JP2017505996A - 第１の基板を剥離させるための装置と方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、剥離方向（Ｌ）において第１の基板（８）を第２の基板（６）から剥離させる装置に関する。この装置は、剥離方向（Ｌ）を横断する方向及び半径方向（Ｒ）において第１の基板（８）へと案内される、剥離方向（Ｌ）を横断する方向において第１の基板（８）をクランプするための、少なくとも２つのクランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）と、第２の基板（６）を保持するための、基板保持部（１１，１１’）と、クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）によって固定されている第１の基板（８）の、剥離方向（Ｌ）における移動によって、及び／又は、基板保持部（１１，１１’）の、剥離方向（Ｌ）とは反対方向における移動によって、第１の基板（８）を第２の基板（６）から剥離させるための剥離手段と、を有している。更に本発明は、相応の方法に関する。

Description

本発明は、請求項１に記載されている、剥離方向Ｌにおいて第２の基板から第１の基板を剥離させるための装置、並びに、請求項１０に記載されている、対応する方法に関する。

２つの半導体基板を分離させるための機械式の第１の実施の形態では、特にブレード、ワイヤを用いて、若しくは、２つの基板間の境界面に流し込まれるか、貫通されるか又は噴射される流体ジェット、特にウォータジェットを用いて作業が行われた。このような剥離では、通常の場合、２つの基板のうちの少なくとも一方の基板の表面が少なくとも部分的に破壊される。基板表面の掻き傷は、特に、機能ユニットが設けられているコーティングされた基板にとって問題となる。

２つの半導体基板、特に接着層を介して相互に接続されている２つの半導体基板を分離させるための別の解決手段によるアプローチでは、２つの基板をそれら基板の表面全面にわたり固定することが追求された。垂直方向にのみ作用する（表面）力によって基板の引き剥がしを実現することは技術的に困難である。何故ならば、接着は通常の場合、基板の少なくとも部分的な破壊を生じさせるからである。

別の分離アプローチは、特許明細書である国際公開第２０１３／０９１７１４号において明らかにされた。この特許明細書には、２つの基板を相互に分離させることができるリング状で可撓性のツールが開示されており、このツールを用いて、片側が開かれているリングの内面の周囲肩部が第１の基板の周囲縁部を包囲することによって、２つの基板を相互に分離させることができる。リング状のツールの曲げモーメントによって、積層基板の縁部の一点から開始される、下側の基板と上側の基板の剥離を制御しながら連続的に行うことができる。もっとも、可撓性のツールの製造は、その周囲肩部を非常に僅かな公差で作製しなければならないことから、極めて煩雑である。この僅かな公差は、基板の周囲縁部を正確に包囲するために必要とされる。周囲肩部が過度に大きい場合には、基板の周囲縁部が周囲肩部から滑り落ちてしまい、また、周囲肩部が過度に小さい場合には、そもそも基板の周囲縁部を包囲できなくなる可能性がある。更に、全ての基板が同じ大きさで作製されているわけではない。基板は一般的に厚さが異なり、また、規格化されていたとしても、周囲縁部が異なると考えられる。従って一般的に、使用される各基板に周囲肩部を毎回適合させることが必要になる。

従って、本発明の課題は、効率的な剥離が実現されるように、冒頭で述べた第１の基板を剥離させるための装置及び方法を発展させることである。

この課題は、請求項１及び１０の特徴部分に記載されている構成によって解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。本発明の枠内には、明細書、特許請求の範囲及び／又は図面に示した特徴のうちの少なくとも２つの特徴からなるあらゆる組み合わせも含まれる。値の範囲については、そこに挙げられた境界内の値も限界値として開示されているとみなされるべきであり、また任意の組み合わせについても権利を主張できるとみなされるべきである。

本発明の基本的な着想は、半径方向において第１の基板に作用するクランプ部材、特に、第１の基板の外側輪郭に適合されている及び／又は第１の基板の外側輪郭に合った形状を自動的に取るクランプ部材を第１の基板の周囲に配置し、基板をクランプによって半径方向において収容し、続いて、半径方向を横断する方向に、即ち剥離方向に移動させることによって第２の基板から剥離させる、ということである。従って有利には、クランプ部材が局所的に作用することによって、特に周囲に分散されている、有利には均一に及び／又は相互に対向して分散されているクランプ部材が局所的に作用することによって、少なくとも１つの周囲セクタの縁部から慎重に剥離が行われる。

本発明では、特に一時的に接合されている２つの基板を、特に主として機械式の方式によって、有利には純粋な機械式の方式によって相互に分離させるための方法及び装置を説明する。本発明による装置を、化学浴において使用すること、又は、化学物質が側方から２つの基板の接合面に噴射される装置と組み合わせることも考えられる。特別な用途においては、本発明によれば、電磁波源、特に赤外線ランプ、更に有利にはレーザを、２つの基板のうちの少なくとも１つの基板を介して接合面に作用させることが有利であると考えられる。基板の外側輪郭は、特に少なくとも部分的に可塑性で軟質の材料から成る複数のクランプ部材によってクランプされ、有利には全周が包囲される。これに関して、第１の基板の外側輪郭が軟質、弾性且つ可塑性の材料に埋入するまで、従って、摩擦結合及び／又は形状結合によって固定されるまで、クランプ部材は除去すべき第１の基板の外側輪郭又は周囲に接近される。これによって、剥離方向Ｌにおける剥離力を、特に主として第１の基板の側方において、有利には第１の基板の側方においてのみ作用させることができる。

それと共に、軟質、弾性且つ可塑性の材料は、従来技術においては基板を分離させる際に生じて基板の損傷を惹起する虞がある応力ピークを回避する。従って本発明によれば、基板に機械式の圧縮応力が加わった際に基板の損傷を惹起する可能性がある、シャープなエッジ及び縁部の使用を回避することができる。

