JPH03181132A - Manufacture of semiconductor substrate - Google Patents

Manufacture of semiconductor substrate

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JPH03181132A
JPH03181132A JP32111989A JP32111989A JPH03181132A JP H03181132 A JPH03181132 A JP H03181132A JP 32111989 A JP32111989 A JP 32111989A JP 32111989 A JP32111989 A JP 32111989A JP H03181132 A JPH03181132 A JP H03181132A
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JP
Japan
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island
polishing
wafer
insulating film
region
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Application number
JP32111989A
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Japanese (ja)
Inventor
Muneharu Shimanoe
島ノ江 宗治
Hiroshi Sato
弘 佐藤
Akira Nieda
贄田 晃
Takeshi Matsushita
松下 孟史
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve quality of a substrate and simplify a manufacturing process by adhering semiconductor substrates having a stage to each other to form a uniform island-like semiconductor region so as to reduce roughness of the region surface. CONSTITUTION:An element forming part 2 in a protruding shape is formed on a silicon wafer 1, an SiO2 film 3 and an SiN film 4 different in etching characteristics are laminated thereon and a layer 5 for flattening is adhered. Then the wafer 1 is adhered to another wafer 6, and the wafer 1 is selectively polished from the rear face until an island-like silicon region 2 is exposed. Then by etching the film 2 exposed together with the region 2, the lower film 4 is exposed as well as the upper face of the region 2 protrudes from the upper face of the film 4. Then by grinding a part of the region 2 exposed with the film 4 as a stopper and removing unevenness in thickness caused by the selective polishing, the upper face of the region 2 is flattened. Thus quality of a substrate can be improved and manufacturing is simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板上に絶縁膜を介して半導体薄層が形成さ
れてなる半導体基板、所謂S○■(siliconOn
inSulator)  基板の製法に関し、特に段差
を有する半導体基板の貼り合せにより、複数の島状半導
体領域を有せしめたS○■基板の製法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is directed to a semiconductor substrate having a semiconductor thin layer formed on the substrate through an insulating film, the so-called S○■ (silicon On).
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate, particularly to a method for manufacturing an S○■ substrate having a plurality of island-shaped semiconductor regions by bonding semiconductor substrates having steps.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、段差を有する半導体基板の貼り合せによるS
OI基板の製法において、半導体基板の段差を有する主
面に互いにエツチング特性を異にする第1及び第2の絶
縁膜を積層する工程と、上記半導体基板と別の基板を貼
り合せる工程と、上記半導体基板を上記第1の絶縁膜で
仕切られた複数の島状半導体領域が全て露出するまで選
択研磨する工程と、上記第1の絶縁膜をエツチング除去
して、上記第2の絶縁膜のうち、上記島状半導体領域周
辺における第2の絶縁膜を露出させる工程と、上記第2
の絶縁膜の露出面をストッパとして上記島状半導体領域
を研磨する工程とを有することにより、あるいは、半導
体基板の段差を有する主面に絶縁膜を形成する工程と、
上記半導体基板と別の基板を貼り合せる工程と、上記半
導体基板を上記絶縁膜で仕切られた複数の島状半導体領
域が全て露出するまで選択研磨する工程と、上記絶縁膜
のうち、上記島状半導体領域の周辺における絶縁膜を途
中までエツチング除去する工程と、エツチング除去した
後の上記絶縁膜の表面をストッパとして上記島状半導体
領域を研磨する工程を有することにより、基板全面に均
一な島状半導体領域を形成できるようにすると共に、島
状半導体領域の表面の粗さ及びダメージを低減化できる
ようにして、SOI基板の高品質化を実現させるように
したものである。
The present invention provides S
A method for manufacturing an OI substrate includes a step of laminating first and second insulating films having different etching characteristics on a main surface having a step of a semiconductor substrate, a step of bonding the semiconductor substrate with another substrate, and a step of laminating the semiconductor substrate with another substrate; a step of selectively polishing the semiconductor substrate until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the first insulating film are exposed; etching away the first insulating film; , a step of exposing a second insulating film around the island-shaped semiconductor region;
polishing the island-shaped semiconductor region using the exposed surface of the insulating film as a stopper, or forming an insulating film on the stepped main surface of the semiconductor substrate;
a step of bonding the semiconductor substrate with another substrate; a step of selectively polishing the semiconductor substrate until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the insulating film are exposed; A uniform island shape is formed over the entire surface of the substrate by including the steps of etching the insulating film around the semiconductor region part way and polishing the island-shaped semiconductor region using the etched surface of the insulating film as a stopper. In addition to making it possible to form a semiconductor region, it is also possible to reduce the surface roughness and damage of the island-shaped semiconductor region, thereby realizing high quality SOI substrates.

また、本発明は、上記SOI基板の製法において、半導
体基板の段差を有する主面に絶縁膜を形成する工程と、
上記半導体基板と別の基板を貼り合せる工程と、上記半
導体基板を上記絶縁膜で仕切られた複数の島状半導体領
域が全て露出するまで選択研磨する工程と、上記絶縁膜
のうち、上記島状半導体領域の周辺における絶縁膜を上
記島状半導体領域と共に途中まで研磨する工程を有する
ことにより、基板全面に均一な島状半導体領域を形成で
きるようにすると共に、島状半導体領域の表面の粗さを
低減化できるようにして、S○工基板の品質を向上させ
、更にSOI基板の製造工程の簡略化をも図れるように
したものである。
The present invention also provides the method for manufacturing an SOI substrate, including a step of forming an insulating film on a main surface having a step of a semiconductor substrate;
a step of bonding the semiconductor substrate with another substrate; a step of selectively polishing the semiconductor substrate until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the insulating film are exposed; By including the step of polishing the insulating film around the semiconductor region part way along with the island-shaped semiconductor region, it is possible to form a uniform island-shaped semiconductor region over the entire surface of the substrate, and to reduce the roughness of the surface of the island-shaped semiconductor region. The present invention is designed to improve the quality of SOI substrates and to simplify the manufacturing process of SOI substrates.

こ従来の技術〕 近時、絶縁層上に薄膜単結晶シリコン層を形成してなる
所謂SOI基板を用いて超LSIを作製する開発が進め
られている。各種のSOI基板の作製方法の中でも最も
結晶性が良く、特性面でも優れて5)る(例えば、寄生
容量やキンク現象の低4 ?Qど)と考えちれるものに
貼り合せ方式がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION [Background Art] Recently, progress has been made in the development of manufacturing VLSIs using so-called SOI substrates in which a thin single-crystal silicon layer is formed on an insulating layer. Among the various SOI substrate manufacturing methods, the bonding method is considered to have the best crystallinity and superior properties (for example, low parasitic capacitance and kink phenomenon).

貼り合せ方式とは、一方の鏡面の半導体ウェーハの主面
に段差を設けて、酸化し、更に例えば5102膜、多結
晶シリコン層等の平坦化用の層で段差を埋め込んでその
平坦化用の層を平坦化し、別の鏡面の半導体ウェーハと
貼り合せたのち、一方の半導体ウェーハを薄膜になるま
で研磨して複数の島状半導体領域(素子形成B)を形成
する方法である。
The bonding method involves creating a step on the main surface of one mirror-surfaced semiconductor wafer, oxidizing it, and then filling the step with a planarizing layer such as a 5102 film or a polycrystalline silicon layer. This is a method of flattening the layer and bonding it to another semiconductor wafer with a mirror surface, and then polishing one semiconductor wafer until it becomes a thin film to form a plurality of island-shaped semiconductor regions (device formation B).

具体的に第12図を用いて説明すると、先ず同図Aに示
すように、鏡面シリコンウェーハ(61)の−主面をフ
ォトリソグラフィー技術を用いて素子形成部(62〉が
凸部となるような段差で残るようにパターニングする。
To explain specifically using FIG. 12, first, as shown in FIG. Patterning is done so that there are differences in level.

次いで段差が形成された主面に5in2膜(63)を形
成し、更に段差を埋めるために、全面にSlO□層又は
多結晶シリコン層等の平坦化用の層(64)を形成した
のち、この層(64)の表面を平坦研磨する。
Next, a 5in2 film (63) is formed on the main surface where the step is formed, and a flattening layer (64) such as an SlO□ layer or a polycrystalline silicon layer is formed on the entire surface in order to fill the step. The surface of this layer (64) is polished flat.

次に、同図Bに示すように、平坦化の層〈64)の表面
に別の鏡面シリコンウェーハ〈65〉を貼り合せたのち
、同図Cに示すように、シリコンウェーハ(61〉の裏
面よりA面まで研削したのち、硬いクロスによる選択ポ
リッシング(砥粒を入れずに、研層液のエチレンジアミ
ンとSiとの生成物をふきとるだけの研磨法)にてB面
即ちS1口□膜(63)の面まで研磨して素子形成部(
62)を露出させて同図りに示すように、SiO□膜(
13)により分離された複数の島状半導体領域(即ち、
素子形成部)(62)を有するS○工基板(B)を得て
いる。
Next, as shown in Figure B, another mirror-finished silicon wafer <65> is bonded to the surface of the planarization layer <64>, and then, as shown in Figure C, the back side of the silicon wafer (61> After grinding to the A side, selective polishing with a hard cloth (a polishing method that only wipes off the product of ethylenediamine and Si in the polishing liquid without adding abrasive grains) was performed to polish the B side, that is, the S1 opening □ film (63 ) until the surface of the element forming part (
62) is exposed and the SiO□ film (
13) a plurality of island-shaped semiconductor regions (i.e.,
An SO engineered substrate (B) having an element forming portion) (62) was obtained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、島状半導体領域〈62〉の厚さが約10
00人のSOI基板を作製する場合、従来の如く単純な
貼り合せと研磨では不可能である。即ち、従来の方法の
場合、ウェーハの中央部分において島状半導体領域(6
2)が露出されたとしても、ウェーハの周辺部分には、
まだSiが残った状態となって、マスク合せ用のマーク
が隠れてしまい、その後のデバイス作製、特にマスク合
せが困難になるという不都合がある。また、周辺部分の
Siを削ったとしても中央部分の島状半導体領域(62
)が全て削られてしまい、デバイスが作製できないとい
う不都合がある。
However, the thickness of the island-shaped semiconductor region <62> is approximately 10
When manufacturing an SOI substrate for 000 people, it is impossible to simply bond and polish as in the past. That is, in the case of the conventional method, an island-shaped semiconductor region (6
Even if 2) is exposed, the peripheral area of the wafer is
There is a problem in that Si still remains and the mark for mask alignment is hidden, making subsequent device fabrication, especially mask alignment, difficult. Moreover, even if the Si in the peripheral part is removed, the island-shaped semiconductor region (62
) are all removed, making it impossible to fabricate a device.

また、選択ポリッシュの際、ふきとりによりSlを研磨
するため、第12図りに示すように、島状半導体領域り
62)に対して所望の膜厚のSiを残そうとしても、ウ
ェーハ中央部分の島状半導体領域(62)からウェーハ
周辺部分の島状半導体領域(62)にかけて深さ21〜
z、、程度のくぼみ(即ち、厚みむら) (67)が形
成されてしまい、所望の膜厚例えば約1000人を有す
る島状半導体領域(12〉がウェーハ全面において均一
に形成できないという不都合があると共に、その後のデ
バイス作製における膜厚の制御や露光・現像の際、上記
くぼみを考慮しながら行なわなければならず、工程が非
常に繁雑になるという不都合があった。
In addition, during selective polishing, since the Sl is polished by wiping, as shown in Figure 12, even if it is attempted to leave a desired thickness of Si on the island-shaped semiconductor region 62), the island in the center of the wafer is From the semiconductor region (62) to the island semiconductor region (62) at the periphery of the wafer, the depth is 21~.
A depression (i.e., thickness unevenness) (67) of a degree of z. In addition, the film thickness control, exposure, and development in subsequent device fabrication must be performed while taking the above-mentioned depressions into consideration, resulting in an inconvenience that the process becomes extremely complicated.

また、硬いクロスを用いるため、島状半導体領域〈12
〉の表面の粗さ及びそのダメージが心配される。
In addition, since a hard cloth is used, the island-shaped semiconductor region <12
〉 surface roughness and its damage are a concern.

本発明は、このような点に鑑み威されたもので、その目
的とするところは、ウェーハ全面に均一な島状半導体領
域が形成できると共に、島状半導体領域の表面の粗さ及
びダメージを低減化できる半導体基板の製法を提供する
ことにある。
The present invention has been developed in view of these points, and its purpose is to form a uniform island-shaped semiconductor region over the entire surface of a wafer, and to reduce surface roughness and damage of the island-shaped semiconductor region. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor substrate that can be made into a semiconductor substrate.

また、本発明は、ウェーハ全面に均一な島状半導体領域
が形成できると共に、島状半導体領域の表面の粗さを低
減化でき、更にS○工基板の製造工程の簡略化を図るこ
とができる半導体基板の製法を提供することにある。
Further, according to the present invention, uniform island-shaped semiconductor regions can be formed over the entire surface of the wafer, and the surface roughness of the island-shaped semiconductor regions can be reduced, and furthermore, the manufacturing process of the SO substrate can be simplified. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor substrate.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の半導体基板の製法は、半導体基板(1)の段差
を有する主面に互いにエツチング特性を異にする第1及
び第2の絶縁膜(3)及び(4)を積層したのち、半導
体基板(1)と別の基板(6)を貼り合せ、次いで、半
導体基板(1)を第1の絶縁膜(3)で仕切られた複数
の島状半導体領域(2)が全て露出するまで例えば硬質
クロスを用いて選択研磨したのち、露出する第1の絶縁
膜(3)をエツチング除去して、第2の絶縁膜(4)の
うち、島状半導体領域(2)の周辺における第2の絶縁
膜(4)を露出させ、その後、第2の絶縁膜(4)の露
出面をストッパとして島状半導体領域(2)を研磨する
The method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention is to stack first and second insulating films (3) and (4) having mutually different etching characteristics on the main surface of a semiconductor substrate (1) having a step, and then to form a semiconductor substrate. (1) and another substrate (6) are bonded together, and then the semiconductor substrate (1) is heated, for example, by a hard film, until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by the first insulating film (3) are exposed. After selectively polishing using a cloth, the exposed first insulating film (3) is removed by etching to remove the second insulating film (4) around the island-shaped semiconductor region (2). The film (4) is exposed, and then the island-shaped semiconductor region (2) is polished using the exposed surface of the second insulating film (4) as a stopper.

また、本発明の半導体基板の製法は、半導体基板(1)
の段差を有する主面に絶縁膜(11)を形成したのち、
半導体基板(1)と別の基板(6)を貼り合せ、次いで
、半導体基板(1)を絶縁膜(11)で仕切られた複数
の島状半導体領域(2)が全て露出するまで選択研磨し
たのち、絶縁膜(11)のうち、島状半導体領域(2)
の周辺における露出する絶縁膜(11〉を途中までエツ
チング除去し、次いで、エツチング除去した後の絶縁膜
(11〉の表面をストッパとして島状半導体領域(2)
を研磨する。
Further, the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention includes a semiconductor substrate (1)
After forming an insulating film (11) on the main surface having a step,
The semiconductor substrate (1) and another substrate (6) were bonded together, and then the semiconductor substrate (1) was selectively polished until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by insulating films (11) were exposed. Later, in the insulating film (11), the island-shaped semiconductor region (2)
The exposed insulating film (11) around the periphery of the insulating film (11) is etched halfway, and then the island-shaped semiconductor region (2) is removed using the surface of the etched insulating film (11) as a stopper.
Polish.

また、本発明の半導体基板の製法は、半導体基板(1)
の段差を有する主面に絶縁膜(21)を形成したのち、
半導体基板(1)と別の基板(6)を貼り合せ、次いで
、半導体基板(1)を絶縁膜(21)で仕切られた複数
の島状半導体領域(2)が全て露出するまで選択研磨し
たのち、絶縁膜(21)のうち、島状半導体領域(2)
の周辺における露出する絶縁膜(21)を島状半導体領
域(2)と共に途中まで研磨する。
Further, the method for manufacturing a semiconductor substrate of the present invention includes a semiconductor substrate (1)
After forming an insulating film (21) on the main surface having a step,
The semiconductor substrate (1) and another substrate (6) were bonded together, and then the semiconductor substrate (1) was selectively polished until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by insulating films (21) were exposed. Later, in the insulating film (21), the island-shaped semiconductor region (2)
The exposed insulating film (21) around the periphery of the insulating film (21) is partially polished together with the island-shaped semiconductor region (2).

〔作用〕[Effect]

上述の本発明の製法によれば、まず、エツチング特性を
異にする第1及び第2の絶縁膜(3)及び(4)を積層
して設け、少なくとも第1の絶縁膜(3)をストッパと
して第1の絶縁膜(3)で仕切られた複数の島状半導体
領域(2)が全て露出するように選択研磨したとき、研
磨後の島状半導体領域(2)の状態は、島状半導体領域
(2)単体で見た場合での厚みむらとウェーハ全面で見
た場合での厚みむらが発生してウェーハ全面に関しその
厚みは均一とはならないが、その厚みむら(厚み差)(
7)は、第1の絶縁膜(3)の膜厚程度に小さいため、
次の工程で第1の絶縁膜(3)をエツチング除去したの
ち、第2の絶縁膜〔4)をストッパとして島状半導体領
域(2)を研磨することにより、島状半導体領域(2)
の厚みをウェーハ全面に関し均一にさせることができる
と共に、選択研磨時に生じた島状半導体領域(2〕の表
面の粗さ及びダメージを低減化することができる。
According to the above-mentioned manufacturing method of the present invention, first and second insulating films (3) and (4) having different etching properties are stacked and provided, and at least the first insulating film (3) is formed as a stopper. When selective polishing is performed to expose all of the plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by the first insulating film (3), the state of the island-shaped semiconductor regions (2) after polishing is that of an island-shaped semiconductor. Area (2) Thickness unevenness occurs when looking at a single unit and when looking at the entire wafer, and the thickness is not uniform over the entire wafer, but the thickness unevenness (thickness difference) (
7) is as small as the thickness of the first insulating film (3), so
In the next step, after removing the first insulating film (3) by etching, the island-like semiconductor region (2) is polished using the second insulating film [4] as a stopper.
The thickness can be made uniform over the entire wafer surface, and the surface roughness and damage of the island-shaped semiconductor region (2) caused during selective polishing can be reduced.

また、上述の本発明の製法によれば、まず、絶縁膜(1
1)を懲戒し、この絶縁膜(11)をストッパとして絶
縁膜〈11〉で仕切られた複数の島状半導体領域(2)
が全て露出するように選択研磨したとき、研磨後の島状
半導体領域(2)の状態、は、島状半導体領域(2)単
体で見た場合での厚みむらとウェーハ全面で見た場合で
の厚みむらが発生してウェーハ全面に関しその厚みは均
一とはならないが、その厚みむら(厚み差)(7)は、
絶縁膜(11〉の膜厚より小さいため、次の工程で絶縁
膜(11)を途中までエツチング除去したのち、エツチ
ング除去した後の絶縁膜(11)の表面をストッパとし
て島状半導体領域(2)を研磨することにより、島状半
導体領域(2)の厚みをウェーハ全面に関し均一にする
ことができると共に、選択研磨時に生じた島状半導体領
域〔2)の表面の粗さ及びダメージを低減化することが
できる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention described above, first, an insulating film (1
1) and using this insulating film (11) as a stopper, a plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by insulating films <11> are formed.
When selective polishing is performed so that all of The thickness unevenness occurs and the thickness is not uniform over the entire wafer, but the thickness unevenness (thickness difference) (7)
Since the film thickness is smaller than that of the insulating film (11), the insulating film (11) is etched halfway in the next step, and then the island-shaped semiconductor region (2) is etched using the etched surface of the insulating film (11) as a stopper. ), the thickness of the island-shaped semiconductor region (2) can be made uniform over the entire wafer surface, and the surface roughness and damage of the island-shaped semiconductor region [2] caused during selective polishing can be reduced. can do.

また、上述の本発明の製法によれば、まず、絶縁膜(2
1)を懲戒し、この絶縁膜(21〉をストッパとして絶
縁膜(21)で仕切られた複数の島状半導体領域(2)
が全て露出するように選択研磨したとき、研磨後の島状
半導体領域(2)の状態は、島状半導体領域(2)単体
で見た場合での厚みむらとウェーハ全面で見た場合での
厚みむらが発生してウェーハ全面に関しその厚みは均一
とはならないが、その厚みむら(厚み差)(7)は、絶
縁膜(21)の膜厚より小さいため、次の工程で絶縁膜
(21)を島状半導体領域(2)と共に途中まで研磨す
ることにより、島状半導体領域(2)の厚みをウェーハ
全面に関し均一にすることができると共に、選択研磨時
に生じた島状半導体領域(2)の表面の粗さを低減化す
ることができる。特に、この方法によれば、製造工程の
簡略化を図ることができる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention described above, first, the insulating film (2
1), and a plurality of island-shaped semiconductor regions (2) partitioned by insulating films (21) using this insulating film (21> as a stopper).
When selectively polishing is performed so that all of Thickness unevenness occurs and the thickness is not uniform over the entire surface of the wafer, but since the thickness unevenness (thickness difference) (7) is smaller than the thickness of the insulating film (21), the insulating film (21) is ) can be polished halfway along with the island-shaped semiconductor region (2), so that the thickness of the island-shaped semiconductor region (2) can be made uniform over the entire wafer surface, and the island-shaped semiconductor region (2) generated during selective polishing can be made uniform. surface roughness can be reduced. In particular, according to this method, the manufacturing process can be simplified.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図〜第11図を参照しながら本発明の詳細な
説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to FIGS. 1 to 11.

