推測起因是，若厚度不同，根據(jù)剝離熱處理來進行剝離時，剝離區(qū)域的固有 振動頻率就會不同。
[0052] 另一方面，在上述制造條件之中，只將剝離熱處理變更成400°C、8小時再進行相同 的實驗后，得到了 W下結(jié)果:在表2的任何組合中都不會產(chǎn)生SOI層的膜厚不均。
[0053] 如上所述，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生膜厚不均的起因是接合晶圓與基底晶圓的厚度的差 值大，此外，即使在厚度的差值大的情況下，若W400°CW下的溫度來進行剝離熱處理，便不 會產(chǎn)生SOI層的膜厚不均，從而完成本發(fā)明。
[0054] 下面，一邊參照圖1 一邊說明本發(fā)明的貼合晶圓的制造方法。
[0055] 在本發(fā)明中，例如可W制作一種SOI晶圓，作為在基底晶圓上具有薄膜的貼合晶 圓，其在單晶娃晶圓上隔著娃氧化膜形成有SOI層。
[0056] 首先，如圖1 (a)所示，準備接合晶圓10和基底晶圓11。此時，由已事先測量過厚度 的多片晶圓之中，選擇兩片晶圓的厚度的差值在扣mW上的接合晶圓與基底晶圓所成的組 合。該選擇工序只要是在將接合晶圓與基底晶圓貼合之前進行即可，并不特別限定該貼合 工序之前的其它工序與選擇工序之間的實施順序。例如，上述選擇工序可w在下述的在接 合晶圓形成離子注入層的工序之后進行。
[0057]此處，可W是接合晶圓與基底晶圓雙方都利用原始晶圓或是再生晶圓?；蛘咭部?W是接合晶圓與基底晶圓的其中一方利用原始晶圓，而另一方利用再生晶圓。此外，所謂的 再生晶圓，如上所述，是對制作貼合晶圓時所伴隨產(chǎn)生的剝離晶圓進行伴隨有減少厚度的 再生加工而得到的晶圓，由于利用再生晶圓能夠減少成本，故優(yōu)選。尤其是進行兩次W上伴 隨有減少厚度的再生加工所得的再生晶圓，也就是已被重復(fù)利用兩次W上的再生晶圓、或 是作為伴隨有減少厚度的再生加工而減少厚度扣mW上的再生晶圓，即使利用像運樣在W 往容易產(chǎn)生薄膜的膜厚不均的再生晶圓，若根據(jù)本發(fā)明的貼合晶圓的制造方法，也能夠抑 制薄膜的膜厚不均。
[005引接下來，如圖1(b)所示，通過例如熱氧化或CVD(化學(xué)氣相沉積;化emical Vapor Deposition)等，在接合晶圓10上，使會成為埋置氧化膜16的氧化膜12成長?；蛘咴诖藭r形 成的氧化膜12可W只形成在基底晶圓11上，還可W在接合晶圓10和基底晶圓11上都形成。 若是制造直接貼合晶圓時，也可W不形成該氧化膜。
[0059] 接下來，如圖1(c)所示，由該氧化膜12上，通過離子注入機，注入氨離子或稀有氣 體離子的至少一種氣體離子，在接合晶圓10內(nèi)形成離子注入層13。此時，為了能夠得到作為 目標的剝離娃(薄膜15)的厚度，來選擇離子注入加速電壓。
[0060] 接下來，如圖1(d)所示，W注入面接觸基底晶圓11的方式，使已離子注入的接合晶 圓10與基底晶圓11密接并貼合。
[0061] 繼而，使貼合后的晶圓在400°CW下保持規(guī)定時間，并施加在離子注入層13產(chǎn)生微 氣泡層，且在微氣泡層進行剝離的熱處理(剝離熱處理），制作如圖l(i)所示的在基底晶圓 11上形成有埋置氧化膜16與薄膜15而成的貼合晶圓14。
[0062] 像運樣，若W400°CW下的溫度來進行剝離熱處理，即使選擇兩片晶圓的厚度的差 值在扣mW上的接合晶圓10與基底晶圓11所成的組合，也能夠抑制剝離后薄膜15的膜厚產(chǎn) 生不均，從而能夠制造一種薄膜15的膜厚均勻性高的貼合晶圓14。
[0063] 另外，剝離熱處理的溫度優(yōu)選為350°CW上。
