JP2018182145A - 多層膜ｓｏｉウェーハ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】第２活性層におけるデバイス形成可能な領域の面積が大きく、かつ、第２活性層の面内の厚みばらつきが小さい多層膜ＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の多層膜ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板１０の上に、第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２４、および第２活性層４４が積層され、多層膜ＳＯＩウェーハ１００の端面のうち、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状であることを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、多層膜ＳＯＩウェーハ及びその製造方法に関する。
ＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェーハは、支持基板上に、酸化膜、および活性層（ＳＯＩ層）が積層された構造を有する。また、高集積デバイスに有利なものとして、多層膜ＳＯＩウェーハがある。多層膜ＳＯＩウェーハは、支持基板の上に、第１酸化膜、第１活性層、第２酸化膜、および第２活性層が少なくとも積層された構造を有している。すなわち、多層膜ＳＯＩウェーハは、複数の活性層を有している。
特許文献１には、多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法として以下の技術が記載されている。まず、第１活性層用ウェーハの表面から酸素イオンを注入して、第１活性層用ウェーハの内部に酸素イオン注入層を形成した後に、熱酸化により酸素イオンを注入した表面から酸素イオン注入層までに第１酸化膜を形成する。次に、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを第１酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことで、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを貼り合わせる。次に、第１活性層用ウェーハを減厚して、第１活性層を有するＳＯＩウェーハを得る。次に、第２活性層用ウェーハの表面から酸素イオンを注入して、第２活性層用ウェーハの内部に酸素イオン注入層を形成した後に、熱酸化により酸素イオンを注入した表面から酸素イオン注入層までに第２酸化膜を形成する。次に、第２酸化膜を介して、ＳＯＩウェーハの第１活性層側に第２活性層用ウェーハを重ね合わせて、接合熱処理を施すことで、ＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを貼り合わせる。次に、第２活性層用ウェーハを減厚して、所望の厚さの第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る。
特許文献１では、多層膜ＳＯＩウェーハを作製する過程においてウェーハの端面の構造に着目していない。ところが、半導体デバイスの製造歩留りを向上させるために活性層におけるデバイス形成可能な領域（以下、「有効エリア」とも称する。）の面積を増大させることや、半導体デバイスの微細化に伴い活性層の平坦性を高めることが求められている近年の状況において、ウェーハの端面の構造は重要である。この観点からウェーハの端面の構造に着目して、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを第１酸化膜を介して通常の方法により貼り合せたＳＯＩウェーハを元に多層膜ＳＯＩウェーハを作製してみると以下の問題があることを本発明者らは知見した。
まず、通常の方法により貼り合せて得られるＳＯＩウェーハの作製手順を説明する。通常、支持基板用ウェーハ１０や第１活性層用ウェーハ２０として用いられるウェーハは、図５（Ａ）に示すようにその端面に面取り部を有している。図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、このようなウェーハ同士を第１酸化膜１２を介して貼り合わせると、貼合せ面の外周より外側には、面取り部同士が接着していない未接着領域が生じてしまう（図５（Ｄ））。この未接着領域を残したままにしていると、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりする原因となる。そのため、第１活性層用ウェーハ２０の外周領域に面取り加工やエッチング処理を施すことにより、この未接着領域を除去する。具体的には、図５（Ｄ）に示すように支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを第１酸化膜１２を介して貼り合せた後に、第１活性層用ウェーハ２０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第１活性層用ウェーハ２０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る（図５（Ｅ））。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理によって除去する（図５（Ｆ））。このような手順によって未接着領域を除去すると、支持基板１０の外周領域上方にはテラス部３４が形成される。すなわち、テラス部３４とは、支持基板１０の外周領域上方において、第１活性層用ウェーハ２０が存在しないように第１活性層用ウェーハ２０の外周領域が除去された領域を意味する。ここで、「支持基板の外周領域」とは、支持基板の最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指し、「第１活性層用ウェーハの外周領域」とは、第１活性層用ウェーハの最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指す。なお、本明細書では、図５（Ｄ）〜（Ｆ）につき説明した加工を「テラス加工」と称する。その後、第１活性層用ウェーハを研削および研磨して、所望厚みの第１活性層２２を有するＳＯＩウェーハ３２が作製される（図５（Ｇ））。
次に、上述した手順により作製したＳＯＩウェーハを元に多層膜ＳＯＩウェーハを作製する手順を説明する。図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにＳＯＩウェーハ３２と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２４を介して貼り合わせる。その後、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る（図４（Ｅ））。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する（図４（Ｆ））。その後、第２活性層用ウェーハを研削および研磨して、所望厚みの第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ３００が作製される（図４（Ｇ））。
しかしながら、上記手順により作製した多層膜ＳＯＩウェーハ３００は、テラス部３４の形成により有効エリアの面積が小さくなった第１活性層の上にさらに第２酸化膜を介して第２活性層が積層される構造を有するので、第２活性層の有効エリアの面積が、第１活性層の有効エリアの面積よりもさらに小さくなるという問題がある。
また、図５（Ｆ）に示す第１活性層用ウェーハ２０を研削して減厚すると、研削して得られる第１活性層の端面は角張った形状になっている。このような状態の第１活性層の表面に対して研磨を施すと、第１活性層の外周端では、研磨パッドが大きく沈み込み、集中的に荷重がかかってしまう。そのため、図５（Ｇ）に示す研磨後の第１活性層２２の外周端では、中心部に比べて研磨が促進されており、外周ダレが生じているので、第１活性層２２の平坦性が低くなってしまう。図４も参照して、第２活性層４４は、このように平坦性の低い第１活性層２２の上に第２酸化膜２４を介して積層した第２活性層用ウェーハ４０を研削および研磨して得られる。そのため、第２活性層４４の平坦性は、第１活性層２２の平坦性よりも悪化し、結果として、第２活性層４４の面内の厚みばらつきが大きくなるという問題がわかった。
そこで本発明は、上記課題に鑑み、第２活性層におけるデバイス形成可能な領域の面積が大きく、かつ、第２活性層の面内の厚みばらつきが小さい多層膜ＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）支持基板の上に、第１酸化膜、第１活性層、第２酸化膜、および第２活性層が積層された多層膜ＳＯＩウェーハであって、
前記多層膜ＳＯＩウェーハの端面のうち、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状であることを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハ。
（１）支持基板の上に、第１酸化膜、第１活性層、第２酸化膜、および第２活性層が積層された多層膜ＳＯＩウェーハであって、
前記多層膜ＳＯＩウェーハの端面のうち、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状であることを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハ。
（２）前記第１活性層の外周領域上方において前記第２活性層が存在しないテラス部を有する、上記（１）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。
（３）前記第２活性層の面内の厚みばらつきが０．４０μｍ以下である、上記（１）または（２）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。
（４）支持基板の上に第１酸化膜と第１活性層とが積層され、かつ前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向において連続したラウンド状であるＳＯＩウェーハを形成する第１工程と、
前記第１活性層の表面もしくは第２活性層用ウェーハの表面に、または、前記第１活性層の表面および第２活性層用ウェーハの表面に第２酸化膜を形成する第２工程と、
前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを前記第２酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを貼り合せて、貼合せウェーハを形成する第３工程と、
前記第２活性層用ウェーハ側から前記貼合せウェーハを減厚して、第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る第４工程と、
を有することを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
前記第１活性層の表面もしくは第２活性層用ウェーハの表面に、または、前記第１活性層の表面および第２活性層用ウェーハの表面に第２酸化膜を形成する第２工程と、
前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを前記第２酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを貼り合せて、貼合せウェーハを形成する第３工程と、
前記第２活性層用ウェーハ側から前記貼合せウェーハを減厚して、第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る第４工程と、
を有することを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（５）前記第４工程における前記減厚の前に、前記第３工程によって前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとの貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去するように、前記第２活性層用ウェーハの外周領域に面取り加工およびエッチング処理を施して、前記第１活性層の外周領域上方において前記第２活性層用ウェーハが存在しないテラス部を形成する工程をさらに有する、上記（４）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（６）前記第１工程は、
前記支持基板となる支持基板用ウェーハの表面もしくは一部が前記第１活性層となる第１活性層用ウェーハの表面、または、前記支持基板用ウェーハの表面および前記第１活性層用ウェーハの表面に前記第１酸化膜を形成する工程Ａと、
前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを前記第１酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを貼り合わせて、ウェーハ複合体を形成する工程Ｂと、
前記ウェーハ複合体の端面に面取り加工を施して、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層用ウェーハのうち前記第１活性層となる部分の端面とから構成される、前記ウェーハ複合体の端面の一部を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状にする工程Ｃと、
前記工程Ｃの後に、前記第１活性層用ウェーハ側から前記ウェーハ複合体を減厚して、前記第１活性層を有する前記ＳＯＩウェーハを形成する工程Ｄと、
を有する、上記（４）または（５）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
前記支持基板となる支持基板用ウェーハの表面もしくは一部が前記第１活性層となる第１活性層用ウェーハの表面、または、前記支持基板用ウェーハの表面および前記第１活性層用ウェーハの表面に前記第１酸化膜を形成する工程Ａと、
前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを前記第１酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを貼り合わせて、ウェーハ複合体を形成する工程Ｂと、
前記ウェーハ複合体の端面に面取り加工を施して、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層用ウェーハのうち前記第１活性層となる部分の端面とから構成される、前記ウェーハ複合体の端面の一部を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状にする工程Ｃと、
前記工程Ｃの後に、前記第１活性層用ウェーハ側から前記ウェーハ複合体を減厚して、前記第１活性層を有する前記ＳＯＩウェーハを形成する工程Ｄと、
を有する、上記（４）または（５）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（７）前記工程Ｃの後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部にアルカリエッチング処理を施して、前記工程Ｃにおける前記面取り加工によって生じた加工歪みを除去する工程をさらに有する、上記（６）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（８）前記加工歪みを除去する工程の後であって、前記工程Ｄの前に、砥粒が取り付けられた面取り用テープを前記ウェーハ複合体の前記端面の一部に押し当てて、前記ウェーハ複合体の前記端面に沿って摺動させることにより、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部を研削するテープ面取り加工を施す工程をさらに有する、上記（７）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（９）前記テープ面取り加工を施す工程の後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部に追加のアルカリエッチング処理を施す工程をさらに有する、上記（８）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
（１０）前記追加のアルカリエッチング処理を施す工程の後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部を研磨する工程をさらに有する、上記（９）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
本発明によれば、第２活性層におけるデバイス形成可能な領域の面積が大きく、かつ、第２活性層の面内の厚みばらつきが小さい多層膜ＳＯＩウェーハを得ることができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各実施形態につき同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、再度の説明を省略する。また、図１〜図５では説明の便宜上、実際の厚さの割合とは異なり、支持基板用ウェーハ１０、第１活性層用ウェーハ２０、ＳＯＩウェーハ３０及び第２活性層用ウェーハ４０に対して、第１酸化膜１２および第２酸化膜２４，２６の厚さを誇張して示す。
（多層膜ＳＯＩウェーハ）
まず、図１，２を参照して、本発明の一実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００について説明する。多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、支持基板１０の上に、第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２４，２６、および第２活性層４４が積層されている。また、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００の端面のうち、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面は、ウェーハ厚み方向において連続したラウンド状であることを特徴とする。また、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、図１，２に示すように第１活性層２２の外周領域上方にテラス部３５を有する。ここで、テラス部３５とは、第１活性層２２の外周領域上方において、第２活性層４４（第２活性層用ウェーハ４０）が存在しないように第２活性層４４（第２活性層用ウェーハ４０）の外周領域が除去された領域を意味する。なお、本明細書における「第１活性層の外周領域」とは、第１活性層用ウェーハの最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指し、「第２活性層（第２活性層用ウェーハ）の外周領域」とは、第２活性層用ウェーハの最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指す。
まず、図１，２を参照して、本発明の一実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００について説明する。多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、支持基板１０の上に、第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２４，２６、および第２活性層４４が積層されている。また、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００の端面のうち、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面は、ウェーハ厚み方向において連続したラウンド状であることを特徴とする。また、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、図１，２に示すように第１活性層２２の外周領域上方にテラス部３５を有する。ここで、テラス部３５とは、第１活性層２２の外周領域上方において、第２活性層４４（第２活性層用ウェーハ４０）が存在しないように第２活性層４４（第２活性層用ウェーハ４０）の外周領域が除去された領域を意味する。なお、本明細書における「第１活性層の外周領域」とは、第１活性層用ウェーハの最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指し、「第２活性層（第２活性層用ウェーハ）の外周領域」とは、第２活性層用ウェーハの最外周端から径方向内側に１〜３ｍｍの領域を指す。
多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００によれば、第２活性層４４におけるデバイス形成可能な領域の面積を大きくすることができる。例えば、支持基板用ウェーハ、第１活性層用ウェーハ、及び第２活性層用ウェーハとして直径２００ｍｍのウェーハを用いると、第１活性層の有効エリアは１９４ｍｍ、第２活性層の有効エリアは１９０ｍｍとなる。また、第２活性層４４の面内の厚みばらつきを０．４０μｍ以下に抑制することができる。これらの理由については後述する。
ここで、支持基板１０の厚さは、４００μｍ以上７２５μｍ以下に、第１酸化膜１２の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下に、第１活性層２２の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下に、第２酸化膜２４，２６の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下に、第２活性層４４の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下にすることが好ましい。
また、支持基板１０、第１活性層２２、および第２活性層４４は、単結晶シリコンウェーハから作製したものとすることができる。さらに、このウェーハに対して、任意の不純物を添加してｎ型またはｐ型としてもよい。また、支持基板１０、第１活性層２２、および第２活性層４４の少なくとも１つをポリッシュド・ウェーハから作製したものとすることもできる。
以上、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００を例にして本発明の多層膜ＳＯＩウェーハを説明したが、本発明の多層膜ＳＯＩウェーハは、これに限定されず、特許請求の範囲内において適宜変更を加えることができる。
（多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法）
以下では、上述した多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００の製造方法の一例を図１〜３を適宜参照して説明する。
以下では、上述した多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００の製造方法の一例を図１〜３を適宜参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ１００の製造方法を説明する。本実施形態では、まず、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する（第１工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０の表面のうち第１活性層２２側の表面２２Ａに第２酸化膜２４を形成する（第２工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２４を介して重ね合わせる。すなわち、第１活性層の表面２２Ａと第２活性層用ウェーハの表面４０Ａとの間に第２酸化膜２４が位置するように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する（第３工程）。次に、第３工程によってＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去する。すなわち、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方には第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように第２活性層用ウェーハ４０が除去されたテラス部３５が形成される。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００を得る（第４工程）。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ１００の製造方法を説明する。本実施形態では、まず、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する（第１工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０の表面のうち第１活性層２２側の表面２２Ａに第２酸化膜２４を形成する（第２工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２４を介して重ね合わせる。すなわち、第１活性層の表面２２Ａと第２活性層用ウェーハの表面４０Ａとの間に第２酸化膜２４が位置するように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する（第３工程）。次に、第３工程によってＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去する。すなわち、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方には第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように第２活性層用ウェーハ４０が除去されたテラス部３５が形成される。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００を得る（第４工程）。
この多層膜ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板１０の上に、第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２４、及び第２活性層４４が積層されている。
（第２の実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ２００の製造方法を説明する。本実施形態では、まず、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する（第１工程）。次に、第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａに第２酸化膜２６を形成する（第２工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２６を介して重ね合わせる。すなわち、第１活性層の表面２２Ａと第２活性層用ウェーハの表面４０Ａとの間に第２酸化膜２６が位置するように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する（第３工程）。次に、第３工程によってＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去する。すなわち、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方には第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように第２活性層用ウェーハ４０が除去されたテラス部３５が形成される。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ２００を得る（第４工程）。
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施形態による多層膜ＳＯＩウェーハ２００の製造方法を説明する。本実施形態では、まず、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する（第１工程）。次に、第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａに第２酸化膜２６を形成する（第２工程）。次に、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２６を介して重ね合わせる。すなわち、第１活性層の表面２２Ａと第２活性層用ウェーハの表面４０Ａとの間に第２酸化膜２６が位置するように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する（第３工程）。次に、第３工程によってＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去する。すなわち、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方には第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように第２活性層用ウェーハ４０が除去されたテラス部３５が形成される。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ２００を得る（第４工程）。
この多層膜ＳＯＩウェーハ２００は、支持基板１０の上に、第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２６、及び第２活性層４４が積層されている。
（第１工程：ＳＯＩウェーハの形成）
第１工程では、図１，２を参照して、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２が積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する。ここで、ウェーハ厚み方向断面とは、ウェーハ中心軸を通り、かつウェーハのノッチ部を通らない断面である。本明細書では、第１工程によって得られるＳＯＩウェーハ３０を「テラスフリーＳＯＩウェーハ３０」とも称する。以下では、図３を参照して、テラスフリーＳＯＩウェーハ３０を作製する方法の一例を説明する。
第１工程では、図１，２を参照して、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２が積層されたＳＯＩウェーハ３０を形成する。この時、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状に加工する。ここで、ウェーハ厚み方向断面とは、ウェーハ中心軸を通り、かつウェーハのノッチ部を通らない断面である。本明細書では、第１工程によって得られるＳＯＩウェーハ３０を「テラスフリーＳＯＩウェーハ３０」とも称する。以下では、図３を参照して、テラスフリーＳＯＩウェーハ３０を作製する方法の一例を説明する。
（工程Ａ：第１酸化膜の形成）
工程Ａでは、支持基板用ウェーハ１０の表面に第１酸化膜１２を形成する。第１酸化膜１２の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。ここで、第１酸化膜１２の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の熱酸化法を好適に用いることができる。この場合の熱酸化条件は、酸素雰囲気中で、９００℃以上１２００℃以下、３０分以上２時間以下とすることが好ましい。なお、第１酸化膜１２は、第１活性層用ウェーハ２０の表面に形成してもよく、また、支持基板用ウェーハ１０および第１活性層用ウェーハ２０の両方の表面に形成してもよい。支持基板用ウェーハ１０および第１活性層用ウェーハ２０の直径は、２００ｍｍとすることが好ましい。
工程Ａでは、支持基板用ウェーハ１０の表面に第１酸化膜１２を形成する。第１酸化膜１２の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。ここで、第１酸化膜１２の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の熱酸化法を好適に用いることができる。この場合の熱酸化条件は、酸素雰囲気中で、９００℃以上１２００℃以下、３０分以上２時間以下とすることが好ましい。なお、第１酸化膜１２は、第１活性層用ウェーハ２０の表面に形成してもよく、また、支持基板用ウェーハ１０および第１活性層用ウェーハ２０の両方の表面に形成してもよい。支持基板用ウェーハ１０および第１活性層用ウェーハ２０の直径は、２００ｍｍとすることが好ましい。
（工程Ｂ：ウェーハ複合体の形成）
工程Ｂでは、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを第１酸化膜１２を介して重ね合わせる。すなわち、支持基板用ウェーハ１０の表面と第１活性層用ウェーハ２０の表面との間に第１酸化膜１２が位置するように、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを貼り合わせて、ウェーハ複合体３６を形成する。ここで、接合熱処理は、酸化性ガスまたは不活性ガス雰囲気中において、ウェーハ温度を４００℃以上１２００℃以下として、１０分以上６時間以下の条件下で行うことが好ましい。ウェーハ温度を４００℃以上とすることで、十分な接合強度を得ることができ、ウェーハ温度を１２００℃以下とすることで、スリップの発生を抑制することができる。
工程Ｂでは、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを第１酸化膜１２を介して重ね合わせる。すなわち、支持基板用ウェーハ１０の表面と第１活性層用ウェーハ２０の表面との間に第１酸化膜１２が位置するように、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを重ね合わせる。その後、接合熱処理を施すことにより、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを貼り合わせて、ウェーハ複合体３６を形成する。ここで、接合熱処理は、酸化性ガスまたは不活性ガス雰囲気中において、ウェーハ温度を４００℃以上１２００℃以下として、１０分以上６時間以下の条件下で行うことが好ましい。ウェーハ温度を４００℃以上とすることで、十分な接合強度を得ることができ、ウェーハ温度を１２００℃以下とすることで、スリップの発生を抑制することができる。
（工程Ｃ：面取り加工）
工程Ｂを経ると、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０との間の貼合せ面の外周より外側には未接着領域が生じるが、この未接着領域を残したままにしていると、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりする原因となる。そこで、工程Ｃでは、次の加工を行うことでこの未接着領域を除去する。すなわち、ウェーハ複合体３６の端面に面取り加工を施して、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層用ウェーハ２０のうち後に第１活性層２２とする部分の端面とから構成される、ウェーハ複合体３６の端面の一部を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状にする。これにより、図５（Ｄ）〜（Ｆ）に示すテラス加工によらず未接着領域を除去することができる。このようにラウンド状の端面に面取り加工することによって未接着領域を除去することによって得られる作用効果については後述する。
工程Ｂを経ると、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０との間の貼合せ面の外周より外側には未接着領域が生じるが、この未接着領域を残したままにしていると、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりする原因となる。そこで、工程Ｃでは、次の加工を行うことでこの未接着領域を除去する。すなわち、ウェーハ複合体３６の端面に面取り加工を施して、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層用ウェーハ２０のうち後に第１活性層２２とする部分の端面とから構成される、ウェーハ複合体３６の端面の一部を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状にする。これにより、図５（Ｄ）〜（Ｆ）に示すテラス加工によらず未接着領域を除去することができる。このようにラウンド状の端面に面取り加工することによって未接着領域を除去することによって得られる作用効果については後述する。
工程Ｃにおける面取り加工には、ウェーハ複合体３６の端面を研削可能な公知の平面砥石や上述した端面形状を形成し得る砥石等を好適に用いることができる。また、ウェーハ複合体３６が反るのを抑制する観点から、図３に示すように、ウェーハ複合体３６の表裏面に酸化膜を残存させておくことが好ましい。
次に、工程Ｃの後であって工程Ｄの前に、以下に説明するアルカリエッチング処理、テープ面取り加工、追加のアルカリエッチング処理、及び研磨を行う。なお、これらの処理は必須ではない。
（アルカリエッチング処理）
まず、ウェーハ複合体３６の端面の一部にアルカリエッチング処理を施す。ここで、工程Ｃにおける面取り加工によりウェーハ複合体３６の端面には加工歪みが導入されてしまう。この加工歪みは、その後の工程においてウェーハの欠けや割れが生じる原因となる。そこで、ウェーハ複合体３６の端面の一部にアルカリエッチング処理を施すことで、この加工歪みを除去する。さらに、アルカリエッチング処理によれば、酸エッチング処理による場合と異なり、シリコンのみを選択的にエッチングすることができる。すなわち、ウェーハ複合体３６の表裏面に残存させた酸化膜にエッチング液が触れても、この酸化膜はエッチングされずに残留する。そのため、このエッチング処理に際し、ウェーハ複合体３６の表裏面に残存させた酸化膜がエッチング液に曝されないように、この酸化膜を保護する必要がなく、ウェーハの端面に対する一般的なエッチング処理と同様の方法で容易に加工歪みを除去することができる。
まず、ウェーハ複合体３６の端面の一部にアルカリエッチング処理を施す。ここで、工程Ｃにおける面取り加工によりウェーハ複合体３６の端面には加工歪みが導入されてしまう。この加工歪みは、その後の工程においてウェーハの欠けや割れが生じる原因となる。そこで、ウェーハ複合体３６の端面の一部にアルカリエッチング処理を施すことで、この加工歪みを除去する。さらに、アルカリエッチング処理によれば、酸エッチング処理による場合と異なり、シリコンのみを選択的にエッチングすることができる。すなわち、ウェーハ複合体３６の表裏面に残存させた酸化膜にエッチング液が触れても、この酸化膜はエッチングされずに残留する。そのため、このエッチング処理に際し、ウェーハ複合体３６の表裏面に残存させた酸化膜がエッチング液に曝されないように、この酸化膜を保護する必要がなく、ウェーハの端面に対する一般的なエッチング処理と同様の方法で容易に加工歪みを除去することができる。
アルカリエッチング処理におけるエッチングの取り代は、加工歪みを除去できる程度であればよく、具体的には３０μｍ以下とすることが好ましい。なお、アルカリエッチング処理に用いるエッチング液は、シリコンと酸化膜とのエッチングレートの選択性が大きなアルカリ性エッチング液であれば特に限定されず、具体的には、ＫＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液等を好適に用いることができる。
（テープ面取り加工）
アルカリエッチング処理を施すことによって、上記の加工歪みを除去することはできる。しかしながら、アルカリエッチングの異方性および選択性により、アルカリエッチング処理後のウェーハ複合体３６の端面の形状は少し歪な形状となっており平坦性に劣る。そこで、アルカリエッチング処理後のウェーハ複合体３６の端面の平坦性を向上させる観点から、ウェーハ複合体３６の端面の一部にテープ面取り加工を施すことが好ましい。ここで、テープ面取り加工は、砥粒が取り付けられた面取り用テープをウェーハ複合体３６の端面の一部に押し当てて、ウェーハ複合体３６の端面に沿って摺動させることにより行う。砥粒の粒度は、♯１０００〜♯３０００とすることが好ましい。
アルカリエッチング処理を施すことによって、上記の加工歪みを除去することはできる。しかしながら、アルカリエッチングの異方性および選択性により、アルカリエッチング処理後のウェーハ複合体３６の端面の形状は少し歪な形状となっており平坦性に劣る。そこで、アルカリエッチング処理後のウェーハ複合体３６の端面の平坦性を向上させる観点から、ウェーハ複合体３６の端面の一部にテープ面取り加工を施すことが好ましい。ここで、テープ面取り加工は、砥粒が取り付けられた面取り用テープをウェーハ複合体３６の端面の一部に押し当てて、ウェーハ複合体３６の端面に沿って摺動させることにより行う。砥粒の粒度は、♯１０００〜♯３０００とすることが好ましい。
（追加のアルカリエッチング処理）
テープ面取り加工によって生じるダメージを除去する観点から、追加のアルカリエッチング処理を施すことが好ましい。エッチングの取り代は３μｍ程度とすることが好ましい。
テープ面取り加工によって生じるダメージを除去する観点から、追加のアルカリエッチング処理を施すことが好ましい。エッチングの取り代は３μｍ程度とすることが好ましい。
（研磨）
ウェーハ複合体３６の端面の平坦性をさらに向上させる観点から、追加のエッチング処理の後に、ウェーハ複合体３６の端面の一部を研磨することが好ましい。ここでの研磨には、任意または公知の研磨方法を好適に用いることができ、例えば鏡面研磨法が挙げられる。
ウェーハ複合体３６の端面の平坦性をさらに向上させる観点から、追加のエッチング処理の後に、ウェーハ複合体３６の端面の一部を研磨することが好ましい。ここでの研磨には、任意または公知の研磨方法を好適に用いることができ、例えば鏡面研磨法が挙げられる。
（工程Ｄ：第１活性層の形成）
次に、工程Ｄでは、第１活性層用ウェーハ２０側からウェーハ複合体３６を減厚して、第１活性層２２を有するＳＯＩウェーハ３０を形成する。第１活性層２２の厚さは１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。なお、減厚に際しては、任意または公知の研削方法や研磨方法を好適に用いることができ、平面研削法や鏡面研磨法が挙げられる。また、周知のスマートカット法（登録商標）等の他の技術を用いてもよい。図３を参照して、このようにして得られたＳＯＩウェーハ３０は、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層された構造を有する。また、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層の端面とから構成される端面は、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状となっている。
次に、工程Ｄでは、第１活性層用ウェーハ２０側からウェーハ複合体３６を減厚して、第１活性層２２を有するＳＯＩウェーハ３０を形成する。第１活性層２２の厚さは１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。なお、減厚に際しては、任意または公知の研削方法や研磨方法を好適に用いることができ、平面研削法や鏡面研磨法が挙げられる。また、周知のスマートカット法（登録商標）等の他の技術を用いてもよい。図３を参照して、このようにして得られたＳＯＩウェーハ３０は、支持基板１０の上に第１酸化膜１２と第１活性層２２とが積層された構造を有する。また、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層の端面とから構成される端面は、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状となっている。
以下では、工程Ａ〜工程Ｄを経てテラスフリーＳＯＩウェーハ３０を作製することで得られる作用効果を説明する。図３を参照して、テラスフリーＳＯＩウェーハ３０の端面は、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状となっている。特に、工程Ｃに示す第２活性層用ウェーハ２０を研削して減厚すると、研削して得られる第１活性層の端面は、テラス部３４を有するＳＯＩウェーハ３２の場合と異なり角張った形状になっていない。従って、このような状態の第１活性層の表面に対して研磨を施すと、第１活性層の外周端における研磨パッドの沈み込みは抑制され、第１活性層の外周端にかかる荷重が抑制される。そのため、研磨後の第１活性層２２における外周ダレを抑制することができる。また、テラスフリーＳＯＩウェーハ３０では、テラス部を形成するのではなく、工程Ｃにてラウンド状の端面に面取り加工することで未接着領域を除去する。そのため、図５（Ｇ）に示すテラス部３４を有するＳＯＩウェーハ３２に比べて、第１活性層２２の有効エリアの面積を増大させることができる。
以上、テラスフリーＳＯＩウェーハ３０の具体的な作製方法の一例を説明したが、本発明におけるテラスフリーＳＯＩウェーハの作製方法はこれに限定されず、特許請求の範囲内において適宜変更を加えることができる。
（第２工程：第２酸化膜の形成）
