JP4323577B2 - 分離方法および半導体基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の分離装置及び分離方法並びに半導体基体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を有する基板として、ＳＯＩ（silicon on insulator）構造を有する基板（ＳＯＩ基板）が知られている。このＳＯＩ基板を採用したデバイスは、通常のＳｉ基板では達成し得ない数々の優位点を有する。この優位点としては、例えば、以下のものが挙げられる。
（１）誘電体分離が容易で高集積化に適している。
（２）放射線耐性に優れている。
（３）浮遊容量が小さく、素子の動作速度の高速化が可能である。
（４）ウェル工程が不要である。
（５）ラッチアップを防止できる。
（６）薄膜化による完全な空乏型電解効果トランジスタの形成が可能である。
【０００３】
ＳＯＩ構造は、上記のような様々な優位点を有するため、ここ数十年、その形成方法に関する研究が進められてきた。
【０００４】
ＳＯＩ技術としては、古くは、単結晶サファイア基板上にＳｉをＣＶＤ（化学気層成長）法でヘテロエピタキシ成長させて形成するＳＯＳ（silicon on sapphire）技術が知られている。このＳＯＳ技術は、最も成熟したＳＯＩ技術として一応の評価を得たものの、Ｓｉ層と下地のサファイア基板との界面における格子不整合による大量の結晶欠陥の発生、サファイア基板を構成するアルミニウムのＳｉ層への混入、基板の価格、大面積化への遅れ等の理由により実用化が進んでいない。
【０００５】
ＳＯＳ技術に次いで、ＳＩＭＯＸ（separation by ion implanted oxygen）技術が登場した。このＳＩＭＯＸ技術に関して、結晶欠陥の低減や製造コストの低減等を目指して様々な方法が試みられてきた。この方法としては、基板に酸素イオンを注入して埋め込み酸化層を形成する方法、酸化膜を挟んで２枚のウェハを貼り合わせて一方のウェハを研磨又はエッチングして、薄い単結晶Ｓｉ層を酸化膜上に残す方法、更には、酸化膜が形成されたＳｉ基板の表面から所定の深さに水素イオンを打ち込み、他方の基板と貼り合わせた後に、加熱処理等により該酸化膜上に薄い単結晶Ｓｉ層を残して、貼り合わせた基板（他方の基板）を剥離する方法等が挙げられる。
【０００６】
本出願人は、特開平５−２１３３８号において、新たなＳＯＩ技術を開示した。この技術は、多孔質層が形成された単結晶半導体基板上に非多孔質単結晶層（ＳｉＯ2）を形成した第１の基板を、絶縁層（ＳｉＯ2）を介して第２の基板に貼り合わせ、その後、多孔質層で両基板を分離し、第２の基板に非多孔質単結晶層を移し取るものである。この技術は、ＳＯＩ層の膜厚均一性が優れていること、ＳＯＩ層の結晶欠陥密度を低減し得ること、ＳＯＩ層の表面平坦性が良好であること、高価な特殊仕様の製造装置が不要であること、数１００Å〜１０μｍ程度の範囲のＳＯＩ膜を有するＳＯＩ基板を同一の製造装置で製造可能なこと等の点で優れている。
【０００７】
更に、本出願人は、特開平７−３０２８８９号において、上記の第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後に、第１の基板を破壊することなく第２の基板から分離し、その後、分離した第１の基板の表面を平滑にして再度多孔質層を形成し、これを再利用する技術を開示した。この技術は、第１の基板を無駄なく使用できるため、製造コストを大幅に低減することができ、製造工程も単純であるという優れた利点を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術においては、貼り合わせた２枚の基板を分離する際に、両基板の破損がなく、また、パーティクルの発生による基板や製造装置等の汚染が少ないことが要求される。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、半導体基体その他の物体の分離に好適な分離装置及びその方法並びに半導体基体の製造方法を適用することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面に係る基板の分離方法は、分離層を有する貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第２の側面に係る３基板の分離方法は、分離層を有する貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第３の側面に係る３基板の分離方法は、４分離層を有する貼り合わせ基板の分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第４の側面に係る半導体３基板の製造方法は、第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第５の側面に係る半導体３基板の製造方法は、８第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第６の側面に係る半導体３基板の製造方法は、１０第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ基板の製造を方法を工程順に説明する図である。
【００３７】
図１（ａ）に示す工程では、単結晶Ｓｉ基板１１を準備して、その表面に陽極化成等により多孔質Ｓｉ層１２を形成する。次いで、図１（ｂ）に示す工程では、多孔質Ｓｉ層１２上に非多孔質層である単結晶Ｓｉ層１３をエピタキシャル成長法により形成し、その後、単結晶Ｓｉ層１３の表面を酸化させることによりＳｉＯ2層１５を形成する。これにより、第１の基板（▲１▼）が形成される。
【００３８】
図１（ｃ）に示す工程では、第２の基板（▲２▼）として単結晶Ｓｉ基板１４を準備し、第１の基板（▲１▼）のＳｉＯ2層１５と第２の基板（▲２▼）とが面するように、第１の基板（▲１▼）と第２の基板（▲２▼）とを室温で密着させる。その後、陽極接合、加圧若しくは熱処理又はこれらを組合わせた処理により第１の基板（▲１▼）と第２の基板（▲２▼）とを貼り合わせる。この処理により、第２の基板（▲２▼）とＳｉＯ2層１５が強固に結合される。なお、ＳｉＯ2層１５は、上記のように単結晶Ｓｉ基板１１側に形成しても良いし、第２の基板（▲２▼）上に形成しても良く、両者に形成しても良く、結果として、第１の基板と第２の基板を密着させた際に、図１（ｃ）に示す状態になれば良い。
【００３９】
図１（ｄ）に示す工程では、貼り合わせた２枚の基板を、多孔質Ｓｉ層１２の部分で分離する。これにより、第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）は、多孔質Ｓｉ層１２''／単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１５／単結晶Ｓｉ基板１４の積層構造となる。一方、第１の基板側（▲１▼'）は、単結晶Ｓｉ基板１１上に多孔質Ｓｉ層１２’を有する構造となる。
【００４０】
分離後の基板（▲１▼’）は、残留した多孔質Ｓｉ層１２’を除去し、必要に応じて、その表面を平坦化することにより、再び第１の基板（▲１▼）を形成するための単結晶Ｓｉ基板１１として使用される。
【００４１】
貼り合わせた基板を分離した後、図１（ｅ）に示す工程では、第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）の表面の多孔質層１２''を選択的に除去する。これにより、単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１５／単結晶Ｓｉ基板１４の積層構造、すなわち、ＳＯＩ構造を有する基板が得られる。
【００４２】
この実施の形態においては、図１（ｄ）に示す工程、すなわち、貼り合わせた２枚の基板（以下、貼り合わせ基板）を分離する工程において、分離領域である多孔質Ｓｉ層に対して、選択的に高圧の液体又は気体（流体）を噴射することにより該分離領域で基板を２枚に分離する分離装置を使用する。
【００４３】
［分離装置の基本構成］
この分離装置は、ウォータージェット法を適用したものである。一般に、ウォータジェット法は、水を高速、高圧の束状の流れにして対象物に対して噴射して、セラミックス、金属、コンクリート、樹脂、ゴム、木材等の切断、加工、表面の塗膜の除去、表面の洗浄等を行う方法である（ウォータージェット第１巻１号第４ページ参照）。
【００４４】
この分離装置は、脆弱な構造部分である貼り合わせ基板の多孔質層（分離領域）に対して、基板の面方向に、高速、高圧の流体を束状の流れにして噴射して、多孔質層を選択的に崩壊させることにより、多孔質層の部分で基板を分離するものである。以下では、この束状の流れを「ジェット」という。また、ジェットを構成する流体を「ジェット構成媒体」という。ジェット構成媒体としては、水、アルコール等の有機溶媒、弗酸、硝酸その他の酸、水酸化カリウムその他のアルカリ、空気、窒素ガス、炭酸ガス、希ガス、エッチングガスその他の気体、プラズマ等を使用し得る。
【００４５】
この分離装置は、貼り合せ基板の側面に表出した多孔質層（分離領域）に向けてジェットを噴射することにより、多孔質層を外周部分から中心部分に向かって除去する。これにより、貼り合わせ基板は、その本体部分に損傷を受けることなく、機械的な強度が脆弱な分離領域のみが除去され、２枚の基板に分離される。なお、貼り合わせ基板の側面が何等かの薄い層で覆われて、多孔質層が表出していない場合においても、ジェットにより当該層を除去することにより、その後は、前述と同様にして、貼り合わせ基板を分離することができる。
【００４６】
貼り合わせ基板の周辺部においては、上記の如き貼り合わせ基板を２枚の基板に引き離す効果は、貼り合わせ基板の外周部に円周方向に沿ってＶ（凹）型の溝がある場合に極めて有効に作用する。図２は、Ｖ型の溝の有無による貼り合わせ基板に作用する力を概念的に示す図である。図２（ａ）は、Ｖ型の溝２２を有する貼り合わせ基板、図２（ｂ）は、Ｖ型の溝を有しない貼り合わせ基板を示す。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、Ｖ型の溝２２を有する貼り合わせ基板においては、矢印２３のように、貼り合わせ基板の内側から外側に向かって力（以下、分離力）が加わる。一方、図２（ｂ）に示すように、外周部が凸形状をなす貼り合わせ基板においては、矢印２４に示すように、貼り合わせ基板の外側から内側に向かって力が加わる。したがって、外周部が凸形状をなす貼り合わせ基板においては、分離領域である多孔質層１２の外周部がジェット２１により除去されない限り、分離力が作用しない。
【００４８】
また、貼り合わせ基板の外周部の表面に薄い層が形成されている場合であっても、図２（ａ）に示すように、Ｖ型の溝２２を有する場合には、貼り合わせ基板に分離力が作用するため、当該層を容易に破壊することができる。
【００４９】
ジェットを有効に利用するためには、Ｖ型の溝２２の開口部の幅Ｗ１が、ジェット２１の直径ｄと同程度又は同程度以上であることが好ましい。例えば、第１の基板(▲１▼）及び第２の基板(▲２▼）が夫々１ｍｍ厚程度で、貼り合わせ基板が２ｍｍ厚程度の場合を考える。通常Ｖ型溝２２の開口部の幅Ｗ１は１ｍｍ程度であるので、ジェットの直径は１ｍｍ以下であることが好ましい。一般的なウォータージェット装置では、直径０．１〜０．５ｍｍ程度のジェットが使用されているため、このような一般的なウォータージェット装置（例えば、ウォータージェットノズル）を流用することが可能である。
【００５０】
ここで、ジェットを噴射するノズルの形状としては、円形の他、種々の形状を採用し得る。例えば、スリット状のノズルを採用し、細長い矩形断面のジェットを噴射することにより、ジェットを分離領域に効率的に挟入（２枚の基板間に差し込むようにして入れる）することができる。
【００５１】
ジェットの噴射条件は、例えば、分離領域（例えば、多孔質層）の種類、貼り合わせ基板の外周部の形状等に応じて決定すればよい。ジェットの噴射条件として、例えば、ジェット構成媒体に加える圧力、ジェットの走査速度、ノズルの幅又は径（ジェットの径と略同一）、ノズル形状、ノズルと分離領域との距離、ジェット構成媒体の流量等は、重要なパラメータとなる。
【００５２】
貼り合わせ基板の分離方法には、例えば、１）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にノズルを該貼り合わせ面に沿って走査する方法、２）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共に貼り合わせ基板を走査する方法、３）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にノズル付近を腰として扇状にジェットを走査する方法、４）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共に該貼り合わせ基板の略中心を軸として該貼り合わせ基板を回転させる方法（貼り合わせ基板が円盤状の場合に特に有効）、５）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にジェットの噴射ノズルを貼り合せ基板の中心方向に向けながら該貼り合せ基板の周りを走査させる方法等がある。なお、ジェットは、必ずしも貼り合わせ面に対して完全に平行に噴射する必要はない。
【００５３】
貼り合せ基板に加わる軸方向への分離力は、基板の破損を防ぐため、例えば１平方ｃｍ当たり数百ｇｆ程度にすることが好ましい。
【００５４】
図３は、本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。この分離装置１００では、貼り合せ基板の多孔質層にジェットを挟入することにより、該貼り合せ基板を２枚の基板に分離する。
【００５５】
この分離装置１００は、真空吸着機構１０８ａ，１０９ａを備えた基板保持部１０８，１０９を有し、この基板保持部１０８，１０９により貼り合わせ基板１０１を両側から挟むようにして保持する。貼り合わせ基板１０１は、内部に脆弱な構成部である多孔質層１０１ｂを有し、この分離装置１００により、この多孔質層１０１ｂの部分で２つの基板１０１ａ，１０１ｃに分離される。この分離装置１００においては、例えば、基板１０１ａが図１における第１の基板側（▲１▼’）、基板１０１ｃが図１における第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）になるようにセットする。
【００５６】
基板保持部１０８，１０９は、同一の回転軸上に存在する。基板保持部１０８は、ベアリング１０４を介して支持台１０２に回転可能に軸支された回転軸１０６の一端に連結され、この回転軸１０４の他端は、支持部１１０に固定された駆動源（例えばモータ）１１０の回転軸に連結されている。したがって、駆動源１１０が発生する回転力により、基板保持部１０８に真空吸着された貼り合わせ基板１０１が回転することになる。この駆動源１１０は、貼り合わせ基板１０１の分離の際に、不図示の制御器からの命令に従って、指定された回転速度で回転軸１０６を回転させる。
【００５７】
基板保持部１０９は、ベアリング１０５を介して支持部１０３に摺動可能かつ回転可能に軸支された回転軸１０７の一端に連結され、この回転軸１０７の他端は、駆動源（例えばモータ）１１１の回転軸に連結されている。ここで、駆動源１１０が回転軸１０６を回転させる速度と、駆動源１１１が回転軸１０７を回転させる速度とを同期させる必要があることは勿論である。これは貼り合せ基板１０１がねじられることを防止するためである。
【００５８】
なお、必ずしも駆動源１１０及び１１１の双方を備える必要はなく、いずれか一方を備えた構成を採用することもできる。例えば、駆動源１１０のみを設けた場合、貼り合せ基板１０１が分離される前においては、回転軸１０６、基板保持部１０８、貼り合せ基板１０１、基板保持部１０９及び回転軸１０７は、一体化して回転する。そして、貼り合せ基板１０１が２枚の基板に分離された後は、回転軸１０７側の各部は静止することになる。
【００５９】
また、１つの駆動源が発生する回転力を２つに分岐して、分岐した各回転力により回転軸１０６及び１０７を回転させることもできる。
【００６０】
回転軸１０７を支持する支持部１０３には、貼り合せ基板１０１を押圧するためのバネ１１３が取り付けられている。したがって、貼り合せ基板１０１を真空吸着機構１０８ａ，１０９ａにより吸着しなくても、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットにより２枚に分離された基板が落下することはない。また、貼り合せ基板１０１を押圧しながら分離することにより、貼り合せ基板１０１を安定的に保持することができる。
【００６１】
なお、回転軸１０６側にも、同様に、貼り合せ基板１０１を押圧するためのバネを設けてもよい。
【００６２】
この分離装置１００は、基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整するための調整機構を備える。以下に該調整機構の構成例を挙げる。
【００６３】
図５は、調整機構の第１の構成例を示す図である。図５に示す構成例は、エアーシリンダ１２２を用いた調整機構である。エアシリンダ１２２は、例えば支持部１０３に固定されており、そのピストンロッド１２１により駆動源１１１を移動させる。貼り合せ基板１０１を分離装置１００にセットするには、基板保持部１０８，１０９間の間隔を広げる方向（ｘ軸の正方向）に駆動源１１１を移動させるようにエアシリンダ１２２を制御する。この状態で基板保持部１０８，１０９間に貼り合せ基板１０１を配置し、エアシリンダ１２２によるピストンロッド１２１の駆動を解除することにより、基板保持部１０９は、バネ１１３の作用により貼り合せ基板１０１を押圧することになる。
【００６４】
図６は、調整機構の第２の構成例を示す図である。図６に示す構成例は、偏心カム１３１及びモータを用いた調整機構である。偏心カム１３１は、不図示のモータに連結されており、モータ１１１の後端に連結された駆動板１３２を摺動させることにより基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整する。前述のように、回転軸１０７には、バネ１１３によりｘ軸の負方向への力が作用しており、貼り合せ基板１０１を保持する際は、偏心カム１３１と駆動板１３２との間に隙間が生じる構成になっている。したがって、貼り合せ基板１０１を保持する際は、貼り合せ基板１０１に対して押圧力が作用する。
【００６５】
なお、上記のような基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整する機構を基板保持部１０８側にも設けてもよい。
【００６６】
