JPH03106012A - 半導体装置の製造方法およびその方法を実施する製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法およびその方法を実施する製造装置Info
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- JPH03106012A JPH03106012A JP24390489A JP24390489A JPH03106012A JP H03106012 A JPH03106012 A JP H03106012A JP 24390489 A JP24390489 A JP 24390489A JP 24390489 A JP24390489 A JP 24390489A JP H03106012 A JPH03106012 A JP H03106012A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
複数の半導体基板の重ね合わせを含む半導体装置の製造
方法に関し、 高い位置合わせ精度を備え、自動化することの容易な基
板重ね合わせ工程を含む半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とし、 所定の位置に開口窓を有する第１表面層を備えた第１半
導体基板と、対応する位置に開口窓を有する第２表面層
を備えた第２半導体基板とを準備する工程と、第１半導
体基板と第２半導体基板とを重ね合わせる工程と、各半
導体基板の半導体には高い透過率を有し、該表面層には
より低い透過率を有する波長の光を、第１半導体基板と
第２半導体基板とを通して透過させ、第１および第２の
半導体基板の位置合わせを行う工程とを含むように構戒
する． ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法および製造装置に関し、
特に複数の半導体基板の重ね合わせを含む半導体装置の
製造方法に関する． シリコン基板ないしは表面に酸化膜を形成したシリコン
基板を複数枚重ね合わせ、高温熱処理を行うことによっ
て貼り合わせる技術が開発されている．絶縁体上の半導
体層（ＳＯＩ）を形成し、寄生容量の小さな半導体装置
を実現する．このような複数の半導体基板の重合わせを
含む半導体装置において、各半導体基板に何等かのパタ
ーン構造を形成し、精度良く重ね合わせて立体的半導体
装置を作成することができれば利用価値は高い．［従来
の技術１ 従来は、複数の半導体基板を重ね合わせて利用すること
はほとんどなかっな． 複数のシリコン基板を張り合わせてＳＯＴ基板を作戊す
る場合も、各基板は未だパターン構造のないものであり
、位置合わせの必要性はほとんどなかった． 何等かの理由により位置合わせをする場合も、目視で行
えば足りる程度であった， Ｅ発明が解決しようとする課題コ 本出願人は、パターン構造を有する複数の基板を重ね合
わせ、より立体的配線の可能な半導体装置を実現するこ
とを提案する． それぞれにパターンを形成した複数の半導体基板を重ね
合わせる際には、位置合わせ精度が要求される． 本発明の目的は、高い位置合わせ精度を備え、自動化す
ることの容易な基板重ね合わせ工程を含む半導体装置の
製造方法を提供することである．［課題を解決するため
の手段］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の原理説明図である． 第１図（Ａ）に示すように、第１表面層２を有する第１
半導体基板１と第２表面層５を有する第２半導体基板４
とを重ね合わせる．ここで、第１表面層２は所定の開口
窓３を有し、第２表面７１５は対応する位置に開口窓６
を有する． たとえば、半導体基板はシリコン基板であり、表面層は
シリコン酸化膜である． 重ね合わせた第１半導体基板１、第２半導体基板４を通
して、光源７から光８を照射し、光検出器９で受光する
．この光８の波長は、第１半導体基板１と第２半導体基
板４とは透明であり、第１表面層２と第２表面層５とは
吸収性である波長に選ぶ．たとえば、両材料のギャップ
波長の中間の波長に選ぶ。
方法に関し、 高い位置合わせ精度を備え、自動化することの容易な基
板重ね合わせ工程を含む半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とし、 所定の位置に開口窓を有する第１表面層を備えた第１半
導体基板と、対応する位置に開口窓を有する第２表面層
を備えた第２半導体基板とを準備する工程と、第１半導
体基板と第２半導体基板とを重ね合わせる工程と、各半
