JP2000114501A - Ｓｏｉウェハの製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉウェハの製造方法Info
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- JP2000114501A JP2000114501A JP29602798A JP29602798A JP2000114501A JP 2000114501 A JP2000114501 A JP 2000114501A JP 29602798 A JP29602798 A JP 29602798A JP 29602798 A JP29602798 A JP 29602798A JP 2000114501 A JP2000114501 A JP 2000114501A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板ウェハ上に酸化膜及びシリコン薄膜を貫
通欠陥なく形成することの可能な、ＳＯＩウェハの製造
方法を提供する。 【解決手段】 ＳＯＩ(Silicon on Insulator)ウェハ７
の製造方法において、ＳＯＩウェハ７の材料となる活性
ウェハ１を、水素と酸素とを用いたウェット酸化によっ
て予め一次酸化し、厚さ０．２μm 以上の一次酸化膜１
６を生成させる。そして、一次酸化膜１６を、フッ化水
素溶液へ浸漬させて除去した後、活性ウェハ１を二次酸
化させて基板ウェハ４と貼り合わせる。そして、その表
面１Ａの二次酸化膜１８及び活性ウェハ１の一部をＰＡ
ＣＥ(Plasma Assisted Chemical Etching)等の手段で除
去して、基板ウェハ４上にシリコン薄膜１Ｂを生成させ
る。
通欠陥なく形成することの可能な、ＳＯＩウェハの製造
方法を提供する。 【解決手段】 ＳＯＩ(Silicon on Insulator)ウェハ７
の製造方法において、ＳＯＩウェハ７の材料となる活性
ウェハ１を、水素と酸素とを用いたウェット酸化によっ
て予め一次酸化し、厚さ０．２μm 以上の一次酸化膜１
６を生成させる。そして、一次酸化膜１６を、フッ化水
素溶液へ浸漬させて除去した後、活性ウェハ１を二次酸
化させて基板ウェハ４と貼り合わせる。そして、その表
面１Ａの二次酸化膜１８及び活性ウェハ１の一部をＰＡ
ＣＥ(Plasma Assisted Chemical Etching)等の手段で除
去して、基板ウェハ４上にシリコン薄膜１Ｂを生成させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板ウェハ上に二
酸化シリコン及びシリコンの薄膜を欠陥なく形成するこ
との可能な、ＳＯＩウェハの製造方法に関する。
酸化シリコン及びシリコンの薄膜を欠陥なく形成するこ
との可能な、ＳＯＩウェハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、支持基板となる基板ウェハ上に二
酸化シリコン(SiO2)等の酸化膜を形成し、その上にシリ
コンの薄膜を形成するシリコンウェハが知られている。
この酸化膜及びシリコン薄膜をＳＯＩ(Silicon on Insu
lator)と呼び、ＳＯＩを有するシリコンウェハを、ＳＯ
Ｉウェハと呼ぶ。
酸化シリコン(SiO2)等の酸化膜を形成し、その上にシリ
コンの薄膜を形成するシリコンウェハが知られている。
この酸化膜及びシリコン薄膜をＳＯＩ(Silicon on Insu
lator)と呼び、ＳＯＩを有するシリコンウェハを、ＳＯ
Ｉウェハと呼ぶ。
【０００３】以下、従来技術によるＳＯＩウェハの製造
方法の一例を、図８〜図１１に基づいて説明する。図８
は、ＳＯＩウェハの製造の手順の一例を示すフローチャ
ートであり、図９〜図１１は、その説明図である。な
お、ここでは各ステップ番号にＳを付して表す。
方法の一例を、図８〜図１１に基づいて説明する。図８
は、ＳＯＩウェハの製造の手順の一例を示すフローチャ
ートであり、図９〜図１１は、その説明図である。な
お、ここでは各ステップ番号にＳを付して表す。
【０００４】まず、シリコン薄膜１Ｂの材料となる、活
性ウェハ１を酸化する。すると、活性ウェハ１の表面１
Ａに二酸化シリコンの酸化膜２が生成し、酸化ウェハ３
が形成される（Ｓ１）。酸化ウェハ３の断面図を、図９
に示す。次に、この酸化された酸化ウェハ３と基板ウェ
ハ４とを薬液で活性化する（Ｓ２）。そして、この酸化
ウェハ３と基板ウェハ４とを貼り合わせ、これを高温で
熱処理すると、両者は強く貼り合わせられ、貼り合わせ
ウェハ６が形成される（Ｓ３）。図１０に、形成された
貼り合わせウェハ６の断面図を示す。
性ウェハ１を酸化する。すると、活性ウェハ１の表面１
Ａに二酸化シリコンの酸化膜２が生成し、酸化ウェハ３
が形成される（Ｓ１）。酸化ウェハ３の断面図を、図９
に示す。次に、この酸化された酸化ウェハ３と基板ウェ
ハ４とを薬液で活性化する（Ｓ２）。そして、この酸化
ウェハ３と基板ウェハ４とを貼り合わせ、これを高温で
熱処理すると、両者は強く貼り合わせられ、貼り合わせ
ウェハ６が形成される（Ｓ３）。図１０に、形成された
貼り合わせウェハ６の断面図を示す。
【０００５】この貼り合わせウェハ６の上面を、機械加
工或いは化学反応によって研磨した後（Ｓ５）、ＰＡＣ
Ｅ(Plasma Assisted Chemical Etching 、その詳細は、
特開平５−１６００７４号公報に開示されている) と呼
ばれるプラズマエッチングによって、活性ウェハ１が１
μm 以下の厚さになるまでエッチングし、シリコン薄膜
１Ｂと酸化膜２とからなるＳＯＩを形成する（Ｓ６）。
以上の手順により、ＳＯＩウェハ７が製造される（Ｓ
７）。製造されたＳＯＩウェハ７の断面図を図１１に示
す。
工或いは化学反応によって研磨した後（Ｓ５）、ＰＡＣ
Ｅ(Plasma Assisted Chemical Etching 、その詳細は、
特開平５−１６００７４号公報に開示されている) と呼
ばれるプラズマエッチングによって、活性ウェハ１が１
μm 以下の厚さになるまでエッチングし、シリコン薄膜
１Ｂと酸化膜２とからなるＳＯＩを形成する（Ｓ６）。
以上の手順により、ＳＯＩウェハ７が製造される（Ｓ
７）。製造されたＳＯＩウェハ７の断面図を図１１に示
す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次に示すような問題点がある。
来技術には、次に示すような問題点がある。
【０００７】近年、低消費電力化や動作速度のアップと
いった、半導体デバイスの性能向上が要求されている。
これに鑑み、前記酸化膜２及びシリコン薄膜１Ｂの厚さ
をいっそう薄くすることが求められており、従来、１μ
m 程度の厚さであったものが、０．１μm 程度の厚さが
要求されている。
いった、半導体デバイスの性能向上が要求されている。
これに鑑み、前記酸化膜２及びシリコン薄膜１Ｂの厚さ
をいっそう薄くすることが求められており、従来、１μ
m 程度の厚さであったものが、０．１μm 程度の厚さが
要求されている。
【０００８】ところが、シリコン薄膜１Ｂの材料である
活性ウェハ１の表面１Ａには、シリコンウェハを鏡面に
研磨する際に、微少な小孔１７が生じている。図１２
に、小孔１７を有する活性ウェハ１の断面図を示す。こ
のため、形成されたＳＯＩのシリコン薄膜１Ｂに小孔１
７が残存し、シリコン薄膜１Ｂを貫通する貫通欠陥１７
Ａとなる。図１３に、貫通欠陥１７Ａを有するＳＯＩウ
ェハ７の断面図を示す。この貫通欠陥１７Ａが、ＳＯＩ
ウェハ７から製造された半導体デバイスの電気特性の劣
化の原因となり、ＳＯＩウェハ７の歩留りの低下をもた
らしている。
活性ウェハ１の表面１Ａには、シリコンウェハを鏡面に
研磨する際に、微少な小孔１７が生じている。図１２
に、小孔１７を有する活性ウェハ１の断面図を示す。こ
のため、形成されたＳＯＩのシリコン薄膜１Ｂに小孔１
７が残存し、シリコン薄膜１Ｂを貫通する貫通欠陥１７
Ａとなる。図１３に、貫通欠陥１７Ａを有するＳＯＩウ
ェハ７の断面図を示す。この貫通欠陥１７Ａが、ＳＯＩ
ウェハ７から製造された半導体デバイスの電気特性の劣
化の原因となり、ＳＯＩウェハ７の歩留りの低下をもた
らしている。
【０００９】このようなＳＯＩウェハ７の電気特性の劣
化を防ぐ手段としては、例えば特開平１０−８４１０１
号公報に、以下の技術が開示されている。これは、酸化
膜の厚さ及び酸化膜形成時の温度を所定の範囲に設定
し、活性ウェハの表面に酸化膜を一旦形成した後にこの
酸化膜を除去し、再び酸化膜を形成することにより、結
晶欠陥の密度を低くするようにするというものである。
化を防ぐ手段としては、例えば特開平１０−８４１０１
号公報に、以下の技術が開示されている。これは、酸化
膜の厚さ及び酸化膜形成時の温度を所定の範囲に設定
し、活性ウェハの表面に酸化膜を一旦形成した後にこの
酸化膜を除去し、再び酸化膜を形成することにより、結
晶欠陥の密度を低くするようにするというものである。
【００１０】しかしながら、同公報に開示された技術
は、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）と呼ばれ
る、活性ウェハの内部に深さ方向に一様に分布した結晶
欠陥の密度を減らすことを目的としている。このＣＯＰ
は、同公報に記載されているようにＣＺ法によって単結
晶シリコンを引き上げた際に生じるものであり、酸化膜
２を形成する際の製造条件によっても増減する。
は、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）と呼ばれ
る、活性ウェハの内部に深さ方向に一様に分布した結晶
欠陥の密度を減らすことを目的としている。このＣＯＰ
は、同公報に記載されているようにＣＺ法によって単結
晶シリコンを引き上げた際に生じるものであり、酸化膜
２を形成する際の製造条件によっても増減する。
【００１１】即ち、同公報においては、前記研磨による
小孔１７については触れておらず、この小孔１７を除去
するための手段を講じてもいない。その結果、同公報の
技術によれば、ＣＯＰを減少させることはできても研磨
による小孔１７を効率良く除去することはできず、この
小孔１７が貫通欠陥１７Ａとなって、ＳＯＩウェハの歩
留りが低下するという問題がある。
小孔１７については触れておらず、この小孔１７を除去
するための手段を講じてもいない。その結果、同公報の
技術によれば、ＣＯＰを減少させることはできても研磨
による小孔１７を効率良く除去することはできず、この
小孔１７が貫通欠陥１７Ａとなって、ＳＯＩウェハの歩
留りが低下するという問題がある。
【００１２】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、基板ウェハ上に酸化膜及びシリコン薄膜
を貫通欠陥なく形成することの可能な、ＳＯＩウェハの
製造方法を提供することを目的としている。
たものであり、基板ウェハ上に酸化膜及びシリコン薄膜
を貫通欠陥なく形成することの可能な、ＳＯＩウェハの
製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１方法の発明は、ＳＯＩウェハ
のシリコン薄膜の材料となる活性ウェハを酸化してその
表面に酸化膜を生成させ、酸化ウェハを形成する酸化工
程と、前記酸化ウェハとＳＯＩウェハの支持基板となる
基板ウェハとを貼り合わせて、貼り合わせウェハを形成
する貼り合わせ工程と、前記貼り合わせウェハの表面の
酸化膜及び活性ウェハの一部を除去して、基板ウェハ上
にシリコン薄膜を形成する薄膜形成工程とを備えたＳＯ
Ｉウェハの製造方法において、前記酸化工程により酸化
する前の活性ウェハを予め一次酸化して、厚さｔが０．
２μm 以上の一次酸化膜を生成させる一次酸化工程と、
この生成した一次酸化膜を除去する一次酸化膜除去工程
とを備え、前記酸化工程は、一次酸化膜が除去された活
性ウェハを酸化するようにしている。
的を達成するために、第１方法の発明は、ＳＯＩウェハ
のシリコン薄膜の材料となる活性ウェハを酸化してその
表面に酸化膜を生成させ、酸化ウェハを形成する酸化工
程と、前記酸化ウェハとＳＯＩウェハの支持基板となる
基板ウェハとを貼り合わせて、貼り合わせウェハを形成
する貼り合わせ工程と、前記貼り合わせウェハの表面の
酸化膜及び活性ウェハの一部を除去して、基板ウェハ上
にシリコン薄膜を形成する薄膜形成工程とを備えたＳＯ
Ｉウェハの製造方法において、前記酸化工程により酸化
する前の活性ウェハを予め一次酸化して、厚さｔが０．
２μm 以上の一次酸化膜を生成させる一次酸化工程と、
この生成した一次酸化膜を除去する一次酸化膜除去工程
とを備え、前記酸化工程は、一次酸化膜が除去された活
性ウェハを酸化するようにしている。
【００１４】第１方法に記載の発明によれば、ＳＯＩウ
ェハの製造方法において、活性ウェハにを厚さ０．２μ
m 以上の一次酸化膜を生成する一次酸化工程を備えてい
る。活性ウェハ表面の小孔の大半は、０．２μm 以下の
深さを有している。活性ウェハに厚さ０．２μm 以上の
一次酸化膜を生成した後にこれを除去すると、活性ウェ
ハの表層を小孔と共に０．１μm 以上除去することがで
きる。その結果、活性ウェハ表面に残った小孔１７の深
さは、０．１μm 以下となる。そして、二次酸化膜の厚
さは通常０．１μm 以上であるので、この状態で二次酸
化を行なうことにより、活性ウェハの表層が二次酸化膜
に０．０５μm 以上取り込まれる。これにより、小孔の
深さが０．０５μm 以下となり、ＳＯＩウェハのシリコ
ン薄膜の厚さは通常０．１μm 以上であるので、小孔が
シリコン薄膜を貫通することが非常に少なくなる。この
結果、貫通欠陥の少ないＳＯＩウェハを得ることができ
るので、ＳＯＩウェハの品質が良質なものになって生産
性が向上する。
ェハの製造方法において、活性ウェハにを厚さ０．２μ
m 以上の一次酸化膜を生成する一次酸化工程を備えてい
る。活性ウェハ表面の小孔の大半は、０．２μm 以下の
深さを有している。活性ウェハに厚さ０．２μm 以上の
一次酸化膜を生成した後にこれを除去すると、活性ウェ
ハの表層を小孔と共に０．１μm 以上除去することがで
きる。その結果、活性ウェハ表面に残った小孔１７の深
さは、０．１μm 以下となる。そして、二次酸化膜の厚
さは通常０．１μm 以上であるので、この状態で二次酸
化を行なうことにより、活性ウェハの表層が二次酸化膜
に０．０５μm 以上取り込まれる。これにより、小孔の
深さが０．０５μm 以下となり、ＳＯＩウェハのシリコ
ン薄膜の厚さは通常０．１μm 以上であるので、小孔が
シリコン薄膜を貫通することが非常に少なくなる。この
結果、貫通欠陥の少ないＳＯＩウェハを得ることができ
るので、ＳＯＩウェハの品質が良質なものになって生産
性が向上する。
【００１５】また、第２方法の発明は、第１方法記載の
ＳＯＩウェハの製造方法において、前記一次酸化膜を除
去する方法が、一次酸化された活性ウェハをフッ化水素
溶液へ浸漬させる方法である。
ＳＯＩウェハの製造方法において、前記一次酸化膜を除
去する方法が、一次酸化された活性ウェハをフッ化水素
溶液へ浸漬させる方法である。
【００１６】第２方法記載の発明によれば、前記一次酸
化膜を除去する方法として、一次酸化した活性ウェハを
フッ化水素溶液へ浸漬させている。この方法は、一次酸
化膜を除去するために、活性ウェハを溶液に浸漬するだ
けなので、作業が容易である。しかも、除去に要する時
間が短く、ＳＯＩウェハの生産性を向上させることが可
能である。
化膜を除去する方法として、一次酸化した活性ウェハを
フッ化水素溶液へ浸漬させている。この方法は、一次酸
化膜を除去するために、活性ウェハを溶液に浸漬するだ
けなので、作業が容易である。しかも、除去に要する時
間が短く、ＳＯＩウェハの生産性を向上させることが可
能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図７に基づいて、本
発明に係わる実施形態を詳細に説明する。なお、前記図
８〜図１３と同一要素には同一符号を付し、重複説明は
省略する。
発明に係わる実施形態を詳細に説明する。なお、前記図
８〜図１３と同一要素には同一符号を付し、重複説明は
省略する。
【００１８】図１は、ＳＯＩウェハ７を製造するための
手順を示すフローチャートの一例であり、図２〜図７は
その説明図である。図２に、一次酸化前の活性ウェハ１
の断面図を示す。同図に示すように、ＳＯＩウェハ７の
素材となる活性ウェハ１の表面１Ａには、深さｈの小孔
１７が存在しているものとする。まず、一次酸化工程と
して、シリコン薄膜１Ｂの材料となるウェハである活性
ウェハ１を一次酸化し、活性ウェハ１の表面１Ａに厚さ
ｔの一次酸化膜１６を生成させる（以下、厚さｔの酸化
膜を生成させる酸化を、厚さｔの酸化と略する）（Ｓ１
１）。図３に、一次酸化後の活性ウェハ１の断面図を示
す。このように、活性ウェハ１に厚さｔの一次酸化を行
なう際には、活性ウェハ１の表面１Ａの外側に厚さｔ／
２の一次酸化膜１６Ａが生成すると同時に、活性ウェハ
１の表層も酸化され、表面１Ａの内側に厚さｔ／２の一
次酸化膜１６Ｂが生成する。これにより、深さｈの小孔
１７の、表面１Ａから深さｔ／２までの部分が一次酸化
膜１６に取り込まれる。
手順を示すフローチャートの一例であり、図２〜図７は
その説明図である。図２に、一次酸化前の活性ウェハ１
の断面図を示す。同図に示すように、ＳＯＩウェハ７の
素材となる活性ウェハ１の表面１Ａには、深さｈの小孔
１７が存在しているものとする。まず、一次酸化工程と
して、シリコン薄膜１Ｂの材料となるウェハである活性
ウェハ１を一次酸化し、活性ウェハ１の表面１Ａに厚さ
ｔの一次酸化膜１６を生成させる（以下、厚さｔの酸化
膜を生成させる酸化を、厚さｔの酸化と略する）（Ｓ１
１）。図３に、一次酸化後の活性ウェハ１の断面図を示
す。このように、活性ウェハ１に厚さｔの一次酸化を行
なう際には、活性ウェハ１の表面１Ａの外側に厚さｔ／
２の一次酸化膜１６Ａが生成すると同時に、活性ウェハ
１の表層も酸化され、表面１Ａの内側に厚さｔ／２の一
次酸化膜１６Ｂが生成する。これにより、深さｈの小孔
１７の、表面１Ａから深さｔ／２までの部分が一次酸化
膜１６に取り込まれる。
【００１９】尚、一次酸化の方法としては、例えば活性
ウェハ１を、水素（Ｈ2 ）と酸素（Ｏ2 ）とを導入され
た拡散炉に入れ、拡散炉の内部を約１０００℃に熱する
ウェット酸化が望ましい。水素を使わないドライ酸化で
もよいが、ウェット酸化のほうが、酸化速度が大きいと
いう利点があり、一次酸化を素早く行なうことが可能で
ある。
ウェハ１を、水素（Ｈ2 ）と酸素（Ｏ2 ）とを導入され
た拡散炉に入れ、拡散炉の内部を約１０００℃に熱する
ウェット酸化が望ましい。水素を使わないドライ酸化で
もよいが、ウェット酸化のほうが、酸化速度が大きいと
いう利点があり、一次酸化を素早く行なうことが可能で
ある。
【００２０】次に、一次酸化膜除去工程として、この一
次酸化膜１６を除去する（Ｓ１２）。図４に、一次酸化
膜１６を除去した後の活性ウェハ１の断面図を示す。同
図に示すように、一次酸化膜１６に取り込まれた小孔１
７は、表面１Ａから深さｔ／２が除去され、深さ（ｈ−
ｔ／２）の小孔１７となっている。
次酸化膜１６を除去する（Ｓ１２）。図４に、一次酸化
膜１６を除去した後の活性ウェハ１の断面図を示す。同
図に示すように、一次酸化膜１６に取り込まれた小孔１
７は、表面１Ａから深さｔ／２が除去され、深さ（ｈ−
ｔ／２）の小孔１７となっている。
【００２１】このとき、一次酸化膜１６を除去する方法
としては、一次酸化された活性ウェハ１をフッ化水素の
溶液に浸す方法が最も望ましい。これは、除去のための
操作が活性ウェハ１を溶液に浸すだけで簡単であり、迅
速に、かつ徹底的な除去が可能であるという理由によ
る。
としては、一次酸化された活性ウェハ１をフッ化水素の
溶液に浸す方法が最も望ましい。これは、除去のための
操作が活性ウェハ１を溶液に浸すだけで簡単であり、迅
速に、かつ徹底的な除去が可能であるという理由によ
る。
【００２２】そして酸化工程として、一次酸化膜１６を
除去した活性ウェハ１を酸化し（以下、この従来と同様
の酸化を二次酸化と呼び、二次酸化によって生成した酸
化膜２を、二次酸化膜１８と呼ぶ）、酸化ウェハ３を形
成する（Ｓ１３）。図５に、二次酸化された酸化ウェハ
３の断面図を示す。一次酸化と同様に、厚さＴの二次酸
化を行なう際には、活性ウェハ１の表面１Ａの外側に厚
さＴ／２の二次酸化膜１８Ａが生成すると同時に、活性
ウェハ１の表層も酸化され、表面１Ａの内側に厚さＴ／
２の二次酸化膜１８Ｂが生成する。これにより、二次酸
化前に活性ウェハ１に残存していた深さ（ｈ−ｔ／２）
の小孔１７の深さは、深さ（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）とな
る。尚、二次酸化の方法としては、ウェット酸化でも或
いはドライ酸化でもよい。
除去した活性ウェハ１を酸化し（以下、この従来と同様
の酸化を二次酸化と呼び、二次酸化によって生成した酸
化膜２を、二次酸化膜１８と呼ぶ）、酸化ウェハ３を形
成する（Ｓ１３）。図５に、二次酸化された酸化ウェハ
３の断面図を示す。一次酸化と同様に、厚さＴの二次酸
化を行なう際には、活性ウェハ１の表面１Ａの外側に厚
さＴ／２の二次酸化膜１８Ａが生成すると同時に、活性
ウェハ１の表層も酸化され、表面１Ａの内側に厚さＴ／
２の二次酸化膜１８Ｂが生成する。これにより、二次酸
化前に活性ウェハ１に残存していた深さ（ｈ−ｔ／２）
の小孔１７の深さは、深さ（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）とな
る。尚、二次酸化の方法としては、ウェット酸化でも或
いはドライ酸化でもよい。
【００２３】そして、二次酸化された活性ウェハ１は、
例えば薬液槽で、基板ウェハ４と共にＳＣ１（Standard
Cleaning 1 ）液等の薬液に浸されて活性化される（Ｓ
１５）。次に、この酸化ウェハ３と基板ウェハ４とを貼
り合わせ、これを熱処理装置によって高温で熱処理する
と、両者は強く貼り合わせられ、貼り合わせウェハ６が
形成される（Ｓ１６）。以上のＳ１５及びＳ１６を合わ
せて、貼り合わせ工程と呼ぶ。
例えば薬液槽で、基板ウェハ４と共にＳＣ１（Standard
Cleaning 1 ）液等の薬液に浸されて活性化される（Ｓ
１５）。次に、この酸化ウェハ３と基板ウェハ４とを貼
り合わせ、これを熱処理装置によって高温で熱処理する
と、両者は強く貼り合わせられ、貼り合わせウェハ６が
形成される（Ｓ１６）。以上のＳ１５及びＳ１６を合わ
せて、貼り合わせ工程と呼ぶ。
【００２４】この貼り合わせウェハ６の上面を、機械加
工或いは化学反応によって研磨した後（Ｓ１７）、前記
ＰＡＣＥによって、活性ウェハ１が厚さＬになるまでエ
ッチングして、ＳＯＩを形成する（Ｓ１８）。このＳ１
７及びＳ１８を合わせて薄膜形成工程と呼ぶ。以上の手
順により、ＳＯＩウェハ７が製造される（Ｓ２０）。製
造されたＳＯＩウェハ７の断面図を図６に示す。同図に
示すように、小孔１７の大半が、二次酸化膜１８に取り
込まれており、残った小孔１７の深さは深さ（ｈ−ｔ／
２−Ｔ／２）となる。前述したように、ＳＯＩウェハ７
の欠陥として問題となるのは、シリコン薄膜１Ｂを貫通
する貫通欠陥１７Ａのみであり、残った小孔１７の深さ
（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）がシリコン薄膜１Ｂの厚さＬ
（通常０．１〜１μm ）以下であれば、貫通欠陥１７Ａ
とはならない。このように、予め一次酸化を行なうこと
で、ＳＯＩウェハ７の貫通欠陥１７Ａを少なくすること
ができる。
工或いは化学反応によって研磨した後（Ｓ１７）、前記
ＰＡＣＥによって、活性ウェハ１が厚さＬになるまでエ
ッチングして、ＳＯＩを形成する（Ｓ１８）。このＳ１
７及びＳ１８を合わせて薄膜形成工程と呼ぶ。以上の手
順により、ＳＯＩウェハ７が製造される（Ｓ２０）。製
造されたＳＯＩウェハ７の断面図を図６に示す。同図に
示すように、小孔１７の大半が、二次酸化膜１８に取り
込まれており、残った小孔１７の深さは深さ（ｈ−ｔ／
２−Ｔ／２）となる。前述したように、ＳＯＩウェハ７
の欠陥として問題となるのは、シリコン薄膜１Ｂを貫通
する貫通欠陥１７Ａのみであり、残った小孔１７の深さ
（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）がシリコン薄膜１Ｂの厚さＬ
（通常０．１〜１μm ）以下であれば、貫通欠陥１７Ａ
とはならない。このように、予め一次酸化を行なうこと
で、ＳＯＩウェハ７の貫通欠陥１７Ａを少なくすること
ができる。
【００２５】尚、実施形態では、Ｓ１７及びＳ１８にお
いてＳＯＩを形成する方法として、機械加工或いは化学
反応による研磨とＰＡＣＥとの組み合わせを例に挙げた
が、本発明はこのような方法に拘束されるものではな
く、他の方法、例えばスマートカット法と精密ポリッシ
ングの組み合わせを用いてもよい。
いてＳＯＩを形成する方法として、機械加工或いは化学
反応による研磨とＰＡＣＥとの組み合わせを例に挙げた
が、本発明はこのような方法に拘束されるものではな
く、他の方法、例えばスマートカット法と精密ポリッシ
ングの組み合わせを用いてもよい。
【００２６】さらに、一次酸化膜１６の厚さｔは、少な
くとも０．２μm 以上であることが望ましい。これは、
また、小孔１７の深さｈが最大０．２μm 程度であるこ
とに起因している。その理由を、以下に説明する。
くとも０．２μm 以上であることが望ましい。これは、
また、小孔１７の深さｈが最大０．２μm 程度であるこ
とに起因している。その理由を、以下に説明する。
【００２７】図７に、活性ウェハ１に従来技術によって
従来の酸化を行なった場合の、酸化膜２の厚さと、製造
されたＳＯＩウェハ７に生じた貫通欠陥１７Ａの密度と
の関係を示す。これは、酸化膜２の厚さを変えて酸化を
施し、形成されたＳＯＩウェハ７をフッ化水素溶液に浸
けて貫通欠陥１７Ａの部分を腐食させて拡げたものを、
顕微鏡でカウントしたものである。同図に示すように、
厚さ０．４μm 以上の酸化を行なうことにより、製造さ
れたＳＯＩウェハ７の貫通欠陥１７Ａが減少することが
わかっている。これは、活性ウェハ１の表面１Ａの外側
に０．２μm 程度の厚さの酸化膜２が生成すると同時
に、活性ウェハ１の表層も酸化されてその内側に０．２
μm 程度の酸化膜２が浸透し、小孔１７が酸化膜２に取
り込まれて消滅していることによると考えられる。この
ことから、小孔１７の深さｈは最大０．２μm 程度であ
ることがわかる。
従来の酸化を行なった場合の、酸化膜２の厚さと、製造
されたＳＯＩウェハ７に生じた貫通欠陥１７Ａの密度と
の関係を示す。これは、酸化膜２の厚さを変えて酸化を
施し、形成されたＳＯＩウェハ７をフッ化水素溶液に浸
けて貫通欠陥１７Ａの部分を腐食させて拡げたものを、
顕微鏡でカウントしたものである。同図に示すように、
厚さ０．４μm 以上の酸化を行なうことにより、製造さ
れたＳＯＩウェハ７の貫通欠陥１７Ａが減少することが
わかっている。これは、活性ウェハ１の表面１Ａの外側
に０．２μm 程度の厚さの酸化膜２が生成すると同時
に、活性ウェハ１の表層も酸化されてその内側に０．２
μm 程度の酸化膜２が浸透し、小孔１７が酸化膜２に取
り込まれて消滅していることによると考えられる。この
ことから、小孔１７の深さｈは最大０．２μm 程度であ
ることがわかる。
【００２８】次に、以上の構成による作用を説明する。
前述したように、厚さｔの一次酸化を行なうと、これに
よって小孔１７の深さｈを深さ（ｈ−ｔ／２）に浅くす
ることが可能である。であるから、一次酸化膜１６の厚
さｔを０．２μm 以上にすると、前述のごとく小孔１７
の深さｈは最大０．２μm 程度であるから、小孔１７の
深さ（ｈ−ｔ／２）を０．１μm 以下にすることができ
る。そして、通常、ＳＯＩウェハ７に求められる二次酸
化膜１８の厚さＴは０．１μm 以上であるので、厚さＴ
の二次酸化を行なうことによって、小孔１７の深さ（ｈ
−ｔ／２−Ｔ／２）を０．０５μm 以下にすることがで
きる。さらには、ＳＯＩウェハ７に求められるシリコン
薄膜１Ｂの厚さＬは、通常０．１μm 以上であるので、
残存した小孔１７はシリコン薄膜１Ｂを貫通せず、貫通
欠陥１７Ａとはならない。これによって、貫通欠陥１７
Ａの少ないＳＯＩウェハ７を得ることができる。さらに
は、一次酸化の厚さｔを０．４μm 以上にすれば、より
完全に小孔１７を除去し、貫通欠陥１７Ａの殆んどない
ＳＯＩウェハ７を得ることが可能である。
前述したように、厚さｔの一次酸化を行なうと、これに
よって小孔１７の深さｈを深さ（ｈ−ｔ／２）に浅くす
ることが可能である。であるから、一次酸化膜１６の厚
さｔを０．２μm 以上にすると、前述のごとく小孔１７
の深さｈは最大０．２μm 程度であるから、小孔１７の
深さ（ｈ−ｔ／２）を０．１μm 以下にすることができ
る。そして、通常、ＳＯＩウェハ７に求められる二次酸
化膜１８の厚さＴは０．１μm 以上であるので、厚さＴ
の二次酸化を行なうことによって、小孔１７の深さ（ｈ
−ｔ／２−Ｔ／２）を０．０５μm 以下にすることがで
きる。さらには、ＳＯＩウェハ７に求められるシリコン
薄膜１Ｂの厚さＬは、通常０．１μm 以上であるので、
残存した小孔１７はシリコン薄膜１Ｂを貫通せず、貫通
欠陥１７Ａとはならない。これによって、貫通欠陥１７
Ａの少ないＳＯＩウェハ７を得ることができる。さらに
は、一次酸化の厚さｔを０．４μm 以上にすれば、より
完全に小孔１７を除去し、貫通欠陥１７Ａの殆んどない
ＳＯＩウェハ７を得ることが可能である。
【００２９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、活性ウェハ１を予め一次酸化しており、活性ウェハ
１表面の小孔１７の一部を一次酸化膜１６に取り込んで
いる。そして、一次酸化によって生成した一次酸化膜１
６を除去することにより、一次酸化膜１６に取り込まれ
た活性ウェハ１表面の小孔１７の深さｈを所定の深さま
で浅くすることが可能である。その後、活性ウェハ１を
二次酸化させて基板ウェハ４と貼り合わせるようにして
いるので、ＳＯＩウェハ７の材料として貫通欠陥１７Ａ
の非常に少ないものが得られ、ＳＯＩウェハ７の歩留り
を向上させることができる。
ば、活性ウェハ１を予め一次酸化しており、活性ウェハ
１表面の小孔１７の一部を一次酸化膜１６に取り込んで
いる。そして、一次酸化によって生成した一次酸化膜１
６を除去することにより、一次酸化膜１６に取り込まれ
た活性ウェハ１表面の小孔１７の深さｈを所定の深さま
で浅くすることが可能である。その後、活性ウェハ１を
二次酸化させて基板ウェハ４と貼り合わせるようにして
いるので、ＳＯＩウェハ７の材料として貫通欠陥１７Ａ
の非常に少ないものが得られ、ＳＯＩウェハ７の歩留り
を向上させることができる。
【００３０】また、前記一次酸化として、水素と酸素と
を用いたウェット酸化を用いている。ウェット酸化は、
ドライ酸化等の他の酸化方法に比較して反応速度が速
く、これによってＳＯＩウェハ７の生産性を向上させる
ことが可能である。
を用いたウェット酸化を用いている。ウェット酸化は、
ドライ酸化等の他の酸化方法に比較して反応速度が速
く、これによってＳＯＩウェハ７の生産性を向上させる
ことが可能である。
【００３１】また、前記一次酸化膜１６を除去する方法
として、一次酸化された活性ウェハ１をフッ化水素溶液
へ浸漬させている。この方法は、酸化膜を除去する速度
が速く、ＳＯＩウェハ７の生産性を向上させることが可
能である。
として、一次酸化された活性ウェハ１をフッ化水素溶液
へ浸漬させている。この方法は、酸化膜を除去する速度
が速く、ＳＯＩウェハ７の生産性を向上させることが可
能である。
【００３２】さらに、一次酸化膜１６の厚さを厚さｔ、
二次酸化膜１８の厚さを厚さＴ、所望のシリコン薄膜１
Ｂの厚さを厚さＬとしたときに、シリコン薄膜１Ｂに残
存する小孔１７の深さ（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）が、シリ
コン薄膜１Ｂの厚さＬを越えないようにしている。即
ち、シリコン薄膜１Ｂに残存した小孔１７が、シリコン
薄膜１Ｂを貫通しないようにしているので、貫通欠陥１
７Ａとならない。これにより、欠陥の少ないＳＯＩウェ
ハ７を得ることができるので、ＳＯＩウェハ７の生産性
が向上する。
二次酸化膜１８の厚さを厚さＴ、所望のシリコン薄膜１
Ｂの厚さを厚さＬとしたときに、シリコン薄膜１Ｂに残
存する小孔１７の深さ（ｈ−ｔ／２−Ｔ／２）が、シリ
コン薄膜１Ｂの厚さＬを越えないようにしている。即
ち、シリコン薄膜１Ｂに残存した小孔１７が、シリコン
薄膜１Ｂを貫通しないようにしているので、貫通欠陥１
７Ａとならない。これにより、欠陥の少ないＳＯＩウェ
ハ７を得ることができるので、ＳＯＩウェハ７の生産性
が向上する。
【図１】ＳＯＩウェハを製造するための手順の一例を示
すフローチャート。
すフローチャート。
【図２】一次酸化前の活性ウェハの断面図。
【図３】一次酸化後の活性ウェハの断面図。
【図４】一次酸化膜を除去した後の活性ウェハの断面
図。
図。
【図５】二次酸化された酸化ウェハの断面図。
【図６】ＳＯＩウェハの断面図。
【図７】酸化膜の厚さと、貫通欠陥の密度との関係を示
す説明図。
す説明図。
【図８】従来技術によるＳＯＩウェハの製造の手順の一
例を示すフローチャート。
例を示すフローチャート。
【図９】酸化ウェハの断面図。
【図１０】貼り合わせウェハの断面図。
【図１１】ＳＯＩウェハの断面図。
【図１２】小孔を有する活性ウェハの断面図。
【図１３】貫通欠陥を有するＳＯＩウェハの断面図。
１…活性ウェハ、１Ａ…表面、１Ｂ…シリコン薄膜、２
…酸化膜、３…酸化ウェハ、４…基板ウェハ、６…貼り
合わせウェハ、７…ＳＯＩウェハ、１６…一次酸化膜、
１７…小孔、１７Ａ…貫通欠陥、１８…二次酸化膜。
…酸化膜、３…酸化ウェハ、４…基板ウェハ、６…貼り
合わせウェハ、７…ＳＯＩウェハ、１６…一次酸化膜、
１７…小孔、１７Ａ…貫通欠陥、１８…二次酸化膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳＯＩウェハ(7) のシリコン薄膜(1B)の
材料となる活性ウェハ(1) を酸化してその表面(1A)に酸
化膜(2) を生成させ、酸化ウェハ(3) を形成する酸化工
程と、 前記酸化ウェハ(3) とＳＯＩウェハ(7) の支持基板とな
る基板ウェハ(4) とを貼り合わせて、貼り合わせウェハ
(6) を形成する貼り合わせ工程と、 前記貼り合わせウェハ(6) の表面(1A)の酸化膜(2) 及び
活性ウェハ(1) の一部を除去して、基板ウェハ(4) 上に
シリコン薄膜(1B)を形成する薄膜形成工程とを備えたＳ
ＯＩウェハ(7) の製造方法において、 前記酸化工程により酸化する前の活性ウェハ(1) を予め
一次酸化して、厚さｔが０．２μm 以上の一次酸化膜(1
6)を生成させる一次酸化工程と、 この生成した一次酸化膜(16)を除去する一次酸化膜除去
工程とを備え、 前記酸化工程は、一次酸化膜(16)が除去された活性ウェ
ハ(1) を酸化するようにしたことを特徴とするＳＯＩウ
ェハ(7) の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のＳＯＩウェハ(7) の製造
方法において、 前記一次酸化膜(16)を除去する方法が、一次酸化された
活性ウェハ(1) をフッ化水素溶液へ浸漬させる方法であ
ることを特徴とするＳＯＩウェハ(7) の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29602798A JP2000114501A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Ｓｏｉウェハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29602798A JP2000114501A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Ｓｏｉウェハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114501A true JP2000114501A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17828174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29602798A Pending JP2000114501A (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | Ｓｏｉウェハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000062343A1 (fr) * | 1999-04-09 | 2000-10-19 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Plaquette a silicium sur isolant et procede de production de plaquette a silicium sur isolant |
-
1998
- 1998-10-01 JP JP29602798A patent/JP2000114501A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000062343A1 (fr) * | 1999-04-09 | 2000-10-19 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Plaquette a silicium sur isolant et procede de production de plaquette a silicium sur isolant |
| US6461939B1 (en) | 1999-04-09 | 2002-10-08 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | SOI wafers and methods for producing SOI wafer |
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