JP2003168790A - 貼り合わせウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貼り合わせウェーハの製造方法の中でもイオ
ン注入剥離法を採用する方法において、ウェーハにキズ
が発生することを抑制しつつ生産効率を高める。 【解決手段】 本発明は、イオン注入剥離法を採用した
貼り合わせウェーハの製造方法であって、貼り合わせの
熱処理後に、残存ウェーハ３８と貼り合わせウェーハ３
９との積層体３４を個別のウェーハに分離する工程に特
徴を有する。まず、分離工程の前に、熱処理のボート２
７から積層体３４を取り出して、分離用カセット１０に
収容する。そして、分離用カセット１０のウェーハ出し
入れ口１０ｗに、スリット２の形成された分離部材１を
配置し、反対側に回収用カセット２０を配置する。そし
て、これらを一体的に傾斜させ、積層体３４のうち上側
に位置する残存ウェーハ３８のみを回収用カセット２０
に滑り移動させる。下側に位置する貼り合わせウェーハ
３９は、スリット２の下端が邪魔になり回収用カセット
２０へは移動できない仕組みになっている。

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
ハの製造方法、特にイオン注入剥離法を採用した貼り合
わせウェーハの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン酸化膜などの絶縁体層上にシリ
コン単結晶層をＳＯＩ（Silicon on Insulator）層とし
て積層形成したＳＯＩウェーハの代表的な製造方法とし
て、貼り合わせ法がよく知られている。中でも、シリコ
ン単結晶にイオンを注入して熱処理することにより、注
入されたイオンの存在する層において、シリコンの結晶
格子が部分的に切断される現象を利用してＳＯＩ層を形
成するイオン注入剥離法、いわゆるスマートカット法
（登録商標）が注目を浴びている。

【０００３】イオン注入剥離法においては、図１に示す
ように、内部にイオン注入層４１が形成されたボンドウ
ェーハ３１と、ＳＯＩ層４０が形成される予定のベース
ウェーハ３２とを、少なくともいずれか一方のウェーハ
の貼り合わせ側主表面表層部をなす酸化膜３３等の絶縁
体層を介して密着させた状態で熱処理を行う。該熱処理
により、イオン注入層４１にてボンドウェーハ３１の貼
り合わせ側主表面表層部をＳＯＩ層４０として剥離する
とともに、ベースウェーハ３２に接合することにより貼
り合わせＳＯＩウェーハ３９（以下、単にＳＯＩウェー
ハともいう）が得られる。

【０００４】上記製造過程において、ボンドウェーハ３
１の残部である残存ウェーハ３８とＳＯＩウェーハ３９
との分離を、たとえば以下のようにして行うことができ
る。図１２に示すように、熱処理終了後、横型炉５０か
ら搬出された横型炉用ボート３０の保持部３０ａには、
残存ウェーハ３８とＳＯＩウェーハ３９とが重ね合わせ
状態で保持されている。真空チャック３６を用い、残存
ウェーハ３８またはＳＯＩウェーハ３９の裏面側からチ
ャックして、これを回収する。このように、熱処理後の
ウェーハを回収しやすい、炉の処理能力が高いという理
由から、ウェーハを垂直に立てて処理する横型炉５０お
よび横型炉用ボート３０が好んで使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウェー
ハを１枚づつ回収しなければならないため、ウェーハを
回収する工程において、実際には高いスループットが望
めないという問題がある。また、一方のウェーハをチャ
ックして回収する際に、他方のウェーハにぶつかってし
まい、キズ（欠陥）の発生を招く恐れもある。特に、製
品である貼り合わせウェーハ側にキズが生じるのは好ま
しくない。

【０００６】本発明は、貼り合わせウェーハの製造方法
の中でもイオン注入剥離法を採用する方法において、ウ
ェーハにキズが発生することを抑制しつつ生産効率を高
めることを課題とする。

【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わせウェーハの製造方
法は、内部にイオン注入層が形成されたボンドウェーハ
と、ベースウェーハとを重ね合わせて熱処理することに
より、ボンドウェーハとベースウェーハとを接合すると
ともに、イオン注入層にてボンドウェーハに剥離層を形
成する熱処理工程と、該熱処理工程を経て得られる貼り
合わせウェーハと、剥離を生じたあとのボンドウェーハ
の残部である残存ウェーハとから構成される積層体を、
一方のウェーハが上、他方のウェーハが下となるように
分離用カセットに複数組収容する移載工程と、積層体を
構成する一方のウェーハに対し、他方のウェーハを面内
方向に滑り移動させて両者を分離する動作を、分離用カ
セットに収容された複数組の積層体について順次的また
は一斉に行う分離工程と、を含むことを特徴とする。

