JP2021141154A - ウエハ剥離装置及びウエハ剥離方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】貼合ウエハを剥離可能なウエハ剥離装置及びウエハ剥離方法を提供する。【解決手段】2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部と、ウエハ支持部の外側に配置され、ウエハ支持部に支持される貼合ウエハの貼合部に対して進退可能なアーム部と、アーム部の先端に設けられ、上面と交差する方向に膨出可能な膨出部とを備える、ウエハ剥離装置が提供される。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、ウエハ剥離装置及びウエハ剥離方法に関する。
半導体メモリなどの半導体記憶装置には、メモリセルアレイが形成されるメモリセルチップと、メモリセルアレイを制御する制御回路が形成され、メモリセルチップに貼りあわされる回路チップとを有するものがある。このような構成によれば、従前はメモリチップ内において制御回路に割り当てられていたスペースにもメモリセルを形成することができるため、集積度を増大することができる。
そのような半導体記憶装置の製造には、メモリセルアレイが形成されるウエハと、制御回路が形成されるウエハとを貼り合せる工程が含まれる。2つのウエハを貼り合わせるためには、両ウエハの相対位置を精度良く合わせる必要があるが、不可避なバラつきによって、ウエハが互いにずれてしまう場合がある。また、両ウエハを貼り合わせるときに、両ウエハ間に気泡が残ってしまい、ウエハ間の電気的な接続が阻害される場合もある。
このような場合に、両ウエハを分離し、再度、位置合わせを行って両ウエハを貼り合わすことができれば、廃棄されるウエハを低減でき、歩留りの低下を回避することが可能となる。
特開2009−214485号公報
本発明の一つの実施形態は、貼合ウエハを剥離可能なウエハ剥離装置及びウエハ剥離方法を提供する。
本発明の一つの実施形態によれば、2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部と、ウエハ支持部の外側に配置され、ウエハ支持部に支持される貼合ウエハの貼合部に対して進退可能なアーム部と、 アーム部の先端に設けられ、上面と交差する方向に膨出可能な膨出部とを備えるウエハ剥離装置が提供される。
図1は、実施形態によるウエハ剥離装置の構成の一例を模式的に示す側面図である。 図2は、実施形態によるウエハ剥離装置の吸着ピンユニットを模式的に示す平面図である。 図3は、実施形態によるウエハ剥離装置の吸着ピンユニットに備わる剥離アームを模式的に示す図である。 図4は、実施形態によるウエハ剥離装置を用いたウエハ剥離方法を説明するための図である。 図5は、図4に引き続き、実施形態によるウエハ剥離装置を用いたウエハ剥離方法を説明するための図である。 図6は、図5に引き続き、実施形態によるウエハ剥離装置を用いたウエハ剥離方法を説明するための図である。 図7は、図6に引き続き、実施形態によるウエハ剥離装置を用いたウエハ剥離方法を説明するための図である。 図8は、図7に引き続き、実施形態によるウエハ剥離装置を用いたウエハ剥離方法を説明するための図である。
以下、添付の図面を参照しながら、限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の寸法の相対比を示すことを目的とせず、したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定されて良い。
図1は、実施形態によるウエハ剥離装置の構成の一例を模式的に示す側面図である。本実施形態によるウエハ剥離装置は、貼合ウエハを、これを構成する2つのウエハに分離することができる。
貼合ウエハは、回路素子がそれぞれ形成され、例えば1mm程度の厚さまで研磨された2つのウエハを、例えば、対応する金属パッドどうしが電気的に接続されるように貼り合せることにより得られる。貼り合せは、各ウエハの表面の酸化シリコン膜どうしの酸化膜接合や、金属パッドどうしの金属接合により実現される。
貼り合わせ後には、位置合わせ精度が基準内に収まっているかどうかの検査が行われる。この検査は、例えば、赤外線を用いて2つのウエハのアライメントマークの位置を観察したり、貼合ウエハに超音波を照射して貼合ウエハ間の気泡等の存否を調べたりすることにより行われる。不合格と判定された場合、貼合ウエハは、本実施形態によるウエハ剥離装置により分離される。分離された2つのウエハは、再度、位置合わせを経て、貼り合わされる。
