JP5190669B2 - 貼り合わせウェーハの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、イオン注入剥離法を用いた貼り合わせウェーハの製造方法に関し、典型的には、水素イオン等を注入したシリコンウェーハを支持基板となる他のウェーハと密着させた後に剥離してＳＯＩウェーハを製造する方法に関する。

ＳＯＩウェーハの製造方法として、イオン注入したウェーハを貼り合わせた後に剥離してＳＯＩウェーハを製造する方法（「イオン注入剥離法」あるいは「スマートカット法（登録商標）」と呼ばれる）が注目されている。
この方法では、例えば、２枚のシリコンウェーハのうち、少なくとも一方に酸化膜を形成すると共に、一方のシリコンウェーハ（ボンドウェーハ）の上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウェーハ内部にイオン注入層（「微小気泡層」ともいう）を形成させる。

次いで、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ェーハ（ベースウェーハ）の表面に貼り合わせる。この貼り合わせた２枚のウェーハに対し、熱処理炉内で１０℃／分程度でゆっくり昇温させて設定温度で所定時間滞留させる熱処理を行なうことにより、イオン注入層を劈開面としてボンドウェーハを剥離させて貼り合わせウェーハを形成する。さらに、この貼り合わせウェーハに高温熱処理（結合熱処理）を加えることにより、ボンドウェーハから剥離されたＳＯＩ層とベースウェーハを強固に結合し、ＳＯＩウェーハとする（例えば、特許文献１参照）。

この方法によれば、ＳＯＩ層の膜厚の均一性が高いＳＯＩウェーハを得ることができる。上記工程の中でも、特に剥離熱処理はその後の品質を大きく決定することがある。品質としては、特に貼り合わせ界面に発生するボイドやブリスター等がある。

イオン注入剥離法を用いて貼り合わせウェーハを製造する場合、一般に、薄膜を形成するためのボンドウェーハと支持基板となるベースウェーハの両者は同じ面方位を有するウェーハであり、面方位を示す切り欠き部（ノッチやオリエンテーションフラットと呼ばれる）も同一の位置に形成されたウェーハを用い、酸化膜を介して貼り合わせてＳＯＩウェーハを形成したり、酸化膜を介さずに貼り合わせて直接接合ウェーハを形成したりする。

ボンドウェーハとベースウェーハの貼り合わせは、通常は室温で行なわれ、両者の切り欠き部を一致させて貼り合わせた後、剥離熱処理を加えてボンドウェーハをイオン注入層で剥離して貼り合わせウェーハが作製される。
一方、貼り合わせウェーハを使用して通常とは違う半導体デバイスを作る目的のため、異なる面方位を有するボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせて、貼り合わせウェーハとして製造するものがある。

しかし、異なる面方位を有するボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせて作る貼り合わせウェーハは、同じ面方位のウェーハを貼り合わせて作る貼り合わせウェーハとはその特性において大きく異なる。特に、薄膜表面のヘイズ等の表面粗さに関する特性が違っている。また、貼り合わせ界面の欠陥（ボイドやブリスターなど）の発生についても相違しており、異なる面方位を有するボンドウェーハとベースウェーハを貼り合わせて作製する貼り合わせウェーハの方が多く発生し、またこれらのウェーハにしか発生しない欠陥も観察されるという問題があった。

特開平５−２１１１２８号公報

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせた場合、または同一の面方位のウェーハ同士であっても所定の角度回転させて貼り合わせた場合において、剥離熱処理の際に欠陥の発生を防止することができる貼り合わせウェーハの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンあるいはこれらの混合ガスイオンをイオン注入してウェーハ内部にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは絶縁膜を介して貼り合わせた後、該貼り合わせたウェーハに熱処理を行なうことにより、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハの製造方法において、前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、互いに異なる面方位を有するウェーハであって、少なくとも前記ベースウェーハに切り欠き部を有するウェーハを使用し、前記ボンドウェーハと前記ベースウェーハを貼り合わせた後、貼り合わせられた前記ベースウェーハの切り欠き部が、前記剥離のための熱処理を行う熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に前記熱処理炉内に貼り合わせたウェーハを配置して前記熱処理を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。

また本発明は、少なくとも、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンあるいはこれらの混合ガスイオンをイオン注入してウェーハ内部にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは絶縁膜を介して貼り合わせた後、該貼り合わせたウェーハに熱処理を行なうことにより、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハの製造方法において、前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、同一の面方位を有するウェーハであって、少なくとも前記ベースウェーハに切り欠き部を有するウェーハを使用し、前記ボンドウェーハと前記ベースウェーハの少なくとも一方を所定の角度回転させて貼り合わせた後、前記ベースウェーハの切り欠き部が、前記剥離のための熱処理を行う熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に前記熱処理炉内に貼り合わせたウェーハを配置して前記熱処理を行うことを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法を提供する。

このような貼り合わせウェーハの製造方法であれば、ウェーハを貼り合わせて剥離熱処理を行う際に、ベースウェーハの切り欠き部が、予め特定されたボンドウェーハの剥離開始位置から１８０±４５度の範囲内に位置するため、前記剥離は前記切り欠き部から十分離れた位置から始まる。これにより、欠陥が発生しやすい前記剥離開始領域が、その形状からストレスのかかりやすい前記切り欠き部と十分に離れた位置になるため、剥離熱処理の際に切り欠き部の欠陥の発生を効果的に防止できる。

このため、特に欠陥が発生しやすい、異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせる場合又は同一の面方位のウェーハ同士であって一方を所定の角度回転させて貼り合わせる場合であっても、その切り欠き部における欠陥の発生を防止できる。

このとき、前記熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置を、予め、前記熱処理炉を用いて剥離熱処理を行ったウェーハの剥離面をヘイズ測定し、最もヘイズのレベルが悪い位置を前記剥離開始位置として特定することできる。
剥離の開始位置は、ヘイズレベルが悪化するが、その位置は剥離熱処理の際使用する熱処理炉によってそれぞれ異なるため、予め上記の方法で調べることにより、使用する熱処理炉の剥離開始位置を確実に特定することができる。

本発明において、前記熱処理炉として横型炉を使用することが好ましい。
本発明の剥離熱処理に使用する熱処理炉としては、横型炉であればボンドウェーハの剥離開始位置がそれぞれの炉ごとに比較的一定しているため、本発明の製造方法がより確実に実施できる。

また、本発明に係る前記ボンドウェーハとして切り欠き部を有するウェーハを使用し、該ボンドウェーハの切り欠き部と前記ベースウェーハの切り欠き部の位置を合わせて貼り合わせることが好ましい。
ボンドウェーハについても切り欠き部があれば、ウェーハ同士を貼り合わせる際の位置の基準として便利である。また、この場合はボンドウェーハの切り欠き部をベースウェーハの切り欠き部と合わせて貼り合わせることにより、ボンドウェーハの切り欠き部についても同時にストレスを緩和し欠陥を防止することができる。

本発明では、前記切り欠き部がノッチであることが好ましい。
ノッチを有するウェーハであれば、ウェーハ同士の貼り合わせの際の位置の基準とすることができるため貼り合わせが容易となる。また、近年の大口径ウェーハはノッチが主流であるため、本発明は、このようなノッチを有する大口径ウェーハの貼り合わせに対応できる。

前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、シリコン単結晶ウェーハを使用することができる。
シリコン単結晶ウェーハであれば、汎用性が高く、比較的安価であり、大口径化も容易である。従って、シリコンウェーハを用いて本発明により貼り合わせウェーハを製造すれば、極めて高品質な大口径の貼り合わせウェーハを安価に提供することができる。

以上のように、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法によれば、異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせた場合や、同一の面方位を有するウェーハの一方を所定の角度だけ回転させて貼り合わせた場合において、貼り合わせたウェーハの剥離熱処理における欠陥の発生を防止できる。つまり本発明によれば、ボンドウェーハの剥離が、ストレスのかかりやすいベースウェーハの切り欠き部から離れた位置から開始する。これにより、剥離熱処理において特に欠陥が発生しやすい剥離開始位置と切り欠き部が、離れた位置にあるため欠陥の発生を効率的に防止することができる。

異なる面方位を有するウェーハ同士を貼り合わせて作る貼り合わせウェーハは、同一の面方位を有するウェーハ同士を貼り合わせて作る貼り合わせウェーハと比べて、貼り合わせ界面の欠陥が多く発生するという問題があった。

発明者らは、これらの欠陥について鋭意調査を行った結果、異なる面方位を有するウェーハをそれぞれのノッチ位置を一致させて貼り合わせた後、ボンドウェーハを薄膜状に剥離して作製される貼り合わせウェーハには、ノッチ近傍に欠陥が発生することを確認した。また、この欠陥はノッチ近傍に線状に連続的なＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔ）の密集として、パーティクルカウンターで観察されること、さらに、この欠陥をＳＥＭ等で観察すると連続した小さなボイドであることを確認した。図２は剥離熱処理後の貼り合わせウェーハの剥離面をパーティクルカウンターで観察した図である。また、ボンドウェーハとベースウェーハの面方位を逆にして貼り合わせウェーハを作製しても、同様な欠陥がノッチ近傍に発生することがわかった。

