JP2014082316A - Soiウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】SOIウェーハを製造する方法であって、酸化膜形成工程の前に、準備したシリコンウェーハに酸化性雰囲気下で1100℃〜1250℃の温度で30分〜120分間の熱処理を施す工程、及び該熱処理後のシリコンウェーハの貼り合わせ面となる表面を研磨する工程を行うことを特徴とするSOIウェーハの製造方法。
【選択図】図1
Description
このイオン注入剥離法を簡単に説明すると、まず、ボンドウェーハ及びベースウェーハとして、2枚のシリコンウェーハを準備し、少なくとも一方のシリコンウェーハ、例えばボンドウェーハにSOIウェーハの埋め込み酸化膜となる酸化膜を形成した後に、該酸化膜を形成したシリコンウェーハの貼り合わせ面となる表面から前記酸化膜を通してイオン注入を行って、前記シリコンウェーハ中にイオン注入層を形成し、該イオン注入層を形成したシリコンウェーハとベースウェーハを貼り合わせて熱処理することによって、前記シリコンウェーハを前記イオン注入層で剥離して剥離ウェーハとSOIウェーハとに分離させ、その後更に必要に応じて、結合熱処理を加えて強固に結合して、SOIウェーハを製造する方法である。
しかし、このようなRTA処理はその都度行わなければならず、また何度もRTA処理を繰り返すとボンドウェーハが破損しやすくなるという問題があった。
しかし、このような方法であっても、再利用する前の検査で欠陥が確認された場合には、再度熱処理を行う必要があった。
また、SOIウェーハのコスト低減を実現するため、ボンドウェーハの再利用を考えると、バルクまで完全に無欠陥となるウェーハの作製技術の開発が必要である。
前記酸化膜形成工程の前に、前記準備したシリコンウェーハに酸化性雰囲気下で1100℃〜1250℃の温度で30分〜120分間の熱処理を施す工程、及び該熱処理後のシリコンウェーハの貼り合わせ面となる表面を研磨する工程を行うことを特徴とするSOIウェーハの製造方法を提供する。
前述のように、従来SOIウェーハの製造においては、SOIウェーハ製造工程の酸化熱処理により中心部にHF欠陥が検出されることがあった。また、剥離したウェーハをボンドウェーハとして再利用する際には、その都度、又は少なくとも欠陥が確認された場合には熱処理を行い、表層の欠陥を消滅させる必要があった。
図1は、本発明のSOIウェーハの製造方法の実施態様の一例を示すフロー図である。
まず、本発明の製造方法では、ボンドウェーハ1として、チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたシリコンウェーハを準備する(図1(a))。
窒素ドープウェーハを用いる場合には、窒素濃度が1×1013〜1×1015atoms/cm3の窒素ドープウェーハを用いることがより好ましい。
酸化性雰囲気としては、酸素雰囲気や、酸素ガスと希ガス等の混合ガス(この場合、酸素ガスの含有率は50%を超えるものとする)を用いることができる。どのような雰囲気で熱処理するかは使用するボンドウェーハの特性に従い適宜選択すればよいが、効率よく欠陥を消滅させることができることから、酸素雰囲気(酸素ガス100%)が特に好ましい。
熱処理の際の温度は1100℃〜1250℃、時間は30分〜120分間である。
好ましくは、1170℃〜1200℃、60分〜120分である。
酸化膜2の除去は、エッチング等により行うことができる。また、上述の研磨の際、先に酸化膜を研磨により除去してから、シリコンウェーハ(ボンドウェーハ1)の貼り合わせ面の研磨を連続して行っても良い。
イオン注入層4の深さは、イオン注入エネルギーにより決定される。従って、深く注入するためには大きな注入エネルギーが必要とされるが、通常の場合、酸化膜3表面から深くても2μm程度であり、1μm以下の深さに注入することが多い。
(実施例1、比較例1〜3)
抵抗加熱処理の効果の証明
直径200mm、N領域(NPC)、初期酸素濃度12ppmaのシリコンウェーハに、前処理なし(条件1)、RTA(条件2)、抵抗加熱処理(条件3)、又は抵抗加熱処理+研磨(条件4)を行った後、(1)900℃/6hrsの酸化熱処理を行い、(2)HFで酸化膜を除去(擬似剥離)した後に、(3)KLAテンコール社製SP1で65nm以上の表面のHF欠陥密度を測定し、(4)その後5μm研磨して、これを再生回数0回目とし、更に(1)〜(4)を繰り返すことで擬似的にボンドウェーハの再利用工程を行い再生回数別のHF欠陥密度を比較した。結果を図2に示す。
条件1:NPC+熱処理なし
(比較例2)
条件2:NPC+RTA(Ar雰囲気、昇温速度50℃/秒、最高温度1250℃、保持時間10秒)
(比較例3)
条件3:NPC+抵抗加熱(Ar雰囲気、1200℃、60分)
(実施例1)
条件4:NPC+抵抗加熱(酸素雰囲気、1200℃、60分)+0.1μm表面研磨
窒素ドープウェーハ及びNPCウェーハの初期酸素濃度の違いによる効果の検証
直径200mm、窒素濃度5×1013atoms/cm3、初期酸素濃度3〜10ppmaのウェーハ、及び直径200mm、N領域(NPC)、初期酸素濃度3〜17ppmaのウェーハに、酸素雰囲気下で1200℃、60分間の熱処理を行い、その後、実施例1と同様に擬似的な再生方法を5回繰り返し、HF欠陥密度を測定した。結果を図3に示す。
SOIウェーハの製造1
ボンドウェーハとして、直径200mm、N領域(NPC)、初期酸素濃度12ppmaの鏡面研磨されたシリコンウェーハを準備し、ボンドウェーハの欠陥消滅のための熱処理を、酸素雰囲気で1200℃、60分行った後、HFでエッチングして酸化膜を除去してから貼り合わせ面となる表面を0.1μm研磨した。そして、(i)900℃/6hrsの酸化熱処理を行って酸化膜を形成した後、(ii)この酸化膜を通して水素イオンを注入(注入条件は、加速電圧70keV、注入量6×1016/cm2である)し、(iii)イオン注入したボンドウェーハを、ベースウェーハ(シリコンウェーハ)と室温で貼り合わせた後、500℃、30分の剥離熱処理を加えることにより、イオン注入層で剥離し、SOIウェーハを作製した。
再生回数5回目のHF欠陥を測定した結果、HF欠陥は問題のないレベルであった。
SOIウェーハの製造2
ボンドウェーハとして、直径200mm、窒素ドープ(窒素濃度5×1013atoms/cm3)、初期酸素濃度6ppmaの鏡面研磨されたシリコンウェーハを準備した以外は、実施例3と同様にして、SOIウェーハを作製した。
また、得られたSOIウェーハは、SOI層に欠陥等の不良がなく、電気特性に優れた高品質のものであった。
5…ベースウェーハ、 6…剥離ウェーハ、 7…SOIウェーハ、
8…埋め込み酸化膜。
Claims (5)
- チョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶インゴットから切り出されたシリコンウェーハをボンドウェーハとして準備する工程と、該準備したシリコンウェーハに酸化膜を形成する工程と、該酸化膜を形成したシリコンウェーハの貼り合わせ面となる表面から前記酸化膜を通してイオン注入を行って、前記シリコンウェーハ中にイオン注入層を形成する工程と、該イオン注入層を形成したシリコンウェーハとベースウェーハを貼り合わせて、前記シリコンウェーハを前記イオン注入層で剥離して剥離ウェーハとSOIウェーハとに分離させる工程とを含むSOIウェーハを製造する方法であって、
前記酸化膜形成工程の前に、前記準備したシリコンウェーハに酸化性雰囲気下で1100℃〜1250℃の温度で30分〜120分間の熱処理を施す工程、及び該熱処理後のシリコンウェーハの貼り合わせ面となる表面を研磨する工程を行うことを特徴とするSOIウェーハの製造方法。 - 前記研磨工程において、前記熱処理後のシリコンウェーハに形成された酸化膜を除去した後、貼り合わせ面となる表面を0.1〜0.2μm研磨することを特徴とする請求項1に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記剥離ウェーハを、SOIウェーハの製造の際にボンドウェーハとして再利用することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記準備するシリコンウェーハとして、初期酸素濃度が14ppma以下のN領域(NPC)のウェーハ又は初期酸素濃度が7ppma以下の窒素ドープ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1項に記載のSOIウェーハの製造方法。
- 前記窒素ドープウェーハとして、窒素濃度が1×1013〜1×1015atoms/cm3の窒素ドープウェーハを用いることを特徴とする請求項4に記載のSOIウェーハの製造方法。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004073057A1 (ja) * | 2003-02-14 | 2004-08-26 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | シリコンウェーハの製造方法 |
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| WO2008007508A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for reusing removed wafer |
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