527662 A7 B7 五、發明説明（1 ) 以下是有關本發明之習知技術： • 1993年1月29日先行公開之JPA 5-02 1 33 8。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • 1995年11月14日先行公開之JPA 7-302889。 •”鍺與矽的電解成形”，A· Uhlir，貝爾系統技術期刊 ’第35冊，第333至347頁，1956年3月。 •”氟化氫溶液陽極化之多孔矽層的形成機構”，T. u nag ami，電子化學學會期刊，第127冊，第47 6至483頁， 1 9 8 0 年。 •”氧化多孔矽及其應用”，K. Nagano等，電子與通信 工程師協會會刊，電子、資訊與通信工程師協會，第7 9冊 ，第 49至 54頁，SSD79-9549，1979年。 •”使用多孔矽之新介質絕緣方法”，Κ· IMAI，固態電 子，第224冊，第159至164頁，1981年。 •”藉氧化多孔矽的高選擇性與自停形成之完全介質絕 緣’’，R.P. Holmstrom與hY· Chi，應用物理會刊，第42冊， 第386至388頁，1983年。 • 1997年 5 月 28 日發行之 JPB 2877800。 經濟部智慧財/1¾員工消費合作社印製 發明領域 本發明係關於一種用以分離諸如接合基板堆疊的樣本 之方法及裝置、轉移膜轉移方法、基板製造方法以及半導 體裝置及其製造方法。 發明背景 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527662 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有S 01 (絕緣體上的矽）結構之基板（S 01基板）是 已知如具有單晶矽層在絕緣層上之基板。使用SOI基板之 裝置具有一般矽基板不可能達到的許多優點。優點實例如 下。 積體程度可被增大因爲介質隔絕是容易地。 輻射阻抗可被增大。 裝置的操作速度可被增快因爲離散電容是小的。 不需要阱步驟。 鎖定可被防止。 完全耗盡型場效電晶體可藉由薄膜形成而形成。 因爲SOI結構具有以上各種優點，其形成方法已被硏 究數十年。 如一種方法，SOI結構是藉由退火或黏著劑而接合單晶 矽基板至另一熱氧化單晶矽基板。於此方法中，用以形成 一裝置之活動層必須是均勻地薄。更特別地，具有數百微 米的厚度之單晶矽基板必須薄化至微米或更小程度。 爲薄化此基板，拋光或選擇性蝕刻可被使用。 經濟部智慧財/i^7a(工消費合作钍印製 單晶矽基板藉由拋光幾乎不可能均勻地薄化。尤其， 在薄化至次微米程度時，變化範圍是數十個百分點。因爲 晶圓尺寸變大時，這難度變得更顯著。 選擇性蝕刻是有效地均勻薄化基板。然而，選擇比是 如此的低約102，蝕刻後之表面平度是不足的，且SOI層的 結晶度是不符合要求的。 本應用已揭示一種新的SOI技術在日本專利先行公開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 527662 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 案第5-02 1 3 3 8。於此技術中，由形成多孔層在單晶矽基板上 ’及無孔單晶矽層在其表面上而獲得之第一基板，是經由 絕緣層接合至第二基板。其後，接合基板堆疊被分離成兩 個基板在多孔層，因此轉移無孔單晶層至第二基板。這技 術是有利的，因爲SOI層的膜厚度均勻性是良好的，SOI層 中之缺陷密度可被減小，SOI層的表面平度是良好的，具有 特別規格之昂貴製造裝置是不需要的，以及具有約數百微 米至10毫米厚度的SOI基板可藉由單一製造裝置而製造。 本案亦已於日本專利先行公開案第7- 302889號中揭示， 一種接合第一與第二基板的技術，自第二基板分離第一基 板無需破壞第一基板，平滑化分離的第一基板的表面，再 次形成多孔層，以及再使用此基板。因爲第一基板並未被 浪費，此技術是有利於大大地降低製造成本與簡化製造過 程。 經濟部智慧时/i^7p'工消費合作社印製 爲了分離接合基板堆疊成兩個基板而無需破壞第一與 第二基板，以下的方法是可行的：當施力於垂直接合介面 的方向時，兩個基板被拉於相反方向；剪力被施加平行至 接合介面（例如，兩個基板被移動於平行至接合介面的平 面上之相反方向），或當施力於圓周方向時，兩個基板被 旋轉於相反方向；壓力是施加於垂直至接合介面的方向； 諸如超音波之波能量被施加至分離區；切削構件（例如， 諸如刀子的銳片）是自接合基板堆疊的側表面插入平行至 接合介面之分離區；充塡作用如分離區之多孔層的孔隙之 物質的膨脹能量被使用；作用如分離區之多孔層是熱氧化 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（21〇x 297公釐） 527662 A7 ___ B7 五、發明説明（4 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 自接合基板堆疊的側表面以膨脹多孔層的容積且分離此基 板；以及作用如分離區之多孔層是自接合基板堆疊的側表 面選擇性地蝕刻以分離此基板。 多孔矽是被Uhlii*等人發現於1 956年，他們硏究半導體 的電子拋光（”鍺與矽的電解成形”，Uhlir，貝爾系統技術 期刊，第35冊，第333至347行，1956年3月）。 多孔砂可藉由陽極化砂基板於HF溶液中而形成。
Unagami等人硏究陽極化後的矽的分解反應，且提出報 告，認爲電洞是需要用於HF溶液中的矽的陽極化反應，且 此反應是如下（”多孔矽層藉由HF溶液中陽極化之形成機 構”，1\111^§&11^，電子機械學會期刊第127冊，第47 6至483 頁，1980年）。
Si + 2HF+(2-n) e + —SiF2 + 2H + + ne·
SiF2 + 2HF-> S1F4 + H2 SiF4 + 2HF— H2S1F6 或
Si + 4HF+ ( 4- λ ) e + — SiF4 + 4H + + λ e· 經濟部智慧財4^73(工消費合作社印製
SiF4 + 2HF-> H2S1F6 其中e +及e·各別地代表電洞與電子，以及n及λ是分解 一個矽原子所需的電洞數目。依據它們，當η > 2或λ > 4時 ’多孔矽被形成。 上述事實建議’具有電洞之ρ型砂被轉換成多孔砂， 然而η型矽並未轉換。此轉換中的選擇性已被Nagan〇等人 及I m a i ( ”氧化的多孔砂及其應用”，K · N a g a η 〇等人，（電 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格(210X 297公釐） -- 527662 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 子與通信工程師學會的會刊）電子、資訊與通信學會，第 79冊，第49至54頁，1 979年），（”使用多孔矽的新介質絕 緣方法”K.IMAI，固態電子，第24冊，第159至164頁，1981 年）。 然而’已曾經提出報告過，η型在濃度將轉換成多孔矽 。（”藉由氧化多孔矽的高選擇性與自停止形成之完全介質 絕緣”，R.P.Holmstrom及F.Y.Chi，應用物理文獻，第42冊 ，第3 86至3 88頁，1 983年）。因此，選擇可轉換成多孔矽基 板之基板是重要的，無關p型或η型。 爲形成多孔層，取代以上陽極化方法，例如，亦可使 用將離子植入矽基板的方法。 例如，於日本專利申請案5-02 1 33 8號中所述之方法，亦 即，製備基板（以下稱爲接合基板堆疊）的方法，其經由 絕緣層接合具有諸如多孔層上之單晶矽層的無孔層之第一 基板至第二基板，且分離接合基板堆疊在多孔層以轉移形 成在第一基板側上之無孔層至第二基板，分離接合基板堆 疊在高重複能力與高產量的技術是非常重要。 經濟部智慧时4^7a(工消費合作社印製 發明槪述 本發明已考慮上述情況而製作，且其目的在於改善分 離諸如接合基板堆疊之樣本或複合構件之重複能力與產量 〇 依據本發明的第一形式，提供一種分離裝置，用以藉 由流體而分離樣本，包含··固定部份，用於固定內側具有 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4現格_( 210X297公釐） ' 527662 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 分離層之樣本；噴嘴，用以噴射流體至由固定部份所固持 之樣本的分離層；流體供應部份，用於供應流體至噴嘴’ 其中流體供應部份抑制將供應至噴嘴之流體壓力中的變化 在預定範圍內於分離處理時，使得流體是噴射自噴嘴於實 質固定壓力。 流體供應部份較佳地抑制將供應至噴嘴之流體壓力中 之變化在目標壓力的± 10%內於分離處理時。 流體供應部份較佳地包含伺服從動泵，且自伺服從動 泵供應流體至噴嘴。 依據本發明的第一形式的分離裝置中較佳地另包含旋 轉驅動部份，用以藉由旋轉固定部份使樣本繞著垂直分離 層之軸線旋轉。 依據本發明的第一形式的分離裝置中較佳地另包含操 作構件，用以改變流體是自噴嘴噴射至樣本之位置及分離 處理的進度。此操作機構較佳地改變流體是自周圍部份至 分離層的中央部份逐漸或分段地噴射至樣本的分離層之位 置，以及分離處理的進度。 經濟部智慧財4^7M工消費合作社印製 此樣本較佳地具有凹陷自側表面之凹面部份在分離層 外側。 分離層較佳地是易碎層，亦即，藉由陽極化或離子植 入而形成的層。 依據本發明的第二形式，提供一種藉由流體分離樣本 的分離方法，其特徵在於內側具有分離層之樣本被分離在 分離層，當噴射其壓力變化被抑制在預定範圍內之流體至 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A仇格—(210X 297公釐) 527662 A7 B7 五、發明説明（7 ) 樣本的分離層時。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明的第三形式，提供一種在第一構件的表面 上之轉移層轉移至第二構件的轉移方法，其特徵在於包含 :製備步驟’藉由使內側具有分離層之第一構件與分離層 上之轉移層與第二構件緊密接觸以製備複合構件；及分離 步驟’分離複合構件在轉移層，當噴射藉由抑制壓力變化 在預定範圍內而保持在實質地接觸壓力之流體至複合構件 的分離層時，因此轉移第一構件的轉移層至第二構件。 