導体基板の半導体には高い透過率を有し、該表面層には
より低い透過率を有する波長の光を、第１半導体基板と
第２半導体基板とを通して透過させ、第１および第２の
半導体基板の位置合わせを行う工程とを含むように構戒
する． ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造方法および製造装置に関し、
特に複数の半導体基板の重ね合わせを含む半導体装置の
製造方法に関する． シリコン基板ないしは表面に酸化膜を形成したシリコン
基板を複数枚重ね合わせ、高温熱処理を行うことによっ
て貼り合わせる技術が開発されている．絶縁体上の半導
体層（ＳＯＩ）を形成し、寄生容量の小さな半導体装置
を実現する．このような複数の半導体基板の重合わせを
含む半導体装置において、各半導体基板に何等かのパタ
ーン構造を形成し、精度良く重ね合わせて立体的半導体
装置を作成することができれば利用価値は高い．［従来
の技術１ 従来は、複数の半導体基板を重ね合わせて利用すること
はほとんどなかっな． 複数のシリコン基板を張り合わせてＳＯＴ基板を作戊す
る場合も、各基板は未だパターン構造のないものであり
、位置合わせの必要性はほとんどなかった． 何等かの理由により位置合わせをする場合も、目視で行
えば足りる程度であった， Ｅ発明が解決しようとする課題コ 本出願人は、パターン構造を有する複数の基板を重ね合
わせ、より立体的配線の可能な半導体装置を実現するこ
とを提案する． それぞれにパターンを形成した複数の半導体基板を重ね
合わせる際には、位置合わせ精度が要求される． 本発明の目的は、高い位置合わせ精度を備え、自動化す
ることの容易な基板重ね合わせ工程を含む半導体装置の
製造方法を提供することである．［課題を解決するため
の手段］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の原理説明図である． 第１図（Ａ）に示すように、第１表面層２を有する第１
半導体基板１と第２表面層５を有する第２半導体基板４
とを重ね合わせる．ここで、第１表面層２は所定の開口
窓３を有し、第２表面７１５は対応する位置に開口窓６
を有する． たとえば、半導体基板はシリコン基板であり、表面層は
シリコン酸化膜である． 重ね合わせた第１半導体基板１、第２半導体基板４を通
して、光源７から光８を照射し、光検出器９で受光する
．この光８の波長は、第１半導体基板１と第２半導体基
板４とは透明であり、第１表面層２と第２表面層５とは
吸収性である波長に選ぶ．たとえば、両材料のギャップ
波長の中間の波長に選ぶ。
従って、第１表面層２の開口窓３と第２表面層５の開口
窓６との位置合わせの状態に応じて第工図（Ｂ）に示す
ような透過光の強度分布が得られる。
窓６との位置合わせの状態に応じて第工図（Ｂ）に示す
ような透過光の強度分布が得られる。
透過光の強度分布に基いて、駆動手段１０により基板１
を水平方向に移動させ、両基板の位置合せを行う． 第１図（Ｂ）において、両開の高いレベルの強度は基板
がない状態を示し、中間の高いレベルは、第１表面層２
と第２表面層５のいずれもが存在しない開口窓３、６の
重なった領域を表わす．また、低いレベルの領域は、第
■表面層２または第２表面層５が存在するため光が吸収
される領域を表わす． なお、２枚の基板を重ね合わせる場合を説明したが、基
板は３枚以上でもよい．また表面層は基板の上測に在っ
ても、下測に在ってもよい．また開口窓は位置合わせの
可能なエッジを有すればよく、閉じた形状である必要は
ない． ［作用コ 第１半導体基板１上の第１表面層２と第２半導体基板４
上の第２表面層５とがそれぞれ対応する位置に開口窓３
、６を有するので、両者が重なって位置合わせがなされ
た時には、開口窓も重なり、透過光は高いレベルになる
．従って、複数の半導体基板を透過した透過光の強度分
布を調べることによって、これらの基板の位置合わせの
状態を知ることができる ［実施例］ 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に本発明の１実施例を示
す． 第２図（Ａ）がｉ成を示す．たとえば、ｎ一型シリコン
基板１１の表面に開口１３を有するシリコン酸化膜ｌ２
を形成し、ｐ一型シリコン基板１４の表面に開口１６を
有するシリコン酸化ＷＡ１５を形成して、それぞれを別
個に制御可能なＸＹステージに載置する。たとえばグロ
ーバランプから構或される赤外光源１７から赤外線１８
を発し、必要に応じてフィルタを通して所定波長の光を
取出し、ｎ一型シリコン基板１１およびｐ一型シリコン
基板１４に照射し、たとえばトリーグリシンーサルフェ
ート（ＴＧＳ）からなる赤外線検出器ｌ９で検出する．
この赤外光源１７と赤外線検出器１９とはそれぞれ移動
可能なように保持されている。たとえば、波長９μｍの
光を取出して照射する。たとえば波長９μｍの光は、シ
リコンはほとんど吸収なく透過するが酸化シリコンにお
いては吸収される．従って、ある程度以上の厚さを有す
るシリコン酸化膜を有する領域においては、波長９μｍ
の光は透過できず、透過光強度はほとんどＯになる． 開口１３と開口１６とが重なり合うように位置を調節し
つつ、赤外光源１７と赤外検出器１９とを走査して、開
口１３、ｌ６を含む領域を測定した光強度分布例を第２
図（Ｂ）、第２図（Ｃ）に示す． 第２図（Ｂ）はウェーハ間の位置合わせずれがない場合
の透過光の強度分布を示す．基板のない状態では、反射
体も吸収体もないので（空気による吸収、およびシリコ
ン中の格子間酸素による吸収等は無視する）、光はほぼ
１００％受光される．シリコン基板上にシリコン酸化膜
が存在する領域では、その高い吸収係数のなめ、透過率
はほぼ０％になる．シリコン酸化膜１５とシリコン酸化
膜１２との開口窓が合っている場合には、光路上には半
導体（シリコン）のみが存在する．上述のようにシリコ
ンは波長９μｍの光に透明なので、反射成分を除き、光
は透過する．このため図に示すように、透過光強度が上
昇する．この透過光パターンを検出することによって、
２枚の半導体基板の位置合わせの状態を知ることができ
る．第２図（Ｃ）は位置合わせがずれている場合の透過
光強度分布を示す．半導体基板１１、１４の表面のシリ
コン酸化ＷＡ１２とシリコン酸化膜１５との位置合わせ
がずれて、いずれの領域においても、少なくとも１方の
シリコン酸化膜が存在する場合である．入射光はシリコ
ン酸化Ｍ１２、１５によって吸収されてしまい、半導体
基板表面内において透過光強度が顕著に上昇する領域は
ない．開口１３、１６が１部でも重なり合うと、透過光
強度が上昇する領域が発生する．位置合わせか最良の状
態になった時に透過光強度の積分値も最大になる．位置
合わせ精度としては、波長の短い光を用いる方が有利で
ある． このような位置合わせが製造工程中に必要な、複数の半
導体基板の重ね合わせによって形成される半導体装置の
製造工程の例を第３図（Ａ）〜（Ｇ）を参照して説明す
る． まず、第３図＜Ａ）を参照して説明すると、一方の半導
体基板２１は、たとえば直径１００１１、（１００）面
、抵抗率１０ΩＣｌのｐ一型シリコン基板である．この
ｐ一型シリコン基板２１の表面を約９００℃でウエット
酸化し、厚さ約０、１μｍのシリコン酸化膜２２を形或
する．このシリコン酸化膜２２の上にホトレジスト層（
図示せず）を塗布し、パターンを現像して開口を形成し
、たとえば加速電圧１６０ＫｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １
０ ”ＣＩｌ−２の燐のイオン注入を行い、ｎ一型領
域２５を形或する．その後、ｎ一型領域２５作成用のレ
ジストマスクを除去し、新たなレジスト層を塗布して別
の位置に開口を形威し、加速電圧約１６０ＫｅＶ、ドー
ズ量５ Ｘ １ ０ １６ｃ１−２のボロンのイオン注
入を行ってｐ十型領域２つを形成する．その後、レジス
トマスクは除去する．次に１２００℃で約５時間ドライ
Ｎ２雰囲気でアニールする．その後、第３図（Ｂ）に示
すように、ρ一型シリコン基板２１を約１１００℃でウ
エット酸化し、厚さ約１μｍの厚いシリコン酸化膜３２
を形戊する．この厚いシリコン酸化膜３２をバターニン
グし、いくつかの貫通口３３を形成する．次に、この貫
通口３３によって露出されたシリコン基板上にエビタキ
シャル成長を行う．たとえば約１１００℃でジクロルシ
ラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ ２ ）ガスを用いてノンドープ
のエビタキシャル層を約１μｍ戊長ずる．エビタキシャ
ル成長後、全面をホトレジスト層によって覆う．このレ
ジスト層に開口を設けて、たとえば図中左端に示すエビ
タキシャル層３６のみを露出する．ここで、たとえば加
速エネルギ１２０ＫｅＶ、ドーズ量５ ｘ １ ０ １
５ｃｒａ−２の燐のイオン注入を行って、露出したエビ
タキシャル層３６をｎ十型領域にする．その後レジス１
・マスクは除去する， その後、同様に別のレジスト層を塗布し、開口を形成し
、中央部の２つのエビタキシャル成長層３９を露出して
、加速エネルギ約１２０ＫｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １
０ １６Ｃｌ’のボロンのイオン注入を行い、ｐ十型領
域３つを形或する．その後、レジストマスクを除去する
．なお、右側に示すエビタキシャル層３４はノンドープ
のままにしておく．その後、１１００″Ｃ乾燥酸素中で
約６０秒アニ−ル処理を行う．その後、貫通口３３上に
薄く形成されたシリコン酸化膜を弗酸処理によって除去
する．その後、表面を研＠ｊ，て平坦化する．第３図（
Ｃ）に示すように、別にｎ一型シリコン基板４１を準備
する．たとえば、直径１００■、面方位（１００）、抵
抗率１０ΩＣｌｌのｎ一型シリコン基板を用意する．こ
のｎ一型シリコン基板の表面を、たとえば１０００℃で
ウェット酸化し、厚さ約１μｍの厚いシリコン酸化膜４
２を形戒する．その後、表面にレジストマスクを形成し
、シリコン酸化膜４２をバターニングし、引き続きシリ
コン基板内部に約１μｍ入る穴（ヴイアホール）４３を
エッチングする．この穴４３の中にスビンオングラス（
ＳＯＧ＞を塗布する．従って、形成した溝内にシリコン
酸化物領域２５が形成される．その後、約１ ０００℃
で約３０分間ドライＮ２雰囲気でアニールする． アニール後、第３図（Ｄ）に示すように、表面のシリコ
ン酸化膜４２を除去してシリコン基板４１の表面を露出
する．酸化膜を除去した基板４１上にレジストマスクを
形成し、加速エネルギ約６０ＫｅＶ、ト−ス量５×ｌＯ
１５ＣＩ１−２ノアンチモンノイオン注入を行って、ｎ
十型領域４８を形成する．イオン注入後１２００℃で約
１０分間ドライ０２雰囲気でアニールを行う．この際形
成される酸化膜を次に除去する． 次に、レジストマスクを形戊し、加速エネルギ約６ ０
ＫｅＶドーズ量５ Ｘ １ ０ １５Ｃｌ−”の燐の
イオン注入を行い、ｎ十型領域５ｌを形成する．さらに
レジストマスクを形成し、加速エネルギ約６０ＫｅＶ、
ドーズ量５ Ｘ １ ０ １５Ｃ『２でボロンのイオン
注入を行ってｐ十型領域５２を形戊する。その後、１１
００℃乾燥酸素中で約６０秒アニール処理を行う．この
際形或される薄い酸化膜を除去する．その後、シリコン
基板４１の表面を研磨して平坦化する．このようにして
表面にスピンオングラスによる酸化物領域４５とｎ十型
領域４８、５１およびＰ十型領域５２を備えたｎ一型シ
リコン基板４１が作成される． 以上の工程によって準備した第３図（Ｂ）に示すｐ一型
基板２１と第３図（Ｄ）に示すｎ一型基板４ｌとを第３
図（Ｅ）に示すように、それぞれの表面を対向させて重
ね合わせる． ｐ一型基板２１とｎ一型基板４１との相互の位置を合わ
せた後、乾燥窒素中で約１０００℃から１３００゜Ｃ、
１時間のアニール処理を行い、両基板を貼り合わせる．
この位置合わせの際、第２図（Ａ）に示したような赤外
線による位置合わせを行う．位置合わせ後の高温熱処理
によって２枚のシリコン基板２１．４１は貼り合わせら
れる．その後、第３図（Ｆ）に示すようにｎ一型基板４
１測の表面を研磨して、スビンオングラス領域４５が現
れるまで削る．すなわち、スビンオングラスによる酸化
物領域４５は、研磨の際のストツバとして働く．このよ
うにして、第３図（Ｆ）に示すような構造を得る． その後、研磨した面の上にｎ一型のエビタキシャル成長
を行い、そのエビタキシャル層５０の内に第３図（Ｇ）
に示すような構造を作成する．図中、右開に示されるの
がバイボーラ構造であり、図中左方に示されるのが接合
容量である．また、図中中央部に示されているのは、ｐ
十型領域を用いた半導体基板内の配線層である． 以上、２枚のシリコン基板の貼り合わせ基板による集積
回路装置の例を説明したが、半導体はシリコンに限らず
、基板は２枚に限らない．また、貼り合わせなくても、
重ね合わせるものであればよい． 以上、実施例にそって説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない．たとえば種々の変更、改良、組
み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう． ［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、複数の半導体基
板を精度良く位置合わせすることができるので、高精度
の半導体装置を提供することができる． また、位置合わせを機械的に行うことができるので、プ
ロセスを自動化するのに有利である．
を水平方向に移動させ、両基板の位置合せを行う． 第１図（Ｂ）において、両開の高いレベルの強度は基板
がない状態を示し、中間の高いレベルは、第１表面層２
