贴合式SOI晶圆的制造方法技术

本发明专利技术为具有对内面具有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而使SOI层的表面平坦化的步骤，其中于通过批次式热处理炉而进行在该氩氛围下的热处理时，于收纳在该批次式热处理炉内的相邻的该贴合式SOI晶圆之间，配置硅晶圆作为挡片而进行热处理的贴合式SOI晶圆的制造方法。由此提供在通过批次式热处理炉且在氩氛围下对内面具有氧化膜的贴合式SOI晶圆实施热处理而使SOI层的表面平坦化的步骤之中，能抑制LPD的增加的SOI晶圆的制造方法。

Manufacturing method of bonded SOI wafer

The present invention is a procedure for flattening the surface of a bonded SOI wafer with an oxide film on its inner surface by heat treatment in an argon atmosphere. When heat treatment is carried out in a batch heat treatment furnace in this argon atmosphere, a silicon wafer is disposed between the adjacent bonded SOI wafers in the batch heat treatment furnace for heat treatment as a shield. Manufacturing method of combined SOI wafer. This provides a method for manufacturing SOI wafers which can inhibit the increase of LPD in the process of flattening the surface of SOI wafers by heat treatment of the bonded SOI wafers with oxide film on the inner surface in a batch heat treatment furnace and in an argon atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】贴合式SOI晶圆的制造方法
本专利技术涉及贴合式SOI晶圆的制造方法。
技术介绍
作为半导体组件用的晶圆的一种，有于为绝缘膜的埋制氧化膜上形成硅层(以下有称为SOI层的情况)的SOI(SiliconOnInsulator)晶圆。此SOI晶圆，由于成为装置制作区域的基板表层部的SOI层为通过埋制绝缘层(埋制氧化膜层(BOX层))而与基板内部电气地分离的缘故，而有寄生电容小、耐放射性能力高等的特征。因此，被期待有高速且低耗电动作、软件错误防止等的效果，而在作为高性能半导体组件用的基板为前途看好。具有所谓的基底晶圆、BOX层、SOI层的SOI晶圆，一般而言以贴合法制造者为多。此贴合法为例如于二片的单晶硅晶圆的其中至少一者的表面形成硅氧化膜之后，透过此形成的氧化膜而使二片的晶圆密接，并通过实施结合热处理而提高结合力，之后镜面研磨其中一片的晶圆(形成SOI层的晶圆(以下，接合晶圆))，或通过所谓的离子注入剥离法而薄膜化，进而制造SOI晶圆的方法。以如此的贴合法制造SOI晶圆的情况，为了使装置自所制作的SOI层为远离于贴合交界面的目的，因此多有在接合晶圆之侧形成氧化膜。另一方面，近年来，在各种通讯机器之中，高速化及大电容化持续地发展。伴随于此，高频装置(RF装置)用半导体也寻求高性能化。再者，也有要求于硅基板上不仅制构电子集成电路也制构光集成电路的硅光(SiPhotonics)。对于对应这些用途的贴合式SOI晶圆，有具有厚的BOX氧化膜的要求。在贴合式SOI晶圆具有厚的BOX氧化膜的情况下，自离子注入能量的上限的观点，有采取使厚的氧化膜成长于基底晶圆之侧而进行贴合的手法的情况。然后，于使厚的氧化膜成长于基底晶圆的情况，亦在为与基底晶圆的贴合面的相反侧的内面侧处附上厚的氧化膜的状态下，进行贴合式SOI晶圆的制造流程。于通过离子注入剥离法而制造贴合式SOI晶圆，提高剥离后的SOI层表面的平坦性的步骤为必要。于此平坦化步骤，有使用CMP(ChemicalMechanicalPolish)而进行平坦化的步骤、以及通过氢气体或惰性气体氛围下的高温退火(以下有称为平坦化热处理的情况)的平坦化步骤。通常会对剥离后的贴合式SOI晶圆实施这些的其中之一。通过CMP的平坦化步骤后的SOI层表面的粗糙度与镜面研磨晶圆同等，但是SOI层的面内厚度均一性会有劣化的倾向。另一方面，通过高温退火的平坦化步骤，粗糙度会比镜面研磨些微大，但是SOI层的膜厚度均一性佳。特别是在直径300mm以上的大直径晶圆之中，通过CMP的平坦化步骤的膜厚度均一性的劣化为显著。与其相比，通过高温退火的平坦化则无如此的倾向。作为通过高温退火而平坦化SOI层表面的热处理的范例，有通过含有为惰性气体的氩气的氩氛围的退火(以下称为Ar退火)(专利文献1)。于专利文献1的图1(e)及第〔0047〕段，记载有对内面有氧化膜的SOI晶圆以惰性气体氛围进行热处理而作为平坦化热处理，氩氛围的情况，以1200℃以上进行为佳(参考专利文献1的第〔0048〕段)。