(57)【要約】【課題】短時間で容易にベース基板から積層基板を剥離可能な、積層基板の剥離方法を提供する。【解決手段】互いに対向する第１の表面と第１の裏面とを有するベース基板と、第１の表面上に接合層を介して固定された積層基板とを含む、貼り合わせ基板を準備する工程と、貼り合わせ基板を温度５００℃以上１７１０℃以下に加熱した状態で、貼り合わせ基板に電界を印加することにより、積層基板を前記ベース基板から剥離する工程とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の表面と第１の裏面とを有するベース基板と、前記第１の表面上に接合層を介して固定された積層基板とを含む、貼り合わせ基板を準備する工程と、
前記貼り合わせ基板を温度５００℃以上前記接合層の融点以下に加熱した状態で、前記貼り合わせ基板に電界を印加することにより、前記積層基板を前記ベース基板から剥離する工程とを備える、積層基板の剥離方法。
【請求項２】
前記剥離する工程において、
前記貼り合わせ基板は、前記ベース基板が静電チャックと接触するように、前記静電チャック上に積載され、
前記剥離する工程は、前記静電チャックに電圧１５０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電圧を印加することにより、前記貼り合わせ基板に前記電界が印加されて前記ベース基板を前記静電チャックに吸着する工程を含む、請求項１に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項３】
前記剥離する工程において、
前記貼り合わせ基板はヒータにより加熱される、請求項１または請求項２に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項４】
前記剥離する工程は、
前記ヒータの温度を測定することにより、前記ベース基板からの前記積層基板の剥離を検出する工程を含む、請求項３に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項５】
前記剥離する工程において、
前記貼り合わせ基板はレーザを照射することにより加熱される、請求項１または請求項２に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項６】
前記剥離する工程は、
前記積層基板の表面から放射される赤外線を測定することにより、前記ベース基板からの前記積層基板の剥離を検出する工程を含む、請求項１〜請求項３および請求項５のいずれか１項に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項７】
前記積層基板は炭化珪素単結晶基板である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の積層基板の剥離方法。
【請求項８】
前記接合層は、二酸化珪素、または窒化珪素を含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の積層基板の剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層基板の剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造ラインにおいて、一つの製造ラインで多品種の半導体装置を製造できれば、品種ごとに専用の製造ラインを用意するよりもコストを抑えて半導体装置の生産を行うことができる。
【０００３】
しかし、半導体装置は、その品種によって異なる径の半導体基板を用いて製造される場合がある。この場合、半導体装置の製造に用いる各半導体製造装置を、異なる径の半導体基板を扱うことができる構成とするのは高コストであり、困難である。
【０００４】
一方、異なる径の半導体基板を保持可能で、かつ、半導体製造装置が扱える径を有する冶具を用意することにより、各半導体製造装置が異なる径の半導体基板を処理可能とすることもできる。
【０００５】
一般的に、上記のような冶具は、半導体基板より大口径であって各半導体製造装置で取扱可能な基板と、該基板上に半導体基板を載置したときに、半導体基板の外周部の複数箇所に当接して半導体基板を保持可能とする固定部とを有する。
【０００６】
