CN105474358B - 贴合晶圆的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种贴合晶圆的制造方法，其使用具有切口部的晶圆作为接合晶圆和基底晶圆，在离子注入时，设定进行离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在接合晶圆的剥离时，使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内。由此，能提供一种贴合晶圆的制造方法，在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能够降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生的巨大断层缺陷的可能性。

Description

贴合晶圆的制造方法
技术领域
本发明涉及一种贴合晶圆的制造方法，其利用离子注入剥离法，典型上涉及一种利用下述方式来制造贴合晶圆的方法：使注入氢离子等之后的硅晶圆与作为支持基板的其它的晶圆贴紧后，施加热处理来进行剥离。
背景技术
作为SOI晶圆(绝缘层上覆硅晶圆)的制造方法，对已进行注入离子的晶圆进行贴合后进行剥离来制造SOI晶圆的方法(被称为“离子注入剥离法”或“智能剥离(スマートカット；SMART-CUT)法”(注册商标))广受注目。
在该方法中，例如在两片硅晶圆之中，在至少其中一片上形成氧化膜，并且由一片硅晶圆(接合晶圆，bond wafer)的上表面注入氢离子或稀有气体离子，在该晶圆的内部形成离子注入层(又称为“微气泡层”)。
接下来，将注入离子后的硅晶圆的表面，隔着氧化膜贴合在另一片硅晶圆(基底晶圆)的表面上。对于贴合后的这两片晶圆，通过在热处理炉内进行以10℃/分钟左右慢慢地升温并以设定温度保持特定时间的热处理，将离子注入层作为劈开面(cleavage plane)来使接合晶圆剥离而形成贴合晶圆。进一步，通过对该贴合晶圆施加高温热处理(结合热处理)，将从接合晶圆剥离下来的SOI层与基底晶圆牢固地结合，而制成SOI晶圆(例如，参照专利文献1)。
在利用离子注入剥离法来制造贴合晶圆的情况下，一般而言，用来形成薄膜的接合晶圆与作为支持基板的基底晶圆，两者是具有相同晶体取向的晶圆，且使用一种表示晶体取向的切口部(又称为凹槽或定位平面)也形成于同一位置的晶圆，并隔着氧化膜来互相贴合而形成SOI晶圆或不隔着氧化膜来互相贴合而形成直接接合晶圆。
接合晶圆与基底晶圆的贴合，通常是在室温进行，使两者的切口部一致并贴合后，施加剥离热处理，并在离子注入层将接合晶圆剥离而制作贴合晶圆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平成5-211128号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
然而，在根据剥离热处理所实行的利用离子注入层的剥离中，会有下述问题：剥离是从剥离开始位置起，慢慢地持续进行剥离，但若在剥离途中有凹槽这样形状上的变化存在，则在该位置上剥离的进行速度会有差异，从而产生看起来像是横跨较宽范围的刮痕(scratch)这样的断层状的薄膜上的缺陷(以下称为巨大断层缺陷)。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种贴合晶圆的制造方法，该制造方法在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能够降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生巨大断层缺陷。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明中提供一种贴合晶圆的制造方法，其由接合晶圆的表面对氢离子、稀有气体离子或这些离子的混合气体离子进行离子注入，在晶圆内部形成离子注入层，再将所述接合晶圆的已注入离子的表面与基底晶圆的表面贴合后，利用热处理炉来进行已贴合的晶圆的剥离热处理，由此在所述离子注入层使所述接合晶圆剥离而形成贴合晶圆，其中：
使用具有切口部的晶圆作为所述接合晶圆和所述基底晶圆，在所述离子注入时，设定进行所述离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在所述接合晶圆的剥离时，已贴合的所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从所述接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内。
若是这样的贴合晶圆的制造方法，在向接合晶圆注入离子时，有意地设定剥离开始位置，可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内，因此，在剥离时，能在剥离途中避开切口部的存在，能够降低巨大断层缺陷的产生。
另外，优选在所述离子注入时，以下述方式将所述接合晶圆配置于所述离子注入机：使所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为因进行离子注入的离子注入机和离子注入条件而导致特定离子注入损伤，在接合晶圆面内相对较大的位置。
这样，通过使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置成为离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置，从而能够将该位置设成剥离开始位置。
另外，优选在所述离子注入时，相较于其它位置的离子注入量，增加所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置的离子注入量。
由于在离子注入量多的位置上会促进剥离而能以短时间的热处理使剥离进展，因此相较于其它位置的粒子注入量，增加接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置的离子注入量，从而能够使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置成为剥离开始位置。
另外，优选在所述离子注入时，将所述接合晶圆配置于散热座上，且使所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，与在离子注入时的所述散热座的热传导在所述接合晶圆面内相对较低的位置一致。
由于在散热座的热传导低的位置上，冷却效率下降，因此在离子注入时变为高温，离子注入的损伤变大。通过将接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置与散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置一致，从而能够将该位置设成离子注入时在接合晶圆面内相对高温，且能将该位置作为使其离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置。由此，能将切口部的位置或切口部的位置+180度的位置设成剥离开始位置。
另外，优选所述散热座的热传导在所述接合晶圆面内相对较低的位置，是将材质设成相较于其它部分的热传导率较低的材质的部分。
由此，能够形成散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置。
另外，优选所述散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置，是将厚度设成相较于其它部分的厚度较厚的部分。
由此，能够形成散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置。
另外，优选在所述剥离热处理时，以下述方式将所述已贴合的晶圆配置于所述热处理炉内：使所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为在所述已贴合的晶圆面内相对高温的位置。
剥离热处理时，由于在已贴合的晶圆面内变得高温的位置上会变得易于剥离，因此通过下述方式配置于热处理炉内：使接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为在已贴合的晶圆面内相对高温的位置，从而能够将接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，设成剥离开始位置。
另外，优选所述切口部是凹槽。
若是具有凹槽的晶圆，由于凹槽能被设成晶圆彼此贴合时的位置的基准，因此变得容易贴合。另外，近年来的大直径晶圆上多设有凹槽，本发明能对应具有这种凹槽的大直径晶圆的贴合。
(三)有益效果
如上所述，若是本发明的贴合晶圆的制造方法，由于能在向接合晶圆注入离子时特意地设定剥离开始位置，因此可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内，由此，在剥离时，能在剥离途中避开切口部的存在，从而能降低巨大断层缺陷的产生。此外，剥离热处理时，通过将离子注入时所形成的成为剥离开始位置的位置，设在晶圆面内变得相对高温的位置，由此能将剥离开始位置更确实地设在所希望的位置上。
附图说明
图1是表示本发明的贴合晶圆的制造方法的实施方式一例的流程图。
图2是将凹槽的位置设在离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置的例子(实施例1)的示意图。
图3是将凹槽的位置与离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置错开的例子(比较例2)的示意图。
图4是使凹槽的位置与成为热处理炉内的高温区域的位置一致来进行剥离热处理的例子(实施例2)的示意图。
图5是通过批量式离子注入机来增加凹槽部的离子注入量的例子(实施例3)的示意图。
图6是通过单片式离子注入机，(i)对晶圆整个表面进行离子注入后，(ii)对凹槽部进行追加注入，而增加凹槽部的离子注入量的例子(实施例4)的示意图。
图7是利用(iii)使碳浓度局部下降的散热座橡胶，并(iv)使凹槽与碳浓度低的位置一致来设置晶圆的例子(实施例5)的示意图。
图8是利用(v)使碳浓度局部下降的散热座橡胶，并(vi)将凹槽与碳浓度低的位置错开来设置晶圆的例子(比较例2)的示意图。
图9是表示产生巨大断层缺陷的机制的示意图。
具体实施方式
如上所述，要求开发出一种贴合晶圆的制造方法，其在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生的巨大断层缺陷的产生。
图9是表示产生巨大断层缺陷的机制的示意图。在通过剥离热处理所实行的在离子注入层进行剥离中，剥离是从剥离开始位置40起，慢慢地持续进行剥离。然而，如图9所示，若在剥离途中存在有凹槽41这样的形状变化，则认为在此位置上，剥离的进行速度会发生偏离，从而其边界线会成为巨大断层缺陷42。
根据该情况，本发明人等想到，在剥离接合晶圆时，若是切口部的位置是剥离开始位置或从剥离开始位置起旋转180度后的位置，则在剥离时由于在剥离途中不存在切口部，因此能降低巨大断层缺陷的产生。也就是说，本发明人等发现通过特意设定剥离开始位置，能在剥离途中使切口部不存在，从而能降低巨大断层缺陷的产生。
剥离开始位置，可如日本专利公开2009-170652号公报所记载这样，能根据测量剥离面的雾度来确定或者先测量薄膜的膜厚分布再由其测量结果图来确定。依据这些方式所实行的测量，可知剥离开始位置容易形成在离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置或者在剥离热处理时贴合晶圆面内相对高温的位置。
下面，针对离子注入时的损伤进行说明，该损伤特别会大幅地影响剥离开始位置的形成。
若将离子注入作为目标材料(target material)的半导体晶圆，则构成目标材料的原子会与注入离子碰撞，且被弹飞。因目标材料的原子被弹飞而产生的缺陷就是损伤。
为了弹飞原子，需要原子所具有结合能以上的碰撞能量，其对应离子的加速能量及目标材料的温度所导致的热能。由此，加速电压及注入时的目标材料温度越高，损伤量越多。另外，由于离子的注入量越多，弹飞的原子数量就会增加，因此损伤量变多。
在离子注入机中，通过被良好地控制的加速能量，对于深度方向的注入离子的深度的均匀性非常高。因此，在成为目标的晶圆面内的损伤分布，几乎不会受到加速电压的变动的影响，而是受到晶圆面内的注入量分布及温度分布的强烈影响。注入量分布受到注入时的射束的移动方式、晶圆的移动方式、射束的电流值的变动等的影响。另外，注入中的晶圆是承载在被称为散热座的台座上，但由于晶圆背面与散热座的接触状况、散热座表面的平坦度、散热座与晶圆背面间的中间构件(例如，提高接触面积用的橡胶构件等)的膜厚、材料的特性不均的影响，会产生面内温度分布。换句话说，若是晶圆背面的接触状况不佳，而且来自晶圆背面的放热量少的话，则该位置上的温度上升，损伤量变多。相反的，若是晶圆背面的接触状况好，而且来自晶圆背面的放热量多的话，则该位置上的温度下降，损伤量变少。另外，通过对晶圆进行保持的销与晶圆的接触，使得与销接触的部分的冷却效率上升，由此损伤量会变少。
根据以上情况，本发明人等发现以下技术，从而完成本发明：在剥离接合晶圆时，若贴合晶圆的切口部的位置是剥离开始位置、或从剥离开始位置起旋转180度后的位置，则在剥离时，由于在剥离途中没有切口部存在，因此能降低巨大断层缺陷的产生；另外，由于剥离开始位置受到向接合晶圆进行离子注入时的损伤而造成的强烈影响，因此通过设定离子注入机和离子注入条件，能够在离子注入时特意地将成为剥离开始位置的位置设定在上述位置。
也就是说，本发明是一种贴合晶圆的制造方法，其从接合晶圆的表面离子注入氢离子、稀有气体离子、或这些离子的混合气体离子，在晶圆内部形成离子注入层，再将所述接合晶圆的已注入离子的表面与基底晶圆的表面贴合后，通过利用热处理炉来进行已贴合的晶圆的剥离热处理，并利用所述离子注入层使所述接合晶圆剥离而形成贴合晶圆，其中，
使用具有切口部的晶圆来作为所述接合晶圆和所述基底晶圆，在所述离子注入时，设定进行离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在所述接合晶圆的剥离时，已贴合的所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从所述接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内。
下面，针对本发明的贴合晶圆的制造方法，作为实施方式的一例，一边参照图1，一边针对根据离子注入剥离法(“SMART-CUT法”，注册商标)来制造贴合晶圆的情况进行详细说明，但本发明并不限于此。
首先，在图1的步骤(a)中，准备接合晶圆10和基底晶圆20。作为这些晶圆，是具有切口部的晶圆，且可适当地使用例如已被镜面研磨的单晶硅晶圆作为接合晶圆10和基底晶圆20。
由于切口部是用来表示晶圆表面的旋转方向的晶体取向，因而可在贴合时作为贴合位置的基准来利用。作为该切口部，可以是凹槽，也可以是定位平面，但由于近年来大直径晶圆是以凹槽为主流，因此切口部优选凹槽。
接下来，在步骤(b)中，将接合晶圆10与基底晶圆20的至少其中一片晶圆加以热氧化，此处是将接合晶圆10热氧化，在其表面上形成例如约100nm～2000nm厚的氧化膜12。另外，也有在基底晶圆20的表面形成氧化膜、在两片晶圆上都形成氧化膜、或是在两片晶圆上都不形成氧化膜的情况。
接下来，在步骤(c)中，对接合晶圆10的单面注入氢离子和稀有气体离子中的至少其中一种，此处注入氢离子，而在离子的平均注入深度，形成平行于表面的离子注入层(微气泡层)11。
此处，在本发明中，在离子注入时，通过设定进行离子注入的离子注入机和离子注入条件的任一者或两者，可特意地操作在后述的剥离时的接合晶圆的剥离开始位置。下面，针对通过设定离子注入机和设定离子注入条件，特意地将剥离开始位置设在所希望的位置上的方法进行详细说明。
在离子注入剥离法中，例如，先只将氢离子注入接合晶圆，再与成为底座的支持基板(基底晶圆)贴合后，通过进行剥离热处理，便能将半导体薄膜转移到基底晶圆上。换句话说，晶圆的剥离是由于将热能施予高浓度氢层所引起的。与损伤相对较小的位置相比，损伤较大的位置上的注入量较多，或者注入时所承受的热负荷较多，因此会有容易剥离的状况。另外，在晶圆边缘部，由于边缘部成为自由端而容易引起剥离，但在晶圆中央部，由于不是自由端，而被周围的部分限制住，因此难以引起剥离。由此，在晶圆边缘部而且是损伤相对较大的位置，容易成为剥离开始点。
根据该情况，在离子注入时，能够以下述方式将接合晶圆配置于离子注入机：使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为因进行离子注入的离子注入机和离子注入条件而导致特定离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置；由此，能将切口部的位置或切口部的位置+180度的位置设在剥离开始位置。在离子注入机中，由于可自由地设定注入时的凹槽方向，因此在注入时能容易地使损伤分布较强的位置与凹槽位置一致。
作为测量离子注入时的损伤量的方法，一般使用热波法(thermowaves method，参照日本专利公开昭和61-223543号公报)。所谓的热波法，是不对于离子注入物进行热处理，而以非接触的方式来测量离子注入量的方法。热波法使用的测量手法如下：先将检测用的激光(检测光)照射到离子注入物的表面，然后对该测定部照射其它的激励用的激光(激励光)，并测量由此产生的检测光的反射光的变化。若半导体(离子注入物)被具有该能带隙以上的能量的光(激励光)所照射，则在该照射部上产生作为自由载流子而动作的光生载流子，光反射率会对应该光生载流子的产生和因再结合而导致的消失而变化。另外，半导体中的光生载流子的产生及消灭的状况，即光反射率的变化，与半导体表层中的上述损伤的程度相关。在热波法中，通过光学地测量半导体表层的光反射率的变化，能够测量损伤量。
除了使用热波法来测量离子注入时的损伤量以外，也可推测注入量分布。对于注入量分布，虽然受注入时的热分布的强烈影响，但这会以晶圆与散热座的接触情况来决定，接触越强的话冷却越好，注入时的温度变得越低。另一方面，接触越弱的话冷却越弱，注入时的温度变得越高。晶圆背面的接触状况可以由晶圆背面的粒子映射图来判断；可推测出粒子数越多的话，接触越强，冷却越好；另外，粒子数越少的话，接触越弱，冷却越弱。除此之外，通过使晶圆保持部的销位置重合，能推测注入时的晶圆全体的冷却程度。
利用这些方法，能够特定离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置、此时的离子注入机和离子注入条件；并且，通过使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置，能够将该位置设成剥离开始位置。
这里，图2是表示将凹槽的位置设在离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置的例子的示意图。通过使凹槽41的位置与损伤大的位置44一致(对齐)，能将凹槽位置设在剥离开始位置，剥离热处理时，由于剥离是沿剥离方向43的方向进行，所以能在剥离的途中避开凹槽的存在。
另外，此处，若着眼于晶圆面内的离子的注入量分布，如上所述，离子注入量越多的话，越能促进剥离，从而越变得能以短时间的热处理来使剥离进展。由此，若是形成在晶圆边缘部而且是离子注入量相对多的位置，离子注入量较多的位置就会成为剥离开始点。也就是说，在离子注入时，相较于其它位置的离子注入量，通过增加接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置的离子注入量，能将接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置设成剥离开始位置。
离子注入机，通常是以将注入离子均匀地注入晶圆面内作为目的，但通过在晶圆或射束的扫描动作方面下工夫，能局部地增加注入量。
图5是表示将由批量式离子注入机来增加凹槽部的离子注入量的例子的示意图。若是批量式离子注入机，则以使凹槽41朝向转盘的内侧或是使凹槽41朝向转盘的外侧的方式将接合晶圆10配置在旋转体45上，并通过离子束46沿射束扫描的轨道47在横向上扫描时，使凹槽部41的位置的扫描速度降低，或是只进行边缘部的扫描，由此能使凹槽部的注入量相对增加。另外，通过错开晶圆的中心与扫描的中心，能在扫描方向上形成增加或减少注入量的分布；因此，能够通过使凹槽朝向注入量变多的位置来增加凹槽部的注入量。
另外，图6是表示将通过单片式离子注入机来增加凹槽部的离子注入量的例子的示意图。若是单片式离子注入机，例如可如(i)所示这样，通过离子束46沿射束扫描的轨道47来扫描接合晶圆10的全体表面后，再通过如(ii)所示这样，通过向凹槽41的位置多照射离子束46来进行追加注入，从而能够增加凹槽部的注入量。
像这样，通过例如增加凹槽位置的注入量，能将剥离开始位置设在凹槽位置上。另外，通过在凹槽位置+180度的位置上进行相同的操作，则能将凹槽位置+180度的位置设成剥离开始位置。
另外，此处，若着眼于注入时的晶圆温度，晶圆的面内温度能以晶圆与散热座的接触以及与晶圆支承部件(销等)的接触情况来决定。为了提高晶圆与散热座的接触性，在晶圆与散热座之间可以有作为中间构件的散热座橡胶。若调整此散热座橡胶的接触性、热传导率，使凹槽部的冷却效率变差的话，凹槽会成为剥离开始位置。也就是说，可使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，与离子注入时的散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置一致，由此能将该位置设成剥离开始位置。
作为将散热座的热传导设定成较低的方法，可举出降低散热座橡胶本身的热传导的方法。例如，向散热座橡胶添加碳、氧化铝等添加剂，从而改变热传导率的情况下，能够利用例如局部地改变碳的添加量，来降低冷却效率。图7是表示将利用使碳浓度局部下降的散热座橡胶的例子的示意图。如图7所示，(iii)在散热座48的一部份形成有碳浓度低的位置49，(iv)以使凹槽41与该处一致的方式来配置接合晶圆10，并进行离子注入，从而能使得凹槽位置在离子注入时的损伤变大。
另外，通过使散热座橡胶的表面粗糙度变得粗糙，能减少散热座橡胶与晶圆的接触面积，从而能够局部地降低冷却效率。在散热座橡胶的表面形成特殊的凹凸形状的情况下，通过使晶圆接触面的面积变小，能局部地降低冷却效率。另外，若使散热座台座的平坦度局部性变差，并且只在想要降低冷却效率的位置上使台座凹陷，则与晶圆背面的接触面积会下降，从而能使晶圆的冷却效率降低。
此外，通过使散热座橡胶的一部分的厚度增厚，也可使该部份的热传导下降，从而降低晶圆的冷却效率。
通过这些方法，能在散热座上形成热传导在接合晶圆面内相对较低的位置，通过如此进行，使冷却效率降低的位置与切口部的位置或切口部的位置+180度的位置变成一致，从而能将该位置设成剥离开始位置。
如上述这样，通过在离子注入时设定离子注入机和离子注入条件的任一者或两者，能将剥离开始位置特意地设定在所希望的位置上。
接下来，图1的步骤(d)是贴合步骤，即，将基底晶圆20隔着氧化膜12重合到氢离子注入后的接合晶圆10的氢离子注入面上并贴合；通过在常温的干净的气氛下将两片晶圆的表面彼此接触，在不使用黏接剂等的情况下，将晶圆彼此贴合。
此时，虽然优选将接合晶圆10与基底晶圆20的切口部的位置彼此一致来贴合，但也能错开切口部来贴合。
在这种情况下，若错开的角度是在30度以下的话，优选设定两者的切口部落入从剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围。在错开的角度大于30度的情况下，优选将巨大断层缺陷的产生原因较大一方的晶圆的切口部设定为落入从剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围。此时，针对于哪一片晶圆的切口部会大幅影响巨大断层缺陷的发生，尚无法定性地特定，但是若固定制造条件来进行实验的话，可在统计上把握住。
接下来，步骤(e)是根据以离子注入层11为边界来进行剥离，而使剥离晶圆31从贴合晶圆30分离的剥离步骤，其中贴合晶圆30在基底晶圆20上隔着氧化膜12形成有SOI层32；例如，在惰性气体气氛下以约500℃以上的温度施加热处理的话，剥离晶圆31会因为结晶的重排与气泡的凝结而从贴合晶圆30(SOI层32+氧化膜12+基底晶圆20)分离。
在本发明中，在该剥离时，可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内，由此，在剥离时能在剥离途中避开切口部的存在，从而能降低巨大断层缺陷的产生。
作为该已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，优选使其位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±20度或180±20度的范围内，更优选使其位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±10度或180±10度的范围内。
另外，通常而言，注入时的损伤分布相同的情况下，在热处理炉内温度较高的位置上剥离会变得较容易进展。热处理炉内的温度分布并不是完全均匀，例如，有在炉的上侧的温度会相对较高等温度分布的情况。因此，以使接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置成为在已贴合的晶圆面内相对高温的位置的方式配置于热处理炉内，由此能更确实地将该位置设成剥离开始位置。
此处，图4是表示将凹槽的位置与成为热处理炉内的高温区域的位置一致来进行剥离热处理的例子的示意图。图4的晶圆外围的示出的深浅状态，是表示热处理炉内的温度分布，以浅色表示的是高温侧，以深色表示的是低温侧。如图4所示，通过以使凹槽41的位置变得高温的方式来配置并进行剥离热处理，能将凹槽位置更确实地设成剥离开始位置，而在剥离热处理时，由于剥离是沿剥离方向43的方向进行，所以能在剥离的途中避开凹槽的存在。
热处理炉内的温度分布，可由热电偶、热氧化、掺杂剂注入晶圆的薄膜电阻值分布来判断。
另外，不单是剥离热处理炉内原本的温度分布，也可调整热处理炉加热器的功率平衡，来故意地作出温度分布。
另外，优选以卧式炉作为用于剥离的热处理炉。若是卧式炉，由于接合晶圆的剥离开始位置在每个炉中是比较固定的，因此可更确实地实施本发明。
如上所述，若是本发明的贴合晶圆的制造方法，由于能在向接合晶圆注入离子时特意地调整剥离开始位置，可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内，由此，在剥离时能在剥离途中避开切口部的存在，从而能够降低巨大断层缺陷的产生。
实施例
以下，利用实施例和比较例来说明本发明，但本发明并不限定于此。
[实施例1]
<使凹槽位置与离子注入的损伤较大的位置一致的例子>
(接合晶圆)
在由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的接合晶圆的表面上，形成厚度成为200nm的热氧化膜。接下来，以60keV、7×1016/cm2的注入条件进行离子注入使剂量(dose)分布在面内均匀。
预先以热波测量机(KLA-Tencor公司制造)，来测量以上述离子注入条件进行离子注入后的晶圆的损伤分布(面内映射图)，由此，在晶圆周边部发现损伤最大的位置，且以使该位置成为与凹槽部一致的方式将其它的晶圆配置于离子注入机并进行离子注入，再以该晶圆作为实施例1的接合晶圆来使用(参照图2)。
(基底晶圆)
准备由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的基底晶圆。
(贴合)
将上述接合晶圆与基底晶圆的凹槽对齐并在室温下贴合。
(剥离热处理)
以卧式炉、500℃、30分钟、Ar(氩)100％气氛的条件且使面内温度分布成为面内均匀(500±1℃)的方式，进行剥离热处理。
(巨大断层缺陷观察)
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在实施例1中的巨大断层缺陷产生率是1％(2/200片)。
[比较例1]
<将凹槽位置与离子注入的损伤较大的位置错开的例子>
与实施例1相同地在晶圆周边部发现损伤最大的位置，并以使由凹槽部错开45度的位置上的损伤变成最大的方式配置离子注入机，且以与实施例1相同的条件进行离子注入，再以该晶圆作为比较例1的接合晶圆来使用(参照图3)。
准备与实施例1相同的基底晶圆，与实施例1相同地进行贴合和剥离热处理。
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在比较例1中的巨大断层缺陷产生率是30％(60/200片)。
[实施例2]
<将凹槽位置配置于热处理炉内的高温区域的例子>
接合晶圆、基底晶圆是准备了与实施例1相同的晶圆。
(贴合)
将上述接合晶圆与基底晶圆的凹槽对齐并在室温下贴合。
(剥离热处理)
以卧式炉、500℃、30分钟、Ar 100％气氛的条件，在炉内上部具有高出5℃的温度分布的热处理炉内，将凹槽朝向高温部配置且进行剥离热处理，再以该晶圆作为实施例2的接合晶圆来使用(参照图4)。
(巨大断层缺陷观察)
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在实施例2中的巨大断层缺陷产生率是0.5％(1/200片)。
[实施例3和实施例4]
<增加凹槽部的离子注入量的例子>
(接合晶圆)
在由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的接合晶圆的表面上，形成厚度为200nm的热氧化膜。接下来，利用批量式离子注入机，以60keV、7×1016/cm2的注入条件进行离子注入，使剂量分布在面内均匀后，在凹槽部附近(距离边缘1cm的空间)进行2％的追加注入，再以该晶圆作为实施例3的接合晶圆(参照图5)。另外，形成热氧化膜后，利用单片式离子注入机，以60keV、7×1016/cm2的注入条件进行离子注入，使剂量分布在面内均匀后，在凹槽部附近(2cm2)进行2％的追加注入，再以该晶圆作为实施例4的接合晶圆(参照图6)。
(基底晶圆)
准备由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的基底晶圆。
(贴合)
将上述接合晶圆与基底晶圆的凹槽对齐并在室温下贴合。
(剥离热处理)
以卧式炉、500℃、30分钟、Ar 100％气氛的条件且使面内温度分布成为面内均匀(500±1℃)的方式，进行剥离热处理。
(巨大断层缺陷观察)
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在实施例3中的巨大断层缺陷产生率是1％(2/200片)，在实施例4中的巨大断层缺陷产生率是1％(2/200片)。
[实施例5]
<将凹槽部与散热座的热传导率较低的位置一致并进行离子注入的例子>
(接合晶圆)
在由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的接合晶圆的表面上，形成厚度为200nm的热氧化膜。接下来，以60keV、7×1016/cm2的注入条件进行离子注入，使剂量分布在面内均匀。另外，在离子注入时，使向配置在接合晶圆上的散热座的散热座橡胶中添加的碳浓度，局部性地(2cm2的面积)减少10％，并使用已使散热座橡胶的传导率下降的散热座。使凹槽部与散热座中的碳浓度局部地低了10％的位置一致且进行离子注入，再以该晶圆作为实施例5的接合晶圆(参照图7)。
(基底晶圆)
准备由直径300mm、晶体取向<100>、凹槽取向<011>的硅单晶而成的基底晶圆。
(贴合)
将上述接合晶圆与基底晶圆的凹槽对齐并在室温下贴合。
(剥离热处理)
以卧式炉、500℃、30分钟、Ar100％气氛的条件使面内温度分布成为面内均匀(500±1℃)的方式，进行剥离热处理。
(巨大断层缺陷观察)
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在实施例5中巨大断层缺陷产生率是0.5％(1/200片)。
[比较例2]
<将凹槽位置与散热座的热传导率较低的位置错开且进行离子注入的例子>
与实施例5相同地使用已使散热座的热传导率降低的散热座，使凹槽朝向由散热座中的碳浓度局部地低了10％的位置起倾斜45度的位置，且以与实施例5相同的条件进行离子注入，再以该晶圆作为比较例2的接合晶圆(参照图8)。
准备与实施例5相同的基底晶圆，与实施例5相同地进行贴合及剥离热处理。
在聚光灯下以目视观察剥离后的贴合晶圆，并调查产生巨大断层缺陷的晶圆片数。其结果，在比较例2中的巨大断层缺陷产生率是27％(54/200片)。
如上所述，在剥离途中存在有凹槽的比较例1及比较例2中，巨大断层缺陷产生率是27％以上。另一方面，在将剥离开始位置设在凹槽的位置的实施例1～5中，由于剥离途中不存在有凹槽，因此巨大断层缺陷产生率是1％以下。
此外，以下的表1中，表示以使已贴合的晶圆的凹槽位置与剥离开始位置成为0度、10度、20度、30度、45度、90度、135度、150度、180度的方式，进行剥离热处理后的各个贴合晶圆中的巨大断层缺陷产生率。
[表1]
如表1所示，通过将凹槽位置设在位于从剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内，能够降低巨大断层缺陷的产生。
由以上记载可知，若是本发明的贴合晶圆的制造方法，能在利用离子注入剥离法来进行剥离时，降低巨大断层缺陷的产生。
此外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为例示，只要实质上具有与本发明的申请专利范围中所载的技术思想相同的构成并能达到同样作用效果的方式，都被包含于本发明的技术范围中。

Claims (6)

1.一种贴合晶圆的制造方法，其由接合晶圆的表面对氢离子、稀有气体离子或这些离子的混合气体离子进行离子注入，在晶圆内部形成离子注入层，再将所述接合晶圆的已注入离子的表面与基底晶圆的表面贴合后，利用热处理炉来进行已贴合的晶圆的剥离热处理，由此在所述离子注入层使所述接合晶圆剥离而形成贴合晶圆，所述贴合晶圆的制造方法的特征在于：
是使用具有切口部的晶圆作为所述接合晶圆和所述基底晶圆，在所述离子注入时，设定进行所述离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在所述接合晶圆的剥离时，已贴合的所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从所述接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内的方法，作为所述离子注入机和所述离子注入条件中的任一者或两者的设定，从以下(1)～(3)中选择一项以上进行：
(1)在所述离子注入时，以下述方式将所述接合晶圆配置于所述离子注入机：使所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为因所述进行离子注入的离子注入机和离子注入条件而导致特定离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置；
(2)在所述离子注入时，相较于其它位置的离子注入量，增加所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置的离子注入量；
(3)在所述离子注入时，将所述接合晶圆配置于散热座上，且使所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，与在离子注入时的所述散热座的热传导在所述接合晶圆面内相对较低的位置一致。
2.根据权利要求1所述的贴合晶圆的制造方法，其特征在于，所述散热座的热传导在所述接合晶圆面内相对较低的位置，是将材质设成相较于其它部分的热传导率较低的材质的部分。
3.根据权利要求1所述的贴合晶圆的制造方法，其特征在于，所述散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置，是将厚度设成相较于其它部分的厚度较厚的部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的贴合晶圆的制造方法，其特征在于，在所述剥离热处理时，以下述方式将所述已贴合的晶圆配置于所述热处理炉内：使所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为在所述已贴合的晶圆面内相对高温的位置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的贴合晶圆的制造方法，其特征在于，所述切口部是凹槽。
6.根据权利要求4所述的贴合晶圆的制造方法，其特征在于，所述切口部是凹槽。
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