(57)【要約】【解決課題】  熱処理最高温度を低下させることなく、熱膨張率の差が大きい異種ウェーハ間で強固な結合を実現し、かつウェーハの割れや欠け等が発生しない貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  絶縁性基板１の表面４にシリコン薄膜層を形成して貼り合わせウェーハ７を製造する方法であって、シリコンウェーハ１もしくは酸化膜を積層したシリコンウェーハ１の前記表面２、ならびに、前記絶縁性基板３の前記表面４の双方または片方の面に表面活性化処理を施した後、５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度雰囲気下で貼り合わせを行う工程、前記貼り合わせにより得られた接合ウェーハ５に２００℃以上３５０℃以下の熱処理を加える工程、ならびに、シリコンウェーハ側を研削、エッチング、および、研磨の組み合わせで薄膜化しシリコン薄膜層を形成する工程をこの順に含む貼り合わせウェーハ７の製造方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板の表面にシリコン薄膜層を形成して貼り合わせウェーハを製造する方法であって、
シリコンウェーハもしくは酸化膜で被覆されたシリコンウェーハの表面、ならびに、前記絶縁性基板の前記表面の双方または片方の面に表面活性化処理を施す工程、
前記表面同士を５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度雰囲気下で貼り合わせる工程、
２００℃以上３５０℃以下の熱処理を加える工程、ならびに、
シリコンウェーハ側を研削、エッチング、および、研磨の組み合わせで薄膜化しシリコン薄膜層を形成する工程をこの順に含む貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項２】
透明絶縁性基板の表面にシリコン薄膜を形成して貼り合わせウェーハを製造する方法であって、
シリコンウェーハもしくは酸化膜付きシリコンウェーハの表面からイオンを注入してイオン注入界面を形成する工程、
前記絶縁性基板の前記表面、ならびに、前記シリコンウェーハもしくは酸化膜付きシリコンウェーハの前記イオンを注入した表面の双方または片方の面に表面活性化処理を施す工程、
前記シリコンウェーハもしくは酸化膜を積層したシリコンウェーハのイオンを注入した表面と、前記絶縁性基板の表面とを５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度雰囲気下で貼り合わせる工程、
２００℃以上３５０℃以下の熱処理を加える工程、および、
前記イオン注入界面に機械的衝撃を加えることでシリコン薄膜を転写し貼り合わせウェーハを得る工程をこの順に含む貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記表面活性化が、オゾン水処理、ＵＶオゾン処理、イオンビーム処理もしくはプラズマ処理のいずれか、またはこれらの組み合わせで行われることを特徴とする請求項１または２に記載の貼り合せウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記絶縁性基板が、サファイヤもしくはアルミナウェーハであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記貼り合わせ工程が、前記絶縁性基板とシリコンウェーハの両側、または、前記絶縁性基板側のみをホットプレートで加温することにより行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項６】
前記エッチングに用いるエッチング溶液が、ＫＯＨ、ＮＨ３、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨおよびＮＨ４ＯＨからなる群より選択される１種以上のアルカリ溶液を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記エッチングに用いるエッチング溶液が、エチレンジアミンピロカテコール水、水酸化テトラメチルアンモニウムおよびヒドラジンからなる群より選択される１種以上の有機溶剤を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項８】