依據本發明的第四形式，提供一種基板製造方法，其 特徵在於包含：製備步驟，藉由接合內側具有分離層之第 一基板與分離層上的轉移層至第二基板而製備接合基板堆 疊；及分離步驟，分離接合基板堆疊在分離層，當噴射藉 由抑制壓力變化在預定範圍內而保持在實質地接觸壓力之 流體至接合基板堆疊的分離層時。 預定範圍較佳地是目標壓力的± 1 0% 。 於分離步驟中，較佳地，流體的壓力是伺服控制的。 經濟部智慧时是-^肖工消^合作社印製 於分離步驟中，較佳地，接合基板堆疊被分離，當約 垂直至分離層之軸線旋轉時。 於分離步驟中，較佳地，接合基板堆疊被分離，當改 變流體被噴射至接合基板堆疊的位置以及分離處理的進度 時。於分離步驟中，更佳地，接合基板堆疊被分離，當改 變流體是自分離層的周圍部份至中央部份逐漸或分段地噴 射至接合基板堆疊的分離層之位置，以及分離處理的進度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） ^0- 527662 A7 B7 五、發明説明（8 ) :分離層較佳地是易碎層，亦即，藉由陽極化或離子植 入而形成的層。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 轉移層較佳地包括單晶矽層，且更佳地，除了單晶砂 層之外還包括在單晶矽層上之絕緣層。 依據本發明的第五形式，提供一種半導體裝置製造方 法，其特徵在於包含：基板製造方法而製備SOI基板的步 驟；及元件隔絕SOI基板的SOI層及形成電晶體在元件隔 絕的S 01層上的步驟。 此電晶體可以是部份耗盡型FET或完全耗盡型FET。 自以下的詳細說明並配合附加的圖式，本發明的其它 特性與優點將是顯而易見的，在所有的圖式中，相同的元 件符號將標示相同或相似的元件。 圖式簡單說明 附加的圖示，其結合並構成一部份的說明書，解說本 發明的實施例，且與詳細說明一起用來解釋本發明的原理 〇 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 圖1A至1E是用於解說以依據本發明的較佳實施例之基 板製造方法而形成多孔層的步驟之簡圖； 圖2是顯示依據本發明的較佳實施例之分離裝置的配置 之簡圖； 圖3是顯示伺服驅動泵的槪略配置之簡圖； 圖4是顯示一種狀態（初期階段）之平面圖與曲線，其 中接合基板堆疊是藉由使用水作爲流體之所謂的噴水裝置 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527662 A7 B7 五、發明説明（9 ) ，當旋轉接合基板堆疊時； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5是顯不一種狀態（中期階段）之平面圖與曲線，宜 中接合基板堆疊是藉由使用水作爲流體之所謂的噴水裝置 ，當旋轉接合基板堆疊時； 圖6是顯不一種狀態（後期階段）之平面圖與曲線，其 中接合基板堆疊是藉由使用水作爲流體之所謂的噴水裝置 ，當旋轉接合基板堆疊時； 圖7是顯示一種狀態（初期階段）之平面圖與曲線，其 中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的較佳實施例之抑 制流體壓力中之變化時； 圖8是顯示一種狀態（中期階段）之平面圖與曲線，其 中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的較佳實施例之抑 制流體壓力中之變化時； 圖9是顯示一種狀態（後期階段）之平面圖與曲線，其 中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的較佳實施例之抑 制流體壓力中之變化時； 經濟部智慧时4笱肖工消費合作社印^ 圖10是顯示一種狀態（初期階段）之平面圖與曲線， 其中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的另一較佳實施 例之控制噴嘴位置且抑制流體壓力中的變化於預定範圍內 時； 圖11是顯示一種狀態（中期階段）之平面圖與曲線’ 其中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的另一較佳實施 例之控制噴嘴位置且抑制流體壓力中的變化於預定範圍內 時 ， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 527662 A7 B7 __ 五、發明_ ( 10 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1 2是顯示一種狀態（後期階段）之平面圖與曲線， 其中接合基板堆疊被分離，當依據本發明的另一較佳實施 例之控制噴嘴位置且抑制流體壓力中的變化於預定範圍內 時； 圖13A至1 3D是顯示使用依據本發明的較佳實施例之基 板製造方法而製造半導體裝置的方法之截面圖。 