TWI821529B - 用於可斷裂組件的固持裝置及用於分離該可斷裂組件之分離設備 - Google Patents

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Abstract

一種用於一可斷裂組件(1)的固持裝置(100)，旨在沿著被界定在該可斷 裂組件(1)之一上部(7)與一下部(8)間之一斷裂平面(4)進行分離，該固持裝置(100)包括至少兩個突出部(9)，其被組構成使該可斷裂組件(1)保持在基本上水平的一固持位置，該些突出部(9)位於該上部(7)與該下部(8)之間，抵靠該上部(7)的一外周倒角(10)，一支撐件(15)，其位於該些突出部(9)下方並與該些突出部(9)有一距離，以在該可斷裂組件(1)分離時，透過地心引力方式接納該下部(8)並使其與被該些突出部(9)固持住的該上部(7)保持一距離。

Description

用於可斷裂組件的固持裝置及用於分離該可斷裂組件之 分離設備
本發明一般而言涉及材料之處理，詳言之，本發明涉及電子、光學及光電底材之處理。
更詳細而言，本發明涉及一種用於可斷裂組件的固持裝置，旨在沿著被界定在該可斷裂組件之上部與下部間之斷裂平面進行分離。
一種用於製作SOI「絕緣體上矽」底材的習知方法，稱為Smart CutTM方法，主要包含以下步驟：- 在施體底材中的給定深度處離子植入輕質物種之步驟，以形成包含微凹穴之埋置脆性平面，其界定出待移轉到支撐底材上的表面層；所述施體底材係由例如單晶矽製成；- 將施體底材組裝至支撐底材上之步驟，支撐底材可為，舉例而言，矽製，且其表面可視需要加以氧化，該組件形成可斷裂組件；- 使該可斷裂組件沿著埋置脆性平面分離之斷裂步驟，使其分離為包含支撐底 材和移轉表面層的第一部分(SOI底材)，以及包含施體底材剩餘部分之第二部分。
在最後步驟期間，脆化熱處理可促進埋置脆性平面中所存在的微凹穴之聚結(coalescence)及加壓(pressurisation)。單獨在此熱處理的作用下，或透過在熱處理之後額外施加力量，可引發沿著埋置脆性平面傳播的斷裂波，其允許可斷裂組件分離成兩個部分。
該最後步驟一般在回火爐中進行，其水平組構如圖1所繪示。這樣的爐具被設計成可在石英管道210中同時處理多個可斷裂組件。
圖1繪示設置在容器110(例如石英托架)上的多個可斷裂組件1，該些可斷裂組件彼此平行對齊。托架110置於可移動的勺子120上，其允許將可斷裂組件1裝載到爐具的管道210中，並在回火結束時將其卸載。
從圖1可看出，可斷裂組件1係垂直設置，亦即每一可斷裂組件1的斷裂平面是垂直的。
由於可斷裂組件1係垂直設置，因此在斷裂後，兩個部分實際上彼此仍非常接近，甚至彼此倚靠。接著，必須非常小心夾持每一部分，以確保兩個部分在不損及其表面光潔度(尤其是因為摩擦)的情況下分開。目前已有數種方法可實施這種搬運(handling)。尤其可參考文件EP 1124674或EP 1423244。
文件EP 1331663提出水平回火爐的替代方案。在該文件中，可斷裂組件不是垂直設置，而是水平設置。該文件亦描述使用搬運機器人在分離之前和之後搬運可斷裂組件的可能性。
本案申請人注意到，將可斷裂組件水平設置時，斷裂過程中一個部分相對於另一個部分之滑動，及/或夾持分離後所產生的各部分之步驟，可能 在兩個部分的相對面上造成刮痕，這是因為一個部分在另一個部分上面發生相對運動及摩擦。當組件抵靠在剛性(rigid)支撐件上時尤其如此。在分離之後，位於上部的底材將在其自身重量的作用下接近下部底材。分隔兩個底材的距離越短，兩個底材接觸(並因此造成損傷)的可能性就越高。
文件EP 1385683提出一種切割裝置及方法，其允許將可斷裂組件斷裂後的兩個部分以高度精確的方式分開。該方法涉及將可斷裂組件水平設置在固定且平坦的底盤(chassis)上，該底盤亦支撐一楔形物及一可移動支撐件，後者用於移動設置在其上之固定刀刃。可斷裂組件的側表面抵靠在楔形物上，而所述刀刃旨在於斷裂平面中引發可斷裂組件之分離。
