JP2003017668A - 部材の分離方法及び分離装置 - Google Patents

部材の分離方法及び分離装置

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JP2003017668A JP2001199345A JP2001199345A JP2003017668A JP 2003017668 A JP2003017668 A JP 2003017668A JP 2001199345 A JP2001199345 A JP 2001199345A JP 2001199345 A JP2001199345 A JP 2001199345A JP 2003017668 A JP2003017668 A JP 2003017668A
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一隆 柳田
Kiyobumi Sakaguchi
清文 坂口
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光治 江田
Akira Fujimoto
亮 藤本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】貼り合わせ基板のゆがみや等に関らず、貼り合
わせ基板を適正に分離する。 【解決手段】この分離装置は、幅の広い噴流を形成する
第１のノズル１２０Ａと、幅の狭い噴流を形成する第２
のノズル１２０Ｂとを備えている。貼り合わせ基板５０
の外周部分を分離する際は、第１のノズル１２０Ａによ
って形成される噴流を利用する。その後、外周部分の内
側部分を分離する際は、第２のノズル１２０Ｂによって
形成される噴流を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貼り合わせ基板等
の部材の分離装置及び処理方法、半導体基板の製造方
法、並びに、半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】絶縁層上に単結晶Ｓｉ層を有する基板と
して、ＳＯＩ（silicon on insulator)構造を有する基
板（ＳＯＩ基板）が知られている。このＳＯＩ基板を採
用したデバイスは、通常のＳｉ基板では到達し得ない数
々の優位点を有する。この優位点としては、例えば、以
下のものが挙げられる。 （１）誘電体分離が容易で高集積化に適している。 （２）放射線耐性に優れている。 （３）浮遊容量が小さく、素子の動作速度の高速化が可
能である。 （４）ウェル工程が不要である。 （５）ラッチアップを防止できる。 （６）薄膜化による完全な空乏型電界効果トランジスタ
の形成が可能である。
【０００３】ＳＯＩ構造は、上記のような様々な優位点
を有するため、ここ数十年、その形成方法に関する研究
が進められている。
【０００４】単結晶Ｓｉ基板を、熱酸化した別の単結晶
Ｓｉ基板に、熱処理又は接着剤により貼り合わせて、Ｓ
ＯＩ構造を形成する方法がある。この方法では、デバイ
スを形成するための活性層を均一に薄膜化する必要があ
る。すなわち、数百ミクロンもの厚さを有する単結晶Ｓ
ｉ基板をミクロンオーダー或いはそれ以下に薄膜化する
必要がある。
【０００５】薄膜化の方法としては、研磨による方法
と、選択エッチングによる方法とがある。
【０００６】研磨による方法では、単結晶Ｓｉを均一に
薄膜化することが困難である。特にサブミクロンオーダ
ーへの薄膜化では、ばらつきが数十％になる。ウェハの
大口径化が進めば、その困難性は増す一方である。
【０００７】本出願人は、特開平５−２１３３８号公報
において、新たなＳＯＩ技術を開示した。この技術は、
単結晶Ｓｉ基板に多孔質層を形成し、その上に非多孔質
層単結晶層を形成した第１の基板を、絶縁層を介して第
２の基板に貼り合わせ、その後、貼り合わせ基板を多孔
質層の部分で２枚に分離することにより、第２の基板に
非多孔質単結晶層を移し取るものである。この技術は、
ＳＯＩ層の膜厚均一性が優れていること、ＳＯＩ層の結
晶欠陥密度を低減し得ること、ＳＯＩ層の表面平坦性が
良好であること、高価な特殊仕様の製造装置が不要であ
ること、数１００Å〜１０μｍ程度の範囲のＳＯＩ膜を
有するＳＯＩ基板を同一の製造装置で製造可能なこと等
の点で優れている。
【０００８】貼り合わせられた第１及び第２の基板の双
方を破壊することなく２枚に分離する方法としては、例
えば、貼り合わせ面に対して垂直な方向に力が加わるよ
うにして両基板を互いに反対方向に引っ張る方法、貼り
合わせ面に対して平行に剪断応力を加える方法（例え
ば、貼り合わせ面に平行な面内で両基板を互いに反対方
向に移動させる方法や、円周方向に力が加わるようにし
て両基板を反対方向に回転させる方法など）、貼り合わ
せ面に対して垂直な方向に加圧する方法、分離領域に超
音波などの波動エネルギーを印加する方法、分離領域に
対して貼り合わせ基板の側面側から貼り合わせ面に平行
に剥離用部材（例えばナイフのような鋭利なブレード）
を挿入する方法、分離領域として機能する多孔質層に染
み込ませた物質の膨張エネルギーを利用する方法、分離
領域として機能する多孔質層を貼り合わせ基板の側面か
ら熱酸化させることにより、該多孔質層を体積膨張させ
て分離する方法、分離領域として機能する多孔質層を貼
り合わせ基板の側面から選択的にエッチングして分離す
る方法などがある。
【０００９】貼り合わせ基板の分離方法として、本出願
人は、特開平１０−７７３４７号公報（特許第２８７７
８００号）において画期的な技術を開示した。特開平１
０−７７３４７号公報に記載された分離方法では、分離
層として機能する多孔質層やイオン注入層を有する貼り
合わせ基板の側面に流体を吹き付けることにより該貼り
合わせ基板を２枚の基板に分離する方法である。
【００１０】より具体的な例を挙げると、特開平１０−
７７３４７号公報に記載された分離方法では、例えば、
貼り合わせ基板よりも径が小さい一対のホルダ（基板保
持部）で該貼り合わせ基板を保持し、該貼り合わせ基板
を回転させながら該貼り合わせ基板の側面に流体を吹き
付けることにより、該貼り合わせ基板を多孔質層の部分
で２枚の基板に分離する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】貼り合わせ基板よりも
径が小さい一対のホルダで該貼り合わせ基板を保持した
場合に、自重等により外周部に歪みが生じたり、貼り合
わせ基板の製造工程で生じたゆがみが矯正されない状態
で保持される可能性がある。ホルダによって保持された
貼り合わせ基板にゆがみが存在すると、該貼り合わせ基
板を回転させながらその全周に対して流体を打ち込む際
に、該貼り合わせ基板に流体が打ち込まれる位置が適正
な位置（例えば、貼り合わせ界面又は分離層）からずれ
る箇所が生じ得る。
【００１２】理解を容易にするために極端な例を挙げる
と、例えば、貼り合わせ基板のゆがみが大きいと、ゆが
みがないことを想定して位置が調整されたノズルから噴
射された流体は、貼り合わせ基板の分離層又は貼り合わ
せ界面に打ち込まれず、このため分離が全く進まないこ
とが予想される。これを図１０を参照して説明する。
【００１３】図１０は、ゆがみの大きな貼り合わせ基板
５０を分離層１２の部分で２枚の基板に分離する様子を
示す図である。図１０に示す例では、ゆがみがない状態
の分離層の位置（理想的な分離層の位置）から実際の分
離層１２の位置が大きくずれている。この場合におい
て、分離層１２が理想的な位置にあることを想定してノ
ズル１２０の位置を調整し、その状態で分離を実施する
と、ノズル１２０から噴射された流体は、分離層１２に
打ち込まれず、分離が円滑に進まない。このようなゆが
みが大きい部分が貼り合わせ基板５０の外周上に存在す
ると、その部分の分離が速やかに進まず、分離不良が発
生する可能性がある。
【００１４】以上のような分離不良の可能性は、要求さ
れるＳＯＩ基板の大口径化に伴って貼り合わせ基板が大
口径化することによって一層顕著になると考えられる。
【００１５】また、貼り合わせ基板をホルダによって保
