JP5587257B2 - Deterioration judgment method for substrate holder of ion implanter - Google Patents

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Description

本発明は、イオン注入剥離法による貼り合わせウェーハの製造に用いられるイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法に関する。   The present invention relates to a deterioration determination method for a substrate holder of an ion implanter used for manufacturing a bonded wafer by an ion implantation separation method.

半導体素子用のウェーハの一つとして、絶縁膜であるシリコン酸化膜（以下、埋め込み酸化膜又はＢＯＸ層と呼ぶことがある）上にシリコン薄膜（以下、ＳＯＩ層と呼ぶことがある）を形成したＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハがある。
このＳＯＩウェーハは、デバイス作製領域となる基板表層部のＳＯＩ層が埋め込み酸化膜により基板内部と電気的に分離されているため、寄生容量が小さく、耐放射性能力が高いなどの特徴を有する。そのため、高速・低消費電力動作、ソフトエラー防止などの効果が期待され、高性能半導体素子用の基板として有望視されている。 As one of semiconductor device wafers, a silicon thin film (hereinafter also referred to as SOI layer) was formed on a silicon oxide film (hereinafter also referred to as buried oxide film or BOX layer) as an insulating film. There is an SOI (Silicon On Insulator) wafer.
This SOI wafer has features such as a small parasitic capacitance and high radiation resistance because the SOI layer on the surface layer of the substrate, which is a device manufacturing region, is electrically separated from the inside of the substrate by a buried oxide film. Therefore, effects such as high-speed and low-power consumption operation and prevention of soft errors are expected, and it is promising as a substrate for high-performance semiconductor elements.

このＳＯＩウェーハを製造する代表的な方法として、ウェーハ貼り合わせ法やＳＩＭＯＸ法が挙げられる。
ウェーハ貼り合わせ法は、例えば２枚のシリコン単結晶ウェーハのうちの一方の表面に熱酸化膜を形成した後、この形成した熱酸化膜を介して２枚のウェーハを密着させ、結合熱処理を施すことによって結合力を高め、その後に片方のウェーハ（ＳＯＩ層を形成するウェーハ（以下、ボンドウェーハ））を鏡面研磨等により薄膜化することによってＳＯＩウェーハを製造する方法である。また、この薄膜化の方法としては、ボンドウェーハを所望の厚さまで研削、研磨する方法や、ボンドウェーハの内部に水素イオン、希ガスイオンの少なくとも１種類を注入してイオン注入層を形成しておき、イオン注入層においてボンドウェーハを剥離するイオン注入剥離法と呼ばれる方法等がある。 Typical methods for manufacturing this SOI wafer include a wafer bonding method and a SIMOX method.
In the wafer bonding method, for example, after forming a thermal oxide film on one surface of two silicon single crystal wafers, the two wafers are brought into close contact with each other through the formed thermal oxide film, and a bonding heat treatment is performed. In this method, the bonding force is increased, and then one wafer (a wafer on which an SOI layer is formed (hereinafter referred to as a bond wafer)) is thinned by mirror polishing or the like to manufacture an SOI wafer. As a method for thinning, a bond wafer is ground and polished to a desired thickness, or an ion implantation layer is formed by implanting at least one of hydrogen ions and rare gas ions into the bond wafer. In addition, there is a method called an ion implantation separation method in which the bond wafer is separated from the ion implantation layer.

一方、ＳＩＭＯＸ法は、シリコン単結晶ウェーハの内部に酸素をイオン注入し、その後に高温熱処理（酸化膜形成熱処理）を行って、注入した酸素とシリコンとを反応させてＢＯＸ層を形成することによってＳＯＩウェーハを製造する方法である。
上記の代表的な２つの手法のうち、ウェーハ貼り合わせ法は、作製されるＳＯＩ層やＢＯＸ層の厚さが自由に設定できるという優位性があるため、様々なデバイス用途に適用することが可能である。特に、ウェーハ貼り合わせ法の一つであるイオン注入剥離法は、上記優位性に加え、優れた膜厚均一性を有するＳＯＩ層を得ることができるという特徴があり、ウェーハ全面で安定したデバイス特性を得ることができる。 On the other hand, in the SIMOX method, oxygen is ion-implanted into a silicon single crystal wafer, followed by high-temperature heat treatment (oxide film formation heat treatment), and the implanted oxygen and silicon are reacted to form a BOX layer. This is a method of manufacturing an SOI wafer.
Of the two typical methods described above, the wafer bonding method has the advantage that the thickness of the SOI layer and BOX layer to be fabricated can be set freely, so it can be applied to various device applications. It is. In particular, the ion implantation delamination method, which is one of the wafer bonding methods, has a feature that an SOI layer having excellent film thickness uniformity can be obtained in addition to the above advantages, and stable device characteristics over the entire wafer surface. Can be obtained.

イオン注入剥離法では、イオン注入機にてウェーハ面内に水素イオン、あるいは、希ガスイオン等をウェーハ面内に、均一な量で、均一な深さに注入する必要がある。
この目的のための一つの要素として、イオン注入機の基板保持具には、ウェーハを均一に冷却する機能が求められる。この基板保持具にはウェーハとの接触を向上させるため、シリコーンゴム等のゴム部材やセラミック部材等からなるシート部材が使用されている。また、基板保持具の背面には冷却水を循環させるための配管が設けられており、イオン注入中のウェーハを十分に冷却することができるような構造となっている。 In the ion implantation separation method, it is necessary to implant hydrogen ions, rare gas ions, or the like into the wafer surface with a uniform amount and at a uniform depth in the wafer surface by an ion implanter.
As one element for this purpose, the substrate holder of the ion implanter is required to have a function of uniformly cooling the wafer. In order to improve the contact with the wafer, a sheet member made of a rubber member such as silicone rubber or a ceramic member is used for the substrate holder. In addition, a pipe for circulating cooling water is provided on the back surface of the substrate holder so that the wafer during ion implantation can be sufficiently cooled.

このようなイオン注入機の基板保持具は真空容器内に装着されているため、そのウェーハ冷却能力を評価するには、保持するウェーハ表面にサーモラベルを貼り付け、イオン注入により上昇したウェーハ表面温度から判定する方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。   Since the substrate holder of such an ion implanter is mounted in a vacuum vessel, in order to evaluate the wafer cooling capacity, a thermo label is attached to the surface of the wafer to be held, and the wafer surface temperature increased by ion implantation. (For example, refer patent document 1).

特開２０１１−９００７号公報JP 2011-9007 A

しかしながら、上記方法では、サーモラベルを貼ったウェーハを注入処理するため、製造を停止する必要があることや、サーモラベルを貼った位置の情報しか得られないため、ウェーハ面内の局所的な温度異常を見逃す可能性があるなどの問題がある。
また、サーモラベルでウェーハ温度を評価する場合、サーモラベルの焼損を防止するために、アルミテープや、熱に強い樹脂性テープをウェーハ表面に貼り付けてイオン注入する必要がある。しかし、これにより、イオン注入機においてパーティクル汚染や金属汚染などが発生する可能性がある。また、これらの汚染等の評価を別に行う必要があるため、製造を停止させ、装置稼働率の低下を引き起こす問題もあった。 However, in the above method, since the wafer with the thermolabel is injected, it is necessary to stop the production, and only information on the position where the thermolabel is applied can be obtained. There are problems such as the possibility of missing an abnormality.
Further, when evaluating the wafer temperature with a thermo label, it is necessary to apply ions by attaching an aluminum tape or a heat-resistant resin tape to the wafer surface in order to prevent the thermo label from being burned out. However, this may cause particle contamination or metal contamination in the ion implanter. Moreover, since it is necessary to evaluate these contaminations separately, there also existed a problem which stopped manufacture and caused the apparatus operating rate to fall.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、イオン注入剥離法を用いた貼り合わせウェーハを製造するにあたり、作製される貼り合わせウェーハの品質の悪化を防止するため、イオン注入機の基板保持具の劣化状況を容易かつ高精度に判定することができる方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in manufacturing a bonded wafer using an ion implantation separation method, an ion implanter is used to prevent deterioration of the quality of the bonded wafer to be manufactured. It is an object of the present invention to provide a method capable of easily and accurately determining the deterioration state of the substrate holder.

上記目的を達成するために、本発明は、イオン注入機の基板保持具の劣化を判定する方法であって、前記イオン注入機において、基板保持具でボンドウェーハを保持して、該保持されたボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンの少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入して、前記ボンド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された側の表面とベースウェーハの表面とを、絶縁膜を介して、或いは、直接貼り合わせた後、前記ボンドウェーハの一部を前記イオン注入層で剥離して、前記ベースウェーハ上に前記ボンドウェーハから剥離した薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製し、前記作製された貼り合わせウェーハ又は前記一部が剥離されたボンドウェーハの品質を測定し、該測定された品質から、前記ボンドウェーハを保持したイオン注入機の基板保持具の劣化を判定すること特徴とするイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is a method for determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter, wherein the bond wafer is held by the substrate holder in the ion implanter, and the holding is performed. At least one kind of hydrogen ion or rare gas ion is ion-implanted from the surface of the bond wafer to form an ion-implanted layer inside the bond wafer, and the ion-implanted surface of the bond wafer and the base wafer After bonding the surface of the substrate with an insulating film or directly, a part of the bond wafer is peeled off by the ion implantation layer, and a thin film peeled off from the bond wafer is formed on the base wafer. A bonded wafer is produced, and the quality of the produced bonded wafer or the bonded wafer from which the part has been peeled is measured, and the measured From the quality, to provide an ion implanter deterioration determination method of the substrate holder of which is characterized by determining the degradation of the substrate holder of an ion implanter which holds the bond wafer.

このように、イオン注入剥離法により作製された貼り合わせウェーハ又は剥離後のボンドウェーハの品質は、イオン注入の際にボンドウェーハを保持したイオン注入機の基板保持具の劣化が反映されるため、その品質を測定して基板保持具の劣化を間接的に判定することで、容易かつ高精度に基板保持具の劣化を判定することができる。また、薄膜又はボンドウェーハの全面の品質を測定することが容易であるため、基板保持具の劣化が一部のみの場合にも劣化を高精度に判定できる。さらに、本発明であれば、製品の貼り合わせウェーハの製造の通常の過程で判定を行うことができ、また、イオン注入機内にウェーハ以外の特別な部品等を入れる必要が無いため、汚染等のおそれが無く、装置稼働率が低下しない。
以上より、本発明であれば、高精度かつ容易にイオン注入機の基板保持具の劣化を判定できるため、貼り合わせウェーハの品質及び生産性の向上に貢献することができる。 Thus, since the quality of the bonded wafer produced by the ion implantation separation method or the bond wafer after separation reflects the deterioration of the substrate holder of the ion implanter that holds the bond wafer at the time of ion implantation, By measuring the quality and indirectly determining the deterioration of the substrate holder, the deterioration of the substrate holder can be determined easily and with high accuracy. Moreover, since it is easy to measure the quality of the entire surface of the thin film or the bond wafer, the deterioration can be determined with high accuracy even when the substrate holder is only partially degraded. Furthermore, according to the present invention, it is possible to make a determination in the normal process of manufacturing a bonded wafer of a product, and it is not necessary to put special parts other than the wafer in the ion implanter. There is no fear and the device operation rate does not decrease.
As described above, according to the present invention, it is possible to determine the deterioration of the substrate holder of the ion implanter with high accuracy and easily, which can contribute to the improvement of the quality and productivity of the bonded wafer.

このとき、前記測定する品質を、前記作製された貼り合わせウェーハの薄膜又は前記一部が剥離されたボンドウェーハの剥離面の面粗さ分布、剥離面の表面欠陥の面内分布、前記作製された貼り合わせウェーハの薄膜の平均厚さ、面内厚さ分布、前記作製された貼り合わせウェーハの研磨或は平坦化熱処理された薄膜の面内厚さ分布、表面欠陥の面内分布のうち少なくとも一つとすることが好ましい。
これらのような品質を測定することで基板保持具の劣化を高精度に判定でき、また、測定も容易である。 At this time, the quality to be measured is the surface roughness distribution of the peeled surface of the bonded wafer from which the thin film or the part of the bonded wafer has been peeled, the in-plane distribution of surface defects of the peeled surface, and the fabricated quality. At least one of the average thickness of the bonded wafer thin film, the in-plane thickness distribution, the in-plane thickness distribution of the thin film subjected to the polishing or flattening heat treatment of the manufactured bonded wafer, and the in-plane distribution of surface defects. One is preferable.
By measuring such qualities, it is possible to determine the deterioration of the substrate holder with high accuracy, and measurement is also easy.

このとき、前記判定する基板保持具の劣化を、前記基板保持具の表面に形成されたシート部材の劣化、又は、前記基板保持具を冷却するための冷却水配管の不具合によるウェーハ冷却能力の低下とすることが好ましい。
このようなシート部材や冷却水配管の劣化は、形成される薄膜やボンドウェーハの品質に特に影響するため、本発明によって、より高精度に判定できる。 At this time, the deterioration of the substrate holder to be determined is caused by the deterioration of the sheet member formed on the surface of the substrate holder, or the decrease in the wafer cooling capacity due to the failure of the cooling water piping for cooling the substrate holder. It is preferable that
Such deterioration of the sheet member and the cooling water piping particularly affects the quality of the formed thin film and bond wafer, and therefore can be determined with higher accuracy according to the present invention.

このとき、前記貼り合わせウェーハの作製の際、前記イオン注入機において、前記ボンドウェーハの表面から、イオン注入加速電圧７０ｋｅＶ以上でイオン注入することが好ましい。
このようにイオン注入加速電圧７０ｋｅＶ以上でイオン注入することで、基板保持具の劣化状況が、形成される薄膜又はボンドウェーハの品質に明確に反映されるため、より高精度の判定が可能である。 At this time, when producing the bonded wafer, it is preferable that the ion implantation is performed with an ion implantation acceleration voltage of 70 keV or more from the surface of the bond wafer in the ion implanter.
In this way, by performing ion implantation at an ion implantation acceleration voltage of 70 keV or more, the deterioration state of the substrate holder is clearly reflected in the quality of the thin film or bond wafer to be formed, so that more accurate determination is possible. .

前記貼り合わせウェーハの作製において、前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、シリコン単結晶ウェーハを用いることができる。
このように、シリコン単結晶ウェーハ同士の貼り合わせによる貼り合わせウェーハの作製において、本発明の方法で基板保持具の劣化を判定することができる。 In the production of the bonded wafer, a silicon single crystal wafer can be used as the bond wafer and the base wafer.
Thus, in the production of a bonded wafer by bonding silicon single crystal wafers, it is possible to determine the deterioration of the substrate holder by the method of the present invention.

前記イオン注入機を、複数の基板保持具を有するバッチ式イオン注入機とし、前記作製された貼り合わせウェーハ又は前記一部が剥離されたボンドウェーハの前記測定された品質から、前記ボンドウェーハを保持した前記複数の基板保持具の劣化を判定して、劣化した基板保持具を特定することが好ましい。
このようなバッチ式のイオン注入機においては、本発明の方法により複数の基板保持具の中で劣化した基板保持具を高精度に特定することができるため、貼り合わせウェーハの歩留まりの向上に貢献できる。 The ion implanter is a batch ion implanter having a plurality of substrate holders, and holds the bond wafer from the measured quality of the bonded wafer or the partially peeled bond wafer produced. It is preferable to determine the deterioration of the plurality of substrate holders and identify the deteriorated substrate holder.
In such a batch type ion implanter, the method of the present invention can accurately identify a deteriorated substrate holder among a plurality of substrate holders, contributing to an improvement in the yield of bonded wafers. it can.

以上のように、本発明によれば、高精度かつ容易にイオン注入機の基板保持具の劣化を判定できるため、貼り合わせウェーハの品質及び生産性の向上に貢献することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to determine the deterioration of the substrate holder of the ion implanter with high accuracy and easily, which can contribute to the improvement of the quality and productivity of the bonded wafer.

実施例１において測定した剥離後のボンドウェーハの面粗さマップである。2 is a surface roughness map of a bonded wafer after peeling measured in Example 1. FIG. 実施例１において測定した剥離後のボンドウェーハの面内のＡＦＭによる最大面粗さと最小面粗さを示す図である。It is a figure which shows the maximum surface roughness and minimum surface roughness by AFM in the surface of the bond wafer after peeling measured in Example 1. FIG. 実施例２において測定した剥離後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布である。4 is an in-plane film thickness distribution of the SOI layer of the SOI wafer after peeling measured in Example 2. 実施例３において測定した研磨後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布である。4 is an in-plane film thickness distribution of the SOI layer of the polished SOI wafer measured in Example 3. 実施例６において測定した研磨後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面のＬＰＤである。7 is an LPD of the SOI layer surface of the polished SOI wafer measured in Example 6. FIG. 実施例７において測定した剥離後のボンドウェーハのＨＡＺＥマップである。10 is a HAZE map of a bond wafer after peeling measured in Example 7. FIG. 実験例において測定した平坦化熱処理後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布とイオン注入加速電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the in-plane film thickness distribution of the SOI layer of the SOI wafer after the planarization heat processing measured in the experiment example, and ion implantation acceleration voltage. （ａ）バッチ式イオン注入機の回転体部分の概略平面図と、（ｂ）その基板保持具の部分拡大図である。(A) The schematic plan view of the rotary body part of a batch type ion implanter, (b) The elements on larger scale of the board | substrate holder. イオン注入機において基板を保持していない状態の基板保持具の（ａ）平面図と（ｂ）側面図であり、また、基板を保持している状態の基板保持具の（ｃ）平面図と（ｄ）側面図である。(A) Top view and (b) Side view of substrate holder in state of not holding substrate in ion implanter, (c) Plan view of substrate holder in state of holding substrate (D) It is a side view. イオン注入機の基板保持具の冷却水配管を説明するための基板保持具の（ａ）裏面の概略図と、（ｂ）側面図である。It is the schematic of the (a) back surface of the board | substrate holder for demonstrating the cooling water piping of the board | substrate holder of an ion implanter, (b) It is a side view.

