KR20000023447A - 분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법 - Google Patents

분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20000023447A
KR20000023447A KR1019990041239A KR19990041239A KR20000023447A KR 20000023447 A KR20000023447 A KR 20000023447A KR 1019990041239 A KR1019990041239 A KR 1019990041239A KR 19990041239 A KR19990041239 A KR 19990041239A KR 20000023447 A KR20000023447 A KR 20000023447A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
substrate
separation
sample
cavity
Prior art date
Application number
KR1019990041239A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100392980B1 (ko
Inventor
오오미카즈아키
요네하라타카오
사가구치키요후미
야나기타카즈타카
Original Assignee
미다라이 후지오
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP10272157A external-priority patent/JP2000100678A/ja
Priority claimed from JP11240140A external-priority patent/JP2000188269A/ja
Application filed by 미다라이 후지오, 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 미다라이 후지오
Publication of KR20000023447A publication Critical patent/KR20000023447A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100392980B1 publication Critical patent/KR100392980B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67383—Closed carriers characterised by substrate supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67386—Closed carriers characterised by the construction of the closed carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67389—Closed carriers characterised by atmosphere control
    • H01L21/67393—Closed carriers characterised by atmosphere control characterised by the presence of atmosphere modifying elements inside or attached to the closed carrierl
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
    • H01L21/76259—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along a porous layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

본 발명은 접합된 기판스택의 분리장치를 제공하는 것이다. 접합된 기판스택(101)은 각각, 고리형상을 가진 1쌍의 기판지지부재(201),(202)에 의해 양쪽에서 샌드위치되어 지지된다. 밀폐공간(210)은 접합된 기판스택(101)의 에지부에 노출된 다공질층(101b)둘레에 형성되어 있다. 유체가 밀폐공간(210)으로 주입되고, 압력이 이 유체에 인가된다. 실질적으로 정지한 유체의 압력은 다공질층(101b)에 인가되어 다공질층(101b)에서 접합된 기판스택(101)을 분리한다. 또한, 본 발명은 접합된 기판스택을 분리하는데 적합한 분리방법을 제공하는 것이다. 본체기판(1)상에 공동함유층(예를 들면, 양극화성에 의해 형성된 다공질층)(2)을 가지고 이 공동함유층상에 비공동함유층(예를 들면, 단결정Si층 및 절연층)(3)을 가진 제 1기판(10)과 제 2기판(20)을 접합시켜서 형성된 접합된 기판스택(100)을 밀폐용기내에 수용해서 압력을 인가한다. 이때, 공동함유층(2)의 공동(2b, 2d)내의 압력과 외부압력과의 사이에 압력차에 의해서 공동벽(2a,2c)이 파손된다. 이 파손이 공동함유층(2)의 내부로 진행함으로써 접합된 기판스택(101)이 공동함유층에서 분리된다.

Description

분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법{SEPERATING APPARATUS AND METHOD, AND SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 샘플분리장치 및 방법과 기판의 제조방법에 관한 것이고, 특히, 분리층을 가진 샘플을 이 분리층에서 분리하는 분리장치 및 방법, 이 분리방법을 사용한 반도체기판제조방법, 다수의 공동을 가진 공동함유층을 가진 샘플을 이 공동함유층에서 분리하는 분리방법 및 장치, 이 분리방법을 사용한 기판제조방법에 관한 것이다.
절연층상에 단결정Si층을 가진 기판으로서 SOI(Silicon On Insulator)구조를 가진 기판(SOI기판)이 알려져 있다. 이 SOI기판을 사용한 디바이스는 통상의 Si기판에 의해 달성될 수 없는 다수의 우위점을 가진다. 이 우위점의 예는 다음과 같다.
(1) 유전체분리가 용이하기 때문에 집적도를 증가시킬 수 있다.
(2) 방사선내성을 증가시킬 수 있다.
(3) 부유용량이 작기 때문에 소자의 동작속도의 고속화가 가능하다.
(4) 웰공정이 불필요하다.
(5) 래치-업을 방지할 수 있다.
(6) 박막화에 의해 완전한 공핍형 전계효과 트랜지스터를 형성할 수 있다.
이들 사항은 「Special Issue: "Single-crystal silicon on non-single-crystal insulators"; edited by G.W.Cullen, Journal of Crystal Growth, volume 63, No.3, pp.429∼590(1983)」"에 상세하게 기재되어 있다.
최근의 다수 보고서에 따르면, SOI기판이 MOSFET의 고속화, 저소비전력화를 실현하기 위해 유효하다(IEEE SOI conference 1994). SOI구조를 채용한 경우, 소자의 하부에 절연층이 존재하기 때문에 벌크Si기판상에 형성된 소자를 가진 구조에 비해서, 소자분리프로세스를 단순화할 수 있다. 따라서, 디바이스프로세스공정을 단축할 수 있다. 더 구체적으로는, SOI기판을 채용함으로써 디바이스의 고성능화외에 웨이퍼코스트 및 프로세스코스트를 포함한 전체적인 고스트의 저감이 기대된다.
특히, FD(fully Depleted)MOSFET는 동작성능의 향상에 의해 고속화 및 저소비전력화가 기대된다. MOSFET의 역치전압(Vth)는 일반적으로는 채널부의 불순물농도에 의해서 결정된다. 그러나, SOI기판을 사용한 FD MOSFET의 역치전압은 공핍층의 두께에도 의존한다. 이 공핍층의 두께는 SOI층의 막두께의 영향을 받는다. 따라서, 대규모의 집적회로를 고수율로 제조하기 위해서는 SOI층의 두께를 균일하게 할 필요가 있다.
화합물반도체기판상에 형성된 디바이스는 통상의 Si기판상에 형성된 디바이스에 의해 얻을 수 없는 높은 성능(예를 들면, 동작속도, 발광성)을 가진다. 현재, 이들 디바이스는 GaAs등의 화합물반도체기판상에 에피택셜성장된 층에 형성된다. 화합물반도체기판은 고가이고 기계적강도가 낮다. 또한, 대면적화가 곤란하다는 문제가 있다. 또, 이 방법에 의해 형성된 에피택셜층은 격자정수나 열팽창계수의 차이때문에 결정성이 불량하다. 이런 이유때문에, 이 층을 디바이스에 적용하는 것은 상당히 곤란하다. 격자의 미스매칭을 완화하기 위하여 다공질Si상에 화합물 반도체를 에피택셜성장시키는 방법이 시험되었다. 그러나, 다공질Si의 낮은 열안정성과 경시변화 등에 의해 디바이스의 작성중 또는 작성한 후의 기판에서의 안정성 및 신뢰성이 저하한다. 기계적강도가 높고, 대면적화가 용이한 저가의 Si기판상에 화합물반도체를 헤테로에피택셜성장시키는 실험이 행해졌다.
SOI기판의 형성에 관한 연구는 1970년대경부터 행해졌다. 초기에는 절연물인 사파이어기판상에 단결정Si를 헤테로에피택셜성장시키는 기술(SOS:Sapphire On Silicon), 다공질Si의 산화에 의한 유전체분리에 의해서 SOI구조를 형성하는 기술(FIPOS: Fully Isolation by Porous Oxidized Silicon)이나 산소이온주입법이 주로 연구되었다.
FIPOS법에서는, P형단결정 Si기판의 표면에 섬형상의 n형 Si층을 프로톤이온주입(Imai et al., J. Crystal Growth, vol.63. 63,547(1983)) 혹은 에피택셜성장과 패턴화에 의해서 형성된다. 이 결과의 기판을 그 표면으로부터 HF용액중에서 양극화성함으로써 다공질구조가 N형 Si섬을 둘러싸도록 P형기판만을 다공질화한다. 그후에 증속산화에 의해 N형 Si섬을 유전체분리한다. 이 기술에 의해서, 분리된 Si영역은 디바이스공정전에 결정된다. 따라서, 디바이스설계의 자유도를 제한하는 경우가 있다.
산소이온주입법은, K. Izumi에 의해 최초로 보고되었고, SIMOX라고 한다. 이 기술에서는, Si기판에 산소이온을 약 1017∼1018/㎠정도 주입하고, 이 결과의 구조는 아르곤/산소분위기에서 약 1320℃정도의 고온에서 어닐링된다. 결국, 이온주입의 투영범위(RP)에 상당하는 깊이까지 주입된 산소이온이 Si와 결합해서 산화Si층이 형성된다. 어닐링시에는, 산화Si층의 상부의 산소이온주입에 의해 아모르퍼스화한 Si층도 재결정화해서 단결정Si층으로 된다. 표면의 Si층중에 포함된 결함은 종래는 약 105/㎠정도로 많았다. 산소의 주입량을 약 4×1017로 하면, 결함의 수는, 102/㎠이하까지 저감할 수 있다. 그러나, 산화 Si층의 막질, 표면, Si층의 결정성 등을 유지가능한 주입에너지나 주입량의 범위가 좁아지기 때문에, 표면Si층이나 매립산화Si층(BOX: Buried Oxide)의 막두께는 소정의 값으로 제한된다. 소망의 막두께의 표면 Si층을 얻기위해서는 희생산화 또는 에피택셜성장이 필요하다. 이 경우, 막두께의 분포에 이들의 공정에 의한 열화분이 중첩된 결과, 막두께의 균일성이 열화하는 문제가 있다.
또, BOX에는 "파이프"라고 하는 산화Si의 형성불량영역이 존재하는 것이 보고되어 있고, 이 원인의 하나로서는 주입시의 먼지 등의 이물질이다. 파이프가 존재하는 부분에서는 활성층과 지지기판사이의 리크에 의해 디바이스특성의 열화가 발생한다.
또한, SIMOX법에 의한 이온주입에서는 종래의 반도체프로세스에서 사용된 이온주입량보다 이온주입량이 크기 때문에, 전용의 이온주입장치가 개발되어도 여전히 긴주입시간이 요구된다. 이온은 소정의 전류치의 이온빔을 래스터-스캐닝하거나 이온빔사이즈를 증가함으로써 주입된다. 이런 이유때문에 형성되는 기판이 커지면 주입시간이 길어진다고 예상된다. 또한, 지적된 바와 같이, 큰면적을 가진 기판을 고온에서 처리하면, 기판내의 온도분포에 의한 슬립이 즉시 발생한다. SIMOX에서는 상기 언급한 바와 같이 종래의 Si반도체프로세스에서 사용되지 않는 1320℃정도의 고온처리가 필요하고 이런 이유때문에 이 문제의 해결은 장치의 개발을 포함해서 필수적인 것이다.
최근, 새로운 SOI기판의 제조방법이 개방되었다. 이 방법에서는 단결정Si기판이 표면을 열산화한 다른 단결정Si기판에 대해서 열처리나 접착제를 사용해서 접착되어, SOI구조를 형성한다(bonding). 이 방법에서는 디바이스를 형성하는 활성층의 두께를 균일하게 박막화할 필요가 있다. 더 구체적으로는, 수백㎛정도로 두꺼운 단결정Si기판의 두께를 ㎛오더 또는 그 이하로 박막화할 필요가 있다. 박막을 형성하기 위해서는 연마국소플라즈마에칭, 선택에칭을 사용할 수 있다.
그러나, 연마에 의한 박막형성에 의해서 균일한 박막을 거의 형성할 수 없다. 특히, 서브미크론오더의 두께를 가진 박막은 수십%의 오차를 가지고, 이 불균일성이 큰 문제로 된다. 기판사이즈가 증가하면, 이 곤란성이 한층더 커지게 된다.
국소플라즈마에칭에 의한 박막형성에 있어서, 단결정Si기판의 두께는 연마에 의해 약 1∼3㎛로 감소되고, 다음에 기판의 전체표면중의 다수 지점에서 막두께를 측정해서 막두께분포를 측정한다. 그후에 측정된 막두께분포에 의거해서, 수㎜의 직경과 SF6을 사용한 플라즈마를 스캔해서 막두께 분포를 보정하면서 기판을 에칭하여, 단결정Si기판의 두께를 소정의 두께로 감소시킨다. 그러나, 플라즈마에칭동안 기판상에 이물질(파티클)이 존재하면, 이 이물질은 에칭마스크로서 작용하여 기판상에 돌기를 형성한다.
플라즈마에칭 바로직후에는 기판표면이 러프하다. 이를 시정하기 위하여 터치폴리싱이 필요하다. 그러나, 지적한 바와 같이, 폴리싱량이 시간관리에 의해서 제어되기 때문에, 최종막두께는 제어하기 어렵고, 막두께분포는 폴리싱에 의거해서 저하한다. 또한, 콜로이달 실리카 등의 연마재가 직접 활성층과 같은 표면과 마찰하기 때문에 연마시에 파손층이 형성되거나 가공왜곡이 발생한다. 기판이 큰 사이즈를 가지면, 따라서 플라즈마에칭시간이 증가하고 스루풋이 상당히 저하한다.
선택에칭에 의한, 박막형성에 있어서, 선택에칭을 허용하는 구조는 박막화된 기판에 미리 형성되고 단결정Si기판의 불필요한 부분이 이 기판을 사용해서 선택적으로 에칭된다. 이 방법에서는, 예를 들면 붕소를 1019/㎤이상의 농도로 포함한 P+형 Si박막과 P형 Si박막은 에피택셜성장 등에 의해서 P형 기판상에 형성되어 제 1기판을 형성한다. 제 1기판을 제 2기판에 접착되고 그사이에 산화막과 같은 절연층이 삽입되어 있다. 제 1기판의 하부표면은 연삭, 연마에 의해서 미리 얇게되어 있다. 그후에, 얇은 P형 Si층이 선택적으로 에칭되어 P+형 Si층을 노출시킨다. P+형 Si층도 선택에칭되어 P형 Si층을 노출시켜서, SOI구조를 얻는다. 이 방법은 마스자라(Maszara)의 보고서(W.P. Maszara, J. Electrochem. Soc., vol. 138,341(1991))에 구체적으로 기재되어 있다.
선택에칭에 의한 박막형성은 균일한 박막형성에 유효하다. 그러나, 얻어진 선택비가 102정도로 불충분하다. 또한, 에칭후의 표면성이 나쁘기 때문에 에칭후에 터치폴리싱을 행할 필요가 있다. 터치폴리싱은 즉시 막두께를 감소시키고, 막두께를 불균일하게 한다. 특히, 폴리싱은 에칭시간에 의해서 관리되지만, 연마속도의 편차가 크기 때문에 연마량의 제어가 곤란하다. 특히, 이것은 100㎚정도로 얇은 SOI층의 형성시에 심각한 문제로 된다.
선택에칭을 사용한 박막형성에 있어서, 에피택셜성장 및 헤테로에피택셜성장이 사용되어 이온주입에 의해 작성된 P+형 Si층상에 SOI층을 형성한다. 이런 이유때문에, SOI층의 결정성이 불량하다. 또한, 제 2기판에 접착되는 표면의 표면성이 종래의 Si기판보다 낮다.(C. Harendt, et al., J.Elect. Mater, Vol. 20, 267(1991), H. Baumgart, et al., Extended Abstract of ESC 1st International Symposium of Wafer Bonding, p. 733(1991), C.E. Hunt. Extended Abstract of ECS 1st International Symposium of Wafer Bonding, p. 696(1991)).
선택에칭의 선택비는 붕소 등의 불순물의 농도차와 그 깊이 방향의 불순물분포의 험준성에 크게 의존한다. 따라서, 접합강도를 높이기 위한 고온접착어닐링이나 결정성을 향상시키기 위한 고온에피택셜성장을 실시하면, 깊이방향의 불순물농도의 분포폭이 증가해서 에칭선택비를 저하시킨다. 즉, 에칭의 선택비의 향상과 결정성 및 접합강도의 향상을 동시에 달성하는 것은 곤란하다.
최근 요네하라 등(Yonehara et al.)은 막두께의 균일성과 결정성이 우수하고, 배치처리가 가능한 SOI기판의 제조방법을 보고하였다(T. Yonehara et al., Appln. Phys. Lett. vol. 64, 2108(1994)). 이 방법에 있어서, 다공질층은 단결정Si기판상에 형성되고, 비다공질단결정Si층은 다공질층상에 에피택셜성장되었다. 그후에, 제 1기판은 Si산화층을 개재해서 제 2기판에 접착되어 있다. 제 1기판은 다공질Si층을 노출시키기 위해 하부표면쪽에서 연마해서 박막화된다. 노출된 다공질Si층은 KOH 또는 HF 또는 H2O2의 혼합액 등과 같은 선택에칭제를 사용해서 에칭되어 제거된다. 벌크Si(비다공질 단결정Si)에 대한 다공질Si의 에칭선택비는 충분히 높다(대략 105).
그래서 제 2기판상에 비다공질단결정Si층을 가진 SOI기판은 다공질Si층상에 미리 형성된 비다공질단결정Si층의 두께를 상당히 감소시키지 않고서 형성될 수 있다. 즉, SOI층의 막두께불균일성은 거의 에피택셜성장공정에서 결정된다. 에피택셜성장공정에서는 종래의 반도체프로세스에서 주로 사용된 CVD장치를 채용할 수 있다. 사토 등(Sato et al.)의 보고서에 따르면(SSDM95), 상기 방법에 의해 형성된 SOI층의 막두께는 100㎚±2%의 균일성을 달성한다. 또는, SOI층의 결정성도 우수하고, 3.5×102/㎠를 달성한다.
종래의 SOI기판 제조방법에 있어서, 에칭선택비는, 불순물사이의 농도차와 깊이방향의 불순물농도의 분포에 의존한다. 이런 이유때문에, 깊이방향에서 불순물의 분포폭을 증가시키는 열처리(접착, 에피택셜성장, 산화 등)의 온도는 약 800℃이하로 제한된다. 요네하라 등의 보고서에 의하면, 에칭의 선택비는 벌크Si와 다공질Si층사이의 구조차이에 의해 결정된다. 그래서, 열처리온도의 한계가 작아지고, 즉, 예를 들면 1180℃의 열처리가 가능하다. 알려진 바와 같이, 제 1기판과 제 2기판이 접착된 후의 열처리는 기판사이의 접착강도를 증가시키고, 접합계면의 보이드의 수나 보이드의 사이즈를 감소시킨다. 이런 구조차이를 이용한 선택에칭에 있어서, 다공질Si층에 부착된 이물질은 최종적으로 형성된 SOI층의 막두께 균일성에 대한 영향을 최소로 한다.
글라스기판으로 대표되는 광투과성기판상에 형성된 Si층은, 통상 비정질층이고, 기껏해야 다결정층이다. 이것은 형성된 Si층이 광투과성 기판의 결정구조(비정질)의 무질서성을 반영하기 때문이다. Si층이 광투과성기판상에 단순히 축적되면, 양호한 단결정Si층을 얻을 수 없다. 요네하라 등에 의해 보고된 SOI기판의 제조방법은 이 점에서 우수하다. 즉, 이 방법에 따르면, 광투과성기판상에 양질의 단결정Si층을 형성할 수 있다.
광투과성기판은 예를 들면, 수광소자인 콘택트센서나 투영형 액정화상표시장치를 구성하는데 중요하다. 콘택트센서나 투영형 액정화상표시장치의 화소(회소(繪素))를 보다, 고정밀화, 고해상도화, 고정세화하기 위해서는 고성능의 구동소자가 필요하다. 우수한 결정성을 가진 단결정층을 사용한 광투과성기판상에 소자를 형성하는 것이 중요하다. 광투과성기판상에 단결정층을 가진 기판을 채용하면, 화소를 형성하는 소자를 구동하는 주변회로나 화상처리용의 회로는 소자와 동일한 기판상에 형성될 수 있다.
요네하라 등에 의해 보고된 SOI기판의 제조방법은 매우 유용하고 그 응용도 기대된다. 그러나, 이 방법은, 2매의 기판을 접합시켜서 반도체기판을 형성하기 때문에, 반드시 2매의 기판이 필요하다는 경제성 등의 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 사가구치 등(Sagakuchi et al.)은 제 1기판을 재사용하는 방법을 제안하였다.(일본국 특원소 7-045441호). 이 방법에서는 제 1기판과 제 2기판을 접합시킨 후에 제 1기판의 하부표면을 연삭, 에칭 등의 방법에 의해 박막화해서 다공질Si층을 노출시키는 대신에 접합된 기판스택이 제 1기판과 제 2기판의 접합에 의해서 형성된다. 접합된 기판스택은 다공질층에서 분리된다. 그후에 제 2기판쪽의 표면상에 잔류하는 다공질Si층은 선택적으로 제거되어 SOI기판을 형성한다.
다공질층에서 접합된 기판스택을 분리하기 위하여 다음의 방법을 사용할 수 있다.
(1) 접합된 기판스택의 전면에 대해서 그면에 수직한 방향(축방향)으로 인장력이나 압압력을 가한다.