しかし、このような形態の冶具では、半導体製造装置毎に冶具を用意する必要があり、工程ごとに半導体基板と冶具との着脱工数が発生する。さらに、半導体製造装置によっては、このような形態の冶具を使用することができない場合もある。
【０００７】
よって、これに対応するために、半導体装置の製造ラインの各半導体製造装置で処理可能なサイズのベース基板に、半導体基板（積層基板）を貼りつけて、貼り合わせ基板として半導体装置の製造ラインへ投入する方法がある。このとき、貼り合わせ基板は、ベース基板に接合層を介して積層基板を接合して準備できる。
【０００８】
一方、半導体基板の裏面処理工程や、活性化アニール等の工程を有する半導体装置の製造方法においては、積層基板をベース基板から剥離した後、上記裏面処理工程などを実施する必要がある。
【０００９】
積層基板をベース基板から剥離する方法として、特開平８−２８８５２２号公報には、酸化珪素層を介して接合した２つの基板を含む、貼り合わせ基板に対し、フッ酸により酸化珪素層をウエットエッチングすることによって、積層基板をベース基板から剥離する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−２８８５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、積層基板を、フッ酸等のエッチャントを用いてウエットエッチング法によりベース基板から剥離する方法では、当該積層基板の剥離までに長時間を要する。具体的には、直径が６インチの炭化珪素基板（ベース基板）上に酸化珪素を介して接合させた直径３インチの炭化珪素基板（積層基板）を剥離するのには、１００時間以上を要する。積層基板の直径が大きくなれば、剥離時間はさらに延びる。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。この発明の主たる目的は、短時間で容易にベース基板から積層基板を剥離可能な、積層基板の剥離方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、鋭意研究した結果、貼り合わせ基板を静電チャックで保持した状態（すなわち貼り合わせ基板に対して電界を印加した状態）で所定の温度以上に加熱することで、貼り合わせ基板における積層基板をベース基板から容易に剥離できるという新たな知見を得、当該知見に基づき本発明を完成した。すなわち、本発明による積層基板の剥離方法は、互いに対向する第１の表面と第１の裏面とを有するベース基板と、第１の表面上に接合層を介して固定された積層基板とを含む、貼り合わせ基板を準備する工程と、貼り合わせ基板を温度５００℃以上１７１０℃以下に加熱した状態で、貼り合わせ基板に電界を印加することにより、積層基板を前記ベース基板から剥離する工程とを備える。
【００１４】
これにより、ウエットエッチング法を用いず、短時間で容易にベース基板から積層基板を剥離することができる。
【００１５】
上記剥離する工程において、貼り合わせ基板は、ベース基板が静電チャックと接触するように、静電チャック上に積載され、剥離する工程は、静電チャックに電圧１５０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電圧を印加することにより、貼り合わせ基板に電界が印加されてベース基板を静電チャックに吸着する工程を含んでもよい。これにより、積層基板に機械的な負荷を与えることなく、積層基板をベース基板から容易に剥離することができる。
【００１６】
上記剥離する工程において、貼り合わせ基板はヒータにより加熱されてもよい。当該ヒータは、たとえば静電チャックに設置され、当該静電チャックを介して貼り合わせ基板を加熱してもよい。これにより、ヒータによる加熱機構を備えた従来の半導体製造装置を用いて、ベース基板からの積層基板の剥離を確実に実施することができる。
【００１７】
上記剥離する工程は、ヒータの温度を測定することにより、ベース基板からの積層基板の剥離を検出する工程を含んでもよい。これにより、目視による剥離確認が困難である場合においても、積層基板の剥離を検出でき、不要な加熱を抑制して、剥離する工程の処理効率を高めることができる。ここで、貼り合わせ基板が剥離すると、当該貼り合わせ基板が剥離部でベース基板側と積層基板側とに分かれることになる。そのため、ヒータによる加熱がたとえばベース基板への伝熱により行なわれている場合、貼り合わせ基板の見かけ上の熱容量が小さくなる。この結果、剥離前とは貼り合わせ基板からの放熱の状態が変わり、結果的にヒータ自体の温度が変化する。このような温度変化を検出することで、剥離の有無を検知することができる。
