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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024031692
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】ＳＯＩウェーハ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240229BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
H01L27/12 B
H01L21/316 X
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022135404
(22)【出願日】2022-08-26
(71)【出願人】
【識別番号】302006854
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(72)【発明者】
【氏名】古賀 祥泰
【テーマコード（参考）】
5F058
【Ｆターム（参考）】
5F058BA08
5F058BC02
5F058BF07
5F058BF27
5F058BF29
(57)【要約】
【課題】エッチング耐性を向上させつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】支持基板用シリコンウェーハと、前記支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、前記支持基板用シリコンウェーハは裏面にエッチング緩衝層を有し、前記エッチング緩衝層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）である、ＳＯＩウェーハ。
【選択図】図１
【解決手段】支持基板用シリコンウェーハと、前記支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、前記支持基板用シリコンウェーハは裏面にエッチング緩衝層を有し、前記エッチング緩衝層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）である、ＳＯＩウェーハ。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持基板用シリコンウェーハと、
前記支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、
前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、
前記支持基板用シリコンウェーハは裏面にエッチング緩衝層を有し、
前記エッチング緩衝層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）である、ＳＯＩウェーハ。
前記支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、
前記中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、
前記支持基板用シリコンウェーハは裏面にエッチング緩衝層を有し、
前記エッチング緩衝層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）である、ＳＯＩウェーハ。
【請求項2】
前記中間層は、ＳｉＯｙ（１．００≦ｙ≦２．００）からなるＢＯＸ層を有する、請求項１に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項3】
支持基板用シリコンウェーハと単結晶シリコン層との間に、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有する、
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
請求項２に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項4】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直上に有し、
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項5】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直下に有し、
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記アモルファスシリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項6】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直上に有し、
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項7】
前記中間層は前記接着層を前記ＢＯＸ層の直下に有し、
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
前記接着層は前記酸化シリコンからなる、
請求項３に記載のＳＯＩウェーハ。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法であって、
前記エッチング緩衝層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、ＳＯＩウェーハの製造方法。
前記エッチング緩衝層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、ＳＯＩウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＳＯＩウェーハ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＳＯＩウェーハ（Silicon on Insulator）は、支持基板上に、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等の絶縁膜及びデバイス活性層として使用される単結晶シリコン層が順次形成された構造を有する。ＳＯＩウェーハの代表的な製造方法の一つに貼り合わせ法がある。この貼り合わせ法は、支持基板及び活性層用基板の少なくとも一方に酸化膜（BOX（Buried Oxide）層）を形成し、次いで、これらの基板を、酸化膜を介して重ね合わせた後、１２００℃程度の高温にて接合熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハを製造する方法である。（例えば特許文献１を参照）。近年、加速度センサとして用いられるＭＥＭＳデバイスの材料としてもＳＯＩウェーハが用いられつつある。ＭＥＭＳデバイス用途でＳＯＩウェーハを用いる場合、ＢＯＸ層には従来の絶縁層としての機能だけでなく、ハンドリング性が求められるなど、これまでにない取り組みが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平８－７８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のＳＯＩウェーハにおいて、支持基板の裏面に設けられる酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる保護層は、酸に対するエッチング耐性が低い。そのため、ＭＥＭＳデバイスを作製する際の微細加工の際に、その酸エッチング耐性の低さから、保護層が減厚又は消失してしまう。ＭＥＭＳデバイス用途でＳＯＩウェーハを用いる場合、この保護層のエッチング耐性の低さは、加工精度に悪影響を与えてしまうため、保護層のエッチング耐性を向上させる必要がある。そこで本発明は、エッチング耐性を向上させつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者は、上記課題を解決すべく検討し、ＳＯＩウェーハにおける酸化シリコンからなる保護層として一般的に用いられてきた酸化シリコンに替えて、シリコンリッチなＳｉＯｘ層（ｘ＜２）の利用を検討した。しかしながら、僅かの組成変更では十分にエッチング耐性を向上させることができなかった。そこで本発明者はＳｉＯｘ層における組成比ｘとエッチング耐性の関係についてさらに鋭意検討し、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適な保護層（本発明におけるエッチング緩衝層）の組成を見出した。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
