剥离晶片的再利用方法技术

一种剥离晶片的再利用方法，是对以离子注入剥离法来制造ＳＯＩ晶片时附带生成的剥离晶片１７，至少施行研磨的再处理后，将剥离晶片１７作为接合晶片２１，再度在ＳＯＩ晶片制造步骤中进行再利用的方法，其特征在于：至少作为接合晶片而使用的ＣＺ晶片，是设为其整个面由Ｎ区域所构成的低缺陷晶片，上述再处理，是以比在ＳＯＩ晶片制造步骤中形成热氧化膜１２时对接合晶片所施加的温度更高的温度，来对剥离晶片１７施行快速加热．快速冷却热处理。借此，可以提供一种剥离晶片的再利用方法，使用２００ｍｍ以上的大直径ＣＺ晶片来作为接合晶片，并将借由离子注入剥离法来制作ＳＯＩ晶片时所附带生成的剥离晶片，即使重复作为接合晶片来进行再利用，也不会导致贴合不良或是ＳＯＩ层的品质降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是涉及一种，该剥离晶片是在结合已注入离子的晶片后将其剥离来制造绝缘层上覆硅(SOI， Silicon On Insulator)的方 法，也就是所谓的离子注入剥离法(也被称为smartcut(登录商标)法)中，附带 生成的剥离晶片。
技术介绍
制作SOI晶片有几种方法，其中采用贴合法的SOI晶片的制造方法，其 特征在于隔着氧化膜将2片单晶硅晶片贴合在一起。但是，由于是利用2片 晶片来制造1片SOI晶片，所以成本非常高。为了改善此种情况，有利用离子注入剥离法来制造SOI晶片的方法。图 2是利用离子注入剥离法来制造SOI晶片的步骤流程，以下一边参照图2 — 边说明离子注入剥离法。此方法是一种先准备接合晶片1与基底晶片4的2片硅晶片(步骤(a))， 接着至少在其中一方的硅晶片(此时为接合晶片l)上形成氧化膜2(步骤(b))，然后从其中一方的硅晶片的表面注入氢离子或稀有气体离子，在该晶片内部 形成微小气泡层(离子注入层3)(步骤(c))，隔着氧化膜2使该已注入离子侧的 面与另一方的硅晶片(此时为基底晶片4)密接(步骤(d))，然后施加热处理，将 离子注入层作为劈开面6，将其中一方的晶片薄膜状地剥离(步骤(e))，进而 施加热处理而牢固地结合(未图示)，而作出SOI晶片8的技术(参照日本特开 平5-211128号公报)。此方法中，其劈开面(剥离面)6是良好的镜面，也比较容易得到SOI层 的膜厚均匀性高的SOI晶片。若是以此种离子注入剥离法来制作SOI晶片8，必然会附带产生1片硅 的剥离晶片7。通过再利用此附带产生的剥离晶片，实质上可以利用l片硅 晶片来得到1片SOI晶片，所以能够大幅地降低成本。此时，附带产生的剥离晶片7,由于无法直接再利用，因而必须进行剥离面6的再生处理。因此，在日本特开平11-307413号公报中，揭示出一种再利用方法，作 为接合晶片，采用外延晶片、由切克劳斯基法(Czochralski method、 CZ法) 制作的硅晶片(以下称为CZ晶片)、或是由浮动区熔法(FloatingZone method、 FZ法)制作的硅晶片(以下称为FZ晶片)的情况，分别对附带产生的剥离晶片 的剥离面施加研磨等，进行再处理，而可以再利用剥离晶片。特别是作为剥离晶片的再处理，为了要减少由于研磨所造成的损耗量， 并完全地恢复表面粗度，在除去周边阶差的研磨后，不进行损耗量大的精加 工研磨，而是代替地采用以下的方法在含有氢的还原性气氛下，通过对剥 离晶片施加热处理，来改善形成在剥离晶片上的损伤层与剥离面的表面粗 度。然而，FZ晶片是属于难以制造出直径200mm以上的大直径的晶片，今 后将难以适用于最先端元件。又，使用外延晶片的情况，在再处理步骤中， 即使尽量地减少研磨损，由于外延层本来就很薄，再生次数通常比使用CZ 晶片或FZ晶片时更少，而会有成本实质上显着地提高的问题。而且，为了 要减少损耗量，在研磨后没有进行改善表面粗度的加工，而在再生后的使用 中，时常会发生结合不良等的不良情况。进而，使用CZ晶片的情况，采用对剥离晶片施加再处理后而得的晶片 来作为接合晶片，以此种晶片制作而成的SOI晶片的SOI层的品质有降低的 倾向，时常发生缺陷。又，随着剥离晶片的再生次数的增加，贴合不良的SOI 晶片也会增加，因此也有SOI晶片的合格率恶化的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于如此的问题点而开发出来，其目的在于提供一种 SOI晶片的再利用方法，使用200mm以上的大直径CZ晶片来作为接合晶片， 并将借由离子注入剥离法来制作SOI晶片时所附带生成的剥离晶片，即使重 复作为接合晶片来进行再利用，也不会导致贴合不良或是SOI层的品质降低， 而可以增加剥离晶片的再生次数，以谋求降低SOI晶片的制造成本。为了达成上述目的，若根据本专利技术，提供一种，是针对先在CZ晶片表面上形成热氧化膜，将通过该热氧化膜进行离子注入 而形成有离子注入层的上述CZ晶片作为接合晶片，隔着上述热氧化膜贴合 该接合晶片与基底晶片，然后通过施加热处理，以上述离子注入层为界而分离成SOI晶片与剥离晶片这样的制造步骤，对于附带生成的上述剥离晶片至 少施行研磨的再处理后，将该剥离晶片作为接合晶片，再度在SOI晶片制造步骤中进行再利用的方法，其特征在于至少上述所使用的CZ晶片，是设为其整个面由N区域(neutral region, 原子多余或不足的情况没有或很少的区域，也称为中性区域)所构成的低缺陷上述再处理中，是以比在上述SOI晶片制造步骤中形成上述热氧化膜时对接合晶片所施加的温度更高的温度，来对上述剥离晶片施行快速加热.快 速冷却热处理。如此，作为在SOI晶片制造步骤中所使用的接合晶片，借由采用cz晶 片中的其整个面由N区域所构成的低缺陷晶片，能够对应近年来的200mm 以上的硅晶片的大口径化，又例如不用使用lOppma以下的氧浓度非常低的 CZ晶片，便能够制造出具有低缺陷且高品质的SOI层的SOI晶片。进而，若使用其整个面由N区域所构成的低缺陷CZ晶片，能够以不用 在意研磨损的方式来研磨剥离面。因此，能够比使用外延晶片时，更将剥离 晶片表面高度平坦化，能够改善由于从剥离晶片再生而得的接合晶片所导致 的SOI晶片的贴合不良的情况。又，由于可增加从剥离晶片再生成为接合晶 片的次数，所以可以实质上谋求降低SOI晶片的制造成本。又，剥离晶片的再处理，是通过以比在上述SOI晶片制造步骤中形成热 氧化膜的温度更高的温度，对剥离晶片施行快速加热.快速冷却热处理 (RTA(Rapid Thermal Annealing)处理)，能够消灭由于在SOI晶片制造步骤或 再处理步骤中数次进行的热处理所形成的剥离晶片内部的氧析出核及由该 核成长而成氧析出物，所以能够使接合晶片初始化成为未形成这些氧析出核 或氧析出物之前的状态，因此在再生处理后的SOI晶片制造步骤中，对于从 剥离晶片再生而得的接合晶片，能够抑制该接合晶片发生必须以上的氧析出 物。而且，从剥离晶片再生处理而得到接合晶片，由于通过RTA处理而被初始化，所以具有与最先准备的接合晶片同样的品质，使用此接合晶片所形成的SOI层，可以防止品质降低，同时可以改善SOI晶片的贴合不良。因此，即使对剥离晶片施加数次再生处理，由于接合晶片都会被初始化，所以可以一直维持SOI晶片的贴合品质，能够使再生次数增加至当cz晶片的厚度达到界限为止，能够降低SOI晶片的制造成本。上述快速加热.快速冷却热处理，较佳是在再生研磨上述剥离晶片的表面的步骤之前进行；又，上述快速加热.快速冷却热处理，也能够在再生研 磨上述剥离晶片的表面的步骤之后进行。RTA处理，由于是用以消灭在SOI晶片制造步骤或再处理步骤中数次进 行的热处理而在剥离晶片中生成的氧析出核等，而进行的处理，所以可以在 剥离晶片表面的再生研磨步骤之前或是之后进行RTA处理。但是，更佳是 在再生研磨步骤前，对剥离晶片施加RTA处理，当再生研磨剥离晶片的表 面时，即使由于RTA处理而有污染，也可以将其除去，而当由于RTA处理 而有表面粗度变化的情况，也能够调整剥离晶片的表面粗度。因此，能够改 善由于再生研磨而成的接合晶片所导致的SOI晶片的贴合不良，能够防止再 利用剥离晶片时发生SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剥离晶片的再利用方法，是针对先在ＣＺ晶片表面上形成热氧化膜，将通过该热氧化膜进行离子注入而形成有离子注入层的上述ＣＺ晶片作为接合晶片，隔着上述热氧化膜贴合该接合晶片与基底晶片，然后通过施加热处理，以上述离子注入层为界而分离成ＳＯＩ晶片与剥离晶片这样的制造步骤，对于附带生成的上述剥离晶片至少施行研磨的再处理后，将该剥离晶片作为接合晶片，再度在ＳＯＩ晶片制造步骤中进行再利用的方法，其特征在于：　至少上述所使用的ＣＺ晶片，是设为其整个面由Ｎ区域所构成的低缺陷晶片，上述再处理中，是以比在上述ＳＯＩ晶片制造步骤中形成上述热氧化膜时对接合晶片所施加的温度更高的温度，来对上述剥离晶片施行快速加热．快速冷却热处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村明彦，大木好，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]