JPH08107091A - Soi基板の製法 - Google Patents
Soi基板の製法Info
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- JPH08107091A JPH08107091A JP27417694A JP27417694A JPH08107091A JP H08107091 A JPH08107091 A JP H08107091A JP 27417694 A JP27417694 A JP 27417694A JP 27417694 A JP27417694 A JP 27417694A JP H08107091 A JPH08107091 A JP H08107091A
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Landscapes
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- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 SOI基板の活性基板残留層をエッチングで
効率的に除去し、欠陥品の発生を少なくする。 【構成】 支持基板1として機能する半導体ウェハと、
活性基板2として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板2の周縁を面取りした後、面取り部の残留
層2aをエッチングで除去するに際して、貼り合わせた
半導体ウェハを回転させ、活性基板上面の略中央から一
定の幅Wにわたって往復移動するノズル6から混酸を付
与する。混酸は、回転による遠心力で半導体ウェハの周
縁に押し流されて、残留層2aをエッチングする。この
時、支持基板1の裏面に設けられたノズル7から窒素ガ
スを支持基板1の周側へと吹き付けて、混酸が支持基板
1の裏面に回り込むのを防止する。
効率的に除去し、欠陥品の発生を少なくする。 【構成】 支持基板1として機能する半導体ウェハと、
活性基板2として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板2の周縁を面取りした後、面取り部の残留
層2aをエッチングで除去するに際して、貼り合わせた
半導体ウェハを回転させ、活性基板上面の略中央から一
定の幅Wにわたって往復移動するノズル6から混酸を付
与する。混酸は、回転による遠心力で半導体ウェハの周
縁に押し流されて、残留層2aをエッチングする。この
時、支持基板1の裏面に設けられたノズル7から窒素ガ
スを支持基板1の周側へと吹き付けて、混酸が支持基板
1の裏面に回り込むのを防止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、支持基板として機能す
る半導体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェ
ハとを貼り合わせて、活性基板の周縁を面取りした後、
テラス残留層をエッチングで除去するSOI基板の製法
に関するものである。
る半導体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェ
ハとを貼り合わせて、活性基板の周縁を面取りした後、
テラス残留層をエッチングで除去するSOI基板の製法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高性能の半導体ディバイス用基板
として、高耐圧性や高速性などの点からSOI基板が要
求される。この種の要求を満たす大面積で結晶欠陥の少
ないSOI基板は、2枚のウェハを貼り合わせて比較的
容易に作れる。貼り合わせは、一般的には図2に示す工
程で行われる。先ず図2(イ)に示すように、支持基板
1となる半導体ウェハの接合面を鏡面仕上げした後、熱
処理して酸化膜3を形成する。次に活性基板2の接合面
を鏡面仕上げして重ね合わせる。この両基板1、2の鏡
面仕上げ面を洗浄、親水処理、乾燥した直後、まだ親水
性を保持した状態で接合し、再度熱処理して、図2
(ロ)に示すように、接合面を貼着するとともに、活性
基板2も酸化膜4でおおわれたSOI原基板を得る。こ
の時、接合面の酸化膜3が中間酸化膜層3aとなる。熱
処理は親水性を保った状態で行われるので、残留水酸基
や水素イオンが接合面の外周に集まって気泡となり、周
縁に不完全接着部(ボイド)が発生する(図示しな
い)。不完全接着部は他の部位より強度が落ちるので、
後の工程でチッピングやパーティクル発生の原因とな
る。このため、図2(ハ)に示すように、不完全接着部
を含む活性基板2の周縁部を研削して面取りする。面取
は、研削時中間酸化膜3aを傷つけないように、厚さ数
10μm程度の活性基板2aを残して行う。面取り部の
テラス残留層2aは、SOI原基板1をキャリヤに装填
してエッチング液に浸漬して、図2(ニ)に示すように
除去する。活性基板2は、図2(ホ)に示すように、所
定の厚さまで研削や研磨で薄膜化する。支持基板1の酸
化膜3は図2(ヘ)に示すように、フッ化水素溶液で除
去する。最後に活性基板2を研磨してさらに薄膜化し、
図2(ト)に示すSOI基板を得る。
として、高耐圧性や高速性などの点からSOI基板が要
求される。この種の要求を満たす大面積で結晶欠陥の少
ないSOI基板は、2枚のウェハを貼り合わせて比較的
容易に作れる。貼り合わせは、一般的には図2に示す工
程で行われる。先ず図2(イ)に示すように、支持基板
1となる半導体ウェハの接合面を鏡面仕上げした後、熱
処理して酸化膜3を形成する。次に活性基板2の接合面
を鏡面仕上げして重ね合わせる。この両基板1、2の鏡
面仕上げ面を洗浄、親水処理、乾燥した直後、まだ親水
性を保持した状態で接合し、再度熱処理して、図2
(ロ)に示すように、接合面を貼着するとともに、活性
基板2も酸化膜4でおおわれたSOI原基板を得る。こ
の時、接合面の酸化膜3が中間酸化膜層3aとなる。熱
処理は親水性を保った状態で行われるので、残留水酸基
や水素イオンが接合面の外周に集まって気泡となり、周
縁に不完全接着部(ボイド)が発生する(図示しな
い)。不完全接着部は他の部位より強度が落ちるので、
後の工程でチッピングやパーティクル発生の原因とな
る。このため、図2(ハ)に示すように、不完全接着部
を含む活性基板2の周縁部を研削して面取りする。面取
は、研削時中間酸化膜3aを傷つけないように、厚さ数
10μm程度の活性基板2aを残して行う。面取り部の
テラス残留層2aは、SOI原基板1をキャリヤに装填
してエッチング液に浸漬して、図2(ニ)に示すように
除去する。活性基板2は、図2(ホ)に示すように、所
定の厚さまで研削や研磨で薄膜化する。支持基板1の酸
化膜3は図2(ヘ)に示すように、フッ化水素溶液で除
去する。最後に活性基板2を研磨してさらに薄膜化し、
図2(ト)に示すSOI基板を得る。
【0003】従来、SOI原基板における活性基板2の
残留層2aを除去するエッチングは浸漬によっていた。
この場合、基板全体をエッチング液に浸漬する関係上、
シリコン(Si)と酸化膜(SIO2)の腐食選択比の
大きいエッチング液を使用しなければならず、これまで
はアルカリ金属の水酸化溶液、例えば水酸化カリウム溶
液を用いていた。しかしながら、アルカリ金属の水酸化
溶液は、前記選択比が大きい代わりに、エッチングレー
トが遅く生産性が悪かった。またSOI基板の絶縁膜と
なる中間酸化膜層3aの薄膜化に伴い、活性基板残留層
2aが完全に除去される前に支持基板1の酸化膜3が溶
解され、支持基板1のテラスの円周方向にV溝が発生し
易く、裏面のキズも助長し勝ちであった。したがってこ
れらに起因する欠陥不良品が多く、歩留まりの低下をも
たらしていた。逆に言えばこのことが中間酸化膜の一層
の薄膜化による高性能SOI基板の製造を阻害してい
た。さらに、アルカリ金属水酸化物は、アルカリ金属が
熱処理で不純物として発散するおそれもあった。またこ
の浸漬法でエッチングレートの速い酸を使用すると、活
性基板2の残留層2aのみならず、酸化膜3及び4が腐
食されるおそれがあった。
残留層2aを除去するエッチングは浸漬によっていた。
この場合、基板全体をエッチング液に浸漬する関係上、
シリコン(Si)と酸化膜(SIO2)の腐食選択比の
大きいエッチング液を使用しなければならず、これまで
はアルカリ金属の水酸化溶液、例えば水酸化カリウム溶
液を用いていた。しかしながら、アルカリ金属の水酸化
溶液は、前記選択比が大きい代わりに、エッチングレー
トが遅く生産性が悪かった。またSOI基板の絶縁膜と
なる中間酸化膜層3aの薄膜化に伴い、活性基板残留層
2aが完全に除去される前に支持基板1の酸化膜3が溶
解され、支持基板1のテラスの円周方向にV溝が発生し
易く、裏面のキズも助長し勝ちであった。したがってこ
れらに起因する欠陥不良品が多く、歩留まりの低下をも
たらしていた。逆に言えばこのことが中間酸化膜の一層
の薄膜化による高性能SOI基板の製造を阻害してい
た。さらに、アルカリ金属水酸化物は、アルカリ金属が
熱処理で不純物として発散するおそれもあった。またこ
の浸漬法でエッチングレートの速い酸を使用すると、活
性基板2の残留層2aのみならず、酸化膜3及び4が腐
食されるおそれがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
問題点を解決したもので、エッチングレートの速い酸の
使用を可能にした生産性の高い高品位のSOI基板の製
法を提供することを目的としている。
問題点を解決したもので、エッチングレートの速い酸の
使用を可能にした生産性の高い高品位のSOI基板の製
法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成した本発
明のSOI基板の製法は、支持基板として機能する半導
体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェハとを
貼り合わせ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部
の残留層をエッチングで除去し、SOI基板を製作する
に際して、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸
を活性基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動し
ながら付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁
に押し流して、面取り部の残留層をエッチングするよう
にしたことを特徴としている。
明のSOI基板の製法は、支持基板として機能する半導
体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェハとを
貼り合わせ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部
の残留層をエッチングで除去し、SOI基板を製作する
に際して、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸
を活性基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動し
ながら付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁
に押し流して、面取り部の残留層をエッチングするよう
にしたことを特徴としている。
【0006】混酸には、フッ化水素酸、硝酸、硫酸及び
正リン酸の4種の酸を含むものを使用する。使用する酸
の濃度としては、例えばフッ化水素50%、硝酸70
%、硫酸96%、正リン酸85%程度のものを用いる。
酸の混合比は、任意に選択すればよい。
正リン酸の4種の酸を含むものを使用する。使用する酸
の濃度としては、例えばフッ化水素50%、硝酸70
%、硫酸96%、正リン酸85%程度のものを用いる。
酸の混合比は、任意に選択すればよい。
【0007】半導体ウェハの回転は、回転台の真空チャ
ックで三方あるいは四方から吸着して行う。また半導体
ウェハの裏面から周側に向けて不活性ガスを吹き付け、
混酸が支持基板の裏面に回り込むのを防止するのが望ま
しい。
ックで三方あるいは四方から吸着して行う。また半導体
ウェハの裏面から周側に向けて不活性ガスを吹き付け、
混酸が支持基板の裏面に回り込むのを防止するのが望ま
しい。
【0008】
【作用】本発明では、エッチングレートの速い混酸の使
用により生産性が向上する。ちなみに、Siのエッチン
グレートは、浸漬法のエッチング液に使用する水酸化カ
リウムで1.1μm/min、本発明の混酸で10〜4
0μm/minとなる。混酸の付与は、装置の機構上の
制約から活性基板上面中央部から行うが、半導体ウェハ
を回転させるスピンエッチングにより、混酸は回転遠心
力で周縁に押し流され、活性基板の周縁面取り部の残留
層を効率よく腐食する。また、混酸の付与を一点で行わ
ず、活性基板の中心から一定幅にわたって移動させなが
ら行うことにより、エッチングレートの速い混酸を使用
しているにもかかわらず、活性基板の酸化膜が部分的に
残留層のシリコンより早く腐食されるおそれはない。
用により生産性が向上する。ちなみに、Siのエッチン
グレートは、浸漬法のエッチング液に使用する水酸化カ
リウムで1.1μm/min、本発明の混酸で10〜4
0μm/minとなる。混酸の付与は、装置の機構上の
制約から活性基板上面中央部から行うが、半導体ウェハ
を回転させるスピンエッチングにより、混酸は回転遠心
力で周縁に押し流され、活性基板の周縁面取り部の残留
層を効率よく腐食する。また、混酸の付与を一点で行わ
ず、活性基板の中心から一定幅にわたって移動させなが
ら行うことにより、エッチングレートの速い混酸を使用
しているにもかかわらず、活性基板の酸化膜が部分的に
残留層のシリコンより早く腐食されるおそれはない。
【0009】
【実施例I】図1において、支持基板1には接合面をあ
らかじめ鏡面仕上げの後、酸化膜3が形成されている。
支持基板1の上には、活性基板2が接合されている。活
性基板2は、接合面をあらかじめ鏡面仕上げして支持基
板1に、図2(イ)に示すように重ね、図2(ロ)に示
すように酸化膜を形成して、図2(ハ)に示すように研
削して面取りしてある。2aは面取り後の活性基板テラ
ス残留層であり、3aは接合面の中間酸化膜層を示す。
らかじめ鏡面仕上げの後、酸化膜3が形成されている。
支持基板1の上には、活性基板2が接合されている。活
性基板2は、接合面をあらかじめ鏡面仕上げして支持基
板1に、図2(イ)に示すように重ね、図2(ロ)に示
すように酸化膜を形成して、図2(ハ)に示すように研
削して面取りしてある。2aは面取り後の活性基板テラ
ス残留層であり、3aは接合面の中間酸化膜層を示す。
【0010】活性基板2のテラス残留層2aのエッチン
グには、エッチング液としてエッチングレートの速い混
酸を使用する。このためエッチングは、エッチング液へ
の基板の浸漬に代えて、ノズル6から活性基板2へエッ
チング液を付与して行う。エッチング液は、理想的には
活性基板1のテラス残留層2aに対してのみ付与すれば
よいが、装置の機構的制約から活性基板1の中央部から
行う。このため本発明では、支持基板1の周側を回転台
(図示せず)の真空チャック5で吸着支持し、SOI原
基板全体を回転させながら、混酸を回転中の活性基板2
の上方中央部に設けられたノズル6から付与する。回転
速度は800〜1,200rpm、特に1,000rp
mが望ましい。真空チャックは3〜4ヶ所程度設ける。
ノズル6は一定の幅Wだけ往復移動できるようにし、混
酸が活性基板1の一点に集中し、その部分の酸化膜4を
テラス残留層2aより早く腐食するのを防止する。付与
された混酸は、回転による遠心力で活性基板1の周縁に
押し流され、テラス残留層2aを効率よく腐食し、図2
(ロ)に示すように除去する。最終的には、テラスのS
i残厚は100μm以下となる。この時、窒素ガス7を
支持基板1の裏面から周側へと吹き付けて、混酸が支持
基板1の裏面に回り込むのを防止する。
グには、エッチング液としてエッチングレートの速い混
酸を使用する。このためエッチングは、エッチング液へ
の基板の浸漬に代えて、ノズル6から活性基板2へエッ
チング液を付与して行う。エッチング液は、理想的には
活性基板1のテラス残留層2aに対してのみ付与すれば
よいが、装置の機構的制約から活性基板1の中央部から
行う。このため本発明では、支持基板1の周側を回転台
(図示せず)の真空チャック5で吸着支持し、SOI原
基板全体を回転させながら、混酸を回転中の活性基板2
の上方中央部に設けられたノズル6から付与する。回転
速度は800〜1,200rpm、特に1,000rp
mが望ましい。真空チャックは3〜4ヶ所程度設ける。
ノズル6は一定の幅Wだけ往復移動できるようにし、混
酸が活性基板1の一点に集中し、その部分の酸化膜4を
テラス残留層2aより早く腐食するのを防止する。付与
された混酸は、回転による遠心力で活性基板1の周縁に
押し流され、テラス残留層2aを効率よく腐食し、図2
(ロ)に示すように除去する。最終的には、テラスのS
i残厚は100μm以下となる。この時、窒素ガス7を
支持基板1の裏面から周側へと吹き付けて、混酸が支持
基板1の裏面に回り込むのを防止する。
【0011】次いで、活性基板2は常法により、図2
(ホ)に示すように、所定の厚さまで研削や研磨で薄膜
化する。支持基板1の酸化膜3は、図2(ヘ)に示すよ
うに、フッ化水素溶液で除去する。最後に活性基板2は
研磨してさらに薄膜化し、図2(ト)に示すSOI基板
を得る。
(ホ)に示すように、所定の厚さまで研削や研磨で薄膜
化する。支持基板1の酸化膜3は、図2(ヘ)に示すよ
うに、フッ化水素溶液で除去する。最後に活性基板2は
研磨してさらに薄膜化し、図2(ト)に示すSOI基板
を得る。
【0012】
【発明の効果】本発明のスピンエッチング法によれば従
来の浸漬法に比べ次の利点がある。 (1).エッチングレートの速い混酸を使用することが
でき、生産性が高い。一枚当たりの加工時間では、搬送
時間を含めても約120分である。 (2).エッチング液を活性基板上面から移動させなが
ら付与するので、エッチングレートの速い混酸でも、活
性基板の酸化膜(SiO2)がテラス部のSi残留層よ
り部分的に早く腐食され、欠陥品となるおそれがない。 (3).不活性ガスの付与により、支持基板の裏面に混
酸が回り込むことがないので、キズができたり助長され
ることがない。
来の浸漬法に比べ次の利点がある。 (1).エッチングレートの速い混酸を使用することが
でき、生産性が高い。一枚当たりの加工時間では、搬送
時間を含めても約120分である。 (2).エッチング液を活性基板上面から移動させなが
ら付与するので、エッチングレートの速い混酸でも、活
性基板の酸化膜(SiO2)がテラス部のSi残留層よ
り部分的に早く腐食され、欠陥品となるおそれがない。 (3).不活性ガスの付与により、支持基板の裏面に混
酸が回り込むことがないので、キズができたり助長され
ることがない。
【図1】本発明に係わるSOI基板の製法の一例を模式
的に示す側断面図である。
的に示す側断面図である。
【図2】一般的なSOI基板製造プロセスにおけるSO
I基板中間品の推移を示す側断面図である。
I基板中間品の推移を示す側断面図である。
1……支持基板 2……活性基板 2a…残留層 3……酸化膜 3a…中間酸化膜層 4……酸化膜 5……真空チャック 6……混酸ノズル 7……窒素ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福永 寿也 宮崎県宮崎郡清武町大字木原1112番地 九 州コマツ電子株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 支持基板として機能する半導体ウェハ
と、活性基板として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部の残留層
をエッチングで除去し、SOI基板を製作するに際し
て、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸を活性
基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動しなから
付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁に押し
流して、面取り部の残留層をエッチングするようにした
SOI基板の製法。 - 【請求項2】 混酸がフッ化水素酸、硝酸、硫酸及び正
リン酸を含む請求項1記載のSOI基板の製法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27417694A JPH08107091A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Soi基板の製法 |
TW85100488A TW303484B (ja) | 1994-09-30 | 1996-01-16 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27417694A JPH08107091A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Soi基板の製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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