【0006】
＜１＞ 支持基板用シリコンウェーハと、支持基板用シリコンウェーハ上の中間層と、中間層上の単結晶シリコン層と、を備えるＳＯＩウェーハであって、支持基板用シリコンウェーハは裏面にエッチング緩衝層を有し、エッチング緩衝層は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）である、ＳＯＩウェーハ。
【0007】
＜２＞ 中間層は、ＳｉＯｙ（１．００≦ｙ≦２．００）からなるＢＯＸ層を有する、＜１＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0008】
＜３＞ 支持基板用シリコンウェーハと単結晶シリコン層との間に、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有する、＜２＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0009】
＜４＞ 中間層は接着層をＢＯＸ層の直上に有し、接着層はアモルファスシリコンからなる、＜３＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0010】
＜５＞ 中間層は接着層をＢＯＸ層の直下に有し、接着層はアモルファスシリコンからなる、＜３＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0011】
＜６＞ 中間層は接着層をＢＯＸ層の直上に有し、接着層は酸化シリコンからなる、＜３＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0012】
＜７＞ 中間層は接着層をＢＯＸ層の直下に有し、接着層は酸化シリコンからなる、＜３＞に記載のＳＯＩウェーハ。
【0013】
＜８＞ ＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のＳＯＩウェーハの製造方法であって、エッチング緩衝層を、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）を用いて形成する、ＳＯＩウェーハの製造方法。
【0014】
以下では、上述の支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハのそれぞれに活性化領域を形成して、真空常温下で両者の活性化領域同士で貼り合せる方法を「真空常温接合法」と称する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、エッチング耐性を向上させつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明による、ＳＯＩウェーハの概要を説明する模式断面図である。
【図2】本発明によるＳＯＩウェーハの第１実施形態を説明する模式断面図である。
【図3】本発明によるＳＯＩウェーハの第２実施形態を説明する模式断面図である。
【図4】本発明によるＳＯＩウェーハの第３実施形態を説明する模式断面図である。
【図5】本発明によるＳＯＩウェーハの第４実施形態を説明する模式断面図である。
【図6】本発明によるＳＯＩウェーハの第５実施形態を説明する模式断面図である。
【図7】本発明によるＳＯＩウェーハの第６実施形態を説明する模式断面図である。
【図8】本発明による接合シリコンウェーハの製造方法の一実施形態において、真空常温接合を行う際に用いる装置の一例を示す概念図である。
【図9】実施例及び比較例に係るＳＯＩウェーハにおけるエッチングレートの評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を順次説明する。各図面では説明の便宜上、各構成の厚さを誇張して示す。そのため、各構成の厚さは、実際の厚さの割合とは異なる。
【0018】
（ＳＯＩウェーハ）
図１の模式断面図を参照し、本発明に従うＳＯＩウェーハ１を説明する。ＳＯＩウェーハ１は支持基板用シリコンウェーハ１０と、支持基板用シリコンウェーハ１０上の中間層３０と、中間層３０上の単結晶シリコン層２１とを備える。そして、支持基板用シリコンウェーハ１０は裏面に組成がＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５０を有する。
図１の模式断面図を参照し、本発明に従うＳＯＩウェーハ１を説明する。ＳＯＩウェーハ１は支持基板用シリコンウェーハ１０と、支持基板用シリコンウェーハ１０上の中間層３０と、中間層３０上の単結晶シリコン層２１とを備える。そして、支持基板用シリコンウェーハ１０は裏面に組成がＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５０を有する。
【0019】
＜エッチング緩衝層＞
支持基板用シリコンウェーハの接合面とは反対側の面（裏面）の表面上に形成する保護層のことを、本発明では特にエッチング緩衝層とよぶ。エッチング緩衝層を構成するＳｉＯｘは、組成比ｘの違いにより酸に対するエッチング耐性が変化する。組成比ｘが小さいほど、エッチングレートを小さくすることができ、ＳｉＯｘの組成比ｘの範囲を０．６０以下（０を含まず）とすることで、ＳＯＩウェーハ１をＭＥＭＳデバイスに加工する際に必要となる裏面側のエッチング耐性を向上させることができる。一方、組成比ｘが０．６０よりも大きいと、エッチングレートを十分に小さくすることが出来ない。したがって、ＳＯＩウェーハ１は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５０を有することにより、ＭＥＭＳデバイス形成時にエッチング液に含侵させて中間層３０等の一部を微細加工した場合にも、エッチング緩衝層５０の著しい減厚を回避することが出来る。また、このような事情から、組成比ｘは、０．１０以上０．５０以下とすることが好ましく、０．１０以上０．４０以下とすることがより好ましい。
支持基板用シリコンウェーハの接合面とは反対側の面（裏面）の表面上に形成する保護層のことを、本発明では特にエッチング緩衝層とよぶ。エッチング緩衝層を構成するＳｉＯｘは、組成比ｘの違いにより酸に対するエッチング耐性が変化する。組成比ｘが小さいほど、エッチングレートを小さくすることができ、ＳｉＯｘの組成比ｘの範囲を０．６０以下（０を含まず）とすることで、ＳＯＩウェーハ１をＭＥＭＳデバイスに加工する際に必要となる裏面側のエッチング耐性を向上させることができる。一方、組成比ｘが０．６０よりも大きいと、エッチングレートを十分に小さくすることが出来ない。したがって、ＳＯＩウェーハ１は、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５０を有することにより、ＭＥＭＳデバイス形成時にエッチング液に含侵させて中間層３０等の一部を微細加工した場合にも、エッチング緩衝層５０の著しい減厚を回避することが出来る。また、このような事情から、組成比ｘは、０．１０以上０．５０以下とすることが好ましく、０．１０以上０．４０以下とすることがより好ましい。
【0020】
＜＜エッチング緩衝層の組成＞＞
