand (101) um eine Achse senkrecht zur Spaltschicht (101b) des Gegenstands (101) gedreht wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, das auf einen Gegenstand angewendet wird, worin die fragile Schicht (101b) eine poröse Schicht (12) ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, das auf einen Gegenstand angewendet wird, worin die fragile Schicht (101b) eine Mikrohohlräume aufweisende Schicht ist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats, das die Schritte der Herstellung eines Substrats (101), das eine fragile Schicht (101b) als eine Spaltschicht aufweist; und das Spalten des Substrats (101) an der Spaltschicht (101b), indem das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet wird, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der Schritt der Herstellung des Substrats durch die Bildung eines ersten Substrats, bei dem eine poröse Schicht und eine nicht poröse Schicht aufeinanderfolgend auf einer Oberfläche gebildet werden; und dem Bonden des ersten Substrats auf ein zweites Substrat über die nicht poröse Schicht, um ein gebondetes Substrats zu bilden; und der Schritt des Spaltens des Substrats ein Schritt des Spaltens des gebondeten Substrats durch das Verfahren nach Anspruchs 10 ist, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der Schritt der Herstellung des Substrats durch das Implantieren von Ionen von einer Oberfläche eines einkristallinen Halbleitersubstrats in eine vorbestimmte Tiefe, um dadurch ein erstes Substrats zu bilden, bei dem eine Mikrohohlräume aufweisende Schicht gebildet wird; und dem Bonden eines zweiten Substrat auf der Vorderseite des ersten Substrats, um ein gebondetes Substrat zu bilden; und der Schritt des Spaltens des Substrats ein Schritt des Spaltens des gebondeten Substrats durch ein Verfahren nach Anspruchs 11 ist, durchgeführt wird.