半導体基板製造方法及び半導体基板製造装置
【課題】貼り合わせに係る不良を低減した均質な半導体基板を提供することを課題の一とする。または、上記半導体基板を歩留まり良く製造することを課題の一とする。
【解決手段】表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、気密性保持機構で囲まれた一定領域に第１の基板を配置し、気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、気密性が確保された空間を排気することにより、空間における気圧を低下させ、空間における気圧と外気圧との差を用いて第２の基板を第１の基板に密着させ、加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行う。
【解決手段】表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、気密性保持機構で囲まれた一定領域に第１の基板を配置し、気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、気密性が確保された空間を排気することにより、空間における気圧を低下させ、空間における気圧と外気圧との差を用いて第２の基板を第１の基板に密着させ、加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体基板製造方法及び半導体基板製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バルク状のシリコンウエハに代わり、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使った集積回路が開発されている。絶縁層上に形成された薄い単結晶シリコン層の特長を生かすことで、集積回路中のトランジスタ同士を完全に分離して形成することができ、またトランジスタを完全空乏型とすることができるため、高集積、高速駆動、低消費電力など付加価値の高い半導体集積回路が実現できる。
【０００３】
ＳＯＩ基板を製造する方法の１つに、水素イオン注入と剥離を組み合わせた、水素イオン注入剥離法が知られている。水素イオン注入剥離法の代表的な工程を以下に示す。
【０００４】
はじめに、シリコンウエハに水素イオンを注入することによって、表面から所定の深さにイオン注入層を形成する。次に、ベース基板となる別のシリコンウエハを酸化して酸化珪素膜を形成する。その後、水素イオンを注入したシリコンウエハと、別のシリコンウエハの酸化珪素膜とを密着させて、２枚のシリコンウエハを貼り合わせる。そして、加熱処理を行うことにより、イオン注入層を劈開面としてウエハを劈開させる。
【０００５】
水素イオン注入剥離法を用いて、ガラス基板上に単結晶シリコン層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、イオン注入によって形成された欠陥層や、剥離面の数ｎｍ〜数十ｎｍの段差を除去するために、剥離面を機械研磨している。
【特許文献１】特開平１１−０９７３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、基板同士を貼り合わせて新たな半導体基板を製造する際の問題点の一つとして、貼り合わせ不良の問題が挙げられる。貼り合わせは、基板同士を密着させて圧力を加えることにより行われるが、貼り合わせに係る表面（以下、「貼り合わせ表面」ともいう。）の状態によって貼り合わせの状態は大きく変動する。例えば、表面に塵などが存在する場合には、該塵などが存在する領域において貼り合わせ不良によるボイドが発生する確率が高い。また、表面に空気が残存している場合にも同様の不良が発生する。
【０００７】
上記の不良によって生じるボイドにより、該領域付近の半導体層の特性は悪化することになる。つまり、このような不良が発生した半導体基板を用いて半導体装置を作製する場合には、半導体素子の特性ばらつきにより半導体装置の性能が低下してしまうことになる。このように、貼り合わせ不良が半導体装置に及ぼす影響は極めて大きいと言える。
【０００８】
また、貼り合わせは加圧により行われるため、圧力のかけ方によっても貼り合わせの状態は変化するものと考えられる。例えば、局所的に圧力をかけて貼り合わせる場合には、基板の歪み等により貼り合わせ不良が生じる可能性がある。さらに、加圧による基板の歪みにより、半導体素子の特性が局所的に変化してしまい、半導体装置の性能が低下してしまう可能性もある。
【０００９】
上述の問題点に鑑み、貼り合わせに係る不良を低減した均質な半導体基板を提供することを課題の一とする。または、上記半導体基板を歩留まり良く製造することを課題の一とする。または、製造方法に適した半導体基板製造装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示する発明においては、上記課題を解決するため、減圧雰囲気下（真空を含む）において基板の貼り合わせを行う。また、大気圧を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行う。具体的な製造方法及び製造装置は以下の通りである。
【００１１】
開示する発明の半導体基板製造方法の一は、二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造方法であって、表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、気密性保持機構で囲まれた一定領域に第１の基板を配置し、気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、気密性が確保された空間を排気することにより、空間における気圧を低下させ、空間における気圧と外気圧との差を用いて第２の基板を第１の基板に密着させ、加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行うことを特徴としている。
【００１２】
上記において、気密性保持機構の一部に弾性体を用いることができる。該弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムを用いることができる。また、気密性保持機構は、第１の基板と第２の基板の間隔を調節する機能を備えたものとしても良い。また、支持体は、第１の基板と第２の基板の間隔を調節する機能を備えた機構を有していても良い。
【００１３】
開示する発明の半導体基板製造装置の一は、支持体と、支持体表面の一定領域を囲むように設けられた気密性保持機構と、一定領域に接続された真空ポンプと、加熱手段を有することを特徴としている。
【００１４】
開示する発明の半導体基板製造装置の他の一は、二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造装置であって、第１の基板を配置する支持体と、支持体表面に第１の基板を配置する領域を囲むように設けられ、第２の基板を支持する気密性保持機構と、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の排気を行う真空ポンプと、第１の基板及び第２の基板を加熱する手段を有することを特徴としている。
【００１５】
上記において、気密性保持機構は、一部に弾性体を有していても良い。該弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムを用いることができる。また、気密性保持機構は、自己の高さを調節する機能を有していても良い。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、開示する発明では、減圧雰囲気下（真空を含む）において基板の貼り合わせを行う。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、且つ、貼り合わせに係る表面に空気が残存することを防止できる。つまり、ボイドの発生を抑制することができる。また、開示する発明では、気圧差を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行う。これにより、基板に掛かる圧力を均一にすることができるため、貼り合わせを良好に行うことが可能である。また、気圧差を用いることにより、貼り合わせに十分な圧力を掛けることができる。また、開示する発明では、貼り合わせに係る最小限の空間の排気（減圧）を行うため、真空チャンバーなどを別途用意する必要が無く、装置の小型化が容易である。さらに、最小限の空間の排気のみで済むため、排気の際の効率が向上する。すなわち、効率的に半導体基板を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、発明の趣旨から逸脱することなく形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することができる。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。また、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指すものとする。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体基板の製造方法の一例について、図１乃至４を参照して説明する。
【００１９】
はじめに、ベース基板１００を用意する（図１（Ａ）参照）。ベース基板１００には、液晶表示装置などに使用されている透光性を有するガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、歪み点が５８０℃以上６８０℃以下（好ましくは、６００℃以上６８０℃以下）であるものを用いると良いが、これに限定されない。また、ガラス基板は無アルカリガラス基板であることが好ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。
【００２０】
なお、ベース基板１００としては、ガラス基板の他、セラミック基板、石英基板やサファイア基板などの絶縁体でなる絶縁性基板、珪素などの半導体材料でなる半導体基板、金属やステンレスなどの導電体でなる導電性基板などを用いることもできる。
【００２１】
次に、ベース基板１００の表面に絶縁層１０２を形成する（図１（Ｂ）参照）。絶縁層１０２は単層構造でも良いし積層構造でも良い。絶縁層１０２を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いても良い。
【００２２】
なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成において、窒素よりも酸素の含有量（原子数）が多いものを示し、例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化物とは、その組成において、酸素よりも窒素の含有量（原子数）が多いものを示し、例えば、窒化酸化珪素とは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上２５原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、上記範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率の合計は１００原子％を超えない。
【００２３】
なお、絶縁層１０２を形成しない構成とすることも可能であるが、ベース基板１００にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの半導体装置の信頼性を低下させる不純物を含むような基板を用いる場合には、このような不純物がベース基板１００から半導体層に拡散しないように、絶縁層１０２を設けることが好ましい。このような用途には、特に、窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどが適している。
【００２４】
なお、以下では説明の便宜上、図１（Ｂ）に示す構造を基板１５０と呼ぶこととする。
【００２５】
次に、単結晶半導体基板１１０を用意する（図１（Ｃ）参照）。単結晶半導体基板１１０としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコンなどの第４属元素でなる半導体基板を用いることができる。もちろん、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体でなる基板を用いてもよい。本実施の形態においては、単結晶半導体基板１１０として、単結晶シリコン基板を用いることとする。単結晶半導体基板１１０のサイズに制限は無いが、例えば、８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）、１８インチ（４５０ｍｍ）といった円形の半導体基板を、矩形に加工して用いることが好ましい。なお、本明細書において、単結晶とは、結晶構造が一定の規則性を持って形成されており、どの部分においても結晶軸が同じ方向を向いているものをいう。つまり、欠陥の多少については問わないものとする。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、ベース基板１００を処理した後に単結晶半導体基板１１０を処理する構成としているが、これは説明の便宜のためであり、開示する発明が該順序に限定して解釈されるものではない。すなわち、単結晶半導体基板１１０を処理した後にベース基板１００を処理しても良いし、ベース基板１００の処理と単結晶半導体基板１１０の処理を並列に行う構成としても良い。
【００２７】
単結晶半導体基板１１０を洗浄した後、単結晶半導体基板１１０表面に絶縁層１１２を形成する。絶縁層１１２を設けない構成とすることもできるが、後のイオン照射の際の単結晶半導体基板１１０の汚染及び表面の損傷を防ぐためには、絶縁層１１２を設けることが好ましい。絶縁層１１２の厚さは１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすると良い。
【００２８】
絶縁層１１２を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いてもよい。絶縁層１１２の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、単結晶半導体基板１１０の酸化（又は窒化）による方法などがある。
【００２９】
次に、絶縁層１１２を介して、電界で加速されたイオンでなるイオンビーム１３０を単結晶半導体基板１１０に照射し、単結晶半導体基板１１０の表面から所定の深さの領域に、損傷領域１１４を形成する（図１（Ｄ）参照）。損傷領域１１４が形成される領域の深さは、イオンビーム１３０の加速エネルギーとイオンビーム１３０の入射角によって制御することができる。ここで、損傷領域１１４は、イオンの平均侵入深さと同程度の深さの領域に形成されることになる。
【００３０】
上述の損傷領域１１４が形成される深さにより、単結晶半導体基板１１０から分離される単結晶半導体層の厚さが決定される。損傷領域１１４が形成される深さは、単結晶半導体基板１１０の表面から５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００３１】
イオンを単結晶半導体基板１１０に照射する際には、イオン注入装置又はイオンドーピング装置を用いることができる。イオン注入装置では、ソースガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離して、所定の質量を有するイオン種を被処理物に注入する。イオンドーピング装置は、プロセスガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離せずに被処理物に照射する。なお、質量分離装置を備えているイオンドーピング装置では、イオン注入装置と同様に、質量分離を伴うイオンの照射を行うこともできる。本明細書において、イオン注入装置又はイオンドーピング装置のいずれか一方を特に用いる必要がある場合にのみそれを明記し、特に明記しないときは、いずれの装置を用いてイオンの照射を行っても良いこととする。
【００３２】
イオンドーピング装置を用いる場合のイオンの照射工程は、例えば、以下の条件で行うことができる。
・加速電圧 １０ｋＶ以上１００ｋＶ以下（好ましくは３０ｋＶ以上８０ｋＶ以下）
・ドーズ量 １×１０１６／ｃｍ２以上４×１０１６／ｃｍ２以下
・ビーム電流密度 ２μＡ／ｃｍ２以上（好ましくは５μＡ／ｃｍ２以上、より好ましくは１０μＡ／ｃｍ２以上）
【００３３】
イオンドーピング装置を用いる場合、イオンの照射工程のソースガスには水素を含むガスを用いることができる。該ガスを用いることによりイオン種としてＨ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋を生成することができる。該ガスをソースガスとして用いる場合には、Ｈ３＋を多く照射することが好ましい。具体的には、イオンビーム１３０に、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋の総量に対してＨ３＋イオンが７０％以上含まれるようにすることが好ましい。また、Ｈ３＋イオンの割合を８０％以上とすることがより好ましい。このようにＨ３＋の割合を高めておくことで、損傷領域１１４に１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度で水素を含ませることが可能である。これにより、損傷領域１１４からの剥離が容易になる。また、Ｈ３＋イオンを多く照射することで、Ｈ＋、Ｈ２＋を照射するよりもイオンの照射効率が向上する。つまり、イオンの照射に掛かる時間を短縮することができる。また、Ｈ３＋を用いることで、イオンの平均侵入深さを浅くすることができるため、損傷領域１１４を浅い領域に形成することが可能になる。
【００３４】
イオン注入装置を用いる場合には、質量分離により、Ｈ３＋イオンが注入されるようにすることが好ましい。もちろん、Ｈ２＋を注入してもよい。ただし、イオン注入装置を用いる場合には、イオン種を選択して注入するため、イオンドーピング装置を用いる場合と比較して、イオン照射の効率が低下する場合がある。
【００３５】
イオン照射工程のソースガスには水素を含むガスの他に、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス、フッ素ガスや塩素ガスに代表されるハロゲンガス、フッ素化合物ガス（例えば、ＢＦ３）などのハロゲン化合物ガスから選ばれた一種または複数種類のガスを用いることができる。ソースガスにヘリウムを用いる場合は、質量分離を行わないことで、Ｈｅ＋イオンの割合が高いイオンビーム１３０を作り出すことができる。このようなイオンビーム１３０を用いることで、損傷領域１１４を効率よく形成することができる。
【００３６】
また、複数回のイオン照射工程を行うことで、損傷領域１１４を形成することもできる。この場合、イオン照射工程毎にソースガスを異ならせても良いし、同じソースガスを用いてもよい。例えば、ソースガスとして希ガスを用いてイオン照射を行った後、水素を含むガスをソースガスとして用いてイオン照射を行うことができる。また、初めにハロゲンガス又はハロゲン化合物ガスを用いてイオン照射を行い、次に、水素ガスを含むガスを用いてイオン照射を行うこともできる。
【００３７】
上記の損傷領域１１４を形成した後、絶縁層１１２を除去し、新たに絶縁層１１６を形成する（図１（Ｅ）参照）。ここで、絶縁層１１２を除去するのは、上記のイオン照射の際に、絶縁層１１２が損傷する可能性が高いためである。なお、絶縁層１１２の損傷が問題とならない場合には絶縁層１１２を除去する必要はない。この場合、絶縁層１１２上に新たに絶縁層１１６を形成しても良いし、絶縁層１１６を形成しない構成としても良い。
【００３８】
絶縁層１１６を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いてもよい。絶縁層１１６の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、単結晶半導体基板１１０の酸化（又は窒化）による方法などがある。
【００３９】
絶縁層１１６は、貼り合わせにおける接合を形成する層であるから、その表面は、高い平坦性を有することが好ましい。例えば、表面の算術平均粗さが７ｎｍ以下（好ましくは５ｎｍ以下）、二乗平均平方根粗さが１０ｎｍ以下（好ましくは７ｎｍ以下）の層を形成する。このような絶縁層１１６としては、例えば、有機シランガスを用いて化学気相成長法により形成される酸化珪素膜を用いることができる。なお、以下では説明の便宜上、図１（Ｅ）に示す構造を基板１６０と呼ぶこととする。
【００４０】
その後、上記の基板１５０と基板１６０とを貼り合わせる（図１（Ｆ）参照）。具体的には、基板１５０及び基板１６０の表面を超音波洗浄などの方法で洗浄した後、支持体１７０上に絶縁層１１６が上になるように基板１６０を配置し、基板１６０上に絶縁層１０２が下になるように基板１５０を配置する。以下、貼り合わせの詳細について説明する。
【００４１】
図２に、貼り合わせの際に用いることができる装置の一例を示す。図２（Ａ）は装置の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【００４２】
図２に示す装置は、基板１６０が配置される支持体１７０、基板１６０が配置される領域を囲むように設けられた気密性保持機構１７２、支持体１７０に設けられた排気口１７４、排気口１７４に接続された真空ポンプ１７６、加熱処理手段１７８（ヒーター）を有している。なお、開示する発明の装置は図２の構成に限定して解釈されるものではない。例えば、基板１５０と基板１６０の貼り合わせの際に加熱処理が不要であれば、加熱処理手段１７８は設けなくとも良い。また、基板１６０が配置される領域には溝が形成されているが、基板１６０を固定することができれば該溝を形成することに限られない。さらに、気密性保持機構１７２の形状や配置などについても、基板１６０が配置される領域を囲むように設けてあれば特に限定されるものではない。排気口１７４の形状や配置等についても、同様に適宜変更可能である。
【００４３】
次に、図２に示す装置を用いた貼り合わせの手順について、図３を用いて説明する。はじめに、支持体１７０の溝に基板１６０を配置する（図３（Ａ）参照）。なお、図３（Ａ）は図３（Ｄ）のＡ−Ｂにおける断面図である。ここで、気密性保持機構１７２は、その最上部が基板１６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板１５０及び基板１６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体１７０及び気密性保持機構１７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００４４】
その後、気密性保持機構１７２上に基板１５０を配置する（図３（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構１７２は、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板１５０との接触部分を弾性体とすることで、基板１５０と気密性保持機構１７２との密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構１７２を前述の弾性体のみからなる構成とする場合について説明する。
【００４５】
次に、真空ポンプを用いて、基板１５０、支持体１７０及び気密性保持機構１７２により囲まれる空間１８０を排気する（図３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構１７２を弾性体のみで構成しているため、空間１８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構１７２の撓みが増大し、基板１５０の位置が下がる。すなわち、空間１８０と外部との気圧差により、基板１５０と基板１６０が接触する方向の力が働くことになる。
【００４６】
ここで、空間１８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構１７２が、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構１７２があまりに柔らかい場合には、空間１８０が十分に減圧される前に基板１５０と基板１６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構１７２の硬さは、空間１８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板１５０と基板１６０とが接触する程度とすることが好ましい。なお、厚さ０．７ｍｍのガラス基板の破断強度は一般に１００ＭＰａ以上であり、基板１５０の一部としてこのようなガラス基板を用いる場合であっても、大気圧（１０１３ｈＰａ）には十分に耐え得ると言える。
【００４７】
その後、空間１８０をさらに減圧して、基板１６０に基板１５０が押しつけられるようにする。以上により、基板１５０と基板１６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【００４８】
なお、接合を形成する前に、基板１５０又は基板１６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板１５０又は基板１６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【００４９】
次に、接合された基板１５０及び基板１６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００５０】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【００５１】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板１５０の面積は基板１６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【００５２】
その後、空間１８０を大気圧に解放し、接合された基板１５０と基板１６０を取り出す。
【００５３】
以上により、減圧雰囲気下において基板１５０と基板１６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板１５０を均等な力で基板１６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間１８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【００５４】
次に、基板１６０を、絶縁層１１６及び単結晶半導体層１１８と、単結晶半導体基板１２０とに分離する（図１（Ｇ）参照）。基板１６０の分離は、加熱処理により行う。該加熱処理の温度は、ベース基板１００の耐熱温度を目安にすることができる。例えば、ベース基板１００としてガラス基板を用いる場合には、加熱温度は４００℃以上６５０℃以下とすることが好ましい。ただし、短時間であれば、４００℃以上７００℃以下の加熱処理を行っても良い。なお、本実施の形態においては、６００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００５５】
上述のような加熱処理を行うことにより、損傷領域１１４に形成された微小な空孔の体積変化が生じ、損傷領域１１４に亀裂が生ずる。その結果、損傷領域１１４に沿って単結晶半導体基板１１０が分離する。絶縁層１１６は絶縁層１０２と接合しているので、ベース基板１００上には単結晶半導体基板１１０から分離された単結晶半導体層１１８が残存することになる。また、この加熱処理で、絶縁層１０２と絶縁層１１６の接合界面が加熱されるため、接合界面に共有結合が形成され、絶縁層１０２と絶縁層１１６の結合力が一層向上する。
【００５６】
以上により、ベース基板１００上に単結晶半導体層１１８が形成される。該半導体基板は、ベース基板１００上に絶縁層１０２、絶縁層１１６、単結晶半導体層１１８が順に積層された構成となっている。
【００５７】
上述のようにして形成された半導体基板において、単結晶半導体層１１８の表面には、分離工程やイオン照射工程による欠陥が存在し、また、その平坦性は損なわれている。このような凹凸のある単結晶半導体層１１８の表面に、薄く、且つ、高い絶縁耐圧のゲート絶縁層を形成することは困難である。そのため、単結晶半導体層１１８の平坦化処理を行う。また、単結晶半導体層１１８に欠陥が存在する場合には、ゲート絶縁層との界面における局在準位密度が高くなるなど、トランジスタの性能及び信頼性に悪影響を与えるため、単結晶半導体層１１８の欠陥を減少させる処理を行う。
【００５８】
本実施の形態において、単結晶半導体層１１８の平坦性向上、および欠陥の低減は、単結晶半導体層１１８にレーザー光１３２を照射することで実現される（図４（Ａ）参照）。レーザー光１３２を単結晶半導体層１１８の上面側から照射することで、単結晶半導体層１１８上面を溶融させる。溶融した後、単結晶半導体層１１８が冷却、固化することで、その上面の平坦性が向上した単結晶半導体層１２２が得られる（図４（Ｂ）参照）。本実施の形態においては、レーザー光１３２を用いているため、ベース基板１００を加熱する必要が無く、ベース基板１００の温度上昇が抑えられる。このため、ガラス基板のような耐熱性の低い基板をベース基板１００に用いることが可能になる。もちろん、ベース基板の耐熱温度の範囲内における加熱を行う構成としても良い。ベース基板を加熱することにより、比較的低いエネルギー密度のレーザー光を用いる場合であっても、欠陥の低減を効果的に進めることができる。一方で、６５０℃以下程度の温度への加熱のみでは欠陥の低減は進まず、このような温度条件においては、レーザー光の照射は必須であるといえる。
【００５９】
なお、レーザー光１３２の照射による単結晶半導体層１１８の溶融は、部分溶融とする必要がある。完全溶融させた場合には、液相となった後の無秩序な核発生により微結晶化し、結晶性が低下するためである。一方で、部分溶融させることにより、溶融されていない固相部分から結晶成長が進行する。これにより、半導体層中の欠陥を減少させることができる。ここで、完全溶融とは、単結晶半導体層１１８が絶縁層１１６との界面まで溶融され、液体状態になることをいう。他方、部分溶融とは、この場合、単結晶半導体層１１８の上部は溶融して液相となるが、下部は溶融せずに固相のままであることをいう。
【００６０】
上記レーザー光の照射には、パルス発振レーザーを用いることが好ましい。これは、瞬間的に高エネルギーのパルスレーザー光を発振することができ、部分溶融状態を作り出すことが容易となるためである。発振周波数は、１Ｈｚ以上１０ＭＨｚ以下程度とすることが好ましい。より好ましくは、１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下である。上述のパルス発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマ（ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ）レーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザー、金蒸気レーザー等を用いることができる。なお、部分溶融させるためにはパルス発振レーザーを用いることが好ましいが、これに限定して解釈されるものではない。すなわち、連続発振レーザーの使用を除外するものではない。なお、連続発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等がある。
【００６１】
レーザー光１３２の波長は、単結晶半導体層１１８に吸収される波長とする必要がある。その波長は、レーザー光の表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）などを考慮して決定すればよい。例えば、２５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲とすることができる。また、レーザー光１３２のエネルギー密度は、レーザー光１３２の波長、レーザー光の表皮深さ、単結晶半導体層１１８の膜厚などを考慮して決定することができる。レーザー光１３２のエネルギー密度は、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲とすればよい。なお、上記エネルギー密度の範囲は、パルス発振レーザーとしてＸｅＣｌエキシマレーザー（波長：３０８ｎｍ）を用いた場合の一例である。
【００６２】
なお、イオン照射工程においてイオンの侵入深さを調節し、単結晶半導体層１１８の厚さを一定以上（例えば５０ｎｍ以上）とすることで、レーザー光１３２のエネルギー密度の調節が容易になる。これにより、レーザー光１３２の照射による半導体層表面の平坦性の向上、および欠陥の低減を、歩留まりよく実現することができる。なお、単結晶半導体層１１８が厚すぎる場合にはレーザー光１３２のエネルギー密度を高める必要が出てくるため、単結晶半導体層１１８の厚さは２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６３】
レーザー光１３２の照射は、大気雰囲気のような酸素を含む雰囲気、または窒素雰囲気のような不活性雰囲気で行うことができる。不活性雰囲気中でレーザー光１３２を照射するには、気密性のあるチャンバー内でレーザー光１３２を照射し、このチャンバー内の雰囲気を制御すればよい。チャンバーを用いない場合は、レーザー光１３２の被照射面に窒素ガスなどの不活性ガスを吹き付けることで、窒素雰囲気を形成することもできる。
【００６４】
なお、窒素などの不活性雰囲気で行うほうが、大気雰囲気よりも単結晶半導体層１１８の平坦性を向上させる効果は高い。また、大気雰囲気よりも不活性雰囲気のほうがクラックやリッジの発生を抑える効果が高く、レーザー光１３２の使用可能なエネルギー密度の範囲が広くなる。なお、レーザー光１３２の照射は、真空中で行ってもよい。真空中でレーザー光１３２を照射した場合には、不活性雰囲気における照射と同等の効果を得ることができる。
【００６５】
上述のようにレーザー光１３２を照射した後には、単結晶半導体層１２２の膜厚を小さくする薄膜化工程を行っても良い。単結晶半導体層１２２の薄膜化には、ドライエッチングまたはウエットエッチングの一方、または双方を組み合わせたエッチング処理（エッチバック処理）を適用すればよい。例えば、単結晶半導体層１２２がシリコン材料からなる層である場合、ＳＦ６と０２をプロセスガスに用いたドライエッチング処理で、単結晶半導体層１２２を薄くすることができる。以上により、薄い単結晶半導体層１２４を有する半導体基板１４０を作製することができる（図４（Ｃ）参照）。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、レーザー光の照射により表面を平坦化等した後でエッチング処理を行う構成を例に挙げているが、開示する発明はこれに限定して解釈されるものではない。例えば、レーザー光の照射前にエッチング処理を行ってもよい。この場合には、エッチング処理により半導体層表面の凹凸や欠陥をある程度低減することができる。また、レーザー光の照射前及び照射後の両方に上記処理を適用しても良い。また、レーザー光の照射と上記処理を交互に繰り返しても良い。このように、レーザー光の照射とエッチング処理を組み合わせて用いることにより、半導体層表面の凹凸、欠陥等を著しく低減することができる。
【００６７】
また、レーザー光１３２を照射する際、又はレーザー光１３２を照射する前後に、ベース基板１００の耐熱温度以下における加熱処理を施しても良い。これにより、レーザー光１３２の照射による効果が促進され、効率的な欠陥の除去や平坦性の向上が可能になる。もちろん、上述のエッチング処理や加熱処理などを常に用いる必要はない。また、上述のエッチング処理や加熱処理などに加えて、又は代えて、ＣＭＰによる平坦化を施すこともできる。
【００６８】
本実施の形態にて示した方法を用いることにより、ベース基板上に単結晶半導体層が設けられた半導体基板を製造することができる。
【００６９】
上述のように、開示する発明の半導体基板製造方法は、減圧雰囲気下において基板の貼り合わせを行うことを特徴としている。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、且つ、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、ボイドの発生を抑制することができる。また、開示する発明の半導体基板製造方法では、気圧差を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行うことを特徴としている。これにより、基板に掛かる圧力を均一にすることができるため、貼り合わせを良好に行うことが可能である。また、気圧差を用いることにより、貼り合わせに十分な圧力を掛けることができる。
【００７０】
また、開示する発明では、貼り合わせに係る最小限の空間の排気を行うため、真空チャンバーなどを別途用意する必要が無く、装置の小型化が容易である。さらに、最小限の空間の排気のみで済むため、排気の際の効率が向上する。すなわち、効率的に半導体基板を製造できる。
【００７１】
このように、開示する発明の製造方法を用いた半導体基板は、その特性が均一であり、且つ、生産性が高いという特徴を有している。このため、開示する発明により提供される半導体基板を用いる場合には、優れた性能を有する半導体装置を安価に提供することができることになる。また、開示する発明の製造装置を用いることにより、開示する発明の製造方法を容易に実現することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、イオン照射及び加熱剥離による半導体基板の作製方法について説明しているが、開示する発明の半導体装置製造方法はこれに限定されない。開示する発明は、基板同士の貼り合わせを良好に行う方法を提供するものであるから、貼り合わせ工程を有する半導体基板製造方法であれば、どのようなものに対しても適用することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例について、図５及び６を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、主として貼り合わせに係る工程について説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【００７４】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了した後、二つの基板を貼り合わせる。本実施の形態においては、基板５５０と基板５６０を用いて説明する。
【００７５】
はじめに、支持体５７０の溝に基板５６０を配置する（図５（Ａ）参照）。支持体５７０には、実施の形態１における製造装置と同様に、気密性保持機構５７２、排気口５７４等が設けられている。ここで、気密性保持機構５７２は、その最上部が基板５６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板５５０及び基板５６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体５７０及び気密性保持機構５７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００７６】
その後、気密性保持機構５７２上に基板５５０を配置する（図５（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構５７２は、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板５５０との接触部分を弾性体とすることで、基板５５０と気密性保持機構５７２との密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構を前述の弾性体からなる構成とする場合について説明する。
【００７７】
図５に示す貼り合わせの特徴は、気密性保持機構５７２が同一材料によって形成されていないという点にある。つまり、気密性保持機構５７２に用いられる材料が部分的に異なっているということである。又は、気密性保持機構５７２を構成する材料の組成が、僅かずつ変化している構成であっても良い。このようにすることで、気密性保持機構５７２の硬さを場所毎に変化させることができる。つまり、同じ圧力が掛かる場合であっても、撓み量が異なることになるため、選択した領域から基板を貼り合わせることができるということである。
【００７８】
次に、真空ポンプを用いて、基板５５０、支持体５７０及び気密性保持機構５７２により囲まれる空間５８０を排気する（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構５７２を弾性体のみで構成しているため、空間５８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構５７２の撓みが増大し、基板５５０の位置が下がる。すなわち、空間５８０と外部との気圧差により、基板５５０と基板５６０が接触する方向の力が働くことになる。ここで、本実施の形態においては、図中向かって左側の気密性保持機構５７２が、向かって右側の気密性保持機構５７２よりも堅い材料にて構成されている。これにより、向かって右側の気密性保持機構５７２の撓み量が大きくなるため、基板５５０の右側が先に基板５６０に接触する。
【００７９】
なお、空間５８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構５７２が、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構５７２があまりに柔らかい場合には、空間５８０が十分に減圧される前に基板５５０と基板５６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構５７２の硬さは、空間５８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板５５０と基板５６０とが接触する程度とすることが好ましい。
【００８０】
その後、空間５８０をさらに減圧して、基板５６０に基板５５０の全面が押しつけられるようにする（図５（Ｄ）参照）。以上により、基板５５０と基板５６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【００８１】
なお、接合を形成する前に、基板５５０又は基板５６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板５５０又は基板５６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【００８２】
次に、接合された基板５５０及び基板５６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００８３】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【００８４】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板５５０の面積は基板５６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【００８５】
その後、空間５８０を大気圧に解放し、接合された基板５５０と基板５６０を取り出す。
【００８６】
以上により、減圧雰囲気下において基板５５０と基板５６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板の押圧につき、急激な圧力変化を伴わないことにより、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間５８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【００８７】
また、本実施の形態において示したように、貼り合わせの開始領域を選択することで、複数の領域から貼り合わせが開始されることに起因した不良を抑制することができる。
【００８８】
なお、図５においては、材料を異ならせることによって撓み量を変化させ、貼り合わせの開始領域を選択する場合について示しているが、開示する発明はこれに限定されない。例えば、気密性保持機構５７２の幅や高さを場所毎に異ならせることによって、気密性保持機構５７２を構成する材料自体が同じであっても、貼り合わせの開始領域を選択することができる。
【００８９】
ここで、図６（Ａ）には気密性保持機構５７２の幅を異ならせた場合について示している。すなわち、気密性保持機構５７２の幅が広い場合にはその撓みが少なく、気密性保持機構５７２の幅が狭い場合にはその撓みが大きいことを利用する。これにより、幅が狭い気密性保持機構５７２が存在する領域付近から貼り合わせが開始されるようにすることができる。
【００９０】
同様に、図６（Ｂ）には気密性保持機構５７２の高さを異ならせた場合について示している。すなわち、気密性保持機構５７２の撓みが同程度であっても、初期の高さを変えることにより、基板同士が接触する領域を選択することができる。
【００９１】
本実施の形態は、実施の形態１と組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例について、図７及び８を参照して説明する。なお、本実施の形態においては実施の形態２と同様に、貼り合わせに係る工程についてのみ説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【００９３】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了した後、二つの基板を貼り合わせる。本実施の形態においては、基板７５０と基板７６０を用いて説明する。
【００９４】
はじめに、支持体７７０の溝に基板７６０を配置する（図７（Ａ）参照）。なお、図７（Ａ）は図７（Ｄ）のＡ´−Ｂ´における断面図である。支持体７７０には、実施の形態１における製造装置と同様に、気密性保持機構７７２、排気口７７４等が設けられている。ここで、気密性保持機構７７２は、その最上部が基板７６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板７５０及び基板７６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体７７０及び気密性保持機構７７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００９５】
ここで、本実施の形態が実施の形態１や実施の形態２と異なる点は、気密性保持機構７７２が弾性体以外の材料を包含している点である。これにより、弾性体の材質のみに頼ることなく、貼り合わせを実現することができる。換言すれば、実施の形態１や実施の形態２における気密性保持機構は、材料の性質を直接的に用いることを特徴としているが、本実施の形態における気密性保持機構７７２は、その機構が有する機能的特徴により貼り合わせを実現する点において異なっている。
【００９６】
図８を用いて、本実施の形態における気密性保持機構７７２の構成の一例について説明する。図８（Ａ）は気密性保持機構７７２を含む支持体７７０の断面を模式的に示す図である。また、図８（Ｂ）は気密性保持機構７７２の拡大図である。図８に示す気密性保持機構７７２は可動部７７２ａと固定部７７２ｂとからなる。本実施の形態においては、可動部７７２ａの全体が弾性体により形成されることで気密性が確保されている場合について示すが、開示する発明がこれに限定して解釈されるものではない。例えば、可動部７７２ａの上部（後に基板７５０と接する部分）のみを弾性体で形成し、その他の部分を非弾性体で形成しても良い。また、その他の構成を用いても良い。本実施の形態において重要な点は、可動部を有する気密性保持機構７７２を用いることであって、気密性保持機構７７２の構成の詳細ではないためである。また、固定部７７２ｂは支持体７７０に埋め込まれた構成となっており、気密性の保持に寄与すると共に、気密性保持機構７７２の大きさの制約を緩和している。
【００９７】
気密性保持機構７７２の内部構造の一例を図８（Ｃ）に示す。固定部７７２ｂの内部は中空構造となっており、これにより、可動部７７２ａの位置が高さ方向に変化する。また、可動部７７２ａには、可動部７７２ａの位置を制御するための弾性体７７２ｃが接続されている。該弾性体７７２ｃにより、外力が掛からない状況では可動部７７２ａと固定部７７２ｂの間隔が一定に保たれている。また、可動部７７２ａに掛かる力に応じて可動部７７２ａの位置が変化する。本実施の形態においては、弾性体７７２ｃの一例としてつるまきばねを用いているが、開示する発明がこれに限定されるものではなく、他の弾性体を用いても良い。また、可動部７７２ａの位置を復元しようとする力を発揮するものであれば、弾性体以外であっても適宜用いることができる。例えば、可動部７７２ａ及び固定部７７２ｂによって囲まれる領域に圧縮された気体を封入して、弾性体の代わりに用いても良い。
【００９８】
また、いわゆる油圧シリンダーの如く、外部の機構を用いて固定部７７２ｂ内部に気体や液体を注入し、これにより可動部の位置を制御する構成とすることもできる。この場合には、復元力を用いる必要がないため、貼り合わせにおける気圧差を変更することが可能である。つまり、減圧の程度や基板同士の貼り合わせに係る力を適宜設定することができる。なお、該構成においては、外部から気体や液体を注入するため、気体又は液体を導くための管を設ける必要があり、また、気体や液体を送出する機構が必要になる。この点において、気密性保持機構７７２に係る構成がやや複雑化するともいえる。
【００９９】
支持体７７０上に基板７６０を配置した後、気密性保持機構７７２上に基板７５０を配置する（図７（Ｂ）参照）。より正確には、気密性保持機構７７２の可動部の上部と接触するように基板７５０を配置する。ここで、気密性保持機構７７２は、図８において説明した構成を有している。本実施の形態に示すように、基板７５０との接触部分を弾性体とすることで、基板７５０と気密性保持機構７７２との密着性を向上することができる。該弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。
【０１００】
次に、真空ポンプを用いて、基板７５０、支持体７７０及び気密性保持機構７７２により囲まれる空間７８０を排気する（図７（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構７７２を図８において説明した構成としているため、空間７８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構７７２の可動部の位置が下がり、基板７５０の位置が下がる。すなわち、空間７８０と外部との気圧差により、基板７５０と基板７６０が接触する方向の力が働くことになる。
【０１０１】
なお、空間７８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構７７２の復元力を一定以上とする必要がある。気密性保持機構７７２の復元力があまりに弱い場合には、空間７８０が十分に減圧される前に基板７５０と基板７６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構７７２の復元力は、空間７８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板７５０と基板７６０とが接触する程度とすることが好ましい。なお、気密性保持機構７７２として、いわゆる油圧シリンダーの如き機構を用いる場合にも、空間７８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板７５０と基板７６０とが接触するように調節すると好ましい。
【０１０２】
その後、空間７８０をさらに減圧して、基板７６０に基板７５０の全面が押しつけられるようにする（図７（Ｄ）参照）。以上により、基板７５０と基板７６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【０１０３】
なお、接合を形成する前に、基板７５０又は基板７６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板７５０又は基板７６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【０１０４】
次に、接合された基板７５０及び基板７６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【０１０５】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【０１０６】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板７５０の面積は基板７６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【０１０７】
その後、空間７８０を大気圧に解放し、接合された基板７５０と基板７６０を取り出す。
【０１０８】
以上により、減圧雰囲気下において基板７５０と基板７６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板７５０を均等な力で基板７６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間５８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【０１０９】
なお、本実施の形態においては、基板７５０と基板７６０が同時に接触する場合について説明したが、開示する発明はこれに限られない。例えば、実施の形態２に示したように、貼り合わせの開始領域を選択することも可能である。貼り合わせ開始領域の選択は、例えば、図８に示した弾性体７７２ｃの復元力を場所毎に変化させることにより実現することができる。また、可動部７７２ａの移動量を変化させることによって、貼り合わせの開始領域を選択することもできる。
【０１１０】
本実施の形態は、実施の形態１又は２と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１１１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例として、複数の単結晶半導体基板を一のベース基板に貼り合わせる工程について、図９及び１０を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、貼り合わせに係る工程のみを説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。なお、本実施の形態における貼り合わせ工程では複数の単結晶半導体基板を同時に使用するが、実施の形態１における図１（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の工程を複数回繰り返すことにより、必要な単結晶半導体基板を用意することができる。又は、図１（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の工程を複数並列に行っても良い。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【０１１２】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了し、複数の単結晶半導体基板が用意された後、該複数の単結晶半導体基板と一のベース基板とを貼り合わせる。本実施の形態においては、基板９５０と複数の基板９６０を用いて説明する。
【０１１３】
はじめに、本実施の形態の貼り合わせの際に用いることができる装置の一例を示す（図９（Ａ）参照）。図９（Ａ）は装置の平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ´´−Ｂ´´における断面図である。
【０１１４】
図９に示す装置は、基板９６０が配置される支持体９７０、基板９６０が配置される領域を囲むように設けられた気密性保持機構９７２ａ、気密性保持機構９７２ａで囲まれた領域において基板９６０が配置されない領域に設けられた間隔保持機構９７２ｂ、支持体９７０に設けられた排気口９７４、排気口９７４に接続された真空ポンプ９７６、及び加熱処理手段９７８（ヒーター）を有している。なお、開示する発明の装置は図９の構成に限定して解釈されるものではない。例えば、基板９５０と基板９６０の貼り合わせの際に加熱処理が不要であれば、加熱処理手段９７８は設けなくとも良い。また、基板９６０が配置される領域には溝が形成されているが、溝の形状や配置はこれに限られず、基板９６０を固定することができれば溝を形成する必要もない。さらに、気密性保持機構９７２ａの形状や配置などについても、基板９６０が配置される領域を囲むように設けてあれば特に限定されるものではない。
【０１１５】
なお、本実施の形態においては、間隔保持機構９７２ｂを設けている。これは、複数の単結晶半導体基板を貼り付ける場合に用いるような大型のベース基板では、自らの重みで、特にその中央部が撓んでしまうためである。このような撓みが発生することにより、貼り合わせ不良が生じる可能性が高くなる。したがって、撓みを防ぐため、本実施の形態においては間隔保持機構９７２ｂを設けることとした。なお、間隔保持機構９７２ｂの形状や配置、排気口９７４の形状や配置等については、適宜変更して構わない。撓みが問題とならない場合には、間隔保持機構９７２ｂを設けない構成としても良い。
【０１１６】
次に、図９に示す装置を用いた貼り合わせの手順について、図１０を用いて説明する。はじめに、支持体９７０の溝に基板９６０を配置する（図１０（Ａ）参照）。なお、図１０（Ａ）は図１０（Ｄ）のＡ´´−Ｂ´´における断面図である。ここで、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂは、その最上部が基板９６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板９５０及び基板９６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体９７０、気密性保持機構９７２ａ、間隔保持機構９７２ｂの表面を洗浄しておくと良い。
【０１１７】
その後、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂ上に基板９５０を配置する（図１０（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂは、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板９５０との接触部分を弾性体とすることで、基板９５０と気密性保持機構９７２ａ又は間隔保持機構９７２ｂとの密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを前述の弾性体のみからなる構成とする場合について説明する。
【０１１８】
次に、真空ポンプを用いて、基板９５０、支持体９７０及び気密性保持機構９７２ａにより囲まれる空間９８０を排気する（図１０（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを弾性体のみで構成しているため、空間９８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂの撓みが増大し、基板９５０の位置が下がる。すなわち、空間９８０と外部との気圧差により、基板９５０と基板９６０が接触する方向の力が働くことになる。
【０１１９】
ここで、空間９８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂが、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂがあまりに柔らかい場合には、空間９８０が十分に減圧される前に基板９５０と基板９６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂの硬さは、空間９８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板９５０と基板９６０とが接触する程度とすることが好ましい。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを同じ材料を用いて形成し、その高さ、幅等のパラメータについても同様とした。また、間隔保持機構９７２ｂを、支持体９７０の中心点に対して点対称となるように配置した。これにより、気密性保持機構９７２ａと間隔保持機構９７２ｂの撓みを同程度とすることができ、基板９５０を水平に保ったまま基板９６０と接触させることができる。もちろん、開示する発明が当該構成に限定して解釈されるものではない。例えば、間隔保持機構９７２ｂが別の材料を用いて形成されていても良いし、高さ、幅等のパラメータを異ならせても良い。実施の形態２又は３を参照して基板９５０と基板９６０の貼り合わせの開始領域を選択する構成としても良い。
【０１２１】
その後、空間９８０をさらに減圧して、基板９６０に基板９５０が押しつけられるようにする。以上により、基板９５０と基板９６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【０１２２】
なお、接合を形成する前に、基板９５０又は基板９６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板９５０又は基板９６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【０１２３】
次に、接合された基板９５０及び基板９６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【０１２４】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【０１２５】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。
【０１２６】
その後、空間９８０を大気圧に解放し、接合された基板９５０と基板９６０を取り出す。
【０１２７】
以上により、減圧雰囲気下において基板９５０と基板９６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板９５０を均等な力で基板９６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間９８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【０１２８】
また、本実施の形態においては、間隔保持機構９７２ｂによりベース基板の撓みを防止している。これにより、大型のベース基板を用いる場合であっても、貼り合わせを良好に行うことができる。
【０１２９】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３０】
（実施の形態５）
本実施の形態では、開示する発明による半導体基板を用いた半導体装置の製造方法の一例について、図１１乃至１４を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、半導体装置の一例として液晶表示装置を挙げて説明するが、開示する発明の半導体基板を用いて製造される半導体装置は液晶表示装置に限られるものではない。
【０１３１】
はじめに、実施の形態１に示す方法などを用いて作製された、単結晶半導体層を有する半導体基板を用意する（図１１（Ａ）参照）。ここでは、ベース基板１１００の上に絶縁層１１０２、絶縁層１１０４、単結晶半導体層１１０６を順に設けた構成を用いて説明するが、開示する発明はこれに限られるものではない。ここで、絶縁層１１０４は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などの材料を用いて形成することができる。また、絶縁層１１０４は積層構造であっても良い。詳細については、実施の形態１を参照することができる。
【０１３２】
次に、単結晶半導体層１１０６を所望の形状にパターニングして、島状の単結晶半導体層を形成する。パターニングの際のエッチング加工としては、ドライエッチング（プラズマエッチング等）、ウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成することなくエッチングを行うことができる。
【０１３３】
なお、絶縁層１１０２及び絶縁層１１０４はエッチングしないで残存させる構成とすることが好ましい。絶縁層１１０２及び絶縁層１１０４を残存させることにより、ベース基板１１００中に含まれる不純物元素（例えば、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、鉄、銅、ニッケル等の遷移金属）の単結晶半導体層への侵入を抑制できるためである。
【０１３４】
単結晶半導体層１１０６をパターニングした後には、しきい値電圧を制御するために、硼素、アルミニウム、ガリウムなどのｐ型不純物を添加すると良い。例えば、ｐ型不純物として、硼素を５×１０１６／ｃｍ３以上１×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で添加することができる。
【０１３５】
次に、島状の単結晶半導体層を覆うゲート絶縁層１１０８を形成する（図１１（Ｂ）参照）。なお、ここでは便宜上、パターニングによって形成された島状の単結晶半導体層をそれぞれ単結晶半導体層１１１０、単結晶半導体層１１１２、単結晶半導体層１１１４と呼ぶことにする。ゲート絶縁層１１０８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法などを用い、厚さを１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下として珪素を含む絶縁膜で形成する。具体的には、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンに代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよい。なお、ゲート絶縁層１１０８は単層構造であっても良いし、積層構造としても良い。さらに、単結晶半導体層とゲート絶縁層との間に、膜厚１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上５ｎｍ以下の薄い酸化シリコン膜を形成してもよい。なお、低い温度でリーク電流の少ないゲート絶縁膜を形成するために、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませても良い。
【０１３６】
次に、ゲート絶縁層１１０８上にゲート電極層として用いる第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜の膜厚は２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度、第２の導電膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下程度とすれば良い。また、第１の導電膜と第２の導電膜は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することができる。第１の導電膜と第２の導電膜は、タンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム等から選ばれた元素、又は前記の元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等を用いて形成すればよい。また、第１の導電膜や第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金などを用いてもよい。なお、本実施の形態においては２層構造の導電層を用いて説明しているが、開示する発明はこれに限定されない。３層以上の積層構造としても良いし、単層構造であっても良い。
【０１３７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト材料からなるマスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅを形成する。そして、前記のマスクを用いて第１の導電膜と第２の導電膜を所望の形状に加工し、第１のゲート電極層１１１８ａ、第１のゲート電極層１１１８ｂ、第１のゲート電極層１１１８ｃ、第１のゲート電極層１１１８ｄ、第１の導電層１１１８ｅ、導電層１１２０ａ、導電層１１２０ｂ、導電層１１２０ｃ、導電層１１２０ｄ、及び導電層１１２０ｅを形成する（図１１（Ｃ）参照）。
【０１３８】
ここで、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、所望のテーパー形状となるようにエッチングを行うことができる。また、マスクの形状によって、テーパーの角度等を制御することもできる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス、又はＯ２を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜のエッチングを行い、連続してＣＦ４、Ｃｌ２からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜をエッチングする。
【０１３９】
次に、マスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅを用いて、導電層１１２０ａ、導電層１１２０ｂ、導電層１１２０ｃ、導電層１１２０ｄ、及び導電層１１２０ｅを所望の形状に加工する。このとき、導電層を形成する第２の導電膜と、第１のゲート電極層及び第１の導電層を形成する第１の導電膜との選択比が高いエッチング条件でエッチングする。このエッチングによって、第２のゲート電極層１１２２ａ、第２のゲート電極層１１２２ｂ、第２のゲート電極層１１２２ｃ、第２のゲート電極層１１２２ｄ、及び第２の導電層１１２２ｅを形成する。本実施の形態では、第２のゲート電極層及び第２の導電層もテーパー形状であるが、そのテーパー角は、第１のゲート電極層及び第１の導電層の有するテーパー角より大きい。なお、テーパー角とは対象物の底面と側面とが作る角度を言うものとする。よって、テーパー角が９０度の場合、導電層は底面に対して垂直な側面を有することになる。テーパー角を９０度未満とすることにより、積層される膜の被覆性が向上するため、欠陥を低減することが可能となる。なお、本実施の形態では、第２のゲート電極層及び第２の導電層を形成するためのエッチング用ガスとしてＣｌ２、ＳＦ６、Ｏ２を用いる。
【０１４０】
以上の工程によって、周辺駆動回路領域１１８０に、ゲート電極層１１２４ａ、ゲート電極層１１２４ｂ、画素領域１１８２に、ゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄ、及び導電層１１２４ｅを形成することができる（図１１（Ｄ）参照）。なお、マスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅは、上記工程の後に除去する。
【０１４１】
次に、ゲート電極層１１２４ａ、ゲート電極層１１２４ｂ、ゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄをマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素を添加し、第１のｎ型不純物領域１１２６ａ、第１のｎ型不純物領域１１２６ｂ、第１のｎ型不純物領域１１２８ａ、第１のｎ型不純物領域１１２８ｂ、第１のｎ型不純物領域１１３０ａ、第１のｎ型不純物領域１１３０ｂ、第１のｎ型不純物領域１１３０ｃを形成する（図１２（Ａ）参照）。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）を用いてドーピングを行う。ここでは、第１のｎ型不純物領域に、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）が１×１０１６／ｃｍ３以上５×１０１９／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。
【０１４２】
次に、単結晶半導体層１１１０、単結晶半導体層１１１４の一部を覆うマスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃを形成する。そして、マスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃ、及び第２のゲート電極層１１２２ｂをマスクとしてｎ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、第２のｎ型不純物領域１１３４ａ、第２のｎ型不純物領域１１３４ｂ、第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂ、第２のｎ型不純物領域１１４０ａ、第２のｎ型不純物領域１１４０ｂ、第２のｎ型不純物領域１１４０ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄが形成される。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）を用いてドーピングを行う。ここでは、第２のｎ型不純物領域にｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０２１／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂには、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄと同程度、もしくは少し高めの濃度でｎ型を付与する不純物元素が添加される。また、チャネル形成領域１１３８、チャネル形成領域１１４４ａ及びチャネル形成領域１１４４ｂが形成される（図１２（Ｂ）参照）。
【０１４３】
第２のｎ型不純物領域は高濃度不純物領域であり、ソース又はドレインとして機能する。一方、第３のｎ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域となる。第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂは、第１のゲート電極層１１１８ｂと重なる領域に形成されている。これにより、ソース又はドレイン近傍の電界を緩和して、ホットキャリアによるオン電流の劣化を防止することができる。一方、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄはゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄと重なっておらず、オフ電流を低減する効果がある。
【０１４４】
次に、マスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃを除去し、単結晶半導体層１１１２、単結晶半導体層１１１４を覆うマスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂを形成する。そして、マスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂ、ゲート電極層１１２４ａをマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、第１のｐ型不純物領域１１４８ａ、第１のｐ型不純物領域１１４８ｂ、第２のｐ型不純物領域１１５０ａ、第２のｐ型不純物領域１１５０ｂが形成される。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いてドーピングを行う。ここでは、第１のｐ型不純物領域、及び第２のｐ型不純物領域にｐ型を付与する不純物元素である硼素（Ｂ）が１×１０１８／ｃｍ３以上５×１０２１／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。また、チャネル形成領域１１５２が形成される（図１２（Ｃ）参照）。
【０１４５】
第１のｐ型不純物領域は高濃度不純物領域であり、ソース又はドレインとして機能する。一方、第２のｐ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、いわゆるＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域となる。
【０１４６】
その後、マスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂを除去する。マスクを除去した後に、ゲート電極層の側面を覆うように絶縁膜を形成してもよい。該絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて形成することができる。また、不純物元素を活性化するために、加熱処理、強光の照射、レーザー光の照射等を行ってもよい。
【０１４７】
次いで、ゲート電極層、及びゲート絶縁層を覆う層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁膜１１５４と絶縁膜１１５６の積層構造とする（図１３（Ａ）参照）。絶縁膜１１５４として窒化酸化シリコン膜を膜厚１００ｎｍにて形成し、絶縁膜１１５６として酸化窒化シリコン膜を膜厚９００ｎｍにて形成する。本実施の形態においては、２層の積層構造としたが、単層構造でも良く、３層以上の積層構造としても良い。本実施の形態では、絶縁膜１１５４及び絶縁膜１１５６を、プラズマＣＶＤ法を用いて、大気に晒さずに連続的に形成する。なお、絶縁膜１１５４及び絶縁膜１１５６は上記材料に限定されるものではない。
【０１４８】
絶縁膜１１５４、絶縁膜１１５６は、他に、酸化シリコンや窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料を用いて形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂をいう。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、ポリシラザン等の有機絶縁性材料を用いることもできる。
【０１４９】
次いで、レジスト材料からなるマスクを用いて絶縁膜１１５４、絶縁膜１１５６、ゲート絶縁層１１０８に単結晶半導体層及びゲート電極層に達するコンタクトホール（開口部）を形成する。エッチングは、用いる材料の選択比によって、一回で行っても複数回行っても良い。本実施の形態では、酸化窒化シリコン膜である絶縁膜１１５６と、窒化酸化シリコン膜である絶縁膜１１５４及びゲート絶縁層１１０８と選択比が取れる条件で、第１のエッチングを行い、絶縁膜１１５６を除去する。次に、第２のエッチングによって、絶縁膜１１５４及びゲート絶縁層１１０８を除去し、ソース又はドレインに達する開口部を形成する。
【０１５０】
その後、開口部を覆うように導電膜を形成し、該導電膜をエッチングする。これにより、各ソース領域又はドレイン領域の一部とそれぞれ電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層１１５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１５８ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６０ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６０ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６２ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６２ｂを形成する。ソース電極層又はドレイン電極層には、アルミニウム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ネオジム、クロム、ニッケル、白金、金、銀、銅、マグネシウム、スカンジウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ニオブ、シリコン、リン、硼素、ヒ素、ガリウム、インジウム、錫などから選択された一つ又は複数の元素、または、前記元素を成分として含有する化合物や合金材料（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、アルミニウムネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、マグネシウム銀（Ｍｇ−Ａｇ）など）、もしくは、これらの化合物を組み合わせた物質等が用いられる。その他にも、シリサイド（例えば、アルミニウムシリサイド、モリブデンシリサイド、ニッケルシリサイド）や、窒素を含有する化合物（例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン）、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングしたシリコン（Ｓｉ）等を用いることもできる。
【０１５１】
以上の工程で周辺駆動回路領域１１８０にｐチャネル型薄膜トランジスタ１１６４、及びｎチャネル型薄膜トランジスタ１１６６を、画素領域１１８２にｎチャネル型薄膜トランジスタ１１６８、容量配線１１７０が形成される（図１３（Ｂ）参照）。
【０１５２】
次に第２の層間絶縁層として絶縁膜１１７２を形成する。絶縁膜１１７２としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン等の有機絶縁性材料を用いることもできる。
【０１５３】
次に、画素領域１１８２の絶縁膜１１７２にコンタクトホールを形成し、画素電極層１１７４を形成する（図１３（Ｃ）参照）。画素電極層１１７４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコンを混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、又はタングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、チタン、白金、アルミニウム、銅、銀等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成することができる。
【０１５４】
また、画素電極層１１７４としては導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。また、光透過性を有する画素電極層として薄膜を形成する場合には、波長５５０ｎｍにおける透過率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１５５】
上記の導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、又は、これらの共重合体等が挙げられる。
【０１５６】
共役系導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロール）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１５７】
上記の導電性高分子を、単独で用いても良いし、膜の特性を調整するために有機樹脂を添加して使用しても良い。
【０１５８】
さらに、導電性組成物にアクセプタ性のドーパントやドナー性のドーパントをドーピングすることで、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させ、電気伝導度を調節してもよい。
【０１５９】
上述の如き導電性組成物を水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等により画素電極層１１７４となる薄膜を形成することができる。
【０１６０】
次に、画素電極層１１７４及び絶縁膜１１７２を覆うように、配向膜と呼ばれる絶縁層１４０２を形成する（図１４（Ｂ）参照）。絶縁層１４０２は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いて形成することができる。なお、図１４は、半導体装置の平面図及び断面図を示しており、図１４（Ａ）は半導体装置の平面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面図である。半導体装置には、外部端子接続領域１１７６、封止領域１１７８、周辺駆動回路領域１１８０、画素領域１１８２が設けられる。
【０１６１】
絶縁層１４０２を形成した後、ラビング処理を行う。配向膜として機能する絶縁層１４０６についても、絶縁層１４０２と同様にして形成することができる。
【０１６２】
その後、対向基板１４００と、ベース基板１１００とを、シール材１４１４及びスペーサ１４１６を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層１４０４を設ける。なお、対向基板１４００には、配向膜として機能する絶縁層１４０６、対向電極として機能する導電層１４０８、カラーフィルターとして機能する着色層１４１０、偏光子１４１２（偏光板ともいう）等が設けられている。なお、本実施の形態においてはベース基板１１００にも偏光子１４１８（偏光板）を設ける場合について示すが、開示する発明はこれに限られない。例えば、反射型の液晶表示装置においては、偏光子は、一方に設ければ良い。
【０１６３】
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層１４２０に、異方性導電体層１４２２を介して、ＦＰＣ１４２４を接続する。ＦＰＣ１４２４は、外部からの信号を伝達する役目を担う。上記の工程により、液晶表示装置を作製することができる。
【０１６４】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いて液晶表示装置を製造している。このため、貼り合わせが良好に行われた単結晶半導体層を用いて、液晶のスイッチングを司る半導体素子や、駆動回路領域の半導体素子などを作製することができる。これにより、半導体素子特性が向上するため、液晶表示装置の表示特性が大きく向上することになる。また、半導体素子の信頼性が向上するため、液晶表示装置の信頼性も高まることになる。
【０１６５】
なお、本実施の形態においては液晶表示装置を作製する方法について説明したが、開示する発明はこれに限られるものではない。本実施の形態は、実施の形態１乃至４と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６６】
（実施の形態６）
本実施の形態では、開示する発明に係る発光素子を有する半導体装置（エレクトロルミネッセンス表示装置）について説明する。なお、周辺回路領域や画素領域等に用いられるトランジスタの作製方法は、実施の形態５を参照することができるため、詳細については省略する。
【０１６７】
なお、発光素子を有する半導体装置には、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかの方式が用いられる。本実施の形態では、下面放射方式を用いた半導体装置について、図１５を用いて説明するが、開示する発明はこれに限られるものではない。
【０１６８】
図１５の半導体装置は、下方（図中の矢印の方向）に光を放射する。ここで、図１５（Ａ）は半導体装置の平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＧ−Ｈにおける断面図である。図１５において半導体装置は、外部端子接続領域１５３０、封止領域１５３２、駆動回路領域１５３４、画素領域１５３６を有している。
【０１６９】
図１５に示す半導体装置は、素子基板１５００、薄膜トランジスタ１５５０、薄膜トランジスタ１５５２、薄膜トランジスタ１５５４、薄膜トランジスタ１５５６、発光素子１５６０、絶縁層１５６８、充填材１５７０、シール材１５７２、配線層１５７４、端子電極層１５７６、異方性導電層１５７８、ＦＰＣ１５８０、封止基板１５９０などによって構成されている。なお、発光素子１５６０は、第１の電極層１５６２と発光層１５６４と第２の電極層１５６６とを含む。
【０１７０】
第１の電極層１５６２としては、発光層１５６４より放射する光を透過できるように、光透過性を有する導電性材料を用いる。一方、第２の電極層１５６６としては、発光層１５６４より放射する光を反射することができる導電性材料を用いる。
【０１７１】
第１の電極層１５６２としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物等を用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）等を用いても良い。
【０１７２】
また、第１の電極層１５６２としては、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。なお、詳細については実施の形態５を参照することができるため、ここでは省略する。
【０１７３】
第２の電極層１５６６としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。可視光の領域で反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、アルミニウム膜を用いることとする。
【０１７４】
なお、上面放射、両面放射の各方式を用いる場合には、適宜電極層の設計を変更してやれば良い。具体的には、上面放射の場合には、反射性を有する材料を用いて第１の電極層１５６２を形成し、光透過性を有する材料を用いて第２の電極層１５６６を形成する。両面放射の場合には、光透過性を有する材料を用いて第１の電極層１５６２及び第２の電極層１５６６を形成すれば良い。なお、下面放射、上面放射においては、光透過性を有する材料を用いて一方の電極層を形成し、光透過性を有する材料と光反射性を有する材料の積層構造により、他方の電極層を形成する構成としても良い。電極層に用いることができる材料は下面放射の場合と同様であるため、ここでは省略する。
【０１７５】
なお、一般に、光透過性を有さないと考えられる金属のような材料であっても、膜厚を小さく（５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）することにより、光を透過させることができる。これにより、上述の光反射性材料を用いて、光を透過する電極層を作製することも可能である。
【０１７６】
また、封止基板１５９０にカラーフィルター（着色層）を形成する構成としてもよい。カラーフィルター（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができる。また、色変換層を用いる構成であっても良い。
【０１７７】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いてエレクトロルミネッセンス表示装置を製造している。このため、貼り合わせが良好に行われた単結晶半導体層を用いて、エレクトロルミネッセンス表示装置の発光を司る半導体素子や、駆動回路領域の半導体素子などを作製することができる。これにより、半導体素子特性が向上するため、エレクトロルミネッセンス表示装置の表示特性も向上することになる。また、半導体素子の信頼性が向上するため、エレクトロルミネッセンス表示装置の信頼性も高まることになる。
【０１７８】
なお、本実施の形態ではエレクトロルミネッセンス表示装置を用いて説明したが、開示する発明はこれに限られるものではない。本実施の形態は、実施の形態１乃至５と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１７９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、開示する発明に係る半導体装置の別の例について、図１６及び１７を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、マイクロプロセッサ及び電子タグを例に挙げて説明するが、開示する発明の半導体装置はこれらに限られるものではない。
【０１８０】
図１６に、開示する発明のマイクロプロセッサの構成の一例を示す。図１６のマイクロプロセッサ１６００は、開示する発明の半導体基板を用いて製造されるものである。該マイクロプロセッサ１６００は、演算回路１６０１（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ（ＡＬＵ））、演算回路制御部１６０２（ＡＬＵ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、命令解析部１６０３（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｅｒ）、割り込み制御部１６０４（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、タイミング制御部１６０５（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、レジスタ１６０６（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、レジスタ制御部１６０７（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、バスインターフェース１６０８（Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ）、ＲＯＭ１６０９（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、読み出し専用メモリ）、及びＲＯＭインターフェース１６１０（ＲＯＭ Ｉ／Ｆ）を有している。
【０１８１】
バスインターフェース１６０８を介してマイクロプロセッサ１６００に入力された命令は、命令解析部１６０３に入力され、デコードされた後、演算回路制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５に入力される。演算回路制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５は、デコードされた命令に基づき各種制御を行う。具体的には、演算回路制御部１６０２は、演算回路１６０１の動作を制御するための信号を生成する。また、割り込み制御部１６０４は、マイクロプロセッサ１６００のプログラム実行中に、外部の入出力装置や周辺回路からの割り込み要求を、その優先度等から判断して処理する。レジスタ制御部１６０７は、レジスタ１６０６のアドレスを生成し、マイクロプロセッサ１６００の状態に応じてレジスタ１６０６の読み出しや書き込みを行う。タイミング制御部１６０５は、演算回路１６０１、演算回路制御部１６０２、命令解析部１６０３、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部１６０５は、基準クロック信号ＣＬＫ１を元に、内部クロック信号ＣＬＫ２を生成する内部クロック生成部を備えており、クロック信号ＣＬＫ２を上記各種回路に供給する。なお、図１６に示すマイクロプロセッサ１６００の構成は、あくまで一例であり、その用途によって適宜構成を変更することができる。
【０１８２】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いてマイクロプロセッサを作製している。これにより、半導体素子特性が向上し、マイクロプロセッサの性能の向上に寄与する。また、半導体素子の信頼性が向上するため、マイクロプロセッサの信頼性も高まることになる。
【０１８３】
次に、非接触でデータの送受信を行うことのできる演算機能を備えた半導体装置の一例について図１７を参照して説明する。図１７は無線通信により外部装置と信号の送受信を行って動作する無線タグの一例である。なお、開示する発明の無線タグは内部に中央処理装置（ＣＰＵ）を有しており、いわば小型のコンピュータである。無線タグ１７００は、アナログ回路部１７０１とデジタル回路部１７０２を有している。アナログ回路部１７０１として、共振容量を有する共振回路１７０３、整流回路１７０４、定電圧回路１７０５、リセット回路１７０６、発振回路１７０７、復調回路１７０８、変調回路１７０９を有している。デジタル回路部１７０２は、ＲＦインターフェース１７１０、制御レジスタ１７１１、クロックコントローラ１７１２、ＣＰＵインターフェース１７１３、ＣＰＵ１７１４、ＲＡＭ１７１５、ＲＯＭ１７１６を有している。
【０１８４】
このような構成の無線タグ１７００の動作は以下の通りである。アンテナ１７１７が外部から信号を受けると、共振回路１７０３は該信号を元に誘導起電力を発生する。整流回路１７０４を経た誘導起電力により、容量部１７１８が充電される。この容量部１７１８はセラミックコンデンサーや電気二重層コンデンサーなどで形成されていることが好ましい。容量部１７１８は無線タグ１７００と一体にて形成されていても良いし、別の部品として無線タグ１７００を構成する基板に取り付けられていても良い。
【０１８５】
リセット回路１７０６は、デジタル回路部１７０２をリセットし初期化する信号を生成する。例えば、電源電圧の上昇のタイミングから遅れて立ち上がる信号をリセット信号として生成する。発振回路１７０７は、定電圧回路１７０５により生成される制御信号に応じて、クロック信号の周波数とデューティー比を変更する。ローパスフィルタで形成される復調回路１７０８は、例えば振幅変調（ＡＳＫ）方式の受信信号の振幅の変動を二値化する。変調回路１７０９は、振幅変調（ＡＳＫ）方式の送信信号の振幅を変動させて送信する。変調回路１７０９は、共振回路１７０３の共振点を変化させることにより通信信号の振幅を変化させている。クロックコントローラ１７１２は、電源電圧又はＣＰＵ１７１４における消費電流に応じてクロック信号の周波数とデューティー比を変更するための制御信号を生成している。電源電圧の監視は電源管理回路１７１９が行っている。
【０１８６】
アンテナ１７１７から無線タグ１７００に入力された信号は復調回路１７０８で復調された後、ＲＦインターフェース１７１０で制御コマンドやデータなどに分けられる。制御コマンドは制御レジスタ１７１１に格納される。制御コマンドには、ＲＯＭ１７１６に記憶されているデータの読み出し命令、ＲＡＭ１７１５へのデータの書き込み命令、ＣＰＵ１７１４への演算命令などが含まれている。ＣＰＵ１７１４は、ＣＰＵインターフェース１７１３を介してＲＯＭ１７１６、ＲＡＭ１７１５、制御レジスタ１７１１にアクセスする。ＣＰＵインターフェース１７１３は、ＣＰＵ１７１４が要求するアドレスより、ＲＯＭ１７１６、ＲＡＭ１７１５、制御レジスタ１７１１のいずれかに対するアクセス信号を生成する機能を有している。
【０１８７】
ＣＰＵ１７１４の演算方式は、ＲＯＭ１７１６にＯＳ（オペレーティングシステム）を記憶させておき、起動とともにプログラムを読み出し実行する方式を採用することができる。また、演算回路を構成して、演算処理をハードウェア的に処理する方式を採用することもできる。ハードウェアとソフトウェアを併用する方式では、専用の演算回路で一部の処理を行い、残りの演算を、プログラムを用いてＣＰＵ１７１４が実行する方式を適用することができる。
【０１８８】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いて無線タグを作製している。これにより、半導体素子特性が向上し、無線タグの性能の向上に寄与する。また、半導体素子の信頼性が向上するため、無線タグの信頼性も高まることになる。
【０１８９】
なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至６と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９０】
（実施の形態８）
本実施の形態では、開示する発明の半導体装置、特に表示装置を用いた電子機器について、図１８及び１９を参照して説明する。
【０１９１】
開示する発明の半導体装置（特に表示装置）を用いて作製される電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
【０１９２】
図１８（Ａ）はテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタである。筺体１８０１、支持台１８０２、表示部１８０３、スピーカー部１８０４、ビデオ入力端子１８０５等を含む。表示部１８０３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタを提供することができる。
【０１９３】
図１８（Ｂ）はデジタルカメラである。本体１８１１の正面部分には受像部１８１３が設けられており、本体１８１１の上面部分にはシャッターボタン１８１６が設けられている。また、本体１８１１の背面部分には、表示部１８１２、操作キー１８１４、及び外部接続ポート１８１５が設けられている。表示部１８１２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なデジタルカメラを提供することができる。
【０１９４】
図１８（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータである。本体１８２１には、キーボード１８２４、外部接続ポート１８２５、ポインティングデバイス１８２６が設けられている。また、本体１８２１には、表示部１８２３を有する筐体１８２２が取り付けられている。表示部１８２３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。
【０１９５】
図１８（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１８３１、表示部１８３２、スイッチ１８３３、操作キー１８３４、赤外線ポート１８３５等を含む。表示部１８３２にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部１８３２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なモバイルコンピュータを提供することができる。
【０１９６】
図１８（Ｅ）は画像再生装置である。本体１８４１には、表示部１８４４、記録媒体読み込み部１８４５及び操作キー１８４６が設けられている。また、本体１８４１には、スピーカー部１８４７及び表示部１８４３それぞれを有する筐体１８４２が取り付けられている。表示部１８４３及び表示部１８４４それぞれには、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な画像再生装置を提供することができる。
【０１９７】
図１８（Ｆ）は電子書籍である。本体１８５１には操作キー１８５３が設けられている。また、本体１８５１には複数の表示部１８５２が取り付けられている。表示部１８５２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な電子書籍を提供することができる。
【０１９８】
図１８（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１８６１には外部接続ポート１８６４、リモコン受信部１８６５、受像部１８６６、バッテリー１８６７、音声入力部１８６８、操作キー１８６９が設けられている、また、本体１８６１には、表示部１８６２を有する筐体１８６３が取り付けられている。表示部１８６２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なビデオカメラを提供することができる。
【０１９９】
図１８（Ｈ）は携帯電話であり、本体１８７１、筐体１８７２、表示部１８７３、音声入力部１８７４、音声出力部１８７５、操作キー１８７６、外部接続ポート１８７７、アンテナ１８７８等を含む。表示部１８７３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な携帯電話を提供することができる。
【０２００】
図１９は、電話としての機能と、情報端末としての機能を併せ持った携帯電子機器１９００の構成の一例である。ここで、図１９（Ａ）は正面図、図１９（Ｂ）は背面図、図１９（Ｃ）は展開図である。携帯電子機器１９００は、電話と情報端末の双方の機能を備えており、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な、いわゆるスマートフォンと呼ばれる電子機器である。
【０２０１】
携帯電子機器１９００は、筐体１９０１及び筐体１９０２で構成されている。筐体１９０１は、表示部１９１１、スピーカー１９１２、マイクロフォン１９１３、操作キー１９１４、ポインティングデバイス１９１５、カメラ用レンズ１９１６、外部接続端子１９１７等を備え、筐体１９０２は、キーボード１９２１、外部メモリスロット１９２２、カメラ用レンズ１９２３、ライト１９２４、イヤフォン端子１９２５等を備えている。また、アンテナは筐体１９０１内部に内蔵されている。上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
【０２０２】
表示部１９１１には、開示する発明の半導体装置が組み込まれている。なお、表示部１９１１に表示される映像（及びその表示方向）は、携帯電子機器１９００の使用形態に応じて様々に変化する。また、表示部１９１１と同一面にカメラ用レンズ１９１６を備えているため、映像を伴う音声通話（いわゆるテレビ電話）が可能である。なお、スピーカー１９１２及びマイクロフォン１９１３は音声通話に限らず、録音、再生等に用いることが可能である。カメラ用レンズ１９２３（及び、ライト１９２４）を用いて静止画及び動画の撮影を行う場合には、表示部１９１１はファインダーとして用いられることになる。操作キー１９１４は、電話の発信・着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等に用いられる。
【０２０３】
重なり合った筐体１９０１と筐体１９０２（図１９（Ａ））は、スライドし、図１９（Ｃ）のように展開し、情報端末として使用できる。この場合には、キーボード１９２１、ポインティングデバイス１９１５を用いた円滑な操作が可能である。外部接続端子１９１７はＡＣアダプタやＵＳＢケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電やコンピュータ等とのデータ通信を可能にしている。また、外部メモリスロット１９２２に記録媒体を挿入し、より大容量のデータの保存及び移動に対応できる。上記機能に加えて、赤外線などの電磁波を用いた無線通信機能や、テレビ受信機能等を有していても良い。開示する発明により、信頼性が高く高性能な携帯電子機器を提供することができる。
【０２０４】
以上の様に、開示する発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至７と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０５】
（実施の形態９）
本実施の形態では、開示する発明の半導体装置、特に無線タグの用途について、図２０を参照して説明する。
【０２０６】
開示する発明により無線タグとして機能する半導体装置を形成することができる。無線タグの用途は多岐にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図２０（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図２０（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図２０（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図２０（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図２０（Ｅ）、（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。なお、図２０において、無線タグは２０００で示すものである。
【０２０７】
なお、電子機器とは、例えば、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）、携帯電話の他、実施の形態８にて示した物品等を指す。また、上記半導体装置を、動物類、人体等に用いることができる。
【０２０８】
無線タグは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本であれば紙に埋め込み、有機樹脂からなる包装用容器等であれば当該有機樹脂に埋め込むとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等にＲＦＩＤタグを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤタグを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。開示する発明により作製することが可能な無線タグは、安価ながらも高い信頼性を有しており、さまざまな物品に対して適用することができる。
【０２０９】
開示する発明により形成することが可能な無線タグを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられるＲＦＩＤタグに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を容易に行うことができる。
【０２１０】
以上の様に、開示する発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる物品に対して用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至８と適宜組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】半導体基板の製造方法について示す図である。
【図２】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図３】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図４】半導体基板の製造方法について示す図である。
【図５】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図６】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図７】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図８】気密性保持機構の構成を示す図である。
【図９】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図１０】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図１１】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１２】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１３】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１４】半導体装置の平面図及び断面図である。
【図１５】半導体装置の平面図及び断面図である。
【図１６】半導体装置の構成を示す図である。
【図１７】半導体装置の構成を示す図である。
【図１８】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【図１９】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【図２０】半導体装置の用途を示す図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１００ ベース基板
１０２ 絶縁層
１１０ 単結晶半導体基板
１１２ 絶縁層
１１４ 損傷領域
１１６ 絶縁層
１１８ 単結晶半導体層
１２０ 単結晶半導体基板
１２２ 単結晶半導体層
１２４ 単結晶半導体層
１３０ イオンビーム
１３２ レーザー光
１４０ 半導体基板
１５０ 基板
１６０ 基板
１７０ 支持体
１７２ 気密性保持機構
１７４ 排気口
１７６ 真空ポンプ
１７８ 加熱処理手段
１８０ 空間
５５０ 基板
５６０ 基板
５７０ 支持体
５７２ 気密性保持機構
５７４ 排気口
５８０ 空間
７５０ 基板
７６０ 基板
７７０ 支持体
７７２ 気密性保持機構
７７２ａ 可動部
７７２ｂ 固定部
７７２ｃ 弾性体
７７４ 排気口
７８０ 空間
９５０ 基板
９６０ 基板
９７０ 支持体
９７２ａ 気密性保持機構
９７２ｂ 間隔保持機構
９７４ 排気口
９７６ 真空ポンプ
９７８ 加熱処理手段
９８０ 空間
１１００ ベース基板
１１０２ 絶縁層
１１０４ 絶縁層
１１０６ 単結晶半導体層
１１０８ ゲート絶縁層
１１１０ 単結晶半導体層
１１１２ 単結晶半導体層
１１１４ 単結晶半導体層
１１１６ａ マスク
１１１６ｂ マスク
１１１６ｃ マスク
１１１６ｄ マスク
１１１６ｅ マスク
１１１８ａ ゲート電極層
１１１８ｂ ゲート電極層
１１１８ｃ ゲート電極層
１１１８ｄ ゲート電極層
１１１８ｅ 導電層
１１２０ａ 導電層
１１２０ｂ 導電層
１１２０ｃ 導電層
１１２０ｄ 導電層
１１２０ｅ 導電層
１１２２ａ ゲート電極層
１１２２ｂ ゲート電極層
１１２２ｃ ゲート電極層
１１２２ｄ ゲート電極層
１１２２ｅ 導電層
１１２４ａ ゲート電極層
１１２４ｂ ゲート電極層
１１２４ｃ ゲート電極層
１１２４ｄ ゲート電極層
１１２４ｅ 導電層
１１２６ａ ｎ型不純物領域
１１２６ｂ ｎ型不純物領域
１１２８ａ ｎ型不純物領域
１１２８ｂ ｎ型不純物領域
１１３０ａ ｎ型不純物領域
１１３０ｂ ｎ型不純物領域
１１３０ｃ ｎ型不純物領域
１１３２ａ マスク
１１３２ｂ マスク
１１３２ｃ マスク
１１３４ａ ｎ型不純物領域
１１３４ｂ ｎ型不純物領域
１１３６ａ ｎ型不純物領域
１１３６ｂ ｎ型不純物領域
１１３８ チャネル形成領域
１１４０ａ ｎ型不純物領域
１１４０ｂ ｎ型不純物領域
１１４０ｃ ｎ型不純物領域
１１４２ａ ｎ型不純物領域
１１４２ｂ ｎ型不純物領域
１１４２ｃ ｎ型不純物領域
１１４２ｄ ｎ型不純物領域
１１４４ａ チャネル形成領域
１１４４ｂ チャネル形成領域
１１４６ａ マスク
１１４６ｂ マスク
１１４８ａ ｐ型不純物領域
１１４８ｂ ｐ型不純物領域
１１５０ａ ｐ型不純物領域
１１５０ｂ ｐ型不純物領域
１１５２ チャネル形成領域
１１５４ 絶縁膜
１１５６ 絶縁膜
１１５８ａ ドレイン電極層
１１５８ｂ ドレイン電極層
１１６０ａ ドレイン電極層
１１６０ｂ ドレイン電極層
１１６２ａ ドレイン電極層
１１６２ｂ ドレイン電極層
１１６４ ｐチャネル型薄膜トランジスタ
１１６６ ｎチャネル型薄膜トランジスタ
１１６８ ｎチャネル型薄膜トランジスタ
１１７０ 容量配線
１１７２ 絶縁膜
１１７４ 画素電極層
１１７６ 外部端子接続領域
１１７８ 封止領域
１１８０ 周辺駆動回路領域
１１８２ 画素領域
１４００ 対向基板
１４０２ 絶縁層
１４０４ 液晶層
１４０６ 絶縁層
１４０８ 導電層
１４１０ 着色層
１４１２ 偏光子
１４１４ シール材
１４１６ スペーサ
１４１８ 偏光子
１４２０ 端子電極層
１４２２ 異方性導電体層
１４２４ ＦＰＣ
１５００ 素子基板
１５３０ 外部端子接続領域
１５３２ 封止領域
１５３４ 駆動回路領域
１５３６ 画素領域
１５５０ 薄膜トランジスタ
１５５２ 薄膜トランジスタ
１５５４ 薄膜トランジスタ
１５５６ 薄膜トランジスタ
１５６０ 発光素子
１５６２ 電極層
１５６４ 発光層
１５６６ 電極層
１５６８ 絶縁層
１５７０ 充填材
１５７２ シール材
１５７４ 配線層
１５７６ 端子電極層
１５７８ 異方性導電層
１５８０ ＦＰＣ
１５９０ 封止基板
１６００ マイクロプロセッサ
１６０１ 演算回路
１６０２ 演算回路制御部
１６０３ 命令解析部
１６０４ 制御部
１６０５ タイミング制御部
１６０６ レジスタ
１６０７ レジスタ制御部
１６０８ バスインターフェース
１６０９ ＲＯＭ
１６１０ ＲＯＭインターフェース
１７００ 無線タグ
１７０１ アナログ回路部
１７０２ デジタル回路部
１７０３ 共振回路
１７０４ 整流回路
１７０５ 定電圧回路
１７０６ リセット回路
１７０７ 発振回路
１７０８ 復調回路
１７０９ 変調回路
１７１０ ＲＦインターフェース
１７１１ 制御レジスタ
１７１２ クロックコントローラ
１７１３ ＣＰＵインターフェース
１７１４ ＣＰＵ
１７１５ ＲＡＭ
１７１６ ＲＯＭ
１７１７ アンテナ
１７１８ 容量部
１７１９ 電源管理回路
１８０１ 筺体
１８０２ 支持台
１８０３ 表示部
１８０４ スピーカー部
１８０５ ビデオ入力端子
１８１１ 本体
１８１２ 表示部
１８１３ 受像部
１８１４ 操作キー
１８１５ 外部接続ポート
１８１６ シャッターボタン
１８２１ 本体
１８２２ 筐体
１８２３ 表示部
１８２４ キーボード
１８２５ 外部接続ポート
１８２６ ポインティングデバイス
１８３１ 本体
１８３２ 表示部
１８３３ スイッチ
１８３４ 操作キー
１８３５ 赤外線ポート
１８４１ 本体
１８４２ 筐体
１８４３ 表示部
１８４４ 表示部
１８４５ 記録媒体読み込み部
１８４６ 操作キー
１８４７ スピーカー部
１８５１ 本体
１８５２ 表示部
１８５３ 操作キー
１８６１ 本体
１８６２ 表示部
１８６３ 筐体
１８６４ 外部接続ポート
１８６５ リモコン受信部
１８６６ 受像部
１８６７ バッテリー
１８６８ 音声入力部
１８６９ 操作キー
１８７１ 本体
１８７２ 筐体
１８７３ 表示部
１８７４ 音声入力部
１８７５ 音声出力部
１８７６ 操作キー
１８７７ 外部接続ポート
１８７８ アンテナ
１９００ 携帯電子機器
１９０１ 筐体
１９０２ 筐体
１９１１ 表示部
１９１２ スピーカー
１９１３ マイクロフォン
１９１４ 操作キー
１９１５ ポインティングデバイス
１９１６ カメラ用レンズ
１９１７ 外部接続端子
１９２１ キーボード
１９２２ 外部メモリスロット
１９２３ カメラ用レンズ
１９２４ ライト
１９２５ イヤフォン端子
【技術分野】
【０００１】
半導体基板製造方法及び半導体基板製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バルク状のシリコンウエハに代わり、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を使った集積回路が開発されている。絶縁層上に形成された薄い単結晶シリコン層の特長を生かすことで、集積回路中のトランジスタ同士を完全に分離して形成することができ、またトランジスタを完全空乏型とすることができるため、高集積、高速駆動、低消費電力など付加価値の高い半導体集積回路が実現できる。
【０００３】
ＳＯＩ基板を製造する方法の１つに、水素イオン注入と剥離を組み合わせた、水素イオン注入剥離法が知られている。水素イオン注入剥離法の代表的な工程を以下に示す。
【０００４】
はじめに、シリコンウエハに水素イオンを注入することによって、表面から所定の深さにイオン注入層を形成する。次に、ベース基板となる別のシリコンウエハを酸化して酸化珪素膜を形成する。その後、水素イオンを注入したシリコンウエハと、別のシリコンウエハの酸化珪素膜とを密着させて、２枚のシリコンウエハを貼り合わせる。そして、加熱処理を行うことにより、イオン注入層を劈開面としてウエハを劈開させる。
【０００５】
水素イオン注入剥離法を用いて、ガラス基板上に単結晶シリコン層を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、イオン注入によって形成された欠陥層や、剥離面の数ｎｍ〜数十ｎｍの段差を除去するために、剥離面を機械研磨している。
【特許文献１】特開平１１−０９７３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、基板同士を貼り合わせて新たな半導体基板を製造する際の問題点の一つとして、貼り合わせ不良の問題が挙げられる。貼り合わせは、基板同士を密着させて圧力を加えることにより行われるが、貼り合わせに係る表面（以下、「貼り合わせ表面」ともいう。）の状態によって貼り合わせの状態は大きく変動する。例えば、表面に塵などが存在する場合には、該塵などが存在する領域において貼り合わせ不良によるボイドが発生する確率が高い。また、表面に空気が残存している場合にも同様の不良が発生する。
【０００７】
上記の不良によって生じるボイドにより、該領域付近の半導体層の特性は悪化することになる。つまり、このような不良が発生した半導体基板を用いて半導体装置を作製する場合には、半導体素子の特性ばらつきにより半導体装置の性能が低下してしまうことになる。このように、貼り合わせ不良が半導体装置に及ぼす影響は極めて大きいと言える。
【０００８】
また、貼り合わせは加圧により行われるため、圧力のかけ方によっても貼り合わせの状態は変化するものと考えられる。例えば、局所的に圧力をかけて貼り合わせる場合には、基板の歪み等により貼り合わせ不良が生じる可能性がある。さらに、加圧による基板の歪みにより、半導体素子の特性が局所的に変化してしまい、半導体装置の性能が低下してしまう可能性もある。
【０００９】
上述の問題点に鑑み、貼り合わせに係る不良を低減した均質な半導体基板を提供することを課題の一とする。または、上記半導体基板を歩留まり良く製造することを課題の一とする。または、製造方法に適した半導体基板製造装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示する発明においては、上記課題を解決するため、減圧雰囲気下（真空を含む）において基板の貼り合わせを行う。また、大気圧を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行う。具体的な製造方法及び製造装置は以下の通りである。
【００１１】
開示する発明の半導体基板製造方法の一は、二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造方法であって、表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、気密性保持機構で囲まれた一定領域に第１の基板を配置し、気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、気密性が確保された空間を排気することにより、空間における気圧を低下させ、空間における気圧と外気圧との差を用いて第２の基板を第１の基板に密着させ、加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行うことを特徴としている。
【００１２】
上記において、気密性保持機構の一部に弾性体を用いることができる。該弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムを用いることができる。また、気密性保持機構は、第１の基板と第２の基板の間隔を調節する機能を備えたものとしても良い。また、支持体は、第１の基板と第２の基板の間隔を調節する機能を備えた機構を有していても良い。
【００１３】
開示する発明の半導体基板製造装置の一は、支持体と、支持体表面の一定領域を囲むように設けられた気密性保持機構と、一定領域に接続された真空ポンプと、加熱手段を有することを特徴としている。
【００１４】
開示する発明の半導体基板製造装置の他の一は、二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造装置であって、第１の基板を配置する支持体と、支持体表面に第１の基板を配置する領域を囲むように設けられ、第２の基板を支持する気密性保持機構と、支持体、気密性保持機構及び第２の基板により囲まれる空間の排気を行う真空ポンプと、第１の基板及び第２の基板を加熱する手段を有することを特徴としている。
【００１５】
上記において、気密性保持機構は、一部に弾性体を有していても良い。該弾性体としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムを用いることができる。また、気密性保持機構は、自己の高さを調節する機能を有していても良い。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、開示する発明では、減圧雰囲気下（真空を含む）において基板の貼り合わせを行う。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、且つ、貼り合わせに係る表面に空気が残存することを防止できる。つまり、ボイドの発生を抑制することができる。また、開示する発明では、気圧差を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行う。これにより、基板に掛かる圧力を均一にすることができるため、貼り合わせを良好に行うことが可能である。また、気圧差を用いることにより、貼り合わせに十分な圧力を掛けることができる。また、開示する発明では、貼り合わせに係る最小限の空間の排気（減圧）を行うため、真空チャンバーなどを別途用意する必要が無く、装置の小型化が容易である。さらに、最小限の空間の排気のみで済むため、排気の際の効率が向上する。すなわち、効率的に半導体基板を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、発明の趣旨から逸脱することなく形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することができる。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。また、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指すものとする。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体基板の製造方法の一例について、図１乃至４を参照して説明する。
【００１９】
はじめに、ベース基板１００を用意する（図１（Ａ）参照）。ベース基板１００には、液晶表示装置などに使用されている透光性を有するガラス基板を用いることができる。ガラス基板としては、歪み点が５８０℃以上６８０℃以下（好ましくは、６００℃以上６８０℃以下）であるものを用いると良いが、これに限定されない。また、ガラス基板は無アルカリガラス基板であることが好ましい。無アルカリガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている。
【００２０】
なお、ベース基板１００としては、ガラス基板の他、セラミック基板、石英基板やサファイア基板などの絶縁体でなる絶縁性基板、珪素などの半導体材料でなる半導体基板、金属やステンレスなどの導電体でなる導電性基板などを用いることもできる。
【００２１】
次に、ベース基板１００の表面に絶縁層１０２を形成する（図１（Ｂ）参照）。絶縁層１０２は単層構造でも良いし積層構造でも良い。絶縁層１０２を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いても良い。
【００２２】
なお、本明細書において、酸化窒化物とは、その組成において、窒素よりも酸素の含有量（原子数）が多いものを示し、例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれるものをいう。また、窒化酸化物とは、その組成において、酸素よりも窒素の含有量（原子数）が多いものを示し、例えば、窒化酸化珪素とは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上２５原子％以下の範囲で含まれるものをいう。但し、上記範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率の合計は１００原子％を超えない。
【００２３】
なお、絶縁層１０２を形成しない構成とすることも可能であるが、ベース基板１００にアルカリ金属やアルカリ土類金属などの半導体装置の信頼性を低下させる不純物を含むような基板を用いる場合には、このような不純物がベース基板１００から半導体層に拡散しないように、絶縁層１０２を設けることが好ましい。このような用途には、特に、窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどが適している。
【００２４】
なお、以下では説明の便宜上、図１（Ｂ）に示す構造を基板１５０と呼ぶこととする。
【００２５】
次に、単結晶半導体基板１１０を用意する（図１（Ｃ）参照）。単結晶半導体基板１１０としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコンなどの第４属元素でなる半導体基板を用いることができる。もちろん、ガリウムヒ素、インジウムリンなどの化合物半導体でなる基板を用いてもよい。本実施の形態においては、単結晶半導体基板１１０として、単結晶シリコン基板を用いることとする。単結晶半導体基板１１０のサイズに制限は無いが、例えば、８インチ（２００ｍｍ）、１２インチ（３００ｍｍ）、１８インチ（４５０ｍｍ）といった円形の半導体基板を、矩形に加工して用いることが好ましい。なお、本明細書において、単結晶とは、結晶構造が一定の規則性を持って形成されており、どの部分においても結晶軸が同じ方向を向いているものをいう。つまり、欠陥の多少については問わないものとする。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、ベース基板１００を処理した後に単結晶半導体基板１１０を処理する構成としているが、これは説明の便宜のためであり、開示する発明が該順序に限定して解釈されるものではない。すなわち、単結晶半導体基板１１０を処理した後にベース基板１００を処理しても良いし、ベース基板１００の処理と単結晶半導体基板１１０の処理を並列に行う構成としても良い。
【００２７】
単結晶半導体基板１１０を洗浄した後、単結晶半導体基板１１０表面に絶縁層１１２を形成する。絶縁層１１２を設けない構成とすることもできるが、後のイオン照射の際の単結晶半導体基板１１０の汚染及び表面の損傷を防ぐためには、絶縁層１１２を設けることが好ましい。絶縁層１１２の厚さは１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすると良い。
【００２８】
絶縁層１１２を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いてもよい。絶縁層１１２の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、単結晶半導体基板１１０の酸化（又は窒化）による方法などがある。
【００２９】
次に、絶縁層１１２を介して、電界で加速されたイオンでなるイオンビーム１３０を単結晶半導体基板１１０に照射し、単結晶半導体基板１１０の表面から所定の深さの領域に、損傷領域１１４を形成する（図１（Ｄ）参照）。損傷領域１１４が形成される領域の深さは、イオンビーム１３０の加速エネルギーとイオンビーム１３０の入射角によって制御することができる。ここで、損傷領域１１４は、イオンの平均侵入深さと同程度の深さの領域に形成されることになる。
【００３０】
上述の損傷領域１１４が形成される深さにより、単結晶半導体基板１１０から分離される単結晶半導体層の厚さが決定される。損傷領域１１４が形成される深さは、単結晶半導体基板１１０の表面から５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００３１】
イオンを単結晶半導体基板１１０に照射する際には、イオン注入装置又はイオンドーピング装置を用いることができる。イオン注入装置では、ソースガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離して、所定の質量を有するイオン種を被処理物に注入する。イオンドーピング装置は、プロセスガスを励起してイオン種を生成し、生成されたイオン種を質量分離せずに被処理物に照射する。なお、質量分離装置を備えているイオンドーピング装置では、イオン注入装置と同様に、質量分離を伴うイオンの照射を行うこともできる。本明細書において、イオン注入装置又はイオンドーピング装置のいずれか一方を特に用いる必要がある場合にのみそれを明記し、特に明記しないときは、いずれの装置を用いてイオンの照射を行っても良いこととする。
【００３２】
イオンドーピング装置を用いる場合のイオンの照射工程は、例えば、以下の条件で行うことができる。
・加速電圧 １０ｋＶ以上１００ｋＶ以下（好ましくは３０ｋＶ以上８０ｋＶ以下）
・ドーズ量 １×１０１６／ｃｍ２以上４×１０１６／ｃｍ２以下
・ビーム電流密度 ２μＡ／ｃｍ２以上（好ましくは５μＡ／ｃｍ２以上、より好ましくは１０μＡ／ｃｍ２以上）
【００３３】
イオンドーピング装置を用いる場合、イオンの照射工程のソースガスには水素を含むガスを用いることができる。該ガスを用いることによりイオン種としてＨ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋を生成することができる。該ガスをソースガスとして用いる場合には、Ｈ３＋を多く照射することが好ましい。具体的には、イオンビーム１３０に、Ｈ＋、Ｈ２＋、Ｈ３＋の総量に対してＨ３＋イオンが７０％以上含まれるようにすることが好ましい。また、Ｈ３＋イオンの割合を８０％以上とすることがより好ましい。このようにＨ３＋の割合を高めておくことで、損傷領域１１４に１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度で水素を含ませることが可能である。これにより、損傷領域１１４からの剥離が容易になる。また、Ｈ３＋イオンを多く照射することで、Ｈ＋、Ｈ２＋を照射するよりもイオンの照射効率が向上する。つまり、イオンの照射に掛かる時間を短縮することができる。また、Ｈ３＋を用いることで、イオンの平均侵入深さを浅くすることができるため、損傷領域１１４を浅い領域に形成することが可能になる。
【００３４】
イオン注入装置を用いる場合には、質量分離により、Ｈ３＋イオンが注入されるようにすることが好ましい。もちろん、Ｈ２＋を注入してもよい。ただし、イオン注入装置を用いる場合には、イオン種を選択して注入するため、イオンドーピング装置を用いる場合と比較して、イオン照射の効率が低下する場合がある。
【００３５】
イオン照射工程のソースガスには水素を含むガスの他に、ヘリウムやアルゴンなどの希ガス、フッ素ガスや塩素ガスに代表されるハロゲンガス、フッ素化合物ガス（例えば、ＢＦ３）などのハロゲン化合物ガスから選ばれた一種または複数種類のガスを用いることができる。ソースガスにヘリウムを用いる場合は、質量分離を行わないことで、Ｈｅ＋イオンの割合が高いイオンビーム１３０を作り出すことができる。このようなイオンビーム１３０を用いることで、損傷領域１１４を効率よく形成することができる。
【００３６】
また、複数回のイオン照射工程を行うことで、損傷領域１１４を形成することもできる。この場合、イオン照射工程毎にソースガスを異ならせても良いし、同じソースガスを用いてもよい。例えば、ソースガスとして希ガスを用いてイオン照射を行った後、水素を含むガスをソースガスとして用いてイオン照射を行うことができる。また、初めにハロゲンガス又はハロゲン化合物ガスを用いてイオン照射を行い、次に、水素ガスを含むガスを用いてイオン照射を行うこともできる。
【００３７】
上記の損傷領域１１４を形成した後、絶縁層１１２を除去し、新たに絶縁層１１６を形成する（図１（Ｅ）参照）。ここで、絶縁層１１２を除去するのは、上記のイオン照射の際に、絶縁層１１２が損傷する可能性が高いためである。なお、絶縁層１１２の損傷が問題とならない場合には絶縁層１１２を除去する必要はない。この場合、絶縁層１１２上に新たに絶縁層１１６を形成しても良いし、絶縁層１１６を形成しない構成としても良い。
【００３８】
絶縁層１１６を構成する材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化窒化ゲルマニウム、窒化酸化ゲルマニウムなどの、珪素またはゲルマニウムを組成に含む絶縁材料を挙げることができる。また、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウムなどの金属の酸化物、窒化アルミニウムなどの金属の窒化物、酸化窒化アルミニウムなどの金属の酸化窒化物、窒化酸化アルミニウムなどの金属の窒化酸化物を用いてもよい。絶縁層１１６の形成方法としては、ＣＶＤ法、スパッタ法、単結晶半導体基板１１０の酸化（又は窒化）による方法などがある。
【００３９】
絶縁層１１６は、貼り合わせにおける接合を形成する層であるから、その表面は、高い平坦性を有することが好ましい。例えば、表面の算術平均粗さが７ｎｍ以下（好ましくは５ｎｍ以下）、二乗平均平方根粗さが１０ｎｍ以下（好ましくは７ｎｍ以下）の層を形成する。このような絶縁層１１６としては、例えば、有機シランガスを用いて化学気相成長法により形成される酸化珪素膜を用いることができる。なお、以下では説明の便宜上、図１（Ｅ）に示す構造を基板１６０と呼ぶこととする。
【００４０】
その後、上記の基板１５０と基板１６０とを貼り合わせる（図１（Ｆ）参照）。具体的には、基板１５０及び基板１６０の表面を超音波洗浄などの方法で洗浄した後、支持体１７０上に絶縁層１１６が上になるように基板１６０を配置し、基板１６０上に絶縁層１０２が下になるように基板１５０を配置する。以下、貼り合わせの詳細について説明する。
【００４１】
図２に、貼り合わせの際に用いることができる装置の一例を示す。図２（Ａ）は装置の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。
【００４２】
図２に示す装置は、基板１６０が配置される支持体１７０、基板１６０が配置される領域を囲むように設けられた気密性保持機構１７２、支持体１７０に設けられた排気口１７４、排気口１７４に接続された真空ポンプ１７６、加熱処理手段１７８（ヒーター）を有している。なお、開示する発明の装置は図２の構成に限定して解釈されるものではない。例えば、基板１５０と基板１６０の貼り合わせの際に加熱処理が不要であれば、加熱処理手段１７８は設けなくとも良い。また、基板１６０が配置される領域には溝が形成されているが、基板１６０を固定することができれば該溝を形成することに限られない。さらに、気密性保持機構１７２の形状や配置などについても、基板１６０が配置される領域を囲むように設けてあれば特に限定されるものではない。排気口１７４の形状や配置等についても、同様に適宜変更可能である。
【００４３】
次に、図２に示す装置を用いた貼り合わせの手順について、図３を用いて説明する。はじめに、支持体１７０の溝に基板１６０を配置する（図３（Ａ）参照）。なお、図３（Ａ）は図３（Ｄ）のＡ−Ｂにおける断面図である。ここで、気密性保持機構１７２は、その最上部が基板１６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板１５０及び基板１６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体１７０及び気密性保持機構１７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００４４】
その後、気密性保持機構１７２上に基板１５０を配置する（図３（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構１７２は、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板１５０との接触部分を弾性体とすることで、基板１５０と気密性保持機構１７２との密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構１７２を前述の弾性体のみからなる構成とする場合について説明する。
【００４５】
次に、真空ポンプを用いて、基板１５０、支持体１７０及び気密性保持機構１７２により囲まれる空間１８０を排気する（図３（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構１７２を弾性体のみで構成しているため、空間１８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構１７２の撓みが増大し、基板１５０の位置が下がる。すなわち、空間１８０と外部との気圧差により、基板１５０と基板１６０が接触する方向の力が働くことになる。
【００４６】
ここで、空間１８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構１７２が、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構１７２があまりに柔らかい場合には、空間１８０が十分に減圧される前に基板１５０と基板１６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構１７２の硬さは、空間１８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板１５０と基板１６０とが接触する程度とすることが好ましい。なお、厚さ０．７ｍｍのガラス基板の破断強度は一般に１００ＭＰａ以上であり、基板１５０の一部としてこのようなガラス基板を用いる場合であっても、大気圧（１０１３ｈＰａ）には十分に耐え得ると言える。
【００４７】
その後、空間１８０をさらに減圧して、基板１６０に基板１５０が押しつけられるようにする。以上により、基板１５０と基板１６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【００４８】
なお、接合を形成する前に、基板１５０又は基板１６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板１５０又は基板１６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【００４９】
次に、接合された基板１５０及び基板１６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００５０】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【００５１】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板１５０の面積は基板１６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【００５２】
その後、空間１８０を大気圧に解放し、接合された基板１５０と基板１６０を取り出す。
【００５３】
以上により、減圧雰囲気下において基板１５０と基板１６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板１５０を均等な力で基板１６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間１８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【００５４】
次に、基板１６０を、絶縁層１１６及び単結晶半導体層１１８と、単結晶半導体基板１２０とに分離する（図１（Ｇ）参照）。基板１６０の分離は、加熱処理により行う。該加熱処理の温度は、ベース基板１００の耐熱温度を目安にすることができる。例えば、ベース基板１００としてガラス基板を用いる場合には、加熱温度は４００℃以上６５０℃以下とすることが好ましい。ただし、短時間であれば、４００℃以上７００℃以下の加熱処理を行っても良い。なお、本実施の形態においては、６００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００５５】
上述のような加熱処理を行うことにより、損傷領域１１４に形成された微小な空孔の体積変化が生じ、損傷領域１１４に亀裂が生ずる。その結果、損傷領域１１４に沿って単結晶半導体基板１１０が分離する。絶縁層１１６は絶縁層１０２と接合しているので、ベース基板１００上には単結晶半導体基板１１０から分離された単結晶半導体層１１８が残存することになる。また、この加熱処理で、絶縁層１０２と絶縁層１１６の接合界面が加熱されるため、接合界面に共有結合が形成され、絶縁層１０２と絶縁層１１６の結合力が一層向上する。
【００５６】
以上により、ベース基板１００上に単結晶半導体層１１８が形成される。該半導体基板は、ベース基板１００上に絶縁層１０２、絶縁層１１６、単結晶半導体層１１８が順に積層された構成となっている。
【００５７】
上述のようにして形成された半導体基板において、単結晶半導体層１１８の表面には、分離工程やイオン照射工程による欠陥が存在し、また、その平坦性は損なわれている。このような凹凸のある単結晶半導体層１１８の表面に、薄く、且つ、高い絶縁耐圧のゲート絶縁層を形成することは困難である。そのため、単結晶半導体層１１８の平坦化処理を行う。また、単結晶半導体層１１８に欠陥が存在する場合には、ゲート絶縁層との界面における局在準位密度が高くなるなど、トランジスタの性能及び信頼性に悪影響を与えるため、単結晶半導体層１１８の欠陥を減少させる処理を行う。
【００５８】
本実施の形態において、単結晶半導体層１１８の平坦性向上、および欠陥の低減は、単結晶半導体層１１８にレーザー光１３２を照射することで実現される（図４（Ａ）参照）。レーザー光１３２を単結晶半導体層１１８の上面側から照射することで、単結晶半導体層１１８上面を溶融させる。溶融した後、単結晶半導体層１１８が冷却、固化することで、その上面の平坦性が向上した単結晶半導体層１２２が得られる（図４（Ｂ）参照）。本実施の形態においては、レーザー光１３２を用いているため、ベース基板１００を加熱する必要が無く、ベース基板１００の温度上昇が抑えられる。このため、ガラス基板のような耐熱性の低い基板をベース基板１００に用いることが可能になる。もちろん、ベース基板の耐熱温度の範囲内における加熱を行う構成としても良い。ベース基板を加熱することにより、比較的低いエネルギー密度のレーザー光を用いる場合であっても、欠陥の低減を効果的に進めることができる。一方で、６５０℃以下程度の温度への加熱のみでは欠陥の低減は進まず、このような温度条件においては、レーザー光の照射は必須であるといえる。
【００５９】
なお、レーザー光１３２の照射による単結晶半導体層１１８の溶融は、部分溶融とする必要がある。完全溶融させた場合には、液相となった後の無秩序な核発生により微結晶化し、結晶性が低下するためである。一方で、部分溶融させることにより、溶融されていない固相部分から結晶成長が進行する。これにより、半導体層中の欠陥を減少させることができる。ここで、完全溶融とは、単結晶半導体層１１８が絶縁層１１６との界面まで溶融され、液体状態になることをいう。他方、部分溶融とは、この場合、単結晶半導体層１１８の上部は溶融して液相となるが、下部は溶融せずに固相のままであることをいう。
【００６０】
上記レーザー光の照射には、パルス発振レーザーを用いることが好ましい。これは、瞬間的に高エネルギーのパルスレーザー光を発振することができ、部分溶融状態を作り出すことが容易となるためである。発振周波数は、１Ｈｚ以上１０ＭＨｚ以下程度とすることが好ましい。より好ましくは、１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下である。上述のパルス発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、エキシマ（ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ）レーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、銅蒸気レーザー、金蒸気レーザー等を用いることができる。なお、部分溶融させるためにはパルス発振レーザーを用いることが好ましいが、これに限定して解釈されるものではない。すなわち、連続発振レーザーの使用を除外するものではない。なお、連続発振レーザーとしては、Ａｒレーザー、Ｋｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ３レーザー、ＧｄＶＯ４レーザー、Ｙ２Ｏ３レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライトレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー等がある。
【００６１】
レーザー光１３２の波長は、単結晶半導体層１１８に吸収される波長とする必要がある。その波長は、レーザー光の表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）などを考慮して決定すればよい。例えば、２５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲とすることができる。また、レーザー光１３２のエネルギー密度は、レーザー光１３２の波長、レーザー光の表皮深さ、単結晶半導体層１１８の膜厚などを考慮して決定することができる。レーザー光１３２のエネルギー密度は、例えば、３００ｍＪ／ｃｍ２以上８００ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲とすればよい。なお、上記エネルギー密度の範囲は、パルス発振レーザーとしてＸｅＣｌエキシマレーザー（波長：３０８ｎｍ）を用いた場合の一例である。
【００６２】
なお、イオン照射工程においてイオンの侵入深さを調節し、単結晶半導体層１１８の厚さを一定以上（例えば５０ｎｍ以上）とすることで、レーザー光１３２のエネルギー密度の調節が容易になる。これにより、レーザー光１３２の照射による半導体層表面の平坦性の向上、および欠陥の低減を、歩留まりよく実現することができる。なお、単結晶半導体層１１８が厚すぎる場合にはレーザー光１３２のエネルギー密度を高める必要が出てくるため、単結晶半導体層１１８の厚さは２００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００６３】
レーザー光１３２の照射は、大気雰囲気のような酸素を含む雰囲気、または窒素雰囲気のような不活性雰囲気で行うことができる。不活性雰囲気中でレーザー光１３２を照射するには、気密性のあるチャンバー内でレーザー光１３２を照射し、このチャンバー内の雰囲気を制御すればよい。チャンバーを用いない場合は、レーザー光１３２の被照射面に窒素ガスなどの不活性ガスを吹き付けることで、窒素雰囲気を形成することもできる。
【００６４】
なお、窒素などの不活性雰囲気で行うほうが、大気雰囲気よりも単結晶半導体層１１８の平坦性を向上させる効果は高い。また、大気雰囲気よりも不活性雰囲気のほうがクラックやリッジの発生を抑える効果が高く、レーザー光１３２の使用可能なエネルギー密度の範囲が広くなる。なお、レーザー光１３２の照射は、真空中で行ってもよい。真空中でレーザー光１３２を照射した場合には、不活性雰囲気における照射と同等の効果を得ることができる。
【００６５】
上述のようにレーザー光１３２を照射した後には、単結晶半導体層１２２の膜厚を小さくする薄膜化工程を行っても良い。単結晶半導体層１２２の薄膜化には、ドライエッチングまたはウエットエッチングの一方、または双方を組み合わせたエッチング処理（エッチバック処理）を適用すればよい。例えば、単結晶半導体層１２２がシリコン材料からなる層である場合、ＳＦ６と０２をプロセスガスに用いたドライエッチング処理で、単結晶半導体層１２２を薄くすることができる。以上により、薄い単結晶半導体層１２４を有する半導体基板１４０を作製することができる（図４（Ｃ）参照）。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、レーザー光の照射により表面を平坦化等した後でエッチング処理を行う構成を例に挙げているが、開示する発明はこれに限定して解釈されるものではない。例えば、レーザー光の照射前にエッチング処理を行ってもよい。この場合には、エッチング処理により半導体層表面の凹凸や欠陥をある程度低減することができる。また、レーザー光の照射前及び照射後の両方に上記処理を適用しても良い。また、レーザー光の照射と上記処理を交互に繰り返しても良い。このように、レーザー光の照射とエッチング処理を組み合わせて用いることにより、半導体層表面の凹凸、欠陥等を著しく低減することができる。
【００６７】
また、レーザー光１３２を照射する際、又はレーザー光１３２を照射する前後に、ベース基板１００の耐熱温度以下における加熱処理を施しても良い。これにより、レーザー光１３２の照射による効果が促進され、効率的な欠陥の除去や平坦性の向上が可能になる。もちろん、上述のエッチング処理や加熱処理などを常に用いる必要はない。また、上述のエッチング処理や加熱処理などに加えて、又は代えて、ＣＭＰによる平坦化を施すこともできる。
【００６８】
本実施の形態にて示した方法を用いることにより、ベース基板上に単結晶半導体層が設けられた半導体基板を製造することができる。
【００６９】
上述のように、開示する発明の半導体基板製造方法は、減圧雰囲気下において基板の貼り合わせを行うことを特徴としている。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、且つ、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、ボイドの発生を抑制することができる。また、開示する発明の半導体基板製造方法では、気圧差を用いて基板同士を密着させることにより貼り合わせを行うことを特徴としている。これにより、基板に掛かる圧力を均一にすることができるため、貼り合わせを良好に行うことが可能である。また、気圧差を用いることにより、貼り合わせに十分な圧力を掛けることができる。
【００７０】
また、開示する発明では、貼り合わせに係る最小限の空間の排気を行うため、真空チャンバーなどを別途用意する必要が無く、装置の小型化が容易である。さらに、最小限の空間の排気のみで済むため、排気の際の効率が向上する。すなわち、効率的に半導体基板を製造できる。
【００７１】
このように、開示する発明の製造方法を用いた半導体基板は、その特性が均一であり、且つ、生産性が高いという特徴を有している。このため、開示する発明により提供される半導体基板を用いる場合には、優れた性能を有する半導体装置を安価に提供することができることになる。また、開示する発明の製造装置を用いることにより、開示する発明の製造方法を容易に実現することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、イオン照射及び加熱剥離による半導体基板の作製方法について説明しているが、開示する発明の半導体装置製造方法はこれに限定されない。開示する発明は、基板同士の貼り合わせを良好に行う方法を提供するものであるから、貼り合わせ工程を有する半導体基板製造方法であれば、どのようなものに対しても適用することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例について、図５及び６を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、主として貼り合わせに係る工程について説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【００７４】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了した後、二つの基板を貼り合わせる。本実施の形態においては、基板５５０と基板５６０を用いて説明する。
【００７５】
はじめに、支持体５７０の溝に基板５６０を配置する（図５（Ａ）参照）。支持体５７０には、実施の形態１における製造装置と同様に、気密性保持機構５７２、排気口５７４等が設けられている。ここで、気密性保持機構５７２は、その最上部が基板５６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板５５０及び基板５６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体５７０及び気密性保持機構５７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００７６】
その後、気密性保持機構５７２上に基板５５０を配置する（図５（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構５７２は、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板５５０との接触部分を弾性体とすることで、基板５５０と気密性保持機構５７２との密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構を前述の弾性体からなる構成とする場合について説明する。
【００７７】
図５に示す貼り合わせの特徴は、気密性保持機構５７２が同一材料によって形成されていないという点にある。つまり、気密性保持機構５７２に用いられる材料が部分的に異なっているということである。又は、気密性保持機構５７２を構成する材料の組成が、僅かずつ変化している構成であっても良い。このようにすることで、気密性保持機構５７２の硬さを場所毎に変化させることができる。つまり、同じ圧力が掛かる場合であっても、撓み量が異なることになるため、選択した領域から基板を貼り合わせることができるということである。
【００７８】
次に、真空ポンプを用いて、基板５５０、支持体５７０及び気密性保持機構５７２により囲まれる空間５８０を排気する（図５（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構５７２を弾性体のみで構成しているため、空間５８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構５７２の撓みが増大し、基板５５０の位置が下がる。すなわち、空間５８０と外部との気圧差により、基板５５０と基板５６０が接触する方向の力が働くことになる。ここで、本実施の形態においては、図中向かって左側の気密性保持機構５７２が、向かって右側の気密性保持機構５７２よりも堅い材料にて構成されている。これにより、向かって右側の気密性保持機構５７２の撓み量が大きくなるため、基板５５０の右側が先に基板５６０に接触する。
【００７９】
なお、空間５８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構５７２が、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構５７２があまりに柔らかい場合には、空間５８０が十分に減圧される前に基板５５０と基板５６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構５７２の硬さは、空間５８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板５５０と基板５６０とが接触する程度とすることが好ましい。
【００８０】
その後、空間５８０をさらに減圧して、基板５６０に基板５５０の全面が押しつけられるようにする（図５（Ｄ）参照）。以上により、基板５５０と基板５６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【００８１】
なお、接合を形成する前に、基板５５０又は基板５６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板５５０又は基板５６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【００８２】
次に、接合された基板５５０及び基板５６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【００８３】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【００８４】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板５５０の面積は基板５６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【００８５】
その後、空間５８０を大気圧に解放し、接合された基板５５０と基板５６０を取り出す。
【００８６】
以上により、減圧雰囲気下において基板５５０と基板５６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板の押圧につき、急激な圧力変化を伴わないことにより、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間５８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【００８７】
また、本実施の形態において示したように、貼り合わせの開始領域を選択することで、複数の領域から貼り合わせが開始されることに起因した不良を抑制することができる。
【００８８】
なお、図５においては、材料を異ならせることによって撓み量を変化させ、貼り合わせの開始領域を選択する場合について示しているが、開示する発明はこれに限定されない。例えば、気密性保持機構５７２の幅や高さを場所毎に異ならせることによって、気密性保持機構５７２を構成する材料自体が同じであっても、貼り合わせの開始領域を選択することができる。
【００８９】
ここで、図６（Ａ）には気密性保持機構５７２の幅を異ならせた場合について示している。すなわち、気密性保持機構５７２の幅が広い場合にはその撓みが少なく、気密性保持機構５７２の幅が狭い場合にはその撓みが大きいことを利用する。これにより、幅が狭い気密性保持機構５７２が存在する領域付近から貼り合わせが開始されるようにすることができる。
【００９０】
同様に、図６（Ｂ）には気密性保持機構５７２の高さを異ならせた場合について示している。すなわち、気密性保持機構５７２の撓みが同程度であっても、初期の高さを変えることにより、基板同士が接触する領域を選択することができる。
【００９１】
本実施の形態は、実施の形態１と組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例について、図７及び８を参照して説明する。なお、本実施の形態においては実施の形態２と同様に、貼り合わせに係る工程についてのみ説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【００９３】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了した後、二つの基板を貼り合わせる。本実施の形態においては、基板７５０と基板７６０を用いて説明する。
【００９４】
はじめに、支持体７７０の溝に基板７６０を配置する（図７（Ａ）参照）。なお、図７（Ａ）は図７（Ｄ）のＡ´−Ｂ´における断面図である。支持体７７０には、実施の形態１における製造装置と同様に、気密性保持機構７７２、排気口７７４等が設けられている。ここで、気密性保持機構７７２は、その最上部が基板７６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板７５０及び基板７６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体７７０及び気密性保持機構７７２の表面を洗浄しておくと良い。
【００９５】
ここで、本実施の形態が実施の形態１や実施の形態２と異なる点は、気密性保持機構７７２が弾性体以外の材料を包含している点である。これにより、弾性体の材質のみに頼ることなく、貼り合わせを実現することができる。換言すれば、実施の形態１や実施の形態２における気密性保持機構は、材料の性質を直接的に用いることを特徴としているが、本実施の形態における気密性保持機構７７２は、その機構が有する機能的特徴により貼り合わせを実現する点において異なっている。
【００９６】
図８を用いて、本実施の形態における気密性保持機構７７２の構成の一例について説明する。図８（Ａ）は気密性保持機構７７２を含む支持体７７０の断面を模式的に示す図である。また、図８（Ｂ）は気密性保持機構７７２の拡大図である。図８に示す気密性保持機構７７２は可動部７７２ａと固定部７７２ｂとからなる。本実施の形態においては、可動部７７２ａの全体が弾性体により形成されることで気密性が確保されている場合について示すが、開示する発明がこれに限定して解釈されるものではない。例えば、可動部７７２ａの上部（後に基板７５０と接する部分）のみを弾性体で形成し、その他の部分を非弾性体で形成しても良い。また、その他の構成を用いても良い。本実施の形態において重要な点は、可動部を有する気密性保持機構７７２を用いることであって、気密性保持機構７７２の構成の詳細ではないためである。また、固定部７７２ｂは支持体７７０に埋め込まれた構成となっており、気密性の保持に寄与すると共に、気密性保持機構７７２の大きさの制約を緩和している。
【００９７】
気密性保持機構７７２の内部構造の一例を図８（Ｃ）に示す。固定部７７２ｂの内部は中空構造となっており、これにより、可動部７７２ａの位置が高さ方向に変化する。また、可動部７７２ａには、可動部７７２ａの位置を制御するための弾性体７７２ｃが接続されている。該弾性体７７２ｃにより、外力が掛からない状況では可動部７７２ａと固定部７７２ｂの間隔が一定に保たれている。また、可動部７７２ａに掛かる力に応じて可動部７７２ａの位置が変化する。本実施の形態においては、弾性体７７２ｃの一例としてつるまきばねを用いているが、開示する発明がこれに限定されるものではなく、他の弾性体を用いても良い。また、可動部７７２ａの位置を復元しようとする力を発揮するものであれば、弾性体以外であっても適宜用いることができる。例えば、可動部７７２ａ及び固定部７７２ｂによって囲まれる領域に圧縮された気体を封入して、弾性体の代わりに用いても良い。
【００９８】
また、いわゆる油圧シリンダーの如く、外部の機構を用いて固定部７７２ｂ内部に気体や液体を注入し、これにより可動部の位置を制御する構成とすることもできる。この場合には、復元力を用いる必要がないため、貼り合わせにおける気圧差を変更することが可能である。つまり、減圧の程度や基板同士の貼り合わせに係る力を適宜設定することができる。なお、該構成においては、外部から気体や液体を注入するため、気体又は液体を導くための管を設ける必要があり、また、気体や液体を送出する機構が必要になる。この点において、気密性保持機構７７２に係る構成がやや複雑化するともいえる。
【００９９】
支持体７７０上に基板７６０を配置した後、気密性保持機構７７２上に基板７５０を配置する（図７（Ｂ）参照）。より正確には、気密性保持機構７７２の可動部の上部と接触するように基板７５０を配置する。ここで、気密性保持機構７７２は、図８において説明した構成を有している。本実施の形態に示すように、基板７５０との接触部分を弾性体とすることで、基板７５０と気密性保持機構７７２との密着性を向上することができる。該弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。
【０１００】
次に、真空ポンプを用いて、基板７５０、支持体７７０及び気密性保持機構７７２により囲まれる空間７８０を排気する（図７（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構７７２を図８において説明した構成としているため、空間７８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構７７２の可動部の位置が下がり、基板７５０の位置が下がる。すなわち、空間７８０と外部との気圧差により、基板７５０と基板７６０が接触する方向の力が働くことになる。
【０１０１】
なお、空間７８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構７７２の復元力を一定以上とする必要がある。気密性保持機構７７２の復元力があまりに弱い場合には、空間７８０が十分に減圧される前に基板７５０と基板７６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構７７２の復元力は、空間７８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板７５０と基板７６０とが接触する程度とすることが好ましい。なお、気密性保持機構７７２として、いわゆる油圧シリンダーの如き機構を用いる場合にも、空間７８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板７５０と基板７６０とが接触するように調節すると好ましい。
【０１０２】
その後、空間７８０をさらに減圧して、基板７６０に基板７５０の全面が押しつけられるようにする（図７（Ｄ）参照）。以上により、基板７５０と基板７６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【０１０３】
なお、接合を形成する前に、基板７５０又は基板７６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板７５０又は基板７６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【０１０４】
次に、接合された基板７５０及び基板７６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【０１０５】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【０１０６】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。なお、開示する発明の構成上、基板７５０の面積は基板７６０の面積より大きい必要がある点に留意しなくてはならない。
【０１０７】
その後、空間７８０を大気圧に解放し、接合された基板７５０と基板７６０を取り出す。
【０１０８】
以上により、減圧雰囲気下において基板７５０と基板７６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板７５０を均等な力で基板７６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間５８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【０１０９】
なお、本実施の形態においては、基板７５０と基板７６０が同時に接触する場合について説明したが、開示する発明はこれに限られない。例えば、実施の形態２に示したように、貼り合わせの開始領域を選択することも可能である。貼り合わせ開始領域の選択は、例えば、図８に示した弾性体７７２ｃの復元力を場所毎に変化させることにより実現することができる。また、可動部７７２ａの移動量を変化させることによって、貼り合わせの開始領域を選択することもできる。
【０１１０】
本実施の形態は、実施の形態１又は２と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１１１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、半導体基板製造方法の別の一例として、複数の単結晶半導体基板を一のベース基板に貼り合わせる工程について、図９及び１０を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、貼り合わせに係る工程のみを説明するものとし、それ以外の工程についてはここでは説明しない。貼り合わせに係る工程以外については、例えば、実施の形態１を参照することができる。なお、本実施の形態における貼り合わせ工程では複数の単結晶半導体基板を同時に使用するが、実施の形態１における図１（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の工程を複数回繰り返すことにより、必要な単結晶半導体基板を用意することができる。又は、図１（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の工程を複数並列に行っても良い。以下、実施の形態１における図１（Ｆ）に当たる工程についての説明を行う。
【０１１２】
実施の形態１における図１（Ｅ）の工程が終了し、複数の単結晶半導体基板が用意された後、該複数の単結晶半導体基板と一のベース基板とを貼り合わせる。本実施の形態においては、基板９５０と複数の基板９６０を用いて説明する。
【０１１３】
はじめに、本実施の形態の貼り合わせの際に用いることができる装置の一例を示す（図９（Ａ）参照）。図９（Ａ）は装置の平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ´´−Ｂ´´における断面図である。
【０１１４】
図９に示す装置は、基板９６０が配置される支持体９７０、基板９６０が配置される領域を囲むように設けられた気密性保持機構９７２ａ、気密性保持機構９７２ａで囲まれた領域において基板９６０が配置されない領域に設けられた間隔保持機構９７２ｂ、支持体９７０に設けられた排気口９７４、排気口９７４に接続された真空ポンプ９７６、及び加熱処理手段９７８（ヒーター）を有している。なお、開示する発明の装置は図９の構成に限定して解釈されるものではない。例えば、基板９５０と基板９６０の貼り合わせの際に加熱処理が不要であれば、加熱処理手段９７８は設けなくとも良い。また、基板９６０が配置される領域には溝が形成されているが、溝の形状や配置はこれに限られず、基板９６０を固定することができれば溝を形成する必要もない。さらに、気密性保持機構９７２ａの形状や配置などについても、基板９６０が配置される領域を囲むように設けてあれば特に限定されるものではない。
【０１１５】
なお、本実施の形態においては、間隔保持機構９７２ｂを設けている。これは、複数の単結晶半導体基板を貼り付ける場合に用いるような大型のベース基板では、自らの重みで、特にその中央部が撓んでしまうためである。このような撓みが発生することにより、貼り合わせ不良が生じる可能性が高くなる。したがって、撓みを防ぐため、本実施の形態においては間隔保持機構９７２ｂを設けることとした。なお、間隔保持機構９７２ｂの形状や配置、排気口９７４の形状や配置等については、適宜変更して構わない。撓みが問題とならない場合には、間隔保持機構９７２ｂを設けない構成としても良い。
【０１１６】
次に、図９に示す装置を用いた貼り合わせの手順について、図１０を用いて説明する。はじめに、支持体９７０の溝に基板９６０を配置する（図１０（Ａ）参照）。なお、図１０（Ａ）は図１０（Ｄ）のＡ´´−Ｂ´´における断面図である。ここで、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂは、その最上部が基板９６０の表面より高い位置となる構成を有している。なお、貼り合わせ工程における基板９５０及び基板９６０の汚染を防ぐために、あらかじめ、支持体９７０、気密性保持機構９７２ａ、間隔保持機構９７２ｂの表面を洗浄しておくと良い。
【０１１７】
その後、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂ上に基板９５０を配置する（図１０（Ｂ）参照）。ここで、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂは、少なくとも一部に弾性体を有する構成とすることが好ましい。例えば、基板９５０との接触部分を弾性体とすることで、基板９５０と気密性保持機構９７２ａ又は間隔保持機構９７２ｂとの密着性を向上することができる。弾性体として用いることができる材料は特に限定されないが、後の加熱処理に耐えうる材料とする必要がある。例えば、少なくとも２００℃程度、好ましくは３００℃程度の加熱処理に耐えうる材料であることが好ましい。また、半導体の汚染源である有機物を含有しない材料か、又は、有機物を含んでいる場合でも汚染源となりにくい材料であることが好ましい。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴム等を挙げることができる。本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを前述の弾性体のみからなる構成とする場合について説明する。
【０１１８】
次に、真空ポンプを用いて、基板９５０、支持体９７０及び気密性保持機構９７２ａにより囲まれる空間９８０を排気する（図１０（Ｂ）、（Ｃ）参照）。本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを弾性体のみで構成しているため、空間９８０の圧力が低下すると共に気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂの撓みが増大し、基板９５０の位置が下がる。すなわち、空間９８０と外部との気圧差により、基板９５０と基板９６０が接触する方向の力が働くことになる。
【０１１９】
ここで、空間９８０を十分に減圧するためには、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂが、一定の硬さを有している必要がある。気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂがあまりに柔らかい場合には、空間９８０が十分に減圧される前に基板９５０と基板９６０が接触し、接合不良が生じる可能性が高くなるためである。気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂの硬さは、空間９８０の気圧が１００ｈＰａ以下、好ましくは１ｈＰａ以下となった段階で基板９５０と基板９６０とが接触する程度とすることが好ましい。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、気密性保持機構９７２ａ及び間隔保持機構９７２ｂを同じ材料を用いて形成し、その高さ、幅等のパラメータについても同様とした。また、間隔保持機構９７２ｂを、支持体９７０の中心点に対して点対称となるように配置した。これにより、気密性保持機構９７２ａと間隔保持機構９７２ｂの撓みを同程度とすることができ、基板９５０を水平に保ったまま基板９６０と接触させることができる。もちろん、開示する発明が当該構成に限定して解釈されるものではない。例えば、間隔保持機構９７２ｂが別の材料を用いて形成されていても良いし、高さ、幅等のパラメータを異ならせても良い。実施の形態２又は３を参照して基板９５０と基板９６０の貼り合わせの開始領域を選択する構成としても良い。
【０１２１】
その後、空間９８０をさらに減圧して、基板９６０に基板９５０が押しつけられるようにする。以上により、基板９５０と基板９６０との接合を常温、且つ、減圧雰囲気下で行うことができる。なお、接合のメカニズムとしては、ファン・デル・ワールス力が関わるメカニズムや、水素結合が関わるメカニズムなどが考えられる。
【０１２２】
なお、接合を形成する前に、基板９５０又は基板９６０の表面を酸素プラズマ処理又はオゾン処理して、その表面を親水性にしても良い。この処理によって、基板９５０又は基板９６０の表面に水酸基が付加されるため、接合界面に水素結合を形成することができる。
【０１２３】
次に、接合された基板９５０及び基板９６０に対して加熱処理を施して、接合を強固なものとする。この際の加熱温度は、弾性体の耐熱温度以下とする必要がある。例えば、３００℃以下、好ましくは２００℃以下とすることができる。もちろん、耐熱温度が高い弾性体を用いる場合であればこれに限られない。処理時間は、１分以上とすることが好ましいが、処理速度と接合強度との関係から最適な条件を適宜設定すればよい。本実施の形態においては、２００℃、２時間の加熱処理を施すこととする。
【０１２４】
ここで、基板の貼り合わせに係る領域にのみマイクロ波を照射することで、局所的に加熱することも可能である。この場合には、弾性体自体はさほど高温にならないから、弾性体の耐熱温度に対する要求を幾分下げることができる。一例として、耐熱温度が１５０℃程度の材料であっても使用は可能である。
【０１２５】
なお、接合強度に問題がない場合は、上記加熱処理を省略しても良い。この場合には、装置に加熱手段を設ける必要はない。また、弾性体の耐熱温度を考慮する必要もない。
【０１２６】
その後、空間９８０を大気圧に解放し、接合された基板９５０と基板９６０を取り出す。
【０１２７】
以上により、減圧雰囲気下において基板９５０と基板９６０との接合を行うことができる。これにより、大気中の塵などの、貼り合わせ表面への付着を低減し、また、貼り合わせ表面に空気が残存することを防止できる。つまり、貼り合わせ不良を低減することが可能である。さらに、基板９５０を均等な力で基板９６０に押しつけることになるため、接合の形成に係る力を均一にすることができる。つまり、局所的な圧力に起因する、貼り合わせ不良を低減することができる。また、基板の周辺領域にまで十分に圧力をかけることができるため、周辺領域の貼り合わせを良好に行うことができる。また、貼り合わせに係る雰囲気全体を減圧するのではなく、貼り合わせに係る最小限の空間（つまり、本実施の形態における空間９８０）のみを減圧するため、減圧に要する時間を大幅に短縮することができ、貼り合わせの効率が向上する。つまり、半導体基板の生産性を高めることができる。また、真空チャンバーなどを別途用意する必要がないため、製造装置の小型化に貢献する。
【０１２８】
また、本実施の形態においては、間隔保持機構９７２ｂによりベース基板の撓みを防止している。これにより、大型のベース基板を用いる場合であっても、貼り合わせを良好に行うことができる。
【０１２９】
本実施の形態は、実施の形態１乃至３と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３０】
（実施の形態５）
本実施の形態では、開示する発明による半導体基板を用いた半導体装置の製造方法の一例について、図１１乃至１４を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、半導体装置の一例として液晶表示装置を挙げて説明するが、開示する発明の半導体基板を用いて製造される半導体装置は液晶表示装置に限られるものではない。
【０１３１】
はじめに、実施の形態１に示す方法などを用いて作製された、単結晶半導体層を有する半導体基板を用意する（図１１（Ａ）参照）。ここでは、ベース基板１１００の上に絶縁層１１０２、絶縁層１１０４、単結晶半導体層１１０６を順に設けた構成を用いて説明するが、開示する発明はこれに限られるものではない。ここで、絶縁層１１０４は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素などの材料を用いて形成することができる。また、絶縁層１１０４は積層構造であっても良い。詳細については、実施の形態１を参照することができる。
【０１３２】
次に、単結晶半導体層１１０６を所望の形状にパターニングして、島状の単結晶半導体層を形成する。パターニングの際のエッチング加工としては、ドライエッチング（プラズマエッチング等）、ウエットエッチングのどちらを採用しても良いが、大面積基板を処理するにはプラズマエッチングが適している。エッチングガスとしては、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、などのフッ素系又は塩素系のガスを用い、ＨｅやＡｒなどの不活性ガスを適宜加えても良い。また、大気圧放電のエッチング加工を適用すれば、局所的な放電加工も可能であり、基板の全面にマスク層を形成することなくエッチングを行うことができる。
【０１３３】
なお、絶縁層１１０２及び絶縁層１１０４はエッチングしないで残存させる構成とすることが好ましい。絶縁層１１０２及び絶縁層１１０４を残存させることにより、ベース基板１１００中に含まれる不純物元素（例えば、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属や、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、鉄、銅、ニッケル等の遷移金属）の単結晶半導体層への侵入を抑制できるためである。
【０１３４】
単結晶半導体層１１０６をパターニングした後には、しきい値電圧を制御するために、硼素、アルミニウム、ガリウムなどのｐ型不純物を添加すると良い。例えば、ｐ型不純物として、硼素を５×１０１６／ｃｍ３以上１×１０１８／ｃｍ３以下の濃度で添加することができる。
【０１３５】
次に、島状の単結晶半導体層を覆うゲート絶縁層１１０８を形成する（図１１（Ｂ）参照）。なお、ここでは便宜上、パターニングによって形成された島状の単結晶半導体層をそれぞれ単結晶半導体層１１１０、単結晶半導体層１１１２、単結晶半導体層１１１４と呼ぶことにする。ゲート絶縁層１１０８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法などを用い、厚さを１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下として珪素を含む絶縁膜で形成する。具体的には、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンに代表される珪素の酸化物材料又は窒化物材料等の材料で形成すればよい。なお、ゲート絶縁層１１０８は単層構造であっても良いし、積層構造としても良い。さらに、単結晶半導体層とゲート絶縁層との間に、膜厚１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、より好ましくは２ｎｍ以上５ｎｍ以下の薄い酸化シリコン膜を形成してもよい。なお、低い温度でリーク電流の少ないゲート絶縁膜を形成するために、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませても良い。
【０１３６】
次に、ゲート絶縁層１１０８上にゲート電極層として用いる第１の導電膜と第２の導電膜とを積層して形成する。第１の導電膜の膜厚は２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度、第２の導電膜の膜厚は１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下程度とすれば良い。また、第１の導電膜と第２の導電膜は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等の手法により形成することができる。第１の導電膜と第２の導電膜は、タンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム等から選ばれた元素、又は前記の元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料等を用いて形成すればよい。また、第１の導電膜や第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、ＡｇＰｄＣｕ合金などを用いてもよい。なお、本実施の形態においては２層構造の導電層を用いて説明しているが、開示する発明はこれに限定されない。３層以上の積層構造としても良いし、単層構造であっても良い。
【０１３７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト材料からなるマスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅを形成する。そして、前記のマスクを用いて第１の導電膜と第２の導電膜を所望の形状に加工し、第１のゲート電極層１１１８ａ、第１のゲート電極層１１１８ｂ、第１のゲート電極層１１１８ｃ、第１のゲート電極層１１１８ｄ、第１の導電層１１１８ｅ、導電層１１２０ａ、導電層１１２０ｂ、導電層１１２０ｃ、導電層１１２０ｄ、及び導電層１１２０ｅを形成する（図１１（Ｃ）参照）。
【０１３８】
ここで、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、所望のテーパー形状となるようにエッチングを行うことができる。また、マスクの形状によって、テーパーの角度等を制御することもできる。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス、又はＯ２を適宜用いることができる。本実施の形態では、ＣＦ４、Ｃｌ２、Ｏ２からなるエッチング用ガスを用いて第２の導電膜のエッチングを行い、連続してＣＦ４、Ｃｌ２からなるエッチング用ガスを用いて第１の導電膜をエッチングする。
【０１３９】
次に、マスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅを用いて、導電層１１２０ａ、導電層１１２０ｂ、導電層１１２０ｃ、導電層１１２０ｄ、及び導電層１１２０ｅを所望の形状に加工する。このとき、導電層を形成する第２の導電膜と、第１のゲート電極層及び第１の導電層を形成する第１の導電膜との選択比が高いエッチング条件でエッチングする。このエッチングによって、第２のゲート電極層１１２２ａ、第２のゲート電極層１１２２ｂ、第２のゲート電極層１１２２ｃ、第２のゲート電極層１１２２ｄ、及び第２の導電層１１２２ｅを形成する。本実施の形態では、第２のゲート電極層及び第２の導電層もテーパー形状であるが、そのテーパー角は、第１のゲート電極層及び第１の導電層の有するテーパー角より大きい。なお、テーパー角とは対象物の底面と側面とが作る角度を言うものとする。よって、テーパー角が９０度の場合、導電層は底面に対して垂直な側面を有することになる。テーパー角を９０度未満とすることにより、積層される膜の被覆性が向上するため、欠陥を低減することが可能となる。なお、本実施の形態では、第２のゲート電極層及び第２の導電層を形成するためのエッチング用ガスとしてＣｌ２、ＳＦ６、Ｏ２を用いる。
【０１４０】
以上の工程によって、周辺駆動回路領域１１８０に、ゲート電極層１１２４ａ、ゲート電極層１１２４ｂ、画素領域１１８２に、ゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄ、及び導電層１１２４ｅを形成することができる（図１１（Ｄ）参照）。なお、マスク１１１６ａ、マスク１１１６ｂ、マスク１１１６ｃ、マスク１１１６ｄ、及びマスク１１１６ｅは、上記工程の後に除去する。
【０１４１】
次に、ゲート電極層１１２４ａ、ゲート電極層１１２４ｂ、ゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄをマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素を添加し、第１のｎ型不純物領域１１２６ａ、第１のｎ型不純物領域１１２６ｂ、第１のｎ型不純物領域１１２８ａ、第１のｎ型不純物領域１１２８ｂ、第１のｎ型不純物領域１１３０ａ、第１のｎ型不純物領域１１３０ｂ、第１のｎ型不純物領域１１３０ｃを形成する（図１２（Ａ）参照）。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）を用いてドーピングを行う。ここでは、第１のｎ型不純物領域に、ｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）が１×１０１６／ｃｍ３以上５×１０１９／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。
【０１４２】
次に、単結晶半導体層１１１０、単結晶半導体層１１１４の一部を覆うマスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃを形成する。そして、マスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃ、及び第２のゲート電極層１１２２ｂをマスクとしてｎ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、第２のｎ型不純物領域１１３４ａ、第２のｎ型不純物領域１１３４ｂ、第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂ、第２のｎ型不純物領域１１４０ａ、第２のｎ型不純物領域１１４０ｂ、第２のｎ型不純物領域１１４０ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄが形成される。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてホスフィン（ＰＨ３）を用いてドーピングを行う。ここでは、第２のｎ型不純物領域にｎ型を付与する不純物元素であるリン（Ｐ）が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０２１／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂには、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄと同程度、もしくは少し高めの濃度でｎ型を付与する不純物元素が添加される。また、チャネル形成領域１１３８、チャネル形成領域１１４４ａ及びチャネル形成領域１１４４ｂが形成される（図１２（Ｂ）参照）。
【０１４３】
第２のｎ型不純物領域は高濃度不純物領域であり、ソース又はドレインとして機能する。一方、第３のｎ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、いわゆるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域となる。第３のｎ型不純物領域１１３６ａ、第３のｎ型不純物領域１１３６ｂは、第１のゲート電極層１１１８ｂと重なる領域に形成されている。これにより、ソース又はドレイン近傍の電界を緩和して、ホットキャリアによるオン電流の劣化を防止することができる。一方、第３のｎ型不純物領域１１４２ａ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｂ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｃ、第３のｎ型不純物領域１１４２ｄはゲート電極層１１２４ｃ、ゲート電極層１１２４ｄと重なっておらず、オフ電流を低減する効果がある。
【０１４４】
次に、マスク１１３２ａ、マスク１１３２ｂ、マスク１１３２ｃを除去し、単結晶半導体層１１１２、単結晶半導体層１１１４を覆うマスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂを形成する。そして、マスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂ、ゲート電極層１１２４ａをマスクとしてｐ型を付与する不純物元素を添加する。これにより、第１のｐ型不純物領域１１４８ａ、第１のｐ型不純物領域１１４８ｂ、第２のｐ型不純物領域１１５０ａ、第２のｐ型不純物領域１１５０ｂが形成される。本実施の形態では、不純物元素を含むドーピングガスとしてジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いてドーピングを行う。ここでは、第１のｐ型不純物領域、及び第２のｐ型不純物領域にｐ型を付与する不純物元素である硼素（Ｂ）が１×１０１８／ｃｍ３以上５×１０２１／ｃｍ３以下程度の濃度で含まれるようにする。また、チャネル形成領域１１５２が形成される（図１２（Ｃ）参照）。
【０１４５】
第１のｐ型不純物領域は高濃度不純物領域であり、ソース又はドレインとして機能する。一方、第２のｐ型不純物領域は低濃度不純物領域であり、いわゆるＬＤＤ（ＬｉｇｈｔｌｙＤｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域となる。
【０１４６】
その後、マスク１１４６ａ、マスク１１４６ｂを除去する。マスクを除去した後に、ゲート電極層の側面を覆うように絶縁膜を形成してもよい。該絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて形成することができる。また、不純物元素を活性化するために、加熱処理、強光の照射、レーザー光の照射等を行ってもよい。
【０１４７】
次いで、ゲート電極層、及びゲート絶縁層を覆う層間絶縁層を形成する。本実施の形態では、絶縁膜１１５４と絶縁膜１１５６の積層構造とする（図１３（Ａ）参照）。絶縁膜１１５４として窒化酸化シリコン膜を膜厚１００ｎｍにて形成し、絶縁膜１１５６として酸化窒化シリコン膜を膜厚９００ｎｍにて形成する。本実施の形態においては、２層の積層構造としたが、単層構造でも良く、３層以上の積層構造としても良い。本実施の形態では、絶縁膜１１５４及び絶縁膜１１５６を、プラズマＣＶＤ法を用いて、大気に晒さずに連続的に形成する。なお、絶縁膜１１５４及び絶縁膜１１５６は上記材料に限定されるものではない。
【０１４８】
絶縁膜１１５４、絶縁膜１１５６は、他に、酸化シリコンや窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料を用いて形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂をいう。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。また、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、ポリシラザン等の有機絶縁性材料を用いることもできる。
【０１４９】
次いで、レジスト材料からなるマスクを用いて絶縁膜１１５４、絶縁膜１１５６、ゲート絶縁層１１０８に単結晶半導体層及びゲート電極層に達するコンタクトホール（開口部）を形成する。エッチングは、用いる材料の選択比によって、一回で行っても複数回行っても良い。本実施の形態では、酸化窒化シリコン膜である絶縁膜１１５６と、窒化酸化シリコン膜である絶縁膜１１５４及びゲート絶縁層１１０８と選択比が取れる条件で、第１のエッチングを行い、絶縁膜１１５６を除去する。次に、第２のエッチングによって、絶縁膜１１５４及びゲート絶縁層１１０８を除去し、ソース又はドレインに達する開口部を形成する。
【０１５０】
その後、開口部を覆うように導電膜を形成し、該導電膜をエッチングする。これにより、各ソース領域又はドレイン領域の一部とそれぞれ電気的に接続するソース電極層又はドレイン電極層１１５８ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１５８ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６０ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６０ｂ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６２ａ、ソース電極層又はドレイン電極層１１６２ｂを形成する。ソース電極層又はドレイン電極層には、アルミニウム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ネオジム、クロム、ニッケル、白金、金、銀、銅、マグネシウム、スカンジウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、ニオブ、シリコン、リン、硼素、ヒ素、ガリウム、インジウム、錫などから選択された一つ又は複数の元素、または、前記元素を成分として含有する化合物や合金材料（例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、アルミニウムネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、マグネシウム銀（Ｍｇ−Ａｇ）など）、もしくは、これらの化合物を組み合わせた物質等が用いられる。その他にも、シリサイド（例えば、アルミニウムシリサイド、モリブデンシリサイド、ニッケルシリサイド）や、窒素を含有する化合物（例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン）、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングしたシリコン（Ｓｉ）等を用いることもできる。
【０１５１】
以上の工程で周辺駆動回路領域１１８０にｐチャネル型薄膜トランジスタ１１６４、及びｎチャネル型薄膜トランジスタ１１６６を、画素領域１１８２にｎチャネル型薄膜トランジスタ１１６８、容量配線１１７０が形成される（図１３（Ｂ）参照）。
【０１５２】
次に第２の層間絶縁層として絶縁膜１１７２を形成する。絶縁膜１１７２としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、ポリシラザン、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、シロキサン樹脂を用いてもよい。ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン等の有機絶縁性材料を用いることもできる。
【０１５３】
次に、画素領域１１８２の絶縁膜１１７２にコンタクトホールを形成し、画素電極層１１７４を形成する（図１３（Ｃ）参照）。画素電極層１１７４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコンを混合した導電性材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、又はタングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、コバルト、ニッケル、チタン、白金、アルミニウム、銅、銀等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を用いて形成することができる。
【０１５４】
また、画素電極層１１７４としては導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／ｓｑ．以下であることが好ましい。また、光透過性を有する画素電極層として薄膜を形成する場合には、波長５５０ｎｍにおける透過率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１５５】
上記の導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、又は、これらの共重合体等が挙げられる。
【０１５６】
共役系導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロール）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１５７】
上記の導電性高分子を、単独で用いても良いし、膜の特性を調整するために有機樹脂を添加して使用しても良い。
【０１５８】
さらに、導電性組成物にアクセプタ性のドーパントやドナー性のドーパントをドーピングすることで、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させ、電気伝導度を調節してもよい。
【０１５９】
上述の如き導電性組成物を水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等により画素電極層１１７４となる薄膜を形成することができる。
【０１６０】
次に、画素電極層１１７４及び絶縁膜１１７２を覆うように、配向膜と呼ばれる絶縁層１４０２を形成する（図１４（Ｂ）参照）。絶縁層１４０２は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いて形成することができる。なお、図１４は、半導体装置の平面図及び断面図を示しており、図１４（Ａ）は半導体装置の平面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＥ−Ｆにおける断面図である。半導体装置には、外部端子接続領域１１７６、封止領域１１７８、周辺駆動回路領域１１８０、画素領域１１８２が設けられる。
【０１６１】
絶縁層１４０２を形成した後、ラビング処理を行う。配向膜として機能する絶縁層１４０６についても、絶縁層１４０２と同様にして形成することができる。
【０１６２】
その後、対向基板１４００と、ベース基板１１００とを、シール材１４１４及びスペーサ１４１６を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層１４０４を設ける。なお、対向基板１４００には、配向膜として機能する絶縁層１４０６、対向電極として機能する導電層１４０８、カラーフィルターとして機能する着色層１４１０、偏光子１４１２（偏光板ともいう）等が設けられている。なお、本実施の形態においてはベース基板１１００にも偏光子１４１８（偏光板）を設ける場合について示すが、開示する発明はこれに限られない。例えば、反射型の液晶表示装置においては、偏光子は、一方に設ければ良い。
【０１６３】
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層１４２０に、異方性導電体層１４２２を介して、ＦＰＣ１４２４を接続する。ＦＰＣ１４２４は、外部からの信号を伝達する役目を担う。上記の工程により、液晶表示装置を作製することができる。
【０１６４】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いて液晶表示装置を製造している。このため、貼り合わせが良好に行われた単結晶半導体層を用いて、液晶のスイッチングを司る半導体素子や、駆動回路領域の半導体素子などを作製することができる。これにより、半導体素子特性が向上するため、液晶表示装置の表示特性が大きく向上することになる。また、半導体素子の信頼性が向上するため、液晶表示装置の信頼性も高まることになる。
【０１６５】
なお、本実施の形態においては液晶表示装置を作製する方法について説明したが、開示する発明はこれに限られるものではない。本実施の形態は、実施の形態１乃至４と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６６】
（実施の形態６）
本実施の形態では、開示する発明に係る発光素子を有する半導体装置（エレクトロルミネッセンス表示装置）について説明する。なお、周辺回路領域や画素領域等に用いられるトランジスタの作製方法は、実施の形態５を参照することができるため、詳細については省略する。
【０１６７】
なお、発光素子を有する半導体装置には、下面放射、上面放射、両面放射のいずれかの方式が用いられる。本実施の形態では、下面放射方式を用いた半導体装置について、図１５を用いて説明するが、開示する発明はこれに限られるものではない。
【０１６８】
図１５の半導体装置は、下方（図中の矢印の方向）に光を放射する。ここで、図１５（Ａ）は半導体装置の平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＧ−Ｈにおける断面図である。図１５において半導体装置は、外部端子接続領域１５３０、封止領域１５３２、駆動回路領域１５３４、画素領域１５３６を有している。
【０１６９】
図１５に示す半導体装置は、素子基板１５００、薄膜トランジスタ１５５０、薄膜トランジスタ１５５２、薄膜トランジスタ１５５４、薄膜トランジスタ１５５６、発光素子１５６０、絶縁層１５６８、充填材１５７０、シール材１５７２、配線層１５７４、端子電極層１５７６、異方性導電層１５７８、ＦＰＣ１５８０、封止基板１５９０などによって構成されている。なお、発光素子１５６０は、第１の電極層１５６２と発光層１５６４と第２の電極層１５６６とを含む。
【０１７０】
第１の電極層１５６２としては、発光層１５６４より放射する光を透過できるように、光透過性を有する導電性材料を用いる。一方、第２の電極層１５６６としては、発光層１５６４より放射する光を反射することができる導電性材料を用いる。
【０１７１】
第１の電極層１５６２としては、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物等を用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）等を用いても良い。
【０１７２】
また、第１の電極層１５６２としては、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。なお、詳細については実施の形態５を参照することができるため、ここでは省略する。
【０１７３】
第２の電極層１５６６としては、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、銅、タンタル、モリブデン、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。可視光の領域で反射性が高い物質を用いることがよく、本実施の形態では、アルミニウム膜を用いることとする。
【０１７４】
なお、上面放射、両面放射の各方式を用いる場合には、適宜電極層の設計を変更してやれば良い。具体的には、上面放射の場合には、反射性を有する材料を用いて第１の電極層１５６２を形成し、光透過性を有する材料を用いて第２の電極層１５６６を形成する。両面放射の場合には、光透過性を有する材料を用いて第１の電極層１５６２及び第２の電極層１５６６を形成すれば良い。なお、下面放射、上面放射においては、光透過性を有する材料を用いて一方の電極層を形成し、光透過性を有する材料と光反射性を有する材料の積層構造により、他方の電極層を形成する構成としても良い。電極層に用いることができる材料は下面放射の場合と同様であるため、ここでは省略する。
【０１７５】
なお、一般に、光透過性を有さないと考えられる金属のような材料であっても、膜厚を小さく（５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）することにより、光を透過させることができる。これにより、上述の光反射性材料を用いて、光を透過する電極層を作製することも可能である。
【０１７６】
また、封止基板１５９０にカラーフィルター（着色層）を形成する構成としてもよい。カラーフィルター（着色層）は、蒸着法や液滴吐出法によって形成することができる。また、色変換層を用いる構成であっても良い。
【０１７７】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いてエレクトロルミネッセンス表示装置を製造している。このため、貼り合わせが良好に行われた単結晶半導体層を用いて、エレクトロルミネッセンス表示装置の発光を司る半導体素子や、駆動回路領域の半導体素子などを作製することができる。これにより、半導体素子特性が向上するため、エレクトロルミネッセンス表示装置の表示特性も向上することになる。また、半導体素子の信頼性が向上するため、エレクトロルミネッセンス表示装置の信頼性も高まることになる。
【０１７８】
なお、本実施の形態ではエレクトロルミネッセンス表示装置を用いて説明したが、開示する発明はこれに限られるものではない。本実施の形態は、実施の形態１乃至５と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１７９】
（実施の形態７）
本実施の形態では、開示する発明に係る半導体装置の別の例について、図１６及び１７を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、マイクロプロセッサ及び電子タグを例に挙げて説明するが、開示する発明の半導体装置はこれらに限られるものではない。
【０１８０】
図１６に、開示する発明のマイクロプロセッサの構成の一例を示す。図１６のマイクロプロセッサ１６００は、開示する発明の半導体基板を用いて製造されるものである。該マイクロプロセッサ１６００は、演算回路１６０１（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔ（ＡＬＵ））、演算回路制御部１６０２（ＡＬＵ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、命令解析部１６０３（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｅｒ）、割り込み制御部１６０４（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、タイミング制御部１６０５（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、レジスタ１６０６（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）、レジスタ制御部１６０７（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、バスインターフェース１６０８（Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ）、ＲＯＭ１６０９（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、読み出し専用メモリ）、及びＲＯＭインターフェース１６１０（ＲＯＭ Ｉ／Ｆ）を有している。
【０１８１】
バスインターフェース１６０８を介してマイクロプロセッサ１６００に入力された命令は、命令解析部１６０３に入力され、デコードされた後、演算回路制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５に入力される。演算回路制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５は、デコードされた命令に基づき各種制御を行う。具体的には、演算回路制御部１６０２は、演算回路１６０１の動作を制御するための信号を生成する。また、割り込み制御部１６０４は、マイクロプロセッサ１６００のプログラム実行中に、外部の入出力装置や周辺回路からの割り込み要求を、その優先度等から判断して処理する。レジスタ制御部１６０７は、レジスタ１６０６のアドレスを生成し、マイクロプロセッサ１６００の状態に応じてレジスタ１６０６の読み出しや書き込みを行う。タイミング制御部１６０５は、演算回路１６０１、演算回路制御部１６０２、命令解析部１６０３、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部１６０５は、基準クロック信号ＣＬＫ１を元に、内部クロック信号ＣＬＫ２を生成する内部クロック生成部を備えており、クロック信号ＣＬＫ２を上記各種回路に供給する。なお、図１６に示すマイクロプロセッサ１６００の構成は、あくまで一例であり、その用途によって適宜構成を変更することができる。
【０１８２】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いてマイクロプロセッサを作製している。これにより、半導体素子特性が向上し、マイクロプロセッサの性能の向上に寄与する。また、半導体素子の信頼性が向上するため、マイクロプロセッサの信頼性も高まることになる。
【０１８３】
次に、非接触でデータの送受信を行うことのできる演算機能を備えた半導体装置の一例について図１７を参照して説明する。図１７は無線通信により外部装置と信号の送受信を行って動作する無線タグの一例である。なお、開示する発明の無線タグは内部に中央処理装置（ＣＰＵ）を有しており、いわば小型のコンピュータである。無線タグ１７００は、アナログ回路部１７０１とデジタル回路部１７０２を有している。アナログ回路部１７０１として、共振容量を有する共振回路１７０３、整流回路１７０４、定電圧回路１７０５、リセット回路１７０６、発振回路１７０７、復調回路１７０８、変調回路１７０９を有している。デジタル回路部１７０２は、ＲＦインターフェース１７１０、制御レジスタ１７１１、クロックコントローラ１７１２、ＣＰＵインターフェース１７１３、ＣＰＵ１７１４、ＲＡＭ１７１５、ＲＯＭ１７１６を有している。
【０１８４】
このような構成の無線タグ１７００の動作は以下の通りである。アンテナ１７１７が外部から信号を受けると、共振回路１７０３は該信号を元に誘導起電力を発生する。整流回路１７０４を経た誘導起電力により、容量部１７１８が充電される。この容量部１７１８はセラミックコンデンサーや電気二重層コンデンサーなどで形成されていることが好ましい。容量部１７１８は無線タグ１７００と一体にて形成されていても良いし、別の部品として無線タグ１７００を構成する基板に取り付けられていても良い。
【０１８５】
リセット回路１７０６は、デジタル回路部１７０２をリセットし初期化する信号を生成する。例えば、電源電圧の上昇のタイミングから遅れて立ち上がる信号をリセット信号として生成する。発振回路１７０７は、定電圧回路１７０５により生成される制御信号に応じて、クロック信号の周波数とデューティー比を変更する。ローパスフィルタで形成される復調回路１７０８は、例えば振幅変調（ＡＳＫ）方式の受信信号の振幅の変動を二値化する。変調回路１７０９は、振幅変調（ＡＳＫ）方式の送信信号の振幅を変動させて送信する。変調回路１７０９は、共振回路１７０３の共振点を変化させることにより通信信号の振幅を変化させている。クロックコントローラ１７１２は、電源電圧又はＣＰＵ１７１４における消費電流に応じてクロック信号の周波数とデューティー比を変更するための制御信号を生成している。電源電圧の監視は電源管理回路１７１９が行っている。
【０１８６】
アンテナ１７１７から無線タグ１７００に入力された信号は復調回路１７０８で復調された後、ＲＦインターフェース１７１０で制御コマンドやデータなどに分けられる。制御コマンドは制御レジスタ１７１１に格納される。制御コマンドには、ＲＯＭ１７１６に記憶されているデータの読み出し命令、ＲＡＭ１７１５へのデータの書き込み命令、ＣＰＵ１７１４への演算命令などが含まれている。ＣＰＵ１７１４は、ＣＰＵインターフェース１７１３を介してＲＯＭ１７１６、ＲＡＭ１７１５、制御レジスタ１７１１にアクセスする。ＣＰＵインターフェース１７１３は、ＣＰＵ１７１４が要求するアドレスより、ＲＯＭ１７１６、ＲＡＭ１７１５、制御レジスタ１７１１のいずれかに対するアクセス信号を生成する機能を有している。
【０１８７】
ＣＰＵ１７１４の演算方式は、ＲＯＭ１７１６にＯＳ（オペレーティングシステム）を記憶させておき、起動とともにプログラムを読み出し実行する方式を採用することができる。また、演算回路を構成して、演算処理をハードウェア的に処理する方式を採用することもできる。ハードウェアとソフトウェアを併用する方式では、専用の演算回路で一部の処理を行い、残りの演算を、プログラムを用いてＣＰＵ１７１４が実行する方式を適用することができる。
【０１８８】
本実施の形態においては、実施の形態１などに示した半導体基板を用いて無線タグを作製している。これにより、半導体素子特性が向上し、無線タグの性能の向上に寄与する。また、半導体素子の信頼性が向上するため、無線タグの信頼性も高まることになる。
【０１８９】
なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至６と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９０】
（実施の形態８）
本実施の形態では、開示する発明の半導体装置、特に表示装置を用いた電子機器について、図１８及び１９を参照して説明する。
【０１９１】
開示する発明の半導体装置（特に表示装置）を用いて作製される電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。
【０１９２】
図１８（Ａ）はテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタである。筺体１８０１、支持台１８０２、表示部１８０３、スピーカー部１８０４、ビデオ入力端子１８０５等を含む。表示部１８０３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なテレビ受像器又はパーソナルコンピュータのモニタを提供することができる。
【０１９３】
図１８（Ｂ）はデジタルカメラである。本体１８１１の正面部分には受像部１８１３が設けられており、本体１８１１の上面部分にはシャッターボタン１８１６が設けられている。また、本体１８１１の背面部分には、表示部１８１２、操作キー１８１４、及び外部接続ポート１８１５が設けられている。表示部１８１２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なデジタルカメラを提供することができる。
【０１９４】
図１８（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータである。本体１８２１には、キーボード１８２４、外部接続ポート１８２５、ポインティングデバイス１８２６が設けられている。また、本体１８２１には、表示部１８２３を有する筐体１８２２が取り付けられている。表示部１８２３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。
【０１９５】
図１８（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１８３１、表示部１８３２、スイッチ１８３３、操作キー１８３４、赤外線ポート１８３５等を含む。表示部１８３２にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部１８３２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なモバイルコンピュータを提供することができる。
【０１９６】
図１８（Ｅ）は画像再生装置である。本体１８４１には、表示部１８４４、記録媒体読み込み部１８４５及び操作キー１８４６が設けられている。また、本体１８４１には、スピーカー部１８４７及び表示部１８４３それぞれを有する筐体１８４２が取り付けられている。表示部１８４３及び表示部１８４４それぞれには、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な画像再生装置を提供することができる。
【０１９７】
図１８（Ｆ）は電子書籍である。本体１８５１には操作キー１８５３が設けられている。また、本体１８５１には複数の表示部１８５２が取り付けられている。表示部１８５２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な電子書籍を提供することができる。
【０１９８】
図１８（Ｇ）はビデオカメラであり、本体１８６１には外部接続ポート１８６４、リモコン受信部１８６５、受像部１８６６、バッテリー１８６７、音声入力部１８６８、操作キー１８６９が設けられている、また、本体１８６１には、表示部１８６２を有する筐体１８６３が取り付けられている。表示部１８６２には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能なビデオカメラを提供することができる。
【０１９９】
図１８（Ｈ）は携帯電話であり、本体１８７１、筐体１８７２、表示部１８７３、音声入力部１８７４、音声出力部１８７５、操作キー１８７６、外部接続ポート１８７７、アンテナ１８７８等を含む。表示部１８７３には、開示する発明の半導体装置が用いられている。開示する発明により、信頼性が高く高性能な携帯電話を提供することができる。
【０２００】
図１９は、電話としての機能と、情報端末としての機能を併せ持った携帯電子機器１９００の構成の一例である。ここで、図１９（Ａ）は正面図、図１９（Ｂ）は背面図、図１９（Ｃ）は展開図である。携帯電子機器１９００は、電話と情報端末の双方の機能を備えており、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な、いわゆるスマートフォンと呼ばれる電子機器である。
【０２０１】
携帯電子機器１９００は、筐体１９０１及び筐体１９０２で構成されている。筐体１９０１は、表示部１９１１、スピーカー１９１２、マイクロフォン１９１３、操作キー１９１４、ポインティングデバイス１９１５、カメラ用レンズ１９１６、外部接続端子１９１７等を備え、筐体１９０２は、キーボード１９２１、外部メモリスロット１９２２、カメラ用レンズ１９２３、ライト１９２４、イヤフォン端子１９２５等を備えている。また、アンテナは筐体１９０１内部に内蔵されている。上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
【０２０２】
表示部１９１１には、開示する発明の半導体装置が組み込まれている。なお、表示部１９１１に表示される映像（及びその表示方向）は、携帯電子機器１９００の使用形態に応じて様々に変化する。また、表示部１９１１と同一面にカメラ用レンズ１９１６を備えているため、映像を伴う音声通話（いわゆるテレビ電話）が可能である。なお、スピーカー１９１２及びマイクロフォン１９１３は音声通話に限らず、録音、再生等に用いることが可能である。カメラ用レンズ１９２３（及び、ライト１９２４）を用いて静止画及び動画の撮影を行う場合には、表示部１９１１はファインダーとして用いられることになる。操作キー１９１４は、電話の発信・着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等に用いられる。
【０２０３】
重なり合った筐体１９０１と筐体１９０２（図１９（Ａ））は、スライドし、図１９（Ｃ）のように展開し、情報端末として使用できる。この場合には、キーボード１９２１、ポインティングデバイス１９１５を用いた円滑な操作が可能である。外部接続端子１９１７はＡＣアダプタやＵＳＢケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電やコンピュータ等とのデータ通信を可能にしている。また、外部メモリスロット１９２２に記録媒体を挿入し、より大容量のデータの保存及び移動に対応できる。上記機能に加えて、赤外線などの電磁波を用いた無線通信機能や、テレビ受信機能等を有していても良い。開示する発明により、信頼性が高く高性能な携帯電子機器を提供することができる。
【０２０４】
以上の様に、開示する発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至７と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０５】
（実施の形態９）
本実施の形態では、開示する発明の半導体装置、特に無線タグの用途について、図２０を参照して説明する。
【０２０６】
開示する発明により無線タグとして機能する半導体装置を形成することができる。無線タグの用途は多岐にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図２０（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図２０（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図２０（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図２０（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図２０（Ｅ）、（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。なお、図２０において、無線タグは２０００で示すものである。
【０２０７】
なお、電子機器とは、例えば、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）、携帯電話の他、実施の形態８にて示した物品等を指す。また、上記半導体装置を、動物類、人体等に用いることができる。
【０２０８】
無線タグは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本であれば紙に埋め込み、有機樹脂からなる包装用容器等であれば当該有機樹脂に埋め込むとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等にＲＦＩＤタグを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等にＲＦＩＤタグを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。開示する発明により作製することが可能な無線タグは、安価ながらも高い信頼性を有しており、さまざまな物品に対して適用することができる。
【０２０９】
開示する発明により形成することが可能な無線タグを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられるＲＦＩＤタグに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を容易に行うことができる。
【０２１０】
以上の様に、開示する発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる物品に対して用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至８と適宜組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】半導体基板の製造方法について示す図である。
【図２】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図３】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図４】半導体基板の製造方法について示す図である。
【図５】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図６】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図７】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図８】気密性保持機構の構成を示す図である。
【図９】半導体基板の製造装置について示す図である。
【図１０】基板の貼り合わせの様子を説明する図である。
【図１１】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１２】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１３】半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１４】半導体装置の平面図及び断面図である。
【図１５】半導体装置の平面図及び断面図である。
【図１６】半導体装置の構成を示す図である。
【図１７】半導体装置の構成を示す図である。
【図１８】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【図１９】半導体装置を用いた電子機器を示す図である。
【図２０】半導体装置の用途を示す図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１００ ベース基板
１０２ 絶縁層
１１０ 単結晶半導体基板
１１２ 絶縁層
１１４ 損傷領域
１１６ 絶縁層
１１８ 単結晶半導体層
１２０ 単結晶半導体基板
１２２ 単結晶半導体層
１２４ 単結晶半導体層
１３０ イオンビーム
１３２ レーザー光
１４０ 半導体基板
１５０ 基板
１６０ 基板
１７０ 支持体
１７２ 気密性保持機構
１７４ 排気口
１７６ 真空ポンプ
１７８ 加熱処理手段
１８０ 空間
５５０ 基板
５６０ 基板
５７０ 支持体
５７２ 気密性保持機構
５７４ 排気口
５８０ 空間
７５０ 基板
７６０ 基板
７７０ 支持体
７７２ 気密性保持機構
７７２ａ 可動部
７７２ｂ 固定部
７７２ｃ 弾性体
７７４ 排気口
７８０ 空間
９５０ 基板
９６０ 基板
９７０ 支持体
９７２ａ 気密性保持機構
９７２ｂ 間隔保持機構
９７４ 排気口
９７６ 真空ポンプ
９７８ 加熱処理手段
９８０ 空間
１１００ ベース基板
１１０２ 絶縁層
１１０４ 絶縁層
１１０６ 単結晶半導体層
１１０８ ゲート絶縁層
１１１０ 単結晶半導体層
１１１２ 単結晶半導体層
１１１４ 単結晶半導体層
１１１６ａ マスク
１１１６ｂ マスク
１１１６ｃ マスク
１１１６ｄ マスク
１１１６ｅ マスク
１１１８ａ ゲート電極層
１１１８ｂ ゲート電極層
１１１８ｃ ゲート電極層
１１１８ｄ ゲート電極層
１１１８ｅ 導電層
１１２０ａ 導電層
１１２０ｂ 導電層
１１２０ｃ 導電層
１１２０ｄ 導電層
１１２０ｅ 導電層
１１２２ａ ゲート電極層
１１２２ｂ ゲート電極層
１１２２ｃ ゲート電極層
１１２２ｄ ゲート電極層
１１２２ｅ 導電層
１１２４ａ ゲート電極層
１１２４ｂ ゲート電極層
１１２４ｃ ゲート電極層
１１２４ｄ ゲート電極層
１１２４ｅ 導電層
１１２６ａ ｎ型不純物領域
１１２６ｂ ｎ型不純物領域
１１２８ａ ｎ型不純物領域
１１２８ｂ ｎ型不純物領域
１１３０ａ ｎ型不純物領域
１１３０ｂ ｎ型不純物領域
１１３０ｃ ｎ型不純物領域
１１３２ａ マスク
１１３２ｂ マスク
１１３２ｃ マスク
１１３４ａ ｎ型不純物領域
１１３４ｂ ｎ型不純物領域
１１３６ａ ｎ型不純物領域
１１３６ｂ ｎ型不純物領域
１１３８ チャネル形成領域
１１４０ａ ｎ型不純物領域
１１４０ｂ ｎ型不純物領域
１１４０ｃ ｎ型不純物領域
１１４２ａ ｎ型不純物領域
１１４２ｂ ｎ型不純物領域
１１４２ｃ ｎ型不純物領域
１１４２ｄ ｎ型不純物領域
１１４４ａ チャネル形成領域
１１４４ｂ チャネル形成領域
１１４６ａ マスク
１１４６ｂ マスク
１１４８ａ ｐ型不純物領域
１１４８ｂ ｐ型不純物領域
１１５０ａ ｐ型不純物領域
１１５０ｂ ｐ型不純物領域
１１５２ チャネル形成領域
１１５４ 絶縁膜
１１５６ 絶縁膜
１１５８ａ ドレイン電極層
１１５８ｂ ドレイン電極層
１１６０ａ ドレイン電極層
１１６０ｂ ドレイン電極層
１１６２ａ ドレイン電極層
１１６２ｂ ドレイン電極層
１１６４ ｐチャネル型薄膜トランジスタ
１１６６ ｎチャネル型薄膜トランジスタ
１１６８ ｎチャネル型薄膜トランジスタ
１１７０ 容量配線
１１７２ 絶縁膜
１１７４ 画素電極層
１１７６ 外部端子接続領域
１１７８ 封止領域
１１８０ 周辺駆動回路領域
１１８２ 画素領域
１４００ 対向基板
１４０２ 絶縁層
１４０４ 液晶層
１４０６ 絶縁層
１４０８ 導電層
１４１０ 着色層
１４１２ 偏光子
１４１４ シール材
１４１６ スペーサ
１４１８ 偏光子
１４２０ 端子電極層
１４２２ 異方性導電体層
１４２４ ＦＰＣ
１５００ 素子基板
１５３０ 外部端子接続領域
１５３２ 封止領域
１５３４ 駆動回路領域
１５３６ 画素領域
１５５０ 薄膜トランジスタ
１５５２ 薄膜トランジスタ
１５５４ 薄膜トランジスタ
１５５６ 薄膜トランジスタ
１５６０ 発光素子
１５６２ 電極層
１５６４ 発光層
１５６６ 電極層
１５６８ 絶縁層
１５７０ 充填材
１５７２ シール材
１５７４ 配線層
１５７６ 端子電極層
１５７８ 異方性導電層
１５８０ ＦＰＣ
１５９０ 封止基板
１６００ マイクロプロセッサ
１６０１ 演算回路
１６０２ 演算回路制御部
１６０３ 命令解析部
１６０４ 制御部
１６０５ タイミング制御部
１６０６ レジスタ
１６０７ レジスタ制御部
１６０８ バスインターフェース
１６０９ ＲＯＭ
１６１０ ＲＯＭインターフェース
１７００ 無線タグ
１７０１ アナログ回路部
１７０２ デジタル回路部
１７０３ 共振回路
１７０４ 整流回路
１７０５ 定電圧回路
１７０６ リセット回路
１７０７ 発振回路
１７０８ 復調回路
１７０９ 変調回路
１７１０ ＲＦインターフェース
１７１１ 制御レジスタ
１７１２ クロックコントローラ
１７１３ ＣＰＵインターフェース
１７１４ ＣＰＵ
１７１５ ＲＡＭ
１７１６ ＲＯＭ
１７１７ アンテナ
１７１８ 容量部
１７１９ 電源管理回路
１８０１ 筺体
１８０２ 支持台
１８０３ 表示部
１８０４ スピーカー部
１８０５ ビデオ入力端子
１８１１ 本体
１８１２ 表示部
１８１３ 受像部
１８１４ 操作キー
１８１５ 外部接続ポート
１８１６ シャッターボタン
１８２１ 本体
１８２２ 筐体
１８２３ 表示部
１８２４ キーボード
１８２５ 外部接続ポート
１８２６ ポインティングデバイス
１８３１ 本体
１８３２ 表示部
１８３３ スイッチ
１８３４ 操作キー
１８３５ 赤外線ポート
１８４１ 本体
１８４２ 筐体
１８４３ 表示部
１８４４ 表示部
１８４５ 記録媒体読み込み部
１８４６ 操作キー
１８４７ スピーカー部
１８５１ 本体
１８５２ 表示部
１８５３ 操作キー
１８６１ 本体
１８６２ 表示部
１８６３ 筐体
１８６４ 外部接続ポート
１８６５ リモコン受信部
１８６６ 受像部
１８６７ バッテリー
１８６８ 音声入力部
１８６９ 操作キー
１８７１ 本体
１８７２ 筐体
１８７３ 表示部
１８７４ 音声入力部
１８７５ 音声出力部
１８７６ 操作キー
１８７７ 外部接続ポート
１８７８ アンテナ
１９００ 携帯電子機器
１９０１ 筐体
１９０２ 筐体
１９１１ 表示部
１９１２ スピーカー
１９１３ マイクロフォン
１９１４ 操作キー
１９１５ ポインティングデバイス
１９１６ カメラ用レンズ
１９１７ 外部接続端子
１９２１ キーボード
１９２２ 外部メモリスロット
１９２３ カメラ用レンズ
１９２４ ライト
１９２５ イヤフォン端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造方法であって、
表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、前記気密性保持機構で囲まれた前記一定領域に第１の基板を配置し、
前記気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、前記支持体、前記気密性保持機構及び前記第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、
前記気密性が確保された空間を排気することにより、前記空間における気圧を低下させ、
前記空間における気圧と外気圧との差を用いて前記第２の基板を前記第１の基板に密着させ、
加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記気密性保持機構の一部に弾性体を用いることを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムであることを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記気密性保持機構は、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を調節する機能を備えたことを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記支持体は、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を調節する機能を備えた機構を有することを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項６】
支持体と、
前記支持体表面の一定領域を囲むように設けられた気密性保持機構と、
前記一定領域に接続された真空ポンプと、
加熱手段を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項７】
二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造装置であって、
第１の基板を配置する支持体と、
前記支持体表面に前記第１の基板を配置する領域を囲むように設けられ、第２の基板を支持する気密性保持機構と、
前記支持体、前記気密性保持機構及び前記第２の基板により囲まれる空間の排気を行う真空ポンプと、
前記第１の基板及び前記第２の基板を加熱する手段を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記気密性保持機構は、一部に弾性体を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムのいずれかであることを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一において、
前記気密性保持機構は、自己の高さを調節する機能を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか一において、
前記支持体は、自己の高さを調節する機能を備えた機構を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項１】
二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造方法であって、
表面の一定領域を囲むように気密性保持機構が設けられた支持体の、前記気密性保持機構で囲まれた前記一定領域に第１の基板を配置し、
前記気密性保持機構に接するように第２の基板を配置して、前記支持体、前記気密性保持機構及び前記第２の基板により囲まれる空間の気密性を確保し、
前記気密性が確保された空間を排気することにより、前記空間における気圧を低下させ、
前記空間における気圧と外気圧との差を用いて前記第２の基板を前記第１の基板に密着させ、
加熱処理を施すことにより、減圧雰囲気下で第１の基板と第２の基板の貼り合わせを行うことを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記気密性保持機構の一部に弾性体を用いることを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムであることを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記気密性保持機構は、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を調節する機能を備えたことを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記支持体は、前記第１の基板と前記第２の基板の間隔を調節する機能を備えた機構を有することを特徴とする半導体基板製造方法。
【請求項６】
支持体と、
前記支持体表面の一定領域を囲むように設けられた気密性保持機構と、
前記一定領域に接続された真空ポンプと、
加熱手段を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項７】
二つの基板を貼り合わせる半導体基板製造装置であって、
第１の基板を配置する支持体と、
前記支持体表面に前記第１の基板を配置する領域を囲むように設けられ、第２の基板を支持する気密性保持機構と、
前記支持体、前記気密性保持機構及び前記第２の基板により囲まれる空間の排気を行う真空ポンプと、
前記第１の基板及び前記第２の基板を加熱する手段を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記気密性保持機構は、一部に弾性体を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、パーフロロゴムのいずれかであることを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか一において、
前記気密性保持機構は、自己の高さを調節する機能を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか一において、
前記支持体は、自己の高さを調節する機能を備えた機構を有することを特徴とする半導体基板製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−１５２５７４（Ｐ２００９−１５２５７４Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９８９３７（Ｐ２００８−２９８９３７）
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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