【手続補正書】
【提出日】令和1年11月14日(2019.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
半導体ウェハは通常、後続の手順において、ウェハの適切な方向付けするための１つ以上の平らな部分又はノッチを有するように切り落とされて、削られた単結晶インゴット（例えば、シリコンインゴット）から作られる。そして、インゴットは、各ウェハへ薄く切られる。本明細書では、シリコン（ケイ素）から構成される半導体ウェハを参照するが、別の材料が半導体ウェハ、例えば、ゲルマニウム、炭化ケイ素、シリコンゲルマニウム、ガリウムヒ素及び窒化ガリウム又はリン化インジウムのようなIII族元素とV族元素の他の合金、又は硫化カドミウム又は酸化亜鉛のようなII族元素とIV族元素の他の合金を作るために使用されてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明はさらに、多層構造を準備する方法に関しており、その方法は、
単結晶半導体ハンドルウェハの裏面にホウ素ドープシリコンの層を堆積させる第１工程と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面を単結晶半導体ドナーウェハの前面に結合し、それにより結合構造を形成する第２工程と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの劈開面で結合構造を機械的に切断し、それによって前記単結晶半導体ハンドルウェハの裏面と接する前記ホウ素ドープシリコンの層と、前記単結晶半導体ハンドルウェハと、前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面と接する誘電体層と、露出面を有する単結晶半導体素子層と、を有する劈開構造を準備する第３工程と、
前記単結晶半導体素子層の前記露出面を、３０ミクロメータ×３０ミクロメータの表面領域にわたる、約２オングストローム以下の二乗平均表面粗さまで平滑化し、それによって多層構造を準備する第４工程と、を有する方法であって、
第１工程では、
前記単結晶半導体ハンドルウェハは、
一方の面が前記単結晶半導体ハンドルウェハの裏面であり、もう一方の面が前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面である、２つの平行な主な面と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前記前面と前記裏面とをあわせる周端部と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前記前面と前記裏面とに垂直な中心軸と
前記半導体ハンドル基板の前記前面と前記裏面との間のバルク領域と、を有しており、
前記第２工程では、
前記単結晶半導体ドナーウェハは、
一方の面が前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面であり、もう一方の面が前記単結晶半導体ドナーウェハの前記裏面である、通常平行な２つの主な面と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面と前記裏面とをあわせる周端部と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面と前記裏面との間のバルク領域と、を有しており、
さらに、前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面は誘電体層を有しており、
前記バルク領域は劈開面を有する、
多層構造を準備する方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明の方法のある実施形態において、図１Ａと図１Ｂを参照すると、応力層２０は、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積する。応力層２０は、ハンドルウェハ１０に安定した引張り応力をもたらすことができる材料であり、望ましくない汚染物（例えば、有機物、金属）を発生させない。ある実施形態において、応力層２０は二酸化ケイ素ＳｉＯ２を有する。ある実施形態で、応力層２０は窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４を有する。ある実施形態で、応力層２０は、ＳｉＯｙＮｘ成分を含む酸窒化ケイ素を有しており、ｘは０から３の間の値、例えば、０．１から３の間、又は０．１から２．９の間の値を有し、ｙは、０から２までの値、例えば、０．１から２の間、又は０．１から１．９の間の間を有する。ある実施形態で、応力層２０は、炭化ケイ素多結晶ＳｉＣを有する。ある実施形態で、応力層２０は、炭化ドープシリコン、ＣドープＳｉを有する。ある実施形態で、応力層２０は、ホウ素ドープシリコン、ＢドープＳｉを有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ある実施形態において、応力層２０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。ある実施形態で、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む応力層２０は、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）若しくは低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）によって単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積される。ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ用のシリコン前駆物質は、テトラオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、メチルシラン、四水素化ケイ素（シラン）、トリシラン、ジシラン、ペンタシラン、ネオペンタシラン、テトラシラン、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）等を含む。酸素ガス又はオゾンガスは、二酸化ケイ素応力層が成長するための適切な酸素源である。成長温度は、例えば、約２００℃と約１２００℃の間、約２００℃と約７００℃との間、約２００℃と約５００℃との間のように、約２０℃と約１２００℃との間である。応力層は、例えば、約１０−１１Ｔｏｒｒ（約１×１０−９Ｐａ）から７６０Ｔｏｒｒ（約１０１ｋＰａ）の間、又は約１Ｔｏｒｒ（約０．１３ｋＰａ）から約４００Ｔｏｒｒ（約５３．３ｋＰａ）の間、望ましくは約１０Ｔｏｒｒ（約１．３３ｋＰａ）から約８０Ｔｏｒｒ（約１０．６７ｋＰａ）の間の減圧下で形成され得る。ある実施形態で、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積した二酸化ケイ素を有する応力層２０は、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の中心軸１８に沿って測定すると、例えば、約１０００オングストロームと約５０００オングストロームとの間の厚さを有するように、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の中心軸１８に沿って測定すると、約１０００オングストロームと約２０，０００オングストロームとの間の厚さを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ある実施形態で、応力層２０はホウ素ドープシリコンを有する。ホウ素ドープシリコンを有する応力層２０は、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、若しくは低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）によって、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積され得る。ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤのためのシリコン前駆物質は、メチルシラン、四水素化ケイ素（シラン）、トリシラン、ジシラン、ペンタシラン、ネオペンタシラン、テトラシラン、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）等を含む。ホウ素前駆物質は、ジボラン、三塩化ホウ素、１，３，５−トリ（Ｎ−メチル）ボラジンを含む。温度成長は、約２００℃と約１２００℃との間、例えば、約２００℃と約１１５０℃との間であり得る。ある実施形態において、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積したホウ素ドープシリコンを有する応力層２０は、約１×１０１７アトム／ｃｍ３と約１×１０２２アトム／ｃｍ３の間、例えば、約１×１０１８アトム／ｃｍ３と約１×１０２１アトム／ｃｍ３の間のドーパント濃度を有する。応力層は、約１０−１１Ｔｏｒｒ（約１×１０−９Ｐａ）と約７６０Ｔｏｒｒ（約１０１ｋＰａ）の間、又は、約１Ｔｏｒｒ（約０．１３ｋＰａ）と約４００Ｔｏｒｒ（約５３．３ｋＰａ）の間、望ましくは約１０Ｔｏｒｒ（約１．３３ｋＰａ）と約８０Ｔｏｒｒ（約１０．６７ｋＰａ）の間のような減圧圧力下で形成され得る。ある実施形態で、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の裏面１４に堆積したホウ素ドープシリコンを有する応力層２０は、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の中心軸１８に沿って測定すると、例えば、約１０００オングストロームと約２０，０００オングストロームとの間の厚さを有するように、単結晶半導体ハンドルウェハ１０の中心軸１８に沿って測定すると、約５０００オングストロームと約５０，０００オングストロームとの間の厚さを有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
単結晶半導体ドナーウェハ３０は、酸化、埋め込み及びポスト埋め込み洗浄を含む基本的な処理工程の対象だった。つまり、単結晶半導体ドナーウェハ３０はさらに、劈開面４０と単結晶半導体ドナーウェハ３０の前面３２と接する誘電体層４２を有する。適切な誘電体層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化バリウム、及びそれらの組み合わせの中から選ばれた材料を有し得る。ある実施形態では、誘電体層は、少なくとも約５ナノメータの厚さ、少なくとも約１０ナノメータの厚さ、例えば、約１０ナノメータと約１０，０００ナノメータの間、約１０ナノメータと約５，０００ナノメータの間、５０ナノメータと約４００ナノメータの間であるか又は約１００ナノメータと約４００ナノメータの間、例えば、５０ナノメータ、１００ナノメータ、若しくは２００ナノメータであるか又は約１００ナノメータと約８００ナノメータ、例えば約６００ナノメータの厚さを有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
ある実施形態で、誘電体層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素及びそれらの組み合わせを有するグループから選択された１つ以上の絶縁材料を有する。ある実施形態で、誘電体層は、少なくとも約５ナノメータの厚さ、少なくとも約１０ナノメータの厚さ、例えば約１０ナノメータと約１０，０００ナノメータの間、約１０ナノメータと約５，０００ナノメータとの間、５０ナノメータと約４００ナノメータとの間であるか又は約１００ナノメータと約４００ナノメータの間、例えば、約５０ナノメータ、１００ナノメータ、若しくは２００ナノメータであるか又は約１００ナノメータと約８００ナノメータ、例えば約６００ナノメータの厚さを有する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ある実施形態において、誘電体層は、絶縁体材料の多層を有する。絶縁体層は、２つ、３つ若しくはそれ以上の絶縁体層を有する。各絶縁体層は、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化バリウム及びそれらの組み合わせの中から選択された材料を有し得る。ある実施形態において、各絶縁体層は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせの中から選択された材料を有し得る。各絶縁体層は、少なくとも約５ナノメータの厚さ、少なくとも約１０ナノメータの厚さ、例えば、約１０ナノメータと約１０，０００ナノメータの間、約１０ナノメータと約５，０００ナノメータ、５０ナノメータと約４００ナノメータとの間であるか又は約１００ナノメータと約４００ナノメータの間、例えば、約５０ナノメータ、１００ナノメータ若しくは２００ナノメータであるか又は約１００ナノメータと約８００ナノメータ、例えば約６００ナノメータの厚さを有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
任意ではあるが、裏面の層は、多層構造の最終使用の要求次第で、除去されてもよいし、ハンドルウェハに残されたままでもよい。裏面の層は単結晶半導体素子層６２を平滑化した後に除去されることが望ましい。単結晶半導体素子層６２が平滑化されると、裏面応力層を除去しても、表面粗さは変化しない。例えば、二酸化ケイ素層は、プラズマエッチング又は（従来のウェハ洗浄ツールにおいて５％から４９％ｖｏｌ．密度のＨＦ溶液のような）ウェットエッチを用いて除去され得る。
【手続補正１０】
【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】
単結晶半導体ハンドルウェハの裏面に二酸化ケイ素の層を堆積させる第１工程と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面を単結晶半導体ドナーウェハの前面に結合し、それにより結合構造を形成する第２工程と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの劈開面で結合構造を機械的に切断し、それによって前記単結晶半導体ハンドルウェハの裏面と接する前記二酸化ケイ素の層と、前記単結晶半導体ハンドルウェハと、前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面と接する誘電体層と、露出面を有する単結晶半導体素子層と、を有する劈開構造を準備する第３工程と、
前記単結晶半導体素子層の前記露出面を、３０ミクロメータ×３０ミクロメータの表面領域にわたる、約２オングストローム以下の二乗平均表面粗さまで平滑化し、それによって多層構造を準備する第４工程と、を有する方法であって、
第１工程では、
前記単結晶半導体ハンドルウェハは、
一方の面が前記単結晶半導体ハンドルウェハの裏面であり、もう一方の面が前記単結晶半導体ハンドルウェハの前面である、２つの平行な主な面と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前記前面と前記裏面とをあわせる周端部と、
前記単結晶半導体ハンドルウェハの前記前面と前記裏面とに垂直な中心軸と
前記半導体ハンドルウェハの前記前面と前記裏面との間のバルク領域と、を有しており、
前記第２工程では、
前記単結晶半導体ドナーウェハは、
一方の面が前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面であり、もう一方の面が前記単結晶半導体ドナーウェハの前記裏面である、通常平行な２つの主な面と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面と前記裏面とをあわせる周端部と、
前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面と前記裏面との間のバルク領域と、を有しており、
さらに、前記単結晶半導体ドナーウェハの前記前面は誘電体層を有しており、
前記バルク領域は劈開面を有する、多層構造を準備する方法。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2019501523.tif 000001