(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子工学、光学、または光電子工学用基板の製造もしくは微細機構の製造用の材料からなる板材を該板材の脆弱面（６）の両側に位置する二枚のウエハ（２，４）に分離する方法において、
前記板材の両面に吸引力を作用させながら該板材の外縁部から中央部に亘って板材の表面内で局所的に延在する吸引領域にて両ウエハの少なくとも一方に他方から離反する向きの変形力を作用させて前記板材（１）の脆弱面の領域で両ウエハ（２，４）を互いに分離させる変形力付与工程と、
前記変形力を作用させたまま前記板材をその両面から離反させて両ウエハ（２，４）を前記脆弱面で分離させる分離工程とを備え、
前記板材の前記外縁部から前記中央部へ向かって前記脆弱面における分離を伝搬させながら両ウエハの分離を行うことを特徴とする板材の分離方法。
【請求項２】
変形力付与工程が、板材（１）の外縁部から中心部に亘って板材の表面内で局所的に延在する楕円形の吸引領域で少なくとも一方のウエハ（２，４）側の板材表面を吸引する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
変形力付与工程が、板材（１）の外縁部から中心部に亘って板材の表面内で局所的に延在する長円形の吸引領域で前記ウエハ（２，４）の少なくとも一方を吸引する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
分離工程が、前記吸引を行うための手段（３２）を前記板材（１）の面に直交する方向へ移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
分離工程が、前記ウエハ（２，４）の少なくとも一方を他方に対して回転運動を伴わない平行運動で離反させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
分離工程が、前記ウエハ（２，４）の少なくとも一方を他方に対して回転運動を伴う平行運動で離反させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ウエハ（２，４）の少なくとも一方を吸引の解除によって解放する工程を更に備えたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記分離工程において、前記脆弱面の劈開を助長するための応力を付与する工程を同時に実行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記応力の付与を、温度変化の適用、機械的振動の適用、化学エッチングの適用、剪断応力の適用、高速流体流の適用の少なくともいずれかひとつによって実行することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電子工学、光学、または光電子工学用基板の製造もしくは微細機構の製造用の材料から成る板材（１）を該板材の脆弱面（６）の両側に位置する二枚のウエハ（２，４）に分離する装置において、
前記板材（１）の両面を吸引力で保持する保持手段（３０；３１；３２）と、
板材（１）の外縁部から中央部に亘って板材の表面内で局所的に延在する吸引領域にて少なくとも一方のウエハに他方から離反する向きの変形力を作用させて前記板材（１）の脆弱面の領域で両ウエハ（２，４）を互いに分離させる応力付与手段（３５，３６）と、
前記変形力を作用させたまま前記板材（１）をその両面から離反させて両ウエハ（２，４）を前記脆弱面で分離する分離手段（１４，４０，４１）とを備え、
前記板材の前記外縁部から前記中央部へ向かって前記脆弱面における分離を伝搬させながら両ウエハの分離を行うことを特徴とする板材の分離装置。
【請求項１１】
応力付与手段と分離手段が同一の捕捉部材（３２）によって構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
捕捉部材（３２）が吸引手段（３５）を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
捕捉部材（３２）が平坦なエレメントを含み、該エレメントの前記ウエハ側に向いた面に少なくとも一つの吸引キャビティ（３５）が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
吸引キャビティ（３５）が板材（１）の外縁部と中心部との間に延在可能な単一の細長いキャビティからなることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
