贴合晶片的制造方法及贴合soi晶片的制作方法
【专利摘要】本发明是一种贴合晶片的制造方法，该贴合晶片的制造方法具有：使用了分批式离子注入器的离子注入工序；将键合晶片的注入了离子的表面与衬底晶片的表面直接或隔着绝缘膜贴合的贴合工序；以及通过在离子注入层剥离键合晶片而制作在衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片的剥离工序，上述贴合晶片的制造方法其特征是，分多次进行对于离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子后使键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入。由此，提供一种能够以大量生产水平制造提高了衬底晶片上的薄膜尤其SOI层的膜厚均匀性的贴合晶片的贴合晶片的制造方法。
【专利说明】贴合晶片的制造方法及贴合SOI晶片
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用了离子注入剥离法的贴合晶片的制造方法，尤其涉及将注入了氢离子等的硅单晶片与成为支撑基片的衬底晶片贴合之后进行剥离而制造贴合晶片的方法。
【背景技术】
[0002]最近，作为贴合晶片的制造方法，将注入了离子的键合晶片贴合之后进行剥离而制造贴合晶片的方法(离子注入剥离法:还称之为智能剥离法(注册商标)的技术)重新开始引人瞩目。该离子注入剥离法是如下技术(参照专利文献I)。即、在两张晶片中至少在一方形成氧化膜，并且从一方的晶片(键合晶片)的上表面注入氢离子或稀有气体离子等的气体离子，并在该晶片内部形成微小气泡层(封装层)之后，使该注入了离子的一方的面直接或隔着氧化膜(绝缘膜)与另一方的晶片(衬底晶片)贴紧，其后，施加热处理(剥离热处理)并将微小气泡层作为分开面而将一方的晶片(键合晶片)剥离成薄膜状，且进一步施加热处理(结合热处理)而牢固地结合之后制作在衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片。在该方法中，分开面(剥离面)是优良的镜面，容易得到薄膜尤其SOI层的膜厚的均匀性也多少高一些的SOI晶片。
[0003]但是，在通过离子注入剥离法制作贴合晶片的情况下，在剥离后的贴合晶片表面存在因离子注入而引起的损伤层，另外，表面粗糙度大于通常的产品标准的硅晶片的镜面。因此，在离子注入剥离法中有必要去除这种损伤层、表面粗糙度。
[0004]过去为了去除该损伤层等，在结合热处理后的最终工序中进行了称之为接触抛光的研磨余量极少的镜面研磨(加工余量=IOOnm左右)。
[0005]然而，若在衬底晶片上的薄膜进行包括机械加工的要素的研磨则由于研磨的加工余量不均匀，因而发生通过氢离子等的注入、剥离而多少完成的薄膜的膜厚均匀性变差之类的问题。
[0006]作为解决这种问题的方法，替代上述接触抛光而进行着实施高温热处理而改进表面粗糙度的平坦化处理。
[0007]例如在专利文献2中提出了经剥离热处理之后(或者结合热处理之后)不是研磨SOI层的表面而是在包括氢气的还原性气氛下施加热处理(快速加热、快速冷却热处理(RTA处理))的方案。再有，在专利文献3中提出了经剥离热处理之后(或者结合热处理之后)通过氧化性气氛下的热处理在SOI层形成氧化膜之后去除该氧化膜，接着施加还原性气氛的热处理(快速加热、快速冷却热处理(RTA处理))的方案。
[0008]另外，在专利文献4中，通过在剥离之后的SOI晶片实施惰性气体、氢气或者这些的混合气体气氛下的平坦化热处理之后进行牺牲氧化处理，而同时实现剥离面的平坦化和OSF的避免。
[0009]这样，由于代替接触抛光进行了实施高温热处理而改进表面粗糙度的平坦化处理，因而目前通过离子注入剥离法以大量生产的程度得到直径为300mm且具有SOI层的膜厚范围(从面内的最大膜厚値减去了最小膜厚値的値)为3nm以内的膜厚均匀性的SOI晶片O
