混合基板的制造方法和混合基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及SOI(絕緣體上娃片，SilicononInsulator)結(jié)構(gòu)的混合基板的制造 方法和混合基板。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為B-S0S(藍(lán)寶石上結(jié)合娃片，Bonded-SilicononSap曲ire)的一個(gè)制法，已知 利用了氨離子注入的"氨離子注入法"。已知如下方法：采用貼合法將表面活性化的、氨離子 注入過(guò)的娃基板和藍(lán)寶石基板貼合，對(duì)于氨離子注入界面打入模子，使用水流的射流噴射、 光照射等適當(dāng)?shù)臋C(jī)械手段，在界面進(jìn)行機(jī)械剝離，制造薄膜化的娃膜。
[0003] 此外，作為另外的方法，提出了如下方法：通過(guò)將SOI基板與支持基板貼合，采用 研削和蝕刻將作為SOI基板的基底基板的娃基板除去，從而得到具有SOI結(jié)構(gòu)的支持基板， 現(xiàn)在進(jìn)行了各種開發(fā)。
[0004] 運(yùn)種情況下，將娃基板研削到什么程度或者如何進(jìn)行貼合基板的外周部的修剪成 為了要點(diǎn)。例如，特開2011-071487號(hào)公報(bào)（專利文獻(xiàn)1)中，修剪技術(shù)成為了主要內(nèi)容，作 為修剪的時(shí)機(jī)，提出了將貼合晶片研削后，對(duì)外周修剪，修剪后通過(guò)化學(xué)蝕刻對(duì)外周部分和 有效部運(yùn)兩者進(jìn)行處理的方法，W往，在研削而使其變薄前進(jìn)行了修剪，而通過(guò)研削使其變 薄后進(jìn)行修剪認(rèn)為是有效的。 陽(yáng)0化]此外，有由于透明性高而在光電子用途中利用的S0Q(石英上娃片，Siliconon如artz)、由于高絕緣性、傳熱性良好而在高頻用途中利用的SOS(藍(lán)寶石上娃片，Silicon onSap地ire)等功能提高的基板，但運(yùn)些復(fù)合基板（混合基板）相對(duì)于作為半導(dǎo)體層利用 的Si,是與熱膨脹率不同的材料的組合，在通過(guò)貼合制作的情況下，已知由于各個(gè)基板的熱 膨脹率的不同，制作困難。
[0006] 在此，作為采用貼合的SOI型復(fù)合基板（混合基板）的制作方法，已知下述的方 法。
[0007] (1)首先，有將氨離子注入通過(guò)熱氧化等形成了氧化膜的娃晶片，將其與支持基板 貼合，進(jìn)行了結(jié)合熱處理后，進(jìn)而加熱而進(jìn)行熱剝離的稱為智能切割法的方法。其通過(guò)在高 溫下進(jìn)行熱處理，使打入的氣體在基板內(nèi)部形成為微小氣泡層，通過(guò)該氣泡層膨脹而進(jìn)行 剝離。因此，高溫?zé)崽幚硎潜仨毜?，難W應(yīng)用于具有熱膨脹率差的基板。
[000引似此外，有將氨離子注入通過(guò)熱氧化等形成了氧化膜的娃晶化將其與支持基板 貼合，進(jìn)行了結(jié)合熱處理后，機(jī)械地進(jìn)行剝離的SiGen法。該方法中，由于不需要內(nèi)部的氣 泡層的凝聚、膨脹的作用，因此不需要高溫?zé)崽幚?，也有時(shí)通過(guò)用等離子體等將貼合面活性 化而預(yù)先提高結(jié)合力，使熱處理低溫化，沒有暴露于智能切割法那樣的高溫。但是，對(duì)于機(jī) 械的剝離，存在在貼合基板中無(wú)論如何也會(huì)產(chǎn)生局部地施加應(yīng)力的部分，在該部分在娃薄 膜中容易產(chǎn)生缺陷的缺點(diǎn)。此外，為了防止其發(fā)生，如果要提高結(jié)合強(qiáng)度而提高熱處理溫 度，則與智能切割法同樣地產(chǎn)生熱膨脹率的問(wèn)題。順便提及，所謂局部地施加應(yīng)力的部分， 為貼合基板的結(jié)合面中斷的外周部、剝離終端部，娃薄膜的邊緣成為了銀齒狀，或者產(chǎn)生了 細(xì)小的凹坑（微小的膜厚變動(dòng)）。
[0009] 上述2種方法是注入氨離子，從利用該氨離子產(chǎn)生的缺陷層進(jìn)行了分離（剝離） (離子注入剝離法），但有時(shí)產(chǎn)生從該缺陷層擴(kuò)展的缺陷、氨氣種類的擴(kuò)散引起的缺陷增加 的問(wèn)題。特別地，有時(shí)由于熱氧化處理等高溫處理而產(chǎn)生缺陷。
[0010] (3)對(duì)此，作為不使用離子注入剝離法的方法，有如下方法：將通過(guò)熱氧化等形成 了氧化膜的娃晶片與支持基板貼合，結(jié)合熱處理后從娃基板的背面?zhèn)冗M(jìn)行研削、蝕刻而使 其變薄，將娃薄膜精加工為目標(biāo)的厚度。該方法在精加工的娃薄膜的厚度薄的情況下，除去 量（加工量）增多，不能使面內(nèi)的厚度波動(dòng)變小。因此，研究了各種注入氧離子、設(shè)置研磨、 蝕刻的阻止層而提高精度的技術(shù)，但該方法中，除了膜厚分布的問(wèn)題W外，還存在由于外周 部的未接合部分在研削加工中缺損或殘留，因此周邊部不整齊的問(wèn)題，必須增加在研削加 工前、中途對(duì)外周進(jìn)行修剪的工序，工序變得煩雜。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 陽(yáng)〇1引專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :特開2011-071487號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明要解決的課題
[0015] 本發(fā)明鑒于上述實(shí)際情況而完成，目的在于提供將SOI基板與藍(lán)寶石基板等與 SOI基板熱膨脹率不同的支持基板貼合而制造混合基板的方法，即，排除氨離子注入損傷的 影響、即使不進(jìn)行基板外周的修剪也不存在該基板外周部中的娃活性層的部分的剝離等不 利情形、具有良好的娃活性層的SOI結(jié)構(gòu)的混合基板的制造方法和混合基板。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供下述的混合基板的制造方法和混合基板。
[0018] [1]混合基板的制造方法，其特征在于，
[0019] 準(zhǔn)備在娃基板上依次層疊第1娃氧化膜和娃活性層而成的、在該娃基板面外周部 形成了不具有上述娃活性層的臺(tái)階部的SOI基板，
[0020] 在該SOI基板的娃活性層表面形成第2娃氧化膜，
[0021] 將上述SOI基板和與該SOI基板熱膨脹率不同的支持基板貼合時(shí)，對(duì)使該SOI基 板和/或支持基板貼合的面進(jìn)行活性化處理，
[0022] 與室溫相比在高溫下經(jīng)由第2娃氧化膜將上述SOI基板和支持基板貼合，制成貼 合基板，
[0023] 接下來(lái)，對(duì)于上述貼合基板反復(fù)進(jìn)行至少2次提高SOI基板與支持基板的結(jié)合力 的結(jié)合熱處理與對(duì)上述娃基板研削而薄化的研削薄化處理的組合時(shí)，使第1次的結(jié)合熱 處理的溫度為上述貼合的溫度W上，使第1次的研削薄化處理后的娃基板的厚度最薄至 130ym，使最后一次的結(jié)合熱處理的溫度為200°CW上且不到250°C，使最后一次的研削薄 化處理后的娃基板的厚度最薄至60ym，進(jìn)行上述結(jié)合熱處理和研削薄化處理，
[0024] 接下來(lái)，通過(guò)蝕刻將上述薄化的娃基板除去而使第1娃氧化膜露出，
[00巧]進(jìn)而，通過(guò)蝕刻將露出的第1娃氧化膜除去，得到在支持基板上經(jīng)由娃氧化膜而 具有娃活性層的混合基板。
[00%] 巧][1]所述的混合基板的制造方法，其特征在于，使上述SOI基板與支持基板的 貼合溫度為100°cW上且不到250°C。
[0027] 巧][1]或[2]所述的混合基板的制造方法，其特征在于，使提高上述SOI基板與支 持基板的結(jié)合力的結(jié)合熱處理溫度為在上述貼合溫度上加0~IOOC所得的溫度（不過(guò)，不 到 250〇C)。