吸引キャビティ（３５）が細長い吸盤を含み、該吸盤が板材（１）を吸盤周囲で凸状に変形可能な吸盤形状を有することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【請求項１６】
保持手段（３０，３１）が、第１の捕捉部材（３２）に対して平行に延在する第２の捕捉部材（３０）によって構成されていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
ガイド手段（１４）を更に含み、該ガイド手段の上に第１の捕捉部材（３２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第１の捕捉部材を第２の捕捉部材から離反させるように弾発付勢する手段（１４）を更に含むことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
第１と第２の捕捉部材を互いに接近させるように前記弾発付勢に抗して第１の捕捉部材を付勢する手動操作手段（４０）を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
ガイド手段と弾発付勢手段が同一の部材（１４）によって構成されていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記部材（１４）が変形可能な平行四辺形をなす単一部材のリンク部材からなることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
吸引を選択的に解除する手段（６２）を更に含むことを特徴とする請求項１３〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、全般的には材料の取り扱いの分野に関するものであり、特別には電子工学、光学、又は光電子工学用基板の製造もしくは微細機構の製造用の材料の取り扱いに関するものである。特に本発明は、係る基板中の脆弱面における分離操作を実行し、これをコントロールされた正確なやり方で行う方法及び装置に関するものである。
【０００２】
更に特別には、本発明は当初互いに一体の二枚のウエハを機械的結合度の変化で分離面にて分離するための方法と装置に関するものである。
【０００３】
絶縁物上のシリコン（ＳＯＩ）の公知の製造法は、単結晶シリコンウエハに所定深さでイオンを注入する工程と、このウエハを選択的に表面酸化されたシリコンなどのスティフナー上に固定する工程と、しかる後、注入イオン層で定まる脆弱面に少なくとも部分的に確実な劈開を生起させる工程とを備えている。（場合により、脆弱面の両側に位置する二層の単結晶シリコンウエハ部分の厚さがそれ自身で充分な機械的強度をもつ程度に充分であれば、スティフナー上への固定工程は省略可能である。）
【０００４】
このタイプの方法では、生起した劈開が完全か或いは部分的かに関係なく実際には二枚のウエハは互いにくっついたままであり（劈開が完了しても吸盤効果によって生じる）、従って両ウエハを互いに分離する必要性が依然として存在し、これは、第１には後続の種々の仕上げ処理に付すべき目的のＳＯＩ基板と、第２にはプロセスに再利用可能な残存単結晶シリコンを入手するためである。
【０００５】
このような分離は、本質的に最大限の注意と共に二枚のウエハを確実に分離させるように行わなければならず、必要な場合には二枚のウエハに損傷を生じる危険に至らないように劈開を終了させつつ行う必要がある。
【０００６】
一般に、この操作は特に熟練の作業員により手動で行われており、例えば鋭利な刃物などを板材の端部の分離面領域に挿入して楔効果で分離を果たすようにしている。この操作は、二枚のウエハの対面部に衝撃と摩擦を引き起こし、それによってこれらの面に損傷を与える恐れがある。加えて、この手動操作は長時間を要する困難な操作であり、それによって製造スループットは大幅に制限されることを余儀なくされる。更に、特に二枚のウエハ間の劈開を分離プロセス自体によって終了させる場合は、板材に付与する力を極めて大きくする必要があり、その場合は係る手動操作は不適当で危険なものとさえなる。
【０００７】
従って本発明は、係る分離を迅速確実且つ再現性よく行うことができ、しかも分離中における両ウエハの間に対する一切の接触や摩擦、従って両ウエハの活性表面に対する疵や粒子付着の恐れを排除することのできる方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
本発明の別の目的は、極めて大きく変化できる範囲に亘って機械的に結合した二枚のウエハ、特に、ウエハ間の顕微鏡的劈開が部分的に存在するのみで、板材に過大な力を作用させる必要のない二枚のウエハを分離できるようにすることである。
【０００９】
