JP2010045272A - Method of manufacturing laminated soi (silicon on insulator) wafer and laminated soi wafer obtained by this method - Google Patents

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大輔 菊池
Tatsumi Kusaba
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the occurrence of void or blister after joint annealing, and to improve a yield of a laminated substrate. <P>SOLUTION: The method of manufacturing an SOI layer is improved so that a first silicon substrate forming the SOI layer is bonded to a supporting substrate, i.e., a second silicon substrate through an oxide film and then the first silicon substrate is thinned, wherein its laminate includes a structure that the SOI layer is formed on the supporting substrate through a BOX layer is improved. The characteristic constitution of this improvement exists in the decision wherein a faulty size and a faulty number which are permitted for the first silicon substrate and the second silicon substrate are set in accordance with the thicknesses of the BOX layer and the SOI layer in the SOI wafer scheduled for manufacturing to determine whether the first silicon substrate and the second silicon substrate are suitable based on the set value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、貼合せSOI(Silicon On Insulater)ウェーハの製造方法及び該方法により得られた貼合せSOIウェーハに関するものである。   The present invention relates to a method for producing a bonded SOI (Silicon On Insulater) wafer and a bonded SOI wafer obtained by the method.

シリコン単結晶ウェーハを用いてデバイスを作製する場合において、デバイス作製工程での歩留まりを低下させる原因の一つとして、COP(Crystal Organized Particle)の存在が挙げられる。COPは、熱処理やエッチングによってシリコンウェーハ表面に発生するピット状の欠陥である。   In the case of manufacturing a device using a silicon single crystal wafer, one of the causes of lowering the yield in the device manufacturing process is the presence of COP (Crystal Organized Particle). COP is a pit-like defect generated on the surface of a silicon wafer by heat treatment or etching.

COPを起因とするデバイス作製工程における歩留まり低下を改善する方法として、例えば、COPやOSF(Oxidation-induced Stacking Fault)を有しない無欠陥シリコン単結晶インゴットを育成し、このインゴットから切り出され、加工された無欠陥シリコンウェーハを用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。無欠陥シリコンウェーハをデバイス作製用ウェーハに使用することで、COPやOSFを起因とする歩留まり低下を抑制することができる。   As a method of improving the yield reduction in the device manufacturing process caused by COP, for example, a defect-free silicon single crystal ingot having no COP or OSF (Oxidation-induced Stacking Fault) is grown, cut out from this ingot, and processed A method using a defect-free silicon wafer has been proposed (for example, see Patent Document 1). By using a defect-free silicon wafer as a device fabrication wafer, it is possible to suppress a decrease in yield due to COP and OSF.

一方、デバイスを作製する際に用いるウェーハの種類の一つとして、SOIウェーハが採用されている。SOIウェーハは、シリコン単結晶を支持基板とし、埋込み酸化膜(Buried Oxide;以下、BOXという。)層を介して活性層となる単結晶シリコン層(以下、SOI層という。)が形成された構造を有する。SOIウェーハの作製方法としては、貼合せ法やSIMOX(Separation by Implanted Oxygen)法が知られている。貼合せ法では、例えば、イオン注入剥離法或いは水素イオン剥離法(スマートカット法)等の技術が開発されている(例えば、特許文献2参照。)。   On the other hand, an SOI wafer is employed as one of the types of wafers used when manufacturing devices. The SOI wafer has a structure in which a single crystal silicon layer (hereinafter referred to as an SOI layer) serving as an active layer is formed through a buried oxide film (hereinafter referred to as BOX) layer using a silicon single crystal as a supporting substrate. Have As a method for manufacturing an SOI wafer, a bonding method and a SIMOX (Separation by Implanted Oxygen) method are known. In the bonding method, for example, techniques such as an ion implantation separation method or a hydrogen ion separation method (smart cut method) have been developed (see, for example, Patent Document 2).

しかし、この貼合せ法によるSOIウェーハを作製する場合には、2枚のウェーハを重ね合せて貼合せる際に、貼合せ界面に気泡を含んでしまうことに起因して、図7に示すような、ボイドやブリスタと呼ばれる貼合せ欠陥が生じる問題を有していた。貼合せ界面に封じ込められた有機物やパーティクルが高温の結合熱処理等を受けて気化し、生じた気化ガスによって有機物等を封じ込めていた箇所のBOX層3及びSOI層4が弾かれることでSOIウェーハ1の表面に生じたくぼみがボイド5であり、生じた気化ガスが貼合せ界面(図7では支持基板2とBOX層3の間)に気泡として封じ込められることでSOIウェーハ1の表面に生じた膨れがブリスタ6である。ボイドやブリスタはデバイス作製工程におけるキラー欠陥とも呼ばれ、デバイス作製工程の歩留まりを低下させる原因の一つである。   However, when manufacturing an SOI wafer by this bonding method, when two wafers are stacked and bonded, bubbles are included in the bonding interface, as shown in FIG. However, there was a problem that a bonding defect called void or blister occurred. The SOI wafer 1 is obtained by repelling the BOX layer 3 and the SOI layer 4 where the organic matter and particles contained in the bonding interface are vaporized by receiving a high-temperature bonding heat treatment, and the organic matter is contained by the generated vaporized gas. The dent generated on the surface of the wafer is a void 5, and the generated vaporized gas is confined as a bubble at the bonding interface (between the support substrate 2 and the BOX layer 3 in FIG. 7), and the swelling generated on the surface of the SOI wafer 1 Is the blister 6. Voids and blisters are also called killer defects in the device manufacturing process, and are one of the causes of reducing the yield of the device manufacturing process.

貼合せSOIウェーハにおけるボイドやブリスタの発生原因として、例えばイオン注入剥離法では、貼合せ前に行うイオン注入工程の際に付着する有機物を始めとする異物が影響していることが明らかとなっている。この原因を解決する方策として、貼合せ界面となる貼合せ主面に存在する異物や有機物を、洗浄や研磨などの手法を用いて除去し、異物を介さないように貼合せを行うことで、ボイドやブリスタを抑制する技術が知られている(例えば、特許文献3参照。)。   As a cause of the generation of voids and blisters in the bonded SOI wafer, for example, in the ion implantation separation method, it has become clear that foreign substances such as organic substances adhering during the ion implantation process performed before the bonding are affected. Yes. As a measure to solve this cause, by removing the foreign substances and organic substances present on the main surface of the bonding, which is the bonding interface, using a technique such as cleaning and polishing, and performing the bonding so as not to pass the foreign substances, A technique for suppressing voids and blisters is known (for example, see Patent Document 3).

しかし、上記特許文献3に示されたような洗浄や研磨などの手法により異物を除去する方法を用いても、ボイドやブリスタの発生を完全に抑制した貼合せSOIウェーハを得ることは難しく、特に、貼合せSOIウェーハのBOX層の厚さが5nm以下というような、BOX層の厚さが非常に薄いSOIウェーハ(以下、薄BOX−SOIウェーハという。)や直接接合の貼合せウェーハを作製する場合には、ボイドやブリスタが発生し易く、ボイドやブリスタの発生を抑制することが困難であった。   However, it is difficult to obtain a bonded SOI wafer in which the generation of voids and blisters is completely suppressed even when a method for removing foreign matters by a technique such as cleaning or polishing as shown in Patent Document 3 is used. An SOI wafer with a very thin BOX layer (hereinafter referred to as a thin BOX-SOI wafer) or a directly bonded bonded wafer, such as a BOX layer with a bonded SOI wafer thickness of 5 nm or less, is manufactured. In some cases, voids and blisters are easily generated, and it is difficult to suppress the generation of voids and blisters.

薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハにおいて、ボイドやブリスタが発生し易い原因の一つとして、BOX層の薄膜化による、酸化膜の粘性を利用したボイド消滅効果が減少することや、有機物や異物のトラップ効果の減少が考えられる。これらの影響を緩和していたBOX層が薄くなる、もしくはなくなることで、ボイド消滅効果が著しく減少したり、有機物や異物の影響が強調されるだけでなく、その他の外乱因子の影響も顕在化してきている。   In thin BOX-SOI wafers and directly bonded wafers, one of the reasons why voids and blisters are likely to occur is that the void extinction effect using the viscosity of the oxide film due to the thinning of the BOX layer is reduced. It can be considered that the trapping effect of organic matter and foreign matter is reduced. By thinning or eliminating the BOX layer that alleviated these effects, the void disappearance effect is significantly reduced, the effects of organic substances and foreign substances are not only emphasized, but the effects of other disturbance factors are also manifested. Have been doing.

薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハにおいて顕在化してきた課題として、有機物や異物による影響以外では、デバイス設計時に問題となっていたCOPの影響が明らかとなってきている。貼合せSOIウェーハのBOX層の厚さが100nm以上のときでもCOPの影響が全く無かったわけではないが、COPの影響よりも有機物や異物の影響の方が、ボイドやブリスタの発生原因としては支配的であった。   As problems that have become apparent in thin BOX-SOI wafers and directly bonded wafers, the influence of COP, which has been a problem during device design, has become clear, other than the influence of organic substances and foreign substances. Even when the thickness of the BOX layer of the bonded SOI wafer is 100 nm or more, there is no influence of COP, but the influence of organic substances and foreign matters is more dominant as the cause of voids and blisters than the effect of COP. It was the target.

この貼合せ主面となるウェーハ表面に存在するCOPを減少させる方法として、例えば、高速で単結晶を引き上げて、低酸素濃度で、微小サイズのCOPが高密度に存在する単結晶インゴットを作製し、これから得たウェーハに還元性雰囲気下で熱処理をすることで、COP密度を著しく減少させたウェーハをSOIウェーハの活性側ウェーハとして用いることが提案されている(例えば、特許文献4参照。)。   As a method for reducing the COP existing on the wafer surface as the main bonding surface, for example, a single crystal ingot in which a single crystal is pulled at a high speed and a small size COP is present at a high density at a low oxygen concentration is produced. In addition, it has been proposed to use a wafer having a COP density significantly reduced by heat-treating the wafer obtained from the above in a reducing atmosphere as the active wafer of the SOI wafer (see, for example, Patent Document 4).

一方、ボロン添加濃度を制御することで、OSFリングを完全に収縮させ、COPが存在しないシリコン単結晶インゴットを製造し、このインゴットから切り出され、加工された無欠陥結晶ウェーハを支持用ウェーハに用いることで、埋め込み酸化膜と支持用ウェーハとの間にマイクロボイドを形成させない、イオン注入剥離法によるSOIウェーハの製造方法が開示されている(例えば、特許文献5参照。)。   On the other hand, by controlling the boron addition concentration, the OSF ring is completely contracted to produce a silicon single crystal ingot having no COP, and a defect-free crystal wafer cut and processed from the ingot is used as a support wafer. Thus, a method of manufacturing an SOI wafer by an ion implantation separation method in which a microvoid is not formed between a buried oxide film and a supporting wafer is disclosed (for example, refer to Patent Document 5).

しかしながら、上記特許文献4に示される、貼合せ前にCOPを消滅させたウェーハをSOIウェーハの活性側ウェーハとして用いる方法や、上記特許文献5に示される、COPの制御されたウェーハを支持用ウェーハに用いただけでは、ボイドやブリスタの抑制効果は十分とはいえず、特に薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハのように、超精密な貼合せが要求されている貼合せSOIウェーハにおいては、ボイドやブリスタの歩留まりは満足できるものではなかった。
特開平11−1393号公報 特開05−211128号公報(段落[0033]〜[0036]、図2〜図4) 特開2000−30992号公報(段落[0012]〜[0019]) 特開2000−49063号公報(請求項1〜3、段落[0026]) 国際公開第2005/027217号パンフレット(請求の範囲[1]〜[2]、段落[0011]、[0041])
However, a method of using a wafer in which COP has been extinguished before bonding as shown in Patent Document 4 as an active wafer of an SOI wafer, or a wafer having a COP controlled as shown in Patent Document 5 is a supporting wafer. However, the effect of suppressing voids and blisters is not enough, especially in bonded SOI wafers that require ultra-precise bonding, such as thin BOX-SOI wafers and direct bonded wafers. The yield of voids and blisters was not satisfactory.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1393 JP 05-211128 A (paragraphs [0033] to [0036], FIGS. 2 to 4) JP 2000-30992 A (paragraphs [0012] to [0019]) JP 2000-49063 A (Claims 1 to 3, paragraph [0026]) International Publication No. 2005/027217 (claims [1] to [2], paragraphs [0011] and [0041])

本発明の目的は、貼合せ時の結合熱処理後のボイドやブリスタの発生を低減でき、貼合せ基板の歩留まりを向上できる、貼合せSOIウェーハの製造方法及び該方法により得られた貼合せSOIウェーハを提供することにある。   The object of the present invention is to reduce the generation of voids and blisters after bonding heat treatment at the time of bonding, and to improve the yield of the bonded substrate, and to a bonded SOI wafer obtained by the method. Is to provide.

