(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＯＩ層を気相エッチングする工程を有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該気相エッチング後、ＳＯＩ層の表面を研磨することなく、急速加熱・急速冷却装置を用いて、水素を含む還元性雰囲気下、１０００℃〜シリコンの融点以下の温度範囲で、１〜３００秒間熱処理を加えることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法。
【請求項２】
前記水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、１００％水素雰囲気または水素とアルゴンの混合雰囲気で行うことを特徴とする請求項１に記載したＳＯＩウエーハの製造方法。
【請求項３】
前記水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、１２００℃〜１３５０℃の温度範囲で行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したＳＯＩウエーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエーハのＳＯＩ層の膜厚均一性が保持され、ＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層、表面粗さを除去することができるＳＯＩウエーハの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＳＯＩ構造のウエーハの作製法としては、酸素イオンをシリコン単結晶に高濃度で打ち込んだ後に、高温で熱処理を行い酸化膜を形成するＳＩＭＯＸ（Separation By Implanted Oxygen）法によるものと、２枚の鏡面研磨したシリコンウエーハを接着剤を用いることなく結合し、片方のウエーハを薄膜化する結合法が注目されている技術である。
【０００３】
ＳＩＭＯＸ法は、デバイス活性領域となるＳＯＩ層の膜厚を、酸素イオン打ち込み時の加速電圧で決定、制御できるために、薄層でかつ膜厚均一性の高いＳＯＩ層を容易に得る事ができる利点があるが、埋め込み酸化膜の信頼性や、ＳＯＩ層の結晶性、１３００℃以上の温度での熱処理が必要である等問題が多い。
【０００４】
一方、ウエーハ結合法は、単結晶のシリコン鏡面ウエーハ２枚のうち少なくとも一方に酸化膜を形成し、接着剤を用いずに貼り合わせ、次いで熱処理（通常は１０００℃〜１２００℃）を加えることで結合を強化し、その後片方のウエーハを研削や湿式エッチングにより薄膜化した後、薄膜の表面を鏡面研磨してＳＯＩ層を形成するものであるので、埋め込み酸化膜の信頼性が高くＳＯＩ層の結晶性も良好であるという利点があるが、機械的な加工により薄膜化しているために、得られるＳＯＩ層の膜厚およびその均一性に限界がある。
【０００５】
しかしながら、半導体デバイスの高集積化、高速度化等により、ＳＯＩ層の厚さはさらなる薄膜化が要求されており、１μｍ以下といった極薄のＳＯＩ層が要求されるようになってきている。従って、このような極薄のＳＯＩ層を結合ウエーハで作製し、今後のＣＭＯＳ基板としてＳＩＭＯＸ法と同等またはそれ以上の薄膜化を達成するためには、最低でも０．１±０．０１μｍの膜厚と加工精度が必要とされている。
【０００６】
この結合ウエーハで０．１±０．０１μｍの膜厚と加工精度を実現するための技術として、特開平５−１６００７４号公報に開示されているいわゆるＰＡＣＥ（Plasma Assisted Chemical Etching）法と呼ばれる方法が開発された。このＰＡＣＥ法は気相エッチングによる薄膜の厚さを均一化する方法であり、予め均一化しようとするシリコン層の厚さの分布を測定して、厚さ分布のマップを作成し、そのマップにしたがって数値制御により厚い部分を局所的に気相エッチングにより除去することによって、極薄でかつ膜厚がきわめて均一な薄膜を作製することができるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ＰＡＣＥ法では高周波プラズマを用いて薄膜の表面をエッチング除去するために、ＳＯＩ層表面に極僅かではあるがダメージが入ってしまう。また、ＰＡＣＥ法で処理したＳＯＩ層表面には、新たにヘイズと呼ばれる周期が０．０１〜５μｍ程度の微小な面粗さが入ることがあり、このヘイズの改善のために、ＰＡＣＥ法で処理後、タッチポリッシュと呼ばれる研磨代の極めて少ない鏡面研磨を行う等の処理が必要となる。