噴射ノズル１１２には高圧ポンプ１１５が連結されており、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２に高圧のジェット構成媒体（例えば水）を送り込むことにより、噴射ノズル１１２からジェットが噴射される。高圧ポンプ１１５がジェット構成媒体に加える圧力は、圧力制御部１１６により制御される。
【００６７】
次に、この分離装置１００による基板分離処理に関して説明する。
【００６８】
この分離装置１００に貼り合せ基板１０１をセットするには、まず、例えば搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９間に搬送し、該貼り合せ基板１０１の中心を基板保持部１０８，１０９の中心に一致させた状態で保持する。そして、基板保持部１０８に貼り合せ基板１０１を真空吸着する。
【００６９】
次いで、バネ１１３の力により基板保持部１０９を貼り合せ基板１０１に押し当てる。具体的には、例えば、基板保持部１０８，１０９間の間隔の調整機構として図５に示す調整機構を採用した場合は、エアシリンダ１２２によるピストンロッド１２１の駆動を解除すればよい。また、例えば、調整機構として図６に示す調整機構を採用した場合は、バネ１１３により貼り合せ基板１０１に押圧力が作用するように偏心カム１３１を回転させればよい。
【００７０】
ここで、分離処理を実行する際は、真空吸着機構１０８ａ，１０９ａにより貼り合せ基板１０１を真空吸着してもよいし、しなくてもよい。貼り合せ基板１０１は、バネ１１３による押圧力により保持されているからである。ただし、押圧力を弱くする場合には、貼り合せ基基板１０１を真空吸着することが好ましい。
【００７１】
次いで、駆動源１１０及び１１１により回転軸１０６及び１０７を同期させて回転させる。この状態で、圧力制御部１１６により圧力を制御しながら高圧ポンプ１１５より噴射ノズル１１２に高圧のジェット構成媒体（例えば、水）を送り込み、噴射ノズル１１２から高速、高圧のジェットを噴射させる。噴射されたジェットは、貼り合せ基板１０１の分離領域付近に挟入される。ジェットが挟入されると、貼り合せ基板１０１は、脆弱な構造部である多孔質層１０１ｂが破壊され、該多孔質層１０１ｂで２枚の基板に分離される。
【００７２】
次いで、貼り合せ基板１０１の分離領域（多孔質層１０１ｂ）にジェットを挟入した状態で、物理的に分離された２枚の基板１０１ａ，１０１ｂを引き離す。具体的には、例えば、基板保持部１０８，１０９間の間隔の調整機構として図５に示す調整機構を採用した場合は、各基板を基板保持部１０８，１０９に真空吸着した状態で、エアシリンダ１２２によりピストンロッド１２１をｘ軸の正方向（バネ１１３を縮める方向）に駆動すればよい。また、例えば、例えば、調整機構として図６に示す調整機構を採用した場合は、各基板を基板保持部１０８，１０９に真空吸着した状態で、偏心カム１３１を回動させて回転軸１０７をｘ軸の正方向（バネ１１３を縮める方向）に駆動すればよい。
【００７３】
図４に示すように基板１０１ａ，１０１ｃの引き離しが完了したら、ジェットの噴射を中止し、例えば搬送ロボットにより各基板を基板保持部１０８，１０９から取り外せばよい。
【００７４】
噴射ノズル１１２は、固定されていても良いが、移動可能であることが好ましい。例えば、貼り合せ基板１０１の種類、寸法等に応じて、噴射ノズル１１２の位置を調整することが好ましいからである。
【００７５】
図７は、噴射ノズル１１２の駆動ロボットの一例を概念的に示す図である。図７に示す駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を経路１７０に沿って移動させる。貼り合せ基基板１０１を基板保持部１０８，１０９に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を退避位置１７１に移動させる。一方、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際には、駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を作業位置１７２に移動させる。このように、貼り合せ基板１０１の着脱の際に噴射ノズル１１２を退避させることにより、貼り合せ基板１０１を着脱する作業、特に搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を着脱する作業を効率化することができる。
【００７６】
ここで、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際において、貼り合せ基板１０１の分離領域上で噴射ノズル１１２を該貼り合せ基板１０１の面方向に走査することも有効である。この場合、貼り合せ基板１０１を回転させなくても良好な分離処理を行うことができる。
【００７７】
図８は、噴射ノズル１１２の駆動ロボットの他の例を概念的に示す図である。図８に示す駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を経路１８０に沿って移動させる。貼り合せ基基板１０１を基板保持部１０８，１０９に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を退避位置１８１に移動させる。一方、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際には、駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を作業位置１８２に移動させる。このように、貼り合せ基板１０１の着脱の際に噴射ノズル１１２を退避させることにより、貼り合せ基板１０１を着脱する作業、特に搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を着脱する作業を効率化することができる。
【００７８】
ここで、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際において、貼り合せ基板１０１の分離領域上で噴射ノズル１１２を該貼り合せ基板１０１の面方向に走査することも有効である。この場合、貼り合せ基板１０１を回転させなくても良好な分離処理を行うことができる。
【００７９】
この分離装置１００は、ジェットの圧力を適切に変化させながら貼り合せ基板を分離する。これは例えば次のような理由による。
【００８０】
貼り合せ基板１０１の分離する際に必要なジェットの圧力は、貼り合せ基板の分離領域の各部毎に異なると言える。例えば、貼り合せ基板１０１の周辺部と中央部側とでは貼り合せ基板に作用する分離力が異なるため、分離に必要なジェットの圧力が該周辺部と該中央部側とで異なると言える。したがって、一定の圧力のジェットにより貼り合せ基板１０１を分離しようとすると、分離処理中において常に高い圧力のジェットを使用することになる。この場合、貼り合せ基板又は分離された各基板が割れたり、損傷を受けたりする可能性が高くなり、歩留まりが低下することになる。
【００８１】
この問題を解決するために分離領域の機械的強度をより脆弱にすることが考えられるが、分離領域を過度に脆弱にすると、２枚の基板（第１及び第２の基板）の貼り合せの工程、洗浄工程その他の工程において、分離領域が崩壊し易くなり、所望の品質の基板の製造を困難にする他、崩壊した分離領域によりパーティクルが発生し、製造装置その他を汚染する危険性もある。
【００８２】
貼り合せ基板の分離処理中にジェットの圧力を適正に制御する方法には、例えば、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に基づいて制御する方法や、時間に応じて制御する方法がある。
【００８３】
図９乃至図１１は、分離処理中のジェットの圧力の制御例を示す図である。より詳しくは、圧力制御部１１６は、図９乃至図１１に示す制御手順に基づいて高圧ポンプ１１５が発生する圧力（ジェットの圧力）を制御する。
【００８４】
図９は、図７又は図８に示す作業位置１７２又は１８２に噴射ノズル１１２を固定し、貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の制御例を示す図である。図９に示す例では、ジェットの圧力を３段階に調整する。期間Ｔ１は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する期間である。この期間Ｔ１では、貼り合せ基板１０１に挟入されたジェットが排出され易く、貼り合せ基板１０１に対して分離力が作用しにくいため、ジェットの圧力を高く設定する。なお、貼り合せ基板１０１の周辺部においては、前述のようにジェット構成媒体が排出され易いため、ジェットの圧力を高めに設定しても貼り合せ基板１０１が割れることはない。
【００８５】
期間Ｔ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部と中心部との中間部（以下、単に中間部という）を分離する期間である。中間部では、ジェットの速度が低下するため、ジェット構成媒体が多孔質層に衝突する際の衝撃により貼り合せ基板１０１を分離する作用は弱まる。しかしながら、中間部では、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体が排出される経路が少ないために、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体の圧力による分離力が強くなり、貼り合せ基板１０１は、主にこの分離力により分離される。したがって、周辺部と同様の圧力をジェット構成媒体に加えると、貼り合せ基板１０１が割れる危険性が大きい。そこで、中間部では、ジェット構成媒体の圧力を低めに設定する。
【００８６】
期間Ｔ３は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する期間である。分離された部分が中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の分離された部分が反ることによりジェット構成媒体が排出される経路が増加する。したがって、中間部を分離する場合に比較してジェット構成媒体の圧力が低下して分離力が小さくなる。そこで、中心部では、中間部を分離する場合よりもジェット構成媒体の圧力を高めにすることが好ましい。
【００８７】
以上のように、分離処理の際の経過時間に応じて噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を適切に変化させることにより、分離処理を効率化しつつ貼り合せ基板に与える損傷を低減することができる。
【００８８】
図１０は、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板１０１の分離領域に沿って走査させると共に貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の制御例を示す図である。図１２は、ジェットにより貼り合せ基板１０１に作用する力を概念的に示す図である。貼り合せ基板１０１の周辺部に向けてジェットを挟入した場合、貼り合せ基板１０１に挟入されたジェットは、図１２に示すように、外周方向に排出され易いため、ジェットによる分離力が貼り合せ基板１０１に効率的に作用しないと言える。一方、貼り合せ基板１０１の中心方向に向けてジェットを挟入した場合、貼り合せ基板１０１に注入されたジェットは効率的に貼り合せ基板１０１を分離する。したがって、この一例に鑑みると、噴射ノズル１１２を多孔質層に沿って走査する場合には、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じてジェットの圧力を変化させることが好ましいと言える。
【００８９】
区間Ｙ１は、ジェットの圧力を安定させるための区間である。区間Ｙ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する区間である。この区間Ｙ２では、前述のように、貼り合せ基板１０１に対してジェットが効率的に挟入されないため、ジェットの圧力を高めに設定することが好ましい。
【００９０】
区間Ｙ３では、主に貼り合せ基板１０１の中間部を分離する区間である。くの区間Ｙ３では、区間Ｙ２の場合に比較してジェットが効率的に貼り合せ基板１０１の分離のために作用するため、貼り合せ基板１０１の損傷を防ぐために、区間Ｙ２に比較してジェットの圧力を低めに設定することが好ましい。
【００９１】
区間Ｙ４は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する区間である。噴射ノズル１１２の走査により、分離された部分が中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の分離された部分が反ることによりジェット構成媒体が排出される経路が増加する。したがって、中間部を分離する場合に比較してジェット構成媒体の圧力が低下して分離力が小さくなる。そこで、中心部では、中間部を分離する場合よりもジェット構成媒体の圧力を高めにすることが好ましい。ここで、この例では、貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行するため、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板１０１の周辺部から中心部付近まで走査した時点で、貼り合せ基板１０１の分離が完了する。区間Ｙ５は、高圧ポンプの圧力を徐々に低下させて、該ポンプの動作を停止させる区間である。
【００９２】
以上のように、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じて、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を適切に変化させることににより、分離処理を効率化しつつ貼り合せ基板に与える損傷を低減することができる。
【００９３】
図１１は、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板の分離領域に沿って走査させると共に貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の他の制御例を示す図である。この制御例は、図１０に示す制御例に比べて、周辺部分から中間部へ至る区間及び中間部から中心部へ至る区間におけるジェットの圧力の変化を緩やかにしたものである。
【００９４】
区間Ｙ１は、ジェットの圧力を安定させるための区間である。区間Ｙ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する区間である。この区間Ｙ２では、前述のように、貼り合せ基板１０１に対してジェットが効率的に挟入されないため、ジェットの圧力を高めに設定することが好ましい。
【００９５】
区間Ｙ３及びＹ４は、主に貼り合せ基板１０１の中間部を分離する区間である。このうち、区間Ｙ３では、ジェットの圧力を徐々に下げる。また、区間Ｙ４では、ジェットの圧力を徐々に高める。
【００９６】
区間Ｙ５は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する区間である。区間Ｙ６は、高圧ポンプの圧力を徐々に低下させて、該ポンプの動作を停止させる区間である。
【００９７】
以上のように、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じて、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を滑らかに変化させることににより、より適切な圧力のジェットにより貼り合せ基板１０１を分離することができる。
【００９８】
なお、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力の変化させる方法が上記の３つの例に限定されないことは言うまでもなく、貼り合せ基板の種類や寸法、分離層の種類や寸法、貼り合せ基板の保持の方法等に応じて適宜変更し得る。
【００９９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成例を説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【０１００】
この分離装置４００は、真空チャックを備えた基板保持部４０４，４０６を有し、この基板保持部４０４，４０６により貼り合わせ基板１０１を両側から挟むようにして保持する。貼り合わせ基板１０１は、内部に脆弱な構成部である多孔質層１０１ｂを有し、この分離装置４００により、この多孔質層１０１ｂの部分で２つの基板１０１ａ，１０１ｃに分離される。この分離装置４００においては、例えば、基板１０１ａが図１における第１の基板側（▲１▼’）、基板１０１ｃが図１における第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）になるようにセットする。
【０１０１】
基板保持部４０４は、ベアリング４０５を介して支持台４０１に回転可能に軸支された回転軸４０３の一端に連結され、この回転軸４０３の他端はモータ４０２の回転軸に連結されている。したがって、モータ４０２が発生する回転力により、基板保持部４０４に真空吸着された貼り合わせ基板１０１が回転することになる。このモータ４０２は、貼り合わせ基板１０１の分離の際に、不図示の制御器からの命令に従って、指定された回転速度で回転軸４０２を回転させる。
【０１０２】
基板保持部４０６は、ベアリング４０７を介して支持台４０１に回転可能に軸支された回転軸４０８の一端に連結され、この回転軸４０８の他端には、圧縮バネ４０９が取り付けられている。したがって、貼り合わせ基板１０１は、圧縮バネ４０９により、基板１０１ａと基板１０１ｂが離隔される方向（ｘ軸方向）に力を受ける。その結果、貼り合わせ基板２４０が噴射ノズル４１８からのジェットにより基板１０１ａ側と基板１０１ｃ側とに分離された場合に、基板１０１ａ側はｘ軸方向に移動して基板１０１ｃ側から引き離される。
【０１０３】
また、基板保持部４０６には、貼り合わせ基板１０１が分離されてない状態では、貼り合わせ基板１０１を介して回転軸４０３の回転力が伝達され、その結果、回転軸４０３、基板保持部４０４、貼り合わせ基板１０１、基板保持部４０６、回転軸４０８及び圧縮バネ４０９は、一体化して回転する。そして、貼り合わせ基板１０１が２枚の基板に分離されることにより、回転軸４０８は静止することになる。
【０１０４】
回転軸４０８の後端側（ｘ軸方向）には、エアーシリンダ４１１が設けられている。このエアーシリンダ４１１は、貼り合わせ基板１０１を基板保持部４０４及び４０６により保持させる際に、ピストンロッド４１０により回転軸４０８の後端を圧縮バネ４０９を圧縮する方向（ｘ軸の負方向）に押し出す（図２に示す状態）。そして、真空チャックにより貼り合わせ基板１０１を吸着した後に、エアーシリンダ４１１は、ピストンロッド４１０を収容（ｘ軸方向に移動）して、貼り合わせ基板１０１の分離処理が可能な状態にする。すなわち、エアーシリンダ４１１は、貼り合わせ基板１０１を基板保持部４０４及び５０６にセットする際にピストンロッド４１０を押し出し、セットが完了したらピストンロッド４１０を収容する。