請求項1に係る発明は、SOI層を形成する第1シリコン基板と支持基板となる第2シリコン基板とを酸化膜を介して貼合せ、その後前記第1シリコン基板を薄膜化することにより、支持基板上にBOX層を介してSOI層が形成された構造を有する貼合せSOIウェーハの製造方法の改良であり、その特徴ある構成は、製造予定のSOIウェーハにおけるBOX層とSOI層のそれぞれの厚さに応じて、前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板として許容される欠陥サイズ及び欠陥数を設定し、前記設定値に基づいて第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断するところにある。   According to the first aspect of the present invention, the first silicon substrate for forming the SOI layer and the second silicon substrate to be the support substrate are bonded together through an oxide film, and then the first silicon substrate is thinned. This is an improvement of a method for manufacturing a bonded SOI wafer having a structure in which an SOI layer is formed on a substrate via a BOX layer. The characteristic configuration is the thickness of each of the BOX layer and the SOI layer in the SOI wafer to be manufactured. Accordingly, the defect size and the number of defects allowed for the first silicon substrate and the second silicon substrate are set, and the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate is determined based on the set values. It is in.

請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、イオン注入剥離法で製造するSOIウェーハにおいて、剥離熱処理直後の埋込み酸化膜層の厚さが2〜5nm、SOI層の厚さが400〜800nmであるとき、第1シリコン基板及び第2シリコン基板として許容される欠陥サイズDsが90nmであり、前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板として許容される前記欠陥サイズDs以上の欠陥数が10個以下である貼合せSOIウェーハの製造方法である。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein in the SOI wafer manufactured by the ion implantation separation method, the thickness of the buried oxide layer immediately after the separation heat treatment is 2 to 5 nm, and the thickness of the SOI layer. Is 400 nm to 800 nm, the defect size Ds allowed for the first silicon substrate and the second silicon substrate is 90 nm, which is larger than the defect size Ds allowed for the first silicon substrate and the second silicon substrate. This is a method for manufacturing a bonded SOI wafer having 10 or fewer defects.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の製造方法により得られた貼合せSOIウェーハである。   The invention according to claim 3 is a bonded SOI wafer obtained by the manufacturing method according to claim 1 or 2.

本発明の貼合せSOIウェーハの製造方法は、現状貼合せ欠陥であるボイドやブリスタの発生を抑制することが困難とされている、薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハを始めとした貼合せウェーハの作製に、製造予定のSOIウェーハにおけるSOI層の厚さとBOX層の厚さに応じて、ボイドになり易い欠陥サイズ及びその欠陥サイズ以上の欠陥数を設定し、この設定値により貼合せに使用するウェーハの適否判断をすることで、貼合せ時の結合熱処理後のボイドやブリスタの発生を低減し、高い歩留まりを確保することができる、という利点がある。   The manufacturing method of the bonded SOI wafer according to the present invention includes a thin BOX-SOI wafer and a directly bonded bonded wafer which are difficult to suppress the occurrence of voids and blisters which are currently bonded defects. For the production of bonded wafers, the defect size that tends to form voids and the number of defects larger than the defect size are set according to the SOI layer thickness and BOX layer thickness of the SOI wafer to be manufactured. By determining the suitability of the wafer used for bonding, there is an advantage that generation of voids and blisters after bonding heat treatment at the time of bonding can be reduced, and a high yield can be secured.

上記手法を用いてSOI構造のウェーハや特性の異なるシリコンウェーハ同士の貼合せ、シリコンウェーハと異種結晶基板との貼合せを行えば、貼合せ前の欠陥を必然的に抑制することができ、用いるシリコン単結晶ウェーハに欠陥が少なく、貼合せ時に発生する貼合せ欠陥やボイドやブリスタの抑制が十分に可能である。   By using the above method to bond wafers of SOI structure or silicon wafers with different characteristics, and bonding silicon wafers and heterogeneous crystal substrates, defects before bonding can be inevitably suppressed and used. There are few defects in a silicon single crystal wafer, and it is possible to sufficiently suppress bonding defects, voids and blisters that occur during bonding.

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(j)に示すように、SOIウェーハ11は、支持基板となる第2シリコン基板12と、この第2シリコン基板12上に酸化膜21を介して接合されたSOI層13とを備える。   As shown in FIG. 1J, the SOI wafer 11 includes a second silicon substrate 12 serving as a support substrate, and an SOI layer 13 bonded to the second silicon substrate 12 via an oxide film 21.

このようなSOIウェーハ11の本発明における製造方法を説明する。   A method for manufacturing such an SOI wafer 11 in the present invention will be described.

先ず、SOI層を形成する第1シリコン基板14に酸化膜(SiO2膜)21を形成する(図1(a))。酸化膜21の形成を熱酸化法により行った場合には、基板14の表面のみならず裏面及び側面(図示せず)を含む全面に絶縁膜が形成される。この酸化膜21は薄BOX−SOIウェーハを得る場合には、2〜5nmの厚さになるように形成される。ここで、酸化膜21の厚さを2〜5nmとしたのは、下限値未満の酸化膜は第1シリコン基板及び第2シリコン基板に自然酸化膜がない貼り合せになり、自然酸化膜で保護されていないシリコン表面をプロセスに露出すると、パーティクルが付着しやすくなってしまうという不具合を生じ、上限値を越えると直接接合ウェーハを、外方拡散を用いて作製する場合に、外方拡散によって酸化膜を除去することが難しいためである。なお、上記酸化膜を熱酸化ではなくCVD法により第1シリコン基板14の表面にのみ形成してもよい。 First, an oxide film (SiO 2 film) 21 is formed on the first silicon substrate 14 on which the SOI layer is to be formed (FIG. 1A). When the oxide film 21 is formed by a thermal oxidation method, an insulating film is formed not only on the surface of the substrate 14 but also on the entire surface including the back surface and side surfaces (not shown). The oxide film 21 is formed to have a thickness of 2 to 5 nm when a thin BOX-SOI wafer is obtained. Here, the thickness of the oxide film 21 is set to 2 to 5 nm because the oxide film below the lower limit value is bonded to the first silicon substrate and the second silicon substrate without the natural oxide film, and is protected by the natural oxide film. If the exposed silicon surface is exposed to the process, particles are likely to adhere to the surface, and if the upper limit is exceeded, direct bonded wafers are oxidized by outward diffusion when manufactured using outward diffusion. This is because it is difficult to remove the film. Note that the oxide film may be formed only on the surface of the first silicon substrate 14 by CVD instead of thermal oxidation.

