專利名稱：半導體襯底的制造方法及半導體襯底的制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體襯底的制造方法及半導體襯底的制造裝置。
背景技術(shù)：
近年來，開發(fā)出利用SOI (絕緣體上硅)襯底而代替大塊狀硅襯底的集成
電路。通過有效地利用形成在絕緣層上的薄單晶硅層的特長，可以將集成電路 中的晶體管形成為彼此完全分離，并且可以使晶體管成為完全耗盡型。因此， 可以實現(xiàn)高集成、高速驅(qū)動、低耗電量等附加價值高的半導體集成電路。
作為SOI襯底的制造方法之一，已知組合氫離子注入和剝離而成的氫離子
注入剝離法。以下說明氫離子注入剝離法的典型工序。
首先，通過對硅襯底注入氫離子，在離其表面有預定深度的區(qū)域中形成離 子注入層。接著，通過使成為基礎(chǔ)襯底的另外的硅襯底氧化，形成氧化硅膜。 然后，通過將注入有氫離子的硅襯底和另外的硅襯底的氧化硅膜貼緊，將兩個 硅襯底貼合在一起。并且，通過進行加熱處理，以離子注入層為劈開面將一方 的硅襯底劈開。
已知利用氫離子注入剝離法在玻璃襯底上形成單晶硅層的方法(例如，參 照專利文件1)。在專利文件1中，為了去掉由于離子注入而形成的缺陷層、
剝離面上的幾nm至幾十nm的水平差，對剝離面進行機械拋光。日本專利申請公開Heill-097379號公報
如上所述，當將襯底彼此貼合來制造新的半導體襯底時，作為其問題點之 一，可以舉出貼合不良的問題。貼合是通過將襯底彼此貼緊且施加壓力來而進 行，但是根據(jù)涉及貼合的表面的狀態(tài)、當貼合時的壓力的施加方法等，其狀態(tài) 大大變動。例如，在對襯底的整個面施加均勻的壓力來進行貼合的情況下，因 為從多個區(qū)域同時進行接合，所以由于空氣被關(guān)在里面或者界面失配(mismatch of the interface)等而引起的接合不良發(fā)生的可能性很高。
此外，在貼合之后的襯底剝離的問題也是嚴重的。例如，在將硅襯底貼合
4到玻璃襯底等的容易彎曲的襯底的情況下，由于當貼合之后搬運時玻璃襯底彎 曲而發(fā)生襯底剝離的可能性很高。這是因為玻璃襯底和硅襯底的彎曲方法不同 而發(fā)生的。
在將多個硅襯底貼合到一個基礎(chǔ)襯底來制造面積大的半導體襯底的情況 下，這些問題更成為嚴重。這是因為如下緣故面積越大，越需要貼合多個硅 襯底；或者，面積越大，基礎(chǔ)襯底的彎曲程度增大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題點，本發(fā)明的目的之一在于提供一種減少涉及貼合的不良并 其品質(zhì)均勻的半導體襯底。此外，本發(fā)明的目的之一在于成品率高地制造上述 半導體襯底。此外，本發(fā)明的目的之一在于提供一種適合該制造方法的半導體 襯底的制造裝置。
在本發(fā)明中，為了解決上述問題，利用以下所示的工序來制造半導體襯底。 本發(fā)明的半導體襯底的制造方法之一，包括在襯底貼合室的襯底配置區(qū) 域中配置第一襯底，該襯底貼合室包括在襯底配置區(qū)域中設(shè)置有多個開口的襯 底支撐臺、配置在該多個開口的每一個中的襯底支撐機構(gòu)、使該襯底支撐機構(gòu) 升降的升降機構(gòu)、調(diào)節(jié)相對于襯底支撐臺的襯底支撐機構(gòu)和升降機構(gòu)的位置的
位置調(diào)節(jié)機構(gòu)；在第一襯底的上方以不接觸于第一襯底的方式設(shè)置第二襯底； 通過使襯底支撐機構(gòu)上升來使第一襯底上升，以將第一襯底和第二襯底之間的 間隔設(shè)定為一定程度以下(例如，lmm以下)；然后，通過利用襯底支撐機構(gòu) 對第一襯底的棱角部之一施加壓力，從施加壓力的棱角部之一進行第一襯底和 第二襯底的貼合；在貼合之后且搬運第一襯底和第二襯底之前，施行150。C以 上且45(TC以下的加熱處理。
在上述中，在襯底支撐臺中設(shè)置有多個襯底配置區(qū)域，也可以將多個第一 襯底貼合到第二襯底。此外，在上述中，也可以采用逐漸增大施加到棱角部之 一的壓力的結(jié)構(gòu)。
此外，也可以采用如下結(jié)構(gòu)在對第一襯底及第二襯底(的表面)施行超 聲波清洗(包括頻率為50kHz至5MHz的所謂的兆頻超聲波清洗megasonic cleaning)及附加羥基等親水基的藥液處理(例如，也可以采用利用臭氧水、氨 水和過氧化氫水(和水)的混合溶液等的處理、利用氧化劑的處理。)之后，底的貼合。
此外，在本發(fā)明中，為了解決上述問題，提供以下所示的制造裝置。
本發(fā)明的半導體襯底的制造裝置之一的特征在于包括在第一襯底的配置 區(qū)域中設(shè)置有多個開口的襯底支撐臺；配置在多個開口的每一個中的第一襯底 的支撐機構(gòu)；通過使支撐機構(gòu)升降，改變第一襯底和配置在第一襯底的上方的 第二襯底之間的距離的升降機構(gòu)；通過調(diào)節(jié)相對于襯底支撐臺的支撐機構(gòu)和升 降機構(gòu)的位置，調(diào)節(jié)第一襯底和第二襯底的相對位置關(guān)系的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)；加 熱第一襯底及第二襯底的機構(gòu)。
在上述中，也可以采用在襯底支撐臺中設(shè)置有多個第一襯底的配置區(qū)域的 結(jié)構(gòu)。此外，升降機構(gòu)優(yōu)選為能夠使配置在多個開口的每一個中的支撐機構(gòu)獨 立升降的機構(gòu)。此外，升降機構(gòu)優(yōu)選為利用氣體的壓力來使支撐機構(gòu)升降的機 構(gòu)。注意，支撐機構(gòu)的接觸于第一襯底的部分也可以由彈性體構(gòu)成。
此外，在上述中，也可以采用如下結(jié)構(gòu)具備用來對第一襯底施行超聲波 清洗(包括頻率為50kHz至5MHz的所謂的兆頻超聲波清洗)及附加親水基的 藥液處理(例如，也可以采用利用臭氧水、氨水和過氧化氫水(和水)的混合 溶液等的處理、利用氧化劑的處理。)的處理室、用來對第二襯底施行超聲波 清洗(包括頻率為50kHz至5MHz的所謂的兆頻超聲波清洗)及附加親水基的 藥液處理(例如，也可以采用利用臭氧水、氨水和過氧化氫水(和水)的混合 溶液等的處理、利用氧化劑的處理。)的處理室、搬運第一襯底的搬運機構(gòu)、 搬運第二襯底的搬運機構(gòu)。
如上所述，在本發(fā)明中，通過對襯底的棱角部之一施加壓力來進行貼合。 據(jù)此，可以降低由于空氣被關(guān)在里面或者界面失配等而引起的接合不良發(fā)生的 可能性。此外，在貼合之后且搬運之前，施行用來加強襯底彼此的接合的加熱 處理。據(jù)此，可以控制起因于當搬運時的基礎(chǔ)襯底的彎曲的襯底剝離。就是說， 根據(jù)本發(fā)明的制造方法及制造裝置，可以減少涉及貼合的不良，并且可以成品 率高地制造半導體襯底。


圖1A至1F為表示半導體襯底的制造方法的圖； 圖2A和2B為表示半導體襯底的制造裝置的6圖3A至3D為說明襯底的貼合情況的圖4A至4C為表示半導體襯底的制造方法的圖5A和5B為表示半導體襯底的制造裝置的圖6A至6D為說明襯底的貼合情況的圖7A至7C為表示半導體襯底的制造裝置的圖8為表示半導體襯底的制造裝置的圖9為表示半導體襯底的制造裝置的圖IO為表示半導體襯底的制造裝置的圖IIA至IID為表示半導體裝置的制造工序的圖12A至12C為表示半導體裝置的制造工序的圖13A至13C為表示半導體裝置的制造工序的圖14A和14B為半導體裝置的平面圖及截面圖15A和15B為半導體裝置的平面圖及截面圖16為表示半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖17為表示半導體裝置的結(jié)構(gòu)的圖18A至18H為表示利用半導體裝置的電子設(shè)備的圖19A至19C為表示利用半導體裝置的電子設(shè)備的圖20A至20F為表示半導體裝置的用途的圖21A和21B為表示半導體襯底的制造裝置的圖22A至22D為說明襯底的貼合情況的圖23A至23D為說明薄膜晶體管的制造方法的一例的截面圖24A至24C為說明薄膜晶體管的制造方法的一例的截面圖25A至25D為說明薄膜晶體管的制造方法的一例的平面圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。注意，本發(fā)明不局限于以下說明， 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事實就是，其方式及詳細 內(nèi)容可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下被變換為各種各樣的形式。 因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。 注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中共同使用表示相同部分的附圖標記。此外，在本說明書中，半導體裝置是指通過利用半導體特性而能 夠工作的所有裝置。 實施方式1
在本實施方式中，參照圖1A至4C說明本發(fā)明的半導體襯底的制造方法的一例。
首先，準備基礎(chǔ)襯底100 (參照圖1A)。作為基礎(chǔ)襯底100，可以使用用 于液晶顯示裝置等的具有透光性的玻璃襯底。作為玻璃襯底，可以使用其應(yīng)變 點為58(TC以上(優(yōu)選為60(TC以上)的襯底。此外，玻璃襯底優(yōu)選為無堿玻 璃襯底。作為無堿玻璃襯底，例如使用鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼 硅酸鹽玻璃等的玻璃材料。
注意，作為基礎(chǔ)襯底100，除了使用玻璃襯底之外，還可以使用陶瓷襯底、 石英襯底或藍寶石襯底等由絕緣體構(gòu)成的絕緣襯底、由硅等半導體材料構(gòu)成的 半導體襯底、由金屬或不銹鋼等導體構(gòu)成的導電襯底等。
雖然在本實施方式中沒有進行說明，但是也可以在基礎(chǔ)襯底100的表面上 形成絕緣層。通過設(shè)置該絕緣層，即使在基礎(chǔ)襯底100包含雜質(zhì)(堿金屬或堿 土金屬等)的情況下，也可以防止該雜質(zhì)擴散到半導體層。絕緣層可以為單層 結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。作為構(gòu)成絕緣層的材料，可以舉出氧化硅、氮化硅、氧氮化 硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁、氮氧化鋁等。
此外，在本說明書中，氧氮化物是指在其組成中氧的含量多于氮的含量的 物質(zhì)。此外，氮氧化物是指在其組成中氮的含量多于氧的含量的物質(zhì)。例如， 氧氮化硅是指在50原子％以上且70原子％以下的范圍包含氧，在0.5原子％ 以上且15原子％以下的范圍包含氮，在25原子％以上且35原子％以下的范 圍包含硅，在O.l原子％以上且10原子％以下的范圍包含氫的物質(zhì)。此外，氮 氧化硅是指在5原子％以上且30原子。％以下的范圍包含氧，在20原子Q/^以上 且55原子％以下的范圍包含氮，在25原子％以上且35原子％以下的范圍包 含硅，在10原子％以上且25原子％以下的范圍包含氫的物質(zhì)。但是，上述范 圍為當利用盧瑟福背散射光譜學法(RBS : Rutherford Backscattering Spectrometry)或氫前方散射法(HFS: Hydrogen Forward Scattering)來測定時 的范圍。此外，構(gòu)成元素的含有比率的總計不超過100原子％。
8接著，準備單晶半導體襯底110 (參照圖IB)。作為單晶半導體襯底110，
例如可以使用由硅、鍺等第四主族元素或者硅鍺、碳化硅等化合物構(gòu)成的半導 體襯底。當然，也可以使用由砷化鎵、磷化銦等化合物半導體構(gòu)成的襯底。在
本實施方式中，作為單晶半導體襯底110，使用單晶硅襯底。對單晶半導體襯 底110的尺寸或形狀沒有限制，但是例如將8英寸(200mm)、12英寸(300mm)、 18英寸(450mm)等的圓形半導體襯底加工為矩形來使用，即可。注意，在本 說明書中，單晶是指包括具有一定的規(guī)則性的結(jié)晶結(jié)構(gòu)且無論在任何部分結(jié)晶 軸都朝向相同方向的結(jié)晶。就是說，不問缺陷的多少。
在清洗單晶半導體襯底UO之后在單晶半導體襯底IIO的表面上形成絕緣 層112。雖然可以采用不設(shè)置絕緣層112的結(jié)構(gòu)，但是為了防止當之后的離子 照射時單晶半導體襯底IIO被污染、單晶半導體襯底IIO的表面受到損傷、單 晶半導體襯底110的表面被蝕刻等，優(yōu)選設(shè)置絕緣層112。優(yōu)選將絕緣層112 的厚度設(shè)定為0.5nm以上且400nm以下。
作為構(gòu)成絕緣層112的材料，可以舉出氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧 化硅、氧化鍺、氮化鍺、氧氮化鍺、氮氧化鍺等在其組成中包含硅或鍺的絕緣 材料。此外，也可以使用氧化鋁、氧化鉭、氧化鉿等金屬的氧化物；氮化鋁 等金屬的氮化物；氧氮化鋁等金屬的氧氮化物；氮氧化鋁等金屬的氮氧化物。 作為絕緣層112的形成方法，有CVD法、濺射法、利用單晶半導體襯底110 的氧化(或氮化)的方法等。
接著，通過絕緣層112將由電場所加速的離子構(gòu)成的離子束130照射到單 晶半導體襯底110，以在離單晶半導體襯底110的表面有預定深度的區(qū)域中形 成損傷區(qū)域114 (參照圖1C)。形成損傷區(qū)域U4的區(qū)域的深度可以由離子束 130的加速能量和離子束130的入射角控制。在此，損傷區(qū)域114形成在與離 子平均侵入深度相同程度的深度的區(qū)域中。
從單晶半導體襯底110分離的單晶半導體層的厚度取決于上述損傷區(qū)域 114被形成的深度。損傷區(qū)域114被形成的深度為離單晶半導體襯底110的表 面有20nm以上且500nm以下的深度、優(yōu)選為離單晶半導體襯底110的表面有 30nm以上且200nm以下的深度。
當對單晶半導體襯底IIO照射離子時，可以使用離子注入裝置或者離子摻雜裝置。在離子注入裝置中，激發(fā)源氣體來產(chǎn)生離子種，對所產(chǎn)生的離子種進 行質(zhì)量分離，將具有預定質(zhì)量的離子種注入到被處理物。在離子摻雜裝置中， 激發(fā)工藝氣體來產(chǎn)生離子種，不對所產(chǎn)生的離子種進行質(zhì)量分離而照射到被處 理物。此外，在具備質(zhì)量分離裝置的離子摻雜裝置中，與離子注入裝置同樣， 也可以進行伴隨質(zhì)量分離的離子照射。在本說明書中，只在特別需要使用離子 注入裝置及離子摻雜裝置中的任一方的情況下對其進行清楚記載，并且在不特 別對其進行清楚記載的情況下，可以使用任一方裝置來進行離子照射。
例如，可以在下面的條件下進行當使用離子摻雜裝置時的離子照射工序。
加速電壓 5kV以上且100kV以下(優(yōu)選為30kV以上且80kV以下) ■劑量 6X 1015ions/cm2以上且4X 1016ions/cm2以下
■射束電流密度 2" A/cm2以上(優(yōu)選為A/cm2以上、更優(yōu)選為10 y A/cm2以上)
在使用離子摻雜裝置的情況下，可以使用包含氫的氣體作為離子照射工序 的源氣體。通過使用該氣體，可以產(chǎn)生H+、 H2+、 H3 +作為離子種。在使用 該氣體作為源氣體的情況下，優(yōu)選多照射H3+。具體地說，優(yōu)選使離子束130 包含相對于H+、 H2+、 H3+的總量70X以上的H3+離子。此外，更優(yōu)選將 H3 +離子的比例設(shè)定為80%以上。如此，通過提高H3 +的比例，可以使損傷 區(qū)域114以1 X 1020atoms/cm3以上的濃度包含氫。據(jù)此，容易進行在損傷區(qū)域 114中的分離。此外，通過多照射H3 +離子，與照射H+、 H2 +時相比，離子 的照射效率提高。就是說，可以縮短離子照射所花費的時間。
在使用離子注入裝置的情況下，優(yōu)選通過質(zhì)量分離來注入H3 +離子。當 然，也可以注入H2+。但是，在使用離子注入裝置的情況下，選擇離子種來注 入，所以與使用離子摻雜裝置時相比，離子照射的效率有可能降低。
