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TW200816368A - Method of producing simox wafer - Google Patents

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TW200816368A
TW200816368A TW096124368A TW96124368A TW200816368A TW 200816368 A TW200816368 A TW 200816368A TW 096124368 A TW096124368 A TW 096124368A TW 96124368 A TW96124368 A TW 96124368A TW 200816368 A TW200816368 A TW 200816368A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
layer
active layer
ion implantation
oxygen ion
Prior art date
Application number
TW096124368A
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English (en)
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TWI355711B (en
Inventor
Nobuyuki Morimoto
Akihiko Endo
Etsurou Morita
Original Assignee
Sumco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumco Corp filed Critical Sumco Corp
Publication of TW200816368A publication Critical patent/TW200816368A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI355711B publication Critical patent/TWI355711B/zh

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    • H10P90/1914
    • H10W10/181
    • H10P30/204
    • H10P30/208
    • H10P50/642
    • H10P52/402

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  • Element Separation (AREA)

Description

200816368 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係爲在黏貼晶圓的製造時,有效地防止尤其是 以氧離子注入層爲起因所造成的表面粗糙度惡化或缺陷產 生者。 【先前技術】 就一般的黏貼晶圓之製造方法而言,在形成氧化膜( 絕緣吴)的一^塊砂晶圓上黏貼另一^塊砂晶圓,並硏削•硏 磨該黏貼後的矽晶圓,而形成S Ο I層的方法(硏削硏磨法 )、或是在構成SOI層側的矽晶圓(活性層用晶圓)表層 部中,藉由打入氫離子等形成離子注入層後,再與支撐層 用晶圓黏貼,接著藉由熱處理,利用上述的離子注入層加 以剝離,而形成S 01層的方法(智能剝離法)係爲眾所皆 知的。 在這樣的矽晶圓中,使S 01層厚度爲薄的同時,並且 圖得其均勻性係爲相當重要的,發明者們也將滿足該等要 件之S 01晶圓製造技術揭示於專利文獻1中。 專利文獻1 :國際公開號「W0 2005/074033 A1」 【發明內容】 (發明揭示) (發明所欲解決之課題) 然而,揭示於上述之專利文獻1中的技術,雖然使薄 -5- 200816368 膜化後的膜厚均勻性達到良好,但是在薄膜化後’會造成 表面粗糙度惡化,發生缺陷的情況。 該原因係爲氧離子注入時所導入的氧離子無法形成完 整的氧化膜,在不連續的狀態下存在之情況,於其後的工 程(使氧離子注入層露出的時點),被認爲會造成表面粗 糙度惡化、缺陷產生。 