然而，該文件沒有解決分離完成後，可斷裂組件的兩個部分的問題。事實上，該文件所述裝置難以使兩個部分彼此保持距離，從而在無損傷或污染風險下夾持、搬運並移動該些部分。
本發明之一目標為提出一種裝置以至少克服部分前述缺點，該裝置允許在斷裂之後以最小程度的干預，分離水平的可斷裂組件的兩個部分，並允許輕鬆搬運所述部分，從而限縮損傷或污染的風險。
為了達成此目的，本發明之標的提出一種用於可斷裂組件的固持裝置，其旨在沿著被界定在該可斷裂組件之上部與下部間之斷裂平面進行分離，該固持裝置包含： - 至少兩個突出部，其被組構成使該可斷裂組件保持在基本上水平的一固持位置，該些突出部位於該上部與該下部之間，抵靠該上部的一外周倒角(peripheral chamfer)；- 一支撐件，其位於該些突出部下方並與該些突出部有一距離，以在該可斷裂組件分離時，透過地心引力方式接納該下部，並使其與被該些突出部固持住的該上部保持一距離。
這種裝置可在不借助任何外部搬運的情況下，允許可斷裂組件的兩個部分彼此分開並保持一距離，所述外部搬運可能損傷或污染這兩個部分中的任一者。所述分離僅透過下部底材的地心引力作用提供。
這種裝置亦具有不需與可斷裂組件各部分之相對面接觸的優點。施加在可斷裂組件表面上的接觸或壓力，可能降低斷裂的品質，從而降低移轉層的均勻性。因此，根據本發明之裝置具有提供表現出明顯表面均勻性之底材的優點。
根據本發明之其他有利的和非限制性的特徵，其可以單獨實施，或以任何技術上可行的組合來實施：- 該支撐件與該些突出部之間的距離在1.5及10mm之間，優選在2及5mm之間；- 該些突出部設置在支柱上；- 至少一突出部設置在能夠移動的一可拆卸支柱上，以將該可斷裂組件置於所述固持位置；- 該固持裝置包括至少三個突出部；- 該固持裝置亦包括引發斷裂波的手段，以在該斷裂平面中引發該可斷裂組件 的分離；- 所述引發斷裂波的手段包括一刀刃；- 所述引發斷裂波的手段包括能夠發出超音波的一超音波裝置；- 該支撐件旨在於該下部的背面附近接納該下部，並包含一凹槽，以允許該下部經由其背面被夾持。
本發明之標的亦涉及一種用於分離可斷裂組件的分離設備，該分離設備包含一外殼及設置在該外殼中如前所述之一固持裝置。
根據本發明之其他有利的和非限制性的特徵，其可以單獨實施，或以任何技術上可行的組合來實施：- 該外殼為一爐具之一腔室，該爐具係用於熱處理該可斷裂組件及用於脆化該斷裂平面；- 該爐具包含對流加熱之手段、紅外線輻射或微波輻射加熱之手段，或感應加熱之手段；- 該爐具為一單晶圓快速回火爐。
1:可斷裂組件
2:施體底材
3:主面
4:斷裂平面
5:薄層
6:支撐底材
7:上部
8:下部
9:突出部
10:外周倒角
11:倒角
12:端部
13:基底
14:支柱
15:支撐件
16:正面
17:正面
18:背面
19:背面
100:固持裝置
110:托架
210:管道
下文關於本發明之實施方式一節，其絕非限制性，將更清楚說明本發明其他特徵和優點，實施方式係參照所附圖式提供，其中：圖1繪示習知技術之回火爐；圖2繪示可斷裂組件之剖視圖；圖3A繪示在可斷裂組件分離之前的根據本發明之固持裝置之側剖視圖； 圖3B繪示根據本發明之固持裝置之俯視圖；圖3C繪示在可斷裂組件分離之後的根據本發明之固持裝置之側剖視圖。
在以下關於本發明之詳細說明中，習知功能及習知元件之詳細描述將予以省略，以免模糊了本發明之本質。
為了可讀性，圖式為概要示意，不一定按比例繪製。更詳細而言，層的厚度相對於其橫向尺寸並未按比例繪製，且該厚度相對於構成本發明固持裝置的元件尺寸亦未按比例繪製。
本發明涉及可斷裂組件1用的固持裝置。所述可斷裂組件1概要繪示於圖2。
一般而言，可斷裂組件1係如前所述，透過Smart CutTM方法實現。
在該方法中，諸如氫及/或氦離子等輕質物種之離子植入步驟係在施體底材2中於主面3附近進行。施體底材2可由單晶矽或其他吾人感興趣的材料製成。