本発明の１つの別の態様、特に独特の態様では、クランプ部材の圧力を加える表面が、分離すべき基板の表面に対して垂直に延びているように、又は、少なくとも分離すべき基板の表面に対して極僅かにしか傾斜していないように、複数のクランプ部材が実施される。更に、クランプ部材の圧力を加える表面（端面）は、特に、引き剥がすべき基板の外側輪郭を埋入させることができる軟質で可塑性の材料から形成されている。この際、特に、引き剥がすべき基板の外側輪郭の埋入及び形状結合による部分的な包囲が行われる。従って特に、本発明による新規な着想は、引き剥がすべき基板の外側輪郭の、慎重ではあるがそれにも係わらず確実な固定に現れており、この固定によって、第２の基板からの、特に平坦に基板保持部（有利には真空チャック）に固定されている第２の基板からの、引き剥がすべき基板の分離が可能になる。この際、第２の基板を基板保持部によって直接的に固定することができるか、又は、フレームを介して緊締されたテープに固定することができる。後者は、薄い製品基板の固定にとって有利である。後者の場合には、第２の基板の固定は、テープによる固定を介して基板保持部によって間接的に行われる。特に、基板保持部は基板を、特に薄い基板を固定並びに支持し、剥離プロセス中の破損を阻止するために使用される。

特に本発明によれば、実際に基板の外側輪郭及び／又は直径及び／又は厚さに依存せずに側方においてクランプにより基板を収容することができる。特に、基板の製造公差、とりわけ半導体基板の製造公差、即ち標準サイズからの偏差は、本発明の機能にとって重要ではない。

本発明によるクランプ部材は、特に、輪郭収容部材を有しており、この輪郭収容部材は弾性に実施されており、各基板縁部をその基板の厚さ及び基板輪郭に依存せずに収容及び固定することができる。

本発明の別の重要な利点として、基板直径の公差はクランプにとって重要ではないことが挙げられる。基板が数μｍ分大きいか小さい場合、又は、時に数ｍｍ分大きいか小さい場合であっても、規格化された直径からのその偏差は、本発明による輪郭収容部材の弾性の変形によって、及び／又は、クランプ部材の個別の制御によって補償される。

基板は、任意のあらゆる形状を有することができるが、しかしながら有利には円形である。基板の直径は、特に工業規格化されている。ウェハに関して、業界標準の直径は、１ツォル、２ツォル、３ツォル、４ツォル、５ツォル、６ツォル、８ツォル、１２ツォル及び１８ツォルである。本発明による実施の形態は、有利には、大きい基板、従って５ツォルよりも大きい直径を有している基板の剥離（デボンディング）に適している。

本発明による方式及び本発明によるツールは、特に、以下の方式により接合されている基板の分離に適している：
・全面粘着
○永続的な接合方式
●直接接合
・Ｓｉ−Ｓｉボンディング
・ＳｉＯ₂−ＳｉＯ₂ボンディング
・ＳｉＯ₂−Ｓｉボンディング
●金属接合
●共晶接合
●陽極接合
○一時的な接合方式
●事前接合方式
●接合粘着方式
・１つの接合層を用いる
・２つの接合層を用いる
・３つの接合層を用いる
・４つ以上の接合層を用いる
・縁部粘着
○一時的な接合方式
●接合粘着方式
・点状粘着
○一時的な接合方式
●レーザトラック方式
全面粘着の上部グループは、基板の接着面全体にわたって２つの基板が接続されるあらゆる接合方式を含む。従って、位置に依存せずに、２つの基板間の接合強度は非常に高く、更に有利には等しい。全面粘着は、永続的な接合方式と一時的な接合方式に分類される。永続的な接合方式では、破損が生じることなく分離を行うことができる。従って、永続的な接合方式は、ここでは単に完全性を期すために言及している。

事前接合方式は、２つの基板がファンデルワールス力だけで相互に接合されるプロセスを表す。この接合過程は特に、シリコン基板間及び／又は酸化シリコン基板間で行われる。そのようにして確立された接合は、永続的な接続の前段階を表すので事前接合と称される。半導体産業においては、事前接合後に２つの基板が最適に配向されなかったことが確認された場合、それどころか相互の配向に誤りがあったことが確認された場合には、その事前接合によって形成された（一時的な）接続の解消が所望されることが非常に多い。事前接合によって相互に接続された基板は、多くの場合、損傷なく再び相互に分離させることができる。本明細書において言及したその他の接合方式とは異なり、事前接合方式は全て接合粘着を要することなく行われる。

接合粘着方式は、使用される接合層の数に応じて分類される。単層の接合接着方式は、ただ１つの膜又は層しか有していない。この層は、有利には接合粘着剤であり、有利には熱可塑性材料であって、特にスライド・オフ・（デ）ボンディング（slide-off-(De)Bonding）のための接合粘着剤である。

２層の接合粘着方式は、分離のために２つの異なる層の物理的及び／又は化学的な特性を使用する方式である。それらの２つの層のうちの一方の層は、多くの場合、接合粘着剤であり、有利には熱可塑性樹脂である。他方の層は、特に少なくとも部分的に、有利には大部分が、接合粘着のための粘着剤を低減するための非粘着層（ＡＳＬ：Antistickinglayer）であるか、又は、接合粘着のための粘着剤を増強するための粘着促進剤（ＡＰ：Adhesion-Promoter）である。本発明によれば、第１の接合粘着剤の化学的及び／又は物理的な特性とは異なる化学的及び／又は物理的な特性を有している第２の接合粘着剤の使用も考えられる。

３層の接合プロセスを使用することも同様に考えられる。第３の層には、多くの場合、活性特性が与えられる。同様のことが多層接合プロセスについても当てはまる。

縁部粘着方式とは、基板間の大部分の粘着力が縁部領域において作用する接合方式であると解される。中心領域における粘着は、即ち縁部領域によって包囲される領域における粘着は、特に、無視できる程に小さい。有利には、本発明による方法及び本発明によるツールは、部分的にのみ、有利には周囲においてのみ相互に相当に粘着されている２つの基板を分離することに適している。