主要元件對照 10 第一基板 11 單晶矽基板 12 多孔矽層 12b 多孔層 13 無孔層 13’ 活動區 14 Si〇2層（絕緣層） 20 第二基板（柄晶圓） 30 接合基板堆疊 經濟部智慧財產笱員工消費合作钍印製 50 接合基板堆疊 54 元件隔離區 55 閘電極 56 閘絕緣膜 57 源與漏極區 5 8 源與漏極區 59 側璧 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 527662 A7 B7 五、發明説明（11 ) 經濟部智总財1^7吕(工消費合作社印製 60 金 屬 矽化 層 61 絕 源 膜 63 導 體 100 分 離 裝 置 101 馬 達 102 連 接 器 103 旋 轉 軸 104 軸 承 105 基 板 固 定 部 份 106 基 板 固 定 部 份 107 軸 承 108 旋 轉 軸 109 連 接 器 110 氣 缸 113 上 機 台 114 下 機 台 120 噴 嘴 121 高 壓 軟 管 123 閥 124 高 壓 管 140 位 置 日周 整 機 構 200 伺 服 驅 動 泵 201 伺 服 馬 達 202 時 規 皮 帶 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 297公釐） ---------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 527662 A7 _—_B7 五、發明韻湖（12 ) 203 球形螺絲 204及205〇形環 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 206 柱塞 207 節制閥 210 壓力計 220 壓力控制器 較佳實施例詳細說明 以下將參考附加圖式說明本發明的較佳實施例。 圖1 A至1 E是用以解說製造具有例如依據本發明的較佳 實施例之S 01結構之基板的方法之簡圖。 於圖1 A所示之步驟，用來形成第一基板（籽晶圓）i 〇 之單晶政基板11被製備，且作爲分離層之多孔Si層12是形 成在單晶矽基板1 1的主表面上。此多孔Si層1 2可藉由例如 陽極化單晶矽基板11於電解液中（陽極化溶液）。 經濟部智慧財/i^7B (工消費合作社印製 可使用例如：含氟化氫之溶液，含氟化氫及乙醇之溶 液，含氟化氫及丙醇之溶液或類似物如電解溶液。更特別 地，可使用例如：含HF水溶液（HF濃度=49wt% )與乙醇 於2 : 1的容積比之溶液混合物如電解溶液。 多孔Si層12可具有包括具有不同孔隙度的二或更多層 之多層結構。具有多層結構的多孔Si層12具有較佳地包括 具有第一孔隙度在表面側上之第一多孔Si層，及在第一多 孔Si層下方具有高於第一孔隙度的第二孔隙度之第二多孔 Si層。以此種多層結構，免於缺陷之無孔層Π可被形成在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格 1 210X297公釐） 527662 A7 B7 五、發明韻湖（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一多孔Si層上於形成無孔層13的步驟中，而後，接合基 板堆疊可被分離在分離步驟層中之預期位置。第一孔隙度 較佳是10%至70% ，且更特別地，15%至25% 。第二孔隙度 較佳是35%至70% ，更佳是40%至60% 。 當以上溶液混合物（49wt%氫氟酸：乙醇=2 : 1 )被使 用作爲電解液時，較佳地例如，第一層（表面側）是形成 在8mA/cm2的電流密度及5至11分的處理時間，且第二層（ 內表面側）是形成在23至33mA/cm2的電流密度及80秒至2分 的處理時間。 次者，較佳地執行以下步驟（1 )至（4 )的至少一者 。較佳以此順序執行步驟（1 )及（2 )。更佳地以此順序 執行步驟（1 ) 、（ 2 )及（3 )或（1 ) 、（ 2 )及（4 )。 最佳地，以此順序執行步驟（1 ) 、（ 2 ) 、（ 3 )及（4 ) (1)形成保護膜在多孔Si層中的多孔壁上之步驟（預氧化 步驟） 經濟部智慧財1¾員工消費合作社印製 在此步驟中，諸如氧化物膜或氮化物膜之保護膜是形 成在多孔Si層12中之多孔壁上，藉此在而後的退火防止任 何多隙尺寸的增大。此保護膜可藉由實施氧氣（較佳地在 200°C至700t，且更佳地在300°C至500°C )而形成。其後， 較佳地移除形成在多孔Si層12的表面上之氧化膜或類似物 。此可藉由例如曝露多孔Si層1 2的表面至含氫氟酸的溶液 而完成。 ^6-=· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 527662 A7 ____B7 五、發明説明（14 ) (2 )氫烘乾步驟（預烘乾步驟） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於此步驟中，其上形成有多孔Si層12之第一基板1〇被 退火於含氫的還原氣壓在800°C至120(TC。以此退火，在多 孑L S i層1 2的表面上之孔隙可被密封至某一程度。如果天然 是存在於多孔Si層12的表面上，其可被移除。 (3 )微量材料供應步驟（預噴步驟） 當無孔層13將成長在多孔Si層12上時，無孔層13較佳 是藉由供應微量的無孔層1 3的原料物質於成長初期階段以 低速成長。以此成長方法，引起多孔Si層12的表面上之原 子移動，且可密封多孔Si層1 2的表面上之孔隙。更特別地 ’原料的供應被控制使得成長率變成2〇nm/min或更小，較 佳地1 0 nm/min或更小，2nm/min或更小。 (4 )高溫烘乾步驟（中期烘乾步驟） 經濟部智慧財產局肖工消費合作社印製 當退火被執行於含氫的還原氣壓在高於上述氫烘乾步 驟及/或微量材料供應步驟之溫度時，更可達到多孔Si層12 的密封及扁平化。 於圖1 B所示之步驟的第一階段，第一無孔層1 3被形成 在多孔Si層1 2上。可使用諸如單晶矽層、多矽層、非結晶 5夕層、Ge 層、SiGe 層、SiC 層、C 層、GaAs 層、GaN 層、 AlGaAs層、InGaAs層、InP層、或InAs層之矽層作爲第一 無孔層1 3。應瞭解到，數個諸如SiGe及矽層的層可被形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格·（ 210X 297公釐1 ^ " 527662 A7 ______B7_ 五、發明説朗（15 ) 作爲第一無孔層13。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖1 B所示之步驟的第二階段，作爲第二無孔層之 Si〇2層（絕緣層）14是形成在第一無孔層13上。以此處理， 第一基板10被獲得。Si〇2層14可被形成在〇2/1氣氛下於1〇〇 °C 約 10至 33min。 於圖1C所示之步驟，第二基板（柄晶圓）20是製備且 崁入與第一基板10緊密接畜於室溫中，當使絕緣層14面向 第二基板20時，因此形成接合基板堆疊30。
Si〇2層14可被形成在單晶矽層13側上，或第二基板20上 ，或在單晶矽層13與第二基板20的兩者上，只要於圖1C所 示之階段被獲得當第一與第二基板被帶入相互緊密接觸時 。然而，當絕緣層1 4是形成在第一無孔層（亦即，單晶矽 層）13側上作爲活動層，如上述，在第一基板1〇及第二基 板20之間之接合介面可分離自活動層，且諸如具有較高品 質之SOI基板之半導體基板可被獲得。注意到，絕緣層14 可被省略。 經濟部智慧財1^73 (工消費合作社印製 在基板10及20是完全地帶入緊密接觸後，較佳地執行 在基板之間的強化接合處理。作爲此處理的例子，較佳地 實施亦即（1 )在N2氣氛下執行退火於1 l〇〇°C約lOmin及2在 Ch/Ha氣氛下於1100°C約50min至100之處理。再者，對此處 理而言，或此處理的代替，陽極接合及/或壓縮可被執行。 可使用矽基板藉由形成Si〇2層在矽基板上而獲得之基 板，形成自石英或類似物之透明基板或藍寶石基板作爲第 二基板20。然而，具有足夠扁平的接合的表面之另一類型 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4★兄得（210X 297公釐） 527662 A7 B7 五、發明_ ( 16 ) 的基板可使用作爲第二基板20。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於圖1D所示之步驟中，接合基板堆疊30是使用後述的 分離方法而分離在具有低機械強度之易碎多孔層12。 於圖1E所示之步驟中，分離的第一基板10上之單晶砂 基板11上之多孔層1 2b是藉由蝕刻或類似物而選擇性地移除 。以此方法獲得的單晶矽基板11可再使用作爲用於形成第 一基板10之基板或作爲第二基板20。 可利用由前述方法而製備之基板作爲接合基板堆疊。 首先，製備由諸如鏡面晶圓或磊晶晶圓之單晶矽基板所代 表之半導體基板。諸如熱氧化矽膜的絕緣膜是形成在基板 的表面上，若需要的話。次者，諸如氫離子或稀有氣體離 子之離子是藉由使用直線光束或電漿浸漬之離子植入而植 入基板，因此形成相當大量攙雜的離子植入層作爲分離層 於離此表面的預定深度。此第一基板是以上述的方式而獲 得。 經濟部智慧財凌^78工消費合作社印製 次者，第二基板是依據如上述的相同過程而製備，且 依據上述接合方法而接合第一基板。以此處理，具有將轉 換至內側的層（轉換層）之接合基板可被獲得。 離子植入層被扭曲或含有缺陷或形成自微穴的孔隙， 由於此植入的離子。此種植入層具有相當低機械強度且因 此作用如分離層。 依據本發明的較佳實施例之分離方法及裝置，其可應 用至圖1D所示之分離步驟，將在以下說明。作爲本發明的 較佳實施例的技術特點，以分離方法及裝置，用於朝向諸 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（21〇X：297公釐） -19- 527662 A7 B7 五、發明説朗（17 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如接合基板堆疊之樣本或複合構件的分離層’噴射流體諸 如晶圓或諸如氮氣、氬氣或空氣的氣體之液體以分離樣本 或複合構件成爲兩個基板於分離層，樣本或複合構件被分 離在分離層中，當抑制流體壓力中的變化於預定範圍內使 得保持在實質固定壓力之流體是自噴嘴而噴出。藉此方法 ，可改善分離處理中的效果。較佳地，壓力控制被延續直 到樣本或複合構件是完全分離在分離處理開始後。壓力變 化較佳落在目標壓力的10 %內。諸如接合基板堆疊之樣本 或複合構件較佳具有凹陷自側表面之凹面部份於分離層中 的外側。此凹面部份可形成在分離層的周圍或僅在分離層 外側的位置。 分離諸如接合基板堆疊之複合構件的方法被揭示於加 農（Canon)的日本專利第2877800號中。 