シリコンウェーハに注入する水素イオン（Ｈ＋）のドーズ量が、３．０ｘ１０１６／ｃｍ２〜１．０ｘ１０１７／ｃｍ２であるか、もしくは、水素分子イオン（Ｈ２＋）のドーズ量が、１．５ｘ１０１６／ｃｍ２〜５．０ｘ１０１６／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項９】
前記シリコンウェーハまたは前記絶縁性基板の表面における貼り合せ前の二乗平均粗さが、０．５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の貼り合わせウェーハの製造方法により得られた貼り合わせウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温貼り合わせ法による貼り合わせウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来シリコン等のドナーウェーハと石英、ガラス、サファイヤ等のハンドルウェーハとをそれぞれ貼り合わせたＳｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｑｕａｒｔｚ（ＳＯＱ）、Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ（ＳＯＧ）、Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｓａｐｐｈｉｒｅ  （ＳＯＳ）と呼ばれるＳｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ［ＳＯＩ］ウェーハが提案されており、ハンドルウェーハが有する絶縁性、透明性等からプロジェクター、高周波デバイス等への応用が期待されている。なかでもＳＯＳは熱伝導率が石英の３０倍程度あることから熱を発生するデバイスへの応用が期待されている。
【０００３】
従来の貼り合わせに関するＳＯＩ製造技術には主に二種類の方法がある。
一つはＳＯＩＴＥＣ法であり、予め水素イオン注入を施したシリコンウェーハ（ドナーウェーハ）と支持ウェーハとなるウェーハ（ハンドルウェーハ）を室温で貼り合わせ、高温（５００℃付近）で熱処理を施しイオン注入界面でマイクロキャビティと呼ばれる微小な気泡を多数発生させて剥離を行い、シリコン薄膜をハンドルウェーハに転写するというものである。
【０００４】
もう一つはＳｉＧｅｎ法と呼ばれる方法であり、同じく水素イオン注入を予め施したウェーハおよびハンドルウェーハの双方にプラズマ処理で表面を活性化させた後に貼り合わせを行い、しかる後に機械的に水素イオン注入界面で剥離をするという方法である。
【０００５】
しかしながら、ＳＯＩＴＥＣ法においては貼り合わせ後に高温の熱処理が入るために、シリコンと石英やサファイヤに代表されるハンドルウェーハを貼り合わせる場合においては熱膨張係数の大きな差によりウェーハが割れてしまうという欠点がある。また、ＳｉＧｅｎ法においては、表面活性化処理により貼り合わせた時点でＳＯＩＴＥＣ法と比較し高い結合強度を有するとはいえ、２００℃以上の温度の熱処理が必要である。
【０００６】
この結果、貼り合わせたウェーハの熱膨張率の違いによりウェーハが破損することや、転写されるシリコン薄膜に未転写部が導入されるといった問題が発生することがある。
【非特許文献１】参考文献１：Ｑ．Ｙ．Ｔｏｎｇ  ａｎｄ  Ｕ．  Ｇｏｓｅｌｅ  “Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ  Ｂｏｎｄｉｎｇ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記ウェーハの破損や、未転写部の導入といった問題は、熱処理の際、温度上昇とともに貼り合せ界面の結合強度が増すものの、同時に異種ウェーハを貼り合せていることに起因して反りが発生し、剥がれ等によって、貼り合わせが面内で均一に進行しないために生ずると考えられる。
なお、シリコンの熱膨張率は、２．６ｘ１０−６／Ｋであり、一方石英、サファイヤの熱膨張率はそれぞれ０．５６ｘ１０−６／Ｋ、５．８ｘ１０−６／Ｋである。ＳＯＱの場合の熱膨張率の差（Δα＝α（ドナー）−α（ハンドル））はΔα＝２．０４ｘ１０−６／Ｋであり、（シリコン側に圧縮応力が掛かる）、ＳＯＳの場合はΔα＝−３．２ｘ１０−６／Ｋ（シリコン側に引っ張り応力が掛かる）である。貼り合わせは通常は室温で行うために、貼り合わせ界面に掛かる応力は次の式（１）のように比例すると考えられる。
界面に掛かる応力  ∝  Δα（＝−３．２ｘ１０−６／Ｋ）  ×  ΔＴ（＝熱処理最高温度−貼り合わせ温度）・・・式（１）
【０００８】
貼り合わせ面の結合強度は、熱処理最高温度に依存するので（非特許文献１を参照。）、強固な結合を実現するためには、この温度は高い方が望ましい。この温度を変えると結合力不足などの新たな問題を引き起こす可能性がある。
【０００９】
本発明は上記現状に鑑み、熱処理最高温度を低下させることなく、熱膨張率の差が大きい異種ウェーハ間でも強固な結合を実現し、かつウェーハの割れや欠け等が発生しない貼り合わせウェーハ製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明者はウェーハの貼り合わせ温度を変えることを試みた。
すなわち、本発明の第１の側面は、透明絶縁性基板の表面にシリコン薄膜層を形成して貼り合わせウェーハを製造する方法であって、シリコンウェーハもしくは酸化膜で被覆されたシリコンウェーハの表面、ならびに、前記絶縁性基板の前記表面の双方または片方の面に表面活性化処理を施す工程、前記表面同士を５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度雰囲気下で貼り合わせて接合ウェーハを得る工程、前記接合ウェーハに２００℃以上３５０℃以下の熱処理を加える工程、ならびに、前記接合ウェーハのシリコンウェーハ側を研削、エッチング、および、研磨の組み合わせで薄膜化しシリコン薄膜層を形成する工程をこの順に含む製造方法である。
本発明の第２の側面は、透明絶縁性基板の表面にシリコン薄膜層を形成して貼り合わせウェーハを製造する方法であって、シリコンウェーハもしくは酸化膜付きシリコンウェーハの表面からイオンを注入してイオン注入界面を形成する工程と、前記絶縁性基板の前記表面、ならびに、前記イオンを注入した表面の双方または片方の面に表面活性化処理を施す工程、前記イオンを注入した表面と、前記絶縁性基板の前記表面とを５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度雰囲気下で貼り合わせて接合ウェーハを得る工程、前記接合ウェーハに２００℃以上３５０℃以下の熱処理を加える工程、および、前記イオン注入界面に機械的衝撃を加えることでシリコン薄膜を転写しシリコン薄膜層を形成する工程をこの順に含む貼り合わせウェーハの製造方法である。
本発明にかかる製造方法は、前記絶縁性基板が、サファイヤまたはアルミナウェーハであるときに特に好適な製造方法である。
上記表面活性化は、オゾン水処理、ＵＶオゾン処理、イオンビーム処理もしくはプラズマ処理のいずれか、またはこれらの組み合わせによって行うことができる。
上記貼り合わせ工程は、前記絶縁性基板とシリコン薄膜層の両側表面、または、前記絶縁性基板側のみをホットプレートで加温することにより行うことが好ましい。
上記エッチングに用いるエッチング溶液は、ＫＯＨ、ＮＨ３、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨおよびＮＨ４ＯＨからなる群より選択される１種以上のアルカリ溶液を含むことが好ましい。
上記エッチングに用いるエッチング溶液は、エチレンジアミンピロカテコール水、水酸化テトラメチルアンモニウムおよびヒドラジンからなる群より選択される１種以上の有機溶剤を含むことが好ましい。
本発明にかかる製造方法においては、シリコンウェーハに注入する水素イオン（Ｈ＋）のドーズ量が、３．０ｘ１０１６／ｃｍ２〜１．０ｘ１０１７／ｃｍ２であるか、もしくは、水素分子イオン（Ｈ２＋）のドーズ量が、１．５ｘ１０１６／ｃｍ２〜５．０ｘ１０１６／ｃｍ２であることが好ましい。
本発明にかかる製造方法においては、前記シリコンウェーハまたは前記絶縁性基板の前記表面の二乗平均粗さが、０．５ｎｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法により、熱処理最高温度を維持しつつ、熱膨張率の差が大きい異種ウェーハ間でもウェーハの割れや欠け等が発生することなく強固な結合を実現した貼り合わせウェーハを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる高温貼り合わせ法の工程を示した模式図である。
【図２】実施例における各工程のフローを説明した模式図である。
