TWI355711B - Method of producing simox wafer - Google Patents

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TWI355711B TW096124368A TW96124368A TWI355711B TW I355711 B TWI355711 B TW I355711B TW 096124368 A TW096124368 A TW 096124368A TW 96124368 A TW96124368 A TW 96124368A TW I355711 B TWI355711 B TW I355711B
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Nobuyuki Morimoto
Akihiko Endo
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Description

1355711 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係爲在黏貼晶圓的製造時’有效地防止尤其是 以氧離子注入層爲起因所造成的表面粗糙度惡化或缺陷產 生者。 【先前技術】 就一般的黏貼晶圓之製造方法而言，在形成氧化膜（ 絕緣膜）的一片矽晶圓上黏貼另一片矽晶圓，並硏削•硏 磨該黏貼後的矽晶圓，而形成S 0 I層的方法（硏削硏磨法 )、或是在構成SOI層側的矽晶圓（活性層用晶圓）表層 部中，藉由注入氫離子等形成離子注入層後，再與支撐基 板用之矽晶圓黏貼，接著藉由熱處理，利用上述的離子注 入層加以剝離，而形成SOI層的方法（smart cut，智能剝 離法）係爲眾所皆知的。 在這樣的矽晶圓中，使SOI層厚度爲薄的同時，並且 圖得其均勻性係爲相當重要的，發明者們也將滿足該等要 件之S ΟI晶圓製造技術揭示於專利文獻1中。 專利文獻1:國際公開號「W0 2005/074033 Alj 【發明內容】 (發明揭示） (發明所欲解決之課題） 然而’揭不於上述之專利文獻1中的技術，雖然使薄 -5- 1355711 膜化後的膜厚均勻性達到良好，但是在薄膜化後，會造成 表面粗糙度惡化，發生缺陷的情況。 該原因係爲氧離子注入時所導入的氧離子無法形成完 整的氧化膜，在不連續的狀態下存在之情況，於其後的工 程（使氧離子注入層露出的時點），被認爲會造成表面粗 糙度惡化、缺陷產生。 關於上述之表面粗糙度惡化或缺陷產生，雖然也有利 用次一工程的氧化處理或氧化膜除去工程加以改善的情況 ，但尤其是有關缺陷，藉由熱處理工程，恐怕會更爲擴大 (用以解決課題之手段） 因此，本案發明者們爲了達到上述目的，反覆專心硏 檢的結果，因而得到以下所述的見解。 (1 )在利用硏削硏磨法製作黏貼晶圓之情況下，在 氧離子注入後，藉由對於活性層用晶圓，在氫或氬或者是 其等混合氣體的環境中施予1個小時以上之1 100°C以上的 熱處理，而使氧離子注入層的形成係達到比較連續性的狀 態，在於其後使氧離子注入層露出的時點，與在黏貼前沒 有施予熱處理的情況相較，可以改善表面粗糙度，又也可 以抑制缺陷產生。 又在利用智能剝離法製作黏貼晶圓之情況下，同樣地 也在氧離子注入後，藉由在氫或氬或是彼等混合氣體的環 境中施予1個小時以上之1 1 〇 〇 °c以上的熱處理，可以得到 1355711 與硏削硏磨法的情況相同之效果。 (2)進一步，在硏削硏磨法及智能剝離法之任一者 的情況下，藉由對於薄膜化後的活性層用晶圓，在氫或氬 氣等非氧化性環境中進行11 〇〇°c以下的熱處理，可以達到 更平坦化，而且也可以藉由該熱處理，除去殘留在黏貼界 面的氧化物。 該效果係尤其是在直接黏貼沒有絕緣膜的矽晶圓之情 況下極爲有效。 本發明係爲立足於上述見解者。 換言之，本發明的要旨構成係如以下所示。 1.—種黏貼晶圓之製造方法，其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後， 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法’其特 徵爲：使以下的工程達到時序系列性結合’ 在活性層用晶圓中注入氧離子’而在活性層內形成氧 離子注入層之工程； 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 00°c以上 的溫度施予熱處理之工程； 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； 用以提升黏貼強度之熱處理工程； 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程； 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 1355711 氧化處理黏貼晶圓，而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程： 除去該氧化膜之工程；及 在非氧化性環境中以1100°C以下的溫度施予熱處理。 2. —種黏貼晶圓之製造方法，其係爲由在表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓中，離子注入氫或稀有氣體元 素而形成離子注入層後，將該活性層用晶圓直接與支撐層 用晶圓黏貼，接著藉由剥離熱處理，以該離子注入層作爲 界限而與活性層用晶圓的一部份剝離所構成之黏貼晶圓的 製造方法，其特徵爲：使以下的工程達到時序系列性結合
J 對於剝離後的黏貼晶圓，施予用以提升黏貼強度且除 去根據剝離所造成的損傷層之熱處理的工程； 從活性層用晶圓表層注入氧離子，而在活性層內形成 氧離子注入層之工程； 對於黏貼晶圓，在非氧化性環境中以〗1 oot以上的溫 度施予熱處理之工程； 硏磨或蝕刻從剝離面到氧離子注入層之活性層用晶圓 ，而使氧離子注入層露出之工程； 氧化處理黏貼晶圓，而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程； 除去該氧化膜之工程；及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇ec以下的溫度施予熱處理。 3. —種黏貼晶圓之製造方法，其係爲由將表面上有或 -8 - 1355711 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後， 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法，其特 徵爲：使以下的工程達到時序系列性結合， 在活性層用晶圓中注入氧離子，而在活性層內形成氧 離子注入層之工程； 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 00。(：以上 的溫度施予熱處理之工程； 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； 用以提升黏貼強度之熱處理工程； 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程； 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 藉由氧化處理黏貼晶圓，氧化氧離子注入層之工程、 除去該氧化層之工程；及 在非氧化性環境中以1100 °c以下的溫度施予熱處理。 4.—種黏貼晶圓之製造方法，其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後， 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法，其特 徵爲：使以下的工程達到時序系列性結合， 在活性層用晶圓中注入氧離子，而在活性層內形成氧 離子注入層之工程； 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以上 的溫度施予熱處理之工程； -9 - 1355711 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； 用以提升黏貼強度之熱處理工程： 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程； 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 藉由氧化處理黏貼晶圓，氧化氧離子注入層之工程； 除去該氧化層之工程； 對於黏貼晶圓再次施予氧化處理之工程： 除去上述晶圓的氧化部份之工程：及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以下的溫度施予熱處理。