さらに、同じ面方位を有し、ノッチ位置も同一のウェーハを２枚用意して、片方のウェーハを所定の角度（例えば４５度）回転させて貼り合わせた場合（ノッチ位置を４５度ずらして貼り合わせた場合）も同様な欠陥が発生した。これらの欠陥の発生する場所は、常にベースウェーハのノッチ近傍であった。
一方、同じ面方位を有し、ノッチ位置も同一のウェーハを２枚用意して、ノッチ位置を一致させて貼り合わせて作製した貼り合わせウェーハに限り、ノッチ近傍に連続したＬＰＤとして観察されるボイドは発生しなかった。

発明者らは、イオン注入剥離法において、異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせたり、同一の面方位を有するウェーハの一方を所定の角度だけ回転させて貼り合わせたりした後に、剥離熱処理を行って剥離した場合、特有に発生するベースウェーハのノッチ部近傍の欠陥について鋭意検討した結果、次のような見解に達し、本発明を完成させた。

すなわち、ウェーハのノッチ近傍はその形状に起因して、熱処理中にストレスがかかりやすい。それは、例えば熱処理中の昇温速度を速くしていくと、まず、ノッチのエッジからスリップラインが成長する傾向があることからも裏付けられている。ノッチ部は機械的ストレスが発生した場合、変極点であり、ストレスがかかりやすい。
一方、熱処理による剥離工程では、剥離後のウェーハ表面のヘイズ測定を行うことにより、剥離開始領域が最もヘイズレベルが悪く、また、異なる面方位のウェーハ同士を貼りあわせた場合、更にヘイズが悪化することがわかった。このようなヘイズレベルの悪化は、剥離時に薄膜に作用するストレスの大きさに起因するものと推定される。

これらの事実から、異なる面方位のウェーハ同士を貼りあわせた場合、剥離開始領域にベースウェーハのノッチ部が一致すると最もストレスがかかりやすい状態となり、前述のような特有の欠陥を発生させるものと考えた。
そこで、剥離熱処理時にベースウェーハのノッチ部が剥離開始領域に一致しないように配置することによって、欠陥の発生を抑制できることを見出した。

ここで、この剥離が開始される領域は使用する熱処理炉によって特定され、剥離工程に使用する熱処理炉を用いて、予め剥離熱処理を行って、剥離後の貼り合わせウェーハの表面のヘイズ測定を行い、そのヘイズパターンから剥離位置を特定することができることを見出した。図１は剥離熱処理後の貼り合わせウェーハの剥離面をヘイズ測定したヘイズパターンの図である。
さらに検討を進め、剥離熱処理時にボート上へウェーハセットする場合、剥離が開始される位置からベースウェーハのノッチ位置を１８０±４５度の範囲で回転させることで、ノッチ位置の欠陥をほぼ完全に防止できることを見出し本発明を完成させた。

以下、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法について、実施態様の一例として、図３を参照しながら、イオン注入剥離法（スマートカット法（登録商標））により貼り合わせウエーハＡ（互いに異なる面方位のウェーハを貼り合わせ）及びＢ（同一面方位のウェーハを回転させて貼り合わせ）の２種類を製造する場合について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図３の工程（ａ）では、貼り合わせウェーハＡ、Ｂともにデバイスが形成されるＳＯＩ層となるボンドウェーハ１０として、例えば鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハを用意する。また、ベースウェーハ２０は、デバイスが形成されるＳＯＩ層を支持する支持基板であり、切り欠き部を有するものであって、例えば鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハを用意する。
この際、切り欠き部としてはノッチであるか又はオリエンテーションフラットであってもよい。これらはウェーハ面の回転方向の面方位を示すものであるため、貼り合わせの際に貼り合わせ位置の基準として利用される。