(2) 접합된 기판스택의 주변부에 다공질Si층을 노출시켜서 어느정도 에칭시키고, 이 에칭된 부분에 면도기의 칼날과 같은 부재를 삽입한다.
(3) 접합된 기판스택의 주변부에 다공질Si층을 노출시킨다. 이 다공질Si층에 물등의 액체를 침투시킨 후에, 접합된 기판스택을 가열 또는 냉각시켜서 침투한 액체의 팽창을 이용해서접합된 기판스택을 분리한다.
(4) 접합된 기판스택의 제 1기판과 제 2기판에 대해서 면방향으로 힘을 가한다.
상기 분리방법은 다공질Si층의 기계적강도(기계적강도는 다공도에 따라서 변화한다)가 벌크Si보다 충분히 취약하다는 사실에 의거한다. 더 구체적으로, 압압력, 인장력, 전단력을 접합된 기판스택에 가하면, 다공질Si층이 선택적으로 파손되어 접합된 기판스택을 분리한다. 다공도를 높게하면, 다공질층은 보다 약한 힘에 의해서 파손되어 접합된 기판스택을 분리한다.
다공질Si는 1956년에 반도체의 전계연마의 연구과정에서 우릴등(Uhlir et al.)에 의해서 발견되었다(A. Uhlir, Bell Syst. Tech. J., vol.35, 333(1956)). 다공질 Si는 Si기판을 HF용액중에서 양극화성함으로써 형성될 수 있다. 우나가미 등(Unagami et al.)은 양극화성시에 Si의 용해반응을 연구하였고, HF용액중의 Si의 양극반응에서는 정공이 필요하였고 그 반응은 다음과 같았다(T. Unagami, J. Electrochem. Soc., vol. 127, 476(1980)).
Si+2HF+(2-n)e+→SiF2+2H++ne-
SiF2+2HF→SiF4+H2
SiF4+2HF→H2SiF6
또는
Si+4HF+(4-λ)e+→SiF4+4H++λe-
SiF4+2HF→H2SiF6
여기서, e+와 e-는 정공과 전자를 각각 표시하고, n와 λ는 1개의 Si원자를 용해하기 위해 필요한 정공의 수이다. 그에 따라서, n＞2 또는 λ＞4이면, 다공질 Si를 형성한다.
이상의 사실로부터 정공이 존재하는 P형 Si는 다공질화되어 있으나 정공이 존재하지 않는 N형 Si는 다공질화되지 않는다. 이 다공질화에서의 선택성은 나가노 등(Nagano et al.)과 이마이(Imai)에 의해서 실증되어 있다("Nagano. Nakajima, Anno, Onaka, and Kajiwara, IEICE Technical Report, vol. 79, SSD79-9549(1979)", "K. Imai, Solid-State Electronics, vol. 24, 159(1981)").
n형 Si는 예를 들면 n형 Si에 광을 조사하여 정공을 발생시킴으로써 다공질화될 수 있다.
제 1기판과 제 2기판이 접합되어 접합된 스택기판을 형성하고, 접착된 기판스택은 다공질층에서 2개의 기판으로 분리되어, SOI구조를 형성하는 방법에서는, 이 분리를 효율화하기 위한 다른 방법이 요구된다.
본 발명은 상기 배경을 고려해서 이루어졌고, 접합된 기판 등의 부재의 분리에 적합한 장치 및 방법을 제공하는 목적을 가진다.
도 1A 내지 도 1E는 본 발명의 실시예에 따른 SOI기판의 제조시에서의 스텝을 설명하는 단면도
도 2는 본 발명의 제 1형태에 따른 분리장치의 구성을 표시하는 개략도
도 3은 본 발명의 제 1형태의 제 1실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시하는 단면도
도 4는 도 3에 표시된 분리장치의 개방상태를 표시하는 평면도
도 5는 본 발명의 제 1형태의 제 2실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시하는 단면도
도 6은 도 5에 표시된 분리장치의 개방상태를 표시하는 평면도
도 7은 본 발명의 제 1형태의 제 3실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시한 단면도
도 8은 본 발명의 제 1형태의 제 4실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시하는 단면도
도 9는 본 발명의 제 2형태에서 공동함유층(다공질층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 10은 공동함유층(다공질층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 11은 공동함유층(다공질층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 12는 공동함유층(미소기포층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 13은 공동함유층(미소기포층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 14는 공동함유층(미소기포층)을 가진 샘플을 압력에 의해 분리하는 처리를 개략적으로 표시하는 도면
도 15는 공동함유층의 공동벽이 완전히 파손되지 않은 경우의 샘플의 상태를 개략적으로 표시하는 도면
도 16은 본 발명의 제 2형태에 따른 샘플분리장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면
도 17은 제 2분리처리의 실행에 적절한 분리장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면
도 18은 제 2분리처리의 실행에 적절한 다른 분리장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면
도 19A 내지 도 19E는 본 발명의 실시예에 따른 SOI기판의 제조시에서의 스텝을 설명하는 단면도
도 20은 IC카드의 구성을 개략적으로 표시하는 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 본체기판 2: 공동함유층
2a, 2c: 공동벽 2b, 2d: 공동
3: 비공동함유층 10: 제 1기판
20: 제 2기판 101: 접합된 기판스택
101b: 다공질층 201, 202: 기판지지부재
210: 밀폐공간
본 발명의 제 1측면에 따르면, 분리층을 가진 샘플을 분리층에서 분리하기 위한 분리장치를 제공하고, 이 장치는 분리층에서 샘플을 분리하기 위해 분리층의 적어도 일부에 실질적으로 정지한 유체의 압력을 부여하는 압력인가기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 예를 들면, 분리층은 샘플에서 횡단하고 샘플의 에지부에 노출되고, 예를 들면 압력인가기구는 샘플의 에지부의 적어도 일부에서 분리층으로 유체의 압력을 부여한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 예를 들면, 압력인가기구는 샘플의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 밀폐공간구성부재를 바람직하게 가져서 밀폐공간을 형성하고, 밀폐공간에 외부공간보다 더 높은 압력을 부여한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서 예를 들면 밀폐공간구성부재는 분리층을 파손하면서 샘플로 주입된 유체의 압력에 기인해서 샘플이 중심부근처로 팽창하는 구조를 바람직하게 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치는 바람직하게 샘플의 중심부 근처에서 팽창량을 제한하는 제한부재를 더 구비한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 샘플은 예를 들면 디스크형상을 가지고, 밀폐공간구성부재는 예를 들면 샘플의 전체주변부둘레에 밀폐공간을 형성한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 밀폐공간구성부재는 바람직하게 예를 들면 고리형상을 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 밀폐공간구성부재는 양쪽에서 샘플의 주변부를 샌드위치해서 샘플을 지지하는 1쌍의 지지부재를 구비하고, 밀폐공간은 샘플이 1쌍의 지지부재에 의해 지지되면서 샘플의 전체주변부둘레에 형성된다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 1쌍의 각각의 유지부재는 예를 들면 샘플의 에지부를 따라서 씰링부재를 바람직하게 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 샘플은 예를 들면 디스크형상을 가지고, 씰링부재는 예를 들면 고리형상을 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 1쌍의 각각의 유지부재는 예를 들면 고리형상을 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게, 압력인가기구는 예를 들면 양쪽에서 샘플을 샌드위치하여 샘플을 지지하는 1쌍의 지지부재를 구비하고, 각각의 지지부재는 예를 들면, 샘플의 주변부둘레에 밀폐공간을 형성하기 위해 샘플의 에지를 따라서 위치된 씰링부재를 가지고, 압력인가기구는, 밀폐공간에 외부공간보다 더 높은 압력을 부여한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 1쌍의 각각의 유지부재는 예를 들면 샘플을 유지하면서 외부공간에 씰링부재 내부에 형성된 공간을 접촉하는 구조를 바람직하게 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 1쌍의 각각의 지지부재는 예를 들면 샘플을 지지하면서 샘플의 양쪽을 피복하는 팬형상부재를 구비하고, 이 팬형상부재는 관통홀을 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 압력인가기구는 예를 들면 밀폐공간으로 유체를 주입하기 위한 주입부를 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 압력인가기구는 예를 들면 분리층에 부여되는 압력을 조정하는 조정기구를 가진다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 바람직하게 압력조정기구는 분리층에 부여되는 압력을 서서히 또는 단계적으로 감소시켜서 샘플을 분리한다.
본 발명의 제 1측면에 따른 분리장치에 있어서, 예를 들면 물이 유체로서 바람직하게 사용된다.
바람직하게 이 분리층은 예를 들면 취약한 구조를 가진 층이다. 바람직하게 이 분리층은 예를 들면 다공질층이다. 바람직하게 이 분리층은 예를 들면 미소공동을 가진 층이다. 바람직하게 이 미소공동은 예를 들면 이온주입에 의해서 형성된다.
바람직하게 샘플은 대략 V-형상단면을 가진 홈을 에지부에 가진다.
본 발명의 제 2측면에 따르면, 분리층을 가진 샘플을 분리층에서 분리하는 분리방법을 제공하고, 이 방법은 분리층의 적어도 일부에 실질적으로 정지한 유체의 압력을 부여해서 분리층에서 샘플을 분리하는 분리스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리층은 예를 들면 샘플에서 횡단하고 샘플의 에지부에 노출되고, 분리스텝은 예를 들면, 샘플의 에지부의 적어도 일부로부터 분리층으로 유체의 압력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 샘플의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸서 밀폐공간을 형성하는 것과, 유체로 밀폐공간을 채우는 것과, 유체에 외부공간보다 더 높은 압력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 샘플로 주입되어, 분리층을 파손시키고 팽창량을 제한한 유체의 압력에 기인해서 중심부근처에서 샘플을 팽창시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 샘플은 예를 들면 디스크형상을 가지고, 분리스텝은 예를 들면, 샘플의 전체 주변부둘레에 밀폐공간을 형성하는 것과 이 밀폐공간에 외부공간보다 더 높은 압력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 예를 들면 분리층에 부여되는 압력을 변경하면서 샘플을 분리하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 예를 들면, 분리층에 부여되는 압력을 서서히 또는 단계적으로 저하시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 예를 들면, 밀폐공간의 유체에 부여되는 압력을 변경하면서 샘플을 분리하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 2측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 분리스텝은 예를 들면, 밀폐공간의 유체에 부여되는 압력을 서서히 또는 단계적으로 감소시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비한다.
예를 들면, 유체로서 물을 사용하는 것이 바람직하다.
바람직하게 분리층은 예를 들면 취약한 구조를 가진 층이다. 바람직하게 분리층은 예를 들면, 다공질층이다. 바람직하게 분리층은 미소공동을 가진 층이다. 바람직하게 미소공동은 예를 들면 이온주입에 의해서 형성된다.
바람직하게 샘플은 대략 V형상단면을 가진 홈을 에지부에 가진다.
본 발명의 제 3측면에 따르면, 반도체기판의 제조방법을 제공하고, 이 방법은 절연층과, 이 절연층상에 다음에 제 2기판으로 이설되는 반도체층을 가진 제 1기판을 형성하는 제 1스텝과, 접착된 기판스낵을 형성하기 위해 반도체층을 개재해서 제 2기판에 제 1기판을 접합하는 제 2스텝과, 제 1기판에서 제 2기판으로 반도체층을 이설하기 위해 상기 분리방법에 의해 분리층에서 접합된 기판스택을 분리하는 제 3스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 분리층은 예를 들면 다공질층이다. 바람직하게 다공질층은 다른 다공성을 가진 복수의 층을 구비한다.
본 발명의 제3 측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 예를 들면, 제 1스텝은 바람직하게 제 1기판의 재료로서 Si기판을 사용하는 것과, 다공질층을 형성하기 위해 Si기판을 양극화성하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 3측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 바람직하게 제 1스텝은 반도체층으로서 예를 들면 단결정Si층을 에피택셜성장에 의해 다공질층상에 형성하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 3측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 바람직하게 제 1스텝은, 단결정Si층상에 절연층을 형성하는 것을 더 구비한다.
본 발명의 제 3측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 예를 들면 절연층은 바람직하게 단결정Si층의 표면을 산화함으로써 형성되어 있다.
본 발명의 제 3측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 바람직하게 제 2기판은 예를 들면 Si기판이다.
본 발명의 제 3측면에 따른 반도체기판의 제조방법에 있어서, 바람직하게 제 2기판은 예를들면 광투과성기판이다.
바람직하게 분리층은 예를 들면 미소공동을 가진 층이다. 이 미소공동은 예를 들면 이온주입에 의해 형성된다.
본 발명의 제 4측면에 따르면, 다수의 공동을 가진 공동함유층을 내부에 가진 샘플을 이 공동함유층에서 분리하는 분리방법을 제공하고, 이 방법은 밀폐용기내에 샘플을 수용하는 수용스텝과, 상기 밀폐용기내를 고압으로해서 상기 공동함유층의 공동벽을 파손하고 상기 샘플의 적어도 일부를 상기 공동함유층에서 분리하는 분리스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 분리스텝은 바람직하게 공동벽의 압력과 밀폐용기의 압력사이의 압력차에 의해서 공동벽을 파손하도록 밀폐용기에 압력을 부여하는 것을 구비한다.
바람직하게 본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법은 예를 들면, 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하여 샘플을 완전히 분리하는 최종분리스텝을 더 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 바람직하게 최종분리스텝은 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손시키기 위해 샘플에 진동에너지를 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 샘플이 밀폐용기에 수용된 상태에서 실시된다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손시키기 위해 샘플에 압압력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하기 위해 샘플에 인장력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 공동함유층을 파손하기 의해 공동함유층과 평행한 방향으로 샘플에 힘을 가하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하기 위해 공동함유층내에 부재를 삽입하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 공동함유층에 물을 잠입시켜서 액체를 가열하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 공동함유층에 물을 잠입시켜서 액체를 냉각하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 공동함유층에 액체상태의 물질을 잠입시켜서 이 물질의 체적을 팽창시키는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하기 위해 분리스텝에서 형성되어 있는 샘플의 간극을 향해서 유체의 흐름을 분사하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 바람직하게 다공질층이다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 공동함유층은 바람직하게 양극화성에 의해 형성된 다공질층이다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 바람직하게 미소한 기포형상의 공동을 가진 미소기포층이다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 이온주입에 이해 형성된 미소한 기포형상의 공동을 가진 미소기포층이다.
본 발명의 제 4측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면 샘플은, 바람직하게 공동함유층을 가진 제 1판상부재를 제 2판상부재에 접합해서 형성된다.
본 발명의 제 5측면에 따르면, 다수의 공동을 가진 공동함유층을 분리하기 위한 분리장치를 제공하고, 이 장치는 샘플을 수용하기 위한 용기와, 이 용기내에 고압의 유체를 주입하여 이 유체의 압력에 의해 공동함유층의 공동벽을 파손시켜 이 샘플의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리하기 위한 주입부를 구비한 것을 특징으로 한다.
바람직하게 본 발명의 제 5측면에 따른 분리장치는 예를 들면 용기내에 진동에너지를 부여하기 위한 진동원을 더 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따르면, 기판의 제조방법을 제공하고, 이 방법은 다수의 공동함유층을 가지고 그위에 비공동함유층을 가진 제 1기판을 작성하는 스텝과, 비공동함유층을 개재해서 제 1기판과 별도로 준비한 제 2기판을 접합시켜서 접합된 기판스택을 작성하는 접합스텝과, 접합된 기판스택을 밀폐용기내에 수용하고 밀폐용기의 내부를 고압으로 해서 공동함유층의 공동벽을 파손시켜서 접합된 기판스택의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리하는 분리스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 분리스텝은 바람직하게 동공벽의 압력과 밀폐용기의 압력사이의 압력차에 의해서 공동벽이 파손되도록 밀폐용기에 압력을 부여하는 것을 구비한다.
바람직하게, 본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법은, 예를 들면 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손시켜서, 접합된 기판스택을 완전히 분리하는 최종분리스텝을 더 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 바람직하게 최종분리스텝은 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손시키기 위해 접합된 기판스택에 진동에너지를 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 접합된 기판스택이 밀폐용기에 수용된 상태에서 실시된다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손시키기 위해 접합된 기판스택에 압압력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하기 위해 접합된 기판스택에 인장력을 부여하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 분리방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 공동함유층을 파손하기 위해 공동함유층과 평행한 방향으로 접합된 기판스택에 힘을 가하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 최종분리스텝은 바람직하게 공동함유층에 물을 잠입시켜서 액체를 가열하거나 냉각하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 최종분리스텝은 바람직하게 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류하는 공동함유층을 파손하기 위해 분리스텝에서 형성되어 있는 접합된 기판스택의 극간을 향해서 유체의 흐름을 분사하는 것을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 바람직하게 다공질층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 공동함유층은 바람직하게 양극화성에 의해 형성된 다공질층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 바람직하게 미소한 기포형상의 공동을 가진 미소기포층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 공동함유층은 이온주입에 의해 형성된 미소한 기포형상의 공동을 가진 미소기포층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 비공동함유층은 바람직하게 Si층을 포함한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 비공동함유층은 바람직하게 표면상에 절연층을 가진 Si층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 절연층은 바람직하게 Si산화층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 Si층은 바람직하게 단결정Si층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 비공동함유층은 바람직하게 화합물반도체층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 비공동함유층은 바람직하게 표면상에 절연층을 가진 화합물반도체층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 비공동함유층은 바람직하게 반도체소자를 포함한 층이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 1기판은 바람직하게 단결정Si기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 2기판은 바람직하게 단결정Si기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 2기판을 바람직하게 기판상에 Si산화층을 가진 단결정Si기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 2기판은 바람직하게 광투과성기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 2기판은 바람직하게 수지기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제 2기판은, 바람직하게 IC카드의 본체로서의 기판이다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 접합스텝은 바람직하게 양극정합스텝, 가압스텝, 열처리스텝 및 이들의 조합중 하나를 구비한다.
바람직하게 본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법은, 예를 들면, 접합된 기판스택이 완전히 분리된 후에 제 2기판상에 잔류하는 공동함유층을 제거하는 제거스텝을 더 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제거스텝은 바람직하게 에칭스텝을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 제거스텝은 바람직하게 연마스텝을 구비한다.
바람직하게 본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법은 예를 들면 제거스텝후에 제 2기판상의 비공동함유층의 표면을 평탄화하는 평탄화스텝을 더 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면 평탄화스텝은 바람직하게 연마스텝을 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 평탄화스텝은 바람직하게 수소함유분위기에서 열처리하는 것을 구비한다.
바람직하게, 본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법은 예를 들면, 접합된 기판스택이 완전히 분리시킨 후에, 제 1기판상에 잔류하는 공동함유층을 제거하여 이 기판을 재사용하도록 하는 스텝을 더 구비한다.
본 발명의 제 6측면에 따른 기판제조방법에 있어서, 예를 들면, 다수의 공동을 가진 공동함유층을 내부에 가지고, 그 위에 비공동함유층을 가진 제 1기판을 작성하고, 이 비공동함유층을 개재해서 제 1기판과 별도로 준비한 제 2기판을 접합시켜서 접합된 기판스택을 작성하고, 이 접합된 기판스택을 밀폐용기내에 수용하고 밀폐용기의 내부를 고압으로해서 공동함유층의 공동벽을 파손시켜서 접합된 기판스택의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리해서 얻어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적, 구성, 효과는 첨부도면을 참조해서 본 발명의 실시예의 상세한 설명에 의해서 명백해 질 것이다.
이하, 첨부도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
[제 1형태]
도 1A 내지 도 1E는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SOI기판의 제조시의 스텝을 설명하는 단면도이다.
도 1에 표시된 스텝에 있어서, 단결정Si기판(11)을 준비하고, 다공질Si층(12)은 예를 들면 양극화성에 의해서 단결정Si기판(11)의 표면상에 형성된다. 다공질Si층(12)은 다른 다공성의 층을 가진 다층구조를 가질 수있다. 예를 들면, 저다공성을 가진 제 1다공질층은 상부표면쪽에 형성되고, 고다공성을 가진 제 2다공질층은 제 1다공질층아래에 형성된다. 제 1다공질층을 사용하여 다음 프로세스에서 그위에 양호한 비다공질단결정Si층을 형성하고 제 2다공질층은 분리층으로서 사용될 수 있다.
도 1B에 표시된 스텝에 있어서, 다공질단결정Si층(13)은 에피택셜성장에 의해서 다공질Si층(12)상에 형성된다. 절연층(예를 들면, SiO2층)(15)은 다공질단결정Si층(13)상에 형성된다. 이 처리에 의해서 제 1기판(10)을 형성한다.
