TWI273646B - Device for cutting a layer of substrate and method for same - Google Patents

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TWI273646B
TWI273646B TW92100001A TW92100001A TWI273646B TW I273646 B TWI273646 B TW I273646B TW 92100001 A TW92100001 A TW 92100001A TW 92100001 A TW92100001 A TW 92100001A TW I273646 B TWI273646 B TW I273646B
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Description

A7 B7 1273646 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明大體上關於材料之處理， 統、光學系統或光電系統之基質的處理 更明確地說，本發明關於一種用以 更特定言之係關於電子系 5 阿精度切割構成一具有二 個主表面之欲切割總成之二個材料層的方法，該方法包括·· 一 •在該二材料層之間產生一藉以讓該二材料^^合a 化界面，該界面在該欲切割總成之外周定義一 環； 10 形成一第一高壓區，該第一高壓區之邊界包括該欲切 割總成之界面環的至少一部分； 參 形成至少-第二低壓區，該第二低壓區之壓力相對於 該欲切割總成之-主表面的至少_部分受到控制； 對該高壓區供應-流體，職體之壓力受到控制。 15 在本說明書中，、、切割（cut)夕一辭應解釋為包括將一單 一 7G件或總成分成兩個實體獨立部分且確保這些部分不會再次 結合的作業。 先前技術 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述類型之方法廣為人知，亦即如法國專利FR 2 7恥491 20 號所揭示。 該專利亦提出一種用來實行該方法的裝置。 遠專利特別提出在界面區内實現至少一凹穴，然後利用該凹 穴開始對由該界面定義之兩層的一切割作業。 該專利所揭示内容的限制在於其僅能用來切割已事先黏合在 25 -起的層，脆化界面必然是一黏合界面。 本紙張尺度適財關家_(CNS)M規格⑽χ Μ7公 1273646 A7 B7 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 若能將-前述類型方法實行為 界面分隔之層進行切_會财利⑽實現對以—任何類型脆化 -材前述類型方法實行為例如用來切割以-_由 面分隔之層（因此該二層是 疋義的脆化界事實上，在__子：相有利。 =定義—_的方法_用:二電=型:::義元件植入深度之方式將元件一子):二 -個此縣質〔依據—般接受的英 (她r)，〕舉例來說得為一半導體材料，例如石夕。為曰曰圓 界面Us彻任航其杨*言為f知之其财法實現脆化 料中間如;稍密材料的兩個區域之間建構-多孔材 °° S，在基貝内包括一埋入的氧化物層（舉例來說， 一 SOI-在絕緣體上成長的矽晶-基質）。 式。因此兩層之黏合僅有—種在兩層間產生_脆化界面的特定方 乂因此本發明之一目的為實行一種前述類型方法用以在一已由 前文所述方式任-者或由任何就其本身而言為習知之方法形成 的脆化界面切割一欲切割總成。 要注意到習知中有其他能夠切割以一由植入方式定義之脆化 界面分隔之層的方法。一個此類方法之實例見於類專利us 6 221 740 號。 25 但該方法並未提供法國專利FR 2 796 491號所述類型方法 之特定優點。
本紙張尺度適財國國家標準(CNS)A4規格 (210x297 公釐）
五、發明說明（3 ) 特定。之〜亥方法並未指引吾人如何精確地控制兩個不同區 (相當於前文提及的高壓區和低壓區）内的壓力。 就7日來σ兒’此等控制對於進行精確的切割作業以及避免脆 弱且預期中在切割後具有-極高表面品質之晶圓劣化的風險而 5言為重要。 因此，美國專利US 6 221 740號所述裝置並不能夠控制鄰 接於界面環之至少-部分的單—高壓區内的壓力。 且必須注意到即使是此種控制也因為界面環處之明顯漏姐 險而無法以-細緻方式達成（藉由相對於該界面環定位之一 〇 1〇形密封環確保有相當程度的密封效果，但如美國專利㈣抝 740號在第4欄第21-22行及第34—36所述，此密封效果是相春 相對性的）。 田 此外，美國專利US 6 221 740號並不具有如法國專利FR 2 796 491 5虎所述之一有利結構類型，後者不僅能夠定義至少一言 15壓區和-低壓區讓這些區域内的壓力能受到精確控制，更能= 讓欲切割總成在接受切割時非常自由地變形（亦即因為缺此w 該總成之主表面之一大部分的接觸所致）。 、乏對 因此，法國專利FR 2 796 491號及美國專利阳6 221 7 號之裝置的結構呈現出對應於基礎性機能差異的基礎性差異40
