JP5274859B2 - 貼り合わせ基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、貼り合わせ基板の製造方法に関し、特には、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成された貼り合わせ基板の製造方法に関するものである。

半導体デバイスの更なる高性能化を図るために、Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ（ＳＯＩ）基板が近年注目を浴びている。また、支持基板（ハンドルウエーハ）がシリコンではない、Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｑｕａｒｔｚ（ＳＯＱ）基板や、Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ（ＳＯＧ）基板なども、それぞれＴＦＴ−ＬＣＤや高周波（ＲＦ）デバイス、その他ＭＥＭＳ製品などへの応用が期待されている。

上記ＳＯＱ基板などは、例えば、シリコン基板をドナーウエーハとし、石英基板をハンドルウエーハとして、これらの異種基板を貼り合わせて製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。このようにして作製された貼り合わせ基板において、石英基板は通常、表および裏面を同時に研磨処理を行うダブルサイドポリッシングで作製されるために、裏面も鏡面であり、シリコン基板同士を貼り合わせて製造される通常のＳＯＩ基板とは異なるプロセス・評価上の問題が生じる場合がある。

このような問題の一つとして、装置上でＳＯＱ基板を搬送及び固定する際、ウエーハがステージに密着し、ステージからの取り外しが困難となること、更には透明基板のため、表面と裏面の識別が困難となり、取扱いにおける誤操作を誘発することが挙げられる。

特開２００６−３２４５３０号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ハンドルウエーハとして絶縁性基板を用いた貼り合わせ基板を製造するにあたって、その貼り合わせ基板の裏面（絶縁性基板の裏面にあたる）を粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便な貼り合わせ基板を製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ハンドルウエーハに絶縁性基板を用い、該絶縁性基板の表面上にドナーウエーハを貼り合わせた貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施すことを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。

このように、ハンドルウエーハに絶縁性基板を用い、該絶縁性基板の表面上にドナーウエーハを貼り合わせた貼り合わせ基板を製造する方法において、絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施すことにより、絶縁性基板の裏面を荒らすことができ、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、例えば、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便になる。

また、本発明は、ハンドルウエーハに絶縁性基板を用い、該絶縁性基板の表面上にドナーウエーハを貼り合わせた貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備した後に、該貼り合わせ基板の裏面にサンドブラスト処理を施すことを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。
このようにすれば、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便になる。

また、本発明は、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成され、前記絶縁性基板の裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に保護テープを貼り、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施すことを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。
このように、貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に保護テープを貼ってから、絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施すことを特徴に含むので、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便なものとすることができるとともに、保護テープによって、シリコン薄膜の表面がサンドブラスト処理を受けないようにすることができる。

このとき、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、前記保護テープを剥がし、前記貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理することができる。
サンドブラスト処理後、保護テープを剥がし、貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理するので、サンドブラスト処理を施した裏面の凹凸からの発塵を効果的に抑制することができる。したがって、パーティクル汚染が発生するのを抑制できる。

また、本発明は、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成され、前記絶縁性基板の裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、前記貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから、前記有機膜を除去することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。

このように、本発明の貼り合わせ基板の製造方法においては、貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから有機膜を除去することを特徴に含んでいるので、フッ酸を含む溶液で処理しているとき、シリコン薄膜は有機膜によって覆われており、フッ酸を含む溶液がシリコン薄膜と直接触れることを防ぐことができる。
したがって、たとえ貼り合わせ基板にＨＦ欠陥が存在する場合であっても、貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理するときに、シリコン薄膜の表面側からＨＦ欠陥を通してフッ酸が浸透し、シリコン薄膜下に存在する絶縁性基板（石英基板等）をエッチングして欠陥が拡大されるのを防止できる。
また、絶縁性基板とその上に形成されたシリコン薄膜との間にフッ酸が浸透し、シリコン薄膜が剥がれるのを効果的に防止することができる。

また、本発明は、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成され、前記絶縁性基板の裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、該有機膜上に保護テープを貼り、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、前記保護テープを剥がし、前記貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから、前記有機膜を除去することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法を提供する。

