JP2001093787A - 貼り合せｓｏｉウェーハの接合方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハの被接合面を傷つけずに、容易に、
ウェーハのボイドを抑制できる貼り合せＳＯＩウェーハ
の接合方法を提供する。 【解決手段】 保持台１１に設けた断面略Ｖ字形状のウ
ェーハ挿入凹部５の両側壁６に、ウェーハ１，２の被接
合面１Ａ，２Ａを対向させてオリエンテーションフラッ
ト３，４を下側にし、ウェーハ面が斜めになるように立
てかけておき、押圧部材挿入通路７に挿入される押圧部
材８の先端９でウェーハ１，２を押してオリエンテーシ
ョンフラット３，４同士のみを位置合わせして接触させ
る。その後、押圧部材８の点接触押圧部と成した先端９
によって、ウェーハ１，２の対向面を挟む両側からオリ
エンテーションフラット３，４形成領域の１ヶ所を略点
接触で押圧し、オリエンテーションフラット形成領域側
から残りの領域を他端側に向けて順に接触させてウェー
ハ１，２の対向面同士を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばベースウェ
ーハと活性ウェーハといった対のウェーハを貼り合せて
接合する貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンにより形成された半導体
ウェーハ同士を直接又は絶縁物を介在させて貼り合わせ
て接着する貼り合せＳＯＩ（Silicon On Insulation）
ウェーハの接合が行われており、接合された貼り合せＳ
ＯＩウェーハは、半導体基板などに適用される。

【０００３】貼り合せＳＯＩウェーハは、一般に、ベー
スウェーハと活性ウエーハを接合することによって形成
され、貼り合せＳＯＩウェーハの接合部に気泡によるボ
イド（未接合部）が残ったままであると、その貼り合せ
ＳＯＩウェーハを半導体基板などの用途に適用すること
ができないため、ボイドが発生しないようにして貼り合
せＳＯＩウェーハを接合することが望まれている。

【０００４】そこで、ボイドの発生を抑制する貼り合せ
ＳＯＩウェーハの接合方法として、例えば図５の（ａ）
〜（ｄ）に示されるような、様々な方法が提案されてい
る。同図の（ａ）に示すものは、特開８―５１０５０号
公報に記載されているものであり、貼り合わせる２枚の
ウェーハ１，２の被接合面１Ａ，２Ａを対向させ、少な
くとも一方のウェーハ（同図ではウェーハ１）を例えば
真空吸引によって凸状に湾曲変形させて、ウェーハ１，
２の中心部を接触させ、その後、前記真空吸引を解除し
てウェーハ１，２の中心部から外周部にむけて順にウェ
ーハ１，２を接触させて貼り合わせる方法である。

【０００５】同図の（ｂ）に示すものは、特許公報第２
８４６９９４号に記載されているものであり、貼り合わ
せる２枚のウェーハ１，２の被接合面を対向させ、少な
くとも一方のウェーハ（同図ではウェーハ１）を凸状に
湾曲変形させて、ウェーハ１，２の周辺部の一部を接触
させ、この接合開始部から他端側に向けて順にウェーハ
１，２を接触させてウェーハ１，２の対向面同士を接合
する方法である。

【０００６】同図の（ｃ）に示すものは、特開平９―９
７７５５号公報に記載されているものであり、７０〜９
０°の角度で固定された支持台３０の上に被接合面１Ａ
を上側にしてウェーハ１を置き、その上に、被接合面２
Ａを対向させてウェーハ２を重ね合わせ、その後、弾性
体からなる凸型の押圧部３１によってウェーハ２の周辺
部を押圧してウェーハ１，２の対向面同士を接合する方
法である。

【０００７】同図の（ｄ）に示すものは、特開平８−６
９９５２号公報に記載されているものであり、支持台３
０にウェーハ１を固定し、ウェーハ２のオリエンテーシ
ョンフラット（ＯＦ）４の形成領域近傍を真空ピンセッ
ト３３の先端の吸着部３２によって吸着して前記ウェー
ハ１の上側に配置し、オリエンテーションフラット３，
４のみを接触させて吸着部３２によって軽く押圧しなが
ら、真空ピンセット３３の吸着を解除してウェーハ２の
自重によって、ウェーハ１，２を重ね合わせてウェーハ
１，２の対向面同士を接合する方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が実際に図５の（ａ）〜（ｄ）に示すような貼り合せ
ＳＯＩウェーハの接合方法を用いてウェーハ１，２の接
合を行なってみたところ、図５の（ａ）に示す方法のよ
うに、ウェーハ１，２の中心部から周辺部に向けて接合
を行なう方法においては、ボイドを除去することが非常
に難しいことが分かった。

