JP2924280B2 - Ｓｏｉ基板の作成方法 - Google Patents
Ｓｏｉ基板の作成方法Info
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- JP2924280B2 JP2924280B2 JP11445891A JP11445891A JP2924280B2 JP 2924280 B2 JP2924280 B2 JP 2924280B2 JP 11445891 A JP11445891 A JP 11445891A JP 11445891 A JP11445891 A JP 11445891A JP 2924280 B2 JP2924280 B2 JP 2924280B2
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- wafers
- bonded
- wafer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，張り合わせＳＯＩ基板
の作成方法に関する。近年，半導体デバイスの高速化，
高密度化の要求に応えるために，種々のＳＯＩ基板の作
成方法が検討されている。
の作成方法に関する。近年，半導体デバイスの高速化，
高密度化の要求に応えるために，種々のＳＯＩ基板の作
成方法が検討されている。
【０００２】そのなかでも，張り合わせによるＳＯＩ基
板の作成は，他の作成方法に比べて製造コストが安い，
不純物汚染が少ない，バルク並みの結晶性を持つシリコ
ン(Si)層が得られる等の利点があり，次世代ＬＳＩ用基
板として注目されている。
板の作成は，他の作成方法に比べて製造コストが安い，
不純物汚染が少ない，バルク並みの結晶性を持つシリコ
ン(Si)層が得られる等の利点があり，次世代ＬＳＩ用基
板として注目されている。
【０００３】張り合わせＳＯＩ基板は，異なる２枚のSi
ウエハを張り合わせて作成する。そして，張り合わせた
後に，高温の熱処理を行い，その後で，一方のウエハを
薄膜化してＳＯＩ基板が完成する。この完成したＳＯＩ
基板に素子を形成して行く。
ウエハを張り合わせて作成する。そして，張り合わせた
後に，高温の熱処理を行い，その後で，一方のウエハを
薄膜化してＳＯＩ基板が完成する。この完成したＳＯＩ
基板に素子を形成して行く。
【０００４】
【従来の技術】従来，張り合わせＳＯＩ基板の作成にお
いては，接着剤等を用いずに，異なる２枚のSiウエハを
接着するため，ウエハを張り合わせた後，ウエハ表面を
活性化させて，２枚のSiウエハの間に強固な接着力を生
じさせる必要がある。
いては，接着剤等を用いずに，異なる２枚のSiウエハを
接着するため，ウエハを張り合わせた後，ウエハ表面を
活性化させて，２枚のSiウエハの間に強固な接着力を生
じさせる必要がある。
【０００５】従来の技術では，このため，Siウエハを
1,000℃以上の高温熱処理を施して,熱エネルギを与える
ことにより, Siウエハの表面を活性化して接着してい
た。
1,000℃以上の高温熱処理を施して,熱エネルギを与える
ことにより, Siウエハの表面を活性化して接着してい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように, Siウエ
ハを高温で熱処理すると, ウエハの反りなどの変形を起
こす原因となり, 均一な薄膜Si層の形成を困難にする。
ハを高温で熱処理すると, ウエハの反りなどの変形を起
こす原因となり, 均一な薄膜Si層の形成を困難にする。
【０００７】さらに, 今後，素子を形成した基板を張り
合わせてＳＯＩ基板を作成するといった三次元ＳＯＩ基
板も必要となって来る。その際に，高温の熱処理を行う
と，素子形成のために打ち込んだ不純物等が熱により拡
散を起こし，不純物プロファイルが変化するといった問
題点も生じる。
合わせてＳＯＩ基板を作成するといった三次元ＳＯＩ基
板も必要となって来る。その際に，高温の熱処理を行う
と，素子形成のために打ち込んだ不純物等が熱により拡
散を起こし，不純物プロファイルが変化するといった問
題点も生じる。
【０００８】そのため，低い温度で，表面を活性化し，
接着力を生じさせる必要がある。本発明は, 上記の問題
点の解決を目的として提供されるものである。
接着力を生じさせる必要がある。本発明は, 上記の問題
点の解決を目的として提供されるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。Siウエハの接着メカニズムは図１の反応で生
じていると考えられている。
図である。Siウエハの接着メカニズムは図１の反応で生
