(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層用ウェーハを絶縁膜を介して支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成し、この後、前記活性層用ウェーハ側を薄膜化することによりＳＯＩウェーハを製造するＳＯＩウェーハの製造方法であって、
前記活性層用ウェーハに酸素イオンを注入して、前記活性層用ウェーハに酸素イオン注入層を形成する工程と、
前記酸素イオン注入層が形成された前記活性層用ウェーハを還元雰囲気中で熱処理することで、前記活性層用ウェーハの表面層近傍の酸素を外方拡散により低減する工程と、
前記活性層用ウェーハを前記絶縁膜を介して前記支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成する工程と、
前記貼り合わせウェーハを酸化性ガス雰囲気中で１１００℃以上で熱処理することで、前記酸素イオン注入層の注入酸素イオンの一部を酸素析出物に変化させる工程と、
前記熱処理後の貼り合わせウェーハの前記活性層用ウェーハ部分を研削することにより、酸素イオン注入層の表面側に前記活性層用ウェーハの一部を残す工程と、
残された前記活性層用ウェーハの一部を研磨またはエッチングすることにより前記酸素イオン注入層を露出させる工程と、
前記貼り合わせウェーハを酸化処理して前記酸素イオン注入層の露出面に所定厚さの酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、
前記酸化膜を除去する除去工程と、
を含み、
前記酸化膜形成工程および前記除去工程を順に複数回繰り返すことを特徴とするＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記酸素イオン注入層を形成する工程は、酸素ドーズ量が５．０Ｅ１６〜５．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の範囲である請求項１に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記酸素イオン注入層を露出させる工程は、砥粒濃度が１重量％以下の研磨剤を供給しながら前記活性層用ウェーハの一部を研磨する請求項１または請求項２に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記酸素イオン注入層を露出させる工程は、アルカリ性エッチング液を使用して前記活性層用ウェーハの一部をエッチングする請求項１または請求項２に記載のＳＯＩウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハの製造方法、詳しくは貼り合わせ法によるＳＯＩウェーハの製造方法に関する。
本願は、２００４年１月３０日に出願された特願２００４−２４８５１号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＩウェーハは、従来のシリコンウェーハに比べ、素子間の分離、素子と基板間の寄生容量の低減、3次元構造が可能といった優越性があり、高速・低消費電力のLSIに使用されている。ＳＯＩウェーハの製造方法には、酸化膜を形成し二枚のシリコンウェーハを結合させたのち研削、研磨してＳＯＩ層を形成する貼り合わせ法がある。また、この貼り合わせ法には、スマートカット法（登録商標）が含まれている。【０００３】
また、上記ＳＯＩウェーハの製造方法において、近年ＳＯＩ層の薄膜化および膜厚の均一化が求められている。現状スマートカットの薄膜化にはＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が使われているが、ウェーハ全面を高精度に均一に研磨することが困難なため要求に対応できない。ＳＯＩ層の薄膜化・均一化技術として、例えば特許文献１に記載のものが提案されている。すなわち、支持ウェーハに酸化膜を形成する一方、活性層用ウェーハ表面に熱拡散法やイオン注入法でボロンなどの高濃度不純物層を形成し、これらを貼り合わせる。次いで、活性層用ウェーハ側を研削し、研削にて残ったシリコン部分をエッチングして高濃度不純物層を露出させる。さらに、高濃度不純物層を酸化し、この酸化膜をＨＦ液で除去することにより、ＳＯＩウェーハを作製する方法である。【０００４】