持する際に該貼り合わせ基板とホルダとの間に異物が挟
まる可能性がある。この場合においても、ノズルから噴
射された流体は、貼り合わせ基板の分離層又は貼り合わ
せ界面からずれた位置に吹き付けられる可能性がある。
【００１６】本発明は、上記の背景に鑑みてなされたも
のであり、例えば、貼り合わせ基板等の、分離層を有す
る部材の分離において、例えば、該部材のゆがみや、該
部材を保持する際の精度の不足等に関らず、該部材が適
正に分離されることを保証することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は、
内部に分離層を有する部材を噴流により分離する分離方
法であって、第１の幅を有する噴流を前記部材の外周部
分に噴きつけて前記部材の前記外周部分を分離する第１
工程と、前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する噴
流を前記部材に噴きつけて前記部材を分離する第２工程
とを含むことを特徴とする分離方法。
【００１８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１工程では、前記第１の幅を有する噴流の圧力を前記
部材の前記外周部分の分離層に作用させ、前記第２工程
では、前記第２の幅を有する噴流の圧力を前記部材の前
記外周部分の内側の分離層に作用させることが好まし
い。
【００１９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１及び第２の幅は、例えば、前記分離層の厚さ方向の
幅である。
【００２０】本発明の好適な実施の形態によれば、例え
ば、する噴流及び前記第２の幅を有する噴流を互いに異
なる噴射機構により形成する。
【００２１】本発明の好適な実施の形態によれば、例え
ば、の幅を有する噴流の圧力は、前記第２の幅を有する
噴流の圧力よりも高い。
【００２２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第２工程は、工程により前記部材の外周部分が実質的に
全周にわたって分離された後に実施されることが好まし
い。或いは、前記第１工程及び前記第２工程は、分離処
理の開始から終了までの全期間のうち一部の期間におい
て並行して実施されることが好ましい。
【００２３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の幅は、０．５〜１ｍｍであり、前記第２の幅は、
０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００２４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の幅を有する噴流の圧力は、５００〜１０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ２であり、前記第２の幅を有する噴流の圧力
は、５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好まし
い。。
【００２５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１工程及び／又は前記第２工程において前記分離層に
直交する軸を中心として前記部材を回転させることが好
ましい。
【００２６】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
部材は、分離層上に半導体層を有するシード基板と、ハ
ンドル基板とを、絶縁層を介在させて貼り合わせて得ら
れる貼り合わせ基板であることが好ましい。
【００２７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
噴流は、噴射部から液体又は気体を噴射させて得られ
る。
【００２８】本発明の第２の側面は、内部に分離層を有
する部材を噴流により分離する分離装置に係り、部材を
保持する保持部と、前記保持部によって保持された部材
の分離層に圧力を加える噴流を形成する複数の噴射機構
を備え、前記複数の噴射機構が、幅が互いに異なる複数
の噴流を形成することを特徴とする。
【００２９】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
複数の噴射機構は、前記部材の分離層の厚さ方向の幅が
互いに異なる複数の噴流を形成する。
【００３０】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
複数の噴射機構は、第１の幅を有する第１の噴流を形成
する第１の噴射機構と、前記第１の幅よりも小さい第２
の幅を有する第２の噴流を形成する第２の噴射機構とを
含み、前記第１の噴射機構は、前記第１の噴流の圧力が
前記部材の外周部分に作用するように調整され、前記第
２の噴射機構は、前記第２の噴流の圧力が前記部材の前
記外周部分の内側の分離層に作用するように調整される
ことが好ましい。
【００３１】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の噴流の圧力は、例えば、前記第２の噴流の圧力よ
りも高い。
【００３２】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第２の噴射機構は、前記第１の噴射機構が形成する前記
第１の噴流により前記部材の外周部分が全周にわたって
分離された後に、前記第２の噴流を形成することが好ま
しい。
【００３３】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の噴射機構及び前記第２の噴射機構の双方が、分離
処理の開始から終了までの全期間のうち一部の期間にお
いて、それぞれ第１の噴流及び第２の噴流を形成するこ
とが好ましい。
【００３４】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の幅は、０．５〜１ｍｍであり、前記第２の幅は、
０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。
【００３５】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
第１の幅を有する噴流の圧力は、５００〜１０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ２であり、前記第２の幅を有する噴流の圧力
は、５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好まし
い。
【００３６】本発明の好適な実施の形態によれば、この
分離装置は、分離処理中に前記分離層に直交する軸を中
心として前記部材を回転させる回転機構を更に備えるこ
とが好ましい。
【００３７】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
部材は、分離層上に半導体層を有するシード基板と、ハ
ンドル基板とを、絶縁層を介在させて貼り合わせて得ら
れる貼り合わせ基板であることが好ましい。
【００３８】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
噴流は、噴射部から液体又は気体を噴射させて得られ
る。
【００３９】本発明の第３の側面は、内部に分離層を有
する部材に噴流を打ち込むことにより該部材を分離する
分離装置に係り、部材を保持する保持面を有する保持部
と、前記保持部によって保持された部材の分離層に圧力
を加える噴流を形成する複数の噴射機構を備え、前記複
数の噴射機構は、前記保持面に直交する方向にについて
の幅が互いに異なる複数の噴流を形成することを特徴と
する。
【００４０】本発明の第４の側面は、半導体基板の製造
方法に係り、内部に分離層を有し、その上に移設層を有
する第１の基板の表面と、第２の基板とを貼り合わせ
て、分離対象の部材としての貼り合わせ基板を作成する
工程と、上記の分離方法を適用して前記貼り合わせ基板
を分離層の部分で分離する工程とを含むことを特徴とす
る。
【００４１】本発明の第５の側面は、半導体装置の製造
方法に係り、上記の製造方法を適用して製造されたＳＯ
Ｉ基板を準備する工程と、前記ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を
素子分離して、素子分離されたＳＯＩ層にトランジスタ
を作り込む工程とを含むことを特徴とする。
【００４２】ここで、前記トランジスタは、部分空乏型
のＦＥＴであってよいし、完全空乏型のＦＥＴであって
もよい。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好適な実施の形態を説明する。
【００４４】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置
は、貼り合わせ基板を保持する基板保持部（ホルダ）
と、流体を噴射して噴流を形成する複数の噴射機構（ノ
ズル）を備える。複数の噴射機構は、例えば、第１の幅
を有する第１の噴流を形成する第１の噴射機構と、第１
の幅よりも小さい第２の幅を有する第２の噴流を形成す
る第２の噴射機構とを含む。第１の噴流は、貼り合わせ
基板の外周部分を分離層の部分で分離するために利用さ
れ、第２の噴流は、貼り合わせ基板の該外周部分の内側
の分離層の部分で分離するために利用される。
【００４５】貼り合わせ基板がゆがみを有する場合や、
基板保持部と貼り合わせ基板との間に異物が挟まること
によって貼り合わせ基板の保持位置が適正位置（設計上
の位置）からずれてしまう場合がある。このような場
合、貼り合わせ基板の分離層或いは貼り合わせ界面が適
正な位置にあることを前提として位置決めされた噴射機
構（ノズル）から噴射された流体（噴流）は、該分離層
或いは貼り合わせ界面からずれた位置に打ち込まれる。
【００４６】そこで、上記のように、貼り合わせ基板の
外周部分を分離する際は、比較的幅が広い噴流を利用す
ることによって、適正位置からの分離層或いは貼り合わ
せ界面のずれに関らず、該外周部分を確実に分離するこ
とができる。
【００４７】一方、幅の広い噴流を利用する場合に、そ
の幅に応じて、貼り合わせ基板内に打ち込まれる流体の
量も大きくなりうる。そして、貼り合わせ基板内に打ち
込まれる流体の量が過度に大きくなると、貼り合わせ基
板は、その内部の流体から過度の圧力を受けて破損する
可能性がある。したがって、貼り合わせ基板の外周部分
の内側（例えば、中央部）を分離する際には、噴流の幅
を狭くして、貼り合わせ基板内に打ち込まれる流体の量
を小さくすることが好ましい。このような理由により、
この実施の形態では、貼り合わせ基板の外周部分の内側
（例えば、中央部）を分離する際には、第１の幅よりも
小さい第２の幅を有する噴流を利用する。分離方法とし
ては、貼り合わせ基板が少なくとも１周、好ましくは５
週以上回転する間は幅が広い噴流を用い、その後、幅が
狭い噴流に変更することができる。勿論、外周部分を分
離する段階で２種の幅の噴流を同時に用い、その後、幅
が広い方の噴流を止めてもよい。
【００４８】なお、貼り合わせ基板の外周部分を分離す
る際には、貼り合わせ基板に打ち込まれた流体の逃げ道
（排出経路）が多いため、噴流の幅がある程度広くても
問題は起こらない。
【００４９】分離対象の貼り合わせ基板はその外周側面
に凹部を有することが好ましく、上記位置関係の変更
は、貼り合わせ基板の全周にわたって、凹部に流体が打
ち込まれるようになされる。べべリング部が断面形状に
おいて丸くなっているウェハを利用して第１の基板（se
ed wafer）及び第２の基板（handle wafer）を利用して
貼り合わせ基板を作製することにより、上記凹部を形成
することができる。
【００５０】図２は、本発明の好適な実施の形態に係る
分離装置の構成を示す図である。この分離装置１００
は、分離対象の板部材である貼り合わせ基板５０を水平
に保持し、これを回転させながら、貼り合わせ基板５０
の外周側面に向けて流体（例えば、水等の液体、空気等
の気体）を噴射することによって、貼り合わせ基板５０
を多孔質層（分離層）の部分で２枚の基板に分離する。
流体の噴射機構として、この分離装置は、分離対象の貼
り合わせ基板５０の分離層の厚さ方向（すなわち、貼り
合わせ基板の軸方向）の幅が互いに異なる２つの噴射ノ
ズル（噴射機構）１２０Ａ及び１２０Ｂを備えている。
【００５１】貼り合わせ基板５０は、中心軸が共通の一
対の基板保持部１０５及び１０６によって保持される。
貼り合わせ基板５０は、一対の基板保持部１０５及び１
０６の保持面に吸着機構を設け、これにより保持されて
もよいし、一対の基板保持部１０５及び１０６によって
挟持されてもよい。
【００５２】上方の基板保持部１０５は、回転シャフト
１０３及びカップリング１０２を介してモータ１０１に
連結されている。モータ１０１は、コントローラ１６０
により回転速度が任意に制御される。回転シャフト１０
３は、ベアリング１０４を介して上部テーブル１１３に
よって軸支されている。
【００５３】下方の基板保持部１０６は、回転シャフト
１０８及びカップリング１０９を介してエアシリンダ１
１０に連結されている。したがって、下方の基板保持部
１０６は、エアシリンダ１１０によって昇降される。エ
アシリンダ１１０は、貼り合わせ基板５０を本分離装置
１００にセットする際及び分離された基板を本分離装置
１００から取り外す際に駆動される他、分離処理の際に
必要に応じて貼り合わせ基板５０に押圧力又は引張力
（貼り合わせ基板を吸着している場合）を印加するため
にも駆動され得る。エアシリンダ１１０は、コントロー
ラ１６０により制御される。回転シャフト１０８は、ベ
アリング１０７を介して下部テーブル１１４によって軸
支されている。
【００５４】下部テーブル１１４上には、流体を噴射し
て第１の幅（例えば、第１の径）を有する第１の噴流を
形成する第１のノズル（第１の噴射機構）１２０Ａが配
置されている。第１のノズル１２０Ａは、位置調整機構
１４０Ａにより、例えば、貼り合わせ基板５０の軸方向
に平行な方向（上下方向）及び／又は貼り合わせ基板５
０の面方向に平行な方向（水平方向）に位置を調整され
る。典型的には、第１のノズル１２０Ａは、位置調整機
構１４０Ａにより、ゆがみがなく、また、適正に保持さ
れたことを前提とした貼り合わせ基板５０の凹部の中心
（例えば、分離層又は貼り合わせ界面）に向けられる。
第１のノズル１２０Ａは、耐高圧ホース１２１Ａ及び電
磁バルブ１２３Ａ並びに不図示の高圧配管を介して不図
示のポンプに接続されている。
【００５５】下部テーブル１１４上には、更に、流体を
噴射して第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２の
噴流を形成する第２のノズル（第２の噴射機構）１２０
Ｂが配置されている。第２のノズル１２０Ｂは、位置調
整機構１４０Ｂにより、例えば、貼り合わせ基板５０の
軸方向に平行な方向（上下方向）及び／又は貼り合わせ
基板５０の面方向に平行な方向（水平方向）に位置を調
整される。典型的には、第２のノズル１２０Ｂは、位置
調整機構１４０Ｂにより、ゆがみがなく、また、適正に
保持されたことを前提とした貼り合わせ基板５０の凹部
の中心（例えば、分離層又は貼り合わせ界面）に向けら
れる。第２のノズル１２０Ｂは、耐高圧ホース１２１Ｂ
及び電磁バルブ１２３Ｂ並びに不図示の高圧配管を介し
て不図示のポンプに接続されている。
【００５６】ここで、第１のノズル１２０Ａに流体を供
給する供給源（前述のポンプ）と、第２のノズル１２０
Ｂに流体を供給する供給源（前述のポンプ）とは同一の
供給源もよいが、別個の供給源とし、両ノズル１２０Ａ
及び１２０Ｂに対して、それぞれ最適な圧力の流体を供
給することが好ましい。
【００５７】図３は、ノズル１２０Ａ（又は１２０Ｂ）
及び貼り合わせ基板５０の一部を拡大して示した図であ
る。図３に示すように、分離対象の貼り合わせ基板５０
は、断面においてγ形状の凹部５１を有することが好ま
しい。貼り合わせ基板５０に凹部５１を設けることによ
り、ノズル１２０Ａ又は１２０Ｂから噴射された流体が
効率的に分離層１２に打ち込まれ、分離層１２での分離
を円滑に進めることができる。前述のように、このよう
な凹部５１は、べべリング部が断面形状において丸くな
っている一般的なウェハを利用して第１の基板（seed w
afer）及び第２の基板（handle wafer）を利用して貼り
合わせ基板を作成することによりに形成される。
【００５８】貼り合わせ基板５０を構成する第１の基板
１０及び第２の基板２０の厚さは、それぞれ、100〜200
0μｍであることが好ましく、典型的には７００μｍ程
度である。第１の基板１０及び第２の基板２０の厚さが
それぞれ７００μｍである場合に形成される凹部５１の
幅Ｇは約７００μｍである。
【００５９】図４は、第１のノズル１２０Ａが形成する
第１の幅を有する第１の噴流を利用して貼り合わせ基板
５０の外周部分を分離する様子を示す図である。前述の
ように、貼り合わせ基板５０の分離層の厚さ方向、すな
わち、貼り合わせ基板の厚さ方向についての第１の噴流
の幅（例えば、径）は、第２のノズル１２０Ｂにより形
成される第２の噴流の幅よりも大きい。ここで、図３を
参照しながら説明した条件の下で流体として水等の液体
を採用する場合、第１の幅は、０．５〜１ｍｍであるこ
とが好ましく、０．５〜０．７５ｍｍであることが更に
好ましい。また、第１の噴流の圧力は、５００〜１００
０ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましく、５００〜７５
０ｋｇｆ／ｃｍ２であることが更に好ましい。なお、噴
流の圧力は、流体の種類に応じて適宜変更しうる。ま
た、上記のような第１の噴流の幅を実現するために、貼
り合わせ基板の厚さ方向に長いノズルやスリットノズル
を用いることも好ましい。
【００６０】このように比較的広い幅を有する第１の噴
流により貼り合わせ基板５０の外周部分を分離層の部分
で分離することにより、貼り合わせ基板５０にゆがみが
ある場合や、基板保持部と貼り合わせ基板との間に異物
が挟まることに起因して貼り合わせ基板５０が理想位置
からずれた位置に保持された場合などにおいても、該外
周部分を確実に分離することができる。なお、外周部に
分離層が露出していない場合には、外周部をエッチング
して分離層を露出させたり、分離層付近に鋭利なブレー
ドを差し込んでもよい。
【００６１】図５は、第２のノズル１２０Ｂが形成する
第２の幅を有する第２の噴流を利用して貼り合わせ基板
５０の外周部分の内側部分５０ｂを分離する様子を示す
図である。なお、外周部分の大きさは、図５に示すもの
に限られず、これよりも小さくても、大きくてもよい。
【００６２】前述のように、貼り合わせ基板５０の分離
層の厚さ方向、すなわち、貼り合わせ基板の厚さ方向に
ついての第２の噴流の幅（例えば、径）は、第１のノズ
ル１２０Ａにより形成される第１の噴流の幅よりも小さ
い。ここで、図３を参照しながら説明した条件の下で流
体として水等の液体を採用する場合、第２の幅は、０．
０５〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．０５〜
０．２５ｍｍであることが更に好ましい。また、第２の
噴流の圧力は、５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２であること
が好ましく、１００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２であること
が更に好ましい。
【００６３】このように比較的狭い幅を有する第２の噴
流により貼り合わせ基板５０の外周部分５０ａの内側５
０ｂを分離層の部分で分離することにより、貼り合わせ
基板５０の内部に注入される流体の量を小さくことがで
きる。これにより、貼り合わせ基板５０に対して内側か
ら軸方向外側に加わる圧力を小さくすることができ、貼
り合わせ基板５０の破損を防止することができる。ま
た、図５に示すように、貼り合わせ基板５０の外周部分
５０ａが既に分離されており、この分離された部分に少
量の流体が打ち込まれることにより深いγ状の凹部が形
成されるため、幅が狭い第２の噴流であっても、分離層
の未分離部分（凹部の深部）に効果的に圧力を作用させ
ることができる。
【００６４】ここで、外周部分の全周について第１の噴
流による分離が完了した後に第２の噴流による分離を開
始することが好ましい。また、これに代えて、分離処理
の開始から終了までの全期間のうちの一部において、第
１の噴流による分離と第２の噴流による分離とを並行し
て実施してもよい。ただし、貼り合わせ基板５０に対す
る第１の噴流の打ち込みは、貼り合わせ基板５０の最外
周部（エッジ）から所定の距離までの分離が完了した後
に終了させるべきである。これは、第１の噴流は、第２
の噴流に対して幅が広いため、貼り合わせ基板５０に打
ち込まれる流体の量が大きく、しかも、貼り合わせ基板
５０の中央部分ほど流体の逃げ道（排出経路）が少ない
ため、貼り合わせ基板５０の内部に過度な圧力が加わる
可能性があるからである。なお、貼り合わせ基板に流体
を噴きつながら該貼り合わせ基板を分離する際、貼り合
わせ基板が少なくとの１周以上、好ましくは５周以上回
転する間は、第１の噴流により分離を行い、その後、第
２の噴流により分離を行ってもよい。
【００６５】図６は、第１及び第２のノズル並びに貼り
合わせ基板との位置関係の一例を示す図である。第１の
ノズル１２０Ａと第２のノズル１２０Ｂとは、典型的に
は、共に回転軸（回転中心）に向けて、任意の角度差
（例えば、９０度、１８０度等）をもって配置されう
る。なお、図２では、第１のノズル１２０Ａと第２のノ
ズル１２０Ｂとは、１８０度の角度差をもって配置され
ている。
【００６６】なお、いずれのノズルも、水平面内におい
て、貼り合わせ基板の中心方向に向かっていても、中心
方向に向かっていなくてもよい。貼り合わせ基板の外周
部をより効率的に分離するには、いずれのノズルも、貼
り合わせ基板の中心から外れた方向に向かっていること
が好ましい。
【００６７】次に、分離装置１００を使用した分離方法
の全体的な流れについて説明する。
【００６８】まず、エアシリンダ１１０を作動させて、
下方の基板保持部１０６を降下させ、搬送ロボット等に
より一対の基板保持部１０５及び１０６の間の所定位置
に貼り合わせ基板５０を搬送する。そして、エアシリン
ダ１１０を作動させて下方の基板保持部１０６を上昇さ
せて、一対の基板保持部１０５及び１０６に貼り合わせ
基板５０を保持させる。この際、一対の基板保持部１０
５及び１０６の保持面に吸着機構が備えられている場合
には、それを作動させて貼り合わせ基板５０を吸着して
もよいし、これに加えて、エアシリンダ１１０により貼
り合わせ基板５０に対して押圧力又は引張力を印加して
もよい。また、貼り合わせ基板５０を吸着することな
く、エアシリンダ１１０により該貼り合わせ基板５０に
押圧力を印加することにより、貼り合わせ基板５０を保
持してもよい。
【００６９】次いで、コントローラ１６０による制御の
下、例えば、電磁バルブ１２１Ａを開いて第１のノズル
１２０Ａから第１の幅を有する第１の噴流を噴射させる
と共に、モータ１０１を駆動することにより貼り合わせ
基板５０を回転させ、貼り合わせ基板５０の外周部分の
分離を開始する。その後、任意の時間経過を待った後
（例えば、第１の噴流により分離された部分が第２のノ
ズル１２０Ｂに対向する位置まで回転するのを待った
後）に、コントローラ１６０による制御の下、電磁バル
ブ１２１Ｂを開いて第２のノズル１２０Ｂから第２の噴
流を噴射させる。なお、既に外周部分が分離された部分
にのみ第２の噴流が打ち込まれるタイミングで第１及び
第２の噴流の形成を制御した場合には、第２の噴流は、
実質的に貼り合わせ基板５０の外周部の内側部分の分離
にのみ寄与する。第１の噴流は、貼り合わせ基板５０の
外周部分の分離が完了した後、典型的には、第１の噴流
の打ち込みを開始してから貼り合わせ基板が１回転した
後に停止することが好ましい。
【００７０】貼り合わせ基板５０は、典型的には、その
外周部が全周にわたって分離された後、数回転した後に
中心部まで完全に２枚の基板に分離される。
【００７１】貼り合わせ基板５０が分離されたら、エア
シリンダ１１０を作動させて下方の基板保持部１０６を
降下させる。そして、搬送ロボット等により、分離され
た２枚の基板を基板保持部１０５及び１０６から受け取
る。
【００７２】図７は、第１又は第２のノズル１２０Ａ又
は１２０Ｂにより形成される（噴流）の典型的な断面形
状の例を示す図である。（ａ）は、第１のノズル１２０
Ａにより形成される矩形断面を噴流の例、（ｂ）は、第
１のノズル１２０Ａにより形成される円形断面の噴流の
例、（ｃ）は、第２のノズル１２０Ｂにより形成される
矩形断面を噴流の例、（ｄ）は、第２のノズル１２０Ｂ
により形成される円形断面の噴流の例である。第１の噴
流の幅Ｗ１は、第２の噴流の幅Ｗ２よりも大きい。
【００７３】図８は、図２に示す分離装置の変形例を示
す図である。なお、図８では、基板保持部及びノズルの
みが示されているが、他の構成要素は、図２に示す分離
装置と同様である。図８に示す変形例では、互いに幅の
異なる複数の噴流を形成するための複数のノズル（噴射
機構）として３つの噴射ノズル１２０Ａ〜１２０Ｃを有
する。
【００７４】ここで、互いに幅の異なる噴流を形成する
複数のノズル１２０Ａ〜１２０Ｃは、貼り合わせ基板５
０の分離層（基板保持部の保持面）に直交する方向（上
下方向）の位置が互いに異なっていてもよい。例えば、
ノズル１２０Ａは基準高さ（Δｈ＝０）の位置に配置さ
れ、ノズル１２０Ｂは基準高さからプラス方向に所定距
離（ここでは、０．０５ｍｍ）の位置（Δｈ＝＋０．０
５ｍｍ）に配置され、ノズル１２０Ｃは基準高さからマ
イナス方向に所定距離（ここでは、０．０５ｍｍ）の位
置（Δｈ＝−０．０５ｍｍ）に配置されうる。複数のノ
ズル１２０Ａ〜１２０Ｃは、必要に応じて（例えば、貼
り合わせ基板の許容ゆがみ量）、各々前述の位置調整機
構１４０と同様の位置調整機構により位置を調整されう
る。
【００７５】この変形例では、コントローラ１６０によ
る制御の下、第１〜第３のノズル１２０Ａ〜１２０Ｃか
ら同時に又は選択的に流体（噴流）を噴射させながら貼
り合わせ基板５０を分離する。以下、コントローラ１６
０による制御例を挙げる。
【００７６】第１段階の分離処理では、第１の幅Ｗ１の
噴流を形成するノズル１２０Ａから選択的に流体を噴射
させて貼り合わせ基板５０の外周部の分離を行い、第２
段階の分離処理では、第１の幅よりも狭い第２の幅Ｗ２
の噴流を形成するノズル１２０Ｂから選択的に流体を噴
射させて貼り合わせ基板５０の外周部の分離を行い、第
３段階の分離処理では、第２の幅よりも狭い第３の幅Ｗ
３の噴流を形成するノズル１２０Ｃから選択的に流体を
噴射させて貼り合わせ基板５０の外周部の分離を行う。
これにより、例えば図７に示すように、貼り合わせ基板
５０の外周部が全周にわたって分離される。さらに、第
４段階の分離処理では、典型的には、ノズル１２０Ｃか
ら流体を噴射させて、貼り合わせ基板５０をその分離層
の全域で完全に分離する。
【００７７】なお、本発明において、流体としては、
水、エッチング液等の液体、空気、窒素、アルゴン等の
気体、あるいは液体と気体の混合流体などを用いること
ができる。
【００７８】次に上記の分離方法の適用例として基板の
製造方法を説明する。図１は、本発明の好適な実施の形
態に係るＳＯＩ構造等を有する基板の製造方法を説明す
る図である。
【００７９】まず、図１（ａ）に示す工程では、第１の
基板（seed wafer）１０を形成するための単結晶Ｓｉ基
板１１を用意して、その主表面上に分離層としての多孔
質Ｓｉ層１２を形成する。多孔質Ｓｉ層１２は、例え
ば、電解質溶液（化成液）中で単結晶Ｓｉ基板１１に陽
極化成処理を施すことによって形成することができる。
【００８０】ここで、電解質溶液としては、例えば、弗
化水素を含む溶液、弗化水素及びエタノールを含む溶
液、弗化水素及びイソプロピルアルコールを含む溶液等
が好適である。より具体的な例を挙げると、電解質溶液
としては、例えば、ＨＦ水溶液（ＨＦ濃度＝４９ｗｔ
％）とエタノールを体積比２：１で混合した混合液が好
適である。
【００８１】また、多孔質Ｓｉ層１２を互いに多孔度の
異なる２層以上の層からなる多層構造としてもよい。こ
こで、多層構造の多孔質Ｓｉ層１２は、表面側に第１の
多孔度を有する第１の多孔質Ｓｉ層、その下に、第１の
多孔度より大きい第２の多孔度を有する第２の多孔質Ｓ
ｉ層を含むことが好ましい。このような多層構造を採用
することにより、後の非多孔質層１３の形成工程におい
て、第１の多孔質Ｓｉ層上に、欠陥等の少ない非多孔質
層１３を形成することができると共に、後の分離工程に
おいて、所望の位置で貼り合わせ基板を分離することが
できる。ここで、第１の多孔度としては、１０％〜３０
％が好ましく、１５％〜２５％が更に好ましい。また、
第２の多孔度としては、３５％〜７０％が好ましく、４
０％〜６０％が更に好ましい。
【００８２】電解質溶液として上記の混合液（ＨＦ濃度
が４９ｗｔ％の弗化水素酸：エタノール＝２：１）を利
用する場合は、例えば、電流密度８ｍＡ／ｃｍ２、処理
時間５〜１１ｍｉｎの条件で第１層（表面側）を生成
し、次いで、電流密度２３〜３３ｍＡ／ｃｍ２、処理時
間８０ｓｅｃ〜２ｍｉｎの条件で第２層（内部側）を生
成することが好ましい。
【００８３】次いで、次の（１）〜（４）の少なくとも
１つの工程を実施することが好ましい。ここで、
（１）、（２）を順に実施することが好ましく、
（１）、（２）、（３）を順に実施すること、或いは、
（１）、（２）、（４）を順に実施することが更に好ま
しく、（１）、（２）、（３）、（４）を順に実施する
ことが最も好ましい。
【００８４】（１）多孔質Ｓｉ層の孔壁に保護膜を形成
する工程（プリ酸化工程） この工程では、多孔質Ｓｉ層１２の孔壁に酸化膜や窒化
膜等の保護膜を形成し、これにより、後の熱処理による
孔の粗大化を防止する。保護膜は、例えば、酸素雰囲気
中で熱処理（例えば、２００℃〜７００℃が好ましく、
３００℃〜５００℃が更に好ましい）を実施することに
より形成され得る。その後、多孔質Ｓｉ層１２の表面に
形成された酸化膜等を除去することが好ましい。これ
は、例えば、弗化水素を含む溶液に多孔質Ｓｉ層１２の
表面を晒すことによって実施され得る。
【００８５】（２）水素ベ−キング工程（プリベーキン
グ工程） この工程では、水素を含む還元性雰囲気中において８０
０℃〜１２００℃で、多孔質Ｓｉ層１２が形成された第
１の基板１に熱処理を実施する。この熱処理により、多
孔質Ｓｉ層１２の表面の孔をある程度封止することがで
きると共に、多孔質Ｓｉ層１２の表面に自然酸化膜が存
在する場合には、それを除去することができる。
【００８６】（３）微量原料供給工程（プリインジェク
ション工程） 多孔質Ｓｉ層１２上に非多孔質層１３を成長させる場合
は、成長の初期段階で非多孔質層１３の原料物質の供給
を微少量として、低速度で非多孔質膜１３を成長させる
ことが好ましい。このような成長方法により、多孔質Ｓ
ｉ層１２の表面の原子のマイグレーションが促進され、
多孔質Ｓｉ層１２の表面の孔を封止することができる。
具体的には、成長速度が２０ｎｍ／ｍｉｎ以下、好まし
くは１０ｎｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２ｎｍ／ｍ
ｉｎ以下になるように原料の供給を制御する。
【００８７】（４）高温ベーキング工程（中間ベーキン
グ工程） 上記の水素ベーキング工程及び／又は微量原料供給工程
における処理温度よりも高い温度で、水素を含む還元性
雰囲気中で熱処理を実施することにより、多孔質Ｓｉ層
１２の更なる封止及び平坦化が実現することができる。
【００８８】次いで、図１（ｂ）に示す工程の第１段階
では、多孔質Ｓｉ層１２上に第１の非多孔質層１３を形
成する。第１の非多孔質層１３としては、単結晶Ｓｉ
層、多結晶Ｓｉ層、非晶質Ｓｉ層等のＳｉ層、Ｇｅ層、
ＳｉＧｅ層、ＳｉＣ層、Ｃ層、ＧａＡｓ層、ＧａＮ層、
ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＡｓ層、ＩｎＰ層、ＩｎＡｓ
層等が好適である。勿論、第1の非多孔質層１３として
は必要に応じて上記材料層を組み合せて用いることもで
きる。例えば、多孔質Ｓｉ層１２上に非多孔質単結晶Ｓ
ｉ層、その上にＳｉＧｅ層、更にその上に非多孔質単結
晶Ｓｉ層を形成してもよい。
【００８９】次いで、図１（ｂ）に示す工程の第２段階
では、第１の非多孔質層１３の上に第２の非多孔質層と
してＳｉＯ２層（絶縁層）１４を形成する。これにより
第１の基板１０が得られる。ＳｉＯ２層１４は、例え
ば、Ｏ２／Ｈ２雰囲気、１１００℃、１０〜３３ｍｉｎ
の条件で生成され得る。
【００９０】次いで、図１（ｃ）に示す工程では、第２
の基板（handle wafer）２０を準備し、第１の基板１０
と第２の基板２０とを、第２の基板２０と絶縁層１４と
が面するように室温で密着させて貼り合わせ基板３０を
作成する。
【００９１】なお、絶縁層１４は、上記のように単結晶
Ｓｉ層１３側に形成しても良いし、第２の基板２０上に
形成しても良く、両者に形成しても良く、結果として、
第１の基板と第２の基板を密着させた際に、図１（ｃ）
に示す状態になれば良い。しかしながら、上記のよう
に、絶縁層１４を活性層となる第１の非多孔質層（例え
ば、単結晶Ｓｉ層）１３側に形成することにより、第１
の基板１０と第２の基板２０との貼り合せの界面を活性
層から遠ざけることができるため、より高品位のＳＯＩ
基板等の半導体基板を得ることができる。
【００９２】基板１０、２０が完全に密着した後、両者
の結合を強固にする処理を実施することが好ましい。こ
の処理の一例としては、例えば、１）Ｎ２雰囲気、１１
００℃、１０ｍｉｎの条件で熱処理を実施し、２）Ｏ２
／Ｈ２雰囲気、１１００℃、５０〜１００ｍｉｎの条件
で熱処理（酸化処理）を実施する処理が好適である。こ
の処理に加えて、或いは、この処理に代えて、陽極接合
処理及び／又は加圧処理を実施してもよい。
【００９３】第２の基板２０としては、Ｓｉ基板、Ｓｉ
基板上にＳｉＯ２層を形成した基板、石英等の光透過性
の基板、サファイヤ等が好適である。しかし、第２の基
板２０は、貼り合わせに供される面が十分に平坦であれ
ば十分であり、他の種類の基板であってもよい。
【００９４】次いで、図１（ｄ）に示す工程では、上記
の分離方法を適用して貼り合わせ基板３０を機械的強度
が脆弱な多孔質層１２の部分で分離する。
【００９５】図１（ｅ）に示す工程では、分離後の第１
の基板１０’の単結晶Ｓｉ基板１１上の多孔質層１２ｂ
をエッチング等により選択的に除去する。このようにし
て得られる単結晶Ｓｉ基板１１は、再び第１の基板１０
を形成するための基板、又は第２の基板２０として利用
され得る。
【００９６】貼り合わせ基板としては、次のような方法
により作成されたものを採用してもよい。まず、ミラー
ウェハやエピタキシャルウェハ等の単結晶Ｓｉ基板に代
表される半導体を準備する。ここで、必要に応じて、該
基板の表面に熱酸化シリコン等の絶縁膜を形成する。次
いで、ラインビームによるイオン打ち込み法、プラズマ
イマージョン法等により、正あるいは負の水素イオン、
希ガスイオン等のイオンを該基板に注入し、表面から所
定の深さに、分離層として、比較的高濃度のイオン注入
層を形成する。このようにして第１の基板を得る。
【００９７】次いで、上記と同様の方法により作成され
た第２の基板を前述の貼り合わせ方法に従って第１の基
板と貼り合せる。これにより、移設すべき層（移設層）
を内部に有する貼り合わせ基板が得られる。
【００９８】このイオン注入層は、ひずみが生じたり、
欠陥が生じたり、或いは、注入イオンによる微小気泡が
生じて多孔質体となっていたりする。このようなイオン
注入層は、機械的強度が相対的に弱いため、分離層とし
て機能する。なお、貼り合わせ部材の分離が完全に進行
してしまわない程度に当該貼り合わせ基板を熱処理した
後、上記のような流体による分離を行ってもよい。この
場合、熱処理により貼り合わせ界面における貼り合わせ
力を高めることができる。
【００９９】ここで、分離層が貼り合わせ基板の外周に
露出していなくても、貼り合わせ基板に流体を噴きつけ
ることで分離層に引っ張り力が働くので、張り合わせ基
板は分離層を境にして分離される。
【０１００】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置
は、上記のように、例えば陽極化成により形成された多
孔質層やイオン注入により形成されたイオン注入層のよ
うな分離層を有する貼り合わせ基板（分離対象部材の一
例）を該分離層の部分で２枚の基板に分離するために有
用である。なお、図１（ｄ）では、分離が分離層内部で
起こるように描かれているが、１２と１３の界面、及び
／又は、１１と１２の界面で分離されることもある。勿
論、分離層の層構成等を制御することにより、ほぼ１２
と１３の界面で分割されるようにすることも好ましい。
第２の基板上に移設された層１３の表面を、必要に応じ
て研磨及び／又は水素を含む雰囲気中での熱処理（水素
アニール）により表面平坦化処理することも好ましいも
のである。
【０１０１】［半導体装置の例］次いで、上記の基板の
製造方法（図１参照）により製造され得る半導体基板を
利用した半導体装置及びその製造方法について図９を参
照しながら説明する。
【０１０２】図９は、本発明の好適な実施の形態に係る
基板の製造方法を適用して製造され得る半導体基板を利
用した半導体装置の製造方法を示す図である。
【０１０３】まず、非多孔質層１３として半導体層、非
多孔質層１４として絶縁層を有するＳＯＩ基板を上記の
基板の製造方法を適用して製造する。そして、埋め込み
絶縁膜１４上の非多孔質半導体層（ＳＯＩ層）１３を島
状にパタニングする方法、又は、ＬＯＣＯＳと呼ばれる
酸化法等により、トランジスタを形成すべき活性領域１
３’及び素子分離領域５４を形成する（図９（ａ）参
照）。
【０１０４】次いで、ＳＯＩ層の表面にゲート絶縁膜５
６を形成する（図９（ａ）参照）。ゲート絶縁膜５６の
材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、
酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化スカンジウム、酸化
イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化ランタン、酸化
ジルコニウム、及びこれらの混合物ガラス等が好適であ
る。ゲート酸化膜５６は、例えば、ＳＯＩ層の表面を酸
化させたり、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法によりＳＯＩ層の表
面に該当する物質を堆積させたりすることにより形成さ
れ得る。
【０１０５】次いで、ゲート絶縁膜５６上にゲート電極
５５を形成する（図９（ａ）参照）。ゲート電極５５
は、例えば、Ｐ型又はＮ型不純物がドープされた多結晶
シリコンや、タングステン、モリブデン、チタン、タン
タル、アルミニウム、銅などの金属又はこれらの少なく
とも１種を含む合金や、モリブデンシリサイド、タング
ステンシリサイド、コバルトシリサイドなどの金属珪化
物や、チタンナイトライド、タングステンナイトライ
ド、タンタルナイトライドなどの金属窒化物などで構成
され得る。ゲート絶縁膜５６は、例えばポリサイドゲー
トのように、互いに異なる材料からなる複数の層を積層
して形成されてもよい。ゲート電極５５は、例えば、サ
リサイド（セルフアラインシリサイド）と呼ばれる方法
で形成されてもよいし、ダマシンゲートプロセスと呼ば
れる方法で形成してもよいし、他の方法で形成してもよ
い。以上の工程により図９（ａ）に示す構造体が得られ
る。
【０１０６】次いで、燐、砒素、アンチモンなどのＮ型
不純物又はボロンなどのＰ型不純物を活性領域１３’に
導入することにより、比較的低濃度のソース、ドレイン
領域５８を形成する（図９（ｂ）参照）。不純物は、例
えば、イオン打ち込み及び熱処理などにより導入するこ
とができる。
【０１０７】次いで、ゲート電極５５を覆うようにして
絶縁膜を形成した後に、これをエッチバックすることに
より、ゲート電極５９の側部にサイドウォール５９を形
成する。
【０１０８】次いで、再び上記と同一の導電型の不純物
を活性領域１３’に導入し、比較的高濃度のソース、ド
レイン領域５７を形成する。以上の工程により図９
（ｂ）に示す構造体が得られる。
【０１０９】次いで、ゲート電極５５の上面並びにソー
ス及びドレイン領域５７の上面に金属珪化物層６０を形
成する。金属珪化物層６０の材料としては、例えば、ニ
ッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサ
イド、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド
などが好適である。これらの珪化物は、ゲート電極５５
の上面並びにソース及びドレイン領域５７の上面を覆う
ように金属を堆積させて、その後、熱処理を施すことに
よって、該金属とその下部のシリコンとを反応させた後
に、該金属のうち未反応部分を硫酸などのエッチャント
で除去することによって形成することができる。ここ
で、必要に応じて、珪化物層の表面を窒化させてもよ
い。以上の工程により図９（ｃ）に示す構造体が得られ
る。
【０１１０】次いで、シリサイド化したゲート電極の上
面並びにソース及びドレイン領域の上面を覆うように絶
縁膜６１を形成する（図９（ｄ）参照）。絶縁膜６１の
材料としては、燐及び／又はボロンを含む酸化シリコン
などが好適である。
【０１１１】次いで、必要に応じて、ＣＭＰ法により絶
縁膜６１にコンタクトホールを形成する。ＫｒＦエキシ
マレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２エキシマレー
ザ、電子ビーム、Ｘ線等を利用したフォトリソグラフィ
ー技術を適用すると、一辺が０．２５ミクロン未満の矩
形のコンタクトホール、又は、直径が０．２５ミクロン
未満の円形のコンタクトホールを形成することができ
る。
【０１１２】次いで、コンタクトホール内に導電体を充
填する。導電体の充填方法としては、バリアメタル６２
となる高融点金属やその窒化物の膜をコンタクトホール
の内壁に形成した後に、タングステン合金、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの導電体６３
を、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、めっき法などを利用して堆積
させる方法が好適である。ここで、絶縁膜６１の上面よ
りも高く堆積した導電体をエッチバック法やＣＭＰ法に
より除去してもよい。また、導電体の充填に先立って、
コンタクトホールの底部に露出したソース及びドレイン
領域の珪化物層の表面を窒化させてもよい。以上の工程
によりＳＯＩ層にＦＥＴ等のトランジスタを作り込むこ
とができ、図９（ｄ）に示す構造のトランジスタを有す
る半導体装置が得られる。
【０１１３】ここで、ゲート電極に電圧を印加してゲー
ト絶縁膜下に広がる空乏層が埋め込み絶縁膜１４の上面
に届くように活性層（ＳＯＩ層）１０’の厚さ及び不純
物濃度を定めると、形成されたトランジスタは、完全空
乏型トランジスタとして動作する。また、空乏層が埋め
込み酸化膜１４の上面に届かないように活性層（ＳＯＩ
層）１０’の厚さ及び不純物濃度を定めると、形成され
たトランジスタは、部分空乏型トランジスタとして動作
する。
【０１１４】
【発明の効果】本発明によれば、例えば、貼り合わせ基
板等の、分離層を有する部材の分離において、例えば、
該部材のゆがみや、該部材を保持する際の精度の不足等
に関らず、該部材が適正に分離されることを保証するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係るＳＯＩ構造等
を有する基板の製造方法を説明する図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態に係る分離装置の構
成を示す図である。
【図３】ノズル及び貼り合わせ基板を拡大して示した図
である。
【図４】第１のノズルが形成する第１の幅を有する第１
の噴流を利用して貼り合わせ基板の外周部分を分離する
様子を示す図である。
【図５】第２のノズルが形成する第２の幅を有する第２
の噴流を利用して貼り合わせ基板の外周部分の内側部分
を分離する様子を示す図である。
【図６】第１及び第２のノズル並びに貼り合わせ基板と
の位置関係の一例を示す図である。
【図７】、第１又は第２のノズルにより形成される（噴
流）の典型的な断面形状の例を示す図である。
【図８】図２に示す分離装置の変形例を示す図である。
【図９】本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方
法を適用して製造され得る半導体基板を利用した半導体
装置の製造方法を示す図である。
【図１０】ゆがみの大きな貼り合わせ基板を多孔質層の
部分で２枚の基板に分離する様子を示す図である。
【符号の説明】
１０ 第１の基板 １１ 単結晶Ｓｉ基板 １２ 多孔質Ｓｉ層 １３ 第１の非多孔質層 １４ 第２の非多孔質層 ２０ 第２の基板 ５０ 貼り合わせ基板 １２０Ａ 第１のノズル １２０Ｂ 第２のノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江田 光治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤本 亮 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F032 AA06 AA13 CA17 DA41 DA53 DA60 DA71 DA74 5F110 AA30 CC02 DD05 DD13 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EE09 EE32 FF01 FF02 FF03 FF04 FF22 FF29 GG02 GG12 HJ01 HJ13 HK05 HL02 HL04 HL21 HL24 HM15 NN02 NN26 NN62 QQ17 QQ19

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部に分離層を有する部材を噴流により
    分離する分離方法であって、 第１の幅を有する噴流を前記部材の外周部分に噴きつけ
    て前記部材の前記外周部分を分離する第１工程と、 前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する噴流を前記
    部材に噴きつけて前記部材を分離する第２工程と、 を含むことを特徴とする分離方法。
  2. 【請求項２】 前記第１工程では、前記第１の幅を有す
    る噴流の圧力を前記部材の前記外周部分の分離層に作用
    させ、 前記第２工程では、前記第２の幅を有する噴流の圧力を
    前記部材の前記外周部分の内側の分離層に作用させるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の分離方法。
  3. 【請求項３】 前記第１及び第２の幅は、前記分離層の
    厚さ方向の幅であることを特徴とする請求項１又は請求
    項２に記載の分離方法。
  4. 【請求項４】 前記第１の幅を有する噴流及び前記第２
    の幅を有する噴流を互いに異なる噴射機構により形成す
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１
    項に記載の分離方法。
  5. 【請求項５】 前記第１の幅を有する噴流の圧力は、前
    記第２の幅を有する噴流の圧力よりも高いことを特徴と
    する請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の分離
    方法。
  6. 【請求項６】 前記第２工程は、前記第１工程により前
    記部材の外周部分が実質的に全周にわたって分離された
