(57)【要約】      （修正有）【課題】単結晶ウェハと貼り合わせるための支持基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】単結晶体からなる単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板３０であって、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板１０と、炭化珪素多結晶基板１０に蒸着されるコート層２０とを備え、コート層２０は、炭化珪素又は珪素からなり、単結晶ウェハと接触し、単結晶ウェハと接触するコート層２０の接触面２２の算術平均粗さは１ｎｍ以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶体からなる単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板であって、
炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板と、
前記炭化珪素多結晶基板に蒸着されるコート層とを備え、
前記コート層は、炭化珪素又は珪素からなり、前記単結晶ウェハと接触し、
前記単結晶ウェハと接触する前記コート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下である支持基板。
【請求項２】
前記コート層は、物理気相成長法又は化学気相成長法により前記炭化珪素多結晶基板に蒸着される請求項１に記載の支持基板。
【請求項３】
前記コート層の厚みは、５μｍ以上である請求項１または請求項２に記載の支持基板。
【請求項４】
単結晶体からなる単結晶ウェハと、前記単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板とを備える貼り合わせ基板であって、
前記支持基板は、
炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板と、
前記炭化珪素多結晶基板に蒸着されるコート層とを備え、
前記コート層は、炭化珪素又は珪素からなり、前記単結晶ウェハと接触し、
前記単結晶ウェハと接触する前記コート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下である貼り合わせ基板。
【請求項５】
単結晶体からなる単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板の製造方法であって、
炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板に炭化珪素又は珪素を蒸着するステップと、
前記炭化珪素多結晶基板において、前記蒸着をした面に研磨を施し、前記蒸着をした面の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にするステップと
を備える支持基板の製造方法。
【請求項６】
単結晶体からなる単結晶ウェハと、前記単結晶ウェハに貼り合わせられる貼り合わせ用基板とを有する貼り合わせ基板の製造方法であって、
炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板に炭化珪素又は珪素を蒸着するステップと、
前記炭化珪素多結晶基板において、前記蒸着をした面に研磨を施し、前記蒸着をした面の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にするステップと、
前記研磨を施した面と、前記単結晶ウェハとを貼り合わせるステップと
を備える貼り合わせ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶体からなる単結晶ウェハ及び単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板を備える貼り合わせ基板、貼り合わせ基板を構成する支持基板、支持基板の製造方法、及び貼り合わせ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン、炭化珪素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム等の単結晶体は、耐熱性、耐電圧性に優れているだけでなく、優れた高周波特性等を備えることが判明している。このため、次世代のＬＥＤデバイス、パワーデバイス、高周波デバイス等に用いられる半導体材料として、これらの単結晶体からなるウェハ（以下、単結晶ウェハと適宜省略する）が広く知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような単結晶ウェハは、優れた特性を備える反面、製造方法が複雑で、価格が高くなる。このため、単結晶ウェハを支持する支持基板と、薄膜状の単結晶ウェハとを貼り合わせた、いわゆる、貼り合わせ基板が広く知られている。単結晶ウェハと、支持基板とを接着剤を使用せずに貼り合わせる方法としては、例えば、加熱加圧接合方法、貼り合わせ面へのイオンビーム照射による表面活性化接合方法、親水化処理による親水基を介した接合方法などが提案されている。
【０００４】