如圖2所示，眾所周知離子植入之目的為形成一埋置脆性平面4，其在下文中稱為「斷裂平面4」。該斷裂平面4一方面界定出位於主面3側的薄層5，另一方面界定出施體底材2的剩餘部分，其又稱為負部分(negative part)。
眾所周知，在組裝步驟中，施體底材2的主面3與支撐底材6的一個面組合。施體底材2可由任何吾人感興趣的材料製成，例如矽、藍寶石或玻璃。
將施體底材2組裝在支撐底材6上的步驟可包含透過分子黏附(molecular adhesion)將施體底材2直接鍵結在支撐底材6上。舉例而言，組裝前可 在底材2、6其中一者之一表面上，形成由諸如氧化矽製成的中間層(未繪示於圖中)。
組裝步驟完成時，可獲得可斷裂組件1，其包含兩個相連的底材，其中支撐底材6的表面與施體底材2的主面3接合。
當可斷裂組件1處於水平位置時，具有一斷裂平面4，其被界定在一上部7與一下部8之間，上部7位於下部8上方。
在圖2所繪示例中，上部7包含施體底材2的負部分。下部8包含支撐底材6及待移轉之薄層5。但本發明絕不限於此組構，而且完全可以設想上部7包含支撐底材6及薄層5之組件，而下部8包含施體底材2的負部分。
Smart CutTM方法之目的為將施體底材2的薄層5移轉到支撐底材6上。如前所述，這種移轉通常是在使斷裂平面4脆化的熱處理步驟之後進行，接著進行以熱或機械方式引發分離的步驟，以傳播斷裂波並引起可斷裂組件1的兩個部分7、8之間的分離。在本申請案的範疇內，「分離」一詞意指可斷裂組件在斷裂平面附近的分離，從而使兩個部分7、8形成。
圖3A繪示根據本發明之固持裝置100。圖3A繪示正交的Oxyz坐標系，其中Oxy平面是水平的。固持裝置100包含至少兩個突出部9，其被組構成將可斷裂組件1保持懸吊在基本上水平的固持位置。
在本說明書中，「懸吊(suspended)」一詞意指當可斷裂組件1處於固持位置時，與斷裂平面4相對的下部8的面在分離之前，不與任何支撐件接觸。
「基本上水平」一詞在此係指可斷裂組件1處於水平位置，即平行於Oxy平面，其相對於水平面的傾斜度小於或等於正負10°，優選為小於或等於正負5°。
圖3A繪示可斷裂組件1在分離之前處於固持位置時的狀態。在該固持位置時，突出部位於可斷裂組件1的上部7及下部8之間，抵靠上部7的外周倒角10(其亦示於圖2中)。
一般而言，在底材為例如直徑為200mm或300mm圓形的情況下，上部7的外周倒角10及下部8的倒角11(若其存在)在可斷裂組件1的外圍形成一圓形凹槽(circular groove)。
每一突出部9具有一端部12，其被組構成可插入該凹槽中。端部12必須夠薄到能夠被導入該凹槽中夠深的位置，以穩固地將可斷裂組件1保持在固持位置。
突出部9可有利地為斜角形(bevel shaped)，其方向(Oz)上的厚度在基底13的方向(Oy)上減少，直到端部12。
一般而言，凹槽在方向(Oy)上的深度為約250μm，而位於凹槽周邊附近的上部7及下部8之間的方向(Oz)之間隙為約300μm。為了使可斷裂組件1穩固地保持在固持位置，端部12的厚度優選為小於1mm，例如200μm。斜角所形成的角度可為約20°。
為了最大程度地插入凹槽中，端部12在Oxy平面中可呈現與凹槽形狀互補的形狀。舉例而言，若凹槽為圓形，則端部12可具有凹入的圓形幾何形狀，其曲率半徑與凹槽的曲率半徑相似(圖3B)。
當然，本發明不限於前述之底材形狀及突出部形狀。舉例而言，底材及凹槽可具有多邊形的形狀，例如矩形，而在此情況下，端部12可在Oxy平面中具有平直的幾何形狀。突出部9亦可在方向(Oz)上具有一致厚度，優選為小於1mm，例如等於200μm。
突出部9在其基底13附近設置於支撐元件14上，其允許突出部9被保持在一預定高度並以一角度與可斷裂組件1的外圍接觸。支撐元件14有利者為支柱。與突出部9設置在圍繞該裝置的立壁上之設想比較下，尤其是使用關節臂的情況下，本發明的組構有助於在突出部9之間搬運可斷裂組件1(在分離之前)及兩個部分7、8(在分離之後)。
無論設置突出部9的支撐元件14之性質為何，支撐元件14及突出部9均由具有相容於習知分離方法(例如Smart CutTM方法)所要求的清潔度之材料製成，以避免任何污染。舉例而言，所述材料可選自石英、碳化矽、矽，或某些聚合物，例如卡普頓(Kapton®)。
以一尤其有利之方式，至少一突出部9為可移動的，因此可斷裂組件安裝好時可移除該突出部9。為此，該突出部9可固定在一可拆卸支柱上。當可斷裂組件1安裝在固持裝置100上時，可斷裂組件1被定置成使其外圍邊槽與其他突出部9囓合，例如透過關節臂將外周倒角10設置在所述突出部9上。接著，移動可拆卸支柱，直到可移動的突出部9抵靠外周倒角10，然後定置於此，從而使可斷裂組件1置於固持位置。
根據第一替代實施例，突出部9之端部12在Oxy平面中的尺寸，可為外周倒角10周長(perimeter)的一部分。
舉例而言，端部12的尺寸可為外周倒角10周長的大約四分之一、三分之一或甚至二分之一。一般而言，在第一替代實施例中，兩個突出部9便足以將可斷裂組件1保持在其固持位置，尤其當這兩個突出部是面對面設置時。
根據第二有利替代實施例，突出部9之端部12在Oxy平面中的尺寸相對於外周倒角10的周長是可忽略不計的。
「可忽略不計」一詞在本說明書中意指端部12的尺寸，小於外周倒角10周長的四分之一，甚至小於外周倒角10周長的十分之一。
一般而言，端部12在Oxy平面中的尺寸可為10mm。
這樣的組構允許突出部9設置在狹窄的支柱14上，以減少其空間需求並利於搬運作業。
在圖3B所繪之替代實施例中，固持裝置100包括至少三個突出部9。雖然該些突出部9的尺寸很小，但其讓可斷裂組件1得以在其固持位置中保持穩定。舉例而言，固持裝置100可包括三個、四個、五個，甚至六個用於固持可斷裂組件1之突出部9。
在固持裝置100包括四個以上突出部9的情況下，理想者為至少兩個突出部9是可移動的，例如設置在可拆卸支柱上，以利於將可斷裂組件1搬運及定位在固持位置。
為了提供更好的穩定性，突出部9優選為平均地圍繞可斷裂組件1傾斜設置。舉例而言，如圖3B所示，當外周倒角10為圓形時，突出部9平均地分佈在可斷裂組件1周圍。但本發明絕不限於此種分布方式。
如前所述，可斷裂組件1旨在沿著斷裂平面4進行分離，以形成上部7及下部8。圖3C繪示在可斷裂組件1分離之後的固持裝置100。上部7包含一正面16，其源自可斷裂組件1在斷裂平面4附近的分離，並面對下部8之正面17。上部7亦包含一背面18，其位於正面16的對面。同樣地，下部8包含一背面19，其位於正面17之對面。
根據本發明之固持裝置100包含支撐件15，其位於突出部9下方並與突出部9有一距離。
「下方」一詞在本說明書中意指在支撐件15與可斷裂組件1一起使用的情況下，支撐件15係相對於突出部9設置，以在可斷裂組件1分離時透過地心引力的方式接納下部8。換言之，當可斷裂組件1分離時，上部7及下部8在斷裂平面4附近分離：上部7保持被突出部9固持，下部8則受到地心引力驅使下落，直到其背面19與支撐件15接觸。
「有一距離」一詞在此係指支撐件15與突出部9之間的距離嚴格大於下部8的厚度，以使可斷裂組件1在固持位置時不與支撐件15接觸。因此，可斷裂組件1與固持裝置100之間的接觸區僅限於突出部9。僅以突出部9固持可斷裂組件1，可使施加到其上的壓力最小化。使可斷裂組件1及固持裝置100之間的接觸表面最小化，讓可斷裂組件1的上下部7、8得以在斷裂期間自由變形。由於與下部8之背面19的任何接觸，將在斷裂時於其正面17形成壓痕，因此使這些接觸最小化可促進斷裂波的均勻傳播。
「有一距離」一詞在此亦指當可斷裂組件1分離時，支撐件15與突出部9之間的距離，足以允許下部8有效地從被突出部9固持住的上部7分開，並使兩個部分互相保持一距離，亦即所述兩個部分的正面16、17沒有任何接觸。
本發明有利的是，支撐件15與突出部9之間的距離足以讓上下部7、8當中任一者進行搬運及卸除，而不會有任何互相接觸的風險。
