(57)【要約】  本発明は、材料からなる第１のウエハ（１２）と第２のウエハ（１４）の組み立て方法に関し、本方法は、少なくとも第１のウエハ（１２）を掘削する工程、及び第１ウエハと第２ウエハを組み立てる工程を含む。
2007508704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のウエハと第２のウエハ（１２、１４、２２、２４）の組み立て方法であって、少なくとも、面取りされたウエハとして知られる第１のウエハが少なくとも１つの面取りされた端部（７、１７）を有し、
−  第１ウエハ（１２、２２）の面取りされた端部の少なくとも一部を掘削する工程、及び
−  次いで、掘削された第１ウエハと、第２ウエハとを組み立てる工程
を含む方法。
【請求項２】
組み立てる工程の後に、少なくとも第１ウエハを薄片化し、第２ウエハの上に少なくとも１つの層（１６）を残す工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
移植層として知られる、材料、回路又は構成部品からなる層（１６、２８）の移植方法であって、
−  内部に移植層が形成された、材料からなる第１ウエハ（１２、２２）を、少なくともこの移植層の周囲又は周縁部において掘削する工程、及び
−  この層を、材料からなる第２ウエハ（１４、２４）の上に移植する工程
を含む方法。
【請求項４】
掘削工程の間に、移植層の材料の一部を除去する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
掘削工程を、第１ウエハの厚みｅ全体に亘って行う、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
掘削工程を、第１ウエハの厚みｅより小さな厚みｅｄに亘って行う、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第２ウエハ上に移植する第１ウエハの層（１６、２８）の厚みと同じか、又はそれよりも大きい厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第２ウエハ上に移植する第１ウエハの層（１６、２８）の厚みと同じか、又はそれよりも小さい厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第１ウエハと第２ウエハを組み立てた後で、追加的な掘削を行う工程を含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
１μｍ〜１００μｍの、第１ウエハの厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第１ウエハは面取りされており、少なくとも１つの面取りされた端部（５）を有する、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された幅Ｌｄに亘って掘削工程を行い、この幅Ｌｄは、同じ平面内で測定された、面取りされた端部の幅Ｌ以上である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された幅Ｌｄに亘って掘削工程を行い、この幅Ｌｄは、同じ平面内で測定された、第１ウエハの、掘削されずに第２ウエハと組み立てできない領域の幅以上である、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された、１μｍ〜１００μｍの幅Ｌｄに亘って掘削を行う、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
第１ウエハが、ウエハ内の薄層を画定する弱くした面（２６）を有する、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
第１ウエハは、薄層の厚みより大きな厚みに亘って掘削する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
続いて、
−  弱くした面に沿って第１ウエハを分離することにより薄片化を行い、第２ウエハ上に薄層を残し、第１の基板の遊離部分（２３）を残す工程、
−  第１基板から遊離した部分（２３）に弱くした面を新しく形成する工程、及び
−  この部分（２３）を第３の基板と組み立てる工程
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
脆化面は、イオン注入、埋めこみ多孔領域の形成、又は除去可能なボンディング界面の形成により作成する、請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
第１ウエハが、掘削工程で除去される側方肩部（２５）を備える、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
２つの基板の組み立てを、分子接着、又は接着物質を用いたボンディングによって行う、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
掘削の前に、第１ウエハ内に構成部品又は回路（１６）を作成する、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
