JP2010040638A - Ｓｏｉ基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持基板に金属不純物を残留させず、かつ低ニッケル化が可能なＳＩＭＯＸウェーハの製造方法を提供する。
【解決手段】第１熱処理工程１１に続いて、酸化膜が形成されたＳＯＩ基板の裏面にのみエッチングを施して、ＳＯＩ基板の裏面の酸化膜を除去する裏面エッチング工程１２と、裏面エッチングを施したＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面をポリシリコンでコーティングして、ポリシリコン膜を形成する工程１３と、ポリシリコン膜を形成したＳＯＩ基板に第２熱処理を施す工程１４と、第２熱処理したＳＯＩ基板にエッチングを施し、ＳＯＩ基板のポリシリコン膜を除去するエッチング工程１５とを更に含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコン単結晶本体に埋込み酸化膜を介して単結晶シリコン層が形成されたＳＯＩ基板の製造方法に関する。更に詳しくは、製造工程における金属不純物、特にＮｉによるウェーハの金属汚染を低減し得るＳＯＩ基板の製造方法に関するものである。

ＳＯＩ基板は、（１）素子と基板間の寄生容量を低減できるのでデバイス動作の高速化が可能であり、（２）放射線耐圧に優れており、（３）誘電体分離が容易のため高集積化が可能である、更に（４）耐ラッチアップの特性を向上できる等の非常に優れた特徴を有する。

現在ＳＯＩ基板の製造方法には、大きく２つに分類できる。一つの方法は、薄膜化される活性ウェーハと、支持ウェーハを貼合せて形成する貼合せ法であり、他の方法はウェーハ表面より酸素イオンを注入してウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化層を形成するＳＩＭＯＸ法である。特にＳＩＭＯＸ法は製造工程数が少なく、またＳＩＭＯＸ法により製造されるＳＯＩ基板、即ちＳＩＭＯＸウェーハは、大面積でかつ結晶性の良好な素子形成領域を容易に得ることができるため、将来的に有効な手法として期待されている。

例えば、ＳＩＭＯＸウェーハの製造方法では、シリコン単結晶基板の一方の主面を鏡面加工した後に、この鏡面加工面から酸素イオンを基板中の所定深さに注入する酸素イオン注入工程と、酸素イオンを注入した基板に酸化雰囲気下、高温熱処理を施すことにより基板内部に埋込み酸化層を形成する高温熱処理工程から構成される。具体的には、シリコン単結晶基板を５００℃〜６５０℃の温度に保持し、基板表面から１０¹⁷〜１０¹⁸個／ｃｍ²程度の酸素原子イオン或いは酸素分子イオンを所定の深さに注入する。引続き酸素イオンを注入したシリコン基板を５００℃〜７００℃の温度に保持した熱処理炉内に投入し、スリップを発生させないように徐々に昇温を開始して１３００℃〜１３９０℃程度の温度で１０〜３０時間程度の熱処理を施す。この高温熱処理により基板内部に注入された酸素イオンがシリコンと反応して基板内部に埋込み酸化膜が形成される。このような工程を経て、支持基板と、この支持基板上に形成された埋込み酸化膜と、この埋込み酸化膜上に形成されたＳＯＩ層とを備えたＳＯＩ基板、即ちＳＩＭＯＸウェーハが製造される。

熱処理が施される熱処理炉の処理室は、処理ガスが導入される反応管、基板を支持する支持具及び炉口部からの放熱を抑制する断熱板等が配設されている。これら処理室内に配設された各部材は、ウェーハと直接接触するシリコンリング以外、ほぼ全ての部品にＳｉＣ製のＳｉＣ部材が使用されており、このＳｉＣ部材表面又は内部には金属不純物が付着している。これらの金属不純物は、比較的低温で行う熱処理の場合は安定してＳｉＣ部材に残留するが、特に、ＳＩＭＯＸウェーハの製造工程では、上述のように１３００℃を越える高温熱処理が必要とされる。このような１３００℃を越える高温熱処理を施すと、安定して残留していた金属不純物がＳｉＣ部材から放出され、ウェーハ表面に拡散してしまう。ＳＩＭＯＸウェーハの製造工程では、この高温熱処理の際、熱処理炉内のＳｉＣ部材から放出されるこれらの金属不純物に起因する、ウェーハ基板表面のデバイス領域の汚染が大きな問題となっている。

