(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電子、光電子、もしくは光学用の基板又は基板上の部品の製造に使用するため、第１支持体から第２支持体へ単結晶材料の有用層を転写する方法であって、
前記第１支持体、及び、前記有用層の少なくとも一部を含む第１基板を形成する工程であって、前記第１支持体と前記有用層の間に取り外し可能インタフェース層を有し、前記有用層の外縁が前記第１支持体の外縁から内側に離れている第１基板を形成する工程と、
前記有用層上に材料の堆積された層を形成し、前記堆積された層が前記取り外し可能インタフェース層を少なくとも部分的に横方向に覆って、堆積された材料の周縁領域部を形成する工程と、
前記堆積された材料の前記周縁領域部下の前記第１支持体の材料の少なくとも一部を局所的に除去し、及び又は、前記堆積された材料の前記周縁領域部の一部又は全体を局所的に除去する工程と、
前記堆積された層の露出面を第２支持体へ固定する工程と、
前記第１支持体と前記有用層の間の前記取り外し可能インタフェース層で取り外しが行われ、前記取り外しが前記局所的な除去により促進される工程とを含む方法。
【請求項２】
前記局所的に除去する工程が切断によって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記局所的に除去する工程がエッチングによって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチングが、前記周縁領域部内側の前記有用層をマスクすることによって行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１支持体の材料は、前記堆積の前に、前記第１支持体から除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１支持体の材料の少なくとも一部を局所的に除去した部分が、前記有用層の側面における周縁くぼみである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記周縁くぼみの深さが、前記堆積された材料の前記周縁領域部の厚さよりも大きいか等しい、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記周縁くぼみの幅が、前記第１支持体の前記外縁と前記有用層の前記外縁の間の間隔と等しい、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１支持体上に前記有用層を形成した後に、前記第1支持体の材料が前記第1支持体から除去される、請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記取り外し工程が、取り外し手段を使用して前記取り外し可能インタフェース層において横方向応力を加えることにより実施される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記堆積された層の前記露出面を前記第２支持体へ固定する前記工程の前に、前記堆積された層の前記露出面から前記取り外し可能インタフェース層に達する分離チャネルを形成することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記分離チャネルが個々のアイランドを画定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記分離チャネルがソー切断、レーザー切断、イオン・ビーム切断、及び、マスク化学エッチングにより形成されたグループから選択される技法を使用して形成される、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記取り外し工程が、前記第１支持体と第２支持体の間に、引張り応力、曲げ応力、及び、剪断応力により形成されるグループから選択される１つあるいは複数の応力を加えることができる取り外し手段を使用して実行される、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記堆積された層が、全ウエハエピタキシーにより形成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記有用層が、エピタキシャル成長用種層と１つあるいは複数のエピタキシャル成長層を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記種層の材料が、炭化シリコン、サファイア、窒化ガリウム、シリコン、及び、窒化アルミニウムにより形成されるグループから選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記エピタキシャル成長層が１つあるいは複数の窒化金属から形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１支持体の材料が、半導体、半導体炭化物、及び、サファイアなどの絶縁体で形成されるグループから選択される、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記取り外し可能インタフェース層が、ガス種を注入すること、化学的にアタックできる多孔性層を形成すること、及び、結合力の制御を用いる分子結合によって結合することにより形成されるグループから選択される技法を使用して形成される、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
マイクロ電子、光電子、もしくは光学用の基板又は基板上の部品を製造するための支持体であって、
有用層の少なくとも一部と、
前記支持体と前記有用層の間に位置する取り外し可能インタフェース層と、
前記有用層上に堆積されて、前記取り外し可能インタフェース層を少なくとも部分的に横方向に覆う堆積された材料の周縁領域部を形成する、堆積された層と、
堆積された材料の前記周縁領域部を受ける周縁くぼみ領域であって、前記取り外し可能インタフェース層が取り外しを目的として横方向に露出されるようにする、周縁くぼみ領域と、
を備えることを特徴とする支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、第１支持体から第２支持体への有用層の転写を含む、マイクロ電子、光電子、もしくは光学用の基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品製造処理を既に受けていることも受けていないこともある半導体材料の層の、第１支持体から第２支持体への機械的転写を可能にするために、各種の技法が最近開発されてきた。
【０００３】
ヨーロッパ特許第ＥＰ−Ａ−０８４９７８８号に記載されているものなどの、化学的にアタックすることができる埋め込み多孔層を使用した技法を特に述べることができる。
【０００４】
注入領域における破断により薄い有用層を材料の残りから分離させることができるガス種を注入することにより弱くされた基板も述べることができる。
【０００５】
最後に、支持体に一時的に結合された層を機械的力により分離することができるように結合エネルギーを制御する分子結合技法も述べることができる。
【０００６】
有用層が上記技法の１つを使用して第１支持体へ接続される場合、層の転写は適切な結合力を使用して有用層の自由面に第２支持体を接触させることを含み、有用層及び第１支持体を備えるこのアセンブリの自由面は「前」面として知られている。
【０００７】
転写は、クラックを広げるために弱くされたインタフェースに横方向に導入されたドローイング・リグ（drawing rig）あるいはブレードなどの１つ又は複数のツールを採用して転写されるべき層と第１支持体の間に応力（一般に引張り応力及び又は曲げ応力及び又は剪断応力）を加える、あるいは前記弱くされたインタフェースへ流体の噴射を加えることにより完了する（たとえば、フランス特許第ＦＲ−Ａ−２７９６４９１号参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
転写されるべき有用層がいずれかの部品製造工程を受けないとき、その場合には有用層を第２支持体へ取り付けるため採用される結合技法にかかわらず、（特に、分子結合、共晶結合、高分子又は樹脂を使用した結合等により）前記転写が全体的に行われる。
【０００９】
対照的に、有用層が部品製造プロセスにおける工程を既に受けているときには問題は異なり、その場合には、しばしば異なるタイプの堆積（半導体酸化物又は窒化物、多結晶半導体、非結晶半導体、ホモ・エピタキシー又はヘテロ・エピタキシーにより形成された単結晶半導体）を行う必要がある。
【００１０】
たとえば、「全ウエハ」法が特定の反応器において行われる場合、前記堆積は有用層の自由面を部分的に又は全体的に覆い、その第１支持体へ一時的に固定された前記有用層から構成される基板の側面上にオーバーフローする傾向を有する。
【００１１】
オーバーフローした覆う部分により、一応は包含される有用層を作り、主結果として有用層と第１支持体の間の結合の周辺を強化するが、その場合、前記有用層をその第２支持体へ転写するのに必要なその後の取り外しに問題をもたらすことがあり得る。
【００１２】
本発明は、この欠点を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このために、第１態様では、本発明は、マイクロ電子、光電子、もしくは光学用の基板又は基板上の部品の製造に使用するため、第１支持体から第２支持体へ単結晶材料の有用層を転写する方法であって、前記第１支持体、及び、前記有用層の少なくとも一部を含み、前記第１支持体と前記有用層の間に取り外し可能インタフェースを有し、前記有用層の外縁が前記第１支持体の外縁から内側に離される第１基板を形成する工程と、前記有用層上に材料の堆積された層を形成し、前記堆積された層が前記取り外し可能インタフェースを少なくとも部分的に横方向に覆う工程と、前記取り外し可能インタフェースを露出させるように支持材料及び又は堆積された材料を局所的に除去する工程と、前記有用層の露出面を第２支持体へ固定する工程と、前記第１支持体と前記有用層の間の前記取り外し可能インタフェースで取り外しが行われ、前記取り外しが前記取り外し可能インタフェースの前記露出領域により促進される工程とを含む方法を提供する。
【００１４】
以下は、本方法の好ましいが限定的でない特徴である。
【００１５】
材料除去工程は、インタフェースを横方向に覆う堆積された材料の周縁領域部を除去することを含む。
【００１６】
材料除去工程は切断によって実施される。
【００１７】
材料除去工程はエッチングによって実施される。
【００１８】
エッチングは、周縁領域部内側の有用層をマスクすることによって行われる。
【００１９】
材料除去工程は、堆積された材料の周縁領域部下の第１支持体の材料の少なくとも一部を除去することも含む。
【００２０】
材料除去工程は、前記堆積の前に、材料の周縁領域部を堆積された材料の周縁領域部が形成される領域内の第１支持体から除去することを含む。
【００２１】
第１支持体からの材料の周縁領域部は、有用層の側面において横方向及び正面に開口する周縁くぼみである。
【００２２】
くぼみの深さは、堆積された材料の周縁領域部の厚さよりも大きいか等しい。
【００２３】
くぼみの幅は、第１支持体の外縁と有用層の外縁の間の間隔を実質的に覆うものである。
【００２４】
第１支持体から周縁領域部を除去する工程は、前記第１支持体上に有用層を形成した後に実施される。
【００２５】
取り外し工程は、取り外し手段を使用して取り外し可能インタフェースにおいて横方向応力を加えることにより実施される。
【００２６】
材料除去工程は、有用層の露出面を第２支持面に固定する工程の前に、有用層の露出面と取り外し可能インタフェースの領域の間に分離チャネルを形成することを含む。
【００２７】
チャネルは、個々のアイランドを画定する。
【００２８】
チャネルは、ソー切断、レーザー切断、イオン・ビーム切断、及び、マスク化学エッチングにより形成されたグループから選択される技法を使用して形成される。
【００２９】
取り外し工程は、第１支持体と第２支持体の間に、引張り応力、曲げ応力、及び、剪断応力により形成されるグループから選択される１つあるいは複数の応力を加えることができる取り外し手段を使用して実行される。
【００３０】
堆積された材料の層は、「全ウエハ」エピタキシーにより形成される。
【００３１】
有用層は、エピタキシャル成長用種を形成する層と１つあるいは複数のエピタキシャル成長層を含む。
【００３２】
種層の材料は、炭化シリコン、サファイア、窒化ガリウム、シリコン、及び、窒化アルミニウムにより形成されるグループから選択される。
【００３３】
エピタキシャル成長層は、１つあるいは複数の窒化金属から形成される。
【００３４】
第１支持体の材料は、半導体、半導体炭化物、及び、サファイアなどの絶縁体で形成されるグループから選択される。
【００３５】
取り外し可能インタフェースは、ガス種を注入すること、化学的にアタックすることができる多孔性層を形成すること、及び、結合力の制御を用いる分子結合によって結合することにより形成されるグループから選択される技法を使用して形成される。
【００３６】
本発明の第２態様では、本発明は、マイクロ電子、光電子、もしくは光学用の基板又は基板上の部品を製造するための支持体であって、有用層の少なくとも一部を受け取ることができ、支持体と有用層の間に取り外し可能インタフェースを有し、有用層上の材料層堆積が前記インタフェースを少なくとも部分的に横方向に覆う堆積された材料の周縁領域部を形成でき、支持体が、堆積された材料の周縁領域部を受け取るようになされた周縁くぼみ領域を含んで、前記インタフェースが取り外し目的で横方向に露出されることを可能にする支持体を提供する。
【００３７】
非限定的な例として与えられ、添付図面を参照して用いる本発明の好ましい実施形態の以下の説明から、本発明の更なる態様、目的、及び、利点が明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
先ず図１及び図２を参照すると、第１支持体１０は、たとえば炭化シリコンＳｉＣ、単結晶シリコン又は多結晶シリコン等の半導体材料から形成されるか、絶縁材料、たとえばサファイアから形成される。
【００３９】
層１２は、前記第１支持体上に形成されるか堆積され、除去可能結合インタフェースを形成し、それは通常、ＳｉＯ２などの半導体酸化物、半導体窒化物等の層でもよい。
【００４０】
第１支持体１０と、この場合、層１６が形成あるいは堆積された有用層１４によって形成される有用層との間に、層１２が取り外し可能インタフェース層を形成する。通常、有用層１４は、その上に層１６がエピタキシーにより形成される種層である。この種層は、たとえば炭化シリコン、サファイア、窒化ガリウム、シリコン、又は、窒化アルミニウムから形成される。
【００４１】
一実施形態では、有用層１４はＳｉＣから形成され、一方、エピタキシャル成長層は、窒化ガリウムＧａＮなどの窒化金属から形成されるか、異なる窒化金属のスタックにより形成される。
【００４２】
そのような有用層構造は、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）の製造において有利である。
【００４３】
図１で見られるように、従来の方式では、第１支持体１０は前記支持体上に形成された層１２、１４、及び、１６のアセンブリよりも若干大きい。「全ウエハ」反応器で従来行われるエピタキシーによる層１６の堆積は、従って有用層１４上を延びるだけでなく、第１支持体１０のくぼみ周縁を覆う周縁領域部１６１の周りにも延びる。
【００４４】
図２は、第１基板と呼ばれる図１に示すアセンブリの第２支持体２０への取り付けを示している。この場合、固定は金属結合技法を使用して行われる。結合層は２２で示される。
【００４５】
取り外しインタフェース層１２の面における分離を広げるように、有用層１４、１６と第１支持体１０の間の取り外し可能インタフェース層１２へ応力を加えることができる取り外しツールを特に使用して、上述の固定の後で、有用層１４、１６が第１支持体１０から第２支持体２０へ転写される。
【００４６】
しかし、図２は、堆積されたＧａＮリングの周縁領域部１６１がそのような作業に関して２つの問題を生じさせることを示している。第１に、第１基板の周縁において有用層１４、１６と第１支持体１０の間の結合を強化することとなり、第２に、必要な取り外し応力（図３ａにおける矢Ｆ１）を取り外し可能インタフェース層１２に印加するために、取り外しツール（薄いブレード、流体の噴射等）により取り外し可能インタフェース層１２へ直接アクセスすることが不可能となる。
【００４７】
これらの問題を解決するための幾つかの解決策を以下に記載する。
【００４８】
第１の解決策が図３ａに略図的に示されている。この解決策は、周縁領域部１６１を除去することからなる。
【００４９】
第１実施形態では、前記除去はエッチングにより行われることができる。このために、マスクが有用層１４、１６の自由面に作られ、このマスクは周縁領域部１６１だけを除去する。次に、取り外し可能インタフェース層１２を取り外すために、周縁領域部の材料に適したアタック媒体が、周縁領域部をその全厚にわたりアタック及び除去するために使用される。本例では、周縁領域部がＧａＮであるので、以下が好ましく行われる。ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３に基づくプラズマ・エッチング又はＲＩＥ（反応性イオン・エッチング）（論文「GaN：Processing,Defects and Devices」 S J Pearton et al、Journal of Applied Physics、vol 86、no 1、１９９９年７月１日を参照）。
【００５０】
変形例では、プラズマ・エッチングなどの他のエッチング技法を使用することができる。
【００５１】
第２実施形態では、周縁領域部１６１は切断又はトリミング技法を使用して除去される。機械的ソー切断技法、レーザー切断技法、又は、イオン・ビーム切断技法を使用することができる。回転による円筒形の切断及び周縁領域部１６１と第１支持体１０の間の過渡的な面における切断より周縁領域部１６１が除去されると、理解される。
【００５２】
全ての場合において、有用層の転写を可能にするために、エッチング又は切断により取り外し可能インタフェース層１２へ十分にアクセスできるように注意が払われている。この点において、周縁領域部１６１の単なる部分的除去が、第１支持体１０と有用層１４、１６との間の周縁結合を弱め、取り外しツールが正しく作動することを可能にするのに十分であることができることに留意されたい。対照的に、支持体自体の中へ進入しながら周縁領域部１６１を除去することも可能である。
【００５３】
変形例では、図３ｂに示すように、周縁領域部１６１だけでなくそれに隣接する第１支持体１０の部分１０１も除去するように、第１支持体１０の全厚さを通じて切断が行われる。この変形例は、切断技法の加工深さが制御しにくい場合に、より適切であることができる。
【００５４】
好ましくは、周縁領域部１６１は、第２支持体２０が有用層１４、１６へ固定される前に除去される。しかし、周縁領域部１６１を除去するために使用される技法がそれを許容する場合、除去は固定後に行うことができる。