また、特許文献２には、以下の技術が提案されている。すなわち、スマートカット法によるＳＯＩウェーハの作製にあって、まず剥離後のウェーハ表面を酸化処理して酸化膜を形成する。そして、ＨＦ水溶液を用いてこの酸化膜を除去する。この後、水素を含む還元性雰囲気下で熱処理して、その表面を平坦化する方法である。【０００５】
通常、ＳＯＩの薄膜化に際しては、面内の膜厚の均一性が５〜１０％以下であることが求められる。これを満たさないと、ＳＯＩ層に形成するトランジスタの電気的特性（例えばスイッチング時間のばらつき）に大きな影響を与えてしまう。【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、研削面に残るシリコンをエッチングする場合、そのエッチング液のＳｉに対するエッチングレートと高濃度不純物層に対するそれとの差が大きくない。したがって、研削後のＳｉ面をエッチングすると、高濃度不純物層をもエッチングすることがあり、その高濃度不純物層の面内での厚さ均一性は得らない。よって、ＳＯＩ層の膜厚については面内での均一性を保持できないこととなる。【０００７】
また、特許文献２に記載の技術では、水素ガスのエッチング効果を利用して平坦化処理を行う。しかしながら、この水素アニールまたはアルゴンガスアニールに際しては、縦型炉を使用するため、ガス流の不均一性のため、そのＳＯＩウェーハの中心と外周端部とではガスによるエッチングレートの制御が難しい。このため、エッチングムラが生じやすくなり、このエッチングムラにより、ＳＯＩ層の膜厚が不均一となる。
【特許文献１】特開平９−１１６１２５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は、ＳＯＩウェーハにおいて、薄膜のＳＯＩ層でのその厚さの面内均一性を達成することができるＳＯＩウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明は、活性層用ウェーハを絶縁膜を介して支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成し、この後、活性層用ウェーハ側を薄膜化することによりＳＯＩウェーハを製造するＳＯＩウェーハの製造方法であって、活性層用ウェーハに酸素イオンを注入して、活性層用ウェーハに酸素イオン注入層を形成する工程と、次に還元雰囲気中で熱処理することで、酸素注入ウェーハの表面層近傍の酸素を外方拡散により低減する工程と、次いで、活性層用ウェーハを絶縁膜を介して支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成する工程と、次に、貼り合わせウェーハの活性層用ウェーハ部分を研削することにより、酸素イオン注入層の表面側に活性層用ウェーハの一部を残す工程と、この後、残された活性層用ウェーハの一部を研磨またはエッチングすることにより酸素イオン注入層を露出させる工程と、次いで、貼り合わせウェーハを酸化処理して酸素イオン注入層の露出面に所定厚さの酸化膜を形成する工程と、この後、この酸化膜を除去する工程とを含むＳＯＩウェーハの製造方法である。【００１０】
活性層用ウェーハと支持用ウェーハとの間に形成される絶縁膜（例えば酸化膜）の厚さは限定されない。
また、活性層用ウェーハに注入される酸素イオンの注入加速電圧、ドーズ量は限定されない。これらの条件は、ＳＯＩ層の目標膜厚により適宜選択される。貼り合わせウェーハの活性層用ウェーハの研削は機械式の加工で実施される。この研削により酸素イオン注入層の表面側に活性層用ウェーハの一部を残す。残される活性層用ウェーハの一部の膜厚は限定されない。
エッチングでは、アルカリ性エッチング液を使用する。