図1を参照すると、本実施形態によるウエハ剥離装置10は、ステージ12、吸着ピンユニット14、及び剥離アームユニット16を有している。ステージ12は、円盤状の形状を有し、貼合ウエハWJが載置可能な上面を有している。また、ステージ12にはウエハ吸着機構(不図示)が設けられており、これにより、上面に載置されたウエハWJが保持され得る。また、ウエハ吸着機構によって、ステージ12の上面に保持される貼合ウエハWJは平坦に維持される。ウエハ吸着機構は、ウエハWJを吸引することにより保持する真空チャックや、クーロン力によりウエハWJを保持する静電チャックなどにより実現され得る。また、ステージ12は、ステージ駆動機構120により、上下方向(ステージ12の上面の法線方向)に移動可能である。ステージ駆動機構120はまたウエハ吸着機構をも制御することができる。
吸着ピンユニット14は、吸着ピンユニット駆動機構140により、上下方向(ステージ12の上面の法線方向)に移動可能であり、複数の吸着ピン14Pと吸着ピン保持部材14Hを有している。複数の吸着ピン14Pは、吸着ピン保持部材14Hの下面に、例えば幾つかの仮想的な同心円に沿って配列されるように設けられて良い。
吸着ピン14Pの各々は、例えば円柱形状を有し、その円柱の中心軸に沿って内管(不図示)が形成されている。内管は、吸着ピン保持部材14Hの内部に形成される導管(不図示)と連通し、導管は、所定の配管14Lを通して吸引機構141に連通されている。各吸着ピン14Pの下端が貼合ウエハWJの上面に接触したときに、貼合ウエハWJは、導管と内管を通して吸引機構141により吸引され、吸着ピン14Pに吸着される。
また、吸着ピン14Pは、吸着ピンユニット駆動機構140により個々に上下方向に移動可能に設けられている。ただし、吸着ピン保持部材14Hの下面において仮想的な同心円に沿って配列される複数の吸着ピン14Pのうち、各円の円周に沿った一群の吸着ピン14Pが一括して上下方向に移動するようにしても良い。この場合、例えば、吸着ピン保持部材14Hが、中央円盤と、これを取り囲む内側環状盤と、更にこれを取り囲む外側環状盤(いずれも不図示)とを個々に上下動可能に含むと好ましい。中央円盤、内側環状盤、及び外側環状盤の下面のそれぞれに吸着ピン14Pが配置されれば、中央円盤、内側環状盤、及び外側環状盤とともに、対応する吸着ピン14Pもまた上下動することが可能となる。
剥離アームユニット16は、剥離アーム16A、剥離アーム支持部材16S、及び環状フレーム16Fを有している。図2を参照すると、環状フレーム16Fは、環状の形状を有し、ステージ12を取り囲むことができる程度の大きさを有している。環状フレーム16Fは、ステージ12に対し、ほぼ同心円状に配置されている。環状フレーム16Fは、本実施形態では、上リング16FU、下リング16FD(図1)、及び4つの支柱16FCを有し、支柱16FCにより下リング16FDの上に上リング16FUが固定されている。
環状フレーム16Fの外周には、本実施形態では4つの剥離アーム支持部材16Sが周方向に等角度に設けられている。剥離アーム支持部材16Sの各々は、剥離アーム16Aを進退可能に支持している。すなわち、剥離アーム16Aの各々は、ステージ12の半径方向に沿ってステージ12の中心に向かう方向に移動することができ、その反対方向に移動することができる。また、剥離アーム支持部材16Sは、図1に示す剥離アームユニット駆動機構160により、個々に上下方向に移動可能である。
図3の(A)を参照すると、剥離アーム16Aは、シャフト16T、リングフレーム16R、及び膨出部16RBを有している。膨出部16RBは、天然ゴムや合成ゴムなどの弾力性を有する材料で形成された2枚の円形シートにより構成される。2枚の円形シートは、周縁部の一部に未密着部を残しつつ、互いに気密に密着された袋状の形状を有している。このような形状を有する膨出部16RBが、リングフレーム16Rにより保持されている。具体的には、膨出部16RBは、その周縁でリングフレーム16Rに取り付けられている。例えば、リングフレーム16Rを構成する同一形状の2つのリングにより膨出部16RBの周縁部を挟むことにより、膨出部16RBがリングフレーム16Rに取り付けて良い。
また、剥離アーム16Aのシャフト16Tには、長手方向に沿って通気管16Pが挿入されており、通気管16Pは一端部において膨出部16RBの未密着部と気密に連通する。また、通気管16Pの他端部には、所定の配管16Lの一端部が接続され、図1に示すように、配管16Lの他端部は流体制御機構161に接続されている。流体制御機構161から配管16L及び通気管16Pを通して膨出部16RBに流体が供給されると、図3の(B)に示すように、膨出部16RBは弾性的に膨張する。すなわち、膨出部16RBは、剥離アーム16Aの長手方向と交差する方向に向かって、リングフレーム16Rの中央開口から膨出する。
なお、流体としては、不活性ガス(希ガス、窒素ガス)や純水などを利用することができる。また、流体の供給圧力は流体制御機構161により適宜調整可能である。さらに、流体制御機構161は、膨出部16RBへ一度供給した流体を戻すこともできる。これにより、膨出部16RBは平坦に戻ることができる。
なお、剥離アーム16Aは、例えば、樹脂や金属で形成され得る。また、リングフレーム16Rの外径は、貼合ウエハWJのサイズを考慮して決定されて良く、例えば数〜数十cmであって良い。さらに、リングフレーム16Rの厚さは、例えば1〜2mm程度であって良い。
再び図1を参照すると、ウエハ剥離装置10には、ウエハ剥離装置10を統括的に制御するコントローラ20が設けられている。コントローラ20は、例えば特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル・ゲート・アレイ(PGA)、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)を始めとするハードウェアを備えるプロセッサにより実現され得る。また、コントローラ20は、中央(演算)処理装置(CPU)、リード・オンリー・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)等を含むコンピュータとして構成され、ディスプレイ装置、及びキーボードまたはマウスなどの入出力装置と接続可能であって良い。プロセッサ又はCPUは、プログラムや各種データに従って、ステージ駆動機構120、吸着ピンユニット駆動機構140、剥離アーム駆動機構160などへ指示信号を送信し、これによりこれらの機構120,140,160を制御することができる。プログラムや各種データは、ハード・ディスク・ドライブ(HDD)や、サーバ、半導体メモリなどの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体から有線又は無線でダウンロードされ得る。
次に、図4から図8までを参照しながら、上述のウエハ剥離装置10を用いたウエハ剥離方法について説明する。以下に説明する、ウエハ剥離装置10の各部の動作は、コントローラ20からの指示信号に基づいて行われる。また、図4から図8までにおいて、ステージ駆動機構120、吸着ピンユニット駆動機構140、剥離アーム駆動機構160、コントローラ20は、図示の便宜上、省略されている。
図4の(A)は、初期状態のウエハ剥離装置10を模式的に示す側面図である。図示のとおり、吸着ピンユニット14は、吸着ピンユニット駆動機構140によって剥離アームユニット16の上方に配置されている。そのような配置のもとで、図4の(B)に示すように、搬送アーム30によって、吸着ピンユニット14と剥離アームユニット16の間の空間に貼合ウエハWJが搬送される。搬送アーム30は、図示しない搬送ロボットの先端に設けられ、搬送ロボットにより駆動される。なお、剥離対象となる貼合ウエハWJは、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)と呼ばれる密閉可能なウエハ格納ポッドに予め収容されており、そこから搬送ロボットにより取り出されて、上記の空間へと搬送される。このような搬送ロボット及び搬送アーム30の動作もまた上述のコントローラ20により制御され得る。
次いで、図5の(A)に示すように、ステージ12が、その上面に貼合ウエハWJが接するまで持ち上げられる。ステージ12の上面に貼合ウエハWJが接すると、ウエハ吸着機構により貼合ウエハWJがステージ12の上面に保持される。この後、搬送アーム30が退去し、貼合ウエハWJの搬送アーム30からステージ12への受け渡しが終了する。
続けて、図5の(B)に示すように、ステージ12が元の位置まで下降すると、図6の(A)に示すように、吸着ピンユニット14が、吸着ピン14Pの下端が貼合ウエハWJの上面に接するまで下降する。吸着ピン14Pの下端が貼合ウエハWJの上面に接すると、貼合ウエハWJは、吸引機構141により吸着ピン14Pに吸着される。