そこで本発明は、第１の形態において、電子工学、光学、又は光電子工学用基板の製造もしくは微細機構の製造用の材料からなる板材を該板材の脆弱面の両側に位置する二枚のウエハに分離する方法を提供するものであり、この方法は、
前記両ウエハの少なくとも一方に変形力を作用させて前記板材の脆弱面の領域で両ウエハを互いに分離させる変形力付与工程と、
両ウエハを案内移動して分離させる分離工程、
とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、変形力を作用させることによって板材の局所領域に脆弱面内の分離波を生起させることができる。この分離波は、脆弱面に変形が生じるか或いは二枚のウエハの分離移動が開始された直後に、どんな場合でも極めて迅速に脆弱面全域に伝播し、いずれにせよ分離のために大きな力を外部から与える必要は全くない。
【００１１】
仮に、分離が局所的に開始されないように両ウエハの両外面から力を加える場合は、表面全域に亘る分離を達成するために要する力を合成する必要があり、これは相当に大きな力となるはずである。
【００１２】
しかしながら、本発明による方法では、適正に分離を達成するために適用される力は極めて限定されており、分離面間に一切の衝撃や摩擦を与える恐れ無しにこの分離を極めて良好に制御された経路に沿って生起させることができ、このことは、これらの分離面が例えば清浄度や形状等に関する要求品質の特に厳しい活性表面となる場合には極めて重要なことである。
【００１３】
分離の開始は、板材の端面自体ではなく、板材の少なくとも一方の表面上の端部近傍（又は板材がディスク状の場合は周縁近傍）に主要な応力を付与することによって達成することが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、板材の両面及び端面の双方に付与される応力の組み合わせも変形例として可能である。
【００１４】
このようにして、本発明の別の目的に従って極めて良好に特定された単一の脆弱面上でウエハを分離することが可能となる。
【００１５】
尚、本明細書において「脆弱面」なる用語は、材料を特別な処理に付した後に得られる材料領域を意味し、この領域は脆弱面と直交して或る厚さに亘り存在する。この場合の処理は、或る核種の注入や、材料中の多孔層の形成などを包含する。いずれにせよ、この処理は該領域における材料の構造を確実に変化させ、或いは該領域で材料が特別な構造を確実に有するようにして、本発明による方法及び／又は装置による分離が該領域に優先的に生起するような処理である。この脆弱面は、その用語の狭義の意味で言う一つの結晶格子面である必要はなく、分離は材料中の不規則性に応じて複数の結晶格子面を含むように脆弱面内で生起して該脆弱面と直角に広がり得るものである。
【００１６】
本発明による方法の種々の特徴形態を列記すれば以下の通りである。
【００１７】
・前記変形力付与工程が、板材の端部近傍に局所的に近接して延在する領域で両ウエハの少なくとも一方を吸引する工程を含むもの。
【００１８】
・前記変形力付与工程が、板材の端部近傍から中心部に延在する領域で両ウエハの少なくとも一方を吸引する工程を含むもの。この場合、好ましくは吸引を分離対象のウエハよりも剛性の大きな捕捉手段によって適用する。
【００１９】
・好適には、板材の互いに堅固に固定された少なくとも二つの押圧点間に位置する領域に力を作用させることにより変形を生起させるもの。この場合、好ましくは板材の主面に直交する方向の変形の大きさは１ｍｍ未満、より好ましくは５００μｍ未満とし、この特徴によりウエハの変形を制御して変形とそれに起因する欠陥を抑制することが可能となる。
【００２０】
・変形力付与工程が、脆弱面の少なくとも一つの領域で剪断応力の上昇を生じるのに適しているもの。好適にはこの変形は、板材をその表面と直角な方向へ曲げることによって行われる。
【００２１】
・分離工程が、前記吸引を行うに適した手段を板材の面にほぼ直交する方向へ移動させる工程を含むもの。
【００２２】
・分離工程が、ウエハの少なくとも一方を回転させることなく平行移動させる工程を含むもの。
【００２３】
・分離工程が、ウエハの少なくとも一方を回転と共に平行移動させる工程を含むもの。
【００２４】
・ウエハの少なくとも一方を吸引の解除によって解放する工程を更に備えているもの。
【００２５】
・分離を起こすに適した応力を付与する工程を更に含むもの。
【００２６】
・前記応力の付与を、温度変化の適用、機械的振動の適用、化学エッチングの適用、剪断応力の適用、高速流体流の適用の少なくともいずれかひとつによって実行するもの。
【００２７】
分離を起こすに適した応力として剪断応力を用いる場合、脆弱面の両側の材料層の熱膨張係数が異なっているか、或いはこれら両側の材料層の温度が異なっているかすれば、熱処理によって適切な剪断応力を得ることが可能である。また、板材を変形、例えば細長い吸盤の周囲で板材を凸状とするような変形を与えることによっても適切な剪断応力を与えることができる。
【００２８】
分離を起こすに適した応力は、前述の通り特定した種々の応力を同時又は時間的にずらして組み合わせたものとしてもよい。
【００２９】
変形力と分離を起こすに適した応力とは共に同一種類のものであってもよく、また単一操作に相当するものであっても良い。
【００３０】
本発明はまた、第２形態において、特別にはシリコン材から成る板材を該板材の脆弱面の両側に位置する二枚のウエハに分離する装置を提供するものであり、この装置は、
一方のウエハを介して板材を保持する保持手段と、
板材の少なくとも一つの領域で少なくとも他方のウエハに変形応力を付与する応力付与手段と、
両ウエハを予め定められた搬送路に沿って移動させて互いに分離する分離手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明による装置の非限定的で好適な種々の特徴形態を列記すれば以下の通りである。
【００３２】
・応力付与手段と分離手段が同一の捕捉部材によって構成されているもの。
【００３３】
・捕捉部材が吸引手段を備えているもの。
【００３４】
・捕捉部材がほぼ平坦なエレメントを含み、該エレメントの前記ウエハ側に向いた面に少なくとも一つの吸引キャビティが設けられているもの。
【００３５】
・吸引キャビティが板材の端部と中心部との間に延在可能な単一の細長いキャビティからなるもの。
【００３６】
・保持手段が、第１の捕捉部材に対してほぼ並行に延在する第２の捕捉部材によって構成されているもの。
【００３７】
・ガイド手段を更に含み、該ガイド手段の上に第１の捕捉部材が取り付けられているもの。
【００３８】
・第１の捕捉部材を第２の捕捉部材から離反させるように弾発付勢する手段を更に含むもの。
【００３９】
・第１と第２の捕捉部材を互いに接近させるように前記弾発付勢に抗して第１の捕捉部材を付勢する手動操作手段を更に含むもの。
【００４０】
・ガイド手段と弾発付勢手段が同一の部材によって構成されているもの。
【００４１】
・この同一部材が変形可能な平行四辺形をなす単一部材のリンク部材からなるもの。
【００４２】
・吸引を選択的に解除する手段を更に含むもの。
【００４３】
本発明による方法及び装置の上記以外の特徴と目的及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明から一層明らかとなる。
【００４４】
以下、限定を意図しない本発明の実施例を説明するが、この実施例における板材１は、脆弱面を生成するために既にイオン注入されたシリコンウエハと例えば同じくシリコンで作られたスティフナーとを所謂ウエハボンディング技術によって一体に組み合わせてなるもので、シリコンウエハ及び／又はスティフナーはボンディング面が例えば酸化処理されている。典型的な例として、係る板材は直径２００ｍｍ、厚さ１５００μｍ程度のものであり、イオン注入シリコンウエハとスティフナーとがこの厚さを均等に二分しているのが一般的である。板材は二つの主面３，３’を有すると共に、その内部のシリコンウエハのイオン注入深さ位置に脆弱面６を有し、この脆弱面がその両側に位置する分離すべき二枚のウエハ２，４を画定している（図４ａ及び図４ｂ参照）。
【００４５】
図１に示す実施例において、本発明の分離装置はピストル形状の携帯型クランプ器具１００となっており、それぞれ捕捉部材３０，３２を構成する二つの分岐部を突き出した本体部１０と、後述する機能のトリガー４０、間隔調整用ノブ６０及び解除押釦６２を備えたハンドル部３０とからなっている。また、このクランプ器具１００は、二本の吸引チューブ５０，５２によって図示しない真空ポンプに接続されている。
【００４６】
ハンドル部３０は作業者が片手でクランプ器具１００を保持できるような構造である。後述するように、作業者はハンドル部を掴んだ同じ手でトリガー４０を操作して捕捉部材３０，３２の動きを制御できるようになっている。
【００４７】
各捕捉部材３０，３２は、板材１の両主面３，３’に吸引で吸着するように設計されており、この吸引は、各捕捉部材３０，３２と対応する主面３，３’との間に吸引作用を生起する真空ポンプによって行われ、その吸引力は、後述するように二枚のウエハを分離させることのできる力を生じるに充分な強さである。
【００４８】
このクランプ器具の本体部１０はハンドル部３０に固定されており、一方の捕捉部材３０は本体部１０に固着されている。これに対し他方の捕捉部材３２は、第１リンク部品２２、変形可能な平行四辺形を構成する単一ピース部品１４及び第２リンク部品２０を介して本体部１０に可動的に取り付けられている。