第１ウエハを前もって保護層（１８）で覆う、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
第１ウエハの掘削を行う前に、第１ウエハの掘削が行われる領域の上方に位置する領域の保護層を局所的に除去する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
保護層の局所的な除去は、リソグラフィー及びエッチングによって行う、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
第１ウエハの掘削を行った後で、保護層（１８）を除去する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
第１ウエハの表面準備工程の後で、組み立て又は移植を目的とした掘削を行う、請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
第１ウエハの表面準備工程の前に、組み立て又は移植を目的とした掘削を行う、請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
掘削は、機械的エッチング又は研磨、化学的エッチング又は研磨、メカノケミカルエッチング又は研磨、プラズマエッチング、或いは前記種類のエッチングのうち２つ以上の組み合わせによって行う、請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
２つのウエハの少なくとも一方を半導体材料から作成する、請求項１ないし２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
２つのウエハの少なくとも一方をシリコン又はＩＩＩ−Ｖタイプの半導体材料から作成する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
２つのウエハの少なくとも一方を、ゲルマニウム、けい素化ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、圧電材料、又は絶縁材料から作成する、請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
掘削工程を、第１ウエハの周囲で規則的に行う、請求項１ないし３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
掘削工程を、第１ウエハの周囲で不規則に行い、平面（４４）を形成する、請求項１ないし３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
掘削工程を不規則に行い、マーキング領域（５０、５１）を形成する、請求項１ないし３１又は請求項３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
第１ウエハのマーキング工程を更に含む、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
技術分野及び先行技術
本発明は、材料、特に半導体からなるウエハ、スライス又は層の組み立て、並びにそれらの組み立てを目的とした準備の分野に関する。
【０００２】
このような基板の組み立て技術の中で、分子接着は、表面粗さの小さい平坦な構造の組み立てを可能にする。
これは固有の構造を提供し、例えばシリコンウエハ、ＩＩＩ−Ｖ材料（ＡｓＧａ、ＩｎＰ）、ガラス、融解石英、又はガラス質融解石英ガラス基板といったマイクロエレクトロニクスに使用される材料層を互いに結合するのに特に適している。
現在、この技術は産業的に使用されており、例えばＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレーター）材料の製造に使用されている。
【０００３】
既知のＳＯＩ材料製造法は、分子接着を使用してシリコンからなる２つのウエハ２、４の組み立てを行い、この場合、ウエハ２、４の少なくとも一方が表面上に酸化物からなる層６を有する（図１Ａ）。
これら２つのウエハは標準的な大きさである。通常、端部５及び７の面取りを行うことにより、構成部品の最終的製造工程において、又は鋭利な端部に衝撃が加わった場合に起こりやすい破損を回避する。面取りには丸み付け及び／又は角取りがある。図２は、厚みｅを有するウエハ４の、幅Ｌ（ウエハの平均水平面Ｐと平行な面上で測定したもの）を有する面取り域５の一実施例の拡大図である。
【０００４】
組み立ては、まず表面準備工程、結合工程（図１Ｂ）、通常その後に行われる熱処理工程を含む。
普通、ＳＯＩ基板の場合、この熱処理は１１００℃で２時間行う。
次いで、図１Ｃに示すように、２つの基板の少なくとも一方を、表面端研削及び／又は機械研磨及び／又はメカノケミカル研磨により薄片化する。
【０００５】
面取り部分５及び７により、ウエハ端部に非結合領域が形成される。
薄片化後は、図１Ｃに示すように、中央部で結合し、端部は分離するシリコンからなる膜８が残る。
【０００６】
膜の分離端は制御できずに壊れ易く、よって他の表面、特に膜８の表面９、又は膜８中に形成される構成部品に粒子が入り込む結果となるので、除去しなければならない。
このために、周縁領域中の物質を掘削又は除去する工程を実行し、図１Ｄに示すように、この端部領域を膜８から取り除く。
このような掘削は、通常機械的手段により行う。
【０００７】