【図３】従来の室温貼り合わせ法の工程を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本方法の概要を図１を用いて説明する。
まず、シリコンウェーハもしくは酸化膜付きシリコンウェーハ（以下、区別しない限り単にシリコンウェーハと称する）のシリコン薄膜の表面及び／又は絶縁性基板の表面をプラズマにより活性化処理する。
プラズマで処理をする場合、チャンバ中にＲＣＡ洗浄等の洗浄をしたシリコンウェーハ及び／又は絶縁性基板を載置し、プラズマ用ガスを減圧下で導入した後、１００Ｗ程度の高周波プラズマに５〜１０ 秒程度さらし、表面をプラズマ処理する。プラズマ用ガスとしては、シリコンウェーハを処理する場合、表面を酸化する場合には酸素ガスのプラズマ、酸化しない場合には水素ガス、アルゴンガス、窒素ガス又はこれらの混合ガスあるいは水素ガスとヘリウムガスの混合ガスを用いることができる。絶縁性基板を処理する場合はいずれのガスでもよい。
プラズマで処理することにより、シリコンウェーハ及び／又は絶縁性基板の表面の有機物が酸化して除去され、さらに表面のＯＨ基が増加し、活性化する。処理はシリコンウェーハの表面、および、絶縁性基板の表面の両方について行うのがより好ましいが、いずれか一方だけ行ってもよい。
表面活性化処理の方法としては、プラズマ処理に代えて、オゾン水処理、ＵＶオゾン処理またはイオンビーム処理を施してもよい。
オゾン水で処理する場合には、オゾンを１０ｍｇ／Ｌ程度溶存した純水にウェーハを浸漬することで実現できる。
ＵＶオゾンで処理をする場合は、オゾンガス、もしくは大気より生成したオゾンガスにＵＶ光（例えば、波長１８５ｎｍ）を照射することで行うことが可能である。
イオンビームで処理する場合には、スパッタ法のようにウェーハ表面をアルゴンなどの不活性ガスのビームで高真空下において処理することにより、表面の未結合手を露出させ、結合力を増すことが可能である。
上記四つの処理はシリコンウェーハのイオン注入した表面、および、絶縁性基板の貼り合わせ面の両方について行うのがより好ましいが、いずれか一方だけ行ってもよい。
これらの表面活性化による結合力増加の機構は完全に解き明かされた訳ではないが、以下のように説明できる。
オゾン水処理やＵＶオゾン処理などでは、シリコンウェーハまたは絶縁性基板の表面の有機物をオゾンにより分解し、表面のＯＨ基を増加させることで活性化を行う。一方、イオンビーム処理やプラズマ処理などは、ウェーハ表面の反応性の高い未結合手（ダングリングボンド）を露出させることで、もしくはその未結合手にＯＨ基が付与されることで活性化を行う。
表面活性化の確認には親水性の程度（濡れ性）を見ることで確認ができる。具体的には、ウェーハ表面に水をたらし、その接触角（コンタクトアングル）を測ることで簡便に測定ができる。
【００１４】
用いるシリコンウェーハの直径は、１００ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましく、厚さは、５００μｍ〜１５００μｍであることが好ましいが特に限定されるものではない。
【００１５】
前記シリコンウェーハまたは前記絶縁性基板の前記表面における表面のＪＩＳ  Ｒ  １６８３：２００７に準拠して得られた二乗平均粗さ［Ｒｑ］は、０．５ｎｍ以下であることが好ましい。０．５ｎｍを超えると、貼り合わせそのものが進行しない場合がある。
本明細書において、上記二乗平均粗さ［Ｒｑ］は、ＡＦＭ画像をもとに得られた値である。
【００１６】
前記シリコンウェーハの表面と、前記絶縁性基板の表面との双方もしくは片方に、プラズマで処理をした表面を接合面として５０℃を超え、かつ３００℃未満である温度で密着させて貼り合わせる。上記貼り合わせ工程における貼り合わせ温度は、通常室温（＝２５℃前後）であるが、この温度を通常より高温である５０℃を超える温度とすることで、上記式（１）で表される応力を減少させることができる。上記貼り合わせ温度の好ましい下限は、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃であり、好ましい上限は、２９０℃、２８０℃、２７０℃、２６０℃である。
貼り合わせ工程は、前記絶縁性基板とシリコンウェーハの両側、または、前記絶縁性基板側のみをホットプレートで加温して行うことが好ましく、貼り合わせを行う時間は、凡そ1分〜10分程度である。
【００１７】
このようにして貼り合わせたウェーハは、続く熱処理装置への移載のために室温に冷却することも可能である。貼り合せ温度が３００℃を越えると室温に戻した際に基板が割れることがある。
しかしながら、貼り合わせ工程の後、室温に冷却することなくそのまま次の熱処理工程へ移行してもよい。そのまま熱処理工程に移行する場合、昇温速度は、０℃／分〜５℃／分とすることが好ましく、貼り合わせ温度と熱処理温度との温度差は、５０℃〜１５０℃であることが好ましい。温度差が５０℃未満であると、温度不足で貼り合わせ面間の結合力が不十分となる場合があり、１５０℃以上であると、基板の反りにより、基板割れ等の問題が発生する可能性がある。
本発明において熱処理工程は、２００℃以上３５０℃以下で行う。熱処理は、処理温度にも依存するが、貼り合わせ界面が強固になる程度に、例えば1時間〜１００時間施される。
【００１８】
前記熱処理後に薄層化を行う。薄層化の方法としては、上記貼り合せの前に、予めドナーウェーハに水素イオンを注入して水素イオン注入界面を形成しておき、貼り合わせ後に該水素イオン注入界面に衝撃を与えて接合ウェーハを機械的に剥離する方法（１）、接合ウェーハのシリコンウェーハ側を研削、エッチング、および、研磨の組み合わせで薄膜化する方法（２）等がある。
【００１９】
水素イオン注入剥離法においては、接合ウェーハを不活性ガス雰囲気下５００℃程度で熱処理を行い、結晶の再配列効果と注入した水素の気泡の凝集効果により熱剥離を行うという方法もあるが、方法（１）においては水素イオン注入界面に衝撃を与えて機械的剥離を行うので、加熱に伴う熱歪、ひび割れ、接合面の剥離等が発生するおそれがない。
【００２０】
イオン注入界面はシリコンウェーハ中に形成する。この際、例えば、シリコンウエーハの温度を２５０〜４５０℃とし、その表面から所望の深さにイオン注入層を形成できるような注入エネルギーで、所定の線量の水素イオンを注入する。このときの条件として、例えば注入エネルギーは５０〜１００ｋｅＶとできる。
【００２１】
前記シリコンウェーハに注入する水素イオン（Ｈ＋）のドーズ量は、３．０ｘ１０１６／ｃｍ２〜１．０ｘ１０１７／ｃｍ２であることが好ましい。３．０ｘ１０１６／ｃｍ２未満であると、イオン注入界面での転写剥離が不可能となる場合があり、１．０ｘ１０１７／ｃｍ２を超えると、熱処理中に注入界面が脆化し基板割れとなる場合がある。より好ましいドーズ量は、５．０×１０１６  ／ｃｍ２である。注入イオンとして水素分子イオン（Ｈ２＋）を用いる場合、そのドーズ量は１．５ｘ１０１６／ｃｍ２〜５．０ｘ１０１６／ｃｍ２であることが好ましい。１．５ｘ１０１６／ｃｍ２未満であるとイオン注入界面での転写剥離が不可能となる場合があり、５．０ｘ１０１６／ｃｍ２を超えると、熱処理中に注入界面が脆化し基板割れとなる場合がある。より好ましいドーズ量は、２．５×１０１６／ｃｍ２である。
また、シリコンウェーハの表面にあらかじめ５０ｎｍ〜５００ｎｍのシリコン酸化膜などの絶縁膜を形成しておき、それを通して水素イオン注入を行えば、注入イオンのチャネリングを抑制する効果が得られる。
【００２２】
イオン注入界面に衝撃を与えるためには、例えばガスや液体等の流体のジェットを接合したウェーハの側面から連続的または断続的に吹き付ければよいが、衝撃により機械的剥離が生じる方法であれば特に限定はされない。
【００２３】
前記方法（２）は、イオン注入工程を含まないので、方法（１）と比較し、より簡便な方法といえる。ただし、研削・エッチング・研磨等で薄膜化するのでシリコン薄膜層の膜厚ばらつきは方法（１）よりも大きいものとなる可能性がある。また貼り合せ温度が高い場合には、室温に戻した際には基板が反るので、研削等が難しくなるという問題もあるが、実行は可能である。
エッチングに用いるエッチング液としては、ＫＯＨ、ＮＨ３、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨおよびＮＨ４ＯＨからなる群より選択される１種以上のアルカリ溶液を用いることができる。前記エッチング溶液としては、エチレンジアミンピロカテコール水、水酸化テトラメチルアンモニウム、および、ヒドラジンからなる群より選択される１種以上の有機溶剤を含むものであってもよい。一般に有機溶剤はアルカリ溶液を比較するとエッチング速度が遅いので、正確なエッチング量制御が必要な際には適している。
シリコン薄膜層の最終的な膜厚としては、特に限定はされないが５０ｎｍ〜５００ｎｍとすることができる。
【００２４】
