JP3098670B2 - 張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法 - Google Patents
張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法Info
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- JP3098670B2 JP3098670B2 JP06069076A JP6907694A JP3098670B2 JP 3098670 B2 JP3098670 B2 JP 3098670B2 JP 06069076 A JP06069076 A JP 06069076A JP 6907694 A JP6907694 A JP 6907694A JP 3098670 B2 JP3098670 B2 JP 3098670B2
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- wafer
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は張り合わせ用半導体ウェ
ーハの研磨表面粗さの管理方法、詳しくはパーティクル
カウンタでのヘイズレベルの測定値に基づいた張り合わ
せ用のシリコンウェーハの研磨表面の粗さの管理方法に
関する。
ーハの研磨表面粗さの管理方法、詳しくはパーティクル
カウンタでのヘイズレベルの測定値に基づいた張り合わ
せ用のシリコンウェーハの研磨表面の粗さの管理方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハの張り合わせ技術では、
そのウェーハの研磨表面の表面粗さが重要である。従
来、この張り合わせ用のシリコンウェーハの研磨表面粗
さ（マイクロラフネス）の測定は、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉ
ｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微
鏡）により行っていた。このＡＦＭは、容器内で被測定
物の表面と探針の先端とを微小間隔を置いて対向させ、
被測定物および探針を構成する各々の原子の間に働く原
子間力を機械的変位に変換することにより、その表面の
凹凸を測定している。すなわち、ＡＦＭ測定により表面
粗さを測定し、この測定値に基づいて管理していた。一
定の表面粗さより高度に平坦なウェーハのみを用いて張
り合わせを行っていたものである。
そのウェーハの研磨表面の表面粗さが重要である。従
来、この張り合わせ用のシリコンウェーハの研磨表面粗
さ（マイクロラフネス）の測定は、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉ
ｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微
鏡）により行っていた。このＡＦＭは、容器内で被測定
物の表面と探針の先端とを微小間隔を置いて対向させ、
被測定物および探針を構成する各々の原子の間に働く原
子間力を機械的変位に変換することにより、その表面の
凹凸を測定している。すなわち、ＡＦＭ測定により表面
粗さを測定し、この測定値に基づいて管理していた。一
定の表面粗さより高度に平坦なウェーハのみを用いて張
り合わせを行っていたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＦＭ
測定ではウェーハ研磨表面の一部を局所的に測定するも
のに過ぎず、ウェーハ研磨表面全面の測定結果を得るの
に相当な手間と時間とがかかっていた（実際には全面の
測定は不可能であった）。よって、局所的測定値に基づ
いて張り合わせを行うと、張り合わせの不良が頻繁に発
生していた。
測定ではウェーハ研磨表面の一部を局所的に測定するも
のに過ぎず、ウェーハ研磨表面全面の測定結果を得るの
に相当な手間と時間とがかかっていた（実際には全面の
測定は不可能であった）。よって、局所的測定値に基づ
いて張り合わせを行うと、張り合わせの不良が頻繁に発
生していた。
【０００４】例えば、図３は、このヘイズレベルの面内
分布と張り合わせおよび熱処理後のボイドとの関係を示
している。この図に示すように、ＡＦＭ測定によれば十
分に平坦とされ、室温で張り合わされた状態では、その
接合面にボイドが発生していない張り合わせウェーハで
あっても、その後の接合熱処理（１１００℃×２時間）
を行うとウェーハ面内に所定のボイドが生じる。ボイド
測定は透過赤外線もしくは超音波探傷測定による。そこ
で、このウェーハについてのヘイズレベルの測定結果を
参照すると、ボイドはヘイズレベルが８０ｐｐｍ以上と
高い位置に発生していることがわかる。このことから、
ＡＦＭ測定に替えてヘイズレベルで表面粗さの管理を行
うことにより、張り合わせを良好に行うことができるこ
とを知見した。
分布と張り合わせおよび熱処理後のボイドとの関係を示
している。この図に示すように、ＡＦＭ測定によれば十
分に平坦とされ、室温で張り合わされた状態では、その
接合面にボイドが発生していない張り合わせウェーハで
あっても、その後の接合熱処理（１１００℃×２時間）
を行うとウェーハ面内に所定のボイドが生じる。ボイド
測定は透過赤外線もしくは超音波探傷測定による。そこ
で、このウェーハについてのヘイズレベルの測定結果を
参照すると、ボイドはヘイズレベルが８０ｐｐｍ以上と
高い位置に発生していることがわかる。このことから、
ＡＦＭ測定に替えてヘイズレベルで表面粗さの管理を行
うことにより、張り合わせを良好に行うことができるこ
とを知見した。
【０００５】そこで、本発明は、半導体ウェーハの研磨
表面全面の表面粗さの測定を迅速に行うことができる張
り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法を
得ることを、その目的としている。また、本発明は、ウ
ェーハ全面の表面粗さの測定を行うことにより、張り合
わせ不良の発生をなくすことを、その目的としている。
表面全面の表面粗さの測定を迅速に行うことができる張
り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法を
得ることを、その目的としている。また、本発明は、ウ
ェーハ全面の表面粗さの測定を行うことにより、張り合