完全性を期すために、点状接合方式によって相互に接続された基板を相互に分離する可能性についても言及しておく。点状接合方式は、例えば、レーザトラックとも称される。この点状接合方式では、２つの基板の接触している表面が極めて限定的な空間においてレーザによって加熱され、その結果、自然発生的ではあるが局所的に限定された接続が生じる。２つの基板を分離するために用いられる剥離力も相応に小さい。

本発明によるツールは、特に少なくとも２つ、有利には２つより多く、より有利には５つより多く、更に有利には１０より多く、極めて有利には１５より多くのクランプ部材を含んでおり、それらのクランプ部材が基板の周囲に配置される、又はそれらのクランプ部材を基板の周囲に配置することができる。クランプ部材自体は、有利には、（特にクランプ部材保持部の形態の）クランプ装置の一部、特にクランプリングの一部であるか、又はクランプリングに取り付けられている。クランプ装置は、分離すべき積層基板の中心に合わせて配置されるか、配置することができる。クランプリングは有利には円形であるが、しかしながら、クランプすべき基板の外側輪郭に適合された形状を有しているその他の形状であっても良い。特に、正方形の、より一般的には矩形の形状のクランプリングも考えられる。矩形のクランプリングは、積層基板を収容するために必要とされる直径の凹部を有している。クランプリングによって、取り外すべき基板に関する、クランプ部材の容易で高速且つ効率的な位置決めを、クランプリングの位置決めによって行うことができる。更に、クランプリングはクランプ部材保持部及び安定器として使用される。

可動ではないプレート、例えば本発明によるデボンディングステーションの（上側の）ベースプレートに関して、クランプ部材を固定することも考えられる。

クランプ部材は有利には、円に沿って均一に分散されているので、それらのクランプ部材は、ｎ個のクランプ部材が使用される場合には、相互に３６０°／ｎの角度間隔αを有している。もっとも、本発明によれば、特別な実施の形態に関して少なくとも部分的に非対称的に分散させることも考えられ、特に、クランプ部材が対称的に分散されている場合には十分な空間を有していない積層基板の側面にツールを接近させなければならない場合には、そのように非対称的に分散させることも考えられる。

本発明による第１の実施の形態においては、各クランプ部材が単一の構成部材から、特にワンピースの材料から成る構成部材から形成される。輪郭収容部材とも称される構成部材は、有利には、単一の可塑性の材料、特にプラスチックから形成される。

本発明による第２の実施の形態においては、クランプ部材が、ちょうど２つの構成部材から形成される。一方の構成部材は支持体として使用され、また、特に基板をクランプするために使用されるクランプ部材の端面に配置されている可塑性の材料に、駆動部からの力を伝達するために使用される。

本発明による第３の実施の形態においては、クランプ部材が高強度材料から成るＬ字状の構成部材と、軟質の変形可能な材料から成る構成部材と、から形成される。Ｌ字状の構成部材は、当接肩部を有しており、この当接肩部は、分離すべき第１の基板（特に支持体基板）の表面に対する画定部材又は当接部として使用されるので、第１の基板自体の表面に相対的なクランプ部材の高さは自動的に調整され、また制限され、従って上方に向かって第１の基板がクランプ部材から滑り出すことは阻止される。更にこれによって、テープ上に積層基板が固定されている限りは、本発明によるクランプ部材がテープと接触することが阻止される。このテープは、半導体産業においては通常の場合、接合接着層を介して支持体基板に接続されている製品ウェハ、多くの場合は非常に薄い製品ウェハの固定に使用される。テープは、特にフレームに緊締されている。

本発明による第４の実施の形態においては、クランプ部材が、高強度材料から成る構成部材と、それに対して可動であり、且つ、剥離方向Ｌに平行に位置調整可能である構成部材、特に第３の実施の形態による肩部部品に付加的な構成部材と、基板周囲輪郭をクランプするための軟質且つ弾性の材料から成る構成部材と、から形成される。位置調整可能な構成部材の可動性は、特に、本発明に即してデボンディングされるべき基板に関して肩部を高速に適合させることに利用される。肩部の可動性によって、厚さが異なる基板に対して、その都度新たな肩部部品を作製しなければならないこと、及び／又は、そのような肩部部品を本発明によるクランプ装置に組み込まなければならないことが回避される。従って有利には、位置調整可能な構成部材は、著しく異なる厚さを有している基板が本発明に即して製品基板から剥離されるべき場合にのみ新たに較正される。

本発明による１つの特別な実施の形態においては、可動の構成部材が、本発明に即して除去すべき各基板において、別個に基板に適合される。特に、積層基板の厚さを２つの干渉計の比較測定によってｉｎ−ｓｉｔｕで測定し、この干渉計測定から求められた積層基板厚さを計算ユニットに転送することも考えられる。計算ユニットは、続いて、クランプ部材の下面とテープとの接触を回避するために、可動の構成部材を自動的に必要な高さに調整する。

即ち、クランプ部材の全ての本発明による実施の形態は、基板周囲輪郭部を収容するための、変形可能及び／又は弾性及び／又は軟質である材料から成る、輪郭収容部材とも称される少なくとも１つの構成部材を有している。弾性及び／又は軟質の材料の弾性係数は、特に０．０１ＭＰａから１，０００ＭＰａの間、有利には０．１ＭＰａから１００ＭＰａの間、特に有利には１ＭＰａから１０ＭＰａの間である。

特に有利には、可塑性の材料の端面が、クランプされていない状態では、剥離させるべき（デボンディングさせるべき）基板の基板周囲輪郭の表面に対して垂直に、及び／又は、接触点又は接触面に対して接線方向に延びている。本発明によれば、端面が垂線に対して正又は負の方向に傾斜していても良く、特に、それと同時に接線方向に配向されていても良い。表面に対する端面の傾斜角度の絶対値は、特に４０°未満、比較的有利には３０°未満、より有利には２０°未満、特に有利には１０°未満、とりわけ有利には１°未満、最も有利には０．１°未満である。特に、端面は、本発明によるデボンディングプロセスの間も、クランプ部材に作用する応力に基づき傾斜する可能性があるか、若しくは、傾斜を許容するように、特に上述の領域に応じた傾斜を許容するように端面を形成することができる。

