JP4357957B2 - 一様な結晶方位を有した複合構造ならびにそのような構造における結晶方位の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御された結晶方位を有した複合構造に関するものであり、また、そのような構造の結晶方位を制御するための方法に関するものである。本発明は、さらに、そのような構造の製造方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、例えばマイクロエレクトロニクスや集積光学やマイクロメカニクスといったような様々な分野において使用され、特に、その目的に関して適切な特性を有した大きな基板を供給し得るものとされる。
【０００３】
例えば、本発明は、Ｓｉ／Ｓｉ、Ｓｉ／Ｇｅ、Ｇｅ／Ｇｅ、Ｓｉ／ＳｉＣ、ＳｉＣ／ＳｉＣ、ＳｉＣ／Ｇｅといったようなタイプの複合構造を形成するために使用することができる。本発明は、また、III−V半導体やII−VI半導体やダイヤモンドやシリコンカーバイドや超伝導体や磁性材料や圧電材料やあるいはより一般的には多結晶表面や単結晶表面を有した材料に関しての、同質材料どうしのまたは異質材料どうしの任意の組合せに対して適切である。結晶材料どうしを組み合わせることができ、また、結晶材料を、アモルファス材料に対して、あるいは、セラミック材料に対して、あるいは、プラスチック材料に対して、組み合わせることができる。
【０００４】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
基板、とりわけ、上述した各技術分野において使用される基板は、ますます頻繁に複合基板となってきている。複合基板は、支持体と、様々な素子が形成されることとなる表層部分と、を備えている。そのような複合基板の形成に関しては、多くの技術が公知である。
【０００５】
それら技術においては、必須的に、一次構造すなわち『供給』構造から、支持構造すなわち『受領』構造へと、通常は薄いものとされる『二次構造』層を移送する。
【０００６】
一次構造からの薄層（すなわち、二次構造）の分離は、カットや劈開や破砕や文献（１）に記載の周知技術によって、行われる。文献（１）については、この説明の最後の部分に与えられている。例えば、この技術においては、一次構造の内部に埋設脆弱化層を形成し、この層に沿って一次構造を破砕することにより、一次構造から二次構造を切り離す。
【０００７】
カットや劈開や破砕は、機械的応力や熱的応力を印加することにより、補助することができる。張力や剪断力を印加するためのツールや、エッチング処理や、引剥し処理や、流体ジェットの適用や、カッティングレーザーの使用といったようなものは、すべて、一次構造からの二次構造の分離を容易に引き起こすために使用可能な手段である。文献（２），（３）に例示されている。文献（２），（３）については、この説明の最後の部分に与えられている。
【０００８】
その後、二次構造は、支持構造上へと移送され、支持構造に対して接着される。この操作に際しては、様々な接着技術を使用することができる。接着物質を使用することもできるが、例えば分子接着といったような技術を使用する場合には、接着物質を使用する必要はない。
【０００９】
二次構造の移送技術は、周知なものであって、文献（４）〜（７）に例示されている。これら文献については、この説明の最後の部分に与えられている。
【００１０】
結晶材料からなる層を移送するための重要なパラメータは、あるいはより一般的には、少なくとも１つの結晶部分を有した構造を移送するための重要なパラメータは、結晶ネットワークの位置合わせである。
【００１１】
第１に、移送される二次構造どうしの各結晶ネットワーク間における位置合わせと；第２に、支持構造の結晶ネットワークに対しての、二次構造の結晶ネットワークの位置合わせと；という２つの位置合わせがある。
【００１２】
本明細書の目的においては、位置合わせとは、必ずしも結晶ネットワークどうしの間の同一直線性を意味するのではなく、ネットワークどうしがなす角度の制御を意味している。
【００１３】
『捻れ』角度とは、考慮している試料の表面に対して垂直な軸回りにおける、２つの結晶ネットワークの間の回転角度として定義される。
【００１４】
『傾斜』角度とは、表面に対して平行な軸回りにおいて、構造の結晶層の結晶ネットワークがなす３つの軸の１つに対して、表面に対して垂直なベクトルを位置合わせするために必要な最小回転角度として定義される。表面傾斜角度は、各々が表面傾斜角度を有しているような２つの結晶層に関し、これら結晶層間の『界面傾斜』を定義するために使用される。『捻れ』角度の値および『界面傾斜』角度の値は、これら２つの回転の組合せが、２つの結晶ネットワークを位置合わせし得るようにして、定義される。すなわち、２つの結晶構造間には、一方の結晶ネットワークから他方の結晶ネットワークへと向けて、回転が存在する。この回転は、組み合わされるべき２つの構造間における２つの面に対して平行な回転および垂直な回転という２つの回転へと分解することができる。これら回転は、界面の捻れ角度および傾斜角度に対応する。これら角度を、一方の結晶構造が他方の結晶構造上に配置される場合にまた一方の結晶構造が他方の結晶構造の側方に配置される場合に、２つの結晶構造間において定義することができる。
【００１５】
文献（８）は、構造の複数の結晶軸を明確にするための技術を開示している。この技術は、複数の軸を化学的に明確にするものであり、適用が技術的に困難である。さらに、この文献は、界面傾斜の制御方法に関しても、また、結晶方位を制御しながらの敷詰方法に関しても、何らの情報ももたらさない。有効な表面が必要であることおよび多大な時間を要することが、結晶軸の明確化に関しての主要な障害である。さらに、軸方位の決定精度が、通常は、０．１°より良好になることがない。
【００１６】
最後に、Ｘ線測定を行うことによって、複数の結晶軸を明確とすることができる。このようなＸ線測定は、時間を要するものであることに加えて、適用が困難である。Ｘ線測定の使用は、薄膜に限定される。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記限定を有していないような、一次構造から切り離された少なくとも１つの二次構造を支持構造上へと移送するという、複合構造の製造方法を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、二次構造どうしの互いの方位を制御するためのまた一次構造に対しての二次構造の方位を制御するための、正確で簡便な方法を提供することである。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造上においてこの一次構造と同じ初期的結晶方位を有している二次構造を、あるいは、少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造上においてこの一次構造に対して既知の位置ズレとされた初期的結晶方位を有している二次構造を、一次構造から少なくとも１つの支持構造上へと移送する際に、二次構造の結晶方位を制御するための方法に関するものである。本発明による方法においては、
ａ）二次構造が一次構造に対して固定されている時に、初期的結晶方位に対して任意の配向性を有しかつ二次構造どうしの間の相対的配向性の制御を可能とする少なくとも１つの方位マークを形成し、
ｂ）一組をなす複数の二次構造を、少なくとも１つの支持構造上へと移送する際には、それら二次構造の方位マークの配向性を制御することによって、それら二次構造の結晶方位を制御する。
【００２０】
二次構造が単結晶である場合には、すべての二次構造に対して同一の向きでもって方位マークを付与することができる。
【００２１】
構造とは、結晶材料（単結晶あるいは多結晶）から形成された少なくとも１つの部分を有することができる１つまたは複数の層から形成されたアセンブリを意味している。最も単純な表現においては、構造は、例えば、アモルファス層によって被覆されていても被覆されていなくても良い単独結晶層とすることができ、また、結晶層によって被覆されたアモルファス層とすることができる。また、支持構造は、必ずしも結晶部分を有する必要はないことに注意されたい。また、例えば多層構造といったような、より複雑な構造を選択することもできる。
【００２２】
二次構造は、単一の支持構造上へと移送することも、また、複数の支持構造上へと移送することも、できる。特に、移送は、同一の『親』支持構造に由来する複数の『子』支持構造上に関して行うことができる。例えば、これは、親構造として作用する単一結晶のカットや劈開や破砕によって複数の『子』支持構造が得られている場合である。
【００２３】
その場合、『子』支持構造は、支持構造として作用する。各『子』支持構造上には、『親』支持構造に対してまだ固定されている時点において、『子』支持構造の相対的配向性の制御を可能とする少なくとも１つの方位マークを形成することができる。
【００２４】
方位マークは、移送前に形成することができる。これにより、例えば、方位マークは、一部は二次構造（あるいは、『子』構造）上に存在し、残部は一次構造（あるいは、『親』構造）上に存在する。よって、２つの構造上における各方位マークは、結晶構造に関して同じ配向性を有している。
【００２５】
方位マークは、二次構造（あるいは、『子』構造）および一次構造（あるいは、『親』構造）に、１つまたは複数のステップで形成することができる。移送ステップ、および、新たな方位マークの形成ステップを、挿入することができる。有利には、新たな方位マークは、先の二次構造（あるいは、『子』構造）に対して形成された方位マークを使用することによって形成される。
【００２６】
よって、結晶方向を明らかにするというステップを設けることなく、移送時における高精度の角度的位置合わせが可能である。単純な方位マークに基づいて容易に位置合わせを行うことができる。この位置合わせは、二次構造どうしの間において、また、各二次構造と支持構造との間においてさえ、また、各二次構造と『子』支持構造との間において、行うことができる。
【００２７】
好ましくは、方位マークは、例えば複数の平行ラインや複数の正方形やあるいは角度マーキングを可能とするような他の任意の形態といったような、単純な幾何形状のものとされる。本発明による方法のある改良された実施形態においては、方位マークは、目盛りとすることができる。このタイプの目盛り自体は、公知である。目盛りは、特に高精度の角度調節を可能とする。方位マークは、また、二次構造（『子』構造）のエッジから構成することもできる。
【００２８】
例えば、方位マークは、リソグラフィーおよびエッチングによって、あるいは、レーザー穿孔によって、形成することができる。
【００２９】
特に、移送時に方位マークの配向性（すなわち、向き）を制御することにより、一次構造内に存在していた結晶ネットワークの位置合わせを決定することができる。さらに、この位置合わせにおいては、結晶方向の絶対的方向性を知る必要はない。
【００３０】
例えば、移送時に、移送される複数の二次構造を互いに位置合わせするという操作においては、角度的位置合わせを行うことができる。また、そのような操作においては、試験構造（あるいは、第１二次構造）として使用された１つの二次構造の方位マークに関する角度オフセットに着目することができる。また、そのような操作においては、支持構造上に固定されたあるいは『子』支持構造上に固定された少なくとも１つの他の方位マークに関する角度オフセットに着目することができる。
【００３１】
支持構造自体が結晶性である場合には、あるいは、支持構造が少なくとも部分的に結晶部分を有している場合には、二次構造どうしを互いに配向させることができ、また、支持構造または『子』支持構造の結晶方位に対して二次構造を配向させることができる。
【００３２】
この場合、少なくとも第１二次構造を、一次構造から、少なくとも部分的に結晶部分を有した支持構造上へと、移送した後に、ステップｂ）においては、第１二次構造の結晶部分と支持構造の結晶部分との間における結晶方位の少なくとも１つのオフセット角度を決定し、その後、その後の二次構造を移送する際には、決定されたオフセット角度の関数として、その二次構造の方位マークの配向性を調節することができる。
【００３３】
試験構造として使用される第１二次構造は、方位マークを任意の配向とした状態で支持構造上へと移送することができる。
【００３４】
また、試験二次構造と他の『子』構造とを使用することによって、オフセットを決定することができる。その後、１つまたは他の『子』構造上における他の二次構造の配向を、調節することができる。
【００３５】
この方法においては、支持構造の結晶方位も、また、二次構造の結晶方位も、知る必要がないことに注意されたい。決定されることは、絶対的な方位ではなく、両結晶構造間の（相対的）オフセットだけである。
【００３６】
例えば、オフセット角度は、二次構造と支持構造との間の界面転位を測定する技術を使用することによって、例えば、透過型電子顕微鏡によって、あるいは、Ｘ線を使用することにより結晶部分どうしの間の配向オフセットを測定することによって、決定することができる。この主題に関するさらなる情報については、文献（９）を参照することができる。文献（９）については、この説明の最後の部分に与えられている。
【００３７】
また、化学的な露出や、光学的方法や、音響的方法や、結晶オフセットに敏感な他の任意の方法、といったような他の測定技術を使用することもできる。
【００３８】
最初に移送された構造と支持構造との間において決定された結晶方位オフセットの補償は、例えば、その後の二次構造の方位マークの向きと、試験用二次構造の方位マークの向きと、の間のオフセットを一定に維持することによって行うことができる。よって、捻れ角度を相殺することができ、また、傾斜角度を低減あるいは相殺することができる。捻れ角度または傾斜角度の相殺または補償は、二次構造どうしの間において、あるいは、二次構造と支持構造との間において、あるいは、二次構造と『子』支持構造との間において、適用することができる。
【００３９】
本発明は、また、少なくとも１つの支持構造に対して二次構造が固定されてなる複合構造を製造するための方法に関するものである。この方法においては、
−一次構造に、少なくとも部分的に結晶部分を有している二次構造を規定し、
−少なくとも部分的に結晶部分を有している支持構造上へと、二次構造を移送し、この際、二次構造と支持構造との相対的配向性を、上述した方法に従って制御する。
【００４０】
一次構造内における二次構造の規定二次構造より、二次構造を個別に移送することができる。ある特徴点においては、二次構造は、埋設層によって、一次構造内において規定することができる。例えば、埋設層は、水素または希ガスの打込によって形成された層とすることができる。埋設層は、いつでも二次構造を規定することができ、上記文献（１）に記載された破砕技術を使用することによって、一次構造から二次構造を切り離すことができる。
【００４１】
二次構造は、一次構造上において、材料（接着剤）の添加による接着によって、あるいは、材料（接着剤）の添加を必要としない接着によって、固定することができる。例えば、接着は、親水性のまたは疎水性の共融性の陽極性の分子接着とすることができる。
【００４２】
二次構造が支持構造に対して固定されるときには、複合構造の自由表面上に、例えばエピタキシャル成長によって、材料層を形成することができる。その場合には、二次構造の結晶部分が、成長素地として使用される。成長素地として使用される二次構造が、互いに隣接して配置されている場合には、エピタキシャル成長によって形成された層は、比較的大面積を占めることができる。例えば、エピタキシャル成長（エピタキシー）によって形成される層は、２００ｍｍ直径のディスクの形態で、複合構造を被覆することができる。これは、例えばＧａＡｓやＩｎＰやＳｉＣといったようなIII−V半導体やII−VI半導体等において特に有利なものとすることができる。このような材料に関して現在利用可能な単結晶の直径は、III−V半導体に関しては１００ｍｍであり、II−VI半導体に関しては５０ｍｍである。
【００４３】
エピタキシャル成長後においては、得られた構造は、プロセスを繰り返すための一次構造として使用することができる。二次構造は、必ずしも、支持構造の表面全体を被覆する必要はない。有利には、二次構造の表面と支持構造の表面との間に、１つまたは複数の方位ズレが存在することができる。このような状況であれば、構造全体にわたってエピタキシャル成長が行われたときに、二次構造上においてエピタキシャル成長されたことにより二次構造表面の配向性に適合した配向性を有している成長材料の部分と、支持構造上においてエピタキシャル成長されたことにより支持構造表面の配向性に適合した配向性を有している成長材料の部分と、の間の接合部分に結晶粒界が現れることができる。このことは、単に二次構造を使用することによって結晶粒界のところに超伝導接合を形成するに際して、非常に有効なものとすることができる。
【００４４】
本発明は、また、順応性基板や擬似基板を形成するために使用することもできる。擬似基板とは、エピタキシャル成長させる材料に対して格子定数が適合した基板のことである。順応性基板とは、格子定数が相違するエピタキシャル成長材料に対して順応し得るような基板のことである。この場合、エピタキシャル成長は、例えば転位といったような欠陥を一切誘起することなく、行うことができる。
【００４５】
最後に、本発明は、少なくとも１つの第２構造に対して固定された第１構造を備えてなる複合構造に関するものであって、第１構造と第２構造との少なくとも一方が、一様な配向性を有した方位マークを有している複合構造に関するものである。特に、方位マークは、接着界面の両側に配置することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより、明瞭となるであろう。以下の説明は、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示として与えられる。
【００４７】
以下の説明においては、複数の図面にわたって、同一のまたは同様のまたは等価な部材には、同一の符号が付されている。また、同じ図面中であっても、図示の明瞭化のために、すべての部材が必ずしも同じスケールで図示されているわけではない。
【００４８】
本発明の第１実施形態においては、ゲルマニウム結晶から形成されかつ直径が１００ｍｍとされた第１基板（Ａ）が、一次構造として使用される。シリコン結晶から形成されかつ直径が２００ｍｍとされた第２基板（Ｂ）が、支持構造として使用される。
【００４９】
第１ステップにおいては、方位マーク（Ｖａ）を、第１基板の表面の一部上にエッチングされた一対をなす目盛りの形態で、形成する。さらに、第１基板上の方位マーク（Ｖａ）と同じタイプの２つの方位マーク（Ｖｂ１，Ｖｂ２）を、第２基板（Ｂ）上に形成する。第２基板上の２つの方位マークは、角度的に集中しているとともに、同じ直径上において位置合わせされている。これら２つの方位マークは、互いに離間した位置に形成されており、後工程において二次構造を接着する際には第１基板上の方位マーク（Ｖａ）の重ね合わせを可能とする。これら方位マークは、光リソグラフィーおよびエッチングによって形成される。
【００５０】
この場合には薄膜（Ａ１）とされた第１二次構造を、イオン打込によって形成された図示されていない脆弱化ゾーンに沿って、第１基板（Ａ）から切り離す。薄膜（Ａ１）は、方位マーク（Ｖａ１）が表面上に形成されているものであり、この薄膜（Ａ１）を、第２基板（Ｂ）のうちの、第１方位マーク（Ｖｂ１）の領域へと移送する。
【００５１】
図２に示す移送は、配向性に関する一切の配慮を行うことなく、行われる。
【００５２】
その後、第２基板（Ｂ）と薄層（Ａ１）との間の結晶方位のオフセット（ズレ）を、測定する。この操作は、２つの構造（Ｂ，Ａ１）のうちの互いに接触している一部分を有したテストピースを採取することによって、行うことができる。界面転位は、例えばＴＥＭ顕微鏡法やＸ線といったような公知方法によって測定することができ、この測定結果を使用することによって、構造（Ｂ，Ａ）間の方位ズレを決定することができる。
【００５３】
その後、第１薄層（Ａ１）の方位マーク（Ｖａ１）と同じ方位マーク（Ｖａ２）が表面上に形成されている第２薄層（Ａ２）を、同じ第１基板（Ａ）から切り離して、第２基板（Ｂ）上へと移送する。図３に示すように、この場合の移送は、第２基板（Ｂ）上の第２方位マーク（Ｖｂ２）が形成されている領域において行う。すなわち、第１薄層に対して隣接した領域において行う。
【００５４】
有利には、支持体上に残っている方位マーク（Ｖａ１）を使用し、この方位マーク（Ｖａ１）を延長することによって、方位マーク（Ｖａ２）を形成する。この場合、第１基板（Ａ）の結晶方位は不明ではあるけれども、第２方位マーク（Ｖａ２）が、第１方位マーク（Ｖａ１）と第１薄層（Ａ１）の結晶方位との間の角度ズレと同じだけの角度ズレを、第２薄層（Ａ２）の結晶方位との間に有していることは、わかっている。
【００５５】
方位マークにより、および、第２基板（Ｂ）の結晶構造と第１薄層（Ａ１）との間の方位ズレに関する測定結果により、第２薄層（Ａ２）を、所望の捻れ角度が得られるまで、回転させることができる。この方法においては、複数の二次構造を持ち上げることにより、これら二次構造に関してほぼ同一の表面傾斜を与えることができる。さらに、接着界面の傾斜角度が捻れ角度に依存することにより、傾斜角度を、捻れ角度の関数として計算することができる。
【００５６】
特に、第２薄層（Ａ２）は、第２薄層（Ａ２）の方位と支持基板（Ｂ）の方位との間のズレを低減させるようにあるいは除去さえするように、配向させることができる。これは、接着面に対して垂直な軸回りに、第２薄層（Ａ２）と支持基板（Ｂ）との一方または双方を回転させることによって、行われる。
【００５７】
一対をなす目盛りの形態とされた方位マークの使用は、位置合わせや捻れ角度や傾斜角度を０．０１°の程度の精度でもって制御するための手段である。この位置合わせを行うために、光学顕微鏡法を使用することができる。その際の波長は、少なくとも１つの方位マークが接着界面に位置しているときに、二次構造と支持構造との少なくとも一方を透過し得るように選択される。
【００５８】
本発明の第２実施形態が、図４〜図６に示されている。簡単化のために、先の複数の図における各部材に対応するそれぞれの部材には、形状が少し相違するものであったとしても、同じ符号が付されている。
【００５９】
図４においては、一次構造は、単結晶シリコンウェハ（Ａ）であり、支持構造は、単結晶シリコンウェハ（Ｂ）である。各ウェハ上には、互いに離間した場所に、添字（１，２）を有した２つの方位マークが形成されている。これら２つの方位マークは、各ウェハに関して同一の固定相対位置を規定している。これら方位マークは、２つの正方形がなす対（Ｖａ１，Ｖｂ１）と、２つの目盛りがなす対（Ｖａ２，Ｖｂ２）と、である。
【００６０】
その後、第１ウェハ（Ａ）を、方位マーク（Ｖａ１）を有した一方の部分（Ａ１）および方位マーク（Ｖａ２）を有した他方の部分（Ａ２）という２つの部分へとカットする。図５に示すように、２つの正方形の形態とされた方位マークを有した部分（Ａ１）を、各正方形を第２ウェハ（Ｂ）上の第１方位マーク（Ｖｂ１）の各正方形と一致させつつ、ウェハ（Ｂ）上へと移送して接着する。
【００６１】
この第１移送の後に、第１部分（Ａ１）をウェハ（Ｂ）上へと接着することによって形成された界面の捻れ角度および傾斜角度を第１実施形態の場合と同様にして決定する。
【００６２】
目盛りすなわち第２方位マーク（Ｖａ２，Ｖｂ２）が初期的には第１方位マークすなわち正方形に対する相対位置という点で固定されていることにより、目盛りの相対的位置ズレは、既知である。それは、第１部分（Ａ１）の結晶方位とウェハ（Ｂ）との間において決定されたオフセット（捻れ）および界面傾斜である。
【００６３】
図６に示すように、第２部分（Ａ２）を移送する際には、捻れ角度および界面傾斜角度を制御することができる。それは、界面傾斜角度が捻れ角度に依存するからである。あるいは、接着面に対して垂直な軸回りに第２部分（Ａ２）を回転させることにより、界面傾斜角度を所定値範囲内へと少なくとも調節することができる。図５および図６においては、第１部分（Ａ１）および第２部分（Ａ２）に対してハッチングが施されているが、これは、図示の読取を容易とするためである。
【００６４】
本発明の第３実施形態が、図７〜図９に示されている。この例においては、二次構造（Ａ１，Ａ２，…）は、一次構造として使用されている第１基板（Ａ）を順次的に切り離すことによって、得られる。二次構造は、第２基板（Ｂ）からの順次的な切り離しによって得られる対応数の支持構造（Ｂ１，Ｂ２，…）上へと、個別的に移送される。基板（Ａ，Ｂ）は、図７に示されている。
【００６５】
方位マークとして使用されているバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）は、後工程において劈開によって順次的に得られるすべての構造（Ａ１，Ａ２，…，Ｂ１，Ｂ２，…）に関して同一に配置され得るよう、十分な深さにまで、第１および第２基板（Ａ，Ｂ）においてエッチング形成されている。
【００６６】
第１および第２基板（Ａ，Ｂ）に由来する構造（Ａ１，Ｂ１）からなる第１アセンブリは、図８に示すように、バーニア（Ｖａ，Ｖｂ）を互いに角度的に位置合わせすることによって形成される。
【００６７】
２つの構造を組み立てた後に、それら構造間の結晶方位のオフセットを、先の両実施形態と同様にして測定する。
【００６８】
その後においては、図９に示すように、その後の構造（Ａ２，Ｂ２，…）を、それらのバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）の位置合わせにおいて所定角度オフセットを付与しつつ、組み立てる。このオフセットは、結晶方位どうしの間のオフセットを制御し得るように選択することができる。
【００６９】
その後に、第１および第２基板（Ａ，Ｂ）に由来するさらなる構造を組み立てるに際しては、図９における構造（Ａ２，Ｂ２）におけるオフセットと同じオフセット量として、あるいは異なるオフセット量として、それらのバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）間の角度オフセットを制御することができる。
【００７０】
本発明の他の実施形態が、図１０に示されている。図１０は、支持構造（Ｂ）上への、複数の結晶性二次構造（Ａ１，Ａ２，…，Ａ７，Ａ８，…）の移送を示している。二次構造のすべては、同一の一次構造に由来するものであり、したがって、すべての二次構造が、結晶ネットワークに関して同一の方位を有した同一の方位マーク（Ｖａ）を備えている。方位マーク（Ｖａ）のすべては、支持構造（Ｂ）に対して平行なライン上において同様に位置合わせされている。複数の平行ラインは、支持構造の方位マーク（Ｖｂ）を有している。複数の二次構造どうしの結晶性が相互に位置合わせされていること、および、複数の二次構造の捻れ角度が一様とされていることは、これら二次構造を、部分的に図示されているようなオーバーラップ層（Ｅ）のエピタキシャル成長に際して効果的に使用し得ることを意味している。この例においては、支持構造（Ｂ）は、必ずしも、結晶構造部分を有する必要がないことに注意されたい。
【００７１】
すべての二次構造（Ａ１，Ａ２）は、同じ寸法を有することができる。それら二次構造は、隙間なく支持構造上においてオーバーラップし得るような形態とすることができる。この例においては、二次構造は、六角形をなす二次構造とされている。
【００７２】
結晶方位を維持しつつ複数の構成要素の移送を行うことにより、また、その後にエピタキシーを行うことにより、例えばＳｉＣやＧａＡｓといったような材料から表面層が形成されているような大きな直径の基板を得ることができる。例えば、２００ｍｍという直径を有した基板を、３５ｍｍ直径のＳｉＣ単結晶によって敷き詰めることができる。
【００７３】
本発明による方法における実施形態の変形例においては、１つまたは複数の二次構造をひっくり返すというステップを備えることができる。これにより、特に、支持構造に対して接触する面を選択することができ、必要であれば、エピタキシャルされる面を選択することができる。本発明による方法は、組立によって得られた構造を新たな供給構造として使用することによりあるいは新たな支持構造として使用することにより、繰り返すことができる。例えば材料成膜ステップおよび／またはエピタキシャル成長ステップおよび／または研磨ステップといったような様々なステップを、中間介在ステップとして行うことができる。
【００７４】
供給用の一次構造が十分に厚い場合には、互いの結晶方位を、特にＸ線を使用するといったような方法によって、前もって決定することができる。
【００７５】
よって、順次的な移送時に二次構造の結晶方位を制御することができる。
【００７６】
図１１は、支持構造（Ｂ）に対しての、２つの二次構造（Ａ１，Ａ２）の順次的な移送を示している。２つの二次構造（Ａ１，Ａ２）は、同一の一次構造（Ａ）に由来するものである。
【００７７】
その後、他の一次構造（Ｃ）に由来する付加的な二次構造（Ｃ１）を、第１二次構造（Ａ１）に対して移送することができる。この場合には、第１二次構造（Ａ１）は、支持構造として使用されることとなる。
【００７８】
本発明においては、一次構造（Ａ，Ｃ）間の相対的結晶方位が既知であることにより、二次構造（Ａ１，Ｃ１）間の相対的結晶方位を制御することができる。
【００７９】
参考文献
（１）米国特許明細書第５，３７４，５６４号
（２）K. Sakaguchi et al., 1999 IEEE International, SOI Conference, Oct.1999, p. 110
（３）F. Henley et al., European Semiconductor, Feb. 2000, p. 25
（４）仏国特許出願公開明細書第２ ６８１ ４７２号
（５）仏国特許出願公開明細書第２ ７４８ ８５０号
（６）仏国特許出願公開明細書第２ ７４８ ８５１号
（７）仏国特許出願公開明細書第２ ７８１ ０８２号
（８）“Angular alignment for wafer bonding” Chou et al., SPIE, vol.
2879, 1996, pages 291-299
（９）“Grazing Incidence, X-ray studies of twist-bonded Si/Si and
Si/SiO2 interface”, D. Buttard et al., Physics B, 283(1-3) (2000),
P.103
【図面の簡単な説明】
【図１】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図２】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図３】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図４】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図５】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図６】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図７】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図８】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図９】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図１０】 本発明に基づいた、同じ単結晶から試料採取された複数の第２基板の、第１基板上への敷詰を示す図である。
【図１１】 供給基板および受領基板を示す図であって、本発明による方法の反復適用を示している。
【符号の説明】
Ａ 第１基板（一次構造）
Ａ１ 第１薄層（二次構造、第１二次構造）
Ａ２ 第２薄層（二次構造）
Ｂ 第２基板（支持構造）
Ｃ 一次構造
Ｃ１ 二次構造
Ｅ オーバーラップ層（エピタキシャル成長層）
Ｖａ 方位マーク
Ｖａ１ 方位マーク
Ｖａ２ 方位マーク
Ｖｂ 方位マーク
Ｖｂ１ 方位マーク
Ｖｂ２ 方位マーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御された結晶方位を有した複合構造に関するものであり、また、そのような構造の結晶方位を制御するための方法に関するものである。本発明は、さらに、そのような構造の製造方法に関するものである。
【０００２】
本発明は、例えばマイクロエレクトロニクスや集積光学やマイクロメカニクスといったような様々な分野において使用され、特に、その目的に関して適切な特性を有した大きな基板を供給し得るものとされる。
【０００３】
例えば、本発明は、Ｓｉ／Ｓｉ、Ｓｉ／Ｇｅ、Ｇｅ／Ｇｅ、Ｓｉ／ＳｉＣ、ＳｉＣ／ＳｉＣ、ＳｉＣ／Ｇｅといったようなタイプの複合構造を形成するために使用することができる。本発明は、また、III−V半導体やII−VI半導体やダイヤモンドやシリコンカーバイドや超伝導体や磁性材料や圧電材料やあるいはより一般的には多結晶表面や単結晶表面を有した材料に関しての、同質材料どうしのまたは異質材料どうしの任意の組合せに対して適切である。結晶材料どうしを組み合わせることができ、また、結晶材料を、アモルファス材料に対して、あるいは、セラミック材料に対して、あるいは、プラスチック材料に対して、組み合わせることができる。
【０００４】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
基板、とりわけ、上述した各技術分野において使用される基板は、ますます頻繁に複合基板となってきている。複合基板は、支持体と、様々な素子が形成されることとなる表層部分と、を備えている。そのような複合基板の形成に関しては、多くの技術が公知である。
【０００５】
