JPH08107091A - Ｓｏｉ基板の製法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の製法Info
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- JPH08107091A JPH08107091A JP27417694A JP27417694A JPH08107091A JP H08107091 A JPH08107091 A JP H08107091A JP 27417694 A JP27417694 A JP 27417694A JP 27417694 A JP27417694 A JP 27417694A JP H08107091 A JPH08107091 A JP H08107091A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＯＩ基板の活性基板残留層をエッチングで
効率的に除去し、欠陥品の発生を少なくする。 【構成】 支持基板１として機能する半導体ウェハと、
活性基板２として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板２の周縁を面取りした後、面取り部の残留
層２ａをエッチングで除去するに際して、貼り合わせた
半導体ウェハを回転させ、活性基板上面の略中央から一
定の幅Ｗにわたって往復移動するノズル６から混酸を付
与する。混酸は、回転による遠心力で半導体ウェハの周
縁に押し流されて、残留層２ａをエッチングする。この
時、支持基板１の裏面に設けられたノズル７から窒素ガ
スを支持基板１の周側へと吹き付けて、混酸が支持基板
１の裏面に回り込むのを防止する。
効率的に除去し、欠陥品の発生を少なくする。 【構成】 支持基板１として機能する半導体ウェハと、
活性基板２として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板２の周縁を面取りした後、面取り部の残留
層２ａをエッチングで除去するに際して、貼り合わせた
半導体ウェハを回転させ、活性基板上面の略中央から一
定の幅Ｗにわたって往復移動するノズル６から混酸を付
与する。混酸は、回転による遠心力で半導体ウェハの周
縁に押し流されて、残留層２ａをエッチングする。この
時、支持基板１の裏面に設けられたノズル７から窒素ガ
スを支持基板１の周側へと吹き付けて、混酸が支持基板
１の裏面に回り込むのを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、支持基板として機能す
る半導体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェ
ハとを貼り合わせて、活性基板の周縁を面取りした後、
テラス残留層をエッチングで除去するＳＯＩ基板の製法
に関するものである。
る半導体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェ
ハとを貼り合わせて、活性基板の周縁を面取りした後、
テラス残留層をエッチングで除去するＳＯＩ基板の製法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高性能の半導体ディバイス用基板
として、高耐圧性や高速性などの点からＳＯＩ基板が要
求される。この種の要求を満たす大面積で結晶欠陥の少
ないＳＯＩ基板は、２枚のウェハを貼り合わせて比較的
容易に作れる。貼り合わせは、一般的には図２に示す工
程で行われる。先ず図２（イ）に示すように、支持基板
１となる半導体ウェハの接合面を鏡面仕上げした後、熱
処理して酸化膜３を形成する。次に活性基板２の接合面
を鏡面仕上げして重ね合わせる。この両基板１、２の鏡
面仕上げ面を洗浄、親水処理、乾燥した直後、まだ親水
性を保持した状態で接合し、再度熱処理して、図２
（ロ）に示すように、接合面を貼着するとともに、活性
基板２も酸化膜４でおおわれたＳＯＩ原基板を得る。こ
の時、接合面の酸化膜３が中間酸化膜層３ａとなる。熱
処理は親水性を保った状態で行われるので、残留水酸基
や水素イオンが接合面の外周に集まって気泡となり、周
縁に不完全接着部（ボイド）が発生する（図示しな
い）。不完全接着部は他の部位より強度が落ちるので、
後の工程でチッピングやパーティクル発生の原因とな
る。このため、図２（ハ）に示すように、不完全接着部
を含む活性基板２の周縁部を研削して面取りする。面取
は、研削時中間酸化膜３ａを傷つけないように、厚さ数
１０μｍ程度の活性基板２ａを残して行う。面取り部の
テラス残留層２ａは、ＳＯＩ原基板１をキャリヤに装填
してエッチング液に浸漬して、図２（ニ）に示すように
除去する。活性基板２は、図２（ホ）に示すように、所
定の厚さまで研削や研磨で薄膜化する。支持基板１の酸
化膜３は図２（ヘ）に示すように、フッ化水素溶液で除
去する。最後に活性基板２を研磨してさらに薄膜化し、
図２（ト）に示すＳＯＩ基板を得る。
として、高耐圧性や高速性などの点からＳＯＩ基板が要
求される。この種の要求を満たす大面積で結晶欠陥の少
ないＳＯＩ基板は、２枚のウェハを貼り合わせて比較的
容易に作れる。貼り合わせは、一般的には図２に示す工
程で行われる。先ず図２（イ）に示すように、支持基板
１となる半導体ウェハの接合面を鏡面仕上げした後、熱
処理して酸化膜３を形成する。次に活性基板２の接合面
を鏡面仕上げして重ね合わせる。この両基板１、２の鏡
面仕上げ面を洗浄、親水処理、乾燥した直後、まだ親水
性を保持した状態で接合し、再度熱処理して、図２
（ロ）に示すように、接合面を貼着するとともに、活性
基板２も酸化膜４でおおわれたＳＯＩ原基板を得る。こ
の時、接合面の酸化膜３が中間酸化膜層３ａとなる。熱
処理は親水性を保った状態で行われるので、残留水酸基
や水素イオンが接合面の外周に集まって気泡となり、周
縁に不完全接着部（ボイド）が発生する（図示しな
い）。不完全接着部は他の部位より強度が落ちるので、
後の工程でチッピングやパーティクル発生の原因とな
る。このため、図２（ハ）に示すように、不完全接着部
を含む活性基板２の周縁部を研削して面取りする。面取
は、研削時中間酸化膜３ａを傷つけないように、厚さ数
１０μｍ程度の活性基板２ａを残して行う。面取り部の
テラス残留層２ａは、ＳＯＩ原基板１をキャリヤに装填
してエッチング液に浸漬して、図２（ニ）に示すように
除去する。活性基板２は、図２（ホ）に示すように、所
定の厚さまで研削や研磨で薄膜化する。支持基板１の酸
化膜３は図２（ヘ）に示すように、フッ化水素溶液で除
去する。最後に活性基板２を研磨してさらに薄膜化し、
図２（ト）に示すＳＯＩ基板を得る。
【０００３】従来、ＳＯＩ原基板における活性基板２の
残留層２ａを除去するエッチングは浸漬によっていた。
この場合、基板全体をエッチング液に浸漬する関係上、
シリコン（Ｓｉ）と酸化膜（ＳＩＯ２）の腐食選択比の
大きいエッチング液を使用しなければならず、これまで
はアルカリ金属の水酸化溶液、例えば水酸化カリウム溶
液を用いていた。しかしながら、アルカリ金属の水酸化
溶液は、前記選択比が大きい代わりに、エッチングレー
トが遅く生産性が悪かった。またＳＯＩ基板の絶縁膜と
なる中間酸化膜層３ａの薄膜化に伴い、活性基板残留層
２ａが完全に除去される前に支持基板１の酸化膜３が溶
解され、支持基板１のテラスの円周方向にＶ溝が発生し
易く、裏面のキズも助長し勝ちであった。したがってこ
れらに起因する欠陥不良品が多く、歩留まりの低下をも
たらしていた。逆に言えばこのことが中間酸化膜の一層
の薄膜化による高性能ＳＯＩ基板の製造を阻害してい
た。さらに、アルカリ金属水酸化物は、アルカリ金属が
熱処理で不純物として発散するおそれもあった。またこ
の浸漬法でエッチングレートの速い酸を使用すると、活
性基板２の残留層２ａのみならず、酸化膜３及び４が腐
食されるおそれがあった。
残留層２ａを除去するエッチングは浸漬によっていた。
この場合、基板全体をエッチング液に浸漬する関係上、
シリコン（Ｓｉ）と酸化膜（ＳＩＯ２）の腐食選択比の
大きいエッチング液を使用しなければならず、これまで
はアルカリ金属の水酸化溶液、例えば水酸化カリウム溶
液を用いていた。しかしながら、アルカリ金属の水酸化
溶液は、前記選択比が大きい代わりに、エッチングレー
トが遅く生産性が悪かった。またＳＯＩ基板の絶縁膜と
なる中間酸化膜層３ａの薄膜化に伴い、活性基板残留層
２ａが完全に除去される前に支持基板１の酸化膜３が溶
解され、支持基板１のテラスの円周方向にＶ溝が発生し
易く、裏面のキズも助長し勝ちであった。したがってこ
れらに起因する欠陥不良品が多く、歩留まりの低下をも
たらしていた。逆に言えばこのことが中間酸化膜の一層
の薄膜化による高性能ＳＯＩ基板の製造を阻害してい
た。さらに、アルカリ金属水酸化物は、アルカリ金属が
熱処理で不純物として発散するおそれもあった。またこ
の浸漬法でエッチングレートの速い酸を使用すると、活
性基板２の残留層２ａのみならず、酸化膜３及び４が腐
食されるおそれがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
問題点を解決したもので、エッチングレートの速い酸の
使用を可能にした生産性の高い高品位のＳＯＩ基板の製
法を提供することを目的としている。
問題点を解決したもので、エッチングレートの速い酸の
使用を可能にした生産性の高い高品位のＳＯＩ基板の製
法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成した本発
明のＳＯＩ基板の製法は、支持基板として機能する半導
体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェハとを
貼り合わせ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部
の残留層をエッチングで除去し、ＳＯＩ基板を製作する
に際して、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸
を活性基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動し
ながら付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁
に押し流して、面取り部の残留層をエッチングするよう
にしたことを特徴としている。
明のＳＯＩ基板の製法は、支持基板として機能する半導
体ウェハと、活性基板として機能する半導体ウェハとを
貼り合わせ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部
の残留層をエッチングで除去し、ＳＯＩ基板を製作する
に際して、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸
を活性基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動し
ながら付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁
に押し流して、面取り部の残留層をエッチングするよう
にしたことを特徴としている。
【０００６】混酸には、フッ化水素酸、硝酸、硫酸及び
正リン酸の４種の酸を含むものを使用する。使用する酸
の濃度としては、例えばフッ化水素５０％、硝酸７０
％、硫酸９６％、正リン酸８５％程度のものを用いる。
酸の混合比は、任意に選択すればよい。
正リン酸の４種の酸を含むものを使用する。使用する酸
の濃度としては、例えばフッ化水素５０％、硝酸７０
％、硫酸９６％、正リン酸８５％程度のものを用いる。
酸の混合比は、任意に選択すればよい。
【０００７】半導体ウェハの回転は、回転台の真空チャ
ックで三方あるいは四方から吸着して行う。また半導体
ウェハの裏面から周側に向けて不活性ガスを吹き付け、
混酸が支持基板の裏面に回り込むのを防止するのが望ま
しい。
ックで三方あるいは四方から吸着して行う。また半導体
ウェハの裏面から周側に向けて不活性ガスを吹き付け、
混酸が支持基板の裏面に回り込むのを防止するのが望ま
しい。
【０００８】
【作用】本発明では、エッチングレートの速い混酸の使
用により生産性が向上する。ちなみに、Ｓｉのエッチン
グレートは、浸漬法のエッチング液に使用する水酸化カ
リウムで１．１μｍ／ｍｉｎ、本発明の混酸で１０〜４
０μｍ／ｍｉｎとなる。混酸の付与は、装置の機構上の
制約から活性基板上面中央部から行うが、半導体ウェハ
を回転させるスピンエッチングにより、混酸は回転遠心
力で周縁に押し流され、活性基板の周縁面取り部の残留
層を効率よく腐食する。また、混酸の付与を一点で行わ
ず、活性基板の中心から一定幅にわたって移動させなが
ら行うことにより、エッチングレートの速い混酸を使用
しているにもかかわらず、活性基板の酸化膜が部分的に
残留層のシリコンより早く腐食されるおそれはない。
用により生産性が向上する。ちなみに、Ｓｉのエッチン
グレートは、浸漬法のエッチング液に使用する水酸化カ
リウムで１．１μｍ／ｍｉｎ、本発明の混酸で１０〜４
０μｍ／ｍｉｎとなる。混酸の付与は、装置の機構上の
制約から活性基板上面中央部から行うが、半導体ウェハ
を回転させるスピンエッチングにより、混酸は回転遠心
力で周縁に押し流され、活性基板の周縁面取り部の残留
層を効率よく腐食する。また、混酸の付与を一点で行わ
ず、活性基板の中心から一定幅にわたって移動させなが
ら行うことにより、エッチングレートの速い混酸を使用
しているにもかかわらず、活性基板の酸化膜が部分的に
残留層のシリコンより早く腐食されるおそれはない。
【０００９】
【実施例Ｉ】図１において、支持基板１には接合面をあ
らかじめ鏡面仕上げの後、酸化膜３が形成されている。
支持基板１の上には、活性基板２が接合されている。活
性基板２は、接合面をあらかじめ鏡面仕上げして支持基
板１に、図２（イ）に示すように重ね、図２（ロ）に示
すように酸化膜を形成して、図２（ハ）に示すように研
削して面取りしてある。２ａは面取り後の活性基板テラ
ス残留層であり、３ａは接合面の中間酸化膜層を示す。
らかじめ鏡面仕上げの後、酸化膜３が形成されている。
支持基板１の上には、活性基板２が接合されている。活
性基板２は、接合面をあらかじめ鏡面仕上げして支持基
板１に、図２（イ）に示すように重ね、図２（ロ）に示
すように酸化膜を形成して、図２（ハ）に示すように研
削して面取りしてある。２ａは面取り後の活性基板テラ
ス残留層であり、３ａは接合面の中間酸化膜層を示す。
【００１０】活性基板２のテラス残留層２ａのエッチン
グには、エッチング液としてエッチングレートの速い混
酸を使用する。このためエッチングは、エッチング液へ
の基板の浸漬に代えて、ノズル６から活性基板２へエッ
チング液を付与して行う。エッチング液は、理想的には
活性基板１のテラス残留層２ａに対してのみ付与すれば
よいが、装置の機構的制約から活性基板１の中央部から
行う。このため本発明では、支持基板１の周側を回転台
（図示せず）の真空チャック５で吸着支持し、ＳＯＩ原
基板全体を回転させながら、混酸を回転中の活性基板２
の上方中央部に設けられたノズル６から付与する。回転
速度は８００〜１，２００ｒｐｍ、特に１，０００ｒｐ
ｍが望ましい。真空チャックは３〜４ヶ所程度設ける。
ノズル６は一定の幅Ｗだけ往復移動できるようにし、混
酸が活性基板１の一点に集中し、その部分の酸化膜４を
テラス残留層２ａより早く腐食するのを防止する。付与
された混酸は、回転による遠心力で活性基板１の周縁に
押し流され、テラス残留層２ａを効率よく腐食し、図２
（ロ）に示すように除去する。最終的には、テラスのＳ
ｉ残厚は１００μｍ以下となる。この時、窒素ガス７を
支持基板１の裏面から周側へと吹き付けて、混酸が支持
基板１の裏面に回り込むのを防止する。
グには、エッチング液としてエッチングレートの速い混
酸を使用する。このためエッチングは、エッチング液へ
の基板の浸漬に代えて、ノズル６から活性基板２へエッ
チング液を付与して行う。エッチング液は、理想的には
活性基板１のテラス残留層２ａに対してのみ付与すれば
よいが、装置の機構的制約から活性基板１の中央部から
行う。このため本発明では、支持基板１の周側を回転台
（図示せず）の真空チャック５で吸着支持し、ＳＯＩ原
基板全体を回転させながら、混酸を回転中の活性基板２
の上方中央部に設けられたノズル６から付与する。回転
速度は８００〜１，２００ｒｐｍ、特に１，０００ｒｐ
ｍが望ましい。真空チャックは３〜４ヶ所程度設ける。
ノズル６は一定の幅Ｗだけ往復移動できるようにし、混
酸が活性基板１の一点に集中し、その部分の酸化膜４を
テラス残留層２ａより早く腐食するのを防止する。付与
された混酸は、回転による遠心力で活性基板１の周縁に
押し流され、テラス残留層２ａを効率よく腐食し、図２
（ロ）に示すように除去する。最終的には、テラスのＳ
ｉ残厚は１００μｍ以下となる。この時、窒素ガス７を
支持基板１の裏面から周側へと吹き付けて、混酸が支持
基板１の裏面に回り込むのを防止する。
【００１１】次いで、活性基板２は常法により、図２
（ホ）に示すように、所定の厚さまで研削や研磨で薄膜
化する。支持基板１の酸化膜３は、図２（ヘ）に示すよ
うに、フッ化水素溶液で除去する。最後に活性基板２は
研磨してさらに薄膜化し、図２（ト）に示すＳＯＩ基板
を得る。
（ホ）に示すように、所定の厚さまで研削や研磨で薄膜
化する。支持基板１の酸化膜３は、図２（ヘ）に示すよ
うに、フッ化水素溶液で除去する。最後に活性基板２は
研磨してさらに薄膜化し、図２（ト）に示すＳＯＩ基板
を得る。
【００１２】
【発明の効果】本発明のスピンエッチング法によれば従
来の浸漬法に比べ次の利点がある。 （１）．エッチングレートの速い混酸を使用することが
でき、生産性が高い。一枚当たりの加工時間では、搬送
時間を含めても約１２０分である。 （２）．エッチング液を活性基板上面から移動させなが
ら付与するので、エッチングレートの速い混酸でも、活
性基板の酸化膜（ＳｉＯ２）がテラス部のＳｉ残留層よ
り部分的に早く腐食され、欠陥品となるおそれがない。 （３）．不活性ガスの付与により、支持基板の裏面に混
酸が回り込むことがないので、キズができたり助長され
ることがない。
来の浸漬法に比べ次の利点がある。 （１）．エッチングレートの速い混酸を使用することが
でき、生産性が高い。一枚当たりの加工時間では、搬送
時間を含めても約１２０分である。 （２）．エッチング液を活性基板上面から移動させなが
ら付与するので、エッチングレートの速い混酸でも、活
性基板の酸化膜（ＳｉＯ２）がテラス部のＳｉ残留層よ
り部分的に早く腐食され、欠陥品となるおそれがない。 （３）．不活性ガスの付与により、支持基板の裏面に混
酸が回り込むことがないので、キズができたり助長され
ることがない。
【図１】本発明に係わるＳＯＩ基板の製法の一例を模式
的に示す側断面図である。
的に示す側断面図である。
【図２】一般的なＳＯＩ基板製造プロセスにおけるＳＯ
Ｉ基板中間品の推移を示す側断面図である。
Ｉ基板中間品の推移を示す側断面図である。
１……支持基板 ２……活性基板 ２ａ…残留層 ３……酸化膜 ３ａ…中間酸化膜層 ４……酸化膜 ５……真空チャック ６……混酸ノズル ７……窒素ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福永 寿也 宮崎県宮崎郡清武町大字木原1112番地 九 州コマツ電子株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 支持基板として機能する半導体ウェハ
と、活性基板として機能する半導体ウェハとを貼り合わ
せ、活性基板の周縁を面取りした後、面取り部の残留層
をエッチングで除去し、ＳＯＩ基板を製作するに際し
て、貼り合わせた半導体ウェハを回転させ、混酸を活性
基板上面の略中央から一定の幅にわたって移動しなから
付与し、回転による遠心力で半導体ウェハの周縁に押し
流して、面取り部の残留層をエッチングするようにした
ＳＯＩ基板の製法。 - 【請求項２】 混酸がフッ化水素酸、硝酸、硫酸及び正
リン酸を含む請求項１記載のＳＯＩ基板の製法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27417694A JPH08107091A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ｓｏｉ基板の製法 |
| TW85100488A TW303484B (ja) | 1994-09-30 | 1996-01-16 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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