JP2010140943A - Method of evaluating laminated wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する評価方法に関するものである。 The present invention relates to an evaluation method for evaluating the state of a bonded interface of a bonded wafer.
活性層用シリコンウェーハと支持用シリコンウェーハとを貼り合わせて製作される貼り合わせウェーハ(SOIウェーハ)に関し、その貼り合わせ界面を評価する方法として、赤外分光法(いわゆるIR法)や超音波探傷法がすでに知られている。
赤外分光法は、簡単に言えば、赤外線を対象物に照射し、その透過光又は反射光を分光してスペクトルを取得し、そのスペクトルを画像化して対象物の状態を知る方法である。また、超音波探傷法は、簡単に言えば、超音波を直接または水等を媒介として対象物に照射し、その反射波を画像化して対象物の状態を知る方法である。
Regarding a bonded wafer (SOI wafer) manufactured by bonding an active layer silicon wafer and a supporting silicon wafer, infrared spectroscopy (so-called IR method) or ultrasonic flaw detection is used as a method for evaluating the bonding interface. The law is already known.
In simple terms, infrared spectroscopy is a method of irradiating an object with infrared rays, spectrally analyzing the transmitted or reflected light, obtaining a spectrum, and imaging the spectrum to know the state of the object. The ultrasonic flaw detection method is simply a method of irradiating a target object with ultrasonic waves directly or through water or the like and imaging the reflected wave to know the state of the target object.
なお、こうした赤外分光法や超音波探傷法については、例えば特許文献1に開示されているので参照されたい。
しかしながら、これら赤外分光法や超音波探傷法によれば、貼り合わせ界面のボイド(空隙)を検出することはできるが、貼り合わせ界面にボイドは存在しないが結合状態が弱い箇所等を検出することはできない。
このような結合状態の弱い箇所等が存在すると、デバイスプロセスにおいて活性層に剥がれが生じ、特性不良を起こす虞がある。そのため、赤外分光法や超音波探傷法で検知できない欠陥を検知するのは非常に重要である。
However, according to these infrared spectroscopy and ultrasonic flaw detection methods, it is possible to detect voids (voids) at the bonding interface, but to detect places where there is no void at the bonding interface but the bonding state is weak. It is not possible.
If such a weakly bonded portion exists, the active layer may be peeled off in the device process, which may cause a characteristic defect. Therefore, it is very important to detect defects that cannot be detected by infrared spectroscopy or ultrasonic flaw detection.
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、従来の赤外分光法や超音波探傷法では検知できない欠陥も良好に検知することができるようにした、貼り合わせウェーハの評価方法を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such a problem, and provides a method for evaluating a bonded wafer, in which defects that cannot be detected by conventional infrared spectroscopy and ultrasonic flaw detection methods can be detected well. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の貼り合わせウェーハの評価方法は、2枚のシリコンウェーハを貼り合わせた後、その貼り合わせの接着性を高めるための強化熱処理及び薄膜化加工を順に行なって製作される貼り合わせウェーハの貼り合わせ界面の状態を評価する方法であって、該強化熱処理後且つ該薄膜化加工前に、該貼り合わせ界面を境に該貼り合わせウェーハを剥離させる工程と、その後、該貼り合わせ界面であった面の状態を直接目視し且つ顕微鏡を利用して観察する工程とを備えたことを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above-mentioned object, the bonded wafer evaluation method of the present invention is such that, after bonding two silicon wafers, a tempering heat treatment and a thinning process are performed in order to enhance the bonding adhesiveness. A method for evaluating a state of a bonded interface of a bonded wafer to be manufactured, the step of separating the bonded wafer after the strengthening heat treatment and before the thinning process, with the bonded interface as a boundary, and thereafter And a step of directly observing the state of the surface that was the bonding interface and observing it using a microscope (claim 1).
なお、該強化熱処理の温度は1000℃以上であることが好ましい(請求項2)。
また、該顕微鏡は原子間力顕微鏡であることが好ましい(請求項3)。
また、刃物を用いて該貼り合わせウェーハを剥離させることが好ましく(請求項4)、このとき、該貼り合わせウェーハのエッジの未接着部分から該刃物の刃を挿入し、該貼り合わせウェーハを剥離させるとより好ましい(請求項5)。
In addition, it is preferable that the temperature of this tempering heat processing is 1000 degreeC or more (Claim 2).
The microscope is preferably an atomic force microscope.
Moreover, it is preferable to peel off the bonded wafer using a blade (Claim 4). At this time, the blade of the blade is inserted from an unbonded portion of the edge of the bonded wafer, and the bonded wafer is peeled off. It is more preferable if it is made (Claim 5).
さらに、該貼り合わせウェーハを剥離させる前に、赤外分光法又は超音波探傷法を用いて、該貼り合わせ界面の状態を検査することが好ましい(請求項6)。 Furthermore, before peeling off the bonded wafer, it is preferable to inspect the state of the bonded interface using infrared spectroscopy or ultrasonic flaw detection.