と第２表面層５のいずれもが存在しない開口窓３、６の
重なった領域を表わす．また、低いレベルの領域は、第
■表面層２または第２表面層５が存在するため光が吸収
される領域を表わす． なお、２枚の基板を重ね合わせる場合を説明したが、基
板は３枚以上でもよい．また表面層は基板の上測に在っ
ても、下測に在ってもよい．また開口窓は位置合わせの
可能なエッジを有すればよく、閉じた形状である必要は
ない． ［作用コ 第１半導体基板１上の第１表面層２と第２半導体基板４
上の第２表面層５とがそれぞれ対応する位置に開口窓３
、６を有するので、両者が重なって位置合わせがなされ
た時には、開口窓も重なり、透過光は高いレベルになる
．従って、複数の半導体基板を透過した透過光の強度分
布を調べることによって、これらの基板の位置合わせの
状態を知ることができる ［実施例］ 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に本発明の１実施例を示
す． 第２図（Ａ）がｉ成を示す．たとえば、ｎ一型シリコン
基板１１の表面に開口１３を有するシリコン酸化膜ｌ２
を形成し、ｐ一型シリコン基板１４の表面に開口１６を
有するシリコン酸化ＷＡ１５を形成して、それぞれを別
個に制御可能なＸＹステージに載置する。たとえばグロ
ーバランプから構或される赤外光源１７から赤外線１８
を発し、必要に応じてフィルタを通して所定波長の光を
取出し、ｎ一型シリコン基板１１およびｐ一型シリコン
基板１４に照射し、たとえばトリーグリシンーサルフェ
ート（ＴＧＳ）からなる赤外線検出器ｌ９で検出する．
この赤外光源１７と赤外線検出器１９とはそれぞれ移動
可能なように保持されている。たとえば、波長９μｍの
光を取出して照射する。たとえば波長９μｍの光は、シ
リコンはほとんど吸収なく透過するが酸化シリコンにお
いては吸収される．従って、ある程度以上の厚さを有す
るシリコン酸化膜を有する領域においては、波長９μｍ
の光は透過できず、透過光強度はほとんどＯになる． 開口１３と開口１６とが重なり合うように位置を調節し
つつ、赤外光源１７と赤外検出器１９とを走査して、開
口１３、ｌ６を含む領域を測定した光強度分布例を第２
図（Ｂ）、第２図（Ｃ）に示す． 第２図（Ｂ）はウェーハ間の位置合わせずれがない場合
の透過光の強度分布を示す．基板のない状態では、反射
体も吸収体もないので（空気による吸収、およびシリコ
ン中の格子間酸素による吸収等は無視する）、光はほぼ
１００％受光される．シリコン基板上にシリコン酸化膜
が存在する領域では、その高い吸収係数のなめ、透過率
はほぼ０％になる．シリコン酸化膜１５とシリコン酸化
膜１２との開口窓が合っている場合には、光路上には半
導体（シリコン）のみが存在する．上述のようにシリコ
ンは波長９μｍの光に透明なので、反射成分を除き、光
は透過する．このため図に示すように、透過光強度が上
昇する．この透過光パターンを検出することによって、
２枚の半導体基板の位置合わせの状態を知ることができ
る．第２図（Ｃ）は位置合わせがずれている場合の透過
光強度分布を示す．半導体基板１１、１４の表面のシリ
コン酸化ＷＡ１２とシリコン酸化膜１５との位置合わせ
がずれて、いずれの領域においても、少なくとも１方の
シリコン酸化膜が存在する場合である．入射光はシリコ
ン酸化Ｍ１２、１５によって吸収されてしまい、半導体
基板表面内において透過光強度が顕著に上昇する領域は
ない．開口１３、１６が１部でも重なり合うと、透過光
強度が上昇する領域が発生する．位置合わせか最良の状
態になった時に透過光強度の積分値も最大になる．位置
合わせ精度としては、波長の短い光を用いる方が有利で
ある． このような位置合わせが製造工程中に必要な、複数の半
導体基板の重ね合わせによって形成される半導体装置の
製造工程の例を第３図（Ａ）〜（Ｇ）を参照して説明す
る． まず、第３図＜Ａ）を参照して説明すると、一方の半導
体基板２１は、たとえば直径１００１１、（１００）面
、抵抗率１０ΩＣｌのｐ一型シリコン基板である．この
ｐ一型シリコン基板２１の表面を約９００℃でウエット
酸化し、厚さ約０、１μｍのシリコン酸化膜２２を形或
する．このシリコン酸化膜２２の上にホトレジスト層（
図示せず）を塗布し、パターンを現像して開口を形成し
、たとえば加速電圧１６０ＫｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １
０ ”ＣＩｌ−２の燐のイオン注入を行い、ｎ一型領
域２５を形或する．その後、ｎ一型領域２５作成用のレ
ジストマスクを除去し、新たなレジスト層を塗布して別
