Soi晶圆的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种SOI晶圆的制造方法，其是在将注入离子的晶圆贴合后进行剥离来制造SOI (Silicon on Insulator)晶圆，即基于所谓的离子注入剥离法(也称为智能剥离(Smart Cut)(注册商标)法)的SOI晶圆的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为SOI晶圆的制造方法，代表性的有离子注入剥离法。
[0003]对该离子注入剥离法进行简单说明，首先，作为接合晶圆及基底晶圆，准备两个硅晶圆，在至少一个硅晶圆，例如在接合晶圆上形成成为SOI晶圆的隐埋氧化膜的氧化膜后，从成为形成有该氧化膜的硅晶圆的贴合面的表面通过所述氧化膜进行离子注入，在所述硅晶圆中形成离子注入层，将形成有该离子注入层的硅晶圆与基底晶圆贴合并进行热处理，由此使所述硅晶圆在所述离子注入层剥离分离成剥离晶圆和SOI晶圆，之后进一步根据需要，施加结合热处理以牢固地进行结合，从而制造SOI晶圆。
[0004]伴随着器件工艺的微细化，形成SOI晶圆的SOI层的接合晶圆被越发要求没有缺陷，现状为作为SOI的接合晶圆，使用低氧、低缺陷的N区域(NPC(Nearly PerfectCrystal))晶圆(专利文献I)。
[0005]但是，即使使用这样的无COP (Crystal Originated Particle)的NPC晶圆，也存在下述情况:为了形成成为SOI晶圆的隐埋氧化膜的氧化膜，例如若用900°C实施6小时的热处理，贝lJ在成为SOI层的表层上发生氧析出核或氧析出物(Bulk Micro Defect:BMD)等的与氧析出相关的缺陷即HF缺陷，特别是在将剥离晶圆作为接合晶圆再利用的情况下，这样的缺陷的发生尤为显著。
[0006]为了不使这样的缺陷发生，一直以来采用对剥离的N区域晶圆进行RTA处理，消除表层的缺陷后，再用作接合晶圆的方法(专利文献2?4)。
[0007]但是，这样的RTA处理必须每次都要进行，另外存在若重复几次RTA处理则接合晶圆变得容易破损这样的问题。
[0008]为了减少这样的再生处理中的接合晶圆的热处理次数，在制作SOI晶圆前，也采用在非氧化性气氛下等对接合晶圆进行热处理的方法(专利文献5)。
[0009]但是，即使是这样的方法，在再利用前的检查中确认到缺陷的情况下，也需进行再次热处理。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利公开2006-294737号公报
[0013]专利文献2:日本专利公开2011-238758号公报
[0014]专利文献3:日本专利公开2008-021892号公报
[0015]专利文献4:日本专利公开2007-149907号公报
[0016]专利文献5:日本专利公开2011-176293号公报
【发明内容】
[0017](一)要解决的技术问题
[0018]为了解决这些问题，需要将通过LST(Laser Scattering Tomography(红外散射断层成像))检测的BMD密度例如不足IXlOVcm3的晶圆作为接合晶圆使用。
[0019]此外，为了实现SOI晶圆成本的降低，若考虑再利用接合晶圆，则需要开发直至内层完全为无缺陷的晶圆的制作技术。
[0020]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种SOI晶圆的制造方法，其在SOI晶圆的制造中，能够充分消除接合晶圆的缺陷，来制造几乎没有缺陷等不良的SOI晶圆。此外，本发明的目的在于提供一种SOI晶圆的制造方法，其能够将在离子注入剥离法中作为副产物而生成的剥离晶圆多次再用作接合晶圆。
[0021](二)技术方案
[0022]为了解决上述技术问题，在本发明中提供一种SOI晶圆的制造方法，其包括:将从通过切克劳斯基单晶生长法而生长的单晶硅锭切割出的硅晶圆作为接合晶圆而进行准备的工序、在该准备好的硅晶圆上形成氧化膜的工序、从成为形成有该氧化膜的硅晶圆的贴合面的表面通过所述氧化膜进行离子注入，在所述硅晶圆中形成离子注入层的工序、将形成有该离子注入层的硅晶圆与基底晶圆贴合，将所述硅晶圆在所述离子注入层处进行剥离从而分离成剥离晶圆与SOI晶圆的工序，其特征在于，
[0023]在所述氧化膜形成工序前，进行对所述准备好的硅晶圆在氧化性气氛下用1100°C?1250°C的温度实施30分钟?120分钟的热处理的工序，以及对成为该热处理后的硅晶圆的贴合面的表面进行研磨的工序。
[0024]根据这样的本发明的SOI晶圆的制造方法，在SOI晶圆的制造中，能够充分消除接合晶圆的缺陷，制造几乎没有缺陷等不良的SOI晶圆。此外，能够将在离子注入剥离法中作为副产物而生成的剥离晶圆多次再用作接合晶圆。
[0025]此处，优选地，在所述研磨工序中，在将所述热处理后的硅晶圆上形成的氧化膜去除后，将成为贴合面的表面研磨0.1?0.2 μ m。
[0026]这样，如果在除去氧化膜后将成为贴合面的表面研磨0.1?0.2μπι，则能够可靠地去除在氧化性气氛下的热处理中所形成的氧化膜正下面的缺陷。
[0027]此外，优选将所述剥离晶圆在制造SOI晶圆时再用作接合晶圆。
[0028]本发明的制造方法所副产出的剥离晶圆，由于通过本发明中的在氧化性气氛下的热处理及表面研磨来充分消除缺陷，因此如果将该剥离晶圆再用作接合晶圆，则能够以生产率良好且低成本地制造高质量的SOI晶圆。
[0029]此外，作为所述准备的硅晶圆，优选使用初始氧浓度为14ppma以下的N区域(NPC)的晶圆或初始氧浓度为7ppma以下的氮掺杂晶圆。
[0030]如果使用这样的晶圆，即使反复进行SOI晶圆制造工序的氧化热处理(用于形成成为SOI晶圆的隐埋氧化膜的氧化膜的热处理)，也几乎不会形成HF缺陷。
[0031]进一步地，作为所述氮掺杂晶圆，优选使用氮浓度为I X 113?I X 10 15atoms/cm3的氮掺杂晶圆。
[0032]如果使用这样的氮浓度的氮掺杂晶圆，则通过本发明中的氧化性气氛下的热处理及表面研磨，能够完全消除直至内层中的成为HF缺陷原因的氧析出核或氧析出物等。
[0033](三)有益效果
[0034]如上述说明，根据本发明，由于能够充分消除接合晶圆的与氧析出相关的缺陷，因此能够抑制HF缺陷的发生。因此，即使进行SOI晶圆的制造工序中的热处理(用于形成成为SOI晶圆的隐埋氧化膜的氧化膜的热处理)，也能够制作HF缺陷不发生、生长的接合晶圆，在SOI层中几乎没有缺陷等不良，能够高效地制造电特性优异的高质量的SOI晶圆。此夕卜，由于能够将在离子注入剥离法中作为副产物而生成的剥离晶圆多次再用作接合晶圆，因此能够消减成本，较节省。
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的SOI晶圆的制造方法的实施方式的一例的流程图。
[0036]图2是表示实施例1、比较例I?3中的按再生次数的HF缺陷密度的图表。
[0037]图3是表示实施例2中的HF缺陷密度的图表。
【具体实施方式】
[0038]下面对本发明进行更加详细的说明。
[0039]如上所述，在现有的SOI晶圆的制造中，曾由于SOI晶圆制造工序的氧化热处理而在中心部检测出HF缺陷。此外，在将剥离的晶圆再用作接合晶圆的时候，需要每次或至少确认出缺陷的情况下进行热处理，使表层的缺陷消除。
[0040]因此，本发明人等对下述条件进行了深入研宄，该条件能够制造几乎没有缺陷等不良的SOI晶圆，将离子注入剥离法中作为副产物而生成的剥离晶圆再用作接合晶圆时，即使不频繁地进行使剥离晶圆的表层的结晶缺陷消除的热处理，也并不形成HF缺陷。