專利名稱：貼合晶片的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過離子注入剝離法來制造貼合晶片的方法，該離子注 入剝離法包含接合步驟，其是將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微 小氣泡層的接合晶片接合；剝離步驟，其是以前述微小氣泡層作為邊界而進(jìn) 行剝離；及薄膜周邊部除去步驟，其是將通過前述剝離步驟而在基體晶片上 形成的薄膜周邊部除去。
背景技術(shù)：
通過貼合法所制造的晶片，例如有在絕緣體也就是氧化硅膜上形成SOI 層(薄膜)而成的SOI晶片。該SOI晶片，因?yàn)槠渥鳛樵圃靺^(qū)域的基板表 層部的SOI層，是通過前述氧化硅膜(埋入氧化膜層(BOX層))而與基板內(nèi)部 電氣分離，具有寄生電容小、耐放射性能力高等的特征。因此，能夠期待高 速、低消耗電力動作、防止軟錯(cuò)誤(softerror)等的效果，而被認(rèn)為有希望作為 高性能半導(dǎo)體元件用基板。
此種貼合晶片，例如能夠通過離子注入剝離法來制造。 該離子注入剝離法(也稱為SMARTCUT(注冊商標(biāo)))，是先將基體晶片與 具有通過氫離子等注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶片進(jìn)行接合(接合 步驟)，然后以微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離(剝離步驟)，而在基體晶片形 成薄膜。
此時(shí)，因?yàn)樵诰倪吘壐浇哂醒心ニ叺木壒剩率官N合晶片隨著 接近最外周而其接合強(qiáng)度下降。因此，通常在距邊緣2毫米左右的區(qū)域，薄 膜未轉(zhuǎn)印至基體晶片。因此，薄膜的轉(zhuǎn)印在中途變?yōu)椴贿B續(xù)的該邊界，并不 是在微小氣泡層剝離，而是以表層的薄膜破碎的方式剝離(例如，參照國際公 開第01/027999小冊子)。
該情形是如圖5所示。將基體晶片1與具有微小氣泡層4的接合晶片2， 通過絕緣體3進(jìn)行接合后(圖5(a))，以微小氣泡層4作為邊界而進(jìn)行剝離(圖5(b))。而且，借此將剝離晶片7與形成有薄膜5的貼合晶片8分離。但是， 如圖5(b)所示，薄膜5的轉(zhuǎn)印在中途變?yōu)椴贿B續(xù)的邊界，是以表層的薄膜破 碎的方式剝離(以圓包圍的部分)。
因此，貼合晶片8的薄膜周邊部6(俗稱平臺(termce)部)的面形狀是未受 到控制的形狀，其形狀有如鋸齒狀的海岸，而且，在該周邊散布有多數(shù)分離 小島狀物。由于此種狀態(tài)的薄膜的周邊部6，在剝離后的工藝中，受到氧化 及進(jìn)行洗凈(包含氧化膜除去洗凈)的浸蝕的影響而產(chǎn)生龜裂、且產(chǎn)生裂紋、 缺損，其會成為產(chǎn)生微粒的主要原因。
為了解決此種問題，是在剝離步驟之后，進(jìn)行除去薄膜周邊部(薄膜周邊 部除去步驟)。例如在國際公開第01/027999小冊子中，記載著先將薄膜周邊 部要除去的區(qū)域掩蔽(masking)，然后通過濕式蝕刻來除去薄膜周邊部的方 法，或是只有局部性研磨薄膜周邊部的方法。
但是，通過上述濕式蝕刻的方法，因?yàn)楸仨殞Ρ∧ば纬裳谀?，掩模劑?接接觸薄膜表面，而擔(dān)心會產(chǎn)生傷痕或雜質(zhì)污染。又，通過上述研磨的方法， 因?yàn)槭艿窖心ゲ?buff)的經(jīng)時(shí)變化而引起的接觸不均的影響，會擔(dān)心無法再現(xiàn) 性良好地得到除去寬度。又，該等方法必須對薄膜形成掩模，并不簡便。
而且，從薄膜品質(zhì)的觀點(diǎn)，在除去薄膜周邊部時(shí)，也要求不可使除去后 殘留薄膜的膜厚度均勻性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而開發(fā)出來，其目的是提供一種貼合晶片的制 造方法，在薄膜周邊部除去步驟，能夠簡便地進(jìn)行除去薄膜周邊部，同時(shí)能 夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度，且能夠有效果地防止薄膜品質(zhì)降低。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種貼合晶片的制造方法，是針對通過