經濟部智慧財產苟資工消費合作社印製 爲幫助瞭解本發明，當流體壓力中之變化可能發生之 問題是大的時候將參考圖4至6說明。圖4至6顯示當旋轉接 合基板堆疊時，接合基板堆疊是藉由使用晶圓作流體之所 謂的晶圓噴射裝置而分離之階段。圖4扼要地顯示分離處理 的初期階段。圖5扼要地顯示分離處理的中期階段。圖6扼 要地顯示分離處理的後期階段。參考圖4至6，”分離區”是已 分離的區，”未分離區”是尙未分離的區，以及”壓力”是流體 的壓力（噴射壓力）。在此例中，流體的壓力中的變化落 在目標壓力± 20%的範圍內。 當流體的壓力中之變化是大時，在分離區與未分離區 之間之邊界的圖4至6中的虛線呈曲折狀。此種曲折狀非常 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X29*7公釐） 527662 A7 B7 五、發明_ ( 18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 地依流體壓力中的變化而定。壓力中之變化的特性改變每 當分離處理被執行時。這意指，曲折路徑因將分離的各接 合基板堆疊而改變，其阻礙分離處理的重複能力的增進。 因爲此不良的重複能力，分離處理所需的時間因各接合基 板堆疊而改變。如果此種曲折變得顯著，作用在接合基板 堆疊內側的流體之分離力可能超過適當値。在此例中，接 合基板堆疊50可被分離在除了分離層之外之部份而造成分 離基板中的缺陷。 以下將說明基於以上實施改良之分離方法與裝置。圖2 是顯示依據本發明的較佳實施例之分離裝置的配置之簡圖 。分離裝置100水平地托住接合基板堆疊50作爲將分離的樣 本及複合構件，且當旋轉接合基板堆疊50時，朝向接合基 板堆疊50的多孔層噴射流體（亦即晶圓），因此分離接合 基板堆疊50成爲兩個基板於多孔層。 經濟部智慧財4笱員工消費合作社印製 接合基板堆疊5 0是藉由具有共同中心軸之一對的基板 固定部份105及106。接合基板堆疊50可藉由配置此對基板固 定部份105及106的夾頭機構或藉由此對基板固定部份1〇5及 1 0 6而固持。 基板固定部份105是經由旋轉軸103與連接器102而連接 至馬達101。馬達101的旋轉速度是藉由控制器（未顯示） 而隨意控制。旋轉軸1 0 3是經由軸承1 04由上機台1 1 3作軸向 支撐。 下基板固定部份106是經由旋轉軸108與連接器109而連 接至氣缸110。因此，下基板固定部份106是藉由氣缸11〇而 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格·（ 210X297公釐） 527662 A7 _B7__ 五、發明韻湖（19 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 垂直移動。氣缸110笨驅動以設置接合基板堆疊50於分離裝 置100中，且使分離基板分離自分離裝置100。氣缸110亦可 被驅動以施加壓力或拉力（當接合基板堆疊被夾住時）至 接合基板堆疊50，若在分離處理中需要的話。氣缸110是藉 由控制器（未顯示）而控制。旋轉軸108是經由軸承107由 下機台114而作軸向支撐。 噴射流體用之噴嘴120是配置在下機台114上。噴嘴120 的位置被調整於平行至接合基板堆疊50的軸向之方向（垂 直方向）及/或於平行至接合基板堆疊50的平面方向之方向 (水平方向）。噴嘴120是藉由位置調整機構140指向接合 基板堆疊50的多孔層（凹面部份）。 噴嘴120是經由高壓軟管121、閥123及高壓管124而連接 至伺服驅動泵200的出口。伺服驅動泵200具有用於檢測此 流體在出口的壓力之壓力計210。基於來自壓力計210的出 口，流體的壓力中的變化被抑制於預設値內（例如目標壓 力的10% )。 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製 圖3是顯不伺服驅動栗200的槪略配置之簡圖。參考圖3 ，參考數字201代表伺服馬達；202代表時規皮帶；203代表 球形螺絲；204及205代表〇形環；206代表柱塞；207代表 節制閥；210代表壓力計；及220代表壓力控制器。基於來 自配置在出口的壓力計210之輸出，壓力控制器220驅動伺 服馬達20 1，使得在出口的流體壓力中之變化將供應至噴嘴 1 20之流體的壓力被抑制於預設値內。伺服馬達20 1經由時 規皮帶202及球形螺絲203驅動柱塞206，因此施加壓力至流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 527662 A7 B7 五、發明_ ( 20 )
Mtfft 體。 接著將說明使用分離裝置1 00之分離方法。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 首先，氣缸110被起動以使基板固定部份106向下移動 ，且接合基板堆疊50是藉由轉移機械臂或類似物轉移至此 對基板固定部份105及106之間的預定位置。氣缸110被起動 以使基板固定部份106向上移動，且致使此對基板固定部份 105及106固定接合基板堆疊50。如果此對基板固定部份105 及106具有夾頭機構，可被起動以夾住接合基板堆疊50。再 者，壓力或拉力可藉由氣缸110而施加至接合基板堆疊50。 接合基板堆疊50可藉由氣缸110施加壓力至接合基板堆疊50 而固定，無需夾住接合基板堆疊50。 若需要的話噴嘴1 20的位置是藉由位置調整機構1 40而 調整，使得噴嘴120是指向接合基板堆疊50的多孔層。接合 基板堆疊50較佳具有凹面部份在多孔層的周邊上。通常’ 當具有斜角部份之基板是使用作爲第一及第二基板且第一 及第二基板被接合時，凹面部份是藉由基板的斜角部份而 形成。 經濟部智慧財產^員工消費合作社印紫 在上述操作之前後或同時，完成自噴嘴120噴射流體之 準備。更特別地，伺服驅動泵200被起動’且此操作等待一 直到流體（亦即晶圓）的壓力穩定於目標壓力（例如’ 5 00kgf/cm2 )的預設範圍內（例如在目標壓力的± 1〇%內） 。流體的壓力是藉由驅動伺服馬達201以往復地移動柱塞 206而增大。 當接合基板堆疊50是藉由此對基板固定部份1〇5及106而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A心兄得（210X 297公釐） -23-- 527662 A7 B7 五、發明説明（21 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 固持且流體的壓力穩定時，閥123被開啓以自噴嘴120噴射 此流體。流體壓力是在伺服驅動泵200的控制下而報持在目 標壓力的預設範圍內（例如± 10%內）。 在上述操作之前後或同時，馬達101被起動以旋轉接合 基板堆疊50。於此階段中，此操作等待一直到接合基板堆 疊50被分離成兩個基板於多孔層。 當接合基板堆疊50的分離結束時，閥123被關閉且馬達 101被停止。此外，伺服驅動泵200被停止如需要的話（例 如，當將分離的接合基板堆疊不再剩餘時）。 次者，氣缸110被起動以使基板固定部份106向下移動 。兩個分離基板是藉由轉移機械臂或類似物而接收自基板 固定部份105及106。 經濟部智慧財產笱肖工消費合作社印製 圖7至9顯示接合基板堆疊被分離之狀態，當使用圖2所 示之分離裝置而抑制流體壓力中的變化於預設範圍內時。 圖7是顯示分離處理的初期階段之簡圖。圖8是顯示分離處 理的中期階段之簡圖。圖9是顯示分離處理的後期階段之簡 圖。參考圖7至9，”分離區”是已分離的區，”未分離區”是尙 未分離的區及”壓力”是流體的壓力（噴射壓力）。於此實例 中，流體的壓力中之變化落在目標壓力± 2%的範圍內。當 流體壓力中的變化是小時，在分離區與未分離區之間的邊 界之曲折狀可被壓小。此有助於改善分離處理的重複能力 ，且防止分離處理所造成的任何缺陷。 於上述分離方法中，噴嘴1 2 0與接合基板堆疊5 0之間的 相對位置關係被固定，且於此狀態中，接合基板堆疊50被 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 527662 A7 ___ B7_ 五、發明讀湖（22 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 旋轉且分離。在依據本發明的另一實施例之分離方法中 於分離處理的初期階段中，噴嘴1 20是指向偏離接合基板堆 疊50 (接合基板堆疊50的周圍部份）的中心之方向，且壓 力中的變化抑制於預設範圍內之流體被噴射至接合基板堆 疊50的多孔層。其後，當逐漸地或分階地改變噴嘴120的位 置時，接合基板堆疊50被分離在多孔層，以使其指向接合 基板堆疊的中心部份。依據本發明的另一實施例中之分離 方法，接合基板堆疊是藉由壓力中的變化抑制於預設範圍 內之流體而分離，當自周圍部份至接合基板堆疊50的中心 部份逐漸地或分階地改變接合基板堆疊50之流體噴射位置 時。 此分離方法可藉由使用圖1所示示之分離裝置100而實 施。更特別地，噴嘴120的位置是由分離處理中之位置調整 機構140而移動。 經濟部智慧財/1¾員工消費合作社印製 圖10至12顯示接合基板堆疊是由依據本發明的另一實 施例之分離方法而分離之階段。圖10是顯示分離處理的初 期階段之簡圖。圖11是顯示分離處理的中期階段之簡圖。 圖12是顯示分離處理的後期階段之簡圖。參考圖10至12，” 分離區”是已分離的區，”未分離區”是尙未分離的區及”壓力 ”是流體的壓力（噴射壓力）。於此實例中，流體的壓力中 之變化落在目標壓力± 2%的範圍內。 當流體壓力中的變化是變小時，在分離區與未分離區 之間的邊界（圖1 0至1 2中之虛線）之曲折狀可被壓小。此 有助於改善分離處理的重複能力，且防止分離處理所造成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格7 210X297公釐） 527662 A7 B7__ 五、發明讀溯（23 ) 的任何缺陷。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當接合基板堆疊50的流體噴射位置是自周圍位置至接 合基板堆疊50的中心逐漸地或分階地改變於分離處理時’ 接合基板堆疊50之流體噴射位置時。在分離區與未分離區 之間的邊界（圖10至12中之虛線）可變得更小。這是因爲 當接合基板堆疊50的流體噴射位置是隨著分離處理的程式 而改變時，任何未預期部份可被防止免於分離。 