【０００８】上記本発明は、前述のイオン注入剥離法を
用いた貼り合わせウェーハの製造方法である。貼り合わ
せのための熱処理終了後は、ボンドウェーハとベースウ
ェーハとが接合される。一方で、ボンドウェーハのイオ
ン注入層においては、注入されたイオンが熱処理によっ
てガス化して、そこに剥離層が生じる。その結果、剥離
層を挟んで、一方が貼り合わせウェーハで他方が残存ウ
ェーハとなる。剥離層は、貼り合わせウェーハと残存ウ
ェーハとの間に微小な隙間を形成する。この隙間がある
ために、ウェーハ同士をほとんど擦れ合わせることな
く、一方のウェーハを他方に対して滑り移動させること
ができる。

【０００９】イオン注入層においては、熱処理後、ほと
んど全面において剥離が生じ微小な隙間が形成される
が、研磨ダレが存在するウェーハ外周部のごく僅かな部
分では剥離が発生せず、ウェーハ同士の接合に寄与する
テラス状接合部として残る。この接合力はごく弱いの
で、一方のウェーハを他方のウェーハに対して簡単に滑
り移動させることができる。

【００１０】本発明では、熱処理後の貼り合わせウェー
ハと残存ウェーハとから構成される積層体を、一旦カセ
ットに収容する（移載工程）。そして、積層体を残存ウ
ェーハと貼り合わせウェーハとに分離する工程を、カセ
ットに収容された積層体について、まとめて行うように
する所が、本発明において最も注目すべき点である。

【００１１】このようにすれば、図１２に例示したやり
方のように、チャック動作は必要ない。移載工程が増え
ているように見えるが、チャックして回収する場合であ
っても、ウェーハはカセットに収容するのが普通である
から、結局は同じことである。つまり、カセットへの移
載工程と、ウェーハ同士を分離させる工程とを完全に分
けたことにより、各工程の作業効率の向上、すなわちス
ループットを向上させることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
一実施形態について説明する。まず、図１は、貼り合わ
せウェーハの製造工程の概要を示す工程説明図である。
本発明の方法は、イオン注入剥離法に基づく方法であ
る。まず、ＣＺ法やＦＺ法などの公知の方法によって製
造されたシリコン単結晶棒をスライスして、面取り、ラ
ッピング（機械的研磨）、ケミカルエッチング、ポリッ
シング（機械的化学的研磨）等の前処理を施し、２枚の
シリコン単結晶ウェーハを用意し、これを貼り合わせ予
定のボンドウェーハ３１、ベースウェーハ３２とする
（ウェーハ準備工程）。

【００１３】次に、ボンドウェーハ３１の主表面に熱酸
化法、ＣＶＤ法等の公知のシリコン酸化膜形成方法によ
り酸化膜３３を形成する（酸化膜形成工程）。この酸化
膜３３は、シリコン窒化膜でも代用できるが、シリコン
酸化膜は絶縁性、製造容易性の点において優れるので最
適である。

【００１４】次に、水素、希ガスおよびハロゲン等の軽
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の元素をイオン
化し、ボンドウェーハ３１の主表面より酸化膜３３を介
して注入して、内部にイオン注入層４１を形成する（イ
オン打ち込み工程）。一般には、水素の陽イオンを数十
ｋｅＶに加速して注入を行うが、陰イオンも使用でき
る。イオンを注入しない他方のウェーハは、活性層たる
ＳＯＩ層４０を支持するベースウェーハ３２である。

