JP2004186226A - Ｓｏｉウエーハの製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉウエーハの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004186226A JP2004186226A JP2002348610A JP2002348610A JP2004186226A JP 2004186226 A JP2004186226 A JP 2004186226A JP 2002348610 A JP2002348610 A JP 2002348610A JP 2002348610 A JP2002348610 A JP 2002348610A JP 2004186226 A JP2004186226 A JP 2004186226A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- soi
- producing
- shape
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76251—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques
- H01L21/76254—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology using bonding techniques with separation/delamination along an ion implanted layer, e.g. Smart-cut, Unibond
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
【課題】ＳＯＩウエーハに生じるボイド、特にＳＯＩウエーハ外周部に発生するボイドの発生を抑え、生産性の高いＳＯＩウエーハの製造方法を提供する。
【解決手段】原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを用いるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを用いるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハの製造方法に関し、特にイオン注入剥離法などで得られるＳＯＩ層、絶縁層、支持基板で形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエーハの製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
近年、集積回路はその集積度を著しく増し、それに伴い鏡面研磨された半導体単結晶ウエーハ表面の平坦度や平滑度のような加工精度もより厳しい条件が課されるようになった。しかも、性能・信頼性・歩留まりの高い集積回路を得る為には、機械的な精度だけではなく、電気的な特性についても高いことが要請されるようになった。中でもＳＯＩウエーハについて言えば、理想的な誘電体分離基板なので、主に移動通信機器や医療機器関係で高周波、高速系デバイスとして利用され、今後の大幅な需要拡大が予想されている。
【０００３】
ＳＯＩウエーハは、図１３に示すように単結晶シリコン層のような素子を形成するためのＳＯＩ層５２（半導体層や活性層ともいう）が、シリコン酸化膜のような絶縁層５４〔埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜層や単に酸化膜層ともいう〕の上に形成された構造をもつ。また絶縁層５４は支持基板５６（基板層ともいう）上に形成され、ＳＯＩ層５２、絶縁層５４、支持基板５６が順次形成された構造となっている。なお、図１３において、６０は未結合領域及び６２はテラスであり、これらについては後述する。
【０００４】
従来、ＳＯＩ層５２及び支持基板５６が、例えば、シリコン、及び絶縁層５４が、例えば、シリコン酸化膜からなる上記ＳＯＩ構造を持つＳＯＩウエーハ５０の製造方法としては、酸素イオンをシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に、高温で熱処理を行い、酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｏｘｙｇｅｎ）法によるものと、２枚の鏡面研磨したウエーハを、接着剤を用いることなく結合し、片方のウエーハを薄膜化する結合法（貼り合わせ法）がある。
【０００５】
ＳＩＭＯＸ法は、デバイス活性領域となる活性層部（ＳＯＩ層）５２の膜厚を、酸素イオン打ち込み時の加速電圧で決定、制御できるために、薄層でかつ膜厚均一性の高い活性層を容易に得る事ができる利点があるが、埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）５４の信頼性や、活性層５２の結晶性等問題が多い。
【０００６】
一方、ウエーハ結合法は、単結晶のシリコン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜（絶縁層）５４を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで熱処理（通常は１１００℃〜１２００℃）を加えることで結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨してＳＯＩ層を形成するものであるので、埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）５４の信頼性が高くＳＯＩ層５２の結晶性も良好であるという利点がある。しかし、このようにして貼り合わされたＳＯＩウエーハ５０は研削や研磨により機械的な加工を行い薄膜化しているため、得られるＳＯＩ層５２の膜厚およびその均一性に限界がある。
【０００７】
また最近ＳＯＩウエーハ５０の製造方法として、イオン注入したウエーハを結合及び分離してＳＯＩウエーハを作製する方法が新たに注目され始めている。この方法はイオン注入剥離法などとも言われ、２枚のシリコンウエーハのうち、少なくとも一方に酸化膜（絶縁層）を形成すると共に、一方のシリコンウエーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層（封入層）を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、酸化膜を介して他方のシリコンウエーハと密着させ、その後熱処理を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状に分離し、さらに熱処理を加えて、強固に結合してＳＯＩウエーハとする技術（特開平５−２１１１２８号参照）である。この方法によれば、上記劈開面は良好な鏡面であり、ＳＯＩ層５２の膜厚の均一性も高いＳＯＩウエーハ５０が比較的容易に得られる。
【０００８】
このイオン注入剥離法について、図１４にその主な工程の１例を示してさらに詳細に説明する。まず、２枚の原料ウエーハとして支持基板５６となるベースウエーハ５６ａとＳＯＩ層５２となるボンドウエーハ５２ａを準備する（図１４（ａ）、ステップ１００）。これらのウエーハとしては、例えば鏡面研磨されたシリコン単結晶ウエーハが用いられる。
【０００９】
このボンドウエーハ５２ａの表面には後に埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）となる酸化膜５４ａを形成する〔図１４（ｂ）、ステップ１０２〕。これは例えばシリコン単結晶ウエーハであるボンドウエーハ５２ａに対して熱酸化を施すことによりボンドウエーハ５２ａの表面にシリコン酸化膜を形成すればよい。なお、酸化膜の形成はボンドウエーハ５２ａの表面ではなく、ベースウエーハ５６ａの表面に行っても良い。図示例ではボンドウエーハ５２ａ側に酸化膜５４ａを形成した例で説明する。
【００１０】
次に該酸化膜５４ａの上からボンドウエーハ５２ａに水素イオンを注入し、微小気泡層（封入層）５８を形成する〔図１４（ｃ）、ステップ１０４〕。
【００１１】
その後、Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２混合液等により洗浄を実施しても良い（ステップ１０５）。Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２混合液は、ウェット洗浄の分野ではＳＰＭ（Ｓｕｒｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）の略称で知られ、有機汚染物質の除去に用いられる洗浄液である。
【００１２】
次に、微小気泡層（封入層）５８を形成したボンドウエーハ５２ａのイオン注入をした方の面の酸化膜を介して、ベースウエーハ５６ａと室温で密着させる〔図１４（ｄ）、ステップ１０６〕。
【００１３】
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハ５２ａの一部分を封入層５８より剥離することによってボンドウエーハ５２ａを薄膜化し〔図１４（ｅ）、ステップ１０８〕、次いで結合熱処理〔図１４（ｆ）、ステップ１１０〕を施して該薄膜化したボンドウエーハ５２ａとベースウエーハ５６ａとを該酸化膜５４ａを介して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハ５０が作製される。
【００１４】
上記した貼り合わせ法を用いて製造されたＳＯＩウエーハ５０は、この段階では支持基板５６の一主表面に絶縁膜（層）５４とＳＯＩ層５２がそれぞれ分離して順次積層された構造の断面形状を有する。
【００１５】
また、絶縁層５４とＳＯＩ層５２は、図１３に示すように支持基板５６に対して数ｍｍ程度、通常３ｍｍ程度小径となるのが一般的である（この部分を以下未結合領域６０という）。
【００１６】
また、更に上記ＳＯＩ構造を有するウエーハ５０のＳＯＩ層５２の表面を改質及びＳＯＩ層５２の厚さを制御することがある〔図１４（ｇ）、ステップ１１２〕。例えば、得られたＳＯＩ構造を持つウエーハ５０のＳＯＩ層５２表面（剥離面）には水素イオン注入によるダメージが残留しているので、通常はタッチポリッシュと呼ばれる研磨代の少ない研磨を行ってダメージ層を除去する。また、タッチポリッシュの代替として、アルゴンガス雰囲気下での熱処理を行ったり、ＳＯＩ層５２の膜厚を薄くするため熱酸化と酸化膜除去をおこなう犠牲酸化処理を行ったり、あるいはこれらを適宜組み合わせることによって、表面にダメージのない薄膜のＳＯＩ層５２を有するＳＯＩウエーハ５０を作製する場合もある。
【００１７】
このようなＳＯＩウエーハ５０を用いデバイスを製造するにあたり、デバイスの歩留まりが低下するという問題があった。これは、ＳＯＩ層５２及び酸化膜５４にボイドと呼ばれる欠陥が発生するのが原因の一つと考えられている。
【００１８】
ボイドの発生要因としては、例えば、結合法（貼り合わせ法）では、ＳＯＩウエーハ製造工程中の有機物やパーティクルが貼り合わせ界面で悪影響を及ぼし、歩留まりの低下につながると考えられる。また他の要因としてベースウエーハやボンドウエーハに存在する欠陥等の影響であると考えられる。
【００１９】
有機物やパーティクルの問題は、貼りあわせ前にＲＣＡ洗浄や有機物除去洗浄を行えばある程度改善される。ＲＣＡ洗浄は、ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ混合液）及びＳＣ−２（ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ混合液）の２種類の洗浄液をベースとした、半導体プロセスにおける代表的な洗浄方法であり、主にパーティクル、有機物、金属汚染等の不純物を除去することができる。また、ＳＰＭ洗浄と呼ばれる有機物除去洗浄が行われることもある。
【００２０】
ベースウエーハやボンドウエーハに存在する欠陥等は、主にＣＯＰと呼ばれる結晶起因の欠陥や加工起因の欠陥などが問題となる。このような欠陥は製造条件を管理することで、ある程度減少でき、このような欠陥の少ないウエーハを用いればボイドの発生も低減できる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにウエーハを貼りあわせる際の有機物やパーティクルの管理やベースウエーハやボンドウエーハ表面の欠陥を管理しＳＯＩウエーハの製造を行うことによってボイドの発生は低減することができたが、新たに別な原因と思われるボイドの発生が観察された。即ち、図１５に示すように、ＳＯＩウエーハ５０の外周部の特定位置にボイドが頻繁に発生する傾向が観察された。図１５はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によってＳＯＩウエーハ５０の外周部の一部を観察したものである。未結合領域６０（ＳＯＩ層５２側から観察した時に支持基板５６が見える部分）とＳＯＩ層５２の境界をテラス６２といっている。このテラス６２から一定距離入った部分に円形上のボイド７０が観察されている。特にベースウエーハ外周部を基準にするとウエーハ外周から５ｍｍ（直径３００ｍｍのウエーハの場合、中心から１４５ｍｍ）程度の位置にボイド７０が発生していた。図１５において、（ｂ）は中心から１４５．１ｍｍ、（ｃ）は中心から１４５．４ｍｍ、（ｄ）は中心から１４４．９ｍｍにおけるボイド７０の発生を示している。
【００２２】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、ＳＯＩウエーハに生じるボイド、特にＳＯＩウエーハ外周部に発生するボイドの発生を抑え、生産性の高いＳＯＩウエーハの製造方法を提供することを主たる目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