第２工程では、図１に示すように、ＳＯＩウェーハ３０の表面のうち第１活性層２２側の表面２２Ａに第２酸化膜２４を形成する。または、図２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａに第２酸化膜２６を形成する。第２酸化膜２４，２６の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。ここで、第２酸化膜２４，２６の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の熱酸化法を好適に用いることができる。この場合の熱酸化条件は、酸素雰囲気中で、９００℃以上１２００℃以下、３０分以上２時間以下とすることが好ましい。なお、本発明の他の実施形態として、第２酸化膜は、ＳＯＩウェーハ３０の表面および第２活性層用ウェーハ４０の表面の両方に形成してもよい。なお、第２活性層用ウェーハの直径は、２００ｍｍとすることが好ましい。
第２工程では、図１に示すように、ＳＯＩウェーハ３０の表面のうち第１活性層２２側の表面２２Ａに第２酸化膜２４を形成する。または、図２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａに第２酸化膜２６を形成する。第２酸化膜２４，２６の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。ここで、第２酸化膜２４，２６の形成方法は特に限定されず、例えば、公知の熱酸化法を好適に用いることができる。この場合の熱酸化条件は、酸素雰囲気中で、９００℃以上１２００℃以下、３０分以上２時間以下とすることが好ましい。なお、本発明の他の実施形態として、第２酸化膜は、ＳＯＩウェーハ３０の表面および第２活性層用ウェーハ４０の表面の両方に形成してもよい。なお、第２活性層用ウェーハの直径は、２００ｍｍとすることが好ましい。
（第３工程：貼合せウェーハの形成）
第３工程では、図１，２に示すように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２４，２６を介して重ね合わせる。すなわち、第２酸化膜２４，２６は、第１活性層の表面２２Ａおよび第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａの間に位置している。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する。接合熱処理は、酸化性ガスまたは不活性ガス雰囲気中において、ウェーハ温度を４００℃以上１２００℃以下として、１０分以上６時間以下の条件下で行うことが好ましい。ウェーハ温度を４００℃以上とすることで、十分な接合強度を得ることができ、ウェーハ温度を１２００℃以下とすることで、スリップの発生を抑制することができる。
第３工程では、図１，２に示すように、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを第２酸化膜２４，２６を介して重ね合わせる。すなわち、第２酸化膜２４，２６は、第１活性層の表面２２Ａおよび第２活性層用ウェーハ４０の表面４０Ａの間に位置している。その後、接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０とを貼り合せて、貼合せウェーハ４２を形成する。接合熱処理は、酸化性ガスまたは不活性ガス雰囲気中において、ウェーハ温度を４００℃以上１２００℃以下として、１０分以上６時間以下の条件下で行うことが好ましい。ウェーハ温度を４００℃以上とすることで、十分な接合強度を得ることができ、ウェーハ温度を１２００℃以下とすることで、スリップの発生を抑制することができる。
（面取り加工およびエッチング処理）
ここで、図１，２に示すように、第３工程によって貼合せウェーハ４２の貼合せ面の外周より外側には未接着領域が生じており、これを残したままにしていると、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりする原因となる。そこで、第４工程における減厚の前に以下に説明する方法により未接着領域を除去する。まず、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。シリコン残渣部の厚さは、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面から第２活性層用ウェーハ４０に向かって５〜５０μｍ程度とすることが好ましい。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方にはテラス部３５が形成される。すなわち、テラス部３５とは、第１活性層２２の外周領域上方において、第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域が除去された領域を意味する。なお、面取り加工には、公知の面取り加工装置を好適に用いることができ、エッチングには、任意または公知のエッチング液を好適に用いることができる。
ここで、図１，２に示すように、第３工程によって貼合せウェーハ４２の貼合せ面の外周より外側には未接着領域が生じており、これを残したままにしていると、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりする原因となる。そこで、第４工程における減厚の前に以下に説明する方法により未接着領域を除去する。まず、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を面取り加工により減厚する。これにより、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下部にはシリコン残渣部が残る。シリコン残渣部の厚さは、ＳＯＩウェーハ３０と第２活性層用ウェーハ４０との貼合せ面から第２活性層用ウェーハ４０に向かって５〜５０μｍ程度とすることが好ましい。続いて、このシリコン残渣部をエッチング処理により除去する。このようにして未接着領域を除去すると、第１活性層２２の外周領域上方にはテラス部３５が形成される。すなわち、テラス部３５とは、第１活性層２２の外周領域上方において、第２活性層用ウェーハ４０が存在しないように、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域が除去された領域を意味する。なお、面取り加工には、公知の面取り加工装置を好適に用いることができ、エッチングには、任意または公知のエッチング液を好適に用いることができる。
（第４工程：第２活性層の形成）
第４工程では、図１，２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、所望厚さの第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００を形成する。第２活性層４４の所望厚さとしては１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。このようにして得られる多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、その端面のうち、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状となっている。なお、減厚に際しては、任意または公知の研削方法や研磨方法を好適に用いることができ、平面研削法や鏡面研磨法が挙げられる。また、周知のスマートカット法（登録商標）等の他の技術を用いてもよい。
第４工程では、図１，２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ４２を減厚して、所望厚さの第２活性層４４を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００を形成する。第２活性層４４の所望厚さとしては１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。このようにして得られる多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００は、その端面のうち、支持基板１０の端面と、第１酸化膜１２の端面と、第１活性層２２の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状となっている。なお、減厚に際しては、任意または公知の研削方法や研磨方法を好適に用いることができ、平面研削法や鏡面研磨法が挙げられる。また、周知のスマートカット法（登録商標）等の他の技術を用いてもよい。
以下では、本実施形態により得られる作用効果について説明する。まず、既述のように工程Ａ〜工程Ｄを経て得られるテラスフリーＳＯＩウェーハ３０を用いることで、図５（Ｇ）に示すテラス部３４を有するＳＯＩウェーハ３２を用いる場合に比べて、第１活性層２２における外周ダレが抑制されている。また、第１活性層２２における有効エリアの面積も増大している。そのため、第２工程〜第４工程を経て第１活性層２２の上に第２酸化膜２４，２６を介して積層される第２活性層４４の面内の厚みばらつきを０．４０μｍ以下に抑制することができる。また、第２活性層４４における有効エリアの面積も第１活性層２２における有効エリアの面積の増大に伴って増大させることができる。例えば、支持基板用ウェーハ、第１活性層用ウェーハ、及び第２活性層用ウェーハとして直径２００ｍｍのウェーハを用いると、第１活性層の有効エリアは１９４ｍｍ、第２活性層の有効エリアは１９０ｍｍとなる。
また、本実施形態では、以下の付加的な効果も得られる。まず、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００では、既述のようにその製造過程で生じてしまう未接着領域が除去されている。従って、本実施形態によれば、後の工程でウェーハが欠けたり割れたりすることがない。
さらに、特許文献１に記載の技術では、第１酸化膜や第２酸化膜の形成にあたり、第１活性層用ウェーハや第２活性層用ウェーハに対して酸素イオンを注入しているので、これに起因する結晶欠陥が第１活性層や第２活性層中に形成される。このような結晶欠陥が存在する領域は、デバイス形成領域として用いることができないので、特許文献１に記載の技術では、第１活性層や第２活性層におけるデバイス形成可能な領域が狭くなるという問題がある。これに対して、本実施形態では第１酸化膜や第２酸化膜の形成にあたりイオン注入を行っておらず、イオン注入に起因する結晶欠陥が形成されない。従って、第１活性層や第２活性層におけるデバイス形成可能な領域を従来に比べて広く確保することができる。
（支持基板用ウェーハ、第１活性層用ウェーハ、第２活性層用ウェーハ）
本発明の支持基板用ウェーハ１０、第１活性層用ウェーハ２０、および第２活性層用ウェーハ４０としては、単結晶シリコンウェーハを用いることができる。単結晶シリコンウェーハには、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）により育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスしたものを使用することができる。さらに、これらのウェーハに対して、任意の不純物を添加してｎ型またはｐ型としてもよい。
本発明の支持基板用ウェーハ１０、第１活性層用ウェーハ２０、および第２活性層用ウェーハ４０としては、単結晶シリコンウェーハを用いることができる。単結晶シリコンウェーハには、チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）により育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスしたものを使用することができる。さらに、これらのウェーハに対して、任意の不純物を添加してｎ型またはｐ型としてもよい。
また、支持基板１０、第１活性層２２、および第２活性層４４の少なくとも１つはポリッシュド・ウェーハから作製することが好ましい。ここで、ポリッシュド・ウェーハは、上記の単結晶シリコンウェーハを砥粒で研磨し、化学的方法により表面処理を施すことにより得ることができる。
以上、本発明の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法について、第１及び第２の実施形態を例にして説明したが、本発明の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲内において適宜変更を加えることができる。
具体的には、第３工程の後であって、第４工程の前に行う面取り加工およびエッチング処理は、他の公知または任意の手法によって代替することができ、例えばテラス研磨法を用いて行ってもよい。テラス研磨法を用いる場合、貼合せウェーハを構成する第２活性層用ウェーハを公知の平面研削法により減厚した後に、第２活性層用ウェーハの表面に対して斜めの方向から第２活性層用ウェーハの外周領域を公知の研磨方法により研磨する。このようにして、上記の未接着領域が除去される。
（発明例１）
図１，３に示す手順に従って、発明例１の多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
図１，３に示す手順に従って、発明例１の多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
まず、支持基板用ウェーハ、第１活性層用ウェーハ、および第２活性層用ウェーハとしては、ＣＺ単結晶シリコンインゴットから得たシリコンウェーハから作製したポリッシュド・ウェーハを用意した。これらのウェーハの直径は２００ｍｍ、厚さは７２５μｍとした。
次に、熱酸化法により、支持基板用ウェーハの表面に第１酸化膜を形成した。第１酸化膜の厚さは１μｍとした。次に、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを第１酸化膜を介して重ね合せた後に、接合熱処理を施して、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを貼り合わせて、ウェーハ複合体を形成した。接合熱処理の条件は、酸素雰囲気中で、１１５０℃、２時間とした。次に、ウェーハ複合体の端面に図３の工程Ｃに示す面取り加工を施して、ウェーハ複合体の端面の一部をラウンド状の端面とした。
次に、ウェーハ複合体の端面の一部にアルカリエッチング処理を施した。アルカリエッチングによる取り代は１５μｍとした。次に、ウェーハ複合体の端面の一部に既述のテープ面取り加工を施した。面取り用テープに取り付けられた砥粒の粒径は♯３０００とした。次に、ウェーハ複合体の端面の一部に追加のアルカリエッチング処理を施した。この追加のアルカリエッチング処理におけるエッチングの取り代は３μｍとした。次に、ウェーハ複合体の端面の一部を研磨した。
次に、第１活性層用ウェーハ側からウェーハ複合体を研削および研磨して、図３に示すようなラウンド状の端面を有するテラスフリーＳＯＩウェーハを形成した。第１活性層の厚さは５μｍであった。
次に、熱酸化法により、テラスフリーＳＯＩウェーハの表面のうち第１活性層側の表面に第２酸化膜を形成した。第２酸化膜の厚さは１μｍとした。
次に、テラスフリーＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを第２酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、テラスフリーＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを貼り合せて、貼合せウェーハを形成した。接合熱処理の条件は、酸素雰囲気中で、１１５０℃、２時間とした。
次に、貼合せウェーハの貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を図１に示す面取り加工およびエッチング処理により除去した後に、第２活性層用ウェーハ側から貼合せウェーハを研削および研磨して、厚さ５μｍの第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを形成した。
（発明例２）
第２活性層の厚さを１μｍとした以外は、発明例１と同様の方法で多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
第２活性層の厚さを１μｍとした以外は、発明例１と同様の方法で多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
（比較例１）
次に、図４，５に示す手順に従って、比較例の多層膜ＳＯＩウェーハ３００を作製した。
次に、図４，５に示す手順に従って、比較例の多層膜ＳＯＩウェーハ３００を作製した。
まず、支持基板用ウェーハ、第１活性層用ウェーハ、および第２活性層用ウェーハとしては、発明例と同じウェーハを用意した。
次に、熱酸化法により、支持基板用ウェーハの表面に第１酸化膜を形成した（図５（Ａ），（Ｂ））。第１酸化膜の厚さは１μｍとした。次に、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを第１酸化膜を介して重ね合せた後に、接合熱処理を施して、支持基板用ウェーハと第１活性層用ウェーハとを貼り合わせて、ウェーハ複合体を形成した（図５（Ｃ），（Ｄ））。接合熱処理の条件は、酸素雰囲気中で、１１５０℃、２時間とした。次に、図５（Ｄ）〜（Ｇ）に示すテラス加工並びに研削および研磨を行って、テラス部を有するＳＯＩウェーハを得た。ここで、テラス部の径方向幅は、支持基板の最外周端から径方向内側に１．５ｍｍであった。また、第１活性層の厚さは５μｍであった。
次に、ＳＯＩウェーハの表面のうち第１活性層側の表面に第２酸化膜を形成した（図４（Ａ），（Ｂ））。第２酸化膜の厚さは１μｍとした。次に、ＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを第２酸化膜を介して重ね合わせた後に、接合熱処理を施して、ＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを貼り合せて、貼合せウェーハを形成した（図４（Ｃ），（Ｄ））。接合熱処理の条件は、酸素雰囲気中で、１１５０℃、２時間とした。次に、図４（Ｅ）〜（Ｇ）に示す面取りエッチング並びに研削および研磨して、厚さ５μｍの第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハ３００を得た。
（比較例２）
第２活性層の厚さを１μｍとした以外は、比較例１と同様の方法で多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
第２活性層の厚さを１μｍとした以外は、比較例１と同様の方法で多層膜ＳＯＩウェーハを作製した。
（評価方法）
各発明例１，２および比較例１，２について、第１活性層および第２活性層の面内の厚みばらつきを評価した。ここで「面内の厚みばらつき」とは、第１活性層および第２活性層の各活性層について、活性層の表面の中心点と、活性層の表面の半径をＲとした場合に、上記中心点を中心とする半径Ｒ／２の円周を４等分する４点と、活性層の表面の外周を４等分する４点と、からなる９点における、活性層の厚みのうち最大値と最小値との差を意味する。ここで、各活性層の厚みは、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）を適用した膜厚計測器を用いて測定した。評価結果を表１に示す。また、各発明例１，２および比較例１，２について、第１活性層および第２活性層におけるデバイス形成可能な領域(有効エリア)の大きさを評価した。なお、第１活性層および第２活性層における有効エリアの直径を評価指標に用いた。評価結果を表１に示す。
各発明例１，２および比較例１，２について、第１活性層および第２活性層の面内の厚みばらつきを評価した。ここで「面内の厚みばらつき」とは、第１活性層および第２活性層の各活性層について、活性層の表面の中心点と、活性層の表面の半径をＲとした場合に、上記中心点を中心とする半径Ｒ／２の円周を４等分する４点と、活性層の表面の外周を４等分する４点と、からなる９点における、活性層の厚みのうち最大値と最小値との差を意味する。ここで、各活性層の厚みは、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）を適用した膜厚計測器を用いて測定した。評価結果を表１に示す。また、各発明例１，２および比較例１，２について、第１活性層および第２活性層におけるデバイス形成可能な領域(有効エリア)の大きさを評価した。なお、第１活性層および第２活性層における有効エリアの直径を評価指標に用いた。評価結果を表１に示す。
（評価結果の説明）
発明例１，２では、比較例１，２よりも第１活性層の有効エリアの面積が大きく、第２活性層の有効エリアの面積も増大させることができた。また、発明例１，２では、比較例１，２よりも第１活性層の面内の厚みばらつきを抑制することができたため、第２活性層の面内の厚みばらつきを顕著に抑制することができた。
発明例１，２では、比較例１，２よりも第１活性層の有効エリアの面積が大きく、第２活性層の有効エリアの面積も増大させることができた。また、発明例１，２では、比較例１，２よりも第１活性層の面内の厚みばらつきを抑制することができたため、第２活性層の面内の厚みばらつきを顕著に抑制することができた。
本発明によれば、第２活性層におけるデバイス形成可能な領域の面積が大きく、かつ、第２活性層の面内の厚みばらつきが小さい多層膜ＳＯＩウェーハを得ることができる。
１００，２００ 多層膜ＳＯＩウェーハ
１０ 支持基板用ウェーハ（支持基板）
１２ 第１酸化膜
２０ 第１活性層用ウェーハ
２２ 第１活性層
２２Ａ 第１活性層の表面
２４，２６ 第２酸化膜
３０ テラスフリーＳＯＩウェーハ
３５ テラス部
３６ ウェーハ複合体
４０ 第２活性層用ウェーハ
４０Ａ 第２活性層用ウェーハの表面
４２ 貼合せウェーハ
４４ 第２活性層
１０ 支持基板用ウェーハ（支持基板）
１２ 第１酸化膜
２０ 第１活性層用ウェーハ
２２ 第１活性層
２２Ａ 第１活性層の表面
２４，２６ 第２酸化膜
３０ テラスフリーＳＯＩウェーハ
３５ テラス部
３６ ウェーハ複合体
４０ 第２活性層用ウェーハ
４０Ａ 第２活性層用ウェーハの表面
４２ 貼合せウェーハ
４４ 第２活性層
Claims (10)
- 支持基板の上に、第１酸化膜、第１活性層、第２酸化膜、および第２活性層が積層された多層膜ＳＯＩウェーハであって、
前記多層膜ＳＯＩウェーハの端面のうち、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状であることを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハ。 - 前記第１活性層の外周領域上方において前記第２活性層が存在しないテラス部を有する、請求項１に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。
- 前記第２活性層の面内の厚みばらつきが０．４０μｍ以下である、請求項１または２に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。
- 支持基板の上に第１酸化膜と第１活性層とが積層され、かつ前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層の端面とから構成される端面が、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状であるＳＯＩウェーハを形成する第１工程と、
前記第１活性層の表面もしくは第２活性層用ウェーハの表面に、または、前記第１活性層の表面および第２活性層用ウェーハの表面に第２酸化膜を形成する第２工程と、
前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを前記第２酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを貼り合せて、貼合せウェーハを形成する第３工程と、
前記第２活性層用ウェーハ側から前記貼合せウェーハを減厚して、第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る第４工程と、
を有することを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。 - 前記第４工程における前記減厚の前に、前記第３工程によって前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとの貼合せ面の外周より外側に生じた未接着領域を除去するように、前記第２活性層用ウェーハの外周領域に面取り加工およびエッチング処理を施して、前記第１活性層の外周領域上方において前記第２活性層用ウェーハが存在しないテラス部を形成する工程をさらに有する、請求項４に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
- 前記第１工程は、
前記支持基板となる支持基板用ウェーハの表面もしくは一部が前記第１活性層となる第１活性層用ウェーハの表面、または、前記支持基板用ウェーハの表面および前記第１活性層用ウェーハの表面に前記第１酸化膜を形成する工程Ａと、
前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを前記第１酸化膜を介して重ね合せて、接合熱処理を施すことにより、前記支持基板用ウェーハと前記第１活性層用ウェーハとを貼り合わせて、ウェーハ複合体を形成する工程Ｂと、
前記ウェーハ複合体の端面に面取り加工を施して、前記支持基板の端面と、前記第１酸化膜の端面と、前記第１活性層用ウェーハのうち前記第１活性層となる部分の端面とから構成される、前記ウェーハ複合体の端面の一部を、ウェーハ厚み方向断面において連続したラウンド状にする工程Ｃと、
前記工程Ｃの後に、前記第１活性層用ウェーハ側から前記ウェーハ複合体を減厚して、前記第１活性層を有する前記ＳＯＩウェーハを形成する工程Ｄと、
を有する、請求項４または５に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。 - 前記工程Ｃの後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部にアルカリエッチング処理を施して、前記工程Ｃにおける前記面取り加工によって生じた加工歪みを除去する工程をさらに有する、請求項６に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
- 前記加工歪みを除去する工程の後であって、前記工程Ｄの前に、砥粒が取り付けられた面取り用テープを前記ウェーハ複合体の前記端面の一部に押し当てて、前記ウェーハ複合体の前記端面に沿って摺動させることにより、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部を研削するテープ面取り加工を施す工程をさらに有する、請求項７に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
- 前記テープ面取り加工を施す工程の後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部に追加のアルカリエッチング処理を施す工程をさらに有する、請求項８に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
- 前記追加のアルカリエッチング処理を施す工程の後であって、前記工程Ｄの前に、前記ウェーハ複合体の前記端面の一部を研磨する工程をさらに有する、請求項９に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
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