JP3031904B2

JP3031904B2 - 複合部材とその分離方法、及びそれを利用した半導体基体の製造方法

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Publication number: JP3031904B2
Application number: JP11039261A
Authority: JP
Inventors: 和明近江; 清文坂口; 一隆柳田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-04-10
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JPH11317509A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合部材とその分
離方法並びに半導体基体の製造方法に関し、特に、内部
に機械的強度が弱い脆弱構造部を有する複合部材とそれ
を分離する分離方法並びに半導体基体の製造方法に関す
る。本発明は、特に半導体基体の一種であるＳＯＩ（Se
miconductor on insulator）構造を有する基板（ＳＯＩ
基板）の製法に適している。

【０００２】

【従来の技術】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界効果トランジスタ
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 s
apphire ）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（separa
tion 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】特許第２６０８３５１号公報や米国特許第
５，３７１，０３７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を形成した第一の基板を、
第二の基板に貼り合わせ、その後、不要部分を除去する
ことにより、第二の基板に非多孔質単結晶層を移設する
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１０ｎｍ〜１０
μｍ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７−３０２８８
９号公報において、上記の第一の基板と第二の基板とを
貼り合わせた後に、第一の基板を破壊することなく第二
の基板から分離し、その後、分離した第一の基板の表面
を平滑にして再度多孔質層を形成することで、第一の基
板を再利用する技術を開示した。当該公報に開示された
方法の１例を、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を用いて説
明する。第１のＳｉ基板１００１の表面層を多孔質化し
て多孔質層１００２を形成したのち、その上に単結晶Ｓ
ｉ層１００３を形成し、この単結晶Ｓｉ層と第一のＳｉ
基体とは別の第２のＳｉ基板１００４の主面とを絶縁層
１００５を介して貼り合わせる（図１２（ａ））。この
後、多孔質層で貼り合わせたウェハを分割し（図１２
（ｂ））、第２のＳｉ基体側の表面に露出した多孔質Ｓ
ｉ層を選択的に除去することにより、ＳＯＩ基板を形成
する（図１２（ｃ））。第一のＳｉ基板１００１は、残
留した多孔質層１００２を除去して再利用することがで
きる。

【０００８】特開平７−３０２８８９号公報に開示され
た発明は、多孔質シリコン層の構造が、非多孔質シリコ
ンに比べて脆弱である点を利用して基板を分離するもの
であり、一度半導体基板の作製工程に使用した基板を再
度、半導体基板の作製工程に利用できるので半導体基板
の低コスト化を図るうえで非常に有用なものである。ま
た、この技術は、第一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。

【０００９】上記第一の基体（基板）と第二の基体（基
板）とを分離する方法としては、加圧、引っ張り、せん
断、楔挿入、熱処理、酸化、波動印加、ワイヤカットな
どの方法の他、本発明者らが特願平９−７５４９８号や
１９９８年３月２５日に米国に出願した出願番号０４
７，３２７号において提案した流体を分離領域に吹き付
けて分離する方法がある。この流体としては、気体及び
／又は液体が用いられ、特に水を主成分とする液体を用
いたウォータージェットなどが好ましく使用できる。こ
の方法は分離に際し、水が貼り合わせ面を切断する作用
だけでなく第一の基体と第二の基体との隙間に均等に入
り込んで、分離面全体に比較的均一な分離圧力をかける
ことが出来る。又、この方法は気体の場合のようにパー
ティクルをまき散らさずむしろ洗い流すことができる。
これら２点でくさび挿入により分離する方法よりも優れ
ている。特に分離領域の機械的強度を貼り合わせ箇所よ
り脆弱にしておくと、これに流体の流れを吹き付けるこ
とにより脆弱な部分のみが破断、破壊または除去され、
それ以外の強度が強い部分は破壊されずに残せるという
大きな利点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、貼り合
わされた複合部材をウォータージェットなどの流体を用
いて分離しようとして、流体を複合部材の側面、特に分
離領域側面付近に吹き付けた場合、分離領域の強度が強
いと、流体の流れが分離領域をなかなか破壊または切断
できない場合がある。この様な場合には流体の圧力を高
めることにより分離できるようになるが、圧力を高くし
すぎると貼り合わせ基体の側面から亀裂が内部へ進行し
ていく途中で、分離した基体の片方または両方が分離領
域に注入された流体の圧力のために割れることがある。
このため分離工程において歩留まり低下が起きることが
あった。これを避けるための一つの方法は、分離領域全
ての機械的強度をより一層弱くしてより脆弱な構造にし
ておくことであるが、弱くしすぎると複合部材作成工程
途中の加熱過程や洗浄過程、その他の基体の取り扱い中
に分離領域が壊れて貼り合わせに至らなかったり、分離
領域が崩壊してパーティクルが発生し汚染源になること
もある。

【００１１】また流体を使わず他の方法によって分離し
ようとする場合にも基本的には同様の問題が生じるた
め、分離工程における歩留まりが低下することがある。

【００１２】本発明の目的は、分離した基体を破損する
ことなく、複合部材を比較的容易に分離することができ
る複合部材とその分離方法を提供することにある。

【００１３】本発明の別の目的は、分離領域の機械的強
度を比較的強くでき、分離領域の意図しない崩壊を抑
え、パーティクルの発生を抑えた複合部材とその分離方
法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複合部材を分
離領域で複数の部材に分離する工程を含む複合部材の分
離方法において、分離領域の機械的強度が複合部材の表
面に沿った方向に不均一であることを特徴とする半導体
基体の製造方法により達成できる。

【００１５】特に前記分離領域の内の複合部材周辺部の
機械的強度が中央部よりも弱いことが好ましい。また同
時に前記分離領域は機械的強度が前記貼り合わせ箇所よ
りも弱いことが好ましい。

【００１６】この分離領域は陽極化成法によって形成さ
れた多孔質層や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などを用いることが出来る。Ｓ
ｉウェハなどの半導体基体や石英ウェハなどを上記第一
の基体や第二の基体として利用する場合、これらはオリ
エンテーションフラットやノッチを有してはいるがおお
むね円盤状であるからこれら第一の基体と第二の基体と
を互いに貼り合わせて成る前記複合部材も概略円盤状で
ある。この様な場合には前記分離領域の機械的強度が該
複合部材内の中心部で高く周辺部で低くなる不均一性を
もち、且つ円周方向にはおおむね均一である方が良好に
分離される。複合部材が方形の板状部材の場合は、その
角部又は一辺、或いは全周の機械的強度を弱くする。

【００１７】前記分離領域に、互いに多孔度の異なる部
分を形成することによって、機械的強度を不均一にする
ことが出来る。多孔度を大きくするほど機械的強度は弱
くなるので、多孔度を変化させることによって機械的強
度を変化させられる。より具体的には多孔度を中央部よ
りも周辺部で高くすることによってその周辺部での機械
的強度を弱くすることが出来る。

【００１８】前記分離領域はその厚さを変化させること
によっても機械的強度を不均一にすることが出来る。前
記分離領域の厚さを厚くするほど機械的強度は弱くなる
のでその厚さを変化させることによって機械的強度も変
化する。従って前記分離領域の多孔質層はその厚さを基
体の中央部よりも周辺部で大きくすることによってもそ
の周辺部での機械的強度を弱くすることが出来る。

【００１９】前記複合部材の分離工程より前の工程では
分離が起こらず、分離工程では確実に分離するのに、よ
り適した複合部材を得るためには、前記分離領域を機械
的強度の異なる複数の層から形成することがより好まし
い。特に上記複数の層からなる前記分離領域の中におい
て多孔度が高い層の厚さを非多孔質単結晶半導体層に隣
接する多孔度が低い層の厚さよりも薄くすることが好ま
しい。上記複数の層はその中のそれぞれの層の構造がそ
の界面において急峻に変化する必要は必ずしも無い。各
層の強度や構造は、隣り合う層同士の界面で連続的に変
化していたとしても、強度が分離領域全体にわたって均
一であるよりは分離し易くなる。

【００２０】前記機械的強度の異なる複数の層からなる
前記分離領域においては前記多孔度が高い層の多孔度が
基体の中央部付近よりも周辺部でより高いことがより好
ましい。

【００２１】前記機械的強度の異なる複数の層状の領域
からなる前記分離領域を形成する場合には、前記多孔度
が小さい第１層の厚さを基体の中央部よりも周辺部で大
きくすることにより、前記多孔度が大きい第２層の多孔
度を基体の中央部よりも周辺部で大きくすることが出来
る。

【００２２】本発明者らは、良質の多孔質層を形成すべ
く、陽極化成装置に各種改造を施す実験を行っていた。
その時、ある形態の陽極化成装置を用いて多孔質化処理
を施した複数のＳｉウェハの中に多孔度の面内分布をも
つＳｉウェハがあることを見い出した。

【００２３】また、多孔質層上に非多孔質の層を形成し
た試料を用意し、その非多孔質層を剥離する実験を行っ
ていたところ、多孔質層の多孔度が比較的低いものであ
っても、多孔度が比較的高いものより、より容易に剥離
できる試料があることがわかった。

【００２４】上記２つの知見を基に、後述する実施形態
のように多孔度が面内分布をもつ多孔質層において、比
較的高多孔度の層が破断又は崩壊すると、比較的低多孔
度の層も容易に破断し、それは多孔度の絶対値にそれ程
影響を受けない。