酸化処理は、例えば酸化性雰囲気で行う。その処理温度は限定されない。例えば、６００℃〜１０００℃の酸化性雰囲気で処理される。酸化処理される酸化膜の厚さも限定されない。
この後の酸化膜除去は、ＨＦ液による洗浄でもよいし、または、水素ガスや、Ａｒガス、またはＨＦを含むガスを使ったアニールによるエッチングを用いてもよい。
酸化膜を除去した後に、例えば、有機酸とフッ酸との混合液にＳＯＩウェーハを浸漬して、ＳＯＩウェーハの表面に付着するパーティクルおよび金属不純物を除去する。【００１１】
このＳＯＩウェーハの製造方法にあっては、活性層用ウェーハの所定深さ位置に酸素イオン注入層を形成する。次いで、活性層用ウェーハを絶縁膜を介して支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成する。この後、貼り合わせウェーハの活性層用ウェーハ部分を研削することにより、酸素イオン注入層の表面側に活性層用ウェーハの一部（膜厚略５μｍ）を残す。そして、残された活性層用ウェーハの一部のみを研磨する。または、アルカリエッチング液でエッチングする。これにより、酸素イオン注入層が露出する。
貼り合わせウェーハの酸素イオン注入層では、その面内において均一に酸素イオンが注入されている（注入することができる）。よって、露出した酸素イオン注入層は、面内において均一にかつ略均一の厚さに形成されている。したがって、この後、酸化処理により酸素イオン注入層の露出面に所定厚さの酸化膜を形成する。そして、この酸化膜を除去することにより、酸素イオン注入層も同時に除去される。この結果、ＳＯＩ層を薄膜化できるとともに、その膜厚を均一化することができる。【００１２】
また、本発明は、活性層用ウェーハに絶縁膜を介して水素または希ガス元素をイオン注入して、この活性層用ウェーハにイオン注入層を形成し、次いで、この活性層用ウェーハを絶縁膜を介して支持用ウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成し、この後、この貼り合わせウェーハを熱処理して、イオン注入層を境界として貼り合わせウェーハの一部を剥離してＳＯＩウェーハを製造するＳＯＩウェーハの製造方法であって、剥離後のＳＯＩウェーハの剥離面から酸素イオンを注入し、剥離面と上記絶縁膜との間に酸素イオン注入層を形成する工程と、次に、剥離面から酸素イオン注入層までの活性層用ウェーハの一部を研磨またはエッチングして酸素イオン注入層を露出させる工程と、次いで、このＳＯＩウェーハを酸化処理して酸素イオン注入層の露出面に所定厚さの酸化膜を形成する工程と、この後、この酸化膜を除去する工程とを含むＳＯＩウェーハの製造方法である。
この場合、酸素イオン注入領域より浅いウェーハ表層部分はＳＯＩ層になる。このため、注入時の注入損傷を抑制するために注入時の基板温度を４００〜６００℃に加熱する必要がある。しかしながら本発明では、表層部分は研磨またはエッチングされるため、注入損傷を考慮する必要がなく基板温度制御は不要となる。【００１３】
このＳＯＩウェーハの製造方法にあっては、まず活性層用ウェーハ（例えばシリコンウェーハに酸化膜を形成したウェーハ）にイオン注入層を形成する。次いで、この活性層用ウェーハを、絶縁膜を介して支持用ウェーハ（例えばシリコンウェーハ）に貼り合わせる。活性層用ウェーハと支持用ウェーハとが貼り合わされた結果、貼り合わせ界面に絶縁膜が介在された貼り合わせウェーハが形成される。この後、この貼り合わせウェーハを設定温度（例えば略５００℃）にて熱処理する。この結果、イオン注入層を境界として貼り合わせウェーハが全面にて完全に剥離する。この後、ＳＯＩウェーハの剥離面に所定条件の酸素イオンを注入する。これにより、所定深さ位置に酸素イオン注入層が形成される。
次に貼り合せ面の結合を強化するために１１００℃以上の高温で熱処理を行う。この際の雰囲気は、還元雰囲気、酸化性雰囲気に限定されない。この熱処理により注入酸素層がＳｉＯ２層となり、より研磨ストップに適した層となる。
この後、酸素イオン注入層までを研磨してイオン注入層を露出させる。これにより、ＳＯＩ層を薄膜化するとともに、その厚さを均一化することができる。【００１４】