離子注入剝離法來制造貼合晶片的方法，該離子注入剝離法至少包含接合 步驟，其是將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶片 接合；剝離步驟，其是以前述微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離；及薄膜周邊 部除去步驟，其是將通過前述剝離步驟而在基體晶片上所形成的薄膜周邊部 除去；至少將剝離步驟后的薄膜周邊部除去步驟，以從噴嘴供給蝕刻氣體來 進(jìn)行的干式蝕刻的方式來進(jìn)行，且該干式蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑及前述噴嘴的氣體噴出口與薄膜表面的間隔來進(jìn)行。
如此，本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，是將剝離步驟后的薄膜周邊部除 去步驟，以從噴嘴供給蝕刻氣體來進(jìn)行的干式蝕刻的方式來進(jìn)行，且該干式 蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口內(nèi)徑及前述噴嘴的氣體噴出口與薄膜表 面的間隔來進(jìn)行。因此，能夠簡便地進(jìn)行除去薄膜周邊部，同時(shí)能夠再現(xiàn)性 良好地得到除去寬度，且能夠有效果地防止薄膜品質(zhì)降低。
而且，通過此種本發(fā)明的方法所制造的貼合晶片，其薄膜周邊部的品質(zhì) 良好，能夠大幅度地減少從此處產(chǎn)生的微粒。
在此，在本發(fā)明中，"干式蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口內(nèi)徑及前 述噴嘴的氣體噴出口與薄膜表面的間隔來進(jìn)行"，是意味著在干式蝕刻結(jié)束 后，晶片的距最外周6毫米的區(qū)域中的膜厚度塌邊，為薄膜設(shè)定厚度的5% 以內(nèi)，且以調(diào)整在3%以內(nèi)的方式來進(jìn)行干式蝕刻為佳，這些具體的設(shè)定條 件能夠考慮依存于薄膜外周部的塌邊形狀的薄膜的有效區(qū)域的寬度及干式 蝕刻的生產(chǎn)能力后而適當(dāng)?shù)剡x擇。
又，在本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，以將前述噴嘴的氣體噴出口的內(nèi) 徑調(diào)整為l毫米以下為佳。
如此，利用將噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑調(diào)整為l毫米以下，能夠提高蝕 刻后的薄膜周邊部的膜厚度均勻性，而成為塌邊少的形狀。
又，在本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，以將前述噴嘴的氣體噴出口與薄
膜表面的間隔調(diào)整為0.5毫米以下為佳。
如此，通過將噴嘴的氣體噴出口與薄膜表面的間隔調(diào)整為0.5毫米以下， 能夠更提升蝕刻后的薄膜周邊部的膜厚度均勻性。
又，在本發(fā)明貼合晶片的制造方法，以在膜厚度調(diào)整步驟之后，進(jìn)行前 述薄膜周邊部除去步驟為佳，該膜厚度調(diào)整步驟是使通過前述剝離步驟而在 基體晶片上形成的薄膜成為規(guī)定的膜厚度。
例如，在絕緣體也就是氧化硅膜(埋入氧化膜(BOX))上形成SOI層(薄膜) 而成的SOI晶片的情況，SOI層(薄膜)的膜厚度調(diào)整，通常是通過犧牲氧化 及除去氧化膜來進(jìn)行。但是，因?yàn)槁袢胙趸?BOX)會被除去氧化膜時(shí)所使 用的HF水溶液浸蝕，在平臺部附近的薄膜會呈稍微突出狀，該部分會有成 為強(qiáng)度不安定狀態(tài)的情形。因此，如上述，通過在膜厚度調(diào)整步驟之后，進(jìn)