クランプ部材は、特に相互に依存せずに、剥離方向Ｌ及び剥離方向Ｌとは反対方向に移動することができる。更にクランプ部材を、特に相互に依存せずに、半径方向に移動させることができる。複数のクランプ部材を独立して制御することによって、デボンディング波を所期のように開始させることができる。これによって、例えば、複数の力を時間分解及び／又は空間分解させて異なる周囲セクタにおいて導入することができる。

クランプ部材には、有利にはセンサが対応付けられているか、又は、クランプ部材はセンサを有しており、それらのセンサはクランプを、特に軟質の材料への第１の基板の進入度合いを検出及び／又は測定する。特に、圧力センサ及び／又は距離センサを使用することが考えられる。距離センサは有利には、基板に対して僅かな（垂線方向の）圧力が加えられただけで基板が損傷する可能性があって、過度に強い接触は阻止されるべき場合に適用される。特別な実施の形態においては、距離センサと圧力センサが相互に組み合わせられる。この場合には、距離センサが特に、可能な限り高速な接近のために使用される。この接近フェーズでは、クランプ部材と基板との接触は未だ行われない。圧力センサは、接触フェーズにおいて、クランプ部材と基板の接触によって基板周囲輪郭に圧力が最初に加えられるクランプ部材の位置を特定するために使用される。距離センサを単独で使用することも考えられ、この場合、距離センサは特に、使用される基板が再現可能な平均的な直径を有している場合に適用される。

圧力センサ及び／又は距離センサは、特に、駆動手段及び／又はクランプ部材に固定されている。圧力センサ及び／又は距離センサの測定信号は、ソフトウェア及び／又はファームウェア及び／又はハードウェアによって読み出され、駆動手段又はクランプ部材の調整及び／又は駆動制御に使用される。つまり例えば、ソフトウェア及び／又はファームウェアにおけるアルゴリズムによって、圧力センサ又は距離センサが所定の圧力又は所定の距離を上回るか下回るまで、クランプ部材が移動される。この閾値に達すると、駆動手段はクランプ部材を自動的に停止させる。その種のアルゴリズムを、相応のレシピ構造及びグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ：graphical user Interface）を用いてソフトウェアに相応に実施させることも考えられ、その場合、本発明による実施の形態のユーザはいつでも、駆動手段及び／又はクランプ部材の状態に関する知識を得ることができるか、又は、駆動手段及び／又はクランプ部材を相応にプログラミングすることができる。

本発明の１つの実施の形態においては、クランプ部材にはヒータが設けられているか、又は、クランプ部材には加熱部材が対応付けられており、これによって、第１の基板（支持体基板）を第２の基板（製品基板）に接続する接続層を少なくとも局所的に加熱することができる。しかしながら、幾つかの基板材料、特にシリコンの熱伝導性が優れていることによって、加熱部材は支持体基板の全周を有利には適切に加熱することができる。特に有利には、加熱は接続層に使用される材料、特に接着剤のガラス遷移温度を上回る温度で行われる。使用される材料に応じて、この温度は特に０°以上、有利には１００°以上、より有利には２００°以上、更に有利には３００°以上、特に有利には４００°以上、最も有利には５００°以上である。熱の伝達は有利には、本発明によるクランプ装置の当接肩部を介して行われる。本発明による１つの有利な実施の形態によれば、垂直方向及び／又は水平方向に作用する複数の力を記録するために、装置は有利には複数のセンサを有している。それらの力は、クランプ装置及び／又はクランプリング及び／又はクランプ部材又は前述の構成部材間に作用する力であって良い。力測定によって、本発明によれば特に、半径方向において基板縁部に作用する力がどれ程大きいかを求めることができる。それらの力の記録及び評価は、基板への過度に大きい力の伝達、従って基板の損傷又は破損を回避するために重要である。

従って特に有利には、本発明による実施の形態は、上限値を設定することができるソフトウェアを介して制御され、この上限値以下では、基板の破損を回避するために、個々の構成部材を非常に正確に制御することができる。

輪郭収容部材は、特に、伸縮性及び／又は軟質及び／又は弾性である材料、有利にはポリマー、例えば、プラスチック又はシランから成る。本発明によれば、発泡材料の使用も考えられる。使用される材料は、択一的に、極めて軟質で高可塑性の材料から成るものであっても良い。有利には、この材料は基板の表面を汚染しない。本発明によれば、特に、輪郭収容部材の材料に関して、以下の原材料又は原材料クラスが考えられる：
・ポリマー、特に、
○プラスチック、特に、
●エラストマー、特に、
・ヴァイトン（原材料）、及び／又は、
・ポリウレタン、及び／又は、
・ハイパロン（原材料）、及び／又は、
・イソプレンゴム（原材料）、及び／又は、
・ニトリルゴム（原材料）、及び／又は、
・パーフルオロゴム（原材料）、及び／又は、
・ポリイソブテン（原材料）、
●熱可塑性エラストマー、及び／又は、
●フォーム、特に、
・アーセル（原材料）、及び／又は、
・ネオポール（原材料）、及び／又は、
・ポリイソシアヌレート、及び／又は、
・ポリスチロール、及び／又は、
・セルララバー、
○シラン、特に、
●シリコン、
・結合材料、特に、
○炭素繊維製の結合材料、
・金属、特に、
○非常に軟質の金属、例えばＰｂ（鉛）又はＳｎ（スズ）、及び／又は、
○Ａｌ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ，Ｎｂ、
・合金、特に、
○真鍮、青銅、及び／又は、
○鋼、特にステンレス鋼、例えばクロムニッケル鋼又はクロムニッケルモリブデン鋼、及び／又は、
○ニッケルベースの合金、及び／又は、
○アルミニウムベースの合金。

