JP2959704B2 - 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ - Google Patents
結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイスにとって
理想構造と言われるＳＯＩ（silicon on insulator）に
おいて、２枚のシリコン鏡面ウェーハを接着剤を用いな
いで結合した後、片方のウェーハを薄膜化してＳＯＩ構
造基板を実現しようとする技術に関する。
理想構造と言われるＳＯＩ（silicon on insulator）に
おいて、２枚のシリコン鏡面ウェーハを接着剤を用いな
いで結合した後、片方のウェーハを薄膜化してＳＯＩ構
造基板を実現しようとする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＯＩ構造としては、酸素イオンを結晶
に高濃度で打ち込み、熱処理で酸化膜を形成する SIMOX
(separation by implanted oxygen) が有力なＳＯＩ基
板として注目され研究が続けられている。しかし、酸化
膜の信頼性や一度アモルファス状態になったシリコン層
について 1,300℃以上の結晶性回復熱処理が必須である
ことなど問題点が多い。一方、２枚のシリコンウェーハ
のうち、少なくとも一方に酸化膜を形成したのち接着剤
を用いないで結合した後、片方のウェーハを薄膜化する
ことによってＳＯＩ基板を得る方法は、平坦度、清浄度
等の薄膜化技術の向上と相まって、近年特に注目をあび
ている。
に高濃度で打ち込み、熱処理で酸化膜を形成する SIMOX
(separation by implanted oxygen) が有力なＳＯＩ基
板として注目され研究が続けられている。しかし、酸化
膜の信頼性や一度アモルファス状態になったシリコン層
について 1,300℃以上の結晶性回復熱処理が必須である
ことなど問題点が多い。一方、２枚のシリコンウェーハ
のうち、少なくとも一方に酸化膜を形成したのち接着剤
を用いないで結合した後、片方のウェーハを薄膜化する
ことによってＳＯＩ基板を得る方法は、平坦度、清浄度
等の薄膜化技術の向上と相まって、近年特に注目をあび
ている。
【０００３】結合ウェーハによるＳＯＩ基板は、前記 S
IMOXにくらべ酸化膜の完全性が高いため、漏れ電流が少
なく、高耐圧である等の電気特性のすぐれたものとな
る。このような結合ウェーハでは、当然結合の完全性が
要求され未結合部（ボイド：void）があってはならな
い。ボイドの発生は、接合表面の清浄度（ゴミの存在）
や接合表面の粗さ（マイクロラフネス）、親水性に関連
する表面の化学的な構造等により影響を受けるが、近年
のシリコンウェーハの清浄度、平坦度の向上、あるいは
熱処理条件の適性化等によりボイドの発生はほとんどな
くなっている。すなわち、従来のように比較的厚い（例
えば３〜10μｍ）シリコン薄膜の厚さのバイポーラ用Ｓ
ＯＩの作成にあっては、現在市販されているシリコンウ
ェーハの清浄度、平坦度で満足のいく結合が得られ、マ
イクロラフネスやウェーハ全面にみられる数μｍの厚さ
のむら、数十μｍのそりは、結合に余り支障がない。こ
れは前記清浄度等の向上に加えウェーハ自身の弾性変形
によるものと考えられる。
IMOXにくらべ酸化膜の完全性が高いため、漏れ電流が少
なく、高耐圧である等の電気特性のすぐれたものとな
る。このような結合ウェーハでは、当然結合の完全性が
要求され未結合部（ボイド：void）があってはならな
い。ボイドの発生は、接合表面の清浄度（ゴミの存在）
や接合表面の粗さ（マイクロラフネス）、親水性に関連
する表面の化学的な構造等により影響を受けるが、近年
のシリコンウェーハの清浄度、平坦度の向上、あるいは
熱処理条件の適性化等によりボイドの発生はほとんどな
くなっている。すなわち、従来のように比較的厚い（例
えば３〜10μｍ）シリコン薄膜の厚さのバイポーラ用Ｓ
ＯＩの作成にあっては、現在市販されているシリコンウ
ェーハの清浄度、平坦度で満足のいく結合が得られ、マ
イクロラフネスやウェーハ全面にみられる数μｍの厚さ
のむら、数十μｍのそりは、結合に余り支障がない。こ
れは前記清浄度等の向上に加えウェーハ自身の弾性変形
によるものと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年デバイ
スの高集積化、高精度化により、ＳＯＩは増々薄膜化傾
向にあり、３μｍ以下、特に、１μｍ以下といった極薄
のＳＯＩが要求されるようになった。このような極薄の
ＳＯＩを結合ウェーハで製造しようとすると、薄膜化工