1273646 A7 B7 五、發明說明（4) 此等優點在美國專利us 6 221 740號所述構造中沒 有； •能夠在一由任何方式（例如植入法）實現之脆化界面 有效率地切割，此為法國專利FR 2 796 491號之方法 5 及裝置目前無法提供的，後者如其所述嚴格地限制在 對一相當於一黏合界面之脆化界面的切割。 為達成該目的，本發明在一第一觀點中提出一種用以高壓切 割構成一具有二個主表面之欲切割總成之二個材料層的方法， 該方法包括： 10 •在該二材料層之間產生一藉以讓該二材料層接合之胪 化界面，該界面在該欲切割總成之外周定義一界 環； 1面 •形成一第一高壓區，該第一高壓區之邊界包括該欲切 割總成之界面環的至少一部分； 15 •形成至少一第二低壓區，該第二低壓區之壓力相對於 該欲切割總成之一主表面的至少一部分受到控制· •對該高壓區供應一流體，該流體之壓力受到控制。 該方法的特徵在於： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •產生一脆化界面之作業能藉由就其本身而言為習知且 20 適於該目的之任何類型方法實現，且因此不侷限於且 生一黏合界面，及 .' •結合了該高壓進給流，該欲切割總成之界面環受到 少一刀刃攻入。 至 依據本發明之方法之較佳但非侷限性觀點為： 、 25 •將该南壓區以一密封方式隔離於每一低壓區· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1273646 A7 B7 五、發明說明（5) •將該欲切割總成放置在一空間内，在此空間内由與該 欲切割總成共同作業之〇形韻環定義出該高壓區及 每一低壓區； •該高壓區内的高壓受到控制以便逐漸增壓； … 5 •建立一管制迴路以將該高壓建立成在切割時產生之分 離邊緣的前進量之一函數； •相對於與欲切割總成有關之每一主表面建立一低壓 區， •獨立控制二個低壓區的壓力； 10 ·藉由就每一刀刃獨立供應之一高壓流體建立該高壓； •藉由一包括用來供應高壓流體之構件的刀刃建立該高 壓； •此外’在該欲切割總成之主表面上施加牽引及/或剪切 作用。 15 依據一第二觀點，本發明亦提出一種用以高壓切割構成一具 有二個主表面之欲切割總成之二個材料層的裝置，該欲切割總 成之層由一脆化界面隔開，該界面在該欲切割總成之外周定義 一界面環，其特徵在於該裝置包括： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •用來在該欲切割總成之界面環建立一第一高壓區的構 20 件； •用來相對於該欲切割總成之一主表面至少一部吩建立 一低壓區的構件； •及至夕一用來從該界面環攻入該欲切割總成的刀刃。 依據本發明之裝置之較佳但非侷限性觀點為： · 25 #该裝置包括用來在該高壓區與每一低壓區之間建立一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 1273646 五、發明說明（6) - 密封的構件； • 4裝置包括對該裝置之每一刀刃為獨立的獨立高壓供 應構件； " •該，置之至少一刀刃包括一用來供應高壓流體的内部 5 導管； •:亥，置包括-用來以在切割期間產生之分離邊緣的前 進$之一函數斜該高壓增壓的管制迴路； •該裝置包括用來建立並獨立控制與該欲切割總成之二 個主表面個別相關之二個低壓區之壓力的構件； 10 · $裝置更包括用來對該欲切割總成之二個主表面個別 進行一互補機械作用的構件； •該互補機械作用得為一垂直於該欲切割總成之主表面 ^牽引作用及/或—在該脆化界面之平面内的定向剪 15 實施方式 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此簡介下文之本發明不同版本實施例說明，要注意到以下 所述實例呈現對-欲切縣成1()的调健，該總成包括由一 脆化界面分隔的二個材料層。 20 配置在該脆化界面之一側及另一側上的該二層得以相同材料 或不同材料實現。 該脆化界面本身得由就其本身而言為已知之任何方法實現。 特疋a之，此脆化界面得如前文所述以植入一元件的方式實 現，或甚至是以任何其他習知方式（包括一相當於在欲切割之 25該二材料層間之脆化界面的多孔薄層、黏合等）實現。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 x 297公爱） 1273646 A7 B7 五、發明說明（7) 在此亦應注意到在本說明書所示圖式中，該欲切割總成是成 二個較厚層的形式，在現實中這些層得為極薄的。 特定言之，在本發明之一較佳應用令，該欲切割總成得為 SOI之一基質（或更廣泛地說，其依據一般接受的英文術語為— 5 S0A-在任何物上成長的矽晶-型基質，或甚至依據一般接受的英 文術語為一 A0A-在任何物上成長的任何物-型基質）。 在本文延續内容當中，會以、、晶圓"稱呼欲切割總成1〇。 今參照圖la，該圖簡略繪出一包括由一脆化層η分隔之二 個層10a和10b的晶圓10。 〇 因此層10a以其背對脆化界面11之表面定義晶圓1〇之一第 一主表面10al。層l〇b對稱地定義該晶圓之一第二主表面 10b卜 因此晶圓10包括： •由一脆化界面11分隔之二個層1〇3和1〇b ; 15 #二個層10a和1〇b各自在其外表面定義出該晶圓之二 個主表面l〇al和l〇bl ; •脆化界面11在該晶圓之外周定義出一應稱之為、'界面 環的圓形線。 晶圓10通常成圓形，因此二個層10a和10b呈現以脆化界 20 面11接合的二個相疊碟狀形式。 如月ίι所述，該脆化界面得以任何就其本身而言為已知之方式 實現。
25 在此應注意到晶圓1〇亦已事先經過一特定處理以便沿脆化 界面11進行切割。 _ 一個此類前期處理舉例來說得包括讓晶圓10經歷高溫退火 _ Q
A7 1273646 明說明（8)—---- 型之熱處理。 更特定言之，在以植入方式實現一脆化界面的案例中，此前 期熱處理肖b讓界面11、、過度脆化（〇ver—embrittlement)-應 了解到與此岫期處理相關之熱開支（廿jermal budget)必須保 5持低於使該二層1以和l〇b完全分裂開所需的熱開支。 依此方式使得切割作業（亦即促成兩區塊10a和l〇b最終相 互分離的作業）得到幫助。 將該晶圓置入一能夠以一密封方式定義出至少一個高壓區和 一個低壓區的容器20内。 10 更明確地說，容器20包括以密封方式抵住該晶圓之相應主 表面10al和l〇bl的二個〇形環2〇a和2〇b。 因此每一0形環相對於該晶圓同心地配置。 此外，每一 0形環20a，20b與容器20之壁成密封接觸。因 而在該容器内部產生此一構造： 15 · 外周區21，其涵蓋晶圓10包括對應於界面環之區 域的側壁； • 一個區域22a和22b，其由相應〇形環2〇a和20b界 疋且排列為面向該晶圓之該二主表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖la中，吾人應注意到一用來在受控壓力下（例如藉由 20 閥211控制）對區域21供應一流體的流體入口 。 區域21即為所稱高壓區，供應此區之流體的受控壓力如下 文所將說明是以一使其大於存在於區域22a和挪内 方式定義。 、 事實上，存在於該二區域22a和22b内之壓力亦可藉由 25就其本身而言為已知之方式控制。 ____ -10- 本紙張尺度適肖+ ®目家;^(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ' "' -- 1273646 A7 B7 五、發明說明（9) 5 10 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 25 在此應注意到充滿區域22a和22b之流體得單純是空氣或甚 至是-指定氣體混合物，或-般來說是適於控制該晶圓之外表 面上之壓力的任何流體或流體混合物。 同樣地，經由供應口 210送達之流體得為適於在區域·21内 提供-高壓且如下文所述有助於該晶圓之二狀蝴的任何流 體。 在此必須注意_來建立-高叙流體必須具有能夠攻擊界 面11且因而有助於切割作業的化性（舉例來說，在切割一氧化 物層的案例申，可使用一液態或氣態即流體）。 #在圖la至1C所示實施例中，區域22a和22b之壓力單純地 藉由容許容納在相應兩區域内之空氣（或概括地說為流體）與 容器20周遭之環境大氣自由連通的通風口…和21b控制。、 在此案例中，區域22a和22b之、、低壓"是受到使其符合環 ;兄壓力的方式控制。在-置放於大氣壓力空氣内之容器的案例 中，該低壓受到使其等於該大氣壓力的方式控制。 吾人亦注意到（特別是在圖la和lb中）—排列於高壓區 21内之刀刃30的存在。 刀刀30置放在脆化界面U之軸線内，該刀刃之前緣配置在 對應於該脆化界面11之界面環的水準面。 此外，刀刀30絲在能夠調節並控制其在脆化界φ u之平 面内之位#的彳日（構件上（此等指定構件得為任何就其本身而 5為已知的類型且在圖式中並未繪出以確保圖面簡潔）。 在此聲明0形環20a # 20b得換成具有另一形式之密封或換 成能夠在區域21與區域22a和22b之間建立一緊密密封效果的 任何指定構件。 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G X 297公釐） 訂 線 A7 B7 1273646 五、發明說明（10) 在此同樣要聲明依據本發明有可能僅定義與欲切割晶圓之二 個主表面當中一個有關的一個區域22a或22b。在此案例中，該 晶圓的另一面得為受高壓區21包圍。 特定言之，該等低壓區之構造可經修改使其有助於該晶词之 5二個層10a和10b其中之一變形，亦即為構成該晶圓之二個層 之相應材料的一個功能。 事實上，在利用不同材料實現此二層的案例中，有可能在切 割過程中吾人想要更特定地協助該二層其中之一變形。在此案 例中，吾人可能想要形成一僅與對應於此特定層之晶圓主表面 10 有關的低壓區。 吾人亦可以在該二層其中之一上層造成一大於另一層之壓力 差（且因而造成一負荷）的方式獨立且不同地控制該二區域22a 和22b的A低壓"。 在此亦聲明供應給咼壓區21之流體的壓力得以在此區内逐 15漸建立一高壓的方式受到控制，且為此之故吾人可定義任何控 制序列使此壓力增加較強或較弱地快速且/或連續實現。 今特別參照圖lb和lc連同區域21内一高壓？丨之建立（P1 大於存在於區域22a和22b内之壓力P〇)，刀刃3〇的運動以使 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該刀刃之前緣在該晶圓之界面環水準面攻入該晶圓的方式受到 20 控制。 在此應回想起該界面環相當於脆化界面11與晶圓外周之 交會處。 在此亦聲明若晶圓10之二層在圖式之非常圖解化表現中具 有斜角邊緣，亦有可能該等邊緣具有較強或較弱的尖銳度。- 25 77赠緣就垂餘欲_晶圓主表面之意義來位置（亦 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇χ297公釐） [273646
五、發明說明（n) 内的位置）以在其位移時使該刀刃前緣從該界面 衣之水準面攻入該晶圓的方式精確定義。 然而，亦有可能將刀刀30與容許在錯直方向内有一些自由 5 结合以在此刀77達到與界面環接觸時讓該刀刃之前緣 的金σ直向位置能夠自我調整。 舰自我調整在界面環是由層版和隱之斜緣定義之時特 A订nt界面蚊位在—在糊作業綱導引該刀 刀之别緣朝向脆化界面u的斜環的底部。 11 2 lb呈現依據本發明之裝置，刀刀3〇已攻入脆化界面 且已將一層10a和l〇b分開。 刀 吾人會回想到在圖式中呈現之不同元件（層i〇a和動、 刃30等）的比例並非真實比例。 舉例來說，當剌攻入_ S0I，該二層lGa和⑽僅以該乂 κ刀ΐ寬度（其可能大約是—公釐）展開，且在圖1b中特別呈賴 之層10a和l〇b變形經過非常大幅的誇張化。 在任何情況中，刀刃刺入二層此和1%之間都能在該二展 之間產生亚傳播-分離邊緣’該分離邊緣⑽在圖^中簡略續 出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 舉例來說’在切割SOI結構之範嘴中，已知此等分離邊緣肩 π I能觀測得到〔舉例來說，藉由對—照射於受切割晶圓之烟 (例如紅外光）之反射及/或透射的測量觀察〕。 另外要聲明刀刀30僅在晶圓之外周的一小部分上攻入盖 圓。 ▲就這方面來說，刀刃之頂視圖輪魏如圖lc所示相當於二 25僅就晶圓外周之一小部分攻入晶圓的投影幾何形狀 _ 1 Ί [273646
、發明說明（u) 亦有可能為刀刀30定義一不同的幾何形狀，且舉例來說賦 予其-個從上方觀看時成一新月凹形輪廓的形狀（相當於圖ic 所示者）’此時刀刀之前緣與晶圓外周的一整個斜角扇形部合 作。 在所有情況中，當刀刃3〇攻入晶圓且二層服和⑽之間 開始分離（0形環20a和20b以一使此初始分離有可能發生的方 式配置成後縮遠離晶圓1G之外周），區域21内處於高壓狀態 的流體能穿過（包括從該刀刃之側面上進入）該二層i〇a和勘 之間、到該刀刃30之側面上及到刀刃前頭。 10 依此方式，在該二層10a和1〇b之間及刀刃3〇前頭產生一 區域1000，在此區内的壓力大致等於Ρ1·。 15 由於刀刃已充分地在二層10a和10b之間推進使得該區域 1000配置成與受密封20a和20b包圍之晶圓主表面齊平，因此 層l〇a和l〇b之至少-部分因為層之該部分所暴露環境之壓力 差（P1-P0)而受到一使其與另一層分開的應力。 結果是該二層受助分離。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 有關此方面要注意到依據本發明之裝置的構造能夠藉由使二 層10a和l〇b鉛直向地相互分開而任由此二層1〇a和1此極為 自由地變形（相反於利用美國專利US 6 221 74〇號 ^ 20 結果）。 寸 因此，刀刃與藉由壓力差（P1-P0)產生 玍之負何的合併作用 讓晶圓切割作業能在最佳條件下進行。 