JP2006278971A - 貼り合わせウエーハの製造方法及びそれに用いるウエーハ保持用治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】治具本体2に載置されたベースウエーハ7の裏面の周辺部をチャック3で吸着するとともに、供給路5を通じて弾性シート4の背面に流体を供給して加圧することによりベースウエーハを凸形状に変形させて保持するものであることを特徴とするウエーハ保持用治具1。ベースウエーハの裏面の周辺部を吸着保持するとともに、該裏面の中央部を圧力を制御しながら押圧することにより該ベースウエーハを所望の凸形状に変形させ、該凸形状に変形されたベースウエーハと、デバイスが形成されるボンドウエーハ8とを貼り合わせる。
【選択図】図1
Description
なお、貼り合わせウエーハを製造する場合、酸化膜を介さずに直接シリコンウエーハ同士を接合することもあるし、ベースウエーハとして、石英、炭化珪素、アルミナ等の絶縁体のウエーハが用いられる場合もある。
上記範囲内の押圧力であれば、ベースウエーハに過大な負荷を掛けずに適度に凸形状に変形させてボンドウエーハと確実に貼り合わせることができ、貼り合わせ後の反りの発生を確実に抑制することができる。
表面に酸化膜が形成されたシリコンウエーハをベースウエーハと貼り合わせると反りが大きくなる傾向があるが、ボンドウエーハの酸化膜の有無に応じてベースウエーハを所望の凸形状に変形させて貼り合わせることで反りの発生を効果的に抑制することができる。
ベースウエーハと厚さが異なり、薄いボンドウエーハを用いると反りが発生し易く、特にボンドウエーハの厚さが薄いほど貼り合わせウエーハの大きな反りが発生し易いが、ボンドウエーハの厚さに応じてベースウエーハを所望の凸形状に変形させて貼り合わせることで反りの発生を効果的に抑制することができる。
ベースウエーハを加温するとともに所望の凸形状に変形してボンドウエーハとの貼り合わせを行えば、反りの発生が一層抑制された貼り合わせウエーハを製造することができる。
弾性シートの背面に加熱したエアーを供給する保持用治具とすれば、ベースウエーハを加温するとともに押圧により所望の凸形状に変形させた状態で保持することができる。従って、これを用いてベースウエーハとボンドウエーハとの貼り合わせを行えば、反りの発生が一層抑制あるいは高精度に制御された貼り合わせウエーハを得ることができる。
図1(A)(B)は、貼り合わせの際に好適に使用することができる本発明に係るウエーハ保持用治具の一例を示している。この治具1は、主に、本体2と、ウエーハ7の裏面の周辺部を吸着するためのチャック3と、ウエーハ7の裏面の中央部を押圧するための弾性シート4とを備えている。
なお、供給路5からはヒータ12により加熱したエアー、あるいは水等の液体を供給するものとしてもよい。これによりベースウエーハ7を所望の温度に加温することができる。
図2は、本発明により貼り合わせウエーハを製造する手順を示した図である。まず、ベースウエーハ7及びボンドウエーハ8として2枚の鏡面化されたシリコンウエーハを用意する。ウエーハ7,8の大きさや厚さは特に限定されるものではないが、ベースウエーハ7が支持基板となり、ボンドウエーハ8はデバイスが形成されるウエーハであるので、ボンドウエーハ8はベースウエーハ7よりも厚さが薄いウエーハを用いることができる。
図3は、ベースウエーハに対する弾性シートの圧力と、貼り合わせ後のウエーハの反り形状との関係を示したものである。さらに、図4(A)−(D)は、貼り合わせ後の反り形状を示すマップ図である。図3及び図4の結果から、ベースウエーハの裏面の中央部を1.0−2.0kPaの範囲内の圧力で押圧すれば、ベースウエーハに過度の負荷を掛けずに適度に凸形状に変形させてボンドウエーハと容易に貼り合わせることができ、また、貼り合わせ後、Warpは100μm以下、Bowは±30μm以下となり、反りの発生を効果的に抑制することができることがわかった。
図5は、加温したベースウエーハを用いて貼り合わせを行った場合のベースウエーハの表面温度と、貼り合わせ後の形状との関係を示したグラフであり、図6(A)−(D)は、貼り合わせ後の反り形状を示す図である。
ベースウエーハ7上にボンドウエーハ8を載置した後、ボンドウエーハ8の上から押圧用の治具9で押圧する(図2(矢印E))。これによりベースウエーハ7とボンドウエーハ8とが密着して接合し、確実に貼り合わせることができる。
さらに、本発明はイオン注入剥離法により貼り合わせウエーハを製造する場合にも適用できるため、イオン注入により微小気泡層を形成したボンドウエーハを用い、前記のように所望の凸形状に変形させたベースウエーハと貼り合わせた後、ボンドウエーハ内の微小気泡層で剥離するための熱処理を行ってもよい。
(実施例)
直径150mm、厚さ550μmのシリコンウエーハ(ベースウエーハ)を図1に示した保持治具で保持し、直径150mm、厚さ300μmのシリコンウエーハ(ボンドウエーハ)と貼り合わせた。なお、チャックによる吸着力は−30kPaとし、中央部の押圧力は1.5kPaとした。
貼り合わせ後、ウエーハ形状測定装置(ADE8300)を用いて貼り合わせウエーハの形状を測定したところ、Warpは約52μmであり、Bowはほぼ0μmであった。
実施例と同様のシリコンウエーハを用い、図7に示したような載置台を用いて貼り合わせを行った。
貼り合わせ後のウエーハの形状を測定したところ、Warpは125μmであり、Bowは−50μであった。
Claims (9)
- 2枚のウエーハを貼り合わせて製造する貼り合わせウエーハの製造方法において、前記2枚のウエーハのうち支持基板となるベースウエーハの裏面の周辺部を吸着保持するとともに、該裏面の中央部を圧力を制御しながら押圧することにより該ベースウエーハを所望の凸形状に変形させ、該凸形状に変形されたベースウエーハと、デバイスが形成されるボンドウエーハとを貼り合わせることを特徴とする貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ベースウエーハの裏面の中央部を1.0−2.0kPaの範囲内の圧力で押圧することを特徴とする請求項1に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ボンドウエーハとして、少なくとも貼り合わせる面に酸化膜が形成されたシリコンウエーハを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ボンドウエーハとして、前記ベースウエーハよりも厚さが薄いシリコンウエーハを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ボンドウエーハとして、厚さが300μm以下のシリコンウエーハを用いることを特徴とする請求項4に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ベースウエーハを加温して前記ボンドウエーハと貼り合わせることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 前記ベースウエーハを、50−220℃の範囲内に加温することを特徴とする請求項6に記載の貼り合わせウエーハの製造方法。
- 2枚のウエーハを貼り合わせて貼り合わせウエーハを製造する際にウエーハを保持するための治具であって、少なくとも、前記2枚のウエーハのうち支持基板となるベースウエーハが載置される本体と、該本体に載置されたベースウエーハの裏面の周辺部を吸着するためのチャックと、該ベースウエーハの裏面の中央部を押圧するための弾性シートと、該弾性シートの背面に流体を供給するための供給路とを備え、前記本体に載置されたベースウエーハの裏面の周辺部を前記チャックで吸着するとともに、前記供給路を通じて前記弾性シートの背面に流体を供給して加圧することにより前記ベースウエーハを凸形状に変形させて保持するものであることを特徴とするウエーハ保持用治具。
- 前記供給路を通じて前記弾性シートの背面に加熱したエアーを供給するものであることを特徴とする請求項8に記載のウエーハ保持用治具。
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