JP3160936B2 - ウエハの貼り合わせ方法 - Google Patents
ウエハの貼り合わせ方法Info
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- JP3160936B2 JP3160936B2 JP12245591A JP12245591A JP3160936B2 JP 3160936 B2 JP3160936 B2 JP 3160936B2 JP 12245591 A JP12245591 A JP 12245591A JP 12245591 A JP12245591 A JP 12245591A JP 3160936 B2 JP3160936 B2 JP 3160936B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏ
ｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等を製作するのに
用いるウエハの貼り合わせ方法に関するものである。
ｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等を製作するのに
用いるウエハの貼り合わせ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常ＳＯＩ基板を形成するには、図３に
示す第１のウエハ６１を用いる。第１のウエハ６１は、
単結晶シリコンウエハ６２と、この単結晶シリコンウエ
ハ６２の上面側に形成した複数の溝６３と、各溝６３の
両側の単結晶シリコンウエハ６２部分よりなるパターン
６４と、各溝６３の内部を含む単結晶シリコンウエハ６
２の上面に形成したシリコン酸化膜６５と、シリコン酸
化膜６５の上面に形成したｐｏｌｙ−Ｓｉ膜６６とによ
りなる。上記説明した第１のウエハ６１は反っているが
例えば平板状のウエハでもよい。
示す第１のウエハ６１を用いる。第１のウエハ６１は、
単結晶シリコンウエハ６２と、この単結晶シリコンウエ
ハ６２の上面側に形成した複数の溝６３と、各溝６３の
両側の単結晶シリコンウエハ６２部分よりなるパターン
６４と、各溝６３の内部を含む単結晶シリコンウエハ６
２の上面に形成したシリコン酸化膜６５と、シリコン酸
化膜６５の上面に形成したｐｏｌｙ−Ｓｉ膜６６とによ
りなる。上記説明した第１のウエハ６１は反っているが
例えば平板状のウエハでもよい。
【０００３】上記第１のウエハ６１と通常の平板な単結
晶シリコンウエハよりなる第２のウエハ（７１）とを貼
り合わせて、ＳＯＩ基板を製作する方法を図４により説
明する。図４に示すように、パターン６４を形成した側
とは反対側の面を真空チャック８１のウエハ吸着面８２
に吸着して、第１のウエハ６１を保持する。ウエハ吸着
面８２は凸球面状（曲率半径がおよそ１０ｍ）に形成さ
れている。この場合にはパターン６４を形成した側の面
が第１のウエハ６１の貼り合わせ面６７になる。そして
第２のウエハ７１の貼り合わせ面７２と第１のウエハ６
１の貼り合わせ面６７とを対向させる。
晶シリコンウエハよりなる第２のウエハ（７１）とを貼
り合わせて、ＳＯＩ基板を製作する方法を図４により説
明する。図４に示すように、パターン６４を形成した側
とは反対側の面を真空チャック８１のウエハ吸着面８２
に吸着して、第１のウエハ６１を保持する。ウエハ吸着
面８２は凸球面状（曲率半径がおよそ１０ｍ）に形成さ
れている。この場合にはパターン６４を形成した側の面
が第１のウエハ６１の貼り合わせ面６７になる。そして
第２のウエハ７１の貼り合わせ面７２と第１のウエハ６
１の貼り合わせ面６７とを対向させる。
【０００４】次いで、各貼り合わせ面６７，７２を対向
させた状態で、第１，第２のウエハ６１，７１の一部分
どうしを水素結合力により貼り合わせる。通常各貼り合
わせ面６７，７２の中央部より外周方向に向かって貼り
合わされる。このとき貼り合わされる面積は全貼り合わ
せ面積のおよそ２／３になる。そして第２のウエハ７１
は貼り合わせ面６７に沿って湾曲した状態になる。
させた状態で、第１，第２のウエハ６１，７１の一部分
どうしを水素結合力により貼り合わせる。通常各貼り合
わせ面６７，７２の中央部より外周方向に向かって貼り
合わされる。このとき貼り合わされる面積は全貼り合わ
せ面積のおよそ２／３になる。そして第２のウエハ７１
は貼り合わせ面６７に沿って湾曲した状態になる。
【０００５】続いて真空チャック８１の吸着を序々に解
除する。すると、第１のウエハ６１は弾性による復元力
により貼り合わせる前の状態（平板状態）に戻って、各
貼り合わせ面６７，７２どうしが全面に亙って水素結合
力により貼り合わされる。上記の如くして形成した貼り
合わせウエハはパターン６４側が凸球面状に反ったウエ
ハになる。
除する。すると、第１のウエハ６１は弾性による復元力
により貼り合わせる前の状態（平板状態）に戻って、各
貼り合わせ面６７，７２どうしが全面に亙って水素結合
力により貼り合わされる。上記の如くして形成した貼り
合わせウエハはパターン６４側が凸球面状に反ったウエ
ハになる。
【０００６】そして、上記方法によって形成した貼り合
わせウエハを用いてＳＯＩ基板を製作するには、まず貼
り合わせたウエハを熱処理する。その後、第２のウエハ
７１側を平坦なウエハ吸着面を有する真空チャック（図
示せず）に吸着し、第１のウエハ６１側の単結晶シリコ
ンウエハ６２を研削，研磨してシリコン酸化膜６５を露
出させる。この結果、シリコン酸化膜６５の上面にパタ
ーン６４が島状に形成されたＳＯＩ基板が完成する。
わせウエハを用いてＳＯＩ基板を製作するには、まず貼
り合わせたウエハを熱処理する。その後、第２のウエハ
７１側を平坦なウエハ吸着面を有する真空チャック（図
示せず）に吸着し、第１のウエハ６１側の単結晶シリコ
ンウエハ６２を研削，研磨してシリコン酸化膜６５を露
出させる。この結果、シリコン酸化膜６５の上面にパタ
ーン６４が島状に形成されたＳＯＩ基板が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、第１のウエハを凸球面状のウエハ吸着面に保持
した状態で第２のウエハを貼り合わせたので、貼り合わ
せたウエハは反った状態になる。このため、第１のウエ
ハに形成したパターンの寸法は例えば伸びて変化する。
したがって、従来の方法によって貼り合わせたウエハで
ＳＯＩ基板を製作した場合には、ＳＯＩ基板はそった状
態に形成され、しかもパターンの寸法は設計値と異な
る。そして、ホトリソグラフィー等によって上記ＳＯＩ
基板のパターン上に別のパターンを形成する場合には、
通常平坦なウエハ保持面を有するウエハチャックにＳＯ
Ｉ基板を保持して感光工程を行う。このとき、ウエハチ
ャックに保持したＳＯＩ基板のパターンはさらに伸ばさ
れる。このため、設計値に基づいて形成したフォトマス
クのパターンとＳＯＩ基板のパターンとに寸法差が生じ
て、マスク合わせずれが生じて不良が発生する。この結
果、歩留りが低下する。
法では、第１のウエハを凸球面状のウエハ吸着面に保持
した状態で第２のウエハを貼り合わせたので、貼り合わ
せたウエハは反った状態になる。このため、第１のウエ
ハに形成したパターンの寸法は例えば伸びて変化する。
したがって、従来の方法によって貼り合わせたウエハで
ＳＯＩ基板を製作した場合には、ＳＯＩ基板はそった状
態に形成され、しかもパターンの寸法は設計値と異な
る。そして、ホトリソグラフィー等によって上記ＳＯＩ
基板のパターン上に別のパターンを形成する場合には、
通常平坦なウエハ保持面を有するウエハチャックにＳＯ
Ｉ基板を保持して感光工程を行う。このとき、ウエハチ
ャックに保持したＳＯＩ基板のパターンはさらに伸ばさ
れる。このため、設計値に基づいて形成したフォトマス
クのパターンとＳＯＩ基板のパターンとに寸法差が生じ
て、マスク合わせずれが生じて不良が発生する。この結
果、歩留りが低下する。
【０００８】本発明は、ウエハの貼り合わせ後にパター
ンの寸法が変化しないウエハの貼り合わせ方法を提供す
ることを目的とする。
ンの寸法が変化しないウエハの貼り合わせ方法を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたウエハの貼り合わせ方法である。
すなわち、第１のウエハの貼り合わせ面の予めほぼ凸球
面状になる状態に湾曲させてかつ第２のウエハの貼り合
わせ面をほぼ凸球面状に湾曲した状態に保持するととも
に各貼り合わせ面どうしを対向させる。その後第１のウ
エハの貼り合わせ面の一部分と第２のウエハの貼り合わ
せ面の一部分とを貼り合わせて第１のウエハの貼り合わ
せ面を平坦な状態にする。次いで第２のウエハの保持を
徐々に解除して、第１，第２のウエハの貼り合わせ面ど
うしを全面に亙って貼り合わせるというウエハの貼り合
わせ方法である。
成するためになされたウエハの貼り合わせ方法である。
すなわち、第１のウエハの貼り合わせ面の予めほぼ凸球
面状になる状態に湾曲させてかつ第２のウエハの貼り合
わせ面をほぼ凸球面状に湾曲した状態に保持するととも
に各貼り合わせ面どうしを対向させる。その後第１のウ
エハの貼り合わせ面の一部分と第２のウエハの貼り合わ
せ面の一部分とを貼り合わせて第１のウエハの貼り合わ
せ面を平坦な状態にする。次いで第２のウエハの保持を
徐々に解除して、第１，第２のウエハの貼り合わせ面ど
うしを全面に亙って貼り合わせるというウエハの貼り合
わせ方法である。
【００１０】
【作用】上記ウエハの貼り合わせ方法では、パターン形
成側がほぼ凸球面状に湾曲した第１のウエハの貼り合わ
せ面の一部分と第２のウエハの貼り合わせた面の一部分
とを水素結合力によって貼り合わせる。このとき，第１
のウエハの貼り合わせ面はほぼ平坦になる。この状態
で、第２のウエハの保持を徐々に解除したので、第２の
ウエハは復元力によりもとの状態（平板状態）に戻る。
そして平板状態の第１のウエハに第２のウエハが水素結
合力により全面に亙って貼り合わされるので、第１，第
２のウエハの貼り合わせ面はほぼ平坦になる。この結
果、パターン寸法が変化することなく貼り合わせウエハ
が形成される。
成側がほぼ凸球面状に湾曲した第１のウエハの貼り合わ
せ面の一部分と第２のウエハの貼り合わせた面の一部分
とを水素結合力によって貼り合わせる。このとき，第１
のウエハの貼り合わせ面はほぼ平坦になる。この状態
で、第２のウエハの保持を徐々に解除したので、第２の
ウエハは復元力によりもとの状態（平板状態）に戻る。
そして平板状態の第１のウエハに第２のウエハが水素結
合力により全面に亙って貼り合わされるので、第１，第
２のウエハの貼り合わせ面はほぼ平坦になる。この結
果、パターン寸法が変化することなく貼り合わせウエハ
が形成される。
【００１１】
【実施例】本発明の第１実施例を図１の製造工程図およ
び図２の第１のウエハの拡大概略断面図により説明す
る。
び図２の第１のウエハの拡大概略断面図により説明す
る。
【００１２】図２に示す如く、第１のウエハ３１は、通
常のシリコンウエハ３２の上面に形成した複数の溝３３
と、各溝３３の両側の単結晶シリコンウエハ部分で形成
したパターン３４と、各溝３３の内部を含む単結晶シリ
コンウエハ３２の上面に形成したシリコン酸化膜３５
と、シリコン酸化膜３５とともにシリコンウエハ３２を
被覆する状態に形成したｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６とにより
なる。そして上記第１のウエハ３１はパターン３４側が
ほぼ凸球面状に湾曲している。
常のシリコンウエハ３２の上面に形成した複数の溝３３
と、各溝３３の両側の単結晶シリコンウエハ部分で形成
したパターン３４と、各溝３３の内部を含む単結晶シリ
コンウエハ３２の上面に形成したシリコン酸化膜３５
と、シリコン酸化膜３５とともにシリコンウエハ３２を
被覆する状態に形成したｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６とにより
なる。そして上記第１のウエハ３１はパターン３４側が
ほぼ凸球面状に湾曲している。
【００１３】通常、第１のウエハ３１を上記のように湾
曲させるには、シリコン酸化膜３５を形成した後に、例
えば低圧化学的気相成長法によりシリコン酸化膜３５と
ともにシリコンウエハ３２を被覆する状態に上記ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ膜３６を形成する。次いでパターン３４を形成
していない側のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６を所定の厚さだけ
除去する。この結果、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６の熱膨張率
とシリコンウエハ３２の熱膨張率との差によってｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ膜３６に生じる引張応力がパターン３４を形成
した側のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６に多く働くので、第１の
ウエハ３１はパターン３４を形成した側に湾曲する。
曲させるには、シリコン酸化膜３５を形成した後に、例
えば低圧化学的気相成長法によりシリコン酸化膜３５と
ともにシリコンウエハ３２を被覆する状態に上記ｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ膜３６を形成する。次いでパターン３４を形成
していない側のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６を所定の厚さだけ
除去する。この結果、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６の熱膨張率
とシリコンウエハ３２の熱膨張率との差によってｐｏｌ
ｙ−Ｓｉ膜３６に生じる引張応力がパターン３４を形成
した側のｐｏｌｙ−Ｓｉ膜３６に多く働くので、第１の
ウエハ３１はパターン３４を形成した側に湾曲する。
【００１４】第１のウエハ３１の湾曲量は、第１のウエ
ハ３１の貼り合わせ面の一部分と後述する第２のウエハ
（２１）の貼り合わせ面の一部分とを貼り合わせたとき
に、第１のウエハ３１の貼り合わせ面が平坦になるよう
に調節される。例えば、通常の５インチウエハの場合に
は、湾曲面の曲率半径がおよそ１０ｍになるように調節
する。なおこの湾曲量はウエハの径やウエハの厚さ等に
より適宜決定される。
ハ３１の貼り合わせ面の一部分と後述する第２のウエハ
（２１）の貼り合わせ面の一部分とを貼り合わせたとき
に、第１のウエハ３１の貼り合わせ面が平坦になるよう
に調節される。例えば、通常の５インチウエハの場合に
は、湾曲面の曲率半径がおよそ１０ｍになるように調節
する。なおこの湾曲量はウエハの径やウエハの厚さ等に
より適宜決定される。
【００１５】次に本発明のウエハの貼り合わせ方法に係
る一実施例を図１の製造工程図により説明する。
る一実施例を図１の製造工程図により説明する。
【００１６】図１に示すように、まず第２のウエハ２１
の貼り合わせ面２２とは反対側の面を真空チャック４３
のウエハ吸着面４４に吸着する。真空チャック４３のウ
エハ吸着面４４は凸状球面で形成する。この凸状球面の
曲率半径は例えば第１のウエハ３１の貼り合わせ面３７
の曲率半径とほぼ同等に設定する。そして上記第１のウ
エハ３１のパターン３４側の面を貼り合わせ面３７と
し、この貼り合わせ面３７と通常の単結晶シリコンウエ
ハよりなる第２のウエハ２１の貼り合わせ面２２とを対
向させる。
の貼り合わせ面２２とは反対側の面を真空チャック４３
のウエハ吸着面４４に吸着する。真空チャック４３のウ
エハ吸着面４４は凸状球面で形成する。この凸状球面の
曲率半径は例えば第１のウエハ３１の貼り合わせ面３７
の曲率半径とほぼ同等に設定する。そして上記第１のウ
エハ３１のパターン３４側の面を貼り合わせ面３７と
し、この貼り合わせ面３７と通常の単結晶シリコンウエ
ハよりなる第２のウエハ２１の貼り合わせ面２２とを対
向させる。
【００１７】その後、第１のウエハ３１の貼り合わせ面
３７の一部分と第２のウエハ２１の貼り合わせ面２２の
一部分とを水素結合力によって貼り合わせる。このとき
各貼り合わせ面２２，３７はともに湾曲しているので、
通常各貼り合わせ面２２，３７のほぼ中央部より貼り合
わされる。そして全貼り合わせ面積のおよそ１／３が貼
り合わされて、第１のウエハ３１の貼り合わせ面３７は
ほぼ平坦な状態になる。
３７の一部分と第２のウエハ２１の貼り合わせ面２２の
一部分とを水素結合力によって貼り合わせる。このとき
各貼り合わせ面２２，３７はともに湾曲しているので、
通常各貼り合わせ面２２，３７のほぼ中央部より貼り合
わされる。そして全貼り合わせ面積のおよそ１／３が貼
り合わされて、第１のウエハ３１の貼り合わせ面３７は
ほぼ平坦な状態になる。
【００１８】続いて真空チャック４３による第２のウエ
ハ２１の吸着を徐々に解除する。このとき、第２のウエ
ハ２１は弾性による復元力によってもとの平板状態に戻
る。そして水素結合力により貼り合わせ面２２は、その
中央部側より周縁部方向に向かってかつ全面に亙って、
貼り合わせ面３７に貼り合わされる。この結果、各貼り
合わせ面２２，３７が平坦な状態で貼り合わされるの
で、第１実施例で説明したと同様に、第１，第２ウエハ
３１，２１を貼り合わせて形成したウエハは反らない。
よってパターン３４の寸法は変化しないので設計値にな
る。
ハ２１の吸着を徐々に解除する。このとき、第２のウエ
ハ２１は弾性による復元力によってもとの平板状態に戻
る。そして水素結合力により貼り合わせ面２２は、その
中央部側より周縁部方向に向かってかつ全面に亙って、
貼り合わせ面３７に貼り合わされる。この結果、各貼り
合わせ面２２，３７が平坦な状態で貼り合わされるの
で、第１実施例で説明したと同様に、第１，第２ウエハ
３１，２１を貼り合わせて形成したウエハは反らない。
よってパターン３４の寸法は変化しないので設計値にな
る。
【００１９】上記実施例で説明した方法により製作した
貼り合わせウエハで、例えば前記パターン３４を有する
ＳＯＩ基板を形成し、その後リソグラフィー工程の感光
工程でＳＯＩ基板に別のパターンを形成した場合には、
別のパターンを形成するためのマスクパターンとＳＯＩ
基板のパターン３４とのずれは生じない。この結果、マ
スク合わせずれがなくなるので、歩留りの向上が図れ
る。
貼り合わせウエハで、例えば前記パターン３４を有する
ＳＯＩ基板を形成し、その後リソグラフィー工程の感光
工程でＳＯＩ基板に別のパターンを形成した場合には、
別のパターンを形成するためのマスクパターンとＳＯＩ
基板のパターン３４とのずれは生じない。この結果、マ
スク合わせずれがなくなるので、歩留りの向上が図れ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のウエハの
貼り合わせ方法によれば、第１，第２のウエハとを初め
に接触させて貼り合わせたときに第１のウエハをほぼ平
坦な状態にし、その後第２のウエハの保持を徐々に解除
して残りの部分を貼り合わせたので、貼り合わせ面はほ
ぼ平坦になる。この結果、パターンは変化しない。よっ
て、寸法精度の優れたパターンを有する貼り合わせウエ
ハができる。
貼り合わせ方法によれば、第１，第２のウエハとを初め
に接触させて貼り合わせたときに第１のウエハをほぼ平
坦な状態にし、その後第２のウエハの保持を徐々に解除
して残りの部分を貼り合わせたので、貼り合わせ面はほ
ぼ平坦になる。この結果、パターンは変化しない。よっ
て、寸法精度の優れたパターンを有する貼り合わせウエ
ハができる。
【図１】一実施例の製造工程図である。
【図２】一実施例の第１のウエハの拡大概略断面図であ
る。
る。
【図３】従来例の第１のウエハの拡大概略断面図であ
る。
る。
【図４】従来例の製造工程図である。
２１ 第２のウエハ ２２ 貼り合わせ面 ３１ 第１のウエハ ３４ パターン ３７ 貼り合わせ面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮沢 芳宏 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−182239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−145839（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/02
Claims (1)
- 【請求項１】 貼り合わせ面側にパターンを形成した第
１のウエハとパターンを形成しない第２のウエハとを貼
り合わせるウエハの貼り合わせ方法であって、 前記第１のウエハの貼り合わせ面を予めほぼ凸球面状に
なる状態に湾曲させてかつ前記第２のウエハの貼り合わ
せ面をほぼ凸球面状に湾曲した状態に保持するとともに
各貼り合わせ面どうしを対向させ、 その後前記第１のウエハの貼り合わせ面の一部分と前記
第２のウエハの貼り合わせ面の一部分とを貼り合わせて
第１のウエハの貼り合わせ面をほぼ平坦な状態にし、 次いで前記第２のウエハの保持を徐々に解除して前記第
１，第２のウエハの貼り合わせ面どうしを全面に亙って
貼り合わせることを特徴とするウエハの貼り合わせ方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245591A JP3160936B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | ウエハの貼り合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12245591A JP3160936B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | ウエハの貼り合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324613A JPH04324613A (ja) | 1992-11-13 |
| JP3160936B2 true JP3160936B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=14836275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12245591A Expired - Fee Related JP3160936B2 (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | ウエハの貼り合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160936B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174164A (ja) | 1997-08-27 | 1999-03-16 | Canon Inc | 基板処理装置、基板支持装置及び基板処理方法並びに基板の製造方法 |
| WO2002056352A1 (fr) * | 2001-01-15 | 2002-07-18 | Lintec Corporation | Appareil d'assemblage et procede d'assemblage |
| FR2962594B1 (fr) * | 2010-07-07 | 2012-08-31 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de collage par adhesion moleculaire avec compensation de desalignement radial |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP12245591A patent/JP3160936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04324613A (ja) | 1992-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |