(57)【要約】  本発明は、スタックを２つの別個の部分に分離する装置であって、スタックは、第１の部分と、第２の部分と、当該第１の部分と当該第２の部分との間に挿入される脆弱ゾーンと、スタックの外周において脆弱ゾーンに位置するか又は当該脆弱ゾーンに近接して位置し、スタックの外周全体にわたって延びるか又は部分的に延びる挿入ゾーンとを有する、装置に関する。装置は、スタックの外周に位置する少なくとも１つの第１の接点においてスタックの第１の部分と接触し、且つスタックの外周に位置する少なくとも１つの第２の接点においてスタックの第２の部分と接触するまで、貫入距離に沿って挿入ゾーンへ貫入することができる少なくとも１つのセパレータを備える。装置はまた、セパレータを、上記貫入距離にわたって挿入ゾーンへ貫入させることができ、且つ上記セパレータとスタックとを相対移動させることができる駆動手段を備える。セパレータは、相対移動中に第１の接点と第２の接点との間の距離が増加し、相対移動中に第１の接点及び第２の接点がスタックの外周にあるままであるように構成される。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタック（５）を２つの別個の部分に分離する装置であって、該スタックは、第１の部分と、第２の部分と、該第１の部分と該第２の部分との間に挿入される脆弱ゾーンと、該スタックの外周において該脆弱ゾーンに位置するか又は該脆弱ゾーンに近接して位置し、該スタックの外周全体にわたって延びるか又は部分的に延びる挿入ゾーンとを有し、該装置は、
該スタックの外周に位置する少なくとも１つの第１の接点において該スタックの該第１の部分と接触し、且つ該スタックの外周に位置する少なくとも１つの第２の接点において該スタックの該第２の部分と接触するまで、貫入距離と呼ばれる距離に沿って挿入ゾーンへ貫入することができる少なくとも１つのセパレータ（４、１４）と、
前記セパレータを、前記貫入距離にわたって前記挿入ゾーンへ貫入させることができ、且つ該セパレータ（４、１４）と該スタック（５）とを相対移動させることができる駆動手段と、
を備え、該装置は、該相対移動中に該第１の接点と該第２の接点との間の距離が増加する一方で、該貫入距離がおよそ一定のままであり、該相対移動中に該第１の接点及び第２の接点が該スタックの外周にあるままであるように該セパレータが構成されることを特徴とする、分離する装置。
【請求項２】
前記相対移動は基本的に接線方向の移動であることを特徴とする、請求項１に記載の分離する装置。
【請求項３】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該セパレータ（４、１４）を自身を中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の分離する装置。
【請求項４】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該スタックを該セパレータを中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項５】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該スタック（５）を自身を中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項３又は４に記載の分離する装置。
【請求項６】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該セパレータ（４、１４）を該スタック（５）を中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項７】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該セパレータを該スタックに対して接線方向に平行移動させることによって得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の分離する装置。
【請求項８】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該スタックを該セパレータに沿って平行移動させることによって得られることを特徴とする、請求項１、２又は７に記載の分離する装置。
【請求項９】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該スタックを自身を中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項７又は８に記載の分離する装置。
【請求項１０】
前記セパレータ（４、１４）と前記スタック（５）との前記相対移動は、該セパレータを該スタックを中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１１】
前記セパレータは、その外周の少なくとも一部に沿って増加する角度を有する傾斜縁を有する部分を備え、該傾斜縁のこの部分は、前記相対移動中に前記基板と接触するように設計されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１２】
前記セパレータ（４、１４）は、平頭であってもなくてもよい円錐体から成り、該円錐体の母線は前記第１の接点において該スタックと接触することができ、該円錐体の底面は前記第２の接点において該スタックと接触することができることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１３】
前記セパレータ（４、１４）は、それらの対応する底面において重ね合わされている、平頭であってもなくてもよい２つの円錐体から成り、第１の円錐体の母線は前記第１の接点において前記スタックと接触することができ、第２の円錐体の母線は前記第２の接点において前記スタックと接触することができることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１４】
前記２つの円錐体の軸は互いからずれていることを特徴とする、請求項１３に記載の分離する装置。
【請求項１５】
前記２つの円錐体の前記軸は互いに対して傾斜していることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の分離する装置。
【請求項１６】