【００１８】
上記剥離する工程において、貼り合わせ基板はレーザを照射することにより加熱されてもよい。これにより、ヒータによる加熱機構を備えていない半導体製造装置においても、貼り合わせ基板を加熱することができ、ベース基板からの積層基板の剥離を確実に実施することができる。
【００１９】
上記剥離する工程は、積層基板の表面から放射される赤外線を測定することにより、ベース基板からの積層基板の剥離を検出する工程を含んでもよい。これにより、積層基板の剥離を容易に検出できる。ここで、貼り合わせ基板が剥離すると、上述のように当該貼り合わせ基板が剥離部でベース基板側と積層基板側とに分かれることになる。そのため、貼り合わせ基板の加熱がたとえばベース基板への伝熱により行なわれている場合、ベース基板から積層基板側への入熱量が剥離の発生により低下する。この結果、剥離前とは積層基板の表面温度が変わり、結果的に積層基板の表面から放射される赤外線のスペクトルが変化する。このような積層基板の温度変化を検出することで、剥離の有無を検知することができる。
【００２０】
上記積層基板は炭化珪素単結晶基板とすることができる。上記接合層は、二酸化珪素、または窒化珪素を含んでもよい。このようにすれば、比較的小さなサイズや様々な平面形状の炭化珪素単結晶基板を貼り合わせ基板として製造ラインに流通させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の積層基板の剥離方法によれば、貼り合わせ基板を加熱した状態で、貼り合わせ基板に電圧を印加することにより、短時間で容易にベース基板から積層基板を剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態１に係る積層基板の側面図である。
【図２】本実施の形態１に係る積層基板の剥離方法に用いる剥離装置の全体図である。
【図３】本実施の形態１に係る積層基板の剥離方法を示すフローである。
【図４】本実施の形態１に係る積層基板の剥離方法において、剥離の検出を示す図である。
【図５】本実施の形態２に係る積層基板の剥離方法に用いる剥離装置の全体図である。
【図６】本実施の形態２に係る積層基板の剥離方法において、剥離の検出を示す図である。
【図７】本実施の形態３に係る積層基板の剥離方法に用いる剥離装置の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態１に係る積層基板の剥離方法について説明する。
【００２５】
まず、図１を参照して、本実施の形態１に係る積層基板の剥離方法において、剥離する処理対象材である貼り合わせ基板について説明する。処理対象材は、互いに対向する第１の表面と第１の裏面とを有するベース基板１と、第１の表面の上に接合層２を介して固定される積層基板３とを備える、貼り合わせ基板４である。図１は貼り合わせ基板４の側面図であるが、貼り合わせ基板４は任意の平面形状とすることができる。例えば、貼り合わせ基板４の平面形状を円形状としてもよい。
【００２６】
接合層２は、ベース基板１の第１の表面上全体に形成することができる。なお、接合層２は、ベース基板１の第１の表面において積層基板３と対向する領域のみに形成してもよい。
【００２７】
貼り合わせ基板４は、上述した構成の限りにおいて、ベース基板１、接合層２、積層基板３のそれぞれを任意の材料とすることができる。
【００２８】
例えば、積層基板３は化合物半導体の単結晶基板であってもよい。このとき、ベース基板１は単結晶基板を保持する基材、接合層２は化合物半導体の単結晶基板である積層基板３をベース基板１に接合する接着剤等としてもよい。例えば、積層基板３を炭化珪素（ＳｉＣ）単結晶基板とし、ベース基板１をＳｉＣ多結晶基板、または珪素（Ｓｉ）基板等としてもよい。このとき、接合層２は、二酸化珪素（ＳｉＯ2）や窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）等とすることができる。こうすることにより、接合層２が、積層基板３に形成される半導体装置に対して不純物供給源となることを防止できる。また、積層基板３としては、上述したＳｉＣ単結晶基板以外にも、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板を用いてもよい。