【０００８】
ところが、このタッチポリッシュ後のＳＯＩ層をＨ．Ｇａｓｓｅｌ（J.Electrochem.Soc.,140,pp1713,1993) らにより開示された、四段セコエッチング法を応用して評価すると、ＳＯＩ層表面には高密度の結晶欠陥が存在することがわかった。すなわち、タッチポリッシュではＰＡＣＥ法で入った潜傷やダメージ、結晶欠陥を完全には除去できないか、あるいはタッチポリッシュ自体で新たな潜傷やダメージ、結晶欠陥が導入されていることになる。これらの残留ダメージや結晶欠陥はデバイスの電気特性に悪影響を及ぼしてしまう。また、タッチポリッシュでは、ウエーハ面内の研磨代が不均一になり易く、ＰＡＣＥ加工により得られた良好なＳＯＩ層膜厚の均一性が悪化するという欠点を避けることはできなかった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、ＳＯＩ層を気相エッチング後、タッチポリッシュ等の研磨に変わる新たな処理方法と処理条件を確立し、良好な膜厚均一性を保持しつつ、気相エッチングで入った潜傷や、ダメージ層、結晶欠陥、表面粗さを確実に除去するとともに、表面粗さの極めて小さい、結晶性に優れた薄膜ＳＯＩ層を有するＳＯＩウエーハを、比較的簡単にかつ比較的低コストで製造する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ＳＯＩ層を気相エッチングする工程を有するＳＯＩウエーハの製造方法において、該気相エッチング後、ＳＯＩ層の表面を研磨することなく、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を加えることを特徴とするＳＯＩウエーハの製造方法である。
【００１１】
このように、ＳＯＩ層を気相エッチング後、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を加えることによって、気相エッチングで得られたＳＯＩ層の良好な膜厚均一性を保持したまま、ＳＯＩ層表面に残留する潜傷やダメージ層、表面粗さを確実に除去することができる。従って、機械的な研磨をする必要がなくなり、膜厚均一性に優れた極めて高品質のＳＯＩウエーハを製造することができる。
【００１２】
この場合、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、１０００℃〜シリコンの融点以下の温度範囲で、６時間以下行なうようにした。
このような条件の高温長時間熱処理を加えれば、確実に気相エッチング後のＳＯＩ層の表面にある潜傷、ダメージ層および表面粗さを除去することができる。また、この水素を含む還元性雰囲気下の熱処理は通常の熱処理炉を用いて行うことができる。
【００１３】
また、本発明では、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、急速加熱・急速冷却装置を用いて、１０００℃〜シリコンの融点以下の温度範囲で、１〜３００秒間行うようにした。
このように、気相エッチング後のＳＯＩウエーハに、急速加熱・急速冷却装置を用いて、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を施せば、極めて短時間で効率よくＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さを改善することができる。
【００１４】
そして、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、１００％水素雰囲気または水素とアルゴンの混合雰囲気で行うのが好ましい。
このような熱処理雰囲気とすれば、確実にＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さを改善することができる。
【００１５】
さらに、このような本発明の方法によれば、膜厚均一性の良好な、ＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さを除去した極めて高品質のＳＯＩウエーハを得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ここで、図１は本発明のウエーハ結合法でＳＯＩウエーハを製造する方法の製造工程の一例を示すフロー図である。
【００１７】
図１の工程では、気相エッチング工程と水素を含む還元性雰囲気下の熱処理工程を有するＳＯＩウエーハの製造工程となっている。
先ず、工程１では、２枚のシリコン鏡面ウエーハを準備するものであり、デバイスの仕様に合ったウエーハを準備する。
工程２では、そのうちの少なくとも一方のウエーハを熱酸化し、その表面に約０．１μｍ〜２．０μｍ厚の酸化膜を形成する。
工程３では、２枚の鏡面ウエーハの鏡面同士を貼り合わせて接合する工程であり、常温の清浄な雰囲気下で２枚のウエーハの鏡面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウエーハ同士が接着する。
【００１８】
工程４では、接合したウエーハ同士の結合力は、そのままデバイス工程で使用するには弱いので、酸化性雰囲気下、熱処理を行い結合強度を十分なものとする必要があるが、この熱処理はウエット酸素雰囲気下、１０５０℃〜１２００℃で３０分から２時間の範囲で行うことが好ましい。
次に、工程５では、結合ウエーハの一方の面を研削する工程であり、研削を行うのは工程２で酸化膜を形成した方のウエーハでも、酸化膜を形成しなかった方のウエーハのどちらでもよく、ＳＯＩ層の厚さが１０μｍ程度となるように一方のウエーハの裏面（結合ウエーハの表面）から研削除去する。
そして、工程６では、工程５で研削した研削面を鏡面研磨する工程であり、通常の鏡面研磨ウエーハ製造工程と同様の鏡面研磨を行い、ＳＯＩ層の厚さを約２μｍ〜７μｍとする。
ここまでの工程は、通常の結合法によるＳＯＩウエーハの製造方法と変わりがない。
【００１９】
次に、工程７は、気相エッチングによるＳＯＩ層のさらなる薄膜化と厚さを均一化する工程であり、例えば、ＰＡＣＥ法により行えばよい。図２はＰＡＣＥ法による気相エッチングの概略を示す概念図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）断面図である。
【００２０】
ＰＡＣＥ法は、図２（ａ）（ｂ）に示すように高周波プラズマ１６を空洞１２内に局在化させて、気相エッチングを行う方法で、膜厚の均一化に極めて有効な方法である。この方法は、いわゆるドライエッチ法の一つで、まず結合ウエーハ１１上のＳＯＩ層の厚さ分布を測定した後、その分布に従って、結合ウエーハ１１上を膜厚分布に応じて空洞１２の走行速度を制御することにより、ＳＯＩ層の表面がプラズマ１６に暴露される時間が制御され、その結果表面のエッチング除去量が制御されることによって、結合ウエーハ１１上のＳＯＩ層の厚さを均一化するものである。プラズマ１６は、結合ウエーハ１１を挟んで上下に配置された、電極１３、１４に高周波電源１５から高周波を印加することによって、空洞１２内に局在化して発生させる。そして、この空洞が結合ウエーハ１１上を自在に走行できるようになっていてエッチングが行なわれる。
【００２１】
そして、次に、従来法ではタッチポリッシュ等の鏡面研磨の工程を行い、上記工程７の気相エッチングで導入されたＳＯＩ層表面のヘイズ等の除去を行っていたが、このように気相エッチング後に研磨を行うと却ってＳＯＩ層の膜厚の均一性が悪化したり、潜傷やダメージ層が導入され、結晶性が劣化し易いという欠点がある。
【００２２】
そこで本発明では工程８において、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を行ない、ＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さを確実に除去しようというものである。
このように、気相エッチング後、ＳＯＩ層表面を研磨することなく、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を加えることによって、ＳＯＩ層表面に残留する潜傷、ダメージ層と表面粗さを、膜厚均一性を劣化させることなく除去することができるようになった。
以上の工程を経て、結晶品質が高く、膜厚均一性に優れたＳＯＩ層を有する高品質のＳＯＩウエーハを製造することができる。
【００２３】
以下、本発明の気相エッチング後に行われる水素を含む還元性雰囲気下の熱処理（水素アニール法ということもある）を詳細に説明する。
上記工程８の水素を含む還元性雰囲気下の熱処理は、例えば１０００℃〜シリコンの融点以下、より好ましくは１２００℃〜１３５０℃の温度範囲で、６時間以下行なうのが好ましい。
【００２４】
このような条件の高温長時間熱処理をすれば、どのような形式の熱処理炉を用いても確実に気相エッチング後のＳＯＩ層の表面にある潜傷、ダメージ層および表面粗さ等を除去することができる。１２００℃以上のような高温であると、特に効率的に潜傷、ダメージ層および表面粗さ等を改善することができ、熱処理時間も短縮できるが、１３５０℃を越えて熱処理すると炉の耐久性や、ウエーハ汚染の問題が生じることがあるので、１２００℃〜１３５０℃の範囲とするのが良い。
【００２５】
また、上記のように通常の熱処理炉を用いたのでは時間がかかり過ぎるので、本発明では、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を、急速加熱・急速冷却装置（Rapid Thermal Annealer, ＲＴＡ装置と略称することがある）を用いて、１０００℃〜シリコンの融点以下の温度範囲で、１〜３００秒間処理することができる。
このように、気相エッチング後のＳＯＩ層に、ＲＴＡ装置を用いて、水素アニールを施せば、極めて短時間で効率よくＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さ等を改善することができる。この場合も上記と同様に、１２００〜１３５０℃の温度範囲とすればより効果的である。
【００２６】
この場合、水素を含む熱処理の雰囲気としては、水素１００％雰囲気あるいは、水素の還元力を調整したり安全上等の理由からアルゴンとの混合雰囲気で行うことができる。
このような熱処理雰囲気とすれば、前工程の気相エッチングで得られた膜厚均一性を保持したまま、確実にＳＯＩ層表面の潜傷、ダメージ層および表面粗さ等を改善することができる。
【００２７】
尚、ＳＯＩ層を形成するウエーハとしてチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって作製されたＣＺウエーハを用いた場合、ＣＺウエーハ中には結晶製造時に導入されたＣＯＰ（Crystal Originated Particle ）と呼ばれる欠陥が存在しているため、近年要求されているようにＳＯＩ層が薄い場合には、このＣＯＰがＳＯＩ層を貫通して存在し、ピンホールを形成する場合がある。
このような場合、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を長時間にわたり行うと、還元性ガスがこのピンホールを通って侵入し、埋め込み酸化膜を還元してしまうと言う問題が生じるが、急速加熱・急速冷却装置を用いて熱処理を行えば、極めて短時間の熱処理で済むので、上記埋め込み酸化膜を還元してしまうこともないのに加えて、ＳＯＩ層中のＣＯＰを低減あるいは消滅させることが可能である。
【００２８】
一方、ＳＯＩ層を形成するウエーハとして、エピタキシャルウエーハあるいはフローティングゾーン法（ＦＺ法）によって作製されたＦＺウエーハを用いた場合には、上記ＣＯＰの問題は生じないので、通常の炉を用いて熱処理を行っても良いが、長時間の熱処理が必要になることには変わりがないので、急速加熱・急速冷却装置を用いた方が効率的である。
【００２９】
本発明で用いられる、ＳＯＩウエーハを、水素を含む還元性雰囲気下で急速加熱・急速冷却できる装置としては、熱放射によるランプ加熱器のような装置を挙げることができる。また、その他市販されているものとして、例えばＡＳＴ社製、ＳＨＳ−２８００のような装置を挙げることができ、これらは特別複雑で高価なものではない。
【００３０】
ここで、本発明で用いたＳＯＩウエーハを水素を含む還元性雰囲気下で急速加熱・急速冷却できる装置の一例を示す。図３は、このような急速加熱・急速冷却できる装置の概略断面図である。
図３の熱処理装置２０は、例えば炭化珪素あるいは石英からなるベルジャ２１を有し、このベルジャ２１内でウエーハを熱処理するようになっている。加熱は、ベルジャ２１を囲繞するように配置される加熱ヒータ２２，２２’によって行う。この加熱ヒータは上下方向で分割されており、それぞれ独立に供給される電力を制御できるようになっている。もちろん加熱方式は、これに限定されるものではなく、いわゆる輻射加熱、高周波加熱方式としてもよい。加熱ヒータ２２，２２’の外側には、熱を遮蔽するためのハウジング２３が配置されている。
【００３１】
炉の下方には、水冷チャンバ２４とベースプレート２５が配置され、ベルジャ２１内と、外気とを封鎖している。そしてＳＯＩウエーハ２８はステージ２７上に保持されるようになっており、ステージ２７はモータ２９によって上下動自在な支持軸２６の上端に取りつけられている。水冷チャンバ２４には横方向からウエーハを炉内に出し入れできるように、ゲートバルブによって開閉可能に構成される不図示のウエーハ挿入口が設けられている。また、ベースプレート２５には、ガス流入口と排気口が設けられており、炉内ガス雰囲気を調整できるようになっている。
【００３２】
以上のような熱処理装置２０によって、ＳＯＩウエーハの還元性雰囲気下急速加熱・急速冷却する熱処理は次のように行われる。
まず、加熱ヒータ２２，２２’によってベルジャ２１内を、例えば１０００℃〜シリコンの融点以下の所望温度に加熱し、その温度に保持する。分割された加熱ヒータそれぞれを独立して供給電力を制御すれば、ベルジャ２１内を高さ方向に沿って温度分布をつけることができる。したがって、ウエーハの処理温度は、ステージ２７の位置、すなわち支持軸２６の炉内への挿入量によって決定することができる。
【００３３】
ベルジャ２１内が所望温度で維持されたなら、熱処理装置２０に隣接して配置される、不図示のウエーハハンドリング装置によってＳＯＩウエーハを水冷チャンバ２４の挿入口から入れ、最下端位置で待機させたステージ２７上に例えばＳｉＣボートを介してウエーハを乗せる。この時、水冷チャンバ２４およびベースプレート２５は水冷されているので、ウエーハはこの位置では高温化しない。
【００３４】
そして、ＳＯＩウエーハのステージ２７上への載置が完了したなら、すぐにモータ２９によって支持軸２６を炉内に挿入することによって、ステージ２７を１０００℃〜シリコンの融点以下の所望温度位置まで上昇させ、ステージ上のＳＯＩウエーハに高温熱処理を加える。この場合、水冷チャンバ２４内のステージ下端位置から、所望温度位置までの移動には、例えば２０秒程度しかかからないので、ＳＯＩウエーハは急速に加熱されることになる。
【００３５】
そして、ステージ２７を所望温度位置で、所定時間停止（１〜３００秒）させることによって、ＳＯＩウエーハに還元性雰囲気下で停止時間分の高温熱処理を加えることができる。所定時間が経過し高温熱処理が終了したなら、すぐにモータ２９によって支持軸２６を炉内から引き抜くことによって、ステージ２７を下降させ水冷チャンバ２４内の下端位置とする。この下降動作も、例えば２０秒程度で行うことができる。ステージ２７上のＳＯＩウエーハは、水冷チャンバ２４およびベースプレート２５が水冷されているので、急速に冷却される。最後に、ウエーハハンドリング装置によって、ＳＯＩウエーハを取り出すことによって、熱処理を完了する。