【００１５】次に、ボンドウェーハ３１の貼り合わせ側
の主表面部に形成された酸化膜３３を介して、上記ボン
ドウェーハ３１とベースウェーハ３２とを重ね合わせて
密着させたのち、約４００〜６００℃の温度で熱処理を
行う（貼り合わせ熱処理工程）。この熱処理により、前
述したイオン注入層４１にて剥離層４１’（巨視的には
剥離面と見て取れる）を形成するとともに、ベースウェ
ーハ３２に接合された形のＳＯＩ層４０を形成する。熱
処理終了後には、貼り合わせＳＯＩウェーハ３９と、ボ
ンドウェーハ３１の残部である残存ウェーハ３８との積
層体３４が熱処理用ボートに保持されている。熱処理用
ボートから次の分離工程の準備段階として、その積層体
３４が分離用カセットに移載される（ウェーハ移載工
程）。

【００１６】剥離層４１’は、イオン注入層４１に存在
していた軽元素が熱処理によりガス化して、シリコンの
結合が切断されて生じたものである。熱処理を行ってい
る最中は、ベースウェーハ３２へのＳＯＩ層４０の接合
過程と、ボンドウェーハ３１からのＳＯＩ層４０の剥離
過程とが同時に進行している。熱処理終了後、残存ウェ
ーハ３８とＳＯＩウェーハ３９とは、ウェーハ外周部に
おいて剥離せずにわずかにテラス状に残存した部分のご
く弱い結合力により重なり合って積層体３４を構成して
いる。

【００１７】熱処理が終了して分離用カセットに収容さ
れた積層体３４は、ＳＯＩウェーハ３９と残存ウェーハ
３８とに分離される（分離工程）。残存ウェーハ３８
は、回収して再利用可能である。なお、ベースウェーハ
３２とＳＯＩ層４０との強固な接合を実現するために、
ＳＯＩウェーハ３９を回収したのちイオン注入剥離法で
の熱処理よりも高い温度、たとえば１１００〜１２００
℃程度の温度で再度熱処理を行うことが望ましい。

【００１８】さて、本発明の要旨をなす各工程について
さらに詳しく説明する。まず、図１に示した貼り合わせ
熱処理工程について説明する。図２は、本発明で推奨す
る縦型炉２５を用いた熱処理工程を示している。縦型炉
２５は、ガス導入管２５４が設けられたマニホールド２
５３上に、円筒状のインナーチューブ２５２と上部が塞
がれたアウターチューブ２５１とがシール固定された構
造を有する。ウェーハを支持する縦型炉用ボート２７
は、ステージ２５７上に載せられてインナーチューブ２
５２の内側に収容される。キャップ２５６により内部の
気密が保たれるとともに、ボート２７のロード／アンロ
ードが縦型炉２５の下方（図中矢印方向）から行われる
仕組みである。抵抗加熱ヒータ２６は、アウターチュー
ブ２５１に沿って配置される。ガス導入管２５４から炉
内に導入されたガスは、一旦上昇したあと、インナーチ
ューブ２５２と、アウターチューブ２５１とによって形
成される流通経路を通って、排気管２５５から外部に排
気される。このような縦型炉２５は、前述した横型炉５
０に比べ、炉内の温度を均一にし易い、ガスの流れを制
御し易いなどの利点がある。このような理由から、口径
２００ｍｍ以上のウェーハの熱処理には、縦型炉を用い
るのが一般的となっている。

【００１９】縦型炉２５内に配置されたボート２７には
積層体３４が保持されている（熱処理前はボンドウェー
ハ３１とベースウェーハ３２とを重ね合わせた組であ
る）。石英製のボート２７は、ウェーハ保持溝２７１〜
２７４（図３参照）が形成された４本の支持ポール２７
ａ〜２７ｄと、上部フレーム２４および下部フレーム２
３より構成される。ウェーハの出し入れは、支持ポール
２７ａ〜２７ｄが配置されていない幅広口２９を以って
行う。

【００２０】ボート２７を縦型炉２５から搬出する際
に、積層体３４においては図１に示したように、予め形
成しておいたイオン注入層４１にて割れ（剥離層４
１’）が生じており、わずかな外力を加えただけで残存
ウェーハ３８と、ＳＯＩウェーハ３９とが相対移動して
しまう恐れがある。ウェーハ同士が勝手に擦れ合うと、
ＳＯＩ層４０に欠陥の生じる原因となるので好ましくな
い。

【００２１】従って、熱処理工程において、ウェーハの
重ね合わせ方向が炉の上下方向と略一致するようにウェ
ーハを収容する縦型炉２５を用いる場合、その際、上側
に位置するウェーハの下側に位置するウェーハに対する
相対移動が阻止されるように、主面が水平から傾いた状
態でボンドウェーハ３１およびベースウェーハ３２を保
持するように調整された縦型炉用ボート２７を用いるこ
とが推奨される。

