JP2006303101A - Manufacturing method for laminated wafer and jig for peeling used for it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウエーハ等の2枚のウエーハを用いて、いわゆる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方法、及びそれに使用する剥離用治具に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a bonded wafer by a so-called ion implantation separation method using two wafers such as a silicon wafer, and a separation jig used therefor.
高性能デバイス用のウエーハとして、半導体ウエーハを他のウエーハと貼り合わせて接合させた貼り合わせウエーハが使用されている。貼り合わせウエーハは、支持基板となるベースウエーハと、デバイスが形成されるボンドウエーハとを貼り合わせて製造される。例えば、鏡面研磨された2枚のシリコンウエーハの少なくとも一方のウエーハに酸化膜を形成した後、これらのウエーハを貼り合わせる。必要に応じて200〜1200℃の温度で熱処理して結合強度を高めた後、ボンドウエーハを研削及び研磨等して所望の厚さまで薄膜化する。このような方法により、SOI(silicon on insulator)層が形成された貼り合わせSOIウエーハを製造することができる。 As a wafer for a high-performance device, a bonded wafer in which a semiconductor wafer is bonded to another wafer and bonded is used. The bonded wafer is manufactured by bonding a base wafer serving as a support substrate and a bond wafer on which a device is formed. For example, after an oxide film is formed on at least one of two mirror-polished silicon wafers, these wafers are bonded together. If necessary, heat treatment is performed at a temperature of 200 to 1200 ° C. to increase the bond strength, and the bond wafer is then thinned to a desired thickness by grinding and polishing. By such a method, a bonded SOI wafer in which an SOI (silicon on insulator) layer is formed can be manufactured.
また、貼り合わせウエーハの他の製造方法として、イオン注入剥離法と呼ばれる方法がある。例えば酸化膜が形成されたシリコンウエーハ(ボンドウエーハ)に水素イオン等のイオンガスを注入して内部にイオン注入層(微小気泡層)を形成した後、ベースウエーハと貼り合わせる。なお、酸化膜を介さずに直接シリコンウエーハ同士を貼り合わせることもあるし、ベースウエーハとして、石英、炭化珪素、アルミナ等の絶縁性ウエーハが用いられる場合もある。 Another method for manufacturing a bonded wafer is a method called an ion implantation separation method. For example, an ion gas such as hydrogen ions is injected into a silicon wafer (bond wafer) on which an oxide film is formed to form an ion implantation layer (microbubble layer) inside, and then bonded to the base wafer. Note that silicon wafers may be bonded directly without using an oxide film, and an insulating wafer such as quartz, silicon carbide, or alumina may be used as a base wafer.
貼り合わせ後、ボンドウエーハ内のイオン注入層を境界として剥離する。この剥離工程では、貼り合わされたボンドウエーハとベースウエーハに対し、例えば500℃程度の熱処理(剥離熱処理)を施す。剥離熱処理により、イオン注入層は原子レベルでの割れが生じ、さらに機械的に負荷をかけることでボンドウエーハ内のイオン注入層を境界として剥離(分離)されることになる。このようなイオン注入剥離法によれば、より厚さが均一で薄いSOI層(活性層)が形成された貼り合わせウエーハを製造することができる。そして、製造された貼り合わせSOIウエーハは、活性層上にデバイスが形成されることになる。 After the bonding, the ion-implanted layer in the bond wafer is peeled off as a boundary. In this peeling step, a heat treatment (peeling heat treatment) of, for example, about 500 ° C. is performed on the bonded bond wafer and base wafer. By the separation heat treatment, the ion implantation layer is cracked at the atomic level, and further, mechanically loaded, the layer is separated (separated) with the ion implantation layer in the bond wafer as a boundary. According to such an ion implantation separation method, it is possible to manufacture a bonded wafer in which a thinner SOI layer (active layer) having a uniform thickness is formed. In the manufactured bonded SOI wafer, a device is formed on the active layer.
