JP4290068B2 - ウェーハ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、不均質材料合成物が該合成物の所定の分割領域で分割されるウェーハ製造方法に関し、該合成物は熱処理にかけられるものである。

異なる熱膨張率を持つ受入基板に接着された薄層を有する不均質材料合成物すなわちヘテロ構造は、マイクロエレクトロニクス、光エレクトロニクスおよびマイクロ工学の分野で、多大な工業的注目を集めてきた。そのような構造は、電気めっき、蒸着、スピン等に基づく堆積プロセスを利用して製造できる。他の取組みにおいては、大きい材料を受入基板に接着し、その後、化学的機械的研磨や材料のエッチングによって薄くしている。これらの方法は、大抵処理工程が多いために非常に効率が低く、多くの場合、結果として生じる構造は要求される品質では製造できていない。

米国特許５，８７７，０７０号は、上記の種類のウェーハ製造方法を提案している。この方法は、薄膜をヘテロ基板上に移すために、いわゆるスマート・カット（Smart-Cut（登録商標））プロセスを改良変形したものを利用している。この処理の特徴的な工程を図１８ａ〜図１８ｃに概略的に示す。

図１８ａに示すように、異なる熱膨張率を持つ材料の、供与ウェーハ９１および受入ウェーハ９２を用意する。図１８ｂを参照すると、供与ウェーハ９１にその表面９３を通してイオン９６を注入し、供与ウェーハ９１の特定の注入深さｄまたはその近くに所定の分割領域９５を作り出す。

それから図１８ｃに示すように、焼きなまし装置９０を用いて、注入がなされた供与ウェーハ９１をアニールする。注入工程直後のこのアニール工程によって、注入がなされた領域において微小な割れ目が形成されかつ成長することにより、所定の分割領域９５が脆弱化されることになる。そのアニール工程で使用される温度は、イオン注入により誘起される表面膨れの形成（続く第２の基板への供与基板の接着を妨げうる）を防ぐために比較的低い値に調節しなければならない。従って、このアニール工程から生じる脆弱化の効果は比較的小さいものである。

図１８ｄに示すように、注入がなされかつアニールされた供与ウェーハ９１が、供与ウェーハ９１の注入がなされた表面９３で受入ウェーハ９２と接着され、不均質ウェーハ合成物９９となる。この後、図１８ｅに示すように、焼きなまし装置９０’で第２の熱処理がなされる。第２の熱処理によって、イオン注入により誘起された微小な割れ目がさらに成長、重複および合体し、それにより、その合成物についての熱分割に対する見積量に相当するエネルギーに達した時に、所定の分割領域９５でウェーハ合成物９９が分割される。

熱分割に対する見積量とは、材料の熱的な分割すなわち劈開のための限界に相当する特定の熱的な見積量であり、熱的な分割が発生するのに必要なエネルギーの１００％分である。使用される熱分割に対する見積量の温度−時間依存性は、アニール時間の逆数が、ｅのアニール温度の逆数乗に比例する、アレニウスの法則に従うものである。不均質な接着構造の熱分割に対する見積量は、材料の種類、注入条件および接着条件のような、多くの、材料、環境および技術的なパラメータに依存する。

上記の第２の熱処理は、接着されたウェーハ対がウェーハ９１、９２の材料の異なる熱膨張率に起因して強度低下する、比較的低い温度で行わなければならない。これは、供与ウェーハ９１の薄層９７を受入ウェーハ９２に移すためにウェーハ合成物９９を分割するためのアニール時間の増大につながる。

さらに別の取組みにおいて、米国特許第５，８７７，０７０号では、剥離温度を下げるためのホウ素注入を利用する付加的な注入工程を提案している。この方法によると、周りの層に不都合なホウ素ドープがなされることになり、また、特に付加的な注入工程のために、高価で時間のかかるものである。

別の試み（例えば、アスパーらにより提案されたもの（Aspar et al in the Proceedings of MRS, 1998））においては、アニール工程において注入領域での不均質ウェーハ合成物のウェーハ分割を容易にするために、高い線量の水素注入を利用している。しかし、この高線量イオン注入は、製造コストを上昇させる。

仏国特許出願公開第７５５５３７号では、合成物を不定的に破壊させる、熱分割時の急な応力変化を制限するために、注入がなされた基板をもう一方の基板と接着した後に該注入がなされた基板を薄くする、薄層をヘテロ構造に移すための方法が述べられている。この方法は、余計な処理工程を招き、また除去された材料が失われるため、著しい材料の消費につながる。