[0064] 通過W350°CW上的溫度來進行剝離熱處理，能夠在離子注入層13切實地使接合 晶圓10的一部分剝離。此外，若劑量相同，則會存在剝離熱處理的溫度越低，剝離所需要的 時間就變得越長的傾向，因此可考慮劑量及剝離熱處理溫度來適當?shù)卦O(shè)定熱處理時間。
[0065] 此外，通過對貼合面預(yù)先施加等離子處理再貼合，能夠在室溫下提高密接的晶圓 的結(jié)合強度。
[0066] 繼而，如圖l(j)所示，對該貼合晶圓14施加平坦化熱處理、結(jié)合熱處理、研磨等，能 夠使剝離面平坦化、或提高結(jié)合強度。
[0067] 在上述制造過程中，如圖1(e)所示，剝離后的接合晶圓10也就是剝離晶圓17作為 副產(chǎn)物而產(chǎn)生。剝離晶圓17中，在剝離面18的外周部有未被搬移到基底晶圓11的臺階部?？?W進行去除運樣的剝離晶圓17的臺階部等的再生加工，從而能夠在下一次制造貼合晶圓時 作為再生晶圓來利用。剝離晶圓17的再生加工例如可下述方式進行。
[0068] 首先，如圖1(f)所示，通過進行使用例如HF水溶液的清洗，去除與剝離面18相對的 表面上的氧化膜W外的氧化膜。之后，通過研磨剝離面，如圖1(g)所示，在將剝離面平坦化 的同時，去除因離子注入而產(chǎn)生的損傷層。之后，如圖1化)所示，通過進行如通常的批量式 HF溶液罐浸潰方式的HF清洗，去除背面的氧化膜12,從而能夠制作出具有與原始晶圓同等 級的正面及背面品質(zhì)的再生晶圓。由于該再生加工，再生晶圓的厚度變得比當初的接合晶 圓的厚度更薄。
[0069] 實施例
[0070] 下面，示出本發(fā)明的實施例及比較例W更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于 運些例子。
[0071] (實施例1~2、比較例1~3)
[0072] 將由直徑300mm、晶體取向<100〉的娃單晶所構(gòu)成的鏡面研磨晶圓作為接合晶圓和 基底晶圓來使用，且通過離子注入剝離法來制作貼合SOI晶圓，并評價是否有產(chǎn)生SOI層的 膜厚不均。
[0073] 此時實施例1~2、比較例1~3全都是利用原始晶圓（775皿)作為基底晶圓，且利用 進行過兩次再生研磨加工的再生晶圓（765μπι)來作為接合晶圓。
[0074] 另外，剝離熱處理條件設(shè)成記載于表3的條件，其它的制造條件則與實驗例相同。
[0075] 將表示膜厚不均的產(chǎn)生狀況的結(jié)果(膜厚圖，thickness map),示于圖2。由圖2可 知，W400°C進行剝離熱處理的實施例1、2中未產(chǎn)生膜厚不均，而比較例1~3中有產(chǎn)生膜厚 不均。此外，比較例3被認為雖然在W400°C進行的前退火(pre-annealing)之后再W500°C 進行熱處理，但是在前退火時未產(chǎn)生剝離，而是在500°C的熱處理中剝離，因而產(chǎn)生膜厚不 均。
[0076] 表3示出SOI膜厚范圍(面內(nèi)膜厚的最大值減去最小值而得的差值），相對于比較例 1~3的SOI膜厚范圍是2.0~2.化m左右，無膜厚不均的實施例1、2的SOI膜厚范圍是1.5~ 1.6nm左右，判定為良好。
[0077] (表 3)
[007引
[0079] (實施例 3、4)
[0080] 除了將剝離熱處理條件設(shè)為380°C、12小時（實施例3似及350°C、24小時（實施例 4) W外，在與實施例1、2相同條件下制作貼合SOI晶圓，并評價是否有產(chǎn)生SOI層的膜厚不 均。
[0081] 其結(jié)果為，未產(chǎn)生膜厚不均，SOI膜厚范圍也與實施例1、2同等。