上記のように貼り合わせウエーハを製造する際、イオン注入層等で完全に剥離させるための方法として、イオン注入層等の剥離すべき部分に楔を挿入する方法、ガス等の流体を噴射する方法、あるいは、一方のウエーハを吸着保持し、他方のウエーハの中央部をガス等で加圧するとともに、イオン注入層等の剥離すべき部分に加圧ガスを供給する方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかし、ベースウエーハとボンドウエーハを貼り合わせたとき外周には未結合部が生じているが、イオン注入層に楔を挿入するとなると、特に未結合部が狭い場合には楔によって活性層にダメージを与える可能性が極めて高い。
また、イオン注入層は極めて薄い層であるので、その部分に楔を挿入したり、ガス噴射を行うことは極めて困難である。
When manufacturing a bonded wafer as described above, as a method for complete separation by an ion implantation layer or the like, a method of inserting a wedge into a portion to be separated such as an ion implantation layer or a method of injecting a fluid such as a gas Alternatively, a method has been proposed in which one wafer is adsorbed and held, the central portion of the other wafer is pressurized with a gas or the like, and a pressurized gas is supplied to a portion to be peeled off such as an ion implantation layer (Patent Literature). 1).
However, when the base wafer and the bond wafer are bonded together, an unbonded portion is formed on the outer periphery. However, when a wedge is inserted into the ion-implanted layer, the active layer is damaged by the wedge particularly when the unbonded portion is narrow. Very likely to give.
Further, since the ion implantation layer is an extremely thin layer, it is very difficult to insert a wedge or perform gas injection in that portion.
他の剥離方法として、図8(A)(B)に示したような板状の治具30を用いてウエーハをスライドさせて分離する方法が提案されている(特許文献2参照)。剥離熱処理後、図8(A)のように熱処理ボート35に支持されているウエーハ38を、治具30の支持面31上に載せて鉤状部32で支持する。そして、図8(B)のように治具30を傾斜させると、イオン注入層を境界として下側の部分、すなわちベースウエーハ上に活性層が形成された貼り合わせウエーハはストッパー33により移動が阻止される一方、上側の部分、すなわちボンドウエーハの残りの部分(剥離ウエーハ)は自重により段差部34まで滑り落ちて分離されることになる。
このようなスライド式の治具30では剥離作業を比較的容易に行うことができるが、自重により剥離を行うため、スムーズに剥離しない場合や、得られた貼り合わせウエーハの表面(活性層)にパーティクルが局所的に異常に付着している場合がある。
As another peeling method, a method has been proposed in which a wafer is slid and separated using a plate-
Such a slide-
以上の点に鑑み、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際、ウエーハや活性層にダメージを与えず、容易にかつ確実に剥離を行うことができ、パーティクルの付着が抑制された貼り合わせウエーハを製造する技術を提供することを目的とする。 In view of the above points, when manufacturing a bonded wafer by an ion implantation separation method, the present invention can easily and reliably perform the separation without damaging the wafer or the active layer, and suppress the adhesion of particles. It is an object of the present invention to provide a technique for manufacturing a bonded wafer.
本発明によれば、少なくとも、デバイスが形成されるウエーハにイオン注入することにより内部にイオン注入層を形成する工程と、該ウエーハのイオン注入した側の面を支持基板となる他のウエーハと貼り合わせる工程と、前記貼り合わされたウエーハに対して熱処理を施し、前記イオン注入層を境界として剥離させる工程を含む貼り合わせウエーハの製造方法において、前記剥離工程として、前記熱処理を施した後、前記イオン注入されたウエーハと支持基板となるウエーハをそれぞれ真空吸着し、少なくとも一方のウエーハを引き離すようにして前記イオン注入層を境界として剥離させることを特徴とする貼り合わせウエーハの製造方法が提供される(請求項1)。 According to the present invention, at least a step of forming an ion-implanted layer inside by ion-implanting into a wafer on which a device is formed, and a surface of the wafer on which the ion-implanted side is bonded to another wafer serving as a support substrate. In the method for manufacturing a bonded wafer, including a step of combining, and a step of performing heat treatment on the bonded wafer and separating the wafer with the ion-implanted layer as a boundary. There is provided a method for manufacturing a bonded wafer, characterized in that an implanted wafer and a wafer serving as a supporting substrate are vacuum-adsorbed, and at least one of the wafers is separated so as to be separated at the ion implanted layer as a boundary. Claim 1).
すなわち、イオン注入剥離法において、貼り合わされたウエーハに剥離熱処理を施した後、両側のウエーハをそれぞれ真空吸着して少なくとも一方のウエーハを引き離すようにすれば、ウエーハや活性層にダメージを与えずに剥離させることができる。また、両側のウエーハを真空吸着した上で強制的に引き離すので、容易にかつ確実に剥離させることができ、剥離後、パーティクルの付着が極めて効果的に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。 That is, in the ion implantation delamination method, after the delamination heat treatment is performed on the bonded wafer, the wafers on both sides are vacuum-sucked to separate at least one wafer without damaging the wafer or the active layer. Can be peeled off. In addition, since the wafers on both sides are forcibly separated after being vacuum-sucked, it is possible to easily and surely peel off, and it is possible to produce a bonded wafer in which particle adhesion is extremely effectively suppressed after peeling. it can.
この場合、前記イオン注入されたウエーハを前記支持基板となるウエーハから引き離すようにして前記イオン注入層を境界として剥離させることが好ましい(請求項2)。
イオン注入されたウエーハ、すなわちボンドウエーハをベースウエーハから引き離すようにしてイオン注入層で剥離させれば、貼り合わせウエーハ等へのダメージを確実に防ぐことができるとともに、より容易に剥離を行うことができる。
In this case, it is preferable that the ion-implanted wafer is separated from the wafer serving as the support substrate so that the ion-implanted layer is used as a boundary.
If the ion-implanted wafer, that is, the bond wafer is separated from the base wafer and separated by the ion-implanted layer, damage to the bonded wafer or the like can be reliably prevented, and separation can be performed more easily. it can.
前記イオン注入されたウエーハを、該ウエーハの中心から半径の3分の2より外側となる領域を真空吸着することが好ましい(請求項3)。
すなわち、ボンドウエーハの外側領域を真空吸着すれば、一層容易に剥離させることができる。
It is preferable that the ion-implanted wafer is vacuum-adsorbed in a region outside the two-thirds of the radius from the center of the wafer.
That is, if the outer region of the bond wafer is vacuum-sucked, it can be more easily separated.
また、前記イオン注入されたウエーハを、該ウエーハの中心を基準として非対称に吸着することが好ましい(請求項4)。
ボンドウエーハを非対称に吸着すれば、対称に吸着して剥離する場合よりも弱い力で剥離させることができる。
Preferably, the ion-implanted wafer is adsorbed asymmetrically with respect to the center of the wafer.
If the bond wafer is adsorbed asymmetrically, it can be peeled off with a weaker force than when it is adsorbed symmetrically and peeled off.
前記イオン注入するウエーハとして、シリコンウエーハを用いることができる(請求項5)。
ボンドウエーハとしてシリコンウエーハを用いた貼り合わせウエーハは需要が高く、本発明を適用することで、例えばSOI層にダメージが無く、パーティクルの付着も極めて抑制された高品質の貼り合わせSOIウエーハを製造することができる。
A silicon wafer can be used as the ion-implanted wafer.
Bonded wafers using silicon wafers as bond wafers are in high demand, and by applying the present invention, for example, high quality bonded SOI wafers in which the SOI layer is not damaged and particle adhesion is extremely suppressed can be manufactured. be able to.
