以下、本発明についてより具体的に説明す� ��。
 前述のように、イオン注入剥離法によって� ��離した剥離面近傍のイオン注入層に存在す� ��イオン注入欠陥層を効率的に除去し、かつ� ��板の面内均一性を確保することができるSOI� ��ェーハの製造方法の開発が待たれていた。

 そこで、本発明者らは、剥離後のSOIウェ� ��ハのシリコン薄膜表面のイオン注入ダメー� ��層のアモルファス度が高いことに着目し、� ��モルファスシリコンを優先的にエッチング� ��ることのできるエッチング溶液について鋭� ��検討を重ねた。

 その結果、本発明者らは、一般に鏡面シ� ��コン表面の粗さを劣化させることが知られ� ��いる(参考文献:J.Ryuta, E.Morita, T.Tanaka and Y. Shimanuki, Jpn.J.Appl.Phys. 29(1991).やM.Miyashita, M.It ano, T.Imaoka, I.Kawanabeand T.Ohmi, 1991 Symp.VLSI Te chnol.(Oiso 1991)p.45)アンモニア過酸化水素水が� ��イオン注入法によって薄膜を転写した直後� ��荒れた表面の表面粗さを低減させるように� ��ダメージ層を優先的にエッチングすること� ��発見し、本発明を完成させた。

 以下、本発明のSOIウェーハの製造方法を図1 を参照して説明するが、本発明はこれらに限 定されるものではない。
 図1は本発明のSOIウェーハの製造方法の工程 の一例を示す工程図である。

(工程a:貼り合わせ基板の準備)
 まず、図1(a)に示すように、水素イオン又は 希ガスイオンあるいはこれらの両方を注入し てイオン注入層14が形成されたシリコンウェ� ��ハ11と、ハンドルウェーハ12が貼り合わせさ れた貼り合わせ基板15を準備する。
 ここで、準備する貼り合わせ基板15には、� �リコンウェーハ11とハンドルウェーハ12の間� ��酸化膜13を設けることができる。図1には酸� ��膜13を備えた場合について記載しているが� �この酸化膜13は必須のものではなく、準備す る貼り合わせ基板はシリコンウェーハとハン ドルウェーハが直接貼り合わせされたものと することもできる。

 また、貼り合わせ基板を準備する際に、ハ� ��ドルウェーハとして、シリコン、サファイ� ��、アルミナ、石英、SiC、窒化アルミニウム� ��ガラスのいずれかの材料からなるものとす� ��ことができる。
 本発明の第1の形態では、後述するが、剥離 後のSOIウェーハはアンモニア過酸化水素水に 浸漬させることでエッチングしており、この ため、エッチング後の面内膜厚均一性を確保 することができ、表面粗さを低減させた状態 でアニール熱処理を行うことができる。よっ て後の熱処理工程を、従来に比べて低温化・ 単時間化することが可能であり、これによっ て、基板はシリコンに限らず、石英やガラス 等の異種物質や低融点の材料を用いることが 可能となる。アニール熱処理を従来に比べ低 温・短時間化することができるので、上述の 絶縁性ではあるが低融点の材料であってもハ ンドルウェーハに用いることができる。また 、上述のような絶縁性の材料をハンドルウェ ーハに用いることができるため、ハンドルウ ェーハとしてシリコンウェーハを用いた場合 に比べ、SOI基板にリーク電流が流れることを 抑制することができるため、後に作製したデ バイスの低消費電力化が可能になる。
 本発明の好ましい第2の形態では、後述する が、剥離後のSOIウェーハはアンモニア過酸化 水素水に浸漬させることでエッチングしてお り、エッチング量を50nm以上とすることによ� �て、アニール等の熱処理を行わなくとも面� �膜厚均一性の優れた剥離後のSOIウェーハを� �ることができる。よって熱処理を行わずと� �面内均一性の優れたSOIウェーハを得ること� �可能であり、これによって、基板はシリコ� �に限らず、石英やガラス等の異種物質や低� �点の材料を用いることが可能となる。また� �上述のような絶縁性の材料をハンドルウェ� �ハに用いることができるため、SOI基板にリ� �ク電流が流れることを抑制することができ� �ため、後に作製したデバイスの高精度化お� �び低消費電力化が可能になる。アニール等� �熱処理を行わなくとも面内膜厚均一性の優� �た剥離後のSOIウェーハを得ることができる� �で、例えば絶縁性ではあるが低融点の材料� �ハンドルウェーハに用いることができる。� �って、目的に応じて使い分けることによっ� �、ハンドルウェーハとしてシリコンウェー� �を用いた場合に比べ、SOI基板にリーク電流� �流れることを抑制することができる等の特� �を得ることができるため、後に作製したデ� �イスの高精度化や低消費電力化が可能にな� �。
 本発明の好ましい第3の形態では、アンモニ ア過酸化水素水によるエッチングが好ましく は50nm未満、より好ましくは20nm以上50nm未満で は、剥離後のSOIウェーハに対してアニール熱 処理を行った後CMP研磨によるタッチポリッシ ュを行うことができる。

(工程b:剥離)
 次に、図1(b)に示すように、イオン注入層14� ��沿って剥離をして、貼り合わせ基板15中の� �リコンウェーハ11を薄膜化し、シリコン薄膜 16をハンドルウェーハ12に転写する。これに� �って剥離後のSOIウェーハ17を得る。
 本工程で得られた剥離後のSOIウェーハ17の� �リコン薄膜16は、イオン注入によって、表面 側から、イオン注入欠陥を多く有しアモルフ ァス度の高い高ダメージ層16aと、イオン注入 ダメージが前記高ダメージ層16aほどではなく アモルファス度のさほど高くない低ダメージ 層16b、イオン注入によるダメージがなく単結 晶である無ダメージ層16cの三層によって構成 されることになる。

(工程c:アンモニア過酸化水素水に浸漬)
 次に、図1(c)に示すように、剥離後のSOIウェ ーハ17を、アンモニア過酸化水素水に浸漬さ� ��ることによって、シリコン薄膜16の高ダメ� �ジ層16aをエッチングする。

 アンモニア過酸化水素水に浸漬する工程の� ��に熱処理工程を行う場合において、アンモ� ��ア過酸化水素水に浸漬する工程が、好まし� ��は、剥離後のSOIウェーハを20nm以上エッチン グすることを少なくとも含む。
 このように、アンモニア過酸化水素水によ� ��エッチング量を20nm以上とすることによって 、より確実に高ダメージ層をエッチングする ことができる。

 アンモニア過酸化水素水に浸漬する工程が� ��好ましくは、剥離後のSOIウェーハを50nm以上 エッチングすることを少なくとも含む。
 アンモニア過酸化水素水は、KOH等のアルカ� ��溶液に比べエッチング速度が遅いため、エ� ��チング量を制御しやすく、膜厚均一性を保� ��やすい。このようなアンモニア過酸化水素� ��によるシリコン薄膜のエッチング量を50nm以 上とすることによって、イオン注入剥離によ るダメージが大量に残存した層をエッチング することができる。

 また、剥離後のSOIウェーハを浸漬させるア� ��モニア過酸化水素水は、組成比が、体積比� ��アンモニア水(29wt%)が0.05~2、過酸化水素水(30 wt%)が0.01~0.5、水が10少なくとも含むものを用� ��ることができる。
 このように、上述のような組成のアンモニ� ��過酸化水素水では、シリコンにおいてはNH ₄ OHとH ₂ O ₂ の競争反応によってエッチングが起こるため 、より面内を均一にエッチングすることがで きる。よって、より膜厚均一性の優れたSOIウ ェーハを得ることができる。

 また、本工程において、シリコン薄膜のエ� ��チング速度はNH ₄ OHとH ₂ O ₂ の組成を変えることで調整することができる 。
 スループットをより向上させるためには、� ��る程度のエッチング速度を得る必要があり� ��そのためには、H ₂ Oを10とした場合、NH ₄ OHを0.05以上(29wt%)、H ₂ O ₂ を0.5以下(30wt%)とするのが望ましい。もちろ� �NH ₄ OHの下限とH ₂ O ₂ の上限は上述の範囲を限定するものではない 。
 このような組成比のアンモニア過酸化水素� ��に剥離後のSOIウェーハを浸漬させることに� ��って、スループットの更なる向上を図るこ� ��ができ、製造コストを更に低減させること� ��できる。

(工程d:熱処理またはCMP研磨)
 その後、本発明の第1の形態では、図1(d)に� �すように、アンモニア過酸化水素水に浸漬� �た後の剥離後のSOIウェーハ17に対して熱処理 を行い、これによって表面が平坦化されたSOI ウェーハ10が得られる。

 熱処理工程は、好ましくは、アルゴン、窒� ��、ヘリウムのいずれかの雰囲気、またはこ� ��らの混合ガス雰囲気で行われることができ� ��。
 このように、不活性ガス雰囲気にて熱処理� ��行うことで、熱処理前後で抵抗率の変化が� ��ないことに加え、表層近傍にGrown-in欠陥が� �とんど無い高品質のSOIウェーハを得ること� �できる。

 また、熱処理工程は、好ましくは、酸素雰� ��気、またはアルゴン、窒素、ヘリウムのう� ��少なくともいずれか一つのガスと酸素の混� ��雰囲気で行われることができる。
 このように、酸素を含んだ雰囲気で熱処理� ��行うことで、表面シリコン内の過剰酸素を� ��方拡散することができ、それにより、SOIウ� ��ーハの絶縁酸化膜層の絶縁耐力を増加する� ��とができ、よって高品質なSOIウェーハを得� ��ことができる。

 更に、熱処理工程は、好ましくは、水素雰� ��気、またはアルゴン、窒素、ヘリウムのう� ��少なくともいずれか一つのガスと水素の混� ��雰囲気で行われることができる。
 このように、シリコン原子のマイグレーシ� ��ン効果が高い水素を含んだ雰囲気で熱処理� ��行うことで、より面内膜厚均一性が優れ、� ��たGrown-in欠陥と表面粗さが低下したSOIウェ� �ハを得ることができる。

 このように、本発明の第1の形態では、アン モニア過酸化水素水に剥離後のSOIウェーハを 浸漬することによってエッチングを行った後 に熱処理をする。
 このアンモニア過酸化水素水溶液を用いた� ��由は、次の2点が挙げられる。
 剥離直後のSOIウェーハのシリコン薄膜は、� ��常表面に近いほどシリコンのアモルファス� ��が高く、遠いほど単結晶の品質に近くなる� ��ここで、アンモニア過酸化水素水はこのア� ��ルファス度の高い部分を優先的にエッチン� ��する。具体的には、表面の荒れの大きい突� ��部分がより早くエッチングされることにな� ��。

 また、KOHなどに代表される単純なアルカリ� ��液では通常、エッチングレートが非常に早� ��(>100nm/min)、濃度を下げるもしくは温度を� ��げる等では、エッチング速度を制御するの� ��非常に難しいことと、面内のエッチング速� ��を均一にすることが難しいことが挙げられ� ��。しかし、アンモニア過酸化水素水溶液に� ��るエッチングは、アンモニアと過酸化水素� ��競争反応で起こるため、面内を均一にエッ� ��ングすることが可能であり、またエッチン� ��速度も純アルカリ溶液に比べて適度に遅い� ��で、エッチングの量を簡単に制御すること� ��できる。
 これによって、エッチング量を容易に制御� ��ることができ、また面内を均一にエッチン� ��することができるため、エッチング後の面� ��膜厚均一性を確保することができる。そし� ��表面粗さを低減させた状態で剥離後のSOIウ� ��ーハに対してアニール熱処理を行うため、� ��処理時のアニール温度、アニール時間を短� ��・低温化させることができる。また、金属� ��染やウェーハの反りを低減させ、かつ低コ� ��ト化を達成したSOIウェーハの製造方法とす� ��ことができる。すなわち、従来ダメージ層� ��回復のための熱処理は1150℃以上程度が必要 であったが、本発明では900℃以上で回復が可 能である。

 一方、本発明の第2の形態では、図1(d)に� �すように、アンモニア過酸化水素水に浸漬� �た後の剥離後のSOIウェーハ17のシリコン薄膜 に対してCMP研磨を行い、これによってSOIウェ ーハ10が得られる。ここで、この工程におい� ��は、研磨量を10~50nmとする。すなわち、研磨 量を僅かとすることができるため、膜厚の面 内均一性をそれほど劣化させることなく表面 の粗さを洗浄でき、平坦度を向上できる。

 このように、本発明の第2の形態では、ア ンモニア過酸化水素水に剥離後のSOIウェーハ を浸漬することによってイオン注入ダメージ 層のエッチングを行う。このアンモニア過酸 化水素水溶液を用いた理由は上記の通りであ る。

 その後に、CMP研磨による僅かな取り代でタ� ��チポリッシュを行うことによって、面内膜� ��均一性を確保しつつイオン注入ダメージ層� ��除去を行うことができる。従って、従来に� ��べ、面内膜厚のバラツキを抑制させたSOIウ� ��ーハを得ることができる。
 また、アンモニア過酸化水素水に浸漬させ� ��工程はバッチプロセスとすることができる� ��め、一度に大量の剥離後のSOIウェーハを処� ��することが可能であり、低コスト化・高ス� ��ープットを達成したSOIウェーハの製造方法� ��することができる。

 本発明の第3の形態では、剥離後のSOIウェ ーハ17に対してアニール熱処理を行った後CMP� ��磨によるタッチポリッシュを行うことによ� ��てSOIウェーハ10が得られる。