JP2001525991A

JP2001525991A - 制御された劈開プロセス

Info

Publication number: JP2001525991A
Application number: JP54937198A
Authority: JP
Inventors: ヘンリー、フランソワ・ジェイ; チュン、ナサン・ダブリュ
Original assignee: シリコン・ジェネシス・コーポレーション
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2001-12-11
Also published as: CN1146973C; CN1255237A; CA2290104A1; EP0995227A1; EP0995227A4; WO1998052216A1; AU7685198A

Abstract

(57)【要約】ドナー基体（10）から材料フィルム（12）を形成する技術である。この技術はドナー基体（10）の表面を通って、表面の下方の選択された深さ（20）へ選択された方法によりエネルギを有する粒子（22）を導入するステップを有し、粒子は選択された深さよりも上にドナー基体材料（12）を限定するため比較的高い濃度と選択された深さにおけるパターンの粒子を有する。加圧された流体のようなエネルギソースはドナー基体の選択された領域に導かれて、選択された深さ（20）で基体（10）の制御された劈開動作を開始し、劈開動作はドナー基体の残りの部分からドナー材料を分離するため拡張した劈開フロントを与える。

Description

【発明の詳細な説明】制御された劈開プロセス［関連出願の参照］本出願は、暫定出願の第60/046,276号明細書（発明の名称“CONTROLLED CLEAV AGE PROCESS”、1997年３月12日）と、第09/026,115号明細書（発明の名称“CON TROLLED CLEAVAGE PROCESS”、1998年２月１９日）と、第09/026,027号明細書（発明の名称“CONTROLLED CLEAVAGE PROCESS”、1998年２月19日から優先権を主張している。［発明の技術的背景］本発明は基体の製造に関し、特に例えば加圧された流体を使用して半導体集積回路用のシリコン−絶縁体基体の製造において基体を劈開する方法および装置を含んだ技術を提供する。しかし本発明は広範囲の応用を有することが認識されるであろう。これは多層集積回路装置用のその他の基体、集積された半導体装置、光子装置、ピエゾ電子装置、マイクロ電子機械システム（“ＭＥＭＳ”）、センサ、アクチュエイタ、太陽電池、フラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤ、ＡＭＬＣＤ）、生物および生物医学装置等の３次元パッケージングにも適用されることができる。熟練した技術者またはより適切には技術者は、有用性の少ない材料を使用して有用な物体、器具または装置を多年にわたって製造している。ある場合、物体は小さい素子または組立てブロックにより組立てられる。代わりに、有用性の少ない物体は小さく分離されその利用性を改良する。分離されるこれらの物体の普通の例はガラスプレート、ダイヤモンド、半導体基体等のような基体構造を含んでいる。これらの基体構造はしばしば種々の技術を使用して劈開されるかあるいは分割される。ある場合には、基体は鋸動作を使用して檗開されることができる。鋸動作は通常、回転ブレードまたは器具に依存し、これは基体材料を切断して２つの部片に分割する。しかしながら、この技術は多くは非常に“ラフ”であり、微細な工具またはアセンブリの製造において基体の正確な分割を行うために通常使用できない。さらに、鋸技術はしばしばダイヤモンドまたはガラスのような非常に堅くあるいは脆弱な材料を分離または切断することが困難である。したがって、これらの堅い、または脆弱な材料を劈開方法を使用して分離するための技術が開発されている。例えばダイヤモンドの切断では、強力な指向性の熱／機械インパルスがダイヤモンド材料の結晶学的平面に沿って優先的に誘導される。この熱／機械インパルスは通常、劈開フロントを主結晶面に沿って伝播させ、熱／機械インパルスからのエネルギレベルが選択された結晶面に沿って破損エネルギレベルを超過したときに劈開が生じる。ガラスの切断では、工具を使用したスクライブラインがしばしばガラス材料上に好ましい方向で刻印され、これは通常特性はアモルファスである。スクライブラインはアモルファスガラス材料を包囲するさらに高い応力の領域を生じさせる、機械力がスクライブラインの両側に与えられ、これは好ましくはスクライブラインに沿ってガラス材料が破断するまでスクライブラインに沿って応力を増加する。この破断はガラスの劈開プロセスを完了し、これは家事を含む種々の応用で使用されることができる。前述の技術は満足すべきものであるが、多くの部分では、ダイヤモンドまたは家庭におけるガラスの切断に適用されるとき、これらは小さい複雑な構造または正確な加工品の製造に厳しく制限される。例えば、前述の技術はしばしば“ラフ ”であり、小さくデリケートな機械器具、電子装置等の製造において非常に正確な状態で使用されることができない。さらに、前述の技術は１つの大きいガラス平面を別のものから分離するのに有効であるが、大きい基体から分割、シェイビングまたは薄膜材料を剥離するのには多くの場合に有効ではない。さらに、前述の技術はしばしば複数の劈開フロントを生じさせ、これは僅かに異なる平面に沿って結合し、正確な切断に使用するには非常に望ましくないものである。前述の説明から、価格が安く効率がよい基体から材料の薄膜を分離する技術が望まれていることが分かる。［発明の要約］本発明によれば、加圧された流体または流体ジェットを用いて制御された劈開動作を使用する基体から材料の薄膜を分離する改良された技術が提供される。この技術は制御されたエネルギ（例えば空間的分布）と、劈開フロントの開始および基体から材料の薄膜の除去を行うための基体中の伝播とを可能にする選択された条件とを使用することによって、１つまたは多数の劈開領域を使用して基体上に劈開プロセスの開始を可能にする。特別の実施形態では、本発明は加圧された流体による制御された劈開プロセスを使用して、ドナー基体から材料の薄膜を形成するプロセスを提供する。このプロセスはドナー基体の表面を通って表面の下方の選択された深さまでエネルギを有する粒子（例えば帯電されたまたは中性の分子、原子または十分な運動エネルギを有する電子）を導入するステップを含んでおり、その深さで粒子は比較的高い濃度であり、それによって選択された深さの上方のドナー基体材料の厚さ（例えは分離可能な材料の薄膜）を限定する。ドナー基体材料を劈開するため、この方法はエネルギをドナー基体の選択された領域へ与え、それによってドナー基体中で制御された劈開動作を開始し、その劈開動作はドナー基体の残りの部分からドナー材料を除去するため伝播劈開フロントを使用して行われる。大部分の実施形態では、１領域の材料を破断するのに十分なエネルギを材料に与えることによって劈開が開始され、制御されていないシャタリングまたは粉砕なしに劈開フロントを生じる。劈開フロントの形成エネルギ（Ｅ_c）はシャタリングまたは破砕を避けるためにしばしば各領域のバルクな材料破断エネルギ（Ｅ_mat ）よりも低くされなければならない。ダイヤモンド切断またはガラス切断のスクライブラインの方向性エネルギのインパルスベクトルは例えば劈開フロントの制御された生成と伝播を可能にするように劈開エネルギが減少される手段である。劈開フロントはそれ自体高い応力領域にあり、一度生成されると、その伝播はこの破断の最初の領域から材料をさらに劈開するための低いエネルギを必要とする。劈開フロントを伝播するのに必要なエネルギは、劈開フロント伝播エネルギ（Ｅ_p）と呼ばれる。