さらに本発明によれば、内部にイオン注入層が形成されたウエーハを支持基板となるウエーハと貼り合わせた後、前記イオン注入層を境界として剥離させるために使用する治具であって、少なくとも、いずれか一方のウエーハを真空吸着するための吸着手段を有するウエーハ吸着用ステージと、他方のウエーハを真空吸着するための吸盤を有するウエーハ吸着盤とを具備することを特徴とする剥離用治具が提供される(請求項6)。 Furthermore, according to the present invention, after bonding a wafer having an ion implantation layer formed therein to a wafer serving as a support substrate, a jig used for peeling off the ion implantation layer as a boundary, at least, A stripping jig comprising a wafer suction stage having suction means for vacuum-sucking one of the wafers, and a wafer suction disk having a suction cup for vacuum-sucking the other wafer. (Claim 6).
このように貼り合わせ後のボンドウエーハとベースウエーハをそれぞれ真空吸着する剥離用治具であれば、真空吸着された各ウエーハを互いに引き離すことで、ウエーハや活性層にダメージを与えることなく、イオン注入層を境界として容易にかつ確実に剥離することができる。 In this way, if it is a peeling jig that vacuum-adsorbs the bonded wafer and base wafer after bonding, the wafers and the active layer are not damaged by separating the vacuum-adsorbed wafers from each other. The layer can be easily and reliably peeled off at the boundary.
この場合、前記ウエーハ吸着用ステージのウエーハを吸着する側の面に、吸着すべきウエーハを位置決めするためのピンが設けられたものとすることが好ましい(請求項7)。
すなわち、ウエーハ吸着用ステージに位置決め用のピンを設けた治具であれば、剥離前のウエーハを所定の位置で確実に吸着することができ、剥離作業を一層容易に行うことができるものとなる。
In this case, it is preferable that a pin for positioning the wafer to be adsorbed is provided on the wafer adsorbing side surface of the wafer adsorbing stage.
That is, if the jig is provided with positioning pins on the wafer suction stage, the wafer before peeling can be reliably sucked at a predetermined position, and the peeling operation can be performed more easily. .
また、前記ウエーハ吸着盤の吸盤が、吸着すべきウエーハの中心から半径の3分の2より外側となる領域を吸着する位置に設けられていることが好ましく(請求項8)、また、吸着すべきウエーハを該ウエーハの中心を基準として非対称に吸着する位置に設けられていることが好ましい(請求項9)。
ボンドウエーハの外側領域を吸着する位置、あるいはボンドウエーハの中心を基準として非対称に吸着する位置に吸盤が設けられていれば、小さい力で容易に剥離させることができるものとなる。
In addition, the suction cup of the wafer suction disk is preferably provided at a position for sucking a region outside the two thirds of the radius from the center of the wafer to be sucked (Claim 8). It is preferable that the power wafer is provided at a position where the wafer is attracted asymmetrically with respect to the center of the wafer.
If a suction cup is provided at a position that adsorbs the outer region of the bond wafer or a position that adsorbs asymmetrically with respect to the center of the bond wafer, it can be easily separated with a small force.
また、前記ウエーハ吸着用ステージ及びウエーハ吸着盤の少なくとも一方のウエーハを吸着する側の面に、前記剥離を行う際に前記ウエーハ吸着用ステージとウエーハ吸着盤とが一定の距離以下に近づくことを回避するための突出部が設けられていることが好ましい(請求項10)。
このような突出部を設けておけば、吸着用ステージと吸着盤とを一定の距離に近づけてそれぞれウエーハを確実に吸着することができ、ウエーハにウエーハ吸着盤が衝突してキズを付けてしまうこともなく、剥離作業を一層容易にかつ確実に行うことができるものとなる。
Also, it is possible to prevent the wafer suction stage and the wafer suction disk from approaching a predetermined distance or less when performing the peeling on the wafer suction surface of at least one of the wafer suction stage and the wafer suction disk. It is preferable that a projecting portion is provided for this purpose (claim 10).
If such a protrusion is provided, the suction stage and the suction disk can be brought close to each other and the wafer can be reliably suctioned, and the wafer suction disk collides with the wafer and scratches it. Without this, the peeling operation can be performed more easily and reliably.
本発明によれば、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際、貼り合わされた2枚のウエーハに剥離熱処理を施した後、両側のウエーハをそれぞれ真空吸着して少なくとも一方のウエーハを引き離すようにしてイオン注入層を境界として剥離させることができる。これにより、ウエーハや活性層にダメージを与えずに剥離させることができる。また、両ウエーハを真空吸着した上で強制的に引き離すので、イオン注入層で容易にかつ確実に剥離させることができ、パーティクルの付着が極めて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。 According to the present invention, when a bonded wafer is manufactured by the ion implantation peeling method, after the two wafers bonded are subjected to a peeling heat treatment, the wafers on both sides are vacuum-sucked to separate at least one of the wafers. Thus, the ion-implanted layer can be peeled off at the boundary. Thereby, it can be made to peel, without damaging a wafer and an active layer. In addition, since both wafers are forcibly separated after being vacuum-adsorbed, it is possible to easily and reliably peel them off with an ion-implanted layer, and it is possible to manufacture a bonded wafer in which particle adhesion is extremely suppressed.
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明について具体的に説明する。図1は本発明に係る剥離用治具の一例を概略的に示している。また、図2はボンドウエーハとベースウエーハとを貼り合わせた後に治具1を用いてイオン注入層で剥離を行う様子を概略的に示している。この剥離用治具1は、主に、ウエーハ吸着用ステージ2と、ウエーハ吸着盤3とから構成されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows an example of a peeling jig according to the present invention. FIG. 2 schematically shows how the ion implantation layer is peeled off using the
ウエーハ吸着用ステージ2の吸着面の中央部には、吸着すべきウエーハ8aの全面を均等に真空吸着できるように真空路9及び真空ポンプに通じる溝4が形成されており、真空溝4の周囲にはO−リング6が設けられている。また、O−リング6の外側には、剥離を行う際にウエーハ吸着用ステージ2とウエーハ吸着盤3とが一定の距離以下に近づいてウエーハに衝突することを回避するための突出部5が設けられている。
A groove 4 leading to a
ウエーハ吸着盤3には、ウエーハ8bを真空吸着するための吸盤7a,7bが設けられている。これらの吸盤7a,7bは、吸着すべきウエーハ8bをウエーハの中心を基準として非対称に吸着する位置に設けられている。また、各吸盤7a,7bは、ウエーハの中心から半径の3分の2より外側となる領域を吸着する位置に設けられている。これらの吸盤7a,7bは、真空路10を通じてウエーハ8(8b)を真空吸着することができる。吸盤7a,7bの材質は、ウエーハ8にキズを付けたり汚染せずに吸着できるものとし、例えばシリコーンゴム製の吸盤を好適に採用することができる。
なお、吸着用ステージ2及び吸着盤3のそれぞれの本体の材質は、ウエーハ8(8a,8b)を汚染しないものであれば特に限定されず、プラスチック、セラミックス等を使用でき、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)製のものを好適に使用できる。
The
The material of each main body of the
図3は本発明に係る剥離用治具の他の例を概略的に示している。また、図4はこの治具11を用いて剥離を行う様子を概略的に示している。
この剥離用治具11も、ウエーハ吸着用ステージ12とウエーハ吸着盤13とを具備している。吸着用ステージ12の吸着面には、ウエーハ8aを真空吸着するための溝(不図示)とO−リング6が設けられている。また、O−リング6の外側には、吸着すべきウエーハ8aを位置決めするためのピン16が設けられている。なお、位置決め用のピン16は、図1で示した接触回避用の突出部5と兼用させてもよい。
ウエーハ吸着盤13には、図1の吸着盤3と同様、吸盤17a,17bが、吸着すべきウエーハ8bの中心から半径の3分の2より外側となる領域を非対称に吸着する位置に設けられている。
FIG. 3 schematically shows another example of the peeling jig according to the present invention. FIG. 4 schematically shows how the jig 11 is peeled off.