在此要聲明密封20a和20b之彈性最好定義為· •容許層10a和10b以一能夠完成切割作業的方式相1 25 分開相當程度； 》 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1273646 •確保高壓區與每一低壓區之間有一良好密封效果。 在此亦要聲明壓力級P1和p〇是定義為切割作業之期望參數 (特別要將該二晶圓層之組成材料納入考量）的一個函數。 在所有情況中，區域21内之一超壓P1的逐漸建立藉由防止 5層i〇a和i〇b有任何破裂而有助於切割作業的進行。 、亦有可能建立一用來將區域21内之壓力增加控制成以分離 邊緣1GG的前進量觀測值之一函數的管制迴路。此分離邊緣觀 測舉例來說得由觀測該晶圓之光學特性（特別是可見光及/ 或紅外光觀測）的方式達成。 10 今參照圖2_2b，圖中繪出本發明之-第二主要版本。 圖2a繪出相同的晶圓10，其受到至少一刀刃攻入，該等刀 刃本身包括一高壓流體供應構件。 在圖2a實例中，晶圓1〇遭遇二個可動刀刀31和32攻入， 該二刀刀在晶圓兩側對應於脆化界面u之平面内捏向相對。 15 然而，這些利其中之—縣保持固定且包括-晶圓支心 此支架亦有助於憑藉配置在兩表面上之密封而在高壓區與低壓 區之間建立-密封效果（接頭之構造及其所扮演的角色在本說 明書更後面說明）。 每-刀刃31，32包括-與-高壓流體儲槽連接之内部供應導 2〇管310, 320，其内提供用來控制該導管内一高壓ρι之建立的 件，且該導管在容納該導管之刀刀的前緣之水準面開口。 在此版本中，在界面環水準面之一超壓的建立經由在刀刃攻 入晶圓之後透過刀刃之導管以壓力注人流體的方式確保（換句 話說，-旦刀讀於圖2b卿位置即在高壓區與低壓區之間建 25 立*--霜封效吴）。
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 x 297公爱） 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1273646 發明說明（14) 壓區，其攻擊式界定在界面環之水準面的高 -壓力谢柿则或晶圓遭受 5要版^相!於一本發明特別簡單實行構造的圖以和此所示主 有曰□表面2^於晶^主表面安頓之低壓區單純地對應於其内 有曰曰囫表面暴露於環境大氣勤（稱為p())的區域。、内 因此有可能以-密封方式相對於晶社絲面（或 — 定義此等低魏，_是如敎所述藉由將晶圓置二 ⑽谷—域由峰齡在該容^岐義密舰_方式由 2入晶圓之刀刃之—内部導管（或由刀刃本身）持續確保超Μ ri ° 在此聲明在此案例中亦提供互補構件以確保健區（特別是 相對於晶圓主表面排列之區域）與高壓區（特別是在晶圓被刀 刀31和32攻入時位於該等刀刃前頭的區域_參見圖間之一 15緊密密封效果。 該互補構件得如圖2a和2b所示採取〇形環3100a，31〇〇b， 3200a，3200b之局部的形式。 如圖2a中更清楚顯示，二個密封3i〇〇a和3100b因而固定 在刀刃31上方和下方之二個相應表面上。 20 該刀刃具有一成半環狀形式的整體幾何形狀（亦見於圖 2b)，其内徑（半環狀體之中央空穴的直徑）比晶圓外周環之 外徑小一相當於該刀刃攻入晶圓内之期望深度的距離。 由於一個刀刃31和32完全相同且對稱配置（其所承載之〇 形環亦如此），該二刀刃之夾緊作用產生一環從晶圓環之全外 25 周攻入晶圓環而僅刺入該晶圓一期望深度。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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1273646 A7 B7 五、發明說明（ι〇 式讓切割作業完整進行。 吾人也要注意到在圖2中有二個抓持元件30a和30b與晶圓 之相應表面l〇al和l〇bl接觸。 該等抓持元件舉例來說得包括該等抓持元件之表面上與晶圓 5主表面接觸的吸盤或吸力構件。 元件30a和30b因而能以促進切割作業的方式協助層10a和 10b之分離。 在此聲明這些元件能由遠距方式控制（以便直接施加一有助 於層10a和l〇b之分離的牽引）。 10 亦有可能控制這些元件30a和30b在脆化界面11之平面的 方向内的運動，該二元件具有以產生剪力之方式發生的相反方 向位移以更進一步協助層10a和10b的切割作業。 圖式簡單說明 本發明之其他觀點、目的和優點在參照所附圖式閱讀本發明 之較佳實施例說明時會變得明顯，圖式中： •圖1a為一依據本發明之裝置之一第一主要版本的側向 立面簡圖，該裝置包括一刀刃，圖中所示該刀刃處於 攻入一欲切割總成之前的情況； 2〇 ·圖lb為相同裝置之一相似圖，該刀刃已開始攻入欲分 開的總成； •圖lc為相同裝置之一頂視簡圖，該裝置之刀刃處於一 對應於圖lb所示的位置； •圖2a為-相當於—本發明第二主要版本之裝置的側向 25 立面簡圖； -18. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐）