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法においては、砥粒濃度が１重量％以下の研磨剤を供給しながら、上記活性層用ウェーハの一部を研磨することが好ましい。
研磨剤としては、砥粒（例えばシリカ）濃度が１重量％以下の砥粒を含むアルカリ性溶液を使用する。アルカリ性溶液としては、無機アルカリ溶液（ＫＯＨ、ＮａＯＨ等）、有機アルカリ溶液またはこれらの混合溶液などがある。【００１５】
このＳＯＩウェーハの製造方法にあっては、砥粒（シリカ）濃度が１重量％以下の研磨剤を供給しながら、上記活性層用ウェーハの一部を研磨する。
研磨剤は、砥粒濃度が１重量％以下である。よって、砥粒による機械的な研磨作用がほとんどなく、化学的な研磨作用を有する。
アルカリ性溶液による化学的な研磨作用により、ＳＯＩウェーハの表面側の活性層用ウェーハの一部（Ｓｉ層）が研磨される。アルカリ性溶液は、Ｓｉ／ＳｉＯ２ のエッチングレート比が高い。このため、活性層用ウェーハの一部であるＳｉ層を効率よく研磨することができる。
この後、Ｓｉ層が研磨されて、酸素イオン注入層が露出する。酸素イオン注入層には、アルカリ性溶液による化学的な研磨が作用しない。このため、酸素イオン注入層は、ほとんど研磨されない。この結果、酸素イオン注入層を均一に露出させることができる。【００１６】
さらに、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法においては、アルカリ性エッチング液を使用して、上記活性層用ウェーハの一部をエッチングすることが好ましい。
アルカリ性エッチング液は、例えば、ＫＯＨが使用される。【００１７】
このＳＯＩウェーハの製造方法にあっては、活性層用ウェーハの一部をアルカリエッチング液を使用してエッチングする。アルカリ性エッチング液は、酸性エッチング液よりもエッチング速度が遅いが、シリコンとシリコン酸化物のエッチングレートの選択比が大きい。これにより、活性層用ウェーハの一部のみをエッチングして、酸素イオン注入層を露出させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明の通り、この発明によれば、貼り合わせ法によるＳＯＩウェーハの製造方法において、活性層用ウェーハに酸素イオン注入層を形成する。次いで、貼り合わせウェーハが作製し、これを活性層用ウェーハの一部を残して研削する。この後、砥粒濃度が１重量％以下の研磨剤を供給しながら活性層用ウェーハの一部のみを研磨して、酸素イオン注入層を露出させる。このとき、面内に酸素イオンが均一に注入されている。この後、酸化処理して酸化膜を形成し、これを酸素イオン注入層とともに除去する。これにより、ＳＯＩ層が薄膜化されるとともに、その膜厚が均一化される。
また、スマートカット法のＳＯＩウェーハにおいても、酸素イオンを注入することによりＳＯＩ層の薄膜化および均一化が可能となる。  
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明の第一の実施形態に係る貼り合わせ法によるＳＯＩウェーハの製造方法を示すフロー図である。
【図２】図２は、この発明の第二の実施形態に係るスマートカット法によるＳＯＩウェーハの製造方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０、１１０    貼り合わせウェーハ
１１、１１１    ＳＯＩウェーハ
１２、１１２    酸化膜（ＢＯＸ層）
１３、１１３    酸素イオン注入層
１５、１１５    酸化膜
１６、１１６    ＳＯＩ層
２１，１２１    活性層用ウェーハ
２２、１２２    支持用ウェーハ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
まず、貼り合わせ法によるＳＯＩウェーハ１１の製造方法について、図1を参照して説明する。最初に、図１のＡに示すように、ＣＺ法により育成され、ボロンがドーパントとされたシリコンインゴットからスライスした直径２００ｍｍシリコンウェーハを２枚準備する。これらのシリコンウェーハのうち、一方を活性層用ウェーハ２１（比抵抗１〜１０Ω・ｃｍ）とし、他方を支持用ウェーハ２２（比抵抗１０〜２０Ω・ｃｍ）とする。【００２３】
次いで、図１のＢに示すように、活性層用ウェーハ２１を、イオン注入装置の真空チャンバの中にセットする。そして、活性層用ウェーハ２１の表面から加速電圧＝１７０ｋｅＶ、ドーズ量＝５．０Ｅ１６〜５．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２ の範囲、より好ましくはドーズ量＝１．０Ｅ１７〜３．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の条件で酸素イオンを注入する。酸素イオンは、活性層用ウェーハ２１の表面から所定深さの位置まで注入される。この結果、活性層用ウェーハ２１の表面より約３０００Åの深さ位置に酸素イオン注入層１３が形成される。
次に還元雰囲気中で熱処理することで、酸素注入ウェーハの表面層近傍の酸素を外方拡散により低減させる。雰囲気としてアルゴンを用い、温度１１００℃以上、略２時間とする。この熱処理によって、酸素イオン注入を起因とした最終ＳＯＩウェーハでのＳＯＩ層中の酸素析出物の発生が抑制され、結晶欠陥の少ないＳＯＩウェーハを製造することが可能となる。【００２４】
この後、図１のＣに示すように、活性層用ウェーハ２１となるシリコンウェーハの表面に酸化膜（ＢＯＸ層）１２を形成する。酸化膜１２の形成は、酸化炉内にシリコンウェーハを装入し、これを４時間、温度１０００℃で加熱することにより行われる。このとき、形成される酸化膜１２の厚さは１５００Åである。なお、この工程は上記酸素イオン注入工程の前に行ってもよい。【００２５】
次に、図１のＤに示すように、活性層用ウェーハ２１を、酸素イオンが注入された面（酸化膜１２表面）を貼り合わせ面として、支持用ウェーハ２２に貼り合わせる。この結果、図１のＥに示すように、貼り合わせ界面に絶縁膜（酸化膜１２）が介在された貼り合わせウェーハ１０が形成される。【００２６】
この後、貼り合わせウェーハ１０について、その活性層用ウェーハ２１と、支持用ウェーハ２２とを強固に結合するための貼り合わせ熱処理を行う。熱処理の条件は、酸化性ガス雰囲気中で１１００℃以上、略２時間とする。以上の熱処理を施すことで、注入酸素イオンの一部は酸素析出物（ＳｉＯ2 ）に変化し、その後研磨またはエッチングの選択性を高めることができる。【００２７】
次に、図１のＦに示すように、研削装置を用いて貼り合わせウェーハ１０の活性層用ウェーハ２１をその表面（貼り合わせ面とは反対側の面）から所定の厚さ分だけ研削する。そして、酸素イオン注入層１３の表面側に活性層用ウェーハ２１の一部（膜厚略５μｍ）を残す。【００２８】
そして、図１のＧに示すように、砥粒（シリカ）濃度が１重量％以下の砥粒を含む研磨剤を供給しながら、一般の研磨装置を使用して（図示せず）研削された貼り合わせウェーハ１０の表面を研磨する。研磨剤としては、砥粒濃度が１重量％以下であるアルカリ性溶液を使用する。アルカリ性溶液は、有機アルカリ溶液でありアミンを主成分としたもの（例えば、ピペラジン、エチレンジアミン等）を使用する。【００２９】
アルカリ性溶液による化学的な研磨作用により、活性層用ウェーハ２１の一部（Ｓｉ層）が研磨される。アルカリ性溶液は、ＳｉとＳｉＯ２ とのエッチングレート比が高い。このため、活性層用ウェーハ２１の一部であるＳｉ層を効率よく研磨することができる。【００３０】
この後、Ｓｉが研磨されて、酸素イオン注入層１３が露出する。酸素イオン注入層１３は、アルカリ性溶液による化学的な研磨が作用せずにほとんど研磨されない。なお、酸素イオン注入層１３は、ＳＯＩウェーハ１１の面内に均一に形成されている。この結果、面内に均一に形成された酸素イオン注入層１３が露出する。【００３１】
または、アルカリ性エッチング液を使用して、活性層用ウェーハ２１の一部をエッチングすることも可能である。具体的には、ＫＯＨを純水（ＤＩＷ）に溶かしたアルカリ性エッチング液（液温８５℃）に、研削後の貼り合わせウェーハ１０を浸積する。なお、アルカリ性エッチング液は１０重量％のＫＯＨを含んでいる。また、このエッチング液中には０．１重量％の過酸化水素（Ｈ２ Ｏ２ ）が添加されている。これにより、Ｓｉ／ＳｉＯ２ のエッチングレート比が３００以上となり、酸化膜（ＳｉＯ２ ）は溶損しにくい。したがって、このアルカリ性エッチング液を使用してエッチングすると、上記研削で残った活性層用ウェーハ２１の一部が除去される。そして、酸素イオン注入層１３の表面が露出する。【００３２】
そして、この後、図１のＨに示すように、貼り合わせウェーハ１０について、酸化性雰囲気中で、温度を９５０℃、０．５時間のウェット酸化処理を行う。この結果、酸素イオン注入層１３の露出面に所定厚さの酸化膜１５が形成される。【００３３】
次に、図１のＩに示すように、この酸化膜１５を例えばＨＦエッチング（ＨＦ液組成１０％、温度２０℃）により除去する。これにより、酸化膜除去後露出したＳＯＩ層１６の厚さが面内にて均一化され、かつ薄膜化される。【００３４】
上記一連の工程（酸化処理およびＨＦエッチング）は、複数回行ってもよい。これにより、平坦化された粗さを維持したままで、ＳＯＩ層１６の薄膜化がより可能である。すなわち、ＳＯＩ層１６の取り代が大きい場合は、酸化処理して酸化膜１５を形成した後、例えばＨＦエッチングにより酸化膜１５を除去する工程を繰り返すことにより、ＳＯＩ層１６がより薄膜化される。【００３５】
次に、貼り合わせウェーハ１０を以下の処理により洗浄する。まず、オゾン濃度が５ｐｐｍの溶存オゾン水溶液に、次に、純水に対して有機酸としてクエン酸を０．０６重量％混合した水溶液に、そして、フッ酸を０．０５重量％添加した水溶液に、この後、純水に対して有機酸であるクエン酸を０．６重量％添加した水溶液に、最後に、オゾン濃度が５ｐｐｍの室温の溶存オゾン水溶液にそれぞれ浸漬する。時間は各5分、温度は室温である。これにより、貼り合わせウェーハ１０の表面から金属不純物またはパーティクルが除去される。洗浄後、アルゴンガス雰囲気中で温度１２００℃、１時間保持して熱処理をする。以上の工程により、ＳＯＩウェーハ１１を完成させる。【００３６】
以上の結果、酸素イオン注入層１３は、活性層用ウェーハ２１の面内に均一にかつ均一深さでイオン注入されて形成されている。そして、酸素イオン注入層１３を露出させるまで研磨する。この後、酸化処理をして酸化膜１５を形成し、これを酸素イオン注入層１３とともに除去すれば、ＳＯＩ層１６が薄膜化されるととともに、膜厚を均一化することができる。このようにして形成されたＳＯＩ層１６の膜厚は２００Åから７００Åでコントロールできる。それぞれの膜厚で面内の膜厚分布のばらつきは、５％以内となる。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の第二の実施形態として、スマートカット法によるＳＯＩウェーハ１１１の製造方法について、図２を参照して説明する。【００３８】
まず、図２のＡに示すように、ＣＺ法により育成され、ボロンがドーパントとされたシリコンインゴットからスライスした２００ｍｍシリコンウェーハを２枚準備する。これらのシリコンウェーハを、一方を活性層用ウェーハ１２１として、他方を支持用ウェーハ１２２とする。【００３９】
そして、図２のＢに示すように、活性層用ウェーハ１２１となるシリコンウェーハの表面に酸化膜１１２を形成する。酸化膜１１２の形成は、酸化炉内にシリコンウェーハを装入し、これを４時間、温度１０００℃に加熱することにより行われる。このとき、形成される酸化膜１１２の厚さは１５００Åである。【００４０】
次に、酸化膜１１２が形成された活性層用ウェーハ１２１を、イオン注入装置の真空チャンバの中にセットする。そして、図２のＣに示すように、活性層用ウェーハ１２１の表面より酸化膜１１２を介して加速電圧＝５０ｋｅＶ、ドーズ量＝５．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２ の水素イオンを注入する。水素イオンは、活性層用ウェーハ１２１の表面から所定深さの位置まで注入される。この結果、活性層用ウェーハ１２１の所定深さ位置（約４５００Å）に水素イオン注入層１１４が形成される。【００４１】