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:特开平5-211128号公报
[0013]专利文献2:特开平11-307472号公报
[0014]专利文献3:特开2000-124092号公报
[0015]专利文献4:W02003/009386
【发明内容】
[0016]随着近年的便携式终端的普及，需要半导体器件的低功耗、小型化、高性能化，作为设计规则中22nm世代以后的有力的候补，在进行使用了 SOI晶片的完全耗尽型的器件开发。在该完全耗尽型器件中，由于SOI层的膜厚影响器件的阈值电压，因而作为SOI层的面内膜厚分布要求面内膜厚范围为Inm以下的均匀性。
[0017]另外，近年来提出了通常是在用于与衬底晶片的绝缘的BOX层(埋入式氧化膜层)施加偏压而控制器件的阈值电压的方案，在该情况下有必要制作使BOX层膜厚较薄的ThinBOX型薄膜SOI晶片。
[0018]各本发明人试制了 Thin BOX型的薄膜SOI晶片并调查了 SOI层的面内膜厚范围的工序内变化，其结果发现面内膜厚范围刚一剥离就已经超过了 lnm。另外，调查了刚刚剥离后的面内膜厚范围的发生原因，其结果发现离子注入时的注入深度的面内分布极大地影响剥离之后的膜厚面内范围。
[0019]这样，在使用了离子注入剥离法的贴合晶片的制造方法中，离子注入的深度(射程)分布照直反映在剥离后的薄膜的膜厚分布上，而就产生离子注入的深度分布的因素而言已知有锥角(cone angle)效应。
[0020]这里，如图2所示，分批式的离子注入器具备旋转体I和设置于旋转体I且配置基片3的多个晶片保持件2。而且，晶片保持件2为了保持基片3而从旋转体I的旋转面向内侧稍微倾斜。
[0021]由此在旋转体I旋转时，因离心力而产生向晶片保持件2按压基片3的力，从而晶片保持件2保持基片3。但在旋转体I的旋转面与基片3的表面如此不平行的情况下，即便要以一定角度对基片3注入离子束也在基片中心部与射束扫描方向的基片两端部随着旋转体的旋转而在注入角度上产生非常小的偏离，因此，离子注入深度变得在基片中央部较深，在扫描方向的基片两端部较浅(图3)。这称为锥角效应。为此关于离子注入剥离法的离子注入，如图3所示，通过将基片3与离子束的设定角度设定成基片表面与离子束的角度成为垂直的O度注入角(α =0° )，以使注入角度在扫描方向的基片两端部偏离同等程度，从而使得注入的深度的面内分布比较均匀。
[0022]但在使用了分批式的离子注入器的情况下可考虑即使在设定注入角为O度的情况下也产生离子注入的面内深度分布的标准离差的第二个因素。
[0023]第二个膜厚分布产生因素是在制作Thin BOX型的SOI晶片和未隔着氧化膜的直接接合晶片过程中产生沟道。在制作未隔着氧化膜的直接接合晶片和具有IOOnm以下的BOX层(硅氧化膜层)膜厚的Thin BOX型的SOI晶片过程中，氧化膜所引起的散射效果较弱，从而在设定注入角度为O度的离子注入中产生沟道。在分批式离子注入器的情况下，由于结晶面与离子束的角度在基片中央部成为垂直，因而沟道效应较大使得离子注入深度较深。另一方面，由于在扫描方向的基片两端因锥角而产生注入角，因而沟道的影响相对较弱从而注入深度变浅(参照图6)。这样，在制作ThinBOX型的SOI晶片和未隔着氧化膜的直接接合晶片过程中，锥角的效应因沟道而尤其明显。
[0024]为了防止沟道通常已知有使注入角倾斜而对结晶面进行注入的方法，但若使注入角倾斜则锥角的效应在扫描方向的基片两端部之间相异，导致面内的深度分布较大。另外，已知有使用使晶片本身的晶轴方位倾斜的晶片(带偏斜角晶片)而防止沟道的方法，但与使注入角倾斜的方法相同地、注入角度在扫描方向的基片两端部之间相异，因而导致面内的深度分布较大。
