JP2015079868A - 貼り合わせウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 イオン注入のダメージが残る剥離面が露出している貼り合わせウェーハを管理レベルの厳しい洗浄ラインで洗浄することを可能にする貼り合わせウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 イオン注入剥離法により、ベースウェーハ上に薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製する工程と、薄膜の減厚加工を行う工程とを有する貼り合わせウェーハの製造方法において、薄膜の減厚加工を行う工程は犠牲酸化処理又は気相エッチングによって薄膜の減厚加工を行う段階を含み、薄膜の減厚加工を行う工程の直前に、剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハを洗浄する洗浄工程を有し、前記洗浄工程が、貼り合わせウェーハを複数の洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行うウェット洗浄を行う段階を含み、該ウェット洗浄の全ての洗浄槽において超音波を印加せずにウェット洗浄を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】 イオン注入剥離法により、ベースウェーハ上に薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製する工程と、薄膜の減厚加工を行う工程とを有する貼り合わせウェーハの製造方法において、薄膜の減厚加工を行う工程は犠牲酸化処理又は気相エッチングによって薄膜の減厚加工を行う段階を含み、薄膜の減厚加工を行う工程の直前に、剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハを洗浄する洗浄工程を有し、前記洗浄工程が、貼り合わせウェーハを複数の洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行うウェット洗浄を行う段階を含み、該ウェット洗浄の全ての洗浄槽において超音波を印加せずにウェット洗浄を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
【選択図】図１
Description
本発明は、イオン注入剥離法を用いた貼り合わせウェーハの製造方法に関する。
ＳＯＩウェーハの製造方法、特に先端集積回路の高性能化を可能とする薄膜ＳＯＩウェーハの製造方法として、イオン注入したボンドウェーハをベースウェーハと貼り合わせ後に剥離してＳＯＩウェーハを製造する方法（イオン注入剥離法、スマートカット法（登録商標）とも呼ばれる技術）が注目されている。
このイオン注入剥離法は、二枚のシリコンウェーハの内、少なくとも一方に酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェーハ（ボンドウェーハ）の上面から水素イオンまたは希ガスイオン等のガスイオンを注入し、該ウェーハ内部にイオン注入層（微小気泡層又は封入層とも呼ぶ）を形成する。その後、イオンを注入した方の面を、酸化膜を介して他方のシリコンウェーハ（ベースウェーハ）と貼り合わせて、その後熱処理（剥離熱処理）を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウェーハ（ボンドウェーハ）を薄膜状に剥離する。さらに、熱処理（結合熱処理）を加えて貼り合わせ面を強固に結合してＳＯＩウェーハを製造する技術である（特許文献１参照）。この段階では、劈開面（剥離面）がＳＯＩ層の表面となっており、ＳＯＩ膜厚が薄くてかつ均一性も高いＳＯＩウェーハが比較的容易に得られている。
しかし、剥離後のＳＯＩウェーハ表面にはイオン注入によるダメージ層が存在し、また、表面粗さが通常のシリコンウェーハの鏡面に比べて大きなものとなっている。したがって、イオン注入剥離法では、このようなダメージ層と表面粗さを除去することが必要になる。
従来、このダメージ層等を除去するために、結合熱処理後の最終工程において、タッチポリッシュと呼ばれる研磨しろの極めて少ない鏡面研磨（取りしろ：１００ｎｍ程度）が行われていた。ところが、ＳＯＩ層に機械加工的要素を含む研磨をしてしまうと、研磨の取りしろが均一でないために、水素イオンなどの注入と剥離によって達成されたＳＯＩ層の膜厚均一性が悪化してしまうという問題が生じる。
このような問題点を解決する方法として、上記のタッチポリッシュの代わりに高温熱処理を行って表面粗さを改善する平坦化処理が行われるようになってきている。
例えば、特許文献２では、剥離熱処理後（又は結合熱処理後）に、ＳＯＩ層の表面を研磨することなく水素を含む還元性雰囲気下の熱処理（急速加熱・急速冷却熱処理（ＲＴＡ処理））を加えることを提案している。