本発明者らは、イオン注入機の基板保持具の劣化状況について鋭意検討を重ねたところ、イオン注入機の長期間にわたる使用で、基板保持具のシート部材が劣化すると、ウェーハ冷却能力が低下するため、ウェーハ品質に影響を与えることが分かった。また、基板保持具への冷却水配管の詰まりなどで、循環する冷却水の流量が低下することでも、ウェーハ冷却性能が低下し、ウェーハ品質に影響を与えることが分かった。
そして、これらの知見に基いて、イオン注入剥離法で作製した貼り合わせウェーハや剥離後のボンドウェーハの品質から、イオン注入機の基板保持具のシート部材の劣化状況、基板保持具の冷却水系統の不具合等を判定することができることを発想し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention have made extensive studies on the state of deterioration of the substrate holder of the ion implanter, and as a result of the use of the ion implanter over a long period of time, when the sheet member of the substrate holder deteriorates, the wafer cooling capability decreases. Therefore, it was found that the wafer quality is affected. Further, it has been found that even when the flow rate of the circulating cooling water decreases due to clogging of the cooling water piping to the substrate holder, the wafer cooling performance is lowered and the wafer quality is affected.
Based on these findings, the quality of the bonded wafer produced by the ion implantation delamination method and the bonded wafer after delamination, the deterioration status of the sheet member of the substrate holder of the ion implanter, the cooling water system of the substrate holder The idea of being able to determine the inconveniences and the like has been completed and the present invention has been completed.

ここで、イオン注入機の基板保持具の劣化状況と、イオン注入剥離法により形成された剥離ウェーハ（貼り合わせウェーハ又は剥離して残ったボンドウェーハ）の品質との関係について下記に説明する。   Here, the relationship between the deterioration state of the substrate holder of the ion implanter and the quality of the separation wafer (bonded wafer or the bond wafer left after separation) formed by the ion implantation separation method will be described below.

イオン注入剥離法による貼り合わせウェーハの製造におけるイオン注入工程においては、まず、所望の深さに、剥離に十分な量の水素、あるいは、希ガス等を注入してボンドウェーハ内部にイオン注入層（注入元素の高濃度層）を形成する。この際、イオン注入機の基板保持具の本体部分の金属板表面には、ウェーハとの接触面積を向上し、熱伝導率を高め、かつ、金属汚染を低減するための樹脂製シート（或いはセラミックシート）が貼り付けられている。
この樹脂製シートが劣化すると、樹脂が硬化してウェーハとの接触面積が低下したり、あるいは、樹脂そのものの熱伝導率が低下するため、イオン注入中に発生する熱エネルギーをウェーハから逃がすことが難しくなり、イオン注入中のウェーハ温度が上昇してしまう。 In the ion implantation process in the production of a bonded wafer by the ion implantation delamination method, first, a sufficient amount of hydrogen or a rare gas for delamination is implanted to a desired depth, and an ion implantation layer ( A high concentration layer of implanted elements) is formed. At this time, on the surface of the metal plate of the main body portion of the substrate holder of the ion implanter, a resin sheet (or ceramic) for improving the contact area with the wafer, increasing the thermal conductivity, and reducing metal contamination. Sheet) is attached.
When this resin sheet deteriorates, the resin hardens and the contact area with the wafer decreases, or the thermal conductivity of the resin itself decreases, so that the heat energy generated during ion implantation can be released from the wafer. It becomes difficult and the wafer temperature during ion implantation rises.

イオン注入剥離法において注入されるイオン種は、水素、あるいはヘリウム等の希ガスであり、ウェーハに熱が掛かると比較的容易に熱拡散するものが多い。特に、水素は非常に拡散しやすい元素で、イオン注入中のウェーハ温度が上昇すると容易に拡散し、形成されるイオン注入層のピーク濃度が下がり、その深さ分布がシャープなガウス分布から、ブロードなものへと変化してしまう。このようなブロードな分布を持つイオン注入層の場合、ボンドウェーハを土台となるベースウェーハに貼り合わせ、イオン注入層にてウェーハの剥離を行うと、剥離の際に生じる欠陥領域が深さ方向に広がることで、剥離面の面粗さが大きくなってしまう。また、場合によっては、剥離時の剥離層厚さ（薄膜厚さ）が変化してしまうことがある。   Ion species implanted in the ion implantation separation method are rare gases such as hydrogen or helium, and many of them diffuse relatively easily when heat is applied to the wafer. In particular, hydrogen is a very diffusible element, and it diffuses easily when the wafer temperature during ion implantation rises. The peak concentration of the formed ion implantation layer decreases, and the depth distribution is sharp from the Gaussian distribution. It will change to something. In the case of an ion-implanted layer having such a broad distribution, when a bond wafer is bonded to a base wafer serving as a base and the wafer is peeled off by the ion-implanted layer, a defect region generated at the time of peeling is in the depth direction. By spreading, the surface roughness of the peeled surface increases. Moreover, depending on the case, the peeling layer thickness (thin film thickness) at the time of peeling may change.

このような樹脂製シートの劣化は、基板保持具全体で均一に劣化するとは限らず、部分的に劣化することが多い。また、基板保持具本体部分や樹脂性シート（或いはセラミックスシート）にキズ等が発生すると、基板保持具面内で当該キズが発生した部分のみ冷却効率が低下してしまうこともある。この場合、保持される位置によってウェーハ冷却効率が変わるため、イオン注入中のウェーハ面内温度分布は不均一となる。この状態でイオン注入されたウェーハをイオン注入層で剥離すると、剥離したウェーハ表面の面粗さは、ウェーハ温度が高い位置では大きく、ウェーハ温度が低い位置では小さくなり、面内で不均一となってしまう。この場合には、剥離した薄膜やボンドウェーハの厚さも、面内で不均一となることがある。   Such deterioration of the resin sheet does not necessarily deteriorate uniformly over the entire substrate holder, and often deteriorates partially. In addition, if scratches or the like occur in the substrate holder main body part or the resinous sheet (or ceramic sheet), the cooling efficiency may be lowered only in the part where the scratches are generated in the substrate holder surface. In this case, since the wafer cooling efficiency varies depending on the held position, the temperature distribution in the wafer surface during ion implantation is not uniform. When the ion-implanted wafer is peeled off with the ion-implanted layer in this state, the surface roughness of the peeled wafer surface is large at a position where the wafer temperature is high and small at a position where the wafer temperature is low, and becomes non-uniform in the plane. End up. In this case, the thickness of the peeled thin film or bond wafer may be non-uniform in the plane.

さらに、イオン注入剥離法では、この剥離した薄膜のダメージ層の除去、あるいは、平坦化のために研磨や平坦化熱処理が行われる。
この研磨の際には、薄膜の剥離面の面粗さに応じて研磨レートが変化してしまい、剥離後の面粗さの面内分布と同様の面内厚さ分布が形成されてしまう。これは、面粗さの大きい領域は、研磨スラリーが入りやすく研磨が進みやすくなることが影響している。また、イオン注入時の注入温度が高く、ダメージ層が広がりすぎると、通常の研磨取り代では完全にダメージを除去できず、ダメージの一部がピットなどの欠陥層として残ってしまう場合もある。また、平坦化熱処理の際にも、同様に、面内厚さ分布や表面欠陥の面内分布が不均一に生じてしまう。 Further, in the ion implantation separation method, polishing or planarization heat treatment is performed to remove or planarize the damaged layer of the separated thin film.
In this polishing, the polishing rate changes according to the surface roughness of the peeled surface of the thin film, and an in-plane thickness distribution similar to the in-plane distribution of the surface roughness after peeling is formed. This is because the region having a large surface roughness has an effect that polishing slurry easily enters and polishing proceeds easily. Also, if the implantation temperature at the time of ion implantation is high and the damaged layer is too wide, damage may not be completely removed by normal polishing allowance, and part of the damage may remain as a defective layer such as a pit. Similarly, in the planarization heat treatment, the in-plane thickness distribution and the in-plane distribution of surface defects are generated non-uniformly.

