JP6729471B2 - 多層膜ｓｏｉウェーハの製造方法および多層膜ｓｏｉウェーハ - Google Patents

Description

本発明は、多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法および多層膜ＳＯＩウェーハに関する。

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、支持基板の上に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。

特開２００７−１０９９６１号公報

特許文献１には、ＳＯＩウェーハを元に多層膜ＳＯＩウェーハを作製する過程において、ウェーハの端面について何ら記載されていない。ところが、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４（Ａ）に示すようにウェーハの端面に面取り部を有しており、この端面の構造のため、ＳＯＩウェーハは以下の工程を経て作製される。図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、端面に面取り部を有する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を介して貼り合わせる。すると、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。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４（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シリコン残渣部１４が残る（図４（Ｅ））。続いて、シリコン残渣部１４をエッチング処理によって除去する（図４（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３２が形成される。すなわち、テラス部３２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４（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３０が作製される（図４（Ｇ））。

このようにして作製されるＳＯＩウェーハ３０を元に多層膜ＳＯＩウェーハを作製してみると、第２活性層の端面に欠けや割れが発生するという問題があることを本発明者らは知見した。以下では、この知見を得るに至った実験を説明する。

図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、多層膜ＳＯＩウェーハを得るには、まずテラス部３２を有する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１６が残る（図５（Ｅ））。続いて、シリコン残渣部１６をエッチング処理により除去する（図５（Ｆ））。これにより図５（Ｆ）に示すテラス部３３を形成する。なお、「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。

ところが実際は、テラス部３２を有する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を介して貼り合わせると、図５（Ｄ）に示すように、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域の下側は、ＳＯＩウェーハの第１活性層２２によって支えられていない状態となる。すなわち、第２活性層用ウェーハ４０のうち少なくとも第２活性層４８とする部分の径方向外側には、第２活性層用ウェーハ４０が第１活性層２２に支えられていない不支持領域が形成される。このような状態で、図５（Ｅ）に示すように第２活性層用ウェーハ４０の外周領域に面取り加工を施すと、面取り加工中にシリコン残渣部１６が剥離したり、あるいはエッチング処理中やウェーハの搬送中にシリコン残渣部１６が剥離したりすることがわかった。その結果、図５（Ｇ）に示すように第２活性層用ウェーハ４０を研削および研磨して得られる第２活性層４８の端面には欠けや割れが発生するという問題があることがわかった。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、第２活性層の端面に欠けや割れがない多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法および多層膜ＳＯＩウェーハ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酸化膜と第１活性層とが積層され、かつ、前記支持基板の外周領域上方に前記第１活性層が存在しないテラス部を有するＳＯＩウェーハを用意する第１工程と、
第２活性層用ウェーハの外周領域を減厚して、前記第２活性層用ウェーハの上層部の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とし、かつ、前記上層部の表面の直径を前記第２活性層用ウェーハの直径よりも小さくする第２工程と、
前記第１活性層の表面もしくは前記上層部の表面、または、前記第１活性層の表面および前記上層部の表面に第２酸化膜を形成する第３工程と、
前記第１活性層の表面と前記上層部の表面との間に前記第２酸化膜が位置するように、前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを重ね合せて、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わせて、貼合せウェーハを形成する第４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、所望の厚さの第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る第５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。

（２）前記第５工程では、前記第２工程における前記減厚によって前記第２活性層用ウェーハの外周領域に生じたシリコン残存部の一部を、前記第２活性層用ウェーハの外周から中心に向かって研削して除去した後に、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する、上記（１）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。

（３）前記第２工程では、前記上層部の表面の直径を前記第１活性層の直径以下とする、上記（１）または（２）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。

（４）前記第２工程では、前記上層部の直径を前記上層部の表面に向けて漸増させる、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。

（５）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、
前記支持基板の外周領域上方に前記第１活性層が存在しないテラス部を有することを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハ。

（６）前記第２活性層の端面には欠けや割れが無い、上記（５）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。

（７）前記テラス部の表面には傷が無い、上記（５）または（６）に記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。

（８）前記第２活性層の直径が前記第１活性層の直径以下である、上記（５）〜（７）のいずれか一つに記載の多層膜ＳＯＩウェーハ。

本発明によれば、第２活性層の端面に欠けや割れがない多層膜ＳＯＩウェーハを得ることができる。

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模式断面図である。 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模式断面図である。 （Ａ）は、第１及び第２の実施形態における第２工程の加工によって得られる第２活性層用ウェーハ４０の形状を示す模式断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＩ部の拡大図である。 本発明に用いることができるテラス部３２を有するＳＯＩウェーハ３０の製造方法を示す模式断面図である。 従来の多層膜ＳＯＩウェーハ３００の製造方法を説明する模式断面図である。 （Ａ）は発明例による、（Ｂ）は比較例による、多層膜ＳＯＩウェーハを上から見た場合の拡大写真である。

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、各実施形態において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ウェーハの製造方法）
本発明の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法の第１の実施形態を図１に、第２の実施形態を図２に示す。

（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、かつ、支持基板１０の外周領域上方に第１活性層２２が存在しないテラス部３２を有するＳＯＩウェーハ３０を用意する（第１工程）。次に、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を減厚して、第２活性層用ウェーハ４０の上層部４２の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とし、かつ、上層部４２の表面の直径を第２活性層用ウェーハ４０の直径よりも小さくする（第２工程）。なお、この加工によって、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域にはシリコン残存部４４が残る。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３工程）。次に、上層部の表面４０Ａと第１活性層の表面２２Ａ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とを第２酸化膜２４を介して重ね合せる。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とを貼り合わせて、貼合せウェーハ５０を形成する（第４工程）。次に、シリコン残存部の一部４４ａを第２活性層用ウェーハ４０の外周から中心に向かって研削して、除去する。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ５０を減厚して、所望の厚さの第２活性層４８を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００を形成する（第５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４８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、かつ、支持基板１０の外周領域上方に第１活性層２２が存在しないテラス部３２を有するＳＯＩウェーハ３０を用意する（第１工程）。次に、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を減厚して、第２活性層用ウェーハ４０の上層部４２の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とし、かつ、上層部４２の表面の直径を第２活性層用ウェーハ４０の直径よりも小さくする（第２工程）。なお、この加工によって、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域にはシリコン残存部４４が残る。次に、第２活性層用ウェーハ４０の表面に第２酸化膜２６を形成する（第３工程）。次に、上層部の表面４０Ａと第１活性層の表面２２Ａ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とを第２酸化膜２６を介して重ね合せる。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とを貼り合わせて、貼合せウェーハ５０を形成する（第４工程）。次に、シリコン残存部の一部４４ａを、第２活性層用ウェーハ４０の外周から中心に向かって研削して、除去する。次に、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ５０を減厚して、所望の厚さの第２活性層４８を有する多層膜ＳＯＩウェーハ２００を形成する（第５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４８が積層されている。

（第１工程：テラス部を有するＳＯＩウェーハの形成）
第１工程では、図１，２に示すように、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、かつ、支持基板１０の外周領域上方に第１活性層２２が存在しないテラス部３２を有するＳＯＩウェーハ３０を形成する。ここで、ＳＯＩウェーハ３０を形成する方法は特に限定されない。例えば、図４を参照して、以下に説明する方法を用いることができる。

まず、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（図４（Ａ）,（Ｂ））。第１酸化膜１２の厚さは、０．１μｍ以上３．０μｍ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。

次に、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を介して重ね合わせる（図４（Ｃ））。次に、接合熱処理を施して、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０とを貼り合せる（図４（Ｄ））。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。

ここで、図４（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との貼合せ面の外周よりも外側には未接着領域が生じている。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ので、次のようにして未接着領域を除去する。すなわち、図４（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１４が残る（図４（Ｅ））。シリコン残渣部１４の厚さは、支持基板用ウェーハ１０と第１活性層用ウェーハ２０との貼合せ面から第１活性層用ウェーハ２０に向かって５〜５０μｍ程度とすることが好ましい。続いて、シリコン残渣部１４をエッチング処理によって除去する（図４（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、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テラス部３２が形成される。なお、エッチングには、アルカリエッチング溶液を好適に用いることができる。また、テラス部３２の表面には第１酸化膜１２に由来する髭状の酸化膜残渣物が残ることがあるが、この酸化膜残渣物に粘着テープを貼り付けて剥がすことによって、これを除去してもよい。