ここで、特許文献２の（００６５）段落に記載されているように、剥離後のＳＯＩ層表面（剥離面）に対して熱処理を行う前には、パーティクルや不純物などによる汚染を避けるため、いわゆるＲＣＡ洗浄と呼ばれ、広く知られているウェット洗浄を行うことが必要である。
また、特許文献３の（００５０）段落には、テラス部（ベースウェーハが露出したウェーハ周辺部分）に酸化膜を有するＳＯＩウェーハをイオン注入剥離法により作製した場合、ボンドウェーハの剥離時にテラス部の酸化膜上にシリコン薄片が付着するため、その後のエピタキシャル成長によってパーティクル汚染などの原因となるので、それを回避するため、エピタキシャル成長前に、テラス部に存在するシリコン薄片を除去する洗浄工程として、ＳＣ１洗浄やＨＦ洗浄などのウェット洗浄を行うことが記載されている。
なお、特許文献２、３に記載されているウェット洗浄においては、洗浄液中に超音波振動を印加して、その振動作用によって被洗浄物から微粒子汚染物を除去する洗浄方式（超音波洗浄）が一般的に用いられている（特許文献４、５参照）。
上述したように、イオン注入剥離法において貼り合わせウェーハを作製する際、剥離直後の貼り合わせウェーハは貼り合わせ面の結合強度が十分ではないため、剥離直後の工程として、結合強度を高める熱処理（結合熱処理）を行う必要がある。このような熱処理炉を用いた熱処理を行う直前には、パーティクルや不純物などによる熱処理炉の汚染を避けるため、いわゆるＲＣＡ洗浄と呼ばれるウェット洗浄を行うことが必須である。
特許文献３に記載されているように、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部にはシリコン薄片などのパーティクルが付着していることが知られているので、これを効率的に除去するため、エピタキシャル成長前のウェット洗浄では、洗浄槽にパーティクル除去効果の高い超音波を印加して洗浄が行われる。これにより、シリコン薄片などのパーティクル源を効果的に除去し、後工程に悪影響を及ぼさずに製造工程を進めることができる。
ところが、発明者らが検討したところ、超音波を印加して洗浄を行うと、剥離直後に元々付着していたシリコン薄片のような比較的サイズの大きなパーティクル（９０ｎｍ以上）を除去する一方で、イオン注入のダメージが残る剥離面から比較的サイズの小さいパーティクル（６５ｎｍ程度）を新たに発生させていることが判明した。
一般的に、洗浄槽の洗浄液中のパーティクルレベルがあらかじめ設定した管理値を超えるか、或いは、所定量の処理が行われた後に、槽洗浄が行われる。槽洗浄は、洗浄槽内に純水をオーバーフローさせることにより行われる。
しかしながら、発明者らが検討したところ、６５ｎｍ程度のパーティクルはオーバーフローによって洗浄槽から排除されにくく、一度汚染させるとなかなか減らすことができず、槽洗浄に要する時間を極めて増大させ、その結果、洗浄ラインの生産性を低下させるという問題が発生することを見出した。
また、剥離熱処理後に行う犠牲酸化処理又は気相エッチングによる剥離面の平坦化処理の直前に行う洗浄においても、同様の問題が発生する。
しかしながら、発明者らが検討したところ、６５ｎｍ程度のパーティクルはオーバーフローによって洗浄槽から排除されにくく、一度汚染させるとなかなか減らすことができず、槽洗浄に要する時間を極めて増大させ、その結果、洗浄ラインの生産性を低下させるという問題が発生することを見出した。
また、剥離熱処理後に行う犠牲酸化処理又は気相エッチングによる剥離面の平坦化処理の直前に行う洗浄においても、同様の問題が発生する。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、イオン注入のダメージが残る剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハの洗浄工程において、剥離面から６５ｎｍ程度のパーティクルを発生させないようにすることで、６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインでの洗浄を可能にする貼り合わせウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、ボンドウェーハの表面に、水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入してイオン注入層を形成する工程と、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面と、ベースウェーハの表面とを直接又は絶縁膜を介して貼り合わせる工程と、前記イオン注入層を剥離面として前記ボンドウェーハの一部を剥離することで、前記ベースウェーハ上に薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製する工程と、前記薄膜の減厚加工を行う工程とを有する貼り合わせウェーハの製造方法において、前記薄膜の減厚加工を行う工程は、犠牲酸化処理又は気相エッチングによって前記薄膜の減厚加工を行う段階を含み、前記薄膜の減厚加工を行う工程の直前に、前記剥離面が表面に露出している前記貼り合わせウェーハを洗浄する第１の洗浄工程を有し、前記第１の洗浄工程が、前記貼り合わせウェーハを複数の洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行うウェット洗浄を行う段階を含み、該ウェット洗浄の全ての洗浄槽において超音波を印加せずに前記ウェット洗浄を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。