ＳＯＩウエーハの外周部の特定位置にボイドが頻繁に発生する原因について鋭意調査したところ、原料となるウエーハ形状及び洗浄などの処理が影響することが明らかになった。特にウエーハ外周部の形状について管理することでボイドの発生を著しく低減することができることが明らかとなった。
【００２４】
そこで本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第１の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを用いることを特徴とする。
【００２５】
このようにすることで、ウエーハ外周部の特定位置（ウエーハ外周５ｍｍ程度の位置）に発生したボイドを減少することができる。なお、従来、未結合領域の幅を低減する為、ウエーハ外周の形状についても検討されている。未結合領域を低減するには外周形状の落ち込み（ダレ）の少ないウエーハを用いることが望まれており外周まで平らなウエーハが好ましいことはある程度推測されていたが、現実にそのような平らなウエーハを製造することは困難である。従って、面取り形状を工夫するなどして外周ダレを改善し、未結合領域を低減することがなされていた。しかしこのような領域の形状を改善しても、これとは関係なくボイドの発生が観察された。つまり、外周ダレが比較的少ないウエーハであってもボイドの発生がある。外周の未結合領域とボイドの発生には直接関係ないことがわかる。この原因を調査したところボイドの発生には外周より若干内側の領域（外周１０ｍｍ〜３ｍｍ程度）の形状が特に影響することが明らかになった。
【００２６】
この原因は明らかではないが、貼りあわせる際にこの領域の形状によって空気等が残存しやすくなり、その状態で貼り合わせることでその接着力が小さくなり、さらにそれを剥がすことからこの部分でボイドが発生しやすいと考えられる。
【００２７】
また、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第２の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周５ｍｍでスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とする。このような構成とすることによっても同様にボイドの発生を抑制することができる。
【００２８】
更には、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第３の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともにウエーハ外周５ｍｍでスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とする。
【００２９】
上記原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法としては、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成すると共に、該ウエーハ（ボンドウエーハ）の上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、絶縁層を介して他方のウエーハ（ベースウエーハ）と密着させ、その後熱処理を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状に分離し、さらに熱処理を加えて、強固に結合することによってＳＯＩウエーハを製造する方法を用いることができる。
【００３０】
図１５に示したように、ウエーハ外周部のやや内側に急激な形状の変化がある付近にボイドが発生しやすいことが明らかとなった。この部分の形状変化が緩いウエーハを用い貼りあわせることでボイドの発生が低減した。
【００３１】
特にイオン注入剥離法などでは剥離工程でウエーハ外周部にボイドが発生すると考えられる。この剥離工程でボイドが発生しないようにするには原材料となるウエーハ形状が特に重要である。
【００３２】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第４の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。
【００３３】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第５の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。
【００３４】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第６の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。ウエーハ形状はウエーハ加工工程で決まるが、例えば研磨工程において研磨ヘッドの構造を工夫することによってこのような形状のウエーハが製造できる。
【００３５】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第７の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３６】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第８の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３７】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第９の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３８】
ウエーハ加工工程で上記特性のウエーハを完全に製造できれば好ましいが、ウエーハ工程には種々の工程があるため、必ずしも同様の形状が得られない場合がある。そのような場合は、ＳＯＩウエーハを製造する前に、ウエーハ形状を評価し好ましいウエーハを選別し使用することでボイドの発生を低減することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００４０】
図１は本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順を示す概略フローチャートである。図１４は、前述したように、従来の貼り合わせ法（イオン注入剥離法）によりＳＯＩ構造を形成したＳＯＩウエーハの製造工程を示した例である。本発明では、図１４に示した従来のＳＯＩウエーハの製造工程において、特に貼り合わせに用いるボンドウエーハやベースウエーハの原材料となるウエーハの外周形状を管理し貼り合わせを行うものである。
【００４１】
まず初めに原料ウエーハとなる鏡面研磨ウエーハの製造方法について説明する。鏡面研磨ウエーハは、図１に示すように一般にチョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する単結晶成長工程（ステップ２００）と、この単結晶インゴットをスライスしてウエーハとし、このウエーハの少なくとも一主面を鏡面状に加工して鏡面研磨ウエーハとするウエーハ加工工程（ステップ２０２）とを経て製造される。このウエーハ加工工程（ステップ２０２）において、ウエーハ外周部３ｍｍ〜７ｍｍの範囲の領域の形状変化を０．１ｍｍ以下に加工して鏡面研磨が行われる。
【００４２】
更に詳しくいえば、ウエーハ加工工程（ステップ２０２）は図２に示すように、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程（ステップ２０２ａ）と、該スライス工程によって得られたウエーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程（ステップ２０２ｂ）と、このウエーハを平坦化するラッピング工程（ステップ２０２ｃ）と、面取り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程（ステップ２０２ｄ）と、そのウエーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工程（ステップ２０２ｅ）と、研磨されたウエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程（ステップ２０２ｆ）を有している。上記ウエーハ加工工程（ステップ２０２）は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程や平面研削工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行ったり、工程順が入れ換えられたりする。このような工程を工夫し高平坦度なウエーハが製造されている。
【００４３】
本発明では、上記ウエーハ加工工程で製造されたウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を更に詳細に管理して製造し、必要によりウエーハ形状を評価して好適なウエーハのみを選別処理（ステップ２０４）し、ＳＯＩウエーハの原料ウエーハとしてＳＯＩウエーハを製造する（ステップ２０６）。
【００４４】
ＳＯＩウエーハを製造するには図１４に示した従来工程と同様に、まず、支持基板５６となるベースウエーハ５６ａとボンドウエーハ５２ａを用意する（図１４（ａ））。これらは上記したようないずれも鏡面研磨されたシリコン単結晶ウエーハである。このウエーハの形状は、ウエーハ外周部に急激な形状変化をする場所がないウエーハを用いる。
【００４５】
このウエーハ形状の評価方法について説明する。図３に示すように一般にウエーハ外周部にはウエーハＷのカケ等を防止するため面取りが施され、面取り部Ｗｍが形成されている。通常この面取り部分Ｗｍのウエーハ形状は無視され評価されるものであり測定対象外となっている。面取り部Ｗｍの幅はおよそ５００μｍ（０．５ｍｍ）である。また、実際の形状評価では更に面取り部分Ｗｍより３ｍｍ又は２ｍｍ程度、更には１ｍｍ程度、主面側までを除外した領域、即ち測定除外領域Ｒを除いた領域で評価されることが多い。図３において、Ｆ１はウエーハ主面（表面）、Ｆ２はウエーハ主面（裏面）、Ｒは測定除外領域、Ｗｅはウエーハ有効領域、Ｘは外周Ｘｍｍという場合のＸｍｍの距離をそれぞれ示す。
【００４６】
ウエーハの形状評価装置は特に限定するものではないが、例えば図４に示すようなものが使用できる。所定の間隔でウエーハ面内を操作し、測定された形状を順次記憶するものが好ましい。ウエーハ面内における所定の測定間隔は、１ｍｍ間隔以内であることが好ましい。０ｍｍを越える間隔であることは当然であるが、できるだけ細かい間隔で評価する事でより正確な形状を定量化できる。現状０．０５ｍｍ間隔程度で測定されている。
【００４７】
上述したように、ウエーハ形状は図４に示すようなウエーハの形状評価装置３０を用いて評価される。この形状評価装置３０は、ウエーハ保持具に載置されたウエーハＷの表面及び裏面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し、変位データ又は厚さデータとして求めることができる。このような評価装置に限らず、非吸着の状態で試験台に載置されたウエーハＷの表面又は裏面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し、変位データとして求めたり、（理想的な）吸着の状態で試験台に載置されたウエーハ表面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し厚さデータとして求めることなどができる。図４において、２８はコンピュータ（解析手段）、３２は厚さ計、３２ａは静電容量型上センサー、３２ｂは静電容量型下センサー、３４は厚さ測定手段、３６はウエーハ保持具である。このような装置、方法で、表面及び／又は裏面の変位データ、厚さデータ（形状プロファイル）を求める。
【００４８】
このようにして、得られた形状プロファイルを解析するが、ウエーハ外周部の形状をより正確に確認する為、図５に示すようにウエーハ中心部側の一定範囲（ウエーハ外周７ｍｍ程度〜ウエーハ中心側まで）はほぼ平坦であり、この一部の領域をリファレンスゾーン（基準値）とし、このリファレンスゾーンからの変化を確認した。例えば、図５の例では、ウエーハ外周７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が一定になるように基準を設け（リファレンスゾーンとし）、外周３ｍｍ〜７ｍｍの範囲での形状変化の割合を管理する。特にこのような範囲で０．１μｍ以下の変化である形状のウエーハを用いることが好ましい。
【００４９】
原料ウエーハの形状としてはＳＯＩウエーハ形成後の結合領域部分での形状が重要であり、通常３ｍｍ程度まで未結合領域であるため、外周３ｍｍより主面側の領域で測定することが好ましい。特に３ｍｍ〜１０ｍｍ程度の領域で判断するとボイドが発生しやすいかどうかが推測できる。この範囲をある程度変更しても推測は可能であるものの範囲を狭くすると現状の高平坦度なウエーハではその形状変化の幅が小さくなってしまい測定誤差等との区別がしにくくなり精度が悪くなってしまう。またこれより広い範囲で測定した場合、おおきなうねり成分を拾ってしまい誤判定してしまうことがある。またウエーハの外周に近い部分、例えば２ｍｍ〜などにも設定できるが、この領域は急激に形状が変化してしまい、この形状変化はボイドの発生より未結合領域に影響する領域である為、本発明の範囲にすることが好ましい。
【００５０】
このように本発明では一定範囲内での形状変化を一定値以下に管理したウエーハをＳＯＩウエーハの原材料とする。なお、ウエーハ外周部は主にダレている（外周が薄い）のが一般的だが、鏡面ウエーハの製造方法によっては、ハネている（外周が厚い）場合もあり、この値は絶対値で求めている。
【００５１】
