特許 6066729 ＳＯＩ構造における非接合領域の幅の減少方法ならびにその方法によって製造したウエハおよびＳＯＩ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6066729

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】ＳＯＩ構造における非接合領域の幅の減少方法ならびにその方法によって製造したウエハおよびＳＯＩ構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20170116BHJP

   H01L 27/12 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/12 B

   H01L21/02 B

【請求項の数】81

【全頁数】36

(21)【出願番号】特願2012-555018(P2012-555018)

(86)(22)【出願日】2011年2月7日

(65)【公表番号】特表2013-520838(P2013-520838A)

(43)【公表日】2013年6月6日

(86)【国際出願番号】US2011023937

(87)【国際公開番号】WO2011106144

(87)【国際公開日】20110901

【審査請求日】2014年2月6日

(31)【優先権主張番号】61/308,185

(32)【優先日】2010年2月25日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】392026316

【氏名又は名称】エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＭＣ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(74)【代理人】

【識別番号】100156085

【弁理士】

【氏名又は名称】新免 勝利

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(72)【発明者】

【氏名】ジョン・エイ・ピットニー

(72)【発明者】

【氏名】吉村 一朗

(72)【発明者】

【氏名】ル・フェイ

【審査官】 右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８６２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２９３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４５４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０２／０３５５９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−１４２４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１８７５９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１９０８１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコンオンインシュレータ構造の製造方法であって、
該シリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、シリコン層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン層との間に誘電体層と、を含み、
前記シリコンオンインシュレータ構造は、中心軸と、前記中心軸にほぼ垂直な前面および後面と、前記前面と前記後面とを結合する外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径とを有しており、
該方法は、
ドナーウエハおよびハンドルウエハの少なくとも一方の前面上に誘電体層を形成する形成工程と、
貼り合わせウエハを形成するために、前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方に前記誘電体層を接合させる接合工程であって、前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、厚さロールオフ量（厚さＲＯＡ）が約−６００ｎｍ未満であり、前記厚さＲＯＡは、前記ドナーウエハまたはハンドルウエハの厚さプロファイルに基づいて以下の測定手順により決定されており、
当該測定手段は、
厚さプロファイル上にある第１の点Ｐ_１と第２の点Ｐ_２の間に基準線Ｒを形成することであって、前記第１の点Ｐ_１と前記第２の点Ｐ_２はそれぞれ前記ウエハの前記中心軸から離れており、前記第１の点Ｐ_１と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約８２．７％であり、前記第２の点Ｐ_２と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約９３．３％である、基準線Ｒを形成することと、
前記基準線Ｒと、前記厚さプロファイル上にある第３の点Ｐ_３との距離を測定することであって、前記第３の点Ｐ_３と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約９９．３％である、測定することとを含む、接合工程と、
前記シリコンオンインシュレータ構造を形成するために、シリコン層が誘電体層と接合したままとなるように前記ドナーウエハ内の分離面に沿って前記貼り合わせウエハを分離する分離工程と、を含む、シリコンオンインシュレータ構造の製造方法。

【請求項2】

前記誘電体層は前記ドナーウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ハンドルウエハと接合され、前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記誘電体層は前記ドナーウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ハンドルウエハと接合され、前記ドナーウエハの厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記誘電体層は前記ハンドルウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ドナーウエハと接合され、前記ドナーウエハの厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記誘電体層は前記ハンドルウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ドナーウエハと接合され、前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ドナーウエハの厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記基準線Ｒは、一次直線によりフィッティングされている、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記基準線Ｒは、三次多項式によりフィッティングされている、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記厚さＲＯＡが、平均厚さＲＯＡである、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記平均厚さＲＯＡが、８つのウエハ半径で測定された８つの厚さＲＯＡ測定値の平均である、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記ドナーウエハと前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、前面形状の二次導関数が約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、その前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、その前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、その前面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、その前面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記シリコン層が、前記シリコンオンインシュレータ構造の前記中心軸から、前記シリコンオンインシュレータ構造の前記半径の約９８．９％の点まで延在している、請求項１に記載の方法。

【請求項18】

前記ハンドルウエハが、前面および後面を有しており、
前記ハンドルウエハは、
前記ハンドルウエハの前記前面を研磨することを含む第１研磨工程を行うこと、
該第１研磨工程後に、前記ハンドルウエハの前記前面を洗浄することを含む洗浄工程を行うこと、および
該洗浄工程後に、前記ハンドルウエハの前記前面を研磨することを含む第２研磨工程を行うこと、によって調製される、請求項１に記載の方法。

【請求項19】

前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程中に前面を研磨するのと同時に前記ハンドルウエハの前記後面を研磨する、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程が、前記ウエハの前面の表面粗さを約３Å未満まで減少させる、請求項１８に記載の方法。

【請求項21】

前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程が、前記ウエハの前面の表面粗さを約２．０Å未満まで減少させる、請求項１８に記載の方法。

【請求項22】

前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程が、前記ハンドルウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項23】

前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ハンドルウエハと接触させることを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項24】

前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程が、前記ハンドルウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項25】

前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ハンドルウエハと接触させることを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項26】

前記ハンドルウエハの前記洗浄工程が、前記ハンドルウエハを洗い流すことを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項27】

前記ハンドルウエハの前記洗浄工程が、前記ハンドルウエハを水酸化アンモニウムと過酸素水素の溶液に接触させることを含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項28】

前記ドナーウエハが、前面および後面を有しており、
前記ドナーウエハは、
前記ドナーウエハの前記前面を研磨することを含む第１研磨工程を行うこと、
該第１研磨工程後に、前記ドナーウエハの前記前面を洗浄することを含む洗浄工程を行うこと、および
該洗浄工程後に、前記ドナーウエハの前記前面を研磨することを含む第２研磨工程を行うこと、によって調製される、請求項１に記載の方法。

【請求項29】

前記ドナーウエハの前記第１研磨工程中に前面を研磨するのと同時に前記ドナーウエハの前記後面を研磨する、請求項２８に記載の方法。

【請求項30】

前記ドナーウエハの前記第１研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１μｍ×約１μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ドナーウエハの前面の表面粗さが、約３Å未満まで減少する、請求項２８に記載の方法。

【請求項31】

前記ドナーウエハの前記第２研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ドナーウエハの前面の表面粗さが、約２．０Å未満まで減少する、請求項２８に記載の方法。

【請求項32】

前記ドナーウエハの前記第１研磨工程が、前記ドナーウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項33】

前記ドナーウエハの前記第１研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ドナーウエハと接触させることを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項34】

前記ドナーウエハの前記第２研磨工程が、前記ドナーウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項35】

前記ドナーウエハの前記第２研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ドナーウエハと接触させることを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項36】

前記ドナーウエハの前記洗浄工程が、前記ドナーウエハを洗い流すことを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項37】

前記ドナーウエハの前記洗浄工程が、前記ドナーウエハを水酸化アンモニウムと過酸素水素の溶液に接触させることを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項38】

貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造であって、
該貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、前記ハンドルウエハと前記ドナーウエハとの間に誘電体層と、を含み、
該誘電体層は、前記ハンドルウエハと部分的に接合されており、
前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造が、中心軸と、外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径とを有しており、
前記誘電体層と前記ハンドルウエハとの間の接合が、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の前記中心軸から、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の前記半径の少なくとも約９９．６％の点まで延在しており、
前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満であり、前記厚さＲＯＡは、前記ドナーウエハまたはハンドルウエハの厚さプロファイルに基づいて以下の測定手順により決定されており、
当該測定手段は、
厚さプロファイル上にある第１の離散点と第２の離散点の間に基準線を形成することであって、前記第１の離散点と前記第２の離散点はそれぞれ前記構造の前記中心軸から離れており、前記第１の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約８２．７％であり、前記第２の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９３．３％である、基準線を形成することと、
前記基準線と、前記厚さプロファイル上にある第３の離散点との距離を測定することであって、前記第３の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９９．３％である、測定することとを含む、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項39】

前記誘電体層と前記ハンドルウエハとの間の前記結合が、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９９．６％〜約９９．９％の点まで延在している、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項40】

前記ドナーウエハは、厚さＲＯＡが、約−６００ｎｍ未満である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項41】

前記ハンドルウエハと前記ドナーウエハの少なくとも一方は、厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項42】

前記ドナーウエハと前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、前面形状の二次導関数が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項43】

前記誘電体層と前記ハンドルウエハが、界面を形成しており、
前記ハンドルウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項44】

前記誘電体層と前記ハンドルウエハが、界面を形成しており、
前記ハンドルウエハは、前記界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項45】

前記誘電体層と前記ドナーウエハが、界面を形成しており、
前記ドナーウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項46】

前記誘電体層と前記ドナーウエハが、界面を形成しており、
前記ドナーウエハは、前記界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項３８に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項47】

貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造であって、
該貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、前記ハンドルウエハと前記ドナーウエハとの間に誘電体層と、を含み、
該誘電体層は、前記ドナーウエハと部分的に接合されており、
前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造が、中心軸と、外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径とを有しており、
前記誘電体層と前記ドナーウエハとの間の接合が、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の前記中心軸から、前記貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の前記半径の少なくとも約９９．６％〜約９９．９％の点まで延在しており、
前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満であり、前記厚さＲＯＡは、前記ドナーウエハまたはハンドルウエハの厚さプロファイルに基づいて以下の測定手順により決定されており、
当該測定手段は、
厚さプロファイル上にある第１の離散点と第２の離散点の間に基準線を形成することであって、前記第１の離散点と前記第２の離散点はそれぞれ前記構造の前記中心軸から離れており、前記第１の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約８２．７％であり、前記第２の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９３．３％である、基準線を形成することと、
前記基準線と、前記厚さプロファイル上にある第３の離散点との距離を測定することであって、前記第３の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９９．３％である、測定することとを含む、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項48】

前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが、約−６００ｎｍ未満である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項49】

前記ハンドルウエハと前記ドナーウエハの少なくとも一方は、厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項50】

前記ドナーウエハと前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、前面形状の二次導関数が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項51】

前記誘電体層と前記ハンドルウエハが、界面を形成しており、
前記ハンドルウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項52】

前記誘電体層と前記ハンドルウエハが、界面を形成しており、
前記ハンドルウエハは、前記界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項53】

前記誘電体層と前記ドナーウエハが、界面を形成しており、
前記ドナーウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項54】

前記誘電体層と前記ドナーウエハが、界面を形成しており、
前記ドナーウエハは、前記界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項４７に記載の貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項55】

シリコンオンインシュレータ構造であって、
該シリコンオンインシュレータ構造が、ハンドルウエハと、シリコン層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン層との間の誘電体層と、該誘電体層と前記ハンドルウエハとの間の界面とを含んでおり、
前記ハンドルウエハが、中心軸と、外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径とを有しており、
前記シリコン層が、前記ハンドルウエハの前記中心軸から、前記ハンドルウエハの前記半径の少なくとも約９８．９％の点まで延在しており、
前記ハンドルウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、
前記ハンドルウエハは、厚さＲＯＡが約−６００ｎｍ未満であり、前記厚さＲＯＡは、前記ハンドルウエハの厚さプロファイルに基づいて以下の測定手順により決定されており、
当該測定手段は、
厚さプロファイル上にある第１の離散点と第２の離散点の間に基準線を形成することであって、前記第１の離散点と前記第２の離散点はそれぞれ前記構造の前記中心軸から離れており、前記第１の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約８２．７％であり、前記第２の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９３．３％である、基準線を形成することと、
前記基準線と、前記厚さプロファイル上にある第３の離散点との距離を測定することであって、前記第３の離散点と前記構造の前記中心軸との距離は、前記構造の前記半径の約９９．３％である、測定することとを含む、シリコンオンインシュレータ構造。