エッチング緩衝層の組成比ｘは、それぞれＥＤＸ分析により同定することができる。本明細書の実施例では、ウェーハ中心の組成をＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、エッチング緩衝層表面への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、エッチング緩衝層表面で発生したＸ線を検出した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比をＳｉＯｘにおけるｘ値として採用することができる。なお、ＢＯＸ層のＳｉＯyにおけるy値についても同様である。
エッチング緩衝層の組成比ｘは、それぞれＥＤＸ分析により同定することができる。本明細書の実施例では、ウェーハ中心の組成をＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、エッチング緩衝層表面への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、エッチング緩衝層表面で発生したＸ線を検出した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比をＳｉＯｘにおけるｘ値として採用することができる。なお、ＢＯＸ層のＳｉＯyにおけるy値についても同様である。
【0021】
なお、エッチング緩衝層の厚みは、エッチング耐久性の観点から１００ｎｍ以上とすることが好ましく、ＳＯＩウェーハを小型化する観点から上限を２０μｍと設定することが好ましい。また、両目的を達成するため１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。ＢＯＸ層の厚みは、ＭＥＭＳデバイスの上下駆動領域を十分に確保する観点から、１μｍ以上とすることが好ましく、ＳＯＩウェーハ１を小型化する観点から、上限を２０μｍと設定することが好ましい。また、ＳＯＩウェーハ１の用途に応じて、単結晶シリコン層２１の厚みを５μｍ以上としてもよいし、１０μｍ以上としてもよいし、２０μｍ以下としてもよいし、１５μｍ以下としてもよい。
【0022】
以上説明したとおり、ＳＯＩウェーハ１は、上述したエッチング緩衝層５０を備えるため、エッチング耐性を向上させつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適である。
【0023】
＜中間層＞
中間層３０の組成は、ＢＯＸ層として一般的に利用されるＳｉＯ２であってもよいし、組成がＳｉＯｙ（１．００≦ｙ≦２．００）からなるＢＯＸ層と、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有してもよい。特に組成比ｙが１.００以上２.００未満の場合、中間層３０が接着層を有することにより、ＢＯＸ層がシリコンリッチなＳｉＯｙからなる層であっても、支持基板用シリコンウェーハ１０と、単結晶シリコン層２１とを、ＢＯＸ層を介して接合することが可能となる。なお、ＢＯＸ層を構成するＳｉＯｙも、上記エッチング緩衝層と同様に組成比ｙの違いによりエッチングレートが変化する。エッチングレートが小さくなりすぎてしまうとＭＥＭＳデバイス作製の際に微細構造の形成に適さないため、組成比ｙは、１.００以上２．００以下とすることが好ましく、１．１０以上１．９０以下とすることがより好ましい。
中間層３０の組成は、ＢＯＸ層として一般的に利用されるＳｉＯ２であってもよいし、組成がＳｉＯｙ（１．００≦ｙ≦２．００）からなるＢＯＸ層と、アモルファスシリコン又は酸化シリコンからなる接着層を有してもよい。特に組成比ｙが１.００以上２.００未満の場合、中間層３０が接着層を有することにより、ＢＯＸ層がシリコンリッチなＳｉＯｙからなる層であっても、支持基板用シリコンウェーハ１０と、単結晶シリコン層２１とを、ＢＯＸ層を介して接合することが可能となる。なお、ＢＯＸ層を構成するＳｉＯｙも、上記エッチング緩衝層と同様に組成比ｙの違いによりエッチングレートが変化する。エッチングレートが小さくなりすぎてしまうとＭＥＭＳデバイス作製の際に微細構造の形成に適さないため、組成比ｙは、１.００以上２．００以下とすることが好ましく、１．１０以上１．９０以下とすることがより好ましい。
【0024】
【0025】
―第１実施形態―
図２を参照する。ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、支持基板用シリコンウェーハ１１０上の中間層１３０と、中間層１３０上の単結晶シリコン層１２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ１１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層１５０を有する。ここで中間層１３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層１３２をＢＯＸ層１３１の直上に有する。ＳＯＩウェーハ１００は以下のように製造することが出来る。
図２を参照する。ＳＯＩウェーハ１００は、支持基板用シリコンウェーハ１１０と、支持基板用シリコンウェーハ１１０上の中間層１３０と、中間層１３０上の単結晶シリコン層１２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ１１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層１５０を有する。ここで中間層１３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層１３２をＢＯＸ層１３１の直上に有する。ＳＯＩウェーハ１００は以下のように製造することが出来る。
【0026】
まず、支持基板用シリコンウェーハ１１０の表面に、ＢＯＸ層１３１を形成する。ＢＯＸ層１３１の組成はＳｉＯｘ（１．００≦ｘ≦２．００）とすることが好ましく、後述のＰＥ-ＣＶＤ法を用いて形成することができる。次に、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０の表面に真空常温下で活性化処理を施して、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０の表面に接着層としてのアモルファスシリコン接着層１３２を形成する。このアモルファスシリコン接着層１３２は接着層として機能すればよく、厚さは特に限定されないが、例えば５ｎｍ以下のアモルファスシリコンを形成できればよい。さらに、引き続き真空常温下で、支持基板用シリコンウェーハ１１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０をアモルファスシリコン接着層１３２及びＢＯＸ層１３１を接触させて、真空常温接合により接合する。そして、支持基板用シリコンウェーハ１１０の接合面とは反対側の面（裏面）の表面上に、組成がＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層１５０をＰＥ-ＣＶＤ法を用いて形成する。最後に、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ１２０を減厚して単結晶シリコン層１２１を得ることにより最終的な第１実施形態のＳＯＩウェーハ１００を得る。なお、エッチング緩衝層１５０の形成は、真空常温接合の前に行ってもよい。また、本発明で課題とするエッチング緩衝層のエッチング耐性向上の観点からは、ＢＯＸ層１３１の組成は特に限定されないが、ＳｉＯｙ（１.００≦ｙ≦２．００）の範囲であればエッチング緩衝層のエッチング耐性を保ちつつＢＯＸ層１３１のエッチング加工ができるため、好ましい。図２に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0027】
―第２実施形態―