さらに別な評価（選別）方法としては、ウエーハ外周部に急激な形状変化を調べる為には、形状プロファイルを一旦微分し、そのスロープ（傾き）の大きさから判断しても良い。ウエーハの面内で所定の間隔をおいてウエーハの形状データを測定し、この測定されたウエーハ形状データを微分処理し、得られたプロファイル（微分処理したウエーハ形状データ）を解析する。このように測定したウエーハ形状をそのまま使用するのではなく、微分処理してウエーハ形状を解析することでウエーハ外周部の形状を正確に評価することができる。特に局所的な形状の変化点や傾きの大きさを正確に評価できる。
【００５２】
本発明方法を更に詳しく説明すると、例えば、直径３００ｍｍのウエーハ外周から周辺１０ｍｍまでの範囲の形状（本例では厚さ）を評価すると図６に示すような形状が得られる（但し、外周１ｍｍは除外範囲とした）。このような形状プロファイルについて、任意の間隔で差分を取り、その中点にデータをプロットすることで微分プロファイルを作成する。この間隔は５００μｍ〜１ｍｍ間隔程度で処理すると好ましい。
【００５３】
つまり、厚さデータのうち、ｉ＋１番目の厚さデータ（ｙｉ＋１）と、このｙｉ＋１の直前のｉ番目の厚さデータ（ｙｉ）との差を前記所定の測定間隔（ｘｉ＋１−ｘｉ）で除した値を微分値（ｄｙｉ）として求め、（ｘｉ＋１−ｘｉ）の中間点にデータをプロットする。例えば、図６の形状プロファイルは微分することで図７及び図８に示すように微分プロファイルとなる。この図では、５００μｍの間隔での厚さの変位量を調べ、％表示でスロープを表している。例えば、５００μｍで０．０１μｍ厚さが変化している場合、０．０１／５００×１００＝０．００２％となる。
【００５４】
このような形でウエーハ形状を評価すると、ボイドの発生しやすいウエーハ（及びボイドが発生しやすい部分）で形状変化が急激に起こっていることがわかる。図６〜図８において、実線はボイドの発生しやすいウエーハ、点線はボイドの発生が少なかったウエーハを示す。特に図８の拡大図に示すようにボイドの発生が見られるウエーハではウエーハ外周より５ｍｍの位置でおよそ０．００４％程度の傾きであった。この位置は特に限定するものではないが、外周４ｍｍより内側の領域においてこの程度の形状変化が起こるウエーハを原料とするとウエーハ外周部にボイドが発生しやすく。このような形状変化を管理したウエーハを使用しＳＯＩウエーハを製造する。ウエーハの製造はこのような形状になるようにあらかじめウエーハ加工工程で作りこんでも良いし、またウエーハを評価し選別してもよい。このような形状を作る為には、研磨工程において一般的に研磨ヘッドの工夫や研磨布の硬度、研磨圧力などを制御することで作りこむことができる。
【００５５】
（ＢＯＸ酸化膜の形成）
このようにして準備したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造する。ＳＯＩウエーハの製造条件等は特に限定するものではないが、一例として以下のようなイオン注入剥離法によるＳＯＩウエーハの製造方法を図１４のフローチャートを用いて説明する。ＳＯＩウエーハの製造は、まず、ボンドウエーハ５２ａの表面（全面）には後に埋め込み酸化膜５４（絶縁層）となる酸化膜５４ａを形成する（図１４（ｂ）、ステップ１０２）。これは、例えば、熱酸化によりシリコン酸化膜を形成する。なお、ボンドウエーハ５２ａ（イオン注入する側のウエーハ）には酸化膜を形成せず、ベースウエーハ５６ａ側に酸化膜を形成する場合もある。
【００５６】
（イオン注入）
次にボンドウエーハ５２ａに水素イオンを注入し、微小気泡層５８（封入層）を形成する（図１４（ｃ）、ステップ１０４）。
【００５７】
（洗浄）
次にＲＣＡ洗浄や有機物除去のためのＳＰＭ洗浄を行う（ステップ１０５）。
【００５８】
（貼り合わせ）
次に微小気泡層５８（封入層）を形成したボンドウエーハ５２ａのイオン注入をした面の酸化膜５４ａを介して、ベースウエーハ５６ａと室温で密着させる（図１４（ｄ）、ステップ１０６）。
【００５９】
（剥離）
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハ５２ａを封入層５８より剥離することによって薄膜化し（図１４（ｅ）、ステップ１０８）、次いで結合熱処理（図１４（ｆ）、ステップ１１０）を施して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハ５０が作製される。
【００６０】
上記した貼り合わせ法を用いて製造されたＳＯＩウエーハは、この段階では支持基板の一主表面に絶縁膜（層）とＳＯＩ層がそれぞれ分離して順次積層された構造の断面形状を有する。また、貼り合わせられる２枚の鏡面研磨ウエーハ表面の外周部には研磨ダレと呼ばれる領域が存在し、その部分は結合が不十分となるため除去されるため、絶縁層とＳＯＩ層は、支持基板に対して数ｍｍ程度、通常３ｍｍ程度小径となるのが一般的である。
【００６１】
また、更に上記ＳＯＩ構造を有するウエーハのＳＯＩ層の表面を改質及びＳＯＩ層の厚さを制御することがある（図１４（ｇ）、ステップ１１２）。例えば、得られたＳＯＩ構造を持つウエーハのＳＯＩ層表面（剥離面）には水素イオン注入によるダメージが残留しているので、通常はタッチポリッシュと呼ばれる研磨代の少ない研磨を行ってダメージ層を除去する。また、タッチポリッシュの代替として、アルゴンガス雰囲気下での熱処理を行ったり、ＳＯＩ層の膜厚を薄くするため熱酸化と酸化膜除去をおこなう犠牲酸化処理を行ったり、あるいはこれらを適宜組み合わせることによって、表面にダメージのない薄膜のＳＯＩ層を有するＳＯＩウエーハを作製する場合もある。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので、限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００６３】
（実験例１）
まず、ＣＺ法で作製された直径３００ｍｍ、ｐ型、方位〈１００〉、抵抗率１０Ω・ｃｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハを原材料（ベースウエーハ及びボンドウエーハ）として異なるウエーハ製造条件で鏡面研磨されたウエーハで複数水準用意した。これらのウエーハ外周部は形状が若干異なる。これらの水準のウエーハの外周形状の測定はウエーハ形状評価装置（黒田精工社製商品名ナノメトロ）を用いて行った。
【００６４】
得られたウエーハ形状の測定結果をウエーハ外周７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲を基準（零）となるように補正しプロットした。この時、得られた形状プロファイルの一例を図５に示す。
【００６５】
本実験例では、ウエーハ外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲の形状の変化を確認（数値化）した。以下、この値をＴＣ３−１０という。同様にウエーハ外周３ｍｍ〜１ｍｍの範囲の形状変化をＴＣ１−３で示す。
【００６６】
次に各水準のボンドウエーハの表面に熱酸化により膜厚１５０ｎｍの酸化膜を形成した。更に水素イオンを注入し封入層を形成した。次に有機物除去のためにＳＰＭ洗浄、及びＲＣＡ洗浄を行った。
【００６７】
次にボンドウエーハのイオン注入をした面と同じ水準のベースウエーハとを室温で密着させた。更に窒素雰囲気下で５００℃、３０分間の剥離熱処理を加えて、ボンドウエーハを剥離・薄膜化し、厚さ約２５０ｎｍのＳＯＩ層を得た。
【００６８】
その後、窒素雰囲気下で１１００℃、２時間の結合熱処理を加えてＳＯＩ層を強固に結合し、ＳＯＩ構造を有するウエーハを作製した。
【００６９】
得られたＳＯＩウエーハのボイドを確認した。一部のウエーハでボイドが著しく発生した。特にウエーハ外周５ｍｍ付近に多く発生した。
【００７０】
このボイドの発生状況と（ＴＣ３−１０）の関係をプロットすると図９に示したように（ＴＣ３−１０）＝０．１μｍ以下ではボイドの発生が著しく低減した。一方０．１５μｍ以上ではボイドが多く発生した。
【００７１】
なお、図６に示すような、形状プロファイルからわかるように、例えばＴＣ１−３の領域が小さい（外周ダレが小さい）にも関わらず、ボイドの発生が顕著であるウエーハが存在する。
【００７２】
参考として、ＴＣ１−３と未結合領域の幅の関係を図１０に示す。この値が小さい程、ＳＯＩ層（テラス部分）が基板の外周部分まで形成されることがわかる。基板とＳＯＩ層（絶縁層）の未結合領域はこのような最外周（１〜３ｍｍ程度）の形状変化に影響することがわかる。一方ボイドの発生する領域は３ｍｍよりウエーハの中心側の形状が影響することがわかる。つまりボイドを低減するには外周ダレの中でも決まったエリア、例えば３ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲の形状が特に問題であることがわかった。
【００７３】
（実験例２）
別な形状の評価法として、得られた結果（形状プロファイル）を微分処理し、その傾きを判断した。複数の研磨工程で研磨したウエーハを原料ウエーハとし、実験例１と同様にＳＯＩウエーハを製造し、微分プロファイルとボイドの発生状況を確認したところ、ボイドの発生が顕著なウエーハは図８に示すようにボイドの発生が少ないウエーハに比べ、例えば外周５ｍｍの位置のスロープが大きい。図８において、太線はボイドの発生しやすいウエーハ、点線はボイドの発生が少なかったウエーハを示す。また傾きの発生する位置がウエーハ内部から始まっている。
【００７４】
本実験例では、特にウエーハ外周５ｍｍの位置（中心から１４５ｍｍ）でのスロープの値とボイドの発生率を確認した。この関係をプロットすると図１１のような結果が得られた。５００μｍあたりの形状変化が０．０１μｍ程度（又は１ｍｍあたりの形状変化が０．０２μｍ程度、スロープで０．００２％）であれば、ボイドの発生が著しく低減でき、これ以上であるとボイドの発生が増えた。つまり急激な形状変化が存在するとボイドの発生が多いことが確認される。
【００７５】
（実施例１）
ＣＺ法で作製された直径３００ｍｍ、ｐ型、方位〈１００〉、抵抗率１０Ω・ｃｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハで（ＴＣ３−１０）＝０．０５μｍのウエーハ（４．５ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲のスロープは０．００１％）を原料としＳＯＩウエーハを製造した。このボンドウエーハの表面（全面）に、熱酸化によりシリコン酸化膜を１５０ｎｍ形成した。次いでボンドウエーハに水素イオンを注入し、微小気泡層（封入層）を形成する。更にＲＣＡ洗浄や有機物除去のためのＳＰＭ洗浄を行った。次に微小気泡層（封入層）を形成したボンドウエーハのイオン注入をした面の酸化膜を介して、ベースウエーハと室温で密着させた。
【００７６】
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハを封入層より剥離することによって薄膜化し、次いで結合熱処理を施して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハが作製された。更にＳＯＩ層の面粗さや歪みを除去するため、アルゴンガス雰囲気による熱処理を行った。これは縦型のヒーター加熱式熱処理装置（バッチ炉）を用いアルゴンガス雰囲気下で１２００℃、１時間の熱処理を行っている。これによりイオン注入で生じたダメージやＳＯＩ層表面の粗さがある程度改善される。次に更にＳＯＩ層の表面の品質を改善するため、ＣＭＰ研磨装置によりＳＯＩ層を研磨した。更にＳＯＩ層を犠牲酸化し、ＳＯＩ層中のシリコンを酸化し、それをフッ酸により処理することで、最終的にＳＯＩ層が約１５０ｎｍ程度の薄膜ＳＯＩウエーハを製造した。
【００７７】
このような方法で２０枚のＳＯＩウエーハを製造した。ほとんどのウエーハで図１２に示すようにウエーハ外周部にボイドの発生は見られなかった。図１２はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって本実施例において製造したＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示すものである。特に、当該ＳＯＩウエーハ５０のＳＯＩ層５２と支持基板５６の境界（テラス部分）６２を拡大して観察したものである。図１５に示した従来のＳＯＩウエーハ５０においては、ＳＯＩ層５２から一定距離入った部分にボイド７０が観察されていたが、本例ではほとんど観察されなかった。ウエーハ外周部にボイドが観察されたウエーハは４枚であるが、ボイドの数も５個以下と大変少なかった。
【００７８】
（比較例１）
（ＴＣ３−１０）＝０．１８μｍのウエーハ（４．５ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲のスロープは０．００４５％）を原料とし、あとは実施例１と同様にＳＯＩウエーハを製造した。このような方法で２０枚のＳＯＩウエーハを製造した。図１５はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって本比較例において製造したＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示すものである。特に、当該ＳＯＩウエーハ５０のＳＯＩ層５２と支持基板５６の境界（テラス部分）６２を拡大して観察したものである。ＳＯＩ層５２から一定距離入った部分、例えばウエーハ外周部（外周５ｍｍ程度の位置、図１５（ｂ）：中心から１４５．１ｍｍ、図１５（ｃ）中心から１４５．４ｍｍ、図１５（ｄ）：中心から１４４．９ｍｍ）にボイド７０が観察され、ボイドの数も２０個以上及びノッチと反対位置に密集して観察されるウエーハが多かった。
【００７９】
以上のようにウエーハ外周部のボイドの発生については、単なる外周形状のダレ等が問題ではなく特定領域の形状が特に聞いていることがわかる。
【００８０】