そこで、ウェーハ基板表面のデバイス領域から金属不純物を除く、又はゲッタリングシンクと呼ばれるデバイス領域以外の十分離れた場所に、金属不純物を移動させるゲッタリング技術という手法が発達した。具体的には、基板裏面にサンドブラストで歪みをつける方法、基板裏面にポリシリコン膜を堆積する方法、基板裏面に高濃度のリンを注入する方法などの外部ゲッタリング法（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ：ＥＧ）、或いはシリコン基板内部に析出した酸素析出物に起因する結晶欠陥をゲッタリングシンクとして利用する内部ゲッタリング法（Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ：ＩＧ）等が存在する。

ところでＳＯＩ基板は、上述のように、バルク層である支持基板と、デバイス領域であるＳＯＩ層との間に埋込み酸化膜が形成された構造を持つが、ＩＧによりゲッタリングを施す場合、埋込み酸化膜より下方のバルク層、即ち支持基板に酸素析出核を形成し、これをゲッタリングシンクとする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１７５３９０号公報（請求項３）

しかしながら、近年、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層の薄膜化が要望されていることや、デバイスメーカーにおいては、埋込み酸化膜自体をキャパシタとして用いるようになってきたことから、埋込み酸化膜の直下のバルク層、即ち支持基板に、ゲッタリングシンクを形成し、そこに金属不純物が捕獲されているとキャパシタリークなどの不具合が生じることがある。

また、各種金属不純物のうち、特にＮｉはシリコンとのなじみが良く、他の種類の金属不純物に比べてゲッタリングシンクへ拡散し難いため、デバイス領域等に残存しやすい傾向にある。このため、ＳＯＩ基板の製造工程における低ニッケル化を実現するゲッタリング技術が強く要望されている。

本発明の目的は、ＳＯＩ基板の製造方法であって、支持基板に金属不純物を残留させず、かつ低ニッケル化が可能なＳＯＩ基板の製造方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、支持基板上に埋込み酸化膜とＳＯＩ層をこの順に有するＳＯＩ基板の製造方法において、ＳＯＩ基板は表面と裏面と、前記表面と裏面とを接続する端面とを有し、ＳＯＩ基板はその表面、端面及び裏面の全面に酸化膜を形成する第１熱処理を施す工程を経て製造され、第１熱処理工程に続いて、酸化膜が形成されたＳＯＩ基板の裏面にのみエッチングを施して、ＳＯＩ基板の裏面の酸化膜を除去する裏面エッチング工程と、裏面エッチングを施したＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面をポリシリコンでコーティングして、ポリシリコン膜を形成する工程と、ポリシリコン膜を形成したＳＯＩ基板に第２熱処理を施す工程と、第２熱処理したＳＯＩ基板にエッチングを施し、ＳＯＩ基板のポリシリコン膜を除去するエッチング工程とを更に含むことを特徴とするＳＯＩ基板の製造方法である。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、裏面エッチングが濃度５〜５０質量％、温度２５〜６０℃のフッ酸を用いて行われるＳＯＩ基板の製造方法である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、ポリシリコン膜の厚さが１０〜１０００ｎｍであるＳＯＩ基板の製造方法である。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、第２熱処理がアルゴンガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間、又はアルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間行われるＳＯＩ基板の製造方法である。