このように、イオン注入のダメージが残る剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハの洗浄工程において、減厚加工を行う工程の直前の洗浄では、全ての洗浄槽において超音波を印加せずに洗浄を行うことで、剥離面から６５ｎｍ程度のパーティクルを発生させないようにすることができ、６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインでの洗浄を可能にする。また、その後、他の工程を挟むことなく犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜減厚加工により薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
このとき、前記第１の洗浄工程の前に、超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を有することができる。
このように、超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
このように、超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
また、前記第１の洗浄工程の前に、物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を有することができる。
このように、超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
このように、超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
このとき、前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとしてシリコン単結晶ウェーハを用い、前記絶縁膜としてシリコン酸化膜を用い、前記薄膜をＳＯＩ層とすることができる。
このように、ボンドウェーハ、ベースウェーハ、絶縁膜、薄膜として上記のような材料を好適に用いることができる。
このように、ボンドウェーハ、ベースウェーハ、絶縁膜、薄膜として上記のような材料を好適に用いることができる。
以上のように、本発明によれば、イオン注入のダメージが残る剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハの洗浄工程において、減厚加工を行う工程の直前の洗浄では、全ての洗浄槽において超音波を印加せずに洗浄を行うことで、剥離面から６５ｎｍ程度のパーティクルを発生させないようにすることができ、６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインでの洗浄が可能になる。
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明に関連する貼り合わせウェーハに限らず、シリコン単結晶ウェーハに代表されるウェーハの洗浄においては、ウェーハ表面に付着しているパーティクルを十分に除去することが重要課題の１つである。そのパーティクルを十分に除去するため、通常は、洗浄ラインの洗浄槽やリンス槽の少なくとも１槽に、パーティクル除去効果を高めるための超音波を印加することが行われている。
本発明に関連する貼り合わせウェーハに限らず、シリコン単結晶ウェーハに代表されるウェーハの洗浄においては、ウェーハ表面に付着しているパーティクルを十分に除去することが重要課題の１つである。そのパーティクルを十分に除去するため、通常は、洗浄ラインの洗浄槽やリンス槽の少なくとも１槽に、パーティクル除去効果を高めるための超音波を印加することが行われている。
一般的に、洗浄ラインでの１回当たりの洗浄処理バッチ数は３０バッチ程度行われる。ただし、洗浄ラインの汚染管理レベル、薬液組成の変化量（蒸発等による変化）、洗浄する製品の汚染レベルなどで変わってくる。これは、洗浄を行うと、ウェーハから除去されたパーティクル及び汚染物質が、洗浄槽内に蓄積されるためである。この洗浄槽内に蓄積されたパーティクル及び汚染物質を洗浄槽内から除去する為、所定バッチ数を処理するごとに洗浄槽の洗浄（槽洗浄）を行う。
洗浄ラインのパーティクルレベル管理は、洗浄開始時、あるいは、洗浄終了時、もしくはその両方に、モニターウェーハを用いて洗浄を行いそれに付着したパーティクルを評価することにより行われる。洗浄開始時は、槽洗浄後に汚染物質が残っていないか、洗浄終了時は、洗浄終了まで洗浄槽が汚染されなかったかを確認する為に行われる。
パーティクル数をカウントする際に検出するパーティクルサイズは、洗浄ラインに要求される品質レベルによって異なるが、従来は９０ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理することが多かった。
９０ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインを用いて剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハを洗浄する場合には、一般的な鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハを洗浄する場合と比べて、槽洗浄に要する時間が極めて増大してしまうという問題が発生することはなかった。
ところが、近年、管理レベルが厳しくなり６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理するようになると、剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハを洗浄した後の槽洗浄に要する時間が極めて長時間化され、その結果、洗浄ラインの生産性を低下させるという問題が発生することが明らかとなった。
この原因について本発明者らが詳細に調査した結果、超音波の印加により６５ｎｍ程度のパーティクルが新たに剥離面から剥がれて洗浄槽内に大量に浮遊し、槽洗浄時のオーバーフローによって洗浄槽から排除されにくく、一度汚染させるとなかなか減らすことができないことが原因となっていることが判明した。
一方、超音波を印加せずに同一条件で洗浄した場合には、６５ｎｍ程度のパーティクルが新たに剥離面から剥がれて洗浄槽内に浮遊することはほとんどないことが確認され、本発明を完成するに至った。
以下、図１を参照しながら、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法を説明する。
まず、ボンドウェーハの表面に、イオン注入層を形成する（図１のステップＳ１１参照）。
具体的には、ボンドウェーハの表面に、水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入してボンドウェーハ内にイオン注入層を形成する。
まず、ボンドウェーハの表面に、イオン注入層を形成する（図１のステップＳ１１参照）。
具体的には、ボンドウェーハの表面に、水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入してボンドウェーハ内にイオン注入層を形成する。
次に、ボンドウェーハのイオン注入した表面と、ベースウェーハの表面とを貼り合わせる（図１のステップＳ１２参照）。
具体的には、ボンドウェーハのイオン注入した表面と、ベースウェーハの表面とを、直接又は絶縁膜を介して貼り合わせる。
ここで、準備するボンドウェーハとベースウェーハは、シリコン単結晶ウェーハとすることができるが、ベースウェーハとしては、石英基板等の絶縁基板とすることもできる。
なお、絶縁膜を介して貼り合わせる場合には、例えば熱酸化やＣＶＤ等によって、ボンドウェーハに、埋め込み酸化膜層となる絶縁膜（例えば、酸化膜）を成長させることができる。もちろん、ベースウェーハにも絶縁膜を形成してもよい。
具体的には、ボンドウェーハのイオン注入した表面と、ベースウェーハの表面とを、直接又は絶縁膜を介して貼り合わせる。
ここで、準備するボンドウェーハとベースウェーハは、シリコン単結晶ウェーハとすることができるが、ベースウェーハとしては、石英基板等の絶縁基板とすることもできる。
なお、絶縁膜を介して貼り合わせる場合には、例えば熱酸化やＣＶＤ等によって、ボンドウェーハに、埋め込み酸化膜層となる絶縁膜（例えば、酸化膜）を成長させることができる。もちろん、ベースウェーハにも絶縁膜を形成してもよい。
次に、イオン注入層を剥離面としてボンドウェーハの一部を剥離することで、ベースウェーハ上に薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製する（図１のステップＳ１３参照）。
具体的には、ボンドウェーハ内のイオン注入層に微小気泡層を発生させる熱処理（剥離熱処理）を貼り合わせたウェーハに施し、微小気泡層にて剥離して、ベースウェーハ上に薄膜が形成された貼り合わせウェーハを作製する。
ここで、ボンドウェーハとしてシリコン単結晶ウェーハを用いた場合は、絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いることができ、形成される薄膜をＳＯＩ層とすることができる。
具体的には、ボンドウェーハ内のイオン注入層に微小気泡層を発生させる熱処理（剥離熱処理）を貼り合わせたウェーハに施し、微小気泡層にて剥離して、ベースウェーハ上に薄膜が形成された貼り合わせウェーハを作製する。
ここで、ボンドウェーハとしてシリコン単結晶ウェーハを用いた場合は、絶縁膜としてシリコン酸化膜を用いることができ、形成される薄膜をＳＯＩ層とすることができる。
次に、貼り合わせウェーハを複数の洗浄槽に順次浸漬して行う第１のウェット洗浄を行う。このときに、全ての洗浄槽において超音波を印加せずウェット洗浄を行う（図１のステップＳ１４参照）。
このように、イオン注入のダメージが残る剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハの洗浄工程において、減厚加工を行う工程の直前の洗浄では、全ての洗浄槽において超音波を印加せずに洗浄を行うことで、剥離面から６５ｎｍ程度のパーティクルを発生させないようにすることができ、６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインでの洗浄を可能にする。また、洗浄したウェーハを乾燥した後、他の工程を挟むことなく次工程である犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
このように、イオン注入のダメージが残る剥離面が表面に露出している貼り合わせウェーハの洗浄工程において、減厚加工を行う工程の直前の洗浄では、全ての洗浄槽において超音波を印加せずに洗浄を行うことで、剥離面から６５ｎｍ程度のパーティクルを発生させないようにすることができ、６５ｎｍ以上のパーティクルを検出して管理する洗浄ラインでの洗浄を可能にする。また、洗浄したウェーハを乾燥した後、他の工程を挟むことなく次工程である犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
また、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の前に、超音波を印加するウェット洗浄工程（第２の洗浄工程）を行うことができる。
超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
また、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の前に、物理的作用で洗浄を行う洗浄工程（第３の洗浄工程）を行うことができる。
ここで、物理的作用で洗浄を行うとは、例えば、スクラブ洗浄のように、スポンジなどを用いてウェーハ表面を摩擦する洗浄を行うことを意味する。
超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
ここで、物理的作用で洗浄を行うとは、例えば、スクラブ洗浄のように、スポンジなどを用いてウェーハ表面を摩擦する洗浄を行うことを意味する。
超音波を印加しないウェット洗浄を行う第１の洗浄工程の前に物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を挿入することで、剥離直後の貼り合わせウェーハのテラス部に付着しているシリコン薄片など９０ｎｍ以上の比較的サイズの大きなパーティクルの除去が不十分となることを抑制することができる。
超音波を印加したウェット洗浄、又は、物理的作用による洗浄を行う洗浄ラインは、超音波を印加せずにウェット洗浄を行う洗浄ラインとは別に設け、管理レベルの低い洗浄ライン（例えば、９０ｎｍ以上のパーティクルレベルで管理する洗浄ライン）として使用することが好ましい。
このようにすれば、超音波を印加せずにウェット洗浄を行う洗浄ライン（すなわち、本発明の第１の洗浄工程に使用する洗浄ライン）を管理レベルの高い洗浄ラインとして保つことができるので、この洗浄ラインを本発明以外の他のウェーハ（パーティクルレベルの要求が厳しいウェーハ）の洗浄ライン（超音波印加ありで使用）として共用することも可能となり、洗浄ラインを効率的に使用することができる。
ここで、本発明で行われるウェット洗浄は一般的に行われるものであればいずれでも適用することができ、特に限定されない。いわゆるＲＣＡ洗浄、ＳＣ−１、ＳＣ−２の他に、純水洗浄、酸洗浄、アルカリ洗浄、有機溶剤による洗浄等を、目的に応じて使用することができる。
このようにすれば、超音波を印加せずにウェット洗浄を行う洗浄ライン（すなわち、本発明の第１の洗浄工程に使用する洗浄ライン）を管理レベルの高い洗浄ラインとして保つことができるので、この洗浄ラインを本発明以外の他のウェーハ（パーティクルレベルの要求が厳しいウェーハ）の洗浄ライン（超音波印加ありで使用）として共用することも可能となり、洗浄ラインを効率的に使用することができる。
ここで、本発明で行われるウェット洗浄は一般的に行われるものであればいずれでも適用することができ、特に限定されない。いわゆるＲＣＡ洗浄、ＳＣ−１、ＳＣ−２の他に、純水洗浄、酸洗浄、アルカリ洗浄、有機溶剤による洗浄等を、目的に応じて使用することができる。
