CN104603910B - Soi晶圆的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SOI晶圆的制造方法,其具有如下工序:在贴合前,至少在接合晶圆的整个表面形成绝缘膜,在保护接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的绝缘膜的同时,通过使在离子注入层剥离接合晶圆之前的贴合晶圆接触可溶解绝缘膜的液体,或者暴露在可溶解绝缘膜的气体中,将位于接合晶圆与基底晶圆之间的绝缘膜从贴合晶圆的外周端向中心方向蚀刻。由此,提供一种SOI晶圆的制造方法,其在接合晶圆上形成绝缘膜进行贴合时,在控制平台的宽度,并防止产生SOI岛的同时,能够抑制擦痕及SOI膜厚分布异常。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过离子注入剥离法来制造SOI晶圆的方法。
背景技术
过去,在通过离子注入剥离法制作的SOI晶圆的外周部,不复制SOI层,产生基底晶圆表面露出的平台(テラス)。其主要原因是,在晶圆外周部上,因研磨塌边使晶圆的平坦度变差,因此贴合的晶圆之间的结合力弱,难以在基底晶圆侧复制SOI层。
如果通过光学显微镜观察该SOI晶圆的平台部,在SOI层与平台部的边界观察到SOI层孤立成岛状的SOI岛。这被认为产生在SOI层被复制的平坦度与SOI层没有被复制的平坦度的过度区域中。这种SOI岛在器件制作工序中从晶圆上剥落,并成为硅颗粒且再次附着在器件制作区域,有可能会成为器件不良的原因(专利文献1)。
另外,在离子注入剥离法中,由于上述平台部的宽度(平台宽度)通过贴合的晶圆平台部的平坦度来决定,因此难以在贴合后控制平台宽度。例如在SOI晶圆的平台部通过器件工序做成激光标记等的情况下,如果平台宽度过窄,有可能无法做成激光标记。
作为改善这种SOI岛,控制平台宽度的方法,有使贴合后的晶圆浸渍于含有HF的水溶液中,从外周对位于接合晶圆与基底晶圆之间的绝缘膜进行蚀刻的方法(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2002-305292号公报
专利文献2:日本专利公开2010-199353号公报
专利文献3:日本专利公开2006-216662号公报
专利文献4:日本专利公表2008-526038号公报
专利文献5:日本专利公开2006-270039号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
例如,如果使用在接合晶圆的整个表面上形成绝缘膜的贴合晶圆,通过专利文献2所述的方法对平台部的SOI岛进行改善,则在接合晶圆与基底晶圆的贴合面以外形成的绝缘膜也被去除。剥离后的接合晶圆由于绝缘膜被去除而保持平坦的形状,但是由于剥离后的SOI晶圆在贴合面上有绝缘膜,因此产生翘曲。这是由于绝缘膜与硅的热膨胀率不同而产生的,特别是在绝缘膜为氧化膜的情况下,SOI晶圆在SOI层侧成为凸状。由该绝缘膜引起的翘曲与绝缘膜的膜厚成比例增大。
本发明者发现,这样,相对于剥离后的接合晶圆为平坦形状,由于SOI晶圆在SOI层形成为凸状,因此SOI晶圆的凸状顶端部与接合晶圆接触,产生擦痕或者发生SOI膜厚分布异常这样的问题。
在专利文献3中记载有,为了防止因离子注入剥离法导致的SOI晶圆平台部的SOI岛,将形成在贴合前的接合晶圆或基座晶圆上的氧化膜的外周部预先去除之后进行贴合。但是,专利文献3是在贴合前去除氧化膜的外周部,具有该去除工序复杂的缺点。
另外,专利文献4所公开的技术在以进行了贴合的状态进行氧化膜去除的方面与专利文献2相同,但是该氧化膜的去除方法在作为为了进行称为修边(トリミング)的硅蚀刻的预处理的方面不同。另外,没有涉及离子注入剥离法中的特有问题即SOI岛的记载。
进而,作为不去除基底晶圆背面的氧化膜而仅去除SOI晶圆的表面侧的氧化膜的方法,有专利文献5所公开的基于自旋蚀刻的方法。
但是,即使对剥离后的SOI晶圆适应自旋蚀刻,也不能减少平台部的SOI岛,并且由于来自埋入氧化膜端面的蚀刻,使SOI层的外周端成为悬空形状,变得容易剥落。
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于提供一种SOI晶圆的制造方法,在接合晶圆上形成绝缘膜进行贴合时,在控制平台的宽度并防止产生SOI岛的同时,能够抑制擦痕及SOI膜厚分布异常。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种SOI晶圆的制造方法,从由单晶硅构成的接合晶圆的表面离子注入氢气或者稀有气体中的至少一种气体离子从而形成离子注入层,在将该接合晶圆的进行了离子注入的表面与基底晶圆表面隔有绝缘膜进行贴合后,通过在所述离子注入层剥离接合晶圆来制作SOI晶圆,其中,具有如下工序:在所述贴合前,至少在所述接合晶圆的整个表面形成所述绝缘膜,在保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的同时,通过使在所述离子注入层剥离所述接合晶圆之前的贴合晶圆接触可溶解所述绝缘膜的液体,或者暴露在可溶解所述绝缘膜的气体中,将位于所述接合晶圆与所述基底晶圆之间的所述绝缘膜从所述贴合晶圆的外周端向中心方向蚀刻。
这样,通过将位于接合晶圆与基底晶圆之间的绝缘膜从贴合晶圆的外周端向中心方向蚀刻,能够控制剥离后的平台宽度,能够防止作为离子注入剥离法中特有缺陷即SOI岛的产生。同时,通过在绝缘膜蚀刻时保护接合晶圆背面的绝缘膜,在剥离后,相对于SOI层侧(剥离面侧)呈凸状翘曲的SOI晶圆,能够使剥离的接合晶圆翘曲,使得剥离面侧成为凹状。由此,能够防止过去那样的因平坦接合晶圆与凸状SOI晶圆之间的形状不匹配所引起的接触,抑制剥离后的SOI晶圆的擦痕及SOI膜厚分布异常。
此时,优选在室温下进行所述接合晶圆与所述基底晶圆的贴合,然后,不进行热处理,而进行所述绝缘膜的蚀刻。
这样,通过不进行热处理而进行绝缘膜的蚀刻,能够防止在绝缘膜蚀刻前,在离子注入层接合晶圆剥离,另外,能够更准确地控制平台宽度,并能够防止SOI岛的产生。
或者,也可以在室温下进行所述接合晶圆与所述基底晶圆的贴合,然后,进行在所述离子注入层不发生剥离的低温热处理之后,进行所述绝缘膜的蚀刻。
如果是这样的低温热处理,则能够在防止接合晶圆剥离的同时使结合强度提高,能够更准确地控制平台宽度,并能够防止SOI岛的产生。
另外,优选从所述贴合晶圆的外周端向中心方向直至0.3mm以上10mm以下的位置进行所述绝缘膜的蚀刻。
通过在这种范围进行绝缘膜的蚀刻,在通过器件工序在平台部上制作激光标记等的情况下,能够得到适当的平台宽度,另外,能够可靠地防止SOI岛的产生。
另外,优选地,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
通过保护这种范围,能够使剥离后的接合晶圆更加可靠地翘曲,更有效地抑制剥离后的SOI晶圆的擦痕及SOI膜厚分布异常。
此时,优选使用O型环(O-ring)来进行所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的保护。
如果使用这种O型环,则能够通过简易的方法可靠保护接合晶圆背面的绝缘膜。
另外,优选将所述绝缘膜设为氧化膜、氮化膜、或者它们的层合膜。
如果是这种绝缘膜,则能够通过热处理或CVD容易地形成。
另外,优选通过将进行了所述绝缘膜蚀刻的所述贴合晶圆浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,对所述接合晶圆的外周部从所述接合晶圆的贴合面侧至少到所述离子注入层的深度进行了蚀刻之后,进行所述接合晶圆的剥离。
通过这种Si蚀刻,能够预先去除在器件制作工序中可能成为异物的部分。
(三)有益效果
如上所述,根据本发明,在接合晶圆上形成绝缘膜并进行贴合,在制造SOI晶圆时,能够控制平台的宽度,防止产生SOI岛,同时,抑制剥离后的SOI晶圆的擦痕及SOI膜厚分布异常。
附图说明
图1为表示本发明的SOI晶圆制造方法的实施方式的一例的流程图。
图2为表示本发明的SOI晶圆制造方法的蚀刻工序的其它例子的示意图。
图3为现有的SOI晶圆制造方法的流程图。
具体实施方式
本发明人等对为了抑制通过离子注入剥离法制作SOI晶圆时产生的特有缺陷的SOI岛的方法进行了研究。其结果认为在进行接合晶圆剥离前,如果将位于接合晶圆与基底晶圆之间的绝缘膜从外周端向中心方向至一定程度的范围内蚀刻去除,则由于成为SOI岛产生原因的结合强度弱的区域消失,因此在容易产生SOI岛的区域中,能够防止不完整的SOI层复制,使得在该区域中可靠地不发生SOI层复制,其结果能够防止SOI岛的产生。
为此,在进行接合晶圆剥离前,需要将贴合晶圆浸渍于氢氟酸等绝缘膜用蚀刻液中。过去,如果在结合强度弱的状态下将结合界面浸渍于蚀刻液中,则由于有可能因蚀刻液导致产生结合界面的浸蚀,因此例如日本专利公开平成10-70054号公报中所述,认为在浸渍于蚀刻液之前,需要进行高温(例如1000℃以上)的结合热处理。
但是,在离子注入剥离法的情况下,如果在蚀刻前进行这种高温热处理,则在离子注入层会发生接合晶圆的剥离,因此最终不能防止上述的SOI岛。因此,本发明人等在调查在室温下进行了贴合的状态下浸渍于蚀刻液的情况下,结合界面的硅氧化膜的蚀刻进行到何种程度,发现在硅氧化膜与裸硅的结合界面上,即使浸渍于含有50%HF的水溶液中1天(24小时),结合界面的蚀刻从外周止于10mm左右。
但是,在如专利文献2所示的方法中,已知在接合晶圆侧形成绝缘膜,并进行了上述蚀刻的情况下,在剥离后的SOI晶圆上产生翘曲。如图3所示,将形成有离子注入层111及绝缘膜113的接合晶圆110与基底晶圆112贴合(图3中的(a)),并浸渍于含有HF的水溶液115中,从外周端对结合界面的绝缘膜113蚀刻的情况(图3中的(b))下,连接合晶圆110背面的绝缘膜会被去除,如果在离子注入层111剥离接合晶圆110,则得到内外面没有绝缘膜的接合晶圆(剥离接合晶圆110’),并且,制作出具有通过剥离被转移设置的SOI层116的SOI晶圆117(图3中的(c))。
在该情况中,如上所述由于绝缘膜与硅的热膨胀率不同,因此在SOI晶圆117的SOI层116侧会产生凸状的翘曲。另一方面,没有内外绝缘膜的剥落接合晶圆110’成为平坦形状。
如果在剥离后的SOI晶圆117上产生凸状的翘曲,则在SOI晶圆的凸状顶端部,与平坦形状的接合晶圆110’之间,产生因形状不匹配所引起的接触,在SOI层116的表面产生擦痕或SOI膜厚分布异常。此外,认为SOI膜厚分布异常是在与剥落接合晶圆110’接触的SOI层116的接触部表面上,由于自然氧化膜的形成被抑制,因此在这之后的SOI晶圆117的冲洗工序中,该部分的SOI层的蚀刻余量略微增大而产生的。
在对抑制剥离后的SOI晶圆的擦痕及SOI膜厚分布异常的产生,同时防止平台部的SOI岛产生的方法进行了深入研究后,结果发现通过保护接合晶圆背面的绝缘膜,同时对接合晶圆与基底晶圆之间的绝缘膜蚀刻的方法,能够同时实现防止SOI岛的产生,以及抑制擦痕及SOI膜厚分布异常,从而完成本发明。
下面,关于本发明,作为实施方式的一例,参照附图进行详细说明,但是本发明并不限定于此。
图1是本发明的SOI晶圆制造方法的流程图。
首先,在由单晶硅构成的接合晶圆的整个表面上形成绝缘膜。然后通过绝缘膜,从接合晶圆的表面离子注入氢气或稀有气体中的至少一种气体离子形成离子注入层。在本发明中,绝缘膜可以仅在接合晶圆上形成,也可以在接合晶圆与基底晶圆双方上形成。
作为形成的绝缘膜并无特别限定,但是通常为氧化膜或氮化膜,或者也可以设为这些的层合膜。
然后,如图1中的(a)所示,在例如20~30℃左右的室温下,将形成有离子注入层11的接合晶圆10的进行了离子注入的表面与基底晶圆12的表面隔有绝缘膜13进行贴合,形成贴合晶圆14。
在这种贴合之前,通过在至少一侧晶圆的贴合面上进行等离子处理,也可以提高室温下的贴合强度。
优选在这种贴合之后不进行热处理,或者进行在离子注入层11不会发生接合晶圆10剥离的低温热处理(例如200~350℃)之后,进行下一工序的蚀刻。
由此,能够防止使用现有离子注入剥离法时所可能发生的、在蚀刻前的阶段的接合晶圆的剥离,并且,能够更准确地控制平台宽度。
然后,如图1中的(b)所示,在通过保护接合晶圆10的与贴合面相反侧的背面的绝缘膜13b的同时,使贴合晶圆14与可溶解绝缘膜的液体接触,或者暴露在可溶解绝缘膜的气体中,将位于接合晶圆10与基底晶圆12之间的绝缘膜13a从所述贴合晶圆14的外周端向中心方向蚀刻。
作为蚀刻的方法,可以使用将贴合晶圆14如图1中的(b)浸渍于蚀刻液15(可溶解绝缘膜的液体)中的方法,也可以是通过暴露在可溶解绝缘膜的蒸汽中来进行蚀刻的方法。
在绝缘膜13为氧化膜的情况下,作为蚀刻液15优选含有HF的水溶液,但是也可以适用缓冲氢氟酸、HF/H2O2/CH3COOH水溶液、HF/HNO3水溶液等。另外,在氮化膜的情况下,优选使用磷酸。
接合晶圆10背面的绝缘膜13b的保护,可以如图1中的(b)所示,使接合晶圆10背面的外周附近的周向整体与环状橡胶(O型环19)接触,进行遮挡蚀刻液或蚀刻气体的处理,也可以将PVC等保护片材附于接合晶圆10背面的绝缘膜13b上。
通过这种蚀刻,位于接合晶圆10与基底晶圆12之间的绝缘膜13a从外周端被浸蚀。如果绝缘膜13a被浸蚀,在该浸蚀部分上,由于接合晶圆10与基底晶圆12未结合,在剥离了接合晶圆10时,该浸蚀部分不会引起SOI层复制而成为平台部。另一方面,在残留有绝缘膜13a的区域,通过之后的剥离工序来复制SOI层。也就是说,因上述蚀刻引起的浸蚀宽度成为平台宽度。另一方面,关于接合晶圆10背面的绝缘膜13b,由于通过O型环19等被保护,因此蚀刻不会发生。
另外,作为在保护接合晶圆10背面的绝缘膜的同时蚀刻的其它方法,举出了如图2所示的自旋蚀刻。如图2所示,通过将接合晶圆10背面吸附在吸附台20上,在蚀刻时能够保护形成在接合晶圆10的整个表面上的绝缘膜13中背面部分的绝缘膜。也可以通过在使贴合晶圆14水平旋转的状态下,从基底晶圆12的上部供给蚀刻液15或蚀刻气体,同时向接合晶圆10的背面侧供给非蚀刻气体,由此通过贴合晶圆14的旋转所引起的离心力或非蚀刻气体的风压,使得蚀刻液15或蚀刻气体不会包裹接合晶圆10的背面。
在进行这种蚀刻的情况下,由于蚀刻液中起作用的离心力的影响,有可能蚀刻液不会到达接合晶圆与基底晶圆的界面的氧化膜,但是通过适宜调整晶圆的旋转速度、蚀刻液或者蚀刻气体的流量,能够从外周端对位于接合晶圆10与基底晶圆12之间的绝缘膜蚀刻。
但是,SOI岛在SOI层与平台部的边界部分产生。该边界部分是由于在贴合的晶圆的外周部平坦度差,因此结合强度弱,是仅局部性复制SOI层的区域。为了防止SOI岛的产生,通过如图1中的(b)所示的上述绝缘膜13a的蚀刻,将绝缘膜13a的浸蚀宽度扩大到产生SOI岛的区域,只要通过蚀刻到上述结合强度变弱的区域,使得该区域中不会引起SOI层的复制,就切实地不会产生SOI岛。
上述蚀刻中始于绝缘膜13a的外周的浸蚀宽度,根据绝缘膜的种类或蚀刻液、蚀刻气体的种类/浓度/温度而改变,但是在同一条件下,由于通过蚀刻时间能够控制浸蚀宽度,因此通过这些条件的调节可以控制SOI层复制后的平台宽度。
优选地,例如从贴合晶圆14的外周端向中心方向直至0.3mm以上10mm以下的位置进行这种绝缘膜13a的蚀刻。
通过调节为这种浸蚀宽度,如上所述能够蚀刻去除容易产生SOI岛的区域,能够控制平台宽度,可靠地防止SOI岛的产生。此时,在形成贴合晶圆14的接合晶圆10及基底晶圆12的外周端部,通常形成有数100μm左右宽度的倒角部,由于该部分不被结合,也不产生SOI岛,因此浸蚀宽度更优选在0.5mm以上,另外,如果考虑SOI层的有效面积,则更优选在3mm以下。
另外,作为接合晶圆10背面的保护范围没有特别限定。为了使剥离后的接合晶圆上更可靠地产生与SOI晶圆相反方向的(剥离面为凹状的)翘曲,优选距外周数mm左右内侧的区域,但是根据可容许的翘曲水平,也可以在进一步内侧的范围来保护。在直径300mm的晶圆的情况下,优选将保护范围设置为例如从接合晶圆10的外周端向中心方向,比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。该保护范围例如可以通过在从接合晶圆10的外周端向中心方向0mm以上75mm以下的位置设置O型环19来调节。
通过保护并残留该范围的绝缘膜,能够在剥离后的接合晶圆上更可靠地产生凹状的翘曲。
然后,优选地,如图1中的(c)所示,通过将如上所述进行了绝缘膜13a的蚀刻的贴合晶圆14浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,从接合晶圆10的贴合面侧直至至少离子注入层11的深度的外周部18进行蚀刻。
通过这样对接合晶圆的外周部进行Si蚀刻,能够预先去除在器件制作工序中可能成为异物的部位。由此,更加可靠地防止SOI岛产生。另外,由于接合晶圆外周部18的离子注入层会被去除,因此在之后工序中即使施加热处理也不会在外周部上发生起泡(发生膨胀的现象)。因此,能够防止由该起泡引起产生的Si屑(碎片)附着在SOI晶圆的平台部。此外,由于附着的Si屑不像SOI岛那样与基底晶圆结合,因此通过通常的冲洗能够一定程度地去除,但是难以完全去除,因此优选通过如上所述的外周部的Si蚀刻也尽量抑制Si屑的附着。
作为可溶解单晶硅的液体,例如可列举TMAH(四甲基氢氧化铵)水溶液等,但是只要是可溶解单晶硅的液体,或者可溶解单晶硅的气体,也不限于此。
另外,优选在进行这种Si蚀刻之前预先进行掩蔽保护,以使实施该Si蚀刻的范围以外的接合晶圆10及基底晶圆12的外周不被多余地蚀刻。
然后,如图1中的(d)所示,例如,通过400℃以上的剥离热处理,在离子注入层11剥离接合晶圆10的一部分(剥离后的接合晶圆10’),从而制作在绝缘膜13a(埋入绝缘膜)上形成了SOI层16的SOI晶圆17。
此时在本发明中,接合晶圆的剥离面翘曲为凹状,能够防止如现有那样的因形状不匹配所引起的接触。
如上所述根据本发明,在控制平台部的宽度,能够防止SOI岛产生的同时,也能够抑制因剥离后的不匹配的接触所引起的擦痕及SOI膜厚分布异常,能够制造高质量的SOI晶圆。
实施例
下面,示出实施例及比较例对本发明进行更具体的说明,但是本发明并不被限定于它们。
(实施例1)
向在直径300mm的单晶硅晶圆的整个表面上形成有150nm的热氧化膜的接合晶圆,以下述表1的离子注入条件注入氢离子,与由直径300mm的单晶硅晶圆构成的基底晶圆贴合(图1中的(a)的工序),贴合后,在如图1通过O型环保护接合晶圆背面的氧化膜的状态下进行HF处理(向50%HF水溶液浸渍)(图1中的(b)的工序),然后,进行剥离热处理而剥离,从而制作SOI晶圆(图1中的(d)的工序)。
(实施例2)
除了将HF处理中的背面氧化膜的保护设为从晶圆中心至外周5mm处,HF处理之后,追加了通过TMAH水溶液进行的接合晶圆外周部的Si蚀刻工序(图1中的(c)的工序)以外,与实施例1相同地制作SOI晶圆。
(比较例1)
准备与实施例1相同的带热氧化膜接合晶圆和基底晶圆,在两晶圆贴合后(图3中的(a)的工序),不进行HF处理而进行剥离热处理剥离接合晶圆(图3中的(c)的工序),从而制作SOI晶圆。
(比较例2)
与比较例1相同,但是,在将接合晶圆与基底晶圆贴合之后,不进行接合晶圆背面氧化膜的保护而进行HF处理(图3中的(b)的工序),然后,进行剥离热处理剥离接合晶圆,从而制作SOI晶圆。
将上述实施例1、2、比较例1、2的条件、评价结果示于表1。
此外,擦痕的观察在聚光灯下通过目视观察来实施。另外,SOI膜厚分布观察使用光学膜厚测量器(ADE公司制Acumap)进行测量。
表1
如表1所示,在实施例1、2中通过本发明的蚀刻,能够防止SOI岛产生,进而,通过残留接合晶圆背面的氧化膜,能够抑制擦痕和SOI膜厚分布异常。另一方面,在不进行HF处理的比较例1中检测出SOI岛,在不保护接合晶圆背面的氧化膜而进行HF处理的比较例2中,观察到晶圆中央部分上有擦痕,进而观察到在晶圆中央部的数cm2的区域中有SOI层的膜厚与周围相比急剧变薄的部分。
此外,本发明不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求书中记载的技术思想实质性相同的结构,并起到同样作用效果的方式,任何方式均包含在本发明的技术范围内。
Claims (19)
1.一种SOI晶圆的制造方法,从由单晶硅构成的接合晶圆的表面离子注入氢气或者稀有气体中的至少一种气体离子从而形成离子注入层,在将该接合晶圆的进行了离子注入的表面与基底晶圆表面隔有绝缘膜进行贴合后,通过在所述离子注入层剥离接合晶圆来制作SOI晶圆;
具有如下工序:在所述贴合前,至少在所述接合晶圆的整个表面形成所述绝缘膜,在保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的同时,通过使在所述离子注入层剥离所述接合晶圆之前的贴合晶圆接触可溶解所述绝缘膜的液体,或者暴露在可溶解所述绝缘膜的气体中,将位于所述接合晶圆与所述基底晶圆之间的所述绝缘膜从所述贴合晶圆的外周端向中心方向蚀刻,然后,在所述离子注入层剥离所述接合晶圆的一部分。
2.根据权利要求1所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,在室温下进行所述接合晶圆与所述基底晶圆的贴合,然后,不进行热处理,而进行所述绝缘膜的蚀刻。
3.根据权利要求1所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,在室温下进行所述接合晶圆与所述基底晶圆的贴合,然后,进行在所述离子注入层不发生剥离的低温热处理之后,进行所述绝缘膜的蚀刻。
4.根据权利要求1所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,从所述贴合晶圆的外周端向中心方向直至0.3mm以上10mm以下的位置进行所述绝缘膜的蚀刻。
5.根据权利要求2所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,从所述贴合晶圆的外周端向中心方向直至0.3mm以上10mm以下的位置进行所述绝缘膜的蚀刻。
6.根据权利要求3所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,从所述贴合晶圆的外周端向中心方向直至0.3mm以上10mm以下的位置进行所述绝缘膜的蚀刻。
7.根据权利要求1所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
8.根据权利要求2所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
9.根据权利要求3所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
10.根据权利要求4所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
11.根据权利要求5所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
12.根据权利要求6所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜蚀刻中保护所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的范围,设定为从所述接合晶圆的外周端向中心方向比0mm以上75mm以下的位置更靠内侧的区域。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,使用O型环(O-ring)来进行所述接合晶圆的与贴合面相反侧的背面的所述绝缘膜的保护。
14.根据权利要求1至12中任意一项所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜设为氧化膜、氮化膜、或者它们的层合膜。
15.根据权利要求13中任意一项所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,将所述绝缘膜设为氧化膜、氮化膜、或者它们的层合膜。
16.根据权利要求1至12中任意一项所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,通过将进行了所述绝缘膜蚀刻的所述贴合晶圆浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,对所述接合晶圆的外周部从所述接合晶圆的贴合面侧至少到所述离子注入层的深度进行了蚀刻之后,进行所述接合晶圆的剥离。
17.根据权利要求13所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,通过将进行了所述绝缘膜蚀刻的所述贴合晶圆浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,对所述接合晶圆的外周部从所述接合晶圆的贴合面侧至少到所述离子注入层的深度进行了蚀刻之后,进行所述接合晶圆的剥离。
18.根据权利要求14所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,通过将进行了所述绝缘膜蚀刻的所述贴合晶圆浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,对所述接合晶圆的外周部从所述接合晶圆的贴合面侧至少到所述离子注入层的深度进行了蚀刻之后,进行所述接合晶圆的剥离。
19.根据权利要求15所述的SOI晶圆的制造方法,其特征在于,通过将进行了所述绝缘膜蚀刻的所述贴合晶圆浸渍于可溶解单晶硅的液体中,或者暴露在可溶解单晶硅的气体中,对所述接合晶圆的外周部从所述接合晶圆的贴合面侧至少到所述离子注入层的深度进行了蚀刻之后,进行所述接合晶圆的剥离。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1744298A (zh) * | 2005-07-29 | 2006-03-08 | 上海新傲科技有限公司 | 一种绝缘体上硅的制作方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN101151708A (zh) * | 2005-04-06 | 2008-03-26 | 信越半导体股份有限公司 | Soi晶圆制造方法及用该方法制造的soi晶圆 |
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