舉例而言，對於在方向(Oz)上之厚度為500微米及800微米之間的下部8而言，突出部9及支撐件15之間的距離可被選定成1.5mm及10mm之間，甚至2mm及5mm之間。
支撐件15可為單一物件並與支撐元件14的至少一部分連接。舉例而言，支撐件15可為與支撐元件14一體設計的板，其可為圓形且優選由與支撐元件14相同的材料製成。
根據一尤其有利的組構，支撐件15包含一凹槽，以允許下部8經由其背面19被諸如自動化機器人的關節臂夾住。這種組構可避免對於位在兩個正面16、17之間的區域的任何干擾，此種干擾可能損傷或污染上下部7、8當中任一者。
作為替代方案，固持裝置100可包含多個支撐件15，每一支撐件獨立連接至支撐元件14，這樣，面對突出部9的多個支撐件15的面是平行的並處於相同高度，以在分離之後使下部8保持在基本上水平的位置。舉例而言，若支撐元件包含支柱14，則支撐件15可為支柱14之基底，其在突出部9的下方與所述突出部相同的方向上延伸。在此特定實施例中，下部8受到地心引力驅使下落直到其背面19與多個支撐件15接觸。
支撐件15的形狀無關緊要，其可為例如矩形。支撐件15的形狀優選為盡可能小巧，以免妨礙下部8的搬運。
同樣地，支撐件15的尺寸亦無關緊要，而且其可取決於可斷裂組件1的尺寸而選定，以限制其空間需求，從而允許下部8經由其背面19被夾持，且支撐件15足夠堅固以支撐支撐元件14及可斷裂組件1。
無論在何種情況下，可斷裂組件1分離後的兩個部分7、8之間的距離優選為大於1mm，以允許從容搬運。
然而，該距離不能過大，以免下部8落下與支撐件15接觸時造成下部8損傷。
本案申請人特別指出，有約5mm的最大距離存在，有利者為不超過該最大距離以得益於物理效應，其允許下部8在可斷裂組件1分離後的落下速度降低。
當兩個部分7、8在斷裂平面4附近分離時，下部8在地心引力作用下被拉向支撐件15。接著，位於下部8之背面19與支撐件15之間的空間中的壓力接近大氣壓，該壓力因為形成斷裂平面4的凹穴中的氣態物種之壓力，而低於兩個部分7、8之間的空間中的壓力。該壓力差亦可促進兩個部分7、8的分離。
然而，兩個部分7、8突然分離，會導致兩個部分7、8之間的空間中的壓力不足，其將減緩下部8的落下速度，因為下部8上方的壓力，小於下部8下方的壓力。
兩個部分7、8之間的緊密間距及空氣黏性(viscosity)，限制了兩個部分7、8之間的空氣循環及壓力的重新平衡，其有助於減慢下部8的落下速度直到與支撐件15接觸為止。這樣可降低損傷下部8背面19的風險。
因此，當下部8的背面19與支撐件15接觸時，兩個正面16、17之間的距離優選為1mm及5mm之間，以保持前述促進下部8以受到控制的方式落在支撐件15上的效果。
在下部8為SOI底材的情況下，直徑200mm或300mm的厚度通常為約700微米至800微米。
有利但絕非以任何方式設限的是，本發明之固持裝置100可在用於分離可斷裂組件1的分離設備中使用。
該固持裝置100可設置在一外殼(enclosure)中，例如爐具之腔室，其能夠在例如100℃至500℃的溫度範圍內對可斷裂組件1進行熱處理。
爐具的加熱手段可為對流加熱、紅外線輻射或微波輻射加熱，或感應加熱。
所述熱處理，其為眾所周知，可使斷裂平面4脆化，方式為促進斷裂平面4中所含微凹穴之聚結及加壓。
固持裝置100優選為設置在單晶快速回火爐中，以能夠在非常短的時間內，通常為數秒至數分鐘，使可斷裂組件1達到脆化及/或斷裂溫度。這樣的速度可允許可斷裂組件1快速分離，從而為分離設備提供高產量。
若將固持裝置100包含在分離設備中並將固持裝置100設置在爐具中，形成支撐元件14及突出部9的材料除了要符合與可斷裂組件1上部7及下部8的污染相關的條件之外，亦必須具有適合前述溫度的耐熱性。更詳細而言，根據前述清單，形成支撐元件14及突出部9的材料，最好選自石英、碳化矽、矽或卡普頓。
作為替代方案，根據本發明之固持裝置100可不設置在爐具中，而是設置在爐具的出口處，以在脆化步驟進行後並在斷裂發生前，收集可斷裂組件1。