【００２２】図２に示したボート２７と、それに保持さ
れたウェーハの拡大図を図３および図４に示す。まず、
図３は、図２に示すボート２７を幅広口２９側から見た
正面図であり、図４は、ボート２７を左右対称に二等分
する断面図である。これらの図に示すように、ボート２
７を構成する支持ポール２７ａ〜２７ｄには、それぞれ
ウェーハ保持溝２７１〜２７４が形成されている。積層
体３４（熱処理前はボンドウェーハ３１およびベースウ
ェーハ３２）は、これらのウェーハ保持溝２７１〜２７
４にまたがる形態にてボート２７に保持されている。

【００２３】図４に示すように、積層体３４は、ボート
２７にウェーハを収容させるときのウェーハ挿入方向Ｗ
iに進むにつれて下る形にて、傾斜保持されている。す
なわち、積層体３４は、幅広口２９から遠い側の支持ポ
ール２７ｃ，２７ｄに接触して、ウェーハ挿入方向Ｗ
i、および対称面ＶＦ（二等分断面でもある）に垂直な
方向として定義される幅方向ＷＬへの移動が阻止される
形となっている。もちろん、幅広口２９から近い側の支
持ポール２７ａ，２７ｂが同様の作用を有するようにし
てもよい。その場合は、支持ポール２７ａ，２７ｂの保
持溝２７１，２７２の位置や形状が調整される。このよ
うに、ウェーハ（積層体３４）が傾斜保持されているた
め、ボート２７に微小な衝撃が加わっても、ウェーハが
ボートから脱落する恐れは少ない。特に、熱処理後の積
層体３４に関していえば、残存ウェーハ３８とＳＯＩウ
ェーハ３９との相対移動が効果的に阻止される。

【００２４】なお、図４に示すように各ウェーハ保持溝
２７１〜２７４は、たとえばウェーハの主面と水平基準
線ＨＳＬとの成す角度θが１°〜５°程度となるように
調整されるとよい。１°を下回ると、ウェーハの移動を
阻止する効果が望めなくなる恐れがある。５°を超えて
保持するようにした場合、ウェーハを出し入れするとき
に使用するアームや治具を積層体３４，３４の上下間に
挿入し辛くなる。

【００２５】次に、積層体３４を残存ウェーハ３８とＳ
ＯＩウェーハ３９とに分離する工程を行う準備段階とし
て、上記したボート２７から、分離用のウェーハカセッ
トに積層体３４を移載する移載工程について説明する。
図５は、その移載工程を説明する模式図であり、ボート
２７の側面方向から見た場合を表している。ボート２７
から積層体３４を取り出し、分離用カセット１０に移載
する工程は、ウェーハ移載装置６０によって行われる。

【００２６】ウェーハ移載装置６０は、マニピュレータ
本体部６２と、その本体部６２に操作される長板状のウ
ェーハ支持アーム６１を複数有する。マニピュレータ本
体部６２は、サーボモータ等のアクチュエータによって
水平方向および垂直方向に駆動可能とされている。これ
により、ウェーハ支持アーム６１がボート２７の幅広口
２９側から積層体３４，３４の間に侵入し、該ボート２
７のウェーハ保持溝２７１〜２７４から積層体３４をす
くい上げ、そして、ボート２７から積層体３４を離脱さ
せる仕組みである。つまり、残存ウェーハ３８と貼り合
わせウェーハ３９との重なり状態を維持したまま、２枚
同時にボート２７から取り出す。なお、各ウェーハ支持
アーム６１は、その先端に鉤状部６１０を有しており、
ここに積層体３４の周縁部を引っ掛けて止めるようにな
っている。

【００２７】次に、マニピュレータ本体部６２が軸線Ｏ
周りに回転駆動することにより、ウェーハ移載装置６０
を挟んで、ボート２７の反対側に準備された分離用カセ
ット１０のウェーハ出し入れ口１０ｗに、積層体３４を
支持したウェーハ支持アーム６１が対向する形となる。
最後に、ボート２７から積層体３４を離脱させたときと
逆の動作が実行されることにより、積層体３４が保持溝
１２に沿って分離用カセット１０内に収容される。この
ようにして、熱処理工程を経て得られる貼り合わせウェ
ーハ３９と、剥離を生じたあとのボンドウェーハ３１の
残部である残存ウェーハ３８とから構成される積層体３
４を、一方のウェーハが上、他方のウェーハが下となる
ように分離用カセット１０に複数組収容させる。

【００２８】なお、各ウェーハ支持アーム６１，６１の
間隔は上記移載工程の間、ボート２７のウェーハ保持溝
２７１〜２７４、あるいは分離用カセット１０の保持溝
１２に合わせて適宜変更される。また、ウェーハ支持ア
ーム６１は特に複数である必要もない。これらマニピュ
レータ本体部６２およびウェーハ支持アーム６１の動作
は、公知のＮＣ制御によってフォローされる。このよう
な移載工程は、縦型炉２５およびウェーハ移載装置６０
を備え、ウェーハをカセット単位でバッチ処理する、統
合された熱処理システムにより実現される。

【００２９】上記移載工程の最中、分離用カセット１０
は支持台１００上の固定具１０１によって正確に位置決
め固定されている。この分離用カセット１０は、ポリエ
チレン樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、ポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂等の材質を有する通常のカセ
ットでよい。洗浄の工程を含む場合には、フッ素樹脂が
推奨される。

【００３０】次に、分離用カセット１０に移載された積
層体３４を、個別のウェーハに分離する分離工程につい
て説明する。以下に、詳細を記する方法は、積層体３４
を構成する一方のウェーハに対し、他方のウェーハを面
内方向に滑り移動させて両者を分離する動作を、分離用
カセット１０に収容された複数組の積層体３４，３４に
ついて順次的または一斉に行う点に特徴を有するもので
ある。ボート２７からウェーハを移載する工程と、ウェ
ーハ同士を分離する工程とを完全に分けることにより、
生産効率の向上を図っている。また、そうすることによ
って、自動化にも対応し易くなっている。

【００３１】さて、残存ウェーハ３８と貼り合わせウェ
ーハ３９とにより構成される積層体３４について、一方
のウェーハを他方に対して滑り移動させるために、たと
えば次のようにすることができる。すなわち、図６に示
すように、分離工程において、積層体３４を構成するウ
ェーハのうち、一方の通過を許容して他方の通過を阻止
する分離部材１を、分離用カセット１０のウェーハ出し
口１０ｗを覆う形にて配置する。分離終了後には、残存
ウェーハ３８および貼り合わせウェーハ３９の一方が分
離用カセット１０に残る。従って、得られたウェーハを
改めて分別する必要も無く、分離工程の後に続く工程へ
のウェーハの搬送も非常に簡単である。

【００３２】また、図６に示すように、該分離部材１に
形成された凸状の分離部材側係合部３と、分離用カセッ
ト１０に形成された凹状のカセット側係合部１１とが嵌
り合うことにより、分離部材１を分離用カセット１０に
着脱可能となっている。なお、分離用カセット１０のウ
ェーハ出し口１０ｗは、ウェーハの入れ口も兼ねるのが
普通である。

【００３３】また、分離部材１を挟んで分離用カセット
１０の反対側に、滑り移動してきたウェーハを回収する
ための回収用カセット２０を配置するとよい。このよう
にすれば、滑り移動してきたウェーハが損傷することも
なくなる。さらに、滑り移動してきたウェーハを、改め
てカセットに収容する手間も省ける。回収用カセット２
０にも、分離用カセット１０と同様のカセット側係合部
２１が形成される。

【００３４】このようにして準備が済んだ後、分離用カ
セット１０、分離部材１および回収用カセット２０を、
回収用カセット２０が下方となるように一体的に傾斜さ
せて、積層体３４のうち上側に位置するウェーハを自重
により滑り移動させる。図７にその動作模式図を示す。
具体的には、分離用カセット１０、分離部材１および回
収用カセット２０を、可動支持台４５の上にこの順に並
べる。各カセット１０，２０および分離部材１は、可動
支持台４５上に互いの位置がずれないように固定され
る。可動支持台４５は、回転軸４６を支点としてシーソ
ー運動するように構成されている。回転軸４６は、サー
ボモータ等によって回転角度が制御される。上記シーソ
ー運動によって、積層体３４におけるウェーハの主面が
水平基準線ＨＳＬとほぼ平行な状態と、所定角度傾いた
状態の２状態を形成することが可能となっている。回収
用カセット２０が下にくれば、積層体３４において上側
に位置するウェーハが下側ウェーハの上を滑って、自然
に落ちてくる仕組みである。

【００３５】なお、滑り移動を実現するための手段とし
て本実施形態の他にも、たとえば分離用カセット１０に
急激な加速度を与えたり、積層体３４を構成するウェー
ハのうち一方のウェーハのみに押圧力を与える等の方法
を例示できる。押し棒などで、上側のウェーハを押すよ
うな場合には、分離を一斉に行わず順次的に行う場合も
予測される。

【００３６】分離部材１について詳しく説明する。分離
部材１は、積層体３４のうち下側に位置するウェーハの
通過を阻止するストッパ部を有し、該ストッパ部の上方
に積層体３４のうち上側に位置するウェーハが通過可能
な分離通路２を備えている。すなわち、積層体３４のう
ち下側のウェーハは、面内方向に移動しようとしても、
上記ストッパ部からの反作用力が働いて滑り移動が停止
される。

【００３７】上記のような分離通路２には、分離部材１
に形成されたスリットを採用できる。分離通路２とし
て、スリットを採用した分離部材１の正面図を図８に示
す。この図に示すように、本実施形態において分離通路
２は、板状の形態を有する分離部材１を板厚方向に貫通
する裂け目（スリット）とされる。また、分離通路２が
開口する板面において、該分離通路２の下端を形成する
壁部を、前述したストッパ部１ａと見ることができる。
また、ストッパ部１ａとして、分離部材１を板厚方向に
貫通する通口の内側に突起を設ける形態も、別形態とし
て採用可能である。なお、図８より、分離部材１のコー
ナーの各々に凸状の分離部材側係合部３が形成されてい
る様子が理解できる。

【００３８】次に、分離通路２と積層体３４との位置関
係について説明する。図６に示したように、分離部材１
および分離用カセット１０には、互いに対する位置を定
めて保持するための係合部３，１１が形成されている。
そして、分離部材１が分離用カセット１０に取り付けら
れたときに、積層体３４のうち下側に位置するウェーハ
の滑り移動を阻止するとともに、上側にする位置ウェー
ハの下側ウェーハに対する相対移動を許容するように、
分離通路２の位置が調整されている。このようにして、
分離通路２の位置を調整することにより、通過すべきウ
ェーハが通過できない、あるいは積層体３４を構成する
両ウェーハが一度に通過してしまうといった不具合を防
ぎ、分離工程をスムーズに行えるようにする。

【００３９】具体的に、図９の断面模式図に示す。積層
体３４と分離通路２とは１対１対応とされている。積層
体３４における残存ウェーハ３８と貼り合わせウェーハ
３９との境界は、剥離層４１’である。その剥離層４
１’が、対応する分離通路２の下端面２ｔよりも、高さ
方向（ウェーハの厚さ方向）において、上方に位置する
ように該分離通路２が形成されている。剥離層４１’と
分離通路２の下端面２ｔとの高さの差ｄは、たとえば下
側に位置するウェーハ（図の例では貼り合わせウェーハ
３９）の約半分程度に調整されるのがよい。この高さの
差ｄが小さすぎると、図７のように傾斜したときに、下
側のウェーハがストッパ部１ａを乗り越えて回収用カセ
ット２０側に移動してしまう恐れがある。逆に大きすぎ
ると、上側のウェーハがスムーズに回収用カセット２０
に移動できない恐れがある。また、回収用カセット２０
側においても、ウェーハの保持溝２２の下端面２２ｔ
が、分離通路２の下端面２ｔよりも下方に位置するよう
に調整されていると、ウェーハが滑り移動してきた際
に、スムーズに収容される。

【００４０】また、ウェーハが分離部材１を通過したと
きに信号を出力するセンサ等を個々の分離通路２に対応
させて設け、分離工程終了後にそれら全てのセンサより
信号を受信できなかった場合に警告信号を出力するシー
ケンシャル回路等のエラー防止機構を、分離部材１およ
び／または回収用カセット２０に設けることもできる。
そうすれば、万が一うまく分離できなくても、残存ウェ
ーハ３８と貼り合わせウェーハ３９とが重なりあったま
ま、各カセット１０，２０が次の工程に廻されることを
未然に防ぐシステムを構築できる。