【００２５】即ち、分離を開始させやすい部材の周辺部
に相対的に高多孔度の層がある場合には、その多孔度の
絶対値にかかわらず分離が容易になることを見い出し、
本発明をなすに至ったのである。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１（ａ）〜図１（ｃ）は本発明
の一実施の形態による複合部材の断面図である。

【００２７】複合部材は、図１（ａ）に示すように、第
一の基体１と第二の基体２とが互いに貼り合わされて形
成されており、その内部には分離領域３が形成されてい
る。ここでは、第一の基体１は、その分離領域３上に形
成された層４を、第二の基体２の表面に接触させ貼り合
わされており、符号５に示すところに貼り合わせ界面が
ある。

【００２８】分離領域３は、機械的強度が比較的強い部
分３１と、弱い部分３２とを有しており、機械的強度が
弱い部分３２は複合部材の周辺部（分離領域の周辺部）
にある。

【００２９】この複合部材を分離する場合、相対的に機
械的強度の弱い部分３２が複合部材の周辺部に存在する
為、先にこの部分３２に亀裂又は崩壊が生じ、複合部材
は分離し易くなる。

【００３０】より詳しく説明するに、図１（ａ）は、厚
さが均一な分離領域３の周辺部に多孔度の高い多孔質体
からなる部分３２を形成し、中央部に多孔度の低い多孔
質体からなる部分３１を形成することにより局所的に機
械的強度の弱い部分３２を周辺部に設けている。図２
（ａ）は、この複合部材を上面からみた場合の機械的強
度の強い部分３１と弱い部分３２の位置を示している。
符号７は必要に応じて設けられるオリエンテーションフ
ラットである。

【００３１】また、機械的強度の弱い部分３２は、複合
部材の外周全てではなく、図２Ｂに示すように外周部の
一部であってもよい。機械的強度の強い部分３１の面積
を弱い部分３２の面積より充分大きくすることが望まし
い。

【００３２】図１（ｂ）は、均一な多孔度の多孔質体か
らなる分離領域３の厚さを不均一にすることで、周辺部
に機械的強度の弱い部分３２を形成したものである。こ
の場合も、分離領域３の平面においては、図２Ｂに示す
ように外周部の一部に局所的に形成されてもよい。

【００３３】図１（ｃ）は、イオン打ち込みにより、周
辺部にイオン注入量の多い部分を形成することで機械的
強度の弱い部分３２を形成したものである。この場合も
図２（ｂ）に示すように局所的にイオン注入量を多くし
て機械的強度の弱い部分３２を外周部の一部に形成する
こともできる。水素イオンや希ガスイオンを打ち込んで
所定の熱処理を行うと微少気泡が生じるので、高濃度に
イオン注入された部分を多孔度の高い多孔質体にするこ
ともできる。

【００３４】機械的強度の弱い部分３２は、多孔質体の
多孔度と厚さとを共に、他の部分より高く、厚くするこ
とで、局所的に形成してもよい。又、多孔質体からなる
分離領域に局所的にイオンを打ち込んで、イオン注入さ
れた部分の多孔質体を脆弱にして機械的強度を弱くして
もよい。

【００３５】即ち、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示した構
成の特徴部分を適宜組み合わせることも好ましいもので
ある。

【００３６】本発明に用いられる第一の基体１として
は、Ｓｉウェハの他に、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、Ｇａ
Ａｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等の板状の半導体
ウェハが好ましく用いられる。

【００３７】第二の基体２としては、第一の基体１と同
じ半導体ウェハの他に石英ガラスや樹脂シート等の絶縁
性基体や、ステンレス鋼等の金属性基体であってもよ
い。

【００３８】非多孔質の層としては、第一の基体の材料
と同じ半導体材料から選択された材料からなる単層又は
複数の層が好ましく用いられる。複合材料を分離してＳ
ＯＩ基板を作製する場合には、単結晶半導体層であるこ
とが望ましい。

【００３９】図１（ｃ）に示す層６としては、絶縁体又
は導電体等、層４と異なる材料で形成されたものが好ま
しく用いられる。

【００４０】そして、第一及び第二の基体を貼り合わせ
る場合には、間に絶縁層や接着剤の層を介在させること
も好ましいものである。

【００４１】図３（ａ）、図３（ｂ）は、複合部材の面
内における機械的強度の分布を相対的に示すグラフであ
る。

【００４２】実線１０７は複合部材の左外周端ＬＥ１か
ら中央Ｏに向かって及び複合部材の右外周端ＲＥ１から
中央Ｏに向かって、徐々に機械的強度が増加し、中央Ｏ
を含むある位置ＬＥ２から位置ＲＥ２までの部分が機械
的強度が最も強く一定となっている形態である。

【００４３】一点鎖線１０８は、外周部（外周端ＬＥ１
から位置ＬＥ２まで、及び外周端ＲＥ１から位置ＲＥ２
までの部分）と、中央部（位置ＬＥ２から位置ＲＥ２ま
で）との間で、断続的に機械的強度が遷移している形態
である。

【００４４】破線１０９は、外周端ＬＥ１，ＲＥ１から
中央Ｏに向けて連続的に機械的強度が増加している形態
であり、機械的強度は中央Ｏでのみ最大値をとる。

【００４５】本発明においては、複合部材の外周端から
中央に向かって、５ｍｍ内方の位置から分離領域の外周
端までの部分における機械的強度が、中央部における機
械的強度よりも局所的に弱くすることが好ましいもので
ある。図３（ａ）に対応させると、複合部材の外周端か
ら中央に向かって５ｍｍ内方の位置が、ＬＥ１からＬＥ
２の間及び／又はＲＥ２からＲＥ１の間になるように分
離領域を薄い層として形成することが望ましいのであ
る。

【００４６】更に、大口径の複合部材を外周端から中央
に向かって分離していく場合には、複合部材の中央部が
望むように分離できないことがある。この場合には、中
央に局所的に機械的強度の弱い部分を形成するとよい。

【００４７】図３（ｂ）は、そのような形態の一例を示
しており、機械的強度の高い部分は周辺部と中央との
間、即ちドーナツ状の部分Ｍである。

【００４８】分離領域として、多孔質層を用いる場合に
は、機械的強度が弱い周辺部の多孔度を２０％以上、よ
り好ましくは３５％以上とし、多孔度の上限を８０％以
下にするとよい。機械的強度が強い中央部の多孔度は、
周辺部より低ければよいのであるが、望ましくは、５％
以上３５％未満、より好ましくは５％以上２０％未満の
範囲内から、周辺部より低くなるように選択するとよ
い。

【００４９】多孔度の差は５％以上、より好ましくは１
０％以上あれば、周辺部と中央部に、複合部材を容易に
分離するに充分な機械的強度の差が得られる。

【００５０】また、図３（ｂ）の場合は、符号Ｍで示す
部分が機械的強度が強い部分となるので、分離領域を多
孔質体で作る場合には、この部分Ｍ即ち、機械的強度が
極大値をもつ部分の多孔度を、図３（ａ）の中央部と同
じく、５％以上３５％未満、より好ましくは５％以上２
０％未満と低くすればよい。

【００５１】図３（ｂ）における中央Ｏの多孔度は、部
分Ｍよりも高ければよく、その関係を満たすように２０
％〜８０％の範囲から適宜選択するとよい。

【００５２】ここで多孔質体の多孔度Ｐ（％）とは、多
孔質体の見かけの体積の中で孔が占める体積の割合を表
す。この多孔度は、前記第１の基体上に形成された多孔
質体の密度ｍと非多孔質体の密度Ｍを用いて次の式で表
される。

【００５３】Ｐ＝｛（Ｍ−ｍ）÷Ｍ｝×１００（％）（１）ここで、多孔質体の密度ｍとは、孔を含む多孔層体の見
かけの重量Ｇを、孔を含む多孔質体の見かけの体積Ｖで
除したものであり、ｍ＝Ｇ÷Ｖ（２）である。実際に、表面側の深さｄだけが多孔質体である
層構造になっている基体の多孔質層の多孔度Ｐを求める
には、多孔質層を形成する前の基体の重量Ａ、多孔質層
を形成後の前記基体の重量ａ、多孔質層を完全に除去し
た後の基体の重量Ｂを用いて次式から求めることが出来
る。

【００５４】Ｐ＝｛（Ａ−ａ）÷（Ａ−Ｂ）｝×１００（３）次に、複合部材の作製方法について述べる。

【００５５】まず、Ｓｉウェハのような第一の基体１を
用意し、その表面又は表面から所定の深さの箇所に分離
領域３を形成する。分離領域の形成法としては、陽極化
成等により第一の基体１の表面を多孔質化する方法及び
／又は水素イオンや希ガスイオンのような基体の構成元
素とは異なるイオンをイオン打ち込みすることにより第
一の基体１の表面から所定の深さの箇所に注入イオン濃
度が最大となるイオン打ち込み層を形成する方法があ
る。陽極化成の条件やイオン打ち込みの条件を後述手順
で制御することにより、機械的強度の弱い部分を周辺部
に作る。

【００５６】次に、必要に応じて分離領域３上に非多孔
質の層４を形成し、第２の基体に貼り合わせる。イオン
打ち込みを利用する場合には、第一の基体の表層がその
まま非多孔質の層４となる。多孔質化を利用する場合に
は、多孔質化された第一の基体１の表面上にスパッタリ
ングやＣＶＤにより層４を形成する。

