JPH07283383A - シリコン・オン・サファイア・ウエーハの製造方法 - Google Patents
シリコン・オン・サファイア・ウエーハの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、通常のシリコン・ウエーハ
加工装置により加工するためのシリコン・オン・サファ
イア・ウエーハを製造する方法を提供することにある。 【構成】 シリコン・オン・サファイア・ウエーハの裏
面に、シリコンの光学特性および電気特性を有する層を
付着させる。それは、例えば、ドープした領域を有する
多結晶シリコン層および窒化シリコン層を含む。こうし
て得られたシリコン・オン・サファイア・ウエーハは、
シリコン・ウエーハの存在を検出するように設計したセ
ンサによって検出することができる。よって、通常のシ
リコン・ウエーハ加工装置で、通常のシリコン・ウエー
ハと同様に加工することが可能になる。また本発明の方
法は、本来のウエーハ上面を、汚染したり、欠陥を生じ
させるものではない。
加工装置により加工するためのシリコン・オン・サファ
イア・ウエーハを製造する方法を提供することにある。 【構成】 シリコン・オン・サファイア・ウエーハの裏
面に、シリコンの光学特性および電気特性を有する層を
付着させる。それは、例えば、ドープした領域を有する
多結晶シリコン層および窒化シリコン層を含む。こうし
て得られたシリコン・オン・サファイア・ウエーハは、
シリコン・ウエーハの存在を検出するように設計したセ
ンサによって検出することができる。よって、通常のシ
リコン・ウエーハ加工装置で、通常のシリコン・ウエー
ハと同様に加工することが可能になる。また本発明の方
法は、本来のウエーハ上面を、汚染したり、欠陥を生じ
させるものではない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路に関するもの
であり、詳細には集積回路の製造に使用するウエーハの
製法に関するものである。さらに詳細には、本発明はシ
リコン・オン・サファイア・ウエーハの製法に関するも
のである。
であり、詳細には集積回路の製造に使用するウエーハの
製法に関するものである。さらに詳細には、本発明はシ
リコン・オン・サファイア・ウエーハの製法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置、たとえばシリコン・オン・
サファイア（ＳＯＳ）・ウエーハの製造に、サファイア
基板の使用が増大している。ＳＯＳ集積回路技術は、コ
ンピュータおよび超短波適用分野に使用する、進歩した
高速集積回路のための期待される分野である。
サファイア（ＳＯＳ）・ウエーハの製造に、サファイア
基板の使用が増大している。ＳＯＳ集積回路技術は、コ
ンピュータおよび超短波適用分野に使用する、進歩した
高速集積回路のための期待される分野である。
【０００３】最近、ロボットによるウエーハ移送システ
ムを使用した集積回路製造装置が開発された。これらの
ロボットによるウエーハ移送システムが機能するために
は、ロボットはシリコン・ウエーハの存在を光学的また
は電気的に検知することができなければならない。これ
らのロボット・センサは、シリコン・ウエーハの特性を
利用して開発されたものであり、センサは、不透明で導
電性の物体を感知する。このセンサの開発により、これ
らのツールは、シリコン・ウエーハの特性とは異なる特
性を有するウエーハを使用して、集積回路を製造するに
は適しなくなった。利益を生じるＳＯＳ製造環境には、
標準のシリコン・ウエーハ加工装置により、ＳＯＳウエ
ーハを加工する能力が重要である。しかし、ＳＯＳウエ
ーハは半透明であり、絶縁体であるため、通常のシリコ
ン・ウエーハ集積回路加工装置には適さない基板の一例
である。
ムを使用した集積回路製造装置が開発された。これらの
ロボットによるウエーハ移送システムが機能するために
は、ロボットはシリコン・ウエーハの存在を光学的また
は電気的に検知することができなければならない。これ
らのロボット・センサは、シリコン・ウエーハの特性を
利用して開発されたものであり、センサは、不透明で導
電性の物体を感知する。このセンサの開発により、これ
らのツールは、シリコン・ウエーハの特性とは異なる特
性を有するウエーハを使用して、集積回路を製造するに
は適しなくなった。利益を生じるＳＯＳ製造環境には、
標準のシリコン・ウエーハ加工装置により、ＳＯＳウエ
ーハを加工する能力が重要である。しかし、ＳＯＳウエ
ーハは半透明であり、絶縁体であるため、通常のシリコ
ン・ウエーハ集積回路加工装置には適さない基板の一例
である。
【０００４】したがって、現在入手することができるシ
リコン・ウエーハ集積回路加工装置に適したＳＯＳウエ
ーハがあれば有益である。
リコン・ウエーハ集積回路加工装置に適したＳＯＳウエ
ーハがあれば有益である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の１つ
は、集積回路を加工するための改良された方法を提供す
ることにある。
は、集積回路を加工するための改良された方法を提供す
ることにある。
【０００６】本発明の他の目的は、シリコン・ウエーハ
を加工するために設計された装置を使用して、ＳＯＳウ
エーハ上の集積回路を加工する方法を提供することにあ
る。
を加工するために設計された装置を使用して、ＳＯＳウ
エーハ上の集積回路を加工する方法を提供することにあ
る。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、シリコン・ウ
エーハ加工装置により加工することができる、改良され
たＳＯＳウエーハを提供することにある。
エーハ加工装置により加工することができる、改良され
たＳＯＳウエーハを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下に述
べる手段により達成される。本発明によれば、通常の半
導体加工装置および加工条件に適合するＳＯＳウエーハ
を製造する裏面ウエーハ・コーティング工程が可能にな
る。この適合性は、ＳＯＳウエーハの裏面に、シリコン