このような貼り合わせ基板は、半導体材料として利用される側に、単結晶ウェハを配置することで、半導体デバイス製作用の材料として機能する。また、このような貼り合わせ基板は、使用上、要求される基板の厚み及び強度を支持基板により確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８４７２号公報（第４−６頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の貼り合わせ基板には、次のような問題があった。すなわち、支持基板を焼結して製造する場合、支持基板に気孔が形成されてしまうため、支持基板の表面に凹凸が形成される。このため、単結晶ウェハに支持基板を貼り合わせると、単結晶ウェハと、支持基板との間に空隙が形成され、貼り合わせ面同士が充分に接近せず、貼り合わせ強度が得られないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、単結晶ウェハと貼り合わせるための支持基板であって、単結晶ウェハと、支持基板との間に形成される空隙を抑制できる支持基板、貼り合わせ基板、支持基板の製造方法、及び貼り合わせ基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は単結晶体からなる単結晶ウェハ（単結晶ウェハ５０）に貼り合わせられる支持基板（支持基板３０）であって、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板（炭化珪素多結晶基板１０）と、炭化珪素多結晶基板に蒸着されるコート層（コート層２０）とを備え、コート層は、炭化珪素又は珪素からなり、単結晶ウェハと接触し、単結晶ウェハと接触するコート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下であることを要旨とする。
【０００９】
このような支持基板は、炭化珪素多結晶基板と単結晶ウェハとの間に炭化珪素又は珪素からなるコート層を備える。単結晶ウェハと接触するコート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下であるため、コート層と、単結晶ウェハとの間で空隙が形成されることを抑制できる。
【００１０】
従って、支持基板は、単結晶ウェハと、支持基板との間で空隙が形成されることを抑制できる。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、コート層は、物理気相成長法又は化学気相成長法により炭化珪素多結晶基板に蒸着されることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１または２の特徴に係りコート層の厚みは、５μｍ以上であることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、単結晶体からなる単結晶ウェハ（単結晶ウェハ５０）と、単結晶ウェハに貼り合わせられる支持基板（支持基板３０）とを備える貼り合わせ基板（貼り合わせ基板１００）であって、支持基板は、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板（炭化珪素多結晶基板１０）と、炭化珪素多結晶基板に蒸着されるコート層（コート層２０）とを備え、コート層は、炭化珪素又は珪素からなり、単結晶ウェハと接触し、単結晶ウェハと接触するコート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下であることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第５の特徴は、単結晶体からなる単結晶ウェハ（単結晶ウェハ５０）に貼り合わせられる支持基板（支持基板３０）の製造方法であって、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板（炭化珪素多結晶基板１０）に炭化珪素又は珪素を蒸着するステップ（ステップＳ１）と、炭化珪素多結晶基板において、蒸着をした面に研磨を施し、蒸着をした面の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にするステップ（ステップＳ２）とを備える支持基板の製造方法。
【００１５】
本発明の第６の特徴は、単結晶体からなる単結晶ウェハ（単結晶ウェハ５０）と、単結晶ウェハに貼り合わせられる貼り合わせ用基板とを有する貼り合わせ基板（貼り合わせ基板１００）の製造方法であって、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板（炭化珪素多結晶基板１０）に炭化珪素又は珪素を蒸着するステップ（ステップＳ１）と、炭化珪素多結晶基板において、蒸着をした面に研磨を施し、蒸着をした面の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にするステップ（ステップＳ２）と、研磨を施した面と、単結晶ウェハとを貼り合わせるステップ（ステップＳ３）とを備える貼り合わせ基板の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の特徴によれば、単結晶ウェハと貼り合わせるための支持基板であって、単結晶ウェハと、支持基板との間で空隙が形成されることを抑制できる支持基板、貼り合わせ基板、支持基板の製造方法、及び貼り合わせ基板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る貼り合わせ基板の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る支持基板の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る支持基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る支持基板の製造方法を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る貼り合わせ基板の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明に係る支持基板、貼り合わせ基板、支持基板の製造方法、及び貼り合わせ基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）貼り合わせ基板の全体構成、（２）支持基板の詳細構成、（３）支持基板の製造方法、（４）貼り合わせ基板の製造方法、（５）比較評価、（６）作用・効果、（７）その他の実施形態について説明する。
【００１９】
なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２０】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２１】
（１）貼り合わせ基板の全体構成
図１は、本発明の実施形態に係る貼り合わせ基板１００の斜視図である。図１に示すように、貼り合わせ基板１００は、単結晶体からなる単結晶ウェハ５０と、単結晶ウェハ５０に貼り合わせられる支持基板３０とを備える。具体的には、単結晶ウェハ５０は、Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮ等の単結晶体からなる。
【００２２】
貼り合わせ基板１００は、次世代のＬＥＤデバイス、パワーデバイス、高周波デバイス等の半導体デバイス用基板として用いられる。貼り合わせ基板１００は、使用上、要求される基板の厚み及び強度を支持基板３０により確保している。
【００２３】
（２）支持基板の詳細構成
図２は、本発明の実施形態に係る支持基板３０の断面図である。図２に示すように、支持基板３０は、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板１０と、炭化珪素多結晶基板１０に蒸着されるコート層２０とを備える。
【００２４】
炭化珪素多結晶基板１０は、ホットプレス等の焼結により安価に製造できる炭化珪素の多結晶体からなる。
【００２５】
コート層２０は、炭化珪素又は珪素からなり、単結晶ウェハ５０と接触する接触面２２を備える。コート層２０は、炭化珪素多結晶基板１０に蒸着され、その後、研磨されることにより、形成される。具体的には、コート層２０は、物理気相成長法、化学気相成長法、その他蒸着方法、めっき処理等により炭化珪素多結晶基板１０に蒸着される。
【００２６】
コート層２０の成長方向への厚みである、コート層２０の厚みｔ１の平均は、５μｍ以上、１０μｍ以下である。なお、単結晶ウェハ５０と接触するコート層２０の表面、つまり、接触面２２の算術平均粗さＲａは、１ｎｍ以下である。
【００２７】
接触面２２の平面精度は、３０μｍ以下である。具体的には、基準面から単結晶ウェハ５０の中心面の差を表わすＢＯＷ及び、接触面２２を吸着固定しない状態において自重による変形成分を補正した中心面のベストフィット基準面から単結晶ウェハ５０の中心面までの距離の最大値と最小値の差を表わすＷＡＲＰは、それぞれ３０μｍ以下である。
【００２８】
（３）支持基板の製造方法
次に本実施形態に係る支持基板の製造方法について、図３、図４を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る支持基板の製造方法を示すフローチャートである。図４は、本実施形態に係る支持基板の製造方法を示すための支持基板の断面図である。具体的には、支持基板３０の製造方法は、（３．１）蒸着工程、（３．２）研磨工程を含む。
【００２９】
（３．１）蒸着工程
図３、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ステップＳ１の蒸着工程では、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板１０に炭化珪素又は珪素を蒸着して、厚さｔ２（１０μｍ）からなるコート層２０を形成する。具体的には、物理気相成長法、化学気相成長法、その他蒸着方法、めっき処理等により５μｍ以上のコート層２０を炭化珪素多結晶基板１０上に形成する。
【００３０】
（３．２）研磨工程
図３、図４（ｃ）に示すように、ステップＳ２の研磨工程では、炭化珪素多結晶基板１０において、蒸着をした面であるコート層２０の蒸着面２４に研磨を施す。具体的には、コート層２０の蒸着面２４に、機械研磨、又は化学機械研磨を施す。
【００３１】
ステップＳ２の研磨工程では、上記研磨により、蒸着面２４の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にすることで、接触面２２を形成する。研磨を施されたコート層２０の厚みｔ１は、５μｍ以上、１０μｍ以下である。上述した工程により、支持基板３０を製造する。
【００３２】
（４）貼り合わせ基板の製造方法
次に本実施形態に係る、貼り合わせ基板の製造方法について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る、貼り合わせ基板の製造方法を示すフローチャートである。
【００３３】
なお、ステップＳ１及びステップＳ２については、上述した支持基板３０と同様であるため、説明を省略する。
【００３４】
（４．１）貼り合わせ工程
ステップＳ３の貼り合わせ工程では、ステップＳ２の研磨工程で研磨を施した面、すなわち接触面２２と、単結晶ウェハ５０とを貼り合わせる。上述した工程により、貼り合わせ基板１００を製造する。
【００３５】
（５）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る支持基板を用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（５．１）評価方法、（５．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００３６】
（５．１）評価方法
比較例及び実施例の支持基板を用いて、（５．１．１）支持基板の表面状態の観察、（５．１．２）表面粗さ評価を行った。比較評価に用いた比較例及び実施例に係る支持基板について、具体的に説明する。なお、支持基板を構成するウェハのサイズは、４インチである。
【００３７】
各支持基板は、コート層の構成が異なる。具体的には、実施例に係る支持基板を構成するコート層の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下である。比較例１に係る支持基板は、コート層を備えておらず、比較例２に係る支持基板を構成するコート層の表面には、研磨が施されていない。
【００３８】
なお、実施例に係る支持基板は、実施形態に係る支持基板３０と同一である。
【００３９】
（５．１．１）支持基板の表面状態の観察
観察方法；光学顕微鏡にて、各支持基板の表面の凹凸を観察した。  
（５．１．２）表面粗さ評価
評価方法；各支持基板の表面粗さを測定した。具体的には、算術平均粗さＲａを特定した。
【００４０】
（５．２）評価結果