次に、超音波を印加しないウェット洗浄の直後に、犠牲酸化処理又は気相エッチングによって前記薄膜の減厚加工を行う（図１のステップＳ１５参照）。
ここで、犠牲酸化処理とは、熱酸化を行った後に、熱酸化によって形成された酸化膜をエッチングにより除去する処理を意味する。
また、気相エッチングとは、例えば、ＨＣｌガスやＨ２ガスを含有する雰囲気の中での熱処理によってウェーハ表面をエッチングする方法やプラズマによりウェーハ表面を部分的にエッチングしながらウェーハの厚さを均一化する方法などを意味する。
このように、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の後、他の工程を挟むことなく犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の減厚加工により薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
ここで、犠牲酸化処理とは、熱酸化を行った後に、熱酸化によって形成された酸化膜をエッチングにより除去する処理を意味する。
また、気相エッチングとは、例えば、ＨＣｌガスやＨ２ガスを含有する雰囲気の中での熱処理によってウェーハ表面をエッチングする方法やプラズマによりウェーハ表面を部分的にエッチングしながらウェーハの厚さを均一化する方法などを意味する。
このように、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の後、他の工程を挟むことなく犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の減厚加工により薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
以下、実験例、実施例、及び、比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実験例）
図１に示すフローにしたがって、貼り合わせＳＯＩウェーハを製造した。
貼り合わせＳＯＩウェーハの製造条件は、以下の通りである。
使用ウェーハ：直径２００ｍｍ、結晶方位＜１００＞の単結晶シリコンウェーハ
ボンドウェーハ酸化膜：１５０ｎｍの熱酸化膜（ベースウェーハは酸化膜なし）
水素イオン注入条件：注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量７×１０１６／ｃｍ２
剥離熱処理：５００℃、３０分、Ａｒ雰囲気
図１に示すフローにしたがって、貼り合わせＳＯＩウェーハを製造した。
貼り合わせＳＯＩウェーハの製造条件は、以下の通りである。
使用ウェーハ：直径２００ｍｍ、結晶方位＜１００＞の単結晶シリコンウェーハ
ボンドウェーハ酸化膜：１５０ｎｍの熱酸化膜（ベースウェーハは酸化膜なし）
水素イオン注入条件：注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量７×１０１６／ｃｍ２
剥離熱処理：５００℃、３０分、Ａｒ雰囲気
上記の条件で製造した貼り合わせＳＯＩウェーハの剥離後洗浄を、下記の洗浄シーケンスを有する洗浄ラインで行った。
洗浄シーケンス：ＳＣ−１→リンス１→リンス２→ＳＣ−２→リンス３→リンス４
ＳＣ−１：ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２水溶液、７５℃、超音波印加なし、４分
ＳＣ−２：ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２水溶液、８０℃、超音波印加なし、４分
リンス１、リンス３：超音波印加あり／なし、４分
超音波印加条件：７５０ｋＨｚ、３分
リンス２、リンス４：超音波印加なし、４分
洗浄シーケンス：ＳＣ−１→リンス１→リンス２→ＳＣ−２→リンス３→リンス４
ＳＣ−１：ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２水溶液、７５℃、超音波印加なし、４分
ＳＣ−２：ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２水溶液、８０℃、超音波印加なし、４分
リンス１、リンス３：超音波印加あり／なし、４分
超音波印加条件：７５０ｋＨｚ、３分
リンス２、リンス４：超音波印加なし、４分
超音波印加あり／なしの各水準について、２５枚×３０バッチ処理後に槽洗浄を下記の条件で実施した。
槽洗浄条件：オーバーフロー（２０リットル／分、３分）
槽洗浄条件：オーバーフロー（２０リットル／分、３分）
超音波印加あり／なしの各水準について、モニターウェーハ（鏡面研磨したシリコン単結晶ウェーハ）を、槽洗浄後のリンス１槽、リンス３槽に浸漬し、吸引乾燥後、６５ｎｍ以上のパーティクル数を測定した。
なお、パーティクル数測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ１を用いて行った。
測定結果を表１に示す。
なお、パーティクル数測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ１を用いて行った。
測定結果を表１に示す。
表１からわかるように、超音波印加なしの水準のリンス１槽、リンス３槽のパーティクル数は、管理レベル（≦５個／ウェーハ）内であったが、超音波印加ありの水準のリンス１槽、リンス３槽のパーティクル数は、管理レベルを大幅に超えていた。
超音波印加ありのリンス１槽、リンス３槽のパーティクル数を管理レベルにするために、さらに２４時間のオーバーフローが必要であった。
超音波印加ありのリンス１槽、リンス３槽のパーティクル数を管理レベルにするために、さらに２４時間のオーバーフローが必要であった。
（実施例）
図１に示すフローにしたがって、貼り合わせＳＯＩウェーハを３００枚製造した。
貼り合わせＳＯＩウェーハの製造条件は、以下の通りである。
使用ウェーハ：直径２００ｍｍ、結晶方位＜１００＞の単結晶シリコンウェーハ
ボンドウェーハ酸化膜：１５０ｎｍの熱酸化膜（ベースウェーハは酸化膜なし）
水素イオン注入条件：注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量７×１０１６／ｃｍ２
剥離熱処理：５００℃、３０分、Ａｒ雰囲気
剥離後洗浄：
洗浄シーケンス：ＳＣ−１→リンス１→リンス２→ＳＣ−２→リンス３→リンス４
ＳＣ−１：ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２水溶液、７５℃、超音波印加なし、４分
ＳＣ−２：ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２水溶液、８０℃、超音波印加なし、４分
リンス１−リンス４：超音波印加なし、４分
減厚加工処理：
犠牲酸化：９００℃、パイロジェニック酸化（酸化膜２００ｎｍ）
犠牲酸化膜除去：１５％ＨＦ水溶液
図１に示すフローにしたがって、貼り合わせＳＯＩウェーハを３００枚製造した。
貼り合わせＳＯＩウェーハの製造条件は、以下の通りである。
使用ウェーハ：直径２００ｍｍ、結晶方位＜１００＞の単結晶シリコンウェーハ
ボンドウェーハ酸化膜：１５０ｎｍの熱酸化膜（ベースウェーハは酸化膜なし）
水素イオン注入条件：注入エネルギー６０ｋｅＶ、ドーズ量７×１０１６／ｃｍ２
剥離熱処理：５００℃、３０分、Ａｒ雰囲気
剥離後洗浄：
洗浄シーケンス：ＳＣ−１→リンス１→リンス２→ＳＣ−２→リンス３→リンス４
ＳＣ−１：ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２水溶液、７５℃、超音波印加なし、４分
ＳＣ−２：ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２水溶液、８０℃、超音波印加なし、４分
リンス１−リンス４：超音波印加なし、４分
減厚加工処理：
犠牲酸化：９００℃、パイロジェニック酸化（酸化膜２００ｎｍ）
犠牲酸化膜除去：１５％ＨＦ水溶液
洗浄ラインで剥離後洗浄（本発明の第１の洗浄工程）を３００枚行った後に、洗浄ラインの槽洗浄（実験例と同一の条件）を行った後、この洗浄ラインのリンス１槽、リンス３槽に超音波を印加して、鏡面研磨したシリコン単結晶ウェーハの洗浄ラインとして使用し、１００枚の洗浄を行った。
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも３個／ウェーハ以下であり、管理レベル（≦５個／ウェーハ）内であった
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも３個／ウェーハ以下であり、管理レベル（≦５個／ウェーハ）内であった
（比較例）
剥離後洗浄においてリンス１槽、リンス３槽に超音波を印加して洗浄を行った以外は実施例と同一条件で、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造、及び、鏡面研磨したシリコン単結晶ウェーハの洗浄を行った。
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも５０個／ウェーハ以上であり、管理レベルを大幅に超えているので、洗浄ラインを共用すると微小パーティクルが問題となることがわかった。
剥離後洗浄においてリンス１槽、リンス３槽に超音波を印加して洗浄を行った以外は実施例と同一条件で、貼り合わせＳＯＩウェーハの製造、及び、鏡面研磨したシリコン単結晶ウェーハの洗浄を行った。
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも５０個／ウェーハ以上であり、管理レベルを大幅に超えているので、洗浄ラインを共用すると微小パーティクルが問題となることがわかった。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
次に、超音波を印加しないウェット洗浄の直後に、犠牲酸化処理又は気相エッチングによって前記薄膜の減厚加工を行う（図１のステップＳ１５参照）。
ここで、犠牲酸化処理とは、熱酸化を行った後に、熱酸化によって形成された酸化膜をエッチングにより除去する処理を意味する。
また、気相エッチングとは、例えば、ＨＣｌガスやＨ ２ ガスを含有する雰囲気の中での熱処理によってウェーハ表面をエッチングする方法やプラズマによりウェーハ表面を部分的にエッチングしながらウェーハの厚さを均一化する方法などを意味する。
このように、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の後、他の工程を挟むことなく犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の減厚加工により薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
ここで、犠牲酸化処理とは、熱酸化を行った後に、熱酸化によって形成された酸化膜をエッチングにより除去する処理を意味する。
また、気相エッチングとは、例えば、ＨＣｌガスやＨ ２ ガスを含有する雰囲気の中での熱処理によってウェーハ表面をエッチングする方法やプラズマによりウェーハ表面を部分的にエッチングしながらウェーハの厚さを均一化する方法などを意味する。
このように、ステップＳ１４の超音波を印加しないウェット洗浄工程（第１の洗浄工程）の後、他の工程を挟むことなく犠牲酸化処理又は気相エッチングによる薄膜の減厚加工により薄膜の平坦化を行えば、６５ｎｍ程度のパーティクル発生源である剥離面のダメージ残留部を除去することができるので、後工程でのパーティクル発生を抑制できる。
洗浄ラインで剥離後洗浄（本発明の第１の洗浄工程）を３００枚行った後に、洗浄ラインの槽洗浄（実験例と同一の条件）を行った後、この洗浄ラインのリンス１槽、リンス３槽に超音波を印加して、鏡面研磨したシリコン単結晶ウェーハの洗浄ラインとして使用し、１００枚の洗浄を行った。
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも３個／ウェーハ以下であり、管理レベル（≦５個／ウェーハ）内であった。
洗浄後のシリコン単結晶ウェーハの６５ｎｍ以上のパーティクルはいずれも３個／ウェーハ以下であり、管理レベル（≦５個／ウェーハ）内であった。
Claims (4)
- ボンドウェーハの表面に、水素イオン、希ガスイオンのうち少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入してイオン注入層を形成する工程と、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面と、ベースウェーハの表面とを直接又は絶縁膜を介して貼り合わせる工程と、前記イオン注入層を剥離面として前記ボンドウェーハの一部を剥離することで、前記ベースウェーハ上に薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製する工程と、前記薄膜の減厚加工を行う工程とを有する貼り合わせウェーハの製造方法において、
前記薄膜の減厚加工を行う工程は、犠牲酸化処理又は気相エッチングによって前記薄膜の減厚加工を行う段階を含み、
前記薄膜の減厚加工を行う工程の直前に、前記剥離面が表面に露出している前記貼り合わせウェーハを洗浄する第１の洗浄工程を有し、
前記第１の洗浄工程が、前記貼り合わせウェーハを複数の洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行うウェット洗浄を行う段階を含み、
該ウェット洗浄の全ての洗浄槽において超音波を印加せずに前記ウェット洗浄を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。 - 前記第１の洗浄工程の前に、超音波を印加したウェット洗浄を行う第２の洗浄工程を有することを特徴とする請求項１に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
- 前記第１の洗浄工程の前に、物理的作用で洗浄を行う第３の洗浄工程を有することを特徴とする請求項１に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
- 前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとしてシリコン単結晶ウェーハを用い、前記絶縁膜としてシリコン酸化膜を用い、前記薄膜をＳＯＩ層とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
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