5行薄膜周邊部除去步驟，即便在薄膜產(chǎn)生突起狀的部分，也能夠?qū)⑵涑?，?夠有效果地防止從該部分產(chǎn)生硅碎片等的微粒。
又，在本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，能夠使前述薄膜厚度為小于1微米。
薄膜的厚度為小于1微米的情況，若欲使用先前的方法來除去薄膜周邊 部時(shí)，會有平臺部附近的薄膜的膜厚度變化大的情形。因此，不降低平臺部 附近的薄膜的膜厚度均勻性而要除去薄膜的周邊部是有困難的。但是依照上 述本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，即便薄膜的厚度小于1微米，也能夠在不 降低平臺部附近的薄膜的膜厚度均勻性的情況下，除去薄膜的周邊部。
如上述說明，在本發(fā)明的貼合晶片的制造方法，是將剝離步驟后的薄膜 周邊部除去步驟，以從噴嘴供給蝕刻氣體來進(jìn)行的干式蝕刻的方式來進(jìn)行， 且該干式蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑及前述噴嘴的氣體噴出 口與薄膜表面的間隔來進(jìn)行。因此，能夠簡便地進(jìn)行除去薄膜周邊部，同時(shí) 能夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度，且能夠有效果地防止薄膜品質(zhì)降低。


圖1是表示本發(fā)明的貼合晶片的制造方法的一個(gè)例子的流程圖。
圖2是表示在本發(fā)明能夠使用的干式蝕刻裝置的一個(gè)例子的概略圖。 圖3是表示評價(jià)平臺部的段差形狀的結(jié)果的圖(實(shí)施例1、 2、比較例1)。 圖4是表示評價(jià)平臺部的段差形狀的結(jié)果的圖(實(shí)施例1、 3)。 圖5是表示剝離步驟的情況的說明圖。 上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下
1晶片2接合晶片
3絕緣體4微小氣泡層
5薄膜6周邊部
7錄u咼晶片8貼合晶片
10干式蝕刻裝置11處理室
12載物臺13噴嘴
14排氣口15氣體噴出口
具體實(shí)施例方式
以下，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
如前述，若將薄膜周邊部除去步驟通過現(xiàn)有的濕式蝕刻的方法來進(jìn)行 時(shí)，會有薄膜的品質(zhì)降低的問題，又，若依照先前的研磨的方法進(jìn)行時(shí)，會 有無法再現(xiàn)性良好地得到除去寬度的問題。又，所述方法必須對薄膜形成掩 模等，也會有不簡便且成本提高的問題。
因此，本發(fā)明者等為了解決該問題，重復(fù)研討是否能夠通過其他的方法 來進(jìn)行薄膜周邊部除去步驟。
在此，日本特開2003-298030號公報(bào)記載一種通過干式蝕刻來除去薄膜 的外周部的技術(shù)，用以除去貼合不良區(qū)域。其是在將接合晶片與基體晶片結(jié) 合后，通過磨削、研磨接合晶片來形成薄膜，隨后，在該形成的薄膜上，除 了外周部以外形成掩模，并通過干式蝕刻來除去露出的薄膜外周部。
但是，該技術(shù)，根據(jù)其實(shí)施例的干式蝕刻的蝕刻量為l一50微米的記載， 可清楚明白是以薄膜厚度比較厚的貼合晶片作為對象。因此，對薄膜厚度為 小于l微米以下者，若想要單純地應(yīng)用該技術(shù)來除去薄膜周邊部時(shí)，會產(chǎn)生 平臺部附近的薄膜厚度變化增大，致使薄膜的有效面積降低的問題。又，因 為該方法在薄膜上形成掩模，仍無法改變必須擔(dān)心發(fā)生薄膜的傷痕或雜質(zhì)污 染。而且，該方法，是通過磨削、研磨來進(jìn)行薄膜的形成，無法應(yīng)用于如離 子注入剝離法般的小于1微米的極薄膜。