【請求項56】

前記シリコン層が、前記ハンドルウエハの前記中心軸から、前記ハンドルウエハの前記半径の少なくとも約９９．４％の点まで延在している、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項57】

前記誘電体層が、前記ハンドルウエハの前記中心軸から、前記ハンドルウエハの前記半径の少なくとも約９８．９％の点まで延在している、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項58】

前記ハンドルウエハは、前記界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項59】

前記ハンドルウエハは、前記界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項60】

前記誘電体層と前記シリコン層が、界面を形成しており、
前記シリコン層は、当該界面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項61】

前記誘電体層と前記シリコン層が、界面を形成しており、
前記シリコン層は、当該界面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項62】

前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項63】

前記ハンドルウエハの前面形状の二次導関数が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満である、請求項５５に記載のシリコンオンインシュレータ構造。

【請求項64】

中心軸と、前記中心軸に対してほぼ垂直な前面および後面と、前記前面と前記後面とを結合する外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径と、を有する半導体ウエハであって、
前記ウエハの厚さロールオフ量（厚さＲＯＡ）は、約−７００ｎｍ未満であり、
前記ウエハは、前記前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、
前記厚さＲＯＡは、前記ウエハの厚さプロファイルに基づいて以下の測定手順により決定されており、
当該測定手段は、
厚さプロファイル上にある第１の点Ｐ_１と第２の点Ｐ_２の間に基準線Ｒを形成することであって、前記第１の点Ｐ_１と前記第２の点Ｐ_２はそれぞれ前記ウエハの前記中心軸から離れており、前記第１の点Ｐ_１と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約８２．７％であり、前記第２の点Ｐ_２と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約９３．３％である、基準線Ｒを形成することと、
前記基準線Ｒと、前記厚さプロファイル上にある第３の点Ｐ_３との距離を測定することであって、前記第３の点Ｐ_３と前記ウエハの前記中心軸との距離は、前記ウエハの前記半径の約９９．３％である、測定することとを含む、半導体ウエハ。

【請求項65】

前記ウエハは、前記ウエハの前記前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項66】

前記ウエハは、前記ウエハの前記前面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項67】

前記ウエハの厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項68】

前記基準線Ｒは、一次直線によりフィッティングされている、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項69】

前記基準線Ｒは、三次多項式によりフィッティングされている、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項70】

前記厚さＲＯＡが、平均厚さＲＯＡである、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項71】

前記平均厚さＲＯＡが、８つのウエハ半径で測定された８つの厚さＲＯＡ測定値の平均である、請求項７０に記載の半導体ウエハ。

【請求項72】

前記ウエハの前面形状の二次導関数が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満である、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項73】

前記ウエハが、ハンドルウエハである、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項74】

前記ウエハが、ドナーウエハである、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項75】

前記半導体ウエハが、単結晶シリコンから成る、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項76】

前記半導体ウエハが、２５枚のウエハの集団のうちの１枚のウエハであり、
各々のウエハが、中心軸と、前記中心軸に対してほぼ垂直な前面および後面と、前記前面と前記後面とを結合する外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径と、を有しており、
各々のウエハは、厚さロールオフ量（ＲＯＡ）が、約−７００ｎｍ未満であり、
前記ウエハは、前記前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約３つ以下である、請求項６４に記載の半導体ウエハ。

【請求項77】

各々のウエハは、該ウエハの前記前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が約２つ以下である、請求項７６に記載の半導体ウエハ。

【請求項78】

各々のウエハは、該ウエハの前記前面において、約６ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項７６に記載の半導体ウエハ。

【請求項79】

各々のウエハは、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が約６つ未満である、請求項７６に記載の半導体ウエハ。

【請求項80】

各々のウエハは、該ウエハの前記前面において、約４．８ｎｍより大きい明視野欠陥が存在しない、請求項７６に記載の半導体ウエハ。

【請求項81】

各々のウエハの厚さＲＯＡが、約−４００ｎｍ未満である、請求項７６に記載の半導体ウエハ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示の分野は、減少した非接合領域を有するシリコンオンインシュレータ構造の製造に関し、特に、ハンドルおよびドナーウエハのロールオフ量（roll-off amount:「ＲＯＡ」）を最小限にすることによってこのような構造を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シリコンオンインシュレータ構造（「ＳＯＩ構造」、本明細書において「ＳＯＩウエハ」または「ＳＯＩ基板」とも言う。）は、概して、ハンドルウエハと、シリコン層（「デバイス層」としても特徴付けられる）と、ハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層（例えば、酸化層）と、を含む。ＳＯＩ構造の頂部のシリコン層に作られるトランジスタは、バルクシリコンウエハ上に作られるトランジスタと比較して信号の切替が速く、低電圧で動作し、バックグラウンドの宇宙線粒子からの信号ノイズ影響をそれほど受けない。各々のトランジスタは、二酸化ケイ素の完全な層によってその隣接するトランジスタから隔離されている。これらのトランジスタは、「ラッチアップ」問題にほぼ影響を受けず、バルクシリコンウエハ上に作られるトランジスタよりも互いに近接して間隔を置くことができる。ＳＯＩ構造に回路を作ることは、更に小型の回路設計を可能にし、ウエハ１枚当たりで、より多くのチップを生成すことによって生産性を向上する。

【0003】

ＳＯＩ構造は、チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法で成長させた単結晶シリコンインゴットからスライスされたシリコンウエハから製造できる。ＳＯＩ構造を製造する１つの方法では、ドナーウエハの研磨した前面に誘電体層を堆積する。ドナーウエハの前面の直下の特定の深さにイオンを注入して劈開面(cleave plane)を形成する。該劈開面は、それらを注入した特定の深さにおけるドナーウエハ内で、軸に対してほぼ垂直である。続いて、ドナーウエハの前面をハンドルウエハに接合、２枚のウエハをプレスして、貼り合わせウエハを形成する。次いで、ドナーウエハの一部分を劈開面に沿って劈開し、薄いシリコン層（すなわち、デバイス層）を残してドナーウエハの一部分を除去することにより、ＳＯＩ構造を形成する。

【0004】

貼り合わせ構造の外周において、誘電体層とハンドルウエハとが接合していない、または接合が弱いと、その後の劈開中に、外周の誘電体層および／またはシリコン層が除去されてしまう。これは、ハンドルウエハよりも半径の小さいシリコン層（そして典型的には誘電体層も）を有するＳＯＩ構造をもたらす。シリコン層を含まない構造の外周領域は、装置の製造に利用することはできず、また粒子汚染源となり得る。この使用できない外周領域は、少なくとも１．５ｍｍ、更には２ｍｍの幅であり、ＳＯＩ構造の表面積の少なくとも約２．５％を含むだろう。

【0005】

ＳＯＩ構造のシリコン層をハンドルウエハのエッジまで更に延在でき、粒子汚染源を最小限にできるＳＯＩウエハの製造方法への継続的な要求が存在する。

【発明の概要】

【0006】

ＳＯＩ構造のハンドルウエハおよび／またはドナーウエハのロールオフ量（「ＲＯＡ」）を最小限にすることにより、貼り合わせウエハ(または結合ウエハ: a bonded wafer)の外周における更なる接合および強い接合が可能になり、それにより劈開する際に、シリコン層をハンドルウエハのエッジの近傍まで延在させる得ることを見出した。さらに、ロールオフが少なく、明視野欠陥のないハンドルウエハおよびドナーウエハは、粗い研磨工程と最終研磨工程との間に洗浄操作を行うことによって製造できることを見出した。

【0007】

本開示の１つの態様は、シリコンオンインシュレータ構造の製造方法に関する。当該構造は、ハンドルウエハと、シリコン層と、ハンドルウエハとシリコン層との間に誘電体層とを含む。当該シリコンオンインシュレータ構造は、中心軸と、中心軸に対してほぼ垂直な前面および後面とを有する。外周エッジは前面および後面を結合し、半径は構造の中心軸から外周エッジまで延在している。ドナーウエハおよびハンドルウエハの少なくとも一方の前面上に、誘電体層を形成する。誘電体層をドナーウエハとハンドルウエハの少なくとも一方に接合して貼り合わせウエハを形成する。ドナーウエハとハンドルウエハの少なくとも一方は、約−７００ｎｍ未満の厚さロールオフ量（厚さＲＯＡ）を有する。シリコンオンインシュレータ構造を形成するために、シリコン層が誘電体層に接合したままとなるようにドナーウエハ内の分離面に沿って貼り合わせウエハを分離する。

【0008】

本開示の別の態様において、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、ハンドルウエハとドナーウエハとの間の誘電体層とを含む。誘電体層はハンドルウエハに部分的に接合されている。貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有する。誘電体層とハンドルウエハとの間の接合は、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９８．９％の点まで延在している。

【0009】

本開示の更なる態様において、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、ハンドルウエハとドナーウエハとの間の誘電体層とを含む。誘電体層は、ドナーウエハに部分的に接合されている。貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造は、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有する。誘電体層とドナーウエハとの間の接合は、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９８．９％〜約９９．９％の点まで延在している。

【0010】

本開示の更なる別の態様は、シリコンオンインシュレータ構造に関する。構造は、ハンドルウエハと、シリコン層と、ハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層と、誘電体層とハンドルウエハとの間の界面とを有する。ハンドルウエハは、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有する。シリコン層は、ハンドルウエハの中心軸から、ハンドルウエハの半径の少なくとも約９８．９％の点まで延在している。ハンドルウエハは、界面において約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下である。

【0011】

本開示の更なる態様は、ウエハを研磨するための方法に関する。ウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む第１研磨工程を行う。ハンドルウエハの前面を洗浄することを含む洗浄工程を第１研磨工程後に行う。第２研磨工程を洗浄工程後に行う。第２研磨工程は、ウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む。

【0012】

別の態様では、半導体ウエハは、中心軸と、中心軸に対してほぼ垂直である前面および後面と、前面および後面を結合している外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有する。ウエハは、約−７００ｎｍ未満の厚さロールオフ量（厚さＲＯＡ）を有し、ウエハの前面において約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下である。

【0013】

他の目的および特徴は、一部は明白であり、一部は以下に指摘される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、その上に配置された誘電体層を備えているドナーウエハの断面図である。

【図2】図２は、ドナーウエハと、ハンドルウエハに接合されている誘電体層との断面図である。

【図3】図３は、ドナーウエハを劈開面で劈開した直後のＳＯＩ構造の断面図である。

【図4】図４は、ＲＯＡの測定を概略的に示すウエハの断面図である。

【図5】図５は、本開示の研磨および洗浄方法によって製造したＳＯＩ構造の上面図であり、シリコン層がハンドルウエハのエッジまで延在していない非接合領域を示す。

【図6】図６は、従来の研磨方法によって製造したＳＯＩ構造の上面図であり、シリコン層がハンドルウエハのエッジまで延在していない非接合領域を示す。

【図7】図７は、実施例１において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの厚さＲＯＡと、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図8】図８は、実施例１において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの前面ＲＯＡと、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図9】図９は、実施例１において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの前面形状の二次導関数（ｚｄｄ）と、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図10】図１０は、実施例２において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの厚さＲＯＡと、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図11】図１１は、実施例２において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの前面ＲＯＡと、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図12】図１２は、実施例２において製造した様々なＳＯＩ構造のためのドナーウエハおよびハンドルウエハの前面形状の二次導関数と、各々の構造の非接合領域の幅とを示すグラフである。