【００５５】
周縁領域部１６１によって引き起こされる問題を克服するための更なるアプローチが図４に示されている。これは、周縁くぼみ１０２を含むように特に製造された第１支持体１０を使用することからなる
有利には、前記周縁くぼみは、支持体１０の外縁と取り外し可能インタフェース層１２及び有用層１４、１６の外縁との間を半径方向（図４において水平）に延びる。軸方向（図４において垂直）には、前記くぼみ１０２が、形成される堆積物１６の厚さに少なくとも等しい深さ（ｄ）に渡って好ましくは延び、それにより堆積作業の終わりに、堆積物が形成する周縁領域部１６１は、除去可能なインタフェースを遮ることがない。したがって、周縁領域部１６１は除去される必要がない。
【００５６】
くぼみは、好ましくは層１２及び１４を形成する前に、そして、あらゆる場合において、第１基板の周縁を覆うことができる有用層の全て又は一部の形成前に作られる。
【００５７】
好ましくは、前記くぼみはレーザー・ビームによるアブレーションによって、又は機械的トリミングによって作られる。
【００５８】
更なる手法が図５及び図６に示されている。この手法は、取り外し可能インタフェース層１２まで下がる有用層１４、１６の厚さにクラックあるいはチャネル１８を形成することからなる。
【００５９】
これらクラックは、たとえば図６に示すように、好ましくは１×１平方マイクロメートル（μｍ２）〜３００×３００μｍ２の範囲のサイズを有する、形状が正方形の個々のアイレット又はタイル１９を画定する。
【００６０】
これら切れ目は、ソー切断技法もしくはレーザー切断技法を使用して、又は、イオン・ビーム切断技法を使用して機械的に、あるいは有用層１４、１６の自由面への選択的幾何形状アタックを可能にするエッチング・マスクをまず配置するエッチングにより化学的に、のどちらかで形成することができる。好ましくは、また特に形成中に前記アタックがチャネルの壁を掘削しすぎることを防ぐために、ドライ又はウェット・エッチング技法が使用される。
【００６１】
ＧａＮエピタキシーが行われるＳｉＣの種層から有用層１４が形成される場合、アルゴン・ベースのイオン・エッチングが行われる（上記の論文「GaN:Processing,Defects and Devices」参照）。
【００６２】
そのような手法により、周縁領域部１６１の存在によって引き起こされる有用層と第１支持体の間のインタフェースの強化は避けられる。これは、除去応力が図２に示すタイプのアセンブリを作った後で支持体１０と２０の間に及ぼされると、周縁領域部１６１によりそれ自体は強化を受けない個々のタイルが前記応力の影響下により支持体から分離されることができることによる。
【００６３】
上記応力は、引張り応力、曲げ応力、又は、剪断応力、あるいは前記諸応力の各種組合せであることができることに留意されたい。
【００６４】
明らかに、本発明は、半導体材料の極めて広い種類に適用されることができる。上記のような絶縁体上の炭化シリコン（ＳｉＣＯＩ）上に展開された窒化物の層の例に加えて、本発明は、たとえば第２絶縁支持体１０上にＣＭＯＳ技法を使用して部品を製造するための何らかの方法が行われた、シリコンをベースとする有用層を転写する場合に採用されることができる。多くの他の応用も可能である。
【００６５】
この点において、当業者は、使用されている材料に応じて適切な解決策を容易に選択（記載した３つの手法の１つの選択、材料除去のタイプの選択等）できるであろう。
【００６６】
最後に、上記の本発明の３つの手法は一緒に組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１支持体及び有用層を備える第１基板の断面図である。
【図２】有用層を転写するために第１基板へ取り付けられた第２支持体の断面図である。
【図３ａ】取り外しツールからの加工領域の取り外しを示す断面図である。
【図３ｂ】取り外しツールからの加工領域の取り外しを示す断面図である。
【図４】取り外しツールの第１支持体の特定配置を示す第１基板の断面図である。
【図５】有用層と第１支持体の間のインタフェースへのアクセスを得るための有用層の特定配置の断面図である。
【図６】有用層と第１支持体の間のインタフェースへのアクセスを得るための有用層の特定配置の平面図である。
【図１】
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【図２】
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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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