但是，本發(fā)明人進(jìn)行重復(fù)研討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)若將薄膜周邊部除去步驟， 通過從噴嘴供給蝕刻氣體來進(jìn)行干式蝕刻時(shí)，能夠簡便地除去薄膜周邊部， 同時(shí)該干式蝕刻是通過調(diào)整噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑及噴嘴的氣體噴出口 與薄膜表面的間隔來進(jìn)行，能夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度，而且例如即便 是如離子注入剝離法般的極薄的情況，也能夠有效果地防止周邊除去后的薄 膜的品質(zhì)降低，而完成了本發(fā)明。
以下， 一邊參照圖示一邊更具體地說明本發(fā)明。但是本發(fā)明未限定于這 些實(shí)施形態(tài)。
圖1是表示本發(fā)明的貼合晶片的制造方法的一個(gè)例子的流程圖。 圖1的貼合晶片的制造方法，是通過后述步驟(a)—(h)，將基體晶片與具 有通過注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶片接合，并以微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離等之后，進(jìn)行薄膜周邊部除去步驟(i)。
而且，該薄膜周邊部除去步驟(i)，是從噴嘴供給蝕刻氣體并使用干式蝕 刻來進(jìn)行。
此時(shí)，例如能夠使用圖2所示的裝置來進(jìn)行干式蝕刻。 該干式蝕刻裝置10，具備處理室11、載置貼合晶片8的載物臺12、
用以對貼合晶片8噴吹蝕氣體的噴嘴13及用以將處理室11內(nèi)排氣的排氣口 14。噴嘴13，其具備氣體噴出口 15用以噴出蝕刻氣體。
又，載物臺12是通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使其能夠在水平內(nèi)面自由自 在地移動。
使用該干式蝕刻裝置10，并以下述方式來除去薄膜的周邊部。 也即，使SF6、 NF3、 CF4等的工藝氣體，流入噴嘴13的上部，同時(shí)照 射從未圖示的微波產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的微波。借此，噴嘴13內(nèi)的工藝氣體被 等離子體化，并產(chǎn)生活性種氣體(蝕刻氣體)。使該蝕刻氣體從噴嘴13的前端 噴出口 15噴出。然后，通過一邊移動載物臺12上的貼合晶片8—邊將該噴 出的蝕刻氣體噴吹薄膜的周邊部，來除去薄膜的周邊部。
此時(shí)，以將噴嘴13的氣體噴出口 15的內(nèi)徑調(diào)整為1毫米以下為佳。 通過將噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑調(diào)整為1毫米以下，能夠提高蝕刻后殘 留薄膜的周邊部的膜厚度均勻性，并作成塌邊少的形狀；又，為了不使蝕刻 速度非常低，噴嘴13的氣體噴出口 15的內(nèi)徑以0.1毫米以上為佳。
而且，為了更提升蝕刻后的殘留薄膜周邊部的膜厚度均勻性，以將噴嘴 13的氣體噴出口 15與薄膜表面的間隔調(diào)整為0.5毫米以下為佳。該調(diào)整能 夠通過變更固定噴嘴13的高度來加以調(diào)整。此時(shí)，若使間隔為小于O.l毫米 時(shí)，因?yàn)樵谖g刻中會有噴嘴與薄膜接觸的可能性，所以使間隔為0.1毫米以 上為佳。
如此，若將薄膜周邊部除去步驟，通過從噴嘴供給蝕刻氣體而以非接觸、 無應(yīng)變加工的局部性的氣相化學(xué)干式蝕刻的方式來進(jìn)行時(shí)，不必對薄膜形成 掩模。又，因?yàn)槟軌蛞跃鶆虻膶捈吧疃葋砦g刻薄膜周邊部，能夠完美地除去 薄膜周邊部，同時(shí)能夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度。因此，薄膜的有效面積， 例如直徑300毫米的貼合晶片時(shí)，能夠擴(kuò)大至距最外周6毫米、特別是至距 外周3—2毫米以下。而且，即便薄膜的厚度為小于1微米時(shí)，薄膜的厚度均勻性也幾乎沒有降低。因此，能夠簡便地進(jìn)行除去薄膜周邊部，同時(shí)能夠 再現(xiàn)性良好地得到除去寬度，且能夠有效果地防止薄膜品質(zhì)降低。