前記セパレータ（４、１４）は角柱から成り、該角柱の底面は前記第１の接点において前記スタックと接触することができ、該角柱の面のうちの１つは前記第２の接点において前記スタックと接触することができ、該底面と該面とは平頭であってもなくてもよい鋭角を形成することを特徴とする、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１７】
前記セパレータ（４、１４）は２つの角柱から成り、該角柱はそれぞれ底面及び面を有し、該底面と該面とは平頭であってもなくてもよい鋭角を形成し、該角柱はそれらの対応する該底面において重ね合わされ、該２つの角柱の該面は、前記スタックの前記第１の部分及び第２の部分とそれぞれ接触するように設計されることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１８】
前記脆弱ゾーン（８）は、ボンディング界面、脆弱平面、又は過剰応力平面であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項１９】
前記挿入ゾーンはくぼみゾーンであることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の分離する装置。
【請求項２０】
スタック（５）を２つの別個の部分に分離する方法であって、該スタックは、第１の部分と、第２の部分と、該第１の部分と該第２の部分との間に挿入される脆弱ゾーンと、該スタックの外周において該脆弱ゾーンに位置するか又は該脆弱ゾーンに近接して位置し、該スタックの外周全体にわたって延びるか又は部分的に延びる挿入ゾーンとを有し、該方法は、
ａ）角度がセパレータの外周の少なくとも一部に沿って増加する傾斜縁部分を有する少なくとも１つのセパレータ（４、１４）を提供すること、
ｂ）該少なくとも１つのセパレータ（４、１４）の該傾斜縁部分を、貫入距離と呼ばれる或る距離だけ挿入ゾーンへ挿入し、該セパレータを、少なくとも第１の接点において該スタック（５）の該第１の部分と、且つ第２の接点において該スタック（５）の該第２の部分と接触させること、
ｃ）該セパレータと該スタックとの相対移動中に、角度が増加する該セパレータの該傾斜縁部分が基板と接触したままであるように、該セパレータと該スタックとを相対移動させ、該相対移動中に、該スタックの該第１の部分及び該第２の部分それぞれとの該セパレータの該第１の接点と第２の接点との間の既存の距離を増加させ、該第１の部分及び該第２の部分が互いから分離する一方で、該貫入距離がおよそ一定のままであり、該相対移動中に該第１の接点及び第２の接点が該スタックの外周にあるままであるようにする、相対移動させること、
を含む、分離する方法。
【請求項２１】
前記相対移動は基本的に接線方向の移動であることを特徴とする、請求項２０に記載の分離する方法。
【請求項２２】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該セパレータ（４、１４）を自身を中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の分離する方法。
【請求項２３】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該スタック（５）を該セパレータ（４、１４）を中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の分離する方法。
【請求項２４】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該スタック（５）を自身を中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の分離する方法。
【請求項２５】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該セパレータ（４、１４）を該スタック（５）を中心に回転させることによって得られることを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の分離する方法。
【請求項２６】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該セパレータ（４、１４）を該スタック（５）に対して接線方向に平行移動させることによって得られることを特徴とする、請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の分離する方法。
【請求項２７】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該スタックを該セパレータに沿って平行移動させることによっても得られることを特徴とする、請求項２６に記載の分離する方法。
【請求項２８】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該スタック（５）を自身を中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項２６又は２７に記載の分離する方法。
【請求項２９】
前記セパレータと前記スタックとの前記相対移動は、該セパレータを該スタックを中心に回転させることによっても得られることを特徴とする、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の分離する方法。
【請求項３０】
前記セパレータは、前記スタックと前記セパレータとの前記相対移動中に前記第１の接点と前記第２の接点との間の距離が増加するように構成されることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の分離する方法。
【請求項３１】
前記第１の接点と前記第２の接点との間の前記距離の増加は、前記セパレータ上の該距離を動的に適合させるシステムによって得られることを特徴とする、請求項３０に記載の分離する方法。
【請求項３２】
前記工程ａ）及びｂ）は、Ｎ回（Ｎ≧２）繰り返され、各回毎に、先に使用した前記セパレータの最大距離よりも大きく、前記スタックの前記第１の部分及び前記第２の部分と前記セパレータの前記第１の接点及び前記第２の接点との間の距離を有する異なるセパレータを使用することを特徴とする、請求項３０又は３１に記載の分離する方法。
【請求項３３】
前記スタックの前記第１の部分及び前記第２の部分と前記セパレータの前記第１の接点及び前記第２の接点との間の距離は、該セパレータ毎に一定であることを特徴とする、請求項３２に記載の分離する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造体を部分的又は完全に分離する装置、及びこの装置を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクス分野において、積層構造体の結合エネルギーについての正確な知識を有すること、特にその後の処理中にこれらの構造体の完全性を保証することができることが重要である。