【００２９】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法に用いる剥離装置について説明する。剥離装置１００は、貼り合わせ基板４を保持する基板保持部５と、該基板保持部５に保持された貼り合わせ基板４に電界を印加する電界印加部６と、基板保持部５に保持された貼り合わせ基板４を加熱可能なヒータ７と、該ヒータ７により貼り合わせ基板４を加熱したときの積層基板３の表面温度を測定する放射温度計８と、該放射温度計８の測定値が入力され、当該測定値に基づきベース基板１から積層基板３が剥離したことを検出する制御部９とを備える。基板保持部５の電界印加部６に電圧を印加することで、当該基板保持部５は貼り合わせ基板４を静電気力により吸着する静電チャックとして機能する。これらの構成を備えた既存の装置を、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法に用いることができる。
【００３０】
基板保持部５は、ベース基板１の第１の裏面１ｂと接触する接触面５ａを有し、この接触面５ａを介してベース基板１を保持することにより、貼り合わせ基板４を保持する。基板保持部５の接触面５ａは、貼り合わせ基板４を保持可能な限りにおいて、任意の形状および大きさとすることができるが、好ましくは、ベース基板１の第１の裏面１ｂの全体を支持することが可能な形状および大きさとする。これにより、基板保持部５の接触面５ａは、ベース基板１の第１の裏面１ｂの全体と接するため、基板保持部５は、貼り合わせ基板４を十分保持することが可能となる。
【００３１】
基板保持部５が貼り合わせ基板４を保持する方法としては、任意の方法とすることができるが、好ましくは、図２に示すように基板保持部５を静電チャックとして、静電気力により貼り合わせ基板４を当該基板保持部５に吸着し、保持する方法を用いる。これにより、貼り合わせ基板４の外周部を爪部材等により保持する方法と比較して、貼り合わせ基板４に対するダメージの発生確率を低減できる。さらに、接触面５ａ全体に静電気力による保持力を持たせることができるため、接触面５ａにベース基板１の第１の裏面１ｂ全体を接触させることで、より大きな保持力を得ることができる。この結果、貼り合わせ基板４をより確実に保持することができる。
【００３２】
さらに、基板保持部５を静電チャックとして構成することによって、基板保持部５は、貼り合わせ基板４に電界を印加可能である。つまり、電界印加部６を基板保持部５の外に別体として新たに設ける必要がなく、基板保持部５は、保持部としての役割に加え、貼り合わせ基板４に電界を印加する役割も有することができる。
【００３３】
電界印加部６は、基板保持部５に保持された貼り合わせ基板４に対し、任意の強度の電界を印加する。電界印加部６は、１０００Ｖ程度の電圧を印加可能に構成されるのが好ましい。
【００３４】
ヒータ７は、基板保持部５の裏面側（貼り合わせ基板４が搭載される表面と反対側）に配置される。ヒータ７は、基板保持部５によって保持された貼り合わせ基板４を、温度５００℃以上接合層２の融点以下に加熱可能な任意の構成とすることができる。図２に示すヒータ７は、基板保持部５を介して貼り合わせ基板４を、抵抗加熱により加熱するように設けられているが、これに限られるものではない。図２に示したような構成において、接触面５ａが大面積を有する場合には、ベース基板１の第１の裏面１ｂを介して、貼り合わせ基板４を効率よく加熱することができる。つまり、接触面５ａを大きく設けることによって、貼り合わせ基板４をより確実に保持することができるとともに、貼り合わせ基板４をより効率的に加熱することができる。
【００３５】
放射温度計８は、積層基板３の温度を非接触で測定可能な任意の温度計とする。例えば、積層基板３の表面から出射された赤外線を検出して、積層基板３の表面温度を算出可能な赤外線放射温度計でもよい。放射温度計８は、積層基板３の表面温度を測定可能な任意の位置に設けることができる。