わせ不良の発生をなくすことを、その目的としている。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面にレーザ光
を照射してその散乱光量／入射光量の測定を行い、散乱
光量／入射光量の測定値が８０ｐｐｍ以下の場合、その
半導体ウェーハを用いて張り合わせを行う張り合わせ用
半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法である。例え
ば「ＳＳ６２００」のヘイズレベルで８０ｐｐｍ以下の
ウェーハを用いて張り合わせを行う。張り合わせは室温
で行い、その後、所定の熱処理を施す。
は、張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面にレーザ光
を照射してその散乱光量／入射光量の測定を行い、散乱
光量／入射光量の測定値が８０ｐｐｍ以下の場合、その
半導体ウェーハを用いて張り合わせを行う張り合わせ用
半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法である。例え
ば「ＳＳ６２００」のヘイズレベルで８０ｐｐｍ以下の
ウェーハを用いて張り合わせを行う。張り合わせは室温
で行い、その後、所定の熱処理を施す。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記張り
合わせ用半導体ウェーハは表面にポリシリコン膜を被着
した請求項１に記載した張り合わせ用半導体ウェーハの
研磨表面粗さの管理方法である。
合わせ用半導体ウェーハは表面にポリシリコン膜を被着
した請求項１に記載した張り合わせ用半導体ウェーハの
研磨表面粗さの管理方法である。
【０００９】
【作用】このような表面粗さの管理方法によれば、半導
体ウェーハの研磨表面全面についてその表面粗さを迅速
に評価することができる。例えばパーティクルカウンタ
（テンコール社製「サーフスキャンＳＳ６２００」等）
での散乱光量／入射光量の値（ヘイズレベル）により表
面粗さを管理するものとする。このヘイズレベルが「Ｓ
Ｓ６２００」にて８０ｐｐｍ以下であれば表面粗さは充
分に平坦であるとする。よって、図１に示すように、こ
の８０ｐｐｍを基準値として表面粗さの管理を行うこと
ができる。すなわち、ポリシリコンウェーハにあってポ
リシリコン膜を研磨した後（Ｓ１）、洗浄し（Ｓ２）、
パーティクルカウンタ（ＳＳ６２００）にてヘイズレベ
ルを測定する（Ｓ３）。測定値が基準値を超える場合は
（Ｓ４でＮＯ）、再度研磨工程（Ｓ１）にそのポリシリ
コンウェーハを投入する。基準値以下の場合（Ｓ４でＹ
ＥＳ）は次の張り合わせ工程（Ｓ５）にポリシリコンウ
ェーハを供給するものである。なお、上記パーティクル
カウンタとは異なる種類、タイプのものにあっては、ヘ
イズレベルが散乱光量／入射光量で表されていないこと
がある。しかし、このパーティクルカウンタのヘイズレ
ベルは、上記パーティクルカウンタ（ＳＳ６２００）の
ヘイズレベルと直線的対応関係にあるので、ＳＳ６２０
０のヘイズレベルに換算することにより、表面粗さを測
定することができる。
体ウェーハの研磨表面全面についてその表面粗さを迅速
に評価することができる。例えばパーティクルカウンタ
（テンコール社製「サーフスキャンＳＳ６２００」等）
での散乱光量／入射光量の値（ヘイズレベル）により表
面粗さを管理するものとする。このヘイズレベルが「Ｓ
Ｓ６２００」にて８０ｐｐｍ以下であれば表面粗さは充
分に平坦であるとする。よって、図１に示すように、こ
の８０ｐｐｍを基準値として表面粗さの管理を行うこと
ができる。すなわち、ポリシリコンウェーハにあってポ
リシリコン膜を研磨した後（Ｓ１）、洗浄し（Ｓ２）、
パーティクルカウンタ（ＳＳ６２００）にてヘイズレベ
ルを測定する（Ｓ３）。測定値が基準値を超える場合は
（Ｓ４でＮＯ）、再度研磨工程（Ｓ１）にそのポリシリ
コンウェーハを投入する。基準値以下の場合（Ｓ４でＹ
ＥＳ）は次の張り合わせ工程（Ｓ５）にポリシリコンウ
ェーハを供給するものである。なお、上記パーティクル
カウンタとは異なる種類、タイプのものにあっては、ヘ
イズレベルが散乱光量／入射光量で表されていないこと
がある。しかし、このパーティクルカウンタのヘイズレ
ベルは、上記パーティクルカウンタ（ＳＳ６２００）の
ヘイズレベルと直線的対応関係にあるので、ＳＳ６２０
０のヘイズレベルに換算することにより、表面粗さを測
定することができる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を以下図面を参照して説明す
る。図２は「ＳＳ６２００」のヘイズレベルによる散乱
光量／入射光量（横軸）と接合熱処理後のボイド発生率
（縦軸）との関係を示すグラフである。所定の研磨（４
軸研磨機、研磨剤のアミンは０．０１重量％、２５℃、
２０分）を施したウェーハ（ポリシリコン膜付、ＣＺウ
ェーハ）表面を、「ＳＳ６２００」で測定し、ヘイズレ
ベルを得る。その後、研磨面同士を重ね合わせて室温で
張り合わせた後、接合熱処理（１１００℃、２時間）を
行い、超音波（ＵＳ）測定によってボイド発生を検出し
たものである。この場合、ヘイズレベル測定による６イ
ンチウェーハ全面の表面粗さの管理は例えば１分程度で
行うことができる。このグラフに示すように、散乱光量
／入射光量の値が８０ｐｐｍ以下ではボイドの発生がな
く、良好な張り合わせウェーハを得ることができる。
る。図２は「ＳＳ６２００」のヘイズレベルによる散乱
光量／入射光量（横軸）と接合熱処理後のボイド発生率
（縦軸）との関係を示すグラフである。所定の研磨（４
軸研磨機、研磨剤のアミンは０．０１重量％、２５℃、
２０分）を施したウェーハ（ポリシリコン膜付、ＣＺウ
ェーハ）表面を、「ＳＳ６２００」で測定し、ヘイズレ
ベルを得る。その後、研磨面同士を重ね合わせて室温で
張り合わせた後、接合熱処理（１１００℃、２時間）を
行い、超音波（ＵＳ）測定によってボイド発生を検出し
たものである。この場合、ヘイズレベル測定による６イ
ンチウェーハ全面の表面粗さの管理は例えば１分程度で
行うことができる。このグラフに示すように、散乱光量
／入射光量の値が８０ｐｐｍ以下ではボイドの発生がな
く、良好な張り合わせウェーハを得ることができる。
【００１１】使用した「サーフスキャン，ＳＳ６２０
０」は、レーザ光を横方向に走査し、レーザ光は自動的
に感度を一定に保てるものである。ウェーハはレーザ光
が表面を貫通する方向に動く。ウェーハ表面で反射され
たレーザ光はパーティクルの有無によりライトコレクタ
