JPH11340443A - Ｓｏｉウエーハの作製方法およびｓｏｉウエーハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 貼り合わせ法によりＳＯＩウエーハを作製す
る方法において、きわめて簡単な手法により、実質的に
１枚のシリコンウエーハから１枚のＳＯＩウエーハを得
るようにし、シリコンウエーハの利用率を著しく改善す
ることができるＳＯＩウエーハの作製方法を提供する。 【解決手段】 二枚のシリコンウエーハのうち、少なく
とも一方のシリコンウエーハ２の表面に酸化膜４を形成
し、該酸化膜を介して他方のシリコンウエーハ３と密着
させ、これに熱処理を加えて強固に結合させた後、デバ
イス作製側ウエーハ２を主面と平行に切断し、次に該デ
バイス作製側ウエーハ２を所望厚さまで薄膜化するＳＯ
Ｉウエーハ６の作製方法、そしてこの方法で副生された
切断ウエーハに、再処理を加えてシリコンウエーハとし
て再利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二枚のシリコンウ
エーハをシリコン酸化膜を介して貼り合わせてＳＯＩウ
エーハを作製する、いわゆる貼り合わせＳＯＩ（Silico
n on Insulator）ウエーハの作製方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＳＯＩウエーハの作製方法としては、２
枚のシリコン単結晶ウエーハをシリコン酸化膜を介して
貼り合わせる技術として、例えば特公平５−４６０８６
号公報に示されるように、少なくとも一方のウエーハに
酸化膜を形成し、接合面に異物を介在させることなく相
互に密着させた後、およそ２００〜１２００℃の温度で
熱処理して結合強度を高める方法が、従来より知られて
いる。

【０００３】熱処理を行うことにより結合強度が高めら
れた貼り合わせウエーハは、その後の研削及び研磨工程
等が可能となるため、デバイス作製側ウエーハを研削、
研磨あるいはエッチング等により所望の厚さに薄膜化す
ることにより、素子形成を行うＳＯＩ層を形成すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
方法では、デバイス作製側ウエーハ（ボンドウエーハ）
を研削、研磨、あるいはエッチングして薄膜化するの
で、ＳＯＩ層となる極わずかな厚さを除いて、デバイス
作製側ウエーハのほとんどが消失してしまう。したがっ
て、２枚のシリコンウエーハから１枚のＳＯＩウエーハ
を作製することになり、高価な材料であるシリコンウエ
ーハの利用率が低く、ＳＯＩウエーハの製造コストを著
しく上昇せしめていた。

【０００５】このような問題を解決するため、本発明者
らは先に特開平６−１１２４５１号のような方法を提案
した。この方法は、例えば３枚のシリコンウエーハを重
ね合わせて結合した後、間のウエーハを主面に沿って切
断することによって、３枚のシリコンウエーハから２枚
のＳＯＩウエーハを得ると言うものである。

【０００６】この方法では、材料としてのシリコンウエ
ーハの利用率をある程度改善できる。しかし、３枚のシ
リコンウエーハから２枚のＳＯＩウエーハを得るもので
あるので、１枚分のシリコンウエーハが無駄になってし
まう。また、その後のランニングテストの結果、１枚の
シリコンウエーハの両面を結合させるものであるため
（複数面結合）、結合時のハンドリングが困難であり、
また未結合部が発生し易くなることがあることがわかっ
た。

【０００７】一方、近年の半導体デバイスの高集積化、
高速度化により、ＳＯＩ層の厚さはさらなる薄膜化が要
求されており、例えば１ミクロン以下といった極薄のＳ
ＯＩ層が要求されるようになってきている。ところが、
上記貼り合わせ法によりＳＯＩウエーハを作製する場合
には、ボンドウエーハを研削・研磨等をしてＳＯＩ層を
形成する薄膜化加工の基準となるのは、支持基板となる
他方のシリコンウエーハ（ベースウエーハ）の裏面が基
準となるため、用いるベースウエーハの平坦度がきわめ
て高いものを使用する必要があるとともに、その後の研
削、研磨あるいはエッチング等の加工精度も超高精度な
ものとする必要がある。したがって、いきおいＳＯＩ加
工コストを上昇せしめるという問題もある。

【０００８】そこで、本発明はこのような問題点に鑑み
なされたもので、貼り合わせ法によりＳＯＩウエーハを
作製する方法において、未結合部が発生し易くなる等の
品質面の問題を引き起こすことなく、きわめて簡単な手
法により、実質的に１枚のシリコンウエーハから１枚の
ＳＯＩウエーハを得るようにし、シリコンウエーハの材
料コストを著しく改善することができるＳＯＩウエーハ
の作製方法を提供することを目的とする。

【０００９】また、これに合わせてＳＯＩ層の薄膜化処
理加工を表面からの取りしろ管理をする方法と組み合わ
せることによって、用いるベースウエーハおよび加工精
度を通常品質のものとしても膜厚均一性の高いＳＯＩウ
エーハを得ることができるようにし、これによって加工
コストの低減化をはかり、一層ＳＯＩウエーハ作製コス
トを下げることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１に記載した発明は、二枚のシリコンウ
エーハのうち、少なくとも一方のシリコンウエーハの表
面に酸化膜を形成し、該酸化膜を介して他方のシリコン
ウエーハと密着させ、これに熱処理を加えて強固に結合
させた後、デバイス作製側ウエーハを主面と平行に切断
し、次に該デバイス作製側ウエーハを所望厚さまで薄膜
化することを特徴とするＳＯＩウエーハの作製方法であ
る。

【００１１】このように、１枚のシリコンウエーハ（ボ
ンドウエーハ）と１枚のシリコンウエーハ（ベースウエ
ーハ）を結合し、ボンドウエーハを主面と平行に切断す
るようにすれば、ボンドウエーハのほとんど全てを研
削、研磨等する方法に比して極めて簡単にＳＯＩウエー
ハを作製することができるとともに、片面結合であるた
め、ハンドリングが困難で未結合部が発生し易いと言っ
た問題も生じない。そして、ボンドウエーハの切断され
たウエーハを再利用すれば、シリコンウエーハの無駄と
なる部分を著しく減少させる事ができるので、材料歩留
りを向上させることができる。

【００１２】この場合、本発明では請求項２に記載した
ように、デバイス作製側ウエーハを所望厚さまで薄膜化
する工程において、ＳＯＩ層の表面を気相エッチングし
て該薄膜の厚さを均一化する工程を行うようにするのが
好ましい。

【００１３】このように、ＳＯＩ層の薄膜化工程におい
て、気相エッチングによってＳＯＩ層の厚さを均一化す
るようにすれば、気相エッチングは表面からの取りしろ
管理とすることができるので、超高平坦度のベースウエ
ーハあるいは超高精度の研削、研磨等の加工手法を用い
なくとも、所望の膜厚均一性を有するＳＯＩウエーハを
得ることができる。

【００１４】そして、本発明では請求項３に記載したよ
うに、用いるデバイス作製側ウエーハの厚さは、少なく
とも最終のＳＯＩ層厚とＳＯＩ層の薄膜化処理厚と切断
しろと切断ウエーハの再処理に要する厚さ分、再利用ウ
エーハの厚さより厚くしたものとすることができる。用
いるボンドウエーハの厚さをこの様なものとすれば、材
料ロスを最小限に抑制できるとともに、所望厚さを有す
る再利用ウエーハを得ることができるからである。

【００１５】この場合、請求項４に記載したように、用
いるデバイス作製側ウエーハの周縁部に、予め切断のた
めのガイド溝を設けておくようにしてもよい。このよう
に、ボンドウエーハにガイド溝を設けておくと、切断時
に切断機のブレードがぶれたりすることなく、確実に所
望厚さで、精度良く切断することができる。

【００１６】そして、本発明の請求項５に記載した発明
は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＳ
ＯＩウエーハの作製方法によって副生された切断ウエー
ハに、再処理を加えてシリコンウエーハとして再利用す
る方法である。このように、本発明ではボンドウエーハ
をその主面に平行に切断するので、副生される切断ウエ
ーハに再処理を加えてシリコンウエーハとして再利用す
ることによって、材料としてのシリコンウエーハの利用
率を著しく向上せしめることができる。

【００１７】この場合、請求項６に記載したように、前
記再処理は、切断ウエーハの切断面を研削・研磨するも
のとすることができる。すなわち、本発明で副生される
切断ウエーハは、一方の面が切断面であり、その反対側
の面はもとのシリコンウエーハのままの平坦な面であ
る。したがって、片面のみに研削等の再処理を加えれば
足りるので、再処理は簡単であり、且つその取りしろも
少なくて済む。

【００１８】そして、本発明の請求項７に記載したよう
に、前記請求項５または請求項６に記載の方法で再処理
された切断ウエーハを、ＳＯＩウエーハのベースウエー
ハとして再利用することができる。このように、本発明
で副生される切断ウエーハを再処理して、ベースウエー
ハとして用いれば、実質上１枚のシリコンウエーハから
１枚のＳＯＩウエーハを得ることができる。

【００１９】こうして、本発明によって得られるＳＯＩ
ウエーハは、膜厚の均一な高品質なものとなり（請求項
８）、また再処理されたウエーハは結合熱処理が施され
ているので酸素析出が発生しており、いわゆるゲッタリ
ング効果を有する好適なものとなる（請求項９）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。ここで、図１は本発明にかかるＳＯＩウ
エーハの作製工程の概略を示す流れ図である。

【００２１】以下、本発明を工程順にしたがって説明す
ると、図１においてまず、貼り合わせ法によりＳＯＩウ
エーハを作製するための原料ウェーハ（単結晶シリコン
鏡面ウエーハ：例えばチョクラルスキー法で作製した直
径６インチ（１５０ｍｍ）、方位＜１００＞のもの）で
あるボンドウェーハ２及びベースウェーハ３を用意する
（図１（Ａ））。

【００２２】この時、ベースウエーハ３の厚さは通常の
ものを用意すればよいが、ボンドウエーハ２の厚さは通
常のものより厚いものを用意し、切断後に切断ウエーハ
が再利用できるようにする。すなわち、ボンドウエーハ
２は少なくとも最終のＳＯＩ層厚とＳＯＩ層の薄膜化処
理厚（薄膜化に要する厚さ）と切断しろと切断ウエーハ
の再処理に要する厚さ分、再利用ウエーハの厚さより厚
くしたものとする。

【００２３】例えば、上記の様な直径６インチの場合で
あれば、ベースウエーハ３の厚さを６２５μｍとし、ボ
ンドウエーハ２の厚さを１１００μｍとすれば良い。用
いるベースウエーハおよびボンドウエーハの厚さをこの
様なものとすれば、材料ロスを最小限に抑制できるとと
もに、所望厚さを有する再利用ウエーハを得ることがで
きる。

【００２４】次に、用意されたシリコン単結晶ウエーハ
のうち、例えばボンドウェーハ２に熱処理を施し、ボン
ドウエーハ表面に酸化膜４を形成する（図１（Ｂ））。
この酸化膜の形成は、ベースウエーハ３に行っても良い
し、両ウエーハともに酸化膜を形成しても良い。

【００２５】次に、この酸化膜を形成した厚いボンドウ
エーハ２とベースウエーハ３を清浄な雰囲気下で密着さ
せる（図１（Ｃ））。そして、これに熱処理を加えて、
ボンドウエーハ２とベースウエーハ３を強固に結合さ
せ、貼り合わせウエーハ１とする。熱処理条件として
は、例えば、酸素または水蒸気を含む雰囲気下、８００
℃〜１２００℃の温度で２時間行えば良い（図１
（Ｄ））。

【００２６】この時、ボンドウエーハ２とベースウエー
ハ３が強固に結合されるとともに、貼り合わせウエーハ
１の外表面全体、特にベースウエーハ側にも、後工程で
エッチング被膜となる酸化膜５が形成される。このよう
に、本発明は、通常の貼り合わせ法によるＳＯＩウエー
ハの作製工程と同様に、１枚のシリコンウエーハと１枚
のシリコンウエーハを結合する片面結合であるため、ハ
ンドリングが困難で未結合部が発生し易いと言った問題
は生じない。

【００２７】次に、ボンドウエーハ２を所定位置で主面
と平行に切断し、ＳＯＩウエーハ６と切断ウエーハ７と
に分割する（図１（Ｅ））。このように、ボンドウエー
ハとベースウエーハを結合後、ボンドウエーハを主面と
平行に切断するようにすれば、従来法のようにボンドウ
エーハのほとんど全てを研削、研磨あるいはエッチング
する方法に比して極めて簡単にＳＯＩウエーハを作製す
ることができる。

【００２８】この場合、ボンドウエーハの切断位置とし
ては、できるだけＳＯＩ層が薄くなるようにした方が、
その後のＳＯＩ層の薄膜化処理での取りしろが少なくて
済むし、切断ウエーハ７も厚くなるので望ましい。ただ
し、切断によってＳＯＩ層の表面には加工歪みが残留す
るので、これを除去し、表面を平坦化するとともに、Ｓ
ＯＩ層を所望厚とするための研削、研磨等の薄膜化処理
が必要であるので、これに要する厚さを残す必要があ
る。したがって、例えば１００μｍ程度残すようにボン
ドウエーハを切断すれば、研削、研磨に約７５μｍを要
するので、残り２５μｍ以下での所望厚のＳＯＩ層を得
ることができる。

【００２９】そして、切断は、例えばダイヤモンド内周
刃８でボンドウエーハの所定厚さ位置で主面と平行に、
すなわち結合面と平行に切断すれば良い。内周刃切断装
置としては、例えばＳＯＩウエーハを保持して固定する
保持盤と、これに対向配置される吸着盤を具備し、切断
するＳＯＩウエーハを挟持するようにする。そして、保
持盤と吸着盤はそれぞれ、ウエーハ面に垂直方向に進退
動可能に構成されており、かつ保持盤は割り出しピッチ
機構を備え、ウエーハが傾斜して切断されないように、
内周刃と正確にＳＯＩウエーハの結合面が平行になるよ
うに、面合わせ機能を有している。このような切断装置
を用いれば、簡単に結合ウエーハのボンドウエーハの所
定位置で主面と平行に切断して、ＳＯＩウエーハと切断
ウエーハに分割することができる。

【００３０】この場合、図２に示したようにボンドウエ
ーハの周縁部に、予め切断のためのガイド溝９を設けて
おくようにすると、切断時に切断機のブレードがぶれた
りすることなく、確実に所望厚さで、精度良くボンドウ
エーハを切断することができる。

【００３１】こうして得られたＳＯＩウエーハ６の外周
部約２ｍｍには、ボンドウエーハとベースウエーハの未
結合部が存在している。このような未結合部は、デバイ
スを作製するＳＯＩ層として用いることができない上
に、後工程で剥れ落ちて、種々の問題を引き起こすため
除去する必要がある。

【００３２】未結合部を除去するには、図１（Ｆ）に示
すように、まず未結合部が存在するＳＯＩ層の外周部
を、幅ｗにわたって所定厚（残し厚）まで研削して除去
する。研削によれば、高速で除去することができるし、
加工精度もよいからである。この場合、残し厚としては
できるだけ薄くした方が、後工程であるエッチング工程
での取りしろを減少させることができるので好ましい。

【００３３】しかし、エッチングと異なりシリコンウエ
ーハを機械的に研削すると、加工歪みが生じることは良
く知られており、あまり残し厚を薄くすると、埋め込み
酸化膜４、あるいはベースウエーハ３に加工歪みのよう
なダメージが到達してしまい、その後のエッチングによ
りＳＯＩ層の外周部の未結合部を完全に除去する際に、
ダメージを受けた埋め込み酸化膜４を通ってエッチング
液が、ベースウエーハ３の表面にも達し、この部分に傷
や凹凸を発生させ、その後のデバイス工程における歩留
を低下させてしまう。したがって、外周部の研削は、埋
め込み酸化膜４、ベースウエーハ３にダメージを与える
ことのない厚さまででとどめておく。

【００３４】外周研削が終了したなら、エッチングによ
りＳＯＩウエーハ外周部の未結合部を完全に除去する。
これは、酸化膜にくらべてシリコン単結晶のエッチング
速度が格段に大きいエッチング液に、ＳＯＩウエーハ６
を浸漬することによって行うことができる。すなわち、
ＳＯＩ層側はシリコンが露出しているために、エッチン
グ液によってエッチングされるが、ベースウエーハ側
は、酸化膜５あるいは埋め込み酸化膜４で覆われている
ためにエッチングされない。そして、未結合部は上記外
周研削により充分に薄くされているので、この外周部が
エッチング除去された時点でＳＯＩウエーハをエッチン
グ液から取り出すことにより、未結合部を完全に除去し
たＳＯＩウエーハを得ることができる。

【００３５】このような選択性をもったエッチングとし
ては、ＨＦ＋ＨＮＯ₃ ，ＫＯＨ，ＮａＯＨ等によるエッ
チングを挙げることができるが、より選択性の大きいＫ
ＯＨ，ＮａＯＨ等によるいわゆるアルカリエッチングと
するのが好ましい。

【００３６】尚、ボンドウエーハ２とベースウエーハ３
を結合する熱処理を非酸化性雰囲気で行い、ベースウエ
ーハの裏面に酸化膜が形成されない場合には、上記未結
合部を完全に除去するエッチング工程の前に、耐エッチ
ング性テープ等により裏面を保護してからエッチングを
行うようにすればよい。

【００３７】次に、図１（Ｇ）に示すように、ＳＯＩ層
１０の表面を通常の方法に従い研削及び研磨して、所望
厚さとするとともに表面を平坦化したのち、ベースウエ
ーハ３の酸化膜をエッチング除去する。酸化膜を除去す
るエッチングは、例えば５０％のフッ酸にＳＯＩウエー
ハ６を３〜４分浸漬すればよい。

【００３８】ここで、上記した製造工程では、外周部の
研削、未結合部のエッチング除去、ＳＯＩ層の研削・研
磨、という工程順としているが、外周部の研削後にＳＯ
Ｉ層を所定厚まで研削し、その後未結合部のエッチング
除去をしてからＳＯＩ層表面の研磨を行うようにしても
よい。

【００３９】こうしてボンドウエーハを切断する方法に
よりＳＯＩウエーハを作製することができるが、本発明
ではさらにＳＯＩ層１０の表面を気相エッチングして、
膜厚を均一化する工程を行うのが好ましい。このよう
に、ＳＯＩ層の薄膜化工程において、最後に気相エッチ
ングによってＳＯＩ層の厚さを均一化するようにすれ
ば、気相エッチングは表面からの取りしろ管理とするこ
とができるので、予め用いるベースウエーハを超高平坦
度のものを用いたり、あるいは超高精度の研削、研磨等
の加工手法を用いなくとも、所望の膜厚均一性を有する
ＳＯＩウエーハを得ることができる。

【００４０】このような気相エッチングする方法として
は、特開平５−１６００７４号公報に開示されているい
わゆるＰＡＣＥ（plasma assisted chemical etching）
法と呼ばれる方法がある。このＰＡＣＥ法は気相エッチ
ングによる薄膜の厚さを均一化する方法であり、予め均
一化しようとするシリコン層の厚さの分布を測定して、
厚さ分布のマップを作成し、そのマップにしたがって数
値制御により厚い部分を局所的に気相エッチングにより
除去することによって、極薄でかつ膜厚がきわめて均一
な薄膜を作製することができる方法である。

【００４１】そこで、本実施形態では、最後に、図１
（Ｈ）に示すように、ＳＯＩ層１０の表面をＰＡＣＥ法
による気相エッチングして薄膜の厚さを均一化する。こ
の方法では、まずＳＯＩウエーハ６上のＳＯＩ層１０の
厚さ分布を測定した後、その分布に従って、ＳＯＩウエ
ーハ６上を膜厚分布に応じて空洞１１の走行速度を制御
することにより、空洞内のプラズマに暴露される時間が
制御され、その結果表面のエッチング除去量が制御され
ることによって、ＳＯＩウエーハ６上のＳＯＩ層１０の
厚さを均一化するものである。プラズマは、ＳＯＩウエ
ーハ６を挟んで上下に配置された、電極１２、１３に高
周波電源１４から高周波を印加することによって、空洞
１１内に局在化して発生させる。そして、この空洞１１
がＳＯＩウエーハ６上を自在に走行できるようになって
いる。

【００４２】こうして、膜厚均一性の極めて良いＳＯＩ
層を有するＳＯＩウエーハを、ボンドウエーハを主面に
平行に切断する方法によって得ることができるが、この
ような本発明では、図１の工程（Ｅ）で示されるよう
に、切断ウエーハ７が副生される。そして、本発明では
予めボンドウエーハは厚いものを用いているので、切断
ウエーハは充分な厚さを有する。したがって、これに再
処理を加えてシリコンウエーハとして再利用すれば、Ｓ
ＯＩウエーハの作製コストを著しく下げることが可能と
なる。

【００４３】この場合特に、本発明で副生される切断ウ
エーハ７は、一方の面が切断面であり、その反対側の面
はもとのシリコンウエーハのままの平坦な面である。し
たがって、切断面側のみに研削・研磨等の再処理を加え
ればよい。したがって、片面だけの処理であるので簡単
であり、且つその取りしろも少なくて済む。すなわち、
通常のシリコンインゴットからスライスしてシリコンウ
エーハを得る場合には、両面が切断面であるため、ラッ
ピング、エッチング工程等が必要不可欠であり、その取
りしろも多いものとなるが、本発明の切断ウエーハは、
片面が平坦であるため、これを基準に切断面を研削・研
磨すれば足り、例えば７５μｍも取りしろがあれば、通
常のシリコン鏡面ウエーハと同じ平坦な面を得ることが
できる。

【００４４】そして、こうして切断ウエーハを再処理し
て得られたシリコンウエーハを、ＳＯＩウエーハのベー
スウエーハとして再利用するようにすれば、実質上１枚
のシリコンウエーハから１枚のＳＯＩウエーハを得るこ
とができ、材料としてのシリコンウエーハの利用率を著
しく改善することができる。

【００４５】また、本発明によって切断ウエーハを再処
理して得られたシリコンウエーハは、図１の工程（Ｄ）
のように結合熱処理が施されているので、ウエーハ内に
酸素析出が発生しており、いわゆるゲッタリング効果を
有するものとなる。したがって、これをデバイス作製に
用いればデバイス作製歩留りを向上させることができる
し、上記の様にＳＯＩウエーハのベースウエーハとして
用いた場合にも、ＳＯＩ層に作製されるデバイス歩留り
の改善を図ることができる。

【００４６】

【実施例】次に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 （実施例）まず、直径１５０ｍｍ（６インチ）、厚さ１
１００μｍと６２５μｍで、導電型ｐ型、抵抗率１０〜
２０Ω・cm の鏡面研磨されたＣＺ基板を用意し、厚い方
をボンドウエーハ用、通常の厚さである薄い方をベース
ウエーハ用とした。これらのウエーハの平坦度は、通常
の品質であるＴＴＶ値（Total Thickness Variation ：
一枚のウエーハの中で一番厚い箇所と一番薄い箇所の厚
さの差）で２〜４μｍのものを用いた。そして、これら
のウエーハを用いて図１の（Ａ）〜（Ｄ）の工程にした
がい結合して、結合ウエーハを得た。

【００４７】次に、図１の工程（Ｅ）のように、ボンド
ウエーハを主面と平行に内周刃によって切断した。ＳＯ
Ｉ層残し厚を１００μｍとした。内周刃の切断しろは約
３００μｍであった。したがって、約７００μｍ厚の切
断ウエーハが副生された。

【００４８】次に、図１の工程（Ｆ）、（Ｇ）のよう
に、ＳＯＩウエーハの周辺の未結合部を約６０μｍ研削
した後、ＫＯＨ水溶液中に浸漬してアルカリエッチング
を行って未結合部を完全に除去した。この際、ＳＯＩ層
も約４０μｍエッチングされた。次に、ＳＯＩ層を約４
０μｍ研削し、さらにＳＯＩ層の表面に取りしろ約１５
μｍの鏡面研磨を施した。こうして厚さ約５μｍのＳＯ
Ｉ層を有するＳＯＩウエーハを作製した。この場合も、
研削あるいは研磨等は通常用いる装置により行った。

【００４９】その後、図１の工程（Ｈ）の気相エッチン
グを行い、最後に取りしろ約１０ｎｍの研磨を施して、
厚さ１μｍのＳＯＩ層を有するＳＯＩウエーハを作製し
た。

【００５０】こうしてできたＳＯＩウエーハのＳＯＩ層
の膜厚をウエーハ面内の数千点で測定した所、全点１±
０．１μｍ以内の測定値が得られた。これは通常品質の
ベースウエーハおよび通常精度の研削・研磨を行ったに
もかかわらず得られたもので、気相エッチングを行わな
い通常法では高平坦度ウエーハ、高精度加工を行って
も、上記のようなＳＯＩ層の厚さ精度を得ることはでき
ない。

【００５１】次に、図１の工程（Ｅ）で副生された厚さ
約７００μｍの切断ウエーハを、フッ酸で表面の酸化膜
を除去した後、切断面を約６０μｍ研削し、その後約１
５μｍ鏡面研磨した。こうして得られたシリコンウエー
ハは、厚さ６２５μｍであり、その平坦度等の表面の品
質は通常のシリコン鏡面ウエーハと何ら遜色の無いもの
が得られた。そこで、このシリコンウエーハを上記図１
に示した本発明のＳＯＩウエーハ作製工程のベースウエ
ーハ３として用いた所、上記と同様に膜厚均一性のよい
高品質のＳＯＩウエーハを得ることができた。したがっ
て、これを繰り返すことによって、実質上１枚のシリコ
ンウエーハから１枚のＳＯＩウエーハを得ることができ
ることがわかった。

【００５２】この場合、本発明の実施例では、厚さ１１
００μｍと６２５μｍのシリコンウエーハを用いて、Ｓ
ＯＩウエーハを得ることになる。１１００μｍと６２５
μｍのシリコンウエーハを得るためには、それぞれ約１
４００μｍと９００μｍの厚さのスライスウエーハをイ
ンゴットから切り出さなければならない。しかし、１枚
の再処理ウエーハを得ることができるので、結局シリコ
ンの大雑把な材料使用量は、１４００＋９００−９００
＝１４００μｍということになる。

【００５３】一方、通常法では、厚さ６２５μｍと６２
５μｍのシリコンウエーハを用いて、ＳＯＩウエーハを
得る。６２５μｍのシリコンウエーハを得るためには、
約９００μｍの厚さのスライスウエーハをインゴットか
ら切り出さなければならない。したがって、大雑把な材
料使用量は、９００＋９００＝１８００μｍということ
になる。よって、本発明では、シリコンウエーハの利用
率も大幅な改善ができることがわかる。

【００５４】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００５５】例えば、上記では図１に示した工程で本発
明を実施する場合につき例を挙げて説明したが、本発明
はこの様な工程に限定されるものではなく、必要に応じ
工程順の入れ替え、変更、付加が行われるものである。

【００５６】また、副生される切断ウエーハの再処理方
法も、上記で挙げた切断面を研削・研磨する場合に限ら
れるものではなく、エッチングあるいは熱処理等を加え
ても良い。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ＳＯ
Ｉウエーハの作製において、ボンドウエーハとベースウ
エーハを結合後、ボンドウエーハを主面と平行に切断す
ることによって、未結合部が発生し易い等の品質面の問
題を引き起こすことなく、きわめて簡単に、実質的に１
枚のシリコンウエーハから１枚のＳＯＩウエーハを得る
ことができるようになり、シリコンウエーハの材料コス
トを著しく改善することができる。

【００５８】また、これに合わせてＳＯＩ層の薄膜化処
理加工において気相エッチングにより厚さを均一化する
工程を導入し、表面からの取りしろ管理をするようにす
ることによって、用いるベースウエーハおよび加工精度
を通常品質のものとしても膜厚均一性のきわめて良好な
ＳＯＩウエーハを得ることができる。したがって、加工
コストの低減化もできるので、一層ＳＯＩウエーハの作
製コストを下げることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｈ）は、本発明にかかるＳＯＩウエ
ーハの作製工程の概略を示す流れ図である。

【図２】ボンドウエーハにガイド溝を設けた場合を示し
た図である。

【符号の説明】

１…貼り合わせウエーハ、 ２…ボンドウエーハ、 ３
…ベースウエーハ、４…酸化膜（埋め込み酸化膜）、
５…酸化膜（エッチング被膜）、６…ＳＯＩウエーハ、
７…切断ウエーハ、 ８…内周刃、９…ガイド溝、
１０…ＳＯＩ層、 １１…空洞、 １２、１３…電極、
１４…高周波電源。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二枚のシリコンウエーハのうち、少なく
   とも一方のシリコンウエーハの表面に酸化膜を形成し、
   該酸化膜を介して他方のシリコンウエーハと密着させ、
   これに熱処理を加えて強固に結合させた後、デバイス作
   製側ウエーハを主面と平行に切断し、次に該デバイス作
   製側ウエーハを所望厚さまで薄膜化することを特徴とす
   るＳＯＩウエーハの作製方法。
2. 【請求項２】 前記デバイス作製側ウエーハを所望厚さ
   まで薄膜化する工程において、ＳＯＩ層の表面を気相エ
   ッチングして該薄膜の厚さを均一化する工程を行うこと
   を特徴とする請求項１記載のＳＯＩウエーハの作製方
   法。
3. 【請求項３】 用いるデバイス作製側ウエーハの厚さ
   は、少なくとも最終のＳＯＩ層厚とＳＯＩ層の薄膜化処
   理厚と切断しろと切断ウエーハの再処理に要する厚さ
   分、再利用ウエーハの厚さより厚くしたものとすること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のＳＯＩウ
   エーハの作製方法。
4. 【請求項４】 用いるデバイス作製側ウエーハの周縁部
   に、予め切断のためのガイド溝を設けておくことを特徴
   とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
   ＳＯＩウエーハの作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載のＳＯＩウエーハの作製方法によって副生された
   切断ウエーハに、再処理を加えてシリコンウエーハとし
   て再利用する方法。
6. 【請求項６】 前記再処理は、切断ウエーハの切断面を
   研削・研磨するものであることを特徴とする請求項５に
   記載の切断ウエーハを再利用する方法。
7. 【請求項７】 前記請求項５または請求項６に記載の方
   法で再処理された切断ウエーハを、ＳＯＩウエーハのベ
   ースウエーハとして再利用することを特徴とする切断ウ
   エーハを再利用する方法。
8. 【請求項８】 前記請求項１ないし請求項４の作製方法
   で作製されたＳＯＩウエーハ。
9. 【請求項９】 前記請求項５または請求項６に記載の方
   法で再処理された再利用に供されるシリコンウエーハ。