JP4529036B2

JP4529036B2 - 半導体用薄膜ウェハの製造方法

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Publication number: JP4529036B2
Application number: JP27038099A
Authority: JP
Inventors: 裕孝加藤; 俊次野中
Original assignee: Sumco Techxiv Corp
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2001094080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体用薄膜ウェハの製造方法に係わり、特に、貼り合わせ半導体用薄膜ウェハ、あるいは、ＳＩＭＯＸの半導体用薄膜ウェハを製造するのに好適な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の高集積性、高性能、多機能性、高信頼性に伴いパターンの寸法は益々細かくなってきている。これに伴い、デバイス形成領域となるウェハ表面層に酸化膜を隔てて無欠陥の１００ｎｍ、あるいは２００ｎｍ程度にまで薄膜化した半導体薄膜（以下、ＳＯＩ層という）を有する半導体用ウェハが要望され、これに応じた薄膜化される活性ウェハと、支持ウェハを貼り合わせたもの、あるいは、ウェハに酸素イオンを注入して表面から一定深さに埋め込み酸化膜層を形成するＳＩＭＯＸ等の半導体用ウェハの開発が進められている。貼り合わせウェハの薄膜化処理では、活性ウェハ側を機械加工および化学エッチング、気相エッチング等により行う方法や、活性ウェハに水素イオンを注入し、この注入層を起点としてウェハを面に平行な方向で分割するスマートカット法を用いて行なうことなどが知られている。
【０００３】
これらの製造方法は、
（１）一般的に、貼り合わせＳＯＩウェハでは、後述する図７に示すように、活性ウェハ１１は、片方の表面１１ａを鏡面研磨加工（以下、鏡面加工という）後に酸化して所定の厚さの酸化膜１５を形成した後に、鏡面加工した支持ウェハ１２と所定の接合温度で貼り合わせ、熱処理を行い強固な接着面を得ている。その後に、ＳＯＩ層となる活性ウェハ１１は所定の厚みまで機械加工および化学エッチング、気相エッチング等により薄膜化され、薄膜ＳＯＩウェハ１０を製作している。
（２）スマートカットＳＯＩでは、図１０に示すように、活性ウェハ５１と支持ウェハ５２は、片方の表面５１ａおよび５２ａを鏡面加工後に酸化して所定の酸化膜５５を形成する。次に活性ウェハに水素イオン５７を注入した後、支持ウェハ５２に室温あるいは所定の接合温度で貼り合わる。その後に、約５００℃〜６００℃でアニーリングを行い、水素注入層５７ａで分割し、約１０００℃以上でアニーリングを行なってスマートカットＳＯＩウェハ５０を得ている。
（３）ＳＩＭＯＸウェハでは、図示しないが１枚のウェハの片方の表面を鏡面加工後に鏡面加工面から酸素イオンをインプラによりウェハ中の所定位置に打ち込み、高温熱処理によりウェハ内部に埋め込み酸化膜を形成してＳＩＭＯＸウェハを作製している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来法の製造方法では、前記の鏡面加工工程において、ウェハの表面には、平行光線下、顕微鏡下、エッチングなどのほかの方法によりはじめて観察できる浅い傷、１μｍ以下の微細な線状のマイクロスクラッチ、あるいは、微小な小孔の機械的ダメージ（鏡面加工ダメージ）が存在する。このため、従来では、図１１に示すように、活性ウェハ６１は、片方の表面６１ａを鏡面加工した後、予め一次酸化工程によって一次酸化膜６３を形成する。これにより、活性ウェハの表層がマイクロスクラッチや小孔等の機械的ダメージ６５と共に、所定の深さまで酸化される。そして、一次酸化膜除去工程によって傷を取り去り、その後に所定厚さの酸化膜６７を形成していた。しかし、これらダメージが一次酸化膜除去工程により十分に除去されずに残っていることが知見された。この機械的ダメージ６５は、支持ウェハ６２に接着後、活性ウェハ６１を所定の厚みまで機械加工および化学エッチング、気相エッチングにより薄膜化したとき、シリコン薄膜を貫通する貫通欠陥６９を形成し、ＳＯＩウェハ６０から製造された半導体デバイスの電気特性の劣化を招き、歩留りを低下させていた。
【０００５】
また、ＳＩＭＯＸウェハでは、マイクロスクラッチ、あるいは、微小な小孔の機械的ダメージが存在しているウェハに酸素イオンを注入すると、ウェハ中の欠陥をインプラ時のエネルギーにより増大させ、貫通欠陥を増大させてしまうということが知見された。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、半導体用薄膜ウェハの製造方法に係り、特に、鏡面加工により発生する機械的ダメージを取り除くことにより、半導体デバイスの電気特性を向上させ、歩留りを向上させる半導体用薄膜ウェハの製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る半導体用薄膜ウェハの製造方法は、鏡面研磨した活性ウェハの表面を酸化して支持ウェハに貼り合わせ、前記活性ウェハを薄膜化して半導体用ウェハを製造する半導体用薄膜ウェハの製造方法において、前記活性ウェハにおける鏡面研磨面に鏡面研磨処理により発生した機械的ダメージをスピンエッチングによって除去する処理を施し、この機械的ダメージ除去処理面を酸化して前記支持ウェハに貼り合わせた後、前記活性ウェハの薄膜化処理をなすように構成した。また、前記スピンエッチング処理による取代は前記鏡面研磨による機械的ダメージ相当深さ以上に設定すればよい。
【０００８】
鏡面加工したウェハには、マイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージがあり、この機械的ダメージをスピンエッチングを利用した除去手段により、ダメージ深さ分だけ取り除くことで、活性ウェハを薄膜化してもダメージによる影響を回避することができる。取代は鏡面研磨によるダメージ深さが、一般的には1μｍ程度とされているので、この値以上に設定すればよい。このような、活性ウェハのダメージ除去面を支持ウェハに貼り合わせ積層して形成されたＳＯＩウェハは、活性ウェハの薄膜化処理をしても貫通欠陥部が消去されているので、電気的特性を劣化させること無く、歩留まりを向上させることができる。
【０００９】
また、上記構成は、機械加工と化学エッチング、気相エッチングを行なって薄膜ウェハを作製する場合や、活性ウェハの面から所定深さに水素イオンを注入して水素注入層を形成し、水素注入層で分割して薄膜ウェハを作製する場合に適用することができる。
【００１０】
また、本発明は、鏡面研磨したウェハに酸素イオンを注入して埋め込み酸化膜を形成する半導体用薄膜ウェハの製造方法において、鏡面研磨面に鏡面研磨処理により発生した機械的ダメージをスピンエッチングによって除去する処理を施し、その後に酸素イオンを注入して埋め込み酸化膜を形成する構成とすることができる。
【００１１】
このような構成では、鏡面研磨により生成する微小な小孔が存在していることによって、鏡面研磨後にウェハに酸素イオンを注入することで上記小孔欠陥がイオン注入エネルギにより増大され、貫通欠陥を形成させてしまうが、イオン注入前にスピンエッチングにより鏡面加工ダメージを除去しているので、貫通欠陥の生成そのものを低減し、電気的特性劣化の極めて少ない歩留まりの高い薄膜ウェハを作製することができる。
【００１２】
上記製造方法によると、鏡面加工によるマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージは、鏡面加工面に対するスピンエッチングによって機械的ダメージが完全に除去される。また、スピンエッチングにより得られたエッチング面は、他のアルカリエッチング等とは異なり、平坦度も非常に良く、且つ表面マイクロラフネスも良好であるため、スピンエッチングを施すことにより貼り合わせ状態への悪影響は全くない。また、エッチング液としては、エッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有する混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）を用いることにより、スピンエッチング加工表面の平坦度、マイクロラフネスは、鏡面加工面と同等の精度が得られ、貼り合わせ状態の接着強度も当然良好に保たれる。また、中間酸化膜層の厚さが６０００Å以下では、スピンエッチング加工による機械的ダメージの除去の効果が発現し、特に、４０００Å以下でその効果が顕著に発揮されてくる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る半導体用薄膜ウェハの製造方法の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図1は貼り合わせＳＯＩウェハの製造工程を示すフローチャートである。ＳＯＩウェハの作製材料となるシリコンウェハは予め鏡面加工（ステップ１００、２００）されて提供され、その一方を支持ウェハ（ステップ１１０）とされ、他方が活性ウェハ（ステップ２１２）とされる。活性ウェハとなるシリコンウェハは、支持ウェハへの貼り合わせ面と薄膜処理されて回路が形成される表面側が存在するが、特に貼り合わせ面側の鏡面加工面に対し、スピンエッチング処理を行なうようにしている（ステップ２１０）。このスピンエッチングは、混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）をエッチング液として用い、このエッチング液を供給ノズルを用いて回転するシリコンウェハの上面に垂らし、ウェハの回転を利用してエッチング処理するものである。このようなスピンエッチングでは、ウェハ表面に一定深さの小孔が存在している場合には、図２に示しているように、遠心力でエッチング液が表層面を流れて小孔１０に入り込むこと無くエッチングするで、同図（ａ）に示すように当所に小孔１０が存在していたウェハ１２のいわゆるランド部分が除去され（同図（ｂ））、小孔１０のサイズを徐々に小さくなるようにエッチングして、最終的に小孔１０を消滅させてしまう（同図（ｃ））。これに対して、エッチング液にウェハ１２を浸漬して行なう浸漬エッチングでは、図３に示しているように、エッチング液が小孔１０の内部まで入り込むので、同図（ａ）に示すように当所に小孔１０が存在していたウェハ１２のいわゆるランド部分とともに小孔１０の内壁面にもエッチング処理が行なわれ（同図（ｂ））、小孔１０を含む表面形状を維持したまま表面がエッチングされ、最終的に小孔１０を拡大させてしまう（同図（ｃ））。したがって、鏡面加工によって生じたマイクロスクラッチや微笑孔を消滅させる機能を実現するために、小孔１０を拡大しないで面エッチングを施すスピンエッチングを用いることが望ましい。
【００１５】
このスピンエッチングによるエッチング量は、鏡面加工によるマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ深さに依存するが、経験的に得られた値に設定すればよく、現状ではダメージ深さは１μｍ程度と認識されているので、それ以上の深さまで処理すればよい。
【００１６】
このように活性ウェハに対してスピンエッチングを施した後、表面酸化を行なう（図１ステップ２１４）。これは最終的に絶縁層を支持ウェハとの間に形成するためのものである。
【００１７】
このような処理の後は、従来の一般的な貼り合わせＳＯＩウェハを作製する工程と同様に行なえばよく、まず、支持ウェハと表面酸化された活性ウェハとを洗浄した後に接着して接合一体化する（ステップ３００）。そして、熱処理を行なって（ステップ３１０）接合面を強化し、機械加工と化学エッチング・気相エッチングなどの薄膜加工を行い（ステップ３１２）、薄膜ＳＯＩウェハを作製する（ステップ３１４）。
【００１８】
また、図４はＳＩＭＯＸウェハを作製する工程を示したフローチャートである。素材のシリコン単結晶ウェハには、鏡面加工が施される（ステップ４００）。この鏡面加工によりマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージが表面に発生している。このダメージ除去のために、この鏡面加工が施されたウェハに対し、上述した例と同様に、スピンエッチング処理が行われる（ステップ４１０）。このスピンエッチング処理はエッチングレートが１μｍ以上となるまで、すなわち上記機械的ダメージを解消する深さまで行われる。そして、当該スピンエッチングを施した後に、酸素イオンを上記スピンエッチング処理面側から打ち込み、内部に埋め込み酸化膜層を形成する（ステップ４１２）。そして、アニールなどの熱処理を行ない（ステップ４１４）、薄膜ＳＯＩウェハを得るのである（ステップ４１６）。
【００１９】
このように、本発明の実施形態では、鏡面加工されたウェハの貼り合わせ面、あるいはＳＩＭＯＸウェハの場合には酸素イオンの打ち込み面に対してスピンエッチングを行ない、鏡面加工処理されたことにより発生しているマイクロスクラッチあるいは微小な小孔などの機械的ダメージが予め除去される。これにより、貼り合わせウェハの場合の活性ウェハの薄膜化処理、ＳＩＭＯＸウェハのイオン打ち込み処理による貫通欠陥の発生を抑制することができ、当該ウェハを利用した半導体素子の電気的特性の劣化や製品歩留まりを向上させることができる。
【００２０】
【実施例】
ＳＯＩウェハおよびＳＩＭＯＸウェハの製造方法は次のような実施例および比較例で確認を行なった。なお、薄膜ＳＯＩウェハおよびＳＩＭＯＸウェハのＳＯＩ層に存在する貫通欠陥密度を評価するため、形成されたＳＯＩウェハおよびＳＩＭＯＸウェハを弗化水素溶液に浸し、貫通欠陥を通して溶解されて出来たＳｉＯ₂のピット（ＨＦピット）の数を顕微鏡によりカウントした。
【００２１】
（実施例１）
本発明の第１実施例の薄膜ＳＯＩウェハの製造方法を、図５に示した工程に基づいて説明する。
（ａ）直径１５０ｍｍの２枚の半導体シリコンウェハ１、２（活性ウェハ１，支持ウェハ２とする）を７対用意し、その表面１ａ、２ａには前記の鏡面加工を施した。半導体シリコンウェハ１、２の鏡面加工された表面１ａ、２ａには鏡面加工により生じた通常１μｍ以下のマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ３が生じている。
（ｂ）活性ウェハ１には鏡面加工された表面１ａにスピンエッチングを行ない鏡面加工により生じたマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ３の除去を行なう。スピンエッチングによる鏡面加工表面１ａの取り代Ｇｒは、機械的ダメージ３を完全に除去するため余裕を取って５μｍとした。このスピンエッチングに用いたエッチング液としては、エッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有する混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）を用いた。これにより、活性ウェハ１のスピンエッチング加工表面１ｂの平坦度、マイクロラフネスは、ウェハ全面に均一な処理が行われることから、鏡面加工と同等の精度が得られ、接着強度も良好に保たれる。
（ｃ）７枚の活性ウェハ１にはウェハ表面にそれぞれ７水準の厚さの異なる中間酸化膜７（ＳｉＯ₂膜）を熱酸化により成長させる。
【００２２】
中間酸化膜７の厚さの水準は、▲１▼０Å、▲２▼１０００Å、▲３▼２０００Å、▲４▼４０００Å、▲５▼６０００Å、▲６▼８０００Å、▲７▼１００００Å、とした。
（ｄ）活性ウェハ１は、スピンエッチングを行ったスピンエッチング加工表面１ｂ側を支持ウェハ２に貼り合わせる。
（ｅ）支持ウェハ２に貼り合わせた活性ウェハ１は、その表面が機械加工エッチングおよび化学エッチング、気相エッチングにより薄膜化される。こうして最終的には、ＳＯＩ層の厚みＴａが、１０００Åの薄膜ＳＯＩウェハ１Ａが作製される。この薄膜化は、機械加工エッチングと化学エッチング、あるいは、機械加工エッチングと気相エッチング、という組み合わせで行っても良い。
（ｆ）１０００Åの薄膜ＳＯＩウェハ１Ａは弗化水素溶液に浸された後に、顕微鏡を用いてＳｉＯ₂のピット（ＨＦピット）の数をカウントした。
【００２３】
この結果は、図６の●印に示すように、スピンエッチングを行った試料のＨＦピット密度は中間酸化膜７となるＳｉＯ₂膜の厚みによらずに一定の値を取ることが確認された。これは、スピンエッチングで機械的ダメージ３を除去しているため、全水準で一定の低いＨＦ欠陥密度となっている。また、スピンエッチングをおこなった場合には、貫通欠陥を形成していないごく浅い機械的ダメージ３も一切存在せず、デバイスの歩留りの向上が得られる。
【００２４】
（比較例１）
比較のために、従来の薄膜ＳＯＩウェハの製造方法は、図７を用いて、その工程を説明する。
（ｇ）直径１５０ｍｍの２枚の半導体シリコンウェハ１１、１２（活性ウェハ１１，支持ウェハ１２）を７対用意し、その表面１１ａ、１２ａには前記の鏡面加工を施した。半導体シリコンウェハ１１、１２の鏡面加工された表面１１ａ、１２ａには鏡面加工により生じた通常１μｍ以下のマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ１３が生じている。
（ｈ）７枚の活性ウェハ１１にはウェハ表面にそれぞれ７水準の厚さの異なる中間酸化膜１５（ＳｉＯ₂膜）を熱酸化により成長させる。
【００２５】
中間酸化膜の厚さの水準は実施例と同じに、▲１▼０Å、▲２▼１０００Å、▲３▼２０００Å、▲４▼４０００Å、▲５▼６０００Å、▲６▼８０００Å、▲７▼１００００Å、とした。
（ｉ）活性ウェハ１１は、鏡面加工表面１１ａを行った側を支持ウェハ１２に貼り合わせる。
（ｊ）支持ウェハ１２に貼り合わせた活性ウェハ１１は、その表面が機械加工エッチングおよび化学エッチング、気相エッチングにより薄膜化される。こうして、最終的にＳＯＩ層の厚みＴａが、１０００Åの薄膜ＳＯＩウェハ１０が作製される。
（ｋ）１０００Åの薄膜ＳＯＩウェハ１０は、弗化水素溶液に浸された後、顕微鏡を用いてＳｉＯ₂のピット（ＨＦピット）の数をカウントした。
【００２６】
この結果は、図６の○印に示すように、スピンエッチングを行わなかった試料のＨＦピット密度は、中間酸化膜 ▲１▼０Å、▲２▼１０００Å、▲３▼２０００Å、で高い値を示した。これは、中間酸化膜１５となるＳｉＯ₂が４０００Å以下では、中間酸化膜１５に機械的ダメージ１３が残存して、高いＨＦ欠陥密度となっている。熱酸化の場合、酸化膜の約半分がウェハ表面に生成すると同時に、残りの半分がバルク中に浸透して生成される。従って中間酸化膜が６０００Å以上では、鏡面加工で生じたダメージが酸化膜中に取り込まれて消滅し、スピンエッチングの有無に関わらずＨＦピット密度に大きな差が見られない。しかし、スピンエッチングを行わなかった試料の４０００Åおよび８０００Åでスピンエッチングを行なった試料よりもＨＦピット密度が若干高いのは、鏡面加工で生じた機械的ダメージ１３が存在すると、厚い中間酸化膜１５を施しても機械的ダメージ１３が残存する場合があることを示し、これらが不良品の発生につながると思われる。
【００２７】
実施例１と比較例１の結果より、中間酸化膜層の厚さが６０００Å以下、スピンエッチング加工による機械的ダメージの除去の効果が発現し、好ましくは、４０００Å以下で機械的ダメージの除去の効果が大きいことが判明した。
【００２８】
（実施例２）
実施例２では、本発明を用いてスマートカット薄膜ＳＯＩウェハを製造する工程を図８で説明する。
（ｌ）直径１５０ｍｍの２枚の半導体シリコンウェハ２１、２２（活性ウェハ２１，支持ウェハ２２とする）を７対用意し、その表面２１ａ、２２ａには前記の鏡面加工を施した。半導体シリコンウェハ２１、２２の鏡面加工された表面２１ａ、２２ａには鏡面加工により生じた通常１μｍ以下のマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ２３が生じている。
（ｍ）活性ウェハ２１には、鏡面加工された表面２１ａにスピンエッチングを行ない鏡面加工により生じたマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ２３の除去を行なう。スピンエッチングによる鏡面加工表面２１ａの取り代Ｇｒは前記と同様に５μｍとした。このスピンエッチングに用いたエッチング液としては、前記と同様にエッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有する混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）を用いた。これにより、活性ウェハ２１のスピンエッチング加工表面２１ｂの平坦度、マイクロラフネスは、ウェハ全面に均一な処理が行われることから、鏡面加工と同等の精度が得られ、接着強度も良好に保たれる。
（ｎ）７枚の活性ウェハ２１のスピンエッチング加工表面２１ｂおよび支持ウェハ２２の表面２２ａに７水準の厚さの異なる中間酸化膜２７（ＳｉＯ₂膜）を熱酸化により成長させる。
【００２９】
スマートカット薄膜ＳＯＩウェハの製造では、後述するように活性ウェハに水素を注入する必要があるが、通常のＳＯＩウェハに要求されるような厚みの酸化膜が存在すると、それが水素注入に対するシールドとして機能し、注入が阻害されてしまう。そこで、必要とされる酸化膜のほとんどを支持ウェハに形成しておき、残りのごくわずかの分だけを活性ウェハに形成する方法をとるのである。シールドという意味からは活性ウェハに全く酸化膜が存在しないことが理想であるものの、そうすると今度は注入の際のエネルギーにより、将来ＳＯＩ層となるシリコン部分にダメージが導入されるおそれがあるので、注入を阻害しない程度は活性ウェハにごく薄く酸化膜をつけるのである。
【００３０】
中間酸化膜２７の厚さの水準は、活性ウェハに形成した酸化膜と、支持ウェハに形成した酸化膜との合計で、▲１▼ ０Å、▲２▼１０００Å、▲３▼２０００Å、▲４▼４０００Å、▲５▼６０００Å、▲６▼８０００Å、▲７▼１００００Å、とした。
（ｏ）中間酸化膜２７を施された活性ウェハ２１には、水素２９を注入し所定の深さに水素注入層２９ａを形成する。
（ｐ）スピンエッチングを行った活性ウェハ２１は、スピンエッチング加工表面２１ｂ側を支持ウェハ２２に貼り合わせる。
（ｑ）活性ウェハ２１は、支持ウェハ２２に貼り合わせた後に、５００℃〜６００℃のアニーリング処理を施して水素注入層２９ａで分割する。支持ウェハ２２に貼り合わせた活性ウェハ２１は、その表面が機械加工により薄膜化される。こうして、ＳＯＩ層の厚みＴａが、１０００Åのスマートカット薄膜ＳＯＩウェハ１Ｂが作製される。
【００３１】
スマートカット薄膜ＳＯＩウェハ１Ｂは弗化水素溶液に浸された後、顕微鏡を用いてＳｉＯ₂のピット（ＨＦピット）の数をカウントした。
このスマートカット薄膜ＳＯＩウェハ１Ｂの結果は、図６の実施例１と同様に、●印に示すようにスピンエッチングを行った試料のＨＦピット密度は中間酸化膜２７となるＳｉＯ₂膜の厚みによらずに一定の値を取ることが確認された。これは、実施例１と同様に、スピンエッチングで機械的ダメージ２３を除去しているため、全水準で一定の低いＨＦピット密度となっている。また、スピンエッチングをおこなった場合には、貫通欠陥を形成していないごく浅い機械的ダメージ２３も一切存在せず、デバイスの歩留りの向上が得られる。
【００３２】
（実施例３）
実施例３では、本発明を用いてＳＩＭＯＸウェハを製造する工程を図９で説明する。
（ｕ）直径１５０ｍｍの半導体シリコンウェハ３１の表面３１ａに鏡面加工を施した。その表面３１ａには鏡面加工により生じた通常１μｍのマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ３３が生じている。半導体シリコンウェハ３１は、鏡面加工された表面３１ａにスピンエッチングを行ない鏡面加工により生じたマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージ３３の除去を行なった。スピンエッチングによる鏡面加工表面３１ａの取り代Ｇｒは前記と同様に５μｍとした。このスピンエッチングに用いたエッチング液としては、前記と同様に、エッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有する混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）を用いた。
（ｖ）酸素イオン３７はイオン注入装置によりスピンエッチングを行った鏡面加工表面３１ｂよりウェハ中の所定位置に打ち込んだ。酸素イオン３７の注入後はアルゴン雰囲気中で、１１００〜１３００℃で数時間の熱処理を行い所定深さに中間酸化膜３９を形成しＳＩＭＯＸウェハ３０を得た。
【００３３】
ＳＩＭＯＸウェハ３０は弗化水素溶液に浸された後、顕微鏡を用いてＳｉＯ₂のピット（ＨＦピット）の数をカウントした。このときのＳＯＩ層の厚みＴａは１０００Åである。
【００３４】
この結果、図６の●印の０Åに相当するスピンエッチングを行った試料のＨＦピットと同等の密度が得られた。これは、スピンエッチングを行った試料では、注入される酸素イオン３７のインプラ時のエネルギーにより増大される筈の機械的ダメージ３３がスピンエッチングにより除去されていることによるものと思われる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鏡面加工によるマイクロスクラッチあるいは微小な小孔の機械的ダメージが効果的に除去される。また、スピンエッチングにより得られたエッチング面は、他のアルカリエッチング等とは異なり、平坦度も非常に良く、且つ表面マイクロラフネスも良好であるため、スピンエッチング後に活性ウェハを支持ウェハに貼り合わせに際しても悪影響がない。したがって、本発明により製造された半導体用薄膜ウェハを用いれば、半導体デバイスの電気特性を向上させて、歩留りを向上させることができる。また、エッチング液としては、エッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有する混酸（フッ酸、硝酸、硫酸、リン酸）を用いることにより、スピンエッチング加工表面の平坦度、マイクロラフネスは、鏡面加工と同等の精度に維持することが可能で、接着強度も良好に保つことができる。また、中間酸化膜層の厚さが６０００Å以下から、スピンエッチング加工による機械的ダメージの除去の効果が発現し、４０００Å以下でその効果は顕著になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る貼り合わせＳＯＩウェハの製造方法のフローチャートである。
【図２】スピンエッチングのエッチング作用の説明図である。
【図３】浸漬エッチングのエッチング作用の説明図である。
【図４】実施形態に係るＳＩＭＯＸウェハの製造方法のフローチャートである。
【図５】実施例のＳＯＩウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【図６】スピンエッチングの有無による中間酸化膜厚みとＨＦピット密度との関係を説明するための図である。
【図７】従来のＳＯＩウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【図８】実施例のスマートカットＳＯＩウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【図９】実施例に係るＳＩＭＯＸウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【図１０】従来のスマ−トカットＳＯＩウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【図１１】従来のＳＯＩウェハの製造方法を示す製造工程図である。
【符号の説明】
１、１１、１２、２１、２２半導体シリコンウェハ
１Ａ、１０薄膜ＳＯＩウェハ
３、１３、２３機械的ダメージ
７、１５、２７中間酸化膜
２９水素
２９ａ水素注入層
３０ＳＩＭＯＸウェハ
３１半導体シリコンウェハ
３７酸素イオン
３９中間酸化膜（埋め込み酸化層Ｂ−ＳｉＯ₂）

Claims

鏡面研磨した活性ウェハの表面を酸化して支持ウェハに貼り合わせ、前記活性ウェハを薄膜化して半導体用ウェハを製造する半導体用薄膜ウェハの製造方法において、
前記活性ウェハにおける鏡面研磨面に鏡面研磨処理により発生した機械的ダメージをスピンエッチングによって除去する処理を施し、この機械的ダメージ除去処理面を酸化して前記支持ウェハに貼り合わせた後、前記活性ウェハの薄膜化処理をなすことを特徴とする半導体用薄膜ウェハの製造方法。
前記スピンエッチング処理による取代は前記鏡面研磨による機械的ダメージ相当深さ以上に設定してなることを特徴とする請求項１に記載の半導体用薄膜ウェハの製造方法。
前記活性ウェハの薄膜化処理は、機械加工とエッチングにより行なうことを特徴とする請求項１または２のいずれか１に記載の半導体用薄膜ウェハの製造方法。
前記活性ウェハの薄膜化処理は、活性ウェハに水素イオンを注入し、水素注入層で分割して行なうことを特徴とする請求項１または２のいずれか１に記載の半導体用薄膜ウェハの製造方法。
鏡面研磨したウェハに酸素イオンを注入して埋め込み酸化膜を形成する半導体用薄膜ウェハの製造方法において、
鏡面研磨面に鏡面研磨処理により発生した機械的ダメージをスピンエッチングによって除去する処理を施し、その後に酸素イオンを注入して埋め込み酸化膜を形成する半導体用薄膜ウェハの製造方法。