裝. 訂
經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 1273646 A7 B7五、發明說明（Π) • 圖2b為一對應於圖2a所示版本的頂視簡圖。 t-· .訂· 丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1273646 A7 B7 五、發明說明（is) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖式之元件代號說明： 代表符號 名稱 10 欲切割總成（晶圓） 10a 材料層 10al 主表面 10b 材料層 10bl 主表面 11 脆化界面（脆化層） 20 容器 20a 0形環 20b 0形環 21 南壓區（外周區） 21a 通風口 21b 通風口 22a 低壓區 22b 低壓區 30 刀刃 30a 抓持元件 30b 抓持元件 31 可動刀刃 32 可動刀刃 100 分離邊緣 210 流體入口 211 閥 310 内部供應導管 320 内部供應導管 1000 與P1大致等壓區 3100a 0形環 3100b 0形環 3200a 0形環 3200b 0形環 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐）

Claims (1)

1273646 六、申請專利範圍 A8 專利申請案第92100001號 B8 ROC Patent Appln. No.92100001 C8 修正後無劃線之申請專利範圍替換本-附件(三) D8 Amended Claims in Chinese - Enel.(IIP， (民國95年8月屮曰送呈） (S upffittlFiT ϋίΓΑϊϊρΥΠρΤ2ΤΤϋ^Γ/^年8月曰修々更)正本 種用來高壓切割構成一具有二個主表面之欲切割總 成（1〇)的二個材料層（10a，10b)的方法，該方法包 括： 蛭濟部智慧財產局員工消費合作'社印製 2. 在該二材料層之間產生一藉以讓該二材料層接合之 脆化界面（11)，該界面在該欲切割總成之外周定 義一界面環； 形成一第一高壓區（21)，該第一高壓區之邊界包 括該欲切割總成之界面環的至少一部分；形成至少一第二低壓區（22a，22b)，該第二低壓區 之壓力相對於該欲切割總成之一主表面的至少一部 分受到控制； 對該高壓區供應一流體，該流體之壓力受到控制； 該方法的特徵在於·· •產生一脆化界面之作業能藉由就其本身而言為習知 且適於該目的之任何類型方法實現，且因此不侷限 於產生一黏合界面，及 結合了該尚壓進給流，該欲切割總成之界面環受到 至少一刀刃（30,31，32)攻入。 如申請專利範圍第1項之方法，其中該高壓區以一緊 密密封方式隔離於該低壓區。 如申請專利範圍第2項之方法，其中該欲切割總成放 置在一谷器（2〇)内，在此容器内由〇形環與該欲切 割總成共同定義出該高壓區及每一低壓區。 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該 m 訂
本紙張尺 -21 - 國家標準(CNS)A4規格（210x297公釐） 91598-範圍-接 1273646 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 高壓區内的高壓受到控制以便逐漸增壓。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中建立一管制迴路 以將該高壓建立成在切割時產生之分離邊緣（100) 的前進量之一函數。 6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中分 別相對於該欲切割總成之每一主表面建立一低壓區。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該二低壓區之壓 力受到獨立且不同的控制。 8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該 高壓是藉由每一刀刃之高壓流體獨立供應源 (210,211)建立。 9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該 高壓是藉由一包括用來供應高壓流體之構件 (310,320)的刀刃（31，32)建立。 10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中更 在該欲切割總成之二個主表面上施加一牽引及/或剪切 作用。 11. 