作為離子照射工序的源氣體，除了使用包含氫的氣體以外，還可以使用選 自氦或氬等稀有氣體、以氟氣體或氯氣體為典型的鹵素氣體、氟化合物氣體(例 如，BF3)等卣素化合物氣體中的一種或多種氣體。在使用氦作為源氣體的情 況下，即使不進行質(zhì)量分離，也可以生成He+離子的比例高的離子束130。通 過使用這種離子束130，可以效率好地形成損傷區(qū)域114。
此外，也可以通過進行多次離子照射工序，形成損傷區(qū)域114。在此情況下，既可以在每一個離子照射工序中使用不同的源氣體，又可以使用相同的源 氣體。例如，可以在使用稀有氣體作為源氣體來進行離子照射之后，使用包含 氫的氣體作為源氣體來進行離子照射。此外，首先使用鹵素氣體或者鹵素化合 物氣體來進行離子照射，接著，使用包含氫的氣體來進行離子照射。
在形成上述損傷區(qū)域114之后，去掉絕緣層112，新形成絕緣層116 (參 照圖1D)。在此，去掉絕緣層112是因為如下緣故當進行上述離子照射時絕 緣層112受到損傷的可能性高。注意，在絕緣層112的損傷不成為問題的情況 下，不需要去掉絕緣層112。在此情況下，既可以在絕緣層112上新形成絕緣 層116，又可以不形成絕緣層116。
作為構(gòu)成絕緣層116的材料，可以舉出氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧 化硅、氧化鍺、氮化鍺、氧氮化鍺、氮氧化鍺等在其組成中包含硅或鍺的絕緣 材料。此外，也可以使用氧化鋁、氧化鉭、氧化鉿等金屬的氧化物；氮化鋁 等金屬的氮化物；氧氮化鋁等金屬的氧氮化物；氮氧化鋁等金屬的氮氧化物。 作為絕緣層116的形成方法，有CVD法、濺射法、利用單晶半導體襯底110 的氧化(或氮化)的方法等。注意，雖然在本實施方式中絕緣層116由單層結(jié) 構(gòu)表示，但是本發(fā)明不局限于此，也可以采用兩層以上的疊層結(jié)構(gòu)。
由于絕緣層116為涉及貼合的層，所以其表面優(yōu)選具有高平坦性。例如， 形成表面的算術(shù)平均粗糙度為0.6nm以下(優(yōu)選為0.3nm以下)且均方根粗糙 度為0.7nm以下(優(yōu)選為0.4nm以下)的層。作為這種絕緣層116，例如可以 利用通過使用有機硅烷氣體且利用化學氣相成長法而形成的氧化硅膜。注意， 以下，為方便起見，將圖1D所示的結(jié)構(gòu)稱為襯底160。
然后，將上述基礎(chǔ)襯底100和襯底160貼合在一起(參照圖1E)。具體地 說，利用超聲波清洗(包括頻率為50kHz至5MHz的所謂的兆頻超聲波清洗) 等方法清洗基礎(chǔ)襯底100及襯底160的表面，且進行利用附加親水基的藥液(例 如，可以利用臭氧水、氨水和過氧化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑。) 進行處理之后，以絕緣層116為上方的方式將襯底160配置在襯底支撐臺170 的襯底配置區(qū)域172中，并且在襯底160上配置基礎(chǔ)襯底100。注意，作為對 基礎(chǔ)襯底IOO及襯底160的表面施行的處理，除了藥液處理以外，還可以舉出 如氧等離子體處理等。以下，詳細說明貼合。
11圖2A和2B表示當進行貼合時可以使用的裝置的一例。圖2A為裝置的平 面圖，而圖2B為圖2A中的A-B的截面圖。
圖2A和2B所示的裝置包括配置襯底160的襯底支撐臺170及襯底配置區(qū) 域172、設(shè)置在襯底配置區(qū)域172中的開口 174、配置在開口 174中的襯底支 撐機構(gòu)176、使襯底支撐機構(gòu)176升降的升降機構(gòu)178、對襯底支撐機構(gòu)176 及升降機構(gòu)178的位置進行微調(diào)整的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180等。
在此，開口 174及襯底支撐機構(gòu)176 (其他附帶的升降機構(gòu)178、位置調(diào) 節(jié)機構(gòu)180等)優(yōu)選設(shè)置在對應(yīng)于襯底160的棱角部之至少一的區(qū)域。這是因 為通過對襯底160的棱角部之一施加壓力來進行貼合的緣故。注意，在襯底160 為沒有棱角部的形狀諸如圓形等的情況下，采用在對應(yīng)于襯底160的周邊部的 區(qū)域中設(shè)置開口 174、襯底支撐機構(gòu)176等的結(jié)構(gòu)，即可。就是說，可以將"棱 角部之一"簡單地稱為"周邊部"。
注意，雖然未圖示，但是優(yōu)選在裝置中具有加熱處理單元。通過在裝置中 具有加熱處理單元，可以在剛進行貼合之后施行加熱處理，來加強貼合。當然， 也可以采用在裝置外設(shè)置加熱處理單元的結(jié)構(gòu)。此外，襯底支撐機構(gòu)176優(yōu)選 具有吸附襯底160的機構(gòu)。注意，作為襯底支撐機構(gòu)176，可以使用設(shè)置有吸 附口的提升銷子(liftpin)等。
注意，本發(fā)明的裝置不局限于圖2A和2B的結(jié)構(gòu)。例如，雖然在襯底支撐 臺170中形成有配置襯底的槽(襯底配置區(qū)域172)，但是只要可以將基礎(chǔ)襯 底IOO和襯底160固定，就不局限于形成該槽的結(jié)構(gòu)。此外，雖然在本實施方 式中，襯底支撐機構(gòu)176為圓柱狀，但是不局限于此。也可以適當?shù)馗淖冮_口 174的形狀或配置等。
接著，參照圖3A至3D說明使用圖2A和2B所示的裝置的貼合的次序。 首先，在襯底支撐臺170的襯底配置區(qū)域172中配置襯底160 (參照圖3A)。 此時，襯底支撐機構(gòu)176上升到當在襯底支撐機構(gòu)176上配置襯底160時襯底 160和襯底支撐臺170不接觸的高度(例如，襯底160和襯底支撐臺170之間 的間隔成為lmm至3mm左右的高度)。注意，在襯底支撐機構(gòu)176具有吸附 襯底160的機構(gòu)的情況下，通過使襯底支撐機構(gòu)176吸附襯底160，將襯底支 撐機構(gòu)176和襯底160的位置關(guān)系固定。此外，圖3A對應(yīng)于圖2A中的A-B
12的截面圖。
此后，通過位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180，對貼合襯底160的位置(基礎(chǔ)襯底100和 襯底160的相對位置關(guān)系)進行微調(diào)整。注意，該微調(diào)整也可以在配置基礎(chǔ)襯 底IOO之后以附加到基礎(chǔ)襯底IOO的標記等為標準來進行。在此情況下，例如 可以采用利用對準用影像拍攝裝置來檢測出標記的位置的方法等。作為位置調(diào) 節(jié)機構(gòu)180，例如通過組合四個直移致動器(direct acting actuator)來使用，可 以在x方向、y方向以及e方向上進行微調(diào)整。
注意，優(yōu)選在配置襯底160之前清洗襯底支撐臺170等的表面。特別地， 對與基礎(chǔ)襯底100、襯底160接觸的部分進行清洗，以防止在貼合工序中基礎(chǔ) 襯底100及襯底160受到污染。
此后，在襯底160上配置基礎(chǔ)襯底100 (參照圖3B)。雖然在本實施方式 中示出以接觸于襯底支撐臺170的方式配置基礎(chǔ)襯底IOO的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明 不局限于此。例如，也可以采用另行使用支撐基礎(chǔ)襯底100的機構(gòu)來配置基礎(chǔ) 襯底100的結(jié)構(gòu)。此外，也可以設(shè)置有用來防止基礎(chǔ)襯底IOO的位置偏差的機 構(gòu)等。
在配置基礎(chǔ)襯底IOO之后，使襯底支撐機構(gòu)176上升，以盡可能地縮短基 礎(chǔ)襯底IOO和襯底160之間的間隔(距離)。具體地說，例如，將該間隔設(shè)定 為lmm以下即可，優(yōu)選將其設(shè)定為0.8mm以下，更優(yōu)選將其設(shè)定為0.5mm以 下。注意，該間隔大大依賴于升降機構(gòu)178的位置對準精密度，所以如果其為 盡可能小的值就沒有特別的限制。在此，盡可能地縮短基礎(chǔ)襯底100和襯底160 之間的間隔是為了防止由于當進行貼合時襯底160彎曲而發(fā)生貼合不良的緣 故。總之，可以說，基礎(chǔ)襯底100及襯底160之間的間隔大體上為零(就是說， 即將接觸之前的狀態(tài))是理想的。
接著，利用襯底支撐機構(gòu)176對襯底160的棱角部之一施加壓力，并且從 施加壓力的棱角部之一進行基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160的貼合(參照圖3C)。具 體地說，通過使對應(yīng)于襯底160的棱角部之一的襯底支撐機構(gòu)176 (以下，稱 為"加壓用襯底支撐機構(gòu)")進一步上升，使基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160接觸， 此后逐漸增大施加到接觸界面的壓力，以進行貼合。在此，逐漸增大施加到接 觸界面的壓力是因為在急劇地施加壓力的情況下貼合不良的發(fā)生概率提高的緣故。如此，通過從棱角部之一開始貼合，從最初開始貼合的區(qū)域向周邊進行 貼合，最后將襯底160的整體和基礎(chǔ)襯底100貼合在一起。注意，在設(shè)置基礎(chǔ) 襯底100和襯底160之間的間隔的情況下，也可以采用如下結(jié)構(gòu)隨著上述加 壓用的襯底支撐機構(gòu)的上升，使加壓用的襯底支撐機構(gòu)以外的襯底支撐機構(gòu)
176上升。但是，即使是在此情況下，加壓用的襯底支撐機構(gòu)以外的襯底支撐 機構(gòu)176也不對基礎(chǔ)襯底100和襯底160的接觸界面施加壓力，這是很重要的。 此外，雖然未圖示，但是優(yōu)選設(shè)置用來防止當進行貼合時基礎(chǔ)襯底IOO浮出的 機構(gòu)。作為用來防止基礎(chǔ)襯底IOO的浮出的機構(gòu)，例如可以舉出用來將基礎(chǔ)襯 底IOO按到襯底支撐臺170的夾子等。
在此，為了逐漸增大施加到接觸界面的壓力，例如可以采用利用諸如儲氣 缸(air cylinder)等的機構(gòu)作為升降機構(gòu)178來進行襯底支撐機構(gòu)176的升降 的結(jié)構(gòu)。因為通過利用空氣壓使襯底支撐機構(gòu)176升降，可以防止對基礎(chǔ)襯底 IOO和襯底160的接觸界面急劇地施加壓力，所以可以良好地進行貼合。此外， 也可以采用通過利用彈性體形成襯底支撐機構(gòu)176的接觸于襯底160的部分的 結(jié)構(gòu)。在此情況下，也可以同樣地防止急劇地施加壓力。注意，本實施方式中 的襯底貼合的技術(shù)特征之一在于沒有急劇的壓力變化。因此，只要為沒有急劇 的壓力變化的結(jié)構(gòu)，就可以適當?shù)厥褂闷渌Y(jié)構(gòu)，而不局限于上述結(jié)構(gòu)。
注意，范德華力、氫鍵等涉及貼合，并且優(yōu)選使用最大限度地利用這些涉 及貼合的機理的方法。例如有如下方法在進行貼合之前，對基礎(chǔ)襯底100及 襯底160的表面施行利用附加親水基的藥液(也可以利用臭氧水、氨水和過氧 化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑)的處理、氧等離子體處理等，來 使其表面變成親水性。因為通過該處理，對基礎(chǔ)襯底IOO及襯底160的表面附
加親水基，所以可以在貼合界面形成多個氫鍵。就是說，可以提高貼合強度。
注意，當進行貼合時的氣氛可以為大氣氣氛、氮氣氣氛等惰性氣氛；包含 氧或臭氧的氣氛；或者減壓氣氛。通過在惰性氣氛或者包含氧或臭氧的氣氛中 進行貼合，可以進行有效地利用附加到基礎(chǔ)襯底100及襯底160的表面的親水 基的貼合。另一方面，也可以在減壓氣氛中進行貼合。在此情況下，可以減少 氣氛中的污染物所導致的影響，所以可以將涉及貼合的界面保持為清潔。此外， 可以減少當進行貼合時空氣被關(guān)在里面。
14接著，通過對貼合在一起的基礎(chǔ)襯底100及襯底160施行加熱處理，來加 強貼合。至于該加熱處理，當在裝置中設(shè)置有加熱處理單元時使用該加熱處理 單元來進行，并且即使當在裝置中不設(shè)置加熱處理單元時也盡可能地避免襯底
的搬運而在剛貼合之后進行。這是因為如下緣故當在貼合之后且加熱處理之
前進行襯底的搬運時，由于基礎(chǔ)襯底IOO的彎曲等而襯底160剝離的可能性極 高。在本實施方式中，表示利用裝置內(nèi)的加熱處理單元來進行的情況。
上述加熱處理可以利用設(shè)置在襯底160的下方及基礎(chǔ)襯底100的上方的加
熱器來進行。這是因為如下緣故在只對貼合在一起的襯底中的一方進行加熱的情況下，在基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160之間發(fā)生溫度差，而襯底彎曲的可能性 提高。另一方面，在這種彎曲不成為問題的情況下，也可以進行使用上方和下 方中的任一方加熱器的加熱。需要將加熱溫度設(shè)定為基礎(chǔ)襯底的耐熱溫度以下 且不在損傷區(qū)域中發(fā)生分離的溫度。例如，可以將加熱溫度設(shè)定為15(TC以上 且45(TC以下、優(yōu)選為20(TC以上且40(TC以下?？梢詫⑻幚頃r間設(shè)定為1分鐘 以上(優(yōu)選為3分鐘以上)，但是根據(jù)處理速度和貼合強度的關(guān)系適當?shù)卦O(shè)定 最適的條件，即可。在本實施方式中，施行20(TC且2小時的加熱處理。注意， 也可以通過只對涉及襯底的貼合的區(qū)域照射微波，局部性地進行加熱。注意， 在襯底之間的貼合強度沒有問題的情況下，也可以省略上述加熱處理。在此情 況下，沒必要在裝置中設(shè)置加熱單元。
此后，襯底支撐機構(gòu)176下降，并且襯底160和襯底支撐機構(gòu)176分離， 以結(jié)束基礎(chǔ)襯底100和襯底160的貼合(參照圖3D)。
接著，從上述裝置取出基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160貼合在一起的襯底，并且 將襯底160分離為絕緣層116、單晶半導體層118以及單晶半導體襯底120 (參 照圖1F)。襯底160的分離通過加熱處理來進行。至于該加熱處理的溫度，可 以將基礎(chǔ)襯底IOO的耐熱溫度作為基準。例如，在使用玻璃襯底作為基礎(chǔ)襯底 100的情況下，加熱溫度優(yōu)選為40(TC以上且玻璃的應(yīng)變點以下。注意，在本 實施方式中，施行60(TC且2小時的加熱處理。
通過進行上述那樣的加熱處理，形成于損傷區(qū)域114中的微小的空孔發(fā)生 體積變化，而在損傷區(qū)域114中發(fā)生裂縫。其結(jié)果，沿著損傷區(qū)域114，單晶 半導體襯底110分離。因為絕緣層116與基礎(chǔ)襯底IOO貼合在一起，所以在基礎(chǔ)襯底100上殘留從單晶半導體襯底110分離的單晶半導體層118。此外，通 過該加熱處理，基礎(chǔ)襯底100和絕緣層116的接合界面被加熱，所以在接合界 面形成共價鍵，而進一步提高基礎(chǔ)襯底100和絕緣層116的結(jié)合力。
通過上述，形成在基礎(chǔ)襯底100上具有單晶半導體層118的半導體襯底。 該半導體襯底具有在基礎(chǔ)襯底100上依次層疊有絕緣層116、單晶半導體層118 的結(jié)構(gòu)。
通過上述方式形成的單晶半導體層118的表面上存在有由于分離工序或離 子照射工序而產(chǎn)生的缺陷，并且其平坦性受到損壞。在這種平坦性低(就是說， 凹凸大)的單晶半導體層118的表面上形成薄且高絕緣耐壓的柵極絕緣層是困 難的。因此，對單晶半導體層118進行平坦化處理。此外，由于在單晶半導體 層118具有缺陷的情況下，會對晶體管的性能及可靠性給以負面影響諸如與柵 極絕緣層的界面的局域態(tài)密度提高等，所以進行降低單晶半導體層118的缺陷 的處理。
在本實施方式中，通過對單晶半導體層118照射激光束132來實現(xiàn)單晶半 導體層118的平坦性的提高及缺陷的減少(參照圖4A)。通過從單晶半導體層 118的上表面一側(cè)照射激光束132，來使單晶半導體層118的上表面熔化。通 過在熔化之后使單晶半導體層118冷卻且固化，可以得到其上表面的平坦性提 高的單晶半導體層122 (參照圖4B)。注意，通過在對基礎(chǔ)襯底100進行加熱 的同時照射激光束132，即使在使用能量密度較低的激光束的情況下，也可以 有效地進行缺陷的減少。