仏国特許出願公開第７４８８５１号では、引張り、せん断、曲げの力のような機械的な力と熱処理との組合せによって、低い温度で構造を分離するための方法が開示されている。そのような力は、工具、流体、或いはその他の機械的エネルギー源、例えば欧州特許出願公開第９７７２４２号において説明されているように噴流を用いて与えられる。

国際公開第０１／８０３０８号では、シリコン薄層をＳｉＯ_２基板上に移すために、脆化領域を持つ構造内にレーザーパルス等のエネルギーパルスを注入することが提案されている。

本発明は、合成物の不定的な破壊のリスクが軽減された状態で、不均質材料合成物を容易かつ効率的に分割するウェーハ製造方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、熱処理が、合成物が分割される前に止める前記合成物のアニールと、所定の分割領域で前記合成物を分割するための光子の前記合成物への照射とを含むことを特徴とする、上記の種類の方法により解決される。

アニール工程において、合成物の所定の分割領域は熱的に前脆弱化されるが、該領域においてまだ熱的に分割はしない。このように、アニール工程において既に、この所定の分割領域に特定の量の熱エネルギーが供給される。照射工程においては、容易ながら効率的な方法で、前脆弱化がなされた所定の分割領域に、合成物を分割するのに必要とされる更なる量の熱エネルギーが供給される。それにより所定の分割領域に更なる熱エネルギーを局在させることができるため、合成物の損傷や劣化につながりうるアニールによる変形のリスクが軽減される。この照射工程により、良好な品質でかつ不均質材料合成物の不定的な破壊と劣化のリスクが非常に低い状態で、合成物の分割片を比較的素早く得ることができる。

アニール工程と照射工程との両方を合成物形成後に行うため、両基板を非常に容易に互いに合わせて結合でき、ウェーハの取扱いを減らしかつ工程の効率を向上させることになる。

本発明の好ましい実施形態においては、前記アニール工程を、前記合成物が分割されうる熱分割に対する見積量の、最高で９９％、好ましくは約７０〜９９％のエネルギーで行う。このように、アニール工程において、合成物に最適なエネルギーを与えて合成物を前脆弱化することができる。従って、続く照射工程では、合成物を非常に素早くかつ円滑に分割できるようにするためには、比較的少ない量のエネルギーを合成物に与えることが必要となるのみである。

さらに有利であるのは、前記光子を、前記合成物の材料のうちの少なくとも１つに吸収されうる波長で照射することである。これにより照射工程中に合成物内で熱を発生させることができ、短時間で分割のための熱エネルギーを供給するために所定の分割領域を選択的に局所加熱して、合成物の変形のリスクを最小限にすることができる。

本発明の好ましい実施例においては、前記照射を、前記不均質材料合成物の一部でありかつ前記所定の分割領域が形成される合成物の供与材料の一部を受け入れる働きをする受入基板を通して行う。この方法により、光子を受入基板を通過させて供与基板に吸収させることができ、分割のために所定の分割領域を直接加熱することができるようになる。

本発明の他の実施例においては、前記照射を、前記所定の分割領域が形成される、前記不均質材料合成物の一部である供与基板を通して行う。この方法を用いると、光子を供与基板を通過させて供与基板に隣接する不均質材料合成物の他の部分（受入基板等）に吸収させることができ、熱伝導によって間接的に供与基板の所定の分割領域を加熱することができる。

本発明の好ましい変形例によれば、前記不均質材料合成物の材料であり熱膨張率が高い方にまたはその近くにヒートシンクがあてがわれる。この方法によって、熱膨張率が高い方の材料を、それを超えると不均質材料合成物が不定的に破壊しうる閾値温度よりも低い程度までのみ加熱することを確実にすることができる。

好ましくは、前記アニール工程が、光子の照射を含むことである。これにより、アニール工程において不均質材料合成物を効率的に加熱でき、所定の分割領域で良好な前脆弱化の効果が得られるようになる。

本発明の特に有利な実施形態においては、前記アニール工程および前記照射工程を１つの装置で行う。この方法により、不均質材料合成物の分割のための取扱いの必要を減らし、必要な処理時間を短縮することが出来る。

