贴合晶圆的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用离子注入剥离法来实施的贴合晶圆的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为SOI晶圆的制造方法，尤其是作为一种可达到尖端集成电路的高性能化的薄 膜SOI晶圆的制造方法，将离子注入后的接合晶圆与基底晶圆贴合后加以剥离来制造 SOI晶 圆的方法(离子注入剥离法，也称为智切法（只7-卜力分法）（登录商标)的技术)备受关注。
[0003] 该离子注入剥离法是指，在两片硅晶圆中的至少一片形成氧化膜，并从另一片的 硅晶圆(接合晶圆）的上面注入氢离子或稀有气体离子等气体离子，而在该晶圆内部形成离 子注入层(也称为微小气泡层或封入层）。然后，将有离子注入的面隔着氧化膜与另一片的 硅晶圆（基底晶圆）贴合，然后施加热处理(剥离热处理)并将微小气泡层作为劈开面将一方 的晶圆（接合晶圆）剥离成薄膜状。进一步，施加热处理（结合热处理)使贴合面牢固地结合 来制造 SOI晶圆（参照专利文献1)。在该阶段，劈开面(剥离面)成为SOI层的表面，较容易得 到S0I膜厚较薄且均匀性高的S0I晶圆。
[0004] 然而，在剥离后的S0I晶圆表面，存在有起因于离子注入所导致的损伤层，另外，表 面粗度比通常的硅晶圆的镜面大。因此，在离子注入剥离法中，需要去除这样的损伤层和表 面粗度。
[0005] 以往，为了去除该损伤层等，在结合热处理后的最终工序中，实施被称为接触抛光 (夕！二；touch polish)这样的研磨裕度极少的镜面研磨(切削裕度：100nm左右）。 然而，若对S0I层进行包含机械加工性要素的研磨，则因研磨的切削裕度不均，会有使通过 氢离子等的注入与剥离所实现的S0I层的膜厚均匀性恶化这样的问题。
[0006] 作为解决这种问题的方法，取代上述的接触抛光，开始采用实施高温热处理来改 善表面粗度的平坦化处理。
[0007] 例如，在专利文献2中，提出一种如下所述的技术，该技术在剥离热处理后(或结合 热处理后），在不研磨S0I层的表面的情况下，在包含氢的还原性气氛下施加热处理(快速加 热/快速冷却热处理(RTA处理））。
[0008] 此处，如专利文献2的（0065)段落所述，对剥离后的S0I层表面(剥离面)实施热处 理前，为了避免由于微粒或杂质等所造成的污染，需要实施所谓的RCA清洗的公知的湿式清 洗。
[0009] 另外，在专利文献3的（0050)段落中，记载着:在通过离子注入剥离法来制作在平 台部(基底晶圆露出的晶圆周边部分)具有氧化膜的S0I晶圆的情况下，由于在接合晶圆剥 离时硅薄片会附着在平台部的氧化膜上，因此该硅薄片会因之后的磊晶成长而成为微粒污 染等的原因，因此为了避免该状况，在磊晶成长前，作为去除存在于平台部上的硅薄片的清 洗工序，进行SCI清洗或HF (氢氟酸)清洗等湿式清洗。
[0010] 另外，在专利文献2、3所述的湿式清洗中，通常是采用一种清洗方式，该清洗方式 是在清洗液中施加超声波振动，通过该振动作用来将微粒污染物从被清洗物去除(超声波 清洗)（参照专利文献4、5)。
[0011]现有技术文献 [0012]专利文献
[0013] 专利文献1:日本专利公开平成5-211128号公报 [0014]专利文献2:日本专利公开平成11-307472号公报 [0015] 专利文献3:日本专利公开2009-027124号公报 [0016] 专利文献4:日本专利公开2013-021160号公报 [0017] 专利文献5:日本专利公开2012-151320号公报
【发明内容】
[0018] (一)要解决的技术问题
[0019] 如上所述，离子注入剥离法中制作贴合晶圆时，刚剥离后的贴合晶圆因贴合面的 结合强度并不充分，作为刚剥离后的工序，需要进行提高结合强度的热处理(结合热处理）。 实施像这样使用热处理炉的热处理前，为了避免微粒或杂质等导致热处理炉的污染，需要 进行被称为RCA清洗的湿式清洗。
[0020] 根据专利文献3的记载，已知刚剥离后的贴合晶圆的平台部附着有硅薄片等的微 粒，为了有效地去除该微粒，在磊晶成长前的湿式清洗中，在清洗槽施加微粒去除效果高的 超声波来进行清洗。由此，可有效地去除硅薄片等的微粒来源，不对后续工序造成不良影响 而可进行制造工序。
[0021] 然而，发明人等经研究发现，若施加超声波进行清洗，虽可去除刚剥离后的原本附 着的如硅薄片的尺寸较大的微粒(90nm以上），另一方面，会从残留有离子注入损伤的剥离 面新产生尺寸较小的微粒(65nm左右）。
[0022] -般来说，当清洗槽的清洗液中的微粒等级超过预先设定的管理值，或者进行特 定量的处理后，会进行槽清洗。槽清洗是在清洗槽内使纯水溢流来进行。
[0023]然而，发明人等经研究发现，65nm左右的微粒难以通过溢流从清洗槽排除，一旦被 污染则难以减少，使槽清洗所需时间极度增加，结果发生使清洗线的生产性降低的问题。 [0024]另外，在剥离热处理后进行的牺牲氧化处理或经由气相蚀刻的剥离面的平坦化处 理前所进行的清洗中，也将发生同样的问题。
[0025]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种贴合晶圆的制造方法，在 残留离子注入的损伤的剥离面露出于表面的贴合晶圆的清洗工序中，通过不使剥离面产生 65nm左右的微粒，可实现利用检测并管理65nm以上的微粒的清洗线的清洗。
[0026](二)技术方案
[0027]为了实现上述目的，本发明提供一种贴合晶圆的制造方法，该制造方法具有下述 工序:将氢离子、稀有气体离子中的至少一种气体离子离子注入接合晶圆的表面来形成离 子注入层的工序;将所述接合晶圆的离子注入后的表面与基底晶圆的表面直接或隔着绝缘 膜贴合的工序；以所述离子注入层作为剥离面，将所述接合晶圆的一部分剥离来制作在所 述基底晶圆上具有薄膜的贴合晶圆的工序;实施所述薄膜的减厚加工的工序;所述贴合晶 圆的制造方法的特征在于，实施所述薄膜的减厚加工的工序包含通过牺牲氧化处理或气相 蚀刻来实施所述薄膜的减厚加工的阶段，并且，在将要实施所述薄膜的减厚加工的工序前， 具有清洗所述贴合晶圆的第一清洗工序，该贴合晶圆的所述剥离面露出于表面，所述第一 清洗工序包含将所述贴合晶圆依序浸渍于多个清洗槽中来实施清洗的进行湿式清洗的阶 段，并且，在该湿式清洗的全部的清洗槽，均在不施加超声波的情况下来实施清洗。
[0028] 这样，在贴合晶圆的清洗工序中，该贴合晶圆的露出于表面的剥离面残留有离子 注入所造成的损伤，在将要实施减厚加工的工序前的清洗，在全部的清洗槽均在不施加超 声波的情况下来实施清洗，由此，能不会使65nm左右的微粒从剥离面发生，可实现依据检测 65nm以上的微粒并加以管理的清洗线来实施的清洗。另外，然后，若不排入其他工序而通过 牺牲氧化处理或气相蚀刻所进行的薄膜减厚加工来实施薄膜的平坦化，则可去除65nm左右 的微粒产生来源也就是剥离面的损伤残留部，故能够抑制在后续工序中发生微粒。
[0029] 此时，在所述第一清洗工序前，可具有第二清洗工序，该第二清洗工序实施施加超 声波的湿式清洗。
[0030] 这样，在实施不施加超声波的湿式清洗的第一清洗工序前，插入实施施加了超声 波的湿式清洗的第二清洗工序，由此，能够抑制90nm以上的尺寸较大的微粒去除不充分的 情况，该微粒是附着于刚剥离后的贴合晶圆的平台部上的硅薄片等。
[0031] 另外，在所述第一清洗工序前，可具有第三清洗工序，该第三清洗工序利用物理性 作用来实施清洗。
[0032] 如此，在实施不施加超声波的湿式清洗的第一清洗工序前，插入利用物理性作用 来实施清洗的第三清洗工序，由此，能够抑制90nm以上的尺寸较大的微粒去除不充分的情 况，该微粒是附着于刚剥离后的贴合晶圆的平台部上的硅薄片等。
[0033] 此时，可使用单晶硅晶圆来作为所述接合晶圆及所述基底晶圆，并可使用硅氧化 膜来作为所述