貼り合わせウェーハＡ、Ｂのボンドウェーハ１０の面方位としては例えば（１００）であるものを使用できる。このボンドウェーハ１０についても切り欠き部を有するウェーハを使用することが好ましい。ボンドウェーハ１０についても切り欠き部としてノッチ等があれば、貼り合わせがより正確にできる。
このとき貼り合わせウェーハＡのベースウェーハ２０の面方位として（１１０）のようなボンドウェーハ１０と異なる面方位を有するウェーハを使用する。もちろん、ボンドウェーハの面方位とベースウェーハの面方位は逆でもよく、あるいは、これら以外の面方位としてもよい。一方、貼り合わせウェーハＢの面方位はボンドウェーハ１０と同一の面方位を有するベースウェーハを使用する。この場合も貼り合わせウェーハの面方位は（１００）（１１０）に限定されない。

次に工程（ｂ）では、貼り合わせウェーハＡ、Ｂともに、ボンドウェーハ１０とベースウェーハ２０の少なくとも一方のウエーハ、ここではボンドウェーハ１０を熱酸化し、その表面に例えば約１００ｎｍ〜２０００ｎｍ厚の酸化膜１２を形成する。また、ベースウェーハ２０の表面に酸化膜１２を形成したり、両ウェーハに酸化膜を形成する場合や、両ウェーハ共に酸化膜を形成しない場合もある。

工程（ｃ）では、貼り合わせウェーハＡ、Ｂともに、ボンドウエーハ１０の片面に対して水素イオンまたは希ガスイオンのうち少なくとも一方、ここでは水素イオンを注入し、イオンの平均進入深さにおいて表面に平行なイオン注入層（微小気泡層）１１を形成させるもので、この注入温度は２５〜４５０℃が好ましい。

工程（ｄ）は、貼り合わせウェーハＡ、Ｂともに、水素イオン注入したボンドウエーハ１０の水素イオン注入面に、ベースウエーハ２０を酸化膜１２を介して重ね合せて張り合わせる工程であり、常温の清浄な雰囲気下で２枚のウエーハの表面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウエーハ同士が貼り合わされる。
このとき、面方位が異なるウェーハ同士を貼り合わせる貼り合わせウェーハＡの場合には、切り欠き部の位置に関係なく貼り合わせることができるが、ボンドウェーハ１０が切り欠き部を有する場合には切り欠き部同士を合わせて貼り合わせることが好ましい。これにより、剥離熱処理の際にベースウェーハ２０の切り欠き部と同じ位置にできるため、ボンドウェーハ１０の切り欠き部周辺の欠陥も効率的に防止できる。

また、面方位が同一のウェーハ同士を貼り合わせる貼り合わせウェーハＢの場合には、切り欠き部を基準にして一方のウェーハを所定の角度回転させて貼り合わせる。この場合、ボンドウェーハ１０が切り欠き部を有する場合であって、両ウェーハの切り欠き部のＯＦ（オリエンテーションフラット）方位またはノッチ方位が異なる場合には、その切り欠き部同士の位置を合わせて張り合わせることが好ましい。一方、両ウェーハの切り欠き部のＯＦ方位またはノッチ方位が同一の場合には、一方のウェーハを例えば４５度といった所定の角度回転させ、切り欠き部をずらして貼り合わせる。

次に、工程（ｅ）は、イオン注入層１１を境界として剥離することによって、剥離ウエーハ３１と、ベースウエーハ２０上に酸化膜１２を介してＳＯＩ層３２が形成された貼り合わせウエーハ３０に分離する剥離工程で、例えば不活性ガス雰囲気下約５００℃以上の温度で熱処理を加えれば、結晶の再配列と気泡の凝集とによって剥離ウエーハ３１と貼り合わせウエーハ３０（ＳＯＩ層３２＋酸化膜１２＋ベースウエーハ２０）に分離される。

この時、本発明では貼り合わせウェーハＡ、Ｂともに、ボンドウェーハ１０を剥離するための熱処理の際、貼り合わせられたベースウェーハ２０の切り欠き部が、剥離熱処理を行う熱処理炉によって特定されるボンドウェーハ１０の剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に熱処理炉内に配置して剥離熱処理を行う。

剥離熱処理を行う熱処理によって特定されるボンドウェーハの剥離開始位置を求めるには、例えば、剥離開始位置のヘイズレベルが悪化することを利用することができる。すなわち、予め、前記熱処理を行う熱処理炉を用いて剥離熱処理を行ったウェーハの剥離面をヘイズ測定し、そのヘイズパターンから最もヘイズレベルの悪い位置（回転位置）をボンドウェーハの剥離開始位置として特定することができる。この方法によれば、熱処理炉によって異なる剥離開始位置を容易かつ確実に特定することができる。
また、剥離のための熱処理炉としては、横型炉であることが好ましい。横型炉であれば、ボンドウェーハの剥離開始位置が炉ごとに比較的一定であるため本発明の実施がより確実にできる。

こうして、本発明によれば、貼り合わせられたベースウェーハの切り欠き部が、剥離のための熱処理を行う熱処理炉によって特定されるボンドウェーハの剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に熱処理炉内に貼り合わせたウェーハを配置して熱処理を行うことによって、異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせたＡの場合や、同一の面方位を有するウェーハの一方を所定の角度だけ回転させて貼り合わせたＢの場合のような、特に欠陥が発生しやすい貼り合わせウェーハの剥離熱処理における欠陥の発生を防止できる。つまり本発明によればボンドウェーハの剥離が、ストレスのかかりやすいベースウェーハの切り欠き部から離れた位置から開始する。これにより、剥離熱処理においてヘイズレベルが悪化しやすい剥離開始位置から、ベースウェーハの切り欠き部が離れた位置にあるため、欠陥の発生を効果的に防止することができる。

以下、本発明を実施例、比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（熱処理炉の剥離開始位置の特定）
先ず、剥離熱処理に使用する２つの熱処理炉（横型炉）において、剥離開始位置を調べるため、水素イオンを注入したボンドウェーハ（表面酸化膜付き）とベースウェーハ（酸化膜なし）を室温で貼り合わせたウェーハをそれぞれの熱処理炉に投入し、５００℃で３０分の剥離熱処理を行い貼り合わせウェーハを作製した。その後、作製した貼り合わせウェーハの剥離面のヘイズを調べ、その最もレベル悪い箇所（回転位置）を見出し、その位置を剥離開始位置と特定した。
その結果、２つの熱処理炉の剥離開始位置は、熱処理炉（横型炉）の真上を０度の位置として、時計回りに４５度と３１５度の位置であった。

（実施例１、比較例１）（面方位、ノッチ方位ともに異なるウェーハ同士を貼り合わせた場合）
面方位（１００）、ノッチ方位［０１１］のシリコン単結晶ウェーハをボンドウェーハに用いて２００ｎｍの酸化膜を成長させた後、水素イオン注入を行った。一方、面方位（１１０）、ノッチ方位［００１］のシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハに用いた。
これらのウェーハをノッチ位置を合わせて室温で貼り合わせを行い、その後、剥離開始位置が４５度の横型炉で剥離熱処理を行った。その際、先ずノッチを真上にセットして剥離熱処理を行った。その条件ではノッチ部近傍に欠陥が発生し、また剥離開始位置は４５度の位置であることを確認した。

次に、熱処理炉の真上を０度の位置とし、ノッチ位置を０〜３１５度まで４５度毎に時計方向に回転させてウェーハを配置して剥離熱処理を行った。各条件１０枚で実験を行った結果、ノッチ位置が１８０度、２２５度、２７０度（すなわち、剥離開始位置からの角度が１３５度、１８０度、２２５度）の位置での欠陥の発生が極めて少なかった。その結果を表１に示す。

（実施例２、比較例２）（面方位が同一でノッチ方位が異なるウェーハ同士を貼り合わせた場合）
面方位（１００）、ノッチ方位［０１１］のシリコン単結晶ウェーハをボンドウェーハに用いて２００ｎｍの酸化膜を成長させた後、水素イオン注入を行った。一方、面方位（１００）、ノッチ方位［０１０］のシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハに用いた。
これらのウェーハをノッチ位置を合わせて室温で貼り合わせを行い、その後、剥離開始位置が３１５度の横型炉で剥離熱処理を行った。その際、先ずノッチを真上にセットして剥離熱処理を行った。その条件ではノッチ部近傍に欠陥が発生し、また剥離開始位置は３１５度の位置であることを確認した。

次に、熱処理炉の真上を０度の位置とし、ノッチ位置を０〜３１５度まで４５度毎に時計方向に回転させてウェーハを仕込んで剥離熱処理を行った。各条件１０枚で実験を行った結果、ノッチ位置が９０度、１３５度、１８０度（すなわち、剥離開始位置からの角度が１３５度、１８０度、２２５度）の位置での欠陥の発生が極めて少なかった。その結果を表２に示す。

（実施例３、比較例３）（面方位、ノッチ方位ともに同一のウェーハ同士を貼り合わせた場合）
面方位（１００）、ノッチ方位［０１１］のシリコン単結晶ウェーハをボンドウェーハに用いて、２００ｎｍの酸化膜を成長させた後、水素イオン注入を行った。ボンドウェーハと同一仕様のシリコン単結晶ウェーハをベースウェーハに用いた。
これらのウェーハを、ノッチ位置を４５度ずらせて室温で貼り合わせを行い、その後、剥離開始位置が４５度の横型炉で剥離熱処理を行った。

次に、熱処理炉の真上を０度の位置とし、ベースウェーハのノッチ位置を０〜３１５度まで４５度毎に時計方向に回転させてウェーハを仕込んで剥離熱処理を行った。各条件１０枚で実験を行った結果ノッチ位置が１８０度、２２５度、２７０度（すなわち、剥離開始位置からの角度が１３５度、１８０度、２２５度）の位置での欠陥の発生が極めて少なかった。その結果を表３に示す。

以上のように、ベースウェーハのノッチ位置をボンドウェーハの剥離開始位置から１３５度〜２２５度の範囲（つまり１８０±４５度の範囲）に位置するように配置して剥離熱処理を行ったものは欠陥がほぼ発生しなかった。これにより、本発明の貼り合わせウェーハの製造方法による剥離熱処理によれば、欠陥の生じやすい剥離開始位置がストレスのかかりやすいベースウェーハの切り欠き部と離れているため、効果的に剥離熱処理時の欠陥を防止できることが分かる。
このため、特に欠陥が生じやすい異なる面方位のウェーハ同士を貼り合わせた場合、および同一の面方位のウェーハ同士を所定の角度回転させて貼り合わせた場合の剥離熱処理においても、欠陥の発生を防止できることが分かった。

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。

剥離熱処理後の貼り合わせウェーハの剥離面のヘイズパターンの図である。 剥離熱処理後の貼り合わせウェーハの剥離面をパーティクルカウンターで観察した図である。 貼り合わせウェーハの製造の工程の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１０…ボンドウェーハ、 １１…イオン注入層 １２…酸化膜、
２０…ベースウェーハ、 ３０…貼り合わせウェーハ、
３１…剥離ウェーハ、 ３２…ＳＯＩ層。

Claims (6)

1. 少なくとも、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンあるいはこれらの混合ガスイオンをイオン注入してウェーハ内部にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは絶縁膜を介して貼り合わせた後、該貼り合わせたウェーハに熱処理を行なうことにより、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハの製造方法において、
   前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、互いに異なる面方位を有するウェーハであって、少なくとも前記ベースウェーハに切り欠き部を有するウェーハを使用し、前記ボンドウェーハと前記ベースウェーハを貼り合わせた後、貼り合わせられた前記ベースウェーハの切り欠き部が、前記剥離のための熱処理を行う熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に前記熱処理炉内に貼り合わせたウェーハを配置して前記熱処理を行い、かつ
   前記熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置を、予め、前記熱処理炉を用いて剥離熱処理を行ったウェーハの剥離面をヘイズ測定し、最もヘイズのレベルが悪い位置を前記剥離開始位置として特定することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
2. 少なくとも、ボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンあるいはこれらの混合ガスイオンをイオン注入してウェーハ内部にイオン注入層を形成し、前記ボンドウェーハのイオン注入した表面とベースウェーハの表面とを直接あるいは絶縁膜を介して貼り合わせた後、該貼り合わせたウェーハに熱処理を行なうことにより、前記イオン注入層でボンドウェーハを剥離させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハの製造方法において、
   前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、同一の面方位を有するウェーハであって、少なくとも前記ベースウェーハに切り欠き部を有するウェーハを使用し、前記ボンドウェーハと前記ベースウェーハの少なくとも一方を所定の角度回転させて貼り合わせた後、前記ベースウェーハの切り欠き部が、前記剥離のための熱処理を行う熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置から、１８０±４５度の範囲内に位置する様に前記熱処理炉内に貼り合わせたウェーハを配置して前記熱処理を行い、かつ
   前記熱処理炉によって特定される前記ボンドウェーハの剥離開始位置を、予め、前記熱処理炉を用いて剥離熱処理を行ったウェーハの剥離面をヘイズ測定し、最もヘイズのレベルが悪い位置を前記剥離開始位置として特定することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
3. 前記熱処理炉が横型炉であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。
4. 前記ボンドウェーハとして切り欠き部を有するウェーハを使用し、該ボンドウェーハの切り欠き部と前記ベースウェーハの切り欠き部の位置を合わせて貼り合わせることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。
5. 前記切り欠き部がノッチであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。
6. 前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、シリコン単結晶ウェーハを使用することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された貼り合わせウェーハの製造方法。

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