【００５７】そして、非多孔質の層４をＳｉウェハのよ
うな第２の基体に直接或いは必要に応じて絶縁層６を介
して貼り合わせる。こうして、複合部材が出来上がる。

【００５８】この様な局所的に機械的強度の弱い多孔質
層を形成するための一つの方法は、陽極化成の電流密度
を面内で変化させることである。半導体基体の周辺部に
流入する化成電流密度を基体の周辺部において高くする
ことにより、前記多孔質層の基体の周辺部における厚さ
及び／又は多孔度を、基体の中央部より厚く、高くする
ことが出来る。上記のような電流密度分布を実現するた
めには、例えば、陽極化成の際、化成される基体の近傍
における陽極化成液中の、イオン電流が流れる断面積
を、化成する基体の面積よりも、大きくすることであ
る。これによって、基体周辺部に流入する化成電流の面
密度を基体中央に流入する化成電流の面密度よりも大き
くすればよい。具体的には使用する陽極化成漕を化成す
る基体よりも大きくして、基体の面積より広い断面積の
イオン電流を、基体で受けるようにすればよい。

【００５９】図４は陽極化成に用いられる装置を概念的
に示したものである。図４において、１０１は陽極化成
用のＤＣ電源、１０２はカソード電極、１０３はアノー
ド電極である。１０４，１０５は被処理基体１を保持す
る絶縁性の保持体であり、凹部にて基体１をかん合させ
ている。１０６は絶縁性の層底部である。

【００６０】ここで、電極１０２，１０３の面積は、基
体１の面積の１．２倍〜３．０倍、より好ましくは１．
３倍〜２．０倍程度である。

【００６１】この様にすると基体の外周端より外側から
流れてきたイオンが、基体に集められる際に、基体の周
辺部により多く流れ込み、その部分の多孔質層の厚さを
大きく、多孔度を高くすることが出来る。

【００６２】更には、複数段階の陽極化成を行い第１の
多孔質層の周辺部の厚さを中央部より厚くし、これによ
りその後に形成する第２の多孔質層の周辺部の多孔度
を、中央部の多孔度より高くすることが可能である。

【００６３】この様な流入電流の分布を、さらに精密に
制御する必要がある場合には、化成する基体近傍に基体
表面に流入するイオン電流分布を制御する電流ガイドを
設けて、イオン電流分布を制御することにより前記多孔
度の小さい層の厚さの分布を制御することが出来る。

【００６４】前記分離領域として前記イオン打ち込みに
より形成された微少気泡（microcavity）を得ることの
できる層を用いる場合には、イオン打ち込みの密度を高
くすることにより、上記微少気泡の大きさや密度、微少
気泡の分布する厚さなどを大きくすることが出来、これ
によりこの領域の機械的強度を小さく出来る。

【００６５】そこで基体周辺部のイオン注入量を基体中
央部より大きくすることにより基体周辺部の単位体積あ
たりの微少気泡密度を高め多孔度を基体中央部より高く
することが可能である。

【００６６】図５は、図４に示したような方法によって
得られる多孔質の多孔度の直径方向に関する面内分布を
示すグラフである。

【００６７】本グラフから、多孔度が高くなる程、機械
的強度は弱くなるので、図３（ａ）の実線１０７と比べ
て、この図５の実線２０７と点線２０９とは上下逆のパ
ターンになっている。

【００６８】基体の面積に対する電極１０２，１０３の
面積の比が十分大きいと実線２０７のようになり、基体
の面積に対する電極の面積の比が小さいと破線２０９の
ようになる傾向がある。こうして周辺部に高多孔度の多
孔質体を形成することができる。

【００６９】一方、図１（ａ）や図３（ａ）の一点鎖線
１１に示すような機械的強度分布の多孔質層を作る手法
について述べる。その第１の方法は次のとおり。基体１
の外周部にのみイオン注入用のマスクとなるホトレジス
トパターンを設け、中央部に硼素イオンを注入する。外
周部の硼素イオン濃度が局所的に低くなった基体に基体
とほぼ同じ面積の電極を用いた陽極化成を施し、外周部
が高多孔度で中央部が低多孔度の多孔質層を作る。

【００７０】第２の方法は次のとおり。基体の外周部を
除いて中央部をワックス等の耐陽極化成マスクで覆い、
高電流密度の条件下で一般的な陽極化成を行い外周部を
多孔質化する。

【００７１】次に、外周部をマスクして低電流密度の条
件下で一般的な陽極化成を行い中央部を多孔質化する。

【００７２】第３の方法は、一般的な陽極化成により均
一な多孔質層を形成した後、イオン打ち込みにより外周
部のみ、多孔度を高める方法もある。イオン注入量分布
を制御すれば、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すような強
度分布をもつ多孔質層を制御性良く形成できる。

【００７３】但し、製造コストの点ではこれらの方法よ
りは図４に示した方法の方が有利であろう。

【００７４】次に、図１（ｃ）に示した複合部材の作製
方法についてより具体的に述べる。

【００７５】Ｓｉウェハのような基体を酸化して絶縁膜
６を形成する。水素又は希ガスイオンを基体全面に所定
の加速電圧でイオン打ち込みする。外周部を除く中央部
をホトレジストマスクパターンで覆い、外周部に再び同
じ加速電圧でイオンを打ち込む。こうして、機械的強度
の弱い部分３２をもつ分離領域３が形成できる。

【００７６】マスクパターンを除去して、第二の基体２
に絶縁膜６を貼り合わせる。１回目のイオン打ち込みに
おけるドーズ量を２回目のイオン打ち込みにおけるドー
ズ量をそれぞれ１０¹⁵cm^-2〜１０¹⁷cm^-2として、機械的
強度が弱い部分の異種原子濃度を１０²⁰cm^-3〜１０²³cm
^-3にすればよい。

【００７７】次に、本発明に用いられる複合部材の分離
方法について説明する。一例として図１（ａ）に示した
複合部材を分離する形態について説明するに、図６
（ａ）に示すように、熱処理等により発生した内部応力
や、外力を利用して複合部材を分離する。分離領域３の
うち周辺部３２は機械的強度が局所的に弱い為に、ここ
が最初に崩壊したり、ここに最初に亀裂が生じる。図６
（ａ）は楔１１０を挿入して第一の基体１の周辺部を第
二の基体２から引き離す力１１１を加えて分離する様子
を示している。

【００７８】そして、複合部材は図６（ｂ）に示すよう
に２つに分割される。非多孔質の層４上に残留する分離
領域３の残留層３７が比較的厚い場合には、研磨やエッ
チングにより残留層を除去する。そして、必要に応じて
水素雰囲気中で熱処理（水素アニール）を行う。こうし
て、図６（ｃ）に示すように平滑な表面を有する層４を
備えた基体２が得られる。

【００７９】太陽電池の用途等の場合には、残留層を除
去しなくてもよい。

【００８０】本発明に使用可能な前記複合部材の分離方
法としては、特開平７−３０２８８９号に開示されてい
るような加圧、引っ張り、せん断、楔挿入、熱処理、波
動印加、ワイヤカットなどの種々の方法や、特願平９−
７５４９８号にて提案したような、貼り合わされた前記
第一の基体と第二の基体を前記分離領域の側面付近に流
体を吹き付けることにより、貼り合わせ界面とは異なる
分離領域において複数の部材に分離する方法が使用可能
である。

【００８１】本発明において分離を行うために用いる流
体の流れは加圧した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。噴射する流れをより高速、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ページなどに紹介されているよう
な流体ジェット法を使用することが出来る。本発明に使
用可能な流体ジェットは、高圧ポンプにより加圧された
１００〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ²の高圧の液体を０．１
〜０．５ｍｍ程度の直径の細いノズルから噴射すること
によって、セラミックス、金属、コンクリート、樹脂、
ゴム、木材などの切断（ただし、固い材料の時は水に研
磨剤を加える）、加工、表層の塗膜の除去、部材表面の
洗浄などを行うことができる。従来のウォータージェッ
トの使い方においては、上記のように材料の一部分を除
去することが主な効果であった。すなわち、ウォーター
ジェット切断は主部分のきりしろを除去すること、ま
た、塗膜の除去、部材表面の洗浄は不要な部分を除去す
ることであった。

【００８２】本発明の流体の流れの形成方法として、ウ
ォータージェットを用いる場合、前記分離領域の側面に
ウォータージェットを噴射することにより、複合部材を
分離することが可能である。この場合、先ず貼り合わせ
基体の側面に前記分離領域側面を露出させて、そこ及び
その周辺に、直接ウォータージェットを噴射する。する
とそれぞれの基体は、損傷を受けず機械強度が脆弱な分
離領域のみがウォータージェットにより除去されて二枚
の基体が分離される。また何らかの理由で前記分離領域
側面が予め露出しておらず、酸化膜のような薄い層でそ
の部分が覆われている場合でも、ウォータージェットで
まず分離領域を覆う層を除去した後、ウォータージェッ
トで分離できる。

【００８３】また、従来のウォータージェットでは利用
されていなかった効果ではあるが、複合部材の側面の凹
部にジェットを噴射することにより、貼り合わせウェハ
を構造が脆弱な前記分離領域を押し拡げて破壊して分離
することも出来る。この場合、分離領域の切断くずがほ
とんど発生しないし、分離領域が素材としてはジェット
そのものでは除去できないものであっても、研磨材を使
用することなく、また分離の表面にダメージを与えるこ
と無く分離することが可能である。

