Soi晶圓的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種SOI晶圓的制造方法，其是在將注入離子的晶圓貼合后進(jìn)行剝離來(lái)制造SOI (Silicon on Insulator)晶圓，即基于所謂的離子注入剝離法(也稱為智能剝離(Smart Cut)(注冊(cè)商標(biāo))法)的SOI晶圓的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為SOI晶圓的制造方法，代表性的有離子注入剝離法。
[0003]對(duì)該離子注入剝離法進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明，首先，作為接合晶圓及基底晶圓，準(zhǔn)備兩個(gè)硅晶圓，在至少一個(gè)硅晶圓，例如在接合晶圓上形成成為SOI晶圓的隱埋氧化膜的氧化膜后，從成為形成有該氧化膜的硅晶圓的貼合面的表面通過(guò)所述氧化膜進(jìn)行離子注入，在所述硅晶圓中形成離子注入層，將形成有該離子注入層的硅晶圓與基底晶圓貼合并進(jìn)行熱處理，由此使所述硅晶圓在所述離子注入層剝離分離成剝離晶圓和SOI晶圓，之后進(jìn)一步根據(jù)需要，施加結(jié)合熱處理以牢固地進(jìn)行結(jié)合，從而制造SOI晶圓。
[0004]伴隨著器件工藝的微細(xì)化，形成SOI晶圓的SOI層的接合晶圓被越發(fā)要求沒有缺陷，現(xiàn)狀為作為SOI的接合晶圓，使用低氧、低缺陷的N區(qū)域(NPC(Nearly PerfectCrystal))晶圓(專利文獻(xiàn)I)。
[0005]但是，即使使用這樣的無(wú)COP (Crystal Originated Particle)的NPC晶圓，也存在下述情況:為了形成成為SOI晶圓的隱埋氧化膜的氧化膜，例如若用900°C實(shí)施6小時(shí)的熱處理，貝lJ在成為SOI層的表層上發(fā)生氧析出核或氧析出物(Bulk Micro Defect:BMD)等的與氧析出相關(guān)的缺陷即HF缺陷，特別是在將剝離晶圓作為接合晶圓再利用的情況下，這樣的缺陷的發(fā)生尤為顯著。
[0006]為了不使這樣的缺陷發(fā)生，一直以來(lái)采用對(duì)剝離的N區(qū)域晶圓進(jìn)行RTA處理，消除表層的缺陷后，再用作接合晶圓的方法(專利文獻(xiàn)2?4)。
[0007]但是，這樣的RTA處理必須每次都要進(jìn)行，另外存在若重復(fù)幾次RTA處理則接合晶圓變得容易破損這樣的問(wèn)題。
[0008]為了減少這樣的再生處理中的接合晶圓的熱處理次數(shù)，在制作SOI晶圓前，也采用在非氧化性氣氛下等對(duì)接合晶圓進(jìn)行熱處理的方法(專利文獻(xiàn)5)。
[0009]但是，即使是這樣的方法，在再利用前的檢查中確認(rèn)到缺陷的情況下，也需進(jìn)行再次熱處理。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2006-294737號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開2011-238758號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)3:日本專利公開2008-021892號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)4:日本專利公開2007-149907號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)5:日本專利公開2011-176293號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0018]為了解決這些問(wèn)題，需要將通過(guò)LST(Laser Scattering Tomography(紅外散射斷層成像))檢測(cè)的BMD密度例如不足IXlOVcm3的晶圓作為接合晶圓使用。
[0019]此外，為了實(shí)現(xiàn)SOI晶圓成本的降低，若考慮再利用接合晶圓，則需要開發(fā)直至內(nèi)層完全為無(wú)缺陷的晶圓的制作技術(shù)。
[0020]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種SOI晶圓的制造方法，其在SOI晶圓的制造中，能夠充分消除接合晶圓的缺陷，來(lái)制造幾乎沒有缺陷等不良的SOI晶圓。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種SOI晶圓的制造方法，其能夠?qū)⒃陔x子注入剝離法中作為副產(chǎn)物而生成的剝離晶圓多次再用作接合晶圓。
[0021](二)技術(shù)方案
[0022]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在本發(fā)明中提供一種SOI晶圓的制造方法，其包括:將從通過(guò)切克勞斯基單晶生長(zhǎng)法而生長(zhǎng)的單晶硅錠切割出的硅晶圓作為接合晶圓而進(jìn)行準(zhǔn)備的工序、在該準(zhǔn)備好的硅晶圓上形成氧化膜的工序、從成為形成有該氧化膜的硅晶圓的貼合面的表面通過(guò)所述氧化膜進(jìn)行離子注入，在所述硅晶圓中形成離子注入層的工序、將形成有該離子注入層的硅晶圓與基底晶圓貼合，將所述硅晶圓在所述離子注入層處進(jìn)行剝離從而分離成剝離晶圓與SOI晶圓的工序，其特征在于，
[0023]在所述氧化膜形成工序前，進(jìn)行對(duì)所述準(zhǔn)備好的硅晶圓在氧化性氣氛下用1100°C?1250°C的溫度實(shí)施30分鐘?120分鐘的熱處理的工序，以及對(duì)成為該熱處理后的硅晶圓的貼合面的表面進(jìn)行研磨的工序。
[0024]根據(jù)這樣的本發(fā)明的SOI晶圓的制造方法，在SOI晶圓的制造中，能夠充分消除接合晶圓的缺陷，制造幾乎沒有缺陷等不良的SOI晶圓。此外，能夠?qū)⒃陔x子注入剝離法中作為副產(chǎn)物而生成的剝離晶圓多次再用作接合晶圓。
[0025]此處，優(yōu)選地，在所述研磨工序中，在將所述熱處理后的硅晶圓上形成的氧化膜去除后，將成為貼合面的表面研磨0.1?0.2 μ m。
[0026]這樣，如果在除去氧化膜后將成為貼合面的表面研磨0.1?0.2μπι，則能夠可靠地去除在氧化性氣氛下的熱處理中所形成的氧化膜正下面的缺陷。
[0027]此外，優(yōu)選將所述剝離晶圓在制造SOI晶圓時(shí)再用作接合晶圓。
[0028]本發(fā)明的制造方法所副產(chǎn)出的剝離晶圓，由于通過(guò)本發(fā)明中的在氧化性氣氛下的熱處理及表面研磨來(lái)充分消除缺陷，因此如果將該剝離晶圓再用作接合晶圓，則能夠以生產(chǎn)率良好且低成本地制造高質(zhì)量的SOI晶圓。
[0029]此外，作為所述準(zhǔn)備的硅晶圓，優(yōu)選使用初始氧濃度為14ppma以下的N區(qū)域(NPC)的晶圓或初始氧濃度為7ppma以下的氮摻雜晶圓。
[0030]如果使用這樣的晶圓，即使反復(fù)進(jìn)行SOI晶圓制造工序的氧化熱處理(用于形成成為SOI晶圓的隱埋氧化膜的氧化膜的熱處理)，也幾乎不會(huì)形成HF缺陷。
[0031]進(jìn)一步地，作為所述氮摻雜晶圓，優(yōu)選使用氮濃度為I X 113?I X 10 15atoms/cm3的氮摻雜晶圓。
[0032]如果使用這樣的氮濃度的氮摻雜晶圓，則通過(guò)本發(fā)明中的氧化性氣氛下的熱處理及表面研磨，能夠完全消除直至內(nèi)層中的成為HF缺陷原因的氧析出核或氧析出物等。
[0033](三)有益效果
[0034]如上述說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠充分消除接合晶圓的與氧析出相關(guān)的缺陷，因此能夠抑制HF缺陷的發(fā)生。因此，即使進(jìn)行SOI晶圓的制造工序中的熱處理(用于形成成為SOI晶圓的隱埋氧化膜的氧化膜的熱處理)，也能夠制作HF缺陷不發(fā)生、生長(zhǎng)的接合晶圓，在SOI層中幾乎沒有缺陷等不良，能夠高效地制造電特性優(yōu)異的高質(zhì)量的SOI晶圓。此夕卜，由于能夠?qū)⒃陔x子注入剝離法中作為副產(chǎn)物而生成的剝離晶圓多次再用作接合晶圓，因此能夠消減成本，較節(jié)省。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是表示本發(fā)明的SOI晶圓的制造方法的實(shí)施方式的一例的流程圖。
[0036]圖2是表示實(shí)施例1、比較例I?3中的按再生次數(shù)的HF缺陷密度的圖表。
[0037]圖3是表示實(shí)施例2中的HF缺陷密度的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。
[0039]如上所述，在現(xiàn)有的SOI晶圓的制造中，曾由于SOI晶圓制造工序的氧化熱處理而在中心部檢測(cè)出HF缺陷。此外，在將剝離的晶圓再用作接合晶圓的時(shí)候，需要每次或至少確認(rèn)出缺陷的情況下進(jìn)行熱處理，使表層的缺陷消除。
[0040]因此，本發(fā)明人等對(duì)下述條件進(jìn)行了深入研宄，該條件能夠制造幾乎沒有缺陷等不良的SOI晶圓，將離子注入剝離法中作為副產(chǎn)物而生成的剝離晶圓再用作接合晶圓時(shí)，即使不頻繁地進(jìn)行使剝離晶圓的表層的結(jié)晶缺陷消除的熱處理，也并不形成HF缺陷。