このように、イオン注入時のウェーハ温度は、剥離した貼り合わせウェーハやボンドウェーハの品質に大きな影響を及ぼすことから、この劣化した品質を検査工程にて検知できれば、イオン注入機の操業を停止することなく、容易に基板保持具の劣化状況を把握し、交換すべき基板保持具の判定を行うことができる。   As described above, the wafer temperature during ion implantation has a great influence on the quality of the bonded wafer and the bonded wafer that have been peeled off. If this deteriorated quality can be detected in the inspection process, the operation of the ion implanter is stopped. Therefore, it is possible to easily grasp the deterioration state of the substrate holder and determine the substrate holder to be replaced.

以下、本発明のイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法の好適な実施形態について説明する。
本発明では、例えば、ボンドウェーハとして準備したシリコン単結晶ウェーハに酸化膜を形成し、イオン注入機において、基板保持具でボンドウェーハを保持させて、その表面から水素イオン、希ガスイオンの少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入して、ボンドウェーハ内部にイオン注入層を形成する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a method for determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter according to the present invention will be described.
In the present invention, for example, an oxide film is formed on a silicon single crystal wafer prepared as a bond wafer, and the bond wafer is held by a substrate holder in an ion implanter, and at least one of hydrogen ions and rare gas ions from the surface thereof. Various types of gas ions are ion-implanted to form an ion-implanted layer inside the bond wafer.

この際用いるイオン注入機としては、特に限定されず、通常のイオン注入剥離法による貼り合わせウェーハの製造に用いられているイオン注入機を用いればよく、例えば枚葉式のイオン注入機を用いることができるが、図８−１０に示すようなバッチ式イオン注入機１１を用いることもできる。   The ion implanter used at this time is not particularly limited, and an ion implanter used for manufacturing a bonded wafer by a normal ion implantation separation method may be used. For example, a single-wafer type ion implanter is used. However, a batch type ion implanter 11 as shown in FIG. 8-10 can also be used.

図８（ａ）にバッチ式イオン注入機１１の回転体部分の概略図及び（ｂ）その基板保持具１０の拡大図、図９（ａ）に基板を保持していない状態の基板保持具１０の平面図、図９（ｂ）にその側面図、図９（ｃ）に基板Ｗを保持した状態の基板保持具１０の平面図、図９（ｄ）にその側面図を示す。
図８，９に示すバッチ式イオン注入機１１は、回転体１３と、該回転体１３に設けられ基板Ｗ（ボンドウェーハ）を配置する複数の基板保持具１０とを備え、該基板保持具１０に保持され公転している複数の基板Ｗにイオン注入するものである。また、基板保持具１０の本体部分の基板Ｗと接触する部分には、基板Ｗを保持するためのシート部材１４が設けられており、これは、基板保持具１０の本体部分との接触による基板Ｗのキズの発生防止や基板Ｗの均一な冷却に貢献している。また、基板Ｗを確実に保持するために、基板固定部品１２も、保持される基板Ｗ外周に接触するように設けられている。 FIG. 8A is a schematic view of a rotating body portion of the batch type ion implanter 11, FIG. 8B is an enlarged view of the substrate holder 10, and FIG. 9A is a substrate holder 10 in a state where no substrate is held. FIG. 9B is a side view thereof, FIG. 9C is a plan view of the substrate holder 10 holding the substrate W, and FIG. 9D is a side view thereof.
The batch type ion implanter 11 shown in FIGS. 8 and 9 includes a rotating body 13 and a plurality of substrate holders 10 provided on the rotating body 13 and on which a substrate W (bond wafer) is arranged. Are ion-implanted into a plurality of substrates W held and revolved. In addition, a sheet member 14 for holding the substrate W is provided at a portion of the main body portion of the substrate holder 10 that comes into contact with the substrate W, and this is a substrate formed by contact with the main body portion of the substrate holder 10. This contributes to prevention of W scratches and uniform cooling of the substrate W. Moreover, in order to hold | maintain the board | substrate W reliably, the board | substrate fixed component 12 is also provided so that the board | substrate W outer periphery hold | maintained may be contacted.

また、図１０（ａ）に基板保持具１０の基板保持する面とは反対側の面の概略図と、図１０（ｂ）にその側面の概略図を示す。イオン注入機１１の基板保持具１０には、イオン注入時の基板Ｗの熱を効率的に逃がすために冷却水配管１５が設けられており、この冷却水配管１５内に冷却水を循環させている。   Further, FIG. 10A shows a schematic diagram of the surface opposite to the surface of the substrate holder 10 that holds the substrate, and FIG. 10B shows a schematic diagram of the side surface thereof. The substrate holder 10 of the ion implanter 11 is provided with a cooling water pipe 15 for efficiently releasing the heat of the substrate W at the time of ion implantation, and the cooling water is circulated in the cooling water pipe 15. Yes.

そして、本発明においてイオン注入条件としては、通常のイオン注入剥離法による貼り合わせウェーハ作製時に用いられる条件を適用することができ、剥離が生じる程度の濃度のイオン注入層が形成されればよいが、例えば、イオン注入加速電圧７０ｋｅＶ以上でイオン注入することが好ましい。
イオン注入エネルギーが高ければ高いほど、イオン注入中のウェーハ温度が上がるため、劣化した基板保持具では、ウェーハ冷却効率がより落ちるので、剥離した薄膜、ボンドウェーハの品質に顕著に影響してくる。このため、加速電圧を７０ｋｅＶ以上とすれば、ウェーハに十分高い加速電圧やビーム電流値でイオン注入することができるため、イオン注入中のウェーハ注入温度が上昇し、劣化した基板保持具では、その劣化状況がより強調され、劣化判定が容易になる。 And as ion implantation conditions in this invention, the conditions used at the time of bonded wafer manufacture by the normal ion implantation peeling method can be applied, and the ion implantation layer of the density | concentration of the grade which peels should just be formed. For example, it is preferable to perform ion implantation at an ion implantation acceleration voltage of 70 keV or more.
The higher the ion implantation energy, the higher the wafer temperature during the ion implantation. Therefore, the deteriorated substrate holder lowers the wafer cooling efficiency, which significantly affects the quality of the peeled thin film and bond wafer. For this reason, if the acceleration voltage is set to 70 keV or higher, ions can be implanted into the wafer with a sufficiently high acceleration voltage and beam current value. Therefore, the wafer implantation temperature rises during ion implantation. The deterioration situation is more emphasized, and the deterioration determination becomes easy.

そして、イオン注入後、ボンドウェーハを洗浄し、土台となるベースウェーハ（例えばシリコン単結晶ウェーハ）と貼り合わせる。貼り合わせ後、剥離熱処理（例えば５００℃、３０分）を行い、イオン注入層でボンドウェーハを剥離して、貼り合わせウェーハ（貼り合わせＳＯＩウェーハ）、及び、一部が剥がされて残ったボンドウェーハが形成される。
なお、両方又は一方のウェーハの貼り合わせ面にプラズマ処理を行って結合強度を高めた上で貼り合わせることによって、剥離熱処理を行わずに、機械的な外力を加えて剥離することもできる。 Then, after the ion implantation, the bond wafer is cleaned and bonded to a base wafer (for example, a silicon single crystal wafer) as a base. After bonding, peeling heat treatment (for example, 500 ° C., 30 minutes) is performed, the bond wafer is peeled off by the ion implantation layer, and the bonded wafer (bonded SOI wafer) and partly bonded wafer remaining Is formed.
In addition, it is also possible to peel by applying a mechanical external force without performing a peeling heat treatment by performing a plasma treatment on the bonding surface of both or one of the wafers to increase the bonding strength and then bonding them.

本発明では、上記のように作製された貼り合わせウェーハ又は剥離されたボンドウェーハの品質を測定して、当該測定された品質から、上記イオン注入時にボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化を判定する。   In the present invention, the quality of the bonded wafer or the bonded wafer produced as described above is measured, and the deterioration of the substrate holder holding the bond wafer at the time of the ion implantation is determined from the measured quality. To do.

このとき測定する品質としては、特に限定されないが、作製された貼り合わせウェーハの薄膜又は一部が剥離されたボンドウェーハの剥離面の面粗さ分布、剥離面の表面欠陥の面内分布、作製された貼り合わせウェーハの薄膜の平均厚さ、面内厚さ分布のうち少なくとも一つとすることができる。
また、平坦化やダメージ層除去の目的で研磨或は平坦化熱処理が施された貼り合わせウェーハの薄膜の面内厚さ分布、表面欠陥の面内分布のうち少なくとも一つを測定することもできる。
このように剥離後のボンドウェーハや貼り合わせウェーハの薄膜の剥離面は、イオン注入時の基板保持具の劣化による面内温度の不均一により、面粗さ分布や表面欠陥の面内分布、厚さ等が不均一になっているため、これらを測定することで、精度良く基板保持具の劣化を判定することができる。また、研磨や平坦化熱処理が施された薄膜でも、その面内厚さ分布や表面欠陥の面内分布は、当該処理が施される前の面粗さ分布や表面欠陥の面内分布が反映されているため、当該処理後でも高精度に基板保持具の劣化を判定することができる。 The quality to be measured at this time is not particularly limited, but the surface roughness distribution of the peeled surface of the bonded wafer from which the thin film or a part of the produced bonded wafer has been peeled, the in-plane distribution of surface defects on the peeled surface, and production It can be set to at least one of the average thickness and the in-plane thickness distribution of the thin film of the bonded wafer.
It is also possible to measure at least one of the in-plane thickness distribution of the bonded wafer thin film and the in-plane distribution of surface defects that has been subjected to polishing or planarization heat treatment for the purpose of planarization and damage layer removal. .
As described above, the peeling surface of the thin film of the bond wafer or bonded wafer after peeling is caused by unevenness of in-plane temperature due to deterioration of the substrate holder during ion implantation, surface roughness distribution, in-plane distribution of surface defects, thickness Since the thickness and the like are non-uniform, it is possible to accurately determine the deterioration of the substrate holder by measuring these. Even for thin films that have been subjected to polishing or planarization heat treatment, the in-plane thickness distribution and surface defect in-plane distribution reflect the surface roughness distribution and surface defect in-plane distribution prior to the treatment. Therefore, it is possible to determine the deterioration of the substrate holder with high accuracy even after the processing.