この関係は次式のように表される。Ｅ_c＝Ｅ_p＋［劈開フロント応力エネルギ］制御された劈開プロセスは、好ましい方向に沿ってＥ_pを他の全てより高く減少し、利用可能なエネルギを他の不所望の方向のＥ_pよりも低くするように限定することにより実現される。任意の劈開プロセスでは、多数の劈開フロントが作用するが１つだけの拡張した劈開フロントにより劈開プロセスが行われたときに良好な劈開表面仕上げが行われる。本発明を使用して既存の技術にまさる多くの利点が実現される。特に、本発明は、多数の材料がサンドイッチ状に重ねられたフィルムを含んでいるドナー基体から材料の薄膜を優先的に劈開するための制御されたエネルギと選択された条件を使用する。この劈開プロセスはフィルムまたは基体の残りの部分に対する損傷の可能性を防止しながら基体から材料の薄膜を選択的に除去する。したがって残りの基体部分はその他の応用では反復して再使用されることができる。さらに、本発明は、別の実施形態にしたがって別々に分離されたフィルム、ドナー基体または多材料フィルムの温度偏差を減少するため薄膜の制御された劈開プロセス中に比較的低い温度を使用する。ほとんどの場合、制御された劈開プロセスは例えば室温およびその他の温度で行われることができる。この低い温度の方法は例えば実質上異なる熱膨脹係数の材料の劈開および結合のようなより多くの材料とプロセス範囲で可能である。その他の実施形態では、本発明は基体中のエネルギまたは応力を劈開開始エネルギよりも低い値へ制限し、これは通常ランダム劈開開始位置またはフロントを生成する可能性を除去する。これは既存の技術でしばしば生じた劈開ダメージ（例えばピット、結晶欠陥、破損、ひび、ステップ、中空、過剰な粗さ）を減少する。さらに、本発明は既存の技術と比較して必要な応力または圧力効果よりも高いことにより生じるダメージと、エネルギを有する粒子により生じる核生成位置を減少する。本発明は既知のプロセス技術においてこれらおよびその他の利点を実現する。しかしながら、以下の特許明細書の部分および添付図面を参照することにより本発明の本質および利点がさらに理解されよう。［図面の簡単な説明］図１乃至１１は、本発明の１実施形態にしたがって制御された劈開技術を示している簡単な図である。図１２乃至１８は、本発明によるシリコン−絶縁体基体を形成する方法を示した簡単な断面図である。［実施例の詳細な説明］本発明は、薄膜材料および／または基体の残りの部分に対するダメージの可能性を防止しながら基体から材料の薄膜を除去する技術を提供する。材料の薄膜はターゲット基体に取付けられており、またはそこに取り付けられることができ、それによって例えばシリコン−絶縁体ウェハを形成する。材料の薄膜は種々の他の応用にも使用されることができる。本発明は図面と以下の説明を参照して良好に理解されるであろう。１．制御された劈開技術図１は、本発明による基体10の簡単な断面図である。この図面は単なる例示であり、特許請求の範囲の技術的範囲を限定するものではない。単なる例として、基体10は除去される材料領域12を含んでいるシリコンウェハであり、この除去される材料領域は基体材料から得られた比較的均一な薄膜である。シリコンウェハ 10は上部表面14、底部表面16、厚さ18を含んでいる。基体10は第１の側面（側面１）と第２の側面（側面２）（図面でも参照されている）を含んでいる。材料領域12はまたシリコンウェハの深さ18内の厚さ20を含んでいる。本発明は以下のステップのシーケンスを使用して材料領域12を除去する優れた技術を提供する。選択されたエネルギを有する粒子はここにおいてシリコンウェハの上部表面14 を通って選択された深さ24へ注入され、これは材料の薄膜と呼ばれる材料領域12 の厚さ20を限定する。種々の技術がエネルギを有する粒子をシリコンウェハへ注入するために使用されることができる。これらの技術は例えばApplied Material s、Eaton Corporation、Varian、その他のような会社で製造されたビームラインイオン注入装置を使用するイオン注入を含んでいる。その代わりに、注入はプラズマ侵漬イオン注入（“ＰＩＩＩ”）技術を使用して行われる。プラズマ侵潰注入技術の例は（Paul K.Chu、Chung Chan、Nathan W.Cheung、名称“Recent Appl ications of Plasma Immersion Ion Implantation”、SEMICONDUCTOR INTERNATI ONAL、165〜172頁、1996年６月）と（P.K.Chu、S.Qin、C.Chan、N.W.Cheung、L. A.Larson、名称“Plasma Immersion Ion Implantation”、MATERIAL SCIENCE AN D ENGINEERING REPORTS、A Review Journal、207〜280頁、R17巻、No.6-7（1996 年11月30日））に記載されている。さらにイオンシャワーを使用して注入が行われることもできる。勿論使用される技術は応用に依存する。応用に依存して、さらに小さい質量の粒子が材料領域12に対するダメージの可能性を減少するように通常選択される。即ち、さらに小さい質量の粒子は粒子が横切る材料領域に実質上ダメージを与えずに、基体材料を通って選択された深さまで容易に侵入する。例えばさらに小さい質量の粒子（またはエネルギを有する粒子）はほとんど任意の帯電（例えば正または負）および／または中性の原子または分子または電子等である。特別な実施形態では、粒子は水素イオンとその同位体のようなイオンと、ヘリウムとその同位体のような希ガスイオンと、ネオンを含む中性および／または帯電された粒子である。粒子は例えば水素ガス、水蒸気、メタン、水素化合物、その他の軽い原子質量の粒子のガス等の化合物から得られることもできる。代わりに粒子は前述の粒子および／またはイオンおよび／または分子スペシーおよび／または原子スペシーの任意の組合わせでもよい。粒子は通常表面を通って表面下の選択された深さまで貫通するのに十分な運動エネルギを有する。例としてシリコンウェハへの注入スペシーとして水素を使用して、注入プロセスは特定の１組の条件を使用して実行される。注入ドーズは約１０¹⁵乃至約１０¹⁸ アトム／ｃｍ²の範囲であり、好ましくはドーズは約１０¹⁶アトム／ｃｍ²よりも大きい。注入エネルギは約１ＫｅＶ乃至約１ＭｅＶの範囲であり、通常約５０ＫｅＶである。注入温度は約−２００乃至約６００℃の範囲であり、実質的な量の水素イオンが注入シリコンウェハから拡散し、注入されたダメージと応力を焼きなます可能性を防止するために約４００℃よりも低温であることが好ましい。水素イオンは約＋／−０．０３乃至＋／−０．０５ミクロンの正確性で選択された深さまでシリコンウェハに選択的に導入されることができる。勿論使用されるイオンのタイプとプロセス状況はその応用に依存する。実効的に、注入された粒子は応力を付加し、または選択された深さの基体の上部表面に平行な平面に沿ってフラクチャエネルギを減少する。このエネルギは部分的に注入スペシーと条件に依存する。これらの粒子は選択された深さの基体レベルのフラクチャエネルギレベルを減少する。これによって選択された深さの注入平面に沿って、制御された劈開が可能である。全ての内部位置の基体のエネルギ状態が基体材料の非可逆性フラクチャ（即ち分離または劈開）を開始するのに不十分である状況下で注入は行われることができる。しかしながら、注入は通常、それに続く熱処理、例えば熱による焼きなましまたは急速な熱による焼きなましにより修復されることができる基体中にある量の欠陥（例えばミクロ欠陥）を生じさせることに留意すべきである。図２は本発明による注入基体10の断面に沿った簡単なエネルギ図200である。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定すべきではない。簡単な図は基体に劈開を生じさせるためのエネルギレベル（Ｅ）（または付加的なエネルギ）を表す垂直軸201を含んでいる。水平軸203はウェハの底部からウェハの上部までの深さまたは距離を表している。粒子をウェハに注入後、基体はE205として表されている平均劈開エネルギを有し、これはウェハの深さに沿った種々の断面領域に沿ってウェハを劈開するのに必要なエネルギ量である。劈開エネルギ（Ｅ_c）は注入されていない領域のバルクな材料フラクチャエネルギ（Ｅ_mat）に等しい。選択された深さ20では、注入された粒子は基本的に結晶構造の結合を破壊または脆弱にし（または基体のエネルギ（Ｅ_cz）207を低くする粒子の存在によって生じる応力を増加し）それによって選択された深さにおいて基体を劈開するのに必要なエネルギ量を低くするので、エネルギ（Ｅ_cz）207はさらに低い。本発明は制御された方法で薄膜を劈開するため選択された深さで低エネルギ（または増加された応力）を利用する。しかしながら、基体は一般的に、注入プロセス後、可能な劈開フロントまたは選択された深さＺ₀を横切る欠陥または“脆弱”領域がない。これらの場合、劈開はバルクな材料の非均一な内部の応力、欠陥等のランダムな変化を受けるので、これらは通常制御されることができない。図３はこれらの欠陥を有する注入された基体10の劈開フロントを横切る簡単なエネルギ図300である。ダイヤグラム3 0０は単なる例示であり、特許請求の範囲を限定すべきではない。図は付加的なエネルギ(E)を表す垂直軸301と、基体の側面１から側面２までの距離、即ち基体の劈開フロントに沿った領域を表す水平軸303とを有する。示されているように、劈開フロントはそれぞれ領域１と領域２として表されている２つの領域305と3 07とを有し、これらは平均劈開エネルギ（Ｅ_cz）207よりも低い劈開エネルギ（恐らく欠陥等の高い濃度による）を有する。したがって各領域は周囲の領域よりも低い劈開エネルギを有するので、劈開プロセスは前述の領域の一方または両者で開始する可能性が高い。先の図により示されている基体の劈開プロセスの１例を図４を参照して以下説明する。図４は注入された基体を通って伝播する多数の劈開フロント401と403の簡単な上面図400である。劈開フロントは特に領域１と２を含んでいる劈開平面の“より脆弱な”領域で開始する。劈開フロントは発生し、矢印により示されているようにランダムに伝播する。多数の劈開フロント中のランダムな伝播の使用についての限定は、僅かに異なる平面に沿って異なる劈開フロントが結合する可能性、または亀裂の形成の可能性であり、これは以下さらに詳細に説明する。図５は例えば領域１ 305と領域２ 307に多数の劈開フロントを有するウェハから劈開されたフィルムの簡単な断面図500である。この図は単なる例示であり、特許請求の範囲を限定すべきではない。示されているように、僅かに異なる平面に沿って限定されている領域３ 309における領域２からの劈開と結合された領域１からの領域はフィルムに沿って二次的な劈開または亀裂311を開始する。差313の大きさに基づいて、フィルムは集積回路またはその他の応用の基体の製造で使用されるのに十分な品質ではなくなる可能性がある。亀裂311を有する基体は通常は処理に使用されることができない。したがってランダムな方法により多数のフロントを使用してウェハを劈開することは通常望ましいことではない。ランダムな方法により多数の檗開フロントを形成する技術の１例は、Michel Bru el（“Bruel”）の名称で米国特許第5,374,564号明細書に記載されている。Brue lは熱的に活性化された拡散を使用して全般的な熱処理（即ち注入の全表面を熱処理する）により注入されたウェハを劈開するための技術を説明している。基体の全般的な熱処理は通常、独立して伝播する多数の劈開フロントを開始させる。一般に、Bruelは全般的な熱的ソースにより劈開動作を開始し維持する方法による“制御可能ではない”劈開動作の技術を開示しており、これは不所望な結果を招く可能性がある。これらの不所望な結果は、劈開を維持するエネルギレベルが必要な量を超過するので、劈開フロントの不完全な結合または劈開された材料表面上の過度に粗い表面、その他多数のような潜在的な問題を含んでいる。本発明は注入された基体におけるエネルギの制御された分布または選択的な位置付けによりランダムな劈開フロントの形成を克服する。図６は本発明による劈開エネルギの選択的な位置付けを使用している注入された基体10の簡単な断面図である。この図は単なる例示であり、特許請求の範囲を限定するものではない。注入されたウェハは、選択的なエネルギの配置601または選択された深さ603で材料領域12の制御された劈開動作を行う位置付けまたはターゲティングステップを受ける。好ましい実施形態では、選択されたエネルギの配置607は基体10の選択された深さ603のエッジまたはコーナー領域近くで生じる。１つのインパルス（または複数のインパルス）はエネルギソースを使用して与えられる。ソースの例としては、とりわけ化学的ソース、機械的ソース、電気的ソース、熱シンクまたはソースを含んでいる。化学的ソースは粒子、流体、ガスまたは液体のような種々のものを含むことができる。これらの化学的ソースは材料領域中の応力を増加するため化学反応を含むこともできる。これらの化学的ソースはフラッド（flood）、ガスまたは液体のような変化を含むことができる。化学的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。別の実施形態では、機械的ソースは回転、並進運動、圧縮、膨張または超音波エネルギから得られる。機械的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入されることができる。さらに別の実施形態では、電気的ソースは供給された電圧または供給された電磁界から選択され、これはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。さらに別の実施形態では、熱的ソースまたはシンクは放射、対流、または伝導から選択される。この熱的ソースは特に光子ビーム、流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、電／磁界、電子ビーム、熱電気加熱、炉等から選択されることができる。熱シンクは流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、低温冷却流体、超冷却液体、熱電気冷却手段、電／磁界、その他から選択されることができる。先の実施形態に類似して、熱的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に与えられる。さらに、前述の任意の実施形態は応用に基づいて組合わされまたは分割されることができる。勿論、使用されるソースのタイプは応用に依存している。図６は本発明による劈開エネルギの選択的な位置付けを使用している注入された基体10の簡単な断面図である。この図は単なる例示であり、特許請求の範囲を限定するものではない。注入されたウェハは、選択的なエネルギの配置601または選択された深さ603で材料領域12の制御された劈開動作を行う位置付けまたはターゲティングステップを受ける。好ましい実施形態では、選択されたエネルギの配置607は基体10の選択された深さ603のエッジまたはコーナー領域近くで生じる。１つのインパルス（または複数のインパルス）はエネルギソースを使用して与えられる。ソースの例としては、とりわけ化学的ソース、機械的ソース、電気的ソース、熱シンクまたはソースを含んでいる。化学的ソースは粒子、流体、ガスまたは液体のような種々のものを含むことができる。これらの化学的ソースは材料領域中の応力を増加するため化学反応を含むこともできる。これらの化学的ソースはフラッド（flood）、ガスまたは液体のような変化を含むことができる。化学的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。別の実施形態では、機械的ソースは回転、並進運動、圧縮、膨張または超音波エネルギから得られる。機械的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入されることができる。さらに別の実施形態では、電気的ソースは供給された電圧または供給された電磁界から選択され、これはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。さらに別の実施形態では、熱的ソースまたはシンクは放射、対流、または伝導から選択される。この熱的ソースは特に光子ビーム、流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、電／磁界、電子ビーム、熱電気加熱、炉等から選択されることができる。熱シンクは流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、低温冷却流体、超冷却液体、熱電気冷却手段、電／磁界、その他から選択されることができる。先の実施形態に類似して、熱的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に与えられる。さらに、前述の任意の実施形態は応用に基づいて組合わされまたは分割されることができる。勿論、使用されるソースのタイプは応用に依存している。特定の実施形態では、エネルギソースは本発明の１実施形態により加圧（例えば圧縮）された流体ジェットである。図６Ａは本発明の１実施形態により制御された劈開プロセスを行うために使用される流体ノズル608からの流体ジェットの簡単な断面図を示している。流体ジェット607（または液体ジェットまたはガスジェット）は基体10のエッジ領域に衝突し、制御された劈開プロセスを開始する。圧縮または加圧された流体ソースからの流体ジェットは選択された深さ603の領域に導かれ、機械的、化学的、熱的な力を使用して基体10からある厚さの材料領域12を劈開する。示されているように、流体ジェットは、基体10を選択された深さ603で相互に分離している領域609と領域611とを含んだ２つの領域に分割する。流体ジェットはまた基体10から材料12を分離するための制御された劈開プロセスを開始し、維持するように調節されることもできる。応用に応じて、流体ジェットは、所望の制御された劈開プロセスを実現するために方向、位置、大きさにおいて調節されることができる。流体ジェットは流体ジェットまたはガスジェットまたは、液体とガスの組合わせである。好ましい実施形態では、エネルギソースは例えば静的な圧縮流体のような圧縮ソースである。図６Ｂは本発明の１実施形態による圧縮流体ソース607の簡単な断面図を示している。圧縮された流体ソース607（例えば加圧された液体、加圧されたガス）が密封チャンバ621に供給され、これは基体10の周辺またはエッジを包囲する。示されているように、チャンバは装置623により包囲され、装置623 は例えばＯリング625等により密封され、基体の外部エッジを囲んでいる。チャンバは、注入された材料の選択された深さにおいて制御された劈開プロセスを開始するために基体10のエッジ領域に与えられるＰ_cで維持される圧力を有する。外部表面または基体の正面は例えば１気圧以下の周囲圧力である圧力Ｐ_Aに維持される。高いチャンバの圧力と、大気圧力との間に圧力差が存在する。この圧力差は選択された深さ603における注入領域に力を供給する。選択された深さにおける注入された領域は任意の結合された領域を含む周囲の領域よりも構造上脆弱である。制御された檗開プロセスが開始されるまで力が圧力差により与えられる。制御された剪開プロセスは基体材料611からある厚さの材料609を分離し、それによって選択された深さで基体材料から所定の厚さの材料を分離する。さらに、圧力Ｐ_cは“てこ動作”によって材料領域12を基体材料611から分離させる。檗開プロセス中、チャンバ中の圧力はまた基体10から材料12を分離するために制御された劈開プロセスを開始し、維持するように調節されることもできる。応用に応じて、圧力は所望の制御された劈開プロセスを実現するために大きさを調節されることができる。流体圧力は液体またはガスまたは液体とガスの組合わせから得られることができる。特定の実施形態では、本発明は制御された伝播劈開を行う。制御された伝播劈開は多数の連続したインパルスを使用して図７で示されているように劈開プロセス700を開始し、恐らく伝播する。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。示されているように、インパルスは基体のエッジに導かれ、これは材料層を基体から除去するように基体の中心方向に劈開フロントを伝播する。この実施形態では、ソースは多数のパルス（即ちパルス１、２、３）を連続的に基体へ供給する。パルス１ 701は基体のエッジ703に導かれ、劈開動作を開始する。パルス２ 705もまた劈開フロントを拡張するためパルス１の片側のエッジ707に導かれる。パルス３ 709はさらに材料層を基体から除去するため、拡張された劈開フロントに沿ってパルス１の反対側のエッジ711へ導かれる。これらのインパルスまたはパルスの組合わせは基体から材料層の制御された劈開動作713を与える。図８は制御された伝播劈開用の先行する実施形態におけるパルスからの選択されたエネルギ800の簡単な図である。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。示されているように、パルス１は平均劈開エネルギ（Ｅ）を越えるエネルギレベルを有し、これは劈開動作の開始に必要なエネルギである。パルス２と３は劈開動作を維持または継続するために劈開フロントに沿って低いエネルギレベルを使用して与えられている。特定の実施形態では、パルスはレーザパルスであり、ここでは入射ビームはパルスによって基体の選択された領域を加熱し、熱パルス勾配は補足的な応力を生成し、この補足的な応力は共に劈開形成または伝播エネルギを超過し、単一の劈開フロントを生成する。好ましい実施形態では、入射ビームは同時に加熱と熱パルス勾配を生成し、これは劈開エネルギ形成または伝播エネルギを超過する。さらに好ましくは、入射ビームは同時に冷却と熱パルス勾配を生成し、これは劈開エネルギ形成または伝播エネルギを超過する。任意選択的に、基体または応力の内部のエネルギ状態は劈開動作を開始するのに必要なエネルギレベルの方向に全般的に上昇されることができるが、本発明にしたがって基体に多数の連続的なインパルスを導く前に劈開動作を開始するのには十分ではない。基体の全般的なエネルギ状態は化学的、機械的、熱的（シンクまたはソース）または電気的等の種々のソースを単独にまたは組合わせて使用することにより上昇または低下されることができる。化学的ソースは粒子、流体、ガスまたは液体のような種々のものを含むことができる。これらのソースはまた材料領域の応力を増加するため化学反応を含むこともできる。化学的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。他の実施形態では、機械的ソースは回転、並進運動、圧縮、膨張または超音波エネルギから得られる。機械的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入されることができる。さらに別の実施形態では、電気的ソースは供給された電圧または供給された電磁界から選択され、これはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に導入される。さらに別の実施形態では、熱的ソースまたはシンクは放射、対流、または伝導から選択される。この熱的ソースは特に光子ビーム、流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、電／磁界、電子ビーム、熱電気加熱、炉から選択されることができる。熱シンクは流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、低温冷却流体、超冷却液体、熱電気冷却手段、電／磁界、その他から選択されることができる。先の実施形態に類似して、熱的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化または連続的に与えられる。さらに、前述の任意の実施形態は応用に依存して組合わされまたは分割されることができる。勿論、使用されるソースのタイプは応用に依存する。前述したように、全般的なソースは、制御された劈開動作を開始するためのエネルギを与える前に、材料領域中で劈開動作を開始せずに、材料領域のエネルギまたは応力のレベルを増加する。特定の実施形態では、エネルギソースは基体の劈開面のエネルギレベルを劈開フロント伝播エネルギよりも上に上昇するが、劈開フロントの自己開始を生じさせるのには十分ではない。特に熱または熱のない形態（例えば冷却ソース）の熱エネルギソースまたはシンクは劈開フロントを開始せずに基体のエネルギ状態または応力レベルを増加するために基体に全般的に与えられることができる。代わりに、エネルギソースは電気的、化学的または機械的である。導かれたエネルギソースは劈開フロントを開始するため基体材料の選択された領域へエネルギを提供し、劈開フロントは材料の薄膜が除去されるまで基体の注入領域を通って自己伝播する。種々の技術が劈開動作の開始に使用されることができる。これらの技術を以下、図面により説明する。図９は本発明の１特性にしたがって１つの制御されたソースを使用している制御された劈開動作のためのエネルギ状態900の簡単な図である。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。この実施形態では、基体のエネルギレベルまたは状態は、全般的なエネルギソースを使用して劈開フロント伝播エネルギ状態よりも上に上昇されるが、劈開フロントの開始に必要なエネルギ状態よりも低い。劈開フロントを開始するために、レーザのようなエネルギソースはパルスの形態のビームを基体のエッジで導いて劈開動作を開始する。その代わりにエネルギソースは、劈開動作を開始するためにパルス形態の冷却媒体を基体のエッジに導く冷却流体（例えば液体、ガス）である。全般的なエネルギソースは通常、開始エネルギよりも低いエネルギレベルを必要とする劈開動作を維持する。本発明の別の特徴が図１０と１１で示されている。図１０は回転力1001と1003 を受けた注入された基体1000の簡単な図である。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。示されているように、基体は上部表面1005と、底部表面1007と、選択された深さの注入された領域1009とを含んでいる。エネルギソースは光ビームまたは熱的ソースを使用して基体の全般的なエネルギレベルを劈開フロント伝播エネルギ状態よりも上に上昇させるが、劈開フロントを開始するために必要なエネルギ状態よりも低い。基体は上部表面上で時計回りに回転する回転力1001を受け、下部表面で反時計回りに回転する回転力1003 とを受け、これは劈開フロントを開始するために注入された領域1009において応力を発生する。その代わりに、底部表面は反時計回りの回転力を受け、底部表面は時計回りの回転力を受ける。勿論、力の方向は一般的に、この実施形態では問題ではない。図１１は、本発明による回転力を使用して制御された劈開動作のエネルギ状態 1100の簡単な図である。この図は単なる例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。前述したように、基体のエネルギレベルまたは状態は全般的なエネルギソース（例えば熱、ビーム）を使用して劈開フロント伝播エネルギ状態よりも上に上昇されるが、劈開フロントの開始に必要なエネルギ状態よりも低い。劈開フロントを開始するために、注入領域に与えられる回転力のような機械的エネルギ手段によって劈開フロントが開始される。特に、基体の注入された領域に与えられる回転力は基体の中心においてゼロの応力を生成し、周囲、特に半径に比例して最大の応力を生成する。この例では、中心開始パルスは基体を劈開するために半径方向に膨張する劈開フロントを生成する。除去された材料領域は処理するためシリコン材料の薄膜を与える。シリコン材料はシリコン−絶縁体積層基体で使用するために限定された表面の粗さと所望の平面性を有する。ある実施形態では、取外されたフィルムの表面の粗さは約６０ｎｍまたは約４０ｎｍよりも小さい、または約２０ｎｍよりも小さい特性を有する。したがって、本発明は既存の技術よりも滑らかで均一な薄膜のシリコンを提供する。好ましい実施形態では、本発明は既存の技術により使用される温度よりも低い温度で実行される。特に、本発明は既存の技術のように劈開動作を開始および維持するために基体温度全体を増加することを必要としない。シリコンウェハと水素注入用の幾つかの実施形態では、劈開プロセス中の基体温度は約４００℃を越えない。別のものでは、基体温度は劈開プロセス中約３５０℃を越えない。さらに別のものでは、基体温度は、冷却流体、極低温流体等の熱シンクにより実質上注入温度よりも低温で維持される。したがって、本発明はランダムな劈開フロントからの過剰なエネルギ放出による不必要な損傷の可能性を減少し、これは通常、取外されたフィルムおよび／または基体の表面品質を改良する。したがって本発明は全体的に高い生産能力と品質で、結果的なフィルムを基体上に提供する。前述の実施形態を基体から材料の薄膜を劈開することに関して説明した。しかしながら、基体は制御された劈開プロセスの前にスチフナ等のようなワークピース上に配置されることができる。ワークピースは制御された劈開プロセス中に材料の薄膜に構造上の支持を与えるために基体の上部表面または注入された表面に接合する。ワークピースは種々の結合または接合技術、例えば静電的、接着剤、原子間接合を使用して基体に接合されることができる。これらのうちの幾つかの結合技術をここで説明する。ワークピースは誘電材料（例えば水晶、ガラス、サファイヤ、窒化シリコン、二酸化シリコン）と、導電材料（シリコン、炭化シリコン、ポリシリコン、III／Ｖ族材料、金属）と、プラスティック（例えばポリイミドベースの材料）から作られている。勿論、使用されるワークピースのタイプは応用に依存している。代わりに、取外されるフィルムを有する基体は制御された劈開プロセスの前にスチフナ等のような転送基体上に一時的に配置されることができる。転送基体は制御された劈開プロセス中に材料の薄膜に対する構造支持を与えるためのフィルムを有する基体の上部表面または注入された表面に接合する。転送基体は例えば静電的、接着剤、原子間接合のような種々の結合または接合技術を使用してフィルムを有する基体に一時的に接合されることができる。これらのうちの幾つかの結合技術をここで説明する。転送基体は誘電性材料（例えば水晶、ガラス、サファイヤ、窒化シリコン、二酸化シリコン）と、導電材料（シリコン、炭化シリコン、ポリシリコン、III／Ｖ族材料、金属）と、プラスティック（例えばポリイミドベースの材料）から作られている。勿論、使用される転送基体のタイプは応用に依存している。さらに、転送基体は制御された劈開プロセスの後、劈開された基体から材料の薄膜を除去することに使用されることができる。２．シリコン・オン・絶縁体プロセス本発明によるシリコン・オン・絶縁体基体を製造するプロセスを以下、簡単に概略する。（１）（誘電材料で被覆されてもよい）ドナーシリコンウェハを設け、（２）シリコンフィルムの厚さを限定するため選択された深さまで粒子をシリコンウェハ中に導入し、（３）（誘電材料で被覆されてもよい）ターゲット基体材料を設け、（４）注入された表面をターゲット基体材料に接合することによってドナーシリコンウェハをターゲット基体材料に結合し、（５）劈開動作（選択的）を開始することなく選択された深さの注入された領域の全般的な応力（またはエネルギ）を増加し、（６）流体ジェットを使用して、選択された深さにおける制御された劈開動作を開始するために結合された基体の選択された領域に応力（またはエネルギ）を与え、（７）シリコンウェハ（任意選択的）からシリコンフィルムの厚さを取り除くために制御された劈開動作を維持するように結合された基体に付加的なエネルギを与え、（８）ドナーシリコンウェハとターゲット基体と完全に結合し、（９）シリコンフィルムの厚さ表面を研磨する。上記のステップのシーケンスは本発明により劈開フロントを形成するために多層基体構造の選択された領域へ与えられるエネルギを使用して、制御された劈開動作を開始するステップを与える。この開始ステップは基体に与えられたエネルギ量を限定することにより制御された方法で劈開プロセスを開始する。さらに劈開動作の伝播は、劈開動作を維持するため基体の選択された領域へ付加的なエネルギを与えることにより、またはさらに劈開動作の伝播を行うために開始ステップからのエネルギを使用することによって行われることができる。このステップのシーケンスは単なる１例であり本発明の技術的範囲を限定するものではない。さらに前述のステップのシーケンスに関する詳細を図面を参照して以下説明する。図１２−１８は本発明によりシリコン・オン・絶縁体ウェハの製造プロセスが行われる基体の簡単な断面図である。このプロセスは図１２で示されているようにシリコンウェハ2100に類似した半導体基体を設けることにより開始する。基体またはドナーは除去される材料領域2101を含んでおり、これは基体材料から得られた薄くて比較的均一なフィルムである。シリコンウェハは上部表面2103と底部表面2105と厚さ2107とを含んでいる。材料領域もまたシリコンウェハの厚さ2107 内に厚さ（ｚ₀）を含んでいる。任意選択的に誘電層2102（例えば窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコン）は基体の上部表面に存在する。本発明のプロセスはシリコン・オン・絶縁体ウェハを製造するための以下のステップのシーケンスを使用して材料領域2101を除去する新しい優れた技術を提供する。選択されたエネルギ粒子2109はシリコンウェハの上部表面を通って選択された深さへ注入され、その選択された深さは材料の薄膜と呼ばれる材料領域の厚さを限定する。示されているように、粒子は選択された深さ（ｚ₀）において所望の濃度2111を有する。エネルギ粒子をシリコンウェハ中に注入するための種々の技術が使用されることができる。これらの技術は、例えばApplied Material、Eato n Corporation Varian、その他の会社から製造されているビームラインイオン注入装置を使用するイオン注入を含んでいる。代わりに、注入はプラズマ浸潰イオン注入（“ＰＩＩＩ”）技術を使用して行われることもできる。さらに注入はイオンシャワーを使用して行われることができる。勿論、使用される技術は応用に依存している。応用によっては、さらに小さい質量の粒子は通常、材料領域への損傷の可能性を減少するために選択される。即ち、さらに小さい質量の粒子は、粒子が横切る材料領域に実質上ダメージを与えずに、選択された深さまで容易に基体材料を通って伝播する。例えば、さらに小さい質量の粒子（またはエネルギを有する粒子）はほぼ帯電（例えば正または負）された、または中性の原子または分子または電子等である。特定の実施形態では粒子は、中性および／または水素イオンおよびその同位体と、ヘリウムおよびその同位体のような希土類ガスイオンと、ネオンとを含む帯電された粒子である。粒子は例えば水素ガス、水蒸気、メタンのような化合物、その他の水素化合物、およびその他の軽い原子質量の粒子から得られることもできる。代わりに、粒子は前述の粒子の組合わせおよび／またはイオンおよび／または分子スペシーおよび／または原子スペシーである。プロセスは図１３で示されているように、注入されたシリコンウェハをワークピースまたはターゲットウェハに接合するステップを使用する。ワークピースは誘電体材料（例えば水晶、ガラス、窒化シリコン、二酸化シリコン）と、導電材料（シリコン、ポリシリコン、III／Ｖ族材料、金属）と、プラスティック（例えばポリイミドベースの材料）から作られている基体のような種々のその他のタィプの基体であってもよい。しかしながら、本発明のこの実施例ではワークピースはシリコンウェハである。特定の実施形態では、シリコンウェハは低温熱ステップを使用して共に接合または融着される。低温熱プロセスは通常、注入された粒子が材料領域に制御できない劈開動作を発生する過剰な応力を与えないことを確実にする。１特性では、低温接合プロセスは自己接合プロセスにより生じる。特に、１つのウェハは酸化物を除去するように剥離される（または１つのウェハは酸化されない）。洗浄溶液はウェハ表面にＯ−Ｈ結合を形成するためにウェハ表面を処理する。ウェハ洗浄に使用される溶液の１例はＨ₂Ｏ₂−Ｈ₂ＳＯ₄の混合物である。ドライヤは残留した液体または粒子をウェハ表面から除去するためにウェハ表面を乾燥する。自己結合は酸化ウェハの面に対向して洗浄されたウェハ面を位置させることにより行われる。その代わりに、自己結合プロセスはウェハ表面の一方をプラズマ洗浄により結合されるように活性化することにより行われる。特に、プラズマ洗浄はアルゴン、アンモニア、ネオン、水蒸気、酸素のようなガスから得られるプラズマを使用してウェハ表面を活性化する。活性化されたウェハ表面2203は他方のウェハの面に対向して位置され、これは酸化被覆2205を有する。ウェハは露出されたウェハ面を有するサンドウィッチ構造である。選択された量の圧力がウェハの各露出面に与えられ，１つのウェハを他方のウェハへ自己結合する。代わりに、ウェハ表面に配置された接着剤は１つのウェハを他のウェハに結合するために使用される。接着剤はエポキシ、ポリイミドタイプの材料等を含んでいる。ガラス上のスピン被覆層は１つのウェハ表面を別のウェハの面に結合するために使用されることができる。これらのガラス上のスピン被覆を有する（“ＳＯＧ”）材料はとりわけシロキサンまたはケイ酸塩を含んでおり、これらは多くはアルコールベースの溶剤等と混合される。ＳＯＧはこれがウェハ表面に施された後にこれを硬化するのにしばしば必要とされる低温（例えば１５０乃至２５０ ℃）であるので、望ましい材料である。代わりに、種々のその他の低温技術がドナーウェハをターゲットウェハに接合するために使用されることができる。例えば静電結合技術が２つのウェハを共に接合するために使用されることができる。特に一方または両者のウェハ表面が他方のウェハ表面に吸着されるために帯電される。さらにドナーウェハは種々の普通に知られている技術を用いてターゲットウェハに融着されることができる。勿論、使用される技術は応用に依存している。ウェハをサンドウィッチ構造2300に結合した後、図１４で示されているように、この方法は絶縁体2305の上に位置する基体材料の薄膜2101をターゲットシリコンウェハ2201に与えるため基体材料を除去する制御された劈開動作を含んでいる。制御された劈開は、ドナーおよび／またはターゲットウェハへのエネルギソースの選択的なエネルギの位置付けまたは配置またはターゲティング2301、2303により行われる。例えば、エネルギインパルスは劈開動作の開始に使用されることができる。１つのインパルス（または複数のインパルス）はエネルギソースを使用して与えられ、エネルギソースはとりわけ、機械的ソース、化学的ソース、熱シンクまたはソース、電気的ソースを含んでいる。制御された劈開動作は前述の技術およびその他により開始され、図１４により示されている。例えば制御された劈開動作を開始するプロセスは基体の選択された深さ（ｚ₀）で制御された劈開動作を開始するために基体の選択された領域にエネルギ2301と2303を与えるステップを使用し、ここで劈開動作は基体から除去される基体材料の一部を自由にするため、伝播する劈開フロントを使用して行われる。特定の実施形態では、この方法は前述したように劈開動作を開始するために単一のインパルスを使用する。その代わりに、この方法は開始インパルスを使用し、これに続いて基体の選択された領域への別のインパルスまたは連続的なインパルスが与えられる。代わりに、この方法は基体に沿って、走査されたエネルギにより維持される劈開動作を開始するためにインパルスを与える。代わりにエネルギは基体の選択された領域を横切って走査されることができ、それによって制御された劈開動作を開始および／または維持する。任意選択的に、基体材料のエネルギまたは応力は劈開動作を開始するのに必要なエネルギレベルの方向に増加されることができるが、本発明にしたがって基体に１っのインパルスまたは多数の連続的なインパルスを導く前に劈開動作を開始するのには十分ではない。基体の全般的なエネルギ状態は化学的、機械的、熱的（シンクまたはソース）または電気的等の種々のソース、またはこれらを単独に、または組み合わせて使用することにより上昇または低下されることができる。化学的ソースは粒子、流体、ガスまたは液体を含むことができる。これらのソースは材料領域の応力を増加するために化学反応を含むこともできる。化学的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化として、または連続的に導入される。その他の実施形態では、機械的ソースは回転、並進運動、圧縮、膨張または超音波エネルギから得られる。機械的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化としてまたは連続的に導入されることができる。さらに別の実施形態では、電気的ソースは供給された電圧またほ供給された電磁界から選択され、これはフラッド、時間的変化、空間的変化としてまたは連続的に導入される。さらに別の実施形態では、熱的ソースまたはシンクは放射、対流、または伝導から選択される。この熱的ソースはとりわけ光子ビーム、流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、電／磁界、電子ビーム、熱電気加熱、炉から選択されることができる。熱シンクは流体ジェット、液体ジェット、ガスジェット、冷却流体、超冷却液体、熱電気冷却手段、電／磁界、その他から選択されることができる。先の実施形態に類似して、熱的ソースはフラッド、時間的変化、空間的変化として、または連続的に与えられる。さらに、前述の任意の実施形態は応用にしたがって組合わされまたは分割されることができる。勿論、使用されるソースのタイプは応用に依存している。前述したように、全般的なソースは、制御された劈開動作を開始するためのエネルギを与える前に、材料領域の劈開動作を開始せずに、材料領域のエネルギまたは応力のレベルを増加する。好ましい実施形態では、この方法は粒子を基体に導入する温度よりも低い温度を維持する。幾つかの実施形態では、劈開動作の伝播を開始するためのエネルギを導入するステップ期間中の基体温度は−２００℃と４５０℃の間に維持される。基体温度は４００℃よりも低温または３５０℃よりも低温に維持されることもできる。好ましい実施形態では、その方法は劈開動作の開始および維持に熱シンクを使用し、これは室温よりもはるかに低温の条件で行われる。代わりの好ましい実施形態では、機械的および／または熱的ソースは本発明の１実施形態にしたがって加圧（例えば圧縮）され流体ジェットである。流体ジェット（または液体ジェットまたはガスジェット）は、制御された劈開プロセスを開始するために基体2300のエッジ領域に衝突する。圧縮または加圧された流体ソースからの流体ジェットは、基体2100からある厚さの材料領域2101を劈開するため選択された深さ2111の領域に導かれる。流体ジェットは選択された深さ2111で相互に分離されるように基体2100から領域2101を分離する。流体ジェットは基体 2100から材料2101を分離するために制御された劈開プロセスを開始し維持するように調節されることができる。応用に応じて、流体ジェットは所望の制御された劈開プロセスを実現するために方向、位置、大きさにおいて調節されることができる。ターゲットウェハと材料領域の薄膜との間の最終的な結合ステップが図１５に示されているように幾つかの実施形態にしたがって行われる。１実施形態では、１つのシリコンウェハが二酸化シリコンの被覆層を有し、この層は材料の薄膜を清浄にする前に正面上で熱的に成長したものである。二酸化シリコンは例えば化学蒸気付着のようなその他の種々の技術を使用して形成されることもできる。ウェハ表面との間の二酸化シリコンはこのプロセスで共に熱的に融着する。幾つかの実施形態では、ターゲットウェハまたは材料領域の薄膜のいずれかから（ドナーウェハから）の酸化されたシリコン表面はさらに共に圧縮され、酸化雰囲気2401を受ける。酸化雰囲気はスチーム酸化、水素酸化等の拡散炉にある。圧力と酸化雰囲気の組合わせは酸化表面またはインターフェイス2305で２つのシリコンウェハを共に融着する。これらの実施形態はしばしば高温（例えば７００ ℃）を必要とする。代わりに、２つのシリコン表面はさらに共に圧縮され、２つのウェハ間に供給された電圧を受ける。供給された電圧はウェハ間の結合を誘発するようにウェハの温度を上昇する。この技術は、実質上機械的な力がウェハ間の結合動作の開始に必要とされないので、結合プロセス中にシリコンウェハ中に導入される結晶の欠陥の量を限定する。勿論使用された技術は応用に依存している。ウェハの結合後、シリコン・オン・絶縁体は図１５に示されているように、シリコン材料の被覆フィルムと、ターゲット基体とシリコンフィルムとの間に挟まれた酸化層とを有するターゲット基体を具備する。取外されたシリコン材料のフィルム表面はしばしば粗く2404、表面仕上げを必要とする。表面仕上げはグラインダーおよび／または研磨技術の組合わせを使用して行われる。幾つかの実施形態では、取外される表面は、例えば表面の不完全性または粗さを除去するために取外される表面の上に位置する研磨材料を回転するなどの技術を使用して研磨ステップを受ける。“バックグラインダ”のような機械はDiscoと呼ばれる会社により製造され、この技術を与える。代わりに、化学機械研磨または平坦化（“ＣＭＰ”）技術は図１６で示されているように取外されるフィルム表面を仕上げる。ＣＭＰでは、スラリー混合物は、回転プラテン2503に取り付けられている研磨表面2501に直接与えられる。スラリー混合物は、スラリーソースに結合されているオリフィスによって研磨表面に転送されることができる。スラリーはしはしば研磨剤と酸化剤、例えばＨ₂Ｏ₂とＫＩＯ₃の硝酸鉄を含んだ溶液である。研磨剤は硼ケイ酸塩ガラス、二酸化チタニウム、硝酸チタニウム。酸化アルミニウム、三酸化アルミニウム、硝酸鉄、酸化セリウム、二酸化シリコン（コロイドシリカ）、硝酸シリコン、シリコン炭化物、黒鉛、ダイヤモンド、およびそれらの任意の混合物である。