【００８４】この様に、この効果は切断とか研磨といっ
た効果ではなく、流体による図６（ａ）に示したものと
同じ一種の楔の効果と考えることも出来る。従って、こ
の効果は貼り合わせ基体の側面に凹部があってジェット
を噴射することにより、分離領域を引き剥す方向に、力
が掛かる場合には大いに効果が期待できる。この効果を
充分に発揮させようとするならば、複合部材の側面の形
状は凸型ではなく凹型である方が好ましい。

【００８５】図７は本発明に用いられる半導体基体の製
造方法に用いられるウォータージェット装置の一例を示
す概略斜視図である。図７において、符号１は２枚のＳ
ｉウェハを貼り合せ一体化した複合部材で、内部に分離
領域３が存在する。４０３，４０４は真空チャックによ
り複合部材１を吸着／固定する保持具で、互いに同一回
転軸上に存在する。更に保持具４０４は、ベアリング４
０８を介して支持台４０９と接続し、後尾でスピードコ
ントロールモータ４１０が直結して接続されていること
で、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４０９と
接続し、後尾で支持台４０９との間に圧縮バネ４１２を
介することで保持具４０３が複合部材１から離れる方向
ＹＡに力がかかっている。

【００８６】まず、複合部材１を位置決めピン４１３に
ならう様にセットし、保持具４０４に吸着／保持させ
る。保持具４０４は、複合部材１を位置決めピン４１３
にならわすことで、複合部材１中央部を保持することが
できる。次に、保持具４０３を複合部材１が、吸着／保
持するまでベアリング４１１にならって左方向に前進さ
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。このとき、圧縮バネ４１２による
力で、複合部材１から保持具４０３が離れない様、圧縮
バネ４１２の戻る力と、保持具４０３が複合部材１を吸
引する力はバランスを取っている。

【００８７】次に、ウォータージェットポンプ４１４か
らウォータージェットノズル４０２に水を送り込み、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を開いて複合部材１の側面にウ
ォータージェットノズル４０２から噴出した水（以下ウ
ォータージェット水）をあてる。この時、保持具４０４
を回転させることにより、複合部材１及び保持具４０３
を回転させる。ウォータージェット水は、複合部材１の
側面において、その厚さの中心近くにあてることで、複
合部材１を外周部から中心に向かって２体に押し広げ、
複合部材１内で比較的弱い分離領域を破壊し、最終的に
は２体に分離する。

【００８８】この時、上述した様に、複合部材１にウォ
ータージェット水は均等にかかり、また、保持具４０３
は、複合部材１を保持しながら、右方向に力が働いてい
るので、分離した後、分離した複合部材１同士が摺動し
ない機構になっている。

【００８９】また使用する流体として、水を使用せず、
アルコールなどの有機溶媒やフッ酸、硝酸などの酸、あ
るいは水酸化カリウムなどのアルカリその他の分離領域
を選択的にエッチングする作用のある液体なども使用可
能である。さらに流体として空気、窒素ガス、炭酸ガ
ス、希ガスなどの気体を用いても良い。分離領域に対し
てエッチング作用を持つガスやプラズマを用いることも
できる。使用する水は半導体基体の製造工程に導入する
複合部材の分離方法の為には、不純物金属やパーティク
ル等を極力除去した純水、超純水などの純度の高い水を
使用することが望ましい。又、完全低温プロセスである
ので純水以外の流体ジェットを用いても、分離後に洗浄
すれば、不純物やパーティクルは除去することも充分可
能である。

【００９０】この様な流体を吹き付ける方法を用いる場
合には、前記複合部材の分離領域付近に、液体の流れを
受けて分離領域を押し拡げる方向の力を生ずるような、
凹型にへこんだ形状を持たせておくことが好ましい。分
離領域を挟んで二枚の基体が貼り合わされてなる複合部
材を分離領域で分離しようとする場合には、それぞれの
基体のエッジを面取りしておくことによって容易にこの
様な構造を実現することが出来る。

【００９１】ウォータージェットの様な流体の流れによ
り、または加圧、引っ張り、せん断、楔挿入、熱処理、
波動印加、ワイヤカットその他の種々の方法を利用する
ことにより、複合部材にあらかじめ形成してある分離領
域に分離力を加えて二つに分離する場合、分離領域の機
械的に脆弱な部分が破壊されることにより分離が進行す
る。分離領域付近に流体の流れを噴射した場合にも機械
的強度が脆弱な分離領域を流体の流れが除去または破壊
していく。しかも流体の場合には基本的には分離領域が
除去されつつそれ以外の脆弱でない部分は破壊されずに
残るので、結果として分離後に利用する部分を傷つけず
に分離できるという利点がある。しかしながらいずれの
方法の場合にも、分離領域の強度が十分に弱くなってい
ないと分離領域を破壊できない場合がある。例えば所定
の圧力の流体の流れでは分離領域を破壊、または除去出
来ないことがある。

【００９２】これを解決するために、流体の圧力を高め
ると分離領域だけでなくそれ以外の部分まで破壊され、
例えば貼り合わせ基体の分離の場合に、板状の第一また
は第二の基体が割れることがある。これを防ぐために流
体の圧力を下げると分離が出来ないというジレンマが生
じる。

【００９３】上記の大部分の分離方法では、分離の初期
段階に複合部材の中に形成された分離領域の表面付近、
例えば円板状の貼り合わせ基体の周辺部に形成された部
分の分離領域に固体のくさびを押し込む必要がある。こ
のように分離は表面から進行させる必要がある場合が多
い。ところが表面に近い部分は分離が進行しない間は分
離力を加える面積が小さく、力の面積密度を高くせざる
を得ないという問題がある。これは分離した面に分離力
をかけることは出来るが、まだ分離していない面には分
離力をかけられないためである。分離が進行した段階で
は分離力を加えることの出来る面積が増えるので分離面
にかける分離力を大きくして分離し易くしてもその面密
度が低くなるため分離に伴う基体の破損（割れなど）を
防ぐことが容易になる。

【００９４】分離の初期において、分離を容易にするた
めには分離領域の多孔質層の多孔度を高める、多孔質層
の厚さを厚くする、あるいはイオン打ち込み量を増加す
ることによって、微少気泡の形成量を増やす、などの方
法により、機械強度を弱くすればよいが、強度が弱くな
り過ぎると、前記複合部材の形成工程の途中で分離工程
に達する前に分離領域が破壊されるという不都合が生じ
る。

【００９５】本発明者らが鋭意研究の結果、この様な不
都合を避けるためには、分離領域の機械強度を貼り合わ
せ面と平行な方向に変化させ、特に前記分離領域の貼り
合わせ基体表面に近い部分、例えば周辺部の機械強度を
基体中央部に比べて弱くすればよいことが判明した。

【００９６】分離の初期段階で分離した面の面積が小さ
く分離力を大きく出来ない段階では、分離領域の機械強
度を弱くして小さな力で分離が進行するようにする。基
体の周辺部付近の分離領域の機械強度を小さくすること
によりこれは可能である。基体の中央部では分離領域の
機械強度を周辺部よりも高くして工程途中での剥がれを
防ぐ。

【００９７】こうしておいても分離が中央部にさしかか
るときには分離した面積が広いので分離力の面密度を小
さくしても分離力全体は大きくなり分離を進行させるこ
とが出来るようになる。この様な効果は分離方法によら
ず発揮されるものであるが分離した面全体に比較的均一
に分離力をかけて基体の破損を防ぐためには上記流体の
流れを分離領域に噴射する方法が最も望ましい。

【００９８】分離を安定して行うための条件範囲を広く
して基体の破損無しに確実に分離を行うためには、図８
のように分離領域３が機械的強度の異なる複数の層状の
領域（２２，２３）から成る構造が好ましい。この様な
場合には基体の中央部に比べて周辺部での機械強度を小
さくすることが比較的容易に実現できる。分離領域が多
孔度の小さい層２３（これを便宜上多孔質層第一層と称
する。）と、大きい層２２（これを便宜上多孔質層第二
層と称する。）との積層構造になっている場合、多孔度
の小さい層２３をまず陽極化成法により形成し、しかる
後化成電流を大きくして多孔度の大きい層２２を同じく
陽極化成法により形成すればよい。

【００９９】本発明者らが鋭意研究したところによる
と、上記多孔質層第二層２２の多孔度は電流の大きさだ
けで決まっているのではなく、上記多孔質層第一層２３
の膜厚や多孔度にも依存していることが分かった。上記
多孔質層第二層２２の化成電流を等しく設定しても、上
記多孔質層第一層２３の膜厚が厚いか多孔度が低いと、
上記多孔質層第二層２２の多孔度が高くなる傾向があ
る。このため例えば上記多孔質層第一層２３の厚さを薄
くしていくと、上記多孔質層第二層２２の多孔度を高く
保つには、多孔質層第二層２２の化成電流をより高くす
る必要がある。この関係を示したものが図９である。

【０１００】もし多孔質層第二層の化成電流を一定に保
てば、多孔質層第一層の厚さが変わると多孔質層第二層
の多孔度が影響を受ける。この関係を示したのが図１０
である。図１０によれば、第一層膜厚（ミクロン）に対
する第二層の多孔度（％）の関係図であり、多孔質層第
一層を形成した後、これとは独立に多孔質層第二層を形
成できるのではなく、多孔質層第一層の特性が多孔質層
第二層の多孔度に影響を与えることは明らかである。こ
の様な現象の詳細なメカニズムは完全には解明できてい
ない。しかし後述するごとく、多孔質Ｓｉの形成には化
成液中のＦ^-イオンが必要とされており、孔の先端の孔
形成部でＦ^-イオンが消費されれば、多孔質Ｓｉの表面
側から孔内を通って、新たなＦ^-イオンが輸送されて孔
の先端に供給される必要がある。

