(57)【要約】【課題】欠陥データを作成することが可能な、ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法を提供すること。【解決手段】ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法は、ＳｉＣ単結晶基板の表面の欠陥の位置を特定する表面欠陥データを作成する表面欠陥データ作成工程を備える。ＳｉＣ単結晶基板の表面を支持基板に接合する接合工程を備える。ＳｉＣ単結晶基板の表面から所定深さで剥離することで、支持基板の表面にＳｉＣ単結晶の薄膜を形成する剥離工程を備える。剥離工程後のＳｉＣ単結晶基板の表面を平坦化する平坦化工程を備える。表面欠陥データ作成工程を行った後に、接合工程、剥離工程、平坦化工程を繰り返す。【選択図】図３Ａ
2018131350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法であって、
ＳｉＣ単結晶基板の表面の欠陥の位置を特定する表面欠陥データを作成する表面欠陥データ作成工程と、
前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を支持基板に接合する接合工程と、
前記ＳｉＣ単結晶基板の表面から所定深さで剥離することで、前記支持基板の表面にＳｉＣ単結晶の薄膜を形成する剥離工程と、
前記剥離工程後の前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を平坦化する平坦化工程と、
を備え、
前記表面欠陥データ作成工程を行った後に、前記接合工程、前記剥離工程、前記平坦化工程を繰り返すことを特徴とするＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項２】
前記ＳｉＣ単結晶基板の裏面の欠陥の位置を特定する裏面欠陥データを作成する裏面欠陥データ作成工程と、
前記表面欠陥データに含まれている欠陥と、前記裏面欠陥データに含まれている欠陥との対応を特定する対応特定工程と、
互いに対応する前記表面欠陥データ内の欠陥と前記裏面欠陥データ内の欠陥とを結んだ想像線を特定する想像線特定工程と、
前記剥離工程によって形成された前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の表面と前記想像線との交点を特定することで、前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の表面の欠陥の位置を特定する薄膜欠陥データを作成する薄膜欠陥データ作成工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項３】
前記対応特定工程は、
前記表面欠陥データ内の複数の欠陥のうちから１つの特定欠陥を選択する工程と、
前記特定欠陥を通る対応線であって前記ＳｉＣ単結晶基板の基底面に略垂直な方向であるＳｉＣ単結晶の成長軸と平行な方向へ伸びる対応線と、前記ＳｉＣ単結晶基板の裏面との交点を、対応点として特定する工程と、
前記対応点の最も近傍に位置する欠陥であって、前記特定欠陥と同一種類の欠陥を、前記特定欠陥と対応する欠陥として特定する工程と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項４】
前記特定欠陥の種類は、前記ＳｉＣ単結晶の成長軸と平行な方向に伸びる欠陥である、マイクロパイプ、らせん欠陥、刃状欠陥、積層欠陥、基底面転位の何れかであることを特徴とする請求項３に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項５】
前記平坦化工程は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によって行われ、
前記平坦化工程は、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が所定研磨量に到達したことに応じて研磨を一時停止し、表面の欠陥の位置を特定して前記表面欠陥データを更新する表面欠陥データ更新工程をさらに備えており、
前記対応特定工程は、更新後の前記表面欠陥データを用いて行われることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項６】
前記平坦化工程は、
前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が前記所定研磨量に到達するまで、第１研磨条件で前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を研磨する第１研磨工程と、
前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が前記所定研磨量に到達した後に、前記第１研磨条件よりも化学的作用が小さい第２研磨条件で前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を研磨する第２研磨工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項７】
前記ＳｉＣ単結晶基板は４Ｈ−ＳｉＣであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法。
【請求項８】
前記剥離工程によって形成される前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の厚さは１．０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のＳｉＣ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】
本明細書では、欠陥マップを作成することが可能な、ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ単結晶は、複数種類の欠陥（積層欠陥、らせん欠陥、刃状欠陥、積層欠陥、基底面転位など）が発生しやすい。欠陥を含んだデバイスは、信頼性が低下してしまう。よって特に車載デバイス用のＳｉＣでは、欠陥を含まないことが重要である。ＳｉＣウェハ表面のどの位置に何の種類の欠陥がどれくらいの大きさで存在するかを示す欠陥マップがあれば、欠陥を避けて各種デバイスを製造することが可能となる。なお、欠陥マップに関連する技術として、特許文献１〜３の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-193529号公報
【特許文献２】特開2004-349420号公報
【特許文献３】特開2005-056883号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単結晶ＳｉＣウェハの１枚ごとに、欠陥マップを作成する場合には、非常にコストと時間がかかってしまう。ウェハ表面をエッチングして欠陥を拡大し、欠陥検査を実行し、その後研磨して表面を平坦な状態に戻す必要があるためである。すると、１枚の欠陥マップを用いて、数センチメートルの厚さのインゴット全体の結晶欠陥の分布を特定することになる。換言すると、１つのインゴットから作成されるウェハの各々が有するおおよその欠陥数を知るための指標として、１枚の欠陥マップを用いることになる。その理由は、インゴットの成長方向に伸びる欠陥は、インゴット内の数ｃｍ幅の範囲内において途中で曲がったり、消えたり、新たに発生したりするため、１枚の欠陥マップを用いて数ｃｍ幅にわたる範囲の正確な欠陥の位置をウェハごとに把握することが困難であるためである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書では、ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法を開示する。この製造方法は、ＳｉＣ単結晶基板の表面の欠陥の位置を特定する表面欠陥データを作成する表面欠陥データ作成工程と、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を支持基板に接合する接合工程と、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面から所定深さで剥離することで、前記支持基板の表面にＳｉＣ単結晶の薄膜を形成する剥離工程と、前記剥離工程後の前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を平坦化する平坦化工程と、を備え、前記表面欠陥データ作成工程を行った後に、前記接合工程、前記剥離工程、前記平坦化工程を繰り返すことを特徴とする。
【０００６】
本明細書の技術では、１の表面欠陥データを用いて、ＳｉＣ単結晶基板１３から作成される多数の薄膜の各々の結晶欠陥の分布を特定することができる。ＳｉＣ単結晶基板の厚さは、インゴットに比べて十分に薄いため、結晶の成長方向に伸びる欠陥が途中で曲がったり消えたりする影響を無視することができる。よって１の表面欠陥データを用いて、多数の薄膜ごとに、正確な欠陥の位置を把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】接合基板の斜視図である。
【図２Ａ】表面欠陥マップの作成フロー図である。
【図２Ｂ】裏面欠陥マップの作成フロー図である。
【図３Ａ】接合基板の欠陥マップの作成フロー図である。
【図３Ｂ】接合基板の製造フロー図である。
【図４】結晶欠陥の種類の説明図である。
【図５】表面欠陥マップの一例を示す図である。
【図６】裏面欠陥マップの一例を示す図である。
【図７】接合基板の模式図である。
【図８】接合基板の模式図である。
【図９】接合基板の模式図である。
【図１０】対応特定工程の説明図である。
【図１１】実施例２のフローの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
【０００９】
（特徴１）前記ＳｉＣ単結晶基板の裏面の欠陥の位置を特定する裏面欠陥データを作成する裏面欠陥データ作成工程と、前記表面欠陥データに含まれている欠陥と、前記裏面欠陥データに含まれている欠陥との対応を特定する対応特定工程と、互いに対応する前記表面欠陥データ内の欠陥と前記裏面欠陥データ内の欠陥とを結んだ想像線を特定する想像線特定工程と、前記剥離工程によって形成された前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の表面と前記想像線との交点を特定することで、前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の表面の欠陥の位置を特定する薄膜欠陥データを作成する薄膜欠陥データ作成工程と、をさらに備えてもよい。
