JP4398934B2 - Soiウエーハの製造方法 - Google Patents
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Description
具体的には、例えば、鏡面研磨された2枚のシリコンウエーハを用意し、少なくとも一方のウエーハに酸化膜を形成させる。そして、これらのウエーハを接合させた後、200〜1200℃の温度で熱処理して結合強度を高める。その後、素子作製側ウエーハ(ボンドウエーハ)を研削及び研磨等して所望の厚さまで薄膜化することにより、SOI(Silicon On Insulator)層が形成された貼り合わせSOIウエーハを製造することができる。
このような貼り合わせウエーハをデバイス工程に投入すると、残留する未結合部分がデバイス工程で剥離し、パーティクルを発生させ、デバイス歩留りを低下させてしまう。
ここで、図1は本発明の貼り合わせウエーハの製造方法の一例を説明する概略図である。
次に、用意されたシリコン単結晶ウエーハのうち、ボンドウエーハ2に熱処理を施し、ボンドウエーハ表面に酸化膜4を形成する(図1(b))。
この場合、所定厚さtとしては例えば20〜150ミクロンとすることができる。
このようなエッチングにより、テラス部7を形成する。
尚、工程(d)において、両ウエーハの密着に供される面をプラズマ処理することにより密着強度を高めれば、密着後の熱処理を行うことなく封入層24で機械的に剥離することも可能である。
なお、上記方法では、ベースウエーハに酸化膜を形成してからボンドウエーハに密着させたが、ボンドウエーハに酸化膜を形成して密着させてもよいし、ベースウエーハとボンドウエーハの両者に酸化膜を形成することもできる。
(実施例1)
まず、直径200mm、導電型p型、抵抗率4〜6Ω・cm の鏡面研磨されたCZウエーハを用意し、それぞれベースウエーハとボンドウエーハとした。そして、これらのウエーハを図1の(a)〜(c)の工程にしたがい密着させ、1150℃、酸素雰囲気下で3時間の結合熱処理を行って、図1(d)のような貼り合わせウエーハ1を作製した。
次に、エッチングにより、ボンドウエーハ2の外周部の未結合部を除去した。このエッチングのエッチング液としてはNaOHを用い、ウエーハ全体をNaOHに浸漬してエッチングを行った。エッチング代は90μmとし、図1(f)に示すようなウエーハを得た。
この時の貼り合わせウエーハ表面のテラス部の酸化膜の構成を、図3に示す。領域aの酸化膜は、ボンドウエーハ2の酸化膜(埋め込み酸化膜)4のみからなる。領域bは、この埋め込み酸化膜4に加えて、ボンドウエーハとベースウエーハの結合熱処理時に生じた酸化膜(結合酸化膜)5が存在し、全体として領域aより厚い酸化膜を形成している。領域cの酸化膜は、結合酸化膜5のみからなる。
まず、直径200mm、導電型p型、抵抗率4〜6Ω・cm の鏡面研磨されたCZウエーハを用意し、それぞれベースウエーハとボンドウエーハとした。これらのウエーハを図5に示したように、ベースウエーハには5μmの酸化膜を形成し、スマートカット法(登録商標)によりボンドウエーハのSi層をベースウェーハに転写してSOIウエーハを得た。その後、安定化熱処理を行った。
まず、直径200mm、導電型p型、抵抗率4〜6Ω・cm の鏡面研磨されたCZウエーハを用意し、それぞれベースウエーハとボンドウエーハとした。これらのウエーハを図5に示したように、ベースウエーハには400nmの酸化膜を形成し、スマートカット法(登録商標)によりボンドウエーハのSi層をベースウェーハに転写してSOIウエーハを得た。その後、安定化熱処理を行った。
その後、Siエピ成長を行い、最終SOI層厚が1000nmであるSOIウェーハを得た。
4…酸化膜(埋め込み酸化膜)、 5…酸化膜(結合酸化膜)、 6…SOI層、
7…テラス部、 8…ノズル、 9…エッチング液、 10…ウエーハ保持手段、
11…エッチング液回収カップ、 12…流体、 21…ベースウエーハ、
22…ボンドウエーハ、 23…酸化膜(埋め込み酸化膜)、
24…微小気泡層(封入層)、 25…剥離ウエーハ、
26…SOIウエーハ、 27…SOI層、 30…テラス部、 31…酸化膜。
Claims (12)
- 少なくともベースウエーハとボンドウエーハとを貼り合わせて酸化膜を有する貼り合わせウエーハを作製し、前記貼り合わせウエーハの外周部のテラス部の前記酸化膜をエッチングし、前記貼り合わせウエーハから、前記テラス部に前記酸化膜がなく、裏面に前記酸化膜が残されたSOIウエーハを製造する工程と、前記SOIウエーハを製造する工程の後に、前記SOIウエーハのSOI層表面に、SiまたはSiGeのエピタキシャル層を形成する工程とを有するSOIウエーハを製造する方法であって、前記テラス部の前記酸化膜のエッチングを、前記貼り合わせウエーハを保持して回転させながら、スピンエッチングにより行うことを特徴とするSOIウエーハの製造方法。
- 前記貼り合わせウエーハの製造を、少なくとも、前記ベースウエーハとボンドウエーハとを密着させ、これに酸化性雰囲気下で熱処理を加えて結合させた後、前記ボンドウエーハの外周部を所定厚さまで研削して除去し、その後エッチングにより該ボンドウエーハ外周部の未結合部を除去し、しかる後に前記ボンドウエーハを所望厚さまで薄膜化することで行い、前記未結合部のエッチング後またはボンドウエーハの薄膜化後に、前記テラス部の前記酸化膜の前記エッチングを行うことを特徴とする請求項1に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記貼り合わせウエーハの製造を、少なくとも、前記ボンドウエーハにイオンを注入して、該ボンドウエーハとベースウエーハとを密着させた後、イオン注入層で前記ボンドウエーハを剥離して薄膜化することで行うことを特徴とする請求項1に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記スピンエッチングのエッチング液として、HF水溶液を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記HF水溶液として、HF50%水溶液を用いることを特徴とする請求項4に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記スピンエッチングを、前記テラス部に直接エッチング液を供給して行うことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記スピンエッチングを、前記貼り合わせウエーハの中央部に該中央部をエッチング液から保護する流体を供給しながら行うことを特徴とする請求項6に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記流体として、水、空気、窒素ガス、不活性ガスのいずれかを用いることを特徴とする請求項7に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記貼り合わせる前のベースウエーハとボンドウエーハは、少なくとも一方に酸化膜が形成されたシリコン単結晶ウエーハであることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記スピンエッチングを行う前に、前記ボンドウエーハを薄膜化して、該ボンドウエーハの表面に酸化膜を形成しておくことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記スピンエッチングを行った後に、前記テラス部にオゾン水を供給することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
- 前記SOIウエーハのSOI層の厚さを0.5μm以下とすることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のSOIウエーハの製造方法。
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