根據本發明之固持裝置100亦可與爐具完全分離，從而可斷裂組件1的脆化在上游進行，獨立於固持裝置100。
根據本發明之固持裝置100的外殼，可包含用於在至少某些處理過程中維持受控制氣氛(優選為非氧化氣氛)的手段。本案申請人注意到，相較於含有大量氧氣的氣氛，這種非氧化氣氛可允許兩個正面16、17在較低溫度下進行平滑處理(至少從兩個部分分離的那一刻起施加溫度時)。
「非氧化」一詞通常指氧含量小於10ppm的氣氛，氧可包含在雙氧(dioxygen)或水中。因此，所述受控制氣氛可為中性或還原氣氛。外殼內部之非氧化氣氛，可透過使惰性氣體(例如氬或氦)或還原氣體(例如氫)連續不斷地氣流循環的手段獲得。
這種在非氧化氣氛中進行平滑處理步驟的效果，在文件FR 3061988中已有詳細說明。
根據本發明之替代實施例，固持裝置100可包含在可斷裂組件1之斷裂平面4中引發斷裂波的手段。
根據第一選項，引發斷裂波的手段係由一機械開口元件(mechanical opening element)形成，其包含，舉例而言，一刀刃。該刀刃可設置在可拆卸支柱其中之一上，以輔助或取代突出部9其中之一。隨著支柱14的移動，刀刃可插入兩個部分7、8之間以施加機械壓力，其能夠引發斷裂波沿著斷裂平面4傳播。作為替代方案，刀刃可固定在關節臂上，關節臂的運動可獨立於支撐突出部9的支柱14而受到控制。
所述刀刃係由堅硬度足以穿透可斷裂組件1之平滑材料製成，但不能太過堅硬，以避免損傷上下部7、8正面16、17的風險。舉例而言，刀刃可由諸如聚氯乙烯(PVC)或聚醚醚酮(PEEK)的材料製成。
根據第二選項，引發斷裂波的手段包含能夠發出超聲波的超聲波裝置。被導向斷裂平面4的超聲波在經過脆化的斷裂平面4的微凹穴中傳播，其允許引發斷裂波之傳播。
當然，亦可設想其他引發斷裂波的手段。
依照前述選項中任一者，斷裂波的機械引發可在爐內或爐外進行。
如前文所述及如圖3C所示，斷裂波引發後，將在斷裂平面4中自持傳播，使可斷裂組件1分成兩個部分7、8。
當然，本發明不限於此處所述實施方式，且對於實施例所為之各種變化均落入申請專利範圍所界定之範疇。
因此，即使已說明了可在大氣壓力下分離可斷裂組件的分離設備，亦可提供當分離發生在外殼中時，在處理期間或從分離那一刻起，控制上下部7、8周圍的大氣壓力的手段。
因此，外殼壓力的降低將帶來壓力差的減少，所述壓力差在分離那一刻之後的瞬間，存在於兩個部分7、8之間的空間與外殼體積的剩餘部分。下部8的落下減緩的現象可因而最小化。這種控制非常有意思，因其允許下部8與上部7分離速度加快。反過來，分離速度可透過以受控制的方式增加外殼中的壓力而降低。
7:上部
8:下部
9:突出部
10:外周倒角
14:支柱
15:支撐件
16:正面
17:正面
18:背面
19:背面
100:固持裝置

Claims (12)

  1. 一種用於一可斷裂組件(1)的固持裝置(100)，旨在沿著被界定在該可斷裂組件(1)之一上部(7)與一下部(8)間之一斷裂平面(4)進行分離，該固持裝置(100)包括：- 至少兩個突出部(9)，其被組構成使該可斷裂組件(1)保持懸吊在基本上水平的一固持位置，該些突出部(9)位於該上部(7)與該下部(8)之間，抵靠該上部(7)的一外周倒角(10)；- 一支撐件(15)，其位於該些突出部(9)下方並與該些突出部(9)有一距離，以在該可斷裂組件(1)分離時，透過地心引力方式接納該下部(8)並使其與被該些突出部(9)固持住的該上部(7)保持一距離，其中該支撐件(15)與該些突出部(9)之間的距離在1.5及10mm之間，優選在2及5mm之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之固持裝置(100)，其中該些突出部(9)設置在支柱(14)上。
  3. 如申請專利範圍第2項之固持裝置(100)，其中該至少一突出部(9)設置在能夠移動的一可拆卸支柱上，以將該可斷裂組件(1)置於所述固持位置。
  4. 如申請專利範圍第1項之固持裝置(100)，其包括至少三個突出部(9)。