【図13】図１３は、実施例２において製造したＳＯＩ構造の非接合幅を示すグラフである。

【0015】

対応する参照符号は、図面全体における対応する部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

多層構造、とりわけシリコンオンインシュレータ構造と、シリコンオンインシュレータ構造の製造方法は、一般に、当業者に知られている（例えば、米国特許第５，１８９，５００号、米国特許第５，４３６，１７５号および米国特許第６，７９０，７４７号を参照されたい。それらの各々は、全ての関連しかつ一致した目的のために、参照により本明細書に組み込まれる）。

【0017】

多層構造を製造する例示的な方法において、２つの分離した構造を調製し、接合界面に沿って互いに接合し、次いで、注入技術により形成された、接合界面とは異なる分離面(a separation plane)に沿って剥離（すなわち、劈開）する。

【0018】

一方の構造を、典型的には「ハンドル」ウエハ（または構造）と称し、他方を、典型的には「ドナー」ウエハ（または構造）と称する。

【0019】

ドナーウエハとハンドルウエハを互いに接合する前に、ドナーウエハ、ハンドルウエハまたはその両方の表面上に誘電体層を堆積してもよい。

【0020】

これに関して、ＳＯＩ構造およびその製造方法は、ドナーウエハ上に堆積または成長された誘電体層を有し、また誘電体層の表面に接合されたハンドルウエハの表面を有するものとして、本明細書に記載される。

【0021】

しかしながら、誘電体層をドナーウエハ上に成長または堆積する代わりにまたはそれに加えて、誘電体層をハンドルウエハ上に成長または堆積させてもよく、また、これらの構造は、これに限定されないが、様々な配置によって接合してよいと理解すべきである。

【0022】

本明細書において、ハンドルウエハ上に単独で配置された誘電体層への言及は、限定する意味であるとみなされるべきではない。

【0023】

典型的には、少なくともドナーウエハ、更に典型的には、ドナーウエハとハンドルウエハとの両方が単結晶シリコンウエハから成るが、他の出発構造、例えば、多層構造および／またはヘテロ層構造などを、本開示から逸脱せずに利用できることに留意すべきである。

【0024】

本開示によれば、ハンドルウエハおよび／またはドナーウエハは、例えば、ＳＯＩ構造のような多層構造を製造するのに用いられる従来のドナーウエハおよびハンドルウエハよりも低いエッジロールオフ量（「ＲＯＡ」）を有することによって特徴付けられている。

【0025】

ハンドルウエハは、多層構造を製造するための従来技術で一般的ないかなる材料、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、リン、石英、サファイアおよびそれらの組合せなどから得ることができる。

【0026】

同様に、ドナーウエハは、シリコン、ゲルマニウム、ゲルマニウムヒ素、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、リン、石英、サファイアおよびそれらの組合せを含み得る。

【0027】

しかしながら、典型的には、本開示の方法によって使用されるハンドルウエハおよびドナーウエハは、単結晶シリコンウエハであり、一般に、従来のチョクラルスキー結晶成長法によって成長させた単結晶インゴットからスライスされた単結晶シリコンウエハである。

【0028】

そして、以下の議論では、説明のために、特定のタイプの多層構造、すなわちＳＯＩ構造をたびたび参照する。

【0029】

これに関して、本開示によって使用されるハンドルウエハおよび／またはドナーウエハ（更には、以下に記載した研磨および洗浄工程を行ったバルクのシリコンウエハ）は、例えば、直径２００ｍｍ、３００ｍｍ、３００ｍｍより大きい、更には４５０ｍｍのウエハを含む、当業者が使用するのに適したいかなる直径であってもよいことに留意すべきである。

【0030】

図１を参照すると、ドナーウエハ１２の研磨された前面上に誘電体層１５（例えば、酸化ケイ素層および／または窒化ケイ素層）を堆積する。

【0031】

誘電体層１５は、例えば熱酸化、湿式酸化、熱窒化またはそれらの技術の組合せなどのいかなる従来技術によって適用してもよい。

【0032】

一般的に言うと、誘電体層１５は、最終的な構造に所望の絶縁特性をもたらすのに充分な、実質的に均一な厚さまで成長させる。しかしながら、典型的には、誘電体層の厚さは、少なくとも約１ｎｍであり、約５００ｎｍ未満、３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約１５０ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、更には約５０ｎｍ未満である。誘電体層１５は、ＳＯＩ構造に用いるのに適したいかなる電気絶縁材料、例えば、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、酸化アルミニウム、または酸化マグネシウムを含む材料であってもよい。ある実施形態では、誘電体層１５は、ＳｉＯ_２（すなわち、本質的にＳｉＯ_２から成る誘電体層）である。しかしながら、時には、純粋なＳｉＯ_２の融点よりも高い（すなわち、約１７００℃よりも高い）融点を有する誘電体層用の材料を、代わりに用いるのが好ましくなり得ることに留意されたい。このような材料の例は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、酸化アルミニウム、および酸化マグネシウムである。

【0033】

これに関して、ＳＯＩ構造は、誘電体層を有すると本明細書に記載されているが、いくつかの実施形態では、誘電体層が排除されて、ハンドルウエハとドナーウエハが「直接接合」されると理解すべきである。本明細書におけるこのような誘電体層の言及は、限定する意味であるとみなされるべきではない。当業者にとって既知のいくつかの技術のいずれか１つを、このような直接接合構造（直接貼り合わせ構造）を形成するのに用いてもよい。

【0034】

ドナーウエハの前面の直下の実質的に等しい特定深さにおいてイオン（例えば、水素原子もしくはヘリウム原子、または水素原子とヘリウム原子の組合せ）を注入し、劈開面１７を規定する。イオンの組合せを注入する場合には、それらを同時にまたは順次、注入できることに留意すべきである。イオン注入は、従来技術の手段を用いて達成できる。例えば、この注入は、米国特許第６，７９０，７４７号に開示された方法と同様の方法で達成できる。注入パラメータは、全エネルギーが例えば約２０ｋｅＶ〜約１２５ｋｅＶで、総ドーズ(a total dose)が例えば約１×１０^１５イオン／ｃｍ^２〜約５×１０^１６イオン／ｃｍ^２のイオンの注入を含んでもよい（例えば、Ｈ_２^＋をエネルギー２０ｋｅＶ、ドーズ２．４×１０^１６イオン／ｃｍ^２で注入し得る）。イオンの組合せを用いる場合に、イオンの組合せの間でドーズを適宜調整できる（例えば、Ｈｅ^＋をエネルギー３６ｋｅＶ、ドーズ１×１０^１６イオン／ｃｍ^２で注入し、続いてＨ_２^＋をエネルギー４８ｋｅＶ、ドーズ５×１０^１５イオン／ｃｍ^２で注入してもよい）。

【0035】

誘電体層を堆積する前に注入を行う場合には、その次の誘電体層のドナーウエハ上への成長または堆積は、ドナー層の面１７に沿って早期に（すなわち、ウエハの接合方法工程の前に）分離または劈開するのを防止するのに充分な低い温度で、適切に行う。分離または劈開の温度は、注入する原子種、注入するドーズおよび注入される材料の複合関数である。しかしながら、典型的には、早期の分離または劈開は、約５００℃より低い堆積または成長の温度を維持することにより回避できる。

【0036】

次いで、図２を参照すると、親水接合処理(a hydrophilic bonding process)により、誘電体層１５の前面をハンドルウエハ１０の前面に接合して、貼り合わせウエハ２０を形成する。誘電体層１５とハンドルウエハ１０は、それらウエハの表面を、例えば酸素または窒素などを含むプラズマに露出することによって互いに接合できる。プラズマに対する露出により、多くの場合に表面活性化と呼ばれる処理によって、表面の構造が変更（または修飾：modify）される。次いで、ウエハを互いに押圧して、接合界面１８での接合を、それらの間に形成する。

【0037】

接合前に、誘電体層およびハンドルウエハの表面は、従来技術を用いて、接合するそれらの表面を調製するために、任意で洗浄および／または簡単なエッチング、平坦化またはプラズマ活性化を受けてもよい。特定の理論に縛られないが、ＳＯＩ構造のシリコン表面の質は、部分的に、接合前の表面の質に作用する(function)と一般に考えられる。さらに、接合前のそれらの接合表面の質は、得られた接合界面の質または強度に直接的な影響をもたらす。

【0038】

従って、場合によっては、接合前に、例えば低い表面粗さ（例えば、約０．５ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）未満の粗さ）を得るために、誘電体層および／またはハンドルウエハに、１つ以上の下記の処理を行ってよい。（ｉ）例えばＣＭＰによる平坦化および／または（ｉｉ）例えば湿式化学洗浄処理、例えば親水性表面の調製処理（例えば、ＲＣＡ ＳＣ−１洗浄処理であり、例えば、表面を、水酸化アンモニウム、過酸化水素水および水を１：２：５０の比率で含む溶液に約６５℃で約２０分間接触させ、続いて脱イオン水で洗い流して、乾燥させる）などによる洗浄。得られる接合強度を増加するために、任意で、湿式洗浄処理の後に、またはその代わりに、一方または両方の表面にプラズマ活性化を行ってもよい。プラズマ環境は、例えば、酸素、アンモニア、アルゴン、窒素、ジボランまたはホスフィンを含んでよい。

【0039】

一般的に言うと、接合界面の形成を達成するのに用いられるエネルギーが、接合界面の一体化が次の処理（または工程）（すなわち、ドナーウエハの劈開または分離の面１７に沿って分離することによる層の転写（または移動:transfer）の間じゅう維持されるのを確実にするのに充分であるならば、本質的にいかなる従来技術を用いても、ウエハ接合を達成し得る。しかしながら、典型的には、減圧下（例えば、約５０ｍＴｏｒｒ）、室温において誘電体層とハンドルウエハの表面を接触させ、続いて、上昇した温度（例えば、少なくとも約２００℃、少なくとも約３００℃、少なくとも約４００℃、更には少なくとも約５００℃）で、充分な時間（例えば、少なくとも約１０秒、少なくとも約１分、少なくとも約１５分、少なくとも約１時間、更には少なくとも約３時間）に亘って加熱することによって、ウエハの接合が達成される。例えば、加熱は、約３５０℃で約１時間行うことができる。得られた界面では、接合強度は、約５００ｍＪ／ｍ^２より大きい、約１０００ｍＪ／ｍ^２より大きい、約１５００ｍＪ／ｍ^２より大きい、更には約２０００ｍＪ／ｍ^２より大きい。上昇した温度により、ドナーウエハおよびハンドルウエハの隣接する表面間で共有結合が形成され、そしてドナーウエハとハンドルウエハとの間の接合が強固になる。貼り合わせウエハの加熱またはアニールと同時に、ドナーウエハに早期に注入されるイオンにより、劈開面が弱まる。そして、ドナーウエハの一部分を、劈開面に沿って貼り合わせウエハから分離（すなわち、劈開）して、ＳＯＩ構造を形成する。

【0040】

接合界面を形成した後、得られた貼り合わせ構造(または結合構造: a bonded structure)は、ドナーウエハの内部の分離面または劈開面に沿って割れ目(fracture)を誘発するのに充分な条件にさらされる（図３）。一般的に言うと、この割れ目は、例えば熱的および／または機械的に誘発する劈開技術などの従来技術を用いて達成できる。しかしながら、典型的には、割れ目は、少なくとも約２００℃、少なくとも約３００℃、少なくとも約４００℃、少なくとも約５００℃、少なくとも約６００℃、少なくとも約７００℃、更には少なくとも約８００℃の温度（例えば、約２００℃〜約８００℃、または約２５０℃〜約６５０℃の範囲の温度）で、少なくとも約１０秒、少なくとも約１分、少なくとも約１５分、少なくとも約１時間、更には少なくとも約３時間（高い温度では短いアニール時間が必要となり、その逆も同様である）に亘って、不活性（例えば、アルゴンまたは窒素）雰囲気下または周囲の条件下で、貼り合わせ構造をアニールすることによって達成される。

【0041】

これに関して、代わりの実施形態では、この分離は機械的な力のみで、またはアニールに加えて機械的な力により、誘発されまたは達成され得ることに留意されたい。例えば、ドナーウエハの一部分を引っ張って貼り合わせウエハから離すために、貼り合わせウエハを、貼り合わせウエハの向かい合った面(opposing sides)と垂直に機械的な力をかける固定具内に配置してもよい。いくつかの方法では、吸引カップを用いて機械的な力をかける。ドナーウエハの一部分の分離は、劈開面に沿った亀裂の伝搬を開始するために貼り合わせウエハのエッジで劈開面に機械的なくさびを適用することによって、開始される。吸引カップによってかけられた機械的な力は、ドナーウエハの一部分を貼り合わせウエハから引っ張り、これによりＳＯＩ構造が形成される。

【0042】

図３を参照すると、分離した直後に、２つの構造３０、３１が形成される。貼り合わせ構造２０の分離がドナーウエハ１２の劈開面１７に沿って生じるので（図２）、ドナーウエハの一部分は、両方の構造の一部に残る（すなわち、ドナーウエハの一部分は、誘電体層に沿って転写（または移動:transfer）される）。構造３０は、ドナーウエハの一部分を含む。構造３１はシリコンオンインシュレータ構造であり、ハンドルウエハ１６、誘電体層１５およびシリコン層２５を含む。

【0043】

得られたＳＯＩ構造３１は、誘電体層１５の上に配置されたシリコンの薄層２５（劈開後に残されるドナーウエハの一部分）と、ハンドルウエハ１０とを含む。ＳＯＩ構造の劈開表面（すなわち、ドナーウエハのシリコンの薄層）は、追加の処理により平滑化できる粗面を有している。構造３１は、その上にデバイスを作製するのに望ましい特徴を有するシリコン層表面を形成するために、追加の処理を行うことができる。このような特徴は、例えば、表面粗さの減少、および／または輝点欠陥(light point defects)の濃度の減少を含む。

【0044】

本開示によれば、ＳＯＩ構造の製造に用いられるドナーウエハおよび／またはハンドルウエハは、貼り合わせ構造の外周エッジ部分における誘電体層とハンドルウエハとの間の接合を改善するように、従来のドナーウエハおよび／またはハンドルウエハよりも小さいロールオフ量（ＲＯＡ）を有する。ＲＯＡは、一般的に、周知の産業測定プロトコル(industry measurement protocols)により決定できる。特に、ＲＯＡは、N. Kimuraら、"A New Method for the Precise Measurement of Wafer Roll off of Silicon Polished Wafer," Jpn. Jo. Appl. Phys., vol. 38, pp. 38-39 (1999) に開示された高さデータプロファイルを用いて測定することができ、これは、全ての関連しかつ一致した目的のために(for all relevant and consistent purposes)、参照により本明細書に組み込まれる。一般に、Kimuraの方法は、例えば、SEMI M69: Practice for Determining Wafer Near-Edge Geometry using Roll-off Amount, ROA (Preliminary) (2007)のように産業界で標準化されており、これは、全ての関連しかつ一致した目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。最も商業化が可能な（または市販の）ウエハ検査装置は、ＲＯＡを計算するように予めプログラミングされている。例えば、ＲＯＡは、WaferSight分析ハードウェアを用いたKLA-Tencor社（カリフォルニア州ミルピタス）のウエハ検査システムを使用して求めることができる。

【0045】

図４を参照すると、ウエハ２０のＲＯＡは、一般に、ウエハ半径に沿って３つの点（Ｐ_１、Ｐ_２およびＰ_３）を参照して求められる。基準線(reference line)Ｒは、２つの点（Ｐ_１、Ｐ_２）の間でフィッティングされ、第３の点（Ｐ_３）は、ロールオフが通常観察されるウエハの環状エッジ部分(an annular edge portion)Ｅ内に存在する。ＲＯＡは、基準線Ｒと第３の点Ｐ_３との間の距離である。ウエハの環状エッジ部分Ｅは、一般に、ウエハ半径の約９８％の点からウエハのエッジまで延在している。例えば、直径３００ｍｍのウエハでは、環状エッジ部分は、ウエハの中心軸から約１４７ｍｍの位置から始まって、ウエハのエッジまで延在している。基準線Ｒは、一次直線(a first order linear line)または三次多項式(a third order polynomial)によりフィッティングし得る。本開示の目的では、参照線は、別途の指定がない限り、一次直線によりフィッティングされる。

【0046】

これに関して、ＲＯＡは、前面ＲＯＡ、後面ＲＯＡまたは厚さＲＯＡ（すなわち、平均厚さプロファイルを用いる）の観点から表現することができる。前面ＲＯＡと後面ＲＯＡの測定は、前面または後面のそれぞれに沿って、Ｐ_１とＰ_２の間の最適合の(best-fit)基準線Ｒでフィッティングすることを含み、そして厚さＲＯＡは、様々なウエハ２０についてのＰ_１とＰ_２との間の厚さの最適合線(a best fit line)をフィッティングすることを含む（すなわち、厚さＲＯＡは、前面および後面の両方を考慮する）。本明細書に記載されたロールオフ量は、他に指定がない限り、厚さＲＯＡ測定値である。

【0047】

ＲＯＡを決定するのに任意の３つの点を選択できるが、従来技術で用いられる１つの一般的な方法は、ウエハの中心軸からウエハの半径の約８２．７％にある第１の点と、ウエハの中心軸から半径の約９３．３％にある第２の点とを用いて、基準線Ｒを形成することを含む。これらの点は、直径３００ｍｍのウエハでは、ウエハの中心軸から約１２４ｍｍと約１４０ｍｍである。中心軸からウエハの半径の約９９．３％（すなわち、直径３００ｍｍのウエハでは、中心軸から約１４９ｍｍ）にある第３の点を用いてもよく、基準線と第３の点との間の距離がＲＯＡとなる。ＲＯＡは、ウエハのいくつかの半径を横切って測定されて、平均化される。例えば、ウエハを横切って角度間隔をあけた２つ、４つまたは８つの半径におけるＲＯＡが測定されて、平均化される。例えば、８つの半径（例えば、ＳＥＭＩ Ｍ６９に記載されたＲ−θ座標軸における０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７５°および３１５°における８つの半径）のＲＯＡを平均することによってＲＯＡを測定できる。

【0048】

上述したように、ＲＯＡ測定は、前面プロファイル、後面プロファイルまたは厚さプロファイルを含んでよい。これに関して、本明細書で用いる「ＲＯＡ」は、特に明記しない限り、最も適合するウエハの厚さプロファイル（すなわち、前面ＲＯＡではなく厚さＲＯＡ）を用いて測定されるＲＯＡであり、一次直線はウエハの半径の８４％と９３．３％との間に規定され、ウエハの環状エッジ部分における参照点は半径の９９．３％にあるものを指している。これに関して、厚さＲＯＡは、前面ＲＯＡと比べて、貼り合わせ構造における改善された接合と良好に相関し、かつ得られたＳＯＩ構造においてシリコン層がウエハのエッジまで延在している距離に良好に相関することを見出した（実施例１および２）。

【0049】

ＲＯＡは、厚さプロファイルに関して、ウエハがその外周エッジ部分で厚くなっていることを示す正の数であっても、ウエハがその外周エッジ部分で薄くなっていることを示す負の数であってよいと理解すべきである。これに関して、ＲＯＡの数値（負または正）に関する本明細書の「未満」の表現の使用は、ＲＯＡが、記載された数値から約０までの範囲にあることを示す（例えば、「約−７００ｎｍ未満」のＲＯＡとは、約−７００ｎｍ〜約０までのＲＯＡの範囲のことを指し、「約７００ｎｍ未満」のＲＯＡは、約７００ｎｍ〜約０の範囲であるＲＯＡのことを指している）。さらに、ＲＯＡの数値（負または正）に関する「より大きい」の表現の使用には、ウエハのエッジ部分が、ウエハの軸中心(the axial center)から、記載された数値よりも離れているロールオフ量が含まれる。

【0050】

本開示の実施形態によれば、その上に誘電体層を堆積または成長させた（または、いくつかの実施形態では、その上に誘電体層を接合した）ドナーウエハは、約−７００ｎｍ未満のＲＯＡを有する。他の実施形態において、ドナーウエハのＲＯＡは、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍ−もしくは約１００ｎｍ〜約−３００ｎｍである。

【0051】

その代わりに、またはそれに加えて、誘電体層およびドナーウエハを取着した（または、いくつかの実施形態では、その上に誘電体層が堆積された）ハンドルウエハは、約−７００ｎｍ未満のＲＯＡを有する。他の実施形態において、ハンドルウエハのＲＯＡは、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−−約１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍである。

【0052】

これに関して、本明細書に記載されるロールオフ量は、典型的には、負のロールオフ量であるが、ハンドルまたはドナーウエハのロールオフは、これに限定されないが、正であってもよい（例えば、約４００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、約−７００ｎｍ〜約４００ｎｍ、または約−７００ｎｍ〜約１００ｎｍ）。更に、ある実施形態では、記載されている以外のＲＯＡの数値を、これに限定されずに用いてもよい。

【0053】

厚さＲＯＡに加えて、ドナーおよび／またはハンドルウエハの前面形状の二次導関数（「ｚｄｄ」）は、貼り合わせ構造外周における改善された接合と良好に相関することを見出した。従って、二次導関数（「ｚｄｄ」）は、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、更には約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満（例えば、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２）であってもよい。ｚｄｄは、ウエハのエッジがはねる（または巻き上がる：roll-up)（すなわち、ウエハの軸中心から離れる）ことを示す正の数であっても、ウエハのエッジがダレる（または下がる：roll-down)（すなわち、ウエハの軸中心に向かう）ことを示す負の数であってよいことを理解すべきである。これに関して、二次導関数の数値に対する本明細書における「未満」の表現の使用は、二次導関数（「ｚｄｄ」）が、記載された数値から約０までの範囲にある（例えば、「約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満」のｚｄｄは、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２〜約０の範囲にあるｚｄｄのことを指している）。ｚｄｄは、ウエハの複数の半径を横切って測定され、平均化され得る。二次導関数もまた、ウエハを複数のセクター（例えば、２個、４個、８個または１６個のセクター）に分割し、各々のセクターの平均前面プロファイルを計算することによって、測定できる。ｚｄｄは各々のセクターの平均前面プロファイルに対して決定されるので、セクターの二次導関数は平均化することができる。これに関して、本明細書に記載されたｚｄｄの値は、他に指定がない限り、１６個のウエハセクターのｚｄｄを平均化することによって求められる。

【0054】

ハンドルウエハおよび／またはドナーウエハのＲＯＡを減少することによって、貼り合わせ構造の外周エッジ部分における誘電体層とハンドルウエハとの間の接合は、従来のハンドルウエハおよびドナーウエハから製造した貼り合わせ構造と比較して、改善される（すなわち、ボイドが減少し、接合領域が増加し、接合が外周エッジの近傍まで延在する）。改善された接合の結果として、得られたＳＯＩ構造のシリコン層は、劈開後に接合されるハンドルウエハのエッジの近傍まで延在する。貼り合わせ構造（すなわち、劈開前）では、誘電体層は、接合が、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９８．９％の点まで延在するように、いくつかの実施形態では、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９９．２％の点まで、半径の少なくとも約９９．４％の点まで、または半径の少なくとも約９９．６％の点まで（例えば、貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造の半径の約９８．９％〜約９９．９％、半径の約９９．２％〜約９９．９％、約９９．５％〜約９９．９％）延在するように、少なくとも部分的にハンドルウエハに接合されている。例えば、３００ｍｍの貼り合わせシリコンオンインシュレータ構造では、誘電体層とハンドルウエハとの間の接合は、貼り合わせ構造の中心軸から約１４８．３５ｍｍまで、貼り合わせ構造の中心軸から少なくとも約１４８．８ｍｍまで、中心軸から少なくとも約１４９．４ｍｍまで（例えば、約１４８．３５ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍ、約１４８．８ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍ、または１４９．２５ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍまで）延在し得る。貼り合わせ構造において接合が生じている程度を求めるために、貼り合わせウエハを半分に劈開して、シリコン層の存在を分析してもよく、または得られたＳＯＩ構造を分析してもよい。これに関して、「少なくとも部分的に接合される」の表現は、他に指定がない限り、接合がハンドルウエハおよび／またはドナーウエハの外周エッジまで延在する配置を含み得る。これに関して、ある実施形態では（例えば、部分的な接合の結果としての劈開後のＳＯＩ構造では）、ハンドルウエハの半径は、誘電体層および／またはシリコン層の半径とは異なっていてもよく、本明細書で用いられているように、「ＳＯＩ構造の半径」は、他に指定がない限り、ハンドルウエハの半径のことを指していると理解すべきである。

【0055】

貼り合わせ構造の外周接合のこの増加により、シリコン層と誘電体層は、得られたＳＯＩ構造においてそれらが接合されるハンドルウエハの外周エッジの近傍まで、延在することが可能になる。いくつかの例示的な実施形態において、得られたＳＯＩ構造は、ハンドルウエハの中心軸から、ハンドルウエハの半径の少なくとも約９８．９％の点まで、いくつかの実施形態では半径の少なくとも約９９．２％の点まで、半径の少なくとも約９９．４％の点まで、またはハンドルウエハの半径の少なくとも約９９．６％の点まで（例えば、ハンドルウエハの半径の約９８．９％〜約９９．９％の点まで、約９９．２％〜約９９．９％の点まで、または半径の約９９．５％〜約９９．９％の点まで）延在したシリコン層（および典型的には誘電体層も）を含んでいる。例えば、３００ｍｍのＳＯＩ構造では、シリコン層は、ハンドルウエハの中心軸から約１４８．３５ｍｍ、ハンドルウエハの中心軸から少なくとも約１４８．８ｍｍ、少なくとも１４９．１ｍｍ、または少なくとも約１４９．４ｍｍまで（例えば、約１４８．３５ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍ、約１４８．８ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍ、または約１４９．２５ｍｍ〜約１４９．８５ｍｍまで）延在している。

【0056】

シリコン層がハンドルウエハのエッジまで延在している程度は、例えば、ノマルスキー型(Nomarski)微分干渉（DIC）顕微鏡などの光学顕微鏡（例えば、５×対象物）で構造を観察することにより求めることができる。ＳＯＩ構造の頂部の例示的な画像を図５に示す。ＳＯＩ構造は、シリコン層６５により部分的に覆われている。構造は、シリコン層６５のエッジ５２からウエハのエッジ５０まで延在している非接合部分６９を含む（すなわち、ハンドルウエハの表面は、非接合領域６９で見ることができる）。

【0057】

これに関して、本明細書で用いられているように、非接合部分６９の幅６０は、ウエハのベベル領域６７を含まないと理解すべきである。ベベル領域６７は、画像中で光の帯として現れるウエハのアペックス(端面：apex)５４から、符号「５０」により参照されるコントラストの変化部分まで延在している。別の言い方をすれば、非接合領域６９は、アペックス５４からシリコンウエハのエッジ５２まで延在するのではなく、ベベル領域のエッジ５０からシリコン層６５のエッジ５２まで延在している。アペックス５４よりも上側の暗い領域は、顕微鏡観察の際に形成される影であり、ウエハの一部を形成しない。

【0058】

ＳＯＩ構造に用いられるハンドルウエハおよびドナーウエハは、ＲＯＡが比較的低いことに加えて、個々のウエハの前面における明視野欠陥の数が少ないことにより特徴付けることができる。ドナーウエハおよび／またはハンドルウエハの表面の明視野欠陥は、欠陥サイトでのドナーウエハとハンドルウエハとの間の接合を弱め、ＳＯＩシリコン層にボイドを形成する。以下に記載されるウエハの研磨と洗浄の手順は、ウエハの前面において、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下のウエハ、いくつかの実施形態では約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下、更にはゼロの（明視野欠陥のない）ウエハをもたらすことを見出した。その代わりに、またはそれに加えて、ウエハは、ウエハの前面において、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約６つ未満、または約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満もしくはゼロであっても（存在しなくても）よい。

【0059】

いくつかの特定の実施形態において、ウエハの表面は、約６ｎｍより大きい寸法の観察可能な明視野欠陥を含んでおらず、そして約−７００ｎｍ未満（例えば、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満または約−２５０ｎｍ未満）のＲＯＡを有する。以下に記載される研磨および洗浄の方法は、ハンドルおよび／またはドナーウエハを参照して記載されるが、それらは、例えば、一般的にバルク単結晶シリコンウエハを含むウエハに適用できる。この方法は、一般に、明視野欠陥の少ない（例えば、６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥がない）ことで更に特徴付けられた、低いＲＯＡのウエハをもたらす。

【0060】

得られたＳＯＩ構造は、様々な層の間の界面における明視野欠陥の数が低減されていることで特徴付けられて、このことは、構造の様々な層の間に強い接合をもたらし、少量のボイドだけをシリコンデバイス層に形成させる。ＳＯＩ構造は、誘電体層とハンドルウエハとの間の界面と、誘電体層とシリコン層との間の界面とを含む。様々な実施形態において、ハンドルウエハは、誘電体層との界面において、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下であってもよく、他の実施形態では、誘電体層との界面において、６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロであっても（存在しなくても）よい。これらの実施形態および他の実施形態において、ハンドルウエハは、誘電体層との界面において、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約６つ未満、または約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満もしくはゼロであっても（存在しなくても）よい。

【0061】

その代わりに、またはそれに加えて、シリコン層は、誘電体層との界面において、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下であってもよく、または６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下もしくはゼロであっても（存在しなくても）よい。これらの実施形態および他の実施形態において、シリコン層は、誘電体層との界面において、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約６つ未満、または約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満もしくはゼロであっても（存在しなくても）よい。

【0062】

明視野欠陥の検出は、当業者にとって既知の従来技術によって行うことができる。好適には、明視野欠陥を検出するために、例えばKLA Tencor社のSurfscan SP2 ウエハ検査システムなどの、明視野検出器を有する明視野ウエハ検査ツールまたは暗視野検査ツールを用いてもよい。

【0063】

ドナーウエハを劈開面で劈開した後に形成されるＳＯＩ構造は、ＳＯＩ構造を製造するのに用いられるハンドルウエハおよび／またはドナーウエハのＲＯＡと実質的に同様に、様々なウエハ界面におけるＲＯＡ'ｓにより特徴付けられ得る。ハンドルウエハは、誘電体層との界面において、約−７００ｎｍ未満のＲＯＡを有してもよく、他の実施形態では、誘電体層との界面において、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｍｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍまたは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍのＲＯＡを有してもよい。

【0064】

ＳＯＩ構造を製造するのに用いられるドナーおよび／またはハンドルウエハは、チョクラルスキー法で形成されたインゴットからウエハをスライスし、ウエハに更なる処理を行うことによって得ることができる。例えば、ウエハに、「粗い」研磨および「最終」研磨を行ってもよい。有利なことに、ＲＯＡが比較的低く、明視野欠陥が非常に少ないまたは存在しないハンドルウエハおよびドナーウエハを製造する方法を見出した。

【0065】

ドナーウエハおよび／またはハンドルウエハを製造するための１つ以上の実施形態では、前面と、任意で後面とを研磨する第１研磨工程が行われる（すなわち、両面研磨を行う）。一般に、この研磨は「粗い」研磨であり、原子力顕微鏡（ＡＦＭ）により、スキャン寸法約１μｍ×約１μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときに、ウエハ（例えば、ドナーウエハ、ハンドルウエハまたはバルクウエハ）の表面粗さを、約３．５オングストローム未満、更には約２．５オングストロームの低さ、更には約２オングストロームの低さまで減少させる。この明細書では、表面粗さは、他に指定がない限り、二乗平均平方根（ＲＭＳ）として表される。粗い研磨は、典型的には、ウエハの表面から、約１μｍ〜約２０μｍ、更に典型的には、約５μｍ〜約１５μｍの材料の除去をもたらす。

【0066】

粗い研磨（および以下に記載される最終研磨）は、例えば、化学的機械平坦化（ＣＭＰ）によって達成できる。ＣＭＰは、典型的には、研磨スラリーへのウエハの浸漬と、ポリマーパッドによるウエハの研磨とを含む。化学的および機械的手段の組合せによって、ウエハの表面を平滑化する。典型的には、化学的および熱的定常状態が達成されるまで、そしてウエハがそれらの目標の形状および平坦さを達成するまで、研磨を行う。粗い研磨は、Peter Wolters社（例えば、AC2000ポリッシャー、ドイツ、レンツブルグ）、株式会社不二越（日本、東京）、スピードファム株式会社（日本、神奈川）またはラップマスターSFT社（例えばLGP-708、日本、千代田区）から市販されている両面研磨機により行うことができる。シリコン研磨のための削り代パッド(ストックリムーバルパッド：Stock removal pads)は、Psiloquest社 (フロリダ州オーランド) 、Rohm & Haas社 (ペンシルベニア州フィラデルフィア)から市販されており、シリカベースのスラリーは、Rohm & Haas, Cabot社 (マサチューセッツ州ボストン)、Nalco社 (イリノイ州ネーパーヴィル)、Bayer Material Science社 (ドイツ、レバークーゼン) およびDA NanoMaterials社 (アリゾナ州テンペ)から購入できる。

【0067】

粗い研磨工程は、約３００秒〜約６００秒で、約１５０ｇ／ｃｍ^２〜約７００ｇ／ｃｍ^２のパッド圧力で、約７５ｇ／ｃｍ^２〜約１２５ｇ／ｃｍ^２のスラリーの流速で発生し得る。しかしながら、本開示の技術的範囲から逸脱せずに、他の研磨時間、パッド圧力およびスラリーの流速を用いることができると理解すべきである。

【0068】

粗い研磨が完了した後、ウエハを洗い流して、乾燥してもよい。それに加えて、ウエハは、ウエットベンチまたはスピン洗浄を受けてもよい。ウエットベンチ洗浄は、ウエハをＳＣ−１洗浄液（すなわち、水酸化アンモニウムおよび過酸化水素）に、任意で上昇した温度（例えば、約５０℃〜約８０℃）下で、接触させることを含んでもよい。スピン洗浄は、ＨＦ溶液とオゾン処理水との接触を含み、室温で行い得る。

【0069】

洗浄後に、第２研磨工程を行うことができる。第２研磨工程は、典型的には、最終研磨である。最終研磨は、ＡＦＭによりスキャン寸法約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときに、ウエハ（例えば、ハンドルウエハ、ドナーウエハまたはバルクウエハ）の表面粗さを、約２．０オングストローム未満まで減少させる。さらに、最終研磨によって、スキャン寸法約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ約１００μｍで測定したときに、表面粗さを約１．５オングストローム未満、または約１．２オングストローム未満まで減少させ得る。最終研磨は、表面層から、約０．５μｍ以下の材料のみを除去する。

【0070】

最終研磨のための適切な研磨機は、ラップマスターSFT社（例えばLGP-708、日本、千代田区）から入手できる。本開示の実施形態によれば、最終研磨に用いるパッドは、例えば、株式会社フジミインコーポレーテッド（日本、清須市）製のSURFINパッド、千代田株式会社（大阪、日本）製のCIEGALパッド、またはRohm and Haas社製のSPMパッドなどのスエードタイプのパッド（ポリウレタン発泡体パッドとも称する）である。これに関して、本開示の目的では、本明細書で述べる「ポリウレタン発泡体パッド」は、例えば、Rohm and Haasから入手可能なSUBAパッドなどのポリウレタンを含浸させたポリエチレンパッドを含まないことに留意すべきである。しかしながら、SUBAパッドは、本開示の技術的範囲から逸脱せずに、他の実施形態において用いることができる。ポリウレタン発泡体パッドの使用に加えて、使用する研磨スラリーは、コロイダルシリカ溶液（例えば、Syton-HT50、Du Pont Air Products NanoMaterials社製（アリゾナ州テンペ）と苛性溶液（例えばＫＯＨ）の混合物、または株式会社フジミインコーポレーテッド製のGlanzox 3900）であってよい。いくつかの実施形態では、Syton-HT50と苛性溶液の混合物を、最終研磨の第１工程に使用して、Glanzox 3900を、第２工程に使用してもよい。これに関して、最終研磨に使用されるポリウレタン発泡体パッドおよびコロイダルシリカ溶液を、粗い研磨に使用してもよいことに留意すべきである。しかしながら、他のストックパッド(stock pads)およびスラリーを、本開示の技術的範囲から逸脱せずに、粗い研磨に使用できる。

【0071】

最終研磨は、少なくとも約６０秒、更には約９０秒、約１２０秒または約１８０秒に亘って行われてもよい。スラリーの流速は約５００ｍｌ／分〜約７５０ｍｌ／分の範囲であってもよく、パッド圧力は約７５ｇ／ｃｍ^２〜約１２５ｇ／ｃｍ^２の範囲であってもよい。しかしながら、他の研磨時間、パッド圧力およびスラリーの流速を、本開示の技術的範囲から逸脱せずに、使用できることを理解すべきである。

【0072】

一般に、上述した研磨および洗浄工程により、前面のＲＯＡが比較的低く（例えば、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満、または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍ）、かつ前面の明視野欠陥が比較的少ない（例えば、ウエハの表面において、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約３つ以下、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下、またはゼロであり（存在せず）、および／または前面において、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約６つ未満、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満、さらにはゼロ（存在しない））ウエハが製造できる。本開示の研磨および洗浄の処理と、本明細書に記載されたロールオフ量および明視野欠陥の数は、典型的には、ＳＯＩ構造を製造するのに用いられるハンドルウエハまたはドナーウエハに関連して記載されるが、この方法は、バルク単結晶シリコンウエハを製造するのに用いることができ、ウエハは、記載されたロールオフ量および明視野欠陥によって特徴付けられ得ることを理解すべきである。更に、ある実施形態では、各々のウエハは、上述したロールオフ量および明視野欠陥の数により特徴付けられたウエハの集団(population)（例えば、ウエハのカセットのような貯蓄ユニット内のウエハの集合(collection)）を提供できる。ウエハの集団は、少なくとも約１０枚のウエハ、少なくとも約２５枚のウエハ、少なくとも約５０枚のウエハ、少なくとも約１００枚のウエハ、更には少なくとも約１０００枚のウエハを含んでよい。

【実施例】

【0073】

実施例１：可変のＲＯＡを有するＳＯＩ構造の非接合幅
誘電体層（厚さ１４５ｎｍ）を有するドナーウエハの表面に、ハンドルウエハを接合し、続いて、ドナーウエハ内で形成される劈開面に沿って劈開することによって、３００ｍｍのＳＯＩ構造を６枚製造した。劈開面は、Ｈｅ⁺イオンを、エネルギー３６ｋｅＶ、ドーズ１×１０^１６イオン／ｃｍ^２で注入し、続いて、Ｈ_２^＋イオンを、エネルギー４８ｋｅＶ、ドーズ５×１０^１５イオン／ｃｍ^２で注入することによって、ドナーウエハ内に形成した（Quantum H Implanter（モデルQ843）、Applied Materials社（カリフォルニア州サンタ・クララ））。劈開は、３５０℃まで加熱して行った（A412 Furnace、ASM社（オランダ、アルメレ））。

【0074】

一組のＳＯＩ構造を、各々の厚さＲＯＡが約−８００ｎｍのドナーウエハおよびハンドルウエハから製造した。別の組を、厚さＲＯＡが約−８００ｎｍのハンドルウエハと、約−２００ｎｍのドナーウエハから作製した。さらに別の組を、各々の厚さＲＯＡが約−２００ｎｍのハンドルウエハおよびドナーウエハから作製した。厚さＲＯＡが約−２００ｎｍの全てのドナーウエハおよび／またはハンドルウエハは、ポリウレタン発泡体パッドで粗く研磨し、続いて洗浄し、そしてポリウレタン発泡体パッドで最終研磨することによって製造した。ＲＯＡは、KLA-Tencor社製のWaferSight分析ソフトウェアを使用して測定されており、ウエハの厚さプロファイルを求めて、平均厚さプロファイルの構造の中心から１２４ｍｍの点と１４０ｍｍの点との間を一次直線でフィッティングすることにより、そして、基準線と、前記中心から１４９ｍｍの点との間の距離を求めることにより、求めた。

【0075】

図７は、上述したウエハの非接合領域の幅を、厚さＲＯＡの関数として、グラフで示している。図７からわかるように、厚さＲＯＡが約−２００ｎｍのハンドルウエハおよびドナーウエハから作製した（一組の）ＳＯＩウエハの誘電体層は、ハンドルウエハのエッジから約１ｍｍ未満（具体的には、それぞれ０．７１ｍｍおよび０．６２ｍｍ）（すなわち「非接合領域の幅」）まで延在しており、その一方で、他のＳＯＩ構造では、ずっと大きい非接合幅であった。

【0076】

図８は、上述したウエハの非接合領域の幅を、前面ＲＯＡの関数として、グラフで示ており、図９は、非接合領域の幅を、前面形状の二次導関数（ｚｄｄ）の関数として示している。これらの図からわかるように、前面ＲＯＡは非接合幅とあまり相関せず、前面の二次導関数はよく相関する。

【0077】

実施例２：新規および従来のドナーウエハおよび／またはハンドルウエハから調製したＳＯＩ構造の非接合幅の比較
四組の３００ｍｍＳＯＩ構造を、以下に示すドナーウエハおよびハンドルウエハの様々な組合せから調製した。
（ａ）従来のドナーウエハと、従来のハンドルウエハ（すなわち、ドナーウエハまたはハンドルウエハの粗い研磨と最終研磨との間に洗浄工程がない）
（ｂ）新規なドナーウエハ（ポリウレタン発泡体パッドによる粗い研磨、続いて洗浄工程、続いてポリウレタン発泡体パッドによる最終研磨）と、従来のハンドルウエハ
（ｃ）新規なドナーウエハと、未知の方法で作製されたハンドルウエハ、および
（ｄ）新規なドナーウエハと、新規なハンドルウエハ

【0078】

各々のグループ（ａ）〜（ｄ）から２枚のウエハを分析して、厚さＲＯＡ、前面ＲＯＡおよび前面形状の二次導関数ｚｄｄを求めた。ウエハのグループ（ａ）〜（ｄ）の厚さＲＯＡを、図１０にグラフで示す。ウエハのグループ（ａ）〜（ｄ）の前面ＲＯＡを、図１１にグラフで示す。ウエハのグループ（ａ）〜（ｄ）の前面形状の二次導関数を、図１２にグラフで示す。図１０〜１２からわかるように、厚さＲＯＡ（図１０）と二次導関数パラメータ（図１２）は、互いに集まっており、前面ＲＯＡ（図１１）は、より分散している。４枚の従来のハンドルウエハ（グループＡおよびグループＢの従来のウエハ）の平均厚さＲＯＡは、約−８１４ｎｍであった。２枚の従来のドナーウエハ（グループＡ）の平均厚さＲＯＡは、約−７７１ｎｍであった。６枚の新規なドナーウエハ（グループＢ、ＣおよびＤの新規なドナーウエハ）の平均厚さＲＯＡは、約−２０３ｎｍであった。新規なハンドルウエハ（グループＤのハンドルウエハ）の平均厚さＲＯＡは、−１６２ｎｍであった。

【0079】

各々のドナーウエハおよびハンドルウエハは、チョクラルスキー法で成長させた単結晶シリコンから作成した。新規な処理（ポリウレタン発泡体パッドによる粗い研磨、続いて洗浄工程、続いてポリウレタン発泡体パッドによる最終研磨）で調製した各々のドナーウエハおよびハンドルウエハは、約６ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥を含まず、約４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥を２つ以下で含んでいた。

【0080】

各々のＳＯＩ構造は、ドナーウエハ上に酸化ケイ素誘電体層を形成して誘電体層をハンドルウエハに接合することによって調製した。ドナーウエハを従来の方法で劈開して、シリコン層を残した。各々のＳＯＩ構造を、株式会社ニコン製のノマルスキー型光学顕微鏡で分析して、シリコンデバイス層がＳＯＩ構造のエッジ（すなわち、ハンドルウエハの外周エッジ）まで延在していない領域の幅を求めた。

【0081】

図１３からわかるように、平均すると、従来のドナーウエハとハンドルウエハ（（ａ））を用いたＳＯＩ構造は、ＳＯＩ構造の中心から、中心からの距離が約１４８．０ｍｍ（半径の９８．７％）の位置まで延在したシリコン層を有しており、新規なドナーウエハと従来のハンドルウエハ（（ｂ））を用いて製造したＳＯＩ構造は、ＳＯＩ構造の中心から、中心からの距離が約１４８．５ｍｍ（半径の９９．０％）の位置まで延在したシリコン層を有しており、新規なドナーウエハと商業的に入手したハンドルウエハを用いて製造したＳＯＩ構造（（ｃ））は、ＳＯＩ構造の中心から、中心からの距離が約１４９ｍｍ（半径の９９．３％）の位置まで延在したシリコン層を有しており、新規なドナーウエハと新規なハンドルウエハを用いて製造したＳＯＩ構造（（ｄ））は、ＳＯＩ構造の中心から、中心からの距離が約１４９．３ｍｍ（半径の９９．５％）まで延在したシリコン層を有していた。新規なドナーウエハおよび／またはハンドルウエハは、有利なことに、明視野欠陥の数を容認できないレベル（例えば、６ｎｍの寸法の欠陥の数が１つ以上、または４．８ｎｍより大きい寸法の明視野欠陥の数が３つ以上）まで増加させることなしに、シリコン層の半径を増加させ、よってデバイス作製に使用可能な領域を増加させることがわかった。

【0082】

新規なドナーウエハと新規なハンドルウエハ（ポリウレタン発泡体パッドによる粗い研磨、続いて洗浄工程、続いてポリウレタン発泡体パッドによる最終研磨）とから調製したＳＯＩ構造についての、株式会社ニコン製のノマルスキー型光学顕微鏡による写真を、図５に示す。非接合領域６９の幅６０は、０．５７ｍｍであった。従来のドナーウエハと従来のハンドル（すなわち、粗い研磨と最終研磨との間の洗浄工程がない）とから製造されたＳＯＩ構造についての、株式会社ニコン製のノマルスキー型光学顕微鏡による写真を、図６に示す。非接合領域６９の幅６０は、２．２８ｍｍであった。

【0083】

本開示またはその好ましい実施形態の要素を導入するときに、冠詞「a」「an」および「said」は、１つ以上の要素があることを意味するように意図している。用語「comprising」、「including」および「having」は、包含的でありかつ示された要素以外の付加的な要素があってよいことを意味することを意図している。

【0084】

本開示の技術的範囲から逸脱することなく上記の装置および方法に様々な変化を行うことができるので、上記の記載に含まれおよび添付の図面に図示された全ての事項は、例示と解釈されるべきであり、制限する意味ではないことを意図している。

【0085】

（態様１）
シリコンオンインシュレータ構造の製造方法であって、
該シリコンオンインシュレータ構造は、ハンドルウエハと、シリコン層と、前記ハンドルウエハと前記シリコン層との間に誘電体層とを含み、
前記シリコンオンインシュレータ構造は、中心軸と、中心軸にほぼ垂直な前面および後面と、前記前面と前記後面とを結び付ける外周エッジと、前記中心軸から前記外周エッジまで延在している半径とを有しており、
該方法は、
ドナーウエハおよびハンドルウエハの少なくとも一方の前面上に誘電体層を形成すること、
結合ウエハを形成するために、前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方に前記誘電体層を結合させることであって、前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、厚さロールオフ量（厚さＲＯＡ）が約−７００ｎｍ未満である、結合ウエハを形成すること、および
前記シリコンオンインシュレータ構造を形成するために、シリコン層が誘電体層と結合したままとなるように前記ドナーウエハ内の分離平面に沿って前記結合ウエハを分離すること、を含む、シリコンオンインシュレータ構造の製造方法。
（態様２）
前記誘電体層は前記ドナーウエハ上に形成され、前記誘電体層は、厚さＲＯＡが約−７００ｎｍ未満の前記ハンドルウエハと結合される、態様１に記載の方法。
（態様３）
前記誘電体層は、厚さＲＯＡが約−７００ｎｍ未満の前記ドナーウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ハンドルウエハと結合される、態様１または２に記載の方法。
（態様４）
前記誘電体層は前記ハンドルウエハ上に形成され、前記誘電体層は、厚さＲＯＡが約−７００ｎｍ未満の前記ドナーウエハと結合される、態様１に記載の方法。
（態様５）
前記誘電体層は、厚さＲＯＡが約−７００ｎｍ未満の前記ハンドルウエハ上に形成され、前記誘電体層は前記ドナーウエハと結合される、態様１または４に記載の方法。
（態様６）
前記ハンドルウエハの厚さＲＯＡが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、もしくは約−２５０ｎｍ未満であり、または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍ、もしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍである、態様１〜５のいずれかに記載の方法。
（態様７）
前記ドナーウエハの厚さＲＯＡが、その前面において約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、もしくは約−２５０ｎｍ未満、または約−１０ｎｍ〜−約７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍ、もしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍである、態様１〜６のいずれかに記載の方法。
（態様８）
前記ドナーウエハおよび前記ハンドルウエハの両方が、前記シリコンオンインシュレータ構造の外周エッジと、前記半径の９８％の点との間に環状エッジ部分Ｅを有しており、
厚さＲＯＡは、
厚さプロファイル上にある第１の離散点Ｐ_１と第２の離散点Ｐ_２との間に基準線Ｒを形成し、
前記基準線Ｒと、ウエハ厚さプロファイルの前記環状エッジ部分Ｅにある第３の離散点Ｐ_３との間の距離を測定すること、によって求める、態様１〜７のいずれかに記載の方法。
（態様９）
第１の離散点Ｐ_１と前記シリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約８２．７％である、態様８に記載の方法。
（態様１０）
第２の離散点Ｐ_３と前記シリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９３．３％である、態様８または９に記載の方法。
（態様１１）
第３の離散点Ｐ_３と前記シリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９９．３％である、態様８〜１０のいずれかに記載の方法。
（態様１２）
前記基準線Ｒは、一次直線によりフィッティングされている、態様８〜１１のいずれかに記載の方法。
（態様１３）
前記基準線Ｒは、三次多項式によりフィッティングされている、態様８〜１１のいずれかに記載の方法。
（態様１４）
厚さＲＯＡが、平均厚さＲＯＡである、態様１〜１３のいずれかに記載の方法。
（態様１５）
平均厚さＲＯＡが、８つのウエハ半径で測定された８つの厚さＲＯＡ測定値の平均である、態様１４に記載の方法。
（態様１６）
前記ドナーウエハと前記ハンドルウエハの少なくとも一方は、前面ｚｄｄが、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２である、態様１〜１５のいずれかに記載の方法。
（態様１７）
前記ハンドルウエハは、その前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、またはその前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥は、約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様１〜１６のいずれかに記載の方法。
（態様１８）
前記ハンドルウエハは、その前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６未満であり、またはその前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様１〜１７のいずれかに記載の方法。
（態様１９）
前記ドナーウエハは、その前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、またはその前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様１〜１８のいずれかに記載の方法。
（態様２０）
前記ドナーウエハは、その前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、またはその前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様１〜１９のいずれかに記載の方法。
（態様２１）
前記シリコン層が、前記シリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９８．９％の位置までもしくは少なくとも約９９．２％の位置まで、少なくとも約９９．４％の位置まで、少なくとも約９９．６％の位置まで、または前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９８．９％〜約９９．９％の位置まで、約９９．２％〜約９９．９％の位置までもしくは約９９．５％〜約９９．９％の位置まで、延在している、態様１〜２０のいずれかに記載の方法。
（態様２２）
前記ハンドルウエハが、前面および後面を有しており、
前記ハンドルウエハは、
前記ハンドルウエハの前記前面を研磨することを含む第１研磨工程を行うこと、
該第１研磨工程後に、前記ハンドルウエハの前記前面を洗浄することを含む洗浄工程を行うこと、および
該洗浄工程後に、前記ハンドルウエハの前記前面を研磨することを含む第２研磨工程を行うこと、によって調製される、態様１〜２１のいずれかに記載の方法。
（態様２３）
前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程中に前面を研磨するのと同時に前記ハンドルウエハの前記後面を研磨する、態様２２に記載の方法。
（態様２４）
前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１μｍ×約１μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ハンドルウエハの前面の表面粗さが、約３Å未満、約２．５Å未満または約２Å未満まで減少する、態様２２または２３に記載の方法。
（態様２５）
前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ハンドルウエハの前面の表面粗さが、約２．０Å未満、約１．５Å未満または約１．２Å未満まで減少する、態様２２〜２４のいずれかに記載の方法。
（態様２６）
前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程が、前記ハンドルウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、態様２２〜２５のいずれかに記載の方法。
（態様２７）
前記ハンドルウエハの前記第１研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ハンドルウエハと接触させることを含む、態様２２〜２６のいずれかに記載の方法。
（態様２８）
前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程が、前記ハンドルウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、態様２２〜２７のいずれかに記載の方法。
（態様２９）
前記ハンドルウエハの前記第２研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ハンドルウエハと接触させることを含む、態様２２〜２８のいずれかに記載の方法。
（態様３０）
前記ハンドルウエハの前記洗浄工程が、前記ハンドルウエハを洗い流すことを含む、態様２２〜２９のいずれかに記載の方法。
（態様３１）
前記ハンドルウエハの前記洗浄工程が、前記ハンドルウエハを水酸化アンモニウム溶液および過酸素水素溶液に接触させることを含む、態様２２〜３０のいずれかに記載の方法。
（態様３２）
前記ドナーウエハが、前面および後面を有しており、
前記ドナーウエハは、
前記ドナーウエハの前記前面を研磨することを含む第１研磨工程を行うこと、
該第１研磨工程後に、前記ドナーウエハの前記前面を洗浄することを含む洗浄工程を行うこと、および
該洗浄工程後に、前記ドナーウエハの前記前面を研磨することを含む第２研磨工程を行うこと、によって製造する、態様１〜３１のいずれかに記載の方法。
（態様３３）
前記ドナーウエハの前記第１研磨工程中に前面を研磨するのと同時に前記ドナーウエハの後面を研磨する、態様３２に記載の方法。
（態様３４）
前記ドナーウエハの前記第１研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１μｍ×約１μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ドナーウエハの前面の表面粗さが、約３Å未満、約２．５Å未満または約２Å未満まで減少する、態様３２または３３に記載の方法。
（態様３５）
前記ドナーウエハの前記第２研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ドナーウエハの前面の表面粗さが、約２．０Å未満、約１．５Å未満または約１．２Å未満まで減少する、態様３２〜３４のいずれかに記載の方法。
（態様３６）
前記ドナーウエハの前記第１研磨工程が、前記ドナーウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、態様３２〜３５のいずれかに記載の方法。
（態様３７）
前記ドナーウエハの前記第１研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ドナーウエハと接触させることを含む、態様３２〜３６のいずれかに記載の方法。
（態様３８）
前記ドナーウエハの前記第２研磨工程が、前記ドナーウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む、態様３２〜３７のいずれかに記載の方法。
（態様３９）
前記ドナーウエハの前記第２研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ドナーウエハと接触させることを含む、態様３２〜３８のいずれかに記載の方法。
（態様４０）
前記ドナーウエハの前記洗浄工程が、前記ドナーウエハを洗い流すことを含む、態様３２〜３９のいずれかに記載の方法。
（態様４１）
前記ドナーウエハの前記洗浄工程が、前記ドナーウエハを水酸化アンモニウム溶液および過酸素水素溶液に接触させることを含む、態様３２〜４０のいずれかに記載の方法。
（態様４２）
結合されたシリコンオンインシュレータ構造であって、該シリコンオンインシュレータ構造が、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、ハンドルウエハとドナーウエハとの間の誘電体層と、を含み、該誘電体層が、ハンドルウエハと部分的に結合されており、前記シリコンオンインシュレータ構造が、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有しており、誘電体層とハンドルウエハとの間の結合が、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９８．９％の位置まで延在している、結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４３）
誘電体層とハンドルウエハとの間の結合が、結合されたシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、結合された前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９９．２％、少なくとも約９９．４％、少なくとも約９９．６％または結合された前記シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９８．９％〜約９９．９％、約９９．２％〜約９９．９％もしくは約９９．５％〜約９９．９％の位置まで延在している、態様４２に記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４４）
ハンドルウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様４２または４３に記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４５）
ドナーウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様４２〜４４のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４６）
ドナーウエハとハンドルウエハの少なくとも一方が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、−約４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２の前面ｚｄｄを有する、態様４２〜４５のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４７）
誘電体層とハンドルウエハが、界面を形成しており、
ハンドルウエハは、前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい寸法の明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様４２〜４６のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４８）
誘電体層とハンドルウエハが、界面を形成しており、
ハンドルウエハは、前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様４２〜４７のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様４９）
誘電体層とドナーウエハが、界面を形成しており、
ドナーウエハが、前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様４２〜４８のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５０）
誘電体層とドナーウエハが、界面を形成しており、
ドナーウエハが、前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様４２〜４９のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５１）
結合されたシリコンオンインシュレータ構造であって、該シリコンオンインシュレータ構造が、ハンドルウエハと、ドナーウエハと、ハンドルウエハとドナーウエハとの間の誘電体層と、を含み、該誘電体層が、ドナーウエハと部分的に結合されており、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造が、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有しており、誘電体層とドナーウエハとの間の結合が、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の半径の少なくとも約９８．９％〜約９９．９％の位置まで延在している、結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５２）
誘電体層とドナーウエハとの間の結合が、前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の中心軸から、ドナーウエハの半径の少なくとも約９９．２％、少なくとも約９９．４％、少なくとも約９９．６％または前記結合されたシリコンオンインシュレータ構造の半径の約９９．２％〜約９９．９％もしくは約９９．５％〜約９９．９％の位置まで延在している、態様５１に記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５３）
ハンドルウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様５１または５２に記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５４）
ドナーウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍまたは約−１００ｎｍ〜−約３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様５１〜５３のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５５）
ドナーウエハとハンドルウエハの少なくとも一方が、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２の前面ｚｄｄを有する、態様５１〜５４のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５６）
誘電体層とハンドルウエハが、界面を形成しており、
ハンドルウエハが、前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様５１〜５５のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５７）
誘電体層とハンドルウエハが、界面を形成しており、
ハンドルウエハが、前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様５１〜５６のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５８）
誘電体層とドナーウエハが、界面を形成しており、
ドナーウエハが、前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様５１〜５７のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様５９）
誘電体層とドナーウエハが、界面を形成しており、
ドナーウエハが、前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様５１〜５８のいずれかに記載の結合されたシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６０）
シリコンオンインシュレータ構造であって、該シリコンオンインシュレータ構造が、ハンドルウエハと、シリコン層と、ハンドルウエハとシリコン層との間の誘電体層と、誘電体層とハンドルウエハとの間の界面とを含んでおり、ハンドルウエハが、中心軸と、外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径とを有しており、シリコン層が、ハンドルウエハの中心軸から、ハンドルウエハの半径の少なくとも約９８．９％の位置まで延在しており、ハンドルウエハが、界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下である、シリコンオンインシュレータ構造。
（態様６１）
シリコン層が、ハンドルウエハの中心軸からハンドルウエハの半径の少なくとも約９９．２％の位置までまたは少なくとも約９９．４％、少なくとも約９９．６％またはハンドルウエハの半径の約９８．９％〜約９９．９％、約９９．２％〜約９９．９％もしくは約９９．５％〜約９９．９％の位置まで延在している、態様６０のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６２）
誘電体層が、ハンドルウエハの中心軸から、ハンドルウエハの半径の少なくとも約９８．９％、少なくとも約９９．２％、少なくとも約９９．４％、少なくとも約９９．６％またはハンドルウエハの半径の約９８．９％〜約９９．９％、約９９．２％〜約９９．９％もしくは約９９．５％〜約９９．９％の位置まで延在している、態様６０または６１に記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６３）
ハンドルウエハが、界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約１つ以下またはゼロである、態様６０〜６２のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６４）
ハンドルウエハが、界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ以下、約２つ以下またはゼロである、態様６０〜６３のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６５）
誘電体層とシリコン層が、界面を形成しており、
シリコン層が、前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下であり、または前記界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロである、態様６０〜６４のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６６）
誘電体層とシリコン層が、界面を形成しており、
シリコン層が、前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または前記界面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様６０〜６５のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６７）
ハンドルウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様６０〜６６のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６８）
ハンドルウエハが、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２の前面ｚｄｄを有する、態様６０〜６７のいずれかに記載のシリコンオンインシュレータ構造。
（態様６９）
ウエハの研磨方法であって、該方法が、
前記ウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む第１研磨工程を行うこと、
前記第１研磨工程後に、ハンドルウエハの前面を洗浄することを含む洗浄工程を行うこと、および
前記洗浄工程後に、前記ウエハをポリウレタン発泡体パッドにより研磨することを含む第２研磨工程を行うこと、を含む、ウエハの研磨方法。
（態様７０）
前記第１研磨工程中に、前記前面を研磨するのと同時に前記ウエハの後面を研磨する、態様６９に記載の方法。
（態様７１）
前記第１研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１μｍ×約１μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ウエハの表面粗さが、約３Å未満、約２．５Å未満または約２Å未満まで減少する、態様６９または７０に記載の方法。
（態様７２）
前記第２研磨工程により、ＡＦＭスキャンサイズ約１０μｍ×約１０μｍ〜約１００μｍ×約１００μｍで測定したときの前記ウエハの表面粗さが、約２．０Å未満、約１．５Å未満または約１．２Å未満まで減少する、態様６９〜７１のいずれかに記載の方法。
（態様７３）
前記第１研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ウエハと接触させることを含む、態様６９〜７２のいずれかに記載の方法。
（態様７４）
前記第２研磨工程が、コロイダルシリカスラリーを前記ウエハと接触させることを含む、態様６９〜７３のいずれかに記載の方法。
（態様７５）
前記洗浄工程が、前記ウエハを洗い流すことを含む、態様６９〜７４のいずれかに記載の方法。
（態様７６）
前記洗浄工程が、前記ウエハを水酸化アンモニウム溶液および過酸素水素溶液と接触させることを含む、態様６９〜７５のいずれかに記載の方法。
（態様７７）
前記第２研磨工程後に、前記ウエハが、約−７００ｎｍ未満、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様６９または７６のいずれかに記載の方法。
（態様７８）
前記第２研磨工程後に、前記ウエハが、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２の前面ｚｄｄを有する、態様６９〜７７のいずれかに記載の方法。
（態様７９）
前記ウエハは、界面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下の前面を有し、または約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下、約１つ以下またはゼロの前面を有する、態様６９〜７８のいずれかに記載の方法。
（態様８０）
ウエハが、ハンドルウエハ、ドナーウエハまたはバルクシリコンウエハである、態様６９〜７９のいずれかに記載の方法。
（態様８１）
中心軸と、中心軸に対してほぼ垂直である前面および後面と、前面と後面とを結び付ける外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径と、を有する半導体ウエハであって、約−７００ｎｍ未満の厚さロールオフ量（ＲＯＡ）を有し、
ウエハの前面に、約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３つ以下である、半導体ウエハ。
（態様８２）
ウエハが、ウエハの前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２つ以下であり、ウエハの前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約１つ以下またはゼロである、態様８１に記載の半導体ウエハ。
（態様８３）
ウエハが、ウエハの前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ未満であり、または約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様８１または８２に記載の半導体ウエハ。
（態様８４）
ウエハが、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様８１または８３のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様８５）
ウエハが、ウエハの外周エッジと前記半径の９８％の点との間の環状エッジ部分Ｅを有しており、
厚さＲＯＡは、
厚さプロファイル上にある第１の離散点Ｐ_１と第２の離散点Ｐ_２との間に基準線Ｒを形成し、
前記基準線Ｒと、ウエハ厚さプロファイルの前記環状エッジ部分Ｅにおける第３の離散点Ｐ_３との間の距離を測定すること
によって求める、態様８１〜８４のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様８６）
前記第１の離散点Ｐ_１とシリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、該シリコンオンインシュレータ構造の半径の約８２．７％である、態様８５に記載の半導体ウエハ。
（態様８７）
前記第２の離散点Ｐ_２とシリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、該シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９３．３％である、態様８５または８６に記載の半導体ウエハ。
（態様８８）
前記第３の離散点Ｐ_３とシリコンオンインシュレータ構造の中心軸との間の距離が、該シリコンオンインシュレータ構造の半径の約９９．３％である、態様８５〜８７のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様８９）
前記基準線Ｒは、一次直線によりフィッティングされている、態様８５〜８８のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９０）
前記基準線Ｒは、三次多項式によりフィッティングされている、態様８５〜８８のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９１）
厚さＲＯＡが、平均厚さＲＯＡである、態様８１〜９０のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９２）
平均厚さＲＯＡが、８つのウエハ半径で測られた８つの厚さＲＯＡ測定値の平均である、態様９１に記載の半導体ウエハ。
（態様９３）
ウエハが、約−１１００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−８００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−６００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−４００ｎｍ／ｍｍ^２未満、約−１１１０ｎｍ／ｍｍ^２〜約−１００ｎｍ／ｍｍ^２または約−８００ｎｍ／ｍｍ^２〜約−２００ｎｍ／ｍｍ^２の前面ｚｄｄを有する、態様８１〜９２のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９４）
ウエハが、ハンドルウエハである、態様８１〜９３のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９５）
ウエハが、ドナーウエハである、態様８１〜９３のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９６）
半導体ウエハが、単結晶シリコンから成る、態様８１〜９５のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９７）
半導体ウエハが、ウエハの群のうちの１つのウエハであり、各々のウエハが、中心軸と、中心軸に対してほぼ垂直である前面および後面と、前面と後面とを結び付ける外周エッジと、中心軸から外周エッジまで延在している半径と、を有し、約−７００ｎｍ未満の厚さロールオフ量（ＲＯＡ）を有し、およびウエハの前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約３以下である、態様８１〜９６のいずれかに記載の半導体ウエハ。
（態様９８）
各々のウエハは、ウエハの前面において約６ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約２以下であり、
ウエハの前面には、６ｎｍよりも大きい明視野欠陥を約１以下またはゼロの有する、態様９７に記載の半導体ウエハ。
（態様９９）
各々のウエハは、ウエハの前面において約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約６つ以下であり、または約４．８ｎｍよりも大きい明視野欠陥が約４つ未満、約２つ未満またはゼロである、態様９７または９８に記載の半導体ウエハ。
（態様１００）
各々のウエハが、約−６００ｎｍ未満、約−５００ｎｍ未満、約−４００ｎｍ未満、約−３００ｎｍ未満、約−２５０ｎｍ未満または約−１０ｎｍ〜約−７００ｎｍ、約−５０ｎｍ〜約−６００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−５００ｎｍ、約−１００ｎｍ〜約−４００ｎｍもしくは約−１００ｎｍ〜約−３００ｎｍの厚さＲＯＡを有する、態様９７〜９９のいずれかに記載の半導体ウエハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】