JP3573237B2

JP3573237B2 - 張り合わせ用支持基板およびその作製方法

Info

Publication number: JP3573237B2
Application number: JP19295996A
Authority: JP
Inventors: 圭小松; 悦郎森田
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JPH1022186A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は張り合わせ用支持基板およびその作製方法、例えば張り合わせＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板の支持基板として用いられる張り合わせ用支持基板およびその作製方法に関する。ここに、張り合わせ基板とは、支持基板と活性層基板との間に酸化膜を介在させた張り合わせＳＯＩ基板と、酸化膜を介在させない張り合わせ基板（直接張り合わせ基板）と、これらの間にポリシリコン層を介在させた張り合わせ基板と、を含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＳＯＩの作製方法の一つとして支持基板に絶縁層を介して活性層基板を張り合わせる方法がある。この方法では、張り合わせ用支持基板では活性層基板が張り合わされる面は高平坦度が要求されている。例えば、この支持基板の張り合わせ面はＴＴＶ（ＴｏｔａｌＴｈｉｃｋｎｅｓｓＶａｒｉａｔｉｏｎ）で０．５μｍ未満の平坦度が要求される。
【０００３】
従来の張り合わせ用支持基板（ＢｏｎｄｅｄＷａｆｅｒ：Ｂ板）の作製は以下の２通りの方法のいずれかで行われていた。すなわち、ラップドウェーハ（ｌａｐｐｅｄｓｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒ）をエッチングした後、このエッチドウェーハ（ｅｔｃｈｅｄｓｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒ）の両面を鏡面研磨する方法である。この両面鏡面ウェーハをＢ板として活性層用のＡ板（ＡｃｔｉｖｅＷａｆｅｒ）と張り合わせていたものである。または、このエッチドウェーハを電解ドレス研削し、この片側の研削面を研磨することにより、高平坦度（ＴＴＶで０．５μｍ未満）の片面を有するＢ板を作製していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の張り合わせ用支持基板の作製方法にあっては、以下の課題を有していた。前者の方法では、シリコンウェーハの研磨量が過大となっていた。例えば、ウェーハの片面で１５μｍの研磨が必要であり、その両面では３０μｍ以上の研磨が必要であった。また、この研磨のための装置が高価である。一方、後者の方法では、Ｂ板についてＦｅの汚染があった。電解ドレス研削では、ボンディング材（Ｆｅ）を溶かしながら研削が行われるからである。
【０００５】
そこで、発明者は、エッチドウェーハの研削方法について鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得た。すなわち、従来、レジノイド研削砥石にあっては、＃１０００以下の低番手の砥粒の場合は、エッチドウェーハを研削することができるが、それより高番手の砥粒では研削することができない。また、エッチドウェーハの研削後の表面を５μｍだけ研磨したとき、張り合わせ可能な面となるか否かについても、ビトリファイド研削砥石とレジノイド研削砥石とのそれぞれについて研究した。その結果、＃２０００よりも高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石での研削したシリコンウェーハの研磨面には、研削痕が残らず、張り合わせが可能となることを知見した。
【０００６】
【発明の目的】
この発明の目的は、研磨量が少なくて済む張り合わせ用支持基板の作製方法を提供することである。また、張り合わせ用支持基板の安価な作製方法を提供することを、その目的としている。また、Ｆｅ汚染がない張り合わせ用支持基板およびその作製方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、エッチング後の半導体ウェーハの片面を、＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削した後、この研削面を研磨した張り合わせ用支持基板である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、エッチング後の半導体ウェーハの表面を＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削する工程と、この半導体ウェーハの研削面を鏡面研磨する工程と、を含む張り合わせ用支持基板の作製方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、エッチング後の半導体ウェーハの表面を＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削する工程と、この研削面をレジノイド研削砥石を用いて研削する工程と、さらに、この研削面を鏡面研磨する工程と、を含む張り合わせ用支持基板の作製方法である。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、張り合わせ用支持基板は、鏡面研磨されて平坦度が高められているため、活性層基板と張り合わされて張り合わせ基板（例えば張り合わせＳＯＩ）を作製することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、ラップされた半導体ウェーハの表裏両面に所定のエッチングが施される。そして、このエッチング後の半導体ウェーハの表面を、＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削する。例えば３μｍの厚さの研削でＴＴＶを０．５μｍ未満とすることができる。さらに、この半導体ウェーハの研削面を鏡面研磨する。例えば７μｍの厚さだけ鏡面研磨する。この結果、例えば１０μｍの厚さを研削・研磨することで所定の平坦度を有する、張り合わせ基板（例えば張り合わせＳＯＩ）の支持基板となる半導体ウェーハを作製することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、エッチング後の半導体ウェーハの表面を＃２０００よりも高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて例えば３μｍだけ研削する。次に、この結果としてダメージが付与された研削面を＃２０００の砥粒を有するレジノイド研削砥石を使用して例えばさらに５μｍだけ研削する。そして、この研削面を５μｍだけ鏡面研磨する。この結果、所定の平坦度を有する半導体ウェーハを作製することができ、この半導体ウェーハを張り合わせ基板の支持基板として用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例に係る張り合わせ用支持基板の作製方法を図面を参照して説明する。図１〜図２はこの発明の一実施例に係るシリコンウェーハ（張り合わせ用支持基板）の表面の平坦度の測定結果を示す図である。
【００１４】
まず、磁器質のボンディング材を用いて砥粒を結合したビトリファイド研削砥石を準備する。このビトリファイド研削砥石を使用して、エッチングされたシリコンウェーハ（支持基板）の表面の研削を行う。このときのエッチドウェーハ表面（エッチング面）の平坦度はＴＴＶで２μｍとする。使用するビトリファイド研削砥石は＃２０００以上、好ましくは＃３０００〜＃４０００の砥粒を結合した研削砥石を用いる。そして、この研削砥石（＃４０００のビトリファイド研削砥石）でシリコンウェーハ表面を３μｍだけ研削する。その結果、研削面の平坦度はＴＴＶで０．３５μｍとなる。図１および図２はこの状態での研削面のＡＤＥ測定の結果を示している。
【００１５】
この後、このシリコンウェーハの研削面をさらに７μｍ分だけ公知の研磨機（片面研磨機）を使用して鏡面研磨する。このシリコンウェーハの研磨面のＴＴＶは０．４０μｍとなる。すなわち、このシリコンウェーハは研削・研磨の工程でトータルで１０μｍの厚さだけ、そのエッチング面から除去される。
【００１６】
または、上記研削・研磨に替えて公知の２軸研削機を使用して以下の研削を行う。すなわち、研削機の１軸にはビトリファイド研削砥石（＃４０００）を、他の１軸にはレジノイド研削砥石（＃２０００）をそれぞれ装着しておく。そして、エッチング後のシリコンウェーハの表面を上記ビトリファイド研削砥石で３μｍだけ研削し、続いて上記レジノイド研削砥石で２〜５μｍの厚さだけ研削する。さらに、公知の研磨機を使用してこの研削面を例えば５μｍの厚さ分だけ鏡面研磨する。この結果、高平坦度（ＴＴＶで０．４０μｍ程度）を有する張り合わせ基板（張り合わせＳＯＩ）の支持基板用ウェーハを得ることができる。
【００１７】
図３には番手の異なるビトリファイド研削砥石による研削を行った場合に生じる研削マークを除去するために、この後必要な研磨量を示している。すなわち、＃２０００の砥粒を有するビトリファイド研削砥石でエッチドウェーハを研削した場合、約７μｍの研磨を行うことで研削マークが除去されるものである。つまり、高番手の砥粒を有する研削砥石ほど、研削後の研磨量は少なくて良いこととなる。
【００１８】
次に、図４には従来の電解ドレス研削による場合のウェーハ表面のＦｅ汚染と、この発明の一実施例に係るビトリファイド研削砥石での研削による場合のウェーハ表面のＦｅ汚染と、を測定した結果を併せて示している。このＦｅ汚染の測定は公知の方法で行った。
【００１９】
また、図５には、研磨量の増加が研磨面の平坦度（ＴＴＶ）に及ぼす結果を示している。すなわち、シリコンウェーハ表面の研磨量が増加するほど、その表面平坦度は悪化するものである。よって、研磨量を低減することがウェーハ表面の平坦度を高めることになる。この意味でも、上記高番手の砥粒を有する研削砥石での研削は有利である。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、エッチドウェーハに対する研削・研磨での除去量が少なくなる。したがって、安価に張り合わせ用支持基板を作製することができる。また、その際のウェーハ表面にＦｅ汚染がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハの研削面の平坦度を示す模式的な平面図である。
【図２】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハの研削面の平坦度を示す模式的な斜視図である。
【図３】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハ研削面の研削マークを除去するための鏡面研磨での研磨量と、研削砥石との関係を示すグラフである。
【図４】この発明の一実施例に係る作製方法によるシリコンウェーハ表面のＦｅ汚染を示すグラフである。
【図５】この発明の一実施例に係る作製方法によるシリコンウェーハ表面の研磨量とＴＴＶとの関係を示すグラフである。

Claims

エッチング後の半導体ウェーハの片面を、＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削した後、この研削面を研磨した張り合わせ用支持基板。
エッチング後の半導体ウェーハの表面を＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削する工程と、
この半導体ウェーハの研削面を鏡面研磨する工程と、を含む張り合わせ用支持基板の作製方法。
エッチング後の半導体ウェーハの表面を＃２０００より高番手の砥粒を有するビトリファイド研削砥石を用いて研削する工程と、
この研削面をレジノイド研削砥石を用いて研削する工程と、
さらに、この研削面を鏡面研磨する工程と、を含む張り合わせ用支持基板の作製方法。