この工程は非常に繊細な作業である。例えば、機械的処理を行う場合、全てを掘削又は削除して正確に結合境界面（この場合は酸化物層６の上側表面）で止めることは難しい。実際には、この境界面の直前で機械処理を止めるので境界面の上にいくらかの物質が残るか、又は支持体２に達してから止めるので支持体正面の端部の研磨表面が失われる。
従って、材料からなるウエハを適切且つ正確に掘削する手段を見つけることが重要である。
【０００８】
これは、２つのウエハの少なくとも一方が電子的素子又は光電子素子、マイクロシステム、ナノシステム、或いは別の構成部品の全部又は一部を含む場合にも重要である。
２つのウエハの組み立てを、分子接着ではなく、ボンディングによって行う場合、さらにはウエハ１２の表面上に酸化物層６が無い状態でも、同じ問題が生じる。
また別の問題は、バッチの識別情報などの特定の情報を付与することを目的とする、一般に支持ウエハ上における２つのウエハ２及び４の一方又は両方のマーキングである。例えば、ＳＯＩウエハでは、その多層という性質により、通常、エッチングによるマーキングは、バルクウエハと比較して多数の粒子を生じる。
【０００９】
発明の開示
本発明はまず、材料からなる第１のウエハと第２のウエハの組み立て方法に関し、本方法は、
−  少なくとも第１のウエハを掘削又は削除する工程、及び
−  少なくとも掘削又は削除された第１ウエハと第２ウエハを組み立てる工程
を含む。
このように、本発明によれば、少なくとも第１ウエハの周縁域の物質の機械加工、掘削、除去、又は削除工程は、２つのウエハのボンディング又は組み立てを実行する前に行われる。
次いで少なくとも第１ウエハを薄片化して第２ウエハ上に層を残す工程が実行される。このようにして、この層の移植又は移着を行う。
【００１０】
本発明はまた、移植層又は移着層として知られる、材料、回路又は構成部品からなる層の移植又は移着方法に関し、本方法は、
−  材料からなる第１のウエハの掘削又は削除、或いは第１ウエハの周縁域における物質の除去により、この移植層の少なくとも周囲又は周縁に位置する領域に、移植層又は移着される層を作成すること、及び
−  材料からなる第２ウエハ上に、この層を移植又は移着すること
を含む。
このような移植又は移着は、第１ウエハと第２ウエハを組み立てた後で第１ウエハを薄片化することによって行われる。
本方法により組み立て、移植又は移着される第１ウエハは、例えば少なくとも一端が面取りされた面取りウエハである。従って、掘削又は削除は、面取りした端部の少なくとも一部に関係する。それは、移植層又は移着層の一部（通常は周縁部）への侵食とすることもできる。
【００１１】
このようにして、本発明による組み立て法又は移植法により、第１ウエハの構造は、場合によっては面取りされていることもあるが、組み立て前に完全に掘削されたものとなり、その際掘削又は削除工程に、先行技術に関して上述したような、第２ウエハの存在による問題は生じない。
これは、ブランクウエハ同様、「バルク」として知られるウエハのような、電子的構成部品等の全部又は一部を含むウエハにもほぼ当てはまる。
【００１２】
組み立ての前の掘削又は削除工程は、組み立て又は移植を目的とした表面準備工程の前に行ってもよいし、後で行ってもよい。
第１ウエハは、その厚み全体に亘って掘削又は削除するか、或いはそれよりも小さな厚みを掘削又は削除し、例えば第２ウエハ上に求められる層或いは移植される層の最終的な厚みと同じかそれよりも大きくすることができる。
【００１３】
別の実施形態によれば、この最終的な厚みよりも小さな厚みに亘って掘削又は削除を行うこともできる。
この場合、標準的に、組み立ての後で、第１ウエハの２つの面の一方又は他方で掘削を停止することが効果的である。
基板又はウエハの元の寸法又は直径が同等である場合、掘削又は削除を行う厚みは、掘削又は削除後のウエハの寸法又は直径が他方のウエハより小さくなるような厚みとすることができる。
【００１４】
好ましくは、第１ウエハが丸みを帯びた端部又は面取り部分を含む場合、上部ウエハの掘削又は削除は、ウエハの水平面方向で測定した場合、丸み又は面取り部分の幅と等しいか又はそれより大きい幅に亘って行う。
また、丸み又は面取りによりボンディング又は組み立てできない領域の幅と同じかそれより大きな幅とすることもできる。
【００１５】
第１ウエハは、例えば水素注入、埋めこみ多孔領域の生成、又は削除可能なボンディング界面の生成により、厚み方向に形成された、弱くされた領域又は面、切断された領域又は面、或いは破断された領域又は面を有することができる。
掘削領域の厚みが所望の薄層の厚みより大きいとき、この掘削ウエハは、新規基板上にボンディングする前に掘削する必要なく、再利用することができる。このように、弱くされた面、切断された面又は破断された面を新しく作成し、それを新規基板と直接組み立てることができる。
【００１６】
例えば接着剤又はワックス等の材料を添加して、分子接着又はボンディングにより２つのウエハの組み立てを行うことができる。
第１ウエハ周縁において、規則的に掘削又は削除工程を行うことができる。
【００１７】
掘削又は削除工程はまた、第１ウエハ周縁において不規則に行うこともでき、それにより１以上の平坦面又は平坦な表面が形成される。
掘削又は削除工程を不規則に行って、少なくとも一方のウエハに少なくとも１つのマーキング領域を形成することもできる。次いで、これらのマーキング領域の少なくとも１つにマーキングする工程を実行できる。
【００１８】
別の態様によれば、本発明の目的はまた、材料からなる第１ウエハと第２ウエハの組み立て方法であり、本方法は、
−  第１ウエハと第２ウエハを組み立てる工程、及び
−  少なくとも第１ウエハ及び／又は第２ウエハを掘削又は削除し、第１ウエハ及び／又は第２ウエハの周縁に少なくとも１つのマーキング領域及び／又は少なくとも１つの不規則領域を形成する工程
を含む。
ウエハの一方、例えば第１ウエハは少なくとも１つの面取りされた端部を有することができる。
【００１９】
このように、掘削又は削除工程をウエハの組み立て工程の前に行うか後で行うかに関係なく、本発明により、例えばウエハのマーキングを目的とする特殊な領域を形成することができる。
掘削又は削除を組み立ての後に行う場合、２つのウエハの一方の薄片化を、掘削又は削除工程の前又は後に行うことにより、他方のウエハ上に少なくとも１つの層を残す。
【００２０】
掘削を組み立ての後に行う場合、本方法は以下に述べる特徴又は工程の、１つ以上を備えることができる。即ち、
−  掘削又は削除は、掘削されるウエハの厚み全体に亘って行うことができ、及び／又は
−  ２つのウエハの少なくとも一方は加工可能である、つまり構成部品又は回路を備えることができ、及び／又は
−  掘削又は削除工程は、第１ウエハの平面に平行な平面上で測定した、１００μｍ〜５ｍｍの幅Ｌｄに亘って行うことができ、及び／又は
−  第１ウエハ又は第２ウエハは面取りすることができ、少なくとも１つの面取りされた端部を有することができ、及び／又は
−  掘削又は削除工程は、第１ウエハの平面に平行な平面上で測定した幅Ｌｄに亘って行うことができ、この幅は、同じ平面上で測定された、面取りされた端部の幅Ｌと同じか、それよりも大きく、及び／又は
−  ２つの基板の組み立ては、分子接着又は接着物質を用いたボンディングにより行うことができ、及び／又は
−  掘削又は削除は、機械的エッチング、化学的エッチング、メカノケミカルエッチング、プラズマエッチング、又はこれらのうち２つ以上の組み合わせにより実行することができ、及び／又は
−  ２つのウエハの少なくとも一方は、半導体材料、例えばシリコン又はＩＩＩ−Ｖタイプの半導体材料から作製することができ、及び／又は
−  ２つのウエハの少なくとも一方は、ゲルマニウム、ゲルマニウムシリコン、圧電材料、又は絶縁材料から作製することができる。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施形態
図３Ａ−Ｄは、本発明による方法の各工程を示す。
標準的シリコンウエハのような、例えば半導体材料からなる２つのウエハ１２及び１４が選択されている。
【００２２】
一般に、これらのウエハの厚みは３００μｍ〜８００μｍとすることができる。これらの直径は例えば１００ｍｍ、２００ｍｍ又は３００ｍｍである。
先述の理由により、端部１５及び１７は面取りされている。
【００２３】
ウエハ１２には予め構成部品又は回路１６を作成しておくことができるが、本発明は回路を有さないウエハ１２を用いる場合にも関し、よって参照番号１６は、ウエハ１４の上に移植又は移着される材料の層を表す。図３Ｂに示すように、移植又は移着の対象となる回路又は材料からなるこの層１６の表面は、ウエハ１２の表面と一致している。
次いで、まずウエハ１４と組み合わさることになるウエハ１２の面１９から（矢印１３で示す方向に沿って）、厚みｅｄ及び幅Ｌｄに亘り、掘削、物質の除去、又は削除を実行する（図３B）。矢印１１に示す方向に、つまりウエハ１２の主面にほぼ平行に、掘削又は削除を行うこともできる。
【００２４】
幅Ｌｄは、ウエハの主面に平行な平面上で測定される。この掘削又は削除工程は、ウエハ１４に対する組み立て又は移植工程の前に行われ、これにより、組み立て面１９又はその側方端部の周縁領域から、少なくとも部分的に、ボンディングされない端部に起因する問題が生じやすい領域である周縁領域、あるいは移植層１６の周りにある物質を除去することができる。
Ｌｄは、丸みを付けた端部又は面取り部分の幅Ｌと同じかそれよりも大きいことが好ましい(図２)。Ｌｄは、約数百μｍ〜数ｍｍ、例えば１００μｍ〜５ｍｍとすることができる。
【００２５】
図１Ｃに示すように、ボンディングされない領域、又は組み立て後基板に接着しない領域自体がＬより大きい場合、Ｌｄは明らかにＬより大きい。
実際には、この「ボンディングされない」又は「組み立てされない」領域は、丸みを付けた端部が、ウエハ１２、並びにウエハ１４にどのように設けられているかに応じて異なる。
【００２６】
それはまた、上部ウエハ１２及び支持ウエハ１４に対して予め施される技術工程にも左右される。幅Ｌに関しては、何らかの工程（例えば酸化工程又は堆積工程）によりこのボンディングされない領域の幅を増大させることができ、また別の工程（例えば水平化、平坦化又は研磨工程）によりこの幅を小さくすることができる。
従って、Ｌｄは、このボンディングされない領域又は組み立てされない領域の幅と同じか、それより大きくすることができる。
【００２７】
厚みｅｄは、ウエハの厚みｅより小さい。厚みｅｄは、層１６の厚みと同じでも、それより小さくても、大きくてもよく（図３Ｄ）、或いはウエハ１４に対して後から薄片化を行うか、又は移植工程を行った後に得られる膜の厚みと同じでも、それより小さくても、大きくてもよい。
例えば、ｅｄは、約数μｍ、又は１μｍ（又は１０μｍ）〜１００μｍ、場合によっては５μｍ〜６０μｍとすることができる。層１６の厚みは、例えば１μｍ〜６０μｍとすることができる。
【００２８】
ｅｄが層１６の厚みより小さいとき（図３Ｄ）、或いは、後から行われる薄片化又は移植工程後に得られる膜の厚みより小さいとき、組み立て工程の後で、基板１２の残余部分に追加的な掘削又は削除を行うことができる。これについては後述する。
組み立て前の掘削又は削除工程は、機械的に、及び／又は化学的に（特に湿式）、及び／又はメカノケミカルに、及び／又はプラズマにより、行う。機械的掘削は、例えば「端部の研削」又は「端部の研磨」により行うことができる。
【００２９】
次いで２つのウエハの組み立てを例えば分子接着により行う（図３Ｃ）。
上述のように、組み立ては、例えば表面準備工程、接触工程、及び熱処理工程を含む。
【００３０】
この熱処理工程は、摂氏数百度、例えば１００〜１２００℃、場合によっては１１００℃で、数分〜数時間、例えば１０分〜３時間、場合によっては２時間という時間に亘って行うことができる。
次いで、図３Ｄに示すように、例えばｅ−ｅｄと同じかそれよりも大きい厚みに亘る、端部の研削及び／又は機械的研磨及び／又はメカノケミカル研磨及び／又は化学的研磨により、２つのウエハの少なくとも一方を所望の厚みに薄片化する。図３Ｄでは、薄片化されたウエハは、予め研削したウエハ１２である。
【００３１】
ウエハ１２を薄片化した後は、半導体材料からなる膜、又は場合によっては構成部品又は回路からなる層１６が、ウエハ１４にボンディングされた状態か、又は組み立てられた状態でその中央に残る。側方に膜は無く、ボンディングされていない側方残留物も無い。よって、層１６の移植又は移着は、従来技術によって行われる場合よりも良好に行われている。
図４Ａは、組み立て前にウエハ１２を掘削した距離である深さｅｄが不十分であるために、薄片化工程の間に層１６を完全に削除できない前述の場合に相当する。
【００３２】
よって、組み立てにより図４Ａの構造を作った後に、正面側方に位置する端部１３又は組み立て面から追加的掘削又は削除を行うことにより、層１６の厚みより大きな厚みｅｄに亘る掘削領域を作ることができる（図４Ｂ）。
また、この追加的掘削又は削除は、背面に位置する端部２１から組み立て面に向かって、或いは場合によっては側方向に、つまり図４Ｂの矢印１１により示す方向に行うことができる。
【００３３】
この追加的掘削又は削除工程は、本明細書の冒頭に記載したような問題を有しておらず、基板１４の汚染又はエッチングミスが生じる危険が全く無い。次いで、上述のように、基板１２の薄片化工程を行うことができる（図４Ｃ）。
この場合も、膜又は側方残留物を残さない移植又は移着が可能である。
【００３４】
別の実施形態では、ウエハ１２をその厚み全体に亘って完全に掘削する（図５Ａ）。これはｅｄ＝ｅである場合に相当する。
組み立て工程を行うと、図５Ｂに示すデバイスが得られ、次いでこれを上述のように薄片化することができる。
このとき、ウエハ１２の幅又は直径はウエハ１４の幅又は直径よりも小さい。
【００３５】
図６Ａに示すように、本発明はまた、事前のイオン注入（例えば水素注入）、埋めこみ多孔領域の形成（例えばS.S.Iyer他による"Silicon wafer bonding technology for VLST and MEMS application", INSPECより出版, 2002, Antony Rowe Ltd参照）、又は除去可能なボンディング界面の作成等により、弱くした面又は破断した面２６が設けられた初期基板２２に関する。
続いて上述のようにして、この基板の厚み全体又は一部に亘る基板の掘削又は削除を行い（図６Ｂ）、その後２つの基板２２と２４を組み立てる。
【００３６】
例えば、熱処理により、水素イオンのイオン注入層２６から基板２２を分離することができる（図６Ｄ）。
この結果、一方で、基板２４と、初期基板２２に由来する材料からなる表面層２８とからなるユニットが得られ、他方、やはり初期基板２２由来の、その後の操作に再利用可能な基板又は遊離部分２３が得られる。基板２２の掘削又は削除が行われる厚みが移植層２８の厚みより大きい場合、この基板２２に新しくイオン又は原子注入を行い、さらに新規基板２４と組み立てた後で、新規移着又は移植工程を行うことができ、その際新規掘削又は削除工程を実行する必要がない。
【００３７】
図３ないし６のいずれか１つに関連して上述した本発明はまた、初期基板１２及び２２が図９に示すような形状、即ちウエハ端部上に肩部２５を有する形状を持つ場合にも適用される。
このような肩部は、深さＰ、例えば５０ｎｍ〜２μｍに位置する補剛部を画定する。
掘削工程により、このような肩部を削除することができる。
【００３８】
弱くした面２６を生成するためのイオン注入工程は、この掘削又は削除工程の前に行っても後で行ってもよい。このようにして、図６Ｂに示すものと同じウエハが得られる。よって、図６に示す後続の工程を、上述のようにして実行することができる。
また、ＢＳＯＩ又は厚いＳＯＩ型の構造を効率的に形成することができる。この場合、薄片化工程は機械的及び／又はメカノケミカルなものとなる。
【００３９】
別の実施例によれば、ウエハ１２（図３Ａ）のようなウエハに、表面上の小さな厚み、例えば１〜１０μｍに亘り、電子的構成部品を設ける。
「表面端研削」により、５０μｍの厚みｅｄ及び３ｍｍの幅Ｌｄに亘り、ウエハの端部を研削又は削除する。
【００４０】
このような研削工程は、表面準備（例えばメカノケミカル水平化の後に化学的洗浄を行う）の前に行うことができ、これにより組み立て前の洗浄回数を減らすことが出来る。
次いで、掘削されたウエハ（構成部品を備える）を、分子接着により支持ウエハ上にボンディングする。次いで、例えば温度３００℃で数分〜数時間の時間に亘り、この構造体をアニーリングする。
【００４１】
次いで表面のウエハを表面端研削及びメカノケミカル研磨（図３Ｄ）及び／又は化学的研磨により厚みｅｄ（例えば１０μｍ）が得られるまで薄片化する。
このようにして、支持ウエハ上に移着された、構成部品を備える移植層が得られる。
【００４２】
別の実施形態によれば、ウエハ１２は構成部品１６を備え、その表面は保護層１８、例えば酸化物層１８によって覆われる（図７Ａ）。これはボンディング層とすることもできる。
リソグラフィーにより、掘削領域に相当するクラウン２０が画定される。局所的な化学的エッチングにより、この領域上の保護層１８を除去することができる（図７Ｂ）。
【００４３】
次いで、例えば化学的エッチング（例えばＴＭＡＨ）又はプラズマエッチングにより基板１２の端部をエッチングする（図７Ｃ）。
次いで、例えば化学的洗浄によりウエハを洗浄する。別の実施形態では、洗浄は化学的エッチングに統合される。
この後、上述のようにして、ウエハ１４上における組み立てを進めることができる（図７Ｄ）。
【００４４】
図１０Ａ及びＢに示す別の実施形態によれば、保護層１８ははじめウエハ１２の上部領域全体、並びに端部１２−１及び１２−２、場合によっては下部領域（この場合ウエハ全域を覆うことになる）を覆っている。
掘削作業により、図１０Ｂの斜線部分に示すこのウエハの側方領域を除去する。コーティング層１８の点Ｍ、又はこの点近傍の領域において、掘削作業に起因してはがれ又は消失が起こる可能性がある。ウエハ上に発生するはがれは欠陥を生む可能性があり、その一部がウエハ表面に現れる場合がある。Ｎのような組み立てされる表面上の点は、掘削されても無傷で残る。保護層１８の除去は、掘削の後、及び組み立ての前に行うことができる。
【００４５】
図８Ａ−Ｄのそれぞれは、周りを掘削した材料の層４１及び４３を有するウエハ４０と４２の正面を示す。この層４１及び４３は、前述した実施形態のいずれか１つに従って第２のウエハの上に移植又は移着される。図８Ａでは、ウエハはフラットまたは平坦領域４４を有する。
図８Ｃ−Ｄに示すように、不規則な掘削を行うことができる。これらの図に示すように、領域５０及び５１は、支持ウエハのマーキングを可能にする領域、平面、又は平坦な表面を表す。
【００４６】
このような領域により、ウエハの性質、又はウエハが属するバッチの識別番号に関する指標を設けることができる。
図８Ａ、８Ｃ及び８Dに示すような不規則な掘削はまた、組み立ての後に掘削を実行するときに行うことができ、これは、図１Ａ−１Ｄに示すような標準的掘削技術を使用し、場合によっては１又は２の処理済みウエハ、つまり構成部品又は回路の全部又は一部を含むウエハを用いて行われる。この場合、他の処理工程は、上述したものとすることができる。
【００４７】
特に、ウエハの１つは面取りした端部を有することができ、したがって、ウエハの平面に平行な平面上で測定した場合の、面取りされた端部の幅以上の幅に亘って掘削を行うことができる。
組み立ては、分子接着又はボンディングにより行うことができる。
【００４８】
一般に、本発明は、製造方法に統合できるという利点を有する。これは、構成部品が前もってウエハ内に形成される場合に顕著である。
本発明は、面取りされていないウエハを用いる場合にも適用することができ、この場合も、これら２つのウエハの一方の周縁領域における物質の掘削、削除、又は除去の工程は、２つのウエハを組み立てる前に行われる。他の処理工程は、上述又は後述の実施形態のいずれか１つに記載されているものと同様である。
【００４９】
本発明に開示する方法はまた、ＢＳＯＩタイプの材料の製造、又は場合によってはＩＩＩ−Ｖ材料からなる層のシリコン上への移植などにも適している。
ＢＳＯＩの場合、まずシリコンウエハを酸化して二酸化けい素の層を作成し、これを埋めこみ酸化物として使用する。
【００５０】
次いで上述のように、ウエハの端部又は丸みを付けた端部に相当する１．５ｍｍ幅の領域に亘ってこのウエハを掘削する。
次いで、例えば化学的洗浄及び／又はメカノケミカル洗浄する工程を行い、ウエハの表面を洗浄する。
【００５１】
分子接着によりその表面をシリコン製の第２ウエハ上にボンディングし、このユニットを１１００℃で２時間アニーリングする。
表面端研削工程、及びその後のメカノケミカル研磨により、ウエハを所望の厚みに薄片化し、よってＳＯＩ基板を得る。
【００５２】
このような方法は、ＡｓＧａ又はＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ材料の、半導体、特にシリコンのような別の材料上への移植にも適用できる。
このような方法はまた、ゲルマニウム又はゲルマニウムシリコン（ＳｉＧｅ）のような半導体材料の、半導体、特にシリコンのような別の材料からなる基板上への移植に適用できる。
【００５３】
同様に、この方法を使用することにより、非半導体材料からなるウエハ、例えばガラス又は石英等の絶縁材料、ＬｉＮｂＯ３又はＬｉＴａＯ３等の圧電材料からなるウエハを移植することが可能となる。それによって、完全に掘削された薄膜を同じ又は異なる性質の支持体、例えば半導体基板、特にシリコン製基板に得ることができる。