    後に実施されることを特徴とする請求項１乃至請求項５
    のいずれか１項に記載の分離方法。
  7. 【請求項７】 前記第１工程及び前記第２工程は、分離
    処理の開始から終了までの全期間のうち一部の期間にお
    いて並行して実施されることを特徴とする請求項１乃至
    請求項５のいずれか１項に記載の分離方法。
  8. 【請求項８】 前記第１の幅は、０．５〜１ｍｍであ
    り、前記第２の幅は、０．０５〜０．５ｍｍであること
    を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記
    載の分離方法。
  9. 【請求項９】 前記第１の幅を有する噴流の圧力は、５
    ００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、前記第２の幅を
    有する噴流の圧力は、５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２であ
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１
    項に記載の分離方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１工程において前記分離層に直
    交する軸を中心として前記部材を回転させることを特徴
    とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の分
    離方法。
  11. 【請求項１１】 前記第２工程において前記分離層に直
    交する軸を中心として前記部材を回転させることを特徴
    とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の
    分離方法。
  12. 【請求項１２】 前記部材は、分離層上に半導体層を有
    するシード基板と、ハンドル基板とを、絶縁層を介在さ
    せて貼り合わせて得られる貼り合わせ基板であることを
    特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記
    載の分離方法。
  13. 【請求項１３】 前記噴流は、噴射部から液体又は気体
    を噴射させて得られることを特徴とする請求項１乃至請
    求項１２に記載の分離方法。
  14. 【請求項１４】 内部に分離層を有する部材を噴流によ
    り分離する分離装置であって、 部材を保持する保持部と、 前記保持部によって保持された部材の分離層に圧力を加
    える噴流を形成する複数の噴射機構を備え、前記複数の
    噴射機構は、幅が互いに異なる複数の噴流を形成するこ
    とを特徴とする分離装置。
  15. 【請求項１５】 前記複数の噴射機構は、前記部材の分
    離層の厚さ方向の幅が互いに異なる複数の噴流を形成す
    ることを特徴とする請求項１４に記載の分離装置。
  16. 【請求項１６】 前記複数の噴射機構は、 第１の幅を有する第１の噴流を形成する第１の噴射機構
    と、 前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する第２の噴流
    を形成する第２の噴射機構とを含み、 前記第１の噴射機構は、前記第１の噴流の圧力が前記部
    材の外周部分に作用するように調整され、前記第２の噴
    射機構は、前記第２の噴流の圧力が前記部材の前記外周
    部分の内側の分離層に作用するように調整されることを
    特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の分離装
    置。
  17. 【請求項１７】 前記第１の噴流の圧力は、前記第２の
    噴流の圧力よりも高いことを特徴とする請求項１６に記
    載の分離装置。
  18. 【請求項１８】 前記第２の噴射機構は、前記第１の噴
    射機構が形成する前記第１の噴流により前記部材の外周
    部分が全周にわたって分離された後に、前記第２の噴流
    を形成することを特徴とする請求項１６又は請求項１７
    に記載の分離装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の噴射機構及び前記第２の噴
    射機構の双方が、分離処理の開始から終了までの全期間
    のうち一部の期間において、それぞれ第１の噴流及び第
    ２の噴流を形成することを特徴とする請求項１６乃至請
    求項１８のいずれか１項に記載の分離装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１の幅は、０．５〜１ｍｍであ
    り、前記第２の幅は、０．０５〜０．５ｍｍであること
    を特徴とする請求項１６乃至請求項１９のいずれか１項
    に記載の分離装置。
  21. 【請求項２１】 前記第１の幅を有する噴流の圧力は、
    ５００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、前記第２の幅
    を有する噴流の圧力は、５０〜５００ｋｇｆ／ｃｍ２で
    あることを特徴とする請求項１６乃至請求項２０のいず
    れか１項に記載の分離装置。
  22. 【請求項２２】 分離処理中に前記分離層に直交する軸
    を中心として前記部材を回転させる回転機構を更に備え
    ることを特徴とする請求項１４乃至請求項２１のいずれ
    か１項に記載の分離装置。
  23. 【請求項２３】 前記部材は、分離層上に半導体層を有
    するシード基板と、ハンドル基板とを、絶縁層を介在さ
    せて貼り合わせて得られる貼り合わせ基板であることを
    特徴とする請求項１４乃至請求項２２のいずれか１項に
    記載の分離装置。
  24. 【請求項２４】 前記噴流は、噴射部から液体又は気体
    を噴射させて得られることを特徴とする請求項１４乃至
    請求項２３のいずれか１項に記載の分離装置。
  25. 【請求項２５】 内部に分離層を有する部材に噴流を打
    ち込むことにより該部材を分離する分離装置であって、 部材を保持する保持面を有する保持部と、 前記保持部によって保持された部材の分離層に圧力を加
    える噴流を形成する複数の噴射機構を備え、前記複数の
    噴射機構は、前記保持面に直交する方向についての幅が
    互いに異なる複数の噴流を形成することを特徴とする分
    離装置。
  26. 【請求項２６】 半導体基板の製造方法であって、 内部に分離層を有し、その上に移設層を有する第１の基
    板の表面と、第２の基板とを貼り合わせて、分離対象の
    部材としての貼り合わせ基板を作成する工程と、 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の分離方
    法を適用して前記貼り合わせ基板を分離層の部分で分離
    する工程と、 を含むことを特徴とする半導体基板の製造方法。
  27. 【請求項２７】 半導体装置の製造方法であって、 請求項２６に記載の製造方法を適用して製造されたＳＯ
    Ｉ基板を準備する工程と、 前記ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を素子分離して、素子分離さ
    れたＳＯＩ層にトランジスタを作り込む工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  28. 【請求項２８】 前記トランジスタは、部分空乏型のＦ
    ＥＴであることを特徴とする請求項２７に記載の半導体
    装置の製造方法。
  29. 【請求項２９】 前記トランジスタは、完全空乏型のＦ
    ＥＴであることを特徴とする請求項２７に記載の半導体
    装置の製造方法。
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