一種用來高壓切割構成一具有二個主表面 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (10al，10bl)之一欲切割總成（10)的二個材料層 (10a，10b)的裝置，該欲切割總成之二層以一脆化界 面（11)分隔，該界面在該欲切割總成之外周定義一 界面環，該裝置之特徵在於： •用來在該欲切割總成之界面環的水準面建立一第一 高壓區（21)的構件（20,210,310,320); -22 - 本紙張尺度適用申國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1273646 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 •用來相對於該欲切割總成之一主表面至少一部分建 立一低壓區（22a，22b)的構件（21a，21b); •及用來從該界面環攻入該欲切割總成的至少一個刀 刃（30,31，32)。 12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該裝置包括用 來在該高壓區與每一低壓區之間建立一緊密密封的構 件（20,20a，20b，3100a，3100b，3200a，3200b)。 13. 如申請專利範圍第11或12項之裝置，其中該裝置包 括對該裝置之每一刀刃為獨立的獨立高壓供應構件 (210,211)。 14. 如申請專利範圍第11或12項之裝置，其中該裝置之 至少一刀刃（31，32)包括一用來供應高壓流體的内部 供應導管。 15·如申請專利範圍第12項之裝置，其中該裝置包括一 以在切割期間產生之分離邊緣（100)的前進量為函 數對該高壓增壓的管制迴路。 16. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該裝置包括用 來建立並獨立控制與該欲切割總成之二個表面個別相 關之二個低壓區（22a，22b)之壓力的構件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該裝置更包括 用來對該欲切割總成之二個主表面個別施予一互補機 械作用的構件（30a,30b)。 18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中該互補機械作 用得為一垂直於該欲切割總成之主表面的牽引作用及/ 或一定向在該脆化界面之平面内的剪力。 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI401739B (zh) * 2004-10-21 2013-07-11 Fujifilm Dimatix Inc 蝕刻犧牲材
CN1312465C (zh) * 2005-01-31 2007-04-25 哈尔滨工业大学 用于测量硅片键合强度的装置
FR2906933B1 (fr) * 2006-10-06 2009-02-13 Commissariat Energie Atomique Dispositif de separation d'une structure empilee et procede associe
KR100891384B1 (ko) * 2007-06-14 2009-04-02 삼성모바일디스플레이주식회사 플렉서블 기판 접합 및 탈착장치
US20110168317A1 (en) * 2010-01-12 2011-07-14 Fujifilm Corporation Controlled Bond Wave Over Patterned Wafer
FR2977069B1 (fr) 2011-06-23 2014-02-07 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication d'une structure semi-conductrice mettant en oeuvre un collage temporaire
ITFI20120233A1 (it) * 2012-10-29 2014-04-30 Esanastri S R L Dispositivo di micro-sfridatura di film plastici o in carta a uno o più strati autoadesivi, biadesivizzati o elettrostatici accoppiati con un liner di supporto antiaderente
JP5993731B2 (ja) * 2012-12-04 2016-09-14 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
JP5909453B2 (ja) * 2013-03-07 2016-04-26 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
US9508586B2 (en) 2014-10-17 2016-11-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Debonding schemes
DE102015101897A1 (de) 2015-02-10 2016-08-11 Ev Group E. Thallner Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum zumindest teilweisen Lösen einer Verbindungsschicht eines temporär verbondeten Substratstapels
KR102390987B1 (ko) * 2015-09-08 2022-04-27 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 이를 제조하기 위한 방법
CN108039327A (zh) * 2017-12-06 2018-05-15 德淮半导体有限公司 一种晶圆处理装置以及自动测量晶圆键合能量的系统
CN111458289A (zh) * 2020-04-03 2020-07-28 长江存储科技有限责任公司 键合能的测试设备及方法、键合设备工艺参数确定方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068291B (en) * 1980-01-22 1982-12-15 Penrhyn Quarries Ltd Apparatus for and a method of cleaving laminated material
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
EP0995227A4 (en) 1997-05-12 2000-07-05 Silicon Genesis Corp CONTROLLED CLEAVAGE PROCESS
US6013563A (en) * 1997-05-12 2000-01-11 Silicon Genesis Corporation Controlled cleaning process
US6033974A (en) * 1997-05-12 2000-03-07 Silicon Genesis Corporation Method for controlled cleaving process
SG70141A1 (en) * 1997-12-26 2000-01-25 Canon Kk Sample separating apparatus and method and substrate manufacturing method
JP2000100678A (ja) 1998-09-25 2000-04-07 Canon Inc 試料の分離装置及び分離方法並びに半導体基板の製造方法
FR2785217B1 (fr) 1998-10-30 2001-01-19 Soitec Silicon On Insulator Procede et dispositif pour separer en deux tranches une plaque de materiau notamment semi-conducteur
FR2796491B1 (fr) * 1999-07-12 2001-08-31 Commissariat Energie Atomique Procede de decollement de deux elements et dispositif pour sa mise en oeuvre
US6221740B1 (en) * 1999-08-10 2001-04-24 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving tool and method
TW508690B (en) * 1999-12-08 2002-11-01 Canon Kk Composite member separating method, thin film manufacturing method, and composite member separating apparatus

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