【００１０】
（特徴２）前記対応特定工程は、前記表面欠陥データ内の複数の欠陥のうちから１つの特定欠陥を選択する工程と、前記特定欠陥を通る対応線であって前記ＳｉＣ単結晶基板の基底面に略垂直な方向であるＳｉＣ単結晶の成長軸と平行な方向へ伸びる対応線と、前記ＳｉＣ単結晶基板の裏面との交点を、対応点として特定する工程と、前記対応点の最も近傍に位置する欠陥であって、前記特定欠陥と同一種類の欠陥を、前記特定欠陥と対応する欠陥として特定する工程と、を備えてもよい。
【００１１】
（特徴３）前記特定欠陥の種類は、前記ＳｉＣ単結晶の成長軸と平行な方向に伸びる欠陥である、マイクロパイプ、らせん欠陥、刃状欠陥、積層欠陥、基底面転位の何れかであってもよい。
【００１２】
（特徴４）前記平坦化工程は化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によって行われ、前記平坦化工程は、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が所定研磨量に到達したことに応じて研磨を一時停止し、表面の欠陥の位置を特定して前記表面欠陥データを更新する表面欠陥データ更新工程をさらに備えており、前記対応特定工程は、更新後の前記表面欠陥データを用いて行われてもよい。
【００１３】
（特徴５）前記平坦化工程は、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が前記所定研磨量に到達するまで、第１研磨条件で前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を研磨する第１研磨工程と、前記ＳｉＣ単結晶基板の表面の研磨量が前記所定研磨量に到達した後に、前記第１研磨条件よりも化学的作用が小さい第２研磨条件で前記ＳｉＣ単結晶基板の表面を研磨する第２研磨工程と、をさらに備えてもよい。
【００１４】
（特徴６）前記ＳｉＣ単結晶基板は４Ｈ−ＳｉＣであってもよい。
【００１５】
（特徴７）前記剥離工程によって形成される前記ＳｉＣ単結晶の薄膜の厚さは１．０マイクロメートル以下であってもよい。
【実施例１】
【００１６】
＜接合基板の構成＞
図１に、実施例１に係る接合基板１０の斜視図を示す。接合基板１０は略円盤状に形成されている。接合基板１０は、下側に配置された支持基板１１と、支持基板１１の上面に貼り合わされたＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔとを備えている。
【００１７】
支持基板１１には、各種の材料を用いることができる。支持基板１１は、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔに適用される各種の熱プロセスに対する耐性を有することが好ましい。また支持基板１１は、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔとの熱膨張率の差が小さい材料であることが好ましい。例えば支持基板１１には、単結晶ＳｉＣ、多結晶ＳｉＣ、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ、サファイア、石英、ＧａＮ、カーボンなどを用いることが可能である。多結晶ＳｉＣには、様々なポリタイプや面方位のＳｉＣ結晶が混在していても良い。支持基板１１の厚さＴＴ１は、後工程加工に耐えることができる機械的強度が得られるように定めればよい。厚さＴＴ１は、例えば、支持基板１１の直径が１５０（ｍｍ）である場合には、３５０（μｍ）程度であってもよい。
【００１８】
＜接合基板の製造方法＞
実施例１に係る接合基板１０の製造方法を説明する。実施例１では、例として、支持基板１１が多結晶３Ｃ−ＳｉＣであり、ＳｉＣ単結晶基板１３が単結晶４Ｈ−ＳｉＣである場合を説明する。また、本明細書に記載の製造フローを、水素原子のアブレーションによる剥離技術を用いて実施する場合を説明する。
【００１９】
実施例１に係る接合基板１０の製造方法を、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂを用いて説明する。なお、以下の記載において、ステップを「Ｓ」と省略する。図２Ａのフローは、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥データである表面の欠陥マップを生成するフローである。図２Ｂのフローは、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面欠陥データである裏面の欠陥マップを生成するフローである。図３Ａのフローは、接合基板１０の欠陥データである欠陥マップを生成するフローである。図３Ｂのフローは、接合基板１０を形成するフローである。
【００２０】