（凹面鏡）でフォトマルチプライヤに集光される。強度
の変化として、パーティクルの有無の判定と、サイズを
計測するものである。
０」は、レーザ光を横方向に走査し、レーザ光は自動的
に感度を一定に保てるものである。ウェーハはレーザ光
が表面を貫通する方向に動く。ウェーハ表面で反射され
たレーザ光はパーティクルの有無によりライトコレクタ
（凹面鏡）でフォトマルチプライヤに集光される。強度
の変化として、パーティクルの有無の判定と、サイズを
計測するものである。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係る管理方法によれば、張り合
わせ用半導体ウェーハの研磨表面の表面全面について迅
速に表面粗さの管理を行うことができる。そして、この
結果を利用して良好な張り合わせを行うことができる。
わせ用半導体ウェーハの研磨表面の表面全面について迅
速に表面粗さの管理を行うことができる。そして、この
結果を利用して良好な張り合わせを行うことができる。
【図１】本発明に係る半導体ウェーハの表面粗さの管理
方法を示すフローチャートである。
方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例に係るウェーハの表面粗さと
張り合わせ不良との関係を説明するためのグラフであ
る。
張り合わせ不良との関係を説明するためのグラフであ
る。
【図３】従来のヘイズレベル測定による表面粗さの面内
分布とボイド発生との関係を説明するための平面図であ
る。
分布とボイド発生との関係を説明するための平面図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 大井 浩之 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 原田 均 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 菅原 誠 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 岡田 千鶴子 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−264460（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−202110（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 G01B 11/30 H01L 21/66
Claims (2)
- 【請求項１】 張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面
にレーザ光を照射してその散乱光量／入射光量の測定を
行い、この散乱光量／入射光量の測定値が８０ｐｐｍ以
下の場合、その半導体ウェーハを用いて張り合わせを行
う張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方
法。 - 【請求項２】 上記張り合わせ用半導体ウェーハは表面
にポリシリコン膜を被着した請求項１に記載した張り合
わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06069076A JP3098670B2 (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06069076A JP3098670B2 (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249599A JPH07249599A (ja) | 1995-09-26 |
| JP3098670B2 true JP3098670B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=13392136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06069076A Expired - Lifetime JP3098670B2 (ja) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | 張り合わせ用半導体ウェーハの研磨表面粗さの管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098670B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5461007A (en) * | 1994-06-02 | 1995-10-24 | Motorola, Inc. | Process for polishing and analyzing a layer over a patterned semiconductor substrate |
| JP3653622B2 (ja) * | 1997-05-27 | 2005-06-02 | 株式会社日鉱マテリアルズ | ＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ超格子構造層を含む化合物半導体エピタキシャルウェハの評価方法 |
| US6593238B1 (en) | 2000-11-27 | 2003-07-15 | Motorola, Inc. | Method for determining an endpoint and semiconductor wafer |
| JP2004087768A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Ｓｏｉウエーハの製造方法 |
| 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 |
| JP2019113312A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 皮膜の検査方法及び装置並びに皮膜の形成方法 |
-
1994
- 1994-03-14 JP JP06069076A patent/JP3098670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07249599A (ja) | 1995-09-26 |
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