贴合晶圆的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种贴合晶圆的制造方法，其利用离子注入剥离法，典型上设及一种 利用下述方式来制造贴合晶圆的方法:使注入氨离子等之后的娃晶圆与作为支持基板的其 它的晶圆贴紧后，施加热处理来进行剥离。
【背景技术】
[0002] 作为SOI晶圆（绝缘层上覆娃晶圆）的制造方法，对已进行注入离子的晶圆进行贴 合后进行剥离来制造 SOI晶圆的方法(被称为"离子注入剥离法"或"智能剥离（乂7- h SMART-CUT)法"（注册商标））广受注目。
[0003] 在该方法中，例如在两片娃晶圆之中，在至少其中一片上形成氧化膜，并且由一片 娃晶圆（接合晶圆，bond wafer)的上表面注入氨离子或稀有气体离子，在该晶圆的内部形 成离子注入层(又称为"微气泡层"）。
[0004] 接下来，将注入离子后的娃晶圆的表面，隔着氧化膜贴合在另一片娃晶圆（基底晶 圆）的表面上。对于贴合后的运两片晶圆，通过在热处理炉内进行Wl〇°C/分钟左右慢慢地 升溫并W设定溫度保持特定时间的热处理，将离子注入层作为劈开面(cleavage plane)来 使接合晶圆剥离而形成贴合晶圆。进一步，通过对该贴合晶圆施加高溫热处理（结合热处 理），将从接合晶圆剥离下来的SOI层与基底晶圆牢固地结合，而制成SOI晶圆（例如，参照专 利文献1)。
[0005] 在利用离子注入剥离法来制造贴合晶圆的情况下，一般而言，用来形成薄膜的接 合晶圆与作为支持基板的基底晶圆，两者是具有相同晶体取向的晶圆，且使用一种表示晶 体取向的切口部(又称为凹槽或定位平面)也形成于同一位置的晶圆，并隔着氧化膜来互相 贴合而形成SOI晶圆或不隔着氧化膜来互相贴合而形成直接接合晶圆。
[0006] 接合晶圆与基底晶圆的贴合，通常是在室溫进行，使两者的切口部一致并贴合后， 施加剥离热处理，并在离子注入层将接合晶圆剥离而制作贴合晶圆。
[0007] 现有技术文献 [000引专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利公开平成5-211128号公报
【发明内容】
[0010](-)要解决的技术问题
[0011] 然而，在根据剥离热处理所实行的利用离子注入层的剥离中，会有下述问题:剥离 是从剥离开始位置起，慢慢地持续进行剥离，但若在剥离途中有凹槽运样形状上的变化存 在，则在该位置上剥离的进行速度会有差异，从而产生看起来像是横跨较宽范围的刮痕 (scratch)运样的断层状的薄膜上的缺陷（W下称为巨大断层缺陷）。
[0012] 本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种贴合晶圆的制造方 法，该制造方法在利用离子注入剥离法来形成SOI层等薄膜时，能够降低在刚剥离后的薄膜 表面上所产生巨大断层缺陷。
[OOK](二很术方案
[0014] 为了解决上述问题，本发明中提供一种贴合晶圆的制造方法，其由接合晶圆的表 面对氨离子、稀有气体离子或运些离子的混合气体离子进行离子注入，在晶圆内部形成离 子注入层，再将所述接合晶圆的已注入离子的表面与基底晶圆的表面贴合后，利用热处理 炉来进行已贴合的晶圆的剥离热处理，由此在所述离子注入层使所述接合晶圆剥离而形成 贴合晶圆，其中：
[0015] 使用具有切口部的晶圆作为所述接合晶圆和所述基底晶圆，在所述离子注入时， 设定进行所述离子注入的离子注入机和离子注入条件中的任一者或两者，使得在所述接合 晶圆的剥离时，已贴合的所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置， 位于从所述接合晶圆的剥离开始位置起〇±30度或180±30度的范围内。
[0016] 若是运样的贴合晶圆的制造方法，在向接合晶圆注入离子时，有意地设定剥离开 始位置，可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置位于从接合晶 圆的剥离开始位置起〇±30度或180±30度的范围内，因此，在剥离时，能在剥离途中避开切 口部的存在，能够降低巨大断层缺陷的产生。
[0017] 另外，优选在所述离子注入时，W下述方式将所述接合晶圆配置于所述离子注入 机:使所述接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，成为因进行离子注入 的离子注入机和离子注入条件而导致特定离子注入损伤，在接合晶圆面内相对较大的位 置。
[0018] 运样，通过使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置成为离子注 入的损伤在接合晶圆面内相对较大的位置，从而能够将该位置设成剥离开始位置。
[0019] 另外，优选在所述离子注入时，相较于其它位置的离子注入量，增加所述接合晶圆 的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置的离子注入量。
[0020] 由于在离子注入量多的位置上会促进剥离而能W短时间的热处理使剥离进展，因 此相较于其它位置的粒子注入量，增加接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的 位置的离子注入量，从而能够使接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置成 为剥离开始位置。
[0021 ]另外，优选在所述离子注入时，将所述接合晶圆配置于散热座上，且使所述接合晶 圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，与在离子注入时的所述散热座的热传导 在所述接合晶圆面内相对较低的位置一致。
[0022] 由于在散热座的热传导低的位置上，冷却效率下降，因此在离子注入时变为高溫， 离子注入的损伤变大。通过将接合晶圆的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置与散 热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置一致，从而能够将该位置设成离子注入时在 接合晶圆面内相对高溫，且能将该位置作为使其离子注入的损伤在接合晶圆面内相对较大 的位置。由此，能将切口部的位置或切口部的位置+180度的位置设成剥离开始位置。
[0023] 另外，优选所述散热座的热传导在所述接合晶圆面内相对较低的位置，是将材质 设成相较于其它部分的热传导率较低的材质的部分。
[0024] 由此，能够形成散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置。
[0025] 另外，优选所述散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置，是将厚度设成 相较于其它部分的厚度较厚的部分。
[0026] 由此，能够形成散热座的热传导在接合晶圆面内相对较低的位置。
[0027] 另外，优选在所述剥离热处理时，W下述方式将所述已贴合的晶圆配置于所述热 处理炉内：使所述接合晶圆和所述基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位 置+180度的位置，成为在所述已贴合的晶圆面内相对高溫的位置。
[0028] 剥离热处理时，由于在已贴合的晶圆面内变得高溫的位置上会变得易于剥离，因 此通过下述方式配置于热处理炉内：使接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位 置或切口部的位置+180度的位置，成为在已贴合的晶圆面内相对高溫的位置，从而能够将 接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口部的位置或切口部的位置+180度的位置，设成 剥离开始位置。
[0029] 另外，优选所述切口部是凹槽。
[0030] 若是具有凹槽的晶圆，由于凹槽能被设成晶圆彼此贴合时的位置的基准，因此变 得容易贴合。另外，近年来的大直径晶圆上多设有凹槽，本发明能对应具有运种凹槽的大直 径晶圆的贴合。
[003。（立巧益效果
[0032] 如上所述，若是本发明的贴合晶圆的制造方法，由于能在向接合晶圆注入离子时 特意地设定剥离开始位置，因此可使已贴合的接合晶圆和基底晶圆的任一者或两者的切口 部的位置位于从接合晶圆的剥离开始位置起〇±30度或180±30度的范围内，由此，在剥离 时，能在剥离途中避开切口部的存在，从而能降低巨大断层缺陷的产生。此外，剥离热处理 时，通过将离子注入时所形成的成为剥离开始位置的位置，设在晶圆面内变得相对高溫的 位置，由此能将剥离开始位置更确实地设在所希望的位置上。
【附图说明】
[0033] 图1是表示本发明的贴合晶圆的制造方法的实施方式一例的流程图。
[0034] 图2是将凹槽的位置设在离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置的例子 (实施例1)的示意图。
[0035] 图3是将凹槽的位置与离子注入损伤在接合晶圆面内相对较大的位置错开的例子 (比较例2)的示意图。
[0036] 图4是使凹槽的位置与成为热处理炉内的高溫区域的位置一致来进行剥离热处理 的例子(实施例2)的示意图。
[0037] 图5是通过批量式离子注入机来增加凹槽部的离子注入量的例子(实施例3)的示 意图。
[0038] 图6是通过单片式离子注入机，（i)对晶圆整个表面进行离子注入后，（ii)对凹槽 部进行追加注入，而增加凹槽部的离子注入量的例子(实施例4)的示意图。
[0039] 图7是利用（iii)使碳浓度局部下降的散热座橡胶，并（iv)使凹槽与碳浓度低的位 置一致来设置晶圆的例子(实施例5)的示意图。
[0040] 图8是利用(V)使碳浓度局部下降的散热座橡胶，并(Vi)将凹槽与碳浓度低的位置 错开来设置晶圆的例子(比较例2)的示意图。
[0041 ]图9是表示产生巨大断层缺陷的机制的示意图。
【具体实施方式】
[0042] 如上所述，要求开发出一种贴合晶圆的制造方法，其在利用离子注入剥离法来形 成SOI层等薄膜时，能降低在刚剥离后的薄膜表面上所产生的巨大断层缺陷的产生。
[0043] 图9是表示产生巨大断层缺陷的机制的示意图。在通过剥离热处理所实行的在离 子注入层进行剥离中，剥离是从剥离开