【００４１】以上に示した分離工程においては、貼り合
わせウェーハ３９を固定側として支持し、残存ウェーハ
３８を滑り移動させるとよい。そうすれば、両者が分離
した後も、貼り合わせウェーハ３９における活性層（Ｓ
ＯＩ層４０）の形成されている主表面が他の部材に接触
することも全くないので好ましい。分離工程が終了した
貼り合わせＳＯＩウェーハ３９は鏡面研磨工程に、残存
ウェーハ３８は再利用のための処理にカセットごと送ら
れる。

【００４２】また、以上に述べてきた本発明の方法は、
ボンドウェーハ３１およびベースウェーハ３２の一方ま
たは両方が直径３００ｍｍのシリコン単結晶ウェーハで
ある貼り合わせウェーハの製造に好適である。本発明の
方法は、各工程が完全に区切られているので、自動化に
対応しやすい。３００ｍｍウェーハは、ハンドリングが
困難であり、その取り扱いに関して一層の自動化が望ま
れている。すなわち、本発明の方法を採用するのに好適
である。また、本発明の方法は、縦型炉２５を好適に採
用できる。３００ｍｍウェーハは、垂直に立てて処理す
ること、換言すれば横型炉５０を用いることが難しい。
よって、３００ｍｍウェーハには本発明が好適である。

【００４３】また、本実施形態では、縦型炉２５を用い
て貼り合わせのための熱処理を行うようにしたが、たと
えば、図１０に示すようなクッキーオーブン型熱処理炉
７０を使用する場合であっても、本発明の方法は適用可
能である。図１０に示すように、クッキーオーブン型熱
処理炉７０内には、ウェーハを水平支持するサセプタ７
１が配置され、該サセプタ７１上に、熱処理されるべき
ボンドウェーハ３１とベースウェーハ３２とが配置され
る。サセプタ７１は、ウェーハの周縁部を支持する浅い
座ぐり７３と、ウェーハを下方からすくい上げ可能とす
るための、開放部７４とを有する。

【００４４】熱処理終了後は、積層体３４が上記サセプ
タ７１に支持される形となっている。次に、図１１に示
すように、サセプタ７１ごとクッキーオーブン型熱処理
炉７０から搬出し、該サセプタ７１に支持された積層体
３４をウェーハ移載ロボット７５によって、一組ずつ分
離用カセット１０に収容していく。サセプタ７１の座ぐ
り７３を、熱処理後に得られる積層体３４のうち、下側
に位置するウェーハの厚さよりも深めに調整することに
より、上側ウェーハの滑り落ちを防止できる。分離用カ
セット１０に積層体３４を収容したあとは、すでに述べ
た通りである。このように、本発明の方法は、様々な熱
処理の形態に適応可能である。また、好適な実施形態で
は、積層体３４のうち、上側ウェーハを滑り移動させる
ようにしたが、分離部材１の調整により下側ウェーハの
みを回収用カセット２０に滑り移動させることも考え得
る。

【００４５】なお、本明細書中を通じて、貼り合わせＳ
ＯＩウェーハの製造方法について記載したが、これに限
らず、分離工程を含む貼り合わせウェーハの製造方法で
あれば、製品の形態に関係なく本発明が適用できること
はもちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】貼り合わせウェーハの製造工程の概要を示す工
程説明図。

