[发明专利]用于沿选择的界面分离至少两个衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种用于分离包含两个组合衬底的结构的工艺，该两个衬底中至少一个衬底是意在用于电子、光学、光电及/或光伏应用，该分离沿着在该结构中存在的一个界面进行，该界面被称作分离界面。

背景技术

这种结构的一个特别的例子是可分离结构，其中分离界面是通过分子粘附力结合的实施所沿的界面。

表述“分子粘附力结合”意为，利用粘附力(主要是范德华力)，并且不使用粘合层，通过两个衬底的表面的紧密接触而结合。

不希望受限于此，然而可以认为可分离结构主要可以使用在四种不同的用途：

a)机械加固物的结合：为了防止在某些制造步骤中损坏或破坏弱衬底或薄层，可能需要在弱衬底或薄层上结合机械加固物，然后当加固物的存在不再需要时，能够去除这种机械加固物。

b)矫正不良结合：为了提高制造工艺的盈利率并且防止例如不良结合衬底的报废，分离能够使开始时没有正确结合的两个衬底分离，然后在清洁后再次结合。

c)临时的保护：在某些存储或运输衬底的步骤中，特别是在塑料盒中，为了避免任何污染的风险，临时地保护衬底的表面是有益的，特别是那些准备随后用于电子部件的制造的衬底。一种简单地解决方案包括结合两个衬底使得其待保护表面分别地互相结合，然后在其最后使用时分离这两个衬底。

d)层的双重转移：这包括在作用层和第一支持衬底(可选地由贵重材料制备)之间制造可逆的结合界面，然后通过分离所述可逆的结合界面，将作用层转移至第二最终衬底。

然而，在需要沿着非结合界面的界面，分离由两个组合的衬底形成的结构的情况下也可以应用。

例如，这种界面可以是在第一材料和第二材料之间的界面，两种材料可以已经通过增加第二材料至第一材料而相互结合，例如通过沉积、外延等等。

一种变形是，这种界面可以是例如形成在材料内并且由气泡、夹杂物等等的存在标记的弱区域。

沿着非结合界面的界面的分离可以特别地应用于将层从第一衬底转移至第二衬底。

所述待转移的层可以因此不通过结合至第一衬底形成，而是，例如可以通过外延或沉积在所述衬底形成，或者，可选地，可以是较厚层的一部分，其中其通过一层弱化该较厚层的气泡划定。

无关设想中的应用，有必要没有损坏、划伤或污染两个衬底的分别位于分离界面两边的表面，并且不破坏这两个衬底地，实施这种分离。

根据各种应用，这两个“待分离衬底”可以是两层一个衬底和相同的衬底或两层两个不同的衬底。

而且，待分离的结构的两个衬底的尺寸越大，或者他们的结合能越高，分离的实施越困难，特别是要没有损坏地实施时。

此外，从Maszara关于两个衬底之间的结合能的测量的研究我们知道(参见W.P Maszara,G.Goetz,A.Caviglia和J.B.McKitterick的文章：J.Appl Phys.64,(1988),4943)通过在两个衬底之间，在其结合界面引入薄刃，能够测量两个衬底之间的结合能。

Maszara确定了下述关系：

L=3Et3d232γ4]]>

其中d代表在两个结合的衬底之间插入的刃的厚度，t代表两个结合的衬底的每个的厚度，E代表沿着分离轴的杨氏模量，γ代表结合能，以及L代表在平衡中两个衬底之间的裂缝的长度。

上述关系式源自两个衬底具有相同的尺寸的假设。

基于前述关系，能够通过测量L来确定结合能γ。

“结合”能的定义基于这样的假设，分离两个衬底所需要的能量，或界面的断裂能(其是通过使用刃的方法实际测量的能量)等价于所述衬底的结合能。

实际上，在衬底分离的过程中，一部分能量不是在界面自身的断裂中消耗，而是在例如在界面处发生的材料的变形的其它现象中消耗。

在本文的余下部分中，界面的断裂能将因此表示为了沿所述界面分离两个衬底或层而提供的能量。