JP2001177080A

JP2001177080A - 複合部材の分離方法および貼り合わせ部材の製造方法

Info

Publication number: JP2001177080A
Application number: JP35627499A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Sakaguchi; 清文坂口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】複合部材の分離に利用されるエネルギーへの
変換効率の高い分離を行う。【解決手段】複数の部材１，２が互いに接合された複
合部材に、固体の粒子１７を含む流体７を吹き付けるこ
とにより、複数の部材に分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合部材の分離方
法及びそれを利用した貼り合わせ部材の製造方法に関
し、特に、流体を利用して分離を行う分離技術に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】複合部材を分離する技術としては、２つ
の部材の間隙にくさびを挿入し、両部材を引き離す方
法、２つの部材のそれぞれの外表面に治具を取り付けて
治具と共に両部材を引き離す方法等がある。

【０００３】これとは別に、ウォータージェットのよう
な流体を用いて２つの部材を引き離す方法が、特開平１
１−４５８４０号公報により提案されている。

【０００４】図２０は従来の複合部材の分離方法を説明
する為の模式図である。

【０００５】図２０の（ａ）は盤状（板状）の第１の部
材１と第２の部材２との接合前の様子を示している。第
１の部材１はその内部に分離箇所となる分離領域３（図
中破線部）を有している。この層状の分離領域３は、接
合面４ａ側にある層領域５より機械的強度が弱い。

【０００６】２つの部材１，２は、図２０の（ｂ）に示
すように接合面４ａ，４ｂを向き合わせて接合され、接
合界面１４を有する円盤状の複合部材となる。この複合
部材の側面（端面）６にある分離領域３の端部に向け
て、ウォータージェットのような流体７をノズル８より
噴射し、吹き付ける。流体７が吹き付けられた分離領域
３は、除去され或いは崩壊する。こうして、複合部材
は、分離領域３を境にして図２０の（ｃ）に示すように
２つの部材１１，１２に分離される。

【０００７】こうして分離された一方の部材１１の分離
面１３ａ上には、層領域５は存在しておらず、層領域５
は分離面１３ｂを露出するように第２の部材２の接合面
４ｂ上に移し取られる。

【０００８】こうして第２の部材２上に薄い層領域５を
有する部材が得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記複
合部材の分離方法において、高圧で噴射した水等の流体
と云えども、その力が複合部材を分離する為に全て働く
わけではなく、噴射された水等の流体の力は大部分が分
散してしまい、エネルギーの利用効率が悪かった。

【００１０】本発明の目的は、複合部材の分離に利用さ
れるエネルギーへの変換効率の高い分離方法を提供する
ことにある。

【００１１】本発明の別の目的は、容易に複合部材の分
離が行える分離方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の複合部材の分離
方法は、複数の部材が互いに接合された複合部材に、固
体の粒子を含む流体を吹き付けることにより、複数の部
材に分離することを特徴とする。

【００１３】本発明の貼り合わせ部材の製造方法は、第
１の基板と第２の基板とを貼り合わせて分離領域を有す
る複合部材を形成する工程、前記複合部材を前記分離領
域において分離する分離工程、を含む貼り合わせ部材の
製造方法において、前記分離工程は、前記複合部材の側
面に固体の粒子を含む流体を吹き付ける工程を含むこと
を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。（実施形態１）図１は本発明の好適な実施形態による複
合部材の分離工程を説明するための模式図である。

【００１５】図１の（ａ）に示すように、複合部材は、
内部に分離領域３を有する第１の部材１と第２の部材２
の接合体からなる。

【００１６】図１の（ｂ）に示すように、噴射手段とな
るノズル８より固体の粒子１７を含む流体７を複合部材
の側面、即ち層状の分離領域３の側面に吹き付ける。

【００１７】分離領域３は、第１の部材１の他の領域よ
り比較的に機械的強度が弱いために分離領域３の中及び
／又はその上下界面に亀裂１３が生じる。なお、図１の
（ｂ）では分離領域３の中に亀裂１３が生じた場合を示
している。

【００１８】図１の（ｃ）に示すように、生じた亀裂１
３は複合部材の内部に分離領域３に沿って進行し、最終
的に複合部材は２つの部材１１，１２に分離される。

【００１９】図１では、分離領域３が第１の部材１の内
部に形成されていた為に、層領域５は第２の部材２上に
移設されることになる。

【００２０】本発明に用いられる第１又は第２の部材と
しては、導電体、半導体及び絶縁体のいずれでもよく、
具体的には、Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｗ，ステンレス鋼等の
金属（合金も含む）や、Ｓｉ，Ｇｅ，ＧａＡｓ，ＧａＡ
ｌＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＮ等の半導体や、ガラス、石英ガ
ラス、樹脂等の絶縁体である。更には、ガラス基板上に
上述したような導電体や半導体の膜を形成したものや、
半導体基板上に絶縁体や導電体の膜を形成したものや、
金属板上に絶縁体の膜を形成したもの等のように、各種
の材料が組み合わされた複合材料であってもよい。

【００２１】又、本発明に用いられる複合部材は上述し
た第１及び第２の部材を直接或いは間に別の部材を介し
て接合（貼り合わせ）したものであり得る。

【００２２】本発明において、必要に応じて用いられる
分離領域は、流体を吹き付けた時に、亀裂１３が生じる
潜在領域である。それは、物理的又は化学的構造がその
他の領域とは異なっていて、亀裂が生じ易い構造、即ち
機械的強度が比較的弱い（低い）領域である。具体的に
は、独立気泡及び／又は連通気泡を複数有する多孔質体
や、独立気泡及び／又は連通気泡を発生し得る潜在的多
孔質体である。前者の代表例は陽極化成により形成され
た多孔質体、又は水素や希ガスのイオン打ち込みと熱処
理により形成された多孔質体であり、後者の代表例は水
素や希ガスのイオン打ち込みにより形成された潜在的多
孔質体であり、これは微少気泡を得ることができる層で
ある。又、陽極化成とイオン打ち込みとの両方によって
形成した多孔質体であってもよい。なお、潜在的多孔質
体は水素や希ガスのイオン打ち込みでは気泡が十分に生
じないが熱処理等により十分に独立気泡及び／又は連通
気泡の気泡が生じるものをいう。

【００２３】本発明に用いられる流体としては、気体、
液体又はそれらの混合物である。具体的には、窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等の
不活性ガスや或いは空気又は水蒸気等である。勿論、こ
れらを混合してもよいし、単独で用いてもよく、或いは
その他の気体であってもよい。又、液体としての、水、
アルコール又は各種洗浄液を用いることができる。

【００２４】本発明に用いることのできる固体として
は、常温で固体のものに限らず、常温で液体又は気体と
なるものであってもよい。即ち、複合部材に衝突する時
に固体であればよい。とりわけ、半導体等の電子部品又
は電子部品の材料となる複合部材を分離する場合には、
空気、窒素、アルゴン、水等を主成分とする流体を用
い、樹脂、氷、ドライアイス等を主成分とする固体粒子
を用いると良い。

【００２５】特に、常温で液体又は気体となる氷やドラ
イアイスのような粒子は衝突の後、液化又は気化するの
で、それらの除去が容易であるため好ましいものであ
る。

【００２６】樹脂としては、硬度の低い、シリコーン樹
脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド、ポ
リアミド、エポキシ樹脂等が好ましいものである。