の位置に開口を形威し、加速電圧約１６０ＫｅＶ、ドー
ズ量５ Ｘ １ ０ １６ｃ１−２のボロンのイオン注
入を行ってｐ十型領域２つを形成する．その後、レジス
トマスクは除去する．次に１２００℃で約５時間ドライ
Ｎ２雰囲気でアニールする．その後、第３図（Ｂ）に示
すように、ρ一型シリコン基板２１を約１１００℃でウ
エット酸化し、厚さ約１μｍの厚いシリコン酸化膜３２
を形戊する．この厚いシリコン酸化膜３２をバターニン
グし、いくつかの貫通口３３を形成する．次に、この貫
通口３３によって露出されたシリコン基板上にエビタキ
シャル成長を行う．たとえば約１１００℃でジクロルシ
ラン（ＳｉＨ２ Ｃｌ ２ ）ガスを用いてノンドープ
のエビタキシャル層を約１μｍ戊長ずる．エビタキシャ
ル成長後、全面をホトレジスト層によって覆う．このレ
ジスト層に開口を設けて、たとえば図中左端に示すエビ
タキシャル層３６のみを露出する．ここで、たとえば加
速エネルギ１２０ＫｅＶ、ドーズ量５ ｘ １ ０ １
５ｃｒａ−２の燐のイオン注入を行って、露出したエビ
タキシャル層３６をｎ十型領域にする．その後レジス１
・マスクは除去する， その後、同様に別のレジスト層を塗布し、開口を形成し
、中央部の２つのエビタキシャル成長層３９を露出して
、加速エネルギ約１２０ＫｅＶ、ドーズ量Ｉ Ｘ １
０ １６Ｃｌ’のボロンのイオン注入を行い、ｐ十型領
域３つを形或する．その後、レジストマスクを除去する
．なお、右側に示すエビタキシャル層３４はノンドープ
のままにしておく．その後、１１００″Ｃ乾燥酸素中で
約６０秒アニ−ル処理を行う．その後、貫通口３３上に
薄く形成されたシリコン酸化膜を弗酸処理によって除去
する．その後、表面を研＠ｊ，て平坦化する．第３図（
Ｃ）に示すように、別にｎ一型シリコン基板４１を準備
する．たとえば、直径１００■、面方位（１００）、抵
抗率１０ΩＣｌｌのｎ一型シリコン基板を用意する．こ
のｎ一型シリコン基板の表面を、たとえば１０００℃で
ウェット酸化し、厚さ約１μｍの厚いシリコン酸化膜４
２を形戒する．その後、表面にレジストマスクを形成し
、シリコン酸化膜４２をバターニングし、引き続きシリ
コン基板内部に約１μｍ入る穴（ヴイアホール）４３を
エッチングする．この穴４３の中にスビンオングラス（
ＳＯＧ＞を塗布する．従って、形成した溝内にシリコン
酸化物領域２５が形成される．その後、約１ ０００℃
で約３０分間ドライＮ２雰囲気でアニールする． アニール後、第３図（Ｄ）に示すように、表面のシリコ
ン酸化膜４２を除去してシリコン基板４１の表面を露出
する．酸化膜を除去した基板４１上にレジストマスクを
形成し、加速エネルギ約６０ＫｅＶ、ト−ス量５×ｌＯ
１５ＣＩ１−２ノアンチモンノイオン注入を行って、ｎ
十型領域４８を形成する．イオン注入後１２００℃で約
１０分間ドライ０２雰囲気でアニールを行う．この際形
成される酸化膜を次に除去する． 次に、レジストマスクを形戊し、加速エネルギ約６ ０
ＫｅＶドーズ量５ Ｘ １ ０ １５Ｃｌ−”の燐の
イオン注入を行い、ｎ十型領域５ｌを形成する．さらに
レジストマスクを形成し、加速エネルギ約６０ＫｅＶ、
ドーズ量５ Ｘ １ ０ １５Ｃ『２でボロンのイオン
注入を行ってｐ十型領域５２を形戊する。その後、１１
００℃乾燥酸素中で約６０秒アニール処理を行う．この
際形或される薄い酸化膜を除去する．その後、シリコン
基板４１の表面を研磨して平坦化する．このようにして
表面にスピンオングラスによる酸化物領域４５とｎ十型
領域４８、５１およびＰ十型領域５２を備えたｎ一型シ
リコン基板４１が作成される． 以上の工程によって準備した第３図（Ｂ）に示すｐ一型
基板２１と第３図（Ｄ）に示すｎ一型基板４ｌとを第３
図（Ｅ）に示すように、それぞれの表面を対向させて重
ね合わせる． ｐ一型基板２１とｎ一型基板４１との相互の位置を合わ
せた後、乾燥窒素中で約１０００℃から１３００゜Ｃ、
１時間のアニール処理を行い、両基板を貼り合わせる．
この位置合わせの際、第２図（Ａ）に示したような赤外
線による位置合わせを行う．位置合わせ後の高温熱処理
によって２枚のシリコン基板２１．４１は貼り合わせら
れる．その後、第３図（Ｆ）に示すようにｎ一型基板４
１測の表面を研磨して、スビンオングラス領域４５が現
れるまで削る．すなわち、スビンオングラスによる酸化
物領域４５は、研磨の際のストツバとして働く．このよ
うにして、第３図（Ｆ）に示すような構造を得る． その後、研磨した面の上にｎ一型のエビタキシャル成長
を行い、そのエビタキシャル層５０の内に第３図（Ｇ）
に示すような構造を作成する．図中、右開に示されるの