図２Ａの、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面の欠陥マップ生成フローを説明する。Ｓ１１０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面に欠陥選択エッチングを行う。欠陥選択エッチングでは、結晶表面をエッチングすることで、結晶欠陥が表出している部分に選択的にエッチピットを形成することができる。エッチピットの形状は、転位欠陥の種類、転位線の方向、結晶の対称性によって決定される。従って、エッチピットの形状から結晶欠陥の種類を判定することができる。エッチング液としては、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）融液を用いることができる。
【００２１】
結晶欠陥の種類を、図４を用いて説明する。結晶欠陥には、大別すると、貫通欠陥と、基底面方向に伸びる欠陥と、が含まれる。貫通欠陥は、結晶の成長軸ＡＸ１（ｃ軸ともいう）と平行な方向に伸びる結晶欠陥である。貫通欠陥の例としては、マイクロパイプ（ＭＰ）、らせん欠陥（ＴＳＤ）、刃状欠陥（ＴＥＤ）が挙げられる。基底面である、ＳｉＣ（０００１）面方向に伸びる結晶欠陥の例としては、積層欠陥（ＳＦ）、基底面欠陥（ＢＰＤ）が挙げられる。本実施形態では、図４において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面は、（０００１）面から４度程度のオフ角度を有している。換言すると、成長軸ＡＸ１は、ＳｉＣ単結晶基板１３に垂直な方向から４度程度のオフ角度を有している。
【００２２】
マイクロパイプ、らせん欠陥、積層欠陥、基底面欠陥、刃状欠陥などがパワーデバイス中に含まれていると、耐圧不良や歩留まり低下、信頼性低下、デバイス寿命の低下等の問題を引き起こしてしまうことがある。
【００２３】
Ｓ１２０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面の欠陥の検査を行う。例えば、レーザ光を用いた表面検査装置により行うことができる。また欠陥検査では、エッチピットの形状や大きさを測定することで、欠陥の種類を特定することができる。
【００２４】
Ｓ１３０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップを作成する。表面欠陥マップは、表面検査装置で作成してもよいし、表面検査装置から検査データを受信したＰＣ等で作成してもよい。表面欠陥マップは、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面に存在する複数の結晶欠陥の位置・種類・サイズ等を、視覚的に表示したものである。図５に、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップＦＭ１の一例を示す。図５は、貫通欠陥である、欠陥Ｄａ１〜Ｄａ３が表示されている例である。
【００２５】
図２Ｂの、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面の欠陥マップ生成フローを説明する。Ｓ２１０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面に欠陥選択エッチングを行う。欠陥選択エッチングの内容は、Ｓ１１０と同様である。Ｓ２２０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面の欠陥の検査を行う。欠陥検査の内容は、Ｓ１２０と同様である。Ｓ２３０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面欠陥マップを作成する。裏面欠陥マップは、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面に存在する複数の結晶欠陥の位置・種類・サイズ等を、視覚的に表示したものである。裏面欠陥マップの内容は、Ｓ１３０で説明した表面欠陥マップと同様である。
【００２６】
図６に、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面欠陥マップＢＭ１の一例を示す。図６の欠陥Ｄｂ１〜Ｄｂ３は、図５の欠陥Ｄａ１〜Ｄａ３に対応している。すなわち、図５の欠陥Ｄａ１〜Ｄａ３を起点として裏面方向へ成長軸ＡＸ１と平行に伸びた欠陥が、図６の欠陥Ｄｂ１〜Ｄｂ３として表出している。
【００２７】
図３Ａの、接合基板の欠陥マップ生成フローを説明する。接合基板の欠陥マップ生成フローは、表面検査装置で行われてもよいし、表面検査装置から検査データを受信したＰＣで行われてもよい。
【００２８】
Ｓ４１０〜Ｓ４３０において、表面欠陥マップに含まれている欠陥と、裏面欠陥マップに含まれている欠陥との対応を特定する対応特定工程が行われる。対応特定工程は、Ｓ１３０で作成された表面欠陥マップおよびＳ２３０で作成された裏面欠陥マップを用いて行われる。
【００２９】
図３Ａおよび図１０を用いて、Ｓ４１０〜Ｓ４３０の対応特定工程の詳細な内容を説明する。Ｓ４１０において、表面欠陥マップに含まれている複数の欠陥のうちから、１つの特定欠陥を選択する工程が行われる。図１０の実施例では、表面欠陥マップＦＭ１のうちから、特定欠陥Ｄ１が選択される。また、特定欠陥Ｄ１の種類が刃状転位（ＴＥＤ）である場合を説明する。