次に、図２のＤに示すように、水素イオンが注入された活性層用ウェーハ１２１を、そのイオンが注入された面（酸化膜１１２表面）を貼り合わせ面として、支持用ウェーハ１２２に貼り合わせる。この結果、貼り合わせ界面に酸化膜１１２が介在された貼り合わせウェーハ１１０が形成される。【００４２】
図２のＥに示すように、貼り合わせウェーハ１１０を熱処理室において剥離熱処理を施す。このとき、熱処理室内は、温度が略５００℃で窒素ガス雰囲気に３０分保持される。【００４３】
すると、貼り合わせウェーハ１１０は、水素イオン注入層１１４において希ガス（水素ガス）のバブルが形成され、このバブルが形成された水素イオン注入層１１４を境界として、貼り合わせウェーハ１１０の一部（活性層用ウェーハ１２１の一部）が剥離する。これにより、図２のＦに示すように、ＳＯＩウェーハ１１１が形成される。【００４４】
次に、図２のＧに示すように、剥離後のＳＯＩウェーハ１１１の剥離面１１７に酸素イオンを注入する。このときの注入の条件は、加速電圧＝４０ｋｅＶ、ドーズ量＝５．０Ｅ１６〜５．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２ の範囲、より好ましくはドーズ量＝１．０Ｅ１７〜３．０Ｅ１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ２ である。これによりＳＯＩウェーハ１１１の剥離面１１７より約５００Åの深さ位置（剥離面１１７と酸化膜１１２との間）に酸素イオン注入層１１３が形成される。【００４５】
この後、ＳＯＩウェーハ１１１の活性層用ウェーハ１２１と、支持用ウェーハ１２２とを強固に結合するための貼り合わせ強化熱処理を行う。熱処理の条件は、Ａｒガス雰囲気中で１１００℃以上、略２時間の条件で行う。【００４６】
次に、図２のＨに示すように、ＳＯＩウェーハ１１１の表面を、砥粒濃度が１重量％以下の研磨剤を供給しながら研磨し、酸素イオン注入層１１３の表面を露出させる。または、アルカリ性エッチング液を使用して、活性層用ウェーハの一部をエッチングする。活性層用ウェーハの一部の研磨およびエッチングの方法は上記第一の実施形態と同じである。【００４７】
そして、この後、図２のＩに示すように、ＳＯＩウェーハ１１１について、酸化性雰囲気中で、温度を６５０℃、１時間のウェット酸化処理を行う。この結果、酸素イオン注入層１１３の露出面に所定厚さの酸化膜１１５が形成される。【００４８】
そして、図２のＪに示すように、この酸化膜１１５を例えばＨＦエッチングにより除去する。これにより、ＳＯＩ層１１６の厚さが薄膜化され、かつ均一化される。【００４９】
最後に、ＳＯＩ層１１６の表面のパーティクル除去を行い、アルゴンガス雰囲気での熱処理を行って、ＳＯＩウェーハ１１１を完成させる。【００５０】
スマートカット法によるＳＯＩウェーハ１１１の製造方法において、本発明のＳＯＩウェーハの製造方法により製造されたＳＯＩ層１１６（膜厚５００Å）の均一性を確認する実験を実施した。また、酸素イオン注入の有無およびＣＭＰ研磨／研磨布による研磨（砥粒レス）の条件を変えて実験を行い比較した。この結果を表１に示す。【００５１】
【表１】
0004828230.tif 000002
【００５２】
この表１の結果により、通常のＣＭＰ研磨によるＳＯＩウェーハの製造方法よりも本発明によるＳＯＩウェーハの製造方法の方が、ＳＯＩ層１１６の均一化が改善されていることが確認された。【００５３】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用の可能性】
【００５４】
本発明のＳＯＩウェーハの製造方法によれば、貼り合わせ法およびスマートカット法により作製されたＳＯＩウェーハにおけるＳＯＩ層を薄膜化するとともに、その膜厚の均一化が可能となる。
【図１】
0004828230.tif 000003
【図２】
0004828230.tif 000004