[發明專利]SOI晶片的制造方法

有效

• 申請號: 201380026585.8
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN104364880B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 阿賀浩司;石塚徹
• 申請（專利權）人: 信越半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/306;H01L27/12
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 張永康,李英艷

技術領域

本發明涉及一種通過離子注入剝離法來制造SOI晶片的方法。

背景技術

先前，在通過離子注入剝離法制作而成的SOI(絕緣層上覆硅)晶片的外周部，SOI層未經轉印，產生露出基底晶片(base wafer)表面的平臺(terrace)。其主要原因在于，在晶片外周部，由于研磨塌邊導致晶片的平坦度較差，因此貼合晶片之間的結合力較弱，而使SOI層難以轉印至基底晶片側。

利用光學顯微鏡來觀察此SOI晶片的平臺部，則在SOI層與平臺部的交界上，觀察到SOI層呈島狀孤立的SOI島。這可認為是發生在SOI層會被轉印的平坦度與不會被轉印的平坦度的過渡區域上。此種SOI島在組件制作工序中自晶片上剝落，并成為硅微粒，再次附著于組件制作區域中，存在導致組件不良的擔憂(參照專利文獻1)。

又，在離子注入剝離法中，由于上述平臺部的寬度(平臺寬度)是取決于貼合的晶片的成為平臺部的區域的平坦度，因此，貼合后難以控制平臺寬度。例如，當在SOI晶片的平臺部上，在組件工序中制作激光標記等的時候，若平臺寬度過窄，則存在無法制作激光標記的擔憂。

作為改善此種SOI島并控制平臺寬度的方法，存在以下方法：使貼合后的晶片浸漬于含有氫氟酸(Hydrofluoric Acid，HF)的水溶液中，并自外周來蝕刻位于接合晶片(bond wafer)與基底晶片之間的絕緣膜(專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-305292號公報

專利文獻2：日本特開2010-199353號公報

專利文獻3：日本特開2006-270039號公報

專利文獻4：日本特開2006-216662號公報

專利文獻5：日本特表2008-526038號公報

發明內容

[發明所要解決的課題]

當利用離子注入剝離法來制作例如埋入絕緣膜較厚的SOI晶片時，由于可剝離的膜厚受到離子注入機的加速電壓的限制，因此，可使用在基底晶片側形成絕緣膜并進行貼合的方法。

此時，若對基底晶片上形成有絕緣膜的貼合晶片，若通過專利文獻2所記載的方法來改善其平臺部，則由于不僅接合晶片與基底晶片之間的絕緣膜，甚至基底晶片背面的絕緣膜均將被移除，因此，將發生剝離后的SOI晶片上翹曲較大的問題。

其原因在于，絕緣膜僅殘留于基底晶片的貼合面側，因絕緣膜與硅的熱膨脹系數不同而發生。由于此絕緣膜所導致的翹曲與絕緣膜的膜厚成比例地變大，因此，當在基底晶片上形成較厚的絕緣膜時，翹曲的抑制成為尤其重要的課題之一。

作為僅移除SOI晶片的表面側的氧化膜而并不移除基底晶片背面的氧化膜的方法，存在專利文獻3所公開的通過旋轉蝕刻(spin etching)的方法。

然而，即便將旋轉蝕刻應用于剝離后的SOI晶片，也不能減少平臺部的SOI島，由于自埋入氧化膜端面開始的蝕刻，導致SOI層的外周端成為懸垂(overhang)形狀而容易剝落。

于專利文獻4中，記載有以下事項：預先將貼合前的在接合晶片或基底晶片上所形成的氧化膜的外周部移除后再貼合，以防止因離子注入剝離法而導致發生SOI晶片的平臺部的SOI島。然而，專利文獻4由于是在貼合前移除氧化膜的外周部，因此，存在此移除工序較為煩雜的缺點。

又，專利文獻5所公開的技術，在以已進行貼合的狀態來進行氧化膜的蝕刻的點而言，與專利文獻2相同；但是，在其氧化膜的移除為用于進行稱為修剪(trimming)的硅的蝕刻也就是預處理之點而言，有所不同。又，關于離子注入剝離法特有的問題也就是SOI島，并未記載。

本發明是鑒于上述問題點而完成，其目的在于提供一種SOI晶片的制造方法，當在基底晶片上形成絕緣膜并進行貼合時，可控制平臺寬度，防止SOI島的發生，同時可抑制SOI晶片的翹曲。

[解決課題的方法]