JP6607207B2 - Manufacturing method of bonded SOI wafer - Google Patents

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Description

本発明は、イオン注入剥離法により貼り合わせSOI(Silicon On Insulator)ウェーハを製造する方法に関し、特に、剥離熱処理を行って剥離されたボンドウェーハを再生研磨して、新たにボンドウェーハとして再利用して他の貼り合わせSOIウェーハを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a bonded SOI (Silicon On Insulator) wafer by an ion implantation delamination method, and in particular, recycles a bond wafer that has been delaminated by a delamination heat treatment and reuses it as a bond wafer. The present invention relates to a method for manufacturing another bonded SOI wafer.

埋め込み酸化膜(絶縁膜)の厚い貼り合わせSOIウェーハをイオン注入剥離法で作製する場合には、剥離できる膜厚がイオン注入機の加速電圧により制限されるため、イオン注入するボンドウェーハには酸化膜を形成せずにベースウェーハにのみ酸化膜を形成して、これらを貼り合わせる方法が用いられる。   When a bonded SOI wafer having a thick buried oxide film (insulating film) is manufactured by an ion implantation separation method, the peelable film thickness is limited by the acceleration voltage of the ion implanter. A method is used in which an oxide film is formed only on a base wafer without forming a film, and these are bonded together.

ボンドウェーハ側にも薄い酸化膜を形成し、酸化膜同士を貼り合わせることで厚い埋め込み酸化膜を形成することもできるが、その場合、十分な結合強度を得るためには、シリコンと酸化膜の結合に比べて高温の結合熱処理が必要とされるため、スリップ転位が発生しやすくなる等の問題がある。   A thin buried oxide film can also be formed on the bond wafer side, and a thick buried oxide film can be formed by bonding the oxide films together. In that case, in order to obtain sufficient bonding strength, Since a high-temperature bonding heat treatment is required as compared with bonding, there is a problem that slip dislocation is likely to occur.

また、イオン注入剥離法を用いて貼り合わせSOIウェーハを作製する際、剥離されたボンドウェーハ(剥離ウェーハ)を再生研磨して、新たに貼り合わせSOIウェーハを製造する際のボンドウェーハとして再利用することが行われている。副生された剥離ウェーハの再生研磨を行う際には、特許文献1に記載されているように、剥離ウェーハの裏面にのみ酸化膜が形成された状態で両面研磨を行えば、両面研磨による高い平坦性を保ちつつ、研磨の取り代(研磨代)を低減できるため、剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができることが知られている。   Further, when a bonded SOI wafer is manufactured by using the ion implantation peeling method, the peeled bond wafer (peeled wafer) is re-polished and reused as a bond wafer for newly manufacturing a bonded SOI wafer. Things have been done. When reclaiming the by-product release wafer, as described in Patent Document 1, if double-side polishing is performed with an oxide film formed only on the back surface of the release wafer, the double-side polishing is high. It is known that the removal allowance (polishing allowance) of polishing can be reduced while maintaining flatness, so that the number of times of reuse of the peeled wafer can be increased.

しかしながら、ボンドウェーハに酸化膜を形成せずにベースウェーハと貼り合わせて剥離熱処理が行われると、剥離熱処理は、通常、500℃程度の低温で非酸化性雰囲気下(例えばArガスやNガス雰囲気下)で行われることが一般的であるため、剥離ウェーハの裏面には酸化膜が形成されない。従って、この剥離ウェーハにそのまま両面研磨を行うと、通常の両面研磨と同様に、剥離面と裏面が同等の取り代で研磨されてしまい、研磨代を低減でき、再生使用回数を増やすことができるという前述の利点が得られないという問題があった。 However, when a peeling heat treatment is performed by bonding to a base wafer without forming an oxide film on the bond wafer, the peeling heat treatment is usually performed at a low temperature of about 500 ° C. in a non-oxidizing atmosphere (for example, Ar gas or N 2 gas). Therefore, an oxide film is not formed on the back surface of the peeled wafer. Therefore, if double-sided polishing is performed on the peeled wafer as it is, the peeled surface and the back surface are polished with the same machining allowance as in the case of normal double-sided polishing. There is a problem that the above-mentioned advantage cannot be obtained.

特開2013−089720号公報JP 2013-089720 A

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ボンドウェーハに絶縁膜を形成せずにベースウェーハとの貼り合わせを行った場合であっても、両面研磨機での剥離ウェーハの再生研磨時の研磨代を低減し、剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができる貼り合わせSOIウェーハの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and even when the bonding wafer is bonded to the base wafer without forming an insulating film on the bond wafer, the separation wafer of the double-side polishing machine is used. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a bonded SOI wafer that can reduce the polishing allowance at the time of regenerative polishing and increase the number of times of recycle use of a separation wafer.

上記課題を達成するために、本発明では、シリコン単結晶からなるボンドウェーハの表面から水素及び希ガスのうち少なくとも1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し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面と、シリコン単結晶からなるベースウェーハの表面とを絶縁膜を介して貼り合わせた後、剥離熱処理を行って前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離することにより貼り合わせSOIウェーハを作製する方法において、前記絶縁膜を前記ベースウェーハにのみ形成し、前記ベースウェーハの絶縁膜を形成した表面と前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とを貼り合わせた状態で酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で前記剥離熱処理を行うことにより、前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離して前記貼り合わせSOIウェーハを作製すると同時に、剥離面とは反対の裏面に酸化膜が形成された剥離ウェーハを作製し、前記剥離面には酸化膜が形成されておらず、かつ前記裏面には酸化膜が形成されている前記剥離ウェーハを両面研磨機で研磨することによって前記剥離ウェーハの前記剥離面の再生研磨を行い、前記再生研磨を行った剥離ウェーハを新たなボンドウェーハとして使用して新たな貼り合わせSOIウェーハを作製する貼り合わせSOIウェーハの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, an ion implantation layer is formed by ion implantation of at least one gas ion of hydrogen and a rare gas from the surface of a bond wafer made of a silicon single crystal, After bonding the ion-implanted surface and the surface of the base wafer made of silicon single crystal through an insulating film, a bonding heat treatment is performed to peel the bond wafer from the ion-implanted layer, thereby bonding the bonded SOI wafer. In the manufacturing method, the insulating film is formed only on the base wafer, and the surface of the base wafer on which the insulating film is formed is bonded to the ion-implanted surface of the bond wafer in an oxidizing atmosphere. The bond wafer is peeled off by the ion implantation layer by performing the peeling heat treatment by a method including At the same time as manufacturing the bonded SOI wafer, a peeled wafer having an oxide film formed on the back surface opposite to the peeled surface is formed, and no oxide film is formed on the peeled surface, and on the back surface The release wafer on which the oxide film is formed is polished by a double-side polishing machine to regenerate the release surface of the release wafer, and the release wafer that has been subjected to the regeneration polishing is used as a new bond wafer. Provided is a method for manufacturing a bonded SOI wafer for producing a bonded SOI wafer.

このような方法であれば、ボンドウェーハに絶縁膜を形成せずにベースウェーハとの貼り合わせを行った場合であっても、両面研磨機での剥離ウェーハの再生研磨時の研磨代を低減し、剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができる貼り合わせSOIウェーハの製造方法となる。   With such a method, even when the bonding wafer is bonded to the base wafer without forming an insulating film on the bond wafer, the polishing allowance when reclaiming the peeled wafer with a double-side polishing machine is reduced. This is a method for manufacturing a bonded SOI wafer that can increase the number of times the peeled wafer is reused.

また、前記酸化性雰囲気下での熱処理により、前記剥離ウェーハの裏面に膜厚20nm以上の酸化膜を形成することが好ましい。   Moreover, it is preferable to form an oxide film having a thickness of 20 nm or more on the back surface of the peeled wafer by heat treatment in the oxidizing atmosphere.

このような膜厚の酸化膜を形成することで、再生研磨における剥離ウェーハの裏面側の研磨の取り代をより効果的に低減することができる。   By forming the oxide film having such a thickness, it is possible to more effectively reduce the polishing allowance on the back surface side of the peeled wafer in the regenerative polishing.

また、前記酸化性雰囲気下での熱処理を、800〜900℃で20〜40分間ウェット酸化することで行うことが好ましい。   Moreover, it is preferable to perform the heat treatment in the oxidizing atmosphere by wet oxidation at 800 to 900 ° C. for 20 to 40 minutes.

このような方法であれば、剥離熱処理において、剥離ウェーハの裏面に容易に膜厚20nm以上の酸化膜を形成することができる。また、一旦剥離した面が再付着したうえに結合強度が高まり、剥離が困難になる恐れがない。   With such a method, an oxide film having a thickness of 20 nm or more can be easily formed on the back surface of the peeled wafer in the peeling heat treatment. Further, the once peeled surface is reattached and the bond strength is increased, so that there is no possibility that the peeling becomes difficult.

また、前記剥離ウェーハの再生研磨を、前記剥離ウェーハの前記裏面の酸化膜以外の酸化膜を除去した後で行うことが好ましい。   Further, it is preferable that the reclaim polishing of the peeled wafer is performed after removing an oxide film other than the oxide film on the back surface of the peeled wafer.

剥離ウェーハの剥離面や周辺段差部の表面部分に薄い酸化膜が形成された場合には、このように再生研磨の前に裏面の酸化膜以外の酸化膜を除去することで、より効率良く再生研磨を行うことができる。   When a thin oxide film is formed on the peeled surface of the peeled wafer or on the surface of the peripheral stepped portion, the oxide film other than the oxide film on the back surface is removed in this way before reclaiming and polishing is performed more efficiently. Polishing can be performed.

以上のように、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法であれば、ベース酸化品(即ち、SOI層及び剥離ウェーハとなるボンドウェーハには絶縁膜を形成しない製品)であっても、酸化性雰囲気下での熱処理を含む剥離熱処理によって剥離ウェーハの裏面に酸化膜を形成することで、再生研磨時の剥離ウェーハの裏面の研磨代を大幅に低減することができる。このように、剥離ウェーハの裏面に研磨されにくい酸化膜を形成することで、両面研磨機を使用して実質的に剥離面のみを片面研磨することが可能であるため、両面研磨による高い平坦性を保ちつつ、研磨代を低減して剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができる。また、このような方法であれば、剥離ウェーハの裏面に酸化膜を形成する工程を別途設ける必要がないため、工程を増やすことなく、簡便な方法で、再生研磨時の剥離ウェーハの裏面の研磨代を低減することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a bonded SOI wafer of the present invention, even a base oxide product (that is, a product in which an insulating film is not formed on an SOI layer and a bond wafer to be a release wafer) is oxidized. By forming the oxide film on the back surface of the peeled wafer by the peel heat treatment including the heat treatment in the atmosphere, the polishing allowance on the back surface of the peeled wafer at the time of regenerative polishing can be greatly reduced. In this way, by forming an oxide film that is difficult to be polished on the back surface of the peeled wafer, it is possible to substantially polish only the peeled surface using a double-side polishing machine, so high flatness by double-side polishing It is possible to reduce the polishing allowance and to increase the number of times of reuse of the peeled wafer while maintaining the above. In addition, with such a method, there is no need to separately provide a process for forming an oxide film on the back surface of the peeled wafer, so that the back surface of the peeled wafer can be polished by a simple method without increasing the number of steps. The bill can be reduced.

本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法の一例のフローを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the flow of an example of the manufacturing method of the bonding SOI wafer of this invention. 剥離熱処理を酸化性雰囲気下での熱処理だけの1ステップで行う場合の熱処理条件の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat processing conditions in the case of performing peeling heat processing by 1 step only of the heat processing in an oxidizing atmosphere. 剥離熱処理を非酸化性雰囲気下での熱処理と酸化性雰囲気下での熱処理の2ステップで行う場合の熱処理条件の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat processing conditions in the case of performing peeling heat processing in 2 steps, the heat processing in non-oxidizing atmosphere, and the heat processing in oxidizing atmosphere.