本発明の有利な変形例においては、前記光子を、非干渉性の光およびレーザー光からなる群から選択する。これにより、幅広い種類の光源を使用して不均質材料合成物に良好にエネルギー供給を行うことが可能となる。

本発明の他の有利な実施形態によれば、前記照射を、２次元的に前記合成物の表面全体にわたって施す。これにより、比較的短い時間で合成物全体に良好にエネルギー供給がなされる。さらに、この方法により合成物を均一に加熱することができ、そのような照射の際に所定の分割領域を一様に分割できるようになる。

本発明のさらなる実施形態によれば、前記光子で前記合成物上を走査する。この方法により、合成物を連続的に加熱することができ、合成物の所定の分割領域で分割のフロントを徐々に拡大させ、非常に良好な分割結果につながる。

本発明のさらに一層好ましい実施形態においては、前記照射によって、分割のために前記不均質材料合成物に熱衝撃を加える。該熱衝撃は、所定の分割領域に沿って割れ目の伝播を開始させるための熱的および機械的エネルギーの両方を供給し、非常に早いながらも非常によく定まった合成物の分割がなされることになる。この熱衝撃は、不均質材料合成物の残りの部分を損傷しないように、材料の所定の分割領域だけに熱的な影響を及ぼすように与えられる。

本発明の更なる有利な変形例によれば、前記アニール工程と前記照射工程の間に、前記合成物を約１８℃から２５℃の室温に冷却する。これは、不均質材料合成物の温度が所定の分割境界で局所的に上昇するのみであり、構造全体の温度は室温に維持されるという利点を有している。これは、合成物におけるどんな不定的な破壊や他の欠陥の形成も防ぐ効果がある。

本発明のさらに一層有利な実施例によれば、前記照射工程を、前記合成物がそれを超えると該合成物の不定的な破壊が起こりうる閾値温度よりも低い温度でありかつ前記合成物が前記アニール工程の温度から室温に冷える期間内に行う。この方法により、より短い処理時間内に定まった合成物の分割が可能となる。

さらに有利であるのは、前記照射を、キセノン・ランプおよび／またはハロゲン・ランプを用いて行うことである。キセノン・ランプおよび／またはハロゲン・ランプを用いれば、青色または紫外光のような短波長の光子を不均質材料合成物に照射することができる（これは、合成物の材料の少なくとも１つがその波長に対して透明であると同時に、もう一方の合成物の材料がこの光子を吸収しうる場合に特に興味深い）。これにより、不均質材料合成物の局所的に定まった領域を選択的に加熱することができる。

本発明の特定の実施形態によれば、照射フィルタを用いて、選ばれた波長またはスペクトルの照射を施す。フィルタを用いれば、ウェーハの効率的な処理のために有利な特定の波長またはスペクトルが適用できる。

本発明の具体的な実施形態は、添付の図面を参照してなされる以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。

図１は、不均質材料合成物９を調製するための最初の工程を概略的に示している。図１ａに示すように、異なる熱膨張率を有する２枚の基板１、２を用いる。基板１、２は好ましくはウェーハであるが、層、小板、細片、合成物等のどんな種類の基板でもよい。基本的に基板１、２にはどんな種類の材料も使用できるが、好ましくは、基板１、２は、シリコン、酸化ケイ素、合成石英もしくは溶融石英、炭化ケイ素、Ａ_ＩＩＩ−Ｂ_Ｖ半導体（例えば、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム）、ＳｉＧｅ、ダイヤモンド、サファイヤまたは窒化ケイ素からなるものである。基板１、２は、後で合わせられる表面３、４を有している。

図１ｂを参照すると、基板１には表面３を通してイオンまたはイオンクラスタ（例えば水素イオン６）が注入される。注入イオン６は、基板１において特定の深さｄまたはその近くに最大イオン密度を形成し、その周辺で所定の分割領域５が形成される。

所定の分割領域５は、基板１を、この領域５の上の薄領域７と、この領域５の下の残りの部分８とに分ける。

図１ｃに示すように、注入基板１および基板２は接着境界１０でともに接着され、不均質材料合成物９を形成する。この接着は、供与基板１の薄領域７が受入基板２と接着されるようにしてなされる。

図２は、本発明の実施形態による方法のアニール工程を概略的に示している。アニール工程において、図１ｃの不均質材料合成物９には、加熱炉１１や、所定の分割領域５を脆弱化するための他の焼なまし装置で焼きなましがなされる。焼きなまし中には、合成物９の熱的な分割が発生する熱分割に対する見積量の、最高で９９％、好ましくは約７０〜９９％のエネルギーに相当する程度のエネルギーを合成物９に与える。