このように、本発明の貼り合わせ基板の製造方法においては、少なくとも、まず、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、該有機膜上に保護テープを貼るので、保護テープは有機膜に貼られており、シリコン薄膜に直接貼られてはいない。
したがって、絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、保護テープを剥がすとき、この保護テープを剥がすことによりシリコン薄膜の表面に剥がれ等のダメージが導入されることを防ぐことができる。
さらに、貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから有機膜を除去するので、フッ酸を含む溶液で処理しているとき、シリコン薄膜は有機膜によって覆われており、フッ酸を含む溶液がシリコン薄膜と直接触れ、ＨＦ欠陥が拡大したり、シリコン薄膜が剥がれるのを極めて効果的に防止することができる。

なお、前記絶縁性基板を石英基板、ガラス基板、サファイア基板、アルミナ基板のいずれかとすることができる。
このように、絶縁性基板を石英基板、ガラス基板、サファイア基板、アルミナ基板のいずれかとすることができ、ＳＯＱ基板、ＳＯＧ基板、ＳＯＳ基板、ＳＯＡ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ａｌｕｍｉｎａ）基板を作製する場合において本発明は特に好適である。

また、前記有機膜を塗布により形成するのが好ましい。
このように、有機膜を塗布により形成すれば、容易に有機膜を形成することができ簡便である。

このとき、前記有機膜をフォトレジスト膜とすることができる。
有機膜をフォトレジスト膜とすれば、フォトレジストは従来からよく用いられていることもあり、簡単に有機膜を形成することができる。

また、前記有機膜の除去を、オゾン水、硫酸、熱硫酸、硫酸過水、アルコール、アセトンのいずれかにより処理して行うか、酸素プラズマ処理または紫外線処理により行うことができる。
このように、有機膜の除去を、オゾン水、硫酸、熱硫酸、硫酸過水、アルコール、アセトンのいずれかにより処理して行うか、酸素プラズマ処理または紫外線処理により行えば、容易に有機膜を除去することができる。

また、前記保護テープをダイシングテープとすることができる。
このように、保護テープをダイシングテープとすることができ、十分にサンドブラスト処理からシリコン薄膜等を保護することができる。

そして、前記貼り合わせ基板の準備は、少なくとも、シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板に、表面から水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成し、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、該イオン注入した面と貼り合わせる前記絶縁性基板の表面を密着させて貼り貼り合わせ、前記イオン注入層を境界として、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板を機械的に剥離して薄膜化し、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成して前記貼り合わせ基板を準備することができる。

また、前記貼り合わせ基板の準備は、少なくとも、シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板に、表面から水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成し、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、該イオン注入した面と貼り合わせる前記絶縁性基板の表面の少なくとも一方の面に表面活性化処理を施し、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、前記絶縁性基板の表面を密着させて貼り貼り合わせ、前記イオン注入層を境界として、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板を機械的に剥離して薄膜化し、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成して前記貼り合わせ基板を準備することができる。
ここでの機械的剥離の際に、既に、裏面が粗面化された絶縁性基板を用いると、該機械的剥離時の応力が局所的に異なることで、転写されたシリコンの膜厚がばらつくために望ましくはない。具体的には、機械的剥離の際に補剛板を裏面に密着させて剥離速度を制御する場合には、補剛板との密着力が局所的に異なることで、機械的剥離時の応力が局所的に異なり、同様に転写されたシリコンの膜厚がばらつくことが挙げられる。

これらのようにすれば、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した異種物質の貼り合わせ基板を準備することができるとともに、ＴＦＴ−ＬＣＤや高周波（ＲＦ）デバイス等の用途に適したものとなる。

また、前記サンドブラスト処理前および／または処理後に、前記シリコン薄膜の表面を鏡面加工することができる。
このように、サンドブラスト処理前に、デバイス等を作製するシリコン薄膜の表面を鏡面加工しても良く、本発明では有機膜と保護テープによりサンドブラスト後にも鏡面状態が維持されたものとすることができるし、また、サンドブラスト処理後にシリコン薄膜の表面を鏡面加工することも当然可能である。