の光学特性および電気特性を有する層を付着させてＳＯ
Ｓウエーハがシリコン・ウエーハの存在を検出するよう
に設計されたセンサによって検出できるようにすること
により達成される。
べる手段により達成される。本発明によれば、通常の半
導体加工装置および加工条件に適合するＳＯＳウエーハ
を製造する裏面ウエーハ・コーティング工程が可能にな
る。この適合性は、ＳＯＳウエーハの裏面に、シリコン
の光学特性および電気特性を有する層を付着させてＳＯ
Ｓウエーハがシリコン・ウエーハの存在を検出するよう
に設計されたセンサによって検出できるようにすること
により達成される。
【０００９】
【実施例】下記の工程および構造は、集積回路製造の完
全なフローを形成するものではない。本発明は、現在業
界で使用されている集積回路製作技術とともに実施する
ことができるもので、一般に実施されている工程は、本
発明の理解に必要なもののみを記載するにとどめる。製
作中の集積回路の部分を示す部分断面図は、原寸に比例
したものではなく、本発明の重要な特徴を説明するため
のものである。
全なフローを形成するものではない。本発明は、現在業
界で使用されている集積回路製作技術とともに実施する
ことができるもので、一般に実施されている工程は、本
発明の理解に必要なもののみを記載するにとどめる。製
作中の集積回路の部分を示す部分断面図は、原寸に比例
したものではなく、本発明の重要な特徴を説明するため
のものである。
【００１０】本発明は、シリコンおよびＳＯＳウエーハ
の両方を、ロボットのウエーハ・センサを変更したりバ
イパスすることなく、一般の製造ツール・セットで加工
する方法を提供する。本発明の好ましい実施例によれ
ば、ＳＯＳウエーハを十分に不透明で、導電性を有し、
半導体製造工程の過酷な条件に適合する材料でコーティ
ングして、これらのＳＯＳウエーハを一般のシリコン・
ウエーハ加工装置および条件に適合させる。
の両方を、ロボットのウエーハ・センサを変更したりバ
イパスすることなく、一般の製造ツール・セットで加工
する方法を提供する。本発明の好ましい実施例によれ
ば、ＳＯＳウエーハを十分に不透明で、導電性を有し、
半導体製造工程の過酷な条件に適合する材料でコーティ
ングして、これらのＳＯＳウエーハを一般のシリコン・
ウエーハ加工装置および条件に適合させる。
【００１１】図１に、ＳＯＳウエーハの部分断面図を示
す。ウエーハ１０は、上面１２および裏面１４を有し、
通常酸化物層１６、シリコン層１８、およびサファイア
層２０を有する。ウエーハ１０のような通常のＳＯＳウ
エーハでは、酸化物層１６は二酸化シリコンからなり、
厚みは約３６００Åである。シリコン層１８の厚みは１
０００Å、サファイア層２０の厚みは６４０μｍであ
る。ウエーハ１０は円形ウエーハで、この例では直径１
２５ｍｍである。もちろん、他の寸法および形状のウエ
ーハも本発明により加工することができる。
す。ウエーハ１０は、上面１２および裏面１４を有し、
通常酸化物層１６、シリコン層１８、およびサファイア
層２０を有する。ウエーハ１０のような通常のＳＯＳウ
エーハでは、酸化物層１６は二酸化シリコンからなり、
厚みは約３６００Åである。シリコン層１８の厚みは１
０００Å、サファイア層２０の厚みは６４０μｍであ
る。ウエーハ１０は円形ウエーハで、この例では直径１
２５ｍｍである。もちろん、他の寸法および形状のウエ
ーハも本発明により加工することができる。
【００１２】図２ないし図４は、ウエーハ１０の部分断
面図である。これらの図で、ウエーハ１０は図１とは反
対になっており、ウエーハ１０の下側が上になり、裏面
１４が上になっている。また、ウエーハ１０のサファイ
ア層２０以外の層は、これらの図には示されていない。
多結晶シリコン（ポリシリコンともいう）層２２が、図
２に示すようにサファイア層２０の上に付着している。
ポリシリコンをサファイア層２０の上に付着させるの
は、シリコン・ウエーハを光学的に検出するように設計
されたシリコン・ウエーハ加工装置のセンサがウエーハ
１０を検出できるように、シリコン・ウエーハと類似の
光学特性を与えるためである。ポリシリコン層２２の厚
みは、本例では２．３μｍである。ポリシリコン層２２
中のポリシリコンは、本例では低圧化学気相蒸着（ＬＰ
ＣＶＤ）ポリシリコンである。ＬＰＣＶＤ工程により、
ウエーハの上面および裏面がポリシリコンによりコーテ
ィングされる。ポリシリコン層２２の厚みは、通常少な
くとも約２μｍである。
面図である。これらの図で、ウエーハ１０は図１とは反
対になっており、ウエーハ１０の下側が上になり、裏面
１４が上になっている。また、ウエーハ１０のサファイ
ア層２０以外の層は、これらの図には示されていない。
多結晶シリコン（ポリシリコンともいう）層２２が、図
２に示すようにサファイア層２０の上に付着している。
ポリシリコンをサファイア層２０の上に付着させるの
は、シリコン・ウエーハを光学的に検出するように設計
されたシリコン・ウエーハ加工装置のセンサがウエーハ
１０を検出できるように、シリコン・ウエーハと類似の
光学特性を与えるためである。ポリシリコン層２２の厚
みは、本例では２．３μｍである。ポリシリコン層２２
中のポリシリコンは、本例では低圧化学気相蒸着（ＬＰ
ＣＶＤ）ポリシリコンである。ＬＰＣＶＤ工程により、
ウエーハの上面および裏面がポリシリコンによりコーテ
ィングされる。ポリシリコン層２２の厚みは、通常少な
くとも約２μｍである。
【００１３】図３に示すように、リンなどのドーパント
をポリシリコン層２２に注入して、領域２４を形成す
る。注入は、ウエーハの導電性に基づいてシリコン・ウ
エーハを検出するように設計されたシリコン・ウエーハ
加工装置の電気的センサが、ウエーハ１０を検出できる
ように、シリコン・ウエーハの導電性と類似の導電性が
得られるように行う。本例では、注入したイオンはＰ＋
（原子量３１）であり、ドーズ量は１．０×１０16ｌ／
ｃｍ2、エネルギーは１７５ｋｅＶである。リンのドー
ズ量により、多結晶シリコンの裏面が受けるドーパント
材料の量が決まる。注入エネルギーは、２５ｋｅＶ程度
に低くすることもできる。
をポリシリコン層２２に注入して、領域２４を形成す