【００２７】具体例を挙げると、本発明に用いる固体の
流れは加圧した固体あるいは固体を含む流体を細いノズ
ルから噴射することにより実現可能である。噴射する流
体をより高速、高圧の細いビームにする為の方法として
は「ウォータージェット」第１巻１号第４ページ（Jour
nal of the Water Jet Technology Society of Japan）
などに紹介されているようなウォータージェット法を使
用することが出来る。このウォータージェット用の水に
微小な固体を混ぜて噴射させる。高圧ポンプにより加圧
された１００ｋｇｆ／ｃｍ²〜８０００ｋｇｆ／ｃｍ²
の高圧水を細いノズルから噴射することにより、粒子は
複合部材に衝突して、分離のための力が複合部材に加わ
る。

【００２８】粒子の大きさとしては、球の直径、或いは
粒子を球に近似した時の直径が１０ｎｍ〜１００μｍ程
の粒子を用いることができる。

【００２９】図２は本発明に用いられる分離装置の一例
を示している。複合部材１０１は、ガイドレール１０７
上を移動可能な保持具１０５により垂直に保持される。
１０６は複合部材１０１に当接する弾性体である。

【００３０】流体を噴射する噴射手段となるノズル８
は、ガイド１０８に沿って上下移動可能な上下駆動機構
１０３によって支持されている。水平移動機構１０４が
ガイド１０９に沿ってノズル８を水平に移動し得る。

【００３１】これらの移動機構１０３，１０４により位
置決めされたノズル８から固体粒子を含む流体７を複合
部材１０１に向けて噴射する。噴射と同時にノズルを水
平に移動させることもできる。

【００３２】１１１は流体となる液体又は気体を収容す
る流体源である。１１０は加圧用のポンプである。

【００３３】次に本発明に用いられる別の流体噴射装置
の例を図３に示す。この装置は常温で液体又は気体とな
る物質を固化して粒子化できる装置である。

【００３４】図３は、流体噴射装置を示す概念図であ
る。この装置は、製氷ホッパー１２０と噴射ノズル８と
を含む。製氷ホッパー１２０には、製氷ホッパー１２０
内に純水を噴霧する純水スプレーノズル１２１が設けら
れている。製氷ホッパー１２０には、また、製氷ホッパ
ー１２０内に液体窒素を供給する液体窒素供給ノズル１
２２が設けられている。

【００３５】次に、上記流体噴射装置の動作について説
明する。製氷ホッパー１２０内に液体窒素を、液体窒素
供給ノズル１２２より供給し、製氷ホッパー１２０内
を、−１３０℃程度に冷却する。同時に、製氷ホッパー
１２０内に、純水スプレーノズル１２１から、純水を微
噴霧する。このとき、製氷ホッパー１２０内で、微噴霧
された純水が冷却され、氷粒子１２３が形成される。氷
粒子１２３の粒径は、純水スプレーノズル１２１の形状
と、純水を供給する圧力によって、１μｍ〜１００μｍ
に制御され得る。噴射ノズル８は、キャリアガスを用い
る、イジェクタ方式により、氷粒子１２３を、複合部材
の側面に向けてキャリアガスと共に噴出する。氷粒子１
２３の噴出速度は、噴射ノズル８の形状と、キャリアガ
スの圧力によって、５０ｍ／ｓｅｃ〜３３０ｍ／ｓｅｃ
に制御され得る。

【００３６】噴射された氷の粒子は複合部材の側面に衝
突して、複合部材を分離する力を与える。（実施形態２）図４は本発明の別の実施形態による複合
部材の分離方法を示す。

【００３７】シリコン等の半導体からなる板状の第１及
び第２の部材１１，１２を、貼り合わせて複合部材を作
る。第１及び第２の部材１１，１２はその端部が面取り
されているので、複合部材の側面には凹部が形成されて
いる。又、第１及び第２の部材１１は間に絶縁層等の別
の層を介して貼り合わせてもよい。

【００３８】複合部材の凹部に向けて、固体の粒子１７
を含む流体を噴射する。そうすると、図４の（ｂ）のよ
うに、流体の噴射を受けた凹部から貼り合わせ界面に亀
裂が生じ、図４の（ｃ）のように２つの部材に分離され
る。

【００３９】この実施の形態は、貼り合わせウエハの作
製過程において、貼り合わせ界面にボイドが生じてしま
った場合に、貼り合わせウエハの作製を中断して、両ウ
エハを元の状態に戻す時に有用である。（実施形態３）図５は本実施の形態により分離される複
合部材の別の例を示している。

【００４０】シリコン等の半導体部材１を用意する。そ
して、半導体部材１の表面を陽極化成して多孔質体から
なる分離領域３を形成する。

【００４１】分離領域３の上に非多孔質の半導体層領域
５を形成する。

【００４２】必要に応じて絶縁層１５を半導体層領域５
の上に形成して第１の部材とし、シリコン等の半導体か
らなる別の部材２に貼り合わせる。

【００４３】こうして図５に示すような複合部材が形成
される。そして、複合部材の側面に形成された凹部に固
体の粒子を含む流体７を吹き付ける。そうすると複合部
材に力９０８が加わる。

【００４４】流体７を無駄無く受けるためには上記凹部
の開口幅Ｗがジェットの直径ＪＷ程度またはそれ以上で
あることが望ましい。半導体基体の製造に用いる場合に
は前記第１の部材と第２の部材の厚さがそれぞれ１．０
ｍｍを下回る程度であるので貼り合わせ基体の厚さ２Ｗ
は２．０ｍｍを下回る程度である。凹部開口幅は概略こ
の１／２程度であるのでジェットの直径は１．０ｍｍ以
下である方が好ましい。より好ましくは０．１ｍｍ〜
１．０ｍｍである。（実施形態４）図６は本実施の形態により分離される複
合部材の別の例を示している。

【００４５】実施形態３と同様の方法により複合部材を
作製した後、貼り合わせ強度を高める為に、酸化性雰囲
気中で熱処理を行い側面に保護膜１６を形成する。

【００４６】保護膜１６で覆われた側面の凹部に向け
て、固体の粒子を含む流体を吹き付ける。

【００４７】この流体により、複合部材は図５に示した
ような力を受けて、分離領域３において２つに分かれ
る。分離初期には、層領域５と絶縁層１５との界面或い
は絶縁層１５と第２の部材２との界面に亀裂が生じるこ
ともある。これを防止するために、まず固体の粒子を含
む流体を吹き付けて、保護膜１６の一部を除去して、分
離領域の側面を露出させた後、固体の粒子を含まない流
体を吹き付けて分離を進行させることも好ましいもので
ある。（実施形態５）図７は本実施の形態により分離される複
合部材の別の例を示している。

【００４８】このような複合部材は、図５の複合部材の
側面に研磨又は研削等の加工を施すことにより容易に得
られる。

【００４９】この状態では、図５の９０８に示すような
向きの力は加わらない。

【００５０】そこで、分離の初期に、流体に比較的硬度
の高い固体の粒子を含ませて、噴出圧力を高くして分離
領域５の側面を削って凹部を形成すると良い。

【００５１】凹部が形成された後は、固体の粒子を含ま
ない流体を用いるか、噴出圧力を低くするか、硬度の低
い粒子を用いることにより研削効果を弱くすると良い。（実施形態６）図８を用いて本実施の形態による複合部
材の分離方法を利用した貼り合わせ部材の作製方法につ
いて説明する。

【００５２】図８の（ａ）に示すようにシリコンウエハ
等の半導体からなる第１の部材１の一表面に陽極化成を
施し、多孔質体の分離領域３を形成する。陽極化成の時
の化成液の組成比、電流密度等を変えて互いに多孔度の
異なる複数の多孔質層からなる分離領域を形成してもよ
い。

【００５３】図８の（ｂ）に示すように、エピタキシャ
ル成長等によって非多孔質の半導体層領域５を形成し、
その後、熱酸化等によって絶縁層１５を形成する。

【００５４】図８の（ｃ）に示すように、絶縁層１５の
表面と、シリコンや酸化シリコン等からなる第２の部材
２の表面とを接触させ両者を貼り合わせる。

【００５５】こうして得られた複合部材の側面に、固体
の粒子を含む流体を吹き付けて、図８の（ｄ）に示すよ
うに分離領域３において両者を分離する。

【００５６】図８の（ｄ）に示すように第２の部材２上
に移設された半導体層領域５の上に多孔質体３′が残留
している場合には、エッチングや研磨又は水素アニール
により残留多孔質体３′を除去する。

【００５７】こうして、図８の（ｅ）に示すような貼り
合わせ部材としての半導体部材が得られる。

【００５８】以下、上記半導体部材の作製方法について
さらに詳述する。［分離領域の形成］ここで分離領域としての多孔質層の
形成法について説明する。多孔質層、例えば多孔質Ｓｉ
はUhlir等によって１９５６年に半導体の電解研磨の研
究過程において発見された(A.Uhlir,Bell Syst.Tech.
J.,vol.35,333(1956)）。多孔質ＳｉはＳｉ基板をＨＦ
溶液中で陽極化成することにより形成することができ
る。ウナガミ等は陽極化成におけるＳｉの溶解反応を研
究し、ＨＦ溶液中のＳｉの陽極反応には正孔が必要であ
り、その反応は、次のようであると報告している（T.ウ
ナガミ、J.Electrochem.Soc.,vol.127,476(1980)）。

【００５９】Ｓｉ＋２ＨＦ＋（２−ｎ）ｅ⁺ → Ｓｉ
Ｆ₂＋２Ｈ⁺＋ｎｅ^- ＳｉＦ₂＋２ＨＦ → ＳｉＦ₄＋Ｈ₂ ＳｉＦ₄＋２ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆ または、Ｓｉ＋４ＨＦ＋（４−λ）ｅ⁺ → ＳｉＦ₄＋４Ｈ⁺
＋λｅ^- ＳｉＦ₄＋２ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆ ここで、ｅ⁺およびｅ^-はそれぞれ正孔と電子を表してい
る。また、ｎおよびλはそれぞれＳｉ１原子が溶解する
ために必要な正孔の数であり、ｎ＞２またはλ＞４なる
条件が満たされた場合に多孔質Ｓｉが形成されるとして
いる。

【００６０】以上のことからすると、正孔の存在するＰ
型Ｓｉは多孔質化され、Ｎ型Ｓｉは多孔質化されないと
いうことになるが、条件を変えることでＮ型Ｓｉも多孔
質化ができる。又、ＧａＡｓのようなＳｉ以外の半導体
においても多孔質化が可能である。

【００６１】単結晶性を有する多孔質層は、単結晶半導
体基板を例えばＨＦ溶液中で陽極化成することにより形
成することができる。多孔質層は１０^-1〜１０ｎｍ程度
の直径の孔が１０^-1〜１０ｎｍ程度の間隔で並んだスポ
ンジのような構造をしている。その密度は、単結晶半導
体基板の密度２．３３ｇ／ｃｍ³に比べて、ＨＦ溶液濃
度を５０〜２０％に変化させたり、電流密度を変化させ
ることで２．１〜０．６ｇ／ｃｍ³の範囲に変化させる
ことができる。これは換言すれば、多孔度を変えられる
ことを意味する。このように多孔質層の密度は単結晶半
導体基板に比べると、半分以下にできるにもかかわら
ず、単結晶性は維持されており、多孔質層の上部へ非多
孔質の単結晶層をエピタキシャル成長させることも可能
である。ただし、１０００℃以上では、内部の孔の再配
列が起こり、増速エッチングの特性が損なわれる場合が
ある。このため、単結晶層のエピタキシャル成長には、
分子線エピタキシャル成長法、プラズマＣＶＤ法、減圧
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、バイアス・スパッター法、液相
成長法等の低温成長が好適とされている。しかし、あら
かじめ低温酸化等の方法により多孔質層の孔壁にあらか
じめ薄い保護膜を形成しておけば、高温成長も可能であ
る。

【００６２】また、多孔質層はその内部に大量の空隙が
形成されている為に、密度が半分以下に減少する。その
結果、体積に比べて表面積が飛躍的に増大するため、そ
の化学エッチング速度は、通常の単結晶層のエッチング
速度に比べて、著しく増速される。

【００６３】多孔質層の機械的強度は多孔度により異な
るが、非多孔質体よりも弱い。すなわち、貼り合わせウ
エハに引っ張りあるいは剪断力をかけると、まず多孔質
層が破壊されることになる。また、多孔度を増加させれ
ば弱い力で多孔質層を破壊できる。

【００６４】バルクＳｉ中にヘリウムや水素をイオン注
入し、熱処理を加えると注入された領域に直径数ｎｍ〜
数十ｎｍの微小な空洞（micro-cavity）が〜１０¹⁶〜１
０¹⁷／ｃｍ³もの密度で形成されることが報告されてい
る（例えば、A.Van Veen,C.C.Griffioen,and J.H.Evan
s,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.107(1988,Material Res.Soc.
Pittsburgh,Pennsylvania)p.449.）。これも多孔質体で
ある。

【００６５】多孔質層の厚さは、多孔質層形成前の厚さ
より薄いものとすることが好ましい。この条件を満たす
かぎり多孔質層の厚さに制限は特にないが、具体的に
は、例えばそれは、０．１μｍ〜２９μｍであり、より
好ましくは０．１μｍ〜１４μｍである。

【００６６】そして、多孔質層は、互いに異なる多孔度
の薄層が少なくとも２つ積層された構造にするとより好
ましい。

【００６７】多孔質層上にその後形成される非多孔質層
に隣接する薄層を第１の多孔質層と呼び、もう１つの多
孔質の薄層を第２の多孔質層と呼ぶとするならば、第１
の多孔質層の多孔度が、第２の多孔質層の多孔度より低
くなるようにするとよい。

【００６８】更に、第１の多孔質層と第２の多孔質層と
の間に中間の多孔度をもつ多孔質層を介在させることも
できる。

【００６９】或いは、第２の多孔質層に隣接する第３の
多孔質層を形成してもよい。この場合は、第３の多孔質
層の多孔度は、第２の多孔質層の多孔度と異なるもので
あればよい。

【００７０】又、第１の多孔質層より第２の多孔質層の
厚さを薄くした方が分離し易い。

【００７１】又、少なくとも１つの多孔質層に、水素、
窒素、希ガス等のイオンを注入して、より分離し易い層
を形成してもよい。あらかじめ希ガス、水素、および、
窒素のうち少なくとも１種の元素を該多孔質層内に投影
飛程をもつようにイオン注入しておくことにより、分離
する位置を多孔質層中或いはその界面の限定された深さ
のところに特定することもできるので、第２の部材側に
のこる多孔質層の厚みが均一になり、選択性のそれほど
良くないエッチング液でも多孔質層を均一に除去するこ
とができる。［非多孔質の層領域］本発明における層領域としては、
好適には、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉの他、
ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＡｓＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＩｎＡ
ｓ，ＡｌＧａＳｂ，ＩｎＧａＡｓ，ＺｎＳ，ＣｄＳｅ，
ＣｄＴｅ，ＳｉＧｅ等の化合物半導体等から選択される
少なくとも１つからなる単層又は積層体を用いることが
できる。そして非多孔質半導体層は、ＦＥＴ（Field Ef
fect Transistor）等の半導体素子を既に作り込んだも
のであっても良い。

【００７２】非多孔質層としては、この他に金属薄膜、
炭素薄膜などが挙げられるがこれに限定されるものでは
ない。また、これらの薄膜は全面に形成されていること
が必須ではなく、パターニング処理により、部分的にエ
ッチングされていてもよい。

【００７３】多孔質層上に非多孔質半導体層を形成する
には、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、
ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic CVD）法等のＣＶＤ法の
他、スパッター法（バイアススパッター法を含む）、分
子線エピタキシャル成長法、液相成長法等を採用するこ
とができる。［貼り合わせ］本発明においては、多孔質層と非多孔質
層とを有する第１の部材を、上述の第２の部材と、非多
孔質層が内側に位置するように貼り合わせて、多層構造
体を得る。本発明において、非多孔質層が内側に位置す
る多層構造体とは、第１の部材を構成する非多孔質層が
直接第２の部材に貼り合わされた構造体は勿論のこと、
非多孔質層の表面に形成された酸化膜や窒化膜等の絶縁
膜、あるいはこれ以外の膜等が第２の部材に貼り合わさ
れた構造体をも包含する。即ち、非多孔質層が、多孔質
層に比べて第２の部材側に位置する構造体を非多孔質層
が内側に位置する多層構造体という。

【００７４】具体的な貼り合わせは、第１の部材と第２
の部材の貼り合わせ面を平坦なものとしておくことによ
り、両者を例えば室温で密着させることにより行うこと
ができる。この他、貼り合わせ強度を増すために、陽極
接合、加圧、熱処理等を施すこともできる。［分離］前述或いは後述するような方法により固体の粒
子を含む流体を側面に吹き付けて分離を行う。［多孔質層の除去］第１の部材と第２の部材を貼り合わ
せて得られる多層構造体を多孔質層において分離した
後、分離された半導体基板又は第２の部材上に多孔質層
が残留する場合には、該多孔質層の機械的強度が低いこ
とと、表面積が非常に大きいことを利用して、選択的に
除去することができる。選択的な除去方法としては、研
削や研磨やラッピングを用いた機械的な方法の他、エッ
チング液を用いた化学エッチングや、ケミカルドライエ
ッチングやイオンエッチング（例えば反応性イオンエッ
チング）等の方法を採用することができる。

【００７５】多孔質層をエッチング液を用いて選択ウエ
ットエッチングする場合、エッチング液としては、ＨＦ
濃度４９ｗｔ％の弗酸とＨ₂Ｏ₂濃度３０ｗｔ％の過酸
化水素水と水との混合液に限らず、弗酸、弗酸にアルコ
ールを添加した混合液、弗酸に過酸化水素水を添加した
混合液、弗酸にアルコールおよび過酸化水素水を添加し
た混合液、バッファード弗酸、バッファード弗酸にアル
コールを添加した混合液、バッファード弗酸に過酸化水
素水を添加した混合液、バッファード弗酸にアルコール
および過酸化水素水を添加した混合液、あるいは弗酸・
硝酸・酢酸の混合液のようなものを採用することができ
る。

【００７６】多孔質層を選択除去した後、第２の部材上
に非多孔質層が移設されて得られた半導体部材（ＳＯＩ
基板）を水素を含む還元性雰囲気下で熱処理することに
より、非多孔質層の平滑性を増すことができる。

【００７７】或いは、第２の部材上の非多孔質層上に残
留する多孔質層の厚さが１μｍ以下の層のように、残留
多孔質層が非常に薄い場合にはエッチングを行うことな
く、熱処理のみで多孔質層を非多孔質化（これも残留多
孔質層の除去の一種である）してもよい。

【００７８】又、半導体基板の残留添加層上に残留する
多孔質層においても、上記第２の部材上の残留多孔質層
の除去と同様の方法により処理すれば、非多孔質の平滑
な表面が得られる。

【００７９】半導体基板上或いは第２の部材上の残留多
孔質層は、いずれも研磨やラッピングによって除去して
もよい。（実施形態７）図９を用いて本実施の形態による複合部
材の分離方法を利用した貼り合わせ部材の作製方法につ
いて説明する。

【００８０】図９の（ａ）に示すようにシリコンウエハ
等の半導体からなる第１の部材１の一表面を酸化して絶
縁層１５を形成する。

【００８１】図９の（ｂ）に示すように、水素及び／又
は希ガスのイオンを打ち込んで、所定の深さに打ち込み
イオン濃度が高くなっている分離領域３を形成する。イ
オンの打ち込み方法は、イオンビームの走査により全面
に打ち込む方式であっても、プラズマからイオンを引き
出して全面に同時に打ち込む方式であってもよい。

【００８２】図９の（ｃ）に示すように、絶縁層１５の
表面と、シリコンや酸化シリコン等からなる第２の部材
２の表面とを接触させ両者を貼り合わせる。ここで、必
要に応じて熱処理を施しても良いが、分離領域３中に発
生した気泡が成長して分離が生じない程度に温度を抑え
る。

【００８３】こうして得られた複合部材の側面に、固体
の粒子を含む流体を吹き付けて、図９の（ｄ）に示すよ
うに分離領域３において両者を分離する。

【００８４】図９の（ｄ）に示すように第２の部材２上
に移設された半導体層領域５の上面が平滑でない場合に
は、研磨又は水素アニールにより表面を平滑化する。

【００８５】こうして、図９の（ｅ）に示すような貼り
合わせ部材としての半導体部材が得られる。

【００８６】図１０は本発明に用いられる分離装置の模
式的断面図である。

【００８７】図１０において、４０３，４０４は、真空
チャックにより、貼り合わせウエハ１０１を吸着／固定
する保持具で、同一回転軸上に存在する。更に保持具４
０４は、ベアリング４０８を介して支持台４０９に支持
され、後尾にスピードコントロールモータ４１０が直結
しており、任意のスピードで回転することができる。ま
た、保持具４０３はベアリング４１１を介して支持台４
０９に支持され、後尾のフランジと支持台４０９との間
に圧縮バネ４１２が配されている。こうして保持具４０
３には、貼り合わせウエハ１０１から離れる方向に力が
かかっている。

【００８８】使用法は以下のとおりである。まず、貼り
合わせウエハ１０１を位置決めピン４１３にならう様セ
ットし保持具４０４に吸着／保持させる。保持具４０４
は、貼り合わせウエハ１０１を位置決めピン４１３によ
り、貼り合わせウエハ１０１の中央部を保持する。貼り
合わせウエハ１０１が、位置決めピン４１３にならって
正確な位置に保持されると、貼り合わせウエハ１０１最
上部の垂直方向にノズル８が位置し、貼り合わせウエハ
１０１とノズル８の距離は１０ｍｍ〜３０ｍｍとなる。
つぎに、保持具４０３を、貼り合わせウエハ１０１が吸
着／保持する位置まで左方向に前進させる。この時、保
持具４０３は、圧縮バネ４１２により右方向に力がかか
るため、圧縮バネ４１２による力で、貼り合わせウエハ
１０１から保持具４０３が離れない様、圧縮バネ４１２
の復元力と保持具４０３の吸引力を調整する。

【００８９】次に、ポンプ１１０からノズル８に固体の
粒子を含む水を送り込み、噴出する水が安定するまで一
定時間出し続ける。水が安定したら、シャッタ４０６を
開いて貼り合わせウエハ１０１の側面にノズル８から噴
出した高圧の水をあてる。この時、保持具４０４を回転
させることにより、貼り合わせウエハ１０１を保持具４
０３とともに回転させる。高圧水は、貼り合わせウエハ
１０１の厚さの中心にあてることで、高圧水が亀裂に進
入し貼り合わせウエハ１０１を２体に押し広げ、最終的
には完全に分離させる。

【００９０】この時、貼り合わせウエハ１０１に高圧水
は均等にかかり、また保持具４０３は、貼り合わせウエ
ハ１０１を保持しながら右方向に力が働いているので、
分離されたウエハ同士が摺動しない機構になっている。

【００９１】貼り合わせウエハ１０１を回転させずにノ
ズル８を貼り合わせウエハ１０１の貼り合わせ界面又は
表面に平行な方向に移動させることで貼り合わせウエハ
１０１を分離させることも可能である。例えば貼り合わ
せウエハ１０１を回転させずにノズル８を移動して分離
させた場合、０．１５ｍｍ径のノズル８を用いて２００
０ｋｇｆ／ｃｍ²の高圧水が必要であるのに対し、貼り
合わせウエハ１０１を回転させノズル８を固定させて分
離した場合、２００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力でも分離でき
る。そして、固体の粒子を用いれば、圧力を更に低くす
ることもできる。

【００９２】図１１は本発明に用いられる分離装置の模
式的斜視図である。

【００９３】図１１において、２０４はウエハ水平駆動
機構、２０５は貼り合わせウエハキャリア、２０６はウ
エハ搬送アームである。図１１に示すように、ウエハカ
セット２０５をウエハ１０１が水平になるようにカセッ
ト台２０７に置く。ウエハ１０１はウエハ移載ロボット
（ウエハ搬送アーム）２０６によりウエハ支持台２０４
に移載される。ウエハ１０１の載ったウエハ支持台２０
４はベルトコンベアの様な支持台移動機構により高圧ジ
ェットノズル８に対向する位置へと送られていく。その
両ウエハのベベリングで構成された凹部に、ジェット装
置の０．１５ｍｍのノズル８から高圧の純水を、貼り合
わせウエハの貼り合わせ界面に平行な方向から噴射す
る。その際、ノズルは固定しておき、高圧の純水がベベ
リングで構成された凹部に沿って走査されるように貼り
合わせウエハを水平方向に移動する。ノズルは片側のみ
でも、両ノズルを用いてもよい。

【００９４】分離されたウエハは不図示の別の移載ロボ
ットで第１の部材側と第２の部材側に分けて格納され
る。

【００９５】この水平ジェット方式ではウエハを固定す
る必要はなく、また、二分割後の上方のウエハもその自
重によりウエハ支持台２０４から飛び出す危険性は少な
い。ウエハをウエハ支持台に移載した後にウエハ上部に
飛び出し防止ピンをウエハ支持台２０４から突き出して
もよいし、ウエハ上部を軽く押さえてもよい。

【００９６】図１２は本発明に用いられる別の分離装置
の模式的側面図である。この装置は図２の装置の変形例
であり、複数のウエハを同時に、又は順次、分離するこ
とができる装置である。

【００９７】２組の保持具１０５は、ガイドレール１０
７上に設けられており、その上方にあるノズル８から流
体が噴射され、保持具１０５により保持されたウエハの
側面に吹き付けられる。

【００９８】ノズル８は、ガイド１０８に対して上下に
移動できるように、上下移動機構１０３に付設されてい
る。

【００９９】又、ノズル８をガイドレール１０９に沿っ
て水平（図面に対して垂直な方向）に移動するために、
水平移動機構１０４が設けられている。

【０１００】図１３は本発明に用いられる別の分離装置
の模式的側面図である。この装置は流体を噴射するノズ
ル８を複数有するマルチノズル型の流体噴射ヘッド１１
８を有しており、同時に５枚のウエハを分離することが
できる。

【０１０１】図１４は本発明に用いられる分離装置の別
の例を示しており、流体噴射ヘッド１１８には、１１個
のノズル８が設けられており、各ノズル８から噴射され
た流体７を一枚のウエハに吹き付けることができる。ノ
ズル８の列の長さをウエハの直径に近い長さにすれば、
ノズルとウエハ１１とを相対的に移動しないで、分離す
ることが容易になる。

【０１０２】図１５（ａ）は本発明に用いられる分離装
置を示しており、図１５（ｂ）はその側面を示してい
る。

【０１０３】この装置のノズル８は、スリット状の噴出
口を有するスリットノズルであり、層流がウエハの分離
領域に沿って、即ちウエハの表面に沿って、吹き付けら
れる。好適なスリット状の噴射出口の大きさは、幅０．
１ｍｍ〜０．３ｍｍ、長さが５０ｍｍ〜３００ｍｍであ
る。スリットノズルの場合は、単一ノズルに比べて分離
に必要な流体の噴射圧力を低くすることができる。

【０１０４】図１６は、本発明に用いられる別の分離装
置を示しており、これは個別に動作可能な３つのノズル
８ａ〜８ｃを有する。

【０１０５】上方のノズル８ａは、水平ガイドレール１
０９に沿って移動させるための水平移動機構１０４に付
設されている。左右のノズル８ｂ，８ｃは各ガイドレー
ル１０８ｂ，１０８ｃに沿って上下移動させるための上
下移動機構１０３ｂ，１０３ｃにそれぞれ付設されてい
る。

【０１０６】これらのノズル８ａ〜８ｃは、同時に又は
順次、流体７をウエハ１０１の側面に吹き付ける。

【０１０７】図１７、図１８は、本発明に用いられる流
体の吹き付け方法の例を示している。図１７では、揺動
機構１１９により回転軸１２０を中心にノズル８が揺動
できるようになっており、流体７もノズルの動きに従っ
て揺動し、ノッチ付のウエハ１０１の側面に吹き付けら
れる。

【０１０８】図１８では、ノッチ付ウエハ１０１の中心
に対して、ノズル８が公転するようになっており、流体
７はウエハの外周に沿って連続的又は断続的に噴射され
る。ノズル８とウエハ１０１の相対的な動きは、図１０
のようにウエハを自転させる場合と同じである。

【０１０９】図１９は、本発明に用いられる流体の吹き
付け方法の別の例を示す。

【０１１０】貼り合わせウエハ１０１を垂直に立てて、
その各ウエハ１，２のベベリングで構成された凹部に、
その上方に配置された不図示のノズルから高圧の純水
を、貼り合わせウエハの貼り合わせ界面又は表面に対し
て角度αを持つ方向から噴射した。

【０１１１】ウエハは図１０の様な装置で保持しウォー
タージェットの流れを図１９に示す様に貼り合わせ部に
噴射した。ウォータージェット７は貼り合わせ面６０３
に対しαという角度をもっているため二枚のウエハ１，
２に与える圧力が等しくならない。図１９の例ではウエ
ハ１とウエハ２のうちジェットが傾いた側のウエハ２の
方が相対的に小さな力を受け、その反対側のウエハ１は
これよりも大きな力を受ける。分離層が形成されたウエ
ハと反対側にジェットを傾けると多孔質Ｓｉが破壊され
易くなるので、ウエハ１が分離領域を有するウエハとな
るように貼り合わせウエハを設置することが好ましい。（実施形態８）再び図８を参照して本実施の形態による
複合部材の分離方法を利用した貼り合わせ部材の作製方
法について説明する。

【０１１２】比抵抗が０．００１Ωｃｍ〜０．１Ωｃｍ
程のＰ型又はＮ型の単結晶Ｓｉ基板を第１の部材１とし
て用意する。

【０１１３】上記単結晶Ｓｉ基板の表面をフッ化水素を
含む溶液に接触させて、電流を流し、その表面を多孔質
化して分離領域３を形成する。

【０１１４】この陽極化成処理における代表的な条件
は、電流密度を０．１ｍＡ・ｃｍ^-2〜５００ｍＡ・ｃｍ
^-2、ＨＦ濃度を０．１ｗｔ％〜５０ｗｔ％、処理時間
を１０秒〜２時間程度である。

【０１１５】多孔質化した分離領域の厚さは０．１μｍ
〜２９μｍであり、多孔度が連続的又は断続的に厚さ方
向に変化している層にすることも好ましい。

【０１１６】更には、水素イオンや希ガスイオンを多孔
質化した分離領域３の上下の界面又は分離領域中に打ち
込んで、多孔度を変化させてもよい。

【０１１７】次に、必要に応じて多孔質体の孔内壁に保
護膜を形成する。具体的には多孔質化した分離領域３を
４００℃〜６００℃で３０分〜２時間酸化するとよい。
そして、分離領域３の層表面の保護膜をＨＦ溶液等で除
去した後、水素を含む還元性雰囲気中で９００℃〜１１
５０℃で熱処理を行う。こうするとその上に形成される
エピタキシャル層の結晶欠陥を１０⁴ｃｍ^-2以下に低減
できる。

【０１１８】次に、スパッタリング法、ＣＶＤ法、液相
成長法、ＭＢＥ法等により分離領域３上にＳｉ，ＳｉＧ
ｅ，ＧａＡｓ等の非多孔質の半導体層領域５を形成す
る。

【０１１９】そして、必要に応じて、表面に絶縁層１５
を形成する。この絶縁層は、スパッタリング法、ＣＶＤ
法、熱酸化法等により５０ｎｍ〜１μｍ程形成できる。

【０１２０】次いで、単結晶Ｓｉ基板や石英ガラス等の
ような第２の部材２と前記層領域５とを間に絶縁層１５
を介して貼り合わせる。

【０１２１】貼り合わせ強度を高める為には、貼り合わ
せ前に絶縁層１５の表面を窒素プラズマ等のプラズマに
晒したり、貼り合わせ後に４００℃〜１２００℃で酸素
及び／又は窒素を含む雰囲気中で熱処理すれば良い。

【０１２２】そして、前述したように図２、３、１０〜
１９に示したような方法で固体の粒子を含む流体を貼り
合わせ基板の側面に吹き付けて、分離領域５の中或いは
その上下の界面において分離する。図８は、分離領域５
の中に亀裂が生じて分離された状態を示している。分離
工程としては、まず固体の粒子を含む流体を吹き付けた
後に、固体の粒子を含まない流体を吹き付ける。

【０１２３】第１の部材１に残留した分離領域３′や層
領域５の上に残留した分離領域３′は、ＨＦを含む溶液
即ち、フッ酸又はバッファードフッ酸に、必要に応じて
過酸化水素水やアルコールや水を加えた溶液により選択
的にエッチングすることができる。

【０１２４】或いは、こうした残留分離領域３′は、研
磨により除去してもよい。その後は、水素を含む還元性
雰囲気中での８００℃〜１２００℃の熱処理により表面
を平滑化する。

【０１２５】尚、残留分離領域３′が薄かったり、微小
である場合には、エッチングや研磨による除去を行うこ
となく、上記熱処理のみで平滑化することもできる。

【０１２６】又、分離の際に氷やドライアイスの粒子の
ように常温で液体又は気体となる固体粒子を用いて、比
較的低圧力で流体を噴射する場合には、分離途中で粒子
フリーの流体に切り換えなくても短い時間で効率的に分
離できる。

【０１２７】以上説明した実施形態では接合された複合
部材が２つの場合について説明したが、３つ以上の複合
部材を接合させた複合部材の分離にも本発明は勿論適用
できる。二つの分離領域を有するとともにその上にそれ
ぞれ半導体層等の層領域を有する第１の部材を用意し、
第２及び第３の部材を第１の部材の表面、裏面にそれぞ
れ貼り合わせ、その後に本発明による分離方法を実施す
ることで、第１の部材の二つの層領域をそれぞれ第２及
び第３の部材に移設することもできる。

【０１２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。（実施例１）比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型の第１の単
結晶Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において２段階の陽極化成
を行い、２層の多孔質層を形成した。陽極化成条件は以
下のとおりであった。

【０１２９】第１段階電流密度：７（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：フッ酸：水：エタノール＝１：１：１時間：５（分）第１の多孔質Ｓｉの厚み：５．５（μｍ）第２段階電流密度：３０（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：フッ酸：水：エタノール＝１：１：１時間：１０（秒）第１の多孔質Ｓｉ層の下に形成された第２の多孔質Ｓｉの厚み：０．２（μｍ）先に低電流で陽極化成した表面層の多孔質Ｓｉは高品質
エピタキシャルＳｉ層を形成させるために用い、そして
後で高電流で陽極化成した下層の多孔質Ｓｉは亀裂を生
じさせる層として用いた。したがって、第１の多孔質Ｓ
ｉ層の厚さは数百μｍから０．１μｍ程度であってもよ
い。

【０１３０】また、２層目の多孔質Ｓｉ層形成後に３層
目以降を形成しておいても何ら問題はない。

【０１３１】この基板を酸素雰囲気中４００℃で１時間
酸化した。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
の酸化膜のみ除去した後、水素雰囲気中で熱処理を行っ
た。そして熱処理された多孔質Ｓｉ上にＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition）法により単結晶Ｓｉを０．３μ
ｍエピタキシャル成長した。成長条件は以下の通りであ
る。

【０１３２】ソースガス：ＳｉＨ₂Ｃｌ₂／Ｈ₂ ガス流量：０．５／１８０ l／ｍｉｎガス圧力：１．０６×１０⁴Ｐａ（約８０Ｔｏｒｒ）温度：９５０℃ 成長速度：０．３μｍ／ｍｉｎさらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層表面
に熱酸化により２００ｎｍの酸化シリコン層を形成し
た。

【０１３３】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意した第２のＳ
ｉ基板の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０
℃の温度で５分間の熱処理をし、貼り合わせをおこなっ
た。

【０１３４】図２に示すように、貼り合わせウエハ１０
１を保持具１０５によってウエハの両面から押さえて垂
直に立てる。その両ウエハのベベリングで構成された隙
間に、その上方に配置されたウォータージェット装置の
０．１５ｍｍのノズル８から５００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧
力で微小氷を混ぜた高圧の純水を、貼り合わせウエハの
貼り合わせ界面（表面）に平行な方向から噴射した。そ
の際、ノズル水平駆動機構１０４によりノズル８を高圧
の純水がベベリングで構成された隙間に沿って移動する
方向に走査した。そうしたところ、多孔質Ｓｉ層の内部
に亀裂が生じてウエハ１０１は二分割された。

【０１３５】その結果、元々第１の基体表面に形成され
たＳｉＯ₂層、エピタキシャルＳｉ層、および多孔質Ｓ
ｉ層の一部が、第２の基板側に移設された。第１の基板
表面には多孔質Ｓｉのみ残った。

【０１３６】その後、第２の基板上に移設された多孔質
Ｓｉ層をＨＦ濃度４９ｗｔ％の弗酸とＨ₂Ｏ₂濃度３０
ｗｔ％の過酸化水素水と水との混合液で撹拌しながら選
択エッチングする。単結晶Ｓｉはエッチングされずに残
り、単結晶Ｓｉをエッチング・ストップの材料として、
多孔質Ｓｉは選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１３７】すなわち、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚
みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。多孔質Ｓｉの選
択エッチングによっても単結晶Ｓｉ層には何ら変化はな
かった。形成された単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内全面につ
いて１００点を測定したところ、膜厚の均一性は２０１
ｎｍ±４ｎｍであった。

【０１３８】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Ｓ
ｉ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。

【０１３９】さらに水素中で１１００℃で熱処理を１時
間行い、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乗粗さはおよそ０．２ｎｍ
で通常市販されているＳｉウエハと同等であった。

【０１４０】また、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉも
その後、上述した弗酸と過酸化水素水との混合液で撹拌
しながら選択エッチングする。その後、水素アニール、
あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第１の基板
としてあるいは第２の基板として投入することができ
た。（実施例２）比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型第１の単結
晶Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において陽極化成を行った。

【０１４１】陽極化成条件は以下のとおりであった。

【０１４２】電流密度：７（ｍＡ・ｃｍ^-2）陽極化成溶液：フッ酸：水：エタノール＝１：１：１時間：１１（分）多孔質Ｓｉの厚み：１２（μｍ）この基板を酸素雰囲気中４００℃で１時間酸化した。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
除去した後、水素雰囲気中で熱処理した。そして多孔質
Ｓｉ上にＣＶＤ法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタ
キシャル成長した。成長条件は以下の通りである。

【０１４３】ソースガス：ＳｉＨ₂Ｃｌ₂／Ｈ₂ ガス流量：０．５／１８０ l／ｍｉｎガス圧力：１．０６×１０⁴Ｐａ（約８０Ｔｏｒｒ）温度：９５０℃ 成長速度：０．３μｍ／ｍｉｎさらに、絶縁層として、このエピタキシャルＳｉ層表面
に熱酸化により２００ｎｍの酸化シリコン層を形成し
た。

【０１４４】ここで投影飛程が多孔質Ｓｉ層中になるよ
うに、第１の基板表面からイオン注入した。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。

【０１４５】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意した第２のＳ
ｉ基板の表面とを重ね合わせ、接触させた後、６００℃
の温度で１０時間の熱処理をし、貼り合わせをおこなっ
た。ここで、重ね合わせる前にＮ₂のプラズマ処理等の
前処理を行うとより貼り合わせ強度が高まった。

【０１４６】上記のようにして形成された貼り合わせ基
板を、図２に示す方法で分離した。分離の過程は実施例
１と同様であった。その結果、元々第１の基体表面に形
成されたＳｉＯ₂層、エピタキシャルＳｉ層、および多
孔質Ｓｉ層の一部が第２の基板側に移設された。第１の
基板表面には多孔質Ｓｉのみ残った。

【０１４７】その後、第２の基板上に移設された多孔質
Ｓｉ層をＨＦ濃度が４９ｗｔ％の弗酸とＨ₂Ｏ₂濃度が
３０ｗｔ％の過酸化水素水と水との混合液で撹拌しなが
ら選択エッチングする。単結晶Ｓｉはエッチングされず
に残り、単結晶をＳｉをエッチング・ストップの材料と
して、多孔質Ｓｉは選択エッチングされ、完全に除去さ
れた。

【０１４８】すなわち、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚
みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できた。多孔質Ｓｉの選
択エッチングによっても単結晶Ｓｉ層には何ら変化はな
かった。形成された単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内全面につ
いて１００点を測定したところ、膜厚の均一性を２０１
ｎｍ±４ｎｍであった。

【０１４９】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Ｓ
ｉ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。

【０１５０】さらに水素中で１１００℃で熱処理を１時
間行い、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乗粗さはおよそ０．２ｎｍ
で通常市販されているＳｉウエハと同等であった。

【０１５１】また、第１の基板側に残った多孔質Ｓｉも
その後、上述した弗酸と過酸化水素水との混合液で撹拌
しながら選択エッチングする。その後、水素アニール、
あるいは表面研磨等の表面処理を施して再び第１の基板
としてあるいは第２の基板として投入することができ
た。（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２００ｎｍの酸化膜（ＳｉＯ₂層）を形
成した。

【０１５２】ここで投影飛程がＳｉ基板中になるよう
に、第１の基板表面からイオン注入した。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。

【０１５３】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意した第２のＳ
ｉ基板の表面とを重ね合わせ、接触させた後、６００℃
の温度で１０時間の熱処理をし、貼り合わせをおこなっ
た。ここで、重ね合わせる前にＮ₂のプラズマ処理等の
前処理を行うとより貼り合わせ強度が高まった。

【０１５４】上記のようにして形成された貼り合わせ基
板を、図２に示す方法で分離した。分離の過程は実施例
１と同様であった。

【０１５５】その結果、元々第１の基体表面に形成され
たＳｉＯ₂層、表面単結晶層、および分離層の一部が第
２の基板側に移設された。第１の基板表面には分離層の
残りの部分が残った。

【０１５６】その後、第２の基板上に移設された分離層
をＨＦ濃度４９ｗｔ％の弗酸とＨ₂Ｏ₂濃度が３０ｗｔ
％の過酸化水素水と水との混合液で撹拌しながら選択エ
ッチングする。単結晶Ｓｉはエッチングされずに残り、
単結晶Ｓｉをエッチング・ストップの材料として、分離
層は選択エッチングされ、完全に除去された。

【０１５７】残された分離層が十分に薄い場合には、こ
のエッチング工程はなくてもよい。こうして、Ｓｉ酸化
膜上に０．２μｍの厚みを持った単結晶Ｓｉ層が形成で
きた。分離層の選択エッチングによっても単結晶Ｓｉ層
には何ら変化はなかった。形成された単結晶Ｓｉ層の膜
厚を面内全面について１００点を測定したところ、膜厚
の均一性は２０１ｎｍ±４ｎｍであった。

【０１５８】透過電子顕微鏡による断面観察の結果、Ｓ
ｉ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。

【０１５９】さらに水素中で１１００℃で熱処理を１時
間行い、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乗粗さはおよそ０．２ｎｍ
で通常市販されているＳｉウエハと同等であった。

【０１６０】また、第１の基板側に残った分離層もその
後、上述した弗酸と過酸化水素水との混合液で撹拌しな
がら選択エッチングする。その後、水素アニール、ある
いは表面研磨等の表面処理を施して再び第１の基板とし
てあるいは第２の基板として投入することができた。

【０１６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複合部材の分離に利用されるエネルギーへの変換効率の
高い分離を行うことができる。また、流体のみを用いた
場合よりも容易に複合部材の分離を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態による複合部材の分離
工程を説明するための模式図である。

【図２】本発明に用いられる分離装置の一例を示す斜視
図である。

【図３】本発明に用いられる別の流体噴射装置の概略的
断面図である。

【図４】本発明の別の実施形態による複合部材の分離方
法を示す模式図である。。

【図５】本実施の形態により分離される複合部材の別の
例を示す模式図である。

【図６】本実施の形態により分離される複合部材の別の
例を示す模式図である。

【図７】本実施の形態により分離される複合部材の別の
例を示す模式図である。

【図８】本実施の形態による複合部材の分離方法を利用
した貼り合わせ部材の作製方法を説明する模式図であ
る。

【図９】本実施の形態による複合部材の分離方法を利用
した貼り合わせ部材の作製方法を説明する模式図であ
る。

【図１０】本発明に用いられる分離装置の模式的断面図
である。

【図１１】本発明に用いられる分離装置の模式的斜視図
である。

【図１２】本発明に用いられる別の分離装置の模式的側
面図である。

【図１３】本発明に用いられる別の分離装置の模式的側
面図である。

【図１４】本発明に用いられる分離装置の別の例を示す
模式的側面図である。

【図１５】（ａ）は本発明に用いられる分離装置の模式
的側面図、（ｂ）は他の方向からの側面図である。

【図１６】本発明に用いられる別の分離装置を示す模式
的側面図である。

【図１７】本発明に用いられる流体の吹き付け方法の例
を示す模式図である。

【図１８】本発明に用いられる流体の吹き付け方法の例
を示す模式図である。

【図１９】本発明に用いられる流体の吹き付け方法の別
の例を示す模式的側面図である。

【図２０】従来の複合部材の分離方法を説明する為の模
式図である。

【符号の説明】

１第１の部材２第２の部材３分離領域５層領域７流体８ノズル（噴射手段）１１，１２部材１３亀裂１７固体の粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の部材が互いに接合された複合部材
に、固体の粒子を含む流体を吹き付けることにより、複
数の部材に分離することを特徴とする複合部材の分離方
法。
【請求項２】前記複数の部材の内の少なくとも一つ
は、その内部に分離領域を有し、この分離領域に前記流
体を吹き付ける請求項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項３】前記複合部材の側面には、前記流体を受
けて前記複数の部材の間隙を押し拡げる力を生ずるよう
な、凹部が形成されている請求項１に記載の複合部材の
分離方法。
【請求項４】前記分離領域は、前記複合部材の接合さ
れた箇所よりも機械的強度が脆弱である請求項２に記載
の複合部材の分離方法。
【請求項５】前記分離領域は、多孔質層からなる請求
項２に記載の複合部材の分離方法。
【請求項６】前記分離領域は、イオン打ち込みにより
形成された微少気泡を得ることのできる層である請求項
２に記載の複合部材の分離方法。
【請求項７】前記固体の粒子は、常温で液体又は気体
となる材料からなる請求項１に記載の複合部材の分離方
法。
【請求項８】前記固体の粒子は、常温で固体の粒子か
らなる請求項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項９】前記流体は、高圧の水流である請求項１
に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１０】前記複合部材と前記流体を噴射する噴
射手段とを相対的に移動させて前記流体を走査する請求
項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１１】前記複合部材を固定し、前記流体を噴
射する噴射手段を走査して前記流体を走査する請求項１
０に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１２】保持された前記複合部材の接合された
箇所に沿って前記流体を噴射する噴射手段を水平移動さ
せる請求項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１３】前記流体を噴射する噴射手段を支点を
中心に扇状に走査する請求項１に記載の複合部材の分離
方法。
【請求項１４】前記複合部材を中心として前記複合部
材の周囲を前記流体を噴射する噴射手段を回転させる請
求項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１５】前記流体を複数の噴射手段から噴射す
る請求項１に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１６】前記流体を噴射する噴射手段を固定し
て前記複合部材を移動する請求項１０に記載の複合部材
の分離方法。
【請求項１７】前記複合部材を回転させる請求項１６
に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１８】前記複合部材の回転中心に前記噴射手
段を向ける請求項１７に記載の複合部材の分離方法。
【請求項１９】前記複合部材を回転可能に保持する請
求項１７に記載の複合部材の分離方法。
【請求項２０】前記固体の粒子を含む流体を前記複合
部材に吹き付けた後に、固体の粒子を含まない流体を前
記複合部材に吹き付ける工程を含む請求項１記載の複合
部材の分離方法。
【請求項２１】前記固体の粒子は、常温で固体となる
材料からなる請求項２０に記載の複合部材の分離方法。
【請求項２２】第１の基板と第２の基板とを貼り合わ
せて分離領域を有する複合部材を形成する工程、前記複
合部材を前記分離領域において分離する分離工程、を含
む貼り合わせ部材の製造方法において、前記分離工程は、前記複合部材の側面に固体の粒子を含
む流体を吹き付ける工程を含むことを特徴とする貼り合
わせ部材の製造方法。
【請求項２３】前記第１の基板は、前記分離領域とな
る多孔質層と該多孔質層の上に形成された非多孔質層と
を有する請求項２２記載の貼り合わせ部材の製造方法。
【請求項２４】半導体基板の表面を多孔質化し、その
上に非多孔質半導体層をエピタキシャル成長させて前記
第１の基板を形成する請求項２２記載の貼り合わせ部材
の製造方法。
【請求項２５】前記第１の基板は、前記分離領域とな
るイオン打ち込み層を内部に有する請求項２２記載の貼
り合わせ部材の製造方法。
【請求項２６】半導体基板にイオン打ち込みを行った
後、前記第２の基板と貼り合わせる請求項２２記載の貼
り合わせ部材の製造方法。
【請求項２７】半導体基板にプラズマイオン打ち込み
を行った後、室温にて前記第２の基板と貼り合わせる請
求項２２記載の貼り合わせ部材の製造方法。
【請求項２８】前記複合部材の側面には凹部が形成さ
れている請求項２２記載の貼り合わせ部材の製造方法。
【請求項２９】前記固体の粒子は、常温で液体又は気
体となる材料からなる請求項２２記載の貼り合わせ部材
の製造方法。
【請求項３０】前記固体の粒子は、氷又は樹脂である
請求項２２記載の貼り合わせ部材の製造方法。
【請求項３１】分離されて得られた前記貼り合わせ部
材の表面を平滑化する工程を含む請求項２２記載の貼り
合わせ部材の製造方法。
【請求項３２】前記固体の粒子を含む液体を前記複合
部材に吹き付けた後に、固体の粒子を含まない流体を前
記複合部材に吹き付ける工程を含む請求項２２記載の貼
り合わせ部材の製造方法。