JP2021125647A

JP2021125647A - Ｓｏｉウェーハの貼合わせ方法

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Publication number: JP2021125647A
Application number: JP2020020016A
Authority: JP
Inventors: 秀光岡部; Hidemitsu Okabe; 毅廣重; Takeshi Hiroshige; 靖之森川; Yasuyuki Morikawa
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: JP7243649B2

Abstract

【課題】支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの貼合わせを、両者の径差が小さい場合であっても、その径差が確実に活性側ウェーハの突出部となる貼合わせ方法を提供する。【解決手段】方法は、支持側ウェーハ１及び支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハ３との貼合わせを行う円盤状のメインステージ２０と、メインステージの半径方向外側にサブステージ２１と、を有する貼合わせステージの上に、支持側ウェーハを載置し、メインステージに対してサブステージを持ち上げてサブステージとメインステージとに跨がって載置し、支持側ウェーハに傾斜及び下方に凸となる撓みを与え、傾けた支持側ウェーハ上に活性側ウェーハを載置し、支持側ウェーハの傾斜方向へ活性側ウェーハを移動させ、支持側ウェーハに対して活性側ウェーハが傾斜方向へずれる相互配置にて、活性側ウェーハを支持側ウェーハに固定する位置決め工程により、ＳＯＩウェーハを貼合わせをる。【選択図】図５

Description

本発明は、半導体装置の基板として使用されるＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェーハの貼合わせ方法に関するものである。

ＳＯＩウェーハは、支持側基板上に、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等の絶縁膜、およびデバイス活性層として使用される単結晶シリコン層が順次形成された構造を有する。ＳＯＩウェーハの代表的な製造方法の一つに、貼合せ法がある。この貼合せ法は、支持基板となる支持側ウェーハおよび活性層用基板となる活性側ウェーハの少なくとも一方に酸化膜（BOX（Buried Oxide）層）を形成し、次いでこれらのウェーハを、酸化膜を介して貼合わせて貼合わせウェーハとした後、該貼合わせウェーハを１２００℃程度の高温にて接合するための熱処理を施すことにより、ＳＯＩウェーハを製造するものである。

前記熱処理は、例えば、特許文献１の図３４に記載されるように、複数枚の前記貼合わせウェーハが装填されたボートを、横型拡散炉に導入し、この炉内において貼合わせウェーハを加熱して行われる。各貼合わせウェーハをボートへ装填するには、特許文献１の図３６に示されるように、ボートに形成された複数の支持部（１５８）内に貼合わせウェーハの周縁部を収容することによって、ボートに貼合わせウェーハがその径方向に立つ姿勢にて装填されている。かように、貼合わせウェーハを装填したボートを横型拡散炉に導入して加熱処理を行った場合に、貼合わせウェーハの支持側ウェーハに欠陥が生じることがあり、その改善が希求されている。

特開２００３−３１７７９号公報

さて、貼合わせウェーハをボートへ装填するには、上記した特許文献１の図３７に示される、支持部（１５８）として凹部（１６０）を用いるのが一般的である。すなわち、図１に示すように、ボート１０に形成された複数の凹部１１内に貼合わせウェーハ１２の周縁部を収容することによって、ボート１０に貼合わせウェーハ１２をその径方向に直立する姿勢にて装填されるのが一般的である。凹部１１は、各貼合わせウェーハ１２に対して、例えば同一円弧上の離間する複数点に設けられ、複数点支持によって各貼合わせウェーハ１２が直立姿勢にて装填されることになる。

この凹部１１内に収容された貼合わせウェーハ１２は、凹部１１の底面に該ウェーハ周縁部が部分的に強く当接することになる。すると、加熱後の貼合わせウェーハ１２を凹部１１から取り出す際に、図１（ｂ）に示すように、貼合わせウェーハ１２を覆っている酸化膜１３が前記当接部にて凹部１１の底面に固着されて部分的に剥離する。次いで、ボート１０から取り出した貼合わせウェーハ１２は、図２（ａ）に示すように、支持側ウェーハ１２ａに貼り付けた支持側ウェーハ１２ｂの周辺部の面取りを行った後に、同図（ｂ）に示すように、エッチング加工を施してから、支持側ウェーハ１２ｂを研削する薄膜化工程に供することになる。前記した熱処理後において、酸化膜１３の剥離が生じると、その剥離部１４からエッチングが優先して進行する結果、ここを起点としてピット状の欠陥が拡大することが判明した。