さらに熱処理するＳＯＩウエーハがある場合には、熱処理装置２０の温度を降温させていないので、次々にＳＯＩウエーハを投入し連続的に熱処理をすることができる。
【００３６】
以上、詳述したように、本発明の方法によって膜厚均一性の良好な、極めて結晶性に優れた高品質のＳＯＩウエーハを得ることができる。
特に、本発明では、ＳＯＩ層の膜厚均一性が±８ｎｍ以下であり、ＳＯＩ層の表面粗さがＲＭＳ値で０．３ｎｍ以下で、ＳＯＩ層の表面欠陥密度が１０3 個／ｃｍ2 以下であるという、各品質項目ともに高品質のＳＯＩウエーハを得ることができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例と比較例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
（１）ＳＯＩウエーハの作製
ＳＯＩウエーハを作製するための２枚のウエーハは、ＣＺ法で引き上げられた方位〈１００〉、直径８インチの鏡面研磨したシリコンウェーハを用いた。ＳＯＩ層となるウエーハ（ボンドウエーハ）に酸化膜を０．２μｍ形成した後、支持基板となるもう一方のウエーハ（ベースウエーハ）と密着させ、これに１１００℃で２時間の結合熱処理を加えた後、ボンドウエーハを研削・研磨し、さらにＰＡＣＥ法気相エッチングを行い、約０．１μｍのＳＯＩ層を持つＳＯＩウエーハを６枚作製し、４枚を実施例に、２枚を比較例に使用した。
【００３８】
（２）還元性雰囲気下における熱処理とその結果
熱処理用ＲＴＡ装置にはＡＳＴ社製ＳＨＳ−２８００を用い、上記気相エッチング処理したＳＯＩウエーハを水素ガス１００％の雰囲気で、１２００℃で１０秒の急速加熱・急速冷却熱処理を行った。
【００３９】
表１に原料となる鏡面研磨ウエーハ（ボンドウエーハとベースウエーハ）と、ＳＯＩ層表面をＰＡＣＥ法気相エッチング処理したＳＯＩウエーハとさらに水素アニールを施したＳＯＩウエーハの三段階のウエーハの表面粗さを、原子間力顕微鏡法により、０．２μｍ角、１μｍ角の２水準で測定した値を、ＲＭＳ値（二乗平均平方根値）とＰ−Ｖ値（ピークと底の差の最大値）で示した。
【００４０】
その結果、気相エッチングによってＳＯＩ層の表面粗さは数倍面粗れしたものとなるが、急速加熱・急速冷却装置による水素アニールにより元の鏡面研磨ウエーハの表面粗さとほぼ同じ値まで改善されることがわかる。
【００４１】
【表１】
0004379927.tif 000002
【００４２】
また、ＳＯＩウエーハのＳＯＩ層の膜厚を、気相エッチング後と水素アニール後のものについて測定し、膜厚の均一性を求めた。膜厚測定は反射分光法で行ない、ＳＯＩウエーハの面内を外周から１０ｍｍを除いて、１ｍｍピッチで数千点測定した。
【００４３】
その結果、気相エッチング後のＳＯＩ層の表面粗さのシグマ（標準偏差）は、２．４ｎｍであり、従って、膜厚均一性（３シグマ）は±７．２ｎｍで、悪くとも±８ｎｍ以内であった。
一方、水素アニール後のＳＯＩ層膜厚のシグマ（標準偏差）は、２．３ｎｍであり、従って、膜厚均一性（３シグマ）は±６．９ｎｍで、水素アニールにより膜厚の均一性は全く影響を受けておらず、悪くとも±８ｎｍ以下で極めて良好であることがわかった。
【００４４】
さらに、ＳＯＩウエーハのＳＯＩ層の潜傷、ダメージ層の深さを、気相エッチング後と水素アニール後のものについて測定し、水素熱処理の効果を確認した。ＫＯＨ水溶液によるエッチングを行ない、表面からのエッチング除去量を変えた試料を準備し、Ｈ．Ｇａｓｓｅｌ等により開示された四段セコエッチング法を行なった後、顕微鏡観察して、その表面に存在するピット密度をカウントすることによって測定した。
その結果、水素アニール後のＳＯＩ層表面には潜傷、ダメージ層が消滅していた。すなわち、ＳＯＩ層の表面欠陥密度は約２５０個／ｃｍ2 であり、深さ方向にはこの値は殆ど変化せず、確実に１０3 個／ｃｍ2 以下とすることができることがわかった。従って、気相エッチングによるＳＯＩ層の膜厚の均一性を悪化させることなく、表面のダメージ層等を除去することができた。
【００４５】
（比較例）
従来法に従って、ＰＡＣＥ法気相エッチング後、研磨代を１０ｎｍとしてタッチポリッシュを施した。その結果の表面粗さを表１に併記した。タッチポリッシュによって表面粗さは、測定面積が微小局部的な場合は改善されているが、広くなると本発明の方法より数倍の面粗れになっていることがわかる。
また、膜厚均一性は、気相エッチング後の膜厚のシグマ（標準偏差）は２．４ｎｍであり、従って、膜厚均一性（３シグマ）は±７．２ｎｍであったのに対し、タッチポリッシュ後の膜厚のシグマは２．８ｎｍであり、従って、膜厚均一性（３シグマ）は±８．４ｎｍ程度と若干悪くなる傾向が見られた。
さらに、タッチポリッシュによって潜傷、ダメージ層が導入されていることがわかった。すなわち上記実施例の場合と同様に、四段セコエッチング法処理後ピット密度を計測した所、気相エッチング後は約１０3 個／ｃｍ2 であったものがタッチポリッシュ後は約１０5 個／ｃｍ2 まで増加していた。
【００４６】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４７】
例えば、上記実施形態で使用したＳＯＩウエーハは、２枚のシリコン単結晶ウエーハをシリコン酸化膜を介して貼り合わせた、いわゆる貼り合わせＳＯＩウエーハ（結合ウエーハ）を気相エッチング処理および還元性熱処理する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、シリコンウエーハと絶縁性ウエーハを結合してＳＯＩウエーハとする場合、あるいは、シリコンウエーハをイオン注入したウエーハに結合し、その後注入部で分離してＳＯＩウエーハを製造する方法（水素イオン剥離法またはスマートカット法と呼ばれる技術）で得たＳＯＩウエーハにも適用することが可能である。
【００４８】
また、上記実施形態では図３に示したような熱処理装置を用いたが、本発明はこのような装置により行わなければならないものではなく、ＳＯＩウエーハを水素を含む還元性雰囲気下の熱処理をすることができる熱処理装置で、１０００℃以上に加熱することができるものであれば、原則としてどのような装置であっても用いることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、ＳＯＩ層を気相エッチングした後、ＳＯＩ層の表面を研磨することなく、水素を含む還元性雰囲気下の熱処理を施すことによって、ＳＯＩ層の膜厚均一性が極めて良好なＳＯＩウエーハを製造することができると共にＳＯＩ層に残留する潜傷、ダメージ層および表面粗さが除去されるので、極めて高品質のＳＯＩウエーハを低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳＯＩウエーハの製造工程の一例を示すフロー図である。
【図２】ＰＡＣＥ法による気相エッチングの概略を示す概念図である。
（ａ）斜視図、（ｂ）断面図。
【図３】ＳＯＩウエーハを急速加熱・急速冷却できる装置の一例を示した概略断面図である。
【符号の説明】
１…２枚の鏡面研磨ウエーハを準備する工程、
２…一方のウエーハを酸化する工程、
３…２枚のウエーハの鏡面同士を貼り合わせる工程、
４…酸化性雰囲気で結合熱処理する工程、
５…一方のウエーハの裏面から研削する工程、
６…研削面を鏡面研磨する工程、
７…ＰＡＣＥ法気相エッチング工程、
８…水素を含む還元性雰囲気下熱処理、
１１…結合ウエーハ、１２…空洞、１３、１４…電極、１５…高周波電源、
１６…プラズマ、２０…熱処理装置、２１…ベルジャ、
２２，２２’…加熱ヒータ、２３…ハウジング、２４…水冷チャンバ、
２５…ベースプレート、２６  …支持軸、２７…ステージ、
２８…ＳＯＩウエーハ、２９…モータ。
【図１】
0004379927.tif 000003
【図２】
0004379927.tif 000004
【図３】
0004379927.tif 000005