[00測(cè) W山~閒的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，使第2次W后的 結(jié)合熱處理溫度比運(yùn)1次前的結(jié)合熱處理溫度高。
[0029] [5] [1]~[3]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，上述第1次的結(jié) 合熱處理的溫度為200°CW上且不到250°C的情況下，省略第2次W后的結(jié)合熱處理。
[0030] [6] [1]~[引的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，使上述第1次的 研削薄化處理后的娃基板的厚度為130ymW上200ymW下。
[0031] [7] [1]~[6]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，使上述最后一 次的研削薄化處理后的娃基板的厚度為60ymW上100ymW下。
[0032] 巧][1]~[7]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，上述臺(tái)階部的 寬度為ImmW上3mmW下。
[0033] 巧][1]~[引的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，上述SOI基板的 娃活性層沒有空穴型缺陷，不會(huì)因熱氧化而發(fā)生氧化誘導(dǎo)層疊缺陷。
[0034] [10] [1]~巧]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，上述支持基板 包含石英玻璃、棚娃酸玻璃或藍(lán)寶石。
[00對(duì)[山山~[10]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，在上述SOI基 板與支持基板的貼合前，對(duì)于上述支持基板進(jìn)行還原性氣氛中的熱處理。
[0036] [12] [1]~[11]的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法，其特征在于，將上述支持 基板的與SOI基板貼合的面的規(guī)定寬度的外周區(qū)域變薄W使其比中央部凹陷。
[0037] [切采用山~[切的任一項(xiàng)所述的混合基板的制造方法制造的、在支持基板上 經(jīng)由娃氧化膜而具有娃活性層的混合基板。
[00測(cè)發(fā)明的效果
[0039] 根據(jù)本發(fā)明，即使是熱膨脹率具有差異的基板之間的貼合，只通過(guò)加熱到規(guī)定溫 度而貼合，能夠提供熱處理溫度而使SOI基板與支持基板的結(jié)合力提高，通過(guò)在研削條件 上努力，從而通過(guò)研削加工防止基板外周部中的娃活性層的剝離等不利情形，同時(shí)娃基板 的薄化成為可能。而且由此，能夠省略W往進(jìn)行的基板外周的修剪。進(jìn)而，通過(guò)使SOI基板 的第1娃氧化膜成為蝕刻阻止層，從而能夠精度良好地控制娃活性層的厚度。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 圖1是表示本發(fā)明設(shè)及的混合基板的制造方法中的制造工序的一例的概略圖， (a)是SOI基板的斷面圖，化）是支持基板（藍(lán)寶石基板）的斷面圖，（C)是表示將SOI基 板與支持基板貼合、進(jìn)行了結(jié)合熱處理的狀態(tài)的斷面圖，（d)是表示將娃基板研削的狀態(tài)的 斷面圖，（e)是表示將殘留的娃基板蝕刻除去的狀態(tài)的斷面圖，（f)是表示將第1氧化膜蝕 刻除去的狀態(tài)的斷面圖，（g)是表示精加工研磨?洗凈的狀態(tài)的斷面圖。
[0041] 圖2是表示試驗(yàn)例1的藍(lán)寶石基板外周部中的娃活性層的剝離狀態(tài)的外觀圖。
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