ここで、特許文献１には、上記した酸化膜剥離に起因した課題ではないが、凹部と貼合わせウェーハの周縁部との接触による同周縁部の傷付きを問題として掲げ、その解決手段として、同文献１の図１０に示されるように、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとを貼合わせ、該貼合わせ後の貼合わせウェーハを、活性側ウェーハが支持側ウェーハの周縁部から突出する部分が凹部の底面に接触し、支持側ウェーハの周縁部が凹部の底面に接触しない状態にて、貼合わせウェーハをボートに装填することが記載されている。

特許文献１に提案された貼合わせウェーハは、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの径差（以下、単に径差という）を５〜１０ｍｍとし活性側ウェーハを確実に突出させているが、この突出部分を大きくとることは後工程におけるチャックや加工の障害になって生産性を阻害し、またノッチを設けることを難しくすることから、上記径差は小さいことが希求される。

特許文献１に提案されたウェーハの貼合わせ手法において、上記径差を極力小さくするには、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの貼合わせを、両者の中心が一致するように正確に行う必要がある。この場合、貼合わせ後に突出する活性側ウェーハの部分は当然狭くなるため、正確に貼合わせて径差分の突出を確保しないと、活性側ウェーハのみをボート底面に接触させることが難しくなる。その結果、支持側ウェーハがボートに接触する機会が増加することになって、当接部分が傷付くことになる。支持側ウェーハは切削加工を施さないのが基本であり、この傷は製品においても残ることになる。

そこで、本発明は、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの貼合わせを、例え両者の径差が小さい場合であっても、その径差が確実に活性側ウェーハの突出部となる、貼合わせを実現するための方途について提供することを目的とする。

発明者らは、上記課題を解決するため、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの貼合わせ方法について鋭意検討したところ、貼合わせステージ上での貼合わせ手順を工夫することによって、径差が小さい場合であっても正確な貼合わせを実現できることを見出し、本発明を完成するに到った。
本発明は、以上の知見にさらに検討を加えてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。

（１）支持基板となる支持側ウェーハおよび、半導体デバイスを作り込む、前記支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハのどちらか一方、もしくは両方に酸化膜を形成し、該酸化膜を介して前記径差を有する支持側ウェーハおよび活性側ウェーハを貼合わせる、ＳＯＩウェーハの貼合わせ方法であって、
前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとの貼合わせを行う、円盤状のメインステージと前記メインステージの半径方向外側に隣接して設置するサブステージとを有する貼合わせステージの上に、前記支持側ウェーハを載置する載置工程、
前記載置工程の前または後に、前記メインステージに対して前記サブステージを持ち上げて該サブステージと前記メインステージとに跨がって載置される、前記支持側ウェーハに傾斜および、下方に凸となる撓みを与えるステージ工程および、
前記傾けた支持側ウェーハの上に前記活性側ウェーハを載置し、前記支持側ウェーハ上にて前記支持側ウェーハの傾斜方向へ前記活性側ウェーハを移動させ、前記支持側ウェーハに対して前記活性側ウェーハが前記傾斜方向へずれる相互配置にて、前記活性側ウェーハを前記支持側ウェーハに固定する位置決め工程
を有する、ＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。

（２）前記位置決め工程の後に、前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとの最大ずれ量を測定し、該測定値が所定の範囲から外れる場合は、前記支持側ウェーハから前記活性側ウェーハを剥がし、該支持側ウェーハを前記載置工程に供し、該活性側ウェーハを位置決め工程に供する、前記（１）に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。

（３）前記所定の範囲が２０μｍ以上１０００μｍ以下である前記（２）に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。

（４）前記ステージ工程において前記活性側ウェーハに与える傾きは、前記ステージの水平面に対する傾斜角度で０．１°以上１．０°以下である前記（１）、（２）または（３）に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。

（５）前記（１）から（４）のいずれかに記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法により得られる、貼合わせウェーハを、前記活性側ウェーハの、前記支持側ウェーハの周縁部から突出する部分を支点として、ボートに装填して熱処理を行って前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとを結合する、ＳＯＩウェーハの製造方法。