本発明により準備され、組み立てられた材料からなるウエハは、「バルク」材料からなるウエハである。しかしながら、本発明は、電子的構成部品、及び／又は電子光学構成部品、及び／又は光学的構成部品、及び／又は磁気的構成部品、又はＭＥＭＳ等の、一構成部品の全体又は一部を含むことが出来るウエハに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】Ａ−Ｄは、既知の基板組み立て方法の工程を示す。
【図２】基板の一部及びその端部又は丸みを付けた端部を示す。
【図３】Ａ−Ｄは、本発明による方法の工程を示す。
【図４】Ａ−Ｃは、本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図５】Ａ−Ｂは、本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図６】Ａ−Ｅは、弱めた面を有する基板を使用する、本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図７】Ａ−Ｄは、保護層又はボンディング層を有する基板を使用する、本発明による方法の別の実施形態を示す。
【図８】Ａ−Ｄは、掘削又は削除されたウエハの正面図を示す。
【図９】側方の肩部を有する材料からなるウエハを示す。
【図１０】Ａ−Ｂは、埋設部分を有するウエハを示す。
【図１】
2007508704.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月16日(2005.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のウエハと第２のウエハ（１２、１４、２２、２４）の組み立て方法であって、少なくとも、面取りされたウエハとして知られる第１のウエハが少なくとも１つの面取りされた端部（７、１７）を有し、
−  第１ウエハを保護層（１８）によって覆うこと、
−  第１ウエハ（１２、２２）の面取りされた端部の少なくとも一部を掘削する工程、
−  第１ウエハを掘削した後で保護層（１８）を除去すること、及び
−  次いで、掘削された第１ウエハと、第２ウエハとを組み立てる工程
を含む方法。
【請求項２】
組み立てる工程の後に、少なくとも第１ウエハを薄片化し、第２ウエハの上に少なくとも１つの層（１６）を残す工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１ウエハの掘削を行う前に、第１ウエハの掘削が行われる領域の上方に位置する領域の保護層を局所的に除去する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
保護層の局所的な除去は、リソグラフィー及びエッチングによって行う、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
掘削工程を、第１ウエハの厚みｅ全体に亘って行う、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
掘削工程を、第１ウエハの厚みｅより小さな厚みｅｄに亘って行う、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第２ウエハ上に移植する第１ウエハの層（１６、２８）の厚みと同じか、又はそれよりも大きい厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第２ウエハ上に移植する第１ウエハの層（１６、２８）の厚みと同じか、又はそれよりも小さい厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
移植層として知られる、材料、回路又は構成部品からなる層（１６、２８）の移植方法であって、
−  内部に移植層が形成された、材料からなる第１ウエハ（１２、２２）を、少なくともこの移植層の周囲又は周縁部において、第１ウエハの厚みｅより小さいが、前記移植層（１６、２８）の厚みより大きい厚みｅｄに亘って掘削する工程、及び
−  この層を、材料からなる第２ウエハ（１４、２４）の上に移植する工程
を含む方法。
【請求項１０】
第１ウエハを前もって保護層（１８）で覆う、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１ウエハの掘削を行う前に、第１ウエハの掘削が行われる領域の上方に位置する領域の保護層を局所的に除去する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
保護層の局所的な除去は、リソグラフィー及びエッチングによって行う、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１ウエハの掘削を行った後で、保護層（１８）を除去する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
掘削工程の間に、移植層の材料の一部を除去する、請求項５ないし１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
第１ウエハは面取りされており、少なくとも１つの面取りされた端部（５）を有する、請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された幅Ｌｄに亘って掘削工程を行い、この幅Ｌｄは、同じ平面内で測定された、面取りされた端部の幅Ｌ以上である、請求項１ないし８のいずれか１項又は請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１ウエハと第２ウエハを組み立てた後で、追加的な掘削を行う工程を含む、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
１μｍ〜１００μｍの、第１ウエハの厚みｅｄに亘って掘削工程を行う、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された幅Ｌｄに亘って掘削工程を行い、この幅Ｌｄは、同じ平面内で測定された、第１ウエハの、掘削されずに第２ウエハと組み立てできない領域の幅以上である、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
第１ウエハの平面に平行な平面上で測定された、１００μｍ〜５ｍｍの幅Ｌｄに亘って掘削を行う、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
第１ウエハが、ウエハ内の薄層を画定する弱くした面（２６）を有する、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
第１ウエハは、薄層の厚みより大きな厚みに亘って掘削する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
続いて、
−  弱くした面に沿って第１ウエハを分離することにより薄片化を行い、第２ウエハ上に薄層を残し、第１の基板の遊離部分（２３）を残す工程、
−  第１基板から遊離した部分（２３）に弱くした面を新しく形成する工程、及び
−  この部分（２３）を第３の基板と組み立てる工程
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
脆化面は、イオン注入、埋めこみ多孔領域の形成、又は除去可能なボンディング界面の形成により作成する、請求項２１ないし２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
第１ウエハが、掘削工程で除去される側方肩部（２５）を備える、請求項１ないし２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
２つの基板の組み立てを、分子接着、又は接着物質を用いたボンディングによって行う、請求項１ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
掘削の前に、第１ウエハ内に構成部品又は回路（１６）を作成する、請求項１ないし２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
第１ウエハの表面準備工程の後で、組み立て又は移植を目的とした掘削を行う、請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
第１ウエハの表面準備工程の前に、組み立て又は移植を目的とした掘削を行う、請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
掘削は、機械的エッチング又は研磨、化学的エッチング又は研磨、メカノケミカルエッチング又は研磨、プラズマエッチング、或いは前記種類のエッチングのうち２つ以上の組み合わせによって行う、請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
２つのウエハの少なくとも一方を半導体材料から作成する、請求項１ないし３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
２つのウエハの少なくとも一方をシリコン又はＩＩＩ−Ｖタイプの半導体材料から作成する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
２つのウエハの少なくとも一方を、ゲルマニウム、けい素化ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、圧電材料、又は絶縁材料から作成する、請求項１ないし３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
掘削工程を、第１ウエハの周囲で規則的に行う、請求項１ないし３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
掘削工程を、第１ウエハの周囲で不規則に行い、平面（４４）を形成する、請求項１ないし３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
掘削工程を不規則に行い、マーキング領域（５０、５１）を形成する、請求項１ないし３３のいずれか１項又は請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
第１ウエハのマーキング工程を更に含む、請求項３６に記載の方法。
【国際調査報告】
2007508704.tif 000017
2007508704.tif 000018
2007508704.tif 000019
2007508704.tif 000020