[发明专利]构件分离装置和加工装置

说明书

本发明涉及到构件分离装置和加工装置、构件分离方法、以及半导体衬底制造方法。

具有SOI(绝缘体上硅)结构的衬底(SOI衬底)即在绝缘层上有单晶硅层的衬底。采用这种SOI结构的器件具有普通硅衬底无法得到的许多优点。这些优点的例子如下：

(1)由于介电隔离容易而可提高集成度。

(2)可提高抗辐射能力。

(3)由于寄生电容小而可提高器件的工作速度。

(4)不需要阱台阶。

(5)可防止闭锁。

(6)可用薄膜制作方法来制作完全耗尽的场效应晶体管。

由于SOI结构有上述各种优点，故近几十年对它的制作方法进行了各种研究。

作为一种SOI技术，用CVD(化学汽相淀积)方法在单晶蓝宝石衬底上异质外延生长硅的SOS(蓝宝石上硅)技术早已为人所知。这一SOS技术曾经被认为是最成熟的SOI技术。但由于例如硅层与下方蓝宝石衬底之间的界面中的晶格失配产生大量晶体缺陷、组成蓝宝石衬底的铝混杂在硅层中、衬底昂贵以及难以获得大的面积，SOS技术至今未能得到实际应用。

SOS技术之后，出现了各种各样的SOI技术。对于这些SOI技术，为了降低晶格缺陷和制造成本，已探讨过各种各样的方法。这些方法的例子如下。第一种方法是将氧离子注入衬底以形成氧化物埋层。第二种方法是通过氧化物膜键合二个晶片并抛光或腐蚀其中的一个晶片以便在氧化膜上留下单晶硅层。第三种方法是将氢离子注入到带有氧化膜的硅衬底表面以下预定深度、将此衬底键合到另一个衬底、用热处理之类的方法在氧化膜上留下单晶硅层、再剥离此键合衬底(另一个衬底)。

本申请人在日本专利No.5-21338中公开了一种新的SOI技术。在这一技术中，借助于在带有多孔层的单晶半导体衬底上制作无孔单晶层而得到的第一衬底，通过绝缘层(SiO₂)键合到第二衬底。再在多孔层处分离二个衬底，从而将无孔单晶层转移到第二衬底。这一技术的优点在于SOI层具有优异的薄膜厚度均匀性，可降低SOI层中的晶体缺陷密度，此SOI层具有高的表面平整度，不需要昂贵的专门制造设备，且带有厚度约数百埃至10μm的SOI膜的SOI衬底可以用同一设备来制造。

本申请人还在日本专利No.7-302889中公开了一种技术，此技术将第一和第二衬底键合，将第一衬底从第二衬底分离而不破坏第一衬底，对分离出来的第一衬底的表面进行整平，并再次制作多孔层以便重新使用第一衬底。在此技术中，没有浪费第一衬底，因而可大大降低制造成本并可简化制造工艺。

为了便于用上述技术进行大规模生产，必须尽可能减少降低成品率的因素。例如，在多孔层处分离键合衬底叠层的一系列工序中，避免衬底跌落的危险是很重要的。

考虑到上述情况，提出了本发明，其目的是提供一种适合于分离衬底之类的构件的分离装置和方法、提供一种适合于加工衬底之类的构件的加工装置、以及采用此分离方法的半导体衬底制造方法。

根据本发明，提供了一种构件分离装置，其特征是包含用来改变构件主表面方向的控制装置以及用流体流来分离构件的分离装置，其中的控制装置具有控制构件使主表面方向与第一方向一致的功能以及控制构件使主表面方向与第二方向一致的功能。

在此分离装置中，控制装置最好接收其主表面方向与第一方向一致的构件、使主表面方向与第二方向一致、并将构件移动到分离装置能够对其进行加工的位置，并使被分离装置分离的构件中的至少一个构件的主表面的方向与第一方向一致。

在此分离装置中，控制装置最好接收其主表面方向与第一方向一致的构件、使主表面方向与第二方向一致、并将构件移动到分离装置能够对其进行加工的位置，并使被分离装置分离的构件的主表面的方向与第一方向一致。

在此分离装置中，第一方向和第二方向最好彼此基本上垂直。

在此分离装置中，第一方向最好是构件主表面基本上处于水平的方向。

在此分离装置中，待要加工的构件最好包含平板构件，且分离装置沿平面方向切割平板构件，从而将此构件分离成二个平板构件。

在此分离装置中，第二方向最好是构件主表面基本上处于垂直的方向，且分离装置沿垂直方向将流体喷射到平板构件，从而将此平板构件分离成二个平板构件

在此分离装置中，第一方向最好是平板构件主表面基本上处于水平的方向。

在此分离装置中，控制装置最好包含一对在分离装置分离平板构件时从二个表面侧将构件夹在中间而固定平板构件的固定装置。