この研磨剤は脱イオン水と酸化剤等の溶液中で混合される。溶液は酸であることが好ましい。この酸溶液は研磨プロセス中にウェハからのシリコン材料と相互作用する。研磨プロセスはポリウレタン研磨パッドを使用することが好ましい。この研磨パッドの１例はRodel社により製造され、IC-1000の商標名で販売されている。研磨パッドは選択された速度で回転される。フィルムを有するターゲットウェハをピックアップするキャリアヘッドはターゲットウェハの後面に選択された量の圧力を供給し、それによって選択された力がフィルムに供給される。研磨プロセスはほぼ選択された量のフィルム材料を除去し、これは図１７で示されているように、後続するプロセスで比較的滑らかなフィルム表面2601を提供する。ある実施形態では、酸化物の薄膜2406は図１５で示されているようにターゲットウェハの上に位置する材料のフィルム上に位置する。酸化物層は熱アニールステップ中に形成され、これは材料のフィルムをターゲットウェハに永久に結合することは前述したとおりである。このような実施形態では、仕上げプロセスは第１の除去酸化物に対して選択的に調節され、フィルムは続いてプロセスを完了するために研磨される。勿論、ステップの連続は特定の応用に依存している。特定の実施形態では、シリコン・オン・絶縁体基体はその上に集積回路を形成するための一連のプロセスステップを受ける。これらのプロセスステップはS．W olfのSilicon Processing for the VLSI Era（２巻）、Lattice Press（1990年）に説明されている。集積回路装置を含んだ完成したウェハ2700の部分は図１８に示されている。示されているように、ウェハ2700の部分は能動装置領域2701と隔離領域2703とを含んでいる。能動装置は電界効果トランジスタであり、それぞれソース／ドレイン領域2705とゲート電極2707を有する。誘電体分離層2709は、任意の被覆層から能動装置を隔離するために能動装置の上に配置される。シリコンウェハに関して前述したが、その他の基体が使用されてもよい。例えば、基体はほとんど任意の単結晶、多結晶または非晶質の基体であることができる。さらに、基体は窒化ガリウム、硝酸ガリウム（ＧａＮ）その他のようなIII ／Ｖ族材料から作られる。多層基体はまた本発明にしたがって使用されることができる。多層基体はシリコン・オン・絶縁体基体と、半導体基体上の種々の積層された層と、多数のその他のタイプの基体を含んでいる。さらに、前述の実施形態は制御された劈開動作を開始するためエネルギパルスを与えることに関する。パルスは制御された劈開動作を開始するために基体の選択された領域を横切って走査されるエネルギにより置換されることができる。エネルギはまた制御された劈開動作を保持または維持するため基体の選択された領域を横切って走査されることもできる。当業者は本発明にしたがって使用されることができる種々の代替、変形、変化を容易に認識するであろう。特定の実施形態の十分な説明を前述したが、種々の変形および代わりの構造および等価物が使用されてもよい。それ故、前述の説明および図示は特許請求の範囲により限定されている本発明の技術的範囲を限定するものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号０９／０２６，１１５ (32)優先日平成10年２月19日(1998．2．19) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．基体から材料のフィルムを形成する処理方法において、基体の表面を通って前記表面の下方の選択された深さまで選択された方法により粒子を導入し、前記粒子は前記選択された深さの上における除去される基体材料を限定するために前記選択された深さにおいて濃度を有しており、前記基体の前記選択された深さにおいて制御された劈開動作を開始するために前記基体の選択された領域へエネルギを与え、前記基体から分離される前記材料の部分を取り除くために伝播する劈開フロントを使用して前記劈開動作が行われるステップを有する処理方法。２．前記粒子は、水素ガス、ヘリウムガス、水蒸気、メタン、水素化合物、およびその他の軽い原子質量の粒子からなるグループから選択されたソースから得られる請求項１記載の処理方法。３．前記粒子は、中性分子、帯電された分子、原子、電子からなるグループから選択される請求項１記載の処理方法。４．前記粒子はエネルギを有する請求項１記載の処理方法。５．前記エネルギを有する粒子は、前記表面を通って前記表面の下方の前記選択された深さまで貫通するのに十分な運動エネルギを有している請求項４記載の処理方法。６．前記エネルギを与えるステップは、前記基体から前記材料を除去するために前記制御された劈開動作を維持して材料フィルムを与える請求項１記載の処理方法。７．前記エネルギを与えるステップは、前記材料の制御された応力を増加し、前記基体から前記材料を除去するために前記制御された劈開動作を維持して材料フィルムを与える請求項１記載の処理方法。８．前記基体から前記材料を除去するため前記制御された劈開動作を維持して材料フィルムを与えるため、付加的なエネルギを前記基体へ与えるステップをさらに含んでいる請求項１記載の処理方法。９．前記基体から前記材料を除去するために前記材料中において制御された応力を増加し、前記制御された劈開動作を維持して材料フィルムを与えるために、付加的なエネルギを前記基体へ与えるステップをさらに含んでいる請求項１記載の処理方法。１０．前記導入するステップは、前記選択された深さにおける前記基体の原子結合の損傷と、結合の置換と、劣化と、結合の破断とからなるグループから選択された損傷を形成する請求項１記載の処理方法。１１．前記損傷は前記基体材料に対して応力を生じさせる請求項１０記載の処理方法。１２．前記損傷は、前記基体材料を劈開する可能性なく、前記基体材料の応力に耐える能力を減少させる請求項１０記載の処理方法。１３．前記伝播劈開フロントは、１つの劈開フロントまたは多数の劈開フロントから選択される請求項１記載の処理方法。１４．前記導入するステップは、前記選択された深さに前記粒子が存在することにより前記選択された深さにおいて前記材料領域に応力を生じさせる請求項１記載の処理方法。１５．前記導入するステップは、ビームラインイオン注入のステップである請求項１記載の処理方法。１６．前記導入するステップは、プラズマ浸漬イオン注入のステップである請求項１記載の処理方法。１７．前記基体は、シリコン、ダイヤモンド、水晶、ガラス、サファイヤ、二酸化シリコン、誘電体、III／Ｖ族材料、プラスティック、セラミック材料、および多層基体からなるグループから選択された材料で作られている請求項１記載の処理方法。１８．前記エネルギは、静的なソースまたは流体ジェットソースから選択される請求項１記載の処理方法。１９．前記流体は、前記選択された深さに導かれて前記制御された劈開動作を開始する請求項１８記載の処理方法。２０．多層の基体を提供し、前記基体は選択された深さの上における除去される基体材料を限定するために選択された深さにおいて濃度を有する複数の粒子を含む基体部分を具備し、前記基体の前記選択された深さにおいて制御された劈開動作を開始するために前記基体の選択された領域へ流体を与え、前記基体から除去される前記材料の部分を分離するために伝播する劈開フロントを使用して前記劈開動作が行われるステップを有する多層基体を形成する処理方法。２１．前記流体は、静的なソースまたは流体ジェットソースから選択される請求項２０記載の処理方法。２２．前記流体ジェットは、前記制御された劈開動作を開始するために前記選択された深さへ導かれる請求項２０記載の処理方法。２３．前記流体ジェットは圧縮ガスから得られる請求項２０記載の処理方法。