關於上述之表面粗糙度惡化或缺陷產生,雖然也有利 用其次工程的氧化處理或氧化膜除去工程加以改善的情況 ,但尤其是有關缺陷,藉由熱處理工程,恐怕會更爲擴大 (用以解決課題之手段) 因此,本案發明者們爲了達到上述目的,反覆專心硏 檢的結果,因而得到以下所述的見解。 (1 )在利用硏削硏磨法製作黏貼晶圓之情況下,在 氧離子注入後,藉由對於活性層用晶圓,在氫或氬或者是 其等混合氣體的環境中施予1個小時以上之1 1 0 0 °c以上的 熱處理,而使氧離子注入層的形成係達到比較連續性的狀 態,在於其後使氧離子注入層露出的時點,與在黏貼前沒 有施予熱處理的情況相較,可以改善表面粗糙度,又也可 以抑制缺陷產生。 又在利用智能剝離法製作黏貼晶圓之情況下,同樣地 也在氧離子注入後,藉由在氫或氬或是其等混合氣體的環 境中施予1個小時以上之1 1 0 0 °c以上的熱處理,可以得到 200816368 與硏削硏磨法的情況相同之效果。 (2 )進一步’在硏削硏磨法及智能剝離法之任一者 的情況下’藉由對於薄膜化後的活性層用晶圓,在氫或氬 氣等非氧化性環境中進行1100°C以下的熱處理,可以達到 更平坦化’而且也可以藉由該熱處理,除去殘留在黏貼界 面的氧化物。 該效果係尤其是在直接黏貼沒有絕緣膜的砂晶圓之情 況下極爲有效。 本發明係爲立足於上述見解者。 換言之,本發明的要旨構成係如以下所示。 1. 一種黏貼晶圓之製造方法’其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後, 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法,其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合, 在活性層用晶圓中注入氧離子,而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以1 1 〇 〇 °c以上 的溫度施予熱處理之工程; 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或餽刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; 200816368 氧化處理黏貼晶圓,而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程; 除去該氧化膜之工程;及 在非氧化性環境中以1 1 〇(TC以下的溫度施予熱處理。 2·—種黏貼晶圓之製造方法,其係爲由在表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓中,離子注入氫或稀有氣體元 素而形成離子注入層後,將該活性層用晶圓直接與支撐層 用晶圓黏貼,接著藉由剥離熱處理,以該離子注入層作爲 界限而與活性層用晶圓的一部份剝離所構成之黏貼晶圓的 製造方法,其特徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合 j 對於剝離後的黏貼晶圓,施予用以提升黏貼強度且除 去根據剝離所造成的損傷層之熱處理的工程; 從活性層用晶圓表層注入氧離子,而在活性層內形成 氧離子注入層之工程; 對於黏貼晶圓,在非氧化性環境中以1 1 0(TC以上的溫 度施予熱處理之工程; 硏磨或蝕刻從剝離面到氧離子注入層之活性層用晶圓 ’而使氧離子注入層露出之工程; 氧化處理黏貼晶圓,而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程; 除去該氧化膜之工程;及 在非氧化性環境中以1 1 00 °c以下的溫度施予熱處理。 3 . —種黏貼晶圓之製造方法,其係爲由將表面上有或 -8 - 200816368 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後, 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法,其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合, 在活性層用晶圓中注入氧離子,而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以11 oot以上 的溫度施予熱處理之工程; 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或触刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; 藉由氧化處理黏貼晶圓,氧化氧離子注入層之工程、 除去該氧化層之工程;及 在非氧化性環境中以11 00°c以下的溫度施予熱處理。 4. 一種黏貼晶圓之製造方法’其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後, 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法,其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合’ 在活性層用晶圓中注入氧離子’而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以1100°C以上 的溫度施予熱處理之工程; -9 - 200816368 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; 藉由氧化處理黏貼晶圓,氧化氧離子注入層之工程; 除去該氧化層之工程; 對於黏貼晶圓再次施予氧化處理之工程; 除去上述晶圓的氧化部份之工程;及 在非氧化性環境中以1 1 0 0 °c以下的溫度施予熱處理。 5 ·如申請專利範圍第i至4項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法,其中,前述活性層用晶圓表面的絕緣膜厚度爲 5 Onm以下。 6 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法’其中,前述氧離子注入層之形成工程中的氧離 子劑里爲 5·0χ1016 〜5.〇xl〇17atoms/cm2。 (發明效果) 若是根據本發明的話,薄膜化後的膜厚均勻性優是不 用說的’並且可以穩定得到使表面粗糙度良好且缺陷爲少 黏貼晶圓。 【實施方式】 -10- 200816368 (用以實施發明之最佳形態) 以下,具體說明本發明。 在製作黏貼晶圓時,雖說是黏貼活性層用晶圓與支撐 層用晶圓之2塊矽晶圓,但是在本發明中,就活性層用晶 圓而言,於表面上具有絕緣膜(氧化膜)是當然的,但是 也適用在將沒有這樣的絕緣膜者直接與支撐層用晶圓的情 況。 本發明係針對這樣的黏貼晶圓之製造方法,可以有效 地阻止在絕緣膜厚度薄到5 Onm以下之情況,尤其是沒有 這樣的絕緣膜之情況下擔憂會造成的表面粗糙度惡化及缺 陷產生。 一開始,針對利用所謂的硏削硏磨法製作黏貼晶圓之 情況加以說明。 在該硏削硏磨法中,首先在活性層用晶圓中注入氧離 子’而在活性層內形成氧離子注入層。之後,於該氧離子 注入層的表面上形成氧化膜。 注入活性層用晶圓之氧離子的注入加速電壓、劑量係 沒有特別的限定,因應活性層的目標膜厚而加以適當選擇 即可。又以注入加速電壓:100〜300 keV、氧劑量:5.Ox 1016 〜5.〇xl〇17atoms/cm2 的範圍爲佳。 在本發明中,對於如此所構成之在活性層內形成氧離 子注入層的活性層用晶圓,在氫或氬等非氧化性環境中以 1 100 °C以上的溫度施予熱處理。藉此,使氧離子入層的形 態達到比較連續性的狀態,而在其後之使氧離子注入層露 -11 . 200816368 出的時點,可以大幅地改善表面粗糙度,又也可以抑制缺 陷產生。 該熱處理溫度係必須達到上述所示的1 1 〇〇°c以上。此 係當熱處理溫度未滿110 0 °c時,無法形成具有充分連續性 的氧離子注入層,只能得到與沒有進行熱處理情況下之相 同的結果。雖說是這樣,但由於當該熱處理溫度超過1 25 0 °C時,恐怕會發生滑移,因此就熱處理溫度範圍而言,以 設定在1 100〜125 (TC爲適合的。 又該熱處理係不僅適用於批次式的爐,也適用於片葉 式的燈管加熱、電阻加熱、閃光燈退火等各種加熱方式, 雖然沒有特別的限定,但是在使用批次式爐的情況下,以 施予1個小時以上,又在使用片葉式爐的情況下,以施予 1 〇秒以上的熱處理爲佳,重要的是考量生產性後,將各裝 置的熱處理時間達到最適化即可。 接著,黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓。 又在該黏貼時,於其之前藉由使用氮氣、氧氣、氬氣 、稀釋氫及前述混合氣體等進行電漿處理,除去黏貼表面 的有機物,此係對於抑制以有機物爲起因所造成的氣泡缺 陷、提升成品率方面極有效果。 其後,施予用以提升黏貼強度的熱處理。在該熱處理 中的環境係沒有特別的限定,但是關於處理溫度及時間係 以1 200°c、60分鐘爲佳。 接著,硏削黏貼晶圓之活性用晶圓部份直至氧離子注 入層前。通常,該硏削係利用機械式加工加以實施。 -12- 200816368 接著,進一步硏磨或飽刻活性層用 入層露出。 就上述的薄膜化處理而言,在利用 ,以一邊供給砥粒濃度爲1質量%以下 行爲佳。就這樣的硏磨劑而言,係可以 矽)濃度爲1質量%以下的鹼性溶液。 ,以無機鹼性溶液(KOH、NaOH等) 例如以胺作爲主成分之哌嗪或伸乙基二 混合溶液等爲佳。 這樣的硏磨劑係由於使砥粒濃度爲 此根據砥粒的機械性硏磨作用幾乎沒有 溶液的化學性硏磨作用優先進行,該i Si/Si02的蝕刻比例爲高,因此可以更有 又在利用触刻處理的情況下,就f KOH溶解於只有純水(DIW)中之鹼性 °c )爲佳,再將硏削後的黏貼晶圓浸漬 該鹼性鈾刻液中的Κ Ο Η濃度係設定在 ’又添加0.1質量%程度的過氧化氫( 〇 藉此,使Si/Si〇2的蝕刻比例達到 化膜(Si〇2 )係難以被溶損,因此當使 行蝕刻時,可以有效地只除去Si層。 如上述所示,雖然硏磨了利用硏削J 層,而使氧離子注入層露出,但是在該 晶圓,使氧離子注 硏磨處理之情況下 的硏磨劑,一邊進 舉例如砥粒(例如 又就鹼性溶液而言 、有機鹼性溶液( 胺等)或是此等的 1質量%以下,因 ,並且使根據鹼性 險性溶液係由於使 效地硏磨S i層。 丨虫刻液而言,以將 蝕刻液(液溫:8 5 於該蝕刻液中。又 10質量%程度爲佳 H2〇2 )係爲有利的 3 00以上,由於氧 用該鹼性蝕刻液進 听殘留的一部份S i 氧離子注入層中, -13- 200816368 根據鹼性溶液的化學性硏磨係沒有作用。爲此,氧離子注 入層係幾乎沒有被硏磨。其結果爲可以使氧離子注入層均 勻性地露出。 接著,氧化處理黏貼晶圓,在氧離子注入層的露出面 形既定厚度的氧化膜。 該氧化處理係在氧化性環境中進行即可,雖然處理溫 度係沒有特別的限定,但以600〜1 000 °C的氧化性環境爲 佳。 在此,雖然針對所形成的氧化膜厚度沒有特別的限定 ,但是以100〜500nm程度爲佳。 接著,削除該氧化膜。 該氧化膜的除去係利用HF液加以洗淨亦可,或是根 據使用氫氣或Ar氣體或者是包含HF的氣體之退火加以鈾 刻亦可。 在此,上述之氧化處理及除去處理係重覆進行數次亦 可。藉此,可以維持平坦化的表面粗糙度,並且可以使活 性層更進一步的薄膜化。換言之,在使活性層的裕度變大 而圖得更進一步的薄膜化之情況下,於氧化處理而形成氧 化膜後,藉由反覆進行例如利用HF蝕刻之除去氧化膜的 工程,可以使活性層更薄膜化。 又在除去氧化膜後,將黏貼晶圓浸漬於例如有機酸與 氟酸的混合液中,對於除去附著在黏貼晶圓表面的粒子及 金屬不純物係爲有利的。 接著,在本發明中,對於薄膜化的黏貼晶圓,係在氫 -14 - 200816368 、氬氣等非氧化性環境中以1 1 00 °c以下的溫度施予熱處理 。藉由該熱處理,可以達到更進一步的平坦化,並且能夠 除去殘留在黏貼界面的氧化物。 該效果係在絕緣膜厚度薄到5 Onm以下之情況、或是 直接黏貼沒有這樣的絕緣膜之矽晶圓的情況下更爲顯著。 又雖然在使該熱處理溫度超過11 〇〇°C可以促進平坦化 ,但是當考量了活性層的膜厚均勻性及黏貼界面的殘留物 除去效果,將溫度設定爲1 10(TC以下係爲重要的。換言之 ,在超過1 1 00 °C的情況下,雖然促進了活性層的触刻,但 可能會使膜厚均勻性惡化,又當溫度變高時,使得殘留在 黏貼界面的氧化物容易朝活性層側擴散,造成局部性蝕刻 活性層,而恐怕於表面上發生凹痕狀的缺陷。因此,熱處 理溫度係限定在1 100 °C以下。雖說是這樣,但是當熱處理 溫度未滿1 000 °c時,因爲無法得到上述的效果,因此熱處 理溫度係設定在1 0 0 0 °c以上爲佳。 如此一來,可以得到膜厚均勻性優,且具有平坦化之 表面粗糙度,進一步使缺陷也少之黏貼晶圓。 其次,針對利用所謂的智能剝離法製作黏貼晶圓之情 況加以說明。 就該智能剝離法而言,首先在活性層用晶圓中,以離 子注入氫或稀有氣體元素而形成離子注入層。該離子注入 層係用來作爲之後在利用劈開而剝離活性層用晶圓之一部 份時的界限。 接著,黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓。 -15- 200816368 其後,施加剝離熱處理,以上述的離子注入層作爲界 限,剝離活性層用晶圓的一部份。 該剝離熱處理係根據常法,在5 00 °C程度的溫度下進 行即可。其結果爲以離子注入層作爲界限而使黏貼晶圓全 面性完整被剝離。 接著,對於剝離後的黏貼晶圓,施予用以提升黏貼強 度且除去根據剝離的損傷層之熱處理。 該熱處理條件若是在氧化性環境中的話,雖然處理溫 度、處理時間及氧化方法都沒有特別的限定,但是要能夠 除去剝離時所產生的損傷層厚度之條件係爲必要的。例如 若損傷層爲1 〇〇nm的話,形成氧化膜的厚度係必須達到 2 0 Onm以上。 接著,從活性層用晶圓表面注入氧離子,而在活性層 內形成氧離子注入層。 該氧離子注入層的形成係採用與前述之硏削硏磨法的 情況相同加以進行即可。但是就注入條件而言,考量最終 活性層的厚度,並在加速電壓例如爲30〜50keV下進行等 ,因此必須事前決定形成氧注入層的深度。 再者,對於黏貼晶圓,在非氧化性環境中以1 1 00 °C以 上的溫度施予熱處理。 藉由該處理,可以使氧離子注入層的形態達到比較連 續的狀態,在其後之使氧離子注入層露出的時點,可以大 幅地改善表面粗糙度,又也能夠抑制缺陷產生。 針對該熱處理條件及使用爐,也是採用與前述之硏削 -16- 200816368 硏磨法的情況相同加以進行即可。 接著,雖說是硏磨或鈾刻從剝離面到氧離子注 活性層用晶圓,露出氧離子注入層後,氧化處理黏 而在氧離子注入層的露出面上形成既定厚度的氧化 於其後除去該氧化膜,但針對此等硏磨•蝕刻處理 膜形成處理及氧化膜除去處理,都與前述之硏削硏 情況相同即可。 其後,進一步在氫、氬氣等非氧化性環境中以 以下的溫度施予熱處理。 藉由該熱處理,可以達到更進一步的平坦化, 以達到除去黏貼界面中之殘留氧化物的效果係與前 0 再者,該效果係在絕緣膜厚度薄到50nm以下 、或是直接黏貼沒有這樣的絕緣膜之矽晶圓的情況 顯著。 如此一來,即使在利用智能剝離法的情況下, 穩定得到膜厚均勻性優,且具有平坦化之表面粗糙 一步使缺陷也少之黏貼晶圓。 再者,若是根據本發明的話,也能夠製作直接 晶位向不同的矽晶圓(例如11 〇結晶與1 00結晶之 是η 1結晶與1 00結晶之黏貼等)之黏貼晶圓。 (實施例) (實施例1) 入層之 貼晶圓 膜,再 、氧化 磨法之 1 1 0 0 °c 並且可 述相同 之情況 下更爲 也可以 度,進 黏貼結 黏貼或 -17- 200816368 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲 錠所切片而成之直徑:3 0 0 n m的砂晶圓,並從 晶圓表面,以加速電壓:150keV、劑 1016atoms/cm2的條件注入氧離子。其結果爲在 晶圓表面約3 00nm的深度位置,形成氧離子注 接著,在氬氣環境中施予1 2 0 0 °C、1小時 ’以注入氧離子的面作爲黏貼面,直接黏貼於 圓上。 其後,爲了強固結合黏貼界面,在氧化性 1 1 0 0 °C、2小時的熱處理。 其次,使用硏削裝置,以只硏削從黏貼晶 用晶圓的表面到既定厚度之方式,硏削黏貼晶 用晶圓。再者,在氧離子注入層的表面側上殘 晶圓的一部份(膜厚:約5 // m )。 接著,一邊供給含有砥粒(矽)濃度爲1 的砥粒之硏磨劑,一邊硏磨硏削後的黏貼晶圓 氧離子注入層露出。就硏磨劑而言,係使用砥 質量%以下之鹼性溶液。又可以確認所得到的 層係均勻地形成在黏貼晶圓面內。 其後,對於黏貼晶圓,在氧化性環境中 9 5(TC、0.5小時的濕氧化處理。其結果爲在氧 的露出面上形成150nm厚度的氧化膜。其次, 淨除去該氧化膜。 接著,在氬氣環境中施予1 1 0 (TC、1小時 摻雜物的矽 活性層用矽 量:5.0 X 離活性層用 入層。 的熱處理後 支撐層用晶 環境中進行 圓之活性層 圓的活性層 留活性層用 質量%以下 表面,而使 粒濃度爲1 氧離子注入 施予溫度: 離子注入層 利用HF洗 的熱處理, -18- 200816368 完成黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓,使用原子間力顯微 鏡,測定表面粗糙度(RMS値)的同時,並利用剖面 TEM調查表面附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (實施例2 ) 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲摻雜物的矽 錠所切片而成之直徑:3 00nm的矽晶圓,並在作爲活性層 用晶圓的矽表面上,以加速電壓:50keV、劑量:l.Ox 1017at〇mS/cm2的條件注入氫離子。其結果爲在離活性層用 晶圓表面約45 Onm的深度位置,形成氫離子注入層。 其次,直接與支撐層用晶圓黏貼後,施予剝離熱處理 。此時之剝離熱處理條件係爲在500 °C的氮氣環境中保持 30分鐘。其結果爲在氫離子注入層上形成氫氣的氣泡,並 以該氣泡所形成的氫離子注入層作爲界面,剝離黏貼晶圓 的一部份(活性層用晶圓的一部份)。藉此形成黏貼晶圓 〇 其後,爲了除去剝離時的損傷、且強固結合黏貼界面 ,而在氧環境中進行9 5 0 °C、〇 . 5小時(濕)的熱處理。 其次,利用HF洗淨除去氧化膜後,從黏貼晶圓的剝 離面注入氧離子。此時的注入條件係設定爲加速電壓: 40keV、劑量:5.〇xl〇16at〇ms/cm2。藉此,在離黏貼晶圓 的剝離面約5 Onm的深度位置形成氧離子注入層。 -19- 200816368 再者,爲了使氧離子注入層的形成達到更連續性,在 氬氣環境中施予1 2 0 0 °c、1小時的熱處理。 接著,一邊供給砥粒濃度爲1質量%以下的硏磨劑’ 一邊硏磨黏貼晶圓的表面,而使氧離子注入層的表面露出 。該硏磨方法係與上述之實施例1的情況相同。 其後,在氧化性環境中施予溫度:9 5 0 °c、0 · 5小時的 濕氧化處理,在氧離子注入層的露出面上形成150nm厚度 的氧化膜。接著,利用HF洗淨除去該氧化膜。 其後,在氬氣環境中施予1 1 〇 〇 °C、1小時的熱處理, 完成黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓,使用原子間力顯微 鏡,測定表面粗糙度的同時,並利用剖面TEM調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (比較例1 ) 準備2塊由利用CZ法養成、並以硼作爲摻雜物的矽 錠所切片而成之直徑:3 0 0 nm的矽晶圓,並從活性層用矽 晶圓表面,以加速電壓·· 150keV、劑量:5.0 X 1016atoms/cm2的條件注入氧離子。 接著,在不施予熱處理的狀態下,以注入氧離子的面 作爲黏貼面,直接黏貼於支撐層用晶圓上。 其後,爲了強固結合黏貼界面,而在氧化性氣體環境 中進行1 100 °C、2小時的熱處理。 -20- 200816368 接著,與實施例1相同進行硏削•硏磨,使氧離子注 入層的表面露出。 其後,利用與實施例1相同的流程,形成氧化膜’之 後再將其除去,完成製作黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓’使用原子間力顯微 鏡,測定表面粗糙度的同時,並利用剖面TEM調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 (比較例2 ) 利用以實施例2相同的流程,在剝離面上進行氧離子 注入,而在活性層中形成氧離子注入層。 接著,在不施予熱處理的狀態下,與實施例2相同硏 磨黏貼晶圓的表面,而使氧離子注入層露出。 其後,利用與實施例2相同的流程,形成氧化膜,其 後再將其除去,完成製作黏貼晶圓。 針對如此一來所得到的黏貼晶圓,使用原子間力顯微 鏡,測定表面粗糙度的同時,並利用剖面TEM調查表面 附近的缺陷有無。 所得到的結果係集合於第1圖及表1加以表示。 -21 - 200816368 (表1 ) 缺陷有無 實施例1 Μ J \ 實施例2 ^fnr 11 ITT J \\\ 比較例1 有 比較例2 有 由第1圖及表1可以明確得知,實施例1、2的任一 者,在與比較例1、2相較時’皆可大幅改善表面粗糙度 ,又缺陷發生也都達到沒有的狀態。 (實施例3 ) 除了在進行氧注入的活性層用晶圓上形成5nm的氧化 膜之外,其他的皆以利用與實施例1相同的流程’製作1占 貼晶圓。 其結果爲所得到的黏貼晶圓係與實施例1相同’ &胃 缺陷,且表面粗糙度也爲5〜6nm。 (實施例4 ) 除了在氫注入前,在活性層用晶圓上形成5nm @ # 膜之外,其他的皆以利用與實施例2相同的流程’ $ # @ 貼晶圓。 其結果爲所得到的黏貼晶圓係與實施例2相同’ $ # 缺陷,且表面粗糙度也爲5〜6nm。 【圖式簡單說明】 -22- 200816368 第1圖係爲顯示比較實施例1、2及比較例1、2的表 面粗糙度的圖面。 -23 -

Claims (1)

  1. 200816368 十、申請專利範圍 1. 一種黏貼晶圓之製造方法’其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後’ 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法’其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合’ 在活性層用晶圓中注入氧離子’而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以1 1 0 0 °c以上 的溫度施予熱處理之工程; 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或鈾刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; 氧化處理黏貼晶圓,而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程; 除去該氧化膜之工程;及 在非氧化性環境中以11 〇 〇 °c以下的溫度施予熱處理之 工程。 2 · —種黏貼晶圓之製造方法,其係爲由在表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓中,離子注入氫或稀有氣體元 素而形成離子注入層後,將該活性層用晶圓直接與支撐層 用晶圓黏貼,接著藉由剥離熱處理,以該離子注入層作爲 -24- 200816368 界限而與活性層用晶圓之一部份剥離所構成之黏貼晶圓的 製造方法,其特徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合 對於剝離後的黏貼晶圓,施予用以提升黏貼強度且除 去根據剝離所造成的損傷層之熱處理的工程; 從活性層用晶圓表面注入氧離子,而在活性層內形成 氧離子注入層之工程; 對於黏貼晶圓,在非氧化性環境中以11 oot以上的溫 度施予熱處理之工程; 硏磨或蝕刻從剝離面到氧離子注入層之活性層用晶圓 ,而使氧離子注入層露出之工程; 氧化處理黏貼晶圓,而在氧離子注入層的露出面形成 氧化膜之工程; 除去該氧化膜之工程;及 在非氧化性環境中以11 00°C以下的溫度施予熱處理之 工程。 3 · —種黏貼晶圓之製造方法,其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後, 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法,其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合, 在活性層用晶圓中注入氧離子,而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以1 1 001以上 的溫度施予熱處理之工程; -25- 200816368 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; 藉由氧化處理黏貼晶圓,氧化氧離子注入層之工程、 除去該氧化層之工程;及 在非氧化性環境中以1 1 0 0 °c以下的溫度施予熱處理之 工程。 4. 一種黏貼晶圓之製造方法,其係爲由將表面上有或 沒有絕緣膜之活性層用晶圓直接與支撐層用晶圓黏貼後, 薄膜化活性層用晶圓所構成之黏貼晶圓的製造方法,其特 徵爲:使以下的工程達到時序系列性結合, 在活性層用晶圓中注入氧離子,而在活性層內形成氧 離子注入層之工程; 對於活性層用晶圓,在非氧化性環境中以1 1 00 °c以上 的溫度施予熱處理之工程; 黏貼活性層用晶圓及支撐層用晶圓之工程; 用以提升黏貼強度之熱處理工程; 硏削黏貼晶圓之活性層用晶圓的部份直至氧離子注入 層前之工程; 進一步硏磨或蝕刻活性層用晶圓,而使氧離子注入層 露出之工程; - 26- 200816368 藉由氧化處理黏貼晶圓,氧化氧離子注入層之工程; 除去該氧化層之工程; 對於黏貼晶圓再次施予氧化處理之工程; 除去上述晶圓的氧化部份之工程;及 在非氧化性環境中以1 1 〇〇°C以下的溫度施予熱處理之 工程。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法,其中,前述活性層用晶圓表面的絕緣膜厚度爲 50nm以下。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之黏貼晶圓的 製造方法,其中,前述氧離子注入層之形成工程中的氧離 子劑量爲 5·0χ1016 〜5.0xl017atoms/cm2。 -27-
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