又，如此進(jìn)行所制造的貼合晶片的薄膜周邊部的品質(zhì)良好，能夠大幅度 地減少從此處產(chǎn)生的微粒。
以下，關(guān)于步驟(i)之前所進(jìn)行的步驟(a)—(h)，舉例來更具體地說明制造 SOI晶片來作為貼合晶片的情況。
首先，在步驟(a)，是準(zhǔn)備作為支撐基板的基體晶片及作為薄膜的接合晶片。
基體晶片及接合晶片是例如使用由單結(jié)晶硅所構(gòu)成的晶片。
接著，在步驟(b)，是在接合晶片上形成作為絕緣體的氧化硅膜。
氧化硅膜的形成例如能夠通過濕式氧化或干式氧化來形成，但是也能夠 采用CVD(化學(xué)氣相沉積；Chemical Vapor Deposition)等方法。氧化硅膜的膜 厚度能夠按照制品的規(guī)格而適當(dāng)?shù)剡x擇。
又，上述是形成氧化硅膜來作為絕緣體，但是也可以形成氮化硅膜、氮 氧化化硅膜等來作為絕緣體。又，將石英、碳化硅、鋁等的基板作為基體晶 片，并將其作為絕緣體亦佳。但是氧化硅膜具有能夠使用干式氧化或濕式氧 化等而簡便地形成致密的膜質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。而且，氧化硅膜可只形成于基體晶片 側(cè)，也可以形成于基體晶片及接合晶片的雙方。
接著，在步驟(c)，是對在表面形成有氧化膜的接合晶片的一面，注入氫 離子、稀有氣體離子的中至少一種類的離子。
通過該離子注入，能夠在離子的平均進(jìn)入深度處，形成與表面平行的微 小氣泡層。此時(shí)的注入溫度例如能夠設(shè)為25—45(TC。
接著，在步驟(d)，將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微小氣泡層 的接合晶片接合。
在常溫的潔凈的環(huán)境下，將基體晶片的表面與接合晶片的已離子注入側(cè) 的面通過氧化硅膜使其接觸，未使用黏著劑等而使晶片之間接合。
接著，在步驟(e)，以微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離。
借此，將剝離晶片與在基體晶片上通過氧化硅膜而形成有薄膜(SOI層) 的SOI晶片分離(參照圖5)。
在該剝離步驟，例如在惰性氣體環(huán)境下以約50(TC以上的溫度施加熱處理時(shí)，通過結(jié)晶的再配列與氣泡的凝聚，能夠?qū)冸x晶片與SOI晶片分離。 而且，通過預(yù)先等離子體處理兩晶片的接觸面，作為使前述接合晶片的
表面與基體晶片的表面接觸之前步驟，即使未進(jìn)行接合后的熱處理，也能夠
以微小氣泡層為界，機(jī)械性地剝離。
此時(shí)，如圖5(b)所示，SOI層5的轉(zhuǎn)印在中途變?yōu)椴贿B續(xù)的邊界，是以
表層的SOI層破碎的方式剝離(以圓包圍的部分)。因此，SOI層的周邊部6 的面形狀是未受到控制的形狀，其形狀有如鋸齒狀的海岸，而且，在該周邊 散布有多數(shù)分離小島狀物，其會成為產(chǎn)生微粒的主要原因。但是在本發(fā)明中， 如前述，通過隨后進(jìn)行的步驟(i)，能夠完美地除去該SOI層的周邊部。因此， 能夠大幅度地減少產(chǎn)生微粒。
接著，在步驟(f)，對SOI晶片施加結(jié)合熱處理。
上述的接合步驟(d)及剝離步驟(e)所結(jié)合而成的晶片之間的結(jié)合力，直接 在元件制造工藝使用時(shí)是較弱的。因此，在該步驟(f)，結(jié)合熱處理是對貼合 晶片施加高溫的熱處理來使結(jié)合強(qiáng)度變?yōu)槌浞帧Ｔ摕崽幚硎抢缭诙栊詺怏w 環(huán)境下或氧化性氣體環(huán)境下，以1050。C一1200。C進(jìn)行30分鐘至2小時(shí)的范 圍為佳。又，通過提高剝離步驟(e)的熱處理溫度，此種結(jié)合熱處理步驟(f) 也有可能省略。
接著，在步驟(g)，是對SOI晶片施加平坦化熱處理。 該平坦化熱處理是使SOI層的表面更平坦化，能夠通過在氬氣等惰性氣 體或氫氣或這些氣體的混合氣體中，于1100—120(TC左右的溫度，以l一5 小時(shí)的短時(shí)間來進(jìn)行。該平坦化熱處理能夠兼進(jìn)行上述結(jié)合熱處理。
而且，在步驟(h)，是將SOI層的膜厚度進(jìn)行膜厚度調(diào)整至規(guī)定厚度。 在氧化硅膜(埋入氧化膜(BOX))上形成SOI層而成的SOI晶片時(shí)，調(diào)整 SOI層的膜厚度通常是通過犧牲氧化及除去氧化膜來進(jìn)行。但是，因?yàn)槁袢?氧化膜(BOX)會被除去氧化膜時(shí)所使用的HF水溶液浸蝕，在平臺部附近的 SOI層會呈稍微突出狀，該部分會有成為強(qiáng)度不安定狀態(tài)的情形。因此，通 過在該膜厚度調(diào)整步驟(h)之后，進(jìn)行薄膜周邊部除去步驟(i)，即便在SOI 層產(chǎn)生突起狀的部分也能夠?qū)⑵涑?，能夠有效果地防止從該部分產(chǎn)生硅碎 片等的微粒。 [實(shí)施例]以下，舉出本發(fā)明的實(shí)施例來詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明未限定于 這些實(shí)施例。
(實(shí)施例1)
依照圖1的流程圖，制造SOI晶片來作為貼合晶片。
首先，準(zhǔn)備2片直徑為300毫米的單結(jié)晶硅晶片作為基體晶片及接合晶
片，如步驟(a)。
接著，在接合晶片的表面形成厚度400納米的氧化硅膜，如步驟(b)。 接著，對在其表面形成有氧化膜的接合晶片的一面，注入氫離子，如步 驟(c)。此時(shí)的離子注入條件是注入能量為90keV、注入劑量為6.5X1016/平 方公分。通過該離子注入，在離子的平均進(jìn)入深度，形成與表面平行的微小 氣泡層。
接著，將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶 片，通過氧化硅膜而在室溫接合，如步驟(d)。
接著，以微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離，如步驟(e)。該剝離步驟是通 過在N2氣體環(huán)境下以約50(TC施加熱處理30分鐘來進(jìn)行。借此，剝離晶片 與SOI晶片分離。
此時(shí)，觀察SOI晶片的SOI層(薄膜)的周邊部時(shí)，SOI層的周邊部的面 形狀是未受到控制的形狀，其形狀有如鋸齒狀的海岸，而且，在該周邊散布 有多數(shù)分離小島狀物。
接著，對SOI晶片施加結(jié)合熱處理，如步驟(f)。該結(jié)合熱處理步驟是通 過在N2氣體環(huán)境下，以IIO(TC施加熱處理120分鐘來進(jìn)行。
接著，對SOI晶片施加平坦化熱處理，如步驟(g)。該平坦化熱處理是在 Ar氣體環(huán)境下，以120(TC施加熱處理60分鐘來進(jìn)行。
接著，進(jìn)行膜厚度調(diào)整，將SOI層的膜厚度調(diào)整至60納米，如步驟(h)。 該膜厚度調(diào)整是通過犧牲氧化(95(TC、熱解氧化)后，使用5Q/。HF水溶液除去 氧化膜來進(jìn)行。
膜厚度調(diào)整后，觀察SOI層的周邊部附近時(shí)，SOI層呈稍微突出(overhang)狀。
接著，使用圖2所示的干式蝕刻裝置10來除去SOI層的薄膜周邊部， 如步驟(i)。
ii此時(shí)，噴嘴13是使用其氣體噴出口 15的內(nèi)徑為1毫米的噴嘴，與SOI 層表面的間隔為1.5毫米。而且，將作為工藝氣體的SF6氣體以250sccm的 流量流動，同時(shí)從輸出電力為500W的微波產(chǎn)生裝置對氣體照射微波，將其 等離子體化而使其產(chǎn)生蝕刻氣體，并將其從噴嘴13供給至SOI晶片8的薄 膜周邊部(平臺部)。此時(shí)，通過移動載物臺12，并使噴嘴13在貼合晶片8 的SOI層的周邊部掃描。掃描速度設(shè)為5毫米/秒。
經(jīng)由以上的步驟(a)—(i)，制造出貼合晶片。
然后，使用光學(xué)性膜厚度測定機(jī)來測定所制造的貼合晶片的平臺部的段 差形狀(半徑138—148毫米部分的薄膜(SOI層)的厚度變化)來加以評價(jià)。結(jié) 果如圖3所示。
從圖3得知，使用具有內(nèi)徑為l毫米的氣體噴出口的噴嘴且與SOI層表 面的間隔設(shè)為1.5毫米的實(shí)施例1，距外周6毫米的區(qū)域中的S0I層的膜厚 度塌邊，為2納米左右(約為設(shè)定膜厚度的3°/。)， SOI層的有效面積能夠到達(dá) 至距外周6毫米為止(半徑144毫米為止)。也即，若依照實(shí)施例1的方法， 因?yàn)楸∧さ哪ず穸染鶆蛐詭缀跷唇档?，幾乎不會使薄膜的有效面積降低。又， 能夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度。
又，觀察SOI層的周邊部時(shí)，呈稍微突出狀的部分已被除去等，能夠確 認(rèn)可得到經(jīng)控制的平臺部的品質(zhì)。
而且，實(shí)施例1的方法不必對SOI層形成掩模等，是非常簡便的。
(實(shí)施例2)
在步驟(i)，作為用以供給蝕刻氣體的噴嘴，除了使用其氣體噴出口的內(nèi) 徑為0.2毫米的噴嘴以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行來制造貼合晶片。
而且，與實(shí)施例1同樣地，使用光學(xué)性膜厚度測定機(jī)來測定所制造的貼 合晶片的平臺部的段差形狀，并進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果如圖3所示。
從圖3得知，使用具有內(nèi)徑為0.2毫米的氣體噴出口的噴嘴且與SOI層 表面的間隔設(shè)為1.5毫米的實(shí)施例2，在距外周5毫米為止的區(qū)域，幾乎沒 有發(fā)生SOI層的膜厚度塌邊，SOI層的有效面積能夠到達(dá)至距外周5毫米為 止(半徑145毫米為止)。也即，若依照實(shí)施例2的方法，因?yàn)楸∧さ哪ず穸?均勻性幾乎沒有降低，幾乎沒有使薄膜的有效面積降低。又，能夠再現(xiàn)性良 好地得到除去寬度。又，觀察SOI層的周邊部時(shí)，呈稍微突出狀的部分已被除去等，能夠確 認(rèn)可得到經(jīng)控制的平臺部的品質(zhì)。
而且，實(shí)施例2的方法不必對SOI層形成掩模等，是非常簡便的。
(比較例1)
在步驟(i)，作為用以供給蝕刻氣體的噴嘴，除了使用其氣體噴出口的內(nèi)
徑為8毫米的噴嘴以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行來制造貼合晶片。(但是比較 例1的SOI層的膜厚度為58納米)
而且，與實(shí)施例1同樣地，評價(jià)所制造的貼合晶片的平臺部的段差形狀。 結(jié)果如圖3所示。
從圖3得知，使用具有內(nèi)徑為8毫米的氣體噴出口的噴嘴的比較例1， 距外周6毫米的區(qū)域中的SOI層的膜厚度塌邊為7納米左右(約為設(shè)定膜厚 度的12%)，塌邊形狀是擴(kuò)展至距外周8—10毫米左右為止。亦即，比較例l 的方法時(shí)，平臺部附近的薄膜的膜厚度變化增大，致使薄膜的有效面積降低。 又，無法再現(xiàn)性良好地得到除去寬度。
(實(shí)施例3)
在步驟(i)，除了將噴嘴的氣體噴出口與SOI層表面的間隔設(shè)為0.5毫米 以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行來制造貼合晶片。
而且，與實(shí)施例1同樣地，使用光學(xué)性膜厚度測定機(jī)來測定所制造的貼 合晶片的平臺部的段差形狀，并加以評價(jià)。結(jié)果如圖4所示。又，在圖4中， 同時(shí)記載實(shí)施例1的測定結(jié)果。
從圖4得知，使用具有內(nèi)徑為l毫米的氣體噴出口的噴嘴且與SOI層表 面的間隔設(shè)為0.5毫米的實(shí)施例3，在距外周3.5毫米為止的區(qū)域，幾乎沒有 發(fā)生SOI層的膜厚度塌邊，SOI層的有效面積能夠到達(dá)至距外周3毫米為止 (半徑147毫米為止)。也即，若依照實(shí)施例3的方法，因?yàn)楸∧さ哪ず穸染?勻性幾乎沒有降低，幾乎沒有使薄膜的有效面積降低。又，能夠再現(xiàn)性良好 地得到除去寬度。
又，觀察SOI層的周邊部時(shí)，呈稍微突出狀的部分已被除去等，能夠確 認(rèn)可得到經(jīng)控制的平臺部的品質(zhì)。
而且，實(shí)施例3的方法不必對SOI層形成掩模等，是非常簡便的。
又，本發(fā)明未限定于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式是例示性，凡是具有與本發(fā)明的權(quán)利要求所記載的技術(shù)思想實(shí)質(zhì)上相同構(gòu)成、且達(dá)成相同作用效 果之物，無論如何都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種貼合晶片的制造方法，是針對通過離子注入剝離法來制造貼合晶片的方法，該離子注入剝離法至少包含接合步驟，其是將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶片接合；剝離步驟，其是以前述微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離；及薄膜周邊部除去步驟，其是將通過前述剝離步驟而在基體晶片上所形成的薄膜周邊部除去；其特征在于至少將剝離步驟后的薄膜周邊部除去步驟，以從噴嘴供給蝕刻氣體來進(jìn)行的干式蝕刻的方式來進(jìn)行，且該干式蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑及前述噴嘴的氣體噴出口與前述薄膜表面的間隔來進(jìn)行。
2. 如權(quán)利要求1所述的貼合晶片的制造方法，其中將前述噴嘴的氣體 噴出口的內(nèi)徑，調(diào)整為l毫米以下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的貼合晶片的制造方法，其中將前述噴嘴的 氣體噴出口與前述薄膜表面的間隔，調(diào)整為0.5毫米以下。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的貼合晶片的制造方法，其中在將 通過前述剝離步驟于基體晶片上所形成的薄膜調(diào)整為規(guī)定厚度的膜厚度調(diào) 整步驟后，進(jìn)行前述薄膜周邊部除去步驟。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的貼合晶片的制造方法，其中使前 述薄膜的厚度為小于l微米。
全文摘要
本發(fā)明是一種貼合晶片的制造方法，是針對通過離子注入剝離法來制造貼合晶片的方法，該離子注入剝離法至少包含接合步驟，其是將基體晶片與具有通過注入離子而形成的微小氣泡層的接合晶片接合；剝離步驟，其是以前述微小氣泡層作為邊界而進(jìn)行剝離；及薄膜周邊部除去步驟，其是將通過前述剝離步驟而在基體晶片上所形成的薄膜周邊部除去；至少將剝離步驟后的薄膜周邊部除去步驟，以從噴嘴供給蝕刻氣體來進(jìn)行的干式蝕刻的方式來進(jìn)行，且該干式蝕刻是調(diào)整前述噴嘴的氣體噴出口的內(nèi)徑及前述噴嘴的氣體噴出口與前述薄膜表面的間隔來進(jìn)行。本發(fā)明能夠再現(xiàn)性良好地得到除去寬度，且能夠有效果地防止薄膜品質(zhì)降低。
文檔編號H01L21/02GK101454871SQ20078001961
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者添田康嗣, 能登宣彥 申請人:信越半導(dǎo)體股份有限公司