本発明による装置及び本発明による方法並びに本発明による使用に関しても、上述の特徴が同様に当てはまる。
特別な実施の形態においては、一定の凹状の湾曲部を有するように、輪郭収容部材が構成されている。凹状の湾曲部は、対応する基板の外側輪郭のための収容部として使用される。輪郭収容部材に使用される各材料は、相応に軟質且つ弾性である。後者は、凹状の湾曲部が相応の機能特性を満たし、且つ、本発明による実施の形態のうちの１つを用いてデボンディングプロセスを実施できる場合には該当しない。本発明の更なる利点、特徴及び詳細は、有利な実施例についての説明並びに図面より明らかになる。

本発明によるクランプ部材の第１の実施の形態の概略的な側面図を示す。 図１ａに示した実施の形態を下から見た概略図を示す。 本発明によるクランプ部材の第２の実施の形態の概略的な側面図を示す。 図２ａに示した実施の形態を下から見た概略図を示す。 本発明によるクランプ部材の第３の実施の形態の概略的な側面図を示す。 図３ａに示した実施の形態を下から見た概略図を示す。 本発明によるクランプ部材の第４の実施の形態の概略的な側面図を示す。 図４ａに示した実施の形態を下から見た概略図を示す。 本発明によるクランプ部材保持部の実施の形態を出発位置において下から見た概略図を示す。 図５ａに示した実施の形態をクランプ位置において下から見た概略図を示す。 本発明による方法の実施の形態の、第１の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第２の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第３の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第４の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第５の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第６の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第７の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第８の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第９の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 図６ａに示した実施の形態の、第１０の方法ステップにおける概略的な側面図を示す。 本発明による別の実施の形態の概略的な側面図を示す。

図中、同一の構成部材又は同様に機能する構成部材には同一の参照番号が付されている。

図５ａ及び図５ｂには、本発明による複数のクランプ装置、特に複数のクランプ部材１，１’，１’’，１’’’を有している、本発明によるクランプ部材保持部９、特にクランプリングとして形成されているクランプ部材保持部９の概略的な下面が示されている。クランプ部材１，１’，１’’，１’’’は、クランプ部材保持部９に対して、特にスライド式に案内されており、また駆動手段１０を介して、特にモータを介して、クランプリングに固く接続されている。モータは、本発明によるクランプ部材１，１’，１’’，１’’’を半径方向Ｒに移動させ、そのようにして、支持体基板として形成されている第１の基板８のクランプを実施することができる。半径方向Ｒは、第１の基板８に関連付けられている。駆動手段１０は、クランプ部材１，１’，１’’，１’’’の位置を変更し、クランプ力Ｆを調整するために使用される。従って駆動手段１０は、有利には、クランプ力Ｆを調整できるように構成されている。

クランプ部材はクランプの際に、側方において、第１の基板８によって規定されている、特に第１の基板８の固定面８ｏによって規定されている固定平面に配向される。クランプ部材１，１’，１’’，１’’’が第１の基板８に作用する領域は、クランプ領域Ｂとして表されている（図６ｆ参照）。特にクランプ領域Ｂは、第１の基板８の側縁部としての周囲領域に位置している。

１つの有利な実施の形態においては、クランプ部材１，１’，１’’，１’’’の駆動制御のために、モータは使用されずに、液圧式及び／又は空気式の制御部材が使用される。これによって、モータを省略することができるので、非常に廉価で効果的な構造様式が実現される。液圧式及び／又は空気式の部材の駆動制御は、１０^-5ｍｂａｒよりも高い、有利には１０^-3ｍｂａｒよりも高い、より有利には０．１ｂａｒよりも高い、非常に有利には１ｂａｒよりも高い圧力、最も有利には２ｂａｒよりも高い圧力を有している流体、例えば気体及び／又は液体を用いて行われる。

図５ａには、全ての駆動手段１０が、クランプ部材１，１’，１’’，１’’’を第１の基板８に対向した出発位置に移動させた状態が示されている。クランプ部材保持部９の中心に位置決めされている積層基板１２の第１の基板８を固定できるようにするために、クランプ部材１，１’，１’’，１’’’は、駆動手段１０によって、クランプ部材保持部９の中心に向かって放射状に（半径方向Ｒ）に移動される。

本発明によるクランプが行われるクランプ位置は、図５ｂに示されている（基板８は図示していない）。図５ａ及び図５ｂに示した本発明による実施の形態においては、クランプ部材保持部９が示されており、このクランプ部材保持部９を特に上方から積層基板１２に接近させることができる。特に、クランプ部材保持部９は積層基板１２に対向するように配向される。クランプ部材保持部９又はクランプ部材１，１’，１’’，１’’’を、剥離方向及び剥離方向とは反対方向に移動させるための駆動手段は図示していないが、それらの駆動手段を特にアクチュエータ又はロボットアームによって形成することができ、それらをそれと同時に、本発明の範囲における剥離手段として使用することができる。

好適には、駆動手段１０が有利にはクランプリング９と本発明によるクランプ部材１，１’，１’’，１’’’との間に設けられている。

１つの特に有利な実施の形態では、クランプ部材保持部９に多数の本発明によるクランプ部材１，１’，１’’，１’’’が固定され、その数は、基板８の基板周囲輪郭８ｋの方向に向けられた輪郭収容部材３の端面３ｓが、特に半径方向において対称的な及び／又は閉じられた被覆面を形成する程度の数である。被覆面は有利には、個々の輪郭収容部材３から成る円筒の内側面である。

第１の基板８をクランプする際に、輪郭収容部材３の端面３ｓは弾性に内側に向かって、即ち半径方向Ｒに変形する（図６ｄを参照されたい）。これによって、本発明によれば、基板周囲輪郭８ｋ全体が、特に全周にわたり、輪郭収容部材３に弾性に埋入し、従って、本発明による剥離プロセス前及び／又は剥離プロセス中の第１の基板８における応力ピークを阻止することができる。そのような応力ピークは、特に、本発明による輪郭収容部材３によって全周が覆われていない、第１の基板８の基板周囲輪郭８ｋにおいて生じる可能性があり、最悪の場合には第１の基板８を破損させる可能性がある。

図６ａから図６ｇには、本発明による実施の形態を用いる、本発明によるデボンディングプロセスが示されている。デボンディングプロセスを、クランプ部材１’’の実施の形態を用いて例示的に説明する。