る。注入は、ウエーハの導電性に基づいてシリコン・ウ
エーハを検出するように設計されたシリコン・ウエーハ
加工装置の電気的センサが、ウエーハ１０を検出できる
ように、シリコン・ウエーハの導電性と類似の導電性が
得られるように行う。本例では、注入したイオンはＰ＋
（原子量３１）であり、ドーズ量は１．０×１０16ｌ／
ｃｍ2、エネルギーは１７５ｋｅＶである。リンのドー
ズ量により、多結晶シリコンの裏面が受けるドーパント
材料の量が決まる。注入エネルギーは、２５ｋｅＶ程度
に低くすることもできる。
【００１４】多結晶シリコンをドーピングするための他
の方法も同様に適用することができる。これらの方法に
は、固体ソース拡散およびドーピング・ガス（ＰＯＣｌ
など）雰囲気での高温アニーリングなどがある。後の熱
処理により、注入種は電気的に活性化して、導電性のポ
リシリコン層が得られる。また、ホウ素など他の各種の
ドーパントも使用することができる。
の方法も同様に適用することができる。これらの方法に
は、固体ソース拡散およびドーピング・ガス（ＰＯＣｌ
など）雰囲気での高温アニーリングなどがある。後の熱
処理により、注入種は電気的に活性化して、導電性のポ
リシリコン層が得られる。また、ホウ素など他の各種の
ドーパントも使用することができる。
【００１５】注入後に、領域２４は通常抵抗率が約５０
Ω／平方未満になる。抵抗率が５０Ω／平方以上になる
と、シリコン・ウエーハ装置が導電特性に基づいてウエ
ーハ１０をシリコン・ウエーハと感知するには抵抗率が
高くなりすぎる。
Ω／平方未満になる。抵抗率が５０Ω／平方以上になる
と、シリコン・ウエーハ装置が導電特性に基づいてウエ
ーハ１０をシリコン・ウエーハと感知するには抵抗率が
高くなりすぎる。
【００１６】次に図４で、ポリシリコン層２２の上に、
窒化シリコン層２６を付着させる。窒化シリコン層２６
は、後のウエーハ１０の加工の間、ポリシリコン層２２
と領域２４を保護するための保護層として使用する。本
例では、厚みが９５０Åの低圧化学気相蒸着（ＬＰＣＶ
Ｄ）による窒化シリコンを、ポリシリコン層２２の上に
付着させる。窒化シリコン層２６は厚みの異なるもので
よく、たとえば約５００Åないし約５０００Åとするこ
とができる。窒化シリコン層２６の厚みは、ウエーハ１
０に適用する後の処理からポリシリコン層を十分保護す
るように選択する。
窒化シリコン層２６を付着させる。窒化シリコン層２６
は、後のウエーハ１０の加工の間、ポリシリコン層２２
と領域２４を保護するための保護層として使用する。本
例では、厚みが９５０Åの低圧化学気相蒸着（ＬＰＣＶ
Ｄ）による窒化シリコンを、ポリシリコン層２２の上に
付着させる。窒化シリコン層２６は厚みの異なるもので
よく、たとえば約５００Åないし約５０００Åとするこ
とができる。窒化シリコン層２６の厚みは、ウエーハ１
０に適用する後の処理からポリシリコン層を十分保護す
るように選択する。
【００１７】次に図５は、ウエーハ１０の縁部の部分断
面図を示す。図５で、ウエーハ１０は裏面１４は下に、
上面１２は上に示されている。図から分かるように、ウ
エーハ１０の縁部２８は、ポリシリコン層２２と窒化シ
リコン層２６で被覆されている。これらの層は縁部２８
の上にあるが、これらは本発明の好ましい実施例によれ
ば必要はない。上面１２も、ポリシリコン層２２と窒化
シリコン層２６で被覆されている。しかし、イオン注入
は片面のみにしか行わないため、領域２４のようなドー
ピングされた領域は、上面１２および縁部２８を被覆す
るポリシリコン層の中には存在しない。
面図を示す。図５で、ウエーハ１０は裏面１４は下に、
上面１２は上に示されている。図から分かるように、ウ
エーハ１０の縁部２８は、ポリシリコン層２２と窒化シ
リコン層２６で被覆されている。これらの層は縁部２８
の上にあるが、これらは本発明の好ましい実施例によれ
ば必要はない。上面１２も、ポリシリコン層２２と窒化
シリコン層２６で被覆されている。しかし、イオン注入
は片面のみにしか行わないため、領域２４のようなドー
ピングされた領域は、上面１２および縁部２８を被覆す
るポリシリコン層の中には存在しない。
【００１８】ウエーハの上面は反応性イオン・エッチン
グにより、窒化シリコン層２６とポリシリコン層２２が
除去され、下層の二酸化シリコン層１６が露出する。上
面１２を被覆するポリシリコンと窒化シリコンが除去さ
れると、ウエーハ１０はシリコン・ウエーハ加工装置に
よる加工が可能になる。
グにより、窒化シリコン層２６とポリシリコン層２２が
除去され、下層の二酸化シリコン層１６が露出する。上
面１２を被覆するポリシリコンと窒化シリコンが除去さ
れると、ウエーハ１０はシリコン・ウエーハ加工装置に
よる加工が可能になる。
【００１９】本発明の好ましい実施例に従って加工した
ＳＯＳウエーハは、光センサがウエーハの存在を検出す
るのに、十分不透明である。これは、ＳＯＳウエーハの
裏面にポリシリコンを付着させることにより達成され
る。ポリシリコンの厚みは、光センサが不透明な物体を
検出するのに十分な、間接バンドギャップ吸収法による
適切な最少厚みである。付着させるポリシリコンの量
は、装置に使用する光センサシステムに応じて変える必
要がある。ポリシリコンの厚みは、シリコン・ウエーハ
加工装置で使用する光の波長によっても変わる。現在シ
リコン・ウエーハ加工装置で使用している赤色光および
赤外線が、光学的にシリコン・ウエーハの存在を検出す
る。他の波長の場合は、シリコン・ウエーハ加工装置に
使用する光センサによってＳＯＳウエーハを検出できる
ようにするにはポリシリコン層をどれだけの厚さにすべ
きかに影響する。
ＳＯＳウエーハは、光センサがウエーハの存在を検出す
るのに、十分不透明である。これは、ＳＯＳウエーハの
裏面にポリシリコンを付着させることにより達成され
る。ポリシリコンの厚みは、光センサが不透明な物体を
検出するのに十分な、間接バンドギャップ吸収法による
適切な最少厚みである。付着させるポリシリコンの量
は、装置に使用する光センサシステムに応じて変える必
要がある。ポリシリコンの厚みは、シリコン・ウエーハ