【０００９】また、同図の（ｂ）〜（ｄ）に示す方法の
ように、ウェーハ１，２の一端側から他端側に向けて接
合を行なう方法においては、同図の（ａ）に示す方法よ
りはボイドの発生を抑制しやすいものの、図６の（ａ）
に示すように、オリエンテーションフラット３，４の形
成領域と反対側からオリエンテーションフラット３，４
側に向けて接合を行なうと、同図の（ｂ）に示すような
箇所（特にオリエンテーションフラット３，４部）にボ
イド５が発生しやすいことが分かった。

【００１０】さらに、オリエンテーションフラット３，
４の形成領域側からオリエンテーションフラット３，４
と反対側に向けて接合を行なう場合でも、図５の（ｃ）
に示した方法のように、弾性体の押圧部３１によってウ
ェーハ１，２を押圧するとボイドが発生しやすいことが
分かり、さらに、同図の（ｄ）に示した方法のように、
吸着部３２によって面接触でウェーハ１，２を押圧する
と、図６の（ｄ）に示すように、押圧部分にボイド５ａ
が発生し易く、また、真空ピンセット３３の吸着部３２
がオリエンテーションフラット３，４の形成部から離れ
るときに、オリエンテーションフラット３，４部にボイ
ド５ｂが発生しやすいことが分かった。

【００１１】このように、上記従来の貼り合せＳＯＩウ
ェーハの接合方法においては、そのいずれを用いてもボ
イドが特にオリエンテーションフラット３，４部に発生
することを抑制できず、しかも、図５の（ａ）、（ｂ）
に示した方法においては湾曲させるウェーハ１，２に歪
みが生じ易いといった問題があり、同図の（ｃ）に示し
た方法においては、ウェーハ１，２を斜めにした状態で
重ね合わせたときに、ウェーハ１，２の微妙なずれなど
によってウェーハ１，２の対向面が傷つきやすいといっ
た問題があり、同図の（ｄ）に示した方法においては、
ウェーハ１，２の微妙な位置調整と押圧タイミングを熟
練作業者の手動操作によって行なわなければならないと
いった問題があった。

【００１２】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、接合するウェーハ
の被接合面に傷などが生じることが無く、容易に接合で
き、しかも確実にボイドの発生を抑制できる貼り合せＳ
ＯＩウェーハの接合方法およびその装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、貼り合せＳＯＩウェー
ハの接合方法の第１の発明は、対のウェーハの被接合面
同士を対向させた状態で該ウェーハのオリエンテーショ
ンフラット同士を位置合わせして接触させた後、この位
置合わせされたオリエンテーションフラット形成領域の
１ヶ所を先端が点接触押圧部と成した押圧部材によって
略点接触で押圧し、該押圧部材の押圧力によって前記対
のウェーハの対向面同士を接合する構成をもって課題を
解決する手段としている。

【００１４】また、貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法
の第２の発明は、対のウェーハの被接合面同士を対向さ
せた状態で該ウェーハのオリエンテーションフラット同
士を位置合わせして接触させた後、この位置合わせされ
たオリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所をウェ
ーハの対向面を挟む両側から先端が点接触押圧部と成し
た押圧部材によって略点接触で押圧し、該押圧部材の押
圧力によって前記対のウェーハの対向面同士を接合する
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１５】さらに、貼り合せＳＯＩウェーハの接合方
法の第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加
え、前記対のウェーハの被接合面同士を対向させた状態
で先ずウェーハのオリエンテーションフラット同士のみ
を位置合わせして接触させた後、この位置合わせされた
オリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所を押圧す
る押圧部材の押圧力によって前記対のウェーハのオリエ
ンテーションフラット形成領域側から残りの領域を他端
側に向けて順に接触させてウェーハの対向面同士を接合
する構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１６】さらに、貼り合せＳＯＩウェーハの接合装
置の第１の発明は、断面が略Ｖ字形状のウェーハ挿入凹
部を備えた保持台を有し、前記ウェーハ挿入凹部の両側
壁は該ウェーハ挿入凹部に挿入されるウェーハのオリエ
ンテーションフラットを下側にしてウェーハ面が斜めに
なるように立てかけておくウェーハ立てかけ斜面と成し
ており、前記保持台には前記ウェーハ挿入凹部に挿入さ
れて被接合面同士を対向させる対のウェーハの対向面を
挟む両側からオリエンテーションフラット形成領域の１
ヶ所を押圧する対の押圧部材の挿入通路が設けられ、該
押圧部材挿入通路に挿入される押圧部材によって前記オ
リエンテーションフラット形成領域の１ヶ所をウェーハ
の対向面を挟む両側から押圧することにより前記対のウ
ェーハの対向面同士を接合する構成と成している構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００１７】さらに、貼り合せＳＯＩウェーハの接合装
置の第２の発明は、上記第１の発明の装置構成に加え、
前記押圧部材挿入通路に沿って押圧部材をウェーハ挿入
凹部側へ移動させることによって対のウェーハの対向面
を挟む両側からウェーハを押圧するウェーハ押圧手段が
設けられている構成をもって課題を解決する手段として
いる。

【００１８】さらに、貼り合せＳＯＩウェーハの接合装
置の第３の発明は、ウェーハ配置部と、該ウェーハ配置
部に被接合面を上側にして配置される第１のウェーハの
ウェーハ外周部上複数箇所に錐体部材の先端側を第１の
ウェーハの中央部側に向けて少なくともオリエンテーシ
ョンフラット形成領域を含む３ヶ所に配置する錐体部材
配置手段と、前記第１のウェーハの上側に前記錐体部材
を介し被接合面を下側にし、かつ、第１のウェーハとオ
リエンテーションフラット同士を位置合わせした状態で
第２のウェーハを配置するウェーハ配置手段と、前記錐
体部材をウェーハ外部に移動させることにより第１のウ
ェーハと第２のウェーハとを接触させて重ね合わせる錐
体部材移動手段と、重ね合わされた第１と第２のウェー
ハのオリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所を押
圧するウェーハ押圧手段を有する構成をもって課題を解
決する手段としている。

【００１９】本発明者は、前記の如く、従来の貼り合せ
ＳＯＩウェーハの接合方法を用いた場合、特にウェーハ
のオリエンテーションフラット部にボイドが発生し易い
ことに着目し、接合開始点をオリエンテーションフラッ
ト形成領域の１ヶ所とすることにより、オリエンテーシ
ョンフラット部へのボイドの発生を抑制できないかと考
えた。

【００２０】すなわち、対のウェーハの被接合面同士を
対向させた状態でウェーハの少なくとも１部を接触さ
せ、押圧部材によってウェーハを押圧すると、押圧部材
による押圧力が伝達されて接合が進行するが、この押圧
力伝達の波が円弧状のウェーハ端部にぶつかる場合に比
べて直線状のオリエンテーションフラット部に略垂直に
ぶつかる場合は空気が逃げ難く、そのためにボイドが発
生し易いのではないかと考え、それならば、オリエンテ
ーションフラット形成領域の１ヶ所を押圧して、押圧力
をオリエンテーションフラット形成領域から伝達させれ
ることにより、オリエンテーションフラット部へのボイ
ドの発生を抑制しやすくなるのではないかと考えた。

【００２１】また、従来の方法のように、押圧部材を弾
性体により形成したり、押圧部材の先端を広い面積に形
成したりした場合、押圧部材がウェーハを面接触で押圧
することになったり、複数の接触点を持って押圧するこ
とになったりするため、例えば図６の（ｃ）に示すよう
に、押圧力伝達の波が複数の箇所から伝達し、押圧力の
伝達の波がぶつかるところで波の干渉が生じ、ボイドが
発生するのではないかと考え、先端が点接触押圧部と成
した押圧部材によってオリエンテーションフラット形成
領域の１ヶ所を略点接触で押圧することにより、ボイド
の抑制が可能であると考えた。

【００２２】このような考えに基づき、本発明者は、被
接合面を対向した状態で位置合わせしたウェーハのオリ
エンテーションフラット形成領域の１ヶ所を、先端が点
接触押圧部と成した押圧部材によって略点接触で押圧す
ることにより貼り合せＳＯＩウェーハを接合する方法を
考え、この方法によってウェーハを接合したときの不良
率を検討したところ、不良率をほぼ零（５％以下）に近
づけることができた。

【００２３】なお、前記不良率は、接合ウェーハの総数
に対する不良ウェーハの割合であり、接合後のウェーハ
に１つでもボイドが発生したものは不良として求めた。
この不良率は、接合作業中のパーティクル（ウェーハの
接合面に付着するごみなど）の影響を受けるものであ
り、パーティクルを完全に除去した条件下で本発明を適
用すれば、上記不良率を零にすることができると本発明
者は考えている。

【００２４】本発明の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方
法は、上記発明者の実験検討に基づいて、オリエンテー
ションフラット形成領域の１ヶ所を先端が点接触押圧部
と成した押圧部材によって略点接触で押圧し、オリエン
テーションフラット形成領域の１ヶ所から発生させる押
圧力の波をオリエンテーションフラット形成領域の反対
側に伝達させていってウェーハを接合する方法であるた
め、ボイドの発生を抑制することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る貼り合せＳ
ＯＩウェーハの接合装置の一実施形態例の要部構成およ
び動作が、この装置を用いて行われる貼り合せＳＯＩウ
ェーハの接合工程図によって示されている。

【００２６】本実施形態例の装置は、同図に示されるよ
うに、断面が略Ｖ字形状のウェーハ挿入凹部５を備えた
保持台１１を有しており、前記ウェーハ挿入凹部５の両
側壁６は、ウェーハ挿入凹部５に挿入されるウェーハ
１，２のオリエンテーションフラット３，４を下側にし
てウェーハ面が斜めになるように立てかけておくウェー
ハ立てかけ斜面と成している。なお、本実施形態例で
は、側壁６の同図に示す角度Ｘが、約８０°に形成され
ている。また、ウェーハ挿入凹部５の底面１０には、ウ
ェーハ１，２のオリエンテーションフラット３，４を位
置合わせするための位置決め部（図示せず）が設けられ
ている。

【００２７】前記保持台１１には対の押圧部材挿入通路
７が形成されており、本実施形態例では、押圧部材挿入
通路７が前記ウェーハ挿入凹部５から保持台１１の外部
に貫通する穴により形成されている。押圧部材挿入通路
７は、ウェーハ挿入凹部５に挿入されて被接合面１Ａ，
２Ａ同士を対向させる対のウェーハ１，２の対向面を挟
む両側からオリエンテーションフラット３，４形成領域
の１ヶ所を押圧する、対の押圧部材８の挿入通路であ
る。

【００２８】押圧部材８は、その先端９側が図２の
（ａ）に示すような半球形状を呈しており、先端９は点
接触押圧部と成し、それにより、ウェーハ１，２のオリ
エンテーションフラット３，４形成領域の１ヶ所を略点
接触で押圧可能と成している。なお、押圧部材８の大き
さや形状は特に限定されるものではないが、先端９側の
半球形状の直径を１５ｍｍ以下とすることが望ましい。
また、押圧部材８の先端９の硬度は、シリコンの硬度よ
りは小さく、テフロンの硬度よりは大きいものにより形
成することが望ましく、押圧部材８の先端９の硬度を適
切な値とすることによって、ウェーハ１，２を傷つける
こと無く、かつ、押圧力を最適にしてウェーハ１，２の
オリエンテーションフラット３，４形成領域を押圧する
ことができる。

【００２９】本実施形態例の装置は、前記押圧部材挿入
通路７に挿入される押圧部材８によって前記オリエンテ
ーションフラット３，４形成領域の１ヶ所（例えば図２
の（ｂ）に示す押圧部位）をウェーハ１，２の対向面を
挟む両側から押圧することにより、対のウェーハ１，２
の対向面同士を接合する構成と成しており、次に、本実
施形態例の装置を用いた貼り合せＳＯＩウェーハの接合
方法について説明する。

【００３０】まず、図１の（ａ）に示すように、保持台
１１のウェーハ挿入凹部５にウェーハ１，２を挿入し、
ウェーハ１，２のオリエンテーションフラット３，４を
下側にし、被接合面１Ａ，２Ａを対向させ、さらに、ウ
ェーハ面が斜めになるように立てかけておく。このと
き、ウェーハ挿入凹部５に形成されている前記位置決め
部（図示せず）に基づいてウェーハ１，２のオリエンテ
ーションフラット３，４を位置合わせする。

【００３１】次に、この状態で、同図の（ｂ）に示すよ
うに、対の押圧部材挿入通路７にそれぞれ押圧部材８を
挿入し、各押圧部材８の先端９側を押圧部材挿入通路７
に沿ってウェーハ挿入凹部５側に移動させ、押圧部材８
によってウェーハ１，２の下部側を押し、オリエンテー
ションフラット３，４のみ位置合わせした状態で接触さ
せる。

【００３２】そして、各押圧部材８の先端９側を押圧部
材挿入通路７に沿ってウェーハ挿入凹部５側にさらに移
動させることにより、同図の（ｃ）に示すように、位置
合わせされたオリエンテーションフラット３，４形成領
域の１ヶ所をウェーハ１，２の対向面を挟む両側から、
押圧部材８によって略点接触で押圧し、この押圧部材８
の押圧力によって対のウェーハ１，２のオリエンテーシ
ョンフラット３，４形成領域側から残りの領域を他端側
に向けて順に接触させてウェーハ１，２の対向面同士を
接合する。

【００３３】本発明者は、以上のような方法で貼り合せ
ＳＯＩウェーハを接合したときの接合ウェーハのボイド
発生状況と不良率を、表１に示す比較例の貼り合せＳＯ
Ｉウェーハの接合方法により接合した接合ウェーハのボ
イド発生状況および不良率と比較して検討した。なお、
表１に示す各比較例の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方
法は、前記従来の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法に
基づいて定めた方法であり、表１には、各貼り合せＳＯ
Ｉウェーハ接合方法とボイド発生状況とを示している。

【００３４】

【表１】

【００３５】また、前記不良率は、いずれも、接合ウェ
ーハの総数に対する不良ウェーハの割合であり、超音波
検出法によって接合後のウェーハ１，２の接合面を観察
し、１つでもボイドが発生したものは不良として求め
た。この結果が図３に示されている。なお、比較例Ｅの
方法により接合したウェーハ１，２における不良率は図
３に示していないが、比較例Ｅの方法により接合したウ
ェーハ１，２における不良率は、比較例Ｂの方法により
接合したウェーハ１，２における不良率と同等の値とな
った。

【００３６】同図から明らかなように、本実施形態例の
装置を用い、前記接合方法を用いてウェーハ１，２の接
合を行なうと、前記不良率をほぼ零（５％以下）に近づ
けることができ、各比較例に比べて不良率を格段に小さ
くすることができることが確認された。

【００３７】なお、図３に示す結果は、ウェーハ１，２
の厚みや大きさを様々に変えて実験を行なった結果を示
している。また、表１と図３を参照すると、ウェーハ
１，２の中央部から接合を開始する場合に比べればウェ
ーハ１，２の周辺部から接合を開始した方がボイドを抑
制でき、押圧部材８を弾性力のあるものにより形成した
場合に比べると押圧部材８を弾性力の無いものにより形
成した方がボイドを抑制できることが分かる。

【００３８】本実施形態例によれば、オリエンテーショ
ンフラット３，４形成領域の１ヶ所を、先端９が点接触
押圧部と成した押圧部材８によって略点接触で押圧し、
オリエンテーションフラット３，４形成領域の１ヶ所か
ら発生させる押圧力の波をオリエンテーションフラット
３，４形成領域の反対側に伝達させていってウェーハ
１，２を接合することにより、上記結果から明らかなよ
うに、ウェーハ１，２にボイドが発生することを確実に
抑制できる。

【００３９】また、本実施形態例によれば、対のウェー
ハ１，２の被接合面１Ａ，２Ａ同士を対向させた状態
で、先ずウェーハ１，２のオリエンテーションフラット
３，４同士のみを位置合わせして接触させた後、ウェー
ハ１，２のオリエンテーションフラット３，４形成領域
側から残りの領域を他端側に向けて順に接触させてウェ
ーハ１，２の対向面同士を接合するために、図５の
（ｃ）に示した方法のように、斜めの支持台３０にウェ
ーハ１，２を重ねて支持する場合のようにウェーハ１，
２の被接合面１Ａ，２Ａを傷つけることもない。

【００４０】さらに、本実施形態例によれば、押圧部材
挿入通路７に挿入する押圧部材８を押圧部材挿入通路７
に沿って移動させるといった容易な動作によって、ウェ
ーハ１，２のオリエンテーションフラット３，４形成領
域の１ヶ所をウェーハ１，２の対向面を挟む両側から押
圧してウェーハ１，２の接合を行なうものであるため、
作業に熟練を要することなく、非常に容易にウェーハ
１，２の接合を行なうことができる。

【００４１】図４の（ａ）には、本発明に係る貼り合せ
ＳＯＩウェーハの接合装置の第２実施形態例が、この装
置によって接合される第１のウェーハ１の配置状態でブ
ロック図により示されており、同図の（ｂ）〜（ｄ）に
は、この装置を用いて行われる貼り合せＳＯＩウェーハ
の接合工程図が示されている。

【００４２】同図の（ａ）に示されるように、本第２実
施形態例の接合装置は、ウェーハ配置部１７と、錐体部
材配置手段１３と、錐体部材移動手段１４と、ウェーハ
配置手段１５と、ウェーハ押圧手段１２を有しており、
ウェーハ押圧手段１２にはウェーハ１，２のオリエンテ
ーションフラット３，４形成領域の１ヶ所を押圧する押
圧手段８が接続されている。

【００４３】ウェーハ配置部１７は、接合されるウェー
ハ１，２を配置する領域であり、本実施形態例では、ウ
ェーハ配置部１７のウェーハ配置面は平坦面と成してい
る。また、ウェーハ配置部１７には、ウェーハ１，２の
オリエンテーションフラット３，４を位置決めするため
の位置決め部（図示せず）が形成されている。

【００４４】錐体部材配置手段１３は、ウェーハ配置部
１７に被接合面１Ａを上側にして配置される第１のウェ
ーハ１のウェーハ外周部上に、錐体部材１６の先端側を
第１のウェーハ１の中央部側に向けて、少なくともオリ
エンテーションフラット３形成領域を含む３ヶ所に配置
するものであり、本実施形態例では、錐体部材配置手段
１３は、ウェーハ１のベベル部（ウェーハ外周部であ
り、半導体素子の実装などが行われない部分）のＡ，
Ｂ，Ｃの３ヶ所位置に三角錐の錐体部材１６を配置する
ように構成されている。なお、錐体部材配置手段１３
は、錐体部材１６を介してウェーハ１の上側にウェーハ
２を配置したときに、ウェーハ１の被接合面１Ａとウェ
ーハ２の被接合面２Ａとが略平行になるように、各錐体
部材１６を配置する。

【００４５】ウェーハ配置手段１５は、図４の（ｂ）に
示すように、第２のウェーハ２を配置するものである。
すなわち、ウェーハ配置手段１５は、第１のウェーハ１
の上側に錐体部材１６を介し、被接合面２Ａを下側に
し、かつ、第１のウェーハ１とオリエンテーションフラ
ット３，４同士を位置合わせした状態で第２のウェーハ
２を配置する。なお、ウェーハ配置手段１５は、第２の
ウェーハ２の被接合面２Ａと反対側の面を真空吸着した
状態で、第１のウェーハ１の上側に搬送し、第１のウェ
ーハ１の上側に配置した後に前記真空吸着を解除する。

【００４６】錐体部材移動手段１４は、同図の（ｃ）に
示すように、オリエンテーションフラット３，４形成領
域に設けられた錐体部材１６（同図の（ａ）のＡの位置
に設けられた錐体部材１６）をウェーハ１，２の外部に
移動させることにより、第１のウェーハ１と第２のウェ
ーハ２のオリエンテーションフラット３，４を接触させ
た後に、同図の（ｄ）に示すように、残りの錐体部材１
６（同図の（ａ）のＢ，Ｃの位置に設けられた錐体部材
１６）をウェーハ１，２の外部に移動させることにより
第１のウェーハ１と第２のウェーハ２とを重ね合わせ接
触させる。

【００４７】ウェーハ押圧手段１２は、重ね合わされた
第１と第２のウェーハ１，２のオリエンテーションフラ
ット３，４形成領域の１ヶ所を押圧するものであり、同
図の（ｄ）に示すように、第２のウェーハ２の上側か
ら、押圧部材８によって、ウェーハ１，２のオリエンテ
ーションフラット３，４形成領域の１ヶ所を押圧する。
なお、本実施形態例でも、押圧部材８は、上記第１実施
形態例に設けられる押圧部材８と同様の構成と成してお
り、押圧部材８の先端９は点接触押圧部と成している。

【００４８】本第２実施形態例は以上のように構成され
ており、次に、本実施形態例の装置を用いた貼り合せＳ
ＯＩウェーハの接合方法について説明する。まず、図４
の（ａ）に示すように、適宜の手段によって、被接合面
１Ａを上側にしてウェーハ１をウェーハ配置部１７に配
置する。このとき、ウェーハ配置部１７に形成されてい
る前記位置決め部（図示せず）に基づいてウェーハ１の
オリエンテーションフラット３の位置決めをする。その
後、錐体部材配置手段１３によって、ウェーハ１のベベ
ル部のＡ，Ｂ，Ｃの位置に錐体部材１６を、その先端側
がウェーハ１の中央部側に向くようにして配置する。

【００４９】次に、同図の（ｂ）に示すように、ウェー
ハ配置手段１５によって、第１のウェーハ１の上側に、
錐体部材１６を介し被接合面２Ａを下側にして第２のウ
ェーハ２を配置する。このとき、ウェーハ配置部１７に
形成されている前記位置決め部（図示せず）に基づいて
ウェーハ２のオリエンテーションフラット４の位置決め
をすることにより、第１と第２のウェーハ１，２のオリ
エンテーションフラット３，４同士を位置合わせする。

【００５０】次に、同図の（ｃ）に示すように、オリエ
ンテーションフラット３，４形成領域に設けられた錐体
部材１６をウェーハ１，２の外部に移動させることによ
りウェーハ１とウェーハ２のオリエンテーションフラッ
ト３，４を接触させた後に、同図の（ｄ）に示すよう
に、残りの錐体部材１６をウェーハ１，２の外部に移動
させることによりウェーハ１，２を重ね合わせ、ウェー
ハ押圧手段１２により、ウェーハ１，２のオリエンテー
ションフラット３，４形成領域の１ヶ所を押圧部材８の
先端９によって略点接触で押圧する。

【００５１】本実施形態例によれば、上記第１実施形態
例と同様に、オリエンテーションフラット３，４形成領
域の１ヶ所を、先端９が点接触押圧部と成した押圧部材
８によって略点接触で押圧し、オリエンテーションフラ
ット３，４形成領域の１ヶ所から発生させる押圧力の波
をオリエンテーションフラット３，４形成領域の反対側
に伝達させていってウェーハ１，２を接合することによ
り、上記第１実施形態例と同様に、容易な操作によっ
て、ウェーハ１，２にボイドが発生することを確実に抑
制できる。

【００５２】また、本第２実施形態例では、上記第１実
施形態例と異なり、ウェーハ１，２を重ね合わせてから
接合するが、ウェーハ１，２をウェーハ配置部１７に水
平に配置するために、図５の（ｃ）に示したように、斜
めの支持台３０にウェーハ１，２を重ね合わせて支持す
る場合と異なり、ウェーハ１，２の被接合面１Ａ，２Ａ
を傷つけることもなく、上記第１実施形態例と同様の効
果を奏することができる。

【００５３】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記第１実施形態例では、押圧部材８を手動によってウ
ェーハ挿入凹部５側に移動するようにしたが、貼り合せ
ＳＯＩウェーハの接合装置は、図１の（ｃ）の鎖線に示
すように、押圧部材挿入通路７に沿って押圧部材８をウ
ェーハ挿入凹部５側へ移動させることによって対のウェ
ーハ１，２の対向面を挟む両側からウェーハ１，２を押
圧するウェーハ押圧手段１２を設け、このウェーハ押圧
手段によって、自動的に押圧部材８を移動させてウェー
ハ１，２の接合を行なうようにしてもよい。なお、ウェ
ーハ押圧手段１２は、例えばエアシリンダーなどを設け
て構成される。

【００５４】また、上記第２実施形態例では、ウェーハ
配置部１７は平坦面を有していたが、図４の（ｄ）に示
すように、ウェーハ配置部１７に先端が点接触押圧部と
成した突起部１８を設けてもよい。この突起部１８を、
押圧部材８によって押圧する位置の反対側に設けておけ
ば、上記第２実施形態例の装置を用いて、ウェーハ１，
２のオリエンテーションフラット３，４形成領域の１ヶ
所をウェーハ１，２の対向面を挟む両側から略点接触で
押圧してウェーハ１，２を接合することができる。

【００５５】さらに、上記第２実施形態例では、錐体部
材１６を三角錐の部材としたが、錐体部材１６は必ずし
も三角錐の部材とするとは限らず、他の多角錐部材とし
てもよいし、円錐の部材としてもよい。

【００５６】さらに、上記第２実施形態例では、錐体部
材１６をウェーハ１の外周部の３ヶ所に設けたが、錐体
部材１６をウェーハ１の外周部の４ヶ所以上に設けても
よい。この場合も、錐体部材１６をオリエンテーション
フラット形成領域とそれ以外の領域とに設け、錐体部材
１６を介してウェーハ１の上側にウェーハ２を設けたと
きに、ウェーハ１の被接合面１Ａとウェーハ２の被接合
面２Ａとが略平行になるように配置する。

【００５７】さらに、上記各実施形態例では、図２の
（ｂ）に示したように、対のウェーハ１，２のオリエン
テーションフラット３，４形成領域の中央部を押圧する
ようにしたが、オリエンテーションフラット３，４の形
成領域の１ヶ所であれば、同図の（ｃ）のＡで示す領域
（オリエンテーションフラット３，４から１０ｍｍ程度
内側までの領域）のいずれの部位を押圧するようにして
もよい。

【００５８】なお、本発明はオリエンテーションフラッ
トを形成しているウェーハに関して開示しているもので
はあるが、オリエンテーションフラットに代わるたとえ
ばノッチ等が形成されたウェーハに関しても、ノッチ形
成領域の１ケ所を点接触押圧で開始することにより同様
の効果は期待できる。すなわち、ウェーハ中心に対して
非対称形状を形成している部位は、貼合わせの際の押圧
力の波が伝播に伴い干渉作用を起こしやすく、そこでの
ボイドの発生が充分予測されるからである。

【００５９】

【発明の効果】本発明の貼り合せＳＯＩウェーハの接合
方法によれば、オリエンテーションフラット形成領域の
１ヶ所を先端が点接触押圧部と成した押圧部材によって
略点接触で押圧し、オリエンテーションフラット形成領
域の１ヶ所から発生させる押圧力の波をオリエンテーシ
ョンフラット形成領域の反対側に伝達させていってウェ
ーハを接合するため、非常に容易に、ボイドの発生を抑
制することができるし、接合によってウェーハの被接合
面を傷つけることもない。

【００６０】特に、位置合わせされたオリエンテーショ
ンフラット形成領域の１ヶ所をウェーハの対向面を挟む
両側から先端が点接触押圧部と成した押圧部材によって
略点接触で押圧する構成の第２の発明にあっては、押圧
部材による押圧力を押圧部位により一層集中させること
ができ、前記ボイド発生抑制効果をより一層効果的に発
揮することができる。

【００６１】さらに、対のウェーハの被接合面同士を対
向させた状態で先ずウェーハのオリエンテーションフラ
ット同士のみを位置合わせして接触させた後、この位置
合わせされたオリエンテーションフラット形成領域の１
ヶ所を押圧する押圧部材の押圧力によって前記対のウェ
ーハのオリエンテーションフラット形成領域側から残り
の領域を他端側に向けて順に接触させてウェーハの対向
面同士を接合する構成の第３の発明にあっては、ウェー
ハの接触と接合とを同時進行させることにより、さらに
より一層ボイド発生抑制効果を発揮することができる。

【００６２】また、貼り合せＳＯＩウェーハの接合装置
によれば、非常に簡単な装置構成で、上記貼り合せＳＯ
Ｉウェーハの接合方法の効果を奏することができる優れ
た装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る貼り合せＳＯＩウェーハの接合装
置の第１実施形態例を断面図により示す要部構成図であ
る。

【図２】本発明に係る貼り合せＳＯＩウェーハの接合方
法に適用される押圧部材先端形状例（ａ）とウェーハの
押圧部位（ｂ）、（ｃ）をそれぞれ示す説明図である。

【図３】本発明に係る貼り合せＳＯＩウェーハの接合方
法によりウェーハを接合したときの不良率を従来の貼り
合せＳＯＩウェーハの接合方法（比較例）によりウェー
ハを接合したときの不良率と比較して示すグラフであ
る。

【図４】本発明に係る貼り合せＳＯＩウェーハの接合装
置の第２実施形態例の要部構成と、この装置を用いた貼
り合せＳＯＩウェーハの接合工程図である。

【図５】従来の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法を示
す説明図である。

【図６】従来の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法を用
いた場合のウェーハの接合態様と、接合態様によってボ
イドが発生し易い部位を模式的に示した説明図である。

【符号の説明】

１，２ ウェーハ １Ａ，２Ａ 被接合面 ３，４ オリエンテーションフラット ５ ウェーハ挿入凹部 ６ 側壁 ７ 押圧部材挿入通路 ８ 押圧部材 ９ 先端 １１ 保持台 １２ ウェーハ押圧手段 １３ 錐体部材配置手段 １４ 錐体部材移動手段 １５ ウェーハ配置手段 １６ 錐体部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対のウェーハの被接合面同士を対向させ
   た状態で該ウェーハのオリエンテーションフラット同士
   を位置合わせして接触させた後、この位置合わせされた
   オリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所を先端が
   点接触押圧部と成した押圧部材によって略点接触で押圧
   し、該押圧部材の押圧力によって前記対のウェーハの対
   向面同士を接合することを特徴とする貼り合せＳＯＩウ
   ェーハの接合方法。
2. 【請求項２】 対のウェーハの被接合面同士を対向させ
   た状態で該ウェーハのオリエンテーションフラット同士
   を位置合わせして接触させた後、この位置合わせされた
   オリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所をウェー
   ハの対向面を挟む両側から先端が点接触押圧部と成した
   押圧部材によって略点接触で押圧し、該押圧部材の押圧
   力によって前記対のウェーハの対向面同士を接合するこ
   とを特徴とする貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法。
3. 【請求項３】 対のウェーハの被接合面同士を対向させ
   た状態で先ずウェーハのオリエンテーションフラット同
   士のみを位置合わせして接触させた後、この位置合わせ
   されたオリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所を
   押圧する押圧部材の押圧力によって前記対のウェーハの
   オリエンテーションフラット形成領域側から残りの領域
   を他端側に向けて順に接触させてウェーハの対向面同士
   を接合することを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   の貼り合せＳＯＩウェーハの接合方法。
4. 【請求項４】 断面が略Ｖ字形状のウェーハ挿入凹部を
   備えた保持台を有し、前記ウェーハ挿入凹部の両側壁は
   該ウェーハ挿入凹部に挿入されるウェーハのオリエンテ
   ーションフラットを下側にしてウェーハ面が斜めになる
   ように立てかけておくウェーハ立てかけ斜面と成してお
   り、前記保持台には前記ウェーハ挿入凹部に挿入されて
   被接合面同士を対向させる対のウェーハの対向面を挟む
   両側からオリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所
   を押圧する対の押圧部材の挿入通路が設けられ、該押圧
   部材挿入通路に挿入される押圧部材によって前記オリエ
   ンテーションフラット形成領域の１ヶ所をウェーハの対
   向面を挟む両側から押圧することにより前記対のウェー
   ハの対向面同士を接合する構成と成していることを特徴
   とする貼り合せＳＯＩウェーハの接合装置。
5. 【請求項５】 押圧部材挿入通路に沿って押圧部材をウ
   ェーハ挿入凹部側へ移動させることによって対のウェー
   ハの対向面を挟む両側からウェーハを押圧するウェーハ
   押圧手段が設けられていることを特徴とする請求項４記
   載の貼り合せＳＯＩウェーハの接合装置。
6. 【請求項６】 ウェーハ配置部と、該ウェーハ配置部に
   被接合面を上側にして配置される第１のウェーハのウェ
   ーハ外周部上複数箇所に錐体部材の先端側を第１のウェ
   ーハの中央部側に向けて少なくともオリエンテーション
   フラット形成領域を含む３ヶ所に配置する錐体部材配置
   手段と、前記第１のウェーハの上側に前記錐体部材を介
   し被接合面を下側にし、かつ、第１のウェーハとオリエ
   ンテーションフラット同士を位置合わせした状態で第２
   のウェーハを配置するウェーハ配置手段と、前記錐体部
   材をウェーハ外部に移動させることにより第１のウェー
   ハと第２のウェーハとを接触させて重ね合わせる錐体部
   材移動手段と、重ね合わされた第１と第２のウェーハの
   オリエンテーションフラット形成領域の１ヶ所を押圧す
   るウェーハ押圧手段を有することを特徴とする貼り合せ
   ＳＯＩウェーハの接合装置。