JPH04209529A - Ｓｏｉ基板の製造方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH04209529A JPH04209529A JP40041290A JP40041290A JPH04209529A JP H04209529 A JPH04209529 A JP H04209529A JP 40041290 A JP40041290 A JP 40041290A JP 40041290 A JP40041290 A JP 40041290A JP H04209529 A JPH04209529 A JP H04209529A
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- Japan
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- wafers
- wafer
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明はＳＯＩ基板の製造に関わ
り、特に素子形成層の厚さを均一に形成する貼り合わせ
研磨処理に関わる。 ［０００２］近年、半導体集積回路技術は多様化の一途
を辿っているが、集積回路（ＩＣ）を絶縁基板上の半導
体層に形成するＳＯＩ型のＩＣは、素子間の絶縁分離が
容易で高集積が可能なことや、奇生容量の低減による高
速化といった特長を備え、広く利用されている。 ［０００３］ＳＯＩ型基板は、熱伝導の良好な支持基板
表面を絶縁材料膜で被覆し、その上に（Ｓｉ）などの半
導体層を素子形成層として設けたものが多く、支持基板
にもＳｉ単結晶ウェハを用いることが多い。 ［０００４］最も一般的なＳｔのＳＯＩ基板の形成法は
、２枚の単結晶Ｓｉウェハを接着し、一方のＳｉウェハ
を研磨して所定の厚さの素子形成層を得るものである。 ＩＣの高集積化、パターンの微細化に伴って、素子形成
層の厚さは次第に薄くなっており、厚さの均一性に関す
る要求も厳しくなっている。 ［０００５］ 【従来の技術】このような貼り合わせ基板は、２枚のＳ
ｉ単結晶ウェハを重ね合わせ、酸化性雰囲気中で加熱し
て形成する。加熱により生じた酸化膜（ＳｉＯ２）がＳ
ｉウェハどうじを接着するので、一方のＳｉウェハの厚
みを研磨により減じて素子形成層とする。研磨は第４図
に示すようにウェハを研磨プレートに接着して実施され
る。 以下該図面を参照しながら、従来の研磨処理の状況を説
明する。 ［０００６１２枚のＳ
り、特に素子形成層の厚さを均一に形成する貼り合わせ
研磨処理に関わる。 ［０００２］近年、半導体集積回路技術は多様化の一途
を辿っているが、集積回路（ＩＣ）を絶縁基板上の半導
体層に形成するＳＯＩ型のＩＣは、素子間の絶縁分離が
容易で高集積が可能なことや、奇生容量の低減による高
速化といった特長を備え、広く利用されている。 ［０００３］ＳＯＩ型基板は、熱伝導の良好な支持基板
表面を絶縁材料膜で被覆し、その上に（Ｓｉ）などの半
導体層を素子形成層として設けたものが多く、支持基板
にもＳｉ単結晶ウェハを用いることが多い。 ［０００４］最も一般的なＳｔのＳＯＩ基板の形成法は
、２枚の単結晶Ｓｉウェハを接着し、一方のＳｉウェハ
を研磨して所定の厚さの素子形成層を得るものである。 ＩＣの高集積化、パターンの微細化に伴って、素子形成
層の厚さは次第に薄くなっており、厚さの均一性に関す
る要求も厳しくなっている。 ［０００５］ 【従来の技術】このような貼り合わせ基板は、２枚のＳ
ｉ単結晶ウェハを重ね合わせ、酸化性雰囲気中で加熱し
て形成する。加熱により生じた酸化膜（ＳｉＯ２）がＳ
ｉウェハどうじを接着するので、一方のＳｉウェハの厚
みを研磨により減じて素子形成層とする。研磨は第４図
に示すようにウェハを研磨プレートに接着して実施され
る。 以下該図面を参照しながら、従来の研磨処理の状況を説
明する。 ［０００６１２枚のＳ
【単結晶ウェハを接着して貼り合
わせウェハ（以下、単にウェハと記されたものは貼り合
わせウェハ）を準備する。同図（ａ）に示す如く、ウェ