도 1C에 표시된 스텝에 있어서, 제 2기판(20)을 준비하고, 절연층(15)이 이 제 2기판(20)과 면하도록 해서 실온에서 제 1기판(10)과 제 2기판(20)을 밀착시킨다. 그후에, 제 1기판(10)과 제 2기판(20)은 양극정합, 가압, 가열 또는 이들의 조합에 의해서 접합된다. 절연층(15)과 제 2기판(20)은 확고하게 접합된다. 절연층(15)은 다공질단결정Si층(13)상에 상기 언급한 바와 같이, 형성될 수 있다. 또한, 절연층(15)은 제 2기판(20)상이나 다공질단결정Si층(13)과 제 2기판(20)의 양자에도 형성될 수 있고, 도 1C에 표시된 상태는 제 1 및 제 2기판을 서로 밀착시킬 때 얻을 수 있다.
도 1D에 표시된 스텝에 있어서, 2개의 접합된 기판은 다공질Si층(12)에서 분리된다. 제 2기판쪽(10"+20)은 다공질Si층(12")/단결정Si층(13)/절연층(15)/단결정Si기판(20)의 다층구조를 가진다. 제 1기판쪽(10')은 다공질Si층(12')가 단결정Si기판(11)상에 형성되어 있는 구조를 가진다.
잔류한 다공질Si층(12')을 제거하고 필요에 따라서 다공질Si층(12')의 표면을 평탄화한 후에, 분리된 기판(10')은 다시 제 1기판(10)을 형성하기 위한 단결정Si기판(10)으로서 사용된다.
접합된 기판스택이 분리된 후에, 도 1E에 표시된 스텝에 있어서, 제 2기판쪽(10"+20)의 표면상의 다공질층(12")은 선택적으로 제거된다. 이 처리에 의해서, 다공질단결정Si층(13)/절연층(15)/단결정Si기판(20)의 다층구조를 가진 기판, 즉, SOI구조를 얻는다.
제 2기판으로서, 예를 들면 단결정Si기판뿐아니라 절연성기판(예를 들면, 석영기판)이나 광투과성기판(예를 들면, 석영기판)등을 사용할 수 있다.
이 제 1형태에 있어서, 2개의 기판을 접합해서, 분리하는 처리를 용이하게 하기 위하여 취약한 구조로 가진 다공질Si층(12)을 절연층으로서 형성한다. 다공질층 대신에, 예를 들면, 미소한 공동을 가진 미소기포층을 형성할 수 있다. 미소기포층은 예를 들면 반도체기판에 이온을 주입함으로써 형성될 수 있다.
도 1D에 표시된 스텝에 적합한 분리장치, 즉, 접합된 기판스택을 분리하는 처리를 이하에 설명한다. 이하에 언급되는 분리장치는 접합된 기판스택뿐아니라 분리층을 가진 샘플(부재)를 분리하기 위해 적용될 수 있다.
[분리장치의 원리]
우선, 본 발명의 제 1형태에 따른 분리장치의 원리를 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 1형태에 따른 분리장치의 구성을 개략적으로 표시하는 도면이다. 분리되는 샘플로서 접합된 기판스텝(101)은 분리층으로서 다공질층(101b)을 가진다. 접합된 기판스택(101)은 다공질층(101b)에서 2매의 기판(101a),(101c)으로 분리된다. 분리층은 잔류부보다 단지 더 취약한 필요가 있다. 분리층은 다공질층(101b)에 한정되지 않고, 그대신에 상기 언급한 미소기포층을 사용할 수 있다.
바람직하게 분리층으로서 다공질층(101b)은 도 2에 표시된 바와 같이 접합된 기판스택의 내부를 횡단하여 접합된 기판스택의 에지부에 노출된다.
다공질층(101b)은 도 1A에 표시된 다공질층(12)에 상당한다. 기판(101a)은 도 1D에 표시된 제 1기판쪽(10')에 상당한다. 기판(101c)은 도 1D에 표시된 제 2기판쪽(10"+20)에 상당한다.
이 분리장치에 있어서, 분리층으로서 다공질층(101b)의 적어도 일부(예를 들면, 측면의 일부)를 포함한 영역은 밀폐공간구성부재(102)에 의해서 밀폐된다. 실질적으로 정지한 유체를 사용하면, 압력(예를 들면, 대기압보다 충분히 높은 압력)이 부재(102)에 의해 형성된 밀폐공간(105)에 노출된 다공질층(101b)에 작용하도록 한다. 밀폐공간(106)에 공급되는 유체로서는 물등의 액체외에 공기 등의 기체를 사용할 수 있다. 비밀폐공간(106), 즉, 밀폐공간구성부재(102)에 의해 밀폐되지 않은 공간은 예를 들면 대기압에 노출된다.
접합된 기판스택(101)의 분리는 아래의 방식으로 진행한다. 우선, 밀폐공간(105)에 노출된 부분의 다공질층(101b)은 유체의 압력에 의해 파손된다. 유체가 파손된 부분으로 주입되므로, 다공질층(101b)의 파손이 진행한다. 다공질층(101b)의 파손이 진행하고, 유체가 접합된 기판스택(101)에 충분하게 주입되면, 분리력은 접합된 기판스택(101)에 작용하여, 접합된 기판스택(101)의 내부에 작용하는 유체의 압력과 밀폐공간(106)의 압력(예를 들면, 대기압)사이의 차이에 의해서, 기판(101a),(101c)을 분리한다. 분리는 이 분리력에 의해서 진행된다.
분리의 초기단계에서는, 특히, 씰링부재(103),(104)의 바깥쪽의 다공질층(101b)을 파손시키는 단계에서는, 접합된 기판스택(10')에 작용하는 분리력이 약하다. 그래서, 밀폐공간(105)의 유체의 압력은 증가하는 것이 바람직하다. 분리의 초기단계의 후에는 접합된 기판스택(101)에 작용하는 분리력이 점차적으로 증가한다. 그래서 유체의 압력은 바람직하게 서서히 또는 단계적으로 감소한다.
분리력이 지나치게 크고, 기판(101a),(101c)의 휨량이 커지면, 기판(101a),(101c)이 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 휨량을 제한하는 제한부재를 설치하는 것이 바람직하다.
접합된 기판스택(101)의 분리를 용이하게 하기 위하여, 예를 들면, V형상단면을 가진 홈을 접합된 기판스택(101)의 측면에 형성하는 것이 바람직하다.
효율적으로 접합된 기판스택(101)을 분리하거나 밀폐공간(105)의 형성을 용이하게 하기 위하여 밀폐공간(105)이 접합된 기판스택(101)의 측면을 완전히 밀폐하도록 형성하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 밀폐공간(105)은 유체의 압력이 다공질층(10b)에 작용하는 부분(이후 "고압인가부분"이라고함)에 형성되고, 잔류부분(이후 "저압인가부분"이라고함)이 비밀폐부분(106)에 설정된다.
반대로, 고압인가부분은 비밀폐공간에 설정되고, 밀폐공간은 저압인가부분에 형성되어, 고압인가부분이 예를 들면 대기압에 노출되고 저압인가부분은 대기압보다 충분히 낮은 압력에 노출된다.
또한, 고압인가부분과 저압인가부분 양자는 밀폐공간에 설정될 수 있다. 상당히 높은 압력은 고압인가부분에 인가되고, 상당히 낮은 압력은 저압인가부분에 인가된다.
상기 방법에 의해서 접합된 기판스택은 분리되는 기판을 손상시키지 않고서 분리될 수 있다.
이하, 본 발명의 제 1형태의 제 1실시예에 따른 분리장치를 설명한다.
[제 1실시예]
도 3은 제1 실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시하는 단면도이다. 도 4는 도 3에 표시된 분리장치의 개방상태를 표시하는 평면도이다. 도 4에는 접합된 기판스택(101)이 도시되어 있지 않다.
분리장치(200)는 힌지부(206)를 개재해서 연결된 1쌍의 기판지지부재(201),(202)를 가진다. 각각의 기판지지부재(201),(202)는 접합된 기판스택(101)의 측면에 적합한 고리형상을 가진다. 기판지지부재(201),(202)는 접합된 기판스택을 샌드위치하면서 폐쇄하는 밀폐공간구성부재로서 작용하고, 다공질층(101b)이 노출되는, 접합된 기판스택(101)의 에지부 둘레에 밀폐공간(210)을 형성한다.
각각의 기판지지부재(201),(202)는 이 부재(201),(202)와 접합된 기판스택(101)의 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(예를 들면, O링)를 가진다. 기판지지부재(201)는 기판지지부재들(201),(202)사이의 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(205)를 가진다.
분리장치(200)에 있어서, 접합된 기판스택(101)이 양쪽에서 기판지지부재(201),(202)에 의해서 샌드위치되어 지지되면서 기판지지부재(202)는 록기구(207)에 의해서 록된다.
기판지지부재(201)는 밀폐공간(210)에 유체를 주입하기 위한 주입부(208)를 가진다. 주입부(208)는 펌프 등의 압력원(220)에 접속되어 있다. 밀폐공간(210)은 압력원(220)에서 공급된 유체(예를 들면, 물)로 채워져 있다.
기판지지부재(201 및/또는 202)는 밀폐공간에 유체의 주입시에 발생된 거품을 제거하기 위한 거품빼기(211)와 압력이 밀폐공간(210)의 유체에 인가될때 거품빼기(211)를 폐쇄하는 밸브(212)를 가진다.
압력원(220)은 밀폐공간(210)에 채워지는 유체에 압력을 인가한다. 바람직하게 압력원(220)은 유체에 인가되는 압력을 조정하는 기구를 가진다. 이 기구에 의해서 유체에 인가되는 압력은 접합된 기판스택의 분리의 초기단계에서 높게 설정된 다음에 서서히 또는 단계적으로 감소하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 분리의 초기단계에서는 압력이 예를 들면 20㎏/㎠로 설정된 다음에 분리의 최종단계에서는 예를 들면 1㎏/㎠로 점차 저하된다.
분리장치(200)에 의해서 접합된 기판스택(101)을 분리하는 처리공정은 이하에 설명한다. 분리처리는 예를 들면 대기압하에서 실행된다.
우선, 도 4에 표시된 바와 같이, 기판지지부재(202)는 록기구(207)에 의해서 언록되어 개방된다. 접합된 기판스택(101)은 기판지지부재(201)상에 위치된다. 도 3에 표시된 바와 같이, 기판지지부재(202)는 록기구(207)에 의해서 폐쇄되고 록된다. 이 상태에서, 밀폐공간(210)은 다공질층(101b)이 노출되는 접착된 기판스택(101)의 에지부둘레에 형성된다.
유체는 압력원(220)에 의해서 밀폐공간(210)으로 주입된다. 압력은 압력원(220)에 의해서 밀폐공간내의 유체에 인가된다. 아직 실질적으로 정지한 유체의 압력은 접합된 기판스택(101)의 에지부에 노출된 다공질층(101b)에 인가된다.
분리는 인가된 압력이 접합된 기판스택(101)의 에지부에 노출된 다공질층(101b)을 파손할 때 개시한다. 유체가 파손된 부분에 주입되면, 다공질층(101b)의 파손이 진행한다. 다공질층(101b)의 파손을 진행하면, 유체는 접합된 기판스택(101)에 충분히 주입된다. 이때 접합된 기판스택(101)의 내부에 작용하는 유체의 압력과 비폐쇄공간(밀폐공간이외의 공간)에 작용하는 유체의 압력사이의 차이에 의해서 분리력이 접합된 기판스택에 작용하여 기판들(101a), (101c)을 분리한다.
분리를 종료하면, 압력원(220)은 대기압에서 밀폐공간(210)을 설정하도록 제어된다. 이후에 기판지지부재(202)는 록기구(207)에 의해서 언록되어 개방된다. 분리된 기판(101a),(101c)은 꺼내진다.
[제 2실시예]
도 5는 제 2실시예에 따른 분리장치의 폐쇄상태를 표시하는 단면도이다. 도 6은 도 5에 표시된 분리장치의 개방상태를 표시하는 평면도이다. 도 6에는 접합된 기판스택(101)이 도시되어 있지 않다.
분리장치(300)는 분리처리동안에 휨량을 제한하면서 접합된 기판스택(101)을 휘도록하여 접합된 기판스택(101)에 대한 손상을 방지한다.
분리장치(300)는 힌지부(306)를 개재해서 결합된 1쌍의 기판지지부재(301),(302)를 가진다. 각각의 기판지지부재(301),(302)는 디스크형상을 가진다. 각 부재의 중심부 근처의 부분은 접합된 기판스택(101)의 중심부 근처의 휨량을 제한하는 제한부재로서 작용한다. 접합된 기판스택(101)의 휨량은 예를 들면 약 50㎛로 제한되는 것이 바람직하다.
기판지지부재(301),(302)는 접합된 기판스택(101)을 샌드위치하면서 밀폐시키고, 다공질층(101b)이 노출되는 접합된 기판스택(101)의 에지부둘레에 밀폐공간(310)을 형성하는 밀폐공간구성부재로서 기능한다.
기판지지부재(301),(302)에는 이 부재(301),(302)와 접합기판(101)과의 사이에 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(예를 들면, O링)(303),(304)가 각각 설치되어 있다. 또한, 한쪽의 기판지지부재(301)에는 이 부재(301)와 다른쪽의 기판지지부재(302)와의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(305)가 설치되어 있다.
기판지지부재(301),(302)에는, 접합기판(101)의 안쪽, 즉 시일부재(303),(304)의 안쪽의 공간과 외부의 공간을 연통시키기 위한 관통된 구멍(301a),(302a)이 각각 형성되어 있다. 이 구멍(301a) 및 (302a)를 형성함으로써 기판(101a) 및 (101c)가 휘어서 접합기판(101)이 팽창할 때에 시일부재(303) 및 (304)의 각각의 안쪽의 공간의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
이 분리장치(300)에서는 접합기판(101)을 기판지지부재(301) 및 (302)에 의해 양쪽으로부터 끼워서 지지한 상태에서 기판지지부재(302)가 록기구(307)에 의해 록된다.
한편의 기판지지부재(301)는 밀폐공간(310)에 유체를 주입하기 위한 주입부(308)를 가진다. 이 주입부(308)는 펌프 등의 압력원(220)에 접속되어 있어, 압력원(220)으로부터 공급되는 유체(예를 들면, 물)에 의해 밀폐공간(310)이 채워진다.
기판부재(301) 및/또는 (302)에는 밀폐공간(310)에 유체를 주입할 때에 발생하는 거품을 제거하기 위한 거품빼기구(331)와, 밀폐공간(310)내의 유체에 압력을 인가할 때에 거품빼기구(311)를 막기위한 밸브(312)를 설치해도 된다.
압력원(220)은 밀폐공간(310)에 유체를 채운상태에서 이 유체에 압력을 인가한다. 압력원(220)은 유체에 인가하는 압력을 조정하는 기구를 가지는 것이 바람직하고, 이에 의해 유체에 인가하는 압력을 접합기판(101)의 분리의 초기단계에서는 높게하고, 그후 서서히 또는 단계적으로 저하시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 분리의 초기단계에서는, 예를 들면 20㎏/㎠로 하고, 그후, 그 압력을 서서히 저하시켜서, 분리의 최종단계에서는, 예를 들면 1㎏/㎠로한다.
이하, 이 분리장치(300)에 의한 접합기판(101)의 분리처리의 순서를 설명한다. 또한, 이하의 분리처리는, 예를 들면 대기압하에서 실시된다.
우선, 록기구(307)에 의한 록을 해제해서, 도 6에 표시한 바와 같이 해서 기판지지부재(302)를 열고, 접합기판(101)을 기판지지부재(301)상에 놓는다. 이어서, 도 5에 표시한 바와 같이 해서 기판지지부재(302)를 닫고, 록기구9307)에 의해 기판지지부재(320)를 록한다. 이 상태에서 접합기판(101)의 가장자리의 다공질층(101b)이 노출된 부분을 둘러싸서 밀폐공간(310)이 구성된다.
이어서, 압력원(220)에 의해 밀폐공간(310)내에 유체를 주입한다. 이어서, 압력원(220)에 의해 밀폐공간(310)내의 유체에 압력을 인가한다. 이에 의해 접합기판(101)의 가장자리에 노출된 다공질층(101b)에 대해서 실질적으로 정지한 유체에 의한 압력이 인가된다.
이 압력의 인가에 의해 접합기판(101)의 가장자리에 노출되어 있는 부분의 다공질층(101b)이 파괴되어 분리가 개시된다. 그리고, 그 파괴된 부분에 유체가 주입됨으로써 다공질층(101b)의 파괴가 진행된다. 그리고, 이 다공질층(101b)의 파괴의 진행에 의해 유체가 접합기판(101)의 내부에 충분히 주입된다. 이 때, 접합기판(101)의 내부에 작용하는 유체의 압력과 비밀폐공간(밀폐공간이외의 공간)에 작용하는 압력과의 압력차에 의해 접합기판(101)에는 기판(101a)와 기판(101c)을 분리하는 방향으로 분리력이 작용해서, 이 분리력에 의해 기판(101a) 및 (101c)가 휜다. 이 휨량은 접합기판(101)의 휨량을 제한하는 제한부재로서 기능하는 기판지지부재(301) 및 (302)의 안쪽의 면에 의해 제한된다.
분리가 완료되면 압력원(220)을 제어해서 밀폐공간(310)내를, 예를 들면 대기압으로하고, 그후 록기구(307)에 의한 록을 해제해서 기판지지부재(302)를 열고, 분리된 기판(101a) 및 (101c)를 꺼낸다.
[제 3실시예]
이 실시예에서는 가압기구에 의해 접합기판(101)을 양쪽으로부터 가압함으로써 휨량을 제한한다. 도 7은 본 발명의 제 3실시예에 관한 분리장치의 구성을 표시하는 단면도이다. 이 실시예에 관한 분리장치(400)는 도 3 및 도 4에 표시한 분리장치(200)와 가압기구(410) 및 (420)을 가진다.
가압기구(410),(420)은 분리처리시의 접합기판(101)의 휨량을 제한하는 제한부재(401),(420)를 각각 가진다. 이 제한부재(401) 및 (402)는, 예를 들면 원반형상을 가진다. 제한부재(401),(402)는 각각 에어실린더(405),(406)에 의해 구동된다. 에어실린더(405) 및 (406)이 발생하는 구동력(가압력)은 접합기판(101)의 분리의 진행에 따라서 서서히 혹은 단계적으로 크게하는 것이 바람직하다. 일예를 들면, 분리처리시에 밀폐공간(210)에 인가하는 압력을 20㎏f/㎠로 했을 경우, 분리의 초기단계에서는 접합기판(101)을 가압하지 않고, 분리의 진행에 따라서 서서히 가압력을 높이고, 분리의 최종단계에서는 19㎏f/㎠하는 것이 바람직하다.
이하, 이 분리장치(400)에 의한 접합기판(101)의 분리처리의 순서를 설명한다. 또한, 이하의 분리처리는, 예를 들면 대기압하에서 실시된다.
우선, 록기구(207)에 의한 록을 해제해서, 도 4에 표시한 바와 같이 해서 기판지지부(202)를 열고, 접합기판(101)을 기판지지부재(210)상에 놓는다. 이어서, 도 5에 표시한 바와 같이 해서 기판지지부(202)를 닫고, 록기구(207)에 의해 기판지지부재(202)를 록한다. 이 상태에서 접합기판(11)의 측면부의 다공질층(101b)가 노출된 부분을 둘러싸서 밀폐공간(210)이 구성된다.
이어서, 에어실린더(405),(406)에 각각 피스톤(403),(404)을 수용시킴으로써 제한부재(401)와 제한부재(402)을 서로 분리한다. 그리고, 제한부재(401)와 제한부재(402)사이에 분리장치(200)를 배치한 후에 에어실린더(405),(406)에 각각 피스톤(403),(404)을 압출시켜서 제한부재(401),(402)를 각각 접합기판(101)에 접촉시킨다. 이 상태에서, 분리장치(200)는 이 장치의 아래쪽에 위치한 제한부재(402)에 의해 지지된다.
이어서, 압력원(220)에 의해 밀폐공간(210)내에 유체를 주입한다. 이어서, 압력원(220)에 의해 밀폐공간(210)내의 유체에 압력을 인가한다. 이에 의해 접합기판(101)의 가장자리에 노출된 다공질층(101b)에 대해서 실질적으로 정지한 유체에 의한 압력이 인가된다.
이 압력의 인가에 의해 접합기판(101)의 가장자리에 노출되어 있는 부분의 다공질층(101b)이 파괴되어 분리가 개시된다. 그리고, 그 파괴된 부분에 유체가 주입됨으로써 다공질층(101b)의 파괴가 진행된다. 그리고, 이 다공질층(101b)의 파괴의 진행에 의해 유체가 접합기판(101)의 내부에 충분히 주입된다. 이때, 접합기판(101)의 내부에 작용하는 유체의 압력과 비밀폐공간(밀폐공간이외의 공간)에 작용하는 압력과의 압력차에 의해 접합기판(101)에는 기판(101a)와 기판(101b)을 분리하는 방향으로 분리력이 작용해서, 이 분리력에 의해 기판(101a)및 (101c)가 휜다. 이 휨량은 제한부재(401) 및 (402)에 의한 가압력에 의해 제한된다.
분리가 완료되면 압력원(220)을 제어해서 밀폐공간(210)내를 대기압으로 한다. 이어서, 에어실린더(405),(406)에 각각 피스톤(403),(404)를 수용시킴으로써 제한부재(401)와 제한부재(420)를 서로 분리한다. 이어서 록기구(207)에 의한 록을 해제해서 기판지지부(220)을 열고, 분리된 기판(101a) 및 (101c)를 꺼낸다.
[제 4실시예]
이 실시예는 복수매의 접합기판(101)을 일괄해서 분리할 수 있는 분리장치에 관한 것이다. 도 8은 본 발명의 제 4실시예에 관한 분리장치의 구성을 표시하는 단면도이다.
이 분리장치(500)는 제 1기판지지부재(501)와, 1또는 복수의 제 2기판지지부재(502)와, 제 3기판지지부재(503)와, 제 4기판지지부재(504)에 의해 복수의 접합기판(101)을 지지하고, 가압기구(511) 및 (512)에 의해 제 1 내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)로 이루어진 기판지지체를 양쪽으로부터 가압한다.
제 1내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)는 접합기판(101)의 외주에 적합한 원환형상을 가진다. 제 1기판지지부재(501)는 한편쪽에 이 부재(501)와 접합기판(101)과의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 원환형상의 시일부재(501a)를 가지고, 제 1내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)로 이루어진 기판의 지지체의 일단을 구성한다. 제 2기판지지부재(502)는 양쪽에 이 부재(502)와 접합기판(101)과의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 원환형상의 시일부재(502b) 및 (502c)를 가지고, 그 외주쪽에 이 부재(502)와 다른 기판지지부재와의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(502a)를 가진다. 제 3기판지지부재(503)는 양쪽에 이 부재(503)와 접합기판(101)과의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 원환형상의 시일부재(503b) 및 (503c)를 가지고, 그 외주쪽에 이 부재(503)와 다른 기판지지부재와의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(503a)를 가진다. 제 4기판지지부재(504)는 한쪽편에 이 부재(504)와 접합기판(101)과의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 원환형상의 시일부재(504b)를 가지며, 그 외주쪽에 이 부재(504)와 다른 기판지지부재와의 사이에서 기밀성을 확보하기 위한 시일부재(504a)를 가진다. 제 4기판지지부재(504)는 제 1내지 제 4기판지지부재(501)내지 (504)로 이루어진 기판의 지지체의 타단을 구성한다.
제 3기판지지부재(503)는 제 1 내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)에 의해 각 접합기판(101)의 가장자리의 다공질층(101b)이 노출된 부분에 구성되는 밀폐공간(550)에 유체를 주입하기 위한 주입부(505)를 가진다. 또한 제 3기판지지부(593)는 그 양쪽에 형성되는 밀폐공간을 공간적으로 연결하기 위한 구멍(502a)을 가진다. 이에 의해 제 1 내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)에 의해 구성되는 밀폐공간(550)이 공간적으로 주입부(505)에 연결된다.
제 2, 제 3기판지지부재(502),(503)는 2매의 접합기판(101)에 의해 사이에 끼워지는 각 공간을 외부로 연통시키는 통기공(502e),(503e)을 각각 가진다.
주입부(505)는 펌프 등의 압력원(도시생략)에 접속되고, 이 압력원으로부터 공급되는 유체(예를 들면, 물)에 의해 밀폐공간(550)이 채워진다. 이 압력원은 유체에 인가하는 압력을 조정하는 기구를 가지는 것이 바람직하고, 이에 의해 유체에 인가하는 압력을 접합기판(101)의 분리의 초기단계에서는 높게하고, 그후 서서히 또는 단계적으로 저하시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 분리의 초기단계에서는, 예를 들면 20㎏/㎠로하고, 그 후 그 압력을 서서히 저하시켜서 분리의 최종단계에서는, 예를 들면 1㎏/㎠로 한다.
이 분리장치(500)에서는 제 2기판지지부재(502)의 개수를 변경함으로써 접합기판(101)의 처리매수를변경할 수 있다. 예를 들면, 1개의 제 2기판지지부재(502)와, 1개의 제 1기판지지부재(501), 1개의 제 3기판지지부재(503) 및 1개의 제 4기판지지부재(504)를 사용할 경우, 1번에 3매의 접합기판(101)을 처리할 수 있다. 또한, 제 2기판지지부재(502)를 사용하지 않고, 1개의 제 1기판지지부재(501), 1개의 제 3기판지지부재(503) 및 1개의 제 4기판지지부재(504)를 사용할 경우, 1번에 2매의 접합기판(101)을 처리할 수 있다.
이 실시예의 가압기구(511) 및 (512)는 제 1 내지 제 3실시예에 있어서의 록기구에 상당한다. 즉 이 가압기구(511) 및 (512)에 의해 복수매의 접합기판(101)을 끼우도록 해서 지지한 제 1 내지 제 4기판지지부(501) 내지 (504)로 이루어진 기판지지체를 양쪽으로부터 가압함으로써 이 기판지지체를 고정할 수 있다. 가압기구(511),(512)는 접합기판(101)의 안쪽을 외부로 연통시키기 위한 통기공(511a),(512a)을 각각 가진다.
이하, 이 분리장치(500)에 대한 접합기판(101)의 분리처리의 순서를 설명한다. 또한, 이하의 분리처리는, 예를 들면 대기압하에서 실시된다.
우선, 제 1 내지 제 4기판지지부재 (501) 내지 (504)를 준비한다. 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4기판지지부재의 순으로 포개는 동시에 각 기판지지부재의 사이에 접합기판(101)을 끼운다. 또한, 상기한 바와 같이, 2매의 접합기판(101)만을 일괄해서 처리하는 경우에는 제 2기판지지부재(502)는 불필요하다.
이어서, 제 1 내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)로 이루어진 기판지지체를 양쪽으로부터 가압기구(511) 및 (512)에 의해 가압해서 유지한다. 이에 의해 각접합기판(101)의 가장자리의 다공질층(101b)이 노출된 부분에 밀폐공간(550)이 구성된다.
이어서, 주입부(505)에 접속된 압력원(도시생략)에 의해 밀폐공간(550)내에 유체를 주입한다. 이어서, 이 압력원에 의해 밀폐공간(550)내의 유체에 압력을 인가한다. 이에 의해 각 접합기판(101)의 가장자리에 노출된 다공질층(101b)에 대해서 실질적으로 정지한 유체에 의한 압력이 인가된다.
이 압력의 인가에 의해 각 접합기판(101)의 측면부에 노출되어 있는 부분의 다공질층(101b)이 파괴되어 분리가 개시된다. 그리고 그 파괴된 부분에 유체가 주입됨으로써 다공질층(101b)의 파괴가 진행된다. 그리고 이 다공질층(101b)의 파괴의 진행에 의해 유체가 접합기판(101)의 내부에 충분히 주입된다. 이때, 접합기판(101)의 내부에 작용하는 유체의 압력과 비밀폐공간(밀폐공간이외의 공간)에 작용하는 압력과의 압력차에 의해 접합기판(101)에는 분리력이 작용해서 기판(101a)와 기판(101c)을 분리한다. 이 분리력에 의해 분리가 진행한다.
분리가 완료되면 압력원을 제어해서 밀폐공간(550)내를 대기압으로 하고, 그후 가압기구(511) 및 (512)에 의한 가압을 해제하고, 제 1 내지 제 4기판지지부재(501) 내지 (504)를 분해하는 동시에, 분리된 기판(101a) 및 (101c)를 꺼낸다.
<분리장치의 적용예>
이하, 제 1 내지 제 4실시예에 의한 분리장치의 적용예를 설명한다.
(적용예 1)
비저항 0.01(Ω·㎝)의 P형 또는 N형의 제 1의 단결정Si기판(도 1A의 (11))에 대해서 HF용액속에서 양극화성을 실시해서 이 기판의 표면에 다공질Si층(도 1A의 (12)을 형성한다. 양극화성조건은 다음과 같다.
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11(분)
다공질Si층의 두께: 12(㎛)
다공질Si층은 그 위에 고품질에피택셜Si층을 형성하기 위한 층 및 제 2의 기판과 접합한 후에 분리용의 층으로서 사용된다. 즉 이 적용예에서는 다공질Si층은 2개의 목적으로 사용된다.
다공질Si층의 두께는 상기의 예에 한하지 않고, 예를 들면, 수백㎛∼0.1㎛정도가 바람직하다.
이어서, 이 기판을 산소분위기속에서, 예를 들면 400℃에서 1시간 산화시킨다. 이 산화에 의해 다공질Si층의 구멍의 내벽은 열산화막으로 덮여진다.
이어서, 이 기판의 다공질Si층의 표면은 HF용액으로 처리해서, 구멍의 내벽의 산화막을 남기고, 다공질Si층의 표면의 산화막만을 제거한다. 이후에 다공질Si층상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 0.3-㎛두께의 단결정Si층(도 1B의 (13))을 에피택셜성장시킨다. 성장조건은 다음과 같다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 80(Torr)
온도: 950℃
성장속도: 0.3(㎛/min)
이어서, 절연층으로서 이 에피택셜Si층의 표면에 열산화에 의해 200㎚두께의 산화막(SiO2층)을 형성한다(도 1B의 (15)).
이어서, 이 SiO2층의 표면과 별도로 준비한 제 2의 Si기판(도 1C의 (201)의 표면을 서로 접촉시킨 후, 예를 들면 1100℃의 온도에서 1시간 어닐을 행해서 양기판을 접합한다.
이어서, 상기와 같이 해서 형성된 접합기판을 제 1 내지 제 4의 어느 하나의 실시예에 관한 분리장치를 사용해서 다공질Si층에서 분리한다. 여기서, 일예를 설명한다. 접합기판의 다공질Si층에 인가하는 압력은, 분리의 초기단계에서는, 예를 들면 20㎏/㎠로 하고, 그후, 서서히 저하시켜서 분리의 최종단계에서, 예를 들면 1㎏/㎠로 하는 것이 바람직하다.
이 분리에 의해 제 1기판측의 표면에 형성되어 있는 SiO2층, 에피택셜층 및 다공질 Si층의 일부가 제 2기판쪽에 이설되고, 제 1기판쪽의 표면에는 다공질Si층만 남는다.
이어서, 제 2기판상에 이설된 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소수와의 혼합액을 사용해서 교반하면서 선택에칭한다. 이 때, 하층의 단결정Si층은 에치·스톱으로서 기능한다. 상층의 다공질Si층은 선택에칭되어 완전히 제거된다.
상기의 에칭액에 의한 비다공질Si단결정의 에칭속도는 극히 낮고, 다공질Si층의 에칭속도와의 선택비는 105이상에 달하고, 비다공질Si층에 있어서의 에칭량(수십 옹스트롬 정도)은 실용상 무시할 수 있다.
이상의 공정에 의해 SiO2층상에 0.2㎛두께의 단결정Si층을 가진 SOI기판을 형성할 수 있다.
이와 같이 해서 형성된 SOI기판의 표면을 원자간격현미경(AFM;Atomic force microscope)으로 관찰한 바, 원자레벨에서의 평활성이 얻어졌다. 또한, 다공질Si층의 선택에칭후에도 단결정Si층에는 아무런 변화도 없었다. 또한, 형성된 SOI기판의 단결정Si층의 막두께를 면내 전면에 걸쳐서 100점에 대하여 측정한 바, 막두께의 균일성은 201㎚±4㎚였다. 또한, 투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, 단결정Si층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다. 또한, 수소분위기속에서 1100℃에서 어닐을 1시간 행하고, 표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방영역에서의 평균2승조도는 약 0.2㎚였다. 이것은 통상 시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다.
또한, 산화막은 에피택셜층의 표면에는 없고, 제 2기판의 표면에 형성해도, 혹은, 그 양자에 형성해도 상기한 것과 마찬가지의 결과가 얻어진다.
제 1기판쪽은, 예를 들면 40%불산과 30%과산화수소수와의 혼합액을 사용해서 표면에 남아있는 다공질Si를 선택에칭한다. 그후, 수소어닐 혹은 표면연마 등의 표면처리를 실시함으로써 제 1기판 혹은 제 2기판으로서 재이용할 수 있다.
(적용예 2)
비저항 0.01(Ω·㎝)의 P형 혹은 N형의 제 1의 단결정Si기판(도 1A의 (11))에 대해서 HF용액속에서 2단계의 양극화성을 실시해서 2층의 다공질Si층(도 1A의 (12)을 형성한다. 양극화성조건은 다음과 같다.
제 1단계
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 10(분)
제 1다공질Si층의 두께: 12(㎛)
제 2단계
전류밀도: 20(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 2(분)
제 2다공질Si층의 두께: 3(㎛)
이와 같이, 다공질Si층을 2층구성으로 함으로써 제 1단계에서 저전류밀도에서 양극화성해서 형성되는 표면층의 다공질Si층은 그위에 고품질 에피택셜Si층을 형성하기 위한 층으로서 사용하고, 제 2단계에서 고전류밀도에서 양극화성해서 형성되는 하층의 다공질Si층은 분리용의 층으로서 사용할 수 있다. 저전류밀도에서 형성하는 다공질Si층의 두께는 상기의 예에 한하지 않고, 예를 들면 수백㎛∼0.1㎛정도가 바람직하다. 또한, 고전류밀도에서 형성하는 다공질Si층도 상기의 예에 한하지 않고 여러가지의 두께를 채용할 수 있다. 또한, 2층째의 다공질Si층의 형성후에 3층째이상의 다공질Si층을 형성해도 된다.
이어서, 이 기판을 산소분위기속에서, 예를 들면 400℃에서 1시간 산화시킨다. 이 산화에 의해 다공질Si층의 구멍의 내벽은 열산화막으로 덮여진다.
이어서, 이 기판의 다공질Si층의 표면은 HF용액으로 처리해서, 구멍의 내벽의 산화막을 남기고, 다공질Si층의 표면의 산화막만을 제거한 후에 다공질Si층상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 0.3㎛두께의 단결정Si를 에피택셜성장시킨다. 성장조건은 다음과 같다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 80(Torr)
온도: 950℃
성장속도: 0.3(㎛/min)
이어서, 절연층으로서 이 에피택셜Si층의 표면에 열산화에 의해 200㎚두께의 산화막(SiO2층)을 형성한다(도 1B의 (15)).
이어서, 이 SiO2층의 표면과 별도로 준비한 제 2의 Si기판(도 1C의 (20))의 표면을 서로 접촉시킨 후, 예를 들면 1180℃의 온도에서 5분 어닐을 행해서 양기판을 접합한다.
이어서, 상기와 같이 해서 형성된 접합기판을 제 1 내지 제 4의 어느 하나의 실시예에 관한 분리장치를 사용해서 다공질Si층에서 분리한다. 여기서, 일예를 설명한다. 접합기판의 다공질Si층에 인가하는 압력은, 분리의 초기단계에서는, 예를 들면 20㎏/㎠로 하고, 그후, 서서히 저하시켜서 분리의 최종단계에서, 예를 들면 1㎏/㎠로 하는 것이 바람직하다.
이 분리에 의해 제 1기판측의 표면에 형성되어 있는 SiO2층, 에피택셜층 및 다공질 Si층의 일부가 제 2기판쪽에 이설되고, 제 1기판쪽의 표면에는 다공질Si층만 남는다.
이어서, 제 2기판상에 이설된 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소수와의 혼합액을 사용해서 교반하면서 선택에칭한다. 이 때, 하층의 단결정Si층은 에치·스톱으로서 기능한다. 상층의 다공질Si층은 선택에칭되어 완전히 제거된다.
상기의 에칭액에 의한 비다공질Si단결정의 에칭속도는 극히 낮고, 다공질Si층의 에칭속도와의 선택비는 105이상에 달하고, 비다공질Si층에 있어서의 에칭량(수십 옹스트롬 정도)은 실용상 무시할 수 있다.
이상의 공정에 의해 SiO2층상에 0.2㎛두께의 단결정Si층을 가진 SOI기판을 형성할 수 있다.
이와 같이 해서 형성된 SOI기판의 표면을 원자간력현미경(AFM;Atomic force microscope)으로 관찰한 바, 원자레벨에서의 평활성이 얻어졌다. 또한, 다공질Si층의 선택에칭후에도 단결정Si층에는 아무런 변화도 없었다. 또한, 형성된 SOI기판의 단결정Si층의 막두께를 면내 전면에 걸쳐서 100점에 대하여 측정한 바, 막두께의 균일성은 201㎚±4㎚였다. 또한, 투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, 단결정Si층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다. 또한, 수소분위기속에서 1100℃에서 어닐을 1시간 행하고, 표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방영역에서의 평균2승조도는 약 0.2㎚였다. 이것은 통상 시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다.
또한, 산화막은 에피택셜층의 표면에는 없고, 제 2기판의 표면에 형성해도, 혹은, 그 양자에 형성해도 상기한 것과 마찬가지의 결과가 얻어진다.
제 1기판쪽은, 예를 들면 40%불산과 30%과산화수소수의 혼합액을 사용해서 표면에 남아있는 다공질Si를 선택에칭하고, 그후, 수소어닐, 혹은 표면연마 등의 표면처리를 실시함으로써 제 1기판 혹은 제 2기판으로서 재이용할 수 있다.
(적용예 3)
제 1단결정Si의 기판표면에 절연층으로서 열산화에 의해 200㎚의 산화막(SiO2층을) 형성한다.
이어서, 투영비정이 Si기판내가 되도록 하는 조건에서 제 1기판의 표면으로부터 이온주입을 행한다. 이에 의해서 분리용의 층으로서 기능하는 층이 투영비정의 깊이의 곳에 미소기포층 또는 주입이온종고농도층에 의한 왜곡층으로서 형성된다.
이어서, 이 SiO2층의 표면과 별도로 준비한 제 2Si기판의 표면을 중합한다. 이 기판들을 서로 접촉시킨 후, 예를 들면 600℃의 온도에서 10시간의 어닐을 행해서 양기판을 접합한다. 여기서, 양기판을 접합하기 전에 N2의 플라스마처리에 의해 기판을 처리함으로서 접합강도를 높일 수 있다.
이어서, 상기와 같이 해서 형성된 접합기판을 제 1 내지 제 4실시예의 어느 하나의 실시예에 의한 분리장치에 의해 다공질Si층에서 분리한다. 여기서, 일예를 설명한다. 접합기판의 다공질Si층에 인가하는 압력은 분리의 초기단계에서는, 예를 들면 20㎏/㎠로 하는 것이 바람직하다.
이 분리에 의해 제 1기판쪽의 표면에 형성되어 있던 SiO2층, 그 하층의 단결정층, 및 분리용의 층의 일부가 제 2기판쪽에 이설된다. 그리고 제 1기판쪽의 표면에는 분리층의 다른 부분이 남는다.
이어서, 49%불산과 30%과산화수소수의 혼합액을 사용해서 교반하면서 제 2기판쪽에 이설된 분리용의 층을 선택에칭한다. 이때, 단결정Si층은 에치·스톱으로서 기능하고, 상층의 분리용의 층이 선택에칭되어서 완전히 제거된다. 여기서 남겨진 분리용의 층이 충분히 얇은 경우에는 이 에칭공정을 생략해도 된다. 또한 이 남겨진 분리용의 층은 CMP(Chemical mechanical polishing)공정에 의해서 제거해도 된다.
이상의 공정에 의해 SiO2층상에 0.2㎛두께의 단결정Si층을 가진 SOI기판을 형성할 수 있다.
이와 같이 해서 형성된 SOI기판의 단결정Si층의 막두께를 면내 전면에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 막두께의 균일성은 201㎚±4㎚였다. 또한, 투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, 단결정Si층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다. 또한 수소분위기속에서 1100℃에서 어닐을 1시간 행하고, 표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방의 영역에서의 평균2승조도는 약 0.2㎚였다. 이것은 통상시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다.
또한 산화막은 에피택셜층의 표면에는 없고, 제 2기판의 표면에 형성해도, 혹은 그 양자에 형성해도 상기한 것과 마찬가지의 결과가 얻어진다.
또한, 제 1기판쪽에 남은 분리용의 층에 관해서도 CMP공정에 의해 제거할 수 있다. 그후, 이 기판에 수소어닐, 혹은 표면연마 등의 표면처리를 실시함으로써 다시 제 1기판 혹은 제 2기판으로서 재이용할 수 있다.
이 적용예는 단결정Si웨이퍼의 표면영역의 하층에 이온주입에 의해 분리용의 층을 형성하고, 이것을 제 2기판에 접합한 후, 분리용의 층에서 양기판을 분리함으로써 단결정Si웨이퍼의 표면영역을 제 2기판에 이설하는 예이지만, 제 1기판으로서 에피택셜웨이퍼를 사용하고, 그 에피택셜층을 마찬가지의 방법으로 제 2기판에 이설해도 된다.
또한, 상기의 적용예에 있어서, 제 1기판에 이온주입에 의해 분리용의 층을 형성한 후에 표면의 SiO2층을 제거해서, 표면에 에피택셜층을 형성하고, 그 위에 다시 SiO2층을 형성한 후에, 이 기판을 제 2기판에 접합하고, 분리용의 층에서 양기판을 분리해도 된다. 이 경우, 제 1기판에 형성된 에피택셜층 및 그 하층의 원래의 표면영역이 제 2기판에 이설된다.
(적용예 4)
제 2의 기판으로서 광투과성의 기판(예를 들면, 석영)을 사용해서 적용예 2와 마찬가지의 방법으로 SOI기판을 제조할 수 있다. 이 경우에 다음과 같이 공정을 변경하는 것이 바람직하다.
1) 제 1기판과 제 2기판을 접합하기 전에 N2플라즈마처리를 한다.
2) 400℃에서의 어닐을 1시간에서 100시간으로 변경한다.
3) 수소분위기속에서의 어닐(SOI층의 표면평탄화)의 온도를 1000℃이하(예를 들면, 970℃에서 4시간)로 변경한다.
제 2기판으로서 절연층의 재료로 이루어진 투명기판을 사용한 경우에는 상기의 적용예 1 내지 적용예 3에 있어서의 에피택셜층의 표면, 혹은 제 2기판의 표면에 형성하는 산화막(절연층)은 반드시 필요한 것은 아니다. 그러나, 후에 트랜지스터 등의 소자가 형성되는 에피택셜층을 접합계면으로부터 분리해서 계면에 부착할 가능성이 있는 불순물의 영향을 저감하기 위해서는 상기의 산화막(절연층)을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 접합기판 등의 시료의 분리에 적합한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
(제 2모드)
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제 2모드에 의한 시료(부재)의 분리방법을 개략적으로 표시하는 도면이다. 분리대상의 시료(1100)는 내부에 취약한 구조의 층인 공동함유층(다공질층)(2)을 가진다. 여기서는 공동함유층(2)이 도 9에 표시한 바와 같이 시료의 면에 대해서 거의 수직한 공동벽(공동을 간막이 하는 벽)을 가진 예를 설명한다. 이 공동함유층(2)은, 예를 들면 HF용액속 등에서 단결정Si기판을 양극화성함으로써 형성된다.
제 2모드의 시료분리방법은 본체기판(1)상에 공동함유층(2)을 가지며, 그 위에 비공동함유층(3)을 가진 제 1기판(10)과 제 2기판(20)을 비공동함유층(3)을 사이에 끼워서 접합해서 이루어진 시료(접합기판)를 이 공동함유층(2)에서 분리하는 처리에 적합한다. 이 분리처리에 의해 제 1기판(10)의 표면의 비공동함유층(3)을 제 2기판(20)의 표면에 이설할 수 있다.
이 비공동함유층(3)으로서는, 예를 들면, 1)단결정Si층, 2)다결정Si층, 3)비정질Si층, 4)금속막, 5)화합물반도체막, 6)초전도박막, 7)반도체소자 (예를 들면, 트랜지스터, 발광소자, 태양전지 등)을 포함한 층, 8)이들의 어느 하나의 층의 위에 절연층(예를 들면, SiO2층)을 가진 다층구조의 층 등이 바람직하다. 제 2기판(20)으로서는, 예를 들면 1)단결정Si기판, 2)단결정Si기판상에 절연층(예를 들면, SiO2층)을 가진 기판, 3)광투과성기판(예를 들면, 석영기판), 4)사파이어기판, 5)절연재료로 이루어진 기판, 6)수지기판(예를 들면, IC카드를 구성하기 위한 IC를 탑재하는 카드)등이 바람직하다.
제 2모드에서는, 시료(1100)를 고압의 환경하에 둠으로써 공동함유층(2)의 공동의 내부의 압력과 외부의 압력사이에 압력차를 형성하고, 이 압력차에 의해서 공동벽(공동함유층(2))을 파괴해서 시료(1100)를 그부분으로 분리한다.
시료에 압력을 인가하기 위한 매체(유체)는 물 등의 액체이어도 되고, 공기등의 기체이어도 된다. 또한, 이 유체에 의한 압력의 인가와 동시에 공동함유층(2)에 대해서 기계적인 힘을 인가해도 된다. 공동함유층(2)에 대해서 기계적 힘을 인가하는 방법으로서는 공동함유층(2)에 나이프 또는 쐐기형상의 삽입부재를 삽입하는 것등이 바람직하다.
유체에 의한 압력은 시료(1100)의 전체에 대해서 인가하는 것이 바람직하다. 이에 의해 공동함유층(2)에 대해서 효율적으로 파괴력을 작용시킬 수 있다. 이 방법으로서는, 시료(1100)의 전체를 밀폐용기내에 수용하고, 이 밀폐용기내에 압력을 인가하는 방법이 바람직하다. 이 경우, 유체의 압력은 시료(1100)의 각부에 대해서 등방적으로 작용한다. 도 9∼도 10에 있어서, 화살표는 시료(1100)에 대해서 인가하는 압력을 개략적으로 표시하고 있다.
도 9는 압력에 의한 시료의 분리처리의 초기단계를 개략적으로 표시한 도면이다. 이 단계에서는 공동함유층(2)중 시료(1100)의 단부에 노출된 공동벽(2a),(2c)에 대해서 외부의 압력과 공동벽(2a),(2c)의 안쪽의 공동(2b),(2d)의 내부압력과의 압력차가 가해져서, 공동벽(2a),(2c)이 파괴된다. 공동벽(2a),(2c)가 파괴되면 공동(2b),(2d)이 외부와 연통하기 때문에 이 공동(2b),(2d)의 공간에 외부의 압력이 가해진다. 이에 의해 안쪽의 공동벽(2e),(2g)에 대해서, 외부의 압력과 공동벽(2e),(2g)의 안쪽의 공동(2f),(2h)의 내부압력과의 압력차가 가해져서, 공동벽(2e),(2g)가 파괴된다. 도 10은 공동벽(2a),(2c),(2e),(2g)가 파괴된 모습을 개략적으로 표시하고 있다.
이상의 처리가 진행되면, 최종적으로는, 도 11에 표시한 바와 같이, 공동함유층(2)의 중심부까지 공동벽이 파괴된다. 그러나, 공동함유층(2)의 전공동벽이 반드시 파괴된다고는 할 수 없다. 즉 공동벽중에는 힘이 가해지지 않아서 그대로 남아있는 것도 있을 수 있다. 도 15는 공동함유층(2)의 공동벽이 완전히 파괴되지 않은 새료를 개략적으로 표시한 도면이다. 또한, 도 15는 시료(1100)의 공동함유층(2)을 면방향으로 절단한 단면도이다. 도 15에 있어서, (1101)은 파괴되지 않았던 공동벽을 개략적으로 표시하고 있다.
공동함유층(2)의 전동공벽을 파괴하기 위해서는 상기의 압력에 의한 분리처리(제 1분리처리)를 적용한 후에 제 2분리처리를 적용하면 된다. 그러나, 압력에 이한 분리방법에 의해 상당량의 공동벽이 파괴되어, 공동함유층(2)은 한층더 취약한 구조로 변화한다. 그 때문에 제 2분리처리에서는 약한 힘을 시료(1100)에 작용시킴으로써 이 시료(1100)를 완전히 분리할 수 있다.
제 2분리처리방법으로서는, 예를 들면, 이하의 방법을 사용할 수 있다.
(1) 초음파 등의 진동에너지를 시료에 인가한다.
(2) 시료에 대해서, 그 면에 수직한 방향(축방향)으로 인장력 또는 가압력을 인가한다.
(3) 공동함유층(2)에 분리용의 부재(예를 들면, 나이프형상의 부재)를 삽입한다.
(4) 공동함유층(2)에 물 등의 액체를 스며들게 한 후에 그 접합기판을 가열 또는 냉각하여 스며든 액체를 팽창시킨다.
(5) 제 1기판(10) 또는 제 2기판(20)에 대해서 면방향으로 힘을 가한다.
(6) 공동함유층(2)을 향해서 다발형상의 유체를 분사한다(예를 들면, 워터제트법)
도 12 내지 도 14는 다른 구조의 공동함유층을 가진 시료의 분리방법을 개념적으로 표시하는 도면이다. 도 12 내지 도 14에 표시한 예에서는 공동함유층(2)은 기포형상의 다수의 공동을 가진다. 이 공동함유층(2)은 단결정Si기판에 대해서, 예를 들면, 희가스, 수소, 질소중의 적어도 1종의 원소의 이온을 주입하고, 그후, 필요에 따라 그의 단결정Si기판에 어닐을 행함으로써 형성된다. 이와 같이 해서 형성되는 공동을 미소기포라고도 한다. 또한, 미소기포를 가진 층을 미소기포층이라고도 한다.
도 12 내지 도 15에 표시하는 시료(1100)로서는, 제 1기판(10)과 제 2기판(20)을 접합해서 이루어진 시료(접합기판)가 바람직하다. 이 경우, 제 1기판(10)은 단결정Si기판 등의 본체기판(1)에 희가스, 수소, 질소 중의 적어도 1종의 원소의 이온을 주입하고, 그후, 필요에 따라서 그 본체기판(1)에 어닐을 행함으로써 비공동함유층(3)의 아래에 공동함유층(미소기포층)(2)이 형성된다.
비공동함유층(3)은, 예를 들면, 1)단결정Si층, 2)다결정Si층, 3)비정질Si층, 4)금속막, 5)화합물반도체막, 6)초전도막박, 7)반도체소자(예를 드면, 트랜지스터, 발광소자, 태양전지 등)을 포함한 층, 8)이들의 어느 하나의 층의 위에 절연층(예를 들면, SiO2층)을 가진 다층구조의 층을 포함하는 것이 바람직하다. 제 2기판(20)으로서는, 예를 들면, 1)단결정Si기판, 2)단결정Si기판상에 절연층(예를 들면, SiO2)을 가진 기판, 3)광투과성기판(예를 들면, 석영기판), 4)절연재료로 이루어진 기판, 5)수지기판(예를 들면, IC카드를 구성하기 위한 IC를 탑재하는 카드)등이 바람직하다.
도 12 내지 도 15에 표시한 시료(1100)에 관해서도, 도 9 내지 도 11을 참조해서 설명한 상기의 압력에 의한 분리처리 및 제 2분리처리를 적용해서 분리할 수있다.
도 12는 압력에 의한 시료의 분리처리의 초기단계를 개념적으로 표시하는 도면이다. 이 단계에서는 공동함유층(2)중 시료(1100)의 단부에 노출된 공동벽에 대해서 외부의 압력과 이 공동벽의 안쪽(공동내)의 압력과의 압력차가 가해져서, 이 공동벽이 파괴된다. 그리고, 공동벽이 파괴되면 이 공동벽에 의해 간막이 되어 있던 공동이 외부와 연통하기 때문에 다시 안쪽의 공동벽이 파괴되어서, 공동함유층(2)의 파괴가 진행한다. 도 13은 압력에 의한 시료의 분리처리의 도중의 단계를 표시하고 있다.
이상의 처리가 진행되면 최종적으로는, 도 14에 표시한 바와 같이, 공동함유층(2)의 중심부까지 공동벽이 파괴된다. 도 11 내지 도 14에 표시한 예에 있어서도 공동함유층(2)의 전공동벽이 반드시 파괴된다고는 할 수없다. 즉 도 15에 표시한 바와 같이 공동벽중에는 힘이 인가되지 않아 그대로 남아있는 것도 있을 수 있다. 이 경우, 상기의 제 2분리처리를 적용해서 시료(1100)를 완전히 분리할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제 2모드에 관한 시료의 분리장치의 개략구성을 표시한 도면이다. 분리장치(1200)는 상기의 제 1분리처리, 즉 압력에 의한 시료분리처리를 행하는 데 사용된다.
이 분리장치(1200)는 시료(1100)를 수용해서 밀폐공간(1201)을 구성하기 위한 밀폐용기(1201)와 밀폐뚜껑(202)을 가진다. 밀폐용기(1201)와 밀폐뚜껑(1202)은 힌지부(1203)에 의해 연결되어 있어, 밀폐뚜껑(1202)을 닫거나 열거나 할 수 있다. 또한, 이 분리장치(1200)에는 밀폐뚜껑(1202)을 닫은 상태에서 이 밀폐뚜껑(1202)을 록하기 위한 록기구(1204)가 설치되어 있다. 또한, 이 분리장치(1200)에는 밀폐용기(1201)와 밀폐뚜껑(1202)을 시일하기 위한 시일부재(1205)가 설치되어 있다.
또한, 이 분리장치(1200)는 밀폐공간(1210)내에 유체를 공급하기 위한 주입구(1207)를 가지며, 이 주입구(1207)는 밸브(1208)를 개재해서 펌프(1209)에 접속되어 있다. 또한, 이 분리장치(1200)는 밀폐용기(1201)내의 유체를 배출하기 위한 배출구(1211)를 가지며, 이 배출구(1211)는 배출제어용의 밸브(1212)에 접속되어 있다.
밀폐용기(1201)내에는 복수의 시료(1100)를 지지하기 위한 시료지지부재(1206)가 설치되어 있다. 또한, 시료지지부재(1206)를 설치하는 대신에, 예를 들면 시료를 카세트(예를 들면, 웨이퍼카세트)에 수용한 대로 밀폐용기(1201)내에 수용해서 분리처리를 실행하는 방식을 채용하는 것도 유효하다.
이 분리장치(1200)는, 예를 들면 시료(1100)에 초음파 등의 진동에너지를 인가하기 위한 진동원(1250)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 진동원(1250)을 구비함으로써 압력의 인가에 의한 분리처리(제 1분리처리)에 의해 파괴할 수 없었던 공동벽을 파괴해서, 시료(1200)를 완전히 분리(제 2분리처리)할 수 있다.
이하, 이 분리장치(1200)에 의한 분리처리에 관해서 설명한다. 우선, 밀폐뚜껑(1202)을 열고, 예를 들면 반송로봇 등에 의해 처리대상의 시료(1100)를 밀폐용기(1201)내에 넣고, 시료지지부재(1206)에 의해 지지시키도록 해서 세운다. 여기서, 상기한 바와 같이, 1 또는 복수매의 시료를 수용한 카세트를 밀폐용기(1201)내에 수용시키는 방식도 유효하다.
이어서, 밀폐뚜껑(1202)을 닫고 록기구(1204)에 의해 이것을 록한다. 이어서, 펌프(1209)를 작동시키는 동시에, 밸브(1208)를 열고 밀폐공간(1210)내에 주입해서 밀폐공간(1210)내를 소정의 압력으로 한다.(제 1분리처리의 개시). 여기서, 유체로서는 공기등의 기체, 물 등의 액체 등을 사용할 수 있다. 또한, 유체로서 공동함유층을 선택에칭할 수 있는 에칭가스 또는 에칭액을 사용해도 된다. 이 경우, 분리처리를 효율화하는 동시에 분리후에 잔존할 수 있는 공동벽을 저감할 수 있다.
이 상태에서, 예를 들면 소정시간이 경과하기를 기다린다. 이에 의해 시료(1100)가 공동함유층에서 분리되든가, 혹은 상당량의 공동벽이 파괴된다. 이어서, 펌프(1209)를 정지시키는 동시에 밸브(1208)를 닫는다. 이어서, 밸브(1212)를 열고 밀폐공간(1210)내의 유체를 배출구(1211)를 통해서 배출함으로써, 밀폐공간(210)내의 압력을 상압으로 되돌린다(제 1분리처리의 종료). 또한,유체로서 자연환경 등에 악영향을 미치는 유체를 사용하는 경우에는 배출구(1211)를 통해서 배출되는 유체를 회수해서 적절한 처리를 한다.
이어서, 진동원(1250)을 구동해서 밀폐용기(1201)내의 시료에 진동에너지를 인가하고, 이에 의해 미파괴의 공동벽을 파괴해서 시료(1100)을 완전히 분리한다(제 2분리처리). 또한, 제 2분리처리는 제 1분리처리의 실행중에 병행해서 실행해도 된다.
이어서, 록기구(1204)에 의한 록을 해제해서 밀폐뚜껑(1202)을 연다. 그리고, 유체로서 액체를 사용한 경우에는, 필요에 따라서, 밸브(1212)를 열고 밀폐용기(1210)내의 유체를 배출한다. 이어서, 예를 들면 반송로봇 등에 의해 밀폐공간(1210)으로부터 처리완료된 시료(1100)를 꺼낸다. 여기서, 상기 진동에너지를 이용한 제 2분리처리를 대신해서, 또는 이 제 2분리처리에 더해서 다른 분리장치(예를 들면, 도 17, 도 19에 표시한 분리장치에 의해 분리처리를 속행하는 경우에는, 꺼낸 시료(1100)를 다른 분리장치에 이송한다.
또한, 도 16에 표시한 분리장치(1200)는 3개의 시료(1100)를 일괄해서 처리하는 분리장치이지만, 일괄해서 처리가능한 시료의 개수는 3개이외라도 된다.
이 분리장치(1200)에 의하면 공동함유층의 공동이 밀폐공간인 것을 이용해서 공동벽에 대해서 선택적으로 압력차를 작용시키기 때문에 공동벽만을 선택적으로 파괴해서 시료를 분리할 수있다. 여기서, 공동벽이외의 부분, 즉 기판본체(1), 비다공질층(3), 제 2기판(20)에는 압력차에 기인하는 힘이 거의 작용하지 않기 때문에 이들이 파괴되는 일은 없다. 따라서 이 분리장치(1200)에 의하면 공동함유층이외의 부분을 파손시키는 일없이 시료(1100)를 분리할 수 있다. 또한, 이 분리장치(1200)에 의하면, 예를 들면 시료(1100)가 제 1기판과 제 2기판을 접합해서 이루어진 시료인 경우에 있어서, 그 접합계면에 대해서 결합을 파괴할 수 있는 시료인 경우에 있어서, 그 접합계면에 대해서 결합을 파괴할 수 있는 힘이 작용하지 않기 때문에 결합력이 약한 시료를 공동함유층에서 분리하는 처리에도 적합하다. 또한, 이 분리장치(200)에 의하면 다수매의 접합기판을 일괄해서 처리할 수 있기 때문에 처리의 효율이 좋고 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
도 17은 제 2분리처리의 실행에 적합한 분리처리의 구성을 개략적으로 표시한 도면이다. 이 분리장치(300)는 시료(1100)에 대해서 그 면방향에 수직한 방향(축방향)으로 인장력 또는 가압력을 인가함으로써, 또는 그 면방향으로 힘을 인가함으로써 이 시료(1100)를 완전히 분리한다. 이 분리장치(300)는 한쌍의 분리력인가부(1310) 및 (1320)을 가진다. 이 분리력인가부(1310), (1320)는 시료(1100)를 흡착하기 위한 흡착기구(예를 들면, 진공흡착기구, 정전흡착기구 등)(1311), (1321)를 가진다. 시료(1100)에 대해서 가압력을 인가해서 분리하는 경우에는 흡착기구(1311),(1321)를 설치하지 않아도 된다.
도 18은 제 2분리처리의 실행에 적합한 다른 분리처리의 구성을 개략적으로 표시한 도면이다. 이 분리장치(1400)는 시료(1100)를 유지하기 위한 한쌍의 유지부(1410) 및 (1420)와, 공동함유층(2)(2', 2")에 삽입하는 삽입부재(1430)를 가지며, 한 쌍의 유지부(1410) 및 (1420)에 의해 시료(1100)을 유지한 상태에서 이 시료(1100)의 공동함유층(2)에 예를 들면 나이프 또는 쐐기형상을 가진 삽입부재(1430)를 삽입함으로써 이 시료(1100)를 완전히 분리한다.
유지부(1410), (1420)는 시료(1100)를 흡착하기 위한 흡착기구(예를 들면, 진공흡착기구, 정전흡착기구 등)(1411),(1421)를 가진다.
다음에, 상기의 분리장치를 적용한 SOI기판 등의 제조방법을 설명한다. 도 19A 내지 도 19E는 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 SOI기판 등의 제조방법을 공정순으로 설명하는 도면이다.