与えられるエネルギー量は、それぞれの不均質材料合成物の材料の種類、注入条件および接着条件のような、多くの、材料、環境および技術的なパラメータに依存する。

本発明の他の実施形態においては、アニール工程は、合成物９への照射によって行うことができる。

上記アニール工程中の不均質材料合成物９へのエネルギーの供給により、所定の分割領域５において構造の脆弱化がもたらされる。この効果は、熱エネルギーの供給が加熱炉によるか照射によるかには依存しない。イオン注入により生じた微小空洞は、熱エネルギーによって活性化し成長する。アニール工程は、合成物が分割する前に止める。

図３から図１０は、本発明のいくつかの実施形態による照射工程および温度プロフィルを概略的に示している。どの場合においても、照射工程により、少なくともそれぞれの合成物を所定の分割領域５で分割するのに必要なだけの更なる量の熱エネルギーが構造に対して与えられる。該照射工程により、所定の分割領域５に局所的な加熱が施される。該局所的な加熱によって所定の分割領域５が活性化し、合成物の損傷につながり得るアニールに起因する変形のリスクが軽減される。

図３は、前アニールがなされた図２の不均質材料合成物９に適用できる、本発明の第１実施形態による照射工程を概略的に示している。この照射工程においては、光子１２が、該照射に対して透明な受入基板２を通して照射される。光子１２は、供与基板１において数μｍ以内で吸収される。この方法によって、供与基板１の直接の熱的加熱により、所定の分割領域５および／またはその近くの領域が直接加熱される。

図４は、第１実施形態による図３に示す構造の温度プロフィルを概略的に示しており、照射中のヘテロ構造の厚さｄに対する温度Ｔが示されている。所定の分割領域５および／またはその近くで構造の最高温度Ｔ_ｍａｘに達するが、温度はこの所定の分割領域５から不均質材料合成物９の外表面にかけて徐々に低下している。

図５は、前アニールがなされた図２に示す不均質材料合成物９に適用できる、本発明の第２実施形態による照射工程を概略的に示している。この実施形態においては、光子１２が供与基板１を通過し、受入基板２において数μｍ以内で吸収され、この領域が加熱される。そして、供与基板１の注入がなされた所定の分割領域５が熱伝導によって間接的に加熱される。

図６は、第２実施形態の照射中の図５に示す構造における温度分布を概略的に示しており、ヘテロ構造の厚さｄに対する温度Ｔが示されている。受入基板２の、供与基板１と受入基板２の間の境界１０の近くで、構造の最高温度Ｔ_ｍａｘに達する。最高温度Ｔ_ｍａｘの領域が、境界１０の上の所定の分割領域５を間接的に加熱し、所定の分割領域５での高められた温度Ｔ_Ｓａをもたらす。

図７は、本発明の第３実施形態による方法を概略的に示している。供与基板１の背面側にはヒートシンク１３があてがわれている。ヒートシンク１３は、供与基板１を冷やすことができるどのような冷却装置であってもよい。この方法においては、光子１２が受入基板２を通過し、供与ウェーハ１の所定の分割領域５で吸収される。示す実施形態においては、供与ウェーハ１は受入基板２よりも大きな熱膨張率を持つ。ヒートシンク１３の冷却効果によって、供与基板１は、それより高いと構造が不定的に壊れうる閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを超えては加熱されない。

図８は、第３実施形態の照射中の図７に示す構造における温度分布を概略的に示しており、ヘテロ構造の厚さｄに対する温度Ｔが示されている。既に図３に示す本発明の第１実施形態を参照して述べたように、図７に示す方法によって、供与基板１の所定の分割領域５で最大温度Ｔ_ｍａｘに達する。供与基板１の背面側にあてがわれるヒートシンク１３は、供与基板１全体が加熱されることを防ぎ、加熱領域は供与基板１の所定の分割領域５およびその近くの領域に集中することになる。これにより所定の分割領域で非常に効果的に脆弱化するようになるが、供与基板１の残りの部分は、構造が不定的に壊れうる限界の閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを超えては加熱されない。

図９は本発明の第４実施形態を概略的に示している。この実施形態においては、受入基板２は、供与基板１に比べて大きな熱膨張率を持つ。この場合、ヒートシンク１３は受入基板２の背面側にあてがわれる。光子１２は供与基板１を通過し、受入基板２の数μｍ以内で吸収され、この領域が加熱される。これにより、受入基板２と供与基板１の間の境界１０に隣接する加熱領域によって供与基板の所定の分割領域５が間接的に加熱されることになる。

図１０（図９に示す構造の厚さｄに対する温度分布Ｔを示している）に示すように、ヒートシンク１３は、受入基板２全体が加熱されることを防ぐ。これにより境界１０の近くの領域に熱が集中し、受入基板２において数μｍ以内で最大温度Ｔ_ｍａｘに達し、供与基板１の所定の分割領域５を間接的に加熱することになる。

図１１は本発明の第５実施形態を概略的に示している。この方法は、アニール工程１４０と、照射工程１５０、１６０とを含んでいる。アニール工程では、図１ｃに示す構造９のような不均質材料合成物を、例えば加熱炉や他の焼きなまし装置内で、アニール時間ｔ_ａｎｎの間、アニールする。この工程においては、温度Ｔを、室温Ｔ_Ｒから閾値温度Ｔ_Ｔｈｒをわずかに上回る温度Ｔ_{Ｂｍａｘ１}まで、比較的短い時間で高める。その後、構造９を高められた温度Ｔ_{Ｂｍａｘ１}で維持し、ある期間後にまた室温Ｔ_Ｒまで下げる。アニール工程１４０では、熱分割に対する見積量の、最高で９９％、好ましくは約７０〜９９％のエネルギーを合成物９に供給し、不均質材料合成物９の所定の分割領域５の前脆弱化に導く。

アニール工程１４０に続いて、照射工程１５０、１６０が不均質材料合成物９に施される。照射工程は、アニール工程と同じ装置内でまたは他の装置１４０内で行うことができる。照射工程１５０、１６０は、２次元的に不均質材料合成物９全体にわたって施すことができる。これにより、一度に合成物９全体を完全かつ均一に加熱することができる。他の実施形態においては、照射は、合成物上で走査することによって行うことができる。この特別の方法によって、合成物９を徐々に加熱することができるようになる。

照射のためには、非干渉性の光やレーザー光等のどんな種類の光源も使用できる。示す実施形態においてはキセノン・ランプを用いているが、別の好ましい実施形態においてはハロゲン・ランプが使用できる。青色または紫外光が好都合である。

図１１に示すように、不均質材料合成物９においては、照射によって異なる温度−時間経路１５０、１６０が生じる。温度−時間経路１５０は、不均質材料合成物９の大部分の材料（供与基板１と受入基板２の間の境界１０から離れている）において実現される。この大部分の材料の最大温度Ｔ_{Ｂｍａｘ２}は、不均質材料合成物９が不定的に壊れうる限界の閾値温度Ｔ_Ｔｈｒよりも非常に低い。

温度−時間経路１６０により示されるように、供与基板１と受入基板２の間の境界１０に近い領域だけが閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを超えて加熱される。これにより、熱分割のために必要な残りの量のエネルギーを供給し、不均質材料合成物９の所定の分割領域５をさらに脆弱化させることとなり、最終的にはこの所定の分割領域５で不均質材料合成物９を正確に分割することになる。

図１２は、本発明の第６実施形態による方法の温度−時間経路を概略的に示している。この方法においては、図１ｃに示す構造９のような不均質材料合成物を、室温Ｔ_Ｒから限界の閾値温度Ｔ_Ｔｈｒをわずかに上回る温度Ｔ_{Ｂｍａｘ１}まで、比較的短い時間で加熱する。その後、構造９をこの温度Ｔ_{Ｂｍａｘ１}で一定時間維持し、続いて更に、閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを下回る温度Ｔ_{Ｂｍａｘ２}へと低下させる。アニール時間ｔ_ａｎｎの後に達する温度Ｔ_{Ｂｍａｘ２}で、図１１を参照して説明したものと同様にして不均質材料合成物９に光子１２を照射する。該光子により、不均質材料合成物９の境界１０では温度−時間経路１６１を、不均質材料合成物９の大部分の材料では温度−時間経路１５１をとることになる。

温度−時間経路１６１によって示されるように、不均質材料合成物９の境界１０の近くの領域は、閾値温度Ｔ_Ｔｈｒより高い温度Ｔ_{ＩＦｍａｘ}まで加熱される。この境界の加熱は、比較的短い時間ｔ_ｉｒｒで行われる。この時間ｔ_ｉｒｒ内では、不均質材料合成物９の大部分の材料は、閾値温度Ｔ_Ｔｈｒよりも低い温度Ｔ_{Ｂｍａｘ２}まで加熱されるのみで、照射工程１５１、１６１の間に不均質材料合成物９が不定的に破壊することが防がれる。

図１３は本発明の第７実施形態による方法を概略的に示している。この方法では、図１ｃの構造９のような不均質材料合成物を、図１１を参照して示しかつ説明したアニール工程と同様のアニール工程１４０にかける。アニール工程１４０の後には、照射時間ｔ_ｉｒｒの間、照射工程１５０、１６２が続く。構造９に光子パルス１６２を照射し、そのそれぞれが供与基板１と受入基板２の間の境界１０を温度Ｔ_{ＩＦｍａｘ}にする。これらの光子パルスは、図１３の温度−時間経路１５０によって示されるように、不均質材料合成物９の大部分の材料をわずかに加熱するのみである。この大部分の材料は、不均質材料合成物が不定的に壊れうる閾値温度Ｔ_Ｔｈｒよりも非常に低い温度Ｔ_{Ｂｍａｘ２}に達する。

光子パルス１６２は、所定の分割領域５の好適な脆弱化を引き起こし、この領域５での良好な分割につながる。

図１４は、本発明の第８実施形態による方法を概略的に示している。最初に、図１１および図１３を参照して示しかつ説明したアニール工程と同様のアニール工程１４０を行う。このアニール工程では、不均質材料合成物９が分割されうる熱分割に対する見積量の、最高で９９％、好ましくは約７０〜９９％のエネルギーで、所定の分割領域５の前脆弱化がなされる。分割のために必要な更なる割合のエネルギーは、続く照射工程１６３において与えられる。そこでは、比較的高い強度の一光子パルス１６３が比較的短い時間ｔ_ｉｒｒで施され、合成物９の熱衝撃につながる。パルス１６３によって、所定の分割領域５および／またはその近くの領域だけがある温度Ｔ_Ｓｈまで加熱される。不均質材料合成物９の残りの大部分の材料は室温Ｔ_Ｒのままであり、不均質材料合成物９の不定的な破壊が防がれることになる。光子パルス１６３によって所定の分割領域が十分に脆弱化され、この所定の分割領域５に沿って構造９を良好に分割することになる。

図１５は本発明の第９実施形態による方法を概略的に示している。この方法は、図１ｃの構造９のような不均質材料合成物にアニール工程１４０（図１１、図１３および図１４を参照して示しかつ説明したアニール工程１４０と同様のもの）をまず適用することを必要とする。アニール工程１４０の終わりに、図１１を参照して説明したものと同様の方法でまたは光子の一のもしくは複数のパルスで、光子１６４を不均質材料合成物９に照射する。照射は、不均質材料合成物９の限界の閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを下回る温度にある、アニール工程における不均質材料合成物９の冷却中に開始する。照射の間、供与基板１と受入基板２の間の境界１０および／またはその近くの領域のみが、閾値温度Ｔ_Ｔｈｒよりも非常に高い、高温度Ｔ_ｓｈまで加熱される。不均質材料合成物の残りの部分は、この閾値温度Ｔ_Ｔｈｒを超えては加熱されない。この組み合わされたアニールおよび照射の終わりにおいて、熱分割に対する見積量の１００％に相当する１００％の必要エネルギーに達し、所定の分割領域５で不均質材料合成物９が高品質で分割されるに至る。

図１６および図１７を参照すると、図１４および図１５に示す光子処理すなわち衝撃は、例えば図１６に示すように基板の中心にまたは図１７に示すように基板の端部に、局所的に与えることができる。本発明の他の実施形態では、熱衝撃は材料合成物全体にわたってあたえることができる。

与えられる熱衝撃の持続時間およびエネルギーは、不均質材料合成物９に使用される材料の特性に依存する。

該熱衝撃は、所定の分割領域５を通しての割れ目の伝播を開始させる熱的および機械的エネルギーの両方を供給する。そのような熱衝撃は、所定の分割領域５によって良く吸収されうるという利点を有している。熱衝撃を用いることで、大きな熱膨張率を持つ不均質材料合成物の一部を比較的低い温度に維持することができ、所定の分割領域が加熱されかつ良好に分割されるに至るが、材料合成物の残りの部分は損傷を受けない。