【００３０】
Ｓ４２０において、特定欠陥を通る対応線であってＳｉＣ単結晶基板１３の成長軸ＡＸ１と平行な方向へ伸びる対応線を作成する。そして、対応線とＳｉＣ単結晶基板１３の裏面との交点を、対応点として特定する。図１０の実施例では、対応線Ｌ１が作成される。そして、対応線Ｌ１とＳｉＣ単結晶基板１３の裏面１３ｂとの交点を、対応点Ｐ１として特定する。
【００３１】
Ｓ４３０において、裏面欠陥マップに含まれている複数の欠陥のうちから、対応点の最も近傍に位置する欠陥であって特定欠陥と同一種類の欠陥を探し出す。そして、見つかった欠陥を、特定欠陥と対応する対応欠陥として特定する。これにより、特定欠陥を起点として裏面方向へ成長軸ＡＸ１と平行に伸びている欠陥が、途中で曲がっているような場合においても、特定欠陥と対応する対応欠陥を特定することが可能となる。
【００３２】
図１０の実施例では、裏面欠陥マップＢＭ１に含まれている複数の欠陥のうちから、対応点Ｐ１の最も近傍に位置する、刃状欠陥の対応欠陥Ｄ２が特定される。なお、所定範囲（例：半径０．１μｍの円）内に特定欠陥と同一種類の欠陥が存在しない場合には、対応欠陥が存在しないと判断することができる。対応欠陥が存在しない場合の例としては、特定欠陥を起点として裏面方向へ伸びている欠陥が、ＳｉＣ単結晶基板１３の内部で消滅している場合が挙げられる。また、逆に裏面欠陥マップに含まれる欠陥のうちから特定欠陥を選択し、対応線とＳｉＣ単結晶基板１３の表面との交点を、対応点として、対応欠陥を特定しても良い。このとき対応欠陥が存在しない場合の例としては、特定欠陥に向けて欠陥が、ＳｉＣ単結晶基板１３の内部で新たに発生している場合が挙げられる。欠陥は、成長の種基板から引き継いで成長する場合と、インゴット成長中に周辺部から発生し内側に向かって成長する場合とがある。特にインゴット成長中に結晶の周辺から成長する欠陥が、新規に発生する欠陥となるため、問題になる。また、新規に発生する欠陥は、基板の厚みが増すほどに顕著になる。そこで本明細書の技術では、厚み方向で複数回欠陥マップを取得することで３次元の欠陥マップを形成することで、結晶の周辺から成長する欠陥を捕らえることが可能となる。
【００３３】
Ｓ４６０において、表面欠陥マップＦＭ１内の特定欠陥と、裏面欠陥マップＢＭ１内の対応欠陥とを結んだ想像線を特定する。この想像線は、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面の特定欠陥を起点として、裏面の対応欠陥まで、基板内部を伝播している欠陥の伝播経路をモデリングした線である。換言すると、想像線を形成することで、３次元の欠陥マップを形成することができる。図１０の実施例では、特定欠陥Ｄ１と対応欠陥Ｄ２とを結んだ想像線Ｌ２が特定される。
【００３４】
Ｓ４７０において、Ｓ３２０の剥離工程およびＳ３３０の研磨工程によって形成されるＳｉＣ単結晶の薄膜の表面と、想像線との交点を特定する。Ｓ３２０およびＳ３３０の内容は、後述する。そして、特定された交点を、ＳｉＣ単結晶の薄膜の表面の欠陥の位置として特定する。これにより、薄膜欠陥マップを作成することができる。図１０の実施例では、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａ（すなわち平坦化後の破断面）と、想像線Ｌ２との交点を特定する。そして、特定された交点を、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａの欠陥Ｄ３の位置として特定する。これにより、薄膜欠陥マップＴＭ１を作成することができる。薄膜欠陥マップは、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａの欠陥の位置・種類・サイズ等を特定する情報である。
【００３５】
Ｓ４８０において、表面欠陥マップＦＭ１に含まれている全ての欠陥について、裏面欠陥マップとの対応を判断したか否かを判断する。否定判断される場合（Ｓ４８０：ＮＯ）には、Ｓ４１０へ戻り、特定欠陥としてまだ選択されていない欠陥を、新たに特定欠陥として選択する。一方、Ｓ４８０で肯定判断される場合（Ｓ４８０：ＹＥＳ）には、フローを終了する。
【００３６】
図３Ｂの、接合基板の形成フローを説明する。Ｓ３０１において、Ｓ２１０でエッチングされたＳｉＣ単結晶基板１３の裏面を研磨し、エッチピットを除去する。これにより、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面を平坦にもどすことができる。エッチピット除去のための研磨量は、例えば１０μｍである。Ｓ３０２において、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面に、補強基板１４を接合する。補強基板１４の接合方法は、後述するＳ３２０のアニールに耐えることができる方法であれば、どのような方法でもよい。また、可能であればＳ３０２を省略しても良い。
【００３７】
Ｓ３０３において、Ｓ１１０でエッチングされたＳｉＣ単結晶基板１３の表面を研磨し、エッチピットを除去する。表面研磨の内容は、Ｓ３０１と同様である。なお、Ｓ３０１の裏面研磨と、Ｓ３０３の表面研磨とは、同時に行ってもよい。また、Ｓ３０１の裏面研磨は省略してもよい。補強基板１４に貼るための面だけ出ていれば良いためである。また、補強をしない場合には、Ｓ３０２を省略してもよい。この場合、ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面はむき出しとなる。
【００３８】
Ｓ３０５において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面１３ａから水素イオンを注入する、水素イオン注入工程が行われる。ＳｉＣ単結晶基板１３に水素イオンを注入すると、水素イオンは入射エネルギーに応じた深さまで到達し、高濃度に分布する。これにより、図７の模式図に示すように、表面１３ａから所定深さに、水素注入層１５が形成される。実施例１では、表面から０．５μｍ程度の位置に水素注入層１５が形成される場合を説明する。
【００３９】
Ｓ３１０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面を支持基板１１に接合する接合工程が行われる。接合工程が常温接合で行われる場合を説明する。ＳｉＣ単結晶基板１３と支持基板１１を、不図示のチャンバー内にセットし、チャンバー内を真空状態にする。支持基板１１の表面およびＳｉＣ単結晶基板１３の表面にＦＡＢ（Fast Atom Beam）ガンを用いて、アルゴンの中性原子ビームを照射する。これにより、表面を活性化することができる。なお、原子ビーム等の他のビームを照射することも可能である。そして、支持基板１１の表面とＳｉＣ単結晶基板１３の表面とを、チャンバー内で、真空中で接触させる。これにより、活性状態の表面に存在する結合手同士が結びつき、支持基板１１とＳｉＣ単結晶基板１３とを接合することができる。これにより、図８の模式図に示すように、支持基板１１とＳｉＣ単結晶基板１３とが接合した構造が形成される。なお、Ｓ３０２を省略した場合は補強基板１４はない。
【００４０】
Ｓ３２０において、剥離工程が行われる。具体的には、互いに接合された支持基板１１およびＳｉＣ単結晶基板１３を１０００℃程度に加熱する。これにより、ＳｉＣ単結晶基板１３を、水素注入層１５で分離させることができる。よって図９の模式図に示すように、支持基板１１上に、０．５μｍの厚さのＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔを接合した接合基板１０を形成することができる。
【００４１】
Ｓ３３０において、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面を研磨することで、破断面を平坦化する。これにより、接合基板１０が完成する。Ｓ３４０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面を研磨することで、破断面を平坦化する。そしてＳ３０５へ戻り、次の接合基板の製造が開始される。
【００４２】
＜実施例１の効果＞
従来は、ＳｉＣ単結晶ウェハ１枚の厚みが３５０μｍ程度あるので、ＳｉＣインゴットから取得できるＳｉＣ単結晶ウェハは最大で４０枚程度であった。欠陥検査は時間、工数、コストがかかるため、全数検査を行うことは現実的ではなく、一枚のウェハをサンプル抽出して欠陥検査を行うことしかできなかった。すると、１枚の欠陥マップを用いて、数センチメートルの厚さのインゴット全体の結晶欠陥の分布を特定することになる。よって、正確な欠陥の位置をウェハごとに把握することはできなかった。インゴットの成長方向に伸びる欠陥は、途中で曲がったり、消えたり、新たに発生したりするためである。本明細書に記載の技術では、１．１ｍｍ程度の厚さのＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップを作成することができる（Ｓ１２０）。なお、ＳｉＣ単結晶基板１３の厚さを薄くするほど、３次元の欠陥マップの精度を高めることが可能となる。そして、０．５μｍのＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔを支持基板に接合する工程（Ｓ３０５〜Ｓ３２０）と、剥離工程後のＳｉＣ単結晶基板１３の表面を例えば１．０μｍ程度研磨して平坦化する工程（Ｓ３４０）とを繰り返すことができる。これにより、１．１ｍｍ厚の１枚のＳｉＣ単結晶基板１３から、５００枚以上の接合基板１０を作成することができる。すなわち本明細書に記載の技術では、１枚の欠陥マップを用いて、ＳｉＣ単結晶基板１３から作成される５００枚以上の接合基板１０の各々の結晶欠陥の分布を特定することになる。ＳｉＣ単結晶基板１３の厚さは、インゴットに比べて十分に薄いため、結晶の成長方向に伸びる欠陥が途中で曲がったり消えたりする影響を受けてしまうことを、ほぼ無くすことができる。よって１枚の欠陥マップを用いて、５００枚以上の接合基板１０ごとに、正確な欠陥の位置を把握することが可能となる。
【００４３】
ＳｉＣ単結晶基板１３の表面がオフ角度を有している場合には、マイクロパイプ、らせん欠陥、刃状欠陥等の貫通欠陥は、ＳｉＣ単結晶基板１３に垂直な方向からオフ角度ずれた方向へ伸びていく。よって、表面欠陥マップを用いてＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａの欠陥を特定すると、マップ上の欠陥位置と実際の欠陥位置にずれが発生してしまう。本明細書に記載の技術では、表面欠陥マップＦＭ１内の特定欠陥と、裏面欠陥マップＢＭ１内の対応欠陥とを結んだ想像線を形成することで、３次元の欠陥マップを形成することができる（Ｓ４６０）。そして、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの剥離面と想像線との交点を特定することで、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａの欠陥の位置と大きさ等を特定する薄膜欠陥マップＴＭ１を作成することができる（Ｓ４７０）。これにより、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの表面１３ｔａの欠陥の位置を、正確に知ることが可能となる。
【実施例２】
【００４４】
図１１を用いて、実施例２を説明する。実施例２は、ＳｉＣ単結晶基板１３の破断面を研磨する工程（図３ＢのＳ３４０）に関する実施例である。特に言及しない限り、実施例１で説明した各ステップを、実施例２においても用いることができる。また実施例２では、裏面の欠陥マップを生成するフロー（図２Ｂ）や、３次元の欠陥マップを生成するフロー（図３Ａ）を省略することができる。
【００４５】
図１１を用いて、ＳｉＣ単結晶基板１３の破断面を研磨する工程の、詳細な内容を説明する。Ｓ５１０において、剥離工程後のＳｉＣ単結晶基板１３の表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）で平坦化する第１研磨工程を行う。第１研磨工程では、第１研磨条件でＳｉＣ単結晶基板１３の表面を研磨する。第１研磨条件は、研磨液にエッチング作用を持たせることができる条件である。換言すると第１研磨条件は、ＣＭＰの機械的研磨作用および化学的研磨作用のうち、化学的研磨作用を強くする条件である。よって、結晶欠陥を拡大し、エッチピットを形成することができる。すなわち、ＣＭＰ工程を、欠陥を目立たせるためのエッチング工程として流用することが可能となる。Ｓ５２０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面の研磨量が所定研磨量に到達したか否かを判断する。所定研磨量とは、結晶欠陥の見極めに必要なピット深さが得られるようにエッチングが成されるための研磨量である。所定研磨量に到達したかの判断は、エッチング時間で規定してもよい。否定判断される場合（Ｓ５２０：ＮＯ）にはＳ５１０へ戻り、肯定判断される場合（Ｓ５２０：ＹＥＳ）にはＳ５３０へ進む。
【００４６】
Ｓ５３０において、研磨を一時停止する。そしてＳｉＣ単結晶基板１３の表面の欠陥の検査を行う。具体的内容は、前述したＳ１２０と同様である。Ｓ５４０において、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップを更新する。具体的内容は、前述したＳ１３０と同様である。Ｓ５４０でＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップが更新された場合には、接合基板の欠陥マップ生成フロー（図３Ａ）を再実施してもよい。
【００４７】
Ｓ５５０において、第２研磨工程を行う。第２研磨工程では、第１研磨条件よりも化学的作用が小さい第２研磨条件でＳｉＣ単結晶基板の表面を研磨する。第２研磨条件は、ＳｉＣ単結晶基板の平坦化に適した条件である。換言すると第２研磨条件は、ＣＭＰの機械的研磨作用および化学的研磨作用のバランスが取れた条件である。よって、エッチピットを除去することができる。なお、第１および第２研磨工程を合わせた研磨量は、例えば１μｍ以下である。そして、図３ＢのＳ３０５へ戻る。なお、第２研磨工程の条件は、各種の条件を用いることができる。第２研磨工程の前半期間では、第１研磨工程で出来たエッチングピットを消すために有る程度荒く研磨することが出来るので、ＣＭＰの機械的研磨作用を強調した条件を用いてもよい。そしてエッチングピットが消えた後の期間である第２研磨工程の後半期間では、機械的研磨作用および化学的研磨作用のバランスが取れた条件を用いてもよい。
【００４８】
＜実施例２の効果＞
ＳｉＣ単結晶基板１３の表面に存在する欠陥の位置は、剥離工程を繰り返す毎にずれていく場合がある。また欠陥の数や種類は、剥離工程を繰り返すことで増減する場合がある。ＳｉＣ単結晶基板１３の内部に隠れていた積層欠陥や基底面欠陥などが表面に表出したり、裏面方向へ伸びている欠陥が途中で消滅していたりするためである。また、剥離工程を繰り返してＳｉＣ単結晶基板１３が薄くなっていくに従い、オフ角度に応じて欠陥の位置が変化するためである。実施例２の技術では、剥離工程を行うたびに、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップを更新することができる（Ｓ５４０）。従って、欠陥の位置・数・種類の変化を、確実に表面欠陥マップに反映させることが可能となる。
【００４９】
ＳｉＣ単結晶基板１３の表面のＣＭＰ研磨量が所定研磨量に到達した場合（Ｓ５２０：ＹＥＳ）に、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面の欠陥の検査を行うことができる（Ｓ５３０）。機械的研磨作用よりも化学的研磨作用を強めたＣＭＰでは、欠陥がある部分とない部分との研磨レートが異なる。従って、研磨の序盤では凹凸やスクラッチが平坦化され、研磨の終盤で欠陥が平坦化される。そのため、研磨量が所定研磨量に到達した時点で研磨を停止すると、表面の凹凸が平坦化されている一方で、欠陥が平坦化されていない状態を作り出すことができる。すなわち、機械的研磨作用よりも化学的研磨作用を強めたＣＭＰ工程を、欠陥を目立たせるためのエッチング工程として流用することが可能となる。よって、ＣＭＰの研磨条件を調整することにより、検査用の専用の装置を導入することなく、剥離工程後のＳｉＣ単結晶基板１３表面の欠陥を検査することが可能となる。コストおよび検査時間を抑制することが可能となる。
【００５０】
実施例２の技術では、裏面の欠陥マップを生成するフロー（図２Ｂ）や、３次元の欠陥マップを生成するフロー（図３Ａ）を省略することができる。これは、ＳｉＣ単結晶基板１３の表面欠陥マップを更新することができるためである。換言すると、欠陥の位置・数・種類の変化を表面欠陥マップ反映させることができるため、Ｓ４６０の３次元の欠陥マップを形成する必要を無くすことができるためである。
【００５１】
＜変形例＞
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００５２】
ＳｉＣ単結晶基板１３は、例えば、他の化合物半導体（例：ＧａＮ、ＧａＯ、ＡｌＮ）の単結晶によって形成されていてもよい。本明細書の技術は、他の化合物半導体に対しても有効である。化合物半導体は、結晶成長中に結晶欠陥が生じるためである。特にポリタイプの結晶が存在する結晶構造の場合は、欠陥の発生制御が難しいため、本明細書の技術が有効である。
【００５３】
ＳｉＣ単結晶基板１３は、４Ｈ−ＳｉＣの単結晶に限られない。３Ｃ−ＳｉＣや６Ｈ−ＳｉＣなど、様々なポリタイプの単結晶ＳｉＣをＳｉＣ単結晶基板１３として用いることができる。支持基板１１は、３Ｃ−ＳｉＣの多結晶に限られない。様々なポリタイプの多結晶ＳｉＣを用いることが可能である。
【００５４】
支持基板１１に使用される材料は、多結晶ＳｉＣに限られない。ＳｉＣ単結晶基板１３に適用される各種の熱プロセスに対する耐性を有する材料であれば、何れの材料であってもよい。
【００５５】
本実施例で説明したＳｉＣ単結晶基板１３の厚さ、ＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔの厚さ、Ｓ３４０の研磨量、などは全て一例であり、他の値を用いることが可能である。本実施例では欠陥データとして欠陥マップを用い、視覚的に表示したデータを作成したが、欠陥データとしては視覚的なデータでなくてもよい。本実施例ではＦＡＢガンを用いたが、イオンガンを用いても良い。本実施例ではＣＭＰを用いてＳｉＣ単結晶基板の表面を平坦化したが、この形態に限られず、各種の平坦化方法を組み合わせてもよい。例えば、切削やラップ研磨で大まかに平坦化した後に、ＣＭＰで仕上げの平坦化を行ってもよい。
【００５６】
図１１で説明した表面欠陥マップの更新処理は、所定枚数（例：１０枚）のＳｉＣ単結晶薄膜１３ｔが剥離されるたびに実行されるとしてもよい。これにより、表面欠陥マップの更新にかかる処理時間や処理時間を低減することが可能となる。
【００５７】
Ｓ５１０では、ＣＭＰの研磨液を用いてエッチピットを形成するとしたが、この態様に限られない。ＫＯＨなどのエッチング専用の溶液を用いてもよい。
【００５８】
ＳｉＣ単結晶基板１３の裏面の欠陥マップを生成するフロー（図２Ｂ）は、省略することが可能である。Ｓ５３０の検査工程およびＳ５４０の表面欠陥マップを更新する工程は、省略することが可能である。以上より、一般的に言うと、ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法は、「表面欠陥マップ作成工程（表面欠陥データ作成工程）」を行った後、「接合工程」と、「剥離工程」と、「平坦化工程」と、を繰り返すことを少なくとも備えていれば良い。具体例としては、ＳｉＣ貼り合わせ基板の製造方法は、Ｓ１３０またはＳ５４０を行った後、Ｓ３１０と、Ｓ３２０と、Ｓ５１０およびＳ５５０とを繰り返すことを少なくとも実行すればよい。
【００５９】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０：接合基板、１１：支持基板、１３：ＳｉＣ単結晶基板、１３ｔ：ＳｉＣ単結晶薄膜、１４：補強基板、１５：水素注入層、ＡＸ１：成長軸、Ｄ１：特定欠陥、Ｄ２：対応欠陥、Ｌ１：対応線、Ｌ２：想像線、ＦＭ１：表面欠陥マップ、ＢＭ１：裏面欠陥マップ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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