JP2011155261A - 構造体をアニールするためのアニール方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は少なくとも１つのウェハを備える構造体をアニールする方法に関する。
【解決手段】アニール方法は、構造体の露出した表面の少なくとも一部上に酸化物層（３１０）を形成するように酸化性雰囲気中で構造体をアニールする第１のステップであって、構造体は第１の位置にてホルダ（３１２）と接触する、ステップを含む。方法はさらに、第１のアニーリングステップ時の構造体とホルダの間の１つまたは複数の接触領域（３１４）が露出される第２の位置に、ホルダ上の構造体の位置を変えるステップと、構造体を第２の位置にて酸化性雰囲気中でアニールする第２のアニーリングステップとを含む。
【選択図】図３Ｃ

Description

本発明は、酸化性雰囲気中のアニーリングの分野、特に、ＢＳＯＩ（接合シリコンオンインシュレータ（ｂｏｎｄｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ））構造体など、少なくとも１つの層を支持基板上に転写することによって得られる多層半導体構造体または基板（多層半導体ウェハとも呼ばれる）の製作時に用いられる酸化性雰囲気中のアニーリングの分野に関する。

多層構造を製作する既知の方法の一例について、図１Ａから１Ｆを参照して説明する。

図１Ａおよび１Ｂに示されるように、複合構造１００は、たとえばシリコンからなる第１のウェハ１０１と第２のウェハ１０２を組み立てることによって形成される。第１および第２のウェハ１０１および１０２は、ここでは同じ直径を有する。しかしこれらは異なる直径を有し得る。

特にＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）構造を製作する場合は、一方または両方のウェハ１０１および１０２上に、それらを接触させる前に追加の酸化物層（図示せず）を形成することができる。

第１のウェハ１０１は、面取りされた縁部、すなわち上部面取り部１０４および下部面取り部１０５を含む縁部を有する。

これらの面取り部の役割は、ウェハの取り扱いを容易にし、これらの縁部が鋭い場合に起こり得る縁部の剥離発生を防止することであり、このような剥離はウェハの表面上の粒子状汚染の発生源となる。

ここで述べる例では、ウェハ組立体は、当業者には良く知られている直接接合（分子接着）技法を用いて製造される。

接合ステップが完了した後に複合構造１００は、安定化アニールを受け、このアニールの目的は、第１のウェハ１０１と第２のウェハ１０２の間の接合を強化し、これら２つのウェハを保護酸化物層で覆うことである。

この目的のために、複合構造１００の露出した表面全体上に酸化物層１１０を形成するように、酸化性雰囲気中で安定化アニールが実行される（図１Ｃ）。それにより酸化物層１００は、特に後続の処理操作時に、複合構造を化学エッチングから保護する保護層を形成する。

次いで構造体１００はトリミングされ、このトリミングは主に、面取り部１０５を含む層１０６の環状部分を除去することからなる（図１Ｄおよび１Ｅ）。

このようなトリミングは、面取り部１０５の存在が第１および第２のウェハのこれらの周辺部での間の良好な接触を妨げるので必要となる。したがって転写層が第２のウェハに弱く接合されたまたは全く接合されない周辺領域が存在する。この転写層の周辺領域は、制御不能な状態で破損し易く、望ましくない破片または粒子により構造体を汚染し易いので、除去しなければならない。

専ら機械的な作用によるまたは専ら機械加工による第１のトリミングステップ（図１Ｄ）と、これに続く、第１のウェハの残りの厚さをトリミングするために少なくとも部分的に非機械的な第２のトリミングステップ（図１Ｅ）とを実行する、複合トリミングと呼ばれるトリミングが用いられることが望ましい。この第２のトリミングステップは一般に、（１つまたは複数の）ウェハ１０１および／または１０２上に形成された酸化物層に関して選択的な化学トリミングに対応する。複合トリミングは特に、転写層と第２のウェハの間の接合界面と、転写層自体の両方で剥がれを防止する。

ここで想定される例では化学トリミングステップは、化学エッチングを行うことでありウェットエッチングとも呼ばれる。化学エッチング溶液は、エッチングされるべき材料に応じて選択される。この例では、当業者には良く知られているエッチング溶液ＴＭＡＨまたはＫＯＨが用いられ、これらの溶液は、特にシリコンをエッチングする。

次いで第１のウェハ１０１は、転写層１０６が所定の厚さｅを有するように薄くされる（図１Ｆ）。この厚さｅは、たとえば約１０μｍに達し得る。

トリミング操作の前の複合構造１００の酸化（図１Ｃ）は、化学トリミングステップの間に、第２のウェハ１０２がＴＭＡＨ溶液によって化学的にエッチングされるのを防止する。酸化物層１１０はまた、第１のウェハ１０１が薄くされる前に第１のウェハ１０１の表面をトリミング化学エッチングから保護する。

しかし本出願人は、化学トリミングステップの後に得られた複合構造の縁部に、欠陥の出現を観察した。

より具体的には観察された欠陥は、複合構造の第２のウェハの縁部（または縁面）の上に分布した欠けである。

これらの欠けは、たとえば第２のウェハから生じる剥離の発生源となる場合があり、これらの剥離は第１のウェハの露出した表面を汚染し易いので、製造業者にとっては望ましくない。より一般には、これらの欠陥は最適化されていない製作プロセスの証拠となり、結果としてこのように製造された多層構造は余り好ましくない。これらの欠陥はさらに、欠陥のあるこれらの複合構造に対する追加の技術ステップ時（たとえば、第１のウェハの露出した表面上のマイクロ構成要素を製作している間）に様々な問題を引き起こし得る。

したがって、これらの構造体を製作する方法が化学エッチングを実施する１つまたは複数のステップを含むときにも、このような欠陥のない複合構造を製造することが必要である。このような化学エッチングは特に、ただしそれに限らず、第１のウェハに対するトリミングまたは薄くする操作時に生じ得る。

特許文献１の文書（Ｄ１）は、層を転写するために劈開技法を用いるＳＯＩ基板を製作する方法に関する。連続するアニールの間に多くの処理ステップ（接合、熱処理、剥離、エッチング、酸化）が実行され、結果としてＤ１における各アニールを受けるのは同じ構造体ではない。この文書は、製作プロセスでの異なる時点での局所的な酸化を開示している。

米国特許出願第２００９／１７０２８７号明細書

この目的のために本発明は、少なくとも１つのウェハを備える構造体をアニールする方法を提供し、アニール方法は、構造体の露出した表面の少なくとも一部分上に酸化物層を形成するように酸化性雰囲気中で構造体をアニールする第１のステップであって、構造体は第１の位置にてホルダと接触する、ステップ
を含み、
−第１のアニーリングステップの間の構造体とホルダの間の１つまたは複数の接触領域が露出される第２の位置に、ホルダ上の構造体の位置を変えるステップと、
−酸化された構造体を、第２の位置にて酸化性雰囲気中でアニールする第２のアニーリングステップと
をさらに含むことを特徴とする。

本発明のアニール方法は、特に多層構造に適用可能である。上記のように「多層構造」という表現は、たとえばＢＳＯＩ構造など、少なくとも第１のウェハを第２のウェハ（または支持基板）上に転写することによって製造される構造体を意味すると理解される。

本発明のアニール方法はまた、後に場合によっては１つまたは複数の他のウェハと共に組み立てられる、単一のウェハにも適用可能である。

本発明による方法は、第１のアニーリングステップの間にホルダと接触する構造体の１つまたは複数の領域上に酸化物層を成長させることを可能にする。このようにして本発明によるアニール方法を受ける１つまたは複数の基板の露出した表面全体上に、一様な酸化物層が形成される。

この酸化物層は、構造体に対して実行され得る後続の化学エッチングから構造体を保護する。

たとえばこの酸化物層は、構造体の全体または一部に対する薄くする操作またはトリミング操作の間に実施され得る化学エッチングから構造体を有効に保護する。

このようにして形成された酸化物層はまた、構造体の全体または一部を化学処理する操作時に実施される化学エッチングから構造体を保護する。

したがってこのアニール方法は化学エッチングの間に、構造体上の、特にその縁部上の欠けの形成を防止する。

ホルダは、たとえば所定の位置に構造体を保持することを可能にする複数の保持要素とすることができる。

さらに位置を変えるステップは、構造体をホルダに対して所定の角度だけ回転するステップを含むことができ、それにより第１のアニーリングステップの間に支持体と接触した構造体のすべての領域は、位置を変えるステップの後はもはやホルダと接触しない。

このようにして、第１のアニーリングステップの間にホルダと接触した構造体のすべての領域上に酸化物層を成長させることが可能となる。この酸化物層は、後続して実施され得る化学エッチングから構造体全体を保護するという点で有利である。それにより、後に化学エッチングが実施されるときに、構造体の表面上の欠けの形成を防止することが可能となる。

位置を変えるステップの間に構造体が回転される角度は、たとえば４０°と９０°の間とすることができる。

本発明はまた、第１のウェハを第２のウェハに接合するステップを含むヘテロ構造を製作する第１の方法であって、上述の実施形態の１つに定義されたアニール方法によりヘテロ構造をアニールするステップをさらに含むことを特徴とする方法に関する。

ヘテロ構造を製作する第１の方法は、第１のウェハと第２のウェハを備えるヘテロ構造を、化学トリミングステップの間に第２のウェハ上に欠けが形成されずに製造することを可能にする。

特に、この方法は、第２のウェハの縁部上の欠けの形成を防止する。

ヘテロ構造に対して実行されるアニールは、第１のアニーリングステップの間にホルダと接触した第２のウェハのすべての領域が、位置を変えるステップの後にはもはやホルダと接触しないように実行されるのが好ましい。このようにして第２のウェハの外側表面全体の上に保護酸化物層が形成され、この酸化物層は後続して実施され得る化学エッチングから第２のウェハを保護する。

さらに、ヘテロ構造がアニールされた後に、
−第１のウェハを薄くするための薄くするステップ、および
−第１のウェハをトリミングするための化学トリミングステップ
のうちの少なくとも１つを実行することができる。

「化学トリミング」という表現は、ここでは少なくとも１つの化学エッチングを実施するトリミング操作を意味すると理解される。

本発明はさらに、第１のウェハを第２のウェハに接合するステップを含むヘテロ構造を製作する第２の方法であって、接合ステップの前に、上述の実施形態の１つに定義されたアニール方法により、第２のウェハをアニールするステップをさらに含むことを特徴とする方法に関する。

このヘテロ構造を製作する方法は、第２のウェハの表面上に酸化物層が形成されることを可能にし、この層は第２のウェハを化学エッチングから有効に保護する。

第２の方法はさらに、接合ステップの前に、第１のウェハ内に少なくとも１つのマイクロ構成要素を形成するステップを含むことができる。

この方法は、第１のウェハが第１および第２のアニーリングステップを受けないので有利である。このようにして、第１のウェハ内に前もって形成された構成要素は、第１および第２のアニーリングステップ時に損傷されない。

ヘテロ構造を製作する第２の方法はさらに、ヘテロ構造の接合界面を安定化または強化するためのアニーリングステップを含むことができる。

この接合界面を安定化または強化するためのアニーリングステップにより、第１および第２のウェハの間の接合を強化することが可能となる。

さらに、この接合界面を安定化または強化するためのアニールの後に、
−第１のウェハを薄くするための薄くするステップ、および
−第１のウェハをトリミングするための化学トリミングステップ
のうちの少なくとも１つを実行することができる。

したがって第２のウェハ上に形成された酸化物層は、特に後続の薄くするステップおよび／または化学トリミングステップ時に実施される化学エッチングからの保護として役立つ。

本発明の他の特徴および利点は、例示的実施形態を示す添付の図面を参照して以下に述べられる説明からより明らかになるであろう。

従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 従来技術から知られている安定化アニール方法の概略図である。 ヘテロ構造の製作プロセス時に、ヘテロ構造の縁部上に欠けを形成する機構を概略的に示す図である。 ヘテロ構造の製作プロセス時に、ヘテロ構造の縁部上に欠けを形成する機構を概略的に示す図である。 ヘテロ構造の製作プロセス時に、ヘテロ構造の縁部上に欠けを形成する機構を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第１の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第１の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第１の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第１の方法を概略的に示す図である。 図３Ａから図３Ｄに示されるヘテロ構造を製作する第１の方法のステップを、フローチャートの形で示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第２の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第２の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第２の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第２の方法を概略的に示す図である。 本発明による、ヘテロ構造を製作する第２の方法を概略的に示す図である。 図５Ａから図５Ｅに示されるヘテロ構造を製作する第２の方法のステップを、フローチャートの形で示す図である。

本発明は一般に、少なくとも１つのウェハを備える構造体に対していくつかのステップにて実行されるアニールに適用可能である。

構造体を構成する１つまたは複数のウェハは、一般に円形の外形を有し様々な直径、特に１００ｍｍ、２００ｍｍ、および３００ｍｍの直径を有し得る。しかしウェハは任意の形状、たとえば矩形でもよい。

複合構造またはヘテロ構造は、第１のウェハを、第１のウェハに対する支持基板として働く第２のウェハに接合することによって製作される。

上記のように本出願人は、先に構造体が酸化性雰囲気中の標準の安定化アニールを受けた場合に、化学相を実施するトリミングまたは薄くする操作時の化学エッチングなどの化学エッチングを受けた複合構造の縁部上に欠けの出現を認めた。これらの欠けは、特に複合構造の第２のウェハの縁部上に観察された。

これらの欠けについての詳細な検討により、これらの欠陥を形成する機構を実証し、それらの形成を防止する方法を開発することが可能となった。

次に、これらの欠陥を生じる機構について、図２Ａから２Ｃを参照して説明する。

図２Ａは、図１Ｂで述べたものと同様な例示の複合構造、すなわち第１のウェハ２０１と第２のウェハ２０２を組み立てることによって形成される複合構造２００を示す。

２つのウェハ２０１と２０２の少なくとも１つは、接合する前に酸化されていることが好ましい。この酸化は特に、接合が完了した後に、２つのウェハの中間に酸化物層が存在することを可能にする。ここで述べる実施例では、第１のウェハ２０１は接合する前に、第１のウェハの表面全体の上に酸化物層（諸図には示さず）を形成するように酸化される。

ここで述べる実施例では２つのウェハはシリコンからなり、ウェハは当業者には良く知られている直接接合の技法を用いて組み立てられる。しかし、たとえば陽極接合、金属接合、または接着接合などの他の接合技法を用いることもできる。

留意点として直接接合の原理は、２つの表面間の直接接触に基づいており、すなわち特定の材料（接着剤、ワックス、蝋材など）は用いられないことである。このような操作を実行するためには接合面が十分に平滑であり粒子および汚染がなく、かつ接触が開始されるように面は十分近接して置かれる必要があり、通常は数ナノメートル未満の距離が必要である。この場合には２つの面間の引力は、直接接合すなわち接合されるべき２つの面の原子または分子間のファンデルワールス力によって誘起される接合が発生するのに十分強くなる。

さらに第１のウェハ２０１は面取りされた縁部、すなわち上部面取り部２０４と下部面取り部２０５とを備える縁部を有する。図２Ａではウェハは、丸い面取り部を有する。しかしウェハは、斜面など、様々な形の面取り部または縁部丸み付けを有することができる。

図２Ｂは、第１のウェハ２０１の側から見た複合構造２００を概略的に示す。第１のウェハ２０１の縁部に示される基準位置「Ａ」は、たとえば平坦部または刻み目に対応する。

複合構造２００は、酸化性雰囲気中の標準のアニールを続けるために、ホルダ２１２（ボートと呼ばれることもある）上に置かれる。アニールはここでは、第１のウェハ２０１と第２のウェハ２０２の間の接合を強化し、保護酸化物層を形成することを目的とする安定化アニールである。

この実施例では、ホルダ２１２は、複合構造２００を所定の位置に保持するように構成された４つの保持要素２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ、および２１２Ｄを備える。保持要素は、複合構造２００の縁部（または縁面）と接触し、より具体的には第２のウェハ２０２の縁部（または縁面）と接触する。保持要素と接触する第２のウェハ２０２の縁部部分は、それぞれ接触領域２１３Ａ、２１３Ｂ、２１３Ｃ、および２１３Ｄによって参照される（かつまとめて接触領域２１３として示される）。

複合構造２００およびそのホルダ２１２は、アニールを実行するように設計された炉または他の任意の機器（諸図には示さず）内に置かれる。安定化アニールは複合構造２００に対して、たとえば９００℃と１２００℃の間、典型的には１１００℃の温度Ｔ１にて２時間実行される。

このアニールは、第１のウェハ２０１および第２のウェハ２０２の露出した表面上に酸化物層を形成する。

次に、図１Ｄおよび１Ｅを参照して述べたように、第１のウェハ２０１に対して複合トリミングステップが実行される。ここで述べる例では複合トリミングは、第１の部分的な、砥石車または研削刃を用いた機械トリミングステップと、それに続く第１のウェハをエッチングするためのＴＭＡＨエッチング溶液を用いた選択的化学エッチングステップとを含む。

このトリミング操作は、第２のウェハ２０２を損傷せずに、第１のウェハ２０１の縁部での余分な部分を除去することを可能にする。２つのウェハの中間の酸化物層（図示せず）が化学エッチングに対するストップ層として働くので、第２のウェハ２０２を保存することが可能である。したがって化学エッチングは、２つのウェハの間の接合界面にある酸化物層上の第１のウェハ２０１の周辺部で停止される。

トリミングが完了した後に第１のウェハ２０１は、所定の厚さｅ、たとえば約１０μｍを有する転写層２０６を形成するように薄くすることができる。

薄くするステップは、砥石車または第１のウェハの材料を機械的に摩滅させる（または研削する）ことができる任意の他の工具を用いて実行される。

図２Ｃは、安定化アニール、複合トリミング、および薄くするステップが実行された後の構造体２００を概略的に示す。

本出願人は、ＴＭＡＨ化学エッチングの後に、第２のウェハ２０２の縁部上に欠け２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、および２１４Ｄ（まとめて２１４として参照）の出現を認めた。第２のウェハ２０２の縁部に沿ったこれらの欠陥の分布は、上述の接触領域２１３の位置に対応する。

実際、複合構造２００の安定化アニール時に酸化物層（本例ではＳｉＯ_２）は、接触領域２１３以外の複合構造２００のすべての露出した表面上に形成される。これは安定化アニール時に、保持要素２１２Ａから２１２Ｄが第２のウェハ２０２の縁部を局所的にマスクし、それにより接触領域が酸化物層に覆われなくなるためである。

このマスク効果に加えて別の影響、すなわち場合によっては接触点での構造体上に酸化物の劣化（ウェハの取り出しまたは他の移動時の剥離、引っかき傷など）が生じ得る。実際、保持要素２１２は、接合前の第１のウェハ２０１上（または任意選択で第２のウェハ２０２上）に形成された予備の酸化物層、および／または安定化アニール時に接触点２１３の近くに形成される酸化物層を局所的に損傷し得る。

第２のウェハ２０１の接触領域２１３は保護酸化物層がないので、これらの領域は薄くするステップおよび／または化学トリミングステップ時のＴＭＡＨ溶液の化学エッチング作用を直接受ける。そのときに接触領域２１３の化学エッチングは、欠け２１４を発生する。それにより欠け２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、および２１４Ｄは、第２のウェハ２０２上でそれぞれ接触領域２１３Ａ、２１３Ｂ、２１３Ｃ、および２１３Ｄの位置に観察されている。酸化物によって保護されない領域が大きいほど、ＴＭＡＨ溶液のエッチングの影響は大きくなる。

第２のウェハ２０２の縁面上に発生されたこれらの表面欠陥は、すでに上述した理由により有害である。

この目的のために本発明は、いくつかのステップにてアニールを実行し、２つの連続するアニーリングステップの間で支持体上の構造体の位置を変えて、これらの欠けが特に第２のウェハの縁面（または縁部）上に出現するのを防止することを提案する。

次に、本発明によるアニール方法およびヘテロ構造を製作する第１の方法の特定の一実施例について、図３Ａから３Ｄおよび図４を参照して説明する。

図３Ａに示されるように、上部面取り部３０４と下部面取り部３０５とを有する第１のウェハ３０１は最初に、やはり面取りされた縁部を有する第２のウェハ３０２に接合されて、複合構造３００を形成する（ステップＥ１）。

ここで述べる例では、第１および第２のウェハ３０１および３０２はシリコンからなる。しかしウェハは他の材料からなるものでもよい。

第１のウェハ３０１および／または第２のウェハ３０２はさらに、かつ好ましくは、たとえばＢＳＯＩ多層構造の製作との関連において、接合の前に酸化物層（諸図には示さず）で覆うことができる。

ここで述べる例では、ウェハは直接接合を用いて組み立てられる。しかし上記のように他のタイプの接合を想定することもできる。

図３Ｂは、第１のウェハ３０１の一方の側から見た複合構造３００を概略的に示す。第１のウェハ３０１の縁部に示される基準位置「Ｂ」は、たとえば平坦部または刻み目に対応する。

複合構造３００は、ホルダ３１２上に置かれる。したがってこの第１の位置ではホルダ３１２の４つの保持要素３１２Ａ、３１２Ｂ、３１２Ｃ、および３１２Ｄは、それぞれ第２のウェハ３０２の接触領域３１３Ａ、３１３Ｂ、３１３Ｃ、および３１３Ｄ（まとめて接触領域３１３として示される）と接触する。この実施例では接触領域３１３は、第２のウェハ３０２の縁部に沿って分布する。

しかし接触領域は、たとえば第２のウェハ３０２の裏面上にあると想定することもできる。

次いで複合構造３００およびそのホルダ３１２は、酸化（乾燥または湿式）雰囲気中で複合構造３００に対して第１のアニールが実行されるのを可能にする炉または他の任意の機器（諸図には示さず）内に置かれる（ステップＥ２）。

この実施例では第１のアニールは、１０００℃と１２００℃の間の温度Ｔ２にて実行される。この第１のアニールは、それにより第１のウェハ３０１と第２のウェハ３０２の間の接合を強化することが可能となるので、複合構造３００に対する安定化アニールとして役立つ。

この第１のアニールはさらに、酸化物層３１０が複合構造３００の外面上、特に第２のウェハ３０２の外面上に成長することを可能にする。ここで「第２のウェハの外面」という表現は、接合界面以外の第２のウェハの表面全体を意味すると理解される。

この酸化物層の主な目的は、第２のウェハ３０２の外面を後続の化学エッチングから、特に第１のウェハ３０１に対する薄くする操作および／または化学トリミング操作時に、保護することである。

ＢＳＯＩ多層構造を製作する方法の場合には、このようにして形成される酸化物層３１０の厚さは、たとえば約１μｍに達し得る。

第１のアニーリングステップＥ２が完了した後に、複合構造３００は炉から取り出される。そのときには酸化物層３１０は、第２のウェハ３０２の縁部に沿って分布する接触領域３１４以外は、複合構造３００の外面全体の上に存在する。

第１のウェハの縁部領域も、アニール時にホルダと接触し得ることに留意されたい。この場合は、これらの領域も第１のアニーリングステップＥ２の後に保護酸化物層をもたない。

図３Ｃに示されるように、次いでホルダ上の複合構造３００は、ホルダ３１２に対して所定の角度θ_１だけ回転させることによって位置が変えられる（ステップＥ３）。この回転は手動により、または適当な位置決め装置（たとえばアライナ）を用いて実行される。それにより複合構造３００は、第１の位置（図３Ｂ）に対して角度θ_１だけ角度的にオフセットされた第２の位置にてホルダ３１２上に位置決めされる。

回転が実行された後には、第２のウェハ３０２の接触領域３１４は、もはや保持要素３１２と接触しない。

したがって回転角θ_１は、用いられるホルダ３１２の幾何形状に応じて、より具体的には第２のウェハ３０２の縁部に沿った保持要素３１２Ａから３１２Ｄの配置に応じて選択される。

本発明の特定の一実施例では、回転角θ_１は４０°と９０°の間である。

ここで述べる実施例では図３Ｃで、複合構造３００は約４０°の回転角θ_１だけ回転される。

次いで複合構造３００およびホルダ３１２は、酸化（乾燥または湿式）雰囲気中で第２のアニーリングステップを続けるために、炉（または任意の他の適当な機器）内に戻される（ステップＥ４）。

この第２のアニールは、たとえば９００℃と１２００℃の間の温度Ｔ３にて実行される。

この第２のアニーリングステップＥ４は、第２のウェハ３０２のもとの（酸化されていない）接触領域３１４上に酸化物層が成長することを可能にする。このような酸化は、ホルダ３１２の保持要素はもはや接触領域３１４を酸化性雰囲気から保護しないので可能となる。

必要に応じてこの第２のアニーリングステップは、第１のアニーリングステップＥ２の間に支持体３１２と接触した第１のウェハ３０１の領域の表面が酸化されることも可能にする。

第１の安定化アニーリングステップ時に成長されたものほど厚く酸化物層を成長させる必要はないことに留意されたい。第２のアニーリングステップＥ４は、もとの接触領域３１４上に数百ナノメートルの厚さの層を形成するように構成することができる。

たとえばＢＳＯＩ多層構造を製作する方法との関連においては、第２のアニーリングステップＥ４は、温度Ｔ３＝９５０℃にて、もとの接触領域３１４上に厚さが約５００ｎｍの酸化物層を形成するように実行することができる。

第２のアニーリングステップＥ４の後では、そのときには複合構造３００の外面全体上、および特に第２のウェハ３０２の外面全体上（第２のウェハ３０２の縁部を含む）に酸化物層が存在する。

ここで述べる実施例では、方法は次いで複合トリミング（ステップＥ５）を続け、次いで第１のウェハの薄くするステップ（ステップＥ６）を続ける（図３Ｄ）。

複合トリミング操作（ステップＥ５）は、図１Ｄおよび１Ｅを参照して説明したように、機械的な第１のトリミングステップと、それに続く化学トリミングステップとを含む。

より具体的には機械トリミングステップは、第１のウェハ３０１から上側の面取りされた縁部３０４が除去されることを可能にする。機械トリミングが完了した後には、第１のウェハ２０１の周辺部に残る環状部分は、もはや酸化物によって保護されなくなる。次いで化学エッチング溶液を用いてこの残る環状部分の化学トリミングを続けることが可能となり、このステップは第１のウェハ３０１から下側の面取りされた縁部３０５が除去されることを可能にする。ここで述べる実施例では、第１のウェハのシリコンをエッチングするためにＴＭＡＨ溶液が用いられる。しかし他の化学エッチング溶液を想定することもでき、これらは特にトリミングされるべき第１のウェハの組成に応じて選択される。いくつかの場合には、当業者には良く知られているＫＯＨ溶液が用いられる。

酸化物層３１０は、化学トリミングステップ時に実施される化学エッチングから、および複合構造の製作時に（特に第１の薄くされたウェハの露出した表面上のマイクロ構成要素の製作時に）他の技術ステップで実施される化学エッチングから、第２のウェハ３０２全体を有効に保護する。

トリミング操作が実行された後に第１のウェハ３０１は、複合構造２００と同様にして薄くされる（ステップＥ６）。それにより所定の厚さを有する転写層３０６が、第２のウェハ３０２上に形成され、この厚さは場合によってはたとえば約１０μｍに達する（図３Ｄ）。この厚さは、面取りされた縁部から離れた、第１のウェハの上側と下側の間で測定される。

次に図５Ａから５Ｅおよび図６を参照して、本発明によるアニール方法およびヘテロ構造を製作する第２の方法の別の実施例について説明する。

図５Ａは、第１のウェハ５０１および第２のウェハ５０２を示す。第１のウェハ５０１は、第１のウェハ５０１の一方の側にマイクロ構成要素５０３をさらに備える点で、図３Ａで述べた第１のウェハ３０１と異なる。加えて第１のウェハ５０１は、好ましくは、たとえば酸化シリコンまたは窒化シリコンの埋め込み層、あるいはこれらの材料の多層積層体に対応する、埋め込み絶縁層（諸図には示さず）を備えるＳＯＩウェハである。

第２のウェハは、第２のウェハの一方の側の縁部上に基準位置「Ｃ」を備える。

「マイクロ構成要素」という表現は、ここでは第１のウェハのものとは異なる材料を用いて作られる任意の要素を意味すると理解される。これらのマイクロ構成要素は特に、電子構成要素または複数の電子マイクロ構成要素の全体または一部を形成する要素に対応する。これらはたとえば、能動または受動構成要素、簡単なコンタクトまたは相互接続部、さらには簡単な空洞とすることができる。

第１のウェハは特に、マイクロ構成要素の１つまたは複数の層を最終支持基板上に転写する必要がある３次元集積化の場合、さらにはたとえば裏面照射型撮像素子の製作での回路の転写の場合にマイクロ構成要素を備えることができる。もちろんこのようなマイクロ構成要素が存在するときは、これらは本発明による酸化熱処理に耐えることができなければならない。たとえば空洞がそのような場合である。

この第２の実施形態では本発明の方法によるアニールは、第２のウェハ５０２に対してのみ実行される。

したがってステップＥ１１、Ｅ１２、およびＥ１３は、第２のウェハ５０２のみが第１のアニールと、それに続く回転および第２のアニールを受けるという点で、それぞれステップＥ２、Ｅ３、およびＥ４と異なる。

より正確には、第２のウェハ５０２はホルダ上に置かれ（図５Ｂ）、上述のステップＥ２と同様にして第２のウェハ５０２に対して酸化性雰囲気中で第１のアニーリングステップＥ１１が実行される。この第１のアニールは、温度Ｔ４にて実行される。

図５Ｃに示すように、次いで第２のウェハ５０２は、上述のステップＥ３と同様にして、そのホルダに対して角度θ_２だけ回転される（ステップＥ１２）。

回転が実行された後に、上述のステップＥ４と同様にして、酸化性雰囲気中で第２のウェハ５０２に対して第２のアニーリングステップＥ１３が実行される。この第２のアニールは、温度Ｔ５にて実行される。

ステップＥ１１からＥ１３の後には、第２のウェハ５０２の表面全体の上に保護酸化物層５１０が存在する。この酸化物層は特に、第１のアニーリングステップＥ１１の間にホルダと接触した第２のウェハ５０２の領域を覆う（図５Ｄ）。

次に第１のウェハ５０１は、第２のウェハ５０２に接合され（ステップＥ１４）、それによりマイクロ構成要素５０３は、２つのウェハの間の接合界面に位置するようになる（図５Ｅ）。ウェハ５０１には、より適した接触面をもたらすように平滑化層（たとえば平坦化されたＳｉＯ_２）を設けることができる。

ここで述べる実施例では、組立ては直接接合を用いて実行される。しかし上記で説明したように、他の組立て技法を想定することもできる。

第２の実施形態は、第１のウェハ５０１のマイクロ構成要素５０３が、本発明の方法の第１および第２のアニールを受けないことを確実にする。これは、これらのアニール時に伴う高温はマイクロ構成要素５０３を不可逆的に損傷し易いからである。

この第２の実施形態では、したがって第１のウェハ５０１の外面上には保護酸化物層は存在しない。第１の実施形態はまた、第１のウェハ５０１と第２のウェハ５０２の間の接合界面に酸化物層が存在するという点で第２の実施形態と異なる。

接合が完了した後に、このようにして形成された複合構造５００は、第１のウェハ５０１と第２のウェハ５０２の間の接合を強化する目的を有する強化アニールを受ける（ステップＥ１５）。このアニールは、第１および第２のアニーリングステップＥ１１およびＥ１３での温度Ｔ４およびＴ５より低い温度Ｔ６にて実行される。温度Ｔ６は特に、第１のウェハ５０１のマイクロ構成要素５０３を損傷しないように選択される。これは４００℃と５００℃の間で３０分から４時間までのアニールとすることができる。

ここで述べる実施例では、次いで薄くするステップ（ステップＥ１６）が実行され、このステップは始めに機械的（研削）ステップと、それに続くウェハ５０１の埋め込み絶縁層に対して選択的な化学処理とを含む。次いで第１のウェハ５０１をトリミングするための任意選択のトリミングステップ（Ｅ１７）を実行することができる。

酸化物層５１０は、第２のウェハ５０２の表面全体が、特に薄くするステップおよび任意選択でトリミングステップ時に実施される化学エッチングから有効に保護されることを可能にする。

さらにいくつかの場合には、第１のアニール時にホルダと接触した第２のウェハおよび／または構造体のすべての領域が酸化されることを可能にするように、複合構造の位置を変える（回転する）２つ以上のステップを実行することが必要となり得る。このような場合となり得るのは、たとえば接触領域が第２のウェハおよび／または構造体の縁部のかなりの部分に相当するときである。

本発明のアニール方法の別の実施例によれば、ステップＥ２（またはＥ１１）に適合する第１のアニーリングステップが直ちに実行される。

次にＮ回（Ｎは２以上の整数）の回転ステップが実行され、各回転ステップには第２のアニーリングステップＥ４（またはＥ１３）と同様なアニーリングステップが続く。それぞれの第２のアニーリングステップは、まだ酸化されていない接触領域の少なくとも一部上に酸化物層を成長させるように構成される。

また本発明のアニール方法の位置を変えるステップは、たとえば並進運動など、ホルダに対して他の方向に構造体の位置を変えることを含むことも考えられ、これは場合によっては回転運動と組み合わされる。

Claims (9)

1. 少なくとも１つのウェハを備える構造体をアニールする方法であって、前記構造体の露出した表面の少なくとも一部上に酸化物層を形成するように酸化性雰囲気中で前記構造体をアニールする第１のステップであり、前記構造体は第１の位置にてホルダと接触する、ステップ
   を含む方法において、
   前記第１の位置における前記構造体と前記ホルダの間の１つまたは複数の接触領域が露出される第２の位置に、前記ホルダ上の前記構造体の位置を変えるステップと、
   前記酸化された構造体を、前記第２の位置にて酸化性雰囲気中でアニールする第２のアニーリングステップと
   をさらに含むことを特徴とするアニール方法。
2. 前記位置を変えるステップは、前記ホルダに対して所定の角度だけ前記構造体を回転するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のアニール方法。
3. 前記位置を変えるステップ時に前記構造体が回転される前記角度は、４０°と９０°の間であることを特徴とする請求項２に記載のアニール方法。
4. 第１のウェハを第２のウェハに接合するステップを含むヘテロ構造を製作する方法であって、請求項１から３のいずれか一項に記載のアニール方法により前記ヘテロ構造をアニールするステップをさらに含むことを特徴とするヘテロ構造を製作する方法。
5. 前記アニールの後に、
   前記第１のウェハを薄くするための薄くするステップ、および
   前記第１のウェハをトリミングするための化学トリミングステップ
   のうちの少なくとも１つが実行されることを特徴とする請求項４に記載のヘテロ構造を製作する方法。
6. 第１のウェハを第２のウェハに接合するステップを含むヘテロ構造を製作する方法であって、前記接合するステップの前に、請求項１から３のいずれか一項に記載のアニール方法により前記第２のウェハをアニールするステップをさらに含むことを特徴とするヘテロ構造を製作する方法。
7. 前記接合するステップの前に、前記第１のウェハ内に少なくとも１つのマイクロ構成要素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のヘテロ構造を製作する方法。
8. 前記ヘテロ構造を安定化するためのアニーリングステップをさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載のヘテロ構造を製作する方法。
9. 前記安定化アニールの後に、
   前記第１のウェハを薄くするための薄くするステップ、および
   前記第１のウェハをトリミングするための化学トリミングステップ
   のうちの少なくとも１つが実行されることを特徴とする請求項８に記載のヘテロ構造を製作する方法。

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