本発明の実施形態による不均質材料化合物の分割前の典型的な工程を概略的に示している。 本発明の実施形態による方法のアニール工程を概略的に示している。 本発明の第１実施形態による方法の照射工程を示している。 図３の構造の温度プロフィルを概略的に示している。 本発明の第２実施形態による方法の照射工程を概略的に示している。 図５の構造の温度プロフィルを概略的に示している。 本発明の第３実施形態による方法の照射を概略的に示している。 図７の構造の温度プロフィルを概略的に示している。 本発明の第４実施形態による方法の照射を概略的に示している。 図９の構造の温度プロフィルを概略的に示している。 本発明の第５実施形態による方法の温度−時間線図を概略的に示している。 本発明の第６実施形態による方法の温度−時間線図を概略的に示している。 本発明の第７実施形態による方法の温度−時間線図を概略的に示している。 本発明の第８実施形態による方法の温度−時間線図を概略的に示している。 本発明の第９実施形態による方法の温度−時間線図を概略的に示している。 合成物においてその中心に熱衝撃を加えた際の割れ目伝播を概略的に示している。 合成物においてその端部に熱衝撃を加えた際の割れ目伝播を概略的に示している。 不均質材料合成物が分割される、従来のウェーハ製造技術を概略的に示している。

符号の説明

１…注入基板（ウェーハ）、２…受入基板、３…表面、５…分割領域、６…水素イオン（注入イオン）、９…不均質材料合成物、１０…接着境界、１１…加熱炉、１２…光子、１３…ヒートシンク

Claims (15)

1. 不均質材料合成物（９）が該合成物（９）の所定の分割領域（５）で分割されるウェーハ製造方法であり、前記合成物（９）が該合成物（９）の分割のための熱処理にかけられ、
   前記分割のための熱処理が、少なくとも
   前記所定の分割領域（５）を熱的に前脆弱化するために前記合成物（９）をアニールするアニール工程（１４０、１４１）であって、前記合成物（９）が分割される前に止められるアニール工程（１４０、１４１）と、
   前記アニール工程（１４０、１４１）の後に前記合成物（９）へ光子（１２）を照射して、前記所定の分割領域（５）で前記合成物（９）を分割する照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）と、
   を含み、
   前記アニール工程（１４０、１４１）を、前記合成物（９）が分割されうる熱分割に対する見積量の、最高で９９％のエネルギーで行うことを特徴とする方法。
2. 前記光子（１２）を、前記合成物の材料（１、２）のうちの少なくとも１つに吸収されうる波長で照射することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）を、前記不均質材料合成物（９）の一部でありかつ前記所定の分割領域（５）が形成される前記合成物（９）の供与材料（１）の一部を受け入れる働きをする受入基板（２）を通して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）を、前記所定の分割領域（５）が形成される、前記不均質材料合成物（９）の一部である供与基板（１）を通して行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記不均質材料合成物（９）は、異なる熱膨張率を有する二つの材料（１、２）を有しており、該二つの材料（１、２）のうち熱膨張率が高い方にヒートシンク（１３）があてがわれることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記アニール工程（１４０、１４１）が、光子（１２）の照射を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記アニール工程（１４０、１４１）および前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）を、１つの装置で行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記光子（１２）を、非干渉性の光およびレーザー光からなる群から選択することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）を、２次元的に前記合成物（９）の表面全体にわたって施すことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記光子（１２）で前記合成物（９）上を走査することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記照射工程（１６３、１６４）によって、分割のために前記不均質材料合成物（９）に熱衝撃を加えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記アニール工程（１４０、１４１）と前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）の間に、前記合成物（９）を１８℃から２５℃の室温（Ｔ_Ｒ）に冷却することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記照射工程（１６４）を、前記合成物（９）がその不定的な破壊が起こりうる閾値温度（Ｔ_Ｔｈｒ）よりも低い温度でありかつ前記合成物（９）が前記アニール工程（１４０）の温度（Ｔ_{Ｂｍａｘ１}）から室温（Ｔ_Ｒ）に冷える期間内に行うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記照射工程（１５０、１５１、１５３、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４）を、キセノン・ランプおよび／またはハロゲン・ランプを用いて行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 照射フィルタを用いて、選ばれた波長またはスペクトルの照射を施すことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
    
    

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