【０１０５】
この分離装置４００に貼り合わせ基板１０１をセットするには、ベアリング４１３，４１４により回転可能に支持台４０１に軸支された位置合せ軸４１２の溝部４１２ａに貼り合わせ基板１０１を載置し、その後、前述のように、ピストンロッド４１０を押し出すことによより、基板保持部４０６を貼り合わせ基板１０１に当接させ、この状態（図１３に示す状態）で、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックを作動させれば良い。
【０１０６】
ここで、位置合せ軸４１２は、ｙ軸方向に２つ設けることが好ましく、この場合、貼り合わせ基板１０１を２本の位置合せ軸４１２上に載置するだけで、ｘ，ｙ，ｚの３方向に関する貼り合わせ基板１０１の位置を規定することができる。したがって、手作業により貼り合わせ基板１０１のセットが容易になる他、搬送ロボットを採用する場合において、その搬送ロボットの構成を簡略化することができる。
【０１０７】
一方、分離処理が完了した各基板を取り出すには、分離処理の完了により、基板１０１ａ側がｘ軸方向に移動し、両基板が引き離された後に、例えば、搬送ロボットにより２枚の基板を夫々把持し、その後、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックによる吸着を解除すれば良い。
【０１０８】
噴射ノズル４１８には高圧ポンプ４１９が連結されており、高圧ポンプ４１９から噴射ノズル４１８に高圧のジェット構成媒体を送り込むことにより、噴射ノズル４１８からジェットが噴射される。高圧ポンプ４１９がジェット構成媒体に加える圧力は、例えば図９乃至図１１に示す制御手順に従って、圧力制御部４２０により制御される。
【０１０９】
シャッタ４１５は、ジェットの圧力が所定の圧力に達するまで、貼り合せ基板１０１にジェットが当たることを避けるために使用される。
【０１１０】
この分離装置４００においても、貼り合せ基板の分離処理中にジェットの圧力を適正に制御する。その方法には、例えば、噴射ノズル４１８と貼り合せ基板１０１との位置関係に基づいて制御する方法や、時間に応じて制御する方法がある。図９乃至図１１に示す制御例は、この分離装置４００にも同様に適用される。
【０１１１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成例を説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。この分離装置２００は、基板保持部２０５により貼り合せ基板１０１を固定した状態で保持し、水平駆動機構２０４により噴射ノズル２０２を貼り合せ基板１０１の分離層に沿って走査する。なお、噴射ノズル２０２の上下方向の位置調整は、垂直駆動機構２０３によりなされる。
【０１１２】
上記の各分離装置において、例えば、貼り合せ基板の分離領域（多孔質層）の強度の一様でない場合は、その強度に応じてジェットの圧力を調整することが好ましい。
【０１１３】
上記の各分離装置は、貼り合せ基板その他の半導体基板のみならず、種々の物体の分離に使用することができる。なお、該物体は、分離層として脆弱な構造部を有することが好ましい。
【０１１４】
上記の各分離装置は、１枚の貼り合せ基板を処理するものであるが、複数の貼り合せ基板をその面方向に並べて保持し、分離装置の噴射ノズルを当該面方向に走査することにより、複数の貼り合せ基板に対して一括して分離処理を施すこともできる。
【０１１５】
また、複数の貼り合せ基板をその軸方向に並べて保持する一方で、分離装置の噴射ノズルを当該軸方向に走査する機構を設け、複数の貼り合せ基板に対して順次分離処理を施すこともできる。
【０１１６】
以下、上記の各分離装置を適用した実施例を説明する。上記の各分離装置は、分離層として脆弱な層を有する基板の分離処理に特に好適である。この分離層は、例えば、多孔質層、イオン注入による微小気泡層（microcavity層）、結晶格子に歪みや欠陥が集中したヘテロエピタキシャル層等が好適である。また、この分離層は、構造の異なる複数の層、例えば多孔度（porosity）の異なる複数の層から構成されていてもよい。
（実施例１）
6インチ、比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の第１の単結晶Ｓｉ基板をＨＦ溶液中において陽極化成して多孔質Ｓｉ層を形成した（図１（ａ）に示す工程に相当）。この陽極化成条件は以下の通りである。
【０１１７】
電流密度 ：７（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液 ：ＨＦ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ５ＯＨ＝１：１：１
時間 ：１１（分）
多孔質Ｓｉの厚み：１２（μｍ）
多孔質Ｓｉは、その上に高品質エピタキシャルＳｉ層を形成するために用いられる他、分離層の役割を果たす。多孔質Ｓｉ層の厚さは、上記の厚さに限定されず、数百μｍ〜０．１μｍ程度までが好適である。
【０１１８】
この基板を酸素雰囲気中において４００℃で１時間酸化させた。この酸化により多孔質Ｓｉの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Ｓｉ層の表面をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質Ｓｉ層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Ｓｉ上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタキシャル成長させた。この成長条件は以下の通りである。
【０１１９】
ソースガス：ＳｉＨ2Ｃｌ2／Ｈ2
ガス流量 ：０．５／１８０（ｌ／ｍｉｎ）
ガス圧力 ：８０（Ｔｏｒｒ）
温度 ：９５０（℃）
成長速度 ：０．３（μｍ／ｍｉｎ）
さらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層の表面に熱酸化により２００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した（図１（ｂ）に示す工程に相当）。
【０１２０】
次いで、この第１の基板のＳｉＯ2層の表面と別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を重ね合せて密着させた後に、１１００℃の温度で1時間の熱処理をし、両基板を貼り合せた（図１（ｃ）に示す工程に相当）。
【０１２１】
次いで、上記のようにして形成された貼り合せ基板１０１を図１４に示す分離装置２００を使用して分離した（図１（ｄ）に示す工程に相当）。詳しくは以下の通りである。
まず、図１４に示すように、基板保持部２０５により貼り合せ基板１０１を両側から挟むようにして垂直に保持する。そして、直径０．１５ｍｍの噴射ノズル２０２から２２００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で純水を鉛直方向に噴射させた。そして、水平駆動機構２０４により噴射ノズル２０２を貼り合せ基板１０１のベベリングの凹部の直上に沿って１０ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で走査した。
この際、噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１のエッジの直上から貼り合せ基板１０１の中心方向（走査方向）に向かって１５ｍｍ進むまでの区間では、
ジェットの圧力を２２００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持した。
そして、その位置を噴射ノズル２０２が通過した時点でジェットの圧力を連続的に低下させた。その割合は噴射ノズル２０２の移動距離１ｃｍ当たり−１００ｋｇｆ／ｃｍ2である。噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上を通過する際にジェットの圧力は１６００ｋｇｆ／ｃｍ2であった。
噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上を通過した後、噴射ノズル２０２の移動距離１ｃｍ当たり１００ｋｇｆ／ｃｍ2の割合で、ジェットの圧力を上昇させた。
【０１２２】
そして、噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上から６０ｍｍの位置を通過した後、ジェットの圧力を２２００ｋｇｆ／ｃｍ2に固定した。
【０１２３】
ここで、基板保持部２０５が貼り合せ基板１０１と接触する部分に、弾性体２０６（例えば、バイトン、パーフロ系ゴム、シリコンゴム等）の部材を設けることが好適である。この場合、２枚に分離された部分の貼り合せ基板１０１が互いに離隔することが容易であるため、基板保持部２０５により支持された部分の貼り合せ基板１０１の内部にもジェットが挟入され易くなる。
【０１２４】
以上の処理により貼り合せ基板１０１は、分離層である多孔質層で２枚の基板に分離された。
【０１２５】
なお、貼り合せ基板１０１を保持する方法としては、様々な方法を採用し得る。例えば、貼り合せ基板１０１を両側から押圧して保持してもよいし、真空チャックを備えた基板保持部により保持してもよい。更に、後者の場合、貼り合せ基板１０１を両側に引っ張るようにして保持することもできる。この場合、
物理的に２枚に分離された基板は、直ちに引き離されるため、２枚の基板同士が摩擦することにより損傷を受けることを防止することができる。
以上の結果、第１の基板の表面に形成されていたＳｉＯ2層及びエピタキシャルＳｉ層の他、多孔質Ｓｉ層の一部が、第２の基板側に移された。そして、第１の基板の表面には多孔質Ｓｉ層が残った。
この様な方法で１００枚の貼り合せ基板を分離したところ、約９０％の貼り合せ基板を良好に分離することができた。一方、ジェットの圧力を一定に維持しながら貼り合せ基板を分離した場合は、３０％程度の貼り合せ基板が処理の途中で破損した。
【０１２６】
その後、第２の基板上に移された多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした（図１（ｅ）に示す工程に相当）。この時、第２の基板の単結晶Ｓｉはエッチストップの役割を果たし、多孔質Ｓｉが選択的にエッチングされて完全に除去された。
【０１２７】
上記のエッチング液に対する非多孔質のＳｉ単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は１０5以上であり、非多孔質層のエッチング量（数十オングストローム程度）は、実用上許容可能な量である。
【０１２８】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層を有するＳＯＩ基板を形成することができた。多孔質Ｓｉ層を選択的にエッチングした後の単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全面にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±４ｎｍであった。
【０１２９】
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単結晶Ｓｉ層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。
【０１３０】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．２ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１３１】
なお、酸化膜（ＳｉＯ2）をエピタキシャル層の表面でなく、第２の基板の表面に形成した場合或いは双方に形成した場合においても同様の結果が得られた。
【０１３２】
一方、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉ層を水と４０％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すことにより、第１の基板又は第２の基板として再利用することができた。
【０１３３】
ここで、上記の例は、１枚の貼り合せ基板を処理するものであるが、複数の貼り合せ基板をその面方向に並べて保持し、分離装置の噴射ノズルを当該面方向に走査することにより、複数の貼り合せ基板に対して一括して分離処理を施すこともできる。
【０１３４】
また、複数の貼り合せ基板をその軸方向に並べて保持する一方で、分離装置の噴射ノズルを当該軸方向に走査する機構を設け、複数の貼り合せ基板に対して順次分離処理を施すこともできる。
また、上記の例は、噴射ノズルを走査する例であるが、該噴射ノズルを固定し、貼り合せ基板を走査してもよい。
【０１３５】
また、上記の例は、図１４に示す分離装置２００を用いたものであるが、図３に示す分離装置１００や図１３に示す分離装置４００を用いることも可能である。
（実施例２）
比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の第１の単結晶Ｓｉ基板に対してＨＦ溶液中において２段階の陽極化成を施し、２層の多孔質層を形成した（図１（ａ）に示す工程）。この陽極化成条件は以下の通りである。
【０１３６】
＜第１段階の陽極化成＞
電流密度 ：７（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液：ＨＦ ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ5ＯＨ＝１：１：１
時間 ：１０（分）
第１の多孔質Ｓｉの厚み：４．５（μｍ）
＜第２段階の陽極化成＞
電流密度 ：２０（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液 ：ＨＦ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ5ＯＨ＝１：１：１
時間 ：２（分）
第２の多孔質Ｓｉの厚み：２（μｍ）
多孔質Ｓｉ層を２層構成にすることにより、先に低電流で陽極化成した表面層の多孔質Ｓｉを高品質エピタキシャルＳｉ層を形成させるために用い、後に高電流で陽極化成した下層の多孔質Ｓｉ層（多孔度（porosity）が高い層）を分離層として用いて、それぞれ機能を分離した。低電流で形成する多孔質Ｓｉ層の厚さは、上記の厚さ（４．５μｍ）に限られず、数百μｍ〜０．１μｍ程度が好適である。また、高電流で形成する多孔質Ｓｉ層も上記の厚さ（２μｍ）に限定されず、ジェットにより貼り合せ基板を分離可能な厚さを確保すればよい。
【０１３７】
ここで、第２層の多孔質Ｓｉ層の形成後に、更に多孔度の異なる第３層又はそれ以上の層を形成してもよい。
【０１３８】
この基板を酸素雰囲気中において４００℃で１時間酸化させた。この酸化により多孔質Ｓｉ層の孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Ｓｉ層の表面をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質Ｓｉ層の表面の酸化膜のみを除去した後、多孔質Ｓｉ層上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタキシャル成長させた。この成長条件は以下の通りである。
【０１３９】
ソースガス：ＳｉＨ2Ｃｌ2／Ｈ2
ガス流量 ：０．５／１８０（ｌ／ｍｉｎ）
ガス圧力 ：８０（Ｔｏｒｒ）
温度 ：９００（℃）
成長速度 ：０．３（μｍ／ｍｉｎ）
さらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層の表面に熱酸化により２００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した（図１（ｂ）に示す工程に相当）。
【０１４０】
次いで、このＳｉＯ2層の表面に、別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を重ね合わせてた後、１１００℃の温度で1時間の熱処理をして両基板を貼り合せた（図１（ｃ）に示す工程に相当）。
【０１４１】
次いで、上記のようにして形成された貼り合せ基板１０１を図１３に示す分離装置４００により分離した（図１（ｄ）に示す工程に相当）。詳しくは以下の通りである。
【０１４２】
まず、貼り合せ基板１０１を基板保持部４０４，４０６の間に垂直に支持し、ピストンロッド４１０を押し出すことによより、基板保持部４０６を貼り合わせ基板１０１に当接させ、この状態で、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックを作動させた。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル４１８との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
次いで、高圧ポンプ４１９から噴射ノズル４１８にジェット構成媒体である水を送り込み、ジェットが安定するまで待つ。この時、圧力制御部４２０の制御の下、ジェットの圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した。そして、ジェットが安定したら、シャッタ４１５を開いて貼り合せ基板１０１のベベリングの凹部にジェットを挟入させる。この時、モータ４０２により基板保持部４０４を回転させることにより、貼り合せ基板１０１を回転させた。
【０１４３】
以下、図９に示すように高圧ポンプ４１９を制御して分離処理を進めた。まず、ジェットの圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持して分離処理を開始した。そして、分離処理の開始後、２０秒〜８０秒の期間は、ジェットの圧力を２００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持して分離処理を継続した。そして、分離処理の開始後、８０秒〜１００秒の期間は、ジェットの圧力を４００ｋｇｆ／ｃｍ2に上げて、未分離の部分を分離した。
以上の処理により、貼り合せ基板１０１は、適切な分離力により、破損することなく２枚の基板に分離された。
【０１４４】
この分離装置４００によれば、貼り合せ基板１０１が２枚の基板に分離された後、直ちに互いに引き離されるため、分離後の２枚の基板が摩擦により破損する可能性が低い。
【０１４５】
なお、図１４に示す分離装置２００のように貼り合せ基板を回転させずに噴射ノズルを走査しながら分離する方法も有効であるが、例えば図１３に示す分離装置４００のように貼り合せ基板１０１を回転させながら分離する場合、低圧のジェットにより貼り合せ基板を分離することができる。例えば、図１４に示す分離装置２００では、例えば直径０．１５ｍｍの噴射ノズル２０２を用いた場合において、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力のジェットを必要としたが、図１３に示す分離装置４００では、数百１００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力のジェットにより貼り合せ基板を分離することができた。これは、貼り合せ基板１０１の中央部に向けてジェットを挟入することにより、貼り合せ基板１０１の内部に分離力が効率的に作用するためである。
ここで、ジェットを低圧化することにより、例えば次のような効果を得ることができる。
１）貼り合せ基板の割れ、破損を防止することができる。
２）高圧ポンプの能力に余裕が生じるため、複数の噴射ノズルを同時に使用することができる。
３）高圧ポンプを小型化、軽量化することができる。
４）高圧ポンプや配管系の材料の選択の自由度が増すため、ジェット構成媒体（例えば、純水）の種類に適した材料を選択することが容易である。
５）高圧ポンプやジェットの噴射の音が小さくなるため、防音対策が容易である。
【０１４６】
なお、図１３に示す分離装置４００においては、基板保持部４０４側のみを駆動するため、貼り合せ基板１０１に対してねじる力が作用し得る。この力が問題になる場合には、基板保持部４０６側にもモータを連結して、基板保持部４０４，４０６を同期して駆動することが好ましい。
【０１４７】
貼り合せ基板１０１を分離した後、第２の基板上に移された多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした（図１（ｅ）に示す工程に相当）。この時、単結晶Ｓｉはエッチストップの役割を果たし、多孔質Ｓｉが選択的にエッチングされて完全に除去された。
【０１４８】
上記のエッチング液による非多孔質のＳｉ単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は１０5以上であり、非多孔質層のエッチング量（数十オングストローム程度）は、実用上許容可能な量である。
【０１４９】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層を有するＳＯＩ基板を形成することができた。多孔質Ｓｉ層を選択的にエッチングした後の単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全面にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±４ｎｍであった。
【０１５０】
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単結晶Ｓｉ層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。
【０１５１】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．２ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１５２】
なお、酸化膜（ＳｉＯ2）をエピタキシャル層の表面でなく、第２の基板の表面に形成した場合或いは双方に形成した場合においても同様の結果が得られた。
【０１５３】
一方、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉ層を水と４０％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すことにより、第１の基板又は第２の基板として再利用することができた。
【０１５４】
なお、分離装置として図３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができた。
【０１５５】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
【０１５６】
（実施例３）
第１の単結晶Ｓｉ基板表面に、絶縁層として熱酸化により４００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した。次いで、投影飛程がＳｉ基板中になるようにして、第１の基板の表面からイオン注入を行った。これによって、分離層として働く層が、投影飛程の深さの所に微小気泡層あるいは注入イオン種高濃度層による歪み層として形成された。
【０１５７】
次いで、このＳｉＯ2層の表面に、別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を密着させた後に、６００℃の温度で１０時間の熱処理をし、両基板を貼り合わせた。ここで、両基板を密着させる前に、Ｎ2プラズマ等で両基板を処理することにより貼り合わせ強度が高まった。
【０１５８】
次いで、上記のようにして形成された貼合せ基板１０１を図１３に示す分離装置４００により離した。ここで、ジェットの圧力を全体に１５０ｋｇｆ／ｃｍ2程度高める以外は実施例２と同様の条件で分離処理を実行した。
【０１５９】
以上の処理の結果、第１の基板の表面に形成されていたＳｉＯ2層及び表面単結晶層の約５００ｎｍの他、分離層の一部が、第２の基板側に移された。そして、第１の基板の表面には分離層が残った。
【０１６０】
次いで、分離された第２の基板の分離面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置により３００ｎｍ程度研磨して、イオン注入及び分離処理により形成されたダメージ層を除去して平坦化した。
【０１６１】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に約０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層をＳＯＩ基板を形成することができた。形成された単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全域にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±１４ｎｍであった。
【０１６２】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．３ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１６３】
この実施例は、単結晶Ｓｉ基板（第１の基板）の表面領域をイオン注入による分離層を介して第２の基板に移すものであるが、エピタキシャルウェハを用いて、そのエピタキシャル層の下部にイオン注入により分離層を形成し、該分離層で基板を分離することにより該エピタキシャル層を第２の基板に移してもよい。
【０１６４】
また、上記の実施例において、イオン注入による分離層の形成後に第１の基板の表面のＳｉＯ2層を除去し、エピタキシャル層及びＳｉＯ2層を形成し、この第１の基板を第２の基板に貼り合せ、分離層で基板を分離することにより該エピタキシャル層及びＳｉＯ2層を第２の基板に移してもよい。
【０１６５】
なお、分離装置として図３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができた。
【０１６６】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
（実施例４）
噴射ノズルを貼り合せ基板の分離領域上で走査しながら分離処理を実行する以外は、実施例２と略同様の方法によりＳＯＩ基板を作成した。
実施例２と同様の方法で形成した基板１０１を図３に示す分離装置により分離した。詳しくは以下の通りである。
【０１６７】
貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９の間に垂直に支持し、基板保持部１０９により押圧して保持した。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル１１２との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
【０１６８】
この実施例では、図１０に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御した。まず、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットが貼り合せ基板１０１に当たらない位置に噴射ノズル１１２を退避させ（予め退避させておいてもよい）、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２にジェット構成媒体を送り込み、噴射ノズル１１２からジェットを噴射させると共に噴射ノズル１１２の走査を開始した（区間Ｙ１）。この区間Ｙ１において、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで高めた。
区間Ｙ２では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2に維持しながら主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離した。このように、高圧のジェットを用いて貼り合せ基板１０１の周辺部を分離することにより、貼り合せ基板１０１に対して効率的に分離力を作用させることができる。
この実施例では、貼り合せ基板１０１のエッジ部、すなわち、分離を開始する位置（以下、分離開始位置）より１０ｍｍから９０ｍｍまでを区間Ｙ３として、この区間Ｙ３では、ジェットの圧力を２００Ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このように区間Ｙ３においてジェットの圧力を低めに設定することにより、貼り合せ基板１０１の損傷を防ぐことができる。
【０１６９】
さらに、この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より９０ｍｍから１００ｍｍまでを区間Ｙ４として、この区間では、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2に高めて、未分離の部分を分離した。このように、貼り合せ基板１０１の中心部付近を分離する際にジェットの圧力を高めることにより、貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力を適正にし、貼り合せ基板１０１の破損を防ぎつつ分離処理を効率的に行うことができる。
【０１７０】
区間Ｙ５では、ジェットの圧力を徐々に下げた。
【０１７１】
なお、分離装置として図１３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができる。
【０１７２】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
（実施例５）
この実施例は、図１１に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御する以外は、実施例４と同様である。
【０１７３】
実施例２と同様の方法で形成した貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９の間に垂直に支持し、基板保持部１０９により押圧して保持した。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル１１２との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
【０１７４】
この実施例では、図１０に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御した。まず、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットが貼り合せ基板１０１に当たらない位置に噴射ノズル１１２を退避させ（予め退避させておいてもよい）、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２にジェット構成媒体を送り込み、噴射ノズル１１２からジェットを噴射させると共に噴射ノズル１１２の走査を開始した（区間Ｙ１）。この区間Ｙ１において、ジェットの圧力は５００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで高められる。
【０１７５】
区間Ｙ２では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2に維持しながら主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離した。このように、高圧のジェットを用いて貼り合せ基板１０１の周辺部を分離することにより、貼り合せ基板１０１に対して効率的に分離力を作用させることができる。
この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より１０ｍｍから６０ｍｍまでを区間Ｙ３として、この区間Ｙ３では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2から２００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで下げながら分離処理を実行する。このように、区間Ｙ３において徐々にジェットの圧力を下げながら分離処理を実行することにより、貼り合せ基板の損傷を防ぐことができる。
【０１７６】
さらに、この実施例では、分離開始位置より６０ｍｍから９０ｍｍまでを区間Ｙ４として、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで徐々に高めながら分離処理を実行した。このように、区間Ｙ４において徐々にジェットの圧力を高めるのは、分離する領域が貼り合せ基板１０１の中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体が排出される経路が増えて、これに伴って貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力が弱まるため、分離処理を効率的に行うには、これを補う必要があるからである。
【０１７７】
さらに、この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より９０ｍｍから１００ｍｍまでを区間Ｙ５として、この区間では、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2に高めて、未分離の部分を分離した。このように、貼り合せ基板１０１の中心部付近を分離する際にジェットの圧力を高めることにより、貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力を適正にし、貼り合せ基板１０１の破損を防ぎつつ分離処理を効率的に行うことができる。
【０１７８】
区間Ｙ６では、ジェットの圧力を徐々に下げた。
【０１７９】
なお、分離装置として図１３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができる。
【０１８０】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
【０１８１】
以上のように、ジェットの圧力を分離処理の進行に応じて適切に変化させることにより、分離処理を効率化しつつ分離対象の物体の破損を防ぐことができる。
【０１８２】
この分離装置又は分離方法によれば、例えば、高品質の半導体基体を高い歩留まりで製造することができる。
【０１８３】
以上、特定の実施の形態及び実施例を挙げて特徴的な技術的思想を説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に記載された事項によって限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において様々な変形をなし得る。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明は、物体を効率的に分離し引き離すことができる。
【０１８５】
また、本発明に拠れば、良好な半導体基体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ基板の製造を方法を工程順に説明する図である。
【図２】Ｖ型の溝の有無による貼り合わせ基板に作用する力を概念的に示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。
【図５】調整機構の第１の構成例を示す図である。
【図６】調整機構の第２の構成例を示す図である。
【図７】噴射ノズルの駆動ロボットの一例を概念的に示す図である。
【図８】噴射ノズルの駆動ロボットの他の例を概念的に示す図である。
【図９】分離処理の制御例を示す図である。
【図１０】分離処理の制御例を示す図である。
【図１１】分離処理の制御例を示す図である。
【図１２】ジェットにより貼り合せ基板に作用する力を概念的に示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 単結晶Ｓｉ基板
１２，１２’，１２’’ 多孔質Ｓｉ層１２
１３ 非多孔質単結晶Ｓｉ層
１４ 単結晶Ｓｉ基板
１５ 絶縁層
１００ 分離装置
１０１ 貼り合わせ基板
１０１ａ 基板
１０１ｂ 多孔質層
１０１ｃ 基板
１０２，１０３ 支持部
１０４，１０５ ベアリング
１０６，１０７ 回転軸
１０８，１０９ 基板保持部
１０８ａ，１０９ａ 真空吸着機構
１１０，１１１ 駆動源
１１２ 噴射ノズル
１１３ バネ
１１５ 高圧ポンプ
１１６ 圧力制御部
１２１ ピストンロッド
１２２ エアシリンダ
１３１ 偏心カム
１３２ 駆動板
１６０，１６１ 駆動ロボット
２００ 分離装置
２０２ 噴射ノズル
２０３ 垂直駆動機構
２０４ 水平駆動機構
２０５ 基板保持部
２０６ 弾性体
４００ 分離装置
４０１ 支持台
４０２ モータ
４０３ 回転軸
４０４ 基板保持部
４０５ ベアリング
４０６ 基板保持部
４０７ ベアリング
４０８ 回転軸
４０９ 圧縮バネ
４１０ ピストンロッド
４１１ エアーシリンダ
４１２ 位置合せ軸
４１３，４１４ ベアリング
４１８ 噴射ノズル
４１９ 高圧ポンプ