また、判定する基板保持具の劣化としては、基板保持具の劣化全般を判定することができるが、特には、基板保持具の表面に形成されたシート部材の劣化、又は、基板保持具を冷却するための冷却水配管の不具合によるウェーハ冷却能力の低下を判定することが好ましい。
このようなシート部材の劣化や冷却水配管の不具合は、保持されるボンドウェーハのイオン注入中の温度に直接影響するため、高精度の判定が容易であり、また、作製される貼り合わせウェーハの薄膜の品質にも大きく影響するため、上記の劣化を判定することで、製造する貼り合わせウェーハの歩留まりを向上できる。 Moreover, as the deterioration of the substrate holder to be judged, it is possible to determine the overall deterioration of the substrate holder, but in particular, the deterioration of the sheet member formed on the surface of the substrate holder or the cooling of the substrate holder. It is preferable to determine a decrease in the wafer cooling capacity due to a failure of the cooling water piping for the purpose.
Such deterioration of the sheet member and cooling water piping defects directly affect the temperature during the ion implantation of the bond wafer to be held, so that highly accurate determination is easy, and the bonded wafer to be manufactured Since the quality of the thin film is greatly affected, the yield of bonded wafers to be manufactured can be improved by determining the above deterioration.

また、基板保持具の劣化状況の具体的な判定方法としては、例えば以下の方法がある。
まず、剥離ウェーハ（剥離後のボンドウェーハ又は貼り合わせウェーハ）の剥離面全体の面粗さを、光学的反射法による面粗さ測定器にて測定することにより、面内の粗さ分布の不均一性から基板保持具の劣化状況を判定することができる。あるいは、今まで当該基板保持具で保持して剥離してきたウェーハ（正常な面内粗さを有する標準サンプル）との面粗さの違いからも劣化判定できる。 In addition, as a specific determination method of the deterioration state of the substrate holder, for example, there are the following methods.
First, the surface roughness of the entire peeled surface of a peeled wafer (bonded wafer or bonded wafer after peeling) is measured with a surface roughness measuring instrument using an optical reflection method, so that the in-plane roughness distribution is not affected. The deterioration state of the substrate holder can be determined from the uniformity. Alternatively, the deterioration can be determined from the difference in surface roughness from the wafer (standard sample having normal in-plane roughness) that has been held and peeled by the substrate holder.

または、剥離後のボンドウェーハ又は貼り合わせウェーハの薄膜の剥離面全体の面粗さを、パーティクルカウンターによって検出されるバックグランドノイズ（ＨＡＺＥ）として測定することにより、面内のＨＡＺＥ分布の不均一性、あるいは、今まで当該基板保持具で保持して剥離してきたウェーハ（正常なＨＡＺＥ値を有する標準サンプル）とのＨＡＺＥ値の大きさの違いから、基板保持具の劣化状況を判定することもできる。   Alternatively, the surface roughness of the entire peeled surface of the bonded wafer or bonded wafer after peeling is measured as background noise (HAZE) detected by a particle counter, so that the in-plane HAZE distribution is non-uniform. Alternatively, the deterioration state of the substrate holder can be determined from the difference in the size of the HAZE value from the wafer (standard sample having a normal HAZE value) that has been held and peeled by the substrate holder so far. .

または、基板保持具の劣化状況にもよるが、劣化状況が酷い場合、剥離後の薄膜の面内分布をエリプソや反射分光法を用いた膜厚測定装置などで測定することで、面内の膜厚分布の不均一性、あるいは、今まで当該基板保持具で保持して剥離してきたウェーハ（正常な膜厚分布を有する標準サンプル）との膜厚の違いから、基板保持具の劣化状況を判定することもできる。   Or, depending on the degradation status of the substrate holder, if the degradation status is severe, measure the in-plane distribution of the thin film after peeling with a film thickness measuring device using ellipso or reflection spectroscopy. Due to the non-uniformity of the film thickness distribution or the difference in film thickness from the wafer (standard sample with normal film thickness distribution) that has been held and peeled by the substrate holder, It can also be determined.

また、剥離した貼り合わせウェーハの薄膜に平坦化研磨や平坦化熱処理を施して、処理された薄膜の膜厚分布をエリプソや反射分光法を用いた膜厚測定装置などで測定することで、面内の膜厚分布の不均一性、あるいは、今まで当該基板保持具で保持して剥離してきたウェーハ（正常な膜厚分布を有する標準サンプル）との膜厚の違いから、基板保持具の劣化状況を判定することもできる。   Further, the thin film of the bonded wafer that has been peeled off is subjected to planarization polishing or planarization heat treatment, and the film thickness distribution of the processed thin film is measured with a film thickness measuring device using ellipso or reflection spectroscopy. Deterioration of the substrate holder due to the non-uniformity of the film thickness distribution in the inside or the difference in film thickness from the wafer (standard sample having a normal film thickness distribution) that has been held and peeled by the substrate holder so far The situation can also be determined.

または、剥離した貼り合わせウェーハの薄膜に平坦化研磨や平坦化熱処理を施して、処理された薄膜の表面欠陥をパーティクルカウンターなどで測定することで、処理前の面粗さが大きかったために除去し切れなかった剥離ダメージおよび面粗さを、欠陥の密集として検知することができ、これから基板保持具の劣化状況を判定することもできる。   Alternatively, the thin film of the bonded wafer that has been peeled is subjected to flattening polishing or flattening heat treatment, and the surface defects of the processed thin film are measured with a particle counter, etc., so that the surface roughness before treatment is large and removed The peeling damage and surface roughness that have not been cut off can be detected as a density of defects, and the deterioration state of the substrate holder can also be determined from this.

また、図８−１０に示すような、複数の基板保持具を有し、複数のウェーハのイオン注入を同時に行うバッチ式イオン注入機の場合には、一度に全ての基板保持具が同じ早さで劣化することは無く、通常、ある特定の位置の基板保持具が特に劣化していく。このため、本発明により上記各測定及び判定方法を実施する際には、基板保持具で保持されたウェーハで形成された剥離ウェーハの品質の測定結果を、イオン注入時の当該ウェーハが保持された基板保持具の位置によって分類することで、劣化している基板保持具を容易に特定することが可能である。   Further, in the case of a batch type ion implanter having a plurality of substrate holders and simultaneously performing ion implantation of a plurality of wafers as shown in FIG. 8-10, all the substrate holders have the same speed at a time. In general, the substrate holder at a specific position is particularly deteriorated. For this reason, when performing each measurement and determination method according to the present invention, the measurement result of the quality of the peeled wafer formed with the wafer held by the substrate holder is held by the wafer at the time of ion implantation. By classifying according to the position of the substrate holder, it is possible to easily identify a deteriorated substrate holder.

以上のように、本発明であれば、イオン注入機の基板保持具の劣化判定において、特別な装置は不要で、イオン注入機への汚染等のおそれはなく、製品の貼り合わせウェーハの製造過程でも高精度に劣化を判定することができる。従って、高品質の貼り合わせウェーハを歩留まり良く製造することに貢献できる。   As described above, according to the present invention, there is no need for a special apparatus for determining the deterioration of the substrate holder of the ion implanter, there is no possibility of contamination of the ion implanter, and the manufacturing process of the bonded wafer of the product However, degradation can be determined with high accuracy. Therefore, it can contribute to manufacturing a high-quality bonded wafer with a high yield.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
ボンドウェーハ及びベースウェーハとして、ＣＺ法で作製されたシリコン単結晶ウェーハ（直径２００ｍｍ、結晶方位（１００）、抵抗率１０Ωｃｍ、ｐ型）を準備し、ボンドウェーハのみに２００ｎｍの熱酸化膜を成長させた後、バッチ式イオン注入機の基板保持具に１７枚のボンドウェーハをそれぞれ保持させて、加速電圧（注入エネルギー）１００ｋｅＶ、注入量８×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２でＨ＋イオンを注入してイオン注入層を形成した。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
Example 1
A silicon single crystal wafer (diameter 200 mm, crystal orientation (100), resistivity 10 Ωcm, p-type) prepared by CZ method is prepared as a bond wafer and a base wafer, and a 200 nm thermal oxide film is grown only on the bond wafer. After that, 17 bond wafers were respectively held by the substrate holder of the batch type ion implanter, and H + ions were implanted at an acceleration voltage (implantation energy) of 100 keV and an implantation amount of 8 × 10 16 atoms / cm 2. An ion implantation layer was formed.

次に、ボンドウェーハのイオン注入側の面を貼り合わせ面としてベースウェーハと貼り合わせた後、バッチ式横型熱処理炉にて、窒素雰囲気、５００℃の熱処理を３０分施し、ボンドウェーハをイオン注入層で剥離して、ベースウェーハ上にＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを作製した。   Next, after bonding the surface of the bond wafer on the ion implantation side to the base wafer, the wafer is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a batch type horizontal heat treatment furnace, and the bond wafer is subjected to an ion implantation layer. And an SOI wafer having an SOI layer on the base wafer was produced.

バッチ式イオン注入機の１７ヶ所の基板保持具に対応する剥離したボンドウェーハの剥離面の面粗さマップを、光学式表面粗さ測定器（Ｓｃｈｍｉｔｔ社製ＴＭＳ）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するウェーハの剥離面の面粗さマップが、ウェーハの左右方向に面内分布を持っていた。図１（ａ）に、当該左右方向の面内分布が確認されたウェーハの面粗さマップを示す。
このウェーハの面粗さ（１０μｍ角）をＡＦＭにて評価したところ、面粗さの悪い部分ではＰ−Ｖが１０２ｎｍ、良い部分ではＰ−Ｖが７７ｎｍと大きな差があることが分かった。図２（ａ）に、図１（ａ）の測定結果のウェーハの面内で面粗さの悪い部分と良い部分をそれぞれＡＦＭで評価した結果を示す。
一方、他の１６ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、図１（ｂ）に示すように剥離面の面粗さマップには特別な傾向は見られず、ＡＦＭによる面粗さ（１０μｍ角）についても、図２（ｂ）に示すように面内で大きな差は見られなかった。 The surface roughness map of the peeled surface of the peeled bond wafer corresponding to the 17 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical surface roughness measuring device (TMS manufactured by Schmitt). In this case, the surface roughness map of the separation surface of the wafer corresponding to one substrate holder had an in-plane distribution in the left-right direction of the wafer. FIG. 1A shows a surface roughness map of the wafer in which the in-plane distribution in the left-right direction is confirmed.
When the surface roughness (10 μm square) of this wafer was evaluated by AFM, it was found that P-V was 102 nm in a portion with poor surface roughness and P-V was 77 nm in a good portion. FIG. 2 (a) shows the result of evaluation by AFM on a portion having a poor surface roughness and a portion having a good surface roughness in the surface of the wafer in the measurement result of FIG. 1 (a).
On the other hand, for the wafers corresponding to the other 16 substrate holders, as shown in FIG. 1B, no special tendency is seen in the surface roughness map of the peeled surface, and the surface roughness by AFM (10 μm As for (corner), as shown in FIG. 2 (b), there was no significant difference in the plane.

これらの結果より、図１（ａ）の測定結果を示したボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。この剥離したボンドウェーハの剥離面の面粗さマップ及び面粗さ（１０μｍ角）を測定したところ、他の１６ヶ所の基板保持具と同等の分布レベルが得られた。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer showing the measurement result of FIG. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the surface roughness map and surface roughness (10 μm square) of the peeled surface of the peeled bond wafer were measured, a distribution level equivalent to that of the other 16 substrate holders was obtained.

（実施例２）
実施例１と同様に、ただし、イオン注入時の加速電圧（注入エネルギー）を６０ｋｅＶにして、１７枚のＳＯＩウェーハを作製した。 (Example 2)
As in Example 1, except that the acceleration voltage (injection energy) at the time of ion implantation was set to 60 keV, 17 SOI wafers were produced.

バッチ式イオン注入機の１７ヶ所の基板保持具に対応する作製したＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布を、光学式膜厚測定器（ＡＤＥ社製Ａｃｕｍａｐ）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）が、３．７ｎｍと大きかった。図３（ａ）に、当該面内膜厚分布が大きかったウェーハの測定結果を示す。一方、他の１６ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、図３（ｂ）に示すようにＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）が０．８ｎｍと標準値を示していた。   The in-plane film thickness distribution of the SOI layer of the manufactured SOI wafer corresponding to the 17 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical film thickness meter (Acumap manufactured by ADE). In this case, the in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer of the SOI wafer corresponding to one substrate holder was as large as 3.7 nm. FIG. 3A shows the measurement result of the wafer having a large in-plane film thickness distribution. On the other hand, for the wafers corresponding to the other 16 substrate holders, the in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer is 0.8 nm, which is a standard value, as shown in FIG. It was.

これらの結果より、図３（ａ）の測定結果を示すＳＯＩウェーハのボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。このＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）を測定したところ、他の１６ヶ所の基板保持具と同等のレベル（０．８ｎｍ）が得られた（図３（ｂ））。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer of the SOI wafer showing the measurement result of FIG. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the in-plane film thickness distribution (PV value) of this SOI layer was measured, a level (0.8 nm) equivalent to that of the other 16 substrate holders was obtained (FIG. 3B).

（実施例３）
実施例１と同様に、ただし、剥離後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に２００ｎｍの研磨代で研磨を施して、１７枚のＳＯＩウェーハを作製した。 (Example 3)
As in Example 1, except that the SOI layer of the peeled SOI wafer was polished with a polishing allowance of 200 nm to produce 17 SOI wafers.

バッチ式イオン注入機の１７ヶ所の基板保持具に対応する研磨後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布を、光学式膜厚測定器（ＡＤＥ社製Ａｃｕｍａｐ）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）が、１０ｎｍと大きかった。図４（ａ）に当該ウェーハの面内膜厚分布の測定結果を示す。一方、他の１６ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、図４（ｂ）に示すように面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）が６ｎｍと標準値を示していた。
これらの結果より、図４（ａ）の測定結果を示すＳＯＩウェーハのボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、冷却水流量の低下が確認されたため、規定の冷却水流量が得られるように調整し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）を測定したところ、他の１６ヶ所の基板保持具と同等のレベル（６ｎｍ）が得られた。 The in-plane film thickness distribution of the SOI layer of the polished SOI wafer corresponding to the 17 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical film thickness measuring instrument (Acumap manufactured by ADE). In this case, the in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer of the SOI wafer corresponding to one substrate holder was as large as 10 nm. FIG. 4A shows the measurement result of the in-plane film thickness distribution of the wafer. On the other hand, for the wafers corresponding to the other 16 substrate holders, as shown in FIG. 4B, the in-plane film thickness distribution (P-V value) showed a standard value of 6 nm.
From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer of the SOI wafer showing the measurement result of FIG. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, a decrease in the cooling water flow rate was confirmed. Therefore, adjustment was made so that a prescribed cooling water flow rate was obtained, and ion implantation was performed with the substrate holder under the same conditions as described above. Thus, an SOI wafer was produced. When the in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer of this SOI wafer was measured, a level (6 nm) equivalent to that of the other 16 substrate holders was obtained.

（実施例４）
ボンドウェーハ及びベースウェーハとして、ＣＺ法で作製されたシリコン単結晶ウェーハ（直径３００ｍｍ、結晶方位（１００）、抵抗率１０Ωｃｍ、ｐ型）を準備し、ボンドウェーハのみに１５０ｎｍの熱酸化膜を成長させた後、バッチ式イオン注入機の基板保持具に１３枚のボンドウェーハをそれぞれ保持させて、加速電圧（注入エネルギー）５５ｋｅＶ、注入量６×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２でＨ＋イオンを注入してイオン注入層を形成した。 Example 4
A silicon single crystal wafer (diameter 300 mm, crystal orientation (100), resistivity 10 Ωcm, p-type) prepared by CZ method is prepared as a bond wafer and a base wafer, and a thermal oxide film of 150 nm is grown only on the bond wafer. After that, 13 bond wafers are respectively held by the substrate holder of the batch type ion implanter, and H + ions are implanted at an acceleration voltage (implantation energy) of 55 keV and an implantation amount of 6 × 10 16 atoms / cm 2. An ion implantation layer was formed.

次に、ボンドウェーハのイオン注入側の面を貼り合わせ面としてベースウェーハと貼り合わせた後、バッチ式横型熱処理炉にて、窒素雰囲気、５００℃の熱処理を３０分施し、ボンドウェーハをイオン注入層で剥離して、ベースウェーハ上にＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを作製した。その後、剥離後のＳＯＩウェーハに、非酸化性雰囲気下、１２００℃、２時間のＡｒアニール（平坦化熱処理）を施した。   Next, after bonding the surface of the bond wafer on the ion implantation side to the base wafer, the wafer is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a batch type horizontal heat treatment furnace, and the bond wafer is subjected to an ion implantation layer. And an SOI wafer having an SOI layer on the base wafer was produced. After that, the annealed SOI wafer was subjected to Ar annealing (flattening heat treatment) at 1200 ° C. for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere.

バッチ式イオン注入機の１３ヶ所の基板保持具に対応する平坦化熱処理後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚を、光学式膜厚測定器（ＡＤＥ社製Ａｃｕｍａｐ）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚が、１５１．５ｎｍとやや大きかった。一方、他の１２ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、ＳＯＩ層の平均膜厚が１５０ｎｍと標準値を示していた。尚、このとき、ＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）は、前者が２．０ｎｍ、後者が１．９ｎｍであり、特に差はみられなかった。   The average film thickness of the SOI layer of the SOI wafer after the planarization heat treatment corresponding to the 13 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical film thickness measuring instrument (Acumap manufactured by ADE). In this case, the average film thickness of the SOI layer of the SOI wafer corresponding to one substrate holder was slightly large at 151.5 nm. On the other hand, for the wafers corresponding to the other 12 substrate holders, the average thickness of the SOI layer was 150 nm, which was a standard value. At this time, the in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer was 2.0 nm for the former and 1.9 nm for the latter, and no particular difference was observed.

これらの結果より、平均膜厚が１５１．５ｎｍとなったＳＯＩウェーハのボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚を測定したところ、他の１２ヶ所の基板保持具と同等のレベル（１５０ｎｍ）が得られた。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer of the SOI wafer having an average film thickness of 151.5 nm was deteriorated. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the average film thickness of the SOI layer of this SOI wafer was measured, a level (150 nm) equivalent to that of the other 12 substrate holders was obtained.

（実施例５）
実施例４と同様に、ただし、イオン注入時の加速電圧（注入エネルギー）を８５ｋｅＶ、注入量を７．５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２にして、１３枚のＳＯＩウェーハを作製した。 (Example 5)
As in Example 4, except that the acceleration voltage (implantation energy) at the time of ion implantation was 85 keV and the implantation amount was 7.5 × 10 16 atoms / cm 2 , 13 SOI wafers were produced.

バッチ式イオン注入機の１３ヶ所の基板保持具に対応する平坦化熱処理後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚を、光学式膜厚測定器（ＡＤＥ社製Ａｃｕｍａｐ）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚が、３０３ｎｍとやや大きかった。一方、他の１２ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、ＳＯＩ層の平均膜厚が３００ｎｍと標準値を示していた。尚、このとき、ＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）は、前者が５．４ｎｍ、後者が２．４ｎｍであり、面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）においても差異が見られた。これは、実施例４に比べて注入エネルギーが大きいことが、面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）においても差異が出た要因であると考えられる。   The average film thickness of the SOI layer of the SOI wafer after the planarization heat treatment corresponding to the 13 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical film thickness measuring instrument (Acumap manufactured by ADE). In this case, the average film thickness of the SOI layer of the SOI wafer corresponding to one substrate holder was slightly large as 303 nm. On the other hand, for the wafers corresponding to the other 12 substrate holders, the average thickness of the SOI layer was 300 nm, which was a standard value. At this time, the in-plane film thickness distribution (P-V value) of the SOI layer is 5.4 nm for the former and 2.4 nm for the latter, and there is a difference in the in-plane film thickness distribution (P-V value). It was seen. It can be considered that the fact that the implantation energy is larger than that in Example 4 is a factor in the difference in the in-plane film thickness distribution (PV value).

これらの結果より、平均膜厚が３０３ｎｍとなったＳＯＩウェーハのボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の平均膜厚及び面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）を測定したところ、それぞれ、他の１２ヶ所の基板保持具と同等のレベル（３００ｎｍ、２．４ｎｍ）が得られた。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer of the SOI wafer having an average film thickness of 303 nm deteriorated. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the average film thickness and in-plane film thickness distribution (PV value) of the SOI layer of this SOI wafer were measured, levels equivalent to those of the other 12 substrate holders (300 nm and 2.4 nm) were obtained. It was.

（実施例６）
実施例１と同様に、ただし、イオン注入時にバッチ式イオン注入機の基板保持具に１３枚のボンドウェーハをそれぞれ保持させ、剥離後のＳＯＩウェーハのＳＯＩ層に２００ｎｍの研磨代で研磨を施して、１３枚のＳＯＩウェーハを作製した。 (Example 6)
As in Example 1, except that 13 bond wafers are respectively held by the substrate holder of the batch type ion implanter during ion implantation, and the SOI layer of the peeled SOI wafer is polished with a polishing margin of 200 nm. Thirteen SOI wafers were produced.

バッチ式イオン注入機の１３ヶ所の基板保持具に対応する研磨後のＳＯＩ層表面のＬＰＤを、光学式表面検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ１）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハについて、ＳＯＩ層のエッジ部の一部の領域にＬＰＤの密集が見られ、そのＬＰＤ個数がサイズ０．１６μｍ以上で２２７個／ｗａｆｅｒであった。図５（ａ）に当該ウェーハのＬＰＤの測定結果を示す。一方、他の１２ヶ所の基板保持具に対応するＳＯＩウェーハについては、図５（ｂ）に示すようにＬＰＤ個数がサイズ０．１６μｍ以上で平均１３個／ｗａｆｅｒであった。   The LPD of the SOI layer surface after polishing corresponding to the 13 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical surface inspection device (SP1 manufactured by KLA-Tencor). In this case, with respect to the SOI wafer corresponding to one substrate holder, the density of LPD is observed in a partial region of the edge portion of the SOI layer, and the number of LPDs is 227 / wafer with a size of 0.16 μm or more. It was. FIG. 5A shows the LPD measurement result of the wafer. On the other hand, the SOI wafers corresponding to the other 12 substrate holders had an LPD number of 0.16 μm or more and an average of 13 wafers / wafer as shown in FIG.

これらの結果より、図５（ａ）の測定結果を示すＳＯＩウェーハのボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。このＳＯＩウェーハのＳＯＩ層表面のＬＰＤを測定したところ、他の１２ヶ所の基板保持具と同等のレベル（１３個／ｗａｆｅｒ）が得られた。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer of the SOI wafer showing the measurement result of FIG. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the LPD on the surface of the SOI layer of this SOI wafer was measured, the same level (13 pieces / wafer) as that of the other 12 substrate holders was obtained.

（実施例７）
実施例４と同様に、ただし、イオン注入時の加速電圧（注入エネルギー）を８５ｋｅＶ、注入量を７．５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２にし、剥離後の平坦化熱処理（Ａｒアニール）は行わずに、１３枚のＳＯＩウェーハを作製した。 (Example 7)
As in Example 4, except that the acceleration voltage (implantation energy) during ion implantation is 85 keV, the implantation amount is 7.5 × 10 16 atoms / cm 2 , and no planarization heat treatment (Ar annealing) after peeling is performed. In addition, 13 SOI wafers were produced.

バッチ式イオン注入機の１３ヶ所の基板保持具に対応する剥離したボンドウェーハの剥離面のＨＡＺＥマップを、光学式表面検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＳＰ１）で測定した。この場合、１ヶ所の基板保持具に対応するボンドウェーハについて、ＨＡＺＥマップの一部（右側）の領域にＨＡＺＥ値が大きく変化した領域が発生していた。図６（ａ）に当該ウェーハのＨＡＺＥマップを示す。一方、他の１２ヶ所の基板保持具に対応するウェーハについては、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）のウェーハのようなＨＡＺＥ値が大きく変化する領域は見られなかった。   The HAZE map of the peeled surface of the peeled bond wafer corresponding to the 13 substrate holders of the batch type ion implanter was measured with an optical surface inspection device (SP1 manufactured by KLA-Tencor). In this case, for the bond wafer corresponding to one substrate holder, a region where the HAZE value changed greatly was generated in a part (right side) of the HAZE map. FIG. 6A shows a HAZE map of the wafer. On the other hand, as for the wafers corresponding to the other 12 substrate holders, as shown in FIG. 6B, there was no region in which the HAZE value changed greatly as in the wafer of FIG.

これらの結果より、図６（ａ）の測定結果を示すボンドウェーハを保持した基板保持具の劣化が推定された。そこで、その基板保持具の冷却水流量を確認したところ、特に異常は見られなかったので、その基板保持具のヒートシンク（シリコーンゴム製シート部材）を新品に交換し、当該基板保持具で上記と同一条件でイオン注入してＳＯＩウェーハを作製した。この剥離後のボンドウェーハのＨＡＺＥマップを測定したところ、他の１２ヶ所の基板保持具と同等のＨＡＺＥレベルが得られた。   From these results, it was estimated that the substrate holder holding the bond wafer showing the measurement result of FIG. Therefore, when the cooling water flow rate of the substrate holder was confirmed, no abnormality was found, so the heat sink (silicone rubber sheet member) of the substrate holder was replaced with a new one, and the substrate holder An SOI wafer was manufactured by ion implantation under the same conditions. When the HAZE map of the bond wafer after peeling was measured, a HAZE level equivalent to that of the other 12 substrate holders was obtained.

（実験例）：基板保持具の劣化判定に好適な加速電圧を見出すための実験例
ボンドウェーハ及びベースウェーハとして、ＣＺ法で作製されたシリコン単結晶ウェーハ（直径３００ｍｍ、結晶方位（１００）、抵抗率１０Ωｃｍ、ｐ型）を各８枚準備し、ボンドウェーハのみに１５０ｎｍの熱酸化膜を成長させた後、イオン注入機の基板保持具にボンドウェーハを保持させて、注入量７．５×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ２でＨ＋イオンを注入してイオン注入層を形成した。この際、劣化したヒートシンクを有する基板保持具と、正常なヒートシンクを有する基板保持具の両者を用い、さらに、イオン注入時の加速電圧（注入エネルギー）を５５、６５、７５、８５ｋｅＶと４つの条件に振って、それぞれイオン注入を行った。 (Experimental example): Experimental example for finding an accelerating voltage suitable for determining deterioration of a substrate holder Silicon single crystal wafer (diameter 300 mm, crystal orientation (100), resistance) produced by CZ method as a bond wafer and a base wafer (Each 10 Ωcm, p-type) is prepared, and a thermal oxide film having a thickness of 150 nm is grown only on the bond wafer, and then the bond wafer is held on the substrate holder of the ion implanter, and the implantation amount is 7.5 × 10 × 10. An ion-implanted layer was formed by implanting H + ions at 16 atoms / cm 2 . At this time, both a substrate holder having a deteriorated heat sink and a substrate holder having a normal heat sink are used, and the acceleration voltage (injection energy) at the time of ion implantation is set to four conditions of 55, 65, 75, and 85 keV. Each was ion-implanted.

次に、ボンドウェーハのイオン注入側の面を貼り合わせ面としてベースウェーハと貼り合わせた後、バッチ式横型熱処理炉にて、窒素雰囲気、５００℃の熱処理を３０分施し、ボンドウェーハをイオン注入層で剥離して、ベースウェーハ上にＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを８枚作製した。その後、剥離後のＳＯＩウェーハに、非酸化性雰囲気下、１２００℃、２時間のＡｒアニール（平坦化熱処理）を施した。   Next, after bonding the surface of the bond wafer on the ion implantation side to the base wafer, the wafer is subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 30 minutes in a batch type horizontal heat treatment furnace, and the bond wafer is subjected to an ion implantation layer. The eight SOI wafers having the SOI layer on the base wafer were produced. After that, the annealed SOI wafer was subjected to Ar annealing (flattening heat treatment) at 1200 ° C. for 2 hours in a non-oxidizing atmosphere.

このように作製されたＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の面内膜厚分布（Ｐ−Ｖ値）を測定し、Ｐ−Ｖ値の加速電圧依存性を求めた。この結果を図７に示す。
図７によれば、劣化したヒートシンクを有する基板保持具を用いてイオン注入を行った場合、加速電圧が７０ｋｅＶ以上になると、Ｐ−Ｖ値が大きくなり、正常なヒートシンクを有する基板保持具との差が明確になることがわかる。すなわち、加速電圧が７０ｋｅＶ以上の条件でイオン注入を行った方が、基板保持具の劣化判定を行う際の剥離ウェーハの品質の差が明確になることを示している。 The in-plane film thickness distribution (P-V value) of the SOI layer of the SOI wafer produced in this way was measured, and the acceleration voltage dependency of the P-V value was determined. The result is shown in FIG.
According to FIG. 7, when ion implantation is performed using a substrate holder having a deteriorated heat sink, when the acceleration voltage becomes 70 keV or higher, the PV value increases, and the substrate holder having a normal heat sink It can be seen that the difference is clear. That is, it is shown that the difference in the quality of the separated wafer becomes clear when ion implantation is performed under the condition where the acceleration voltage is 70 keV or more when the deterioration determination of the substrate holder is performed.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

１０…基板保持具、 １１…イオン注入機、 １２…基板固定部品、
１３…回転体、 １４…シート部材、 １５…冷却水配管、 Ｗ…基板。 10 ... Substrate holder, 11 ... Ion implanter, 12 ... Substrate fixing component,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Rotating body, 14 ... Sheet member, 15 ... Cooling water piping, W ... Board | substrate.

Claims (5)

イオン注入機の基板保持具の劣化を判定する方法であって、
前記イオン注入機において、基板保持具でボンドウェーハを保持して、該保持されたボンドウェーハの表面から水素イオン、希ガスイオンの少なくとも一種類のガスイオンをイオン注入して、前記ボンド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された側の表面とベースウェーハの表面とを、絶縁膜を介して、或いは、直接貼り合わせた後、前記ボンドウェーハの一部を前記イオン注入層で剥離して、前記ベースウェーハ上に前記ボンドウェーハから剥離した薄膜を有する貼り合わせウェーハを作製し、
前記作製された貼り合わせウェーハ又は前記一部が剥離されたボンドウェーハの面粗さ分布、剥離面の表面欠陥の面内分布、前記作製された貼り合わせウェーハの薄膜の平均厚さ、面内厚さ分布、前記作製された貼り合わせウェーハの研磨或は平坦化熱処理された薄膜の面内厚さ分布、表面欠陥の面内分布のうち少なくとも一つの品質を測定し、該測定された品質から、前記ボンドウェーハを保持したイオン注入機の基板保持具の劣化を判定すること特徴とするイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法。 A method for determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter,
In the ion implanter, a bond wafer is held by a substrate holder, and at least one kind of gas ion of hydrogen ion or rare gas ion is ion-implanted from the surface of the held bond wafer, and the inside of the bond wafer. After forming an ion-implanted layer and bonding the ion-implanted surface of the bond wafer and the surface of the base wafer via an insulating film or directly, a part of the bond wafer is ion-implanted. A bonded wafer having a thin film peeled off from the bond wafer on the base wafer by peeling with a layer,
Surface roughness distribution of the produced bonded wafer or bonded wafer from which the part has been peeled off, in-plane distribution of surface defects on the peeled surface, average thickness of the thin film of the produced bonded wafer, in-plane thickness Measuring at least one of the thickness distribution, the in-plane thickness distribution of the thin film subjected to the polishing or planarization heat treatment of the manufactured bonded wafer, and the in-plane distribution of surface defects, from the measured quality Determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter holding the bond wafer. Determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter. 前記判定する基板保持具の劣化を、前記基板保持具の表面に形成されたシート部材の劣化、又は、前記基板保持具を冷却するための冷却水配管の不具合によるウェーハ冷却能力の低下とすることを特徴とする請求項１に記載のイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法。 The deterioration of the substrate holder to be determined is a deterioration of a sheet member formed on the surface of the substrate holder or a reduction in wafer cooling capacity due to a failure of a cooling water pipe for cooling the substrate holder. The method for determining deterioration of a substrate holder of an ion implanter according to claim 1 . 前記貼り合わせウェーハの作製の際、前記イオン注入機において、前記ボンドウェーハの表面から、イオン注入加速電圧７０ｋｅＶ以上でイオン注入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法。 During the production of the bonded wafer, wherein the ion implanter, wherein the surface of the bond wafer, ion implanter according to claim 1 or claim 2, characterized in that the ion implantation with an ion implantation acceleration voltage 70keV or more Of determining the deterioration of a substrate holder. 前記貼り合わせウェーハの作製において、前記ボンドウェーハ及び前記ベースウェーハとして、シリコン単結晶ウェーハを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法。 The substrate holder for an ion implanter according to any one of claims 1 to 3 , wherein a silicon single crystal wafer is used as the bond wafer and the base wafer in the production of the bonded wafer. Degradation judgment method. 前記イオン注入機を、複数の基板保持具を有するバッチ式イオン注入機とし、前記作製された貼り合わせウェーハ又は前記一部が剥離されたボンドウェーハの前記測定された品質から、前記ボンドウェーハを保持した前記複数の基板保持具の劣化を判定して、劣化した基板保持具を特定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のイオン注入機の基板保持具の劣化判定方法。 The ion implanter is a batch ion implanter having a plurality of substrate holders, and holds the bond wafer from the measured quality of the bonded wafer or the partially peeled bond wafer produced. was to determine the degradation of the plurality of substrate holders, degraded ion implanter substrate holder as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that identifying the substrate holder Degradation judgment method.
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