本発明の貼り合わせウェーハの評価方法によれば、貼り合わせウェーハを貼り合わせ界面を境に剥離させるので、直接目視や顕微鏡の利用により貼り合わせ界面であった面の状態を直に観察することができ、貼り合った状態では検知不可能な微細な面の状態や界面に存在する異物も良好に検知することができる。
また、強化熱処理が施されて接着力が高まった貼り合わせウェーハであっても、刃物を利用することで、容易且つ良好に剥離することができる。
According to the bonded wafer evaluation method of the present invention, since the bonded wafer is peeled off at the bonding interface, it is possible to directly observe the state of the bonded interface directly by visual observation or using a microscope. In addition, it is possible to satisfactorily detect a minute surface state that cannot be detected in a bonded state and foreign matter present at the interface.
Further, even a bonded wafer that has been subjected to tempering heat treatment and has increased adhesive strength can be easily and satisfactorily peeled by using a blade.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3は本発明の一実施形態に係る貼り合わせウェーハの評価方法について説明するためのものであって、図1はその評価工程を含んで示す貼り合わせウェーハの製造方法のフローチャート、図2はその評価のためにウェーハを剥離する様子を示す模式的な断面図、図3はその評価によって検知された欠陥を示す顕微鏡写真である。なお、図2においては、本発明の主旨を把握しやすいように、ウェーハや刃の寸法を誇張して示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are for explaining a bonded wafer evaluation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a flowchart of a bonded wafer manufacturing method including the evaluation process. 2 is a schematic cross-sectional view showing how the wafer is peeled off for the evaluation, and FIG. 3 is a photomicrograph showing defects detected by the evaluation. In FIG. 2, the dimensions of the wafer and the blade are exaggerated for easy understanding of the gist of the present invention.
[概要]
まず、本発明の評価の対象となる貼り合わせウェーハ(以下、SOIウェーハという)について説明すると、SOIウェーハは、図1及び図2に示すように、支持基板となる支持用シリコンウェーハ1と活性層が形成される活性層用シリコンウェーハ2とを貼り合わせる貼り合わせ工程S10と、その貼り合わせの接着性(結合性)を高めるために1000℃以上の温度で結合強化熱処理を行なう熱処理工程S20と、研削やエッチング等を利用して活性層用シリコンウェーハ2の薄膜化を行なう薄膜化工程S30とをこの順に経て製造されている。
[Overview]
First, a bonded wafer (hereinafter referred to as an SOI wafer) to be evaluated according to the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the SOI wafer includes a supporting silicon wafer 1 and an active layer as a supporting substrate. A bonding step S10 for bonding the active
そして、本発明のSOIウェーハの評価は、上記の熱処理工程S20と薄膜化工程S30との間で評価工程S25として行なわれるようになっている。
この評価方法について詳述すると、薄膜化前のSOIウェーハは、その端縁(エッジ)が面取り形状によって未接着となっているので、この未接着部分から刃物3の刃3aを挿入し、SOIウェーハを貼り合わせ界面を境に強制的に剥離するようになっている。刃物3は、鋭利な先端を有する剥離治具であり、より具体的には金属製やセラミックス製の刃3aを有する、例えばカッターのような刃物である。
The evaluation of the SOI wafer of the present invention is performed as the evaluation step S25 between the heat treatment step S20 and the thinning step S30.
This evaluation method will be described in detail. Since the edge of the SOI wafer before thinning is not bonded due to the chamfered shape, the
そして、剥離後、貼り合わせ界面であった面の状態を集光灯下で直接目視し、目視後にさらに顕微鏡(例えば、原子間力顕微鏡;Atomic Force Microscope)を利用して観察するようになっている。
なお、剥離の際には、未接着部分のうちの適当な箇所から刃3aを挿入したら、SOIウェーハの外周に沿って刃3aを移動させて縁部全周を剥離させ、続いて刃3aをSOIウェーハから離し、最後に、直に手作業でもしくは適宜の治具を利用してSOIウェーハの全面を剥ぐようにすると良い。
And after peeling, the state of the surface that was the bonding interface is directly observed under a condensing lamp, and after the observation, it is further observed using a microscope (for example, an atomic force microscope). Yes.
At the time of peeling, if the
また、図2中において、刃物3は、作業者が刃3aを安全に取り扱えるように保持具3bによって保持されているが、刃物3の形態はこれに限定されるものではなく、少なくとも刃3aがあれば良い。
また、剥離前に、赤外分光法(IR法)及び超音波探傷法の少なくとも何れか1つを用いて、貼り合わせ界面の状態を検査すると良い。特に、赤外分光法による検査は貼り合わせ後且つ強化熱処理前に行ない、超音波探傷法による検査は強化熱処理後且つ剥離前に行なうと良い。
In FIG. 2, the
In addition, the state of the bonded interface may be inspected using at least one of infrared spectroscopy (IR method) and ultrasonic flaw detection method before peeling. In particular, inspection by infrared spectroscopy is preferably performed after bonding and before tempering heat treatment, and inspection by ultrasonic flaw detection is preferably performed after tempering heat treatment and before peeling.