このような本発明の貼り合わせ基板の製造方法であれば、ハンドルウエーハに絶縁性基板を用いた貼り合わせ基板であっても、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便な貼り合わせ基板を製造することができる。

以下では、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の貼り合わせ基板の製造方法の工程の一例を示す工程図である。
全体の流れを説明すると、まず、絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備する（工程１）。準備した貼り合わせ基板に対し、シリコン薄膜上に有機膜を形成し（工程２）、さらにその上に保護テープを貼る（工程３）。その後、サンドブラスト処理を施して貼り合わせ基板の裏面を荒らし（工程４）、保護テープを剥がした後（工程５）、貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理して貼り合わせ基板の裏面をエッチング処理してから（工程６）、有機膜を除去し（工程７）、パーティクル汚染等の発生が抑制され、裏面を荒らした貼り合わせ基板を得る。

以下、各工程についてさらに詳述する。
（工程１）
最初に、絶縁性基板２０の表面上にシリコン薄膜６１を形成した貼り合わせ基板６０を準備する。すなわち、ドナーウエーハとしてシリコン基板を、ハンドルウエーハとして絶縁性基板を用意し、これらを貼り合わせて作製する。
図２に、この貼り合わせ基板を作製する手順の一例を示す。図２（Ａ）のように、まず、シリコン基板１０および絶縁性基板２０を用意する。
なお、ドナーウエーハとしては、特には、表面に酸化膜を形成したシリコン基板とすることもできる。ドナーウエーハとしてこれらの材料を選択すれば、シリコン薄膜を有する貼り合わせ基板を製造することができる。
また、ハンドルウエーハである絶縁性基板２０としては、例えば石英基板、または他のガラス基板、サファイア基板、アルミナ基板を用いることができる。これらは、透明で絶縁性の基板であれば良く特に限定されない。作製する半導体デバイスの目的等に応じて、適宜選択することができる。ここでは、石英基板を用いる場合を例として説明する。

次に、図２（Ｂ）に示すように、シリコン基板１０の表面（イオン注入面）１２から水素イオンを注入してイオン注入層１１を形成する。
このイオン注入層１１の形成には、水素イオンだけではなく、希ガスイオンあるいは水素イオンと希ガスイオンの両方をイオン注入するようにしても良い。注入エネルギー、注入線量、注入温度等その他のイオン注入条件も、所定の厚さの薄膜を得ることができるように適宜選択すれば良い。
なお、表面に酸化膜を形成したシリコン基板を用いて、酸化膜を通してイオン注入を行えば、注入イオンのチャネリングを抑制する効果が得られ、イオンの注入深さのバラツキをより抑えることができる。これにより、より膜厚均一性の高い薄膜を形成することができる。

次に、図２（Ｃ）に示すように、シリコン基板１０のイオン注入した面１２と、絶縁性基板２０の貼り合わせる面２２に表面活性化処理を施す。なお、絶縁性基板２０の貼り合わせる面２２とは、次の手順で、シリコン基板１０と貼り合わせる面のことである。
もちろん、シリコン基板１０のイオン注入した面１２と絶縁性基板２０の貼り合わせる面２２のいずれか一方の面にのみ表面活性化処理を施すようにしても良い。
この時、表面活性化処理を、例えば酸素プラズマ処理で行うことができる。真空チャンバ中にＲＣＡ洗浄等の洗浄をしたウエーハを載置し、プラズマ用ガス（酸素ガス）を導入した後、１００Ｗ程度の高周波プラズマに５〜３０秒程度さらし、表面をプラズマ処理する。

なお、プラズマ用ガスとしては、酸素ガスに限定されず、この他、例えば水素ガス、アルゴンガス、またはこれらの混合ガスあるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスを用いることができる。また、不活性ガスの窒素ガスを用いても良い。適宜、条件に合ったものを選べば良い。

このようにして各々の基板１０、２０の表面活性化処理を施した面は、ＯＨ基が増加するなどして活性化する。従って、この状態で、シリコン基板のイオン注入した面１２と絶縁性基板の貼り合わせる面２２とを密着させれば、水素結合等により、ウエーハをより強固に貼り合わせることができる。
なお、この表面活性化処理を施すことなく、次の貼り合わせ工程を行うことも可能である。

次に、図２（Ｄ）に示すように、シリコン基板のイオン注入した面１２と絶縁性基板の貼り合わせる面２２とを密着させて貼り合わせる。
このように、表面活性化処理をした表面を貼り合わせ面として、例えば減圧又は常圧下、室温でウエーハを密着させれば、高温処理を施さなくても、両ウエーハを後の機械的剥離に耐え得るほど十分に強固に貼り合わせることができる。

なお、このシリコン基板１０と絶縁性基板２０を密着させる工程の後、該密着したウエーハを、１００〜４００℃で熱処理する熱処理工程を行ってもよい。
このような熱処理を施すことで、シリコン基板１０と絶縁性基板２０の貼り合わせの強度を高めることができる。特に、熱処理温度が、１００〜３００℃であれば、異種材料の基板の貼り合わせでも、熱膨張係数の差異による熱歪、ひび割れ、剥離等が発生する恐れが少ない。貼り合わせ強度を高めれば、剥離工程での不良の発生を減少させることができる。

この後、図２（Ｅ）に示すように、例えば、シリコン基板１０に引っ張り用部材４０を密着させてシリコン基板１０を保持するとともに、絶縁性基板２０を引っ張り用部材５０により保持する。
引っ張り用部材としては、１つ以上の吸盤で構成されているものや、多孔質材料で構成されており、真空吸着により各基板１０、２０に吸着されるもの等を用いることができるが、これに限定されるものではない。

次に、図２（Ｆ）に示すように、シリコン基板１０のイオン注入層１１の、引っ張り用部材４０を密着させた側の一端部から外部衝撃を付与するとともに、引っ張り用部材４０、５０によりシリコン基板１０、絶縁性基板２０を引っ張ることにより、シリコン基板１０と絶縁性基板２０とを、外部衝撃を付与した一端部（剥離開始点）から他端部に向かってイオン注入層１１にて順次離間させ、シリコン基板１０を薄膜化する。
以上のようにして、図２（Ｇ）に示すように、絶縁性基板２０の表面上にシリコン薄膜６１を形成した貼り合わせ基板６０を得ることができる。

（工程２）
工程１で貼り合わせ基板６０を準備した後、図１の（工程２）に示すように、シリコン薄膜６１上に有機膜７０を形成する。
この有機膜７０は、その材質等、特に限定されないが、フッ酸に耐性があるものが望ましい。例えば、フォトレジストなどが好適である。以下では、有機膜７０をフォトレジストにより形成したものとして説明を行う。
そして、このとき、シリコン薄膜６１を覆うようにして、シリコン薄膜６１の全体を囲って有機膜７０を形成すると一層良い。
これらのことは、後の工程６で貼り合わせ基板６０をフッ酸を含む溶液で処理するが、このときに、シリコン薄膜６１中に存在するＨＦ欠陥が拡大したり、シリコン薄膜６１が絶縁性基板２０から剥離するのを防ぐためである。

有機膜７０を形成することなくサンドブラスト処理後にエッチング工程を行うと、例えば、絶縁性基板が石英基板の場合、上述したようにシリコン薄膜にＨＦ欠陥が存在するとき、シリコン薄膜の表面から上記欠陥を通してフッ酸が浸透すると、シリコン薄膜下に存在する石英基板がエッチングされて欠陥が拡大されてしまう。これはデバイス不良等の原因となってしまう。
また、シリコン薄膜と石英基板との間にフッ酸が浸透すると、石英基板のその箇所がエッチングされ、シリコン薄膜が剥がれてしまう。

しかしながら、図１（工程２）に示すように、シリコン薄膜６１の上、さらにはシリコン薄膜６１を覆うようにして、フッ酸に耐性のある有機膜７０を予め形成しておくので、後の工程６で貼り合わせ基板６０にエッチング処理を施しても、シリコン薄膜６１は有機膜７０で囲まれているので、シリコン薄膜６１の表面からＨＦ欠陥等を通してフッ酸が浸透し、シリコン薄膜６１の下の石英基板２０をエッチングして欠陥が拡大することもなければ、シリコン薄膜６１と石英基板２０との間にフッ酸が入り込み、石英基板２０がエッチングされてシリコン薄膜６１が剥がれることもない。

なお、有機膜７０の形成方法は特に限定されないが、例えば塗布により形成することができる。塗布であれば簡単に形成することができて好ましい。
また、フォトレジストを塗布するにあたっては、前処理としてＨＭＤＳ工程を行うとよい。ＨＭＤＳ行程を行うことにより、後に形成されるフォトレジスト膜とシリコン薄膜６１との密着性を高めることができる。
さらには、やはりこれらの密着性を高めるため、フォトレジスト膜形成後にソフトベイクなどの処理を行うこともできる。

（工程３）
次に、保護テープ８０を有機膜７０の上に貼る。このように、保護テープ８０をシリコン薄膜６１に直接貼るのではなく、有機膜７０の上に貼ると、後の工程５で、保護テープ８０を剥がすとき、シリコン薄膜６１の表面が一緒に剥がされるのを防ぐことができ、シリコン薄膜６１にダメージが導入されることがない。
また、この保護テープ８０は、次の工程４でサンドブラスト処理を行うときに、貼り合わせ基板６０のシリコン薄膜６１の側が傷つかないようにできるものであればよく、その材質等は特に限定されない。例えばダイシングテープを用いることができる。

（工程４）
以上のようにして、絶縁性基板２０の表面側に形成されたシリコン薄膜６１の上に、有機膜７０を形成し、さらに保護テープ８０を貼った貼り合わせ基板６０に対し、その裏面側（すなわち、絶縁性基板２０の裏面側）にサンドブラスト処理を施して故意に荒らす。これによって裏面側を光センサー等により感知できるものとなる。
この工程４におけるサンドブラスト処理は特に限定されず、例えば従来と同様の装置を用い、アルミナ等の粒子をその裏面側に当てることにより行う。
一方、貼り合わせ基板６０の表面側（すなわち、シリコン薄膜６１が形成されている側）には保護テープ８０を貼り付けてあるので、裏面側とは異なり傷つかず、荒れることもない。

（工程５）
上記サンドブラスト処理を施した後、次の工程６のフッ酸を含む溶液によるエッチング処理に備えるため保護テープ８０を剥がす。なお、ここでは保護テープ８０が貼られているのは有機膜７０であってシリコン薄膜６１ではない。したがって保護テープ８０を有機膜７０から剥がすときに、一緒にシリコン薄膜６１の表面を剥がしてしまうこともなく、シリコン薄膜６１にダメージを与えてしまうこともない。

（工程６）
そして、工程６では、フッ酸を含む溶液で貼り合わせ基板６０を処理する。すなわち、サンドブラスト処理を施した貼り合わせ基板６０の裏面側（絶縁性基板２０の裏面側）をフッ酸を含む溶液によりエッチング処理する。この方法は特に限定されず、例えば、フッ酸を含む溶液に貼り合わせ基板６０を浸漬することによって行うことができる。そして、このようにしてエッチング処理を施すことにより、サンドブラスト処理によって荒れた凹凸面から発塵が発生するのを抑制することができる。
このとき、エッチング処理に用いる溶液は、石英基板やガラス基板等の絶縁性基板２０の裏面側をエッチング処理できるよう、フッ酸を含むものであれば良く、特に限定されない。例えば、フッ酸、緩衝フッ酸水溶液等を用いることができ、また、その濃度等も適宜決定することができる。例えば実験を繰り返して、適度にエッチングし、サンドブラスト処理による凹凸からの発塵の発生を抑えることができる程度のものを選択することができる。

なお、このようにして貼り合わせ基板６０の裏面側（絶縁性基板２０の裏面側）がエッチング処理される一方で、その表面側（シリコン薄膜６１の側）は、フッ酸に耐性のある有機膜７０で覆われているので、有機膜７０がマスクの役割を果たし、シリコン薄膜６１の表面にフッ酸を含む溶液が直接接することはない。したがって、たとえシリコン薄膜６１にＨＦ欠陥が存在していたとしても、シリコン薄膜６１の表面側からそのＨＦ欠陥を通して絶縁性基板２０にまでフッ酸が浸透し、石英基板等の絶縁性基板２０をエッチングして欠陥が拡大するのを極めて効果的に防止することができる。

さらには、図１の（工程２）に示すように、有機膜７０を、シリコン薄膜６１と絶縁性基板２０の貼り合わせの境界（貼り合わせ面）を埋めるようにして形成しておけば、この貼り合わせの境界部にフッ酸を含む溶液が直接接することはない。そのため、この貼り合わせの境界部からフッ酸が浸透し、絶縁性基板２０がエッチングされ、絶縁性基板２０からシリコン薄膜６１が剥がれることを防ぐことが可能である。

（工程７）
この後、工程６のエッチング処理でマスクの役割を果たした有機膜７０を除去する。この除去方法は特に限定されないが、例えばオゾン水、硫酸、熱硫酸、硫酸過水、アルコール、アセトン等により処理して除去することができる。また、他の方法として、酸素プラズマ処理や紫外線処理（ＵＶ処理）によって有機膜７０を除去しても良い。シリコン薄膜６１に特にダメージ等を与えることなく、シリコン薄膜６１上に形成した有機膜７０を除去できれば良く、有機膜７０の材質等により適宜決定することができる。

以上のような工程１から工程７を少なくとも実施することにより、絶縁性基板２０の表面上にシリコン薄膜６１が形成されているとともに、絶縁性基板２０の裏面側を荒らした貼り合わせ基板６０’を得ることができる。この貼り合わせ基板６０’は、シリコン薄膜６１において、特にダメージや絶縁性基板２０からの剥がれもなく、また、ＨＦ欠陥が存在していたとしても上記の製造工程で欠陥が拡大されていることもない。さらには、絶縁性基板２０の裏面側は適切にあらされている一方で、発塵が効果的に抑えられたものとすることができ、後の工程でパーティクル汚染等が発生するのを防止することができるものとなる。

なお、本発明の貼り合わせ基板の製造方法を説明するにあたり、図１に示すように、ここでは工程１から工程７により行う製造方法について述べたが、当然これに限定されず、必要であればさらに他の工程を加えることも可能である。例えば、保護テープ８０を剥がす工程５の後、水、超音波水等による洗浄を施す工程を行ってから、工程６のフッ酸を含む溶液によるエッチング処理を施すことができる。

あるいは、デバイスが作製されるシリコン薄膜６１の表面を、サンドブラスト処理を施す工程４の前のどこかで鏡面加工しておくこともできる。このように、鏡面加工がサンドブラスト処理前であっても、シリコン薄膜６１は、有機膜７０を介して保護テープ８０で保護されているので、サンドブラスト処理時にその鏡面加工された表面が傷つくこともないし、保護テープ８０がシリコン薄膜６１に直接貼られているわけではないので、サンドブラスト処理後に保護テープ８０を剥がしてもシリコン薄膜６１の表面を剥がすこともないため、十分にその鏡面状態を維持することができる。
当然、サンドブラスト処理後に再度シリコン薄膜６１の表面を鏡面加工することもできるし、また、サンドブラスト処理後のみ鏡面加工するのでも良い。コストや手間、作業に要する時間等を考慮し、適宜決定することができる。

また、本発明の他の実施形態の一つとして、保護テープ８０は用いず、シリコン薄膜６１上に有機膜７０を形成し、絶縁性基板２０の裏面にサンドブラスト処理を施して、その後、フッ酸によるエッチング処理を行ってから有機膜７０を除去する方法も挙げられる。すなわち、図１の工程１、２、４、６、７を行う方法である。この方法によっても、当然、フッ酸を含む溶液がシリコン薄膜６１と直接触れることはなく、ＨＦ欠陥の拡大やシリコン薄膜６１の剥がれを防ぐことが可能である。
この場合、有機膜７０が、サンドブラスト処理における保護テープとしての役割を果たすことが出来る程度に耐性があるものや厚さが調整されたものが好ましい。

さらに他の実施形態として、有機膜７０を形成することなく、保護テープ８０を貼り合わせ基板の表面側（シリコン薄膜の表面）に貼って、裏面にサンドブラスト処理を施すことも可能であり、このようにすれば、当然、サンドブラスト処理の際に、シリコン薄膜の表面が傷つくのを保護テープ８０によって効果的に防止できる。
この場合、保護テープ８０としては、後に保護テープ８０をシリコン薄膜の表面から剥がす際、シリコン薄膜の表面に剥がれが生じ難いように粘着性等を考慮した適切なものを選択するのが好ましい。
そして、保護テープ８０を剥がした後、必要に応じて、裏面の凹凸からの発塵の抑制のために、フッ酸を含む溶液で処理することもできる。

また、より簡便に、絶縁性基板２０の裏面にサンドブラスト処理を施しただけの貼り合わせ基板の製造方法が挙げられる。そもそもこのようなサンドブラスト処理をハンドルウエーハである絶縁性基板２０の裏面に施すことにより、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便な貼り合わせ基板を得ることができる。

以下、本発明の貼り合わせ基板の製造方法について、実施例や比較例によりさらに具体的に説明する。
（実施例１）
本発明の貼り合わせ基板の製造方法を実施して、裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する。
ドナーウエーハとして直径１５０ｍｍのシリコン基板を準備し、その表面に熱酸化によりシリコン酸化膜を１００ｎｍ形成した。この基板に、シリコン酸化膜を通して水素イオンを注入し、イオン注入層を形成した。イオン注入条件は注入エネルギーが３５ｋｅＶ、注入線量が９×１０^１６／ｃｍ^２、注入深さは０．３ｎｍである。
また、ハンドルウエーハとして直径１５０ｍｍの石英基板を準備した。

次に、プラズマ処理装置を用い、プラズマ用ガスとして窒素ガスを導入し、準備したシリコン基板のイオン注入面、石英基板の表面に表面活性化処理を施した。
そして、これらの基板を室温で貼り合わせ、３００℃で３０分間熱処理を行った後、引っ張り用部材を用い、イオン注入層を境界としてシリコン基板の一部を剥がし、石英基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を作製した。これをサンプルウエーハとする。

このサンプルウエーハのシリコン薄膜側の表面に、シリコン薄膜全体を覆うようにしてフォトレジストを塗布し、乾燥させ、ソフトベイクを行った。
そして、フォトレジスト膜上に保護テープとしてダイシングテープを貼り付け、サンプルウエーハの裏面側にサンドブラスト処理を施した。サンドブラスト処理にはアルミナの粒子を用いた。

サンドブラスト処理後、ダイシングテープをフォトレジスト膜から剥がし、超音波水によって洗浄を行った。そして、フォトレジスト膜をつけたままフッ酸溶液にサンプルウエーハを浸漬することにより、サンドブラスト処理を施したサンプルウエーハの裏面側（石英基板の裏面側）をエッチング処理した。
この後、フォトレジスト膜をアセトンにより除去し、裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造した。

このようにして本発明の製造方法により製造した貼り合わせ基板は光センサーで裏面を感知させることができた。さらには、表裏面の状態を評価したところ、サンドブラスト処理を施した裏面側にはパーティクルは観測されず、また、表面側においても、シリコン薄膜の剥がれ等は見られなく、高品質の貼り合わせ基板が得られたことが分かった。

（実施例２）
実施例１と同様のサンプルウエーハを用意した。
このサンプルウエーハのシリコン薄膜側の表面に、保護テープとしてダイシングテープを直接貼り付け、サンプルウエーハの裏面側に実施例１と同様にしてサンドブラスト処理を施した。
サンドブラスト処理後、ダイシングテープをシリコン薄膜から剥がし、超音波水によって洗浄を行った。そして、フッ酸溶液にサンプルウエーハを浸漬することにより、サンドブラスト処理を施したサンプルウエーハの裏面側（石英基板の裏面側）をエッチング処理し、裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造した。

このようにして本発明の製造方法により製造した貼り合わせ基板について、表裏面の状態を評価したところ、表面側において、一部、石英基板からのシリコン薄膜の剥がれやシリコン薄膜の表面の剥がれが確認されたものの、粗面化することにより搬送及び載置時後の取り外しが容易であり、更に透明絶縁性基板をハンドルウエーハとする該貼り合わせ基板では、更に、シリコン半導体ウエーハの工程と同じく、表面の識別が簡便な貼り合わせ基板を得ることができた。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、上記例では石英基板を絶縁性基板として用いたが、同様にして、他の透明ガラス基板を絶縁性基板として用いることも可能である。

本発明の貼り合わせ基板の製造方法の工程の一例を示す工程図である。 シリコン基板と絶縁性基板の貼り合わせ手順の一例を示す工程図である。

符号の説明

１０…シリコン基板、 １１…イオン注入層、 １２…イオン注入面、
２０…絶縁性基板、 ２２…貼り合わせる面、
４０、５０…引っ張り用部材、 ６０、６０’…貼り合わせ基板、
６１…シリコン薄膜、 ７０…有機膜、 ８０…保護テープ。

Claims (10)

1. 絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成され、前記絶縁性基板の裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、前記貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから、前記有機膜を除去することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。
2. 絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜が形成され、前記絶縁性基板の裏面側を荒らした貼り合わせ基板を製造する方法であって、少なくとも、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成した貼り合わせ基板を準備して、該貼り合わせ基板の少なくともシリコン薄膜上に有機膜を形成し、該有機膜上に保護テープを貼り、前記絶縁性基板の裏面にサンドブラスト処理を施した後、前記保護テープを剥がし、前記貼り合わせ基板をフッ酸を含む溶液で処理してから、前記有機膜を除去することを特徴とする貼り合わせ基板の製造方法。
3. 前記保護テープをダイシングテープとすることを特徴とする請求項２に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
4. 前記絶縁性基板を石英基板、ガラス基板、サファイア基板、アルミナ基板のいずれかとすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
5. 前記有機膜を塗布により形成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
6. 前記有機膜をフォトレジスト膜とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
7. 前記有機膜の除去を、オゾン水、硫酸、熱硫酸、硫酸過水、アルコール、アセトンのいずれかにより処理して行うか、酸素プラズマ処理または紫外線処理により行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
8. 前記貼り合わせ基板の準備は、少なくとも、
   シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板に、表面から水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成し、
   前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、該イオン注入した面と貼り合わせる前記絶縁性基板の表面を密着させて貼り貼り合わせ、
   前記イオン注入層を境界として、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板を機械的に剥離して薄膜化し、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成して前記貼り合わせ基板を準備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
9. 前記貼り合わせ基板の準備は、少なくとも、
   シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板に、表面から水素イオンまたは希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入してイオン注入層を形成し、
   前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、該イオン注入した面と貼り合わせる前記絶縁性基板の表面の少なくとも一方の面に表面活性化処理を施し、
   前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板のイオン注入した面と、前記絶縁性基板の表面を密着させて貼り貼り合わせ、
   前記イオン注入層を境界として、前記シリコン基板または表面に酸化膜を形成したシリコン基板を機械的に剥離して薄膜化し、前記絶縁性基板の表面上にシリコン薄膜を形成して前記貼り合わせ基板を準備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。
10. 前記サンドブラスト処理前および／または処理後に、前記シリコン薄膜の表面を鏡面加工することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の貼り合わせ基板の製造方法。

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