[发明专利]贴合晶圆的制造方法

说明书

本发明涉及一种贴合晶圆的制造方法，其使用具有切口部的晶圆作为接合晶圆和基底晶圆，在离子注入时，设定进行离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在接合晶圆的剥离时，使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置，位于从接合晶圆的剥离开始位置起0±30度或180±30度的范围内。由此，能提供一种贴合晶圆的制造方法，在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能够降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生的巨大断层缺陷的可能性。

技术领域

本发明涉及一种贴合晶圆的制造方法，其利用离子注入剥离法，典型上涉及一种利用下述方式来制造贴合晶圆的方法：使注入氢离子等之后的硅晶圆与作为支持基板的其它的晶圆贴紧后，施加热处理来进行剥离。

背景技术

作为SOI晶圆(绝缘层上覆硅晶圆)的制造方法，对已进行注入离子的晶圆进行贴合后进行剥离来制造SOI晶圆的方法(被称为“离子注入剥离法”或“智能剥离(スマートカット；SMART-CUT)法”(注册商标))广受注目。

在该方法中，例如在两片硅晶圆之中，在至少其中一片上形成氧化膜，并且由一片硅晶圆(接合晶圆，bond wafer)的上表面注入氢离子或稀有气体离子，在该晶圆的内部形成离子注入层(又称为“微气泡层”)。

接下来，将注入离子后的硅晶圆的表面，隔着氧化膜贴合在另一片硅晶圆(基底晶圆)的表面上。对于贴合后的这两片晶圆，通过在热处理炉内进行以10℃/分钟左右慢慢地升温并以设定温度保持特定时间的热处理，将离子注入层作为劈开面(cleavage plane)来使接合晶圆剥离而形成贴合晶圆。进一步，通过对该贴合晶圆施加高温热处理(结合热处理)，将从接合晶圆剥离下来的SOI层与基底晶圆牢固地结合，而制成SOI晶圆(例如，参照专利文献1)。

在利用离子注入剥离法来制造贴合晶圆的情况下，一般而言，用来形成薄膜的接合晶圆与作为支持基板的基底晶圆，两者是具有相同晶体取向的晶圆，且使用一种表示晶体取向的切口部(又称为凹槽或定位平面)也形成于同一位置的晶圆，并隔着氧化膜来互相贴合而形成SOI晶圆或不隔着氧化膜来互相贴合而形成直接接合晶圆。

接合晶圆与基底晶圆的贴合，通常是在室温进行，使两者的切口部一致并贴合后，施加剥离热处理，并在离子注入层将接合晶圆剥离而制作贴合晶圆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平成5-211128号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

然而，在根据剥离热处理所实行的利用离子注入层的剥离中，会有下述问题：剥离是从剥离开始位置起，慢慢地持续进行剥离，但若在剥离途中有凹槽这样形状上的变化存在，则在该位置上剥离的进行速度会有差异，从而产生看起来像是横跨较宽范围的刮痕(scratch)这样的断层状的薄膜上的缺陷(以下称为巨大断层缺陷)。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种贴合晶圆的制造方法，该制造方法在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能够降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生巨大断层缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明中提供一种贴合晶圆的制造方法，其由接合晶圆的表面对氢离子、稀有气体离子或这些离子的混合气体离子进行离子注入，在晶圆内部形成离子注入层，再将所述接合晶圆的已注入离子的表面与基底晶圆的表面贴合后，利用热处理炉来进行已贴合的晶圆的剥离热处理，由此在所述离子注入层使所述接合晶圆剥离而形成贴合晶圆，其中：