程でボイドが発生するという新たな問題が生じるように
なった。すなわち、ウェーハ接合工程、熱処理工程を経
て結合ウェーハとなった段階、次いで片方のウェーハを
通常の３〜10μｍ程度に薄膜化した段階ではボイドの発
生が見られないものが、さらに３μｍ以下あるいは、１
μｍ以下といった極薄とするとボイドが発生することが
ある。そこで、このような問題点に鑑み本発明にあって
は、極薄の結合ウェーハの製造においてもボイドの発生
のない完全に結合した結合ウェーハを得ることを目的と
する。
スの高集積化、高精度化により、ＳＯＩは増々薄膜化傾
向にあり、３μｍ以下、特に、１μｍ以下といった極薄
のＳＯＩが要求されるようになった。このような極薄の
ＳＯＩを結合ウェーハで製造しようとすると、薄膜化工
程でボイドが発生するという新たな問題が生じるように
なった。すなわち、ウェーハ接合工程、熱処理工程を経
て結合ウェーハとなった段階、次いで片方のウェーハを
通常の３〜10μｍ程度に薄膜化した段階ではボイドの発
生が見られないものが、さらに３μｍ以下あるいは、１
μｍ以下といった極薄とするとボイドが発生することが
ある。そこで、このような問題点に鑑み本発明にあって
は、極薄の結合ウェーハの製造においてもボイドの発生
のない完全に結合した結合ウェーハを得ることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の主な要旨とする
ところは、２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少なく
とも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した後、
相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強固に
結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッチン
グして３μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウェー
ハを製造する方法において、用いるシリコン鏡面ウェー
ハに予めヘイズ検査を行い、ヘイズのないものを用いる
ことを特徴とするシリコン結合ウェーハの製造方法を要
旨とする。特に、１μｍ以下といった極薄の薄膜とする
場合に有効である。また、上記の方法を用いて製造され
るＳＯＩ層の厚さが３μｍ以下で、かつボイド発生率が
０％であるシリコン結合ウェーハが好ましい。
ところは、２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少なく
とも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した後、
相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強固に
結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッチン
グして３μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウェー
ハを製造する方法において、用いるシリコン鏡面ウェー
ハに予めヘイズ検査を行い、ヘイズのないものを用いる
ことを特徴とするシリコン結合ウェーハの製造方法を要
旨とする。特に、１μｍ以下といった極薄の薄膜とする
場合に有効である。また、上記の方法を用いて製造され
るＳＯＩ層の厚さが３μｍ以下で、かつボイド発生率が
０％であるシリコン結合ウェーハが好ましい。
【０００６】以下、本発明につき詳述する。図１に最も
単純な結合ウェーハによるＳＯＩの製造工程を示した。
２枚のシリコン鏡面ウェーハ（ベースウェーハ、ボンド
ウェーハ）を準備し（工程１）、そのうちの少なくとも
一方の接合面に鏡面状態の酸化膜を形成する（工程
２）。次に、この２枚のシリコン鏡面ウェーハを室温で
相互に接触させて接合し（工程３）、熱処理を加えるこ
とによって強固に結合させる（工程４）。次いで、一方
のウェーハを平面研削し10〜20μｍ程度の厚さを残して
除去する（工程５）。最後に、鏡面研磨、エッチング処
理を加え所望の厚さの薄膜とする（工程６）。
単純な結合ウェーハによるＳＯＩの製造工程を示した。
２枚のシリコン鏡面ウェーハ（ベースウェーハ、ボンド
ウェーハ）を準備し（工程１）、そのうちの少なくとも
一方の接合面に鏡面状態の酸化膜を形成する（工程
２）。次に、この２枚のシリコン鏡面ウェーハを室温で
相互に接触させて接合し（工程３）、熱処理を加えるこ
とによって強固に結合させる（工程４）。次いで、一方
のウェーハを平面研削し10〜20μｍ程度の厚さを残して
除去する（工程５）。最後に、鏡面研磨、エッチング処
理を加え所望の厚さの薄膜とする（工程６）。
【０００７】この最終薄膜化工程６中あるいは工程６後
にボイドが発生すると、単に材料歩留りの低下をきたす
だけでなく、工程１から工程６までのすべての工程が無
駄となり、著しいコストの上昇をもたらしてしまう。従
って、予め、薄膜化工程で発生するボイドの原因を除去
することができれば、前記工程の無駄を排除することが
でき、コストの低減に資する。そこで、本発明者らは、
従来の３〜10μｍ程度では問題ないにもかかわらず、３
μｍ以下、特には１μｍ以下といった極薄化すると何故
ボイドが発生するのか種々の検討、解析の結果、その原
因の究明に成功し、本発明を完成するに到ったものであ
る。
にボイドが発生すると、単に材料歩留りの低下をきたす
だけでなく、工程１から工程６までのすべての工程が無
駄となり、著しいコストの上昇をもたらしてしまう。従
って、予め、薄膜化工程で発生するボイドの原因を除去
することができれば、前記工程の無駄を排除することが
でき、コストの低減に資する。そこで、本発明者らは、
従来の３〜10μｍ程度では問題ないにもかかわらず、３
μｍ以下、特には１μｍ以下といった極薄化すると何故
ボイドが発生するのか種々の検討、解析の結果、その原
因の究明に成功し、本発明を完成するに到ったものであ
る。
【０００８】これまで、室温での接合時（工程３）やそ
の後の結合熱処理時（工程４）に生ずる結合ＳＯＩウェ
ーハ界面で発生するボイドの原因について議論はあった
が、薄膜化工程時（工程６）に発生するボイドについて
の検討はなされていない。本発明者らは以前結合熱処理
時に発生するボイドの機構を提案した（K. Mitani and
U.M.Gosele,Appl. Phys. A54, (1992)543 ）。これを薄
膜化工程に応用し検討、解析を行ってみた。結合熱処理
時に発生するボイドは、結合前のウェーハ表面に吸着し
ているガスが熱処理のため表面から脱離し、ガスとなっ
て界面に存在する事が原因と考えられる。ボイドとして
存在するためには、ボイドの半径が下記の式（１）に示
す臨界半径（ｒc ）を越えなければならない。 ｒc ＝（16ΓＥt3）1/4 ／（９α（１−ν2 ）△Ｐ2 ）1/4 ……（１） （ここで、ｒはボイドの半径、ｒc はボイドの臨界半
径、Γは表面エネルギー密度、Ｅはヤング率（1.66×10
12dyn/cm2 ）、ｔはウェーハの厚さ、αはボイド形状定
数（0.33〜0.5 ）、νはポアソン比（0.42）、△Ｐはボ
イド中のガス圧力である）。すなわち、ｒc が小さくな
れば、ボイドは発生しやすくなる。ここで結合熱処理時
に変化する変数Γ、△Ｐと薄膜化工程中に変化する変数
ｔ以外を定数として考えると、下記の式（２）の様な関
係が得られる。 ｒc ∝Γ1/4 ｔ3/4 ／△Ｐ1/2 ……（２） （２）式より、臨界半径ｒc は、ウェーハ厚さに最も敏
感に変化しウェーハ厚さが薄くなるにつれボイドは発生
しやすくなる事がわかる。すなわち、従来の３〜10μｍ
程度の厚さでは問題にならなかったものが、３μｍ以
下、特には１μｍ以下といった極薄膜化することによっ
て、ボイドの発生が起り易くなることが裏付けられる。
そして、ボイドは局所的な結合界面の剥れであるから、
ボイドの発生部分の表面エネルギーΓは他の場所に比べ
て小さかったと言える。
の後の結合熱処理時（工程４）に生ずる結合ＳＯＩウェ
ーハ界面で発生するボイドの原因について議論はあった
が、薄膜化工程時（工程６）に発生するボイドについて
の検討はなされていない。本発明者らは以前結合熱処理
時に発生するボイドの機構を提案した（K. Mitani and
U.M.Gosele,Appl. Phys. A54, (1992)543 ）。これを薄
膜化工程に応用し検討、解析を行ってみた。結合熱処理
時に発生するボイドは、結合前のウェーハ表面に吸着し
ているガスが熱処理のため表面から脱離し、ガスとなっ
て界面に存在する事が原因と考えられる。ボイドとして
存在するためには、ボイドの半径が下記の式（１）に示
す臨界半径（ｒc ）を越えなければならない。 ｒc ＝（16ΓＥt3）1/4 ／（９α（１−ν2 ）△Ｐ2 ）1/4 ……（１） （ここで、ｒはボイドの半径、ｒc はボイドの臨界半
径、Γは表面エネルギー密度、Ｅはヤング率（1.66×10
12dyn/cm2 ）、ｔはウェーハの厚さ、αはボイド形状定
数（0.33〜0.5 ）、νはポアソン比（0.42）、△Ｐはボ
イド中のガス圧力である）。すなわち、ｒc が小さくな
れば、ボイドは発生しやすくなる。ここで結合熱処理時