本発明に係る貼り合わせウェーハの製造方法には、絶縁性基板として石英基板、サファイヤ基板、アルミナまたはガラス基板のいずれかを用いることができるが、なかでもシリコン薄膜層との熱膨張係数の差異が著しく、ウェーハの割れや欠け等がプロセス中に発生しやすいサファイヤまたは組成がサファイヤと同様のアルミナウェーハ（非晶質）を用いる場合に好適に用いることができる。
【００２５】
本発明に係る貼り合わせウェーハの製造方法により得られた貼り合わせウェーハは、絶縁性基板の上にシリコン薄膜層が形成されているものであるので、液晶装置等の電気光学装置用基板の作成用に特に適する。
【実施例１】
【００２６】
予め酸化膜を２００ｎｍ成長させた直径１５０ｍｍ、厚さ６２５μｍのシリコンウェーハ、および、サファイヤウェーハ（京セラ社製）を載置し、双方の表面にプラズマ活性化処理を行い貼り合わせた。このときの貼り合わせ温度は、５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃、３００℃と変化させた。貼り合わせの後は、一旦室温に戻し、熱処理を行うために石英のボートにウェーハを装填し、２５０℃、２４時間で熱処理を行った。一連の実験によるウェーハ割れの状況は図２の通りである。熱処理の後貼り合わせウェーハの結果を表１に示す。５０℃もしくは３００℃で貼り合わせたものは破損したので、残る4枚の基板のシリコン層をＫＯＨ（１０ｗｔ%、７０℃）でエッチングし、鏡面研磨（ＣＭＰ研磨）したものを光学顕微鏡で観察したところ、欠陥は観察されなかった。
【表１】
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表１および図２から、５０℃で貼り合わせたものは加温（Ｓ１）が不充分で熱処理（Ｓ３）時の応力で薄膜化工程（Ｓ４）の前でウェーハ割れが発生した。また３００℃で加温したものは、室温に戻した（Ｓ２）ときの応力でウェーハが割れたと考えられる。
【実施例２】
【００２７】
予め酸化膜を２００ｎｍ成長させた直径１５０ｍｍ、厚さ６２５μｍのシリコンウェーハを用意し、酸化膜表面側から注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量５．０×１０１６／ｃｍ２で水素イオン（Ｈ＋）を注入し、剥離界面を作りこんだ。
上記剥離界面を有するシリコンウェーハとサファイヤウェーハを真空チャンバ中に載置し、双方の表面にプラズマ活性化処理を行い貼り合わせた。
双方のウェーハをホットプレート上で２００℃で貼り合わせを行い、ついで、２５０℃、２４時間の熱処理を施した。ウェーハの側面から水素イオン注入界面に機械的衝撃を加え、界面に沿って剥離を行った。転写されたシリコン層の厚みは、４００ｎｍであり、割れ等の欠陥は観察されなかった。
【実施例３】
【００２８】
予め酸化膜を２００ｎｍ成長させた直径１５０ｍｍ、厚さ６２５μｍのシリコンウェーハを用意し、酸化膜表面側から注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量５．０×１０１６／ｃｍ２で水素イオン（Ｈ＋）を注入し、剥離界面を作りこんだ。
上記剥離界面を有するシリコンウェーハとサファイヤウェーハを真空チャンバ中に載置し、双方の表面にオゾン水処理、ＵＶオゾン処理、イオンビーム処理、プラズマ活性化処理のいずれかを行い貼り合わせた。活性化の種類のみが異なる４種類のサンプルを作製した。
貼り合わせ法としては、加熱雰囲気の中、２００℃で貼り合わせを行い、ついで、２５０℃、２４時間の熱処理を施した。ウェーハの側面から水素イオン注入界面に機械的衝撃を加え、界面に沿って剥離を行った。転写されたシリコン層の厚みは、４００ｎｍであり、割れ等の欠陥は観察されなかった。４種類のサンプルに有意差は無く、転写膜の品質は上記活性化の種類に依存しないことが判明した。
【符号の説明】
【００２９】
Ｓ１  加温貼り合わせ工程
Ｓ２  冷却工程
Ｓ３  熱処理工程
Ｓ４  シリコン薄膜化工程
１  シリコンウェーハ
２  シリコンウェーハの表面
３  絶縁性基板
４  絶縁性基板の表面
５  接合ウェーハ
７  貼り合わせウェーハ
【図１】
2010186992.tif 000004
【図２】
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【図３】
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