じていると考えられている。
【００１０】結合に最も関与しているのは，表面に吸着
したＨ2 Ｏと，表面に存在するＯＨ基である。図１
（ａ）に示すように，Siウエハの表面には自然SiO2膜が
約10Å程度の厚さに形成されており, このSiO2膜とSiO2
の間の７Å程度の空間に，表面の吸着水であるＨ2 Ｏと
SiO2膜表面に存在するＯＨ基とが存在する。
したＨ2 Ｏと，表面に存在するＯＨ基である。図１
（ａ）に示すように，Siウエハの表面には自然SiO2膜が
約10Å程度の厚さに形成されており, このSiO2膜とSiO2
の間の７Å程度の空間に，表面の吸着水であるＨ2 Ｏと
SiO2膜表面に存在するＯＨ基とが存在する。
【００１１】これまでは， 1,000℃以上の熱を与えて,
これらを活性化していた。本発明では, 熱エネルギに代
えてマイクロ波によるエネルギを与え, Ｈ2 Ｏ，或い
は，表面のＯＨ基を 100℃前後の低い温度で直接活性化
すると，図１（ｂ）に示すように，Ｈ2 ＯがSi表面から
離脱していき，SiO2膜とSiO2膜の間の空間も3.5 Å程度
に縮まる。
これらを活性化していた。本発明では, 熱エネルギに代
えてマイクロ波によるエネルギを与え, Ｈ2 Ｏ，或い
は，表面のＯＨ基を 100℃前後の低い温度で直接活性化
すると，図１（ｂ）に示すように，Ｈ2 ＯがSi表面から
離脱していき，SiO2膜とSiO2膜の間の空間も3.5 Å程度
に縮まる。
【００１２】更に, マイクロ波により加熱すると，図１
（ｃ）に示すように，Ｈ2 Ｏは全部離脱して，SiO2膜と
SiO2膜の間の空間もＯ原子のみの1.6 Å程度になり, ２
枚のSiウエハは極薄いSiO2膜を介在して完全に接着す
る。
（ｃ）に示すように，Ｈ2 Ｏは全部離脱して，SiO2膜と
SiO2膜の間の空間もＯ原子のみの1.6 Å程度になり, ２
枚のSiウエハは極薄いSiO2膜を介在して完全に接着す
る。
【００１３】即ち, 本発明の目的は, ２枚のSiウエハを
張り合わせ, 該Siウエハ表面に吸着したＨ2 Ｏ，或い
は，表面のＯＨ基が活性化して離脱する温度に，マイク
ロ波を用いて該Ｈ2 Ｏを選択的に加熱して，２枚の該Si
ウエハを接着することにより達成される。
張り合わせ, 該Siウエハ表面に吸着したＨ2 Ｏ，或い
は，表面のＯＨ基が活性化して離脱する温度に，マイク
ロ波を用いて該Ｈ2 Ｏを選択的に加熱して，２枚の該Si
ウエハを接着することにより達成される。
【００１４】
【作用】マイクロ波は, 波長が約１ｍ以下の電磁波で，
遠赤外部に接する１ｍｍ以下のサブミリ波まで含む。
遠赤外部に接する１ｍｍ以下のサブミリ波まで含む。
【００１５】従って，マイクロ波を与えることにより，
Ｈ2 Ｏだけにエネルギを与えることができる。Ｈ2 Ｏは
ＯＨ基に直接吸着しているため，そのエネルギはＯＨ基
にも伝わる。
Ｈ2 Ｏだけにエネルギを与えることができる。Ｈ2 Ｏは
ＯＨ基に直接吸着しているため，そのエネルギはＯＨ基
にも伝わる。
【００１６】しかも，Ｈ2 Ｏにエネルギを与え続けて
も，Ｈ2 Ｏは 100℃以上にはならず，従って，低い温度
でＯＨ基やＨ2Ｏを活性化することが可能である。
も，Ｈ2 Ｏは 100℃以上にはならず，従って，低い温度
でＯＨ基やＨ2Ｏを活性化することが可能である。
【００１７】
【実施例】図２は本発明の実施例の説明図である。図に
おいて, １はSiウエハ，２はコイル，３は発振機，４は
マイクロ波，５は導波管，６はアプリケータ，７は金属
反射板である。
おいて, １はSiウエハ，２はコイル，３は発振機，４は
マイクロ波，５は導波管，６はアプリケータ，７は金属
反射板である。
【００１８】２枚のSiウエハを接着する第１の方法は，
図２（ａ）に示すように，マイクロ波加熱装置のコイル
２に高周波電流(i1)を流すと, コイル２内に置いた２枚
の張り合わせたSiウエハ１に(i2)なる誘導電流が流れ,
Siウエハ１の張り合わせた表面の吸着水が選択的に加熱
され，張り合わせ表面から離脱して，２枚のSiウエハ１
が接着する。
図２（ａ）に示すように，マイクロ波加熱装置のコイル
２に高周波電流(i1)を流すと, コイル２内に置いた２枚
の張り合わせたSiウエハ１に(i2)なる誘導電流が流れ,
Siウエハ１の張り合わせた表面の吸着水が選択的に加熱
され，張り合わせ表面から離脱して，２枚のSiウエハ１
が接着する。
【００１９】第２の方法は，図２（ｂ）に示すように，
マイクロ波加熱装置内に張り合わせたSiウエハ１にマグ
ネトロン等の発振機３から発生したマイクロ波４を導波
管５を通して，アプリケータ６内の金属反射板７により
反射させて，Siウエハ１にマイクロ波４を与え，誘電損
失によって，ゆるやかにSiウエハ１表面の吸着水を加熱
する。
マイクロ波加熱装置内に張り合わせたSiウエハ１にマグ
ネトロン等の発振機３から発生したマイクロ波４を導波
管５を通して，アプリケータ６内の金属反射板７により
反射させて，Siウエハ１にマイクロ波４を与え，誘電損
失によって，ゆるやかにSiウエハ１表面の吸着水を加熱
する。
【００２０】これにより，Siウエハ１の張り合わせた表
面の吸着水が選択的に加熱され，張り合わせ表面から離
脱して，２枚のSiウエハ１が接着する。また，第３の方
法として，図示しないが，２枚の張り合わせたSiウエハ
に電磁誘導で生ずる過電流によって，マイクロ波を与
え，Siウエハの張り合わせた表面の吸着水を選択的に加
熱して，２枚のSiウエハを接着することもできる。
面の吸着水が選択的に加熱され，張り合わせ表面から離
脱して，２枚のSiウエハ１が接着する。また，第３の方
法として，図示しないが，２枚の張り合わせたSiウエハ
に電磁誘導で生ずる過電流によって，マイクロ波を与
え，Siウエハの張り合わせた表面の吸着水を選択的に加
熱して，２枚のSiウエハを接着することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように, 本発明によれば,
最大100 ℃までの低い温度で, 張り合わせSiウエハの作
成が可能となり, 反りのない薄いSi層が得られることと
なり，次世代ＬＳＩの開発に寄与するところが大きい。
最大100 ℃までの低い温度で, 張り合わせSiウエハの作
成が可能となり, 反りのない薄いSi層が得られることと
なり，次世代ＬＳＩの開発に寄与するところが大きい。
【図１】 本発明の原理説明図
【図２】 本発明の実施例の説明図
１ Siウエハ ２ コイル ３ 発振機 ４ マイクロ波 ５ 導波管 ６ アプリケータ ７ 金属反射板
Claims (1)
- 【請求項１】 ２枚のシリコンウエハを張り合わせ, 該
シリコンウエハ表面に吸着した吸着水（Ｈ2 Ｏ），或い
は，表面の水酸基（ＯＨ基）が活性化して離脱する温度
に，マイクロ波を用いて該Ｈ2 Ｏを選択的に加熱して，
２枚の該シリコンウエハを接着することを特徴とするＳ
ＯＩ基板の作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11445891A JP2924280B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Ｓｏｉ基板の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11445891A JP2924280B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Ｓｏｉ基板の作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342110A JPH04342110A (ja) | 1992-11-27 |
| JP2924280B2 true JP2924280B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=14638240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11445891A Expired - Fee Related JP2924280B2 (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | Ｓｏｉ基板の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1775757B1 (de) | 2005-10-13 | 2012-10-03 | Thallner, Erich, Dipl.-Ing. | Verfahren zum Bonden von Wafern |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP11445891A patent/JP2924280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04342110A (ja) | 1992-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990406 |
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