第1図は、第1実施例に係るSOI基板の製法を示す工
程図である。以下、順を追ってその工程を説明する。
FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing an SOI substrate according to a first embodiment. The steps will be explained step by step below.

まず、第1図へに示すように、鏡面加工されたシリコン
ウェーハ(1)の−主面にフォトリソグラフィ技術を用
いて全面に均一に複数の素子形成部(2)が凸部となる
ような段差で残るようにバターニングする。凸部の厚み
d。は約2000 A程度とする。
First, as shown in Fig. 1, a plurality of element forming portions (2) are uniformly formed on the main surface of a mirror-finished silicon wafer (1) using photolithography to form convex portions over the entire surface. Butter it so that it remains in steps. The thickness of the convex portion d. is approximately 2000 A.

次いで、段差が懲戒された面に互いにエツチング特性(
エツチングレート〉が異なり、夫々s1の研磨ストッパ
となる第1及び第2の絶縁膜、例えば厚さ約1000 
Aの5in2膜〔3)及び厚さ1000Å以上のSiN
膜(4)を順次積層する。更に、これらの段差を埋める
ように、例えばSiO□層又は多結晶シリコン層等の平
坦化用の層(5)を被着形成したのち、この層(5)を
平坦化する。
Then, etching characteristics (
The first and second insulating films have different etching rates and serve as polishing stoppers of s1, for example, with a thickness of about 1000
A 5in2 film [3] and SiN with a thickness of 1000 Å or more
The membranes (4) are laminated one after another. Furthermore, a layer (5) for planarization such as a SiO□ layer or a polycrystalline silicon layer is deposited to fill these steps, and then this layer (5) is planarized.

次に、第1図Bに示すように、平坦化された面aに別の
鏡面加工されたシリコンウェーハ(6)ヲ貼り合せる。
Next, as shown in FIG. 1B, another mirror-finished silicon wafer (6) is bonded to the flattened surface a.

次に、第1図Cに示すように、シリコンウェーハ(1)
の裏面よりA面まで研削したのち、5102膜(3)を
研磨ストッパとして硬質クロスによる選択ポリッシング
でB面まで研磨する。このとき、第1図りに示すように
、複数の島状シリコン領域(2)が露出すると共に、中
央部分の島状シリコン領域(2)から周辺部分の島状シ
リコン領域(2)にかけて夫々深さ21〜Z、、のくぼ
み(7)が生じる。このくぼみ(7)は、島状シリコン
領域(2)単体での厚みむら、ウェーハ(6)全面での
厚みむらを生ぜしめ、ウェーハ(6)全面に関し、島状
シリコン領域(2)の厚みがばらついた状態となってい
る。これは、弾性体である硬質クロスの圧力が夫々島状
シリコン領域(2)の中央部で高く、研磨レートもこれ
に比例して島状シリコン領域(2)の中央部分で大きく
なってしまうからと推察できる。このとき、島状シリコ
ン領域(2)に形成されたくぼみ(7)の深さZは、最
大のものく第1図りでは2+)でも5102膜(3)の
膜厚程度となる。
Next, as shown in FIG. 1C, a silicon wafer (1)
After grinding from the back side to side A, polishing is performed to side B by selective polishing with a hard cloth using the 5102 film (3) as a polishing stopper. At this time, as shown in the first diagram, a plurality of island-like silicon regions (2) are exposed, and each island-like silicon region (2) in the central part to the island-like silicon region (2) in the peripheral part has a depth. A depression (7) of 21 to Z is formed. This depression (7) causes thickness unevenness in the island-shaped silicon region (2) alone and thickness unevenness in the entire surface of the wafer (6). It is in a state of dispersion. This is because the pressure of the hard cloth, which is an elastic body, is high at the center of each island-like silicon region (2), and the polishing rate also increases proportionally at the center of the island-like silicon region (2). It can be inferred that. At this time, the depth Z of the depression (7) formed in the island-like silicon region (2) is approximately the thickness of the 5102 film (3) even at its maximum (2+ in the first diagram).

また、この選択ポリッシングは、ふきとり作用の強い硬
質クロスと選択性のある研磨液を使用するため、研磨後
における島状シリコン領域(2)の状態は、その表面の
粗さが劣化し、ダメージも生じた状態となっている。
In addition, since this selective polishing uses a hard cloth with a strong wiping action and a selective polishing liquid, the state of the island-shaped silicon region (2) after polishing is such that the surface roughness deteriorates and damage occurs. The situation has occurred.

次に、第1図已に示すように、Sin、膜(3)をフッ
酸系のエツチング液でエツチング処理し、露出している
5in2膜(3)を除去する。このとき、下層にあった
SiN膜(4)が露出すると共に、島状シリコン領域(
2)の上面がSiN膜(4)の上面より約1000人程
度突出したかたちとなり、くぼみ(7)の最下部(ピー
ク〉もSiN膜(4)の上面と同じか又はそれよりも上
方に存するかたちとなる。尚、島状シリコン領域(2)
近傍のSiO□膜(3)は、上記エツチング処理による
オーバーエツチングによりその上面がSiN膜(4)の
上面よりもやや落ち込んだ状態となる。
Next, as shown in FIG. 1, the Sin film (3) is etched with a hydrofluoric acid-based etching solution to remove the exposed 5in2 film (3). At this time, the underlying SiN film (4) is exposed, and the island-like silicon region (
2) The upper surface protrudes from the upper surface of the SiN film (4) by about 1000 mm, and the bottom (peak) of the depression (7) is also at the same level as or above the upper surface of the SiN film (4). In addition, the island-like silicon region (2)
The upper surface of the nearby SiO□ film (3) is slightly depressed than the upper surface of the SiN film (4) due to over-etching caused by the above etching process.

次に、第1図Fに示すように、SiN膜(4)の露出面
をストッパとして軟質クロスと砥粉入り研磨液(例えば
アンモニア系、水酸化ナトリウム系、水酸化カリウム系
等のアルカリ系液にシリカを含有させた所謂コロイダル
シリカ系研磨液)で6面まで研磨して本例に係るSOI
基板〈A1)を得る。
Next, as shown in FIG. The SOI according to this example was polished up to 6 sides with a so-called colloidal silica polishing liquid containing silica.
Obtain a substrate <A1).

この6面までの研磨時、各島状シリコン領域(2)の外
周部分は、中央部分よりも上方に突出したかたちとなっ
ているため、研磨の際、外周部分が優先的に研磨され、
即ち研磨による形状補正効果が働いて島状シリコン領域
(2)の上面は平坦化される。
When polishing up to six surfaces, the outer periphery of each island-like silicon region (2) protrudes upwardly from the center, so the outer periphery is polished preferentially during polishing.
That is, the top surface of the island-shaped silicon region (2) is flattened by the shape correction effect of polishing.

特に、くぼみ(7)の最下部がSiN膜(4)上面と同
じか又はその上方に存しているため、この研磨により、
上記くぼみ(7)が完全に無くなって平坦化され、Si
N膜(4)上面と島状シリコン領域(2)上面とが同一
平面上に存することとなると共に、ウェーハ(6)全面
に1000人厚の島状シリコン領域(2)が均一に懲戒
されることとなる。尚、SiとSin、の研磨レート比
をall、SiとSIN の研磨レート比をb:1とす
ると、トータルの研磨レート比はab:lとなるため、
島状シリコン領域(2)の平坦化が期待できる研磨レー
ト比100 : 1以上を得る場合にはSiとSi口。
In particular, since the bottom of the depression (7) is at the same level as or above the top surface of the SiN film (4), this polishing
The depression (7) is completely eliminated and flattened, and the Si
The upper surface of the N film (4) and the upper surface of the island-like silicon region (2) are on the same plane, and the island-like silicon region (2) with a thickness of 1000 layers is uniformly distributed over the entire surface of the wafer (6). It happens. Furthermore, if the polishing rate ratio of Si and Sin is all and the polishing rate ratio of Si and SIN is b:1, the total polishing rate ratio is ab:l.
In order to obtain a polishing rate ratio of 100:1 or more, which is expected to flatten the island-shaped silicon region (2), use Si and Si.

の研磨レート比を例えば10:1.SiとSiN の研
磨レート比を例えば20:工程度の小さい研磨レート比
で十分であり、この場合のトータルの研磨レート比は2
00 : 1となる。
For example, the polishing rate ratio is 10:1. For example, a polishing rate ratio of Si to SiN of 20: A polishing rate ratio with a small process rate is sufficient, and the total polishing rate ratio in this case is 20.
00:1.

上述の如く、本例によれば、ウェーハ(1)の段差を有
する主面に3102膜(3)とSiN膜(4)を順次積
層したのち、このウェーハ(1)と別のウェーハ(6)
を貼り合せ、その後、硬質クロスによる選択ポリッシン
グにより島状シリコン領域(2)を露出したのち、該領
域(2)と共に露出しているSin、膜(3)をエツチ
ング除去して、−旦島状シリコン領域(2)の一部を突
出させ、次いで、SIN膜(4)をストッパとして露出
している島状シリコン領域(2)の一部を軟質クロスで
研磨するようにしたので、選択ポリッシング時に生じた
厚みむら即ちくぼみ(7)が除去され、島状シリコン領
域(2)の上面を平坦化させることができると共に、島
状シリコン領域(2)の厚みをウェーハ(6)全面に関
し均一化させることができ、その後のデバイス作製が容
易になる。また、予めダメージ\(1)の段差(凸部の
厚みaa)を素子形成領域として必要な厚み(1000
人〉と研磨される厚み(1000人)を考慮して200
0人としておけば、最終工程(第1図F〉で島状シリコ
ン領域(2)の厚みをウェー71全面に関して所望する
厚み(1000人)で均一化させることができる。また
、第1図Fにおける島状シリコン領域(2)への研磨時
、軟質クロスと砥粒入り研磨液で研磨するようにしたの
で、第1図Cで示す選択ポリッシング時に生じた島状シ
リコン領域(2)の表面の粗さ及び研磨ダメージを低減
化させることができる。
As described above, according to this example, after the 3102 film (3) and the SiN film (4) are sequentially laminated on the stepped main surface of the wafer (1), this wafer (1) and another wafer (6) are laminated.
After that, the island-shaped silicon region (2) is exposed by selective polishing with a hard cloth, and the exposed Sin and film (3) are etched away together with the region (2). A part of the region (2) is made to protrude, and then a part of the exposed island-shaped silicon region (2) is polished using a soft cloth using the SIN film (4) as a stopper, so that the problem that occurs during selective polishing is avoided. The thickness unevenness, that is, the depression (7) is removed, and the upper surface of the island-like silicon region (2) can be flattened, and the thickness of the island-like silicon region (2) can be made uniform over the entire surface of the wafer (6). This facilitates subsequent device fabrication. In addition, the required thickness (1000 mm
200 people, considering the thickness to be polished (1000 people)
If the number of workers is set to 0, the thickness of the island-shaped silicon region (2) can be uniformized to the desired thickness (1000 workers) over the entire surface of the wafer 71 in the final step (FIG. 1F). When polishing the island-like silicon region (2) in , polishing was performed using a soft cloth and abrasive-containing polishing liquid, so that the surface of the island-like silicon region (2) that occurred during selective polishing as shown in Figure 1C was removed. Roughness and polishing damage can be reduced.

次に、第2実施例に係るS○■基板の製法を第2図の工
程図に基づいて説明する。尚、第1図と対応するものに
ついては同符号を記す。
Next, a method for manufacturing the S○■ substrate according to the second embodiment will be explained based on the process diagram of FIG. 2. Components corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

まず、第2図Aに示すように、鏡面加工されたシリコン
ウェーハ(1)の−主面にフォトリソグラフィ技術を用
いて全面に均一に複数の素子形成部(2)が凸部となる
ような段差で残るようにパターニングする。凸部の厚み
do は約4000人程度とする。
First, as shown in FIG. 2A, a plurality of element forming portions (2) are uniformly formed on the main surface of a mirror-finished silicon wafer (1) using photolithography to form convex portions over the entire surface. Pattern so that it remains with steps. The thickness do of the convex portion is approximately 4000.

次いで、段差が形成された面に絶縁膜、例えば厚さ約4
000人のSiO□膜(11)を形成する。更にこれら
の段差を埋めるように例えばSlO□層又は多結晶シリ
コン層等の平坦化用の層(5)を被着形成したのち、こ
の層(5)を平坦化する。
Next, an insulating film, for example, about 4 mm in thickness is applied to the surface on which the step is formed.
000 SiO□ film (11) is formed. Furthermore, a layer (5) for planarization such as a SlO□ layer or a polycrystalline silicon layer is deposited to fill these steps, and then this layer (5) is planarized.

次に、第2図Bに示すように、平坦化かされた面aに別
の鏡面加工されたシリコンウェーハ(6)を貼り合せる
Next, as shown in FIG. 2B, another mirror-finished silicon wafer (6) is bonded to the flattened surface a.

次に、第2図Cに示すように、シリコンウェーハ(1)
の裏崩よりA面まで研削したのち、SiQ、膜(11)
を研磨ストッパとして硬いクロスによる選択ポリッシン
グでB面まで研磨する。このとき、第2図りに示すよう
に、複数の島状シリコン領域(2)が露出すると共に、
中央部分の島状シリコン領域(2)から周辺部分の島状
シリコン領域(2)にかけて夫々深さZ、〜Z、、のく
ぼみ(7)が生じる。このくぼみ(7)は、上記第1実
施例の場合と同様に、島状シリコン領域(2)単体での
厚みむら、ウェーハ(6)全面での厚みむらを生ぜしめ
、ウェーハ(6)全面に関し、島状シリコン領域(2)
の厚みがばらついた状態となっている。しかし、このく
ぼみ(7)は、SiとSiO,の研磨レートの違い(研
磨レート比=10:1)により、その深さZは、最大の
もの(第2図Eでは2+)でも1000Å以下となって
おり、5102膜(11)の厚みよりも小さい。上記選
択ポリッシングは、ふきとり作用の強い硬質クロスと選
択性のある研磨液を使用するため、上記第1実施例と同
様に研磨後における島状シリコン領域(2)の状態は、
その表面の粗さが劣化し、ダメージも生じた状態となっ
ている。
Next, as shown in FIG. 2C, the silicon wafer (1)
After grinding from the underside to the A side, SiQ, film (11)
Using a polishing stopper as a polishing stopper, selectively polish with a hard cloth to the B side. At this time, as shown in the second diagram, a plurality of island-like silicon regions (2) are exposed, and
Recesses (7) with depths Z, ~Z, are formed from the island-like silicon region (2) in the central part to the island-like silicon region (2) in the peripheral part, respectively. As in the case of the first embodiment, this depression (7) causes thickness unevenness in the island-shaped silicon region (2) alone and thickness unevenness in the entire surface of the wafer (6). , island-like silicon region (2)
The thickness of the material varies. However, due to the difference in polishing rate between Si and SiO (polishing rate ratio = 10:1), the depth Z of this depression (7) is less than 1000 Å even at its maximum (2+ in Figure 2 E). , which is smaller than the thickness of the 5102 film (11). Since the selective polishing uses a hard cloth with a strong wiping action and a selective polishing liquid, the state of the island-like silicon region (2) after polishing is as follows as in the first embodiment.
The surface roughness has deteriorated and damage has occurred.

次に、第2図Eに示すように、S10゜膜(11〉をR
I E (CHF3ガス)やHF溶液によるウェットエ
ツチング等でエツチング処理し、露出している5102
膜(11)を途中まで即ち1000人程度除去してSl
O□膜(11)による第2の基準面すを形成する。この
とき、島状シリコン領域(2)の上面が第2の基準面す
より約4000人程度突出したかたちとなり、くぼみ(
7)の最下部(ピーク)も第2の基準面すと同じか又は
それよりも上方に存するかたちとなる。
Next, as shown in Figure 2E, the S10° film (11) is
5102 exposed by etching by wet etching using IE (CHF3 gas) or HF solution
The film (11) is removed halfway, that is, about 1,000 layers, and the Sl
A second reference surface is formed by the O□ film (11). At this time, the upper surface of the island-like silicon region (2) protrudes from the second reference surface by about 4,000 people, and a depression (
The lowest point (peak) of 7) is also located at or above the second reference plane.

次に、第2図Fに示すように、5i02膜(11〉によ
る第2の基準面すを研磨ストッパとして軟質クロスと砥
粒入り研磨液(例えばコロイダルシリカ系研磨液)で6
面まで研磨して本例に係るS○■基板(A2〉を得る。
Next, as shown in FIG. 2F, a second reference surface made of 5i02 film (11) was used as a polishing stopper, and a soft cloth and a polishing liquid containing abrasive grains (for example, a colloidal silica-based polishing liquid) were used to polish the surface.
The surface is polished to obtain an S○■ substrate (A2>) according to this example.

この6面までの研磨時、上記第1実施例と同様に、各島
状シリコン領域(2)の外周部分が中央部分よりも上方
に突出したかたちとなっているため、研磨の際、外周部
分が優先的に研磨され、即ち研磨による形状補正効果が
働いて島状シリコン領域(2)の上面は平坦化される。
When polishing up to six surfaces, the outer peripheral portion of each island-like silicon region (2) protrudes upwardly than the central portion, as in the first embodiment. is preferentially polished, that is, the top surface of the island-like silicon region (2) is flattened due to the shape correction effect of polishing.

特に、くぼみ(7)の最下部が5in2膜(11)によ
る第2の基準面すと同じか又はその上方に存しているた
め、この研磨により、上記くぼみ(7)が完全に無くな
って平坦化され、第2の基準面すと島状シリコン領域(
2)上面とが同一平面上に存することとなると共に、ウ
ェーハ全面に1000人厚の島状シリコン領域(2)が
均一に形成されることとなる。尚、SiとSiO□の研
磨レート比をlO:1程度に設定するだけで、トータル
の研磨レート比が島状シリコン領域(2)の平坦化を期
待できる研磨レート比として十分な100:1となる。
In particular, since the lowest part of the depression (7) is on the same level as or above the second reference surface formed by the 5in2 film (11), this polishing completely eliminates the depression (7) and makes it flat. The island-like silicon region (
2) The upper surface will be on the same plane, and an island-like silicon region (2) with a thickness of 1000 layers will be uniformly formed over the entire surface of the wafer. In addition, by simply setting the polishing rate ratio of Si and SiO□ to about 1O:1, the total polishing rate ratio can be increased to 100:1, which is sufficient for flattening the island-shaped silicon region (2). Become.

上述の如く、本例によれば、ウェーハ(1)の段差を有
する主面に5I02膜(11)を形成したのち、このウ
ェーハ(1)と別のウェーハ(6)を貼り合せ、その後
、硬質クロスによる選択ポリッシングにより島状シリコ
ン領域(2)を露出させたのち、島状シリコン領域(2
)と共に露出しているSi20膜(11)を途中までエ
ツチング除去して、−旦島状シリコン領域(2)の−部
を露出させ、次いで、エツチング除去した後のSin、
膜(11〉をストッパとして突出した島状シリコン領域
(2)の一部を軟質クロスで研磨するようにしたので、
選択ポリッシング時に生じた厚みむら即ちくぼみ(7)
が除去され、島状シリコン領域〔2)の平坦度が改善さ
れると共に、島状シリコン領域〔2)の厚みをウェーハ
(6)全面に関し均一化させることができ、その後のデ
バイス作製が容易になる。また、上記第1実施例で示す
Sin、膜(4)を組合せた2段ストッパによる効果と
同等の効果をSiO□膜(11)のみで得られるため、
工程がより簡略化され、島状シリコン領域(2)の高集
積化を図ることができる。また、予めウェーハ(1)の
段差(凸部の厚みd。)を素子形成領域として必要な厚
み(1000人)と研磨される厚み(1000人)を考
慮して2000人としておけば、最終工程(第2図F)
で島状シリコン領域(2)の厚みをウェーハ(6)全面
に関して所望する厚み(1000人)で均一化させるこ
とができる。また、第2図Fにおける島状シリコン領域
(2)への研磨時、軟質クロスと砥粒入り研磨液で研磨
するようにしたので、第2図Cで示す選択ポリッシング
時に生じた島状シリコン領域(2)の表面の粗さ及び研
磨ダメージを低減化させることができる。
As described above, according to this example, after forming the 5I02 film (11) on the stepped main surface of the wafer (1), this wafer (1) and another wafer (6) are bonded together, and then a hard After exposing the island-like silicon region (2) by selective polishing with a cloth, the island-like silicon region (2) is exposed.
), the exposed Si20 film (11) is partially etched away to expose the part of the island-shaped silicon region (2), and then the etched Si20 film (11)
A part of the protruding island-like silicon region (2) was polished using a soft cloth using the film (11>) as a stopper.
Thickness unevenness or depressions caused during selective polishing (7)
is removed, the flatness of the island-like silicon region [2] is improved, and the thickness of the island-like silicon region [2] can be made uniform over the entire surface of the wafer (6), making subsequent device fabrication easier. Become. In addition, the same effect as the two-stage stopper combining the Si and film (4) shown in the first embodiment can be obtained only with the SiO□ film (11).
The process is further simplified, and the island-like silicon region (2) can be highly integrated. In addition, if the step (thickness d of the convex part) of the wafer (1) is set to 2000 people in advance, taking into consideration the thickness required for the element formation area (1000 people) and the thickness to be polished (1000 people), the final step (Figure 2 F)
The thickness of the island-like silicon region (2) can be made uniform to a desired thickness (1000 layers) over the entire surface of the wafer (6). In addition, when polishing the island-shaped silicon region (2) in FIG. 2F, polishing was performed using a soft cloth and a polishing liquid containing abrasive grains, so that the island-shaped silicon region (2) produced during selective polishing as shown in FIG. 2C (2) Surface roughness and polishing damage can be reduced.

次に、第3実施例に係るSOI基板の製法を第3図の工
程図に基いて説明する。尚、第1図と対応するものにつ
いては同符号を記す。
Next, a method for manufacturing an SOI substrate according to a third embodiment will be explained based on the process diagram of FIG. 3. Components corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

まず、第3図Aに示すように、鏡面加工されたシリコン
ウェーハ(1)の−主面にフォトリソグラフィ技術を用
いて全面に均一に複数の素子形成部(2)が凸部となる
ような段差で残るようにバターニングする。凸部の厚み
d。は約4000人程度とする。
First, as shown in FIG. 3A, a plurality of element forming portions (2) are uniformly formed on the main surface of a mirror-finished silicon wafer (1) using photolithography to form convex portions over the entire surface. Butter it so that it remains in steps. The thickness of the convex portion d. The number of participants will be approximately 4,000.

次いで、段差が形成された面に絶縁膜、例えば厚さ約4
000人の5102膜(21)を形成する。更にこれら
の段差を埋めるように例えば310□層又は多結晶シリ
コン層等の平坦化用の層(5)を被着形成したのち、こ
の層(5)を平坦化する。
Next, an insulating film, for example, about 4 mm in thickness is applied to the surface on which the step is formed.
Form 5102 membranes (21) of 000 people. Furthermore, a layer (5) for planarization such as a 310□ layer or a polycrystalline silicon layer is deposited to fill these steps, and then this layer (5) is planarized.

次に、第2図Bに示すように、平坦化かされた面aに別
の鏡面加工されたシリコンウェーハ(6)を貼り合せる
Next, as shown in FIG. 2B, another mirror-finished silicon wafer (6) is bonded to the flattened surface a.

次に、第2図Cに示すように、シリコンウェーハ(1)
の裏面よりA面まで研削したのち、SiO3膜(21)
を研磨ストッパとして硬いクロスによる選択ポリッシン
グでB面まで研磨する。このとき、第2図りに示すよう
に、複数の島状シリコン領域(2)が露出すると共に、
中央部分の島状シリコン領域(2)から周辺部分の島状
シリコン領域(2)にかけて夫々深さZ1〜Z、、のく
ぼみ(7)が生じる。このくぼみ(7)は、上記第1実
施例の場合と同様に、島状シリコン領域(2)単体での
厚みむら、ウェーハ(6)全面での厚みむらを生ぜしめ
、ウェーハ(6)全面に関し、島状シリコン領域(2)
の厚みがばらついた状態となっている。しかし、このく
ぼみ(7)は、Slと3102の研磨レートの違い(研
磨レート比=10:1)により、その深さZは、最大の
ものく第3図りではZ、)でも1000 A以下となっ
ており、5102膜(21)の厚みよりも小さ“い。上
記選択ポリッシングは、ふきとり作用の強い硬質クロス
と選択性のある研磨液を使用するため、上記第1実施例
と同様に研磨後における島状シリコン領域(2)の状態
は、その表面の粗さが劣化し、ダメージも生じた状態と
なっている。
Next, as shown in FIG. 2C, the silicon wafer (1)
After grinding from the back side to the A side, SiO3 film (21)
Using a polishing stopper as a polishing stopper, selectively polish with a hard cloth to the B side. At this time, as shown in the second diagram, a plurality of island-like silicon regions (2) are exposed, and
Recesses (7) having depths Z1 to Z are formed from the island-like silicon region (2) in the central part to the island-like silicon region (2) in the peripheral part, respectively. As in the case of the first embodiment, this depression (7) causes thickness unevenness in the island-shaped silicon region (2) alone and thickness unevenness in the entire surface of the wafer (6). , island-like silicon region (2)
The thickness of the material varies. However, due to the difference in polishing rate between Sl and 3102 (polishing rate ratio = 10:1), the depth Z of this depression (7) is less than 1000 A even at its maximum (Z, in the third drawing). The thickness of the 5102 film (21) is smaller than that of the 5102 film (21).The selective polishing described above uses a hard cloth with a strong wiping action and a selective polishing liquid. The state of the island-shaped silicon region (2) in is such that its surface roughness has deteriorated and damage has also occurred.

次に、第3図Eに示すように、島状シリコン領域(2)
を含む全面に対し研磨を行って、Sin、膜(21)を
島状シリコン領域(2)と共に途中まで(即ち0面まで
)研磨することにより、約4000人程度研磨除去して
本例に係るSOI基板(A3〉を得る。この研磨方法と
しては、メカニカル研磨を主とした例えば硬質クロスと
粒径的300除去度の5iO7微粉末と水との懸濁液(
研磨液)による研磨法か又はSlと5i02が同一エツ
チングレートでエツチングされる研磨液例えばHF−H
NO3系研磨液による研磨法等が用いられる。このSi
O□膜り21)と島状シリコン領域(2)に対する同時
研磨の際、選択ポリッシング時に生じた島状シリコン領
域(2)のくぼみ(7)は、その最下部が研磨停止面(
0面)と同じか又はその上方に存することとなるため、
この研磨により、該くぼみ(7)が完全に無くなって平
坦化され、研磨停止面(0面〉と島状シリコン領域(2
)上面とが同一平面上に存することとなると共に、ウェ
ーハ(6)全面に1000人厚の島状シリコン領域(2
)が均一に形成されることとなる。
Next, as shown in FIG. 3E, an island-like silicon region (2) is formed.
By polishing the entire surface including the Si film (21) along with the island-like silicon region (2) to the middle (that is, to the 0th surface), about 4000 particles were removed by polishing. An SOI substrate (A3) is obtained. This polishing method mainly involves mechanical polishing, for example, using a hard cloth and a suspension of 5iO7 fine powder with a particle size removal degree of 300 and water (
A polishing method using a polishing liquid (polishing liquid) or a polishing liquid such as HF-H in which Sl and 5i02 are etched at the same etching rate.
A polishing method using an NO3-based polishing liquid is used. This Si
During the simultaneous polishing of the O□ film 21) and the island-like silicon region (2), the depression (7) of the island-like silicon region (2) created during selective polishing has its lowest bottom facing the polishing stop surface (
0 side) or above it,
By this polishing, the depression (7) is completely eliminated and flattened, and the polishing stop surface (plane 0) and the island-like silicon region (plane 2
) are on the same plane as the upper surface of the wafer (6), and an island-like silicon region (2
) will be formed uniformly.

上述の如く、本例によれば、ウェーハ(1)の段差を有
する主面に310□膜(21)を形成したのち、このウ
ェーハ(1)と別のウェーハ(6)を貼り合せ、その後
、硬質クロスによる選択ポリッシングにより島状シリコ
ン領域(2)を露出させたのち、SiO□膜〈21〉を
島状シリコン領域(2)と共に途中まで研磨するように
したので、選択ポリッシング時に生じた厚みむら即ちく
ぼみ(7)が除去され、島状シリコン領域(2)の平坦
度が改善されると共に、島状シリコン領域(2)の厚み
をウェーハ(6)全面に関し均一化させることができ、
その後のデバイス作製が容易になり、その歩留り及び信
頼性が向上する。また、予めウェーハ(1)の段差(凸
部の厚みdo)を素子形成領域として必要な厚み(10
00人〉と研磨される厚み(1000人)を考慮して2
000人としておけば、最終工程(第3図E)で島状シ
リコン領域(2)の厚みをウェーハ(6)全面に関して
所望する厚み(1000人〉で均一化させることができ
ると共に、第3図Cで示す選択ポリッシング時に生じた
島状シリコン領域(2)の表面の粗さを低減化させるこ
とができる。
As described above, according to this example, after forming the 310□ film (21) on the main surface of the wafer (1) having a step, this wafer (1) and another wafer (6) are bonded together, and then, After exposing the island-like silicon region (2) by selective polishing with a hard cloth, the SiO□ film <21> was polished halfway along with the island-like silicon region (2), so that the thickness unevenness that occurred during selective polishing was removed. That is, the depression (7) is removed, the flatness of the island-like silicon region (2) is improved, and the thickness of the island-like silicon region (2) can be made uniform over the entire surface of the wafer (6).
Subsequent device fabrication is facilitated, and its yield and reliability are improved. In addition, in advance, the step (thickness do of the convex portion) of the wafer (1) is set to the required thickness (10
00 people〉 and considering the thickness to be polished (1000 people) 2
000 layers, the thickness of the island-shaped silicon region (2) can be made uniform over the entire surface of the wafer (6) to the desired thickness (1000 layers) in the final step (FIG. 3E), and The surface roughness of the island-like silicon region (2) produced during selective polishing shown in C can be reduced.

特に、この第3実施例においては、5in2膜(21)
と島状シリコン領域(2)を−度にその途中まで研磨す
るだけでSol基板(A、〉が得られるため、上記第1
実施例及び第2実施例と比してその工程が簡略化され、
Ili性が向上する。
In particular, in this third embodiment, the 5in2 film (21)
Since the Sol substrate (A, ) can be obtained by simply polishing the island-like silicon region (2) to the middle of the island-like silicon region (2), the first
The process is simplified compared to the example and the second example,
Ili property is improved.

尚、上記第1〜第3実施例において、各最終工程(ff
i1図F、第2r!!JF及び第3図E参照)以降、島
状シリコン領域(2)の表面をその周辺部と共に熱酸化
したのち、その熱酸化膜をエツチング除去すれば、島状
シリコン領域(2)の表面の粗さ及び研磨ダメージをよ
り効率よく低減化させることができる。
In addition, in the above-mentioned first to third embodiments, each final step (ff
i1 figure F, 2nd r! ! JF and FIG. 3E), the surface of the island-shaped silicon region (2) is thermally oxidized together with its surrounding area, and then the thermal oxide film is removed by etching, thereby reducing the roughness of the surface of the island-shaped silicon region (2). This makes it possible to more efficiently reduce polishing damage and polishing damage.

上記第1〜第3実施例における平坦化用の層(5)に対
する平坦化研磨工程(第1図A1第2図A及び第3図A
参照)において、通常は、まず、ウェーハ(1)上のパ
ターン凸部(2)上に平坦化用の層(5)として例えば
厚み5μmの多結晶シリコン層を例えばCVD法等で形
成したのち、固定砥粒定盤を用いて多結晶シリコン層(
5)上のパターン凸部(5a)のみを研磨して除去し、
全面を平坦化する。その後、通常のシリコンウェーハの
仕上げ研磨で用いている研磨条件にて上記平坦化した面
を仕上げ研磨して貼り合せ可能な鏡面に仕上げる(即ち
、キズと粗さを除去する〉。この通常の平坦化研磨にお
いては、固定砥粒定盤でパターン凸部(5a〉を除去し
た後、仕上げ研磨を行なったとき、除去したはずのパタ
ーン凸部が再び現われていることが判明した。この現わ
れてきたパターン凸部を段差測定器で調べた結果、1枚
のウェーハ内で高さ約100除去度の凸状の段差と凹状
の段差が生じており、その原因としては次のことが考え
られる。即ち、凸状の段差は、最初の固定砥粒定盤によ
る平坦化研磨で完全にパターン凸部(5a)が除去され
ていない(約100除去度残っている)ために、次の仕
上げ研磨時において、研磨砥粒が小さく、軟質クロスを
用いることから、段差を平坦にする能力が無く、逆に見
えにくかった段差を見え易くするためと考えられる。ま
た、凹状の段差は、最初の固定砥粒定盤による平坦化研
磨でパターン凸部(5a〉が完全に平坦になるところが
、凹状になっているからと思われる。通常、仕上げ研磨
は、選択性が強く、ダメージがある部分に対する研磨の
進みが速くなる。即ち、固定砥粒定盤による平坦化研磨
の際、パターン凸部(5a)が優先的に削られるが、こ
の研磨で平坦化になるまで固定砥粒定盤と接触するのは
、パターン凸部(5a)のみであり、このパターン凸部
(5a)のみで固定砥粒定盤の荷重を支えていることに
なる(パターン凸!(5a)は、ウェー/”i面内で約
20%の割合を占めるため、単位面積当たりかなり高い
圧力が加わっていることになる)。従って、平坦化研磨
によって段差がなくなったとき、パターン凸部(5a〉
が存在していた部分にかなりのダメージが入っており、
このダメージが原因で次の仕上げ研磨時、そのダメージ
の部分に対する研磨が速く進んで最終的に凹状の段差を
形成してしまうからと考えられる。
The planarization polishing process for the planarization layer (5) in the first to third embodiments (Fig. 1 A1, Fig. 2 A, and Fig. 3 A)
(see), usually, first, a polycrystalline silicon layer with a thickness of, for example, 5 μm is formed as a planarizing layer (5) on the pattern convex portion (2) on the wafer (1) by, for example, the CVD method. Polycrystalline silicon layer (
5) Polish and remove only the upper pattern convex part (5a),
Flatten the entire surface. Thereafter, the flattened surface is final polished under the polishing conditions used for regular final polishing of silicon wafers to create a mirror surface that can be bonded (that is, to remove scratches and roughness). In chemical polishing, it was found that when final polishing was performed after pattern convex portions (5a) were removed using a fixed abrasive surface plate, the pattern convex portions that were supposed to have been removed reappeared. As a result of examining the pattern convex portions with a step measuring device, it was found that convex steps and concave steps with a height of about 100 removal degree occurred within one wafer, and the following are thought to be the causes. , the convex step is because the pattern convex part (5a) is not completely removed in the first flattening polishing using the fixed abrasive surface plate (approximately 100 degree of removal remains), so it will not be removed during the next final polishing. , since the abrasive grains are small and a soft cloth is used, it does not have the ability to flatten steps, and on the contrary, it is thought that this makes it easier to see the steps that were difficult to see.In addition, the concave steps are caused by the initial fixed abrasive grains. This is probably because the convex part of the pattern (5a) becomes concave when it becomes completely flat due to flattening polishing using a surface plate. Normally, final polishing is highly selective and the progress of polishing is limited to damaged areas. In other words, during flattening polishing with a fixed abrasive grain surface plate, the pattern convex portions (5a) are preferentially removed, but the portions that come into contact with the fixed abrasive grain surface plate until flattened during this polishing are , only the pattern convex part (5a) supports the load of the fixed abrasive surface plate (the pattern convex part (5a) is in the wa/"i plane. (This accounts for approximately 20% of the pressure, which means that a fairly high pressure is applied per unit area.) Therefore, when the level difference is eliminated by flattening, the pattern convex portion (5a)
There is considerable damage to the part where there was,
It is thought that this damage causes the damaged part to be polished more quickly during the next final polishing, eventually forming a concave step.

そこで本例では、固定砥粒定盤による平坦化研磨の後、
多少段差が残っていたとしても、その段差を平坦にでき
る研磨を追加し、更に仕上げ研磨の条件を通常の選択性
の強いものから選択性の弱いものにして多結晶シリコン
層(5)への研磨を行なうことにした。
Therefore, in this example, after flattening polishing using a fixed abrasive surface plate,
Even if some level difference remains, polishing is added to flatten the level difference, and the final polishing conditions are changed from the usual highly selective to weakly selective to polish the polycrystalline silicon layer (5). I decided to do some polishing.

即ち、第4図Aに示すように、ウェーハ(1)上のパタ
ーン凸部(2)を含む全面(この第4図では絶縁膜等を
省略して図示)に平坦化用の層、例えば厚み5μmの多
結晶シリコン層(5)をCVD法等で形成したのち、第
4図Bに示すように、固定砥粒定盤(25)で平坦化研
磨を行なう。このとき、多結晶シリコン層(5)上に形
成されているパターン凸部(5a)を除去して平坦化す
る。
That is, as shown in FIG. 4A, a flattening layer, for example, a thick After forming a 5 μm thick polycrystalline silicon layer (5) by CVD method or the like, as shown in FIG. 4B, flattening polishing is performed using a fixed abrasive surface plate (25). At this time, the pattern protrusions (5a) formed on the polycrystalline silicon layer (5) are removed and planarized.

次に、第1図Cに示すように、砥粒径0.05〜0.0
8μmを有する砥粒が入ったP)110.0以下のアル
カリ系の研磨剤(26)を滴下しながら、ハードクロス
(ポリエステル不織布にポリウレタンを含浸したもの、
硬度60以上) (27)で第1回目の仕上げ研磨を行
なう(下表■参照)。
Next, as shown in FIG. 1C, the abrasive grain size is 0.05 to 0.0.
Hard cloth (polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane,
Hardness: 60 or higher) Perform the first final polishing at (27) (see table ■ below).

表 この第1回目の仕上げ研磨は、ハードクロス(28)を
用いるため、高研磨レートで微小な段差、例えば100
〜200A程度の段差を平坦に研磨することができる。
In this first final polishing, a hard cloth (28) is used, so the polishing rate is high and minute differences, for example 100
It is possible to flatten a level difference of about 200A.

しかし、この研磨のままでは面粗さが大きく貼り合せに
は不適である。そこで面粗さを良好とするために、第4
図りに示す第2回目の仕上げ研磨を行なう。この第2回
目の仕上げ研磨は、上表◎に示すように、砥粒径0.0
5〜0.08μmを有する砥粒が入ったPHIO,O以
下のアルカリ系の研磨剤(26)を滴下しながら、ソフ
トクロス(硬度60以下) (29)で研磨を行なう。
However, if this polishing is done as it is, the surface roughness is large and it is unsuitable for bonding. Therefore, in order to improve the surface roughness, the fourth
Perform the second final polishing as shown in the figure. This second final polishing is performed with an abrasive grain size of 0.0 as shown in the table ◎ above.
Polishing is performed with a soft cloth (hardness of 60 or less) (29) while dropping an alkaline polishing agent (26) of PHIO, O or less containing abrasive grains having a diameter of 5 to 0.08 μm.

即ち、通常PHI1.0のアルカリ系研磨剤を用いると
ころ、PH10,0以下のアルカリ系研磨剤(26)を
用いるため、選択性が通常の場合よりも弱く、研磨面(
多結晶シリコン層(5))に部分的にダメージが入って
いたとしても、その部分が優先的に研磨されるというこ
とがなく、全面に対し平均的に仕上げ研磨が行なわれ、
多結晶シリコン層(5)の上面を完全に平坦化させるこ
とができる。この本例に係る平坦化用の層(5)に対す
る研磨は、通常の場合と比べると、仕上げ研磨が2段階
となり、1工程増えることとなるが、第1回目の仕上げ
研磨は、微小な段差を取除くことが目的であること、ま
た高研磨レートであるため、平坦化研磨で生じた微小段
差を短時間で除去することができる。また、第1回目の
仕上げ研磨でほとんど仕上げに近い面までもっていくこ
とができるため、第2回目の仕上げ研磨も短時間で済ま
すことができる。従って、通常の仕上げ研磨と比べると
、トータルの研磨時間が172で済み、しかもパターン
凸部の再発生等が無く再現性が良好となる。
In other words, while an alkaline abrasive with a PHI of 1.0 is normally used, since an alkaline abrasive (26) with a PHI of 10.0 or less is used, the selectivity is weaker than in normal cases, and the polishing surface (
Even if the polycrystalline silicon layer (5) is partially damaged, that part will not be polished preferentially, and the entire surface will be averagely finished polished.
The upper surface of the polycrystalline silicon layer (5) can be completely flattened. The polishing of the planarization layer (5) according to this example involves two stages of final polishing and an additional step compared to the normal case. Since the purpose of this polishing is to remove rough edges and the polishing rate is high, it is possible to remove minute differences caused by flattening polishing in a short time. Furthermore, since the first final polishing can bring the surface almost to a finished state, the second final polishing can also be completed in a short time. Therefore, compared to normal final polishing, the total polishing time is only 172 seconds, and there is no recurrence of pattern convex portions, resulting in good reproducibility.

上記第1〜第3実施例におけるウェーハ(6)の表面層
を研磨する工程(第1図C及びF、第2図C及びF、第
3図C及びE参照)において、その表面層を均一に研磨
する場合、第5図に示すように、ウェーハ(6)と一定
の荷重が加えられる加圧プレー)(31)間に弾性材(
32)を介在させて、この弾性材<32)でウェーハ(
6)のテーバやうねりを吸収しなからウェーハ(6)の
表面(研磨面)を剛体定盤(33)に均一に加圧してウ
ェーハ(6)゛の表面層を均一に研磨するようにしてい
る。尚、(34)はリング状のテンブレー)(31)で
ある。強制研磨の場合は、剛体定盤(33)の回転数と
加圧プレー) (31)の回転数を変え、その回転方向
は同方向に設定される。従動研磨の場合は、剛体定盤(
33)の回転数と加圧プレー)(31)の回転数を同じ
にし、その回転方向も同じに設定される。ここで、通常
の場合、弾性材(32)を−船釣なシリコーンゴム(ゴ
ム硬度:JISK−6301の硬度測定に準拠した測定
方法によるゴム硬度=45±5度)で構成しているが、
この場合、ウェーハ(6)のテーパやうねり並びに剛体
定盤(33)の曲率を吸収することができず、ウェーハ
(6)の表面層に対し3〜4μmの研磨で0.5〜1μ
mの比較的大きな研磨取代のばらつき(研磨誤差)が生
じる。そのため、選択研磨時(第1図C1第2図C1第
3図C参照)、島状シリコン領域(2)のくぼみ(7)
が大きくなったり、2回目の研磨時(第1図F。
In the step of polishing the surface layer of the wafer (6) in the first to third embodiments (see Fig. 1 C and F, Fig. 2 C and F, Fig. 3 C and E), the surface layer is uniformly polished. When polishing, as shown in Figure 5, an elastic material (
32), and this elastic material <32) is used to bond the wafer (
6) The surface (polishing surface) of the wafer (6) is uniformly pressed against the rigid surface plate (33) to uniformly polish the surface layer of the wafer (6) without absorbing the taper and waviness. There is. Note that (34) is a ring-shaped tenbla (31). In the case of forced polishing, the rotation speed of the rigid body surface plate (33) and the rotation speed of the pressure plate (31) are changed, and the rotation directions are set to be the same. For driven polishing, a rigid surface plate (
The rotational speed of 33) and the pressure play (31) are set to be the same, and their rotational directions are also set to be the same. Here, in the normal case, the elastic material (32) is made of silicone rubber (rubber hardness: rubber hardness = 45 ± 5 degrees according to the measurement method based on the hardness measurement of JISK-6301).
In this case, the taper and waviness of the wafer (6) as well as the curvature of the rigid surface plate (33) cannot be absorbed, and polishing of 3 to 4 μm to the surface layer of the wafer (6) results in a polishing of 0.5 to 1 μm.
A relatively large variation (polishing error) in the polishing stock m occurs. Therefore, during selective polishing (see Fig. 1 C1 Fig. 2 C1 Fig. 3 C), the depressions (7) in the island-like silicon region (2)
becomes larger, or during the second polishing (Fig. 1 F).

第2図F、第3図E参照〉、島状シリコン領域(2)を
平坦化できないなどのおそれがある。そこで、本例では
、弾性材(32)を非常に軟質な弾性材にすることによ
り、ウェーハ(6)の表面層を均一に研磨できるように
する。即ち、弾性材(32)として例えば単泡性の弾性
材、例えば単泡スポンジ(ゴム硬度=30度以下)を用
いて直径5インチ、厚み600〜650μmのウェーハ
(6)を研磨すれば、ウェーハ(6)の表面層に対し3
〜4μmの研磨で、0.1以下以下の研磨取代のばらつ
き(研磨誤差)となり、通常の場合よりも高精度に研磨
することができる。
(See FIGS. 2F and 3E), there is a possibility that the island-like silicon region (2) cannot be flattened. Therefore, in this example, the elastic material (32) is made of a very soft elastic material so that the surface layer of the wafer (6) can be uniformly polished. That is, if a wafer (6) with a diameter of 5 inches and a thickness of 600 to 650 μm is polished using a single-cell elastic material, such as a single-cell sponge (rubber hardness = 30 degrees or less) as the elastic material (32), the wafer 3 for the surface layer of (6)
With polishing of ~4 μm, the variation in polishing stock (polishing error) is 0.1 or less, and polishing can be performed with higher precision than in normal cases.

従って、選択研磨時に島状シリコン領域(2)に形成さ
れるくぼみ(7)が小さくなり、2回目の研磨時での島
状シリコン領域(2)の平坦化をより向上させることが
できる。
Therefore, the depression (7) formed in the island-like silicon region (2) during selective polishing becomes smaller, and the planarization of the island-like silicon region (2) during the second polishing can be further improved.

次に、第1〜第3実施例におけるS○工基板形成後の島
状シリコン領域(2)にデバイスを形成する過程におい
て、熱処理が頻繁に行なわれる。この熱処理は、通常、
第6図に示すように、全長駒60cm程度の石英製のボ
ート(41)にウェーハ(W)を所定間隔に並べたのち
、第7図に示すように、この石英ボー)(41)を炉(
42〉内に入れて行なわれる。
Next, in the process of forming a device in the island-like silicon region (2) after forming the SO substrate in the first to third embodiments, heat treatment is frequently performed. This heat treatment is usually
As shown in Figure 6, wafers (W) are arranged at predetermined intervals on a quartz boat (41) with a total length of about 60 cm, and then the quartz boat (41) is placed in a furnace as shown in Figure 7. (
42〉.

即ち、炉(42〉に石英ボー) (41)を入れた状態
で炉(42)の温度を目的の温度(例えば600℃)ま
で上昇(昇温速度、例えば10℃〜20℃/m1n)さ
せたのち、ある一定時間(例えば30分〉後、炉(42
)の温度を下げて石英ボー) (41)を炉(42〉の
外に出して熱処理が完了する。無処理のポイントは、ウ
ェーハ(W)に熱ショック(熱歪)を与えないようにす
ることである。強烈な熱ショックがあると転移が発生す
るおそれがあるからである。
That is, with the quartz bowl (41) placed in the furnace (42), raise the temperature of the furnace (42) to the desired temperature (e.g. 600°C) (heating rate, e.g. 10°C to 20°C/m1n). After a certain period of time (e.g. 30 minutes), the furnace (42
) and take the quartz bowl (41) out of the furnace (42>) to complete the heat treatment.The key to no treatment is to avoid giving thermal shock (thermal distortion) to the wafer (W). This is because severe heat shock may cause metastasis.

一般に、熱処理用の炉(42)は、第7図に示すように
、石英管(43)の外周にヒータ(44)を巻回してな
る。そのため、ウェーハ(W)を炉(42)内へ入れた
のちの昇温時、ウェーハ(W>の外周より温度が上がり
、ウェーハ(W)中心部と温度差が生じる。降温時も同
様に、外周部が先に冷えるため、中心部と外周部に温度
差が生じる。そのため、必然的にウェーハ(W)に熱シ
ョックが生じてしまうという不都合がある。この熱ショ
ックは、ウェーハ(W)に転位線(スリップライン)を
生ぜしめ、その後のデバイスリークにつながるという・
不都合がある。そこで本例では、第8図に示すようなド
ーナツ型の石英板(51〉を用意したのち、第9図に示
すように、ウェーハ(W)を石英ボート(41)に収容
する際、先ず両側に石英板(51)を入れ、あとは順次
にウェーハ(W)、石英板(51)というように交互に
収容し、その後、ウェーハ(W)と石英板(51)を交
互に収容した石英ボー) (41)を第7図で示す炉(
42〉に入れて熱処理を行なう。尚、本例での石英板(
51)は、外径りをウェーハ(W)の外径とほぼ同じに
し、内径dをウェーハ(W)の外径の1/3、厚みtを
0.5〜2mm程度とした。
Generally, a heat treatment furnace (42) is formed by winding a heater (44) around the outer periphery of a quartz tube (43), as shown in FIG. Therefore, when the wafer (W) is heated up after being put into the furnace (42), the temperature rises from the outer periphery of the wafer (W>), creating a temperature difference from the center of the wafer (W).Similarly, when the temperature is lowered, Since the outer periphery cools down first, there is a temperature difference between the center and the outer periphery.Therefore, there is an inconvenience that a thermal shock inevitably occurs in the wafer (W).This thermal shock causes the wafer (W) to This is said to cause dislocation lines (slip lines) and lead to subsequent device leaks.
It's inconvenient. Therefore, in this example, after preparing a donut-shaped quartz plate (51) as shown in FIG. 8, when storing the wafer (W) in the quartz boat (41) as shown in FIG. The quartz plate (51) is then placed in the wafer (W) and the quartz plate (51) in turn, and then the quartz board (51) is placed in the wafer (W) and the quartz plate (51) alternately. ) (41) shown in Fig. 7 (
42> and heat-treated. In addition, in this example, the quartz plate (
In No. 51), the outer diameter was approximately the same as the outer diameter of the wafer (W), the inner diameter d was 1/3 of the outer diameter of the wafer (W), and the thickness t was about 0.5 to 2 mm.

このようにすれば、昇温時、第10図A(高温部分を斜
線で示す)に示すように、ウェーハ(W)の外周部(W
a)から温度が上がるが(第10図Bの曲線I参照)、
石英板(51)は熱伝導が悪いため、その外周部(51
a)  は温まりに<<、空洞である中心部の(51b
)  の方が温度が上がり易い(第10図Bの曲線■参
照)。従って、昇温時は、この石英板(51〉により炉
(42)内周辺の昇温が抑えられ、炉(42)内中心部
はそのまま昇温するので、第1O図Cの曲線■に示すよ
うに、ウェーハ(W)の温度分布は平坦化され、外周部
と中心部での温度差が低減化される。一方、降温時は、
第11図Aに示すように、ウェーハ(’vV )の外周
部(Wa)から冷めるが(第11図Bの曲線I参照)、
石英板(51)の外周部(51a)  は冷めにくく、
中心部(51b)  の方が温度が下がり易い(第11
図Bの曲線■参照〉。従って、降温時は石英板(51)
により炉(42)内周辺の降温が抑えられ炉(42)内
中心部は降温が促進されるので、結果的に第11図Cの
曲線■に示すように、ウェーハ(W)の温度分布は平坦
化され、その外周部(Wa)と中心部(wb)の温度差
が低減化される。
By doing this, when the temperature rises, the outer peripheral part (W) of the wafer (W) is
Although the temperature increases from a) (see curve I in Figure 10B),
Since the quartz plate (51) has poor thermal conductivity, its outer periphery (51)
a) is warm <<, the hollow center (51b
), the temperature rises more easily (see curve ■ in Figure 10B). Therefore, when the temperature rises, this quartz plate (51) suppresses the temperature rise in the periphery of the furnace (42), and the temperature in the center of the furnace (42) continues to rise, as shown by the curve ■ in Figure 1C. As a result, the temperature distribution of the wafer (W) is flattened, and the temperature difference between the outer periphery and the center is reduced.
As shown in FIG. 11A, the wafer ('vV) cools from the outer circumference (Wa) (see curve I in FIG. 11B),
The outer periphery (51a) of the quartz plate (51) does not cool easily,
The temperature decreases more easily in the center (51b) (11th
See curve ■ in Figure B>. Therefore, when the temperature drops, the quartz plate (51)
This suppresses the temperature drop in the periphery of the furnace (42) and accelerates the temperature drop in the center of the furnace (42).As a result, the temperature distribution of the wafer (W) is The surface is flattened, and the temperature difference between the outer periphery (Wa) and the center (wb) is reduced.

このように、熱処理での昇温時及び降温時において、ウ
ェーハ(W)の温度分布が外周部(Wa)から中心部(
wb)にかけて平坦化するため、ウェーハ(W)  に
対する熱ショックの発生が防止され、高信頼性のあるウ
ェーハ(W>を得ることができ、デバイスの歩留りを向
上させることができる。
In this way, when the temperature is raised and lowered during heat treatment, the temperature distribution of the wafer (W) changes from the outer periphery (Wa) to the center (Wa).
Since the wafer (W) is flattened over the wafer (wb), thermal shock to the wafer (W) is prevented, a highly reliable wafer (W>) can be obtained, and the yield of devices can be improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る半導体基板の製法は、半導体基板の段差を
有する主面に互いにエツチング特性を異にする第1及び
第2の絶縁膜を積層したのち、上記半導体基板と別の基
板を貼り合せ、次いで、上記半導体基板を第1の絶縁膜
で仕切られた複数の島状半導体領域が全て露出するまで
選択研磨したのち、露出する第1の絶縁膜をエツチング
除去して、第2の絶縁膜のうち、上記島状半導体領域の
周辺における第2の絶縁膜を露出させ、その後、第2の
絶縁膜の露出面をストッパとして上記島状半導体領域を
研磨する。あるいは、半導体基板の段差を有する主面に
絶縁膜を形成したのち、上記半導体基板と別の基板を貼
り合せ、次いで、上記半導体基板を絶縁膜で仕切られた
複数の島状半導体領域が全て露出するまで選択研磨した
のち、絶縁膜のうち、上記島状半導体領域の周辺におけ
る露出する絶縁膜を途中までエツチング除去し、次いで
、エツチング除去した後の絶縁膜の表面をストッパとし
て上記島状半導体領域を研磨するようにしたので、基板
全面に均一な島状半導体領域を形成することができると
共に、島状半導体領域の表面の粗さ及びダメージを低減
化させることができ、半導体基板(SOI基板)の高品
質化を実現させることができる。
A method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention includes laminating first and second insulating films having mutually different etching characteristics on the main surface of a semiconductor substrate having a step, and then bonding the semiconductor substrate and another substrate. Next, the semiconductor substrate is selectively polished until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the first insulating film are exposed, and then the exposed first insulating film is removed by etching, and the second insulating film is etched. The second insulating film around the island-shaped semiconductor region is exposed, and then the island-shaped semiconductor region is polished using the exposed surface of the second insulating film as a stopper. Alternatively, after forming an insulating film on the stepped main surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate is bonded to another substrate, and then the semiconductor substrate is exposed so that all of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the insulating film are exposed. After selective polishing until the insulating film is etched, the exposed part of the insulating film around the island-shaped semiconductor region is removed by etching, and then the etched-removed surface of the insulating film is used as a stopper to remove the exposed part of the insulating film around the island-shaped semiconductor region. Since the semiconductor substrate (SOI substrate) It is possible to achieve high quality.

また、本発明に係る半導体基板の製法は、半導体基板の
段差を有する主面に絶縁膜を形成したのち、上記半導体
基板と別の基板を貼り合せ、次いで、半導体基板を絶縁
膜で仕切られた複数の島状半導体領域が全て露出するま
で選択研磨したのち、絶縁膜のうち、上記島状半導体領
域の周辺における露出する絶縁膜を上記島状半導体領域
と共に途中まで研磨するようにしたので、基板全面に均
一な島状半導体領域を形成することができると共に、島
状半導体領域の表面の粗さを低減化することができ、半
導体基板(S○■基板)の品質を向上させることができ
る。また、更に半導体基板の製造工程の簡略化をも図る
ことができる。
Further, the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention includes forming an insulating film on the main surface of the semiconductor substrate having a step, bonding the semiconductor substrate with another substrate, and then partitioning the semiconductor substrate with an insulating film. After selectively polishing until all of the plurality of island-shaped semiconductor regions are exposed, the insulating film that is exposed around the island-shaped semiconductor regions is polished halfway along with the island-shaped semiconductor regions, so that the substrate It is possible to form a uniform island-shaped semiconductor region over the entire surface, reduce the surface roughness of the island-shaped semiconductor region, and improve the quality of the semiconductor substrate (S○■ substrate). Moreover, it is possible to further simplify the manufacturing process of the semiconductor substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1実施例に係るSOI基板の製法を示す工程
図、第2図は第2実施例に係るSOI基板の製法を示す
工程図、第3図は第3実施例に係るSOI基板の製法を
示す工程図、第4図は平坦化用の層に対する研磨方法を
示す工程図、第5図は研磨盤を示す構成図、第6図は石
英ボートを示す構成図、第7図は炉を示す構成図、第8
図A及びBは石英板を示す平面図及び側断面図、第9図
はウェーハと石英板の収容状態を示す説明図、第10図
は昇温時でのウェーハの温度分布を示す説明図、第11
図は降温時でのウェーハの温度分布を示す説明図、第1
2図は従来例に係るS○工基板の製法を示す工程図であ
る。 (A、)、(A2)及び(A3)はSOI基板、(1)
及び(6)はシリコンンウェーハ、(2)は島状シリコ
ン領域(素子形成部) 、(3)、 (11) 及び(
21)は5102膜、(4)はSiN膜、(5)は平坦
化用の層、(7)はくぼみを示す。 代 理 人 松 隈 秀 盛 第 図 l5O11枚 こ実iv−伊廉示す工程図 第2図 Al5ol暮板 篤3便走例に示す工f!図 第3図 第7図 A 第9図 第10図 第11図 64苓曙化用4層 第12図 旦Sol茶破 手続補正書 平底 2年 2月 31日
FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing an SOI substrate according to a first embodiment, FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing an SOI substrate according to a second embodiment, and FIG. 3 is a process diagram showing a method for manufacturing an SOI substrate according to a third embodiment. Figure 4 is a process diagram showing the polishing method for the flattening layer, Figure 5 is a block diagram showing the polishing disk, Figure 6 is a diagram showing the quartz boat, and Figure 7 is a diagram showing the polishing method for the flattening layer. Block diagram showing the furnace, No. 8
Figures A and B are a plan view and a side sectional view showing the quartz plate, Figure 9 is an explanatory diagram showing the accommodation state of the wafer and the quartz plate, and Figure 10 is an explanatory diagram showing the temperature distribution of the wafer when the temperature is increased. 11th
The figure is an explanatory diagram showing the temperature distribution of the wafer when the temperature decreases.
FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing a S○ board according to a conventional example. (A, ), (A2) and (A3) are SOI substrates, (1)
and (6) are silicon wafers, (2) are island-shaped silicon regions (element forming areas), (3), (11) and (
21) is a 5102 film, (4) is a SiN film, (5) is a flattening layer, and (7) is a depression. Agent Hidemori Matsukuma Diagram 15O11 Sheets iv-Iren Process diagram Diagram 2 Al5ol Atsushi Kureita 3 flight example construction f! Fig. 3 Fig. 7 A Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 64 4 layers for Ryosha

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板の段差を有する主面に互いにエッチング
特性を異にする第1及び第2の絶縁膜を積層する工程と
、 上記半導体基板と別の基板を貼り合せる工程と、 上記半導体基板を上記第1の絶縁膜で仕切られた複数の
島状半導体領域が全て露出するまで選択研磨する工程と
、 上記第1の絶縁膜をエッチング除去して、上記第2の絶
縁膜のうち、上記島状半導体領域周辺における第2の絶
縁膜を露出させる工程と、上記第2の絶縁膜の露出面を
ストッパとして上記島状半導体領域を研磨する工程とを
有することを特徴とする半導体基板の製法。 2、半導体基板の段差を有する主面に絶縁膜を形成する
工程と、 上記半導体基板と別の基板を貼り合せる工程上記半導体
基板を上記絶縁膜で仕切られた複数の島状半導体領域が
全て露出するまで選択研磨する工程と、 上記絶縁膜のうち、上記島状半導体領域の周辺における
絶縁膜を途中までエッチング除去する工程と、 エッチング除去した後の上記絶縁膜の表面をストッパと
して上記島状半導体領域を研磨する工程とを有すること
を特徴とする半導体基板の製法。 3、半導体基板の段差を有する主面に絶縁膜を形成する
工程と、 上記半導体基板と別の基板を貼り合せる工程と、 上記半導体基板を上記絶縁膜で仕切られた複数の島状半
導体領域が全て露出するまで選択研磨する工程と、 上記絶縁膜のうち、上記島状半導体領域の周辺における
絶縁膜を上記島状半導体領域と共に途中まで研磨する工
程とを有することを特徴とする半導体基板の製法。
[Claims] 1. A step of laminating first and second insulating films having mutually different etching characteristics on a main surface having a step of a semiconductor substrate, and a step of bonding the semiconductor substrate and another substrate. , selectively polishing the semiconductor substrate until a plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the first insulating film are all exposed; etching away the first insulating film and removing the second insulating film; The method is characterized by comprising a step of exposing a second insulating film around the island-shaped semiconductor region, and a step of polishing the island-shaped semiconductor region using the exposed surface of the second insulating film as a stopper. Manufacturing method for semiconductor substrates. 2. A step of forming an insulating film on the stepped main surface of the semiconductor substrate, and a step of bonding the semiconductor substrate to another substrate. All of the plurality of island-shaped semiconductor regions partitioned by the insulating film on the semiconductor substrate are exposed. a step of etching away part of the insulating film around the island-shaped semiconductor region of the insulating film, and using the surface of the insulating film after etching as a stopper as a stopper for the island-shaped semiconductor 1. A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising the step of polishing a region. 3. A step of forming an insulating film on a main surface having a step of a semiconductor substrate; a step of bonding the semiconductor substrate with another substrate; A method for manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: selectively polishing until all of the insulating film is exposed; and polishing part of the insulating film around the island-shaped semiconductor region together with the island-shaped semiconductor region. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100511900B1 (en) * 1999-06-28 2005-09-02 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing SOI substrate

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KR100511900B1 (en) * 1999-06-28 2005-09-02 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing SOI substrate

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