  5. 如申請專利範圍第1項之固持裝置(100)，其亦包括引發斷裂波的手段，以在該斷裂平面(4)中引發該可斷裂組件(1)的分離。
  6. 如申請專利範圍第5項之固持裝置(100)，其中所述引發斷裂波的手段包括一刀刃。
  7. 如申請專利範圍第5項之固持裝置(100)，其中所述引發斷裂波的手段包括能夠發出超音波的一超音波裝置。
  8. 如申請專利範圍第1項之固持裝置(100)，其中該支撐件(15)旨在於該下部(8)的背面(19)附近接納該下部(8)，並包含一凹槽，以允許該下部(8)經由其背面(19)被夾持。
  9. 一種用於分離一可斷裂組件(1)之分離設備，該分離設備包括一外殼，該外殼中設有如申請專利範圍第1至8項中任一項之一固持裝置(100)。
  10. 如申請專利範圍第9項之分離設備，其中該外殼為一爐具之一腔室，該爐具係用於熱處理該可斷裂組件(1)及用於脆化該斷裂平面(4)。
  11. 如申請專利範圍第10項之分離設備，其中該爐具包含對流加熱之手段、紅外線輻射或微波輻射加熱之手段，或感應加熱之手段。
  12. 如申請專利範圍第11項之分離設備，其中該爐具為一單晶圓快速回火爐。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2877800B2 (ja) * 1997-03-27 1999-03-31 キヤノン株式会社 複合部材の分離方法、分離された部材、分離装置、半導体基体の作製方法および半導体基体
JP3293736B2 (ja) * 1996-02-28 2002-06-17 キヤノン株式会社 半導体基板の作製方法および貼り合わせ基体
EP1331663A1 (fr) * 2002-01-16 2003-07-30 S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies Procédé de clivage de couches d'une tranche de matériau
US20120261076A1 (en) * 2006-10-06 2012-10-18 Hubert Moriceau Device for separation of a stacked structure and associated method
US20130105538A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for cleaving a bonded wafer structure
FR2995441A1 (fr) * 2012-09-07 2014-03-14 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de separation de deux substrats
US8993410B2 (en) * 2006-09-08 2015-03-31 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving under controlled stress conditions
TW201643953A (zh) * 2015-06-05 2016-12-16 索泰克公司 雙層移轉之機械分離方法
JP6396853B2 (ja) * 2015-06-02 2018-09-26 信越化学工業株式会社 酸化物単結晶薄膜を備えた複合ウェーハの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW522488B (en) * 1998-07-27 2003-03-01 Canon Kk Sample processing apparatus and method
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