次いで酸化膜を形成した上記第1シリコン基板14の表面から水素イオンを注入する。これにより第1シリコン基板14内部にイオン注入領域16を形成する(図1(b))。このイオン注入領域16が剥離層となる。水素イオン注入は、5×1016atoms/cm2〜1.2×1017atoms/cm2のドーズ量及び30〜80keVの加速エネルギで行うことが好ましい。ここで、水素イオンのドーズ量を上記範囲内としたのは、下限値未満では熱処理で劈開できず、上限値を越えると水素イオン注入時に第1シリコン基板14表面の自己剥離が発生しパーティクルが発生し易くなるからである。また加速エネルギを上記範囲内としたのは、下限値未満ではSOI層13が薄くなり過ぎ、上限値を越えると特殊なイオン注入装置が必要になるからである。 Next, hydrogen ions are implanted from the surface of the first silicon substrate 14 on which the oxide film is formed. Thereby, an ion implantation region 16 is formed inside the first silicon substrate 14 (FIG. 1B). This ion implantation region 16 becomes a release layer. Hydrogen ion implantation is preferably performed at a dose of 5 × 10 16 atoms / cm 2 to 1.2 × 10 17 atoms / cm 2 and an acceleration energy of 30 to 80 keV. Here, the dose of hydrogen ions is set within the above range because if the amount is less than the lower limit value, it cannot be cleaved by heat treatment. It is because it becomes easy to generate | occur | produce. The reason why the acceleration energy is within the above range is that the SOI layer 13 becomes too thin if the acceleration energy is less than the lower limit value, and a special ion implantation device is required if the acceleration energy exceeds the upper limit value.

このとき、水素イオン注入時に発生した異物や有機物は、ボイドやブリスタの原因になることから、これら異物や有機物を除去するために、イオン注入後の第1シリコン基板14に対して、RCA洗浄やHF/O3を用いた枚葉洗浄を行うことが好ましい。 At this time, foreign matters and organic substances generated during hydrogen ion implantation cause voids and blisters. Therefore, in order to remove these foreign substances and organic substances, the first silicon substrate 14 after ion implantation is subjected to RCA cleaning or It is preferable to perform single wafer cleaning using HF / O 3 .

一方、上記第1シリコン基板14と同一表面積を有するシリコン単結晶からなる第2シリコン基板12を用意する(図1(c))。そして、上記第1シリコン基板14を酸化膜21を介して第2シリコン基板12に重ね合せて積層体15を形成する(図1(d))。この積層体15の形成は、第1シリコン基板14を第2シリコン基板12に重ね合せてその位置合せを行うとともに、その第1シリコン基板14に重ね合せた第2シリコン基板12の中央に第1シリコン基板14に向かう荷重を加えることにより行われる。   On the other hand, a second silicon substrate 12 made of a silicon single crystal having the same surface area as the first silicon substrate 14 is prepared (FIG. 1C). Then, the first silicon substrate 14 is overlaid on the second silicon substrate 12 via the oxide film 21 to form a laminated body 15 (FIG. 1D). The stacked body 15 is formed by superimposing the first silicon substrate 14 on the second silicon substrate 12 and aligning the first silicon substrate 14 with the first silicon substrate 14 in the center of the second silicon substrate 12 superimposed on the first silicon substrate 14. This is performed by applying a load toward the silicon substrate 14.

その後、この積層体15を酸素雰囲気もしくはArなどの還元雰囲気中、300〜700℃、好ましくは400〜500℃で、5〜30分間、好ましくは5〜15分間保持して熱処理を行う。これにより第1シリコン基板14が水素イオンの注入ピーク位置に相当するイオン注入領域16のところで割れて、上部の厚肉部17と下部の薄いSOI層13に分離する(図1(e))。そして下部のSOI層13は酸化膜21を介して第2シリコン基板12に密着し、貼合せ基板18となる(図1(f))。   Thereafter, the laminate 15 is heat-treated in an oxygen atmosphere or a reducing atmosphere such as Ar at 300 to 700 ° C., preferably 400 to 500 ° C., for 5 to 30 minutes, preferably 5 to 15 minutes. As a result, the first silicon substrate 14 is broken at the ion implantation region 16 corresponding to the hydrogen ion implantation peak position, and is separated into an upper thick portion 17 and a lower thin SOI layer 13 (FIG. 1E). Then, the lower SOI layer 13 is in close contact with the second silicon substrate 12 through the oxide film 21 to become a bonded substrate 18 (FIG. 1F).

次に貼合せ基板18を一般的な手法で、最終的な膜厚になるまで平坦化及び薄膜化処理を行う。例えば、分離の際に生じたダメージの存在する領域をCMP加工や酸化処理等により除去した後、貼合せ強度を向上させる熱処理を行う。貼合せには、貼合せ強度を上げるための不活性ガスプラズマによるプラズマ処理や、結合強度を上げるための加熱処理をしながら貼合せても良い。更にCMP加工、水素やアルゴンガス等の雰囲気による高温熱処理によって平坦化を行い(図1(h))、次いで所定のSOI層13の膜厚になるまで、CMP加工や酸化処理による薄膜化を行い、SOIウェーハ11を得る(図1(j))。   Next, the bonded substrate 18 is flattened and thinned by a general method until the final film thickness is obtained. For example, after removing a region where damage has occurred during separation by CMP processing, oxidation treatment, or the like, heat treatment for improving the bonding strength is performed. The lamination may be performed while performing a plasma treatment using an inert gas plasma for increasing the bonding strength or a heat treatment for increasing the bonding strength. Further, planarization is performed by CMP processing and high-temperature heat treatment in an atmosphere such as hydrogen or argon gas (FIG. 1 (h)), and then thinning is performed by CMP processing or oxidation processing until a predetermined SOI layer 13 thickness is obtained. Then, an SOI wafer 11 is obtained (FIG. 1 (j)).

なお、図1(g)に示すように、剥離処理で分離された厚肉部17は、表面研磨等等の処理が施され(図1(i))、貼合せ用のウェーハとして再利用されるなど、他の用途に供される。   As shown in FIG. 1 (g), the thick portion 17 separated by the peeling process is subjected to a process such as surface polishing (FIG. 1 (i)) and reused as a wafer for bonding. For other uses.

本発明の貼合せSOIウェーハの製造方法における特徴ある構成は、製造予定のSOIウェーハにおけるBOX層21とSOI層13のそれぞれの厚さに応じて、第1シリコン基板及び第2シリコン基板として許容される欠陥サイズ及び欠陥数を設定し、設定値に基づいて第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断するところにある。   The characteristic structure in the manufacturing method of the bonded SOI wafer of the present invention is allowed as the first silicon substrate and the second silicon substrate depending on the thicknesses of the BOX layer 21 and the SOI layer 13 in the SOI wafer to be manufactured. The defect size and the number of defects are set, and the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate is determined based on the set values.

本発明者は、貼合せ前のウェーハ表面に存在する欠陥サイズと貼合せ後のSOIウェーハに生じるボイドの発生個数との間には関係があり、製造予定のSOIウェーハにおける、SOI層の厚さ及びBOX層の厚さが、ボイドが発生し易い欠陥サイズを決定する最も支配的な因子であるということを見出し、更に、BOX層の厚さがボイド消滅効果、トラップ効果に影響しているということを考慮し、貼合せSOIウェーハに使用する第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断するために、SOI層の厚さTSOI(nm)及びBOX層の厚さTBOX(nm)と許容される欠陥サイズDs(nm)との関係を示す次の式(1)を導き出した。 The present inventor has a relationship between the defect size existing on the wafer surface before bonding and the number of voids generated in the SOI wafer after bonding, and the thickness of the SOI layer in the SOI wafer to be manufactured. And the thickness of the BOX layer is the most dominant factor that determines the defect size at which voids are likely to occur. Further, the thickness of the BOX layer affects the void disappearance effect and the trap effect. Therefore, in order to judge the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate used for the bonded SOI wafer, the SOI layer thickness T SOI (nm) and the BOX layer thickness T BOX (nm) The following equation (1) showing the relationship between the defect size and the allowable defect size Ds (nm) was derived.

Ds = α × (βTSOI + TBOX)γ ……(1)
(但し、式中、α=60、β=0.008、γ=0.24である。)
上記式(1)は、次に述べる知見に基づき導き出した。
Ds = α × (βT SOI + T BOX ) γ (1)
(However, in the formula, α = 60, β = 0.008, and γ = 0.24.)
The above formula (1) was derived based on the following knowledge.

ボイドの発生は、ボイドの構造上SOI層とBOX層の厚さに強く依存すると考えられる。ボイドになろうとする力FVに対して、SOI層とBOX層との合計膜厚が厚ければ厚いほど、SOI層並びにBOX層のトータルの剛性が強くなり、ボイドになり難いことは容易に想像できる。 The generation of voids is considered to strongly depend on the thickness of the SOI layer and the BOX layer due to the void structure. Against the force F V intend to become void, thicker the total film thickness of the SOI layer and the BOX layer, the stronger the total rigidity of the SOI layer and the BOX layer is easily to hardly become void I can imagine.

そこで、ある欠陥サイズDがボイドになろうとする力FV(D)とSOI層とBOX層のトータルの剛性が等しいと仮定した場合、即ち、ボイドにならない状態を考慮すると、
V(D) ≦ α' × (βTSOI + TBOX) ……(A)
となることが判る。ここでβは、SOI層並びにBOX層はそれぞれSiとSiO2と異なる物性値を持った層であることを考慮したSiとSiO2の剛性や熱膨張係数等の違いを緩和する物理的性質を持った定数、α'はSOI層とBOX層が有する剛性とボイドになろうとする力を関係付ける定数である。
Therefore, when it is assumed that the force F V (D) at which a certain defect size D becomes a void and the total rigidity of the SOI layer and the BOX layer are equal, that is, a state where no void is formed,
F V (D) ≦ α ′ × (βT SOI + T BOX ) (A)
It turns out that it becomes. Β is a physical property that relaxes differences in rigidity and thermal expansion coefficient between Si and SiO 2 considering that the SOI layer and the BOX layer have different physical property values from Si and SiO 2 , respectively. The constant α ′ is a constant that relates the rigidity of the SOI layer and the BOX layer to the force to become a void.

式(A)において、ある欠陥サイズDがボイドになろうとする力FV(D)は欠陥サイズDに比例するとした場合、式(A)中の左辺は、
V(D) = α'' × D ……(B)
と考えることができる。ここでα''はDの物性定数等を加味した定数である。上記式(A)並びに上記式(B)を考慮するとボイドになり易い欠陥サイズと膜厚の関係は、
D = α' × (βTSOI + TBOX)/α''
= α × (βTSOI + TBOX) ……(C)
と考えることができる。しかし、プロセス中に発生する欠陥サイズは、必ずしも無限大の値をとるわけではなく、クリーンルームや清浄度の管理を行い、有限の値を持つようにプロセスが設計されていることを考慮すると、膜厚が増加するにつれ、ボイドになり易い欠陥サイズは膜厚の増加に伴い、徐々にその影響力が弱くなっていくと考えられる。
In the formula (A), when the force F V (D) for a certain defect size D to become a void is proportional to the defect size D, the left side in the formula (A) is
F V (D) = α ″ × D (B)
Can be considered. Here, α ″ is a constant taking into account the physical constant of D and the like. Considering the above formula (A) and the above formula (B), the relationship between the defect size and the film thickness, which are likely to become voids, is
D = α ′ × (βT SOI + T BOX ) / α ″
= Α × (βT SOI + T BOX ) (C)
Can be considered. However, the defect size that occurs during the process does not necessarily have an infinite value, and it is necessary to manage the clean room and cleanliness and consider that the process is designed to have a finite value. As the thickness increases, it is considered that the defect size, which is likely to become a void, gradually becomes less influential as the film thickness increases.

従って、ボイドになり易い欠陥サイズとSOI層とBOX層の膜厚の関係は、
D = α × (βTSOI + TBOX)γ ……(D)
と考えられる。この関係式を基に実験データとフィッティングを行うと式(D)中の定数はそれぞれα=60、β=0.008、γ=0.24をとるときによい一致を示し、本関係式を導き出すことができた。
Therefore, the relationship between the defect size that tends to cause voids and the film thickness of the SOI layer and the BOX layer is
D = α × (βT SOI + T BOX ) γ (D)
it is conceivable that. When fitting with experimental data based on this relational expression, the constants in the formula (D) show good agreement when α = 60, β = 0.008, and γ = 0.24, respectively. I was able to derive.

そして、製造予定のSOIウェーハにおけるSOI層とBOX層のそれぞれの厚さから、許容される欠陥サイズDsを上記式(1)で算出し、この欠陥サイズDs以上の欠陥数が1ウェーハあたり10個以下という条件を満たすようなウェーハを、製造予定の貼合せSOIウェーハに適したウェーハと判断するものである。このような適したと判断されたウェーハを用いて貼合せSOIウェーハを製造することで、貼合せ時の結合熱処理後のボイドやブリスタの発生が低減されるため、貼合せSOIウェーハの歩留まりを向上することができる。また、課題となっていた薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハを高い歩留まりで実現することが期待できる。   Then, the allowable defect size Ds is calculated from the thicknesses of the SOI layer and the BOX layer in the SOI wafer to be manufactured by the above formula (1), and the number of defects equal to or larger than this defect size Ds is 10 per wafer. A wafer that satisfies the following conditions is determined as a wafer suitable for a bonded SOI wafer to be manufactured. By producing a bonded SOI wafer using a wafer that has been determined to be suitable, the generation of voids and blisters after bonding heat treatment during bonding is reduced, thus improving the yield of bonded SOI wafers. be able to. In addition, it can be expected to realize a thin BOX-SOI wafer and a directly bonded bonded wafer with high yield.

例えば、イオン注入剥離法で製造するSOIウェーハにおいて、剥離熱処理直後の埋込み酸化膜層の厚さが2〜5nm、SOI層の厚さが400〜800nmであるとき、第1シリコン基板及び第2シリコン基板として許容される欠陥サイズDsが90nmであり、第1シリコン基板及び第2シリコン基板として許容される欠陥サイズDs以上の欠陥数が10個以下とすることが好適である。   For example, in an SOI wafer manufactured by an ion implantation separation method, when the thickness of the buried oxide film layer immediately after the separation heat treatment is 2 to 5 nm and the thickness of the SOI layer is 400 to 800 nm, the first silicon substrate and the second silicon substrate It is preferable that the defect size Ds allowed as a substrate is 90 nm, and the number of defects equal to or larger than the defect size Ds allowed as the first silicon substrate and the second silicon substrate is 10 or less.

貼合せ前のウェーハに存在する欠陥の測定方法としては、例えば、一般的に用いられるパーティクルカウンターや面検機でも十分に管理することができ、確実に測定を行うのであれば、座標対応型の高感度SEMを用いて欠陥の種類、サイズを分類してから貼合せを行ってもよい。ただし、コストやスループットを考慮すると、パーティクルカウンターや面検機程度の検査でも十分に効果を得られる。   As a method for measuring defects existing on the wafer before bonding, for example, a generally used particle counter or surface detector can be sufficiently managed. Bonding may be performed after classifying the types and sizes of defects using a high-sensitivity SEM. However, considering the cost and throughput, it is possible to obtain a sufficient effect even with an inspection similar to a particle counter or a surface inspection machine.

また、貼合せに適したウェーハとしては、COPがない完全結晶ウェーハを用いることで、欠陥サイズやその欠陥数を抑えることができるので、完全結晶ウェーハを用いて貼合せを行っても良い。   Further, as a wafer suitable for bonding, a perfect crystal wafer without COP can be used to suppress the defect size and the number of defects. Therefore, the bonding may be performed using the complete crystal wafer.

また、不活性ガス中の熱処理やRTA処理、プラズマによる活性化などの手法を用いてウェーハ貼合せ面に存在するCOPを減少させ、貼合せに適したウェーハとしてもよい。   Further, the COP existing on the wafer bonding surface may be reduced by using a method such as heat treatment in an inert gas, RTA treatment, or activation by plasma, and a wafer suitable for bonding may be obtained.

このように、貼合せSOIウェーハに使用する第1シリコン基板及び第2シリコン基板の管理を行うことで、貼合せ後のSOIウェーハに発生するボイドやブリスタに影響するサイズの欠陥を制御することができ、また、ボイドやブリスタの発生に影響すると考えられている有機物や異物、COPなども、同時に管理することができるので、ボイドやブリスタの発生確率を下げることが期待できる。   In this way, by managing the first silicon substrate and the second silicon substrate used for the bonded SOI wafer, it is possible to control the defects of the size that affects the voids and blisters generated in the bonded SOI wafer. In addition, since organic substances, foreign substances, COPs, and the like that are thought to affect the generation of voids and blisters can be managed at the same time, it can be expected to reduce the probability of occurrence of voids and blisters.

また、上記式(1)を用いて貼合せSOIウェーハに使用する第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断する手法では、所望のSOI層の厚さ及びBOX層の厚さに対して、ボイドになり易い欠陥サイズを考慮してあるので、薄BOX−SOIウェーハや直接接合の貼合せウェーハに対しても非常に有効である。   Further, in the method of determining the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate used for the bonded SOI wafer using the above formula (1), the thickness of the desired SOI layer and the thickness of the BOX layer are determined. Since the defect size that tends to become voids is taken into consideration, it is very effective for a thin BOX-SOI wafer or a directly bonded wafer.

次に本発明の実施例を詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

<実施例1>
貼合せ前のウェーハに存在する欠陥を面検機(SP1)で測定し、検出されたLPD(Light Point Defect)のサイズと、そのウェーハを用いて得た貼合せSOIウェーハに生じたボイドの発生個数との相関を調査した。
<Example 1>
Defects existing on the wafer before bonding are measured with a surface inspection machine (SP1), the size of the detected LPD (Light Point Defect), and the generation of voids generated on the bonded SOI wafer obtained using the wafer The correlation with the number was investigated.

ここで、製造予定のSOIウェーハにおけるSOI層の厚さTSOIを550nmに固定し、BOX層の厚さTBOXを100nm、50nm、20nm及び2nmの4水準にそれぞれ設定し、ボイドを発生させるLPDサイズとそのボイド発生個数との関係を求めた。その結果を図2に示す。なお、上記BOX層となる酸化膜は熱酸化により形成した。 Here, the SOI layer thickness T SOI of the SOI wafer to be manufactured is fixed to 550 nm, the thickness T BOX of the BOX layer is set to four levels of 100 nm, 50 nm, 20 nm, and 2 nm, respectively, to generate voids. The relationship between the size and the number of voids was determined. The result is shown in FIG. Note that the oxide film to be the BOX layer was formed by thermal oxidation.

図2から明らかなように、BOX層の厚さTBOXによって、ボイドが発生し易いLPDサイズが異なっており、BOX層の厚さTBOXがそれぞれ100nm、50nm、20nm、2nmの場合に、LPDのサイズが170nm、150nm、130nm、90nmで、最もボイドが発生し易いことが明らかとなった。 As apparent from FIG. 2, the thickness T BOX of the BOX layer, have different easy LPD size voids are generated, the thickness T BOX is 100nm each BOX layer, 50 nm, 20 nm, in the case of 2 nm, LPD It was found that voids are most likely to occur at a size of 170 nm, 150 nm, 130 nm, and 90 nm.

また、SOI層の厚さTSOIを780nmに固定し、BOX層の厚さTBOXを50nm、20nm及び2nmにそれぞれ設定し、ボイドを発生させるLPDサイズとそのボイド発生個数との関係を求めた場合では、BOX層の厚さTBOXがそれぞれ50nm、20nm及び2nmの場合に、LPDのサイズが170nm、140nm、100nmで、最もボイドが発生し易い結果が得られた。 The SOI layer thickness T SOI was fixed at 780 nm, and the BOX layer thickness T BOX was set to 50 nm, 20 nm, and 2 nm, respectively, and the relationship between the LPD size for generating voids and the number of voids generated was obtained. In some cases, when the thickness T BOX of the BOX layer was 50 nm, 20 nm, and 2 nm, the LPD sizes were 170 nm, 140 nm, and 100 nm, respectively.

上記結果は、酸化膜の粘性流動によるボイド消滅効果の低下、異物や有機物をトラップする効果が減少することを裏付けるものであり、BOX層の厚さTBOXが薄くなるほど、最もボイドが発生し易いLPDサイズが、小さくなる傾向が見られる。 The above results confirm that the void disappearance effect due to the viscous flow of the oxide film is reduced, and the effect of trapping foreign substances and organic substances is reduced. The thinner the BOX layer thickness T BOX , the easier it is to generate voids. There is a tendency for the LPD size to decrease.

そして、この結果から、SOI層の厚さTSOI及びBOX層の厚さTBOXが、ボイドが発生し易い欠陥サイズを決定する最も支配的な因子であるものと推察される。 From this result, the thickness T BOX of the SOI layer thickness T SOI and BOX layer, is inferred that the most dominant factor that voids determine the likely defect size occurs.

上記式(1)から算出した欠陥サイズDs値(フィッティング値)と、上記実際の測定で最もボイドが発生し易いLPDサイズ(実験値)において、BOX層の厚さTBOXとLPDサイズとの関係を図3及び図4にそれぞれ示す。 Relationship between BOX layer thickness T BOX and LPD size in defect size Ds value (fitting value) calculated from equation (1) and LPD size (experimental value) where voids are most likely to occur in the actual measurement. Are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.

図3及び図4から明らかなように、フィッティング値と実験値は、非常によい一致が得られており、ボイドになり易い欠陥サイズとBOX層の厚さの間に相関があり、ある特定の大きさの欠陥サイズからボイドが発生していることが判る。   As is clear from FIG. 3 and FIG. 4, the fitting value and the experimental value are very close to each other, and there is a correlation between the defect size that tends to become a void and the thickness of the BOX layer. It can be seen that voids are generated from the large defect size.

例えば、図3に示すように、SOI層の厚さTSOIが550nm、BOX層の厚さTBOXが20nmの場合には、ボイドになり易い欠陥サイズDsは130nmであり、存在する欠陥のサイズが130nm以下では貼合せ後にボイドが発生し難いこととなる。従って、図3及び図4において、フィッティング値及び実験値より大きい欠陥サイズはボイド発生領域、小さい欠陥サイズではボイドフリー領域といえる。 For example, as shown in FIG. 3, when the SOI layer thickness T SOI is 550 nm and the BOX layer thickness T BOX is 20 nm, the defect size Ds that tends to form a void is 130 nm. If it is 130 nm or less, voids are less likely to occur after bonding. Therefore, in FIG. 3 and FIG. 4, it can be said that a defect size larger than the fitting value and the experimental value is a void generation region, and a small defect size is a void free region.

以上のことから、貼合せSOIウェーハを作製する場合において、製造予定のSOIウェーハにおけるBOX層とSOI層のそれぞれの厚さからボイドになり易い欠陥サイズ、即ち、許容される欠陥サイズを事前に算出することにより設定し、この設定値に基づき貼合せに使用する第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断し、このような適否判断の管理をされたウェーハで選択的に貼合せすることにより、ボイドの発生を未然に防ぐことができることができる。   From the above, when manufacturing a bonded SOI wafer, the defect size that is likely to become void, that is, the allowable defect size is calculated in advance from the thicknesses of the BOX layer and the SOI layer in the SOI wafer to be manufactured. To determine the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate to be used for bonding based on the set value, and to selectively bond the wafers with such management of suitability. Therefore, generation of voids can be prevented in advance.

<実施例2>
SOI層の厚さTSOI及びBOX層の厚さTBOXと、欠陥サイズDsとの関係を示す上記式(1)を用いてボイドの発生を抑制した直接接合の貼合せウェーハの作製を試みた。具体的には、製造予定のSOIウェーハにおけるSOI層の厚さTSOIを780nm、BOX層の厚さTBOXを2nmに設定し、許容される欠陥サイズDs以上の欠陥数と、実際のボイドの発生個数を検証した。製造予定のSOI層の厚さTSOIの値、BOX層の厚さTBOXの値をそれぞれ上記式(1)に代入し、欠陥サイズDsを求めたところ約100nmであった。
<Example 2>
Using the above equation (1) showing the relationship between the SOI layer thickness T SOI and the BOX layer thickness T BOX and the defect size Ds, an attempt was made to fabricate a directly bonded bonded wafer in which the generation of voids was suppressed. . Specifically, in the SOI wafer to be manufactured, the SOI layer thickness T SOI is set to 780 nm, the BOX layer thickness T BOX is set to 2 nm, the number of defects larger than the allowable defect size Ds, and the actual void The number of occurrences was verified. The value of the thickness T SOI of the SOI layer to be manufactured and the value of the thickness T BOX of the BOX layer were respectively substituted into the above formula (1), and the defect size Ds was determined to be about 100 nm.

そこで、面検機にてサイズが100nm以上のLPDを測定し、このサイズ以上のLPDが13個程度と、欠陥数が多めに検出されたウェーハをSOI層を形成する第1シリコン基板として用い、図1に示す工程に沿って貼合せSOIウェーハを作製した。貼合せ前の第1シリコン基板の貼合せ面における面検機によるLPD測定結果を図5に示す。   Therefore, an LPD having a size of 100 nm or more is measured with a surface inspection machine, and a wafer in which a large number of defects are detected as about 13 LPDs of this size or more is used as a first silicon substrate for forming an SOI layer. A bonded SOI wafer was produced according to the process shown in FIG. FIG. 5 shows the LPD measurement result by the surface detector on the bonding surface of the first silicon substrate before bonding.

また、剥離処理し、イオン注入領域で分離することにより得られたSOIウェーハのSOI層に対し、面検機にてサイズが10μm以上のLPDを測定し、ボイド及びブリスタの有無の確認を行った。その結果を図6に示す。   In addition, with respect to the SOI layer of the SOI wafer obtained by peeling treatment and separation in the ion implantation region, an LPD having a size of 10 μm or more was measured by a surface inspection machine, and the presence or absence of voids and blisters was confirmed. . The result is shown in FIG.

図6から明らかなように、直接接合の貼合せSOIウェーハで、ボイドとして確認されたのは1つのみであり、貼合せSOIウェーハを作製するにあたって、上記式(1)から算出された欠陥サイズDs以上の欠陥数が13個程度検出された第1シリコン基板を用いたとしても、面内ボイド1個/wfを達成していることが判る。   As is clear from FIG. 6, only one bonded SOI wafer was confirmed as a void in the direct bonding, and the defect size calculated from the above equation (1) when producing the bonded SOI wafer. Even when the first silicon substrate in which the number of defects equal to or greater than Ds is detected is about 13, it can be seen that 1 in-plane void / wf is achieved.

更に、図5及び図6を比較すると、SOIウェーハで発生したボイドの位置は、貼合せ前の第1シリコン基板から検出されたLPDの一つとその位置が一致しており、SOIウェーハで発生したボイドは、LPDより発生したことが確認された。またそのLPDサイズは100nmであった。   Further, comparing FIG. 5 and FIG. 6, the position of the void generated in the SOI wafer is the same as that of one of the LPDs detected from the first silicon substrate before bonding, and is generated in the SOI wafer. It was confirmed that the void was generated from LPD. The LPD size was 100 nm.

この実施例2では許容される欠陥サイズDs以上の欠陥数が10個以上と、欠陥数が多めに検出されたウェーハを第1シリコン基板として使用しているので、欠陥数を10個以下に抑えたウェーハを用いれば、更なる改善ができると判断できる。   In the second embodiment, the number of defects larger than the allowable defect size Ds is 10 or more, and a wafer with a large number of defects detected is used as the first silicon substrate. Therefore, the number of defects is suppressed to 10 or less. It can be judged that further improvement can be made by using a new wafer.

本発明実施形態のSOIウェーハの製造方法を工程順に示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the SOI wafer of this invention embodiment in process order. 実施例1のLPDサイズとボイド発生個数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the LPD size of Example 1, and the number of void generation | occurrence | production. 実施例1のボイドが発生し易いLPDサイズとBOX層の厚さとの関係(SOI層の厚さ550nm)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (thickness of SOI layer 550 nm) of LPD size and the thickness of a BOX layer which are easy to generate the void of Example 1. FIG. 実施例1のボイドが発生し易いLPDサイズとBOX層の厚さとの関係(SOI層の厚さ780nm)を示す図である。It is a figure which shows the relationship (thickness of an SOI layer of 780 nm) of LPD size and the thickness of a BOX layer which are easy to generate the void of Example 1. FIG. 実施例2の貼合せ前の第1シリコン基板の貼合せ面における100nm以上のLPDマップを示す図である。It is a figure which shows the 100 nm or more LPD map in the bonding surface of the 1st silicon substrate before bonding of Example 2. FIG. 実施例2の剥離直後のSOIウェーハのSOI層における10μm以上のLPDマップを示す図である。10 is a diagram showing an LPD map of 10 μm or more in the SOI layer of the SOI wafer just after peeling in Example 2. FIG. 貼合せ欠陥であるボイド及びブリスタを示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the void and blister which are bonding defects.

符号の説明Explanation of symbols

11 SOIウェーハ
12 第2シリコン基板
13 SOI層
14 第1シリコン基板
15 積層体
16 イオン注入領域
17 剥離ウェーハ
21 酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 SOI wafer 12 2nd silicon substrate 13 SOI layer 14 1st silicon substrate 15 Laminated body 16 Ion implantation area | region 17 Peeling wafer 21 Oxide film

Claims (3)

SOI層を形成する第1シリコン基板と支持基板となる第2シリコン基板とを酸化膜を介して貼合せ、その後前記第1シリコン基板を薄膜化することにより、支持基板上に埋込み酸化膜層を介してSOI層が形成された構造を有する貼合せSOIウェーハの製造方法において、
製造予定のSOIウェーハにおける埋込み酸化膜層とSOI層のそれぞれの厚さに応じて、前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板として許容される欠陥サイズ及び欠陥数を設定し、前記設定値に基づいて第1シリコン基板及び第2シリコン基板の適否を判断する
ことを特徴とする貼合せSOIウェーハの製造方法。
A first silicon substrate for forming an SOI layer and a second silicon substrate to be a support substrate are bonded via an oxide film, and then the first silicon substrate is thinned to form an embedded oxide film layer on the support substrate. In a manufacturing method of a bonded SOI wafer having a structure in which an SOI layer is formed through
In accordance with the thicknesses of the buried oxide film layer and the SOI layer in the SOI wafer to be manufactured, the defect size and the number of defects allowed for the first silicon substrate and the second silicon substrate are set, and the set values are set. A method for manufacturing a bonded SOI wafer, wherein the suitability of the first silicon substrate and the second silicon substrate is determined based on the determination.
イオン注入剥離法で製造するSOIウェーハにおいて、剥離熱処理直後の埋込み酸化膜層の厚さが2〜5nm、SOI層の厚さが400〜800nmであるとき、
第1シリコン基板及び第2シリコン基板として許容される欠陥サイズDsが90nmであり、前記第1シリコン基板及び前記第2シリコン基板として許容される前記欠陥サイズDs以上の欠陥数が10個以下である
請求項1記載の貼合せSOIウェーハの製造方法。
In an SOI wafer manufactured by an ion implantation delamination method, when the thickness of the buried oxide film layer immediately after delamination heat treatment is 2 to 5 nm and the thickness of the SOI layer is 400 to 800 nm,
The defect size Ds allowed as the first silicon substrate and the second silicon substrate is 90 nm, and the number of defects larger than the defect size Ds allowed as the first silicon substrate and the second silicon substrate is 10 or less. The manufacturing method of the bonding SOI wafer of Claim 1.
請求項1又は2記載の製造方法により得られた貼合せSOIウェーハ。   A bonded SOI wafer obtained by the production method according to claim 1.
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