それら技術においては、必須的に、一次構造すなわち『供給』構造から、支持構造すなわち『受領』構造へと、通常は薄いものとされる『二次構造』層を移送する。
【０００６】
一次構造からの薄層（すなわち、二次構造）の分離は、カットや劈開や破砕や文献（１）に記載の周知技術によって、行われる。文献（１）については、この説明の最後の部分に与えられている。例えば、この技術においては、一次構造の内部に埋設脆弱化層を形成し、この層に沿って一次構造を破砕することにより、一次構造から二次構造を切り離す。
【０００７】
カットや劈開や破砕は、機械的応力や熱的応力を印加することにより、補助することができる。張力や剪断力を印加するためのツールや、エッチング処理や、引剥し処理や、流体ジェットの適用や、カッティングレーザーの使用といったようなものは、すべて、一次構造からの二次構造の分離を容易に引き起こすために使用可能な手段である。文献（２），（３）に例示されている。文献（２），（３）については、この説明の最後の部分に与えられている。
【０００８】
その後、二次構造は、支持構造上へと移送され、支持構造に対して接着される。この操作に際しては、様々な接着技術を使用することができる。接着物質を使用することもできるが、例えば分子接着といったような技術を使用する場合には、接着物質を使用する必要はない。
【０００９】
二次構造の移送技術は、周知なものであって、文献（４）〜（７）に例示されている。これら文献については、この説明の最後の部分に与えられている。
【００１０】
結晶材料からなる層を移送するための重要なパラメータは、あるいはより一般的には、少なくとも１つの結晶部分を有した構造を移送するための重要なパラメータは、結晶ネットワークの位置合わせである。
【００１１】
第１に、移送される二次構造どうしの各結晶ネットワーク間における位置合わせと；第２に、支持構造の結晶ネットワークに対しての、二次構造の結晶ネットワークの位置合わせと；という２つの位置合わせがある。
【００１２】
本明細書の目的においては、位置合わせとは、必ずしも結晶ネットワークどうしの間の同一直線性を意味するのではなく、ネットワークどうしがなす角度の制御を意味している。
【００１３】
『捻れ』角度とは、考慮している試料の表面に対して垂直な軸回りにおける、２つの結晶ネットワークの間の回転角度として定義される。
【００１４】
『傾斜』角度とは、表面に対して平行な軸回りにおいて、構造の結晶層の結晶ネットワークがなす３つの軸の１つに対して、表面に対して垂直なベクトルを位置合わせするために必要な最小回転角度として定義される。表面傾斜角度は、各々が表面傾斜角度を有しているような２つの結晶層に関し、これら結晶層間の『界面傾斜』を定義するために使用される。『捻れ』角度の値および『界面傾斜』角度の値は、これら２つの回転の組合せが、２つの結晶ネットワークを位置合わせし得るようにして、定義される。すなわち、２つの結晶構造間には、一方の結晶ネットワークから他方の結晶ネットワークへと向けて、回転が存在する。この回転は、組み合わされるべき２つの構造間における２つの面に対して平行な回転および垂直な回転という２つの回転へと分解することができる。これら回転は、界面の捻れ角度および傾斜角度に対応する。これら角度を、一方の結晶構造が他方の結晶構造上に配置される場合にまた一方の結晶構造が他方の結晶構造の側方に配置される場合に、２つの結晶構造間において定義することができる。
【００１５】
文献（８）は、構造の複数の結晶軸を明確にするための技術を開示している。この技術は、複数の軸を化学的に明確にするものであり、適用が技術的に困難である。さらに、この文献は、界面傾斜の制御方法に関しても、また、結晶方位を制御しながらの敷詰方法に関しても、何らの情報ももたらさない。有効な表面が必要であることおよび多大な時間を要することが、結晶軸の明確化に関しての主要な障害である。さらに、軸方位の決定精度が、通常は、０．１°より良好になることがない。
【００１６】
最後に、Ｘ線測定を行うことによって、複数の結晶軸を明確とすることができる。このようなＸ線測定は、時間を要するものであることに加えて、適用が困難である。Ｘ線測定の使用は、薄膜に限定される。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、上記限定を有していないような、一次構造から切り離された少なくとも１つの二次構造を支持構造上へと移送するという、複合構造の製造方法を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、二次構造どうしの互いの方位を制御するためのまた一次構造に対しての二次構造の方位を制御するための、正確で簡便な方法を提供することである。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造上においてこの一次構造と同じ初期的結晶方位を有している二次構造を、あるいは、少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造上においてこの一次構造に対して既知の位置ズレとされた初期的結晶方位を有している二次構造を、一次構造から少なくとも１つの支持構造上へと移送する際に、二次構造の結晶方位を制御するための方法に関するものである。本発明による方法においては、
ａ）二次構造が一次構造に対して固定されている時に、初期的結晶方位に対して任意の配向性を有しかつ二次構造どうしの間の相対的配向性の制御を可能とする少なくとも１つの方位マークを形成し、
ｂ）一組をなす複数の二次構造を、少なくとも１つの支持構造上へと移送する際には、それら二次構造の方位マークの配向性を制御することによって、それら二次構造の結晶方位を制御する。
【００２０】
二次構造が単結晶である場合には、すべての二次構造に対して同一の向きでもって方位マークを付与することができる。
【００２１】
構造とは、結晶材料（単結晶あるいは多結晶）から形成された少なくとも１つの部分を有することができる１つまたは複数の層から形成されたアセンブリを意味している。最も単純な表現においては、構造は、例えば、アモルファス層によって被覆されていても被覆されていなくても良い単独結晶層とすることができ、また、結晶層によって被覆されたアモルファス層とすることができる。また、支持構造は、必ずしも結晶部分を有する必要はないことに注意されたい。また、例えば多層構造といったような、より複雑な構造を選択することもできる。
【００２２】
二次構造は、単一の支持構造上へと移送することも、また、複数の支持構造上へと移送することも、できる。特に、移送は、同一の『親』支持構造に由来する複数の『子』支持構造上に関して行うことができる。例えば、これは、親構造として作用する単一結晶のカットや劈開や破砕によって複数の『子』支持構造が得られている場合である。
【００２３】
その場合、『子』支持構造は、支持構造として作用する。各『子』支持構造上には、『親』支持構造に対してまだ固定されている時点において、『子』支持構造の相対的配向性の制御を可能とする少なくとも１つの方位マークを形成することができる。
【００２４】
方位マークは、移送前に形成することができる。これにより、例えば、方位マークは、一部は二次構造（あるいは、『子』構造）上に存在し、残部は一次構造（あるいは、『親』構造）上に存在する。よって、２つの構造上における各方位マークは、結晶構造に関して同じ配向性を有している。
【００２５】
方位マークは、二次構造（あるいは、『子』構造）および一次構造（あるいは、『親』構造）に、１つまたは複数のステップで形成することができる。移送ステップ、および、新たな方位マークの形成ステップを、挿入することができる。有利には、新たな方位マークは、先の二次構造（あるいは、『子』構造）に対して形成された方位マークを使用することによって形成される。
【００２６】
よって、結晶方向を明らかにするというステップを設けることなく、移送時における高精度の角度的位置合わせが可能である。単純な方位マークに基づいて容易に位置合わせを行うことができる。この位置合わせは、二次構造どうしの間において、また、各二次構造と支持構造との間においてさえ、また、各二次構造と『子』支持構造との間において、行うことができる。
【００２７】
好ましくは、方位マークは、例えば複数の平行ラインや複数の正方形やあるいは角度マーキングを可能とするような他の任意の形態といったような、単純な幾何形状のものとされる。本発明による方法のある改良された実施形態においては、方位マークは、目盛りとすることができる。このタイプの目盛り自体は、公知である。目盛りは、特に高精度の角度調節を可能とする。方位マークは、また、二次構造（『子』構造）のエッジから構成することもできる。
【００２８】
例えば、方位マークは、リソグラフィーおよびエッチングによって、あるいは、レーザー穿孔によって、形成することができる。
【００２９】
特に、移送時に方位マークの配向性（すなわち、向き）を制御することにより、一次構造内に存在していた結晶ネットワークの位置合わせを決定することができる。さらに、この位置合わせにおいては、結晶方向の絶対的方向性を知る必要はない。
【００３０】
例えば、移送時に、移送される複数の二次構造を互いに位置合わせするという操作においては、角度的位置合わせを行うことができる。また、そのような操作においては、試験構造（あるいは、第１二次構造）として使用された１つの二次構造の方位マークに関する角度オフセットに着目することができる。また、そのような操作においては、支持構造上に固定されたあるいは『子』支持構造上に固定された少なくとも１つの他の方位マークに関する角度オフセットに着目することができる。
【００３１】
支持構造自体が結晶性である場合には、あるいは、支持構造が少なくとも部分的に結晶部分を有している場合には、二次構造どうしを互いに配向させることができ、また、支持構造または『子』支持構造の結晶方位に対して二次構造を配向させることができる。
【００３２】
この場合、少なくとも第１二次構造を、一次構造から、少なくとも部分的に結晶部分を有した支持構造上へと、移送した後に、ステップｂ）においては、第１二次構造の結晶部分と支持構造の結晶部分との間における結晶方位の少なくとも１つのオフセット角度を決定し、その後、その後の二次構造を移送する際には、決定されたオフセット角度の関数として、その二次構造の方位マークの配向性を調節することができる。
【００３３】
試験構造として使用される第１二次構造は、方位マークを任意の配向とした状態で支持構造上へと移送することができる。
【００３４】
また、試験二次構造と他の『子』構造とを使用することによって、オフセットを決定することができる。その後、１つまたは他の『子』構造上における他の二次構造の配向を、調節することができる。
【００３５】
この方法においては、支持構造の結晶方位も、また、二次構造の結晶方位も、知る必要がないことに注意されたい。決定されることは、絶対的な方位ではなく、両結晶構造間の（相対的）オフセットだけである。
【００３６】
例えば、オフセット角度は、二次構造と支持構造との間の界面転位を測定する技術を使用することによって、例えば、透過型電子顕微鏡によって、あるいは、Ｘ線を使用することにより結晶部分どうしの間の配向オフセットを測定することによって、決定することができる。この主題に関するさらなる情報については、文献（９）を参照することができる。文献（９）については、この説明の最後の部分に与えられている。
【００３７】
また、化学的な露出や、光学的方法や、音響的方法や、結晶オフセットに敏感な他の任意の方法、といったような他の測定技術を使用することもできる。
【００３８】
最初に移送された構造と支持構造との間において決定された結晶方位オフセットの補償は、例えば、その後の二次構造の方位マークの向きと、試験用二次構造の方位マークの向きと、の間のオフセットを一定に維持することによって行うことができる。よって、捻れ角度を相殺することができ、また、傾斜角度を低減あるいは相殺することができる。捻れ角度または傾斜角度の相殺または補償は、二次構造どうしの間において、あるいは、二次構造と支持構造との間において、あるいは、二次構造と『子』支持構造との間において、適用することができる。
【００３９】
本発明は、また、少なくとも１つの支持構造に対して二次構造が固定されてなる複合構造を製造するための方法に関するものである。この方法においては、
−一次構造に、少なくとも部分的に結晶部分を有している二次構造を規定し、
−少なくとも部分的に結晶部分を有している支持構造上へと、二次構造を移送し、この際、二次構造と支持構造との相対的配向性を、上述した方法に従って制御する。
【００４０】
一次構造内における二次構造の規定二次構造より、二次構造を個別に移送することができる。ある特徴点においては、二次構造は、埋設層によって、一次構造内において規定することができる。例えば、埋設層は、水素または希ガスの打込によって形成された層とすることができる。埋設層は、いつでも二次構造を規定することができ、上記文献（１）に記載された破砕技術を使用することによって、一次構造から二次構造を切り離すことができる。
【００４１】
二次構造は、一次構造上において、材料（接着剤）の添加による接着によって、あるいは、材料（接着剤）の添加を必要としない接着によって、固定することができる。例えば、接着は、親水性のまたは疎水性の共融性の陽極性の分子接着とすることができる。
【００４２】
二次構造が支持構造に対して固定されるときには、複合構造の自由表面上に、例えばエピタキシャル成長によって、材料層を形成することができる。その場合には、二次構造の結晶部分が、成長素地として使用される。成長素地として使用される二次構造が、互いに隣接して配置されている場合には、エピタキシャル成長によって形成された層は、比較的大面積を占めることができる。例えば、エピタキシャル成長（エピタキシー）によって形成される層は、２００ｍｍ直径のディスクの形態で、複合構造を被覆することができる。これは、例えばＧａＡｓやＩｎＰやＳｉＣといったようなIII−V半導体やII−VI半導体等において特に有利なものとすることができる。このような材料に関して現在利用可能な単結晶の直径は、III−V半導体に関しては１００ｍｍであり、II−VI半導体に関しては５０ｍｍである。
【００４３】
エピタキシャル成長後においては、得られた構造は、プロセスを繰り返すための一次構造として使用することができる。二次構造は、必ずしも、支持構造の表面全体を被覆する必要はない。有利には、二次構造の表面と支持構造の表面との間に、１つまたは複数の方位ズレが存在することができる。このような状況であれば、構造全体にわたってエピタキシャル成長が行われたときに、二次構造上においてエピタキシャル成長されたことにより二次構造表面の配向性に適合した配向性を有している成長材料の部分と、支持構造上においてエピタキシャル成長されたことにより支持構造表面の配向性に適合した配向性を有している成長材料の部分と、の間の接合部分に結晶粒界が現れることができる。このことは、単に二次構造を使用することによって結晶粒界のところに超伝導接合を形成するに際して、非常に有効なものとすることができる。
【００４４】
本発明は、また、順応性基板や擬似基板を形成するために使用することもできる。擬似基板とは、エピタキシャル成長させる材料に対して格子定数が適合した基板のことである。順応性基板とは、格子定数が相違するエピタキシャル成長材料に対して順応し得るような基板のことである。この場合、エピタキシャル成長は、例えば転位といったような欠陥を一切誘起することなく、行うことができる。
【００４５】
最後に、本発明は、少なくとも１つの第２構造に対して固定された第１構造を備えてなる複合構造に関するものであって、第１構造と第２構造との少なくとも一方が、一様な配向性を有した方位マークを有している複合構造に関するものである。特に、方位マークは、接着界面の両側に配置することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより、明瞭となるであろう。以下の説明は、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示として与えられる。
【００４７】
以下の説明においては、複数の図面にわたって、同一のまたは同様のまたは等価な部材には、同一の符号が付されている。また、同じ図面中であっても、図示の明瞭化のために、すべての部材が必ずしも同じスケールで図示されているわけではない。
【００４８】
本発明の第１実施形態においては、ゲルマニウム結晶から形成されかつ直径が１００ｍｍとされた第１基板（Ａ）が、一次構造として使用される。シリコン結晶から形成されかつ直径が２００ｍｍとされた第２基板（Ｂ）が、支持構造として使用される。
【００４９】
第１ステップにおいては、方位マーク（Ｖａ）を、第１基板の表面の一部上にエッチングされた一対をなす目盛りの形態で、形成する。さらに、第１基板上の方位マーク（Ｖａ）と同じタイプの２つの方位マーク（Ｖｂ１，Ｖｂ２）を、第２基板（Ｂ）上に形成する。第２基板上の２つの方位マークは、角度的に集中しているとともに、同じ直径上において位置合わせされている。これら２つの方位マークは、互いに離間した位置に形成されており、後工程において二次構造を接着する際には第１基板上の方位マーク（Ｖａ）の重ね合わせを可能とする。これら方位マークは、光リソグラフィーおよびエッチングによって形成される。
【００５０】
この場合には薄膜（Ａ１）とされた第１二次構造を、イオン打込によって形成された図示されていない脆弱化ゾーンに沿って、第１基板（Ａ）から切り離す。薄膜（Ａ１）は、方位マーク（Ｖａ１）が表面上に形成されているものであり、この薄膜（Ａ１）を、第２基板（Ｂ）のうちの、第１方位マーク（Ｖｂ１）の領域へと移送する。
【００５１】
図２に示す移送は、配向性に関する一切の配慮を行うことなく、行われる。
【００５２】
その後、第２基板（Ｂ）と薄層（Ａ１）との間の結晶方位のオフセット（ズレ）を、測定する。この操作は、２つの構造（Ｂ，Ａ１）のうちの互いに接触している一部分を有したテストピースを採取することによって、行うことができる。界面転位は、例えばＴＥＭ顕微鏡法やＸ線といったような公知方法によって測定することができ、この測定結果を使用することによって、構造（Ｂ，Ａ）間の方位ズレを決定することができる。
【００５３】
その後、第１薄層（Ａ１）の方位マーク（Ｖａ１）と同じ方位マーク（Ｖａ２）が表面上に形成されている第２薄層（Ａ２）を、同じ第１基板（Ａ）から切り離して、第２基板（Ｂ）上へと移送する。図３に示すように、この場合の移送は、第２基板（Ｂ）上の第２方位マーク（Ｖｂ２）が形成されている領域において行う。すなわち、第１薄層に対して隣接した領域において行う。
【００５４】
有利には、支持体上に残っている方位マーク（Ｖａ１）を使用し、この方位マーク（Ｖａ１）を延長することによって、方位マーク（Ｖａ２）を形成する。この場合、第１基板（Ａ）の結晶方位は不明ではあるけれども、第２方位マーク（Ｖａ２）が、第１方位マーク（Ｖａ１）と第１薄層（Ａ１）の結晶方位との間の角度ズレと同じだけの角度ズレを、第２薄層（Ａ２）の結晶方位との間に有していることは、わかっている。
【００５５】
方位マークにより、および、第２基板（Ｂ）の結晶構造と第１薄層（Ａ１）との間の方位ズレに関する測定結果により、第２薄層（Ａ２）を、所望の捻れ角度が得られるまで、回転させることができる。この方法においては、複数の二次構造を持ち上げることにより、これら二次構造に関してほぼ同一の表面傾斜を与えることができる。さらに、接着界面の傾斜角度が捻れ角度に依存することにより、傾斜角度を、捻れ角度の関数として計算することができる。
【００５６】
特に、第２薄層（Ａ２）は、第２薄層（Ａ２）の方位と支持基板（Ｂ）の方位との間のズレを低減させるようにあるいは除去さえするように、配向させることができる。これは、接着面に対して垂直な軸回りに、第２薄層（Ａ２）と支持基板（Ｂ）との一方または双方を回転させることによって、行われる。
【００５７】
一対をなす目盛りの形態とされた方位マークの使用は、位置合わせや捻れ角度や傾斜角度を０．０１°の程度の精度でもって制御するための手段である。この位置合わせを行うために、光学顕微鏡法を使用することができる。その際の波長は、少なくとも１つの方位マークが接着界面に位置しているときに、二次構造と支持構造との少なくとも一方を透過し得るように選択される。
【００５８】
本発明の第２実施形態が、図４〜図６に示されている。簡単化のために、先の複数の図における各部材に対応するそれぞれの部材には、形状が少し相違するものであったとしても、同じ符号が付されている。
【００５９】
図４においては、一次構造は、単結晶シリコンウェハ（Ａ）であり、支持構造は、単結晶シリコンウェハ（Ｂ）である。各ウェハ上には、互いに離間した場所に、添字（１，２）を有した２つの方位マークが形成されている。これら２つの方位マークは、各ウェハに関して同一の固定相対位置を規定している。これら方位マークは、２つの正方形がなす対（Ｖａ１，Ｖｂ１）と、２つの目盛りがなす対（Ｖａ２，Ｖｂ２）と、である。
【００６０】
その後、第１ウェハ（Ａ）を、方位マーク（Ｖａ１）を有した一方の部分（Ａ１）および方位マーク（Ｖａ２）を有した他方の部分（Ａ２）という２つの部分へとカットする。図５に示すように、２つの正方形の形態とされた方位マークを有した部分（Ａ１）を、各正方形を第２ウェハ（Ｂ）上の第１方位マーク（Ｖｂ１）の各正方形と一致させつつ、ウェハ（Ｂ）上へと移送して接着する。
【００６１】
この第１移送の後に、第１部分（Ａ１）をウェハ（Ｂ）上へと接着することによって形成された界面の捻れ角度および傾斜角度を第１実施形態の場合と同様にして決定する。
【００６２】
目盛りすなわち第２方位マーク（Ｖａ２，Ｖｂ２）が初期的には第１方位マークすなわち正方形に対する相対位置という点で固定されていることにより、目盛りの相対的位置ズレは、既知である。それは、第１部分（Ａ１）の結晶方位とウェハ（Ｂ）との間において決定されたオフセット（捻れ）および界面傾斜である。
【００６３】
図６に示すように、第２部分（Ａ２）を移送する際には、捻れ角度および界面傾斜角度を制御することができる。それは、界面傾斜角度が捻れ角度に依存するからである。あるいは、接着面に対して垂直な軸回りに第２部分（Ａ２）を回転させることにより、界面傾斜角度を所定値範囲内へと少なくとも調節することができる。図５および図６においては、第１部分（Ａ１）および第２部分（Ａ２）に対してハッチングが施されているが、これは、図示の読取を容易とするためである。
【００６４】
本発明の第３実施形態が、図７〜図９に示されている。この例においては、二次構造（Ａ１，Ａ２，…）は、一次構造として使用されている第１基板（Ａ）を順次的に切り離すことによって、得られる。二次構造は、第２基板（Ｂ）からの順次的な切り離しによって得られる対応数の支持構造（Ｂ１，Ｂ２，…）上へと、個別的に移送される。基板（Ａ，Ｂ）は、図７に示されている。
【００６５】
方位マークとして使用されているバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）は、後工程において劈開によって順次的に得られるすべての構造（Ａ１，Ａ２，…，Ｂ１，Ｂ２，…）に関して同一に配置され得るよう、十分な深さにまで、第１および第２基板（Ａ，Ｂ）においてエッチング形成されている。
【００６６】
第１および第２基板（Ａ，Ｂ）に由来する構造（Ａ１，Ｂ１）からなる第１アセンブリは、図８に示すように、バーニア（Ｖａ，Ｖｂ）を互いに角度的に位置合わせすることによって形成される。
【００６７】
２つの構造を組み立てた後に、それら構造間の結晶方位のオフセットを、先の両実施形態と同様にして測定する。
【００６８】
その後においては、図９に示すように、その後の構造（Ａ２，Ｂ２，…）を、それらのバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）の位置合わせにおいて所定角度オフセットを付与しつつ、組み立てる。このオフセットは、結晶方位どうしの間のオフセットを制御し得るように選択することができる。
【００６９】
その後に、第１および第２基板（Ａ，Ｂ）に由来するさらなる構造を組み立てるに際しては、図９における構造（Ａ２，Ｂ２）におけるオフセットと同じオフセット量として、あるいは異なるオフセット量として、それらのバーニア（Ｖａ，Ｖｂ）間の角度オフセットを制御することができる。
【００７０】
本発明の他の実施形態が、図１０に示されている。図１０は、支持構造（Ｂ）上への、複数の結晶性二次構造（Ａ１，Ａ２，…，Ａ７，Ａ８，…）の移送を示している。二次構造のすべては、同一の一次構造に由来するものであり、したがって、すべての二次構造が、結晶ネットワークに関して同一の方位を有した同一の方位マーク（Ｖａ）を備えている。方位マーク（Ｖａ）のすべては、支持構造（Ｂ）に対して平行なライン上において同様に位置合わせされている。複数の平行ラインは、支持構造の方位マーク（Ｖｂ）を有している。複数の二次構造どうしの結晶性が相互に位置合わせされていること、および、複数の二次構造の捻れ角度が一様とされていることは、これら二次構造を、部分的に図示されているようなオーバーラップ層（Ｅ）のエピタキシャル成長に際して効果的に使用し得ることを意味している。この例においては、支持構造（Ｂ）は、必ずしも、結晶構造部分を有する必要がないことに注意されたい。
【００７１】
すべての二次構造（Ａ１，Ａ２）は、同じ寸法を有することができる。それら二次構造は、隙間なく支持構造上においてオーバーラップし得るような形態とすることができる。この例においては、二次構造は、六角形をなす二次構造とされている。
【００７２】
結晶方位を維持しつつ複数の構成要素の移送を行うことにより、また、その後にエピタキシーを行うことにより、例えばＳｉＣやＧａＡｓといったような材料から表面層が形成されているような大きな直径の基板を得ることができる。例えば、２００ｍｍという直径を有した基板を、３５ｍｍ直径のＳｉＣ単結晶によって敷き詰めることができる。
【００７３】
本発明による方法における実施形態の変形例においては、１つまたは複数の二次構造をひっくり返すというステップを備えることができる。これにより、特に、支持構造に対して接触する面を選択することができ、必要であれば、エピタキシャルされる面を選択することができる。本発明による方法は、組立によって得られた構造を新たな供給構造として使用することによりあるいは新たな支持構造として使用することにより、繰り返すことができる。例えば材料成膜ステップおよび／またはエピタキシャル成長ステップおよび／または研磨ステップといったような様々なステップを、中間介在ステップとして行うことができる。
【００７４】
供給用の一次構造が十分に厚い場合には、互いの結晶方位を、特にＸ線を使用するといったような方法によって、前もって決定することができる。
【００７５】
よって、順次的な移送時に二次構造の結晶方位を制御することができる。
【００７６】
図１１は、支持構造（Ｂ）に対しての、２つの二次構造（Ａ１，Ａ２）の順次的な移送を示している。２つの二次構造（Ａ１，Ａ２）は、同一の一次構造（Ａ）に由来するものである。
【００７７】
その後、他の一次構造（Ｃ）に由来する付加的な二次構造（Ｃ１）を、第１二次構造（Ａ１）に対して移送することができる。この場合には、第１二次構造（Ａ１）は、支持構造として使用されることとなる。
【００７８】
本発明においては、一次構造（Ａ，Ｃ）間の相対的結晶方位が既知であることにより、二次構造（Ａ１，Ｃ１）間の相対的結晶方位を制御することができる。
【００７９】
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【図面の簡単な説明】
【図１】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図２】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図３】 複数の基板を示す平面図であって、本発明に基づく、層どうしの結晶方位を制御しながらの薄層移送を示している。
【図４】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図５】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図６】 第１基板および第２基板を示す平面図であって、本発明に基づくこれら基板の組合せ操作を示している。
【図７】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図８】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図９】 複数の基板を概略的に示す斜視図であって、本発明に基づく、結晶方位に配慮した、対をなす複数の基板の組合せに関する技術を示している。
【図１０】 本発明に基づいた、同じ単結晶から試料採取された複数の第２基板の、第１基板上への敷詰を示す図である。
【図１１】 供給基板および受領基板を示す図であって、本発明による方法の反復適用を示している。
【符号の説明】
Ａ 第１基板（一次構造）
Ａ１ 第１薄層（二次構造、第１二次構造）
Ａ２ 第２薄層（二次構造）
Ｂ 第２基板（支持構造）
Ｃ 一次構造
Ｃ１ 二次構造
Ｅ オーバーラップ層（エピタキシャル成長層）
Ｖａ 方位マーク
Ｖａ１ 方位マーク
Ｖａ２ 方位マーク
Ｖｂ 方位マーク
Ｖｂ１ 方位マーク
Ｖｂ２ 方位マーク
Claims (11)
- 少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造（Ａ）上においてこの一次構造（Ａ）と同じ初期的結晶方位を有している複数の二次構造（Ａ１，Ａ２）を、あるいは、少なくとも部分的に結晶部分を有しているとともに一次構造（Ａ）上においてこの一次構造（Ａ）に対して既知の位置ズレとされた初期的結晶方位を有している複数の二次構造（Ａ１，Ａ２）を、単一の一次構造（Ａ）から少なくとも１つの支持構造（Ｂ）上へと移送する際に、前記二次構造（Ａ１，Ａ２）の結晶方位を制御するための方法であって、
ａ）前記二次構造が前記一次構造（Ａ）に対して固定されている時に、前記初期的結晶方位に対して任意の配向性を有しかつ前記二次構造どうしの間の相対的配向性の制御を可能とする少なくとも１つの方位マーク（Ｖａ，Ｖａ１，Ｖａ２）を前記二次構造に形成し、
ｂ）一組をなす複数の二次構造を、少なくとも１つの支持構造（Ｂ）上へと移送する際には、それら二次構造の前記方位マークの配向性を制御することによって、それら二次構造の結晶方位を制御する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項１記載の方法において、
少なくとも１つの二次構造を、一次構造（Ａ）から、少なくとも部分的に結晶部分を有した支持構造（Ｂ）上へと、移送するに際して、
前記ステップｂ）においては、少なくとも１つの第１二次構造（Ａ１）を、方位マークを任意の配向とした状態で前記支持構造（Ｂ）上へと移送した後に、前記第１二次構造（Ａ１）の結晶部分と前記支持構造の結晶部分との間における結晶方位の少なくとも１つのオフセット角度を決定し、その後、その後の二次構造（Ａ２）を移送する際には、決定された前記オフセット角度の関数として、その二次構造（Ａ２）の方位マークの配向性を調節することを特徴とする方法。 - 請求項２記載の方法において、
前記二次構造（Ａ１）と前記支持構造（Ｂ）との間の界面転位を測定することによって、および／または、Ｘ線を使用することにより前記結晶部分どうしの間のオフセットを測定することによって、前記オフセット角度を決定することを特徴とする方法。 - 請求項１または２記載の方法において、
前記支持構造上に、少なくとも１つの方位マーク（Ｖｂ，Ｖｂ１，Ｖｂ２）を形成し、
前記二次構造の前記方位マークを、前記支持構造の前記方位マークに対して配向させることを特徴とする方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、
リソグラフィー技術およびエッチング技術を使用することによって、前記方位マークを形成することを特徴とする方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、
複数の平行ラインまたは複数のバーニアまたは複数の正方形の形態で、前記方位マークを形成することを特徴とする方法。 - 少なくとも１つの支持構造（Ｂ）に対して二次構造（Ａ，Ａ１，Ａ２）が固定されてなる複合構造を製造するための方法であって、
−一次構造（Ａ）に、少なくとも部分的に結晶部分を有している二次構造（Ａ１，Ａ２）を規定し、
−少なくとも部分的に結晶部分を有している支持構造（Ｂ）上へと、二次構造を移送し、この際、前記二次構造と前記支持構造との相対的配向性を、請求項１〜６のいずれか１項に記載された方法に従って制御する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項７記載の方法において、
同一支持構造上への各二次構造の移送後に、移送された各二次構造を成長素地として使用することによってエピタキシャル成長を行うことにより、前記同一支持構造に対して接着されたすべての二次構造を覆うエピタキシャル成長層（Ｅ）を形成することを特徴とする方法。 - 請求項８記載の方法において、
エピタキシャル成長を行うことによって、前記二次構造上にわたって少なくとも部分的に延在しかつ前記支持構造上にわたって少なくとも部分的に延在する層を形成し、これにより、少なくとも１つの少なくとも１つの結晶粒界を形成することを特徴とする方法。 - 請求項７記載の方法において、
前記二次構造の前記規定を、前記一次構造のカットによってまたは前記一次構造内における切り離し層の形成によって、行うことを特徴とする方法。 - 請求項７記載の方法において、
前記移送ステップにおいては、前記一次構造から少なくとも１つの二次構造（Ａ１，Ａ２）を切り離し、その二次構造を、前記支持構造（Ｂ）上に接着することを特徴とする方法。
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