FR2823373B1 (fr) 2001-04-10 2005-02-04 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de coupe de couche d'un substrat, et procede associe
FR2828428B1 (fr) 2001-08-07 2003-10-17 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de decollement de substrats et procede associe
JP6513041B2 (ja) * 2016-02-19 2019-05-15 信越半導体株式会社 半導体ウェーハの熱処理方法
FR3061988B1 (fr) 2017-01-13 2019-11-01 Soitec Procede de lissage de surface d'un substrat semiconducteur sur isolant

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3293736B2 (ja) * 1996-02-28 2002-06-17 キヤノン株式会社 半導体基板の作製方法および貼り合わせ基体
JP2877800B2 (ja) * 1997-03-27 1999-03-31 キヤノン株式会社 複合部材の分離方法、分離された部材、分離装置、半導体基体の作製方法および半導体基体
EP1331663A1 (fr) * 2002-01-16 2003-07-30 S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies Procédé de clivage de couches d'une tranche de matériau
US8993410B2 (en) * 2006-09-08 2015-03-31 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving under controlled stress conditions
US9640711B2 (en) * 2006-09-08 2017-05-02 Silicon Genesis Corporation Substrate cleaving under controlled stress conditions
US20120261076A1 (en) * 2006-10-06 2012-10-18 Hubert Moriceau Device for separation of a stacked structure and associated method
US20130105538A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-02 Memc Electronic Materials, Inc. Methods for cleaving a bonded wafer structure
FR2995441A1 (fr) * 2012-09-07 2014-03-14 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de separation de deux substrats
JP6396853B2 (ja) * 2015-06-02 2018-09-26 信越化学工業株式会社 酸化物単結晶薄膜を備えた複合ウェーハの製造方法
TW201643953A (zh) * 2015-06-05 2016-12-16 索泰克公司 雙層移轉之機械分離方法

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