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法，其中，前述活性層用晶圓表面的絕緣膜厚度爲 5 0 nm以下。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法，其中，前述氧離子注入層之形成工程中的氧離 子劑量爲 5_0χ1016〜5.0xl017atoms/cm2。 (發明效果） 根據本發明，薄膜化後的膜厚均勻性優是不甩說的， 並且可以穩定得到使表面粗糙度良好且缺陷少的黏貼晶圓 【實施方式】 -10- 1355711 (用以實施發明之最佳形態 以下，具體說明本發明。 在製作黏貼晶圓時，雖說是 層用晶圓之2片砂晶圓，但是在 圓而言，於表面上具有絕緣膜（ 也適用在將沒有這樣的絕緣膜者 況。 本發明係針對這樣的黏貼晶 地阻止在絕緣膜厚度薄到50nm 這樣的絕緣膜之情況下擔憂會造 陷產生。 一開始，針對利用所謂的硏 情況加以說明。 在該硏削硏磨法中，首先在 子，而在活性層內形成氧離子注 注入層的表面上形成氧化膜。 注入活性層用晶圓之氧離子 沒有特別的限定，因應活性層的 即可。又以注入加速電壓：100〜 xlO16 〜5.0xl0l7atoms/cm2 的範圍 在本發明中，對於如此所構 離子注入層的活性層用晶圓，在. 以1100°c以上的溫度施予熱處理 的形態達到比較連續性的狀態， 黏貼活性層用晶圓與支撐 本發明中，就活性層用晶 氧化膜）是當然的，但是 直接與支撐層用晶圓的情 圓之製造方法，可以有效 以下之情況，尤其是沒有 成的表面粗糙度惡化及缺 削硏磨法製作黏貼晶圓之 活性層用晶圓中注入氧離 入層。之後，於該氧離子 的注入加速電壓、劑量係 目標膜厚而加以適當選擇 z300keV、氧摻雜量：5.0 爲佳。 成之在活性層內形成有氧 氫或氬等非氧化性環境中 。藉此，使氧離子注入層 而在其後之使氧離子注入 -11 - 1355711 層露出的時點，可以大幅地改善表面粗糙度，又，也可以 抑制缺陷產生。 該熱處理溫度係必須達到上述所示的1 1 00°c以上。此 係當熱處理溫度未滿1 100 °c時，無法形成具有充分連續性 的氧離子注入層，只能得到與沒有進行熱處理情況下之相 同的結果。雖說是這樣，但由於當該熱處理溫度超過1250 °C時，恐怕會發生滑移，因此就熱處理溫度範圍而言，以 設定在1100〜1250 °C爲適合的。 又該熱處理係不僅適用於批次式的爐，也適用於片葉 式的燈管加熱、電阻加熱、閃光燈退火等各種加熱方式， 雖然沒有特別的限定，但是在使用批次式爐的情況下，以 施予1個小時以上，又在使用片葉式爐的情況下，以施予 10秒以上的熱處理爲佳，重要的是考量生產性後，將各裝 置的熱處理時間達到最適化即可。 接著，黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓。 又在該黏貼時，於其之前藉由使用氮氣、氧氣、氬氣 、稀釋氫及前述混合氣體等進行電漿處理，除去黏貼表面 的有機物，此係對於抑制以有機物爲起因所造成的氣泡缺 陷、提升成品率方面極有效果。 其後，施予用以提升黏貼強度的熱處理。在該熱處理 中的環境係沒有特別的限定，但是關於處理溫度及時間係 以1 200°c、60分鐘爲佳。 接著，硏削黏貼晶圓之活性用晶圓部份直至氧離子注 入層前。通常，該硏削係利用機械式加工加以實施。 -12- 1355711 接著，進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，使氧離子 入層露出。 就上述的薄膜化處理而言，在利用硏磨處理之情況 ，以一邊供給砥粒濃度爲1質量％以下的硏磨劑，一邊 行爲佳。就這樣的硏磨劑而言，係可以舉例如磁粒（例 矽）濃度爲1質量％以下的鹼性溶液。又就鹼性溶液而 ，以無機鹼性溶液（KOH、NaOH等）、有機鹼性溶液 例如以胺作爲主成分之哌嗪或伸乙基二胺等）或是此等 混合溶液等爲佳。 這樣的硏磨劑係由於使砥粒濃度爲1質量％以下， 此根據砥粒的機械性硏磨作用幾乎沒有，並且使根據鹼 溶液的化學性硏磨作用優先進行，該鹼性溶液係由於 Si/Si02的蝕刻比例爲高，因此可以更有效地硏磨Si層< 又在利用蝕刻處理的情況下，就蝕刻液而言，以 KOH溶解於只有純水（DIW)中之鹼性蝕刻液（液溫： °c )爲佳，再將硏削後的黏貼晶圓浸漬於該蝕刻液中。 