本発明によれば、主に高温熱処理の際、熱処理炉内のＳｉＣ部材から放出され、ウェーハ表面に付着しデバイス領域等を汚染する金属不純物であって、特にシリコンとのなじみが良く、従来法では除去するのが困難であったＮｉを捕獲し除去することができる。これにより低ニッケルのＳＯＩ基板を製造することができる。また、本発明の製造方法により製造されたＳＯＩ基板は、埋込み酸化膜直下のバルク層、即ち支持基板にはゲッタリングシンクは形成されていないため、埋込み酸化膜をデバイス領域として用いる場合であっても、ゲッタリングシンクに捕獲された金属に起因するキャパシタリークなどの不具合を解消することができる。

次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明は、支持基板上に埋込み酸化膜とＳＯＩ層をこの順に有するＳＯＩ基板の製造方法に関するものである。そして、図１に示すように、本発明におけるＳＯＩ基板の製造方法は、第１熱処理工程１１に続いて、酸化膜が形成されたＳＯＩ基板の裏面にのみエッチングを施して、ＳＯＩ基板の裏面の酸化膜を除去する裏面エッチング工程１２と、裏面エッチングを施したＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面をポリシリコンでコーティングして、ポリシリコン膜を形成する工程１３と、ポリシリコン膜を形成したＳＯＩ基板に第２熱処理を施す工程１４と、第２熱処理したＳＯＩ基板にエッチングを施し、ＳＯＩ基板のポリシリコン膜を除去するエッチング工程１５とを更に含むことを特徴とする。

次に、本発明のＳＯＩ基板の製造方法のうち、ＳＩＭＯＸ法による製造方法を代表して説明する。
（１）酸素イオン注入工程
ＳＩＭＯＸ法では、先ず、チョクラルスキー法やフローティングゾーン法等の方法により製造された単結晶インゴットを、スライスしてウェーハに加工し、このウェーハにラッピング、エッチング、研削、研磨、更には鏡面研磨等を施し形成されたシリコンウェーハを準備する。この酸素イオン注入前のシリコンウェーハの酸素濃度は、１５〜３０ｐｐｍａが好ましい。

そして、準備されたシリコンウェーハの内部に酸素イオンを注入する。酸素イオンの注入は従来から行われている手段と同一の手段で行うが、最終的に得られるＳＩＭＯＸウェーハにおけるＳＯＩ層の厚さが５０〜１００ｎｍ、好ましくは７０〜９０ｎｍになるように、ウェーハ表面から所定の深さの領域に注入する。

（２）第１熱処理工程
次に、酸素イオンが注入されたシリコンウェーハを、酸素と不活性ガスとの混合雰囲気中、１３００〜１３９０℃の温度で第１熱処理を施す。不活性ガスとしては、アルゴンや窒素ガスが挙げられる。従って、この第１熱処理のガス雰囲気は、酸素とアルゴンの混合ガス、又は酸素と窒素の混合ガスであることが好ましい。また第１熱処理の熱処理時間は１〜２０時間、好ましくは１０〜２０時間であることが好ましい。

この第１熱処理により、ウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化膜２２が形成されるとともに埋込み酸化膜２２上のウェーハ表面にＳＯＩ層２３が形成され、図２（ａ）に示すように、支持基板２１と、この支持基板上に形成された埋込み酸化膜２２と、この埋込み酸化膜上に形成されたＳＯＩ層２３とを有するＳＯＩ基板２０、即ちＳＩＭＯＸウェーハが形成される。

また、第１熱処理後のＳＯＩ基板２０、即ちＳＩＭＯＸウェーハは、表面と裏面と、前記表面と裏面とを接続する端面とを有し、これらはこの第１熱処理により酸化膜２４で覆われる。酸化膜の厚さは、アルカリエッチングの際、表面を保護するのに好適であることから、５０〜１０００ｎｍが好ましい。このうち酸化膜の厚さは５００〜８００ｎｍが特に好ましい。

（３）裏面エッチング工程
次に、図２（ｂ）に示すように、第１熱処理した酸化膜２４を有するＳＯＩ基板２０の裏面にのみエッチングを施して、ＳＯＩ基板２０の裏面の酸化膜を除去する。