ハ１はワックス等の接着剤によって研磨プレート２に貼
付される。研磨プレート（以下、単にプレートと記す）
に貼付されるウェハは複数の場合もあり、１枚の場合も
あるが、複数の場合はプレートの中心に関して可及的対
称に転置される。これは研磨時にプレートの押圧力が各
ウェハに均等にかかるようにするためであるが、素子形
成層の厚さを均一にするための配慮でもある。 ［０００７］一方研磨台の方の構成は、定盤のような高
精度の平面に研磨布３を敷いたもので、同図（ｂ）に示
す如く、その上にウェハを貼付したプレー１−を貼付面
を下にして載せる。研磨剤を混じた研磨液を注ぎながら
研磨台とプレートを回転させ、ウェハの素子形成層側を
研磨する。 ［０００８］ｆ記図中にも示されている如く、Ｓｉ単結
晶ウェハにはＯＦが設けられているのが通常である。Ｏ
Ｆは単結晶面内の結晶方位を示すためのもので、ウェハ
プロセスに於いては必要であるが、ＳＯＩ基板形成工程
では特に必要なものではない。 ［０００９］ 【発明が解決しようとする課題】 ウェハをプレートに
固定する手段としてワックスが常用される。数十度に加
熱したプレート面に、高純度に精製されたフロロカーボ
ン系或いはシリコーン系のワックスを薄く塗布し、ウェ
ハを載せて軽く押圧したのち室温程度に冷却すると、ワ
ックスが固化してウェハがプレートに接着される。 ［００１０１この時、ウェハ／プレート間に夾雑物が無
ければ、ワックス膜が薄いほどプレート面とウェハ面が
平行性良く接着されることになるが、ウェハ／プレート
間に気泡が残ったり、ワックス中の粒状不純物が挟まっ
たりした時には、ウェハ面が傾き易くなる。ワックス膜
の厚みが大であれば、夾雑物の影響が吸収されるので平
行に接着される可能性が大となる。 （００１１１従って、ワックスの厚さを成る程度大にす
ることは止むを得ないのであるが、固化したワックスの
硬度が十分でないため、研磨処理中にウェハに偏った圧
力が加わると僅かな傾きが生じる。通常、この傾きは弾
性変形の範囲内であり、ウェハの接着状態を変化させる
には至らないが、プレートの回転に伴ってウェハの研磨
面とプレート面が短時間でも非平行になり、その間に進
行する研磨の量的な偏りが累積されて、素子形成層の厚
さが不均一となる。この動的な非平行状態はワックスの
厚さが大であるほど生じ易い。 ［００１２］第３図はＯＦに垂直な中心線に沿った素子
形成層の厚み分布を示す図であり、図中に破線で示され
たものが、通常のＯＦ付きウェハを研磨した時の厚み分
布である。ＯＦから離れた部分では比較的均一な分布を
示しているのに対し、ＯＦに近い部分では明らかに減少
の傾向が見られる。図には記入されていないが、この傾
向は前記中心線に平行な直線全般に認められる。 ［００１３］本発明の目的は、ウェハをプレートに接着
する時に、ワックスの厚みを過度に減することなくウェ
ハ面とプレート面の平行性を良好に保ち、同時に研磨進
行中の動的なウェハ傾斜の発生を抑制した研磨処理方法
を提供することであり、それによって素子形成層の厚さ
が均一なＳＯＩウェハを提供することである。 ［００１４］
わせウェハ（以下、単にウェハと記されたものは貼り合
わせウェハ）を準備する。同図（ａ）に示す如く、ウェ
ハ１はワックス等の接着剤によって研磨プレート２に貼
付される。研磨プレート（以下、単にプレートと記す）
に貼付されるウェハは複数の場合もあり、１枚の場合も
あるが、複数の場合はプレートの中心に関して可及的対
称に転置される。これは研磨時にプレートの押圧力が各
ウェハに均等にかかるようにするためであるが、素子形
成層の厚さを均一にするための配慮でもある。 ［０００７］一方研磨台の方の構成は、定盤のような高
精度の平面に研磨布３を敷いたもので、同図（ｂ）に示
す如く、その上にウェハを貼付したプレー１−を貼付面
を下にして載せる。研磨剤を混じた研磨液を注ぎながら
研磨台とプレートを回転させ、ウェハの素子形成層側を
研磨する。 ［０００８］ｆ記図中にも示されている如く、Ｓｉ単結
晶ウェハにはＯＦが設けられているのが通常である。Ｏ
Ｆは単結晶面内の結晶方位を示すためのもので、ウェハ
プロセスに於いては必要であるが、ＳＯＩ基板形成工程
では特に必要なものではない。 ［０００９］ 【発明が解決しようとする課題】 ウェハをプレートに
固定する手段としてワックスが常用される。数十度に加
熱したプレート面に、高純度に精製されたフロロカーボ
ン系或いはシリコーン系のワックスを薄く塗布し、ウェ
ハを載せて軽く押圧したのち室温程度に冷却すると、ワ
ックスが固化してウェハがプレートに接着される。 ［００１０１この時、ウェハ／プレート間に夾雑物が無
ければ、ワックス膜が薄いほどプレート面とウェハ面が
平行性良く接着されることになるが、ウェハ／プレート
間に気泡が残ったり、ワックス中の粒状不純物が挟まっ
たりした時には、ウェハ面が傾き易くなる。ワックス膜
の厚みが大であれば、夾雑物の影響が吸収されるので平
行に接着される可能性が大となる。 （００１１１従って、ワックスの厚さを成る程度大にす
ることは止むを得ないのであるが、固化したワックスの
硬度が十分でないため、研磨処理中にウェハに偏った圧
力が加わると僅かな傾きが生じる。通常、この傾きは弾
性変形の範囲内であり、ウェハの接着状態を変化させる
には至らないが、プレートの回転に伴ってウェハの研磨
面とプレート面が短時間でも非平行になり、その間に進
行する研磨の量的な偏りが累積されて、素子形成層の厚
さが不均一となる。この動的な非平行状態はワックスの
厚さが大であるほど生じ易い。 ［００１２］第３図はＯＦに垂直な中心線に沿った素子
形成層の厚み分布を示す図であり、図中に破線で示され
たものが、通常のＯＦ付きウェハを研磨した時の厚み分
布である。ＯＦから離れた部分では比較的均一な分布を
示しているのに対し、ＯＦに近い部分では明らかに減少
の傾向が見られる。図には記入されていないが、この傾
向は前記中心線に平行な直線全般に認められる。 ［００１３］本発明の目的は、ウェハをプレートに接着
する時に、ワックスの厚みを過度に減することなくウェ
ハ面とプレート面の平行性を良好に保ち、同時に研磨進
行中の動的なウェハ傾斜の発生を抑制した研磨処理方法
を提供することであり、それによって素子形成層の厚さ
が均一なＳＯＩウェハを提供することである。 ［００１４］
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め本発明では、ＳＯＩ基板の形成に使用する半導体ウェ
ハは、ＯＦのような切り欠きを意図的に設けない円形に
近い形状とし、これを貼り合わせたものをプレートに貼
付して研磨し、一方の半導体層の厚さを所定の値に減じ
ることが行われる。 ［００１５］ウ工ハ面内の結晶方位を示すＯＦは、必要
な場合、研磨後に設けられる。 ［００１６］
め本発明では、ＳＯＩ基板の形成に使用する半導体ウェ
ハは、ＯＦのような切り欠きを意図的に設けない円形に
近い形状とし、これを貼り合わせたものをプレートに貼
付して研磨し、一方の半導体層の厚さを所定の値に減じ
ることが行われる。 ［００１５］ウ工ハ面内の結晶方位を示すＯＦは、必要
な場合、研磨後に設けられる。 ［００１６］
【作用】 ワックスを弾性変形させ、ウェハを動的に傾
斜させる偶発的な押圧力は、ウェハの全域に均等に発生
すると考えられる。これは、プレートを回転させている
ことや、ＯＦ付きウェハをプレートの中心に対して異な
る方向に貼付しても、素子形成層の厚さ分布の傾向に有
意な変化が見られないことから推定される。 ［００１７］押圧力の発生が均一に分布するにもかかわ
らず、ＯＦ付きウェハで第３図のような厚さ分布の固有
パターンが見られるのは、ＯＦがウェハの動的な傾斜の
発生に関わっている故であると推察される。 ［００１８］本発明では、ＯＦのような切り欠きを設け
ることなく貼り合わせウェハを作成し、それをプレート
に貼付して研磨するので、ウェハの動的傾斜に影響を及
ぼすＯＦが存在しないことから、素子形成層の厚さの不
均一は大きく改善される。 ［００１９］第３図に実線で示したものは、ＯＦなしウ
ェハを研磨した場合の素子形成層の厚さ分布の一例であ
る。ここではＯＦは存在しないので、ウェハの直径に沿
った厚さ分布の中、ＯＦ付きウェハに於ける分布に類似
したものが選ばれているが、円形に近いウェハを用いる
ことの効果は明らかである。 ［００２０１
斜させる偶発的な押圧力は、ウェハの全域に均等に発生
すると考えられる。これは、プレートを回転させている
ことや、ＯＦ付きウェハをプレートの中心に対して異な
る方向に貼付しても、素子形成層の厚さ分布の傾向に有
意な変化が見られないことから推定される。 ［００１７］押圧力の発生が均一に分布するにもかかわ
らず、ＯＦ付きウェハで第３図のような厚さ分布の固有
パターンが見られるのは、ＯＦがウェハの動的な傾斜の
発生に関わっている故であると推察される。 ［００１８］本発明では、ＯＦのような切り欠きを設け
ることなく貼り合わせウェハを作成し、それをプレート
に貼付して研磨するので、ウェハの動的傾斜に影響を及
ぼすＯＦが存在しないことから、素子形成層の厚さの不
均一は大きく改善される。 ［００１９］第３図に実線で示したものは、ＯＦなしウ
ェハを研磨した場合の素子形成層の厚さ分布の一例であ
る。ここではＯＦは存在しないので、ウェハの直径に沿
った厚さ分布の中、ＯＦ付きウェハに於ける分布に類似
したものが選ばれているが、円形に近いウェハを用いる
ことの効果は明らかである。 ［００２０１
【実施例１４１図は本発明の工程を示すフロー図である
。以下、本フロー図に従って実施例の工程を説明する。 ［００２１１最初にＳｉウェハが複数枚用意される。こ
れは＜１００＞方向に引き上げてスライスしたもので、
形状ははゾ真円、サイズは１５０ｍｍφである。近年の
結晶成長技術の進歩により、他方位のものも含めて、単
結晶インゴットは直円柱に近いものが引き上げられるよ
うになっており、それに更に旋盤処理が施されるので、
真円形状ウェハの入手は容易である。 ［００２２］２枚のＳｉウェハの一方には熱酸化により
１μｍ厚の酸化膜を形成し、これを酸化膜を形成しない
他方のＳｉウェハに重ね合わせ、酸化性雰囲気で加熱す
ると、両ウェハは固く接着される。 ［００２３］このように形成した貼り合わせウェハを、
第２図に示すように、ワックスでプレートに接着する。 通常複数のウェハがプレートに接着されるので、従来技
術の説明で述べたようにプレートの重量が各ウェハに均
等にかかるようにウェハを配置する。該図で１はウェハ
、２はプレートである。 ［００２４］研磨は通常の如く、研磨布に研磨液を注ぎ
、ウェハ接着面を下にしてプレートを載せ、これを回転
させて進められる。研磨液は０．０１〜０．１μｍの５
ｉ０２粒を主剤に、ＮＨ４０ＨとＨ２Ｏを加え、ｐＨを
１０．０〜１０．５に調整したものである。素子形成層
の厚さは赤外光反射法等によって精密に測定されるが、
最初に大幅に厚さを減する段階では、時間制御或いはモ
ニタチップによる制御が行われる。最終的に残される素
子形成層の厚さは例えば３μｍである。 ［００２５］フロ一図に戻り、研磨が終了したウェハに
ＯＦを付与する。これは後続のウェハプロセスで必要な
場合にのみ実施すればよく、不要の場合は省略してよい
。更に次の段階は、ＳＯＩ基板を使用する通常の素子形
成工程である。 ［００２６］ 【発明の効果】前出の第３図には本発明によるＳＯＩ基
板の素子形成層の厚さ分布と従来技術のＳｏｌ基板の厚
さ分布が示されている。図に明らかなように、本発明の
ＳＯＩ基板では素子形成層の厚みはより狭い範囲に分布
しており、これは真円に近いウェハを研磨してＳＯＩ基
板を形成することの効果である。
。以下、本フロー図に従って実施例の工程を説明する。 ［００２１１最初にＳｉウェハが複数枚用意される。こ
れは＜１００＞方向に引き上げてスライスしたもので、
形状ははゾ真円、サイズは１５０ｍｍφである。近年の
結晶成長技術の進歩により、他方位のものも含めて、単
結晶インゴットは直円柱に近いものが引き上げられるよ
うになっており、それに更に旋盤処理が施されるので、
真円形状ウェハの入手は容易である。 ［００２２］２枚のＳｉウェハの一方には熱酸化により
１μｍ厚の酸化膜を形成し、これを酸化膜を形成しない
他方のＳｉウェハに重ね合わせ、酸化性雰囲気で加熱す
ると、両ウェハは固く接着される。 ［００２３］このように形成した貼り合わせウェハを、
第２図に示すように、ワックスでプレートに接着する。 通常複数のウェハがプレートに接着されるので、従来技
術の説明で述べたようにプレートの重量が各ウェハに均
等にかかるようにウェハを配置する。該図で１はウェハ
、２はプレートである。 ［００２４］研磨は通常の如く、研磨布に研磨液を注ぎ
、ウェハ接着面を下にしてプレートを載せ、これを回転
させて進められる。研磨液は０．０１〜０．１μｍの５
ｉ０２粒を主剤に、ＮＨ４０ＨとＨ２Ｏを加え、ｐＨを
１０．０〜１０．５に調整したものである。素子形成層
の厚さは赤外光反射法等によって精密に測定されるが、
最初に大幅に厚さを減する段階では、時間制御或いはモ
ニタチップによる制御が行われる。最終的に残される素
子形成層の厚さは例えば３μｍである。 ［００２５］フロ一図に戻り、研磨が終了したウェハに
ＯＦを付与する。これは後続のウェハプロセスで必要な
場合にのみ実施すればよく、不要の場合は省略してよい
。更に次の段階は、ＳＯＩ基板を使用する通常の素子形
成工程である。 ［００２６］ 【発明の効果】前出の第３図には本発明によるＳＯＩ基
板の素子形成層の厚さ分布と従来技術のＳｏｌ基板の厚
さ分布が示されている。図に明らかなように、本発明の
ＳＯＩ基板では素子形成層の厚みはより狭い範囲に分布
しており、これは真円に近いウェハを研磨してＳＯＩ基
板を形成することの効果である。
【図１】本発明の工程を示すフロー図
【図２】実施例におけるプレート上のウェハ配置を示す
図
図
【図３】本発明のＳＯＩ基板と従来のＳＯＩ基板の素子
形成層の厚さ分布を示す図
形成層の厚さ分布を示す図
【図４】従来技術に於けるウェハ配置と研磨実施の状態
を示す図
を示す図
１ ウェハ
２ プレート
３ 研磨布
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】シリコン単結晶ウェハを、絶縁材料皮膜を
介して支持基板に貼付して貼り合わせ基板を形成し、該
貼り合わせ基板の支持基板面を研磨台に固着し、該貼り
合わせ基板の単結晶面を研磨することによって、該シリ
コン単結晶層の厚さを所定値とするＳＯＩ基板の製造方
法であって、該シリコン単結晶ウェハ及び該支持基板は
意図的に切り欠きを設けることなく、略円形の形状を維
持したものであることを特徴とするＳＯＩ基板の製造方
法。 - 【請求項２】請求項１のＳＯＩ基板の製造方法であって
、前記シリコン単結晶ウェハ及び該支持基板に設けるこ
とを回避した切り欠きがオリエンテーションフラットで
あり、該シリコン単結晶層の厚さを所定値に減じた後、
オリエンテーションフラットを設けることを特徴とする
ＳＯＩ基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40041290A JPH04209529A (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40041290A JPH04209529A (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209529A true JPH04209529A (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=18510325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40041290A Pending JPH04209529A (ja) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Ｓｏｉ基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209529A (ja) |
-
1990
- 1990-12-05 JP JP40041290A patent/JPH04209529A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000516 |