【図２】縦型炉を用いた熱処理工程を説明する模式図。

【図３】図２に示すボートを該ボートの幅広口側から見
た正面図。

【図４】図２に示すボートを左右対称に二等分する断面
図。

【図５】ボートからカセットに積層体を移し替える移載
工程を説明する模式図。

【図６】分離工程に使用される分離用カセット、分離部
材および回収用カセットの配置図。

【図７】分離動作を説明する模式図。

【図８】分離部材の正面図。

【図９】分離部材のスリットと、残存ウェーハおよび貼
り合わせウェーハとの位置関係を説明する断面模式図。

【図１０】クッキーオーブン型熱処理炉で貼り合わせの
熱処理を行う場合の模式図。

【図１１】積層体をクッキーオーブン型熱処理炉から分
離用カセットに移載する方法を説明する図。

【図１２】従来の熱処理方法とウェーハの回収方法を説
明する模式図。

【符号の説明】

１ 分離部材 ２ 分離通路（スリット） ３ 分離部材側係合部 １０ 分離用カセット １０ｗ ウェーハ出し口 １１，２１ カセット側係合部 ２０ 回収用カセット ２５ 縦型炉 ２７ 縦型炉用ボート ３１ ボンドウェーハ ３２ ベースウェーハ ３３ 酸化膜（絶縁層） ３４ 積層体 ３８ 残存ウェーハ ３９ 貼り合わせＳＯＩウェーハ（貼り合わせウェー
ハ） ４１ イオン注入層 ４１’ 剥離層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にイオン注入層が形成されたボンド
   ウェーハと、ベースウェーハとを重ね合わせて熱処理す
   ることにより、前記ボンドウェーハと前記ベースウェー
   ハとを接合するとともに、前記イオン注入層にて前記ボ
   ンドウェーハに剥離層を形成する熱処理工程と、 該熱処理工程を経て得られる貼り合わせウェーハと、剥
   離を生じたあとの前記ボンドウェーハの残部である残存
   ウェーハとから構成される積層体を、一方のウェーハが
   上、他方のウェーハが下となるように分離用カセットに
   複数組収容する移載工程と、 前記積層体を構成する一方のウェーハに対し、他方のウ
   ェーハを面内方向に滑り移動させて両者を分離する動作
   を、前記分離用カセットに収容された複数組の前記積層
   体について順次的または一斉に行う分離工程と、 を含む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】 前記分離工程において、前記積層体を構
   成するウェーハのうち、一方の通過を許容して他方の通
   過を阻止する分離部材を、前記分離用カセットのウェー
   ハ出し口を覆う形にて配置することを特徴とする請求項
   １記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
3. 【請求項３】 前記分離部材を挟んで前記分離用カセッ
   トの反対側に、滑り移動してきたウェーハを回収するた
   めの回収用カセットを配置することを特徴とする請求項
   ２記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
4. 【請求項４】 前記分離用カセット、前記分離部材およ
   び前記回収用カセットを、前記回収用カセットが下方と
   なるように一体的に傾斜させて、前記積層体のうち上側
   に位置するウェーハを自重により滑り移動させることを
   特徴とする請求項３記載の貼り合わせウェーハの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記分離部材は、前記積層体のうち下側
   に位置するウェーハの通過を阻止するストッパ部を有
   し、該ストッパ部の上方に前記積層体のうち上側に位置
   するウェーハが通過可能な分離通路を備えることを特徴
   とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の貼り合
   わせウェーハの製造方法。
6. 【請求項６】 前記分離通路は、前記分離部材に形成さ
   れたスリットであることを特徴とする請求項５記載の貼
   り合わせウェーハの製造方法。
7. 【請求項７】 前記分離部材および前記分離用カセット
   には、互いに対する位置を定めて保持するための係合部
   が形成され、 前記分離部材が前記分離用カセットに取り付けられたと
   きに、前記積層体のうち下側に位置するウェーハの滑り
   移動を阻止するとともに、上側にする位置ウェーハの下
   側ウェーハに対する相対移動を許容するように、前記分
   離通路の位置が調整されていることを特徴とする請求項
   ５または６記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
8. 【請求項８】 前記貼り合わせウェーハを固定側として
   支持し、前記残存ウェーハを滑り移動させることを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の貼り合
   わせウェーハの製造方法。
9. 【請求項９】 前記熱処理工程において、ウェーハの重
   ね合わせ方向が炉の上下方向と略一致するようにウェー
   ハを収容する縦型炉を用い、 その際、上側に位置するウェーハの下側に位置するウェ
   ーハに対する相対移動が阻止されるように、主面が水平
   から傾いた状態で前記ボンドウェーハおよび前記ベース
   ウェーハを保持するように調整された縦型炉用ボートを
   用いることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１
   項に記載の貼り合わせウェーハの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記ボンドウェーハおよび前記ベース
    ウェーハの一方または両方が直径３００ｍｍのシリコン
    単結晶ウェーハであることを特徴とする請求項１ないし
    ９のいずれか１項に記載の貼り合わせウェーハの製造方
    法。