本発明の方法によれば、支持側ウェーハとこの支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハとの貼合わせを、例え両者の径差が小さい場合であっても、その径差が確実に活性側ウェーハの突出部となる、貼合わせを実現することができる。従って、得られる貼合わせウェーハには明確な突出部が存在するため、この貼合わせウェーハを熱処理用のボートに装着する際、ボートにおいて、活性側ウェーハの周縁部を接触させる一方で、支持側ウェーハの周縁部並びに表面のいずれも接触させない、貼合わせウェーハの装填姿勢を実現できる。従って、この貼合わせウェーハ装填後のボートを例えば横型拡散炉に導入して熱処理を行う際に、貼合わせウェーハの支持側ウェーハがボートと接触することが未然に防がれるため、接合強度が高くかつ欠陥のないＳＯＩウェーハを提供することができる。

ウェーハを装着したボートの側面図である。ボートの凹溝に対するウェーハの着脱を示す図である。載置工程の説明図である。ステージ工程の説明図である。位置決め工程の説明図である。位置決め工程の説明図である。位置決め工程の説明図である。位置決め工程の説明図である。ウェーハを装着したボートの側面図である。第３実施形態を示す工程フロー図である。貼合わせウェーハのずれ量の測定装置を示す図である。（ａ）は貼合わせウェーハの周方向位置の表示法を示す図であり、（ｂ）はずれ量の測定結果を示す図である。貼合わせウェーハを熱処理に供した際のピット発生率を比較する図である。

本発明のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法は、次のａ）からｃ）の工程を行うところに特徴がある。
ａ）前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとの貼合わせを行う、円盤状のメインステージと該メインステージの半径方向外側に隣接して設置するサブステージとを有する貼合わせステージ上に前記支持側ウェーハを載置する載置工程。
ｂ）前記載置工程の前または後に、前記メインステージに対して前記サブステージを持ち上げて該サブステージと前記メインステージとに跨がって載置される、前記支持側ウェーハに傾斜および、下方に凸となる撓みを与えるステージ工程。
ｃ）前記傾けた支持側ウェーハの上に前記活性側ウェーハを載置し、前記支持側ウェーハ上にて前記支持側ウェーハの傾斜方向へ前記活性側ウェーハを移動させ、前記支持側ウェーハに対して前記活性側ウェーハが前記傾斜方向へずれる、相互配置にて、前記活性側ウェーハを前記支持側ウェーハに固定する位置決め工程。
上記の各工程について、以下の実施形態毎に詳しく説明する。

（ｉ）第１実施形態
［載置工程］
載置工程では、図３に示すように、支持側ウェーハ１を貼合わせステージ２上に載置する。この貼合わせステージ２は、円盤状のメインステージ２０および該メインステージ２０の半径方向外側に隣接して設置するサブステージ２１をそなえる。図示例において、サブステージ２１は、メインステージ２０の半径方向外側に延びる長辺を有する矩形状の台座であり、メインステージ２０との接触部を中心に上方に向かって揺動可能に設けられる。
支持側ウェーハ１は、メインステージ２０上において、例えば円周等分位置に配置するガイドピン２２ａおよび２２ｂと、ウェーハに予め形成されているノッチまたはオリフラ部分と係合するガイド２３とに案内され、メインステージ２０と同心となる位置に保持される。なお、ガイド２３には、支持側ウェーハ１に設けてあるノッチ１ａを係合させてメインステージ２０上の支持側ウェーハ１の位置決めを行うものであり、このガイド２３によりノッチ１ａの位置を正確に把握することができる。

［ステージ工程］
ステージ工程では、図４に示すように、貼合わせステージ２上に支持側ウェーハ１を載せた状態において、上記したサブステージ２１を上方に向かって揺動し、メインステージ２０との接触部とは逆側をメインステージ２０より持ち上げる。このとき、ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３は支持側ウェーハ１から離間させておく。サブステージ２１を持ち上げると、該サブステージ２１とメインステージ２０との間を跨いでいる支持側ウェーハ１には、サブステージ２１側からメインステージ２０へ下る傾斜Ｓが与えられるとともに、メインステージ２０およびサブステージ２１の上面と支持側ウェーハ１の下面との間に隙間が生じて、この隙間に向かって支持側ウェーハ１が自重により撓む結果、下方に凸となる撓みＢが与えられる。

なお、上記したステージ工程では、貼合わせステージ２上に支持側ウェーハ１を載せた状態において、上記したサブステージ２１を上方に向かって揺動しているが、貼合わせステージ２上に支持側ウェーハ１を載せる前に、サブステージ２１を上方に向かって揺動しておいてもよい。すなわち、サブステージ２１を上方に向かって揺動し、メインステージ２０との接触部とは逆側をメインステージ２０より持ち上げた状態の、貼合わせステージ２に支持側ウェーハ１を載せる。この場合においても、支持側ウェーハ１は、サブステージ２１とメインステージ２０との間を跨ぐことになり、上記と同様に、支持側ウェーハ１には、サブステージ２１側からメインステージ２０へ下る傾斜Ｓが与えられるとともに、下方に凸となる撓みＢが与えられる。

ここで、支持側ウェーハ１を載せる貼合わせステージ２において、前記サブステージ２１の水平面に対する傾斜角度αは０．１°以上１．０°以下であることが好ましい。すなわち、傾斜角度αが０．１°未満になると、支持側ウェーハ１の撓みが小さくなって、後述する位置決め工程において、支持側ウェーハ１の上に載せた活性側ウェーハ３を傾斜Ｓに沿ってスムーズに滑らせることが難しくなる、おそれがある。一方、傾斜角度αが１．０°を超えると、支持側ウェーハ１の撓みが大きくなって、後述する位置決め工程において、支持側ウェーハ１の上に載せた活性側ウェーハ３が傾斜Ｓに沿って滑りすぎて活性側ウェーハ３の位置合わせが難しくなる、おそれがある。さらに、支持側ウェーハ１の撓みが大きくなりすぎると、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との貼合わせが周端側から先に進展し、ウェーハ中央域に大きなボイドが発生する、おそれもある。

さらに、メインステージ２０も水平面に対して傾斜して設置することが好ましい。すなわち、メインステージ２０に与える傾斜は、該ステージ２０に載置した支持側ウェーハ１において、その中心からガイド２３に向かって下る方向になる。この傾斜を設けることによって、ガイド２３にウェーハのノッチを合わせることが容易になる。このメインステージ２０の傾斜方向とサブステージの傾斜方向とが合成される結果、図４(a)に示すように、支持側ウェーハ１は斜め右下に傾斜することになる。なお、このメインステージ２０の水平面に対する傾斜角度は０．１〜０．５°が好ましい。

また、支持側ウェーハ１に与える撓みＢは、撓みが最大になる箇所の撓み量で８６μｍ以上８６４μｍ以下であることが好ましい。すなわち、撓み量が８６μｍ未満になると、支持側ウェーハ１の撓みが小さくなって、後述する位置決め工程において、支持側ウェーハ１の上に載せた活性側ウェーハ３を傾斜Ｓに沿ってスムーズに滑らせることが難しくなる、おそれがある。一方、撓み量が８６４μｍを超えると、支持側ウェーハ１の撓みが大きくなって、後述する位置決め工程において、支持側ウェーハ１の上に載せた活性側ウェーハ３が傾斜Ｓに沿って滑りすぎて活性側ウェーハ３の位置合わせが難しくなる、おそれがある。さらに、支持側ウェーハ１の撓みが大きくなりすぎると、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との貼合わせが周端側から先に進展し、ウェーハ中央域に大きなボイドが発生する、おそれもある。

以上のステージ工程において、メインステージ２０には例えば径が９０ｍｍ程度およびサブステージ２１には例えば長さ６０ｍｍ程度の各ステージが適合するが、ステージのサイズは特に限定されず、支持側ウェーハ１に上記した傾斜Ｓおよび撓みＢが与えられる範囲において自由に設計可能である。

［位置決め工程］
位置決め工程では、図５に示すように、上記のステージ工程において前記傾斜Ｓおよび撓みＢが付与された支持側ウェーハ１の上に活性側ウェーハ３を載置する。支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との間には、前記撓みＢに起因する空間Ａが形成されるとともに、支持側ウェーハ１に傾斜Ｓ（図４参照）が与えられているため、支持側ウェーハ１上の活性側ウェーハ３は、前記傾斜Ｓに従って傾斜Ｓの向きに滑動する。この滑動は、例えば活性側ウェーハ３がガイド２３に当接することで停止する。或いは、ガイド２３に当接する手前で滑動が止まる場合や、ガイド２３に当接後も滑動が続く場合があってもよい。いずれの場合も、次のガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３の移動によって、活性側ウェーハ３は所期した位置まで案内されることになる。

次いで、支持側ウェーハ１上での活性側ウェーハ３の滑動が停止したならば、図７に示すように、離間させていたガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３を活性側ウェーハ３側に移動する。ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３を所定の位置まで移動する過程において、例えば活性側ウェーハ３がガイド２３に当接して停止した場合は、活性側ウェーハ３は傾斜Ｓと逆向きに若干移動する。或いは、活性側ウェーハ３がガイド２３に当接する手前で滑動が止まった場合は、ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３を所定の位置まで移動する過程において、活性側ウェーハ３は傾斜Ｓの向きに若干移動する。
このガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３による操作を、活性側ウェーハ３の例えばノッチ３ａが前記ガイド２３に係合するまで行う。活性側ウェーハ３のノッチ３ａが前記ガイド２３に係合したならば、当該活性側ウェーハ３は前記ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３との３点にて保持される。その結果、支持側ウェーハ１に対して活性側ウェーハ３がずれる相互配置が実現される。なお、支持側ウェーハ１に対する活性側ウェーハ３のずれは、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との径差分が前記傾斜Ｓ方向へずれていることが好ましい。

なお、上記した位置決め工程では、支持側ウェーハ１に対する活性側ウェーハ３の位置決めをガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３の操作によって行っているが、ガイド２３は所定の位置に固定し、ガイドピン２２ａおよび２２ｂの移動操作によって上記した位置決めを行ってもよい。

かくして得られる支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３とが前記傾斜Ｓ方向へずれる、相互配置は、最もずれている位置（以下、最大ずれ位置ともいう）を、例えばノッチ位置に対して特定することが容易である。すなわち、前記傾斜Ｓの向きをノッチ基準で特定しておけば、この傾斜Ｓの延長上に最大ずれ位置が存在することになるため、最大ずれ位置の特定が容易である。

前記相互配置にある支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３は、前記サブステージ２１の端部側から荷重が付加されるように錘（図示せず）を載せることによって、図８に示すように、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との隙間（空気層）を排除して両者の貼合わせを実現する。

ここで、支持側ウェーハ１および活性側ウェーハ３間での傾斜Ｓ方向への最大ずれ量ｔは、２０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。すなわち、最大ずれ量ｔを２０μｍ以上とすることによって、図９に示すように、貼合わせウェーハＷをボートに装填して行う熱処理において、ボート１０に対して、活性側ウェーハ３の周縁部を接触させる一方で、支持側ウェーハ１の周縁部並びに表面のいずれも接触させない、貼合わせウェーハの装填が確実に実現される。一方、最大ずれ量ｔを１０００μｍ以下とすることによって、支持側ウェーハ１および活性側ウェーハ３の各ノッチがガイド２３に確実に収容されて、支持側ウェーハ１および活性側ウェーハ３の位置決めが確実になされる。

なお、ボート１０に対して活性側ウェーハ３の周縁部を接触させる位置は、最大ずれ量ｔを有する前記最大ずれ位置であることが重要である。なぜなら、図９に示すように、ボート１０に対して支持側ウェーハ１の周縁部並びに表面のいずれも接触させないためには、ボート１０の凹部底から支持側ウェーハ１の周縁部が十分に離隔している必要があり、そのためには、最大ずれ位置において、ボート１０の凹部底に活性側ウェーハ３の周縁部が接している必要がある。この点、本発明で得られる貼合わせウェーハは、上記のとおり、ノッチ基準で最大ずれ位置が特定できるため、この最大ずれ位置において、ボート１０の凹部底に活性側ウェーハ３の周縁部を確実に当接することができる。

（ｉｉ）第２実施形態
第２実施形態は、上記した載置工程において、ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３とによって、支持側ウェーハ１をメインステージ２０に対して位置決めした後、ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３とを支持側ウェーハ１から離間し、上記したステージ工程および位置決め工程を行う。すなわち、ステージ工程において支持側ウェーハ１に傾斜Ｓおよび撓みＢを付与し、次いで位置決め工程において、傾斜Ｓおよび撓みＢが付与された支持側ウェーハ１の上に活性側ウェーハ３を載置し支持側ウェーハ１上の活性側ウェーハ３を、前記傾斜Ｓに従って傾斜Ｓの向きに滑動させる。活性側ウェーハ３の滑動が停止した段階で、離間させていたガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３とを元の位置に復帰させ、ガイド２３に支持側ウェーハ１のノッチ１ａおよび活性側ウェーハ３のノッチ３ａを収めて、好ましくは支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との径差分が前記傾斜Ｓ方向へずれる、所期した相互配置とする。

この第２実施形態では、ステージ工程において支持側ウェーハ１に付与する傾斜Ｓの大きさにもよるが、位置決め工程において、支持側ウェーハ１上での活性側ウェーハ３の滑動が続いて活性側ウェーハ３が支持側ウェーハ１より傾斜Ｓ方向に径差分を超えて突出する位置まで移動する場合がある。その際にも、離間させていたガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３とを元の位置に復帰させれば、ガイド２３に支持側ウェーハ１のノッチ１ａおよび活性側ウェーハ３のノッチ３ａが収まり、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との径差分が前記傾斜Ｓ方向へずれる、所期した相互配置が実現する。すなわち、支持側ウェーハ１上での活性側ウェーハ３の滑動方向が傾斜Ｓ方向に規制されていることから、ガイドピン２２ａおよび２２ｂとガイド２３とを元の位置に復帰させれば、所期した相互配置が自ずと実現することになる。

（ｉｉｉ）第３実施形態
第３実施形態は、図１０に工程フローを示すように、上記した位置決め工程の後に、貼合わせウェーハにおける最大ずれ量ｔを測定し、該測定値が所定の範囲から外れる場合は、支持側ウェーハ１から活性側ウェーハ３を剥がし、位置決め工程を再度行うものである。具体的には、支持側ウェーハ１から活性側ウェーハ３を剥がし、支持側ウェーハを前記載置工程に供し、活性側ウェーハを位置決め工程に供して位置合わせを行うことになる。最大ずれ量ｔの測定値が所定の範囲内にあれば、貼合わせ強化熱処理工程における熱処理に供する。この熱処理を経た貼合わせウェーハは、面取りが施されて製品ＳＯＩウェーハとして出荷される。

ここで、前記所定の範囲としては、上記した最大ずれ量ｔの好適値である２０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲を適用することができる。特には、最大ずれ量ｔが支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との径差分であることが最も好ましい。或いは、熱処理に用いるボートの形状等に応じて所定の範囲を設定してもよい。

なお、最大ずれ量ｔの測定手法は特に限定されないが、例えば図１１に示す測定装置４を用いればよい。すなわち、台座４１に貼合わせ後のウェーハＷを載置し、このウェーハＷの端面に対して照明器４２から照明を当て、照明器４２と対向配置したカメラ４３にて撮影を行って、得られたウェーハＷの端面写真から、ずれ量を測定する。この測定を、ウェーハＷの全周にわたって行い、測定された最大値を最大ずれ量ｔとする。

さらには、例えば、ウェーハＷのノッチを基準にして特定位置のみを測定することも可能である。この測定手法を経て最終的に特定位置のずれ量が上記した所定の範囲を満足することになれば、ずれ量が所定の範囲にある位置がノッチを基準に特定される。従って、ずれ量が所定の範囲にある位置をボードとの接触点にすることを確実に実現できる。

図３から図８に示した要領に従って、支持側ウェーハ１に対して直径で４０μｍ大きい径の活性側ウェーハ３との貼合わせウェーハを作製した。まず、図３および４に示したところに従って、図１２（ａ）に示すように、支持側ウェーハ１のノッチ１ａを０°として周方向位置を時計回りに一周３６０°までの角度表示としたときの、３１５°の位置に向かって傾斜Ｓおよび撓み量２５０〜２６０μｍの撓みＢを、支持側ウェーハ１に付与した。なお、このときのサブステージの傾斜角度αは０．３°とした。次いで、この支持側ウェーハ１上に活性側ウェーハ３を載せ、図５から図８に示したところに従って、支持側ウェーハ１と活性側ウェーハ３との位置合わせを行った。

以上の位置合わせを行って得られた貼合わせウェーハＷについて、その周方向各位置における、ずれ量を測定した。その測定結果を図１２（ｂ）に示すように、傾斜Ｓの向きに合致する３１５°の位置において、上記の径差４０μｍと同じずれ量が得られていることが確認された。

また、上記の貼合わせ後の貼合わせウェーハＷを、図９に示した通りにボートに装填し、貼合わせ強化熱処理を施した。その際、図１（ｂ）にて説明した、支持側ウェーハにおけるピットの発生率を測定した結果について図１３に示す。ここで、図１３における従来とは、支持側ウェーハ１に対して直径で４０μｍ大きい径の活性側ウェーハ３とを従前の手法に従って、すなわちサブステージを持ち上げて支持側ウェーハ１に傾きおよび撓みを与えることなしに、単に貼合わせを行った事例である。なお、ピットの発生率は、検査したウェーハ全数においてピットが発生していたウェーハの割合を調査し、従来の割合を１．０としたときの指数とした。このように算出したピットの発生率を、図１３に示す。図１３に示すように、ピットの発生率は、従来の１．０から０．１５まで低下することができた。

ちなみに、上述の特許文献１の図１０に示された貼合わせウェーハの作製を試みた。すなわち、十分な直径差（同文献１に提示の径差は５ｍｍ以上）があるウェーハ同士を同文献１の図１０に示されるように貼合わせるには、支持側ウェーハと活性側ウェーハとの中心を正確に合致させる必要があり、そのためには、両方のウェーハを別別にクランプした上で負荷をかけて貼り合わせる等、大掛かりな装置を用いることになり、実操業では作製することが難しいものであった。

１支持側ウェーハ
１ａノッチ
２貼合わせステージ
２０メインステージ
２１サブステージ
２２ａ、２２ｂガイドピン
２３ガイド
３活性側ウェーハ
３ａノッチ
ｗ貼合わせウェーハ
Ｓ傾斜
Ｂ撓み

Claims

支持基板となる支持側ウェーハおよび、半導体デバイスを作り込む、前記支持側ウェーハより大径の活性側ウェーハのどちらか一方、もしくは両方に酸化膜を形成し、該酸化膜を介して前記径差を有する支持側ウェーハおよび活性側ウェーハを貼合わせる、ＳＯＩウェーハの貼合わせ方法であって、
前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとの貼合わせを行う、円盤状のメインステージと前記メインステージの半径方向外側に隣接して設置するサブステージとを有する貼合わせステージの上に、前記支持側ウェーハを載置する載置工程、
前記載置工程の前または後に、前記メインステージに対して前記サブステージを持ち上げて該サブステージと前記メインステージとに跨がって載置される、前記支持側ウェーハに傾斜および、下方に凸となる撓みを与えるステージ工程および、
前記傾けた支持側ウェーハの上に前記活性側ウェーハを載置し、前記支持側ウェーハ上にて前記支持側ウェーハの傾斜方向へ前記活性側ウェーハを移動させ、前記支持側ウェーハに対して前記活性側ウェーハが前記傾斜方向へずれる相互配置にて、前記活性側ウェーハを前記支持側ウェーハに固定する位置決め工程
を有する、ＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。
前記位置決め工程の後に、前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとの最大ずれ量を測定し、該測定値が所定の範囲から外れる場合は、前記支持側ウェーハから前記活性側ウェーハを剥がし、該支持側ウェーハを前記載置工程に供し、該活性側ウェーハを位置決め工程に供する、請求項１に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。
前記所定の範囲が２０μｍ以上１０００μｍ以下である請求項２に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。
前記ステージ工程において前記活性側ウェーハに与える傾きは、前記サブステージの水平面に対する傾斜角度で０．１°以上１．０°以下である請求項１、２または３に記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法。
請求項１から４のいずれかに記載のＳＯＩウェーハの貼合わせ方法により得られる、貼合わせウェーハを、前記活性側ウェーハの、前記支持側ウェーハの周縁部から突出する部分を支点として、ボートに装填して熱処理を行って前記支持側ウェーハと前記活性側ウェーハとを結合する、ＳＯＩウェーハの製造方法。