図３を参照する。ＳＯＩウェーハ２００は、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、支持基板用シリコンウェーハ２１０上の中間層２３０と、中間層２３０上の単結晶シリコン層２２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ２１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層２５０を有する。ここで中間層２３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層２３２をＢＯＸ層２３１の直下に有する。ＳＯＩウェーハ２００は第１実施形態においてＢＯＸ層を支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面上に形成するのに替えて、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０上にＢＯＸ層２３１を形成し、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面にアモルファスシリコン接着層２３２を形成することで製造することが出来る。図３に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
図３を参照する。ＳＯＩウェーハ２００は、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、支持基板用シリコンウェーハ２１０上の中間層２３０と、中間層２３０上の単結晶シリコン層２２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ２１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層２５０を有する。ここで中間層２３０はアモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層２３２をＢＯＸ層２３１の直下に有する。ＳＯＩウェーハ２００は第１実施形態においてＢＯＸ層を支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面上に形成するのに替えて、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０上にＢＯＸ層２３１を形成し、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面にアモルファスシリコン接着層２３２を形成することで製造することが出来る。図３に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0028】
―第３実施形態―
図４を参照する。ＳＯＩウェーハ３００は、支持基板用シリコンウェーハ３１０と、支持基板用シリコンウェーハ３１０上の中間層３３０と、中間層３３０上の単結晶シリコン層３２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ３１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層３５０を有する。ここで、ＳＯＩウェーハ３００は以下のように製造することが出来る。
図４を参照する。ＳＯＩウェーハ３００は、支持基板用シリコンウェーハ３１０と、支持基板用シリコンウェーハ３１０上の中間層３３０と、中間層３３０上の単結晶シリコン層３２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ３１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層３５０を有する。ここで、ＳＯＩウェーハ３００は以下のように製造することが出来る。
【0029】
まず、支持基板用シリコンウェーハ３１０に熱酸化処理を施して、支持基板用シリコンウェーハ３１０の片面にＢＯＸ層として機能する酸化シリコン層３３５ａを形成する。このとき、一般的には反対側の面も酸化されて酸化シリコン層３３５ｂが形成される。酸化シリコン層３３５ａはＢＯＸ層として機能すればよく、厚さは特に限定されないが、例えば１μｍ以上とすることができる。つぎに、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ３２０の表面に真空常温下で活性化処理を施して、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ３２０の表面に接着層としてのアモルファスシリコン接着層３３２を形成する。さらに、引き続き真空常温下で、支持基板用シリコンウェーハ３１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ３２０をアモルファスシリコン接着層３３２及び酸化シリコン層３３５ａを接触させて、真空常温接合により接合する。そして、支持基板用シリコンウェーハ３１０の接合面とは反対側の面（裏面）の表面上に、組成がＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層３５０をＰＥ－ＣＶＤ法を用いて形成する。最後に、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ３２０を減厚して単結晶シリコン層３２１を得ることにより最終的な第１実施形態のＳＯＩウェーハ３００を得る。なお、エッチング緩衝層３５０の形成は、真空常温接合の前に行ってもよい。図４に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0030】
―第４実施形態―
図５を参照する。ＳＯＩウェーハ４００は、支持基板用シリコンウェーハ４１０と、支持基板用シリコンウェーハ４１０上の中間層４３０と、中間層４３０上の単結晶シリコン層４２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ３１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層３５０を有する。また、中間層４３０は、以下の製造プロセスを参照して説明するとおり、支持基板用シリコンウェーハ４１０直上の第１のＢＯＸ層４３１ｂと、単結晶シリコン層４２１直下の第２のＢＯＸ層４３１ａとからなる。
図５を参照する。ＳＯＩウェーハ４００は、支持基板用シリコンウェーハ４１０と、支持基板用シリコンウェーハ４１０上の中間層４３０と、中間層４３０上の単結晶シリコン層４２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ３１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層３５０を有する。また、中間層４３０は、以下の製造プロセスを参照して説明するとおり、支持基板用シリコンウェーハ４１０直上の第１のＢＯＸ層４３１ｂと、単結晶シリコン層４２１直下の第２のＢＯＸ層４３１ａとからなる。
【0031】
まず、支持基板用シリコンウェーハ４１０の表面に第１のＢＯＸ層４３１ｂと、単結晶シリコン層４２１の表面に第２のＢＯＸ層４３１ａをＰＥ－ＣＶＤ法を用いてそれぞれ形成する。その後、真空常温下で、各ＢＯＸ層表面の第１のＢＯＸ層４３１ｂと第２のＢＯＸ層４３１ａにシリコンターゲットをスパッタリングして両ＢＯＸ層を接着するための原子サイズレベルのシリコンを蒸着させる。次いで、この蒸着したシリコンを介して第１のＢＯＸ層４３１ｂと第２のＢＯＸ層４３１ａを重ね合わせて真空常温接合する。そして、支持基板用シリコンウェーハ４１０の接合面とは反対側の面（裏面）の表面上に、組成がＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層４５０をＰＥ-ＣＶＤ法を用いて形成する。なお、エッチング緩衝層４５０の形成は、真空常温接合の前に行ってもよい。ここで、各ＢＯＸ層の表面に蒸着させたシリコンは、各ＢＯＸ層同士の接合には寄与するものの、実質的に厚みが無視できるほど薄いため、ＳＯＩウェーハ４００を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いて評価してもその存在を観察することができない。すなわち、ＳＯＩウェーハ４００において、第１のＢＯＸ層４３１ｂと第２のＢＯＸ層４３１ａの間にはシリコン層が観察されない。なお、この理由により、図５においても接合面のシリコンは図示しない。単結晶シリコン層４２１（４２０）を減厚する点はその他の実施形態と同様である。図５に、各構成とともに、実際に接合面となる個所を点線で示した。
【0032】
―第５実施形態―
図６を参照する。ＳＯＩウェーハ５００は、支持基板用シリコンウェーハ５１０と、支持基板用シリコンウェーハ５１０上の中間層５３０と、中間層５３０上の単結晶シリコン層５２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ５１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５５０を有する。ここで中間層５３０は酸化シリコンからなる。ＳＯＩウェーハ５００は第２実施形態において単結晶シリコン層用シリコンウェーハ上にアモルファスシリコン接着層を形成することに替えて、本実施形態においては単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０上に酸化シリコン層５３５ｂを形成することで製造することができる。
図６を参照する。ＳＯＩウェーハ５００は、支持基板用シリコンウェーハ５１０と、支持基板用シリコンウェーハ５１０上の中間層５３０と、中間層５３０上の単結晶シリコン層５２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ５１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層５５０を有する。ここで中間層５３０は酸化シリコンからなる。ＳＯＩウェーハ５００は第２実施形態において単結晶シリコン層用シリコンウェーハ上にアモルファスシリコン接着層を形成することに替えて、本実施形態においては単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０上に酸化シリコン層５３５ｂを形成することで製造することができる。
【0033】
また、この第５実施形態では支持基板用シリコンウェーハ５１０と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０の接合を真空常温接合で行っているものの、これに替わる第５実施形態の変形態様として、支持基板用シリコンウェーハ５１０の表面に形成された酸化シリコン層５３５ｂ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ５２０の表面に形成された酸化シリコン層５３５ｃを接触させて、貼り合わせ熱処理により接合する以外は、上記第５実施形態と同様の工程を経ることにより、図６に示すＳＯＩウェーハ５００を製造することもできる。図６に各構成とともに、実際に接合面となる個所を破線で示した。
【0034】
―第６実施形態―
図７を参照する。ＳＯＩウェーハ６００は、支持基板用シリコンウェーハ６１０と、支持基板用シリコンウェーハ６１０上の中間層６３０と、中間層６３０上の単結晶シリコン層６２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ６１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層６５０を有する。ここで中間層６３０は酸化シリコン層６３５aである。ここで、ＳＯＩウェーハ６００は以下のように製造することが出来る。
図７を参照する。ＳＯＩウェーハ６００は、支持基板用シリコンウェーハ６１０と、支持基板用シリコンウェーハ６１０上の中間層６３０と、中間層６３０上の単結晶シリコン層６２１とを備え、支持基板用シリコンウェーハ６１０はその裏面に、裏面にＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層６５０を有する。ここで中間層６３０は酸化シリコン層６３５aである。ここで、ＳＯＩウェーハ６００は以下のように製造することが出来る。
【0035】
まず、支持基板用シリコンウェーハ６１０に熱酸化処理を施して、支持基板用シリコンウェーハ６１０の両面に酸化シリコン層６３５a及び６３５ｂを形成する。そして、支持基板用シリコンウェーハ６１０の表面と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ６２０の表面に形成された酸化シリコン層６３５aを接触させて、貼り合わせ熱処理により接合する。単結晶シリコン層６２１（６２０）を減厚する点はその他の実施形態と同様である。図７に、各構成とともに、実際に接合面となる個所を点線で示した。
【0036】
＜具体的態様＞
以下では、本発明において用いることができる支持基板用シリコンウェーハ、単結晶シリコン層に適用可能なシリコンウェーハの具体的態様を説明する。
以下では、本発明において用いることができる支持基板用シリコンウェーハ、単結晶シリコン層に適用可能なシリコンウェーハの具体的態様を説明する。
【0037】
シリコンウェーハの面方位は任意であり、（１００）面のウェーハを用いてもよいし、（１１０）面のウェーハなどを用いてもよい。
【0038】
シリコンウェーハの厚さは、用いる用途に応じて適宜決定することができ、３００μｍ～１．５ｍｍとすることができる。単結晶シリコン層用シリコンウェーハから得られる単結晶シリコンからなる単結晶シリコン層の膜厚を１００ｎｍ～１ｍｍの範囲で適宜定めることは既に述べたとおりである。
【0039】
また、シリコンウェーハにボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）などのドーパントがドープされていてもよいし、所望の特性を得るため炭素（Ｃ）又は窒素（Ｎ）などがドープされていてもよい。
【0040】
シリコンウェーハの直径は何ら制限されない。一般的な直径３００ｍｍ又は２００ｍｍなどのシリコンウェーハに本発明を適用することができる。もちろん、直径３００ｍｍよりも直径の大きいシリコンウェーハに対しても、直径の小さいシリコンウェーハに対しても本発明を適用することができる。
【0041】
シリコンウェーハとしてエピタキシャルシリコンウェーハを用いても構わない。なお、シリコンウェーハの表面には数Å程度の膜厚の自然酸化膜が形成されうるが、こうした自然酸化膜があってもよいし、必要に応じて公知の洗浄方法等を用いて除去してもよい。
【0042】
【0043】
＜＜ＰＥ－ＣＶＤ法によるエッチング緩衝層の形成＞＞
ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層は、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）などのＣＶＤ法を用いて、支持基板用シリコンウェーハの表面上に成膜することができる。プラズマＣＶＤ法では、まず単結晶シリコン層用シリコンウェーハを１×１０－４Ｐａ以下の真空度で、３００℃以上７００℃以下の温度で保持する。そして、プラズマパワーを５００Ｗ以上としたうえで、導入するソースガスとしてはテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）等のシランガスと酸素ガスの混合ガスを用いることが出来る。そしてこの混合ガスの混合比を形成するＢＯＸ層の所望のＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）の比となるように調整して成膜すれば、（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層を形成することができる。なお、ＳｉＯｙ（１．００≦y≦２．００）からなるＢＯＸ層においても同様である。
ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層は、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ－ＣＶＤ）などのＣＶＤ法を用いて、支持基板用シリコンウェーハの表面上に成膜することができる。プラズマＣＶＤ法では、まず単結晶シリコン層用シリコンウェーハを１×１０－４Ｐａ以下の真空度で、３００℃以上７００℃以下の温度で保持する。そして、プラズマパワーを５００Ｗ以上としたうえで、導入するソースガスとしてはテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）等のシランガスと酸素ガスの混合ガスを用いることが出来る。そしてこの混合ガスの混合比を形成するＢＯＸ層の所望のＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）の比となるように調整して成膜すれば、（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層を形成することができる。なお、ＳｉＯｙ（１．００≦y≦２．００）からなるＢＯＸ層においても同様である。
【0044】
＜＜真空常温接合法による貼り合わせ＞＞
図３及び図８を参照しつつ、上記活性化処理及び接合を行うための、真空常温接合法による貼合せ方法を説明する。真空常温接合法とは、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０を加熱することなく、両者を常温で貼り合わせる方法である。一例として例示する実施形態２においては、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０に形成したＢＯＸ層２３１の表面と、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面とのそれぞれに、真空常温下でイオンビームまたは中性原子ビームを照射する活性化処理をして、上記両方の表面をそれぞれ活性化領域とする。これにより、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面にはごく薄いアモルファスシリコンの領域が形成されるとともにダングリングボンドが現れる。そのため、引き続き真空常温下で上記両方のウェーハを接触させると、瞬時に接合力が働き、上記活性化領域を貼合せ面として、支持基板用シリコンウェーハ２１０と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０とが強固に貼り合い、両者を接合できる。
図３及び図８を参照しつつ、上記活性化処理及び接合を行うための、真空常温接合法による貼合せ方法を説明する。真空常温接合法とは、支持基板用シリコンウェーハ２１０と、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０を加熱することなく、両者を常温で貼り合わせる方法である。一例として例示する実施形態２においては、単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０に形成したＢＯＸ層２３１の表面と、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面とのそれぞれに、真空常温下でイオンビームまたは中性原子ビームを照射する活性化処理をして、上記両方の表面をそれぞれ活性化領域とする。これにより、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面にはごく薄いアモルファスシリコンの領域が形成されるとともにダングリングボンドが現れる。そのため、引き続き真空常温下で上記両方のウェーハを接触させると、瞬時に接合力が働き、上記活性化領域を貼合せ面として、支持基板用シリコンウェーハ２１０と単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０とが強固に貼り合い、両者を接合できる。
【0045】
活性化処理の方法としては、プラズマ雰囲気でイオン化した元素を基板表面へ加速させる方法と、イオンビーム装置から加速したイオン化した元素を基板表面へ加速させる方法が挙げられる。図８を参照しつつ、この方法を実現する装置の一例を示す概念図を用いて活性化処理方法を説明する。真空常温接合装置９３０は、プラズマチャンバー９３１と、ガス導入口９３２と、真空ポンプ９３３と、パルス電圧印加装置９３４と、ウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂと、を有する。
【0046】
まず、プラズマチャンバー９３１内のウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂにそれぞれ支持基板用シリコンウェーハ２１０及び表面にＢＯＸ層２３１を形成した単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０を載置して、固定する。次に、真空ポンプ９３３によりプラズマチャンバー９３１内を減圧し、ついで、ガス導入口９３２からプラズマチャンバー９３１内に原料ガスを導入する。続いて、パルス電圧印加装置９３４によりウェーハ固定台９３５ａ，９３５ｂ（併せて支持基板用シリコンウェーハ２１０，単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０）に負電圧をパルス状に印加する。これにより、原料ガスのプラズマを生成するとともに、生成したプラズマに含まれる原料ガスのイオンを支持基板用シリコンウェーハ２１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０表面に形成されたＢＯＸ層２３１の表面に向けて加速、照射することができる。
【0047】
なお、照射する元素は、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈ、Ｈｅ及びＳｉから選択される少なくとも一種から選択すればよい。
【0048】
図３を参照する。先に述べたとおり、真空常温接合法における活性化処理によって、支持基板用シリコンウェーハ２１０の表面において、ビームを照射した側の表面から概ね１ｎｍの深さ位置にまで、アモルファスシリコンの領域が形成されるとともに、ダングリングボンドが形成される。本実施形態では支持基板用シリコンウェーハ２１０には、接着層としてのアモルファスシリコン接着層２３２が形成される。なお、支持基板用シリコンウェーハ２１０に形成されたこのアモルファスシリコン接着層２３２は、ゲッタリング層としても機能する。例えば、アモルファスシリコンからなるアモルファスシリコン接着層２３２は、支持基板用シリコンウェーハ２１０中の酸素や不純物が単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０に外方拡散するのを抑制することができる点で有用である。
【0049】
―真空常温接合法の具体的態様―
プラズマチャンバー９３１内のチャンバー圧力は１×１０－５Ｐａ以下とすることができる。１×１０－５Ｐａ以下であれば、スパッタされた元素が基板表面に再付着することによってダングリングボンドの形成率が低下するおそれがないからである。
プラズマチャンバー９３１内のチャンバー圧力は１×１０－５Ｐａ以下とすることができる。１×１０－５Ｐａ以下であれば、スパッタされた元素が基板表面に再付着することによってダングリングボンドの形成率が低下するおそれがないからである。
【0050】
支持基板用シリコンウェーハ２１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０に印加するパルス電圧は、基板表面に対する照射元素の加速エネルギーが１００ｅＶ以上１０ｋｅＶ以下となるように設定すればよい。１００ｅＶ以上であれば、照射した元素が基板表面に堆積するおそれがなく、１０ｋｅＶ以下であれば、照射した元素が基板内部へ注入するおそれがないので、ダングリングボンドを安定的に形成することができる。
【0051】
パルス電圧の周波数は、支持基板用シリコンウェーハ２１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０にイオンまたは中性原子が照射される回数を決定する。パルス電圧の周波数は、１０Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下とすればよい。パルス電圧の周波数が１０Ｈｚ以上であれば、イオンまたは中性原子の照射ばらつきを吸収することができるので、イオンまたは中性原子の照射量が安定する。パルス電圧の周波数が１０ｋＨｚ以下であれば、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【0052】
パルス電圧のパルス幅は、支持基板用シリコンウェーハ２１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０にイオンまたは中性原子が照射される時間を決定する。パルス幅は、１μ秒以上１０ｍ秒以下とすることが好ましい。パルス幅が１μ秒以上であれば、イオンまたは中性原子を支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハに安定的に照射することができる。パルス幅が１０ｍ秒以下であれば、グロー放電によるプラズマ形成が安定する。
【0053】
なお、前述のとおり、支持基板用シリコンウェーハ２１０及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハ２２０は加熱されない。そのため、各ウェーハの温度は常温（通常、３０℃～９０℃）となる。
【実施例0054】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0055】
（発明例１）
支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハとして、直径：４インチ（１０１．６ｍｍ）、厚み：５２５μｍのｐ型ＣＺシリコンウェーハ（ドーパント：ボロン）を用意した。次いで、単結晶シリコン層用シリコンウェーハをプラズマＣＶＤ装置に導入し、装置内の真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。そして、ステージ温度を５００℃に維持した状態で、プラズマパワーを７００Ｗでソースガスとしてテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）を２５ｓｃｃｍと酸素ガスを６８ｓｃｃｍ流し、プラズマＣＶＤ法により単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面に膜厚２．５μｍのＢＯＸ層を形成した。
支持基板用シリコンウェーハ及び単結晶シリコン層用シリコンウェーハとして、直径：４インチ（１０１．６ｍｍ）、厚み：５２５μｍのｐ型ＣＺシリコンウェーハ（ドーパント：ボロン）を用意した。次いで、単結晶シリコン層用シリコンウェーハをプラズマＣＶＤ装置に導入し、装置内の真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。そして、ステージ温度を５００℃に維持した状態で、プラズマパワーを７００Ｗでソースガスとしてテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）を２５ｓｃｃｍと酸素ガスを６８ｓｃｃｍ流し、プラズマＣＶＤ法により単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面に膜厚２．５μｍのＢＯＸ層を形成した。
【0056】
そして、形成されたＢＯＸ層の表面粗さを低減するために、ＢＯＸ層が形成され単結晶層用シリコンウェーハのＢＯＸ層表面に対して５００ｎｍの研磨代となるＣＭＰ法による研磨を行った。
【0057】
一方、支持基板用シリコンウェーハをプラズマＣＶＤ装置に導入し、装置内の真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。そして、ステージ温度を５００℃に維持した状態で、プラズマパワーを７００Ｗでソースガスとしてテトラメチルシランガス（Ｓｉ（ＣＨ３）４）を２５ｓｃｃｍと酸素ガスを１ｓｃｃｍ流し、さらにキャリアガスとしてＡｒガスを４０ｓｃｃｍ流して、プラズマＣＶＤ法により支持基板用シリコンウェーハの裏面側（接合面とは反対側の面）に膜厚２．５μｍのエッチング緩衝層を形成した。
【0058】
次いで、エッチング緩衝層を形成した支持基板用シリコンウェーハ及びＢＯＸ層を形成した単結晶シリコン層用シリコンウェーハの両方をチャンバー内に導入し、真空度を１×１０－５Ｐａ以下に保持した。その後、接合面となる支持基板用シリコンウェーハの表面に対し、アルゴンイオンを１．４ｋｅＶで照射することで活性化処理を施し、支持基板用シリコンウェーハの表面に接着層としての活性化領域（アモルファスシリコン）を形成した。
【0059】
さらに引き続き、両基板を真空常温環境下で単結晶シリコン層用シリコンウェーハの表面のＢＯＸ層と支持基板用シリコンウェーハの活性化領域を貼り合わせて接合した。
【0060】
最後に単結晶シリコン層用シリコンウェーハの厚みを１０μｍ残すよう、貼り合せ面とは反対側から、研削及び研磨を行い、発明例１に係るＳＯＩウェーハを得た。
【0061】
また、得られたＳＯＩウェーハのエッチング緩衝層側のウェーハ中心の組成を、先に述べたのと同様、ＥＤＸ分析（ＯＸＦＯＲＤ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製ＩＮＣＡ）により解析した。このとき、エッチング緩衝層への電子線の加速電圧は１ｋＶとし、電流値は１０μＡで加速して１００μｍ×１００μｍの面積で深さ１μｍの領域に照射して、ＢＯＸ層表面で発生したＸ線を検出した。また、ＢＯＸ層の組成は、ＢＯＸ層形成直後の単結晶シリコン層用シリコンウェーハのウェーハ中心の組成を評価することにより解析した。そして、検出したＸ線のＳｉ元素成分とＯ元素成分に対して検出された最大量の比を求めたところ、発明例１のエッチング緩衝層の組成ＳｉＯｘにおけるｘの値は０．１２、ＢＯＸ層の組成ＳｉＯｙにおけるｙの値は１．４２であった。評価結果を表１に示す。
【0062】
（発明例２）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例２においては、酸素ガスを２ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例２においては、酸素ガスを２ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0063】
（発明例３）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを５ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを５ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0064】
（発明例４）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを７ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを７ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0065】
（発明例５）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１０ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１０ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0066】
（発明例６）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１６ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、発明例３においては、酸素ガスを１６ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で発明例３に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0067】
（比較例１）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、比較例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５０ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、比較例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５０ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0068】
（比較例２）
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、比較例２においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５７ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしてエッチング緩衝層を形成していたところ、比較例２においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを５７ｓｃｃｍ流すことによりエッチング緩衝層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で比較例２に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0069】
（従来例１）
発明例１ではＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層を形成すべくプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしていたところ、従来例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１００ｓｃｃｍ流すことにより酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなるＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で従来例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
発明例１ではＳｉＯｘ（０＜ｘ≦０．６０）からなるエッチング緩衝層を形成すべくプラズマＣＶＤ法における酸素ガス流量を１ｓｃｃｍとしていたところ、従来例１においては、Ａｒガスをキャリアガスとし、酸素ガスを１００ｓｃｃｍ流すことにより酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなるＢＯＸ層を形成した以外は、発明例１と同じ条件で従来例１に係るＳＯＩウェーハを作製した。
【0070】
（評価：エッチングレートの評価）
エッチング緩衝層のエッチングレートを正確に評価するため、各実施例におけるエッチング緩衝層形成後のＳＯＩウェーハをチップ状にへき開し、そのチップにおけるエッチングレートを評価した。まず、ウェーハ中心部からサンプリングしたチップ表面のエッチング緩衝層の一部を耐酸テープでマスキングしてフッ酸３０％水溶液に含侵させた。そして、１０分経過後に耐酸テープを剥がし、段差計でエッチング緩衝層の膜厚を測定することにより、エッチング緩衝層のエッチングレートを評価した。
エッチング緩衝層のエッチングレートを正確に評価するため、各実施例におけるエッチング緩衝層形成後のＳＯＩウェーハをチップ状にへき開し、そのチップにおけるエッチングレートを評価した。まず、ウェーハ中心部からサンプリングしたチップ表面のエッチング緩衝層の一部を耐酸テープでマスキングしてフッ酸３０％水溶液に含侵させた。そして、１０分経過後に耐酸テープを剥がし、段差計でエッチング緩衝層の膜厚を測定することにより、エッチング緩衝層のエッチングレートを評価した。
【0071】
結果を下記表１に記載し、エッチングレートについてはＳｉＯｘの組成比ｘに対する挙動を示すグラフを図９に示す。本評価結果から、発明例１～６ではＳｉＯｘの組成比ｘが小さくなることでエッチングレートが十分に低減されていることが分かる。一方で、比較例１、２及び従来例１では、組成比ｘが大きくなるにつれてエッチングレートが著しく大きくなり、ＭＥＭＳデバイス用途としては用いることが出来ないことが分かった。
【0072】
（評価：Ｓｉの２ｐスペクトルのピーク値評価）
また、エッチング緩衝層のＳｉの酸化状態を評価した。Ｓｉの酸化状態は、ＸＰＳ分析によりエッチング緩衝層中のＳｉとＯの結合状態をＳｉの２ｐのピーク位置を確認することにより評価した。すなわち、四面体構造をとるＳｉＯ２における２ｐスペクトルのピークが１０３ｅＶであることから、エッチング緩衝層中の四面体構造密度を間接的に評価することができる。評価結果を表１に示す。発明例１～６においては、Ｓｉの２ｐのピーク位置が１０３ｅＶ未満であり、四面体構造密度が少ないことがわかった。エッチングレートの評価結果を踏まえ、フッ酸とエッチング反応するＳｉＯ２の四面体構造密度が少ないために、フッ酸エッチングレートが減少したと考えられる。
また、エッチング緩衝層のＳｉの酸化状態を評価した。Ｓｉの酸化状態は、ＸＰＳ分析によりエッチング緩衝層中のＳｉとＯの結合状態をＳｉの２ｐのピーク位置を確認することにより評価した。すなわち、四面体構造をとるＳｉＯ２における２ｐスペクトルのピークが１０３ｅＶであることから、エッチング緩衝層中の四面体構造密度を間接的に評価することができる。評価結果を表１に示す。発明例１～６においては、Ｓｉの２ｐのピーク位置が１０３ｅＶ未満であり、四面体構造密度が少ないことがわかった。エッチングレートの評価結果を踏まえ、フッ酸とエッチング反応するＳｉＯ２の四面体構造密度が少ないために、フッ酸エッチングレートが減少したと考えられる。
【0073】
【表1】
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明によれば、エッチング耐性を向上させつつ、ＭＥＭＳデバイスに用いて好適なＳＯＩウェーハを得ることができる。
【符号の説明】
【0075】
１，１００，２００，３００，４００，５００，６００ ＳＯＩウェーハ
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ 支持基板用シリコンウェーハ
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ 単結晶シリコン層用シリコンウェーハ
３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０ 中間層
１３１，２３１，４３１ ＢＯＸ層
１３２，２３２ アモルファスシリコン接着層
３３５，５３５，６３５ 酸化シリコン接着層
５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０ エッチング緩衝層
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ 支持基板用シリコンウェーハ
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０ 単結晶シリコン層用シリコンウェーハ
３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０ 中間層
１３１，２３１，４３１ ＢＯＸ層
１３２，２３２ アモルファスシリコン接着層
３３５，５３５，６３５ 酸化シリコン接着層
５０，１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０ エッチング緩衝層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】