[发明专利]用于分离两个基板的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在“分离”的界面处分离两个基板的设备，这两个基本当中的至少一个意在用于电子设备、光学设备、光电设备和/或光伏设备中，这两个基板共同形成了一种结构。

背景技术

该机械分离可以沿各种类型的分离界面而被执行。

第一种类型的分离界面是键合界面，例如，直接键合(也称为分子键合)界面。

表达“直接键合”被理解为表示经由涉及粘附力的两个表面之间的紧密接触的键合，主要是Van Der Waals力，而不是使用任何结合层。

能够沿键合界面被分离的结构，例如，直接键合界面，作为“可解键合(debondable)”结构对本领域的技术人员是已知的。

然而，在不希望受到限制的情况下，可行的是，陈述这种类型的可解键合结构主要可以用在四种不同的应用中：

a)机械加固件的键合：可以期望的是，将机械加固件键合至基板或易碎薄层，以防止基板或易碎薄层在特定的制造步骤期间损坏或破碎，随后当机械加固件的存在不再必要时能够移除该机械加固件；

b)不良键合的修整：解键合允许没有正确键合的两个基板被解键合，随后在清洁之后再次键合，以改善制造工艺的有效性，并且防止例如不良键合的基板被废弃；

c)临时保护：在存储或运输基板的某些步骤中，特别是在由塑料制成的箱子中，临时保护基板的表面是有用的，特别是基板意在随后用于电子部件的制造，以防止污染的任意风险。简单的解决方案在于键合两个基板，使得要保护的基板的侧面分别彼此键合，随后当使用这些基板时，解键合这两个基板；以及

d)层的重复转移：其在于在有源层与第一载体基板(可选择地由昂贵的材料制成)之间产生可逆键合界面，随后通过将所述可逆键合界面解键合来将该有源层转移至第二最终基板。

第二种类型的分离界面是被称为“弱化”界面，例如，其分派通过注入原子种类获得的区域。经由该界面的分离用于将层从第一基板转移至第二基板的工艺，一个示例是已知的商标名为的工艺。

弱化界面还可以是多孔区域。

第三种类型的分离界面是第一材料与第二材料之间的界面，其已经通过使用沉积技术添加第二材料至第一材料连接至彼此，例如CVD或外延沉积技术。

无论观面对哪种应用，都必须在不损坏、不刮伤或不污染位于分离界面任意侧的两个基板的表面且不损毁这两个基板的情况下执行该分离。取决于所讨论的应用，这两个“要被分离的基板”可以是给定的基板的两层或两个分离基板。

此外，要分离的结构的两个基板的尺寸越大或它们的分离能量越高(即，分离它们所需要的能量)，分离它们就越难，尤其是在不损坏的情况下。

此外众所周知的是，从Maszara关于分离两个基板需要的能量的主题的研究工作可知，通过在两个基板之间与其键合界面的齐平处插入薄叶片测量这两个基板之间的键合能量是可行的(参见W.PMaszara，G.Goetz，A.Caviglia and J.B.McKitterick：J.Appl Phys.64(1988)4943的文章)。

关于这个主题，读者可以参考附图1，其示意性地示出了两个基板之间厚度d的薄叶片的插入，这具有在两个基板之间在长度L上产生间隙的效果。

Maszara建立了下面的关系：

其中d代表在两个键合基板之间插入的叶片的厚度，t代表两个键合基板中的每个的厚度，E代表沿解键合的轴的杨氏模量(Young’s modulus)，γ代表键合能量，并且L代表两个基板均衡状态下的间隙长度。

在上面的方程中，假定两个基板的尺寸一致。

依靠上述关系，通过测量L来确定键合能量γ是可行的。

然而，值得注意的是，在该文章中，感应的叶片键合不用做目标本身，而简单地用于测量键合能量。因此使用的叶片是薄的(厚度在0.05mm至0.5mm之间)，并且有刮伤两个基板的键合侧的风险。这在Maszara的试验中不是重要的，因为其目标是测量键合能量。然而，当希望再次使用基板时该技术是不可用的。

在要被分离的基板或层足够坚硬而用叶片分离的情况下，通过在削边使基板或层彼此足够分离来分离它们是可行的，这具有产生分离波(separating wave)的效果。分离波从最初开始分离的基板边沿的点朝向这些基板的其余区域传播。

然而，将注意的是，尽管叶片插在两个基板的削边之间，但实际上真实的分离发生在键合能量最低的分离界面处，即造成分离所需的能量最低的位置。