【半導體裝置的實例】 接著將參考圖13A至13D說明可藉由上述基板製造方法 (圖1A至1E)而製造的使用半導體基板之半導體裝置，及 製造此裝置的方法。 圖13A至13D是顯示使用半導體基板而製造半導體裝置 的方法之截面圖，此半導體基板可使用依據本發明的較佳 實施例之基板製造方法而製造。 經濟部智慧財產^g (工消費合作杜印製 首先，具有半導體層作爲無孔層13及絕緣層作爲無孔 層14之SOI基板是使用上述基板製造方法而製造。將形成 電晶體的活動區13’與元件隔離區54是藉由使崁入絕緣層14 上的無孔半導體層（SOI層）13圖型化呈島形的方法，或稱 爲LOCOS (圖13A)的氧化法而形成。 次者，閘絕緣膜56是形成在SOI層的表面上（圖13A ) 。閘絕緣膜5 6的材料的例子是氧化砂、氮化砂、氮氧化石夕 、氧化鋁、氧化鉅、氧化鈴、氧化鈦、氧化銃、氧化鏡、 氧化鑭、氧化釓、氧化鉻及其玻璃混合物。閘絕緣膜5 6可 :2G - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） 527662 A7 __ _B7 五、發明_ ( 24 ) 藉由例如氧化SOI層的表面，或藉由CVD或PVD源積適當 物質在SOI層表面上而形成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 閘電極5 5是形成在閘絕緣膜5 6上（圖1 3 A )聞電極5 5可 以例如攙有p或η型雜質之多矽，諸如鎢、鉬、欽、鉅或 銅或含以上至少一種金屬之合金諸如砂化鉬、砂化鎢、或 矽化鈷之金屬矽化物或諸如氮化鈦、氮化鎢或氮化钽之金 屬氮化物。閘絕緣膜5 6可藉由堆疊以不同材料形成的數個 層而形成。閘電極55可藉由例如稱爲自調矽化物（Salicide )之方法，或藉由稱爲金屬鑲崁閘極處理之方法，或藉由 任何其它方法而形成。以上述的處理，顯示於圖1 3 A之結構 被獲得。 次者，諸如磷、砷、或銻之η型雜質，或諸如綳之ρ 型雜質被攙入活動層13^因此形成相當微量攙入源及漏極 區58(圖13Β)。此雜質可藉由例如離子植入與退火而攙入 絕緣膜被形成以覆蓋閘電極55然後向後蝕刻，因此形 成側璧59在閘電極55的側表面上。 經濟部智慧財/$為邑(工消費合作社印製 具有如上述之相同傳導性類型之雜質再次攙入活動層 13’ ，因此形成相當大量攙入源與漏極區57。以上述的處 理，顯示於圖13B之結構被獲得。 金屬矽化層60是形成在閘電極55的上表面上，及在源 與漏極區5 7的上表面上。金屬砂化層6 0的材料的例子是石夕 化鎳、矽化鈦、矽化鈷、矽化鉬及矽化鎢。此種矽化物可 藉由澱積金屬在閘電極55的上表面上，及在源與漏極區57 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 527662 A7 __B7_ 五、發明説朗（25 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的上表面上，執行退火以使金屬與底層矽反應，且使用諸 如硫酸的蝕刻劑移除金屬的未反應部份。矽化物層的表面 可被氮化如需要的話，以上述處理，顯示於圖1 3 C之結構被 獲得。 絕源膜6 1被形成在閘電極的上表面上，且在源與漏極 區的上表面上，其被轉換成矽化物（圖1 3D )。可使用含磷 及/或硼之氧化矽作爲絕源膜6 1的材料。 接觸孔是藉由CMP形成在絕源膜61，如需要的話。當 使用KrF激勵雷射、ArF激勵雷射、F2激勵雷射、電子光束 或X射線之光刻法被使用時，具有小於0.25 // m的側之矩形 接觸孔或具有小於0.25 // m的直徑之圓形接觸孔可被形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 次者，接觸孔被塡充以導體。爲了以導體塡充此接觸 孔，作爲阻擋金屬之耐火金屬或其氮化物的膜被形成在各 接觸孔的內表面上，且其後，諸如鎢合金、鋁、鋁合金、 銅、或銅合金之導體63是藉由CVD、PVD、或電鍍而澱積。 導體可澱積至高於絕源膜61的上表面之位準，且藉由向後 蝕刻或CMP而移除。替帶地，在接觸孔被塡充導體之前， 源與漏極區中的矽化物層的表面可被氮化，矽化物層表面 是曝露至各接觸孔的底部份。以上述處理，諸如FET之電 晶體可被形成在SOI層上，且包含具有顯示於圖13D之結構 之電晶體可被獲得。 當活動層（SOI層）13’的厚度及雜質濃度被界定使得 在施加電壓至閘電極後形成之耗盡層達到崁入的絕緣層14 的上表面時，形成的電晶體操作完全耗盡型電晶體。當活 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格_( 210X297公釐） 527662 A7 Β7 五、發明_ ( 26 ) 動層（SOI層）13’的厚度及雜質濃度被界定使得耗盡層並 未達到崁入的絕緣層14的上表面時，形成的電晶體操作部 份耗盡型電晶體。 依據本發明，分離諸如接合基板堆疊之樣本或複合才善 件之重複能力與產量被增進。因爲本發明的許多明顯0 & 的不同實施例可被製作而不離其精神與領域’將瞭_ _ ’ 此發明並未受限於除了附加主張中所界定外之特定實Μ Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐）