JPH04226031A

JPH04226031A - 半導体ウエハの製造方法および該ウエハから成る半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH04226031A
Application number: JP3107853A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Kishii; 貞浩岸井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1992-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，いわゆるオリエンテー
ションフラット（ｏｒｉａｎｔａｔｉｏｎ　ｆｌａｔ：
ＯＦ）やノッチ（ｎｏｔｃｈ）　のような位置決め手段
が設けられた半導体ウエハおよびこのウエハを用いて製
造される半導体装置に関する。

【０００２】半導体装置の高集積化，高速度化，小型化
の傾向は益々急速になりつつある。これに伴って半導体
装置の構成要素のパターンが縮小しているが，半導体ウ
エハ上にサブミクロン規模の微細パターンを形成するた
めに，ウエハ表面の平坦性および厚さの均一性に対して
１μｍ　ないしそれ以下の値が要求されるようになって
いる。また，いわゆるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造による高性能半導体装置の実
用化において，　二枚のシリコンウエハを絶縁層を挟ん
で結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）　した基板（ｓｕｂｓｔｒａ
ｔｅ）　を用いるアプローチが，　現在のところ最も有
望視されているが，　この基板は，　一方のシリコンウ
エハを数μｍ　の厚さに薄くすることが必要とされてい
る。

【０００３】

【従来の技術】上記のような半導体ウエハは，　通常，
　図２に示すような工程に従って作製される。すなわち
，（ａ）例えばＣｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ（ＣＺ：　チョ
コラルスキー）法によって所望の組成を有する半導体単
結晶のインゴットを引き上げ，（ｂ）このインゴットを
適当な長さに粗切りする。そして，（ｃ）インゴットの
側面を円筒状に加工し，　さらに，　円筒の軸に平行な
平面を側面に形成する。この平面が，　後述するＯＦを
構成する。次いで，（ｄ）回転刃式のスライサにより前
記インゴットを多数の円板にスライスし，（ｅ）円板の
周囲の面取り（ｃｈａｍｆｅｒ，　または，　ｂｅｖｅ
ｌｉｎｇ）　を行ったのち，（ｆ）少なくとも将来半導
体装置が形成される面をラッピングし，　さらに，（ｇ
）薬液によるエッチング，　および，（ｈ）いわゆる化
学的・機械的研磨による鏡面仕上げを行い，　最後に，
（ｉ）洗浄して完了する。この鏡面仕上げされた表面は
，　半導体装置を形成するのに適した平滑さと結晶性を
有している。上記工程によって作製された半導体ウエハ
は，　円周上の一部に例えば直線状の切り欠き部，　す
なわち，ＯＦが設けられた円板である。

【０００４】上記（ｇ）　におけるエッチングは，（ｆ
）のラッピングにおいてウエハ表面に生じた結晶欠陥を
除去するために行われるのであるが，　このときにエッ
チング液の循環や温度の不均一による表面におけるエッ
チング速度の相違によってむしろ平坦性が劣化する。し
かし，（ｈ）の研磨により平坦性が回復される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし，　上記従来の
工程によって作製された半導体ウエハの平坦性は，　ウ
エハ表面の高さの最大値と最小値の差で表したＴＴＶ（
ｔｏｔａｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ
）の値で２μｍ　程度が限界であり，　このため，　前
述のような１μｍ　ないしそれ以下の平坦性の要求に応
じられるウエハの収率が極めて低かった。このことは，
　前述のようなＳＯＩ構造の基板を作製する工程におい
て，接合された一方のウエハを厚さ数μｍ　以下に均一
に薄くすることが困難であることをも意味する。

【０００６】したがって，　本発明は，高い平坦性，　
具体的には１μｍ　以下のＴＴＶ　値を有する半導体ウ
エハを収率よく作製可能とする実用的な方法を提供する
ことを目的とする。また，　本発明は，絶縁層を介して
二つの半導体基板を接合して成るＳＯＩ構造の基板にお
ける一方のウエハを数μｍ　以下の均一な厚さに形成可
能とする方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は，　半導体
結晶から成る円筒状の側面を有するインゴットを形成し
，該インゴットをスライスして半導体結晶円板を形成し
，　該円板の少なくとも一つの円形表面に機械的力を加
える処理を施して該表面を平坦化し，　該円形表面が平
坦化された円板の円周上の一部に切り欠き部を設けて外
形を非回転対称形状にする諸工程を含むことを特徴とす
る本発明に係る半導体ウエハの製造方法，　または，　
半導体結晶から成る円筒状の側面を有するインゴットを
形成し，該インゴットをスライスして半導体結晶円板を
形成し，二つの該円板の各々における少なくとも一円形
表面を平坦化し，　該二つの円板の各々における前記平
坦化された円形表面に鏡面仕上げを施し，　該二つの円
板の少なくとも一方における前記鏡面仕上げされた表面
に絶縁層を形成し，　前記鏡面仕上げされた表面を前記
絶縁層を介して対向させた状態で該二つの円板を接合す
る諸工程を含むことを特徴とする本発明に係る半導体ウ
エハの製造方法によって達成される。

【０００８】

【作用】本発明においては，　半導体ウエハの結晶方位
を示すために設けられるＯＦやノッチのような非対称性
形状加工を，前記平坦化加工の後に行う。したがって，
　上記ＳＯＩ構造の基板における二つのウエハについて
も，半導体装置が形成される側のウエハ表面に対して平
坦化加工または鏡面仕上げを行ったのちに，ＯＦ等の非
対称性外形加工を行う。また，　半導体結晶インゴット
をスライスして成る円板を平坦化するための従来のラッ
ピングおよびこれに引き続いて行われるエッチングを平
面研削に置き換える。その結果，　鏡面仕上げ後の平坦
性がすぐれたウエハまたは数μｍ　厚さに均一に薄層化
された半導体層を有するＳＯＩ基板を収率よく得ること
が可能となる。

【０００９】

【実施例】本発明者らは，　半導体ウエハの平坦性向上
の予備的研究において次の知見を得た。すなわち，イ）
　上記従来の工程における（ｆ）　のラッピングの代わ
りに平面砥石を用いるいわゆる平面研削を行うことによ
り，　より良い平坦性が得られ，　かつ，　粒度の小さ
い砥石を用いると，ラッピングによる場合に比べて，残
留結晶歪みが少ない表面が得られる。

【００１０】ロ）　半導体ウエハの中心とＯＦの辺とを
結んだ三角形の領域における厚さが相対的に小さい傾向
がある。上記の知見は，　平面研削を用いることにより
，　上記従来の工程における（ｆ）　のラッピングおよ
び（ｇ）　のエッチングの時間の短縮ないしは省略，　
さらには，　上記（ｈ）　における研磨による厚さの減
少量の低減が可能であることを示唆している。さらに，
　上記知見は，　半導体ウエハの平坦化工程あるいは鏡
面仕上げ工程において，　ＯＦのような非対称性の形状
がウエハ表面の平坦性を劣化するように作用している可
能性があることを示唆している。

【００１１】したがって，　本発明者は，　半導体ウエ
ハの作製工程を図１のチャートに示すように変更した。図１において，　（ａ）　の結晶成長から（ｃ）　のイ
ンゴットの側面研削までは，　図２と同じである。ただ
し，　（ｃ）　のインゴット側面研削において，　従来
のように，将来ＯＦとなる面を形成しない。（ｄ）　に
おいてインゴットを半導体結晶の円板にスライスしたの
ち，　（ｅ）　この円板の側面の面取りを行う。そして
，（ｆ）この円板を平面砥石により平面研削し，　（ｇ
）　平面研削された表面面に対して化学的・機械的研磨
による鏡面仕上げを施す。そののち，　（ｈ）　円板に
ＯＦのような非対称性形状加工，　および，（ｉ）　Ｏ
Ｆ部分の面取り加工を行い，　最後に（ｊ）　の洗浄を
行う。

【００１２】上記のように，　上記従来の工程と本発明
の工程との主な相違点は，　図２における（ｆ）　のラ
ッピングと（ｇ）　のエッチングの代わりに，　図１に
おいては（ｅ）　の平面研削を行うこと，　図１におい
てはＯＦの形成が，（ｄ）　のスライス，　（ｆ）　の
平面研削および（ｇ）　の研磨ののちに行われることで
ある。

【００１３】上記のように，本発明においては，　スラ
イスされた半導体結晶の円板の表面を，　平面砥石を用
いる平面研削によってほぼ所定の厚さまで削るとともに
平坦化する。図３はこの平面研削を説明するための模式
的平面図（Ａ）　および側面図（Ｂ）　であって，　例
えば時計方向に回転するステージ３上に真空吸着により
固定された半導体結晶円板（ウエハ）２を，　反時計方
向に回転する平面砥石４により研削する。

【００１４】図４は，上記平面研削による平坦性の向上
を，従来のラッピングおよびエッチングを行った半導体
ウエハと比較して示すグラフである。横軸は，　ＴＴＶ
　で表した平坦性を，　縦軸は，　半導体ウエハ数の割
合（％）を，　それぞれ示す。上記平面研削には，　芝
山機械社（大阪）の製造による高精度の平面研削装置を
使用した。平面砥石は，　直径が約１５０ｃｍ，粗さが
＃２０００　である。図４は，　スライス直後の厚さが
約８００　μｍ　である直径６インチのシリコンウエハ
の両面を，　厚さにしてそれぞれ約４０μｍ　平面研削
したのちの結果である。ただし，　従来の工程による試
料は，　同じ寸法のシリコンウエハの両面を約４０μｍ
　ずつラッピングされたものである。双方の群の試料と
もＯＦが形成されている。ＯＦの長さは５５．５ｍｍで
ある。

【００１５】図示のように，　ラッピングによるウエハ
表面の平坦性は１．５　〜２．２　μｍ　に分布してい
るのに対して，　平面研削による平坦性は０．５　〜０
．８．μｍ　に分布している。すなわち，平面研削によ
る方が，　平坦性がよく，　かつ，　ウエハごとのバラ
ツキが小さいことが分かる。

【００１６】しかしながら，　上記平面研削を行ったウ
エハに対して図１（ｆ）　の化学的・機械的研磨を施す
と，図５に示すように，平坦性が劣化する。図５Ａ　は
，平面研削直後の半導体ウエハの平坦性の分布，　図５
Ｂ　は，　平面研削のちに研磨を行った半導体ウエハの
平坦性の分布，　をそれぞれ示すグラフであって，　横
軸はＴＴＶ　で表した平坦性を，　縦軸は半導体ウエハ
数の割合（％）を，　それぞれ示す。なお，　両図のそ
れぞれは，　直径６インチのシリコンウエハを１９２　
枚用い，　各々のウエハを，　厚さにして４０〜５０μ
ｍ　研磨した結果である。

【００１７】両図に示されるように，　平面研削直後の
ウエハのＴＴＶ　は０．４　〜０．８　μｍ　の範囲に
あり，　平均値が０．５８μｍ　である。これに対して
，　研磨を行ったウエハのＴＴＶ　は０．６　〜２．３
　μｍ　に分布り，　平均値が１．２１μｍ　である。後者では，ＴＴＶが１μｍ　以下のウエハ数は，　全体
の４２％にすぎない。しかし，　通常の完成品ウエハの
ＴＴＶ　分布が２．０　〜３．０　μｍ　であるのに比
べれば，　平面研削による改善の効果が明瞭である。

【００１８】本発明者は，　半導体ウエハの平坦化ある
いは研磨において，　ＯＦのような非対称性が平坦性を
劣化するように作用している可能性があると言う上記知
見から，　ＯＦを構成する平面を側面に形成しないイン
ゴットをスライスして成る直径６インチ，　厚さ約８０
０　μｍ　のシリコン円板を上記のように平面研削し，
そののちこれら円板に対して上記化学的・機械的研磨を
施した。これらシリコン円板の平坦性を図６に示す。図
６Ａ　は，　平面研削された１９２　枚のシリコンウエ
ハのＴＴＶ　分布，　図６Ｂ　は，　これらのシリコン
ウエハを厚さにして４０〜５０μｍ　研磨したのちのＴ
ＴＶ　分布を示す。

【００１９】図示のように，　研磨前のウエハのＴＴＶ
　分布は，０．４〜０．９　μｍ，平均値０．６１μｍ
　である。研磨後のＴＴＶ　分布は，０．５〜１．３　
μｍ，平均値が０．８０μｍ　であり，　９２％のウエ
ハが１μｍ　以下のＴＴＶ　を有する。この結果から，
　ＯＦを形成せずに平面研削したウエハについても，　
研磨による平坦性の劣化が認められる。しかし，　図６
Ｂ　と図５Ｂ　との比較から，　ＯＦを形成しないで平
面研削した場合の方が，　研磨による平坦性の劣化が著
しく小さいことが分かる。

【００２０】図７は平面研削直後のウエハ表面の高さ分
布の測定例を示す模式的鳥瞰図であって，　図７Ａ　は
ＯＦが設けられていないウエハ（実際には存在しないＯ
Ｆが測定装置の都合で表示されている），　図７Ｂ　は
ＯＦが設けられたウエハである。それぞれのＴＴＶ　は
０．５４μｍ　およびＴＴＶ　は０．５８μｍ　で差は
ない。しかし，　ＯＦが設けられていない図７Ａ　にお
いては，　表面に特定の非平坦性が認められないのに対
して，　ＯＦが設けられた場合の図７Ｂ　においては，
　ウエハの中心からＯＦに向かって拡がる凹部の存在が
明らかに認められる。このように，ＴＴＶには顕著に現
れないが，　平坦性に対してＯＦが影響していることが
分かる。

【００２１】上記のような，　ウエハの平坦性とＯＦと
の関係は，次のように解釈される。すなわち，図８Ａ　
〜８Ｃ　に示すようにＯＦ１２ａが平面砥石４と重なっ
ている期間と図８Ｄ　に示すようにＯＦ１２ａ　が平面
砥石４と重ならない期間とでは，　ウエハ１２表面と平
面砥石４との接触面積が異なるために圧力が不均一とな
る結果，　ウエハ１２の中心とＯＦ１２ａ　の両端とを
結ぶ三角形の領域が薄くなりやすいものと推測される。同様のことは，　ウエハ表面に研磨布と砥粒を押圧する
前記化学的・機械的研磨においても生じる。

【００２２】図６に示されているように，　ＯＦが設け
られていない場合には，　常にウエハと平面砥石または
研磨用の定盤との接触面積が一定であるため，　厚さの
均一性が向上し，　その結果としてＴＴＶ　が小さくな
る。なお，　ＯＦの存在の影響が平面研削において小さ
く，　研磨したウエハにおいて顕著に現れる理由につい
ては現在のところ明らかではない。

【００２３】上記の結果から，　平面研削によれば，　
大多数の半導体ウエハの表面の平坦性をＴＴＶ　で１μ
ｍ　以下にすることができる。また，　粗さの小さい平
面砥石を用いることによって，　ウエハ表面に生じる結
晶歪みを少なくすることができる。したがって，　その
のちの化学的・機械的研磨は，　ウエハ表面の結晶歪み
を除去するのに必要充分な最低限の量を施せばよいこと
になる。また，　従来のようなラッピングおよび薬液を
用いるエッチングを実質的に省略することができる。

【００２４】図１においては，　上記平面研削，　およ
び，　これに引き続いて研磨が行われたのちのウエハに
ＯＦを形成する流れが示されているが，　平面研削によ
り平坦性のよい表面が形成されているために，　そのの
ちの鏡面仕上げにおける必要な研磨量が少なくてよい。このことは，　平面研削に引き続いてＯＦの形成を行い
，　そののちに研磨を行っても平坦性の劣化を充分小さ
く抑えることができることを意味している。あるいは，
厚さにして約１０μｍ　μｍ　粗研磨をＯＦ形成前に行
い，　ＯＦ形成後に厚さにして０．５　μｍ　程度の仕
上げ研磨を施す方法を採ってもよい。

【００２５】上記平面研削または研磨を行った半導体ウ
エハに対するＯＦの形成は次のようにして行えばよい。すなわち，通常，　ウエハをチップに切断するダイシン
グ工程と同様に，　ウエハの裏面に粘着テープを張り付
け，　このウエハを粘着テープを介してダイサーのステ
ージに真空吸着して固定したのち，　ダイサーのカッタ
ーを用いて円板状のウエハの端部を約５０ｍｍ／分の速
度でフルカットする。ウエハ当たりの切断時間は約１分
である。

【００２６】上記ＯＦの形成のための切断加工を容易に
するために，円板にスライスする前の半導体結晶インゴ
ットの側面に，切断位置を表示するためのマークを形成
しておいてもよい。このようなマークとしては，図９に
示すように，　インゴット１の円筒状に加工された側面
に，　例えば円筒の軸に平行な直線状の浅い溝（罫書き
）から成るマーク１１を形成する。マーク１１は，　イ
ンゴット１の結晶方位に関係付けて形成することは言う
までもない。また，　溝状のマーク１１の場合には，　
のちに半導体ウエハの側面が面取り加工を施された際に
消失せず，　かつ，　面取り後におけるウエハの有効円
形表面に達しない程度に，　できるだけ浅く形成してお
く。これにより，　前記平面研削や研磨において表面の
平坦性に対する影響をなくすことができる。このような
マークとして，　レーザビームを用いて溝を形成しても
よく，　また，　耐水性のインクを用いて罫線を描いて
もよい。さらに，　上記のような溝１１等のマークを，
　インゴット１側面に二本形成しておけば，　平面研削
または研磨された半導体ウエハの側面に残っているこれ
ら二つのマークを結ぶ線上を切断することによってＯＦ
を容易に形成できる。

【００２７】二枚の半導体ウエハを接合して成るＳＯＩ
基板を本発明により作製する工程について，図１０を参
照して説明する。図１における（ａ）〜（ｇ）　の工程
に従って少なくとも片面が化学的・機械的研磨された二
枚のシリコンウエハを用意する。なお，　これらのウエ
ハの側面に，結晶方位を表示するマークを前述のように
して形成しておく。

【００２８】次いで，　図１０Ａ　に示すように，　上
記二枚のシリコンウエハ２０または２１の少なくとも一
方のウエハの表面に，　例えば周知の熱酸化法により，
　図１０Ａ　に示すように厚さ約１μｍ　の酸化膜２２
を形成する。そして，　これらシリコンウエハ２０およ
び２１を，　前記研磨面が対向するように重ね合わせ，
　窒素ガス雰囲気中１１００℃で熱処理を施す。熱処理
の前に，シリコンウエハ２０と２１間にパルス電圧を印
加して接合力を高める方法も知られている。これにより
，　シリコンウエハ２０および２１は，酸化膜２２を介
して互いに強固に結合される。なお，　シリコンウエハ
２０と２１を重ね合わせるときに，　それぞれの側面に
残っている前記マーク１１を基準にして，　相互の結晶
方位を関係付けておく。図１０Ｂ　は重ね合わされたシ
リコンウエハ２０と２１の平面図であり，　円形の平坦
面と，　その周囲の面取り領域が示されている。

【００２９】次いで，　例えばシリコンウエハ２１を３
〜４μｍの厚さまで平面研削して，　さらに，　化学的
・機械的研磨を施す。これにより，　図１１Ｃ　に示す
ように，　シリコンウエハ２１の厚さを均一に２μｍ　
まで薄くする。そののち，　シリコンウエハ２０の側面
に残っている前記マーク１１を基準にして，図１１Ｄ　
の断面図に示すように，　シリコンウエハ２０および２
１を切断してＯＦ２１ａ　を形成する。図１１Ｅ　は，
　対応する平面図である。シリコンウエハ２１の側面に
おけるマーク１１は，　酸化膜２２の形成や前記平面研
削あるいは研磨により薄くする工程において消失してし
まう可能性がある。したがって，　シリコンウエハ２０
と２１を重ね合わせるときに，　上記のように前記マー
ク１１を基準にして相互の結晶方位を関係付けておけば
，　ＯＦ２１ａ　からシリコンウエハ２１の結晶方位を
知ることができる。このようにして，　絶縁層を介して
厚さ数１００　μｍ　のシリコンウエハにより支持され
た厚さ２μｍのシリコン単結晶層から成るＳＯＩ基板が
完成する。

【００３０】図１の工程に従って作製された半導体ウエ
ハ，　または，　図１０および図１１の工程にしたがっ
て作製されたＳＯＩ基板に，通常の工程に従って半導体
装置を形成する。その一実施例を，　上記ＳＯＩ基板を
用いた場合について説明する。図１２Ａ　は，　図１１
Ｄ　に示すＳＯＩ基板の部分拡大図である。この基板に
おける約２μｍ　に薄くされたシリコンウエハ２１に画
定された素子形成領域の周囲に分離領域２５を形成する
。分離領域２５は，　周知のＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ　
Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）　法によ
るフィールド酸化膜，　あるいは，酸化膜２２に達する
トレンチのような任意の構造であってよい。

【００３１】次いで，　素子形成領域ごとに分離された
シリコンウエハ２１の表面を熱酸化して，　図１２Ｂ　
に示すように，　厚さ約　２００Åのゲート絶縁膜２６
を形成する。そして，　周知のＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）技術およびリ
ソグラフ技術を用いて，　例えばポリシリコン層から成
るゲート電極２７を形成する。さらに，　ＳＯＩ基板表
面に，　所定の素子形成領域を表出するレジストマスク
２８を形成し，レジストマスク２８およびゲート電極２
７から表出するシリコンウエハ２１に，　例えば砒素（
Ａｓ）等の不純物をイオン注入してソース・ドレイン領
域２９を形成する。

【００３２】次いで，　図１２Ｃ　に示すように，　Ｓ
ＯＩ基板表面に，　例えば，　ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏ
ｓｉｌｉ−ｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）　から成る絶縁層３
０を形成し，　絶縁層３０の所定位置にコンタクトホー
ルを形成する。そののち，　絶縁層３０上にアルミニウ
ム層を堆積し，　これを周知のリソグラフ技術を用いて
パターニングして，　図示のように，　ゲート配線３１
およびソース・ドレイン電極３２を形成して，　ＳＯＩ
構造のＭＩＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ
−ｓｅ−ｍｉｎｃｏｄｕｃｔｏｒ　ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆ
ｅｃｔ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が完成する。

【００３３】上記ＳＯＩ基板に形成された前記ＯＦ２１
ａ　は，　上記リソグラフ工程におけるマスクとＳＯＩ
基板との位置合わせに必須であることは言うまでもない
。上記説明のような本発明に係る半導体ウエハの作製方
法によれば，　被加工物体の周囲に同じ厚さのダミー部
材を配置して研磨を行う従来から周知の方法に比べて容
易に大面積の表面を平坦化することができる。すなわち
，上記従来の方法においては，　ダミー部材は，　被加
工物体と同一の厚さと材質であることを要し，　かつ，
　このようなダミー部材を被加工物体の周囲に敷き詰め
るために多大の工数を必要とする。また，これらダミー
部材は再使用できない。したがって，　本発明は，　コ
ストおよび量産性の点において優れている。

【００３４】上記説明から明らかなように，　本発明の
半導体ウエハの作製方法は，　ウエハの寸法や材質に関
係なく有効である。また，　本発明に係るＳＯＩ基板は
，上記実施例のようにＭＩＳＦＥＴの製造のみならず，
　バイポーラトランジスタ，　または，ＭＩＳＦＥＴと
バイポーラとが混在するいわゆるＢｉ−ＭＯＳ構造の半
導体装置，　あるいは，これらから成る集積回路の製造
に適用可能であることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば，サブミクロンルールの
微細パターンの形成に応えることのできる平坦性のすぐ
れた半導体ウエハを収率よく作製でき，　高密度集積回
路の開発および実用化を促進する効果がある。また，　
貼り合わせ構造のＳＯＩ基板におけるウエハを均一に数
μｍ　以下に薄層化でき，ＳＯＩ構造の集積回路の開発
および実用化を促進する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による半導体ウエハ作製工程の一実
施例を説明するためのチャート

【図２】　　半導体ウエハを作製する従来の工程を説明
するためのチャート

【図３】　　平面研削を説明するための模式図

【図４】
　　平面研削による平坦性の向上を説明するためのグラ
フ

【図５】　　化学的・機械的研磨による平坦性の劣化を
示すグラフ

【図６】　　ＯＦが設けられていないウエハの化学的・
機械的研磨による平坦性の変化を示すグラフ

【図７】　
　ＯＦの存在によるウエハ表面の平坦性の劣化の一例を
示す模式的鳥瞰図

【図８】　　ＯＦの存在によるウエハ表面の平坦性の劣
化機構を説明するための模式的平面図

【図９】　　半導体結晶インゴットの側面に設けられる
マークの一例を示す模式的斜視図

【図１０】　　本発明によるＳＯＩ基板の作製工程を説
明するための模式的断面図（その１）

【図１１】　　本発明によるＳＯＩ基板の作製工程を説
明するための模式的断面図（その２）

【図１２】　　本発明に係る半導体ウエハを用いて成る
半導体装置の製造工程の一例を説明するための模式的断
面図

【符号の説明】

　　１　　インゴット　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　２５　　分離領域　　２，　１２　　　ウエハ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２６　　ゲート絶縁
膜　　３　　ステージ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２７　　ゲート電極　　４　　平面砥石　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２８　　レジストマ
スク　　１１　　マーク　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　２９　　ソース
・ドレイン領域　　１２ａ，　２１ａ　　オリエンテーションフラット
　　　　　　　　３０　　絶縁層　　２０，　２１　　シリコンウエハ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　３１　　ゲート配線　　２２　　酸化膜　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　３２　　ソース
・ドレイン電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　半導体結晶から成る円筒状の側面を有
するインゴットを形成する工程と，該インゴットをスラ
イスして半導体結晶円板を形成する工程と，　該円板の
少なくとも一つの円形表面に機械的力を加える処理を施
して該表面を平坦化する工程と，　該円形表面が平坦化
された円板の円周上の一部に切り欠き部を設けて外形を
非回転対称形状にする工程とを含むことを特徴とする半
導体ウエハの製造方法。
【請求項２】　　回転研削手段を用いて前記円板の円形
表面を平坦化することを特徴とする請求項１記載の半導
体ウエハの製造方法。
【請求項３】　　前記切り欠き部は前記円周上の二点を
結ぶ直線に沿って該円板を切断して成ることを特徴とす
る請求項１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項４】　　前記インゴットをスライスする工程に
先立って，前記インゴットの側面に該インゴットの回転
対称軸に平行な直線状のマークを設ける工程と，前記円
形表面が平坦化された円板の側面に残っている該マーク
を基準として前記切り欠き部を形成する工程とを更に含
むことを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハの製造
方法。
【請求項５】　　前記インゴットをスライスする工程に
先立って，前記インゴットの側面に該インゴットの回転
対称軸に平行な二本の直線状のマークを形成する工程と
，前記円形表面が平坦化された円板の側面に残っている
該二本のマークを基準として該円板を切断して前記切り
欠き部を形成する工程とを更に含むことを特徴とする請
求項１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項６】　　前記平坦化工程に先立って前記円板の
側面に前記マークを残し且つ平坦化すべき前記円形表面
には該マークが表出しないように該円板の側面に面取り
加工を施す工程を更に含むことを特徴とする請求項４ま
たは５記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項７】　　前記インゴットの側面にレーザビーム
を走査して前記マークを形成することを特徴とする請求
項４または５記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項８】　　前記平坦化された表面に鏡面仕上げを
施す工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体
ウエハの製造方法。
【請求項９】　　前記鏡面仕上げを化学的・機械的研磨
により行うことを特徴とする請求項８記載の半導体ウエ
ハの製造方法。
【請求項１０】　　請求項８記載の製造方法により製造
されて成る半導体ウエハの鏡面仕上げされた表面に不純
物を導入する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１１】　　半導体結晶から成る円筒状の側面を
有するインゴットを形成する工程と，該インゴットをスライスして半導体結晶円板を形成する
工程と，　二つの該円板の各々における少なくとも一円形表面を平
坦化する工程と，　該二つの円板の各々における前記平坦化された円形表面
に鏡面仕上げを施す工程と，該二つの円板の少なくとも一方における前記鏡面仕上げ
された表面に絶縁層を形成する工程と，　前記鏡面仕上
げされた表面を前記絶縁層を介して対向させた状態で該
二つの円板を接合する工程とを含むことを特徴とする半
導体ウエハの製造方法。
【請求項１２】　　前記二つの円板を各々の結晶方位が
所定の関係になるように対向させて接合することを特徴
とする請求項１１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項１３】　　前記インゴットをスライスする工程
に先立って前記インゴットの側面に該インゴットの回転
対称軸に平行な直線状のマークを設ける工程と，　前記
少なくとも一方の表面に絶縁層が形成された二つの円板
の各々の側面に残っている該マークを基準にして該二つ
の円板を前記対向状態にする工程とを更に含むことを特
徴とする請求項１１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項１４】　　前記二つの円板の各々のにおける一
円形表面を平坦化する工程に先立って各々の該円板の側
面に前記マークを残し且つ平坦化すべき前記円形表面に
は該マークが表出しないように該円板の側面に面取り加
工を施す工程を更に含むことを特徴とする請求項１３記
載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項１５】　　回転研削手段を用いて前記二つの円
板の各々における前記円形表面を平坦化することを特徴
とする請求項１１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項１６】　　前記鏡面仕上げを化学的・機械的研
磨により行うことを特徴とする請求項１１記載の半導体
ウエハの製造方法。
【請求項１７】　　前記接合された二つの円板の一方を
略一様な厚さに薄くする工程を更に含むことを特徴とす
る請求項１１記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項１８】　　回転研削手段を用いて前記一方の円
板を薄くすることを特徴とする請求項１７記載の半導体
ウエハの製造方法。
【請求項１９】　　前記薄くされた円板の表面に鏡面仕
上げを施すことを特徴とする請求項１７記載の半導体ウ
エハの製造方法。
【請求項２０】　　前記鏡面仕上げを化学的・機械的研
磨により行うことを特徴とする請求項１９記載の半導体
ウエハの製造方法。
【請求項２１】　　前記一方が薄くされた二つの円板の
少なくとも他方の前記円板における円周上の一部に切り
欠き部を設けて外形を非回転対称形状にする工程を更に
含むことを特徴とする請求項１８記載の半導体ウエハの
製造方法。
【請求項２２】　　前記切り欠き部は前記円周上の二点
を結ぶ直線に沿って前記二つの円板を切断して成ること
を特徴とする請求項２１記載の半導体ウエハの製造方法
。
【請求項２３】　　請求項１９記載の半導体ウエハにお
ける前記鏡面仕上げを施された表面に不純物を導入する
工程を更に含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
。
【請求項２４】　　請求項１７による半導体ウエハにお
ける前記薄くされた円板の前記円形表面に鏡面研磨を施
す工程と，　一方に前記鏡面研磨が施された前記二つの円板の各々に
おける円周上の一部に共通の切り欠き部を設けて外形を
非回転対称形状にする工程と，　該切り欠き部を基準にして該半導体ウエハの位置合わせ
を行う工程と，　該位置合わせが行われた該半導体ウエハにおける該鏡面
研磨を施された表面に不純物を導入する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。