[0025]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够以大量生产水平制造提高了衬底晶片上的薄膜尤其SOI层的膜厚均匀性的贴合晶片的贴合晶片的制造方法。
[0026]解决课题的方案
[0027]为了解决上述课题，本发明提供一种贴合晶片的制造方法，该贴合晶片的制造方法使用具备旋转体和设置于该旋转体且配置基片的多个晶片保持件并对配置于该晶片保持件且公转的多个基片注入离子的分批式离子注入器，且具有:从键合晶片的表面注入氢离子、稀有气体离子的至少一种气体离子而形成离子注入层的离子注入工序；将上述键合晶片的注入了离子的表面与衬底晶片的表面直接或隔着绝缘膜贴合的贴合工序；以及通过在上述离子注入层剥离键合晶片而制作在上述衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片的剥离工序，上述贴合晶片的制造方法其特征是，
[0028]分多次进行对于上述离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子后使配置于上述晶片保持件的键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入。
[0029]根据本发明的贴合晶片的制造方法，通过分多次进行对于使用了分批式离子注入器的离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子之后使配置于晶片保持件的键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入，从而在每一次进行离子注入时能够将键合晶片以不同的方向安装在晶片保持件上，且避免在重复的配置位置的离子注入，由此改进离子注入深度分布的标准离差，最终能够以大量生产水平制造空前提高了薄膜的膜厚均匀性的贴合晶片。
[0030]而且此时理想的是，分两次进行上述离子注入，进行第一次离子注入之后使上述键合晶片自转90度或180度，并在已自转的配置位置进行第二次离子注入。
[0031]通过这样进行离子注入，不仅能够降低离子注入深度分布的标准离差，而且使得离子注入深度分布在键合晶片中央部相对较深，在键合晶片外周部的整个周边较浅，且接近同心圆状的分布，因而通过其后的贴合晶片的制造工序中所包括的氧化或通过研磨的薄膜化工序就能容易地修正膜厚分布，因此比较理想。
[0032]另外，通过第一次注入离子之后使键合晶片自转180度，并在已自转的配置位置进行第二次离子注入，即使在所使用的键合晶片的晶轴方位因加工精度的影响等而偏离的情况下也能够抵消结晶轴偏离的影响，最终能够以大量生产水平制造空前提高了薄膜的膜厚均匀性的贴合晶片。[0033]而且此时理想的是，分四次进行上述离子注入，第二次以后的离子注入在相对于第一次离子注入仅自转90、180、以及270度之一旋转角度的配置位置进行。
[0034]通过这样分四次进行离子注入，与分两次进行的场合相比，更能够降低标准离差，且离子注入深度分布更接近同心圆状的分布，因而更容易进行通过氧化等处理的膜厚分布的修正。
[0035]而且此时理想的是，将上述键合晶片的表面的结晶面与上述离子注入方向之间的角度设定成垂直而进行上述每一次离子注入。
[0036]这样，通过使键合晶片的表面的结晶面与离子注入方向之间的角度垂直即、设定离子注入角度为O度，能够进一步抑制剥离后的薄膜的膜厚分布的标准离差，因此比较理
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[0037]而且理想的是，将硅单晶片用作上述键合晶片，且将IOOnm以下的硅氧化膜用作上述绝缘膜。
[0038]在本发明中，即使在制造过去所难以得到优良的膜厚均匀性的具有IOOnm以下硅氧化膜的Thin BOX型薄膜SOI晶片的情况下，也能够制造具有面内膜厚范围在Inm以下的极为优良的膜厚均匀性的薄膜SOI晶片。