該鹼性蝕刻液中的KOH濃度係設定在1 0質量％程度爲 ，又添加〇」質量％程度的過氧化氫（h2o2 )係爲有利 〇 藉此，使Si/Si02的蝕刻比例達到3 00以上，由於 化膜（Si02 )係難以被溶損，因此當使用該鹼性蝕刻液 行蝕刻時，可以有效地只除去S i層。 如上述所示，雖然硏磨了利用硏削所殘留的一部份 層，而使氧離子注入層露出，但是在該氧離子注入層中 注 下 進 如 J—τ. ( 的 因 性 使 將 85 又 佳 的 氧 進 Si -13- 1355711 根據鹼性溶液的化學性硏磨係沒有作用。爲此，氧離子注 入層係幾乎沒有被硏磨。其結果爲可以使氧離子注入層均 勻性地露出。 接著，氧化處理黏貼晶圓，在氧離子注入層的露出面 形既定厚度的氧化膜。 該氧化處理係在氧化性環境中進行即可，雖然處理溫 度係沒有特別的限定，但以600〜1 000 °C的氧化性環境爲 佳。 在此，雖然針對所形成的氧化膜厚度沒有特別的限定 ，但是以100〜5 OOnm程度爲佳。 接著，削除該氧化膜。 該氧化膜的除去係利用HF液加以洗淨亦可，或是根 據使用氫氣或Ar氣體或者是包含HF的氣體之退火加以蝕 刻亦可。 在此，上述之氧化處理及除去處理係重覆進行數次亦 可。藉此，可以維持平坦化的表面粗糙度，並且可以使活 性層更進一步的薄膜化。換言之，在使活性層的裕度變大 而圖得更進一步的薄膜化之情況下，於氧化處理而形成氧 化膜後，藉由反覆進行例如利用HF蝕刻之除去氧化膜的 工程，可以使活性層更薄膜化》 又在除去氧化膜後，將黏貼晶圓浸漬於例如有機酸與 氟酸的混合液中，對於除去附著在黏貼晶圓表面的粒子及 金屬不純物係爲有利的。 接著，在本發明中，對於薄膜化的黏貼晶圓，係在氫 -14- 1355711 、氬氣等非氧化性環境中以1100 °C以下的溫度施予熱處理 。藉由該熱處理，可以達到更進一步的平坦化’並且能夠 除去殘留在黏貼界面的氧化物。 該效果係在絕緣膜厚度薄到50nm以下之情況 '或是 直接黏貼沒有這樣的絕緣膜之矽晶圓的情況下更爲顯著。 又雖然在使該熱處理溫度超過11 〇〇°C可以促進平坦化 ，但是當考量了活性層的膜厚均勻性及黏貼界面的殘留物 除去效果，將溫度設定爲1100 °c以下係爲重要的。換言之 ，在超過1 1 〇 〇 °c的情況下，雖然促進了活性層的蝕刻，但 可能會使膜厚均勻性惡化，又當溫度變高時，使得殘留在 黏貼界面的氧化物容易朝活性層側擴散，造成局部性蝕刻 活性層，而恐怕於表面上發生凹痕狀的缺陷。因此，熱處 理溫度係限定在11 00°C以下。雖說是這樣，但是當熱處理 溫度未滿l〇〇〇°C時，因爲無法得到上述的效果，因此熱處 理溫度係設定在1〇〇〇°c以上爲佳。 如此一來，可以得到膜厚均勻性優，且具有平坦化之 表面粗糙度，進一步使缺陷也少之黏貼晶圓。 其次，針對利用所謂的智能剝離法製作黏貼晶圓之情 況加以說明。 就該智能剝離法而言，首先在活性層用晶圓中，以離 子注入氫或稀有氣體元素而形成離子注入層。該離子注入 層係用來作爲之後在利用劈開而剝離活性層用晶圓之一部 份時的界限。 接著，黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓。 -15- 1355711 其後，施加剝離熱處理，以上述的離子注入 限，剝離活性層用晶圓的一部份》 該剝離熱處理係根據常法，在500°C程度的 行即可。其結果爲以離子注入層作爲界限而使黏 面性完整被剝離。 接著，對於剝離後的黏貼晶圓，施予用以提 度且除去根據剝離的損傷層之熱處理。 該熱處理條件若是在氧化性環境中的話，雖 度、處理時間及氧化方法都沒有特別的限定，但 除去剝離時所產生的損傷層厚度之條件係爲必要 若損傷層爲l〇〇nm的話，形成氧化膜的厚度係 2 OOnm以上》 接著，從活性層用晶圓表面注入氧離子，而 內形成氧離子注入層。 該氧離子注入層的形成係採用與前述之硏削 情況相同加以進行即可。但是就注入條件而言， 活性層的厚度，並在加速電壓例如爲30〜50keV ，因此必須事前決定形成氧注入層的深度。 再者，對於黏貼晶圓，在非氧化性環境中以 上的溫度施予熱處理。 藉由該處理，可以使氧離子注入層的形態達 續的狀態，在其後之使氧離子注入層露出的時點 幅地改善表面粗糙度，又也能夠抑制缺陷產生。 針對該熱處理條件及使用爐，也是採用與前 層作爲界 溫度下進 貼晶圓全 升黏貼強 然處理溫 是要能夠 的。例如 必須達到 在活性層 硏磨法的 考量最終 下進行等 1 1 0 0 °c 以 到比較連 ，可以大 述之硏削 -16- 1355711 硏磨法的情況相同加以進行即可。 接著，雖說是硏磨或蝕刻從剝離面到氧離子注入層之 活性層用晶圓，露出氧離子注入層後，氧化處理黏貼晶圓 而在氧離子注入層的露出面上形成既定厚度的氧化膜，.再 於其後除去該氧化膜，但針對此等硏磨•蝕刻處理、氧化 膜形成處理及氧化膜除去處理，都與前述之硏削硏磨法之 情況相同即可。 其後，進一步在氫、氬氣等非氧化性環境中以1100 °c 以下的溫度施予熱處理。 藉由該熱處理，可以達到更進一步的平坦化，並且可 以達到除去黏貼界面中之殘留氧化物的效果係與前述相同 〇 再者，該效果係在絕緣膜厚度薄到50nm以下之情況 、或是直接黏貼沒有這樣的絕緣膜之矽晶圓的情況下更爲 顯著。 如此一來，即使在利用智能剝離法的情況下，也可以 穩.定得到膜厚均勻性優，且具有平坦化之表面粗糙度，進 一步使缺陷也少之黏貼晶圓。 再者，若是根據本發明的話，也能夠製作直接黏貼結 晶位向不同的矽晶圓（例如1 1 〇結晶與1 〇〇結晶之黏貼或 是111結晶與100結晶之黏貼等）之黏貼晶圓。 (實施例） (實施例1 ) -17- 1355711 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲 錠所切片而成之直徑：300nm的矽晶圓，並從 晶圓表面，以加速電壓：150keV、劑 1016atoms/cm2的條件注入氧離子。其結果爲在 晶圓表面約300nm的深度位置，形成氧離子注 接著，在Μ氣環境中施予1200°C、1小時 ，以注入氧離子的面作爲黏貼面，直接黏貼於 圓上。 其後，爲了強固結合黏貼界面，在氧化性 1 100°C、2小時的熱處理。 其次，使用硏削裝置，以只硏削從黏貼晶 用晶圓的表面到既定厚度之方式，硏削黏貼晶 用晶圓。再者，在氧離子注入層的表面側上殘 晶圓的一部份（膜厚：約5 v m )。 接著，一邊供給含有砥粒（矽）濃度爲1 的砥粒之硏磨劑，一邊硏磨硏削後的黏貼晶圓 氧離子注入層露出。就硏磨劑而言，係使用© 質量％以下之鹼性溶液。又可以確認所得到的 層係均勻地形成在黏貼晶圓面內。 其後，對於黏貼晶圓，在氧化性環境中 9 50°C、〇.5小時的濕氧化處理。其結果爲在氧 的露出面上形成1 5〇nm厚度的氧化膜。其次’ 淨除去該氧化膜。 接著，在氬氣環境中施予1 100 °C、1小時 摻雜物的矽 活性層用矽 量：5 0 X 離活性層用 入層。 的熱處理後 支撐層用晶 環境中進行 圓之活性層 圓的活性層 留活性層用 質量％以下 表面，而使 粒濃度爲1 氧離子注入 施予溫度： 離子注入層 利用HF洗 的熱處理， -18 - 1355711 完成黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓’使用原子間力顯微 鏡，測定表面粗糙度（RMS値）的同時，並利用剖面 TEM調查表面附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (實施例2 ) 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲摻雜物的矽 錠所切片而成之直徑：3 OOnm的矽晶圓，並在作爲活性層 用晶圓的矽表面上，以加速電壓：50keV、劑量：1.〇χ 1017atoms/Cm2的條件注入氫離子。其結果爲在離活性層用 晶圓表面約450nm的深度位置，形成氫離子注入層。 其次，直接與支撐層用晶圓黏貼後，施予剝離熱處理 。此時之剝離熱處理條件係爲在500°C的氮氣環境中保持 3〇分鐘。其結果爲在氫離子注入層上形成氫氣的氣泡，並 以該氣泡所形成的氫離子注入層作爲界面，剝離黏貼晶圓 的一部份（活性層用晶圓的一部份）。藉此形成黏貼晶圓 〇 其後’爲了除去剝離時的損傷、且強固結合黏貼界面 ’而在氧環境中進行950°C、0.5小時（濕）的熱處理。 其次’利用H F洗淨除去氧化膜後，從黏貼晶圓的剝 離面注入氧離子。此時的注入條件係設定爲加速電壓： 40keV、劑量：5.0xl〇16atoms/cm2。藉此，在離黏貼晶圓 的剝離面約5 Onm的深度位置形成氧離子注入層。 -19- 1355711 再者’爲了使氧離子注入層的形成達到更連續性，在 氬氣環境中施予i2〇〇°c、1小時的熱處理。 接著，一邊供給抵粒濃度爲1質量％以下的硏磨劑， 一邊硏磨黏貼晶圓的表面，而使氧離子注入層的表面露出 。該硏磨方法係與上述之實施例1的情況相同。 其後，在氧化性環境中施予溫度：9 5 0 °c、0.5小時的 濕氧化處理，在氧離子注入層的露出面上形成150nm厚度 的氧化膜。接著，利用HF洗淨除去該氧化膜。 其後，在氬氣環境中施予1100°C、1小時的熱處理， 完成黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓，使用原子間力顯微 鏡，測定表面粗糙度的同時，並利用剖面TEM調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (比較例1 ) 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲摻雜物的矽 錠所切片而成之直徑：300nm的矽晶圓，並從活性層用矽 晶圓表面，以加速電壓：150keV、劑量：5·0χ 1016atoms/cm2的條件注入氧離子。 接著，在不施予熱處理的狀態下，以注入氧離子的面 作爲黏貼面，直接黏貼於支撐層用晶圓上。 其後，爲了強固結合黏貼界面，而在氧化性氣體環境 中進行1 100 °C、2小時的熱處理。 -20- 1355711 接著，與實施例1相同進行硏削.硏磨，使氧離子注 入層的表面露出。 其後’利用與實施例1相同的流程，形成氧化膜，之 後再將其除去，完成製作黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓，使用原子間力顯微 鏡，測定表面粗糙度的同時，並利用剖面T E Μ調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (比較例2) 利用以實施例2相同的流程，在剝離面上進行氧離子 注入，而在活性層中形成氧離子注入層。 接著，在不施予熱處理的狀態下，與實施例2相同硏 磨黏貼晶圓的表面，而使氧離子注入層露出。 其後，利用與實施例2相同的流程，形成氧化膜，其 後再將其除去，完成製作黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓，使用原子間力顯微 鏡，測定表面粗糙度的同時，並利用剖面ΤΕΜ調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 1355711 (表1 ) 缺陷有無 實施例1 _ 無 實施例2 無 比較例1 有 比較例2 有 由第1圖及表1可以明確得知，實施例1、2的任— 者，在與比較例1、2相較時，皆可大幅改善表面粗糙度 ，又缺陷發生也都達到沒有的狀態。 $ (實施例3 ) 除了在進丫了氧注入的活性層用晶圓上形成5 n m的氧化 膜之外’其他的皆以利用與實施例1相同的流程，製作黏 - 貼晶圓。 其結果爲所得到的黏貼晶圓係與實施例1相同，沒有 缺陷，且表面粗糙度也爲5〜6nm。 • (實施例4 ) 除了在氫注入前，在活性層用晶圓上形成5 nm的氧化 膜之外，其他的皆以利用與實施例2相同的流程，製作黏 貼晶圓。 其結果爲所得到的黏貼晶圓係與實施例2相同，沒有 缺陷，且表面粗糙度也爲5〜6nm。 【圖式簡單說明】 -22- 1355711 第1圖係爲顯示比較實施例1、2及比較例1、2的表 面粗糙度的圖面。
-23-

Claims (1)

1355711 十、申請專利範園 1. 一種黏貼晶圓之製造方法，該黏貼晶圓係將表面具 有或不具有絕緣膜之活性層用晶圓，直接與支撐層用晶圓 黏貼後，薄膜化活性層用晶圓所構成者，其特徵爲：使以 下的工程達到時序系列性結合， 在活性層用晶圓注入氧離子，而在活性層內形成氧離 子注入層之工程； 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以上 的溫度施予熱處理之工程； # 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； 用以提升黏貼強度之熱處理工程； _ 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層爲止之工程； 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 氧化處理黏貼晶圓，而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程； ® 除去該氧化膜之工程；及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以下的溫度施予熱處理之 工程。 2 · —種黏貼晶圓之製造方法，該黏貼晶圓係在表面具 有或不具有絕緣膜之活性層用晶圓，進行氫或稀有氣體元 素之離子注入而形成離子注入層後，將該活性層用晶圓直 接與支撐層用晶圓黏貼，接著藉由剝離熱處理，以該離子 -24- 1355711 注入層作爲界限而將活性層用晶圓之一部份剝離所構'成者 ，其特徵爲：使以下的工程達到時序系列性結合， 對於剝離後的黏貼晶圓，施予用以提升黏貼強度且除 去剝離所造成的損傷層之熱處理的工程； 從活性層用晶圓表面注入氧離子，而在活性層內形成 氧離子注入層之工程； 對於黏貼晶圓，在非氧化性環境中以1 1 〇(TC以上的溫 度施予熱處理之工程； 硏磨或蝕刻從剝離面到氧離子注入層之活性層用晶圓 ，而使氧離子注入層露出之工程； 氧化處理黏貼晶圓，而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程； 除去該氧化膜之工程；及 在非氧化性環境中以1 1 001以下的溫度施予熱處理之 工程。 3 . —種黏貼晶圓之製造方法，該黏貼晶圓係將表面具 有或不具有絕緣膜之活性層用晶圓，直接與支撐層用晶圓 黏貼後，薄膜化活性層用晶圓所構成者，其特徵爲：使以 下的工程達到時序系列性結合， 在活性層用晶圓注入氧離子，而在活性層內形成氧離 子注入層之工程； 、 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 〇〇°C以上 的溫度施予熱處理之工程； 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； -25- 1355711 用以提升黏貼強度之熱處理工程； 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層爲止之工程： 進一步硏磨或触刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 藉由氧化處理黏貼晶圓，而使氧離子注入層氧化之工 程：除去該氧化層之工程；及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以下的溫度施予熱處理之 工程。 參 4 . 一種黏貼晶圓之製造方法，該黏貼晶圓係將表面具 有或不具有絕緣膜之活性層用晶圓，直接與支擦層用晶圓 黏貼後，薄膜化活性層用晶圓所構成者，其特徵爲：使以 下的工程達到時序系列性結合， 在活性層用晶圓注入氧離子，而在活性層內形成氧離 子注入層之工程； 對於活性層用晶圓，在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以上 的溫度施予熱處理之工程； ® 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程； 用以提升黏貼強度之熱處理工程； 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層爲止之工程： 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓，而使氧離子注入層 露出之工程； 藉由氧化處理黏貼晶圓，而使氧離子注入層氧化之工 -26- 1355711 程； 除去該氧化層之工程； 對於黏貼晶圓再次施予氧化處理之工3 除去上述晶圓的氧化部份之工程；及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇°c以下的溫 工程。 5 -如申請專利範圍第1至4項中任一 製造方法，其中，前述活性層用晶圓表面 50nm以下。 6 ·如申請專利範圍第1至4項中任一 製造方法，其中’前述氧離子注入層之形 子摻雜裏爲 5·0χ1016 〜5.0xl〇17atoms/cm2。 度施予熱處理之 項之黏貼晶圓的 的絕緣膜厚度爲 項之黏貼晶圓的 成工程中的氧離
-27- 1355711 七、指定代表圖： (一） 、本案指定代表圖為：第（1 )圖 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明：無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：
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