The peeling jig 11 also includes a
1, the
次に、剥離用治具1を用いて貼り合わせウエーハを製造する方法について説明する。図5は、本発明により貼り合わせSOIウエーハを製造する方法の一例を示すフロー図である。
まず、支持基板となるベースウエーハ21と、デバイスが形成されるボンドウエーハ22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(図5(a))。
そして、少なくとも一方のウエーハ、ここではボンドウエーハ22を熱酸化し、表面に例えば0.1μm〜2.0μm厚の酸化膜23を形成する(図5(b))。
Next, a method for manufacturing a bonded wafer using the peeling
First, two mirror-finished silicon wafers are prepared as a
Then, at least one of the wafers, here, the
表面に絶縁膜(酸化膜)23を形成したボンドウエーハ22の片面に対して水素イオンを注入し、イオンの平均進入深さにおいて表面に平行なイオン注入層(微小気泡層)24を形成する(図5(c))。このときの注入温度は例えば25〜450℃とすることができる。なお、水素イオンのほかに、例えば希ガスイオンあるいは、これらの両方を注入することもできる。
Hydrogen ions are implanted into one side of a
水素イオン注入したボンドウエーハ22のイオン注入した側の面を、ベースウエーハ21と貼り合わせる(図5(d))。常温の清浄な雰囲気下で2枚のウエーハ21,22の表面同士を接触させることにより、接着剤等を用いることなくウエーハ同士が接合する。
The surface of the
貼り合わせ後、ボンドウエーハ22内のイオン注入層24を境界として剥離する(図5(e))。
貼り合わされたベースウエーハ21とボンドウエーハ22に対し、例えば、不活性ガス雰囲気下約500℃の熱処理(剥離熱処理)を施す。このような剥離熱処理により、イオン注入層24において原子レベルでの割れが生じる。そこで、完全に剥離させるため、本発明に係る剥離用治具1を用いる。例えば、ベースウエーハ21側を吸着用ステージ2で真空吸着し、ボンドウエーハ22側を吸着盤3で真空吸着する。次いで、吸着用ステージ2を固定した状態で吸着盤3を引上げてボンドウエーハ22をベースウエーハ21から引き離す。これにより吸盤7a,7bに吸着されたボンドウエーハ22の外側領域が反る形でボンドウエーハ22内のイオン注入層24を境界として剥離させることができる。
なお、剥離の際、ベースウエーハ21をボンドウエーハ22から引き離すようにしてもよいし、両ウエーハ21,22を互いに引き離すようにして剥離を行ってもよい。
After bonding, peeling is performed using the
For example, the bonded
At the time of peeling, the
このようにイオン注入層24で剥離されることで、剥離ウエーハ25と、SOIウエーハ26(SOI層27+埋め込み酸化膜23+ベースウエーハ21)に分離し、貼り合わせSOIウエーハ26を得ることができる(図5(f))。
貼り合わせ後のボンドウエーハとベースウエーハは、外周部において一般的に1mm〜2mm程度の幅の未結合部が生じているが、本発明に係る剥離用治具1では、ボンドウエーハの側面からイオン注入層を狙って楔等を差し込むことも無いので、ベースウエーハ21上に形成された酸化膜23とSOI層27、あるいは貼り合わせウエーハ26にダメージやキズを与えることもない。また、両ウエーハを真空吸着した上で強制的に引き離すので、イオン注入層で容易にかつ確実に剥離させることができ、パーティクルの付着が極めて抑制された貼り合わせウエーハ26を製造することができる。
By peeling off at the
In the bonded wafer and the base wafer after bonding, an unbonded portion having a width of about 1 mm to 2 mm is generally generated in the outer peripheral portion. In the peeling
なお、ボンドウエーハ22の中央部を吸着してもよいが、ボンドウエーハ22の中央部を吸着した場合よりも外側領域を吸着した方が弱い力で剥離を行うことができる。特に、ボンドウエーハ22の中心から半径の3分の2より外側となる領域を吸盤7a,7bで吸着すれば、ボンドウエーハ22の外側領域を確実に反らせる形で引き離すことができ、容易に剥離させることができる。
また、ボンドウエーハ22の中心を基準に対称にあるいは全周を吸着してもよいが、中心を基準に対称にあるいは全周を吸着した場合よりも非対称に吸着した場合の方が弱い力で容易に剥離させることができる。
In addition, although the center part of the
In addition, the entire circumference may be adsorbed symmetrically with respect to the center of the
あるいは、ボンドウエーハ22を吸着用ステージ2で真空吸着し、ベースウエーハ21を吸着盤3で真空吸着して剥離を行うこともできる。ただし、ベースウエーハ21側の外側領域を吸着してボンドウエーハ22から引き離そうとすると、製品となる貼り合わせウエーハ26の外側領域が反る形となり、その負荷が外周付近のSOI層に影響するおそれがあるので、前記のようにボンドウエーハ22を吸着盤3で真空吸着してベースウエーハ21から引き離すようにして剥離させることが好ましい。
Alternatively, the
さらに、吸着から剥離までの一連作業を自動化することもできる。例えば、吸着用ステージ2でベースウエーハ21側を真空吸着した後、吸着盤3が自動的に下降してボンドウエーハ22側を真空吸着する。そして、吸着後、吸着盤3が自動的に上昇するように構成すれば、剥離工程をほぼ自動的に行うことが可能となる。
Furthermore, a series of operations from adsorption to peeling can be automated. For example, after the
剥離後、ベースウエーハ21とSOI層との結合力をより高めるために、あるいはSOI層27の表面を平坦化させるために、例えば不活性ガス、水素ガス、あるいはこれらの混合ガス雰囲気下、1000〜1300℃の範囲の熱処理を行ってもよい。
After peeling, in order to further increase the bonding force between the
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
(実施例)
直径200mmのシリコンウエーハを用い、図5に示したフローに従ってSOIウエーハを製造した。
具体的には、ボンドウエーハに水素イオンを注入し、ベースウエーハと貼り合わせた後、剥離熱処理(アルゴンガス雰囲気、約500℃、30分間)を施した。次いで、図1に示したような剥離用治具1を用い、ベースウエーハ側を吸着用ステージで真空吸着し、さらに、ボンドウエーハ側の外縁から10mm以内の領域を吸着盤で真空吸着した。そして、吸着用ステージを固定した状態で吸着盤を引上げることによりボンドウエーハをベースウエーハから引き離すようにしてボンドウエーハ内のイオン注入層を境界として剥離させた。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
(Example)
Using a silicon wafer having a diameter of 200 mm, an SOI wafer was manufactured according to the flow shown in FIG.
Specifically, hydrogen ions were implanted into the bond wafer, bonded to the base wafer, and then subjected to a peeling heat treatment (argon gas atmosphere, about 500 ° C., 30 minutes). Next, using the peeling
得られた貼り合わせウエーハのSOI層上のパーティクル(0.5μm以上)をパーティクルカウンタ(KLAテンコール社製、SP−1)を用いてカウントした。
図6(A)は48枚のSOIウエーハのパーティクル数と度数を示している。図6(A)に見られるように、43枚(約90%)のSOIウエーハではパーティクル数は5個以下であり、残りの5枚でもパーティクル数は最大8個であった。平均パーティクル数は2.6個であった。
また、図7(A)は吸盤の位置とパーティクルの発生状況の一例を示している。パーティクルの局所的な異常発生は見られなかった。
Particles (0.5 μm or more) on the SOI layer of the obtained bonded wafer were counted using a particle counter (SP-1 manufactured by KLA Tencor).
FIG. 6A shows the number of particles and the frequency of 48 SOI wafers. As seen in FIG. 6A, the number of particles in 43 (about 90%) SOI wafers was 5 or less, and the maximum number of particles in the remaining 5 was 8. The average number of particles was 2.6.
FIG. 7A shows an example of the position of the suction cup and the state of generation of particles. There was no local abnormality of particles.
(比較例)
実施例と同様のシリコンウエーハを用いて貼り合わせ及び剥離熱処理を行った後、図8に示したようなスライド式の治具30を用いて剥離を行った。得られた貼り合わせウエーハのSOI層上のパーティクル(0.5μm以上)をカウントした。
図6(B)は132枚のSOIウエーハのパーティクル数と度数を示している。55枚(約42%)ではパーティクル数が5個以下であったが、36枚(約27%)では6〜10個、残りのウエーハでは11個以上カウントされ、最大185個のパーティクルがカウントされた。平均パーティクル数は13.3個であった。
また、図7(B)はパーティクルの発生状況の一例を示している。局所的にパーティクルが異常発生していることがわかる。
(Comparative example)
After bonding and peeling heat treatment using the same silicon wafer as in the example, peeling was performed using a slide-
FIG. 6B shows the number of particles and the frequency of 132 SOI wafers. In 55 sheets (about 42%), the number of particles was 5 or less, but in 36 sheets (about 27%), 6 to 10 particles were counted, and the remaining wafers were counted 11 or more, and a maximum of 185 particles were counted. It was. The average number of particles was 13.3.
FIG. 7B shows an example of particle generation status. It can be seen that abnormal particles are occurring locally.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
例えば、本発明に係る剥離用治具は、図1−4に示した態様のものに限定されず、例えば、吸着盤の吸盤の形状、数、位置等、吸着用ステージの真空溝の形状、配置等は適宜設計すればよい。また、吸着用ステージの吸着手段として、吸着盤と同様の吸盤を用いてもよい。
また、剥離熱処理後の貼り合わせウエーハを垂直に支持した状態で水平方向から吸着及び剥離を行ってもよい。
For example, the peeling jig according to the present invention is not limited to the embodiment shown in FIGS. 1-4, for example, the shape, number, position, etc. of the suction cup of the suction cup, the shape of the vacuum groove of the suction stage, What is necessary is just to design arrangement | positioning etc. suitably. Further, a suction cup similar to the suction cup may be used as the suction means of the suction stage.
Moreover, you may perform adsorption | suction and peeling from a horizontal direction in the state which supported the bonding wafer after peeling heat processing perpendicularly | vertically.
さらに、上記実施態様では、2枚のシリコンウェーハからSOIウェーハを製造する場合について説明したが、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であれば、ボンドウエーハとベースウエーハの材質や大きさは特に限定されず、例えば、ボンドウエーハとしてGaAs等の化合物半導体ウェーハを用いる場合、ベースウエーハとして炭化珪素、アルミナ等の絶縁性ウエーハを用いる場合等にも本発明は当然適用することができる。 Furthermore, in the above embodiment, the case where an SOI wafer is manufactured from two silicon wafers has been described. However, if a bonded wafer is manufactured by an ion implantation separation method, the material and size of the bond wafer and the base wafer are described. The present invention is not particularly limited. For example, the present invention is naturally applicable to a case where a compound semiconductor wafer such as GaAs is used as the bond wafer, and an insulating wafer such as silicon carbide or alumina is used as the base wafer.
1,11…剥離用治具、 2,12…ウエーハ吸着用ステージ、 3,13…ウエーハ吸着盤、 4…真空溝、 5…接触回避用突出部、 6…O−リング、 7a,7b,17a,17b…吸盤、 8…貼り合わせウエーハ(剥離前)、 9,10…真空路、 16…位置決めピン、 21…ベースウエーハ、 22…ボンドウエーハ、 23…酸化膜、 24…イオン注入層、 25…剥離ウエーハ、 26…貼り合わせウエーハ、 27…SOI層(活性層)。
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