この裏面エッチングは、効率よく酸化膜を除去するために、エッチング溶液として濃度５〜５０質量％のフッ酸水溶液を用い、温度２５〜６０℃の条件で行うのが好ましい。またこの裏面エッチング工程においては、ＳＯＩ基板のエッチング溶液であるフッ酸が、ＳＯＩ基板の端面及び表面には回り込まないよう行わなければならない。それは、ＳＯＩ基板の端面及び表面の酸化膜までが除去されてしまうと、後述するポリシリコン膜を除去するエッチング工程の際に、端面及び表面の平坦度が損なわれるからである。特に端面は、支持基板、埋込み酸化膜及びＳＯＩ層の３層が露出した状態であり、酸化膜がない状態のままアルカリエッチング等を行うと、埋込み酸化膜のみが多めにエッチングされ、極端に平坦度が損なわれる不具合を生じる。そのため、この裏面エッチング工程は、例えば図３に示すような、特殊な片面酸化膜エッチャーを用いて行われる。

この装置では、先ず、図３（ａ）に示すように、全面に酸化膜２４が形成されたＳＯＩ基板２０を低速度で回転させながら低速度で下降し、ＳＯＩ基板２０の下面に相当する一方の主面のみをフッ酸水溶液３１に接触させる。ＳＯＩ基板２０の一方の主面がフッ酸水溶液３１に接触すると、図３（ａ）の拡大図に示すようにフッ酸水溶液がその表面張力により、一方の主面上の酸化膜２４に均一に接触し、この酸化膜２４を溶解除去する。この際、矢印で示すように容器３２の上方から空気、窒素又はアルゴン等のキャリアガス３３をＳＯＩ基板の上面及びフッ酸水溶液３１に向けて流しておく。キャリアガス３３は図の矢印に示すように流れるため、フッ酸水溶液の蒸気により基板端面部分の酸化膜２４の浸食を防止する。図３（ｂ）に示すように所定時間ＳＯＩ基板２０をフッ酸水溶液３１に接触させた後、ＳＯＩ基板２０を低速度で回転させながらフッ酸水溶液３１から低速度で引上げる。これにより、一方の主面のみ露出したＳＯＩ基板２０が得られる。

続いて、上記方法等により酸化膜が除去されたＳＯＩ基板の裏面を洗浄する。洗浄は、一般的なＲＣＡ洗浄であるＳＣ１洗浄や、オゾン水と希フッ酸を用いた枚葉スピン洗浄等により行う。この洗浄の目的は、酸化膜が除去されたＳＯＩ基板裏面に厚さ０．２〜０．７ｎｍの自然酸化膜を形成することである。この自然酸化膜を形成する理由は、ポリシリコンを単結晶化させないためである。自然酸化膜の厚さが０．２ｎｍ未満では部分的な単結晶化が生じやすい。

（４）ポリシリコンのコーティング工程
次に、図２（ｃ）に示すように、この表面及び端面に酸化膜２４、裏面に自然酸化膜を有するＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面をポリシリコンでコーティングして、ポリシリコン膜２５を形成する。

ポリシリコン膜をＳＯＩ基板の裏面のみでなく、ＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面に形成する理由は、ポリシリコン膜を容易にコーティングするためである。ポリシリコン膜のコーティングは、温度６００〜８００℃の条件で行い、縦型炉等を用いて行う。また膜厚は１０〜１０００ｎｍとするのが好ましい。１０ｎｍ未満であると膜厚にムラ等が生じやすく、上限値を越えるとボート跡等の突起等が生じやすい。このうち、ポリシリコン膜の膜厚は５０〜１００ｎｍとするのが特に好ましい。なお、図２（ｃ）では、ポリシリコン膜２５の厚みは、本発明の内容を理解しやすくするため支持基板２１に対して誇張して示している。

（５）第２熱処理工程
次に、ポリシリコン膜をコーティングしたＳＯＩ基板に、第２熱処理を施す。この第２熱処理の目的は、デバイス領域等を汚染する金属不純物、特にＮｉを、上記裏面エッチング工程で酸化膜を除去したＳＯＩ基板裏面側から、ポリシリコン膜へ捕獲するためである。この第２熱処理は、アルゴンガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間、又はアルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間行うのが好ましい。アルゴンガス雰囲気中で行う場合、温度が下限値未満であると、ゲッタリングが不十分になりやすく、上限値を越えるとポリシリコンが再結晶化しやすくなる。また熱処理時間が３０分未満であるとゲッタリングが不十分になりやすく、上限値を越えるとポリシリコンが再結晶化しやすくなる。このうち、アルゴンガス雰囲気中で行う場合は、９００〜１０００℃の温度で４５〜７５時間行うのが特に好ましい。一方、アルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中で行う場合、温度が下限値未満であると、ゲッタリングが不十分になりやすく、上限値を越えるとポリシリコンが再結晶化しやすくなる。また熱処理時間が３０分未満であるとゲッタリングが不十分になりやすく、上限値を越えるとポリシリコンが再結晶化しやすくなる。このうち、アルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中で行う場合は、９００〜１０００℃の温度で４５〜７５時間行うのが特に好ましい。またアルゴン９９〜９５％、酸素１〜５％の割合の混合ガスとするのが好ましい。特に、アルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中で行うと、アルゴンガスのみで行う場合よりも、昇華に起因するポリシリコン膜の白色化を低減させ、表面の状態を良好に保つのに好適である。

（６）エッチング工程
最後に、図２（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板２０のポリシリコン膜をエッチングにより除去する。

このエッチングはアルカリエッチングにより行い、ＳＯＩ基板から捕獲した金属不純物とともに、ＳＯＩ基板全面のポリシリコン膜を除去する。エッチング溶液は、水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムなどから選択され、濃度５〜３６質量％、温度５０〜９０℃の条件で行うのが好ましい。エッチング量は、ポリシリコンの膜厚以上とする必要があるが、エッチング量が多すぎるとエッチング斑により平坦度が悪化するため、１〜３μｍが好ましい。なお、ＳＯＩ基板の表面及び面取り面には酸化膜が形成されているため、エッチングレートの違いから酸化膜はエッチングされにくく、この酸化膜が保護膜となり、ＳＯＩ基板の表面及び端面の平坦度を良好に維持することができる。このアルカリエッチング後、ＳＯＩ基板から、一般的に行われる方法により、ＳＯＩ基板全面の酸化膜を除去することにより、ＳＩＭＯＸウェーハが製造される。

なお、本発明のＳＯＩ基板の製造方法は、上記ＳＩＭＯＸ法によるＳＯＩ基板の製造方法に限定されるものではなく、水素イオン剥離法や貼り合わせウェーハを研削研磨してＳＯＩ層を作製する方法等の貼り合わせ法によるＳＯＩ基板の製造方法にも適用できる。

次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
＜実施例１＞
先ず、チョクラルスキー法により育成した酸素濃度ａｔｏｍｓ／ｃｍ³、厚さ７７５μｍのシリコンウェーハを用意した。次いでウェーハを６００℃に加熱し、この状態でウェーハ表面から約０．５μｍの領域に次の条件で酸素イオンを注入した。

加速電圧： ２００〜２５０ｋｅＶ
ビーム電流： ５０〜７０ｍＡ
ドーズ量： ２〜３×１０¹⁷個／ｃｍ²
酸素イオン注入後、ウェーハをアルゴン、酸素ガス雰囲気中、１３００〜１３７０℃の温度帯で、３０時間第１熱処理を施し、図２（ａ）に示すように、支持基板２１と、この支持基板２１上に形成された埋込み酸化膜２２と、この埋込み酸化膜２２上に形成されたＳＯＩ層２３とを有するＳＯＩ基板２０を得た。得られたＳＯＩ基板２０は、この第１熱処理により、表面、裏面及び端面の全面が酸化膜２４で覆われていた。

次いで、エッチング溶液として濃度４５質量％のフッ酸水溶液を用い、温度５０℃の条件で、ＳＯＩ基板２０の裏面のみにエッチングを施し、図２（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板２０裏面の酸化膜２４を除去した。この裏面エッチングは、図３に示すような、特殊な片面酸化膜エッチャーにより、ＳＯＩ基板２０の表面及び端面にエッチング溶液が回らないよう十分に注意して行った。続いて、酸化膜２４が除去されたＳＯＩ基板２０の裏面を枚葉式の洗浄機を用いてオゾン水及びフッ酸により洗浄し、酸化膜２４が除去されたＳＯＩ基板裏面に厚さ０．７ｎｍの自然酸化膜を形成した。

次に、図２（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板２０の表面、端面及び裏面の全面に、温度６００〜８００℃の条件で、縦型炉を用いて、膜厚１００ｎｍのポリシリコン膜２５をコーティングした。その後、ポリシリコン膜２５でコーティングしたＳＯＩ基板２０に、アルゴン９５％、酸素５％の割合の混合ガス雰囲気中、１０００℃の温度で６０分間、第２熱処理を施した。次に、エッチング溶液として濃度３６質量％の水酸化カリウム水溶液を用い、温度９０℃でアルカリエッチングを行い、図２（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板２０全面にコーティングされたポリシリコン膜２５を除去した。このアルカリエッチングの際のエッチング量は、ＳＯＩ基板２０裏面では１．５μｍとし、一方、表面及び端面については、酸化膜２４が十分残るように、エッチング量を０．７μｍとした。最後に、このＳＯＩ基板２０からフッ酸水溶液を用いてＳＯＩ基板２０全面の酸化膜２４を除去し、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜実施例２＞
アルカリエッチングにおけるＳＯＩ基板裏面のエッチング量を２．０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜実施例３＞
アルカリエッチングにおけるＳＯＩ基板裏面のエッチング量を３．０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜比較例１＞
裏面の酸化膜を５０ｎｍ残したこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜比較試験及び評価１＞
実施例１〜３及び比較例１で得られたＳＩＭＯＸウェーハについて、ＳＩＭＯＸウェーハの表面及び裏面から深さ１μｍ以内、即ちＳＯＩ層の露出面及び支持基板の露出面から深さ１μｍ以内の金属不純物の含有量を評価した。その結果を以下の表１に示す。具体的には、先ず、フッ酸及び硝酸の混合液を用いて、実施例１及び比較例１で得られたＳＩＭＯＸウェーハの表面及び裏面をエッチング量１μｍでエッチングし、このエッチング溶液を回収する。次いで、このエッチング溶液を原子吸光分析により、金属不純物の含有量を測定するという方法で行った。

表１及び表２から明らかなように、本発明の製造方法により製造された実施例１〜３のＳＩＭＯＸウェーハは、ウェーハ表面、裏面ともに、比較例１のＳＩＭＯＸウェーハ同様、金属不純物が少ないことが確認された。特に、ウェーハ表面のＮｉの含有量は、比較例１と比べて実施例１〜３では非常に減少していることが判った。

＜比較試験及び評価２＞
実施例１〜３及び比較例１で得られたＳＩＭＯＸウェーハについて、ＳＩＭＯＸウェーハ全体の金属不純物の含有量を評価した。その結果を以下の表３に示す。具体的には、フッ酸及び硝酸の混合液に、実施例１〜３及び比較例１で得られた１枚のＳＩＭＯＸウェーハそれぞれを全溶解させ、この溶液を原子吸光分析することにより、金属不純物の含有量を測定するという方法で行った。