【００３６】
制御部９は、配線２２によって放射温度計８と結線されている。これにより、制御部９は、放射温度計８から出力される積層基板３の表面温度をモニタして、該表面温度の変化を検出できる。
【００３７】
図４（ａ）は、放射温度計８が測定した積層基板３の表面温度の変化を示すグラフである。縦軸は放射温度計８が測定した積層基板３の表面温度を示し、横軸は時間を示す。積層基板３の表面温度は、ベース基板１から積層基板３が剥離すると低下する。つまり、積層基板３は、接合層２を介してベース基板１と接合しているときには、ベース基板１と接合層２とを介してヒータ７により加熱される。しかし、ベース基板１から積層基板３が剥離したときには、ベース基板１と接合層２とを介しての積層基板３への入熱が抑制されるため、積層基板３の表面温度は低下する。よって、図４（ａ）の積層基板３の表面温度の変化点を検出したときに、制御部９は、積層基板３の剥離を検知し、剥離工程を終了することができる。
【００３８】
さらに、制御部９は、配線２１によってヒータ７と結線されている。これにより、制御部９は、放射温度計８からの出力に応じて、ヒータ７の出力を制御することができる。例えば、積層基板３の表面温度を一定に保つように、制御部９によってヒータ７の出力を制御してもよい。図４（ｂ）は、図４（ａ）と同時にヒータ７の出力の変化を測定したグラフである。図４（ｂ）のグラフでは、縦軸にヒータ７の出力パワーを示し、横軸に時間を示す。ヒータ７の出力パワーは、上述のように、放射温度計８の測定した積層基板３の表面温度に応じて、制御部９が制御する。そのため、積層基板３の表面温度が低下すれば、積層基板３の表面温度を高くするために、制御部９はヒータ７の出力パワーを上げるように制御を行なう。この結果、図４（ｂ）に示すようにヒータ７の出力パワーは、積層基板３の剥離により積層基板３の表面温度が低下した後、その値が大きくなる。
【００３９】
つまり、図４（ａ）および（ｂ）は、剥離検出後においても、制御部９によって、積層基板３の表面温度を一定とするように、ヒータ７の出力を制御したときのグラフである。そのため、積層基板３のベース基板１からの剥離後は、積層基板３への入熱が減るため積層基板３の表面温度が低下したことに応じて、ヒータ７の出力値は剥離前より上昇している。
【００４０】
このとき、制御部９は、積層基板３の表面温度の低下を検出すると、積層基板３の剥離が完了したとして、ヒータ７の出力を停止して、貼り合わせ基板４の加熱を停止させることもできる。このようにすれば、積層基板３がベース基板１から剥離した後に、ベース基板１と接合層２とを不要に加熱することを防止することができる。
【００４１】
なお、放射温度計８は、ベース基板１または接合層２の表面温度を測定してもよい。このときは、制御部９は、図４（ａ）および（ｂ）とは異なる温度変化を検出する。具体的には、ベース基板１から積層基板３が剥離すると、貼り合わせ基板４が実質的にベース基板１のみで構成されることになるので、剥離前に比べて貼り合わせ基板４としての熱容量が減少する。そのため、ベース基板１および接合層２の表面温度は上昇する。この温度変化を受けて、制御部９はヒータ７の出力を低下させる。つまり、ヒータ７の出力パワーは積層基板３の剥離後には減少する。つまり、放射温度計８は、貼り合わせ基板４において積層基板３およびベース基板１のいずれの表面温度を測定しても、ベース基板１からの積層基板３の剥離に伴う温度変化を測定することができる。
【００４２】
なお、剥離装置１００は、積層基板３を汚染させない任意の雰囲気において積層基板３の剥離を実施できるように構成されるのが好ましく、例えば、真空チャンバ内に配置されるのが好ましい。
【００４３】
以上のように本実施の形態に係る積層基板の剥離方法に用いる剥離装置１００を構成することにより、後述する本実施の形態に係る積層基板の剥離方法を実施できる。つまり、静電チャックである基板保持部５により貼り合わせ基板４保持しながら、ヒータ７により貼り合わせ基板４を所定の温度に加熱することで、後述するように積層基板３に機械的な負荷を与えることなく、積層基板３をベース基板１から短時間で剥離することができる。さらに、放射温度計８により積層基板３の表面温度を測定し、制御部９が積層基板３の表面温度の変化を検出することにより、積層基板３の剥離を検出することができる。
【００４４】
次に、図１および図３を参照して、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法について説明する。本実施の形態に係る積層基板の剥離方法は、貼り合わせ基板４を準備する工程（Ｓ０１）と、剥離装置１００において、貼り合わせ基板４を温度５００℃以上（接合層２の融点以下：たとえば接合層２が酸化珪素である場合１７１０℃以下）に加熱した状態で、貼り合わせ基板４に電界を印加することにより、積層基板３をベース基板１から剥離する工程（Ｓ０２）とを備える。また、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法は、上述した貼り合わせ基板４（互いに対向する第１の表面と第１の裏面１ｂとを有するベース基板１と、第１の表面上に接合層２を介して固定された積層基板３とを含む）を処理対象材として、上述した剥離装置１００を用いて実施することができる。
【００４５】
これにより、ベース基板１を基板保持部５が保持しながら（基板保持部５が静電チャックとして貼り合わせ基板４を吸引・固定しながら）、ベース基板１と接合層２と積層基板３とを温度５００℃以上（１７１０度以下）で加熱することにより、積層基板３に機械的な負荷を与えることなく、積層基板３をベース基板１から剥離することができる。
【００４６】
従前は、積層基板３に負荷をかけずにベース基板１から積層基板３を剥離するには、接合層２を溶解可能なエッチャントを用いたウエットエッチングを行う必要があった。このとき、接合層２の露出面は、ベース基板１および積層基板３と接触していない、接合層２の外周端面に限られており、エッチャントによるエッチングは当該外周端面から進むため長時間を要した。また、接合層２を溶解するエッチャントに貼り合わせ基板４を浸漬させるため、積層基板３上に保護膜を形成する等の前処理工程が必要であった。
【００４７】
これに対し、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法は、貼り合わせ基板４を加熱し、かつ、貼り合わせ基板４に電界を印加することによって容易に積層基板３をベース基板１から剥離できる。さらに、保護膜形成等の前処理工程を省略することもできるため、従来の剥離方法と比較して、効率的に積層基板３を剥離することができ、大幅な工数削減も実現できる。
【００４８】
以下、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法の各工程について説明する。図２および図３を参照して、まず、工程（Ｓ０１）では、互いに対向する第１の表面と第１の裏面１ｂとを有するベース基板１と、第１の表面上に接合層２を介して固定された積層基板３とを含む、貼り合わせ基板４を任意の方法で準備する。本工程（Ｓ０１）は、さらに、貼り合わせ基板４に任意の前処理を施す工程を含んでもよい。
【００４９】
次に、工程（Ｓ０２）において、貼り合わせ基板４を５００℃以上、接合層２の融点以下の温度に加熱し、かつ、貼り合わせ基板４に電界を印加することにより、積層基板３をベース基板１から剥離する。例えば、図２に示した剥離装置１００の基板保持部５に載置した貼り合わせ基板４に対し、ヒータ７によって任意の温度に貼り合わせ基板４を加熱した後、電界印加部６により任意の電界を当該貼り合わせ基板４に印加すればよい。あるいは、静電チャックのために電界印加部６に対して所定の電圧を印加した状態で、貼り合わせ基板４の加熱を実施し、その後剥離のために電界印加部６に対してより高い電圧を印加する、といった制御を行なってもよい。
【００５０】
貼り合わせ基板４を加熱する温度は、貼り合わせ基板４に含まれる材料に応じて、任意の温度とすることができる。例えば、接合層２がＳｉＯ2層として構成される場合には、ＳｉＯ2の融点である１７１０℃を加熱温度の上限とすればよい。
【００５１】
貼り合わせ基板４に印加する電界は、任意の電界とすることができる。剥離装置１００の基板保持部５が電界印加部６を兼ねた静電チャックとして構成されている場合には、例えば、電界印加部６に１５０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電圧を印加すればよい。このとき、基板保持部５は、貼り合わせ基板４を静電気力により保持しながら、電界印加部６として貼り合わせ基板４に任意の電界を印加することができるため、貼り合わせ基板４が安定した状態でベース基板１からの積層基板３の剥離を実施することができる。