【０００３】
結合エネルギーを測定する１つの方法は、１９８８年の非特許文献１に記載されている。この方法は、結合構造体の２つのウェハ間にレザーブレードを挿入することから成り、ブレードは、ボンディング界面において、ボンディング界面に対して平行に構造体の中心に向かって平行移動させることによって挿入される。当時、結合エネルギーを測定するのに、ブレードを構造体へ挿入するこの技法しか使用されておらず、特定長さＬにわたって結合構造体を部分的に開くことしかできなかった。
【０００４】
それから数年後、このブレード挿入技法を用いて結合構造体を完全に分離することができることを何人かの著者が示唆した。この分離を促すために、結合構造体の半径方向軸に沿ってボンディング界面内に（又は少なくともこれに近接して）ブレードを挿入する。結合構造体のこの完全な分離は、結合構造体の１つの縁から結合構造体の中心に至るまで又はこの構造体の直径方向に対向する縁までを分離するように注意を払い、非特許文献１において使用されている技法と同様の基本的な技法を使用して得られる。
【０００５】
１つの変形形態によると、いくつかのブレードを、結合構造体のボンディング界面へ半径方向に同時に挿入することができる（非特許文献２を参照のこと）。いくつかのブレードを使用することによって、いくつかの周辺ゾーンから結合構造体の分離を開始することができ、次いでこれらの分離が中心ゾーンで一体化して結合構造体全体の分離が得られる。
【０００６】
これらの異なる技法を用いてボンディング界面において構造体を分離することができるが、積層構造体に存在する脆弱平面又は過剰応力平面に対応する分離平面に沿っても分離することができる。
【０００７】
ボンディング界面、脆弱平面又は過剰応力平面における積層構造体の分離を比較的自動的に促す、分離される構造体の直径に対応する直径を有する円形の凹形ブレードを使用することによって分離を促す自動装置（equipment）が存在する。これらのブレードの移動は、分離される構造体の外周から中心へ向かう平行移動である（例えば特許文献１を参照のこと）。ここでも同様に、ブレードは、分離される構造体の外周から中心へ向かう平行移動によって構造体に挿入される。
【０００８】
これらの種々の技法の欠点は、１つまたは複数のブレードを結合構造体の面間に挿入し、次いでブレードをこれらの面間で半径方向に移動させることによって、変位ゾーン全体にわたって（可能性としては構造体の中心に至るまで）これらの面に不純物も導入され、および／又はこれらの面が劣化する（引っ掻き傷、欠陥等の出現）ことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第１  ３８５  ６８３  Ｂ１号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｗ．  Ｐ．  Ｍａｓｚａｒａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，  Ｎｏ．  ６４  （１０），  １５  Ｎｏｖ．  １９８８，  ｐ  ４９４３．
【非特許文献２】Ｊ．  Ｂａｇｄａｈｎ  ａｎｄ  Ｍ．  Ｐｅｔｚｏｌｄ，  Ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｗａｆｅｒ−Ｂｏｎｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｗａｆｅｒ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｅｄ．  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、例えばボンディング界面を中心とする２つの層から成る結合構造体等の脆弱ゾーンを有するスタック、又は例えばガス種（例えば水素）を注入することによって得られる脆弱ゾーンを有する構造体を分離する装置及び方法であって、これによって、上記分離された層への不純物の導入及び面上の引っ掻き傷の出現を減らす一方で、このスタックを脆弱ゾーンの各側で２つの別個の層に分離することができる、装置及び方法を開示することである。
【００１２】
なお、本明細書における用語「分離」（separation）は、解離（dissociation）、より適切には剥離（detachment）として解釈されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的及び他の目的は、スタックを２つの別個の部分に分離する装置であって、当該スタックは、第１の部分と、第２の部分と、当該第１の部分と当該第２の部分との間の中間にある脆弱ゾーンと、スタックの外周において脆弱ゾーンに位置するか又は当該脆弱ゾーンに近接して位置し、スタックの外周全体にわたって延びるか又は部分的に延びる挿入ゾーンとを有し、当該装置は、
スタックの外周に位置する少なくとも１つの第１の接点においてスタックの第１の部分と接触し、且つスタックの外周に位置する少なくとも１つの第２の接点においてスタックの第２の部分と接触するまで、貫入距離と呼ばれる距離に沿って挿入ゾーンへ貫入することができる少なくとも１つのセパレータと、
セパレータを、上記貫入距離にわたって挿入ゾーンへ貫入させることができ、且つ当該セパレータとスタックとを相対移動させる（applying  a  relative  movement）ことができる駆動手段と、
を備え、当該装置は、相対移動中に第１の接点と第２の接点との間の距離が増加する一方で、貫入距離がおよそ一定のままであり、相対移動中に第１の接点及び第２の接点がスタックの外周にあるままであるようにセパレータが構成されることを特徴とする、分離する装置によって、本発明に従って達成される。
【００１４】
有利なことには、相対移動は基本的に接線方向の移動である。
【００１５】
セパレータ及びスタックは、スタックが例えば脆弱ゾーンにおいてセパレータの外周に沿って移動することができるように、相対移動によって駆動される。セパレータの外周は、セパレータが円形形状である場合にはセパレータの円周と同じである。
【００１６】
セパレータは、２つの部分を互いから分離するようにセパレータがスタックの外周に沿って移動するにつれて第１の接点と第２の接点との間の距離が増加するように構成される。
【００１７】
本発明による分離する装置は、積層構造体の外周ゾーンから開始する、積層構造体の分離を促すことができる。有利なことには、分離は、構造体とセパレータとの相対移動に起因して、接点の分離を漸進的に増やすことによって達成され、これらの接点はスタックの外周ゾーン内にあるままである。この場合、構造体とセパレータとの相対移動は基本的に接線方向である。
【００１８】
外周ゾーンは、積層構造体の縁にあるゾーンを意味し、例えばウェハの縁にある面取りゾーンであり、このゾーンからウェハが切り取られ、このゾーンでは後処理作業が行われない。マイクロエレクトロニクス分野では、外周ゾーンは通常、集積回路が作製されるアクティブゾーンと対比して除外ゾーンと呼ばれる。
【００１９】
挿入ゾーンにはセパレータが挿入されるようになっており（例えば切欠部）、換言すると、挿入ゾーンはセパレータの挿入を可能にする。挿入ゾーンは例えば、結合ウェハ（このボンディング界面、又はこのボンディング界面に近接して位置する脆弱ゾーンにおいて分離される）の２つの面取り部分から成り得る。
【００２０】
第１の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータを自身を中心に回転させることによって得られる。
【００２１】
場合によっては第１の変形形態と組み合わせられる第２の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックをセパレータを中心に回転させることによって得られる。
【００２２】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックを自身を中心に回転させることによっても得られる。
【００２３】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックを中心に回転させることによっても得られる。
【００２４】
第３の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックに対して接線方向に平行移動させることによっても得られる。
【００２５】
場合によっては第３の変形形態と組み合わせられる第４の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックをセパレータに沿って平行移動させることによって得られる。
【００２６】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックを自身を中心に回転させることによっても得られる。
【００２７】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックを中心に回転させることによっても得られる。
【００２８】
特定の一実施の形態によると、セパレータは、その外周の少なくとも一部に沿って増加する角度を有する傾斜縁を有する部分を備え、傾斜縁のこの部分は、相対移動中に基板と接触するように設計される。
【００２９】
別の特定の実施の形態によると、セパレータは、平頭であってもなくてもよい円錐体から成り（comprises）、当該円錐体の母線は第１の接点においてスタックと接触することができ、当該円錐体の底面は第２の接点においてスタックと接触することができる。この場合、円錐体の母線はスタックの第１の部分と接触し、当該円錐体の底面はスタックの第２の部分と接触する。
【００３０】
別の特定の実施の形態によると、セパレータは、それらの対応する底面で重ね合わされている、平頭であってもなくてもよい２つの円錐体から成り、第１の円錐体の母線は第１の接点においてスタックと接触することができ、第２の円錐体の母線は第２の接点においてスタックと接触することができる。この場合、第１の円錐体の母線はスタックの第１の部分と接触し、第２の円錐体の母線はスタックの第２の部分と接触する。
【００３１】
有利なことには、２つの円錐体の軸は互いからずれている。
【００３２】
有利なことには、２つの円錐体の軸は互いに対して傾斜している。
【００３３】
例えば、この方法を用いて、一致している軸若しくはずれている軸、又は互いに対して傾斜している軸を有する２つの円錐体を交差させる（intersection）ことによってセパレータを作製することができる。
【００３４】
別の特定の実施の形態によると、セパレータは角柱から成り、この角柱の底面が第１の接点においてスタックと接触することができ、面のうちの１つが第２の接点においてスタックと接触することができ、底面と当該面とは平頭であってもなくてもよい鋭角を形成する。この場合、角柱の底面はスタックの第１の部分と接触し、底面と鋭角を形成する角柱の面はスタックの第２の部分と接触する。
【００３５】
別の特定の実施の形態によると、セパレータは２つの角柱から成り、各角柱は底面及び面を有し、底面と当該面とは平頭であってもなくてもよい鋭角を形成し、角柱はそれらの対応する底面で重ね合わせられ、２つの角柱の面は、スタックの第１の部分及び第２の部分とそれぞれ接触するように設計されている。
【００３６】
有利なことには、脆弱ゾーンは、ボンディング界面、脆弱平面又は過剰応力平面である。
【００３７】
有利なことには、挿入ゾーンはくぼみ（hollow）ゾーンである。
【００３８】
有利なことには、第１の部分及び第２の部分は層である。
【００３９】
有利なことには、上記装置を使用して得られる分離は完全又は部分的なものである。
【００４０】
本発明はまた、スタックを２つの別個の部分に分離する方法であって、スタックは、第１の部分と、第２の部分と、当該第１の部分と当該第２の部分との間に挿入される脆弱ゾーンと、スタックの外周において脆弱ゾーンに位置するか又は当該脆弱ゾーンに近接して位置し、スタックの外周全体にわたって延びるか又は部分的に延びる挿入ゾーンとを有する、分離する方法に関する。この方法は次の工程を含む：
ａ）角度がセパレータの外周の少なくとも一部に沿って増加する傾斜縁部分を有する少なくとも１つのセパレータを提供すること、
ｂ）上記少なくとも１つのセパレータの傾斜縁部分を、貫入距離と呼ばれる或る距離だけ挿入ゾーンへ挿入し、セパレータを、少なくとも第１の接点においてスタックの第１の部分と、且つ第２の接点においてスタックの第２の部分と接触させること、
ｃ）セパレータとスタックとの相対移動中に、角度が増加するセパレータの傾斜縁部分が基板と接触したままであるように、セパレータとスタックとを相対移動させ、相対移動中にスタックの第１の部分及び第２の部分それぞれとのセパレータの第１の接点と第２の接点との間の既存の距離を増加させ、上記第１の部分及び上記第２の部分を互いから分離する一方で、貫入距離がおよそ一定のままであり、相対移動中に第１の接点及び第２の接点がスタックの外周にあるままであるようにすること。
【００４１】
有利なことには、相対移動は基本的に接線方向の移動である。
【００４２】
第１の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータを自身を中心に回転させることによって得られる。
【００４３】
場合によっては第１の変形形態と組み合わせられる第２の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックをセパレータを中心に回転させることによっても得られる。
【００４４】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックを自身を中心に回転させることによっても得られる。
【００４５】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックを中心に回転させることによっても得られる。
【００４６】
第３の変形形態によると、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックに対して接線方向に平行移動させることによっても得られる。
【００４７】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックをセパレータに沿って平行移動させることによっても得られる。
【００４８】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、スタックを自身を中心に回転させることによっても得られる。
【００４９】
有利なことには、セパレータとスタックとの相対移動は、セパレータをスタックを中心に回転させることによっても得られる。
【００５０】
第１の実施の形態によると、セパレータは、スタックとセパレータとの相対移動中に第１の接点と第２の接点との間の距離が増加するように構成される。
【００５１】
有利なことには、セパレータは上述の分離する装置のセパレータである。
【００５２】
有利なことには、第１の接点と第２の接点との間の距離の増加は、セパレータ上の当該距離を動的に適合させるシステムによって得られる。例えば、セパレータがその壁のうちの２つにおいてスタックと接触する場合、システムは、これらの壁を時間中、有利なことには時間に応じて漸進的に互いから分離することができる。
【００５３】
第２の実施の形態によると、本方法の工程ａ）及びｂ）は、Ｎ回（Ｎ≧２）繰り返され、各回毎に、先に使用したセパレータの最大距離よりも大きく、スタックの第１の部分及び第２の部分とセパレータの第１の接点及び第２の接点との間の距離を有する異なるセパレータを使用する。したがって分離は、セパレータ及びスタックの２つの接点間の最大距離を増やしながらセパレータを逐次挿入することによって達成される。この第２の実施の形態の特別な場合は、その最大距離が一定であるセパレータを使用することから成る（換言すると、その距離は、一旦接触するとセパレータとスタックとの相対移動中に変化しない）。したがって例えば、円錐セパレータを使用してその底面及び母線がスタックの第１の部分及び第２の部分とそれぞれ接触する場合、セパレータは、底面と母線との間の角度が次第に大きくなるように選択される。
【００５４】
有利なことには、スタックの第１の部分及び第２の部分とセパレータの第１の接点及び第２の接点との間の距離は、セパレータ毎に一定である。
【００５５】
添付の図面と共に、非限定的な例として与えられる以下の説明を読めば、本発明はよりよく理解され、他の利点及び特別な特徴が明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】角柱形状のセパレータの一例を示す図である。
【図２】角柱形状のセパレータの一例を示す図である。
【図３】角柱形状のセパレータの一例を示す図である。
【図４】角柱形状のセパレータの一例を示す図である。
【図５】それらの底面で取着されている２つの円錐体から成るセパレータの一例を示す図である。
【図６】異なる母線角を有する円錐体の概略図である。
【図７】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータに対して平行移動する例示的な一実施形態を示す図である。
【図８】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータに対して平行移動する例示的な一実施形態を示す図である。
【図９】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータに対して平行移動する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１０】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータに対して平行移動する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１１】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ、場合によってはスタックが、それら自身を中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１２】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ、場合によってはスタックが、それら自身を中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１３】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータを中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１４】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータを中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１５】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータを中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１６】セパレータ及びスタック（円形形状）を備える、本発明による装置の上面図であり、特に、セパレータ又はスタックがそれぞれスタック又はセパレータを中心に回転する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１７】本発明による、スタックと接触しているセパレータの正面図である。
【図１８】図１７の拡大詳細図である。
【図１９】分離されるスタックの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
分離する装置を用いて積層構造体の層を解離することができる。スタックは、２つの層間のボンディング界面、脆弱平面に相当する平面、又は積層構造体の過剰応力ゾーンにおいて２つの別個の部分に分離することができる。
【００５８】
結合構造体の場合、ボンディング界面は、例えば分子結合によって結合した２つの層間の弱連結平面（plane  of  weak  links）に相当する。
【００５９】
脆弱な平面ゾーン又は応力ゾーンを含む構造体の場合、これらのゾーンは、ボンディング界面とは異なるか又はボンディング界面よりも脆弱な平面であり、例えばガス種を基板に注入することによって得られるゾーン、堆積層の界面、異なる性質若しくは形態を有するゾーン（例えば埋め込み酸化物を有するゾーン若しくは多孔質シリコンゾーン）、又は高応力が加えられるゾーン等である。
【００６０】
本発明による装置は、少なくとも１つのセパレータを備える。セパレータは、このセパレータと解離されるスタックとの接点間の間隔の漸進的な増加を促すことができる任意の物体（body）であってもよく、この接触はスタックの外周ゾーンに限定される。好ましくは、セパレータは概して、薄肉の脆弱ゾーンで又はこれに近接して、ウェハ間に挿入する必要があるため、一体となって縁を有する突出部分（鋭角）を形成する２つの壁から形成される。セパレータの縁は、例えば円形形状又は直線形状であり得る。変形形態として、この縁は平頭であり得る。「平頭」は、平面又は曲面によって頂部が切断されていることを意味する。
【００６１】
直線の縁を有するセパレータは、斜め直線の縁を有する任意の物体、例えば角柱を用いて作製することができる。例えば、セパレータは、その底面ｂ１と、底面と面する面ａ１とが、鋭角αを形成すると共に一体となって直線の縁９（図１）を形成するように配向される、角柱であってもよい。角柱の端（換言すると、底面と面とが一体となって鋭角を形成する部分）も平頭であってもよい。セパレータはまた、それらの対応する底面ｂ１及びｂ２で重ね合わされている２つの角柱を組み合わせることによって形成され得る。図２は、２つの重ね合わされている角柱の一例を示し、それらの端は平頭であり、同一の角度α１及びα２を有する。この場合、端は平面によって平頭になっているが、これらの端を曲面に沿って平頭にすることも可能であろう。角度α１及びα２は異なっていてもよい。
【００６２】
縁は他の形状であってもよい。例えば、セパレータは、底面ｂ１と、底面と面する面ａ１とが頂点において一体となって鋭角を形成する角柱であってもよい（図３）。その底面ｂ１と、底面と面する面ａ１とは、実際には一体となることなく互いに対して近接してもよい（図４）。
【００６３】
円形形状の縁を有するセパレータを作製する１つの方法は、例えば円錐体を使用することであり、この場合、この円錐体の母線が鋭角の縁を形成する。この場合、セパレータの回転軸をその対称軸からずらすことによってセパレータとスタックの層との接点間で高さを変えることができるセパレータが作製され、この場合では、分離される構造体が円形であり且つ回転されるものであれば、セパレータは回転し、且つ／又は構造体の回転軸がその対称軸からずれている。
【００６４】
円形形状の縁を有するセパレータも、２つの円錐体をそれらの底面で接合することによって作製することができる。これらの円錐体から開始して、円錐体の母線１の角度、及び／又はこれらの２つの円錐体の軸２間の角度を変更することによって異なる高さを得ることができる。例えば、セパレータは、２つの円錐体の軸２を、約２０度に等しい角度αだけ互いに対して傾斜させることによって作製することができる（図５を参照のこと）。各円錐体の軸２に対する母線１の角度を変えることも可能であり得る。この角度は例えば、１０度、２０度、３０度、４５度又は６０度に相当し得る。図６（セパレータが１つの円錐体から成る）に示すように、母線１の選択される角度a１、a２、a３、a４、a５に応じて、セパレータは、所定の深さｐに対して異なる高さｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５を有する。
【００６５】
セパレータが２つの円錐体から成る場合、２つの円錐体の母線の角度は、同一であるか又は異なるように選択され得る。
【００６６】
分離するために、セパレータ及び解離される積層構造体は、積層構造体に対して基本的に接線方向の相対移動によって駆動する必要があり、それによって、セパレータとスタックの層との接点間の分離が変化して移動中に増加するようにする。有利なことには、この増加は漸進的である。この相対移動は、セパレータ及び／又は構造体の移動によって異なる方法で得ることができる。
【００６７】
例えば、セパレータ１４が直線の縁１９を有し、且つ積層構造体５が円形形状である場合、セパレータ１４は、積層構造体に対して接線方向の方向１１に沿って平行移動して（図７）接点の分離を促すことができる。セパレータ１４が固定されたままである状況も可能であり、一方でスタック５が縁１９に沿って平行移動する（１２）（図８）か、又はこれらの２つの平行移動を組み合わせてもよい。有利なことには、これらの変形形態において、構造体の外周の一部又は構造体の外周全体にわたる分離を開始し、したがって構造体に対して生成される応力をよりよく分散するように、構造体５を自身を中心に（その回転軸７を中心に）回転させることが可能である（スタックが自身を中心に回転する図９、又はスタックが平行移動すると共に自身を中心に回転する図１０を参照のこと）。（代替的に又は組み合わせて）セパレータ１４をスタック５の回転軸７を中心に回転させることも可能であり得る（図示せず）。平行移動及び回転移動は、連続的であるか否か、部分的であるか完全であるか、同時であるか否か等はどちらでもよい。
【００６８】
セパレータ４及びスタック５が円形形状である場合、以下の状況（単独で又は組み合わせて）に従って分離を開始することができる：
セパレータ４が、自身、すなわちその回転軸６を中心に回転し、スタック５は固定されたままである（図１１）、
セパレータ４が固定されたままであり、スタックはセパレータの回転軸６を中心に回転する（図１３）。
【００６９】
これらの２つの基本的な移動によって分離をすることができる。これらの２つの基本的な移動は組み合わせてもよい。これらの回転移動は、同じ方向において連続的であっても段階的であってもよく、また回転方向について独立して変更してもよい。これらの回転は、同じ方向又は反対方向の回転と（同時に又はずらして（simultaneously  or  not））組み合わせてもよい。
【００７０】
したがって、分離は構造体の外周で局所的に開始される。この分離は、構造体で生成される応力をよりよく分散するように構造体の外周のより大きい部分で、又は外周全体で行うことができ、したがって、上述した回転移動に加えて（これらの回転移動と完全に又は部分的に同時に）以下の移動も可能である：
構造体の、自身を中心とする回転移動（連続的若しくは段階的に、交互に若しくは交互ではなく）
及び／又は
構造体の軸を中心とするセパレータの回転移動（同時に又はずらして）。
【００７１】
この場合、以下の状況が生じ得る：
セパレータ４及びスタック５がそれら自身、すなわちそれらの対応する回転軸６及び７を中心に回転する（図１２）；
セパレータ４が固定されたままであり、スタックは自身、すなわちその回転軸７、及びセパレータの回転軸６を中心に回転する（図１４）；
セパレータ４が自身、すなわちその回転軸６を中心に回転し、スタックは自身、すなわちその回転軸７、及びセパレータの回転軸６を中心に回転する（図１５）；
セパレータ４がスタック５の回転軸７、及び自身、すなわちその回転軸６を中心に回転し、スタックは自身、すなわちその回転軸７を中心に回転する（図１６）。
【００７２】
第１の例示的な実施形態によると、分離される積層構造体は、直径１００ｍｍ、厚さ５２５マイクロメートルの２つのシリコンウェハから成り得る。この例では、２つのシリコンウェハは、２つの表面が親水性であり且つ清浄であるように準備され、次いで２つのウェハが常温で結合されるという、当業者には既知の技法である分子結合によって結合される。したがってその結果、５００℃で２時間熱処理した後の結合エネルギーが約０．８Ｊ／ｍ２となる。
【００７３】
ウェハには、外周に面取り部１０（換言すると薄肉ゾーン）が設けられる。結合後、これらの面取り部は、ボンディング界面において構造体の外周に非結合ゾーン１０を生み出し、これによって、後に２つのウェハ間にセパレータを挿入することが容易になる。
【００７４】
この例では、セパレータは、それらの対応する底面において２つの円錐体を組み合わせることによって作製され、この２つの円錐体は、約２０度の角度だけ互いに対して傾斜している軸を有する。円錐体の頂点は平頭になっている。
【００７５】
２つの円錐体の軸は傾斜しているため、可変の分離高さが得られる。可変の分離高さを有することの利点は、２つのウェハに対して漸進的且つ接線方向の分離効果が得られるということである。例えば、セパレータが１／４回転すると、スタックの外周ゾーンにおける積層構造体のウェハの分離高さは、数マイクロメートルから約３ｍｍまで変わる。
【００７６】
この例では、セパレータ４を、自身、すなわちその回転軸６を中心に回転させることが決定されている。好ましくは、セパレータはゆっくりと回転される。例えば、１時間当たり０．１回転、１回転、２回転又は５回転という回転速度が使用される。
【００７７】
セパレータ（及び場合によってはスタック）の回転は、電気的、自動的且つ漸進的に、段階的に又は連続モードで駆動することができる。
【００７８】
場合によっては組み合わせられる一変形形態によると、分離される積層構造体は、セパレータの軸を中心に回転し得る。例えば、セパレータは、１０分の１（１／１０）回転ずつ段階的に回転してもよく、且つセパレータが１／１０回転する間に、構造体は、自身を中心におよそ少なくとも１回完全に回転してもよい。
【００７９】
セパレータ４は、（ブレードを挿入するようになっているゾーン１０を形成する）非結合ゾーンにおいて分離される構造体５の２つのウェハそれぞれの縁と接触する（１０１、１０２）。この非結合ゾーンは、この場合、分離することが必要である脆弱ゾーンに対応するボンディング界面８に近接する（図１７及び図１８）。図１７において分かるように、分離高さｈ１は、直径方向に対向する分離高さｈ２よりも小さく、したがって、セパレータが半回転すると分離高さが変化し、接点１０１及び１０２の壁に加わる圧力も増す。
【００８０】
接点を形成することは、構造体とセパレータとを相対的に半径方向に移動させることを必要とするが、これは構造体の縁に限定される。
【００８１】
接線方向且つ漸進的な効果を有するセパレータと結合構造体の各ウェハとの間で接触（１０１、１０２）が生じる外周ゾーンは、直径が１００ｍｍの構造体の場合、結合構造体の中心から約４９ｍｍに位置する。セパレータの回転によって加えられる結合ウェハの外周における分離高さは、積層構造体の完全な分離を促すのに十分である。
【００８２】
この例の一変形形態では、分離される構造体は、構造体を、連続的又は断続的に、単一方向又は交互方向に、セパレータの回転に対して同時に又はずらしてその軸を中心に回転させる、支持手段（例えばプレート）上に位置する。回転速度は一定又は可変であり得る。この例では、プレートの回転速度は連続的であり、セパレータと同時である。回転速度は、１時間当たり１０回転、又は１時間当たり５回転、１時間当たり１回転又は１時間当たり０．１回転であり得る。この例では、プレートの回転は、セパレータの回転と同じ方向及び同じ速度で起こる。
【００８３】
本発明によるセパレータを半径方向に、換言すると、分離される構造体の縁からその中心へ向かって平行移動させる必要はないことが分かるであろう。セパレータがスタックと接触すると、積層構造体の分離される必要がある２つの部分を分離するのにはセパレータがただ回転しているだけで十分である。それでもなお、セパレータと構造体との相対移動に小さい半径方向成分を提供することも常に可能である。この成分は、構造体の縁に不純物又は引っ掻き傷を加える危険を制限するように制限されなければならない。
【００８４】
第２の例示的な実施形態によると、分離される積層構造体は、直径１００ｍｍ及び厚さ５２５マイクロメートルの２つのシリコンウェハから成り得る。前述の例におけるように、結合されるウェハの２つの表面は、親水性となり、後の分子結合と適合するように準備されている。２つのウェハは結合されて２００℃で２時間熱処理され、例えば約０．６Ｊ／ｍ２の結合エネルギーが得られる。
【００８５】
この例では、セパレータは、それらの対応する底面において２つの平頭である同軸円錐体を接合することによって作製されている。円錐体の頂点は、セパレータが大きくなりすぎないように平頭になっている。この例では４５度の母線角度が選択されている。
【００８６】
この例では、セパレータ及び積層構造体はそれら自身を中心に回転される。セパレータの回転軸を円錐体の軸から約２ｍｍだけずらすことが選択されており、これによって分離高さを変えることが可能となる。
【００８７】
セパレータは、分離される構造体の、２つのウェハが面取りされるゾーンにおいて、これらのウェハのそれぞれの縁と接触する。セパレータ及び積層構造体は、それら自身を中心に同じ方向又は反対方向に回転する。好ましくは、セパレータは、例えば１時間当たり５回転、１時間当たり２回転、１時間当たり１回転、又は１時間当たり０．１回転の回転速度でゆっくり回転する。
【００８８】
セパレータの回転軸は円錐体の軸からずらされるため、セパレータの分離高さは、セパレータが回転するにつれて漸進的に変化する。好ましくは、セパレータは分離高さが増加するように移動する。好ましくは、セパレータは、セパレータが最小の分離高さを有する点で面取り部に位置する。
【００８９】
例えば、セパレータが１／６回転すると、積層構造体のウェハの分離高さは、構造体の外周ゾーンにおいて数マイクロメートルから最大約１．５ｍｍだけ変わり得る。
【００９０】
結合ウェハの外周に加えられるそのような分離高さは、積層構造体の完全な分離を促すのに十分である。セパレータと構造体との相対移動は、半径方向成分を有するが、半径方向成分は、セパレータの回転軸と円錐体の軸との差の２倍未満であるままであるか、又はセパレータが１回転未満しか回転しない（これは構造体の寸法と比して小さい）場合、より小さい。したがって、相対移動の大部分は接線方向であるままである。
【００９１】
第３の実施形態によると、分離される積層構造体は、ボンディング界面１８において分子結合によって取り付けられる２つのシリコンウェハから成る。結合前に、２つのウェハの一方が水素注入されて、例えばその表面から１μｍのところにある複数のマイクロキャビティ２２から成る埋め込み脆弱ゾーンを形成する（図１９を参照のこと）。分離は、この埋め込み脆弱ゾーンで起こらなければならない。
【００９２】
結合後に、結合部を強化し、且つマイクロキャビティの合体を促進するために熱処理を行うことができる。
【００９３】
本発明によるセパレータは、この熱処理と同時か又はこの熱処理後に、マイクロキャビティ２２を含む脆弱ゾーンに近接する、ウェハの面取りゾーン１０においてボンディング界面に挿入される。次いで、分離は、例えば破断線２０においてセパレータを回転させることによって起こり、これは、図１９に示すように、マイクロキャビティ２２を含む平面においてなされ、面取りゾーン１０から開始する（破断線２０は点線によって示されている）。
【００９４】
本発明による分離する装置及び方法は、ブレードをスタック内へ半径方向に挿入することを回避することによって、スタックの外周から積層構造体を分離することを促す一方で、分離されるウェハの表面上に不純物が導入されること、及び／又はこれらの表面に引っ掻き傷が生じることを回避することができる。したがって、このように分離されるウェハの使用可能な表面積は、ブレードを半径方向に挿入する必要がある従来技術の装置を使用する分離によって得られる表面積よりもはるかに大きい。
【００９５】
前述の例では円形形状のセパレータを用いている。他の形状のセパレータも可能である。例えば、セパレータは、直線の縁において一体となる２つの壁を備える物体であり得る。例えば、セパレータは、カッターブレード等のブレードであり得る。また、一定形状のセパレータが使用されているが、明らかに、このセパレータとスタックとの接点間の距離に動的に適合するように時間とともに（with  time）変わる形状を有するセパレータを使用することが可能であり得る。そのようなセパレータは、母線と底面との間の角度が、例えば空気圧力（pneumatic  forces）の作用下で動的に変わり得る円錐セパレータであり得る。
【００９６】
上記例では１つのセパレータを使用しているが、２つ以上のセパレータを組み合わせて使用することも十分にあり得る。セパレータは、同一又は異なる形状を有していてもよく、可変速度で、且つ／又は異なる回転方向に回転してもよく、又は回転しなくてもよい。
【００９７】
工具を使用すると共に、工具と構造体の外周におけるこの構造体との接触を制限して、脆弱ゾーンにおいて構造体を分離し、特に分離後に得られる面のいかなる汚染及び／又は損傷も回避するようにすることを意図する本発明の範囲から逸脱することなく、異なるセパレータを構造体の外周に逐次挿入することが可能であろう。これらのセパレータは有利なことには、上記のセパレータと同様であり、換言すると、このセパレータと構造体との接点間の距離を動的に、又は当該セパレータと構造体との相対移動中に変化させる。変形形態として、これらのセパレータと構造体との接点が構造の外周に限定される一方で、これらの接点間の距離が１つのセパレータと別のセパレータとでは変化して増加し、したがって構造体を分離させるように選択される、異なる一定形状の複数のセパレータを使用することも可能である。例えば、挿入が進むにつれて、底面と母線との間の角度が１つのセパレータと別のセパレータとでは漸進的に増加する複数の円錐セパレータを使用してもよい。
【図１】
2010505651.tif 000003
【図２】
2010505651.tif 000004
【図３】
2010505651.tif 000005
【図４】
2010505651.tif 000006
【図５】
2010505651.tif 000007
【図６】
2010505651.tif 000008
【図７】
2010505651.tif 000009
【図８】
2010505651.tif 000010
【図９】
2010505651.tif 000011
【図１０】
2010505651.tif 000012
【図１１】
2010505651.tif 000013
【図１２】
2010505651.tif 000014
【図１３】
2010505651.tif 000015
【図１４】
2010505651.tif 000016
【図１５】
2010505651.tif 000017
【図１６】
2010505651.tif 000018
【図１７】
2010505651.tif 000019
【図１８】
2010505651.tif 000020
【図１９】
2010505651.tif 000021
【国際調査報告】
2010505651.tif 000022
2010505651.tif 000023
2010505651.tif 000024
2010505651.tif 000025