表３から明らかなように、本発明の製造方法により製造された実施例１〜３のＳＩＭＯＸウェーハは、全ての金属不純物について５×１０¹⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未満であった。特に、Ｎｉに関して、比較例１では２．０×１０¹²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³の含有量であったのに対し、実施例１〜３のＳＩＭＯＸウェーハは、５×１０¹⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未満であった。このことからウェーハ全体で評価した場合、Ｎｉの含有量は比較例１より実施例１〜３の方が非常に減少しているのが判った。

＜実施例４＞
ポリシリコン膜の厚さを１００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜実施例５＞
ポリシリコン膜の厚さを４００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜実施例６＞
ポリシリコン膜の厚さを８００ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜比較例２＞
ポリシリコン膜をコーティングしなかったこと以外は、実施例１と同様に、ＳＩＭＯＸウェーハを製造した。

＜比較試験及び評価３＞
実施例４〜６及び比較例２で得られたＳＩＭＯＸウェーハについて、ウェーハの平坦度を評価した。その結果を以下の表４に示す。具体的には、ＫＬＡ社製測定器を使用して、サイトフラットネス（ＳＦＱＲ）を測定した。ＳＦＱＲ（Site Front Least Squares Range）とは、表面基準のサイト内の各点の表面位置を示す全データから、最小二乗法によりサイト内の基準平面を計算し、この平面からのずれの最大値と最小値の和をとったものであり、ＳＦＱＲｍａｘはウェーハ内全サイトのＳＦＱＲの最大値を示す。なお１サイトが、２５ｍｍ×２５ｍｍ角の単位面積で評価した。

表４から明らかなように、実施例４〜６では、ポリシリコン膜をコーティングしなかった比較例２と同等の高い平坦度が得られることが確認された。

本発明のＳＩＭＯＸウェーハの製造方法を示すフローチャートである。 本発明のＳＩＭＯＸウェーハの製造方法を示す工程図である。 本発明の裏面エッチング工程で用いる片面酸化膜エッチャーの一例を表した模式図である。

符号の説明

１１ 第１熱処理工程
１２ 裏面エッチング工程
１３ ポリシリコン膜を形成する工程
１４ 第２熱処理工程
１５ エッチング工程

Claims (4)

1. 支持基板上に埋込み酸化膜とＳＯＩ層をこの順に有するＳＯＩ基板の製造方法において、
   前記ＳＯＩ基板は表面と裏面と、前記表面と裏面とを接続する端面とを有し、
   前記ＳＯＩ基板はその表面、端面及び裏面の全面に酸化膜を形成する第１熱処理を施す工程を経て製造され、
   前記第１熱処理工程に続いて、
   前記酸化膜が形成されたＳＯＩ基板の裏面にのみエッチングを施して、前記ＳＯＩ基板の裏面の酸化膜を除去する裏面エッチング工程と、
   前記裏面エッチングを施したＳＯＩ基板の表面、端面及び裏面の全面をポリシリコンでコーティングして、ポリシリコン膜を形成する工程と、
   前記ポリシリコン膜を形成したＳＯＩ基板に第２熱処理を施す工程と、
   前記第２熱処理したＳＯＩ基板にエッチングを施し、前記ＳＯＩ基板のポリシリコン膜を除去するエッチング工程と
   を更に含むことを特徴とするＳＯＩ基板の製造方法。
2. 裏面エッチングが濃度５〜５０質量％、温度２５〜６０℃のフッ酸を用いて行われる請求項１記載のＳＯＩ基板の製造方法。
3. ポリシリコン膜の厚さが１０〜１０００ｎｍである請求項１又は２記載のＳＯＩ基板の製造方法。
4. 第２熱処理がアルゴンガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間、又はアルゴン及び酸素の混合ガス雰囲気中、８００〜１１００℃の温度で３０〜１２０分間行われる請求項１ないし３いずれか１項に記載のＳＯＩ基板の製造方法。

Images