【００５２】
また、本工程（Ｓ０２）は、積層基板３の剥離を検出する工程を含んでもよい。具体的には、まず、貼り合わせ基板４に対してヒータ７による加熱を開始した後に、放射温度計８による積層基板３の表面温度の測定を開始しておく。放射温度計８は、制御部９に測定データ（積層基板３の表面温度の測定データ）を出力する。この後、積層基板３がベース基板１から剥離すると、放射温度計８〜の測定データに基づき、制御部９において積層基板３の表面温度の低下が検出される。このとき、積層基板３の表面温度が、ある基準値以上の低下を示したときに、積層基板３の剥離が完了したと判断してもよい。予め、制御部９に上記基準値を設定しておけば、制御部９に積層基板３の剥離を検出させることができる。また、制御部９にヒータ７の出力をモニタさせ、ヒータ７の出力変化を検出することにより、ベース基板１からの積層基板３の剥離を検出してもよい。なお、積層基板３のベース基板１からの剥離検出時には、制御部９によりヒータ７の出力を停止させてもよい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法によれば、積層基板に機械的な負荷を与えずに、積層基板の剥離を短時間で行うことができる。これにより、積層基板３の裏面を処理する工程などを有するため、貼り合わせ基板４のベース基板１から積層基板３を剥離する必要のある半導体装置の製造ラインにおいて、積層基板３の剥離工程がボトルネックとなることを防ぐことができる。また、接合層２を溶解するために貼り合わせ基板４をエッチャントに浸漬させる必要がないため、積層基板３上に保護膜を形成する等の前処理工程を省略することができ、大幅な工数削減を実現できる。
【００５４】
（実施の形態２）
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２に係る積層基板の剥離方法および当該剥離方法に用いる剥離装置について説明する。本実施の形態に係る積層基板の剥離方法および剥離装置２００は、基本的には実施の形態１と同様の構成を備えるが、剥離装置２００において、ヒータ７の温度をヒータ７に取り付けた熱電対１０により測定し、該熱電対１０の出力を制御部９がモニタする点で異なる。制御部９は、配線２３により、熱電対１０と結線される。この場合、熱電対１０の出力（ヒータ７の温度を測定した測定温度データ）に応じて、制御部９にヒータ７の出力を制御させることができる。例えば、ヒータ７の温度を一定に保つように制御部９にヒータ７の出力を制御させてもよい。このような積層基板の剥離方法および剥離装置を用いても、本発明の実施の形態１に係る剥離方法および剥離装置と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図６（ａ）は、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法において、図３に示した工程（Ｓ０２）での熱電対１０が測定したヒータ７の温度の変化を示すグラフである。縦軸は熱電対１０が測定したヒータ７の温度を示し、横軸は時間を示す。積層基板３がベース基板１から剥離すると、貼り合わせ基板４の熱容量が低下するため、結果的にヒータ７の加熱対象の熱容量が低下する。このとき、ヒータ７の出力値は制御部９により一定に制御されているので、ベース基板１、接合層２、基板保持部５、ヒータ７といったヒータ７の加熱対象の温度が上昇する。よって、熱電対１０が測定したヒータ７の温度に、任意の基準値以上の上昇が検出されたときに、積層基板３がベース基板１から剥離したと判定してもよい。
【００５６】
これにより、剥離装置の構成上の制約等により、図２に示したような放射温度計８による積層基板３の表面温度の測定が困難である場合においても、本実施の形態に係る積層基板の剥離方法により、ベース基板１からの、積層基板３の剥離を検出することができる。
【００５７】