【００４９】
捕捉部材３０自体は以下に図２ａ〜２ｃを参照して詳述するが、この場合、もう一つの捕捉部材３２自体も好ましくはこれと同一設計であることは理解される通りである。
【００５０】
捕捉部材３０は全体的に薄く平坦で本体部１０から突出して延在するほぼＵ字状の外形を有し、その内側の面、即ち他方の捕捉部材と向かい合う面には外形輪郭線の内側にほぼ楕円形又は長円形の外周形状をもつ吸引キャビティ３５が設けられている。この吸引キャビティは、内周面の両端がそれぞれ円い凹面壁で終端したチャンネル形状とすることが好ましい。板材１の一方の主面と接触することになる捕捉部材３０の平面領域、即ち前記チャンネルの自由開口面に対応する領域は、局所的に板材１の端部に位置する領域から板材１の中央部領域に亘って延在するような寸法となっている。板材１が捕捉部材３０に捕捉されると、板材は前記チャンネルの外周縁上に落ち着き、それにより捕捉部材３０の剛性によって互いに堅固に固定された一揃いの押圧点が構成される。
【００５１】
吸引キャビティ３５の内部には本体部１０に近い方の端部近傍位置に真空ポンプに連通するオリフィス３６が開口しており、このオリフィスは捕捉部材３０の内部に埋設された排気通路３７と連通し、排気通路３７の他端は本体部１０に隣接する捕捉部材３０の尾端面に開口している。排気通路３７は、真空ポンプ（図１には示していない）との接続のためのチューブ５０に接続されている。この真空吸引経路中には逆止弁（同様に図示しない）が介装されており、この逆止弁を押釦で操作することにより、以下に述べる目的で選択的に空気がキャビティ３５（及び他方の捕捉部材３２の対応するキャビティにも）流入できるようにしてある。
【００５２】
吸引キャビティ３５が吸引状態になると、板材は吸引キャビティ３５の外周形状に対応する一連の押圧点の間に入り込むように変形しようとする。この変形は板材１が全体的に剛性であるので板材全体に可能な限り伝播し、キャビティ３５を閉じる領域に対応する吸盤の周囲で主に凸状の僅かな曲げ量を与えることになる。板材に生じるこの顕微鏡的な変形には、脆弱面内でのウエハ２と４の分離を起こすに適した応力が伴っている。
【００５３】
捕捉部材３０は本体部１０の前端部に堅固に固定されているが、他方の捕捉部材３２は移動可能であり、これは、捕捉部材３２が変形可能な平行四辺形を構成する単一ピース部品１４の自由端１９に対して第１リンク部品２２を介して支持されているからであり、この部品１４に関しては図３ａ〜３ｃを参照して以下に述べるとおりである。尚、この自由端１９における第１リンク部品２２による捕捉部材３２の尾端部の支持部分においては、捕捉部品３２の吸引キャビティ内に開口する吸引通路が捕捉部材３２の動きを許容するような形態でチューブ５２への連通を維持できるようになっている。
【００５４】
図３ａに示すように、部品１４は、相互に平行な一対の長手アーム１６，１６を有する全体として略矩形外形の単一部品であり、両アームの各両端部は合計４つのヒンジ部１８を介してそれぞれ端部ブロック１７，１９に一体化され、本実施例では各ヒンジ部は各アーム端部の減肉部分によって形成されている。即ちこの部品１４は単一ピースからなる単一部品であり、ヒンジ部における適正な弾性変形を与えるように選択した材料からなるものである。ヒンジ部１８を画定している減肉部分は、端部ブロック１７，１９に近接した位置で各アーム１６の両側面に形成された互いに向かい合うほぼ半円形の窪みの間に形成されており、それによってこれらの減肉部分が図３ａで縦方向に延在するヒンジ軸心を持つようになっている。
【００５５】
このような部品１４の形態は両アーム１６，１６を二つの平行な長辺とする平行四辺形であり、この平行四辺形は捕捉部材３０，３２の面と直交する面内で両捕捉部材の軸心と平行に変形可能である。
【００５６】
部品１４の先端側の端部ブロック１９は捕捉部材３２を担持する第１リンク部材２２内に堅固に固定されており、これに対して尾端側の端部ブロック１７は本体部１０に堅固に固定された第２リンク部材２０内に堅固に係合されている。
【００５７】
従って、第１リンク部材２２の移動、即ち捕捉部材３２の変位は、平行四辺形の変形により両捕捉部材３０，３２の相互の平行状態が可能な限り正確に維持されるように行われる。
【００５８】
図３ｂ及び図３ｃに第１リンク部材２２と捕捉部材３２の変位の様子を示す。図３ｂでは二つの捕捉部材３０と３２が互いの間に分離対象の板材の厚さより大きな幅の間隙を開けている離反状態にあり、図３ｃでは二つの捕捉部材３０と３２が互いの間の間隙の幅を分離対象の板材の厚さより小さくしている近接状態にある。
【００５９】
