專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體襯底的再加工方法及soi襯底的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在SOI (絕緣體上硅)襯底的制造中副產(chǎn)生的半導(dǎo)體襯底的再加工方法及SOI襯底的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)使用在絕緣表面上設(shè)置有薄單晶硅層的SOI襯底而代替塊狀硅晶片的集成電路進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。通過(guò)有效地利用形成在絕緣表面上的薄單晶硅膜的特長(zhǎng)，可以將集成電路中的晶體管形成為彼此完全分離。并且，可以將晶體管做成完全耗盡型。因此，可以實(shí)現(xiàn)高集成、高速驅(qū)動(dòng)、低耗電壓等附加價(jià)值高的半導(dǎo)體集成電路。作為SOI襯底的制造方法之一，可舉出智能切割(Smart Cut)(注冊(cè)商標(biāo))。通過(guò)采用智能切割，也可以不僅制造在硅襯底上具有單晶硅膜的SOI襯底，而且還可以制造在玻璃襯底等的絕緣襯底上具有單晶硅膜的SOI襯底(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。使用智能切割的在玻璃襯底上具有單晶硅薄膜的SOI襯底的制造方法的概要是如下。首先，在單晶硅片的表面形成二氧化硅膜。接著，通過(guò)對(duì)單晶硅片注入氫離子，在單晶硅片中的具有預(yù)定深度處形成氫離子注入面。接著，隔著二氧化硅膜將注入有氫離子的單晶硅片接合到玻璃襯底。然后，通過(guò)進(jìn)行熱處理，該氫離子注入面成為劈開(kāi)面，且注入有氫離子的單晶硅片分離為薄膜狀，因此可以在接合的玻璃襯底上形成單晶硅薄膜。該智能切割有時(shí)被稱(chēng)為氫離子注入剝離法。[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2004-87606號(hào)公報(bào)發(fā)明公開(kāi)當(dāng)通過(guò)智能切割制造SOI襯底時(shí)，在將半導(dǎo)體襯底(結(jié)合襯底)結(jié)合到支撐襯底 (base substrate)之后，通過(guò)分離半導(dǎo)體襯底形成支撐襯底上的薄膜的半導(dǎo)體膜。在結(jié)合的半導(dǎo)體襯底的大部分從支撐襯底分離。但是，通過(guò)進(jìn)行再加工，可以將從支撐襯底分離的半導(dǎo)體襯底(分離之后的半導(dǎo)體襯底)再次用于SOI襯底制造用的半導(dǎo)體襯底。由于通過(guò)反復(fù)上述工序，可以利用一個(gè)半導(dǎo)體襯底形成多個(gè)SOI襯底用半導(dǎo)體膜，因此可以實(shí)現(xiàn)制造SOI襯底時(shí)的成本的縮減和高效化。但是，由于市場(chǎng)上出售的單晶硅晶片等的半導(dǎo)體襯底的周?chē)恐幸騿尉Ч杵膾伖舛嬖谟蟹Q(chēng)為塌邊(Edge Roll Off) (ERO)的襯底厚度與中間部分相比薄的部分，不容易將半導(dǎo)體襯底的周?chē)拷Y(jié)合到支撐襯底。由此，在與支撐襯底上的薄膜的半導(dǎo)體膜分離之后的半導(dǎo)體襯底的周?chē)啃纬杀緛?lái)結(jié)合在支撐襯底上的半導(dǎo)體層和絕緣膜殘留的凸部。在此，作為用來(lái)去除半導(dǎo)體襯底周?chē)耐共慷鴮?shí)現(xiàn)平坦化的方法，可舉出化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP法)。但是，因?yàn)镃MP法是機(jī)械地拋光襯底表面的方法，所以當(dāng)完全去除形成在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)康耐共繒r(shí)有半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度增大的問(wèn)題。也就是說(shuō)，由于再加工工序中的半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度增大且能夠再生使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)減少，因此導(dǎo)致成本的增大。
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一是提供一種半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中當(dāng)將半導(dǎo)體膜分離之后的半導(dǎo)體襯底再加工為可用于SOI襯底的制造的再加工半導(dǎo)體襯底時(shí)縮減分離之后的半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度，從而增大一個(gè)半導(dǎo)體襯底的再加工和再使用的次數(shù)。本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明結(jié)構(gòu)的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中， 對(duì)殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)康慕^緣膜進(jìn)行去除絕緣膜的第一蝕刻處理，并且作為去除脆化層及半導(dǎo)體層的第二蝕刻處理，將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、以及用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑來(lái)選擇性地去除殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)康拇嗷瘜蛹鞍雽?dǎo)體層。本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明結(jié)構(gòu)的一個(gè)方式是一種采用氫離子注入剝離法將注入有 H+離子的半導(dǎo)體襯底結(jié)合到支撐襯底，并且對(duì)當(dāng)在支撐襯底上形成從半導(dǎo)體襯底分離的半導(dǎo)體膜時(shí)副產(chǎn)生的分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行再加工的方法，其中，在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)啃纬捎袣埩舻牡拇嗷瘜?、半?dǎo)體層及絕緣膜。通過(guò)第一蝕刻處理去除殘留的絕緣膜。通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑的第二蝕刻處理去除殘留的脆化層及半導(dǎo)體層。本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明結(jié)構(gòu)的另一個(gè)方式是一種采用氫離子注入剝離法將注入有H+離子的半導(dǎo)體襯底結(jié)合到支撐襯底，并且對(duì)當(dāng)在支撐襯底上形成從半導(dǎo)體襯底分離的半導(dǎo)體膜時(shí)副產(chǎn)生的分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行再加工的方法，其中，在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)啃纬捎写嗷瘜印雽?dǎo)體層及絕緣膜。通過(guò)第一蝕刻處理去除殘留的絕緣膜。通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、 用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑的第二蝕刻處理去除殘留的半導(dǎo)體層及脆化層。在上述結(jié)構(gòu)中，還可以在第二蝕刻處理之后對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行平坦化處理。平坦化處理可以通過(guò)拋光處理或激光照射處理來(lái)進(jìn)行。此外，也可以組合進(jìn)行拋光處理或激光照射處理。對(duì)于處理工序的順序也沒(méi)有限制。本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明結(jié)構(gòu)的另一個(gè)方式是一種SOI襯底的制造方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成絕緣膜，通過(guò)氫離子注入法從半導(dǎo)體襯底的表面注入H+離子形成脆化層，將所述半導(dǎo)體襯底結(jié)合到支撐襯底，兩者之間插入絕緣膜，在脆化層中將半導(dǎo)體襯底分離為隔著絕緣膜結(jié)合到支撐襯底上的半導(dǎo)體膜和分離之后的半導(dǎo)體襯底，其中，在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)啃纬捎袣埩舻拇嗷瘜?、半?dǎo)體層及絕緣膜，通過(guò)第一蝕刻處理去除殘留的絕緣膜，通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑來(lái)去除殘留的脆化層及殘留的半導(dǎo)體層第二蝕刻處理去除殘留的錯(cuò)化層及半導(dǎo)體層，對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行拋光形成再加工半導(dǎo)體襯底，并且將再加工半導(dǎo)體襯底再次用作半導(dǎo)體襯底。在上述結(jié)構(gòu)中，作為用于第二蝕刻處理的蝕刻劑，可以應(yīng)用如下混合溶液作為用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)使用硝酸，作為溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)使用氫氟酸，并且作為用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)使用醋酸。此夕卜，在此情況下，作為混合溶液中的混合比的條件，優(yōu)選的是氫氟酸的體積大于醋酸的體積的0. 01倍且小于0. 3倍，硝酸的體積大于醋酸的體積的0. 01倍且小于1倍，且大于氫氟酸的體積的0.1倍且小于100倍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，可以選擇性地去除殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)康拇嗷瘜蛹鞍雽?dǎo)體層，因此可以縮減分離之后的半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度且增大能夠再加工使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)。附圖
簡(jiǎn)述在附圖中圖IA至ID說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的分離之后的半導(dǎo)體襯底的再加工方法；圖2A至2C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的分離之后的半導(dǎo)體襯底的再加工方法；圖3A至3C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的SOI襯底的制造方法；圖4A至4C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的SOI襯底的制造方法；圖5A至5C說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的SOI襯底的制造方法；圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的SOI襯底的制造工序；圖7說(shuō)明使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的SOI襯底的半導(dǎo)體裝置。
具體實(shí)施例方式下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式將參照附圖給予說(shuō)明。但是，本發(fā)明可以以多個(gè)不同形式來(lái)實(shí)施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)，就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在本實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在本說(shuō)明書(shū)的附圖中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部分或具有相同功能的部分，而有時(shí)省略其說(shuō)明。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)DIA至ID說(shuō)明當(dāng)制造SOI襯底時(shí)副產(chǎn)生的分離之后的半導(dǎo)體襯底的再加工方法。對(duì)支撐襯底結(jié)合半導(dǎo)體襯底(結(jié)合襯底)，進(jìn)行加熱處理，并將從該半導(dǎo)體襯底分離的半導(dǎo)體膜形成在支撐襯底上來(lái)制造SOI襯底。此時(shí)，通過(guò)進(jìn)行下面所示的再加工，可以將分離半導(dǎo)體膜之后的半導(dǎo)體襯底再次用于SOI襯底的制造作為半導(dǎo)體襯底。首先，說(shuō)明副產(chǎn)生分離之后的半導(dǎo)體襯底的情況。圖IA示出半導(dǎo)體襯底分離為分離之后的半導(dǎo)體襯底121和固定到支撐襯底120上的半導(dǎo)體膜124的情況。在結(jié)合半導(dǎo)體襯底和支撐襯底120之后，通過(guò)進(jìn)行加熱處理，在形成在半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的脆化層中微孔彼此結(jié)合而其體積增大，從而半導(dǎo)體襯底分離為固定到支撐襯底120上的半導(dǎo)體膜IM和分離之后的半導(dǎo)體襯底121。在此，形成在分離之后的半導(dǎo)體襯底121上的分離面1 及形成在半導(dǎo)體膜1 上的分離面133是該半導(dǎo)體襯底中的脆化層的一部分。在此，作為形成分離之后的半導(dǎo)體襯底121及半導(dǎo)體膜IM的半導(dǎo)體襯底，可以使用市場(chǎng)上出售的半導(dǎo)體襯底，例如可以使用硅等的單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底。作為市場(chǎng)上出售的硅襯底，典型的是，尺寸為直徑5英寸(125mm)，直徑6英寸(150mm)，直徑 8英寸OOOmm)，直徑12英寸(300mm)，直徑16英寸GOOmm)的圓形襯底。此外，在市場(chǎng)上出售的硅襯底的周?chē)看嬖谟杏脕?lái)防止缺口、裂縫的倒角部分。另外，其形狀不局限于圓形而還可以使用加工為矩形狀等的硅襯底。此外，如圖IA所示，也可以在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)周?chē)纬山^緣膜。在此情況下，在分離之后成為覆蓋分離之后的半導(dǎo)體襯底121地形成的絕緣膜123及半導(dǎo)體膜IM之下的絕緣膜122。作為該絕緣膜122及絕緣膜123，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅 (silicon oxynitride)膜、氮氧化硅(silicon nitride oxide)膜等，并且可以使用單層的絕緣膜或使用多個(gè)絕緣膜的疊層。特別是，優(yōu)選利用通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱氧化獲得的氧化膜形成該絕緣膜。在此，通過(guò)氫離子剝離法注入H+離子形成半導(dǎo)體襯底中的脆化層。注意，在下面的實(shí)施方式3中進(jìn)行形成脆化層的離子注入的詳細(xì)描述。此外，半導(dǎo)體膜124隔著絕緣膜122形成在支撐襯底上。這是因?yàn)楦采w半導(dǎo)體襯底地形成絕緣膜122且結(jié)合半導(dǎo)體襯底和支撐襯底120的緣故。另外，也可以在支撐襯底 120上形成絕緣膜。在下面的實(shí)施方式3中進(jìn)行這些SOI襯底的制造方法的詳細(xì)描述。圖IB示出分離之后的半導(dǎo)體襯底121。在分離之后的半導(dǎo)體襯底121的周?chē)啃纬捎型共?26。凸部1 形成在因半導(dǎo)體基材外圍部分粘性低而不能結(jié)合支撐襯底120的部分半導(dǎo)體襯底上。這是由半導(dǎo)體襯底的周?chē)康牡菇遣糠只蛟诎雽?dǎo)體襯底的周?chē)纬捎蟹Q(chēng)為塌邊的襯底的厚度與中間部分相比薄且平坦性低的區(qū)域所導(dǎo)致的。凸部1 由從半導(dǎo)體襯底一側(cè)按順序殘留的脆化層127、半導(dǎo)體層125、絕緣膜123 構(gòu)成。在半導(dǎo)體層125及脆化層127中因上述離子注入而形成許多結(jié)晶缺陷。此外，還在分離之后的半導(dǎo)體襯底121的分離面1 產(chǎn)生結(jié)晶缺陷，因此平坦性受到損害。接著，如圖IC所示，通過(guò)第一蝕刻處理去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的絕緣膜 123?？梢酝ㄟ^(guò)將包含氫氟酸的溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理去除絕緣膜123。作為包含氫氟酸的溶液，優(yōu)選使用包含氫氟酸、氟化銨及表面活性劑的混合溶液(例如為斯特拉卡密發(fā)(Stella Chemifa)公司制造，商品名LAL500)。優(yōu)選的是，進(jìn)行該濕蝕刻處理120秒鐘至1200秒鐘，例如優(yōu)選進(jìn)行600秒鐘左右。通過(guò)采用第一蝕刻處理去除絕緣膜123，可以在下次工序的第二蝕刻處理中減少分離之后的半導(dǎo)體襯底121的去除部分的厚度，來(lái)縮短濕蝕刻的時(shí)間。此外，由于通過(guò)將分離之后的半導(dǎo)體襯底121浸漬到處理槽的溶液中進(jìn)行濕蝕刻處理，因此可以進(jìn)行在同時(shí)對(duì)多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底121進(jìn)行處理的分批處理 (batch treatment)。由此，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體襯底的再加工的高效化。此外，作為去除絕緣膜123的第一蝕刻處理，只要可去除絕緣膜123則可以采用干蝕刻法，還可以組合干蝕刻和濕蝕刻。作為干蝕刻法，可以使用平行平板型RIE(ReaCtive Ion Etching 反應(yīng)離子蝕刻)方法、ICP (Inductively Coupled Plasma 感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(施加到線(xiàn)圈型電極的電力量、施加到襯底一側(cè)的電極的電力量、襯底一側(cè)的電極溫度等)，以便蝕刻為所希望的加工形狀。最后，如圖ID所示，通過(guò)進(jìn)行第二蝕刻處理，選擇性地去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的形成凸部1 的半導(dǎo)體層125及脆化層127，而形成再加工半導(dǎo)體襯底132。此外， 此時(shí)同時(shí)使分離面1 平坦化。通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理，可以去除半導(dǎo)體層125及脆化層127。優(yōu)選進(jìn)行第二蝕刻處理1分鐘至10分鐘左右，例如優(yōu)選進(jìn)行2分鐘至4分鐘左右。此外，優(yōu)選將液溫設(shè)定為10°C至30°C左右，例如優(yōu)選設(shè)定為室溫。在此，作為用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)，優(yōu)選使用硝酸。此外，作為溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)，優(yōu)選使用氫氟酸。此外，作為用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)，優(yōu)選使用醋酸。具體而言，優(yōu)選的是將具有通過(guò)將70重量％的硝酸的體積設(shè)定為大于97. 7重量％的醋酸的體積的0. 01倍且小于1倍，并設(shè)定為大于50重量％的氫氟酸的體積的0. 1倍且小于100倍，且將50重量％的氫氟酸的體積大于97. 7重量％的醋酸的體積的0. 01倍且小于0. 3倍可以獲得的組成的混合溶液用作蝕刻齊U。更優(yōu)選的是將具有通過(guò)將70重量％的硝酸的體積設(shè)定為97. 7重量％的醋酸的體積的0. 2倍以上且0. 5倍以下，并設(shè)定為50重量％的氫氟酸的體積的1倍以上且10倍以下， 且將50重量％的氫氟酸的體積設(shè)定為97. 7重量％的醋酸的體積的0. 1倍以上且0. 2倍以下可以獲得的組成的混合溶液用作蝕刻劑。例如，50重量％的氫氟酸、70重量％的硝酸和 97. 7重量％的醋酸的體積比優(yōu)選為1 3 IOU 2 10,1. 5 3 10、2 2 10、 1 10 20、1 1 10。在此，由于形成凸部126的半導(dǎo)體層125及脆化層127具有氫離子的注入所引起的結(jié)晶缺陷及多個(gè)微孔，因此可以容易使第二蝕刻處理的蝕刻劑的混合溶液浸透。由此，不僅從半導(dǎo)體層125的表面而且可以從半導(dǎo)體層125及脆化層127的內(nèi)部進(jìn)行濕蝕刻處理。 在此，在很多情況下，濕蝕刻處理在半導(dǎo)體層125及脆化層127中沿與襯底平面垂直的方向形成深的垂直孔地進(jìn)展，擴(kuò)大該垂直孔地進(jìn)行。因此，以比分離之后的半導(dǎo)體襯底121的沒(méi)形成有凸部126的部分的蝕刻速率高的蝕刻速率對(duì)半導(dǎo)體層125及脆化層127進(jìn)行濕蝕刻處理。也就是說(shuō)，通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理，可以選擇性地去除半導(dǎo)體層125及脆化層127。此時(shí)，由于在半導(dǎo)體層125及脆化層127中存在有離子注入所引起的結(jié)晶缺陷，因此快速地被蝕亥Ij。此外，由于分離面129也具有結(jié)晶缺陷，因此快速地被蝕刻。但是，當(dāng)分離面129、半導(dǎo)體層125及脆化層127被去除時(shí)，其下面的結(jié)晶缺陷的含有量少的半導(dǎo)體層132的表面露出，所以蝕刻速率降低。由此，凸部1 大致選擇性地被蝕刻?？梢砸种品蛛x之后的半導(dǎo)體襯底121的凸部1 之外的部分的半導(dǎo)體襯底的厚度減少的情況，從而可以縮減再加工半導(dǎo)體襯底132的去除部分的厚度，并可以增大能夠再加工使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)。 此外，在濕蝕刻處理中，通過(guò)分批處理同時(shí)處理多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底121，所以可以實(shí)現(xiàn)再加工的高效化。另外，因可以以較短的時(shí)間進(jìn)行第二蝕刻處理而可以實(shí)現(xiàn)再加工的高效化。另外，有時(shí)在第二蝕刻處理之后分離面1 殘留。在此情況下，優(yōu)選通過(guò)進(jìn)行如實(shí)施方式2所示的拋光處理等，去除分離面129。此外，也可以在第二蝕刻處理之后，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行上述那樣的拋光處理或激光照射處理等的平坦化處理。拋光處理及激光照射處理可以多次進(jìn)行或組合進(jìn)行。此外，對(duì)于處理工序的順序也沒(méi)有限制而適當(dāng)?shù)剡x擇，即可。也可以進(jìn)行使用燈光代替激光的光照射處理。通過(guò)上述工序，分離之后的半導(dǎo)體襯底121再加工為再加工半導(dǎo)體襯底132。如本實(shí)施方式所示，通過(guò)在進(jìn)行第一蝕刻處理去除絕緣膜之后，使用包含用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液進(jìn)行第二蝕刻處理，可以選擇性地去除殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底的周?chē)康拇嗷瘜蛹鞍雽?dǎo)體層，所以可以縮減再加工半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度并增大能夠再加工使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)。另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D2A至2C說(shuō)明與實(shí)施方式1不同的分離之后的半導(dǎo)體襯底的再加工方法。首先，直到圖2A所示的進(jìn)行第一蝕刻處理而使分離之后的半導(dǎo)體襯底121上的絕緣膜123被去除的狀態(tài)通過(guò)與實(shí)施方式1同樣的工序進(jìn)行再加工。接著，與實(shí)施方式1同樣地進(jìn)行第二蝕刻處理。在此，當(dāng)如圖2B所示那樣分離之后的半導(dǎo)體襯底130的平坦性不充分時(shí)，如本實(shí)施方式所示，通過(guò)對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底130進(jìn)行平坦化處理形成再加工半導(dǎo)體襯底132。此外，在即使通過(guò)第二蝕刻處理也不能充分地去除分離面129的情況下，也優(yōu)選通過(guò)平坦化處理去除殘留的分離面129。作為平坦化處理，可以進(jìn)行拋光處理或激光照射處理。拋光處理或激光照射處理可以多次進(jìn)行或組合進(jìn)行。此外，對(duì)于處理工序的順序也沒(méi)有限制而適當(dāng)?shù)剡x擇，即可。也可以進(jìn)行使用燈光代替激光的光照射處理。在本實(shí)施方式中示出作為平坦化處理進(jìn)行拋光處理的例子。作為分離之后的半導(dǎo)體襯底130的拋光方法，優(yōu)選使用化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP法)。 在此，CMP法是指以被加工物的表面為標(biāo)準(zhǔn)而根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)化學(xué)·機(jī)械的復(fù)合作用使表面平坦化的方法。一般而言，CMP法是一種方法，其中在拋光臺(tái)上貼附砂布，且一邊在被加工物和砂布之間提供漿料(拋光劑)，一邊將拋光臺(tái)和被加工物分別旋轉(zhuǎn)或搖動(dòng)，來(lái)因漿料和被加工物表面之間的化學(xué)反應(yīng)以及砂布和被加工物的機(jī)械拋光的作用而對(duì)被加工物的表面進(jìn)行拋光。采用CMP法的拋光可以一次進(jìn)行或多次進(jìn)行。當(dāng)多次進(jìn)行拋光時(shí)，優(yōu)選在進(jìn)行高拋光率的第一拋光之后，進(jìn)行低拋光率的最終拋光。作為第一拋光，優(yōu)選的是使用聚氨酯砂布，將漿料的粒徑設(shè)定為120nm至180nm，例如設(shè)定為150nm左右。作為最終拋光，優(yōu)選的是使用絨面革的砂布，將漿料的粒徑設(shè)定為45nm至75nm，例如設(shè)定為60nm左右。如上所述，通過(guò)對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底130進(jìn)行拋光，可以形成以平均表面粗糙度為0. 2nm 至0.5nm左右的方式受到平坦化及鏡面化的再加工半導(dǎo)體襯底132。此外，如上所述，通過(guò)組合拋光率不同的拋光，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分離之后的半導(dǎo)體襯底130的平坦化及鏡面化。如此，在通過(guò)第一蝕刻處理及第二蝕刻處理去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的半導(dǎo)體層125及脆化層127之后，進(jìn)行采用CMP法的拋光，可以獲得平坦性更高的再加工半導(dǎo)體襯底。另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式3在根據(jù)本實(shí)施方式的SOI襯底的制造方法中，將結(jié)合襯底的半導(dǎo)體襯底接合到支撐襯底制造形成有從半導(dǎo)體襯底分離的半導(dǎo)體膜的SOI襯底。而且，對(duì)半導(dǎo)體膜分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行再加工并作為結(jié)合襯底再次利用。下面，參照?qǐng)D3A-3C、圖4A-4C、圖5A 至5C以及圖6的SOI襯底制造工序圖說(shuō)明根據(jù)所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)方式的SOI襯底的制
造方法之一。首先，說(shuō)明在半導(dǎo)體襯底100中形成脆化層104，并進(jìn)行與結(jié)合襯底120結(jié)合的準(zhǔn)備的工序。下面的工序相當(dāng)于圖6中的工藝A (結(jié)合襯底工序)。首先，準(zhǔn)備如圖3A所示那樣的半導(dǎo)體襯底100(相當(dāng)于圖6的工藝A-1)。作為半導(dǎo)體襯底100，可以使用市場(chǎng)上出售的半導(dǎo)體襯底，例如可以使用硅等的單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底。作為市場(chǎng)上出售的硅襯底，典型的是，尺寸為直徑5英寸(125mm)，直徑6 英寸(150mm)，直徑8英寸OOOmm)，直徑12英寸(300mm)，直徑16英寸GOOmm)的圓形襯底。此外，在市場(chǎng)上出售的硅襯底的周?chē)看嬖谟腥鐖D3A所示那樣的用來(lái)防止缺口、裂縫的倒角部分。另外，其形狀不局限于圓形而可以使用加工為矩形狀等的硅襯底。在下面的說(shuō)明中，示出作為半導(dǎo)體襯底100使用矩形狀的單晶硅襯底的情況。注意，優(yōu)選使用硫酸和過(guò)氧化氫的混合液(SPM)、氨水和過(guò)氧化氫的混合液 (APM)、鹽酸和過(guò)氧化氫的混合液(HPM)、稀釋的氫氟酸(DHF)等對(duì)半導(dǎo)體襯底100的表面適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行清洗。此外，也可以交替噴出稀釋的氫氟酸和臭氧水(ozone water)對(duì)半導(dǎo)體襯底100的表面進(jìn)行清洗。接著，如圖;3B所示，在對(duì)半導(dǎo)體襯底100的表面進(jìn)行清洗之后，在半導(dǎo)體襯底100 上形成絕緣膜122(相當(dāng)于圖6的工藝A-2)。作為該絕緣膜122，可以使用單層的絕緣膜或使用多個(gè)絕緣膜的疊層。例如，在本實(shí)施方式中，將氧化硅用作絕緣膜122。作為構(gòu)成絕緣膜122的膜，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等的其組成中包含硅的絕緣膜。注意，在本說(shuō)明書(shū)中，氧氮化硅膜是指在其組成中氧原子多于氮原子的膜，并且當(dāng)利用盧瑟福背散射能譜分析法(RBS =Rutherford Backscattering Spectrometry)和氫正向散射法(HFS :Hydrogen Forward Scattering)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，作為濃度范圍，其包含50原子％到70原子％的氧、0. 5原子％到15原子％的氮、25原子％到35原子％的Si和0. 1原子％到10原子％的氫。另外，氮氧化硅膜是指在其組成中氮原子多于氧原子的膜，并且當(dāng)利用RBS及HFS進(jìn)行測(cè)量時(shí)，作為濃度范圍，其包含5原子％至30原子％的氧、20原子％至 55原子％的氮、25原子％至35原子％的Si、10原子％至30原子％的氫。但是，當(dāng)將構(gòu)成氧氮化硅或氮氧化硅的原子的總計(jì)設(shè)為100原子％時(shí)，氮、氧、Si及氫的含有比率包括于上述范圍內(nèi)。當(dāng)將氧化硅用作絕緣膜122時(shí)，可以使用硅烷和氧或TEOS (正硅酸乙酯)和氧等的混合氣體并采用熱CVD、等離子體CVD、常壓CVD、偏壓ECRCVD等的氣相成長(zhǎng)法形成絕緣膜 122。在此情況下，也可以通過(guò)氧等離子體處理使絕緣膜122的表面致密化。
此外，也可以將使用有機(jī)硅烷氣體并采用化學(xué)氣相成長(zhǎng)法制造的氧化硅用作絕緣膜122。作為有機(jī)硅烷氣體，可以應(yīng)用四乙氧基甲硅烷(TE0S 化學(xué)式Si (OC2H5) 4)、四甲基硅烷(TMS 化學(xué)式Si (CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)、三(二甲氨基)硅烷(SiH (N (CH3) 2)3)等含硅化合物。此外，也可以使用通過(guò)使半導(dǎo)體襯底100氧化而獲得的氧化膜形成絕緣膜122。作為用來(lái)形成上述氧化膜的熱氧化處理，可以使用干氧化，并且還可以通過(guò)將含鹵素的氣體添加到氧化氣氛中。作為含鹵素的氣體，可以使用選自HCl、HF、NF3、HBr, Cl2, C1F3、BC13、 F2^Br2等中的一種或多種氣體。注意，在圖:3B中，覆蓋半導(dǎo)體襯底100地形成有絕緣膜，但是本實(shí)施方式不局限于此。當(dāng)使用CVD法等在半導(dǎo)體襯底100上設(shè)置絕緣膜122時(shí)，也可以?xún)H在半導(dǎo)體襯底100的一個(gè)表面上形成絕緣膜122。例如，在相對(duì)于氧包含0. 5體積％至10體積％ (優(yōu)選為3體積％ )的比率的HCl 的氣氛中，在700°C以上且1100°C以下的溫度下進(jìn)行熱處理。例如，在950°C左右的溫度下進(jìn)行熱處理。處理時(shí)間是0. 1小時(shí)至6小時(shí)，優(yōu)選的是0. 5小時(shí)至1小時(shí)，即可?？梢詫⒁纬傻难趸さ暮穸仍O(shè)定為IOnm至IlOOnm(優(yōu)選的是50nm至150歷)，例如設(shè)定為lOOnm。通過(guò)進(jìn)行上述含鹵素的氣氛中的熱氧化處理，可以使氧化膜包含鹵素。當(dāng)使氧化膜包含濃度為IX IO17原子/cm3至IXlO21原子/cm3的鹵族元素時(shí)氧化膜中的鹵素俘獲外因性雜質(zhì)的重金屬(例如，F(xiàn)e、Cr、Ni、Mo等)，因此可以防止后面形成的半導(dǎo)體膜的污染。此外，通過(guò)在絕緣膜122中包含氯等的鹵素，可以對(duì)半導(dǎo)體襯底100帶來(lái)不良影響的雜質(zhì)(例如，Na等的可動(dòng)離子)進(jìn)行吸雜。具體而言，通過(guò)在形成絕緣膜122之后進(jìn)行的熱處理，包含在半導(dǎo)體襯底100中的雜質(zhì)析出到絕緣膜122中，并且與鹵族原子(例如， 氯原子)起反應(yīng)而被俘獲。由此，可以固定俘獲在絕緣膜122中的該雜質(zhì)從而防止半導(dǎo)體襯底100的污染。特別是，通過(guò)包含鹵素的氣氛下的熱處理使絕緣膜122包含氯等的鹵素有效于半導(dǎo)體襯底100的清洗不充分的情況或去除反復(fù)進(jìn)行再加工而使用的半導(dǎo)體襯底的污染的情況。此外，由于因包含在氧化處理的鹵族元素而半導(dǎo)體襯底100的表面的缺陷飽和， 因此可以減少氧化膜和半導(dǎo)體襯底100之間的界面的定域能級(jí)密度。此外，包含在絕緣膜122中的鹵素在絕緣膜122中產(chǎn)生應(yīng)變。其結(jié)果是，絕緣膜 122的對(duì)水分的吸收率提高，從而水分的擴(kuò)散速度增高。也就是說(shuō)，當(dāng)在絕緣膜122的表面存在有水分時(shí)，可以使存在于該表面的水分快速地吸收到絕緣膜122中而擴(kuò)散。此外，當(dāng)將氮化硅用作絕緣膜122時(shí)，可以使用硅烷和氨的混合氣體并采用等離子體CVD法等的氣相成長(zhǎng)法形成。此外，當(dāng)將氮氧化硅用作絕緣膜122時(shí)，使用硅烷和氨的混合氣體或硅烷和一氧化二氮的混合氣體并采用等離子體CVD等的氣相成長(zhǎng)法形成。例如，當(dāng)將絕緣膜122形成為單層結(jié)構(gòu)的阻擋膜時(shí)，可以使用厚度為15nm以上且 300nm以下的氮化硅膜、氮氧化硅膜形成。當(dāng)將絕緣膜122形成為用作阻擋膜的兩層結(jié)構(gòu)的膜時(shí)，上層由阻擋功能高的絕緣膜構(gòu)成。例如，可以使用厚度為15nm以上且300nm以下的氮化硅膜、氮氧化硅膜形成上層的絕緣膜。雖然這些膜的防止雜質(zhì)擴(kuò)散的阻擋效果高，但是內(nèi)部應(yīng)力高。因此，作為與半導(dǎo)體襯底100接觸的下層的絕緣膜，優(yōu)選使用具有緩和上述絕緣膜的應(yīng)力的效果的膜。作為具有緩和上層的絕緣膜的應(yīng)力的效果的絕緣膜，具有氧化硅膜、氧氮化硅膜及通過(guò)半導(dǎo)體襯底100的熱氧化形成的熱氧化膜等。下層的絕緣膜的厚度可以為5nm以上且200nm以下。例如，為了將絕緣膜122用作阻擋膜，使用氧化硅膜和氮化硅膜、氧氮化硅膜和氮化硅膜、氧化硅膜和氮氧化硅膜、氧氮化硅膜和氮氧化硅膜等的組合形成絕緣膜122。接著，如圖3C所示，對(duì)半導(dǎo)體襯底100隔著絕緣膜122如箭頭所示那樣地注入在電場(chǎng)加速的H+離子，而離半導(dǎo)體襯底100的表面有預(yù)定的深度處形成具有微孔的脆化層 104(圖6的工藝A-3)?？梢愿鶕?jù)離子束的加速能和離子束的入射角調(diào)節(jié)形成脆化層104 的區(qū)域的深度?？梢愿鶕?jù)加速電壓、劑量等調(diào)節(jié)加速能量。在具有與離子的平均侵入深度大致相同的深度的區(qū)域形成脆化層104。由此，根據(jù)添加離子的深度，決定在后面從半導(dǎo)體襯底100分離的半導(dǎo)體膜124的厚度?？梢詫⑿纬纱嗷瘜?04的深度設(shè)定為從半導(dǎo)體襯底 100的表面起IOnm以上且500nm以下的范圍內(nèi)，優(yōu)選設(shè)定為50nm以上且200nm以下，例如設(shè)定為IOOnm左右。注意，在本實(shí)施方式中，在形成絕緣膜122之后注入離子，但是不局限于此而可以在形成絕緣膜122之前注入離子。使用離子注入裝置形成脆化層104。離子注入裝置是質(zhì)量分離型裝置。離子注入裝置是對(duì)等離子體中的離子種進(jìn)行質(zhì)量分離而將某個(gè)特定質(zhì)量的離子種注入到被處理體的裝置。離子注入裝置是對(duì)使源氣體等離子體激發(fā)而產(chǎn)生的多個(gè)離子種進(jìn)行質(zhì)量分離，并將特定的離子種照射到配置在處理室內(nèi)的被處理體的質(zhì)量分離型的裝置。從而，在使用離子注入裝置的情況下，對(duì)使氫氣體或PH3進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生的H+離子進(jìn)行質(zhì)量分離，使H+離子加速而將加速了的H+離子照射到半導(dǎo)體襯底100。接著，對(duì)形成有絕緣膜122的半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行清洗。通過(guò)利用純水的超聲波清洗，或通過(guò)利用純水和氮的雙流體噴射清洗，可以進(jìn)行該清洗工序。作為超聲波清洗優(yōu)選使用兆赫超音波清洗(兆聲波清洗)。在超聲波清洗和雙流體噴射清洗之后，可以使用臭氧水對(duì)半導(dǎo)體襯底100清洗。通過(guò)使用臭氧水進(jìn)行清洗，可以除去有機(jī)物并且進(jìn)行表面的活化處理以便改善絕緣膜122的表面的親水性。除了利用臭氧水的清洗之外，還可以通過(guò)原子束或離子束的照射處理、紫外線(xiàn)處理、臭氧處理、等離體處理、通過(guò)施加偏壓的等離子體處理或自由基處理進(jìn)行絕緣膜122的表面的活化處理(相當(dāng)于圖6的工藝A-4)。當(dāng)利用原子束或離子束時(shí)，可以采用氬等的惰性氣體中性原子束或惰性氣體離子束。在此，說(shuō)明臭氧處理的一例。例如，通過(guò)在包含氧的氣氛中照射紫外線(xiàn)(UV)，可以對(duì)被處理體的表面進(jìn)行臭氧處理。在包含氧的氣氛下照射紫外線(xiàn)的臭氧處理還稱(chēng)為UV臭氧處理或紫外線(xiàn)臭氧處理等。通過(guò)在包含氧的氣氛中照射紫外線(xiàn)中的包括短于200nm的波長(zhǎng)的光和包括200nm以上的波長(zhǎng)的光，可以一邊生成臭氧，一邊從臭氧產(chǎn)生單態(tài)氧。通過(guò)照射紫外線(xiàn)中的包括短于ISOnm的波長(zhǎng)的光，也可以一邊生成臭氧，一邊從臭氧產(chǎn)生單態(tài)氧。以下示出在包含氧的氣氛下，通過(guò)照射包括短于200nm的波長(zhǎng)的紫外光及包括 200nm以上的波長(zhǎng)的紫外光而發(fā)生的反應(yīng)例。02+hv ( λ inm) — 0 (3P) +0 (3P) (1)0 (3P) +O2 — O3 (2)
03+hv ( λ 2nm) — 0 (1D) +O2 (3)在上述反應(yīng)式(1)中，通過(guò)在包含氧(O2)的氣氛下照射包括短于200nm的波長(zhǎng)U1Mi)的光(hv)，生成基態(tài)的氧原子(0(3P))。接著，在反應(yīng)式O)中，基態(tài)的氧原子 (O(3P))和氧(O2)起反應(yīng)來(lái)生成臭氧(O3)。在反應(yīng)式( 中，通過(guò)在包含所生成的臭氧(O3) 的氣氛下照射包括200η以上m的波長(zhǎng)(λ 2nm)的光，生成激發(fā)態(tài)的單態(tài)氧0 (1D)。在包含氧的氣氛下，一邊通過(guò)照射紫外線(xiàn)中的包括短于200nm的波長(zhǎng)的光生成臭氧，一邊通過(guò)照射包括200nm以上的波長(zhǎng)的光分解臭氧生成單態(tài)氧。例如，可以通過(guò)包含氧的氣氛下的低壓汞燈照射(X1 = 185nm, A 2 = 254nm)進(jìn)行上述臭氧處理。此外，示出在包含氧的氣氛下照射包括短于ISOnm的波長(zhǎng)的光發(fā)生的反應(yīng)的例子。02+hv ( λ 3nm) — 0 (1D) +0 (3P) (4)0 (3P) +O2 — O3 (5) 03+hv ( λ 3nm) — 0 (1D) +O2 (6)在上述反應(yīng)式(4)中，通過(guò)在包含氧(O2)的氣氛下照射包括短于ISOnm的波長(zhǎng) (λ3ηπι)的光，生成激發(fā)態(tài)的單態(tài)氧O(1D)和基態(tài)的氧原子(O(3P))。接著，在反應(yīng)式(5)中， 基態(tài)的氧原子(O(3P))和氧(O2)起反應(yīng)來(lái)生成臭氧(O3)。在反應(yīng)式(6)中，通過(guò)在包含所生成的臭氧(O3)的氣氛下照射包括短于ISOnm的波長(zhǎng)(λ 的光，生成激發(fā)態(tài)的單態(tài)氧和氧。通過(guò)在包含氧的氣氛下照射包括紫外線(xiàn)中的短于ISOnm的波長(zhǎng)的光，生成臭氧，并通過(guò)分解臭氧或氧來(lái)生成單態(tài)氧。例如，可以通過(guò)包含氧的氣氛下的Xe受激準(zhǔn)分子UV燈照射(λ3 = 172nm)進(jìn)行上述那樣的臭氧處理?？梢岳冒ǘ逃?00nm的波長(zhǎng)的光來(lái)切斷附著到被處理體表面的有機(jī)物等的化學(xué)鍵，并可以利用臭氧或由臭氧生成的單態(tài)氧來(lái)對(duì)附著到被處理體表面的有機(jī)物或被切斷化學(xué)鍵的有機(jī)物等進(jìn)行氧化分解而去除。通過(guò)進(jìn)行上述那樣的臭氧處理，可以提高被處理體表面的親水性及清潔性，而實(shí)現(xiàn)與支撐襯底的堅(jiān)固的的接合。在包含氧的氣氛下通過(guò)照射紫外線(xiàn)產(chǎn)生臭氧。臭氧有效于附著在被處理體表面的有機(jī)物的去除。此外，單態(tài)氧與臭氧同等地或優(yōu)于其地有效于附著在被處理體表面的有機(jī)物的去除。臭氧及單態(tài)氧是激活態(tài)的氧的例子，也被統(tǒng)稱(chēng)為激活氧。如使用上述反應(yīng)式等說(shuō)明那樣，由于還有在生成單態(tài)氧時(shí)產(chǎn)生臭氧或由臭氧生成單態(tài)氧的反應(yīng)，所以為方便起見(jiàn)， 在此將單態(tài)氧所參與的反應(yīng)也稱(chēng)為臭氧處理。接著，說(shuō)明將支撐襯底120結(jié)合到半導(dǎo)體襯底100的準(zhǔn)備方法。下面工藝對(duì)應(yīng)于圖6中的工藝B。首先，準(zhǔn)備支撐襯底120(相當(dāng)于圖6的工序B-1)。支撐襯底120的具體例子包括硅晶片或鍺晶片等的半導(dǎo)體晶片、砷化鎵或磷化銦等的化合物半導(dǎo)體晶片。作為支撐襯底120也優(yōu)選應(yīng)用單晶半導(dǎo)體晶片，也可以應(yīng)用多晶半導(dǎo)體晶片。還可以使用晶格具有應(yīng)變的硅、對(duì)硅添加有鍺的硅鍺等的半導(dǎo)體晶片。通過(guò)其晶格常數(shù)比硅大的硅鍺或氮化硅上的成膜，可以形成具有應(yīng)變的硅。此外，作為支撐襯底也可以使用耐熱溫度高的石英襯底。 在本實(shí)施方式中，作為支撐襯底120使用硅晶片。此外，在支撐襯底120上預(yù)先形成絕緣膜(相當(dāng)于圖6的工序B-2)。例如，在支撐襯底120的表面上形成用作阻擋膜的氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜或氮氧化鋁膜等。此外，由于這種絕緣膜成為接合層，因此優(yōu)選使絕緣膜的表面為平滑以抑制接合不良。具體地，以如下條件形成絕緣膜將絕緣膜的表面的平均表面粗糙度(Ra)設(shè)定為0. 50nm以下， 將均方根粗糙度(Rms)設(shè)定為0.60nm以下，更優(yōu)選的是，將絕緣膜的表面的平均表面粗糙度設(shè)定為0. 35nm以下，將均方根面粗糙度設(shè)定為0. 45nm以下。以IOnm以上且200nm以下， 優(yōu)選以50nm以上且IOOnm以下的范圍內(nèi)的厚度設(shè)置絕緣膜。在進(jìn)行結(jié)合之前，對(duì)支撐襯底120的表面進(jìn)行清洗?？梢岳檬褂名}酸和過(guò)氧化氫溶液的清洗、兆赫超音波清洗、雙流體噴射清洗或使用臭氧水的清洗進(jìn)行支撐襯底120 的表面的清洗。此外，與絕緣膜122同樣，優(yōu)選對(duì)支撐襯底120的表面進(jìn)行原子束或離子束的照射處理、紫外線(xiàn)處理、臭氧處理、等離體處理、偏壓施加等離子體處理或自由基處理等的表面活化處理，然后進(jìn)行結(jié)合(圖6的工序B-3)。接著，說(shuō)明結(jié)合半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120，并將半導(dǎo)體襯底100分離為結(jié)合到成為SOI襯底的支撐襯底120的半導(dǎo)體膜IM和受到再加工工序而再次利用的半導(dǎo)體襯底121的工序。下面的工序相當(dāng)于圖6中的工序C(結(jié)合工序)。接著，如圖4A所示，以絕緣膜122朝向支撐襯底120 —側(cè)的方式隔著絕緣膜122 結(jié)合半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120 (相當(dāng)于圖6的工序C-1)。當(dāng)進(jìn)行結(jié)合時(shí)，對(duì)支撐襯底120的端部的一個(gè)部分施加0. lN/cm2至500N/cm2左右的壓力，優(yōu)選施加lN/cm2至20N/cm2左右的壓力。絕緣膜122和支撐襯底120從對(duì)支撐襯底120施加壓力的部分開(kāi)始接合，自發(fā)地?cái)U(kuò)展于整個(gè)面，然后一個(gè)支撐襯底120和半導(dǎo)體襯底100結(jié)合。但是，當(dāng)如本實(shí)施方式那樣地半導(dǎo)體襯底100的周?chē)勘坏菇菚r(shí)，在倒角部支撐襯底120和半導(dǎo)體襯底100不接觸。此外，當(dāng)制造半導(dǎo)體襯底100時(shí)，采用CMP法等作為最終拋光。在CMP法中，漿料 (研磨劑)進(jìn)入到半導(dǎo)體襯底100和砂布之間，然后因離心力而從半導(dǎo)體襯底100和砂布之間出來(lái)，從而拋光半導(dǎo)體襯底100。但是，如果此時(shí)所進(jìn)入的漿料少，則半導(dǎo)體襯底100周?chē)膾伖獗戎虚g部分的拋光快速地進(jìn)行，而在半導(dǎo)體襯底100的周?chē)纬煞Q(chēng)為塌邊的襯底的厚度比中間部分薄且平坦性低的區(qū)域。當(dāng)半導(dǎo)體襯底100的端部不受到倒角時(shí)也，有時(shí)因半導(dǎo)體襯底100的周?chē)康腅RO區(qū)域而在半導(dǎo)體襯底100周?chē)坎荒芙Y(jié)合支撐襯底120和半導(dǎo)體襯底100。此外，在當(dāng)傳送半導(dǎo)體襯底100時(shí)等因載體等而半導(dǎo)體襯底100周?chē)慨a(chǎn)生損傷情況下也有時(shí)在半導(dǎo)體襯底100的周?chē)坎荒芙Y(jié)合支撐襯底120和半導(dǎo)體襯底100。通過(guò)利用范德華力進(jìn)行接合，在室溫下也實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的接合。再者，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120施加壓力，可以利用氫鍵實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的接合。另外，由于可以在低溫下進(jìn)行上述接合，因此如上所述，支撐襯底120可以使用各種材料。當(dāng)結(jié)合支撐襯底和多個(gè)半導(dǎo)體襯底100時(shí)，有時(shí)因?yàn)榘雽?dǎo)體襯底100的厚度彼此不同而產(chǎn)生絕緣膜122的表面不與支撐襯底120接觸的半導(dǎo)體襯底100。因此，優(yōu)選的是， 對(duì)各半導(dǎo)體襯底100分別施加壓力而不只對(duì)一個(gè)半導(dǎo)體襯底100施加壓力。此外，如果絕緣膜122的表面的高度具有稍微的差異，也只要因支撐襯底120的彎曲而使絕緣膜122的一部分與支撐襯底120密切接觸，就可以在絕緣膜122的整個(gè)表面上進(jìn)行接合。優(yōu)選在對(duì)支撐襯底120結(jié)合半導(dǎo)體襯底100之后，進(jìn)行加熱處理以便增高接合界面的結(jié)合力(相當(dāng)于圖6的工序C-幻。該處理溫度是不使脆化層104產(chǎn)生裂縫的溫度?？梢栽?00°C以上至450°C以下的溫度范圍進(jìn)行處理。此外，通過(guò)在以該范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行加熱的同時(shí)，對(duì)支撐襯底120結(jié)合半導(dǎo)體襯底100，強(qiáng)化絕緣膜122和支撐襯底120之間的結(jié)合。優(yōu)選在進(jìn)行結(jié)合的裝置或地方中連續(xù)地進(jìn)行用來(lái)增加接合界面的結(jié)合力的加熱處理。 此外，也可以在用來(lái)增加接合界面的結(jié)合力的加熱處理之后，沿脆化層104連續(xù)地進(jìn)行分離半導(dǎo)體襯底100的熱處理。另外，如果當(dāng)結(jié)合半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120時(shí)對(duì)接合面附著微粒等，則附著部分不接合。為了防止微粒附著到接合面，優(yōu)選在氣密的處理室中結(jié)合半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120。再者，當(dāng)結(jié)合半導(dǎo)體襯底100和支撐襯底120時(shí)，例如也可以將處理室內(nèi)處于5. OX 10_3Pa左右的低于大氣壓的狀態(tài)。此外，使接合處理的氣氛為干凈。接著，通過(guò)如圖4B所示那樣地進(jìn)行加熱處理，在脆化層104中相鄰的微孔彼此結(jié)合而微孔的體積增大。其結(jié)果是，在脆化層104中，伴隨爆炸性的反應(yīng)而半導(dǎo)體膜IM從半導(dǎo)體襯底100分離(相當(dāng)于圖6的工序C-3)。因?yàn)榻^緣膜122的一部分與支撐襯底120接合，所以從半導(dǎo)體襯底100中分離的半導(dǎo)體膜124固定到支撐襯底120上。此外，在半導(dǎo)體膜IM上因脆化層104分離而形成分離面133。由于分離面133在分離半導(dǎo)體襯底100之前是脆化層104的一部分，因此包含大量的氫且因半導(dǎo)體襯底100的分離而形成有結(jié)晶缺陷。用來(lái)將半導(dǎo)體膜1 從半導(dǎo)體襯底100分離的加熱處理的溫度為不超過(guò)支撐襯底120 的應(yīng)變點(diǎn)的溫度。注意，將半導(dǎo)體膜1 分離了的半導(dǎo)體襯底100稱(chēng)為分離之后的半導(dǎo)體襯底121。對(duì)于該加熱處理，可以使用快速熱退火裝置(RTA，Rapid Thermal Anneal)、電阻加熱爐、微波加熱裝置。作為RTA裝置，可以使用氣體快速熱退火裝置(GRTA，Gas Rapid Thermal Anneal)、燈快速熱退火裝置(LRTA, Lamp Rapid Thermal Anneal)。當(dāng)使用GRTA裝置時(shí)，加熱溫度可以為550°C以上且650°C以下，處理時(shí)間可以為 0. 5分鐘以上且60分鐘以?xún)?nèi)。當(dāng)使用電阻加熱裝置時(shí)，加熱溫度可以為200°C以上且650°C 以下，處理時(shí)間可以為2小時(shí)以上且4小時(shí)以?xún)?nèi)。此外，也可以通過(guò)利用高頻如微波等的介電加熱進(jìn)行上述加熱處理。可以通過(guò)將在高頻發(fā)生裝置中生成的頻率為300MHz至3THz的高頻照射到半導(dǎo)體襯底100進(jìn)行利用介電加熱的加熱處理。具體地，例如通過(guò)將2. 45GHz的微波以900W照射14分鐘，可以在脆化層中使微孔膨脹并使相鄰的微孔彼此結(jié)合，從而最終分離半導(dǎo)體襯底100。此外，由于分離之后的半導(dǎo)體襯底121的分離面129也與半導(dǎo)體膜124上的分離面133同樣地在分離半導(dǎo)體襯底100之前是脆化層104的一部分，因此包含大量的氫，并且因半導(dǎo)體襯底100的分離而形成結(jié)晶缺陷。此外，在很多情況下，半導(dǎo)體襯底100的周?chē)恳騻魉桶雽?dǎo)體襯底100時(shí)的損傷、 倒角部及ERO區(qū)域等不結(jié)合到支撐襯底120。當(dāng)在該狀態(tài)下從半導(dǎo)體襯底100分離半導(dǎo)體膜124時(shí)，不與支撐襯底120接合的半導(dǎo)體襯底100的周?chē)繗埩粼诎雽?dǎo)體襯底100，并且在分離之后的半導(dǎo)體襯底121的周?chē)啃纬赏共?26。凸部126由殘留脆化層127、半導(dǎo)體層125、絕緣膜123構(gòu)成。在支撐襯底120上結(jié)合其尺寸比半導(dǎo)體襯底100小的半導(dǎo)體膜 124。另外，也可以將到本實(shí)施方式所示的工序C為止的工序利用于實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?來(lái)形成分離之后的半導(dǎo)體襯底121。接著，說(shuō)明去除分離面133并使結(jié)合到支撐襯底120的半導(dǎo)體膜124的表面平坦化來(lái)恢復(fù)晶性的工序。下面的工序相當(dāng)于圖6中的工序D(S0I襯底的精整工序)。在與支撐襯底120密切接觸的半導(dǎo)體膜IM上的分離面133中，因脆化層104的形成及脆化層104中的半導(dǎo)體襯底100的分離而產(chǎn)生結(jié)晶缺陷而損壞平坦性。因此，如圖 4C所示，也可以通過(guò)拋光去除分離面133來(lái)使半導(dǎo)體膜124的表面平坦化(相當(dāng)于圖6的工序D-1)。雖然平坦化不一定是需要的，但是通過(guò)進(jìn)行平坦化，可以提高半導(dǎo)體膜和在后面形成的柵極絕緣膜之間的界面的特性。具體地，可以通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP法)或噴液拋光法等進(jìn)行拋光。在此，當(dāng)去除分離面133時(shí)，有時(shí)半導(dǎo)體膜IM也受到拋光而薄膜化。此外，也可以通過(guò)蝕刻去除分離面133來(lái)使半導(dǎo)體膜IM平坦化。作為蝕刻，采用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)法、感應(yīng)耦合等離子體(ICP)蝕刻法、電子回旋共振(ECR)蝕刻法、 平行平板型(電容耦合型)蝕刻法、磁控管等離子體蝕刻法、雙頻等離子體蝕刻法或螺旋波等離子體蝕刻法等的干法蝕刻法。另外，也可以使用上述拋光和上述蝕刻的雙方去除分離面133來(lái)使半導(dǎo)體膜124的表面平坦化。此外，通過(guò)上述拋光及上述蝕刻，不僅可以使半導(dǎo)體膜124的表面平坦化，而且可以使半導(dǎo)體膜1 減薄到最適合于在后面形成的半導(dǎo)體元件的厚度。另外，為了結(jié)晶缺陷的減少及平坦性的提高，也可以對(duì)分離面133及半導(dǎo)體膜124 照射激光(對(duì)應(yīng)于圖6的工序D-2)。此外，當(dāng)在照射激光之前通過(guò)干蝕刻去除分離面133并使半導(dǎo)體膜124的表面平坦化時(shí)，有時(shí)因干蝕刻而在半導(dǎo)體膜1 的表面附近產(chǎn)生結(jié)晶缺陷等的損傷。但是，通過(guò)上述激光照射還可以修復(fù)因干蝕刻產(chǎn)生的損傷。因?yàn)樵谠摷す獾恼丈涔ば蛑?，可以抑制支撐襯底120的溫度上升，所以可以將耐熱性低的襯底用作支撐襯底120。優(yōu)選通過(guò)激光照射使分離面133完全熔化，并使半導(dǎo)體膜 IM部分熔化。這是因?yàn)槿缦戮壒十?dāng)使半導(dǎo)體膜IM完全熔化時(shí)，因在成為液相的半導(dǎo)體膜124中無(wú)秩序地產(chǎn)生核而半導(dǎo)體膜IM再晶化，因此半導(dǎo)體膜124的晶性降低。通過(guò)使半導(dǎo)體膜IM部分熔化產(chǎn)生所謂的縱向成長(zhǎng)，其中從在半導(dǎo)體膜124中不熔化的固相部分進(jìn)展結(jié)晶成長(zhǎng)。因縱向成長(zhǎng)所引起的再結(jié)晶化，而半導(dǎo)體膜124的結(jié)晶缺陷減少且恢復(fù)晶性。注意，半導(dǎo)體膜1 處于完全熔化狀態(tài)是指半導(dǎo)體膜IM熔化到與絕緣膜122的界面且成為液體狀態(tài)的狀態(tài)。另一方面，半導(dǎo)體膜1 處于部分熔化狀態(tài)是指上層熔化而成為液相，且下層成為固相的狀態(tài)。接著，也可以在照射激光之后對(duì)半導(dǎo)體膜124的表面進(jìn)行蝕刻。當(dāng)在照射激光之后對(duì)半導(dǎo)體膜124的表面進(jìn)蝕刻時(shí)，不一定需要在照射激光之前對(duì)半導(dǎo)體膜IM上的分離面133進(jìn)行蝕刻。此外，當(dāng)在激光照射之前對(duì)半導(dǎo)體膜IM上的分離面133進(jìn)行蝕刻時(shí)，不一定需要在激光照射前后對(duì)半導(dǎo)體膜124的表面進(jìn)行蝕刻。另外，也可以在激光照射之前和之后進(jìn)行蝕刻。通過(guò)上述蝕刻，不僅可以使半導(dǎo)體膜124的表面平坦化，而且可以使半導(dǎo)體膜124 減薄到最適合于在后面形成的半導(dǎo)體元件的厚度。優(yōu)選在照射激光之后，對(duì)半導(dǎo)體膜IM進(jìn)行加熱處理(對(duì)應(yīng)于圖6的工序D-3)。 通過(guò)該加熱處理，可以消除通過(guò)激光照射也不恢復(fù)的半導(dǎo)體膜124的缺陷，并緩和半導(dǎo)體膜1 的應(yīng)變。對(duì)于該加熱處理，可以使用快速熱退火裝置、電阻加熱爐、微波加熱裝置。作為RTA裝置，可以使用氣體快速熱退火裝置、燈快速熱退火裝置。圖4C示出通過(guò)上述步驟制造的SOI襯底。由于本實(shí)施方式使用將耐熱溫度高的硅晶片用于半導(dǎo)體襯底100及支撐襯底 120，因此可以進(jìn)行1000°C以上(典型的是100°C至1300°C)的加熱處理。當(dāng)為形成脆化層而進(jìn)行的離子注入工序中，半導(dǎo)體襯底100的半導(dǎo)體層受到被注入的離子所引起的損壞， 但是在提高上述半導(dǎo)體襯底100與支撐襯底120的接合強(qiáng)度的熱處理中，恢復(fù)單晶半導(dǎo)體層因離子諸如工序所受到的損壞。再者，通過(guò)對(duì)支撐襯底120上的單晶半導(dǎo)體層進(jìn)行高溫的加熱處理，可以提高表面的晶性及平坦性?！?·參照?qǐng)D7說(shuō)明使用這樣制造的SOI襯底制造半導(dǎo)體裝置的例子。下面的工序相當(dāng)于圖6中的工序F(器件工序)。圖7是包括η-通道薄膜晶體管的晶體管280及ρ-通道薄膜晶體管的晶體管的半導(dǎo)體裝置的例子。通過(guò)組合多個(gè)薄膜晶體管(TFT)，可以形成各種半導(dǎo)體裝置。作為SOI襯底，可以使用本實(shí)施方式所示的方法制造的SOI襯底。晶體管觀0、晶體管281形成在支撐襯底120上，兩者之間插入絕緣膜122。下面說(shuō)明圖7所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法。如上述實(shí)施方式所示，在支撐襯底120上隔著絕緣膜122制造形成有半導(dǎo)體膜的 SOI襯底。對(duì)半導(dǎo)體膜及絕緣膜122的一部分進(jìn)行蝕刻形成元件分離層觀3，并由元件分離層283對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行元件分離，來(lái)如圖7所示形成元件區(qū)251、元件區(qū)252。元件區(qū)251 構(gòu)成η-通道TFT，元件區(qū)252構(gòu)成ρ-通道TFT。例如，作為元件分離層283使用氧化硅膜。在元件區(qū)251、元件區(qū)252上形成絕緣膜254。接著，在元件區(qū)251上隔著絕緣膜 254形成柵電極255，在元件區(qū)252上隔著絕緣膜2Μ形成柵電極256。此外，在進(jìn)行半導(dǎo)體膜的蝕刻之前，優(yōu)選對(duì)SOI襯底的半導(dǎo)體膜添加硼、鋁、鎵等的成為受體的雜質(zhì)元素或磷、砷等的成為供體的雜質(zhì)以抑制TFT的閾值電壓。例如，對(duì)形成 η-通道TFT的區(qū)域添加成為受體的雜質(zhì)元素，對(duì)形成ρ-通道TFT的區(qū)域添加成為供體的雜質(zhì)元素。接著，在元件區(qū)251形成η型的低濃度雜質(zhì)區(qū)257，并且在元件區(qū)252形成ρ型的高濃度雜質(zhì)區(qū)259。具體地，在元件區(qū)251形成η型的低濃度雜質(zhì)區(qū)257。因此，使用抗蝕劑覆蓋成為P-通道TFT的元件區(qū)252并對(duì)元件區(qū)251添加雜質(zhì)元素。作為雜質(zhì)元素添加磷或砷，即可。通過(guò)采用離子摻雜法或離子注入法添加雜質(zhì)元素，柵電極255成為掩模，且在元件區(qū)251自對(duì)準(zhǔn)地形成η型的低濃度雜質(zhì)區(qū)257。元件區(qū)251的與柵電極255重疊的區(qū)域成為通道形成區(qū)258。接著，在去除覆蓋元件區(qū)252的掩模之后，使用抗蝕劑掩模覆蓋成為η-通道TFT 的元件區(qū)251。接著，通過(guò)離子摻雜法或離子注入法對(duì)元件區(qū)252添加雜質(zhì)元素。作為雜質(zhì)元素，可以添加硼、鋁、鎵等。在雜質(zhì)元素的添加工序中，柵電極256用作掩模，且在元件區(qū)252自對(duì)準(zhǔn)地形成ρ型的高濃度雜質(zhì)區(qū)259。高濃度雜質(zhì)區(qū)259用作源區(qū)或漏區(qū)。元件區(qū)252的與柵電極256重疊的區(qū)域成為通道形成區(qū)沈0。雖然在此說(shuō)明了在形成η型的低濃度雜質(zhì)區(qū)257之后，形成ρ型的高濃度雜質(zhì)區(qū)259的方法，也可以預(yù)先形成ρ型的高濃度雜質(zhì)區(qū)259。接著，在去除覆蓋元件區(qū)251的抗蝕劑之后，通過(guò)等離子體CVD法等形成具有由氮化硅等的氮化合物及氧化硅等的氧化物構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)的絕緣膜。通過(guò)對(duì)該絕緣膜進(jìn)行垂直方向上的各向異性蝕刻，形成與柵電極255、柵電極256的側(cè)面接觸的側(cè)壁絕緣膜沈1、側(cè)壁絕緣膜沈2。通過(guò)該各向異性蝕刻，絕緣膜2M也受到蝕刻。接著，使用抗蝕劑覆蓋元件區(qū)252，且為了在元件區(qū)251形成用作源區(qū)或漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)，通過(guò)離子注入法或離子摻雜法對(duì)元件區(qū)251以高劑量對(duì)元件區(qū)251添加雜質(zhì)元素。柵電極255以及側(cè)壁絕緣膜261成為掩模，形成η型的高濃度雜質(zhì)區(qū)域沈7。接著， 進(jìn)行用于雜質(zhì)元素的活化的加熱處理。在進(jìn)行活化的加熱處理之后，形成包含氫的絕緣膜沈8。在形成絕緣膜268之后， 以350°C以上且450°C以下的溫度進(jìn)行加熱處理，來(lái)使包含在絕緣膜268中的氫擴(kuò)散到元件區(qū)251、元件區(qū)252中。絕緣膜268可以通過(guò)處理溫度是350°C以下的等離子體CVD法，沉積氮化硅或氮氧化硅來(lái)形成。通過(guò)對(duì)元件區(qū)251、元件區(qū)252供應(yīng)氫，可以有效地補(bǔ)償在元件區(qū)251、元件區(qū)252中以及在其與絕緣膜254的界面上成為俘獲中心的缺陷。然后，形成層間絕緣膜沈9。層間絕緣膜269可以使用由氧化硅膜、硼磷硅玻璃 (BPSG) (Boron Phosphorus Silicon Glass)膜等無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的絕緣膜形成，或者使用選自聚酰亞胺、丙烯酸樹(shù)脂等有機(jī)樹(shù)脂膜中的單層結(jié)構(gòu)的膜、疊層結(jié)構(gòu)的膜形成。在層間絕緣膜269中形成接觸孔之后，形成布線(xiàn)270。當(dāng)形成布線(xiàn)270時(shí)，例如，可以使用利用金屬阻擋膜夾著鋁膜或鋁合金膜等低電阻金屬膜而構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電膜來(lái)形成。金屬阻擋膜可以由鉬、鉻、鈦等的金屬膜形成。通過(guò)上述工序，可以制造具有η-通道TFT和ρ-通道TFT的半導(dǎo)體裝置。由于在用于本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的SOI襯底的制造過(guò)程中，對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行再加工工序來(lái)從一個(gè)半導(dǎo)體襯底形成多個(gè)半導(dǎo)體膜，因此可以謀求制造成本的減少及生產(chǎn)率的提高。雖然參照?qǐng)D7說(shuō)明了半導(dǎo)體裝置及其制造方法，但是通過(guò)除了 TFT之外，與TFT — 起形成電容器、電阻器等各種半導(dǎo)體元件，可以制造具有高附加價(jià)值的半導(dǎo)體裝置。在任何種類(lèi)的半導(dǎo)體裝置諸如微處理器、圖像處理電路等的集成電路、可以以非接觸的方式與詢(xún)問(wèn)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)的RF標(biāo)簽、半導(dǎo)體顯示裝置等的制造中，可以應(yīng)用本實(shí)施方式所示的SOI襯底，。半導(dǎo)體顯示裝置包括液晶顯示裝置；在每一個(gè)像素中都具備以有機(jī)發(fā)光元件(OLED)為典型的發(fā)光元件的發(fā)光裝置；DMD (數(shù)字微鏡設(shè)備)；PDP (等離子體顯示面板)；FED(場(chǎng)發(fā)射顯示器)等以及在驅(qū)動(dòng)電路中具有使用半導(dǎo)體膜的電路元件的另一種半導(dǎo)體顯示裝置。接著，說(shuō)明對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底121進(jìn)行再加工并作為再加工半導(dǎo)體襯底反復(fù)利用的工序。下面的工序相當(dāng)于圖6的工序E(結(jié)合襯底再加工工序)。首先，取出圖5A所示的分離之后的半導(dǎo)體襯底121。在分離之后的半導(dǎo)體襯底 121的周?chē)啃纬捎型共?26。凸部1 從半導(dǎo)體襯底一側(cè)按順序包括脆化層127、半導(dǎo)體層125、絕緣膜123而構(gòu)成。在半導(dǎo)體層125及脆化層127中，因上述離子注入而形成有大量的結(jié)晶缺陷。此外，在分離之后的半導(dǎo)體襯底121的分離面1 形成結(jié)晶缺陷，因此損壞平坦性。
接著，如圖5B所示，通過(guò)第一蝕刻處理去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的絕緣膜 123(圖6的工序E-1)。在本實(shí)施方式中示出作為第一蝕刻處理進(jìn)行濕蝕刻處理的例子，但是只要去除絕緣膜123即可，也可以進(jìn)行干蝕刻處理。可以通過(guò)將包含氫氟酸的溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理去除絕緣膜123。作為包含氫氟酸的溶液，優(yōu)選使用包含氫氟酸、氟化銨及表面活性劑的混合溶液(例如為斯特拉卡密發(fā)(Stella Chemifa)公司制造、商品名LAL500)。優(yōu)選的是，進(jìn)行該第一濕蝕刻處理120秒鐘至1200秒鐘，例如優(yōu)選進(jìn)行600 秒鐘左右。此外，由于通過(guò)將分離之后的半導(dǎo)體襯底121浸漬到處理槽內(nèi)的溶液中進(jìn)行濕蝕刻，因此可以在同時(shí)對(duì)多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底121進(jìn)行處理。通過(guò)采用濕蝕刻去除絕緣膜123，可以在下次工序的第二蝕刻處理中減少分離之后的半導(dǎo)體襯底121的去除部分的厚度，來(lái)縮短濕蝕刻的時(shí)間。此外，由于通過(guò)進(jìn)行在同時(shí)對(duì)多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底 121進(jìn)行處理的分批處理，可以容易進(jìn)行濕蝕刻處理，因此可以實(shí)現(xiàn)再加工的高效化。接著，如圖5C所示，通過(guò)進(jìn)行第二蝕刻處理，選擇性地去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的形成凸部126的半導(dǎo)體層125及脆化層127，并形成再加工半導(dǎo)體襯底132(對(duì)應(yīng)于圖6的工序E-2)。此外，此時(shí)同時(shí)去除分離面129。通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理，可以去除半導(dǎo)體層125及脆化層127。優(yōu)選進(jìn)行該濕蝕刻處理1分鐘至10分鐘左右，例如優(yōu)選進(jìn)行2分鐘至4分鐘左右。此外，優(yōu)選將液溫設(shè)定為10°C至30°C左右，例如優(yōu)選設(shè)定為室溫。在此，作為用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)，優(yōu)選使用硝酸。此外，作為溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)，優(yōu)選使用氫氟酸。此外，作為用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)，優(yōu)選使用醋酸。具體而言，當(dāng)優(yōu)選的是將具有通過(guò)將70重量％ 的硝酸的體積設(shè)定為大于97. 7重量％的醋酸的體積的0. 01倍且小于1倍，并設(shè)定為大于 50重量％的氫氟酸的體積的0. 1倍且小于100倍，且將50重量％的氫氟酸的體積設(shè)定為大于97. 7重量％的醋酸的體積的0. 01倍且小于0. 3倍可以獲得的組成的混合溶液用作蝕刻齊U。更優(yōu)選的是將具有通過(guò)將70重量％的硝酸的體積設(shè)定為97. 7重量％的醋酸的體積的0. 2倍以上且0. 5倍以下，并設(shè)定為50重量％的氫氟酸的體積的1倍以上且10倍以下， 且將50重量％的氫氟酸的體積設(shè)定為97. 7重量％的醋酸的體積的0. 1倍以上且0. 2倍以下可以獲得的組成的混合溶液用作蝕刻劑。例如，50重量％的氫氟酸、70重量％的硝酸和 97. 7重量％的醋酸的體積比優(yōu)選為1 3 IOU 2 10,1. 5 3 10、2 2 10、 1 10 20、1 1 10。在此，由于形成凸部126的半導(dǎo)體層125及脆化層127具有氫離子的注入所引起的結(jié)晶缺陷及多個(gè)微孔，因此可以容易使第二蝕刻處理的蝕刻劑的混合溶液浸透。由此，不僅從半導(dǎo)體層125的表面而且可以從半導(dǎo)體層125及脆化層127的內(nèi)部進(jìn)行濕蝕刻。在此， 在很多情況下，濕蝕刻在半導(dǎo)體層125及脆化層127中沿與襯底平面垂直的方向形成深的垂直孔地進(jìn)展，擴(kuò)大該垂直孔地進(jìn)行。因此，以比沒(méi)形成有分離之后的半導(dǎo)體襯底121的凸部126的部分的蝕刻速率高的蝕刻速率對(duì)半導(dǎo)體層125及脆化層127進(jìn)行蝕刻。也就是說(shuō)，通過(guò)將包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化和半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液用作蝕刻劑進(jìn)行濕蝕刻處理，可以選擇性地去除半導(dǎo)體層125及脆化層127。此時(shí)，由于在半導(dǎo)體層125及脆化層127中存在有離子照射所引起的結(jié)晶缺陷，因此快速地被蝕亥Ij。此外，由于分離面129也具有結(jié)晶缺陷，因此快速地被蝕刻。但是，當(dāng)分離面129、半導(dǎo)體層125及脆化層127被去除時(shí)，其下面的結(jié)晶缺陷的含有量少的半導(dǎo)體層的表面露出， 所以蝕刻速率降低。由此，凸部1 大致選擇性地被蝕刻。可以抑制分離之后的半導(dǎo)體襯底121的凸部1 之外的部分的半導(dǎo)體襯底的厚度減少的情況，可以縮減再加工半導(dǎo)體襯底132的去除部分的厚度，并可以增大能夠再加工使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)進(jìn)行同時(shí)處理多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底121的分批處理容易進(jìn)行濕蝕刻處理，所以可以實(shí)現(xiàn)再加工的高效化。另外，因可以以較短的時(shí)間進(jìn)行第二蝕刻處理而可以實(shí)現(xiàn)再加工的高效化。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在同時(shí)對(duì)多個(gè)分離之后的半導(dǎo)體襯底121進(jìn)行處理的分批處理， 容易進(jìn)行濕蝕刻，所以可以謀求再加工的高效化。另外，可以在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行第二蝕刻處理，可以謀求再加工的高效化。在此，當(dāng)分離之后的半導(dǎo)體襯底的平坦性不充分時(shí)，可以通過(guò)對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)一步進(jìn)行拋光，提高再加工半導(dǎo)體襯底132的平坦型(對(duì)應(yīng)于圖6的工序E-3)。 此外，即使通過(guò)第二蝕刻處理不能充分地去除分離面129，也優(yōu)選通過(guò)拋光去除殘留的分離面 129 ο作為分離之后的半導(dǎo)體襯底121的拋光方法，優(yōu)選使用化學(xué)機(jī)械拋光法(CMP法)。 在此，CMP法是指以被加工物的表面為標(biāo)準(zhǔn)而根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)化學(xué)·機(jī)械的復(fù)合作用使表面平坦化的方法。一般而言，CMP法是一種方法，其中在拋光臺(tái)上貼附砂布，且一邊在被加工物和砂布之間提供漿料(拋光劑)，一邊將拋光臺(tái)和被加工物彼此旋轉(zhuǎn)或搖動(dòng)，來(lái)因在漿料和被加工物表面之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)以及砂布和被加工物的機(jī)械拋光的作用而對(duì)被拋光物的表面進(jìn)行拋光。采用CMP法的拋光可以一次進(jìn)行或多次進(jìn)行。當(dāng)多次進(jìn)行拋光時(shí)，優(yōu)選在進(jìn)行高拋光率的第一拋光之后，進(jìn)行低拋光率的最終拋光。作為第一拋光，優(yōu)選的是使用聚氨酯砂布，將漿料的粒徑設(shè)定為120nm至180nm，例如設(shè)定為150nm左右。作為最終拋光，優(yōu)選的是使用絨面革的砂布，將漿料的粒徑設(shè)定為45nm至75nm，例如設(shè)定為60nm左右。如上所述，通過(guò)對(duì)分離之后的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行拋光，可以形成以平均表面粗糙度為0. 2nm至0. 5nm 的方式受到平坦化及鏡面化的再加工半導(dǎo)體襯底132。此外，如上所述，通過(guò)組合拋光率不同的拋光，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行分離之后的半導(dǎo)體襯底的平坦化及鏡面化。· ·如此，在通過(guò)第一蝕刻處理及第二蝕刻處理去除分離之后的半導(dǎo)體襯底121的半導(dǎo)體層125及脆化層127之后進(jìn)行采用CMP法的拋光，來(lái)可以獲得平坦性更高的再加工半導(dǎo)體襯底132。通過(guò)上述工序，分離之后的半導(dǎo)體襯底再加工為再加工半導(dǎo)體襯底132。在工藝A 中將可獲得的再加工半導(dǎo)體襯底132再次用作半導(dǎo)體襯底100。如本實(shí)施方式所示，通過(guò)采用半導(dǎo)體襯底的再加工工序反復(fù)利用半導(dǎo)體襯底，可以實(shí)現(xiàn)降低制造SOI襯底時(shí)的成本。特別是，在通過(guò)第一蝕刻處理去除絕緣膜之后，使用包含用作使半導(dǎo)體襯底的半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液進(jìn)行第二蝕刻處理， 來(lái)可以選擇性地去除殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底的周?chē)康拇嗷瘜蛹鞍雽?dǎo)體層，所以縮減分離之后的半導(dǎo)體襯底的去除部分的厚度，從而可以增加能夠再加工使用一個(gè)半導(dǎo)體襯底的次數(shù)。另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。本申請(qǐng)基于2009年6月M日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)編號(hào) 2009-149412，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考引用結(jié)合到本文中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體襯底的再加工方法，包括如下步驟通過(guò)采用氫離子注入剝離法將H+離子注入到半導(dǎo)體襯底中，形成脆化層，其中絕緣膜設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的周?chē)粚⑺霭雽?dǎo)體襯底結(jié)合到支撐襯底，兩者之間插入絕緣膜；從所述半導(dǎo)體襯底分離半導(dǎo)體膜，其中所述分離之后的所述半導(dǎo)體襯底包括所述脆化層的一部分；以及所述脆化層上的半導(dǎo)體層，通過(guò)第一蝕刻處理去除所述絕緣膜；以及通過(guò)使用包含氫氟酸、硝酸及醋酸的混合溶液的第二蝕刻處理去除所述脆化層及所述半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中所述混合溶液具有如下獲得的組成通過(guò)將70重量％的硝酸的體積設(shè)定為97. 7 重量％的醋酸的體積的0. 2倍以上且0. 5倍以下，并設(shè)定為50重量％的氫氟酸的體積的1 倍以上且10倍以下，還通過(guò)將所述50重量％的氫氟酸設(shè)定為所述97. 7重量％的醋酸的體積的0.1倍以上且0.2倍以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中以使所述混合溶液浸透到所述半導(dǎo)體層及所述脆化層的方式進(jìn)行所述第二蝕刻處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中在所述第二蝕刻處理之后對(duì)所述半導(dǎo)體襯底的表面進(jìn)行拋光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中使用包含氫氟酸、氟化銨及表面活性劑的溶液進(jìn)行所述第一蝕刻處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法， 其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 3 10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1.5 3 10。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法， 其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為2 2 10。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 10 20。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體襯底的再加工方法， 其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 1 10。
11.一種襯底的制造方法，包括如下步驟 在半導(dǎo)體襯底上形成絕緣膜；通過(guò)采用氫離子注入剝離法從所述半導(dǎo)體襯底的表面注入H+離子，形成脆化層；將所述半導(dǎo)體襯底結(jié)合到支撐襯底，兩者之間插入絕緣膜；從所述半導(dǎo)體襯底分離半導(dǎo)體膜，其中所述分離之后的所述半導(dǎo)體襯底包括所述脆化層的一部分；以及所述脆化層上的半導(dǎo)體層，通過(guò)第一蝕刻處理去除所述絕緣膜；通過(guò)使用包含氫氟酸、硝酸及醋酸的混合溶液的第二蝕刻處理去除所述脆化層的一部分及所述半導(dǎo)體層；以及在所述分離之后對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行拋光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述混合溶液具有如下獲得的組成通過(guò)將70重量％的硝酸的體積設(shè)定為97. 7 重量％的醋酸的體積的0. 2倍以上且0. 5倍以下，并設(shè)定為50重量％的氫氟酸的體積的1 倍以上且10倍以下，還通過(guò)將所述50重量％的氫氟酸體積設(shè)定為所述97. 7重量％的醋酸的體積的0. 1倍以上且0. 2倍以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中以使所述混合溶液浸透到所述半導(dǎo)體層及所述脆化層的方式進(jìn)行所述第二蝕刻處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中使用包含氫氟酸、氟化銨及表面活性劑的溶液進(jìn)行所述第一蝕刻處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 3 10。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1.5 3 10。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為2 2 10。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 10 20。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的襯底的制造方法，其中所述氫氟酸、硝酸和醋酸之間的體積比為1 1 10。
全文摘要
使用包含用作使半導(dǎo)體氧化的氧化劑的物質(zhì)、溶解半導(dǎo)體的氧化物的物質(zhì)、以及用作對(duì)于半導(dǎo)體的氧化及半導(dǎo)體的氧化物的溶解的減速劑的物質(zhì)的混合溶液選擇性地去除殘留在分離之后的半導(dǎo)體襯底周?chē)康拇嗷瘜蛹鞍雽?dǎo)體層。注意沿通過(guò)利用離子注入裝置注入由氫氣體生成的H+離子而形成在半導(dǎo)體襯底的脆化層將半導(dǎo)體襯底和半導(dǎo)體膜分離。
文檔編號(hào)H01L21/306GK102460642SQ20108002816
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者花岡一哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所