【０１０１】この様な孔内のＦ^-イオンの電界または拡
散による輸送の実効的な易動度は、第一層の孔サイズや
孔の長さすなわち第一層の厚さに依存すると考えられ
る。すなわち陽極化成によって形成される多孔質層第一
層自身がその先の多孔質層形成に必要なイオンの輸送を
制限する。

【０１０２】したがって、形成された多孔質層第一層が
その先の多孔質層の形成に必要なＦ ^-イオン輸送の実効
的な易動度制限層として働く。化成電流が一定なら相当
の厚さまで多孔度が余り変わらずに化成が進行する。こ
れは一定の電流ではＦ^-イオンの消費と供給のバランス
で決まるあるサイズの孔が形成されるが、途中で電流を
増やすと、すでに形成済みの多孔質層の存在によりＦ^-
イオンの消費と供給のバランスが変わって孔のサイズが
大きく変化するためと考えられる。

【０１０３】第一層の厚さが増加して、その中を輸送さ
れるＦ^-イオンの実効的易動度が下れば、孔の先端での
Ｆ^-イオン濃度が低下し、孔の内の化成液中にイオン欠
乏層が広がることによって、化成液と孔内のＳｉ単結晶
表面との界面のポテンシャル障壁が低くなる部分が広が
り、そこでＳｉがエッチングされて孔のサイズが増加し
ている可能性がある。

【０１０４】実際、化成電流を単純に大きくしても、Ｓ
ｉ表面に易動度制限層が存在しなければ、多孔度は余り
増大せず、むしろ化成速度が増大してしまう。従って化
成電流の増大により、多孔度を大きく変化させようとす
る場合には、多孔度増大層と化成液との間に上記のよう
な何らかのＦ^-イオンの易動度制限層が必要である。そ
こでもし上記多孔質層第一層の厚さが、基体周辺で厚く
出来れば、その部分の多孔質層第二層の多孔度は、中央
部の第一層の厚さが薄い部分の第二層の多孔度よりも大
きくすることが出来、これにより基体周辺部の分離領域
の機械的強度を弱くすることが可能になる。

【０１０５】本発明はこの様に陽極化成のメカニズムを
巧みに利用し、前記機械的強度の異なる複数の層状の領
域からなる前記分離領域を形成する場合に、前記多孔度
が小さい層２３の厚さを基体の中央部よりも周辺部で大
きくすることにより、前記多孔度が大きい層２２の多孔
度を基体の中央部よりも周辺部で大きくすることが出来
る点にも大きな特徴がある。

【０１０６】そして、前述したとおり、図４に示すよう
な簡略的な装置を用いた陽極化成方法により、ウェハに
多孔質層を形成することができる。こうして多孔度の小
さい層の基体周辺部の厚さを基体中央部より厚くし、こ
れによりその後に形成する多孔度の大きな層の基体周辺
部の多孔度を、基体中央部の多孔度より大きくすること
が可能である。この様な流入電流の分布を、さらに精密
に制御する必要がある場合には、化成する基体近傍に基
体表面に流入するイオン電流分布を制御する電流ガイド
を設けて、イオン電流分布を制御することにより前記多
孔度の小さい層の厚さの分布を制御することが出来る。

【０１０７】また、第一の基体と第二の基体の複合部材
からウェハと薄膜半導体とを分離するためのウォーター
ジェット噴射装置については、上述の図７に示して説明
したとおりである。

【０１０８】次に、図８は、上述したように、本発明の
方法に使用することの出来る貼り合せ基体の構造の一例
を詳しく説明するための図である。この例では、分離領
域３は、図８に示すように、多孔度の低い多孔質第一層
２３と、これよりも多孔度が高く機械強度が弱い多孔質
第二層２２からなる二層構造になっている。本発明にお
いては、上記多孔質第二層２２は基体の周辺部付近での
多孔質を中央部よりも高くしたり、その厚さを厚くした
りすればよい。分離は貼り合わせ界面とは異なる位置に
ある多孔質第二層２２の中又はその界面に亀裂が生じ
る。多孔質第二層２２はその機械的強度が弱いので、第
一の基体２１と第二の基体２７が分離する方向に力が加
わると、多孔質第二層２２のみが破壊されて両者が分離
する。この時、多孔質第一層２３は、非多孔質の単結晶
Ｓｉからなる層４を形成する際に、結晶欠陥の発生を抑
えるために、また分離工程で層４に破壊が及ばないため
の保護層として必要である。もちろん多孔度をそれほど
高くしなければ多孔質第二層２２を形成することなく分
離を行うことも可能であるが、好ましくは多孔質第二層
２２を有していたほうが歩留まりがよい。

【０１０９】

【実施例】次に、各実施例により、本発明の内容をさら
に具体的に説明する。

【０１１０】［実施例１］本実施例では、６２５μｍの
厚みを持った比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型（あるいは
Ｎ型でもよい）の８インチ径の第１の（１００）単結晶
Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において陽極化成を行った。陽
極化成層の化成電極及び上記Ｓｉ単結晶基体と平行な面
の断面積を該Ｓｉ基体の面積の約２倍と成るように化成
漕を作成し、これを使用した。

【０１１１】陽極化成条件は以下のとおりである。

【０１１２】化成電流：２．６（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：
１時間：１１（分）このようにして化成した基体の多孔質層の中央部の厚さ
は約１２ミクロンで中央部の多孔度は約２０％、周辺部
の多孔質層の厚さは最大で約１９ミクロンで多孔度は３
０％であった。この様な条件で作成したものの周辺部の
孔の大きさは電子顕微鏡観察によって調べることが出
来、表面から深い部分では中央部に比べ明らかに大き
い。ただし多孔質層の表面付近では中央部も周辺部も孔
の大きさに顕著な差は見られない。このことは後の工程
で多孔質層状に欠陥の少ないＳｉの単結晶をエピタキシ
ャル成長させる上で非常に大切である。

【０１１３】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。フッ酸で洗浄を行い、次いで水素雰囲
気で９５０℃の熱処理を行った後、多孔質Ｓｉ上に以下
の条件のＣＶＤ法により単結晶Ｓｉを０．３μｍエピタ
キシャル成長した。

【０１１４】ソースガス：ＳｉＨ₄ キャリヤーガス：Ｈ₂ 温度：９００℃ 圧力：１×１０^-2Ｔｏｏｒ成長速度：３．３ｎｍ／ｓｅｃさらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に熱酸化により
１００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１１５】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意したＳｉ基板
の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０℃で５
分間の熱処理をし、貼り合わせをおこなった。複合部材
を図７に示した装置にセットし、水圧１０００ｋｇｆ／
ｃｍ²、直径０．１５ｍｍの条件でウォータージェット
噴射を行ったところ多孔質Ｓｉ層が破断し、ウェハは良
好に二分割され、２つのＳｉ基板が分離面に多孔質Ｓｉ
が表出した。その後、多孔質Ｓｉ層をＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｃ
₂Ｈ₅ＯＨ系のエッチング液で選択エッチングする。多孔
質Ｓｉは選択エッチングされ完全に除去された。非多孔
質Ｓｉ単結晶の該エッチングに対するエッチング速度
は、極めて低く、非多孔質層におけるエッチング量は実
用上無視できる。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。

【０１１６】こうして得られたＳＩＯ基板を水素雰囲気
中で熱処理した。

【０１１７】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。エピタキシャ
ルＳｉ層表面に酸化膜を形成しなくても同様の結果が得
られる。第１のＳｉ単結晶基板は残留多孔質Ｓｉを除去
して、もう１枚のＳＯＩ基板を得るために再度第１のＳ
ｉ単結晶基板として使用した。

【０１１８】［実施例２］本実施例では、６２５μｍの
厚みを持った比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型（あるいは
Ｎ型でもよい）の８インチ径の第１の（１００）単結晶
Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において陽極化成を行う。陽極
化成層の化成電極及び上記Ｓｉ単結晶基体と平行な面の
断面積を該Ｓｉ基体の面積の約２倍と成るように化成漕
を作成し、これを使用した。

【０１１９】陽極化成条件は以下のとおりである。

【０１２０】化成電流：２．６（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１１（分）このようにして化成した基体の多孔質層第一層の中央部
の厚さは約１２ミクロンで中央部の多孔度は約２０％と
なった。周辺部の多孔質層の厚さは最大で約１９ミクロ
ンで多孔度は３０％であった。続いて第一層化成後第二
層の化成を下記の条件で引き続いておこなう。

【０１２１】電流密度：８（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２（分）第一層形成後に上記のような条件で第二層の化成を行う
と第二層の中央の膜厚は約２ミクロン、多孔度は４０％
程度となった。しかし基体の周辺部では多孔度は最大５
５％程度、その厚さは２ミクロン未満である。

【０１２２】ただし多孔質層第一層の表面付近では中央
部も周辺部も孔の大きさに顕著な差は見られない。この
ことは後の工程で多孔質層状に欠陥の少ないＳｉの単結
晶をエピタキシャル成長させる上で非常に大切である。

【０１２３】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。次に、ＨＦ溶液で洗浄を行い、水素雰
囲気で熱処理を行った後、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する。成
長条件は以下の通りであった。

【０１２４】ソースガス：ＳｉＨ₄ キャリヤーガス：Ｈ₂ 温度：９００℃ 圧力：１×１０^-2Ｔｏｒｒ成長速度：３．３ｎｍ／ｓｅｃさらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に熱酸化により
１００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１２５】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意したＳｉ基板
の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０℃で−
５分の熱処理をし、貼り合わせをおこなう。こうして得
られた複合部材の模式的断面図を、図１１に示す。図１
１によれば、複合部材は、第一の基体１と第二の基体２
との間に、酸化膜６と、単結晶Ｓｉ層４と、多孔質第一
層２３と、多孔質第二層２２とがそれぞれ層をなし、多
孔質第一層２３の中央部分３５と、その周辺部分３６
と、多孔質第二層２２の中央部分３３と、その周辺部分
３４とからなる状態を示している。

【０１２６】この図１１により、ウェハ端面に多孔質層
を表出させ、多孔質Ｓｉをある程度エッチングし、そこ
へ剃刀の刃のように鋭利な板を挿入したところ、多孔質
Ｓｉ層が破断しウェハは二分割され、多孔質Ｓｉが表出
した。その後、多孔質Ｓｉ層をＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｃ₂Ｈ₅
ＯＨ系のエッチング液で選択エッチングする。多孔質Ｓ
ｉは選択エッチングされ完全に除去された。非多孔質Ｓ
ｉ単結晶の該エッチング液にたいするエッチング速度
は、極めて低く、非多孔質層におけるエッチング量は実
用上無視できる膜厚減少である。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。こうして得られたＳＯＩ基
板を水素雰囲気中で熱処理した。

【０１２７】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。エピタキシャ
ルＳｉ層表面に酸化膜を形成しなくても同様の結果が得
られた。第１のＳｉ単結晶基板は残留多孔質Ｓｉを除去
して、再度第１のＳｉ単結晶基板として使用した。

【０１２８】［実施例３］本実施例では、６２５μｍの
厚みを持った比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型（あるいは
Ｎ型でもよい）の８インチ径の第１の（１００）単結晶
Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において陽極化成を行った。陽
極化成層の化成電極及び上記Ｓｉ単結晶基体と平行な面
の断面積を該Ｓｉ基体の面積の約２倍と成るように化成
漕を作成し、これを使用した。

【０１２９】陽極化成条件は以下のとおりである。

【０１３０】化成電流：２．６（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１１（分）このようにして化成した基体の多孔質層第一層の中央部
の厚さは約１２ミクロンで中央部の多孔度は約２０％、
周辺部の多孔質層の厚さは最大で約１９ミクロンで多孔
度は３０％であった。第一層化成後第二層の化成を下記
の条件で引き続いて行った。

【０１３１】電流密度：８（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：２（分）第一層形成後に上記のような条件で第二層の化成を行う
と第二層の中央の膜厚は約２ミクロン、多孔度は４０％
程度であった。しかし基体の周辺部では多孔度は最大５
５％程度、その厚さは２ミクロン未満であった。

【０１３２】ただし多孔質層第一層の表面付近では中央
部も周辺部も孔の大きさに顕著な差は見られない。この
ことは後の工程で多孔質層状に欠陥の少ないＳｉの単結
晶をエピタキシャル成長させる上で非常に大切である。

【０１３３】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。ＨＦ溶液で洗浄し、水素雰囲気中で熱
処理した後、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する。成長条件は以下
の通りである。

【０１３４】ソースガス：ＳｉＨ₄ キャリヤーガス：Ｈ₂ 温度：９００℃ 圧力：１×１０^-2Ｔｏｒｒ成長速度：３．３ｎｍ／ｓｅｃさらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に熱酸化により
１００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１３５】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意したＳｉ基板
の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０℃で５
分間の熱処理をし、貼り合わせをおこなう。こうして、
上述した図１１のような複合部材を得た。ウェハ側面に
水圧３００ｋｇｆ／ｃｍ²、直径０．１ｍｍの条件でウ
ォータージェット噴射を行ったところ多孔質Ｓｉ層が破
断しウェハはきわめて良好に二分割され、多孔質Ｓｉが
表出する。その後、多孔質Ｓｉ層をＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｃ₂
Ｈ₅ＯＨ系のエッチング液で選択エッチングする。多孔
質Ｓｉは選択エッチングされ完全に除去された。非多孔
質Ｓｉ単結晶の該エッチング液に対するエッチング速度
は、極めて低く、非多孔質層におけるエッチング量は実
用上無視できる膜厚減少である。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。こうして得られたＳＯＩ基
板を水素雰囲気中で熱処理した。

【０１３６】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。エピタキシャ
ルＳｉ層表面に酸化膜を形成しなくても同様の結果が得
られた。第１のＳｉ単結晶基板は残留多孔質Ｓｉを除去
して、再度第１のＳｉ単結晶基板として使用した。

【０１３７】［実施例４］本実施例では、６２５μｍの
厚みを持った比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型あるいはＮ
型の８インチ径の第１の（１００）単結晶Ｓｉ基板を、
ＨＦ溶液中において陽極化成を行った。陽極化成層の化
成電極及び上記Ｓｉ単結晶基体と平行な面の断面積を該
Ｓｉ基体の面積の約１．３倍と成るように化成漕を作成
し、これを使用した。

【０１３８】陽極化成条件は以下のとおりである。

【０１３９】化成電流：２．６（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１１（分）このようにして化成した基体の多孔質層第一層の中央部
の厚さは約６ミクロンで中央部の多孔度は約２０％であ
った。周辺部の多孔質層の厚さは最大で約８ミクロンで
多孔度は２５％であった。第一層化成後第二層の化成を
下記の条件で引き続いておこなう。

【０１４０】電流密度：１２（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１（分）多孔質層第一層の表面付近では中央部も周辺部も孔の大
きさに顕著な差は見られない。このことは後の工程で多
孔質層上に欠陥のないＳｉの単結晶をエピタキシャル成
長させる上で非常に大切である。

【０１４１】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。ＨＦ溶液で洗浄し、水素雰囲気中で熱
処理した後、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させた。成長条件は以
下の通りである。

【０１４２】ソースガス：ＳｉＨ₄ キャリヤーガス：Ｈ₂ 温度：９００℃ 圧力：１×１０^-2Ｔｏｒｒ成長速度：３．３ｎｍ／ｓｅｃさらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に熱酸化により
１００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１４３】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意したＳｉ基板
の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０℃で５
分間の熱処理をし、貼り合わせをおこなった。ウェハ端
面に多孔質層を表出させ、多孔質Ｓｉをある程度エッチ
ングすることなく、そこへ水圧３００ｋｇｆ／ｃｍ²、
直径０．１ｍｍの条件でウォータージェット噴射を行う
と、多孔質Ｓｉ層が破断し、ウェハはきわめて良好に二
分割され、多孔質Ｓｉが表出する。その後、多孔質Ｓｉ
層をＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ系のエッチング液で選択
エッチングした。多孔質Ｓｉは実施例３よりも短い時間
で選択エッチングされ完全に除去した。非多孔質Ｓｉ単
結晶の該エッチング液に対するエッチング速度は、極め
て低く、非多孔質層におけるエッチング量は実用上無視
できる膜厚減少である。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
ら変化はない。こうして得られたＳＯＩ基板を水素雰囲
気中で熱処理した。

【０１４４】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。エピタキシャ
ルＳｉ層表面に酸化膜を形成しなくても同様の結果が得
られた。第１のＳｉ単結晶基板は残留多孔質Ｓｉを除去
して、再度第１のＳｉ単結晶基板として使用した。

【０１４５】［実施例５］本実施例では、６２５μｍの
厚みを持った比抵抗０．０１Ω・ｃｍのＰ型（あるいは
Ｎ型でもよい）の８インチ径の第１の（１００）単結晶
Ｓｉ基板を、ＨＦ溶液中において陽極化成を行う。陽極
化成層の化成電極及び上記Ｓｉ単結晶基体と平行な面の
断面積を該Ｓｉ基体の面積の約１．３倍と成るように化
成漕を作成し、これを使用した。

【０１４６】陽極化成条件は以下のとおりである。

【０１４７】化成電流：２．６（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１１（分）このようにして化成した基体の多孔質層第一層の中央部
の厚さは約６ミクロンで中央部の多孔度は約２０％、周
辺部の多孔質層の厚さは最大で約８ミクロン、多孔度は
２５％であった。第一層化成後第二層の化成を下記の条
件で引き続いて行った。

【０１４８】電流密度：１２（Ａ）陽極化成溶液：ＨＦ：Ｈ₂Ｏ：Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ＝１：１：１時間：１（分）多孔質層第一層の表面付近では中央部も周辺部も孔の大
きさに顕著な差は見られない。このことは後の工程で多
孔質層上に欠陥の少ないＳｉの単結晶をエピタキシャル
成長させる上で非常に大切である。

【０１４９】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。ＨＦ溶液で洗浄し、水素雰囲気中で熱
処理した後、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させた。成長条件は以
下の通りであった。

【０１５０】ソースガス：ＳｉＨ₄ キャリヤーガス：Ｈ₂ 温度：９００℃ 圧力：１×１０^-2Ｔｏｒｒ成長速度：３．３ｎｍ／ｓｅｃさらに、このエピタキシャルＳｉ層表面に熱酸化により
１００ｎｍのＳｉＯ₂層を形成した。

【０１５１】該ＳｉＯ₂層表面と別に用意したＳｉ基板
の表面とを重ね合わせ、接触させた後、１１８０℃で５
分間の熱処理をし、貼り合わせをおこなう。ウェハ端面
に多孔質層を表出させ、多孔質Ｓｉをある程度エッチン
グする。こうして作成した多数枚の貼り合わせ基体を同
時超音波照射装置の水槽に沈め５０ｋＨｚ程度の超音波
を照射したところすべての貼り合わせ基体の多孔質Ｓｉ
層が破壊しウェハは一挙に二分割され、多孔質Ｓｉが表
出した。その後、多孔質Ｓｉ層をＨＦ／Ｈ₂Ｏ₂／Ｃ₂Ｈ₅
ＯＨ系のエッチング液で選択エッチングする。多孔質Ｓ
ｉは実施例３よりも短い時間で選択エッチングされ完全
に除去される。非多孔質Ｓｉ単結晶の該エッチング液に
対するエッチング速度は、極めて低く、非多孔質層にお
けるエッチング量は実用上無視できる膜厚減少である。
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い。

【０１５２】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。エピタキシャ
ルＳｉ層表面に酸化膜を形成しなくても同様の結果が得
られた。第１のＳｉ単結晶基板は残留多孔質Ｓｉを除去
して、再度第１のＳｉ単結晶基板として使用した。

【０１５３】［実施例６］本実施例では、第１の単結晶
Ｓｉ基板表面に、絶縁層として熱酸化により２００ｍｎ
の酸化膜（ＳＩＯ₂層）を形成した。

【０１５４】ここで投影飛程がＳｉ基板中になるよう
に、第１の基板表面から第一回目のイオン注入を行っ
た。これによって、分離領域として働く層が、投影飛程
の深さの所に微少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。この後第一回目とほぼ
同一の条件で基板の周辺部１０ｍｍの範囲に再度イオン
注入を行った。これにより周辺部のイオン注入量は中央
部の約２倍となった。

【０１５５】上記イオン注入後、該ＳｉＯ₂層表面と別
に用意した第２のＳｉ基板の表面とを重ね合わせ、接触
させた後、６００℃の温度で熱処理をし、貼り合わせを
行った。

【０１５６】上記のようにして形成された貼り合わせ基
板を中心部で保持し、中心軸の周りに回転させつつ、周
辺部から貼り合わせ面に平行に水圧３００ｋｇｆ／ｃｍ
²、直径０．１ｍｍの条件でウォータージェット噴射を
行ったところ前記分離領域が破壊しウェハはきわめて良
好に分離された。

【０１５７】その結果、元々第一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。上記分離の後上記第２の基板を１
０００℃でアニールし、その後第２の基板上に移設され
た分離層をＣＭＰ装置で研磨して除去し、表面を平滑化
した。

【０１５８】すなわち、Ｓｉ酸化膜上に０．２μｍの厚
みを持った単結晶Ｓｉ層が形成できる。こうして出来上
がった絶縁層上に形成された単結晶Ｓｉ層の膜厚を面内
全面について、１００点位置で測定したところ、膜厚の
均一性は２０１ｎｍ±７ｎｍであった。

【０１５９】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。

【０１６０】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ウェハと同等であった。

【０１６１】酸化膜は、エピタキシャル層表面でなく、
第２の基板表面に形成しても、あるいは、その両者に形
成しても同様の結果が得られる。

【０１６２】また、第１の基板側に残った分離層をエッ
チング及び表面研磨により再生し、さらに必要に応じて
水素アニール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る。

【０１６３】本実施例は、元々Ｓｉウェハの表面領域を
イオン注入による分離層を介して第２の基体に移設する
例であるが、エピタキシャルウェハを用いてエピタキシ
ャル層をイオン注入による分離層を介して、第２の基板
に移設してもよい。また、本実施例のイオン注入後に、
表面ＳｉＯ₂を除去してからエピタキシャル層を形成し
て、更にＳｉＯ₂を形成して後、貼り合わせ工程に入っ
て、エピタキシャル層をイオン注入による分離層を介し
て第２の基板に移設してもよい。後者の場合は元々Ｓｉ
ウェハの表面領域も移設されることになる。

【０１６４】

【発明の効果】上記各実施例によれば、複合部材を分離
する場合、分離の為の力を高くしても貼り合わせ基体の
エッジ部から分離が内部へ進行していく時に、途中まで
分離した基体の片方または両方が割れることはない。

【０１６５】また、分離領域が崩壊して発生するパーテ
ィクルが工程を汚染することを防止できる。また流体を
使わず他の方法によって分離しようとする場合にも、分
離の歩留まりを向上できる。

【０１６６】さらに、貼り合わせた半導体基体その他の
複合部材に作り込まれた分離領域から基体を分離する場
合に、途中の工程では分離が起こらず、分離工程では確
実に分離するのに適した複合部材を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合部材の模式的断面図である。

【図２】本発明による複合部材の上面図である。

【図３】本発明による複合部材の機械的強度の面内分布
を示す。

【図４】本発明に用いられる陽極化成法を適用する状態
図である。

【図５】本発明による半導体基体の多孔質体の特性図で
ある。

【図６】本発明による複合部材の分離方法を示す図であ
る。

【図７】ウォータージェット装置の概念図である。

【図８】本発明による複合部材の断面図である。

【図９】ポーラスの厚さと化成電流の特性図である。

【図１０】第一層の膜厚に対する第二層の多孔度の特性
図である。

【図１１】本発明の一実施例による複合部材の断面図で
ある。

【図１２】従来の半導体基板の作製工程を示す図であ
る。

【符号の説明】

１第一の基体２第二の基体３分離領域４単結晶Ｓｉ層５貼り合わせ界面６酸化膜１１電源１２陰電極１３陽電極１４，１５ウェハホルダー１６ウェハ２１第一の基体２２多孔質第二層２３多孔質第一層２４単結晶Ｓｉ層２５貼り合わせ界面２６酸化膜２７第二の基体４０１半導体基体

フロントページの続き (56)参考文献特開平９−263500（ＪＰ，Ａ) 特開平９−162090（ＪＰ，Ａ) 特開平６−112451（ＪＰ，Ａ) 特開平10−79414（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−8100（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/304 B26F 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の基体と第二の基体が互いに貼り合
わされた複合部材を、貼り合わせ面とは異なる箇所であ
って該複合部材の内部に形成された分離領域で複数の部
材に分離する工程を含む複合部材の分離方法において、前記分離領域の機械的強度が該貼り合わせ面に沿った方
向に不均一であり該分離領域の周辺部の機械的強度が局
所的に弱いことを特徴とする分離方法。
【請求項２】前記分離領域の機械的強度が貼り合わせ
箇所よりも弱い請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】前記分離領域が陽極化成法によって形成
された多孔質層である請求項１に記載の分離方法。
【請求項４】前記複合部材が概略円盤状であり、前記
分離領域の機械的強度が該複合部材内の中央部で高く周
辺部で低く、且つ円周方向に沿ってほぼ均一である請求
項１に記載の分離方法。
【請求項５】互いに多孔度の異なる部分を形成するこ
とによって前記分離領域の機械的強度を不均一にする請
求項１に記載の分離方法。
【請求項６】前記分離領域の多孔度を中央部よりも周
辺部で高くする請求項１に記載の分離方法。
【請求項７】前記分離領域に、互に厚さの異なる部分
を形成することによって機械的強度を不均一にする請求
項１に記載の分離方法。
【請求項８】前記多孔質層の厚さを中央部よりも周辺
部で厚くする請求項５に記載の分離方法。
【請求項９】前記分離領域が機械的強度の異なる複数
の層からなる請求項１に記載の分離方法。
【請求項１０】前記分離領域は多孔度が高い層と多孔
度が低い層とを有する請求項１に記載の分離方法。
【請求項１１】前記多孔度が高い層の多孔度が中央部
よりも周辺部でより高い請求項１０に記載の分離方法。
【請求項１２】前記多孔度が低い層の厚さを中央部よ
りも周辺部で厚くし、前記多孔度が高い層の多孔度を中
央部よりも周辺部で高くする請求項１０に記載の分離方
法。
【請求項１３】前記分離領域を形成するための陽極化
成の電流密度を面内で変化させることにより前記多孔度
が低い層の周辺部における厚さを基体の中央部より厚く
することを特徴とする請求項１２に記載の分離方法。
【請求項１４】前記陽極化成される基体の近傍におけ
る陽極化成液中のイオン電流が流れる断面積を、前記基
体の面積よりも大きくすることによって、周辺部に流入
する化成電流の面密度を中央部に流入する化成電流の面
密度よりも大きくし、前記多孔度の低い層の周辺部の厚
さを中央部より厚くし、その後に形成する前記多孔度の
高い層の周辺部の多孔度を中央部の多孔度より高くする
ことを特徴とする請求項１３に記載の分離方法。
【請求項１５】前記陽極化成される基体近傍に、前記
基体表面に流入するイオン電流分布を制御する電流ガイ
ドを設けて、前記多孔度の低い層の厚さを面内で異なら
しめることを特徴とする請求項１３に記載の分離方法。
【請求項１６】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１に記載の分離方法。
【請求項１７】前記分離領域の周辺部のイオン注入量
を中央部より大きくする請求項１６に記載の分離方法。
【請求項１８】流体を吹き付けることにより、前記分
離領域に亀裂を生じさせることを特徴とする請求項１に
記載の分離方法。
【請求項１９】前記流体を吹き付ける方法として、高
圧の水流をノズルから吹き出すウォーター・ジェット法
を用いる請求項１８に記載の分離方法。
【請求項２０】前記複合部材の側面に、流体を受けて
前記分離領域を押し拡げる方向の力を生ずるような、凹
型を形成する請求項１８に記載の分離方法。
【請求項２１】前記複合部材は単結晶シリコン基板を
部分的に多孔質化することによって多孔質単結晶シリコ
ン層を形成し、該多孔質単結晶シリコン層上に非多孔質
単結晶シリコン層をエピタキシャル成長することによっ
て形成された基体を有することを特徴とする請求項１８
に記載の分離方法。
【請求項２２】前記複合部材は第一の基体と第二の基
体が、絶縁層を介して貼り合わされたものであり、該絶
縁層は前記第一の基体の非多孔質単結晶シリコン層の表
面を酸化することによって形成されたものであることを
特徴とする請求項１に記載の分離方法。
【請求項２３】前記分離領域として単結晶半導体から
成る第一の基体の所定の深さにイオンを打ち込むことに
より微少気泡を得ることのできるイオン打ち込み層を形
成する工程、前記第一の基体と前記第二の基体とを、前
記第一の基体のイオンを打ち込んだ面が内側に位置する
複合部材が得られるようにして貼り合わせる工程、及び
前記複合部材の側面に流体を吹き付けることにより、前
記複合部材を分離する工程とを有することを特徴とする
請求項１に記載の分離方法。
【請求項２４】前記複合部材の側面に、流体を受けて
イオン打ち込み層を押し拡げる方向の力を生ずるよう
な、凹型を持たせる請求項１に記載の分離方法。
【請求項２５】前記イオン打ち込み層は、前記貼り合
わせ箇所よりも機械的強度が弱い請求項２３に記載の分
離方法。
【請求項２６】前記周辺部の多孔度と、多孔度の極小
値と、の差が５％以上である請求項１に記載の分離方
法。
【請求項２７】前記周辺部の多孔度と、多孔度の極小
値と、の差が１０％以上である請求項１に記載の分離方
法。
【請求項２８】前記周辺部の多孔度は、２０％以上８
０％以下から選択される請求項１に記載の分離方法。
【請求項２９】前記周辺部の多孔度は、３５％以上８
０％以下から選択される請求項１に記載の分離方法。
【請求項３０】前記中央部の多孔度は５％以上３５％
未満から選択される請求項１に記載の分離方法。
【請求項３１】前記中央部の多孔度は５％以上２０％
未満から選択される請求項１に記載の分離方法。
【請求項３２】前記分離領域は、前記周辺部の面積よ
り機械的強度が高い部分の面積が大きい請求項１に記載
の分離方法。
【請求項３３】前記分離領域は、機械的強度が高い部
分が前記複合部材の中心からずれている請求項１に記載
の分離方法。
【請求項３４】請求項１に記載の分離方法を用いた半
導体基体の製造方法。
【請求項３５】第一の基体と第二の基体が互いに貼り
合わされた複合部材を、貼り合わせ面とは異なる箇所で
あって該複合部材の内部に形成された分離領域で複数の
部材に分離する工程を含む半導体基体の製造方法におい
て、前記分離領域の機械的強度が該貼り合わせ面に沿った方
向に不均一であり該分離領域の周辺部の機械的強度が局
所的に弱いことを特徴とする半導体基体の製造方法。
【請求項３６】前記分離領域の機械的強度が前記貼り
合わせ面よりも弱い請求項３５に記載の半導体基体の製
造方法。
【請求項３７】前記分離領域が陽極化成法によって形
成された多孔質層である請求項３５に記載の半導体基体
の製造方法。
【請求項３８】前記複合部材が概略円盤状であり、前
記分離領域の機械的強度が該複合部材内の中央部で高く
周辺部で低く、且つ円周方向に沿ってほぼ均一である請
求項３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項３９】互いに多孔度の異なる部分を形成する
ことによって前記分離領域の機械的強度を不均一にする
請求項３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項４０】前記分離領域の多孔度を中央部よりも
周辺部で高くする請求項３５に記載の半導体基体の製造
方法。
【請求項４１】前記分離領域に、互に厚さの異なる部
分を形成することによって機械的強度を不均一にする請
求項３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項４２】前記多孔質層の厚さを中央部よりも周
辺部で厚くする請求項３８に記載の半導体基体の製造方
法。
【請求項４３】前記分離領域が機械的強度の異なる複
数の層からなる請求項３５に記載の半導体基体の製造方
法。
【請求項４４】前記分離領域は多孔度が高い層と多孔
度が低い層とを有する請求項３５に記載の半導体基体の
製造方法。
【請求項４５】前記多孔度が高い層の多孔度が中央部
よりも周辺部でより高い請求項４３に記載の半導体基体
の製造方法。
【請求項４６】前記多孔度が低い層の厚さを中央部よ
りも周辺部で厚くし、前記多孔度が高い層の多孔度を中
央部よりも周辺部で高くする請求項４３に記載の半導体
基体の製造方法。
【請求項４７】陽極化成の電流密度を面内で変化させ
ることにより前記多孔度が低い層の周辺部における厚さ
を基体の中央部より厚くすることを特徴とする請求項４
６に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項４８】陽極化成される前記第一の基体の近傍
における陽極化成液中のイオン電流が流れる断面積を、
前記第一の基体の面積よりも大きくすることによって、
周辺部に流入する化成電流の面密度を中央部に流入する
化成電流の面密度よりも大きくし、前記多孔度の低い層
の周辺部の厚さを中央部より厚くし、これによりその後
に形成する前記多孔度の高い層の周辺部の多孔度を中央
部の多孔度より高くすることを特徴とする請求項４７に
記載の半導体基体の製造方法。
【請求項４９】前記陽極化成される第一の基体近傍
に、前記第一の基体表面に流入するイオン電流分布を制
御する電流ガイドを設けて、前記多孔度の低い層の厚さ
を面内で異ならしめることを特徴とする請求項４７に記
載の半導体基体の製造方法。
【請求項５０】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３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５１】周辺部のイオン注入量を中央部より大
きくする請求項５０に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５２】前記分離領域付近に流体を吹き付ける
ことにより、前記分離領域に亀裂を生じさせることを特
徴とする請求項３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５３】前記流体を吹き付ける方法として、高
圧の水流をノズルから吹き出すウォーター・ジェット法
を用いる請求項５２に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５４】前記複合部材の側面に、流体を受けて
分離領域を押し拡げる方向の力を生ずるような、凹型を
持たせる請求項５２に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５５】前記第一の基体は、単結晶シリコン基
板を部分的に多孔質化することによって多孔質単結晶シ
リコン層を形成し、該多孔質単結晶シリコン層上に非多
孔質単結晶シリコン層をエピタキシャル成長することに
よって形成される請求項３５に記載の半導体基体の製造
方法。
【請求項５６】前記第一の基体と前記第二の基体は、
絶縁層を介して貼り合わされ、該絶縁層は前記第一の基
体の非多孔質単結晶シリコン層の表面を酸化することに
よって形成される請求項５４に記載の半導体基体の製造
方法。
【請求項５７】前記分離領域として単結晶半導体から
成る前記第一の基体の所定の深さにイオンを打ち込むこ
とにより、微少気泡層を得ることのできるイオン打ち込
み層を形成する工程、前記第一の基体と前記第二の基体
とを、前記第一の基体のイオンを打ち込んだ面が内側に
位置する複合部材が得られるように、貼り合わせる工
程、及び前記複合部材の側面に流体を吹き付けることに
より、前記複合部材を分離する工程を有することを特徴
とする請求項３５に記載の半導体基体の製造方法。
【請求項５８】前記複合部材の側面に、流体を受けて
イオン打ち込み層を押し拡げる方向の力を生ずるよう
な、凹型を持たせる請求項３５に記載の半導体基体の製
造方法。
【請求項５９】前記イオン打ち込み層は、前記貼り合
わせ面よりも機械的強度が弱い請求項５７に記載の半導
体基体の製造方法。
【請求項６０】前記周辺部の多孔度と、多孔度の極小
値と、の差が５％以上である請求項３５に記載の半導体
基体の製造方法。
【請求項６１】前記周辺部の多孔度と、多孔度の極小
値と、の差が１０％以上である請求項３５に記載の半導
体基体の製造方法。
【請求項６２】前記周辺部の多孔度は、２０％以上８
０％以下から選択される請求項３５に記載の半導体基体
の製造方法。
【請求項６３】前記周辺部の多孔度は、３５％以上８
０％以下から選択される請求項３５に記載の半導体基体
の製造方法。
【請求項６４】前記中央部の多孔度は５％以上３５％
未満から選択される請求項３５に記載の半導体基体の製
造方法。
【請求項６５】前記中央部の多孔度は５％以上２０％
未満から選択される請求項３５に記載の半導体基体の製
造方法。
【請求項６６】前記分離領域は、前記周辺部の面積よ
り機械的強度が高い部分の面積が大きい請求項３５に記
載の半導体基体の製造方法。
【請求項６７】前記分離領域は、機械的強度が高い部
分が前記複合部材の中心からずれている請求項３５に記
載の半導体基体の製造方法。
【請求項６８】第一の基体と第二の基体が互いに貼り
合わされた複合部材において、貼り合わせ面とは異なる箇所であって該複合部材の内部
に形成された分離領域を有し、前記分離領域の機械的強
度が該貼り合わせ面に沿った方向に不均一であり、該分
離領域の周辺部の機械的強度が局所的に弱いことを特徴
とする複合部材。
【請求項６９】請求項３４乃至６７のいずれかに記載
された半導体基体の製造方法により製造された半導体基
体。