ここで本実施例における部品１４は、例えば比較的剛性のプラスチック或いは金属など、適正に選定された弾性付与材料からなる弾性手段としても動作するものである。この部品１４はまた、無荷重状態の形状が図３ｂに対応する形状になるように、そして図３ｃに示す状態にする力が作用すると該部品内の応力が上昇して自身を図３ｂの状態に復帰させる弾性復帰手段として作動するように設計されている。
【００６０】
本実施例の分離装置は、トリガー４０に加えられた押込力を第１リンク部材２２に伝えて図３ａの機構を図３ｂの状態から図３ｃの状態へ向けて変位させるための力伝達手段（図示しない）も備えている。
【００６１】
このような力伝達手段は、例えば適当なリンク機構或いはカムや斜板による力伝達装置で構成することができる。
【００６２】
調整部材６０は本実施例では例えばストロークエンド規制用当接部材を構成するネジ付シャンクを有するノブの形態であり、これは捕捉部材３２によって得られる変位量の上限を或る範囲で自由に設定するためのものである。即ち、この当接部材は図３ｃの状態から図３ｂの状態への調整部材の復帰移動に対抗し、トリガー４０に押込力が与えられていない状態において離反状態にある捕捉部材３０と３２の間の間隙の寸法を決定するものである。このような構成により、分離のために順次取り出されるようにラック内で隣接している板材間の間隙がラックの形式のよって変わる場合にも分離装置を個々の間隙に適合させて作業に支障を与えないようにすることができる。
【００６３】
板材１を二枚のウエハに分離する場合について、以上に述べた構成のクランプ型分離装置の使用法とその作用を図４ａと４ｂ及び図５を参照して以下に説明する。
【００６４】
先ず真空ポンプが作動され、二つのチューブ５０及び５２を介して減圧吸引が開始される。
【００６５】
初期状態において分離装置は休止状態にあり、この状態ではトリガー４０には何も力が与えられておらず、両捕捉部材は離反状態にある。その状態から分離装置をラックなどの支承具に収容されている分離対象の板材のところまで持ち来たし、捕捉部材３０と３２の対向面間に板材の両面が対面配置されるようにすると共に、両捕捉部材のキャビティ３５の全域が板材に対して図２ａ〜２ｃに示す状態と同様の状態となるようにし、その場合、キャビティ３５の本体部に近い方の端部は板材の縁から僅かな距離だけ板材内方に位置させる（典型的には数ｍｍ〜１ｃｍ程度）。
【００６６】
この場合、前記支承具は板材に対する捕捉部材３０，３２の位置を割り出すことを可能とする付属具（当接部など）を備えていても良く、それにより捕捉部材３０，３２と板材とを相互に再現性よく位置決めできるようになる。
【００６７】
また、本実施例によるクランプ型分離装置の薄板状の突出した一対の捕捉部材を有する形状は、分離対象の板材１がラック内に複数並んで配置さえている場合に特に好適である。
【００６８】
次いで作業者がトリガー４０を押し込むと、捕捉部材３０，３２は板材の主面３，３’と接するまで互いに近接する方向へ移動する。両捕捉部材のキャビティ３５は前述したように既に減圧吸引されているので、両主面に捕捉部材３０，３２が接触すると直ちに両主面に吸引力が作用する。この状態において、板材主面３，３’のキャビティ３５内に位置する領域は既にキャビティ３５内に生じている減圧吸引域に曝されることになり、この吸引によってこれらの領域に力Ｆｄが付与される。この力は、分離装置における板材の保持と、板材を互いに逆向きの二方向へ局所変形させる働きを果たす。
【００６９】
この場合、キャビティ３５の周囲における両捕捉部材３０，３２の内面の平坦度は、板材１の主面３，３’との各界面における適度なシール性能を保証する程度に充分な精度としておくことが望ましい。
【００７０】
さて、今や分離装置にしっかりと捕捉された板材は支承具から取り出し可能である。
【００７１】
そこで、作業者がトリガー４０への押込力を解除すると、それにより部品１４に生じた弾性復帰力が板材の面にほぼ直交する互いに逆向きの二方向に向かって分離力Ｆｅで板材の両面を相対的に離反させるように作用することになる。
【００７２】
この場合、前述の変形力Ｆｄと分離力Ｆｅは以下のように合成される。即ち、先ず両捕捉部材が板材の両主面に対して適正に接触した状態になると直ちに変形力が作用し、この変形力は、吸引キャビティの形状により、二枚のウエハ中に各キャビティ３５のほぼ主軸線に沿う等価軸心周りの凸変形部をそれぞれ形成するように働く。板材の外縁部近傍に働くこの変形力により、板材中の脆弱面６内に局所的な分離（領域０）を起こすことができ、それによりギャップＩ（図４ａと４ｂでは説明のためにこのギャップの拡開高さを誇張して示している）が形成されて該ギャップにより板材の隣接外縁部が拡開され、従ってこのギャップを良好な状態で開くことが可能である。その後、トリガー４０が解放されると、部品１４の弾性復帰によって捕捉部材から与えられる分離力Ｆｅが板材中に分離波を生起し、この分離波によって分離が局所領域０から板材の脆弱面全域に伝播して行く。この分離波Ｓは図５に模式的に示す通りであり、変形力によって分離の開始基点領域０から拡がって行く様子が判る。
