JP4368851B2 - 支持基板へ転送される有用な材料層の輪郭を平坦にする方法 - Google Patents

Description

この発明は、電子工学、光学又は光電子工学向けの、基板の製造中に支持基板へ転送される半導体材料の有用層の輪郭を平坦にする方法に関する。

最近では、分子結合（“ｗａｆｅｒ ｂｏｎｄｉｎｇ”として知られる）による結合と、“周辺リング”として知られる領域を有する支持基板への有用層の転送との組み合わせ技術を用いてすべての基板が製造されている。

このリングは支持基板の周辺に位置する領域であって、そのために有用層が転送された訳ではなく、即ち、転送が行われた場合、このリングは、その中で有用層が部分的に転送された領域であり、又は、上記支持基板との結合力が弱いために、その後の処理において消失したものである。

図１、図２に各々示すのは、“ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ”という意味の頭字語“ＳＯＩ”により当業者に知られる基板の断面図と平面図である。

図１に示すのは、シリコン支持基板１で、この上に、シリコン層２２に覆われたシリコン酸化物層２１を有する複合層２が分子結合により転送されている。

文言“リング”３は、支持基板１のほぼ環状の領域であって、その上に複合層２が転送されていない、又は、十分に転送されなかったものとして定義される。平面図（図２参照）ではこのリング３が幅、即ち、横の垂直な側部２００が不定又はぎざぎざになっている。

図１及び図２は、各層、支持基板そしてリングの幅に関し、実際とはスケールが異なる概略図であることに注意されたい。

このリング現象は、例えば、“ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ”という意味の頭字語“ＳＩＣＯＩ”又は“ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｏｎ ｑｕａｒｔｚ”という意味の頭字語“ＳＯＱ”により当業者に知られる他の基板にも起きる。ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ（ＡｓＧａ／Ｓｉ）を含む他の多層基板にもリングが見られる。

例えば、窒化シリコンの２インチ（５０ミリメートル（ｍｍ））からあるシリコン基板の１２インチ（３００ｍｍ）に至る支持基板１の直径とは無関係に、このリング３の幅は、通常、数ミリメートルである。さらにその幅が変動し、即ち、例えば、基板の一端で１ｍｍ変化し、基板の他端では４ｍｍも変化しうる。

層転送中にこのリングが見られることには以下に議論するように種々の原因がある。特筆すべきは用いる基板が面取りされていること、結合エネルギの変化、採用される結合技術、そして、基板製造方法における各種の積極的な工程である。

リングが見られることを説明するのに図３を引用するが、これは、分子結合により結合された２枚の基板の各片側の一部、即ち、それから有用層が切り取られる源基板４と、その有用層を受けるための支持基板５の概略断面図を示している。この図は従来技術を示している。

以後の記載並びに図面においては、基板は円形形状を有するものとし、これは、この形状が最も多く見られるからである。しかし、これは他の形状でも構わない。

源基板４は二つの平行に向かい合う面を有し、図３において、参照番号４００がそれら面の一つである“表”を示す。この表面４００が支持基板５上に結合されることになる。源基板４は、表面４００の平面に垂直な側部４１を有する。

さらに、裏部分と後で支持基板５に転送される有用層４３という二つの部分を確定する脆弱領域４２を形成する処理が基板４に施されている。

以後の記載並びに請求の範囲において、文言“有用層”は、例えば、以下に記載する原子種注入、摩擦研磨、且つ又は、化学エッチングの方法により厚みが変わる転送された層を意味する。

最近では、源基板と支持基板に使われる基板は市場で入手できるものであり、標準化された条件を満足するものであり（例えば、シリコン基板におけるＳＥＭＩ標準）、主に、それら基板が可能な限りいろんなユーザの装置に適用できるようにするものである。

それら標準によれば、側部４１と表面４００とが交わる部分に環状の主面取り部４４又は主垂下部が基板４に設けられており、これは、表面４００の面と、さらに詳細には、後で説明するように、高精度に平坦な領域と大きな角度α（４５度に近い）を成している。この主面取り部４４は半径方向に幅Ｌ以上に渡って延在している。幅Ｌは各種基板に応じて１００マイクロメートル（μｍ）から５００μｍに渡って変化する。主面取り部４４は源基板４の機械的破断並びに切り込みのリスクを削減するものである。

源基板４について上記述べたのと同じように、支持基板５は表面５００、側部５１、そして、主面取り部５４を有する。

基板４、５が互いに結合される場合には面取り部４４，５４において結合は行われず、これは角度αの大きさによるものである。そこで、リング幅がそれら主面取り部４４，５４の幅Ｌに相当することになると予想される。ところが、図に見られるように、それは、実際、大きくなっている。

図に見られるように、基板４の表面４００は、実際、二つの領域を有し、即ち、基板４のほぼ中央に位置し、以後、“平坦中央領域”と称する第一の高精度な平坦領域４０と第一領域を取り囲む第二領域４５とを有する。

第二領域４５は副環状面取り部又は副垂下部であり、平坦中央領域４０の平面と角度βを成す。この角度βは非常に小さく、通常、１度未満であり、従って、副面取り部４５は実際には中央領域４０の平面から若干ずれているものである。この副面取り部４５は平坦領域４０と主面取り部４４との間に延在している。

以後の記載並びに請求の範囲において、文言“平坦”は結合に適する平坦さを意味し、文言“中央領域”はほぼ基板表面中央に位置する領域を意味するが、その表面上で若干編心して位置してもよい。

図３並びにそれ以降の図面は概略的であり、明瞭にするために、これらの図において角度βはかなり誇張されている。

さらに詳細には、副面取り部４５は主面取り部４４ほどには鋭くない垂下部を構成し、これは各種基板形成工程（ラッピング、研磨、化学エッチング）の間に見られ、これらの工程が基板側でより大きいエッチング及び材料除去効果を生む。副面取り部４５は標準から外れるものである。その幅Ｌ‘は基板上で半径方向に５００μｍから３０００μｍに渡って取り得る。副面取り部４５は、制御できず、また、一端から他端にかけて再現できない寸法を有する高精度には確定されない領域である。さらに、角度βの値は変動し、従って、副面取り部４５は、図３に概略的に示すように平坦ではなく、場所によってドーム状であったり、平坦ではない。

その結果、実際には（そして各概略的な図と比べて）、源基板４の側部は複数の傾斜面ではなく、多少丸みを帯びた形状であり、即ち、副面取り部４５と主面取り部４４との間、又は、主面取り部と側部４１との間にエッジがない。

源基板４について上記述べたのと同様に、支持基板５は平坦な中央領域５０とほぼ環状の副面取り部５５を有し、副面取り部４５と同様に平坦ではない。

平坦ではない表面やそのような副面取り部４５、５５の存在を許さない分子結合では結合やその領域での層転送が十分ではなく、周辺リングが見られることになる。

周辺リングが見られる第二の理由は、通常、基板の中心から端部へと、結合度合いの変化と共に、二つの対向する表面間の結合エネルギが低くなる。言い換えれば、基板周辺では常に結合エネルギが低いということである。

さらには、荒さ、平坦さ、微粒子との接触に対する表面の化学的性質等をパラメータとした関数として結合エネルギが変化する。そのようなパラメータは基板側面においてもあまり制御することができずに変化する。

さらに、源基板と支持基板が互いに圧接されるとき、これら基板上に加わる変形力に応じて結合エネルギが変化する。一端から結合を開始すると、結合波の初期部分又は中央部分より最終部分全体において結合エネルギが低いことが観察される。結果として、最終結合領域において、リングがさらに不定且つ又はさらに広く且つ又はさらに脆弱となる。

最後になるが、リングが形成される第三の要因は基板製造方法における各種の積極的な工程である。

頭字語ＢＥＳＯＩ（ｂｏｎｄ ａｎｄ ｅｔｃｈｂａｃｋ ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）により知られている基板製造方法では、源基板を支持基板上に結合し、源持基板の少なくとも一面が酸化物層で覆われる。源基板の露出表面に摩擦研磨、且つ又は、化学的アタック・エッチング処理が施され、その後、源基板が有用層になるまで研磨される。

化学的アタック（結合界面が部分的に剥離するリスクを伴う）を含むタイプの方法では、酸化による影響が源基板の側部及び前部に及び、機械的摩擦研磨により両部分でリングが大きくなる傾向がある。

同様に、脆弱領域に沿った破断による層の剥離を含む方法では、側部周辺において、剥離が脆弱領域ではなく結合界面上で起きる傾向があり、大きな表面面積を有する環状のリングが形成されることになる。

再び図３を参照すると、脆弱領域４２が水素注入により形成されるという特別な場合、図に示されているように、源基板４の残存部分から有用層４３を剥離する次の工程の間に水素の気泡が大きくなり副面取り部４５の面にほぼ垂直に力を加える。この領域では、その副面取り部が直接接触し、押しつける面によりこの力に打ち勝つことができず、これは、副面取り部５５が副面取り部４５と角度２βだけ離れているからである。そこで、副面取り部４５の表面に気泡が形成され、そして、これら気泡がさらに副面取り部４５，５５間の結合力を低減させることになる。

リングが存在することにより多くの問題がある。

第一に、そのリングを有する転送された有用層の端部が脆弱で最終基板が得られる処理の間に脆く砕けてしまうことがある。素子製造中にミリメートルという貴重な有用層が失われてしまうことに加えて、その層が砕けてしまうことにより粉塵が飛び、これが公害の源となってそれら素子から形成される回路の製造歩留まりに大きな影響をあたえることになる。例えば、０．１μｍ程度の直径の粉塵であれば０．２５μｍ回路を破壊するのに十分である。

最後に、このリングは上記のように平坦ではなく、その幅は基板の一端から他端において１ｍｍから４ｍｍほど変化しうるので、そのような基板を製造設備内で用いると産業プロセスのいろんな工程内で生産性の問題が生じる。

文書ＥＰ−１，０５９，６６３には半導体薄膜を製造するプロセスが記載されており、これは、第一の基板上に半導体層と多孔層を形成し、その周辺領域から半導体層を除去し、そして、半導体層表面に結合された第二の基板を用いて半導体層を第一の基板から分離する工程を備える。

このプロセスは、転送された層が多孔層上にエピタキシャル成長しているという事実に関わる亀裂の問題を解決することを目的としている。

この文書は、支持基板上に転送された有用層の輪郭を平坦にするものでもなく、また、主、副面取り部を備えた二枚の基板の結合に関わるものでもない。

従って、この発明の目的は上記の問題を改善するもので、特に、層転送方法の間に支持基板上に転送された有用層の側面又はリムを平坦に、そして、一定にすることを目的としている。

この目的のため、この発明は、電子工学、光学又は光電子工学用の複合基板の製造中に支持基板へ転送される材料の有用層の輪郭を平坦にする方法であって、表面と称する源基板の面を、前記支持基板と向かい合い、受取り面と称する面に分子結合する少なくとも一工程と、前記源基板から生じる有用層を前記支持基板上に転送する工程を備える方法を提供する。

この発明によれば、前記結合工程の前に、前記支持基板の前記受取り面の周囲の少なくとも一部分に肩部を形成するように前記受取り面を加工処理し、前記肩部は、一定な輪郭の上面を有する内部突出領域を確定し、結合後に、前記有用層が一定な輪郭を有する前記支持基板に転送される。

さらに、この発明は、電子工学、光学又は光電子工学用の複合基板の製造中に支持基板へ転送される材料の有用層の輪郭を平坦にする方法であって、表面と称する源基板の面を、前記支持基板と向かい合い、受取り面と称する面に分子結合する少なくとも一工程と、前記源基板から生じる有用層を前記支持基板上に転送する工程を備える方法を提供する。

この発明によれば、前記結合工程の前に、前記表面と前記受取り面から選択された一つの面のみを該面の周囲の少なくとも一部分に肩部を形成するように加工処理し、前記肩部は一定な輪郭線の上面を有する内部突出領域を確定し、前記二面の内の他の面は、主面取り部と境界を成し、そして、平坦領域と称する高精度に平坦な中央領域と、前記主面取り部と前記平坦領域との間に位置し副面取り部と称する中間領域とを有し、前記突出領域の前記上面の輪郭線の寸法が前記対向基板の前記副面取り部の外郭線の寸法より小さいか又は等しく、前記上面が、該上面の輪郭線が前記副面取り部の外郭線内に入り込むように、前記対向基板に結合され、結合後に、前記有用層が一定な輪郭を有する前記支持基板に転送される。

この発明のその他の効果があり、限定のない特徴が以下の単一の又は組み合わせによりもたらされる。

加工処理が施された前記基板の前記突出領域の前記上面の輪郭線の寸法が前記対向基板の前記平坦領域の外郭線の寸法より小さいか又は等しく、前記上面が前記対向基板に結合されて、前記上面の輪郭線が前記平坦領域の外郭線内に入り込む。

前記加工処理が施された基板の前記突出領域の前記上面が前記対向基板の前記副面取り部又は前記平坦領域に対して中央に位置決めされるように前記上面が前記対向基板に結合される。

前記突出領域の側面が前記突出領域の前記上面の平面にほぼ垂直である。

前記肩部加工工程は前記源基板の前記表面上で行われる。

前記結合工程の前に前記源基板内に脆弱領域を形成し、前記有用層が前記脆弱領域と前記源基板の前記表面との間に延在し、前記結合工程の後に前記脆弱領域に沿って前記源基板の残存部分から前記有用層を剥離する。

前記源基板の前記表面上で行われる前記肩部加工工程は前記脆弱領域形成工程の前又は後に行われる。

前記源基板の前記突出領域の高さが前記有用層の厚みより大きいか又は等しい。

前記源基板の前記突出領域の高さが前記有用層の厚みより非常に大きく、前記源基板の残存部分から前記有用層を剥離する工程の後に、
前記源基板の前記突出領域内に脆弱領域を形成し、前記有用層が前記脆弱領域と前記源基板の前記上面との間に延在し（任意ではあるが、この工程より先に前記突出領域の上面を平坦化する工程が行われる）、
前記上面の輪郭線が前記支持基板の前記副面取り部の外郭線内に入り込むように、前記上面を前記支持基板の前記受取り面に分子結合し、
前記脆弱領域に沿って前記支持基板の残存部分から前記有用層を剥離することから成る一行程が少なくとも一回行われる。

前記脆弱領域は原子種注入又は多孔層により形成される。

前記突出領域の高さは１０ナノメートル（ｎｍ）又はそれ以上、好ましくは、２００ｎｍ又はそれ以上である。

機械的又は電気的オリジンによる圧力を加える、熱エネルギを供給する、そして、化学的エッチングの少なくともいずれか一つの技術又は組み合わせにより前記有用層が剥離される。

前記支持基板は、材料、任意ではあるが半導体材料であり、好ましくは、シリコン、透明基板、炭化珪素、ガリウム砒素、リン化インジウム、そして、ゲルマニウムから選ばれた材料で形成される。

前記源基板は、好ましくは、特に、シリコン、ゲルマニウム、シリコンとゲルマニウムの混合物、炭化珪素、窒化ガリウム、ガリウム砒素、そして、リン化インジウムから選ばれた半導体材料により形成される。

前記源基板の前記表面と前記支持基板の前記受取り面との結合された面の少なくともいずれか一面が絶縁材料の層で覆われる。

この発明の他の特徴並びに効果が以下のこの発明のいくつかの好ましい実施形態により明らかになる。

この発明の目的は上述の方法等、複合基板を製造する方法を改良するものであって、そのような方法は源基板の一つの面を支持基板の対向する面に分子結合する少なくとも一工程と源基板から有用層を支持基板に転送する工程を含む。

従って、その複合基板は、源基板から生じ、支持基板に転送された少なくとも一つの有用層を備える。

この発明の特徴によれば、分子結合工程の前に、互いに結合される源基板又は支持基板の一面又は両面に機械処理が施されてその面上に肩部が形成される。この肩部は、側面と平坦な又はほぼ平坦な上面とを有する内部（即ち、ほぼ中央の）突出領域を備える。

次の結合の間に、その突出部の平坦上面領域が対向基板の領域に結合され、以下に詳細に記載するように、この領域も高精度に平坦化されているか、又は、上記平坦領域から小さな角度βだけ離れている。従って、結合が改善される。

さらに、これとは異なり、突出部を囲む環状領域は対向する基板に全く接触しない。これにより、互いに結合される二枚の基板の対向領域と、全く結合されない領域との境界が非常に明確になる。

図４を参照すると、この発明の第一実施形態においては、源基板６（ここから後で有用層が除去される）上にのみ突出領域が設けられている。

この、通常、環状の源基板６は側部６０を有している。

結合工程の前に、源基板６の表面６００（即ち、支持基板に対して結合される表面）が加工されて、少なくともその周辺のある部分、そして、通常、その周辺のほぼ全体（場合によっては、結晶平面を位置付けるフラット又はノッチとして知られる領域を除いて）に肩部６１が形成されている。

エッチング（特に局部エッチング）、ラッピング、又は、片側にのみの研磨により肩部６１が効果的に形成される。ラッピングの場合、主面取り部を形成するのに用いるツールが肩部の形状に合わせられる。これらの技術は当業者に知られており詳細には説明しない。

この肩部６１は、側面６３と上面６２０を有する内部突出領域６２を備える。上面６２０は支持基板７の“受取り表面”である表面７００に結合されるものである。

この面６２０は、通常、（図４において実線で示されるように）平坦である。しかし、副面取り部を有する源基板から肩部６１が加工される場合には、面６２０は高精度に平坦ということではなく、副面取り部の残部、即ち、平坦中央領域６２０の平面と非常に小さな角度βを成す環状領域６２０‘がその面の周囲に形成されることもある。

しかし、この領域６２０‘の幅Ｌ“は小さく、そして、角度βも小さいので、領域６２０‘と表面６２０の（図において水平な）平面との間の側部６３における距離に相当する高さｈも小さい。従って、この領域６２０はほとんど平坦と考えることができる。

突出領域６２を囲む源基板の表面を“セットバック表面”と称し、参照番号６４を付与する。表面６２０（場合によっては領域６２０‘を含む）を、このセットバック表面と対照させて、“トップ表面”と称する。

記載並びに請求項を通じて、簡略化のために、若干傾斜した部分６２０‘を含んでいても平坦なトップ表面６２０のみ引用する。

効果的なことに、側面６３がトップ表面６２０の平面に対して垂直、又は、ほぼ垂直となっている。

好ましくは、しかし、必須ではないが、源基板６はディスク形状を成し、突出領域６２は円筒形で、そして、セットバック表面６４は環状を成している。

図５はこの発明の第二実施形態を示し、これは上記のものと逆であり、源基板の表面６００は突出領域を有しておらず、一方、支持基板７の受取り面７００が突出領域を有している。しかし、有用層６６は常に後で源基板６から除去されることに留意されたい。

この場合、源基板６について上記したのと同様に、支持基板７は側部７０，肩部７１，セットバック表面６４、そして、側面７３と平坦な又はほぼ平坦な上面７２０を有する内部突出領域７２を備える。それらの異なる部分並びにそれらの形状的特徴を得る手順は源基板６について上記したものと同様である。

支持基板７の受取り面７００上に形成するのと同時に源基板６の表面６００上に突出領域を形成することも可能である。

しかし、製造方法後に（即ち、有用層６６の剥離後に）複合基板が得られるという事実を主な理由として、源基板６には肩部はもはや設けられず、好ましくは、源基板６上に突出領域が加工されるということに留意されたい。

源基板６の突出領域６２の高さには参照符号Ｈ_６が、一方、源基板７の突出領域７２の高さには参照符号Ｈ_７が付与されている。

支持基板７に結合される上部平坦面６２０と結合されないセットバック表面６４との間に（源基板６に結合される上部平坦面７２０と接着されないセットバック表面７４との間に）明確な境界が形成されるように高さＨ_６又はＨ_７は少なくとも１０ｎｍあると効果的である。

実際には、産業的な製造において、これらの高さＨ_６、Ｈ_７は、通常、少なくとも２００ｎｍある。

突出領域６２と７２の横方向の寸法は以下に記載するように変更できる。

以下に記載するような各種の態様で源基板６から有用層を取り除くことができる。

第一変形例では、基板６，７を互いに分子結合する工程の前に、源基板６内に脆弱領域６５が形成されて、後で支持基板７に転送される有用層６６を確定し、範囲を定める。結合後、この脆弱領域６５に沿って源基板６の残存部分から有用層６６が剥離される。

図４、図５そして図６は明瞭にするためのものであり、有用層６６の厚みはかなり誇張されている。これらの図は概略的であり、基板６，７とそれらの形状的特徴は実際とは異なるスケールで描かれている。

脆弱領域６５を形成する技術は当業者に知られており詳細には説明しない。

この脆弱領域６５は表面６００から原子種を注入することにより効果的に形成できる。

文言“原子種を注入”は原子、分子又はイオン種の如何なる衝撃をも意味し、これにより、その種を、衝撃を受けた表面６００から所定深さにその種の最大濃度を持って材料に導入することができる。分子又はイオン化原子種はほぼ最大に分散するエネルギで材料に導入することができる。

例えば、イオンビーム・インプランタ又はプラズマ・イマーション（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ）・インプランタを用いて原子種を上記源基板６内に注入することができる。

好ましくは、注入はイオン衝撃で行う。好ましくは、注入イオン種は水素である。希ガス（例えば、ヘリウム）等の他のイオン種を単独又は水素と組み合わせて効果的に用いることができる。

注入により源基板６のバルク内に平均イオン貫通深さで脆弱領域６５が形成され、この領域は表面６００の平面とほぼ平行になる。表面６００からこの脆弱領域６５に渡り有用層６６が延在する。

例えば、登録商標“Ｓｍａｒｔ Ｃｕｔ”として知られる方法に関する文献が引用される。

例えば、ヨーロッパ特許ＥＰ−Ａ−０ ８４９ ７８８に記載されているＣａｎｏｎによる登録商標“ＥＬＴＲＡＮ”として知られる方法を用いて得られる多孔層により脆弱領域６２を構成することができる。

図４と図５の突出領域６２が源基板６上に形成される場合においては、脆弱領域６５の形成工程の前又は後で肩部６１の加工を行えることができることに留意されたい。

これについては製造者が選択できる。実際、製造設備内においては加工処理により粉塵が発生するので、主面取り部の形成等、同じ性質の処理をグループ化すると効果的である。この場合、加工後に脆弱領域６５が形成される。肩部６１を有する表面上に脆弱領域が形成される場合は、セットバック表面６４も脆弱領域を有することになる。

これとは異なり、もし、肩部を、即ち、ほぼ平坦な表面（副面取り部は無視する）上に加工する前に脆弱領域６５が形成され、そして、その後、肩部が加工される場合は（そして、図４に示すように、突出部分６２の高さＨ_６が有用層６６の厚みＥより大きい場合は）、突出部分６２上のみに脆弱領域６５が得られ、効果的と思われる。そして、粉塵を発生しうる脆弱化した周辺領域が除去される。

結合工程の後、以下の技術の少なくとも一つを単独に又は組み合わせにより源基板６の残存部分から有用層６３が剥離される。機械的又は電気的オリジンによる圧力を加える。熱エネルギを加える。そして化学的エッチングである。これらの剥離技術は当業者に知られており詳細には説明しない。これにより支持基板７に転送された有用層６６を有する複合基板が製造される。

さらに詳細には、脆弱領域６５に沿って有用層が剥離される。図４又は図６に示される場合では、突出領域６２の高さＨ_６が有用層６６の厚みＥより大きいか又は等しい場合は、肩部６１が源基板６上に形成され、脆弱領域６５に沿ってのみ有用層が剥離される。一方、ＥがＨ_６より大きい場合は、脆弱領域６５に沿って、そして、側面６３の延長である垂直上方に有用層６６が剥離される。

肩部７１が支持基板７内に形成される場合は、脆弱領域６５に沿って、そして、突出領域７２の側面７３の延長で垂直に有用層６６が剥離される。

上記二つの場合を、我々は有用層６６の“ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｅｌｆ−ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ”と呼ぶ。

最後に、図示しない実施形態の第三変形例では、“ｂｏｎｄ ａｎｄ ｅｔｃｈｂａｃｋ”として知られる技術により有用層６６を形成することができ、源基板６の表面６００を支持基板７の表面７００に結合した後、その源基板６の裏面を化学的アタックによりラッピング且つ又はエッチング処理し、そして、支持基板７上にその有用層６６に相当する厚みになるまで研磨する。

特に、ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の場合は、上記のたＢＥＳＯＩ方法により有用層６６を得ることができる。

突出領域の寸法及び形状についていくつかの好ましい実施形態の変形例が以下に記載される。

図４を参照し、そして、図３に示される従来技術について記載したように、支持基板７の受取り面７００が高精度な平坦中央領域７７と副面取り部７８を有する。さらに、支持基板７は主面取り部７９を有する。

図７にさらに明瞭に見られるように、そして、多くの場合、支持基板７は円形である。この図面は平坦中央領域７７を概略的に示しており、これもまた円形であり、主面取り部７９と副面取り部７８はほぼ環状になっている。しかし、上記の如く説明したように、副面取り部７８は不定でありその幅も変わる。そして、基板７且つ又は平坦中央領域７７は、例えば、楕円形、八角形又は長方形とすることができ、主面取り部７９と副面取り部７８は互いに異なる形状とすることができる。

以後の記載において、簡略化のため並びに図に示されるように、主面取り部と副面取り部は環状とする。

図４及び７に見られるように、副面取り部７８は内郭線Ｃ_７と外郭線Ｃ‘_７を有する。副面取り部７８の内郭線Ｃ_７は平坦中央領域７７の外郭線を成すことに留意されたい。

図５の変形例において（そして図４について上記記載したように）、源基板６の表面６００が肩部を有しない場合は、それは平坦中央領域６７、副面取り部６８、そして、主面取り部６９を有する。さらに、副面取り部６８は内郭線Ｃ_６と外郭線Ｃ‘_６を有する。

突出部を有しない支持基板７（図４参照）に関する上記記載は図５の突出部を有しない支持基板６にも当てはまる。

支持基板６の突出部６２の横方向の寸法は図４及び図６を参照した以下の記載のように変化しうる。

図４に示す第一変形例においては、上面６２０の外郭線Ｃ“_６の寸法が支持基板７の副面取り部７８の外郭線Ｃ‘_７より小さいか又は等しい。上面６２０の面積は受取り面７００の面積より小さいか又は等しい。

上面６２０と受取り面７００が環状な場合、上面６２０の直径Ｄ“_６が受取り面７００の直径Ｄ‘_７より小さいか又は等しく、受取り面７００は中央面７７と副面取り部７８を含む。

最後に、外郭線Ｃ“_６が副面取り部７８の外郭線Ｃ‘_７内に入り込むように支持基板７に対して源基板６が結合される。

このようにして、突出部６２の上面６２０が平坦中央領域７７に結合され、そして、任意ではあるが、副面取り部７８がその面６２０の平面と角度βを成す。これにより、相当の結合エネルギを持って、図３に示される従来技術に比べて結合品質が高まる。

図６に示すこの発明の第二一変形例においては、上面６２０の外郭線Ｃ‘“_６の寸法が支持基板７の平面領域７７の外郭線Ｃ_７より小さいか又は等しい。従って、上面６２０の面積は平面領域７７の面積より小さいか又は等しい。

上面６２０と中央領域７７が円形である場合、上面６２０の直径Ｄ‘“_６が平面領域７７の直径Ｄ_７より小さいか又は等しい。

外郭線Ｃ‘“_６が平面領域７７の外郭線Ｃ_７内に入り込むように支持基板７に対して源基板６が結合される。

これにより、精度高く平坦な表面、即ち、上面６２０と支持基板７の平坦中央領域７７とが結合される。上記記載した変形例に比べて結合がさらに強まる。実際、副面取り部７８の幅が変化するので、肩部６１の幅が副面取り部７８の幅より実際大きくなるように肩部６１の寸法が計算される。

最後に、源基板６が効果的に支持基板７に結合され、支持基板７に対し突出領域６２が中央に位置決めされる。この突出領域６２の大きさに応じて、この領域が小さい場合は（図６参照）この領域は平坦中央領域７７に対して中央に位置決めされ、又は、それが大きい場合は（図５参照）副面取り部７８に対して中央に位置決めされる。実際、基板６、７は同じ大きさであることが多く、それらの側部６０，７０が一線上に配される。

同様にして、詳細には説明しないが、支持基板７の突出領域７２の横方向の大きさが変化してもよい。

図５を参照すると、外郭線Ｃ“_７（又は直径Ｄ“_７）の寸法が源基板６の副面取り部６８の外郭線Ｃ‘_６（又は直径Ｄ“_６）より小さいか又は等しく、又は（基板７における点線及び一点鎖線に見られるように）平坦領域６７の外郭線Ｃ_６（又は直径Ｄ_６）より小さいか又は等しい。ここでは、突出部分７２の外郭線に参照符号Ｃ‘“_７（又は直径Ｄ‘“_７）が付与されている。

同様にして、源基板６に対し突出領域７２が中央に位置決めされるように支持基板７が源基板６に結合される。

採用される方法の変形例に関わらず、即ち、肩部が源基板６又は支持基板７又は両者に形成されても、肩部により、二つの平坦な又はほぼ平坦な表面間に生じる強い結合領域と、少なくとも二枚の基板６，７のいずれかがセットバック表面６４又は７４を有しているために結合されない領域との間の境界が明瞭になる。

さらに、上面６２０又は突出部分６２の外郭線Ｃ“_６又はＣ‘“_６（又は突出部分７２の上面７２０の外郭線Ｃ“_７又はＣ‘“_７）が一定であり、従って、支持基板７に転送された有用層６６が一定な外郭線６６０（図７参照）を有する。リング幅はＬ_１である。

効果的なことに、源基板６に肩部６１が形成されている図４と図６の場合では、突出領域６２の高さＨ_６が有用層６６の厚みＥより大きいか等しい。例として、この厚みＥは１００オングストローム（Å）から数マイクロメートルの範囲となる。

剥離の間に、転送された有用層６６が突出領域６２の大きさと輪郭形状Ｃ“_６となる。

この発明のさらに効果的な変形例においては、脆弱領域６５により有用層６６が確定され、十分に大きい、即ち、Ｅより十分に大きい、高さＨ_６の肩部６１が一回の加工のみで形成されることにより始められ、そして少なくとも以下の一行程を実行できる。

突出領域６２内に脆弱領域６５を形成。

上記のように、上面６２０を支持基板７の受取り面７００上に分子結合。

脆弱領域６５に沿って支持基板７の残存部分から有用層６６を剥離。

転送される有用層６６の選択された厚みＥが高さＨ_６の許容範囲内にある限りこの動作を繰り返すことができる。例として、この場合、Ｈの値は少なくとも２０００ｎｍ、又は、数十マイクロメートルにもなる。

効果的には、脆弱領域６５を再度形成する前に、突出領域６２の上面６２０上に平坦化工程を施すことができる。

しかし、有用層６６を転送する各工程において肩部６１と脆弱領域６５を形成することに何も障害がないことは明らかである。

最後に、この方法が適用可能な材料の例が挙げられる。

支持基板７は任意ではあるが半導体材料であり、例えば、シリコン、透明基板（例えば、石英又はガラス）、炭化珪素、ガリウム砒素、リン化インジウム、又は、ゲルマニウムから選ばれた材料で形成される。

源基板６は、好ましくは、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化珪素、シリコンとゲルマニウムの合金又は混合物（Ｓｉ−Ｇｅ混合物として知られる）、III／Ｖ混合物として知られる混合物、即ち、一つの要素が周期律表のIIIａ列から、そして、他の要素がＶａ列から選ばれた混合物、例えば、窒化ガリウム、ガリウム砒素、又は、リン化インジウムから選ばれた半導体材料で形成される。

最後に、支持基板７の受取り表面７００を酸化物タイプ（例えば、ＳｉＯ_２）又は窒化物タイプ（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４）の絶縁層で覆うことができ、この絶縁層は、有用層６３を剥離した後に、有用層６６と支持基板７の間に設けられる。

源基板６の表面６００を上記のタイプの絶縁材料で覆うことができ、転送された有用層６６が二層を備えることになる。

この場合、突出領域６２を形成する前又は後に絶縁材料が堆積される。

源基板６上に複数の層を堆積することもでき、文言“有用層”はスタック層を意味することになる。

ＳＯＩタイプ基板の逆鉛直断面を示す概略図である。 図１の基板の平面図を示す概略図である。 従来技術を用いて共に結合された源基板と支持基板の部分鉛直断面を示す概略図である。 この発明の方法を用いて互いに結合される準備ができた状態の源基板と支持基板の変形例の部分鉛直断面を示す部分概略図である。 この発明の方法を用いて互いに結合される準備ができた状態の源基板と支持基板の変形例の部分鉛直断面を示す部分概略図である。 この発明の方法を用いて互いに結合される準備ができた状態の源基板と支持基板の変形例の部分鉛直断面を示す部分概略図である。 この発明の方法により得られた有用層に覆われた支持基板を備える複合基板の、上記図面とは異なるスケールの、概略平面図である。

Claims (20)

1. 電子工学、光学又は光電子工学用の複合基板の製造中に支持基板へ転送される材料の有用層の輪郭を平坦にする方法であって、表面と称する源基板の面を、前記支持基板と向かい合い、受取り面と称する面に分子結合する少なくとも一工程と、前記源基板から生じる有用層を前記支持基板上に転送する工程を備え、前記方法は、
   前記結合工程の前に、
   前記支持基板の前記受取り面の周囲の少なくとも一部分に肩部を形成するように前記受取り面を加工処理し、
   前記肩部は、一定な輪郭の上面を有する内部突出領域を確定し、
   結合後に、前記有用層が一定な輪郭を有する前記支持基板に転送されることを特徴とする方法。
2. 電子工学、光学又は光電子工学用の複合基板の製造中に支持基板へ転送される材料の有用層の輪郭を平坦にする方法であって、表面と称する源基板の面を、前記支持基板と向かい合い、受取り面と称する面に分子結合する少なくとも一工程と、前記源基板から生じる有用層を前記支持基板上に転送する工程を備え、前記方法は、
   前記結合工程の前に、
   前記表面と前記受取り面から選択された一つの面のみを該面の周囲の少なくとも一部分に肩部を形成するように加工処理し、
   前記肩部は一定な輪郭線の上面を有する内部突出領域を確定し、
   前記二面の内の他の面は、主面取り部と境界を成し、そして、平坦領域と称する高精度に平坦な中央領域と、前記主面取り部と前記平坦領域との間に位置し副面取り部と称する中間領域とを有し、
   前記突出領域の前記上面の輪郭線の寸法が前記対向基板の前記副面取り部の外郭線の寸法より小さいか又は等しく、
   前記上面が、該上面の輪郭線が前記副面取り部の外郭線内に入り込むように、前記対向基板に結合され、
   結合後に、前記有用層が一定な輪郭を有する前記支持基板に転送されることを特徴とする方法。
3. 加工処理が施された前記基板の前記突出領域の前記上面の輪郭線の寸法が前記対向基板の前記平坦領域の外郭線の寸法より小さいか又は等しく、前記上面が前記対向基板に結合されて、前記上面の輪郭線が前記平坦領域の外郭線内に入り込むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記加工処理が施された基板の前記突出領域の前記上面が前記対向基板の前記副面取り部又は前記平坦領域に対して中央に位置決めされるように前記上面が前記対向基板に結合されることを特徴とする請求項２又は３いずれかに記載の方法。
5. 前記肩部加工工程は前記源基板の前記表面上で行われること特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載の方法。
6. 前記突出領域の側面が前記突出領域の前記上面の平面にほぼ垂直であること特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の方法。
7. 前記結合工程の前に前記源基板内に脆弱領域を形成し、前記有用層が前記脆弱領域と前記源基板の前記表面との間に延在し、
   前記結合工程の後に前記脆弱領域に沿って前記源基板の残存部分から前記有用層を剥離することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の方法。
8. 前記源基板の前記表面上で行われる前記肩部加工工程は前記脆弱領域形成工程の前に行われることを特徴とする請求項５に従属する請求項７に記載の方法。
9. 前記源基板の前記表面上で行われる前記肩部加工工程は前記脆弱領域形成工程の後に行われることを特徴とする請求項５に従属する請求項７に記載の方法。
10. 前記源基板の前記突出領域の高さが前記有用層の厚みより大きいか又は等しいことを特徴とする請求項５に従属する請求項７に記載の方法。
11. 前記源基板の前記突出領域の高さが前記有用層の厚みより非常に大きく、前記源基板の残存部分から前記有用層を剥離する工程の後に、
    前記源基板の前記突出領域内に脆弱領域を形成し、前記有用層が前記脆弱領域と前記源基板の前記上面との間に延在し、
    前記上面の輪郭線が前記支持基板の前記副面取り部の外郭線内に入り込むように、前記上面を前記支持基板の前記受取り面に分子結合し、
    前記脆弱領域に沿って前記支持基板の残存部分から前記有用層を剥離することから成る一行程が少なくとも一回行われることを特徴とする請求項５に従属する請求項７に記載の方法。
12. 前記脆弱領域形成工程の前に前記突出領域の前記上面を平坦化させる工程が行われることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記脆弱領域は原子種注入により形成されることを特徴とする請求項７乃至１２いずれに記載の方法。
14. 前記脆弱領域は多孔層により形成されることを特徴とする請求項７乃至１２いずれに記載の方法。
15. 前記突出領域の高さは１０ｎｍ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１乃至１４いずれに記載の方法。
16. 機械的又は電気的オリジンによる圧力を加える、熱エネルギを供給する、そして、化学的エッチングの少なくともいずれか一つの技術又は組み合わせにより前記有用層が剥離されることを特徴とする請求項７乃至１５いずれかに記載の方法。
17. 前記支持基板は、シリコン、透明基板、炭化珪素、ガリウム砒素、リン化インジウム、そして、ゲルマニウムから選ばれた半導体材料で形成されることを特徴とする請求項１乃至１６いずれかに記載の方法。
18. 前記源基板は半導体材料から形成されることを特徴とする請求項１乃至１７いずれかに記載の方法。
19. 前記源基板の材料は、シリコン、ゲルマニウム、シリコンとゲルマニウムの混合物、炭化珪素、窒化ガリウム、ガリウム砒素、そして、リン化インジウムから選ばれることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記源基板の前記表面と前記支持基板の前記受取り面との結合された面の少なくともいずれか一面が絶縁材料の層で覆われることを特徴とする請求項１乃至１９いずれかに記載の方法。

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