[0039]而且理想的是，通过使用在上述衬底晶片上的薄膜进行牺牲氧化处理，由该牺牲氧化而形成的氧化膜厚分布呈同心圆状且外周侧的氧化膜厚变薄的氧化炉在上述薄膜进行牺牲氧化处理而进行上述薄膜的膜厚調整。
[0040]通过使用所形成的`氧化膜厚分布呈同心圆状且外周侧的氧化膜厚变薄的氧化炉对于上述剥离工序后的衬底晶片上的薄膜进行牺牲氧化处理，可进一步調整薄膜的膜厚，能够得到与刚刚剥离后相比进一步改进了膜厚范围的贴合晶片。
[0041]具有IOOnm以下的硅氧化膜的Thin BOX型的薄膜SOI晶片，过去难以得到优良的膜厚均匀性。但通过使用本发明的贴合晶片的制造方法，可在衬底晶片的表面依次形成有埋入式氧化膜层和SOI层的贴合SOI晶片中提供一种其特征是上述埋入式氧化膜层的膜厚为IOOnm以下，且上述SOI层的面内膜厚范围为Inm以下的贴合SOI晶片。
[0042]发明效果
[0043]如以上所说明，根据本发明的贴合晶片的制造方法，能够改进离子注入深度分布的标准离差，最终能够以大量生产水平制造空前提高了膜厚均匀性的贴合晶片，因而能够使得使用了这种贴合晶片的器件的阈值电压稳定化，从而提高器件的成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1是表示示出了本发明的贴合晶片的制造方法的一例的工序流程图。
[0045]图2表示本发明的贴合晶片的制造方法所使用的分批式离子注入装置的概略图。
[0046]图3是说明锥角效应的说明图。
[0047]图4是实施例1中的刚刚剥离后的SOI层膜厚分布。
[0048]图5是实施例2中的刚刚剥离后的SOI层膜厚分布。
[0049]图6是比较例中的刚刚剥离后的SOI层膜厚分布。
【具体实施方式】[0050]各本发明人通过分多次进行对于离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子后使键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入而避免了在重复的配置位置的离子注入，由此发现能够抑制起因于锥角效应的衬底晶片上的薄膜尤其SOI膜厚分布的标准离差并完成了本发明。以下进一步详述本发明。
[0051]图1是表示示出了本发明的贴合晶片的制造方法的一例的工序流程图。
[0052]本发明是一种贴合晶片的制造方法，使用具备旋转体和设置于该旋转体且配置基片的多个晶片保持件并对配置于该晶片保持件且公转的多个基片注入离子的分批式离子注入器，且具有:从键合晶片的表面注入氢离子、稀有气体离子的至少一种气体离子而形成离子注入层的离子注入工序(图1 (A));将上述键合晶片的注入了离子的表面与衬底晶片的表面直接或隔着绝缘膜贴合的贴合工序(图1 (B));以及通过在上述离子注入层剥离键合晶片而制作在上述衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片的剥离工序(图1(C))，该贴合晶片的制造方法其特征是，分多次进行对于上述离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子后使配置于上述晶片保持件的键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入。
[0053]首先，如图1 (A)那样从键合晶片的表面注入氢离子、稀有气体离子的至少一种气体离子而形成离子注入层。另外，在本发明中假定氢分子离子也包括在“氢离子”中。
[0054]这里，作为进行离子注入的键合晶片可根据目的任意選択，并不特别限定，但使用例如硅单晶片则能够制造具有膜厚极为均匀的SOI层的SOI晶片。
[0055]另外理想的是，在离子注入前的键合晶片的表面预先形成绝缘膜。如上所述，在现有的Thin BOX型的薄膜SOI晶片的制造中，锥角的效应因沟道而尤其明显，而在本发明中即使将锥角效应十分明显的直径为300mm以上的硅单晶片用作键合晶片且将IOOnm以下或者50nm以下的硅氧化膜用作绝缘膜也能够制造膜厚均匀性优良的Thin BOX型的薄膜SOI
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[0056]本发明的贴合晶片的制造方法中的离子注入使用图2中以概略图所示的分批式离子注入器。分批式离子注入器10具备旋转体I和设置于该旋转体I且配置基片3的多个晶片保持件2，向配置于该晶片保持件2且公转的多个基片3注入离子。
[0057]如图1 (A)所示，在本发明的贴合晶片的制造方法中，分多次进行对于离子注入工序中的键合晶片3的离子注入，而且，每次注入离子之后使配置于晶片保持件2的键合晶片3仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入。另外，图1 (A)表示分η次(n ^ 2)进行离子注入的一例，表示的是进行第一次注入离子之后使键合晶片3自转90° (缺口 3'位置移动90° )并在该已自转的配置位置进行第二次离子注入的场
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[0058]在仅进行一次离子注入的情况下，由于因锥角效应而在晶片中央部与注入离子束的扫描方向的晶片两端部之间产生离子注入深度分布，因而成为二次对称的离子注入深度分布。
[0059]如本发明，例如分两次进行离子注入，并使晶片在每次离子注入之间旋转90度，则使得离子注入深度在键合晶片中央部相对较深且在键合晶片外周部在整个周边较浅，从而成为均匀的分布而接近同心圆的分布。另一方面，由于通过氧化或研磨的薄膜化工序是一边使晶片旋转一边进行处理，因而氧化膜厚分布和研磨加工余量分布成为同心圆的分布。因此，若起因于离子注入的膜厚分布的标准离差被改进且成为同心圆状的分布，则通过贴合晶片制造工序中所进行的氧化等处理即可容易修正膜厚分布，因而能够改进最终得到的薄膜的膜厚分布。
[0060]另外，并不限定于分两次进行的场合，通过分四次进行离子注入并使第二次以后的离子注入在相对于第一次离子注入仅自转90、180、以及270度之一旋转角度的配置位置进行，从而同心圆的分布比两次注入的场合更完善。因此，更容易进行通过氧化等处理的膜厚分布的修正。
[0061]在所使用的键合晶片的晶轴方位受加工精度的影响等而稍微偏离的情况下，即使对于晶片表面设定注入角度为O度而进行注入，实际上也在结晶轴与离子束之间产生角度。因此，扫描方向的二次对称分布被破坏，因而在分两次进行的注入中存在得不到同心圆的深度分布的情况。在该情况下，若将分两次进行的注入的晶片方向设定为180度，则能够抵消结晶轴的偏离，因而成为同心圆的分布，最终能够以大量生产水平制造提高了薄膜的膜厚均匀性的贴合晶片。
[0062]另外，在该情况下，通过将抵消结晶轴的偏离的角度设定为离子束的注入角，可进一步抑制结晶轴的偏离的影响。即、通过将键合晶片的表面的结晶面与离子注入方向之间的角度设定成垂直(对于结晶面的离子注入角度设定成O度)，能够进一步抑制剥离工序后的薄膜的膜厚分布的标准离差，因而比较理想。
[0063]另外，如图1 (A)所示，每次离子注入后清洗键合晶片为宜。这样，若在离子注入间隙执行清洗键合晶片的工序则能够去除附着在离子注入面的微粒，因而能够排除离子注入的故障。
[0064]接着，如图1 (B)所示，将键合晶片的注入了离子的表面与衬底晶片的表面直接或隔着绝缘膜贴合。
[0065]作为衬底晶片能够使用硅单晶片，但并不特别限定于此。通常是，通过在常温且洁净的气氛下使键合晶片与衬底晶片的表面彼此接触使得晶片彼此粘接而不必使用粘接剂
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[0066]接着，如图1 (C)所示，通过在离子注入层剥离键合晶片而制作在上述衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片。