【００７３】
この分離が拡がって行く間に、両捕捉部材を平行に維持しながら更に離反させるように部品１４によって付与される力は、二枚のウエハをその対向する両主面が接触状態に戻る恐れ無しに漸次離反することを確実にするのにも寄与し、従ってこれら主面の表面品質を損なうような衝撃や摩擦の発生を確実に回避することができる。
【００７４】
尚、分離波を伝播させる実際の時点は変更できることに注目すべきである。即ち、上述のように分離波は作業者がトリガー４０の押込を解除した時点、或いはまた（特に吸引キャビティの寸法や形状に応じて）両捕捉部材が板材の対応する表面に接触して変形力を付与した時点で伝播させることができ、更にはこれら二つのモードの組み合わせでも分離波の伝播を生起させることができる。
【００７５】
本発明の別の幾つかの実施形態は以下の通りである。
【００７６】
即ち、図６は固定支持体１１を備えた本発明の第２実施例による分離装置を示しており、本実施例では固定支持体には板材１の下部ウエハ２の高さのみの範囲で板材１の周囲を保持する複数のジョー３１が設けられている。上部ウエハ４は前述の第１実施例による分離装置に取り付けられているのと同様の捕捉部材３２によって捕捉されるが、この捕捉部材３２自体は本実施例では昇降又は伸縮アーム１２の下端部に取り付けられており、ちょうど図１の分離装置における本体部１０に対する第１リンク部材２２の動きと同様に支持体１１に対して相対的に移動可能である。
【００７７】
尚、変形例として、板材１を公知のワックスや静電保持装置によって固定支持体１１に保持させても良い。
【００７８】
この第２実施例は、製造ライン上での自動作業に特に好適である。即ち、複数の分離装置を並べて配置してアーム１２をロボット化してもよい。これにより分離対象の板材の供給及び分離後のウエハの取り出しを適当な装入・取出手段（カセット方式や従来からの板材ハンドリング装置など）によって自動方式で実施することが可能である。特に、昇降又は伸縮アーム１２は分離後に捕捉部材３２が捕捉しているウエハ４を取り出すのに好適で、また取り出したウエハを一時的又は長期保管用或いは他の処理用のサイトに搬送するのにも好適である。
【００７９】
同様の考えで図１〜５で述べた分離装置もロボット化処理機構の一部を構成することができ、その場合は各捕捉部材をロボットアームに装着し、分離後に捕捉しているウエハを適当な容器内で下降させるのにも利用する。この場合、分離対象の板材を細く部材の一方のみを用いて取り扱うことも可能であり、他方の捕捉部材を後続の板材に振り向けることができる。
【００８０】
本発明に対して多数の変形を適用可能であることは述べるまでもない。
【００８１】
例えば、変形力は吸引以外の方式で板材に付与してもよく、特別な場合は例えば隔膜で仕切られて減圧を作用させたキャビティ内に封入された液体を介して付与しても良い。また、必要な場合には両捕捉部材と板材の両面との間に粘着剤やワックスを適用し、変形力に接着力を併用するようにしても良い。
【００８２】
更に、吸引キャビティ３５の数及び形状、そして補族部材３０，３２の形状も広範囲に変更可能であり、それにより、板材の外縁近傍に単一の分離開始点を生成する代わりに、上記外縁近傍に互いに離間した二点以上の分離開始点を生成したり、或いは実際に板材の外周縁の少なくとも一部に亘って連続的に延在する分離開始領域を生成したりすることも可能である。
【００８３】
いずれの場合も、板材１の外縁から中心部へ向かうに従って徐々に減少するような変形応力の傾斜を生み出すようにすることが好ましい。
【００８４】
また、可動側の捕捉部材の動きは前述の実施例のように純粋な平行運動であっても良いが、平行運動に回転を伴った合成運動としても良く、その場合、分離は板材の個々の点で或る零でない速度で起きることになる。この場合の回転運動成分は、板材から離れて好ましくは分離開始領域０から径方向の反対側に位置する軸心を中心とする回転運動とするのが良く、それにより分離開始点側で最大速度の分離が起き、分離波の伝播を助長することが可能となる。
【００８５】
一般的に板材１の全域に亘る応力分布は、分離されるウエハ２，４の形状と寸法、ウエハ２，４間の結合の性質、そして分離を開始させようとする位置にも依存する。
【００８６】
本発明による装置は、分離に組み合わせたり分離を補助したりする種々の処理手段と組み合わせることができる点も有利な点である。