に変化する変数Γ、△Ｐと薄膜化工程中に変化する変数
ｔ以外を定数として考えると、下記の式（２）の様な関
係が得られる。 ｒc ∝Γ1/4 ｔ3/4 ／△Ｐ1/2 ……（２） （２）式より、臨界半径ｒc は、ウェーハ厚さに最も敏
感に変化しウェーハ厚さが薄くなるにつれボイドは発生
しやすくなる事がわかる。すなわち、従来の３〜10μｍ
程度の厚さでは問題にならなかったものが、３μｍ以
下、特には１μｍ以下といった極薄膜化することによっ
て、ボイドの発生が起り易くなることが裏付けられる。
そして、ボイドは局所的な結合界面の剥れであるから、
ボイドの発生部分の表面エネルギーΓは他の場所に比べ
て小さかったと言える。
【０００９】これは、ボイド発生部の結合界面たる使用
したシリコン鏡面ウェーハの表面にマイクロラフネスが
存在したため、結合強度がまわりの結合界面と比べて低
いことが原因と考えられる。ウェーハの厚さが厚い時
は、ウェーハの弾性により結合界面にボイドが発生しな
いところ、薄膜化することによってこのウェーハ弾性が
弱まりボイドが発生するのである。これを図２を用いて
模式的に説明すると、ボイドの発生は図２におけるＦA
＞ＦB のときに発生する。ＦA の要因はウェーハ表面に
吸着しているガスが結合熱処理時に表面から離脱し、気
体ガスとなりガス圧としてＦA を誘因する。ＦB の要因
としては、結合界面の結合強度ＦB1とウェーハの弾性エ
ネルギーＦB2がある。ＦB1は、マイクロラフネスがある
と局所的に弱められることとなり、ＦB2はウェーハの曲
がりが元に戻ろうとする力であるから、厚さが薄くなる
と弱くなる。ウェーハの厚さが厚い時はマイクロラフネ
スの有無にかかわらず、ＦA ＜ＦB1＋ＦB2となりボイド
は発生しないが、極薄膜化するとＦB2が小さくなり、マ
クロラフネスが存在するところでは結合強度ＦB1も小さ
いため、ＦA ＞ＦB1＋ＦB2となり、ボイドが発生するの
である。
したシリコン鏡面ウェーハの表面にマイクロラフネスが
存在したため、結合強度がまわりの結合界面と比べて低
いことが原因と考えられる。ウェーハの厚さが厚い時
は、ウェーハの弾性により結合界面にボイドが発生しな
いところ、薄膜化することによってこのウェーハ弾性が
弱まりボイドが発生するのである。これを図２を用いて
模式的に説明すると、ボイドの発生は図２におけるＦA
＞ＦB のときに発生する。ＦA の要因はウェーハ表面に
吸着しているガスが結合熱処理時に表面から離脱し、気
体ガスとなりガス圧としてＦA を誘因する。ＦB の要因
としては、結合界面の結合強度ＦB1とウェーハの弾性エ
ネルギーＦB2がある。ＦB1は、マイクロラフネスがある
と局所的に弱められることとなり、ＦB2はウェーハの曲
がりが元に戻ろうとする力であるから、厚さが薄くなる
と弱くなる。ウェーハの厚さが厚い時はマイクロラフネ
スの有無にかかわらず、ＦA ＜ＦB1＋ＦB2となりボイド
は発生しないが、極薄膜化するとＦB2が小さくなり、マ
クロラフネスが存在するところでは結合強度ＦB1も小さ
いため、ＦA ＞ＦB1＋ＦB2となり、ボイドが発生するの
である。
【００１０】従って、マイクロラフネスのないシリコン
鏡面ウェーハを用いて結合ウェーハを製造すれば、例え
３μｍ以下あるいは１μｍ以下といった極薄のＳＯＩと
しても、薄膜化工程でボイドの発生はなく、前記工程１
〜６までの工程の無駄が生じることもなく、著しくコス
トの低減に資することができる。マイクロラフネスは原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope ）で
測定可能な表面の凹凸（通常１μｍ×１μｍ領域）で、
ＲＭＳ（root mean square）で表現される。ＡＦＭのＲ
ＭＳは、光散乱の信号強度とよい相関があり、光散乱に
よるパーティクルカウンターあるいは集光灯による検査
によってヘイズとして検出される。よって、用いるシリ
コン鏡面ウェーハに予め光散乱によるパーティクルカウ
ンター又は集光灯によるヘイズ検査を行い、ヘイズのな
いものだけを用いてシリコン結合ウェーハを製造すれ
ば、例え薄膜を３μｍ以下、特には１μｍ以下といった
極薄としても、薄膜化工程において、ボイドが発生する
ことはない。尚、このような局部的結合強度の劣化のな
い結合ウェーハは信頼性、耐圧特性等の向上が見込まれ
るため、従来の３〜10μｍ厚のＳＯＩにも当然に適用可
能であることは言うまでもない。
鏡面ウェーハを用いて結合ウェーハを製造すれば、例え
３μｍ以下あるいは１μｍ以下といった極薄のＳＯＩと
しても、薄膜化工程でボイドの発生はなく、前記工程１
〜６までの工程の無駄が生じることもなく、著しくコス
トの低減に資することができる。マイクロラフネスは原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope ）で
測定可能な表面の凹凸（通常１μｍ×１μｍ領域）で、
ＲＭＳ（root mean square）で表現される。ＡＦＭのＲ
ＭＳは、光散乱の信号強度とよい相関があり、光散乱に
よるパーティクルカウンターあるいは集光灯による検査
によってヘイズとして検出される。よって、用いるシリ
コン鏡面ウェーハに予め光散乱によるパーティクルカウ
ンター又は集光灯によるヘイズ検査を行い、ヘイズのな
いものだけを用いてシリコン結合ウェーハを製造すれ
ば、例え薄膜を３μｍ以下、特には１μｍ以下といった
極薄としても、薄膜化工程において、ボイドが発生する
ことはない。尚、このような局部的結合強度の劣化のな
い結合ウェーハは信頼性、耐圧特性等の向上が見込まれ
るため、従来の３〜10μｍ厚のＳＯＩにも当然に適用可
能であることは言うまでもない。
【００１１】
（実施例１）一般に市販されているＣＺ法により育成し
た６”φ（150mm φ）、Ｐ型（ボロンドープ）、方位
〈１００〉のシリコン鏡面ウェーハ２枚を用いて結合ウ
ェーハを製造することとした。まず、用いるシリコン鏡
面ウェーハ全数につきヘイズ検査を行った。ヘイズ検査
は、１枚づつ暗室で集光灯（ハロゲンランプ 150Ｗ、ス
ポットサイズ30mmφ）での目視チェックにより行った。
ヘイズは標準サンプル（ＡＦＭでのＲＭＳ値２Å以下の
もの）との相対比較により検出できるので、ヘイズの検
出されたシリコン鏡面ウェーハは、予め接合工程に投入
されぬよう取り除いた。こうして、ヘイズのないシリコ
ン鏡面ウェーハのみを準備した。このうち１方のシリコ
ン鏡面ウェーハにはＷｅｔＯ2 又はＨ2 ＋Ｏ2 の雰囲気
下、 1,000℃以上 1,200℃以下で加熱処理することによ
って鏡面状態の酸化膜を形成した。次に、酸化膜を形成
したウェーハと酸化処理を加えていないシリコン鏡面ウ
ェーハを室温で相互に接触させて接合した。この接合ウ
ェーハをＷｅｔＯ2 の雰囲気下 1,100℃の熱処理を加
え、強固に結合させた。次いで、酸化膜を形成した側の
ウェーハを平面研削し約10μｍ程度の厚さまで除去し
た。この時点で、結合ウェーハにボイドの発生がないこ
とを確認した。最後に鏡面研磨、エッチング、洗浄を加
えて、厚さ３μｍの薄膜とした。こうして出来た結合ウ
ェーハにつき、ボイドの発生の有無をチェックした。結
果を表１に示す。
た６”φ（150mm φ）、Ｐ型（ボロンドープ）、方位
〈１００〉のシリコン鏡面ウェーハ２枚を用いて結合ウ
ェーハを製造することとした。まず、用いるシリコン鏡
面ウェーハ全数につきヘイズ検査を行った。ヘイズ検査
は、１枚づつ暗室で集光灯（ハロゲンランプ 150Ｗ、ス
ポットサイズ30mmφ）での目視チェックにより行った。
ヘイズは標準サンプル（ＡＦＭでのＲＭＳ値２Å以下の
もの）との相対比較により検出できるので、ヘイズの検
出されたシリコン鏡面ウェーハは、予め接合工程に投入
されぬよう取り除いた。こうして、ヘイズのないシリコ
ン鏡面ウェーハのみを準備した。このうち１方のシリコ
ン鏡面ウェーハにはＷｅｔＯ2 又はＨ2 ＋Ｏ2 の雰囲気
下、 1,000℃以上 1,200℃以下で加熱処理することによ
って鏡面状態の酸化膜を形成した。次に、酸化膜を形成
したウェーハと酸化処理を加えていないシリコン鏡面ウ
ェーハを室温で相互に接触させて接合した。この接合ウ
ェーハをＷｅｔＯ2 の雰囲気下 1,100℃の熱処理を加
え、強固に結合させた。次いで、酸化膜を形成した側の
ウェーハを平面研削し約10μｍ程度の厚さまで除去し
た。この時点で、結合ウェーハにボイドの発生がないこ
とを確認した。最後に鏡面研磨、エッチング、洗浄を加
えて、厚さ３μｍの薄膜とした。こうして出来た結合ウ
ェーハにつき、ボイドの発生の有無をチェックした。結
果を表１に示す。
【００１２】（実施例２）最終薄膜の厚さを１μｍとさ
らに極薄のものとした他は実施例１と同様にして、結合
ウェーハを製造し、ボイドの発生の有無を調べた。結果
を表１に並記した。
らに極薄のものとした他は実施例１と同様にして、結合
ウェーハを製造し、ボイドの発生の有無を調べた。結果
を表１に並記した。
【００１３】（実施例３）ヘイズ検査の方法を、集光灯
による目視から、光散乱によるパーティクルカウンター
（ＬＳ−6000：日立社製商品名）とし薄膜の厚さを 0.1
μｍとした他は実施例１と同様にして、結合ウェーハを
製造し、ボイドの発生の有無を調べ、結果を表１に並記
した。
による目視から、光散乱によるパーティクルカウンター
（ＬＳ−6000：日立社製商品名）とし薄膜の厚さを 0.1
μｍとした他は実施例１と同様にして、結合ウェーハを
製造し、ボイドの発生の有無を調べ、結果を表１に並記
した。
【００１４】（比較例）比較として、従来の工程流れ品
の薄膜化工程におけるボイドの発生率を、目標膜厚（３
μｍ、１μｍ、 0.1μｍ）ごとに表１に示しておいた。
の薄膜化工程におけるボイドの発生率を、目標膜厚（３
μｍ、１μｍ、 0.1μｍ）ごとに表１に示しておいた。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１の結果から判るように、従来は膜厚が
３μｍから１μｍないし 0.1μｍと極薄になるに従い、
ボイドの発生率が増大しているが、本発明による実施例
では、薄膜を３μｍ以下特に１μｍ以下としてもボイド
の発生がないことが判る。これは、用いるシリコン鏡面
ウェーハにヘイズがなく、マイクロラフネスがないため
局所的に結合強度が弱い部分が存在しないためである。
３μｍから１μｍないし 0.1μｍと極薄になるに従い、
ボイドの発生率が増大しているが、本発明による実施例
では、薄膜を３μｍ以下特に１μｍ以下としてもボイド
の発生がないことが判る。これは、用いるシリコン鏡面
ウェーハにヘイズがなく、マイクロラフネスがないため
局所的に結合強度が弱い部分が存在しないためである。
【００１７】
【発明の効果】本発明により３μｍ以下、特には１μｍ
以下の極薄のＳＯＩを結合ウェーハで製造する場合に問
題となる、薄膜化工程時におけるボイドの発生を有効に
防止できる。従って、材料歩留りの向上ができるととも
に、薄膜化工程までの工程の無駄をなくすことができる
結果、コストの低減に資する。また、局部的に結合強度
の弱い部分が存在しないため、信頼性が向上し、高品質
の結合ウェーハによるＳＯＩを得ることができる。
以下の極薄のＳＯＩを結合ウェーハで製造する場合に問
題となる、薄膜化工程時におけるボイドの発生を有効に
防止できる。従って、材料歩留りの向上ができるととも
に、薄膜化工程までの工程の無駄をなくすことができる
結果、コストの低減に資する。また、局部的に結合強度
の弱い部分が存在しないため、信頼性が向上し、高品質
の結合ウェーハによるＳＯＩを得ることができる。
【図１】ＳＯＩ結合ウェーハの概略製造工程図である。
【図２】ボイド発生機構を説明するための模式図であ
る。
る。
１…ベースウェーハ ２…ボンドウェーハ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/12 H01L 21/02 H01L 21/304 622 H01L 21/66
Claims (5)
- 【請求項１】 ２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少
なくとも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した
後、相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強
固に結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッ
チングして３μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウ
ェーハを製造する方法において、用いるシリコン鏡面ウ
ェーハに予めヘイズ検査を行うことを特徴とするシリコ
ン結合ウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 ２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少
なくとも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した
後、相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強
固に結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッ
チングして３μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウ
ェーハを製造する方法において、該シリコン鏡面ウェー
ハにヘイズのないものを用いることを特徴とするシリコ
ン結合ウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 ２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少