なお、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。
【００８１】
例えば、上記実施例で示した製造工程は１例を例示したにとどまり、イオン注入工程工程及び貼り合わせ工程を有するＳＯＩの製造方法であれば、特に他に洗浄、熱処理等種々の工程が付加されたものでもよく、また、ＳＯＩ構造を形成後のＳＯＩ層の厚さを調整する為の工程については、その工程順の一部変更、更にはＣＭＰ研磨などの工程の一部を省略した工程など目的に応じ適宜工程は変更使用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法によれば、ウエーハ外周部のボイドの発生が著しく少なくなり歩留まりの良いＳＯＩウエーハを高い生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の１例を示す概略フローチャートである。
【図２】本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。
【図３】ウエーハの外周部形状の１例を示す模式的説明図である。
【図４】ウエーハの形状評価装置の１例を示す概略説明図である。
【図５】実験例１において得られたウエーハの外周部における形状変化の１例を示すグラフである。
【図６】ウエーハの外周部における形状プロファイル（厚さ変化）の１例を示す
【図７】図６の形状プロファイルを微分して得られた微分プロファイル示すグラフである。
【図８】図７の拡大図である。
【図９】実験例１におけるボイドの発生状況とＴＣ−１０の関係を示すグラフである。
【図１０】実験例１におけるＴＣ１−３と未結合領域の幅の関係を示すグラフである。
【図１１】実験例２におけるウエーハ外周５ｍｍの位置（中心から１４５ｍｍ）でのスロープの値とボイドの個数との関係を示すグラフである。
【図１２】コンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって実施例１のＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示す模式図で、（ａ）はＳＯＩウエーハ、（ｂ）は（ａ）の４０１部分の拡大図、（ｃ）は（ａ）の４０２部分の拡大図、（ｄ）は（ｂ）の４０３部分の拡大図、（ｅ）は（ｃ）の４０４部分の拡大図である。
【図１３】ＳＯＩウエーハの構造の１例を示す説明図であって、（ａ）は上面説明図、（ｂ）は断面説明図である。
【図１４】従来のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の一例を模式図とともに示すフローチャートである。
【図１５】コンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって比較例１、即ち従来のＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示す模式図で、（ａ）はＳＯＩウエーハの周辺部の拡大図、（ｂ）は（ａ）の３０１部分の拡大図、（ｃ）は（ａ）の３０２部分の拡大図、（ｄ）は（ａ）の３０３部分の拡大図、（ｅ）は（ａ）の３０４部分の拡大図である。
【符号の説明】
２８：コンピュータ（解析手段）、３０：形状評価装置、３２：厚さ計、３２ａ：静電容量型上センサー、３２ｂ：静電容量型下センサー、３４：厚さ測定手段、３６：ウエーハ保持具、５０：ＳＯＩウエーハ、５２：活性層、５２ａ：ボンドウエーハ、５４：酸化膜（絶縁層）、５４ａ：酸化膜、５６：支持基板、５６ａ：ベースウエーハ、５８：微小気泡層（封入層）、６０：未結合領域、６２：テラス、７０：ボイド、Ｆ１：ウエーハ主面（表面）、Ｆ２：ウエーハ主面（裏面）、Ｒ：測定除外領域、Ｗ：ウエーハ、Ｗｅ：ウエーハ有効領域、Ｗｍ：面取り部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエーハの製造方法に関し、特にイオン注入剥離法などで得られるＳＯＩ層、絶縁層、支持基板で形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエーハの製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
近年、集積回路はその集積度を著しく増し、それに伴い鏡面研磨された半導体単結晶ウエーハ表面の平坦度や平滑度のような加工精度もより厳しい条件が課されるようになった。しかも、性能・信頼性・歩留まりの高い集積回路を得る為には、機械的な精度だけではなく、電気的な特性についても高いことが要請されるようになった。中でもＳＯＩウエーハについて言えば、理想的な誘電体分離基板なので、主に移動通信機器や医療機器関係で高周波、高速系デバイスとして利用され、今後の大幅な需要拡大が予想されている。
【０００３】
ＳＯＩウエーハは、図１３に示すように単結晶シリコン層のような素子を形成するためのＳＯＩ層５２（半導体層や活性層ともいう）が、シリコン酸化膜のような絶縁層５４〔埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜層や単に酸化膜層ともいう〕の上に形成された構造をもつ。また絶縁層５４は支持基板５６（基板層ともいう）上に形成され、ＳＯＩ層５２、絶縁層５４、支持基板５６が順次形成された構造となっている。なお、図１３において、６０は未結合領域及び６２はテラスであり、これらについては後述する。
【０００４】
従来、ＳＯＩ層５２及び支持基板５６が、例えば、シリコン、及び絶縁層５４が、例えば、シリコン酸化膜からなる上記ＳＯＩ構造を持つＳＯＩウエーハ５０の製造方法としては、酸素イオンをシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に、高温で熱処理を行い、酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｉｍｐｌａｎｔｅｄ ｏｘｙｇｅｎ）法によるものと、２枚の鏡面研磨したウエーハを、接着剤を用いることなく結合し、片方のウエーハを薄膜化する結合法（貼り合わせ法）がある。
【０００５】
ＳＩＭＯＸ法は、デバイス活性領域となる活性層部（ＳＯＩ層）５２の膜厚を、酸素イオン打ち込み時の加速電圧で決定、制御できるために、薄層でかつ膜厚均一性の高い活性層を容易に得る事ができる利点があるが、埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）５４の信頼性や、活性層５２の結晶性等問題が多い。
【０００６】
一方、ウエーハ結合法は、単結晶のシリコン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜（絶縁層）５４を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで熱処理（通常は１１００℃〜１２００℃）を加えることで結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨してＳＯＩ層を形成するものであるので、埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）５４の信頼性が高くＳＯＩ層５２の結晶性も良好であるという利点がある。しかし、このようにして貼り合わされたＳＯＩウエーハ５０は研削や研磨により機械的な加工を行い薄膜化しているため、得られるＳＯＩ層５２の膜厚およびその均一性に限界がある。
【０００７】
また最近ＳＯＩウエーハ５０の製造方法として、イオン注入したウエーハを結合及び分離してＳＯＩウエーハを作製する方法が新たに注目され始めている。この方法はイオン注入剥離法などとも言われ、２枚のシリコンウエーハのうち、少なくとも一方に酸化膜（絶縁層）を形成すると共に、一方のシリコンウエーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層（封入層）を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、酸化膜を介して他方のシリコンウエーハと密着させ、その後熱処理を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状に分離し、さらに熱処理を加えて、強固に結合してＳＯＩウエーハとする技術（特開平５−２１１１２８号参照）である。この方法によれば、上記劈開面は良好な鏡面であり、ＳＯＩ層５２の膜厚の均一性も高いＳＯＩウエーハ５０が比較的容易に得られる。
【０００８】
このイオン注入剥離法について、図１４にその主な工程の１例を示してさらに詳細に説明する。まず、２枚の原料ウエーハとして支持基板５６となるベースウエーハ５６ａとＳＯＩ層５２となるボンドウエーハ５２ａを準備する（図１４（ａ）、ステップ１００）。これらのウエーハとしては、例えば鏡面研磨されたシリコン単結晶ウエーハが用いられる。
【０００９】
このボンドウエーハ５２ａの表面には後に埋め込み（ＢＯＸ）酸化膜（絶縁層）となる酸化膜５４ａを形成する〔図１４（ｂ）、ステップ１０２〕。これは例えばシリコン単結晶ウエーハであるボンドウエーハ５２ａに対して熱酸化を施すことによりボンドウエーハ５２ａの表面にシリコン酸化膜を形成すればよい。なお、酸化膜の形成はボンドウエーハ５２ａの表面ではなく、ベースウエーハ５６ａの表面に行っても良い。図示例ではボンドウエーハ５２ａ側に酸化膜５４ａを形成した例で説明する。
【００１０】
次に該酸化膜５４ａの上からボンドウエーハ５２ａに水素イオンを注入し、微小気泡層（封入層）５８を形成する〔図１４（ｃ）、ステップ１０４〕。
【００１１】
その後、Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２混合液等により洗浄を実施しても良い（ステップ１０５）。Ｈ２ＳＯ４−Ｈ２Ｏ２混合液は、ウェット洗浄の分野ではＳＰＭ（Ｓｕｒｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ−Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｅｒｏｘｉｄｅ Ｍｉｘｔｕｒｅ）の略称で知られ、有機汚染物質の除去に用いられる洗浄液である。
【００１２】
次に、微小気泡層（封入層）５８を形成したボンドウエーハ５２ａのイオン注入をした方の面の酸化膜を介して、ベースウエーハ５６ａと室温で密着させる〔図１４（ｄ）、ステップ１０６〕。
【００１３】
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハ５２ａの一部分を封入層５８より剥離することによってボンドウエーハ５２ａを薄膜化し〔図１４（ｅ）、ステップ１０８〕、次いで結合熱処理〔図１４（ｆ）、ステップ１１０〕を施して該薄膜化したボンドウエーハ５２ａとベースウエーハ５６ａとを該酸化膜５４ａを介して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハ５０が作製される。
【００１４】
上記した貼り合わせ法を用いて製造されたＳＯＩウエーハ５０は、この段階では支持基板５６の一主表面に絶縁膜（層）５４とＳＯＩ層５２がそれぞれ分離して順次積層された構造の断面形状を有する。
【００１５】
また、絶縁層５４とＳＯＩ層５２は、図１３に示すように支持基板５６に対して数ｍｍ程度、通常３ｍｍ程度小径となるのが一般的である（この部分を以下未結合領域６０という）。
【００１６】
また、更に上記ＳＯＩ構造を有するウエーハ５０のＳＯＩ層５２の表面を改質及びＳＯＩ層５２の厚さを制御することがある〔図１４（ｇ）、ステップ１１２〕。例えば、得られたＳＯＩ構造を持つウエーハ５０のＳＯＩ層５２表面（剥離面）には水素イオン注入によるダメージが残留しているので、通常はタッチポリッシュと呼ばれる研磨代の少ない研磨を行ってダメージ層を除去する。また、タッチポリッシュの代替として、アルゴンガス雰囲気下での熱処理を行ったり、ＳＯＩ層５２の膜厚を薄くするため熱酸化と酸化膜除去をおこなう犠牲酸化処理を行ったり、あるいはこれらを適宜組み合わせることによって、表面にダメージのない薄膜のＳＯＩ層５２を有するＳＯＩウエーハ５０を作製する場合もある。
【００１７】
このようなＳＯＩウエーハ５０を用いデバイスを製造するにあたり、デバイスの歩留まりが低下するという問題があった。これは、ＳＯＩ層５２及び酸化膜５４にボイドと呼ばれる欠陥が発生するのが原因の一つと考えられている。
【００１８】
ボイドの発生要因としては、例えば、結合法（貼り合わせ法）では、ＳＯＩウエーハ製造工程中の有機物やパーティクルが貼り合わせ界面で悪影響を及ぼし、歩留まりの低下につながると考えられる。また他の要因としてベースウエーハやボンドウエーハに存在する欠陥等の影響であると考えられる。
【００１９】
有機物やパーティクルの問題は、貼りあわせ前にＲＣＡ洗浄や有機物除去洗浄を行えばある程度改善される。ＲＣＡ洗浄は、ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ混合液）及びＳＣ−２（ＨＣｌ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ混合液）の２種類の洗浄液をベースとした、半導体プロセスにおける代表的な洗浄方法であり、主にパーティクル、有機物、金属汚染等の不純物を除去することができる。また、ＳＰＭ洗浄と呼ばれる有機物除去洗浄が行われることもある。
【００２０】