注意，通過激光束132的照射而進行的單晶半導體層118的熔化優(yōu)選為部 分熔化。這是因為如下緣故在進行完全熔化的情況下，由于在成為液相之后 的無秩序的核發(fā)生而進行微晶化，而結(jié)晶性降低。另一方面，在部分熔化中， 從不熔化的固相部分進行結(jié)晶成長。據(jù)此，可以減少半導體層中的缺陷。在此， 完全熔化是指單晶半導體層118熔化到與絕緣層U6的界面而成為液體狀態(tài)的 事實。另一方面，在此情況下，部分熔化是指單晶半導體層118的上部熔化而 成為液相，但是下部不熔化而維持固相的事實。
當進行上述激光束的照射時，優(yōu)選使用脈沖振蕩激光器。這是因為如下緣 故其可以瞬間振蕩高能量的振蕩激光束，而容易造成部分熔化狀態(tài)。優(yōu)選將
16振蕩頻率設(shè)定為1Hz以上且10MHz以下左右。更優(yōu)選的是，振蕩頻率為10Hz 以上且lMHz以下。作為上述脈沖振蕩激光器，可以使用Ar激光器、Kr激光 器、受激準分子(ArF、 KrF、 XeCl)激光器、C02激光器、YAG激光器、YV04 激光器、YLF激光器、YA103激光器、GdV04激光器、Y203激光器、紅寶石 激光器、變石激光器、Ti:藍寶石激光器、銅蒸汽激光器、金蒸汽激光器等。 注意，為了實現(xiàn)部分熔化，優(yōu)選使用脈沖振蕩激光器，但是不局限于此。就是 說，這不意味著不使用連續(xù)振蕩激光器。注意，作為連續(xù)振蕩激光器，有Ar 激光器、Kr激光器、C02激光器、YAG激光器、YV04激光器、YLF激光器、 YA103激光器、GdV04激光器、Y203激光器、紅寶石激光器、變石激光器、 Ti:藍寶石激光器、氦鎘激光器等。
需要將激光束132的波長設(shè)定為單晶半導體層118所吸收的波長。該波長 可以取決于激光束的趨膚深度(skin depth)等。例如，可以將激光束132的波 長設(shè)定為250nm以上且700nm以下的范圍。此外，激光束132的能量密度取 決于激光束132的波長、激光束的趨膚深度、單晶半導體層118的厚度等。將 激光束132的能量密度例如設(shè)定為300mJ/cm2以上且800mJ/cm2以下的范圍， 即可。注意，上述能量密度的范圍為在使用XeCl受激準分子激光器(波長為 308nm)作為脈沖振蕩激光器的情況下的一例。
激光束132的照射可以在像大氣氣氛那樣的包含氧的氣氛或者像氮氣氛、 氬氣氛那樣的惰性氣氛中進行。為了在惰性氣氛中照射激光束132，在具有氣 密性的反應(yīng)室中照射激光束132，來控制該反應(yīng)室內(nèi)的氣氛，即可。在不使用 反應(yīng)室的情況下，也可以通過對激光束B2的被照射面噴射氮氣體等惰性氣體， 形成氮氣氛。
注意，與大氣氣氛相比，當在氮等惰性氣氛中照射激光束132時，提高單 晶半導體層118的平坦性的效果高。此外，與大氣氣氛相比，在惰性氣氛中， 抑制裂縫、皺紋的發(fā)生的效果高，而激光束132可以使用的能量密度的范圍變 大。注意，也可以在減壓氣氛中進行激光束132的照射。當在減壓氣氛中照射 激光束132時，可以得到與當在惰性氣體中進行照射時同等的效果。
在上述那樣地照射激光束132之后，也可以進行使單晶半導體層122的厚 度變薄的薄膜化工序。當進行單晶半導體層122的薄膜化時，應(yīng)用干蝕刻和濕
17蝕刻中的一方或者組合雙方而成的蝕刻處理(回蝕刻處理)，即可。例如，在
單晶半導體層122為由硅材料構(gòu)成的層的情況下，可以通過使用SF6和02作 為工藝氣體的干蝕刻處理，來使單晶半導體層122變薄。根據(jù)以上，可以制造 具有薄單晶半導體層124的半導體襯底140 (參照圖4C)。
注意，雖然在本實施方式中，作為實例舉出在利用激光束的照射來使表面 平坦化等之后進行蝕刻處理的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于此。例如，也可以在 照射激光束之前進行蝕刻處理。在此情況下，通過蝕刻處理，可以將半導體層 表面的凹凸、缺陷減少到一定程度。此外，也可以在激光束的照射之前及照射 之后的雙方都應(yīng)用上述處理。此外，也可以交替反復地進行激光束的照射和上 述處理。如此，通過組合使用激光束的照射和蝕刻處理，可以顯著地減少半導 體層表面的凹凸、缺陷等。
此外，也可以在照射激光束132之前或者照射激光束132之后施行在基礎(chǔ) 襯底100的耐熱溫度以下的加熱處理。此外，在上述蝕刻處理、加熱處理等的 基礎(chǔ)上或者代替上述蝕刻處理、加熱處理等，還可以施行CMP(化學機械拋光) 等平坦化處理。
在本發(fā)明中，通過對襯底的棱角部之一施加壓力來進行貼合。據(jù)此，可以 降低由于空氣被關(guān)在里面或者界面不匹配等而引起的接合不良發(fā)生的可能性。 此外，在貼合之后且搬運之前施行用來加強襯底彼此的接合的加熱處理。據(jù)此， 可以控制起因于當搬運時的基礎(chǔ)襯底的彎曲的剝離。就是說，通過上述制造方 法及制造裝置，可以減少涉及貼合的不良，而可以高成品率地制造半導體襯底。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖5A至6D說明具有多個單晶半導體層的半導體 襯底的制造方法。注意，根據(jù)本實施方式的半導體襯底的制造方法具有很多與 根據(jù)實施方式1的半導體襯底的制造方法相同的部分。由此，在本實施方式中 主要說明不同部分，并且對于相同部分省略其說明的一部分。
首先，利用實施方式1所示的方法，對基礎(chǔ)襯底100及單晶半導體襯底110 進行處理(參照圖1A至1D)。注意，在本實施方式中，說明在基礎(chǔ)襯底100 上設(shè)置多個單晶半導體層的情況。就是說，因為在本實施方式所示的制造方法 中，使用多個單晶半導體襯底110，所以需要注意準備多個施行了處理的單晶半導體襯底110 (就是襯底160)。
此后，迸行基礎(chǔ)襯底100和多個襯底160的貼合(參照圖1E)。注意，雖 然圖1E表示一個基礎(chǔ)襯底100和一個襯底160的貼合，但是本實施方式的貼 合是指將多個襯底160貼合到一個基礎(chǔ)襯底100的事實。
圖5A和5B表示當進行本實施方式的貼合時可以使用的裝置的一例。圖 5A為裝置的平面圖，而圖5B為圖5A中的A-B的截面圖。
圖5A和5B所示的裝置包括配置襯底160的襯底支撐臺170及多個襯底配 置區(qū)域172、設(shè)置在多個襯底配置區(qū)域172的每一個中的開口 174、配置在開 口 174中的襯底支撐機構(gòu)176、使襯底支撐機構(gòu)176升降的升降機構(gòu)178、對 襯底支撐機構(gòu)176及升降機構(gòu)178的位置進行微調(diào)整的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180等。
在此，開口 174及襯底支撐機構(gòu)176 (除此之外，還包括附帶的升降機構(gòu) 178、位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180等)優(yōu)選設(shè)置在對應(yīng)于襯底160的棱角部之至少一的 區(qū)域。這是因為通過對襯底160的棱角部之一施加壓力來進行貼合的緣故。注 意，在襯底160為沒有棱角部的形狀諸如圓形等的情況下，采用在對應(yīng)于襯底 160的周邊部的區(qū)域中設(shè)置開口 174、襯底支撐機構(gòu)176等的結(jié)構(gòu)，即可。就 是說，可以將"棱角部之一"簡單地稱為"周邊部"。
注意，雖然未圖示，但是優(yōu)選在裝置中具有加熱處理單元。通過在裝置中 具有加熱處理單元，可以在剛進行貼合之后施行加熱處理，來加強貼合。當然， 也可以采用在裝置外設(shè)置加熱處理單元的結(jié)構(gòu)。此外，襯底支撐機構(gòu)176優(yōu)選 具有吸附襯底160的機構(gòu)。
注意，本發(fā)明的裝置不局限于圖5A和5B所示的結(jié)構(gòu)。例如，雖然在襯底 支撐臺170中形成有配置襯底的多個槽(襯底配置區(qū)域172)，但是如果可以 將基礎(chǔ)襯底IOO及襯底160固定，就不局限于形成該槽的結(jié)構(gòu)。此外，雖然在 本實施方式中，襯底支撐機構(gòu)176為圓柱狀，但是不局限于此。也可以適當?shù)?改變開口 174的形狀、配置等。
接著，參照圖6A至6D說明使用圖5A和5B所示的裝置的貼合的次序。 首先，在襯底支撐臺170的多個襯底配置區(qū)域172的每一個中配置襯底160(參 照圖6A)。此時，襯底支撐機構(gòu)176上升到當在襯底支撐機構(gòu)176上配置襯底 160時襯底160和襯底支撐臺170不接觸的高度(例如，襯底160和襯底支撐臺170之間的間隔成為lmm至3mm左右的高度)。注意，在襯底支撐機構(gòu)176 具有吸附襯底的機構(gòu)的情況下，通過使襯底支撐機構(gòu)176吸附襯底160，襯底 支撐機構(gòu)176和襯底160的位置關(guān)系被固定。此外，圖6A對應(yīng)于圖5A中的 A-B的截面圖。
此后，通過位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180，對貼合襯底160的位置(基礎(chǔ)襯底100和 襯底160的相對位置關(guān)系)進行微調(diào)整。注意，該微調(diào)整也可以在配置基礎(chǔ)襯 底IOO之后以附加到基礎(chǔ)襯底IOO的標記等為標準來進行。也可以基于設(shè)置在 襯底支撐臺170上的標記等，對基礎(chǔ)襯底IOO的端部進行微調(diào)整。作為位置調(diào) 節(jié)機構(gòu)180，例如通過組合使用四個直移致動器，可以在x方向、y方向以及 e方向上進行微調(diào)整。
注意，優(yōu)選在配置襯底160之前清洗襯底支撐臺170等的表面。特別地， 對與基礎(chǔ)襯底100、襯底160接觸的部分進行清洗，以防止在貼合工序中基礎(chǔ) 襯底100及襯底160受到污染。
此后，在多個襯底160上配置基礎(chǔ)襯底100 (參照圖6B)。雖然在本實施 方式中表示以接觸于襯底支撐臺170的方式配置基礎(chǔ)襯底100的結(jié)構(gòu)，但是本 發(fā)明不局限于此。例如，也可以采用另行使用支撐基礎(chǔ)襯底ioo的機構(gòu)來配置 基礎(chǔ)襯底100的結(jié)構(gòu)。此外，也可以設(shè)置有用來防止基礎(chǔ)襯底IOO的位置偏差 的機構(gòu)等。
在配置基礎(chǔ)襯底IOO之后，使襯底支撐機構(gòu)176上升，以盡可能地縮短基 礎(chǔ)襯底IOO和襯底160之間的間隔(距離)。具體地說，例如，將該間隔設(shè)定 為lmm以下即可，優(yōu)選將其設(shè)定為0.8mm以下，更優(yōu)選將其設(shè)定為0.5mm以 下。注意，該間隔大大依賴于升降機構(gòu)178的位置對準精密度，所以如果其為 盡可能小的值就沒有特別的限制。在此，盡可能地縮短基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160 之間的間隔是為了防止由于當進行貼合時襯底160彎曲而發(fā)生貼合不良的緣 故?？傊?，可以說，基礎(chǔ)襯底100及襯底160之間的間隔大體上為零(就是說， 即將接觸之前的狀態(tài))是理想的。
接著，利用襯底支撐機構(gòu)176對多個襯底160的各棱角部之一施加壓力， 并且從施加壓力的棱角部之一進行基礎(chǔ)襯底100和襯底160的貼合(參照圖 6C)。具體地說，通過使對應(yīng)于襯底160的棱角部之一的襯底支撐機構(gòu)176 (以
20下，稱為"加壓用襯底支撐機構(gòu)")進一步上升，使基礎(chǔ)襯底100和襯底160
接觸，此后逐漸增大施加到接觸界面的壓力，以進行貼合。在此，逐漸增大施 加到接觸界面的壓力是因為在急劇地施加壓力的情況下貼合不良的發(fā)生概率 提高的緣故。如此，通過從棱角部之一開始貼合，從最初開始貼合的區(qū)域向周
邊進行貼合，最后將襯底160的整體和基礎(chǔ)襯底100貼合在一起。注意，當進
行上述加壓時，也可以采用如下結(jié)構(gòu)隨著加壓用的襯底支撐機構(gòu)的上升，加
壓用的襯底支撐機構(gòu)以外的襯底支撐機構(gòu)176上升。但是，即使是在此情況下， 加壓用的襯底支撐機構(gòu)以外的襯底支撐機構(gòu)176也不對基礎(chǔ)襯底100和襯底 160的接觸界面施加壓力，這是很重要的。此外，雖然未圖示，但是優(yōu)選設(shè)置 用來防止當進行貼合時基礎(chǔ)襯底100浮出的機構(gòu)。作為用來防止基礎(chǔ)襯底100 的浮出的機構(gòu)，例如可以舉出用來將基礎(chǔ)襯底100按到襯底支撐臺170的機構(gòu) 等。
在此，為了逐漸增大施加到接觸界面的壓力，例如可以采用利用諸如儲氣 缸等的機構(gòu)作為升降機構(gòu)178來進行襯底支撐機構(gòu)176的升降的結(jié)構(gòu)。因為通 過利用空氣壓使襯底支撐機構(gòu)176升降，可以防止對基礎(chǔ)襯底100和襯底160 的接觸界面急劇地施加壓力，所以可以良好地進行貼合。此外，也可以采用通 過利用彈性體形成襯底支撐機構(gòu)176的接觸于襯底160的部分的結(jié)構(gòu)。在此情 況下，也可以同樣地防止急劇地施加壓力。注意，本實施方式中的襯底貼合的 技術(shù)特征之一在于沒有急劇的壓力變化。因此，只要為沒有急劇的壓力變化的 結(jié)構(gòu)，就可以適當?shù)厥褂闷渌Y(jié)構(gòu)，而不局限于上述結(jié)構(gòu)。
注意，范德華力、氫鍵等涉及貼合，并且優(yōu)選使用最大限度地利用這些涉 及貼合的機理的方法。例如有如下方法在進行貼合之前，對基礎(chǔ)襯底100及 襯底160的表面施行利用附加親水基的藥液(也可以利用臭氧水、氨水和過氧 化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑)的處理、氧等離子體處理等，來 使其表面變成親水性。因為通過該處理，對基礎(chǔ)襯底100及襯底160的表面附
加親水基，所以可以在貼合界面形成多個氫鍵。就是說，可以提高貼合強度。
注意，當進行貼合時的氣氛可以為大氣氣氛、氮氣氣氛等惰性氣氛；或者 減壓氣氛。通過在惰性氣氛中進行貼合，可以進行有效地利用附加到基礎(chǔ)襯底 100及襯底160的表面的親水基的貼合。另一方面，也可以在減壓氣氛中進行貼合。在此情況下，可以減少氣氛中的污染物所導致的影響，所以可以將涉及 貼合的界面保持為清潔。此外，可以減少當進行貼合時空氣被關(guān)在里面。
接著，通過對貼合在一起的基礎(chǔ)襯底100及襯底160施行加熱處理，來加 強接合。至于該加熱處理，當在裝置中設(shè)置有加熱處理單元時使用該加熱處理 單元來進行，并且即使當在裝置中不設(shè)置加熱處理單元時也盡可能地避免襯底 的搬運而在剛貼合之后進行。這是因為如下緣故當在貼合之后且加熱處理之 前進行襯底的搬運時，由于基礎(chǔ)襯底IOO的彎曲等而襯底160剝離的可能性極 高。在本實施方式中，表示利用裝置內(nèi)的加熱處理單元來進行的情況。
上述加熱處理可以利用設(shè)置在襯底160的下方及基礎(chǔ)襯底100的上方的加
熱器來進行。這是因為如下緣故在只對貼合在一起的襯底中的一方進行加熱
的情況下，在基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160之間發(fā)生溫度差，而襯底彎曲的可能性
提高。另一方面，在這種彎曲不成為問題的情況下，也可以進行使用上方和下 方中的任一方加熱器的加熱。需要將上述加熱溫度設(shè)定為基礎(chǔ)襯底的耐熱溫度
以下且不在損傷區(qū)域中發(fā)生分離的溫度。例如，可以將加熱溫度設(shè)定為150°C 以上且450。C以下、優(yōu)選為20(TC以上且40(TC以下。優(yōu)選將處理時間設(shè)定為1 分鐘以上，但是根據(jù)處理速度和貼合強度的關(guān)系適當?shù)卦O(shè)定最適的條件，即可。 在本實施方式中，施行20(TC且2小時的加熱處理。注意，也可以通過只對涉 及襯底的貼合的區(qū)域照射微波，局部性地進行加熱。注意，在襯底之間的貼合 強度沒有問題的情況下，也可以省略上述加熱處理。在此情況下，沒必要在裝 置中設(shè)置加熱單元。
此后，襯底支撐機構(gòu)176下降，并且襯底160和襯底支撐機構(gòu)176分離， 以結(jié)束基礎(chǔ)襯底IOO和多個襯底160的貼合(參照圖6D)。并且，此后，通過 施行襯底160的分離(參照圖1F)、激光束的照射處理(參照圖4A)、平坦 化處理、薄膜化處理等(參照圖4B和4C)，完成在基礎(chǔ)襯底IOO上設(shè)置有多 個單晶半導體層的半導體襯底。
在本實施方式中，在襯底的貼合之后且搬運之前進行用來加強基礎(chǔ)襯底和 單晶半導體襯底的接合的加熱處理。據(jù)此，可以解決起因于基礎(chǔ)襯底彎曲的剝
離問題。特別地，在如本實施方式所示那樣地使用面積大的基礎(chǔ)襯底的情況下， 當搬運時的彎曲變大而剝離問題更嚴重，所以可以說本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是極為有效
22的。
注意，雖然在本實施方式中，表示將四個襯底160貼合到一個基礎(chǔ)襯底100 的結(jié)構(gòu)作為一例，但是本發(fā)明不局限于此。根據(jù)基礎(chǔ)襯底IOO的面積和襯底160 的面積的關(guān)系，可以適當?shù)卦O(shè)定貼合到基礎(chǔ)襯底IOO的襯底160的數(shù)量。本實 施方式可以與實施方式1適當?shù)亟M合來使用。
實施方式3
在本實施方式中，對于具有單晶半導體層的半導體襯底的制造方法的其他 一例參照圖7A至7C進行說明。注意，在本實施方式中，簡單地說明貼合情況 及涉及貼合的裝置。
圖7A表示本實施方式中的貼合情況及涉及貼合的裝置的一例。在此，在 襯底支撐臺770的襯底配置區(qū)域772中配置襯底160，并且利用具有襯底支撐 機構(gòu)776及升降機構(gòu)778的機構(gòu)700固定基礎(chǔ)襯底100。在此，襯底支撐機構(gòu) 776具有吸附基礎(chǔ)襯底IOO的機構(gòu)。就是說，在圖7A中，基礎(chǔ)襯底100和襯底 支撐臺770不接觸。當進行貼合時，利用襯底支撐機構(gòu)776及升降機構(gòu)778使 基礎(chǔ)襯底100下降，使基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160接觸且施加壓力。作為施加壓 力的方法，有對基礎(chǔ)襯底100的對應(yīng)于襯底160的棱角部之一的區(qū)域施加壓力 的方法等。注意，在本實施方式中，襯底支撐機構(gòu)776具有吸附基礎(chǔ)襯底100 的機構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于此。例如，也可以采用另行設(shè)置用來支撐基礎(chǔ)襯 底100的機構(gòu)(不局限于利用吸附的支撐機構(gòu))和用來施加壓力的機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。 作為不利用吸附的支撐方法的一例，可以舉出利用手臂等保持基礎(chǔ)襯底100的 周邊部分的結(jié)構(gòu)。
圖7B表示貼合情況及涉及貼合的裝置的其他一例。圖7B表示將圖7A的 基礎(chǔ)襯底100和襯底160的位置關(guān)系調(diào)換的結(jié)構(gòu)。具體地說，在襯底支撐臺770 上配置基礎(chǔ)襯底100，并且利用具有襯底支撐機構(gòu)776及升降機構(gòu)778的機構(gòu) 700將襯底160固定。貼合方法也是與圖7A的情況同樣的，利用襯底支撐機構(gòu) 776及升降機構(gòu)778使襯底160下降，使基礎(chǔ)襯底100和襯底160接觸且施加 壓力。并且，通過對襯底160的棱角部之一施加壓力，形成接合。注意，雖然 在本實施方式中，襯底支撐機構(gòu)776具有吸附襯底160的機構(gòu)，但是本發(fā)明不 局限于此。例如，也可以采用另行設(shè)置用來支撐襯底160的機構(gòu)和用來施加壓
23力的機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
圖7C表示使用支撐基礎(chǔ)襯底100的襯底支撐機構(gòu)176和支撐襯底160的 襯底支撐機構(gòu)776的情況。具體地說，在襯底支撐機構(gòu)176上配置基礎(chǔ)襯底100， 并且利用具有襯底支撐機構(gòu)776及升降機構(gòu)778的機構(gòu)700固定襯底160。也 可以說，該結(jié)構(gòu)為組合實施方式1所示的裝置和本實施方式的圖7A或7B所示 的機構(gòu)700而成的結(jié)構(gòu)。至于貼合，與圖7A及7B同樣地將壓力施加到對應(yīng)于 襯底160的棱角部之一的區(qū)域，但是，此時，既可以固定基礎(chǔ)襯底IOO—側(cè)的 襯底支撐機構(gòu)176且利用襯底160—側(cè)的襯底支撐機構(gòu)776來施加壓力，又可 以固定襯底160—側(cè)的襯底支撐機構(gòu)776且利用基礎(chǔ)襯底IOO—側(cè)的襯底支撐 機構(gòu)176來施加壓力。當然，也可以通過利用襯底支撐機構(gòu)176及襯底支撐機 構(gòu)776的雙方來施加壓力。注意，雖然圖7C表示將基礎(chǔ)襯底100配置在下面 而將襯底160配置在上面的情況，但是也可以調(diào)換基礎(chǔ)襯底100和襯底160的 位置關(guān)系。
注意，雖然在本實施方式中，為方便起見，說明將一個基礎(chǔ)襯底IOO和一 個襯底160貼合在一起的結(jié)構(gòu)，但是如實施方式2所示，也可以采用將多個襯 底160貼合到一個基礎(chǔ)襯底IOO的結(jié)構(gòu)。本實施方式可以與實施方式1或2適 當?shù)亟M合來使用。
實施方式4
在本實施方式中，參照圖21A至22D說明具有多個單晶半導體層的半導 體襯底的制造方法。注意，根據(jù)本實施方式的半導體襯底的制造方法具有很多 與根據(jù)實施方式1的半導體襯底的制造方法相同的部分。由此，在本實施方式 中主要說明不同部分，并且對于相同部分省略其說明的一部分。
首先，利用實施方式1所示的方法，對基礎(chǔ)襯底IOO及單晶半導體襯底110 進行處理(參照圖1A至1D)。注意，在本實施方式中，說明在基礎(chǔ)襯底100 上設(shè)置多個單晶半導體層的情況。就是說，因為在本實施方式所示的制造方法 中，使用多個單晶半導體襯底110，所以需要注意準備多個施行了處理的單晶 半導體襯底110 (就是襯底160)。
此后，進行基礎(chǔ)襯底IOO和多個襯底160的貼合。注意，雖然在實施方式 1中表示將一個基礎(chǔ)襯底IOO和一個襯底160貼合在一起的情況，但是本實施方式中的貼合是指將多個襯底160貼合到一個基礎(chǔ)襯底100的事實。此外，雖 然在實施方式l及2中以使襯底160上升的方式進行基礎(chǔ)襯底100和襯底160 的貼合，但是在本實施方式中以使基礎(chǔ)襯底IOO下降的方式進行貼合。
圖21A和21B表示當進行本實施方式的貼合時可以使用的裝置的一例。圖 21A為裝置的平面圖，而圖21B為圖21A中的A-B的截面圖。
圖21A和21B所示的裝置包括配置襯底160的襯底支撐臺170及多個襯底 配置區(qū)域172、設(shè)置在多個襯底配置區(qū)域172的周邊部分的開口 174、配置在 開口 174中的襯底支撐機構(gòu)176、使襯底支撐機構(gòu)176升降的升降機構(gòu)178、 對襯底支撐機構(gòu)176及升降機構(gòu)178進行微調(diào)整的位置的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180等。
注意，雖然在圖21A和21B中，開口 174及襯底支撐機構(gòu)176(除此之外， 還包括附帶的升降機構(gòu)178、位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180等)只設(shè)置在多個襯底配置區(qū) 域172的周邊部分，但是在本實施方式中可以使用的裝置的結(jié)構(gòu)不局限于此， 而可以適當?shù)馗淖冮_口 174及襯底支撐機構(gòu)176的配置。例如，也可以采用在 襯底支撐臺170的中央部分設(shè)置開口 174及襯底支撐機構(gòu)176的結(jié)構(gòu)?？梢哉f， 為了減少基礎(chǔ)襯底的彎曲，優(yōu)選設(shè)置盡可能多的襯底支撐機構(gòu)176。此外，雖 然在襯底支撐臺170中形成有配置襯底的多個槽(襯底配置區(qū)域172)，但是 如果可以固定基礎(chǔ)襯底100及襯底160，就不局限于形成該槽的結(jié)構(gòu)。此外， 雖然在本實施方式中，襯底支撐機構(gòu)176為圓柱狀，但是不局限于此。也可以 適當?shù)馗淖冮_口 174的形狀等。
注意，雖然未圖示，但是優(yōu)選在裝置中具有加熱處理單元。通過在裝置中 具有加熱處理單元，可以在剛進行貼合之后施行加熱處理，來加強貼合。當然， 也可以采用在裝置外設(shè)置加熱處理單元的結(jié)構(gòu)。此外，襯底支撐機構(gòu)176優(yōu)選 具有吸附基礎(chǔ)襯底100的機構(gòu)。
接著，參照圖22A至22D說明使用圖21A和21B所示的裝置的貼合的次 序。首先，在襯底支撐臺170的多個襯底配置區(qū)域172的每一個中配置襯底160 (參照圖22A)。注意，圖22A對應(yīng)于圖21A中的A-B的截面圖。
注意，優(yōu)選在配置襯底160之前清洗襯底支撐臺170等的表面。特別地， 對與基礎(chǔ)襯底100、襯底160接觸的部分進行清洗，以防止在貼合工序中基礎(chǔ) 襯底100及襯底160受到污染。此后，在多個襯底160上配置基礎(chǔ)襯底100 (參照圖22B)。具體地說， 以接觸于襯底支撐機構(gòu)176的方式配置基礎(chǔ)襯底100。并且，利用位置調(diào)節(jié)機 構(gòu)180，對基礎(chǔ)襯底100的位置進行微調(diào)整。注意，該微調(diào)整也可以以襯底160、 襯底配置區(qū)域172等的位置為標準來進行。作為位置調(diào)節(jié)機構(gòu)180，例如通過 組合使用四個直移致動器，可以在x方向、y方向以及e方向上進行微調(diào)整。
接著，利用襯底支撐機構(gòu)176使基礎(chǔ)襯底IOO下降。在此，為了使基礎(chǔ)襯 底100與襯底160以點(或線)接觸，以具有稍微傾斜的方式使基礎(chǔ)襯底100 下降(參照圖22C和22D)。由此，可以實現(xiàn)利用基礎(chǔ)襯底IOO的自重的貼合。 在此，優(yōu)選將使襯底支撐機構(gòu)176下降的速度與貼合的進展一致。就是說，在 基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160以點(或線)接觸之后，以根據(jù)涉及貼合的面移動的 速度而基礎(chǔ)襯底100和襯底160的接觸區(qū)域擴大的方式使襯底支撐機構(gòu)176下 降。通過如上所述地進行貼合，可以實現(xiàn)良好的貼合。注意，雖然未圖示，但 是也可以采用從玻璃襯底上施加壓力來進行貼合的結(jié)構(gòu)。
在此，作為升降機構(gòu)178，優(yōu)選利用諸如儲氣缸等的機構(gòu)。這是因為如下 緣故通過利用空氣壓使襯底支撐機構(gòu)176升降，可以防止在基礎(chǔ)襯底IOO和 襯底160的接觸界面發(fā)生的急劇的壓力變化，而可以良好地進行貼合。此外， 也可以采用利用彈性體形成襯底支撐機構(gòu)176的接觸于襯底160的部分的結(jié) 構(gòu)。在此情況下，也可以同樣地防止急劇的壓力變化。注意，本實施方式中的 襯底貼合的技術(shù)特征之一在于沒有急劇的壓力變化。因此，只要為沒有急劇的 壓力變化的結(jié)構(gòu)，就可以適當?shù)厥褂闷渌Y(jié)構(gòu)，而不局限于上述結(jié)構(gòu)。
注意，范德華力、氫鍵等涉及貼合，并且優(yōu)選使用最大限度地利用這些涉 及貼合的機理的方法。例如有如下方法在進行貼合之前，對基礎(chǔ)襯底100及 襯底160的表面施行利用附加親水基的藥液(也可以利用臭氧水、氨水和過氧 化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑)的處理、氧等離子體處理等，來 使其表面變成親水性。因為通過該處理，對基礎(chǔ)襯底IOO及襯底160的表面附
加親水基，所以可以在貼合界面形成多個氫鍵。就是說，可以提高貼合強度。
注意，當進行貼合時的氣氛可以為大氣氣氛、氮氣氣氛等惰性氣氛；或者 減壓氣氛。通過在惰性氣氛中進行貼合，可以進行有效地利用附加到基礎(chǔ)襯底 100及襯底160的表面的親水基的貼合。另一方面，也可以在減壓氣氛中進行
26貼合。在此情況下，可以減少氣氛中的污染物所導致的影響，所以可以將涉及 貼合的界面保持為清潔。此外，可以減少當進行貼合時空氣被關(guān)在里面。
接著，通過對貼合在一起的基礎(chǔ)襯底100及襯底160施行加熱處理，來加 強接合。至于該加熱處理，當在裝置中設(shè)置有加熱處理單元時使用該加熱處理 單元來進行，并且即使當在裝置中不設(shè)置加熱處理單元時也盡可能地避免襯底 的搬運而在剛貼合之后進行。這是因為如下緣故當在貼合之后且加熱處理之 前進行襯底的搬運時，由于基礎(chǔ)襯底IOO的彎曲等而襯底160剝離的可能性極 高。在本實施方式中，表示利用裝置內(nèi)的加熱處理單元來進行的情況。
上述加熱處理可以利用設(shè)置在襯底160的下方及基礎(chǔ)襯底100的上方的加
熱器來進行。這是因為如下緣故在只對貼合在一起的襯底中的一方進行加熱
的情況下，在基礎(chǔ)襯底IOO和襯底160之間發(fā)生溫度差，而襯底彎曲的可能性 提高。另一方面，在這種彎曲不成問題的情況下，也可以進行使用基礎(chǔ)襯底100 的上方和襯底160的下方中的任一方加熱器的加熱。需要將上述加熱溫度設(shè)定 為基礎(chǔ)襯底的耐熱溫度以下且不在損傷區(qū)域中發(fā)生分離的溫度。例如，可以將 加熱溫度設(shè)定為15(TC以上且450。C以下、優(yōu)選為20(TC以上且40(TC以下。優(yōu) 選將處理時間設(shè)定為l分鐘以上，但是根據(jù)處理速度和貼合強度的關(guān)系適當?shù)?設(shè)定最適的條件，即可。在本實施方式中，施行20(TC且2小時的加熱處理。 此外，也可以通過只對涉及襯底的貼合的區(qū)域照射微波，局部性地進行加熱。 注意，在對襯底之間的貼合強度沒有問題的情況下，也可以省略上述加熱處理。 在此情況下，沒必要在裝置中設(shè)置加熱單元。
此后，基礎(chǔ)襯底IOO和襯底支撐機構(gòu)176分離，以結(jié)束基礎(chǔ)襯底100和多 個襯底160的貼合。并且，通過施行襯底160的分離(參照圖1F)、激光束的 照射處理(參照圖4A)、平坦化處理、薄膜化處理等(參照圖4B和4C)， 完成在基礎(chǔ)襯底100上設(shè)置有多個單晶半導體層的半導體襯底。
在本實施方式中，在襯底的貼合之后且搬運之前進行用來加強基礎(chǔ)襯底和 單晶半導體襯底的接合的加熱處理。據(jù)此，可以解除起因于基礎(chǔ)襯底彎曲的剝
離問題。特別地，在如本實施方式所示那樣地使用面積大的基礎(chǔ)襯底的情況下， 當搬運時的彎曲變大而剝離問題更嚴重，所以可以說本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是極為有效 的。
27注意，雖然在本實施方式中，表示將四個襯底160貼合到一個基礎(chǔ)襯底100 的結(jié)構(gòu)作為一例，但是本發(fā)明不局限于此。根據(jù)基礎(chǔ)襯底IOO的面積和襯底160 的面積的關(guān)系，可以適當?shù)卦O(shè)定貼合到基礎(chǔ)襯底IOO的襯底160的數(shù)量。本實 施方式可以與實施方式1至3適當?shù)亟M合來使用。
實施方式5
在本實施方式中，參照圖8至圖IO說明本發(fā)明的半導體襯底的制造裝置。 注意，在本實施方式中，說明可以進行涉及襯底的清洗、貼合、分離的一系列 的工序的制造裝置。
圖8表示本實施方式的半導體襯底的制造裝置的一例。圖8所示的半導體 襯底的制造裝置包括單晶半導體襯底用的承載機(loader) 800、玻璃襯底用的 承載機802、單晶半導體襯底用的搬運機構(gòu)804、玻璃襯底用的搬運機構(gòu)806、 單晶半導體襯底的清洗室808、玻璃襯底的清洗室810、貼合室812等。在承 載機800中設(shè)置有用來設(shè)置單晶半導體襯底814的盒子816，并且在承載機802 中設(shè)置有用來設(shè)置玻璃襯底818的盒子820。注意，對單晶半導體襯底814及 玻璃襯底818施行實施方式1等所示的處理。此外，在貼合室812中設(shè)置有襯 底支撐臺822。注意，雖然在圖8中，襯底支撐臺822具有配置多個單晶半導 體襯底的區(qū)域，但是本發(fā)明不局限于此。
以下說明使用上述半導體襯底的制造裝置的半導體襯底的制造方法的概要。
首先，利用搬運機構(gòu)804將設(shè)置在盒子816的單晶半導體襯底814移動到 清洗室808。并且，在清洗室808中，對單晶半導體襯底814的表面利用超聲 波清洗(包括頻率為50kHz至5MHz的所謂的兆頻超聲波清洗)等方法進行清 洗。在該清洗結(jié)束之后，利用附加親水基的藥液(例如，也可以利用臭氧水、 氨水和過氧化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑。)對單晶半導體襯底 814的表面進行處理。注意，作為對單晶半導體襯底814的表面施行的處理， 除了藥液處理以外，還有諸如氧等離子體處理等。
并且，利用搬運機構(gòu)804將單晶半導體襯底814移動到襯底支撐臺822(例 如，參照圖3A、圖6A、圖22A等)。至于襯底支撐臺822的詳細，可以適當 地參照實施方式1至4。注意，在搬運機構(gòu)804將單晶半導體襯底814交接到襯底支撐機構(gòu)的情況下，可以采用在使襯底支撐機構(gòu)上升之后交接單晶半導體 襯底814的結(jié)構(gòu)，以避免搬運機構(gòu)804與襯底支撐臺彼此干擾。
在上述清洗工序及交接工序的同時，進行對于玻璃襯底的清洗。具體地說，
利用搬運機構(gòu)806將設(shè)置在盒子820中的玻璃襯底818移動到清洗室810。并 且，在清洗室810中，利用超聲波清洗等方法對玻璃襯底818的表面進行清洗。 在該清洗結(jié)束之后，利用附加親水基的藥液(例如，也可以利用臭氧水、氨水 和過氧化氫水(和水)的混合溶液等、其他氧化劑。)對玻璃襯底818的表面 進行處理。
并且，在將預定數(shù)量的單晶半導體襯底814移動到襯底支撐臺822之后， 利用搬運機構(gòu)806，將玻璃襯底818移動到單晶半導體襯底814上。注意，既 可以以接觸于襯底支撐臺822的方式固定玻璃襯底818 (例如，參照圖3B、圖 6B等)，又可以利用別的支撐機構(gòu)將玻璃襯底818固定到單晶半導體襯底814 上(例如，參照圖7A、圖22B等)。當然，也可以釆用利用搬運機構(gòu)806本 身固定玻璃襯底818的結(jié)構(gòu)。
此后，通過使襯底支撐機構(gòu)上升或下降，進行單晶半導體襯底814和玻璃 襯底818的貼合(例如，參照圖3C和3D、圖6C和6D、圖22C和22D等)。 注意，至于上述貼合工序的詳細，可以適當?shù)貐⒄諏嵤┓绞?至4。
當在襯底支撐臺822設(shè)置有加熱處理單元時，在剛進行上述貼合之后，施 行加熱處理。通過該加熱處理，可以加強單晶半導體襯底814和玻璃襯底818 的貼合。因為該加熱處理是為了防止襯底的剝離而進行的，所以優(yōu)選在剛貼合 襯底之后且搬運之前進行。在這種意思上，可以說，優(yōu)選在襯底支撐臺822或 者其周邊設(shè)置加熱處理單元。至于上述加熱處理的詳細，可以參照實施方式1 等。
接著，利用搬運機構(gòu)806，將施行加熱處理的襯底移動到盒子820。此時， 雖然襯底發(fā)生彎曲，但是通過施行上述加熱處理，可以防止襯底的剝離。此后， 對襯底施行進一步的加熱處理，在損傷區(qū)域中分離單晶半導體襯底，并對分離 后的留下的單晶半導體層進行激光束的照射處理等，以完成半導體襯底。注意， 在圖8的結(jié)構(gòu)中，采用利用別的裝置進行用來分離單晶半導體襯底的加熱處理 的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于此。也可以在上述裝置內(nèi)設(shè)置有用來分離單晶半導體襯底的加熱處理單元。
圖9表示本實施方式的半導體襯底的制造裝置的其他一例。圖9所示的半 導體襯底的制造裝置在很多部分上與圖8所示的制造裝置相同。具體地說，至
于承載機800、承載機802、搬運機構(gòu)804、搬運機構(gòu)806、清洗室808、清洗 室810、貼合室812等與圖8所示的制造裝置相同。另一方面，圖9所示的制 造裝置包括圖8所示的制造裝置不包括的加熱處理室900。該加熱處理室被用 于用來在貼合之后使單晶半導體襯底分離的加熱處理。
利用圖9所示的制造裝置的制造方法與圖8所示的情況同樣。作為它們的 不同之處，可以舉出用來分離單晶半導體襯底的加熱處理，并且該處理通過在 加強襯底的貼合之后利用搬運機構(gòu)806將襯底移動到加熱處理室900來進行。 至于溫度條件等詳細，可以參照實施方式l等。如此，通過在加強襯底接合之 后進行搬運，可以大大降低襯底剝離的問題。
圖IO表示本實施方式的半導體襯底的制造裝置的其他一例。圖IO所示的 半導體襯底的制造裝置也具有很多與圖8所示的制造裝置相同的部分。注意， 圖IO所示的制造裝置包括圖8所示的制造裝置不包括的加熱處理室1000。該 加熱處理室是進行用來加強貼合的加熱處理及用來分離單晶半導體襯底的加 熱處理的。此外，圖IO所示的制造裝置包括連接加熱處理室1000和襯底支撐 臺822的傳送帶方式、滾子搬運方式(排列多個轉(zhuǎn)動的圓柱狀物來搬運的方式) 等搬運機構(gòu)1002。
在圖IO所示的制造裝置中，在結(jié)束貼合之后且施行用來加強貼合的加熱 處理之前將襯底移動到加熱處理室1000。如這種情況，當在加強貼合之前進行 搬運時，由于襯底彎曲而發(fā)生剝離的問題變嚴重。在圖IO所示的制造裝置中， 為了解決該問題，設(shè)置有傳送帶方式、滾子搬運方式等搬運機構(gòu)1002。通過使 用這種搬運機構(gòu)，與使用帶有上下動的搬運機構(gòu)諸如搬運機構(gòu)804、搬運機構(gòu) 806等的情況相比，可以抑制襯底的彎曲。注意，該搬運也可以采用將襯底連 同襯底支撐臺822 —并搬運的結(jié)構(gòu)。當然，也可以采用只搬運貼合之后的襯底 的結(jié)構(gòu)。此外，搬運機構(gòu)1002只要是可以抑制襯底的彎曲的搬運機構(gòu)，就不 局限于傳送帶方式、滾子搬運方式。
然后，在加熱處理室1000中進行用來加強接合的加熱處理及用來分離單
30晶半導體襯底的加熱處理。本實施方式可以與實施方式1至4適當?shù)亟M合來使用。
實施方式6
在本實施方式中，參照圖IIA至14B說明使用本發(fā)明的半導體襯底的半導 體裝置的制造方法的一例。注意，雖然在本實施方式中，作為半導體裝置的一 例使用液晶顯示裝置來進行說明，但是使用本發(fā)明的半導體襯底而制造的半導 體裝置不局限于液晶顯示裝置。
首先，準備使用實施方式1所示的方法等而制造的半導體襯底(參照圖 11A)。雖然在此，使用在基礎(chǔ)襯底1100上依次設(shè)置有絕緣層1102、絕緣層 1104、單晶半導體層1106的結(jié)構(gòu)來進行說明，但是本發(fā)明不局限于此。
接著，對單晶半導體層1106進行構(gòu)圖來得到所希望的形狀，以形成島狀 單晶半導體層。作為當進行構(gòu)圖時的蝕刻加工，可以采用干蝕刻(等離子體蝕 刻等)或者濕蝕刻，并且，當對大面積襯底進行處理時，適合使用等離子體蝕 刻。作為蝕刻氣體，使用CF4、 NF3、 C12、 BC13等氟類或氯類氣體，并且也 可以適當?shù)靥砑親e、 Ar等惰性氣體。此外，如果應(yīng)用利用大氣壓放電的蝕刻 加工，則可以進行局部性的放電加工，并且可以不在襯底的整個面上形成掩模 層而進行蝕刻。
注意，絕緣層1102及絕緣層1104優(yōu)選具有不受蝕刻而留下的結(jié)構(gòu)。這是 因為如下緣故通過使絕緣層1102及絕緣層1104留下，可以控制基礎(chǔ)襯底1100 所包含的雜質(zhì)元素(例如，鈉或鉀等堿金屬、鎂或鈣等堿土金屬、鐵、銅或鎳 等過渡金屬)侵入單晶半導體層。
可以在對單晶半導體層1106進行構(gòu)圖之后，添加硼、鋁、鎵等p型雜質(zhì)， 以控制閾值電壓。例如，作為p型雜質(zhì)，可以以5X1016 atoms/cm3以上且1 X1018 atoms/cm3以下的濃度添加硼。
接著，形成覆蓋島狀單晶半導體層的柵極絕緣層1108 (參照圖11B)。注 意，在此，為方便起見，將通過構(gòu)圖而形成的島狀單晶半導體層分別稱為單晶 半導體層1110、單晶半導體層1112、單晶半導體層1114。柵極絕緣層1108通 過利用等離子體CVD法或濺射法等且使用厚度為10nm以上且150nm以下的 包含硅的絕緣膜形成。具體地說，可以利用以氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮
31氧化硅為典型的硅的氧化物材料或者氮化物材料等材料形成。注意，柵極絕緣 層1108可以為單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)。再者，也可以在單晶半導體層和柵極
絕緣層之間形成厚度為lnm以上且100nm以下、優(yōu)選為lnm以上且10nm以 下、更優(yōu)選為2nm以上且5nm以下的薄氧化硅膜。注意，為了以低溫度形成 泄漏電流少的柵極絕緣膜，也可以使反應(yīng)氣體包含氬等稀有氣體元素。
接著，在柵極絕緣層1108上層疊形成用作柵電極層的第一導電膜和第二 導電膜。將第一導電膜的厚度設(shè)定為20nm以上且100nm以下左右，并且將第 二導電膜的厚度設(shè)定為100nm以上且400nm以下左右，即可。此外，第一導 電膜和第二導電膜可以通過濺射法、蒸鍍法、CVD法等方法形成。第一導電膜 和第二導電膜可以通過使用選自鉭、鴿、鈦、鉬、鋁、銅、鉻、釹等中的元素、 或者以上述元素為主要成分的合金材料或化合物材料等來形成。此外，也可以 使用以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為典型的半導體膜、AgPdCu合金膜等 作為第一導電膜、第二導電膜。注意，雖然在本實施方式中使用兩層結(jié)構(gòu)的導 電層進行說明，但是本發(fā)明不局限于此。也可以采用三層以上的疊層結(jié)構(gòu)或者 單層結(jié)構(gòu)。
接著，通過利用光刻法形成由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模1116a、掩模1116b、 掩模1116c、掩模1116d以及掩模1116e。并且，使用上述掩模將第一導電膜和 第二導電膜加工為所希望的形狀，來形成第一柵電極層1118a、第一柵電極層 1118b、第一柵電極層1118c、第一柵電極層1118d、第一導電層1118e、導電 層1120a、導電層1120b、導電層1120c、導電層1120d以及導電層1120e (參 照圖11C)。
在此，通過利用ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法且適當?shù)卣{(diào)整蝕刻條件 (施加到線圈型電極層的電能(electric power)、施加到襯底一側(cè)的電極層的 電能、襯底一側(cè)的電極溫度等)，可以進行蝕刻，以得到所希望的錐形形狀。 此外，也可以根據(jù)掩模的形狀，來控制錐形的角度等。注意，作為蝕刻氣體， 可以適當?shù)厥褂靡訡12、BC13 、SiC14或者CC14等為典型的氯類氣體；以CF4、 SF6或者NF3等為典型的氟類氣體；或者02。在本實施方式中，使用由CF4、 C12、 02構(gòu)成的蝕刻氣體對第二導電膜進行蝕刻，接著使用由CF4、 C12構(gòu)成的 蝕刻氣體對第一導電膜進行蝕刻。接著，使用掩模1116a、掩模1116b、掩模1116c、掩模1116d以及掩模1116e 將導電層1120a、導電層1120b、導電層1120c、導電層1120d以及導電層1120e 加工為所希望的形狀。此時，以形成導電層的第二導電膜和形成第一柵電極層 及第一導電層的第一導電膜的選擇比高的蝕刻條件進行蝕刻。通過該蝕刻，形 成第二柵電極層1122a、第二柵電極層1122b、第二柵電極層1122c、第二柵電 極層1122d以及第二導電層1122e。雖然在本實施方式中，第二柵電極層及第 二導電層也具有錐形形狀，但是其錐形角度大于第一柵電極層及第一導電層具 有的錐形角度。注意，錐形角度是指對象物的底面和側(cè)面形成的角度。因此， 在錐形角度為90度的情況下，導電層具有相對于底面垂直的側(cè)面。通過將錐 形角度設(shè)定為不足90度，層疊的膜的覆蓋性提高，所以可以降低缺陷。注意， 在本實施方式中，作為用來形成第二柵電極層及第二導電層的蝕刻氣體，使用 C12、 SF6、 02。
通過上述工序，可以在周邊驅(qū)動電路區(qū)域1180中形成柵電極層1124a、柵 電極層1124b，并且在像素區(qū)域1182中形成柵電極層1124c、柵電極層1124d 以及導電層1124e (參照圖11D)。注意，在上述工序之后，去掉掩模1116a、 掩模1116b、掩模1116c、掩模1116d以及掩模1116e。
接著，以柵電極層1124a、柵電極層1124b、柵電極層1124c、柵電極層1124d 為掩模，添加賦予n型的雜質(zhì)元素，形成第一n型雜質(zhì)區(qū)域U26a、第一 n型 雜質(zhì)區(qū)域1126b、第一n型雜質(zhì)區(qū)域1128a、第一 n型雜質(zhì)區(qū)域1128b、第一 n 型雜質(zhì)區(qū)域1130a、第一n型雜質(zhì)區(qū)域1130b、第一 n型雜質(zhì)區(qū)域1130c (參照 圖12A)。在本實施方式中，作為包含雜質(zhì)元素的摻雜氣體使用磷化氫(PH3) 來進行摻雜。在此，對第一 n型雜質(zhì)區(qū)域進行摻雜，以使其以1 X 1016 atoms/cm3 以上且5X1019atoms/cm3以下左右的濃度包含賦予n型的雜質(zhì)元素的磷(P)。
接著，形成覆蓋單晶半導體層1110、單晶半導體層1114的一部分的掩模 1132a、掩模1132b、掩模1132c。并且，以掩模1132a、掩模U32b、掩模1132c 以及第二柵電極層1122b為掩模，添加賦予n型的雜質(zhì)元素。據(jù)此，形成第二 n型雜質(zhì)區(qū)域1134a、第二 n型雜質(zhì)區(qū)域1134b、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1136a、第 三n型雜質(zhì)區(qū)域1136b、第二n型雜質(zhì)區(qū)域1140a、第二 n型雜質(zhì)區(qū)域1140b、 第二n型雜質(zhì)區(qū)域1140c、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142a、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142b、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142c、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142d。在本實施方式中，使用磷 化氫(PH3)作為包含雜質(zhì)元素的摻雜氣體來進行摻雜。在此，對第二n型雜 質(zhì)區(qū)域進行摻雜，以使其以1X1017atoms/cm3以上且1X1021 atoms/cm3以下 左右的濃度包含賦予n型的雜質(zhì)元素的磷(P)。對第三n型雜質(zhì)區(qū)域1136a、 第三n型雜質(zhì)區(qū)域1136b以與第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142a、第三n型雜質(zhì)區(qū)域 1142b、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142c、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142d相同程度或者稍微 高的濃度添加賦予n型的雜質(zhì)元素。此外，形成溝道形成區(qū)域1138、溝道形成 區(qū)域1144a以及溝道形成區(qū)域1144b (參照圖12B)。
第二n型雜質(zhì)區(qū)域為高濃度雜質(zhì)區(qū)域，用作源電極或漏電極。另一方面， 第三n型雜質(zhì)區(qū)域為低濃度雜質(zhì)區(qū)域，成為所謂的LDD (輕摻雜漏)區(qū)域。第 三n型雜質(zhì)區(qū)域1136a、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1136b形成在重疊于第一柵電極層 1118b的區(qū)域中。據(jù)此，可以緩和源電極或漏電極附近的電場，而防止熱載流 子所導致的導通電流的降低。另一方面，第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142a、第三n型 雜質(zhì)區(qū)域1142b、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142c、第三n型雜質(zhì)區(qū)域1142d不重疊于 柵電極層1124c、柵電極層1124d，而具有降低截止電流的效果。
接著，去掉掩模1132a、掩模1132b、掩模1132c，形成覆蓋單晶半導體層 1112、單晶半導體層1114的掩模1146a、掩模1146b。并且，以掩模1146a、 掩模1146b、柵電極層1124a為掩模，添加賦予p型的雜質(zhì)元素。據(jù)此，形成 第一p型雜質(zhì)區(qū)域1148a、第一p型雜質(zhì)區(qū)域1148b、第二p型雜質(zhì)區(qū)域1150a、 第二 p型雜質(zhì)區(qū)域1150b。在本實施方式中，作為包含雜質(zhì)元素的摻雜氣體使 用乙硼烷(B2H6)來進行摻雜。在此，對第一p型雜質(zhì)區(qū)域及第二p型雜質(zhì)區(qū) 域進行摻雜，以使它們以1X1018 atoms/cm3以上且5X1021 atoms/cm3以下左 右的濃度包含賦予p型的雜質(zhì)元素的硼(B)。此外，形成溝道形成區(qū)域1152 (參照圖12C)。
第一p型雜質(zhì)區(qū)域為高濃度雜質(zhì)區(qū)域，用作源電極或漏電極。另一方面， 第二p型雜質(zhì)區(qū)域為低濃度雜質(zhì)區(qū)域，成為所謂的LDD (輕摻雜漏)區(qū)域。
然后，去掉掩模1146a、掩模1146b。也可以在去掉掩模之后，覆蓋柵電 極層的側(cè)面地形成絕緣膜。該絕緣膜可以通過等離子體CVD法、減壓CVD (LPCVD)法來形成。此外，為了使雜質(zhì)元素活化，也可以進行加熱處理、強光的照射、激光束的照射等。
接著，形成覆蓋柵電極層以及柵極絕緣層的層間絕緣層。在本實施方式中，
采用由絕緣膜1154和絕緣膜1156構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)(參照圖13A)。作為絕緣 膜1154，形成厚度為100nm的氮氧化硅膜，并且，作為絕緣膜1156，形成厚 度為900nm的氧氮化硅膜。雖然在本實施方式中，采用兩層的疊層結(jié)構(gòu)，但是 也可以采用單層結(jié)構(gòu)、三層以上的疊層結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，通過等離子體 CVD法以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成絕緣膜1154及絕緣膜1156。注意，絕 緣膜1154及絕緣膜1156不局限于上述材料。
除此以外，絕緣膜1154及絕緣膜1156可以通過使用選自氧化硅、氮化硅、 氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁、氮的含量多于氧的含量的氮氧化鋁、類金剛石碳 (DLC)、含氮碳膜以及其他包含無機絕緣材料的物質(zhì)中的材料來形成。此外， 也可以使用硅氧垸樹脂。注意，硅氧烷樹脂是指包括Si-O-Si鍵的樹脂。硅氧 垸的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(0)的鍵構(gòu)成。作為取代基，也可以使用有機 基(例如，烷基、芳基)或氟基。有機基也可以包括氟基。此外，也可以使用 聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯、聚硅氮烷等有機絕緣 材料。
接著，使用由抗蝕劑材料構(gòu)成的掩模在絕緣膜1154、絕緣膜1156、柵極 絕緣層1108中形成到達單晶半導體層及柵電極層的接觸孔(開口部)。根據(jù) 使用的材料的選擇比，可以進行一次蝕刻或多次蝕刻。在本實施方式中，在為 氧氮化硅膜的絕緣膜1156以及為氮氧化硅膜的絕緣膜1154、柵極絕緣層1108 之間可以獲得選擇比的條件下，進行第一蝕刻，來去掉絕緣膜1156。接著，通 過第二蝕刻，去掉絕緣膜1154及柵極絕緣層1108，來形成到達源電極或漏電 極的開口部。
然后，覆蓋開口部地形成導電膜，并且對該導電膜進行蝕刻。據(jù)此，形成 分別電連接到各源區(qū)域或漏區(qū)域的一部分的源電極層或漏電極層1158a、源電 極層或漏電極層1158b、源電極層或漏電極層1160a、源電極層或漏電極層 1160b、源電極層或漏電極層1162a、源電極層或漏電極層1162b。作為源電極 層或漏電極層，使用選自鋁、鉭、鈦、鉬、鎢、釹、鉻、鎳、鉑、金、銀、銅、 鎂、鈧、鈷、鋅、鈮、硅、磷、硼、砷、鎵、銦、錫等中的一種或多種元素、將上述元素包含于其成分中的化合物或合金材料(例如，氧化銦錫(ITO)、
氧化銦鋅(IZO)、添加有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅、鋁釹(Al-Nd)、 鎂銀(Mg-Ag)等)、或者組合這些化合物而成的物質(zhì)等。除此以外，還可以 使用摻雜有硅化物(例如，鋁硅、鉬硅、硅化鎳)、包含氮的化合物(例如， 氮化鈦、氮化鉭、氮化鉬)、磷(P)等雜質(zhì)元素的硅(Si)等。
通過上述工序，在周邊驅(qū)動電路區(qū)域1180中形成p溝道型薄膜晶體管1164 以及n溝道型薄膜晶體管1166，并且在像素區(qū)域1182中形成n溝道型薄膜晶 體管1168、電容布線1170 (參照圖13B)。
接著，作為第二層間絕緣層，形成絕緣膜1172。絕緣膜1172可以使用選 自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁、氮的 含量多于氧的含量的氮氧化鋁、氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、含氮碳、PSG (磷硅玻璃)、BPSG (硼磷硅玻璃)、聚硅氮烷、其他包含無機絕緣材料的 物質(zhì)中的材料來形成。此外，也可以使用硅氧焼樹脂。也可以使用聚酰亞胺、 丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、苯并環(huán)丁烯等有機絕緣材料。
接著，在像素區(qū)域1182的絕緣膜1172中形成接觸孔，以形成像素電極層 1174 (參照圖13C)。像素電極層1174可以使用氧化銦錫(ITO)、將氧化鋅 混合到氧化銦中的IZO (氧化銦鋅)、將氧化硅混合到氧化銦中的導電材料、 有機銦、有機錫、包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦 的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、或者鎢、鉬、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、 鈷、鎳、鈦、鉑、鋁、銅、銀等金屬、其合金或者其金屬氮化物來形成。
此外，作為像素電極層1174，也可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚 合物)的導電組成物。導電組成物的薄膜中的薄層電阻優(yōu)選為10000Q/sq.以下。 此外，在形成薄膜作為具有透光性的像素電極層的情況下，當波長為550nm時 的透過率優(yōu)選為70%以上。此外，包含的導電高分子的電阻率優(yōu)選為O.IQ' cm以下。
作為上述導電高分子，可以使用所謂的n電子共軛類導電高分子。例如， 可以舉出聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、或者這 些的共聚物等。
作為共軛類導電高分子的具體例子，可以舉出聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、
36聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3,4-二甲基吡 咯)、聚(3,4-二丁基吡咯)、聚(3-羥基吡咯)、聚(3-甲基-4-羥基吡咯)、 聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基 吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚N-甲基吡咯、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、 聚(3_丁基噻吩)、聚(3_辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻 吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚 (3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、 聚(2_甲基苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-異丁基苯胺)、聚(3-異丁基苯 胺)、聚(2-苯胺磺酸鹽)、聚(3-苯胺磺酸鹽)等。
既可以單獨使用上述導電高分子，又可以為了調(diào)整膜的特性而添加有機樹
脂來使用。
再者，也可以通過對導電組成物摻雜受體性摻雜劑或供體性摻雜劑，改變 共軛導電高分子的共軛電子的氧化還原電位，來調(diào)整導電率。
可以通過將如上所述的導電組成物溶解于水或有機溶劑(乙醇類溶劑、酮 類溶劑、酯類溶劑、烴類溶劑、芳香族類溶劑等)中且利用涂布法、涂敷法、 液滴噴射法(也稱為噴墨法)、印刷法等，形成用作像素電極層1174的薄膜。
接著，覆蓋像素電極層1174及絕緣膜1172地形成被稱為定向膜的絕緣層 1402 (參照圖14B)。絕緣層1402可以通過利用絲網(wǎng)印刷法、膠印刷法來形成。 注意，圖14A和14B表示半導體裝置的平面圖及截面圖。圖14A為半導體裝 置的平面圖，并且圖14B為圖14A中的E-F的截面圖。在半導體裝置中設(shè)置外 部端子連接區(qū)域1176、密封區(qū)域1178、周邊驅(qū)動電路區(qū)域1180、像素區(qū)域1182。
在形成絕緣層1402之后進行研磨。用作定向膜的絕緣層1406也可以與絕 緣層1402同樣地形成。
然后，中間夾著密封材料1414及間隔物1416將相對襯底1400和基礎(chǔ)襯 底1100貼合在一起，并且在其空隙設(shè)置液晶層1404。注意，在相對襯底1400 上設(shè)置有用作定向膜的絕緣層1406、用作相對電極的導電層1408、用作顏色 濾光片的著色層1410、偏振器1412 (也稱為偏振片)等。注意，雖然在本實 施方式中，示出在基礎(chǔ)襯底IIOO上也設(shè)置偏振器1418 (偏振片)的情況，但 是本發(fā)明不局限于此。例如，在反射型液晶顯示裝置中，在其一側(cè)設(shè)置偏振器，即可。
接著，隔著各向異性導電體層1422將FPC1424連接到電連接到像素區(qū)域 的端子電極層1420。FPC1424具有傳達來自外部的信號的作用。通過上述工序，
可以制造液晶顯示裝置。
在本實施方式中，使用實施方式1等所示的半導體襯底來制造液晶顯示裝 置。由此，通過使用良好地進行貼合的單晶半導體層來制造用作液晶的開關(guān)的 半導體元件、驅(qū)動電路區(qū)域的半導體元件等。由此，半導體元件特性提高，所 以液晶顯示裝置的顯示特性大大提高。此外，因為半導體元件的可靠性提高， 所以液晶顯示裝置的可靠性也提高。
注意，雖然在本實施方式中說明液晶顯示裝置的制造方法，但是使用本發(fā) 明的半導體襯底的半導體裝置不局限于此。本實施方式可以與實施方式1至5 適當?shù)亟M合來使用。
實施方式7
在本實施方式中，說明具有涉及本發(fā)明的發(fā)光元件的半導體裝置(電致發(fā) 光顯示裝置)。注意，至于用于周邊電路區(qū)域、像素區(qū)域等的晶體管的制造方 法，可以參照實施方式6，所以省略其詳細。
注意，具有發(fā)光元件的半導體裝置采用底部發(fā)射、頂部發(fā)射及雙面發(fā)射中 的任一種方式。雖然在本實施方式中參照圖15A和15B說明采用底部發(fā)射方式 的半導體裝置，但是本發(fā)明不局限于此。
圖15A和15B所示的半導體裝置向下方(圖中的箭頭方向)發(fā)射光。在此， 圖15A為半導體裝置的平面圖，并且圖15B為圖15A中的G-H的截面圖。在 圖15A和15B中，半導體裝置包括外部端子連接區(qū)域1530、密封區(qū)域1532、 驅(qū)動電路區(qū)域1534、像素區(qū)域1536。
圖15A和15B所示的半導體裝置由元件襯底1500、薄膜晶體管1550、薄 膜晶體管1552、薄膜晶體管1554、薄膜晶體管1556、發(fā)光元件1560、絕緣層 1568、填充材料1570、密封材料1572、布線層1574、端子電極層1576、各向 異性導電層1578、 FPC1580、密封襯底1590等構(gòu)成。注意，發(fā)光元件1560包 括第一電極層1562、發(fā)光層1564以及第二電極層1566。
作為第一電極層1562，使用具有透光性的導電材料，以使從發(fā)光層1564發(fā)射的光能夠透過。另一方面，作為第二電極層1566，使用能夠反射從發(fā)光層
1564發(fā)射的光的導電材料。
作為第一電極層1562，可以使用包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化 銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫等。當然，也可以使用氧 化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、添加有氧化硅的氧化銦錫(ITSO)等。
此外，作為第一電極層1562，也可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚 合物)的導電組成物。注意，至于詳細，可以參照實施方式6，所以在此省略。
作為第二電極層1566，可以使用由鈦、鎢、鎳、金、鉑、銀、銅、鉭、鉬、 鋁、鎂、藥、鋰及這些的合金構(gòu)成的導電膜等。優(yōu)選使用在可見光區(qū)域中反射 性高的物質(zhì)，而在本實施方式中使用鋁膜。
注意，在采用頂面發(fā)射、雙面發(fā)射各方式的情況下，適當?shù)馗淖冸姌O層的 設(shè)計，即可。具體地說，在頂面發(fā)射的情況下，利用具有反射性的材料來形成 第一電極層1562，并且利用具有透光性的材料來形成第二電極層1566。在雙 面發(fā)射的情況下，利用具有透光性的材料來形成第一電極層1562及第二電極 層1566，即可。注意，在底面發(fā)射、頂面發(fā)射的情況下，也可以采用利用具有 透光性的材料來形成一個電極層并且利用由具有透光性的材料和具有光反射 性的材料構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)來形成另一個電極層的結(jié)構(gòu)。因為可以用于電極層的 材料與底面發(fā)射的情況相同，所以在此省略。
注意， 一般地，即使采用不具有透光性的像金屬那樣的材料，也可以通過 減薄厚度(5nm以上且30nm以下左右)來使光透過。由此，也可以使用上述 光反射性材料來制造透過光的電極層。
此外，也可以采用在密封襯底1590上形成顏色濾光片(著色層)的結(jié)構(gòu)。 顏色濾光片(著色層)可以通過蒸鍍法、液滴噴射法來形成。此外，也可以采 用使用顏色轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。
在本實施方式中，使用實施方式1等所示的半導體襯底來制造電致發(fā)光顯 示裝置。因此，可以通過使用良好地進行貼合的單晶半導體層，來制造用作電 致發(fā)光顯示裝置的發(fā)光的半導體元件、驅(qū)動電路區(qū)域的半導體元件等。由此， 半導體元件特性提高，所以電致發(fā)光顯示裝置的顯示特性也提高。此外，因為 半導體元件的可靠性提高，所以電致發(fā)光顯示裝置的可靠性也提高。注意，雖然在本實施方式中使用電致發(fā)光顯示裝置進行說明，但是使用本 發(fā)明的半導體襯底的半導體裝置不局限于此。本實施方式可以與實施方式1至 6適當?shù)亟M合來使用。
實施方式8
在本實施方式中，參照圖16及圖17說明涉及本發(fā)明的半導體裝置的其他 例子。注意，雖然在本實施方式中，以微處理器及電子標簽為實例來進行說明， 但是本發(fā)明的半導體裝置不局限于此。
圖16表示本發(fā)明的微處理器的結(jié)構(gòu)的一例。圖16所示的微處理器1600 通過使用本發(fā)明的半導體襯底來制造。該微處理器1600包括計算電路 (Arithmetic logic unit (ALU) ) 1601 、計算電路控制部(ALU Controller) 1602、 指令分析部(Instruction Decoder) 1603、中斷控制部(Interrupt Controller) 1604、 時序控制部(Timing Controller) 1605、寄存器(Register) 1606、寄存器控制 部(Register Controller) 1607、總線接口 (Bus I/F) 1608、 ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)1609以及ROM接口 (ROMI/F) 1610。
經(jīng)過總線接口 1608輸入到微處理器1600的指令被輸入到指令分析部1603 且被譯碼，然后被輸入到計算電路控制部1602、中斷控制部1604、寄存器控 制部1607、時序控制部1605。計算電路控制部1602、中斷控制部1604、寄存 器控制部1607、時序控制部1605根據(jù)被譯碼的指令進行各種控制。具體地說， 計算電路控制部1602產(chǎn)生用來控制計算電路1601的工作的信號。此外，中斷 控制部1604在微處理器1600施行程序時根據(jù)優(yōu)選度等進行判斷而處理來自外 部輸入/輸出裝置、周邊電路的中斷要求。寄存器控制部1607產(chǎn)生寄存器1606 的地址，并且根據(jù)微處理器1600的狀態(tài)進行從寄存器1606的讀取及對寄存器 的1606寫入。時序控制部1605產(chǎn)生控制計算電路1601、計算電路控制部1602、 指令分析部1603、中斷控制部1604、寄存器控制部1607的工作的時序的信號。 例如，時序控制部1605具有根據(jù)基準時鐘信號CLK1產(chǎn)生內(nèi)部時鐘信號CLK2 的內(nèi)部時鐘產(chǎn)生部，并且將時鐘信號CLK2供應(yīng)到上述各種電路。注意，圖16 所示的微處理器1600的結(jié)構(gòu)只不過是一例，而可以根據(jù)其用途適當?shù)馗淖兘Y(jié) 構(gòu)。
在本實施方式中，使用實施方式1等所示的半導體襯底來制造微處理器。
40據(jù)此，半導體元件特性提高，而有助于微處理器的性能的提高。此外，因為半導體元件的可靠性提高，所以微處理器的可靠性也提高。
接著，參照圖17說明具有能夠以無接觸的方式進行數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收的計算功能的半導體裝置的一例。圖17表示利用無線通訊與外部裝置進行信號的發(fā)送/接收而工作的無線標簽的一例。注意，本發(fā)明的無線標簽在其內(nèi)部具有中
央處理單元(CPU)，即所謂的小型計算機。無線標簽1700包括模擬電路部1701和數(shù)字電路部1702。作為模擬電路部I701，包括具有共振電容的共振電路1703、整流電路1704、恒壓電路1705、復位電路1706、振蕩電路1707、解調(diào)電路1708、調(diào)制電路1709。作為數(shù)字電路部1702，包括RF接口 1710、控制寄存器1711、時鐘控制器1712、 CPU接口 1713、 CPU1714、 RAM1715、ROM1716。
具有這種結(jié)構(gòu)的無線標簽1700的工作是如下那樣的。當天線1717從外部接收信號時，共振電路1703根據(jù)該信號，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)通過整流電路1704的感應(yīng)電動勢，對電容部1718充電。該電容部1718優(yōu)選由陶瓷電容器或雙電層電容器等形成。電容部1718既可以與無線標簽1700 —體形成，又可以安裝到構(gòu)成無線標簽1700的襯底作為另外的零部件。
復位電路1706產(chǎn)生使數(shù)字電路部1702復位而實現(xiàn)初始化的信號。例如，產(chǎn)生電源電壓上升之后延遲升高的信號作為復位信號。振蕩電路1707根據(jù)由恒壓電路1705產(chǎn)生的控制信號，改變時鐘信號的頻率和占空比。由低通濾波器形成的解調(diào)電路1708，例如將振幅調(diào)制(ASK)方式的接收信號的振幅的變動二值化。調(diào)制電路1709將振幅調(diào)制(ASK)方式的發(fā)送信號的振幅變動，進行發(fā)送。調(diào)制電路1709通過改變共振電路1703的共振點來改變通訊信號的振幅。時鐘控制器1712根據(jù)電源電壓或者CPU1714中消耗的電流而產(chǎn)生改變時鐘信號的頻率和占空比的控制信號。電源管理電路1719監(jiān)視電源電壓。
從天線1717輸入到無線標簽1700的信號被解調(diào)電路1708解調(diào)之后，在RF接口 1710中被分為控制指令、數(shù)據(jù)等?？刂浦噶畋蝗菁{在控制寄存器1711中?？刂浦噶畎▽τ趦Υ嬖赗OM1716的數(shù)據(jù)的讀取指令、對于RAM1715的數(shù)據(jù)的寫入指令、對于CPU1714的計算指令等。CPU1714經(jīng)過CPU接口 1713存取ROM1716、 RAM1715、控制寄存器1711。 CPU接口 1713具有如下功能根據(jù)CPU1714所要求的地址而產(chǎn)生對于ROM1716、RAM1715、控制寄存器1711
中的任一種的存取信號。
CPU1714的計算方式可以采用將OS (操作系統(tǒng))儲存在ROM1716中并 且在啟動的同時讀取程序來實行的方式。此外，也可以采用如下方式構(gòu)成計 算電路并且以硬件方式進行計算處理的方式。在并用硬件和軟件的方式中，可 以應(yīng)用如下方式利用專用計算電路進行一部分的處理，并且CPU1714利用程 序來實行其他計算。
在本實施方式中，使用實施方式1等所示的半導體襯底來制造無線標簽。 據(jù)此，半導體元件特性提高，而有助于無線標簽的性能的提高。此外，因為半 導體元件的可靠性提高，所以無線標簽的可靠性也提高。
注意，本實施方式可以與實施方式l至7適當?shù)亟M合來使用。
實施方式9
在本實施方式中，參照圖18A至圖19C說明使用本發(fā)明的半導體裝置、特 別是顯示裝置的電子設(shè)備。
作為使用半導體裝置(特別是顯示裝置)而制造的電子設(shè)備，可以舉出攝 像機、數(shù)碼相機等的影像拍攝裝置、護目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導航 系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置(汽車音響組件等)、計算機、游戲機、便攜式信息終端 (移動計算機、手機、便攜式游戲機、電子圖書等)、具備記錄媒體的圖像再 現(xiàn)裝置(具體來說，再現(xiàn)諸如數(shù)字視頻光盤(DVD)之類的記錄媒體并且具備 能夠顯示其圖像的顯示器的裝置)等?！?HOSpecific examples of such electronic apparatuses are shown in FIGURES 45A to 45H. <}0 {〉[03067
圖18A是電視接收機或個人計算機的監(jiān)視器。其包括框體1801、支撐臺 1802、顯示部1803、揚聲器部1804、視頻輸入端子1805等。在顯示部1803 中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供
可靠性及性能高的電視接收機或個人計算機的監(jiān)視器。
圖18B是數(shù)碼相機。在主體1811的正面部分設(shè)置有圖像接收部1813，并 且在主體1811的上表面部分設(shè)置有快門按鈕1816。此外，在主體1811的背面 部分設(shè)置有顯示部1812、操作鍵1814以及外部連接端口 1815。在顯示部1812 中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供可靠性及性能高的數(shù)碼
42相機。
圖18C是筆記本型個人計算機。在主體1821中設(shè)置有鍵盤1824、外部連 接端口 1825、定位設(shè)備1826。此外，在主體1821中安裝有具有顯示部1823 的框體1822。在顯示部1823中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可 以提供可靠性及性能高的筆記本型個人計算機。
圖18D是移動計算機，其包括主體1831、顯示部1832、開關(guān)1833、操作 鍵1834、紅外線端口 1835等。在顯示部1832中設(shè)置有有源矩陣顯示裝置。在 顯示部1832中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供可靠性及 性能高的移動計算機。
圖18E是圖像再現(xiàn)裝置。在主體1841中設(shè)置有顯示部1844、記錄媒體讀 取部1845以及操作鍵1846。此外，在主體1841中安裝有具有揚聲器部1847 及顯示部1843的框體1842。在顯示部1843及顯示部1844中分別使用有本發(fā) 明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供可靠性及性能高的圖像再現(xiàn)裝置。
圖18F是電子圖書。在主體1851中設(shè)置有操作鍵1853。此外，在主體1851 中安裝有多個顯示部1852。在顯示部1852中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根 據(jù)本發(fā)明，可以提供可靠性及性能高的電子圖書。
圖18G是攝像機，在主體1861中設(shè)置有外部連接端口 1864、遙控接收部 1865、圖像接收部1866、電池1867、音頻輸入部1868以及操作鍵1869。此外， 在主體1861中安裝有具有顯示部1862的框體1863。在顯示部1862中使用有 本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明，可以提供可靠性及性能高的攝像機。
圖18H是手機，其包括主體1871、框體1872、顯示部1873、音頻輸入部 1874、音頻輸出部1875、操作鍵1876、外部連接端口 1877以及天線1878等。 <0} {0>The invention can be used for a display device which constitutes the display portion 4244. <}0{>在顯示部1873中使用有本發(fā)明的半導體裝置。根據(jù)本發(fā)明， 可以提供可靠性及性能高的手機。
圖19A至19C是兼具有用作電話的功能及用作信息終端的功能的便攜式電 子設(shè)備1900的結(jié)構(gòu)的一例。在此，圖19A是正面圖，圖19B是背面圖，并且 圖19C是展開圖。便攜式電子設(shè)備1900具有電話和信息終端雙方的功能，它 是除了聲音通話以外還可以進行各種數(shù)據(jù)處理的被稱為所謂的智能手機的電200910003311.2
說明書第41/46頁
子設(shè)備。
便攜式電子設(shè)備1900由框體1901及框體1902構(gòu)成?？蝮w1901包括顯示 部1911、揚聲器1912、麥克風1913、操作鍵1914、定位設(shè)備1915、影像拍攝 裝置用透鏡1916、外部連接端子1917等，并且框體1902包括鍵盤1921、外 部存儲插槽1922、影像拍攝裝置用透鏡1923、燈1924、耳機端子1925等。此 外，天線被安裝在框體1901的內(nèi)部。除了上述結(jié)構(gòu)以外，還可以在里面安裝 有非接觸IC芯片、小型記錄裝置等。
在顯示部1911中安裝有本發(fā)明的半導體裝置。注意，顯示于顯示部1911 上的圖像(及其顯示方向)根據(jù)便攜式電子設(shè)備1900的使用方式而變化為各 種各樣。此外，因為在與顯示部1911同一個面上具有影像拍攝裝置用透鏡1916， 所以可以進行帶有圖像的聲音通話(所謂的電視電話)。注意，揚聲器1912 及麥克風1913不局限于聲音通話而可以用于錄音、再現(xiàn)等。在使用影像拍攝 裝置用透鏡1923 (以及燈1924)拍攝靜止圖像及運動圖像的情況下，將顯示 部1911用作取景器。操作鍵1914被用于打電話/接收電話、電子郵件等簡單的 信息輸入、畫面的巻動、光標的移動等。彼此重疊的框體1901和框體1902 (圖19A)滑動，如圖19C那樣地展開， 并且可以用作信息終端。在此情況下，可以利用鍵盤1921、定位設(shè)備1915進 行順利的操作。外部連接端子1917可以與交流整流器、USB電纜等各種電纜 連接，而可以進行充電、與計算機等的數(shù)據(jù)通訊。此外，對外部存儲插槽1922 插入記錄媒體，以能夠?qū)?yīng)于更大電容的數(shù)據(jù)的保存及移動。除了上述功能以 外，還可以具有使用紅外線等電磁波的無線通訊功能、電視接收功能等。根據(jù)
本發(fā)明，可以提供可靠性及性能高的便攜式電子設(shè)備。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍極廣，而可以用于所有領(lǐng)域的電子設(shè)備。注 意，本實施方式可以與實施方式1至8適當?shù)亟M合來使用。
實施方式10
在本實施方式中，參照圖20A至20F說明本發(fā)明的半導體裝置、特別是無 線標簽的用途。
根據(jù)本發(fā)明，可以形成用作無線標簽的半導體裝置。無線標簽的用途很廣 泛，并且例如可以通過設(shè)置到紙幣、硬幣、有價證券類、無記名債券類、證書類(駕駛執(zhí)照、居民卡等，參照圖20A)、包裝容器類(包裝紙、瓶等，參照 圖20C)、記錄媒體(DVD軟件、錄像磁帶等，參照圖20B)、交通工具類(自 行車等，參照圖20D)、隨身物品(包、眼鏡等)、食品類、植物類、衣服、 生活用品類、電子設(shè)備等、行李的標簽(參照圖20E和20F)等物品來使用。 注意，在圖20A至20F中，無線標簽以附圖標記2000表示。
注意，除了例如液晶顯示裝置、EL顯示裝置、電視裝置(簡單地被稱為 電視、TV接收機、電視接收機)、手機以外，電子設(shè)備還指實施方式9所示 的物品等。此外，可以將上述半導體裝置用于動物類、人體等。
無線標簽以貼合到物品的表面、嵌入在物品中的方式被固定到物品。例如， 在物品為書的情況下可以將無線標簽嵌入在紙中，而在物品為由有機樹脂構(gòu)成 的包裝容器等的情況下，可以將無線標簽嵌入在該有機樹脂中。通過將RFID 標簽設(shè)置到紙幣、硬幣、有價證券類、無記名債券類、證書類等，可以防止偽 造。此外，通過將RFID標簽設(shè)置到包裝容器類、記錄媒體、隨身物品、食品 類、衣服、生活用品類、電子設(shè)備等，可以謀求實現(xiàn)檢査系統(tǒng)等的效率化。根 據(jù)本發(fā)明而可以制造的無線標簽雖然廉價但是具有高可靠性，而可以應(yīng)用于各 種物品。
通過將根據(jù)本發(fā)明而可以形成的無線標簽應(yīng)用于物品的管理、流通系統(tǒng)， 可以謀求實現(xiàn)系統(tǒng)的高功能化。例如，通過利用設(shè)置在傳送帶的旁邊的讀取寫 入器讀取儲存于設(shè)置在行李標簽的RFID標簽中的信息，讀取流通過程及收件 人等信息，而可以容易地進行對于商品的檢查、行李的分配。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍極廣，而可以用于所有的物品。注意，本實 施方式可以與實施方式1至9適當?shù)亟M合來使用。
實施方式11
在本實施方式中，說明可以用于本發(fā)明的半導體裝置的薄膜晶體管的制造 方法的一例。注意，本實施方式所示的薄膜晶體管的制造方法的特征在于涉 及半導體層和布線之間的連接的開口以自對準的方式形成。
首先，準備使用實施方式1等所示的方法而制造的半導體襯底(未圖示)。 并且，在將該半導體襯底中的半導體層構(gòu)圖為島狀來形成島狀半導體層2306 之后，依次形成用作柵極絕緣層的絕緣層2308以及用作柵電極(或者布線)的導電層。雖然在本實施方式中，以兩層結(jié)構(gòu)形成用作柵電極的導電層，但是
本發(fā)明不局限于此。在此，絕緣層2308可以通過使用氧化硅、氧氮化硅、氮 氧化硅、氮化硅等材料且利用CVD法、濺射法等形成。將絕緣層2308的厚度 設(shè)定為5nm以上且100nm以下左右，即可。此外，導電層可以通過使用鉭(Ta)、 鴇(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb) 等材料且利用CVD法、濺射法等形成。將導電層的厚度設(shè)定為兩層的共計成 為100nm以上且500nm以下左右，即可。注意，在本實施方式中，說明如下 情況由氧化硅(厚度為20nm)形成絕緣層2308，由氮化鉭(厚度為50nm) 形成導電層(下層)，并且由鎢(厚度為200nm)形成導電層(上層)。
注意，也可以對上述半導體層添加賦予p型的雜質(zhì)諸如硼、鋁、鎵等、賦 予n型的雜質(zhì)諸如磷、砷等，以控制薄膜晶體管的閾值電壓。例如，在添加硼 作為賦予p型的雜質(zhì)的情況下，以5X1016 atoms/cm3以上且1 X 1017 atoms/cm3 以下的濃度添加，即可。此外，也可以對半導體層進行氫化處理。氫化處理例 如在氫氣氛中以350。C進行2小時左右。
接著，對上述用作柵電極的導電層進行構(gòu)圖。注意，雖然在本實施方式的 薄膜晶體管的制造方法中，對上述導電層至少進行兩次構(gòu)圖，但是在此進行其 中的第一次構(gòu)圖。據(jù)此，形成比最后形成的柵電極大一圈的導電層2310以及 導電層2312。在此，"大一圈"是指根據(jù)導電層2310以及導電層2312的位置 而可以形成第二次構(gòu)圖工序所使用的柵電極形成用的抗蝕劑掩模的尺寸。注 意，至于上述兩次構(gòu)圖，對重疊于導電層的島狀半導體層2306的區(qū)域進行即 可，而沒必要對導電層的整個面進行兩次構(gòu)圖。
然后，覆蓋上述絕緣層2308、導電層2310以及導電層2312地形成絕緣層 2314(參照圖23A、圖25A)。在此，絕緣層2314可以使用氧化硅、氧氮化硅、 氮氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁等材料且利用CVD法、濺射法等來形成。 優(yōu)選將絕緣層2314的厚度設(shè)定為0.5um以上且m以下左右。在本實施方 式中，作為一例，對絕緣層2314由氧化硅(厚度為lum)形成的情況進行說 明。注意，雖然在本實施方式中，使用具有在基礎(chǔ)襯底2300上依次設(shè)置有絕 緣層2302、絕緣層2304以及半導體層的結(jié)構(gòu)的半導體襯底而進行說明，但是 本發(fā)明不局限于此。
46注意，圖23A是對應(yīng)于為平面圖的圖25A的P-Q的截面的圖。同樣地， 圖23B對應(yīng)于圖25B，圖23D對應(yīng)于圖25C，并且圖24C對應(yīng)于圖25D。在圖 25A至25D所示的平面圖中，為方便起見，省略對應(yīng)的截面圖中的一部分的結(jié) 構(gòu)要素。
接著，在上述絕緣層2314上形成在構(gòu)圖工序中使用的柵電極形成用抗蝕 劑掩模2316。該構(gòu)圖工序相當于對上述導電層進行的兩次構(gòu)圖中的第二次構(gòu)圖 工序?？刮g劑掩模2316可以通過在涂敷感光物質(zhì)的抗蝕劑材料之后對圖案進 行曝光來形成。在形成抗蝕劑掩模2316之后，使用該抗蝕劑掩模2316對導電 層2310、導電層2312以及絕緣層2314進行構(gòu)圖。具體地說，在選擇性地蝕刻 絕緣層2314來形成絕緣層2322之后，選擇性地蝕刻導電層2310以及導電層 2312，以形成用作柵電極的導電層2318、導電層2320 (參照圖23B、圖25B)。 在此，當選擇性地蝕刻絕緣層2314時，用作柵極絕緣層的絕緣層2308的一部 分也同時被蝕刻。
接著，在去掉抗蝕劑掩模2316之后，覆蓋島狀半導體層2306、絕緣層2308、 導電層2318、導電層2320、絕緣層2322等地形成絕緣層2324。絕緣層2324 用作當之后形成側(cè)壁時的阻擋層。雖然絕緣層2324可以通過使用氧化硅、氧 氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧化鋁、氧化鉭等材料來形成，但是為 了使它用作阻擋層，優(yōu)選通過使用在與用于側(cè)壁的材料之間可以獲得之后蝕刻 時的選擇比的材料來形成。將絕緣層2324的厚度設(shè)定為10nm以上且200nm 以下左右，即可。在本實施方式中，使用氮化硅(厚度為50nm)來形成絕緣 層2324。
在形成絕緣層2324之后，以導電層2318、導電層2320、絕緣層2322等 為掩模，對島狀半導體層2306添加賦予一種導電型的雜質(zhì)元素。在本實施方 式中，對島狀半導體層2306添加賦予n型的雜質(zhì)元素(例如，磷、砷)。通 過該雜質(zhì)的添加，在島狀半導體層2306中形成雜質(zhì)區(qū)域2326 (參照圖23C)。 注意，雖然在本實施方式中采用在形成絕緣層2324之后添加賦予n型的雜質(zhì) 元素的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于此。例如，也可以采用在去掉抗蝕劑掩模之 后或之前添加上述雜質(zhì)元素，然后形成絕緣層2324的結(jié)構(gòu)。此外，也可以使 用賦予p型的雜質(zhì)元素作為要添加的雜質(zhì)元素。接著，形成側(cè)壁2328 (參照圖23D、圖25C)。側(cè)壁2328可以通過以覆 蓋絕緣層2324的方式形成絕緣層并且對該絕緣層應(yīng)用以垂直方向為主體的各 向異性蝕刻來形成。這是因為通過上述各向異性蝕刻，絕緣層被選擇性地蝕刻 的緣故。絕緣層可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鉿、氧 化鋁、氧化鉭等材料且利用CVD法、濺射法等來形成。此外，也可以利用旋 涂法等形成包含有機材料的膜。在本實施方式中，使用氧化硅作為絕緣層的材 料。就是說，側(cè)壁2328由氧化硅形成。此外，作為上述蝕刻氣體，例如可以 使用CHF3和氦的混合氣體。注意，形成側(cè)壁2328的工序不局限于這些。
接著，以絕緣層2322、側(cè)壁2328等為掩模，對島狀半導體層2306添加賦 予一種導電型的雜質(zhì)元素。注意，對島狀半導體層2306以更高的濃度添加與 在之前工序中添加的雜質(zhì)元素相同的導電型的雜質(zhì)元素。就是說，在本實施方 式中，添加賦予n型的雜質(zhì)元素。
通過上述雜質(zhì)元素的添加，在島狀半導體層2306中形成溝道形成區(qū)域 2330、低濃度雜質(zhì)區(qū)域2332、高濃度雜質(zhì)區(qū)域2334。低濃度雜質(zhì)區(qū)域2332用 作LDD (輕摻雜漏)區(qū)域，并且高濃度雜質(zhì)區(qū)域2334用作源電極或漏電極。
接著，蝕刻絕緣層2324，形成到達高濃度雜質(zhì)區(qū)域的開口 (接觸孔)(參 照圖24A)。因為在本實施方式中，使用氧化硅來形成絕緣層2322以及側(cè)壁 2328，并且使用氮化硅來形成絕緣層2324，所以可以選擇性地蝕刻絕緣層2324 來形成開口。
通過在形成上述到達高濃度雜質(zhì)區(qū)域的開口之后選擇性地蝕刻絕緣層 2314，形成開口 2336 (參照圖24B)。開口 2336被形成為大于到達高濃度雜 質(zhì)區(qū)域的開口。這是因為如下緣故開口 2336的最小線寬度取決于工藝規(guī)則、 設(shè)計規(guī)則，另一方面，到達高濃度雜質(zhì)區(qū)域的開口以自對準的方式被形成，所 以實現(xiàn)更微小化。
然后，形成經(jīng)過上述到達高濃度雜質(zhì)區(qū)域的開口及開口 2336接觸于島狀 半導體層2306的高濃度雜質(zhì)區(qū)域2334及導電層2320的導電層。該導電層可 以通過CVD法、濺射法等來形成。作為該導電層的材料，可以使用鋁(Al)、 鴇(W)、鈦(Ti)、鉅(Ta)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、銅(Cu)、 金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、硅(Si)等。此夕卜，可以使用以上述金屬為主要成分的合金或者包含上述金屬的化合物。此外，上 述導電層可以為單層結(jié)構(gòu)或者疊層結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，示出采用由鈦、鋁 及鈦構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)而作為上述導電層的情況。
通過選擇性地蝕刻上述導電層，形成用作源電極或漏電極(源電極布線或
漏電極布線)的導電層2338、導電層2340以及導電層2342、連接到導電層2320 且用作布線的導電層2344、導電層2346以及導電層2348(參照圖24C、圖25D)。 通過上述工序，完成薄膜晶體管，其中自對準地形成島狀半導體層2306和用 作源電極或漏電極的導電層之間的連接。
通過本實施方式所示的方法，可以自對準地形成源電極或漏電極的連接關(guān) 系，所以可以使晶體管的結(jié)構(gòu)微小化。就是說，可以提高半導體元件的集成度。 此外，因為自對準地規(guī)定溝道長度、低濃度雜質(zhì)區(qū)域的長度，所以可以抑制在 微小化中成為問題的溝道電阻的不均勻性。就是說，可以提供特性優(yōu)越的晶體 管。
本實施方式可以與實施方式1至IO適當?shù)亟M合來使用。 本說明書根據(jù)2008年1月16日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2008-007032而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1. 一種半導體襯底的制造方法，包括如下步驟在襯底貼合室配置第一襯底，該襯底貼合室包括設(shè)置有多個開口的襯底支撐臺、設(shè)置在所述多個開口中的襯底支撐機構(gòu)以及使所述襯底支撐機構(gòu)升降的升降機構(gòu)；在所述第一襯底的上方以不接觸于所述第一襯底的方式配置第二襯底；以及通過使用所述升降機構(gòu)使所述襯底支撐機構(gòu)上升，將所述第一襯底貼合到所述第二襯底。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體襯底的制造方法，還包括如下步驟在貼合 所述第一襯底和所述第二襯底之后且搬運所述第一襯底和所述第二襯底之前，施行 150°C以上且450°C以下的加熱處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體襯底的制造方法，其中，在所述襯底支撐臺 中設(shè)置多個所述襯底配置區(qū)域，并且，將多個所述第一襯底貼合到所述第二襯底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體襯底的制造方法，其中，當將所述第一襯底 貼合到所述第二襯底時，對所述第一襯底的棱角部之一施加壓力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導體襯底的制造方法，其中，使施加到所述棱角 部之一的所述壓力逐漸增大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體襯底的制造方法，其中，在對所述第一襯底 及所述第二襯底施行兆頻超聲波清洗及附加親水基的藥液處理之后，所述第一襯底 和所述第二襯底彼此貼合。
7. —種半導體襯底的制造裝置，包括 設(shè)置有多個開口的襯底支撐臺；設(shè)置在所述多個開口中的第一襯底的支撐機構(gòu)；以及通過使所述支撐機構(gòu)升降，改變所述第一襯底和設(shè)置在所述第一襯底的上方 的第二襯底之間的距離的升降機構(gòu)，并且將所述第一襯底按到所述第二襯底，以將 所述第一襯底貼合到所述第二襯底。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，還包括；對所述第一襯底 和所述第二襯底進行熱處理的機構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，還包括通過調(diào)節(jié)相對于 所述襯底支撐臺的所述支撐機構(gòu)和所述升降機構(gòu)的位置，調(diào)節(jié)所述第一襯底和所述 第二襯底之間的相對位置關(guān)系的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，其中，多個所述第一襯底 的配置區(qū)域被設(shè)置在所述襯底支撐臺中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，其中，所述升降機構(gòu)可以使設(shè)置在所述多個開口中的所述支撐機構(gòu)獨立升降。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，其中，所述升降機構(gòu)利用 氣體的壓力來使所述支撐機構(gòu)升降。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，其中，所述支撐機構(gòu)的接 觸于所述第一襯底的部分由彈性體構(gòu)成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體襯底的制造裝置，包括 對所述第一襯底施行兆頻超聲波清洗及附加親水基的藥液處理的處理室； 對所述第二襯底施行兆頻超聲波清洗及附加親水基的藥液處理的處理室； 搬運所述第一襯底的搬運機構(gòu)；以及 搬運所述第二襯底的搬運機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一在于提供一種減少涉及貼合的不良并其品質(zhì)均勻的半導體襯底。本發(fā)明的半導體襯底的制造方法之一，包括在襯底貼合室的襯底配置區(qū)域中配置第一襯底，該襯底貼合室包括在襯底配置區(qū)域中設(shè)置有多個開口的襯底支撐臺、配置在該多個開口的每一個中的襯底支撐機構(gòu)、使該襯底支撐機構(gòu)升降的升降機構(gòu)；在第一襯底的上方以不接觸于第一襯底的方式配置第二襯底；通過利用襯底支撐機構(gòu)對第一襯底的棱角部之一施加壓力，從施加壓力的棱角部之一進行第一襯底和第二襯底的貼合。
文檔編號H01L21/762GK101488471SQ20091000331
公開日2009年7月22日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者大沼英人, 小俁貴嗣, 森若智昭 申請人:株式會社半導體能源研究所