４２０ 圧力制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の分離装置及び分離方法並びに半導体基体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を有する基板として、ＳＯＩ（silicon on insulator）構造を有する基板（ＳＯＩ基板）が知られている。このＳＯＩ基板を採用したデバイスは、通常のＳｉ基板では達成し得ない数々の優位点を有する。この優位点としては、例えば、以下のものが挙げられる。
（１）誘電体分離が容易で高集積化に適している。
（２）放射線耐性に優れている。
（３）浮遊容量が小さく、素子の動作速度の高速化が可能である。
（４）ウェル工程が不要である。
（５）ラッチアップを防止できる。
（６）薄膜化による完全な空乏型電解効果トランジスタの形成が可能である。
【０００３】
ＳＯＩ構造は、上記のような様々な優位点を有するため、ここ数十年、その形成方法に関する研究が進められてきた。
【０００４】
ＳＯＩ技術としては、古くは、単結晶サファイア基板上にＳｉをＣＶＤ（化学気層成長）法でヘテロエピタキシ成長させて形成するＳＯＳ（silicon on sapphire）技術が知られている。このＳＯＳ技術は、最も成熟したＳＯＩ技術として一応の評価を得たものの、Ｓｉ層と下地のサファイア基板との界面における格子不整合による大量の結晶欠陥の発生、サファイア基板を構成するアルミニウムのＳｉ層への混入、基板の価格、大面積化への遅れ等の理由により実用化が進んでいない。
【０００５】
ＳＯＳ技術に次いで、ＳＩＭＯＸ（separation by ion implanted oxygen）技術が登場した。このＳＩＭＯＸ技術に関して、結晶欠陥の低減や製造コストの低減等を目指して様々な方法が試みられてきた。この方法としては、基板に酸素イオンを注入して埋め込み酸化層を形成する方法、酸化膜を挟んで２枚のウェハを貼り合わせて一方のウェハを研磨又はエッチングして、薄い単結晶Ｓｉ層を酸化膜上に残す方法、更には、酸化膜が形成されたＳｉ基板の表面から所定の深さに水素イオンを打ち込み、他方の基板と貼り合わせた後に、加熱処理等により該酸化膜上に薄い単結晶Ｓｉ層を残して、貼り合わせた基板（他方の基板）を剥離する方法等が挙げられる。
【０００６】
本出願人は、特開平５−２１３３８号において、新たなＳＯＩ技術を開示した。この技術は、多孔質層が形成された単結晶半導体基板上に非多孔質単結晶層（ＳｉＯ2）を形成した第１の基板を、絶縁層（ＳｉＯ2）を介して第２の基板に貼り合わせ、その後、多孔質層で両基板を分離し、第２の基板に非多孔質単結晶層を移し取るものである。この技術は、ＳＯＩ層の膜厚均一性が優れていること、ＳＯＩ層の結晶欠陥密度を低減し得ること、ＳＯＩ層の表面平坦性が良好であること、高価な特殊仕様の製造装置が不要であること、数１００Å〜１０μｍ程度の範囲のＳＯＩ膜を有するＳＯＩ基板を同一の製造装置で製造可能なこと等の点で優れている。
【０００７】
更に、本出願人は、特開平７−３０２８８９号において、上記の第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後に、第１の基板を破壊することなく第２の基板から分離し、その後、分離した第１の基板の表面を平滑にして再度多孔質層を形成し、これを再利用する技術を開示した。この技術は、第１の基板を無駄なく使用できるため、製造コストを大幅に低減することができ、製造工程も単純であるという優れた利点を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の技術においては、貼り合わせた２枚の基板を分離する際に、両基板の破損がなく、また、パーティクルの発生による基板や製造装置等の汚染が少ないことが要求される。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、半導体基体その他の物体の分離に好適な分離装置及びその方法並びに半導体基体の製造方法を適用することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面に係る基板の分離方法は、分離層を有する貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第２の側面に係る３基板の分離方法は、分離層を有する貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第３の側面に係る３基板の分離方法は、４分離層を有する貼り合わせ基板の分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第４の側面に係る半導体３基板の製造方法は、第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第５の側面に係る半導体３基板の製造方法は、８第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
本発明の第６の側面に係る半導体３基板の製造方法は、１０第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３６】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ基板の製造を方法を工程順に説明する図である。
【００３７】
図１（ａ）に示す工程では、単結晶Ｓｉ基板１１を準備して、その表面に陽極化成等により多孔質Ｓｉ層１２を形成する。次いで、図１（ｂ）に示す工程では、多孔質Ｓｉ層１２上に非多孔質層である単結晶Ｓｉ層１３をエピタキシャル成長法により形成し、その後、単結晶Ｓｉ層１３の表面を酸化させることによりＳｉＯ2層１５を形成する。これにより、第１の基板（▲１▼）が形成される。
【００３８】
図１（ｃ）に示す工程では、第２の基板（▲２▼）として単結晶Ｓｉ基板１４を準備し、第１の基板（▲１▼）のＳｉＯ2層１５と第２の基板（▲２▼）とが面するように、第１の基板（▲１▼）と第２の基板（▲２▼）とを室温で密着させる。その後、陽極接合、加圧若しくは熱処理又はこれらを組合わせた処理により第１の基板（▲１▼）と第２の基板（▲２▼）とを貼り合わせる。この処理により、第２の基板（▲２▼）とＳｉＯ2層１５が強固に結合される。なお、ＳｉＯ2層１５は、上記のように単結晶Ｓｉ基板１１側に形成しても良いし、第２の基板（▲２▼）上に形成しても良く、両者に形成しても良く、結果として、第１の基板と第２の基板を密着させた際に、図１（ｃ）に示す状態になれば良い。
【００３９】
図１（ｄ）に示す工程では、貼り合わせた２枚の基板を、多孔質Ｓｉ層１２の部分で分離する。これにより、第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）は、多孔質Ｓｉ層１２''／単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１５／単結晶Ｓｉ基板１４の積層構造となる。一方、第１の基板側（▲１▼'）は、単結晶Ｓｉ基板１１上に多孔質Ｓｉ層１２’を有する構造となる。
【００４０】
分離後の基板（▲１▼’）は、残留した多孔質Ｓｉ層１２’を除去し、必要に応じて、その表面を平坦化することにより、再び第１の基板（▲１▼）を形成するための単結晶Ｓｉ基板１１として使用される。
【００４１】
貼り合わせた基板を分離した後、図１（ｅ）に示す工程では、第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）の表面の多孔質層１２''を選択的に除去する。これにより、単結晶Ｓｉ層１３／絶縁層１５／単結晶Ｓｉ基板１４の積層構造、すなわち、ＳＯＩ構造を有する基板が得られる。
【００４２】
この実施の形態においては、図１（ｄ）に示す工程、すなわち、貼り合わせた２枚の基板（以下、貼り合わせ基板）を分離する工程において、分離領域である多孔質Ｓｉ層に対して、選択的に高圧の液体又は気体（流体）を噴射することにより該分離領域で基板を２枚に分離する分離装置を使用する。
【００４３】
［分離装置の基本構成］
この分離装置は、ウォータージェット法を適用したものである。一般に、ウォータジェット法は、水を高速、高圧の束状の流れにして対象物に対して噴射して、セラミックス、金属、コンクリート、樹脂、ゴム、木材等の切断、加工、表面の塗膜の除去、表面の洗浄等を行う方法である（ウォータージェット第１巻１号第４ページ参照）。
【００４４】
この分離装置は、脆弱な構造部分である貼り合わせ基板の多孔質層（分離領域）に対して、基板の面方向に、高速、高圧の流体を束状の流れにして噴射して、多孔質層を選択的に崩壊させることにより、多孔質層の部分で基板を分離するものである。以下では、この束状の流れを「ジェット」という。また、ジェットを構成する流体を「ジェット構成媒体」という。ジェット構成媒体としては、水、アルコール等の有機溶媒、弗酸、硝酸その他の酸、水酸化カリウムその他のアルカリ、空気、窒素ガス、炭酸ガス、希ガス、エッチングガスその他の気体、プラズマ等を使用し得る。
【００４５】
この分離装置は、貼り合せ基板の側面に表出した多孔質層（分離領域）に向けてジェットを噴射することにより、多孔質層を外周部分から中心部分に向かって除去する。これにより、貼り合わせ基板は、その本体部分に損傷を受けることなく、機械的な強度が脆弱な分離領域のみが除去され、２枚の基板に分離される。なお、貼り合わせ基板の側面が何等かの薄い層で覆われて、多孔質層が表出していない場合においても、ジェットにより当該層を除去することにより、その後は、前述と同様にして、貼り合わせ基板を分離することができる。
【００４６】
貼り合わせ基板の周辺部においては、上記の如き貼り合わせ基板を２枚の基板に引き離す効果は、貼り合わせ基板の外周部に円周方向に沿ってＶ（凹）型の溝がある場合に極めて有効に作用する。図２は、Ｖ型の溝の有無による貼り合わせ基板に作用する力を概念的に示す図である。図２（ａ）は、Ｖ型の溝２２を有する貼り合わせ基板、図２（ｂ）は、Ｖ型の溝を有しない貼り合わせ基板を示す。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、Ｖ型の溝２２を有する貼り合わせ基板においては、矢印２３のように、貼り合わせ基板の内側から外側に向かって力（以下、分離力）が加わる。一方、図２（ｂ）に示すように、外周部が凸形状をなす貼り合わせ基板においては、矢印２４に示すように、貼り合わせ基板の外側から内側に向かって力が加わる。したがって、外周部が凸形状をなす貼り合わせ基板においては、分離領域である多孔質層１２の外周部がジェット２１により除去されない限り、分離力が作用しない。
【００４８】
また、貼り合わせ基板の外周部の表面に薄い層が形成されている場合であっても、図２（ａ）に示すように、Ｖ型の溝２２を有する場合には、貼り合わせ基板に分離力が作用するため、当該層を容易に破壊することができる。
【００４９】
ジェットを有効に利用するためには、Ｖ型の溝２２の開口部の幅Ｗ１が、ジェット２１の直径ｄと同程度又は同程度以上であることが好ましい。例えば、第１の基板(▲１▼）及び第２の基板(▲２▼）が夫々１ｍｍ厚程度で、貼り合わせ基板が２ｍｍ厚程度の場合を考える。通常Ｖ型溝２２の開口部の幅Ｗ１は１ｍｍ程度であるので、ジェットの直径は１ｍｍ以下であることが好ましい。一般的なウォータージェット装置では、直径０．１〜０．５ｍｍ程度のジェットが使用されているため、このような一般的なウォータージェット装置（例えば、ウォータージェットノズル）を流用することが可能である。
【００５０】
ここで、ジェットを噴射するノズルの形状としては、円形の他、種々の形状を採用し得る。例えば、スリット状のノズルを採用し、細長い矩形断面のジェットを噴射することにより、ジェットを分離領域に効率的に挟入（２枚の基板間に差し込むようにして入れる）することができる。
【００５１】
ジェットの噴射条件は、例えば、分離領域（例えば、多孔質層）の種類、貼り合わせ基板の外周部の形状等に応じて決定すればよい。ジェットの噴射条件として、例えば、ジェット構成媒体に加える圧力、ジェットの走査速度、ノズルの幅又は径（ジェットの径と略同一）、ノズル形状、ノズルと分離領域との距離、ジェット構成媒体の流量等は、重要なパラメータとなる。
【００５２】
貼り合わせ基板の分離方法には、例えば、１）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にノズルを該貼り合わせ面に沿って走査する方法、２）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共に貼り合わせ基板を走査する方法、３）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にノズル付近を腰として扇状にジェットを走査する方法、４）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共に該貼り合わせ基板の略中心を軸として該貼り合わせ基板を回転させる方法（貼り合わせ基板が円盤状の場合に特に有効）、５）貼り合わせ面付近に対して該貼り合わせ面に平行にジェットを挟入すると共にジェットの噴射ノズルを貼り合せ基板の中心方向に向けながら該貼り合せ基板の周りを走査させる方法等がある。なお、ジェットは、必ずしも貼り合わせ面に対して完全に平行に噴射する必要はない。
【００５３】
貼り合せ基板に加わる軸方向への分離力は、基板の破損を防ぐため、例えば１平方ｃｍ当たり数百ｇｆ程度にすることが好ましい。
【００５４】
図３は、本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。この分離装置１００では、貼り合せ基板の多孔質層にジェットを挟入することにより、該貼り合せ基板を２枚の基板に分離する。
【００５５】
この分離装置１００は、真空吸着機構１０８ａ，１０９ａを備えた基板保持部１０８，１０９を有し、この基板保持部１０８，１０９により貼り合わせ基板１０１を両側から挟むようにして保持する。貼り合わせ基板１０１は、内部に脆弱な構成部である多孔質層１０１ｂを有し、この分離装置１００により、この多孔質層１０１ｂの部分で２つの基板１０１ａ，１０１ｃに分離される。この分離装置１００においては、例えば、基板１０１ａが図１における第１の基板側（▲１▼’）、基板１０１ｃが図１における第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）になるようにセットする。
【００５６】
基板保持部１０８，１０９は、同一の回転軸上に存在する。基板保持部１０８は、ベアリング１０４を介して支持台１０２に回転可能に軸支された回転軸１０６の一端に連結され、この回転軸１０４の他端は、支持部１１０に固定された駆動源（例えばモータ）１１０の回転軸に連結されている。したがって、駆動源１１０が発生する回転力により、基板保持部１０８に真空吸着された貼り合わせ基板１０１が回転することになる。この駆動源１１０は、貼り合わせ基板１０１の分離の際に、不図示の制御器からの命令に従って、指定された回転速度で回転軸１０６を回転させる。
【００５７】
基板保持部１０９は、ベアリング１０５を介して支持部１０３に摺動可能かつ回転可能に軸支された回転軸１０７の一端に連結され、この回転軸１０７の他端は、駆動源（例えばモータ）１１１の回転軸に連結されている。ここで、駆動源１１０が回転軸１０６を回転させる速度と、駆動源１１１が回転軸１０７を回転させる速度とを同期させる必要があることは勿論である。これは貼り合せ基板１０１がねじられることを防止するためである。
【００５８】
なお、必ずしも駆動源１１０及び１１１の双方を備える必要はなく、いずれか一方を備えた構成を採用することもできる。例えば、駆動源１１０のみを設けた場合、貼り合せ基板１０１が分離される前においては、回転軸１０６、基板保持部１０８、貼り合せ基板１０１、基板保持部１０９及び回転軸１０７は、一体化して回転する。そして、貼り合せ基板１０１が２枚の基板に分離された後は、回転軸１０７側の各部は静止することになる。
【００５９】
また、１つの駆動源が発生する回転力を２つに分岐して、分岐した各回転力により回転軸１０６及び１０７を回転させることもできる。
【００６０】
回転軸１０７を支持する支持部１０３には、貼り合せ基板１０１を押圧するためのバネ１１３が取り付けられている。したがって、貼り合せ基板１０１を真空吸着機構１０８ａ，１０９ａにより吸着しなくても、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットにより２枚に分離された基板が落下することはない。また、貼り合せ基板１０１を押圧しながら分離することにより、貼り合せ基板１０１を安定的に保持することができる。
【００６１】
なお、回転軸１０６側にも、同様に、貼り合せ基板１０１を押圧するためのバネを設けてもよい。
【００６２】
この分離装置１００は、基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整するための調整機構を備える。以下に該調整機構の構成例を挙げる。
【００６３】
図５は、調整機構の第１の構成例を示す図である。図５に示す構成例は、エアーシリンダ１２２を用いた調整機構である。エアシリンダ１２２は、例えば支持部１０３に固定されており、そのピストンロッド１２１により駆動源１１１を移動させる。貼り合せ基板１０１を分離装置１００にセットするには、基板保持部１０８，１０９間の間隔を広げる方向（ｘ軸の正方向）に駆動源１１１を移動させるようにエアシリンダ１２２を制御する。この状態で基板保持部１０８，１０９間に貼り合せ基板１０１を配置し、エアシリンダ１２２によるピストンロッド１２１の駆動を解除することにより、基板保持部１０９は、バネ１１３の作用により貼り合せ基板１０１を押圧することになる。
【００６４】
図６は、調整機構の第２の構成例を示す図である。図６に示す構成例は、偏心カム１３１及びモータを用いた調整機構である。偏心カム１３１は、不図示のモータに連結されており、モータ１１１の後端に連結された駆動板１３２を摺動させることにより基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整する。前述のように、回転軸１０７には、バネ１１３によりｘ軸の負方向への力が作用しており、貼り合せ基板１０１を保持する際は、偏心カム１３１と駆動板１３２との間に隙間が生じる構成になっている。したがって、貼り合せ基板１０１を保持する際は、貼り合せ基板１０１に対して押圧力が作用する。
【００６５】
なお、上記のような基板保持部１０８，１０９間の間隔を調整する機構を基板保持部１０８側にも設けてもよい。
【００６６】
噴射ノズル１１２には高圧ポンプ１１５が連結されており、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２に高圧のジェット構成媒体（例えば水）を送り込むことにより、噴射ノズル１１２からジェットが噴射される。高圧ポンプ１１５がジェット構成媒体に加える圧力は、圧力制御部１１６により制御される。
【００６７】
次に、この分離装置１００による基板分離処理に関して説明する。
【００６８】
この分離装置１００に貼り合せ基板１０１をセットするには、まず、例えば搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９間に搬送し、該貼り合せ基板１０１の中心を基板保持部１０８，１０９の中心に一致させた状態で保持する。そして、基板保持部１０８に貼り合せ基板１０１を真空吸着する。
【００６９】
次いで、バネ１１３の力により基板保持部１０９を貼り合せ基板１０１に押し当てる。具体的には、例えば、基板保持部１０８，１０９間の間隔の調整機構として図５に示す調整機構を採用した場合は、エアシリンダ１２２によるピストンロッド１２１の駆動を解除すればよい。また、例えば、調整機構として図６に示す調整機構を採用した場合は、バネ１１３により貼り合せ基板１０１に押圧力が作用するように偏心カム１３１を回転させればよい。
【００７０】
ここで、分離処理を実行する際は、真空吸着機構１０８ａ，１０９ａにより貼り合せ基板１０１を真空吸着してもよいし、しなくてもよい。貼り合せ基板１０１は、バネ１１３による押圧力により保持されているからである。ただし、押圧力を弱くする場合には、貼り合せ基基板１０１を真空吸着することが好ましい。
【００７１】
次いで、駆動源１１０及び１１１により回転軸１０６及び１０７を同期させて回転させる。この状態で、圧力制御部１１６により圧力を制御しながら高圧ポンプ１１５より噴射ノズル１１２に高圧のジェット構成媒体（例えば、水）を送り込み、噴射ノズル１１２から高速、高圧のジェットを噴射させる。噴射されたジェットは、貼り合せ基板１０１の分離領域付近に挟入される。ジェットが挟入されると、貼り合せ基板１０１は、脆弱な構造部である多孔質層１０１ｂが破壊され、該多孔質層１０１ｂで２枚の基板に分離される。
【００７２】
次いで、貼り合せ基板１０１の分離領域（多孔質層１０１ｂ）にジェットを挟入した状態で、物理的に分離された２枚の基板１０１ａ，１０１ｂを引き離す。具体的には、例えば、基板保持部１０８，１０９間の間隔の調整機構として図５に示す調整機構を採用した場合は、各基板を基板保持部１０８，１０９に真空吸着した状態で、エアシリンダ１２２によりピストンロッド１２１をｘ軸の正方向（バネ１１３を縮める方向）に駆動すればよい。また、例えば、例えば、調整機構として図６に示す調整機構を採用した場合は、各基板を基板保持部１０８，１０９に真空吸着した状態で、偏心カム１３１を回動させて回転軸１０７をｘ軸の正方向（バネ１１３を縮める方向）に駆動すればよい。
【００７３】
図４に示すように基板１０１ａ，１０１ｃの引き離しが完了したら、ジェットの噴射を中止し、例えば搬送ロボットにより各基板を基板保持部１０８，１０９から取り外せばよい。
【００７４】
噴射ノズル１１２は、固定されていても良いが、移動可能であることが好ましい。例えば、貼り合せ基板１０１の種類、寸法等に応じて、噴射ノズル１１２の位置を調整することが好ましいからである。
【００７５】
図７は、噴射ノズル１１２の駆動ロボットの一例を概念的に示す図である。図７に示す駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を経路１７０に沿って移動させる。貼り合せ基基板１０１を基板保持部１０８，１０９に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を退避位置１７１に移動させる。一方、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際には、駆動ロボット１６０は、噴射ノズル１１２を作業位置１７２に移動させる。このように、貼り合せ基板１０１の着脱の際に噴射ノズル１１２を退避させることにより、貼り合せ基板１０１を着脱する作業、特に搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を着脱する作業を効率化することができる。
【００７６】
ここで、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際において、貼り合せ基板１０１の分離領域上で噴射ノズル１１２を該貼り合せ基板１０１の面方向に走査することも有効である。この場合、貼り合せ基板１０１を回転させなくても良好な分離処理を行うことができる。
【００７７】
図８は、噴射ノズル１１２の駆動ロボットの他の例を概念的に示す図である。図８に示す駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を経路１８０に沿って移動させる。貼り合せ基基板１０１を基板保持部１０８，１０９に保持させる際及び取り外す際には、駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を退避位置１８１に移動させる。一方、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際には、駆動ロボット１６１は、噴射ノズル１１２を作業位置１８２に移動させる。このように、貼り合せ基板１０１の着脱の際に噴射ノズル１１２を退避させることにより、貼り合せ基板１０１を着脱する作業、特に搬送ロボットにより貼り合せ基板１０１を着脱する作業を効率化することができる。
【００７８】
ここで、貼り合せ基板１０１を分離し引き離す際において、貼り合せ基板１０１の分離領域上で噴射ノズル１１２を該貼り合せ基板１０１の面方向に走査することも有効である。この場合、貼り合せ基板１０１を回転させなくても良好な分離処理を行うことができる。
【００７９】
この分離装置１００は、ジェットの圧力を適切に変化させながら貼り合せ基板を分離する。これは例えば次のような理由による。
【００８０】
貼り合せ基板１０１の分離する際に必要なジェットの圧力は、貼り合せ基板の分離領域の各部毎に異なると言える。例えば、貼り合せ基板１０１の周辺部と中央部側とでは貼り合せ基板に作用する分離力が異なるため、分離に必要なジェットの圧力が該周辺部と該中央部側とで異なると言える。したがって、一定の圧力のジェットにより貼り合せ基板１０１を分離しようとすると、分離処理中において常に高い圧力のジェットを使用することになる。この場合、貼り合せ基板又は分離された各基板が割れたり、損傷を受けたりする可能性が高くなり、歩留まりが低下することになる。
【００８１】
この問題を解決するために分離領域の機械的強度をより脆弱にすることが考えられるが、分離領域を過度に脆弱にすると、２枚の基板（第１及び第２の基板）の貼り合せの工程、洗浄工程その他の工程において、分離領域が崩壊し易くなり、所望の品質の基板の製造を困難にする他、崩壊した分離領域によりパーティクルが発生し、製造装置その他を汚染する危険性もある。
【００８２】
貼り合せ基板の分離処理中にジェットの圧力を適正に制御する方法には、例えば、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に基づいて制御する方法や、時間に応じて制御する方法がある。
【００８３】
図９乃至図１１は、分離処理中のジェットの圧力の制御例を示す図である。より詳しくは、圧力制御部１１６は、図９乃至図１１に示す制御手順に基づいて高圧ポンプ１１５が発生する圧力（ジェットの圧力）を制御する。
【００８４】
図９は、図７又は図８に示す作業位置１７２又は１８２に噴射ノズル１１２を固定し、貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の制御例を示す図である。図９に示す例では、ジェットの圧力を３段階に調整する。期間Ｔ１は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する期間である。この期間Ｔ１では、貼り合せ基板１０１に挟入されたジェットが排出され易く、貼り合せ基板１０１に対して分離力が作用しにくいため、ジェットの圧力を高く設定する。なお、貼り合せ基板１０１の周辺部においては、前述のようにジェット構成媒体が排出され易いため、ジェットの圧力を高めに設定しても貼り合せ基板１０１が割れることはない。
【００８５】
期間Ｔ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部と中心部との中間部（以下、単に中間部という）を分離する期間である。中間部では、ジェットの速度が低下するため、ジェット構成媒体が多孔質層に衝突する際の衝撃により貼り合せ基板１０１を分離する作用は弱まる。しかしながら、中間部では、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体が排出される経路が少ないために、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体の圧力による分離力が強くなり、貼り合せ基板１０１は、主にこの分離力により分離される。したがって、周辺部と同様の圧力をジェット構成媒体に加えると、貼り合せ基板１０１が割れる危険性が大きい。そこで、中間部では、ジェット構成媒体の圧力を低めに設定する。
【００８６】
期間Ｔ３は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する期間である。分離された部分が中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の分離された部分が反ることによりジェット構成媒体が排出される経路が増加する。したがって、中間部を分離する場合に比較してジェット構成媒体の圧力が低下して分離力が小さくなる。そこで、中心部では、中間部を分離する場合よりもジェット構成媒体の圧力を高めにすることが好ましい。
【００８７】
以上のように、分離処理の際の経過時間に応じて噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を適切に変化させることにより、分離処理を効率化しつつ貼り合せ基板に与える損傷を低減することができる。
【００８８】
図１０は、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板１０１の分離領域に沿って走査させると共に貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の制御例を示す図である。図１２は、ジェットにより貼り合せ基板１０１に作用する力を概念的に示す図である。貼り合せ基板１０１の周辺部に向けてジェットを挟入した場合、貼り合せ基板１０１に挟入されたジェットは、図１２に示すように、外周方向に排出され易いため、ジェットによる分離力が貼り合せ基板１０１に効率的に作用しないと言える。一方、貼り合せ基板１０１の中心方向に向けてジェットを挟入した場合、貼り合せ基板１０１に注入されたジェットは効率的に貼り合せ基板１０１を分離する。したがって、この一例に鑑みると、噴射ノズル１１２を多孔質層に沿って走査する場合には、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じてジェットの圧力を変化させることが好ましいと言える。
【００８９】
区間Ｙ１は、ジェットの圧力を安定させるための区間である。区間Ｙ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する区間である。この区間Ｙ２では、前述のように、貼り合せ基板１０１に対してジェットが効率的に挟入されないため、ジェットの圧力を高めに設定することが好ましい。
【００９０】
区間Ｙ３では、主に貼り合せ基板１０１の中間部を分離する区間である。くの区間Ｙ３では、区間Ｙ２の場合に比較してジェットが効率的に貼り合せ基板１０１の分離のために作用するため、貼り合せ基板１０１の損傷を防ぐために、区間Ｙ２に比較してジェットの圧力を低めに設定することが好ましい。
【００９１】
区間Ｙ４は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する区間である。噴射ノズル１１２の走査により、分離された部分が中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の分離された部分が反ることによりジェット構成媒体が排出される経路が増加する。したがって、中間部を分離する場合に比較してジェット構成媒体の圧力が低下して分離力が小さくなる。そこで、中心部では、中間部を分離する場合よりもジェット構成媒体の圧力を高めにすることが好ましい。ここで、この例では、貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行するため、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板１０１の周辺部から中心部付近まで走査した時点で、貼り合せ基板１０１の分離が完了する。区間Ｙ５は、高圧ポンプの圧力を徐々に低下させて、該ポンプの動作を停止させる区間である。
【００９２】
以上のように、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じて、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を適切に変化させることににより、分離処理を効率化しつつ貼り合せ基板に与える損傷を低減することができる。
【００９３】
図１１は、噴射ノズル１１２を貼り合せ基板の分離領域に沿って走査させると共に貼り合せ基板１０１を回転させながら分離処理を実行する場合の他の制御例を示す図である。この制御例は、図１０に示す制御例に比べて、周辺部分から中間部へ至る区間及び中間部から中心部へ至る区間におけるジェットの圧力の変化を緩やかにしたものである。
【００９４】
区間Ｙ１は、ジェットの圧力を安定させるための区間である。区間Ｙ２は、主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離する区間である。この区間Ｙ２では、前述のように、貼り合せ基板１０１に対してジェットが効率的に挟入されないため、ジェットの圧力を高めに設定することが好ましい。
【００９５】
区間Ｙ３及びＹ４は、主に貼り合せ基板１０１の中間部を分離する区間である。このうち、区間Ｙ３では、ジェットの圧力を徐々に下げる。また、区間Ｙ４では、ジェットの圧力を徐々に高める。
【００９６】
区間Ｙ５は、主に貼り合せ基板１０１の中心部を分離する区間である。区間Ｙ６は、高圧ポンプの圧力を徐々に低下させて、該ポンプの動作を停止させる区間である。
【００９７】
以上のように、噴射ノズル１１２と貼り合せ基板１０１との位置関係に応じて、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力を滑らかに変化させることににより、より適切な圧力のジェットにより貼り合せ基板１０１を分離することができる。
【００９８】
なお、噴射ノズル１１２から噴射するジェットの圧力の変化させる方法が上記の３つの例に限定されないことは言うまでもなく、貼り合せ基板の種類や寸法、分離層の種類や寸法、貼り合せ基板の保持の方法等に応じて適宜変更し得る。
【００９９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成例を説明する。図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【０１００】
この分離装置４００は、真空チャックを備えた基板保持部４０４，４０６を有し、この基板保持部４０４，４０６により貼り合わせ基板１０１を両側から挟むようにして保持する。貼り合わせ基板１０１は、内部に脆弱な構成部である多孔質層１０１ｂを有し、この分離装置４００により、この多孔質層１０１ｂの部分で２つの基板１０１ａ，１０１ｃに分離される。この分離装置４００においては、例えば、基板１０１ａが図１における第１の基板側（▲１▼’）、基板１０１ｃが図１における第２の基板側（▲１▼''＋▲２▼）になるようにセットする。
【０１０１】
基板保持部４０４は、ベアリング４０５を介して支持台４０１に回転可能に軸支された回転軸４０３の一端に連結され、この回転軸４０３の他端はモータ４０２の回転軸に連結されている。したがって、モータ４０２が発生する回転力により、基板保持部４０４に真空吸着された貼り合わせ基板１０１が回転することになる。このモータ４０２は、貼り合わせ基板１０１の分離の際に、不図示の制御器からの命令に従って、指定された回転速度で回転軸４０２を回転させる。
【０１０２】
基板保持部４０６は、ベアリング４０７を介して支持台４０１に回転可能に軸支された回転軸４０８の一端に連結され、この回転軸４０８の他端には、圧縮バネ４０９が取り付けられている。したがって、貼り合わせ基板１０１は、圧縮バネ４０９により、基板１０１ａと基板１０１ｂが離隔される方向（ｘ軸方向）に力を受ける。その結果、貼り合わせ基板２４０が噴射ノズル４１８からのジェットにより基板１０１ａ側と基板１０１ｃ側とに分離された場合に、基板１０１ａ側はｘ軸方向に移動して基板１０１ｃ側から引き離される。
【０１０３】
また、基板保持部４０６には、貼り合わせ基板１０１が分離されてない状態では、貼り合わせ基板１０１を介して回転軸４０３の回転力が伝達され、その結果、回転軸４０３、基板保持部４０４、貼り合わせ基板１０１、基板保持部４０６、回転軸４０８及び圧縮バネ４０９は、一体化して回転する。そして、貼り合わせ基板１０１が２枚の基板に分離されることにより、回転軸４０８は静止することになる。
【０１０４】
回転軸４０８の後端側（ｘ軸方向）には、エアーシリンダ４１１が設けられている。このエアーシリンダ４１１は、貼り合わせ基板１０１を基板保持部４０４及び４０６により保持させる際に、ピストンロッド４１０により回転軸４０８の後端を圧縮バネ４０９を圧縮する方向（ｘ軸の負方向）に押し出す（図２に示す状態）。そして、真空チャックにより貼り合わせ基板１０１を吸着した後に、エアーシリンダ４１１は、ピストンロッド４１０を収容（ｘ軸方向に移動）して、貼り合わせ基板１０１の分離処理が可能な状態にする。すなわち、エアーシリンダ４１１は、貼り合わせ基板１０１を基板保持部４０４及び５０６にセットする際にピストンロッド４１０を押し出し、セットが完了したらピストンロッド４１０を収容する。
【０１０５】
この分離装置４００に貼り合わせ基板１０１をセットするには、ベアリング４１３，４１４により回転可能に支持台４０１に軸支された位置合せ軸４１２の溝部４１２ａに貼り合わせ基板１０１を載置し、その後、前述のように、ピストンロッド４１０を押し出すことによより、基板保持部４０６を貼り合わせ基板１０１に当接させ、この状態（図１３に示す状態）で、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックを作動させれば良い。
【０１０６】
ここで、位置合せ軸４１２は、ｙ軸方向に２つ設けることが好ましく、この場合、貼り合わせ基板１０１を２本の位置合せ軸４１２上に載置するだけで、ｘ，ｙ，ｚの３方向に関する貼り合わせ基板１０１の位置を規定することができる。したがって、手作業により貼り合わせ基板１０１のセットが容易になる他、搬送ロボットを採用する場合において、その搬送ロボットの構成を簡略化することができる。
【０１０７】
一方、分離処理が完了した各基板を取り出すには、分離処理の完了により、基板１０１ａ側がｘ軸方向に移動し、両基板が引き離された後に、例えば、搬送ロボットにより２枚の基板を夫々把持し、その後、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックによる吸着を解除すれば良い。
【０１０８】
噴射ノズル４１８には高圧ポンプ４１９が連結されており、高圧ポンプ４１９から噴射ノズル４１８に高圧のジェット構成媒体を送り込むことにより、噴射ノズル４１８からジェットが噴射される。高圧ポンプ４１９がジェット構成媒体に加える圧力は、例えば図９乃至図１１に示す制御手順に従って、圧力制御部４２０により制御される。
【０１０９】
シャッタ４１５は、ジェットの圧力が所定の圧力に達するまで、貼り合せ基板１０１にジェットが当たることを避けるために使用される。
【０１１０】
この分離装置４００においても、貼り合せ基板の分離処理中にジェットの圧力を適正に制御する。その方法には、例えば、噴射ノズル４１８と貼り合せ基板１０１との位置関係に基づいて制御する方法や、時間に応じて制御する方法がある。図９乃至図１１に示す制御例は、この分離装置４００にも同様に適用される。
【０１１１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成例を説明する。図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。この分離装置２００は、基板保持部２０５により貼り合せ基板１０１を固定した状態で保持し、水平駆動機構２０４により噴射ノズル２０２を貼り合せ基板１０１の分離層に沿って走査する。なお、噴射ノズル２０２の上下方向の位置調整は、垂直駆動機構２０３によりなされる。
【０１１２】
上記の各分離装置において、例えば、貼り合せ基板の分離領域（多孔質層）の強度の一様でない場合は、その強度に応じてジェットの圧力を調整することが好ましい。
【０１１３】
上記の各分離装置は、貼り合せ基板その他の半導体基板のみならず、種々の物体の分離に使用することができる。なお、該物体は、分離層として脆弱な構造部を有することが好ましい。
【０１１４】
上記の各分離装置は、１枚の貼り合せ基板を処理するものであるが、複数の貼り合せ基板をその面方向に並べて保持し、分離装置の噴射ノズルを当該面方向に走査することにより、複数の貼り合せ基板に対して一括して分離処理を施すこともできる。
【０１１５】
また、複数の貼り合せ基板をその軸方向に並べて保持する一方で、分離装置の噴射ノズルを当該軸方向に走査する機構を設け、複数の貼り合せ基板に対して順次分離処理を施すこともできる。
【０１１６】
以下、上記の各分離装置を適用した実施例を説明する。上記の各分離装置は、分離層として脆弱な層を有する基板の分離処理に特に好適である。この分離層は、例えば、多孔質層、イオン注入による微小気泡層（microcavity層）、結晶格子に歪みや欠陥が集中したヘテロエピタキシャル層等が好適である。また、この分離層は、構造の異なる複数の層、例えば多孔度（porosity）の異なる複数の層から構成されていてもよい。
（実施例１）
6インチ、比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の第１の単結晶Ｓｉ基板をＨＦ溶液中において陽極化成して多孔質Ｓｉ層を形成した（図１（ａ）に示す工程に相当）。この陽極化成条件は以下の通りである。
【０１１７】
電流密度 ：７（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液 ：ＨＦ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ５ＯＨ＝１：１：１
時間 ：１１（分）
多孔質Ｓｉの厚み：１２（μｍ）
多孔質Ｓｉは、その上に高品質エピタキシャルＳｉ層を形成するために用いられる他、分離層の役割を果たす。多孔質Ｓｉ層の厚さは、上記の厚さに限定されず、数百μｍ〜０．１μｍ程度までが好適である。
【０１１８】
この基板を酸素雰囲気中において４００℃で１時間酸化させた。この酸化により多孔質Ｓｉの孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Ｓｉ層の表面をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質Ｓｉ層の表面の酸化膜のみを除去した後に、多孔質Ｓｉ上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタキシャル成長させた。この成長条件は以下の通りである。
【０１１９】
ソースガス：ＳｉＨ2Ｃｌ2／Ｈ2
ガス流量 ：０．５／１８０（ｌ／ｍｉｎ）
ガス圧力 ：８０（Ｔｏｒｒ）
温度 ：９５０（℃）
成長速度 ：０．３（μｍ／ｍｉｎ）
さらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層の表面に熱酸化により２００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した（図１（ｂ）に示す工程に相当）。
【０１２０】
次いで、この第１の基板のＳｉＯ2層の表面と別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を重ね合せて密着させた後に、１１００℃の温度で1時間の熱処理をし、両基板を貼り合せた（図１（ｃ）に示す工程に相当）。
【０１２１】
次いで、上記のようにして形成された貼り合せ基板１０１を図１４に示す分離装置２００を使用して分離した（図１（ｄ）に示す工程に相当）。詳しくは以下の通りである。
まず、図１４に示すように、基板保持部２０５により貼り合せ基板１０１を両側から挟むようにして垂直に保持する。そして、直径０．１５ｍｍの噴射ノズル２０２から２２００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で純水を鉛直方向に噴射させた。そして、水平駆動機構２０４により噴射ノズル２０２を貼り合せ基板１０１のベベリングの凹部の直上に沿って１０ｍｍ／ｓｅｃの一定速度で走査した。
この際、噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１のエッジの直上から貼り合せ基板１０１の中心方向（走査方向）に向かって１５ｍｍ進むまでの区間では、
ジェットの圧力を２２００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持した。
そして、その位置を噴射ノズル２０２が通過した時点でジェットの圧力を連続的に低下させた。その割合は噴射ノズル２０２の移動距離１ｃｍ当たり−１００ｋｇｆ／ｃｍ2である。噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上を通過する際にジェットの圧力は１６００ｋｇｆ／ｃｍ2であった。
噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上を通過した後、噴射ノズル２０２の移動距離１ｃｍ当たり１００ｋｇｆ／ｃｍ2の割合で、ジェットの圧力を上昇させた。
【０１２２】
そして、噴射ノズル２０２が貼り合せ基板１０１の中心の直上から６０ｍｍの位置を通過した後、ジェットの圧力を２２００ｋｇｆ／ｃｍ2に固定した。
【０１２３】
ここで、基板保持部２０５が貼り合せ基板１０１と接触する部分に、弾性体２０６（例えば、バイトン、パーフロ系ゴム、シリコンゴム等）の部材を設けることが好適である。この場合、２枚に分離された部分の貼り合せ基板１０１が互いに離隔することが容易であるため、基板保持部２０５により支持された部分の貼り合せ基板１０１の内部にもジェットが挟入され易くなる。
【０１２４】
以上の処理により貼り合せ基板１０１は、分離層である多孔質層で２枚の基板に分離された。
【０１２５】
なお、貼り合せ基板１０１を保持する方法としては、様々な方法を採用し得る。例えば、貼り合せ基板１０１を両側から押圧して保持してもよいし、真空チャックを備えた基板保持部により保持してもよい。更に、後者の場合、貼り合せ基板１０１を両側に引っ張るようにして保持することもできる。この場合、
物理的に２枚に分離された基板は、直ちに引き離されるため、２枚の基板同士が摩擦することにより損傷を受けることを防止することができる。
以上の結果、第１の基板の表面に形成されていたＳｉＯ2層及びエピタキシャルＳｉ層の他、多孔質Ｓｉ層の一部が、第２の基板側に移された。そして、第１の基板の表面には多孔質Ｓｉ層が残った。
この様な方法で１００枚の貼り合せ基板を分離したところ、約９０％の貼り合せ基板を良好に分離することができた。一方、ジェットの圧力を一定に維持しながら貼り合せ基板を分離した場合は、３０％程度の貼り合せ基板が処理の途中で破損した。
【０１２６】
その後、第２の基板上に移された多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした（図１（ｅ）に示す工程に相当）。この時、第２の基板の単結晶Ｓｉはエッチストップの役割を果たし、多孔質Ｓｉが選択的にエッチングされて完全に除去された。
【０１２７】
上記のエッチング液に対する非多孔質のＳｉ単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は１０5以上であり、非多孔質層のエッチング量（数十オングストローム程度）は、実用上許容可能な量である。
【０１２８】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層を有するＳＯＩ基板を形成することができた。多孔質Ｓｉ層を選択的にエッチングした後の単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全面にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±４ｎｍであった。
【０１２９】
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単結晶Ｓｉ層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。
【０１３０】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．２ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１３１】
なお、酸化膜（ＳｉＯ2）をエピタキシャル層の表面でなく、第２の基板の表面に形成した場合或いは双方に形成した場合においても同様の結果が得られた。
【０１３２】
一方、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉ層を水と４０％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すことにより、第１の基板又は第２の基板として再利用することができた。
【０１３３】
ここで、上記の例は、１枚の貼り合せ基板を処理するものであるが、複数の貼り合せ基板をその面方向に並べて保持し、分離装置の噴射ノズルを当該面方向に走査することにより、複数の貼り合せ基板に対して一括して分離処理を施すこともできる。
【０１３４】
また、複数の貼り合せ基板をその軸方向に並べて保持する一方で、分離装置の噴射ノズルを当該軸方向に走査する機構を設け、複数の貼り合せ基板に対して順次分離処理を施すこともできる。
また、上記の例は、噴射ノズルを走査する例であるが、該噴射ノズルを固定し、貼り合せ基板を走査してもよい。
【０１３５】
また、上記の例は、図１４に示す分離装置２００を用いたものであるが、図３に示す分離装置１００や図１３に示す分離装置４００を用いることも可能である。
（実施例２）
比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ型の第１の単結晶Ｓｉ基板に対してＨＦ溶液中において２段階の陽極化成を施し、２層の多孔質層を形成した（図１（ａ）に示す工程）。この陽極化成条件は以下の通りである。
【０１３６】
＜第１段階の陽極化成＞
電流密度 ：７（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液：ＨＦ ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ5ＯＨ＝１：１：１
時間 ：１０（分）
第１の多孔質Ｓｉの厚み：４．５（μｍ）
＜第２段階の陽極化成＞
電流密度 ：２０（ｍＡ／ｃｍ2）
陽極化成溶液 ：ＨＦ：Ｈ2Ｏ：Ｃ2Ｈ5ＯＨ＝１：１：１
時間 ：２（分）
第２の多孔質Ｓｉの厚み：２（μｍ）
多孔質Ｓｉ層を２層構成にすることにより、先に低電流で陽極化成した表面層の多孔質Ｓｉを高品質エピタキシャルＳｉ層を形成させるために用い、後に高電流で陽極化成した下層の多孔質Ｓｉ層（多孔度（porosity）が高い層）を分離層として用いて、それぞれ機能を分離した。低電流で形成する多孔質Ｓｉ層の厚さは、上記の厚さ（４．５μｍ）に限られず、数百μｍ〜０．１μｍ程度が好適である。また、高電流で形成する多孔質Ｓｉ層も上記の厚さ（２μｍ）に限定されず、ジェットにより貼り合せ基板を分離可能な厚さを確保すればよい。
【０１３７】
ここで、第２層の多孔質Ｓｉ層の形成後に、更に多孔度の異なる第３層又はそれ以上の層を形成してもよい。
【０１３８】
この基板を酸素雰囲気中において４００℃で１時間酸化させた。この酸化により多孔質Ｓｉ層の孔の内壁は熱酸化膜で覆われた。この多孔質Ｓｉ層の表面をフッ酸で処理し、孔の内壁の酸化膜を残して、多孔質Ｓｉ層の表面の酸化膜のみを除去した後、多孔質Ｓｉ層上にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタキシャル成長させた。この成長条件は以下の通りである。
【０１３９】
ソースガス：ＳｉＨ2Ｃｌ2／Ｈ2
ガス流量 ：０．５／１８０（ｌ／ｍｉｎ）
ガス圧力 ：８０（Ｔｏｒｒ）
温度 ：９００（℃）
成長速度 ：０．３（μｍ／ｍｉｎ）
さらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層の表面に熱酸化により２００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した（図１（ｂ）に示す工程に相当）。
【０１４０】
次いで、このＳｉＯ2層の表面に、別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を重ね合わせてた後、１１００℃の温度で1時間の熱処理をして両基板を貼り合せた（図１（ｃ）に示す工程に相当）。
【０１４１】
次いで、上記のようにして形成された貼り合せ基板１０１を図１３に示す分離装置４００により分離した（図１（ｄ）に示す工程に相当）。詳しくは以下の通りである。
【０１４２】
まず、貼り合せ基板１０１を基板保持部４０４，４０６の間に垂直に支持し、ピストンロッド４１０を押し出すことによより、基板保持部４０６を貼り合わせ基板１０１に当接させ、この状態で、基板保持部４０４及び４０６の真空チャックを作動させた。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル４１８との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
次いで、高圧ポンプ４１９から噴射ノズル４１８にジェット構成媒体である水を送り込み、ジェットが安定するまで待つ。この時、圧力制御部４２０の制御の下、ジェットの圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ2に設定した。そして、ジェットが安定したら、シャッタ４１５を開いて貼り合せ基板１０１のベベリングの凹部にジェットを挟入させる。この時、モータ４０２により基板保持部４０４を回転させることにより、貼り合せ基板１０１を回転させた。
【０１４３】
以下、図９に示すように高圧ポンプ４１９を制御して分離処理を進めた。まず、ジェットの圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持して分離処理を開始した。そして、分離処理の開始後、２０秒〜８０秒の期間は、ジェットの圧力を２００ｋｇｆ／ｃｍ2に維持して分離処理を継続した。そして、分離処理の開始後、８０秒〜１００秒の期間は、ジェットの圧力を４００ｋｇｆ／ｃｍ2に上げて、未分離の部分を分離した。
以上の処理により、貼り合せ基板１０１は、適切な分離力により、破損することなく２枚の基板に分離された。
【０１４４】
この分離装置４００によれば、貼り合せ基板１０１が２枚の基板に分離された後、直ちに互いに引き離されるため、分離後の２枚の基板が摩擦により破損する可能性が低い。
【０１４５】
なお、図１４に示す分離装置２００のように貼り合せ基板を回転させずに噴射ノズルを走査しながら分離する方法も有効であるが、例えば図１３に示す分離装置４００のように貼り合せ基板１０１を回転させながら分離する場合、低圧のジェットにより貼り合せ基板を分離することができる。例えば、図１４に示す分離装置２００では、例えば直径０．１５ｍｍの噴射ノズル２０２を用いた場合において、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力のジェットを必要としたが、図１３に示す分離装置４００では、数百１００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の圧力のジェットにより貼り合せ基板を分離することができた。これは、貼り合せ基板１０１の中央部に向けてジェットを挟入することにより、貼り合せ基板１０１の内部に分離力が効率的に作用するためである。
ここで、ジェットを低圧化することにより、例えば次のような効果を得ることができる。
１）貼り合せ基板の割れ、破損を防止することができる。
２）高圧ポンプの能力に余裕が生じるため、複数の噴射ノズルを同時に使用することができる。
３）高圧ポンプを小型化、軽量化することができる。
４）高圧ポンプや配管系の材料の選択の自由度が増すため、ジェット構成媒体（例えば、純水）の種類に適した材料を選択することが容易である。
５）高圧ポンプやジェットの噴射の音が小さくなるため、防音対策が容易である。
【０１４６】
なお、図１３に示す分離装置４００においては、基板保持部４０４側のみを駆動するため、貼り合せ基板１０１に対してねじる力が作用し得る。この力が問題になる場合には、基板保持部４０６側にもモータを連結して、基板保持部４０４，４０６を同期して駆動することが好ましい。
【０１４７】
貼り合せ基板１０１を分離した後、第２の基板上に移された多孔質Ｓｉ層を４９％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした（図１（ｅ）に示す工程に相当）。この時、単結晶Ｓｉはエッチストップの役割を果たし、多孔質Ｓｉが選択的にエッチングされて完全に除去された。
【０１４８】
上記のエッチング液による非多孔質のＳｉ単結晶のエッチング速度は極めて低く、多孔質層のエッチング速度との選択比は１０5以上であり、非多孔質層のエッチング量（数十オングストローム程度）は、実用上許容可能な量である。
【０１４９】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層を有するＳＯＩ基板を形成することができた。多孔質Ｓｉ層を選択的にエッチングした後の単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全面にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±４ｎｍであった。
【０１５０】
透過電子顕微鏡による断面観察の結果、単結晶Ｓｉ層には新たな結晶欠陥は導入されておらず、良好な結晶性が維持されていることが確認された。
【０１５１】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．２ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１５２】
なお、酸化膜（ＳｉＯ2）をエピタキシャル層の表面でなく、第２の基板の表面に形成した場合或いは双方に形成した場合においても同様の結果が得られた。
【０１５３】
一方、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉ層を水と４０％弗酸と３０％過酸化水素水との混合液で攪拌しながら選択的にエッチングした。その後、その結果物に水素アニール又は表面研磨等の表面処理を施すことにより、第１の基板又は第２の基板として再利用することができた。
【０１５４】
なお、分離装置として図３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができた。
【０１５５】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
【０１５６】
（実施例３）
第１の単結晶Ｓｉ基板表面に、絶縁層として熱酸化により４００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ2層）を形成した。次いで、投影飛程がＳｉ基板中になるようにして、第１の基板の表面からイオン注入を行った。これによって、分離層として働く層が、投影飛程の深さの所に微小気泡層あるいは注入イオン種高濃度層による歪み層として形成された。
【０１５７】
次いで、このＳｉＯ2層の表面に、別途用意した第２のＳｉ基板の表面が面するように両基板を密着させた後に、６００℃の温度で１０時間の熱処理をし、両基板を貼り合わせた。ここで、両基板を密着させる前に、Ｎ2プラズマ等で両基板を処理することにより貼り合わせ強度が高まった。
【０１５８】
次いで、上記のようにして形成された貼合せ基板１０１を図１３に示す分離装置４００により離した。ここで、ジェットの圧力を全体に１５０ｋｇｆ／ｃｍ2程度高める以外は実施例２と同様の条件で分離処理を実行した。
【０１５９】
以上の処理の結果、第１の基板の表面に形成されていたＳｉＯ2層及び表面単結晶層の約５００ｎｍの他、分離層の一部が、第２の基板側に移された。そして、第１の基板の表面には分離層が残った。
【０１６０】
次いで、分離された第２の基板の分離面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置により３００ｎｍ程度研磨して、イオン注入及び分離処理により形成されたダメージ層を除去して平坦化した。
【０１６１】
以上の工程により、Ｓｉ酸化膜上に約０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層をＳＯＩ基板を形成することができた。形成された単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内の全域にわたって１００点について測定したところ、膜厚は２０１ｎｍ±１４ｎｍであった。
【０１６２】
さらに、上記の結果物に対して水素中において１１００℃で熱処理を１時間施した後に、表面粗さを原子間力顕微鏡で評価したところ、５０μｍ角の領域での平均２乗粗さは約０．３ｎｍであった。これは通常市販されているＳｉウエハと同等である。
【０１６３】
この実施例は、単結晶Ｓｉ基板（第１の基板）の表面領域をイオン注入による分離層を介して第２の基板に移すものであるが、エピタキシャルウェハを用いて、そのエピタキシャル層の下部にイオン注入により分離層を形成し、該分離層で基板を分離することにより該エピタキシャル層を第２の基板に移してもよい。
【０１６４】
また、上記の実施例において、イオン注入による分離層の形成後に第１の基板の表面のＳｉＯ2層を除去し、エピタキシャル層及びＳｉＯ2層を形成し、この第１の基板を第２の基板に貼り合せ、分離層で基板を分離することにより該エピタキシャル層及びＳｉＯ2層を第２の基板に移してもよい。
【０１６５】
なお、分離装置として図３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができた。
【０１６６】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
（実施例４）
噴射ノズルを貼り合せ基板の分離領域上で走査しながら分離処理を実行する以外は、実施例２と略同様の方法によりＳＯＩ基板を作成した。
実施例２と同様の方法で形成した基板１０１を図３に示す分離装置により分離した。詳しくは以下の通りである。
【０１６７】
貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９の間に垂直に支持し、基板保持部１０９により押圧して保持した。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル１１２との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
【０１６８】
この実施例では、図１０に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御した。まず、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットが貼り合せ基板１０１に当たらない位置に噴射ノズル１１２を退避させ（予め退避させておいてもよい）、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２にジェット構成媒体を送り込み、噴射ノズル１１２からジェットを噴射させると共に噴射ノズル１１２の走査を開始した（区間Ｙ１）。この区間Ｙ１において、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで高めた。
区間Ｙ２では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2に維持しながら主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離した。このように、高圧のジェットを用いて貼り合せ基板１０１の周辺部を分離することにより、貼り合せ基板１０１に対して効率的に分離力を作用させることができる。
この実施例では、貼り合せ基板１０１のエッジ部、すなわち、分離を開始する位置（以下、分離開始位置）より１０ｍｍから９０ｍｍまでを区間Ｙ３として、この区間Ｙ３では、ジェットの圧力を２００Ｋｇｆ／ｃｍ2とした。このように区間Ｙ３においてジェットの圧力を低めに設定することにより、貼り合せ基板１０１の損傷を防ぐことができる。
【０１６９】
さらに、この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より９０ｍｍから１００ｍｍまでを区間Ｙ４として、この区間では、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2に高めて、未分離の部分を分離した。このように、貼り合せ基板１０１の中心部付近を分離する際にジェットの圧力を高めることにより、貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力を適正にし、貼り合せ基板１０１の破損を防ぎつつ分離処理を効率的に行うことができる。
【０１７０】
区間Ｙ５では、ジェットの圧力を徐々に下げた。
【０１７１】
なお、分離装置として図１３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができる。
【０１７２】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
（実施例５）
この実施例は、図１１に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御する以外は、実施例４と同様である。
【０１７３】
実施例２と同様の方法で形成した貼り合せ基板１０１を基板保持部１０８，１０９の間に垂直に支持し、基板保持部１０９により押圧して保持した。貼り合せ基板１０１と噴射ノズル１１２との距離は１０〜３０ｍｍ程度が好適である。この実施例では、この距離を１５ｍｍにした。
【０１７４】
この実施例では、図１０に示す制御例に基づいてジェットの圧力を制御した。まず、噴射ノズル１１２から噴射されるジェットが貼り合せ基板１０１に当たらない位置に噴射ノズル１１２を退避させ（予め退避させておいてもよい）、高圧ポンプ１１５から噴射ノズル１１２にジェット構成媒体を送り込み、噴射ノズル１１２からジェットを噴射させると共に噴射ノズル１１２の走査を開始した（区間Ｙ１）。この区間Ｙ１において、ジェットの圧力は５００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで高められる。
【０１７５】
区間Ｙ２では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2に維持しながら主に貼り合せ基板１０１の周辺部分を分離した。このように、高圧のジェットを用いて貼り合せ基板１０１の周辺部を分離することにより、貼り合せ基板１０１に対して効率的に分離力を作用させることができる。
この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より１０ｍｍから６０ｍｍまでを区間Ｙ３として、この区間Ｙ３では、ジェットの圧力を５００Ｋｇｆ／ｃｍ2から２００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで下げながら分離処理を実行する。このように、区間Ｙ３において徐々にジェットの圧力を下げながら分離処理を実行することにより、貼り合せ基板の損傷を防ぐことができる。
【０１７６】
さらに、この実施例では、分離開始位置より６０ｍｍから９０ｍｍまでを区間Ｙ４として、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2まで徐々に高めながら分離処理を実行した。このように、区間Ｙ４において徐々にジェットの圧力を高めるのは、分離する領域が貼り合せ基板１０１の中心部に近づくと、貼り合せ基板１０１の内部に注入されたジェット構成媒体が排出される経路が増えて、これに伴って貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力が弱まるため、分離処理を効率的に行うには、これを補う必要があるからである。
【０１７７】
さらに、この実施例では、貼り合せ基板１０１の分離開始位置より９０ｍｍから１００ｍｍまでを区間Ｙ５として、この区間では、ジェットの圧力を４００Ｋｇｆ／ｃｍ2に高めて、未分離の部分を分離した。このように、貼り合せ基板１０１の中心部付近を分離する際にジェットの圧力を高めることにより、貼り合せ基板１０１の内部に作用する分離力を適正にし、貼り合せ基板１０１の破損を防ぎつつ分離処理を効率的に行うことができる。
【０１７８】
区間Ｙ６では、ジェットの圧力を徐々に下げた。
【０１７９】
なお、分離装置として図１３に示す分離装置１００を採用した場合においても同様の結果を得ることができる。
【０１８０】
また、図１４に示す分離装置２００を採用した場合においても、良好な基板を製造することができた。
【０１８１】
以上のように、ジェットの圧力を分離処理の進行に応じて適切に変化させることにより、分離処理を効率化しつつ分離対象の物体の破損を防ぐことができる。
【０１８２】
この分離装置又は分離方法によれば、例えば、高品質の半導体基体を高い歩留まりで製造することができる。
【０１８３】
以上、特定の実施の形態及び実施例を挙げて特徴的な技術的思想を説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に記載された事項によって限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において様々な変形をなし得る。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明は、物体を効率的に分離し引き離すことができる。
【０１８５】
また、本発明に拠れば、良好な半導体基体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ基板の製造を方法を工程順に説明する図である。
【図２】Ｖ型の溝の有無による貼り合わせ基板に作用する力を概念的に示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の概略構成を示す図である。
【図５】調整機構の第１の構成例を示す図である。
【図６】調整機構の第２の構成例を示す図である。
【図７】噴射ノズルの駆動ロボットの一例を概念的に示す図である。
【図８】噴射ノズルの駆動ロボットの他の例を概念的に示す図である。
【図９】分離処理の制御例を示す図である。
【図１０】分離処理の制御例を示す図である。
【図１１】分離処理の制御例を示す図である。
【図１２】ジェットにより貼り合せ基板に作用する力を概念的に示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る分離装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 単結晶Ｓｉ基板
１２，１２’，１２’’ 多孔質Ｓｉ層１２
１３ 非多孔質単結晶Ｓｉ層
１４ 単結晶Ｓｉ基板
１５ 絶縁層
１００ 分離装置
１０１ 貼り合わせ基板
１０１ａ 基板
１０１ｂ 多孔質層
１０１ｃ 基板
１０２，１０３ 支持部
１０４，１０５ ベアリング
１０６，１０７ 回転軸
１０８，１０９ 基板保持部
１０８ａ，１０９ａ 真空吸着機構
１１０，１１１ 駆動源
１１２ 噴射ノズル
１１３ バネ
１１５ 高圧ポンプ
１１６ 圧力制御部
１２１ ピストンロッド
１２２ エアシリンダ
１３１ 偏心カム
１３２ 駆動板
１６０，１６１ 駆動ロボット
２００ 分離装置
２０２ 噴射ノズル
２０３ 垂直駆動機構
２０４ 水平駆動機構
２０５ 基板保持部
２０６ 弾性体
４００ 分離装置
４０１ 支持台
４０２ モータ
４０３ 回転軸
４０４ 基板保持部
４０５ ベアリング
４０６ 基板保持部
４０７ ベアリング
４０８ 回転軸
４０９ 圧縮バネ
４１０ ピストンロッド
４１１ エアーシリンダ
４１２ 位置合せ軸
４１３，４１４ ベアリング
４１８ 噴射ノズル
４１９ 高圧ポンプ
４２０ 圧力制御部
Claims (9)
- 基板を分離する方法であって、
分離層を有する貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする分離方法。 - 基板を分離する方法であって、
分離層を有する貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする分離方法。 - 基板を分離する方法であって、
分離層を有する貼り合わせ基板の分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする分離方法。 - 前記分離工程において、前記流体を前記貼り合わせ基板の周辺部から中心部へ走査することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の分離方法。
- 前記貼り合わせ基板は、その外周部に円周方向に沿って溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の分離方法。
- 半導体基板の製造方法であって、
第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、
前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、
前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記分離層に前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 半導体基板の製造方法であって、
第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、
前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、
前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 半導体基板の製造方法であって、
第１の基板の一方の面に分離層を形成する工程と、
前記第１の基板と第２の基板とを前記分離層を挟むように貼り合わせて貼り合わせ基板を作製する工程と、
前記貼り合わせ基板の前記分離層に対して、前記貼り合わせ基板の表面に垂直な軸を中心として前記貼り合わせ基板を回転させながら、前記貼り合わせ基板の面方向から流体を挟入して、前記貼り合わせ基板を分離する分離工程と、を有し、
前記分離工程において、前記貼り合わせ基板の周辺部及び中心部における前記分離層に挟入する流体の圧力を、前記貼り合わせ基板の中心部と前記周辺部との中間部における前記分離層に挟入する流体の圧力よりも大きくすることを特徴とする半導体基板の製造方法。 - 前記分離工程において、前記流体を前記貼り合わせ基板の前記周辺部から前記中心部へ走査することを特徴とする請求項６乃至８いずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
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