図６（ｂ）は、図６（ａ）と同時に測定されたヒータ７の出力パワーの変化を示すグラフである。縦軸にヒータ７の出力パワーを示し、横軸に時間を示す。上述のように、積層基板３がベース基板１から剥離すると、貼り合わせ基板４の熱容量が低下しヒータ７の温度が上昇しはじめる。それまで制御部９は、ヒータ７の温度を一定に保つようにヒータ７の出力を制御していたが、ヒータ７の温度上昇を検出すると、ヒータ７の出力パワーを下げるように制御する。ヒータ７の出力パワーが任意の基準値以上に低下したときをもって、積層基板３がベース基板１から剥離したと判定してもよい。
【００５８】
なお、図６（ａ）および（ｂ）は、剥離検出後においても、制御部９により、ヒータ７の温度を一定とするようにヒータ７の出力が制御され続けた場合のグラフであり、貼り合わせ基板４の熱容量が低下したため、ヒータ７の出力値は剥離前より低い値に収束している。
【００５９】
このとき、制御部９は、ヒータ７の温度上昇を検出すると、ヒータ７への出力を停止して、貼り合わせ基板４の加熱を停止させることもできる。このようにすれば、積層基板３がベース基板１から剥離した後に、ベース基板１と接合層２とを不要に加熱することを防止することができる。
【００６０】
（実施の形態３）
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３に係る積層基板の剥離方法および当該剥離方法に用いる剥離装置について説明する。本実施の形態に係る積層基板の剥離方法および剥離装置３００は、基本的には実施の形態１と同様の構成を備えるが、剥離装置３００はヒータ７を備えず、貼り合わせ基板４の加熱はレーザ１１によって実施される点で異なる。制御部９は、配線２４により、レーザ１１と結線される。この場合、放射温度計８の出力に応じて、制御部９にレーザ１１の出力を制御させることができる。例えば、積層基板３の表面温度を一定に保つように制御部９にレーザ１１の出力を制御させてもよい。
【００６１】
レーザ１１は、積層基板３に照射されるのが好ましい。貼り合わせ基板４全体を加熱せずに、加熱すべき領域にレーザ１１を照射することにより、加熱すべき領域を効率よく加熱することができる。このような積層基板の剥離方法および剥離装置３００を用いても、本発明の実施の形態１に係る剥離方法および剥離装置と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
以下に、本発明の実施例を説明する。
（実施例）
本実施例では、本発明の実施の形態１に係る積層基板の剥離方法による効果を確認した。
【００６３】
（試料）
まず、ベース基板を直径が６インチ、厚みが６００μｍであるＳｉＣ多結晶基板、積層基板を直径が３インチ、厚みが３５０μｍであるＳｉＣ単結晶基板とし、２．５μｍのＳｉＯ2を接合層で接合した貼り合わせ基板を準備した。
【００６４】
（実験）
次に、真空雰囲気中において、貼り合わせ基板を加熱した状態で、貼り合わせ基板に電界を印加した。具体的には、ヒータを５００℃程度まで加熱しておき、貼り合わせ基板を基板保持部に載置した後、ヒータの加熱温度は一定のまま電界印加部に４５０Ｖの電圧を印加した。このとき積層基板の表面温度は放射温度計で測定した。
【００６５】
（結果）
貼り合わせ基板に電界を印加してから３分後に、積層基板の表面温度が５７０℃から４６０℃まで降下したことを確認し、剥離を検出した。さらに、剥離装置から貼り合わせ基板を取り出して、実際に積層基板が剥離していることを確認した。具体的には、積層基板の側面にわずかな力を加えることで、接合層上を積層基板が移動する（ずれる）ことを確認した。
【００６６】
以上より、本実施例では、貼り合わせ基板を加熱し、かつ、貼り合わせ基板に電界を印加することにより、積層基板をベース基板から剥離できることを確認した。
【００６７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１  ベース基板、１ｂ  第１の裏面、２  接合層、３  積層基板、４  貼り合わせ基板、５ａ  接触面、５  基板保持部、６  電界印加部、７  ヒータ、８  放射温度計、９  制御部、１０  熱電対、１１  レーザ、２１，２２，２３，２４  配線、１００，２００，３００  剥離装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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