次に、図４（Ｇ）に示すように第１活性層用ウェーハ２０を減厚して、所望厚さの第１活性層２２を有するＳＯＩウェーハ３０を得る。第１活性層２２の厚さは、０．１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。なお、減厚に際しては、公知または任意の方法を好適に用いることができ、例えば、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２工程：第２活性層用ウェーハの加工）
第２工程では、図１，２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０の外周領域を減厚して、第２活性層用ウェーハ４０の上層部４２の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とし、かつ、上層部４２の直径を第２活性層用ウェーハ４０の直径よりも小さくする。以下では、第２工程を採用する技術的意義について説明する。

図１，２を参照して、第２工程を経ることにより、第４工程で貼合せウェーハ５０を形成しても、第２活性層用ウェーハ４０のうち少なくとも第２活性層４８とする部分の径方向外側には、図５（Ｄ）に示すような不支持領域が形成されない。また、貼合せウェーハを形成した時点で、第２活性層用ウェーハ４０のうち第２活性層４８とする部分の端面については予め仕上がっている。従って、第５工程では、第２活性層用ウェーハ４０のうち第２活性層４８としない部分だけを研削して除去すればよい。そのため、第５工程中にこの第２活性層４８としない部分のシリコンが剥離したとしても、予め形成しておいた第２活性層の端面にはその影響が及ばず、欠けや割れが発生しない。

まず、上層部４２の高さについて詳細に説明する。図３（Ａ），（Ｂ）を参照して、上層部４２の高さは、第２活性層４８の所望厚みａを超えていれば特に限定されない。ここで、ａは５μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。なお、後述するＸ軸加工とＹ軸加工を行う場合には、図３（Ｂ）に示すｂを３０μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。詳細は後述するが、Ｘ軸加工を行うのに必要となる隙間を確保するためである。

次に、上層部４２の形状について詳細に説明する。上層部４２の形状は、ウェーハ表面に平行な断面において円とし、さらに上層部４２の直径ｄは、第２活性層用ウェーハ４０の直径よりも小さくする。より好ましくは、上層部の表面の直径ｄは、第１活性層２２の直径以下に設計し、具体的には第１活性層２２の直径より１ｍｍ程度小さくすることが好ましい。直径ｄが第１活性層２２の直径より大きい場合、多層膜ＳＯＩウェーハの側面部分は、第１活性層２２よりも外方に第２活性層４８の外縁部分がはみ出るため、第２活性層４８と支持基板用ウェーハ１０との間にミクロンオーダーの間隙部が形成されてしまう。このように間隙部が形成されると、多層膜ＳＯＩウェーハの洗浄工程において、間隙部に乾燥残りや異物残りの問題が発生する可能性があるので好ましくない。

また、上層部４２の側面の形状は、所望の第２活性層４８の端面の形状に応じて適宜設計することができる。例えば、第２活性層４８の端面をウェーハ厚み方向に平行な端面にしたい場合には、上層部４２の側面のうち後に第２活性層４８とする部分をウェーハ厚み方向に平行になるように設計する。また、第２活性層４８の直径をウェーハ上方に向けて漸減させたい場合には、上層部４２の直径をその上層部の表面４０Ａに向けて漸増させるように設計する。この場合、上層部の表面４０Ａと上層部４２の側面とのなす角を４５°以上９０°以下とすることが好ましい。なお、第２工程の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る。この時、加工の都合上、上層部４２の側面のうち下側の形状は、ウェーハ厚み方向断面において図３（Ｂ）に示すようなラウンド状となる。

（第３工程：第２酸化膜の形成）
第３工程では、図１に示すように、ＳＯＩウェーハ３０の表面に第２酸化膜２４を形成する。すなわち、少なくともＳＯＩウェーハ３０の表面のうち第１活性層側の表面２２Ａには第２酸化膜２４が形成される。または、図２に示すように、第２活性層用ウェーハ４０の表面に第２酸化膜２６を形成する。すなわち、少なくとも上層部４２の表面４０Ａには第２酸化膜２６が形成される。第２酸化膜２４，２６の厚さは、０．１μｍ以上３．０μｍ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ウェーハの表面および第２活性層用ウェーハの表面の両方に形成してもよい。

（第４工程：貼合せウェーハの形成）
第４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を介して重ね合せる。すなわち、第２酸化膜２４，２６は、上層部の表面４０Ａおよび第１活性層の表面２２Ａの間に位置する。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とを貼り合わせて、貼合せウェーハ４６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５工程：第２活性層用ウェーハの減厚）
次に、第５工程では、第２活性層用ウェーハ４０側から貼合せウェーハ５０を減厚して、所望の厚さの第２活性層４８を有する多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００を得る。ここで、貼合せウェーハ５０を第２活性層用ウェーハ４０側から厚さ方向に研削すると、シリコン残存部の一部４４ａは、その断面形状が鋭く尖ったナイフ状の形状となって、ナイフエッジ化してしまう。そして、ナイフエッジ化した部分のシリコンが剥離すると、テラス部３２の表面に傷が発生するおそれがある。そこで、テラス部３２に傷を発生させない観点から、以下の工程を経た後に第２活性層用ウェーハ４０を減厚することが好ましい。なお、本明細書では、厚さ方向の研削を「Ｙ軸加工」と称する。

（Ｘ軸加工）
テラス部３２の表面に傷を発生させないためには、Ｙ軸加工を行う前に、第２活性層用ウェーハ４０の外周から中心に向かって研削して、シリコン残存部４４のうちナイフエッジ化するおそれがあるシリコン残存部の一部４４ａを予め除去することが好ましい。本明細書では、第２活性層用ウェーハの外周から中心に向かう方向を「Ｘ軸方向」と定義し、Ｘ軸方向に沿った研削を「Ｘ軸加工」と称する。ここで、Ｘ軸加工を行うには、第２活性層用ウェーハ４０の下方にてＸ軸方向に砥石を挿入することができる隙間を十分に確保する必要がある。本実施形態では、第２活性層用ウェーハ４０に対して第２工程の加工を施しているので、図１，２に示すように、支持基板１０の上とシリコン残存部４４の下との間に、Ｘ軸方向に砥石を挿入するための隙間を十分に確保することができる。そのため、シリコン残存部の一部４４ａをＸ軸加工によって容易に除去することができる。ここで、砥石を挿入するための隙間の大きさは、上層部４２の形状につき既述した図３（Ｂ）に示すｂの大きさを適宜調整することによって好適に決定することができる。なお、ナイフエッジ化するおそれがあるシリコン残存部の一部４４ａとは、第２活性層用ウェーハ４０の端面から中心に向かって、テラス部３２の径方向幅の８０％〜９０％の領域である。また、Ｘ軸加工には任意または公知の砥石を用いることができる。

（Ｙ軸加工）
Ｘ軸加工の後に、貼合せウェーハ５０に対して第２活性層用ウェーハ４０側からＹ軸加工を行うことによって、所望の厚さの第２活性層４８を得る。この時、シリコン残存部の一部４４ａがＸ軸加工により予め除去されているので、テラス部３２の表面には傷が発生しない。第２活性層４８の厚さａは、５μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。なお、Ｙ軸加工には任意または公知の砥石を用いることができる。また、研削後に鏡面研磨法等の研磨を行ってもよい。また、第２活性層４８の端面に存在する酸化膜等を第５工程後にエッチング処理等で除去してもよい。

（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、シリコン単結晶からなる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活性層用ウェーハ２０、および第２活性層用ウェーハ４０の少なくとも１つはポリッシュド・ウェーハであることが好ましい。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。

（多層膜ＳＯＩウェーハ）
次に、図１，２を参照して、上記の製造方法により得られる多層膜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、ともに支持基板１０の上に第１酸化膜１２、第１活性層２２、第２酸化膜２４，２６、第２活性層４８が積層されている。また、支持基板１０の外周領域上方には第１活性層２２が存在しないテラス部３２が形成されている。この理由については既述の説明を援用する。

また、第２活性層４８の端面には欠けや割れが無く、テラス部３２には傷が無いことが好ましい。また、第２活性層４８の直径は、第１活性層２２の直径以下とすることが好ましい。これらの理由についても既述の説明を援用する。また、支持基板１０、第１活性層２２、および第２活性層４８の少なくとも１つがポリッシュド・ウェーハからなることが好ましい。

以上、本発明の多層膜ＳＯＩウェーハについて、多層膜ＳＯＩウェーハ１００，２００を例にして説明したが、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。

（発明例）
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、図４を参照して、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せた。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、既述の面取り加工およびエッチング処理により、支持基板の外周領域上方にテラス部を形成した。その後、第１活性層用ウェーハを表面から研削および研磨して、第１活性層を有するＳＯＩウェーハを作製した。なお、第１活性層の表面の直径は１９７ｍｍ、厚さは５μｍとした。

次に、第２活性層用ウェーハの外周領域を減厚して、第２活性層用ウェーハを図３（Ａ），（Ｂ）に示す形状に加工した。ここで、上層部の高さ（ａとｂとの合計値）を４５μｍとし、上層部の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とした。また、上層部の表面の直径ｄを第２活性層用ウェーハの直径（２００ｍｍ）よりも小さくし、具体的にはｄを１９６ｍｍとした。

次に、熱酸化法により、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、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、ＳＯＩウェーハと第２活性層用ウェーハとを貼り合わせて、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、Ｘ軸加工によりナイフエッジ化するおそれがあるシリコン残存部の一部を予め除去した後に、Ｙ軸加工により貼合せウェーハを第２活性層用ウェーハ側から減厚して、表面の直径１９６ｍｍ、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。

（比較例）
図４，５に示す方法で、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、発明例と同様の方法で図４（Ｇ）に示すＳＯＩウェーハを得た。

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５（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）に示す不支持領域を面取り加工およびエッチング処理によって除去した（図５（Ｅ），（Ｆ））。次に、研削および研磨を施して、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（図５（Ｇ））。

（評価方法）
発明例および比較例において、第２活性層の端面における欠けや割れの有無を目視観察によって調査した。また、テラス部の表面における傷の有無をマイクロスコープを用いて、倍率５０倍にて調査した。図６（Ａ），（Ｂ）に、発明例および比較例における第２活性層の端面およびテラス部の表面の拡大写真を示す。

（評価結果の説明）
発明例では、第２活性層の端面には欠けや割れが発見されず、テラス部の表面にも傷は発見されなかった。一方、比較例では、第２活性層の端面にも欠けや割れが発見され、テラス部の表面にも傷が発見された。なお、図６（Ａ），（Ｂ）に示す拡大写真において、第２活性層の端面に欠けや割れが存在していれば、第２活性層の端面とテラス部との境界がギザギザした形状となる。

本発明によれば、第２活性層の端面に欠けや割れがない多層膜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
１４，１６ シリコン残渣部
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 ＳＯＩウェーハ
３２ テラス部
４０ 第２活性層用ウェーハ
４０Ａ 上層部側の表面
４２ 上層部
４４ シリコン残存部
４４ａ シリコン残存部の一部
４８ 第２活性層
５０ 貼合せウェーハ

Claims (3)

1. 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、前記支持基板の外周領域上方に前記第１活性層が存在しないテラス部を有するＳＯＩウェーハを用意する第１工程と、
   第２活性層用ウェーハの外周領域を減厚して、前記第２活性層用ウェーハの上層部の形状をウェーハ表面に平行な断面において円とし、かつ、前記上層部の表面の直径を前記第２活性層用ウェーハの直径よりも小さくする第２工程と、
   前記第１活性層の表面もしくは前記上層部の表面、または、前記第１活性層の表面および前記上層部の表面に第２酸化膜を形成する第３工程と、
   前記第１活性層の表面と前記上層部の表面との間に前記第２酸化膜が位置するように、前記ＳＯＩウェーハと前記第２活性層用ウェーハとを重ね合せて、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わせて、貼合せウェーハを形成する第４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研削および研磨して、所望の厚さの第２活性層を有する多層膜ＳＯＩウェーハを得る第５工程と、を有し、
   前記第５工程では、前記第２工程における前記減厚によって前記第２活性層用ウェーハの外周領域に生じたシリコン残存部の一部を、前記第２活性層用ウェーハの外周から中心に向かって研削して除去した後に、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研削および研磨し、
   前記シリコン残存部の一部は、前記第２活性層用ウェーハの端面から中心に向かって、前記テラス部の径方向幅の８０％〜９０％の領域であることを特徴とする多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
2. 前記第２工程では、前記上層部の表面の直径を前記第１活性層の直径以下とする、請求項１に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。
3. 前記第２工程では、前記上層部の直径を前記上層部の表面に向けて漸増させる、請求項１または２に記載の多層膜ＳＯＩウェーハの製造方法。