がバイボーラ構造であり、図中左方に示されるのが接合
容量である．また、図中中央部に示されているのは、ｐ
十型領域を用いた半導体基板内の配線層である． 以上、２枚のシリコン基板の貼り合わせ基板による集積
回路装置の例を説明したが、半導体はシリコンに限らず
、基板は２枚に限らない．また、貼り合わせなくても、
重ね合わせるものであればよい． 以上、実施例にそって説明したが、本発明はこれらに限
定されるものではない．たとえば種々の変更、改良、組
み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう． ［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、複数の半導体基
板を精度良く位置合わせすることができるので、高精度
の半導体装置を提供することができる． また、位置合わせを機械的に行うことができるので、プ
ロセスを自動化するのに有利である．
第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の原理説明図であり、第
１図（Ａ）を配置を示す概略断面図、第１図（Ｂ）は透
過光の強度分布を示すグラフ、第２図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）は本発明の１実施例を説明するための図であり、
第２図（Ａ＞は位置合わせ工程の構成を説明するための
概略断面図、第２図（Ｂ）、（Ｃ）は重ね合わせた基板
を通しての透過光強度分布を示すグラフ、第３図＜Ａ）
〜（Ｇ）は本発明の実施例による半専体装置の製造工程
を示す断面図である．１２ ■３ １ ４ １５ ｌ６ １７ １ ８ １９ シリコン酸化膜 開口 ｐ一型シリコン基板 シリコン酸化膜 開口 赤外光源 赤外線 赤外線検出器 図において、 １ ２ ３、６ ４ ５ ７ ８ ９ １１ 第１半導体基板 第１表面層 開口窓 第２半導体基板 第２表面層 光源 光 光検出器 ｎ一型シリコン基板 （Ａ）配置 （Ｂ）透過光強度分布 本発明の原理説明図 （Ａ）イオン注入 （Ｂ）エビ成長 （Ｃ）酸化物領域形戚 実施例による半導体装置の製造工程 第３図（その１） （Ａ）構成 （Ｂ）位１合ｂせずれのない場合 （Ｃ）位１合わせずれのある場合 実施例による基板の重ね会わせ （Ｄ）イオン注入 Ｚ （Ｅ）貼り合わせ （Ｆ）研磨 実施例による半導体装置の製造工程 第３図（その２）
１図（Ａ）を配置を示す概略断面図、第１図（Ｂ）は透
過光の強度分布を示すグラフ、第２図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）は本発明の１実施例を説明するための図であり、
第２図（Ａ＞は位置合わせ工程の構成を説明するための
概略断面図、第２図（Ｂ）、（Ｃ）は重ね合わせた基板
を通しての透過光強度分布を示すグラフ、第３図＜Ａ）
〜（Ｇ）は本発明の実施例による半専体装置の製造工程
を示す断面図である．１２ ■３ １ ４ １５ ｌ６ １７ １ ８ １９ シリコン酸化膜 開口 ｐ一型シリコン基板 シリコン酸化膜 開口 赤外光源 赤外線 赤外線検出器 図において、 １ ２ ３、６ ４ ５ ７ ８ ９ １１ 第１半導体基板 第１表面層 開口窓 第２半導体基板 第２表面層 光源 光 光検出器 ｎ一型シリコン基板 （Ａ）配置 （Ｂ）透過光強度分布 本発明の原理説明図 （Ａ）イオン注入 （Ｂ）エビ成長 （Ｃ）酸化物領域形戚 実施例による半導体装置の製造工程 第３図（その１） （Ａ）構成 （Ｂ）位１合ｂせずれのない場合 （Ｃ）位１合わせずれのある場合 実施例による基板の重ね会わせ （Ｄ）イオン注入 Ｚ （Ｅ）貼り合わせ （Ｆ）研磨 実施例による半導体装置の製造工程 第３図（その２）
Claims (2)
- （１）、所定の位置に開口窓（３）を有する第１表面層
（２）を備えた第１半導体基板（１）と、対応する位置
に開口窓（６）を有する第２表面層（５）を備えた第２
半導体基板（４）とを準備する工程と、 第１半導体基板（１）と第２半導体基板（４）とを重ね
合わせる工程と、 各半導体基板（１、４）の半導体には高い透過率を有し
、該表面層（２、５）にはより低い透過率を有する波長
の光（８）を、第１半導体基板（１）と第２半導体基板
（４）とを通して透過させ、第１および第２の半導体基
板（１、４）の位置合わせを行う工程と を含む半導体装置の製造方法。 - （２）、所定の位置に開口窓を有する第１表面層（２）
を備えた第１半導体基板（１）と、対応する位置に開口
窓を有する第２表面層（５）を備えた第２半導体層（４