なくとも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した
後、相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強
固に結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッ
チングして１μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウ
ェーハを製造する方法において、用いるシリコン鏡面ウ
ェーハに予めヘイズ検査を行うことを特徴とするシリコ
ン結合ウェーハの製造方法。 - 【請求項４】 ２枚のシリコン鏡面ウェーハのうち、少
なくとも一方の接合面に、鏡面状態の酸化膜を形成した
後、相互に接触させて接合した後、加熱処理を加えて強
固に結合し、次いで一方のウェーハを研削、研磨、エッ
チングして１μｍ以下に薄膜化して、シリコンの結合ウ
ェーハを製造する方法において、該シリコン鏡面ウェー
ハにヘイズのないものを用いることを特徴とするシリコ
ン結合ウェーハの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４項のいずれかに記載のシリ
コン結合ウェーハの製造方法を用いて製造されるＳＯＩ
層の厚さが３μｍ以下で、かつボイド発生率が０％であ
るシリコン結合ウェーハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067810A JP2959704B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7067810A JP2959704B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08264740A JPH08264740A (ja) | 1996-10-11 |
| JP2959704B2 true JP2959704B2 (ja) | 1999-10-06 |
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ID=13355683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7067810A Expired - Lifetime JP2959704B2 (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 結合ウェーハの製造方法及びこの方法により製造された結合ウェーハ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959704B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009177077A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 直接接合ウェーハの検査方法 |
| USRE47208E1 (en) | 2009-03-18 | 2019-01-15 | Conversant Intellectual Property Management Inc. | Manufacturing method of solid-state image sensor |
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| JP2008066500A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Sumco Corp | 貼り合わせウェーハおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP7067810A patent/JP2959704B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| USRE47208E1 (en) | 2009-03-18 | 2019-01-15 | Conversant Intellectual Property Management Inc. | Manufacturing method of solid-state image sensor |
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| JPH08264740A (ja) | 1996-10-11 |
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