加工装置で使用する光の波長によっても変わる。現在シ
リコン・ウエーハ加工装置で使用している赤色光および
赤外線が、光学的にシリコン・ウエーハの存在を検出す
る。他の波長の場合は、シリコン・ウエーハ加工装置に
使用する光センサによってＳＯＳウエーハを検出できる
ようにするにはポリシリコン層をどれだけの厚さにすべ
きかに影響する。
【００２０】さらに、本発明により加工したＳＯＳウエ
ーハは、裏面が導電性である。この導電性は、多結晶シ
リコンの裏面にリンをイオン注入することにより得られ
る。得られたポリシリコン層は導電性である。
ーハは、裏面が導電性である。この導電性は、多結晶シ
リコンの裏面にリンをイオン注入することにより得られ
る。得られたポリシリコン層は導電性である。
【００２１】光学特性および導電特性をシリコン・ウエ
ーハと同等にするのに加えて、本発明の方法は、ウエー
ハの上面に、収率に影響を与えるような汚染レベルまた
は欠陥密度を形成することはない。
ーハと同等にするのに加えて、本発明の方法は、ウエー
ハの上面に、収率に影響を与えるような汚染レベルまた
は欠陥密度を形成することはない。
【００２２】本発明により加工したＳＯＳウエーハの裏
面上に形成したコーティングは、後のシリコン処理工程
に適合する。この適合性は、皮膜の選択と、それらの皮
膜を付着させる順序によって得られる。ポリシリコンお
よび窒化シリコンは、後のすべての熱処理に適合する。
窒化シリコンによる外側コーティングも、裏面のドーパ
ントが窒化物の表面を通って拡散し、ウエーハ上面のシ
リコン・デバイスにオートドーピングの問題を生じるの
を防止する拡散バリアである。さらに、窒化シリコンに
よる外側コーティングは、高温のリン酸を除くすべての
酸に不活性である。高温のリン酸は、後のどの工程でも
使用しない。
面上に形成したコーティングは、後のシリコン処理工程
に適合する。この適合性は、皮膜の選択と、それらの皮
膜を付着させる順序によって得られる。ポリシリコンお
よび窒化シリコンは、後のすべての熱処理に適合する。
窒化シリコンによる外側コーティングも、裏面のドーパ
ントが窒化物の表面を通って拡散し、ウエーハ上面のシ
リコン・デバイスにオートドーピングの問題を生じるの
を防止する拡散バリアである。さらに、窒化シリコンに
よる外側コーティングは、高温のリン酸を除くすべての
酸に不活性である。高温のリン酸は、後のどの工程でも
使用しない。
【００２３】本発明により加工したウエーハは、シリコ
ン・ウエーハ加工装置、たとえば、米国テキサス州オー
スチンのインテグレーテッド・ソリューションズ（Inte
grated Solutions, Inc.）から市販されているＧＣＡ
８５００ステッパ、米国カリフォルニア州サンタ・クラ
ラのアプライド・マテリアルズ（Applied Materials,In
c.）から市販されているＡＭＥ５０００、米国マサチュ
ーセッツ州グロスターのバリアン社（Varian, Inc.）か
ら市販されているバリアン２０００スパッタ、米国カリ
フォルニア州ペタルマのテガル社（Tegal, Inc.）から
市販されているテガル１５１１エッチャなどにより、処
理することができる。上記の実施例ではＳＯＳウエーハ
を使用しているが、本発明は、シリコン・ウエーハ加工
装置により加工するための、他の種類のウエーハの製造
にも使用することができる。
ン・ウエーハ加工装置、たとえば、米国テキサス州オー
スチンのインテグレーテッド・ソリューションズ（Inte
grated Solutions, Inc.）から市販されているＧＣＡ
８５００ステッパ、米国カリフォルニア州サンタ・クラ
ラのアプライド・マテリアルズ（Applied Materials,In
c.）から市販されているＡＭＥ５０００、米国マサチュ
ーセッツ州グロスターのバリアン社（Varian, Inc.）か
ら市販されているバリアン２０００スパッタ、米国カリ
フォルニア州ペタルマのテガル社（Tegal, Inc.）から
市販されているテガル１５１１エッチャなどにより、処
理することができる。上記の実施例ではＳＯＳウエーハ
を使用しているが、本発明は、シリコン・ウエーハ加工
装置により加工するための、他の種類のウエーハの製造
にも使用することができる。
【００２４】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２５】（１）シリコン・オン・サファイア（ＳＯ
Ｓ）・ウエーハの裏面に、シリコンの光学特性および電
気特性を有する層を付着させる工程を含み、それによ
り、該ＳＯＳウエーハがシリコン・ウエーハの存在を検
出するように設計されたセンサによって検出できること
を特徴とする、シリコン・ウエーハ加工装置により加工
するためのＳＯＳウエーハを製造する方法。 （２）上記層を付着させる工程が、シリコン層を付着さ
せる工程を含むことを特徴とする、上記（１）に記載の
方法。 （３）上記層を付着させる工程が、多結晶シリコン層を
付着させる工程を含むことを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （４）上記多結晶シリコン層を付着させる工程が、ドー
ピングした領域を有する多結晶シリコン層を付着させる
工程を含み、上記多結晶シリコン層の抵抗率が約５０Ω
／平方未満であることを特徴とする、上記（３）に記載
の方法。 （５）上記層を付着させる工程が、厚みが少なくとも約
２μｍの多結晶シリコン層を付着させる工程を含むこと
を特徴とする、上記（３）に記載の方法。 （６）上記多結晶シリコン層にドーパントを注入する工
程をさらに含む、上記（５）に記載の方法。 （７）上記多結晶層にドーパントを注入する工程が、上
記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネルギーで注入する
工程を含むことを特徴とする、上記（６）に記載の方
法。 （８）上記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネルギーで
注入する工程が、リン・イオンを約１．０×１０16ｌ／
ｃｍ2のドーズ量で、約１７５ｋｅＶのエネルギーで注
入する工程を含むことを特徴とする上記（７）に記載の
方法。 （９）上記ドーピングした領域を有する多結晶シリコン
層の上に、窒化シリコン層を付着させる工程をさらに含
む、上記（３）に記載の方法。 （１０）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、シリコンの光学特性を有する層を付着さ
せる工程を含み、それにより、該ＳＯＳウエーハがシリ
コン・ウエーハの存在を検出するように設計された光セ
ンサによって検出できることを特徴とする、シリコン・
ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯＳウエーハ
を製造する方法。 （１１）上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳウエー
ハが光センサによって検出できる不透明度を有する層を
付着させることを特徴とする、上記（１０）に記載の方
法。 （１２）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、シリコンの電気的特性を有する層を付着
させる工程を含み、それにより該ＳＯＳウエーハがシリ
コン・ウエーハの存在を検出するように設計された電気
的センサによって検出できることを特徴とする、シリコ
ン・ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯＳウエ
ーハを製造する方法。 （１３）上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳウエー
ハが電気的センサによって検出できる電導度を有する層
を付着させることを特徴とする、上記（１２）に記載の
方法。 （１４）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、ドーピングしたシリコン層を付着させる
工程と、上記ドーピングしたシリコン層の上に窒化シリ
コン層を付着させる工程とを含み、上記ドーピングした
シリコン層および上記窒化シリコン層が、シリコン・ウ
エーハの存在を検出するように設計されたセンサによっ
てＳＯＳウエーハが検出できるような光学特性および電
気特性を、上記ＳＯＳウエーハに与えることを特徴とす
る、ＳＯＳウエーハを製造する方法。 （１５）上記ＳＯＳウエーハの裏面にドーピングしたシ
リコン層を付着させる工程が、上記ＳＯＳウエーハの裏
面に多結晶シリコン層を付着させる工程と、上記多結晶
シリコン層にドーパントを注入する工程とを含むことを
特徴とする、上記（１４）に記載の方法。 （１６）上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリコン層
を付着させる工程が、上記ＳＯＳウエーハの裏面に、厚
みが少なくとも約２μｍの多結晶シリコン層を付着させ
る工程を含むことを特徴とする、上記（１５）に記載の
方法。 （１７）上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリコン層
を付着させる工程が、低圧化学気相蒸着により、上記Ｓ
ＯＳウエーハの裏面に上記多結晶シリコン層を付着させ
る工程を含むことを特徴とする、上記（１５）に記載の
方法。 （１８）上記窒化シリコン層を付着させる工程が、厚み
が約５００Åないし約５０００Åの窒化シリコン層を付
着させる工程を含むことを特徴とする、上記（１４）に
記載の方法。 （１９）上記窒化シリコン層を付着させる工程が、低圧
化学気相蒸着により、上記窒化シリコン層を付着させる
工程を含むことを特徴とする、上記（１４）に記載の方
法。 （２０）ウエーハの裏面に、シリコン・ウエーハの存在
を検出するように設計されたセンサによって検出できる
光学特性を有する層を付着させる工程を含む、シリコン
・ウエーハ加工装置により加工するための、非シリコン
の裏面を有するウエーハを製造する方法。 （２１）裏面が非シリコンの基板と、上記基板の裏面に
あって、シリコン・ウエーハの存在を検出するように設
計された光センサによって検出できる光学特性を有する
層とを有するウエーハ。 （２２）裏面が非シリコンの基板と、上記基板の裏面に
あって、シリコン・ウエーハの存在を検出するように設
計された電気的センサによって検出できる電気特性を有
する層とを有するウエーハ。 （２３）裏面と、シリコン・ウエーハの存在を検出する
ように設計された光センサによって検出できる光学特性
を有する多結晶シリコン層とを有するＳＯＳウエーハ。 （２４）上記多結晶シリコン層が、低圧化学気相蒸着さ
れた多結晶シリコンであることを特徴とする、上記（２
３）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２５）上記多結晶シリコン層の厚みが少なくとも約２
μｍであることを特徴とする、上記（２３）に記載のＳ
ＯＳウエーハ。 （２６）上記多結晶シリコン層が、シリコン・ウエーハ
を検出するように設計された電気的センサによって検出
できる電気特性を有するドーピングした領域を含むこと
を特徴とする、上記（２３）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２７）上記ドーピングした領域が、注入されたリン・
イオンを含有することを特徴とする、上記（２６）に記
載のＳＯＳウエーハ。 （２８）上記ドーピングした領域を有する上記多結晶シ
リコン層の抵抗率が、約５０Ω／平方未満であることを
特徴とする、上記（２６）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２９）上記多結晶シリコン層の上に、さらに窒化シリ
コン層を付着させることを特徴とする、上記（２６）に
記載のＳＯＳウエーハ。 （３０）上記窒化シリコン層が、低圧化学気相蒸着され
た窒化シリコン層であることを特徴とする、上記（２
９）に記載のＳＯＳウエーハ。 （３１）上記窒化シリコン層の厚みが、約５００Åない
し約５０００Åであることを特徴とする、上記（２９）
のＳＯＳウエーハ。
Ｓ）・ウエーハの裏面に、シリコンの光学特性および電
気特性を有する層を付着させる工程を含み、それによ
り、該ＳＯＳウエーハがシリコン・ウエーハの存在を検
出するように設計されたセンサによって検出できること
を特徴とする、シリコン・ウエーハ加工装置により加工
するためのＳＯＳウエーハを製造する方法。 （２）上記層を付着させる工程が、シリコン層を付着さ
せる工程を含むことを特徴とする、上記（１）に記載の
方法。 （３）上記層を付着させる工程が、多結晶シリコン層を
付着させる工程を含むことを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （４）上記多結晶シリコン層を付着させる工程が、ドー
ピングした領域を有する多結晶シリコン層を付着させる
工程を含み、上記多結晶シリコン層の抵抗率が約５０Ω
／平方未満であることを特徴とする、上記（３）に記載
の方法。 （５）上記層を付着させる工程が、厚みが少なくとも約
２μｍの多結晶シリコン層を付着させる工程を含むこと
を特徴とする、上記（３）に記載の方法。 （６）上記多結晶シリコン層にドーパントを注入する工
程をさらに含む、上記（５）に記載の方法。 （７）上記多結晶層にドーパントを注入する工程が、上
記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネルギーで注入する
工程を含むことを特徴とする、上記（６）に記載の方
法。 （８）上記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネルギーで
注入する工程が、リン・イオンを約１．０×１０16ｌ／
ｃｍ2のドーズ量で、約１７５ｋｅＶのエネルギーで注
入する工程を含むことを特徴とする上記（７）に記載の
方法。 （９）上記ドーピングした領域を有する多結晶シリコン
層の上に、窒化シリコン層を付着させる工程をさらに含
む、上記（３）に記載の方法。 （１０）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、シリコンの光学特性を有する層を付着さ
せる工程を含み、それにより、該ＳＯＳウエーハがシリ
コン・ウエーハの存在を検出するように設計された光セ
ンサによって検出できることを特徴とする、シリコン・
ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯＳウエーハ
を製造する方法。 （１１）上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳウエー
ハが光センサによって検出できる不透明度を有する層を
付着させることを特徴とする、上記（１０）に記載の方
法。 （１２）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、シリコンの電気的特性を有する層を付着
させる工程を含み、それにより該ＳＯＳウエーハがシリ
コン・ウエーハの存在を検出するように設計された電気
的センサによって検出できることを特徴とする、シリコ
ン・ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯＳウエ
ーハを製造する方法。 （１３）上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳウエー
ハが電気的センサによって検出できる電導度を有する層
を付着させることを特徴とする、上記（１２）に記載の
方法。 （１４）シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・ウエ
ーハの裏面に、ドーピングしたシリコン層を付着させる
工程と、上記ドーピングしたシリコン層の上に窒化シリ
コン層を付着させる工程とを含み、上記ドーピングした
シリコン層および上記窒化シリコン層が、シリコン・ウ
エーハの存在を検出するように設計されたセンサによっ
てＳＯＳウエーハが検出できるような光学特性および電
気特性を、上記ＳＯＳウエーハに与えることを特徴とす
る、ＳＯＳウエーハを製造する方法。 （１５）上記ＳＯＳウエーハの裏面にドーピングしたシ
リコン層を付着させる工程が、上記ＳＯＳウエーハの裏
面に多結晶シリコン層を付着させる工程と、上記多結晶
シリコン層にドーパントを注入する工程とを含むことを
特徴とする、上記（１４）に記載の方法。 （１６）上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリコン層
を付着させる工程が、上記ＳＯＳウエーハの裏面に、厚
みが少なくとも約２μｍの多結晶シリコン層を付着させ
る工程を含むことを特徴とする、上記（１５）に記載の
方法。 （１７）上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリコン層
を付着させる工程が、低圧化学気相蒸着により、上記Ｓ
ＯＳウエーハの裏面に上記多結晶シリコン層を付着させ
る工程を含むことを特徴とする、上記（１５）に記載の
方法。 （１８）上記窒化シリコン層を付着させる工程が、厚み
が約５００Åないし約５０００Åの窒化シリコン層を付
着させる工程を含むことを特徴とする、上記（１４）に
記載の方法。 （１９）上記窒化シリコン層を付着させる工程が、低圧
化学気相蒸着により、上記窒化シリコン層を付着させる
工程を含むことを特徴とする、上記（１４）に記載の方
法。 （２０）ウエーハの裏面に、シリコン・ウエーハの存在
を検出するように設計されたセンサによって検出できる
光学特性を有する層を付着させる工程を含む、シリコン
・ウエーハ加工装置により加工するための、非シリコン
の裏面を有するウエーハを製造する方法。 （２１）裏面が非シリコンの基板と、上記基板の裏面に
あって、シリコン・ウエーハの存在を検出するように設
計された光センサによって検出できる光学特性を有する
層とを有するウエーハ。 （２２）裏面が非シリコンの基板と、上記基板の裏面に
あって、シリコン・ウエーハの存在を検出するように設
計された電気的センサによって検出できる電気特性を有
する層とを有するウエーハ。 （２３）裏面と、シリコン・ウエーハの存在を検出する
ように設計された光センサによって検出できる光学特性
を有する多結晶シリコン層とを有するＳＯＳウエーハ。 （２４）上記多結晶シリコン層が、低圧化学気相蒸着さ
れた多結晶シリコンであることを特徴とする、上記（２
３）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２５）上記多結晶シリコン層の厚みが少なくとも約２
μｍであることを特徴とする、上記（２３）に記載のＳ
ＯＳウエーハ。 （２６）上記多結晶シリコン層が、シリコン・ウエーハ
を検出するように設計された電気的センサによって検出
できる電気特性を有するドーピングした領域を含むこと
を特徴とする、上記（２３）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２７）上記ドーピングした領域が、注入されたリン・
イオンを含有することを特徴とする、上記（２６）に記
載のＳＯＳウエーハ。 （２８）上記ドーピングした領域を有する上記多結晶シ
リコン層の抵抗率が、約５０Ω／平方未満であることを
特徴とする、上記（２６）に記載のＳＯＳウエーハ。 （２９）上記多結晶シリコン層の上に、さらに窒化シリ
コン層を付着させることを特徴とする、上記（２６）に
記載のＳＯＳウエーハ。 （３０）上記窒化シリコン層が、低圧化学気相蒸着され
た窒化シリコン層であることを特徴とする、上記（２
９）に記載のＳＯＳウエーハ。 （３１）上記窒化シリコン層の厚みが、約５００Åない
し約５０００Åであることを特徴とする、上記（２９）
のＳＯＳウエーハ。
【００２６】
【発明の効果】本発明に従って、ＳＯＳウエーハの裏面
に、シリコンの光学特性および電気特性を有する層を付
着することで、そのＳＯＳウエーハは、シリコン・ウエ
ーハの存在を検出するよう設計されたセンサによって検
出されることができ、そのようなセンサを備えた、ロボ
ットによるウエーハ移送システムを使用した集積回路製
造装置によって、通常のシリコン・ウエーハ同様に製造
することができた。
に、シリコンの光学特性および電気特性を有する層を付
着することで、そのＳＯＳウエーハは、シリコン・ウエ
ーハの存在を検出するよう設計されたセンサによって検
出されることができ、そのようなセンサを備えた、ロボ
ットによるウエーハ移送システムを使用した集積回路製
造装置によって、通常のシリコン・ウエーハ同様に製造
することができた。
【図１】本発明の好ましい実施例を実施することのでき
るＳＯＳウエーハを示す部分断面図である。
るＳＯＳウエーハを示す部分断面図である。
【図２】本発明によりＳＯＳウエーハを製作する工程
で、ＳＯＳウエーハの裏面にポリシリコン層を付着する
工程を示す部分断面図である。
で、ＳＯＳウエーハの裏面にポリシリコン層を付着する
工程を示す部分断面図である。
【図３】本発明によりＳＯＳウエーハを製作する工程
で、ドーピング領域を設ける工程を示す部分断面図であ
る。
で、ドーピング領域を設ける工程を示す部分断面図であ
る。
【図４】本発明によりＳＯＳウエーハを製作する工程
で、さらに窒化シリコンの保護層を付着する工程を示す
部分断面図である。
で、さらに窒化シリコンの保護層を付着する工程を示す
部分断面図である。
【図５】本発明の好ましい実施例により加工したＳＯＳ
ウエーハの縁部を示す部分断面図である。
ウエーハの縁部を示す部分断面図である。
１０ ウエーハ １２ ウエーハ上面 １４ ウエーハ裏面 １６ 酸化物層 １８ シリコン層 ２０ サファイア層 ２２ ポリシリコン層 ２４ ドーピング領域 ２６ 窒化シリコン層 ２８ 縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・エム・ガット アメリカ合衆国55906 ミネソタ州ロチェ スター シェイディー・レーン・ドライブ ノースイースト 6553 (72)発明者 ダニエル・ジェイ・コッホ アメリカ合衆国55902 ミネソタ州ロチェ スター トゥウェンティーサード・ストリ ート サウスウェスト 819 (72)発明者 マイケル・エイ・マトゥセヴィツ アメリカ合衆国55901 ミネソタ州ロチェ スター セカンド・ストリート ノースウ ェスト 820
Claims (31)
- 【請求項１】シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）・
ウエーハの裏面に、シリコンの光学特性および電気特性
を有する層を付着させる工程を含み、それにより、該Ｓ
ＯＳウエーハがシリコン・ウエーハの存在を検出するよ
うに設計されたセンサによって検出できることを特徴と
する、 シリコン・ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯ
Ｓウエーハを製造する方法。 - 【請求項２】上記層を付着させる工程が、シリコン層を
付着させる工程を含むことを特徴とする、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】上記層を付着させる工程が、多結晶シリコ
ン層を付着させる工程を含むことを特徴とする、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】上記多結晶シリコン層を付着させる工程
が、ドーピングした領域を有する多結晶シリコン層を付
着させる工程を含み、上記多結晶シリコン層の抵抗率が
約５０Ω／平方未満であることを特徴とする、請求項３
に記載の方法。 - 【請求項５】上記層を付着させる工程が、厚みが少なく
とも約２μｍの多結晶シリコン層を付着させる工程を含
むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】上記多結晶シリコン層にドーパントを注入
する工程をさらに含む、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】上記多結晶層にドーパントを注入する工程
が、上記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネルギーで注
入する工程を含むことを特徴とする、請求項６に記載の
方法。 - 【請求項８】上記ドーパントを約１７５ｋｅＶのエネル
ギーで注入する工程が、リン・イオンを約１．０×１０
16ｌ／ｃｍ2のドーズ量で、約１７５ｋｅＶのエネルギ
ーで注入する工程を含むことを特徴とする請求項７に記
載の方法。 - 【請求項９】上記多結晶シリコン層の上に、窒化シリコ
ン層を付着させる工程をさらに含む、請求項３に記載の
方法。 - 【請求項１０】シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）
・ウエーハの裏面に、シリコンの光学特性を有する層を
付着させる工程を含み、それにより、該ＳＯＳウエーハ
がシリコン・ウエーハの存在を検出するように設計され
た光センサによって検出できることを特徴とする、 シリコン・ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯ
Ｓウエーハを製造する方法。 - 【請求項１１】上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳ
ウエーハが光センサによって検出できる不透明度を有す
る層を付着させることを特徴とする、請求項１０に記載
の方法。 - 【請求項１２】シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）
・ウエーハの裏面に、シリコンの電気的特性を有する層
を付着させる工程を含み、それにより該ＳＯＳウエーハ
がシリコン・ウエーハの存在を検出するように設計され
た電気的センサによって検出できることを特徴とする、 シリコン・ウエーハ加工装置により加工するためのＳＯ
Ｓウエーハを製造する方法。 - 【請求項１３】上記層を付着させる工程で、上記ＳＯＳ
ウエーハが電気的センサによって検出できる電導度を有
する層を付着させることを特徴とする、請求項１２に記
載の方法。 - 【請求項１４】シリコン・オン・サファイア（ＳＯＳ）
・ウエーハの裏面に、ドーピングしたシリコン層を付着
させる工程と、 上記ドーピングしたシリコン層の上に窒化シリコン層を
付着させる工程とを含み、 上記ドーピングしたシリコン層および上記窒化シリコン
層が、シリコン・ウエーハの存在を検出するように設計
されたセンサによってＳＯＳウエーハが検出できるよう
な光学特性および電気特性を、上記ＳＯＳウエーハに与
えることを特徴とする、 ＳＯＳウエーハを製造する方法。 - 【請求項１５】上記ＳＯＳウエーハの裏面にドーピング
したシリコン層を付着させる工程が、 上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリコン層を付着さ
せる工程と、 上記多結晶シリコン層にドーパントを注入する工程とを
含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリ
コン層を付着させる工程が、上記ＳＯＳウエーハの裏面
に、厚みが少なくとも約２μｍの多結晶シリコン層を付
着させる工程を含むことを特徴とする、請求項１５に記
載の方法。 - 【請求項１７】上記ＳＯＳウエーハの裏面に多結晶シリ
コン層を付着させる工程が、低圧化学気相蒸着により、
上記ＳＯＳウエーハの裏面に上記多結晶シリコン層を付
着させる工程を含むことを特徴とする、請求項１５に記
載の方法。 - 【請求項１８】上記窒化シリコン層を付着させる工程
が、厚みが約５００Åないし約５０００Åの窒化シリコ
ン層を付着させる工程を含むことを特徴とする、請求項
１４に記載の方法。 - 【請求項１９】上記窒化シリコン層を付着させる工程
が、低圧化学気相蒸着により、上記窒化シリコン層を付
着させる工程を含むことを特徴とする、請求項１４に記
載の方法。 - 【請求項２０】ウエーハの裏面に、シリコン・ウエーハ
の存在を検出するように設計されたセンサによって検出
できる光学特性を有する層を付着させる工程を含む、 シリコン・ウエーハ加工装置により加工するための、非
シリコンの裏面を有するウエーハを製造する方法。 - 【請求項２１】裏面が非シリコンの基板と、 上記基板の裏面にあって、シリコン・ウエーハの存在を
検出するように設計された光センサによって検出できる
光学特性を有する層とを有するウエーハ。 - 【請求項２２】裏面が非シリコンの基板と、 上記基板の裏面にあって、シリコン・ウエーハの存在を
検出するように設計された電気的センサによって検出で
きる電気特性を有する層とを有するウエーハ。 - 【請求項２３】裏面と、 シリコン・ウエーハの存在を検出するように設計された
光センサによって検出できる光学特性を有する多結晶シ
リコン層とを有するＳＯＳウエーハ。 - 【請求項２４】上記多結晶シリコン層が、低圧化学気相
蒸着された多結晶シリコンであることを特徴とする、請
求項２３に記載のＳＯＳウエーハ。 - 【請求項２５】上記多結晶シリコン層の厚みが少なくと
も約２μｍであることを特徴とする、請求項２３に記載
のＳＯＳウエーハ。 - 【請求項２６】上記多結晶シリコン層が、シリコン・ウ
エーハを検出するように設計された電気的センサによっ
て検出できる電気特性を有するドーピングした領域を含
むことを特徴とする、請求項２３に記載のＳＯＳウエー
ハ。 - 【請求項２７】上記ドーピングした領域が、注入された
リン・イオンを含有することを特徴とする、請求項２６
に記載のＳＯＳウエーハ。 - 【請求項２８】上記ドーピングした領域を有する上記多
結晶シリコン層の抵抗率が、約５０Ω／平方未満である
ことを特徴とする、請求項２６に記載のＳＯＳウエー
ハ。 - 【請求項２９】上記多結晶シリコン層の上に、さらに窒
化シリコン層を付着させることを特徴とする、請求項２
６に記載のＳＯＳウエーハ。 - 【請求項３０】上記窒化シリコン層が、低圧化学気相蒸
着された窒化シリコン層であることを特徴とする、請求
項２９に記載のＳＯＳウエーハ。 - 【請求項３１】上記窒化シリコン層の厚みが、約５００
Åないし約５０００Åであることを特徴とする、請求項
２９のＳＯＳウエーハ。
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