この後、図6の(B)に矢印Fで示すように、吸着ピンユニット駆動機構140により、吸着ピンユニット14に上向きの力が加わる。すなわち、吸着ピン14Pにより、上側のウエハWJUには上向きに引き上げられるような力が働くこととなる。
次いで、剥離アーム16Aの上下方向の位置合わせが行われる。この位置合わせは、例えば剥離アームユニット16に設けられる撮像センサ(不図示)による画像観察に基づいて行われ得る。すなわち、撮像センサにより撮像された画像に基づき、貼合ウエハWJの上側のウエハWJUと下側のウエハWJLとが貼り合わされた貼合位置が検出され、その位置と剥離アーム16Aの先端部との高低差がゼロとなるように、剥離アーム16Aの上下位置が剥離アームユニット駆動機構160により調整される。このような調整がすべての剥離アーム16Aについて行われ、すべての剥離アーム16Aの先端が貼合ウエハWJの貼合位置に一致する。
位置合わせが終了した後、各剥離アーム16Aは、剥離アームユニット駆動機構160に駆動され、貼合ウエハWJに向かって移動していく。そして、剥離アーム16Aの先端が貼合ウエハWJの貼合部に押し当てられると、貼合部に隙間が生じる。剥離アーム16Aが、この隙間に差し込まれるように、貼合ウエハWJの中心に向かって更に移動していくと、貼合ウエハWJの2枚のウエハが周縁部にて分離されていく。剥離アーム16Aが更に移動し、剥離アーム16Aの膨出部16RBもまた2枚のウエハの間に到達すると、流体制御機構161から、膨出部16RBに流体が供給され、膨出部16RBが膨らむ。これにより、上側のウエハWJUと下側のウエハWJLには引き離される力が働く。ここで、下側のウエハWJLはステージ12により保持されている一方で、上側のウエハWJUには吸着ピン14Pにより上向きの力が働いていることもあって、上側のウエハWJUが押し上げられることとなり、上側のウエハWJUの周縁部が上方へ反ることとなる。なお、膨出部16RBへ供給される流体の圧力は、ウエハWJU,WJLが破損しないように、かつ、両者が引き離されるように、流体制御機構161により調整される。
この後、貼合ウエハWJの中心に向かって剥離アーム16Aが更に移動すると、貼合ウエハWJの中心に近い部分においても、貼合ウエハWJの2枚のウエハが分離していく。そして、剥離アーム16Aを更に移動していくと、貼合ウエハWJは中央部においても分離し、上側のウエハWJUは、図7の(B)に示すように、吸着ピンユニット14により上方へと持ち上げられる。このようにして貼合ウエハWJがウエハWJU及びウエハWFLへと剥離される。
続けて、剥離アーム16Aが後退して元の位置へ戻る。また、膨出部16RBへの流体の供給が停止され、膨出部16RBの内部から流体が排出されると、膨出部16RBが元のように平坦になる。
この後、さらに、ウエハ搬出アーム30Rが、吸着ピンユニット14と剥離アームユニット16の間の空間に進入する。ウエハ搬出アーム30Rは、上下2本のアーム30RU,30RLを有し、上のアーム30RUは上側に、下のアーム30RLは下側にウエハ吸着機構を備えている。吸着ピンユニット14が下降して、吸着ピンユニット14により吸着されている上側のウエハWJUがアーム30RUに接すると、アーム30RUがウエハWJUを吸着する。次いで、吸着ピンユニット14による吸着が停止され、ウエハWJUが、吸着ピンユニット14からウエハ搬出アーム30Rへ受け渡される。また、ステージ12が上昇して、ステージ12上に残る下側のウエハWJLがアーム30RLに接すると、アーム30RLがそのウエハ30WJLを吸着する。次いで、ステージ12のウエハ吸着機構が停止すると、下側のウエハWJLが、ステージ12からウエハ搬出アーム30Rへ受け渡される(図8の(A))。この後、図8の(B)に示すように、ウエハ搬出アーム30Rがウエハを搬出することにより、一連の貼合ウエハの剥離工程が終了する。
以上説明したように、本実施形態によるウエハ剥離装置10、及びこれを用いたウエハ剥離方法によれば、流体の供給により膨出可能な膨出部16RBを備える剥離アーム16Aが、貼合ウエハWJを構成する2つのウエハWJU,WJLとの貼合部に挿入されていく。膨出部16RBが2つのウエハWJU,WJLの間の隙間に至ると、膨出部16RBに対して流体が供給される。これにより、膨出部16RBは、ステージ12の上面と交差する方向に膨出する。これによって、2つのウエハWJU,WJLに対して互いに引き離す方向に力が加わる。この力によって、貼合ウエハWJの上側のウエハWJUが下側のウエハWJLから剥離される。
しかも、弾力性を有する膨出部16RBが流体により膨出することによって、2つのウエハWJU,WJLに対して引き離す力が加わるため、2つのウエハWJU,WJLに急激に強い力が働くのを回避でき、剥離時の破損を低減することができる。
また、本実施形態においては、貼合ウエハWJがステージ12に載置されるときに上側になるウエハWJUに対し、吸着ピン14Pによって上向きの力が加えられる。これにより、剥離アーム16Aによる貼合ウエハWJの剥離を補助することができる。
さらに、剥離アーム16Aにおいて膨出部16RBが取り付けられるリングフレーム16Rの寸法(例えば、厚さや、内径と外径の差など)を適宜調整すれば、リングフレーム16Rの貼合ウエハWJの貼合部へ接触を低減することが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上記の実施形態によるウエハ剥離装置10は、4つの剥離アーム16Aを有していたが、剥離アーム16Aの本数は、例えばウエハの直径や厚さなどを考慮し、適宜設定されて良い。
また、剥離アーム16Aのリングフレーム16Rは、リング形状に限らず、例えばU字形状を有していても良い。この場合、膨出部16RBは、U字形状の内側を占有するような形状(例えば、舌状の形状)を有することが好ましい。また、貼合ウエハWJへの挿入端は、U字形状の上部及び底部のいずれであっても良い。U字形状の上部が挿入端となる場合、例えば舌状の形状を有する膨出部16RBの直線状に密着した部分が貼合ウエハWJへ挿入されることとなる。また、U字形状の底部が挿入端となる場合、シャフト16Tの幅は、U字形状の上端の幅に合わせると好ましい。
また、剥離アーム16Aのリングフレーム16Rの厚さが、先端部(貼合ウエハWJの貼合部に接する部分)に向かって薄くなっても良い。これにより、剥離アーム16Aを貼合部に挿入し易くすることができる。また、この場合、薄くなった先端部を貼合ウエハWJのエッジに接触させることにより、剥離アーム16Aの先端部と貼合部との位置合わせを行っても良い。
(付記)
(付記1)
2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部と、
前記ウエハ支持部の外側に配置され、前記ウエハ支持部に支持される前記貼合ウエハの貼合部に対して進退可能なアーム部と、
前記アーム部の先端に設けられ、前記上面と交差する方向に膨出可能な膨出部と
を備える、ウエハ剥離装置。
(付記2)
前記膨出部の内部に流体を供給し、当該流体により前記膨出部を膨出させる流体制御機構を更に備える、付記1に記載のウエハ剥離装置。
(付記3)
前記アーム部が前記膨出部を膨出可能に保持する保持部を更に備える、付記1又は2に記載のウエハ剥離装置。
(付記4)
前記ウエハ支持部に支持される前記貼合ウエハの上面に吸着可能な吸着ピンを更に備える、付記1から3のいずれか一項に記載のウエハ剥離装置。
(付記5)
前記吸着ピンを上方に移動可能な吸着ピン駆動部を更に備える、付記4に記載のウエハ剥離装置。
(付記6)
前記アーム部の上下位置を調整可能なアーム部駆動部を更に備える、付記1から5のいずれか一項に記載のウエハ剥離装置。
(付記7)
2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部で当該貼合ウエハを支持し、
前記ウエハ支持部に支持される前記貼合ウエハの貼合部に、所定のアーム部の先端部を挿入し、
前記先端部に設けられる膨出部を、前記上面と交差する方向に膨出させることを含む、ウエハ剥離方法。
(付記8)
前記膨出部が、流体の供給により膨出する、付記7に記載のウエハ剥離方法。
(付記9)
前記膨出部の膨出によって分離する、前記貼合ウエハを構成する2つのウエハのうちの一方を吸着することを更に含む、付記7又は8に記載のウエハ剥離方法。
(付記10)
前記先端部の前記貼合部への挿入に先立って、前記先端部と前記貼合部との位置合わせが行われる、付記7から9のいずれか一項に記載のウエハ剥離方法。
10 ウエハ剥離装置、12 ステージ、14 吸着ピンユニット、14P 吸着ピン、14H 吸着ピン保持部材、16 剥離アームユニット、16A 剥離アーム、16S 剥離アーム支持部材、16F 環状フレーム、16T シャフト、16R リングフレーム、16RB 膨出部、16P 通気管、20 コントローラ、30 搬送アーム、30R ウエハ搬出アーム、120 ステージ駆動機構、140 吸着ピンユニット駆動機構、141 吸引機構、160 剥離アームユニット駆動機構、WJ 貼合ウエハ、WJU 上側のウエハ、WJL 下側のウエハ。