）とを対向させて水平方向に移動自在に保持し、 各半導体基板の半導体には高い透過率を有し、該表面層
にはより低い透過率を有する波長の光（８）を前記対向
した第１、第２の半導体基板に照射する光源（７）と、 該第１、第２の半導体基板を透過した光の強度を検出す
る光検出器（９）とを具備し、 前記透過光を利用して前記第１、第２の半導体基板の重
ね合せの位置決めを行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24390489A JPH03106012A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体装置の製造方法およびその方法を実施する製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24390489A JPH03106012A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体装置の製造方法およびその方法を実施する製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106012A true JPH03106012A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17110732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24390489A Pending JPH03106012A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体装置の製造方法およびその方法を実施する製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03106012A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT406100B (de) * | 1996-08-08 | 2000-02-25 | Thallner Erich | Kontaktbelichtungsverfahren zur herstellung von halbleiterbausteinen |
| JP2008172093A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 |
| JP2012084881A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Soytec | 接続構造体を実現するためのプロセス |
| JP5343847B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2013-11-13 | 株式会社ニコン | ウェハ貼り合せ装置、ウェハ貼り合せ方法 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24390489A patent/JPH03106012A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT406100B (de) * | 1996-08-08 | 2000-02-25 | Thallner Erich | Kontaktbelichtungsverfahren zur herstellung von halbleiterbausteinen |
| JP2008172093A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置の製造装置 |
| JP5343847B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2013-11-13 | 株式会社ニコン | ウェハ貼り合せ装置、ウェハ貼り合せ方法 |
| JP2012084881A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Soytec | 接続構造体を実現するためのプロセス |
| US9224704B2 (en) | 2010-10-14 | 2015-12-29 | Soitec | Process for realizing a connecting structure |
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