ベースウエーハやボンドウエーハに存在する欠陥等は、主にＣＯＰと呼ばれる結晶起因の欠陥や加工起因の欠陥などが問題となる。このような欠陥は製造条件を管理することで、ある程度減少でき、このような欠陥の少ないウエーハを用いればボイドの発生も低減できる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにウエーハを貼りあわせる際の有機物やパーティクルの管理やベースウエーハやボンドウエーハ表面の欠陥を管理しＳＯＩウエーハの製造を行うことによってボイドの発生は低減することができたが、新たに別な原因と思われるボイドの発生が観察された。即ち、図１５に示すように、ＳＯＩウエーハ５０の外周部の特定位置にボイドが頻繁に発生する傾向が観察された。図１５はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によってＳＯＩウエーハ５０の外周部の一部を観察したものである。未結合領域６０（ＳＯＩ層５２側から観察した時に支持基板５６が見える部分）とＳＯＩ層５２の境界をテラス６２といっている。このテラス６２から一定距離入った部分に円形上のボイド７０が観察されている。特にベースウエーハ外周部を基準にするとウエーハ外周から５ｍｍ（直径３００ｍｍのウエーハの場合、中心から１４５ｍｍ）程度の位置にボイド７０が発生していた。図１５において、（ｂ）は中心から１４５．１ｍｍ、（ｃ）は中心から１４５．４ｍｍ、（ｄ）は中心から１４４．９ｍｍにおけるボイド７０の発生を示している。
【００２２】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたもので、ＳＯＩウエーハに生じるボイド、特にＳＯＩウエーハ外周部に発生するボイドの発生を抑え、生産性の高いＳＯＩウエーハの製造方法を提供することを主たる目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
ＳＯＩウエーハの外周部の特定位置にボイドが頻繁に発生する原因について鋭意調査したところ、原料となるウエーハ形状及び洗浄などの処理が影響することが明らかになった。特にウエーハ外周部の形状について管理することでボイドの発生を著しく低減することができることが明らかとなった。
【００２４】
そこで本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第１の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを用いることを特徴とする。
【００２５】
このようにすることで、ウエーハ外周部の特定位置（ウエーハ外周５ｍｍ程度の位置）に発生したボイドを減少することができる。なお、従来、未結合領域の幅を低減する為、ウエーハ外周の形状についても検討されている。未結合領域を低減するには外周形状の落ち込み（ダレ）の少ないウエーハを用いることが望まれており外周まで平らなウエーハが好ましいことはある程度推測されていたが、現実にそのような平らなウエーハを製造することは困難である。従って、面取り形状を工夫するなどして外周ダレを改善し、未結合領域を低減することがなされていた。しかしこのような領域の形状を改善しても、これとは関係なくボイドの発生が観察された。つまり、外周ダレが比較的少ないウエーハであってもボイドの発生がある。外周の未結合領域とボイドの発生には直接関係ないことがわかる。この原因を調査したところボイドの発生には外周より若干内側の領域（外周１０ｍｍ〜３ｍｍ程度）の形状が特に影響することが明らかになった。
【００２６】
この原因は明らかではないが、貼りあわせる際にこの領域の形状によって空気等が残存しやすくなり、その状態で貼り合わせることでその接着力が小さくなり、さらにそれを剥がすことからこの部分でボイドが発生しやすいと考えられる。
【００２７】
また、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第２の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周５ｍｍでスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とする。このような構成とすることによっても同様にボイドの発生を抑制することができる。
【００２８】
更には、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第３の態様は、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともにウエーハ外周５ｍｍでスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とする。
【００２９】
上記原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成し、他方のウエーハ（ベースウエーハ）と接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法としては、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハ（ボンドウエーハ）に絶縁層を形成すると共に、該ウエーハ（ボンドウエーハ）の上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、絶縁層を介して他方のウエーハ（ベースウエーハ）と密着させ、その後熱処理を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状に分離し、さらに熱処理を加えて、強固に結合することによってＳＯＩウエーハを製造する方法を用いることができる。
【００３０】
図１５に示したように、ウエーハ外周部のやや内側に急激な形状の変化がある付近にボイドが発生しやすいことが明らかとなった。この部分の形状変化が緩いウエーハを用い貼りあわせることでボイドの発生が低減した。
【００３１】
特にイオン注入剥離法などでは剥離工程でウエーハ外周部にボイドが発生すると考えられる。この剥離工程でボイドが発生しないようにするには原材料となるウエーハ形状が特に重要である。
【００３２】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第４の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。
【００３３】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第５の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。
【００３４】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第６の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とする。ウエーハ形状はウエーハ加工工程で決まるが、例えば研磨工程において研磨ヘッドの構造を工夫することによってこのような形状のウエーハが製造できる。
【００３５】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第７の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３６】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第８の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３７】
本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の第９の態様は、少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とする。
【００３８】
ウエーハ加工工程で上記特性のウエーハを完全に製造できれば好ましいが、ウエーハ工程には種々の工程があるため、必ずしも同様の形状が得られない場合がある。そのような場合は、ＳＯＩウエーハを製造する前に、ウエーハ形状を評価し好ましいウエーハを選別し使用することでボイドの発生を低減することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００４０】
図１は本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順を示す概略フローチャートである。図１４は、前述したように、従来の貼り合わせ法（イオン注入剥離法）によりＳＯＩ構造を形成したＳＯＩウエーハの製造工程を示した例である。本発明では、図１４に示した従来のＳＯＩウエーハの製造工程において、特に貼り合わせに用いるボンドウエーハやベースウエーハの原材料となるウエーハの外周形状を管理し貼り合わせを行うものである。
【００４１】
まず初めに原料ウエーハとなる鏡面研磨ウエーハの製造方法について説明する。鏡面研磨ウエーハは、図１に示すように一般にチョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する単結晶成長工程（ステップ２００）と、この単結晶インゴットをスライスしてウエーハとし、このウエーハの少なくとも一主面を鏡面状に加工して鏡面研磨ウエーハとするウエーハ加工工程（ステップ２０２）とを経て製造される。このウエーハ加工工程（ステップ２０２）において、ウエーハ外周部３ｍｍ〜７ｍｍの範囲の領域の形状変化を０．１ｍｍ以下に加工して鏡面研磨が行われる。
【００４２】
更に詳しくいえば、ウエーハ加工工程（ステップ２０２）は図２に示すように、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程（ステップ２０２ａ）と、該スライス工程によって得られたウエーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする面取り工程（ステップ２０２ｂ）と、このウエーハを平坦化するラッピング工程（ステップ２０２ｃ）と、面取り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪みを除去するエッチング工程（ステップ２０２ｄ）と、そのウエーハ表面を鏡面化する研磨（ポリッシング）工程（ステップ２０２ｅ）と、研磨されたウエーハを洗浄して、これに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程（ステップ２０２ｆ）を有している。上記ウエーハ加工工程（ステップ２０２）は、主な工程を示したもので、他に熱処理工程や平面研削工程等の工程が加わったり、同じ工程を多段で行ったり、工程順が入れ換えられたりする。このような工程を工夫し高平坦度なウエーハが製造されている。
【００４３】
本発明では、上記ウエーハ加工工程で製造されたウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を更に詳細に管理して製造し、必要によりウエーハ形状を評価して好適なウエーハのみを選別処理（ステップ２０４）し、ＳＯＩウエーハの原料ウエーハとしてＳＯＩウエーハを製造する（ステップ２０６）。
【００４４】
ＳＯＩウエーハを製造するには図１４に示した従来工程と同様に、まず、支持基板５６となるベースウエーハ５６ａとボンドウエーハ５２ａを用意する（図１４（ａ））。これらは上記したようないずれも鏡面研磨されたシリコン単結晶ウエーハである。このウエーハの形状は、ウエーハ外周部に急激な形状変化をする場所がないウエーハを用いる。
【００４５】
このウエーハ形状の評価方法について説明する。図３に示すように一般にウエーハ外周部にはウエーハＷのカケ等を防止するため面取りが施され、面取り部Ｗｍが形成されている。通常この面取り部分Ｗｍのウエーハ形状は無視され評価されるものであり測定対象外となっている。面取り部Ｗｍの幅はおよそ５００μｍ（０．５ｍｍ）である。また、実際の形状評価では更に面取り部分Ｗｍより３ｍｍ又は２ｍｍ程度、更には１ｍｍ程度、主面側までを除外した領域、即ち測定除外領域Ｒを除いた領域で評価されることが多い。図３において、Ｆ１はウエーハ主面（表面）、Ｆ２はウエーハ主面（裏面）、Ｒは測定除外領域、Ｗｅはウエーハ有効領域、Ｘは外周Ｘｍｍという場合のＸｍｍの距離をそれぞれ示す。
【００４６】
ウエーハの形状評価装置は特に限定するものではないが、例えば図４に示すようなものが使用できる。所定の間隔でウエーハ面内を操作し、測定された形状を順次記憶するものが好ましい。ウエーハ面内における所定の測定間隔は、１ｍｍ間隔以内であることが好ましい。０ｍｍを越える間隔であることは当然であるが、できるだけ細かい間隔で評価する事でより正確な形状を定量化できる。現状０．０５ｍｍ間隔程度で測定されている。
【００４７】
上述したように、ウエーハ形状は図４に示すようなウエーハの形状評価装置３０を用いて評価される。この形状評価装置３０は、ウエーハ保持具に載置されたウエーハＷの表面及び裏面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し、変位データ又は厚さデータとして求めることができる。このような評価装置に限らず、非吸着の状態で試験台に載置されたウエーハＷの表面又は裏面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し、変位データとして求めたり、（理想的な）吸着の状態で試験台に載置されたウエーハ表面の該試験台表面に対して垂直な方向の変位をウエーハ面内で測定し厚さデータとして求めることなどができる。図４において、２８はコンピュータ（解析手段）、３２は厚さ計、３２ａは静電容量型上センサー、３２ｂは静電容量型下センサー、３４は厚さ測定手段、３６はウエーハ保持具である。このような装置、方法で、表面及び／又は裏面の変位データ、厚さデータ（形状プロファイル）を求める。
【００４８】
このようにして、得られた形状プロファイルを解析するが、ウエーハ外周部の形状をより正確に確認する為、図５に示すようにウエーハ中心部側の一定範囲（ウエーハ外周７ｍｍ程度〜ウエーハ中心側まで）はほぼ平坦であり、この一部の領域をリファレンスゾーン（基準値）とし、このリファレンスゾーンからの変化を確認した。例えば、図５の例では、ウエーハ外周７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が一定になるように基準を設け（リファレンスゾーンとし）、外周３ｍｍ〜７ｍｍの範囲での形状変化の割合を管理する。特にこのような範囲で０．１μｍ以下の変化である形状のウエーハを用いることが好ましい。
【００４９】
原料ウエーハの形状としてはＳＯＩウエーハ形成後の結合領域部分での形状が重要であり、通常３ｍｍ程度まで未結合領域であるため、外周３ｍｍより主面側の領域で測定することが好ましい。特に３ｍｍ〜１０ｍｍ程度の領域で判断するとボイドが発生しやすいかどうかが推測できる。この範囲をある程度変更しても推測は可能であるものの範囲を狭くすると現状の高平坦度なウエーハではその形状変化の幅が小さくなってしまい測定誤差等との区別がしにくくなり精度が悪くなってしまう。またこれより広い範囲で測定した場合、おおきなうねり成分を拾ってしまい誤判定してしまうことがある。またウエーハの外周に近い部分、例えば２ｍｍ〜などにも設定できるが、この領域は急激に形状が変化してしまい、この形状変化はボイドの発生より未結合領域に影響する領域である為、本発明の範囲にすることが好ましい。
【００５０】
このように本発明では一定範囲内での形状変化を一定値以下に管理したウエーハをＳＯＩウエーハの原材料とする。なお、ウエーハ外周部は主にダレている（外周が薄い）のが一般的だが、鏡面ウエーハの製造方法によっては、ハネている（外周が厚い）場合もあり、この値は絶対値で求めている。
【００５１】
さらに別な評価（選別）方法としては、ウエーハ外周部に急激な形状変化を調べる為には、形状プロファイルを一旦微分し、そのスロープ（傾き）の大きさから判断しても良い。ウエーハの面内で所定の間隔をおいてウエーハの形状データを測定し、この測定されたウエーハ形状データを微分処理し、得られたプロファイル（微分処理したウエーハ形状データ）を解析する。このように測定したウエーハ形状をそのまま使用するのではなく、微分処理してウエーハ形状を解析することでウエーハ外周部の形状を正確に評価することができる。特に局所的な形状の変化点や傾きの大きさを正確に評価できる。
【００５２】
本発明方法を更に詳しく説明すると、例えば、直径３００ｍｍのウエーハ外周から周辺１０ｍｍまでの範囲の形状（本例では厚さ）を評価すると図６に示すような形状が得られる（但し、外周１ｍｍは除外範囲とした）。このような形状プロファイルについて、任意の間隔で差分を取り、その中点にデータをプロットすることで微分プロファイルを作成する。この間隔は５００μｍ〜１ｍｍ間隔程度で処理すると好ましい。
【００５３】
つまり、厚さデータのうち、ｉ＋１番目の厚さデータ（ｙｉ＋１）と、このｙｉ＋１の直前のｉ番目の厚さデータ（ｙｉ）との差を前記所定の測定間隔（ｘｉ＋１−ｘｉ）で除した値を微分値（ｄｙｉ）として求め、（ｘｉ＋１−ｘｉ）の中間点にデータをプロットする。例えば、図６の形状プロファイルは微分することで図７及び図８に示すように微分プロファイルとなる。この図では、５００μｍの間隔での厚さの変位量を調べ、％表示でスロープを表している。例えば、５００μｍで０．０１μｍ厚さが変化している場合、０．０１／５００×１００＝０．００２％となる。
【００５４】
このような形でウエーハ形状を評価すると、ボイドの発生しやすいウエーハ（及びボイドが発生しやすい部分）で形状変化が急激に起こっていることがわかる。図６〜図８において、実線はボイドの発生しやすいウエーハ、点線はボイドの発生が少なかったウエーハを示す。特に図８の拡大図に示すようにボイドの発生が見られるウエーハではウエーハ外周より５ｍｍの位置でおよそ０．００４％程度の傾きであった。この位置は特に限定するものではないが、外周４ｍｍより内側の領域においてこの程度の形状変化が起こるウエーハを原料とするとウエーハ外周部にボイドが発生しやすく。このような形状変化を管理したウエーハを使用しＳＯＩウエーハを製造する。ウエーハの製造はこのような形状になるようにあらかじめウエーハ加工工程で作りこんでも良いし、またウエーハを評価し選別してもよい。このような形状を作る為には、研磨工程において一般的に研磨ヘッドの工夫や研磨布の硬度、研磨圧力などを制御することで作りこむことができる。
【００５５】
（ＢＯＸ酸化膜の形成）
このようにして準備したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造する。ＳＯＩウエーハの製造条件等は特に限定するものではないが、一例として以下のようなイオン注入剥離法によるＳＯＩウエーハの製造方法を図１４のフローチャートを用いて説明する。ＳＯＩウエーハの製造は、まず、ボンドウエーハ５２ａの表面（全面）には後に埋め込み酸化膜５４（絶縁層）となる酸化膜５４ａを形成する（図１４（ｂ）、ステップ１０２）。これは、例えば、熱酸化によりシリコン酸化膜を形成する。なお、ボンドウエーハ５２ａ（イオン注入する側のウエーハ）には酸化膜を形成せず、ベースウエーハ５６ａ側に酸化膜を形成する場合もある。
【００５６】
（イオン注入）
次にボンドウエーハ５２ａに水素イオンを注入し、微小気泡層５８（封入層）を形成する（図１４（ｃ）、ステップ１０４）。
【００５７】
（洗浄）
次にＲＣＡ洗浄や有機物除去のためのＳＰＭ洗浄を行う（ステップ１０５）。
【００５８】
（貼り合わせ）
次に微小気泡層５８（封入層）を形成したボンドウエーハ５２ａのイオン注入をした面の酸化膜５４ａを介して、ベースウエーハ５６ａと室温で密着させる（図１４（ｄ）、ステップ１０６）。
【００５９】
（剥離）
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハ５２ａを封入層５８より剥離することによって薄膜化し（図１４（ｅ）、ステップ１０８）、次いで結合熱処理（図１４（ｆ）、ステップ１１０）を施して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハ５０が作製される。
【００６０】
上記した貼り合わせ法を用いて製造されたＳＯＩウエーハは、この段階では支持基板の一主表面に絶縁膜（層）とＳＯＩ層がそれぞれ分離して順次積層された構造の断面形状を有する。また、貼り合わせられる２枚の鏡面研磨ウエーハ表面の外周部には研磨ダレと呼ばれる領域が存在し、その部分は結合が不十分となるため除去されるため、絶縁層とＳＯＩ層は、支持基板に対して数ｍｍ程度、通常３ｍｍ程度小径となるのが一般的である。
【００６１】
また、更に上記ＳＯＩ構造を有するウエーハのＳＯＩ層の表面を改質及びＳＯＩ層の厚さを制御することがある（図１４（ｇ）、ステップ１１２）。例えば、得られたＳＯＩ構造を持つウエーハのＳＯＩ層表面（剥離面）には水素イオン注入によるダメージが残留しているので、通常はタッチポリッシュと呼ばれる研磨代の少ない研磨を行ってダメージ層を除去する。また、タッチポリッシュの代替として、アルゴンガス雰囲気下での熱処理を行ったり、ＳＯＩ層の膜厚を薄くするため熱酸化と酸化膜除去をおこなう犠牲酸化処理を行ったり、あるいはこれらを適宜組み合わせることによって、表面にダメージのない薄膜のＳＯＩ層を有するＳＯＩウエーハを作製する場合もある。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので、限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００６３】
（実験例１）
まず、ＣＺ法で作製された直径３００ｍｍ、ｐ型、方位〈１００〉、抵抗率１０Ω・ｃｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハを原材料（ベースウエーハ及びボンドウエーハ）として異なるウエーハ製造条件で鏡面研磨されたウエーハで複数水準用意した。これらのウエーハ外周部は形状が若干異なる。これらの水準のウエーハの外周形状の測定はウエーハ形状評価装置（黒田精工社製商品名ナノメトロ）を用いて行った。
【００６４】
得られたウエーハ形状の測定結果をウエーハ外周７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲を基準（零）となるように補正しプロットした。この時、得られた形状プロファイルの一例を図５に示す。
【００６５】
本実験例では、ウエーハ外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲の形状の変化を確認（数値化）した。以下、この値をＴＣ３−１０という。同様にウエーハ外周３ｍｍ〜１ｍｍの範囲の形状変化をＴＣ１−３で示す。
【００６６】
次に各水準のボンドウエーハの表面に熱酸化により膜厚１５０ｎｍの酸化膜を形成した。更に水素イオンを注入し封入層を形成した。次に有機物除去のためにＳＰＭ洗浄、及びＲＣＡ洗浄を行った。
【００６７】
次にボンドウエーハのイオン注入をした面と同じ水準のベースウエーハとを室温で密着させた。更に窒素雰囲気下で５００℃、３０分間の剥離熱処理を加えて、ボンドウエーハを剥離・薄膜化し、厚さ約２５０ｎｍのＳＯＩ層を得た。
【００６８】
その後、窒素雰囲気下で１１００℃、２時間の結合熱処理を加えてＳＯＩ層を強固に結合し、ＳＯＩ構造を有するウエーハを作製した。
【００６９】
得られたＳＯＩウエーハのボイドを確認した。一部のウエーハでボイドが著しく発生した。特にウエーハ外周５ｍｍ付近に多く発生した。
【００７０】
このボイドの発生状況と（ＴＣ３−１０）の関係をプロットすると図９に示したように（ＴＣ３−１０）＝０．１μｍ以下ではボイドの発生が著しく低減した。一方０．１５μｍ以上ではボイドが多く発生した。
【００７１】
なお、図６に示すような、形状プロファイルからわかるように、例えばＴＣ１−３の領域が小さい（外周ダレが小さい）にも関わらず、ボイドの発生が顕著であるウエーハが存在する。
【００７２】
参考として、ＴＣ１−３と未結合領域の幅の関係を図１０に示す。この値が小さい程、ＳＯＩ層（テラス部分）が基板の外周部分まで形成されることがわかる。基板とＳＯＩ層（絶縁層）の未結合領域はこのような最外周（１〜３ｍｍ程度）の形状変化に影響することがわかる。一方ボイドの発生する領域は３ｍｍよりウエーハの中心側の形状が影響することがわかる。つまりボイドを低減するには外周ダレの中でも決まったエリア、例えば３ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲の形状が特に問題であることがわかった。
【００７３】
（実験例２）
別な形状の評価法として、得られた結果（形状プロファイル）を微分処理し、その傾きを判断した。複数の研磨工程で研磨したウエーハを原料ウエーハとし、実験例１と同様にＳＯＩウエーハを製造し、微分プロファイルとボイドの発生状況を確認したところ、ボイドの発生が顕著なウエーハは図８に示すようにボイドの発生が少ないウエーハに比べ、例えば外周５ｍｍの位置のスロープが大きい。図８において、太線はボイドの発生しやすいウエーハ、点線はボイドの発生が少なかったウエーハを示す。また傾きの発生する位置がウエーハ内部から始まっている。
【００７４】
本実験例では、特にウエーハ外周５ｍｍの位置（中心から１４５ｍｍ）でのスロープの値とボイドの発生率を確認した。この関係をプロットすると図１１のような結果が得られた。５００μｍあたりの形状変化が０．０１μｍ程度（又は１ｍｍあたりの形状変化が０．０２μｍ程度、スロープで０．００２％）であれば、ボイドの発生が著しく低減でき、これ以上であるとボイドの発生が増えた。つまり急激な形状変化が存在するとボイドの発生が多いことが確認される。
【００７５】
（実施例１）
ＣＺ法で作製された直径３００ｍｍ、ｐ型、方位〈１００〉、抵抗率１０Ω・ｃｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハで（ＴＣ３−１０）＝０．０５μｍのウエーハ（４．５ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲のスロープは０．００１％）を原料としＳＯＩウエーハを製造した。このボンドウエーハの表面（全面）に、熱酸化によりシリコン酸化膜を１５０ｎｍ形成した。次いでボンドウエーハに水素イオンを注入し、微小気泡層（封入層）を形成する。更にＲＣＡ洗浄や有機物除去のためのＳＰＭ洗浄を行った。次に微小気泡層（封入層）を形成したボンドウエーハのイオン注入をした面の酸化膜を介して、ベースウエーハと室温で密着させた。
【００７６】
次に５００℃以上の熱処理（剥離熱処理）を加えることによりボンドウエーハを封入層より剥離することによって薄膜化し、次いで結合熱処理を施して強固に結合することによってＳＯＩ構造を持つウエーハが作製された。更にＳＯＩ層の面粗さや歪みを除去するため、アルゴンガス雰囲気による熱処理を行った。これは縦型のヒーター加熱式熱処理装置（バッチ炉）を用いアルゴンガス雰囲気下で１２００℃、１時間の熱処理を行っている。これによりイオン注入で生じたダメージやＳＯＩ層表面の粗さがある程度改善される。次に更にＳＯＩ層の表面の品質を改善するため、ＣＭＰ研磨装置によりＳＯＩ層を研磨した。更にＳＯＩ層を犠牲酸化し、ＳＯＩ層中のシリコンを酸化し、それをフッ酸により処理することで、最終的にＳＯＩ層が約１５０ｎｍ程度の薄膜ＳＯＩウエーハを製造した。
【００７７】
このような方法で２０枚のＳＯＩウエーハを製造した。ほとんどのウエーハで図１２に示すようにウエーハ外周部にボイドの発生は見られなかった。図１２はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって本実施例において製造したＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示すものである。特に、当該ＳＯＩウエーハ５０のＳＯＩ層５２と支持基板５６の境界（テラス部分）６２を拡大して観察したものである。図１５に示した従来のＳＯＩウエーハ５０においては、ＳＯＩ層５２から一定距離入った部分にボイド７０が観察されていたが、本例ではほとんど観察されなかった。ウエーハ外周部にボイドが観察されたウエーハは４枚であるが、ボイドの数も５個以下と大変少なかった。
【００７８】
（比較例１）
（ＴＣ３−１０）＝０．１８μｍのウエーハ（４．５ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲のスロープは０．００４５％）を原料とし、あとは実施例１と同様にＳＯＩウエーハを製造した。このような方法で２０枚のＳＯＩウエーハを製造した。図１５はコンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって本比較例において製造したＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示すものである。特に、当該ＳＯＩウエーハ５０のＳＯＩ層５２と支持基板５６の境界（テラス部分）６２を拡大して観察したものである。ＳＯＩ層５２から一定距離入った部分、例えばウエーハ外周部（外周５ｍｍ程度の位置、図１５（ｂ）：中心から１４５．１ｍｍ、図１５（ｃ）中心から１４５．４ｍｍ、図１５（ｄ）：中心から１４４．９ｍｍ）にボイド７０が観察され、ボイドの数も２０個以上及びノッチと反対位置に密集して観察されるウエーハが多かった。
【００７９】
以上のようにウエーハ外周部のボイドの発生については、単なる外周形状のダレ等が問題ではなく特定領域の形状が特に聞いていることがわかる。
【００８０】
なお、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。
【００８１】
例えば、上記実施例で示した製造工程は１例を例示したにとどまり、イオン注入工程工程及び貼り合わせ工程を有するＳＯＩの製造方法であれば、特に他に洗浄、熱処理等種々の工程が付加されたものでもよく、また、ＳＯＩ構造を形成後のＳＯＩ層の厚さを調整する為の工程については、その工程順の一部変更、更にはＣＭＰ研磨などの工程の一部を省略した工程など目的に応じ適宜工程は変更使用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＳＯＩウエーハの製造方法によれば、ウエーハ外周部のボイドの発生が著しく少なくなり歩留まりの良いＳＯＩウエーハを高い生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の１例を示す概略フローチャートである。
【図２】本発明のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。
【図３】ウエーハの外周部形状の１例を示す模式的説明図である。
【図４】ウエーハの形状評価装置の１例を示す概略説明図である。
【図５】実験例１において得られたウエーハの外周部における形状変化の１例を示すグラフである。
【図６】ウエーハの外周部における形状プロファイル（厚さ変化）の１例を示す
【図７】図６の形状プロファイルを微分して得られた微分プロファイル示すグラフである。
【図８】図７の拡大図である。
【図９】実験例１におけるボイドの発生状況とＴＣ−１０の関係を示すグラフである。
【図１０】実験例１におけるＴＣ１−３と未結合領域の幅の関係を示すグラフである。
【図１１】実験例２におけるウエーハ外周５ｍｍの位置（中心から１４５ｍｍ）でのスロープの値とボイドの個数との関係を示すグラフである。
【図１２】コンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって実施例１のＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示す模式図で、（ａ）はＳＯＩウエーハ、（ｂ）は（ａ）の４０１部分の拡大図、（ｃ）は（ａ）の４０２部分の拡大図、（ｄ）は（ｂ）の４０３部分の拡大図、（ｅ）は（ｃ）の４０４部分の拡大図である。
【図１３】ＳＯＩウエーハの構造の１例を示す説明図であって、（ａ）は上面説明図、（ｂ）は断面説明図である。
【図１４】従来のＳＯＩウエーハの製造方法の工程順の一例を模式図とともに示すフローチャートである。
【図１５】コンフォーカル光学系のレーザー顕微鏡によって比較例１、即ち従来のＳＯＩウエーハの外周部を観察した結果を示す模式図で、（ａ）はＳＯＩウエーハの周辺部の拡大図、（ｂ）は（ａ）の３０１部分の拡大図、（ｃ）は（ａ）の３０２部分の拡大図、（ｄ）は（ａ）の３０３部分の拡大図、（ｅ）は（ａ）の３０４部分の拡大図である。
【符号の説明】
２８：コンピュータ（解析手段）、３０：形状評価装置、３２：厚さ計、３２ａ：静電容量型上センサー、３２ｂ：静電容量型下センサー、３４：厚さ測定手段、３６：ウエーハ保持具、５０：ＳＯＩウエーハ、５２：活性層、５２ａ：ボンドウエーハ、５４：酸化膜（絶縁層）、５４ａ：酸化膜、５６：支持基板、５６ａ：ベースウエーハ、５８：微小気泡層（封入層）、６０：未結合領域、６２：テラス、７０：ボイド、Ｆ１：ウエーハ主面（表面）、Ｆ２：ウエーハ主面（裏面）、Ｒ：測定除外領域、Ｗ：ウエーハ、Ｗｅ：ウエーハ有効領域、Ｗｍ：面取り部。
Claims (10)
- 原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを用いることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法において、前記原料ウエーハとしてウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともにウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを用いることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成し、他方のウエーハと接着剤を用いずに貼り合わせるＳＯＩウエーハの製造方法が、原料ウエーハとなる２枚のウエーハのうち、少なくとも一方のウエーハに絶縁層を形成すると共に、該ウエーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウエーハ内部に微小気泡層を形成させた後、該イオンを注入した方の面を、絶縁層を介して他方のウエーハと密着させ、その後熱処理を加えて微小気泡層を劈開面として一方のウエーハを薄膜状に分離し、さらに熱処理を加えて、強固に結合することによって製造するＳＯＩウエーハの製造方法であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるようにウエーハ加工することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程でウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下となるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下となるようにウエーハ加工することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
- 少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨工程を有するウエーハ加工工程と、該鏡面研磨されたウエーハを貼りあわせることによりＳＯＩ構造を有するウエーハを製造するＳＯＩウエーハ製造工程とを有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該ウエーハ加工工程で得られたウエーハの形状を評価し、ウエーハ外周部形状が外周１０ｍｍ〜３ｍｍの範囲で形状変化幅が０．１μｍ以下であるとともに外周５ｍｍの位置でスロープが０．００２％以下であるウエーハを選別し、該選別したウエーハを用いＳＯＩウエーハを製造することを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002348610A JP2004186226A (ja) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Ｓｏｉウエーハの製造方法 |
| PCT/JP2003/014442 WO2004051715A1 (ja) | 2002-11-29 | 2003-11-13 | Ｓｏｉウェーハの製造方法 |
| US10/536,428 US7435662B2 (en) | 2002-11-29 | 2003-11-13 | Method for manufacturing SOI wafer |
| EP20030774018 EP1566830B1 (en) | 2002-11-29 | 2003-11-13 | Method for manufacturing soi wafer |
| TW092132781A TW200423216A (en) | 2002-11-29 | 2003-11-21 | Method for manufacturing SOI wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002348610A JP2004186226A (ja) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Ｓｏｉウエーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004186226A true JP2004186226A (ja) | 2004-07-02 |
Family
ID=32462928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002348610A Pending JP2004186226A (ja) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Ｓｏｉウエーハの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7435662B2 (ja) |
| EP (1) | EP1566830B1 (ja) |
| JP (1) | JP2004186226A (ja) |
| TW (1) | TW200423216A (ja) |
| WO (1) | WO2004051715A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157952A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Sumco Corp | 貼合せ基板の製造方法及びこの方法により製造された貼合せ基板 |
| JP2010245411A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| KR20120121905A (ko) * | 2010-02-25 | 2012-11-06 | 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈, 인크. | Ｓｏｉ 구조체 및 웨이퍼 내 미접합 영역의 폭을 줄이는 방법 및 그러한 방법에 의해 생성된 ｓｏｉ 구조체 |
| JP2012238873A (ja) * | 2005-11-28 | 2012-12-06 | Soytec | 分子接合による結合のためのプロセスおよび装置 |
| KR20190050995A (ko) * | 2016-09-27 | 2019-05-14 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 접합soi웨이퍼의 제조방법 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6926829B2 (en) | 2000-03-06 | 2005-08-09 | Kvaerner Process Systems A.S. | Apparatus and method for separating fluids through a membrane |
| US7501303B2 (en) * | 2001-11-05 | 2009-03-10 | The Trustees Of Boston University | Reflective layer buried in silicon and method of fabrication |
| WO2004073057A1 (ja) * | 2003-02-14 | 2004-08-26 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | シリコンウェーハの製造方法 |
| EP1840955B1 (en) * | 2006-03-31 | 2008-01-09 | S.O.I.TEC. Silicon on Insulator Technologies S.A. | Method for fabricating a compound material and method for choosing a wafer |
| JP2008028070A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Sumco Corp | 貼り合わせウェーハの製造方法 |
| JP4862896B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-01-25 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハの面取り装置およびシリコンウエーハの製造方法ならびにエッチドシリコンウエーハ |
| FR2938202B1 (fr) * | 2008-11-07 | 2010-12-31 | Soitec Silicon On Insulator | Traitement de surface pour adhesion moleculaire |
| US8377825B2 (en) * | 2009-10-30 | 2013-02-19 | Corning Incorporated | Semiconductor wafer re-use using chemical mechanical polishing |
| US8562849B2 (en) | 2009-11-30 | 2013-10-22 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for edge chamfering of semiconductor wafers using chemical mechanical polishing |
| US9156705B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-10-13 | Sunedison, Inc. | Production of polycrystalline silicon by the thermal decomposition of dichlorosilane in a fluidized bed reactor |
| FR2990054B1 (fr) | 2012-04-27 | 2014-05-02 | Commissariat Energie Atomique | Procede de collage dans une atmosphere de gaz presentant un coefficient de joule-thomson negatif. |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590116A (ja) * | 1991-05-22 | 1993-04-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体素子形成用基板の製造方法 |
| JPH08264740A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ |
| JPH09232197A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Sumitomo Sitix Corp | 貼り合わせ半導体ウエーハの製造方法 |
| JP2001326197A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-11-22 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法およびその装置 |
| JP2001328062A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-27 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法およびその装置 |
| JP2001345435A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-12-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウェーハ及び貼り合わせウェーハの製造方法、並びにその貼り合わせウェーハ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6534380B1 (en) * | 1997-07-18 | 2003-03-18 | Denso Corporation | Semiconductor substrate and method of manufacturing the same |
| EP1189266B1 (en) * | 2000-03-29 | 2017-04-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Production method for silicon wafer and soi wafer, and soi wafer |
| JP2001338899A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体ウエーハの製造方法及び半導体ウエーハ |
-
2002
- 2002-11-29 JP JP2002348610A patent/JP2004186226A/ja active Pending
-
2003
- 2003-11-13 WO PCT/JP2003/014442 patent/WO2004051715A1/ja active Application Filing
- 2003-11-13 US US10/536,428 patent/US7435662B2/en active Active
- 2003-11-13 EP EP20030774018 patent/EP1566830B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-11-21 TW TW092132781A patent/TW200423216A/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590116A (ja) * | 1991-05-22 | 1993-04-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体素子形成用基板の製造方法 |
| JPH08264740A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ |
| JPH09232197A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Sumitomo Sitix Corp | 貼り合わせ半導体ウエーハの製造方法 |
| JP2001326197A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-11-22 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法およびその装置 |
| JP2001345435A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-12-14 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウェーハ及び貼り合わせウェーハの製造方法、並びにその貼り合わせウェーハ |
| JP2001328062A (ja) * | 2000-05-22 | 2001-11-27 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 半導体ウェーハの研磨方法およびその装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012238873A (ja) * | 2005-11-28 | 2012-12-06 | Soytec | 分子接合による結合のためのプロセスおよび装置 |
| JP2007157952A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Sumco Corp | 貼合せ基板の製造方法及びこの方法により製造された貼合せ基板 |
| JP2010245411A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| KR20120121905A (ko) * | 2010-02-25 | 2012-11-06 | 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈, 인크. | Ｓｏｉ 구조체 및 웨이퍼 내 미접합 영역의 폭을 줄이는 방법 및 그러한 방법에 의해 생성된 ｓｏｉ 구조체 |
| JP2013520838A (ja) * | 2010-02-25 | 2013-06-06 | エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド | Ｓｏｉ構造における非結合領域の幅の減少方法ならびにその方法によって製造したウエハおよびｓｏｉ構造 |
| KR20180052773A (ko) * | 2010-02-25 | 2018-05-18 | 썬에디슨, 인크. | Ｓｏｉ 구조체 및 웨이퍼 내 미접합 영역의 폭을 줄이는 방법 및 그러한 방법에 의해 생성된 ｓｏｉ 구조체 |
| KR101972286B1 (ko) * | 2010-02-25 | 2019-04-24 | 썬에디슨, 인크. | Ｓｏｉ 구조체 및 웨이퍼 내 미접합 영역의 폭을 줄이는 방법 및 그러한 방법에 의해 생성된 ｓｏｉ 구조체 |
| KR20190050995A (ko) * | 2016-09-27 | 2019-05-14 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 접합soi웨이퍼의 제조방법 |
| KR102408679B1 (ko) | 2016-09-27 | 2022-06-14 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 접합soi웨이퍼의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060024915A1 (en) | 2006-02-02 |
| TW200423216A (en) | 2004-11-01 |
| US7435662B2 (en) | 2008-10-14 |
| WO2004051715A1 (ja) | 2004-06-17 |
| EP1566830A1 (en) | 2005-08-24 |
| TWI313483B (ja) | 2009-08-11 |
| EP1566830B1 (en) | 2015-05-06 |
| EP1566830A4 (en) | 2010-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7276427B2 (en) | Method for manufacturing SOI wafer | |
| JP6070954B2 (ja) | 補剛層を有するガラス上半導体基板及びその作製プロセス | |
| EP1408551B1 (en) | Method for producing bonding wafer | |
| JP2004186226A (ja) | Ｓｏｉウエーハの製造方法 | |
| US8236667B2 (en) | Silicon on insulator (SOI) wafer and process for producing same | |
| JP3900741B2 (ja) | Ｓｏｉウェーハの製造方法 | |
| JP4304879B2 (ja) | 水素イオンまたは希ガスイオンの注入量の決定方法 | |
| WO2007072632A1 (ja) | Ｓｏｉ基板およびｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JP2006210899A (ja) | Ｓｏｉウエーハの製造方法及びｓｏｉウェーハ | |
| JP2008066500A (ja) | 貼り合わせウェーハおよびその製造方法 | |
| JP2004087768A (ja) | Ｓｏｉウエーハの製造方法 | |
| JP4636110B2 (ja) | Ｓｏｉ基板の製造方法 | |
| JP2011071193A (ja) | 貼合せｓｏｉウェーハ及びその製造方法 | |
| KR20100015877A (ko) | Ｓｏｉ 기판의 제조 방법 및 ｓｏｉ기판 | |
| WO2009141954A1 (ja) | 貼り合わせウェーハの製造方法及び貼り合わせウェーハ | |
| JPH11354761A (ja) | Ｓｏｉ基板及びその製造方法 | |
| JP5673180B2 (ja) | 貼り合わせウェーハの製造方法 | |
| JPH08264740A (ja) | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ | |
| JP4239324B2 (ja) | 張り合わせｓｏｉウェーハの製造方法 | |
| JP2004087767A (ja) | Ｓｏｉウエーハの製造方法 | |
| JP2001217253A (ja) | Ｓｏｉウェーハ及び半導体単結晶ウェーハ並びにそれらの製造方法 | |
| JP2012104666A (ja) | 貼り合わせウェーハ及びその製造方法 | |
| JP2022070034A (ja) | 貼り合わせウェーハ用の支持基板の製造方法、および貼り合わせウェーハ用の支持基板 | |
| JPH11195774A (ja) | 半導体基板の作成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040802 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080422 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090219 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090414 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090525 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20090828 |