以下に、具体的な実施例について説明する。
[実施例1]
1100℃で結合強化熱処理が施され、薄膜化されていない直径150mmのSOIウェーハにおいて、赤外分光法及び超音波探傷法にて欠陥が見られないことを予め検査した後に、金属製の刃を用いてそのSOIウェーハを面取り部位である未接着部分を基点に剥離させた。
Specific examples will be described below.
[Example 1]
After inspecting that there is no defect in infrared spectroscopy and ultrasonic flaw detection in a non-thinned SOI wafer with a diameter of 150 mm that has been subjected to bond strengthening heat treatment at 1100 ° C, The SOI wafer was peeled off using the unbonded portion which is a chamfered portion as a base point.
続いて、ハロゲンランプ集光灯下にて貼り合わせ時に界面となっていた面を目視で直接観察したところ、貼り合わせ界面に欠陥がある部位が確認された。詳しくは、目視観察において、欠陥が白濁した円形として見え、面の荒れが確認された。そして、その欠陥を原子間力顕微鏡によりさらに観察したところ、その欠陥部位には、図3に示すような直径774μm、高さ5.6nmの面荒れ領域が介在していることが確認された(なお、図3における円形の盛り上がり部分が面荒れ領域である。また、この面荒れ領域は、図2においてウェーハ1,2間に細かいハッチを付して示されるようなものである。)。この面荒れ領域は、貼り合わせ界面において2枚のウェーハ間を隙間なく埋めていたため、赤外分光法や超音波探傷法では検知することができなかった。
Then, when the surface which became an interface at the time of bonding under a halogen lamp condensing lamp was directly observed visually, the site | part which has a defect in the bonding interface was confirmed. Specifically, in the visual observation, the defect appeared as a clouded circle, and the roughness of the surface was confirmed. Further, when the defect was further observed with an atomic force microscope, it was confirmed that a rough surface area having a diameter of 774 μm and a height of 5.6 nm as shown in FIG. 3 is a rough surface area, which is shown by a fine hatch between the
[効果]
このような本発明の貼り合わせウェーハの評価方法によれば、SOIウェーハを貼り合わせ界面を境に剥離させるので、集光灯下での直接目視や顕微鏡を用いて、貼り合わせ界面であった面の状態を直に観察することができ、貼り合った状態では検知不可能な微細な面の状態や界面に存在する異物も良好に検知することができる。
[effect]
According to such a method for evaluating a bonded wafer of the present invention, the SOI wafer is peeled off at the bonding interface, so the surface that was the bonding interface using direct observation under a condenser lamp or a microscope. This state can be observed directly, and a fine surface state that cannot be detected in the bonded state and foreign matter present at the interface can be detected well.
また、強化熱処理が施されて接着力が高まったSOIウェーハであっても、刃物3を利用することで、容易且つ良好に剥離することができる。
なお、上述のように本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。
Further, even an SOI wafer that has been subjected to tempering heat treatment and has increased adhesive strength can be easily and satisfactorily peeled by using the
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 支持用シリコンウェーハ
2 活性層用シリコンウェーハ
3 刃物
3a 刃
3b 保持具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon wafer for
Claims (6)
該強化熱処理後且つ該薄膜化加工前に、該貼り合わせ界面を境に該貼り合わせウェーハを剥離させる工程と、その後、該貼り合わせ界面であった面の状態を直接目視し且つ顕微鏡を利用して観察する工程とを備えた
ことを特徴とする、貼り合わせウェーハの評価方法。 After bonding two silicon wafers, a method for evaluating the state of the bonding interface of the bonded wafers produced by sequentially performing a tempering heat treatment and a thinning process for increasing the bonding adhesiveness. ,
After the strengthening heat treatment and before the thinning process, the step of peeling the bonded wafer with the bonding interface as a boundary, and then directly observing the state of the surface that was the bonding interface and using a microscope And a step of observing the bonded wafer.
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評価方法。 The method for evaluating a bonded wafer according to claim 1, wherein the temperature of the tempering heat treatment is 1000 ° C. or higher.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の貼り合わせウェーハの評価方法。 3. The method for evaluating a bonded wafer according to claim 1, wherein the microscope is an atomic force microscope.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の貼り合わせウェーハの評価方法。 The method for evaluating a bonded wafer according to claim 1, wherein the bonded wafer is peeled off using a blade.
ことを特徴とする、請求項4記載の貼り合わせウェーハの評価方法。 5. The method for evaluating a bonded wafer according to claim 4, wherein the blade of the blade is inserted from an unbonded portion of the edge of the bonded wafer, and the bonded wafer is peeled off.
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の貼り合わせウェーハの評価方法。 The state of the bonding interface is inspected by using an infrared spectroscopy method or an ultrasonic flaw detection method before the bonded wafer is peeled off. Evaluation method for bonded wafers.
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JP2013055259A (en) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Evaluation method of bonding surface of bonding substrate |
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