[0067]例如，若在惰性气体气氛下以大致500°C以上的温度施加热处理，则能够在离子注入层剥离键合晶片。另外，通过在常温下预先对贴合面施加等离子处理，能够施加外力进行剥离而不必施加热处理(或者施加不会剥离程度的热处理之后)。
[0068]这种刚刚执行完剥离工序(图1 (C))之后的薄膜，即使是直径为300mm或450mm之大且绝缘膜为IOOnm以下的Thin BOX型，也是膜厚范围改进到Inm以下这种膜厚分布的薄膜，尤其，膜厚分布接近同心圆状，从而由其后的通过氧化或研磨的薄膜化容易修正膜厚分布。
[0069]另外，其后如图1 (D)那样，为了提高结合强度并調整薄膜的膜厚以及使薄膜表面平坦化，理想的是，进行牺牲氧化处理(热氧化+氧化膜去除)并在还原性气氛或者惰性气体气氛进行热处理而制造贴合晶片。这些处理条件可以采用一直以来通常实行的任意条件。
[0070]另外，就进行氧化处理的氧化炉而言,通过使用由牺牲氧化而形成的氧化膜厚分布呈同心圆状且外周侧的氧化膜厚变薄的氧化炉，比刚刚剥离后还可进一步改进膜厚范围，从而能够制造膜厚均匀性优良的贴合晶片。作为这种氧化炉，理想的是使用使晶片以晶片中心为轴旋转而进行氧化的类型的氧化炉。
[0071]另外，在剥离工序后的各工序(牺牲氧化处理、还原性气氛热处理等)中，在薄膜的加工余量分布偏离同心圆形状的情况下，还能够微调各离子注入时的注入角度以提高最终的薄膜的膜厚分布。
[0072]实施例
[0073]以下举出本发明的实施例和比较例进一步详细说明本发明，但这些并不限定本发明。
[0074](实施例1)
[0075]在由直径为300mm且结晶方位为< 100 >的单晶硅构成的键合晶片(表面的结晶面正好为(100)且无角度偏离)上形成成为BOX层(埋入式氧化膜层)的25nm热氧化膜之后，使用如图2的分批式离子注入器进行了氢离子注入。
[0076]分两次进行氢离子注入，作为第一次离子注入在H +、30keV、2.6el6cm_2、注入角度为O度、缺口取向角度为O度的条件下进行了离子注入，作为第二次离子注入在H +、30keV、
2.6el6cnT2、注入角度为O度、缺口取向角度为90度的条件下进行了离子注入。
[0077]另外，所谓缺口取向角度是指在将键合晶片设置在离子注入装置的晶片保持件上时使晶片的缺口位置从标准位置(O度)按顺时针方向旋转的角度。
[0078]注入了氢离子之后与由单晶硅构成的衬底晶片贴合，并通过在500 V、30分钟的氮气气氛下进行热处理，在氢`离子注入层进行了剥离。其后，为了提高结合强度并調整SOI层的膜厚以及使SOI层表面平坦化而以表1所示的条件进行了牺牲氧化处理(热氧化+氧化膜去除)并在还原性气氛进行了热处理而制造了薄膜的SOI晶片。
[0079]另外，进行了氧化处理的立式热氧化炉是一边使保持晶片的晶片舟皿旋转一边进行氧化处理的类型，所形成的热氧化膜厚的面内分布极为优良，其分布形状具有呈同心圆状且晶片外周侧的氧化膜厚变薄的倾向。
[0080]使用ADE公司制造的Acumap测定了所制造的SOI层的膜厚范围，分成刚刚剥离后以及实施牺牲氧化处理和还原性气氛热处理之后(薄膜化后)进行了两次测定。
[0081]所制造的SOI晶片的制造条件和SOI层的膜厚范围(刚刚剥离后、薄膜化后)的测定结果记载在表1中。另外，刚刚剥离后的SOI膜厚分布如图4所示。
[0082]另外，就SOI层的膜厚范围而言，在利用了椭圆偏光仪或反射光谱仪的其它测量仪(例如，KLA-Tencor公司制造的ASET_F5x)上也得到了同样的结果。
[0083](实施例2)
[0084]以除了离子注入工序之外其它与实施例1相同的方法制造了 SOI晶片。
[0085]分四次进行氢离子注入，作为第一次离子注入在H +、30keV、l.3el6cnT2、注入角度为O度、缺口取向角度为O度的条件下进行了离子注入，作为第二次离子注入在H +、30keV、
1.3el6Cm_2、注入角度为O度、缺口取向角度为90度的条件下进行了离子注入，作为第三次的离子注入在H +、30keV、l.3el6Cm_2、注入角度为O度、缺口取向角度为180度的条件下进行了离子注入，作为第四次的注入在11 +、301?^、1.3616(^_2、注入角度为0度、缺口取向角度为270度的条件下进行了离子注入。所制造的SOI晶片的制造条件和SOI层的膜厚范围(刚刚剥离后、薄膜化后)的测定结果记载在表1中。另外，刚刚剥离后的SOI膜厚分布如图5所示。
[0086](比较例)
[0087]以除了离子注入工序之外其它与实施例1相同的方法制造了 SOI晶片。
[0088]氢离子注入进行了一次，作为离子注入在H +、30keV、5.2el6cm_2、注入角度为O度、缺口取向角度为O度的条件下进行了离子注入。所制造的SOI晶片的制造条件和SOI层的膜厚范围(刚刚剥离后、薄膜化后)的测定结果记载在表1中。另外，刚刚剥离后的SOI膜厚分布如图6所示。
[0089]表1
[0090]
【权利要求】
1.一种贴合晶片的制造方法，该贴合晶片的制造方法使用具备旋转体和设置于该旋转体且配置基片的多个晶片保持件并对配置于该晶片保持件且公转的多个基片注入离子的分批式离子注入器，且具有:从键合晶片的表面注入氢离子、稀有气体离子的至少一种气体离子而形成离子注入层的离子注入工序；将上述键合晶片的注入了离子的表面与衬底晶片的表面直接或隔着绝缘膜贴合的贴合工序；以及通过在上述离子注入层剥离键合晶片而制作在上述衬底晶片上具有薄膜的贴合晶片的剥离工序，上述贴合晶片的制造方法，其特征在于， 分多次进行对于上述离子注入工序中的键合晶片的离子注入，且每次注入离子后使配置于上述晶片保持件的键合晶片仅自转规定的旋转角度，并在已自转的配置位置进行下一个离子注入。
2.根据权利要求1所述的贴合晶片的制造方法，其特征在于， 分两次进行上述离子注入，进行第一次离子注入之后使上述键合晶片自转90度或180度，并在已自转的配置位置进行第二次离子注入。
3.根据权利要求1所述的贴合晶片的制造方法，其特征在于， 分四次进行上述离子注入，第二次以后的离子注入在相对于第一次离子注入仅自转90、180、以及270度之一旋转角度的配置位置进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的贴合晶片的制造方法，其特征在于， 将上述键合晶片的表面的结晶面与上述离子注入方向之间的角度设定成垂直而进行上述每一次离子注入。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的贴合晶片的制造方法，其特征在于， 将硅单晶片用作上述键合晶片，且将IOOnm以下的硅氧化膜用作上述绝缘膜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的贴合晶片的制造方法，其特征在于， 通过使用在上述衬底晶片上的薄膜进行牺牲氧化处理，由该牺牲氧化而形成的氧化膜厚分布呈同心圆状且外周侧的氧化膜厚变薄的氧化炉在上述薄膜进行牺牲氧化处理而进行上述薄膜的膜厚调整。
7.—种贴合SOI晶片，在衬底晶片的表面依次形成有埋入式氧化膜层和SOI层，上述贴合SOI晶片，其特征在于， 上述埋入式氧化膜层的膜厚为IOOnm以下，且上述SOI层的面内膜厚范围是Inm以下。
【文档编号】H01L21/265GK103563049SQ201280026001
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年4月25日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】阿贺浩司, 横川功, 能登宜彦 申请人:信越半导体株式会社