도 19A에 표시한 공정에서는, 제 1기판(1501)으로서 단결정Si기판을 준비한다. 도 19B에 표시한 공정에서는, 제 1기판(501)을 처리함으로써 내부에 공동함유층(1502)을 가지며, 이 공동함유층(1502)위에 비공동함유층(1503)을 가진 기판을 형성한다.
공동함유층(1502) 및 비공동함유층(1503)을 형성하는 방법으로서는, 이하의 방법이 바람직하다.
(1) 제 1기판(1501)을 양극화성해서 공동함유층(다공질층)(1502)을 형성하고, 이 공동함유층(1502)위에 비공동함유층(예를 들면, 단결정Si층)(1503)을 형성하는 방법.
(2) 희가스, 수소, 질소 중의 적어도 1종의 원소의 이온을 제 1기판(1501)에 주입하고, 이온주입층 또는 공동함유층(미소기포층)(1502)을 형성하는 동시에, 이 공동함유층(1502)의 위의 층을 비공동함유층(1503)으로 하는 방법,
(3) 제 1기판(1501)을 양극화성해서 공동함유층(다공질층)을 형성하고, 다시 희가스, 수소, 질소 중의 적어도 1종의 원소의 이온을 제 1기판(1501)에 주입해서 다른 공동함유층(미소기포층)을 형성하고, 이에 의해 다층구조의 공동함유층(1502)을 형성하고, 이 공동함유층(1502)위에 비공동함유층(1503)을 형성하는 방법
비공동함유층(1503)으로서는, 예를 들면, 1)단결정Si층, 2)다결정Si층, 3)비정질Si층, 4)금속막, 5)화합물반도체막, 6)초전도박막, 7)반도체소자(예를 들면, 트랜지스터, 발광소자, 태양전지 등)을 포함하는 층 등이 바람직하다.
또한, 도 19B에 표시한 공정에서는, 비공동함유층(1503)의 위에 절연층(예를 들면 SiO2)(1504)을 형성하는 것이 바람직하다. 이 절연층(504)을 형성함으로써 활성층을 접합계면으로부터 분리할 수 있다.
(1)의 방법, 즉 양극화성에 의한 공동함유층의 형성방법에 있어서는, 제 1기판(1501)의 불순물의 밀도나 농도 등의 조건을 변경함으로써 공동함유층(1502)의 공동의 크기, 밀도, 다공도를 변경할 수 있다. 또한, 양극화성의 조건을 변경해서 복수회의 처리를 행함으로써 다공도 등이 다른 다층구조의 공동함유층(1502)을 얻을 수 있다.
(2)의 방법, 즉 이온주입법에 의해 형성되는 공동함유층(1502)은, 예를 들면 투과형전자현미경으로 관찰하면 다수의 미소한 공동을 가지는 것이 확인된다. 주입하는 이온의 하전상태는 특히 한정되지 않는다. 가속에너지는 이온을 주입해야할 깊이에 투영비정이 일치하도록 설정하면 된다. 이온의 주입량을 변경하면 형성되는 공동의 크기나 밀도를 변경하는 것이 가능하다. 주입량은 대략 1×1015/㎠이상인 것이 바람직하고, 1×1016∼1×1017/㎠가 보다 바람직하다. 투영비정을 깊게 하는 경우에는 채널링 이온주입법을 적용할 수 있다. 이온을 주입한 후에는 필요에 따라 어닐을 행하는 것이 바람직하다.
도 19C에 표시한 공정에서는, 도 19B에 표시한 제 1기판쪽(1501∼1503 또는 1501∼1504)과 별도 준비한 제 2기판(1505)을 실온에서 밀착시켜서 접합기판을 형성한다. 그후 양극정합, 가압, 열처리 또는 이들의 조합에 의해 접합강도를 높게해도 된다.
제 2기판(1505)으로서는, 예를 들면 1)단결정Si기판, 2)단결정Si기판상에 절연층(예를 들면, SiO2층)을 가진 기판, 3)광투과성기판 (예를 들면, 석영기판), 4)사파이어기판, 5)절연재료로 이루어진 기판, 6)수지기판(예를 드면, IC카드를 구성하기 위한 IC를 탑재하는 카드)등이 바람직하다.
또한, 제 1기판쪽(1501∼1503 또는 1501∼1504)과 제 1기판(1501)사이에, 예를 들면 절연성의 박막을 끼워서 3층구조를 형성해도 된다.
공동함유층(1502)의 단부는, 예를 들면 2매의 기판의 접합공정(도 19C)의 후에 비공동함유층(1503)을 에칭(예를 들면, 드라이에칭, 웨트에칭 등)하는 방법, 또는 비공동함유층(1503)을 형성하는 공정(도 19B)에 있어서, 제 1기판(1501)의 단부를 덮지않도록 비공동함유층(1503)을 형성하는 방법, 또는 공동함유층(1502)을 형성하는 공정(도 19B)에 있어서, 제 1기판(1501)의 단부까지 공동함유층(1502)을 형성하는 방법 등에 의해 외부에 표출시켜 두는 것이 바람직하다.
도 19D에 표시한 공정에서는, 도 19C에 표시한 접합기판을 도 16에 표시한 분리장치(1200)에 세트해서 그 밀폐공간(1210)내를 고압의 유체로 채움으로써 분리한다(제 1분리처리). 이 유체로서는, 예를 들면 Ar가스나 N2가스 등의 불활성가스, 공기 등의 기체이어도 되며, 물(예를 들면, 순수)등의 액체이어도 된다.
이 제 1분리처리에 의해서 접합기판이 완전히 분리되지 않는 경우에는, 상기한 바와 같이, 제 2분리처리를 실행하면 된다.
도 19E에 표시한 공정에서는, 제 2기판쪽(1503∼1505, 또는 1503 및 1505)의 표면에 잔존하는 공동함유층(1502)을 선택적으로 제거한다. 여기서, 비공동함유층(1503)이 단결정Si층인 경우는, 예를 들면 통상의 Si에칭용의 에칭액, 다공질Si의 선택에칭용의 에칭액인 불산, 불산에 알코올 및 과산화수소수의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합액, 버퍼드불산, 버퍼드불산에 알코올 및 과산화수소수의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합액의 적어도 1종류를 사용해서 공동함유층(1502)만을 무전계습식화학에칭할 수 있다. 이에 의해 제 2기판(1505)상에는 제 1기판(1501)상의 공동함유층(1502)상에 형성한 비공동함유층(1503)(또는 1503 및 1504)이 남는다.
공동함유층(502)은 팽대한 표면적을 가지기 때문에 공동함유층(1502)이 단결정Si층이어서, 그 아래의 비공동함유층(1503)이 마찬가지로 단결정Si층인 경우, 통상의 Si에칭용의 에칭액에 의해서도 공동함유층(1502)만을 선택에칭할 수 있다. 또한 그 대신에 공동함유층(1502)을 선택적으로 연마해도 되고, 시간제어에 의해 고정밀도로 공동함유층(1502)만을 연마해도 된다.
또한, 공동함유층(1502)이 단결정Si이고, 그 아래의 비공동함유층(1503)이 화합물반도체층인 경우, 화합물반도체를 에칭하는 속도보다도 단결정Si를 에칭하는 속도가 빠른 에칭액을 사용해서 공동함유층(1502)을 선택에칭하면 된다. 또한, 그 대신에 화합물반도체층을 연마스토퍼로서 사용해서 공동함유층(1502)만을 선택적으로 연마해도 되고, 시간제어에 의해 고정밀도로 공동함유층(502)만을 연마해도 된다.
공동함유층(1502)이 얇은 경우에는, 예를 들면 수소를 포함하는 분위기속에서 접합기판에 어닐을 행함으로써 기판표면의 구성원자의 마이그레이션을 일으키고, 이에 의해 기판표면의 공동을 묻음으로써, 결과로서 공동함유층(1502)을 제거할 수 있다.
통상은, 공동함유층을 에칭에 의해 제거한 후는 이 공동함유층의 제거에 의해 표출하는 기판표면은 거칠기 때문에, 예를 들면 수소를 함유하는 분위기속에서의 어닐이나, 연마 등의 표면평탄화처리를 행하는 것이 바람직하다.
이 SOI기판등의 제조방법에 의하면 평탄하고 균일한 막두께의 비공동함유층(예를 들면, 단결정Si층)을 상층에 가진 대면적의 기판을 형성할 수 있다. 비공동함유층(1503)이 단결정Si층이고 그 아래에 절연층(예를 들면, SiO2)(1504)을 가진 기판은 SOI기판으로서 알려진 기판이다. 또한, 이 절연층(1504)은 반드시 제 1기판(1501)상의 공동함유층(1503)상에 형성할 필요는 없고, 제 2기판(1505)상에 형성해도 되고, 비공동함유층(1503)상 및 제 2기판(1505)상의 쌍방에 형성해도 된다. 결과로서, 도 19C에 표시한 구조를 얻게된다. 최종적으로 비공동함유층(1503)의 아래에 절연층(1504)을 가진 기판을 형성할 수 있다.
또한, 도 19E에 표시한 공정에 있어서, 제 1기판(1501)상에 잔존하는 공동함유층(1502)을 제거하고, 필요에 따라서 표면평탄화공정을 실시함으로써, 예를 들면 제 1기판(1501) 또는 제 2기판(1505) 또는 다른 용도의 기판으로서 재이용할 수 있다. 이 표면평탄화공정으로서는 수소를 포함하는 분위기속에서의 어닐이나 연마 등이 바람직하다.
이하, 분리장치(1200)의 적용예를 설명한다.
(적용예 1)
단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 다음과 같다.
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11(분)
다공질Si층의 두께: 12(㎛)
이어서, 다공질Si층상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 10㎛두께의 단결정Si층을 에피택셜성장시킨다. 이 성장조건은 이하와 같다. 에피택셜성장의 초기단계에서는 H2분위기속에서 다공질Si층의 표면이 노출되기 때문에 공동의 표면부근이 묻혀지고, 표면이 평탄하게 된다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 760(Torr)
온도: 1000℃
성장속도: 1(㎛/min)
이어서, 이 기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 Ar가스를 주입한다(분리처리). 그리고, 1시간 후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 다공질Si층에서 기판이 분리되고, 10㎛두께의 분리된 에피택셜성장층을 얻을 수 있다.
여기서, 분리처리전에 에피택셜층의 표면쪽에 부분적으로 구멍이 열린 부재를 접합 또는 접착시킴으로써 마이크로머신에 사용되는 멤브레인(박막)이나 외팔보구조를 형성할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 가속도센서나 표면검지센서를 형성할 수 있다.
또한, 미리 에피택셜층에 반도체회로나 태양전지 등을 형성한 후에 분리처리를 행하는 것도 가능하다.
(적용예 2)
단결정Si기판상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 10㎛두께의 단결정Si층을 에피택셜성장시킨다. 성장조건은 이하와 같다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 80(Torr)
온도: 950℃
성장속도: 0.3(㎛/min)
이어서, 에피택셜성장층의 표면에 열산화에 의해 200㎚의 SiO2층을 형성한다. 이어서, 표면의 SiO2층을 통해서 H+를 40KeV, 5×1016㎝-2의 조건에서 이온주입해서 공동함유층(미소기포층)을 형성한다.
이어서, 이 기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 1000㎏/㎠의 고압의 물을 주입한다(분리처리). 그리고, 1시간 후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 미소공동층에서 기판이 분리되고, 0.2㎛두께의 분리된 에피택셜성장층을 얻을 수 있다.
여기서, 분리처리전에 에피택셜층의 표면쪽에 부분적으로 구멍이 열린 부재를 접합 또는 접착시킴으로써 마이크로머신에 사용되는 멤브레인(박막)이나 외팔보구조를 형성할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 가속도센서나 표면검지센서를 형성할 수 있다.
또한, 미리 에피택셜층에 반도체회로나 태양전지 등을 형성한 후에 분리처리를 행하는 것도 가능하다.
(적용예 3)
단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 다공도(porosity)가 다른 복수의 층으로 이루어진 적층구조의 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 이하와 같다.
<제 1의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11(분)
다공질Si층의 두께: 12(㎛)
<제 2의 화성조건>
전류밀도: 21(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 2(분)
다공질Si층의 두께: 3(㎛)
제 2의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층은 제 1의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층보다도 다공도가 높다.
이어서, 이 기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 700㎏/㎠의 고압의 물을 주입한다(분리처리). 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 1층째와 2층째의 다공질층의 계면부근에서 기판이 분리된다.
여기서, 분리처리의 전에 에피택셜층의 표면쪽에 부분적으로 구멍이 열린 부재를 접합 또는 접착시킴으로써 마이크로머신에 사용되는 멤브레인(박막)이나 외팔보구조를 형성할 수 있다. 이에 의해 가속도센서나 표면검지센서를 형성할 수 있다.
또한, 미리 에피택셜층에 반도체회로나 태양전지 등을 형성한 후에 분리처리를 행하는 것도 가능하다.
(적용예 4)
단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 다공도가 다른 복수의 층으로 이루어진 적층구조의 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 이하와 같다.
<제 1의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11(분)
다공질Si층의 두께: 12(㎛)
<제 2의 화성조건>
전류밀도: 10(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:2:2
시간: 3(분)
다공질Si층의 두께: 3(㎛)
<제 3의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 1(분)
다공질Si층의 두께: 1.1(㎛)
제 2의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층은 제 1의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층보다도 다공도가 높다.
이어서, 이 기판을 분리장치(200)에 세트하고, 700㎏/㎠의 고압의 Ar가스를 주입한다(분리처리). 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 1층째와 2층째의 다공질층의 계면부근 또는 2층계와 3층째의 다공질층의 계면부근, 또는 2층째의 다공질층속에서 기판이 분리된다.
여기서, 분리처리의 전에 에피택셜층의 표면쪽에 부분적으로 구멍이 열린 부재를 접합 또는 접착시킴으로써 마이크로머신에 사용되는 멤브레인(박막)이나 외팔보구조를 형성할 수 있다. 이에 의해 가속도센서나 표면검지센서를 형성할 수 있다.
또한, 미리 에피택셜층에 반도체회로나 태양전지 등을 형성한 후에 분리처리를 행하는 것도 가능하다.
(적용예 5)
단결정Si기판(제 1기판)을 준비하고, 상기의 적용예 1, 3 또는 4에서 설명한 양극화성조건에 따라서 이 단결정Si기판을 양극화성해서, 그 표면에 공동함유층(다공질 Si층)을 형성한다. 이어서, 이 기판의 표면을 400℃의 산소분위기속에서 1시간 산화시킴으로써 다공질Si층의 공동의 안쪽벽에 열산화막을 형성한다.
이어서, 다공질Si층상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 0.3㎛두께의 단결정Si층을 에피택셜성장시킨다. 이 성장조건은 이하와 같다. 에피택셜성장의 초기단계에서는 H2분위기속에 다공질Si층의 표면이 노출되기 때문에 공동의 표면부근이 묻혀서, 표면이 평탄하게 된다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 80(Torr)
온도: 950℃
성장속도: 0.3(㎛/min)
이어서, 이 에피택셜Si층의 표면에 열산화에 의해 200㎚두께의 SiO2층을 형성한다. 이어서, 표면의 SiO2층의 표면과 별도로 준비한 Si기판(제 2기판)의 표면을 중합해서 접촉시킨 후에 1000℃에서 1시간의 어닐을 행해서 접합기판을 형성한다.
이 접합기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 순수를 주입한다(분리처리). 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 접합기판은 다공질층에서 2매의 기판으로 분리된다. 큰 전류밀도에 의해 형성된 다공질Si층은 상대적으로 저압의 환경하에 있어서도 다공질층이 파괴되지만, 고압의 환경하에 있어서도 다공질층이외의 부분이 파괴되지 않는한 하등의 문제도 없다. 따라서, 예를 들면 다공질구조가 다른 다수의 접합기판을 일괄해서 처리할 경우, 다공질층의 강도가 가장 강한 접합기판의 분리가 가능한 압력을 선택하면 된다.
이어서, 제 2기판쪽에 잔존하는 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소와 물의 혼합액을 사용해서 선택에칭한다. 단결정Si층은 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si층만이 선택에칭되어 완전히 제거된다.
비다공질Si단결정의 이 에칭액에 대한 에칭속도는 극히 낮고, 다공질층의 에칭속도와의 선택비는 105에 달한다. 따라서, 비다공질층이 에칭됨에 의한 막두께의 감소(수십옹스트롬정도)는 실용상 무시할 수 있다.
이상의 처리에 의해 Si산화막상에 0.2㎛두께를 가진 단결정Si층을 형성할 수 있다. 이 단계에서의 단결정Si층의 막두께를 면내전면에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 막두께의 균일성은 201㎚±4㎚였다.
이어서, 수소분위기속에서 1100℃에서 1시간의 어닐을 행한다. 이 단계에서의 단결정Si층의 표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방의 영역에서의 평균2승조도는 대략 0.2㎚였다. 이것은 통상 시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다.
또한, 이상의 방법에 의해 형성된 기판의 단면을 투과전자현미경에 의해서 관찰하였더니 단결정Si층에는 새로운 결정결함은 도입되어 있지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다.
또한, 에피택셜Si층의 표면에 산화막을 형성하지 않은 경우에 있어서도 상기와 마찬가지의 결과가 얻어진다.
또한, 제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 49%불산과 30%과산화수소수와 물의 혼합액을 사용해서 선택에칭해도 된다. 이때, 단결정Si는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어서 완전히 제거된다. 이 기판은 제 1기판으로서 양극화성공정에 투입하거나 또는 제 2기판으로서 접합공정에 투입할 수 있다.
제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 선택에칭한 후, 이것을 재이용하기 전에 수소속에서 1100℃에서 1시간의 어닐을 행해서 미소공에 기인하는 표면거침(마이크로라프니스)을 회복(평탄화)해도 된다. 그러나, 제 1기판으로서 재이용할 경우에는 에피택셜성장의 초기단계에 있어서의 수소속에서의 프리베이킹중에 다공질Si표면의 구멍의 시일과 동시에 평면평탄화가 행해지기 때문에 상기의 마이크로라프니스의 평탄화를 반드시 행할 필요는 없다.
여기서, 수소속에서의 어닐의 대신에 표면터치연마에 의해 미소공에 기인하는 마이크로라프니스를 평탄화해도 된다.
(적용예 6)
적용예 5를 다음과 같이 변경했다.
1) 에피택셜Si두께: 2㎛
2) 에피택셜Si층표면의 열산화막: 0.1㎛
3) 제 2기판: 1.9㎛의 SiO2층을 형성한 Si기판
4) 접합: 양기판의 표면을 질소플라스마에 노출시킨 후, 물에서 린스하고, 중합해서 접촉시켜서 400℃에서 10시간의 어닐을 행한다.
(적용예 7)
적용예 5를 다음과 같이 변경했다.
1) 제 2기판: 석영기판
2) 접합: 양기판의 표면을 질소플라스마에 노출시킨 후, 물에서 린스하고, 중합해서 접촉시켜서 200℃에서 24시간의 어닐을 행한다.
3) 수소속의 어닐: 다시 수소속에서 970℃에서 어닐을 2시간 행한다(표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방의 영역에서의 평균2승조도는 대략 0.2㎚이며, 이것은 통상 시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다).
4) 분리한 기판을 제 1기판으로서 재투입한다.
(적용예 8)
제 1기판으로서 단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 다공도가 다른 복수의 층으로 이루어진 적층구조의 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 이하와 같다.
<제 1의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 5(분)
다공질Si층의 두께: 6(㎛)
<제 2의 화성조건>
전류밀도: 30(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 110(sec)
다공질Si층의 두께: 3(㎛)
이 기판을 산소분위기속에서 400℃에서 1시간 산화시킨다. 이 산화에 의해 다공질Si층의 구멍의 내벽은 열산화막으로 덮여진다. 이어서, 다공질Si상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 1㎛두께의 단결정GaAs를 에피택셜성장시킨다. 이 성장조건은 다음과 같다.
소스가스: TMG/AsH3/H2
가스압력: 80(Torr)
온도: 700℃
이어서, 이 GaAs층의 표면과 별됴로 준비한 Si기판(제 2기판)의 표면을 중합해서 접촉시켜서 접합기판을 형성한다. 이어서, 이 접합기판을 분리장치(200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 순수를 주입한다. 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 접합기판은 다공질층, 보다 상세하게는 1층째와 2층째의 다공질Si층의 계면부근에서 2매의 기판으로 분리된다.
이어서, 제 2기판쪽에 잔존하는 다공질Si층을 에틸렌디아민, 피로카테콜 및 물(17㎖:3g:8㎖의 비율)의 혼합액에 의해 110℃에서 에칭한다. 단결정GaAs는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si층만이 선택에칭되어 완전히 제거된다.
비다공질GaAs단결정의 이 에칭액에 대한 에칭속도는 극히 낮고, 비다공질층의 에칭에 의한 막두께의 감소(수십옹스트롬정도)는 실용상 무시할 수 있다.