上述のように、埋め込み酸化膜の厚い貼り合わせSOIウェーハを作製するために、ボンドウェーハには絶縁膜を形成せずにベースウェーハにのみ酸化膜を形成して、これらを貼り合わせた後、通常の非酸化性雰囲気下での剥離熱処理を行った場合には、剥離ウェーハの裏面に酸化膜が形成されないため、副生された剥離ウェーハを特許文献1に記載されているような方法で再生研磨しても、剥離面だけでなく裏面も同時に研磨されてしまい、再生研磨時の研磨代を低減し、再生使用回数を増やすことができるという特許文献1の効果を享受できないという問題があった。   As described above, in order to fabricate a thick bonded SOI wafer with a buried oxide film, an oxide film is formed only on a base wafer without forming an insulating film on a bond wafer, and after these are bonded, When the exfoliation heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere, an oxide film is not formed on the back surface of the exfoliated wafer, so that the by-produced exfoliated wafer is regenerated and polished by the method described in Patent Document 1. However, not only the peeled surface but also the back surface is polished at the same time, and there is a problem that the effect of Patent Document 1 that the polishing allowance at the time of regenerating polishing can be reduced and the number of times of reusing can be increased cannot be enjoyed.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ボンドウェーハに絶縁膜を形成せずにベースウェーハとの貼り合わせを行った場合であっても、酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で剥離熱処理を行うことで、剥離ウェーハの裏面に酸化膜を形成することができ、これにより、両面研磨機での剥離ウェーハの再生研磨時の研磨代を低減し、剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors include a heat treatment in an oxidizing atmosphere even when the bond wafer is bonded to the base wafer without forming an insulating film. By performing the exfoliation heat treatment with this method, an oxide film can be formed on the back surface of the exfoliated wafer, thereby reducing the polishing allowance when reclaiming the exfoliated wafer with a double-sided polishing machine, and the number of times the exfoliated wafer is reused. The present invention has been completed.

即ち、本発明は、シリコン単結晶からなるボンドウェーハの表面から水素及び希ガスのうち少なくとも1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し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面と、シリコン単結晶からなるベースウェーハの表面とを絶縁膜を介して貼り合わせた後、剥離熱処理を行って前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離することにより貼り合わせSOIウェーハを作製する方法において、前記絶縁膜を前記ベースウェーハにのみ形成し、前記ベースウェーハの絶縁膜を形成した表面と前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とを貼り合わせた状態で酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で前記剥離熱処理を行うことにより、前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離して前記貼り合わせSOIウェーハを作製すると同時に、剥離面とは反対の裏面に酸化膜が形成された剥離ウェーハを作製し、前記剥離面には酸化膜が形成されておらず、かつ前記裏面には酸化膜が形成されている前記剥離ウェーハを両面研磨機で研磨することによって前記剥離ウェーハの前記剥離面の再生研磨を行い、前記再生研磨を行った剥離ウェーハを新たなボンドウェーハとして使用して新たな貼り合わせSOIウェーハを作製する貼り合わせSOIウェーハの製造方法である。   That is, the present invention forms an ion implantation layer by ion-implanting at least one gas ion of hydrogen and a rare gas from the surface of a bond wafer made of a silicon single crystal, and the ion-implanted surface of the bond wafer; In the method of manufacturing a bonded SOI wafer by bonding a surface of a base wafer made of a silicon single crystal through an insulating film and then performing a peeling heat treatment to peel the bond wafer with the ion implantation layer. An insulating film is formed only on the base wafer, and the peeling is performed by a method including a heat treatment in an oxidizing atmosphere in a state where the surface of the base wafer on which the insulating film is formed and the ion-implanted surface of the bond wafer are bonded together By performing a heat treatment, the bond wafer is peeled off by the ion implantation layer and the bonded SO At the same time as producing the wafer, a peeled wafer is produced in which an oxide film is formed on the back surface opposite to the peeled surface, no oxide film is formed on the peeled surface, and an oxide film is formed on the back surface. The peeled wafer is polished with a double-side polishing machine to regenerate the peeled surface of the peeled wafer, and the peeled wafer subjected to the reclaimed polishing is used as a new bond wafer to form a new bonded SOI wafer. Is a manufacturing method of a bonded SOI wafer for manufacturing

なお、特開2007−149723号公報には、剥離開始から剥離終了までの熱処理を、酸化性雰囲気下で行うことが記載されている。しかしながら、その目的は、剥離時に生じたパーティクルを除去することであり、その具体的な実施例としては、ボンドウェーハに埋め込み酸化膜を形成する場合(ボンド酸化)のみしか開示されていない。また、特開2007−149723号公報には、剥離後のボンドウェーハを再生研磨し、ボンドウェーハとして再利用することも記載されていない。   JP-A 2007-149723 describes that heat treatment from the start of peeling to the end of peeling is performed in an oxidizing atmosphere. However, the purpose is to remove particles generated at the time of peeling, and as a specific example, only a case where a buried oxide film is formed on a bond wafer (bond oxidation) is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-149723 does not describe that the bond wafer after peeling is re-polished and reused as a bond wafer.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、本明細書において、特に説明がない場合、「酸化膜」は「自然酸化膜」ではなく、「熱酸化膜」を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto. In the present specification, unless otherwise specified, “oxide film” means “thermal oxide film”, not “natural oxide film”.

図1は、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法の一例のフローを示す概略断面図である。図1の製造方法では、まず、シリコン単結晶からなるボンドウェーハ1を用意し、ボンドウェーハ1の表面から水素及び希ガスのうち少なくとも1種類のガスイオンをイオン注入して、ボンドウェーハ内部にイオン注入層2を形成する(図1の(a)工程)。一方で、シリコン単結晶からなるベースウェーハ3を用意し、ベースウェーハ3に絶縁膜4を形成する(図1の(b)工程)。次に、ベースウェーハ3の絶縁膜4を形成した表面とボンドウェーハ1のイオン注入した表面とを貼り合わせる(図1の(c)工程)。次に、このようにして貼り合わせたウェーハに対して、酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で剥離熱処理を行うことにより、イオン注入層2でボンドウェーハ1を剥離して貼り合わせSOIウェーハ5を作製すると同時に、剥離面とは反対の裏面に酸化膜(裏面の酸化膜6a)が形成された剥離ウェーハ7を作製する。なお、このとき、裏面の酸化膜6aの形成と同時に裏面以外の酸化膜6bも形成される場合がある(図1の(d)工程)。次に、剥離ウェーハ7の裏面の酸化膜6a以外の酸化膜(裏面以外の酸化膜6b)を除去する(図1の(e)工程)。次に、剥離面には酸化膜が形成されておらず、かつ裏面には酸化膜(裏面の酸化膜6a)が形成されている剥離ウェーハ7を両面研磨機で研磨することによって剥離ウェーハ7の剥離面の再生研磨を行う(図1の(f)工程)。そして、このようにして再生研磨を行った剥離ウェーハ8を新たなボンドウェーハとして使用して新たな貼り合わせSOIウェーハを作製する(図1の(g)工程)。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing a flow of an example of a method for producing a bonded SOI wafer according to the present invention. In the manufacturing method of FIG. 1, first, a bond wafer 1 made of a silicon single crystal is prepared, and at least one kind of gas ions of hydrogen and rare gas is ion-implanted from the surface of the bond wafer 1 to ionize the bond wafer. The injection layer 2 is formed (step (a) in FIG. 1). On the other hand, a base wafer 3 made of silicon single crystal is prepared, and an insulating film 4 is formed on the base wafer 3 (step (b) in FIG. 1). Next, the surface of the base wafer 3 on which the insulating film 4 is formed and the ion-implanted surface of the bond wafer 1 are bonded together (step (c) in FIG. 1). Next, the bonded wafer 1 is peeled off by the ion implantation layer 2 and bonded to the bonded SOI wafer 5 by subjecting the bonded wafers to peeling heat treatment by a method including heat treatment in an oxidizing atmosphere. At the same time, a peeled wafer 7 is produced, in which an oxide film (back surface oxide film 6a) is formed on the back surface opposite to the peeled surface. At this time, the oxide film 6b other than the back surface may be formed simultaneously with the formation of the back surface oxide film 6a (step (d) in FIG. 1). Next, an oxide film other than the oxide film 6a on the back surface of the release wafer 7 (an oxide film 6b other than the back surface) is removed (step (e) in FIG. 1). Next, the peeling wafer 7 in which the oxide film is not formed on the peeling surface and the oxide film (the oxide film 6a on the back surface) is formed on the back surface is polished by a double-side polishing machine. The peeled surface is regenerated (step (f) in FIG. 1). Then, a new bonded SOI wafer is manufactured by using the peeled wafer 8 that has been regenerated and polished as a new bond wafer (step (g) in FIG. 1).

以下、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法の各工程について、更に詳しく説明する。   Hereinafter, each process of the manufacturing method of the bonding SOI wafer of this invention is demonstrated in more detail.

[ボンドウェーハの準備]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、まず、シリコン単結晶からなるボンドウェーハを用意し、ボンドウェーハの表面から水素及び希ガスのうち少なくとも1種類のガスイオンをイオン注入して、ボンドウェーハ内部にイオン注入層を形成する。なお、イオン注入は、公知の方法で行うことができる。また、本発明では、ベースウェーハにのみ絶縁膜を形成し、ボンドウェーハには絶縁膜を形成しない。
[Preparation of bond wafer]
In the method for manufacturing a bonded SOI wafer according to the present invention, first, a bond wafer made of a silicon single crystal is prepared, and at least one gas ion of hydrogen and a rare gas is ion-implanted from the surface of the bond wafer. An ion implantation layer is formed inside. The ion implantation can be performed by a known method. In the present invention, the insulating film is formed only on the base wafer, and the insulating film is not formed on the bond wafer.

[ベースウェーハの準備]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、一方で、シリコン単結晶からなるベースウェーハを用意し、ベースウェーハに絶縁膜を形成する。絶縁膜としては、例えば、熱酸化膜を挙げることができる。なお、絶縁膜は、少なくともボンドウェーハとの貼り合わせ面に形成されていればよい。つまり、絶縁膜は、ボンドウェーハとの貼り合わせ面のみに形成されていてもよく、ベースウェーハの全面に形成されていてもよい。また、絶縁膜の形成は、公知の方法で行うことができる。
[Preparation of base wafer]
In the bonded SOI wafer manufacturing method of the present invention, on the other hand, a base wafer made of silicon single crystal is prepared, and an insulating film is formed on the base wafer. An example of the insulating film is a thermal oxide film. Note that the insulating film only needs to be formed on at least the bonding surface with the bond wafer. That is, the insulating film may be formed only on the bonding surface with the bond wafer, or may be formed on the entire surface of the base wafer. The insulating film can be formed by a known method.

[ウェーハの貼り合わせ]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、次に、上記のようにして準備したベースウェーハの絶縁膜を形成した表面と上記のようにして準備したボンドウェーハのイオン注入した表面とを貼り合わせる。なお、ウェーハの貼り合わせは、公知の方法で行うことができる。
[Wafer bonding]
In the bonded SOI wafer manufacturing method of the present invention, next, the surface of the base wafer prepared as described above on which the insulating film is formed is bonded to the ion-implanted surface of the bond wafer prepared as described above. . Note that wafer bonding can be performed by a known method.

[剥離熱処理]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、次に、上記のようにして貼り合わせたウェーハに対して、剥離熱処理を行ってイオン注入層でボンドウェーハを剥離することにより、貼り合わせSOIウェーハを作製する。このとき、剥離熱処理は、ベースウェーハの絶縁膜を形成した表面とボンドウェーハのイオン注入した表面とを貼り合わせた状態で、酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で行う。これにより、イオン注入層でボンドウェーハを剥離して貼り合わせSOIウェーハを作製すると同時に、剥離面とは反対の裏面に酸化性雰囲気下での熱処理により酸化膜(熱酸化膜)が形成された剥離ウェーハを作製する。
[Peeling heat treatment]
In the bonded SOI wafer manufacturing method of the present invention, the bonded SOI wafer is then peeled off with an ion implantation layer by performing a peeling heat treatment on the wafer bonded as described above. Make it. At this time, the separation heat treatment is performed by a method including heat treatment in an oxidizing atmosphere in a state where the surface of the base wafer on which the insulating film is formed and the surface of the bond wafer on which ions are implanted are bonded together. As a result, the bonded wafer is peeled off by the ion implantation layer to produce a bonded SOI wafer, and at the same time, the peeling is performed by forming an oxide film (thermal oxide film) on the back surface opposite to the peeling surface by heat treatment in an oxidizing atmosphere. A wafer is produced.

酸化性雰囲気下での熱処理により剥離ウェーハの裏面にわずかでも熱酸化膜が形成されれば、両面研磨を行った際に、剥離面の研磨速度に対する裏面の研磨速度が低下するので、剥離ウェーハの裏面側の研磨の取り代を低減する効果が得られる。   If even a slight thermal oxide film is formed on the back side of the release wafer by heat treatment in an oxidizing atmosphere, the polishing rate of the back side with respect to the release rate of the release surface decreases when performing double-side polishing. An effect of reducing the machining allowance on the back side can be obtained.

酸化性雰囲気下での熱処理により剥離ウェーハの裏面に形成する酸化膜の膜厚は、20nm以上とすることが好ましい。このような膜厚とすることで、再生研磨における剥離ウェーハの裏面側の研磨の取り代をより効果的に低減することができる。また、剥離ウェーハの裏面に形成する酸化膜の膜厚は、特に限定されないが、例えば、200nm以下とすることが好ましい。   The thickness of the oxide film formed on the back surface of the peeled wafer by heat treatment in an oxidizing atmosphere is preferably 20 nm or more. By setting it as such a film thickness, the removal allowance of the grinding | polishing of the back surface side of the peeling wafer in reproduction | regeneration grinding | polishing can be reduced more effectively. Further, the thickness of the oxide film formed on the back surface of the peeled wafer is not particularly limited, but is preferably 200 nm or less, for example.

酸化性雰囲気下での熱処理は、500℃、30分程度の通常の剥離熱処理の非酸化性雰囲気を単に酸化性雰囲気に変更するだけでなく、800℃で20分間以上ウェット酸化することで行うことが好ましく、800〜900℃で20〜40分間ウェット酸化することで行うことがより好ましい。このような方法であれば、剥離熱処理において、剥離ウェーハの裏面に容易に膜厚20nm以上の酸化膜を形成することができる。また、熱処理温度が900℃以下であれば、一旦剥離した面が再付着したうえに結合強度が高まり、剥離が困難になる恐れがない。   The heat treatment in an oxidizing atmosphere is performed not only by simply changing the non-oxidizing atmosphere of the normal peeling heat treatment at 500 ° C. for about 30 minutes to an oxidizing atmosphere but also by wet oxidation at 800 ° C. for 20 minutes or more. It is more preferable to carry out wet oxidation at 800 to 900 ° C. for 20 to 40 minutes. With such a method, an oxide film having a thickness of 20 nm or more can be easily formed on the back surface of the peeled wafer in the peeling heat treatment. Further, if the heat treatment temperature is 900 ° C. or lower, the peeled surface is reattached and the bond strength is increased, so that there is no fear that peeling becomes difficult.

本発明における剥離熱処理は、酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で行えばよい。つまり、剥離熱処理としては、剥離と酸化膜形成を兼ねた酸化性雰囲気下での熱処理だけを行ってもよいし、剥離のための非酸化性雰囲気下での通常の熱処理と酸化膜形成のための酸化性雰囲気下での熱処理を組み合わせて行ってもよい。   The peeling heat treatment in the present invention may be performed by a method including heat treatment in an oxidizing atmosphere. In other words, as the heat treatment for peeling, only the heat treatment in an oxidizing atmosphere for both peeling and oxide film formation may be performed, or for the normal heat treatment and oxide film formation in a non-oxidizing atmosphere for peeling. The heat treatment in an oxidizing atmosphere may be combined.

剥離熱処理を酸化性雰囲気下での熱処理だけの1ステップで行う場合、図2に示されるように、貼り合わせたウェーハを、500℃以下(例えば、200〜400℃、特には300℃程度)で非酸化性雰囲気(例えば、N雰囲気)の熱処理炉に投入後、wetO雰囲気に切り替えて、800〜900℃まで昇温し、その温度で所定時間(例えば、20〜40分間)保持することでウェット酸化を行い、その後降温し、非酸化性雰囲気(例えば、N雰囲気)に切り替えてウェーハを取り出す方法で剥離熱処理を行うことができる。 In the case where the peeling heat treatment is performed in one step of only the heat treatment in an oxidizing atmosphere, the bonded wafer is heated at 500 ° C. or lower (for example, about 200 to 400 ° C., particularly about 300 ° C.) as shown in FIG. After being put into a heat treatment furnace in a non-oxidizing atmosphere (for example, N 2 atmosphere), the temperature is switched to a wet O 2 atmosphere, the temperature is raised to 800 to 900 ° C., and the temperature is maintained for a predetermined time (for example, 20 to 40 minutes) Then, wet oxidation is performed, and then the temperature is lowered, and then the separation heat treatment can be performed by switching to a non-oxidizing atmosphere (for example, N 2 atmosphere) and taking out the wafer.

剥離熱処理を非酸化性雰囲気下での熱処理と酸化性雰囲気下での熱処理の2ステップで行う場合、図3に示されるように、貼り合わせたウェーハを、500℃以下(例えば、200〜400℃、特には300℃程度)で非酸化性雰囲気(例えば、N雰囲気)の熱処理炉に投入後、非酸化性雰囲気のまま500℃程度まで昇温し、その温度で所定時間(例えば、30分間程度)保持することで通常の剥離熱処理を行い、その後、熱処理炉からウェーハを取り出すことなく、wetO雰囲気に切り替えて、800〜900℃まで昇温し、その温度で所定時間(例えば、20〜40分間)保持することでウェット酸化を行い、その後降温し、非酸化性雰囲気(例えば、N雰囲気)に切り替えてウェーハを取り出す方法で剥離熱処理を行うことができる。 In the case where the peeling heat treatment is performed in two steps of heat treatment in a non-oxidizing atmosphere and heat treatment in an oxidizing atmosphere, as shown in FIG. 3, the bonded wafer is heated to 500 ° C. or lower (for example, 200 to 400 ° C.). In particular, after being put into a heat treatment furnace in a non-oxidizing atmosphere (for example, N 2 atmosphere) at about 300 ° C., the temperature is raised to about 500 ° C. in the non-oxidizing atmosphere, and at that temperature for a predetermined time (for example, 30 minutes) About), after that, a normal exfoliation heat treatment is performed, and then the wafer is switched to a wetO 2 atmosphere without taking out the wafer from the heat treatment furnace, the temperature is raised to 800 to 900 ° C., and the temperature is raised to a predetermined time (for example, 20 to 20). by wet oxidation by 40 minutes) retention, this then cooled to a non-oxidizing atmosphere (e.g., switch to N 2 atmosphere) performing delamination heat treatment in a way that the wafer is taken out Can.

[研磨前処理]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、次に、必要に応じて、再生研磨の前処理を行うことができる。剥離熱処理を、上記のように酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で行うと、剥離ウェーハの裏面だけでなく、剥離面や周辺段差部の表面部分にも薄い酸化膜が形成される場合がある。このような場合には、再生研磨の前処理として、剥離ウェーハの裏面の酸化膜以外の酸化膜を除去することで、より効率良く再生研磨を行うことができる。
[Polishing pretreatment]
In the method for manufacturing a bonded SOI wafer according to the present invention, next, pretreatment for reclaiming polishing can be performed as necessary. When the peeling heat treatment is performed by the method including the heat treatment in an oxidizing atmosphere as described above, a thin oxide film may be formed not only on the back surface of the peeling wafer but also on the peeling surface and the surface portion of the peripheral step portion. is there. In such a case, as a pretreatment for regenerating polishing, removing the oxide film other than the oxide film on the back surface of the peeled wafer enables more efficient regenerating polishing.

剥離ウェーハの裏面の酸化膜以外の酸化膜を除去する方法としては、特に限定されないが、例えば、特許文献1の図2及び[0028]段落に記載のリング状のゴム(Oリング)を用いて裏面酸化膜を保護した状態でHF(フッ化水素)水溶液に浸漬する方法などがある。   The method for removing the oxide film other than the oxide film on the back surface of the peeled wafer is not particularly limited. For example, using a ring-shaped rubber (O-ring) described in FIG. There is a method of immersing in an HF (hydrogen fluoride) aqueous solution in a state where the back oxide film is protected.

[再生研磨]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、次に、剥離面には酸化膜が形成されておらず、かつ裏面には酸化膜が形成されている剥離ウェーハを両面研磨機で研磨することによって剥離ウェーハの剥離面の再生研磨を行う。なお、再生研磨は、例えば、特許文献1に記載の方法で行うことができる。
[Recycled polishing]
In the method for manufacturing a bonded SOI wafer according to the present invention, next, a peeling wafer in which an oxide film is not formed on the peeling surface and an oxide film is formed on the back surface is polished by a double-side polishing machine. Reclaim polishing of the release surface of the release wafer is performed. Note that the regenerated polishing can be performed by the method described in Patent Document 1, for example.

本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法において副生される剥離ウェーハは、上述のように、裏面に酸化性雰囲気下での熱処理により酸化膜が形成されたものである。従って、両面研磨機を用いて再生研磨を行った際に、剥離ウェーハの裏面は酸化膜により保護されて、剥離面に比べて研磨されにくくなり、裏面の研磨代は低減される。これにより、両面研磨機を使用して実質的に剥離面のみを片面研磨することが可能となる。   As described above, the peeled wafer produced as a by-product in the method for manufacturing a bonded SOI wafer according to the present invention has an oxide film formed on the back surface by heat treatment in an oxidizing atmosphere. Therefore, when reclaim polishing is performed using a double-side polishing machine, the back surface of the peeled wafer is protected by the oxide film and is less likely to be polished than the peeled surface, and the back surface polishing cost is reduced. Thereby, it becomes possible to carry out single-side polishing of only the peeled surface using a double-side polishing machine.

[剥離ウェーハの再利用]
本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法では、このようにして再生研磨を行った剥離ウェーハを新たなボンドウェーハとして使用して(即ち、再利用して)、新たな貼り合わせSOIウェーハを作製する。
[Reuse of peeled wafers]
In the method for manufacturing a bonded SOI wafer according to the present invention, the peeled wafer thus regenerated is used as a new bond wafer (that is, reused) to produce a new bonded SOI wafer. .

以上のように、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法であれば、ベース酸化品(即ち、SOI層及び剥離ウェーハとなるボンドウェーハには絶縁膜を形成しない製品)であっても、酸化性雰囲気下での熱処理を含む剥離熱処理によって剥離ウェーハの裏面に酸化膜を形成することで、再生研磨時の剥離ウェーハの裏面の研磨代を大幅に低減することができる。このように、剥離ウェーハの裏面に研磨されにくい酸化膜を形成することで、両面研磨機を使用して実質的に剥離面のみを片面研磨することが可能であるため、両面研磨による高い平坦性を保ちつつ、研磨代を低減して剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができる。また、このような方法であれば、剥離ウェーハの裏面に酸化膜を形成する工程を別途設ける必要がないため、工程を増やすことなく、簡便な方法で、再生研磨時の剥離ウェーハの裏面の研磨代を低減することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a bonded SOI wafer of the present invention, even a base oxide product (that is, a product in which an insulating film is not formed on an SOI layer and a bond wafer to be a release wafer) is oxidized. By forming the oxide film on the back surface of the peeled wafer by the peel heat treatment including the heat treatment in the atmosphere, the polishing allowance on the back surface of the peeled wafer at the time of regenerative polishing can be greatly reduced. In this way, by forming an oxide film that is difficult to be polished on the back surface of the peeled wafer, it is possible to substantially polish only the peeled surface using a double-side polishing machine, so high flatness by double-side polishing It is possible to reduce the polishing allowance and to increase the number of times of reuse of the peeled wafer while maintaining the above. In addition, with such a method, there is no need to separately provide a process for forming an oxide film on the back surface of the peeled wafer, so that the back surface of the peeled wafer can be polished by a simple method without increasing the number of steps. The bill can be reduced.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を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。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely using an Example and a comparative example, this invention is not limited to these.

実施例及び比較例では、以下のようなボンドウェーハ及びベースウェーハを使用した。
(ボンドウェーハ)
直径300mm、結晶方位<100>、酸化膜なし、水素イオン注入層あり
(ベースウェーハ)
直径300mm、結晶方位<100>、全面に膜厚400nmの熱酸化膜あり
In the examples and comparative examples, the following bond wafer and base wafer were used.
(Bond wafer)
300mm diameter, crystal orientation <100>, no oxide film, with hydrogen ion implanted layer (base wafer)
There is a thermal oxide film with a diameter of 300mm, crystal orientation <100>, and a film thickness of 400nm on the entire surface.

[実施例1]
上記のベースウェーハの熱酸化膜を形成した表面と、上記のボンドウェーハの水素イオン注入層を形成した表面とを貼り合わせた。この状態で、ウェーハを350℃、N雰囲気の熱処理炉に投入し、wetO雰囲気に切り替えて800℃まで昇温し、その温度で20分間保持し、その後降温した(剥離熱処理:1ステップ、酸化性雰囲気下での熱処理あり)。その結果、ボンドウェーハは昇温中に水素イオン注入層で剥離して、貼り合わせSOIウェーハ及び裏面に酸化膜が形成された剥離ウェーハが得られた。得られた剥離ウェーハの裏面酸化膜の厚さを測定したところ、20nmであった。次に、この剥離ウェーハを、両面研磨機を用いて研磨した(再生研磨)。再生研磨における剥離面と裏面の研磨代を測定した結果を表1に示す。
[Example 1]
The surface of the base wafer on which the thermal oxide film was formed and the surface of the bond wafer on which the hydrogen ion implanted layer was formed were bonded together. In this state, the wafer was put into a heat treatment furnace of 350 ° C. and N 2 atmosphere, switched to a wet O 2 atmosphere, heated to 800 ° C., held at that temperature for 20 minutes, and then cooled (release heat treatment: one step, There is a heat treatment in an oxidizing atmosphere). As a result, the bond wafer was peeled off at the hydrogen ion implantation layer during the temperature rise, and a bonded SOI wafer and a peeled wafer having an oxide film formed on the back surface were obtained. It was 20 nm when the thickness of the back surface oxide film of the obtained peeling wafer was measured. Next, this peeled wafer was polished using a double-side polishing machine (recycled polishing). Table 1 shows the results of measuring the polishing allowance between the peeled surface and the back surface in regenerative polishing.

[実施例2]
上記のベースウェーハの熱酸化膜を形成した表面と、上記のボンドウェーハの水素イオン注入層を形成した表面とを貼り合わせた。この状態で、ウェーハを350℃、N雰囲気の熱処理炉に投入し、N雰囲気のまま500℃まで昇温し、その温度で30分間保持し、次いで、wetO雰囲気に切り替えて900℃まで昇温し、その温度で30分間保持し、その後降温した(剥離熱処理:2ステップ、酸化性雰囲気下での熱処理あり)。その結果、ボンドウェーハはN雰囲気、500℃、30分間の熱処理により水素イオン注入層で剥離して、貼り合わせSOIウェーハ及び裏面に酸化膜が形成された剥離ウェーハが得られた。得られた剥離ウェーハの裏面酸化膜の厚さを測定したところ、150nmであった。次に、Oリングを使用して裏面酸化膜を保護した状態で剥離ウェーハをHF水溶液に浸漬し、裏面酸化膜以外の酸化膜を除去した(研磨前処理)。そして、研磨前処理を行った剥離ウェーハを、両面研磨機を用いて研磨した(再生研磨)。再生研磨における剥離面と裏面の研磨代を測定した結果を表1に示す。
[Example 2]
The surface of the base wafer on which the thermal oxide film was formed and the surface of the bond wafer on which the hydrogen ion implanted layer was formed were bonded together. In this state, the wafer is put into a heat treatment furnace of 350 ° C. and N 2 atmosphere, heated to 500 ° C. in the N 2 atmosphere, held at that temperature for 30 minutes, and then switched to the wet O 2 atmosphere to 900 ° C. The temperature was raised, the temperature was maintained for 30 minutes, and then the temperature was lowered (peeling heat treatment: 2 steps, with heat treatment in an oxidizing atmosphere). As a result, the bond wafer was peeled off by the hydrogen ion implantation layer by heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere to obtain a bonded SOI wafer and a peeled wafer having an oxide film formed on the back surface. It was 150 nm when the thickness of the back surface oxide film of the obtained peeling wafer was measured. Next, the peeling wafer was immersed in HF aqueous solution in the state which protected the back surface oxide film using the O-ring, and oxide films other than the back surface oxide film were removed (pre-polishing). And the peeling wafer which performed the grinding | polishing pre-processing was grind | polished using the double-side polisher (recycled grinding | polishing). Table 1 shows the results of measuring the polishing allowance between the peeled surface and the back surface in regenerative polishing.

[比較例1]
上記のベースウェーハの熱酸化膜を形成した表面と、上記のボンドウェーハの水素イオン注入層を形成した表面とを貼り合わせた。この状態で、ウェーハを350℃、N雰囲気の熱処理炉に投入し、N雰囲気のまま500℃まで昇温し、その温度で30分間保持し、その後降温した(剥離熱処理:1ステップ、酸化性雰囲気下での熱処理なし)。その結果、ボンドウェーハは熱処理により水素イオン注入層で剥離して、貼り合わせSOIウェーハ及び裏面に酸化膜がない剥離ウェーハが得られた。次に、この剥離ウェーハを、両面研磨機を用いて研磨した(再生研磨)。再生研磨における剥離面と裏面の研磨代を測定した結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
The surface of the base wafer on which the thermal oxide film was formed and the surface of the bond wafer on which the hydrogen ion implanted layer was formed were bonded together. In this state, the wafer was put into a heat treatment furnace of 350 ° C. and N 2 atmosphere, heated to 500 ° C. in the N 2 atmosphere, held at that temperature for 30 minutes, and then cooled (peeling heat treatment: one step, oxidation No heat treatment in a natural atmosphere). As a result, the bond wafer was peeled off by the hydrogen ion implantation layer by heat treatment, and a bonded SOI wafer and a peeled wafer having no oxide film on the back surface were obtained. Next, this peeled wafer was polished using a double-side polishing machine (recycled polishing). Table 1 shows the results of measuring the polishing allowance between the peeled surface and the back surface in regenerative polishing.

Figure 0006607207
Figure 0006607207

表1に示されるように、酸化性雰囲気下での剥離熱処理を行い、剥離ウェーハの裏面に膜厚20nmの酸化膜を形成した実施例1では、再生研磨における研磨代は、剥離面で3μm、裏面で0.1μmであり、剥離ウェーハの裏面の研磨代を剥離面に比べて大幅に低減することができていた。また、酸化性雰囲気下での熱処理を含む剥離熱処理を行い、剥離ウェーハの裏面に膜厚150nmの酸化膜を形成した実施例2では、再生研磨における研磨代は、剥離面で3μm、裏面で0μmであり、剥離ウェーハの裏面の研磨代を実施例1よりも更に低減することができていた。   As shown in Table 1, in Example 1 in which an exfoliation heat treatment was performed in an oxidizing atmosphere and an oxide film having a film thickness of 20 nm was formed on the back surface of the exfoliated wafer, the polishing allowance in regenerative polishing was 3 μm on the exfoliated surface The back surface was 0.1 μm, and the polishing allowance on the back surface of the peeled wafer could be greatly reduced compared to the peeled surface. Further, in Example 2 in which a peeling heat treatment including a heat treatment in an oxidizing atmosphere was performed and an oxide film having a film thickness of 150 nm was formed on the back surface of the peeled wafer, the polishing allowance in the regenerative polishing was 3 μm on the peeling surface and 0 μm on the back surface. Thus, the polishing allowance on the back surface of the peeled wafer could be further reduced as compared with Example 1.

一方、非酸化性雰囲気下での剥離熱処理しか行わなかったために剥離ウェーハの裏面に酸化膜が形成されなかった比較例1では、再生研磨における研磨代は、剥離面で3μm、裏面で3μmであり、剥離ウェーハの裏面が剥離面と同等の研磨代で研磨されてしまっていた。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which an oxide film was not formed on the back surface of the peeled wafer because only the peel heat treatment was performed in a non-oxidizing atmosphere, the polishing allowance in the regenerative polishing was 3 μm on the peel surface and 3 μm on the back surface. The back surface of the release wafer has been polished with the same polishing allowance as the release surface.

以上のことから、本発明の貼り合わせSOIウェーハの製造方法であれば、ボンドウェーハに絶縁膜を形成せずにベースウェーハとの貼り合わせを行った場合であっても、両面研磨機での剥離ウェーハの再生研磨時の研磨代を低減することができることが明らかとなり、これにより剥離ウェーハの再生使用回数を増やすことができることが明らかとなった。   From the above, in the bonded SOI wafer manufacturing method of the present invention, even when bonding to the base wafer without forming an insulating film on the bond wafer, peeling with a double-side polishing machine It has been clarified that the polishing allowance at the time of reclaiming the wafer can be reduced, and it has become clear that the number of times the reclaimed wafer can be reclaimed can be increased.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

1…ボンドウェーハ、 2…イオン注入層、 3…ベースウェーハ、 4…絶縁膜、
5…貼り合わせSOIウェーハ、 6a…裏面の酸化膜、 6b…裏面以外の酸化膜、
7…剥離ウェーハ、 8…再生研磨を行った剥離ウェーハ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bond wafer, 2 ... Ion implantation layer, 3 ... Base wafer, 4 ... Insulating film,
5 ... Bonded SOI wafer, 6a ... Back side oxide film, 6b ... Back side oxide film,
7: Peeled wafer, 8: Peeled wafer subjected to recycle polishing.

Claims (4)

シリコン単結晶からなるボンドウェーハの表面から水素及び希ガスのうち少なくとも1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し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面と、シリコン単結晶からなるベースウェーハの表面とを絶縁膜を介して貼り合わせた後、剥離熱処理を行って前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離することにより貼り合わせSOIウェーハを作製する方法において、
前記絶縁膜を前記ベースウェーハにのみ形成し、前記ベースウェーハの絶縁膜を形成した表面と前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とを貼り合わせた状態で酸化性雰囲気下での熱処理を含む方法で前記剥離熱処理を行うことにより、前記イオン注入層で前記ボンドウェーハを剥離して前記貼り合わせSOIウェーハを作製すると同時に、剥離面とは反対の裏面に酸化膜が形成された剥離ウェーハを作製し、
前記剥離面には酸化膜が形成されておらず、かつ前記裏面には酸化膜が形成されている前記剥離ウェーハを両面研磨機で研磨することによって前記剥離ウェーハの前記剥離面の再生研磨を行い、
前記再生研磨を行った剥離ウェーハを新たなボンドウェーハとして使用して新たな貼り合わせSOIウェーハを作製することを特徴とする貼り合わせSOIウェーハの製造方法。
An ion implantation layer is formed by ion implantation of at least one kind of gas ions of hydrogen and rare gas from the surface of a bond wafer made of silicon single crystal, and the surface of the bond wafer implanted with the base made of silicon single crystal In a method of manufacturing a bonded SOI wafer by bonding a wafer surface with an insulating film and then performing a peeling heat treatment to peel off the bond wafer with the ion implantation layer.
The insulating film is formed only on the base wafer, and the method includes a heat treatment in an oxidizing atmosphere in a state where the surface of the base wafer on which the insulating film is formed and the ion-implanted surface of the bond wafer are bonded together By performing a peeling heat treatment, the bonded wafer is peeled off by the ion implantation layer to produce the bonded SOI wafer, and at the same time, a peeling wafer in which an oxide film is formed on the back surface opposite to the peeling surface is produced.
The release surface of the release wafer is re-polished by polishing the release wafer having no oxide film formed on the release surface and having an oxide film formed on the back surface with a double-side polishing machine. ,
A method for producing a bonded SOI wafer, wherein a new bonded SOI wafer is produced by using the releasable polished wafer as a new bond wafer.
前記酸化性雰囲気下での熱処理により、前記剥離ウェーハの裏面に膜厚20nm以上の酸化膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の貼り合わせSOIウェーハの製造方法。   2. The method for manufacturing a bonded SOI wafer according to claim 1, wherein an oxide film having a thickness of 20 nm or more is formed on a back surface of the release wafer by heat treatment in the oxidizing atmosphere. 前記酸化性雰囲気下での熱処理を、800〜900℃で20〜40分間ウェット酸化することで行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の貼り合わせSOIウェーハの製造方法。   The method for producing a bonded SOI wafer according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment in the oxidizing atmosphere is performed by wet oxidation at 800 to 900 ° C for 20 to 40 minutes. 前記剥離ウェーハの再生研磨を、前記剥離ウェーハの前記裏面の酸化膜以外の酸化膜を除去した後で行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の貼り合わせSOIウェーハの製造方法。   The bonded SOI according to any one of claims 1 to 3, wherein the reclaimed polishing of the peeled wafer is performed after removing an oxide film other than the oxide film on the back surface of the peeled wafer. Wafer manufacturing method.
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