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JP5314838B2 - 剥離ウェーハを再利用する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、イオン注入したウェーハを結合後に剥離してＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハを製造する、いわゆるイオン注入剥離法（スマートカット（登録商標）法とも呼ばれている）において、副生される剥離ウェーハを再利用する方法に関する。
ＳＯＩウェーハを製造するにはいくつかの方法があるが、貼り合わせ法を用いたＳＯＩウェーハの製造方法は、２枚のシリコン単結晶ウェーハを酸化膜を介して貼り合わせることを特徴としている。しかし、２枚から1枚のＳＯＩウェーハを製造するため、そのコストは非常に高くなる。
これを改善したのがイオン注入剥離法によるＳＯＩウェーハの製造方法である。図２はイオン注入剥離法によるＳＯＩウェーハの製造工程のフローであり、以下、図２を参照しながらイオン注入剥離法について説明する。
ボンドウェーハ１とベースウェーハ４の２枚のシリコンウェーハを用意し（工程（ａ））、少なくとも一方のシリコンウェーハ（この場合ボンドウェーハ１）に酸化膜２を形成した（工程（ｂ））後に、一方のシリコンウェーハの上面から水素イオンまたは希ガスイオンを注入し、該ウェーハ内部に微小気泡層（イオン注入層３）を形成させ（工程（ｃ））、該イオンを注入した方の面を酸化膜２を介して他方のシリコンウェーハ（この場合ベースウェーハ４）と密着させ（工程（ｄ））、その後熱処理を加えてイオン注入層を劈開面６として一方のウェーハを薄膜状に剥離し（工程（ｅ））、さらに熱処理を加えて強固に結合して（不図示）、ＳＯＩウェーハ８を製造する技術である（特許文献１参照）。
この方法では、劈開面（剥離面）６は良好な鏡面であり、ＳＯＩ層の膜厚の均一性も高いＳＯＩウェーハが比較的容易に得られている。
このようなイオン注入剥離法でＳＯＩウェーハ８を作製すると、必然的に１枚のシリコンの剥離ウェーハ７が副生されることになる。この副生した剥離ウェーハを再利用することによって、実質上１枚のシリコンウェーハから１枚のＳＯＩウェーハを得ることができるので、コストを大幅に下げることができる。
この際、副生した剥離ウェーハ７はそのままでは再利用できないため、剥離面６の再生処理を行う必要がある。
そこで、特許文献２では、ボンドウェーハとしてエピタキシャルウェーハ、チョクラルスキー法（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ ｍｅｔｈｏｄ、ＣＺ法）によって作製されたシリコンウェーハ（以下、ＣＺウェーハ）、フローティングゾーン法（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ ｍｅｔｈｏｄ、ＦＺ法）によって作製されたシリコンウェーハ（以下、ＦＺウェーハ）を用いた場合に、それぞれで副生された剥離ウェーハの剥離面に研磨等を施す再処理をし、剥離ウェーハを再利用する方法が開示されている。
特に、剥離ウェーハの再処理として、研磨による取り代を少なくし、表面粗さを完全に回復するため、周辺段差を除去する研磨後、取り代が多い仕上げ研磨をせず、その代わりに、水素を含む還元性雰囲気下で剥離ウェーハに熱処理を加えることによって、剥離ウェーハに形成されているダメージ層と、剥離面の表面粗さを改善するという方法がとられている。
しかしながら、ＦＺウェーハは直径２００ｍｍ以上の大直径の製造が困難であり、今後の最先端デバイスには適用しにくい。また、エピタキシャルウェーハを使用した場合、再処理工程で、研磨代をなるべく少なくしたとしても、エピタキシャル層がもともと薄いため、再生回数は通常のＣＺウェーハやＦＺウェーハを用いたときよりも減ってしまい、実質的には著しいコスト高になってしまうという問題があった。しかも、取り代を少なくする必要上研磨後にも面粗さが取りきれず、再生後のウェーハの使用において結合不良等の不良を多発させることがたびたび見られた。
さらに、ＣＺウェーハを使用した場合、剥離ウェーハに再処理を施したウェーハをボンドウェーハとして用いて作製したＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の品質が低下する傾向が見られ、欠陥が多発することがあった。また、剥離ウェーハの再生回数が増加するにつれ、貼り合わせ不良のＳＯＩウェーハも増加したため、ＳＯＩウェーハの歩留まりが悪化する問題もあった。
特開平５−２１１１２８号公報 特開平１１−３０７４１３号公報
本発明はこのような問題点を鑑みなされたもので、２００ｍｍ以上の大直径のＣＺウェーハをボンドウェーハとして用い、イオン注入剥離法によりＳＯＩウェーハを作製する際に副生される剥離ウェーハを、繰り返しボンドウェーハとして再利用しても、貼り合わせ不良やＳＯＩ層の品質低下を誘発することなく、剥離ウェーハの再生回数を増やし、ＳＯＩウェーハ製造コストの低減を図れる、剥離ウェーハを再利用する方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明によれば、ＣＺウェーハ表面に熱酸化膜を形成し、該熱酸化膜を通してイオン注入を行ってイオン注入層を形成した前記ＣＺウェーハをボンドウェーハとし、該ボンドウェーハとベースウェーハとを前記熱酸化膜を介して貼り合わせて熱処理を加えることにより、前記イオン注入層にてＳＯＩウェーハと剥離ウェーハとに分離するという製造工程において、副生された前記剥離ウェーハに少なくとも研磨を施す再処理を加え、該剥離ウェーハをボンドウェーハとして再びＳＯＩウェーハ製造工程で再利用する方法において、少なくとも、
前記用いるＣＺウェーハを、全面がＮ領域からなる低欠陥ウェーハとし、
前記再処理においては、前記ＳＯＩウェーハ製造工程においてボンドウェーハに施される前記熱酸化膜形成時の温度より高温で前記剥離ウェーハに急速加熱・急速冷却熱処理を施すことを特徴とする剥離ウェーハを再利用する方法が提供される。
このように、ＳＯＩウェーハ製造工程で用いるボンドウェーハとして、ＣＺウェーハで全面がＮ領域からなる低欠陥ウェーハを用いることにより、近年における２００ｍｍ以上というシリコンウェーハの大口径化に対応でき、また例えば１０ｐｐｍａ以下といった極端に低酸素濃度のＣＺウェーハを使用することなく、低欠陥で高品質のＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを製造することができる。
さらに、全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハを使用すれば、研磨代を気にせず剥離面を研磨できる。従って、エピタキシャルウェーハを使用したときより、剥離ウェーハ表面を高平坦化でき、剥離ウェーハから再生されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良を改善できる。また、剥離ウェーハからボンドウェーハへの再生回数が増大するので、実質的にＳＯＩウェーハ製造コストの低減が図れる。
また、剥離ウェーハの再処理は、前記ＳＯＩウェーハ製造工程においてボンドウェーハに施される熱酸化膜形成時の温度より高温で剥離ウェーハに急速加熱・急速冷却熱処理（ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）処理）を施すことにより、ＳＯＩウェーハ製造工程や再処理工程で何度か行われた熱処理によって形成された剥離ウェーハ内部の酸素析出核およびこれが成長した酸素析出物を溶解して消滅させることができ、剥離ウェーハ内部の酸素析出核、酸素析出物を、それらが形成される前の状態に初期化できるので、再生処理後のＳＯＩウェーハ製造工程で、剥離ウェーハから再生されたボンドウェーハに必要以上の酸素析出物が発生することを抑制できる。
そして、剥離ウェーハから再生処理されたボンドウェーハは、ＲＴＡ処理によって初期化されているため、始めに用意したボンドウェーハと同様の品質を有し、これを用いて形成されるＳＯＩ層の品質低下を防ぐことができるとともに、ＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良も改善できる。
従って、剥離ウェーハに何度も再生処理を施しても、ボンドウェーハは初期化されているため、ＳＯＩウェーハの貼り合わせ品質が良好のまま、ＣＺウェーハの厚さの限界まで再生回数を増やすことができ、ＳＯＩウェーハ製造のコストを低減できる。
前記急速加熱・急速冷却熱処理を、前記剥離ウェーハの表面を再生研磨する工程の前に行うことが好ましく、また、前記急速加熱・急速冷却熱処理を、前記剥離ウェーハの表面を再生研磨する工程の後に行うこともできる。
ＲＴＡ処理は、ＳＯＩウェーハ製造工程や再処理工程で何度か行われた熱処理によって剥離ウェーハに形成された酸素析出核等を消滅させるために行うので、ＲＴＡ処理を剥離ウェーハ表面の再生研磨工程の前でも後でもいずれで施してもよい。但し、好ましくは、再生研磨工程前に、剥離ウェーハにＲＴＡ処理を施すことによって、剥離ウェーハの表面を再生研磨する際、ＲＴＡ処理によって剥離ウェーハの表面が汚染されたとしても、取り除くことができるし、変化してしまった剥離ウェーハの表面粗さを調節することができる。従って、再生研磨されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良が改善でき、剥離ウェーハを再利用したときのＳＯＩウェーハの品質低下を防ぐことができる。
この場合、前記急速加熱・急速冷却熱処理の温度を１１００℃〜１３００℃とすることが好ましい。
ボンドウェーハに熱酸化膜を形成する際、温度が約１０００℃前後で酸化膜を形成するので、ＲＴＡ処理温度は１１００℃以上が好ましく、ＲＴＡ処理温度を１１００℃以上とすることで、ＳＯＩ製造工程でボンドウェーハ（剥離ウェーハ）の内部で発生した酸素析出核および酸素析出物を消去できる。従って、再生処理後のＳＯＩウェーハ製造工程で、剥離ウェーハから再生されたボンドウェーハの内部に酸素析出物が発生することを抑制でき、再生研磨されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良が改善でき、剥離ウェーハを再利用したときのＳＯＩウェーハの品質低下を防ぐことができ、再生回数が増える。
さらに、前記再生研磨において、前記剥離ウェーハ表面の研磨代を２μｍ以上とすることができる。
剥離ウェーハの剥離面がイオン注入によってダメージを受けていても、本発明では、ＳＯＩウェーハを製造する際のボンドウェーハとして、全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハを使用しているため、剥離面のダメージ層を必要に応じた厚さで再生研磨でき、特には、２μｍ以上といった剥離ウェーハ表面の研磨が可能となる。剥離ウェーハ表面の研磨代が２μｍ以上の場合、剥離面のダメージ層を確実に除去できる上、平坦化するに十分な研磨であるので、再生研磨されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良が改善でき、剥離ウェーハを再利用したときのＳＯＩウェーハの品質低下を防ぐことができる。
本発明の剥離ウェーハを再利用する方法によれば、イオン注入剥離法によるＳＯＩウェーハの製造において、近年の２００ｍｍ以上といったシリコンウェーハの大口径化に対応することができ、副生される大直径の剥離ウェーハを、繰り返しボンドウェーハとして再利用しても、剥離ウェーハはＲＴＡ処理によって酸素析出核等が初期化されるので、貼り合わせ不良やＳＯＩ層の品質低下を防止し、ボンドウェーハの再生回数を増やし、ＳＯＩウェーハ製造コストを低減できる。
本発明者は、剥離ウェーハに再処理を施したウェーハをボンドウェーハとして用いて作製したＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の品質が低下する傾向が見られ、欠陥が多発し、また、剥離ウェーハの再生回数が増加するにつれ、貼り合わせ不良のＳＯＩウェーハが増加するという問題について調査を行った。
その結果、前述のイオン注入剥離法でＳＯＩウェーハを作製する際の２枚のシリコン単結晶ウェーハのうち、ＳＯＩ層を形成するウェーハ（ボンドウェーハ）としてＣＺウェーハを用い、剥離ウェーハを再びボンドウェーハとして再利用する場合、ボンドウェーハには、酸化膜形成のための高温酸化熱処理と、ウェーハ分離のための低温熱処理（剥離熱処理）が加えられるため、ボンドウェーハ内で酸素析出核の生成と成長が繰り返され、酸素析出物を増大させてしまうことを突き止めた。以下に図３を参照しながらこのメカニズムを説明する。
図３は従来法で剥離ウェーハを再処理する工程のフローを表した図である。ＳＯＩウェーハ８を図２のように作製した際（工程（ｅ））、剥離ウェーハ７の内部に酸素析出核５が生成され、工程（ｆ）で酸化膜除去と再生研磨等を行い、再び熱酸化膜を形成する（工程（ｇ））と、ＳＯＩウェーハ製造工程で生成された酸素析出核５が酸素析出物９に成長するのである。
このように、酸素析出物９が増大したウェーハに対し、再び再生処理として研削・研磨等の様にウェーハの表面を除去する処理を行うと、表面近傍に酸素析出物が存在し、それが原因となり貼り合わせ不良やＳＯＩ層の品質劣化の問題が発生する。そして、酸素析出核５及び／又は酸素析出物９が生成、成長は、再生回数が多いほど顕著になり、さらにＳＯＩ層の品質が劣化し、その結果、剥離ウェーハの再生回数が１、２回に制限されてしまう。また、再生回数が少ないと、ボンドウェーハを大量に必要とするため、コスト高となる。
このような問題を回避し、剥離ウェーハを繰り返しボンドウェーハとして使用するためには、ボンドウェーハとして、格子間酸素がほとんど含まれていないＦＺウェーハを使用するか、エピタキシャルウェーハを使用するか、又は、ＭＣＺ法により格子間酸素濃度が例えば１０ｐｐｍａ以下の極低酸素のＣＺウェーハを作製して使用する方法により、酸素析出物の形成を抑制することが考えられた。
しかしながら、前記のようにＦＺウェーハは直径２００ｍｍ以上の大直径の製造が困難であり、さらに、１０ｐｐｍａ以下の格子間酸素濃度のＣＺウェーハを用いた場合、剥離ウェーハの再生回数を多少は増やすことができるかもしれないが、酸素起因の欠陥が発生するという潜在的な問題は解決できない上、現状では１０ｐｐｍａ以下の極端に低い格子間酸素濃度のＣＺウェーハを安定して量産化することも困難である。さらに、ＣＺウェーハに特有の空洞型欠陥（ＣＯＰと呼ぶこともある）の存在がＳＯＩ層の品質を低下させるという問題もあった。
そこで本発明者は、ボンドウェーハとして全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハを使用することで、近年のウェーハの大口径化に対応すると共に、研磨代を気にすることなく剥離面の平坦化を図り、また剥離ウェーハの再処理工程において、ＳＯＩウェーハ製造工程で熱酸化膜を形成する温度よりも高温で剥離ウェーハにＲＴＡ処理を施すことによって、剥離ウェーハ内部の酸素析出核及び酸素析出物を消去し、ボンドウェーハを初期化することを想到し、本発明を完成させた。
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施形態につい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。
図１は、本発明の剥離ウェーハを再利用する方法のフローを示す図である。図１に示すように、ボンドウェーハとして、通常の酸素濃度（例えば１０〜２５ｐｐｍａ程度）で、少なくとも一方の表面が鏡面研磨されたＣＺウェーハ１１を用意し（工程（Ａ））、その表面に９００〜１２００℃程度の温度で熱酸化膜１２を形成する（工程（Ｂ））。
この際、準備するボンドウェーハとしてＣＺウェーハの中でも、全面がＮ領域からなる低欠陥ウェーハを用いる。全面がＮ領域からなる低欠陥ウェーハは、通常のＣＺウェーハに比べて空洞型欠陥が少なく結晶品質が高いのでＳＯＩ層に好適に用いることができるが、その単結晶インゴットを引き上げるための製造条件が厳しいためコストアップにつながる。
しかしながら、本発明のように、ボンドウェーハとして繰り返し使用することにより、高品質のＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハの製造コストを効果的に低減することが可能となる。
また、全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハをＳＯＩ製造工程でボンドウェーハとして使用すれば、格子間酸素がほとんど含まれていないが大口径化が困難であるＦＺウェーハを使用せず、近年の２００ｍｍ以上というシリコンウェーハの大口径化に対応できる。
さらに、安定して量産化されていない１０ｐｐｍａ以下の格子間酸素濃度のＣＺウェーハを使用することなく、通常のＣＺウェーハより高品質のＳＯＩ層を有するＳＯＩウェーハを製造することができる。
そして、研磨代を気にせず剥離面を研磨できるので、エピタキシャルウェーハを使用したときより、剥離ウェーハ表面の高平坦化が図れ、剥離ウェーハから再生されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良が改善できる。また、剥離ウェーハからボンドウェーハへの再生回数の増大が図れるので、ＳＯＩウェーハ製造のコストも実質的には低減することができる。
次に、鏡面研磨面上の熱酸化膜１２を通して剥離用の水素イオンを注入し、イオン注入層１３を形成する（工程（Ｃ））。工程(Ｄ)において、イオン注入層１３が形成されたボンドウェーハをベースウェーハ１４（ここではシリコン単結晶ウェーハ）と室温で貼り合わせた後、その貼り合わせウェーハに４００〜６００℃程度の低温熱処理（剥離熱処理）を行ない、イオン注入層１３の剥離面１６でＳＯＩウェーハ１８と剥離ウェーハ１７に剥離する（工程（Ｅ））。この時、剥離ウェーハ１７のバルク部には酸素析出核１５（微小な酸素析出物）が形成されている。
この剥離ウェーハ１７に対して例えばアルゴン雰囲気下でＲＴＡ処理を行う（工程（Ｆ））。
これによって、ＳＯＩウェーハ製造工程や２回目の再処理工程等で何度か行われた熱処理によって形成された剥離ウェーハ内部の酸素析出核を消滅させることができる。そして、剥離ウェーハ内部の酸素析出核、酸素析出物を初期化できるので、再生処理後のＳＯＩウェーハ製造工程で、剥離ウェーハから再生されたボンドウェーハの内部に酸素析出物を抑制できる。
さらに、ＲＴＡ処理された剥離ウェーハから再生処理されたボンドウェーハは、始めに用意したボンドウェーハのように内部が初期化されているため、これを用いてＳＯＩウェーハの製造工程を行っても、作製されるＳＯＩウェーハのＳＯＩ層の品質低下を防ぐことができるとともに、貼り合わせ不良も改善できる。
従って、剥離ウェーハに何度も再生処理を施しても、毎回ボンドウェーハは初期化されているため、ＳＯＩウェーハの貼り合わせ品質が良好のまま、ＣＺウェーハの厚さの限界まで再生回数を増やすことができ、ＳＯＩウェーハ製造のコストを低減できる。
この場合、ＲＴＡ処理の温度は、工程（Ｂ）の酸化温度よりも高温とし、特に１１００℃〜１３００℃とすることが好ましい。熱酸化膜形成温度より高温、特には１１００℃以上とすることで、工程（Ｂ）や工程（Ｅ）の熱処理中やその降温過程で形成された酸素析出核１５を消滅させることができ、剥離ウェーハ１７の内部が初期化される。
また、シリコンの融点が約１４００℃であるため、１３００℃以上としてしまうと、ＲＴＡ処理の際、剥離ウェーハにスリップ転位が発生したり、形状が変形し、ボンドウェーハの平坦性が失われ、結晶品質が悪くなるという問題が発生し得るので、ＲＴＡ熱処理温度は１３００℃以下が好ましい。
次に、酸素析出核１５を消滅させた剥離ウェーハ１７に対して、その表面を再生研磨する。例えば、表面の酸化膜をＨＦ水溶液により除去した後、剥離面１６を研磨することにより実施することができる（工程（Ｇ））。
この際、剥離ウェーハの内部には酸素析出核や酸素析出物がほとんど形成されていないので、剥離面の周辺部に形成されている段差を除去するために研磨代が２μｍ以上必要とされる場合であっても、研磨後に酸素析出物が表面に露出せず、貼り合わせ不良を誘起するという問題点が発生しない。従って、再生処理として、前記研磨処理の前に平面研削や化学エッチングを加えることも可能である。
また、剥離ウェーハがイオン注入によってダメージを受けていても、全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハを使用しているので、必要に応じた厚さで再生研磨でき、２μｍ程度、あるいはそれを超える取り代の研磨が可能となる。このような再生研磨によって、剥離ウェーハのダメージ層を除去できる上、剥離ウェーハの表面を十分に平坦化できるので、再生研磨されたボンドウェーハによるＳＯＩウェーハの貼り合わせ不良が改善でき、剥離ウェーハを再利用したときのＳＯＩウェーハの品質低下を防ぐことができる。尚、剥離ウェーハのダメージ層を除去できる程度に研磨代を少なく再生研磨すれば、剥離ウェーハの再生回数を増やすことができる。
こうして剥離ウェーハ１７を再生処理したボンドウェーハ２１に、再び熱酸化膜２２を形成することによって、工程（Ｂ）と同様のボンドウェーハを得ることができる（工程（Ｈ））。
尚、上記で説明した図１のような本発明のフロー以外に考えられる本発明のフローとして図４（α）、（β）のようなフローが挙げられる。図１の工程（Ｆ）のＲＴＡ処理は、フロー（β）のように、再生研磨後に行うこともできるし、フロー（α）のように、酸化膜除去後の再生研磨前に行うこともできる。
ＲＴＡ処理は、ＳＯＩウェーハ製造工程や再処理工程で何度か行われた熱処理によって剥離ウェーハに形成された酸素析出核等を消滅させるために行っているので、図４のフロー（β）のように、ＲＴＡ処理を剥離ウェーハ表面の再生研磨工程後に施してもよい。但し、より好ましくは、図１のように、再生研磨工程前に、剥離ウェーハにＲＴＡ処理を施すことによって、剥離ウェーハの表面を再生研磨する際、ＲＴＡ処理によって汚染や表面粗さの変化があったとしてもこれを取り除いたり調節することができる。
以下、本発明の実施例をあげてさらに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）
＜ＳＯＩウェーハの製造１＞
（Ａ）全面Ｎ領域からなる直径３００ｍｍのＣＺウェーハ（酸素濃度１６ｐｐｍａ）を４０枚用意し、（Ｂ）そのうち１０枚をボンドウェーハとして用いるために、１０００℃のパイロジェニック酸化により、表面に熱酸化膜を４００ｎｍ形成した。
（Ｃ）この酸化膜を通して水素イオンを注入する。このとき、水素イオン注入条件は、エネルギー７０ＫｅＶ、注入量６×１０１６／ｃｍ２とし、ボンドウェーハ内部にイオン注入層を形成した。
（Ｄ）このボンドウェーハを残りのシリコン単結晶ウェーハの１０枚と室温で貼り合わせた後、（Ｅ）５００℃、３０分の剥離熱処理を加えることにより、イオン注入層で剥離した。
剥離後の１０枚のＳＯＩウェーハのボイドやブリスター不良を観察したところ、これらの不良は１０枚とも発生していないことがわかった。
＜剥離ウェーハの再処理１＞
（Ｆ）次に、剥離ウェーハに対し、ＲＴＡ装置によりアルゴン１００％雰囲気下、１１５０℃、６０秒のＲＴＡ処理を行った後、（Ｇ）表面に形成されている酸化膜を除去し、剥離面を４μｍ研磨して新たなボンドウェーハ（２回目）を作製した。
＜ＳＯＩウェーハの製造２＞
そのボンドウェーハ（２回目）を用い、前回と同様の処理により、１０枚のＳＯＩウェーハと剥離ウェーハ（２回目）を作製した。
＜剥離ウェーハの再処理２＞
さらに、剥離ウェーハ（２回目）に対し、ＲＴＡ装置によりアルゴン１００％雰囲気下、１２００℃、６０秒のＲＴＡ処理を行った後、表面に形成されている酸化膜を除去し、剥離面を４μｍ研磨して新たなボンドウェーハ（３回目）を作製した。
＜ＳＯＩウェーハの製造３＞
そのボンドウェーハ（３回目）を用い、前回と同様の処理により、１０枚のＳＯＩウェーハと剥離ウェーハ（３回目）を作製した。
そして、２回目、３回目の剥離熱処理により作製された各１０枚のＳＯＩウェーハのボイドやブリスター不良を観察したところ、１回目と同様に、これらの不良は発生していないことがわかった。
（比較例）
剥離ウェーハ内部に発生した酸素析出核もしくは酸素析出物を消去するためのアルゴン雰囲気下におけるＲＴＡ処理を剥離ウェーハに施さないこと以外は、実施例と同様のプロセスでＳＯＩウェーハを製造した。
そして、１〜３回目の剥離熱処理により作製された各１０枚のＳＯＩウェーハについてボイドやブリスター不良を観察したところ、１回目に製造した１０枚のＳＯＩウェーハはボイドやブリスター不良が観察されなかったが、２回目は２枚、３回目は５枚のＳＯＩウェーハにこれらの不良が観察された。
以上実施例・比較例より、本発明のようにＳＯＩウェーハ製造のボンドウェーハとして全面がＮ領域からなる低欠陥ＣＺウェーハを使用し、再処理工程において剥離ウェーハにＲＴＡ処理を施すことによって、剥離ウェーハを初期化できた結果、本発明によって製造されたＳＯＩウェーハはボイドやブリスターといった不良の発生が抑制されていることがわかる。
従って、本発明の剥離ウェーハ再処理方法によれば、剥離ウェーハの再生回数を従来より増やすことができ、ＳＯＩウェーハの製造コストを実質的に低減できるとともに、得られるＳＯＩウェーハの品質も向上できる。
尚、本明細書では、格子間酸素濃度の単位はＪＥＩＤＡ（社団法人日本電子工業振興会の略称。現在はＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会）に改称された。）の基準を用いている。
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、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。
本発明の剥離ウェーハを再利用する方法のフローの一例を表す図である。 イオン注入剥離法によってＳＯＩウェーハを製造する工程のフローを表す図である。 従来の剥離ウェーハを再利用する方法のフローを表す図である。 図１のフロー以外に考えられる本発明の実施工程のフローを表す図である。フロー（α）は、工程（Ｇ）の間に工程（Ｆ）のＲＴＡ処理を行った場合で、フロー（β）は工程（Ｇ）が終了した後に工程（Ｆ）のＲＴＡ処理を行った場合である。
符号の説明
１…ボンドウェーハ、 ２，１２，２２…熱酸化膜、
３，１３…イオン注入層、 ４，１４…ベースウェーハ、
５，１５…酸素析出核、 ６，１６…剥離面（劈開面）、
７，１７…剥離ウェーハ、 ８，１８…ＳＯＩウェーハ、
９…酸素析出物、 １１…ボンドウェーハ（ＣＺウェーハ）、
２１…ボンドウェーハ（再処理後）。

Claims (4)

  1. ＣＺウェーハ表面に熱酸化膜を形成し、該熱酸化膜を通してイオン注入を行ってイオン注入層を形成した前記ＣＺウェーハをボンドウェーハとし、該ボンドウェーハとベースウェーハとを前記熱酸化膜を介して貼り合わせて熱処理を加えることにより、前記イオン注入層にてＳＯＩウェーハと剥離ウェーハとに分離するという製造工程において、副生された前記剥離ウェーハに少なくとも剥離面の研磨を施す再処理を加え、該剥離ウェーハをボンドウェーハとして再びＳＯＩウェーハ製造工程で再利用する方法において、少なくとも、
    前記用いるＣＺウェーハを、全面がＮ領域からなる低欠陥ウェーハとし、
    前記再処理においては、前記ＳＯＩウェーハ製造工程においてボンドウェーハに施される前記熱酸化膜形成時の温度より高温で前記剥離ウェーハに急速加熱・急速冷却熱処理を施し、
    前記研磨において、前記剥離ウェーハの剥離面の研磨代を２μｍを超える取り代で研磨することを特徴とする剥離ウェーハを再利用する方法。
  2. 前記急速加熱・急速冷却熱処理を、前記剥離ウェーハの剥離面を研磨する工程の前に行うことを特徴とする請求項１に記載の剥離ウェーハを再利用する方法。
  3. 前記急速加熱・急速冷却熱処理を、前記剥離ウェーハの剥離面を研磨する工程の後に行うことを特徴とする請求項１に記載の剥離ウェーハを再利用する方法。
  4. 前記急速加熱・急速冷却熱処理の温度を１１００℃〜１３００℃とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の剥離ウェーハを再利用する方法。
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