이상의 처리에 의해 단결정Si상에 1㎛의 두께를 가진 단결정GaAs층을 형성할 수 있다. 이 단계에서의 단결정GaAs층의 막두께를 면내전면에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 막두께의 균일성은 1㎛±29.8㎚였다.
또한, 투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, GaAs층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다.
지지기판(제 2기판)으로서 산화막을 가진 Si기판을 사용할 경우, 절연막상에 GaAs층을 가진 기판을 형성할 수도 있다.
또한, 제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 49%불산과 30%과산화수소의 혼합액을 사용해서 교반하면서 선택에칭해도 된다. 이때, 단결정Si는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어 완전히 제거된다. 이 기판은 제 1기판으로서 양극화성공정에 투입하거나 또는 제 2기판으로서 접합공정에 투입할 수 있다.
제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 선택에칭한 후, 이것을 재이용하기 전에 수소속에 1100℃에서 1시간의 어닐을 실시해서 미소공에 기인하는 표면거침(마이크로라프니스)을 회복(평탄화)해도 된다. 그러나, 제 1기판으로서 재이용하는 경우에는 에피택셜성장의 초기단계에 있어서의 수소속에서의 프리베이킹중에 다공질Si표면의 구멍이 시일과 동시에 평면평탄화가 행해지기 때문에 상기의 마이크로라프니스의 평탄화를 반드시 행할 필요는 없다.
여기서, 수소속에서의 어닐대신에 표면처리연마에 의해 미소공에 기인하는 마이크로라프니스를 평탄화해도 된다.
(적용예 9)
제 1기판으로서 단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 다공도가 다른 복수의 층으로 이루어진 적층구조의 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 이하와 같다.
<제 1의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:1
시간: 11(분)
다공질Si층의 두께: 12(㎛)
다공도: ∼24(%)
<제 2의 화성조건>
전류밀도: 10(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:2:2
시간: 3(분)
다공질Si층의 두께: 3(㎛)
다공도: ∼35%
제 2의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층은 제 1의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층보다도 다공도가 높다.
이 기판을 산소분위기속에서 400℃에서 1시간 산화시킨다. 이 산화에 의해 다공질Si층의 구멍의 내벽은 열산화막으로 덮여진다. 이어서, 다공질Si상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 단결정InP를 1㎛ 에피택셜성장시킨다.
이어서, 이 InP표면과 별도로 준비한 석영기판(제 2기판)의 표면을 각각 질소플라스마에 노출시킨 후에 중합해서 접촉시키고, 200℃에서 10시간의 어닐을 행함으로써 접합기판을 형성한다.
이어서, 이 접합기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 순수를 주입한다(분리처리). 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 접합기판은 다공질층에서, 더 상세하게는 1층째와 2층째의 다공질Si층의 계면부근에서, 2매의기판으로 분리된다.
이어서, 제 2기판쪽에 잔존하는 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소수의 혼합액을 사용해서 교반하면서 선택에칭한다. 이때, 단결정InP는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어서 완전히 제거된다.
비다공질InP단결정의 이 에칭액에 대한 에칭속도는 극히 낮고, 비다공질층의 에칭에 의한 막두께의 감소(수십옹스트롬정도)는 실용상 무시할 수 있다.
이상의 처리에 의해 석영기판상에 1㎛의 두께를 가진 단결정InP층을 형성할 수있다. 이 단계에서의 단결정InP층의 막두께를 면내전면에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 막두께의 균일성은 1㎛±29.0㎚였다.
또한, 투과전자현미경에 의한 단면관찰의 결과, InP층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다.
또한, 제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 49%불산과 30%과산화수소수의 혼합액을 사용해서 교반하면서 선택에칭해도 된다. 이때, 단결정Si는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어 완전히 제거된다. 이 기판은 제 1기판으로서 양극화성공정에 투입할 수 있다.
제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 선택에칭한 후, 이것을 재이용하기 전에 수소속에서 1100℃에서 1시간의 어닐을 행해서 미소공에 기인하는 표면거침(마이크로라프니스)을 회복(평탄화)해도 된다. 그러나, 제 1기판으로서 재이용하는 경우에는 에피택셜성장의 초기단계에 있어서의 수소속에서의 프리베이킹층에 다공질Si표면의 구멍의 시일과 동시에 평면평탄화가 행해지기 때문에 상기의 마이크로라프니스의 평탄화를 반드시 행할 필요는 없다.
여기서, 수소속에서의 어닐 대신에 표면터치연마에 의해 미소공에 기인하는 마이크로라프니스를 평탄화해도 된다.
(적용예 10)
예를 들면, 적용예 1에 있어서, 단결정Si기판의 양면에 공동함유층(다공질층)을 형성하고, 그 위에 단결정Si층을 에피택셜성장시키고, 그 후 이 기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 2개의 다공질층에서 3매로 분리해도 된다.
(적용예 11)
제 1기판으로서 단결정Si기판을 준비하고, HF용액속에서 이 단결정Si기판을 양극화성하고, 그 표면에 다공도가 다른 복수의 층으로 이루어진 적층구조의 공동함유층(다공질층)을 형성한다. 이 양극화성조건은 다음과 같다.
<제 1의 화성조건>
전류밀도: 1(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:2
시간: 8(분)
<제 2의 화성조건>
전류밀도: 7(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:2
시간: 8(분)
<제 3의 화성조건>
전류밀도: 100(㎃·㎝-2)
양극화성용액: HF:H2O:C2H5OH=1:1:2
시간: 0.1(min)
제 3의 화성조건에 관한 양극화성에 의한 다공질층은 제 2의 화성조건에 따라서 형성되는 다공질층의 속에 형성된다.
이어서, 다공질Si층상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 0.3㎛두께의 단결정Si를 에피택셜성장시킨다. 이 성장조건은 다음과 같다. 에피택셜성장의 초기단계에서는 H2분위기 속에 다공질Si표면이 노출되기 때문에 다공질층의 표면의 구멍이 묻혀져서 평탄화 표면이 된다.
소스가스: SiH2Cl2/H2
가스유량: 0.5/180(ℓ/min)
가스압력: 80(Torr)
온도: 950℃
성장속도: 0.3(㎛/min)
이어서, 이 에피택셜Si층의 표면에 열산화에 의해 200㎚두께의 SiO2층을 형성한다. 이어서, 이 SiO2층의 표면과 별도로 준비한 Si기판(제 2기판)의 표면을 중합해서 접촉시킨 후에 1000℃에서 1시간의 어닐을 행하여 접합기판을 형성한다.
이어서, 이 접합기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 순수를 주입한다. 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이 처리에 의해 접합기판은 다공질층에서 2매의 기판으로 분리된다. 큰 전류밀도를 사용해서 형성한 다공질Si층은 상대적으로 저압의 환경하에서도 다공질층이 파괴되지만, 고압의 환경하에서도 다공질층이외의 부분이 파괴되지 않은한 하등의 문제도 없다. 따라서, 다공질구조가 다른 다수의 접합기판을 일괄해서 처리할 경우, 다공질층의 강도가 가장 강한 접합기판의 분리가 가능한 압력을 선택하면 된다.
이어서, 제 2기판쪽에 잔존하는 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소수와 물과의 혼합액을 사용해서 선택에칭한다. 이때, 단결정Si층은 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어 완전히 제거된다.
비다공질Si단결정의 이 에칭액에 대한 에칭속도는 극히 낮고, 다공질층의 에칭속도와의 선택비는 105이상에 달하고, 비다공질층의 에칭에 의한 막두께감소(수십옹스트롬정도)는 실용상 무시할 수 있다.
이상의 처리에 의해 Si산화막상에 0.2㎛의 두께를 가진 단결정Si층을 형성할 수 있다. 이 단계에서의 단결정Si층의 막두께를 면내전면에 걸쳐서 100점에 대해서 측정한 바, 막두께의 균일성은 201㎚±4㎚이었다.
이어서, 수소분위기속에서 1100℃에서 1시간의 어닐을 행한다. 이 단계에서의 단결정Si층의 표면조도를 원자간력현미경에 의해 평가한 바, 50㎛평방의 영역에서의 평균 2승조도는 대략 0.2㎚였다. 이것은 통상 시판되고 있는 Si웨이퍼와 동등하다.
또한, 이상의 방법에 의해 형성된 기판의 단면을 투과전자현미경에 의해서 관찰하였더니 단결정Si층에는 새로운 결정결함은 도입되지 않아서 양호한 결정성이 유지되고 있는 것이 확인되었다.
또한, 에피택셜Si층의 표면에 산화막을 형성하지 않은 경우에 있어서도 상기와 마찬가지의 결과가 얻어진다.
또한, 제 1기판쪽에 잔존하는 다공질Si를 49%불산과 30%과산화수소와 물의 혼합액을 사용해서 선택에칭해도 된다. 이때, 단결정 Si는 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만의 선택에칭되어 완전히 제거된다. 이 기판은 제 1기판으로서 양극화성공정에 투입하거나, 또는 제 2기판으로서 접합공정에 투입할 수 있따.
제 1기판쪽에 잔존하는 다공질 Si를 선택에칭한 후, 이것을 사용하기 전에 수소속에 1100℃에서 1시간의 어닐을 행해서 미소공에 기인하는 표면거침(마이크로라프니스)을 회복(평탄화)해도 된다. 그러나, 제 1기판으로서 재이용할 경우에는 에피택셜성장의 초기단계에 있어서의 수소속에서의 프리베이킹중에 다공질Si표면의 구멍의 시일과 동시에 표면평탄화가 행해지기 때문에 상기의 마이크로라프니스의 평탄화를 반드시 행할 필요는 없다.
여기서, 수소속에서의 어닐 대신에 표면처리연마에 의해 미소공에 기인하는 마이크로라프니스를 평탄화해도 된다.
(적용예 12)
예를 들면, 적용예 5에 있어서, 에피택셜성장층의 형성후에 이 에피택셜성장층을 이용해서 트랜지스터, 커패시터, 다이오드, CMOS, IC, 메모리 등의 소자를 형성할 수 있다. 이들의 형성방법은 주지이기 때문에 설명을 생략한다.
이 경우, 예를 들면, 형성한 소자의 표면에 보호절연막을 형성하고, 이 기판을 제 2기판과 접합해서 접합기판을 형성한다. 접합에는, 예를 들면 접착재를 사용해도 되고, 예를 들면 보호절연막을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)등에 의해 평탄화한 후에 상기의 접합방법을 적용해도 된다.
그후, 이 접합기판을 분리장치(1200)에 세트하고, 900㎏/㎠의 고압의 순수를 주입한다(분리처리). 그리고, 30분후에 압력을 낮추어서 분리장치(1200)로부터 기판을 꺼낸다. 이상의 처리에 의해 접합기판은 다공질층에서 2매의 기판으로 분리된다.
큰 전류밀도를 사용해서 형성한 다공질Si층은 상대적으로 저압의 환경하에서도 다공질층이 파괴되지만, 고압의 환경하에서도 다공질층이외의 부분이 파괴되지 않는 한 하등의 문제도 없다. 따라서, 예를 들면, 다공질구조가 다른 다수의 접합기판을 일괄해서 처리할 경우, 다공질층의 강도가 가장 강한 접합기판의 분리가 가능한 압력을 선택하면 된다.
이어서, 제 2기판쪽에 잔존하는 다공질Si층을 49%불산과 30%과산화수소와 물의 혼합액을 사용해서 선택에칭한다. 이때, 단결정Si층은 에치·스톱의 재료로서 기능하고, 다공질Si만이 선택에칭되어 완전히 제거된다.
비다공질Si단결정의 이 에칭액에 대한 에칭속도는 극히 낮고, 다공질층의 에칭속도와의 선택비는 105이상에 달하고, 비다공질층의 에칭에 의한 막두께 감소(수십옹스트롬정도)는 실용상 무시할 수 있다.
제 2기판으로서는 반도체기판이나 절연기판뿐만 아니라, IC카트용의 수지기판도 사용할 수 있다. 도 20은 IC카트의 구성을 개략적으로 표시한 도면이다. 도 20에 있어서, (601)은 IC칩, (602)는 태양전지, (603)은 수지기판(카드본체)이다.
예를 들면, 제 1기판의 공동함유층상의 비공동함유층에 IC를 형성하고, 그 위에 보호막을 형성한 후에 이 기판을 다이싱하고, 다이싱된 칩을 제 2기판으로서의 수지기판(603)의 소정위치에 접합하고, 그후, 분리장치(1200)에 의해서 공동함유층에서 이 칩을 분리해서, IC칩(601)을 수지기판(603)상에 남긴다.
또한, 마찬가지로해서 제 1기판의 공동함유층상의 비공동함유층에 태양전지를 형성하고, 그위에 보호막을 형성한 후에 이 기판을 다이싱하고, 다이싱된 칩을 제 2기판으로서의 수지기판(603)의 소정위치에 접합하고, 그후, 분리장치(1200)에 의해서 공동함유층에서 이 칩을 분리하고, 태양전지칩(602)을 수지기판(603)상에 남긴다.
이 적용예에 의하면 박막의 반도체칩이나 태양전지칩 등을 수지기판에 접합할 수 있다. 따라서, 예를 들면 IC카드(600)의 두께를 얇게할 수 있다.
(적용예 13)
다공질Si층상에 반도체층을 에피택셜성장시키는 방법으로서는 CVD법 뿐만 아니라, 예를 들면 MBE법, 스퍼터법, 액상성장법 등을 채용할 수도 있다.
또한, 다공질Si층 등의 공동함유Si층의 선택에칭액도 불산과 과산화수소의 혼합액에 한정되지 않고, 예를 들면 불산과 물의 혼합액, 불산 및 물에 알코올 및 과산화수소수의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합액, 버퍼드불산, 버퍼드불산에 알코올 및 과산화수소의 적어도 한쪽을 첨가한 혼합액, 또는 불산·질산·초산의 혼합액 등을 채용할 수 있다. 다공질Si층 등의 공동함유Si층은 팽대한 표면적을 가지기 때문에 선택에칭이 용이하기 때문이다.
또한, 다른 공정에 있어서도, 상기의 적용예에 한정되지 않고, 여러 가지의 변경이 가능하다.
본 발명에 의하면, 접합기판 등의 부재의 분리에 적합한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 정신 및 범위내에서 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위를 세상에 알리기 위해서 다음의 특허청구범위를 기재한다.

Claims (106)

  1. 분리층을 가진 샘플을 이 분리층에서 분리하는 분리장치에 있어서,
    분리층의 적어도 일부에 대해서 실질적으로 정지한 유체의 압력을 인가하여 샘플을 분리층에서 분리하는 압력인가기구를 구비한 것을 특징으로 하는 분리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 이 분리층은 샘플의 내부를 횡단해서 샘플의 에지부에 노출되고, 상기 압력인가기구는 이 샘플의 에지부의 적어도 일부로부터 분리층에 유체의 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 압력인가기구는 샘플의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸서 밀폐공간을 형성하기 위한 밀폐공간구성부재를 가지고, 밀폐공간 내에 외부공간보다도 높은 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 밀폐공간구성부재는 분리층을 파손시키는 샘플의 내부에 주입되는 유체의 압력에 의해서 샘플의 중앙부 부근이 팽창하는 것을 허용하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  5. 제 4항에 있어서, 샘플의 중앙부 부근의 팽창량을 제한하는 제한부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 분리장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항중 한항에 있어서, 샘플은 디스크형상을 가지고, 상기 밀폐공간구성부재는 샘플의 전체 주변부 둘레에 밀폐공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 밀폐공간구성부재는 고리형상을 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  8. 제 3항 내지 제 5항중 한항에 있어서, 상기 밀폐공간구성부재는 샘플의 주변부를 양쪽에서 샌드위치해서 샘플을 지지하는 1쌍의 지지부재를 구비하고, 밀폐공간은 1쌍의 지지부재에 의해 샘플을 지지한 상태에서 샘플의 전체주변부 둘레에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 1쌍의 지지부재의 각각의 지지부재는 샘플의 에지부를 따라서 시일부재를 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  10. 제 9항에 있어서, 샘플은 디스크형상을 가지고, 상기 시일부재는 고리형상을 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 1쌍의 지지부재의 각 지지부재는 고리형상을 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 압력인가기구는 샘플을 양쪽에서 샌드위치하여 샘플을 지지하는 1쌍의 지지부재를 구비하고, 상기 각각의 지지부재는 샘플의 주변부둘레에 밀폐공간을 형성하기 위하여, 샘플의 에지부를 따라서 배치된 시일부재를 가지고, 상기 압력인가기구는 밀폐공간내에 외부공간보다도 높은 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 1쌍의 지지부재의 각 지지부재는 샘플을 지지한 상태에서 상기 시일부재의 안쪽에 형성된 공간을 외부공간에 접속하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 1쌍의 지지부재의 각 지지부재는 샘플을 지지한 상태에서 샘플의 양면을 피복하는 판형상부재를 구비하고, 상기 판형상부재는 관통홀을 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  15. 제 3항 내지 제 14항중 한 항에 있어서, 상기 압력인가기구는 밀폐공간에 유체를 주입하기 위한 주입부를 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  16. 제 1항 내지 제 15항중 한항에 있어서, 상기 압력인가기구는 분리층에 대해서 작용된 압력을 조정하기 위한 압력조정기구를 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 압력조정기구는 샘플을 분리하기 위해 분리층에 대해서 작용되는 압력을 서서히 또는 단계적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  18. 제 1항 내지 제 17항중 한 항에 있어서, 유체는 물인 것을 특징으로 하는 분리장치.
  19. 제 1항 내지 제 18항중 한 항에 있어서, 분리층은 취약한 구조를 가진 층인 것을 특징으로 하는 분리장치.
  20. 제 1항 내지 제 18항중 한항에 있어서, 분리층은 다공질층인 것을 특징으로 하는 분리장치.
  21. 제 1항 내지 제 18항중 한항에 있어서, 분리층은 미소공동을 가진 층인 것을 특징으로 하는 분리장치.
  22. 제 21항에 있어서, 미소공동은 이온주입에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  23. 제 1항 내지 제 22항중 한항에 있어서, 샘플을 에지부에서 실질적으로 V형상 단면을 가진 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  24. 분리층을 가진 샘플을 이 분리층에서 분리하는 분리방법에 있어서,
    분리층의 적어도 일부에 대해서 실질적으로 정지한 유체의 압력을 인가하여 샘플을 분리층에서 분리하는 분리스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 분리방법.
  25. 제 24항에 있어서, 분리층은 샘플의 내부를 횡단하여 샘플의 에지부에 노출되고, 분리스텝은 샘플의 에지부의 적어도 일부로부터 분리층에 대해서 유체의 압력을 인가하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  26. 제 25항에 있어서, 분리스텝은 샘플의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸서 밀폐공간을 형성하는 것과 이 밀폐공간내에 유체를 채우는 것과, 유체에 외부공간보다 높은 압력을 인가하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  27. 제 26항에 있어서, 분리스텝은 분리층을 파손하면서 샘플의 내부에 주입되는 유체의 압력에 의해서 샘플의 중앙부 근처를 팽창시키는 것을 허용하는 한편 팽창량을 제한하면서, 샘플을 분리하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  28. 제 26항 또는 제 27항에 있어서, 샘플은 디스크형상을 가지고, 분리스텝은 샘플의 전체 주변부 둘레에 밀폐공간을 형성하고 이 밀폐공간에 외부공간보다 높은 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  29. 제 24항 내지 제 28항중 한항에 있어서, 분리스텝은 분리층에 인가하는 압력을 변화시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  30. 제 24항 내지 제 28항중 한 항에 있어서, 분리스텝은 분리층에 인가하는 압력을 서서히 또는 단계적으로 저하시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  31. 제 26항 내지 제 28항중 한 항에 있어서, 분리스텝은 밀폐공간내의 유체에 인가하는 압력을 변화시켠서 샘플을 분리하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  32. 제 26항 내지 제 28항중 한 항에 있어서, 분리스텝은, 밀폐공간내의 유체에 인가하는 압력을 서서히 또는 단계적으로 감소시키면서 샘플을 분리하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  33. 제 24항 내지 제 32항중 한 항에 있어서, 유체는 물인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  34. 제 24항 내지 제 33항중 한 항에 있어서, 분리층은 취약한 구조를 가진 층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  35. 제 24항 내지 제 33항중 한 항에 있어서, 분리층은 다공질층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  36. 제 24항 내지 제 33항중 한 항에 있어서, 분리층은 미소공동을 가진 층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  37. 제 36항에 있어서, 미소공동은 이온주입에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  38. 제 24항 내지 제 37항중 한 항에 있어서, 샘플은 에지부에 실질적으로 V형상단면을 가진 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  39. 제 24항 내지 제 38항중 한항에 기재된 분리방법에 의해 분리된 반도체기판.
  40. 반도체기판의 제조방법에 있어서,
    분리층을 가지고, 이 분리층상에 그후의 스텝에서 제 2기판에 이설되는 반도체층을 가진 제 1기판을 형성하는 제 1스텝과;
    반도체층을 개재해서 제 1기판을 제 2기판에 접합시켜서 접합된 기판스택을 형성하는 제 2스텝과;
    제 24항 내지 제 33항중 한항에 기재된 분리방법에 의해서 접합된 기판스택을 분리층에서 분리하여 반도체층을 제 1기판으로부터 제 2기판으로 이설하는 제 3스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  41. 제 40항에 있어서, 분리층은 다공질층인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  42. 제 41항에 있어서, 다공질층은 다공도가 다른 복수의 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  43. 제 41항 또는 제 42항에 있어서, 제 1스텝은 제 1기판의 재료로서 Si기판을 사용하고, 이 Si기판에 양극화성을 실시하여 다공질층을 형성하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  44. 제 43항에 있어서, 제 1스텝은 반도체층으로서 다공질층상에 에피택셜성장법에 의해 단결정Si층을 형성하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  45. 제 44항에 있어서, 제 1스텝은 단결정Si층상에 절연층을 형성하는 것을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  46. 제 45항에 있어서, 절연층은 단결정Si층의 표면을 산화함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  47. 제 40항 내지 제 46항중 한 항에 있어서, 제 2기판은 Si기판인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  48. 제 40항 내지 제 46항중 한 항에 있어서, 제 2기판은 광투과성기판인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  49. 제 40항에 있어서, 분리층은 미소공동을 가진 층인 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  50. 제 49항에 있어서, 미소공동은 이온주입에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체기판의 제조방법.
  51. 다수의 공동을 가진 공동함유층을 가진 샘플을 이 공동함유층에서 분리하는 분리방법에 있어서,
    샘플을 밀폐용기내에 수용하는 수용스텝과;
    상기 밀폐용기의 내부공간을 고압으로 해서 공동함유층의 공동벽을 파손하여 샘플의 적어도 일부를 이 공동함유층에서 분리하는 분리스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 분리방법.
  52. 제 51항에 있어서, 분리스텝은 공동내의 압력과 상기 밀폐용기내의 압력사이의 압력차에 의해서 공동벽이 파손되도록 압력을 상기 밀폐용기내에 인가하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  53. 제 51항에 있어서, 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하여, 샘플을 완전히 분리하는 최종분리스텝을 더 구비한 것을 특징으로 하는 분리방법.
  54. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 샘플에 진동에너지를 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  55. 제 53항 또는 제 54항에 있어서, 최종분리스텝은 샘플이 상기 밀폐용기내에 수용된 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  56. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 샘플에 압압력을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  57. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 샘플에 인장력을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  58. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 샘플에 대해서 공동함유층과 평행한 방향으로 힘을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  59. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 공동함유층에 부재를 삽입하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  60. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 공동함유층에 액체를 잠입시켜서 이 액체를 가열하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  61. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 공동함유층에 액체를 잠입시켜서 이 액체를 냉각시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  62. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 공동함유층에 액체상태의 물질을 잠입시켜서 이 물질의 체적을 팽창시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리장치.
  63. 제 53항에 있어서, 최종분리스텝은 분리스텝에서 형성된 샘플의 극간을 향해서 유체의 흐름을 분사하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  64. 제 51항 내지 제 63항중 한항에 있어서, 공동함유층은 다공질층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  65. 제 51항 내지 제 63항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 양극화성에 의해 형성된 다공질층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  66. 제 51항 내지 제 63항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 기포형상의 미소공동을 가진 미소기포층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  67. 제 51항 내지 제 63항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 이온주입에 의해 형성된 기포형상의 미소공동을 가진 미소기포층인 것을 특징으로 하는 분리방법.
  68. 제 51항 내지 제 67항중 한 항에 있어서, 샘플은 공동함유층을 가진 제 1판형상부재를 제 2판형상부재에 접합시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 분리방법.
  69. 다수의 공통을 가진 공동함유층을 가진 샘플을 이 공동함유층에서 분리하기 위한 분리장치에 있어서,
    이 샘플을 수용하기 위한 용기와;
    상기 용기내에 고압의 유체를 주입하고, 이 유체의 압력에 의해 공동함유층의 공동벽을 파손하고 샘플의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리하기 위한 주입부를 구비한 것을 특징으로 하는 분리장치.
  70. 제 69항에 있어서, 상기 용기내에 진동에너지를 공급하기 위한 진동원을 더 구비한 것을 특징으로 하는 분리장치.
  71. 기판의 제조방법에 있어서,
    다수의 공동을 가진 공동함유층을 가지고, 이 공동함유층상에 비공동함유층을 가지는 제 1기판을 형성하는 스텝과;
    이 비공동함유층을 개재해서 제 1기판과 별도로 준비한 제 2기판을 접합시켜서 접합된 기판스택을 형성하는 접합스텝과;
    이 접합된 기판스택을 밀폐용기내에 수용하고 상기 밀폐용기의 내부공간을 고압으로해서 공동함유층의 공동벽을 파손하고 접착된 기판스택의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리하는 분리스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  72. 제 71항에 있어서, 분리스텝은 공동내의 압력과 상기 밀폐용기내의 압력사이의 압력차에 의해서 공동벽이 파손되도록 압력을 상기 밀폐용기내에 인가하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  73. 제 71항에 있어서, 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하여, 접합된 기판스택을 완전히 분리하는 최종분리스텝을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  74. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 접착된 기판스택에 진동에너지를 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  75. 제 73항 또는 제 74항에 있어서, 최종분리스텝은 접합된 기판스택이 상기 밀폐용기내에 수용된 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  76. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 접합된 기판스택에 압압력을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  77. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 접합된 기판스택에 인장력을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  78. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 접착된 기판스택에 대해서 공동함유층과 평행한 방향으로 힘을 인가하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  79. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 공동함유층에 액체를 잠입시켜서 이 액체를 가열하거나 냉각시키는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  80. 제 73항에 있어서, 최종분리스텝은 분리스텝에서 형성된 접합된 기판스택의 극간을 향해서 유체의 흐름을 분사하여 분리스텝후에 미분리영역으로서 잔류한 공동함유층을 파손하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  81. 제 71항 내지 제 80항중 한항에 있어서, 공동함유층은 다공질층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  82. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 양극화성에 의해 형성된 다공질층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  83. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 기포형상의 미소공동을 가진 미소기포층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  84. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 공동함유층은 이온주입에 의해 형성된 기포형상의 미소공동을 가진 미소기포층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  85. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 비공동함유층은 Si층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  86. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 비공동함유층은 표면에 절연층을 가진 Si층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  87. 제 86항에 있어서, 절연층은 산화Si층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  88. 제 85항 내지 제 87항중 한 항에 있어서, Si층은 단결정Si층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  89. 제 71항 내지 제 80항중 한항에 있어서, 비공동함유층은 화합물반도체층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  90. 제 71항 내지 제 80항중 한 항에 있어서, 비공동함유층은 표면에 절연층을 가진 화합물반도체층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  91. 제 71항 내지 제 80항중 한항에 있어서, 비공동함유층은 반도체소자를 포함한 층인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  92. 제 71항 내지 제 91항중 한 항에 있어서, 제 1기판은 단결정Si기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  93. 제 71항 내지 제 92항중 한항에 있어서, 제 2기판은 단결정Si기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  94. 제 71항 내지 제 92항중 한 항에 있어서, 제 2기판은 표면에 산화Si층을 가진 단결정Si기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  95. 제 71항 내지 제 92항중 한 항에 있어서, 제 2기판은 광투과성기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  96. 제 71항 내지 제 92항중 한 항에 있어서, 제 2기판은 수지기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  97. 제 71항 내지 제 92항중 한항에 있어서, 제 2기판은 IC카드의 본체로서 이루어진 기판인 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  98. 제 71항 내지 제 97항중 한항에 있어서, 접합스텝은 양극정합스텝, 가압스텝, 열처리스텝 및 이들을 조합한 스텝중 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  99. 제 71항 내지 제 98항중 한 항에 있어서, 접합된 기판스택이 완전히 분리된 후에, 제 2기판상에 잔류한 공동함유층을 제거하는 제거스텝을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  100. 제 99항에 있어서, 제거스텝은 에칭스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  101. 제 99항에 있어서, 제거스텝은 연마스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  102. 제 71항 내지 제 101항중 한항에 있어서, 제거스텝후에 제 2기판상의 비공동함유층의 표면을 평탄화하는 평탄화스텝을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  103. 102항에 있어서, 평탄화스텝은 연마스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  104. 제 102항에 있어서, 평탄화스텝은 수소를 함유한 분위기중에서의 열처리를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  105. 제 71항 내지 제 104항중 한항에 있어서, 접합된 기판스택이 완전히 분리된 후에 제 1기판상에 잔류한 공동함유층을 제거하여 이 기판을 재이용가능하게 하는 스텝을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
  106. 다수의 공동을 가진 공동함유층을 가지고 이 공동함유층상에 비공동함유층을 가진 제 1기판을 형성하고, 이 비공동함유층을 개재해서 제 1기판과 별도로 준비한 제 2기판을 접합해서 접합된 기판스택을 형성하고, 이 접합된 기판스택을 밀폐용기내에 수용하고, 상기 밀폐용기의 내부공간을 고압으로 해서 공동함유층의 공동벽을 파손시키고, 접합된 기판스택의 적어도 일부를 공동함유층에서 분리해서 얻어지는 것을 특징으로 하는 기판.
KR10-1999-0041239A 1998-09-25 1999-09-22 분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법 KR100392980B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1998-272157 1998-09-25
JP10272157A JP2000100678A (ja) 1998-09-25 1998-09-25 試料の分離装置及び分離方法並びに半導体基板の製造方法
JP29593498 1998-10-16
JP1998-295934 1998-10-16
JP11240140A JP2000188269A (ja) 1998-10-16 1999-08-26 部材の分離方法及び分離装置並びに基板の製造方法
JP1999-240140 1999-08-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000023447A true KR20000023447A (ko) 2000-04-25
KR100392980B1 KR100392980B1 (ko) 2003-07-31

Family

ID=27332783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0041239A KR100392980B1 (ko) 1998-09-25 1999-09-22 분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0989593A3 (ko)
KR (1) KR100392980B1 (ko)
TW (1) TW466626B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496590B1 (ko) * 2009-03-18 2015-02-25 에베 그룹 게엠베하 웨이퍼를 캐리어로부터 분리하기 위한 장치 및 방법

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2773261B1 (fr) 1997-12-30 2000-01-28 Commissariat Energie Atomique Procede pour le transfert d'un film mince comportant une etape de creation d'inclusions
JP2002075917A (ja) * 2000-08-25 2002-03-15 Canon Inc 試料の分離装置及び分離方法
DE10045419B4 (de) * 2000-09-14 2007-12-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung eines thermoelektrischen Bauelements, thermoelektrisches Bauelement sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
FR2823373B1 (fr) 2001-04-10 2005-02-04 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de coupe de couche d'un substrat, et procede associe
FR2823599B1 (fr) * 2001-04-13 2004-12-17 Commissariat Energie Atomique Substrat demomtable a tenue mecanique controlee et procede de realisation
FR2823596B1 (fr) 2001-04-13 2004-08-20 Commissariat Energie Atomique Substrat ou structure demontable et procede de realisation
WO2003025978A2 (de) * 2001-09-14 2003-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum trennen zweier zusammengefügter materialschichten
US6736986B2 (en) 2001-09-20 2004-05-18 Heliovolt Corporation Chemical synthesis of layers, coatings or films using surfactants
US6881647B2 (en) 2001-09-20 2005-04-19 Heliovolt Corporation Synthesis of layers, coatings or films using templates
WO2003026022A2 (en) * 2001-09-20 2003-03-27 Heliovolt Corporation Synthesis of layers, coatings or films using surfactants
US6787012B2 (en) 2001-09-20 2004-09-07 Helio Volt Corp Apparatus for the synthesis of layers, coatings or films
US6500733B1 (en) 2001-09-20 2002-12-31 Heliovolt Corporation Synthesis of layers, coatings or films using precursor layer exerted pressure containment
FR2834381B1 (fr) 2002-01-03 2004-02-27 Soitec Silicon On Insulator Dispositif de coupe de couche d'un substrat, et procede associe
FR2848336B1 (fr) 2002-12-09 2005-10-28 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'une structure contrainte destinee a etre dissociee
FR2848723B1 (fr) * 2002-12-16 2005-02-25 Soitec Silicon On Insulator Outil pour la desolidarisation de plaques dans le domaine des substrats semiconducteurs, ensemble de tels outils et procedes associes
US7187162B2 (en) 2002-12-16 2007-03-06 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies S.A. Tools and methods for disuniting semiconductor wafers
FR2856844B1 (fr) 2003-06-24 2006-02-17 Commissariat Energie Atomique Circuit integre sur puce de hautes performances
FR2857953B1 (fr) 2003-07-21 2006-01-13 Commissariat Energie Atomique Structure empilee, et procede pour la fabriquer
FR2861497B1 (fr) 2003-10-28 2006-02-10 Soitec Silicon On Insulator Procede de transfert catastrophique d'une couche fine apres co-implantation
FR2866982B1 (fr) * 2004-02-27 2008-05-09 Soitec Silicon On Insulator Procede de fabrication de composants electroniques
FR2873235A1 (fr) * 2004-12-31 2006-01-20 Soitec Silicon On Insulator Procede d'obtention d'un substrat demontable a energie de collage controlee
FR2889887B1 (fr) 2005-08-16 2007-11-09 Commissariat Energie Atomique Procede de report d'une couche mince sur un support
FR2891281B1 (fr) 2005-09-28 2007-12-28 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un element en couches minces.
US20070160763A1 (en) 2006-01-12 2007-07-12 Stanbery Billy J Methods of making controlled segregated phase domain structures
US7767904B2 (en) 2006-01-12 2010-08-03 Heliovolt Corporation Compositions including controlled segregated phase domain structures
US8084685B2 (en) 2006-01-12 2011-12-27 Heliovolt Corporation Apparatus for making controlled segregated phase domain structures
FR2910179B1 (fr) 2006-12-19 2009-03-13 Commissariat Energie Atomique PROCEDE DE FABRICATION DE COUCHES MINCES DE GaN PAR IMPLANTATION ET RECYCLAGE D'UN SUBSTRAT DE DEPART
US8034317B2 (en) 2007-06-18 2011-10-11 Heliovolt Corporation Assemblies of anisotropic nanoparticles
FR2925221B1 (fr) 2007-12-17 2010-02-19 Commissariat Energie Atomique Procede de transfert d'une couche mince
FR2947098A1 (fr) 2009-06-18 2010-12-24 Commissariat Energie Atomique Procede de transfert d'une couche mince sur un substrat cible ayant un coefficient de dilatation thermique different de celui de la couche mince
US8021641B2 (en) 2010-02-04 2011-09-20 Alliance For Sustainable Energy, Llc Methods of making copper selenium precursor compositions with a targeted copper selenide content and precursor compositions and thin films resulting therefrom
CN102844883B (zh) 2010-02-12 2016-01-20 速力斯公司 用于制造光电池和微电子器件的半导体衬底的双面可重复使用的模板
WO2011146115A1 (en) 2010-05-21 2011-11-24 Heliovolt Corporation Liquid precursor for deposition of copper selenide and method of preparing the same
WO2012023973A2 (en) 2010-08-16 2012-02-23 Heliovolt Corporation Liquid precursor for deposition of indium selenide and method of preparing the same
US8524572B2 (en) * 2011-10-06 2013-09-03 Micron Technology, Inc. Methods of processing units comprising crystalline materials, and methods of forming semiconductor-on-insulator constructions
US9105797B2 (en) 2012-05-31 2015-08-11 Alliance For Sustainable Energy, Llc Liquid precursor inks for deposition of In—Se, Ga—Se and In—Ga—Se
JP6078920B2 (ja) 2013-02-13 2017-02-15 国立大学法人広島大学 薄膜形成方法、及びそれを用いて作製した半導体基板ならびに電子デバイス
FR3002812B1 (fr) * 2013-03-01 2016-08-05 St Microelectronics Crolles 2 Sas Procede de transfert de couche
RU2683808C1 (ru) * 2018-04-19 2019-04-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) Устройство для отделения от подложки композитной структуры на основе полупроводниковой пленки (варианты)
KR102191204B1 (ko) * 2019-07-31 2020-12-15 삼영공업 주식회사 접합판 분리 장치 및 접합판 분리 방법
CN114164002B (zh) * 2021-10-29 2023-06-02 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所） 一种闪锌矿结构化合物半导体的化学腐蚀液及其腐蚀方法
CN116782738B (zh) * 2023-08-23 2023-10-20 青禾晶元(晋城)半导体材料有限公司 键合片的分离装置及其分离方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1297954A (ko) * 1969-05-01 1972-11-29
US3493155A (en) * 1969-05-05 1970-02-03 Nasa Apparatus and method for separating a semiconductor wafer
US3730410A (en) * 1971-06-16 1973-05-01 T Altshuler Wafer breaker
FR2681472B1 (fr) * 1991-09-18 1993-10-29 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de films minces de materiau semiconducteur.
US6074442A (en) * 1994-10-28 2000-06-13 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method of separating slice base mounting member from wafer and jig adapted therefor
KR19980033377A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 이데이노부유끼 박막 반도체 소자와 그 제조 방법 및 제조 장치, 및 박막 단결정 반도체 태양 전지와 그 제조 방법
SG55413A1 (en) * 1996-11-15 1998-12-21 Method Of Manufacturing Semico Method of manufacturing semiconductor article
WO1999006110A1 (en) * 1997-07-29 1999-02-11 Silicon Genesis Corporation Cluster tool method and apparatus using plasma immersion ion implantation
US6171982B1 (en) * 1997-12-26 2001-01-09 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for heat-treating an SOI substrate and method of preparing an SOI substrate by using the same
JP2000124092A (ja) * 1998-10-16 2000-04-28 Shin Etsu Handotai Co Ltd 水素イオン注入剥離法によってｓｏｉウエーハを製造する方法およびこの方法で製造されたｓｏｉウエーハ
JP4343295B2 (ja) * 1998-11-06 2009-10-14 キヤノン株式会社 試料の処理システム
JP2000223683A (ja) * 1999-02-02 2000-08-11 Canon Inc 複合部材及びその分離方法、貼り合わせ基板及びその分離方法、移設層の移設方法、並びにｓｏｉ基板の製造方法
FR2796491B1 (fr) * 1999-07-12 2001-08-31 Commissariat Energie Atomique Procede de decollement de deux elements et dispositif pour sa mise en oeuvre
AU6395700A (en) * 1999-08-10 2001-03-05 Silicon Genesis Corporation Method and apparatus for cleaving a substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496590B1 (ko) * 2009-03-18 2015-02-25 에베 그룹 게엠베하 웨이퍼를 캐리어로부터 분리하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0989593A3 (en) 2002-01-02
EP0989593A2 (en) 2000-03-29
KR100392980B1 (ko) 2003-07-31
TW466626B (en) 2001-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100392980B1 (ko) 분리장치 및 분리방법과 기판의 제조방법
JP3352340B2 (ja) 半導体基体とその製造方法
CA2233115C (en) Semiconductor substrate and method of manufacturing the same
US6306729B1 (en) Semiconductor article and method of manufacturing the same
JP3293736B2 (ja) 半導体基板の作製方法および貼り合わせ基体
US6426270B1 (en) Substrate processing method and method of manufacturing semiconductor substrate
CA2233096C (en) Substrate and production method thereof
US5856229A (en) Process for production of semiconductor substrate
KR100282111B1 (ko) 반도체물품의 제조방법
KR100279756B1 (ko) 반도체 물품의 제조방법
CA2260489C (en) Process of reclamation of soi substrate and reproduced substrate
KR19980042471A (ko) 반도체물품의 제조방법
KR20060007428A (ko) 기판, 그 제조방법, 및 반도체 디바이스
JPH11288858A (ja) Ｓｏｉ基板の再生方法及び再生基板
JP3697052B2 (ja) 基板の製造方法及び半導体膜の製造方法
JP2000188269A (ja) 部材の分離方法及び分離装置並びに基板の製造方法
JP3293767B2 (ja) 半導体部材の製造方法
US20050266657A1 (en) Substrate manufacturing method
JP3013932B2 (ja) 半導体部材の製造方法および半導体部材
JP2002289818A (ja) 半導体基板の作製方法
JPH10200078A (ja) 半導体部材の製造方法および半導体部材
JPH11135762A (ja) 半導体基板の作製方法及び基板から半導体層を分離する方法及び半導体基板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100624

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee