JP2002353082A - 貼り合わせウェーハの製造方法 - Google Patents

貼り合わせウェーハの製造方法

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JP2002353082A JP2001158927A JP2001158927A JP2002353082A JP 2002353082 A JP2002353082 A JP 2002353082A JP 2001158927 A JP2001158927 A JP 2001158927A JP 2001158927 A JP2001158927 A JP 2001158927A JP 2002353082 A JP2002353082 A JP 2002353082A
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直人 楯
Koji Aga
浩司 阿賀
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所謂スマートカット法による貼り合わせウェ
ーハの製造方法において、剥離した貼り合わせウェーハ
を、欠陥、欠損及び汚染の発生を抑制すつつ回収すると
ともに、量産に適する自動化を可能にした貼り合わせウ
ェーハの製造方法を提供する。 【解決手段】 熱処理炉１０内に配置されているサセプ
タ２０には、積層状態にて貼り合わせウェーハ２７及び
残存ウェーハ２８が載置されている。ベルヌーイチャッ
ク１をサセプタ２０上のウェーハ保持位置６０にアーム
５６を駆動することにより移動させ、上側に位置してい
る貼り合わせウェーハ２７を吸引し、ついで貼り合わせ
ウェーハ回収台５０’に移動・回収する。次に、同様に
ベルヌーイチャック１により、ウェーハ保持位置６０に
て残存ウェーハ２８を吸引・保持し、そして、残存ウェ
ーハ回収台５０’’に移動・回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、貼り合わせウェー
ハを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェー
ハを形成する方法には、例えば、シリコンウェーハとシ
リコンウェーハとを酸化膜を介して貼り合わせて、つい
で、一方のシリコンウェーハを薄膜化する方法がある。
このようなＳＯＩウェーハに限らず、ベースウェーハ
（支持基板）上に半導体薄膜を形成する場合、半導体ウ
ェーハとベースウェーハとを貼り合わせる方法を採用す
ることができる。この様に、半導体ウェーハとベースウ
ェーハとを貼り合わせた後、半導体ウェーハを薄膜化し
て貼り合わせウェーハを作製する方法には、特開平５−
２１１１２８号公報に記載された所謂スマートカット法
（登録商標）がある。
【０００３】上記所謂スマートカット法による貼り合わ
せＳＯＩウェーハの製造は、例えば、以下のように行な
われる。先ず、図１１（ａ）のようにＳＯＩ層をなすボ
ンドウェーハ３１と支持基板となるベースウェーハ３２
を用意し、これらのウェーハの少なくとも一方に酸化膜
３３を形成する（図１１（ｂ））。図１１（ｂ）におい
ては、ボンドウェーハ３１に酸化膜３３を形成する場合
について示している。そして、該酸化膜３３が形成され
ているボンドウェーハ３１に対して、水素イオンと希ガ
スイオンとハロゲンガスイオンのうちの少なくとも一種
類をイオン注入し、イオン注入層４１を形成する（図１
１（ｃ））。該イオン注入層４１が形成されている面を
酸化膜３３を介して、ベースウェーハ３２と密着させる
ことにより密着ウェーハ３４を形成し（図１１
（ｄ））、その後、熱処理を行うことにより、ボンドウ
ェーハ３１をイオン注入層４１にて剥離させることによ
りＳＯＩ層４０を形成することで、貼り合わせＳＯＩウ
ェーハ３９及び残存ウェーハ３８が形成される（図１１
（ｅ））。
【０００４】なお、上記ボンドウェーハ３１を剥離させ
る工程の熱処理及びウェーハの回収は、従来、以下のよ
うに行なわれていた。まず、図１２（ａ）に示すよう
に、ボート３０上に形成されている保持溝３０ａに貼り
合わされた密着ウェーハ３４を、垂直から８０°程度の
範囲の角度に立てかける。そして、図１２（ｂ）のよう
に横型熱処理炉３５内に該ボート３０を配置して、例え
ば、４００〜６００℃の温度で加熱処理を行い、貼り合
わせＳＯＩウェーハ３９と残存ウェーハ３８とを形成し
た後、図１２（ｃ）に示すように、ボート３０上から真
空ピンセット３６によって、貼り合わせウェーハ３９の
裏面３９ａを吸着して回収する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、真空
ピンセット３６を貼り合わせＳＯＩウェーハ３９の裏面
３９ａにつける際に押しつけによる欠陥、欠損及び汚染
が裏面３９ａに発生する場合がある。また、取り出す際
に、加熱処理により剥離された面同士がこすれあい、貼
り合わせＳＯＩウェーハ３９の剥離面３９ｂ側にも欠陥
及び欠損を発生させることがある。さらに、ボート３０
と密着ウェーハ３４とはウェーハの端面で保持溝３０ａ
と接しているが、室温で密着させた密着ウェーハ３４を
ボート３０上に配置する際や、貼り合わせＳＯＩウェー
ハ３９の形成後であっても、該貼り合わせＳＯＩウェー
ハ３９の回収を行う際の衝撃により端面に欠陥、欠損等
が発生することがあり、製品の不良を招く場合がある。
また、従来、上記の工程は手作業で行っていることもあ
り、特に欠陥、欠損及び汚染等も十分に防止できないと
ともに、生産性も十分ではないという問題もある。この
ような問題は、貼り合わせＳＯＩウェーハのみに限った
問題ではなく、上記方法を採用する限り、半導体ウェー
ハとベースウェーハとを貼り合わせた形態の他の貼り合
わせウェーハの場合にも同様に生じる問題である。
【０００６】本発明の目的は、所謂スマートカット法に
よる貼り合わせウェーハの製造方法において、剥離した
貼り合わせウェーハを取り出す際に生じる欠陥、欠損及
び汚染の発生を抑制するとともに、量産に適する自動化
を可能にした貼り合わせウェーハの製造方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明の貼り合せウェーハの製造方
法は、第一ウェーハの主表面から水素イオンと希ガスイ
オンとハロゲンガスイオンのうちの少なくとも一種類を
イオン注入して第一ウェーハ内部にイオン注入層を形成
し、第一ウェーハのイオン注入を行った主表面を第二ウ
ェーハの主表面と密着させて、密着後の第一ウェーハと
第二ウェーハ（以下、密着ウェーハともいう）を熱処理
することにより、第一ウェーハをイオン注入層にて薄膜
状に剥離する貼り合わせウェーハの作製工程と、貼り合
わせウェーハの作製工程後に、互いに重なった状態でウ
ェーハ支持具に支持されている貼り合わせウェーハ及び
第一ウェーハの残部をなす残存ウェーハのうち少なくと
も一方をベルヌーイチャックにより吸引・保持する形で
回収するウェーハ回収工程と、を有することを特徴とす
る。
【０００８】上記のような、所謂スマートカット法によ
る貼り合わせウェーハの作製工程においては、第一ウェ
ーハがイオン注入層にて剥離することにより、貼り合わ
せウェーハとともに、第一ウェーハの残部をなす残存ウ
ェーハが形成される。このように形成された貼り合わせ
ウェーハは、その剥離面を研磨するなどの工程を経て最
終製品となる。一方、第一ウェーハの剥離により生じた
残存ウェーハは、本発明における第一ウェーハや第二ウ
ェーハとして再利用されることも多い。そのため、以
下、本明細書においては、該残存ウェーハを再利用ウェ
ーハともいう。
【０００９】従って、スマートカット法によれば、貼り
合わせウェーハの作製工程後に、互いに重なった状態で
ウェーハ支持具に支持されている貼り合わせウェーハ及
び残存ウェーハとを、それぞれ分離して、その後の工程
に振り分ける必要が生じる。また、貼り合わせウェーハ
あるいは再利用ウェーハをその後の工程に分離させた形
で供するためには、貼り合わせウェーハ及び再利用ウェ
ーハの少なくとも一方を、ウェーハ支持具から回収する
必要が生じる。さらに、製品として使用される貼り合わ
せウェーハと、再利用される再利用ウェーハとは、その
表面に生じる欠陥、欠損及び汚染等を可及的に抑えるの
がよく、これらを回収するときの欠陥、欠損及び汚染等
を防止あるいは抑制する必要がある。
【００１０】本発明によれば、貼り合わせウェーハの作
製工程後の貼り合わせウェーハ及び再利用ウェーハの少
なくとも一方を、ベルヌーイチャックにより吸引・保持
する形で回収する。これにより、貼り合わせウェーハと
再利用ウェーハとを分離させた形でウェーハ支持具から
回収することが容易となる。さらに、上記ベルヌーイチ
ャックを用いれば、貼り合わせウェーハ及び再利用ウェ
ーハへの欠陥、欠損又は汚染等を防止あるいは抑制する
ことができる。これは、ベルヌーイチャックが、該ベル
ヌーイチャックとウェーハとの間にガスを流出させ、そ
れによりウェーハに生じる負圧を利用してウェーハを吸
引するものであって、ウェーハをベルヌーイチャック本
体に接触させることなくチャック保持できることに起因
する。さらに、ベルヌーイチャックを移動させる駆動機
構あるいはウェーハを吸引させるためのガスの流出機構
等は容易に自動化することができるため、該ベルヌーイ
チャックによるウェーハ回収工程の自動化により、ウェ
ーハ回収工程の迅速化及び正確化が実現され、生産性も
向上する。
【００１１】また、貼り合わせウェーハの作製工程後、
貼り合わせウェーハと残存ウェーハとは互いに重さなっ
た状態でウェーハ支持具に支持されているため、ウェー
ハ回収工程においては、貼り合わせウェーハ及び残存ウ
ェーハの重なり面と反対側の主表面に対して上記のベル
ヌーイチャックを接近させウェーハを回収することが好
ましい。これにより、ベルヌーイチャックが接近する側
のウェーハがベルヌーイチャックのガスの流出による負
圧で吸引・保持される。
【００１２】また、本発明においては、貼り合わせウェ
ーハと残存ウェーハとが、上下方向に積層された状態
で、ウェーハ支持具に支持されるようにするのがよい。
これによりベルヌーイチャックによるウェーハの吸引・
回収が行われ易くなり、生産性の向上が期待できる。ま
た、この場合、上記のように積層された貼り合わせウェ
ーハ及び残存ウェーハとは、ベルヌーイチャックによ
り、上側に位置するものから順次吸引・回収する。上側
に位置するものを吸引して保持したとき、重力の影響
で、下側に位置するものが落下し、貼り合わせウェーハ
と残存ウェーハの分離が容易に行なわれる。さらに、貼
り合わせウェーハの作製工程における熱処理により、イ
オン注入層における第一ウェーハの剥離が十分に行なわ
れない場合であっても、下側のウェーハにかかる重力の
影響により、イオン注入層における剥離が起こりやすく
なるという効果も考えられる。また、重力による影響で
貼り合わせウェーハと残存ウェーハとが分離されるの
で、望まざる他の外力の影響を可及的に軽減でき、貼り
合わせウェーハと残存ウェーハとの重なり面における欠
陥及び欠損等の発生も防止あるいは抑制することが可能
となる。
【００１３】さらに、ウェーハ回収工程において、貼り
合わせウェーハと残存ウェーハとを積層状態にてウェー
ハ支持具に保持しようとした場合、貼り合わせウェーハ
の作製工程における密着ウェーハは、ウェーハ支持具の
上部に、各ウェーハの主表面が略水平となるように保持
された状態で熱処理炉内に配置され熱処理される。これ
によれば、密着ウェーハをウェーハの端面にて保持する
こともないので、該ウェーハ端面における欠陥、欠損及
び汚染等を防止あるいは抑制することが可能となる。
【００１４】本発明においては、ウェーハ支持具上の貼
り合わせウェーハ及び／又は残存ウェーハを保持するウ
ェーハ保持位置と、その保持した貼り合わせウェーハ及
び／又は残存ウェーハを回収するウェーハ回収位置とを
設定し、ベルヌーイチャックは、これらの間で移動可能
とする。そして、そのウェーハ保持位置にて貼り合わせ
ウェーハ及び／又は残存ウェーハを吸引・保持し、その
状態でウェーハ回収位置へ移動し、該ウェーハ回収位置
にて保持解除することにより、貼り合わせウェーハ及び
／又は残存ウェーハを回収する。上記のような工程によ
りベルヌーイチャックを駆動することで、ベルヌーイチ
ャックの駆動工程を簡略化することができる。さらに、
ベルヌーイチャックを駆動する駆動部と、該駆動部の運
動を制御する制御部とを設定すれば、ベルヌーイチャッ
クによるウェーハ回収工程の自動化が容易に達成され
る。
【００１５】また、貼り合わせウェーハに対応する貼り
合わせウェーハ回収位置と、残存ウェーハに対応する残
存ウェーハ回収位置とは異なる位置に設定するのがよ
い。これによれば、それぞれの回収位置に回収されたウ
ェーハを、これらのウェーハに対する後の工程にそのま
ま供することができるので、生産ラインの簡略化がより
期待でき、ひいては、ウェーハ回収工程の自動化が一層
容易となる。
【００１６】さらに、ウェーハ回収工程は、貼り合わせ
ウェーハ及び残存ウェーハが連続的又は断続的に搬送さ
れる搬送経路上にて行なうようにしてもよい。この場
合、該搬送経路上のウェーハ保持位置から、搬送経路か
ら水平方向に外れて位置するウェーハ回収位置に貼り合
わせウェーハ及び／又は残存ウェーハを移動させる。搬
送経路上でウェーハ回収工程を行うことにより、該ウェ
ーハ回収工程がよりスムーズに行なわれる。また、ウェ
ーハ保持位置を搬送経路上にて固定し、該ウェーハ保持
位置に各ウェーハを搬送するようにすれば、ベルヌーイ
チャックの駆動工程を単純化することにもなり、生産性
が向上する。さらに、ウェーハ回収工程前に行なわれる
貼り合わせウェーハの作製工程における熱処理も上記の
搬送経路上にて行うのがよい。これによれば、貼り合わ
せウェーハの作製工程の終了後、同一の搬送経路上にて
連続してウェーハ回収工程を行えるという利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を貼り
合わせＳＯＩウェーハを製造する場合について添付した
図面を用いながら説明する。本実施の形態における貼り
合わせＳＯＩウェーハの製造方法は、所謂スマートカッ
ト法による貼り合せＳＯＩウェーハの作製工程と、該貼
り合わせＳＯＩウェーハをベルヌーイチャックを使用し
て回収する回収工程とを有する。所謂スマートカット法
による貼り合わせＳＯＩウェーハの作製工程の詳細は、
図１１にて説明しているので、ここでは省略する。又、
以下、本実施の形態においては、貼り合わせＳＯＩウェ
ーハを、単に貼り合わせウェーハともいう。
【００１８】貼り合わせウェーハの作製工程における熱
処理（以下、単に熱処理工程という）に使用される熱処
理炉は、例えば、図１（ａ）に示すようなものが使用さ
れる。該オーブン型熱処理炉１０には、ボンドウェーハ
２１及びベースウェーハ２２とが密着された密着ウェー
ハ２４がいくつか載置されたウェーハ支持具としてのサ
セプタ２０が内部に数段配置されている。なお、各段の
幅は、ベルヌーイチャック１が侵入可能に設定されてい
る。そして、オーブン型熱処理炉１０の内部を、所望の
温度に加熱することにより、密着ウェーハ２４に対して
熱処理を行う。上記熱処理は、５００℃で３０ｍｉｎ保
持する条件にて行うことができる。また、熱処理工程に
使用される熱処理炉としては、熱処理工程が５００℃近
傍の温度で行なわれるため、少なくとも５００℃まで加
熱できる炉を使用すれば十分である。そのため、１００
０℃以上の加熱が可能な半導体ウェーハの拡散炉等の高
価な炉を使用する必要がなく、上記のようなオーブン型
熱処理炉１０が好適に使用できる。
【００１９】図１（ｂ）は、貼り合わせウェーハ２７又
は残存ウェーハ２８を上記オーブン型熱処理炉１０から
回収する工程を説明するものである。該ウェーハ回収工
程は、図１（ｂ）に示すように、ベルヌーイチャック１
をオーブン型熱処理炉１０内に挿入することにより行
う。先ず、ウェーハ支持具２０に積層状態にて載置され
ている貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８の
うち上側に位置するものから、ベルヌーイチャック１に
より順次吸引・回収する。
【００２０】図２に該ウェーハ回収工程にて使用される
ベルヌーイチャック１を示す。該ベルヌーイチャック１
は、例えば、石英等によりその本体が形成されている。
そして、該ベルヌーイチャック１には、窒素ガス等のガ
スＧを流出するためのガス流出孔１ｂが形成されてい
る。さらに、ベルヌーイチャック１の外周部には、ガス
Ｇの流出経路をベルヌーイチャック１の軸方向に誘導し
たり、あるいは、チャック保持したウェーハの横ずれを
防止するための外周ストッパ１ａが設けられている。
【００２１】次に、このベルヌーイチャック１の作用に
ついて述べる。先ず、ベルヌーイチャック１を、ガス排
出孔１ｂからガスＧを排出しつつ、図２（ｂ）のよう
に、ウェーハ支持具としてのサセプタ２０に積層状態で
載置されている貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェー
ハ２８上に配置する。これにより、例えば、貼り合わせ
ウェーハ２７が上側に位置している場合には、図２
（ｃ）のようにガスＧの排出により生じる負圧Ｆによ
り、貼り合わせウェーハ２７がベルヌーイチャック１に
引き寄せられる。そして、このとき、下側に位置してい
る残存ウェーハ２８は、重力の影響で下方にとどまるの
で、貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８とが
分離されることになる。そして、吸引した貼り合わせウ
ェーハ２７とともに、ベルヌーイチャック１を回収位置
に移動させることによりウェーハ支持具としてのサセプ
タ２０から該貼り合わせウェーハ２７を回収することが
できる。
【００２２】また、ウェーハ支持具としてのサセプタ２
０としては、その上面２０ａに貼り合わせウェーハ２７
及び残存ウェーハ２８を載置する形態のものが好適に使
用される。これにより、ベルヌーイチャック１による貼
り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８の回収が、
該ベルヌーイチャックを水平移動することにより容易に
行なわれるので都合がよい。なお、サセプタ２０のザグ
リ深さは、剥離後の貼り合わせウェーハ２７がずれない
様に、残存ウェーハ２８の厚さよりも深く形成しておく
ことが好ましい。また、サセプタ２０の材質としては、
表面を炭化シリコン膜でコートしたカーボン、炭化シリ
コン及び石英等を好適に使用することができる。
【００２３】図１（ａ）のように、熱処理工程におい
て、ベースウェーハ２２を上側に位置するように配置し
た場合、ウェーハ回収工程において、貼り合わせウェー
ハ２７が上側に位置する形態となる。以下、この場合に
おけるウェーハ回収工程について説明する。
【００２４】図１（ｂ）に示すように、上記オーブン型
熱処理炉１０の外部には、貼り合わせウェーハ回収位置
としての貼り合わせウェーハ回収台５０’及び残存ウェ
ーハ回収位置としての残存ウェーハ回収台５０’’が配
置されている。そして、これらのウェーハを吸引・回収
するためのベルヌーイチャック１がアーム５６及びアー
ム駆動部８５を含む駆動機構に取り付けられている。先
ず、工程１として、ベルヌーイチャック１をサセプタ２
０上のウェーハ保持位置６０にアーム５６を駆動するこ
とにより移動させる。そして、該ウェーハ保持位置６０
にて、ベルヌーイチャック１をサセプタ２０に接近させ
る。これにより上側に位置している貼り合わせウェーハ
２７を図２に示すように、ガスＧによる負圧により吸引
・保持して、その状態で貼り合わせウェーハ回収位置と
しての貼り合わせウェーハ回収台５０’に移動する。そ
して、該回収位置にてガスＧの流出を停止して、貼り合
わせウェーハ２７のチャック保持を解除し、貼り合わせ
ウェーハ２７を回収する。
【００２５】この段階においては、ウェーハ保持位置６
０には、まだ、残存ウェーハ２８が残っているので、工
程２として、同様にアーム５６をアーム駆動部８５によ
り駆動し、ウェーハ保持位置６０で残存ウェーハ２８を
吸引・保持して、そのまま残存ウェーハ回収台５０’’
に移動し、保持解除することにより残存ウェーハ２８を
回収する。このように、ひとつのウェーハ保持位置６０
におけるウェーハの回収が終了すれば、他のウェーハ保
持位置６０’においても同様にウェーハを吸引・回収し
て、サセプタ２０全体におけるウェーハの回収を完了さ
せる。
【００２６】なお、サセプタ２０が多段に積層されてい
る本実施例のオーブン型熱処理炉１０においては、サセ
プタ２０の各段にベルヌーイチャック１を個別に配置す
る形態を採用することもできる。これにより、ウェーハ
回収工程にかかる時間がより一層削減され、生産性の向
上が可能となる。
【００２７】なお、図１においては、オーブン型熱処理
炉１０の内部にベルヌーイチャック１を挿入して、貼り
合せウェーハ２７及び残存ウェーハ２８とを取り出す形
態について示したが、本発明はこれに限られるものでは
ない。例えば、先ず、熱処理工程が終了した後に、貼り
合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８が載置された
ままのサセプタ２０をオーブン型熱処理炉１０外部に搬
出し、それから、上記ベルヌーイチャック１により貼り
合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８とを回収する
ことも可能である。
【００２８】なお、本実施の形態においては、上記ウェ
ーハ回収位置としてのウェーハ回収台５０’、５０’’
は、図３（ａ）に示すように、回収されるウェーハ２
７、２８の外周端部２７ａ、２８ａのみを保持する形態
となっている。該外周縁部２７ａ、２８ａのみを保持す
るために、回収台５０’５０’’の内周部に、回収する
ウェーハの直径よりも小さい直径の開口部５０’ｂ、５
０’’ｂが形成される形でウェーハ受け部５０’ａ、５
０’’ａが設けられている。該ウェーハ受け部５０’
ａ、５０’’ａにより保持することで、回収後のウェー
ハ２７、２８を他のウェーハ移載装置のウェーハハンド
リング部により下方から保持できるようになっている。
これにより、ウェーハ２７、２８の次工程へ供給が用意
に行なわれる。例えば、ウェーハ２７、２８をウェーハ
カセット６５に収容する場合、図３（ａ）、（ｂ）に示
すようにウェーハ２７、２８を先端にウェーハハンドリ
ング部を有するアーム５５にて下方から吸着しつつ持ち
上げ、その状態でアーム５５を図３（ｂ）のように駆動
させることにより、該ウェーハ２７、２８をウェーハカ
セット６５に収容する。
【００２９】また、上記ウェーハ回収台５０’、５
０’’にウェーハ２７、２８を回収した後、次のウェー
ハ２７、２８が対応する回収位置に移動される前に、上
記のようにウェーハ回収台５０’、５０’’からウェー
ハ２７、２８を順次移動させて、次の工程に供する工程
を一連して行うようにする。これによれば、ベルヌーイ
チャック１の駆動をウェーハ保持位置６０とウェーハ回
収台５０’、５０’’との間の往復運動だけに設定すれ
ばよく、ウェーハ回収工程の自動化を容易に行うことが
可能となる。
【００３０】また、熱処理炉に密着ウェーハ２４を配置
する場合、図４（ａ）に示すような方法を採用してもよ
い。すなわち、ウェーハ支持具としてのサセプタ１５に
ウェーハ保持用の凹部１６を形成しておき、該凹部１６
に密着ウェーハ２４を配置する。さらに、その上に同様
のサセプタ１５を配置して、上記と同様に密着ウェーハ
２４を載置する。ついで、このような、サセプタ１５と
密着ウェーハ２４との積層構造を何層か繰り返して積層
体１７を構成する（図４（ａ）においては、４段積層さ
せている）。そして、その状態で、該積層体１７を上記
のオーブン型熱処理炉１０内部に配置し、熱処理を行
う。該積層体１７を前述のオーブン型熱処理炉１０に載
置することで、製品のスループットを大幅に向上させる
ことができる。
【００３１】さらに、上記のような形態の熱処理工程の
後、該積層体１７から貼り合わせウェーハ２７を回収す
る場合、図４（ｂ）に示すような方法で行うことができ
る。すなわち、先ず、積層体１７の最上段に載置されて
いる剥離工程後の貼り合わせウェーハ２７をベルヌーイ
チャック１にて取り出し、ついで、同一のサセプタ１５
に配置されている残存ウェーハ２８を同様にベルヌーイ
チャック１にて取り出す。そして、載置されていた貼り
合わせウェーハ２７と再利用ウェーハ２８とが取り出さ
れたサセプタ１５を取り出す。該工程を繰り返して、積
層体１７を構成する貼り合わせウェーハ２７、残存ウェ
ーハ２８及びサセプタ１５を取り出す。このとき、該サ
セプタ１５を取り出す機構には、必ずしもベルヌーイチ
ャックを使用する必要はない。むしろ、サセプタ１５は
貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８よりもそ
の重量が大きいことが予想されるので、確実に取り出せ
る他の取り出し機構を採用するのが望ましい。
【００３２】また、ウェーハ回収工程は、搬送経路上に
おいて行うことができる。例えば、図６のような方法が
例示できる。図６においては、貼り合わせウェーハ回収
位置としての貼り合わせウェーハ回収台５０’及び残存
ウェーハ回収位置としての残存ウェーハ回収台５０’’
が、搬送経路Ｃの左右に振り分ける形で配置されてい
る。さらに、貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ
２８を保持するためのベルヌーイチャック１’、１’’
が、それぞれ対応するウェーハ回収台５０’、５０’’
と同じ側に配置されている。また、これらのベルヌーイ
チャック１’、１’’は、アーム５７及びアーム駆動部
６４を含む駆動機構により駆動され、搬送経路Ｃ上のウ
ェーハ保持位置６１と、ウェーハ回収台５０’、５
０’’との間で移動可能となっている。
【００３３】図９（ａ）に図６のベルヌーイチャック
１’、１’’を駆動する駆動機構の概要を示す。ベルヌ
ーイチャック１’、１’’は、該ベルヌーイチャック
１’、１’’を上下方向に駆動する、例えばエアシリン
ダ等のチャック駆動部６６を介してアーム５７に取り付
けられており、アーム５７は、例えば、電動モータ等の
アーム駆動部６４に回転可能に取り付けられている。
【００３４】図６の方法においては、搬送経路Ｃ上のウ
ェーハ保持領域６９にウェーハ２７、２８を載置したト
レー５９が位置するとき、まず、ベルヌーイチャック
１’をウェーハ保持位置６１に移動させ、上側に位置す
る貼り合わせウェーハ２７を保持する。そして、その状
態で貼り合わせウェーハ回収台５０’上に移動させ、貼
り合わせウェーハ２７を保持解除して回収する。続い
て、ベルヌーイチャック１’’をウェーハ保持位置６１
に移動させる。そして、該ウェーハ保持位置６１に残る
残存ウェーハ２８を保持して、残存ウェーハ回収位置５
０’’に移動・回収する。
【００３５】また、搬送経路Ｃ上でウェーハ回収工程を
行う方法は、図７のような方法を採用することもでき
る。図７においては、搬送経路Ｃの片側に貼り合わせウ
ェーハ回収台５０’及び残存ウェーハ回収台５０’’が
配置されている。さらに、貼り合わせウェーハ２７を保
持するための貼り合わせウェーハ保持位置６２と、残存
ウェーハ２８を保持するための残存ウェーハ保持位置６
３とが、搬送経路Ｃ上の異なる位置に設定されている。
また、貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８を
保持するためのベルヌーイチャック１’、１’’が、そ
れぞれ対応するウェーハ回収台５０’、５０’’と同じ
側に配置されている。これらのベルヌーイチャック
１’、１’’は、アーム５８及びアーム駆動部６５を含
む駆動機構により駆動され、搬送経路Ｃ上のウェーハ保
持位置６２、６３と、ウェーハ回収台５０’、５０’’
の間でそれぞれ移動可能となっている。該方法において
は、貼り合わせウェーハ２７を、貼り合わせウェーハ保
持位置６２から貼り合わせウェーハ回収位置５０’に移
動し、残存ウェーハ２８を、残存ウェーハ保持位置６３
から残存ウェーハ回収位置５０’’に移動し、それぞれ
のウェーハを回収する。
【００３６】図９（ｂ）に図７のベルヌーイチャック
１’、１’’を駆動する駆動機構の概要を示す。ベルヌ
ーイチャック１’、１’’は、該ベルヌーイチャック
１’、１’’を上下方向に駆動する、例えば、エアシリ
ンダ等のチャック駆動部６７を介してアーム５８に取り
付けられており、アーム５８は、例えば、エアシリンダ
等のアーム駆動部６５に直動可能に取り付けられてい
る。
【００３７】具体的な方法としては、搬送経路Ｃ上の貼
り合わせウェーハ保持領域７０にトレー５９が位置する
とき、まず、ベルヌーイチャック１’を貼り合わせウェ
ーハ保持位置６２に移動させ、上側に位置する貼り合わ
せウェーハ２７を保持する。そして、その状態で貼り合
わせウェーハ回収台５０’上に移動させ、貼り合わせウ
ェーハ２７を回収する。そして、貼り合わせウェーハ２
７が貼り合わせウェーハ保持位置６２から移動した後、
搬送経路Ｃを駆動してトレー５９を残存ウェーハ保持領
域７１に搬送し、続いて、ベルヌーイチャック１’’を
ウェーハ保持位置６３に移動させる。ついで、該ウェー
ハ保持位置６３に位置する残存ウェーハ２８を保持し
て、残存ウェーハ回収台５０’’に移動・回収する。
【００３８】また、図８（ａ）のように、一つのベルヌ
ーイチャック１により、貼り合わせウェーハ２７及び残
存ウェーハ２８を回収することも可能である。該方法に
おいては、搬送経路Ｃが図８（ｂ）に示すような形態と
なっている。搬送経路Ｃは、例えば、タイミングプーリ
ー７５等の歯車に回し懸けられており、駆動モータＭに
より巡回駆動するようになっている。
【００３９】該方法においては、搬送経路Ｃ上のウェー
ハ保持領域７２にトレー５９が位置するとき、まず、ベ
ルヌーイチャック１をウェーハ保持位置７３に移動さ
せ、上側に位置する貼り合わせウェーハ２７を保持す
る。そして、その状態で貼り合わせウェーハ回収台５
０’上に移動させ、貼り合わせウェーハ２７を回収す
る。続いて、再びベルヌーイチャック１をウェーハ保持
位置７３に移動させる。そして、該ウェーハ保持位置７
３に残る残存ウェーハ２８を保持して、残存ウェーハ回
収位置５０’’に移動・回収する。
【００４０】なお、上記図６、７及び８においては、貼
り合わせウェーハ２７が上側に位置する場合について説
明したが、貼り合わせウェーハ２７と残存ウェーハ２８
の積層順序が逆になった場合でも、貼り合わせウェーハ
２７と残存ウェーハ２８の回収の順序を逆にして、同様
の工程により回収が可能である。
【００４１】また、本発明の貼り合わせウェーハの製造
方法においては、搬送経路Ｃ上で、熱処理工程を行うよ
うにしてもよい。その場合、図５のように、搬送経路Ｃ
の途中に、連続式熱処理炉２５（以下、単に熱処理炉２
５ともいう）を配置する。搬送経路Ｃのローダー部８０
に密着ウェーハ２４を載置する。そして、搬送経路Ｃを
駆動することにより、密着ウェーハ２４を熱処理炉２５
に投入する。熱処理炉２５内は、所望の温度に加熱保持
されており、該熱処理炉２５内を所望速度で通過させる
ことにより、密着ウェーハ２４に対して熱処理を行う。
熱処理炉２５を通過後、該熱処理工程により、ボンドウ
ェーハ２１の剥離が行なわれ、貼り合わせウェーハ２７
及び残存ウェーハ２８が形成される。
【００４２】また、熱処理炉２５内に、加熱ゾーン８１
をいくつか形成し、個々の該加熱ゾーン８１において、
熱処理温度を個別に設定すれば、熱処理条件を変化させ
ながら、熱処理炉２５に密着ウェーハ２４を通過させる
ことができる。例えば、５００℃で３０分の熱処理条件
を採用する場合、各加熱ゾーン８１に密着ウェーハ２４
が存在する時間が５分である連続式熱処理炉２５を使用
すれば、加熱ゾーン８１は６個の領域が必要となる。そ
して、その６個の加熱ゾーン８１においては、熱処理温
度を５００℃に設定しておく。また、５００℃までの昇
温を段階的に行う必要がある場合には各加熱ゾーン８１
の設定温度を適宜変更すればよい。なお、上記熱処理工
程における密着ウェーハ２４の搬送形態は連続搬送であ
っても、各加熱ゾーン８１間を断続的に搬送する断続搬
送であってもどちらでもよい。
【００４３】また、ウェーハ回収工程においては、熱処
理により形成された貼り合わせウェーハ２７及び残存ウ
ェーハ２８を搬送経路Ｃ上の第一アンローダ部８６に搬
送し、上側に位置する貼り合わせウェーハ２７を回収し
た後、下側に残った残存ウェーハ２８を、第二アンロー
ダ部８７に搬送し、回収してもよい。なお、貼り合わせ
ウェーハ２７を回収後、第一アンローダ部８６にて残存
ウェーハ２８を回収するようにしてもよい。
【００４４】さらに、密着ウェーハ２４は、図５（ｂ）
に示すように搬送方向と直角に複数個一列に載置するよ
うにしてもよい。これにより、短時間で多くの密着ウェ
ーハ２４に対して熱処理を行うことができるので、製品
のスループットを向上させることができる。本実施の形
態においては、一列に６個の密着ウェーハ２４を載置し
ている。
【００４５】また、密着ウェーハ２４を熱処理工程に供
する形態として、図１０（ａ）に示すような形態を採用
することも可能である。該方法によれば、ウェーハ支持
部８３が形成されているウェーハ支持具としてのポール
状部材８２を３本用意し、それぞれに形成されているウ
ェーハ支持部８３がお互いに向き合うように、該ポール
状部材８２を配置する。そして、該ウェーハ支持部８３
に密着ウェーハ２４の外周縁部２４ａが載置される形態
で該密着ウェーハ２４をポール状部材８２に保持する。
本実施の形態においては、一つのポール状部材８２に、
等間隔にてウェーハ支持部８３をいくつか形成し、密着
ウェーハ２４を数段配置している。なお、密着ウェーハ
２４を水平におくと、剥離熱処理後に、上に位置するウ
ェーハが滑ってしまう可能性があるので、予め密着ウェ
ーハ２４を数度程度傾斜させて支持する必要がある。
【００４６】このように支持した密着ウェーハ２４に対
して熱処理を行い、貼り合わせウェーハ２７及び残存ウ
ェーハ２８を形成した後、図１０（ｂ）に示すように、
支持された段と段との間にベルヌーイチャック１を挿入
し、貼り合わせウェーハ２７或いは残存ウェーハ２８に
対して接近させて、これらのウェーハをそれぞれ回収す
る。
【００４７】
【実施例】（実施例１）抵抗率１０Ω・ｃｍ、直径２０
０ｍｍのシリコンウェーハを２枚用意し、一方をボンド
ウェーハ２１、他方をベースウェーハ２２として、図１
１の方法に従って、貼り合せＳＯＩウェーハ２７を作製
した。酸化膜の膜厚は４００ｎｍとし、加速電圧８５ｋ
ｅＶ、ドーズ量５．５×１０１６ｃｍ−２の条件で水素
イオン注入を行ったボンドウェーハ３１とベースウェー
ハ３２を密着させた。そして、図１に示すような熱処理
炉１０によりアルゴンガス及び窒素ガス雰囲気中で５０
０℃、３０分の熱処理を行った。貼り合わせウェーハ２
７が形成された後、図１のように、ベルヌーイチャック
１で剥離後の貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ
２８をそれぞれ回収した。
【００４８】上記方法の結果、回収される貼り合わせウ
ェーハ２７及び残存ウェーハ２８には、剥離面同士がこ
すり合うために生じる欠陥や欠損のほか、ウェーハ端面
や裏面においてもキズや汚染等が生じているものは見当
たらなかった。また、製品のスループットも向上するこ
とが確認された。
【００４９】（実施例２）実施例１と同様の条件にて、
ボンドウェーハ２１及びベースウェーハ２２を密着さ
せ、図５に示す連続式熱処理炉２５にて熱処理を行っ
た。熱処理条件は実施例１と同様に５００℃、３０分と
し、加熱ゾーン８１は６個、各加熱ゾーン８１での滞留
時間を５分に設定して行った。該熱処理工程により貼り
合わせウェーハ２７が形成された後、図７に示す方法に
より貼り合わせウェーハ２７及び残存ウェーハ２８の回
収を行った。
【００５０】上記方法の結果、回収される貼り合わせウ
ェーハ２７及び残存ウェーハ２８には、剥離面同士がこ
すり合うために生じる欠陥や欠損のほか、ウェーハ端面
や裏面においてもキズや汚染等が生じているものは見当
たらなかった。また、製品のスループットも向上するこ
とが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱処理工程が行なわれる熱処理炉の一例と、該
熱処理炉からのウェーハ回収工程の概要とを合わせて説
明する図。
【図２】本発明に使用されるベルヌーイチャックの概要
を説明する図。
【図３】ウェーハ回収工程後にウェーハが供される工程
の概要を説明する図。
【図４】熱処理工程におけるウェーハの載置形態の一例
を示す図。
【図５】熱処理工程が行なわれる連続式熱処理炉の一例
を示す図。
【図６】搬送経路上にてウェーハ回収工程を行う方法の
一例を示す図。
【図７】搬送経路上にてウェーハ回収工程を行う方法の
図６とは異なる一例を示す図。
【図８】搬送経路上にてウェーハ回収工程を行う方法の
図６及び図７とは異なる一例を示す図。
【図９】本発明に使用されるベルヌーイチャックの駆動
機構の一例を示す図。
【図１０】熱処理工程におけるウェーハの載置形態の一
例と、該載置形態において行なわれるウェーハ回収工程
の一例を示す図。
【図１１】貼り合わせウェーハの製造方法の一例を説明
する図。
【図１２】従来の貼り合わせウェーハの製造方法を説明
する概略図。
【符号の説明】
１、１’、１’’ ベルヌーイチャック １０ オーブン型熱処理炉 ２５ 連続式熱処理炉 １５、２０ サセプタ（ウェーハ支持具） ２１、３１ ボンドウェーハ（第一ウェーハ） ２２、３２ ベースウェーハ（第二ウェーハ） ２４、３４ 密着ウェーハ ２７ 貼り合わせウェーハ ２８ 残存ウェーハ ５０’ 貼り合わせウェーハ回収台 ５０’’ 残存ウェーハ回収台 ５９ トレー（ウェーハ支持具） ６０、６０’、６１、７３ ウェーハ保持位置 ６２ 貼り合わせウェーハ保持位置 ６３ 残存ウェーハ保持位置 ８２ ポール状部材（ウェーハ支持具）

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一ウェーハの主表面から水素イオンと
    希ガスイオンとハロゲンガスイオンのうちの少なくとも
    一種類をイオン注入して第一ウェーハ内部にイオン注入
    層を形成し、前記第一ウェーハのイオン注入を行った主
    表面を第二ウェーハの主表面と密着させて、前記密着後
    の第一ウェーハと第二ウェーハ（以下、密着ウェーハと
    もいう）を熱処理することにより、前記第一ウェーハを
    前記イオン注入層にて薄膜状に剥離する貼り合わせウェ
    ーハの作製工程と、 前記貼り合わせウェーハの作製工程後に、互いに重なっ
    た状態でウェーハ支持具に支持されている前記貼り合わ
    せウェーハ及び前記第一ウェーハの残部をなす残存ウェ
    ーハのうち少なくとも一方を、ベルヌーイチャックによ
    り吸引・保持する形で回収するウェーハ回収工程と、 を有することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方
    法。
  2. 【請求項２】 前記ウェーハ回収工程において、前記貼
    り合わせウェーハと前記残存ウェーハとが、上下方向に
    積層された状態で前記ウェーハ支持具に支持され、 前記ベルヌーイチャックにより、それら積層された前記
    貼り合わせウェーハ及び残存ウェーハとを上側に位置す
    るものから順次吸引・回収することを特徴とする請求項
    １に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記ウェーハ回収工程において、前記ベ
    ルヌーイチャックは、前記ウェーハ支持具上の前記貼り
    合わせウェーハ及び／又は前記残存ウェーハを保持する
    ウェーハ保持位置と、その保持した前記貼り合わせウェ
    ーハ及び／又は残存ウェーハを回収するウェーハ回収位
    置との間で移動可能とされており、 前記ウェーハ保持位置にて前記貼り合わせウェーハ及び
    ／又は前記残存ウェーハを吸引・保持し、その状態で前
    記ウェーハ回収位置へ移動し、該ウェーハ回収位置にて
    保持解除することにより、前記貼り合わせウェーハ及び
    ／又は前記残存ウェーハを回収することを特徴とする請
    求項１又は２に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
  4. 【請求項４】 前記貼り合わせウェーハに対応する貼り
    合わせウェーハ回収位置と、前記残存ウェーハに対応す
    る残存ウェーハ回収位置とが異なる位置に設定されてい
    ることを特徴とする請求項３に記載の貼り合わせウェー
    ハの製造方法。
  5. 【請求項５】 前記ウェーハ回収工程は、前記貼り合わ
    せウェーハ及び残存ウェーハが連続的又は断続的に搬送
    される搬送経路上にて行なわれ、 該ウェーハ回収工程において、前記搬送経路上の前記ウ
    ェーハ保持位置から、前記搬送経路から水平方向に外れ
    て位置する前記ウェーハ回収位置に前記貼り合わせウェ
    ーハ及び前記残存ウェーハを移動させることを特徴とす
    る請求項３又は４に記載の貼り合わせウェーハの製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記ウェーハ回収工程において、前記貼
    り合わせウェーハ回収位置及び前記残存ウェーハ回収位
    置が、前記搬送経路の左右に振り分けて設定されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の貼り合わせウェーハ
    の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記ウェーハ回収工程において、前記貼
    り合わせウェーハを保持するための貼り合わせウェーハ
    保持位置と、前記残存ウェーハを保持するための残存ウ
    ェーハ保持位置とが、前記搬送経路上の異なる位置に設
    定されており、 前記貼り合わせウェーハを、前記貼り合わせウェーハ保
    持位置から前記貼り合わせウェーハ回収位置に移動し、
    前記残存ウェーハを、前記残存ウェーハ保持位置から前
    記残存ウェーハ回収位置に移動することを特徴とする請
    求項５又は６に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
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