【００８７】
例えば、分離装置により付与される力は、特に熱処理や化学処理など、脆弱面における劈開に少なくとも部分的に寄与する処理と組み合わせることができる。熱処理を本発明の分離装置の操作中に併用すると、微細キャビティの成長と分離面の劈開を同時に助長することができる。そこで本発明の装置を用いて板材１に捕捉部材３０，３２を適用し、捕捉部材３２に対する応力を解放して両捕捉部材が離反可能とする。ウエハ間の結合力が高いままである限り両捕捉部材３０，３２は近接したままである。熱処理が充分な劈開レベルに達すると直ちに両捕捉部材３０，３２による分離力がこの劈開を助長し、それにより直ちに分離された二枚のウエハが離反する。これにより、従来技術で劈開分離後に二枚のウエハが再接合していたことに関連する時間的ロスを排除することが可能である。
【００８８】
このようにして劈開と分離の工程を有利に組み合わせて製造プロセスを簡略化することが可能である。
【００８９】
同様にして、脆弱面内に形成されたチャンネル内での科学的な浸食による処理を本発明による分離に組み合わせ、その場合の処理を単純化することも可能である。
【００９０】
いずれの場合も（例えば板材を担持した分離装置を加熱炉に入れる熱処理、または浴中に浸漬する化学処理、或いはその他の処理など）、分離装置の各部は組み合わせ対象の処理に関連する環境に耐えうるように設計されることは述べるまでもない（特に例えば数百℃もの温度または化学薬品に耐えるように）。
【００９１】
また、以上のような付加的な処理によって分離に好適に作用する付加的な応力を生起させてもよい。これは、特に音響すなわち超音波振動や、熱衝撃などを付加する場合も同様である。
【００９２】
更に別の変形例では、捕捉部材の少なくとも一方を介して板材１を加熱することが可能であり、必要な場合には板材の両面の各々で異なる加熱量とすることも可能である。
【００９３】
また、捕捉部材と接触状態になる板材の両主面を板材に対する上昇又は下降の制御された温度勾配の適用面として利用することも有利に可能である。特に予め板材の温度よりも低い温度に冷却された捕捉部材を使用することにより前述の温度衝撃を付与することができる。
【００９４】
板材端面の分離開始予定位置に流体（気体又は液体）の高速流を当てることにより別タイプの応力を付与することもでき、この場合、流体は分離ギャップが形成されると直ちにそこへ侵入し、流体力によって分離波の伝播に寄与する。
【００９５】
本発明による分離装置は、例えば可動側の捕捉部材の移動経路中に介装された接点部材などによりウエハ２，４間の分離の終了を検出するセンサーを含むことも有利に可能であり、それによってスループットを適正化でき、しかも付加的な応力の付与に用いられる環境に分離後のウエハ２，４が過剰に曝されるのを防止することができる。また、センサーを設けることによって応力付与時間の修正を不要とし、分離時間が作業条件又はプロセスバッチの関数として実際に変化する場合に個々の板材１に対して適正な態様で動作させることができる。
【００９６】
本発明による方法と装置は例えばＳＩＯ基板の製造に利用可能であるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、付加的な熱処理の有無にかかわらずあらゆる方式であらゆる種類の材料、特に半導体材料に形成された脆弱面にそって板材を分離することに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による分離装置の第１実施例を示す斜視図である。
【図２ａ】  図１の装置の捕捉部材及び二枚のウエハに分離されるべき板材を示す全体的な上面図である。
【図２ｂ】  図２ａの機構部の側面図である。
【図２ｃ】  図２ａ及び図２ｂの機構部の斜視図である。
【図３ａ】  図１の装置に装着するのに適した変形可能な平行四辺形を形成する部材の斜視図である。
【図３ｂ】  変形可能な平行四辺形が第１位置にある状態を示す模式図である。
【図３ｃ】  変形可能な平行四辺形が第２位置にある状態を示す模式図である。
【図４ａ】  分離開始時における板材の両側に位置する二つの捕捉部材を模式的に示す中央縦断面上の部分断面図である。
【図４ｂ】  前図と同じ状態における捕捉部材の横断方向の様子を模式的に示す部分断面図である。
【図５】  板材中での分離波の伝播の様子を模式的に示す説明図である。
【図６】  本発明による装置の第２実施例を示す斜視図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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