上述した比較例１、比較例２、及び実施例に係る支持基板を用いた評価結果について、表１を参照しながら説明する。
【表１】
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【００４１】
実施例に係る支持基板は、比較例１、２に係る支持基板で観察されるような気孔がほとんど観察されず、算術平均粗さＲａも小さい値を示した。
【００４２】
（６）作用・効果
以上説明したように、本実施形態に係るこのような支持基板３０は、炭化珪素多結晶基板１０と単結晶ウェハ５０との間に炭化珪素又は珪素からなるコート層２０を備える。単結晶ウェハ５０と接触するコート層２０の表面の算術平均粗さは、１ｎｍ以下であるため、コート層２０と、単結晶ウェハ５０との間で空隙が形成されることを抑制できる。従って、支持基板３０は、単結晶ウェハ５０と、支持基板３０との間で空隙が形成されることを抑制できる。
【００４３】
なお、単結晶ウェハ５０と接触するコート層２０の表面の算術平均粗さは、１ｎｍよりも大きい場合、単結晶ウェハ５０と、支持基板３０との間で空隙が形成されてしまう。このため、貼り合わせ面同士が十分に接近せず、貼り合わせ強度が得られない。
【００４４】
本実施形態では、炭化珪素多結晶基板１０は、ホットプレス等の焼結により製造できるため、安価に支持基板３０を製造できる。
【００４５】
本実施形態では、コート層２０は、物理気相成長法又は化学気相成長法により炭化珪素多結晶基板１０に蒸着される。このため、コート層２０は、耐熱性を備え、炭化珪素多結晶基板１０に強固に接着される。
【００４６】
本実施形態では、コート層２０の厚みｔ１は、５μｍ以上である。このため、接触面２２は、コート層２０が蒸着される炭化珪素多結晶基板１０の表面の凹凸による影響を受けずに形成できる。
【００４７】
本実施形態では、コート層２０の厚みｔ１は、１０μｍ以下である。コート層２０の厚みｔ１が、１０μｍよりも厚くなると、単結晶ウェハ５０に貼り合わせられる支持基板３０としては、製造コストが、高くなるため好ましくない。
【００４８】
本実施形態では、貼り合わせ基板１００は、単結晶体からなる単結晶ウェハ５０と、単結晶ウェハ５０に貼り合わせられる支持基板３０とを備える。このため、空隙が形成されることを抑制できた支持基板３０を用いて、安価に貼り合わせ基板１００を製造できる。
【００４９】
本実施形態では、貼り合わせ基板１００は、使用上、要求される基板の厚み及び強度を支持基板３０により確保している。また、支持基板３０を構成する炭化珪素多結晶基板１０は、焼結により製造できるため、容易に大口径の支持基板３０を製造できる。従って、貼り合わせ基板１００についても、全体を単結晶体からなる単結晶ウェハにより構成される基板よりも、容易に大口径の貼り合わせ基板１００を製造できる。
【００５０】
本実施形態では、支持基板３０の製造方法は、炭化珪素の多結晶体からなる炭化珪素多結晶基板１０に炭化珪素又は珪素を蒸着するステップＳ１と、炭化珪素多結晶基板１０において、蒸着をした面に研磨を施し、蒸着をした面の算術平均粗さを、１ｎｍ以下にするステップＳ２とを備える。このため、従来の炭化珪素多結晶基板１０と、単結晶ウェハ５０とを貼り合わせる方法に比べて、単結晶ウェハ５０との間で空隙が形成されることを抑制できる。また、蒸着をした面に研磨を施すことにより、単結晶ウェハ５０との間で空隙が形成されることを更に抑制できる。
【００５１】
本実施形態では、コート層２０は、炭化珪素又は珪素からなる。このため、コート層２０は、熱伝導率が高く、高温から温度が下がりやすく、且つ、耐熱性に優れる等の特性を備える。
【００５２】
（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５３】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。上述した実施形態における接触面２２の平面精度は、３０μｍ以下である。具体的には、基準面から単結晶ウェハ５０の中心面の差を表わすＢＯＷ及び、接触面２２を吸着固定しない状態において自重による変形成分を補正した中心面のベストフィット基準面から単結晶ウェハ５０の中心面までの距離の最大値と最小値の差を表わすＷＡＲＰは、それぞれ３０μｍ以下である。しかしながら、接触面２２の平面精度は、これに限られず、単結晶ウェハ５０の外径、厚みに応じて要求される平面精度が変わる。例えば、単結晶ウェハは、単結晶ウェハ５０と同じ外径であっても、単結晶ウェハ５０よりも厚い場合、単結晶ウェハは、変形しにくくなる。このため、接触面２２は、更に高い精度の平面精度が要求される。一方、単結晶ウェハ５０と同じ外径であっても、単結晶ウェハ５０よりも薄い場合、単結晶ウェハは、変形しやすくなる。このため、接触面２２が要求される平面精度は、緩くなる。
【００５４】
上述した実施形態における支持基板３０は、単結晶ウェハ５０に貼り合わせられる基板としている。本発明は、これに限らず、コート層２０を物理気相成長法又は化学気相成長法により更に成長させることにより、単結晶体からなる成長層としてもよい。これによれば、支持基板３０と単結晶ウェハ５０とを貼り合わせる必要がなく、貼り合わせ工程において、支持基板３０と単結晶ウェハ５０との間に不純物等が混入することを防止できる。
【００５５】
上述した実施形態におけるコート層２０は、炭化珪素又は珪素に限らず、単結晶ウェハ５０の構成に合わせた原料によって形成されていてもよい。
【００５６】
上述した実施形態における炭化珪素多結晶基板１０は、炭化珪素の多結晶体に限らず、コート層２０又は単結晶ウェハ５０の構成等に合わせた原料によって形成されてもよい。
【００５７】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０…炭化珪素多結晶基板、  ２０…コート層、  ２２…接触面、  ２４…蒸着面、  ３０…支持基板、  ５０…単結晶ウェハ、  １００…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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