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2012-129347号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的问题]本专利技术人们新发现了当以批次式热处理炉将内面有氧化膜的SOI晶圆进行高温Ar退火处理，位于晶圆支承部正下方的晶圆的SOI层的表面的中心，LPD(LightPointDefect)有比Ar退火前增加的倾向。观察到的LPD通过SEM(ScanningElectronMicroscope)的EDX(EnergyDispersiveX-raySpectroscopy)进行分析，检测出氧及硅。但是，装填于批次炉的最上方的晶圆则总是未见LPD的增加。另一方面，在内面没有氧化膜的SOI晶圆的情况下，在退火前后并未发现LPD的增加。此教示了LPD的增加与内面氧化膜有相关连。对内面有氧化膜的SOI晶圆实施高温Ar退火时，有抑制此LPD的增加的必要。本专利技术鉴于上述问题点，其目的在于提供一种能在通过批次式热处理炉对内面有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而平坦化SOI层的表面的步骤之中抑制LPS的增加的SOI晶圆的制造方法。[解决问题的技术手段]为了达成上述目的，本专利技术提供一种贴合式SOI晶圆的制造方法，具有对内面具有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而使SOI层的表面平坦化的步骤，其中于通过批次式热处理炉而进行在该氩氛围下的热处理时，于收纳在该批次式热处理炉内的相邻的该贴合式SOI晶圆之间，配置硅晶圆作为挡片而进行热处理。如此一来，通过于相邻的贴合式SOI晶圆之间配置硅晶圆，能抑制内面有氧化膜的贴合式SOI晶圆的表面的LPD的增加，能安定地制造LPD少的贴合式SOI晶圆。此时，其中作为该挡片而使用的硅晶圆为尚未作为该挡片而使用的镜面研磨晶圆，或为于作为该挡片而使用后实施洗净的镜面研磨晶圆为佳。若为如此的挡片则能容易地准备，且抑制LPD的增加的效果也大的缘故，能更低价地制造LPD少的贴合式SOI晶圆。再者，在该氩氛围下的热处理的温度为1150℃以上为佳。当热处理的温度为1150℃以上，更能提高贴合式SOI晶圆的SOI层的表面粗糙度改善效果。〔对照现有技术的功效〕根据本专利技术，在通过批次式热处理炉对内面有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而平坦化SOI层的表面的步骤之中，能抑制SOI层表面的LPD的增加，能提升LPD少的贴合式SOI晶圆的收率。因此，能安定地制造LPD少的贴合式SOI晶圆。附图说明图1是显示根据本专利技术的SOI晶圆的制造方法的批次式热处理炉内的贴合式SOI晶圆及挡片的配置的一范例的示意图。图2是显示本专利技术的SOI晶圆的制造方法的一实施例的步骤流程图。具体实施方式以下，关于本专利技术，作为实施样貌的一范例，参考附图的同时详细地说明，但是本专利技术并非限定于此。图2是显示本专利技术的SOI晶圆的制造方法的一实施例的步骤流程图。以下参考图2依步骤顺序说明本专利技术的贴合式SOI晶圆的制造方法。作为贴合式SOI晶圆的基底晶圆1，准备表内面附有例如1μm的厚度的氧化膜的基板(图2的(a))。于此形成的氧化膜2的厚度，只要是在之后的步骤(f)的平坦化热处理步骤之中SOI晶圆的内面残留有氧化膜的厚度，则不特别限定。氧化膜2，能通过例如通常的热氧化而形成。另一方面，能于接合晶圆4离子注入氢离子或稀有气体的其中至少一种的离子而形成离子注入层3(图2的(b))。此为，为了在图2的(d)所示的步骤之中，将此离子注入层3作为剥离面。自离子注入层3的接合晶圆4的表面的深度，能因应期望的SOI层的厚度，调整注入的离子的种类或能量而设定。接下来，将形成了氧化膜2的基底晶圆1及形成了离子注入层3的接合晶圆4，以使接合晶圆4的形成有离子注入层3之侧的面成为在贴合面之侧的方式，如图2的(c)所示，透过氧化膜2而贴合(贴合步骤)。于此贴合步骤之前，为了除去附着于晶圆的表面的微粒及有机物等的污染物，亦可实施基底晶圆1及接合晶圆4的贴合前洗净。作为贴合前洗净，能使用例如RCA洗净等。在贴合步骤之中，当对于经贴合的基底晶圆1及接合晶圆4，例如以氮氛围500℃程度的温度进行剥离热处理，能将离子注入层3作为剥离面而剥离接合晶圆(剥离步骤)。通过此剥离步骤，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贴合式SOI晶圆的制造方法，具有对内面具有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而使SOI层的表面平坦化的步骤，其中于通过批次式热处理炉而进行在该氩氛围下的热处理时，于收纳在该批次式热处理炉内的相邻的该贴合式SOI晶圆之间，配置硅晶圆作为挡片而进行热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 JP 2016-1882161.一种贴合式SOI晶圆的制造方法，具有对内面具有氧化膜的贴合式SOI晶圆在氩氛围下实施热处理而使SOI层的表面平坦化的步骤，其中于通过批次式热处理炉而进行在该氩氛围下的热处理时，于收纳在该批次式热处理炉内的相邻的该贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：石塚彻，滨节哉，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP