JPH05251412A - Fabrication of soi substrate - Google Patents

Fabrication of soi substrate

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JPH05251412A
JPH05251412A JP5017592A JP5017592A JPH05251412A JP H05251412 A JPH05251412 A JP H05251412A JP 5017592 A JP5017592 A JP 5017592A JP 5017592 A JP5017592 A JP 5017592A JP H05251412 A JPH05251412 A JP H05251412A
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JP
Japan
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stopper
silicon
thin film
polishing
thickness
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5017592A
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Japanese (ja)
Inventor
Maki Murakado
真樹 村▲角▼
Jiyunji Fukuroda
淳史 袋田
Yoshihiro Arimoto
由弘 有本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress concave polishing of silicon thin film by making a groove, reaching to an underlying insulation film, between a stopper and a silicon layer prior to polishing step and to make it possible to polish the silicon thin film precisely by controlling the depth of the groove. CONSTITUTION:A silicon layer 3a formed on an insulation layer 2 is polished using a stopper 5 provided closely to the silicon layer 3a on the insulation layer 2 thus obtaining a silicon thin film 3 having thickness determined by the stopper 5. In such fabrication of SOI substrate, a groove 4 reaching the insulation film 2 is made between the stopper 5 and the silicon layer 3a prior to the polishing step. Alternatively, the stopper 5 is formed such that the top surface thereof is lower than the surface of the silicon thin film 3 and the thickness thereof is controlled according to the depth of the groove 4. For example, an urethane pad and colloidal silica are employed in the polishing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄いシリコン薄膜を有す
るSOI(Silicon on Insulator) 基板の製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an SOI (Silicon on Insulator) substrate having a thin silicon thin film.

【0002】絶縁層上に活性層となる薄いシリコン薄膜
が形成されたSOI基板は,その構造が高速素子及び低
消費電力素子の製造に適することから,高速,大規模集
積回路の基板として開発が進められている。
An SOI substrate in which a thin silicon thin film serving as an active layer is formed on an insulating layer is suitable for manufacturing high-speed devices and low-power consumption devices, and therefore has been developed as a substrate for high-speed, large-scale integrated circuits. It is being advanced.

【0003】しかし,SOI基板を適用して高速,低消
費電力素子としての特性を発揮させるにはSOI基板の
シリコン層が薄いことが必要である。このため,薄いシ
リコン薄膜を有するSOI基板の製造方法が必要とされ
ている。
However, the silicon layer of the SOI substrate must be thin in order to apply the properties of the SOI substrate as a high speed and low power consumption element. Therefore, a method of manufacturing an SOI substrate having a thin silicon thin film is needed.

【0004】[0004]

【従来の技術】シリコン薄膜の厚さが1μm以下のSO
I基板の製造は,従来は通常,厚いシリコン層を有する
SOI基板を出発材料とし,そのシリコン層を研磨に対
するストッパを用いてそのストッパの厚さ迄研磨するこ
とによりなされている。
2. Description of the Related Art SO having a silicon thin film with a thickness of 1 μm or less
Conventionally, the I-substrate is manufactured by using an SOI substrate having a thick silicon layer as a starting material, and polishing the silicon layer using a stopper for polishing to the thickness of the stopper.

【0005】以下,従来のSOI基板の製造方法につい
て述べる。図1(b)は従来技術に係る研磨であり,
(b−1)は研磨前のSOI基板とストッパとを,(b
−2)は研磨後のSOI基板とストッパとをそれぞれ断
面で表している。
A conventional method for manufacturing an SOI substrate will be described below. FIG. 1 (b) shows the polishing according to the prior art,
(B-1) shows the SOI substrate and the stopper before polishing,
-2) shows the SOI substrate and the stopper after polishing in cross sections.

【0006】出発材料となるSOI基板は,図1(b−
1)を参照して,シリコンウェーハからなる基体1表面
にSiO2 からなる絶縁層2を挟んで厚さ1μm以上の
シリコン層3aが設けられている。かかるSOI基板
は,例えば表面に絶縁膜を形成した2枚のシリコンウェ
ーハを加熱貼り合わせたのち,一方のウェーハを裏面か
ら研削して製造される。
The SOI substrate used as a starting material is shown in FIG.
1) See, silicon layer 3a of thickness or more 1μm across the insulating layer 2 made of SiO 2 is provided on the substrate 1 surface made of a silicon wafer. Such an SOI substrate is manufactured by, for example, heating and bonding two silicon wafers having an insulating film formed on the front surface, and then grinding one of the wafers from the back surface.

【0007】次いで,シリコン層3aの分離領域6をエ
ッチングして絶縁膜2を表出し,シリコン層3aを島状
に分割する。次いで,その島状のシリコン層3aの周囲
を取り囲む分離領域内に,例えば,SiO2 ,窒化シリ
コン,炭化珪素からなり,研磨により形成されるべきシ
リコン薄膜3と同じ厚さを有するストライプを研磨のス
トッパ5として形成する。
Next, the isolation region 6 of the silicon layer 3a is etched to expose the insulating film 2, and the silicon layer 3a is divided into islands. Then, in the isolation region surrounding the island-shaped silicon layer 3a, a stripe made of, for example, SiO 2 , silicon nitride, or silicon carbide and having the same thickness as the silicon thin film 3 to be formed by polishing is polished. It is formed as the stopper 5.

【0008】次いで,シリコン層3aを研磨し,図1
(b−2)を参照して,ストッパにより研磨の進行が停
止するまで研磨を続け,所望のシリコン薄膜3となす。
上記の従来の方法では,図1(b−2)を参照して,島
状のシリコン薄膜3はその中央が窪んだ凹型に研磨され
る。その窪みは,辺長1000μmの方形のシリコン薄
膜について,0.1μmに達する。
Then, the silicon layer 3a is polished to obtain the structure shown in FIG.
Referring to (b-2), the polishing is continued until the progress of polishing is stopped by the stopper to form the desired silicon thin film 3.
In the conventional method described above, referring to FIG. 1B-2, the island-shaped silicon thin film 3 is polished into a concave shape having a depressed center. The depression reaches 0.1 μm for a square silicon thin film having a side length of 1000 μm.

【0009】この窪みの深さはシリコン薄膜3の厚さに
依らず一定であるから,特に薄いシリコン薄膜につい
て,厚さに対する厚さ分布の比率が大きくなる,即ち大
きな厚さむらを生ずる。かかる厚さむらの存在は,半導
体素子の電気的特性を不安定なものとするから望ましく
ないのである。
Since the depth of the depression is constant regardless of the thickness of the silicon thin film 3, the ratio of the thickness distribution to the thickness becomes large, that is, large thickness unevenness occurs, especially for a thin silicon thin film. The presence of such unevenness in thickness makes the electrical characteristics of the semiconductor device unstable, which is not desirable.

【0010】さらに,従来の方法では,シリコン薄膜3
は,ストッパの厚さよりも必ず薄く形成されるから,ス
トッパをその効果を加味して厚く形成する必要がある。
しかし,ストッパの厚さを精密に形成するのは容易では
ない。このことからも,薄いシリコン薄膜を精密な厚さ
に研磨することは困難であった。
Further, according to the conventional method, the silicon thin film 3
Is necessarily thinner than the thickness of the stopper, it is necessary to make the stopper thicker in consideration of its effect.
However, it is not easy to precisely form the stopper thickness. From this, it was difficult to polish a thin silicon thin film to a precise thickness.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述のように,ストッ
パを用いて研磨するSOI基板の従来の製造方法では,
シリコン薄膜が凹状に研磨される,またストッパの厚さ
より薄く研磨されることから,シリコン薄膜の厚さを精
密に制御して形成することが出来ないという問題があ
る。このため,とくに薄いシリコン薄膜を有するSOI
基板を製造することが難しいという欠点を生ずる。
As described above, in the conventional method of manufacturing an SOI substrate, which is polished by using the stopper,
Since the silicon thin film is polished in a concave shape and thinner than the thickness of the stopper, there is a problem that the thickness of the silicon thin film cannot be controlled precisely. For this reason, SOI having a particularly thin silicon thin film
The disadvantage is that the substrate is difficult to manufacture.

【0012】本発明は,ストッパとシリコン薄膜との間
に,下地の絶縁層中に達する溝を設けて,シリコン薄膜
が凹状に研磨される量を減少することにより,また,溝
の深さを制御することでシリコン膜厚の精密な制御を可
能とすることにより,薄いシリコン薄膜を精密な厚さに
研磨できるSOI基板の製造方法を提供することを目的
とする。
According to the present invention, a groove reaching the underlying insulating layer is provided between the stopper and the silicon thin film to reduce the amount of polishing of the silicon thin film in a concave shape. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an SOI substrate, which enables polishing of a thin silicon thin film to a precise thickness by enabling precise control of the silicon film thickness by controlling.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり,図1(a)は本発明に係る研磨の工程を,図
1(b)は従来技術に係る研磨の工程を,それぞれSO
I基板の断面図により表したものである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. FIG. 1 (a) shows a polishing step according to the present invention, and FIG. 1 (b) shows a conventional polishing step. , SO respectively
It is represented by a cross-sectional view of the I substrate.

【0014】上記課題を解決するための本発明の第一の
構成は,図1を参照して,絶縁層2上に設けられたシリ
コン層3aを該シリコン層3aに近接して該絶縁層2上
に設けられたストッパ5を用いて研磨し,該ストッパ5
で定まる厚さのシリコン薄膜3となすSOI(Silicon
on Insulator) 基板の製造方法において,前記研磨工程
に先立って,該ストッバ5と該シリコン層3aとの間に
該絶縁膜2中に達する深さの溝4を設けることを特徴と
して構成し,及び,第二の構成は,第一の構成のSOI
基板の研磨方法において,該ストッパ5は,該ストッパ
5の上面が該シリコン薄膜3の表面より低くなるように
形成され,該溝4の深さにより,該シリコン薄膜3の厚
さを制御して研磨することを特徴として構成する。
A first structure of the present invention for solving the above-mentioned problems is to refer to FIG. 1 so that the silicon layer 3a provided on the insulating layer 2 is located close to the silicon layer 3a. Polishing is performed using the stopper 5 provided above,
SOI (Silicon) made with the silicon thin film 3 of thickness determined by
on Insulator) In the method for manufacturing a substrate, a groove 4 having a depth reaching the insulating film 2 is provided between the stopper 5 and the silicon layer 3a prior to the polishing step, and , The second configuration is the SOI of the first configuration
In the method of polishing a substrate, the stopper 5 is formed so that the upper surface of the stopper 5 is lower than the surface of the silicon thin film 3, and the thickness of the silicon thin film 3 is controlled by the depth of the groove 4. It is characterized by polishing.

【0015】[0015]

【作用】本発明の構成では,図1を参照して,絶縁層2
上にストッパ5と研磨すべきシリコン層3aとが近接し
て設けられ,さらにストッパ5とシリコン層3aとの間
に底が絶縁層2中に達する深さの溝4が設けられる。
In the structure of the present invention, referring to FIG.
A stopper 5 and a silicon layer 3a to be polished are provided close to each other on the top, and a groove 4 having a depth such that the bottom reaches the insulating layer 2 is provided between the stopper 5 and the silicon layer 3a.

【0016】本発明の発明者は,上記の絶縁層2中に達
する深さの溝4があるとき,研磨後のシリコン薄膜3の
凹形状の窪みが小さくなること,溝4の深さによりシリ
コン薄膜3の厚さを制御できること,及び溝4の深さに
よってはシリコン薄膜3の表面,即ち研磨面はストッパ
5の上面よりも高くなることを実験的に明らかにしたの
である。
The inventor of the present invention has found that when the groove 4 having a depth reaching the above-mentioned insulating layer 2 is present, the concave recess of the silicon thin film 3 after polishing becomes small, and the depth of the groove 4 causes the silicon It was clarified experimentally that the thickness of the thin film 3 can be controlled and that the surface of the silicon thin film 3, that is, the polishing surface is higher than the upper surface of the stopper 5 depending on the depth of the groove 4.

【0017】以下,かかる実験の一部を説明する。先
ず,初めの実験では,図1(a−1)を参照して,出発
材料となるウェーハは,シリコンウエーハからなる基体
1の一表面に厚さ1.0μmのSiO2 からなる絶縁膜
2を挟み厚さ1μmのシリコン層3aが設けられてい
る。
A part of such an experiment will be described below. First, in the first experiment, referring to FIG. 1 (a-1), a starting material wafer is a substrate 1 made of a silicon wafer, on which an insulating film 2 made of SiO 2 having a thickness of 1.0 μm is formed. A silicon layer 3a having a sandwiching thickness of 1 μm is provided.

【0018】次いで,絶縁層2表面に縦横に直交する複
数の直線状の幅100μmの分離領域6上にあるシリコ
ン層3aをエッチングして除去し,下地の絶縁層2を表
出する。この結果,シリコン層3aは,縦横に100μ
mずつ離れて碁盤の目状に並ぶ辺長1000μmの方形
をした島状のシリコン層3aに分離される。
Then, the silicon layer 3a on the plurality of linearly separated regions 6 having a width of 100 μm and orthogonal to the surface of the insulating layer 2 is etched and removed to expose the underlying insulating layer 2. As a result, the silicon layer 3a is 100 μm vertically and horizontally.
It is separated into m-shaped island-shaped silicon layers 3a having a side length of 1000 μm and arranged in a grid pattern at intervals of m.

【0019】次いで,分離領域6の中心線上に幅60μ
mのSiO2 からなるストッパ5を形成し,そのストッ
パ5の両側の分離領域6上に表出された絶縁層2にスト
ッパ5の上面からの深さが0.2μmの溝4を形成し
た。
Then, on the center line of the separation region 6, a width of 60 μm
A stopper 5 made of m 2 of SiO 2 was formed, and a groove 4 having a depth of 0.2 μm from the upper surface of the stopper 5 was formed in the insulating layer 2 exposed on the isolation regions 6 on both sides of the stopper 5.

【0020】次いで,ウレタンパッドとコロイダルシリ
カとを用いて,ストッパ5により研磨の進行が実質的に
停止するまでシリコン層3aを研磨し,シリコン薄膜3
を形成した。
Next, using a urethane pad and colloidal silica, the silicon layer 3a is polished by the stopper 5 until the polishing progress is substantially stopped, and the silicon thin film 3 is formed.
Formed.

【0021】かかる方法により研磨され,形成されたシ
リコン薄膜3は,凹状の窪みの深さが0.004μmで
ある。これは,溝4を絶縁層2中に掘り込むこと以外は
同様の条件で製造された従来のものの窪みの深さ0.1
μmの4%に過ぎない。
The silicon thin film 3 polished and formed by such a method has a depth of a concave recess of 0.004 μm. This is because the recess depth of the conventional one manufactured under the same conditions except that the groove 4 is dug into the insulating layer 2 is 0.1.
Only 4% of μm.

【0022】かかる事実は,溝4の存在がシリコン薄膜
3の窪みを小さくし,研磨が精密になされることに寄与
することを明らかにしている。本発明者が行った他の実
験は次のものである。
This fact makes it clear that the presence of the groove 4 contributes to the reduction of the depression of the silicon thin film 3 and the precise polishing. Other experiments conducted by the inventor are as follows.

【0023】即ち,前記実験において,溝の深さを変え
てシリコン薄膜3の厚さに与える影響を測定した。図2
は本発明の効果を説明する図であり,ストッパ上面から
研磨後の研磨面,即ちシリコン薄膜3表面迄の高さの差
の研磨中の変化を表している。
That is, in the above experiment, the influence on the thickness of the silicon thin film 3 was measured by changing the groove depth. Figure 2
FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the present invention, showing a change during polishing of the difference in height from the upper surface of the stopper to the polished surface after polishing, that is, the surface of the silicon thin film 3.

【0024】図2中Aは従来の研磨方法であり,図1
(b)を参照して,溝4の底面は絶縁膜2とシリコン層
3aとの界面を含む面内にある場合である。この場合,
従来から知られているように,研磨時間とともにシリコ
ン層3aは研磨され,ストッパ5上面を越えてより薄く
研磨されている。
2A shows a conventional polishing method, and FIG.
Referring to (b), the bottom surface of groove 4 is in the plane including the interface between insulating film 2 and silicon layer 3a. in this case,
As is conventionally known, the silicon layer 3a is polished with the polishing time, and is polished more thinly beyond the upper surface of the stopper 5.

【0025】図2中B,Cは本発明の構成に係る溝4を
有する場合で,Bは深さ0.9μm,Cは深さ0.1μ
mとした場合を表している。何れの場合も,研磨が進行
して研磨面がストッパ5上面から一定の高さに達した後
は,ともに研磨の進行が停止することがわかる。
In FIG. 2, B and C are cases where the groove 4 according to the structure of the present invention is provided, where B is 0.9 μm in depth and C is 0.1 μm in depth.
It represents the case of m. In any case, it can be seen that after the polishing progresses and the polishing surface reaches a certain height from the upper surface of the stopper 5, the progress of the polishing both stops.

【0026】その高さは,図2から自明なように,溝4
の深さに依存する。また,研磨の進行が停止する研磨面
はストッパ5の上面よりも高いことは明らかである。本
発明は上述した事実に基づき考案された。
The height of the groove 4 is, as is obvious from FIG.
Depends on the depth of. Further, it is clear that the polishing surface where the progress of polishing stops is higher than the upper surface of the stopper 5. The present invention was devised based on the above-mentioned facts.

【0027】本発明の第一の構成は,図1を参照して,
ストッバ5とシリコン層3aとの間に絶縁膜2中に達す
る深さの溝4が設けられている。このため,上述した事
実の如く,シリコン層3aは窪みの少ない平坦なシリコ
ン薄膜3に研磨されるのである。従って,薄いシリコン
薄膜を厚さむらが少ない精密な厚さに研磨し,形成する
ことができる。
The first configuration of the present invention will be described with reference to FIG.
A groove 4 having a depth reaching the insulating film 2 is provided between the stove 5 and the silicon layer 3a. Therefore, as described above, the silicon layer 3a is polished into a flat silicon thin film 3 having few depressions. Therefore, a thin silicon thin film can be formed by polishing to a precise thickness with less uneven thickness.

【0028】本発明の第二の構成は,シリコン薄膜3表
面よりも低い上面を有するストッパ5を用いてシリコン
層3aを研磨する。上述したように,本発明を構成する
溝4の深さを適当にすることで,研磨面をストッパ5よ
りも高い位置で停止させることができる。言い換えれ
ば,ストッパを従来の方法より低くすることができる。
ストッパは低いほど高さの絶対的は精密に形成されるか
ら,低いストッパを使用することでシリコン薄膜の厚さ
の精度を向上することができる。
In the second structure of the present invention, the silicon layer 3a is polished by using the stopper 5 having an upper surface lower than the surface of the silicon thin film 3. As described above, the polishing surface can be stopped at a position higher than the stopper 5 by appropriately setting the depth of the groove 4 constituting the present invention. In other words, the stopper can be made lower than the conventional method.
The lower the stopper is, the more accurately the height is formed. Therefore, the accuracy of the thickness of the silicon thin film can be improved by using the lower stopper.

【0029】さらに,上述の事実として,シリコン薄膜
3のストッパ5との厚さの差は,溝4の深さによって制
御することができる。溝4の深さによるシリコン薄膜の
膜厚の制御は,ストッパの厚さによるものより精密に制
御できるから,シリコン膜厚の制御が良好なのである。
Further, as described above, the difference in thickness between the silicon thin film 3 and the stopper 5 can be controlled by the depth of the groove 4. Since the control of the film thickness of the silicon thin film by the depth of the groove 4 can be controlled more precisely than that by the thickness of the stopper, the control of the silicon film thickness is good.

【0030】とくに,第二の構成において,ストッパ上
面を絶縁層の表面とする,即ち,とくにストッパ材料を
堆積せずに絶縁層をその儘残してストッパとすることが
できる。
In particular, in the second configuration, the upper surface of the stopper can be the surface of the insulating layer, that is, the insulating layer can be left as it is to function as a stopper without particularly depositing the stopper material.

【0031】この構成では,ストッパの高さは絶縁層と
シリコン層との界面として当然に決定されるから製造に
おける誤差がない。また,シリコン薄膜の厚さは溝の深
さだけで決まる。従って,特に薄いシリコン薄膜を有す
るSOI基板の製造において,製造誤差の少ないシリコ
ン薄膜を形成することができる。
In this structure, since the height of the stopper is naturally determined as the interface between the insulating layer and the silicon layer, there is no manufacturing error. Moreover, the thickness of the silicon thin film is determined only by the depth of the groove. Therefore, in manufacturing an SOI substrate having a particularly thin silicon thin film, it is possible to form a silicon thin film with less manufacturing error.

【0032】[0032]

【実施例】本発明の詳細を実施例を参照して説明する。
図3は本発明の第一実施例に係る基板構造図であり,図
3(a)は製造されたSOI基板の平面を,図3(b)
はそのaa’断面を表している。
EXAMPLES Details of the present invention will be described with reference to examples.
FIG. 3 is a substrate structure diagram according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view of the manufactured SOI substrate, and FIG.
Represents the aa ′ cross section.

【0033】本発明の第一実施例は,図3を参照して,
シリコンウェーハからなる基体1表面に,SiO2 の絶
縁層2を挟みシリコン薄層3が設けられているSOI基
板の製造に関する。
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present invention relates to the manufacture of an SOI substrate in which a silicon thin layer 3 is provided with a SiO 2 insulating layer 2 sandwiched on the surface of a substrate 1 made of a silicon wafer.

【0034】この基板は,その表面に0.2μmの深さ
まで絶縁層をエッチングして形成した縦横に走る幅10
0μmの分離領域6が形成され,シリコン薄膜3は分離
領域6により一辺が1000μmの正方形の島状に分離
して,碁盤の目状に設けられる。
This substrate has a width of 10 in the vertical and horizontal directions formed by etching an insulating layer to a depth of 0.2 μm on its surface.
A separation region 6 of 0 μm is formed, and the silicon thin film 3 is separated by the separation region 6 into a square island shape having a side of 1000 μm, and is provided in a grid pattern.

【0035】分離領域6には,その中心線に沿って幅6
0μm,高さ0.7μmのSiO2のストライプがスト
ッパ5として設けられる。従って,溝4は分離領域6の
ストッパ5を除く領域,即ちストッパ5の両側に形成さ
れる。
The isolation region 6 has a width 6 along its center line.
A stripe of SiO 2 having a thickness of 0 μm and a height of 0.7 μm is provided as the stopper 5. Therefore, the groove 4 is formed in the region of the separation region 6 excluding the stopper 5, that is, on both sides of the stopper 5.

【0036】上記のSOI基板は次の工程を経て製造さ
れた。図4は本発明の第一実施例工程図であり,SOI
基板の断面を表している。先ず,図4(a)及び図3を
参照して,シリコン層3a上にレジスト7を塗布し,続
いて分離領域6上にスリット状の窓8を開口する。
The above SOI substrate was manufactured through the following steps. FIG. 4 is a process chart of the first embodiment of the present invention,
The cross section of the substrate is shown. First, referring to FIGS. 4A and 3, a resist 7 is applied on the silicon layer 3 a, and then a slit-shaped window 8 is opened on the separation region 6.

【0037】次いで,図4(b)を参照して,前記レジ
スト7をマスクとする異方性RIE(反応性イオンエッ
チング)によりシリコン層3aを貫通して絶縁層2を深
さ0.2μmエッチングする。
Next, referring to FIG. 4B, the insulating layer 2 is etched to a depth of 0.2 μm through the silicon layer 3a by anisotropic RIE (reactive ion etching) using the resist 7 as a mask. To do.

【0038】次いで,レジスト7を除去し,再度レジス
ト9を塗布後,分離領域6の中心線に沿って幅60μm
のスリット状の窓10を開口する。次いで,図4(c)
を参照して,選択的CVD法により上記窓10を通して
絶縁層2上にSiO2 を厚さ0.7μm堆積してストッ
パ5を形成する。
Next, the resist 7 is removed, the resist 9 is applied again, and the width 60 μm along the center line of the separation region 6 is obtained.
The slit-shaped window 10 is opened. Then, FIG. 4 (c)
Referring to, a stopper 5 is formed by depositing SiO 2 with a thickness of 0.7 μm on the insulating layer 2 through the window 10 by the selective CVD method.

【0039】次いで,レジスト9を除去し,図4(d)
を参照して,シリコン層3aをストッパー5の作用によ
り研磨の進行が遅くなるまで研磨を続け,シリコン薄膜
3とする。研磨は,例えばウレタンパッドとコロイダル
シリカとを用い,揺動式レンズ研磨装置によりすること
ができる。
Then, the resist 9 is removed, and FIG.
With reference to, the silicon layer 3a is continuously polished by the action of the stopper 5 until the progress of polishing is delayed to form the silicon thin film 3. The polishing can be carried out by an oscillating lens polishing device using, for example, a urethane pad and colloidal silica.

【0040】かかる方法により厚さむらが0.004μ
mのシリコン薄膜3を有するSOI基板を製造すること
ができる。この厚さむらは従来法の4%に過ぎない。本
発明の第二実施例は,ストッパとして絶縁層をそのまま
用いる方法に関する。
By this method, the thickness unevenness is 0.004 μm.
An SOI substrate having m silicon thin films 3 can be manufactured. This thickness unevenness is only 4% of the conventional method. The second embodiment of the present invention relates to a method of directly using an insulating layer as a stopper.

【0041】図5は本発明の第二実施例工程図であり,
SOI基板の断面を表している。本実施例の平面形状
は,図3の第一実施例のものと同じである。先ず,図5
(a)を参照して,出発材料は第一実施例と同じ貼り合
わせウェーハである。このウェーハの厚さ1μmのシリ
コン層3a上に,SiO2 膜11を堆積し,レジスト1
2を塗布,フォトエッチングして,分離領域上に窓12
aを有するSiO2 膜11を形成する。
FIG. 5 is a process chart of the second embodiment of the present invention.
The cross section of the SOI substrate is shown. The planar shape of this embodiment is the same as that of the first embodiment of FIG. First, Fig. 5
Referring to (a), the starting material is the same bonded wafer as in the first embodiment. A SiO 2 film 11 is deposited on the silicon layer 3a having a thickness of 1 μm on the wafer to form a resist 1
2 is applied, photo-etched, and a window 12 is formed on the isolation region.
A SiO 2 film 11 having a is formed.

【0042】次いで,図5(b)を参照して,レジスト
12を除去したのち,SiO2 膜11をマスクとし,S
iO2 からなる絶縁層2をエッチングのストッパとして
選択的にシリコン層3aをRIE法によりエッチングし
て除去し,分離領域の底面に絶縁膜2を表出する。
Next, referring to FIG. 5B, after removing the resist 12, the SiO 2 film 11 is used as a mask and S
The insulating layer 2 made of iO 2 is used as an etching stopper to selectively remove the silicon layer 3a by etching by the RIE method to expose the insulating film 2 on the bottom surface of the isolation region.

【0043】次いで,図5(c)を参照して,CVD法
により窒化シリコンを堆積する。その後,分離領域6の
底面上の窒化シリコンを,分離領域6の底面中心線上の
幅60μmのストライプ領域を残してフォトエッチング
により除去し,窒化シリコン膜13のマスクを形成す
る。
Next, referring to FIG. 5C, silicon nitride is deposited by the CVD method. Then, the silicon nitride on the bottom surface of the isolation region 6 is removed by photoetching, leaving a stripe region having a width of 60 μm on the bottom centerline of the isolation region 6, to form a mask of the silicon nitride film 13.

【0044】次いで,図5(d)を参照して,窒化シリ
コン膜13をマスクとするRIE法により絶縁層2を例
えば0.9μmの深さにエッチングして溝4を形成す
る。同時に,分離領域6の底面中心線上のストライプ状
の窒化シリコン膜13の直下の絶縁層2がストッパとし
て形成される。なお,このストッパの上面は,絶縁層2
とシリコン層3aとの界面の高さに等しい。
Next, referring to FIG. 5D, the insulating layer 2 is etched to a depth of, for example, 0.9 μm by the RIE method using the silicon nitride film 13 as a mask to form a groove 4. At the same time, the insulating layer 2 immediately below the stripe-shaped silicon nitride film 13 on the center line of the bottom surface of the isolation region 6 is formed as a stopper. The top surface of this stopper is the insulating layer 2
Is equal to the height of the interface between the silicon layer 3a and the silicon layer 3a.

【0045】次いで,窒化シリコン膜13をエッチング
で除去し,第一実施例と同様にシリコン層3aを研磨す
る。かかる工程を経て,図5(e)を参照して,例えば
厚さ0.4μmのシリコン薄膜3を有するSOI基板が
形成される。
Then, the silicon nitride film 13 is removed by etching, and the silicon layer 3a is polished as in the first embodiment. Through these steps, referring to FIG. 5E, an SOI substrate having a silicon thin film 3 having a thickness of 0.4 μm, for example, is formed.

【0046】本実施例によれば,ストッパの上面はシリ
コンのエッチングの際のストッパの位置として自動的に
決定されるから,製造誤差を生ずる余地がない。また,
絶縁層のエッチングで形成される溝の深さでシリコン薄
膜の厚さを制御できるから,シリコン薄膜の厚さを精密
に製造することができる。 このため,研磨により精密
に形成された薄いシリコン薄膜を有するSOI基板を製
造することができる。
According to this embodiment, since the upper surface of the stopper is automatically determined as the position of the stopper when etching silicon, there is no room for manufacturing error. Also,
Since the thickness of the silicon thin film can be controlled by the depth of the groove formed by etching the insulating layer, the thickness of the silicon thin film can be precisely manufactured. Therefore, it is possible to manufacture an SOI substrate having a thin silicon thin film precisely formed by polishing.

【0047】さらに,ストッパの製作では,ストッパの
材料の堆積とエッチング工程が不要であるから,製造工
程を短縮できる。
Furthermore, in manufacturing the stopper, the deposition process of the material of the stopper and the etching process are not required, so that the manufacturing process can be shortened.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば,ストッパとシリコン薄
膜との間に下地の絶縁層中に達する溝を設けることによ
り,研磨面を平坦にすることができる。また,ストッパ
を低くすることができ,さらにシリコン層の膜厚を制御
が容易な溝の深さによって制御することができる。
According to the present invention, the polishing surface can be made flat by providing a groove reaching the underlying insulating layer between the stopper and the silicon thin film. In addition, the stopper can be lowered, and the film thickness of the silicon layer can be controlled by the depth of the groove, which is easy to control.

【0049】このため,薄いシリコン薄膜を厚さむらを
少なく,かつ精密な厚さに研磨できるSOI基板の製造
方法を提供することができ,半導体装置の性能向上に寄
与するところが大きい。
Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing an SOI substrate capable of polishing a thin silicon thin film with a small thickness unevenness and a precise thickness, which greatly contributes to the performance improvement of a semiconductor device.

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

【図1】 本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図2】 本発明の効果を説明する図FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図3】 本発明の第一実施例に係る基板構造図FIG. 3 is a substrate structure diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第一実施例工程図FIG. 4 is a process chart of the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第二実施例工程図FIG. 5 is a process chart of the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2 絶縁層 3 シリコン薄膜 3a シリコン層 4 溝 5 ストッパ 6 分離領域 7,9 レジスト 8,10 窓 11 SiO2 膜 12 レジスト 12a 窓 13 窒化シリコン膜1 Base 2 Insulating Layer 3 Silicon Thin Film 3a Silicon Layer 4 Groove 5 Stopper 6 Separation Area 7, 9 Resist 8, 10 Window 11 SiO 2 Film 12 Resist 12a Window 13 Silicon Nitride Film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁層(2)上に設けられたシリコン層
(3a)を該シリコン層(3a)に近接して該絶縁層
(2)上に設けられたストッパ(5)を用いて研磨し,
該ストッパ(5)で定まる厚さのシリコン薄膜(3)と
なすSOI(Silicon on Insulator) 基板の製造方法に
おいて, 前記研磨工程に先立って,該ストッバ(5)と該シリコ
ン層(3a)との間に該絶縁膜(2)中に達する深さの
溝(4)を設けることを特徴とするSOI基板の製造方
法。
1. A silicon layer (3a) provided on an insulating layer (2) is polished by using a stopper (5) provided on the insulating layer (2) close to the silicon layer (3a). Then
In a method of manufacturing an SOI (Silicon on Insulator) substrate formed of a silicon thin film (3) having a thickness determined by the stopper (5), the stopper (5) and the silicon layer (3a) are separated from each other before the polishing step. A method of manufacturing an SOI substrate, characterized in that a groove (4) having a depth reaching the insulating film (2) is provided therebetween.
【請求項2】 請求項1記載のSOI基板の製造方法に
おいて, 該ストッパ(5)は,該ストッパ(5)の上面が該シリ
コン薄膜(3)の表面より低くなるように形成され, 該溝(4)の深さにより,該シリコン薄膜(3)の厚さ
を制御して研磨することを特徴とするSOI基板の製造
方法。
2. The method for manufacturing an SOI substrate according to claim 1, wherein the stopper (5) is formed so that an upper surface of the stopper (5) is lower than a surface of the silicon thin film (3), A method of manufacturing an SOI substrate, characterized in that the thickness of the silicon thin film (3) is controlled by the depth of (4) to perform polishing.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307264B1 (en) 1995-09-14 2001-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device, active matrix substrate and process for production thereof
US6743723B2 (en) 1995-09-14 2004-06-01 Canon Kabushiki Kaisha Method for fabricating semiconductor device

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