[0082] 此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式。上述實施方式僅為例示，凡是與本發(fā)明的權(quán) 利要求書所記載的技術(shù)思想實質(zhì)上具有相同結(jié)構(gòu)，并能實現(xiàn)同樣作用效果的任何實施方 式，均包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。
[0083]例如，在上述記載中是針對隔著絕緣膜來制作貼合SOI晶圓的情況進行說明，但是 本發(fā)明也能應(yīng)用于直接貼合兩片晶圓來制作貼合晶圓的情形。
【主權(quán)項】
1. 一種貼合晶圓的制造方法，其對接合晶圓的表面，離子注入氫離子、稀有氣體離子中 的至少一種氣體離子而形成離子注入層，將所述接合晶圓的已注入離子的表面與基底晶圓 的表面直接貼合或隔著絕緣膜貼合之后，施加熱處理，并在所述離子注入層使所述接合晶 圓的一部分剝離，由此來制作在所述基底晶圓上具有薄膜的貼合晶圓，所述貼合晶圓的制 造方法的特征在于： 在將所述接合晶圓與基底晶圓貼合之前，測量所述接合晶圓與所述基底晶圓的厚度， 選擇兩片晶圓的厚度的差值為5μπι以上的所述接合晶圓與所述基底晶圓所成的組合， 以400°C以下的溫度來進行所述熱處理，并在所述離子注入層使所述接合晶圓的一部 分剝咼。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼合晶圓的制造方法，其特征在于，以350°C以上的溫度來進 行所述熱處理。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的貼合晶圓的制造方法，其特征在于，利用再生晶圓來作為 所述接合晶圓及/或所述基底晶圓，該再生晶圓是對在所述貼合晶圓的制造方法中制作貼 合晶圓時所伴隨產(chǎn)生的剝離晶圓，進行伴隨有減少厚度的再生加工而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的貼合晶圓的制造方法，其特征在于，所述再生晶圓是進行過兩 次以上所述伴隨有減少厚度的再生加工而成的晶圓。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的貼合晶圓的制造方法，其特征在于，所述再生晶圓是進行 過所述伴隨有減少厚度的再生加工而減少5μπι以上厚度的晶圓。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的貼合晶圓的制造方法，其特征在于，所述接合晶 圓及所述基底晶圓是由單晶硅晶圓構(gòu)成，所述絕緣膜是由硅氧化膜構(gòu)成，所述薄膜是SOI 層。
【專利摘要】本發(fā)明是一種貼合晶圓的制造方法，其對接合晶圓的表面，離子注入至少一種氣體離子而形成離子注入層，將接合晶圓的已注入離子的表面與基底晶圓的表面貼合之后，施加熱處理，并在離子注入層使接合晶圓的一部分剝離，由此來制作在基底晶圓上具有薄膜的貼合晶圓，所述貼合晶圓的制造方法的特征在于：在將接合晶圓與基底晶圓貼合之前，測量接合晶圓與基底晶圓的厚度，選擇兩片晶圓的厚度的差值在5μm以上的接合晶圓與基底晶圓所成的組合，然后，以400℃以下的溫度來進行熱處理，并在離子注入層使接合晶圓的一部分剝離。由此，能夠抑制通過離子注入剝離法來制作貼合晶圓時在薄膜產(chǎn)生的大理石花紋的膜厚不均，并能夠制造出一種薄膜的膜厚均勻性高的貼合晶圓。
【IPC分類】H01L27/12, H01L21/02
【公開號】CN105493232
【申請?zhí)枴緾N201480047111
【發(fā)明人】小林德弘, 阿賀浩司
【申請人】信越半導(dǎo)體株式會社
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年8月1日
【公告號】EP3043374A1, US20160204024, WO2015033516A1