Claims (5)

  1. 2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部と、
    前記ウエハ支持部の外側に配置され、前記ウエハ支持部に支持される前記貼合ウエハの貼合部に対して進退可能なアーム部と、
    前記アーム部の先端に設けられ、前記上面と交差する方向に膨出可能な膨出部と
    を備える、ウエハ剥離装置。
  2. 前記膨出部の内部に流体を供給し、当該流体により前記膨出部を膨出させる流体制御機構を更に備える、請求項1に記載のウエハ剥離装置。
  3. 前記アーム部が前記膨出部を膨出可能に保持する保持部を更に備える、請求項1又は2に記載のウエハ剥離装置。
  4. 2つのウエハが貼り合わされて構成される貼合ウエハを支持可能な上面を有するウエハ支持部で当該貼合ウエハを支持し、
    前記ウエハ支持部に支持される前記貼合ウエハの貼合部に、所定のアーム部の先端部を挿入し、
    前記先端部に設けられる膨出部を、前記上面と交差する方向に膨出させることを含む、ウエハ剥離方法。
  5. 前記膨出部が、流体の供給により膨出する、請求項4に記載のウエハ剥離方法。
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CN117446494B (zh) * 2023-12-25 2024-04-12 常州铭赛机器人科技股份有限公司 双工位上料装置及上料方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09263500A (ja) * 1996-01-22 1997-10-07 Komatsu Electron Metals Co Ltd 貼り合わせsoiウェーハの剥がし治具
FR2752332B1 (fr) * 1996-08-12 1998-09-11 Commissariat Energie Atomique Dispositif de decollement de plaquettes et procede de mise en oeuvre de ce dispositif
JP2000077286A (ja) 1998-09-02 2000-03-14 Canon Inc 試料の分離装置及び分理方法並びに基板の製造方法
JP2002075917A (ja) * 2000-08-25 2002-03-15 Canon Inc 試料の分離装置及び分離方法
JP5080200B2 (ja) 2007-10-22 2012-11-21 リンテック株式会社 脆質部材の処理方法および該方法に用いられる粘着シート
JP2009214485A (ja) 2008-03-12 2009-09-24 Fujifilm Corp 基板剥離装置及び基板剥離方法
JP2012204709A (ja) 2011-03-28 2012-10-22 Okamoto Machine Tool Works Ltd 半導体基板保持用のパッドおよびそれを用いて半導体基板を搬送する方法
FR2995441B1 (fr) 2012-09-07 2015-11-06 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de separation de deux substrats
JP5875962B2 (ja) 2012-09-19 2016-03-02 東京エレクトロン株式会社 剥離装置、剥離システムおよび剥離方法
JP6076856B2 (ja) 2013-08-09 2017-02-08 東京エレクトロン株式会社 剥離装置、剥離システムおよび剥離方法
JP6518405B2 (ja) 2014-03-28 2019-05-22 株式会社東京精密 半導体製造装置及び半導体の製造方法
JP6283573B2 (ja) 2014-06-03 2018-02-21 東京エレクトロン株式会社 剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
CN104979262B (zh) 2015-05-14 2020-09-22 浙江中纳晶微电子科技有限公司 一种晶圆分离的方法
JP6695227B2 (ja) 2016-07-19 2020-05-20 東京応化工業株式会社 支持体分離装置および支持体分離方法

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