図６ａには、第２の基板６と、接着剤として実施されている接続層７と、第１の基板８とから成る、積層基板１２が示されている。積層基板１２は、フレーム４によって緊張されているテープ５上に固定されている。

第１の基板８は、直径Ｄを有している。第２の基板６の直径は、特に、第１の基板８の直径Ｄにほぼ等しい。

図６ａに示されている、本発明のよる第１のステップにおいては、テープ５の下面５ｕが基板保持部１１（特に、チャックとして形成されている下側の試料ホルダ）に固定される。この固定は、有利には、複数の真空ストリップ１４を介して行われる。択一的に、機械式、静電気式、磁気式又は粘着式の固定も考えられる。基板保持部１１による固定は、第１の基板８の剥離中に、剥離力Ｆに対する相応の反力Ｇ₁をもたらす。有利には、この反力Ｇ₁は少なくとも剥離の開始時には、全体として剥離力Ｆよりも大きい。

図６ｂに示した本発明による第２のステップにおいては、複数のクランプ部材１’’が積層基板１２の周囲に分散されて位置決めされる。それらのクランプ部材１’’は、有利には、クランプリングに取り付けられているが、しかしながらそれとは異なり、基板保持部１１に固定されていても良い。

使用される実施の形態に応じて、クランプ部材１’’は、本発明によれば、剥離方向Ｌ及び剥離方向Ｌとは反対方向において、半径方向並びに並進方向にスライドすることができる。このために、相応の駆動手段が設けられている。

本発明によるデボンディングプロセスを可能な限り一般的に説明するために、図６ａから図６ｉにおいては、クランプ部材保持部９又はその他の固定手段、またクランプ部材１’’用の駆動手段は図示しなかった。

第２のステップにおいては、１つ又は複数の当接肩部２’’ｓを、有利にはクランプ部材１’’毎に１つの当接肩部２’’ｓを、第２の基板６側とは反対側の、第１の基板８の固定面８ｏまで接近させることができる。これによって、正確な位置決め制御を必要とすることなく、クランプ部材１’’は構造に起因して剥離方向Ｌへと配向される。

当接肩部２’’ｓは、有利には、支持体２’’を介して、クランプ部材１’’と接続されており、特にワンピースでクランプ部材１’’に成形されている。特別な実施の形態においては、当接肩部２’’ｓを省略することができる。

当接肩部２’’ｓは、有利には、機械式、空気式、液圧式、電気式に、特に剥離方向Ｌにおいて支持体２’’に対して位置調整可能である。１つの実施の形態においては、剥離方向Ｌにおける当接肩部２’’ｓの位置調整が省略され、支持体２’に固定的に接続されている当接肩部２’’ｓが使用される（図１ｃを参照されたい）。

図６ｃに示した本発明による第３のステップにおいては、当接肩部２’’ｓが固定面８ｏに当接するまで、又は、特にセンサデータに基づき位置制御されて、クランプ部材１’’が降下される。クランプ部材１’’の位置を、当接肩部２’’ｓと第１の基板８の上面８ｏとの接触によって限定することができる。当接肩部２’’ｓを、有利には、剥離方向Ｌにおける任意のいずれかのｚ位置において位置決めでき、それによってクランプ部材１’’とテープ５の接触を阻止できるように構成されている。

可動式の当接肩部２’’ｓを有していないクランプ装置１’が使用される場合、有利には、当接肩部２’’ｓ、支持体２並びに輪郭収容部材３は、有利には本発明によるプロセス経過全体にわたりテープ５と接触しないように構成されている。

図６ｄに示した本発明による第４のステップにおいては、クランプ部材１’’が半径方向において第１の基板８の中心に向かって移動され、この移動は、輪郭収容部材３の軟質の材料によって、基板周囲輪郭８ｋが、進入深さｅまで収容されるまで行われる。基板周囲輪郭８ｋの進入深さｅは、特に１μｍよりも大きく且つ３ｍｍよりも小さい、有利には１０μｍよりも大きく且つ１ｍｍよりも小さい、より有利には２００μｍよりも大きく且つ５００μｍよりも小さい、最も有利には３００μｍよりも大きい。本発明によれば、特に、基板周囲輪郭８ｋの進入深さｅと第１の基板８の厚さｄとの比率が重要である。第１の基板８の厚さｄが大きくなるほど、基板周囲輪郭８ｋの進入深さｅはそれに応じて大きくなるよう選定される。有利には、基板周囲輪郭８ｋの進入深さｅと第１の基板８の厚さｄとの比率は５よりも小さく、有利には１よりも小さく、更に有利には１／１０よりも小さく、特に有利には１／１００よりも小さく、最も有利には１／１０００よりも小さい。一例として、平均厚さが１０００μｍ（業界標準は平均して７７５μｍ）である第１の基板としての３００ｍｍ支持体ウェハが挙げられる。本発明による有利な比率が３である場合、このことは、基板周囲輪郭８ｋの進入深さｅが３０００／１０００、従って３ｍｍであることを意味する。絶対値において、進入深さは好適には３ｍｍよりも小さく、有利には１ｍｍよりも小さく、更に有利には０．１ｍｍよりも小さく、特に有利には０．０１ｍｍよりも小さく、最も有利には０．００１ｍｍよりも小さい。

端面３ｓは、特にほぼ中央で、内側へと押し込まれ、少なくとも部分的に凹状に変形する。このステップは、本発明の最も重要な着想を表している。つまり、変形可能な軟質の輪郭収容部材３によって、基板周囲輪郭８ｋの慎重な収容が行われる。有利には、装置の電気的な測定器によって、基板周囲輪郭８ｋの収容が検出される。特に、測定に適した位置、有利にはクランプ部材１’’に配置されている力センサが適している。

輪郭収容部材３によって基板周囲輪郭８ｋが固定されると、第２の基板６からの第１の基板８の剥離を実施するための複数の可能性が提供される。

本発明による第１の可能性は、固定部材１７’’’の使用であり、特に、上側の試料ホルダの形態の、有利には第１の基板８を吸着させるための複数の真空ストリップ１４を備えている真空試料ホルダの形態の固定部材１７’’’の使用である。

固定部材１７’’’は、特に、可撓性で柔軟に形成されている、及び／又は、クランプ領域内に配置されている内側領域での第１の基板８の変形を可能にする。

固定部材１７’’’は、有利には、シール部材１５を有しており、特に、内側領域を画定する、環状のシールリングの形態のシール部材１５を有している。シール部材１５の内側では、固定部材１７’’’と第１の基板８との間に真空１６が形成される。少なくとも第２の基板６からの第１の基板８の剥離中に、有利には真空が、１ｂａｒ未満、有利には１ｍｂａｒ未満、より有利には１０^-3未満、特に有利には１０^-5未満、最も有利には１０^-8未満の絶対圧に調整される。

固定部材１７’’’は特に、クランプ部材に依存せずに、剥離方向Ｌ及び剥離方向Ｌとは反対方向に運動することができる。相応の制御によって、固定部材１７’’’は、基板保持部１１の反力Ｇ₁に付加的な反力Ｇ₂を、クランプ部材１’’によってもたらされる剥離力Ｆに作用させることができ、これによって、第１の基板８は内側領域においては、少なくともクランプ領域Ｂの剥離の開始時に、特にクランプ領域Ｂの剥離中に、第２の基板６に、特に付加的に固定される。

図６ｆに示した本発明による第６のステップにおいては、クランプ部材１’’が剥離力Ｆでもって、従って剥離方向Ｌにおいて特に上方へと引き上げられる。基板周囲輪郭８ｋが輪郭収容部材３に固定されていることによって、また試料ホルダ（基板保持部１１）及び固定部材１７’’’によってもたらされる反力Ｇ₁，Ｇ₂によって、クランプ領域Ｂにおいては曲げ応力が生じる。この曲げ応力によって、第２の基板６から第１の基板８が剥離される。

真空１６が生じていることから、接続層７又は第２の基板６からの第１の基板８の継続的に行われる剥離は、真空１６に関して第１の基板８と接着剤７との間に存在する正圧がもたらす力によって支援される。

図６ｇに示した本発明による第７のステップにおいては、第１の基板８が完全に第２の基板６から剥離される。この際、第１の基板８は有利には、クランプ部材１’’による側方での固定の他に、固定部材１７’’’によって固定される。これによって、図示していない更なるステップにおいて、第１の基板８の剥離の直後に、クランプ部材１’’を出発位置へと半径方向に移動させることによって、そのクランプ部材１’’の固定を解消することができる。第１の基板８はその後も引き続き固定部材１７’’’に固定されており、装置から損傷なく遠ざけることができる。従って有利には、固定部材１７’’’はチャックとして形成されている。

第２の可能性は、固定部材１７の使用であり、この固定部材１７のタスクは専ら、積層基板１２の一部を、特に第１の基板８の内側領域を剥離プロセス中に固定するために反力Ｇ₂を作用させることである。

固定部材１７，１７’，１７’’は種々の形状を有することができる。そのような種々の形状として以下のものが考えられる：
−丸みが付けられたピン（図６ｈに示した固定部材１７）、
−固定面８ｏの大部分を覆うために相応に大きい半径を有している円柱（図６ｉに示した固定部材１７’）、又は、
−風船のように膨らませることができ、従って、特に固定面８ｏとの接触面における制御可能な圧力体である、変形可能な膜（図６ｊに示した固定部材１７’’）。

上記の実施の形態の欠点は、図６ｅから図６ｇに示した固定部材１７’’’では行えるような、固定部材１７，１７’，１７’’における第１の基板８の固定を実現できない点にある。

特に、図６ｉに示した固定部材１７’として、第１の基板８にわたり有利には移動方向Ｑにおいて直線的に移動し、且つ、反力Ｇ₂を第１の基板８に作用させるローラを使用することも考えられる。有利には、先ず、ローラの移動方向Ｑとは反対方向に配置されているクランプ部材１’’（図６ｉにおいて右側に示されている）だけが引き上げられる。次に、本発明によれば、ローラの移動方向Ｑにおいてクランプ部材１’’を個別に連続的に駆動させることが考えられる。ローラは、ローラ軸に平行に延在する線に沿って、第１の基板８の固定面８ｏに局所的に反力Ｇ₂を加える。これによって、本発明によるクランプ部材１，１’，１’’でもって開始されるデボンディング波１３の進展を制御することができる。

クランプ部材１，１’，１’’を本発明に即して個別に制御することによって、及び／又は、クランプ部材保持部９を第１の基板８に対して傾斜させることによって、及び／又は、固定部材１７，１７’，１７’’，１７’’’を使用することによって、第１の基板８の周囲におけるあらゆる任意の点から、デボンディング波１３を所期のように開始することができる。好適には、デボンディング波１３はただ一点から開始される。デボンディング波１３の前進は、非常に小さい力が加えられた後に行われる。

特に、内側領域において接着防止層が設けられている基板が使用される場合には、基板の全周に沿ってその種のボンディング波が開始され、それに続いて第１の基板８を更に剥離させることは有利である。

本発明による１つの別の実施の形態においては、固定部材１７’’が送風器として形成されており、この送風器は圧縮空気を吹き込むことができ、またそれによって、第１の基板８の形状に最適に適合させることができる。このヴァリエーションにおいては、特に、固定部材１７’’によってもたらされる反力Ｇ₂の慎重且つ均一な力分散が行われる。

図６ｋに示した本発明による１つの別の実施の形態においては、付加的なクランプ部材１’’’を備えている基板保持部１１’としての本発明による第２のクランプ部材保持部９’が使用され、これによって、第２の基板６も第１の基板８と同様に、第２の基板の基板周囲輪郭において半径方向に固定される。付加的なクランプ部材１’’’は、基板保持部１１の機能を少なくとも部分的に補完する。クランプ部材保持部は、特にクランプリングの形状を有している。

例えば、積層基板１２が先ず、第２の基板６の直径よりも小さい直径を有している台又は複数のピン（図示せず）に載置されることが考えられる。その後、第２の基板６が第２のクランプ部材保持部９’のクランプ部材１’’によって固定される。

特に、第２の基板６が付加的に、基板保持部１１に載置され、（真空ストリップ１４の代わりに）クランプ部材保持部９’のクランプ部材１’’’によって固定されることが考えられる。クランプ部材保持部９’のクランプ部材１’’’は、特に、非常に薄い厚さで作製される。

特に、複数のピンの上にその種の積層基板１２を載置する際には、第２の基板６の汚染が可能な限り少なくなるよう配慮しなければならない。従って、本発明によるこの実施の形態は、特に、デボンディングプロセスの後にも相応の剛性が存在する程度の厚さを依然として有していることによって全面の固定又は支持を必要としない下側の基板６又は上側の基板８を含んでいる積層体１２に適している。

図示していない本発明の別の有利な実施の形態によれば、第２の基板６からの第１の基板８のデボンディングプロセスは、固定部材１７，１７’，１７’’又は基板保持部１１，１１’のような補助手段を用いることなく行われる。この際、第１の基板８はデボンディングプロセスの後に、本発明によるクランプ部材１，１’，１’’，１’’’によって保持される。

１，１’，１’’，１’’’ クランプ部材
２，２’，２’’ 支持体
２ｓ，２ｓ’ 当接肩部
３，３’ 輪郭収容部材
３ｓ 端面
４ フレーム
５ テープ
５ｕ 下面
６ 第２の基板
７ 接続層
８ 第１の基板
８ｋ 基板周囲輪郭
８ｏ 固定面
９，９’ クランプ部材保持部
１０ 駆動手段
１１，１１’ 基板保持部
１２ 積層基板
１３ 接合波
１４ 真空ストリップ
１５ シール
１７，１７’，１７’’，１７’’’ 固定部材
Ｌ 剥離方向
Ｒ 半径方向
Ｆ クランプ力
Ｇ₁，Ｇ₂ 反力
Ｂ クランプ領域
ｅ 進入深さ
α角度間隔
Ｑ 移動方向
Ｄ 第１の基板の直径
ｄ 第１の基板の厚さ

Claims (14)

1. 剥離方向（Ｌ）において第１の基板（８）を第２の基板（６）から剥離させる装置において、
   −前記剥離方向（Ｌ）を横断する方向及び半径方向（Ｒ）において前記第１の基板（８）へと案内される、前記剥離方向（Ｌ）を横断する方向において前記第１の基板（８）をクランプするための、少なくとも２つのクランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）と、
   −前記第２の基板（６）を保持するための、基板保持部（１１，１１’）と、
   −前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）によって固定されている前記第１の基板（８）の、前記剥離方向（Ｌ）における移動によって、及び／又は、前記基板保持部（１１，１１’）の、前記剥離方向（Ｌ）とは反対方向における移動によって、前記第１の基板（８）を前記第２の基板（６）から剥離させるための剥離手段と、
   を備えていることを特徴とする、装置。
2. 前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）は、特に別個に前記半径方向（Ｒ）において、及び／又は、特に別個に前記剥離方向（Ｌ）において駆動されるか、又は駆動可能に案内される、請求項１に記載の装置。
3. それぞれ２つのクランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）が半径方向において対向して配置されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）は、半径方向（Ｒ）において前記第１の基板（８）に向けられている弾性の端面（３ｓ）を有しており、前記端面（３ｓ）は、前記第１の基板（８）を弾性且つ柔軟にクランプするために用いられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記基板保持部（１１，１１’）は、特に前記第２の基板（６）の全面を収容する、硬質の基板保持部（１１，１１’）として形成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記装置は、特に剥離方向（Ｌ）において駆動される及び／又は駆動可能に案内される、前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）を保持及び案内するためのクランプ部材保持部（９，９’）を有している、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記装置は、前記第１の基板（８）を剥離させる際に、前記第２の基板（６）に前記第１の基板（８）を部分的に固定するための固定部材（１７，１７’，１７’’，１７’’’）を有している、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記部分的な固定は、前記第２の基板（６）側とは反対側の、前記第１の基板（８）の固定面（８ｏ）の内側領域において行われる、請求項７に記載の装置。
9. 前記固定部材（１７’’’）は、前記固定部材（１７’’’）に前記第１の基板（８）を固定するための固定手段（１５，１６）を有している、請求項７又は８に記載の装置。
10. 剥離方向（Ｌ）において第１の基板（８）を第２の基板（６）から剥離させる方法において、
    特に記載の順序で実施される以下のステップを備えている、即ち、
    −基板保持部（１１，１１’）を用いて、前記第２の基板（６）を保持するステップと、
    −前記剥離方向（Ｌ）を横断する方向及び半径方向（Ｒ）において前記第１の基板（８）へと案内される少なくとも２つのクランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）によって、前記剥離方向（Ｌ）を横断する方向において前記第１の基板（８）をクランプするステップと、
    −剥離方向（Ｌ）における前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）の移動によって、及び／又は、前記剥離方向（Ｌ）とは反対方向における前記基板保持部（１１，１１’）の移動によって、前記第１の基板（８）を前記第２の基板（６）から剥離させるステップと、
    を備えていることを特徴とする、方法。
11. 前記クランプ部材（１，１’，１’’，１’’’）を、特に別個に前記半径方向（Ｒ）において、及び／又は、特に別個に前記剥離方向（Ｌ）において駆動させる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の基板（８）を、前記剥離の間に、固定部材（１７，１７’，１７’’，１７’’’）によって、前記剥離方向（Ｌ）とは反対方向に向けられる反力（Ｇ₂）で前記第２の基板（６）に部分的に固定する、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記部分的な固定を、前記第２の基板（６）側とは反対側の、前記第１の基板（８）の固定面（８ｏ）の内側領域において行う、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の基板（８）を、前記剥離の間に前記固定部材（１７’’’）に固定し、特に前記固定部材（１７’’’）の固定手段（１５，１６）によって固定する、請求項１２又は１３に記載の方法。

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